JP2018003669A - 排気浄化システムの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、燃料添加弁と尿素添加弁とを含む排気浄化システムにおいて、燃料添加弁と尿素添加弁とを好適に冷却することを課題とする。【解決手段】本発明は、希薄燃焼運転される圧縮着火式内燃機関の排気通路に配置される酸化触媒と、該酸化触媒より下流の排気通路に配置されるＳＣＲ触媒と、酸化触媒より上流の排気通路に配置される燃料添加弁と、酸化触媒とＳＣＲ触媒との間の排気通路に配置される尿素添加弁と、を備えた排気浄化システムに適用される冷却装置であって、該冷却装置は、冷媒が先ず燃料添加弁を冷却し、且つ冷媒が燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却するように構成されるようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに適用される冷却装置に関する。

内燃機関の排気浄化システムとして、内燃機関の排気通路に配置される酸化触媒と、該酸化触媒より下流の排気通路に配置される選択還元型触媒（ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒）と、前記酸化触媒より上流の排気通路に配置されて、排気中に燃料
を添加する燃料添加弁と、該燃料添加弁と前記ＳＣＲ触媒との間の排気通路に配置されて、排気中に尿素水溶液を添加する尿素添加弁と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−０９７７２９号公報

ところで、燃料添加弁や尿素添加弁が高温の排気に曝されると、燃料添加弁や尿素添加弁の噴孔近傍に滞留している燃料や尿素水溶液が変質する温度まで過昇温して、燃料添加弁や尿素添加弁の動作不良等を誘発する虞がある。これに対し、燃料添加弁及び尿素添加弁を冷却水や潤滑油等の冷媒により冷却する方法が考えられる。

ここで、燃料が変質する温度と尿素水溶液が変質する温度とが異なるため、燃料添加弁と尿素添加弁とを互いに独立した冷却回路で冷却する方法が考えられるが、冷媒の配管が複雑となって、車載性が低下するという問題がある。そのため、冷却回路を含めた排気浄化システムの車載性を考慮すると、燃料添加弁と尿素添加弁とを互いに共通した冷却回路で冷却することが望ましいと言える。その際、尿素水溶液は、燃料よりも低い温度で変質し易いため、燃料添加弁に優先して尿素添加弁を冷却するように、冷却回路を構成する方法が考えられる。しかしながら、尿素添加弁が燃料添加弁に優先して冷却されると、尿素添加弁が尿素の融点より低い温度まで過度に冷却されて、尿素が析出される可能性がある。また、燃料添加弁は、尿素添加弁よりも上流の排気通路に配置されるため、尿素添加弁よりも高温の雰囲気に曝される機会が多い。よって、燃料添加弁に優先して尿素添加弁が冷却されると、燃料添加弁の冷却が不十分となって、燃料の変質を抑制しきれなくなる可能性もある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料添加弁と尿素添加弁とを含む排気浄化システムにおいて、燃料添加弁と尿素添加弁とを好適に冷却することができる技術を提供することにある。

本発明は、上記した課題を解決するために、希薄燃焼運転される圧縮着火式内燃機関の排気通路に配置される酸化触媒と、該酸化触媒より下流の排気通路に配置されるＳＣＲ触媒と、酸化触媒より上流の排気通路に配置される燃料添加弁と、酸化触媒とＳＣＲ触媒との間の排気通路に配置される尿素添加弁と、を備えた排気浄化システムに適用される冷却装置であって、該冷却装置は、冷媒が先ず燃料添加弁を冷却し、且つ冷媒が燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却するようにした。

詳細には、本発明は、希薄燃焼運転される圧縮着火式内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒を含む上流側浄化装置と、上流側浄化装置より下流の排気通路に配置され、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）を含む下流側浄化装置と、上流側浄化装置より上流の排気通路に配置されて、排気中に燃料を添加する燃料添加弁と、上流側浄化装置と下流側浄化装置との間の排気通路に配置されて、排気中に尿素水溶液を添加する尿素添加弁と、を備える排気浄化システムに適用される冷却装置である。そして、冷却装置は、冷媒が燃料添加弁と尿素添加弁とを順次に流れる通路である弁冷却通路を有し、該弁冷却通路は、冷媒が先ず燃料添加弁を冷却し、且つ冷媒が燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却するように構成されるようにした。

このように構成される冷却装置によれば、燃料添加弁と尿素添加弁とのうち、より高温の雰囲気に曝されやすい燃料添加弁が優先して冷却される。そのため、燃料添加弁が高温の排気にされることに起因して、該燃料添加弁が燃料の変質を招く温度まで過昇温することを抑制することができる。また、尿素添加弁は、燃料添加弁の熱を受けた後の冷媒によって冷却されるため、該尿素添加弁が尿素の融点より低い温度まで過度に冷却されることを抑制することもできる。

なお、上記したように、尿素添加弁が上流側浄化装置より下流に配置されると、内燃機関から排出される未燃燃料成分（内燃機関において燃焼しきれなかった燃料成分）が上流側浄化装置の酸化触媒で酸化された際に発生する反応熱によって、尿素添加弁が曝される排気の温度が高くなることが想定される。また、下流側浄化装置のＳＣＲ触媒の暖機を図る場合等に、燃料添加弁から上流側浄化装置へ燃料を供給することにより、上流側浄化装置の酸化触媒で発生する反応熱の量を積極的に増加させる処理が実行されることが想定される。そのような場合も、尿素添加弁が曝される排気の温度が高くなる。しかしながら、本発明の冷却装置によれば、冷媒が燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却するように構成されるため、燃料添加弁と尿素添加弁との間には、それらの燃料添加弁及び尿素添加弁以外の冷却対象が配置されない。そのため、尿素添加弁に到達する際の冷媒の温度を、尿素添加弁が過度に冷却されることを抑制し得る範囲で可能な限り低く抑えることができる。したがって、上記した種々の要因によって、尿素添加弁の曝される排気の温度が高くなる状況が発生しても、尿素添加弁が尿素水溶液の変質を招く温度まで過昇温することを好適に抑制することができる。

したがって、本発明に係わる冷却装置によれば、尿素添加弁の過度の冷却を抑制しつつ、燃料添加弁及び尿素添加弁の過昇温を抑制することができる。

次に、本発明に係わる冷却装置は、上流側浄化装置が、酸化触媒に加え、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタを備える排気浄化システムにも適用することができる。このように構成される排気浄化システムでは、パティキュレートフィルタに堆積したＰＭの量が所定の閾値以上になったと推定されるときに、燃料添加弁から酸化触媒へ燃料を供給することにより、燃料の反応熱を利用してパティキュレートフィルタの温度をＰＭの酸化可能な温度まで昇温させて、パティキュレートフィルタに堆積しているＰＭを酸化及び除去する処理（以下、「フィルタ再生処理」と称する）が実行される。このようなフィルタ再生処理が実行されると、尿素添加弁の曝される排気の温度が上昇する。これに対し、本発明に係わる冷却装置によれば、前述したように、冷媒が燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却するように構成されるため、尿素添加弁に到達する際の冷媒の温度を、尿素添加弁が過度に冷却されることを抑制し得る範囲で可能な限り低く抑えることができる。したがって、上記したフィルタ再生処理が実行される場合であっても、尿素添加弁が尿素水溶液の変質を招く温度まで過昇温することを好適に抑制することができる。

ここで、Ｖ型の内燃機関や、直列多気筒の内燃機関等では、排気浄化システムが２系統
に分かれている場合がある。例えば、排気通路が第一排気通路と第二排気通路とに分かれ、それら第一排気通路と第二排気通路との各々に、燃料添加弁、上流側浄化装置、尿素添加弁、及び下流側浄化装置が配置される場合がある。そのような排気浄化システムに本発明の冷却装置を適用する場合は、弁冷却通路は、冷媒が先ず第一排気通路の燃料添加弁（第一燃料添加弁）を冷却し、且つ冷媒が第一燃料添加弁の次に第一排気通路の尿素添加弁（第一尿素添加弁）を冷却するように構成される第一弁冷却通路と、冷媒が先ず第二排気通路の燃料添加弁（第二燃料添加弁）を冷却し、且つ冷媒が第二燃料添加弁の次に第二排気通路の尿素添加弁（第二尿素添加弁）を冷却するように構成される第二弁冷却通路と、を含むようにしてもよい。このような構成によれば、排気浄化システムが２系統である場合であっても、２つの尿素添加弁の過度の冷却を抑制しつつ、２つの燃料添加弁及び２つの尿素添加弁の過昇温を抑制することができる。

また、Ｖ型の内燃機関や、直列多気筒の内燃機関等では、排気浄化システムの一部が２系統に分かれている場合もある。例えば、排気通路が、第一排気通路と、第二排気通路と、第一排気通路及び第二排気通路が合流して形成される第三排気通路とから構成され、第一排気通路と第二排気通路の各々に燃料添加弁と上流側浄化装置が配置され、且つ第三排気通路に尿素添加弁と下流側浄化装置が配置される場合がある。そのような排気浄化システムに本発明の冷却装置を適用する場合は、弁冷却通路は、冷媒が第一排気通路の燃料添加弁（第一燃料添加弁）を経由する第一弁冷却通路と、冷媒が第二排気通路の燃料添加弁（第二燃料添加弁）を経由する第二弁冷却通路と、それら第一弁冷却通路と第二弁冷却通路が合流して形成される通路であって、且つ第一燃料添加弁及び第二燃料添加弁を経由した冷媒が尿素添加弁を経由する第三弁冷却通路と、を含むようにしてもよい。その際、第一弁冷却通路、第二弁冷却通路、及び第三弁冷却通路は、第一燃料添加弁を冷却した冷媒が第一燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却し、且つ第二燃料添加弁を冷却した冷媒が第二燃料添加弁の次に尿素添加弁を冷却するように構成されてもよい。このような構成によれば、排気浄化システムの一部が２系統に分かれている場合であっても、尿素添加弁の過度の冷却を抑制しつつ、２つの燃料添加弁及び尿素添加弁の過昇温を抑制することができる。

次に、本発明に係わる内燃機関が、冷媒により冷却される内燃機関であって、且つ該内燃機関を経由した冷媒の熱を放熱させるためのラジエータを具備する場合は、前記弁冷却通路は、ラジエータを経由した後の冷媒であって、且つ内燃機関を経由する前の冷媒の一部が、燃料添加弁及び尿素添加弁を順次に経由するように構成されてもよい。このような構成によれば、燃料添加弁と尿素添加弁とを経由する際の冷媒の温度をより確実に低く抑えることができるため、燃料添加弁及び尿素添加弁の過昇温をより確実に抑制することができる。

なお、本発明に係わる内燃機関が、冷媒により冷却される内燃機関であって、且つ該内燃機関を経由した冷媒の熱を放熱させるためのラジエータを具備する場合は、前記弁冷却通路は、前記燃料添加弁及び前記尿素添加弁を順次に経由した後の冷媒を、前記内燃機関を経由した後の冷媒であって、且つ前記ラジエータへ流入する前の冷媒と合流するように構成されてもよい。このような構成によれば、燃料添加弁及び尿素添加弁の熱を受けて昇温した冷媒が、他の冷却対象を経由せずにラジエータへ流入することになるため、他の冷却対象の冷却効率を低下させることなく、燃料添加弁及び尿素添加弁を冷却することができる。

また、本発明に係わる内燃機関が、該内燃機関の排気エネルギを利用して遠心式のコンプレッサを駆動する過給機であって、且つ冷媒により冷却される排気タービン過給機を具備する場合は、前記弁冷却通路は、前記排気タービン過給機を経由して冷媒が流れる水路と並列に配置されるようにしてもよい。

ここで、排気タービン過給器は、燃料添加弁と同様に、内燃機関の直近に配置されることが多いため、該排気タービン過給器の温度が高くなり易い。よって、前記弁冷却通路が、排気タービン過給機を経由して冷媒が流れる水路と直列に配置されると、排気タービン過給機と２つの添加弁とのうち、先に冷却される機器から冷媒へ放熱される熱の影響により、後に冷却される機器の冷却効率が低下する可能性がある。これに対し、排気タービン過給機を経由して冷媒が流れる通路と前記弁冷却通路とが並列に配置されると、排気タービン過給器と２つの添加弁との何れか一方の熱の影響によって他方の冷却効率が低下することを抑制することができる。

本発明によれば、排気浄化システムが備える燃料添加弁と尿素添加弁とを好適に冷却することができる。

第１の実施形態における内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。 第１の実施形態における冷却装置の構成を示す図である。 サーモスタットバルブを流れる冷却水の温度が開弁温度未満である場合における、冷却水の流れを示す図である。 サーモスタットバルブを流れる冷却水の温度が開弁温度以上である場合における、冷却水の流れを示す図である。 第１の実施形態の変形例１における冷却装置の構成を示す図である。 第１の実施形態の変形例２における冷却装置の構成を示す図である。 第２の実施形態における内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。 第２の実施形態における冷却装置の構成を示す図である。 第２の実施形態の変形例における内燃機関とその排気系の構成を示す図である。 第２の実施形態の変形例における冷却装置の構成を示す図である。 第３の実施形態における冷却装置の構成を示す図である。

以下、本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。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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。

＜実施形態１＞
先ず、本発明の第１の実施形態について図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、理論空燃比よりリーンな空燃比により運転される圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。なお、図１に示す例では、内燃機関１が直列に配置された４つの気筒２を有しているが、内燃機関１の気筒数は３つ以下であってもよく、又は５つ以上であってもよい。内燃機関１の各気筒２には、気筒２内へ燃料を噴射するための燃料噴射弁３とが取り付けられている。

内燃機関１は、吸気通路４と接続されている。吸気通路４は、大気中から取り込まれた空気を各気筒２へ導くための通路である。吸気通路４の上流側端部の近傍には、空気中の塵等を捕集するためのエアクリーナボックス４０が取り付けられている。エアクリーナボックス４０より下流の吸気通路４には、該吸気通路４内を流れる空気量を調整するためのスロットル弁４１が取り付けられている。このスロットル弁４１と前記エアクリーナボッ
クス４０との間の吸気通路４には、該吸気通路４内を流れる空気量（吸入空気量）に相関した電気信号を出力するエアフローメータ４２が取り付けられている。

内燃機関１は、排気通路５と接続されている。排気通路５は、気筒２内で燃焼された既燃ガス（排気）を流通させるための通路である。排気通路５の途中には、上流側ケーシング５０が配置されている。上流側ケーシング５０は、貴金属（例えば、白金、パラジウム、又はロジウム等）が担持されたハニカム構造体から構成される酸化触媒と、パティキュレートフィルタと、を収容するものであり、本発明に係わる「上流側浄化装置」に相当する。上流側ケーシング５０より下流の排気通路５には、下流側ケーシング５１が配置されている。下流側ケーシング５１は、コーディライトやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱鋼から成るハニカム構造体と、ハニカム構造体を被覆するゼオライト系のコート層と、コート層に担持される貴金属（白金やパラジウム等）とから構成されるＳＣＲ触媒を収容するものであり、本発明に係わる「下流側浄化装置」に相当する。上流側ケーシング５０より上流の排気通路５には、排気中に燃料を添加するための燃料添加弁５２が配置されている。上流側ケーシング５０と下流側ケーシング５１との間の排気通路５には、排気中に尿素水溶液を添加するための尿素添加弁５３が配置されている。

内燃機関１は、排気の熱エネルギを利用して吸気を圧縮する排気タービン過給機（ターボチャージャ）６を備えている。ターボチャージャ６は、燃料添加弁５２より上流の排気通路５に配置されるタービン６１と、エアフローメータ４２とスロットル弁４１との間の吸気通路４に配置されるコンプレッサ６０と、を備えている。タービン６１は、排気の熱エネルギを運動エネルギに変換するものである。コンプレッサ６０は、タービン６１から出力される運動エネルギにより駆動されて、吸気を圧縮する遠心式圧縮機である。なお、コンプレッサ６０によって圧縮されることで高温になった吸気は、該コンプレッサ６０とスロットル弁４１との間の吸気通路４に配置されるインタークーラ４３によって冷却されるようになっている。インタークーラ４３は、吸気の熱を、大気中又は冷却水に放熱する熱交換器である。

上記したように構成される内燃機関１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７が
併設されている。ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成されている。このように構成されるＥＣＵ７は、前述したエアフローメータ４２に加え、アクセルポジションセンサ８やクランクポジションセンサ９等の各種センサと電気的に接続されている。なお、アクセルポジションセンサ８は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ９は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。

ＥＣＵ７は、燃料噴射弁３、スロットル弁４１、燃料添加弁５２、尿素添加弁５３等の各種機器とも電気的に接続され、それら各種機器の作動状態を制御することができるようになっている。例えば、ＥＣＵ７は、アクセルポジションセンサ８の出力信号から演算される機関負荷と、クランクポジションセンサ９の出力信号に基づいて演算される機関回転速度と、に基づいて目標燃料噴射量を演算し、その目標燃料噴射量に従って燃料噴射弁３を制御する。また、ＥＣＵ７は、上流側ケーシング５０の酸化触媒が活性状態にあり、且つ下流側ケーシング５１のＳＣＲ触媒が未活性状態にある場合に、燃料添加弁５２から排気中へ燃料を添加させることにより、該燃料が前記酸化触媒で酸化される際に発生する反応熱を利用して、下流側ケーシング５１のＳＣＲ触媒を活性温度まで昇温させる処理（以下、「触媒暖機処理」と称する）を実行する。さらに、ＥＣＵ７は、上流側ケーシング５０のパティキュレートフィルタに堆積しているＰＭの量が所定の閾値以上であると推定されるときに、燃料添加弁５２から排気中へ燃料を添加させることにより、該燃料が前記酸化触媒で酸化される際に発生する反応熱を利用して、パティキュレートフィルタの温度を
ＰＭの酸化可能な温度まで昇温させる処理（フィルタ再生処理）を実行する。また、ＥＣＵ７は、下流側ケーシング５１のＳＣＲ触媒に吸着されているアンモニア（ＮＨ_３）の量（ＮＨ_３吸着量）が目標吸着量以下となったときに、尿素添加弁５３から排気中へ尿素水溶液を添加させる処理（以下、「還元剤供給処理」と称する）を実行する。尿素添加弁５３から排気中へ添加された尿素水溶液は、排気中又はＳＣＲ触媒において熱分解及び加水分解されてＮＨ_３を生成し、そのＮＨ_３がＳＣＲ触媒に吸着される。ＳＣＲ触媒に吸着されたＮＨ_３は、排気中に含まれるＮＯ_Ｘと反応して、該ＮＯ_Ｘを窒素（Ｎ_２）に還元させる。

ここで、燃料添加弁５２や尿素添加弁５３が高温の排気に曝されると、燃料添加弁５２の噴孔近傍に滞留している燃料や、尿素添加弁５３の噴孔近傍に滞留している尿素水溶液が変質する温度まで過昇温する可能性がある。例えば、燃料添加弁５２が過昇温すると、該燃料添加弁５２の噴孔近傍に滞留している燃料が変質（例えば、炭化）して、該燃料添加弁５２の噴孔の目詰まりを誘発する可能性がある。燃料添加弁５２の噴孔の目詰まりが発生すると、上記した触媒暖機処理やフィルタ再生処理が実行された際に、ＳＣＲ触媒やパティキュレートフィルタを所望の温度まで昇温させることが困難になる可能性がある。また、尿素添加弁５３が過昇温すると、該尿素添加弁５３の噴孔近傍に滞留している尿素水溶液が尿素結晶、シアヌル酸、メラニン等に変質して、該尿素添加弁５３の噴孔の目詰まりを誘発する可能性がある。尿素添加弁５３の噴孔の目詰まりが発生すると、上記した還元剤供給処理が実行された際に、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を目標吸着量にすることが困難になる可能性がある。これらの問題に対し、本実施形態では、燃料噴射弁３及び尿素添加弁５３を、内燃機関１の冷却水によって冷却するようにした。

図２は、本実施形態における冷却装置の構成を示す図である。冷却装置は、内燃機関１のシリンダヘッド１ａに形成されたヘッド側水路１０ａと、内燃機関１のシリンダブロック１ｂに形成されたブロック側水路１０ｂと、を備えている。これらヘッド側水路１０ａとブロック側水路１０ｂとは相互に連通している。ヘッド側水路１０ａは、第一水路１１を介して、ラジエータ１２の冷却水入口に接続されている。ラジエータ１２は、冷却水の熱を大気中に放熱する熱交換器である。ラジエータ１２の冷却水出口は、第二水路１３を介して、サーモスタットバルブ１４に接続されている。サーモスタットバルブ１４には、前記第二水路１３に加え、第三水路１５とバイパス水路１６とが接続されている。第三水路１５は、ウォーターポンプ１７の吸い込み口に接続されている。ウォーターポンプ１７の吐出口は、第四水路１８を介して、ブロック側水路１０ｂに接続されている。また、バイパス水路１６は、ヘッド側水路１０ａに接続されている。

ここで、サーモスタットバルブ１４は、冷却水の温度に応じて、第二水路１３とバイパス水路１６の何れか一方を遮断する流路切換バルブである。詳細には、サーモスタットバルブ１４は、該サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が所定の開弁温度（例えば、８０℃〜９０℃）未満であるときは、第二水路１３を遮断すると同時にバイパス水路１６を開放して、第三水路１５とバイパス水路１６とを導通させる。また、サーモスタットバルブ１４は、該サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度以上であるときは、第二水路１３を開放すると同時にバイパス水路１６を遮断して、第三水路１５と第二水路１３とを導通させる。

次に、前記第四水路１８の途中には、弁冷却通路１９の一端が接続されている。弁冷却通路１９の他端は、第一水路１１の途中に接続されている。この弁冷却通路１９は、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３とに直列に冷却水を流すための通路である。ここで、尿素水溶液は、燃料が変質する温度よりも低い温度で変質し易いため、冷却水が燃料添加弁５２より先に尿素添加弁５３を冷却するように、水路を構成する方法が考えられる。しかしながら、尿素添加弁５３が燃料添加弁５２より先に冷却されると、尿素添加弁５３の曝され
る排気の温度が比較的低い場合等に、尿素添加弁５３が尿素の融点より低い温度まで過度に冷却されて、尿素が析出される可能性がある。また、燃料添加弁５２は、尿素添加弁よりも上流の排気通路５に配置されるため、尿素添加弁５３よりも高温の雰囲気に曝される機会が多い。そのため、尿素添加弁５３が燃料添加弁５２より先に冷却されると、燃料添加弁５２の冷却が不十分となって、燃料添加弁５２の噴孔近傍に滞留している燃料の変質を抑制しきれなくなる可能性がある。そこで、本実施形態における弁冷却通路１９は、冷却水が先ず燃料添加弁５２を冷却し、且つ冷却水が燃料添加弁５２の次に尿素添加弁５３を冷却するように構成される。ここでいう「冷却水が燃料添加弁５２の次に尿素添加弁５３を冷却する」とは、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３との間に、それら燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３以外の冷却対象が配置されないことを意味する。以下では、第四水路１８と燃料添加弁５２との間の弁冷却通路１９を第五水路１９ａと称し、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３との間の弁冷却通路１９を第六水路１９ｂと称し、尿素添加弁５３と第一水路１１との間の弁冷却通路１９を第七水路１９ｃと称する。

以下、上記した冷却装置における冷却水の流れについて図３及び図４に基づいて説明する。図３は、内燃機関１が冷間状態にある場合のように、サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度未満である場合における冷却水の流れを示す図である。サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度より低いときは、前述したように、第二水路１３を遮断し、且つ第三水路１５とバイパス水路１６とを導通させるようにサーモスタットバルブ１４が動作する。そのため、ウォーターポンプ１７から吐出された冷却水が、第四水路１８、ブロック側水路１０ｂ、ヘッド側水路１０ａ、バイパス水路１６、サーモスタットバルブ１４、及び第三水路１５を順次経て、ウォーターポンプ１７に戻る回路が成立する。このような回路が成立すると、冷却水がラジエータ１２を迂回して流れるため、冷却水の温度低下が抑制される。その結果、内燃機関１の不要な冷却が抑制されて、該内燃機関１の暖機が促進される。

また、サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度未満である場合は、上記した回路に加え、ウォーターポンプ１７から吐出された冷却水が、第四水路１８、第五水路１９ａ、燃料添加弁５２、第六水路１９ｂ、尿素添加弁５３、第七水路１９ｃ、第一水路１１、ヘッド側水路１０ａ、バイパス水路１６、サーモスタットバルブ１４、及び第三水路１５を順次経て、ウォーターポンプ１７に戻る回路も成立する。ここで、サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度未満である場合は、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の温度も低いと予想される。燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の温度が低い場合は、それら燃料添加弁５２から排気中へ添加される燃料、及び尿素添加弁５３から排気中へ添加される尿素水溶液が微粒化し難くなる。これに対し、図３に示したような回路が成立すると、内燃機関１の熱を受けて昇温した冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が暖められるため、燃料添加弁５２から排気中へ添加される燃料、及び尿素添加弁５３から排気中へ添加される尿素水溶液が微粒化し易くなる。

次に、図４は、内燃機関１が暖機完了状態にある場合のように、サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度以上である場合における冷却水の流れを示す図である。サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度以上であるときは、前述したように、バイパス水路１６を遮断し、且つ第二水路１３と第三水路１５とを導通させるようにサーモスタットバルブ１４が動作する。そのため、ウォーターポンプ１７から吐出された冷却水が、第四水路１８、ブロック側水路１０ｂ、ヘッド側水路１０ａ、第一水路１１、ラジエータ１２、第二水路１３、サーモスタットバルブ１４、及び第三水路１５を順次経て、ウォーターポンプ１７に戻る回路が成立する。このような回路が成立すると、ブロック側水路１０ｂ及びヘッド側水路１０ａを経由して高温となった冷却水がラジエータ１２を経由することになるため、冷却水の熱がラジエータ１２によって放熱される。そして、ラジエータ１２によって放熱された後の比較的低温の冷却水がヘッド側
水路１０ａ及びブロック側水路１０ｂへ流入するため、内燃機関１が好適に冷却されるようになる。その結果、内燃機関１の過熱が抑制される。

また、サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度以上である場合は、上記した回路に加え、ウォーターポンプ１７から吐出された冷却水が、第四水路１８、第五水路１９ａ、燃料添加弁５２、第六水路１９ｂ、尿素添加弁５３、第七水路１９ｃ、第一水路１１、ラジエータ１２、第二水路１３、サーモスタットバルブ１４、及び第三水路１５を順次経て、ウォーターポンプ１７に戻る回路も成立する。このような回路が成立した場合は、ラジエータ１２によって放熱された後の冷却水であって、且つブロック側水路１０ｂへ流入する前の低温の冷却水が燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を順次に冷却することになる。ここで、サーモスタットバルブ１４を流れる冷却水の温度が前記開弁温度以上である場合は、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が曝される排気の温度もある程度高くなるため、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の温度が上昇し易い。燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の温度が上昇し易いときに、上記したように、ラジエータ１２によって放熱された後の冷却水であって、且つブロック側水路１０ｂへ流入する前の低温の冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が冷却されると、それら燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の温度上昇が抑制される。特に、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３とのうち、より高温の雰囲気に曝されやすい燃料添加弁５２が尿素添加弁５３に優先して冷却されるため、燃料添加弁５２が燃料の変質を招く温度まで過昇温することを抑制することができる。また、尿素添加弁５３は、燃料添加弁５２の熱を受けた後の冷却水によって冷却されるため、該尿素添加弁５３が尿素の融点より低い温度まで過度に冷却されることが抑制される。

ところで、内燃機関１の排気に燃え残りの未燃燃料成分が含まれていると、その未燃燃料成分が上流側ケーシング５０の酸化触媒で酸化されるため、その際に発生する反応熱によって尿素添加弁５３の曝される排気の温度が上昇する。また、前述した触媒暖機処理が実行される場合は、燃料添加弁５２から酸化触媒へ燃料を供給することにより、酸化触媒で発生する反応熱の量を積極的に増加させるため、尿素添加弁５３の曝される排気の温度が上昇する。上記したような種々の要因によって、尿素添加弁５３の曝される温度が上昇すると、該尿素添加弁５３の温度も上昇し易くなる。しかしながら、本実施形態の弁冷却通路１９は、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３との間に、それら２つの添加弁以外の冷却対象が配置されないように構成されるため、尿素添加弁５３を経由する際の冷却水の温度を、尿素添加弁５３が過度に冷却されることを抑制し得る範囲で可能な限り低く抑えることができる。その結果、尿素添加弁５３が尿素水溶液の変質を招く温度まで過昇温することを好適に抑制することができる。

さらに、前述したフィルタ再生処理が実行される場合は、パティキュレートフィルタをＰＭの酸化可能な温度まで昇温するため、それに伴って尿素添加弁５３の曝される排気の温度も大幅に上昇することが想定される。しかしながら、本実施形態の弁冷却通路１９は、前述したように、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３との間に、それら２つの添加弁以外の冷却対象が配置されないように構成されるため、尿素添加弁５３に到達する際の冷却水の温度を、尿素添加弁５３が過度に冷却されることを抑制し得る範囲で可能な限り低く抑えることができる。その結果、フィルタ再生処理の実行によって、尿素添加弁５３の曝される排気の温度が高くなる場合においても、尿素添加弁５３が尿素水溶液の変質を招く温度まで過昇温することを好適に抑制することができる。

したがって、本実施形態の冷却装置によれば、尿素添加弁５３の過度の冷却を抑制しつつ、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の過昇温を抑制することができる。また、本実施形態の弁冷却通路１９は、冷却水が燃料添加弁５２と尿素添加弁５３とを直列に流れるように構成されるため、冷却水が燃料添加弁５２と尿素添加弁５３とに並列に流れる構成に
比べ、冷却装置の車載性の低下を抑制することができる。

なお、本実施例では、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を冷却するための冷媒として、内燃機関１の冷却水を用いる例について述べたが、内燃機関１又はトランスミッションの潤滑油等を用いることもできる。その際、潤滑油の熱を大気中又は冷却水に放熱するためのオイルクーラを経由した後の潤滑油であって、且つ潤滑対象を経由する前の低温の潤滑油を、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３とに順次に流すようにすればよい。

＜実施形態１の変形例１＞
ターボチャージャ６が内燃機関１の冷却水によって冷却される水冷式の過給機である場合に、冷却水がターボチャージャ６を経由する通路と、弁冷却通路１９とが直列に配置されると、ターボチャージャ６の冷却効率が低下したり、又は燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の冷却効率が低下したりする可能性がある。

例えば、冷却水がターボチャージャ６を経由する通路の下流に弁冷却通路１９が直列に配置されると、ターボチャージャ６の熱を受けて高温となった冷却水により燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が冷却されることになるため、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３から冷却水へ放熱される熱量が減少して、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の冷却効率が低下する。その結果、燃料添加弁５２が燃料の変質を招く温度まで過昇温したり、又は尿素添加弁５３が尿素水溶液の変質を招く温度まで過昇温したりする可能性がある。

一方、冷却水がターボチャージャ６を経由する通路の上流に弁冷却通路１９が直列に配置されると、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の熱を受けて高温となった冷却水によりターボチャージャ６が冷却されることになるため、ターボチャージャ６の冷却効率が低下する。その結果、ターボチャージャ６のタービンホイールとコンプレッサホイールとを連結する軸の回転不良を招く可能性がある。

そこで、本変形例では、ターボチャージャ６が水冷式の過給機である場合において、冷却水がターボチャージャ６を経由する通路と、弁冷却通路１９とを並列に配置するようにした。図５は、本変形例における冷却装置の構成を示す図である。図５において、前述した第１の実施形態と同様の構成要素には、同一の符合を付している。

図５に示すように、冷却水がターボチャージャ６を経由する通路（以下、「ＴＣ水路」と称する）２０は、ブロック側水路１０ｂの途中から分岐してターボチャージャ６へ至る第八水路２０ａと、ターボチャージャ６から第一水路１１の途中に合流する第九水路２０ｂと、から構成される。このような構成によれば、ＴＣ水路２０は、弁冷却通路１９と並列に配置されるため、ターボチャージャ６の冷却効率の低下や、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３の冷却効率の低下を抑制することができる。

なお、弁冷却通路１９は、ターボチャージャ６以外の水冷式の補機（例えば、水冷式オイルクーラ等）を冷却水が経由する通路とも並列に配置されるものとする。言い換えると、ウォーターポンプ１７から、第四水路１８、弁冷却通路１９、及び第一水路１１を経てラジエータ１２の冷却水入口に至る経路には、２つの添加弁以外の冷却対象（ターボチャージャ６や水冷オイルクーラ等）が配置されないものとする。このような構成によれば、２つの添加弁以外の冷却対象の冷却効率に影響を与えることなく、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を冷却することができる。

＜実施形態１の変形例２＞
前述した実施形態１では、第四水路１８の途中から取り出される冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を冷却する例について述べたが、ブロック側水路１０ｂの途
中から取り出される冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を冷却してもよい。詳細には、図６に示すように、弁冷却通路１９の一端（第五水路１９ａの上流側端部）がブロック側水路１０ｂの途中に接続されてもよい。

図６に示す構成によれば、ラジエータ１２によって放熱された後に、シリンダブロック１ｂの熱を受けてある程度昇温した状態の冷却水が、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を冷却することになる。よって、図６に示すように構成される冷却装置は、燃料添加弁５２と尿素添加弁５３とのうち、少なくとも尿素添加弁５３が内燃機関１から離間した位置（例えば、車両の底面において走行風が当たりやすい位置）に配置される場合に適していると言える。尿素添加弁５３が内燃機関１から離間した位置に配置される場合において、前述した第１の実施形態で述べたように、ラジエータ１２によって放熱された後の冷却水であって、且つブロック側水路１０ｂへ流入する前の低温の冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が冷却されると、低温の冷却水による冷却効果と走行風による冷却効果との相乗効果によって、尿素添加弁５３が尿素の析出を誘発する温度まで過度に冷却される可能性がある。これに対し、図６に示すように、シリンダブロック１ｂの熱を受けてある程度昇温した状態の冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が冷却されると、尿素添加弁５３が過度に冷却されることを抑制することができる。ただし、シリンダブロック１ｂの熱を受けてある程度昇温した状態の冷却水によって燃料添加弁５２が冷却されると、燃料添加弁５２が過昇温することが懸念される。しかしながら、ブロック側水路１０ｂは、他の水路に比して多量の冷却水が流れる箇所であるため、ブロック側水路１０ｂから弁冷却通路１９へ取り出される冷却水の量を比較的多くすることができる。つまり、単位時間あたりに燃料添加弁５２を経由する冷却水の量を比較的多くすることができる。よって、尿素添加弁５３が過度に冷却されることを抑制しつつ、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が過昇温することを抑制することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施形態について図７及び図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施形態では、内燃機関の排気浄化システムが１系統である例について述べたが、本実施形態では、内燃機関の排気浄化システムが２系統に分かれている例について述べる。図７は、本実施形態における内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。なお、図７において、前述した第１の実施形態と同様の構成要素には、同一の符合を付している。

図７に示す内燃機関１は、Ｖ型に配置された２つの気筒群（バンク）１００ａ、１００ｂを備えている。なお、図７に示す例では、各バンク１００ａ、１００ｂの各々に３つの気筒２が設けられているが、２つ以下であってもよく、又は４つ以上であってもよい。

前記した２つのバンク１００ａ、１００ｂのうち、一方のバンク１００ａ（以下、「第一バンク１００ａ」と称する）には、第一排気通路５ａが接続されている。第一排気通路５ａの途中には、第一ターボチャージャ６ａのタービン６１ａ、第一燃料添加弁５２ａ、第一上流側ケーシング５０ａ、第一尿素添加弁５３ａ、及び第一下流側ケーシング５１ａが排気の流れ方向の上流側から順に配置されている。

また、前記した２つのバンク１００ａ、１００ｂのうち、他方のバンク１００ｂ（以下、「第二バンク１００ｂ」と称する）には、第二排気通路５ｂが接続されている。第二排気通路５ｂの途中には、第二ターボチャージャ６ｂのタービン６１ｂ、第二燃料添加弁５２ｂ、第二上流側ケーシング５０ｂ、第二尿素添加弁５３ｂ、及び第二下流側ケーシング
５１ｂが排気の流れ方向の上流から順に配置されている。

なお、第一下流側ケーシング５１ａより下流の第一排気通路５ａと、第二下流側ケーシング５１ｂより下流の第二排気通路５ｂは、テールエンド（大気開放端）に至る前に相互に合流していてもよく、又はテールエンドに至るまで相互に独立していてもよい。

ここで、第一上流側ケーシング５０ａと第二上流側ケーシング５０ｂは、前述した第１の実施形態の上流側ケーシング５０と同様に、酸化触媒とパティキュレートフィルタとを収容している。また、第一下流側ケーシング５１ａと第二下流側ケーシング５１ｂは、前述した第１の実施形態の下流側ケーシング５１と同様に、ＳＣＲ触媒を収容している。

なお、図７中の６０ａは、第一ターボチャージャ６ａのコンプレッサを示している。また、図７中の６０ｂは、第二ターボチャージャ６ｂのコンプレッサを示している。

次に、図８は、本実施形態における冷却装置の構成を示す図である。図８において、前述した第１の実施形態と同様の構成要素には、同一の符合を付している。本実施形態における弁冷却通路１９は、第一弁冷却通路１９０と、該第一弁冷却通路１９０と並列に配置される第二弁冷却通路１９１とを備えている。第一弁冷却通路１９０は、第四水路１８の途中から分岐して、第一燃料添加弁５２ａ及び第一尿素添加弁５３ａを順次に経由した後に第一水路１１の途中に合流する水路である。その際、第一弁冷却通路１９０は、第四水路１８から取り出された冷却水が先ず第一燃料添加弁５２ａを冷却し、且つその冷却水が第一燃料添加弁５２ａの次に第一尿素添加弁５３ａを冷却するように構成されている。すなわち、第一弁冷却通路１９０は、第一燃料添加弁５２ａと第一尿素添加弁５３ａとの間に、それら第一燃料添加弁５２ａ及び第一尿素添加弁５３ａ以外の冷却対象が配置されないように構成されている。一方、第二弁冷却通路１９１は、第四水路１８の途中から分岐して、第二燃料添加弁５２ｂ及び第二尿素添加弁５３ｂを順次経由した後に第一水路１１の途中に合流する水路である。その際、第二弁冷却通路１９１は、第四水路１８から取り出された冷却水が先ず第二燃料添加弁５２ｂを冷却し、且つその冷却水が第二燃料添加弁５２ｂの次に第二尿素添加弁５３ｂを冷却するように構成される。すなわち、第二弁冷却通路１９１は、第二燃料添加弁５２ｂと第二尿素添加弁５３ｂとの間に、それら第二燃料添加弁５２ｂ及び第二尿素添加弁５３ｂ以外の冷却対象が配置されないように構成されている。

図８に示すように構成される弁冷却通路１９によれば、前述した第１の実施形態と同様に、尿素添加弁５３ａ、５３ｂが過度に冷却されることを抑制しつつ、燃料添加弁５２ａ、５２ｂ、及び尿素添加弁５３ａ、５３ｂが過昇温することを抑制することができる。

＜実施形態２の変形例＞
前述した第２の実施形態では、排気浄化システムが２系統に分かれている例について述べたが、本変形例では、排気浄化システムの一部が２系統に分かれている例について述べる。

図９は、本実施形態における内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。なお、図９において、前述した第２の実施形態と同様の構成要素には、同一の符合を付している。図９に示す内燃機関１の排気系は、第一バンク１００ａに接続される第一排気通路５ａ’と、第二バンク１００ｂに接続される第二排気通路５ｂ’と、第一排気通路５ａ’と第二排気通路５ｂ’とが合流して形成される第三排気通路５ｃと、を備えている。そして、第一排気通路５ａ’の途中には、第一ターボチャージャ６ａのタービン６１ａ、第一燃料添加弁５２ａ、第一上流側ケーシング５０ａが排気の流れ方向の上流側から順に配置されている。また、第二排気通路５ｂ’の途中には、第二ターボチャージャ６ｂのタービン６
１ｂ、第二燃料添加弁５２ｂ、第二上流側ケーシング５０ｂが排気の流れ方向の上流側から順に配置されている。第三排気通路５ｃの途中には、尿素添加弁５３、及び下流側ケーシング５１が排気の流れ方向の上流側から順に配置される。

次に、図１０は、本変形例における冷却装置の構成を示す図である。図１０において、前述した第２の実施形態と同様の構成要素には、同一の符合を付している。本変形例における弁冷却通路１９は、第一弁冷却通路１９０’と、該第一弁冷却通路１９０’と並列に配置される第二弁冷却通路１９１’と、第一弁冷却通路１９０’と第二弁冷却通路１９１’とが相互に合流して形成される第三弁冷却通路１９２と、を備えている。第一弁冷却通路１９０’は、第四水路１８の途中から分岐して、第一燃料添加弁５２ａを経由する水路である。第二弁冷却通路１９１’は、第四水路１８の途中から分岐して、第二燃料添加弁５２ｂを経由する水路である。第三弁冷却通路１９２は、尿素添加弁５３を経由した後に、第一水路１１の途中に合流する水路である。

ここで、第一弁冷却通路１９０’には、第一燃料添加弁５２ａ以外の冷却対象が配置されないものとする。同様に、第二弁冷却通路１９１’には、第二燃料添加弁５２ｂ以外の冷却対象が配置されないものとする。また、第三弁冷却通路１９２には、尿素添加弁５３以外の冷却対象が配置されないものとする。

上記したように構成される冷却装置によれば、第一燃料添加弁５２ａを冷却した冷却水が第一燃料添加弁５２ａの次に尿素添加弁５３を冷却することになるとともに、第二燃料添加弁５２ｂを冷却した冷却水が第二燃料添加弁５２ｂの次に尿素添加弁５３を冷却することになる。その結果、前述した第１の実施形態と同様に、尿素添加弁５３が過度に冷却されることを抑制しつつ、燃料添加弁５２ａ、５２ｂ、及び尿素添加弁５３が過昇温することを抑制することができる。

なお、前述した第２の実施形態、及び第２の実施形態の変形例では、Ｖ型の内燃機関を例に挙げたが、例えば、６つ以上の気筒が直列に配置された直列多気筒内燃機関において、排気系の少なくとも一部が２系統に分かれている構成であっても、前述の図８又は図１０に示す構成を適用することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の第３の実施形態について図１１に基づいて説明する。ここでは前述した第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施形態では、内燃機関１の冷却水が循環する回路に弁冷却通路１９を取り付ける例について述べたが、本実施形態では、インタークーラ４３が水冷式の熱交換器である場合において、該インタークーラ４３の冷却回路に弁冷却通路１９を取り付ける例について述べる。

図１１は、本実施例における冷却装置の構成を示す図である。図１１に示す冷却装置は、インタークーラ４３の冷却水出口から流出する冷却水を、内燃機関１の冷却水の熱を放熱させるためのラジエータ１２とは別途に設けられた、ラジエータ１２０の冷却水入口へ導くためのアウトレット水路４３０を備えている。また、冷却装置は、ラジエータ１２０の冷却水出口から流出する冷却水を、インタークーラ４３の冷却水入口へ導くためのインレット水路４３１を備えている。前記インレット水路４３１の途中には、該インレット水路４３１内の冷却水を、ラジエータ１２０の冷却水出口側からインタークーラ４３の冷却水入口側へ向けて圧送するための、電動ウォーターポンプ４３２が取り付けられている。そして、電動ウォーターポンプ４３２とインタークーラ４３との間のインレット水路４３１には、弁冷却通路１９の上流側端部が接続されている。弁冷却通路１９の下流側端部は
、アウトレット水路４３０の途中に接続されている。弁冷却通路１９は、前述した第１の実施形態と同様に、冷却水が先ず燃料添加弁５２を冷却し、且つ冷却水が燃料添加弁５２の次に尿素添加弁５３を冷却するように構成されている。

上記したように構成される冷却水によれば、ラジエータ１２０によって放熱された後の冷却水であって、且つインタークーラ４３へ流入する前の低温の冷却水によって燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が冷却されるため、それら燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３が過昇温することを抑制することができる。また、尿素添加弁５３は、燃料添加弁５２の熱を受けた後の冷却水によって冷却されるため、該尿素添加弁５３が尿素の融点より低い温度まで過度に冷却されることも抑制される。さらに、本実施形態における弁冷却通路１９は、冷却水がインタークーラ４３を経由する水路とは並列に配置されるため、インタークーラ４３の冷却効率を低下させることなく、燃料添加弁５２及び尿素添加弁５３を冷却することができる。

１ 内燃機関
１ａ シリンダヘッド
１ｂ シリンダブロック
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ 排気通路
５ａ、５ａ’ 第一排気通路
５ｂ、５ｂ’ 第二排気通路
５ｃ 第三排気通路
６ ターボチャージャ
１０ａ ヘッド側水路
１０ｂ ブロック側水路
１２ ラジエータ
１４ サーモスタットバルブ
１７ ウォーターポンプ
１９ 弁冷却通路
２０ ＴＣ水路
４３ インタークーラ
５０ 上流側ケーシング
５０ａ 第一上流側ケーシング
５０ｂ 第二上流側ケーシング
５１ 下流側ケーシング
５１ａ 第一下流側ケーシング
５１ｂ 第二下流側ケーシング
５２ 燃料添加弁
５２ａ 第一燃料添加弁
５２ｂ 第二燃料添加弁
５３ 尿素添加弁
５３ａ 第一尿素添加弁
５３ｂ 第二尿素添加弁
６０ コンプレッサ
６１ タービン
１２０ ラジエータ
１９０、１９０’ 第一弁冷却通路
１９１、１９１’ 第二弁冷却通路
１９２ 第三弁冷却通路
４３０ アウトレット水路
４３１ インレット水路
４３２ 電動ウォーターポンプ

Claims (8)

1. 希薄燃焼運転される圧縮着火式内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒を含む上流側浄化装置と、
   前記上流側浄化装置より下流の排気通路に配置され、選択還元型触媒を含む下流側浄化装置と、
   前記上流側浄化装置より上流の排気通路に配置され、排気中に燃料を添加する燃料添加弁と、
   前記上流側浄化装置と前記下流側浄化装置との間の排気通路に配置され、排気中に尿素水溶液を添加する尿素添加弁と、
   を備える排気浄化システムに適用される冷却装置であって、
   前記冷却装置は、前記燃料添加弁と前記尿素添加弁とを冷媒が順次に流れる通路である弁冷却通路を備え、
   前記弁冷却通路は、冷媒が先ず前記燃料添加弁を冷却し、且つ冷媒が前記燃料添加弁の次に前記尿素添加弁を冷却するように構成されることを特徴とする排気浄化システムの冷却装置。
2. 請求項１において、前記上流側浄化装置は、前記酸化触媒に加え、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタを含む排気浄化システムの冷却装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記排気通路は、第一排気通路と第二排気通路とを含み、
   前記上流側浄化装置は、前記第一排気通路に配置される第一上流側浄化装置と、前記第二排気通路に配置される第二上流側浄化装置とを含み、
   前記下流側浄化装置は、前記第一上流側浄化装置より下流の前記第一排気通路に配置される第一下流側浄化装置と、前記第二上流側浄化装置より下流の前記第二排気通路に配置される第二下流側浄化装置とを含み、
   前記燃料添加弁は、前記第一上流側浄化装置より上流の前記第一排気通路に配置される第一燃料添加弁と、前記第二上流側浄化装置より上流の前記第二排気通路に配置される第二燃料添加弁とを含み、
   前記尿素添加弁は、前記第一上流側浄化装置と前記第一下流側浄化装置との間の前記第一排気通路に配置される第一尿素添加弁と、前記第二上流側浄化装置と前記第二下流側浄化装置との間の前記第二排気通路に配置される第二尿素添加弁とを含み、
   前記弁冷却通路は、冷媒が先ず前記第一燃料添加弁を冷却し、且つ冷媒が前記第一燃料添加弁の次に前記第一尿素添加弁を冷却するように構成される第一弁冷却通路と、冷媒が先ず前記第二燃料添加弁を冷却し、且つ冷媒が前記第二燃料添加弁の次に前記第二尿素添加弁を冷却するように構成される第二弁冷却通路とを含む排気浄化システムの冷却装置。
4. 請求項１又は２において、
   前記排気通路は、第一排気通路と、第二排気通路と、前記第一排気通路及び前記第二排気通路が合流して形成される第三排気通路とを含み、
   前記上流側浄化装置は、前記第一排気通路に配置される第一上流側浄化装置と、前記第二排気通路に配置される第二上流側浄化装置とを含み、
   前記下流側浄化装置は、前記第三排気通路に配置され、
   前記燃料添加弁は、前記第一上流側浄化装置より上流の前記第一排気通路に配置される第一燃料添加弁と、前記第二上流側浄化装置より上流の前記第二排気通路に配置される第二燃料添加弁とを含み、
   前記尿素添加弁は、前記下流側浄化装置より上流の前記第三排気通路に配置され、
   前記弁冷却通路は、冷媒が前記第一燃料添加弁を経由する第一弁冷却通路と、冷媒が前記第二燃料添加弁を経由する第二弁冷却通路と、前記第一弁冷却通路及び前記第二弁冷却
   通路が合流して形成される通路であって、且つ前記第一燃料添加弁及び前記第二燃料添加弁を経由した冷媒が前記尿素添加弁を経由する第三弁冷却通路と、含み、
   前記第一弁冷却通路、前記第二弁冷却通路、及び前記第三弁冷却通路は、前記第一燃料添加弁を冷却した冷媒が前記第一燃料添加弁の次に前記尿素添加弁を冷却し、且つ前記第二燃料添加弁を冷却した冷媒が前記第二燃料添加弁の次に前記尿素添加弁を冷却するように構成される排気浄化システムの冷却装置。
5. 請求項１から４の何れか一項において、
   前記内燃機関は、冷媒により冷却される内燃機関であって、且つ該内燃機関を経由した冷媒の熱を放熱させるためのラジエータを具備し、
   前記弁冷却通路は、前記ラジエータを経由した後の冷媒であって、且つ前記内燃機関を経由する前の冷媒の一部が、前記燃料添加弁及び前記尿素添加弁を順次に流れるように構成される排気浄化システムの冷却装置。
6. 請求項１から４の何れか一項において、
   前記内燃機関は、冷媒により冷却される内燃機関であって、且つ該内燃機関を経由した冷媒の熱を放熱させるためのラジエータを具備し、
   前記弁冷却通路は、前記燃料添加弁及び前記尿素添加弁を順次に経由した後の冷媒を、前記内燃機関を経由した後の冷媒であって、且つ前記ラジエータへ流入する前の冷媒と合流するように構成される排気浄化システムの冷却装置。
7. 請求項５において、
   前記弁冷却通路は、前記燃料添加弁及び前記尿素添加弁を順次に経由した後の冷媒を、前記内燃機関を経由した後の冷媒であって、且つ前記ラジエータへ流入する前の冷媒と合流するように構成される排気浄化システムの冷却装置。
8. 請求項１から７の何れか一項において、
   前記内燃機関は、該内燃機関の排気エネルギを利用して遠心式のコンプレッサを駆動する過給機であって、且つ冷媒により冷却される排気タービン過給機を具備し、
   前記弁冷却通路は、前記排気タービン過給機を経由して冷媒が流れる通路と並列に配置される排気浄化システムの冷却装置。

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