(57)【要約】【課題】２つの供給弁を有するポンプ共用式の尿素水供給システムで、尿素水の充填制御において、尿素水の供給不具合を可及的に抑制する。【解決手段】第１、第２供給弁を有するポンプ共用式の尿素水供給システムにおいて、尿素水タンクと、各供給弁とは、第１供給弁用の第１供給経路と、第２供給弁用の供給経路であって第１供給経路よりも経路容量が所定容量大きい第２供給経路とを含む、尿素水供給経路で繋がれる。そして、尿素水の充填制御時には、第１供給弁及び第２供給弁のうち少なくとも該第１供給弁を開弁した状態で所定の駆動状態にあるポンプにより、該第１供給弁及び該第１供給経路に尿素水を圧送するとともに、取得手段により取得される圧力値又は単位時間当たりの圧力変動量に基づいて該第１供給弁を閉弁する。【選択図】図４
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【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、アンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する第１ＮＯｘ触媒と第２ＮＯｘ触媒を有する排気浄化装置において、該排気通路中に尿素水を供給する、尿素水供給システムであって、
前記第１ＮＯｘ触媒よりも上流側で、該第１ＮＯｘ触媒に流れ込む排気に尿素水を供給する第１供給弁と、
前記第２ＮＯｘ触媒よりも上流側で、該第２ＮＯｘ触媒に流れ込む排気に尿素水を供給する第２供給弁と、
尿素水を貯留する尿素水タンクと、
前記尿素水タンクと、前記第１供給弁及び前記第２供給弁のそれぞれとをつなぐ供給経路であって、該第１供給弁に供給される尿素水のみが流れる第１供給経路と、該第２供給弁に供給される尿素水のみが流れる供給経路であって該第１供給経路よりも経路容量が所定容量大きい第２供給経路と含む、尿素水供給経路と、
前記尿素水供給経路において尿素水を圧送するポンプと、
前記尿素水供給経路又は前記ポンプ内の圧力値、又は該尿素水供給経路又は該ポンプ内の単位時間当たりの圧力変動量を取得する取得手段と、
前記ポンプを所定の駆動状態とするとともに、前記第１供給弁と前記第２供給弁の開閉を制御することで、各供給弁及び前記尿素水供給経路における尿素水の充填制御を実行する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記充填制御において、前記第１供給弁及び前記第２供給弁のうち少なくとも該第１供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより、該第１供給弁及び該第１供給経路に尿素水を圧送するとともに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量に基づいて該第１供給弁を閉弁する、
尿素水供給システム。
【請求項２】
前記制御手段は、少なくとも前記第１供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより尿素水の圧送を行っているときに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量が、それまでの該圧力値又は該単位時間当たりの圧力変動量よりも大きくなったときに、該第１供給弁を閉弁する、
請求項１に記載の尿素水供給システム。
【請求項３】
前記充填制御時の前記尿素水供給経路又は前記ポンプ内の圧力に基づいて、前記第１供給弁又は前記第１供給経路における詰りに関する判定処理を行う判定手段を、更に備え、
前記充填制御において前記第１供給弁が閉弁した後に前記判定手段により前記第１供給弁又は前記第１供給経路が詰まっていると判定されたとき、前記制御手段は、前記ポンプの前記所定の駆動状態下で該第１供給弁を再度開弁する、
請求項１又は請求項２に記載の尿素水供給システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記充填制御において、前記第１供給弁及び前記第２供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより、該第１供給弁及び該第１供給経路、該第２供給弁及び該第２供給経路に尿素水を圧送するとともに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量に基づいて、該第１供給弁を閉弁し、
前記判定手段は、前記第１供給弁が閉弁してから所定期間、該第１供給弁の閉弁に関連する尿素水の圧力状態が継続している場合に、該第１供給弁又は前記第１供給経路が詰まっていると判定し、
前記判定手段により前記第１供給弁又は前記第１供給経路が詰まっていると判定された
とき、前記制御手段は、前記第２供給弁を閉弁するとともに前記ポンプの前記所定の駆動状態下で該第１供給弁を再度開弁する、
請求項３に記載の尿素水供給システム。
【請求項５】
前記内燃機関の前記排気通路において、前記第１ＮＯｘ触媒及び前記第２ＮＯｘ触媒は排気の流れに沿って直列に配置され、且つ、該第１ＮＯｘ触媒は該第２ＮＯｘ触媒より上流側に配置される、
請求項３又は請求項４に記載の尿素水供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ還元のために排気に尿素水を供給する尿素水供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排気に含まれるＮＯｘを、アンモニアを還元剤として使用して還元する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」という。）を有する排気浄化装置が知られている。当該排気浄化装置には、ＮＯｘ触媒でのアンモニア吸着量がＮＯｘ還元のために適切な状態となるように、ＮＯｘ触媒の上流側において、排気に尿素水を供給する供給弁が設置される。アンモニア生成のために使用される尿素水は、その水分が蒸発してしまうと尿素が析出し、尿素水を供給するための構成、例えば、供給弁や尿素水を圧送するためのポンプ等に好ましくない影響を及ぼす恐れがある。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１では、析出した尿素によるポンプへの悪影響に言及している。具体的には、ポンプの駆動停止後に水分が蒸発し析出した尿素がポンプの構成部品同士の隙間に入り込み、故障を招く可能性があることに着目し、ポンプの停止後であってもポンプ内での尿素水の流れを絶たないようにすることで、尿素の析出抑制が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７６１７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関から排出される排気中のＮＯｘ浄化のために、その排気通路に２つのＮＯｘ触媒を配置する構成が検討されている。その目的は、内燃機関から延びる排気通路が２系統用意されるためであったり、また、ＮＯｘ浄化の効率を可及的に向上させるためであったり様々である。何れの理由であれ、２つのＮＯｘ触媒が排気通路に配置される場合、各ＮＯｘ触媒に対して効率的にアンモニアを供給するために、各ＮＯｘ触媒に対応した供給弁を配置し、それぞれの供給弁から各ＮＯｘ触媒で必要とされる量の尿素水を排気中に供給する構成の採用が考え得る。更に、上記のように尿素水供給のために２つの供給弁が配置される場合において、各供給弁に尿素水を圧送するためのポンプを共用し、部品数がいたずらに増加しないようにする構成も考え得る。なお、このように共用されたポンプから複数の供給弁に対して尿素水を供給する形態を、本願明細書においては「ポンプ共用式供給」と称する。
【０００６】
ここで、尿素水に含まれる尿素はアンモニアの前駆体でもあるため、供給弁から排気への供給が行われない状態で、該供給弁内や該供給弁までの供給経路に尿素水が残留したままの状態に置かれると、排気通路から受ける熱エネルギー等によってアンモニアが生成され供給弁や供給経路の腐食を促進させてしまう恐れがある。そのため、ＮＯｘ還元のための排気への尿素水供給を行う必要がなくなると、供給弁や供給経路に既に充填されている尿素水をタンクに吸い戻す必要がある。そして、再び排気への尿素供給が必要になったときに、供給弁や供給経路へ尿素水を充填し、排気への尿素供給に備えることになる。
【０００７】
このようにＮＯｘ触媒へのアンモニア供給のために尿素水の充填を行う構成を、上述したポンプ共用式供給が行われる排気浄化装置に適用する場合、各供給弁に至る供給経路の
容量が異なると、各供給経路での尿素水の充填を同様に行うことが困難となる。すなわち、供給経路に容量の違いに起因して、充填時の片方の供給経路を経た供給弁への不十分な充填、又は過度な充填による尿素水の漏出等の、尿素水供給に関する不具合（以下、単に「供給不具合」ともいう）が生じる可能性がある。
【０００８】
本願発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、２つの供給弁及びそれらに繋がる供給経路を有するポンプ共用式の尿素水供給システムにおいて、２つの供給経路における尿素水の充填制御での、尿素水の供給不具合を可及的に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明において、上記課題を解決するために、ポンプ共用式の尿素水供給システムにおいて、ポンプの駆動時における２つの供給弁のそれぞれの開閉制御に着目した。尿素水の供給経路において尿素水の充填のためにポンプの駆動により尿素水を移動させるためには、供給弁の開閉を制御する必要がある。すなわち、ポンプの圧送能力により尿素水を移動させるためには、供給弁を開弁し供給経路内の圧力を尿素水移動が可能となる状態にする必要がある。そこで、本願発明は、ポンプ駆動時の２つの供給弁の開弁時間を好適に制御することで、各供給弁への供給経路の容量が異なることに起因する尿素水供給の不具合の解消を図ることとした。
【００１０】
具体的には、本願発明は、内燃機関の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する第１ＮＯｘ触媒と第２ＮＯｘ触媒を有する排気浄化装置において、該排気通路中に尿素水を供給する、尿素水供給システムであって、前記第１ＮＯｘ触媒よりも上流側で、該第１ＮＯｘ触媒に流れ込む排気に尿素水を供給する第１供給弁と、前記第２ＮＯｘ触媒よりも上流側で、該第２ＮＯｘ触媒に流れ込む排気に尿素水を供給する第２供給弁と、尿素水を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクと、前記第１供給弁及び前記第２供給弁のそれぞれとをつなぐ供給経路であって、該第１供給弁に供給される尿素水のみが流れる第１供給経路と、該第２供給弁に供給される尿素水のみが流れる供給経路であって該第１供給経路よりも経路容量が所定容量大きい第２供給経路と含む、尿素水供給経路と、前記尿素水供給経路において尿素水を圧送するポンプと、前記尿素水供給経路又は前記ポンプ内の圧力値、又は該尿素水供給経路又は該ポンプ内の単位時間当たりの圧力変動量を取得する取得手段と、前記ポンプを所定の駆動状態とするとともに、前記第１供給弁と前記第２供給弁の開閉を制御することで、各供給弁及び前記尿素水供給経路における尿素水の充填制御を実行する制御手段と、を備える。そして、前記制御手段は、前記充填制御において、前記第１供給弁及び前記第２供給弁のうち少なくとも該第１供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより、該第１供給弁及び該第１供給経路に尿素水を圧送するとともに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量に基づいて該第１供給弁を閉弁する。
【００１１】
上記の排気浄化装置においては、第１ＮＯｘ触媒と第２ＮＯｘ触媒の２つのＮＯｘ触媒が備えられる。そして、本発明に係る尿素水供給システムでは、各ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ還元に要するアンモニアを生成するために、第１ＮＯｘ触媒に対応した尿素水供給のための第１供給弁と第２ＮＯｘ触媒に対応した尿素水供給弁とが設けられている。各供給弁は、それぞれが対応するＮＯｘ触媒に適した尿素水供給が実行可能なものであればよく、従って、適切な尿素水供給が可能とされる範囲において、各供給弁の尿素水供給に関する仕様は同じでもよく、また異なっていてもよい。
【００１２】
ここで、上記尿素水供給システムでは、第１供給弁と第２供給弁への尿素水の充填は、尿素水が一つのポンプによって圧送されることで行われ、すなわち、ポンプ共用式の尿素水供給が採用されている。そして、尿素水タンクから各供給弁への尿素水の移動は、尿素
水供給経路を経て行われる。当該尿素水供給経路は、ポンプの圧送により尿素水タンクと各供給弁との間を尿素水が流通可能となるように形成される経路であり、第１供給弁に供給される尿素水のみが流れる第１供給経路と、第２供給弁に供給される尿素水のみが流れる第２供給経路とを含んで形成される。したがって、尿素水供給経路において第１供給経路と第２供給経路以外の供給経路が存在する場合には、当該供給経路は、第１供給弁と第２供給弁のそれぞれに供給される尿素水が流通可能とされ、いわば両供給弁に対して共用されることになる。
【００１３】
そして、このように構成される尿素水供給システムでは、各供給弁への尿素水の充填制御が制御手段によって実行される。詳細には、制御手段は、ポンプを所定の駆動状態とした上で、第１供給弁と第２供給弁の開閉を制御する。当該所定の駆動状態は、尿素水の充填のためのポンプの圧送能力を発揮し得る駆動状態であり、尿素水の充填が実行可能である限りにおいて、任意の駆動形態を採用することができる。例えば、ポンプにより尿素水を供給弁側に充填する場合には、ポンプ内の駆動部を所定の回転方向に回転駆動させ、逆に供給弁側から尿素水を吸い戻す場合には、当該駆動部を反対方向に回転駆動させる。
【００１４】
ここで、制御手段が、ポンプを所定の駆動状態とした上で、第１供給弁を開弁すると第１供給弁及び第１供給経路内の尿素水を移動させることができ、また、第２供給弁を開弁すると第２供給弁及び第２供給経路内の尿素水を移動させることができる。更に、第１供給弁及び第２供給弁の両方を開弁すると、両供給弁及び両供給経路内の尿素水を移動させることができる。しかし、ポンプはその圧送能力により尿素水を移動させることができるため、例えば、充填時に両供給弁を開弁して両供給弁及び両供給経路内へ尿素水を尿素水タンク側から移動させようとする場合、経路容量の少ない第１供給経路を基準として尿素水を充填しようとすると第２供給経路への尿素水充填が不十分となり、一方で、第２供給経路を基準として尿素水を充填しようとすると、経路容量の少ない第１供給経路とつながる第１供給弁から尿素水が漏出してしまう。
【００１５】
本発明に係る尿素水供給システムでは、このように第１供給経路の経路容量が第２供給経路より所定容量少ないことを考慮して、少なくとも第１供給弁及び第１供給経路に尿素水を充填する際の第１供給弁の開閉が、取得手段により取得される圧力値又は単位時間当たりの圧力変動量に基づいて制御手段により制御される。制御手段は、充填制御時は、少なくとも第１供給弁を開弁することで尿素水の充填を図る。具体的には、第１供給弁のみを開弁する場合と、第１供給弁及び第２供給弁の両方を開弁する場合とがある。
【００１６】
前者の場合、第１供給弁の開弁により、該第１供給弁とそれに対応する第１供給経路への尿素水の充填が図られる。そして、第１供給経路において尿素水の充填が完了すると、第１供給弁とポンプとを繋ぐ供給経路において尿素水が充填されることになるため、第１供給経路での尿素水充填完了に対応して取得手段により取得される圧力値等に変動が現れる。また、後者の場合、両弁の開弁により、第１供給弁とそれに対応する第１供給経路、第２供給弁とそれに対応する第２供給経路への尿素水の充填が図られる。ここで、第１供給経路の経路容量は第２供給経路より少ないため、該第１供給経路が早く尿素水の充填が完了することになる。このとき第１供給弁とポンプとを繋ぐ供給経路において尿素水が充填されることになるため、第１供給経路での尿素水充填完了に対応して取得手段により取得される圧力値等に変動が現れる。このように取得手段により取得される圧力値等に基づいて、第１供給弁及び第１供給経路における尿素水の充填完了のタイミングを好適に判断し、尿素水を過不足なく充填することが可能となる。なお、上記後者の充填制御の場合、充填を開始するための第１供給弁と第２供給弁の開弁タイミングは、第１供給経路の経路容量と第２供給経路の経路容量の違い（所定容量）に基づいて、第１供給経路の方が先に尿素水で充填されるように決定されればよい。好ましくは、第１供給弁と第２供給弁は同時に開弁される。
【００１７】
また、前記制御手段は、前記充填制御において、前記第２供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより、該第２供給弁及び該第２供給経路に尿素水を圧送するとともに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量に基づいて該第２供給弁を閉弁してもよい。このようにすることで、第２供給弁及び第２供給経路における尿素水の充填完了のタイミングも好適に判断し、尿素水を過不足なく充填することが可能となる。
【００１８】
ここで、上記の尿素水供給システムにおいて、前記制御手段は、少なくとも前記第１供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより尿素水の圧送を行っているときに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量が、それまでの該圧力値又は該単位時間当たりの圧力変動量よりも大きくなったときに、該第１供給弁を閉弁してもよい。すなわち、上述した第１供給経路での尿素水充填完了に対応して圧力値等の変動として、圧力値の上昇や、単位時間当たりの該圧力値の変動量に着目したものである。なお、一般には、ポンプの圧送においてはある程度の圧力の脈動が存在するため、当該充填完了の判定のための圧力値等の増加を検出するためには、このポンプによる圧力脈動を超えた閾値を設定するのが好ましい。この場合、検出された圧力値等が、当該閾値を超えて増加したときに、尿素水の充填完了が検出されることになる。
【００１９】
ここで、上述までの尿素水供給システムにおいて、前記充填制御時の前記尿素水供給経路又は前記ポンプ内の圧力に基づいて、前記第１供給弁又は前記第１供給経路における詰りに関する判定処理を行う判定手段を、更に備えてもよい。その場合、前記充填制御において前記第１供給弁が閉弁した後に前記判定手段により前記第１供給弁又は前記第１供給経路が詰まっていると判定されたとき、前記制御手段は、前記ポンプの前記所定の駆動状態下で該第１供給弁を再度開弁する。
【００２０】
尿素水供給経路における尿素水の移動は、ポンプの圧送能力により行われるものである。そのため、尿素供給経路での尿素水の移動が好適に行われている場合は、その尿素水の移動を可能とする圧力状態が形成されている。一方で、第１供給弁からの煤の進入等の理由で第１供給弁又は第１供給経路に詰りが生じている場合、上述した取得手段により取得された圧力値等に基づいて第１供給弁の閉弁タイミングを制御しても、その閉弁後において第１供給弁内又は第１供給経路内に、到達すべき尿素水に関する状態（すなわち、尿素水が充填されている状態であり、以降、「所定到達状態」という）が形成されていないと考えられる。この結果、尿素水供給経路又はポンプ内の圧力が、本来あるべき圧力状態とは異なる状態に置かれることになる。そこで、判定手段は、第１供給弁の閉弁後の当該尿素水供給経路又はポンプ内の圧力に基づき、第１供給経路における詰りを判定することができる。
【００２１】
そして、判定手段により第１供給弁又は第１供給経路が詰まっていると判定された場合には、上記の通り、当初の充填制御を経ても、第１供給弁内及び第１供給経路内が所定到達状態には至っていないと考えられる。そこで、そのような場合は、ポンプを所定の駆動状態とした状態で、再度第１供給弁を開弁することで、第１供給弁内及び第１供給経路内を所定到達状態へと確実に至らせることができ、以て尿素水供給に関する不具合の発生を回避できる。
【００２２】
ここで、上記判定手段を備える尿素水供給システムにおいて行われる判定処理に関し、以下に示す態様を採用することができる。すなわち、上記尿素水供給システムにおいて、前記制御手段は、前記充填制御において、前記第１供給弁及び前記第２供給弁を開弁した状態で前記所定の駆動状態にある前記ポンプにより、該第１供給弁及び該第１供給経路、
該第２供給弁及び該第２供給経路に尿素水を圧送するとともに、前記取得手段により取得される前記圧力値又は前記単位時間当たりの圧力変動量に基づいて、該第１供給弁を閉弁してもよい。その場合、前記判定手段は、前記第１供給弁が閉弁してから所定期間、該第１供給弁の閉弁に関連する尿素水の圧力状態が継続している場合に、該第１供給弁又は前記第１供給経路が詰まっていると判定することができる。その結果、前記判定手段により前記第１供給弁又は前記第１供給経路が詰まっていると判定されたときは、前記制御手段は、前記第２供給弁を閉弁するとともに前記ポンプの前記所定の駆動状態下で該第１供給弁を再度開弁する。
【００２３】
この形態では、第１供給弁と第２供給弁の両方に向けて同時に尿素水の充填が図られる。このとき、第１供給弁又は第１供給経路で詰りが生じていると、第１供給弁側には尿素水が充填されにくくなり、その結果、第２供給弁側に想定を超えた尿素水が充填されることになり、結果として、経路容量が比較的大きいものの第２供給弁及び第２供給経路が先に充填されてしまうことになる。したがって、制御手段は、この第２供給弁等の充填による圧力値等の変動に基づいて第１供給弁の閉弁をすることになるが、第１供給弁及び第１供給経路での尿素水の充填は完了していない可能性が高い。一方で、第１供給弁又は第１供給経路で詰りが生じたい状態で第２供給弁及び第２供給経路は既に充填されているため、上記圧力値等の変動が生じるとその圧力状態が継続されることになる。そこで、判定手段は、この圧力状態が所定期間継続したことをもって、第１供給弁又は第１供給経路で詰りが生じていると判定することが可能となる。
【００２４】
なお、上記圧力状態が継続している間は、第２供給弁は開弁された状態となっているため、その第２供給弁から尿素水が漏出している状態となっている。そのため、尿素水の漏出量を可及的に抑制しつつ第１供給弁等での詰りを正確に判定可能とするための、可及的に短い期間を、上記所定期間として設定するのが好ましい。なお、判定手段により第１供給弁等で詰りが発生していると判定された場合には、第２供給弁を閉弁して尿素水の漏出を抑えるとともに、第１供給弁を開弁して第１供給弁及び第１供給経路への尿素水の充填を再開させる。
【００２５】
ここで、判定手段を備える上述までの尿素水供給システムにおいて、前記内燃機関の前記排気通路において、前記第１ＮＯｘ触媒及び前記第２ＮＯｘ触媒は排気の流れに沿って直列に配置され、且つ、該第１ＮＯｘ触媒は該第２ＮＯｘ触媒より上流側に配置されてもよい。このようなＮＯｘ触媒の配置を有する排気浄化装置では、上流側に配置される第１ＮＯｘ触媒に対応した第１供給弁が、第２供給弁よりも内燃機関に近く位置することになる。そのため、第１供給弁は、その噴孔から排気中の煤が内部に進入しやすい環境に置かれることになるため、上述した判定手段による判定処理がより有用なものとなる。なお、このことは、本願発明に係る尿素水供給システムにおいて、その他のＮＯｘ触媒の配置形態の採用を妨げるものではない。例えば、内燃機関の排気通路において、第１ＮＯｘ触媒と第２ＮＯｘ触媒を並列に配置する構成を採用し、そこに上記判定手段に関する構成を適用しても構わない。そして、この場合、第１ＮＯｘ触媒に流れ込む排気中に含まれる煤の量が、第２ＮＯｘ触媒に流れ込む排気中に含まれる煤の量よりも必ずしも多くある必要もない。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明によれば、２つの供給弁及びそれらに繋がる供給経路を有するポンプ共用式の尿素水供給システムにおいて、２つの供給経路における尿素水の充填制御での、尿素水の供給不具合を可及的に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本願発明に係る内燃機関の排気浄化装置のための尿素水供給システムの概略構成を示す第１の図である。
【図２】本願発明に係る内燃機関の排気浄化装置のための尿素水供給システムの概略構成を示す第２の図である。
【図３】図１又は図２に示す尿素水供給システムで実行される尿素水の第１の充填制御に関するフローチャートである。
【図４】図３に示す充填制御が実行されたときの、供給弁等の制御要素の変化を示す第１のタイムチャートである。
【図５】図３に示す充填制御が実行されたときの、供給弁等の制御要素の変化を示す第２のタイムチャートである。
【図６】図１又は図２に示す尿素水供給システムで実行される尿素水の第２の充填制御に関するフローチャートである。
【図７】図６に示す充填制御が実行されたときの、供給弁等の制御要素の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本願発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２９】
本願発明に係る尿素水供給システム（以下、単に「システム」と称する場合もある。）が適用される内燃機関の排気浄化装置、及び当該システムの概略構成について、図１及び図２に基づいて説明する。図１に示す内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。ただし、本願発明に係る内燃機関は、ディーゼルエンジンに限られるものではなく、ガソリンエンジン等であってもよい。なお、本願発明に係る尿素水供給システムは、内燃機関１の排気通路に設けられた２つのＮＯｘ触媒のそれぞれに対して還元剤となるアンモニアを供給できるように配置された供給弁に尿素水を供給するシステムである。そして、当該システムが適用される内燃機関の排気浄化装置の一例として、図１及び図２に示す排気浄化装置が挙げられたものであり、本願発明の適用を両排気浄化装置に限定する、及び何れかの排気浄化装置に限定する意図は無い。
【００３０】
＜第１の形態＞
先ず、図１に基づき、本願発明に係る尿素水供給システムが適用される内燃機関の排気浄化装置及び該尿素水供給システムの第１の形態について説明する。内燃機関１はいわゆるＶ型エンジンであり、その各バンクに対応して２つの排気通路２、１２が接続されている。基本的には、各排気通路の概略構成は同じであり、排気通路２には、排気中のＮＯｘをアンモニアを還元剤として選択還元する第１ＮＯｘ触媒５が配置されている。そして、第１ＮＯｘ触媒５において還元剤として作用するアンモニアを生成するために、尿素水タンク９に貯留されている、アンモニアの前駆体である尿素水が、第１ＮＯｘ触媒５の上流側に位置する第１供給弁６によって排気に供給される。第１供給弁６から供給された尿素水は排気の熱で加水分解されて、アンモニアが生成され、当該アンモニアが第１ＮＯｘ触媒５に流れ込みそこに吸着することで、アンモニアと排気中のＮＯｘとの還元反応が生じ、ＮＯｘの浄化が行われる。なお、図１には示されていないが、第１ＮＯｘ触媒５の下流側に、そこからスリップしてくるアンモニアを酸化するための酸化触媒（以下、「ＡＳＣ触媒」）が設けられてもよい。
【００３１】
更に、第１ＮＯｘ触媒５および第１供給弁６の上流側に、酸化機能を有する酸化触媒３および排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ４が設けられている。酸化触媒３は、排気中に含まれる燃料成分を酸化し排気温度を上昇させ、その昇温された排気が流れ込むことで、フィルタ４に捕集された粒子状物質を酸化除去することが可能である。なお、酸化触
媒３による排気昇温は、内燃機関１における燃焼条件を制御することで排気中の燃料成分（未燃成分）を調整し、酸化触媒３による燃料成分の酸化を促すことで行われる。また、これに代えて、酸化触媒３の上流側に、排気を介して酸化触媒３に内燃機関１の燃料を供給可能な燃料供給弁を配置してもよい。
【００３２】
そして、排気通路２と並行に設けられている排気通路１２にも、第２ＮＯｘ触媒１５と、該触媒に対応する尿素水供給のための第２供給弁１６が設けられている。更に、第２ＮＯｘ触媒１５および第２供給弁１６の上流側に、酸化機能を有する酸化触媒１３および排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ１４が設けられている。
【００３３】
ここで、尿素水タンク９から第１供給弁６、第２供給弁１６に尿素水を供給する構成について説明する。尿素水タンク９と第１供給弁６とは尿素水を供給するための供給経路Ｌ１（尿素水タンク９側の点Ｐ１から分岐点Ｐ２までの区間の供給経路）、供給経路Ｌ２（分岐点Ｐ２から第１供給弁Ｐ３までの区間の供給経路）で繋がれている。一方で、尿素水タンク９と第２供給弁とは尿素水を供給するための供給経路Ｌ１、供給経路Ｌ３（分岐点Ｐ２から第２供給弁Ｐ４までの区間の供給経路）で繋がれている。したがって、尿素水タンク９と、第１供給弁６及び第２供給弁１６との間に形成される供給経路は、供給経路Ｌ１の部分において共用され、分岐点Ｐ２から各供給弁までの経路ではそれぞれの供給弁に送られる尿素水のみが圧送されることになる。なお、共用される供給経路Ｌ１に、供給経路Ｌ１〜Ｌ３における尿素水圧送のためのポンプ７が設置されており、ポンプ７が正回転すると尿素水が尿素水タンク９から各供給弁に向けて圧送され、ポンプ７が逆回転すると尿素水が各供給弁から尿素水タンク９に向けて圧送される。
【００３４】
また、排気通路２、１２や、尿素水タンク９、尿素水の供給経路等は、車両のフレームに沿って配置されるため、本実施例では、尿素水タンク９が排気通路２側に寄った位置に配置されている。そのため、尿素水の供給経路に関し、第１供給弁６に関連する尿素水が流れる供給経路Ｌ２の全長は、第２供給弁１６に関連する尿素水が流れる供給経路Ｌ３よりも短くなっている（すなわち、Ｌ２＜Ｌ３という関係が成立している）。本実施例では供給経路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の断面積は同一とされているため、上記のように供給経路Ｌ２、Ｌ３間の経路長さが異なることで、供給経路Ｌ３の容量は供給経路Ｌ２の容量より所定容量ΔＶ多くなっている。
【００３５】
ここで、ポンプ７には、尿素水の供給経路Ｌ１内の圧力を検出する圧力センサ８が設けられている。そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されており、該ＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態や排気浄化装置等を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、上述した圧力センサ８の他、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続され、各センサの検出値がＥＣＵ２０に渡される。したがって、ＥＣＵ２０は、供給経路Ｌ１内の圧力値や、クランクポジションセンサ２１の検出に基づく機関回転数や、アクセル開度センサ２２の検出に基づく機関負荷等の内燃機関１の運転状態を把握可能である。なお、供給経路Ｌ１内の圧力は、ポンプ７の駆動電力とその回転数の関係等から推定してもよい。例えば、ポンプ７において、尿素水圧力が高くなると駆動電力に対する回転数の上昇程度が低下する事象に基づいて、当該駆動電力と回転数との相関を利用した尿素水圧力の推定が可能である。この場合、圧力センサ８が不要となり得る。更に、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ２３とも電気的に接続され、内燃機関１に対するイグニッションのＯＮ、ＯＦＦ信号を受け取る。また、ポンプ７、第１供給弁６、第２供給弁１６もＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０からの制御信号に従い各要素が駆動される。
【００３６】
＜第２の形態＞
次に、図２に基づき、本願発明に係る尿素水供給システムが適用される内燃機関１の排
気浄化装置及び該尿素水供給システムの第２の形態について説明する。なお、第２の形態における尿素供給システム及び排気浄化装置の構成要素に関し、上記第１の形態における構成要素と実質的に同一のものについては同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
本形態における内燃機関１には、１つの排気経路２が設けられている。そして、排気経路２では、二つのＮＯｘ触媒が直列に配置され、具体的には、排気の流れに沿って上流側に第１ＮＯｘ触媒５が配置され、更にその下流側に第２ＮＯｘ触媒１５が配置されている。そして、第１ＮＯｘ触媒５において還元剤として作用するアンモニアを生成するために、尿素水タンク９に貯留されている尿素水が、第１ＮＯｘ触媒５の上流側に位置する第１供給弁６によって排気に供給される。更に、第２ＮＯｘ触媒１５において還元剤として作用するアンモニアを生成するために、尿素水タンク９に貯留されている尿素水が、第２ＮＯｘ触媒１５の上流側であって第１ＮＯｘ触媒５の下流側に位置する第２供給弁１６によって排気に供給される。また、第１ＮＯｘ触媒５および第１供給弁６の上流側に、酸化機能を有する酸化触媒３および排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ４が設けられている。
【００３８】
このように構成される排気浄化装置に適用される尿素水供給システムにおける、尿素水タンク９から第１供給弁６、第２供給弁１６に尿素水を供給する構成について説明する。第２の形態においても、第１の形態と同じように尿素水タンク９と第１供給弁６とは尿素水を供給するための供給経路Ｌ１（尿素水タンク９側の点Ｐ１から分岐点Ｐ２までの区間の供給経路）、供給経路Ｌ２（分岐点Ｐ２から第１供給弁Ｐ３までの区間の供給経路）で繋がれている。一方で、尿素水タンク９と第２供給弁１６とは尿素水を供給するための供給経路Ｌ１、供給経路Ｌ３（分岐点Ｐ２から第２供給弁Ｐ４までの区間の供給経路）で繋がれている。したがって、尿素水タンク９と、第１供給弁６及び第２供給弁１６との間に形成される供給経路は、供給経路Ｌ１の部分において共用され、分岐点Ｐ２から各供給弁までの経路ではそれぞれの供給弁に送られる尿素水のみが圧送されることになる。
【００３９】
ここで、本実施例では、尿素水タンク９が第２供給弁１６より第１供給弁６に近い位置に配置されている。そのため、尿素水の供給経路に関し、第１供給弁６に関連する尿素水が流れる供給経路Ｌ２の全長が、第２供給弁１６に関連する尿素水が流れる供給経路Ｌ３よりも短くなっている。その結果、第１の形態と同じように、供給経路Ｌ２の容量は供給経路Ｌ３の容量より所定容量ΔＶ多くなっている。
【００４０】
＜尿素水の供給に関する制御＞
上記第１の形態及び第２の形態において、内燃機関１の駆動中は、排出される排気に含まれるＮＯｘを還元するために、尿素水タンク９から各供給弁に尿素水が圧送され、排気に供給される。ここで、駆動していた内燃機関１が停止したときや、内燃機関１が停止している間に、各供給弁および各供給経路に尿素水が残ったままになっていると、外部からの熱等によりその尿素水からアンモニアが発生し、供給弁や供給経路を腐食させてしまう可能性がある。そこで、本発明に係る尿素水供給システムでは、内燃機関１の排気浄化装置において尿素水を使用する必要がないときに、尿素水が供給弁や供給経路内に残った状態とならないように、尿素水の供給に関する制御が行われる。
【００４１】
具体的には、内燃機関１が機関停止したときに、供給弁及び供給経路に残っている尿素水を尿素水タンク９に戻す吸い戻し制御と、内燃機関１が機関始動したときに、排気への尿素水供給が可能となるように、空になっている供給弁及び吸気経路に尿素水を充填する充填制御が、上記尿素水の供給に関する制御として実行される。そして、本明細書では、吸い戻し制御により尿素水が残存していない状態となっている第１供給弁６、第２供給弁１６等への尿素水の充填に関する制御の詳細について説明する。なお、その説明において
、当該充填制御が行われる尿素水供給システム、及びそれが適用される排気浄化装置としては、図１に示す第１の形態を代表として使用するものとする。ただし、これには各制御が実行される条件を制限する意図は無い。
【００４２】
＜充填制御＞
先ず、本発明に係る尿素水供給システムにおいて行われる充填制御の制御フローについて、図３に基づいて説明する。図３は、ＥＣＵ２０によって行われる充填制御のフローチャートであり、当該制御は、内燃機関１の運転中に、ＥＣＵ２０によって所定の時間毎に繰り返し実行される。このＥＣＵ２０で所定の制御プログラムが実行されることで図３に示すフローチャートに係る制御が実行される。
【００４３】
先ず、Ｓ１０１では、各供給弁へ尿素水タンク９から尿素水を供給することが可能な状態となっているか否かが判定される。具体的には、内燃機関１が機関始動され両ＮＯｘ触媒の暖機状態が完了した時点で、本制御用の充填可能判定フラグがＯＦＦからＯＮへと切り替えられる。そこで、Ｓ１０１では、この充填可能判定フラグがＯＮである場合に肯定判定され、ＯＦＦである場合には否定判定されることになる。そして、Ｓ１０１で肯定判定されるとＳ１０２へ進み、否定判定されると本制御を終了する。なお、内燃機関１の機関始動前は、上記の通り、各供給弁及び各供給経路には尿素水が存在しない状態となっている。
【００４４】
Ｓ１０２では、ポンプ７が正回転駆動される。これにより、供給経路Ｌ１〜Ｌ３及び各供給弁に対して尿素水タンク９の尿素水を送り出すための圧力が掛けられることになる。そして、このポンプ７の正回転駆動状態が、充填時における本発明の所定の駆動状態に相当する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００４５】
Ｓ１０３では、ポンプ７が正回転駆動された状態で、各供給弁の開閉制御が開始される。なお、具体的な開閉制御について後述する。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。そして、Ｓ１０４では、第１供給弁６への尿素水充填が完了したか否かが判定される。具体的には、後述するように、供給経路Ｌ１内の圧力推移に基づいて、第１供給弁６への尿素水充填が完了されたと想定される時点を判断することで、Ｓ１０４の判定処理が行われる。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されると再びＳ１０４の処理が行われる。そして、Ｓ１０５では、第１供給弁６が閉弁される。
【００４６】
その後、処理はＳ１０６へ進み、第２供給弁１６への尿素水充填が完了したか否かが判定される。具体的には、後述するように、供給経路Ｌ１内の圧力推移に基づいて、第２供給弁１６への尿素水充填が完了されたと想定される時点を判断することで、Ｓ１０６の判定処理が行われる。Ｓ１０６で肯定判定されるとＳ１０７で第２供給弁１６を閉弁して本制御を終了し、否定判定されると再びＳ１０６の処理が行われる。
【００４７】
ここで、図３に示す充填制御で行われる、尿素水充填のための各供給弁の開閉制御について、図４−図５に基づいて説明する。図４−図５は、充填のためにそれぞれ異なるパターンの各供給弁の開閉制御が行われたときの、（ａ）充填可能フラグの推移、（ｂ）ポンプ回転信号の推移、（ｃ）第１供給弁６の開閉信号の推移、（ｄ）第２供給弁１６の開閉信号の推移、（ｅ）供給経路Ｌ２内の尿素水量の推移、（ｆ）供給経路Ｌ３内の尿素水量の推移、（ｇ）供給経路Ｌ１内の圧力の推移を示すタイムチャートである。なお、供給経路Ｌ１内の圧力は、圧力センサ８によって検出される圧力である。以降、図４−図５のそれぞれに示された各供給弁の開閉制御について説明する。
【００４８】
（１）第１パターン
充填時の各供給弁の開閉制御の第１パターンについて、図４に基づいて説明する。図４
（ａ）に示すように時刻ｔ１１で充填可能フラグがＯＮとなり、ポンプ７が正回転駆動される（Ｓ１０２の処理）。このとき、上記の通り、ポンプ７の回転数は一定とされ、その圧送能力は一定に維持される。そして、時刻ｔ１２で各供給弁の開閉制御が行われることになる。ここで、第１パターンでは、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、時刻ｔ１２において、第１供給弁６と第２供給弁１６とが同時に開弁され、尿素水タンク９から尿素水が各供給弁に充填されていく。その際の、供給経路Ｌ２、Ｌ３での尿素水量の推移が、図４（ｅ）、（ｆ）に示されている。
【００４９】
ここで、第１パターンでは、充填の初期（時刻ｔ１２からｔ１７までの期間）においては先ず供給経路Ｌ１への尿素水充填が行われ、その後、各供給経路Ｌ２、Ｌ３及び各供給弁へと充填が続くことになる。そこで、第１パターンでは、時刻ｔ１７以降の時間Ｔｏｖ１が供給経路Ｌ２充填のための第１供給弁６の開弁時間に相当し、時刻ｔ１７以降の時間Ｔｏｖ２が供給経路Ｌ３充填のための第２供給弁１６の開弁時間に相当する。なお、時刻ｔ１２から時刻ｔ１７までの期間は、Ｖ２を供給経路Ｌ１の容量、αをポンプ７の圧送能力としたとき、Ｖ２／αで算出され得る。
【００５０】
そして、第１パターンでは、供給経路Ｌ１内の圧力推移で各供給弁への尿素水充填の完了が判定される。上記の通り、時刻ｔ１２で同時に両供給弁が開弁されることで、供給経路Ｌ２、Ｌ３に尿素水が充填されていく。そして、供給経路Ｌ２の経路容量は、供給経路Ｌ３より所定容量ΔＶ少ないことから、供給経路Ｌ２及び第１供給弁６は、供給経路Ｌ３及び第２供給弁１６よりも早い時点で、その尿素水充填が完了するものと想定される。そして、供給経路Ｌ２及び第１供給弁６の尿素水充填が完了した場合（図４（ｅ）に示す時刻ｔ１５の時点）、第１供給弁６側での尿素水移動に対する抵抗が高くなるため充填時に尿素水に掛かる圧力が増加すると考えられる。そこで、本実施例では、図４（ｇ）に示すように、供給経路Ｌ１内の圧力の時間変化率（上昇率）が、それまでの圧力の時間変化率よりも大きくなった時点をもって、第１供給弁６への尿素水充填が完了したことを検知する。そして、この検知結果に基づいて、時刻ｔ１５よりもやや遅れた時刻ｔ１３において第１供給弁６が閉弁される（Ｓ１０５の処理）。なお、このように閉弁時間ｔ１３が充填完了時刻ｔ１５よりやや遅れるのは、供給経路Ｌ２及び第１供給弁６の尿素水充填が完了し、その状態が尿素水圧力に反映されて圧力センサ８で検出可能となるまでにある程度の時間が必要となるからである。
【００５１】
そして、第１供給弁６が充填完了し閉弁されると、尿素水タンク９からの尿素水は、第２供給弁１６へと充填されることになる。そして、第１供給弁６の場合と同じように、第２供給弁１６への尿素水充填が完了するもの想定される時点（図４（ｆ）に示す時刻ｔ１６の時点）では、図４（ｇ）に示すように、供給経路Ｌ１内の圧力の時間変化率（上昇率）が、時刻ｔ１５からそれまでの圧力の時間変化率よりも大きくなる。そこで、この時点をもって、第２供給弁１６への尿素水充填が完了したことを検知する。そして、この検知結果に基づいて、時刻ｔ１６よりもやや遅れた時刻ｔ１４において第２供給弁１６が閉弁される（Ｓ１０７の処理）。なお、このように閉弁時間ｔ１４が充填完了時刻ｔ１６よりやや遅れるのは、第１供給弁６の場合と同じ理由である。
【００５２】
このように両供給弁が開閉制御されることで、第１供給弁６及び第２供給弁１６への尿素水の充填を、過不足なく行うことが可能となる。なお、尿素水充填のための第１供給弁６の開弁時間Ｔｏｖ１と第２供給弁１６の開弁時間Ｔｏｖ２との差は、供給経路Ｌ２と供給経路Ｌ３との経路容量の差である所定容量ΔＶを反映するものである。すなわち、第１供給弁６の開弁時間Ｔｏｖ１は、供給経路Ｌ３における所定容量ΔＶに尿素水を充填するのに必要な時間だけ、第２供給弁１６の開弁時間Ｔｏｖ２より短くなっている。このように、本発明に係る尿素水供給システムでは、圧力センサ８により検出される圧力値やその時間変動率に基づいて、第１供給弁６及び第２供給弁１６の閉弁タイミングを決定するこ
とで、好適な尿素水の充填が行われることになる。
【００５３】
（２）第２パターン
充填時の各供給弁の開閉制御の第２パターンについて、図５に基づいて説明する。図５（ａ）に示すように時刻ｔ１１で充填可能フラグがＯＮとなり、ポンプ７が正回転駆動される（Ｓ１０２の処理）。このとき、上記の通り、ポンプ７の回転数は一定とされ、その圧送能力は一定に維持される。そして、時刻ｔ１２で各供給弁の開閉制御が行われることになる。ここで、第２パターンでは、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、時刻ｔ１２において、第１供給弁６のみが開弁され、第１供給弁６への尿素水充填が実行されることになる。なお、このとき、第２供給弁１６は閉弁されており、第２供給弁１６への尿素水充填は行われない。そして、第１供給弁６への尿素水充填が完了すると、次は第２供給弁１６のみが開弁され、第２供給弁１６への尿素水充填が行われる。その際の、供給経路Ｌ２、Ｌ３での尿素水量の推移が、図５（ｅ）、（ｆ）に示されている。
【００５４】
ここで、第２パターンでは、充填の初期（時刻ｔ１２からｔ１７までの期間）においては先ず供給経路Ｌ１への尿素水充填が行われ、その後、供給経路Ｌ２及び第１供給弁６へと充填が続くことになる。そこで、第２パターンでは、時刻ｔ１７以降の時間Ｔｏｖ１が供給経路Ｌ２充填のための第１供給弁６の開弁時間に相当する。また、第１供給弁６の開弁後の時間Ｔｏｖ２が供給経路Ｌ３充填のための第２供給弁１６の開弁時間に相当する。なお、時刻ｔ１２から時刻ｔ１７までの期間は、Ｖ２／αで算出され得る。
【００５５】
ここで、第２パターンでも、供給経路Ｌ１内の圧力推移で各供給弁への尿素水充填の完了が判定される。上記の通り、時刻ｔ１２で第１供給弁６のみが開弁されることで、時刻ｔ１７以降に供給経路Ｌ２に尿素水が充填されていく。そして、供給経路Ｌ２及び第１供給弁６の尿素水充填が完了した場合（図５（ｅ）に示す時刻ｔ１５の時点）、第２供給弁１６はまだ閉弁した状態であるため、供給経路Ｌ１内の圧力が急激に上昇することになる。そこで、この圧力が急上昇した時点をもって、第１供給弁６への尿素水充填が完了したことを検知する。そして、この検知結果に基づいて、時刻ｔ１５よりもやや遅れた時刻ｔ１３において第１供給弁６が閉弁される。なお、このように閉弁時間ｔ１３が充填完了時刻ｔ１５よりやや遅れるのは、上記の圧力上昇を圧力センサ８で検出可能となるまでにある程度の時間が必要となるからである。
【００５６】
そして、時刻ｔ１３で第１供給弁６が充填完了し閉弁されると（Ｓ１０５の処理）、同時に第２供給弁１６が開弁される。これにより、供給経路Ｌ１内の圧力上昇は抑制される。そして、その後、供給経路Ｌ３を介して第２供給弁への尿素水充填が行われることになる。その後、第２供給弁１６への尿素水充填が完了するもの想定される時点（図５（ｆ）に示す時刻ｔ１６の時点）では、図５（ｇ）に示すように、供給経路Ｌ１内の圧力の時間変化率（上昇率）が、時刻ｔ１５からそれまでの圧力の時間変化率よりも大きくなる。そこで、この時点をもって、第２供給弁１６への尿素水充填が完了したことを検知する。そして、この検知結果に基づいて、時刻ｔ１６よりもやや遅れた時刻ｔ１４において第２供給弁１６が閉弁される（Ｓ１０７の処理）。なお、このように閉弁時間ｔ１４が充填完了時刻ｔ１６よりやや遅れるのは、第１供給弁６の場合と同じ理由である。
【００５７】
このように両供給弁が開閉制御されることで、第１供給弁６及び第２供給弁１６への尿素水の充填を、過不足なく行うことが可能となる。なお、尿素水充填のための第１供給弁６の開弁時間Ｔｏｖ１と第２供給弁１６の開弁時間Ｔｏｖ２との差は、供給経路Ｌ２と供給経路Ｌ３との経路容量の差である所定容量ΔＶを反映するものである。すなわち、第１供給弁６の開弁時間Ｔｏｖ１は、供給経路Ｌ３における所定容量ΔＶに尿素水を充填するのに必要な時間だけ、第２供給弁１６の開弁時間Ｔｏｖ２より短くなっている。このように、本発明に係る尿素水供給システムでは、圧力センサ８により検出される圧力値やその
時間変動率に基づいて、第１供給弁６及び第２供給弁１６の閉弁タイミングを決定することで、好適な尿素水の充填が行われることになる。
【実施例２】
【００５８】
次に、尿素水の充填制御時における各供給弁の開閉制御に関し、第２の実施例について、図６に基づいて説明する。また、図６に示す充填制御が行われている際の、（ａ）充填可能フラグの推移、（ｂ）ポンプ回転信号の推移、（ｃ）第１供給弁６の開閉信号の推移、（ｄ）第２供給弁１６の開閉信号の推移、（ｅ）供給経路Ｌ２内の尿素水量の推移、（ｆ）供給経路Ｌ３内の尿素水量の推移、（ｇ）供給経路Ｌ１内の圧力の推移を示すタイムチャートを図７に示す。図６に示す充填制御は、図３に示す充填制御と同じように、ＥＣＵ２０によって行われる。なお、図６に示す充填制御における処理のうち、図３に示す充填制御における処理と実質的に同一のものについては、同一の参照番号を付すことで、その詳細な説明は省略する。なお、本実施例では、Ｓ１０３で開始される各供給弁の開閉制御として、上記の第１パターンに係る開閉制御が行われているものとする。
【００５９】
図６に示す充填制御では、Ｓ１０５の処理が行われた後に、Ｓ２０１で、第１供給弁６における詰りの発生に関する詰り判定処理が行われることになる。ここで、本実施例では、上記の第１パターンと同じように供給経路Ｌ１内の圧力推移で各供給弁への尿素水充填の完了が判定される。具体的には、第１供給弁６と第２供給弁１６とが開弁された後に供給経路Ｌ１内の圧力上昇が生じた時刻ｔ２０の時点をもって、第１供給弁６への尿素水充填が完了したものと判定し（Ｓ１０４での肯定判定）、第１供給弁６が閉弁される（Ｓ１０５の処理）。この結果、第２供給弁１６のみが開弁された状態となる。しかし、本実施例では、時刻ｔ２０から所定の時間Ｔ０が経過しても、圧力が上昇した状態、すなわち、第１供給弁６が充填されたと判定された際に現れる圧力上昇状態が継続している。これは、時刻ｔ１２で両供給弁を開弁しても、第１供給弁６の詰りにより実際には第２供給弁側に集中して尿素水が充填されてしまい、その結果、時刻ｔ２０のやや前の時刻ｔ２４の時点で、供給経路Ｌ３及び第２供給弁１６への尿素水充填が完了してしまっていることによる（図７（ｆ）を参照）。
【００６０】
そこで、このように一度充填が完了したと判断されて第１供給弁６が閉弁された後の所定時間Ｔ０の間、供給経路Ｌ１内の圧力が、当該閉弁に関連する圧力上昇状態で維持されている場合、第１供給弁６に詰りが発生していると判定することができる（Ｓ２０１の処理）。なお、所定時間Ｔ０による期間は、既に尿素水が充填されてしまっている第２供給弁１６から尿素水が更に漏れ出すのを抑制するために、第１供給弁６の詰りを判定可能な範囲で可及的に短い方がよい。そして、Ｓ２０１において詰りが発生していると判定された、時刻ｔ２０から時間Ｔ０が経過した以降の時刻ｔ２１で、第２供給弁１６を閉弁し、既に尿素水が充填されている第２供給弁１６から尿素水が漏れ出すのを抑制するとともに、第１供給弁６を追加的に開弁し（Ｓ２０２の処理）、充填が不十分な状態となっている第１供給弁６への充填が再度試みられることになる。なお、この場合の第１供給弁６の充填完了は、実際に供給経路Ｌ２内に尿素水が充填され第１供給弁６まで尿素水が到達した時刻ｔ２２の時点で生じる、供給経路Ｌ１内の圧力変動に基づいて判断することができる（Ｓ２０３の処理）。そして、Ｓ２０３で肯定判定された、時刻ｔ２２にやや遅れた時刻ｔ２３で、第１供給弁６を閉弁する（Ｓ２０４の処理）。なお、Ｓ２０１で詰りが発生していないと判定されると、Ｓ１０６及びＳ１０７の処理が行われることになる。
【００６１】
このような各供給弁の開閉制御により、第１供給弁６に詰りが発生した場合でも、両供給弁に尿素水を好適に充填することが可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
１    内燃機関
２、１２    排気通路
３、１３    酸化触媒
４、１４    フィルタ
５    第１ＮＯｘ触媒
６    第１供給弁
７    ポンプ
８    圧力センサ
９    尿素水タンク
１５  第２ＮＯｘ触媒
１６  第２供給弁
２０  ＥＣＵ
２１  クランクポジションセンサ
２２  アクセル開度センサ
２３  イグニッションスイッチ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  供給経路
【図１】
2016205363.tif 000003
【図２】
2016205363.tif 000004
【図３】
2016205363.tif 000005
【図４】
2016205363.tif 000006
【図５】
2016205363.tif 000007
【図６】
2016205363.tif 000008
【図７】
2016205363.tif 000009