JP2017008790A - 還元剤供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の停止指令がなされた後、添加弁における噴孔に吸い込まれたデポジットの固化が進行して同噴孔が詰まることを抑制できる還元剤供給装置を提供する。【解決手段】電子制御装置２１は、内燃機関１の停止指令がなされた後、添加弁１７における噴孔の開閉が定められた回数（開閉回数Ｔｓｑ）行われるよう弁体の開き動作及び閉じ動作を行わせる。電子制御装置２１は、内燃機関１の運転中、添加弁１７の噴孔周りでのデポジット堆積の原因となる物質（スモーク、尿素水、等々）の機関運転中における発生量を算出する。電子制御装置２１は、内燃機関１の停止指令がなされたとき、算出された上記物質の発生量が多いほど、添加弁１７における噴孔の上記開閉回数Ｔｓｑを多く設定する。添加弁１７における噴孔の弁体による開閉により、パージ制御の実行に伴い噴孔に吸い込まれたデポジットを、同噴孔内で固化する前に噛み切ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、還元剤供給装置に関する。

車両に搭載される内燃機関として、排気通路に選択還元型のＮＯｘ浄化触媒を設けたものが知られている。こうした内燃機関では、ＮＯｘ浄化触媒にて排気中のＮＯｘを還元して浄化すべく、排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒よりも上流の部分に還元剤を供給する還元剤供給装置が設けられる。

特許文献１に示される還元剤供給装置には、排気通路内におけるＮＯｘ浄化触媒よりも上流の部分に還元剤を噴射する添加弁と、その添加弁にタンク内の還元剤を供給したり同添加弁からタンク内に還元剤を吸い戻したりするためのポンプとが設けられる。また、この還元剤供給装置は、内燃機関の停止指令がなされたことに基づき、添加弁内の還元剤が内燃機関（排気通路）からの熱を受けて同還元剤の成分が凝固しないよう、添加弁を開弁した状態でポンプを動作させて同添加弁からタンク内に還元剤を吸い戻すパージ制御を実行する。

なお、特許文献１には、内燃機関の始動時、添加弁の噴孔周りに堆積したデポジットを吹き飛ばすことを目的として、その添加弁に繋がる還元剤供給経路内の圧力を高めたうえで添加弁を開閉させて噴孔から空気または還元剤を噴射することも開示されている。

特開２０１２−１２７２１４公報

ところで、内燃機関の停止指令に基づきパージ制御が実行されたとき、添加弁からの還元剤の吸い戻しに伴い添加弁の噴孔周りに堆積したデポジットも噴孔内に吸い込まれ、そのデポジットが噴孔の詰まりの原因になる。そして、内燃機関の停止から次回の内燃機関の始動までの間に、上記添加弁の噴孔に詰まったデポジットの固化が進む。この場合、内燃機関の始動時、上述したように添加弁の噴孔から空気または還元剤を噴射しても、それによって噴孔に詰まったデポジットを吹き飛しきれず、同噴孔の詰まりを解消できないおそれがある。

本発明の目的は、内燃機関の停止指令がなされた後、添加弁における噴孔に吸い込まれたデポジットの固化が進行して同噴孔が詰まることを抑制できる還元剤供給装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する還元剤供給装置は、内燃機関の排気通路に還元剤を噴射すべくニードル状の弁体で噴孔を開閉させる添加弁と、その添加弁に還元剤を供給したり同添加弁から還元剤を吸い戻したりするためのポンプと、を備える。また、還元剤供給装置は、内燃機関の停止指令がなされたことに基づきポンプを動作させて添加弁から還元剤を吸い戻すパージ制御を実行する。このパージ制御の実行による添加弁からの還元剤の吸い戻しに伴い、添加弁の噴孔周りに堆積したデポジットが同噴孔内に吸い込まれるため、そのデポジットが噴孔の詰まりの原因になる。

上記還元剤供給装置は、上記デポジットによる噴孔の詰まりを解消するため、次の制御部、算出部、及び設定部を備える。上記制御部は、内燃機関の停止指令がなされた後、添加弁における噴孔の開閉が定められた回数分行われるよう弁体を動作させる。上記算出部は、添加弁の噴孔周りでのデポジット堆積の原因となる物質の機関運転中における発生量を算出する。上記設定部は、内燃機関の停止指令がなされたとき、上記算出部によって算出された上記物質の発生量が多いほど、上記制御部による添加弁の噴孔の弁体による開閉の回数を多く設定する。

上記還元剤供給装置によれば、機関運転中における添加弁の噴孔周りでのデポジット堆積の原因となる物質の発生量が多いほど、言い換えればパージ制御の実行時に噴孔に吸い込まれるデポジットが多いほど、内燃機関の停止指令がなされた後の上記制御部による添加弁の弁体による噴孔の開閉の回数が多くされる。このときの弁体の動作により、パージ制御の実行を通じて噴孔内に吸い込まれたデポジットを、同噴孔内で固化する前に噛み切ることができる。従って、内燃機関の停止指令がなされた後、添加弁における噴孔に吸い込まれたデポジットの固化が進行して同噴孔が詰まることを抑制できる。

なお、還元剤供給装置は、内燃機関が搭載された車両の室内にユーザーがいるか否かを判断する判断部を更に備えるとともに、上記制御部及び上記設定部を次のように構成するものであってもよい。すなわち、上記制御部を、弁体で噴孔を閉じてから開閉インターバルに相当する時間が経過した後に弁体で噴孔を開くという動作を繰り返すことにより、弁体による噴孔の開閉を定められた回数分行うよう構成する。また、上記設定部を、弁体による噴孔の開閉の回数を設定することに加え、上記開閉インターバルの設定も行うものであって、上記判断部によって車両の室内にユーザーがいないと判断されたときには、室内にユーザーがいると判断されたときよりも、上記開閉インターバルを長く設定するよう構成する。

車両の室内は外部からの騒音が聞こえにくい環境であるため、ユーザーが室内にいる場合には、制御部によって添加弁の噴孔を弁体で開閉するときの騒音が生じてもユーザーが違和感を覚えにくい。一方、ユーザーが室内から出たときには、上記騒音によりユーザーが違和感を覚えやすい。上記構成によれば、車両の室内にユーザーがいないときには、ユーザーがいるときよりも上記開閉インターバルが長くなるため、上記制御部を通じて添加弁の噴孔を弁体で開閉する際、噴孔を弁体で閉じてから開くまでの時間が長くなる。これにより、制御部を通じて添加弁の噴孔を弁体で開閉するときの騒音を抑えることができ、室内から出たユーザーが上記騒音により違和感を覚えることを抑制できる。

還元剤供給装置が適用される内燃機関全体を示す略図。 同装置に設けられた添加弁の噴孔及び弁体の周辺を概略的に示す断面図。 パージ制御の実行手順及び終了手順を示すフローチャート。 デポジット除去処理を実行する手順を示すフローチャート。 デポジット除去処理における添加弁の開閉回数を算出するためのマップ。 デポジット除去処理を終了する手順を示すフローチャート。 デポジット除去処理を実行する手順を示すフローチャート。

［第１実施形態］
以下、還元剤供給装置の第１実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、車両に搭載される内燃機関１の燃焼室２には吸気通路３が接続されている。この吸気通路３には、上流から順にターボチャージャ４のコンプレッサホイール４ａ、インタークーラ５、及び吸気絞り弁６が設けられている。そして、内燃機関１の燃焼室２には、上記吸気通路３を通過した空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁７からの燃料が噴射供給される。そして、この燃料が燃焼室２内で燃焼することによって内燃機関１が駆動される。一方、燃焼室２内で燃料が燃焼した後の排気は、その燃焼室２に接続された排気通路８に送り出される。この排気通路８には、上流から順にターボチャージャ４のタービンホイール４ｂ、第１酸化触媒９、フィルタ１０、第１ＮＯｘ浄化触媒１１、第２ＮＯｘ浄化触媒１２、及び第２酸化触媒１３が設けられている。

上記第１酸化触媒９は一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を酸化して浄化し、上記フィルタ１０は排気中の微粒子（ＰＭ）を捕集する。また、上記第１ＮＯｘ浄化触媒１１及び上記第２ＮＯｘ浄化触媒１２は、還元剤を用いて排気中のＮＯｘを還元して浄化する選択還元型の触媒である。詳しくは、排気通路８における第１ＮＯｘ浄化触媒１１よりも上流の部分の排気に尿素水等の還元剤が添加されることにより、同尿素水が排気の熱を受けて加水分解してアンモニア（ＮＨ3 ）が生成され、その生成されたアンモニアが第１ＮＯｘ浄化触媒１１及び第２ＮＯｘ浄化触媒１２に吸着してそれら触媒でのＮＯｘの還元が行われる。こうした還元により排気中のＮＯｘが浄化される。また、上記第２酸化触媒１３は、第２ＮＯｘ浄化触媒１２から下流側に流出したアンモニアを酸化して処理する。

内燃機関１には、上記還元剤（尿素水）を排気通路８における第１ＮＯｘ浄化触媒１１よりも上流の部分に供給するための還元剤供給装置が設けられている。この還元剤供給装置は、排気通路８における第１ＮＯｘ浄化触媒１１よりも上流且つフィルタ１０よりも下流の部分に尿素水を噴射するための添加弁１７を備えている。この添加弁１７によって排気通路８内の排気に添加された尿素水は、同添加弁１７の下流且つ第１ＮＯｘ浄化触媒１１の上流に設けられた分散板１８によって、より細かい霧状となるように分散される。また、還元剤供給装置は、添加弁１７に対し配管１４を介して接続されたポンプ１６、及び、そのポンプ１６に接続されて尿素水を貯留するタンク１５も備えている。上記ポンプ１６は、正回転することによってタンク１５内の尿素水を汲み上げて配管１４及び添加弁１７に供給する一方、逆回転することによって添加弁１７及び配管１４内の尿素水をタンク１５に吸い戻す。

図２に示すように、添加弁１７は、ニードル状の弁体１９で噴孔２０を開閉させることにより、その噴孔２０からの尿素水の噴射及び同噴射の停止を行う構造を有している。なお、添加弁１７の弁体１９は、その軸線方向（図中の上下方向）に往復移動可能となっており、噴孔２０に接近する方向に移動して同噴孔２０を閉塞する閉じ動作、及び、噴孔２０から離間する方向に移動して同噴孔２０を開放する開き動作を行う。そして、弁体１９の開き動作を通じて噴孔２０を開放すると、その噴孔２０からの尿素水の噴射が行われる。一方、弁体１９の閉じ動作を通じて噴孔２０を同弁体１９で閉塞すると、その噴孔２０からの尿素水の噴射が停止される。

図１に示すように、還元剤供給装置は、内燃機関１の各種制御を行うための電子制御装置２１を備えている。この電子制御装置２１は、上記各種制御に係る演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。

電子制御装置２１の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ２２。
・車両のドアの開閉を検出するドアセンサ２３。

・運転者（ユーザー）の手動での内燃機関１の始動開始時や運転停止時に操作されるイグニッションスイッチ３６。
・車両のユーザーによって操作されるアクセルペダル３０の操作量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２４。

・吸気通路３を通過する空気の量を検出するエアフローメータ２５。
・吸気通路３における吸気絞り弁６よりも下流側の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ２６。

・内燃機関１のクランクシャフト３１の回転速度を検出するためのクランクポジションセンサ２７。
・排気通路８におけるフィルタ１０よりも下流側の部分の排気の温度を検出する排気温センサ２８。

・排気通路８における第１ＮＯｘ浄化触媒１１よりも上流側の部分の排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサ２９。
電子制御装置２１の出力ポートには、燃料噴射弁７の駆動回路、吸気絞り弁６の駆動回路、ポンプ１６の駆動回路、及び添加弁１７の駆動回路等が接続されている。

電子制御装置２１は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき内燃機関１の運転状態を把握し、その把握した機関運転状態に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして内燃機関１における燃料噴射制御、吸気絞り弁６の開度制御、ポンプ１６の駆動制御、及び添加弁１７の駆動制御等が電子制御装置２１を通じて実施される。

電子制御装置２１は、内燃機関１の停止指令がなされたことに基づき、配管１４及び添加弁１７内の尿素水をタンク１５内に吸い戻すパージ制御を実行する。このパージ制御の実行を通じて添加弁１７内の尿素水をタンク１５に吸い戻すことにより、内燃機関１の停止後に添加弁１７内の尿素水が内燃機関１（排気通路８）からの熱を受けて同尿素水の成分が凝固することは回避される。

図３は、パージ制御を実行したり終了したりするためのパージ制御ルーチンを示すフローチャートである。このパージ制御ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

電子制御装置２１は、同ルーチンのステップ１０１（Ｓ１０１）の処理として、パージ制御の実行条件が成立したか否かを判断する。このパージ制御の実行条件としては、イグニッションスイッチ３６のオフ操作に基づき内燃機関１の停止指令がなされたこと、という条件があげられる。そして、イグニッションスイッチ３６のオフ操作に基づき内燃機関１の停止指令がなされた場合、Ｓ１０１で肯定判断がなされてＳ１０２に進む。なお、Ｓ１０１で否定判断がなされた場合には、Ｓ１０３に進む。

電子制御装置２１は、Ｓ１０２の処理として、添加弁１７の噴孔２０を弁体１９の開き動作を通じて開いた状態でポンプ１６を逆回転させることにより、配管１４及び添加弁１７内の尿素水をタンク１５に吸い戻す上記パージ制御を実行する。その後、Ｓ１０３に進む。

電子制御装置２１は、Ｓ１０３の処理として、パージ制御の終了条件が成立したか否かを判断する。このパージ制御の終了条件としては、例えばパージ制御を開始した後に配管１４及び添加弁１７の尿素水をタンク１５に吸い戻すために必要な時間が経過したこと、という条件があげられる。そして、上記時間が経過した場合には、Ｓ１０３で肯定判断がなされてＳ１０４に進む。なお、１０３で否定判断がなされた場合、電子制御装置２１は、このパージ制御ルーチンを一旦終了する。

電子制御装置２１は、Ｓ１０４の処理として、添加弁１７の噴孔２０を弁体１９の閉じ動作を通じて閉じるとともにポンプ１６の逆回転を停止することにより、配管１４及び添加弁１７内の尿素水をタンク１５に吸い戻すための上記パージ制御を終了する。その後、電子制御装置２１は、このパージ制御ルーチンを一旦終了する。

ところで、内燃機関１の運転中、添加弁１７の噴孔２０周りにはデポジットが堆積する。こうしたデポジットの堆積は、内燃機関１の排気中におけるスモーク（黒煙）及び尿素水といった物質に由来して生じる。そして、内燃機関１の運転中における上記物質の発生量が多いほど、内燃機関１の停止指令がなされたときに添加弁１７の噴孔２０周りに堆積しているデポジットの量も多くなる。噴孔２０周りに堆積したデポジットは、内燃機関１の停止指令に基づくパージ制御の実行時、添加弁１７からの尿素水の吸い戻しに伴って噴孔２０内に吸い込まれ、その噴孔２０の詰まりの原因になる。そして、内燃機関１の停止から次回の内燃機関１の始動までの間、上記添加弁１７の噴孔２０に詰まったデポジットを放置したままにすると、そのデポジットの固化が進んで噴孔２０から取り除くことが困難になる。

こうした問題に対処するため、内燃機関１の停止指令がなされた後の可能なかぎり早期に、パージ制御の実行に伴って添加弁１７の噴孔２０に吸い込まれたデポジットを、その噴孔２０の弁体１９による開閉を通じて噛み切ることによって取り除く処理（デポジット除去処理）が行われる。

ちなみに、上記デポジット除去処理は、電子制御装置２１を通じて、添加弁１７における噴孔２０の開閉が定められた回数（開閉回数Ｔｓｑ）行われるよう弁体１９を開き動作及び閉じ動作させることによって実現される。なお、このときの電子制御装置２１は、開閉回数Ｔｓｑ分の噴孔２０の開閉を行わせるべく添加弁１７（弁体１９）を動作させる制御部としての役割を担う。また、上記開閉回数Ｔｓｑ分の噴孔２０の開閉は、弁体１９で噴孔２０を閉じてから開閉インターバルＴαに相当する時間が経過した後に弁体１９で噴孔２０を開くという動作を繰り返すことによって行われる。

図４は、上記デポジット除去処理を実行するための除去処理実行ルーチンを示すフローチャートである。この除去処理実行ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

電子制御装置２１は、除去処理実行ルーチンのＳ２０１の処理として、デポジット除去処理の実行条件が成立したか否かを判断する。このデポジット除去処理の実行条件としては、イグニッションスイッチ３６のオフ操作に基づき内燃機関１の停止指令がなされたこと、及び、パージ制御処理の実行中であること、といった条件があげられる。そして、イグニッションスイッチ３６のオフ操作に基づき内燃機関１の停止指令がなされ、且つ、パージ制御が実行されている場合、Ｓ２０１で肯定判断がなされてＳ２０２に進む。なお、Ｓ２０１で否定判断がなされた場合には、電子制御装置２１は、この除去処理実行ルーチンを一旦終了する。

電子制御装置２１は、Ｓ２０２の処理として、同装置の不揮発性のＲＡＭに記憶された上記開閉インターバルＴαを取り込むとともに、別のルーチンで算出されたスモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣを取り込む。なお、上記開閉インターバルＴαとして、この例では予め実験等によって最適に定められた固定値が採用される。

上記スモーク積算値ＳＣは、内燃機関１の今回の運転中に発生したスモークの総量である。このスモーク積算値ＳＣは、電子制御装置２１を通じて実行される別のルーチンにより、所定時間が経過する毎に同時間中に発生したスモークの量を算出し、そのスモークの量を算出毎に累積してゆくことによって得られる。上記所定時間中に発生したスモークの量は、機関回転速度及び機関負荷に基づき、予め実験等によって定められたマップを参照して算出される。ここで用いられる機関回転速度はクランクポジションセンサ２７によって検出することが可能であり、機関負荷は内燃機関１の１サイクル中に燃料噴射弁７から噴射される燃料量等に基づいて求めることが可能である。

上記尿素水積算値ＱＣは、内燃機関１の今回の運転中に添加弁１７から排気に添加された尿素水の総量である。この尿素水積算値ＱＣは、電子制御装置２１を通じて実行される別のルーチンにより、所定時間が経過する毎に同時間中に添加弁１７から排気に添加された尿素水の添加量（要求添加量に相当）を算出し、その尿素水の添加量を算出毎に累積してゆくことによって得られる。なお、上記要求添加量は、電子制御装置２１による添加弁１７の駆動制御に用いられる値であって、添加弁１７からの尿素水の噴射量の要求値として機関回転速度及び機関負荷等といった内燃機関１の運転状態に基づき求められる。そして、内燃機関１の運転中には、添加弁１７から上記要求添加量分の還元剤の噴射が行われるよう、電子制御装置２１を通じて添加弁１７が駆動制御される。

上述したように、スモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣを算出するときの電子制御装置２１は、添加弁１７の噴孔２０周りでのデポジット堆積の原因となる物質（スモーク、尿素水、等々）の機関運転中における発生量を算出する算出部として機能する。

除去処理実行ルーチンのＳ２０３の処理は、デポジット除去処理における弁体１９の開き動作及び閉じ動作による噴孔２０の開閉回数を設定するためのものである。電子制御装置２１は、Ｓ２０３の処理として、スモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣに基づき、図５に示す２次元マップを参照して開閉回数Ｔｓｑを算出する。同図から分かるように、こうして算出された開閉回数Ｔｓｑに関しては、スモーク積算値ＳＣが大きいほど多くなるとともに、尿素水積算値ＱＣが大きくなるほど多くなる。そして、電子制御装置２１は、算出された上記開閉回数Ｔｓｑをデポジット除去処理での噴孔の開閉回数として設定する。このときの電子制御装置２１は、上記開閉回数を設定するための設定部としての役割を担う。

電子制御装置２１は、続くＳ２０４の処理として、上記開閉インターバルＴα及び上記開閉回数Ｔｓｑに基づいてデポジット除去処理を実行する。すなわち、添加弁１７の弁体１９による噴孔２０の開閉を、上記開閉インターバルＴαをもって、且つ、上記開閉回数Ｔｓｑ分実行する。Ｓ２０４を実行した後、電子制御装置２１は、この除去処理実行ルーチンを終了する。

図６は、上記デポジット除去処理を終了するための除去処理終了ルーチンを示すフローチャートである。この除去処理終了ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

電子制御装置２１は、同ルーチンのＳ３０１の処理として、デポジット除去処理の実行中であるか否かを判断する。ここで否定判断であれば、電子制御装置２１は、この除去処理終了ルーチンを一旦終了する。一方、デポジット除去処理の実行中であればＳ３０２に進む。なお、Ｓ３０２の処理は、デポジット除去処理の終了条件が成立したか否かを判断するためのものである。

電子制御装置２１は、Ｓ３０２の処理として、デポジット除去処理における添加弁１７の弁体１９による噴孔２０の開閉が上記開閉回数Ｔｓｑ分実行されたか否かを判断する。ここで否定判断であれば、電子制御装置２１は、除去処理終了ルーチンを一旦終了する。また、Ｓ３０２で肯定判断であれば、Ｓ３０３に進む。電子制御装置２１は、Ｓ３０３の処理としてデポジット除去処理を終了し、その後に除去処理終了ルーチンを一旦終了する。

なお、デポジット除去処理の開始から終了までの時間は、除去処理終了ルーチンから分かるように、上記開閉インターバルＴα及び上記開閉回数Ｔｓｑによって定まる。そして、それら開閉インターバルＴα及び開閉回数Ｔｓｑは、除去処理実行ルーチンのＳ２０２及び２０３の処理（図３）を通じて、デポジット除去処理の開始から終了までの時間がパージ制御の実行時間よりも短くなるよう定められる。

次に、還元剤供給装置の作用について説明する。
内燃機関１の停止指令に基づきパージ制御が実行されると、添加弁１７内の尿素水がタンク１５に吸い戻されるとともに、添加弁１７の噴孔２０周りに堆積したデポジットも噴孔２０内に吸い込まれる。このように噴孔２０に吸い込まれたデポジットは、同噴孔２０の詰まりの原因になる。

なお、機関運転中における添加弁１７の噴孔２０周りでのデポジット堆積の原因となる物質としては、排気中のスモーク及び添加弁１７から排気に添加された尿素水等があげられる。これら排気中のスモーク及び尿素水は、互いに混ざり合うことによりデポジットとなって添加弁１７の噴孔２０周りに堆積する。従って、機関運転中に発生したスモークの総量を表すスモーク積算値ＳＣが多いほど、また機関運転中に添加弁１７から排気に添加された尿素水の総量を表す尿素水積算値ＱＣが多いほど、添加弁１７の噴孔２０周りのデポジットの堆積量が多くなり、パージ制御の実行時に噴孔２０内に吸い込まれるデポジットも多くなる。

そして、パージ制御の実行時に噴孔２０内に吸い込まれたデポジットによる同噴孔２０の詰まりを解消するため、そのデポジットを噛み切って除去すべく弁体１９により噴孔２０を開閉させるデポジット除去処理が行われる。こうしたデポジット除去処理は、内燃機関の停止指令がなされ、且つ、パージ制御が実行された後に行われる。そして、デポジット除去処理では、上記停止指令がなされる前の機関運転中における添加弁１７の噴孔２０周りでのデポジット堆積の原因となる物質の発生量が多いほど、上記デポジット除去処理における添加弁１７の弁体１９による噴孔２０の開閉の回数（開閉回数Ｔｓｑ）が多くされる。詳しくは、スモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣが大きくなるほど、言い換えればパージ制御の実行時に噴孔２０に吸い込まれるデポジットが多いときほど、上記開閉回数Ｔｓｑが多くされる。

デポジット除去処理における上記開閉回数Ｔｓｑ分の開閉に伴う弁体１９の閉じ動作及び開き動作により、パージ制御の実行を通じて噴孔２０内に吸い込まれたデポジットを固化する前に噛み切ることができる。従って、内燃機関１の停止指令がなされた後、添加弁１７における噴孔２０に吸い込まれたデポジットの固化が進行して同噴孔２０が詰まることを抑制できる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）内燃機関１の停止指令に基づくパージ制御の実行を通じて添加弁１７の噴孔２０にデポジットが吸い込まれたとしても、そのデポジットをデポジット除去処理による弁体１９の開閉動作を通じて噛み切ることができる。このため、噴孔２０内に吸い込まれたデポジットの固化が進行することを抑制でき、固化したデポジットで噴孔２０が詰まることを抑制できる。

（２）噴孔２０内に吸い込まれたデポジットを噛み切るための弁体１９による噴孔２０の開閉は、内燃機関１の停止指令がなされ、且つ、パージ制御が開始された後に実行される。すなわち、パージ制御の実行中に、デポジット除去処理による上記噴孔２０の弁体１９による開閉が行われる。このため、上記噴孔２０の弁体１９による開閉が行われる際、添加弁１７内に残った尿素水が上記開閉に伴って噴孔２０から排気通路８に漏れることを抑制でき、その尿素水の漏れに起因して噴孔２０周りにデポジットが堆積することを抑制できる。

次に、還元剤供給装置の第２実施形態について図７を参照して説明する。
この実施形態では、第１実施形態のようにデポジット除去制御の開閉インターバルＴαとして固定値を採用する代わりに、車両の室内にユーザーがいるかいないかに応じて開閉インターバルＴαを可変設定するようにしている。詳しくは、車両の室内にユーザーがいないと判断されたときには、室内にユーザーがいると判断されたときよりも、開閉インターバルＴαを長く設定する。

図７は、本実施形態の除去処理実行ルーチンを示すフローチャートである。同ルーチンも、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。この除去処理実行ルーチンは、第１実施形態の除去処理実行ルーチン（図４）のＳ２０２に相当する処理（Ｓ４０５）が第１実施形態と異なるとともに、同第１実施形態に対しＳ４０２〜Ｓ４０４の処理が追加されている。

電子制御装置２１は、図７に示す除去処理実行ルーチンのＳ４０１の処理として、デポジット除去処理の実行条件が成立したか否かを判断する。ここで否定判断がなされた場合、電子制御装置２１は、この除去処理実行ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ４０１で肯定判断がなされた場合にはＳ４０２に進む。

電子制御装置２１は、Ｓ４０２の処理として、車両の室内にユーザーがいるか否かを判断する。こうした判断は、例えば、内燃機関１の停止指令がなされた後に車両のドアが開いたか否かに基づいて行われる。すなわち、電子制御装置２１は、内燃機関１の停止指令がなされた後、ドアセンサ２３によって車両のドアが開いたことが検出されたときには、車両の室内にユーザーがいない（室内からユーザーが出た）と判断する。一方、内燃機関１の停止指令がなされた後、ドアセンサ２３によって車両のドアが開いたことが検出されていない場合には、車両の室内にユーザーがいる（室内からユーザーが出ていない）と判断する。

Ｓ４０２で否定判断であればＳ４０３に進む。電子制御装置２１は、Ｓ４０３の処理として、開閉インターバルＴαを所定値Ａ２（例えば第１実施形態の開閉インターバルＴαと等しい値）に設定する。一方、Ｓ４０２で肯定判断であればＳ４０４に進む。電子制御装置２１は、Ｓ４０４の処理として、開閉インターバルＴαを上記所定値Ａ２よりも長い所定値Ａ１に設定する。こうした所定値Ａ１は、予め実験等によって最適に定められた値を採用することが考えられる。Ｓ４０３とＳ４０４０とのいずれかの処理が実行された後にＳ４０５に進む。

電子制御装置２１は、Ｓ４０５の処理として、スモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣを取り込む。その後、Ｓ４０６及びＳ４０７（第１実施形態のＳ２０３及びＳ２０４に相当）に進む。電子制御装置２１は、Ｓ４０６の処理としてスモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣに基づき上記開閉回数Ｔｓｑを算出し、Ｓ４０７の処理として上記開閉インターバルＴα（所定値Ａ１もしくは所定値Ａ２）及び上記開閉回数Ｔｓｑに基づいてデポジット除去処理を実行する。

本実施形態によれば、第１実施形態の（１）及び（２）の効果に加え、以下に示す効果が得られる。
（３）車両の室内は外部からの騒音が聞こえにくい環境であるため、ユーザーが室内にいる場合には、デポジット除去処理によって添加弁１７における噴孔２０の弁体１９で開閉をするときの騒音が生じてもユーザーが違和感を覚えにくい。一方、ユーザーが室内から出たときには、上記騒音によりユーザーが違和感を覚えやすい。このことを考慮して、車両の室内にユーザーがいないときには、ユーザーがいるときよりも開閉インターバルＴαが長くされる。その結果、デポジット除去処理を通じて添加弁１７の噴孔２０を弁体１９で開閉する際、噴孔２０を弁体１９で閉じてから開くまでの時間が長くなる。これにより、デポジット除去処理を通じて添加弁１７の噴孔２０を弁体１９で開閉するときの騒音を抑えることができ、室内から出たユーザーが上記騒音により違和感を覚えることを抑制できる。

［その他の実施形態］
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・内燃機関１の停止指令がなされる状況として、ユーザーによるイグニッションスイッチ３６のオフ操作がなされるという状況を例示したが、車両の走行状況等に応じて自動停止及び自動再始動が行われる内燃機関の場合には、同機関の自動停止条件が成立したときという状況もあげられる。

・イグニッションスイッチ３６のオフ操作がなされたときに内燃機関の停止指令がなされるとともに、内燃機関の自動停止条件が成立したときに内燃機関の停止指令がなされる場合、次のように車両の室内にユーザーがいるか否かを判断して開閉インターバルＴαを可変設定してもよい。すなわち、イグニッションスイッチ３６のオフ操作に基づき内燃機関の停止指令がなされた場合には、その停止指令がなされてから所定時間が経過したことに基づき車両の室内にユーザがいないと判断し、開閉インターバルＴαを所定値Ａ１に設定する。一方、内燃機関の自動停止条件が成立したことに基づき内燃機関の停止指令がなされた場合には、車両の室内にユーザーがいると判断し、開閉インターバルＴαを所定値Ａ２に設定する。

・開閉回数Ｔｓｑの算出については、スモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣに基づき、図５の２次元マップを参照して行う代わりに、予め実験等によって定められた所定の計算式、すなわちスモーク積算値ＳＣ及び尿素水積算値ＱＣを変数とする計算式「Ｔｓｑ＝ｆ（ＳＣ、ＱＣ）」を用いて行うことも可能である。

・還元剤として尿素水を例示したが、それ以外のものを採用してもよい。

１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気通路、４…ターボチャージャ、４ａ…コンプレッサホイール、４ｂ…タービンホイール、５…インタークーラ、６…吸気絞り弁、７…燃料噴射弁、８…排気通路、９…第１酸化触媒、１０…フィルタ、１１…第１ＮＯｘ浄化触媒、１２…第２ＮＯｘ浄化触媒、１３…第２酸化触媒、１４…配管、１５…タンク、１６…ポンプ、１７…添加弁、１８…分散板、１９…弁体、２０…噴孔、２１…電子制御装置、２２…車速センサ、２３…ドアセンサ、２４…アクセルポジションセンサ、２５…エアフローメータ、２６…吸気圧センサ、２７…クランクポジションセンサ、２８…排気温センサ、２９…ＮＯｘセンサ、３０…アクセルペダル、３１…クランクシャフト、３６…イグニッションスイッチ。

Claims (2)

1. 内燃機関の排気通路に還元剤を噴射すべくニードル状の弁体で噴孔を開閉させる添加弁と、前記添加弁に還元剤を供給したり同添加弁から還元剤を吸い戻したりするためのポンプとを備え、内燃機関の停止指令がなされたことに基づき前記ポンプを動作させて前記添加弁から還元剤を吸い戻すパージ制御を実行する還元剤供給装置において、
   内燃機関の停止指令がなされた後、前記添加弁における噴孔の開閉が定められた回数分行われるよう前記弁体を動作させる制御部と、
   前記添加弁の噴孔周りでのデポジット堆積の原因となる物質の機関運転中における発生量を算出する算出部と、
   内燃機関の停止指令がなされたとき、前記算出部によって算出された前記物質の発生量が多いほど、前記制御部による前記添加弁の前記噴孔の前記弁体による開閉の回数を多く設定する設定部と、
   を備えることを特徴とする還元剤供給装置。
2. 請求項１記載の還元剤供給装置において、
   内燃機関が搭載された車両の室内にユーザーがいるか否かを判断する判断部を更に備え、
   前記制御部は、前記弁体で前記噴孔を閉じてから開閉インターバルに相当する時間が経過した後に前記弁体で前記噴孔を開くという動作を繰り返すことにより、前記弁体による前記噴孔の開閉を定められた回数分行うよう構成されており、
   前記設定部は、前記弁体による前記噴孔の開閉の回数を設定することに加え、前記開閉インターバルの設定も行うものであって、前記判断部によって車両の室内にユーザーがいないと判断されたときには、前記室内にユーザーがいると判断されたときよりも、前記開閉インターバルを長く設定するよう構成されている
   ことを特徴とする還元剤供給装置。