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JP3473583B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JP3473583B2
JP3473583B2 JP2001010663A JP2001010663A JP3473583B2 JP 3473583 B2 JP3473583 B2 JP 3473583B2 JP 2001010663 A JP2001010663 A JP 2001010663A JP 2001010663 A JP2001010663 A JP 2001010663A JP 3473583 B2 JP3473583 B2 JP 3473583B2
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尚史 曲田
富久 小田
泰生 原田
秋彦 根上
康彦 大坪
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淳 田原
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気を
浄化する技術に関し、特に、排気中の窒素酸化物を浄化
する排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関、
特にディーゼル機関や希薄燃焼式のガソリン機関のよう
に酸素過剰状態の混合気（所謂、リーン空燃比の混合
気）を燃焼可能とする内燃機関では、該内燃機関の排気
中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を効率的に浄化する
技術が望まれている。
【０００３】このような要求に対し、内燃機関の排気系
に選択還元型ＮＯx触媒や吸蔵還元型ＮＯx触媒等のリー
ンＮＯx触媒を配置する技術が提案されている。但し、
リーンＮＯx触媒は、一様にして還元剤の存在下で窒素
酸化物（ＮＯx）を還元及び浄化することが可能となる
ため、リーンＮＯx触媒を用いて窒素酸化物（ＮＯx）を
浄化する場合には、リーンＮＯx触媒へ還元剤を供給す
る還元剤供給機構を併設する必要がある。
【０００４】還元剤供給機構としては、例えば、リーン
ＮＯx触媒より上流の排気通路に取り付けられて所定の
開弁圧以上の還元剤が印加されたときに開弁する還元剤
噴射ノズルと、内燃機関の燃料ポンプから吐出された燃
料の一部を還元剤噴射ノズルへ導く還元剤供給路と、還
元剤供給路の途中に設けられて燃料ポンプから還元剤噴
射ノズルへ供給される還元剤の量を調整する調量弁とを
備え、内燃機関の燃料を還元剤としてリーンＮＯx触媒
へ供給する装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな還元剤供給機構では、該還元剤供給機構の異常を検
出することも重要である。これは、還元剤供給機構に異
常が発生すると、リーンＮＯx触媒へ所望量の還元剤を
供給することが困難となるため、窒素酸化物（ＮＯx）
を十分に浄化することができなくなるばかりか、還元剤
の不要な消費を招くことが想定されるからである。
【０００６】これに対し、還元剤供給機構が還元剤を噴
射すべく制御されたときに、リーンＮＯx触媒に実際に
流入する排気又はリーンＮＯx触媒から実際に流出する
排気の空燃比を監視することにより、還元剤供給機構の
異常を検出する方法が考えられる。すなわち、還元剤供
給機構がリーンＮＯx触媒へ還元剤を供給すべく制御さ
れたときに、排気の空燃比が還元剤の供給に応じて変化
したときは還元剤供給機構が正常であると判定し、排気
の空燃比が還元剤の供給に応じて変化しないときは還元
剤供給機構が異常であると判定する方法が考えられる。
【０００７】しかしながら、上記したような方法では、
還元剤供給機構に異常が発生していることを検出するこ
とは可能であるものの、還元剤供給機構の異常発生箇所
を特定することは困難となる。
【０００８】本発明は、上記したような種々の事情に鑑
みてなされたものであり、排気浄化触媒より上流の排気
通路に配置された還元剤噴射ノズルと、内燃機関の燃料
の一部を還元剤噴射ノズルへ導く還元剤供給路と、還元
剤供給路の途中に設けられて還元剤噴射ノズルから噴射
される還元剤の量を調整する調量弁と、還元剤供給路に
おける調量弁より上流に設けられ還元剤供給路を遮断す
る遮断弁と、を具備する還元剤供給機構を利用した内燃
機関の排気浄化装置において、還元剤供給機構の異常、
特に還元剤添加ノズルの異常、調量弁の異常、遮断弁の
異常を判定可能な技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。
【００１０】すなわち、本出願の第１の本発明に係る内
燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けら
れ還元剤の存在下で排気中の有害ガス成分を浄化する排
気浄化触媒と、前記排気浄化触媒より上流の排気通路に
配置され予め設定された開弁圧より高い圧力が印加され
たときに開弁する還元剤添加ノズルと、所定の吐出圧力
で還元剤を吐出する還元剤吐出手段と、前記還元剤吐出
手段から吐出された還元剤を前記還元剤添加ノズルへ導
く還元剤供給路と、前記還元剤供給路の途中に設けられ
前記還元剤吐出手段から前記還元剤添加ノズルへ供給さ
れる還元剤の量を調整する調量弁と、前記還元剤供給路
における前記調量弁より上流に設けられ該還元剤供給路
を遮断する遮断弁と、前記還元剤供給路における前記調
量弁と前記遮断弁の間に設けられ該還元剤供給路内の還
元剤の圧力を検出する圧力検出手段と、前記調量弁及び
前記遮断弁が閉弁制御された後の前記圧力検出手段の検
出値とその後に前記調量弁が開弁制御され更に閉弁制御
された後の前記圧力検出手段の検出値とに基づいて前記
遮断弁又は前記調量弁又は前記還元剤添加ノズルの異常
を判定する異常判定手段と、を備えた。
【００１１】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、排気浄化触媒へ還元剤を供給する必要が生じ
たときは、遮断弁及び調量弁が開弁制御される。遮断弁
及び調量弁が開弁されると、還元剤吐出手段から還元剤
添加ノズルに至る還元剤供給路が導通状態となり、還元
剤吐出手段から吐出された還元剤が還元剤添加ノズルに
印加される。還元剤添加ノズルに印加される還元剤の圧
力が該還元剤添加ノズルの開弁圧より高くなると、還元
剤添加ノズルが開弁し、排気通路内へ還元剤が噴射され
ることになる。
【００１２】排気通路内に噴射された還元剤は、排気通
路の上流から流れてきた排気と混ざり合いながら排気浄
化触媒に流入し、排気中の有害ガス成分を還元及び浄化
する。その後、調量弁が閉弁されると、還元剤吐出手段
から還元剤添加ノズルに対する還元剤の供給が遮断され
るため、還元剤添加ノズルに印加される還元剤の圧力が
徐々に低下する。還元剤添加ノズルに印加される還元剤
の圧力が前記開弁圧以下になると、還元剤添加ノズルが
閉弁し、排気通路内への還元剤の噴射が停止される。
【００１３】また、異常判定手段は、調量弁が閉弁状態
にあるときに、遮断弁が閉弁制御され、その後調量弁が
開閉制御されたときの夫々の状態での圧力検出手段の検
出値に基づいて還元剤添加ノズル、調量弁、遮断弁の異
常を判定する。
【００１４】ここで、調量弁が閉弁状態にあり、且つ、
遮断弁が開弁状態にあるときは、遮断弁から還元剤添加
ノズルに至る還元剤供給路が調量弁を境にして二つの空
間に区画される。このとき、調量弁よりも上流で還元剤
の漏出が発生していなければ、調量弁より上流の空間に
おける還元剤の圧力は、還元剤吐出手段が還元剤を吐出
しているときに印加される還元剤の圧力（以下、「還元
剤吐出手段運転時圧力」とする）と略等しい圧力にな
る。また、調量弁よりも下流では、還元剤添加ノズルが
所定圧力で開弁して還元剤の圧力が低下するため、還元
剤の圧力は、還元剤添加ノズルの開弁圧力と略等しい圧
力となっている。
【００１５】さらに遮断弁が閉弁制御されると、調量弁
から遮断弁に至る還元剤供給路は調量弁及び遮断弁で閉
鎖された空間となる。このときに、還元剤の漏出や弁の
開閉異常がなければ、圧力の変化は無い。このような状
況下で、調量弁が開弁制御されると、還元剤吐出手段運
転時圧力の還元剤が貯蔵されている空間と、還元剤添加
ノズルの開弁圧力となっている還元剤が貯蔵されている
空間とが連通される。そして調量弁開弁制御後の遮断弁
から還元剤添加ノズルに至る還元剤供給路内の還元剤の
圧力は、還元剤添加ノズルから還元剤が添加されるとと
もに徐々に低下する。
【００１６】しかし、調量弁の開弁制御が行われた後、
直ぐに調量弁の閉弁制御が行われると、遮断弁から調量
弁に至る還元剤供給路内の還元剤の圧力は、還元剤吐出
手段運転時圧力と、還元剤添加ノズルの開弁圧力との間
の所定圧力となる。このときに、この所定値よりも圧力
検出手段から得られた圧力が低い場合には、調量弁が開
弁したまま作動不良に陥り、還元剤が還元剤添加ノズル
から添加されつづけていると考えられる。
【００１７】また、このときに圧力検出手段から得られ
た圧力が、還元剤吐出手段運転時圧力と等しい場合に
は、還元剤添加ノズルから還元剤の添加が行われておら
ず、よって還元剤の圧力が低下しないということにな
る。このように還元剤添加ノズルから還元剤の添加が行
われない原因としては、還元剤添加ノズルの目詰まり、
調量弁が閉弁状態で作動不良に陥っていることが考えら
れる。
【００１８】ところで、車両停止直後には還元剤吐出手
段は、惰性で還元剤の吐出を行うが、時間が経つにつれ
て徐々に吐出量が低下していく。このようなときに上記
のような、調量弁の開弁制御と閉弁制御とを複数回行う
と、遮断弁から調量弁に至る還元剤供給路内の還元剤の
圧力は、徐々に低下する。しかし、遮断弁が開弁状態で
作動不良に陥っているときには、還元剤吐出手段からの
残圧によって圧力検出手段によって検出される圧力は低
下しない。このようにして、遮断弁が開弁状態で作動不
良に陥っている場合を判別することができる。
【００１９】この結果、異常判定手段は、圧力検出手段
の検出値に基づき、調量弁、遮断弁、還元剤添加ノズル
の異常を検出し、ある程度の異常部位の特定と異常原因
の特定を行うことが可能となる。
【００２０】また、本出願の第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ還元
剤の存在下で排気中の有害ガス成分を浄化する排気浄化
触媒と、前記排気浄化触媒より上流の排気通路に配置さ
れ還元剤を添加するために開弁される還元剤添加ノズル
と、所定の吐出圧力で還元剤を吐出する還元剤吐出手段
と、前記還元剤吐出手段から吐出された還元剤を前記還
元剤添加ノズルへ導く還元剤供給路と、前記還元剤供給
路における前記還元剤添加ノズルより上流に設けられ該
還元剤供給路を遮断する遮断弁と、前記還元剤供給路に
おける前記還元剤添加ノズルと前記遮断弁の間に設けら
れ、該還元剤供給路内の還元剤の圧力を検出する圧力検
出手段と、前記還元剤添加ノズル及び前記遮断弁が閉弁
制御された後の前記圧力検出手段の検出値とその後に前
記還元剤添加ノズルが開弁制御され更に閉弁制御された
後の前記圧力検出手段の検出値とに基づいて前記遮断弁
又は前記還元剤添加ノズルの異常を判定する異常判定手
段と、を備えた。
【００２１】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、排気浄化触媒へ還元剤を供給する必要が生じ
たときは、遮断弁及び還元剤添加ノズルが開弁制御され
る。遮断弁及び還元剤添加ノズルが開弁されると、還元
剤吐出手段から還元剤添加ノズルに至る還元剤供給路が
導通状態となり、排気通路内へ還元剤が噴射されること
になる。
【００２２】排気通路内に噴射された還元剤は、排気通
路の上流から流れてきた排気と混ざり合いながら排気浄
化触媒に流入し、排気中の有害ガス成分を還元及び浄化
する。その後、還元剤添加ノズルが閉弁されると、還元
剤吐出手段からの還元剤の供給が遮断され、排気通路内
への還元剤の噴射が停止される。
【００２３】また、異常判定手段は、還元剤添加ノズル
が閉弁状態にあるときに、遮断弁が閉弁制御され、その
後還元剤添加ノズルが開閉制御されたときの夫々の状態
での圧力検出手段の検出値に基づいて還元剤添加ノズ
ル、又は、遮断弁の異常を判定する。
【００２４】ここで、還元剤添加ノズルよりも上流で還
元剤の漏出が発生していなければ、還元剤添加ノズルよ
り上流の還元剤供給路内における還元剤の圧力は、還元
剤吐出手段が還元剤を吐出しているときに印加される還
元剤の圧力（以下、「還元剤吐出手段運転時圧力」とす
る）と略等しい圧力になる。
【００２５】さらに遮断弁が閉弁制御されると、還元剤
添加ノズルから遮断弁に至る還元剤供給路は遮断弁及び
還元剤添加ノズルで閉鎖された空間となる。このとき
に、還元剤の漏出や弁の開閉異常がなければ、圧力の変
化は無い。このような状況下で、還元剤添加ノズルが開
弁制御されると、遮断弁から還元剤添加ノズルに至る還
元剤供給路内の還元剤の圧力は、還元剤添加ノズルから
還元剤が添加されるとともに徐々に低下する。
【００２６】しかし、還元剤添加ノズルの開弁制御が行
われた後、直ぐに還元剤添加ノズルの閉弁制御が行われ
ると、遮断弁から還元剤添加ノズルに至る還元剤供給路
内の還元剤の圧力は、還元剤吐出手段運転時圧力と、還
元剤添加ノズルの開弁圧力との間の所定圧力となる。こ
のときに、この所定値よりも圧力検出手段から得られた
圧力が低い場合には、還元剤添加ノズルが開弁したまま
作動不良に陥り、還元剤が還元剤添加ノズルから添加さ
れつづけていると考えられる。
【００２７】また、このときに圧力検出手段から得られ
た圧力が、還元剤吐出手段運転時圧力と等しい場合に
は、還元剤添加ノズルから還元剤の添加が行われておら
ず、よって還元剤の圧力が低下しないということにな
る。このように還元剤添加ノズルから還元剤の添加が行
われない原因としては、還元剤添加ノズルの目詰まり又
は還元剤添加ノズルが閉弁状態で作動不良に陥っている
ことが考えられる。
【００２８】ところで、車両停止直後には還元剤吐出手
段は、惰性で還元剤の吐出を行うが、時間が経つにつれ
て徐々に吐出量が低下していく。このようなときに上記
のような、還元剤添加ノズルの開弁制御と閉弁制御とを
複数回行うと、遮断弁から還元剤添加ノズルに至る還元
剤供給路内の還元剤の圧力は、徐々に低下する。しか
し、遮断弁が開弁状態で作動不良に陥っているときに
は、還元剤吐出手段からの残圧によって圧力検出手段に
よって検出される圧力は低下しない。このようにして、
還元剤添加ノズルの目詰まり又は還元剤添加ノズルが閉
弁状態で作動不良に陥っている場合と、遮断弁が開弁状
態で作動不良に陥っている場合を判別することができ
る。
【００２９】この結果、異常判定手段は、圧力検出手段
の検出値に基づき、遮断弁又は還元剤添加ノズルの異常
を検出し、ある程度の異常部位の特定と異常原因の特定
を行うことが可能となる。
【００３０】尚、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置
において、圧力検出手段の検出値が所定圧力となる時
期、言い換えれば、遮断弁と調量弁との間に位置する還
元剤供給路における還元剤圧力が所定圧力となるような
時期としては、還元剤吐出手段が作動を停止した直後を
例示することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の具体的な実施形態について図面に基づいて
説明する。 ＜第１の実施の形態＞図１は、本発明に係る排気浄化装
置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す
図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有
する水冷式の４ストローク・サイクル・ディーゼル機関
である。
【００３２】内燃機関１は、各気筒２の燃焼室に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁
３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレー
ル）４と接続されている。コモンレール４には、該コモ
ンレール４内の燃料の圧力に対応した電気信号を出力す
るコモンレール圧センサ４ａが取り付けられている。
【００３３】前記コモンレール４は、燃料供給管５を介
して燃料ポンプ６と連通している。燃料ポンプ６は、内
燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを
駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ６の
入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａが内燃機関１
の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられたクラン
クプーリ１ａとベルト７を介して連結されている。
【００３４】このように構成された燃料噴射系では、ク
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達されたトルクを駆動源と
して作動し、図示しない吸入流量調整弁によって調量さ
れた所定量の燃料を吐出する。
【００３５】前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、
燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモ
ンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴
射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流
が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃
料噴射弁３から各気筒２の燃焼室へ燃料が噴射される。
【００３６】次に、内燃機関１には、吸気枝管８が接続
されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室
と図示しない吸気ポートを介して連通している。
【００３７】前記吸気枝管８は、吸気管９に接続され、
この吸気管９は、エアクリーナボックス１０に接続され
ている。前記エアクリーナボックス１０より下流の吸気
管９には、該吸気管９内を流れる吸気の質量に対応した
電気信号を出力するエアフローメータ１１と、該吸気管
９内を流れる吸気の温度に対応した電気信号を出力する
吸気温度センサ１２とが取り付けられている。
【００３８】前記吸気管９における吸気枝管８の直上流
に位置する部位には、該吸気管９内を流れる吸気の流量
を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。吸気絞り
弁１３には、ステッパモータ等で構成されて該吸気絞り
弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１４が
取り付けられている。
【００３９】前記エアフローメータ１１と前記吸気絞り
弁１３との間に位置する吸気管９には、排気の熱エネル
ギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージ
ャ）１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられ、
コンプレッサハウジング１５ａより下流の吸気管９に
は、前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて
高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６
が設けられている。
【００４０】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス１０に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス１０内の図示しないエアクリーナによって吸気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管９を介してコンプ
レッサハウジング１５ａに流入する。
【００４１】コンプレッサハウジング１５ａに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング１５ａに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ１６にて冷却された後、必
要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸
気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各
枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の
燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼さ
れる。
【００４２】一方、内燃機関１には、排気枝管１８が接
続され、排気枝管１８の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
【００４３】前記排気枝管１８は、前記遠心過給機１５
のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タ
ービンハウジング１５ｂは、排気管１９と接続され、こ
の排気管１９は、下流にて図示しないマフラーに接続さ
れている。
【００４４】前記排気管１９の途中には、排気中の有害
ガス成分を浄化するための排気浄化触媒２０が配置され
ている。排気浄化触媒２０より下流の排気管１９には、
該排気管１９内を流れる排気の空燃比に対応した電気信
号を出力する空燃比センサ２３が取り付けられている。
【００４５】前記した空燃比センサ２３より下流の排気
管１９には、該排気管１９内を流れる排気の流量を調節
する排気絞り弁２１が設けられている。排気絞り弁２１
には、ステッパモータ等で構成されて該排気絞り弁２１
を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ２２が取り付
けられている。
【００４６】このように構成された排気系では、内燃機
関１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気
ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝
管１８から遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂ
へ流入する。タービンハウジング１５ｂに流入した排気
は、タービンハウジング１５ｂ内に回転自在に支持され
たタービンホイールを回転させる。その際、タービンホ
イールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジン
グ１５ａのコンプレッサホイールへ伝達されることにな
る。
【００４７】前記タービンハウジング１５ｂから排出さ
れた排気は、排気管１９を介して排気浄化触媒２０へ流
入し、排気中の有害ガス成分が除去又は浄化される。排
気浄化触媒２０にて有害ガス成分を除去又は浄化された
排気は、必要に応じて排気絞り弁２１によって流量を調
節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００４８】また、前記した排気枝管１８と吸気枝管８
とは、排気枝管１８内を流れる排気の一部を吸気枝管８
へ再循環させる排気再循環通路（ＥＧＲ通路）２５を介
して連通されている。ＥＧＲ通路２５の途中には、電磁
弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧ
Ｒ通路２５内を流れる排気（以下、ＥＧＲガスと称す
る）の流量を変更する流量調整弁（ＥＧＲ弁）２６が設
けられている。
【００４９】前記ＥＧＲ通路２５においてＥＧＲ弁２６
より上流の部位には、該ＥＧＲ通路２５内を流れるＥＧ
Ｒガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられている。
【００５０】このように構成された排気再循環機構で
は、ＥＧＲ弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導
通状態となり、排気枝管１８内を流れる排気の一部が前
記ＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ２７を経て吸
気枝管８へ導かれる。
【００５１】その際、ＥＧＲクーラ２７では、ＥＧＲ通
路２５内を流れるＥＧＲガスと所定の冷媒との間で熱交
換が行われ、ＥＧＲガスが冷却されることになる。
【００５２】ＥＧＲ通路２５を介して排気枝管１８から
吸気枝管８へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁３から噴射される燃料を着火源
として燃焼される。
【００５３】ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、
混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯ
x）の発生量が抑制される。
【００５４】更に、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガ
スが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下すると
ともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少するこ
ともない。
【００５５】次に、本実施の形態における排気浄化触媒
２０の具体的な構成について説明する。
【００５６】排気浄化触媒２０は、還元剤の存在下で排
気中の窒素酸化物（ＮＯx）を浄化するリーンＮＯx触媒
である。このようなリーンＮＯx触媒としては、選択還
元型ＮＯx触媒や吸蔵還元型ＮＯx触媒等を例示すること
ができるが、ここでは吸蔵還元型ＮＯx触媒を例に挙げ
て説明する。以下、排気浄化触媒２０を吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０と称するものとする。
【００５７】吸蔵還元型ＮＯx触媒２０は、例えば、ア
ルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナ
トリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウ
ム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もし
くはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン
（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから
選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属
とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、
アルミナからなる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐ
ｔ）とを担持して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を例
に挙げて説明する。
【００５８】このように構成された吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）
を吸収する。
【００５９】一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０は、該吸
蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の酸素濃度が低
下したときは吸収していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出
する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から放出さ
れた窒素酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ2）に還元せしめる
ことができる。
【００６０】尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸放
出作用については明らかにされていない部分もあるが、
おおよそ以下のようなメカニズムによって行われている
と考えられる。
【００６１】先ず、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０では、該
吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比がリ
ーン空燃比となって排気中の酸素濃度が高まると、図２
（Ａ）に示されるように、排気中の酸素（Ｏ2）がＯ2 -
又はＯ2-の形で白金（Ｐｔ）の表面上に付着する。排気
中の一酸化窒素（ＮＯ）は、白金（Ｐｔ）の表面上でＯ
2 -又はＯ2-と反応して二酸化窒素（ＮＯ2）を形成する
（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。二酸化窒素（ＮＯ2）は、
白金（Ｐｔ）の表面上で更に酸化され、硝酸イオン（Ｎ
Ｏ3 -）の形で吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収される。
尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収された硝酸イオン
（ＮＯ3 -）は、酸化バリウム（ＢａＯ）と結合して硝酸
バリウム（Ｂａ（ＮＯ3）2）を形成する。
【００６２】このように吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは、排気
中の窒素酸化物（ＮＯx）が硝酸イオン（ＮＯ3 -）とし
て吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収される。
【００６３】上記したようなＮＯx吸収作用は、流入排
気の空燃比がリーン空燃比であり、且つ吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和しない限り継続され
る。従って、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の空燃比がリーン空燃比であるときは、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和しない限り、排気中の
窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収
され、排気中から窒素酸化物（ＮＯx）が除去されるこ
とになる。
【００６４】これに対して、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
では、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の酸
素濃度が低下すると、白金（Ｐｔ）の表面上において二
酸化窒素（ＮＯ2）の生成量が減少するため、酸化バリ
ウム（ＢａＯ）と結合していた硝酸イオン（ＮＯ3 -）が
逆に二酸化窒素（ＮＯ2）や一酸化窒素（ＮＯ）となっ
て吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から離脱する。
【００６５】その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸
化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、それら
の還元成分が白金（Ｐｔ）上の酸素（Ｏ2 -又はＯ2-）と
部分的に反応して活性種を形成する。この活性種は、吸
蔵還元型ＮＯx触媒２０から放出された二酸化窒素（Ｎ
Ｏ2）や一酸化窒素（ＮＯ）を窒素（Ｎ2）に還元せしめ
ることになる。
【００６６】従って、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入
する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比となっ
て排気中の酸素濃度が低下するとともに還元剤の濃度が
高まると、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収されていた
窒素酸化物（ＮＯx）が放出及び還元され、以て吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸収能力が再生されることに
なる。
【００６７】ところで、内燃機関１が希薄燃焼運転され
ている場合は、内燃機関１から排出される排気の空燃比
がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、
排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に吸収されることになるが、内燃機関１の
希薄燃焼運転が長期間継続されると、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和し、排気中の窒素酸化
物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０にて除去されず
に大気中へ放出されてしまう。
【００６８】特に、内燃機関１のようなディーゼル機関
では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気
が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排
気の空燃比がリーン空燃比となるため、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和し易い。
【００６９】従って、内燃機関１が希薄燃焼運転されて
いる場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸収能力
が飽和する前に吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排
気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高
め、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収された窒素酸化物
（ＮＯx）を放出及び還元させる必要がある。
【００７０】これに対し、本実施の形態に係る内燃機関
の排気浄化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０より上流
の排気通路を流れる排気中に還元剤たる燃料（軽油）を
添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構か
ら排気中へ燃料を添加することにより、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０に流入する排気の酸素濃度を低下させるとと
もに還元剤の濃度を高めるようにした。
【００７１】還元剤供給機構は、図１に示されるよう
に、その噴孔が排気枝管１８内に臨むよう内燃機関１の
シリンダヘッドに取り付けられ、所定の開弁圧より高い
燃料が印加されたときに開弁して排気枝管１８内へ燃料
を噴射する還元剤噴射弁２８と、前述した燃料ポンプ６
から吐出された燃料を前記還元剤噴射弁２８へ導く還元
剤供給路２９と、この還元剤供給路２９の途中に設けら
れ該還元剤供給路２９内を流れる燃料の流量を調整する
流量調整弁３０と、この流量調整弁３０より上流の還元
剤供給路２９に設けられて該還元剤供給路２９内の燃料
の流れを遮断する遮断弁３１と、前記還元剤供給路２９
における遮断弁３１と流量調整弁３０との間に配置され
て還元剤供給路２９内の圧力に対応した電気信号を出力
する還元剤圧力センサ３２と、を備えている。
【００７２】前記した燃料ポンプ６は本発明に係る還元
剤吐出手段に相当し、還元剤噴射弁２８は本発明に係る
還元剤添加ノズルに相当し、流量調整弁３０は本発明に
係る調量弁に相当し、還元剤圧力センサ３２は本発明に
係る圧力検出手段に相当するものである。尚、燃料ポン
プ６の吐出圧力は、還元剤噴射弁２８の開弁圧より十分
に高いものとする。
【００７３】このように構成された還元剤供給機構で
は、流量調整弁３０が開弁されると、燃料ポンプ６から
吐出された高圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元
剤噴射弁２８へ印加される。還元剤噴射弁２８は、該還
元剤噴射弁２８に印加される還元剤圧力が前記開弁圧よ
り高くなった時点で開弁し、還元剤としての燃料を排気
枝管１８内へ噴射する。
【００７４】還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴
射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた
排気ととともにタービンハウジング１５ｂへ流入する。
タービンハウジング１５ｂ内に流入した排気と還元剤と
は、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に
混合され、リッチ空燃比の排気を形成する。
【００７５】このようにして形成されたリッチ空燃比の
排気は、タービンハウジング１５ｂから排気管１９を介
して吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入し、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯx）を放
出させつつ窒素（Ｎ2）に還元せしめることになる。
【００７６】その後、流量調整弁３０が閉弁されて燃料
ポンプ６から還元剤噴射弁２８への還元剤の供給が遮断
されると、還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が
徐々に低下する。そして、還元剤噴射弁２８に印加され
る燃料圧力が開弁圧以下まで低下した時点で還元剤噴射
弁２８が閉弁し、還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内
への還元剤の添加が停止される。
【００７７】尚、還元剤噴射弁２８は、該還元剤噴射弁
２８の噴孔が排気枝管１８におけるＥＧＲ通路２５との
接続部位より下流であって、排気枝管１８における４つ
の枝管の集合部に最も近い気筒２の排気ポートに突出す
るとともに、排気枝管１８の集合部へ向くようシリンダ
ヘッドに取り付けられることが好ましい。
【００７８】これは、還元剤噴射弁２８から噴射された
還元剤（未燃の燃料成分）がＥＧＲ通路２５へ流入する
のを防止するとともに、還元剤が排気枝管１８内に滞る
ことなく遠心過給機のタービンハウジング１５ｂへ到達
するようにするためである。図１に示す例では、内燃機
関１の４つの気筒２のうち１番（＃１）気筒２が排気枝
管１８の集合部と最も近い位置にあるため、１番（＃
１）気筒２の排気ポートに還元剤噴射弁２８が取り付け
られているが、１番（＃１）気筒２以外の気筒２が排気
枝管１８の集合部と最も近い位置にあるときは、その気
筒２の排気ポートに還元剤噴射弁２８が取り付けられる
ようにする。
【００７９】また、前記還元剤噴射弁２８は、シリンダ
ヘッドに形成された図示しないウォータージャケットを
貫通、あるいはウォータージャケットに近接して取り付
けられるようにし、前記ウォータージャケットを流れる
冷却水によって還元剤噴射弁２８が冷却されるようにし
てもよい。
【００８０】以上述べたように構成された内燃機関１に
は、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設され
ている。ＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運転者
の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニッ
トである。
【００８１】ＥＣＵ３５には、コモンレール圧センサ４
ａ、エアフローメータ１１、吸気温度センサ１２、吸気
管圧力センサ１７、空燃比センサ２３、排気温度センサ
２４、還元剤圧力センサ３２、クランクポジションセン
サ３３、水温センサ３４、アクセル開度センサ３６等の
各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種
センサの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっ
ている。
【００８２】一方、ＥＣＵ３５には、燃料噴射弁３、吸
気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエー
タ２２、ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、遮断弁３１等
が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ３５が上記した各
部を制御することが可能となっている。
【００８３】ここで、ＥＣＵ３５は、図３に示すよう
に、双方向性バス３５０によって相互に接続された、Ｃ
ＰＵ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バッ
クアップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポ
ート３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６
に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備え
ている。
【００８４】前記入力ポート３５６は、クランクポジシ
ョンセンサ３３のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣ
ＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００８５】前記入力ポート３５６は、コモンレール圧
センサ４ａ、エアフローメータ１１、吸気温度センサ１
２、吸気管圧力センサ１７、空燃比センサ２３、排気温
度センサ２４、還元剤圧力センサ３２、水温センサ３
４、アクセル開度センサ３６等のように、アナログ信号
形式の信号を出力するセンサの出力信号をＡ／Ｄ３５５
を介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲ
ＡＭ３５３へ送信する。
【００８６】前記出力ポート３５７は、燃料噴射弁３、
吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエ
ータ２２、ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、遮断弁３１
等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力
される制御信号を、前記した燃料噴射弁３、吸気絞り用
アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、
ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、あるいは遮断弁３１へ
送信する。
【００８７】前記ＲＯＭ３５２は、燃料噴射弁３を制御
するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁１３を制
御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁２１を
制御するための排気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁２６を
制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０に吸収された窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する
ためのＮＯx浄化制御ルーチン等のアプリケーションプ
ログラムに加え、還元剤供給機構の異常を判定するため
の異常判定制御ルーチンを記憶している。
【００８８】前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状
態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
内燃機関１の運転状態と吸気絞り弁１３の目標開度との
関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運
転状態と排気絞り弁２１の目標開度との関係を示す排気
絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運転状態とＥＧＲ
弁２６の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態と還元剤の目標添加量（もし
くは、排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量
制御マップ、還元剤の目標添加量と流量調整弁３０の開
弁時間との関係を示す流量調整弁制御マップ等である。
【００８９】前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力
信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ３３がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ３３がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。
【００９０】前記バックアップＲＡＭ３５４は、内燃機
関１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。
【００９１】前記ＣＰＵ３５１は、前記ＲＯＭ３５２に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、Ｅ
ＧＲ制御、及びＮＯx浄化制御に加え、本発明の要旨と
なる異常判定制御を実行する。
【００９２】例えば、燃料噴射弁制御では、ＣＰＵ３５
１は、先ず、燃料噴射弁３から噴射される燃料量を決定
し、次いで燃料噴射弁３から燃料を噴射する時期を決定
する。
【００９３】燃料噴射量を決定する場合は、ＣＰＵ３５
１は、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数とアク
セル開度センサ３６の出力信号（アクセル開度）とを読
み出す。ＣＰＵ３５１は、燃料噴射量制御マップへアク
セスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応し
た基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）を算出する。Ｃ
ＰＵ３５１は、エアフローメータ１１、吸気温度センサ
１２、水温センサ３４等の出力信号値等に基づいて前記
基本燃料噴射時間を補正し、最終的な燃料噴射時間を決
定する。
【００９４】燃料噴射時期を決定する場合は、ＣＰＵ３
５１は、燃料噴射時期制御マップへアクセスし、前記機
関回転数及び前記アクセル開度に対応した基本燃料噴射
時期を算出する。ＣＰＵ３５１は、エアフローメータ１
１、吸気温度センサ１２、水温センサ３４等の出力信号
値をパラメータとして前記基本燃料噴射時期を補正し、
最終的な燃料噴射時期を決定する。
【００９５】燃料噴射時間と燃料噴射時期とが決定され
ると、ＣＰＵ３５１は、前記燃料噴射時期とクランクポ
ジションセンサ３３の出力信号とを比較し、前記クラン
クポジションセンサ３３の出力信号が前記燃料噴射時期
と一致した時点で燃料噴射弁３に対する駆動電力の印加
を開始する。ＣＰＵ３５１は、燃料噴射弁３に対する駆
動電力の印加を開始した時点からの経過時間が前記燃料
噴射時間に達した時点で燃料噴射弁３に対する駆動電力
の印加を停止する。
【００９６】また、吸気絞り制御では、ＣＰＵ３５１
は、例えば、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数
とアクセル開度とを読み出す。ＣＰＵ３５１は、吸気絞
り弁開度制御マップへアクセスし、機関回転数及びアク
セル開度に対応した目標吸気絞り弁開度を算出する。Ｃ
ＰＵ３５１は、前記目標吸気絞り弁開度に対応した駆動
電力を吸気絞り用アクチュエータ１４に印加する。その
際、ＣＰＵ３５１は、吸気絞り弁１３の実際の開度を検
出して、実際の吸気絞り弁１３の開度と目標吸気絞り弁
開度との差分に基づいて前記吸気絞り用アクチュエータ
１４をフィードバック制御するようにしてもよい。
【００９７】また、排気絞り制御では、ＣＰＵ３５１
は、例えば、内燃機関１が冷間始動後の暖機運転状態に
ある場合や、車室内用ヒータが作動状態にある場合など
に排気絞り弁２１を閉弁方向へ駆動すべく排気絞り用ア
クチュエータ２２を制御する。
【００９８】この場合、内燃機関１の負荷が増大し、そ
れに対応して燃料噴射量が増量されることなる。その結
果、内燃機関１の発熱量が増加し、内燃機関１の暖機が
促進されるとともに、車室内用ヒータの熱源が確保され
る。
【００９９】また、ＥＧＲ制御では、ＣＰＵ３５１は、
ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、水温センサ
３４の出力信号（冷却水温度）、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）等を読み出し、ＥＧＲ制
御の実行条件が成立しているか否かを判別する。
【０１００】上記したＥＧＲ制御実行条件としては、冷
却水温度が所定温度以上である、内燃機関１が始動時か
ら所定時間以上連続して運転されている、アクセル開度
の変化量が正値である等の条件を例示することができ
る。
【０１０１】上記したようなＥＧＲ制御実行条件が成立
していると判定した場合は、ＣＰＵ３５１は、機関回転
数とアクセル開度とをパラメータとしてＥＧＲ弁開度制
御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記アクセ
ル開度に対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出する。ＣＰＵ
３５１は、前記目標ＥＧＲ弁開度に対応した駆動電力を
ＥＧＲ弁２６に印加する。一方、上記したようなＥＧＲ
制御実行条件が成立していないと判定した場合は、ＣＰ
Ｕ３５１は、ＥＧＲ弁２６を全閉状態に保持すべく制御
する。
【０１０２】更に、ＥＧＲ制御では、ＣＰＵ３５１は、
内燃機関１の吸入空気量をパラメータとしてＥＧＲ弁２
６の開度をフィードバック制御する、いわゆるＥＧＲ弁
フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【０１０３】ＥＧＲ弁フィードバック制御では、例え
ば、ＣＰＵ３５１は、アクセル開度や機関回転数等をパ
ラメータとして内燃機関１の目標吸入空気量を決定す
る。その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気
量との関係を予めマップ化しておき、そのマップとアク
セル開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出され
るようにしてもよい。
【０１０４】上記した手順により目標吸入空気量が決定
されると、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶された
エアフローメータ１１の出力信号値（実際の吸入空気
量）を読み出し、実際の吸入空気量と目標吸入空気量と
を比較する。
【０１０５】前記した実際の吸入空気量が前記目標吸入
空気量より少ない場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁
２６を所定量閉弁させる。この場合、ＥＧＲ通路２５か
ら吸気枝管８へ流入するＥＧＲガス量が減少し、それに
応じて内燃機関１の気筒２内に吸入されるＥＧＲガス量
が減少することになる。その結果、内燃機関１の気筒２
内に吸入される新気の量は、ＥＧＲガスが減少した分だ
け増加する。
【０１０６】一方、実際の吸入空気量が目標吸入空気量
より多い場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６を所
定量開弁させる。この場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝
管８へ流入するＥＧＲガス量が増加し、それに応じて内
燃機関１の気筒２内に吸入されるＥＧＲガス量が増加す
る。この結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される新気
の量は、ＥＧＲガスが増加した分だけ減少することにな
る。
【０１０７】次に、ＮＯx浄化制御では、ＣＰＵ３５１
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比
を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチ空
燃比とする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【０１０８】リッチスパイク制御では、ＣＰＵ３５１
は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立
しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実
行条件としては、例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が
活性状態にある、被毒解消制御が実行されていない、排
気温度センサ２４の出力信号値（排気温度）が所定の上
限値以下である、等の条件を例示することができる。
【０１０９】上記したようなリッチスパイク制御実行条
件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１
は、還元剤噴射弁２８からスパイク的に還元剤たる燃料
を噴射させるべく流量調整弁３０を制御することによ
り、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比
を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
【０１１０】具体的には、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５
３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１
の出力信号値（吸入空気量）、燃料噴射量等を読み出
す。ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアクセル開
度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯ
Ｍ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気
の空燃比を予め設定された目標リッチ空燃比とする上で
必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算出する。
【０１１１】続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量
をパラメータとしてＲＯＭ３５２の流量調整弁制御マッ
プへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還
元剤を噴射させる上で必要となる流量調整弁３０の開弁
時間（目標開弁時間）を算出する。
【０１１２】流量調整弁３０の目標開弁時間が算出され
ると、ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３０を開弁させる。
この場合、燃料ポンプ６から吐出された高圧の燃料が還
元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８へ供給される
ため、還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が開弁
圧より高くなり、還元剤噴射弁２８が開弁する。
【０１１３】ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３０を開弁さ
せた時点から前記目標開弁時間が経過すると、流量調整
弁３０を閉弁させる。この場合、燃料ポンプ６から還元
剤噴射弁２８に対する還元剤の供給が遮断されるため、
還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が開弁圧以下
となり、還元剤噴射弁２８が閉弁する。
【０１１４】このように流量調整弁３０が目標開弁時間
だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁２
８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そし
て、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝
管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標リ
ッチ空燃比の混合気を形成し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する。
【０１１５】この結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で「リーン空
燃比」と「スパイク的な目標リッチ空燃比」とを交互に
繰り返すことになり、以て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
が窒素酸化物（ＮＯx）の吸収と放出・還元とを交互に
短周期的に繰り返すことになる。
【０１１６】尚、リッチスパイク制御では、ＣＰＵ３５
１は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の下流に配置された空
燃比センサ２３の出力信号値に基づき、目標添加量もし
くは目標開弁時間を補正する、還元剤添加量フィードバ
ック制御を実行することが好ましい。
【０１１７】還元剤添加量フィードバック制御では、例
えば、ＣＰＵ３５１は、リッチスパイク制御の実行時に
空燃比センサ２３の出力信号値（実際の排気空燃比）と
目標リッチ空燃比とを比較し、実際の排気空燃比が目標
リッチ空燃比より高ければ目標添加量を増量補正もしく
は目標開弁時間を増加補正し、実施の排気空燃比が目標
リッチ空燃比より低ければ目標添加量を減量補正もしく
は目標開弁時間を減少補することにより、実際の排気空
燃比を目標リッチ空燃比に収束させる。
【０１１８】次に、本発明の要旨となる異常判定制御に
ついて述べる。
【０１１９】異常判定制御では、ＣＰＵ３５１は、先
ず、異常判定実行条件が成立しているか否かを判別す
る。上記の異常判定実行条件としては、機関停止直後で
ある、流量調整弁３０が閉弁状態にある、遮断弁３１が
開弁状態にある、還元剤圧力センサ３２の出力信号値が
所定圧力である等を例示することができる。
【０１２０】尚、前記した所定圧力は、燃料ポンプ６が
運転状態にあり且つ流量調整弁３０が閉弁しているとき
に還元剤圧力センサ３２で検出される圧力（例えば０．
７ＭＰａ、以下、「運転時還元剤圧力」と称する）と略
等しい値であることが望ましい。ここで、本実施の形態
に係る燃料ポンプ６は、内燃機関１の出力の一部を駆動
源としているが、内燃機関１が運転停止状態直後である
ときには、惰性で回転しているので還元剤圧力センサ３
２の出力信号値、言い換えれば、遮断弁３１と流量調整
弁３０との間の還元剤供給路２９における還元剤の圧力
が直ちに低下することはない。
【０１２１】そこで、本実施の形態では、内燃機関１の
運転停止直後に遮断弁３１が開弁状態を、流量調整弁３
０が閉弁状態を維持するように還元剤供給機構が構成さ
れるようにすることにより、上記の異常判定実行条件を
成立させるようにした。
【０１２２】ここで、内燃機関１が運転を停止された直
後の還元剤圧力センサ３２で検出される圧力が、前記所
定圧力（例えば０．７ＭＰａ）よりも低い圧力である場
合には流量調整弁３０よりも上流の還元剤供給機構にお
いて還元剤たる燃料の漏出が発生している虞がある。こ
のときには、ＣＰＵ３５１は図示しない警告灯を点灯さ
せ運転者に注意を喚起する。
【０１２３】また、異常判定実行条件が成立すると、Ｃ
ＰＵ３５１は、流量調整弁３０を閉弁状態に保持しつつ
遮断弁３１を閉弁制御する。ここで、遮断弁３１及び流
量調整弁３０が共に閉弁状態にあるときは、燃料ポンプ
６から還元剤噴射弁２８に至る還元剤供給路２９は、遮
断弁３１及び流量調整弁３０を境にして３つの空間に区
画される。以下では、流量調整弁３０及び遮断弁３１が
閉弁状態にあるときの遮断弁３１から流量調整弁３０に
至る還元剤供給路２９を上流側閉空間部と称し、流量調
整弁３０から還元剤噴射弁２８に至る還元剤供給路２９
を下流側閉空間部と称する。
【０１２４】このときの、上流側閉空間部の還元剤の圧
力は運転時還元剤圧力（例えば０．７ＭＰａ）となり、
下流側閉空間部の還元剤の圧力は還元剤噴射弁２８の開
弁圧力（例えば０．２ＭＰａ）となる。また、上流側閉
空間部よりも上流の還元剤供給路２９内の還元剤の圧力
は、運転時還元剤圧力と略等しい圧力となる。
【０１２５】次いで、ＣＰＵ３５１は、遮断弁３１を閉
弁状態に保持しつつ流量調整弁３０の開弁制御を行い、
その直後に流量調整弁３０の閉弁制御を行う。流量調整
弁３０が開弁されると、上流側閉空間部と下流側閉空間
部とが連通し、遮断弁３１から還元剤噴射弁２８に至る
還元剤供給路２９が１つの閉空間を形成する。
【０１２６】このような状態では、還元剤噴射弁２８か
ら排気枝管１８へ還元剤が噴射され、上記閉空間内の還
元剤の圧力は徐々に低下し、最後には還元剤噴射弁２８
の開弁圧力（例えば０．２ＭＰａ）と等しくなる。
【０１２７】本発明においては、このように還元剤の圧
力が還元剤噴射弁２８の開弁圧力と等しくなる前にＣＰ
Ｕ３５１は、流量調整弁３０の閉弁制御を行い、還元剤
供給路２９を区画する。その際、遮断弁３１、流量調整
弁３０及び還元剤噴射弁２８が正常であれば、このとき
の上流側閉空間部における還元剤の圧力は、前記運転時
還元剤圧力より低く且つ前記開弁圧力より高い値（例え
ば０．４ＭＰａ、以下、「開弁時正常圧力」と称する）
となる。また、遮断弁３１、流量調整弁３０及び還元剤
噴射弁２８が正常であれば、上流側閉空間部における還
元剤の圧力は、開弁時正常圧力（例えば０．４ＭＰａ）
で保持され、下流側閉空間部における還元剤の圧力は、
開弁時正常圧力（例えば０．４ＭＰａ）から徐々に低下
して前記開弁圧力（例えば０．２ＭＰａ）となる。
【０１２８】そして、ＣＰＵ３５１は流量調整弁３０が
閉弁制御された後の還元剤圧力センサ３２の出力信号値
に基づいて流量調整弁３０又は還元剤噴射弁２８の異常
を判定する。
【０１２９】この結果、流量調整弁３０及び還元剤噴射
弁２８が正常であるときは、還元剤圧力センサ３２の出
力信号値は、図４に示されるような挙動を示すことにな
る。
【０１３０】また、流量調整弁３０が開弁状態で作動不
良に陥っている場合には、遮断弁３１から還元剤噴射弁
２８に至る還元剤供給路２９は、二つの閉空間に区画さ
れずに一つの閉空間となる。この閉空間内の還元剤の圧
力は、還元剤噴射弁２８の開弁圧力（例えば０．２ＭＰ
ａ）まで低下する。
【０１３１】この結果、流量調整弁３０が開弁状態で作
動不良に陥っている場合には、還元剤圧力センサ３２の
出力信号値は、図５に示されるような挙動を示すことに
なる。
【０１３２】また、流量調整弁３０が閉弁状態で動作不
良に陥っている場合は、ＣＰＵ３５１が流量調整弁３０
の開弁制御を行っても、前記した上流側閉空間部と下流
側閉空間部とが連通せず、上流側閉空間部内の還元剤圧
力が変化しないことになる。そのため、上流側閉空間部
は運転時還元剤圧力（例えば０．７ＭＰａ）を保持す
る。
【０１３３】この結果、流量調整弁３０が閉弁状態で動
作不良に陥っているときは、還元剤圧力センサ３２の出
力信号値は、図６に示されるような挙動を示すことにな
る。
【０１３４】また、前述したリッチスパイク制御におい
て流量調整弁３０が開弁されると、燃料ポンプ６から吐
出された高圧の還元剤が還元剤噴射弁２８に印加される
ことになるが、その際に還元剤噴射弁２８に目詰まりが
発生していると、還元剤噴射弁２８から還元剤が噴射さ
れないことになる。このような状況下でリッチスパイク
制御の実行を終了すべく流量調整弁３０が閉弁される
と、流量調整弁３０から還元剤噴射弁２８に至る還元剤
供給路２９（下流側閉空間部）が閉鎖された空間となる
ため、この閉鎖空間内の還元剤圧力が前記開弁圧力より
高い運転時還元剤圧力（例えば０．７ＭＰａ）を保持す
ることになる。
【０１３５】従って、還元剤噴射弁２８に目詰まりが発
生していると、前述した異常判定制御実行条件が成立し
たときに、前記上流側閉空間部の還元剤圧力が運転時還
元剤圧力になるとともに前記下流側閉空間部の還元剤圧
力が前記開弁圧より高い運転時還元剤圧力になる。この
ような状態のときに流量調整弁３０が開弁されて上流側
閉空間部と下流側閉空間部が連通しても、遮断弁３１か
ら還元剤噴射弁２８に至る還元剤供給路２９内の還元剤
圧力は、前記開弁時正常圧力より高い運転時還元剤圧力
となる。その後、ＣＰＵ３５１により流量調整弁３０の
閉弁制御が行われても、上流側閉空間部における還元剤
の圧力は変化せずに運転時還元剤圧力を保持する。
【０１３６】この結果、還元剤噴射弁２８に目詰まりが
発生しているときは、還元剤圧力センサ３２の出力信号
値は、図６に示されるような流量調整弁３０が閉弁状態
で作動不良に陥っているときと共通の挙動を示すことに
なる。
【０１３７】また、本発明においては、更にＣＰＵ３５
１は流量調整弁３０の開閉制御を２回行う。ここで、遮
断弁３１に異常がなければ、流量調整弁３０が開弁され
て上流側閉空間部と下流側閉空間部が連通されると、そ
の都度、還元剤噴射弁２８から還元剤が噴射される。こ
のように、上流側閉空間部と下流側閉空間部が連通され
る毎に、遮断弁３１から還元剤噴射弁２８に至る還元剤
供給路２９内の還元剤の圧力が低下する。
【０１３８】この結果、遮断弁３１に異常がなければ、
還元剤圧力センサ３２の出力信号値は、図７に示される
ような挙動を示すことになる。
【０１３９】しかし、遮断弁３１が開弁状態で作動不良
に陥っている場合には、ＣＰＵ３５１が遮断弁３１の閉
弁制御を行っても、燃料ポンプ６から流量調整弁３０に
至る空間は常に連通状態となる。この状態で上述の流量
調整弁３０の開弁制御が行われ、還元剤噴射弁２８から
還元剤が噴射されると、還元剤供給路２９内の還元剤の
圧力が低下する。しかし、その後流量調整弁３０の閉弁
制御が行われると、燃料ポンプ６は惰性で回転している
ため、連通状態となった燃料ポンプ６から流量調整弁３
０に至る空間には燃料が供給され、還元剤供給路２９内
の還元剤の圧力は上昇する。
【０１４０】この結果、遮断弁３１が開弁状態で作動不
良に陥っていると、還元剤圧力センサ３２の出力信号値
は、図８に示されるような挙動を示すことになる。
【０１４１】このように本実施の形態に係る異常判定制
御によれば、流量調整弁３０が閉弁状態にあり、且つ、
還元剤圧力センサ３２の出力信号値が所定圧力であるこ
と条件に、流量調整弁３０を開閉弁制御し、流量調整弁
３０の開閉弁制御後における還元剤圧力センサ３２の出
力信号値を監視することにより、遮断弁３１、流量調整
弁３０、還元剤噴射弁２８の異常をある程度判別するこ
とが可能となる。
【０１４２】以下、本実施の形態における異常判定制御
について図９のフローチャートに沿って具体的に説明す
る。
【０１４３】異常判定制御ルーチンでは、ＣＰＵ３５１
は、先ず、Ｓ１０１において、内燃機関１が運転停止状
態にあるか否かを判別する。
【０１４４】ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ１０１において内
燃機関１が作動状態にあると判定した場合は、本ルーチ
ンの実行を一旦終了し、内燃機関１が運転停止状態にあ
ると判定した場合は、Ｓ１０２へ進む。
【０１４５】Ｓ１０２では、ＣＰＵ３５１は、還元剤圧
力センサ３２の出力信号値（流量調整弁３０より上流の
還元剤供給路２９における還元剤圧力）：Ｐbを入力す
る。
【０１４６】Ｓ１０３では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ１
０２で入力された還元剤圧力が運転時正常圧力（例えば
０．７ＭＰａ）と等しいか否かを判別する。
【０１４７】ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ１０３において前
記還元剤圧力が前記所定圧力と等しくないと判定した場
合は、Ｓ１１９へ進み流量調整弁３０よりも上流で還元
剤の漏出が発生しているものとみなして本ルーチンの実
行を終了させる。また、前記還元剤圧力が前記所定圧力
と等しいと判定した場合は、Ｓ１０４へ進む。
【０１４８】Ｓ１０４では、ＣＰＵ３５１は、遮断弁３
１を閉弁させ、前述した異常判定実行条件を成立させ
る。
【０１４９】Ｓ１０５では、ＣＰＵ３５１は、流量調整
弁３０を開弁制御し、その直後に流量調整弁３０の閉弁
制御を行う。以下、この制御を流量調整弁３０の開閉弁
制御と称する。
【０１５０】Ｓ１０６では、ＣＰＵ３５１は、流量調整
弁３０の開閉弁制御後における還元剤圧力センサ３２の
出力信号値：Ｐaを入力する。
【０１５１】Ｓ１０７では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ１
０６で入力された還元剤圧力：Ｐaが開弁時正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）と等しいか否かを判別する。
【０１５２】前記Ｓ１０７において前記還元剤圧力：Ｐ
aが開弁時正常圧力と等しいと判定した場合はＳ１０８
へ進み、ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３０及び還元剤噴
射弁２８が正常であるとみなす。
【０１５３】一方、前記Ｓ１０７において前記還元剤圧
力：Ｐaが開弁時正常圧力と等しくないと判定した場合
は、ＣＰＵ３５１は、Ｓ１１４へ進む。
【０１５４】Ｓ１１４では、ＣＰＵ３５１は、前記還元
剤圧力：Ｐaが流量調整弁３０の開閉弁制御前の還元剤
圧力：Ｐbと等しいか否かを判別する。
【０１５５】前記Ｓ１１４において前記還元剤圧力：Ｐ
aが流量調整弁３０の開閉弁制御前の還元剤圧力：Ｐbと
等しいと判定した場合、つまり流量調整弁３０の開閉弁
制御後の還元剤圧力：Ｐaが流量調整弁３０の開閉弁制
御前の還元剤圧力：Ｐbから変化していないと判定した
場合はＳ１１５へ進み、ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３
０が閉弁状態で動作不良に陥っているか、又は、還元剤
噴射弁２８に目詰まりが発生しているとみなし、本ルー
チンの実行を終了する。
【０１５６】一方、前記Ｓ１１４において、前記還元剤
圧力：Ｐaが流量調整弁３０の開弁制御前の還元剤圧
力：Ｐbと等しくないとＣＰＵ３５１が判定した場合
は、Ｓ１１６へ進む。
【０１５７】Ｓ１１６では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ１
０６で入力された還元剤圧力：Ｐaが開弁時正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）よりも低いか否かを判別する。
【０１５８】前記Ｓ１１６において前記還元剤圧力：Ｐ
aが開弁時正常圧力（例えば０．４ＭＰａ）よりも低い
と判定した場合は、ＣＰＵ３５１は、Ｓ１１７へ進み、
流量調整弁３０が開弁状態で作動不良に陥っているとみ
なし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１５９】一方、前記Ｓ１１６において、前記Ｓ１０
６で入力された還元剤圧力：Ｐaが開弁時正常圧力（例
えば０．４ＭＰａ）よりも低くないとＣＰＵ３５１が判
定した場合は、Ｓ１１８に進み、還元剤噴射弁２８の異
常とみなして本ルーチンの実行を終了する。これは、経
時変化、異物混入等の理由により還元剤噴射弁２８の開
弁圧力が正常時よりも高くなっているとみなすものであ
る。このような状態では、流量調整弁３０が閉弁状態に
あるときは、下流側閉空間部における還元剤の圧力は還
元剤噴射弁２８が正常のときの開弁圧力よりも高い圧力
（例えば０．５乃至０．６ＭＰａ）になる。また、上流
側閉空間部は、流量調整弁３０の開弁制御が行われるま
では前記運転時還元剤圧力（例えば０．７ＭＰａ）を保
持している。その後、流量調整弁３０の開制御が行われ
て上流側閉空間部と下流側閉空間部とが連通されると、
遮断弁３１から還元剤噴射弁２８に至る還元剤供給路２
９内の還元剤の圧力は、還元剤噴射弁２８が正常のとき
の開弁圧力よりも高い圧力と運転時還元剤圧力との間の
圧力となる。このときの圧力は、前記開弁に正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）よりも高い圧力となる。
【０１６０】次に、Ｓ１０９では、Ｓ１０５で行った流
量調整弁３０の開閉弁制御を２回行う。
【０１６１】Ｓ１１０では、ＣＰＵ３５１は、流量調整
弁３０の開閉弁制御後における還元剤圧力センサ３２の
出力信号値：Ｐcを入力する。
【０１６２】Ｓ１１１では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ１
１０で入力された還元剤圧力：Ｐcが開弁時正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）よりも低いか否かを判別する。
【０１６３】前記Ｓ１１１において前記還元剤圧力：Ｐ
cが開弁時正常圧力よりも低いと判定した場合はＳ１１
２へ進み、ＣＰＵ３５１は、遮断弁３１が正常であると
みなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１６４】一方、前記Ｓ１１１において前記還元剤圧
力：Ｐcが開弁時正常圧力よりも低くないと判定した場
合は、前記還元剤圧力：Ｐcが開弁時正常圧力と等しい
場合であり、ＣＰＵ３５１は、Ｓ１１３へ進み、遮断弁
３１が開弁状態で作動不良に陥っているとみなし、本ル
ーチンの実行を終了する。
【０１６５】このようにＣＰＵ３５１が異常判定制御ル
ーチンを実行することにより、本発明に係る異常判定手
段が実現されることになる。
【０１６６】従って、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、排気枝管１８に取り付けられた還
元剤噴射弁２８と、燃料ポンプ６から吐出された燃料の
一部を還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、還
元剤供給路２９の途中に設けられて還元剤噴射弁２８か
ら噴射される還元剤量を調整する流量調整弁３０と、流
量調整弁３０より上流の還元剤供給路２９に設けられて
該還元剤供給路２９を遮断する遮断弁３１とを備えた還
元剤供給機構において、遮断弁３１と流量調整弁３０と
の間に配置された還元剤圧力センサ３２の出力信号に基
づいて、流量調整弁３０の異常と還元剤噴射弁２８の異
常と遮断弁３１の異常とをある程度識別することが可能
となる。
【０１６７】この結果、流量調整弁３０、還元剤噴射弁
２８又は遮断弁３１に異常が発生した場合に、車両の運
転者は早期にそのことを認識することができる。
【０１６８】＜第２の実施の形態＞第２の実施の形態に
おいては、第１の実施の形態と比較して還元剤噴射弁２
８及び流量調整弁３０の構造が相違する。本実施の形態
では、第１の実施の形態に係る流量調整弁３０が行って
いた還元剤の調量は、還元剤噴射弁２８で行われる。
【０１６９】第１の実施の形態に係る還元剤供給機構で
は、流量調整弁３０が開弁されると、燃料ポンプ６から
吐出された高圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元
剤噴射弁２８へ印加される。還元剤噴射弁２８は、該還
元剤噴射弁２８に印加される還元剤圧力が前記開弁圧よ
り高くなった時点で開弁し、還元剤としての燃料を排気
枝管１８内へ噴射する。しかし、本実施の形態に係る還
元剤噴射弁２８では、燃料ポンプ６から吐出された高圧
の燃料が還元剤供給路２９を介して、直接還元剤噴射弁
２８印加される。そして、還元剤噴射弁２８が開弁され
ると高圧の燃料が排気枝管１８内へ噴射される。
【０１７０】ここで、図１６に基づいて本実施の形態に
係る還元剤噴射弁２８を使用したリッチスパイク制御に
ついて具体的に説明する。リッチスパイク制御実行条件
が成立していると判定された場合に、ＣＰＵ３５１は、
ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、アクセル開
度センサ３６の出力信号（アクセル開度）、エアフロー
メータ１１の出力信号値（吸入空気量）、燃料噴射量等
を読み出す。ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とア
クセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータと
してＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセス
し、排気の空燃比を予め設定された目標リッチ空燃比と
する上で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算
出する。
【０１７１】続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量
をパラメータとしてＲＯＭ３５２の流量調整弁制御マッ
プへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還
元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁２８の開
弁時間（目標開弁時間）を算出する。
【０１７２】還元剤噴射弁２８の目標開弁時間が算出さ
れると、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させ
る。
【０１７３】ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁
させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤
噴射弁２８を閉弁させる。
【０１７４】このように還元剤噴射弁２８が目標開弁時
間だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁
２８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そし
て、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝
管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標リ
ッチ空燃比の混合気を形成し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する。
【０１７５】この結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で「リーン空
燃比」と「スパイク的な目標リッチ空燃比」とを交互に
繰り返すことになり、以て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
が窒素酸化物（ＮＯx）の吸収と放出・還元とを交互に
短周期的に繰り返すことになる。
【０１７６】次に、本発明の要旨となる異常判定制御に
ついて述べる。
【０１７７】異常判定制御では、ＣＰＵ３５１は、先
ず、異常判定実行条件が成立しているか否かを判別す
る。上記の異常判定実行条件としては、機関停止直後で
ある、遮断弁３１が開弁状態にある、還元剤圧力センサ
３２の出力信号値が所定圧力である等を例示することが
できる。
【０１７８】尚、前記した所定圧力は、燃料ポンプ６が
運転状態にあり且つ還元剤噴射弁２８が閉弁していると
きに還元剤圧力センサ３２で検出される圧力（例えば
０．７ＭＰａ、以下、「運転時還元剤圧力」と称する）
と略等しい値であることが望ましい。ここで、本実施の
形態に係る燃料ポンプ６は、内燃機関１の出力の一部を
駆動源としているが、内燃機関１が運転停止状態直後で
あるときには、惰性で回転しているので還元剤圧力セン
サ３２の出力信号値、言い換えれば、遮断弁３１と還元
剤噴射弁２８との間の還元剤供給路２９における還元剤
の圧力が直ちに低下することはない。
【０１７９】そこで、本実施の形態では、内燃機関１の
運転停止直後に遮断弁３１が開弁状態を、還元剤噴射弁
２８が閉弁状態を維持するように還元剤供給機構が構成
されるようにすることにより、上記の異常判定実行条件
を成立させるようにした。
【０１８０】ここで、内燃機関１が運転を停止された直
後の還元剤圧力センサ３２で検出される圧力が、前記所
定圧力（例えば０．７ＭＰａ）よりも低い圧力である場
合には流量調整弁３０よりも上流の還元剤供給機構にお
いて還元剤たる燃料の漏出が発生している虞がある。こ
のときには、ＣＰＵ３５１は図示しない警告灯を点灯さ
せ運転者に注意を喚起する。
【０１８１】また、異常判定実行条件が成立すると、Ｃ
ＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を閉弁状態に保持しつ
つ遮断弁３１を閉弁制御する。ここで、遮断弁３１及び
流量調整弁３０が共に閉弁状態にあるときは、燃料ポン
プ６から還元剤噴射弁２８に至る還元剤供給路２９は、
流量調整弁３０を境にして２つの空間に区画される。以
下では、還元剤噴射弁２８及び遮断弁３１が閉弁状態に
あるときの遮断弁３１から還元剤噴射弁２８に至る還元
剤供給路２９を閉空間部と称する。
【０１８２】このときの、閉空間部の還元剤の圧力は運
転時還元剤圧力（例えば０．７ＭＰａ）となる。また、
閉空間部よりも上流の還元剤供給路２９内の還元剤の圧
力は、運転時還元剤圧力と略等しい圧力となる。
【０１８３】次いで、ＣＰＵ３５１は、遮断弁３１を閉
弁状態に保持しつつ還元剤噴射弁２８の開弁制御を行
い、その直後に還元剤噴射弁２８の閉弁制御を行う。
【０１８４】還元剤噴射弁２８が開弁されているとき
は、還元剤噴射弁２８から排気枝管１８へ還元剤が噴射
され、上記閉空間内の還元剤の圧力は徐々に低下し、最
後には排気枝管１８内の圧力と等しくなる。
【０１８５】本発明においては、このように還元剤の圧
力が排気枝管１８内の圧力と等しくなるまで低下する前
にＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８の閉弁制御を行
う。そして、ＣＰＵ３５１は還元剤噴射弁２８が閉弁制
御された後の還元剤圧力センサ３２の出力信号値に基づ
いて還元剤噴射弁２８の異常を判定する。その際、遮断
弁３１及び還元剤噴射弁２８が正常であれば、この閉空
間における還元剤の圧力は、前記運転時還元剤圧力より
低い値（例えば０．４ＭＰａ、以下、「開弁時正常圧
力」と称する）となる。
【０１８６】この結果、還元剤噴射弁２８が正常である
ときは、還元剤圧力センサ３２の出力信号値は、図１０
に示されるような挙動を示すことになる。
【０１８７】また、還元剤噴射弁２８が開弁状態で作動
不良に陥っている場合には、閉空間内の還元剤の圧力
は、排気枝管１８内の圧力まで低下する。
【０１８８】この結果、還元剤噴射弁２８が開弁状態で
作動不良に陥っている場合には、還元剤圧力センサ３２
の出力信号値は、図１１に示されるような挙動を示すこ
とになる。
【０１８９】また、還元剤噴射弁２８が閉弁状態で動作
不良に陥っている場合は、ＣＰＵ３５１が還元剤噴射弁
２８の開弁制御を行っても、閉空間部内の還元剤圧力が
変化しないことになる。そのため、閉空間部は運転時還
元剤圧力（例えば０．７ＭＰａ）を保持する。
【０１９０】この結果、還元剤噴射弁２８が閉弁状態で
動作不良に陥っているときは、還元剤圧力センサ３２の
出力信号値は、図１２に示されるような挙動を示すこと
になる。
【０１９１】還元剤噴射弁２８に目詰まりが発生してい
るときにも同様に、還元剤噴射弁２８から還元剤が噴射
されず、閉空間部の還元剤圧力は運転時還元剤圧力（例
えば０．７ＭＰａ）を保持することになる。この結果、
還元剤噴射弁２８に目詰まりが発生しているときは、還
元剤圧力センサ３２の出力信号値は、図１２に示される
ような還元剤噴射弁２８が閉弁状態で作動不良に陥って
いるときと共通の挙動を示すことになる。
【０１９２】また、本発明においては、更にＣＰＵ３５
１は還元剤噴射弁２８の開閉制御を２回行う。ここで、
遮断弁３１に異常がなければ、還元剤噴射弁２８が開弁
されて、その都度、還元剤噴射弁２８から還元剤が噴射
される。このように、還元剤噴射弁２８が開弁される毎
に、遮断弁３１から還元剤噴射弁２８に至る還元剤供給
路２９内の還元剤の圧力が低下する。
【０１９３】この結果、遮断弁３１に異常がなければ、
還元剤圧力センサ３２の出力信号値は、図１３に示され
るような挙動を示すことになる。
【０１９４】しかし、遮断弁３１が開弁状態で作動不良
に陥っている場合には、ＣＰＵ３５１が遮断弁３１の閉
弁制御を行っても、燃料ポンプ６から還元剤噴射弁２８
に至る空間は常に連通状態となる。この状態で上述の還
元剤噴射弁２８の開弁制御が行われ、還元剤噴射弁２８
から還元剤が噴射されると、還元剤供給路２９内の還元
剤の圧力が低下する。しかし、その後還元剤噴射弁２８
の閉弁制御が行われると、燃料ポンプ６は惰性で回転し
ているため、連通状態となった燃料ポンプ６から還元剤
噴射弁２８に至る空間には燃料が供給され、還元剤供給
路２９内の還元剤の圧力は上昇する。
【０１９５】この結果、遮断弁３１が開弁状態で作動不
良に陥っていると、還元剤圧力センサ３２の出力信号値
は、図１４に示されるような挙動を示すことになる。
【０１９６】このように本実施の形態に係る異常判定制
御によれば、還元剤噴射弁２８が閉弁状態にあり、且
つ、還元剤圧力センサ３２の出力信号値が所定圧力であ
ること条件に、還元剤噴射弁２８を開閉弁制御し、還元
剤噴射弁２８の開閉弁制御後における還元剤圧力センサ
３２の出力信号値を監視することにより、遮断弁３１及
び還元剤噴射弁２８の異常を判別することが可能とな
る。
【０１９７】以下、本実施の形態における異常判定制御
について図１５に沿って具体的に説明する。
【０１９８】図１５は、異常判定制御ルーチンを示すフ
ローチャートであり、この異常判定制御ルーチンは、内
燃機関１が運転停止状態にあるときに実行されるルーチ
ンである。
【０１９９】異常判定制御ルーチンでは、ＣＰＵ３５１
は、先ず、Ｓ２０１において、内燃機関１が運転停止状
態にあるか否かを判別する。
【０２００】ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ２０１において内
燃機関１が作動状態にあると判定した場合は、本ルーチ
ンの実行を一旦終了し、内燃機関１が運転停止状態にあ
ると判定した場合は、Ｓ２０２へ進む。
【０２０１】Ｓ２０２では、ＣＰＵ３５１は、還元剤圧
力センサ３２の出力信号値（還元剤噴射弁２８より上流
の還元剤供給路２９における還元剤圧力）：Ｐbを入力
する。
【０２０２】Ｓ２０３では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ２
０２で入力された還元剤圧力が所定圧力（例えば０．７
ＭＰａ）であるか否かを判別する。
【０２０３】ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ２０３において前
記還元剤圧力が前記所定圧力と等しくないと判定した場
合は、Ｓ２１９へ進み還元剤噴射弁２８よりも上流で還
元剤の漏出が発生しているものとみなして本ルーチンの
実行を終了させる。また、前記還元剤圧力が前記所定圧
力と等しいと判定した場合は、Ｓ２０４へ進む。
【０２０４】Ｓ２０４では、ＣＰＵ３５１は、遮断弁３
１を閉弁させ、前述した異常判定実行条件を成立させ
る。
【０２０５】Ｓ２０５では、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴
射弁２８を開弁制御し、その直後に還元剤噴射弁２８の
閉弁制御を行う。以下、この制御を還元剤噴射弁２８の
開閉弁制御と称する。
【０２０６】Ｓ２０６では、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴
射弁２８の開閉弁制御後における還元剤圧力センサ３２
の出力信号値：Ｐaを入力する。
【０２０７】Ｓ２０７では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ２
０６で入力された還元剤圧力：Ｐaが開弁時正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）と等しいか否かを判別する。
【０２０８】前記Ｓ２０７において前記還元剤圧力：Ｐ
aが開弁時正常圧力と等しいと判定した場合はＳ２０８
へ進み、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８が正常であ
るとみなす。
【０２０９】一方、前記Ｓ２０７において前記還元剤圧
力：Ｐaが開弁時正常圧力と等しくないと判定した場合
は、ＣＰＵ３５１は、Ｓ２１４へ進む。
【０２１０】Ｓ２１４では、ＣＰＵ３５１は、前記還元
剤圧力：Ｐaが還元剤噴射弁２８の開閉弁制御前の還元
剤圧力：Ｐbと等しいか否かを判別する。
【０２１１】前記Ｓ２１４において前記還元剤圧力：Ｐ
aが還元剤噴射弁２８の開閉弁制御前の還元剤圧力：Ｐb
と等しいと判定した場合、つまり還元剤噴射弁２８の開
閉弁制御後の還元剤圧力：Ｐaが還元剤噴射弁２８の開
閉弁制御前の還元剤圧力：Ｐbから変化していないと判
定した場合はＳ２１５へ進み、ＣＰＵ３５１は、還元剤
噴射弁２８が閉弁状態で動作不良に陥っているか、又
は、還元剤噴射弁２８に目詰まりが発生しているとみな
し、本ルーチンの実行を終了する。
【０２１２】一方、前記Ｓ２１４において、前記還元剤
圧力：Ｐaが還元剤噴射弁２８の開弁制御前の還元剤圧
力：Ｐbと等しくないとＣＰＵ３５１が判定した場合
は、Ｓ２１６へ進む。
【０２１３】Ｓ２１６では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ２
０６で入力された還元剤圧力：Ｐaが開弁時正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）よりも低いか否かを判別する。
【０２１４】前記Ｓ２１６において前記還元剤圧力：Ｐ
aが開弁時正常圧力（例えば０．４ＭＰａ）よりも低い
と判定した場合は、ＣＰＵ３５１は、Ｓ２１７へ進み、
還元剤噴射弁２８が開弁状態で作動不良に陥っていると
みなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２１５】一方、前記Ｓ２１６において、前記Ｓ２０
６で入力された還元剤圧力：Ｐaが開弁時正常圧力（例
えば０．４ＭＰａ）よりも低くないとＣＰＵ３５１が判
定した場合は、Ｓ２１８に進み、還元剤噴射弁２８の異
常とみなして本ルーチンの実行を終了する。これは、経
時変化、異物混入等の理由により還元剤噴射弁２８の開
弁時に噴射される還元剤の量が正常時よりも少なくなっ
ているとみなすものである。このような状態では、還元
剤噴射弁２８が閉弁状態にあるときは、前記閉空間部に
おける還元剤の圧力は還元剤噴射弁２８が正常のときの
開弁圧力よりも高い圧力（例えば０．５乃至０．６ＭＰ
ａ）になる。
【０２１６】次に、Ｓ２０９では、Ｓ２０５で行った還
元剤噴射弁２８の開閉弁制御を２回行う。
【０２１７】Ｓ２１０では、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴
射弁２８の開閉弁制御後における還元剤圧力センサ３２
の出力信号値：Ｐcを入力する。
【０２１８】Ｓ２１１では、ＣＰＵ３５１は、前記Ｓ２
１０で入力された還元剤圧力：Ｐcが開弁時正常圧力
（例えば０．４ＭＰａ）よりも低いか否かを判別する。
【０２１９】前記Ｓ２１１において前記還元剤圧力：Ｐ
cが開弁時正常圧力よりも低いと判定した場合はＳ２１
２へ進み、ＣＰＵ３５１は、遮断弁３１が正常であると
みなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２２０】一方、前記Ｓ２１１において前記還元剤圧
力：Ｐcが開弁時正常圧力よりも低くないと判定した場
合は、前記還元剤圧力：Ｐcが開弁時正常圧力と等しい
場合であり、ＣＰＵ３５１は、Ｓ２１３へ進み、遮断弁
３１が開弁状態で作動不良に陥っているとみなし、本ル
ーチンの実行を終了する。
【０２２１】このようにＣＰＵ３５１が異常判定制御ル
ーチンを実行することにより、本発明に係る異常判定手
段が実現されることになる。
【０２２２】従って、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、排気枝管１８に取り付けられた還
元剤噴射弁２８と、燃料ポンプ６から吐出された燃料の
一部を還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、還
元剤噴射弁２８より上流の還元剤供給路２９に設けられ
て該還元剤供給路２９を遮断する遮断弁３１とを備えた
還元剤供給機構において、遮断弁３１と還元剤噴射弁２
８との間に配置された還元剤圧力センサ３２の出力信号
に基づいて、還元剤噴射弁２８及び遮断弁３１の異常を
識別することが可能となる。
【０２２３】この結果、還元剤噴射弁２８又は遮断弁３
１に異常が発生した場合に、車両の運転者は早期にその
ことを認識することができ、又、修理時における異常個
所の早期発見が可能となる。
【０２２４】
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、排気浄化触媒より上流の排気通路に配置された
還元剤添加ノズルと、所定の吐出圧力で還元剤を吐出す
る還元剤吐出手段と、還元剤吐出手段から吐出された還
元剤を還元剤添加ノズルへ導く還元剤供給路と、還元剤
供給路の途中に設けられた調量弁と、調量弁より上流の
還元剤供給路に設けられた遮断弁とを備えた還元剤供給
機構において、還元剤添加ノズルの異常と調量弁の異常
とを識別することが可能となる。
【０２２５】この結果、還元剤供給機構が還元剤を噴射
不能に陥った場合等に、その要因が還元剤添加ノズルに
あるのか、或いは、調量弁にあるのかを識別することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装
置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す
図。
【図２】（Ａ）は、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸収メ
カニズムを説明する図。（Ｂ）は、吸蔵還元型ＮＯx触
媒のＮＯx放出メカニズムを説明する図。
【図３】ＥＣＵの内部構成を示すブロック図。
【図４】流量調整弁及び還元剤噴射弁が正常であるとき
の還元剤圧力の挙動を示す図。
【図５】流量調整弁が開弁状態で作動不良に陥っている
ときの還元剤圧力の挙動を示す図。
【図６】流量調整弁が閉弁状態で動作不良に陥ってい
る、又は、還元剤噴射弁に目詰まりが発生しているとき
の還元剤圧力の挙動を示す図。
【図７】流量調整弁、還元剤噴射弁、遮断弁が正常のと
きの還元剤圧力の挙動を示す図。
【図８】流量調整弁、還元剤噴射弁が正常で、且つ、遮
断弁が開弁状態で作動不良に陥っているときの還元剤圧
力の挙動を示す図。
【図９】第１の実施の形態における異常判定制御ルーチ
ンを示すフローチャート図。
【図１０】還元剤噴射弁が正常であるときの還元剤圧力
の挙動を示す図。
【図１１】還元剤噴射弁が開弁状態で作動不良に陥って
いるときの還元剤圧力の挙動を示す図。
【図１２】還元剤噴射弁が閉弁状態で動作不良に陥って
いる、又は還元剤噴射弁に目詰まりが発生しているとき
の還元剤圧力の挙動を示す図。
【図１３】還元剤噴射弁、遮断弁が正常のときの還元剤
圧力の挙動を示す図。
【図１４】還元剤噴射弁が正常、且つ、遮断弁が開弁状
態で作動不良に陥っているときの還元剤圧力の挙動を示
す図。
【図１５】第２の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化
装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示
す図。
【図１６】第２の実施の形態における異常判定制御ルー
チンを示すフローチャート図。
【符号の説明】
１・・・・内燃機関 ２・・・・気筒 ３・・・・燃料噴射弁 ４・・・・コモンレール ５・・・・燃料供給管 ６・・・・燃料ポンプ １８・・・排気枝管 １９・・・排気管 ２０・・・吸蔵還元型ＮＯx触媒 ２１・・・排気絞り弁 ２３・・・空燃比センサ ２５・・・ＥＧＲ通路 ２６・・・ＥＧＲ弁 ２７・・・ＥＧＲクーラ ２８・・・還元剤噴射弁 ２９・・・還元剤供給路 ３０・・・流量調整弁 ３１・・・遮断弁 ３２・・・還元剤圧力センサ ３３・・・クランクポジションセンサ ３４・・・水温センサ ３５・・・ＥＣＵ ３５１・・ＣＰＵ ３５２・・ＲＯＭ ３５３・・ＲＡＭ ３５４・・バックアップＲＡＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ｂ (72)発明者 林 孝太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 石山 忍 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小林 正明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 柴田 大介 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 曲田 尚史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小田 富久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 原田 泰生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 根上 秋彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 青山 太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 田原 淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−150037（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−270329（ＪＰ，Ａ) 特開2000−161169（ＪＰ，Ａ) 特開2000−282932（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/28 B01D 53/86 B01D 53/94 F01N 9/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の
    存在下で排気中の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒
    と、 前記排気浄化触媒より上流の排気通路に配置され予め設
    定された開弁圧より高い圧力が印加されたときに開弁す
    る還元剤添加ノズルと、 所定の吐出圧力で還元剤を吐出する還元剤吐出手段と、 前記還元剤吐出手段から吐出された還元剤を前記還元剤
    添加ノズルへ導く還元剤供給路と、 前記還元剤供給路の途中に設けられ前記還元剤吐出手段
    から前記還元剤添加ノズルへ供給される還元剤の量を調
    整する調量弁と、 前記還元剤供給路における前記調量弁より上流に設けら
    れ該還元剤供給路を遮断する遮断弁と、 前記還元剤供給路における前記調量弁と前記遮断弁の間
    に設けられ該還元剤供給路内の還元剤の圧力を検出する
    圧力検出手段と、 前記調量弁及び前記遮断弁が閉弁制御された後の前記圧
    力検出手段の検出値とその後に前記調量弁が開弁制御さ
    れ更に閉弁制御された後の前記圧力検出手段の検出値と
    に基づいて前記遮断弁又は前記調量弁又は前記還元剤添
    加ノズルの異常を判定する異常判定手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 前記異常判定手段は、前記調量弁が閉弁
    状態のときに前記遮断弁が閉弁制御され、その後、前記
    調量弁の開弁制御及び閉弁制御が行われた後に前記圧力
    検出手段が検出した値が、前記調量弁の開弁制御前に検
    出された値と同一である場合は、前記調量弁が閉弁状態
    で動作不良に陥っているか、又は、前記還元剤添加ノズ
    ルの目詰まりが発生していると判定することを特徴とす
    る請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記異常判定手段は、前記調量弁が閉弁
    状態のときに前記遮断弁が閉弁制御され、その後、前記
    調量弁の開弁制御及び閉弁制御が行われた後に前記圧力
    検出手段が検出した値が、前記調量弁の開弁制御前に検
    出された値と比較して所定値以上低い場合は、前記調量
    弁が開弁状態で動作不良に陥っていると判定することを
    特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 前記異常判定手段は、前記調量弁が閉弁
    状態のときに前記遮断弁が閉弁制御され、その後、前記
    調量弁の開弁制御及び閉弁制御が複数回行われた後に、
    前記圧力検出手段が検出した値が、最初に前記調量弁の
    開弁制御及び閉弁制御が行われた後に検出された値と同
    一の場合は、前記遮断弁が開弁状態で動作不良に陥って
    いると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃
    機関の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の
    存在下で排気中の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒
    と、 前記排気浄化触媒より上流の排気通路に配置され還元剤
    を添加するために開弁される還元剤添加ノズルと、 所定の吐出圧力で還元剤を吐出する還元剤吐出手段と、 前記還元剤吐出手段から吐出された還元剤を前記還元剤
    添加ノズルへ導く還元剤供給路と、 前記還元剤供給路における前記還元剤添加ノズルより上
    流に設けられ該還元剤供給路を遮断する遮断弁と、 前記還元剤供給路における前記還元剤添加ノズルと前記
    遮断弁の間に設けられ、該還元剤供給路内の還元剤の圧
    力を検出する圧力検出手段と、 前記還元剤添加ノズル及び前記遮断弁が閉弁制御された
    後の前記圧力検出手段の検出値とその後に前記還元剤添
    加ノズルが開弁制御され更に閉弁制御された後の前記圧
    力検出手段の検出値とに基づいて前記遮断弁又は前記還
    元剤添加ノズルの異常を判定する異常判定手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 前記異常判定手段は、前記還元剤添加ノ
    ズルが閉弁状態のときに前記遮断弁が閉弁制御され、そ
    の後、前記還元剤添加ノズルの開弁制御が行われ、更
    に、前記還元剤添加ノズルの閉弁制御が行われた後に前
    記圧力検出手段が検出した値が、前記還元剤添加ノズル
    の開弁制御前に検出された値と同一である場合は、前記
    還元剤添加ノズルが閉弁状態で動作不良に陥っている
    か、又は、前記還元剤添加ノズルの目詰まりが発生して
    いると判定することを特徴とする請求項５に記載の内燃
    機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 前記異常判定手段は、前記還元剤添加ノ
    ズルが閉弁状態のときに前記遮断弁が閉弁制御され、そ
    の後、前記還元剤添加ノズルの開弁制御及び閉弁制御が
    行われた後に前記圧力検出手段が検出した値が、前記還
    元剤添加ノズルの開弁制御前に検出された値と比較して
    所定値以上低い場合は、前記還元剤添加ノズルが開弁状
    態で動作不良に陥っていると判定することを特徴とする
    請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 前記異常判定手段は、前記還元剤添加ノ
    ズルが閉弁状態のときに前記遮断弁が閉弁制御され、そ
    の後、前記還元剤添加ノズルの開弁制御及び閉弁制御が
    複数回行われた後に、前記圧力検出手段が検出した値
    が、最初に前記還元剤添加ノズルの開弁制御及び閉弁制
    御が行われた後に検出された値と同一の場合は、前記遮
    断弁が開弁状態で動作不良に陥っていると判定すること
    を特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
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