JP6477230B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、選択触媒還元により排気中の窒素酸化物を還元して排気を浄化する排気浄化装置に関する。

排気に添加された還元剤である尿素水によって排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する触媒を備える排気浄化装置が知られている。こうした排気浄化装置では、尿素水を添加する添加弁（噴射弁）が排気通路に設けられており、添加弁から添加（噴射）された尿素水が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、その触媒に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。

一方、尿素水を貯留するメインタンクと、メインタンクから尿素水が供給されるサブタンクとを備え、サブタンクが添加弁に接続されている排気浄化装置なども知られている（例えば、特許文献１参照）。このような排気浄化装置では、添加弁に接続されたサブタンクの尿素水が凍結すると尿素の添加を実行することができなくなるため、添加弁に接続されたサブタンクを内燃機関の近傍に配置し、内燃機関の排熱により尿素水の解凍を促進するようにしている。

特開２０１３−２２８５号公報

ところで、上述のような２つのタンクを備える排気浄化装置のメインタンクは、サブタンクよりも容量が大きいため、設置スペースを確保しやすい場所である車両の床下に設置されることが多い。そして、車両の床下は内燃機関や排気管等の熱源からメインタンクに伝播する熱によって尿素水の温度が上昇しやすい場所でもある。このため、メインタンク内の尿素水の温度が過度に上昇し、添加弁を通じての尿素水の安定した供給が困難となる可能性も否めない。

なお、選択触媒還元システムとして、尿素以外の還元剤を用いるものにあっても、２つのタンクを備える排気浄化装置としてのこうした実情は概ね共通したものとなっている。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤を貯留するメインタンク及びサブタンクの２つのタンクを備える構成をとりつつも排気浄化のための還元剤を安定して添加供給することのできる排気浄化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説明する。
上記課題を解決する排気浄化装置は、還元剤が貯留されるメインタンク及び該メインタンクよりも容量が小さく補助用のタンクとして用いられるサブタンクの２つのタンクを備え、内燃機関の排気通路に設けられた添加弁を介しての前記還元剤の添加により排気中の窒素酸化物を還元して排気を浄化する排気浄化装置であって、前記添加弁には前記メインタンクが接続されるとともに、前記サブタンクの還元剤が所定の条件のもと前記メインタンクに供給可能に構成されており、前記メインタンクの還元剤の温度を取得する温度取得部と、前記サブタンクから前記メインタンクへの還元剤の供給を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記温度取得部によって取得される前記メインタンクの還元剤の温度が所定温度よりも高いとき、前記サブタンクから前記メインタンクへの還元剤の供給を開始することをその要旨としている。

一般にメインタンクは、サブタンクよりも容量が大きいため、設置スペースを確保しやすい場所である車両の床下に設置されることが多い。ただし上述のように、車両の床下は内燃機関や排気管等の熱源から伝播する熱によって還元剤の温度が上昇しやすい場所でもある。他方、サブタンクは、メインタンクよりも容量が小さいため、こちらは車内の空きスペースに設置される可能性が高い。車内は通常、内燃機関や排気管等の熱源からの熱が伝播しにくいため、タンク内での還元剤の温度上昇も起こりにくい。この点、上記構成によれば、メインタンク及びサブタンクのこのような設置環境において、メインタンクの還元剤の温度が上昇することがあったとしても、還元剤の温度上昇が起こりにくいサブタンク内の還元剤をメインタンクへ供給することで、メインタンクに貯留されている還元剤の温度低下が図られ、メインタンクの還元剤の温度上昇を抑制することができる。これにより、還元剤の安定した添加供給を維持することができるようになる。

排気浄化装置の一実施形態が適用された内燃機関の吸排気系の構成を示す模式図。 同実施形態の排気浄化装置に用いられる還元剤の温度特性を示す図。 同実施形態の排気浄化装置のメインタンクに対する還元剤の冷却処理を示すフローチャート。

以下、図１〜図３を参照して、排気浄化装置の一実施形態について説明する。なお、この排気浄化装置は、ディーゼル機関に設けられている。
図１に示すように、ディーゼル機関の吸気通路１０には、上流側から順に、エアクリーナー１１、エアフローメーター１２、コンプレッサー１３、インタークーラー１４、Ｉ／Ｃ出ガス温度センサー１５、スロットルバルブ１６、吸気圧センサー２７が設けられている。エアクリーナー１１は、吸気中の不純物を濾過する。エアフローメーター１２は、吸気通路１０を流れる吸気の流量（吸入空気量）を検出する。コンプレッサー１３は、駆動に応じて吸気を加圧する。インタークーラー１４は、コンプレッサー１３を通過した後の吸気を冷却する。Ｉ／Ｃ出ガス温度センサー１５は、インタークーラー１４通過後の吸気の温度を検出する。スロットルバルブ１６は、その開度の変更に応じて吸入空気量を調整する。そして、吸気圧センサー２７は、吸気通路１０におけるスロットルバルブ１６の下流側の部分の吸気の圧力を検出する。

吸気通路１０は、スロットルバルブ１６の下流側において、ディーゼル機関の各気筒１７に接続されている。ディーゼル機関の各気筒１７には、燃料を噴射するインジェクター１８がそれぞれ設けられている。そして、各気筒１７では、吸気通路１０を通じて導入された吸気とインジェクター１８から噴射された燃料との混合気が燃焼される。

各気筒１７での燃焼により生じた排気は、排気通路１９を通って外気に放出される。排気通路１９には、タービン２０が設置されている。タービン２０は、吸気通路１０に設けられたコンプレッサー１３と共に排気タービン式過給機を構成し、排気通路１９を流れる排気の流勢により回転してコンプレッサー１３を駆動する。なお、排気通路１９におけるタービン２０の上流の部分には、同タービン２０に対する排気吹付口の開口面積を可変とする可変ノズル２１が設置されており、その可変ノズル２１の開度制御を通じてタービン２０の回転速度が調整されている。

さらに、ディーゼル機関には、排気の一部を吸気中に再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）装置が設けられている。ＥＧＲ装置は、排気通路１９におけるタービン２０の上流側の部分と吸気通路１０におけるスロットルバルブ１６の下流側の部分とを連通するＥＧＲ通路２２、そのＥＧＲ通路２２を通って吸気中に再循環される排気（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラー２３、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２４を備える。また、ＥＧＲ装置は、ＥＧＲクーラー２３を迂回してＥＧＲガスを流すためのバイパス通路２５、同バイパス通路２５を通ってＥＧＲクーラー２３を迂回するＥＧＲガスの流量を調整するバイパスバルブ２６も備えている。

続いて、以上のように構成されたディーゼル機関に適用される排気浄化装置の構成を説明する。排気浄化装置は、排気中のＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：微粒子物質）を捕集するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ：ディーゼル微粒子捕集フィルター）システムと、尿素水を還元剤とした選択還元により排気中のＮＯｘを浄化する尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：選択触媒還元）システムとを備えている。

ＤＰＦシステムは、燃料添加弁３０、前段酸化触媒装置３１、ＰＭ捕集フィルター３２を備える。燃料添加弁３０は、排気通路１９におけるタービン２０の上流側の部分に設置されている。また、前段酸化触媒装置３１は、排気通路１９におけるタービン２０の下流側で、ＰＭ捕集フィルター３２の上流側の部分に設置されている。燃料添加弁３０は、排気中に燃料を添加する。ＰＭ捕集フィルター３２は、排気中のＰＭを捕捉する。前段酸化触媒装置３１は、ＰＭのＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機物質）成分を酸化するとともに、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して、ＰＭ捕集フィルター３２の連続再生に必要な二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する。また、前段酸化触媒装置３１は、ＰＭ捕集フィルター３２の強制再生に際し、燃料添加弁３０より添加された燃料中の炭化水素（ＨＣ）を酸化し、その酸化反応に伴う発熱で排気を高温化することで、ＰＭ捕集フィルター３２の温度をＰＭの燃焼に必要な温度に高める役割を担ってもいる。

さらにＤＰＦシステムは、同システムの各部における排気の状態を検出するための下記の各センサーを備える。排気通路１９における前段酸化触媒装置３１の上流には、同前段酸化触媒装置３１に流入する排気の温度を検出する入ガス温度センサー３３が設置されている。また、排気通路１９における前段酸化触媒装置３１とＰＭ捕集フィルター３２との間の部分には、ＰＭ捕集フィルター３２に流入する排気の温度を検出する中ガス温度センサー３４が設置されている。さらに、排気通路１９におけるＰＭ捕集フィルター３２の下流には、ＰＭ捕集フィルター３２から流出した排気の温度を検出する出ガス温度センサー３５が設置されている。加えて、排気通路１９におけるＰＭ捕集フィルター３２の設置部分には、ＰＭ捕集フィルター３２の前後の排気の圧力差を検出する差圧センサー３６も設置されている。

一方、尿素ＳＣＲシステムは、尿素添加弁４０と、前後２つのＳＣＲ装置、すなわち前段ＳＣＲ装置４１および後段ＳＣＲ装置４２と、ＡＳＣ（Ａｍｍｏｎｉａ Ｓｌｉｐ Ｃａｔａｌｙｓｔ：アンモニアスリップ触媒）装置４３とを備える。尿素添加弁４０は、排気通路１９におけるＰＭ捕集フィルター３２の下流側の部分に設置されて、アンモニアの前駆体の水溶液である尿素水を排気に添加する。前段ＳＣＲ装置４１および後段ＳＣＲ装置４２は、排気熱による加水分解によって尿素から生成されたアンモニアを還元剤として排気中の窒素酸化物を還元する選択還元型触媒装置である。前段ＳＣＲ装置４１は、排気通路１９における尿素添加弁４０の下流側の部分に設置され、後段ＳＣＲ装置４２は、排気通路１９における前段ＳＣＲ装置４１の更に下流側の部分に設置されている。ＡＳＣ装置４３は、それら前段ＳＣＲ装置４１および後段ＳＣＲ装置４２をすり抜けて流出したアンモニアを酸化する酸化触媒装置であり、排気通路１９における後段ＳＣＲ装置４２の下流側の部分に設置されている。ちなみに、排気通路１９における尿素添加弁４０と前段ＳＣＲ装置４１との間の部分には、尿素添加弁４０が添加した尿素水を排気中に拡散させるための分散板４４が設置されている。

なお、尿素添加弁４０が排気に添加する尿素水は、２つの尿素水タンク４５，６１内に蓄えられている。尿素水タンク４５は、２つの尿素水タンクのメインタンクとなるものであって、ヒーター付きの配管４６を通じて尿素添加弁４０に接続されている。尿素水タンク４５内には、フィードポンプ４７が設置されている。そして、そのフィードポンプ４７により、尿素水タンク４５内の尿素水が汲み上げられて、配管４６を通じて尿素添加弁４０に尿素水が送られるようになっている。なお、尿素水タンク４５には、その内部の尿素水の残量を検出する尿素水レベルセンサー４８が設けられている。また、尿素水タンク４５には、その内部の尿素水の温度を検出する第１尿素水温度センサー４９が設けられている。なお、第１尿素水温度センサー４９が温度取得部に相当する。

この排気浄化装置では上述のように、尿素水タンク４５をメインタンクとして、この尿素水タンク４５よりも小容量のサブタンク６１を備えている。サブタンク６１は、尿素水タンク４５と同一の尿素水が蓄えられ、尿素水タンク４５に接続されている。サブタンク６１は、尿素水タンク４５が使用できないときの緊急用タンクである。なお、サブタンク６１には、その内部の尿素水の温度を検出する第２尿素水温度センサー６２が設けられている。サブタンク６１内には、フィードポンプ６３が設置されている。そして、このフィードポンプ６３により、サブタンク６１内の尿素水が汲み上げられて、配管６４を通じて尿素水タンク４５に尿素水が送られるようになっている。

ここで、尿素水タンク４５は、メインタンクとして使用される大容量のタンクであるため、設置スペースが必要となり、ここでは当該ディーゼル機関が搭載される車両の床下に設置されている。床下に設置された尿素水タンク４５はディーゼル機関や排気通路１９等の熱源から熱が伝播されるため、尿素水タンク４５に貯留された尿素水の温度が上昇することがある。そして、このような尿素水の温度上昇が過度になると、尿素添加弁４０を通じての尿素水の安定した供給が困難になることがある。

一方、サブタンク６１は、メインタンクと比較して小容量であるので、車内の隙間スペースである例えばトランクルーム、フェンダー内、後部座席下、予備タイヤ格納スペース等に設置される。車内に設置されたサブタンク６１はディーゼル機関や排気通路１９等の熱源から遠いため、サブタンク６１に貯留された尿素水の温度が上昇する可能性は低い。

そこで、本実施形態の排気浄化装置は、尿素水タンク４５に貯留された尿素水の温度が上昇していて、サブタンク６１に貯留された尿素水の温度が上昇していないときには、サブタンク６１の尿素水を尿素水タンク４５に供給させて、尿素水タンク４５の尿素水の冷却を促進する冷却処理を行う。

さらに尿素ＳＣＲシステムは、同システムの各部における排気の状態を検出するための下記の各センサーを備える。排気通路１９におけるＰＭ捕集フィルター３２と尿素添加弁４０との間の部分には、入ＮＯｘセンサー５０、空燃比センサー５１および排気圧センサー５２が設置されている。入ＮＯｘセンサー５０は、前段ＳＣＲ装置４１に流入する排気中のＮＯｘの流量（以下、流入ＮＯｘ量ＦｒＮＯｘと記載する）を検出する。空燃比センサー５１は、排気と基準ガス（例えば大気）との酸素分圧の差に応じた出力を発生し、その出力は、気筒１７で燃焼された混合気の空燃比を把握するために用いられる。さらに、排気圧センサー５２は、その設置部分における排気通路１９内の排気の圧力を検出する。一方、排気通路１９におけるＡＳＣ装置４３の下流側の部分には、出ＮＯｘセンサー５３、ＡＳＣ後ガス温度センサー５４およびＰＭセンサー５５が設置されている。出ＮＯｘセンサー５３は、ＡＳＣ装置４３から流出した排気中のＮＯｘの流量（以下、流出ＮＯｘ量ＲｒＮＯｘと記載する）を検出する。また、ＡＳＣ後ガス温度センサー５４は、ＡＳＣ装置４３から流出した排気の温度（以下、ＡＳＣ後ガス温度Ｔａｓｃと記載する）を検出する。さらに、ＰＭセンサー５５は、ＡＳＣ装置４３から流出し、外気へと放出されるＰＭの量を検出する。

こうした排気浄化装置において、燃料添加弁３０による燃料添加、および尿素添加弁４０による尿素水添加、およびフィードポンプ６３によるサブタンク６１から尿素水タンク４５への尿素水の供給は、電子制御ユニット５６により制御されている。電子制御ユニット５６は、制御のための演算処理を行う中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが記憶された読出専用メモリー、中央演算処理装置の演算結果や各センサーの検出結果を一時的に記憶する読書可能メモリー、外部からの信号を受信するための入力ポート、および外部に信号を送信するための出力ポートを備える。電子制御ユニット５６の入力ポートには、上述の各センサーが接続されている。また、電子制御ユニット５６の出力ポートには、燃料添加弁３０および尿素添加弁４０およびフィードポンプ６３が接続されている。そして、電子制御ユニット５６は、燃料添加弁３０および尿素添加弁４０の駆動制御により、排気に対する燃料およびアンモニアの添加量を制御し、フィードポンプ６３の駆動制御により、尿素水の温度を制御している。こうした排気浄化装置では、この電子制御ユニット５６が制御部に相当する構成となっている。

次に、図２及び図３を参照して、メインタンクである尿素水タンク４５の尿素水の冷却処理について具体的に説明する。
図２に示すように、要求判定温度α１は、尿素水タンク４５内の尿素水によって尿素添加弁４０が安定した尿素水の添加供給を行うことのできる限界値である。つまり要求判定温度α１を上回った際に尿素水タンク４５内の尿素水の冷却が必要となる。冷却判定温度α２は、尿素水タンク４５内の尿素水が冷却されたか否かを判定する温度である。冷却判定温度α２は、要求判定温度α１よりも低い温度である（α２＜α１）。供給判定温度βは、サブタンク６１から尿素水タンク４５に尿素水を供給することで、尿素水タンク４５内の尿素水を冷却することができるか否かを判定する温度である。供給判定温度βは、要求判定温度α１よりも低い温度である（β＜α１）。よって、これら判定温度α１，α２，βは、α１＞α２＞βと設定する。

図３に示すように、電子制御ユニット５６は、ディーゼル機関の運転時に、尿素水タンク４５の尿素水の温度が上昇しているか否かを確認し、温度が上昇している場合には冷却を行う冷却処理を実行する。

まず、電子制御ユニット５６は、各種センサーより検出値を取得する（ステップＳ１）。すなわち、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５に設けられた第１尿素水温度センサー４９から第１尿素水温度Ｔ１を取得する。また電子制御ユニット５６は、サブタンク６１に設けられた第２尿素水温度センサー６２から第２尿素水温度Ｔ２を取得する。また電子制御ユニット５６は、尿素水レベルセンサー４８から尿素水残量Ｖを取得する。

続いて、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量Ｖが尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘに既に達している（Ｖ＝Ｖｍａｘ）とサブタンク６１から尿素水を供給することができないため、サブタンク６１から供給される尿素水を貯留することができるか否かを判定する。その結果、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量Ｖが尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘ以上である（Ｖ≧Ｖｍａｘ）と判定した場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ１に移行する。

一方、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量Ｖが尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘよりも小さい（Ｖ＜Ｖｍａｘ）と判定した場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、第１尿素水温度Ｔ１が要求判定温度α１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５内の尿素水の温度が尿素添加弁４０に対して冷却効果を得られる要求判定温度α１よりも上昇していると判定する。その結果、電子制御ユニット５６は、第１尿素水温度Ｔ１が要求判定温度α１以下である（Ｔ１≦α１）と判定した場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１に移行する。

一方、電子制御ユニット５６は、第１尿素水温度Ｔ１が要求判定温度α１よりも高い（Ｔ１＞α１）と判定した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第２尿素水温度Ｔ２が供給判定温度βよりも低いか否かを判定する（ステップＳ４）。すなわち、電子制御ユニット５６は、サブタンク６１内の尿素水によって尿素水タンク４５内の尿素水を冷却効果の得られる温度に冷却することができるか否かを判定する。その結果、電子制御ユニット５６は、第２尿素水温度Ｔ２が供給判定温度β以上である（Ｔ２≧β）と判定した場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ１に移行する。

一方、電子制御ユニット５６は、第２尿素水温度Ｔ２が供給判定温度βよりも低い（Ｔ２＜β）と判定した場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、第２ポンプ作動フラグＦ２をオンにする（ステップＳ５）。すなわち、電子制御ユニット５６は、サブタンク６１内の尿素水によって尿素水タンク４５内の尿素水を冷却することができると判定する。このとき、電子制御ユニット５６は、サブタンク６１のフィードポンプ６３を作動させて、サブタンク６１から尿素水タンク４５に尿素水を供給することで冷却を促進する。こうして、サブタンク６１の尿素水が尿素水タンク４５内に供給されることで、尿素水タンク４５の尿素水の温度が低下する。

続いて、電子制御ユニット５６は、第１尿素水温度Ｔ１が冷却判定温度α２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ６）。すなわち、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５内の尿素水の温度が冷却効果の得られる冷却判定温度α２よりも下がったか否かを判定する。その結果、電子制御ユニット５６は、第１尿素水温度Ｔ１が冷却判定温度α２よりも小さい（Ｔ１＜α２）と判定した場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、第２ポンプ作動フラグＦ２をオフにする（ステップＳ７）。すなわち、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５内の尿素水の温度が冷却判定温度α２よりも低下したと判定して、サブタンク６１から尿素水タンク４５への尿素水の供給が不要であるので、サブタンク６１のフィードポンプ６３の作動を停止させ、処理を終了する。

一方、電子制御ユニット５６は、第１尿素水温度Ｔ１が冷却判定温度α２以上である（Ｔ１≧α２）と判定した場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、尿素水タンク４５の尿素水残量Ｖが尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。すなわち、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘに既に達しているとサブタンク６１から尿素水を供給することができないため、サブタンク６１から供給される尿素水を貯留することができるか否かを判定する。その結果、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量Ｖが尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘよりも小さい（Ｖ＜Ｖｍａｘ）と判定した場合には（ステップＳ８：ＮＯ）、補給警告フラグＦ３をオンにする（ステップＳ９）。すなわち、サブタンク６１から尿素水タンク４５に尿素水を供給したが、尿素水タンク４５の尿素水残量が最大値Ｖｍａｘに達しないので、尿素水タンク４５内の尿素水残量Ｖが異常に低下しているとして補給を促すための尿素水の補給警告をユーザに報知する。尿素水の補給警告の報知は、例えばインストルメントパネル等に表示する。

一方、電子制御ユニット５６は、尿素水タンク４５の尿素水残量Ｖが尿素水タンク４５の尿素水残量の最大値Ｖｍａｘ以上である（Ｖ≧Ｖｍａｘ）と判定した場合には（ステップＳ８：ＹＥＳ）、第２ポンプ作動フラグＦ２をオフにする（ステップＳ７）。すなわち、電子制御ユニット５６は、サブタンク６１から尿素水が供給されたことで尿素水タンク４５の尿素水が尿素水残量の最大値Ｖｍａｘに達していて、尿素水を貯留することができないと判定して、サブタンク６１のフィードポンプ６３の作動を停止させ、処理を終了する。

上述のように、本実施形態の排気浄化装置は、メインタンクである尿素水タンク４５に加え、サブタンク６１を備え、尿素水タンク４５の尿素水の温度が要求判定温度α１よりも上昇した際に、サブタンク６１から尿素水タンク４５に尿素水を供給する。その結果、尿素水タンク４５の尿素水の温度を低下させ、尿素水の温度上昇が抑制されるようになる。そして、尿素水の安定した添加供給を維持することができるようになり、尿素ＳＣＲシステムによるＮＯｘ浄化性能を確保することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）車両の床下に設置された尿素水タンク４５の尿素水の温度が上昇することがあったとしても、温度が上昇しにくいサブタンク６１内の尿素水を尿素水タンク４５へ供給することで、尿素水タンク４５に貯留されている尿素水の温度上昇が抑制される。これにより、尿素水の安定した添加供給を維持することができるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、第１尿素水温度センサー４９が直接尿素水の温度を検出することとしたが、尿素水タンク４５の温度を計測してタンク内部に貯留される尿素水の温度を推定することでその温度の値を取得するようにしてもよい。

・上記実施形態では、図３に示すステップＳ４の第２尿素水温度Ｔ２が供給判定温度βよりも小さいか否かの判定処理を省略してもよい。すなわち、サブタンク６１内の尿素水の温度は尿素水タンク４５内の尿素水の温度よりも低い可能性が高いので、サブタンク６１内の尿素水の温度に関わらずサブタンク６１から尿素水タンク４５へ尿素水を供給するようにしてもよい。

・上記実施形態の排気浄化装置は、尿素ＳＣＲシステムに加えて、ＤＰＦシステムも備えていたが、上記実施形態での尿素水添加量の制御は、尿素ＳＣＲシステムを備え、ＤＰＦシステムを備えていない排気浄化装置にも同様に適用することができる。

・排気に添加するアンモニアの前駆体の水溶液として、すなわち還元剤として、尿素水以外の水溶液を用いるようにしてもよい。

１０…吸気通路、１１…エアクリーナー、１２…エアフローメーター、１３…コンプレッサー、１４…インタークーラー、１５…Ｉ／Ｃ出ガス温度センサー、１６…スロットルバルブ、１７…気筒、１８…インジェクター、１９…排気通路、２０…タービン、２１…可変ノズル、２２…ＥＧＲ通路、２３…ＥＧＲクーラー、２４…ＥＧＲバルブ、２５…バイパス通路、２６…バイパスバルブ、２７…吸気圧センサー、３０…燃料添加弁、３１…前段酸化触媒装置、３２…ＰＭ捕集フィルター、３３…入ガス温度センサー、３４…中ガス温度センサー、３５…出ガス温度センサー、３６…差圧センサー、４０…尿素添加弁、４１…前段ＳＣＲ装置、４２…後段ＳＣＲ装置、４３…ＡＳＣ装置、４４…分散板、４５…尿素水タンク（メインタンク）、４６…配管、４７…フィードポンプ、４８…尿素水レベルセンサー、４９…第１尿素水温度センサー（温度取得部）、５０…入ＮＯｘセンサー、５１…空燃比センサー、５２…排気圧センサー、５３…出ＮＯｘセンサー、５４…ＡＳＣ後ガス温度センサー、５５…ＰＭセンサー、５６…電子制御ユニット（制御部）、６０…充填圧力センサー、６１…サブタンク（尿素水タンク）、６２…第２尿素水温度センサー、６３…フィードポンプ、６４…配管。

Claims (3)

1. 還元剤が貯留されるメインタンク及び該メインタンクよりも容量が小さく補助用のタンクとして用いられるサブタンクの２つのタンクを備え、内燃機関の排気通路に設けられた添加弁を介しての前記還元剤の添加により排気中の窒素酸化物を還元して排気を浄化する排気浄化装置であって、
   前記サブタンクは、前記メインタンクよりも還元剤の温度上昇が起こりにくい位置に設置されており、
   前記添加弁には前記メインタンクが接続されるとともに、前記サブタンクの還元剤が所定の条件のもと前記メインタンクに供給可能に構成されており、
   前記メインタンクの還元剤の温度を取得する温度取得部と、前記サブタンクから前記メインタンクへの還元剤の供給を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記温度取得部によって取得される前記メインタンクの還元剤の温度が所定温度よりも高いとき、前記サブタンクから前記メインタンクへの還元剤の供給を開始する
   ことを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記メインタンクは、車両の床下に設置され、
   前記サブタンクは、車両の車内に設置されている請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記温度取得部を第１温度取得部としたとき、当該第１温度取得部とは別に前記サブタンクの内部の還元剤の温度を取得する第２温度取得部を備え、
   前記第２温度取得部によって取得される前記サブタンクの還元剤の温度が供給判定温度よりも低いとき、前記サブタンクから前記メインタンクへの還元剤の供給を開始する請求項１又は請求項２に記載の排気浄化装置。

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