(57)【要約】【課題】添加弁のカバー部に堆積したデポジットを除去することができる添加剤供給装置を提供する。【解決手段】制御装置は、尿素添加弁の先端部を覆うカバー部におけるデポジット堆積量を算出し、車両が傾斜しているか否かを判定する。制御装置は、算出されたデポジット堆積量が所定量以上であるときには（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、車両が傾斜していると判定されていることを条件に（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、尿素水の圧送量が尿素添加弁から尿素水を噴射するときの圧送量よりも少なくなるようにポンプの駆動状態を制御しながら（ステップＳ１６）尿素添加弁を開弁させるように尿素添加弁を制御する（ステップＳ１８）。【選択図】図３
2016186277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加剤を噴射して車両に搭載される内燃機関の排気通路を流れる排気に添加剤を添加する添加弁と、
前記添加弁への添加剤の圧送量を変更可能な圧送機構と、
前記添加弁において噴孔が位置する先端部を覆い、車両水平方向に延びて前記添加弁から前記排気通路へ添加剤を導入する添加剤導入通路の内壁を構成するカバー部と、
前記カバー部におけるデポジット堆積量を算出する算出部と、
前記車両が傾斜しているか否かを判定する判定部と、
前記圧送機構による圧送量及び前記添加弁の開閉を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記算出部によって算出されたデポジット堆積量が所定量以上であるときには、前記判定部によって前記車両が傾斜していると判定されていることを条件に、添加剤の圧送量が前記添加弁から添加剤を噴射するときの圧送量よりも少なくなるように前記圧送機構を制御しながら前記添加弁を開弁させるように前記添加弁を制御する添加剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添加剤供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられ、内燃機関の排気中に含まれるＮＯｘを、アンモニアを用いた還元反応により浄化するＮＯｘ浄化触媒を備えている。この排気浄化装置は、ＮＯｘ浄化触媒にアンモニアを供給するために、ＮＯｘ浄化触媒の上流を流れる排気に尿素水を添加する供給装置を備えている。
【０００３】
特許文献１の尿素水の供給装置は、尿素水を貯留するタンクと、排気通路内に尿素水を噴射する添加弁と、添加弁とタンクとを接続する供給通路と、尿素水をタンクから添加弁に圧送するポンプと、ポンプによって圧送される尿素水の流れを正方向と逆方向とに切り換える切換え弁と、制御装置とを備えている。そして、制御装置は、機関運転中には、供給通路内を正方向に尿素水を圧送して尿素水が添加弁に供給されるようにポンプ及び切換え弁を制御する。また、制御装置は、機関停止後には、供給通路内を逆方向に尿素水を圧送して、尿素水がタンクに回収されるようにポンプ及び切換え弁を制御する。
【０００４】
また、制御装置は、尿素水をタンクに回収する際に、供給通路内に過大な負圧が発生したときには、添加弁の噴孔に結晶化した尿素による詰まりが生じたものと推定し、その詰まりを解消する制御を実行する。詳細には供給通路内に過大な負圧が発生したときには、添加弁を閉弁するとともに、切換え弁により尿素水の流れを正方向に切換えて、供給通路内を尿素水で再充填する。そして、供給通路内の圧力が閾値を超えたときに、添加弁を開弁することで、尿素水の噴射を生じさせることなく、噴孔近傍で結晶化している尿素を吹き飛ばして、詰まりを除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０６１３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、添加弁に排気が直接当たらないようにするために、添加弁において噴孔が位置する先端部をカバー部で覆い、このカバー部を介して添加弁を排気通路に取り付けるようにした添加弁の取付構造を採用する場合がある。こうしたカバー部は、添加弁の先端部を覆っているために、尿素水が付着し、結晶化した尿素によるデポジットが堆積しやすい。しかしながら、上記特許文献１の尿素水の供給装置では、添加弁噴孔のデポジットを除去することはできるものの、カバー部に堆積したデポジットを除去することはできない。
【０００７】
なお、こうした問題は、排気通路に尿素水以外の添加剤を供給する場合にも生じ得る。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カバー部に堆積したデポジットを除去することができる添加剤供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための添加剤供給装置は、添加剤を噴射して車両に搭載される内燃機関の排気通路を流れる排気に添加剤を添加する添加弁と、前記添加弁への添加剤の圧送量を変更可能な圧送機構と、前記添加弁において噴孔が位置する先端部を覆い、車両水平方向に延びて前記添加弁から前記排気通路へ添加剤を導入する添加剤導入通路の内壁を構成するカバー部と、前記カバー部におけるデポジット堆積量を算出する算出部と、前記車両が傾斜しているか否かを判定する判定部と、前記圧送機構による圧送量及び前記添加弁の開閉を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記算出部によって算出されたデポジット堆積量が所定量以上であるときには、前記判定部によって前記車両が傾斜していると判定されていることを条件に、添加剤の圧送量が前記添加弁から添加剤を噴射するときの圧送量よりも少なくなるように前記圧送機構を制御しながら前記添加弁を開弁させるように前記添加弁を制御する。
【０００９】
添加剤導入通路の内壁を構成しているカバー部では、添加弁の噴孔周辺の部位にデポジットが堆積しやすいとともに、添加弁よりも鉛直方向の下方に位置している部位におけるデポジットの堆積量が多くなりやすい。
【００１０】
上記構成において、添加弁から添加剤を噴射するときよりも少ない圧送量で添加弁に添加剤を圧送して添加弁を開弁させると、添加弁の噴孔から添加剤が噴射されることなく流出する。
【００１１】
車両が水平な道路を走行している場合など、車両が水平な状態にあるときに、こうした制御を実行すると、添加弁から流出した添加剤が添加弁の下方に位置する部位に垂れる。そのため、添加剤によってデポジットが溶解される。しかし、この場合には、添加剤が広がりにくく、そのデポジット溶解量はさほど多くない。
【００１２】
これに対して、上記構成では、車両が傾斜していると判定されていることを条件に、添加弁から添加剤を流出させる制御が実行される。すなわち、添加弁から添加剤を流出させた場合に、カバー部の内壁に付着した添加剤が自重によって内壁を伝って広がり、広い範囲のデポジットを溶解させることができる状況にあることを条件に、添加弁から添加剤を流出させる制御が実行される。そして、車両が傾斜していると判定されていないとき、すなわち、添加弁から添加剤を流出させても、添加剤が広がりにくい場合には、添加弁から添加剤を流出させる制御が実行されない。したがって、添加弁から添加剤を流出させる制御を実行することにより、広い範囲のデポジットを除去することができるときに、添加弁から添加剤を流出させる制御が行われる。また、車両が傾斜していれば、溶解したデポジットは添加剤とともに流れ落ちる。そのため、溶解したデポジットがその場に留まり、その場で再度堆積してしまうことも抑制することができる。このようにして、上記構成によれば、カバー部に堆積したデポジットを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の尿素水供給装置及びその周辺機構を示す模式図。
【図２】同実施形態の尿素水供給装置が搭載された車両が水平状態であるときの放熱機構及び分岐管の断面図。
【図３】同実施形態におけるカバー部のデポジット除去制御の実行手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の尿素水供給装置が搭載された車両が傾斜しているときの放熱機構及び分岐管の断面図。
【図５】同実施形態の尿素水供給装置が搭載された車両が傾斜しているときの放熱機構及び分岐管の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添加剤供給装置の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態の添加剤供給装置は、車両に搭載された内燃機関の排気通路を流れる排気に添加剤として尿素水を添加する尿素水供給装置である。なお、本実施形態における内燃機関はディーゼルエンジンであり、以下では単に「エンジン」という。
【００１５】
図１に示すように、エンジン１の燃焼室１０には、吸気通路１１及び排気通路１３が接続されている。エンジン１が車両に搭載された状態では、排気通路１３が燃焼室１０よりも車両後方に位置しており、排気通路１３は下流側ほど車両後方に位置している。
【００１６】
排気通路１３には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びＤＰＦ触媒３２が配設されている。
【００１７】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、ＤＰＦ触媒３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、更にはＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のＰＭは、排気がＤＰＦ触媒３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。酸化触媒３１やＤＰＦ触媒３２には、排気通路１３において第１浄化部材３０の上流に設けられる燃料添加弁により燃料が供給される。
【００１８】
また、排気通路１３の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、アンモニアを利用して排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒としての選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００１９】
更に、排気通路１３の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００２０】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１にアンモニアを供給するための尿素水供給機構６０が設けられている。尿素水供給機構６０は、尿素水を貯留するタンク６１と、排気通路１３内に尿素水を噴射添加する尿素添加弁６２と、尿素添加弁６２とタンク６１とを接続する供給通路６３と、尿素水をタンク６１から尿素添加弁６２に圧送する圧送機構としてのポンプ６４と、尿素水を加温するヒータ６５とを備えている。
【００２１】
尿素添加弁６２は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路１３に設けられている。
図２に示すように、尿素添加弁６２は、詳細には、放熱機構７０を介して排気通路１３を構成する排気管１３ａに固定されている。なお、この図２では、尿素添加弁６２は側面視を示し、その周辺機構は断面視を示している。尿素添加弁６２において、尿素水が噴射される噴孔６２ａは、同添加弁６２の先端部の中央に位置している。放熱機構７０は、筒状をなすハウジング７１を備え、このハウジング７１内の空間に尿素添加弁６２が収容されている。ハウジング７１において排気通路１３側に位置するハウジング先端部７２には、フランジ７３が形成されている。尿素添加弁６２がハウジング７１に収容された状態では、尿素添加弁６２において噴孔６２ａが位置する先端部が、このハウジング先端部７２よりもハウジング７１の基端側に位置している。すなわち、ハウジング先端部７２に囲まれた部位は、空間となっている。また、放熱機構７０では、ハウジング７１において尿素添加弁６２が位置する部位の外周側に、排気の熱を放熱するためのフィン７４が形成されている。
【００２２】
また、図１に示すように、排気通路１３において、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の部位には、分岐管８０が接続されている。図２に示すように、分岐管８０は、管本体８１と、管本体８１の軸方向の端部における外周面に形成されるフランジ８２と、軸方向の中央の位置に形成される接続部８３とを備えている。分岐管８０は、排気管１３ａに形成された挿入孔１３ｂに、フランジ８２が形成されていない側の部位が挿入され、接続部８３が排気管１３ａに溶接などにより固定されている。そして、分岐管８０のフランジ８２と放熱機構７０のフランジ７３とがボルトにより締結されている。
【００２３】
このような構成により、放熱機構７０のハウジング７１におけるハウジング先端部７２と分岐管８０の管本体８１とは、尿素添加弁６２の噴孔６２ａを覆うとともに、その内側の空間が尿素添加弁６２から排気通路１３へ尿素水を導入する導入通路を構成している。すなわち、本実施形態では、この放熱機構７０のハウジング先端部７２及び分岐管８０の管本体８１が、カバー部８５を構成している。そして、このカバー部８５は車両水平方向に延びている。なお、カバー部８５が車両水平方向に延びているとは、カバー部８５の中心軸Ｃが車両のほぼ水平方向に延びていることによって、カバー部８５が車両のほぼ水平方向に延びている状態をいう。
【００２４】
そして、図１に示すように、尿素添加弁６２の噴孔６２ａはＳＣＲ触媒４１に向けられている。すなわち、尿素添加弁６２は、排気通路１３において、尿素添加弁６２よりも下流側に位置するＳＣＲ触媒４１に向けられており、これにより、カバー部８５は車両の前後方向に延びるとともに、カバー部８５に対して、尿素添加弁６２が車両前方に位置している。この尿素添加弁６２が開弁されると、カバー部８５の内部の空間を通じて排気通路１３内に尿素水が噴射供給される。すなわち、排気通路１３内を流れる排気に尿素水が添加される。
【００２５】
ポンプ６４は、回転数が可変な電動式のポンプであり、正回転時には、タンク６１から尿素添加弁６２に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁６２からタンク６１に向けて尿素水を送液する。すなわち、ポンプ６４の逆回転時には、尿素添加弁６２及び供給通路６３から尿素水が回収されてタンク６１に戻される。
【００２６】
また、ヒータ６５は通電されることにより、タンク６１に貯留された尿素水を加温する。
また、排気通路１３において、尿素添加弁６２とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路１３内には分散板６９が設けられており、尿素添加弁６２から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する。
【００２７】
尿素添加弁６２から添加された尿素水は、排気熱を利用した加水分解によりアンモニアへと変化する。このアンモニアはＳＣＲ触媒４１に吸着される。そしてＳＣＲ触媒４１に吸着されたアンモニアによりＮＯｘが還元浄化される。
【００２８】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサやスイッチが取り付けられている。例えば、エアフロメータ２１は吸気通路１１内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２２は吸気通路１１に設けられる吸気絞り弁の開度を検出する。機関回転速度センサ２３はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセル操作量センサ２４はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温度センサ２５は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２６はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。また、加速度センサ２７は、車両の加速度や路面の傾斜角に応じた信号を出力し、この信号（以下、加速度センサ値ＧＳという）に基づいて車両の加速度や路面の傾斜状態などが算出される。ちなみに、本実施形態では、車両が加速しているときや走行路面が上り勾配のときには、加速度センサ値ＧＳの値として正の値が出力される。一方、車両が減速しているときや走行路面が下り勾配のときには、加速度センサ値ＧＳの値として負の値が出力される。イグニッションスイッチ２８は、車両の運転者により操作され、エンジン１の始動及び停止に伴う車両各部への電源状態を切り換える。
【００２９】
また、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路１３にあって、尿素添加弁６２の上流には、排気温度センサ３３及びＮＯｘセンサ３４が設けられている。排気温度センサ３３は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気の温度である排気温度ＴＨを検出する。ＮＯｘセンサ３４は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気のＮＯｘの濃度を検出する。また、尿素水を貯留するタンク６１には、タンク６１内の尿素水の温度を検出する尿素水温度センサ６７が設けられている。
【００３０】
各種センサなどの出力は制御装置９０に入力される。この制御装置９０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや演算マップなどを予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果などを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３１】
そして、制御装置９０により、燃焼室１０への燃料噴射時期制御及び燃料噴射量制御、第１浄化部材３０の触媒に燃料を供給するための燃料添加時期及び添加量制御、排気通路１３を流れる排気を浄化する排気浄化制御などエンジン１に設けられる各種アクチュエータの駆動量や、通電量などの制御が行われる。また、制御装置９０は、制御部として、尿素添加弁６２の開閉と、尿素水を圧送するポンプ６４の駆動状態を制御する。本実施形態では、尿素水供給装置が、制御装置９０、尿素水供給機構６０及びカバー部８５を備えて構成されている。
【００３２】
制御装置９０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁６２による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、排気のＮＯｘ濃度に合わせて尿素水の添加量を調整する当量比制御によって尿素水の目標添加量ＱＥが算出される。
【００３３】
この当量比制御では、制御装置９０によって、吸入空気量ＧＡ及び排気温度ＴＨに基づいた目標当量比ＴＴが算出される。この目標当量比ＴＴは、ＮＯｘを還元処理するために必要な過不足の無い尿素水の添加量であって、ＮＯｘの単位濃度当たりに必要な添加量（例えば１ｐｐｍのＮＯｘを完全に還元するために必要な添加量など）となっている。そして、吸入空気量ＧＡが多いほど、すなわち排気流量が多いほど、あるいは排気温度センサ３３に検出される排気温度ＴＨが高いほど、ＮＯｘの単位濃度当たりに必要な添加量は多くなる傾向があるため、吸入空気量ＧＡが多いほど、あるいは排気温度ＴＨ高いほど目標当量比ＴＴの値が大きくなるように、目標当量比ＴＴは可変設定される。そして、目標当量比ＴＴにＮＯｘセンサ３４で検出されるＮＯｘ濃度が乗算されることにより、現在のＮＯｘ発生量に対応した目標添加量ＱＥが算出される。このようにして目標添加量ＱＥが算出されることにより、検出されるＮＯｘ濃度が高くなるほど、すなわちエンジン１の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるほど、目標添加量ＱＥは多くなる。
【００３４】
そして、制御装置９０は、後述する尿素水添加フラグが「ＯＮ」に設定されているときに、尿素添加弁６２から所定期間の間隔で間欠添加を行うことで、目標添加量ＱＥに相当する量の尿素水が尿素添加弁６２から添加されるように、尿素添加弁６２の開弁状態を制御する。
【００３５】
ところで、こうした尿素水の添加を行うと、尿素添加弁６２を覆っているカバー部８５の内壁にデポジットが堆積する。特に、カバー部８５の内壁においては、尿素添加弁６２の噴孔６２ａ周辺の部位にデポジットが堆積しやすく、尿素添加弁６２の噴孔６２ａよりも鉛直方向の下方に位置している部位にデポジットの堆積量が多くなりやすい。そして、カバー部８５内壁にデポジットが堆積すると、尿素添加弁６２から噴射された尿素水が排気通路１３に導入されにくくなるとともに、尿素水の分散性が悪化し、排気への尿素水の添加が適正に行われないといった事態が生じうる。そして、カバー部８５は、排気通路１３の主流から距離があるため、排気の熱によりカバー部８５に堆積したデポジットを除去することも難しい。そこで、本実施形態では、カバー部に堆積したデポジットを除去するためのデポジット除去制御を行うようにしている。デポジット除去制御は、詳細には、図３のフローチャートに示す処理手順に従って、所定周期毎の割り込み処理として、制御装置９０により実行される。
【００３６】
図３に示すように、デポジット除去制御が開始されると、ステップＳ１０において、カバー部８５内壁におけるデポジット堆積量が所定量以上か否かが判定される。この所定量は、尿素添加弁６２から排気への尿素添加が適正に行われるためのカバー部８５のデポジット堆積量の上限値よりも少ない量に設定されている。すなわち、ステップＳ１０の判定によりデポジット堆積量が上記所定量以上となったときにデポジットを除去することで、デポジットの堆積量が上記上限値を超えることを抑制し、尿素添加弁６２から排気に尿素水が適正に添加される状態を維持するようにしている。
【００３７】
制御装置９０は、算出部として、図３に示す処理とは別のデポジット堆積量の算出処理において、所定周期毎に、カバー部８５に堆積したデポジットの量を、排気温度ＴＨ、排気流量（吸入空気量ＧＡ）、尿素水添加量に基づいて算出する。詳細には、デポジット堆積量算出処理では、前回の周期に算出されたデポジット堆積量に前回の周期から今周期までに新たに堆積したデポジットの量が加算されて、今周期のデポジット堆積量が算出される。この算出処理では、排気温度センサ３３によって検出される排気温度ＴＨが高いほど、また、エアフロメータ２１によって検出される吸入空気量ＧＡが少ないほど、新たに堆積したデポジットの量が多くなるように算出される。これは、カバー部８５の温度が高いほど、デポジットが生成されやすいためである。すなわち、排気温度ＴＨが高い場合に吸入空気量ＧＡが少ない場合には、排気の流速が遅くなるため、高温の排気によりカバー部８５の温度が高くなりやすいものの、排気温度ＴＨが高い場合であっても吸入空気量ＧＡが多い場合には、排気の流速が速くなることから、カバー部８５の温度がさほど高くならない。そこで、排気温度ＴＨが高いほど、また、吸入空気量ＧＡが少ないほど、今周期に堆積したデポジットの量が多くなるように算出される。また、今周期のデポジット量は、上記目標添加量ＱＥの尿素水を添加する添加制御において、目標添加量ＱＥが多いほど多い量とされる。これは、噴射される尿素水が多いほど、カバー部８５における尿素水の付着量が多くなることから、デポジットの堆積量が多くなるためである。そして、デポジット堆積量の算出処理では、後述するステップＳ１８の処理によりデポジットを溶解させて除去する制御が実行されると、デポジット堆積量が「０」とされる。これにより、デポジット堆積量の算出処理では、前回デポジットを除去する制御が実行された後に、カバー部８５に堆積したデポジットの堆積量が算出されることになる。そして、ステップＳ１０では、このようにして算出されているデポジット堆積量が所定量を超えているか否かの判断が行われる。
【００３８】
ステップＳ１０において、算出されたデポジット堆積量が所定量を超えていると判定されていない場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、未だデポジットを除去する必要がないため、本処理を一旦終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ１０において、算出されたデポジット堆積量が所定量を超えていると判定された場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１に移る。
ステップＳ１１では、タンク６１に貯留されている尿素水の温度が所定温度以上であるか否かが判定される。この所定温度は、カバー部８５に堆積しているデポジットを溶解することができる尿素水の温度の下限値以上に設定されている。すなわち、ステップＳ１１では、タンク６１に貯留されている尿素水をカバー部８５に供給することで、デポジットを溶解することができるか否かを判定するための処理である。ステップＳ１１では、尿素水温度センサ６７の検出値に基づいて、尿素水の温度が所定温度未満であると判定されると（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２に移り、タンク６１に設けられるヒータ６５に通電して、本処理を一旦終了する。これにより、タンク６１内の尿素水が加温される。なお、ステップＳ１２において、既にヒータ６５に通電がなされている場合には、そのままま通電を継続する。
【００４０】
一方、ステップＳ１１において、尿素水温度センサ６７の検出値に基づいて、尿素水の温度が所定温度以上であると判定された場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移る。ステップＳ１３では、ヒータ６５の通電を停止して、ステップＳ１４に移る。なお、ヒータ６５の通電がなされていない状況で、ステップＳ１３に移った場合には、そのままヒータ６５の通電が行われない状態を維持する。
【００４１】
ステップＳ１４では、制御装置９０が、判定部として、車両が傾斜しているか否かを判定する。ステップＳ１４では、加速度センサ値ＧＳの値が「０」近傍の値ではなく、且つ車速センサ２６によって検出される車速ＳＰＤの微分値が「０」であることを条件に、車両が傾斜している旨が判定される。すなわち、加速度センサ値ＧＳの値が「０」近傍の値ではないときには、車両は加速しているか傾斜している状態であると判定することができる。そして、車速センサ２６によって検出される車速ＳＰＤの微分値が「０」である場合には、車両が加速していないことを判定することができる。したがって、加速度センサ値ＧＳの値が「０」近傍の値ではなく、且つ車速センサ２６によって検出される車速ＳＰＤの微分値が「０」である状況では、車両が傾斜している状態である旨を判定することができる。
【００４２】
ステップＳ１４において、車両が傾斜していないと判定された場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、本処理を一旦終了する。すなわち、車両が傾斜していないと判定された場合には、車両が水平な道路を走行している場合など、車両が水平な状態にある。このようなときに、カバー部８５に堆積したデポジットを溶解させるべく、尿素添加弁６２から尿素水を流出させた場合には、尿素添加弁６２から流出した尿素水は尿素添加弁６２の下方に位置する部位に垂れる。そのため、尿素水によってデポジットが溶解されるものの、この場合には、尿素水が広がりにくく、そのデポジット溶解量はさほど多くない。そこで、ステップＳ１４で否定判定がなされた場合には、本処理が一旦終了される。
【００４３】
一方、ステップＳ１４において、車両が傾斜していると判定された場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５に移り、尿素水添加フラグを「ＯＦＦ」に設定する。尿素水添加フラグは、上記したように、「ＯＮ」に設定されていることにより、目標添加量ＱＥの尿素水を噴射する尿素水添加制御を行うためのものである。そして、機関始動後に、図３に示す処理とは別の処理において、尿素水添加制御を行うための前提条件が成立すると、尿素水添加フラグが「ＯＮ」に設定される。そして、制御装置９０は、ステップＳ１５において、尿素水添加フラグを「ＯＦＦ」に設定し、この尿素水添加フラグの「ＯＦＦ」の設定により、目標添加量ＱＥの尿素水を添加する添加制御を禁止する。なお、ステップＳ１５では、尿素水添加フラグが既に「ＯＦＦ」に設定されている場合には、その設定を維持する。
【００４４】
次に、ステップＳ１６に移り、目標添加量ＱＥの尿素水を添加する添加制御のときよりもポンプ６４の回転数を低下させてポンプ６４による尿素水の圧送量を少ない量とする。なお、ステップＳ１６では、既にポンプ６４の圧送量を低下させる制御の実行中である場合には、その制御を継続する。なお、ステップＳ１５において、尿素水添加フラグが「ＯＦＦ」に設定される前に実行されていた尿素水添加制御の目標添加量ＱＥが多い場合には、ポンプ６４の圧送量を少なくしても供給通路６３内における尿素水の圧送量の低下が十分でない場合もある。そこで、ポンプ６４の圧送量を少なくする制御には、ポンプ６４を逆回転させて、供給通路６３内の尿素をタンク６１に回収したり、ポンプ６４の回転を停止させたりすることにより供給通路６３内の圧力を低下させる制御も含む。
【００４５】
そして、ステップＳ１７において、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下になったか否かが判定される。この所定圧力は、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下であるときに、尿素添加弁６２を開弁した場合に、尿素添加弁６２から尿素水が噴射されることなく、尿素水を流出させることのできる圧力の範囲内の圧力に設定されている。ステップＳ１７では、直前の目標添加量ＱＥ等に基づいて、ステップＳ１６のポンプ６４による圧送量を少なくする制御を開始してから供給通路６３内の圧力が所定圧力以下となるのに要する期間が算出され、ステップＳ１６の処理の開始後に算出された期間が経過した場合に、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下となった旨が判定される。
【００４６】
ステップＳ１７において、否定判定がなされる場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、本処理を一旦終了する。すなわち、供給通路６３内の圧力が所定圧力を超えていることによって、尿素添加弁６２を開弁した場合に尿素水が噴射される可能性が高いときには、尿素添加弁６２を開弁することなく、本処理を終了する。一方、ステップＳ１７において、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下であると判定された場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１８に移り、尿素添加弁６２を開弁する。このとき、制御装置９０は、上記した尿素水添加制御における間欠添加における尿素添加弁６２の開弁期間よりも長い所定期間、尿素添加弁６２を開弁させる。これにより、車両が傾斜しているときに、尿素添加弁６２から尿素水を噴射させることなく流出させることができる。
【００４７】
そして、ステップＳ１９に移り、尿素水添加フラグを「ＯＮ」に設定して、本処理を一旦終了する。これにより、制御装置９０は、図３に示す処理とは別の処理手順に基づいて、尿素水添加制御を実行する。すなわち、制御装置９０は、ポンプ６４による圧送量を低下させる制御を終了し、目標添加量ＱＥに応じた圧送量となるようにポンプ６４を駆動制御するとともに、尿素添加弁６２を目標添加量ＱＥの尿素水が間欠添加されるように開弁制御する。
【００４８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、ステップＳ１０において、カバー部８５のデポジット堆積量が所定量以上であると判定され、ステップＳ１４において、車両が傾斜していると判定されていることを条件に、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が実行される。
【００４９】
図４に示すように、車両が登り坂を走行している場合など、車両の前方が後方よりも鉛直方向の上方に位置するように傾斜しているときには、カバー部８５における尿素添加弁６２側が排気通路１３と接続している側よりも鉛直方向の上方に位置することになる。ここで、上記したように、カバー部８５においては、尿素添加弁６２の下方に位置する部位にデポジットの堆積量が多くなる。そして、尿素添加弁６２から尿素水を流出させると、尿素水が尿素添加弁６２の噴孔６２ａ近傍のデポジットを溶解するとともに、尿素水がカバー部８５の内壁に付着して、図４の矢印Ａに示すように、自重によって内壁を伝って広がり、カバー部８５のデポジットの堆積量が多くなりやすい部位における広い範囲のデポジットを溶解する。
【００５０】
ここで、車両が水平な道路を走行している場合など、車両が水平な状態にあるときに、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御を実行すると、尿素添加弁６２から流出した尿素水が尿素添加弁６２の下方に位置する部位に垂れる。そのため、尿素水によってデポジットが溶解される。しかしながら、この場合には、尿素水が広がりにくく、そのデポジット溶解量はさほど多くない。そのため、本実施形態では、ステップＳ１４において、車両が傾斜していると判定されていないとき、すなわち、尿素添加弁６２から尿素水を流出させても尿素水が広がりにくい場合には、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が実行されない。
【００５１】
したがって、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御を実行することにより、広い範囲のデポジットを除去することができるときに、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が行われる。また、車両が傾斜していれば、溶解したデポジットは尿素水とともに流れ落ちる。そのため、溶解したデポジットがその場に留まり、その場で再度堆積してしまうことも抑制することができる。このようにして、カバー部８５に堆積したデポジットを除去することができる。
【００５２】
さらに、図５に示すように、車両が下り坂を走行している場合など、車両の前方が後方よりも鉛直方向の下方に位置するように傾斜しているときには、尿素添加弁６２の先端部が、車両が水平な道路に位置しているときよりも、鉛直方向の上方に向かって傾斜する姿勢となる。ここで、上記したように、カバー部８５では、尿素添加弁６２の噴孔６２ａ周辺の部位にデポジットが堆積しやすい。そして、尿素添加弁６２から尿素水を流出させた場合に、流出した尿素水が、破線Ｂに示すように、デポジットが堆積しやすい尿素添加弁６２の噴孔６２ａ近傍に留まりやすくなる。これにより、カバー部８５内壁においてデポジットが付着しやすい尿素添加弁６２の噴孔６２ａ近傍において、付着したデポジットを尿素水により溶解して除去することができる。
【００５３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、制御装置９０が、デポジット堆積量が所定量以上であるときには、車両が傾斜していると判定されていることを条件に、尿素水の圧送量が尿素添加弁６２から尿素水を噴射するときの圧送量よりも少なくなるようにポンプ６４の駆動状態を制御しながら尿素添加弁６２を開弁させるように尿素添加弁６２を制御する。
【００５４】
上記構成において、尿素添加弁６２から尿素水を噴射するときよりも少ない圧送量で尿素添加弁６２に尿素水を圧送して尿素添加弁６２を開弁させると、尿素添加弁６２の噴孔６２ａから尿素水が噴射されることなく流出する。上記構成では、車両が傾斜していると判定されていることを条件に、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が実行される。すなわち、尿素添加弁６２から尿素水を流出させた場合に、カバー部８５の内壁に付着した尿素水が自重によって内壁を伝って広がり、広い範囲のデポジットを溶解させることができる状況にあることを条件に、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が実行される。したがって、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御を実行することにより、広い範囲のデポジットを除去することができるときに、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が行われる。また、車両が傾斜していれば、溶解したデポジットは尿素水とともに流れ落ちる。そのため、溶解したデポジットがその場に留まり、その場で再度堆積してしまうことも抑制することができる。このようにして、上記構成によれば、カバー部８５に堆積したデポジットを除去することができる。
【００５５】
（２）本実施形態では、車両が傾斜していると判定されないときには、尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御が実行されない。したがって、尿素添加弁６２から尿素水を流出させても、流出した尿素水が広がりにくく、そのデポジット溶解量はさほど多くなく、尿素水を流出させることにより、デポジットを溶解する効果がさほど得られないと推定される状況において、デポジットを溶解させる制御が行われることを抑制することができる。
【００５６】
（３）本実施形態では、尿素水が所定温度以上でない場合には、ヒータ６５に通電し、尿素水を加温するようにしている。これにより、所定温度未満の尿素水をデポジットに供給した場合に比べて高温の尿素水をデポジットに供給することができるため、デポジットを効率よく溶解させることができる。
【００５７】
なお、添加剤供給装置は、上記に例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することができる。また、以下の変形例において組み合わせ可能なものは、適宜組み合わせて上記実施形態に適用することもできる。
【００５８】
・上記実施形態では、車両が傾斜していることを条件に、ポンプ６４による圧送量を少なくして尿素添加弁６２から尿素水を流出される制御を実行するようにしている。しかしながら、車両が傾斜している場合であっても、その傾斜度合いがさほど大きくない場合には、ポンプ６４による圧送量を少なくして尿素添加弁６２から尿素水を流出させた場合に、尿素水によって広い範囲のデポジットを溶解させる効果や、溶解したデポジットを尿素水とともに流れ落ちるようにするといった作用効果が十分でない場合もある。そこで、車両が傾斜しており、さらに、その傾斜度合いが所定量以上であることを条件に、ポンプ６４による圧送量を少なくして尿素添加弁６２から尿素水を流出される制御を実行するようにしてもよい。なお、この場合、車両が傾斜しており、且つその傾斜度合いが所定量以上であるか否かは、加速度センサ２７の検出値及び車速センサ２６の検出値に基づいて判定するようにすればよい。
【００５９】
・上記実施形態では、タンク６１内の尿素水を検出する尿素水温度センサ６７を設け、この尿素水温度センサ６７によりタンク６１内に貯留された尿素水の温度を検出するようにしている。しかしながら、尿素水の温度を検出するにあたっては、尿素水温度センサ６７を設けることなく、例えば、外気温度センサ２５によって検出される外気温度ＴＨｏｕｔが高いほど尿素水の温度が高く、内燃機関の暖機前よりも暖機後のほう尿素水の温度が高いものとして、尿素水の温度を算出することにより検出してもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、タンク６１内の尿素水の温度が所定温度未満である場合には、ヒータ６５に通電するようにしている。しかしながら、デポジットの堆積量が所定量以上であると判定されるときには、尿素水の温度が所定温度未満であっても、ポンプ６４の圧送量を低下させて尿素添加弁６２から尿素水を流出させる制御を行うようにしてもよい。これにより、尿素水の温度がデポジットを溶解可能な温度である場合には、デポジットを溶解することができる。
【００６１】
・上記実施形態では、デポジットの堆積量を算出するにあたり、排気温度センサ３３によって検出される排気温度ＴＨとエアフロメータ２１によって検出される吸入空気量ＧＡ、尿素水の目標添加量ＱＥに基づいて算出するようにしている。しかしながら、デポジットの堆積量を、同堆積量と相関のあるエンジン１の運転期間などのその他のパラメータに基づいて算出するようにしてもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、尿素添加弁６２から尿素水を流出させるべく、ポンプ６４による尿素水の圧送量を少なくする制御を開始した後に、供給通路６３の圧力が所定圧力以下となったか否かを判定するようにしている。しかしながら、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下か否かを判定するにあたり、供給通路６３内の圧力を検出する圧力センサを設け、このセンサの検出値に基づいて、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下となったか否かを判定するようにしてもよい。また、ステップＳ１６においてポンプの圧送量を低下させた後に、供給通路６３内の圧力が所定圧力以下であるか否かを判定することなく、尿素添加弁６２を開弁させるようにしてもよい。すなわち、ポンプ６４の圧送量を少なくさせる制御を行えば、供給通路６３内の圧力が低下して、供給通路６３内の圧力が尿素水を噴射させることなく流出させることができる圧力となっている可能性が高いため、このような状況で尿素添加弁６２を開弁させれば、尿素水を流出させることができる。
【００６３】
・上記実施形態では、圧送機構として回転数が可変で正逆回転可能なポンプ６４を備えるようにしている。しかしながら、ポンプ６４は、回転数が可変でなくてもよい。この場合でも単に駆動及び停止が可能なポンプであれば、ポンプの駆動時間を短くすることで、圧送量を少なくすることができる。また、圧送機構として、正回転のみするポンプと、尿素水の供給通路６３と、供給通路６３の尿素水をタンク６１に回収するための回収通路と、尿素水が供給通路６３を流れて尿素添加弁６２に供給される状態と、尿素水が回収通路を流れてタンク６１に回収される状態に切り換える切換弁とを備えるようにしてもよい。そして、尿素水の圧送量を少なくする際には、ポンプを正回転させつつ、切換弁の切換により回収通路を通じて供給通路６３内の尿素水の一部をタンク６１に回収するようにしてもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、添加剤として排気に尿素水を添加するようにしている。しかしながら、添加剤供給装置が供給する添加剤は、尿素水に限られず、排気に添加されるとともに、カバー部にデポジットを生成しうる添加剤であればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…エンジン、１０…燃焼室、１１…吸気通路、１３…排気通路、１３ａ…排気管、１３ｂ…挿入孔、２１…エアフロメータ、２２…絞り弁開度センサ、２３…機関回転速度センサ、２４…アクセル操作量センサ、２５…外気温度センサ、２６…車速センサ、２７…加速度センサ、２８…イグニッションスイッチ、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…ＤＰＦ触媒、３３…排気温度センサ、３４…ＮＯｘセンサ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…尿素水供給機構、６１…タンク、６２…尿素添加弁、６２ａ…噴孔、６３…供給通路、６４…ポンプ、６５…ヒータ、６７…尿素水温度センサ、６９…分散板、７０…放熱機構、７１…ハウジング、７２…ハウジング先端部、７３…フランジ、７４…フィン、８０…分岐管、８１…管本体、８２…フランジ、８３…接続部、８５…カバー部、９０…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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