JPWO2013008493A1 - 還元剤供給装置及び内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Abstract

還元剤供給通路内の圧力が目標圧力から大きく外れる状態を低減できる還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置を備えた排気浄化装置を提供する。ポンプと、還元剤噴射弁と、還元剤供給通路と、還元剤リターン通路と、圧力センサと、を備え、還元剤圧力が所定の目標圧力となるように制御しながら前記還元剤噴射弁による液体還元剤の噴射制御が実行される還元剤供給装置において、還元剤リターン通路に備えられて通電によって開度が制御される流路絞り弁と、前記還元剤圧力と前記目標圧力との差分に基づいて前記ポンプの出力をフィードバック制御するポンプ制御手段と、前記還元剤噴射弁の操作量の変化に応じて前記流路絞り弁の開度を制御する流路絞り弁制御手段と、を備える。

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に還元剤を供給するための還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
従来、車両等に搭載された内燃機関の排気通路には、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯX）を浄化するための排気浄化装置が備えられている。このような排気浄化装置の一態様として、ＮＯXの還元反応を促進するＮＯX浄化触媒と、ＮＯX浄化触媒よりも上流側の排気通路内に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置と、を備えた排気浄化装置がある。
図１３は、還元剤供給装置２２０の一例を説明するために示す図である。この還元剤供給装置２２０は、タンク２２１内に収容された未燃燃料やアンモニア水溶液等の液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプ２２３と、圧送される液体還元剤を排気通路内に噴射する還元剤噴射弁２２５と、ポンプ２２３により圧送される液体還元剤を還元剤噴射弁２２５に導く還元剤供給通路２２７と、還元剤供給通路２２７とタンク２２１との間に接続された還元剤リターン通路２２９と、還元剤供給通路２２７内の還元剤圧力Ｐｕを検出するための圧力センサ２３１と、ポンプ２２３及び還元剤噴射弁２２５の制御を実行する制御装置２４０とを備えている。
このような還元剤供給装置２２０においては、排気中に含まれるＮＯX量や、ＮＯXの還元効率等を考慮して適切な量の液体還元剤が過不足なく排気通路内に供給されるように、液体還元剤の噴射制御を実行する必要がある。このため、還元剤噴射弁２２５に供給される還元剤圧力Ｐｕが所定の目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔで維持されるように制御しながら、還元剤噴射弁２２５の開弁時間を調節することによって、液体還元剤の噴射量を制御することが行われている。
ここで、還元剤圧力Ｐｕを目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔで維持するための制御として、ポンプ２２３の出力を、圧力センサ２３１によって検出される還元剤圧力Ｐｕと目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとの差分ΔＰｕに基づいてフィードバック制御するものがある（特許文献１を参照）。
特開２０１１−１１７４４１号公報 （段落［００３４］）
しかしながら、ポンプ２２３の出力のフィードバック制御のみによって還元剤圧力Ｐｕを目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔに維持しようとすると、液体還元剤の噴射量が大きく増加するときや減少するときに還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れるおそれがあった。その結果、還元剤噴射弁２２５を目標噴射量に応じて適切に制御した場合であっても、実際に噴射される液体還元剤の噴射量が目標噴射量からずれるおそれがある。さらに、還元剤圧力Ｐｕを利用した診断制御等が実行されるような場合においては、診断精度が低下するおそれがある。
本発明の発明者らはこのような問題にかんがみて、還元剤リターン通路の途中に流路絞り弁を設け、ポンプの出力のフィードバック制御と併せて、還元剤噴射弁の操作量の変化に応じた流路絞り弁の開度の制御を実行するように構成することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、還元剤供給通路内の圧力が目標圧力から大きく外れる状態を低減できる還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置を備えた排気浄化装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、タンク内の液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、前記液体還元剤を内燃機関の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、前記ポンプにより圧送される前記液体還元剤を前記還元剤噴射弁に導く還元剤供給通路と、前記還元剤供給通路と前記タンクとの間に接続された還元剤リターン通路と、前記還元剤供給通路内の還元剤圧力を検出するための圧力センサと、を備え、前記還元剤圧力が所定の目標圧力となるように制御しながら前記還元剤噴射弁による前記液体還元剤の噴射制御が実行される還元剤供給装置において、前記還元剤リターン通路に備えられて通電によって開度が制御される流路絞り弁と、前記還元剤圧力と前記目標圧力との差分に基づいて前記ポンプの出力をフィードバック制御するポンプ制御手段と、前記還元剤噴射弁の操作量の変化に応じて前記流路絞り弁の開度を制御する流路絞り弁制御手段と、を備えることを特徴とする還元剤供給装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
本発明にかかる還元剤供給装置によれば、ポンプの出力のフィードバック制御と併せて、還元剤リターン通路の途中に設けられた流路絞り弁の開度を還元剤噴射弁の操作量の変化に応じて調節することで、上述した問題を解決することを可能にすることができる。すなわち、本発明にかかる還元剤供給装置によれば、還元剤噴射弁に供給される還元剤圧力が目標圧力から大きく外れる状態が低減され、液体還元剤が過不足なく排気通路内に噴射されるようになる。また、還元剤圧力を用いた診断制御が実行される場合においては、診断精度の低下を防ぐことができる。
また、本発明にかかる還元剤供給装置において、前記流路絞り弁制御手段は、所定の基本開度で前記流路絞り弁を常時開弁しておき、前記還元剤噴射弁の操作量が大きく増加するときに前記流路絞り弁の開度を一時的に小さくし、前記還元剤噴射弁の操作量が大きく減少するときに前記流路絞り弁の開度を一時的に大きくすることが好ましい。
このように流路絞り弁を制御することにより、液体還元剤の噴射量が大きく増加又は減少する場合に応じて還元剤リターン通路を流れるリターン流量が変更され、還元剤圧力が目標圧力から大きく外れることを防ぐことができる。
また、本発明にかかる還元剤供給装置において、前記流路絞り弁制御手段は、前記還元剤噴射弁の操作量の変化量に応じた異なる時間で前記流路絞り弁を制御することが好ましい。
このように流路絞り弁を制御することにより、比較的簡易な構成の流路絞り弁を用いることができるようになって、圧力制御の精度を向上することができるとともに、コストを抑えることができる。
また、本発明にかかる還元剤供給装置において、前記流路絞り弁制御手段は、前記還元剤噴射弁の操作量の変化量に応じた異なる操作量で前記流路絞り弁の開度を制御することが好ましい。
このように流路絞り弁を制御することにより、液体還元剤の噴射量の増加割合又は減少割合に応じて、リターン流量が調節され、還元剤圧力が目標圧力から大きく外れることを防ぐことができる。
また、本発明にかかる還元剤供給装置において、前記流路絞り弁の開度を一時的に変更した場合に前記還元剤圧力が上限閾値を超えたとき又は下限閾値を下回ったときには、次回以降、前記還元剤圧力が前記上限閾値又は前記下限閾値内に収まるように、前記流路絞り弁の開度を変更するときの前記時間又は前記操作量を補正する補正手段を備えることが好ましい。
このように流路絞り弁を制御することにより、流路絞り弁の開度を調節した結果としての還元剤圧力と目標圧力との差の状態に応じて流路絞り弁の開度を変更する時間又は操作量が補正され、還元剤圧力が目標圧力から大きく外れることを長期間に渡って防ぐことができる。
また、本発明にかかる還元剤供給装置において、前記還元剤供給装置は、前記液体還元剤の噴射制御中に非通電状態とされて圧送される前記液体還元剤を前記還元剤噴射弁側に流通させる一方、前記液体還元剤の噴射制御終了時に通電状態とされて圧送される前記液体還元剤を前記タンク側に流通させる流路切換弁と、前記流路切換弁への通電制御を行う流路切換弁制御手段と、を備え、前記ポンプ、前記流路絞り弁、及び前記流路切換弁は一つのユニットとして構成され、前記流路切換弁制御手段及び前記流路絞り弁制御手段は一つの制御装置として構成され、前記流路絞り弁の制御及び前記流路切換弁の制御は一本のハーネスを利用して行われることが好ましい。
このように還元剤供給装置を構成することにより、従来の還元剤供給装置に対して追加のハーネスを必要とせずに、本発明にかかる還元剤供給装置を構成することができる。
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの還元剤供給装置と、排気中の窒素酸化物を浄化するためのＮＯX浄化触媒と、を備えた内燃機関の排気浄化装置である。
本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤噴射弁に供給される還元剤圧力が目標圧力から大きく外れる状態を低減可能な還元剤供給装置を備えているために、液体還元剤が過不足なく噴射され、窒素酸化物を効率良く浄化することを可能にすることができる。また、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置によれば、上述のような還元剤供給装置を備えているために、還元剤圧力を用いた診断制御を精度良く実行することを可能にすることができる。
本発明の第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置を備えた排気浄化装置の構成を示す図である。 第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置の電子制御装置の構成を示すブロック図である。 電磁ポンプのフィードバック制御のみによって還元剤圧力を制御した場合の圧力変化を示す図である。 電磁ポンプのフィードバック制御と併せて流路絞り弁の開度を制御することで還元剤圧力を制御した場合の圧力変化を示す図である。 電磁ポンプのフィードバック制御と併せて流路絞り弁の開度を制御することで還元剤圧力を制御した場合の圧力変化を示す図である。 第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置における流路絞り弁の制御方法の一例を説明するために示すフローチャート図である。 第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置における流路絞り弁の開度を絞る場合の制御の一例を説明するために示すフローチャート図である。 第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置における流路絞り弁の開度を拡大する場合の制御の一例を説明するために示すフローチャート図である。 第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置の電子制御装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置における流路絞り弁の開度を絞る場合の制御の一例を説明するために示すフローチャート図である。 第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置における流路絞り弁の開度を拡大する場合の制御の一例を説明するために示すフローチャート図である。 第３の実施の形態にかかる還元剤供給装置における電気回路図である。 従来の還元剤供給装置を備えた排気浄化装置の構成を示す図である。
以下、本発明にかかる還元剤供給装置及び内燃機関の排気浄化装置に関する実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。
［第１の実施の形態］
１．排気浄化装置の全体的構成
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０を備えた排気浄化装置１０の構成を説明するために示す図である。
図１において、排気浄化装置１０は、排気中のＮＯXを浄化するための装置であり、図示しないディーゼルエンジン等の内燃機関の排気通路３に設けられている。排気浄化装置１０は、排気通路３の途中に介装されたＮＯX浄化触媒１３と、ＮＯX浄化触媒１３よりも上流側の排気通路３内に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置２０とを備えている。
ＮＯX浄化触媒１３は、排気中のＮＯXの分解を促進する機能を有する触媒である。ＮＯX浄化触媒１３としては、主にＮＯX選択還元触媒やＮＯX吸蔵触媒等が用いられる。ＮＯX選択還元触媒は、還元剤を吸着するとともに、流れ込むＮＯXを還元剤によって選択的に還元する触媒である。ＮＯX選択還元触媒を用いる場合においては、尿素水溶液や未燃燃料（ＨＣ）が液体還元剤として用いられる。
また、ＮＯX吸蔵触媒は、排気の空燃比が燃料リーンの状態で排気中のＮＯXを吸蔵する一方、排気の空燃比が燃料リッチの状態でＮＯXを放出するとともに未燃燃料（ＨＣ）によって排気中のＮＯXを還元する触媒である。ＮＯX吸蔵触媒を用いる場合においては、未燃燃料（ＨＣ）が液体還元剤として用いられる。
還元剤供給装置２０は、液体還元剤が収容されるタンク２１と、液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプユニット３０と、圧送される液体還元剤を排気通路３内に噴射する還元剤噴射弁２５とを備えている。ポンプユニット３０は、電磁ポンプ２３と、流路切換弁３３と、流路絞り弁３５とを備えている。還元剤噴射弁２５、電磁ポンプ２３、流路切換弁３３、及び流路絞り弁３５は、電子制御装置４０によって駆動制御が行われる。
タンク２１と電磁ポンプ２３との間には第１の還元剤供給通路２７が設けられ、電磁ポンプ２３と還元剤噴射弁２５との間には第２の還元剤供給通路２８が設けられている。また、第２の還元剤供給通路２８の途中には、他端がタンク２１に接続された還元剤リターン通路２９が分岐して設けられている。
圧力センサ３１は、還元剤噴射弁２５に供給される還元剤の圧力を検出するために第２の還元剤供給通路２８に設けられている。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０においてはポンプユニット３０内に圧力センサ３１が設けられているが、第２の還元剤供給通路２８のどの位置に設けられていても構わない。
流路切換弁３３は、電磁ポンプ２３によって圧送される液体還元剤が流れる方向を、タンク２１側から還元剤噴射弁２５側に流れる正方向と、還元剤噴射弁２５側からタンク２１側に流れる逆方向とに切換える機能を有している。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０において、流路切換弁３３は、非通電状態で第１の還元剤供給通路２７を電磁ポンプ２３の入り口側に連通し、第２の還元剤供給通路２８を電磁ポンプ２３の出口側に連通する一方、通電状態で第１の還元剤供給通路２７を電磁ポンプ２３の出口側に連通し、第２の還元剤供給通路２８を電磁ポンプ２３の入り口側に連通する。
すなわち、内燃機関の運転状態において、電子制御装置４０は流路切換弁３３への通電を遮断し、液体還元剤を還元剤噴射弁２５に供給可能にする。一方、内燃機関の停止時において、電子制御装置４０は流路切換弁３３に通電し、還元剤供給装置２０内の液体還元剤をタンク２１に回収可能にする。
なお、内燃機関の停止時に液体還元剤を回収するための構成は、流路切換弁３３を設ける方法に限られない。例えば、電磁ポンプ２３を逆回転することによって液体還元剤を回収可能に構成することができる。
電磁ポンプ２３は、電子制御装置４０による通電制御によって、液体還元剤を所定の出力で圧送する。液体還元剤の噴射制御時においては、圧力センサ３１によって検出される還元剤圧力Ｐｕがあらかじめ設定された所定の目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔで維持されるように、電磁ポンプ２３の出力がフィードバック制御される。具体的に、電子制御装置４０は、液体還元剤の噴射制御時において、圧力センサ３１によって検出される還元剤圧力Ｐｕと、あらかじめ設定された所定の目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとの差分ΔＰｕに基づいて電磁ポンプ２３の出力をＰＩＤ制御する。液体還元剤を回収する場合には、電子制御装置４０は、あらかじめ定められた出力で電磁ポンプ２３が駆動されるように制御を行う。
還元剤噴射弁２５は、通電制御によって開弁されて、液体還元剤を排気通路３内に噴射する。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０において、電子制御装置４０は、所定の演算式に基づいて目標噴射量Ｑｄｖ＿ｔｇｔを求めるとともに、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとなっていることを前提として、あらかじめ定められた噴射サイクルごとに、目標噴射量Ｑｄｖ＿ｔｇｔに応じた駆動デューティ比を決定して、還元剤噴射弁２５の通電制御を行う。この場合、駆動デューティ比が還元剤噴射弁２５の操作量に相当する。還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比とは、一噴射サイクル中の開弁時間の割合を意味する。
流路絞り弁３５は、通電制御によって弁の開度を調節可能な電磁流路絞り弁である。電子制御装置４０は、液体還元剤の噴射制御時において、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の変化に応じて流路絞り弁３５の開度を制御する。また、電子制御装置４０は、液体還元剤の噴射制御時において、あらかじめ定められた開度となるように流路絞り弁３５を制御する。
なお、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０においては、還元剤リターン通路２９を介して液体還元剤を循環させながら電磁ポンプ２３の出力を制御して、還元剤圧力Ｐｕを目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔに維持するものとなっている。すなわち、液体還元剤の噴射制御時において、流路絞り弁３５は完全に閉じられることがなく、常時開かれた状態となっている。
図２は、電子制御装置４０の構成を機能的なブロックで表したものである。この電子制御装置４０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、流路切換制御手段４１と、ポンプ制御手段４３と、還元剤噴射弁制御手段４５と、流路絞り弁制御手段４７とを備えている。具体的に、これらの各手段は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものとなっている。
また、図示しないものの、電子制御装置４０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる記憶手段を備えている。記憶手段には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されているとともに、上記の各手段による演算結果等が書き込まれるようになっている。
このうち、流路切換弁制御手段４１は、内燃機関のイグニッションスイッチがオンにされた後、イグニッションスイッチがオフにされるまでの間は、流路切換弁３３への通電を遮断し、イグニッションスイッチがオフにされた後、あらかじめ定められた期間だけ流路切換弁３３に通電する。
ポンプ制御手段４３は、所定の演算周期ごとに圧力センサ３１によって検出される還元剤圧力Ｐｕを読み込み、還元剤圧力Ｐｕとあらかじめ設定された目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとの差分ΔＰｕを求めて、電磁ポンプ２３の出力のＰＩＤ制御を実行する。本実施の形態において、ポンプ制御手段４３は、目標出力としてのポンプ回転数を表す駆動デューティを演算により求めて、電磁ポンプ２３の出力制御を行うようになっている。
還元剤噴射弁制御手段４５は、所定の演算周期ごとにＮＯX濃度センサ又は内燃機関の運転状態等に基づいて得られるＮＯX流量や、ＮＯX浄化触媒１３の温度、その他の情報に基づいて液体還元剤の目標噴射量Ｑｄｖ＿ｔｇｔを求め、この目標噴射量Ｑｄｖ＿ｔｇｔに基づいて還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比を制御する。このとき求められる駆動デューティ比は、還元剤噴射弁２５に供給されている液体還元剤の圧力が目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとなっているものとして、目標噴射量Ｑｄｖ＿ｔｇｔに基づいて決定される。
流路絞り弁制御手段４７は、現在の還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比と、所定回数前の演算周期における還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比との変化量に応じて流路絞り弁３５の開度を制御する。所定回数前の演算周期は、演算周期の長さや圧力制御の要求精度等に応じて最適な値に設定することができる。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０においては、流路絞り弁３５の開度を三段階で切換可能になっている。具体的には、開度が、第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅ、第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅ、第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅの三段階で切換可能になっており、その開度は、第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅ＞第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅ＞第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅ＞０とされている。
流路絞り弁制御手段４７は、基本的には流路絞り弁３５の開度を基本開度Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅに設定し、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が大きく増加するときには、開度を一時的に第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅに切換えて、還元剤圧力Ｐｕの低下が抑えられるようにする。一方、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が大きく減少するときには、開度を一時的に第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅに切換えて、還元剤圧力Ｐｕの上昇が抑えられるようにする。
また、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０においては、流路絞り弁３５の開度を第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅに切換える場合での、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の増加量と、流路絞り弁３５の開度を一時的に小さくしたまま維持する時間Ｔｂｆ＿ｃｌｏｓｅとの関係をあらかじめ規定した第１の基本マップＭ１が記憶手段に記憶されている。また、流路絞り弁３５の開度を第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅに切換える場合での、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の減少量と、流路絞り弁３５の開度を一時的に大きくしたまま維持する時間Ｔｂｆ＿ｏｐｅｎとの関係をあらかじめ規定した第２の基本マップＭ２が記憶手段に記憶されている。
これらの基本マップは、例えば、電磁ポンプ２３のフィードバック制御を行いながら還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比を変化させたときに還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れる時間をあらかじめ実験等によって求めて、この結果を基にして作成することができる。流路絞り弁制御手段４７は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の変化量を求めた後、さらに第１の基本マップＭ１又は第２の基本マップＭ２を参照して流路絞り弁３５の開度を変更する時間を求めて、流路絞り弁３５の開度を切換えるようになっている。
２．液体還元剤の圧力制御
次に、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０において、還元剤噴射弁２５に供給する圧力を目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔで維持するために、電子制御装置４０によって行われる制御の内容について詳細に説明する。
（１）圧力変化
図３は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が変化する中で、電磁ポンプ２３のフィードバック制御のみによって還元剤圧力Ｐｕを制御した場合の圧力変化を示している。また、図４及び図５は、電磁ポンプ２３のフィードバック制御と併せて流路絞り弁３５の開度を制御することで還元剤圧力Ｐｕを制御した場合の圧力変化を示しており、図４が図３中の一点鎖線で囲まれた領域Ａの期間に対応し、図５が図３中の二点鎖線で囲まれた領域Ｂの期間に対応している。
図３に示すように、電磁ポンプ２３のフィードバック制御のみによって還元剤圧力Ｐｕを制御する場合、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が０％から５０％に急激に増加した場合（領域Ａ）や、５０％から０％に急激に減少した場合（領域Ｂ）において、直後の還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れている。また、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が０％から５０％に急激に増加した場合（領域Ａ）においては、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れた後、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔを中心に振幅を繰り返し、減衰しない状態となる。
これに対して、図４に示すように、電磁ポンプ２３のフィードバック制御と流路絞り弁３５の開度の制御とを併用した場合、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が０％から５０％に急激に増加する場合においては、流路絞り弁３５の開度が時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅの期間、第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅに切換えられる。その結果、第２の還元剤供給通路２８内の圧力低下が抑えられ、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れることがなくなる。また、その後も、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔに向けて速やかに減衰するようになる。
また、図５に示すように、電磁ポンプ２３のフィードバック制御と流路絞り弁３５の開度の制御とを併用した場合、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が０％から５０％に急激に増加した場合においては、流路絞り弁３５の開度が時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの期間、第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅに切換えられる。その結果、第２の還元剤供給通路２８内の圧力上昇が抑えられ、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れることがなくなる。
（２）フローチャート
以下、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０に備えられた電子制御装置４０によって実行される流路絞り弁３５の制御方法の一例を、図６〜図８のフローチャート図に沿って具体的に説明する。以下に説明するルーチンは、内燃機関の運転中において、常時実行されるようになっている。
なお、以下のフローチャート図に記載していないものの、流路絞り弁３５の制御と並行して、電磁ポンプ２３の出力のフィードバック制御が実行される。
まず、図６のステップＳ１１において、電子制御装置４０は、液体還元剤の噴射制御を開始した後、ステップＳ１２において、流路絞り弁３５の開度を第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅに設定し、さらにステップＳ１３において、流路絞り弁３５の制御を開始する。
次いで、電子制御装置４０は、ステップＳ１４において、現在の還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比とあらかじめ規定された所定回数前の演算周期の駆動デューティ比との差分ΔＤＶｄｕｔｙを算出した後、ステップＳ１５において、駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙが、あらかじめ設定された上限閾値未満となっているか否かを判別する。上限閾値は、液体還元剤の噴射量が急激に増加して還元剤圧力Ｐｕが大幅に低下しそうな状態を判定するための閾値であって、圧力制御の要求精度等を考慮して適宜の値に設定される。
ステップＳ１５において、差分ΔＤＶｄｕｔｙが上限閾値以上となっている場合（Ｎｏ判定）には、ステップＳ１７に進み、電子制御装置４０は、還元剤圧力Ｐｕの低下を防ぐために、流路絞り弁３５の開度をさらに絞る制御を実行してステップＳ１３に戻る。
図７は、ステップＳ１７で実行する流路絞り弁３５の開度を絞る制御の一例を具体的に示すフローチャート図である。この例では、まず、ステップＳ２１において、電子制御装置４０は、流路絞り弁３５の開度を第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅに設定する。次いで、ステップＳ２２において、電子制御装置４０は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに基づいて、上述した第１の基本マップＭ１から、開度を第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅで維持する継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅを求めて設定する。
次いで、ステップＳ２３において、電子制御装置４０は、流路絞り弁３５の開度を絞る制御を開始してからの経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達したか否かを判別する。このステップＳ２３は、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達するまで繰り返され、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達したときにはステップＳ２４に進み、電子制御装置４０は、流路絞り弁３５の開度を第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅに戻した後に、流路絞り弁３５の開度を絞る制御を終了する。
図６に戻り、ステップＳ１５において、差分ΔＤＶｄｕｔｙが上限閾値未満となっている場合（Ｙｅｓ判定）には、ステップＳ１６に進み、電子制御装置４０は、差分ΔＤＶｄｕｔｙが下限閾値を超えているか否かを判別する。下限閾値は、液体還元剤の噴射量が急激に減少して還元剤圧力Ｐｕが大幅に上昇しそうな状態を判定するための閾値であって、圧力制御の要求精度等を考慮して適宜の値に設定される。
ステップＳ１６において、差分ΔＤＶｄｕｔｙが下限閾値以下となっている場合（Ｎｏ判定）には、ステップＳ１８に進み、電子制御装置４０は、還元剤圧力Ｐｕの上昇を防ぐために、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を実行してステップＳ１３に戻る。
図８は、ステップＳ１８で実行する流路絞り弁３５の開度を拡大する制御の一例を具体的に示すフローチャート図である。この例では、まず、ステップＳ３１において、電子制御装置４０は、流路絞り弁３５の開度を第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅに設定する。次いで、ステップＳ３２において、電子制御装置４０は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに基づいて、上述した第２の基本マップＭ２から、開度を第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅで維持する継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎを求めて設定する。
次いで、ステップＳ３３において、電子制御装置４０は、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を開始してからの経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達したか否かを判別する。このステップＳ３３は、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達するまで繰り返され、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達したときにはステップＳ３４に進み、電子制御装置４０は、流路絞り弁３５の開度を第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅに戻した後に、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を終了する。
図６に戻り、ステップＳ１６において、差分ΔＤＶｄｕｔｙが下限閾値を超えている場合には、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙが所定範囲にあり（下限閾値＜ΔＤＶｄｕｔｙ＜上限閾値）、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れるおそれがないことから、そのままステップＳ１３に戻る。その後は、これまで説明した手順に沿って同様の演算処理が繰り返される。
３．第１の実施の形態による効果
以上説明した本発明の第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、電磁ポンプ２３の出力のフィードバック制御と併せて、還元剤リターン通路２９の途中に設けられた流路絞り弁３５の開度を還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに応じて調節することとしているため、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れる状態を低減することを可能にすることができる。その結果、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｔ＿ｔｇｔとなっていることを前提に還元剤噴射弁２５の制御を実行することで、液体還元剤が過不足なく排気通路３内に噴射されるようになる。また、還元剤噴射弁２５の詰まり診断等、還元剤圧力Ｐｕを用いた種々の診断制御が実行される場合においては、診断精度の低下を防ぐことができる。したがって、排気浄化制御を精度良く実行可能な排気浄化装置１０を提供することを可能にすることができる。
また、第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０によれば、電子制御装置４０の流路絞り弁制御手段４７は、第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅで流路絞り弁３５を常時開弁しておき、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が急激に増加するときに流路絞り弁３５の開度を第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅに設定して開度を一時的に小さくし、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比が急激に減少するときに流路絞り弁３５の開度を第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅに設定して開度を一時的に大きくすることとしている。したがって、液体還元剤の噴射量が大きく増加又は減少する場合に応じて還元剤リターン通路２９を流れるリターン流量が変更され、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れることを防ぐことができる。
また、第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０によれば、電子制御装置４０の流路絞り弁制御手段４７は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の変化に応じた異なる時間で流路絞り弁３５の開度を制御することとしている。したがって、比較的簡易な構成の流路絞り弁３５を採用することができるようになり、圧力制御の精度を向上することができるとともに、コストを抑えることができる。
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置は、基本的な構成が第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置の場合と同様である一方、電子制御装置による制御の内容が第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置の場合とは異なっている。以下、基本的な構成については図１を参照するとともに、電子制御装置以外の各構成要素については図１の符号をそのまま用いて、本実施の形態にかかる還元剤供給装置について説明する。
１．電子制御装置の構成
本実施の形態にかかる還元剤供給装置において、電子制御装置は、経時劣化や各構成部品の製造公差等を考慮して、還元剤圧力Ｐｕの制御が最適な状態で維持されるように、流路絞り弁３５の開度を一時的に小さく又は大きくする継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅ，Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの補正を実行可能に構成されている。
図９は、本実施の形態にかかる還元剤供給装置に備えられた電子制御装置５０の構成を機能的なブロックで表したものである。この電子制御装置５０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、流路切換制御手段４１と、ポンプ制御手段４３と、還元剤噴射弁制御手段４５と、流路絞り弁制御手段４７と、補正手段５１とを備えている。具体的に、これらの各手段は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものとなっている。
また、図示しないものの、電子制御装置５０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる記憶手段を備えている。記憶手段には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されているとともに、上記の各手段による演算結果等が書き込まれるようになっている。
このうち、流路切換制御手段４１と、ポンプ制御手段４３と、還元剤噴射弁制御手段４５と、流路絞り弁制御手段４７とは、それぞれ第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置の場合と同様に構成することができるために、詳細な説明を省略する。
補正手段５１は、流路絞り弁３５の開度をさらに絞ったり拡大したりしたときの還元剤圧力Ｐｕの最大値又は最小値が許容範囲を超えるような場合において、以降、開度を変更する継続時間Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅ，Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅを補正する。
２．フローチャート
本実施の形態にかかる還元剤供給装置において実行される流路絞り弁の制御方法の基本的なルーチンは、第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置の場合と同様に、図６に示すフローチャート図に沿って実行される。ただし、流路絞り弁３５の開度をさらに絞る制御を行うステップＳ１７や、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を行うステップＳ１８の内容が、第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置の場合とは異なる。
まず、本実施の形態にかかる還元剤供給装置において実行される、流路絞り弁３５の開度をさらに絞る場合の制御の一例について、図１０に示すフローチャート図に沿って具体的に説明する。
この例では、まず、ステップＳ４１において、電子制御装置５０は、流路絞り弁３５の開度を第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅに設定する。次いで、ステップＳ４２において、電子制御装置５０は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに基づいて、上述した第１の基本マップＭ１やこの時点での補正量に基づいて、開度を第３の開度Ｃｌｏｓｅ Ｓｔａｔｅで維持する継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅを求めて設定する。
次いで、ステップＳ４３において、電子制御装置５０は、圧力センサ３１によって検出される還元剤圧力Ｐｕが圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎを下回っているか否かを判別する。圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎは、今回、流路絞り弁３５の開度を絞る制御を開始した後に還元剤圧力Ｐｕが最小値を示す度に更新される値である。ステップＳ４３において、還元剤圧力Ｐｕが、記憶されている圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎ以上となっている場合（Ｎｏ判定）にはステップＳ４５に進む一方、還元剤圧力Ｐｕが、記憶されている圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎ未満となっている場合（Ｙｅｓ判定）にはステップＳ４４に進み、そのときの還元剤圧力Ｐｕを圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎとして更新した後にステップＳ４５に進む。
次いで、ステップＳ４５において、電子制御装置５０は、流路絞り弁３５の開度を絞る制御を開始してからの経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達したか否かを判別する。ステップＳ４５において、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達していない場合（Ｎｏ判定）には、ステップＳ４３に戻り、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達するまでステップＳ４３〜ステップＳ４５が繰り返される。
一方、ステップＳ４５において、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅに到達している場合（Ｙｅｓ判定）には、ステップＳ４６に進み、電子制御装置５０は、流路絞り弁３５の開度を第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅに戻す。その後、ステップＳ４７〜ステップＳ４８において、ステップＳ４３〜ステップＳ４４と同様の手順に沿って圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎの更新を継続する。圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎの更新は、ステップＳ４９において、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔ以上の値を示していると判定される（Ｙｅｓ判定）まで繰り返し行われる。
そして、ステップＳ４９において、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔ以上になっていると判定されたときには、ステップＳ５０に進み、電子制御装置５０は、記憶されている圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎが圧力下限閾値Ｐｕ＿ｍｉｎ＿ｔｈｒｅを下回っているか否かを判別する。圧力下限閾値Ｐｕ＿ｍｉｎ＿ｔｈｒｅは、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れて低下した場合の許容範囲を定めるものであって、圧力制御の許容誤差等を考慮して最適な値に設定される。
ステップＳ５０において、記憶されている圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎが圧力下限閾値Ｐｕ＿ｍｉｎ＿ｔｈｒｅ以上となっている場合（Ｎｏ判定）には、現在の設定において圧力制御が有効に機能していると見ることができるために、そのまま流路絞り弁３５の開度を絞る制御を終了する。一方、ステップＳ５０において、記憶されている圧力最小値Ｐｉ＿ｍｉｎが圧力下限閾値Ｐｕ＿ｍｉｎ＿ｔｈｒｅを下回っている場合（Ｙｅｓ判定）には、ステップＳ５１に進み、流路絞り弁３５の開度を絞る制御を実行する際の継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅの補正量を求める。
すなわち、現在の設定で求められる継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅで流路絞り弁３５の開度を絞った場合であっても、還元剤圧力Ｐｕの低下を抑えることができていないことから、継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅが長くなるように継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅの補正が行われる。
補正量は、どのような形式で求めるようになっていてもよいが、例えば、第１の基本マップＭ１から求められる継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅの値に対して乗算する係数（＞０）とすることもできるし、第１の基本マップＭ１から求められる継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅの値に加算する値とすることもできる。また、補正量は、記憶されている圧力最小値Ｐｕ＿ｍｉｎと圧力下限閾値Ｐｕ＿ｍｉｎ＿ｔｈｒｅとの差分ΔＰｕ＿ｍｉｎに応じて求めるようにすることもできるし、あらかじめ設定された所定量ずつ段階的に大きくするようにすることもできる。
ステップＳ５１において補正量が求められた後には、ステップＳ５２において、電子制御装置５０は補正を実行し、継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅの演算に補正量が反映されるようにする。これにより、流路絞り弁３５の開度を絞る制御を終了する。
次に、本実施の形態にかかる還元剤供給装置において実行される、流路絞り弁３５の開度を拡大する場合の制御の一例について、図１１に示すフローチャート図に沿って具体的に説明する。
この例では、まず、ステップＳ６１において、電子制御装置５０は、流路絞り弁３５の開度を第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅに設定する。次いで、ステップＳ６２において、電子制御装置５０は、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに基づいて、上述した第２の基本マップＭ２やこの時点での補正量に基づいて、開度を第１の開度Ｏｐｅｎ Ｓｔａｔｅで維持する継続時間Ｔｂｆｖ＿Ｏｐｅｎを求めて設定する。
次いで、ステップＳ６３において、電子制御装置５０は、圧力センサ３１によって検出される還元剤圧力Ｐｕが圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘを超えているか否かを判別する。圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘは、今回、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を開始した後に還元剤圧力Ｐｕが最大値を示す度に更新される値である。ステップＳ６３において、還元剤圧力Ｐｕが、記憶されている圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘ以下となっている場合（Ｎｏ判定）にはステップＳ６５に進む一方、還元剤圧力Ｐｕが、記憶されている圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘを超えている場合（Ｙｅｓ判定）にはステップＳ６４に進み、そのときの還元剤圧力Ｐｕを圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘとして更新した後にステップＳ６５に進む。
次いで、ステップＳ６５において、電子制御装置５０は、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を開始してからの経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達したか否かを判別する。ステップＳ６５において、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達していない場合（Ｎｏ判定）には、ステップＳ６３に戻り、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達するまでステップＳ６３〜ステップＳ６５が繰り返される。
一方、ステップＳ６５において、経過時間Ｔが継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎに到達している場合（Ｙｅｓ判定）には、ステップＳ６６に進み、電子制御装置５０は、流路絞り弁３５の開度を第２の開度（基本開度）Ｄｅｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｅに戻す。その後、ステップＳ６７〜ステップＳ６８において、ステップＳ６３〜ステップＳ６４と同様の手順に沿って圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘの更新を継続する。圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘの更新は、ステップＳ６９において、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔ以下の値を示していると判定される（Ｙｅｓ判定）まで繰り返し行われる。
そして、ステップＳ６９において、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔ以下になっていると判定されたときには、ステップＳ７０に進み、電子制御装置５０は、記憶されている圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘが圧力上限閾値Ｐｕ＿ｍａｘ＿ｔｈｒｅを上回っているか否かを判別する。圧力上限閾値Ｐｕ＿ｍａｘ＿ｔｈｒｅは、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れて上昇した場合の許容範囲を定めるものであって、圧力制御の許容誤差等を考慮して最適な値に設定される。
ステップＳ７０において、記憶されている圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘが圧力下限閾値Ｐｕ＿ｍａｘ＿ｔｈｒｅ以上となっている場合（Ｎｏ判定）には、現在の設定において圧力制御が有効に機能していると見ることができるために、そのまま流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を終了する。一方、ステップＳ７０において、記憶されている圧力最大値Ｐｉ＿ｍａｘが圧力上限閾値Ｐｕ＿ｍａｘ＿ｔｈｒｅを上回っている場合（Ｙｅｓ判定）には、ステップＳ７１に進み、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を実行する際の継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの補正量を求める。
すなわち、現在の設定で求められる継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎで流路絞り弁３５の開度を絞った場合であっても、還元剤圧力Ｐｕの上昇を抑えることができていないことから、継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎが長くなるように継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの補正が行われる。
補正量は、どのような形式で求めるようになっていてもよいが、例えば、第２の基本マップＭ２から求められる継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの値に対して乗算する係数（＞０）とすることもできるし、第２の基本マップＭ２から求められる継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの値に加算する値とすることもできる。また、補正量は、記憶されている圧力最大値Ｐｕ＿ｍａｘと圧力上限閾値Ｐｕ＿ｍａｘ＿ｔｈｒｅとの差分ΔＰｕ＿ｍａｘに応じて求めるようにすることもできるし、あらかじめ設定された所定量ずつ段階的に大きくするようにすることもできる。
ステップＳ７１において補正量が求められた後には、ステップＳ７２において、電子制御装置５０は補正を実行し、継続時間Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの演算に補正量が反映されるようにする。これにより、流路絞り弁３５の開度を拡大する制御を終了する。
３．第２の実施の形態による効果
以上説明した本発明の第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置は、第１の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０と同様の効果を得ることができるだけでなく、さらに、流路絞り弁３５の開度を変更した結果としての還元剤圧力Ｐｕと目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとの差の状態に応じて流路絞り弁３５の開度を変更する時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅ，Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎが補正され、還元剤圧力Ｐｕが目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔから大きく外れることを長期間に渡って防ぐことができるようになる。したがって、還元剤供給装置の個体差や経時劣化が生じた場合であっても、長期間に渡って排気浄化制御を精度良く実行可能な排気浄化装置を提供することを可能にすることができる。
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態にかかる還元剤供給装置は、基本的な構成が第１の実施の形態又は第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置の場合と同様であるが、本実施の形態にかかる還元剤供給装置においては、流路絞り弁の制御と流路切換弁の制御とが一本のハーネスを利用して行われるように構成されたものとなっている。
図１２（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態にかかる還元剤供給装置における電子制御装置４０，５０と、流路切換弁３３と、流路絞り弁３５とを接続する電気回路を概略的に示す図である。このうち、図１２（ａ）は、液体還元剤の噴射制御中の状態を示し、図１２（ｂ）は、液体還元剤の回収制御中の状態を示している。
電子制御装置４０，５０とポンプユニット３０との間には、信号線３７及びグランド線３８が配設されている。信号線３７の途中にはスイッチドライバ３９が設けられており、信号線３７の接続を流路切換弁３３又は流路絞り弁３５とで切換可能に構成されている。
図１２（ａ）に示すように、液体還元剤の噴射制御中には、信号線３７が流路絞り弁３５側に接続されて、電子制御装置４０，５０によって流路絞り弁３５の制御が可能になっている。また、図１２（ｂ）に示すように、液体還元剤の回収制御中には、信号線３７が流路切換弁３３側に接続されて、電子制御装置４０，５０によって流路切換弁３３の制御が可能になっている。
本実施の形態にかかる還元剤供給装置においては、非通電状態で第１の還元剤供給通路２７を電磁ポンプ２３の入り口側に連通し、第２の還元剤供給通路２８を電磁ポンプ２３の出口側に連通する一方、通電状態で第１の還元剤供給通路２７を電磁ポンプ２３の出口側に連通し、第２の還元剤供給通路２８を電磁ポンプ２３の入り口側に連通する流路切換弁３３が用いられている。すなわち、内燃機関の停止時における液体還元剤の回収制御を実行する期間だけ流路切換弁３３に信号線３７を接続すれば足りるため、液体還元剤の噴射制御中に制御が行われる流路絞り弁３５と同時に制御が行われることがない。
したがって、還元剤リターン通路２９の途中に流路絞り弁３５を設ける場合において、流路切換弁３３に信号を伝達するハーネスを用いて流路絞り弁３５に信号を伝達することができ、追加のハーネスが不要となる。本実施の形態にかかる還元剤供給装置は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態にかかる還元剤供給装置と同様の効果を得ることができることに加え、コストを抑えることが可能になる。
［その他の実施の形態］
以上説明した第１〜第３の実施の形態にかかる還元剤供給装置及び排気浄化装置は、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。第１〜第３の実施の形態にかかる還元剤供給装置及び排気浄化装置は、例えば、以下のように変更することができる。
（１）第１〜第３の実施の形態において説明した還元剤供給装置２０及び排気浄化装置１０を構成する各構成要素や、電子制御装置４０，５０の設定値、設定条件はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。
（２）第１〜第３の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０及び排気浄化装置１０は、第１の基本マップＭ１及び第２の基本マップＭ２を用いて、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに応じた継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅ，Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎで流路絞り弁３５の開度を変更することとしているが、時間を一定として、流路絞り弁３５の開度を還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに応じて異ならせるようにしてもよい。あるいは、継続時間及び開度を、ともに、還元剤噴射弁２５の駆動デューティ比の差分ΔＤＶｄｕｔｙに応じて異ならせるようにしてもよい。このように制御する場合においても、流路絞り弁３５の開度を変更した結果に基づいて、以降の継続時間あるいは開度を補正するように構成することが好ましい。
（３）第３の実施の形態にかかる還元剤供給装置及び排気浄化装置は、第１の基本マップＭ１及び第２の基本マップＭ２をそのまま使用しつつ、補正量として、乗算する係数や加算する値を用いて継続時間Ｔｂｆｖ＿ｃｌｏｓｅ，Ｔｂｆｖ＿ｏｐｅｎの補正を行うこととしているが、補正の方法はこのような方法以外であっても適宜採用することができる。例えば、流路絞り弁３５の開度をさらに絞る場合のマップ及び拡大する場合のマップをそれぞれ複数準備しておき、使用するマップを切換えることで補正を行うようにすることもできる。

Claims (7)

  1. タンク内の液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、前記液体還元剤を内燃機関の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、前記ポンプにより圧送される前記液体還元剤を前記還元剤噴射弁に導く還元剤供給通路と、前記還元剤供給通路と前記タンクとの間に接続された還元剤リターン通路と、前記還元剤供給通路内の還元剤圧力を検出するための圧力センサと、を備え、前記還元剤圧力が所定の目標圧力となるように制御しながら前記還元剤噴射弁による前記液体還元剤の噴射制御が実行される還元剤供給装置において、
    前記還元剤リターン通路に備えられて通電によって開度が制御される流路絞り弁と、
    前記還元剤圧力と前記目標圧力との差分に基づいて前記ポンプの出力をフィードバック制御するポンプ制御手段と、
    前記還元剤噴射弁の操作量の変化に応じて前記流路絞り弁の開度を制御する流路絞り弁制御手段と、
    を備えることを特徴とする還元剤供給装置。
  2. 前記流路絞り弁制御手段は、所定の基本開度で前記流路絞り弁を常時開弁しておき、前記還元剤噴射弁の操作量が大きく増加するときに前記流路絞り弁の開度を一時的に小さくし、前記還元剤噴射弁の操作量が大きく減少するときに前記流路絞り弁の開度を一時的に大きくすることを特徴とする請求項１に記載の還元剤供給装置。
  3. 前記流路絞り弁制御手段は、前記還元剤噴射弁の操作量の変化量に応じた異なる時間で前記流路絞り弁を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤供給装置。
  4. 前記流路絞り弁制御手段は、前記還元剤噴射弁の操作量の変化量に応じた異なる操作量で前記流路絞り弁の開度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤供給装置。
  5. 前記流路絞り弁の開度を一時的に変更した場合に前記還元剤圧力が上限閾値を超えたとき又は下限閾値を下回ったときには、次回以降、前記還元剤圧力が前記上限閾値又は前記下限閾値内に収まるように、前記流路絞り弁の開度を変更するときの前記時間又は前記操作量を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の還元剤供給装置。
  6. 前記還元剤供給装置は、前記液体還元剤の噴射制御中に非通電状態とされて圧送される前記液体還元剤を前記還元剤噴射弁側に流通させる一方、前記液体還元剤の噴射制御終了時に通電状態とされて圧送される前記液体還元剤を前記タンク側に流通させる流路切換弁と、前記流路切換弁への通電制御を行う流路切換弁制御手段と、を備え、
    前記ポンプ、前記流路絞り弁、及び前記流路切換弁は一つのユニットとして構成され、
    前記流路切換弁制御手段及び前記流路絞り弁制御手段は一つの制御装置として構成され、
    前記流路絞り弁の制御及び前記流路切換弁の制御は一本のハーネスを利用して行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載された還元剤供給装置と、排気中の窒素酸化物を浄化するためのＮＯX浄化触媒と、を備えた内燃機関の排気浄化装置。
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