JP2015034465A - 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】インジェクタ２０から十分な尿素水が噴射されていれば、排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒１７の入口側よりも出口側において濃度が低下する。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は排気へ十分な尿素水を噴射できない。すなわち、インジェクタ２０の目詰まりの有無によって、還元触媒１７の入口側と出口側との間におけるＮＯｘの濃度差ΔＣは変化する。そこで、判断部３５は、このＮＯｘ濃度差ΔＣ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、排気通路において還元触媒の入口側および出口側に、ＮＯｘの濃度を検出する入口側検出手段および出口側検出手段を備えている。判断手段は、インジェクタから尿素水を噴射した後、これら入口側検出手段で検出したＮＯｘの濃度と出口側検出手段で検出したＮＯｘの濃度との差であるＮＯｘ濃度差に基づいて、インジェクタが目詰まりしているか否かを判断する。インジェクタから噴射された尿素水は、排気とともに還元触媒へ流入し、還元触媒において排気に含まれるＮＯｘと化学的に反応する。そのため、インジェクタから十分な尿素水が噴射されていれば、排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒の入口側よりも出口側において濃度が低下する。一方、インジェクタに目詰まりが生じているとき、インジェクタは排気へ十分な尿素水を噴射できない。そのため、このとき、排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒の入口側と出口側とで濃度の変化が小さくなる。このように、インジェクタの目詰まりの有無によって、還元触媒の入口側と出口側との間におけるＮＯｘの濃度差は変化する。そこで、判断手段は、ＮＯｘ濃度差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、還元触媒の入口側および出口側におけるＮＯｘ濃度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

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に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、入口側検出手段としての入口側ＮＯｘセンサ３２、出口側検出手段としての出口側ＮＯｘセンサ３３、触媒温度センサ３４、判断部３５およびインジェクタ駆動部３６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。

入口側ＮＯｘセンサ３２は、排気通路１３の排気の流れ方向において、還元触媒１７の入口側に設けられている。入口側ＮＯｘセンサ３２は、還元触媒１７へ流入する排気に含まれるＮＯｘの濃度を検出する。そして、入口側ＮＯｘセンサ３２は、検出したＮＯｘの濃度を電気信号として制御ユニット３１へ出力する。また、出口側ＮＯｘセンサ３３は、排気通路１３の排気の流れ方向において、還元触媒１７の出口側に設けられている。出口側ＮＯｘセンサ３３は、還元触媒１７から流出する排気に含まれるＮＯｘの濃度を検出する。そして、出口側ＮＯｘセンサ３３は、検出したＮＯｘの濃度を電気信号として制御ユニット３１へ出力する。触媒温度センサ３４は、還元触媒１７に設けられている。触媒温度センサ３４は、検出した還元触媒１７の温度を電気信号として制御ユニット３１へ出力する。なお、触媒温度センサ３４は、還元触媒１７の温度を直接検出する例に限らない。例えば、還元触媒１７の温度は、還元触媒１７の温度に相関する排気の温度や内燃機関１１の燃料噴射量などに基づいて、間接的に検出してもよい。

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、判断部３５およびインジェクタ駆動部３６をソフトウェア的に実現している。判断部３５およびインジェクタ駆動部３６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、記憶部３７に接続している。記憶部３７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各部での算出値などを記憶する。記憶部３７は、制御ユニット３１のＲＯＭやＲＡＭと共用してもよい。

インジェクタ駆動部３６は、インジェクタ２０へ電気信号を出力し、インジェクタ２０を駆動する。インジェクタ２０からの尿素水の噴射は、インジェクタ駆動部３６からインジェクタ２０へ出力される電気信号によって制御される。インジェクタ駆動部３６は、内燃機関１１の運転状態に応じて排気へ必要な尿素水を噴射するためにインジェクタ２０を駆動する。また、インジェクタ駆動部３６は、判断部３５からインジェクタ２０を駆動すべき指示があると、インジェクタ２０を駆動する。

判断部３５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。判断部３５は、入口側ＮＯｘセンサ３２および出口側ＮＯｘセンサ３３から、それぞれ還元触媒１７の入口側における排気のＮＯｘ濃度、および還元触媒１７の出口側における排気のＮＯｘ濃度を取得する。そして、判断部３５は、取得した入口側の排気のＮＯｘ濃度および出口側の排気のＮＯｘ濃度から、これらの差をＮＯｘ濃度差として算出する。すなわち、判断部３５は、入口側の排気におけるＮＯｘ濃度をＣｉ、出口側の排気におけるＮＯｘ濃度をＣｏとしたとき、ＮＯｘ濃度差ΔＣ＝Ｃｉ−Ｃｏとして算出する。還元触媒１７は、上述のようにＮＯｘを還元する。そのため、還元触媒１７へ流入する排気におけるＮＯｘ濃度Ｃｉと、還元触媒１７から流出する排気にＮＯｘ濃度Ｃｏとの間には、Ｃｉ≧Ｃｏの関係がある。

判断部３５は、インジェクタ２０の目詰まりを判断する判断時期になると、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ２０を駆動する。この判断時期は、例えば内燃機関１１の運転時間、内燃機関１１において消費した燃料量、あるいはインジェクタ２０から噴射した尿素水の量などに基づいて、任意に設定される。判断部３５は、インジェクタ２０から尿素水が噴射されると、予め設定した設定期間Ｄが経過するまで待機する。そして、判断部３５は、設定期間Ｄが経過すると、入口側ＮＯｘセンサ３２および出口側ＮＯｘセンサ３３で取得したＮＯｘ濃度差ΔＣ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。

判断部３５は、より具体的には、以下の手順でインジェクタ２０の目詰まりの有無を判断する。
判断部３５は、次の（１）〜（３）の条件をすべて満たすとき、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ２０を駆動する。
（１）内燃機関１１は運転中である
（２）還元触媒１７の温度は予め設定した設定温度Ｔより高い
（３）ＮＯｘ濃度差ΔＣは予め設定した設定濃度差ΔＣｄより小さい
このように、判断部３５は、（１）〜（３）の条件をすべて満たすとき、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ２０を駆動するとともに、設定期間Ｄが経過するまで待機する。そして、判断部３５は、設定期間Ｄが経過すると、ＮＯｘ濃度差ΔＣを算出し、このＮＯｘ濃度差ΔＣが予め設定した判断濃度差ΔＤより小さいとき、インジェクタ２０が目詰まりしていると判断する。設定濃度差ΔＣｄと判断濃度差ΔＤとは、異なっている。本実施形態の場合、設定濃度差ΔＣｄはΔＣｄ＝１０ｐｐｍに設定し、判断濃度差ΔＤはΔＤ＝５０ｐｐｍに設定している。また、本実施形態の場合、インジェクタ２０の目詰まりの有無を判断するとき、インジェクタ２０は、尿素水を１回、またはパルス状に複数回噴射する。

排気に含まれるＮＯｘの還元は、内燃機関１１が運転していることが前提である。また、内燃機関１１が運転していなければ、排気通路１３において還元触媒１７を通過する排気の流れが形成されない。したがって、条件（１）は、内燃機関１１が運転中であることを要求する。
還元触媒１７は、固有の活性温度以上でＮＯｘを還元するための触媒活性を生じる。すなわち、還元触媒１７は、活性温度未満ではＮＯｘの還元に寄与することが難しい。そのため、還元触媒１７は、活性温度を考慮した設定温度Ｔより高いことが求められる。したがって、条件（２）は、還元触媒１７の温度が設定温度Ｔより高いことを要求する。設定温度Ｔは、用いる還元触媒１７によって任意に設定される。判断部３５は、触媒温度センサ３４で検出した還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔより高いか否かを判断する。本実施形態の場合、設定温度Ｔは、Ｔ＝２７０℃に設定している。

インジェクタ２０から排気へ十分な量の尿素水が供給されているとき、排気に含まれるＮＯｘは還元触媒１７において尿素によって還元される。そのため、ＮＯｘ濃度差ΔＣは、大きくなる。一方、インジェクタ２０から排気へ供給される尿素水が不足するとき、排気に含まれるＮＯｘは還元触媒１７において十分に還元されない。そのため、ＮＯｘ濃度差ΔＣは小さくなり、例えばインジェクタ２０の目詰まりなどによる尿素水の供給不足が考えられる。言い換えると、インジェクタ２０から排気へ尿素水が十分に供給されているとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する必要は無い。したがって、条件（３）は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが予め設定した設定濃度差ΔＣｄよりも小さい、つまりＮＯｘの還元が不十分な状態であることを要求する。

このように条件（１）〜（３）を満たすとき、判断部３５は、インジェクタ２０を駆動して、尿素水を排気に噴射する。判断部３５は、インジェクタ２０を駆動してから設定期間Ｄが経過するまで待機する。インジェクタ２０から添加された尿素水は、排気とともに還元触媒１７へ流入するため、還元触媒１７へ到達するまで時間を要する。また、尿素水に含まれる尿素は、還元触媒１７に到達しても、ＮＯｘの還元に寄与するまで時間を要する。そこで、判断部３５は、インジェクタ２０で尿素水を噴射してから設定期間Ｄが経過するまで待機する。設定期間Ｄは、排気浄化装置１０の形状や性能によって任意に設定される。本実施形態の場合、「２秒」に設定している。

判断部３５は、設定期間Ｄが経過すると、ＮＯｘ濃度差ΔＣを算出する。すなわち、判断部３５は、設定期間Ｄが経過すると、入口側ＮＯｘセンサ３２および出口側ＮＯｘセンサ３３からそれぞれＮＯｘ濃度を取得し、ＮＯｘ濃度差ΔＣを算出する。そして、判断部３５は、このＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さい、つまりΔＣ＜５０ｐｐｍのとき、インジェクタ２０が目詰まりしている判断する。ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいとき、還元触媒１７の入口側と出口側とでＮＯｘの濃度の変化は小さいことを意味する。すなわち、排気に含まれているＮＯｘは、還元触媒１７において還元されていないことを意味する。これは、インジェクタからの尿素水の噴射が不十分、つまりインジェクタは目詰まりによって十分な尿素水を噴射できないためである。図３に示すように、尿素水の噴射が十分であるとき、尿素水を噴射して設定期間Ｄが経過すると、入口側のＮＯｘ濃度Ｃｉと出口側のＮＯｘ濃度Ｃｏとの濃度差ΔＣは大きくなる。一方、尿素水の噴射が不十分であるとき、尿素水を噴射して設定期間Ｄが経過しても、入口側のＮＯｘ濃度Ｃｉと出口側のＮＯｘ濃度Ｃｏとの濃度差ΔＣは小さい。したがって、判断部３５は、このＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤ以上、つまりΔＣ≧５０ｐｐｍのとき、インジェクタ２０は目詰まりしていないと判断する。一方、判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さい、つまりΔＣ＜５０ｐｐｍのとき、インジェクタ２０が目詰まりしている判断する。

次に、上記の構成による排気浄化装置１０の制御装置３０によるインジェクタ２０の目詰まり判断の処理の流れを図４に基づいて説明する。
インジェクタ２０の目詰まり判断の処理へ移行すると、判断部３５は、内燃機関１１が運転中であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。すなわち、判断部３５は、上記の条件（１）を満たすか否かを判断する。判断部３５は、例えば内燃機関１１の図示しない回転数センサの出力値などに基づいて内燃機関１１が運転中であるか否かを判断する。判断部３５は、内燃機関１１が運転中でないとき（Ｓ１０１：Ｎｏ）、内燃機関１１が運転されるまで待機する。

判断部３５は、内燃機関１１が運転中であると判断すると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、ＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さいか否かを判断する（Ｓ１０２）。すなわち、判断部３５は、上記の条件（３）について、ΔＣ＜ΔＣｄであるか否かを判断する。判断部３５は、入口側ＮＯｘセンサ３２および出口側ＮＯｘセンサ３３からそれぞれ排気に含まれるＮＯｘ濃度ＣｉおよびＮＯｘ濃度Ｃｏを取得する。そして、判断部３５は、取得したＮＯｘ濃度ＣｉおよびＮＯｘ濃度ＣｏからＮＯｘ濃度差ΔＣを算出する。さらに判断部３５は、算出したＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さいか否かを判断する。判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さくないとき（Ｓ１０２：Ｎｏ）、ＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さくなるまで待機する。

判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さいと判断すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔより高いか否かを判断する（Ｓ１０３）。すなわち、判断部３５は、上記の条件（２）について、Ｔｃ＞Ｔであるか否かを判断する。判断部３５は、触媒温度センサ３４から還元触媒１７の温度Ｔｃを取得する。判断部３５は、還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔより高くないとき（Ｓ１０３：Ｎｏ）、還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔになるまで待機する。

判断部３５は、還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔより高いと判断すると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ２０を駆動し、インジェクタ２０から排気へ尿素水を噴射する（Ｓ１０４）。そして、判断部３５は、設定期間Ｄが経過したか否かを判断する（Ｓ１０５）。判断部３５は、設定期間Ｄが経過していないとき（Ｓ１０５：Ｎｏ）、設定期間Ｄが経過するまで待機する。

判断部３５は、設定期間Ｄが経過したと判断すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいか否かを判断する（Ｓ１０６）。判断部３５は、Ｓ１０２と同様に、入口側ＮＯｘセンサ３２および出口側ＮＯｘセンサ３３からそれぞれ排気に含まれるＮＯｘ濃度ＣｉおよびＮＯｘ濃度Ｃｏを取得する。そして、判断部３５は、取得したＮＯｘ濃度ＣｉおよびＮＯｘ濃度ＣｏからＮＯｘ濃度差ΔＣを算出する。さらに判断部３５は、算出したＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいか否かを判断する。

判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいとき（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０に目詰まりがあると判断する（Ｓ１０７）。一方、判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さくない、つまりＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤ以上とき（Ｓ１０６：Ｎｏ）、インジェクタ２０に目詰まりがないと判断する（Ｓ１０８）。インジェクタ２０に目詰まりがあるとき、インジェクタ２０は排気に含まれるＮＯｘを十分に還元するための尿素水を噴射できない。そのため、還元触媒１７を通過する排気に含まれるＮＯｘの濃度は、還元触媒１７の入口側と出口側とで差が小さくなる。そこで、判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいときインジェクタ２０が目詰まりしている判断し、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤ以上のときインジェクタ２０が目詰まりしていないと判断する。

第１実施形態では、判断部３５は、インジェクタ２０から尿素水を噴射した後、入口側ＮＯｘセンサ３２で検出したＮＯｘの濃度と出口側ＮＯｘセンサ３３で検出したＮＯｘ濃度差ΔＣ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。インジェクタ２０から十分な尿素水が噴射されていれば、排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒１７の入口側よりも出口側において濃度が低下する。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は排気へ十分な尿素水を噴射できない。そのため、このとき、排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒１７の入口側と出口側とで濃度の変化が小さくなる。このように、インジェクタ２０の目詰まりの有無によって、還元触媒１７の入口側と出口側との間におけるＮＯｘの濃度差ΔＣは変化する。そこで、判断部３５は、このＮＯｘ濃度差ΔＣ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３５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３５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水温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、設定水温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３５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水温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３５は、凍結が考えられる設定水温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３０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３５は、内燃機関１１が運転中であるか否か（Ｓ２０１）、ＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さいか否か（Ｓ２０２）、および還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔより高いか否か（Ｓ２０３）をそれぞれ判断した後、尿素水の温度を判断する。すなわち、判断部３５は、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の判断の後、温度センサ４１から尿素水の温度Ｔｕを取得し、取得した尿素水の温度Ｔｕが設定水温Ｔｄより高いか否かを判断する（Ｓ２０４）。判断部３５は、Ｔｕ＞Ｔｄであるかを判断する。判断部３５は、尿素水の温度Ｔｕが設定水温Ｔｄより高くない、つまり設定水温Ｔｄ以下であると判断すると（Ｓ２０４：Ｎｏ）、尿素水の温度が設定水温Ｔｄより高くなるまで待機する。

判断部３５は、尿素水の温度Ｔｕが設定水温Ｔｄよりも高いと判断すると（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０４以降の処理を実行する。すなわち、判断部３５は、インジェクタ駆動部３６を通して、インジェクタ２０から排気へ尿素水を噴射する（Ｓ２０５）。そして、判断部３５は、設定期間Ｄが経過したかを判断し（Ｓ２０６）、設定期間Ｄが経過すると、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいか否かを判断する（Ｓ２０７）。判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいとき（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０に目詰まりがあると判断する（Ｓ２０８）。一方、判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤ以上のとき（Ｓ２０７：Ｎｏ）、インジェクタ２０に目詰まりがないと判断する（Ｓ２０９）。
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、圧力検出手段としての圧力センサ４２を備えている。圧力センサ４２は、例えば尿素水タンク１４とインジェクタ２０とを接続する尿素水通路１８に設けられている。圧力センサ４２は、尿素水通路１８における尿素水の圧力を検出し、検出した尿素水の圧力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３５は、この圧力センサ４２で検出した尿素水の圧力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３５は、圧力センサ４２で検出した尿素水の圧力が予め設定した設定圧力Ｐｄよりも高いとき、インジェクタ２０の目詰まりを判断する。設定圧力Ｐｄは、尿素水ポンプ１５の能力などにより任意に設定されている。

尿素水タンク１４に貯えられている尿素水は、尿素水ポンプ１５によってインジェクタ２０へ供給される。そのため、尿素水ポンプ１５が正常であれば、尿素水タンク１４とインジェクタ２０とを接続する尿素水通路１８における尿素水は尿素水ポンプ１５の吐出圧力に近い圧力となる。しかし、尿素水ポンプ１５が故障したり、尿素水タンク１４における尿素水が凍結しているとき、尿素水は尿素水タンク１４からインジェクタ２０へ十分に供給されない。そのため、尿素水通路１８における尿素水の圧力は、尿素水ポンプ１５の故障や尿素水の凍結によって設定圧力Ｐｄ以下となるおそれがある。このように尿素水通路１８における尿素水の圧力が低いとき、インジェクタ２０は目詰まりの有無に関わらず十分な量の尿素水を噴射することができない。すなわち、尿素水の圧力が低いとき、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、尿素水の圧力の不足によるものであるかを特定できない。そこで、判断部３５は、圧力センサ４２で検出した尿素水の圧力が予め設定した設定圧力Ｐｄ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３５は、尿素水の圧力が設定圧力Ｐｄ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３実施形態による制御装置３０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。
第３実施形態では、判断部３５は、内燃機関１１が運転中であるか否か（Ｓ３０１）、ＮＯｘ濃度差ΔＣが設定濃度差ΔＣｄより小さいか否か（Ｓ３０２）、および還元触媒１７の温度Ｔｃが設定温度Ｔより高いか否か（Ｓ３０３）をそれぞれ判断した後、尿素水の圧力を判断する。すなわち、判断部３５は、Ｓ３０１〜Ｓ３０３の判断の後、圧力センサ４２から尿素水の圧力Ｐｕを取得し、取得した尿素水の圧力Ｐｕが設定圧力Ｐｄより高いか否かを判断する（Ｓ３０４）。判断部３５は、Ｐｕ＞Ｐｄであるかを判断する。判断部３５は、尿素水の圧力Ｐｕが設定圧力Ｐｄより高くない、つまり設定圧力Ｐｄ以下であると判断すると（Ｓ３０４：Ｎｏ）、尿素水の圧力が設定圧力Ｐｄより高くなるまで待機する。なお、尿素水ポンプ１５が故障している場合、尿素水の圧力が設定圧力Ｐｄより高くならない可能性がある。そこで、判断部３５は、検出した尿素水の圧力Ｐｕが設定圧力Ｐｄ以下であると判断すると、処理を終了してもよい。

判断部３５は、尿素水の圧力Ｐｕが設定圧力Ｐｄよりも高いと判断すると（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０４以降の処理を実行する。すなわち、判断部３５は、インジェクタ駆動部３６を通して、インジェクタ２０から排気へ尿素水を噴射する（Ｓ３０５）。そして、判断部３５は、設定期間Ｄが経過したかを判断し（Ｓ３０６）、設定期間Ｄが経過すると、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいか否かを判断する（Ｓ３０７）。判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤより小さいとき（Ｓ３０７：Ｙｅｓ）、インジェクタ２０に目詰まりがあると判断する（Ｓ３０８）。一方、判断部３５は、ＮＯｘ濃度差ΔＣが判断濃度差ΔＤ以上のとき（Ｓ３０７：Ｎｏ）、インジェクタ２０に目詰まりがないと判断する（Ｓ３０９）。

第３実施形態では、尿素水通路１８における尿素水の圧力に基づいて、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、尿素水ポンプ１５の故障や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。
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。

図面中、１０は排気浄化装置、１１は内燃機関、１３は排気通路、１７は還元触媒、２０はインジェクタ、３０は制御装置、３２は入口側ＮＯｘセンサ（入口側検出手段）、３３は出口側ＮＯｘセンサ（出口側検出手段）、３５は判断部（判断手段）、４１は温度センサ（温度検出手段）、４２は圧力センサ（圧力検出手段）を示す。

Claims (4)

1. 内燃機関（１１）の排気通路（１３）における排気の流れ方向おいて還元触媒（１７）の入口側に設けられているインジェクタ（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、
   前記還元触媒（１７）の入口側において前記排気に含まれる窒素酸化物の濃度を検出する入口側検出手段（３２）と、
   前記還元触媒（１７）の出口側において前記排気に含まれる窒素酸化物の濃度を検出する出口側検出手段（３３）と、
   前記インジェクタ（２０）から前記尿素水を噴射して予め設定した設定期間が経過すると、前記入口側検出手段（３２）で検出した窒素酸化物の濃度と前記出口側検出手段（３３）で検出した窒素酸化物の濃度との差である窒素酸化物濃度差に基づいて、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（３５）と、
   を備える排気浄化装置の制御装置。
2. 前記判断手段｝（３５）は、
   （１）前記内燃機関（１１）が運転中
   （２）前記還元触媒（１７）の温度が予め設定した設定温度より高い
   （３）前記窒素酸化物濃度差が予め設定した設定濃度差より小さい
   上記（１）から（３）のすべてを満たすとき、前記インジェクタ（２０）を駆動し、
   前記設定期間が経過した後、前記窒素酸化物濃度差が予め設定し前記設定濃度差と異なる判断濃度差より小さいとき、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１記載の排気浄化装置の制御装置。
3. 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（３５）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水温より高いとき、前記インジェクタ（２０）の目詰まりを判断する請求項１または２記載の排気浄化装置の制御装置。
4. 前記尿素水の圧力を検出する圧力検出手段（４２）をさらに備え、
   前記判断手段（３５）は、前記圧力検出手段（４２）で検出した前記尿素水の圧力が予め設定した設定圧力より低いとき、前記インジェクタ（２０）の目詰まりを判断しない請求項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。

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