(57)【要約】【課題】還元剤の変質を抑制し、還元剤がインジェクタ内で詰まるのを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供すること。【解決手段】排気管１には、選択還元ＮＯｘ触媒３と、還元剤貯蔵タンク４の還元剤２を排気ガスに噴射するインジェクタ５とを備え、エンジンの停止時には、大気切替弁６，１２を閉鎖し、かつ、プレッシャレギュレータ９を開放することで、配管７の還元剤２および配管１０の冷却媒体を自然循環させて還元剤２の過剰加熱を防止する。これにより、還元剤２の変質を抑制し、詰まりを抑制できる。【選択図】      図１
2004293494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出される窒素酸化物を還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、
前記還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、
前記還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を前記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤貯蔵タンクと前記還元剤添加手段とに接続され還元剤の通路となる還元剤通路と、
を備え、前記還元剤添加手段から還元剤を添加してＮＯｘ還元を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記還元剤の変質を抑制する還元剤変質抑制手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記還元剤の温度を検出する還元剤温度検出手段を備え、当該還元剤温度検出手段により還元剤の温度が所定値以上になったことを検出したときに前記還元剤変質抑制手段を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記還元剤変質抑制手段は、少なくとも前記還元剤添加手段を含む範囲で還元剤を循環させる還元剤循環通路を備え、当該還元剤循環通路にて還元剤を循環させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
開放時に前記還元剤貯蔵タンク内の圧力を大気圧に切り替える大気切替弁と、
少なくとも前記還元剤添加手段を含む範囲で還元剤を循環させる還元剤循環通路と、
還元剤の循環圧力を調節する調圧弁と、
を備え、
前記還元剤変質抑制手段は、前記還元剤循環通路にて還元剤を循環させる際に前記大気切替弁を閉鎖し、かつ、前記調圧弁を開放することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記還元剤変質抑制手段は、還元剤の変質を抑制する時に、還元剤添加手段への還元剤の供給圧力を通常時よりも高くする還元剤加圧手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記還元剤変質抑制手段は、内燃機関の運転停止後に実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出される窒素酸化物を還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、
前記還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、
前記還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を前記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤貯蔵タンクと前記還元剤添加手段とに接続され還元剤の通路となる還元剤通路と、
を備え、前記還元剤添加手段から還元剤を添加してＮＯｘ還元を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記還元剤を冷却することによって変質を抑制する還元剤変質抑制手段を備え、当該還元剤変質抑制手段は内燃機関の運転停止後に実行されることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関から排出される排気ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘと記す）を浄化する内燃機関の排気浄化装置に関し、さらに詳しくは、還元剤の変質を抑制し、還元剤がインジェクタ内で詰まるのを抑制できる内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
脱硝触媒として、たとえば酸素過剰雰囲気で、かつ還元剤の存在下においてＮＯｘを還元または分解して浄化する選択還元ＮＯｘ触媒がある。この選択還元ＮＯｘ触媒は、リーン空燃比で燃焼可能なディーゼル・エンジンやリーン・バーン・ガソリン・エンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯｘを還元剤を用いて浄化する触媒として知られている。また、排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの酸素濃度が低下すると吸蔵したＮＯｘを放出・還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒も知られている。
【０００３】
このような脱硝触媒を用いてＮＯｘ還元を行う従来の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出されるＮＯｘを還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、この還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を上記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ噴射するインジェクタとを備え、このインジェクタから還元剤を噴射するものが知られている。
【０００４】
また、可能な限り広い運転領域でＮＯｘの浄化を行うために、排気通路に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を設けるとともに、尿素添加により選択還元が行われる尿素選択還元触媒とを備え、内燃機関のほぼ全運転領域での排気浄化を２つの触媒で互いに補完しながら行うようにした技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、上記インジェクタの耐熱性能向上の観点から、当該インジェクタに冷却水を循環させてこれを冷却する内燃機関の排気浄化装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。また、インジェクタに還元剤を供給する制御弁に還元剤を循環させて冷却し、制御弁への排気通路の熱影響を排除して制御弁の作動信頼性を確保する内燃機関の排気浄化装置が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、排気ガスと接触して高温になるインジェクタ内で還元剤が気化することによりインジェクタのベーパーロックが生じることを防止するために、インジェクタ近傍の配管周囲に冷却水を流通する冷却通路を設け、インジェクタに供給される還元剤を冷却するようにした内燃機関の排気浄化装置が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２６５８２８号公報
【特許文献２】
特開平９−９６２１２号公報
【特許文献３】
特開２０００−２４０４３６号公報
【特許文献４】
特開平７−１０２９５０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の内燃機関の排気浄化装置は、インジェクタから還元剤を脱硝触媒に噴射する場合に、この噴射量の精度を確保するとともに燃費のロスを低減するために、極力、低圧で噴射していた。この低圧噴射のため、還元剤が熱履歴により変質し、インジェクタ内で詰まってしまう虞があるという課題があった。
【０００９】
たとえば、還元剤が尿素水の場合、排気ガスの熱によってインジェクタが所定温度に加熱され所定時間経過すると、尿素水の形態が変化し、水溶解困難であって重合し分解しにくい変質物であるビウレットやシアヌル酸等が形成され、これがインジェクタ内で堆積してしまう虞があった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、還元剤の変質を抑制し、還元剤がインジェクタ内で詰まるのを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出される窒素酸化物を還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、前記還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を前記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ添加する還元剤添加手段と、前記還元剤貯蔵タンクと前記還元剤添加手段とに接続され還元剤の通路となる還元剤通路とを備え、前記還元剤添加手段から還元剤を添加してＮＯｘ還元を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記還元剤の変質を抑制する還元剤変質抑制手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、この発明によれば、還元剤の変質を抑制することで、還元剤添加手段における還元剤の詰まりを抑制できるので、ＮＯｘ還元を確実に行うことができ、排気ガスを浄化できる。
【００１３】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、前記還元剤の温度を検出する還元剤温度検出手段を備え、当該還元剤温度検出手段により還元剤の温度が所定値以上になったことを検出したときに前記還元剤変質抑制手段を実行することを特徴とするものである。
【００１４】
したがって、この発明によれば、還元剤の変質が生じる温度条件時にのみ当該変質を抑制できるので、変質抑制処理に伴うエネルギー消費を抑制することができる。
【００１５】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、前記還元剤変質抑制手段は、少なくとも前記還元剤添加手段を含む範囲で還元剤を循環させる還元剤循環通路を備え、当該還元剤循環通路にて還元剤を循環させることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、この発明によれば、少なくとも還元剤添加手段を含む還元剤循環通路で還元剤を循環して冷却することで、還元剤の変質を抑制することができる。特に、高温の排気ガスに曝される還元剤添加手段において還元剤の変質を抑制できることは、還元剤の詰まり抑制にきわめて有用である。
【００１７】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、開放時に前記還元剤貯蔵タンク内の圧力を大気圧に切り替える大気切替弁と、少なくとも前記還元剤添加手段を含む範囲で還元剤を循環させる還元剤循環通路と、還元剤の循環圧力を調節する調圧弁とを備え、前記還元剤変質抑制手段は、前記還元剤循環通路にて還元剤を循環させる際に前記大気切替弁を閉鎖し、かつ、前記調圧弁を開放することを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、この発明によれば、内燃機関の停止後であっても、高温の排気ガスに曝された還元剤添加手段内の高温の還元剤を、その温度差によって還元剤循環通路にて自然循環させることにより、還元剤を冷却してその変質還元剤循環通路にてを抑制でき、還元剤が還元剤添加手段内で詰まるのを抑制できる。
【００１９】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、前記還元剤変質抑制手段は、還元剤の変質を抑制する時に、還元剤添加手段への還元剤の供給圧力を通常時よりも高くする還元剤加圧手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
したがって、この発明によれば、還元剤の噴射圧力を通常時よりも上昇させ、その飽和蒸気圧を増大させることで還元剤の変質を抑制でき、詰まりを抑制できる。
【００２１】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、前記還元剤変質抑制手段は、内燃機関の運転停止後に実行されることを特徴とするものである。ここで、「運転停止後」とは、イグニションスイッチオフによる機関停止要求後を含む意味である。
【００２２】
したがって、この発明によれば、内燃機関の運転停止後であっても、停止直前まで高温の排気ガスに曝された還元剤添加手段内の還元剤をたとえば循環させることにより冷却できるので、還元剤の変質を抑制でき、詰まりを抑制できる。
【００２３】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出される窒素酸化物を還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、前記還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を前記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ添加する還元剤添加手段と、前記還元剤貯蔵タンクと前記還元剤添加手段とに接続され還元剤の通路となる還元剤通路とを備え、前記還元剤添加手段から還元剤を添加してＮＯｘ還元を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記還元剤を冷却することによって変質を抑制する還元剤変質抑制手段を備え、当該還元剤変質抑制手段は内燃機関の運転停止後に実行されることを特徴とするものである。ここで、「運転停止後」とは、イグニションスイッチオフによる機関停止要求後を含む意味である。
【００２４】
したがって、この発明によれば、内燃機関の運転停止後であっても、停止直前まで高温の排気ガスに曝された還元剤添加手段内の還元剤を還元剤変質抑制手段によって確実に冷却できるので、還元剤の変質を抑制でき、詰まりを抑制できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態は、本発明を車両用ディーゼル・エンジンに適用した態様として示すが、筒内直接噴射式のリーン・バーン・ガソリン・エンジンにも適用でき、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。同図に示すように、エンジン（図示せず）の排気管１には、当該エンジンにより排出される排気ガス中のＮＯｘを還元剤２の存在下で浄化する選択還元ＮＯｘ触媒３が設けられている。また、排気管１には、還元剤貯蔵タンク４に貯蔵された還元剤２を排気管１の選択還元ＮＯｘ触媒３より上流の部位へ噴射する還元剤添加手段たるインジェクタ５がホルダ部５ａに支持され設けられている。
【００２７】
なお、還元剤２としては、燃料（たとえば、水素、ガソリン、軽油等）やアンモニア由来のもの（尿素、アンモニア、カルバミン酸アンモニウム等）等、種々の公知のものを適用できる。
【００２８】
また、還元剤貯蔵タンク４には、開放時（エンジンの通常運転時）に当該還元剤貯蔵タンク４内の圧力を大気圧に切り替える大気切替弁６が設けられている。還元剤貯蔵タンク４とインジェクタ５との間は、還元剤２が循環可能な配管７によって連結されている。なお、大気切替弁６は、還元剤貯蔵タンク４内の圧力を大気圧に切り替えることができれば、必ずしも還元剤貯蔵タンク４に設けなくてもよく、配管７の経路中に設けてもよい。
【００２９】
還元剤貯蔵タンク４からインジェクタ５に至る配管７には、還元剤２を加圧してインジェクタ５に送出するフィードポンプ８が設けられている。また、インジェクタ５から還元剤貯蔵タンク４に至る配管７には、還元剤２の循環圧力を調節するプレッシャレギュレータ９が設けられている。
【００３０】
また、インジェクタ５のホルダ部５ａには、インジェクタ５を冷却する冷却媒体を循環させるための配管１０が接続されている。この冷却媒体には、冷却水や潤滑油を使用できる。また、配管１０には、必要時に当該冷却媒体を強制循環させることができるポンプ１１を有している。このポンプ１１には、開放時（エンジンの通常運転時）に当該ポンプ１１内の圧力を大気圧に切り替える大気切替弁１２が設けられている。
【００３１】
なお、上記エンジンには、機関制御用の図示しない電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと記す）が併設されている。このＥＣＵは、周知のごとくデジタルコンピュータからなり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポート等を備え、エンジンの燃料噴射制御等の基本制御を実行するとともに、フィードポンプ８、インジェクタ５や大気切替弁６，１２等の動作制御を実行できるように構成されている。
【００３２】
還元剤２のインジェクタ５からの噴射量は、排気ガスのＮＯｘ排出量に応じて制御されるが、このＮＯｘ排出量はつぎのようにして求めることができる。すなわち、たとえば、選択還元ＮＯｘ触媒３の上流側の排気管１に、排気ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ（図示せず）を設け、このＮＯｘセンサで検出したＮＯｘ濃度とエアフロメータ（図示せず）で検出したエンジンの吸気量や、排気ガス温度センサ（図示せず）で検出した排気ガス温度等からＮＯｘ排出量を演算することができる。あるいは、エンジンの運転状態とＮＯｘ排出量との関係を予めマップ化しておき、このマップを参照して実際の個々のエンジン運転状態におけるＮＯｘ排出量を推定算出するようにしてもよい。
【００３３】
つぎに動作について説明する。エンジンの運転時には、還元剤２はフィードポンプ８によって所定圧力に加圧され、選択還元ＮＯｘ触媒３より上流の部位へ所定量噴射される。排気管１内に噴射された還元剤２（たとえば、尿素水）は、排気ガスによって加熱され気化して還元ガス（たとえば、アンモニアガス）となり、排気ガスとともに選択還元ＮＯｘ触媒３に流入する。この還元ガスは、選択還元ＮＯｘ触媒３において排気ガスに含まれるＮＯｘを還元あるいは分解する。このようにして浄化された排気ガスは、排気管１を通って大気に放出される。
【００３４】
一方、エンジンの停止時には、たとえば車両のイグニションスイッチをオフにした時の信号を直接利用して大気切替弁６を閉鎖し、かつ、プレッシャレギュレータ９を開放する。すると、高温の排気ガスに曝されたインジェクタ５内の高温の還元剤２と、配管７内の還元剤２との温度差により、還元剤２は還元剤貯蔵タンク４とインジェクタ５間を自然循環する。これにより、高温のインジェクタ５内に還元剤２が所定時間以上滞留するのを防止できるため、熱履歴による還元剤２の変質を抑制できる。
【００３５】
また、上記動作と同様に、車両のイグニションスイッチをオフにした時の信号を直接利用して大気切替弁１２を閉鎖する。すると、高温の排気ガスに曝されたインジェクタ５のホルダ部５ａ内の高温の冷却媒体と、配管１０内の冷却媒体との温度差により、冷却媒体はポンプ１１とホルダ部５ａ間を自然循環する。これにより、インジェクタ５内の還元剤２を冷却できるため、熱履歴による還元剤２の変質を抑制できる。
【００３６】
以上のように、この実施の形態１に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、エンジンの停止後であっても、高温の排気ガスに曝されたインジェクタ５内の高温の還元剤２を自然循環させるとともに、配管１０の冷却媒体を自然循環させることにより、還元剤２を冷却してその変質を抑制でき、還元剤２がインジェクタ５内で詰まるのを抑制できる。したがって、たとえば還元剤２が尿素水の場合であっても、その形態変化によるビウレットやシアヌル酸等の形成を抑制でき、インジェクタ５内で詰まるのを抑制できる。
【００３７】
なお、上記実施の形態１においては、エンジン停止時に大気開放ラインを閉鎖し、還元剤２の自然循環および冷却媒体の自然循環の両者を実行するものとして説明したが、これに限定されず、還元剤２が変質しやすい条件に応じて、いずれか一方の自然循環を実行してもよい。また、還元剤２の循環経路は、上記図示例のものに限定されず、たとえば還元剤貯蔵タンク４とインジェクタ５間の配管７，７中に適宜のバイパス管や制御弁を設けて還元剤２を循環させる構成としてもよい。
【００３８】
また、エンジン停止時における大気切替弁６，１２とプレッシャレギュレータ９の制御は、車両のイグニションスイッチをオフにした時の信号を直接利用する代わりに、上記ＥＣＵによりタイマー制御させることもできる。
【００３９】
また、脱硝触媒として、選択還元ＮＯｘ触媒３を適用して説明したが、これに限定されず、たとえばＨＣ選択還元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等を適用してもよい。
【００４０】
また、上記実施の形態１においては、還元剤２が変質する際の指標として、主に還元剤２の温度条件に着目して説明したが、還元剤２が加熱される時間や噴射圧力についても考慮でき、予め予備実験等により得られたこれらのデータマップに基づいて、大気切替弁６，１２やプレッシャレギュレータ９等の制御を行うこともできる。また、エンジン停止時に還元剤２を循環させるものとして説明したが、これに限定されず、還元剤２をたとえばエンジン運転時に常時循環させたり、あるいはインジェクタ５から還元剤２を添加していないときに循環させてもよい。以上のような趣旨に基づく制御は、以下に説明する各実施形態についても適用できる。
【００４１】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。
【００４２】
上記実施の形態１では、還元剤２が変質しやすい条件時に還元剤２および冷却媒体を自然循環させて当該変質を抑制し、還元剤２の詰まりを抑制するものであったが、本実施の形態２では、還元剤２および冷却媒体を強制循環させて当該変質を抑制し、還元剤２の詰まりを抑制するように構成したものである。
【００４３】
すなわち、還元剤２が変質しやすい条件時（たとえば、エンジンの高負荷運転による高温排気時であって還元剤２の噴射量が比較的少ない場合やインジェクタ５が高温排気に曝されエンジンを停止した時等）に、ＥＣＵ１３によってフィードポンプ８およびポンプ１１を駆動し、配管７等における還元剤２および配管１０における冷却媒体を強制循環させて、インジェクタ５における還元剤２が高温になるのを防止することで変質を抑制し、詰まりを抑制するように構成したものである。なお、その他の構成および基本動作は、上記実施の形態１の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【００４４】
以上のように、この実施の形態２に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤２が変質しやすい条件時に、高温の排気ガスに曝されたインジェクタ５内の高温の還元剤２を強制循環させるとともに、配管１０の冷却媒体を強制循環させることにより、還元剤２を冷却してその変質を抑制でき、還元剤２がインジェクタ５内で詰まるのを抑制できる。
【００４５】
なお、上記実施の形態２においては、還元剤２の強制循環および冷却媒体の強制循環の両者を実行するものとして説明したが、これに限定されず、必要に応じていずれか一方の強制循環を実行してもよい。
【００４６】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。本実施の形態３では、上記実施の形態２の構成に加えて、排気管１のインジェクタ５よりも上流側に排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ１４を設けるとともに、インジェクタ５内の還元剤２の温度を検出する還元剤温度センサ１５を設けることにより、高温下で還元剤２が変質しやすい条件を迅速かつ精度良く検出できるようにし、必要時に還元剤２および冷却媒体を強制循環させて当該変質を抑制し、還元剤２の詰まりを抑制するように構成したものである。
【００４７】
これら排気ガス温度センサ１４および還元剤温度センサ１５からの検出信号は、ＥＣＵ１３によって演算処理され、この処理結果に基づいてフィードポンプ８やポンプ１１が制御され、上記強制循環がなされる。なお、その他の構成および基本動作は、上記実施の形態２の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【００４８】
以上のように、この実施の形態３に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤２が変質しやすい条件を迅速かつ精度良く検出できるので、還元剤２の変質をさらに確実に抑制でき、還元剤２がインジェクタ５内で詰まるのを抑制できる。また、還元剤２の変質が生じる温度条件時にのみ当該変質を抑制できるので、変質抑制処理に伴うエネルギー消費を抑制することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態３においては、還元剤２の強制循環および冷却媒体の強制循環の両者を実行するものとして説明したが、これに限定されず、必要に応じていずれか一方の強制循環を実行してもよい。
【００５０】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。本実施の形態４では、還元剤２が変質しやすい条件（エンジンの高負荷運転時等）を迅速かつ精度良く検出するために、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ１４を設けるとともに、ＥＣＵ１３には、図示しないアクセルペダルの操作量に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ１６およびクランクシャフトの角速度を検出するクランク回転角センサ１７が接続されている。
【００５１】
また、ＥＣＵ１３には、上記排気ガス温度センサ１４やアクセル開度センサ１６等の検出信号に基づいて求められた還元剤２が変質しやすい条件時に、プレッシャレギュレータ９を制御し、還元剤２の噴射圧力を通常時よりも上昇させるためのバキュームレギュレーティングバルブ（以下、ＶＲＶと記す）１８が接続されている。還元剤２の噴射圧力を上昇させ、その飽和蒸気圧を増大させれば、還元剤２の変質を抑制でき、詰まりを抑制できるからである。ＶＲＶ１８により加圧した際には、還元剤２の噴射量を増大させないためにインジェクタ５を開く時間を短くしている。
【００５２】
なお、還元剤２の噴射圧力は、ＥＣＵ１３によるＮＯｘ排出量の算出に基づいて設定されるが、このＥＣＵ１３にＮＯｘ排出量マップを準備しておき、当該マップを利用してＮＯｘ排出量の算出を行わせてもよい。このマップは、アクセル開度センサ１６やクランク回転角センサ１７からの出力信号をパラメータとして、これらパラメータと各種予備実験により求められた単位時間当たりにおけるＮＯｘ排出量との関係をマップ化したものである。
【００５３】
以上のように、この実施の形態４に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤２が変質しやすい条件を迅速かつ精度良く検出でき、還元剤２の噴射圧力を上昇させることにより還元剤２の変質を抑制でき、還元剤２がインジェクタ５内で詰まるのを抑制できる。
【００５４】
なお、上記実施の形態４においては、還元剤２のバルブ手段としてＶＲＶ１８を用いるものとして説明したが、これに限定されず、他のバルブ手段（たとえば、バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ））を用いてもよい。
【００５５】
また、還元剤２が変質しやすい条件時として、エンジンの高負荷運転時のみならず、エンジン停止後であってもよく、このエンジン停止後に還元剤２の圧力を上昇させ、還元剤２の詰まりを抑制してもよい。
【００５６】
また、上記実施の形態４においては、インジェクタ５内の還元剤２の温度を検出する還元剤温度センサ１５（実施の形態３を参照）を設けていないが、これを設け、当該還元剤２の温度をも勘案してＶＲＶ１８による加圧制御を行う構成としてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出される窒素酸化物を還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、前記還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を前記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ添加する還元剤添加手段と、前記還元剤貯蔵タンクと前記還元剤添加手段とに接続され還元剤の通路となる還元剤通路とを備え、前記還元剤添加手段から還元剤を添加してＮＯｘ還元を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記還元剤の変質を抑制する還元剤変質抑制手段を備えたので、還元剤の変質を抑制することで、還元剤添加手段における還元剤の詰まりを抑制できる。したがって、ＮＯｘ還元を確実に行うことができ、排気ガスを浄化できる。
【００５８】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、前記還元剤の温度を検出する還元剤温度検出手段を備え、当該還元剤温度検出手段により還元剤の温度が所定値以上になったことを検出したときに前記還元剤変質抑制手段を実行するようにしたので、還元剤の変質が生じる温度条件時にのみ当該変質を抑制でき、変質抑制処理に伴うエネルギー消費を抑制することができる。
【００５９】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、前記還元剤変質抑制手段は、少なくとも前記還元剤添加手段を含む範囲で還元剤を循環させる還元剤循環通路を備え、当該還元剤循環通路にて還元剤を循環させるようにしたので、還元剤添加手段を含む還元剤循環通路で還元剤を循環して冷却することで、還元剤の変質を抑制することができる。特に、高温の排気ガスに曝される還元剤添加手段において還元剤の変質を抑制できることは、還元剤の詰まり抑制にきわめて有用である。
【００６０】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、開放時に前記還元剤貯蔵タンク内の圧力を大気圧に切り替える大気切替弁と、少なくとも前記還元剤添加手段を含む範囲で還元剤を循環させる還元剤循環通路と、還元剤の循環圧力を調節する調圧弁とを備え、前記還元剤変質抑制手段は、還元剤を循環させる際に前記大気切替弁を閉鎖し、かつ、前記調圧弁を開放するようにしたので、内燃機関の停止後であっても、高温の排気ガスに曝された還元剤添加手段内の高温の還元剤をその温度差によって還元剤循環通路にて自然循環させることにより、還元剤を冷却してその変質を抑制でき、還元剤が還元剤添加手段内で詰まるのを抑制できる。
【００６１】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、前記還元剤変質抑制手段は、還元剤の変質を抑制する時に、還元剤添加手段への還元剤の供給圧力を通常時よりも高くする還元剤加圧手段を備えたので、還元剤の噴射圧力を通常時よりも上昇させ、その飽和蒸気圧を増大させることで還元剤の変質を抑制でき、詰まりを抑制できる。
【００６２】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、前記還元剤変質抑制手段は、内燃機関の運転停止後に実行されるようにしたので、内燃機関の運転停止後であっても、停止直前まで高温の排気ガスに曝された還元剤添加手段内の還元剤をたとえば循環させることにより冷却できるため、還元剤の変質を抑制でき、詰まりを抑制できる。
【００６３】
また、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の排気通路に設けられ当該内燃機関により排出される窒素酸化物を還元剤の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンクと、前記還元剤貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を前記排気通路のＮＯｘ触媒より上流の部位へ添加する還元剤添加手段と、前記還元剤貯蔵タンクと前記還元剤添加手段とに接続され還元剤の通路となる還元剤通路とを備え、前記還元剤添加手段から還元剤を添加してＮＯｘ還元を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記還元剤を冷却することによって変質を抑制する還元剤変質抑制手段を備え、当該還元剤変質抑制手段は内燃機関の運転停止後に実行されるようにしたので、内燃機関の運転停止後であっても、停止直前まで高温の排気ガスに曝された還元剤添加手段内の還元剤を還元剤変質抑制手段によって確実に冷却でき、還元剤の変質を抑制して詰まりを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  排気管
２  還元剤
３  選択還元ＮＯｘ触媒
４  還元剤貯蔵タンク
５  インジェクタ
６  大気切替弁
７  配管
８  フィードポンプ
９  プレッシャレギュレータ
１０  配管
１１  ポンプ
１２  大気切替弁
１３  ＥＣＵ
１４  排気ガス温度センサ
１５  還元剤温度センサ
１６  アクセル開度センサ
１７  クランク回転角センサ
１８  ＶＲＶ
【図１】
2004293494.tif 000003
【図２】
2004293494.tif 000004
【図３】
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【図４】
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