JP2015001208A - 尿素水の適否判定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】尿素水の適否の判定結果についての信頼度を向上させた尿素水の適否判定装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ４４は、尿素水品質センサー３５から尿素水温度Ｔｕ及び尿素水濃度Ｃ、冷却水センサー４５から冷却水温度Ｔｗ、排気温度センサー２９から排気温度Ｔｅｘを検出する。ＥＣＵ４４は、尿素水温度Ｔｕ、冷却水温度Ｔｗ、排気温度Ｔｅｘ、これらの温度における温度差の最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔ以下であることを条件に、尿素水濃度Ｃに基づく尿素水の適否の判定を行う。
【選択図】図１

Description

本開示の技術は、尿素水の適否を判定する尿素水の適否判定装置に関する。
従来から、排気中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）を浄化する排気浄化装置として、排気に尿素水を供給する尿素水供給系と、尿素水の供給された排気が流入する選択還元型触媒と、を備えた排気浄化装置が知られている。こうした排気浄化装置においては、水分の過度な蒸発や基準に満たない液体の補充等によって尿素水の品質に異常が生じると、所望の浄化性能を得るために必要となる尿素水の量が変化する。そのため、特許文献１には、尿素水の濃度を検出するセンサーによって尿素水の濃度を検出し、その検出値に基づいて尿素水の適否を判定し、尿素水の品質に異常が生じている場合には運転者に対して警告する技術が開示されている。
特開２００２−３７１８３１号公報
また、近年では、濃度に基づく尿素水の適否の判定結果について、さらなる信頼度の向上が求められている。
本開示の技術は、尿素水の適否の判定結果についての信頼度を向上させた尿素水の適否判定装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する尿素水の適否判定装置は、尿素水の濃度を検出する濃度検出部と、前記濃度検出部の検出値を用いて前記尿素水が適正か否かを判定する判定部と、車両が占める空間内の複数の位置を温度の検出対象として取り扱う温度検出部と、を備え、前記複数の検出対象の各々は、エンジンの運転時に他の検出対象とは異なる温度を有し、前記判定部は、特定の検出対象と前記特定の検出対象以外の他の検出対象との温度の差を温度差とし、前記尿素水が前記判定に適した静穏状態であるときの前記温度差の範囲を基準範囲として有し、前記温度検出部の検出結果から得られる前記温度差が前記基準範囲内であることを前記判定の実行条件として含む。
上記構成によれば、特定の検出対象と他の検出対象との温度差が基準範囲内である場合、尿素水は、振動や気泡等が少ない静穏状態にある。そのため、適否の判定に用いられる尿素水の濃度である判定濃度は、実際の濃度との誤差が小さい。その結果、尿素水の適否の判定結果に対する信頼度が高められる。
上記尿素水の適否判定装置において、前記特定の検出対象が前記複数の検出対象の各々であることが好ましい。
上記構成によれば、検出対象が３つ以上である場合、複数の温度差に基づいて尿素水が静穏状態にあるか否かが判断される。その結果、実行条件の成立時に尿素水が静穏状態にある確率が高められる。
上記尿素水の適否判定装置において、前記検出対象は、３つ以上であり、前記基準範囲の上限が、閾値であり、前記判定部は、前記尿素水が前記判定に適した静穏状態であるときの前記温度差のうち最も大きい値を前記閾値とすることが好ましい。
尿素水が判定に適した静穏状態であるときの温度差は、その温度差を求めるために用いられる検出対象の組み合わせ毎に最大値が異なる。上記構成によれば、組み合わせ毎の最大値のなかでも最も大きい値が前記閾値に設定される。その結果、組み合わせ毎の温度差の最大値のなかでも最も小さい値が前記閾値に設定される場合に比べて尿素水の判定機会が多くなる。
上記尿素水の適否判定装置は、前記検出対象として、前記尿素水、前記エンジンを冷却する冷却水、前記エンジンの排気通路を含むことが好ましい。
上記構成のように検出対象が選択されることで、エンジンの運転時における温度が大きく異なる検出対象の温度差に基づいて、尿素水が判定に適した静穏状態であるか否かが判断される。その結果、実行条件の成立時に尿素水が静穏状態である確率が高められる。
上記尿素水の適否判定装置において、前記判定部は、前記実行条件として、車両が停車状態であることを含むことが好ましい。
上記構成によれば、実行条件が成立するとき、車両は、停車状態、すなわち走行にともなう振動が与えられていない状態にある。その結果、尿素水が高い確率の下で静穏状態に維持されていることから、判定濃度に対する信頼度がさらに高められる。
上記尿素水の適否判定装置において、前記複数の検出対象の１つが前記尿素水であり、前記濃度検出部は前記尿素水の温度と前記尿素水における超音波の伝播速度とに基づいて濃度を検出し、前記判定部は、前記尿素水の適否を判定する第１の判定機会と、前記第１の判定機会とは前記尿素水の温度が異なることを条件に前記尿素水の適否を判定する第２の判定機会と、を有することが好ましい。
ここで、所望の品質を満足する尿素水である正規品は、温度と伝播速度との間に一定の関係を有する。一方、所望の品質を満足しない尿素水である模倣品は、温度と伝播速度との間の関係が正規品とは異なる。そのため、上記構成において、タンクの尿素水が正規品であれば、第１及び第２の判定機会の双方にて「正常」との判定結果が得られる。一方、タンクの尿素水が模倣品であれば、第１の判定機会にて「正常」との判定結果が得られたとしても、第２の判定機会にて「異常」との判定結果が得られる。すなわち、尿素水の温度が互いに異なる第１の判定機会と第２の判定機会とで尿素水の適否が判定されることで、尿素水の適否の判定結果に対する信頼度がさらに高められる。
第１実施形態における尿素水の適否判定装置を具備した排気浄化装置の概略構成を示す概略構成図。 第１実施形態における判定処理の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態における尿素水の適否判定装置を具備した排気浄化装置の概略構成を示す概略構成図。 尿素水温度と超音波の伝播速度との関係について正規品と模倣品とで比較した結果の一例を示すグラフ。 第２実施形態における判定処理の処理手順を示すフローチャート。
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、尿素水の適否判定装置の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０（以下単に「エンジン１０」という。）の排気通路１２には、排気を浄化する排気浄化装置２０が配設されている。排気浄化装置２０に流入した排気は、前段酸化触媒２２（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）に流入する。
前段酸化触媒２２は、例えばアルミナ、シリカ、ゼオライト等からなる担体に、白金やパラジウム等の金属や、金属酸化物等を担持させたものである。前段酸化触媒２２は、排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して、水、二酸化炭素、二酸化窒素等に変換する。
前段酸化触媒２２を通過した排気は、ＤＰＦ２４（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）に流入する。ＤＰＦ２４は、セラミックスや金属多孔体から構成され、排気中の粒子性物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕集する。ＤＰＦ２４の再生処理では、ＤＰＦ２４に流入する排気を昇温させるべく、例えば、前段酸化触媒２２よりも上流の排気通路１２に対し、図示されないバーナーから燃焼ガスが供給されたり図示されない燃料噴射弁から燃料が噴射されたりする。
ＤＰＦ２４の下流であり且つ後述する選択還元型触媒３６の上流には、排気通路１２を検出対象とする温度検出部である排気温度センサー２９が配設されている。排気温度センサー２９は、ＤＰＦ２４の下流における排気通路１２内の温度を所定の制御周期で検出し、その検出した温度である排気温度Ｔｅｘを示す信号をＥＣＵ４４に出力する。
排気温度センサー２９の下流には、排気通路１２に対して還元剤である尿素水を供給する電子制御式のインジェクター３０が配設されている。インジェクター３０には、タンク３２内の尿素水が圧送ポンプ３４により圧送される。圧送ポンプ３４は、図示されないリリーフ弁を内蔵しており、タンク３２内の尿素水を所定の圧力でインジェクター３０に圧送する。インジェクター３０は、ＥＣＵ４４によって開閉制御される。排気に供給された尿素水は、排気の熱によってアンモニアに加水分解される。
タンク３２には、尿素水品質センサー３５（以下単に「センサー３５」という。）が配設されている。センサー３５は、タンク３２内の尿素水に関する情報を検出する。センサー３５は、尿素水の温度である尿素水温度Ｔｕ、尿素水の残量を示す液位、これらを示す信号をＥＣＵ４４に出力する。またセンサー３５は、尿素水における超音波の伝播速度Ｖｕｓから得られる濃度を尿素水温度Ｔｕに基づき補正した尿素水濃度Ｃを示す信号をＥＣＵ４４に出力する。すなわちセンサー３５は、尿素水濃度Ｃを検出する濃度検出部として機能するとともに尿素水を検出対象として尿素水温度Ｔｕを検出する温度検出部として機能する。インジェクター３０、タンク３２、圧送ポンプ３４、センサー３５、及び尿素水は、尿素水供給系に含まれる。
インジェクター３０の下流には、選択還元型触媒３６が配設されている。選択還元型触媒３６は、ＮＯｘをアンモニアで還元する選択的触媒還元（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を行う。選択還元型触媒３６は、例えばハニカム状のセラミックからなる担体に吸着性の高いゼオライト又はジルコニアを担持させたものである。排気中のＮＯｘは、選択還元型触媒３６の触媒作用によってアンモニアと反応し、窒素と水とに還元される。
選択還元型触媒３６を通過した排気は、後段酸化触媒４０（ＡＳＣ：Ａｍｍｏｎｉａ Ｓｌｉｐ Ｃａｔａｌｙｓｔ）に流入する。後段酸化触媒４０は、例えばアルミナ、シリカ、ゼオライト等からなる担体に、白金やパラジウム等の金属や、金属酸化物等を担持させたものである。後段酸化触媒４０は、選択還元型触媒３６における還元反応で消費されなかったアンモニアを分解する。
ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたマイクロコンピューターである。ＥＣＵ４４には、上記尿素水濃度Ｃ、尿素水温度Ｔｕ、排気温度Ｔｅｘの他、エンジン１０を冷却する冷却水を検出対象とする温度検出部である冷却水温度センサー４５から冷却水温度Ｔｗを示す信号が所定の制御周期で入力される。尿素水温度Ｔｕ、排気温度Ｔｅｘ、冷却水温度Ｔｗ、これらの温度は、エンジン１０の運転時に異なる温度を有するとともに検出され得る最高温度が互いに異なる。すなわち、温度検出部の検出対象は、エンジン１０の運転時における温度範囲が互いに異なる。
ＥＣＵ４４には、ブレーキセンサー４７からブレーキの操作状況であるブレーキ情報Ｂｉｎｆを示す信号、ギヤポジションセンサー４８からギヤのポジションであるギヤ情報Ｇｉｎｆを示す信号、車速センサー４９からエンジン１０を搭載した車両の車速Ｖを示す信号、これらの信号が所定の制御周期で入力される。これらブレーキセンサー４７、ギヤポジションセンサー４８、車速センサー４９は、停車情報検出部として機能する。
ＥＣＵ４４は、上記各種センサーから入力される情報、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラムや各種データ、これらに基づいて各種の演算及び処理を実行する。ＥＣＵ４４は、インジェクター３０の開閉制御を通じた尿素水の供給処理を実行する。また適否判定装置としてＥＣＵ４４は、タンク３２内の尿素水が所望の品質を満足する正規品であるか否か、すなわち尿素水の適否を判定する判定処理を実行する。判定処理においてＥＣＵ４４は、尿素水の適否を判定する判定部として機能する。ＥＣＵ４４は、「異常」との判定結果が得られた場合、警報装置５０を作動させることでその判定結果を運転者に通知する。
図２を参照して、第１実施形態における判定処理の処理手順について説明する。この判定処理は、車両のイグニッションがＯＮ操作されるたびに実行される。
図２に示されるように、ＥＣＵ４４は、最初のステップＳ１１にて、排気温度Ｔｅｘ、尿素水温度Ｔｕ、冷却水温度Ｔｗ、ブレーキ情報Ｂｉｎｆ、ギヤ情報Ｇｉｎｆ、車速Ｖを含む各種情報を取得する。
次のステップＳ１２にてＥＣＵ４４は、特定の検出対象と特定の検出対象以外の他の検出対象との温度差のうちの最大値ΔＴｍａｘを取得し、この最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔ以下である基準範囲に含まれているか否かを判断する。ＥＣＵ４４は、排気温度Ｔｅｘ、尿素水温度Ｔｕ、及び冷却水温度Ｔｗ、これらの温度から任意に選択される２つの温度の温度差を演算し、その温度差のなかの最も大きい値を最大値ΔＴｍａｘとする。そして、ＥＣＵ４４は、その最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔ以下である基準範囲に含まれているか否かを判断する。閾値ΔＴｔは、エンジン１０の前回の停止から十分な時間が経過し、尿素水が振動や気泡等が少ない静穏状態にあると判断される最大値ΔＴｍａｘの値、例えば１５℃である。閾値ΔＴｔは、上記各種データに予め規定される値であって、各種実験やシミュレーションに基づき決定される。また、例えば、排気温度Ｔｅｘと冷却水温度Ｔｗの温度差、冷却水温度Ｔｗと尿素水温度Ｔｕの温度差、これらの温度差では、尿素水が静穏状態にあると判断される最大値が互いに異なる。すなわち、任意に選択される２つの検出対象の組み合わせでは、組み合わせ毎に、尿素水が静穏状態にあると判断される最大値が異なる。閾値ΔＴｔは、そうした温度差のうちで最も大きい値である。なお、最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔ以下であることを判定条件という。
最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔを超えているである場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、すなわち判定条件が不成立の場合、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の停止時間が不十分で尿素水が静穏状態にないものとして一連の処理を終了する。反対に、最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔ以下であった場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、すなわち判定条件が成立する場合、ＥＣＵ４４は、センサー３５から尿素水の適否を判定するための濃度である判定濃度Ｃ１を取得する（ステップＳ１３）。そしてＥＣＵ４４は、ステップ１１にて取得した車速Ｖが閾値Ｖｔ、例えば０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。
車速Ｖが閾値Ｖｔ以下であった場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、ステップ１１にて取得したブレーキ情報Ｂｉｎｆが「ＯＦＦ」、すなわちブレーキが操作されていないか否かを判断する（ステップＳ１５）。
ブレーキ情報Ｂｉｎｆが「ＯＦＦ」であった場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、ステップＳ１１にて取得したギヤ情報Ｇｉｎｆが「Ｎ」、すなわちギヤポジションがニュートラルにあってエンジンとトランスミッションとが切断状態であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。
なお、車速Ｖが閾値Ｖｔ以下であること（ステップＳ１４）、ブレーキ情報Ｂｉｎｆが「ＯＦＦ」であること（ステップＳ１５）、ギヤ情報Ｇｉｎｆが「Ｎ」であること（ステップＳ１６）、これらを停車条件という。また、車速Ｖが閾値Ｖｔよりも大きい場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ブレーキ情報Ｂｉｎｆが「ＯＦＦ」でない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ギヤ情報Ｇｉｎｆが「Ｎ」でない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、すなわち停車条件が不成立の場合、ＥＣＵ４４は、車両が停車状態にないものとして判定処理を終了する。
ギヤ情報Ｇｉｎｆが「Ｎ」であった場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、ステップＳ１３にて取得した判定濃度Ｃ１が、正規品と判定される正常範囲である下限値Ｃｍｉｎ以上、上限値Ｃｍａｘ以下の値であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。下限値Ｃｍｉｎ及び上限値Ｃｍａｘは、上記各種データに予め規定される値であって、センサー３５の測定誤差を加味して決定される値である。すなわち、ＥＣＵ４４は、判定条件及び停車条件を尿素水の適否を判定する実行条件に含んでいる。
判定濃度Ｃ１が正常範囲から逸脱している場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＥＣＵ４４は、警報装置５０を作動させること（ステップＳ１９）で運転手に対してタンク３２内の尿素水が「異常」であることを警告し、一連の処理を終了する。
反対に、判定濃度Ｃ１が正常範囲に含まれる場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、タンク３２内の尿素水を「正常」であると判定したうえで、ステップＳ１１にて取得した情報と同じ情報を新たに取得し（ステップＳ１８）、ステップＳ１３の処理に移行する。そしてＥＣＵ４４は、停車条件が不成立となるまで尿素水の適否を繰り返し判定する。
次に、第１実施形態においてＥＣＵ４４が実行する判定処理の作用について説明する。
第１実施形態の判定処理のように、最大値ΔＴｍａｘの閾値ΔＴｔ以下である場合は、最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔを超えている場合よりも、尿素水が静穏な状態にある。そのため、センサー３５の検出する判定濃度Ｃ１は、静穏状態にある尿素水における伝播速度Ｖｕｓに基づいて検出された値である。その結果、判定濃度Ｃ１と実際の尿素水の濃度との誤差が小さくなることから、判定濃度Ｃ１に対する信頼度、ひいては尿素水の適否の判定結果に対する信頼度が高められる。
以上説明したように、上記第１実施形態の尿素水の適否判定装置によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）判定濃度Ｃ１が静穏状態にある尿素水における伝播速度Ｖｕｓに基づく値であることから、判定濃度Ｃ１に対する信頼度、ひいては尿素水の適否の判定結果に対する信頼度が高められる。
（２）閾値ΔＴｔは、尿素水が静穏状態にあると判断される温度差の最大値のなかで最も大きい値である。その結果、上記最大値のなかでも最も小さい値が閾値ΔＴｔに設定される場合に比べて尿素水の判定機会が多くなる。
（３）尿素水温度Ｔｕ、冷却水温度Ｔｗ、排気温度Ｔｅｘのうちで最も大きい温度差である最大値ΔＴｍａｘが閾値ΔＴｔ以下であることを判定条件としている。これらの温度は、エンジン１０の運転時における温度が大きく異なる。こうした温度が検出対象として選択されることにより、判定条件の成立時に尿素水が静穏状態にあること、それに対する信頼度が高められる。その結果、判定濃度Ｃ１に対する信頼度がさらに高められる。
（４）停車条件が成立するとき、車両は、イグニッションのＯＮ操作からの停車状態が継続している。すなわち、判定濃度Ｃ１は、走行にともなう振動が与えられていない尿素水の濃度である。その結果、判定濃度Ｃ１についての信頼度がさらに高められる。
（５）車速Ｖが０ｋｍ／ｈであること、ブレーキ情報Ｂｉｎｆが「ＯＦＦ」であること、ギヤ情報Ｇｉｎｆが「Ｎ」であること、これらを停車条件としている。そのため、停車条件の成立時には、車両が停車状態にあると確実に判断することができる。
（６）判定濃度Ｃ１に対する信頼度が高められることで、正常範囲をより狭い範囲に設定することも可能である。
（７）停車条件が不成立となるまで、すなわち車両が動き出すまで、ステップＳ１３で取得する判定濃度Ｃ１に基づく判定が繰り返し実行される。そのため、エンジン１０の始動により尿素水温度Ｔｕが変化した場合には、複数の条件の下で尿素水の適否についての判定が行われる。その結果、尿素水の適否に関する信頼度がさらに高められる。
（第２実施形態）
図３〜図５を参照して、尿素水の適否判定装置の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。
図３に示されるように、第２実施形態の排気浄化装置２０は、エンジン１０を冷却する冷却水が流れる冷却水通路から分岐する分岐通路５２を備える。分岐通路５２の一部は、タンク３２内を通っている。分岐通路５２の途中には、当該分岐通路５２を開閉する開閉弁５４が配設されている。開閉弁５４の開閉は、ＥＣＵ４４によって制御される。開閉弁５４が開状態にあるとき、冷却水の一部が分岐通路５２に流入し、分岐通路５２を流れる冷却水とタンク３２の尿素水との間で熱交換が行われる。なお、分岐通路５２は、尿素水を加熱する加熱部として機能する。
図４は、尿素水温度Ｔｕと伝播速度Ｖｕｓとの関係について正規品と模倣品とで比較した結果の一例を示したグラフである。図４において、実線は正規品５６を示し、二点鎖線は模倣品５８を示している。図４に示されるように、正規品と模倣品とでは、伝播速度Ｖｕｓの等しくなる尿素水温度Ｔｕ３が存在するが、全ての尿素水温度Ｔｕにて伝播速度Ｖｕｓが等しくなることはあり得ない。そのため、第２実施形態では、互いに異なる２つの尿素水温度Ｔｕにて尿素水の適否を判定する。
図５を参照して第２実施形態のＥＣＵ４４が実行する判定処理の処理手順について説明する。この判定処理は、車両のイグニッションがＯＮ操作されるたびに実行される。
図５に示されるように、ＥＣＵ４４は、最初のステップＳ２１にて、排気温度Ｔｅｘ、尿素水温度Ｔｕ１、冷却水温度Ｔｗ、ブレーキ情報Ｂｉｎｆ、ギヤ情報Ｇｉｎｆ、車速Ｖを含む各種情報を取得する。次のステップＳ２２にてＥＣＵ４４は、それら各種情報に基づいて、判定条件が成立しているか否かを判断する。
判定条件が不成立の場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、ＥＣＵ４４は、判定処理を終了する。反対に、判定条件が成立する場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、センサー３５から判定濃度Ｃ１を取得する（ステップＳ２３）。
次のステップＳ２４にてＥＣＵ４４は、ステップＳ２１にて取得した各種情報に基づいて、停車条件が成立するか否かを判断する。停車条件が不成立の場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、ＥＣＵ４４は、判定処理を終了する。反対に、停車条件が成立する場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、ステップＳ２３にて取得した判定濃度Ｃ１が正常範囲に含まれているか否かを判断する（ステップＳ２５）。このステップＳ２５の処理が第１の判定機会である。
判定濃度Ｃ１が正常範囲に含まれていた場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、次のステップＳ２６にて開閉弁５４を開弁して冷却液の一部を分岐通路５２に流通させる。これによりタンク３２の尿素水は、冷却水との間の熱交換によって加熱される。こうした冷却水と尿素水との熱交換によって尿素水の温度が上昇しやすくなる。
次のステップＳ２７にてＥＣＵ４４は、センサー３５から新たな尿素水温度Ｔｕ２を取得する。そしてＥＣＵ４４は、ステップＳ２１にて取得した尿素水温度Ｔｕ１からの変化量ΔＴｕ（＝Ｔｕ２−Ｔｕ１）を演算し、その変化量ΔＴｕが設定量ΔＴｕｔを超えているか否かを判断する（ステップＳ２８）。設定量ΔＴｕｔは、タンク３２内の尿素水が模倣品であると仮定した場合に、尿素水温度Ｔｕ１が伝播速度Ｖｕｓの等しくなる尿素水温度Ｔｕ３であったとしても、尿素水温度Ｔｕ２における判定濃度Ｃ２が正規品と判定される正常範囲から確実に逸脱する値、例えば１０℃である。設定量ΔＴｕｔは、上記各種データに予め規定される値であって、予め行った各種実験やシミュレーションに基づき決定される。ＥＣＵ４４は、変化量ΔＴｕが設定量ΔＴｕｔを超えるまでステップＳ２７からステップＳ２８までの処理を繰り返し実行する。
変化量ΔＴｕが設定量ΔＴｕｔを超えると（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、センサー３５から新たな判定濃度Ｃ２を取得し（ステップＳ２９）、当該判定濃度Ｃ２が正常範囲に含まれているか否かを判断する（ステップＳ３０）。このステップＳ３０の処理が第２の判定機会である。
判定濃度Ｃ２が正常範囲に含まれていた場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４４は、タンク３２の尿素水を「正常」と判定し、開閉弁５４を閉弁（ステップＳ３１）したうえで一連の処理を終了する。一方、ステップＳ２５及びステップＳ３０、すなわち第１及び第２の判定機会にて判定濃度Ｃ１，Ｃ２の何れか一方が正常範囲から逸脱している場合、ＥＣＵ４４は、警報装置５０の作動（ステップＳ３２）、開閉弁５４の閉弁（ステップＳ３１）を行ったうえで一連の処理を終了する。
次に、第２実施形態においてＥＣＵ４４が実行する判定処理の作用について説明する。
第２実施形態の判定処理では、少なくとも設定量ΔＴｕｔだけ離れた２つの尿素水温度Ｔｕ１，Ｔｕ２にて尿素水の適否が判定される。そして、判定濃度Ｃ１，Ｃ２のいずれか一方が正常範囲を逸脱している場合、タンク３２内の尿素水が「異常」であると判定される。すなわち、互いに異なる２つの温度条件下にて尿素水の適否が判定されるため、当該尿素水の適否の判定結果に対する信頼度がさらに高められる。
以上説明したように、上記第２実施形態の尿素水の適否判定装置によれば、第１実施形態に記載した（１）〜（６）の効果に加えて、以下に列挙する効果を得ることができる。
（８）尿素水の適否が第１及び第２の判定機会で判定されることから、尿素水の適否の判定結果に対する信頼度がさらに高められる。
（９）タンク３２内の尿素水が加熱されることで尿素水の温度が上昇しやすい。その結果、第１の判定機会から第２の判定機会までに要する時間を短くすることができる。
（１０）また、車両に対して多くの振動が与えられる前に、すなわち尿素水が静穏状態にあるときに第２の判定機会が得られやすくなることで、第２の判定機会における判定結果に対する信頼度が高められる。
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第２実施形態の判定処理では、尿素水温度Ｔｕが互いに異なる複数の判定機会が得られればよく、例えば、尿素水温度Ｔｕ１，Ｔｕ２の双方が予め設定されていてもよいし、尿素水温度Ｔｕ２からの変化量に応じた第３の判定機会が設定されてもよい。また、判定処理の開始時期もイグニッションのＯＮ操作時に限らず、例えばイグニッションの操作後やイグニッションのＯＦＦ操作時であってもよい。イグニッションのＯＦＦ操作時に開始される構成であっても、尿素水温度が外気温に収束する過程において複数の判定機会が得られる。
・第２実施形態の判定処理において、第２の判定機会は、変化量ΔＴｕに限らず、例えば第１の判定機会からの経過時間に基づき設定されてもよい。この経過時間は、第１の判定機会後におけるエンジン１０の運転状態の推移に応じて変更されてもよい。
・第２実施形態において、尿素水を加熱する加熱部は、エンジンの冷却水通路から分岐した分岐通路５２に限らず、例えばヒーター等の電気機器であってもよいし、排気通路１２から分岐して廃棄の一部が流れる通路であってもよい。
・第１及び第２実施形態の判定処理において、停車条件は、Ｖ＝０ｋｍ／ｈ、Ｂｉｎｆ＝「ＯＦＦ」、Ｇｉｎｆ＝「Ｎ」、これらの条件に限られない。停車条件は、車両が停車中にあることを判断可能な条件を含んでいればよく、例えば、上記車速Ｖに関する条件のみであってもよいし、上記３つの条件に新たな条件が追加されてもよい。
・上記第１及び第２実施形態の判定処理において、停車条件が省略されてもよい。すなわち、イグニッションのＯＮ操作時に判定条件が成立するのであれば、尿素水の適否を判定してもよい。
・また第１及び第２実施形態の判定処理において、停車条件は、尿素水の状態が静穏状態に維持されていると判断される条件に代替されてもよい。例えば、車速Ｖの閾値Ｖｔ＝５ｋｍ／ｈであることが代替可能な条件として挙げられる。
・第１実施形態の判定処理において、判定条件と停車条件との双方が成立することを条件に尿素水の適否が繰り返し判定されてもよい。すなわち、ＥＣＵ４４は、図２において、ステップＳ１８の処理が終了するとステップＳ１２の処理に移行してもよい。
・上記第１及び第２実施形態の判定処理において、温度検出部の検出対象は、車両が占める空間内の位置であってエンジン１０の運転時に異なる温度を有していればよく、尿素水、エンジン１０の冷却水、エンジン１０の排気通路に限られない。例えば、検出対象は、これら３つの検出対象のうちの２つであってもよいし、外気温やエンジンオイル等が含まれていてもよい。なお、検出対象は、エンジン１０の運転時における検出され得る最高温度が大きく異なることが好ましい。また、上記検出対象としての排気通路は、排気通路１２内の温度に限らず、排気通路１２を構成する配管そのもののであってもよい。
・上記第１及び第２実施形態において、濃度検出部は、センサー３５が尿素水温度Ｔｕと伝播速度ＶｕｓとをＥＣＵ４４に出力し、ＥＣＵ４４が尿素水温度Ｔｕと伝播速度Ｖｕｓとに基づいて尿素水濃度Ｃを演算する構成であってもよい。また、ＥＣＵ４４は、尿素水温度Ｔｕ毎に伝播速度Ｖｕｓの正常範囲が規定されたデータを備え、このデータに基づいて尿素水の適否を判定してもよい。
・上記第１及び第２実施形態において、閾値は、任意に選択される２つの検出対象の組み合わせ毎に設定されてもよい。また、閾値は、尿素水が静穏状態にあると判断される値であって組み合わせ毎に異なる最大値のなかで、最も小さい値に設定されてもよい。
・上記第１及び第２実施形態において、判定濃度Ｃ１は、ステップＳ１１の処理、すなわち判定条件の成立直前における濃度であってもよい。
・エンジンは、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンや天然ガスエンジンであってもよい。
１０…ディーゼルエンジン、１２…排気通路、２０…排気浄化装置、２２…前段酸化触媒、２４…ＤＰＦ、２９…排気温度センサー、３０…インジェクター、３２…タンク、３４…圧送ポンプ、３５…尿素水品質センサー、３６…選択還元型触媒、４０…後段酸化触媒、４４…ＥＣＵ、４５…冷却水温度センサー、４７…ブレーキセンサー、４８…ギヤポジションセンサー、４９…車速センサー、５０…警報装置、５２…分岐通路、５４…開閉弁、５６…正規品、５８…模倣品。

Claims (6)

  1. 尿素水の濃度を検出する濃度検出部と、
    前記濃度検出部の検出値を用いて前記尿素水が適正か否かを判定する判定部と、
    車両が占める空間内の複数の位置を温度の検出対象として取り扱う温度検出部と、を備え、
    前記複数の検出対象の各々は、
    エンジンの運転時に他の検出対象とは異なる温度を有し、
    前記判定部は、
    特定の検出対象と前記特定の検出対象以外の他の検出対象との温度の差を温度差とし、前記尿素水が前記判定に適した静穏状態であるときの前記温度差の範囲を基準範囲として有し、前記温度検出部の検出結果から得られる前記温度差が前記基準範囲内であることを前記判定の実行条件として含む
    尿素水の適否判定装置。
  2. 前記特定の検出対象が前記複数の検出対象の各々である
    請求項１に記載の尿素水の適否判定装置。
  3. 前記検出対象は、３つ以上であり、
    前記基準範囲の上限が、閾値であり、
    前記判定部は、
    前記尿素水が前記判定に適した静穏状態であるときの前記温度差のうち最も大きい値を前記閾値とする
    請求項１または２に記載の尿素水の適否判定装置。
  4. 前記検出対象として、前記尿素水、前記エンジンを冷却する冷却水、前記エンジンの排気通路を含む
    請求項１から３のいずれか１つに記載の尿素水の適否判定装置。
  5. 前記判定部は、
    前記実行条件として、車両が停車状態であることを含む
    請求項１から４のいずれか１つに記載の尿素水の適否判定装置。
  6. 前記複数の検出対象の１つが前記尿素水であり、
    前記濃度検出部は前記尿素水の温度と前記尿素水における超音波の伝播速度とに基づいて濃度を検出し、
    前記判定部は、
    前記尿素水の適否を判定する第１の判定機会と、
    前記第１の判定機会とは前記尿素水の温度が異なることを条件に前記尿素水の適否を判定する第２の判定機会と、を有する
    請求項１〜５のいずれか１つに記載の尿素水の適否判定装置。
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