JP5834831B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。

例えば特許文献１に記載されているように、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒と、同触媒でのＮＯｘ浄化に利用する還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構とを備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。

この排気浄化装置では、還元剤供給機構の供給通路から排気通路に向けて尿素水が噴射される。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となる。そしてこのアンモニアが還元剤としてＮＯｘ浄化触媒に供給される。

ところで、機関運転が停止されると還元剤の供給も停止されるのであるが、還元剤供給機構の供給通路内に還元剤が残留していると、その還元剤の凍結による体積増加によって供給通路が損傷するおそれがある。

そこで、こうした供給通路内での還元剤の凍結を抑えるために、特許文献１に記載の装置では、機関停止後に供給通路から還元剤を回収するようにしている。

特開２０１０−８４６９４号公報

ところで、機関停止後に還元剤の回収を行うと、排気通路内に残留している排気も還元剤供給機構内に吸い込まれるため、還元剤の品質が低下するおそれがある。
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、還元剤供給機構内への排気の吸い込みを極力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。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排気に液状の還元剤を供給する供給通路と、機関停止後に前記供給通路から還元剤を回収する回収手段とを有する還元剤供給機構を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、機関が停止してから還元剤の回収が開始されるまでの時間を機関が停止したときの排気温度に基づいて変更することをその要旨とする。

機関停止後直ちに還元剤の回収を行う場合には、機関停止毎に還元剤の回収が行われるため、還元剤供給機構内への排気の吸い込み頻度が高くなる。特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、排気の吸い込み頻度が非常に高くなる。

ここで、機関停止後における還元剤の凍結可能性は、機関が停止したときの排気温度が高いほど低くなる。従って、機関が停止したときの排気温度が高いほど、機関が停止してから還元剤の回収を始めるまでの時間は長くすることができる。つまり機関が停止したときの排気温度が高いほど、機関停止後における還元剤の回収タイミングは遅くすることができる。そして、この回収タイミングよりも早い時期に機関が再始動された場合には、還元剤の回収が行われないため、還元剤供給機構内への排気の吸い込みも生じない。

そこで、同構成では、機関停止後における還元剤の回収タイミングを機関が停止したときの排気温度に基づいて変更するようにしており、これにより機関の再始動によって還元剤の回収が行われなくなる機会を増やす、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなるようにしている。そのため、特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、従来の装置に比べて排気の吸い込み頻度が非常に低くなる。

従って、同構成によれば、還元剤の凍結を抑えつつ、還元剤供給機構内への排気の吸い込みを極力抑えることができるようになる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、機関が停止してから還元剤の回収が開始されるまでの時間は、前記排気温度が高いときほど長くされることをその要旨とする。

上述したように、機関停止後における還元剤の凍結可能性は、機関が停止したときの排気温度が高いほど低くなる。従って、同構成によるように、排気温度が高いときほど、機関が停止してから還元剤の回収が開始されるまでの時間を長くすることにより、還元剤の凍結を抑えつつ、機関停止後における還元剤の回収タイミングを極力遅くすることができ、これにより機関の再始動によって還元剤の回収が非実行となる機会を極力増やすことができる。

請求項３に記載の発明は、排気に液状の還元剤を供給する供給通路と、機関停止後に前記供給通路から還元剤を回収する回収手段とを有する還元剤供給機構を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、機関停止後の排気通路内の温度が所定温度以下となったときに還元剤の回収を開始することをその要旨とする。

上述したように、機関停止後直ちに還元剤の回収を行う場合には、機関停止毎に還元剤の回収が行われるため、還元剤供給機構内への排気の吸い込み頻度が高くなる。特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、排気の吸い込み頻度が非常に高くなる。

ここで、機関停止後における還元剤の凍結可能性は、機関停止後の排気通路内の温度が高いほど低くなる。従って、逆にいえば、機関停止後の排気通路内の温度がある程度低くなるまでは還元剤の回収を開始する必要が無く、機関停止後における還元剤の回収タイミングは、排気通路内の温度がある程度低くなるまで遅くすることができる。そして、この回収タイミングよりも早い時期に機関が再始動された場合には、還元剤の回収が行われないため、還元剤供給機構内への排気の吸い込みも生じない。

そこで、同構成では、機関停止後の排気通路内の温度が所定温度以下となったときに還元剤の回収を開始するようにしており、これにより機関の再始動によって還元剤の回収が行われなくなる機会を増やす、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなるようにしている。そのため、特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、従来の装置に比べて排気の吸い込み頻度が非常に低くなる。

従って、同構成によっても、還元剤の凍結を抑えつつ、還元剤供給機構内への排気の吸い込みを極力抑えることができるようになる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記排気通路内の温度を検出する温度センサを備えており、機関停止後において、所定の通電周期にて前記温度センサへの通電を行って前記排気通路内の温度を検出し、同温度を検出した後は次の通電周期まで前記温度センサへの通電を中止することをその要旨とする。

機関停止後の排気通路内の温度を温度センサで検出する場合には、機関停止後も温度センサに通電を行う必要があり、機関停止中の消費電力が増大してしまう。この点、同構成では、所定の通電周期で温度センサへの通電を行って温度検出をし、その温度検出が終わった後は次の通電周期まで温度センサへの通電を中止するようにしている。つまり、温度センサへの通電を断続的に行うようにしている。従って、温度センサに連続通電する場合と比較して、機関停止中の消費電力を抑えることができるようになる。

なお、上記所定温度としては、還元剤が凍結するおそれのある温度を設定することが望ましい。また、上記回収手段としては、前記供給通路に設けられた正逆転可能なポンプや、前記供給通路に設けられて還元剤の流れ方向を変更する可能な切替弁などが挙げられる。

本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。 同実施形態における回収処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態での第２排気温度とカウンタ判定値との関係を示すグラフ。 第２実施形態における回収処理の手順を示すフローチャート。 第３実施形態における回収処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態における温度センサの通電状態を示すタイミングチャート。

（第１実施形態）
以下、この発明にかかる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３を参照して説明する。

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。

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。

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。

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。

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排気下流には、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。

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。

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も可能である。

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。

また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の排気下流には、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を還元浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。

さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の排気下流には、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。

エンジン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２６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ポンプ２２０にて構成されている。

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２６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２６内に尿素水が噴射供給される。

ポンプ２２０は電動式のポンプであり、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、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。このポンプ２２０は、上記回収手段を構成している。

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。

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となる。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。なお、加水分解されたアンモニアの一部は、ＳＣＲ触媒４１に吸蔵される前に直接ＮＯｘの還元に利用される。

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。この排気再循環装置は、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２６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。

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。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度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、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温ＴＨｏｕｔ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。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者によるエンジン１の始動操作及び停止操作を検出する。

また、酸化触媒３１の排気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の排気上流及び排気下流の排気圧の圧力差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２６にあって、尿素添加弁２３０の排気上流には、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。

第３浄化部材５０の排気下流の排気通路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。

これら各種センサ等の出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）８０ａ、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８０ｂ、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。なお、ＣＰＵ８０ａやタイマカウンタ８０ｂ、並びに上述した各種センサのそれぞれには、バッテリから電力が供給される。

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。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。

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、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために過不足の無い尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出され、その算出された尿素添加量が尿素添加弁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。なお、ＮＯｘ還元のための上記尿素水添加は、機関運転中は継続して行われ、機関運転が停止されると停止される。

ところで、上述したように機関運転が停止されると尿素水添加も停止されるのであるが、尿素水供給機構の供給通路２４０内や尿素添加弁２３０内に尿素水が残留していると、その尿素水の凍結による体積増加によって供給通路２４０や尿素添加弁２３０が損傷するおそれがある。そこで、こうした尿素水の凍結を抑えるために、制御装置８０は、機関停止後に尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水を回収する回収制御を行うようにしている。

しかし、機関停止後にこうした尿素水の回収を行うと、排気通路２６内に残留している排気も尿素水供給機構２００内に吸い込まれるため、尿素水の品質が低下するおそれがある。特に、機関停止後直ちに尿素水の回収を行うようにすると、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、機関停止毎に尿素水の回収が行われるため、尿素水供給機構２００内への排気の吸い込み頻度は非常に高くなる。

そこで、本実施形態では、そうした排気の吸い込みを抑える、より詳細には排気の吸い込み頻度を抑えるために、図２に示す回収処理を実行するようにしている。なお、この回収処理は、制御装置８０によって実行される。

本処理が開始されるとまず、機関停止直後であるか否かが判定される（Ｓ１００）。そして、機関停止直後でないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、本処理は終了される。
一方、機関停止直後であるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２に基づいてカウンタ判定値ＫＨが設定される（Ｓ１１０）。このカウンタ判定値ＫＨは、機関停止後、尿素添加弁２３０の周辺の温度が凍結危険温度ＤＡに低下するまでに要する時間に相当する値である。なお、凍結危険温度ＤＡとは、尿素水が凍結するおそれのある温度である。そして、図３に示すように、カウンタ判定値ＫＨは、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２が高いときほど大きい値が設定される。

こうしてカウンタ判定値ＫＨが設定されると、機関停止後の経過時間を示す停止後カウンタＫＳがカウンタ判定値ＫＨ以上になったか否かが判定される（Ｓ１２０）。そして、停止後カウンタＫＳがカウンタ判定値ＫＨ以上になるまで、ステップＳ１２０での判定処理が繰り返し行われる。

機関停止後の時間経過により、ステップＳ１２０にて、停止後カウンタＫＳがカウンタ判定値ＫＨ以上になったことが判定されると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、尿素水の回収制御が実行される（Ｓ１３０）。この回収制御では、予め定められた時間だけ、尿素添加弁２３０が開弁されるとともにポンプ２２０が逆回転される。これにより、尿素添加弁２３０や供給通路２４０に残留していた尿素水はタンク２１０に回収される。

そして、回収制御の実行が完了すると、ＣＰＵ８０ａ及び第２排気温度センサ１２０等への通電が停止されて（Ｓ１４０）、本処理は終了される。
次に、本実施形態の作用を説明する。

機関停止後における尿素水の凍結可能性は、機関が停止したときの排気温度が高いほど低くなる。従って、機関が停止したときの排気温度が高いほど、機関が停止してから尿素水の回収を始めるまでの時間は長くすることができる。つまり機関が停止したときの排気温度が高いほど、機関停止後における尿素水の回収タイミングを遅くしても尿素水は凍結しない。そして、この回収タイミングよりも早い時期に機関が再始動された場合には、尿素水の回収が行われないため、尿素水供給機構２００内への排気の吸い込みも生じない。

そこで、本実施形態では、機関停止後における尿素水の回収タイミングを機関が停止したときの排気温度に基づいて変更している。より具体的には、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２に基づいてカウンタ判定値ＫＨを設定し、停止後カウンタＫＳがカウンタ判定値ＫＨ以上となったときに回収制御を開始している。これにより機関の再始動によって尿素水の回収が行われなくなる機会が増える、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなる。そのため、特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、従来の装置に比べて排気の吸い込み頻度が非常に低くなる。

なお、停止後カウンタＫＳがカウンタ判定値ＫＨ以上となったときに回収制御が開始されるため、カウンタ判定値ＫＨとしてある程度大きい値が設定された場合には、機関停止からある程度の長い時間が経過した後に回収制御が開始されることになる。このようにある程度長い時間が経過した後に回収制御が開始される場合には、同回収制御の開始時において排気通路２６内の排気が空気によって薄められている可能性が高い。そのため、回収制御の実行時において尿素水供給機構２００内に吸い込まれる排気の量自体も減るようになる。

また、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２が高いときほど、カウンタ判定値ＫＨが大きくなるようにしている。そのため、機関が停止してから尿素水の回収が開始されるまでの時間は、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど長くなる。これにより尿素水の凍結を抑えつつ、機関停止後における尿素水の回収タイミングを極力遅くすることができるため、機関の再始動によって尿素水の回収が非実行となる機会は増えるようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２に基づいてカウンタ判定値ＫＨを設定し、停止後カウンタＫＳがカウンタ判定値ＫＨ以上となったときに回収制御を実行するようにしている。つまり、機関が停止してから尿素水の回収が開始されるまでの時間は、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２に基づいて変更される。そのため、機関の再始動によって尿素水の回収が行われなくなる機会が増える、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなる。従って、尿素水の凍結を抑えつつ、尿素水供給機構２００内への排気の吸い込みを極力抑えることができるようになる。

（２）機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２が高いときほど、カウンタ判定値ＫＨが大きくなるようにしている。つまり、機関が停止してから尿素水の回収が開始されるまでの時間は、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど長くされる。従って、尿素水の凍結を抑えつつ、機関停止後における尿素水の回収タイミングを極力遅くすることができ、これにより機関の再始動によって尿素水の回収が非実行となる機会を極力増やすことができる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる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４を参照して説明する。

上述したように、機関停止後直ちに尿素水の回収を行う場合には、機関停止毎に尿素水の回収が行われるため、尿素水供給機構２００内への排気の吸い込み頻度が高くなる。特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、排気の吸い込み頻度が非常に高くなる。

ここで、機関停止後における尿素水の凍結可能性は、機関停止後の排気通路２６内の温度が高いほど低くなる。従って、逆にいえば、機関停止後の排気通路２６内の温度がある程度低くなるまでは尿素水の回収を開始する必要が無く、機関停止後における尿素水の回収タイミングは、排気通路２６内の温度がある程度低くなるまで遅くすることができる。そして、この回収タイミングよりも早い時期に機関が再始動された場合には、尿素水の回収が行われないため、尿素水供給機構２００内への排気の吸い込みも生じない。

そこで、本実施形態では、上記カウンタ判定値ＫＨを設定するのではなく、機関停止後の排気通路２６内の温度が所定温度以下となったときに尿素水の回収を開始するようにしており、回収制御の実行を開始する条件が第１実施形態と異なっている。

以下、図４を参照して、本実施形態における回収処理を説明する。なお、図４に示す回収処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、機関停止中であるか否かが判定される（Ｓ２００）。そして、機関停止中でないときには（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、機関停止中のときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、現在の排気通路２６内の温度、つまり現在検出されている第２排気温度ＴＨ２が判定温度ＦＴ以下であるか否かが判定される（Ｓ２１０）。この判定温度ＦＴとしては、上述した凍結危険温度ＤＡが設定されている。そして、第２排気温度ＴＨ２が判定温度ＦＴよりも高いときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、第２排気温度ＴＨ２が判定温度ＦＴ以下のときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ１３０と同様な尿素水の回収制御が実行される（Ｓ２２０）。そして、回収制御の実行が完了すると、ＣＰＵ８０ａ及び第２排気温度センサ１２０等への通電が停止されて（Ｓ２３０）、本処理は一旦終了される。

次に、本実施形態の作用を説明する。
機関停止後の排気通路２６内の温度（第２排気温度ＴＨ２）が判定温度ＦＴ以下となったときに尿素水の回収を開始するようにしているため、機関停止直後から回収制御を開始する場合と比較して、機関停止後における尿素水の回収タイミングが遅くなる。これにより機関の再始動によって尿素水の回収が行われなくなる機会が増える、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなる。そのため、特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、従来の装置に比べて排気の吸い込み頻度が非常に低くなる。

なお、第２排気温度ＴＨ２が判定温度ＦＴ以下となったときに回収制御が開始されるため、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２がある程度高い場合には、機関停止からある程度の長い時間が経過した後に回収制御が開始されることになる。このようにある程度長い時間が経過した後に回収制御が開始される場合には、同回収制御の開始時において排気通路２６内の排気が空気によって薄められている可能性が高い。そのため、回収制御の実行時において尿素水供給機構２００内に吸い込まれる排気の量自体も減るようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）機関停止後の排気通路２６内の温度（第２排気温度ＴＨ２）が判定温度ＦＴ以下となったときに尿素水の回収制御を実行するようにしている。そのため、機関の再始動によって尿素水の回収が行われなくなる機会が増える、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなる。従って、尿素水の凍結を抑えつつ、尿素水供給機構２００内への排気の吸い込みを極力抑えることができるようになる。
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる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５及び図６を参照して説明する。

第２実施形態の回収処理では、機関停止後において、第２排気温度センサ１２０で検出される第２排気温度ＴＨ２と判定温度ＦＴとを比較するようにした。このように機関停止後も第２排気温度ＴＨ２を検出するためには、機関停止後も第２排気温度センサ１２０に通電する必要があり、機関停止中の消費電力が増大してしまう。

そこで、本実施形態では、所定の通電周期で第２排気温度センサ１２０への通電を行って第２排気温度ＴＨ２を検出をし、その温度検出が終わった後は次の通電周期まで第２排気温度センサ１２０への通電を中止するようにしている。つまり、第２排気温度センサ１２０への通電を断続的に行うことで、同第２排気温度センサ１２０に連続通電する場合と比較して、機関停止中の消費電力を抑えるようにしている。

以下、図５及び図６を参照して、本実施形態における回収処理を説明する。なお、図５に示す回収処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、機関停止中であるか否かが判定される（Ｓ３００）。そして、機関停止中でないときには（Ｓ３００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、機関停止中のときには（Ｓ３００：ＹＥＳ）、停止後カウンタＫＳが信頼限界値Ｌ以上であるか否かが判定される（Ｓ３１０）。この停止後カウンタＫＳは第１実施形態で説明した停止後カウンタＫＳと同一であり、機関停止後の経過時間を示す値である。ここで、停止後カウンタＫＳは上記タイマカウンタ８０ｂで計測されるのであるが、同停止後カウンタＫＳには、用意されたビット数に応じた最大値がある。従って、機関停止後の経過時間が非常に長くなると、停止後カウンタＫＳの値は最大値に達してしまい、その後は、停止後カウンタＫＳの値が最大値のまま一定になる、あるいは停止後カウンタＫＳの値がリセットされる。従って、停止後カウンタＫＳの値が最大値に達した以降は、機関停止後の経過時間の計測が不正確になり、停止後カウンタＫＳの信頼性が低下する。そこで、ステップＳ３１０では、現在の停止後カウンタＫＳの値が、最大値に達する前の信頼性の高い値となっているか否かを判定するようにしている。より具体的には、停止後カウンタＫＳの最大値よりもやや小さい値を上記信頼限界値Ｌとして設定し、停止後カウンタＫＳが信頼限界値Ｌ以上であるか否かを判定するようにしている。

そして、停止後カウンタＫＳが信頼限界値Ｌ以上であるときには（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ２２０と同様な尿素水の回収制御が実行される（Ｓ３８０）。そして、回収制御の実行が完了すると、ＣＰＵ８０ａへの通電が停止されて（Ｓ３９０）、本処理は一旦終了される。

一方、停止後カウンタＫＳが信頼限界値Ｌ未満であるときには（Ｓ３１０：ＮＯ）、停止後カウンタＫＳの信頼性は高いと判断されて、次のステップＳ３２０では、上述した通電周期の判定が行われる。

このステップＳ３２０では、現在の停止後カウンタＫＳが、前回カウンタ値ＫＰに所定値Ａを加算した値であるか否かが判定される。所定値Ａは、上記通電周期に相当する値であって、第２排気温度ＴＨ２の計測周期を適切に確保しつつ、第２排気温度センサ１２０への通電を極力抑えることのできる値が設定されている。また、前回カウンタ値ＫＰは、初期値を「０」とする値であり、次のステップＳ３３０の処理が行われると値が更新される。そして、この前回カウンタ値ＫＰは、前回、第２排気温度センサ１２０に通電が行われたときの停止後カウンタＫＳの値である。従って、ステップＳ３２０にて肯定判定されるとき、つまり現在の停止後カウンタＫＳが、前回カウンタ値ＫＰに所定値Ａを加算した値であるときには、前回、第２排気温度センサ１２０に通電が行われてから所定値Ａに相当する時間が経過したことになる。

そして、現在の停止後カウンタＫＳが、前回カウンタ値ＫＰに所定値Ａを加算した値ではないときには（Ｓ３２０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、現在の停止後カウンタＫＳが、前回カウンタ値ＫＰに所定値Ａを加算した値であるときには（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、現在の停止後カウンタＫＳの値が前回カウンタ値ＫＰとして制御装置８０に記憶されることにより、前回カウンタ値ＫＰが更新される。

次に、第２排気温度センサ１２０への通電が開始されて（Ｓ３４０）、第２排気温度ＴＨ２の読み込みが行われると（Ｓ３５０）、第２排気温度センサ１２０への通電が停止される（Ｓ３６０）。

そして、ステップＳ３５０で読み込まれた第２排気温度ＴＨ２、つまり現在の排気通路２６内の温度が判定温度ＦＴ以下であるか否かが判定される（Ｓ３７０）。この判定温度ＦＴは、第２実施形態で説明した判定温度ＦＴと同一である。そして、第２排気温度ＴＨ２が判定温度ＦＴよりも高いときには（Ｓ３７０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、第２排気温度ＴＨ２が判定温度ＦＴ以下のときには（Ｓ３７０：ＹＥＳ）、尿素水の回収制御が実行される（Ｓ３８０）。そして、回収制御の実行が完了すると、ＣＰＵ８０ａへの通電が停止されて（Ｓ３９０）、本処理は一旦終了される。

次に、図６を参照して、本実施形態の作用を説明する。
まず、本実施形態でも第２実施形態と同様に、機関停止後の排気通路２６内の温度（第２排気温度ＴＨ２）が判定温度ＦＴ以下となったときに尿素水の回収を開始するようにしているため、第２実施形態と同様な作用が得られる。つまり、機関停止直後から回収制御を開始する場合と比較して、機関停止後における尿素水の回収タイミングが遅くなる。これにより機関の再始動によって尿素水の回収が行われなくなる機会が増える、換言すれば排気の吸い込み頻度が低くなる。そのため、特に、機関の始動及び停止が短時間の間に繰り返し行われる場合には、従来の装置に比べて排気の吸い込み頻度が非常に低くなる。

また、機関が停止したときの第２排気温度ＴＨ２がある程度高い場合には、機関停止からある程度の長い時間が経過した後に回収制御が開始されることになる。このようにある程度長い時間が経過した後に回収制御が開始される場合には、同回収制御の開始時において排気通路２６内の排気が空気によって薄められている可能性が高い。そのため、回収制御の実行時において尿素水供給機構２００内に吸い込まれる排気の量自体も減るようになる。

また、図６に示すように、機関停止中において、停止後カウンタＫＳが前回カウンタ値ＫＰに所定値Ａを加算した値になるたびに（時刻ｔ２、時刻ｔ３、時刻ｔ４）、次の処理が行われる。すなわち第２排気温度センサ１２０への通電が開始され、第２排気温度ＴＨ２の読み込みが行われると、第２排気温度センサ１２０への通電が停止される。つまり、第２排気温度センサ１２０への通電が断続的に行われる。そのため、図６に二点鎖線Ｌ１にて示すように、機関停止中において第２排気温度センサ１２０に対して連続通電する場合と比較して、機関停止中の消費電力が抑えられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第２実施形態で説明した（１）の効果に加えて次の（２）の効果も得ることができる。
（２）機関停止後において、所定の通電周期にて第２排気温度センサ１２０への通電を行って排気通路２６内の温度を検出し、温度を検出した後は次の通電周期まで第２排気温度センサ１２０への通電を中止するようにしている。そのため、機関停止中の消費電力を抑えることができるようになる。

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。
・第１実施形態では、第２排気温度ＴＨ２をセンサで検出するようにしたが、機関運転状態に基づいて推定するようにしてもよい。また、第２実施形態でも、第２排気温度ＴＨ２をセンサで検出するようにしたが、機関停止されるまでの機関運転状態及び機関停止後の経過時間に基づいて第２排気温度ＴＨ２を推定するようにしてもよい。

・供給通路２４０から尿素水を回収するときには、ポンプ２２０を逆回転させるようにしたがこの他の態様で回収を行ってもよい。例えば、供給通路２４０内での尿素水の流れ方向を変更する切替弁等を供給通路２４０に設けてもよい。

・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の液状の還元剤を使用するようにしてもよい。

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、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…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、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…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…中央処理制御装置（ＣＰＵ）、８０ｂ…タイマカウンタ、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。

Claims (4)

1. 排気通路内に液状の還元剤を供給する供給通路と、機関停止後に前記供給通路から還元剤を回収する回収手段とを有する還元剤供給機構を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
   機関が停止してから還元剤の回収が開始されるまでの時間を機関が停止したときの排気温度に基づいて変更する
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 機関が停止してから還元剤の回収が開始されるまでの時間は、前記排気温度が高いときほど長くされる
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 排気に液状の還元剤を供給する供給通路と、機関停止後に前記供給通路から還元剤を回収する回収手段とを有する還元剤供給機構を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
   機関停止後の排気通路内の温度が所定温度以下となったときに還元剤の回収を開始する
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記排気通路内の温度を検出する温度センサを備えており、
   機関停止後において、所定の通電周期にて前記温度センサへの通電を行って前記排気通路内の温度を検出し、同温度を検出した後は次の通電周期まで前記温度センサへの通電を中止する
   請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。