JP2015031207A - 排気浄化装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタの目詰まりを高い精度で判断する排気浄化装置の制御装置を提供する。【解決手段】尿素水は、インジェクタ２０に目詰まりがなければ、噴射量算出部３３で算出された量がインジェクタ２０から噴射される。そのため、インジェクタ２０に目詰まりがなければ、尿素水タンクの尿素水は、インジェクタ２０から噴射される尿素水の量に応じて減少する。そこで、判断部３４は、噴射量算出部３３で積算した尿素水の噴射量と、レベルセンサ３５で検出した尿素水タンクにおける尿素水の残量の変化とに基づいて、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置の制御装置に関する。

従来、内燃機関の排気を浄化する後処理として尿素を用いた尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが公知である。尿素ＳＣＲシステムでは、排気に尿素を添加することにより、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する。ここで、尿素は、水溶液の尿素水として排気に噴射される。尿素水を噴射するインジェクタは、高温の排気に晒されることから、析出した尿素などにより目詰まりが生じることがある。インジェクタに目詰まりが生じると、十分な尿素水を噴射できず、ＮＯｘの浄化が阻害されるおそれがある。そこで、特許文献１では、尿素水を貯える尿素水タンクからインジェクタへ至る経路に圧力センサを配置し、圧力センサで検出した尿素水の圧力に基づいてインジェクタの目詰まりを判断している。

しかしながら、尿素水の噴射にともなう尿素水の圧力変化は微小である。そのため、圧力センサの個体差の影響を受けやすく、圧力センサに経年的な変化や外乱などが生じると、誤差が大きくなる。その結果、尿素水の圧力の変化では、インジェクタの目詰まりを高い精度で判断できないという問題がある。

特開２００８−２２３７７０号公報

そこで、本発明の目的は、インジェクタの目詰まりを高い精度で判断する排気浄化装置の制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、判断手段は、尿素水の噴射量と、尿素水タンクにおける尿素水の残量の変化とに基づいて、インジェクタが目詰まりしているか否かを判断する。噴射量算出手段は、例えば内燃機関で消費する燃料量や排気におけるＮＯｘの濃度などに基づいて、排気に含まれるＮＯｘの還元に必要な尿素水の量を算出する。また、尿素水量検出手段は、尿素水タンクにおける尿素水の量を検出する。尿素水は、噴射量算出手段で算出された量がインジェクタから噴射される。そのため、尿素水タンクの尿素水は、インジェクタから噴射される尿素水の量に応じて減少する。例えばインジェクタが目詰まりしているとき、噴射量算出手段で算出した量の尿素水はインジェクタから噴射されない、または噴射されても十分な量とならない。そのため、尿素水タンクの尿素水は、噴射量算出手段で算出した尿素水の量に応じて減少しない。このように、尿素水タンクにおける尿素水の量の変化は、インジェクタから噴射する尿素水の量に対応する。そこで、判断手段は、噴射量算出手段で算出した尿素水の噴射量と、尿素水タンクにおける尿素水の残量の変化とに基づいて、インジェクタが目詰まりしているか否かを判断する。したがって、インジェクタの目詰まりを高い精度で判断することができる。

第１実施形態による排気浄化装置の制御装置の構成を示すブロック図 第１実施形態による排気浄化装置を示す模式図 第１実施形態による排気浄化装置において、尿素水の噴射量および尿素水タンクにおける尿素水の液面位置の時間的な変化を示す模式図 第１実施形態による排気浄化装置の制御装置における処理の流れを示す概略図 第２実施形態による排気浄化装置の制御装置の構成を示すブロック図 第２実施形態による排気浄化装置の制御装置における処理の流れを示す概略図 第３実施形態による排気浄化装置の制御装置の構成を示すブロック図 第３実施形態による排気浄化装置の制御装置における処理の流れを示す概略図 第４実施形態による排気浄化装置の制御装置の構成を示すブロック図 第４実施形態による排気浄化装置の制御装置における処理の流れを示す概略図

以下、複数の実施形態による排気浄化装置の制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図２に示す排気浄化装置１０は、例えば車両に搭載されている内燃機関１１から排出される排気に尿素水を添加し、排気に含まれるＮＯｘを還元するＳＣＲシステムを構成している。内燃機関１１から排出される排気は、排気管部材１２が形成する排気通路１３を経由して大気へ放出される。内燃機関１１は、例えばディーゼルエンジンである。なお、排気浄化装置１０は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンなどに適用してもよい。また、排気浄化装置１０は、車載の内燃機関１１に限らず、例えば発電ユニットなどの据置型の内燃機関に適用してもよい。

排気浄化装置１０は、尿素水タンク１４、尿素水ポンプ１５、尿素水配管部１６および還元触媒１７を備えている。尿素水タンク１４は、尿素水である尿素の水溶液を貯えている。尿素水ポンプ１５は、尿素水タンク１４に収容されている。尿素水配管部１６は、尿素水通路１８を形成している。還元触媒１７は、排気管部材１２が形成する排気通路１３に設けられている。

排気浄化装置１０は、上記に加えてインジェクタ２０を備えている。尿素水配管部１６は、尿素水ポンプ１５と反対側の端部がインジェクタ２０に接続している。尿素水ポンプ１５から吐出された尿素水は、尿素水通路１８を経由してインジェクタ２０に供給される。インジェクタ２０は、排気管部材１２に設けられている。インジェクタ２０は、この排気管部材１２を貫いて、先端が排気通路１３に露出している。インジェクタ２０へ供給された尿素水は、排気通路１３を流れる排気へ噴射される。内燃機関１１から排出された排気とインジェクタ２０から噴射された尿素水とは、排気通路１３において混合され、還元触媒１７へ流入する。排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒１７において尿素水に含まれる尿素と反応することにより還元される。

上述の排気浄化装置１０は、制御装置３０によって制御される。制御装置３０は、図１に示すように制御ユニット３１、尿素水量検出部３２、噴射量算出部３３および判断部３４を備えている。制御ユニット３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成され、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムによって排気浄化装置１０を制御する。尿素水量検出部３２は、レベルセンサ３５を有している。レベルセンサ３５は、図２に示すように尿素水タンク１４に設けられている。レベルセンサ３５は、尿素水タンク１４における尿素水の液面位置を検出し、検出した尿素水の液面位置を電気信号として制御ユニット３１へ出力する。尿素水量検出部３２は、レベルセンサ３５で尿素水の液面を検出するのに代えて、例えば尿素水の質量などから尿素水タンク１４における尿素水の量を検出する構成としてもよい。

制御ユニット３１は、コンピュータプログラムを実行することにより、噴射量算出部３３、インジェクタ駆動部３６および判断部３４をソフトウェア的に実現している。これら噴射量算出部３３、インジェクタ駆動部３６および判断部３４は、ハードウェア的に実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。制御ユニット３１は、ＮＯｘセンサ３７と接続している。ＮＯｘセンサ３７は、内燃機関１１と還元触媒１７との間の排気通路１３に設けられている。ＮＯｘセンサ３７は、排気通路１３を流れる排気に含まれるＮＯｘの量あるいはＮＯｘの濃度を検出する。ＮＯｘセンサ３７は、検出したＮＯｘの量あるいは濃度を電気信号として制御ユニット３１へ出力する。また、制御ユニット３１は、記憶部３８に接続している。記憶部３８は、例えば不揮発性メモリなどで構成されており、各種センサで取得したデータや算出値などを記憶する。記憶部３８は、制御ユニット３１のＲＯＭやＲＡＭと共用してもよい。

噴射量算出部３３は、インジェクタ２０から排気へ噴射する尿素水の噴射量を算出する。排気に噴射される尿素水の量は、内燃機関１１で消費される燃料の量に基づいて変化する。また、排気に噴射される尿素水の量は、ＮＯｘセンサ３７で検出した排気に含まれるＮＯｘの量や濃度によっても変化する。そこで、噴射量算出部３３は、内燃機関１１における燃料の噴射量、またはＮＯｘセンサ３７で検出したＮＯｘの量もしくは濃度などに基づいて、排気へ噴射する尿素水の量を算出する。インジェクタ駆動部３６は、噴射量算出部３３で算出された尿素水の噴射量に応じて、インジェクタ２０を駆動する。すなわち、噴射量算出部３３が算出する尿素水の噴射量は、インジェクタ２０を駆動するための指令値である。

判断部３４は、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。詳細には、判断部３４は、噴射量算出部３３から算出された尿素水の噴射量を取得する。また、判断部３４は、尿素水量検出部３２で検出した尿素水タンク１４における尿素水の残量の変化を取得する。そして、判断部３４は、取得した尿素水の噴射量と尿素水タンク１４における尿素水の残量の変化とから、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。インジェクタ２０から噴射される尿素水は、尿素水タンク１４から供給される。そのため、インジェクタ２０が正常であれば、噴射量算出部３３で算出された尿素水の噴射量と、インジェクタ２０から噴射される実際の尿素水の量と、尿素水タンク１４における尿素水の残量の変化量とは、ほぼ同一となる。すなわち、インジェクタ２０が正常であるとき、尿素水タンク１４で減少する尿素水の量は、噴射量算出部３３で算出された尿素水の量に相当する。一方、インジェクタ２０に目詰まりが生じているとき、インジェクタ２０は、尿素水の噴射できない、または噴射できても所定の量に達しない。すなわち、インジェクタ２０に目詰まりが生じているとき、尿素水タンク１４で減少する尿素水の量は、噴射量算出部３３で算出された尿素水の量に達しない。したがって、判断部３４は、尿素水タンク１４における尿素水の減少量が噴射量算出部３３で算出した尿素水の量に達しないとき、インジェクタ２０に目詰まりが生じていると判断する。

第１実施形態の場合、判断部３４は、以下のようにインジェクタ２０の目詰まりの有無を判断する。判断部３４は、噴射量算出部３３において内燃機関１１の運転状態などに基づき尿素水の噴射量ｑを算出する。そして、判断部３４は、算出した噴射量ｑを積算する。つまり、判断部３４は、噴射量算出部３３において尿素水の噴射量ｑが算出されると、噴射積算量Ｑｔ＝Σｑとして積算する。そして、積算された噴射積算量Ｑｔが予め設定した判断噴射量Ｄｑに到達すると、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。このとき、判断部３４は、尿素水の噴射積算量Ｑｔの積算に際し、レベルセンサ３５から尿素水タンク１４における尿素水の液面位置を初期液面レベルＲ１として取得する。また、判断部３４は、尿素水の噴射の有無に関わらず噴射積算量Ｑｔに応じてインジェクタ２０が駆動された後、レベルセンサ３５から尿素水タンク１４における尿素水の液面位置を変化液面レベルＲ２として取得する。判断部３４は、初期液面レベルＲ１および変化液面レベルＲ２から尿素水タンク１４における尿素水の量の変化をタンク変化量Ｔとして算出する。判断部３４は、例えば初期液面レベルＲ１と変化液面レベルＲ２との差に尿素水タンク１４の断面積Ｓを乗じることにより、タンク変化量ＴをＴ＝（Ｒ１−Ｒ２）×Ｓとして算出する。さらに、判断部３４は、算出したタンク変化量Ｔと、噴射積算量Ｑｔとを比較する。そして、判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が予め設定した設定値Ｅより大きいとき、インジェクタ２０が目詰まりしていると判断する。つまり、判断部３４は、｜Ｔ−Ｑｔ｜＞Ｅであれば、インジェクタ２０が目詰まりしていると判断する。

具体的には、図３に示すように噴射量算出部３３で算出された尿素水の噴射量ｑは、時間とともに変化する。判断部３４は、この変化する尿素水の噴射量ｑを、積算開始時期ｔ１から積算する。本実施形態の場合、判断部３４は、噴射量算出部３３で算出された噴射量ｑに対応してインジェクタ２０へ出力される指令値を積算する。積算された噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達すると、積算終了時期ｔ２となる。すなわち、積算開始時期ｔ１から積算終了時期ｔ２までの間に積算された噴射積算量Ｑｔは、判断噴射量Ｄｑとなる。このように、インジェクタ２０から尿素水を噴射する場合、インジェクタ２０に目詰まりがなければ、尿素水タンク１４における尿素水の液面位置は積算開始時期ｔ１から積算終了時期ｔ２まで徐々に低下する。すなわち、尿素水タンク１４における尿素水の液面は、初期液面レベルＲ１から変化液面レベルＲ２まで低下する。したがって、インジェクタ２０に目詰まりがなければ、積算開始時期ｔ１から積算終了時期ｔ２までの尿素水タンク１４における尿素水の減少量、すなわちタンク変化量Ｔは噴射積算量Ｑｔにほぼ等しくなる。

インジェクタ２０は、噴射量算出部３３で噴射量ｑが算出されるごとに、噴射量ｑに応じて駆動される。判断部は、噴射量ｑを積算した噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに達すると、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。ここで、インジェクタ２０に目詰まりがないとき、インジェクタ２０から噴射された尿素水の総量は、噴射積算量Ｑｔとほぼ等しくなる。そのため、積算された尿素水の噴射量ｑが判断噴射量Ｄｑに達したとき、尿素水タンク１４で変化した尿素水の量、すなわちタンク変化量Ｔは噴射積算量Ｑｔにほぼ等しくなる。その結果、インジェクタ２０に目詰まりがないとき、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差は、ほぼ０となる。したがって、｜Ｔ−Ｑｔ｜≦Ｅとなり、判断部３４は、インジェクタ２０が目詰まりしていないと判断する。

一方、インジェクタ２０に目詰まりがあるとき、インジェクタ２０から噴射された尿素水の総量は、噴射積算量Ｑｔよりも小さくなる。そのため、積算された尿素水の噴射量ｑが判断噴射量Ｄｑに達したとき、尿素水タンク１４で変化した尿素水の量、すなわちタンク変化量Ｔは噴射積算量Ｑｔよりも小さくなる。その結果、インジェクタ２０に目詰まりがあるとき、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの間には差が生じる。そして、このタンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいとき、インジェクタ２０は噴射積算量Ｑｔに相当する尿素水を噴射していないことになる。したがって、判断部３４は、｜Ｔ−Ｑｔ｜＞Ｅであれば、インジェクタ２０が目詰まりしていると判断する。

次に、上記の構成による制御装置の作動の流れについて図４に基づいて説明する。
内燃機関１１が運転されると、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔの算出を開始する（Ｓ１０１）。これとともに、判断部３４は、レベルセンサ３５から尿素水タンク１４における尿素水の初期液面レベルＲ１を取得する（Ｓ１０２）。そして、判断部３４は、噴射量算出部３３で内燃機関１１の運転状態などに基づいて算出された尿素水の噴射量ｑから、噴射積算量ＱｔをＱｔ＝Σｑとして算出する（Ｓ１０３）。判断部３４は、噴射量算出部３３で噴射量ｑが算出されるごとに、これを積算し、噴射積算量Ｑｔを算出する。

判断部３４は、Ｓ１０１において積算を開始した噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達したか否かを判断する（Ｓ１０４）。判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達していないとき（Ｓ１０４：Ｎｏ）、Ｓ１０３における噴射積算量Ｑｔの算出を繰り返す。一方、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達すると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、レベルセンサ３５から尿素水タンク１４における尿素水の変化液面レベルＲ２を取得する（Ｓ１０５）。第１実施形態の場合、判断噴射量Ｄｑは例えば１リットルに設定されている。

判断部３４は、Ｓ１０２において取得した初期液面レベルＲ１とＳ１０５で取得した変化液面レベルＲ２とから、尿素水タンク１４におけるタンク変化量Ｔを算出する（Ｓ１０６）。すなわち、判断部３４は、初期液面レベルＲ１と変化液面レベルＲ２との差に、尿素水タンク１４の断面積Ｓを乗じることにより、タンク変化量ＴをＴ＝（Ｒ１−Ｒ２）×Ｓとして算出する。そして、判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいか否かを判断する（Ｓ１０７）。第１実施形態の場合、設定値Ｅは例えば２００ミリリットルに設定されている。
判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいとき（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０は目詰まりしていると判断する（Ｓ１０８）。一方、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きくないとき（Ｓ１０７：Ｎｏ）、インジェクタ２０は目詰まりしていないと判断する（Ｓ１０９）。

以上の手順により、インジェクタ２０の目詰まりの判断は終了する。
以上説明した第１実施形態では、判断部３４は、尿素水の噴射量と、尿素水タンク１４における尿素水の残量の変化とに基づいて、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。尿素水は、インジェクタ２０に目詰まりがなければ、噴射量算出部３３で算出された量がインジェクタ２０から噴射される。そのため、インジェクタ２０に目詰まりがなければ、尿素水タンク１４の尿素水は、インジェクタ２０から噴射される尿素水の量に応じて減少する。例えばインジェクタ２０が目詰まりしているとき、噴射量算出部３３で算出した量の尿素水はインジェクタ２０から噴射されない、または噴射されても十分な量とならない。そのため、尿素水タンク１４の尿素水は、噴射量算出部３３で算出した尿素水の量に応じて減少しない。このように、尿素水タンク１４における尿素水の量の変化は、インジェクタ２０から噴射する尿素水の量に対応する。そこで、判断部３４は、噴射量算出部３３で算出した尿素水の噴射量と、レベルセンサ３５で検出した尿素水タンクにおける尿素水の残量の変化とに基づいて、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。したがって、インジェクタ２０の目詰まりを高い精度で判断することができる。

第１実施形態では、判断部３４は、噴射量ｑを積算した噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達すると、インジェクタ２０が目詰まりしているか否かを判断する。噴射量算出部３３で算出される噴射量ｑは、時間の経過とともに変化する。一定期間積算した噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに達するとインジェクタ２０の目詰まりを判断することにより、微小な噴射量ｑの変化の影響を排除される。したがって、目詰まりの判断の精度を高めることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による排気浄化装置の制御装置を図５に示す。
第２実施形態では、制御装置３０は、温度検出手段としての温度センサ４１を備えている。温度センサ４１は、尿素水タンク１４に設けられている。温度センサ４１は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を検出し、検出した尿素水の温度を電気信号として制御装置３０の制御ユニット３１へ出力する。判断部３４は、この温度センサ４１で検出した尿素水の温度を利用してインジェクタ２０の目詰まりを判断する。具体的には、判断部３４は、温度センサ４１で検出した尿素水の温度が予め設定した設定温度Ｔｄよりも高いとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。第２実施形態の場合、設定温度Ｔｄは例えばＴｄ＝−５℃に設定されている。

尿素水は、尿素の水溶液である。そのため、冬季など外気温が低いとき、尿素水タンク１４に貯えられた尿素水、または尿素水通路１８やインジェクタ２０などに残存している尿素水は凍結するおそれがある。このように尿素水が凍結しているとき、インジェクタ２０は目詰まりの有無に関わらず尿素水を噴射することができない。すなわち、尿素水が凍結しているとき、尿素水の噴射が不十分になる原因は、インジェクタ２０の目詰まりによるものなのか、尿素水の凍結によるものであるかを特定できない。そこで、判断部３４は、温度センサ４１で検出した尿素水の温度が予め設定した設定温度Ｔｄよりも高いとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。一方、判断部３４は、凍結が考えられる設定温度Ｔｄ以下のとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断しない。

次に、第２実施形態による制御装置の処理の流れを図６に基づいて説明する。第１実施形態と同一の処理については、説明を省略する。
第２実施形態では、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔの算出に先立って、尿素水の温度が設定温度Ｔｄよりも高いか否かを判断する（Ｓ２０１）。すなわち、判断部３４は、温度センサ４１から尿素水タンク１４における尿素水の温度を取得する。そして、判断部３４は、取得した尿素水の温度が設定温度Ｔｄよりも高いか否かを判断する。判断部３４は、尿素水の温度が設定温度Ｔｄよりも高くない、つまり設定温度Ｔｄ以下であると判断すると（Ｓ２０１：Ｎｏ）、尿素水の温度が設定温度Ｔｄより高くなるまで待機する。

一方、判断部３４は、尿素水の温度が設定温度Ｔｄよりも高いと判断すると（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０１以降の処理を実行する。すなわち、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔの算出を開始するとともに（Ｓ２０２）、初期液面レベルＲ１を取得する（Ｓ２０３）。判断部３４は、尿素水の噴射量ｑから噴射積算量Ｑｔを算出する（Ｓ２０４）。判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達したか否かを判断し（Ｓ２０５）、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達していないとき（Ｓ２０５：Ｎｏ）、判断噴射量Ｄｑに到達するまで待機する。一方、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達すると（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、変化液面レベルＲ２を取得する（Ｓ２０６）。

判断部３４は、タンク変化量Ｔを算出し（Ｓ２０７）、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいか否かを判断する（Ｓ２０８）。判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいとき（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０は目詰まりしていると判断する（Ｓ２０９）。一方、判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅ以下のとき（Ｓ２０８：Ｎｏ）、インジェクタ２０は目詰まりしていないと判断する（Ｓ２１０）。

第２実施形態では、尿素水タンク１４における尿素水の温度に基づいて、インジェクタ２０の目詰まりの判断を行うか否かを判断している。これにより、尿素水の凍結による尿素水の噴射不良の影響は排除される。したがって、インジェクタ２０の目詰まりを、より精度よく判断することができる。

なお、第２実施形態では、温度センサ４１は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を検出する例を説明した。しかし、温度センサ４１は、尿素水タンク１４における尿素水の温度を直接検出する例に限らない。尿素水の温度は、例えば排気浄化装置１０を搭載している車両に設けられている外気温センサで検出した外気温、あるいは内燃機関１１の冷却水温センサで検出した冷却水温などに基づいて、尿素水の温度を予測して間接的に検出してもよい。また、温度センサ４１は、尿素水タンク１４ではなく、尿素水通路１８やインジェクタ２０に設けてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態による排気浄化装置の制御装置を図７に示す。
第３実施形態では、制御装置３０は、傾斜角検出手段としての傾斜角度センサ４２を備えている。傾斜角度センサ４２は、尿素水タンク１４または排気浄化装置１０が搭載されている車両などに設けられている。傾斜角度センサ４２は、尿素水タンク１４または尿素水タンク１４が搭載されている車両の地面に対する傾斜角度を検出し、検出した傾斜角度を電気信号として制御装置３０の制御ユニット３１へ出力する。判断部３４は、この傾斜角度センサ４２で検出した尿素水タンク１４や車両の傾斜角度を利用してインジェクタ２０の目詰まりを判断する。具体的には、判断部３４は、傾斜角度センサ４２で検出した尿素水タンク１４や車両の傾斜角度が予め設定した設定角度Ａｄよりも小さいとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。第３実施形態の場合、設定角度Ａｄは例えばＡｄ＝５°に設定されている。

尿素水タンク１４に貯えられている尿素水は液体であるため、尿素水タンク１４における尿素水の液面は地面と平行になる。そのため、尿素水タンク１４や車両が傾斜しているとき、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の液面も地面と平行になる。その結果、レベルセンサ３５で検出する尿素水の液面の位置は傾斜の影響を受け、尿素水タンク１４や車両が傾斜しているとき、タンク変化量Ｔを精度よく算出することはできない。そこで、判断部３４は、傾斜角度センサ４２で検出した尿素水タンク１４や車両の傾斜角度が予め設定した設定角度Ａｄよりも小さいとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。一方、判断部３４は、液面位置の精度が低い設定角度Ａｄ以上のとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断しない。

次に、第３実施形態による制御装置の処理の流れを図８に基づいて説明する。第１実施形態と同一の処理については、説明を省略する。
判断部３４は、初期液面レベルＲ１を取得するために、傾斜角度センサ４２で検出した傾斜角度が設定角度Ａｄより小さいかを判断する（Ｓ３０１）。傾斜角度が設定角度Ａｄ以上であると、上述のように液体の尿素水の液面は地面に沿った傾斜が大きくなり、レベルセンサ３５で検出する尿素水の液面位置の精度は低下する。そこで、判断部３４は、傾斜角度が設定角度Ａｄより小さいかを判断し、傾斜角度が設定角度Ａｄ以上のとき（Ｓ３０１：Ｎｏ）、傾斜角度が設定角度Ａｄより小さくなるまで待機する。そして、判断部３４は、傾斜角度センサ４２で検出した傾斜角度が設定角度Ａｄより小さくなると（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、噴射積算量Ｑｔの算出を開始する（Ｓ３０２）。これとともに、判断部３４は、初期液面レベルＲ１を取得する（Ｓ３０３）。そして、判断部３４は、尿素水の噴射量ｑから噴射積算量Ｑｔを算出する（Ｓ３０４）。判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達したか否かを判断し（Ｓ３０５）、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達していないとき（Ｓ３０５：Ｎｏ）、判断噴射量Ｄｑに到達するまで待機する。一方、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達すると（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、傾斜角度センサ４２で検出した傾斜角度が設定角度Ａｄより小さいかを判断する（Ｓ３０６）。Ｓ３０１と同様に、傾斜角度が設定角度Ａｄ以上であると、レベルセンサ３５で検出する尿素水の液面位置の精度は低下する。そこで、判断部３４は、傾斜角度が設定角度Ａｄ以上のとき（Ｓ３０６：Ｎｏ）、傾斜角度が設定角度Ａｄより小さくなるまで待機する。判断部３４は、傾斜角度が設定角度Ａｄより小さくなると（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、変化液面レベルＲ２を取得する（Ｓ３０７）。

判断部３４は、タンク変化量Ｔを算出し（Ｓ３０８）、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいか否かを判断する（Ｓ３０９）。判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいとき（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０は目詰まりしていると判断する（Ｓ３１０）。一方、判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅ以下のとき（Ｓ３０９：Ｎｏ）、インジェクタ２０は目詰まりしていないと判断する（Ｓ３１１）。
第３実施形態では、尿素水タンク１４または車両の傾斜に基づいて、インジェクタ２０の目詰まりの判断を行うか否かを判断している。これにより、尿素水タンク１４や車両の傾斜にともなう尿素水の液面の位置の変化の影響は排除される。したがって、インジェクタ２０の目詰まりを、より精度よく判断することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態による排気浄化装置の制御装置を図９に示す。
第４実施形態では、制御装置３０は、加速度検出手段としての加速度センサ４３を備えている。加速度センサ４３は、排気浄化装置１０が搭載されている車両などに設けられている。加速度センサ４３は、排気浄化装置１０が搭載されている車両に加わる加速度を検出し、検出した加速度を電気信号として制御装置３０の制御ユニット３１へ出力する。加速度センサ４３は、通常の装備として車両に設けられている。判断部３４は、この加速度センサ４３で検出した車両に加わる加速度を利用してインジェクタ２０の目詰まりを判断する。具体的には、判断部３４は、加速度センサ４３で検出した車両に加わる加速度が予め設定した設定加速度Ａｘよりも小さいとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。第４実施形態の場合、設定加速度Ａｘは例えばＡｘ＝２ｋｍｈ／ｓに設定されている。

尿素水タンク１４に貯えられている尿素水は液体であるため、尿素水タンク１４が搭載された車両に加速度が加わるとき、尿素水に貯えられている尿素水の液面は波打ったり揺れたりすることによって位置が変化する。そのため、レベルセンサ３５で検出する尿素水の液面位置は車両に加わる加速度の影響を受け、車両に加速度が加わるとき、タンク変化量Ｔは精度よく算出することができない。そこで、判断部３４は、加速度センサ４３で検出した車両に加わる加速度が予め設定した設定加速度Ａｘよりも小さいとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。一方、判断部３４は、液面位置の精度の低い設定加速度Ａｘ以上のとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断しない。

次に、第４実施形態による制御装置の処理の流れを図１０に基づいて説明する。第１実施形態と同一の処理については、説明を省略する。
判断部３４は、初期液面レベルＲ１を取得するために、加速度センサ４３で検出した加速度が設定加速度Ａｘより小さいか否かを判断する（Ｓ４０１）。車両に加わる加速度が設定加速度Ａｘ以上であると、上述のように液体の尿素水の液面の位置は変化し、レベルセンサ３５で検出する尿素水の液面位置の精度は低下する。そこで、判断部３４は、加速度が設定加速度Ａｘより小さいかを判断し、車両に加わる加速度が設定加速度Ａｘ以上のとき（Ｓ４０１：Ｎｏ）、加速度が設定加速度Ａｘより小さくなるまで待機する。そして、判断部３４は、加速度センサ４３で検出した加速度が設定加速度Ａｘより小さくなると（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、噴射積算量Ｑｔの算出を開始する（Ｓ４０２）。これとともに、判断部３４は、初期液面レベルＲ１を取得する（Ｓ４０３）。そして、判断部３４は、尿素水の噴射量ｑから噴射積算量Ｑｔを算出する（Ｓ４０４）。判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達したか否かを判断し（Ｓ４０５）、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達していないとき（Ｓ４０５：Ｎｏ）、判断噴射量Ｄｑに到達するまで待機する。一方、判断部３４は、噴射積算量Ｑｔが判断噴射量Ｄｑに到達すると（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、加速度センサ４３で検出した加速度が設定加速度Ａｘより小さいかを判断する（Ｓ４０６）。Ｓ４０１と同様に、加速度が設定加速度Ａｘ以上であると、レベルセンサ３５で検出する尿素水の液面位置の精度は低下する。そこで、判断部３４は、加速度が設定加速度Ａｘ以上のとき（Ｓ４０６：Ｎｏ）、加速度が設定加速度Ａｘより小さくなるまで待機する。判断部３４は、加速度が設定加速度Ａｘより小さくなると（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、変化液面レベルＲ２を取得する（Ｓ４０７）。

判断部３４は、タンク変化量Ｔを算出し（Ｓ４０８）、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいか否かを判断する（Ｓ４０９）。判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅより大きいとき（Ｓ４０９：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０は目詰まりしていると判断する（Ｓ４１０）。一方、判断部３４は、タンク変化量Ｔと噴射積算量Ｑｔとの差の絶対値が設定値Ｅ以下のとき（Ｓ４０９：Ｎｏ）、インジェクタ２０は目詰まりしていないと判断する（Ｓ４１１）。
第４実施形態では、車両に加わる加速度に基づいて、インジェクタ２０の目詰まりの判断を行うか否かを判断している。これにより、車両に加速度が加わることにより尿素水の液面に揺れなどが生じても、液面位置の変化の影響は排除される。したがって、インジェクタ２０の目詰まりを、より精度よく判断することができる。

（その他の実施形態）
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
例えば、上記の複数の実施形態では、各実施形態を個別に適用した例を説明した。しかし、複数の実施形態を組み合わせて排気浄化装置１０に適用してもよい。

図面中、１０は排気浄化装置、１３は排気通路、１４は尿素水タンク、２０はインジェクタ、３０は制御装置、３２は尿素水量検出部（尿素水量検出手段）、３３は噴射量算出部（噴射量算出手段）、３４は判断部（判断手段）、３５はレベルセンサ（尿素水量検出手段）、４１は温度センサ（温度検出手段）、４２は傾斜角度センサ（傾斜角検出手段）、４３は加速度センサ（加速度検出手段）を示す。

Claims (6)

1. 排気通路（１３）を流れる排気にインジェクタ（２０）から尿素水を噴射して、排気に含まれる窒素酸化物を還元する排気浄化装置（１０）の制御装置（３０）であって、
   前記インジェクタ（２０）から噴射する尿素水を貯える尿素水タンク（１４）における前記尿素水の量を検出する尿素水量検出手段（３２、３５）と、
   前記インジェクタ（２０）から前記排気へ噴射する前記尿素水の噴射量を算出する噴射量算出手段（３３）と、
   前記噴射量算出手段（３３）で算出した前記尿素水の噴射量と、前記尿素水量検出手段（３２、３５）で検出した前記尿素水タンク（１４）における前記尿素水の残量の変化とに基づいて、前記インジェクタ（２０）が目詰まりしているか否かを判断する判断手段（３４）と、
   を備える排気浄化装置の制御装置。
2. 前記判断手段（３４）は、前記噴射量算出手段（３３）で算出した前記尿素水の噴射量の積算値が予め設定した判断噴射量に到達すると、前記インジェクタ（２０）が目詰まりしているか否かを判断する請求項１記載の排気浄化装置の制御装置。
3. 前記判断手段（３４）は、前記噴射量算出手段（３３）で前記尿素水の噴射量を積算する前および後における前記尿素水タンク（１４）における尿素水の量の変化であるタンク変化量と、前記噴射量算出手段（３３）で算出した前記尿素水の噴射量の積算値である噴射積算量とを比較し、前記タンク変化量と前記噴射積算量との差の絶対値が予め設定した設定値より大きいとき、前記インジェクタ（２０）が目詰まりしていると判断する請求項２記載の排気浄化装置の制御装置。
4. 前記尿素水タンク（１４）における前記尿素水の温度を検出する温度検出手段（４１）をさらに備え、
   前記判断手段（３４）は、前記温度検出手段（４１）で検出した前記尿素水の温度が予め設定した設定温度より高いとき、前記インジェクタ（２０）の目詰まりを判断する請求項１から３のいずれか一項記載の排気浄化装置の制御装置。
5. 前記尿素水タンク（１４）の地面に対する傾斜を検出する傾斜角検出手段（４２）をさらに備え、
   前記判断手段（３４）は、前記傾斜角検出手段（４２）で検出した前記尿素水タンク（１４）の前記地面に対する傾斜が予め設定した設定角度より小さいとき、前記インジェクタ（２０）の目詰まりを判断する請求項１から４のいずれか一項記載の排気浄化装置の制御装置。
6. 前記尿素水タンク（１４）が設けられている車両に加わる加速度を検出する加速度検出手段（４３）をさらに備え、
   前記判断手段（３４）は、前記加速度検出手段（４３）で検出した前記車両に加わる加速度が予め設定した設定加速度より小さいとき、前記インジェクタ（２０）の目詰まりを判断する請求項１から５のいずれか一項記載の排気浄化装置の制御装置。

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