JP7017088B2 - 添加装置 - Google Patents

Description

本開示は、浄化液を排気に添加する添加装置に関するものである。

特許文献１には、内燃機関の排気通路へ尿素水を噴射する噴射弁と、噴射弁へ尿素水を供給する供給通路と、噴射弁へ供給された尿素水の余剰分を噴射弁から排出するパージ用通路と、を備える装置が記載されている。この装置によると、排気通路へ噴射された尿素水からアンモニアが生成され、そのアンモニアを還元剤として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元される。

また、内燃機関の停止に伴い尿素水の噴射を停止させたまま放置させると、噴射弁に残存した尿素水が凍結して噴射弁が損傷したり、凍結した尿素水が通路を閉塞して解凍するまで噴射できなくなったりする。そこで上記装置では、内燃機関の停止後に、噴射弁から供給通路の側へ尿素水の流れを逆流させる吸戻制御を実行することで、噴射弁に尿素水が残存することを低減させている。

特開２０１２－１６３０２９号公報

上記特許文献１に記載の装置では、パージ用通路にオリフィスを設けられている。噴射弁から尿素水を噴射する場合には、オリフィスで尿素水の流量が絞られることにより、供給通路内の圧力が高められて噴射圧力が高められる。一方、上述した吸戻制御を実行する場合には、吸い戻される尿素水の流量がオリフィスで絞られることにより、噴射弁の内部圧力（吸戻圧力）が低下して、吸引力が上昇する。

しかしながら、オリフィスによる絞り度合の最適値は、噴射時と吸戻し時とで異なる。具体的には、噴射時と吸戻し時とで絞り度合が同一である特許文献１では、噴射時には絞り過ぎて圧力損失が過大になり、尿素水の供給に要するエネルギのロスが大きい。一方、吸戻し時には絞りによる圧力低下が不十分で、尿素水の残存が生じやすい。

本開示は、浄化液の供給に要するエネルギのロス低減と、添加弁での浄化液の残存低減との両立を図った添加装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、
内燃機関（１）の排気に含まれる有害物質を浄化するための浄化液を、排気に添加する添加弁（２０）と、
添加弁へ浄化液を供給する供給通路（１１ａ）と、
添加弁へ供給された浄化液の余剰分を添加弁から排出する排出通路（１２ａ）と、
排出通路に設けられ、排出通路を流通する浄化液の流量を規制する流量規制機構（４０、４０Ａ）と、を備え、
供給通路、添加弁および排出通路の順に流通する浄化液の流れ方向を順方向とし、排出通路、添加弁および供給通路の順に流通する浄化液の流れ方向を逆方向とし、
流量規制機構は、逆方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合が、順方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合よりも大きくなるよう、流れ方向に応じて規制度合を変化させ、
さらに、流量規制機構は、
浄化液を流通させる第１通路（４２ａ、４１ｄ）および第２通路（４１ｂ）と、
第２通路を開閉する弁体（４２）と、
弁体を閉弁させる向きに弾性力を発揮する弾性部材（４３）と、
を有し、
第１通路は、順方向および逆方向の双方向に浄化液を流通させ、
弁体は、順方向に浄化液が流通する場合には浄化液の圧力を受けて開弁し、逆方向に浄化液が流通する場合には弾性力により閉弁する添加装置とされている。
開示された一つの態様は、
内燃機関（１）の排気に含まれる有害物質を浄化するための浄化液を、排気に添加する添加弁（２０）と、
添加弁へ浄化液を供給する供給通路（１１ａ）と、
添加弁へ供給された浄化液の余剰分を添加弁から排出する排出通路（１２ａ）と、
排出通路に設けられ、排出通路を流通する浄化液の流量を規制する流量規制機構（４０、４０Ａ）と、
を備え、
供給通路、添加弁および排出通路の順に流通する浄化液の流れ方向を順方向とし、排出通路、添加弁および供給通路の順に流通する浄化液の流れ方向を逆方向とし、
流量規制機構は、逆方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合が、順方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合よりも大きくなるよう、流れ方向に応じて規制度合を変化させ、
添加弁は、供給通路と連通する供給口（２１ｂ）と、排出通路と連通する排出口（２１ｃ）と、を有し、
供給口および排出口は、互いの中心線が一致するように配置されている添加装置とされている。

この態様では、要するに、排出通路に流量規制機構が設けられており、この流量規制機構は、逆方向に浄化液を流す場合の流量規制度合が、順方向に浄化液を流す場合の流量規制度合よりも大きくなるよう、流れ方向に応じて規制度合を変化させる。そのため、添加弁に浄化液が残存することを低減させるべく逆方向に流す時（吸戻し時）には、添加弁から排気へ浄化液を添加させるべく順方向に流す時（添加時）に比べて、流量規制機構による規制度合が大きくなる。よって、吸戻し時の添加弁の内部圧力（吸戻圧力）を十分に低下させることができ、添加弁に浄化液が残存することを十分に低減できる。それでいて、添加時には、吸戻し時に比べて流量規制機構による規制度合が小さくなる。よって、流量規制機構での流量規制により生じる添加時の圧力損失が過大になることを抑制でき、浄化液の供給に要するエネルギのロス増大を抑制できる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第１実施形態に係る添加装置を備えた浄化システムの概略図。 第１実施形態に係る添加装置の、添加制御時の作動状態を示す縦断面図。 図２のIII－III線に沿う断面図。 第１実施形態に係る添加装置の、吸戻制御時の作動状態を示す縦断面図。 図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図。 第１実施形態に係る添加装置の、エア排出制御時の作動状態を示す縦断面図。 図６のVII－VII線に沿う断面図。 図１に示す制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 図８に示すエア排出制御の処理手順を示すフローチャート。 図８に示す吸戻制御の処理手順を示すフローチャート。 図８に示す添加制御の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る流量規制機構の、添加制御時の作動状態を示す縦断面図。 第２実施形態に係る流量規制機構の、吸戻制御時の作動状態を示す縦断面図。 第２実施形態に係る流量規制機構の、エア排出制御時の作動状態を示す縦断面図。 第３実施形態に係る流量規制機構の縦断面図。 第４実施形態に係る流量規制機構の断面図。 第５実施形態に係る流量規制機構の縦断面図。 図１７のXVIII－XVIII線に沿う断面図。 図１７および図１８に示す隔壁部材の斜視図。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第１実施形態）
図１に示す内燃機関１は、軽油を燃焼させる圧縮自着火式の機関であるディーゼルエンジンであり、車両に搭載されて走行駆動源として機能する。内燃機関１の排気管２には、酸化装置３、酸化装置３の排気流れ下流側に配置された還元装置４、および還元装置４の下流側に配置された酸化装置５が取り付けられている。

酸化装置３は、排気に含まれるＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）の酸化反応を促進させる酸化触媒を有する。還元装置４は、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）の還元反応を促進させる還元触媒を有する。この還元反応の還元剤はアンモニアであり、そのアンモニアは、後述する添加弁２０から排気通路２ａへ噴射された尿素水が加水分解して生成される。さらに還元装置４は、排気中の微粒子成分を捕捉するフィルタを有する。酸化装置５は、還元反応に用いられることなく還元装置４を通過したアンモニアの酸化反応を促進させる酸化触媒を有する。

上記車両には、尿素水タンク６に貯留されている尿素水を排気通路２ａへ添加する添加装置が搭載されている。添加装置は、ポンプ１０、供給配管１１、排出配管１２、リリーフ配管１３、リリーフ弁１４、ヒータ１５、クーラ１６、添加弁２０、取付部材３０、流量規制機構４０および制御装置８０を備える。

添加弁２０は、排気管２のうち還元装置４の上流側に取り付けられ、アンモニア（還元剤）の前駆体である尿素水を排気通路２ａへ噴射する。添加弁２０から噴射される尿素水は、尿素を水に溶解させた水溶液であり、液体の状態で噴射される。尿素水は、排気に含まれる有害物質（例えばＮＯｘ）を浄化（例えば還元）するための浄化液を提供する。例えば、排気管２に取り付けられたＮＯｘセンサＳ１、Ｓ２により検出されたＮＯｘ量に応じた量の尿素水を噴射するよう、添加弁２０の作動は制御装置８０により制御される。

ポンプ１０は、尿素水タンク６に取り付けられており、図示しないハウジング、インペラおよび電動モータ等を有する。インペラは、ハウジング内に収容されて電動モータにより回転駆動する。ポンプ１０は、インペラの回転駆動に伴い、ハウジングに形成された吸入口から尿素水タンク６内の尿素水を吸入し、ハウジングに形成された吐出口から供給配管１１を通じて添加弁２０へ供給する。例えば、供給配管１１に取り付けられた圧力センサＳ３の検出値が目標圧力となるように、ポンプ１０は制御装置８０によりフィードバック制御される。

供給配管１１は、ポンプ１０から吐出された尿素水を添加弁２０へ供給する供給通路１１ａを形成する。供給配管１１の一端はポンプ１０の吐出口に接続され、供給配管１１の他端は、後に詳述する取付部材３０の供給ポート３２に接続される。排出配管１２は、供給配管１１を通じて添加弁２０へ供給された尿素水の余剰分、つまり排気通路２ａへ添加されない分の尿素水を、添加弁２０から尿素水タンク６へ排出する排出通路１２ａを形成する。排出配管１２の一端は、後に詳述する流量規制機構４０に接続され、排出配管１２の他端は尿素水タンク６に接続される。

リリーフ配管１３は、供給配管１１から分岐するように供給配管１１に接続され、リリーフ弁１４は、リリーフ配管１３に取り付けられている。ポンプ１０の駆動中に供給配管１１内の尿素水圧力が上限圧力を超えて上昇すると、リリーフ弁１４が開弁して、ポンプ１０から吐出された尿素水の一部または全部が、リリーフ配管１３から尿素水タンク６へ戻される。これにより、供給配管１１や添加弁２０等に上限圧力を超えた圧力が付与されることを回避できるとともに、ポンプ１０が過負荷状態になることを回避できる。

本実施形態に係るリリーフ弁１４は、弾性部材により弁体を閉弁させる機械駆動式の弁であるが、電磁ソレノイドを有する電気駆動式の弁であってもよい。電気駆動式の弁を用いた場合には、圧力センサＳ３の検出値が上限圧力以上である場合にリリーフ弁１４は制御装置８０により開弁作動される。

ヒータ１５は、供給配管１１に取り付けられ、供給配管１１内の尿素水を加熱することで、尿素水の凍結を防止したり、凍結した尿素水を解凍したりする。ヒータ１５は、通電により発熱する電気式のヒータであり、その通電状態は制御装置８０により制御される。例えば、尿素水タンク６に取り付けられた温度センサＳ４の検出値に基づいて、ヒータ１５は制御装置８０により制御される。

クーラ１６は、排出配管１２に取り付けられ、排出配管１２内の尿素水を冷却することで、供給配管１１、添加弁２０、排出配管１２および尿素水タンク６を循環する尿素水の温度が過剰に高温になることを抑制する。クーラ１６は、排出配管１２の雰囲気と排出配管１２との間で熱交換する空冷式の放熱フィンを有する。

次に、図２および図３を用いて、添加弁２０、取付部材３０および流量規制機構４０の構造について詳細に説明する。

添加弁２０は、本体ボデー２１、噴孔プレート２２、ニードル２３、弾性部材２４、ソレノイドコイル２５および電気コネクタ２６を有する。噴孔プレート２２は、本体ボデー２１に取り付けられ、排出通路１２ａに露出する位置に配置されている。噴孔プレート２２には、尿素水タンク６から供給された尿素水を噴射する噴孔２２ａが形成されている。

本体ボデー２１には、噴孔流通路２１ａ、供給口２１ｂおよび排出口２１ｃが形成されている。供給口２１ｂには、供給配管１１を通じて尿素水タンク６から供給された尿素水が流入する。排出口２１ｃからは、供給口２１ｂから流入した尿素水のうち噴孔２２ａから噴射されない余剰分の尿素水が排出通路１２ａへ排出される。噴孔流通路２１ａは、供給口２１ｂ、排出口２１ｃおよび噴孔２２ａの各々と連通する。供給口２１ｂから流入した尿素水は、噴孔流通路２１ａを通じて噴孔２２ａへ流れる。

ニードル２３は、ニードル２３の中心線Ｃ１（図１参照）方向に移動可能な状態で噴孔流通路２１ａに配置されている。ニードル２３の先端にはシート面が形成されており、本体ボデー２１の弁座にシート面が離着座することで、噴孔流通路２１ａが開閉され、ひいては噴孔２２ａが開閉される。

弾性部材２４は、弾性変形により生じる弾性力を、ニードル２３に対して閉弁させる向きに付与する。ソレノイドコイル２５は、電気コネクタ２６から供給される電力により磁界を生じさせる。その磁界により生じる磁気吸引力により、ニードル２３は、弾性力に抗して開弁する向きに作動する。

取付部材３０は、ジャケット３１、供給ポート３２および蓋部材３３を有する。ジャケット３１は、本体ボデー２１の外周面を覆う円筒形状であり、その円筒の中心線は、ニードル２３の中心線Ｃ１と一致する。ジャケット３１の円筒の一端には小径開口部３１ａが形成され、円筒の他端には大径開口部３１ｂが形成されている。添加弁２０は、大径開口部３１ｂからジャケット３１の円筒内部に挿入される。大径開口部３１ｂは、蓋部材３３により閉塞されている。

また、本体ボデー２１のうち噴孔プレート２２が取り付けられている部分は、小径開口部３１ａからジャケット３１の円筒外部に露出する。これにより、噴孔プレート２２がジャケット３１から露出した状態で、本体ボデー２１がジャケット３１に保持されている。そして、取付部材３０が排気管２に取り付けられることで、噴孔２２ａが排気通路２ａに露出した状態となるように添加弁２０は取付部材３０に保持される。

取付部材３０に添加弁２０が取り付けられた状態では、ジャケット３１の内周面と本体ボデー２１の外周面とで囲まれた領域である冷却通路３１ｃが形成される。冷却通路３１ｃは、本体ボデー２１の外周面に沿ってニードル２３の中心線Ｃ１の周りに環状に延びる形状である（図３参照）。冷却通路３１ｃは、供給口２１ｂおよび排出口２１ｃを含む領域に形成される。

ジャケット３１のうち冷却通路３１ｃを形成する部分には、供給ポート３２が取り付けられている。供給ポート３２には供給配管１１が接続されている。これにより、供給通路１１ａは冷却通路３１ｃと連通する。つまり、供給ポート３２から流入した尿素水は、冷却通路３１ｃを流通した後に、供給口２１ｂから噴孔流通路２１ａまたは排出口２１ｃへと流通する。

さらに、ジャケット３１のうち冷却通路３１ｃを形成する他の部分には、流量規制機構４０が取り付けられている。流量規制機構４０には排出配管１２が接続されている。これにより、排出通路１２ａは冷却通路３１ｃと連通する。つまり、排出口２１ｃから排出された尿素水は、冷却通路３１ｃを流通した後に、流量規制機構４０を通じて排出通路１２ａおよび尿素水タンク６へと流通する。

図２に示すように、供給ポート３２の中心線Ｃ２と供給口２１ｂの中心線Ｃ２とは一致し、流量規制機構４０の排出ポート４１の中心線Ｃ３と排出口２１ｃの中心線Ｃ３とは一致する。そして、供給ポート３２および供給口２１ｂの中心線Ｃ２と、排出ポート４１および排出口２１ｃの中心線Ｃ３とが一致するように、供給ポート３２および排出ポート４１のジャケット３１への取り付け位置が設定されている。換言すれば、ジャケット３１の中心線方向において、供給ポート３２および排出ポート４１は同じ位置に設けられている（図２参照）。また、ジャケット３１の周方向において、供給ポート３２および排出ポート４１は、中心線に対して対象となる位置に設けられている（図３参照）。

なお、ジャケット３１と本体ボデー２１との間には、シール部材２７が介在している。シール部材２７は、冷却通路３１ｃ内の尿素水が、ジャケット３１の内周面と本体ボデー２１の外周面との隙間を通じて外部に漏れ出ることを防止する。

流量規制機構４０は、排出通路１２ａに設けられ、排出通路１２ａを流通する尿素水の流量を規制する。具体的には、流量規制機構４０は、尿素水の通路断面積を縮小させて流量を絞る絞り部を有する。「通路断面積」とは、尿素水の主流方向に対して垂直な方向の面積のことである。

さらに流量規制機構４０は、尿素水が順方向に流れる場合と逆方向に流れる場合とで、絞り部による絞り度合を変化させる機能を有する。図２および図３に記載の矢印は、上記順方向の流れを示し、供給通路１１ａ、添加弁２０および排出通路１２ａの順に流通する流れである。図４および図５に記載の矢印は、上記逆方向の流れを示し、排出通路１２ａ、添加弁２０および供給通路１１ａの順に流通する流れである。

以下、上述した絞り可変の機能を実現させるための流量規制機構４０の構造について、図２～図７を用いて詳細に説明する。

流量規制機構４０は、排出ポート４１、弁体４２および弾性部材４３を有する。排出ポート４１は円筒形状の配管であり、排出ポート４１の円筒内部は、尿素水を流通させる排出ポート内通路４１ａとして機能する。排出ポート４１の一端はジャケット３１に取り付けられ、排出ポート内通路４１ａの一端は冷却通路３１ｃに連通する。排出ポート４１の他端には排出配管１２が接続され、排出ポート内通路４１ａの他端は排出通路１２ａに連通する。

弁体４２は、排出ポート４１の中心線Ｃ３方向に移動可能な状態で、排出ポート内通路４１ａに配置されている。弁体４２は、貫通孔を有する円柱形状であり、その貫通孔は、排出ポート内通路４１ａに連通して尿素水を流通させる第１通路４２ａとして機能する。第１通路４２ａは、弁体４２の中心に形成されている。弁体４２の外周面と排出ポート４１の内壁面との間は、排出ポート内通路４１ａに連通して尿素水を流通させる第２通路４１ｂとして機能する。

第２通路４１ｂは、第１通路４２ａの周りに環状に延びる形状である。弁体４２に形成されたシート面４２ｂが、排出ポート４１の内壁面に形成された弁座４１ｃに離着座することで、第２通路４１ｂは弁体４２により開閉される。弾性部材４３は、排出ポート内通路４１ａに配置され、弾性変形による弾性力を弁体４２に付与して閉弁させる。弁体４２には、排出ポート内通路４１ａ内の尿素水の圧力が付与される。

開弁側へ付与される圧力から閉弁側へ付与される圧力を減算した値（差圧）に応じて、弁体４２は開閉作動する。つまり、弁体４２は、上記差圧による開弁力が弾性部材４３の弾性力より大きい場合に開弁作動し、上記差圧による開弁力が弾性部材４３の弾性力より小さい場合に閉弁作動する。具体的には、インペラを正回転させる向きポンプ１０を駆動（正転駆動）させて、所定以上の吐出圧で尿素水を吐出させると、順方向に尿素水が流通し、上記差圧により弁体４２は開弁する。一方、インペラを逆回転させる向きポンプ１０を駆動（逆転駆動）させて、吐出口から尿素水を吸い込ませると、逆方向に尿素水が流通し、上記弾性力により弁体４２は閉弁する。

図２および図３に示すように弁体４２が開弁した状態では、排出ポート内通路４１ａは、第１通路４２ａおよび第２通路４１ｂに分岐し、これら２つの通路を並列に尿素水が流通する。この開弁状態では、第１通路４２ａの通路断面積と第２通路４１ｂの通路断面積とを加算した面積が、排出ポート４１内部において最小の通路断面積となる。つまり、第１通路４２ａおよび第２通路４１ｂの２つの通路で尿素水の流量が絞られる。

図４および図５に示すように弁体４２が閉弁した状態では、第２通路４１ｂの流通が遮断され、第１通路４２ａの通路断面積が、排出ポート４１内部において最小の通路断面積となっている。つまり、第１通路４２ａ（１つの通路）で、尿素水の流量が絞られる。

したがって、順方向に尿素水を流通させて弁体４２が開弁した状態では、逆方向に尿素水を流通させて弁体４２が閉弁した状態に比べて、絞りの度合が小さくなり、流量規制機構４０を流通する尿素水の圧力損失が小さくなる。換言すれば、逆方向に尿素水を流通させて弁体４２が閉弁した状態では、順方向に尿素水を流通させて弁体４２が開弁した状態に比べて、絞りの度合が大きくなり、上記差圧の絶対値が大きくなる。

制御装置８０は、少なくとも１つの演算処理装置（プロセッサ８０ａ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（メモリ８０ｂ）とを有する。制御装置８０は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置８０は、１つのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置８０によって実行されることによって、制御装置８０をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置８０を機能させる。

制御装置８０は、添加制御部８１、吸戻制御部８２およびエア排出制御部８３を有する。これらの制御部は、メモリ８０ｂに記憶されたプログラムをプロセッサ８０ａが実行することで機能を発揮するものであり、メモリ８０ｂおよびプロセッサ８０ａにより提供される。以下、プロセッサ８０ａにより実行される処理手順（図８～図１１参照）を、添加制御部８１、吸戻制御部８２およびエア排出制御部８３の機能と合わせて説明する。これらの処理は、制御装置８０に電力供給されている期間中、繰り返し実行される。

図８に示すように、プロセッサ８０ａは、先ずステップＢ１においてエンジン始動時と判定された場合、続くステップＢ２において、エア排出制御部８３によるエア排出制御を図９の処理手順で実行する。また、ステップＢ３においてエンジン停止時と判定された場合、続くステップＢ４において、吸戻制御部８２による吸戻制御を図１０の処理手順で実行する。また、ステップＢ３においてエンジン停止時でないと判定された場合にはエンジン運転中とみなし、続くステップＢ５において、エア排出制御部８３によるエア排出制御を図１１の処理手順で実行する。

ステップＢ５に係る添加制御部８１は、内燃機関１の運転中における排気通路２ａへの尿素水の添加量を制御するよう、ポンプ１０および添加弁２０の作動を制御する。これにより、尿素水の添加不足によりＮＯｘが還元装置４で還元されずに排出されることを軽減し、かつ、尿素水の添加過多によりアンモニアが酸化装置５で酸化されずに排出されることを軽減する。

具体的には、添加制御部８１は、ＮＯｘセンサＳ１の検出値に基づき浄化対象となるＮＯｘ量を算出し、そのＮＯｘ量に応じた尿素水の目標添加量を算出し、その目標添加量に応じた開弁時間となるように、ソレノイドコイル２５への通電時間を制御する。なお、算出されたＮＯｘ量、目標添加量および通電時間は、所定時間あたりの量および時間のことである。さらに添加制御部８１は、ＮＯｘセンサＳ２により所定量以上のアンモニアが検出された場合には、目標添加量を減少させる。また、添加制御部８１は、圧力センサＳ３の検出値が予め設定された目標圧力となるように、ポンプ１０が有する電動モータをフィードバック制御して、ポンプ１０を正転駆動させる。

図１１を用いて添加制御部８１の主な処理手順を説明すると、先ず、ステップＢ５１において、圧力センサＳ３で尿素水の供給圧力を検出する。続くステップＢ５２では、目標添加量に応じて目標圧力を算出する。例えば、目標添加量が多いほど目標圧力を大きくする。続くステップＢ５３では、目標圧力に基づきポンプ１０をフィードバック制御する。続くステップＢ５４では、目標添加量に基づき添加弁２０の開閉状態を制御する。例えば、目標添加量が多いほど、添加弁２０の開弁時間を長くする。但し、目標添加量に応じた開弁時間は、目標圧力が大きいほど短く設定される。

ステップＢ４に係る吸戻制御部８２は、内燃機関１の運転停止直後に、添加弁２０および供給配管１１の内部に残存する尿素水を尿素水タンク６へ吸い戻すよう、ポンプ１０および添加弁２０の作動を制御する。これにより、内燃機関１の停止期間中に、上述の如く残存する尿素水が凍結して添加弁２０および供給配管１１が損傷することを軽減する。また、凍結した尿素水が通路を閉塞して解凍するまで添加できなくなることを軽減する。

具体的には、吸戻制御部８２は、添加弁２０を閉弁作動させた状態で、ポンプ１０を所定時間だけ逆転駆動させる。添加制御部８１による正転駆動では、圧力センサＳ３の検出値に基づきポンプ１０はフィードバック制御されているが、吸戻制御部８２による逆転駆動では、ポンプ１０の電動モータに流れる電流値が所定値となるようにポンプ１０は制御される。上記所定時間は、上述の如く残存する尿素水が吸い戻されるのに十分な時間に設定されるものであり、添加弁２０および供給配管１１の内部通路体積が大きいほど長い時間に設定される。

図１０を用いて吸戻制御部８２の主な処理手順を説明すると、先ず、ステップＢ４１において添加弁２０を閉弁させる。続くステップＢ４２では、ポンプ１０を逆転駆動させる。続くステップＢ４３では、逆転駆動を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間経過したと判定されるまで逆転駆動を継続させ、所定時間経過したと判定された場合に、続くステップＢ４４にてポンプ１０の駆動を停止させる。

ステップＢ２に係るエア排出制御部８３は、内燃機関１の始動時に、添加弁２０および供給配管１１の内部に存在する空気を尿素水タンク６へ排出して、添加弁２０および供給配管１１の内部を尿素水で満たすよう、ポンプ１０および添加弁２０の作動を制御する。これにより、尿素水の添加が要求された時に、尿素水の添加を迅速に開始できる。例えば、内燃機関１の始動直後では、還元触媒や酸化触媒の温度が十分に上昇しておらず、活性化温度に達していない場合がある。このような温度が十分に上昇するまでの暖機期間に、エア排出制御を実施しておくことで、触媒暖機完了時点で添加要求された場合に、迅速に尿素水の添加を開始できる。

具体的には、エア排出制御部８３は、添加弁２０を閉弁作動させた状態で、ポンプ１０を所定時間だけ正転駆動させる。添加制御部８１による正転駆動では、圧力センサＳ３の検出値に基づきポンプ１０はフィードバック制御されているが、エア排出制御部８３による正転駆動では、ポンプ１０の電動モータに流れる電流値が所定値となるようにポンプ１０は制御される。上記所定時間は、上述の如く存在する空気が排出されるのに十分な時間に設定されるものであり、添加弁２０および供給配管１１の内部通路体積が大きいほど長い時間に設定される。

図９を用いてエア排出制御部８３の主な処理手順を説明すると、先ず、ステップＢ２１において添加弁２０を閉弁させる。続くステップＢ２２では、ポンプ１０を正転駆動させてエアを排出配管１２から尿素水タンク６へ排出させ、その後さらに、尿素水を排出配管１２から尿素水タンク６へ排出させる。続くステップＢ２３では、正転駆動を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間経過したと判定されるまで正転駆動を継続させ、所定時間経過したと判定された場合に、続くステップＢ２４にてポンプ１０の駆動を停止させる。

次に、添加制御時、吸戻制御時およびエア排出制御時の各々について、尿素水またはエアの流れについて、図２～図７を用いて説明する。

添加制御時には、図２および図３中の矢印に示すように、順方向に流れる尿素水は、供給通路１１ａから供給ポート３２へ流入する。その後、供給ポート３２から冷却通路３１ｃへ流入した尿素水は、図３に示すように３方向に分岐して流れる。つまり、冷却通路３１ｃへ流入した尿素水の一部は供給口２１ｂから本体ボデー２１の内部へ流入し、さらにそのうちの一部は噴孔流通路２１ａを通じて噴孔２２ａから噴射され、他の一部は排出口２１ｃから排出されて冷却通路３１ｃへ合流する。また、図３に示すように、冷却通路３１ｃへ流入した尿素水のうち供給口２１ｂから本体ボデー２１の内部へ流入しなかった尿素水は、環状の冷却通路３１ｃの一方側と他方側に分岐して流通した後に、合流して排出ポート４１へ流入する。

要するに、供給ポート３２へ流入した尿素水の一部は噴孔２２ａから排気通路２ａへ添加される。その一方で、他の尿素水は、本体ボデー２１の内部を流通することで本体ボデー２１と熱交換し、或いは、本体ボデー２１の外周面に沿って流通することで本体ボデー２１と熱交換する。本体ボデー２１のうち噴孔プレート２２を保持する部分は、排気通路２ａに露出しているため、排気により温度上昇して熱変形等により損傷することが懸念される。この懸念に対し、上述の如く熱交換することで本体ボデー２１は冷却され、上記温度上昇による損傷のおそれが低減される。

また、添加制御により順方向に流れる尿素水が冷却通路３１ｃから排出ポート４１へ流入することに伴い、弁体４２は開弁する。これにより、排出ポート内通路４１ａへ流入した尿素水は、第１通路４２ａおよび第２通路４１ｂの両方を並列に流通する。つまり、第１通路４２ａおよび第２通路４１ｂの２つの通路で尿素水の流量が絞られて、尿素水は流量規制機構４０から排出通路１２ａへ排出されることとなる。この絞りの作用により、弁体４２の上流側の圧力、つまり噴孔流通路２１ａの圧力は、下流側の圧力よりも高くなる。噴孔流通路２１ａの圧力は、噴孔２２ａからの尿素水の噴射圧力に相当する。

吸戻制御時には、図４および図５中の矢印に示すように、排出通路１２ａに残存する尿素水は逆方向に流れて排出ポート４１へ流入し、弁体４２は閉弁する。これにより、排出ポート内通路４１ａへ流入した尿素水は、第２通路４１ｂを流れることなく第１通路４２ａを流通する。つまり、１つの通路（第１通路４２ａ）で尿素水の流量が絞られて、尿素水は、流量規制機構４０から冷却通路３１ｃへ流入する。この絞りの作用により、弁体４２の下流側の圧力は、上流側の圧力よりも低くなる。上記下流側の圧力とは、噴孔流通路２１ａの圧力、冷却通路３１ｃおよび供給通路１１ａの圧力に相当する。

その後、排出ポート４１から冷却通路３１ｃへ流入した尿素水は、図５に示すように３方向に分岐して流れる。つまり、冷却通路３１ｃへ流入した尿素水の一部は排出口２１ｃから本体ボデー２１の内部へ流入し、供給口２１ｂから排出されて冷却通路３１ｃへ合流する。また、図５に示すように、冷却通路３１ｃへ流入した尿素水のうち排出口２１ｃから本体ボデー２１の内部へ流入しなかった尿素水は、環状の冷却通路３１ｃの一方側と他方側に分岐して流通した後に、合流して供給ポート３２へ流入する。

要するに、供給配管１１、添加弁２０、排出配管１２および取付部材３０の内部に残存する尿素水は、ポンプ１０の吸入口またはリリーフ配管１３から尿素水タンク６へ排出される。尿素水の残存位置は、排出通路１２ａ、排出ポート内通路４１ａ、冷却通路３１ｃ、噴孔流通路２１ａ等の添加弁２０内部、供給ポート３２内部および供給通路１１ａである。そして、残存する尿素水の大半が吸い戻され、尿素水が僅かに残存する状態では、空気と尿素水が同時に吸い戻される状態となる。この時、流量規制機構４０による絞り度合が大きいほど、弁体４２の上流側と下流側との差圧が大きくなり、弁体４２の下流側における空気の流速（エア流速）が速くなる。そして、速い流速のエアに引き連れられて、僅かに残存していた尿素水がエアとともに吸い戻される。

エア排出制御時には、図６および図７中の矢印に示すように、供給通路１１ａに存在する空気は順方向に流れて供給ポート３２へ流入する。その後、供給ポート３２から冷却通路３１ｃへ流入した空気は、図７に示すように、添加制御時の尿素水と同様にして３方向に分岐して流れる。その後、分岐した空気が合流して排出ポート内通路４１ａへ流入する。排出ポート内通路４１ａへ流入した空気の圧力は、開弁させる向きに弁体４２へ付与されるものの、添加制御時のように弁体４２が開弁することはなく、弾性部材４３の弾性力により弁体４２は閉弁した状態のままである。

但し、エア排出制御の開始から時間経過して残存する空気の大半が排出されると、尿素水と空気が混合した状態で順方向に流れ、空気が無くなった状態では、添加制御と同様にして弁体４２が開弁する。なお、エア排出制御期間中に弁体４２が開弁しても、添加弁２０は閉弁させたままである。

以上により、本実施形態に係る添加装置は、尿素水を排気に添加する添加弁２０と、添加弁２０へ尿素水を供給する供給通路１１ａと、添加弁２０へ供給された尿素水の余剰分を添加弁２０から排出する排出通路１２ａと、流量規制機構４０と、を備える。流量規制機構４０は、排出通路１２ａを流通する尿素水の流量を規制するものであり、逆方向に尿素水を流す場合の流量規制の度合が、順方向に尿素水を流す場合の流量規制の度合よりも大きくなるよう、流れ方向に応じて規制度合を変化させる。

これによれば、添加弁２０に尿素水が残存することを低減させるべく逆方向に流す吸戻制御時には、順方向に流す添加制御時に比べて、流量規制機構４０による規制度合（つまり絞り度合）が大きくなる。よって、吸戻制御時の流量規制機構４０の下流側のエア流速を十分に高めることができるので、添加弁２０の内部圧力（吸戻圧力）を十分に低下させることができ、添加弁２０に尿素水が残存することを十分に低減できる。それでいて、添加制御時には、吸戻制御時に比べて流量規制機構４０による規制度合（つまり絞り度合）が小さくなる。よって、流量規制機構４０での流量規制により生じる添加時の圧力損失が過大になることを抑制でき、尿素水の供給に要するエネルギのロス増大を抑制できる。

さらに本実施形態では、流量規制機構４０は、尿素水を流通させる第１通路４２ａおよび第２通路４１ｂと、第２通路４１ｂを開閉する弁体４２と、弁体４２を閉弁させる向きに弾性力を発揮する弾性部材４３と、を有する。第１通路４２ａは、順方向および逆方向の双方向に尿素水を流通させ、弁体４２は、順方向に尿素水が流通する場合には尿素水の圧力を受けて開弁し、逆方向に尿素水が流通する場合には弾性部材４３の弾性力により閉弁する。

これによれば、弁体４２に付与される圧力による開弁力と、弾性部材４３の弾性力による閉弁力との大小関係で弁体４２が開閉するので、弁体４２を開閉させるための電動アクチュエータを不要にして、流量規制機構４０を機械駆動式にできる。よって、逆方向流通時の流量規制の度合が、順方向流通時の流量規制の度合より大きくなるように流量規制機構４０が作動することを、駆動電力を不要にした簡素な構成で実現できる。

さらに本実施形態では、第１通路４２ａは、供給通路１１ａまたは添加弁２０に残存する空気を順方向に流通させる。これによれば、エア排出制御により空気を排出させるにあたり、第１通路４２ａを利用して排出させることができるので、流量規制機構４０とは別のエア排出専用の通路を設けることを不要にできる。

さらに本実施形態では、添加弁２０の本体ボデー２１の外面に沿って尿素水を流通させることで添加弁２０を冷却する冷却通路３１ｃを備え、冷却通路３１ｃは、供給通路１１ａおよび排出通路１２ａに接続されている。

これによれば、尿素水タンク６と添加弁２０との間で冷却媒体として尿素水を循環させるにあたり、冷却通路３１ｃへ尿素水を供給する通路として供給通路１１ａを利用することができる。また、冷却通路３１ｃから尿素水を排出する通路として排出通路１２ａを利用することができる。このように、冷却媒体の循環経路の一部として、噴孔２２ａへの供給通路１１ａおよび排出通路１２ａを利用できるので、循環経路専用の通路を設けることを不要にできる。

さらに本実施形態では、添加弁２０に取り付けられ、添加弁２０の本体ボデー２１の外面との間で冷却通路３１ｃを形成する取付部材３０を備える。そして流量規制機構４０は、取付部材３０に取り付けられている。

ここで、添加弁２０は取付部材３０に比べて体格が小さいので、本実施形態に反して流量規制機構４０を添加弁２０に直接取り付ける構造を採用した場合には、流量規制機構４０の取付作業性が悪い。これに対し本実施形態では、取付部材３０および流量規制機構４０を添加弁２０に取り付ける取付作業を行うにあたり、予め流量規制機構４０が取り付けられた状態の取付部材３０を添加弁２０に取り付けることで、上記取付作業を済ませることができる。よって、冷却通路３１ｃを形成するための取付部材３０と、流量規制するための流量規制機構４０とを添加弁２０に取り付ける作業性を向上できる。

さらに本実施形態では、添加弁２０は、供給通路１１ａと連通する供給口２１ｂと、排出通路１２ａと連通する排出口２１ｃと、を有し、供給口２１ｂおよび排出口２１ｃは、互いの中心線Ｃ２、Ｃ３が一致するように配置されている。

ここで、本実施形態に反して互いの中心線Ｃ２、Ｃ３が異なるように供給口２１ｂおよび排出口２１ｃが配置されている場合、添加制御時に排出される尿素水の圧力損失が大きくなる。つまり、供給ポート３２から流入した尿素水のうち、添加弁２０の内部を流通して排出ポート４１から排出される尿素水は、互いの中心線Ｃ２、Ｃ３が一致している方がスムーズに排出されることになる。この点を鑑みた本実施形態では、互いの中心線Ｃ２、Ｃ３を一致させることで、添加制御時に排出される尿素水の圧力損失を低減できる。よって、添加制御時において流量規制機構４０での流量規制により生じる圧力損失が過大になることを抑制できるといった、流量規制度合を変化させることによる先述した効果を促進できる。

さらに本実施形態では、添加装置は、添加制御部８１および吸戻制御部８２を備える。添加制御部８１は、尿素水を順方向に流通させるとともに、要求される添加量に応じて添加弁２０の開閉状態を制御する。吸戻制御部８２は、尿素水を逆方向に流通させるとともに添加弁２０を閉状態に制御することで、添加弁２０に残存する尿素水を供給通路１１ａの側へ吸い戻させる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、流量規制機構４０に設けられた常時開弁する第１通路４２ａが、弁体４２に形成された貫通孔により提供されている。これに対し本実施形態では、図１２～図１４に示すように、常時開弁する第１通路４１ｄが、排出ポート４１に形成された貫通孔により提供されている。また、上記第１実施形態に係る第１通路４２ａは１つであるのに対し、本実施形態に係る第１通路４１ｄは複数形成されている。第１通路４１ｄは、弁座４１ｃに対して径方向外側の位置に、中心線Ｃ３周りに等間隔で配置されている。

図１２に示す添加制御時には、弁体４２が開弁作動し、排出ポート内通路４１ａへ順方向に流入した尿素水は、第１通路４１ｄおよび第２通路４１ｂの両方を並列に流通する。つまり、第１通路４１ｄおよび第２通路４１ｂの２つの通路で尿素水の流量が絞られて、尿素水は流量規制機構４０Ａから排出通路１２ａへ排出されることとなる。

図１３に示す吸戻制御時には、弁体４２が閉弁作動し、排出ポート内通路４１ａへ逆方向に流入した尿素水は、第２通路４１ｂを流れることなく第１通路４１ｄを流通する。つまり、１つの通路（第１通路４１ｄ）で尿素水の流量が絞られて、尿素水は、流量規制機構４０から冷却通路３１ｃへ流入する。

図１４に示すエア排出制御時には、弁体４２が閉弁した状態のまま空気が順方向に流れる。上記第１実施形態と同様にして、排出ポート内通路４１ａへ流入した空気の圧力は、開弁させる向きに弁体４２へ付与されるものの、添加制御時のように弁体４２が開弁することはなく、弾性部材４３の弾性力により弁体４２は閉弁した状態のままである。そして、エア排出制御の開始から時間経過して残存する空気の大半が排出されると、尿素水と空気が混合した状態で順方向に流れ、空気が無くなった状態では、添加制御と同様にして弁体４２が開弁する。

以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。すなわち、逆方向に流す吸戻制御時には、順方向に流す添加制御時に比べて、流量規制機構４０Ａによる規制度合（つまり絞り度合）が大きくなる。よって、吸戻制御時の流量規制機構４０Ａの下流側のエア流速を十分に高めることができるので、添加弁２０の内部圧力（吸戻圧力）を十分に低下させることができ、添加弁２０に尿素水が残存することを十分に低減できる。それでいて、添加制御時には、吸戻制御時に比べて流量規制機構４０Ａによる規制度合（つまり絞り度合）が小さくなる。よって、流量規制機構４０Ａでの流量規制により生じる添加時の圧力損失が過大になることを抑制でき、尿素水の供給に要するエネルギのロス増大を抑制できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、供給ポート３２の中心線Ｃ２と、排出ポート４１の中心線Ｃ３とが一致するように、供給ポート３２および排出ポート４１のジャケット３１への取り付け位置が設定されている。これに対し本実施形態では、図１５に示すように、供給ポート３２の中心線Ｃ２と、排出ポート４１の中心線Ｃ３とが異なる位置となるように、供給ポート３２および排出ポート４１のジャケット３１への取り付け位置が設定されている。

具体的には、ニードル２３の中心線Ｃ１方向において、排出ポート４１の中心線Ｃ３が供給ポート３２の中心線Ｃ２よりも噴孔２２ａから遠い位置となるように、供給ポート３２および排出ポート４１は配置されている。より詳細には、ニードル２３の中心線Ｃ１方向において、排出ポート４１は冷却通路３１ｃのうち最も噴孔２２ａから遠い位置に配置され、供給ポート３２は最も噴孔２２ａに近い位置に配置されている。

なお、これらの中心線Ｃ２、Ｃ３がともにＣ１を通過する向きに、供給ポート３２および排出ポート４１は配置されている。これらの中心線Ｃ２、Ｃ３が平行となる向きに、供給ポート３２および排出ポート４１は配置されている。

本実施形態によれば、ニードル２３の中心線Ｃ１方向において、供給ポート３２と排出ポート４１とが互いに異なる位置に配置されている。そのため、添加制御時において、供給ポート３２から流入した尿素水が排出ポート４１から流出しにくくなるが、その背反として、冷却通路３１ｃのうち尿素水の循環性の悪い部分が生じにくくなる。よって、本体ボデー２１を冷却する能力の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、ニードル２３の中心線Ｃ１方向において、排出ポート４１が供給ポート３２よりも噴孔２２ａから遠い位置に設定されている。これに対する変形例として、供給ポート３２が排出ポート４１よりも噴孔２２ａから遠い位置に設定されていてもよい。

（第４実施形態）
上記第３実施形態では、ニードル２３の中心線Ｃ１方向において、供給ポート３２と排出ポート４１が互いに異なる位置となるように設定されている。これに対し本実施形態では、図１６に示すように、ニードル２３の中心線Ｃ１周りの周方向位置において、供給ポート３２と排出ポート４１が互いに異なる位置となるように設定されている。

具体的には、本体ボデー２１に形成される供給口２１ｂ、排出口２１ｃおよび供給ポート３２の各々の中心線Ｃ２、Ｃ３が一致するよう、供給ポート３２は配置されている。これに対し排出ポート４１は、排出ポート４１の中心線Ｃ３が排出口２１ｃの中心線と交差する向きとなるように配置されている。

なお、これらの中心線Ｃ２、Ｃ３がともにＣ１を通過する向きに、供給ポート３２および排出ポート４１は配置されている。これらの中心線Ｃ２、Ｃ３が垂直となる向きに、供給ポート３２および排出ポート４１は配置されている。

本実施形態によれば、ニードル２３の中心線Ｃ１周りの周方向において、供給ポート３２および排出ポート４１の中心線Ｃ２、Ｃ３が互いに異なる向きとなるように、供給ポート３２および排出ポート４１は配置されている。そのため、添加制御時において、供給ポート３２から流入した尿素水が排出ポート４１から流出しにくくなるが、その背反として、冷却通路３１ｃのうち尿素水の循環性の悪い部分が生じにくくなる。よって、本体ボデー２１を冷却する能力の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、本体ボデー２１に形成される供給口２１ｂ、排出口２１ｃおよび供給ポート３２の各々の中心線Ｃ２、Ｃ３が一致するよう、供給ポート３２は配置されている。これに対する変形例として、本体ボデー２１に形成される供給口２１ｂ、排出口２１ｃおよび排出ポート４１の各々の中心線Ｃ２、Ｃ３が一致するよう、排出ポート４１が配置されていてもよい。

（第５実施形態）
本実施形態では、図１７および図１８に示すように、本体ボデー２１とジャケット３１との間に隔壁部材５０が設けられている。隔壁部材５０は、本体ボデー２１の外周面に沿う円筒形状である。隔壁部材５０の内周面の一部は、シール部材２７と密着してシールされている。冷却通路３１ｃは、隔壁部材５０の外周面とジャケット３１との間で形成されている。隔壁部材５０の円筒端部は蓋部材３３に接触し、蓋部材３３は、ジャケット３１の大径開口部３１ｂを閉塞するとともに冷却通路３１ｃの一端を閉塞する。図１７に示すように、ニードル２３の中心線Ｃ１方向における冷却通路３１ｃの長さは、図２に示す第１実施形態に比べて拡大されている。

図１９に示すように、隔壁部材５０は、隔壁供給口５０ａおよび隔壁排出口５０ｂを有する。隔壁供給口５０ａは、本体ボデー２１に形成された供給口２１ｂおよび冷却通路３１ｃに連通し、隔壁排出口５０ｂは、本体ボデー２１に形成された排出口２１ｃおよび冷却通路３１ｃに連通する。

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。例えば、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。

上記各実施形態では、流量規制機構４０は、弾性部材４３で弁体４２を閉弁させる機械駆動式であるが、電磁コイル等の電動アクチュエータで弁体４２を開閉作動させる電気駆動式であってもよい。電気駆動式の場合には、添加制御時には弁体４２を開弁駆動させ、吸戻制御時には弁体４２を閉弁駆動させるように、制御装置８０が電磁コイルへの通電を制御すればよい。また、電気駆動式の場合には、順方向および逆方向の双方向に尿素水を流通させる第１通路４２ａ、４１ｄを廃止して、弁体４２の開弁ストロークを制御することで第２通路４１ｂの開度を調節してもよい。つまり、添加制御時には第２通路４１ｂの開度を大きくし、吸戻制御時には第２通路４１ｂの開度を小さくするように通電制御すればよい。

上記各実施形態では、流量規制機構４０は、エア排出制御時に弁体４２が閉弁することで、吸戻制御時に比べて流量規制の度合（絞り度合）を大きくするように設定されているが、エア排出制御時に弁体４２が開弁するように設定されていてもよい。

上記第１実施形態では、ポンプ１０を逆転駆動させてインペラ回転方向を逆転させることで、逆方向に尿素水を流通させている。これに対し、供給配管１１と排出配管１２とを連結させる連結配管と、供給配管１１、排出配管１２および連結配管からなる循環経路の流れ方向を切り替える切換弁と、を備える構成であってもよい。これによれば、ポンプ１０を逆転駆動させることなく正転駆動させたまま、切換弁を制御することで順方向と逆方向とを切り替えることが可能になる。

上記第１実施形態では、制御装置８０は、圧力センサＳ３の検出結果に基づきポンプ１０の駆動をフィードバック制御している。これに対し、圧力によるフィードバック制御を廃止して、予め決められた状態にポンプ１０を駆動させてもよい。例えば、ポンプ１０のモータに流れる電流が予め決められた目標電流となるように、ポンプ１０の駆動をＰＷＭ制御してもよい。

上記各実施形態では、排気に含まれる有害物質を浄化するための浄化液として尿素水を用いているが、炭化水素化合物等の他の浄化液を用いてもよい。

１ 内燃機関、 １１ａ 供給通路、 １２ａ 排出通路、 ２０ 添加弁、 ２１ｂ 供給口、 ２１ｃ 排出口、 ３０ 取付部材、 ３１ｃ 冷却通路、 ４０、４０Ａ 流量規制機構、 ４１ｂ 第２通路、 ４１ｄ 第１通路、 ４２ 弁体、 ４２ａ 第１通路、 ４３ 弾性部材、 ８１ 添加制御部、 ８２ 吸戻制御部。

Claims (7)

1. 内燃機関（１）の排気に含まれる有害物質を浄化するための浄化液を、前記排気に添加する添加弁（２０）と、
   前記添加弁へ浄化液を供給する供給通路（１１ａ）と、
   前記添加弁へ供給された浄化液の余剰分を前記添加弁から排出する排出通路（１２ａ）と、
   前記排出通路に設けられ、前記排出通路を流通する浄化液の流量を規制する流量規制機構（４０、４０Ａ）と、
   を備え、
   前記供給通路、前記添加弁および前記排出通路の順に流通する浄化液の流れ方向を順方向とし、前記排出通路、前記添加弁および前記供給通路の順に流通する浄化液の流れ方向を逆方向とし、
   前記流量規制機構は、前記逆方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合が、前記順方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合よりも大きくなるよう、流れ方向に応じて規制度合を変化させ、
   さらに、前記流量規制機構は、
   浄化液を流通させる第１通路（４２ａ、４１ｄ）および第２通路（４１ｂ）と、
   前記第２通路を開閉する弁体（４２）と、
   前記弁体を閉弁させる向きに弾性力を発揮する弾性部材（４３）と、
   を有し、
   前記第１通路は、前記順方向および前記逆方向の双方向に浄化液を流通させ、
   前記弁体は、前記順方向に浄化液が流通する場合には浄化液の圧力を受けて開弁し、前記逆方向に浄化液が流通する場合には前記弾性力により閉弁する添加装置。
2. 前記第１通路は、前記供給通路または前記添加弁に残存する空気を前記順方向に流通させる請求項１に記載の添加装置。
3. 前記添加弁は、前記供給通路と連通する供給口（２１ｂ）と、前記排出通路と連通する排出口（２１ｃ）と、を有し、
   前記供給口および前記排出口は、互いの中心線が一致するように配置されている請求項１又は２に記載の添加装置。
4. 内燃機関（１）の排気に含まれる有害物質を浄化するための浄化液を、前記排気に添加する添加弁（２０）と、
   前記添加弁へ浄化液を供給する供給通路（１１ａ）と、
   前記添加弁へ供給された浄化液の余剰分を前記添加弁から排出する排出通路（１２ａ）と、
   前記排出通路に設けられ、前記排出通路を流通する浄化液の流量を規制する流量規制機構（４０、４０Ａ）と、
   を備え、
   前記供給通路、前記添加弁および前記排出通路の順に流通する浄化液の流れ方向を順方向とし、前記排出通路、前記添加弁および前記供給通路の順に流通する浄化液の流れ方向を逆方向とし、
   前記流量規制機構は、前記逆方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合が、前記順方向に浄化液を流す場合の流量規制の度合よりも大きくなるよう、流れ方向に応じて規制度合を変化させ、
   前記添加弁は、前記供給通路と連通する供給口（２１ｂ）と、前記排出通路と連通する排出口（２１ｃ）と、を有し、
   前記供給口および前記排出口は、互いの中心線が一致するように配置されている添加装置。
5. 前記添加弁の外面に沿って浄化液を流通させることで前記添加弁を冷却する冷却通路（３１ｃ）を備え、
   前記冷却通路は、前記供給通路および前記排出通路に接続されている請求項１～４のいずれか１つに記載の添加装置。
6. 前記添加弁に取り付けられ、前記添加弁の外面との間で前記冷却通路を形成する取付部材（３０）を備え、
   前記流量規制機構は、前記取付部材に取り付けられている請求項５に記載の添加装置。
7. 浄化液を前記順方向に流通させるとともに、要求される添加量に応じて前記添加弁の開閉状態を制御する添加制御部（８１）と、
   浄化液を前記逆方向に流通させるとともに前記添加弁を閉状態に制御することで、前記添加弁に残存する浄化液を前記供給通路の側へ吸い戻させる吸戻制御部（８２）と、
   を備える請求項１～６のいずれか１つに記載の添加装置。

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