(57)【要約】【課題】分散板において尿素水が衝突する部位の温度低下を抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】制御装置８０は、前回の尿素水噴射時における噴射圧を第１噴射圧として取得する。また、前回の尿素水噴射時から予め定められた噴射周期が経過した時点で尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第２噴射圧を算出する。また、噴射周期から求められる噴射時期とは異なる第２の時期に尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第３噴射圧を算出する。そして、分散板６０の温度が閾値よりも低く、かつ第１噴射圧と第２噴射圧との圧力差の絶対値である第１圧力差が閾値よりも小さく、かつ第２の時期に尿素水を噴射することにより第３噴射圧と第１噴射圧との圧力差の絶対値である第２圧力差が第１圧力差よりも大きくなるときには、第２の時期であって第２圧力差が第１圧力差よりも大きくなる時期を尿素水の噴射時期として設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路内に尿素水を噴射する添加弁と、
前記添加弁に接続された尿素水供給通路と、
排気通路内に設けられて前記添加弁から噴射された尿素水が衝突する分散板と、
前記添加弁が噴射した尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として利用することにより排気中のＮＯｘを浄化する触媒と、
予め定められた噴射周期にて前記添加弁から尿素水が繰り返し噴射されるように尿素水の噴射時期を設定して前記添加弁による尿素水噴射を実行する制御部と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御部は、
前記分散板の温度を算出する温度算出部と、
尿素水噴射時の尿素水の噴射圧を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前回の尿素水噴射時における噴射圧を第１噴射圧として取得する第１噴射圧取得部と、
前回の尿素水噴射時から前記噴射周期の時間が経過した時点で尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第２噴射圧を算出する第２噴射圧算出部と、
前記噴射周期から求められる噴射時期とは異なる第２の時期に尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第３噴射圧を算出する第３噴射圧算出部と、を備えており、
前記制御部は、前記温度算出部にて算出された前記分散板の温度が所定の閾値よりも低く、かつ前記第１噴射圧と前記第２噴射圧との圧力差の絶対値である第１圧力差が所定の閾値よりも小さく、かつ前記第２の時期に尿素水を噴射することにより前記第３噴射圧と前記第１噴射圧との圧力差の絶対値である第２圧力差が前記第１圧力差よりも大きくなるときには、前記第２の時期であって前記第２圧力差が前記第１圧力差よりも大きくなる時期を尿素水の噴射時期として設定する圧力差増大処理を実行する
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記圧力差増大処理として、前記噴射周期から求められる噴射時期よりも尿素水の噴射時期を遅くする処理を実行する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅くする前記処理を実行するときには、前記第２圧力差が最大となる尿素水の噴射時期を算出し、その算出された噴射時期まで尿素水の噴射時期を遅くする
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記噴射周期内において前記添加弁が閉弁しているときの前記分散板の温度が前記閾値よりも低いか否かを判定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記分散板の温度が前記所定の閾値以上のときには、尿素水の噴射時期として、前記噴射周期から求められる噴射時期を設定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１圧力差が前記閾値以上のときには、尿素水の噴射時期として、前記噴射周期から求められる噴射時期を設定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記第２噴射圧算出部及び前記第３噴射圧算出部は、前記添加弁が閉弁してからの経過時間に基づいて前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧をそれぞれ算出する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記第２噴射圧算出部及び前記第３噴射圧算出部は、前記経過時間及び前記尿素水供給通路内の尿素水温度に基づいて前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧をそれぞれ算出する
請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅らせる前記処理を実行することにより、所定期間内における尿素水の噴射量が同所定期間内において要求される噴射量よりも少なくなるときには、前記圧力差増大処理にて設定された噴射時期よりも前の時期に、前記噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行する
請求項２〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第２圧力差を前記第１圧力差よりも大きくすることができないときには、前記噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記添加弁に供給される尿素水の圧力が、前記尿素水供給通路内の圧力脈動によって増加傾向から減少傾向に変化するタイミングで前記微小噴射を実行する
請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
前記温度算出部は、前記分散板の温度を、前記分散板よりも排気上流の排気温度と、排気から前記分散板に伝わる熱の伝達率と、前記排気温度の計測位置から前記分散板までの間における排気の放熱量とに基づいて算出する
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
前記添加弁は、排気通路が湾曲した箇所に設けられている
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排気に添加された尿素水を使って排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する触媒を備える内燃機関の排気浄化装置が知られている（例えば特許文献１など）。
こうした排気浄化装置では、添加弁から排気通路内に向けて尿素水が噴射される。この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変化する。そしてこのアンモニアはＮＯｘ浄化用に用意された触媒に吸着され、その吸着されたアンモニアによって排気中のＮＯｘが還元浄化される。
【０００３】
また、そうした排気浄化装置を備える排気通路には、添加弁から噴射された尿素水を衝突させる分散板が設けられている。この分散板に尿素水を衝突させることによって尿素水の気化や霧化が促されるようになり、これにより尿素水の加水分解によるアンモニアの生成が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４２３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、機関の定常運転状態時には、排気通路内の排気の流れ方向がそれほど変化しないため、添加弁から噴射された尿素水が分散板の同一部位に衝突し続ける状態が起きやすい。このようにして分散板の同一部位に尿素水の噴霧が衝突し続けると、その衝突部位の温度が低下するため、同衝突部位では尿素水が気化すること無くそのまま付着してしまい、付着した尿素水が衝突部位でデポジット化してしまうおそれがある。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分散板において尿素水が衝突する部位の温度低下を抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路内に尿素水を噴射する添加弁と、前記添加弁に接続された尿素水供給通路と、排気通路内に設けられて前記添加弁から噴射された尿素水が衝突する分散板と、前記添加弁が噴射した尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として利用することにより排気中のＮＯｘを浄化する触媒と、予め定められた噴射周期にて前記添加弁から尿素水が繰り返し噴射されるように尿素水の噴射時期を設定して前記添加弁による尿素水噴射を実行する制御部とを備えている。また、制御部は、前記分散板の温度を算出する温度算出部と、尿素水噴射時の尿素水の噴射圧を第１噴射圧として記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前回の尿素水噴射時における噴射圧を第１噴射圧として取得する第１噴射圧取得部と、前回の尿素水噴射時から前記噴射周期の時間が経過した時点で尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第２噴射圧を算出する第２噴射圧算出部と、前記噴射周期から求められる噴射時期とは異なる第２の時期に尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第３噴射圧を算出する第３噴射圧算出部と、を備えている。そして制御部は、前記温度算出部にて算出された前記分散板の温度が所定の閾値よりも低く、かつ前記第１噴射圧と前記第２噴射圧との圧力差の絶対値である第１圧力差が所定の閾値よりも小さく、かつ前記第２の時期に尿素水を噴射することにより前記第３噴射圧と前記第１噴射圧との圧力差の絶対値である第２圧力差が前記第１圧力差よりも大きくなるときには、前記第２の時期であって前記第２圧力差が前記第１圧力差よりも大きくなる時期を尿素水の噴射時期として設定する圧力差増大処理を実行する。
【０００８】
排気通路内では排気が旋回流や偏流となって流れており、添加弁から噴射された尿素水の噴霧の方向はそうした排気の流勢の影響を受ける。従って、尿素水の噴射圧が変化すると尿素水の噴霧の向きが変わるようになり、分散板に対する尿素水の衝突部位が変化する。こうした尿素水の衝突部位の変化は、前回噴射時の尿素水の噴射圧と今回噴射時の尿素水の噴射圧との圧力差の絶対値が小さいほど少なくなる。なお、以下では、分散板において尿素水が衝突する部位のことを「尿素水の衝突部位」という。
【０００９】
他方、添加弁が接続された尿素水供給通路内には、添加弁が閉弁される毎に周期的な圧力変化、いわゆる圧力脈動が発生する。そうした圧力脈動の影響により、尿素水を噴射するときの噴射圧は尿素水の噴射時期によって変化する。例えば添加弁近傍の尿素水の圧力が高くなるタイミングで尿素水を噴射すると、尿素水の噴射圧は高くなる。従って、圧力脈動による圧力変化に合わせて尿素水の噴射時期を設定するようにすれば、前回噴射時の尿素水の噴射圧と今回噴射時の尿素水の噴射圧との圧力差の絶対値を大きくすることが可能になり、前回噴射時の尿素水の衝突部位に対して今回噴射時の尿素水の衝突部位をずらすことができる。
【００１０】
そこで上記構成では、噴射周期から求められる噴射時期とは異なる第２の時期に尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧である第３噴射圧を算出するようにしている。そして、分散板の温度が所定の閾値よりも低く、かつ前記第１噴射圧と前記第２噴射圧との圧力差の絶対値である第１圧力差が所定の閾値よりも小さく、かつ上記第２の時期に尿素水を噴射することにより第３噴射圧と第１噴射圧との圧力差の絶対値である第２圧力差が第１圧力差よりも大きくなるときには、前記第２の時期であって前記第２圧力差が前記第１圧力差よりも大きくなる時期を尿素水の噴射時期として設定する圧力差増大処理を実行するようにしている。そのため、前記第１圧力差が所定の閾値よりも小さく、前回の噴射時における尿素水の衝突部位に対して今回の噴射周期で尿素水を噴射した場合の尿素水の衝突部位のずれが少ないと判断できる場合には、そうした衝突部位のずれを大きくすることが可能な圧力差を生じる噴射時期が設定される。従って、分散板の温度が低いときに、分散板の同一部位に対して尿素水が連続して衝突することを抑えることができ、これにより分散板において尿素水が衝突する部位の温度低下を抑えることができるようになる。
【００１１】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記圧力差増大処理として、前記噴射周期から求められる噴射時期よりも尿素水の噴射時期を遅くする処理を実行することが好ましい。
【００１２】
同構成によれば、尿素水の噴射時期を、噴射周期から求められる噴射時期よりも早くする場合と比較して、噴射時期の演算時間をより長く確保することができる。従って、尿素水の噴射時期を設定するに際して、制御部における演算負荷の増大を抑えることができる。
【００１３】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅くする前記処理を実行するときには、前記第２圧力差が最大となる尿素水の噴射時期を算出し、その算出された噴射時期まで尿素水の噴射時期を遅くすることが好ましい。
【００１４】
同構成によれば、前記第２圧力差が最大となる時期に尿素水が噴射されるため、尿素水供給通路内の圧力脈動を利用して尿素水の衝突部位をずらす場合に、前回の噴射時における尿素水の衝突部位に対して今回の噴射時における尿素水の衝突部位を最大限にずらすことができるようになる。
【００１５】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記噴射周期内において前記添加弁が閉弁しているときの前記分散板の温度が前記閾値よりも低いか否かを判定することが好ましい。
【００１６】
同構成によれば、尿素水の噴射によって分散板の温度が低下する前に、分散板の温度が閾値よりも低いかどうかの判定が行われる。従って、噴射された尿素水の衝突によって分散板の温度が低下する前に、上述した圧力差増大処理を行うことが可能になり、分散板の温度低下を好適に抑えることができる。
【００１７】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記分散板の温度が前記所定の閾値以上のときには、尿素水の噴射時期として、前記噴射周期から求められる噴射時期を設定することが好ましい。
【００１８】
上述した圧力差増大処理が実行されると、尿素水の噴射時期は、予め定められた噴射周期から求められる噴射時期とは異なる時期に変更されるため、排気の浄化性能が変化するおそれがある。
【００１９】
この点、同構成によれば、分散板の温度が閾値以上であって、尿素水の衝突による分散板の温度低下が生じにくいときには、尿素水の噴射時期として、予め定められた噴射周期から求められる噴射時期が設定される。そのため、予め定められた噴射周期にて尿素水が噴射されるようになり、これにより噴射時期の変更による排気の浄化性能の変化を抑えることができる。
【００２０】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記第１圧力差が前記閾値以上のときには、尿素水の噴射時期として、前記噴射周期から求められる噴射時期を設定することが好ましい。
【００２１】
同構成によれば、上述した第１圧力差が閾値以上であって、前回の噴射時における尿素水の衝突部位に対して今回の噴射周期で尿素水を噴射した場合の尿素水の衝突部位のずれがある程度以上に大きくなる場合には、尿素水の噴射時期として、予め定められた噴射周期から求められる噴射時期が設定される。そのため、予め定められた噴射周期にて尿素水が噴射されるようになり、同構成によっても、噴射時期の変更による排気の浄化性能の変化を抑えることができる。
【００２２】
また、上記排気浄化装置において、第２噴射圧算出部及び前記第３噴射圧算出部は、前記添加弁が閉弁してからの経過時間に基づいて前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧をそれぞれ算出することが好ましい。
【００２３】
尿素水供給通路内で発生する尿素水の圧力脈動は、添加弁の閉弁によって発生した圧力波が尿素水供給通路の両端で反射を繰り返すことによって生じる圧力変動であり、圧力波が発生した後の時間経過とともにその圧力変動は徐々に減衰していく。ここで、尿素水供給通路の長さや尿素水供給通路の両端における圧力波の反射率は、１つの排気浄化装置において一定の固有値である。従って、圧力脈動によって変化する尿素水の噴射圧は、添加弁が閉弁してからの経過時間に基づいて算出することが可能である。そこで、同構成では、前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧を、添加弁が閉弁してからの経過時間に基づいて算出するようにしており、これによりそれら第２噴射圧及び第３噴射圧を実際に算出することが可能になる。
【００２４】
また、上記排気浄化装置において、第２噴射圧算出部及び前記第３噴射圧算出部は、前記経過時間及び前記尿素水供給通路内の尿素水温度に基づいて前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧をそれぞれ算出することが好ましい。
【００２５】
尿素水供給通路内の圧力脈動の減衰率は、尿素水の体積弾性係数が大きいときほど大きくなる。一般に、尿素水の温度が低いときほど尿素水の密度は高くなり、尿素水の密度は高いときほど、尿素水の体積弾性係数は大きくなる傾向があるため、尿素水の温度が低いときほど圧力脈動の減衰率は大きくなる。ここで、尿素水供給通路内の尿素水の温度は一定ではなく種々変化するため、そうした温度変化による上記減衰率の変化が生じる。この点、同構成によれば、前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧を算出する場合に、添加弁が閉弁してからの経過時間だけではなく、そうした尿素水の温度変化による上記減衰率の変化も考慮されるため、第２噴射圧及び第３噴射圧の算出精度をより高めることができる。
【００２６】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅らせる前記処理を実行することにより、所定期間内における尿素水の噴射量が同所定期間内において要求される噴射量よりも少なくなるときには、前記圧力差増大処理にて設定された噴射時期よりも前の時期に、前記噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行することが好ましい。
【００２７】
上述した圧力差増大処理の実行によって、予め定められた噴射周期から求められる噴射時期よりも尿素水の噴射時期が遅くされると、所定期間内に添加弁から噴射される尿素水の量が、同所定期間内においてＮＯｘを浄化するために要求される量に対して不足しやすくなるおそれがある。この点、同構成では、そうした所定期間内における尿素水の噴射量が、要求される噴射量よりも少なくなるときには、上記微小噴射が実行されるため、所定期間内における尿素水の噴射量不足を補うことができるようになる。なお、この微小噴射による尿素水の噴射量は、噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量であるため、その微小噴射による尿素水の過剰供給は極力抑えることが可能である。
【００２８】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記第２圧力差を前記第１圧力差よりも大きくすることができないときには、前記噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行することが好ましい。
【００２９】
尿素水供給通路内の圧力脈動の減衰が進んでしまうと、今回の噴射時における尿素水の噴射時期を、予め定められた噴射周期から求められる噴射時期とは異なる上記第２の時期に設定しても、前記第２圧力差を前記第１圧力差よりも大きくすることができなくなる。この点、同構成では、前記第２圧力差を前記第１圧力差よりも大きくすることができなくなる程度に圧力脈動の減衰が進んでいる場合には、上記微小噴射が実行されるため、尿素水供給通路内に再び圧力脈動が発生するようになる。従って、前記第２圧力差を前記第１圧力差よりも大きくすることが可能になる。
【００３０】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記添加弁に供給される尿素水の圧力が、前記尿素水供給通路内の圧力脈動によって増加傾向から減少傾向に変化するタイミングで前記微小噴射を実行することが好ましい。
【００３１】
添加弁に供給される尿素水の圧力が、尿素水供給通路内の圧力脈動によって増加傾向から減少傾向に変化するタイミングは、尿素水供給通路内に発生した圧力波が添加弁に到達するタイミングと同じである。この点、同構成では、そうしたタイミングにて上述した微小噴射が実行されて添加弁が開弁するため、同添加弁に到達した圧力波は添加弁で反射されることなく添加弁内を通過していき、添加弁の外部に解放される。そのため、尿素水供給通路内からは圧力波が消滅して圧力脈動が収まるようになり、尿素水供給通路内の尿素水の圧力が安定するようになる。従って、同構成によれば、尿素水の噴射圧を推定する際の推定精度が高まるようになる。
【００３２】
また、上記排気浄化装置において、前記温度算出部は、前記分散板の温度を、前記分散板よりも排気上流の排気温度と、排気から前記分散板に伝わる熱の伝達率と、前記排気温度の計測位置から前記分散板までの間における排気の放熱量とに基づいて算出することが好ましい。
【００３３】
同構成によれば、分散板での熱収支を考慮して同分散板の温度が算出されるため、分散板の温度を精度よく算出することができる。
また、上記排気浄化装置において、前記添加弁は、排気通路が湾曲した箇所に設けられていることが好ましい。
【００３４】
排気通路が湾曲した箇所では、排気の流れ方向が大きく変化するため、そうした箇所に添加弁を設けた場合、その添加弁から噴射された尿素水の噴霧の方向は排気の流勢によって大きく変化する。そのため、排気通路が直線状になっている箇所に添加弁を設ける場合と比較して、尿素水の噴射圧を変化させたときの尿素水の噴霧の向きの変化量も大きくなり、これにより尿素水の噴射圧を変化させたときの尿素水の衝突部位の変化量も大きくなる。従って、同構成によれば、上述した圧力差増大処理を実行したときの尿素水の衝突部位の変化量が大きくなるため、尿素水の衝突による分散板の温度低下をより効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態の排気浄化装置が適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】尿素添加弁の動作状態を示すタイムチャート。
【図３】尿素添加弁から噴射される尿素水の噴霧の方向を示す模式図。
【図４】尿素水の噴射時期の設定態様を示すタイミングチャート。
【図５】尿素水の圧力脈動の減衰態様を示すタイムチャート。
【図６】尿素水の噴射処理の手順を示すフローチャート。
【図７】分散板の熱伝達率を算出するマップの概念図。
【図８】排気の放熱量を算出するマップの概念図。
【図９】第２実施形態における尿素水の噴射態様を示すタイミングチャートであって、（Ａ）は、噴射周期ＰＲ毎に尿素水が添加されるときの尿素添加弁２３０の噴射態様を示すタイミングチャート。（Ｂ）は、圧力差増大処理の実行によって、今回の噴射時における尿素水の噴射時期ＴＴが規定噴射時期ＴＴＨよりも遅くされたときの尿素添加弁２３０の噴射態様を示すタイミングチャート。
【図１０】同実施形態における尿素水の噴射処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態における尿素水の噴射態様を示すタイミングチャート。
【図１２】同実施形態における尿素水の噴射処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】第１実施形態の変形例において、尿素水の噴射時期の設定態様を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（第１実施形態）
以下、内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３７】
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
エンジン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の燃焼室に燃料をそれぞれ噴射する。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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２６に接続されている。
排気通路２６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。同ターボチャージャ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。
【００４１】
また、排気通路２６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。
【００４２】
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（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、さらには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、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００４３】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、排気に燃料を添加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２７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ことも可能である。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、排気に燃料を添加してもよい。
【００４４】
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、これにより燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内の排気に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から排気に添加された燃料は、酸化触媒３１に達すると酸化され、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。
【００４５】
また、排気通路２６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、尿素水から発生するアンモニアを利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する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。
【００４６】
さらに、排気通路２６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酸化して浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００４７】
エンジン１には、上記尿素水を排気に添加する添加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２６内に尿素水を噴射する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する尿素水供給通路２４０、尿素水供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０にて構成されている。
【００４８】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０及び第２浄化部材４０の間の排気通路２６の湾曲した箇所に設けられており、その噴射孔は排気下流に向けられている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、尿素水供給通路２４０を介して排気通路２６内には尿素水が噴射供給される。
【００４９】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、尿素水の噴射圧Ｐが予め定められた目標圧となるようにその回転速度が制御される。ポンプ２２０の正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び尿素水供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００５０】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を衝突させる分散板６０が設けられている。
尿素添加弁２３０から排気に添加された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアになる。また、分散板６０に尿素水を衝突させることにより、尿素水の気化や霧化が促されるようになるため、尿素水の加水分解によるアンモニアの生成が促進される。こうした尿素水由来のアンモニアがＳＣＲ触媒４１に到達すると、同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を利用して排気中のＮＯｘが還元浄化される。
【００５１】
この他、エンジン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、排気の一部を吸気通路に戻すことで気筒内での混合気の燃焼温度を低下させ、これによりエンジン１から発生するＮＯｘの量を低減させる装置である。このＥＧＲ装置は、吸気通路の一部を構成するインテークマニホールド７とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲ通路１３の途中に設けられたＥＧＲクーラ１４等により構成されている。機関運転状態に応じてＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより、排気通路２６から吸気通路に戻される排気の量であるＥＧＲ量が調整される。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。
【００５２】
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が取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量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２１はクランクシャフトの回転速度である機関回転速度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。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。外気温センサ２５は、外気温ＴＨｏｕｔを検出する。また、尿素添加弁２３０と尿素水供給通路２４０との接続部位近傍に設けられた圧力センサ２６０は、尿素添加弁２３０近傍の尿素水の圧力である尿素圧ＮＰを検出する。なお、尿素添加弁２３０の開弁時における尿素圧ＮＰは尿素水の噴射圧Ｐに一致する値である。また、尿素水供給通路２４０に設けられた温度センサ２７０は、尿素水の温度である尿素水温度ＴＨｎを検出する。
【００５３】
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ΔＰを検出する。
【００５４】
第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６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濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。なお、第１ＮＯｘセンサ１３０による第１ＮＯｘ濃度Ｎ１の検出に代えて、同第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を機関運転状態や排気温度などから推定してもよい。
【００５５】
第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６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。なお、第２ＮＯｘセンサ１４０による第２ＮＯｘ濃度Ｎ２の検出に代えて、同第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を機関運転状態や排気温度などから推定してもよい。
【００５６】
これら各種センサ等の出力は、制御部としての制御装置８０に入力される。この制御装置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）、記憶した数値を電気的に書き換えることができる不揮発性メモリ８０ａ（例えばＥＥＰＲＯＭなど）、各種インターフェース等を備えている。
【００５７】
そして、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の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、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、エンジン１の各種制御が行われる。
【００５８】
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。
制御装置８０は、そうした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も行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素水の要求添加量ＱＥが機関運転状態等に基づいて算出され、その算出された要求添加量ＱＥが尿素添加弁２３０から噴射されるように、同尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。
【００５９】
図２に示すように、制御装置８０は、尿素水の添加要求がある場合、予め定められた噴射周期にて尿素添加弁２３０から尿素水が繰り返し噴射されるように尿素水の噴射時期を設定して、同尿素添加弁２３０による尿素水噴射を実行する。
【００６０】
このようにして尿素水を繰り返し噴射する間欠添加についてその概要を以下に説明する。
まず、尿素添加弁２３０に印加される電圧の周波数である駆動周波数ＫＳ（単位：Ｈｚ）がＳＣＲ触媒４１の温度などに基づいて設定される。この駆動周波数ＫＳの値は、１秒間での尿素添加弁２３０の噴射回数と同じ値であり、その駆動周波数ＫＳに基づいて次式（１）から噴射周期ＰＲ（単位：ミリ秒）が算出される。
【００６１】
噴射周期ＰＲ＝１０００（ミリ秒）／駆動周波数ＫＳ  …（１）
例えば、先の図２に示すように、駆動周波数ＫＳが３Ｈｚの場合には、１秒間で尿素添加弁２３０の開閉動作が３回行われ、このときの噴射周期ＰＲは約３３３ミリ秒になる。
【００６２】
次に、１つの噴射周期ＰＲにおいて要求される尿素添加量である単位尿素添加量ＱＥＴが、次式（２）に基づいて算出される。
ＱＥＴ＝（ＱＥ／３６００）／ＫＳ  …（２）
ＱＥＴ：単位尿素添加量（ｇ）
ＱＥ：要求添加量（ｇ／ｈ）
ＫＳ：駆動周波数（Ｈｚ）
式（２）における（要求添加量ＱＥ／３６００）の値は、１秒間に添加する必要のある尿素添加量を示す。この（要求添加量ＱＥ／３６００）の値を駆動周波数ＫＳで除することにより、尿素添加弁２３０を１回開弁させたときに要求される尿素添加量である単位尿素添加量ＱＥＴが算出される。
【００６３】
ここで、尿素添加弁２３０を開弁したときに添加される尿素水の量は、尿素圧ＮＰに応じて変化する。そこで、尿素圧ＮＰ及び単位尿素添加量ＱＥＴに基づき、尿素添加弁２３０を１回開弁させるときの開弁時間ＫＴが算出される。
【００６４】
こうした手順にて尿素添加弁２３０の開弁時間ＫＴが算出されることにより、１つの噴射周期ＰＲ内において、尿素添加弁２３０からは、単位尿素添加量ＱＥＴに相当する分の尿素水が噴射される。また、尿素添加弁２３０の開弁及び閉弁が噴射周期ＰＲ毎に繰り返されることにより、尿素水はパルス状に間欠添加される。
【００６５】
ところで、機関の定常運転状態時には、排気通路２６内の排気の流れ方向がそれほど変化しないため、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水が分散板６０の同一部位に連続して衝突し続ける状態が起きやすい。このようにして分散板６０の同一部位に尿素水の噴霧が衝突し続けると、その衝突部位の温度が低下するため、同衝突部位では尿素水が気化すること無くそのまま付着してしまい、付着した尿素水が衝突部位でデポジット化してしまうおそれがある。
【００６６】
そこで本実施形態の制御装置８０では、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水が分散板６０の同一部位に連続して衝突し続けることを抑えるために、以下に説明する圧力差増大処理を実行する。
【００６７】
以下、圧力差増大処理の原理について順を追って説明する。
一般に、排気通路２６内では排気が旋回流や偏流となって流れており、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水の噴霧の方向はそうした排気の流勢の影響を受ける。例えば、尿素添加弁２３０から噴射される尿素水の噴射圧Ｐが低ければ、尿素水の噴霧の方向は、尿素添加弁２３０から噴射された直後の尿素水の噴射方向から排気の流れ方向に向かって大きく変化する。一方、噴射圧Ｐが高ければ、尿素水の噴霧の方向は、尿素添加弁２３０から噴射された直後の尿素水の噴射方向から排気の流れ方向に向かってそれほど大きく変化はしない。このように尿素水の噴射圧Ｐが変化すると尿素水の噴霧の向きが変わるため、分散板６０に対する尿素水の衝突部位が変化する。
【００６８】
ここで本実施形態では、図３に示すように、排気通路２６が湾曲した箇所に尿素添加弁２３０は設けられている。このように排気通路２６が湾曲している箇所では、排気の流れ方向が大きく変化するため、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水の噴霧の方向は排気の流勢によって大きく変化する。そのため、排気通路２６が直線状になっている箇所に尿素添加弁２３０を設ける場合と比較して、尿素水の噴射圧Ｐを変化させたときの尿素水の噴霧の向きの変化量も大きくなり、分散板６０において尿素水が衝突する部位も大きく変化する。
【００６９】
そして、そうした尿素水の衝突部位の変化は、前回の噴射周期ＰＲで尿素水を噴射したときの尿素水の噴射圧Ｐと今回の噴射周期ＰＲで尿素水を噴射するときの尿素水の噴射圧Ｐとの圧力差の絶対値が小さいほど少なくなる。逆に、同圧力差の絶対値が大きいほど尿素水の衝突部位の変化は大きくなる。
【００７０】
なお、以下における本実施形態の説明では、分散板において尿素水が衝突する部位のことを、「尿素水の衝突部位」という。また、前回の噴射周期ＰＲにおける尿素水の噴射を「前回噴射」といい、今回の噴射周期ＰＲにおける尿素水の噴射を「今回噴射」という。
【００７１】
他方、尿素添加弁２３０が接続された尿素水供給通路２４０内には、尿素添加弁２３０が閉弁される毎に周期的な圧力変化、いわゆる圧力脈動が発生する。そして、この圧力脈動の影響により、尿素水を噴射するときの噴射圧Ｐは尿素水の噴射時期によって変化する。
【００７２】
例えば尿素添加弁２３０近傍の尿素水の圧力である上記尿素圧ＮＰが高くなるタイミングで尿素水を噴射すると、尿素水の噴射圧Ｐは高くなる。そこで、制御装置８０は、圧力脈動による尿素圧ＮＰの変化に合わせて尿素水の噴射時期を設定することにより、前回噴射時の尿素水の噴射圧Ｐと今回噴射時の尿素水の噴射圧Ｐとの圧力差の絶対値を大きくする圧力差増大処理を実行する。
【００７３】
図４に、圧力差増大処理の具体的な実行態様についてその一例を示す。
この図４に示すように、時刻ｔ０において尿素添加弁２３０が閉弁されると、圧力脈動が発生して尿素圧ＮＰが周期的な変動を始める。
【００７４】
そして、制御装置８０は、前回噴射時の尿素水の噴射タイミングに噴射周期ＰＲを加算することにより、今回の噴射周期における尿素水の噴射時期である規定噴射時期ＴＴＨを算出し、この規定噴射時期ＴＴＨで尿素水を噴射した場合の噴射圧Ｐの推定値である第２噴射圧Ｐ２を算出する。つまり、この第２噴射圧Ｐ２は、前回の尿素水噴射時から噴射周期ＰＲが経過した時点で尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧を推定した値である。なお、この第２噴射圧Ｐ２は、規定噴射時期ＴＴＨにおける尿素圧ＮＰと同一の値である。
【００７５】
そして、前回噴射時の噴射圧Ｐである第１噴射圧Ｐ１と前記第２噴射圧Ｐ２との圧力差の絶対値である第１圧力差ΔＰ１を算出する。そして、その第１圧力差ΔＰ１が予め定められた閾値α未満である場合には、前回噴射時の尿素水の衝突部位に対する今回噴射時の尿素水の衝突部位のずれ量が少なく、分散板６０における尿素水の衝突部位の温度低下が起きるおそれがあると判定し、圧力差増大処理を実行する。
【００７６】
この圧力差増大処理では、噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨとは異なる時期に尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧Ｐである第３噴射圧Ｐ３を算出する。そして、規定噴射時期ＴＴＨとは異なる時期であって、第３噴射圧Ｐ３と上記第１噴射圧Ｐ１との圧力差の絶対値である第２圧力差ΔＰ２が上記第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなる噴射時期を今回噴射時の尿素水の噴射時期ＴＴとして設定する。
【００７７】
より具体的には、前記第２圧力差ΔＰ２が最大となる噴射時期を探索して、その探索された噴射時期を今回噴射時の尿素水の噴射時期ＴＴとして設定する。なお、この噴射時期ＴＴは、噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨとは異なる第２の時期であって、かつ第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなる噴射時期に相当する。
【００７８】
上記噴射時期ＴＴの探索時には、規定噴射時期ＴＴＨ以降に現れる尿素圧ＮＰの最初の変曲点において噴射を行った場合の噴射圧Ｐの推定値である第１推定値ＳＰ１と、その最初の変曲点の次に現れる尿素圧ＮＰの変曲点において噴射を行った場合の噴射圧Ｐの推定値である第２推定値ＳＰ２とを算出する。なお、第１推定値ＳＰ１は、最初の変曲点における尿素圧ＮＰと同一の値であり、第２推定値ＳＰ２は、２番目の変曲点における尿素圧ＮＰと同一の値である。また、これら第１推定値ＳＰ１や第２推定値ＳＰ２は、噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨとは異なる第２の時期に尿素水を噴射した場合の尿素水の噴射圧Ｐである第３噴射圧Ｐ３に相当する。
【００７９】
そして、前記第１噴射圧Ｐ１と第１推定値ＳＰ１との圧力差の絶対値である第１推定圧力差ΔＰＰ１と、前記第１噴射圧Ｐ１と第２推定値ＳＰ２との圧力差の絶対値である第２推定圧力差ΔＰＰ２とを算出する。そして、最初の変曲点における第１推定圧力差ΔＰＰ１と２番目の変曲点における第２推定圧力差ΔＰＰ２とを比較し、値が大きくなる方の変曲点に対応する時期ＴＭを、前記第２圧力差ΔＰ２が最大となる噴射時期ＴＴとして設定する。この噴射時期ＴＴの設定に際しては、「規定噴射時期ＴＴＨ」と「第１推定圧力差ΔＰＰ１及び第２推定圧力差ΔＰＰ２のうちで値が大きくなる方の尿素圧ＮＰの変曲点に対応する時期ＴＭ」との間の時間が算出される。そしてその算出された時間を遅延時間ＲＴとして設定し、規定噴射時期ＴＴＨに遅延時間ＲＴを加算した時期が、今回の噴射時における噴射時期ＴＴとして設定される。
【００８０】
ちなみに、最初の変曲点における尿素圧ＮＰと２番目の変曲点における尿素圧ＮＰとは、いずれも尿素圧ＮＰの１つの変化周期内において圧力変化が最大となるときの尿素圧である。従って、そうした変曲点における尿素圧ＮＰと前記第１噴射圧Ｐ１との圧力差の絶対値である第１推定圧力差ΔＰＰ１及び第２推定圧力差ΔＰＰ２のうちで値が大きい方の推定圧力差は、閾値αよりも小さいと判定された前記第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなる。
【００８１】
こうした圧力差増大処理を実行することにより、今回噴射時の噴射圧Ｐの圧力差の絶対値は、規定噴射時期ＴＴＨにて尿素水を噴射する場合と比較して大きくなり、尿素水の衝突部位がずれるようになる。
【００８２】
また、上記圧力差増大処理を実行するには、圧力脈動によって変化する尿素圧ＮＰを推定することにより尿素添加弁２３０の開弁時における噴射圧Ｐを推定する必要がある。そこで、制御装置８０は、以下の原理に基づき、圧力脈動によって変化する尿素圧ＮＰを推定する。
【００８３】
図５に、圧力脈動によって変化する上記尿素圧ＮＰ、つまり尿素添加弁２３０近傍の尿素水の圧力の変化態様を示す。
この図５に示すように、時刻ｔ０において尿素添加弁２３０が閉弁すると、尿素水供給通路２４０内には圧力波が発生するため、尿素圧ＮＰが急激に増加する。そして、その圧力波は尿素水供給通路２４０の両端、つまり尿素添加弁２３０の接続部とタンク２１０の接続部とで反射が繰り返されることにより、尿素圧ＮＰは周期的に増減を繰り返す。そして、そうした尿素圧ＮＰの変動は、圧力波が発生した後の時間経過とともに徐々に減衰していく。ここで、尿素水供給通路２４０の長さや尿素水供給通路２４０の両端における圧力波の反射率は、１つの排気浄化装置において一定の固有値である。従って、圧力脈動の影響によって変化する尿素水の噴射圧Ｐは、尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間ＰＴ、つまり上述した噴射周期ＰＲ内において尿素水の噴射が終了したタイミングからの経過時間ＰＴに基づいて推定可能である。ちなみに、尿素添加弁２３０の開弁時間ＫＴは非常に短いため、開弁中の尿素圧ＮＰの低下量も比較的少ない。そのため、上記時刻ｔ０における尿素圧ＮＰは、尿素添加弁２３０の開弁直前の尿素圧ＮＰ、つまり尿素圧ＮＰの目標圧とほぼ等しい。なお、開弁中の尿素圧ＮＰの低下量は、開弁前の尿素圧ＮＰや開弁時間ＫＴ等に基づいて推定することも可能であり、こうした推定を行えば、上記時刻ｔ０における尿素圧ＮＰの推定精度を高まるようになる。
【００８４】
また、尿素水供給通路２４０内の圧力脈動の減衰率は、尿素水の体積弾性係数が大きいときほど大きくなる。一般に、尿素水の温度が低いときほど尿素水の密度は高くなり、尿素水の密度は高いときほど、尿素水の体積弾性係数は大きくなる傾向がある。そのため、先の図５に示すように、尿素水の温度が低いときほど圧力脈動の減衰率は大きくなり、尿素水の温度が高いときほど圧力脈動の減衰率は小さくなる。ここで、尿素水供給通路２４０内の尿素水の温度は一定ではなく種々変化するため、そうした温度変化による上記減衰率の変化が生じる。
【００８５】
そこで、制御装置８０は、尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間である上記経過時間ＰＴと圧力脈動の減衰率に影響を与える尿素水温度ＴＨｎとに基づき、上述した噴射圧の各推定値を算出する。なお、こうした噴射圧の推定値の算出は、経過時間ＰＴ及び尿素水温度ＴＨｎを変数とする圧力脈動の関数式を求めたり、経過時間ＰＴ及び尿素水温度ＴＨｎをパラメータとする圧力脈動のマップを構築したりすることによって行うことができる。
【００８６】
次に、図６を参照して、上述した圧力差増大処理を実行する尿素水の噴射処理についてその手順を説明する。なお、本処理は、上述した噴射周期ＰＲよりも短い周期毎に、制御装置８０によって繰り返し実行される。なお、圧力差増大処理に関する上記噴射圧の推定値や圧力差などの各パラメータに関する詳細な説明は既に行っている。そのため、この処理手順を説明するに際して、同一のパラメータについてはその詳細な説明は繰り返さない。
【００８７】
本処理を開始すると、制御装置８０は、噴射周期ＰＲ内において尿素添加弁２３０が閉弁しているときの分散板温度ＴＨＤを推定する（Ｓ１００）。このステップＳ１００では、分散板６０よりも排気上流の排気温度である第２排気温度ＴＨ２と、排気から分散板６０に伝わる熱の伝達率である熱伝達率ＴＲと、第２排気温度ＴＨ２の計測位置から分散板６０までの間における排気の放熱量ＨＲとに基づき、次式（３）から分散板温度ＴＨＤの推定値が算出される。
【００８８】
分散板温度ＴＨＤ＝第２排気温度ＴＨ２×熱伝達率ＴＲ−放熱量ＨＲ  …（３）
熱伝達率ＴＲは、排気流量及び排気温度に基づいて設定される。
【００８９】
図７に示すように、排気流量が多いほど熱伝達率ＴＲは高い値に設定される。また、排気温度が高いほど熱伝達率ＴＲは高い値に設定される。なお、排気流量は機関運転状態や吸入空気量ＧＡから求めることができる。また、排気温度としては第２排気温度ＴＨ２を用いることが好ましい。
【００９０】
また、放熱量ＨＲは、外気温ＴＨｏｕｔと第２排気温度ＴＨ２との温度差、排気流量、尿素添加量、及び車速ＳＰＤに基づいて設定される。
図８に示すように、外気温ＴＨｏｕｔと第２排気温度ＴＨ２との温度差が大きいほど放熱量ＨＲは多い値に設定される。また、排気流量が多いほど放熱量ＨＲは多い値に設定される。また、尿素添加量が多いほど放熱量ＨＲは多い値に設定される。そして車速ＳＰＤが高いほど放熱量ＨＲは多い値に設定される。
【００９１】
次に、制御装置８０は、推定された分散板温度ＴＨＤが閾値ＴＨＤ１未満であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。この閾値ＴＨＤ１には、分散板６０の温度がある程度高くなっており、尿素水の衝突による分散板６０の温度低下が生じにくいと判断することのできる温度が設定されている。そして、分散板温度ＴＨＤが閾値ＴＨＤ１以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御装置８０は、今回噴射時の噴射時期として、噴射周期ＰＲから求められる上記規定噴射時期ＴＴＨを設定してその設定された時期に尿素水を噴射する（Ｓ２１０）。そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射圧Ｐ、つまりステップＳ２１０での尿素水噴射時における噴射圧Ｐを不揮発性メモリ８０ａに記憶して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【００９２】
一方、分散板温度ＴＨＤが閾値ＴＨＤ１未満であるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御装置８０は、不揮発性メモリ８０ａに記憶されている前回噴射時の噴射圧Ｐを上記第１噴射圧Ｐ１として取得する（Ｓ１２０）。
【００９３】
次に、制御装置８０は、上述した算出態様にて上記第２噴射圧Ｐ２を算出する（Ｓ１３０）。すなわち、先の図４に示したように、今回の噴射周期における尿素水の噴射時期である上記規定噴射時期ＴＴＨにおいて尿素水を噴射した場合の噴射圧である第２噴射圧Ｐ２を、尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間ＰＴと圧力脈動の減衰率に影響を与える尿素水温度ＴＨｎとに基づいて算出する。
【００９４】
次に、制御装置８０は、ステップＳ１２０で取得した第１噴射圧Ｐ１とステップＳ１３０で算出した第２噴射圧Ｐ２との圧力差の絶対値である上記第１圧力差ΔＰ１を算出し（Ｓ１４０）、その算出した第１圧力差ΔＰ１が閾値α以上であるか否かを判定する（Ｓ１５０）。
【００９５】
そして、第１圧力差ΔＰ１が閾値α以上であるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、制御装置８０は、今回噴射時の噴射時期として、噴射周期ＰＲから求められる上記規定噴射時期ＴＴＨを設定してその設定された時期に尿素水を噴射する（Ｓ２１０）。そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射圧Ｐ、つまりステップＳ２１０での尿素水噴射時における噴射圧Ｐを不揮発性メモリ８０ａに記憶して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【００９６】
一方、第１圧力差ΔＰ１が閾値α未満であるときには（Ｓ１５０：ＮＯ）、制御装置８０は、ステップＳ１６０以降の処理を実行することにより、上述した圧力差増大処理を実行する。
【００９７】
まず、制御装置８０は、圧力差が大きくなる上記噴射時期ＴＴを上述した態様にて探索する（Ｓ１６０）。すなわち、先の図４に示したように、上記規定噴射時期ＴＴＨ以降に現れる尿素圧ＮＰの最初の変曲点において噴射を行った場合の噴射圧Ｐの推定値である第１推定値ＳＰ１を、尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間ＰＴと圧力脈動の減衰率に影響を与える尿素水温度ＴＨｎとに基づいて算出する。また、上記最初の変曲点の次に現れる尿素圧ＮＰの変曲点において噴射を行った場合の噴射圧Ｐの推定値である第２推定値ＳＰ２を、尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間ＰＴと圧力脈動の減衰率に影響を与える尿素水温度ＴＨｎとに基づいて算出する。
【００９８】
そして、前記第１噴射圧Ｐ１と第１推定値ＳＰ１との圧力差の絶対値である第１推定圧力差ΔＰＰ１と、前記第１噴射圧Ｐ１と第２推定値ＳＰ２との圧力差の絶対値である第２推定圧力差ΔＰＰ２とを算出する。そして、最初の変曲点における第１推定圧力差ΔＰＰ１と２番目の変曲点における第２推定圧力差ΔＰＰ２とを比較し、値が大きくなる方の変曲点に対応する時期ＴＭを、圧力差が大きくなる時期、つまり前記第２圧力差ΔＰ２（第１噴射圧Ｐ１と第３噴射圧Ｐ３との圧力差の絶対値）が最大となる噴射時期ＴＴとして算出する。
【００９９】
次に、ステップＳ１６０の実行を通じて算出された第２圧力差ΔＰ２が上記第１圧力差ΔＰ１と同じになる場合も考えられるため、制御装置８０は、ステップＳ１６０の実行を通じて算出された第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１と同じであるか否かを判定する（Ｓ１７０）。
【０１００】
そして、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１と同じである場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、尿素水の噴射時期を上記規定噴射時期ＴＴＨから変更しても圧力差が変わらないため、制御装置８０は、上述したステップＳ２１０以降の処理を実行する。
【０１０１】
一方、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１と異なる場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、尿素水の噴射時期を上記規定噴射時期ＴＴＨとは異なる上記噴射時期ＴＴに設定することにより圧力差を大きくすることができる。
【０１０２】
そこで、制御装置８０は、上記噴射時期ＴＴを求めるために上記遅延時間ＲＴを算出する（Ｓ１８０）。
このステップＳ１８０では、上記「規定噴射時期ＴＴＨ」と「第１推定圧力差ΔＰＰ１及び第２推定圧力差ΔＰＰ２のうちで値が大きくなる方の尿素圧ＮＰの変曲点に対応する時期ＴＭ」との間の時間が上記遅延時間ＲＴとして算出される。
【０１０３】
ここで、上記時期ＴＭは、尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間ＰＴに基づいて求められている時期であり尿素添加弁２３０の閉弁時期を基点とする時期である。一方、規定噴射時期ＴＴＨは尿素添加弁２３０の開弁時期（より詳細には前回噴射時の開弁時期）を基点とする時期であり、上記時期ＴＭと上記規定噴射時期ＴＴＨとは基点になっている時期が異なっているため、上記時期ＴＭから上記規定噴射時期ＴＴＨを減算しても正しい遅延時間ＲＴは算出できない。
【０１０４】
そこで、ステップＳ１８０での遅延時間ＲＴの算出に際して、制御装置８０は、先の図４に示すように、時刻ｔ０における尿素添加弁２３０の閉弁時期から上記規定噴射時期ＴＴＨまでの間の時間ＴＡ１を算出し、その算出された時間ＴＡ１を上記時期ＴＭに対応する経過時間ＰＴ１から減算することにより、上記遅延時間ＲＴを算出する。
【０１０５】
次に、制御装置８０は、上記規定噴射時期ＴＴＨに上記遅延時間ＲＴを加算して今回噴射時の上記噴射時期ＴＴを設定する（Ｓ１９０）。
そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射時期として、ステップＳ１９０で設定された噴射時期ＴＴを設定してその設定された時期に尿素水を噴射する（Ｓ２００）。そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射圧Ｐ、ここではステップＳ２００での尿素水噴射時における噴射圧Ｐを不揮発性メモリ８０ａに記憶して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【０１０６】
なお、上述した噴射処理を実行する制御装置８０によって、分散板６０の温度を算出する温度算出部、前回の尿素水噴射時における噴射圧を第１噴射圧として取得する第１噴射圧取得部、第２噴射圧を算出する第２噴射圧算出部、及び第３噴射圧を算出する第３噴射圧算出部が構成されている。
【０１０７】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）分散板温度ＴＨＤが閾値ＴＨＤ１よりも低く、かつ第１圧力差ΔＰ１が閾値αよりも小さく、かつ規定噴射時期ＴＴＨとは異なる噴射時期ＴＴに尿素水を噴射することにより、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなるときには、尿素水の噴射時期として上記噴射時期ＴＴを設定する圧力差増大処理を実行するようにしている。そのため、第１圧力差ΔＰ１が閾値αよりも小さく、前回噴射時における尿素水の衝突部位に対して今回の噴射周期で尿素水を噴射した場合の尿素水の衝突部位のずれが少ないと判断できる場合には、そうした衝突部位のずれを大きくすることが可能な圧力差を圧力脈動によって生じさせることのできる噴射時期ＴＴが設定される。従って、分散板６０の温度が低いときに、分散板６０の同一部位に対して尿素水が連続して衝突することを抑えることができ、これにより分散板６０において尿素水が衝突する部位の温度低下を抑えることができるようになる。
【０１０８】
（２）圧力差増大処理として、尿素水の噴射時期ＴＴを、噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨよりも遅くする処理を実行するようにしている。この場合には、尿素水の噴射時期ＴＴを、噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨよりも早くする場合と比較して、噴射時期ＴＴの演算時間をより長く確保することができる。従って、尿素水の噴射時期ＴＴを設定するに際して、制御装置８０の演算負荷の増大を抑えることができる。
【０１０９】
（３）第２圧力差ΔＰ２が最大となる尿素水の噴射時期を算出し、その算出された噴射時期にまで尿素水の噴射時期ＴＴを遅くするようにしている。従って、前回噴射時の噴射圧と今回噴射時の噴射圧との圧力差の絶対値が最大となる時期に尿素水が噴射されるため、尿素水供給通路２４０内の圧力脈動を利用して尿素水の衝突部位をずらす場合に、前回の噴射時における尿素水の衝突部位に対して、今回の噴射時における尿素水の衝突部位を最大限にずらすことができるようになる。
【０１１０】
（４）噴射周期ＰＲ内において尿素添加弁２３０が閉弁しているときの分散板温度ＴＨＤが閾値ＴＨＤ１よりも低いか否かを判定するようにしている。そのため、尿素水の噴射によって分散板６０の温度が低下する前に、分散板６０の温度が閾値ＴＨＤ１よりも低いかどうかの判定が行われる。従って、噴射された尿素水の衝突によって分散板６０の温度が低下する前に、上述した圧力差増大処理を行うことが可能になり、分散板６０の温度低下を好適に抑えることができる。
【０１１１】
（５）上述した圧力差増大処理が実行されると、尿素水の噴射時期は、予め定められた噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨとは異なる時期に変更されるため、排気の浄化性能が変化するおそれがある。例えば圧力差増大処理の実行によって、今回の噴射時における尿素水の噴射時期ＴＴが規定噴射時期ＴＴＨよりも遅くされると、噴射周期ＰＲよりも長い所定期間内において尿素添加弁２３０から噴射される尿素水の量が、その所定期間内においてＮＯｘを浄化するために要求される量に対して不足しやすくなる。その結果、排気の浄化性能が変化するおそれがある。
【０１１２】
この点、上記実施形態では、分散板温度ＴＨＤが閾値ＴＨＤ１以上であって（Ｓ１００：ＮＯ）、尿素水の衝突による分散板６０の温度低下が生じにくいときには、尿素水の噴射時期として、予め定められた噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨが設定される。そのため、予め定められた噴射周期ＰＲにて尿素水が噴射されるようになり、これにより噴射時期の変更による排気の浄化性能の変化を抑えることができる。
【０１１３】
（６）上述した第１圧力差ΔＰ１が閾値α以上であって（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、前回噴射時における尿素水の衝突部位に対して、今回の噴射周期ＰＲで尿素水を噴射した場合の尿素水の衝突部位のずれがある程度以上に大きくなる場合には、尿素水の噴射時期として、予め定められた噴射周期ＰＲから求められる規定噴射時期ＴＴＨが設定される。そのため、これによっても、予め定められた噴射周期ＰＲにて尿素水が噴射されるようになり、上述したような噴射時期の変更による排気の浄化性能の変化を抑えることができる。
【０１１４】
（７）尿素添加弁２３０が閉弁してからの経過時間ＰＴ及び尿素水供給通路２４０内の尿素水温度ＴＨｎに基づいて第２噴射圧Ｐ２及び第３噴射圧Ｐ３を算出している。従って、圧力脈動が生じているときの噴射圧を実際に算出することができるとともに、噴射圧の算出精度をより高めることができる。
【０１１５】
（８）分散板温度ＴＨＤを、分散板６０よりも排気上流の排気温度と、排気から分散板６０に伝わる熱伝達率ＴＲと、排気温度の計測位置から分散板６０までの間における排気の放熱量ＨＲとに基づいて算出している。従って、分散板６０での熱収支を考慮して同分散板６０の温度が算出されるため、分散板６０の温度を精度よく算出することができる。
【０１１６】
（９）尿素添加弁２３０は、排気通路２６が湾曲した箇所に設けられている。従って、上述した圧力差増大処理を実行したときの尿素水の衝突部位の変化量が大きくなり、これにより尿素水の衝突による分散板６０の温度低下をより効果的に抑えることができる。
【０１１７】
（第２実施形態）
次に、内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
【０１１８】
図９（Ａ）には、噴射周期ＰＲ毎に尿素水が添加されるときの尿素添加弁２３０の噴射態様を示す。また、図９（Ｂ）には、圧力差増大処理の実行によって今回の噴射時における尿素水の噴射時期ＴＴが、規定噴射時期ＴＴＨよりも遅くされたときの尿素添加弁２３０の噴射態様を示す。
【０１１９】
この図９に示すように、規定噴射時期ＴＴＨの設定によって時刻ｔ２の時期に噴射されるはずだった尿素水Ｎが、圧力差増大処理の実行による噴射時期ＴＴの設定によって時刻ｔ３の時期にまで噴射が遅らされると、次のような不都合の発生が懸念される。すなわち、噴射周期ＰＲよりも長い所定期間内において尿素添加弁２３０から噴射される尿素水の量が、同所定期間内においてＮＯｘを浄化するために要求される量に対して不足しやすくなり、排気の浄化性能が低下するおそれがある。
【０１２０】
そこで、本実施形態では、尿素水の噴射時期を遅らせることにより、所定期間内における尿素水の噴射量が同所定期間内において要求される噴射量よりも少なくなるときには、次の処理を実行するようにしている。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、圧力差増大処理の実行によって設定された噴射時期ＴＴよりも前の時期において、噴射周期ＰＲ毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射ＮＳを実行する。
【０１２１】
本実施形態における尿素水の噴射処理は、先の図６に説明した噴射処理の一部を変更することによって実施される。そこで、以下では、先の図６に説明した噴射処理との相異点を中心にして、本実施形態における噴射処理の手順を説明する。
【０１２２】
図１０に、本実施形態における噴射処理の手順を示す。
本実施形態では、先の図６に示したステップＳ１７０において否定判定された後、ステップＳ１８０において噴射時期の遅延時間ＲＴが算出されて、ステップＳ１９０において今回噴射時の噴射時期ＴＴが設定されると、制御装置８０は、設定された遅延時間ＲＴが閾値ＲＴ１以上であるか否かを判定する（Ｓ３００）。閾値ＲＴ１としては、遅延時間ＲＴがこの閾値ＲＴ１以上に長くなっていることに基づいて、所定期間内において尿素添加弁２３０から噴射される尿素水の量が、同所定期間内においてＮＯｘを浄化するために要求される量に対して不足しやすくなっていることを的確に判定することができるように、その値の大きさは設定されている。なお、こうした遅延時間ＲＴに基づいた判定の他にも、例えば圧力差増大処理の実行によって今回噴射時の噴射時期が遅れるときの所定期間内における尿素水の噴射量を推定し、その推定された噴射量が同所定期間内において要求される噴射量よりも少なくなるか否かを判定してもよい。
【０１２３】
そして、遅延時間ＲＴが閾値ＲＴ１未満であるときには（Ｓ３００：ＮＯ）、制御装置８０は、第１実施形態と同様に今回噴射時の噴射時期として、ステップＳ１９０で設定された噴射時期ＴＴを設定してその設定された時期に尿素水を噴射する（Ｓ２００）。そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射圧Ｐ、ここではステップＳ２００での尿素水噴射時における噴射圧Ｐを不揮発性メモリ８０ａに記憶して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【０１２４】
一方、遅延時間ＲＴが閾値ＲＴ１以上であるときには（Ｓ３００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、規定噴射時期ＴＴＨにおいて、上述した尿素水の微小噴射を実行する（Ｓ３１０）。そして、この微小噴射を実行した後、制御装置８０は、第１実施形態と同様に今回噴射時の噴射時期として、ステップＳ１９０で設定された噴射時期ＴＴを設定してその設定された時期に尿素水を噴射する（Ｓ２００）。そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射圧Ｐ、ここではステップＳ２００での尿素水噴射時における噴射圧Ｐを不揮発性メモリ８０ａに記憶して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【０１２５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１０）上述した圧力差増大処理の実行によって所定期間内における尿素水の噴射量が、要求される噴射量よりも少なくなると判断できるときには（Ｓ３００：ＹＥＳ）、尿素水の微小噴射が実行される。そのため、所定期間内における尿素水の噴射量不足を補うことができるようになる。
【０１２６】
なお、この微小噴射による尿素水の噴射量は、噴射周期ＰＲ毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量に設定されているため、その微小噴射による尿素水の過剰供給も極力抑えることが可能である。
【０１２７】
（第３実施形態）
次に、内燃機関の排気浄化装置を具体化した第３実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【０１２８】
図１１に一点鎖線Ｌ１にて示すように、尿素水供給通路２４０内の圧力脈動の減衰が進んでしまうと、今回噴射時における尿素水の噴射時期を規定噴射時期ＴＴＨとは異なる時期に設定しても、前記第２圧力差ΔＰ２を前記第１圧力差ΔＰ１よりも大きくすることができなくなる。
【０１２９】
そこで、本実施形態では、第２圧力差ΔＰ２を第１圧力差ΔＰ１よりも大きくすることができなくなる程度に圧力脈動の減衰が進んでいる場合には、噴射周期ＰＲ毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射ＮＳを実行する。こうした微小噴射ＮＳが実行されると、図１１に実線にて示すように、尿素水供給通路２４０内には再び圧力脈動が発生するため、上述した第２圧力差ΔＰ２を前記第１圧力差ΔＰ１よりも大きくすることが可能になる。
【０１３０】
また、尿素圧ＮＰが、尿素水供給通路２４０内の圧力脈動によって増加傾向から減少傾向に変化するタイミング、つまり圧力脈動の波形が山になる時期は、尿素水供給通路２４０内に発生した圧力波が尿素添加弁２３０に到達するタイミングと同じである。そうしたタイミングにて上述した微小噴射を実行して尿素添加弁２３０を開弁させると、尿素添加弁２３０に到達した圧力波は、尿素添加弁２３０で反射されることなく尿素添加弁２３０内を通過していき、尿素添加弁２３０の外部に解放される。そのため、尿素水供給通路２４０内からは圧力波が消滅して圧力脈動が収まるようになり、尿素水供給通路２４０内の尿素圧ＮＰは安定するようになり、尿素水の噴射圧を推定する際の推定精度が高まるようになる。
【０１３１】
そこで、本実施形態では、図１１に示すように、尿素圧ＮＰが尿素水供給通路２４０内の圧力脈動によって増加傾向から減少傾向に変化するタイミング（図１１の時刻ｔ１）において上述した微小噴射を実行するようにしている。
【０１３２】
ちなみに、図１１に示すように、時刻ｔ１での微小噴射によって発生した圧力波は、その後、尿素圧ＮＰが増加傾向から減少傾向に変化するタイミングにおいて尿素噴射が実行されると（時刻ｔ２）、時刻ｔ１にて微小噴射を実行した場合と同じ理由によって消滅するため、二点鎖線Ｌ２にて示すように、圧力脈動は収まるようになる。
【０１３３】
本実施形態における尿素水の噴射処理は、先の図６に説明した噴射処理の一部を変更することによって実施される。そこで、以下では、先の図６に説明した噴射処理との相異点を中心にして、本実施形態における噴射処理の手順を説明する。
【０１３４】
図１２に、本実施形態における噴射処理の手順を示す。
本実施形態では、先の図６に示したステップＳ１７０において否定判定されると、制御装置８０は、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１未満であるか否かを判定する（Ｓ４００）。そして、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１以上であるときには（Ｓ４００：ＮＯ）、第１実施形態と同様に、ステップＳ１８０以降の処理を実行する。
【０１３５】
一方、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１未満であるときには（Ｓ４００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、上述した微小噴射、すなわち圧力脈動の波形の山の時期に合わせて尿素水の微小噴射を実行する（Ｓ４１０）。そして、制御装置８０は、上述したステップＳ１６０と同様な態様にて、圧力差が大きくなる噴射時期ＴＴを探索する（Ｓ４２０）。次に、制御装置８０は、探索された噴射時期ＴＴ、つまり第２圧力差ΔＰ２が最大となる噴射時期ＴＴを尿素水の噴射時期として設定してその設定された時期に尿素水を噴射する（Ｓ４３０）。そして、制御装置８０は、今回噴射時の噴射圧Ｐ、ここではステップＳ４３０での尿素水噴射時における噴射圧Ｐを不揮発性メモリ８０ａに記憶して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【０１３６】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１１）圧力脈動の減衰によって、第２圧力差ΔＰ２を第１圧力差ΔＰ１よりも大きくすることができないときには、噴射周期ＰＲ毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行するようにしている。従って、尿素水供給通路２４０内に再び圧力脈動が発生するようになり、第２圧力差ΔＰ２を第１圧力差ΔＰ１よりも大きくすることができるようになる。
【０１３７】
なお、この微小噴射による尿素水の噴射量も、噴射周期ＰＲ毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量に設定されているため、その微小噴射による尿素水の過剰供給も極力抑えることが可能である。
【０１３８】
（１２）尿素添加弁２３０に供給される尿素水の圧力である尿素圧ＮＰが、尿素水供給通路２４０内の圧力脈動によって増加傾向から減少傾向に変化するタイミングで上記微小噴射を実行するようにしている。従って、尿素水供給通路２４０内からは圧力波が消滅して圧力脈動が収まるようになり、尿素水供給通路２４０内の尿素水の圧力が安定するようになる。従って、尿素水の噴射圧を推定する際の推定精度が高まるようになる。
【０１３９】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・先の図４に示したように、上記第１実施形態では、最初の変曲点における第１推定圧力差ΔＰＰ１と２番目の変曲点における第２推定圧力差ΔＰＰ２とを比較し、圧力差が大きい方の変曲点に対応する時期ＴＭを噴射時期ＴＴとして設定するようにした。
【０１４０】
この他、最初の変曲点における第１推定圧力差ΔＰＰ１と２番目の変曲点における第２推定圧力差ΔＰＰ２とが共に上記第１圧力差ΔＰ１よりも大きい場合には、最初の変曲点における第１推定圧力差ΔＰＰ１と２番目の変曲点における第２推定圧力差ΔＰＰ２とを比較する。そして、圧力差が小さい方の変曲点に対応する時期を噴射時期ＴＴとして設定するようにしてもよい。この場合でも、少なくとも尿素水噴射時の圧力差が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなるため、分散板６０の同一部位に対して尿素水が連続して衝突することを抑えることができ、これにより分散板６０において尿素水が衝突する部位の温度低下を抑えることができるようになる。
【０１４１】
・上記第１実施形態では、第２圧力差ΔＰ２が最大となる尿素水の噴射時期を推定し、その推定された噴射時期まで、今回の噴射時における尿素水の噴射時期ＴＴを遅くするようにした。この他、図１３に示すように、少なくとも前記第２圧力差ΔＰ２が前記第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなるタイミングまで、今回の噴射時における尿素水の噴射時期ＴＴを遅くするようにしてもよい。この場合でも、上記（３）以外の作用効果を得ることができる。なお、この変形例の場合には、少なくとも第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなればよいため、増大させた第２圧力差ΔＰ２が上記閾値αより小さくてもよい。この場合でも、少なくとも第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなるように尿素水の噴射時期が設定されるため、圧力差増大処理を実行しない場合と比較して、前回噴射時における尿素水の衝突部位に対する今回噴射時における尿素水の衝突部位のずれ量を大きくすることができる。そのため、分散板６０において尿素水が衝突する部位の温度低下を抑えることができる。
【０１４２】
・上記第１実施形態では、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなるように尿素水の噴射時期を規定噴射時期ＴＴＨよりも遅らせるようにした。この他、尿素水の噴射時期を規定噴射時期ＴＴＨよりも早くすることにより、第２圧力差ΔＰ２が第１圧力差ΔＰ１よりも大きくなるようにしてもよい。この場合でも、上記（２）以外の作用効果を得ることができる。
【０１４３】
・第２噴射圧Ｐ２及び第３噴射圧Ｐ３を算出するに際して、尿素水温度ＴＨｎを省略してもよい。この場合でも、圧力脈動が生じているときの噴射圧を実際に算出することができる。
【０１４４】
・噴射周期ＰＲ内において尿素添加弁２３０が閉弁しているときの分散板温度ＴＨＤを推定するようにしたが、その他のタイミングにおける分散板温度ＴＨＤを推定するようにしてもよい。この場合でも、上記（４）以外の作用効果を得ることができる。
【０１４５】
・分散板温度ＴＨＤを、分散板６０よりも排気上流の排気温度と、排気から分散板６０に伝わる熱伝達率ＴＲと、排気温度の計測位置から分散板６０までの間における排気の放熱量ＨＲとで推定するようにしたが、他のパラメータを使って推定するようにしてもよい。また、分散板６０の温度を実際にセンサなどで計測するようにしてもよい。
【０１４６】
・第２実施形態では、規定噴射時期ＴＴＨにて微小噴射を実行するようにしたが、その他の時期に微小噴射を実行してもよい。
・第３実施形態では、圧力脈動の波形の山の時期に合わせて尿素水の微小噴射を実行するようにしたが、その他の時期に微小噴射を実行してもよい。この場合でも、上記（１２）以外の作用効果を得ることができる。
【０１４７】
・尿素添加弁２３０は、排気通路２６において湾曲した箇所に設けられていたが、その他の形状の箇所、例えば排気通路２６において直線状の箇所に設けられていてもよい。そうした湾曲部以外の排気通路２６内でも、排気は旋回流や偏流となって流れており、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水の噴霧の方向はそうした排気の流勢の影響を受ける。従って、排気通路のそうした湾曲部以外の箇所に尿素添加弁２３０が設けられている場合でも上記圧力差増大処理を実行することにより、上記各実施形態やその変形例と同様な作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１…エンジン、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ド、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、２４…車速センサ、２５…外気温センサ、２６…排気通路、２７…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…ＮＯｘ浄化触媒（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、８０ａ…不揮発性メモリ、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…温度センサ。
【図１】
2016196826.tif 000003
【図２】
2016196826.tif 000004
【図３】
2016196826.tif 000005
【図４】
2016196826.tif 000006
【図５】
2016196826.tif 000007
【図６】
2016196826.tif 000008
【図７】
2016196826.tif 000009
【図８】
2016196826.tif 000010
【図９】
2016196826.tif 000011
【図１０】
2016196826.tif 000012
【図１１】
2016196826.tif 000013
【図１２】
2016196826.tif 000014
【図１３】
2016196826.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月6日(2016.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記制御部は、前記噴射周期内において前記添加弁が閉弁しているときの前記分散板の温度が前記閾値よりも低いか否かを判定する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記制御部は、前記分散板の温度が前記所定の閾値以上のときには、尿素水の噴射時期として、前記噴射周期から求められる噴射時期を設定する
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記制御部は、前記第１圧力差が前記閾値以上のときには、尿素水の噴射時期として、前記噴射周期から求められる噴射時期を設定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記第２噴射圧算出部及び前記第３噴射圧算出部は、前記添加弁が閉弁してからの経過時間に基づいて前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧をそれぞれ算出する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記第２噴射圧算出部及び前記第３噴射圧算出部は、前記経過時間及び前記尿素水供給通路内の尿素水温度に基づいて前記第２噴射圧及び前記第３噴射圧をそれぞれ算出する
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記制御部は、前記圧力差増大処理として、前記噴射周期から求められる噴射時期よりも尿素水の噴射時期を遅くする処理を実行する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅くする前記処理を実行するときには、前記第２圧力差が最大となる尿素水の噴射時期を算出し、その算出された噴射時期まで尿素水の噴射時期を遅くする
請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅らせる前記処理を実行することにより、所定期間内における尿素水の噴射量が同所定期間内において要求される噴射量よりも少なくなるときには、前記圧力差増大処理にて設定された噴射時期よりも前の時期に、前記噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行する
請求項７または８に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、前記圧力差増大処理として、前記噴射周期から求められる噴射時期よりも尿素水の噴射時期を遅くする処理を実行することが好ましい。
同構成によれば、尿素水の噴射時期を、噴射周期から求められる噴射時期よりも早くする場合と比較して、噴射時期の演算時間をより長く確保することができる。従って、尿素水の噴射時期を設定するに際して、制御部における演算負荷の増大を抑えることができる。
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅くする前記処理を実行するときには、前記第２圧力差が最大となる尿素水の噴射時期を算出し、その算出された噴射時期まで尿素水の噴射時期を遅くすることが好ましい。
同構成によれば、前記第２圧力差が最大となる時期に尿素水が噴射されるため、尿素水供給通路内の圧力脈動を利用して尿素水の衝突部位をずらす場合に、前回の噴射時における尿素水の衝突部位に対して今回の噴射時における尿素水の衝突部位を最大限にずらすことができるようになる。
また、上記排気浄化装置において、前記制御部は、尿素水の噴射時期を遅らせる前記処理を実行することにより、所定期間内における尿素水の噴射量が同所定期間内において要求される噴射量よりも少なくなるときには、前記圧力差増大処理にて設定された噴射時期よりも前の時期に、前記噴射周期毎に噴射される尿素水の量よりも少ない量の尿素水を噴射する微小噴射を実行することが好ましい。