特許 6012086 還元剤供給装置の制御方法及び還元剤供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012086

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】還元剤供給装置の制御方法及び還元剤供給装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20161011BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20161011BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 G

   F01N3/24 R

   F02D29/02 321C

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-554375(P2014-554375)

(86)(22)【出願日】2013年12月19日

(86)【国際出願番号】JP2013084065

(87)【国際公開番号】WO2014103869

(87)【国際公開日】20140703

【審査請求日】2015年4月9日

(31)【優先権主張番号】特願2012-282777(P2012-282777)

(32)【優先日】2012年12月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003333

【氏名又は名称】ボッシュ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】大野 成弘

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１５１０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−８４６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５５６０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の運転中には貯蔵タンク内の液体還元剤をポンプにより圧送するとともに還元剤噴射弁によって内燃機関の排気通路に前記液体還元剤を噴射する一方、前記内燃機関の停止時には還元剤供給経路内に残留する前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに吸い戻すように前記液体還元剤の流れる方向を流路切換弁で切換可能であり、前記ポンプと前記貯蔵タンクとを接続する第１の還元剤通路に備えられた三方向切換弁により、前記ポンプと前記貯蔵タンクとを連通し前記ポンプ側の前記第１の還元剤通路を大気から遮断した状態とする第１の状態と、前記ポンプ側の第１の還元剤通路を大気開放する第２の状態と、に切換可能に構成された還元剤供給装置の制御方法において、
前記内燃機関の停止後に前記三方向切換弁が前記第１の状態でかつ前記還元剤噴射弁が閉弁した状態で前記流路切換弁を前記第１の還元剤通路と前記ポンプの出口側が連通するようにし前記吸い戻し制御を開始し、その後前記還元剤噴射弁を開弁し、前記吸い戻し制御の終了時には前記ポンプを停止した後に、前記三方向切換弁を前記第２の状態とし、さらに所定時間経過後に、前記流路切換弁を前記第１の還元剤通路と前記ポンプの入り口側が連通するように切換えることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法。

【請求項2】

液体還元剤を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の液体還元剤を圧送するポンプと、圧送される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、前記液体還元剤の流れる方向を切換える流路切換弁と、を備え、前記内燃機関の停止時に還元剤供給経路内に残留する前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに吸い戻す制御を実行可能な還元剤供給装置において、
前記ポンプと前記貯蔵タンクとを接続する第１の還元剤通路に三方向切換弁を備え、前記三方向切換弁は前記ポンプと前記貯蔵タンクとを連通し前記ポンプ側の前記第１の還元剤通路を大気から遮断した状態とする第１の状態と、前記ポンプ側の前記第１の還元剤通路を大気開放する第２の状態と、に切換可能であり、
前記吸い戻し制御の実行時には前記三方向切換弁が前記第１の状態でかつ前記還元剤噴射弁が閉弁した状態で前記流路切換弁を前記第１の還元剤通路と前記ポンプの出口側を連通するようにし前記吸い戻し制御を開始し、その後前記還元剤噴射弁を開弁し、前記吸い戻し制御の終了時には前記ポンプを停止した後に、前記三方向切換弁を前記第２の状態とし、さらに所定時間経過後に、前記流路切換弁を前記第１の還元剤通路と前記ポンプの入口側が連通するように切換えることを特徴とする還元剤供給装置。

【請求項3】

前記三方向切換弁を、前記貯蔵タンク側の前記第１の還元剤通路の末端よりも前記ポンプに近い位置の前記第１の還元剤通路に設けることを特徴とする請求項２に記載の還元剤供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排気通路内に液体還元剤を供給するための装置であって、内燃機関の停止時に、還元剤供給経路内に残留する液体還元剤を貯蔵タンク内に吸い戻す制御が実行される還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両等に搭載された内燃機関の排気には窒素酸化物（ＮＯ_X）が含まれている。このＮＯ_Xを浄化する排気浄化装置の一つとして、内燃機関の排気通路中に配置された選択還元触媒と、選択還元触媒の上流側で尿素水溶液等のアンモニア由来の液体還元剤を噴射するための還元剤供給装置とを備えた排気浄化装置が知られている。この排気浄化装置は、選択還元触媒中で、排気中のＮＯ_Xと液体還元剤から生成されるアンモニアとを還元反応させ、ＮＯ_Xを窒素や水等に効率的に分解するものとなっている。

【0003】

このような排気浄化装置に用いられる還元剤供給装置の一態様として、ポンプ及び還元剤噴射弁を備え、貯蔵タンク内の液体還元剤をポンプによって圧送するとともに、排気管に固定された還元剤噴射弁を介して液体還元剤を排気管内に供給する形式の還元剤供給装置がある。

【0004】

ここで、液体還元剤として尿素水溶液を使用する場合、できる限り尿素水溶液の凍結が生じないように、凍結温度が最も低くなる濃度の尿素水溶液が用いられる。ただし、尿素水溶液の凍結温度は低くても−１１℃程度であり、寒冷地等においては尿素水溶液の供給が停止されている期間において尿素水溶液が凍結するおそれがある。また、尿素水溶液の供給が停止されている期間において、尿素水溶液中の水分が蒸発して濃度が上昇し、尿素水溶液の融点が上昇することによって凍結しやすくなるおそれもある。

【0005】

尿素水溶液が凍結すると、次回の始動時に長時間の解凍時間が必要になったり、その体積が膨張して還元剤供給装置の構成部品が破損したりするおそれがある。そのため、内燃機関の停止時には、還元剤供給装置内に残留する尿素水溶液を貯蔵タンク内に吸い戻す制御が行われることが一般的である。尿素水溶液の吸い戻し制御は、尿素水溶液を圧送するポンプを逆回転させたり、あるいは、尿素水溶液の流路の接続を切り換えたりすることで、尿素水溶液の供給経路内を減圧することによって行われる。この尿素水溶液の吸い戻し制御は、還元剤噴射弁を開いた状態にするとともにポンプを駆動させて、所定期間実施されるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−００７６１７号公報（段落［００３７］、［００４７］等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、還元剤噴射弁の噴孔や還元剤供給経路の途中において尿素水溶液中の尿素が結晶化して、部分的あるいは全面的な詰まりを生じていると、尿素水溶液の吸い戻し動作中に、還元剤供給装置内に過大な負圧が発生する。吸い戻し制御の終了時に過大な負圧が存在していると、ポンプの駆動を停止した後に貯蔵タンク内からポンプ側に尿素水溶液が再充填され、尿素水溶液の凍結や、次回の始動時の意図しない噴射を生じるおそれがある。

【0008】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、液体還元剤の吸い戻し制御の終了後に、液体還元剤がポンプ側に再充填されにくくなる還元剤供給装置、及びそのような還元剤供給装置の制御方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によれば、内燃機関の運転中には貯蔵タンク内の液体還元剤をポンプにより圧送するとともに還元剤噴射弁によって内燃機関の排気通路に前記液体還元剤を噴射する一方、前記内燃機関の停止時には還元剤供給経路内に残留する前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに吸い戻すように構成された還元剤供給装置の制御方法において、前記内燃機関の停止時に前記吸い戻し制御を開始し、前記吸い戻し制御の終了時に前記ポンプと前記貯蔵タンクとを接続する還元剤通路を大気開放することを特徴とする還元剤供給装置の制御方法が提供され、上述した課題を解決することができる。

【0010】

すなわち、本発明の還元剤供給装置の制御方法によれば、液体還元剤の吸い戻し制御が終了したときに、ポンプと貯蔵タンクとを接続する還元剤通路が大気開放されるため、還元剤供給経路に過大な負圧が残留していた場合であっても、貯蔵タンク内の液体還元剤がポンプ側に再充填されることを防ぐことができる。

【0011】

また、本発明の還元剤供給装置の制御方法を実施するにあたり、前記還元剤通路に三方向切換弁を備え、前記吸い戻し制御の実行時には前記ポンプと前記貯蔵タンクとを連通させ、前記吸い戻し制御の終了時には前記ポンプを停止した後に、前記ポンプ側の還元剤通路を大気開放することが好ましい。このように三方向切換弁を切換えることとすれば、大気開放側に液体還元剤が流れることがなく、大気開放側の弁が液体還元剤の凍結、凝固によって固着するおそれがなくなる。その結果、通路の切換動作の不具合を低減することができる。

【0012】

また、本発明の別の態様は、液体還元剤を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の液体還元剤を圧送するポンプと、圧送される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、を備え、前記内燃機関の停止時に還元剤供給経路内に残留する前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに吸い戻す制御を実行可能な還元剤供給装置において、前記ポンプと前記貯蔵タンクとを接続する還元剤通路に三方向切換弁を備え、前記三方向切換弁は前記ポンプと前記貯蔵タンクとを連通する第１の状態と、前記ポンプ側の還元剤通路を大気開放する第２の状態と、に切換可能であり、前記吸い戻し制御の実行時には前記第１の状態とする一方、前記吸い戻し制御の終了時には前記第２の状態とすることを特徴とする還元剤供給装置である。

【0013】

すなわち、本発明の還元剤供給装置によれば、液体還元剤の吸い戻し制御が終了したときに、ポンプと貯蔵タンクとを接続する還元剤通路を大気開放する三方向切換弁を備えているため、還元剤供給経路に過大な負圧が残留していた場合であっても、貯蔵タンク内の液体還元剤がポンプ側に再充填されることを防ぐことができる。

【0014】

また、本発明の還元剤供給装置を構成するにあたり、前記三方向切換弁を、前記貯蔵タンク側の前記還元剤通路の末端よりも前記ポンプに近い位置の前記還元剤通路に設けることが好ましい。このようなポンプ側の位置に三方向切換弁を設けることにより、三方向切換弁とポンプとの間の還元剤通路の容量を小さくすることができ、ポンプ側への再充填量をより少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る還元剤供給装置が備えられた排気浄化装置の構成例を示す全体図である。

【図2】電子制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る還元剤供給装置の制御方法の一例を説明するために示すタイミングチャートである。

【図4】本発明の実施の形態に係る還元剤供給装置の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図5】本発明の別の実施の形態にかかる還元剤供給装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、適宜図面を参照して、本発明の還元剤供給装置、及び還元剤供給装置の制御方法に関する実施の形態について具体的に説明する。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては、特に説明がない限り同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。

【0017】

［第１の実施の形態］
１．排気浄化装置の全体構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る還元剤供給装置２０が備えられた排気浄化装置１０の全体構成の一例を説明するために示す図である。
排気浄化装置１０は、排気中のＮＯ_X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１１に設けられている。排気浄化装置１０は、排気通路１１の途中に介装された還元触媒１３と、還元触媒１３よりも上流側の排気通路１１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。

【0018】

還元触媒１３は、排気中のＮＯ_Xの還元を促進する機能を有する触媒であり、液体還元剤から生成されるアンモニアを吸着するとともに、触媒に流れ込む排気中のＮＯ_Xをアンモニアによって選択的に還元する触媒である。本実施の形態の還元剤供給装置２０は、液体還元剤として尿素水溶液が用いられるものであり、尿素水溶液が排気通路１１中で熱分解あるいは加水分解することによりアンモニアが生成されるようになっている。

【0019】

２．還元剤供給装置
（１）基本的構成
図１において、還元剤供給装置２０は、液体還元剤が収容される貯蔵タンク２１と、液体還元剤を圧送するポンプユニット３０と、液体還元剤を排気通路１１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、ポンプ２３及び流路切換弁３３を備えている。還元剤噴射弁２５、ポンプ２３、及び、流路切換弁３３は、ＥＣＵ４０によって駆動制御が行われるものとなっている。

【0020】

ポンプ２３と貯蔵タンク２１とは第１の還元剤通路２７によって接続され、ポンプ２３と還元剤噴射弁２５とは第２の還元剤通路２８によって接続されている。このうち、第２の還元剤通路２８には、第２の還元剤通路２８内の圧力、すなわち、還元剤噴射弁２５に圧送される液体還元剤の圧力を検出するための圧力検出手段として、圧力センサ３１が設けられている。ポンプ２３と、第１の還元剤通路２７及び第２の還元剤通路２８とは、流路切換弁３３を介して接続されている。第１の還元剤通路２７の貯蔵タンク２１側の端部は、液体還元剤の吸い上げを可能にするために、貯蔵タンク２１の底面近傍に位置している。

【0021】

流路切換弁３３は、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、貯蔵タンク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側から貯蔵タンク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の還元剤通路２７をポンプ２３の入り口側２３ａに連通するとともに第２の還元剤通路２８をポンプ２３の出口側２３ｂに連通する一方、通電状態で第１の還元剤通路２７をポンプ２３の出口側２３ｂに連通するとともに第２の還元剤通路２８をポンプ２３の入り口側２３ａに連通するように構成されている。

【0022】

すなわち、内燃機関の運転状態においては、液体還元剤を還元剤噴射弁２５側に供給するために、流路切換弁３３への通電は行われない。一方、内燃機関の停止時においては、還元剤供給装置２０内の液体還元剤を貯蔵タンク２１内へ吸い戻すために、流路切換弁３３に対して通電される。

【0023】

なお、内燃機関の停止時に、液体還元剤を貯蔵タンク２１に吸い戻し可能とする構成は、流路切換弁３３を設ける例に限られない。例えば、逆回転可能なポンプを用いることによって液体還元剤を吸い戻し可能に構成することもできる。

【0024】

また、第２の還元剤通路２８の途中には、他端が貯蔵タンク２１に接続されたリターン通路２９が分岐して設けられている。リターン通路２９の貯蔵タンク２１側の端部は、貯蔵タンク２１内の気相部分に接続されている。
なお、貯蔵タンク２１にはエアブリザード等が設けられており、内部の圧力が大気圧で保たれるように構成されている。

【0025】

リターン通路２９の途中には、流路面積が小さくされた絞り部３７が設けられ、第２の還元剤通路２８内の圧力を高められようになっている。また、絞り部３７よりも貯蔵タンク２１側のリターン通路２９には、液体還元剤が貯蔵タンク２１側から第２の還元剤通路２８側に流れないようにするための一方向弁３５が設けられている。一方向弁３５は省略されていても構わない。

【0026】

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の還元剤通路２８のどの位置に設けられていても構わない。

【0027】

ポンプ２３は、ＥＣＵ４０による通電制御によって、所定の流量の液体還元剤を圧送する。本実施の形態において、ポンプ２３は電磁駆動ポンプが用いられており、駆動デューティ比が大きいほどポンプ２３の出力（吐出流量）が大きくなるものとなっている。

【0028】

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第２の還元剤通路２８内の圧力値（以下、この値を「検出圧力」と称する。）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、ポンプ２３の出力がフィードバック制御される。具体的に、第２の還元剤通路２８に圧送される液体還元剤を、リターン通路２９を介して貯蔵タンク２１に循環させながら、ＥＣＵ４０は、第２の還元剤通路２８に設けられた圧力センサ３１によって検出される検出圧力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に基づいてポンプ２３の出力をＰＩＤ制御する。

【0029】

また、液体還元剤を貯蔵タンク２１に吸い戻す場合においては、ポンプ２３の出力はあらかじめ設定された一定の状態に固定される。ただし、液体還元剤の吸い戻し制御時においても、第２の還元剤通路２８内の負圧の状態を見ながらポンプ２３の出力を制御するようにしてもよい。

【0030】

還元剤噴射弁２５は、通電制御によって開閉制御が行われ、所定量の液体還元剤を排気通路１１内に噴射する。本実施の形態において、還元剤噴射弁２５は、非通電状態で閉弁し通電状態で開弁する、電磁式のオンオフ弁が用いられている。ＥＣＵ４０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、第２の還元剤通路２８内の検出圧力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。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。

【0031】

また、ポンプ２３と貯蔵タンク２１とを接続する第１の還元剤通路２７に三方向切換弁３９が設けられている。この三方向切換弁３９は、ポンプ２３側の通路を貯蔵タンク２１側に連通する第１の状態と、ポンプ２３側の通路を大気開放する第２の状態とで切換可能になっている。この三方向切換弁３９は、ＥＣＵ４０によって通電制御されるものであり、通電している状態で第１の状態となり、通電を停止した状態で第２の状態となる。

【0032】

本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０に備えられた三方向切換弁３９は、ポンプ２３側の第１の還元剤通路２７が大気開放される第２の状態では、貯蔵タンク２１側の通路が遮断されるようになっている。

【0033】

３．電子制御装置（ＥＣＵ）
図２は、本実施形態のＥＣＵ４０のうちの液体還元剤の吸い戻し制御に関連する部分について機能的なブロックで表した構成例を示している。
このＥＣＵ４０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、回収制御指示部４１と、流路切換弁制御部４３と、ポンプ駆動制御部４５と、還元剤噴射弁駆動制御部４７と、三方向切換弁駆動制御部４９とにより構成されている。具体的に、これらの各部はマイクロコンピュータによるプラグラムの実行によって実現されるものとなっている。

【0034】

この他、ＥＣＵ４０には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の図示しない記憶素子やタイマカウンタ、ポンプ２３、流路切換弁３３、還元剤噴射弁２５、三方向切換弁３９への通電を行うための駆動回路等が備えられている。また、ＥＣＵ４０には、内燃機関のキースイッチのオンオフ信号や圧力センサ３１のセンサ値が入力され、検出圧力Ｐｕ等の値が記憶素子に記憶されるようになっている。

【0035】

回収制御指示部４１は、例えば、内燃機関のキースイッチがオフになったことをきっかけとして、液体還元剤の回収制御の開始指令Ｓｐ１を生成する。また、回収制御指示部４１は、あらかじめ定められた所定時間が経過したときに、回収制御の終了指令Ｓｐ２を生成する。

【0036】

流路切換弁制御部４３は、内燃機関の停止時に、回収制御の開始指令Ｓｐ１が生成されてから回収制御の終了指令Ｓｐ２が生成されるまでの期間、流路切換弁３３を通電状態として、液体還元剤が逆方向に流れるように維持するための制御信号を流路切換弁の駆動回路に対して出力する。

【0037】

ポンプ駆動制御部４５は、内燃機関の停止時に、回収制御の開始指令Ｓｐ１が生成されてから回収制御の終了指令Ｓｐ２が生成されるまでの期間、あらかじめ定められた一定の出力でポンプ２３が駆動されるよう、ポンプの駆動回路に対して制御信号を出力する。

【0038】

還元剤噴射弁駆動制御部４７は、内燃機関の停止時に、回収制御の開始指令Ｓｐ１が生成されてから回収制御の終了指令Ｓｐ２が生成されるまでの期間、還元剤噴射弁２５を開弁状態で保持するための制御信号を還元剤噴射弁の駆動回路に対して出力する。本実施の形態において、還元剤噴射弁駆動制御部４７は、流路切換弁３３への通電及びポンプ２３の駆動開始後、少し遅れて、還元剤噴射弁２５を開弁状態にする。

【0039】

三方向切換弁駆動制御部４９は、内燃機関の停止時に、回収制御の開始指令Ｓｐ１が生成されてから回収制御の終了指令Ｓｐ２が生成されるまでの期間、三方向切換弁３９に通電して、ポンプ２３と貯蔵タンク２１とを連通させるための制御信号を三方向切換弁の駆動回路に対して出力する。一方、三方向切換弁駆動制御部４９は、回収制御の終了時に、三方向切換弁３９への通電を停止させて、ポンプ２３側の第１の還元剤通路２７を大気開放する。

【0040】

４．還元剤供給装置の制御方法
（１）吸い戻し制御の概要
以下、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０において、ＥＣＵ４０によって実行される液体還元剤の吸い戻し制御の概要について説明する。
図３は、還元剤噴射弁２５の詰まり発生時及び詰まり不発生時それぞれの場合における第２の還元剤通路２８内の検出圧力Ｐｕの経時変化と、流路切換弁３３の駆動状態と、還元剤噴射弁２５の駆動状態と、ポンプ２３の駆動状態と、三方向切換弁３９の駆動状態とをそれぞれ示している。検出圧力Ｐｕの径時変化を示すグラフにおいて、実線Ａが詰まり不発生時、破線Ｂが詰まり発生時の検出圧力Ｐｕの推移をそれぞれ示している。

【0041】

ｔ０の時点で、内燃機関のキースイッチがオフにされると、還元剤噴射弁２５が一旦閉じられるとともに、ポンプ２３の出力が、あらかじめ定められた値（ｄｕｔｙ＝Ｎ）に設定される。次いで、ｔ１の時点で流路切換弁３３に通電を開始し、液体還元剤が、還元剤噴射弁２５側から貯蔵タンク２１側へ流れるようにする。このｔ１の時点から、第２の還元剤通路２８内の検出圧力Ｐｕが低下し始める。

【0042】

その後、ｔ２の時点で、還元剤噴射弁２５を開弁する。このとき、第２の還元剤通路２８内の検出圧力Ｐｕは大気圧Ｐａｉｒよりも低く、負圧状態となっている。流路切換弁３３への通電を開始してから還元剤噴射弁２５を開弁するまでに時間を空けるのは、第２の還元剤通路２８内が正圧の状態で還元剤噴射弁２５を開弁すると、液体還元剤が排気通路１１内に漏出してしまうからである。還元剤噴射弁２５を開弁することによって、還元剤噴射弁２５の噴孔を介して排気（空気）が還元剤供給経路内に導入され、液体還元剤を効率的に貯蔵タンク２１に吸い戻すことができるようになる。

【0043】

その後も還元剤噴射弁２５に詰まりが生じなければ、第２の還元剤通路２８内の検出圧力Ｐｕは、比較的小さい負圧状態で維持される（実線Ａを参照）。一方、還元剤噴射弁２５に詰まりが生じると、第２の還元剤通路２８内が過大な負圧状態となる（破線Ｂを参照）。

【0044】

その後、あらかじめ定められた所定時間が経過したｔ３の時点で、ポンプ２３の駆動を停止（ｄｕｔｙ＝０）した後、さらにｔ４の時点で、三方向切換弁３９への通電を停止し、ポンプ２３側の第１の還元剤通路２７を大気開放する。これにより、第２の還元剤通路２８内の検出圧力Ｐｕが大気圧Ｐａｉｒに復帰する。このとき、ポンプ２３側の第１の還元剤通路２７が貯蔵タンク２１に連通していないことから、たとえ、還元剤噴射弁２５に詰まりが生じており、第２の還元剤通路２８内が過大な負圧状態になっていた場合であっても、貯蔵タンク２１内の液体還元剤がポンプ２３側に再充填されることがない。

【0045】

その後、ｔ５の時点で、流路切換弁３３への通電を停止するとともに、還元剤噴射弁２５を閉弁して、液体還元剤の吸い戻し制御を終了する。

【0046】

（２）フローチャート
次に、ＥＣＵ４０によって実行される液体還元剤の吸い戻し制御の具体例について、図４のフローチャートに基づいて説明する。以下のフローチャートに示される液体還元剤の吸い戻し制御は、内燃機関の停止時において実行されるものとなっている。

【0047】

まず、ＥＣＵ４０は、図４のステップＳ１１において内燃機関の停止を検知すると、ステップＳ１２において、回収制御の開始指令Ｓｐ１を生成する。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、流路切換弁３３を通電停止状態とし、還元剤噴射弁２５を閉弁状態とし、三方向切換弁３９を通電状態とする。

【0048】

次いで、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１４において、ポンプ２３の出力をあらかじめ定めた所定の値（ｄｕｔｙ＝Ｎ）にセットして、ポンプ２３を駆動させる。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１５において、流路切換弁３３に通電を開始し、液体還元剤が還元剤噴射弁２５側から貯蔵タンク２１側に流れるように流路を切り換える。これにより、ポンプ２３による液体還元剤の吸い戻しが開始される。吸い戻し制御が実行されている間は、第２の還元剤通路２８内の検出圧力Ｐｕが負圧状態で維持される。

【0049】

その後、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１６において、還元剤噴射弁２５を通電状態にし、開弁させる。還元剤噴射弁２５の開弁を遅らせるのは、第２の還元剤通路２８内が正圧の状態で開弁すると、排気通路１１内に液体還元剤が漏出するおそれがあるからである。ただし、開弁時期を遅らせることは本発明において必須の事項ではない。

【0050】

次いで、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１７において、液体還元剤の吸い戻しを開始してから所定時間が経過した時点で回収制御の終了指令Ｓｐ２を生成し、これに伴い、ステップＳ１８において、ポンプ２３の駆動を停止する。さらに、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１９において、三方向切換弁３９への通電を停止する。これにより、ポンプ２３側の第１の還元剤通路２７が大気開放され、第２の還元剤通路２８内が過大な負圧状態となっていたとしても、貯蔵タンク２１内の液体還元剤がポンプ２３側に再充填されることがない。

【0051】

次いで、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２０において流路切換弁３３への通電を停止するとともに、ステップＳ２１において還元剤噴射弁２５への通電を停止して、液体還元剤の吸い戻し制御を終了する。

【0052】

５．効果
以上説明したように、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０、及び還元剤供給装置２０の制御方法は、内燃機関の停止時に液体還元剤の吸い戻し制御を実行する際に、吸い戻し制御の終了時にポンプ２３と貯蔵タンク２１とを接続する第１の還元剤通路２７を大気開放することとしている。したがって、例えば、還元剤噴射弁２５の詰まり等により、第２の還元剤通路２８内に過大な負圧が生じていた場合であっても、貯蔵タンク２１内の液体還元剤がポンプ２３側に再充填されることを防ぐことができる。

【0053】

また、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０の制御方法においては、液体還元剤の吸い戻し制御終了時に、ポンプ２３を停止した後、三方向切換弁３９への通電を停止して、ポンプ２３側の第１の還元剤通路２７を大気開放することとしている。したがって、液体還元剤が大気開放側に流れることを確実に防いで、液体還元剤の凍結、凝固によって大気開放側の弁が固着するおそれを低減することができる。

【0054】

本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０、及び還元剤供給装置２０の制御方法は、本発明の一態様を例示するものにすぎず、上述の実施の形態は、本発明の主旨の範囲内において変更することができる。

【0055】

例えば、上述の実施の形態では、三方向切換弁３９を貯蔵タンク２１内において第１の還元剤通路２７に設けることとしているが、図５に示すように、三方向切換弁３９を、貯蔵タンク２１側の第１の還元剤通路２７の端部よりも、ポンプ２３に近い位置の第１の還元剤通路２７に設けるようにしてもよい。このように三方向切換弁３９を配置すれば、三方向切換弁３９とポンプ２３との間の第１の還元剤通路２７の容量を小さくすることができ、ポンプ２３側への再充填量をより少なくすることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】