(57)【要約】【課題】添加弁に供給される還元剤の急激な圧力上昇を抑えることのできる内燃機関の還元剤供給装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の尿素水供給装置２００は、尿素水を貯留するタンク２１０と、タンク２１０から供給される尿素水を排気通路２８内に添加する尿素添加弁２３０と、タンク２１０から尿素添加弁２３０へと尿素水を圧送するポンプ２２０と、尿素添加弁２３０に供給される尿素水の圧力を検出する圧力センサ２６０とを備えている。制御装置８０は、圧力センサ２６０で検出される尿素水圧力と目標尿素水圧力との圧力偏差に基づいたフィードバック制御によりポンプ２２０の回転速度を調整する。この制御装置８０は、タンク２１０に貯留された尿素水の液面が所定値以上に傾斜しているときには、そうでないときに比して圧力偏差に基づいたポンプ２２０の回転速度の増大を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気浄化用の還元剤を貯留するタンクと、前記タンクから供給される還元剤を排気通路内に添加する添加弁と、前記タンクから前記添加弁へと還元剤を圧送するポンプと、前記添加弁に供給される還元剤の圧力を検出するセンサとを備え、前記センサにて検出される還元剤圧力と目標還元剤圧力との圧力偏差に基づいたフィードバック制御により前記ポンプの回転速度を調整する内燃機関の還元剤供給装置であって、
前記タンクに貯留された還元剤の液面が所定値以上に傾斜しているときには、そうでないときに比して前記圧力偏差に基づいた前記回転速度の増大を抑制する
ことを特徴とする内燃機関の還元剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の還元剤供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気に含まれるＮＯｘの量を減少させる方法として、例えば触媒と還元剤を利用する方法が知られている。この方法を採用する内燃機関では、例えばタンクに貯留された還元剤がポンプによって添加弁に圧送され、その添加弁から排気通路へと還元剤が添加される。排気通路に添加された還元剤は、排気通路に設けられたＮＯｘ浄化触媒でＮＯｘを還元浄化する際に利用される。
【０００３】
ここで、添加弁に供給される還元剤の圧力が変化すると、排気通路に添加される還元剤の量が変化してしまう。そのため、排気通路への還元剤添加量を制御する場合には、添加弁に供給される還元剤の圧力を一定圧にて維持することが望ましく、一般的には、実際の還元剤圧力と目標還元剤圧力との圧力偏差に応じてポンプの回転速度を制御する、いわゆるフィードバック制御が行われる。
【０００４】
他方、タンク内に貯留された還元剤をポンプが吸い込む際に、空気を吸い込んでしまうと、添加弁に供給される還元剤の圧力は大きく低下する。そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、還元剤圧力が所望の圧力となるようにポンプの回転速度を制御するようにしているが、ポンプが空気を吸い込んでいるときには、還元剤圧力の変化に応じてポンプの回転速度を制御するようにしている。より具体的には、還元剤圧力が低下していくときにはポンプの回転速度を遅くする一方、還元剤圧力が上昇していくときにはポンプの回転速度を速く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】特開２０１３−５２９７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ポンプが空気を吸い込むことによって、添加弁に供給される還元剤の圧力が低下すると、上述した圧力偏差が大きくなるため、上記フィードバック制御を通じてポンプの回転速度は増大するようになる。このようにしてポンプの回転速度が増大した状態で空気の吸い込みが解消されると、添加弁に供給される還元剤の圧力が一時的に急上昇するため、例えば還元剤の供給系内に過大な圧力が作用するおそれがある。
【０００７】
なお、上記特許文献１に記載の装置では、還元剤圧力が上昇していくときにはポンプの回転速度を速くするようにしているため、ポンプの回転速度を増大させていく過程で空気の吸い込みが解消された場合には、添加弁に供給される還元剤の圧力が急上昇してしまう。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、添加弁に供給される還元剤の急激な圧力上昇を抑えることのできる内燃機関の還元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】
【０００９】
上記課題を解決する内燃機関の還元剤供給装置は、排気浄化用の還元剤を貯留するタンクと、タンクから供給される還元剤を排気通路内に添加する添加弁と、タンクから添加弁へと還元剤を圧送するポンプと、添加弁に供給される還元剤の圧力を検出するセンサとを備えている。また、センサにて検出される還元剤圧力と目標還元剤圧力との圧力偏差に基づいたフィードバック制御によりポンプの回転速度を調整する。そして、タンクに貯留された還元剤の液面が所定値以上に傾斜しているときには、そうでないときに比して圧力偏差に基づいたポンプの回転速度の増大を抑制するようにしている。
【００１０】
タンクに貯留された還元剤の液面が所定値以上に傾斜しているときには、還元剤の中に浸っていたポンプの吸い込み口が空気中に露出しやすくなるため、ポンプが空気を吸い込みやすくなる。そこで、同構成では、ポンプが空気を吸い込みやすい状態になっているか否かを還元剤の液面の傾斜状態から判断し、空気を吸い込みやすい状態であると判断できる場合には、圧力偏差に応じたポンプの回転速度の増大を抑えるようにしている。従って、ポンプが空気を吸い込むことにより還元剤圧力が低下し、これにより圧力偏差が大きくなったとしても、フィードバック制御を通じたポンプの回転速度増大は抑制される。そのため、空気の吸い込みが解消されたときに、添加弁に供給される還元剤の圧力が急激に上昇することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態における還元剤供給装置を備える内燃機関の構成を示す模式図。
【図２】ポンプの駆動電圧を設定する処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、内燃機関の還元剤供給装置を具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に、還元剤供給装置が適用された内燃機関１の構成を示す。なお、本実施形態の内燃機関１は、ディーゼルエンジンであって車両に搭載される。
【００１３】
内燃機関１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが各気筒＃１〜＃４に対応して取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００１４】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００１５】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００１６】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２８に接続されている。
排気通路２８の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００１７】
また、排気通路２８の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、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及びフィルタ３２が配設されている。
【００１８】
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、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（微粒子物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００１９】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２９を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。また、燃料の噴射時期を調整してポスト噴射を行うことにより、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給してもよい。
【００２０】
フィルタ３２に捕集されたＰＭの量が所定値を超えると、フィルタ３２の再生処理が開始されて燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが酸化処理されてフィルタ３２の再生が図られる。
【００２１】
また、排気通路２８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、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒として、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。
【００２２】
さらに、排気通路２８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。
【００２３】
内燃機関１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を供給する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２８内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられた電動式のポンプ２２０等にて構成されている。
【００２４】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２８に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向けられている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２８内に尿素水が噴射供給される。
【００２５】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２８内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水をＳＣＲ触媒４１の上流で分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００２６】
尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアになる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸蔵されてＮＯｘの還元に利用される。
【００２７】
この他、内燃機関１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２８から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００２８】
内燃機関１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。クランク角センサ２１は機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。加速度センサ２４は内燃機関１が搭載された車両の加速度、より詳細には車両の左右方向に作用する左右加速度ＧＲＬ及び車両の前後方向に作用する前後加速度ＧＦＲを検出する。水温センサ２５は、内燃機関１の冷却水温ＴＨＷを検出する。尿素添加弁２３０近傍の供給通路２４０に設けられた圧力センサ２６０は、尿素添加弁２３０に供給される尿素水の圧力である尿素圧ＰＮを検出する。ポンプ２２０に設けられた回転速度センサ２７０は、ポンプ２２０の回転速度であるポンプ回転速度Ｎｐを検出する。
【００２９】
また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差である差圧ΔＰを検出する。第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２８にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度、つまりＳＣＲ触媒４１で浄化される前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。第３浄化部材５０の下流の排気通路２８には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００３０】
これら各種センサ等の出力は、制御装置８０に入力される。制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等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等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、この制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、内燃機関１の各種制御が行われる。また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。
【００３２】
また、制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、内燃機関１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素添加量ＱＥが機関運転状態等に基づいて算出される。そして、算出された尿素添加量ＱＥが尿素添加弁２３０から噴射されるように、尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。
【００３３】
また、制御装置８０は、添加制御の一つとして、ポンプ２２０の駆動制御を行う。この駆動制御では、圧力センサ２６０にて検出される尿素圧ＰＮと、尿素圧ＰＮの目標値である目標圧ＰＮｔとの圧力偏差ΔＰＮに応じてポンプ２２０の回転速度がフィードバック制御されることにより、尿素圧ＰＮが一定の目標圧ＰＮｔに維持される。
【００３４】
このフィードバック制御では、目標圧ＰＮｔから尿素圧ＰＮを減じることで圧力偏差ΔＰＮが算出される。そして、この圧力偏差ΔＰＮが正の値のときには、尿素圧ＰＮが目標圧ＰＮｔよりも低くなっているため、同圧力偏差ΔＰＮの絶対値が大きいほどポンプ２２０の回転速度は速くされる。一方、圧力偏差ΔＰＮが負の値のときには、尿素圧ＰＮが目標圧ＰＮｔよりも高くなっているため、同圧力偏差ΔＰＮの絶対値が大きいほどポンプ２２０の回転速度は遅くされる。ここで、ポンプ２２０の回転速度は、ポンプ２２０の駆動電圧ＤＶに依存するため、そうしたフィードバック制御によるポンプ２２０の回転速度制御は、実際には、ポンプ２２０の駆動電圧ＤＶを圧力偏差ΔＰＮに応じてフィードバック制御することにより実施される。例えば、圧力偏差ΔＰＮに基づく以下のようなＰＩ制御を実行することにより、駆動電圧ＤＶが可変設定される。
【００３５】
このＰＩ制御では、所定の算出周期毎に、次式（１）及び次式（２）に基づいた比例項Ｐ及び積分項Ｉの算出が行われ、それら比例項Ｐ及び積分項Ｉを使って前回の算出周期で算出された駆動電圧ＤＶが補正されることにより、現在の圧力偏差ΔＰＮに応じた駆動電圧ＤＶが設定される。
【００３６】
比例項Ｐ＝圧力偏差ΔＰＮ×比例項ゲインＰｇ  …（１）
積分項Ｉ＝圧力偏差ΔＰＮ×積分項ゲインＩｇ  …（２）
なお、式（１）の比例項ゲインＰｇや式（２）の積分項ゲインＩｇは、フィードバック制御における制御対象の応答性やハンチングの起きやすさ等を考慮した適切な値が設定されている。
【００３７】
このＰＩ制御では、例えば圧力偏差ΔＰＮが正の値のときには、圧力偏差ΔＰＮの絶対値が大きいほど、駆動電圧ＤＶは高い電圧となるように補正され、これによりポンプ２２０の回転速度は増大するようになる。一方、圧力偏差ΔＰＮが負の値のときには、圧力偏差ΔＰＮの絶対値が大きいほど、駆動電圧ＤＶは低い電圧となるように補正され、これによりポンプ２２０の回転速度は低下するようになる。
【００３８】
ところで、車両が上り坂や下り坂といった坂路を走行しているときや、車両の加速時、減速時、あるいは旋回時には、タンク２１０に貯留された尿素水の液面が、車両の前後方向あるいは左右方向に対して傾斜する。そのため、そうした液面の傾斜がある程度以上に大きくなると、尿素水の中に浸っていたポンプ２２０の吸い込み口が、タンク２１０内において空気中に露出しやすくなり、ポンプ２２０は空気を吸い込みやすくなる。なお、本実施形態において、ポンプ２２０が空気を吸い込む状態とは、尿素水とともに空気を吸い込む状態と空気のみを吸い込む状態とを含むものである。
【００３９】
ポンプ２２０が空気を吸い込んでしまうと、尿素水のみを吸い込む場合と比較して尿素圧ＰＮは大きく低下するため、圧力偏差ΔＰＮは大きくなる。このようにして圧力偏差ΔＰＮが大きくなると、上記フィードバック制御を通じてポンプ２２０の回転速度は増大する。このようにポンプ２２０の回転速度が増大した状態で空気の吸い込みが解消されると、尿素添加弁２３０に供給される尿素水の圧力が急上昇するため、例えば尿素水の供給系内（ポンプ２２０、供給通路２４０、尿素添加弁２３０等）に高い圧力が作用してしまうおそれがある。なお、そうした尿素水の圧力の急上昇は、ポンプ２２０の駆動を制御する上記フィードバック制御を通じて最終的には収まるのであるが、急激な尿素水の圧力上昇に対してフィードバック制御が十分に働くようになるまでにはある程度の時間がかかる。そのため、ポンプ２２０の回転速度が増大した状態で空気の吸い込みが解消されたときには、一時的ではあるものの尿素水の圧力は急上昇してしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態の制御装置８０は、図２に示す駆動電圧ＤＶの設定処理を実行することにより、そうした尿素水の急激な圧力上昇を抑えるようにしている。
この設定処理では、ポンプ２２０が空気を吸い込みやすい状態になっているか否かを尿素水の液面の傾斜状態から判断し、空気を吸い込みやすい状態であると判断できる場合には、そうでない場合と比較して圧力偏差ΔＰＮに基づいたポンプ２２０の回転速度の増大を抑えるようにしている。
【００４１】
この設定処理は、所定周期毎に実行される処理であり、具体的には次の手順に従って行われる。
図２に示すように、この設定処理が開始されると、まず、加速度センサ２４によって検出される左右加速度ＧＲＬが所定範囲Ｒ１内であるか否かが判定される（Ｓ１００）。
【００４２】
所定範囲Ｒ１は、車両の旋回等により尿素水の液面の傾斜角が所定値α１以上になっているか否かを判定するために設定されており、所定値α１とは、ポンプ２２０の吸い込み口がタンク２１０内において空気中に露出してしまう程度の液面の傾斜角である。なお、本実施形態の傾斜角とは、車両の左右方向に対する液面の傾斜角や、車両の前後方向に対する液面の傾斜角のことをいう。そして、左右加速度ＧＲＬが所定範囲Ｒ１内に収まっているときには、尿素水の液面の傾斜角が所定値α１未満であると判断される。一方、左右加速度ＧＲＬが所定範囲Ｒ１から外れているときには、尿素水の液面の傾斜角が所定値α１以上であると判断される。
【００４３】
左右加速度ＧＲＬが所定範囲Ｒ１内であるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、次に、加速度センサ２４によって検出される前後加速度ＧＦＲが所定範囲Ｒ２内であるか否かが判定される（Ｓ１１０）。
【００４４】
所定範囲Ｒ２は、車両の坂路走行や、車両の加速、減速等により尿素水の液面の傾斜角が所定値α２以上になっているか否かを判定するために設定されており、所定値α２とは、ポンプ２２０の吸い込み口がタンク２１０内において空気中に露出してしまう程度の液面の傾斜角である。なお、上記所定値α１及び所定値α２は、タンク形状やポンプ２２０の吸い込み口の配設位置に応じて最適な値が求められている。前後加速度ＧＦＲが所定範囲Ｒ２内に収まっているときには、尿素水の液面の傾斜角が所定値α２未満であると判断される。一方、前後加速度ＧＦＲが所定範囲Ｒ２から外れているときには、尿素水の液面の傾斜角が所定値α２以上であると判断される。
【００４５】
前後加速度ＧＦＲが所定範囲Ｒ２内であるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、上述した圧力偏差ΔＰＮに基づくフィードバック制御を通じた駆動電圧ＤＶの設定が行われて（Ｓ１２０）、本処理は一旦終了される。
【００４６】
一方、上記ステップＳ１００で左右加速度ＧＲＬが所定範囲Ｒ１から外れていると判定されるとき（Ｓ１００：ＮＯ）、又は上記ステップＳ１１０で前後加速度ＧＦＲが所定範囲Ｒ２から外れていると判定されるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、前回の本処理実行時に設定された駆動電圧ＤＶがそのまま今回の駆動電圧ＤＶに設定される（Ｓ１３０）。つまり駆動電圧ＤＶは変更されることなくそのまま維持されて、本処理は一旦終了される。
【００４７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
上述した設定処理において、左右加速度ＧＲＬが所定範囲Ｒ１から外れていると判定されるときには（Ｓ１００：ＮＯ）、尿素水の液面が所定値α１以上に傾斜しており、ポンプ２２０は空気を吸い込みやすい状態になっている。また、前後加速度ＧＦＲが所定範囲Ｒ２から外れていると判定されるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、尿素水の液面が所定値α２以上に傾斜しており、この場合にもポンプ２２０は空気を吸い込みやすい状態になっている。そこで、これらポンプ２２０が空気を吸い込みやすい状態になっていると判断できる場合には、ステップ１３０の処理が行われることにより、ポンプ２２０の駆動電圧ＤＶは変更されることなくそのまま維持され、圧力偏差ΔＰＮに基づくフィードバック制御を通じた駆動電圧ＤＶの設定は行われない。従って、ポンプ２２０が空気を吸い込むことにより尿素圧ＰＮが低下し、これにより圧力偏差ΔＰＮが大きくなったとしても、その圧力偏差ΔＰＮに基づいたフィードバック制御によるポンプ２２０の回転速度増大は抑制される。そのため、空気の吸い込みが解消したときのポンプ２２０の回転速度について、これが比較的高い回転速度になっていることを抑えることができ、これにより空気の吸い込みが解消されたときに、尿素添加弁２３０に供給される尿素水の圧力が急激に上昇することを抑えることができる。
【００４８】
また、タンク２１０に貯留された尿素水の液面が所定値以上に傾斜しておらず、ポンプ２２０が尿素水のみを吸い込んでいる場合には、空気を吸い込んでいる場合と比較して、上述したような尿素圧ＰＮの大きな低下は起きにくく、圧力偏差ΔＰＮも比較的小さくなる。そのため、図２の設定処理では、ポンプ２２０が尿素水のみを吸い込んでいると判断できる場合（Ｓ１００及びＳ１１０でＹＥＳ）、圧力偏差ΔＰＮに基づいて駆動電圧ＤＶは設定されるが（Ｓ１２０）、このときの駆動電圧ＤＶは、ポンプ２２０が空気を吸い込んでいるときの圧力偏差ΔＰＮに基づいて駆動電圧ＤＶを設定した場合よりも低くなる。
【００４９】
従って、ポンプ２２０が尿素水のみを吸い込んでいると判断できる状態から、空気を吸い込みやすくなっていると判断できる状態（Ｓ１００またはＳ１１０でＮＯ）へと変化したときにステップＳ１３０で設定される駆動電圧ＤＶは、ポンプ２２０が尿素水のみを吸い込んでいると判断できる状態のときに設定されていた比較的低い電圧になる。従って、ポンプ２２０が空気を吸い込みやすい状態のときのポンプ２２０の回転速度は比較的低い速度に維持されるようになり、これにより空気の吸い込みが解消した時点でのポンプ２２０の回転速度も比較的低い速度に抑えられるようになる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）タンク２１０に貯留された尿素水の液面が所定値以上に傾斜していると判断できるときには、圧力偏差ΔＰＮに基づいたポンプ２２０の回転速度の増大を抑制するようにしている。そのため、ポンプ２２０において空気の吸い込みが解消されたときに、尿素添加弁２３０に供給される尿素水の圧力が急激に上昇することを抑えることができる。
【００５１】
（２）上述した圧力偏差ΔＰＮに基づくポンプ２２０の回転速度の増大の抑制を以下のようにして実施している。すなわち、タンク２１０に貯留された尿素水の液面が所定値以上に傾斜していると判断できるときには、尿素水の液面が所定値以上に傾斜していないと判断できるときに実行していた圧力偏差ΔＰＮに基づくポンプ２２０の駆動電圧制御を中止し、ポンプ２２０の駆動電圧ＤＶを前回値のまま維持するようにしている。そのため、空気の吸い込みが解消した時点でのポンプ２２０の回転速度を比較的低い速度に抑えることができる。
【００５２】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・尿素水の液面が所定値以上に傾斜しているか否かを、左右加速度ＧＲＬや前後加速度ＧＦＲに基づいて判断するようにしたが、上記ステップＳ１１０を省略して左右加速度ＧＲＬのみで判断するようにしてもよい。また、上記ステップＳ１００を省略して前後加速度ＧＦＲのみで判断するようにしてもよい。
【００５３】
・尿素水の液面が所定値以上に傾斜しているか否かを、加速度センサ２４の検出値に基づいて判定するようにしたが、その他の態様で判定するようにしてもよい。例えば尿素水の液面の傾斜角をセンサ等で検出してもよく、この場合には、その検出された傾斜角を上記所定値α１や上記所定値α２と比較することにより、尿素水の液面が所定値以上に傾斜しているか否かを判定することができる。
【００５４】
・尿素水の液面が所定値以上に傾斜しているときには、そうでないときに比して圧力偏差ΔＰＮに基づいたポンプ２２０の回転速度の増大を抑制するために、ポンプ２２０の駆動電圧ＤＶを変更することなくそのまま維持し、圧力偏差ΔＰＮに基づくフィードバック制御を通じた駆動電圧ＤＶの設定を行わないようにした。この他、尿素水の液面が所定値以上に傾斜しているときには、そうでないときに比して上記比例項ゲインＰｇや積分項ゲインＩｇを小さくすることにより、圧力偏差ΔＰＮに基づいたポンプ２２０の回転速度の増大を抑制するようにしてもよい。
【００５５】
・上述したポンプ２２０の回転速度に関するフィードバック制御は一例であり、圧力偏差ΔＰＮに基づいたフィードバック制御によりポンプ２２０の回転速度を調整する制御であれば、適宜変更することができる。
【００５６】
・タンク２１０内の尿素水の残量が少なくなるほど、尿素水の液面が傾斜したときにポンプ２２０の吸い込み口は空気中に露出しやすくなる。逆にいえば、尿素水の残量が多ければ、尿素水の液面が傾斜したとしても、ポンプ２２０の吸い込み口は空気中に露出しにくい。そこで、タンク２１０内の尿素水の残量が予め定められた所定量以下になった場合に、先の図２に示した駆動電圧ＤＶの設定処理や上記変形例の設定処理を実行するようにしてもよい。
【００５７】
また、タンク２１０内の尿素水の残量が少なくなるほど、尿素水の液面の傾斜角がより小さい状態でもポンプ２２０の吸い込み口は空気中に露出しやすくなる。そこで、こうした傾向を考慮して、タンク２１０内の尿素水の残量が少なくなるほど、上記所定範囲Ｒ１や上記所定範囲Ｒ２が狭くなるように所定範囲Ｒ１や所定範囲Ｒ２を可変設定してもよい。また、上記変形例のように尿素水の液面の傾斜角を検出する場合には、タンク２１０内の尿素水の残量が少なくなるほど、上記所定値α１や上記所定値α２が小さくなるように所定値α１や所定値α２を可変設定するようにしてもよい。
【００５８】
・ポンプ２２０の回転速度を調整するために、ポンプ２２０の駆動電圧ＤＶを制御するようにしたが、他の態様で回転速度を調整してもよい。例えば駆動電流や駆動電圧のデューティを制御することでポンプ２２０の回転速度を調整してもよい。この場合には駆動電圧ＤＶと同様に、圧力偏差ΔＰＮに基づいて駆動電流や駆動電圧のデューティをフィードバック制御すればよい。また、ポンプ２２０の動力源として、電力以外の油圧や空気圧などを使用する場合には、圧力偏差ΔＰＮに基づいて油圧や空気圧をフィードバック制御すればよい。
【００５９】
・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の還元剤を使用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…内燃機関、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…クランク角センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…加速度センサ、２５…水温センサ、２８…排気通路、２９…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、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…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路、２６０…圧力センサ、２７０…回転速度センサ。
【図１】
2016011621.tif 000003
【図２】
2016011621.tif 000004