JP2010151094A - Device and method for detecting leak of reducer - Google Patents

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マンジュナート・ファッテプルカル
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reducer leak detection device and a leak detection method capable of detecting leak of a reducing agent in a storage tank. <P>SOLUTION: This leak detection device of reducer from a storage tank of an exhaust emission control device purifying exhaust gas of an internal combustion engine by supplying the reducer stored in the storage tank from a reducer supply part to the exhaust gas passage of the internal combustion engine, includes a reduced quantity detection part detecting reduced quantity of the reducer in the storage tank, a supply quantity detection part capable of detecting supply quantity of the reducer into the exhaust gas passage from the reducer supply part, and a leak decision part deciding existence of leak by operating difference between reduced quantity detected by the reduced quantity detection part and supply quantity detected by the supply quantity detection part, and comparing the result with a predetermined reference value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、貯蔵タンクからの還元剤の漏れを検出する還元剤の漏れ検出装置及び漏れ検出方法に関する。特に、車両の排気浄化装置に備えられた貯蔵タンクからの還元剤の漏れを検出する還元剤の漏れ検出装置及び漏れ検出方法に関する。   The present invention relates to a reducing agent leakage detection device and a leakage detection method for detecting leakage of a reducing agent from a storage tank. In particular, the present invention relates to a reducing agent leakage detection device and a leakage detection method for detecting leakage of a reducing agent from a storage tank provided in an exhaust emission control device of a vehicle.

従来、内燃機関の排気通路内へ還元剤を供給することで、排気ガスの浄化処理を行う排気浄化装置が知られている。例えば、内燃機関の排気通路にSCR触媒等の還元触媒を配置し、還元触媒より上流側の排気通路内に還元剤として尿素水溶液を供給し、尿素水溶液から生成されるアンモニアと排気ガスとを還元触媒に接触させることで、排気ガス中の窒素酸化物を還元して排出する排気浄化装置などがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an exhaust purification device that performs exhaust gas purification processing by supplying a reducing agent into an exhaust passage of an internal combustion engine. For example, a reduction catalyst such as an SCR catalyst is disposed in the exhaust passage of an internal combustion engine, an aqueous urea solution is supplied as a reducing agent into the exhaust passage upstream of the reduction catalyst, and ammonia and exhaust gas generated from the aqueous urea solution are reduced. There is an exhaust emission control device that reduces and discharges nitrogen oxides in exhaust gas by contacting with a catalyst.

このような排気浄化装置は、尿素水溶液等の還元剤が収容された貯蔵タンクと、還元剤を内燃機関の排気通路内へ供給するための噴射弁等の還元剤供給部と、貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を噴射弁に送るためのポンプ等を含んでなる還元剤供給装置を備えるとともに、還元剤供給装置を制御するための制御部(以下、「DCU:Dosing Control Unit」と称する。)を備えて構成されている。
そして、内燃機関の動作状態や排気ガス中の窒素酸化物の濃度、還元触媒の温度等の種々の条件に応じてDCUにより還元剤供給装置を制御することで、貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を適切な供給量で還元剤供給部から排気通路内に供給し、排気ガス中の窒素酸化物を浄化して外部へ放出する。
Such an exhaust purification device stores a storage tank in which a reducing agent such as an aqueous urea solution is stored, a reducing agent supply unit such as an injection valve for supplying the reducing agent into the exhaust passage of the internal combustion engine, and a storage tank. And a control unit (hereinafter referred to as “DCU: Dosing Control Unit”) for controlling the reducing agent supply device, as well as including a reducing agent supply device including a pump for sending the reduced agent to the injection valve. It is configured with.
The reducing agent stored in the storage tank is controlled by the DCU according to various conditions such as the operating state of the internal combustion engine, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas, and the temperature of the reducing catalyst. Is supplied from the reducing agent supply section into the exhaust passage at an appropriate supply amount, and nitrogen oxides in the exhaust gas are purified and released to the outside.

このような排気浄化装置では、貯蔵タンク内の還元剤が空になると、窒素酸化物が浄化されずに外部へ放出される。そのため、貯蔵タンク内の還元剤の残量がレベルセンサ等を用いて常時検出されている(例えば、下記特許文献1参照)。   In such an exhaust purification device, when the reducing agent in the storage tank becomes empty, nitrogen oxides are released to the outside without being purified. Therefore, the remaining amount of the reducing agent in the storage tank is constantly detected using a level sensor or the like (for example, see Patent Document 1 below).

特開2008−248708号公報JP 2008-248708 A

しかしながら、貯蔵タンクは、例えば還元剤が凍結することで膨張したり、外部から不測の応力が作用したりすることで、クラック等の損傷を生じる場合があり、還元剤の漏れが発生することがある。貯蔵タンクの損傷等による還元剤の漏れが発生した場合、還元剤が流出して無駄であるとともに、貯蔵タンクの周囲に還元剤が付着したり、滞留したりすることで、種々の問題が引き起こされる可能性がある。特に、漏れ出した還元剤が高温に熱せられてアンモニアが生成されると、アンモニアが大気中に放出されることになるため、還元剤の漏れは早期に発見されることが望ましい。   However, the storage tank may expand due to, for example, freezing of the reducing agent, or unexpected stress may be applied from the outside, causing damage such as cracks, and reducing agent leakage may occur. is there. When leakage of the reducing agent occurs due to damage to the storage tank, etc., the reducing agent flows out and is useless, and the reducing agent adheres and stays around the storage tank, causing various problems. There is a possibility. In particular, when the leaked reducing agent is heated to a high temperature to generate ammonia, the ammonia is released into the atmosphere. Therefore, it is desirable that the leakage of the reducing agent be detected early.

そこで、本発明の発明者は、貯蔵タンク内の還元剤の減少量と、還元剤の供給量とを比較することで、このような課題が解決されることを見出し、本発明を完成させたものである。即ち、本発明は、貯蔵タンクからの還元剤の漏れを検出することが可能な還元剤の漏れ検出装置、及び漏れ検出方法を提供することを目的とする。   Therefore, the inventors of the present invention have found that such a problem can be solved by comparing the amount of reducing agent in the storage tank with the amount of reducing agent supplied, and completed the present invention. Is. That is, an object of the present invention is to provide a reducing agent leakage detecting device and a leakage detecting method capable of detecting reducing agent leakage from a storage tank.

本発明によれば、貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を還元剤供給部から内燃機関の排気通路内へ供給することで、内燃機関の排気ガスを浄化処理する排気浄化装置における貯蔵タンクからの還元剤の漏れ検出装置において、貯蔵タンク内の還元剤の減少量を検出可能な減少量検出部と、還元剤供給部から排気通路内への還元剤の供給量を検出可能な供給量検出部と、減少量検出部により検出された減少量と供給量検出部により検出された供給量との差を演算し、予め設定された基準値と比較して漏れの有無を判定する漏れ判定部と、を備えたことを特徴とする還元剤の漏れ検出装置が提供され、上述した問題を解決することができる。   According to the present invention, the reducing agent stored in the storage tank is supplied from the reducing agent supply unit into the exhaust passage of the internal combustion engine, whereby the reduction from the storage tank in the exhaust purification device that purifies the exhaust gas of the internal combustion engine. In the agent leakage detection device, a reduction amount detection unit capable of detecting a reduction amount of the reducing agent in the storage tank, and a supply amount detection unit capable of detecting the supply amount of the reducing agent from the reducing agent supply unit into the exhaust passage, A leak determination unit that calculates a difference between the decrease amount detected by the decrease amount detection unit and the supply amount detected by the supply amount detection unit, and compares the preset amount with a preset reference value; There is provided a reducing agent leakage detection device characterized in that the above-described problems can be solved.

また、本発明の還元剤の漏れ検出装置を構成するにあたり、貯蔵タンクは、貯蔵タンク内の還元剤の液面レベルを検出するレベル検出手段を備え、減少量検出部は、レベル検出手段により検出された液面レベルの変位範囲と、予め記憶された貯蔵タンクの水平方向の断面積と、に基づいて減少量を算出することが好ましい。   Further, when configuring the reducing agent leakage detection device of the present invention, the storage tank is provided with level detection means for detecting the liquid level of the reducing agent in the storage tank, and the decrease amount detection unit is detected by the level detection means. It is preferable to calculate the amount of decrease based on the liquid level level displacement range and the horizontal cross-sectional area of the storage tank stored in advance.

また、本発明の還元剤の漏れ検出装置を構成するにあたり、貯蔵タンクは車両に搭載されたものであるとともに、車両は加速度を検出可能な加速度検出手段を備え、減少量検出部は、加速度検出手段により検出された加速度が所定値以下のときの液面レベルの変位を用いて減少量を算出することが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent leakage detection device of the present invention, the storage tank is mounted on the vehicle, the vehicle is provided with acceleration detecting means capable of detecting acceleration, and the reduction amount detection unit is an acceleration detection unit. It is preferable to calculate the amount of decrease using the displacement of the liquid level when the acceleration detected by the means is equal to or less than a predetermined value.

また、本発明の還元剤の漏れ検出装置を構成するにあたり、貯蔵タンクは、貯蔵された還元剤の凍結状態を検出可能な凍結検出手段を備え、減少量検出部は、凍結検出手段により還元剤が凍結状態以外の流動状態であると検出されたときの液面レベルを用いて減少量を算出することが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent leakage detection apparatus of the present invention, the storage tank is provided with freezing detection means capable of detecting the frozen state of the stored reducing agent, and the decrease amount detection unit is reduced by the freezing detection means. Preferably, the amount of decrease is calculated using the liquid level when it is detected that the fluid is in a flow state other than the frozen state.

また、本発明の別の態様は、貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を還元剤供給部から内燃機関の排気通路内へ供給することで、内燃機関の排気ガスを浄化処理する排気浄化装置における貯蔵タンクからの還元剤の漏れ検出方法において、貯蔵タンク内の還元剤の減少量を検出するとともに、還元剤供給部から排気通路内への還元剤の供給量を検出し、減少量と供給量との差を基準値と比較することで、貯蔵タンクの漏れの有無を判定することを特徴とする還元剤の漏れ検出方法である。   Another aspect of the present invention is a storage in an exhaust purification device that purifies exhaust gas of an internal combustion engine by supplying the reducing agent stored in the storage tank from the reducing agent supply unit into the exhaust passage of the internal combustion engine. In the method for detecting leakage of reducing agent from the tank, the amount of reduction of reducing agent in the storage tank is detected, and the amount of reducing agent supplied from the reducing agent supply unit to the exhaust passage is detected. It is a reducing agent leakage detection method characterized by determining the presence or absence of leakage in the storage tank by comparing the difference between the two and a reference value.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法を実施するにあたり、減少量は、所定期間に貯蔵タンクから減少した還元剤の量であり、供給量は、所定期間に還元剤供給部から供給した還元剤の量の積算値からなることが好ましい。   In carrying out the reducing agent leakage detection method of the present invention, the reduction amount is the amount of reducing agent reduced from the storage tank during a predetermined period, and the supply amount is the reduction supplied from the reducing agent supply unit during the predetermined period. It preferably consists of an integrated value of the amount of the agent.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法を実施するにあたり、減少量は、貯蔵タンク内の還元剤の液面レベルの変位範囲と、予め記憶された貯蔵タンクの水平方向の断面積と、に基づいて算出することが好ましい。   Further, in carrying out the reducing agent leakage detection method of the present invention, the amount of decrease is determined by the liquid level level displacement range of the reducing agent in the storage tank and the horizontal cross-sectional area of the storage tank stored in advance. It is preferable to calculate based on this.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法を実施するにあたり、供給量は、還元剤供給部を制御するために設定される目標供給量の積算値からなることが好ましい。   In carrying out the reducing agent leakage detection method of the present invention, the supply amount is preferably an integrated value of the target supply amount set to control the reducing agent supply unit.

本発明の還元剤の漏れ検出装置によれば、貯蔵タンク内の還元剤の減少量を検出可能な減少量検出部と、還元剤供給部から排気通路内に供給された還元剤の供給量を検出可能な供給量検出部とを備え、漏れ判定部で、減少量検出部により検出された減少量と供給量検出部により検出された供給量との差を演算して、予め記憶された基準値と比較することで漏れの有無を判定するので、貯蔵タンク内の還元剤が還元剤供給部から供給された分量以外に減少しているか否かが容易に把握される。したがって、貯蔵タンクからの還元剤の漏れが生じた場合に、当該漏れを容易に検出することが可能になる。   According to the reducing agent leakage detection apparatus of the present invention, the reduction amount detection unit capable of detecting the reduction amount of the reducing agent in the storage tank, and the supply amount of the reducing agent supplied from the reducing agent supply unit into the exhaust passage. A pre-stored reference by calculating a difference between the decrease amount detected by the decrease amount detection unit and the supply amount detected by the supply amount detection unit in the leak determination unit. Since the presence or absence of leakage is determined by comparing with the value, it is easily grasped whether or not the reducing agent in the storage tank is reduced to a quantity other than the amount supplied from the reducing agent supply unit. Therefore, when leakage of the reducing agent from the storage tank occurs, it is possible to easily detect the leakage.

また、本発明の還元剤の漏れ検出装置において、貯蔵タンクが還元剤の液面レベルを検出するレベル検出手段を備え、減少量検出部で、液面レベルの変位範囲と、貯蔵タンクの水平方向の断面積と、に基づいて減少量を算出すれば、貯蔵タンク内の還元剤の減少量が容易に検出できる。   Further, in the reducing agent leakage detection device of the present invention, the storage tank includes level detecting means for detecting the liquid level of the reducing agent, and the reduction amount detecting unit detects the liquid level level displacement range and the horizontal direction of the storage tank. If the amount of decrease is calculated based on the cross-sectional area, the amount of reduction of the reducing agent in the storage tank can be easily detected.

また、本発明の還元剤の漏れ検出装置において、貯蔵タンクが車両に搭載されたものであるとともに、車両が加速度検出手段を備えている場合には、減少量検出部で、加速度検出手段により検出された加速度が所定値以下のときの液面レベルの変位を用いて減少量を算出すれば、車両に加速度が与えられて貯蔵タンク内の還元剤の液面に生じる揺れによって検出される減少量に生じる誤差を防止しやすく、還元剤の漏れの判定が正確に行われる。   Further, in the reducing agent leakage detection device of the present invention, when the storage tank is mounted on the vehicle and the vehicle is provided with the acceleration detection means, the reduction amount detection unit detects the acceleration by the acceleration detection means. If the amount of decrease is calculated using the displacement of the liquid level when the applied acceleration is less than or equal to a predetermined value, the amount of decrease detected by the vibration generated on the liquid surface of the reducing agent in the storage tank when acceleration is given to the vehicle Therefore, it is easy to prevent errors that occur in the above, and the leakage of the reducing agent is accurately determined.

また、本発明の還元剤の漏れ検出装置において、貯蔵タンクが還元剤の凍結状態を検出可能な凍結検出手段を備え、還元剤が凍結状態以外の流動状態のときの液面レベルを用いて減少量を算出すれば、還元剤の凍結によって検出される減少量に生じる誤差を防止しやすく、還元剤の漏れの判定が正確に行われる。   Further, in the reducing agent leakage detection device of the present invention, the storage tank is provided with a freezing detecting means capable of detecting the freezing state of the reducing agent, and is reduced by using the liquid level when the reducing agent is in a fluid state other than the frozen state. If the amount is calculated, it is easy to prevent an error that occurs in the amount of decrease detected by freezing of the reducing agent, and the leakage of the reducing agent is accurately determined.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法によれば、貯蔵タンク内の還元剤の減少量及び還元剤供給部から排気通路内に供給される還元剤の供給量を検出し、減少量と供給量との差を基準値と比較することで、貯蔵タンクからの還元剤の漏れの有無を判定するので、貯蔵タンク内の還元剤が還元剤供給部から供給された分量以外に減少しているか否かが容易に把握され、還元剤の漏れが生じた場合に、当該漏れを容易に検出することが可能である。   According to the reducing agent leakage detection method of the present invention, the reduction amount of the reducing agent in the storage tank and the supply amount of the reducing agent supplied into the exhaust passage from the reducing agent supply unit are detected, and the reduction amount and the supply amount are detected. Since the presence or absence of leakage of reducing agent from the storage tank is determined by comparing the difference with the reference value, whether the reducing agent in the storage tank has decreased other than the amount supplied from the reducing agent supply unit Whether or not it is easily grasped and leakage of the reducing agent occurs, it is possible to easily detect the leakage.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法において、貯蔵タンク内の還元剤の減少量が所定期間に減少した量からなり、還元剤供給部からの供給量が所定期間に還元剤供給部から供給した還元剤の積算値からなるものであれば、貯蔵タンク内の還元剤の減少量と、還元剤供給部からの還元剤の供給量とを容易かつ正確に取得でき、漏れの判定が精度よく行われる。   Further, in the reducing agent leakage detection method of the present invention, the amount of reduction of the reducing agent in the storage tank is the amount reduced in a predetermined period, and the supply amount from the reducing agent supply unit is supplied from the reducing agent supply unit in the predetermined period. The amount of reducing agent accumulated in the storage tank and the amount of reducing agent supplied from the reducing agent supply unit can be obtained easily and accurately, and leakage can be accurately determined. Done.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法において、減少量を、貯蔵タンク内の還元剤の液面レベルの変位範囲と、予め記憶された貯蔵タンクの水平方向の断面積と、に基づいて算出すれば、貯蔵タンク内の還元剤の減少量を、液面レベルに基づいて取得できるため、減少量の検出が容易になる。   Further, in the reducing agent leakage detection method of the present invention, the amount of decrease is calculated based on the liquid level level displacement range of the reducing agent in the storage tank and the horizontal sectional area of the storage tank stored in advance. Then, the reduction amount of the reducing agent in the storage tank can be acquired based on the liquid level, so that the reduction amount can be easily detected.

また、本発明の還元剤の漏れ検出方法において、供給量が還元剤供給部を制御するために設定される目標供給量の積算値からなるものであれば、供給量の検出が容易になる。   In the reducing agent leakage detection method of the present invention, if the supply amount is an integrated value of the target supply amount set to control the reducing agent supply unit, the supply amount can be easily detected.

以下、図面を参照しながら、本発明の還元剤の漏れ検出装置及び漏れ検出方法に係る実施の形態について具体的に説明する。ただし、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。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同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。   Hereinafter, embodiments of the reducing agent leakage detection apparatus and leakage detection method of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, this embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention. In addition, in each figure, what has attached | subjected the same code | symbol has shown the same member, and description is abbreviate | omitted suitably.

1.排気浄化装置
図1は、車両に搭載された内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置10に本実施形態の還元剤の漏れ検出装置(制御装置)50を搭載した例であって、排気浄化装置10の全体構成を示す概略図を示している。
この排気浄化装置10は、内燃機関5の排気ガスが流れる排気通路11内にSCR触媒等の還元触媒21が配置された還元触媒部20と、還元剤としての尿素水溶液等を貯蔵する貯蔵タンク30と、貯蔵タンク30に貯蔵された還元剤を排気通路11内の還元触媒部20の上流側に供給可能な還元剤供給装置40と、内燃機関5や還元剤供給装置40等の動作を制御する制御装置50とを備えている。制御装置50には漏れ検出部60が備えられ、制御装置50は貯蔵タンク30からの還元剤の漏れを検出する漏れ検出装置としての機能を有している。
1. FIG. 1 shows an example in which a reducing agent leakage detection device (control device) 50 of this embodiment is mounted on an exhaust purification device 10 provided in an exhaust system of an internal combustion engine mounted on a vehicle. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a purification device 10.
The exhaust purification device 10 includes a reduction catalyst unit 20 in which a reduction catalyst 21 such as an SCR catalyst is disposed in an exhaust passage 11 through which exhaust gas of the internal combustion engine 5 flows, and a storage tank 30 that stores a urea aqueous solution or the like as a reducing agent. And the operation of the reducing agent supply device 40 capable of supplying the reducing agent stored in the storage tank 30 to the upstream side of the reduction catalyst unit 20 in the exhaust passage 11, the internal combustion engine 5, the reducing agent supply device 40, and the like. And a control device 50. The control device 50 includes a leak detection unit 60, and the control device 50 has a function as a leak detection device that detects leakage of the reducing agent from the storage tank 30.

還元触媒部20の還元触媒21は、還元剤供給装置40から供給される還元剤とともに排気ガスを接触させることで、排気ガス中に含まれるNOXを還元して浄化する触媒である。また、還元触媒21の上流側及び下流側には、還元触媒部20の温度を測定するセンサ23、25や、排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定するセンサ27が設けられている。還元触媒21の上流側及び下流側あるいはいずれか一方には、図示しない酸化触媒やパティキュレートフィルタ等が配設されていてもよい。 The reduction catalyst 21 of the reduction catalyst unit 20 is a catalyst that reduces and purifies NO x contained in the exhaust gas by bringing the exhaust gas into contact with the reducing agent supplied from the reducing agent supply device 40. Sensors 23 and 25 for measuring the temperature of the reduction catalyst unit 20 and a sensor 27 for measuring the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas are provided on the upstream side and the downstream side of the reduction catalyst 21. An oxidation catalyst, a particulate filter, etc. (not shown) may be disposed on the upstream side and / or downstream side of the reduction catalyst 21.

還元剤供給装置40は、還元剤が貯蔵された貯蔵タンク30と、貯蔵タンク30内の還元剤を供給路41、42を介して圧送する送液部43と、供給路41、42を介して圧送された還元剤を排気通路11内の還元触媒21の上流側に噴射可能な還元剤噴射弁45とを備える。
貯蔵タンク30は、例えば、樹脂等により形成された液体容器であり、実質的に変形不能な構造を有している。形状は特に限定されないが、鉛直方向の各位置における水平方向の断面積が予め把握され、制御装置50に記憶されている。鉛直方向に対する水平方向の断面積の変化は、一定あるいは所定の相関を有するものである必要はなく、任意である。
The reducing agent supply device 40 includes a storage tank 30 in which the reducing agent is stored, a liquid feeding unit 43 that pumps the reducing agent in the storage tank 30 through the supply paths 41 and 42, and the supply paths 41 and 42. A reducing agent injection valve 45 capable of injecting the pumped reducing agent upstream of the reduction catalyst 21 in the exhaust passage 11 is provided.
The storage tank 30 is a liquid container formed of, for example, resin, and has a structure that cannot be substantially deformed. Although the shape is not particularly limited, the horizontal cross-sectional area at each position in the vertical direction is grasped in advance and stored in the control device 50. The change in the cross-sectional area in the horizontal direction with respect to the vertical direction need not be constant or have a predetermined correlation, and is arbitrary.

貯蔵タンク30には、貯蔵された還元剤の液面レベルLを検出可能なレベル検出手段としてのレベルセンサ31と、還元剤の液温Tuを検出可能な凍結検出手段としての温度センサ33と、還元剤の濃度Qを検出可能な濃度センサ35とを備える。   The storage tank 30 includes a level sensor 31 as a level detection unit capable of detecting the liquid level L of the stored reducing agent, a temperature sensor 33 as a freezing detection unit capable of detecting the liquid temperature Tu of the reducing agent, And a concentration sensor 35 capable of detecting the concentration Q of the reducing agent.

レベルセンサ31は、貯蔵タンク30中の還元剤が貯蔵される領域で、常時、底部からの高さである液面レベルLを検出する。代表的なレベルセンサとしては静電容量式のセンサが挙げられるが、この他の方式のセンサであってもよい。また、液面レベルLの検出方法については特に限定されないが、本実施形態では、所定の検出周期で継続的に液面レベルを検出するレベルセンサが用いられている。
また、貯蔵タンク30の水平方向の断面積が予め制御装置50に記憶されているため、レベルセンサ31により検出された液面レベルLにより、貯蔵タンク30内に貯蔵されている還元剤の体積を把握することができる。さらに、貯蔵タンク30の水平方向の断面積が予め制御装置50に記憶されているため、所定時間の前後で検出される液面レベルLが変化した範囲、即ち、液面レベルLの変位範囲により、貯蔵タンク30内で減少した還元剤の体積を把握することができる。
The level sensor 31 is an area where the reducing agent in the storage tank 30 is stored, and always detects the liquid level L which is the height from the bottom. A typical level sensor is a capacitance type sensor, but a sensor of another type may be used. The method for detecting the liquid level L is not particularly limited, but in the present embodiment, a level sensor that continuously detects the liquid level at a predetermined detection cycle is used.
Further, since the horizontal sectional area of the storage tank 30 is stored in the control device 50 in advance, the volume of the reducing agent stored in the storage tank 30 is determined by the liquid level L detected by the level sensor 31. I can grasp it. Further, since the horizontal sectional area of the storage tank 30 is stored in the control device 50 in advance, it depends on the range in which the liquid level L detected before and after the predetermined time changes, that is, the displacement range of the liquid level L. The volume of the reducing agent decreased in the storage tank 30 can be grasped.

温度センサ33は、貯蔵タンク30内の還元剤の液温Tuを検出することで還元剤の凍結状態を検出可能なものであればよい。例えば、温度センサ33は、還元剤の融点以上、あるいは融点より高い所定温度であることのみを検出するものであってもよく、貯蔵タンク30内に収容されている還元剤の温度を常時検出可能なものであってもよい。   The temperature sensor 33 may be any sensor that can detect the freezing state of the reducing agent by detecting the liquid temperature Tu of the reducing agent in the storage tank 30. For example, the temperature sensor 33 may detect only a predetermined temperature that is equal to or higher than the melting point of the reducing agent or higher than the melting point, and can always detect the temperature of the reducing agent stored in the storage tank 30. It may be anything.

濃度センサ35は、還元剤中の還元成分あるいはその前駆体の濃度Qを検出する。代表的な濃度センサ35としては、所定時間の通電による発熱抵抗体の両端の電圧変化を検知して、液体の濃度を検出可能なセンサが挙げられるが、この他の方式の濃度センサであってもよい。   The concentration sensor 35 detects the concentration Q of the reducing component or its precursor in the reducing agent. As a typical concentration sensor 35, a sensor capable of detecting a voltage change at both ends of a heating resistor due to energization for a predetermined time to detect a liquid concentration can be cited. Also good.

送液部43には、詳細な図示は省略されているが、還元剤を圧送するポンプ、還元剤の流れ方向を制御する切換弁、供給路42内の還元剤の圧力を検出する圧力検出手段などが設けられている。還元剤噴射弁45は、例えば、開弁のON−OFFが制御されるON−OFF弁が用いられる。   Although not shown in detail in the liquid feeding unit 43, a pump for pumping the reducing agent, a switching valve for controlling the flow direction of the reducing agent, and a pressure detection means for detecting the pressure of the reducing agent in the supply path 42 Etc. are provided. As the reducing agent injection valve 45, for example, an ON-OFF valve in which ON / OFF of the valve opening is controlled is used.

制御装置50は、送液部43のポンプや切換弁、及び還元剤噴射弁45等の各部の動作を制御可能に構成されており、還元剤の噴射量、噴射圧、噴射タイミング、噴射時間等を制御する。本実施形態の制御装置50は、内燃機関5の運転状態や、排気通路11の温度、還元触媒21の温度、還元触媒21におけるアンモニア吸着量、窒素酸化物濃度、還元剤濃度等の種々の条件に基づいて、還元剤の質量基準の目標供給量を演算し、還元剤噴射弁45から還元剤を噴射する。
また、この制御装置50は、車両や内燃機関5の各部から伝達される種々の検出量に基づいて、内燃機関5の各部の動作を制御可能に構成されている。本実施形態の制御装置50は、車両の速度センサから伝達される車両の速度に基づいて、車両の加速度を算出する。
The control device 50 is configured to be able to control the operation of each part such as the pump and switching valve of the liquid feeding unit 43 and the reducing agent injection valve 45, and the injection amount, injection pressure, injection timing, injection time, etc. of the reducing agent. To control. The control device 50 of the present embodiment has various conditions such as the operating state of the internal combustion engine 5, the temperature of the exhaust passage 11, the temperature of the reduction catalyst 21, the ammonia adsorption amount in the reduction catalyst 21, the nitrogen oxide concentration, and the reducing agent concentration. Based on the above, the target supply amount based on the mass of the reducing agent is calculated, and the reducing agent is injected from the reducing agent injection valve 45.
In addition, the control device 50 is configured to be able to control the operation of each part of the internal combustion engine 5 based on various detection amounts transmitted from each part of the vehicle and the internal combustion engine 5. The control device 50 according to the present embodiment calculates the acceleration of the vehicle based on the vehicle speed transmitted from the vehicle speed sensor.

2.漏れ検出装置(制御装置)
図2は、制御装置50に備えられた漏れ検出部60を機能的なブロックで表した構成例を示している。この漏れ検出部60は、貯蔵タンク30内の還元剤の減少量を検出可能な減少量検出部61と、還元剤供給装置40から排気通路11内への還元剤の供給量を検出可能な供給量検出部63と、減少量検出部61と供給量検出部63との検出結果に基づき、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れを判定可能な漏れ判定部65と、各種の情報が記憶されたRAM67とを備えている。これらの各部は、具体的には、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。
2. Leak detection device (control device)
FIG. 2 shows a configuration example in which the leak detection unit 60 provided in the control device 50 is represented by functional blocks. The leak detection unit 60 includes a reduction amount detection unit 61 that can detect the reduction amount of the reducing agent in the storage tank 30 and a supply that can detect the supply amount of the reducing agent from the reducing agent supply device 40 into the exhaust passage 11. Based on the detection results of the amount detection unit 63, the decrease amount detection unit 61, and the supply amount detection unit 63, a leakage determination unit 65 capable of determining leakage of the reducing agent from the storage tank 30, and various types of information are stored. RAM 67. Specifically, each of these units is realized by executing a program by a microcomputer.

RAM67には、予め各種の設定値が記憶されている。例えば、RAM67には、貯蔵タンク30内の還元剤の減少量Mnや還元剤供給装置40からの供給量Qnの検出期間tdが検出周期とともに設定され、また、貯蔵タンク30の鉛直方向に沿う水平方向断面積の変化S(L)や、減少量Mnと供給量Qnとの差を比較するための基準値としての漏れ許容値kが記憶される。さらに、このRAM67には、還元剤の凍結温度TFや加速度許容値am等、他の各種の設定値が記憶される。   Various setting values are stored in the RAM 67 in advance. For example, the RAM 67 is set with the detection period td of the reduction amount Mn of the reducing agent in the storage tank 30 and the supply amount Qn from the reducing agent supply device 40 together with the detection period, and is horizontal along the vertical direction of the storage tank 30. A change S (L) in the directional cross-sectional area and a leakage allowable value k as a reference value for comparing the difference between the decrease amount Mn and the supply amount Qn are stored. Furthermore, the RAM 67 stores various other set values such as the freezing temperature TF of the reducing agent and the acceleration allowable value am.

減少量検出部61は、レベルセンサ31からの信号に基づき、貯蔵タンク30内の還元剤の減少量を検出可能に構成されている。貯蔵タンク30の鉛直方向の各位置における水平方向の断面積S(L)がRAM67に予め記憶されているため、減少量検出部61は、レベルセンサ31により液面レベルLの変位範囲の体積を求めることで減少量Mnを検出する。   The decrease amount detection unit 61 is configured to be able to detect the decrease amount of the reducing agent in the storage tank 30 based on the signal from the level sensor 31. Since the cross-sectional area S (L) in the horizontal direction at each position in the vertical direction of the storage tank 30 is stored in the RAM 67 in advance, the decrease amount detection unit 61 uses the level sensor 31 to determine the volume of the displacement range of the liquid level L. The decrease amount Mn is detected by obtaining.

この減少量検出部61は、レベルセンサ31により検出期間tdの開始時点t1における液面レベルL1を検出するとともに、検出期間tdの終了時点tnにおける液面レベルLnを検出することで、検出期間td内に液面レベルLが変位した変位範囲を特定する。そして、下記式(1)に示すように、特定された液面レベルLの変位範囲と、RAM67に記憶された貯蔵タンク30内の水平方向の断面積S(L)とに基づいて、特定された変位範囲に相当する還元剤の体積を算出して貯蔵タンク30内での還元剤の減少量Mnを検出する。本実施形態では、還元剤供給装置40から排気通路11への還元剤の供給量が質量基準で設定されるため、還元剤の密度ρを用いて質量基準の減少量Mnを算出する。なお、密度ρは濃度センサ35からの信号に基づいて算出することができる。   The decrease amount detection unit 61 detects the liquid level L1 at the start time t1 of the detection period td by the level sensor 31, and detects the liquid level Ln at the end time tn of the detection period td, thereby detecting the detection period td. The displacement range in which the liquid level L is displaced is specified. And, as shown in the following formula (1), it is specified based on the displacement range of the specified liquid level L and the horizontal sectional area S (L) in the storage tank 30 stored in the RAM 67. The volume of the reducing agent corresponding to the displacement range is calculated, and the reducing agent reduction amount Mn in the storage tank 30 is detected. In the present embodiment, since the supply amount of the reducing agent from the reducing agent supply device 40 to the exhaust passage 11 is set on a mass basis, the mass basis reduction amount Mn is calculated using the reducing agent density ρ. The density ρ can be calculated based on a signal from the density sensor 35.

Mn=ρ・∫L1 LnS(L)dL …(1)
(式(1)中、Mnは減少量、ρは還元剤密度、L1、Lnは液面レベル、S(L)は貯蔵タンクの各高さ位置での水平方向の断面積を示す。)
Mn = ρ · ∫ L1 Ln S (L) dL (1)
(In formula (1), Mn is the amount of decrease, ρ is the reducing agent density, L1 and Ln are the liquid level, and S (L) is the horizontal cross-sectional area at each height position of the storage tank.)

この減少量検出部61では、貯蔵タンク30内の還元剤の液面レベルLの変化に基づいて減少量Mnが検出されるため、還元剤の液面レベルLの変化を精度よく検出可能な状態であることが要求される。そのため、本実施形態では、貯蔵されている還元剤が凍結状態の場合、及び、還元剤の液面の揺れが大きい場合には、減少量Mnを検出しないように構成されている。   The decrease amount detection unit 61 detects the decrease amount Mn based on the change in the liquid level L of the reducing agent in the storage tank 30, so that the change in the liquid level L of the reducing agent can be accurately detected. It is required to be. Therefore, the present embodiment is configured not to detect the decrease amount Mn when the stored reducing agent is in a frozen state and when the liquid level of the reducing agent is greatly shaken.

具体的には、貯蔵タンク30内の還元剤が確実に流動状態で維持されていることを判定可能な、還元剤の融点より高い凍結温度TFがRAM67に記憶されている。そして、減少量検出部61は、温度センサ33により検出される還元剤の温度Tuが凍結温度TF以下の場合、温度Tuが凍結温度TFより高くなるまで、減少量Mnの検出を中止するように構成されている。   Specifically, a freezing temperature TF higher than the melting point of the reducing agent that can be determined that the reducing agent in the storage tank 30 is reliably maintained in a fluid state is stored in the RAM 67. When the temperature Tu of the reducing agent detected by the temperature sensor 33 is equal to or lower than the freezing temperature TF, the decrease amount detection unit 61 stops detecting the decrease amount Mn until the temperature Tu becomes higher than the freezing temperature TF. It is configured.

また、貯蔵タンク30内の還元剤の液面の揺れが大きくて判定不能となる加速度許容値amがRAM67に記憶されている。そして、減少量検出部61は、車両の速度の変化から算出された加速度aが加速度許容値am以上の場合に、加速度aが許容値amより小さくなるまで、検出された液面レベルLの検出値の入力を中止するように構成されている。   In addition, the RAM 67 stores an allowable acceleration value am at which the liquid level of the reducing agent in the storage tank 30 is so large that it cannot be determined. The decrease amount detection unit 61 detects the detected liquid level L until the acceleration a becomes smaller than the allowable value am when the acceleration a calculated from the change in the vehicle speed is equal to or greater than the allowable acceleration value am. It is configured to stop entering values.

供給量検出部63は、還元剤供給装置40からの還元剤の供給量を検出可能に構成されている。ここでは、減少量検出部61で液面レベルLの変位を検出する期間と同一の検出期間tdに、還元剤供給装置40の還元剤噴射弁45から排気通路11内へ、1回乃至複数回繰り返して噴射される還元剤の供給量を積算することで、供給量Qnを検出することが可能となっている。
具体的には、この供給量検出部63では、制御装置50において、還元剤供給装置40を制御するために種々の条件に基づいて演算される還元剤の質量基準の目標供給量D(t)を利用し、下記式(2)に示すように、所定の検出期間tdの間に繰り返し設定される目標供給量D(1)、D(2)、・・・D(n)を積算することで供給量Qnを検出する。
The supply amount detection unit 63 is configured to be able to detect the supply amount of the reducing agent from the reducing agent supply device 40. Here, during the same detection period td as the period during which the decrease amount detector 61 detects the displacement of the liquid level L, the reductant injection valve 45 of the reductant supply device 40 enters the exhaust passage 11 one or more times. The supply amount Qn can be detected by integrating the supply amount of the reducing agent that is repeatedly injected.
Specifically, in the supply amount detection unit 63, the control device 50 uses the reducing agent mass-based target supply amount D (t) calculated based on various conditions to control the reducing agent supply device 40. Is used to accumulate the target supply amounts D (1), D (2),... D (n) that are repeatedly set during the predetermined detection period td as shown in the following equation (2). To detect the supply amount Qn.

Qn=∫t1 tnD(t)dt …(2)
(式(2)中、Qnは供給量、D(t)は各時点における目標供給量を示す。)
Qn = ∫ t1 tn D (t) dt (2)
(In formula (2), Qn represents the supply amount, and D (t) represents the target supply amount at each time point.)

漏れ判定部65は、減少量検出部61により検出された減少量Mnと、供給量検出部63により検出された供給量Qnとに基づいて、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れが生じているか否かを判定可能に構成されている。ここでは、減少量Mnと供給量Qnとを比較することで、物質収支が成立するか否かにより還元剤の漏れの有無を判定する。
具体的には、この漏れ判定部65では、下記式(3)に示すように、減少量Mnから供給量Qnを減算し、さらに還元剤供給装置40の供給路41、42、送液部43、還元剤噴射弁45等の経時劣化等に起因する定常的な検出誤差E(正又は負の値)を加算した結果が0であれば、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れが存在せず、結果が0でない場合には、漏れが存在する、あるいは、故障が存在すると判定するように構成されている。
Whether the leakage determination unit 65 has leaked the reducing agent from the storage tank 30 based on the decrease amount Mn detected by the decrease amount detection unit 61 and the supply amount Qn detected by the supply amount detection unit 63. Whether or not can be determined. Here, by comparing the decrease amount Mn with the supply amount Qn, the presence or absence of leakage of the reducing agent is determined based on whether or not the material balance is established.
Specifically, in the leakage determination unit 65, as shown in the following equation (3), the supply amount Qn is subtracted from the decrease amount Mn, and the supply paths 41 and 42 of the reducing agent supply device 40 and the liquid feeding unit 43 are further subtracted. If the result of adding the stationary detection error E (positive or negative value) due to deterioration with time of the reducing agent injection valve 45 or the like is 0, there is no leakage of the reducing agent from the storage tank 30. If the result is not 0, it is determined that a leak exists or a failure exists.

Mn−Qn+E=0 …(3)   Mn−Qn + E = 0 (3)

本実施形態の制御装置50の漏れ検出部60では、繰り返し継続的に貯蔵タンク30からの還元剤の漏れが検出されるように構成されており、減少量検出部61、供給量検出部63、漏れ判定部65では、各周期の検出期間td毎に、このような検出や判定が繰り返される。
さらに、この漏れ検出部60では、漏れ判定部65において、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れが存在すると判定されたときに、車両に設けられた警告表示部68に異常信号を出力し、警告表示部68に警告を示すランプを点灯させる。
The leak detection unit 60 of the control device 50 according to the present embodiment is configured to repeatedly and continuously detect the leakage of the reducing agent from the storage tank 30, and includes a decrease amount detection unit 61, a supply amount detection unit 63, The leak determination unit 65 repeats such detection and determination every detection period td of each cycle.
Further, in the leak detection unit 60, when the leak determination unit 65 determines that there is a leakage of the reducing agent from the storage tank 30, the leak detection unit 60 outputs an abnormal signal to the warning display unit 68 provided in the vehicle. A lamp indicating a warning is turned on on the display unit 68.

3.漏れ検出方法
次に、以上のような構成を有する漏れ検出部60を備えた制御装置50によって実行される還元剤の漏れ検出方法について説明する。
本実施形態の漏れ検出方法は、還元剤供給装置40からの還元剤の供給量Qnと貯蔵タンク30内の還元剤の減少量Mnとを比較して漏れ検出を行うものであるため、本実施形態では、制御装置50の漏れ検出部60は図示しないイグニッションスイッチがON状態であり、内燃機関5が運転状態であるときに、漏れ検出を実行する。一旦漏れ検出が開始されると、イグニッションスイッチがOFF状態とされるまでの間、漏れ検出部60は常時継続して漏れ検出を行う。
3. Leak Detection Method Next, a reducing agent leak detection method executed by the control device 50 including the leak detection unit 60 having the above-described configuration will be described.
The leak detection method of the present embodiment performs leak detection by comparing the reducing agent supply amount Qn from the reducing agent supply device 40 with the reducing agent decrease amount Mn in the storage tank 30. In the embodiment, the leak detection unit 60 of the control device 50 performs leak detection when an ignition switch (not shown) is in an ON state and the internal combustion engine 5 is in an operating state. Once leak detection is started, the leak detector 60 continuously detects leaks until the ignition switch is turned off.

また、内燃機関5の運転中、還元剤供給装置40では、制御装置50により送液部43のポンプ等が制御されて、貯蔵タンク30に貯蔵された還元剤が、所定圧で供給路42を介して還元剤噴射弁45へ供給されている。この状態で、制御装置50により還元剤噴射弁45の開閉が制御されて、還元剤が排気通路11内の還元触媒21の上流側に供給される。このとき、制御装置50で設定された目標供給量D(t)分の還元剤が排気通路11内に供給される。これにより、内燃機関5からの排気ガスが還元剤とともに還元触媒21に接触し、排気ガス中の窒素酸化物の還元処理が行われる。
このような排気通路11への還元剤の供給が行われている間、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れの検出が実行される。
Further, during operation of the internal combustion engine 5, in the reducing agent supply device 40, the control device 50 controls the pump of the liquid feeding unit 43 and the reducing agent stored in the storage tank 30 passes through the supply path 42 at a predetermined pressure. To the reducing agent injection valve 45. In this state, the controller 50 controls the opening and closing of the reducing agent injection valve 45 so that the reducing agent is supplied to the upstream side of the reduction catalyst 21 in the exhaust passage 11. At this time, the reducing agent for the target supply amount D (t) set by the control device 50 is supplied into the exhaust passage 11. Thereby, the exhaust gas from the internal combustion engine 5 comes into contact with the reduction catalyst 21 together with the reducing agent, and the reduction treatment of nitrogen oxide in the exhaust gas is performed.
While the reducing agent is supplied to the exhaust passage 11 as described above, detection of leakage of the reducing agent from the storage tank 30 is performed.

図3は、本実施形態の漏れ検出装置(制御装置)50で行われる還元剤の漏れ検出方法の一例を示すフローである。
まず、ステップS11で、温度センサ33により貯蔵タンク30内の還元剤の温度Tuが検出され、減少量検出部61に伝達される。次いで、ステップS12で、この温度Tuと凍結温度TFとの比較が行われ、還元剤の温度Tuが凍結温度TF以下である場合には、還元剤の温度Tuが凍結温度TFを上回るまで、即ち、還元剤が凍結状態にないことが確認されるまでこのステップS12が繰り返される。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a reducing agent leakage detection method performed by the leakage detection device (control device) 50 of the present embodiment.
First, in step S <b> 11, the temperature sensor 33 detects the temperature Tu of the reducing agent in the storage tank 30 and transmits it to the decrease amount detection unit 61. Next, in step S12, the temperature Tu is compared with the freezing temperature TF. If the reducing agent temperature Tu is equal to or lower than the freezing temperature TF, the reducing agent temperature Tu exceeds the freezing temperature TF. This step S12 is repeated until it is confirmed that the reducing agent is not in a frozen state.

還元剤が凍結状態でないことが確認されると、ステップS13で、車両の速度の変化に基づいて加速度a1が算出され、さらに、ステップS14で、加速度a1と加速度許容値amとの比較が行われる。加速度a1が加速度許容値amを超える場合には、加速度a1が加速度許容値am以下になるまでこのステップS14が繰り返される。   When it is confirmed that the reducing agent is not in a frozen state, in step S13, an acceleration a1 is calculated based on a change in the speed of the vehicle, and in step S14, the acceleration a1 is compared with the allowable acceleration value am. . When the acceleration a1 exceeds the allowable acceleration value am, this step S14 is repeated until the acceleration a1 becomes equal to or less than the allowable acceleration value am.

加速度a1が加速度許容値am以下になると、ステップS15でタイマカウントが開始され、次いで、ステップS16で液面レベルLの検出が開始され、検出期間tdの開始時t1の液面レベルL1が、減少量検出部61に伝達されて記憶される。   When the acceleration a1 falls below the allowable acceleration value am, the timer count is started in step S15, then the detection of the liquid level L is started in step S16, and the liquid level L1 at the start t1 of the detection period td is decreased. It is transmitted to and stored in the quantity detector 61.

次いで、ステップS17で、制御装置50内で設定される目標供給量D(t)(初回はD(1))が供給量検出部63において取得され記憶された後、ステップS18では、ステップS15でカウントが開始されたタイマ値が検出期間tdを経過したか否かが判別される。タイマ値が検出期間tdの経過前である場合には、ステップS17に戻り、制御装置50内で設定される目標供給量D(t)が供給量検出部63において取得され記憶される。以降、ステップS18でタイマ値が検出期間tdを経過したと判別されるまでは、継続して制御装置50内で設定される目標供給量D(2)、D(3)、D(4)、・・・D(n)が順次取得されて記憶される。   Next, in step S17, after the target supply amount D (t) (D (1) for the first time) set in the control device 50 is acquired and stored in the supply amount detection unit 63, in step S18, in step S15. It is determined whether or not the timer value for which counting has started has passed the detection period td. When the timer value is before the detection period td, the process returns to step S17, and the target supply amount D (t) set in the control device 50 is acquired and stored in the supply amount detection unit 63. Thereafter, until it is determined in step S18 that the timer value has passed the detection period td, the target supply amounts D (2), D (3), D (4), ... D (n) is sequentially acquired and stored.

その後、ステップS18で、タイマ値が検出期間tdを経過したと判別されたとき、ステップS19で、再度、車両の速度の変化に基づいて加速度anが算出され、さらに、ステップS20で、加速度anと加速度許容値amとの比較が行われる。加速度anが加速度許容値amを上回っている場合には、再びステップS17に戻り、制御装置50内で設定される目標供給量D(t)が供給量検出部63において取得され記憶される。この場合、RAM67に予め設定された所定の検出期間tdが延長される。   Thereafter, when it is determined in step S18 that the timer value has passed the detection period td, in step S19, the acceleration an is calculated again based on the change in the speed of the vehicle, and in step S20, the acceleration an Comparison with the acceleration tolerance am is performed. When the acceleration an exceeds the acceleration allowable value am, the process returns to step S17 again, and the target supply amount D (t) set in the control device 50 is acquired and stored in the supply amount detection unit 63. In this case, a predetermined detection period td preset in the RAM 67 is extended.

一方、ステップS20で、加速度anが加速度許容値am以下と判定された場合には、ステップS21に進み、検出期間tdの終了時tnの液面レベルLnが、減少量検出部61に伝達されて記憶される。
その後、ステップS22で、検出期間tdの開始時t1の液面レベルL1と終了時tnの液面レベルLnとから、液面レベルの変位範囲を特定し、この変位範囲の体積に相当する還元剤の質量を算出し、この算出された値を減少量Mnとして漏れ判定部65に伝達する。
On the other hand, when it is determined in step S20 that the acceleration an is equal to or less than the acceleration allowable value am, the process proceeds to step S21, and the liquid level Ln at the end tn of the detection period td is transmitted to the decrease amount detection unit 61. Remembered.
Thereafter, in step S22, a liquid level level displacement range is specified from the liquid level L1 at the start t1 of the detection period td and the liquid level Ln at the end tn, and the reducing agent corresponding to the volume of the displacement range. Is calculated, and the calculated value is transmitted to the leakage determination unit 65 as a decrease amount Mn.

次いで、ステップS23で、検出期間td中の全ての目標供給量D(1)、D(2)、・・・D(n)を積算し、検出期間td中に還元剤供給装置40から排気通路11に供給された全還元剤の質量を算出し、この算出された値を供給量Qnとして漏れ判定部65に伝達する。   Next, in step S23, all target supply amounts D (1), D (2),... D (n) during the detection period td are integrated, and the exhaust passage from the reducing agent supply device 40 during the detection period td. 11 is calculated, and the calculated value is transmitted as a supply amount Qn to the leakage determination unit 65.

次いで、ステップS24で、減少量Mnと供給量Qnとの差を求めるとともに、この差をRAM67に記憶されている漏れ許容値kと比較する。そして、減少量Mnと供給量Qnとの差が漏れ許容値k以下である場合には、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れがないと判定されて本ルーチンを終了する一方、減少量Mnと供給量Qnとの差が漏れ許容値kを超える場合には、貯蔵タンク30からの還元剤の漏れが存在すると判定され、ステップS25で、漏れ判定部65から警告表示部68へ異常信号が伝達され、警告表示部68に警告表示を点灯させて本ルーチンを終了する。   Next, in step S24, a difference between the decrease amount Mn and the supply amount Qn is obtained, and this difference is compared with a leakage allowable value k stored in the RAM 67. When the difference between the decrease amount Mn and the supply amount Qn is equal to or less than the allowable leakage value k, it is determined that there is no leakage of the reducing agent from the storage tank 30 and the present routine is terminated. When the difference from the supply amount Qn exceeds the leakage allowable value k, it is determined that there is a reducing agent leakage from the storage tank 30 and an abnormal signal is transmitted from the leakage determination unit 65 to the warning display unit 68 in step S25. Then, the warning display is turned on in the warning display section 68, and this routine is finished.

この漏れ検出部60では、漏れ判定部65において減少量Mnと供給量Qnとの差を絶対値として算出することで、例えば、レベルセンサ31の異常等が生じ減少量Mnより供給量Qnが大きくなるような場合をも異常と検出することが可能となっており、この場合であっても、警告表示部68に異常を示す表示が点灯される。   In the leak detection unit 60, the leak determination unit 65 calculates the difference between the decrease amount Mn and the supply amount Qn as an absolute value, for example, an abnormality of the level sensor 31 occurs, and the supply amount Qn is larger than the decrease amount Mn. Even in such a case, it is possible to detect an abnormality, and even in this case, a display indicating the abnormality is lit on the warning display unit 68.

以上のような漏れ検出部60によれば、貯蔵タンク30内の還元剤の減少量Mnを検出可能な減少量検出部61と、還元剤供給装置40から排気通路11内への還元剤の供給量Qnを検出可能な供給量検出部63とを備え、漏れ判定部65で、減少量検出部61により検出された減少量Mnと供給量検出部63により検出された供給量Qnとの差を演算して、予め設定された漏れ許容値kと比較することで漏れの有無を判定するので、貯蔵タンク30内の還元剤が還元剤供給装置40から供給された分量以外に減少しているか否かを把握することができる。そのため、貯蔵タンク30に漏れが生じている場合に、当該漏れを容易に検出することができる。   According to the leak detection unit 60 as described above, the reduction amount detection unit 61 that can detect the reduction amount Mn of the reduction agent in the storage tank 30 and the supply of the reduction agent from the reduction agent supply device 40 into the exhaust passage 11. A supply amount detection unit 63 capable of detecting the amount Qn, and the leakage determination unit 65 calculates a difference between the decrease amount Mn detected by the decrease amount detection unit 61 and the supply amount Qn detected by the supply amount detection unit 63. Since the presence or absence of leakage is determined by calculating and comparing with a preset allowable leakage value k, whether or not the reducing agent in the storage tank 30 has decreased in addition to the amount supplied from the reducing agent supply device 40 I can understand. Therefore, when a leak occurs in the storage tank 30, the leak can be easily detected.

なお、これまで説明した実施の形態は、この発明の範囲内において、適宜変更可能である。例えば、上述の実施形態では、供給量検出部63として、制御装置50において還元剤供給装置40を制御するために設定される目標供給量D(1)、D(2)、・・・D(n)を用いて供給量Qnを求める例について説明したが、供給量Qnの求め方はこのような例に限定されない。例えば、図1に一点鎖線で示すように、還元剤供給装置40の供給路42の途中等に内部を流動する還元剤の流量を検出可能な流量検出センサ69を設け、この流量検出センサ69により検出される、所定の検出期間tdに流れる還元剤の流量を積算することで、供給量Qnを検出するようにすることもできる。
その場合、流量検出センサ69で検出される流量が体積流量となるため、減少量Mnは貯蔵タンク30から減少した還元剤の体積でよく、上記式(1)中、密度ρは不要となる。
The embodiment described so far can be appropriately changed within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, target supply amounts D (1), D (2),... D (, which are set as the supply amount detection unit 63 to control the reducing agent supply device 40 in the control device 50. Although the example of obtaining the supply amount Qn using n) has been described, the method of obtaining the supply amount Qn is not limited to such an example. For example, as shown by a one-dot chain line in FIG. 1, a flow rate detection sensor 69 capable of detecting the flow rate of the reducing agent flowing inside is provided in the middle of the supply path 42 of the reducing agent supply device 40. It is also possible to detect the supply amount Qn by integrating the detected flow rate of the reducing agent flowing during the predetermined detection period td.
In this case, since the flow rate detected by the flow rate detection sensor 69 is a volume flow rate, the decrease amount Mn may be the volume of the reducing agent decreased from the storage tank 30, and the density ρ is not necessary in the above formula (1).

また、上述の実施形態では、凍結検出手段として、貯蔵タンク30に貯蔵された還元剤の液温Tuを検出する温度センサを用いた例について説明したが、例えば、温度センサの代わりに、あるいは、温度センサとともに、還元剤の凍結状態のみを判定可能な検出手段を用いることもできる。さらに、貯蔵タンク30内の温度ではなく、貯蔵タンク30の周囲の温度、外気温、還元剤供給装置40の各位置の温度等により、還元剤の凍結状態を検出するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the example using the temperature sensor that detects the liquid temperature Tu of the reducing agent stored in the storage tank 30 as the freezing detection unit has been described. For example, instead of the temperature sensor, A detection means capable of determining only the frozen state of the reducing agent can be used together with the temperature sensor. Furthermore, the freezing state of the reducing agent may be detected not by the temperature in the storage tank 30 but by the temperature around the storage tank 30, the outside air temperature, the temperature at each position of the reducing agent supply device 40, or the like.

さらに、上述の実施形態では、加速度検出手段として、車両の速度センサのセンサ値をもとに加速度を算出する例について説明したが、加速度の検出方法もこのような例に限定されるものではなく、任意の方向における加速度を直接検出可能な加速度センサ等を用いてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the acceleration is calculated based on the sensor value of the vehicle speed sensor as the acceleration detection unit has been described. However, the acceleration detection method is not limited to such an example. Alternatively, an acceleration sensor that can directly detect acceleration in an arbitrary direction may be used.

本発明の実施の形態にかかる還元剤の漏れ検出装置を備えた排気浄化装置の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the exhaust gas purification apparatus provided with the leak detection apparatus of the reducing agent concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる漏れ検出装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the leak detection apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる漏れ検出装置で実行される還元剤の漏れ検出方法のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the leak detection method of the reducing agent performed with the leak detection apparatus concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

5:内燃機関、10:排気浄化装置、11:排気通路、20:還元触媒部、21:還元触媒、23・25:温度センサ、27:NOXセンサ、30:貯蔵タンク、31:レベルセンサ、33:温度センサ、35:濃度センサ、40:還元剤供給装置、41・42:供給路、43:送液部、45:還元剤噴射弁、50:制御装置、60:漏れ検出部、61:減少量検出部、63:供給量検出部、65:漏れ判定部、67:RAM、68:警告表示部 5: engine, 10: exhaust gas purification device, 11: exhaust passage, 20: reducing catalyst unit, 21: reduction catalyst 23, 25: temperature sensor, 27: NO X sensor 30: storage tank, 31: level sensor, 33: Temperature sensor, 35: Concentration sensor, 40: Reductant supply device, 41, 42: Supply path, 43: Liquid supply unit, 45: Reductant injection valve, 50: Control device, 60: Leak detection unit, 61: Decrease amount detection unit 63: Supply amount detection unit 65: Leak determination unit 67: RAM 68: Warning display unit

Claims (8)

貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を還元剤供給部から内燃機関の排気通路内へ供給することで、前記内燃機関の排気ガスを浄化処理する排気浄化装置における前記貯蔵タンクからの還元剤の漏れ検出装置において、
前記貯蔵タンク内の前記還元剤の減少量を検出可能な減少量検出部と、
前記還元剤供給部から前記排気通路内への前記還元剤の供給量を検出可能な供給量検出部と、
前記減少量検出部により検出された減少量と前記供給量検出部により検出された供給量との差を演算し、予め設定された基準値と比較して漏れの有無を判定する漏れ判定部と、
を備えたことを特徴とする還元剤の漏れ検出装置。
Detection of leakage of the reducing agent from the storage tank in an exhaust purification device that purifies the exhaust gas of the internal combustion engine by supplying the reducing agent stored in the storage tank from the reducing agent supply unit into the exhaust passage of the internal combustion engine. In the device
A reduction amount detection unit capable of detecting a reduction amount of the reducing agent in the storage tank;
A supply amount detection unit capable of detecting the supply amount of the reducing agent from the reducing agent supply unit into the exhaust passage;
A leak determination unit that calculates a difference between a decrease amount detected by the decrease amount detection unit and a supply amount detected by the supply amount detection unit, and determines whether there is a leak by comparing with a preset reference value; ,
An apparatus for detecting leakage of a reducing agent, comprising:
前記貯蔵タンクは、前記貯蔵タンク内の前記還元剤の液面レベルを検出するレベル検出手段を備え、
前記減少量検出部は、前記レベル検出手段により検出された前記液面レベルの変位範囲と、予め記憶された前記貯蔵タンクの水平方向の断面積と、に基づいて前記減少量を算出することを特徴とする請求項1に記載の還元剤の漏れ検出装置。
The storage tank includes level detection means for detecting a liquid level of the reducing agent in the storage tank,
The reduction amount detection unit calculates the reduction amount based on a displacement range of the liquid level detected by the level detection means and a horizontal sectional area of the storage tank stored in advance. The reducing agent leakage detection device according to claim 1, wherein
前記貯蔵タンクは車両に搭載されたものであるとともに、前記車両は加速度を検出可能な加速度検出手段を備え、
前記減少量検出部は、前記加速度検出手段により検出された加速度が所定値以下のときの前記液面レベルの変位を用いて前記減少量を算出することを特徴とする請求項2に記載の還元剤の漏れ検出装置。
The storage tank is mounted on a vehicle, and the vehicle includes acceleration detection means capable of detecting acceleration,
3. The reduction according to claim 2, wherein the decrease amount detection unit calculates the decrease amount using a displacement of the liquid level when the acceleration detected by the acceleration detection unit is a predetermined value or less. Agent leak detection device.
前記貯蔵タンクは、貯蔵された前記還元剤の凍結状態を検出可能な凍結検出手段を備え、
前記減少量検出部は、前記凍結検出手段により前記還元剤が凍結状態以外の流動状態であると検出されたときの前記液面レベルを用いて前記減少量を算出することを特徴とする請求項2又は3に記載の還元剤の漏れ検出装置。
The storage tank includes freezing detection means capable of detecting the frozen state of the stored reducing agent,
The decrease amount detection unit calculates the decrease amount using the liquid level when the freezing detection unit detects that the reducing agent is in a flow state other than a frozen state. 4. A reducing agent leakage detection apparatus according to 2 or 3.
貯蔵タンクに貯蔵された還元剤を還元剤供給部から内燃機関の排気通路内へ供給することで、前記内燃機関の排気ガスを浄化処理する排気浄化装置における前記貯蔵タンクからの還元剤の漏れ検出方法において、
前記貯蔵タンク内の前記還元剤の減少量を検出するとともに、前記還元剤供給部から前記排気通路内への前記還元剤の供給量を検出し、
前記減少量と前記供給量との差を基準値と比較することで、前記貯蔵タンクの漏れの有無を判定することを特徴とする還元剤の漏れ検出方法。
Detection of leakage of the reducing agent from the storage tank in an exhaust purification device that purifies the exhaust gas of the internal combustion engine by supplying the reducing agent stored in the storage tank from the reducing agent supply unit into the exhaust passage of the internal combustion engine. In the method
Detecting the amount of reduction of the reducing agent in the storage tank, and detecting the amount of reducing agent supplied from the reducing agent supply unit into the exhaust passage;
A method for detecting leakage of a reducing agent, wherein the presence or absence of leakage in the storage tank is determined by comparing a difference between the reduction amount and the supply amount with a reference value.
前記減少量は、所定期間に前記貯蔵タンクから減少した前記還元剤の量であり、
前記供給量は、前記所定期間に前記還元剤供給部から供給した前記還元剤の量の積算値からなることを特徴とする請求項5に記載の還元剤の漏れ検出方法。
The amount of reduction is the amount of the reducing agent that has been reduced from the storage tank over a predetermined period of time,
6. The reducing agent leakage detection method according to claim 5, wherein the supply amount is an integrated value of the amount of the reducing agent supplied from the reducing agent supply unit during the predetermined period.
前記減少量は、前記貯蔵タンク内の前記還元剤の液面レベルの変位範囲と、予め記憶された前記貯蔵タンクの水平方向の断面積と、に基づいて算出することを特徴とする請求項5又は6に記載の還元剤の漏れ検出方法。   6. The reduction amount is calculated based on a liquid level level displacement range of the reducing agent in the storage tank and a horizontal cross-sectional area of the storage tank stored in advance. Or the reducing agent leakage detection method according to 6. 前記供給量は、前記還元剤供給部を制御するために設定される目標供給量の積算値からなることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の還元剤の漏れ検出方法。   The reducing agent leakage detection method according to claim 5, wherein the supply amount includes an integrated value of a target supply amount set to control the reducing agent supply unit. .
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