(57)【要約】【課題】還元剤の回収制御後の温度の低下に伴って、貯蔵タンク内の尿素水溶液がポンプ側に吸引されることを抑制可能な還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置の制御装置を提供する。【解決手段】還元剤供給装置は、還元剤が収容される貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の前記還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、圧送される前記還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する噴射弁と、前記貯蔵タンクから前記ポンプに通じる第１の供給通路と、前記ポンプから前記噴射弁に通じる第２の供給通路と、前記内燃機関の運転中に、前記還元剤を噴射する制御を実行する一方、前記内燃機関の停止時に、残留する前記還元剤を前記貯蔵タンクに回収する制御を実行する制御装置と、前記貯蔵タンクの気相領域に連通して設けられたエアブリーダと、前記還元剤を回収する制御の終了後に前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとの連通を遮断する遮断弁と、を備える。【選択図】図３
2016089636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤が収容される貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンク内の前記還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、
圧送される前記還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する噴射弁と、
前記貯蔵タンクから前記ポンプに通じる第１の供給通路と、
前記ポンプから前記噴射弁に通じる第２の供給通路と、
前記内燃機関の運転中に、前記還元剤を噴射する制御を実行する一方、前記内燃機関の停止時に、残留する前記還元剤を前記貯蔵タンクに回収する制御を実行する制御装置と、
前記貯蔵タンクの気相領域に連通して設けられたエアブリーダと、
前記還元剤を回収する制御の終了後に前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとの連通を遮断する遮断弁と、
を備える、還元剤供給装置。
【請求項２】
前記遮断弁は、通電状態で前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとを連通し、非通電状態で前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとの連通を遮断する、請求項１に記載の還元剤供給装置。
【請求項３】
前記第２の供給通路と前記貯蔵タンクの気相領域とを連通するリターン通路を備え、前記リターン通路に、前記貯蔵タンク側から前記第２の供給通路側への前記還元剤及び気体の流通を遮断するチェック弁を備える、請求項１又は２に記載の還元剤供給装置。
【請求項４】
内燃機関の運転中に、貯蔵タンク内に収容された還元剤をポンプにより吸い上げて圧送し、噴射弁を介して前記内燃機関の排気通路に噴射する噴射制御部と、
前記内燃機関の停止時に、残留する前記還元剤を前記貯蔵タンクに回収する回収制御部と、
噴射制御及び回収制御の実行中に、前記貯蔵タンクの気相部分とエアブリーダとを連通した状態とする一方、前記回収制御終了後に、前記貯蔵タンクの気相部分と前記エアブリーダとの連通を遮断する開閉制御部と、
を備える、還元剤供給装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に還元剤を噴射するための還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置の制御を行う還元剤供給装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関の排気中にはＮＯX（窒素酸化物）が含まれている。かかるＮＯXを還元して窒素や水蒸気等に分解することにより排気を浄化するための装置として、尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｓｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが実用化されている。尿素ＳＣＲシステムでは、還元剤として尿素水溶液が使用され、排気中のＮＯXがアンモニアと反応することにより、ＮＯXが分解する。
【０００３】
かかる尿素ＳＣＲシステムは、排気通路に配置された選択還元触媒と、選択還元触媒よりも上流側の排気通路に尿素水溶液を噴射するための還元剤供給装置とを備える。選択還元触媒は、尿素水溶液が分解することにより生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気中のＮＯXとアンモニアとの還元反応を促進する機能を有する。また、還元剤供給装置は、貯蔵タンク内に収容された尿素水溶液を圧送するポンプと、ポンプにより圧送される尿素水溶液を噴射する噴射弁と、ポンプ及び噴射弁の制御を行う制御装置とを備える。
【０００４】
尿素ＳＣＲシステムで使用される尿素水溶液は、濃度によって凍結温度が異なる。最も低い凍結温度でも、その温度はマイナス１１℃程度である。停車中に尿素水溶液が凍結し、その体積が膨張すると、ポンプや噴射弁、尿素水溶液が流通する配管等が破損するおそれがある。そのため、内燃機関の停止時には、ポンプや噴射弁等に残留する尿素水溶液が貯蔵タンクに回収される。尿素水溶液の回収は、ポンプを逆回転させたり、回収制御用のポンプを用いたり、あるいは、尿素水溶液の流路の接続を切り替えることによって尿素水溶液の流れを逆向きにしたりすることによって行われる（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０１５６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８５９５０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６３０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、尿素水溶液が収容される貯蔵タンクの気相部分には、液体を通過させない一方、気体を通過させるエアブリーダが接続されている。かかるエアブリーダにより、尿素水溶液の吸い上げ時に貯蔵タンク内の圧力が低下して尿素水溶液が吸い上げにくくなることがない。また、かかるエアブリーダにより、尿素水溶液の回収時に貯蔵タンク内の圧力が上昇して尿素水溶液が貯蔵タンク内に戻されにくくなることがない。
【０００７】
尿素水溶液の回収制御は、噴射弁が開弁され、尿素水溶液の供給通路等の内部が、噴射孔を介して導入される空気あるいは排気で置換されながら行われる。そのため、回収制御の終了時には、供給通路等の内部は比較的高温の状態になっている。したがって、回収制御の終了後、時間の経過に伴って供給通路等の内部の温度が低下すると、供給通路等の内部の気体が収縮し、貯蔵タンク内に回収された尿素水溶液が再びポンプ側に吸引されるおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、還元剤の回収制御後の温度の低下に伴って、貯蔵タンク内の尿素水溶液がポンプ側に吸引されることを抑制可能な還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置の制御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ために、本発明のある観点によれば、還元剤が収容される貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の前記還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、圧送される前記還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する噴射弁と、前記貯蔵タンクから前記ポンプに通じる第１の供給通路と、前記ポンプから前記噴射弁に通じる第２の供給通路と、前記内燃機関の運転中に、前記還元剤を噴射する制御を実行する一方、前記内燃機関の停止時に、残留する前記還元剤を前記貯蔵タンクに回収する制御を実行する制御装置と、前記貯蔵タンクの気相領域に連通して設けられたエアブリーダと、前記還元剤を回収する制御の終了後に前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとの連通を遮断する遮断弁と、を備える、還元剤供給装置が提供される。
【００１０】
また、前記遮断弁は、通電状態で前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとを連通し、非通電状態で前記貯蔵タンクの気相領域と前記エアブリーダとの連通を遮断してもよい。
【００１１】
また、前記第２の供給通路と前記貯蔵タンクの気相領域とを連通するリターン通路を備え、前記リターン通路に、前記貯蔵タンク側から前記第２の供給通路側への前記還元剤及び気体の流通を遮断するチェック弁を備えてもよい。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、内燃機関の運転中に、貯蔵タンク内に収容された還元剤をポンプにより吸い上げて圧送し、噴射弁を介して前記内燃機関の排気通路に噴射する噴射制御部と、前記内燃機関の停止時に、残留する前記還元剤を前記貯蔵タンクに回収する回収制御部と、前記噴射制御及び前記回収制御の実行中に、前記貯蔵タンクの気相部分とエアブリーダとを連通した状態とする一方、前記回収制御終了後に、前記貯蔵タンクの気相部分と前記エアブリーダとの連通を遮断する開閉制御部と、を備える、還元剤供給装置の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、尿素水溶液の回収制御後に、貯蔵タンクの気相部分とエアブリーダとの連通が遮断されるため、温度の低下に伴って、供給通路等の内部の気体だけでなく、貯蔵タンク内の気体も収縮する。したがって、貯蔵タンク内の尿素水溶液がポンプ側に吸引されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる還元剤供給装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
【図２】同実施形態にかかる還元剤供給装置の制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態にかかる還元剤供給装置の還元剤の回収制御時の状態を示す模式図である。
【図４】同実施形態にかかる還元剤供給装置の還元剤の回収制御終了後の状態を示す模式図である。
【図５】従来の還元剤供給装置の還元剤の回収制御終了後の状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
＜１．還元剤供給装置の構成例＞
まず、本発明の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０の全体構成例について説明する。図１は、還元剤供給装置２０の概略構成を示す模式図である。かかる還元剤供給装置２０は、内燃機関の排気通路内に還元剤を供給する装置であって、排気通路内に配置される還元触媒とともに尿素ＳＣＲシステムを構成する。
【００１７】
尿素ＳＣＲシステムは、還元剤として尿素水溶液を用いて排気中のＮＯXを還元し分解するシステムである。尿素水溶液は、例えば凍結温度が最も低い、３２．５％濃度の尿素水溶液とすることができる。この場合の凍結温度は、約マイナス１１℃である。
【００１８】
還元触媒は、内燃機関に接続された排気管の途中に配設され、内燃機関の排気中に含まれるＮＯXを選択的に還元する機能を有する。本実施形態では、還元剤供給装置２０により噴射される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアが還元触媒に吸着され、還元触媒に流入する排気中のＮＯXがアンモニアにより選択的に還元される。
【００１９】
還元剤供給装置２０は、還元触媒よりも上流側の排気管内に還元剤としての尿素水溶液を噴射する。尿素水溶液の噴射量は、制御装置１００により、排気中に含まれるＮＯXの濃度や、還元触媒におけるアンモニアの吸着可能量等に基づいて、還元触媒の下流側にＮＯXあるいはアンモニアが流出しないように制御される。かかる還元剤供給装置２０は、還元触媒よりも上流側で排気管に固定された噴射弁３１と、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液を噴射弁３１に向けて圧送するポンプ４１を有するポンプモジュール４０とを備える。
【００２０】
噴射弁３１とポンプモジュール４０とは第１の供給通路５７によって接続されている。第１の供給通路５７には、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力を検出するための圧力センサ４３が備えられている。また、貯蔵タンク５０とポンプモジュール４０とは第２の供給通路５８によって接続されている。さらに、ポンプモジュール４０と貯蔵タンク５０とはリターン通路５９によっても接続されている。かかるリターン通路５９は、第１の供給通路５７から分岐し、貯蔵タンク５０に接続されている。
【００２１】
リターン通路５９の途中には、第１の供給通路５７側から順にオリフィス４５及びチェック弁４７が備えられている。オリフィス４５は、第１の供給通路５７内の圧力を保持する一方、余剰の尿素水溶液を貯蔵タンク５０側に通過させる機能を有する。チェック弁４７は、尿素水溶液を第１の供給通路５７側から貯蔵タンク５０側に通過させる一方、その逆方向への尿素水溶液の流れを遮断する機能を有する。かかるチェック弁４７は、圧縮ばね等により弁体が閉弁方向に付勢され、チェック弁４７の上流及び下流の圧力が等しい場合には閉弁状態にある。
【００２２】
ポンプモジュール４０に備えられたポンプ４１は、例えば電動式のダイヤフラムポンプやモータポンプからなる。ポンプ４１の出力は、制御装置１００の制御信号に基づいて制御される。尿素水溶液の噴射制御時において、制御装置１００は、圧力センサ４３により検出される尿素水溶液の圧力が所定の目標値に維持されるように、ポンプ４１の出力をフィードバック制御する。また、尿素水溶液の回収制御時において、制御装置１００は、例えばあらかじめ設定された出力でポンプ４１を駆動する。
【００２３】
噴射弁３１は、例えば、通電制御により開弁及び閉弁が切り替えられる電磁式噴射弁が用いられる。かかる噴射弁３１はコイルを含むアクチュエータを備え、当該コイルへの通電により発生する磁力によって弁体が移動して開弁する構造を有している。上述のとおり、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力は一定の圧力で維持されており、制御装置１００は、尿素水溶液の目標噴射量に応じて開弁時間を調節する。
【００２４】
ポンプモジュール４０には流路切換弁７１が備えられている。流路切換弁７１は、ポンプ４１により圧送される尿素水溶液が流れる方向を切り換える。尿素水溶液を排気通路内に噴射する場合において、流路切換弁７１は、尿素水溶液が貯蔵タンク５０側から噴射弁３１側に流れるようにする。この場合、ポンプ４１の吸入口が第２の供給通路５８に接続され、ポンプ４１の吐出口が第１の供給通路５７に接続される。また、尿素水溶液を貯蔵タンク５０に回収する場合において、流路切換弁７１は、尿素水溶液が噴射弁３１側から貯蔵タンク５０側に流れるようにする。この場合、ポンプ４１の吸入口が第１の供給通路５７に接続され、ポンプ４１の吐出口が第２の供給通路５８に接続される。
【００２５】
流路切換弁７１は、通電状態で、ポンプ４１の吸入口を第２の供給通路５８に接続し、ポンプ４１の吐出口を第１の供給通路５７に接続する。また、流路切換弁７１は、非通電状態で、ポンプ４１の吸入口を第１の供給通路５７に接続し、ポンプ４１の吐出口を第２の供給通路５８に接続する。通電状態と非通電状態とが逆であってもよいが、ポンプ４１の吸入口を第１の供給通路５７に接続し、ポンプ４１の吐出口を第２の供給通路５８に接続するのは尿素水溶液の回収制御時のみであることから、上記のように構成することによって電力消費量を低減することができる。
【００２６】
ただし、尿素水溶液を貯蔵タンク５０に回収する方法は、流路切換弁７１によって流路を切り換える方法に限られない。ポンプ４１として、逆回転可能なポンプを用いて、尿素水溶液を回収してもよい。
【００２７】
貯蔵タンク５０の気相部分には、気体経路５４を介してエアブリーダ５３が接続されている。かかるエアブリーダ５３は、液体に対しては非透過性を有し、気体に対しては透過性を有する。したがって、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液が漏れ出すことが無い一方、貯蔵タンク５０の気相部分への空気の出入りが可能となっている。貯蔵タンク５０とエアブリーダ５３との間の気体経路５４には、気体経路５４を開閉する遮断弁５５が設けられている。
【００２８】
かかる遮断弁５５は、制御装置１００により制御される。本実施形態において、遮断弁５５は、通電状態において気体経路５４を開放し、非通電状態において気体経路５４を遮断する。気体経路５４が遮断された状態では、貯蔵タンク５０の気相部分への空気の出入りも遮断される。通電状態と非通電状態とが逆であってもよいが、基本的にイグニッションスイッチがオフの間に気体経路５４が遮断されるため、上記のように構成することにより、電力の浪費を防ぐことができる。
【００２９】
＜２．制御装置＞
次に、本実施形態にかかる還元剤供給装置２０の制御に用いられる制御装置１００の構成例について説明する。図２は、制御装置１００の構成を機能的に示すブロック図である。かかる制御装置１００は、公知のマイクロコンピュータ等を中心に構成される。
【００３０】
本実施形態にかかる制御装置１００は、噴射制御部１０１と、回収制御部１０３と、開閉制御部１０５とを備える。これらの各部は、具体的には、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される機能である。また、本実施形態にかかる制御装置１００は、圧力センサ４３により検出される第１の供給通路５７内の圧力Ｐｕや、図示しないセンサ等により検出される排気温度Ｔｇ、触媒温度Ｔｃ、ＮＯX濃度Ｎ、内燃機関のイグニッションスイッチのオンオフ信号等を読み込み可能になっている。これらの各情報は、制御装置１００内で演算により求められてもよい。
【００３１】
噴射制御部１０１は、内燃機関の運転中に、噴射弁３１により尿素水溶液を噴射する制御を実行する。例えば、噴射制御部１０１は、第１の供給通路５７内の圧力Ｐｕがあらかじめ設定した所定値となるように、ポンプ４１の出力をフィードバック制御する。また、噴射制御部１０１は、内燃機関から排出される排気中のＮＯX濃度Ｎｕや還元触媒の下流側におけるＮＯX濃度Ｎｄ、触媒温度Ｔｃ等に基づいて尿素水溶液の噴射量を算出する。
【００３２】
また、噴射制御部１０１は、第１の供給通路５７内の圧力が所定値となっていることを前提として、算出された尿素水溶液の噴射量に基づいて、所定の噴射サイクル中の噴射弁３１の開弁時間を決定する。そして、噴射制御部１０１は、決定した開弁時間に応じて、噴射弁３１をデューティ制御することにより、所定の噴射サイクルで所望の量の尿素水溶液を排気通路内に噴射する。
【００３３】
なお、本実施形態にかかる還元剤供給装置２０では、噴射制御部１０１が噴射制御を実行している間、流路切換弁７１は非通電状態とされる。これにより、ポンプ４１の駆動によって、尿素水溶液が貯蔵タンク５０側から噴射弁３１側に流れる。
【００３４】
回収制御部１０３は、内燃機関のイグニッションスイッチがオンからオフに切り換えられたときに、還元剤供給装置２０内の尿素水溶液の流通経路内に残留する尿素水溶液を貯蔵タンク５０に回収する制御を実行する。具体的に、回収制御部１０３は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り換えられると、流路切換弁７１を通電状態としてポンプ４１を駆動し、尿素水溶液を噴射弁３１側から貯蔵タンク５０側に流す。
【００３５】
このとき、噴射弁３１を開弁して、尿素水溶液の流通経路内を排気あるいは空気で置換しながら尿素水溶液を回収してもよい。また、尿素水溶液の回収制御中、ポンプ４１の出力は、あらかじめ設定した一定の出力としてもよい。回収制御部１０３は、例えば、尿素水溶液の供給経路の容量や長さに応じた時間でポンプ４１を駆動した後、回収制御を終了する。
【００３６】
開閉制御部１０５は、遮断弁５５への通電のオンオフを制御する。本実施形態では、開閉制御部１０５は、例えば、イグニッションスイッチがオンにされてから尿素水溶液の回収制御が終了するまでの期間、遮断弁５５に通電し、気体経路５４を開放する。これにより、尿素水溶液の噴射制御中に、尿素水溶液が吸い上げにくくなることがない。また、尿素水溶液の回収制御中に、尿素水溶液が貯蔵タンク５０に戻されにくくなることがない。
【００３７】
また、開閉制御部１０５は、尿素水溶液の回収制御が終了した後、例えば、次にイグニッションスイッチがオフからオンに切り換えられるまでの期間、遮断弁５５への通電を停止する。これにより、尿素水溶液の回収制御が終了した後は、気体経路５４が遮断され、貯蔵タンク５０の気相部分への空気の進入が不可能となる。したがって、回収制御の停止後、温度の低下に伴って尿素水溶液の流通経路内の気体が収縮する場合に、貯蔵タンク５０内の気体も収縮する。その結果、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液がポンプ４１側に吸い戻されることを抑制することができる。
【００３８】
＜３．遮断弁の開閉制御＞
次に、尿素水溶液の噴射制御時、回収制御時、及び回収制御終了後における本実施形態にかかる還元剤供給装置２０の状態について説明する。
【００３９】
まず、図１は、尿素水溶液の噴射制御時における還元剤供給装置２０の状態及び尿素水溶液の流れを示す模式図である。尿素水溶液の噴射制御時においては、流路切換弁７１は非通電状態とされ、第２の供給通路５８がポンプ４１の吸入口に接続されるとともに、第１の供給通路５７がポンプ４１の吐出口に接続される。また、遮断弁５５は通電状態とされ、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３とは連通状態にある。
【００４０】
制御装置１００は、圧力センサ４３のセンサ値に基づいて、第１の供給通路５７内の圧力があらかじめ設定された一定の値となるようにポンプ４１の出力をフィードバック制御する。このとき、ポンプ４１により圧送される尿素水溶液のうちの余剰分は、オリフィス４５及びチェック弁４７が設けられたリターン通路５９を介して貯蔵タンク５０に戻される。
【００４１】
また、制御装置１００は、内燃機関の排気中のＮＯX濃度や、排気温度、還元触媒の温度やアンモニア吸蔵量等に基づいて、尿素水溶液の噴射量を算出する。そして、制御装置１００は、第１の供給通路５７内の圧力が一定の値に維持されていることを前提として、噴射弁３１の開弁時間を決定し、噴射弁３１の制御を行う。この間、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３とは連通状態にあることから、ポンプ４１によって尿素水溶液が吸い上げられても貯蔵タンク５０内の圧力が低下することがない。
【００４２】
次に、図３は、尿素水溶液の回収制御時における還元剤供給装置２０の状態及び尿素水溶液の流れを示す模式図である。尿素水溶液の回収制御時においては、流路切換弁７１は通電状態とされ、第１の供給通路５７がポンプ４１の吸入口に接続されるとともに、第２の供給通路５８がポンプ４１の吐出口に接続される。また、遮断弁５５は通電状態とされ、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３とは連通状態にある。
【００４３】
制御装置１００は、例えば、あらかじめ設定された一定の出力でポンプ４１を駆動する。このとき、尿素水溶液の供給経路内が負圧となって、尿素水溶液の回収効率が低下しないように、噴射弁３１には常時通電され、噴射弁３１は開弁状態で維持される。また、リターン通路５９に設けられたチェック弁４７は閉弁状態となる。この状態で、例えば、尿素水溶液の供給経路の容量や長さ等に応じて設定される期間、尿素水溶液の回収制御が継続する。
【００４４】
貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３とは連通状態にあることから、尿素水溶液の回収に伴って貯蔵タンク５０内の圧力の上昇が抑制され、尿素水溶液の回収効率が低下することがない。
【００４５】
さらに、図４は、尿素水溶液の回収制御終了後における還元剤供給装置２０の状態を示す模式図である。尿素水溶液の回収制御が終了すると、基本的には、すべての制御要素への通電が停止する。すなわち、流路切換弁７１は非通電状態とされ、第２の供給通路５８がポンプ４１の吸入口に接続されるとともに、第１の供給通路５７がポンプ４１の吐出口に接続される。また、ポンプ４１の駆動は停止し、噴射弁３１は閉弁状態で維持される。遮断弁５５は、非通電状態とされて、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３との連通が遮断される。
【００４６】
噴射弁３１が閉じられ、第２の供給通路５８の端部は貯蔵タンク５０内の尿素水溶液中に浸漬していることから、主に噴射弁３１、ポンプ４１、第１の供給通路５７及び第２の供給通路５８からなる尿素水溶液の供給経路は、閉じられた空間となる。尿素水溶液の回収制御終了後は、還元剤供給装置２０内の温度が徐々に低下する状態となる。かかる温度の低下に伴って、尿素水溶液の供給経路や貯蔵タンク５０内の気体の体積が収縮する。尿素水溶液の供給経路内の気体が収縮すると、尿素水溶液の供給経路内の圧力が低下し、第２の供給通路５８を介して、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液が供給経路内に吸い戻されるとも考えられる。
【００４７】
図５は、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３との連通を遮断するための遮断弁を備えていない還元剤供給装置２０’の例を示す。かかる構成の還元剤供給装置２０’において、尿素水溶液の回収制御後に、すべての制御要素への通電が停止されると、尿素水溶液の供給経路は閉じられて空間となる。温度の低下に伴って、尿素水溶液の供給経路内の気体の体積が収縮すると、尿素水溶液の供給経路内の圧力は低下する。
【００４８】
このとき、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３とは連通状態にある。そのため、貯蔵タンク５０の気相部分の体積が収縮しても、エアブリーダ５３を介して外気が貯蔵タンク５０内に導入され、貯蔵タンク５０内の圧力は大気圧に維持される。その結果、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液は、第２の供給通路５８を介して、圧力が低下した尿素水溶液の供給経路内に吸い戻される。
【００４９】
これに対して、図４に示す本実施形態にかかる還元剤供給装置２０では、尿素水溶液の回収制御後には貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３との連通が遮断されている。したがって、貯蔵タンク５０内の気相部分の体積の収縮に伴って、貯蔵タンク５０内の圧力も低下する。これにより、尿素水溶液が、供給経路内に吸い戻されることが抑制される。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態にかかる還元剤供給装置２０によれば、内燃機関が停止し、尿素水溶液の回収制御が終了した後に、貯蔵タンク５０の気相部分とエアブリーダ５３との連通が遮断される。したがって、温度の低下に伴って、尿素水溶液の供給経路内の気体の体積が収縮して供給経路内の圧力が低下するだけでなく、貯蔵タンク５０内の気相部分の体積が収縮して貯蔵タンク５０内の圧力も低下する。これにより、貯蔵タンク５０内の尿素素溶液が尿素水溶液の供給経路内に吸い戻されることを抑制することができる。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５２】
２０    還元剤供給装置
３１    噴射弁
４０    ポンプモジュール
４１    ポンプ
４３    圧力センサ
５０    貯蔵タンク
５３    エアブリーダ
５４    気体経路
５５    遮断弁
５７    第１の供給通路
５８    第２の供給通路
５９    リターン通路
７１    流路切換弁
１００    制御装置
１０１    噴射制御部
１０３    回収制御部
１０５    開閉制御部
【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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