JP6376025B2 - 内燃機関の添加液供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の添加液供給装置に関する。

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）を浄化する触媒に対して添加液を供給する装置が知られている。この添加液供給装置は、触媒でのＮＯｘ浄化に利用する添加液としての尿素水を貯留するタンクと、機関運転中にタンク内の添加液を排気通路内に噴射する添加弁と、タンク内の添加液を添加弁に供給する添加液通路と、添加液通路の途中に設けられたポンプとを備えている。

ところで、機関運転中はタンクから添加液通路を介して添加弁には添加液が供給されるため、添加液通路や添加弁は添加液で満たされている。そして、機関運転が停止されると添加液の供給は停止されるのであるが、添加液通路や添加弁には添加液が残留している。そのため、外気温などが低いときには添加液通路や添加弁に残留した添加液が凍結するおそれがある。

そこで、機関停止後には、添加弁を開弁させた状態でポンプを駆動することにより添加弁や添加液通路の内部に残留した添加液をタンクに回収する回収制御を実行するようにしている（例えば特許文献１など）。

特開２０１３−１１３２６７号公報

ところで、上述した回収制御が完了していないときには、添加弁や添加液通路の内部に添加液が存在している。
このように添加弁や添加液通路の内部に添加液が存在している状態で機関始動が行われて排気通路に排気が流れ込むようになったときに、添加弁が開弁状態になっていると、添加弁内に排気が流入してしまうため、添加弁内や添加液通路内の添加液が排気によって劣化してしまうおそれがある。

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、添加弁内及び添加液通路内の添加液が排気によって劣化することを抑えることのできる内燃機関の添加液供給装置を提供することにある。

上記課題を解決する内燃機関の添加液供給装置は、添加液を貯留するタンクと、前記添加液を内燃機関の排気通路内に噴射する添加弁と、前記タンク内の添加液を前記添加弁に供給する添加液通路と、前記添加液通路の途中に設けられたポンプとを備えており、前記添加弁を開弁させた状態で前記ポンプを駆動することにより前記添加弁内及び前記添加液通路内の添加液を前記タンクに回収する回収制御を機関停止後に実行する。そして、この添加液供給装置は、前記回収制御が完了していない状態で機関始動用のスタータが駆動されたときには前記添加弁を閉弁させるように構成されている。

機関始動用のスタータが駆動されると直ちに混合気の燃焼が開始されるわけではなく、通常は、ある程度のクランキング期間を経た後に、混合気の燃焼が開始されて排気通路には排気が流入するようになる。従って、機関始動用のスタータが駆動されたときに添加弁を閉弁させるようにすれば、排気通路への排気の流入が始まる前に添加弁を閉弁させることができる。

そこで、同構成では、回収制御が完了しておらず、添加弁や添加液通路の内部に添加液が存在している状態において、機関始動用のスタータが駆動されたときに、添加弁を閉弁状態にするようにしている。従って、スタータの駆動後、排気通路への排気の流れ込みが始まった場合でも、添加弁は閉弁状態になっているため、添加弁内への排気の流入が抑えられる。そのため、添加弁内や添加液通路内の添加液が排気によって劣化することを抑えることができる。

内燃機関の添加液供給装置の一実施形態が適用されたエンジンの概略構成を示す模式図。 同実施形態における尿素水添加の基本動作を示すタイムチャート。 同実施形態におけるポンプ起動要求フラグの設定処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態における尿素水添加の動作を示すタイムチャート。

以下、内燃機関の添加液供給装置を車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）に適用した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、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は対応する各気筒＃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。

エンジン１のクランクシャフトには、機関始動用のスタータ２９が配設されている。
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。この吸気絞り弁１６は、アクチュエータ１７にて開度が調整される。

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、気筒に導入される吸入空気を排気圧を利用して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ＤＰＦ触媒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、ＤＰＦ触媒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、ＤＰＦ触媒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ＤＰＦ触媒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。

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、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する排気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。

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に還元液としての尿素水を供給する尿素水供給機構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とに接続されておりタンク２１０内の尿素水を尿素添加弁２３０に供給する尿素水通路２４０、尿素水通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０等で構成されている。

尿素水供給機構２００には、凍結した尿素水を解凍したり、尿素水の凍結を抑えるためのヒータが設けられている。例えば本実施形態では、タンク２１０、尿素水通路２４０、及びポンプ２２０にヒータがそれぞれ設けられている。

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に向かって開口されている。この尿素添加弁２３０の弁部が開弁されると、尿素水通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射される。

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及び尿素水通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。

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、排気熱を利用した加水分解によってアンモニアに変化し、ＳＣＲ触媒４１にて吸着される。そしてＳＣＲ触媒４１に吸着されたアンモニアによりＮＯｘが還元浄化される。

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に導入される排気還流量、いわゆる外部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やスイッチ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。クランク角センサ２１はクランクシャフトの回転角度を検出し、その検出信号に基づいて機関回転速度ＮＥが算出される。アクセル操作量センサ２２はアクセルペダル（アクセル操作部材）の踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温度センサ２３は、外気温度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（ＩＧ）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。酸化触媒３１とＤＰＦ触媒３２との間には、ＤＰＦ触媒３２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２排気温度センサ１２０が設けられている。差圧センサ１１０は、ＤＰＦ触媒３２の上流及び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の上流には、第３排気温度センサ１３０が設けられている。第３排気温度センサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第３排気温度ＴＨ３を検出する。

第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１を通過した後の排気温度である第４排気温度ＴＨ４を検出する第４排気温度センサ１４０や、ＳＣＲ触媒４１を通過した後の排気中のＮＯｘ濃度Ｎａｆを検出するＮＯｘセンサ１５０などが設けられている。

これら各種センサ等の出力は機関用制御装置８０に入力される。この機関用制御装置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）、タイマカウンタ、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。

そして、機関用制御装置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、機関用制御装置８０は、予め定められた自動停止条件が成立するとエンジン１を自動停止させるとともに、予め定められた自動始動条件が成立するとエンジン１を自動始動させる、いわゆる自動停止自動始動制御も実行する。

また、機関用制御装置８０は、通信線３００を介して尿素添加用制御装置９０と各種制御値やフラグ値などの相互通信を行う。この尿素添加用制御装置９０も、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）、タイマカウンタ、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。

そして、尿素添加用制御装置９０により、例えば尿素添加弁２３０の駆動制御、ポンプ２２０の駆動制御、尿素水供給機構２００のヒータ駆動など、尿素水供給機構２００の各種制御が行われる。

また、機関用制御装置８０及び尿素添加用制御装置９０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、機関用制御装置８０にて、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る。その算出された尿素添加量は、通信線３００を介して尿素添加用制御装置９０に入力される。尿素添加用制御装置９０では、入力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、尿素添加弁２３０の開弁状態を制御する。

このようにエンジン１の運転中は、ＮＯｘを浄化するために尿素水の噴射が行われる。そして、エンジン１が停止すると尿素水の噴射も停止される。
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、尿素添加弁２３０内や尿素水通路２４０内に尿素水が残留していると、外気温度が低いときなどにはその残留した尿素水が凍結するおそれがある。そこで、そうした尿素水の凍結を抑えるために、尿素添加用制御装置９０は、機関停止後であって、機関用制御装置８０との相互通信が遮断されると、尿素添加弁２３０内や尿素水通路２４０内の尿素水をタンク２１０に回収する回収制御を行う。この回収制御では、機関運転中に行われる尿素水添加時とは逆方向にポンプ２２０が駆動されるとともに尿素添加弁２３０が開弁状態に保持される。これにより尿素添加弁２３０及び尿素水通路２４０に残留していた尿素水はタンク２１０に回収される。

また、機関停止後にこうした回収制御を行うと、次に機関始動が行われて尿素添加を開始するときには、尿素添加弁２３０内及び尿素水通路２４０内が尿素水で満たされるまで、正確な量の尿素水を噴射することができない。そこで、機関始動後、ＮＯｘ浄化用の尿素水添加を開始する前に、尿素添加弁２３０内及び尿素水通路２４０内を尿素水で満たす充填制御も行われる。

図２に、回収制御や充填制御などを含む本実施形態の尿素水添加の基本動作を示す。
時刻ｔ１において、イグニッションスイッチ２５がオフ操作されると、機関用制御装置８０は、ポンプ２２０の起動処理を尿素添加用制御装置９０に要求するポンプ起動要求フラグを「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更するとともに、尿素水添加の準備を要求する尿素添加準備要求フラグを「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更する。この尿素添加準備要求フラグは、上述した充填制御の開始を尿素添加用制御装置９０に指示するためのフラグであり、例えばＳＣＲ触媒４１の温度がＮＯｘ浄化に必要な温度に達すると「ＯＮ」に設定される。一方、例えばＳＣＲ触媒４１の温度がＮＯｘ浄化に必要な温度よりも低くなった場合や、イグニッションスイッチ２５がオフ操作された場合には、尿素添加準備要求フラグは「ＯＦＦ」に設定される。

また、イグニッションスイッチ２５のオフ操作によって燃料噴射が中止されて機関停止が実行されることにより、機関回転速度ＮＥが低下していき、機関回転速度ＮＥが予め定められた第１閾値ＮＥ１よりも低くなると、機関用制御装置８０は、エンジン始動後判定フラグを「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更する。

また、イグニッションスイッチ２５がオフ操作されると、機関用制御装置８０と尿素添加用制御装置９０との相互通信が遮断されて、尿素添加用制御装置９０は、ポンプ２２０の駆動を停止するとともに尿素添加弁２３０を閉弁状態にする。そして、イグニッションスイッチ２５がオフ操作されてから予め定められた期間が経過すると、尿素添加用制御装置９０は、自律して上記回収制御を所定期間実行する。つまりポンプ２２０の逆回転と尿素添加弁２３０の開弁とを所定期間の間実行して、尿素添加弁２３０内及び尿素水通路２４０内に残留した尿素水をタンク２１０に回収する。この回収制御の実行中には、回収制御の状態を示すフラグが「未実施」を示す値（例えば「１」など）から「実行中」を表す値（例えば「２」など）に変更される。なお、この回収制御の状態を示すフラグは、尿素添加用制御装置９０によって設定される。

そして、回収制御を所定期間実行すると、尿素添加用制御装置９０は、ポンプ２２０の駆動を停止するとともに尿素添加弁２３０を閉弁状態にして回収制御を完了させる。こうして回収制御が完了すると、回収制御の状態を示すフラグは「完了」を表す値（例えば「３」など）に設定される。

時刻ｔ２において、イグニッションスイッチ２５がオン操作されると、機関用制御装置８０と尿素添加用制御装置９０との相互通信が開始される。
また、イグニッションスイッチ２５がオン操作されると、スタータ２９が駆動されると共に燃料噴射が開始されることにより、機関回転速度ＮＥが上昇を始める。そして、時刻ｔ３において、機関回転速度ＮＥが、上記第１閾値ＮＥ１よりも高い回転速度に設定されている第２閾値ＮＥ２を超えることにより、エンジン１の始動が完了したと判断できる状態になると、機関用制御装置８０は、エンジン始動後フラグを「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更する。

イグニッションスイッチ２５がオン操作されており、かつエンジン始動後フラグが「ＯＮ」になると、機関用制御装置８０は、ポンプ起動要求フラグを「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更する。

尿素添加用制御装置９０は、「ＯＮ」状態になったポンプ起動要求フラグの値を機関用制御装置８０から受信すると、ポンプ起動要求に即した一連の処理を開始する。なお、ポンプ起動要求に即した一連の処理は、上述した回収制御よりも実行の優先度が高く設定されている。

このポンプ起動要求に即した一連の処理として、まず、尿素添加用制御装置９０は、尿素水供給機構２００に設けられたヒータの駆動要否を外気温などに基づいて判定する。そして、ヒータの駆動が必要な場合には、ヒータを駆動して尿素水を解凍する。そしてヒータの駆動が完了した場合、あるいはヒータの駆動が不要であると判定された場合には、ポンプ２２０を一旦逆回転させて動作チェックを行う。

こうした動作チェックを行ってポンプ２２０の駆動に異常が無いことを確認すると、尿素添加用制御装置９０は、「ＯＮ」状態になった尿素水添加準備要求フラグの値を機関用制御装置８０から受信すると、上述した充填制御を開始する。

この充填制御が開始されると、ポンプ２２０は正回転の状態で駆動される。そして、尿素添加弁２３０が間欠的に開閉駆動されてエア抜きが行われることにより、尿素添加弁２３０内及び尿素水通路２４０内は尿素水で満たされて充填が完了する。なお、この充填処理が開始されると、回収制御の状態を示すフラグは「未実施」を表す値（例えば「１」など）に設定される。

尿素水の充填が完了すると、尿素添加用制御装置９０は、尿素添加弁２３０を閉弁状態に保持することにより、尿素水通路２４０内の尿素水の昇圧を行い、尿素水通路２４０内の尿素水の圧力が規定圧に達すると、その規定圧に達した圧力が保持されるようにポンプ２２０の駆動制御を行う。また、このようにして尿素水通路２４０内の尿素水の圧力が規定圧に保持されるようになると、尿素添加用制御装置９０は、機関用制御装置８０にて算出された尿素添加量に応じた尿素添加、つまりＮＯｘ浄化のための尿素添加を行う。

ところで、上述した回収制御が完了していないときには、尿素添加弁２３０や尿素水通路２４０の内部に尿素水が存在している。このように尿素添加弁２３０や尿素水通路２４０の内部に尿素水が存在している状態で機関始動が行われて排気通路２６に排気が流れ込むようになったときに、尿素添加弁２３０が開弁状態になっていると、尿素添加弁２３０内に排気が流入してしまうため、尿素添加弁２３０内や尿素水通路２４０内の尿素水が排気によって劣化するおそれがある。

そこで、本実施形態では、上述した回収制御よりも実行の優先度が高く設定されているポンプ起動要求に即した上記一連の処理を開始させる条件、つまり上記ポンプ起動要求フラグを「ＯＮ」にする条件を最適化することにより、上記排気による尿素水の劣化を抑えるようにしている。

図３に、ポンプ起動要求フラグの設定処理の手順を示す。なお、この設定処理は、機関用制御装置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、以下の前提条件Ａ〜Ｃが全て成立しているか否かが判定される（Ｓ１００）。

前提条件Ａ：イグニッションスイッチ２５が「ＯＮ」である。
前提条件Ｂ：以下の前提条件Ｂ１〜Ｂ４の少なくとも１つが成立している。
・前提条件Ｂ１：スタータＯＮの履歴があり、且つ回収制御の状態が「実行中」または「中断」または「未実施」のいずれかである。

前提条件Ｂ１において、スタータＯＮの履歴があるか否かは、スタータＯＮ履歴フラグに基づいて判定される。このスタータＯＮ履歴フラグは、スタータの駆動が予め定められた規定時間の間継続して行われていることによりスタータの駆動が確認できた場合に「ＯＮ」に設定される。従って、スタータＯＮ履歴フラグが「ＯＮ」になっているときには、スタータＯＮの履歴があると判定される。一方、イグニッションスイッチ２５がオフ操作されると、スタータＯＮ履歴フラグは「ＯＦＦ」に設定される。

また、前提条件Ｂ１において、回収制御の状態が「実行中」または「中断」または「未実施」のいずれかであるか否かは、回収制御が完了していないか否かを判定するものであり、回収制御の状態を示すフラグの値に基づいて判定される。なお、回収制御の状態を示すフラグの値には、例えば「実行中」であれば「２」、「中断」であれば「４」、「未実施」であれば「１」という値が設定される。そして、回収制御の状態が「実行中」または「中断」または「未実施」のいずれかである場合には、回収制御が完了していない状態であると判定される。

・前提条件Ｂ２：エンジン始動後である。
この前提条件Ｂ２では、上述したエンジン始動後フラグが「ＯＮ」に設定されている場合に、つまり機関回転速度ＮＥが上記第２閾値ＮＥ２を超えている場合に、エンジン始動後であると判定される。

・前提条件Ｂ３：エンジンストールの発生中である。
前提条件Ｂ３において、エンジンストールの発生中であるか否かは、エンジンストール判定フラグに基づいて判定される。このエンジンストール判定フラグは、次の条件１〜３が全て成立する場合に「ＯＮ」に設定される。

条件１：イグニッションスイッチ２５がＯＮである。
条件２：イグニッションスイッチ２５がオン操作された後、エンジン始動後フラグが「ＯＮ」に設定された履歴がある。

条件３：自動停止が実行されておらず且つ現在のエンジン始動後フラグが「ＯＦＦ」である。
一方、例えばエンジン始動後フラグが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更されると、エンジンストール判定フラグは「ＯＦＦ」に設定される。そして、このエンジンストール判定フラグが「ＯＮ」の場合には、エンジンストールの発生中であると判定される。

・前提条件Ｂ４：自動停止中である。
前提条件Ｃ：その他各種条件が全て成立している。
この前提条件Ｃにおける「その他各種条件」としては、例えば次の条件などが挙げられる。

・尿素水添加の実行に適した環境条件（例えば外気温が過度な低温ではない、大気圧が過度に低くない等）が成立している。
・フェールセーフ中ではない（ただし、ポンプの異常検出をするための再起動時を除く）。

そして、前提条件Ａ〜Ｃが全て成立しているときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ポンプ要求フラグは「ＯＮ」に設定されて（Ｓ１１０）、本処理は終了される。
一方、前提条件Ａ〜Ｃの少なくとも１つが成立していないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、ポンプ要求フラグは「ＯＦＦ」に設定されて（Ｓ１１０）、本処理は終了される。

次に、図４に示す尿素水添加の動作を参照して、上記ポンプ起動要求フラグの設定処理による作用を説明する。なお、図４に示す状態では、上記前提条件Ｃが成立しているものとする。

図４に示す時刻ｔ１において、イグニッションスイッチ２５がオフ操作されたときのエンジン始動後フラグの状態、ポンプ起動要求フラグの状態、尿素水添加準備要求フラグの状態、尿素水供給機構２００のヒータの状態、ポンプ２２０の状態、尿素添加弁２３０の状態、回収制御の状態は、先の図２に示した状態と同一である。

また、先の図２に示した基本動作と同様に、時刻ｔ１にてイグニッションスイッチ２５がオフ操作されると、機関用制御装置８０と尿素添加用制御装置９０との相互通信が遮断されて、尿素添加用制御装置９０は、ポンプ２２０の駆動を停止するとともに尿素添加弁２３０を閉弁状態にする。そして、イグニッションスイッチ２５がオフ操作されてから予め定められた期間が経過すると、尿素添加用制御装置９０は、自律して上記回収制御を所定期間実行する。つまりポンプ２２０の逆回転と尿素添加弁２３０の開弁とを所定期間の間実行して、尿素添加弁２３０内及び尿素水通路２４０内に残留した尿素水をタンク２１０に回収する。この回収制御の実行中には、回収状態を示すフラグが「実行中」を表す値（例えば「２」など）に設定される。

ここで、回収制御が未だ実行中であって同回収制御が完了する前にイグニッションスイッチ２５がオン操作されると（時刻ｔ２）、機関用制御装置８０と尿素添加用制御装置９０との相互通信が開始される。

そして、イグニッションスイッチ２５がオン操作されるとスタータ２９が駆動されることにより、機関用制御装置８０は、スタータＯＮ履歴フラグを「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更する。

こうしてスタータＯＮ履歴フラグが「ＯＮ」に設定されると、上述した前提条件Ａ及び前提条件Ｂ（前提条件Ｂ１）及び前提条件Ｃが全て成立するため、機関用制御装置８０は、ポンプ起動要求フラグを「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更する（時刻ｔ３）。

尿素添加用制御装置９０は、「ＯＮ」状態になったポンプ起動要求フラグの値を機関用制御装置８０から受信すると、ポンプ起動要求に即した一連の処理を開始する。
このポンプ起動要求に即した一連の処理として、まず、尿素添加用制御装置９０は、尿素水供給機構２００に設けられたヒータの駆動要否を外気温などに基づいて判定する。そして、ヒータの駆動が必要な場合には、ヒータを駆動して例えば尿素水の凍結を抑制する。そしてヒータの駆動を開始した後、あるいはヒータの駆動が不要であると判定された場合には、回収制御によってポンプ２２０が既に逆回転している状態であるため、上述したポンプ２２０の動作チェックを省略して、ポンプ２２０を停止させると共に尿素添加弁２３０を閉弁させることにより、それまで実行されていた回収制御を中断する。このようにして回収制御を中断すると、回収状態を示すフラグは「中断」を表す値（例えば「４」など）に設定される。

スタータ２９を駆動し始めてから、ポンプ起動要求に即した一連の処理の一つとして尿素添加弁２３０を閉弁するまでの間は比較的短い時間であるため、尿素添加弁２３０を閉弁した時点では、混合気の燃焼がまだ十分に起きておらず、排気通路２６にはほとんど排気が流れ込んでいない。従って、排気通路２６に排気が流入し始める前に尿素添加弁２３０は閉弁される。

そして、その後、尿素添加用制御装置９０は、「ＯＮ」状態になった尿素水添加準備要求フラグの値を機関用制御装置８０から受信すると、上述した充填制御以降の処理を同様に行う。なお、この充填処理が開始されると、回収制御の状態を示すフラグは「中断」を示す値から「未実施」を表す値（例えば「１」など）に変更される。

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）スタータ２９が駆動されると直ちに混合気の燃焼が開始されるわけではなく、通常は、ある程度のクランキング期間を経た後に、混合気の燃焼が開始されて排気通路２６には排気が流入するようになる。従って、スタータ２９が駆動されたときに尿素添加弁２３０を閉弁させるようにすれば、排気通路２６への排気の流入が始まる前に尿素添加弁２３０を閉弁させることができる。

そこで、上記前提条件Ｂ１を設定することにより、回収制御が完了しておらず、尿素添加弁２３０や尿素水通路２４０の内部に尿素水が存在している状態において、スタータ２９が駆動されたときには、ポンプ起動要求フラグが「ＯＮ」に設定される。そしてこのポンプ起動要求フラグが「ＯＮ」に設定されることにより、回収制御によって開弁されていた尿素添加弁２３０を閉弁させるようにしている。従って、スタータ２９の駆動後、排気通路２６への排気の流れ込みが始まった場合でも、尿素添加弁２３０は閉弁状態になっているため、尿素添加弁２３０内への排気の流入が抑えられる。そのため、尿素添加弁２３０内や尿素水通路２４０内の尿素水が排気によって劣化することを抑えることができる。

（２）前提条件Ｂ２を設定することにより、イグニッションスイッチ２５がオン操作されていてもエンジン１が始動完了していない状態（例えば、エンジン１が始動する前にスタータ２９の駆動が中止された場合など）では、ポンプ起動要求フラグが「ＯＦＦ」に設定される。従って、エンジン１が始動していないにもかかわらず、上述した尿素水添加を行うためのポンプ起動要求に即した一連の処理が無駄に実行されてしまうことを抑えることができる。

（３）エンジンストールが発生したときや、自動停止が実行されているときには、そうした状態になる前に既にエンジン１は始動されているため、ポンプ起動要求フラグは「ＯＮ」に設定されている。また、エンジンストールが発生したときや、自動停止が実行されているときには、エンジン１は停止しているが、その停止時間はそれほど長い時間では無く、再びエンジン１が始動される可能性は非常に高い。そこで、上記前提条件Ｂ３や前提条件Ｂ４を設定することにより、エンジンストールが発生したときや、自動停止が実行されているときには、ポンプ起動要求フラグは「ＯＮ」のままで保持されるようになる。従って、ポンプ起動要求フラグが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」へと不必要に変更されてしまうことを抑えることができる。

なお、上記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２に示した基本動作では、充填制御の実行前にポンプ２２０の動作チェックを行うようにしたが、他の時期に動作チェックを行うようにしてもよい。

・上記前提条件Ｃは省略してもよい。この場合でも、上記（１）〜（３）の効果を得ることができる。
・上記前提条件Ｂ２を省略してもよい。この場合でも、上記（２）以外の効果を得ることができる。

・上記前提条件Ｂ３や上記前提条件Ｂ４を省略してもよい。この場合でも、上記（３）以外の効果を得ることができる。
・排気通路に設けられる排気温度センサの数やＮＯｘセンサの数は、適宜変更することができる。

・機関用制御装置８０と尿素添加用制御装置９０とを備えるようにしたが、それら各制御装置を１つの制御装置で構成してもよい。
・エンジン１は、自動停止自動始動制御が実行される内燃機関であったが、そうした自動停止自動始動制御が実行されない内燃機関でもよい。

・添加液として尿素水を使用するようにしたが、この他の添加液を使用してもよい。

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…アクセル操作量センサ、２３…外気温度センサ、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、２９…スタータ、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…機関用制御装置、９０…尿素添加用制御装置、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３排気温度センサ、１４０…第４排気温度センサ、１５０…ＮＯｘ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…尿素水通路、３００…通信線。

Claims (1)

1. 添加液を貯留するタンクと、前記添加液を内燃機関の排気通路内に噴射する添加弁と、前記タンク内の添加液を前記添加弁に供給する添加液通路と、前記添加液通路の途中に設けられたポンプとを備えており、前記添加弁を開弁させた状態で前記ポンプを駆動することにより前記添加弁内及び前記添加液通路内の添加液を前記タンクに回収する回収制御を機関停止後に実行する内燃機関の添加液供給装置であって、
   前記回収制御が完了していない状態で機関始動用のスタータが駆動されたときには、前記添加弁を閉弁させるとともに前記ポンプの駆動を停止することで、前記回収制御を中断する
   ことを特徴とする内燃機関の添加液供給装置。