JP2021110540A - 異常検出装置及び異常検出方法 - Google Patents

異常検出装置及び異常検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両の挙動変化と還元剤タンク内に貯留された還元剤溶液の液面高さ変化とに基づいて、挙動変化検出装置と水位センサの異常の有無を検出する異常検出装置を提供する。【解決手段】所定濃度の還元剤溶液を貯留する還元剤タンクと、還元剤タンク内に貯留された還元剤溶液の液面高さを検出する水位センサと、車両の挙動変化を検出する挙動変化検出装置と、挙動変化検出装置によって車両の挙動変化を所定の第１時間検出すると共に、水位センサによって還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する制御装置と、を備え、制御装置は、挙動変化検出装置によって検出した車両の挙動変化と、水位センサによって検出した還元剤溶液の液面高さの高さ変化とに基づいて、挙動変化検出装置と水位センサの異常の有無を検出する異常検出部を有するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、還元剤溶液の液面高さを検出する超音波式水位センサの異常の有無を検出する異常検出装置及び異常検出方法に関する。
従来より、車両に搭載された加速度センサの異常を検出する技術に関し種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載された異常診断装置では、制御装置は、加速度センサによって検出される車両の第１加速度（加速度の実測値）と、車速センサによって検出される車両の速度から算出される第２加速度（加速度の推定値）との差の大きさが閾値Ａよりも大きいか否かを判定する。
そして、第１加速度と第２加速度との差の大きさが閾値Ａよりも大きいと判定した場合に、制御装置は、尿素水タンク内に設けられて、尿素水の液面高さを検出するレベルセンサから入力される信号が異なるレベルを示す信号に切り替わる回数を予め定められた時間だけカウントする。制御装置は、レベルセンサから入力される信号が異なるレベルを示す信号に切り替わる回数が、予め定められた時間内に予め定められた回数Ｂ以下のときには、加速度センサが正常であると診断する。一方、制御装置は、レベルセンサから入力される信号が異なるレベルを示す信号に切り替わる回数が、予め定められた時間内に予め定められた回数Ｂよりも大きいときには、加速度センサが異常であると診断するように構成されている。
これにより、車両が登坂走行をしている場合には、第１加速度と第２加速度との差の大きさが閾値Ａよりも大きくなるが、尿素水タンク内の尿素水の液面の変化の頻度は少ない状態になる。その結果、レベルセンサから入力される信号が異なるレベルを示す信号に切り替わる回数が、予め定められた時間内に予め定められた回数Ｂよりも少ないときには、異常であると診断することを抑制することによって、誤判定を防止することができる。
特開２０１７−６７５８６号公報
しかしながら、前記特許文献１に記載された異常診断装置では、レベルセンサから入力される信号に基づいて、加速度センサの異常の有無を判定することができるが、加速度センサが正常である場合に、加速度センサから入力される信号に基づいて、レベルセンサの異常の有無を判定することはできない。
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、車両の挙動変化と還元剤タンク内に貯留された還元剤溶液の液面高さ変化とに基づいて、挙動変化検出装置と水位センサの異常の有無を検出する異常検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、所定濃度の還元剤溶液を貯留する還元剤タンクと、前記還元剤タンク内に貯留された前記還元剤溶液の液面高さを検出する水位センサと、車両の挙動変化を検出する挙動変化検出装置と、前記挙動変化検出装置によって車両の挙動変化を所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記挙動変化検出装置によって検出した前記車両の挙動変化と、前記水位センサによって検出した前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化とに基づいて、前記挙動変化検出装置と前記水位センサの異常の有無を検出する異常検出部を有する、異常検出装置である。
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る異常検出装置において、前記異常検出部は、前記挙動変化検出装置と前記水位センサとのうち、一方の出力変化が所定第１閾値以上の変化をしている状態で、他方の出力変化が所定第２閾値未満の変化をしている場合には、前記他方が異常であると検出する、異常検出装置である。
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明に係る異常検出装置において、前記挙動変化検出装置は、前記車両に搭載された加速度センサを含み、前記制御装置は、前記加速度センサによって前記車両の加速度変化を前記所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を前記所定の第２時間検出するように制御し、前記異常検出部は、前記車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上であり、且つ、前記液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値以上である場合には、前記水位センサは正常であると検出し、前記車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上であり、且つ、前記液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値未満である場合には、前記水位センサは異常であると検出する、異常検出装置である。
次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る異常検出装置において、前記制御装置は、車両が停車状態から発進するときに、前記加速度センサによって前記車両の加速度変化を前記所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する、異常検出装置である。
次に、本発明の第５の発明は、上記第３の発明に係る異常検出装置において、前記挙動変化検出装置は、前記車両に搭載された車速センサを更に含み、前記制御装置は、前記車速センサによって検出した速度変化が所定速度閾値以上であるか否かを判定する速度変化判定部を有し、前記車速センサによって検出した速度変化が所定速度閾値以上であると判定されたときに、前記加速度センサによって前記車両の加速度変化を前記所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する、異常検出装置である。
次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明乃至第５の発明のいずれか１の発明に係る異常検出装置において、前記所定の第２時間は、前記還元剤溶液の液面高さが安定するまでの時間である、異常検出装置である。
次に、本発明の第７の発明は、上記第６の発明に係る異常検出装置において、前記所定の第１時間は、前記所定の第２時間よりも短い時間である、異常検出装置である。
次に、本発明の第８の発明は、上記第６の発明に係る異常検出装置において、前記所定の第１時間は、前記所定の第２時間とほぼ同じ時間である、異常検出装置である。
次に、本発明の第９の発明は、上記第１の発明乃至第８の発明のいずれか１の発明に係る異常検出装置において、前記水位センサは、前記還元剤タンク内に配置された超音波式水位センサ、又は、前記還元剤タンクの天井部に設けられたレーザ式水位センサを含む、異常検出装置である。
次に、本発明の第１０の発明は、所定濃度の還元剤溶液を貯留する還元剤タンクと、前記還元剤タンクに貯留された前記還元剤溶液の液面高さを検出する水位センサと、車両の挙動変化を検出する挙動変化検出装置と、制御装置と、を備えた異常検出装置で実行される異常検出方法であって、前記制御装置が実行する、前記挙動変化検出装置によって車両の挙動変化を所定の第１時間検出する挙動変化検出工程と、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出する液面変化検出工程と、前記挙動変化検出工程で検出した前記車両の挙動変化と、前記液面変化検出工程で検出した前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化とに基づいて、前記挙動変化検出装置と前記水位センサの異常の有無を検出する異常検出工程と、を備えた、異常検出方法である。
第１の発明、又は、第１０の発明によれば、制御装置は、挙動変化検出装置によって所定の第１時間検出した車両の挙動変化と、水位センサによって所定の第２時間検出した還元剤溶液の液面高さの高さ変化とに基づいて、挙動変化検出装置と水位センサの異常の有無を検出する。これにより、車両の挙動変化と水位センサから入力される検出信号とに基づいて、挙動変化検出装置と水位センサの異常の有無を検出することができる。
第２の発明によれば、挙動変化検出装置と水位センサとのうち、一方の出力変化が所定第１閾値以上の変化をしている状態で、他方の出力変化が所定第２閾値未満の変化をしている場合には、他方が異常であると検出することができる。これにより、挙動変化検出装置と水位センサの異常の有無を検出することができる。
第３の発明によれば、所定の第１時間検出した車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上であり、且つ、所定の第２時間検出した還元剤溶液の液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値以上である場合に、水位センサは正常であると検出される。一方、所定の第１時間検出した車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上であり、且つ、所定の第２時間検出した還元剤溶液の液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値未満である場合に、水位センサは異常であると検出される。従って、加速度センサを介して検出した加速度変化と、水位センサによって検出した液面高さの高さ変化とに基づいて、水位センサの異常の有無を検出することができる。
第４の発明によれば、車両が停車状態から発進するときには、所定の第１時間検出した車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上になる。その結果、車両の発進時に、所定の第２時間検出した還元剤溶液の液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値以上であるか否かを判定することによって、水位センサの異常の有無を確実に検出することができる。
第５の発明によれば、車両の速度変化が所定速度閾値以上である場合には、所定の第１時間検出した車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上になる。その結果、走行中において、車両の速度変化が所定速度閾値以上である場合には、所定の第２時間検出した還元剤溶液の液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値以上であるか否かを判定することによって、水位センサの異常の有無を確実に検出することができる。
第６の発明によれば、所定の第２時間は、還元剤溶液の液面高さが安定するまでの時間であるため、水位センサによって還元剤溶液の液面の高さ変化を確実に検出して、水位センサの異常の有無を確実に検出することができる。
第７の発明によれば、所定の第１時間は、所定の第２時間よりも短い時間であるため、車両の挙動変化が大きいときに、水位センサの異常の有無を検出することが可能となり、水位センサの異常の有無を確実に検出することができる。
第８の発明によれば、所定の第１時間は、所定の第２時間とほぼ同じ時間であるため、車両の挙動変化が小さいときでも、水位センサの異常の有無を検出することが可能となり、水位センサの異常の有無を確実に検出することができる。
第９の発明によれば、還元剤タンク内に貯留された還元剤溶液の液面高さを、還元剤タンク内に配置された超音波式水位センサ、又は、還元剤タンクの天井部に設けられたレーザ式水位センサによって高精度に検出することができる。その結果、超音波式水位センサ、又は、レーザ式水位センサの異常の有無の検出精度の向上を図ることができる。
本実施形態に係る内燃機関の構成の一例を説明する図である。 超音波式水位検出装置の構成を説明する図である。 制御装置が実行する加速度センサと水位用超音波センサのスタック異常の有無を検出する第１センサ異常検出処理のメインフローチャートである。 図３のセンサ診断処理のサブ処理を示すサブフローチャートである。 加速度センサと水位用超音波センサの出力の一例を示す図である。 他の第１実施形態に係る制御装置が実行する加速度センサと水位用超音波センサの異常の有無を検出する第２センサ異常検出処理のメインフローチャートである。
以下、本発明に係る異常検出装置を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る内燃機関１０の構成の一例を示している。内燃機関１０は、ディーゼルエンジンである。ここで、内燃機関１０は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出してしまうものである。
図１に示すように、内燃機関１０の排気通路（排気ガス通路）１２には、排気ガス浄化装置４０が設けられている。排気ガス浄化装置４０は、上流側排気ガス浄化装置４１と、上流側排気ガス浄化装置４１の下流側に配置される下流側排気ガス浄化装置４５とから構成されている。上流側排気ガス浄化装置４１の内部には、上流側から、第１酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４２、粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）４３が設けられている。
第１酸化触媒４２は、セラミック製の円柱状等に形成されたセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に白金（Ｐｔ）等の貴金属がコーティングされている。そして、第１酸化触媒４２は、所定の温度下で多数の貫通孔に排気ガスを通すことにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。
粒子状物質除去フィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）４３は、セラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円柱状等に形成され、軸方向に多数の小孔が設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔は、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材によって閉塞されている。そして、ＤＰＦ４３は、上流側から各小孔に流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔を通じて下流側へと流出させる。
第１酸化触媒４２の上流側（上流側排気ガス浄化装置４１の上流側）には、燃料添加弁２８と、排気温度検出装置３６Ａ（例えば、排気温度センサ）と、が設けられている。燃料添加弁２８は、粒子状物質（ＰＭ）が堆積したＤＰＦ４３を再生する際（粒子状物質を燃焼焼却する際）に、第１酸化触媒４２内で排気ガスと反応させて排気ガスの温度を上昇させるための燃料を噴射する。また、第１酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側には、排気温度検出装置３６Ｂ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。
ＤＰＦ４３の下流側には、排気温度検出装置３６Ｃ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。また、上流側排気ガス浄化装置４１内における、第１酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧（圧力差）を検出する差圧センサ３５が設けられている。
また、上流側排気ガス浄化装置４１の下流側に配置される下流側排気ガス浄化装置４５は、上流側から、尿素水添加弁（還元剤添加弁）６１、選択還元触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）４６、第２酸化触媒４７が設けられている。選択還元触媒（以下、「ＳＣＲ」という。）４６は、ＤＰＦ４３の下流側に排気管１２Ａを介して連結されている。尿素水添加弁６１は、排気管１２ＡのＤＰＦ４３の下流側、且つ、ＳＣＲ４６の上流側に配置されて、所定時間（例えば、２００ミリ秒〜４００ミリ秒である。）毎に、ＳＣＲ４６に向けて排気ガス中に尿素水（還元剤溶液）を添加（噴霧）する。また、排気管１２Ａには、尿素水添加弁６１の上流側に、ＮＯｘセンサ３７Ａが設けられている。
第２酸化触媒４７は、ＳＣＲ４６の下流側に、排気管１２Ｂを介して連結されている。排気管１２Ｂには、ＳＣＲ４６の下流側に、排気温度検出装置（触媒温度検出装置）３６Ｄ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。また、排気管１２Ｂには、排気温度検出装置３６Ｄの下流側に、ＮＯｘセンサ３７Ｂが設けられている。各ＮＯｘセンサ３７Ａ、３７Ｂは、排気ガス中のＮＯｘ濃度に応じた検出信号を出力する。
尿素水添加弁６１は、供給管６２、尿素水ポンプ６３を介して尿素水タンク（還元剤タンク）６５に連結される。尿素水ポンプ６３は、制御装置（ＥＣＵ）５０からの駆動信号により回転駆動される電動ポンプであり、正逆いずれの方向にも回転が可能となっている。尿素水ポンプ６３の正回転により尿素水タンク６５内の尿素水（還元剤溶液）６７の吸い上げが行われ、尿素水６７が供給管６２を介して尿素水添加弁６１に供給される。また、尿素水ポンプ６３の逆回転により供給管６２内の尿素水６７が吸い戻され、尿素水タンク６５内に流入される。尚、供給管６２には、供給管６２内の尿素水６７の圧力を検出する水圧センサを設けてもよい。
尿素水タンク６５内には、尿素水タンク６５内に貯留されている尿素水６７の残量（尿素水位）を検出する超音波式水位検出装置６８が設けられている。図２に示すように、超音波式水位検出装置６８は、尿素水タンク６５の底面部に水平に配置される平板状のベース部６８Ａと、ベース部６８Ａの一方の側縁部（図２中、左側縁部）から鉛直方向上方へ突出するように設けられた四角筒状の筒状部６８Ｂと、ベース部６８Ａの一方の側縁部に相対向する他方の側縁部（図２中、右側縁部）から筒状部よりも低い高さで鉛直方向上方へ延出された壁部６８Ｃと、を有している。また、筒状部６８Ｂの一側面（図２中、右側の側面）が、壁部６８Ｃに対して相対向している。
筒状部６８Ｂ内の底面部には、尿素水６７の液面高さを検出するために使用する水位用超音波センサ（超音波式水位センサ）７１が配置されている。筒状部６８Ｂの壁部６８Ｃに相対向する一側面の外側基端部には、尿素水６７の濃度を検出するために使用する濃度用超音波センサ７２が配置されている。また、壁部６８Ｃの内側壁面（図２中、左側の壁面）には、超音波反射板７３の一面が、濃度用超音波センサ７２に対向して取り付けられている。
この超音波反射板７３は、濃度用超音波センサ７２から発信された超音波を受けて、濃度用超音波センサ７２に反射するものである。従って、筒状部６８Ｂのベース部６８Ａからの突出高さは、超音波反射板７３から反射された超音波が筒状部６８Ｂ内に入り込まない高さに設定されている。また、筒状部６８Ｂの濃度用超音波センサ７２に対して反対側の側面（図２中、左側の側面）の外側基端部には、尿素水６７の温度を検出するために使用する尿素水温センサ（温度センサ）７５が取り付けられている。
尿素水温センサ７５は、尿素水タンク６５内の尿素水６７の温度に応じた検出信号を制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０に出力する。濃度用超音波センサ７２は、制御装置５０からの発信信号に応じて超音波Ｗ１を発信し、超音波反射板７３から反射した超音波Ｗ１を受信したときに受信信号を制御装置５０に出力する。これにより、制御装置５０は、濃度用超音波センサ７２と超音波反射板７３との間の往復距離と、超音波Ｗ１を発信してから受信するまでにかかる時間とから音速を算出してＲＡＭに記憶する。
そして、制御装置５０は、音速と尿素水の濃度とを対応させて予め記憶する不図示の濃度マップを参照して、算出した音速に対応する尿素水６７の濃度を求める。更に、制御装置５０は、尿素水温センサ７５で検出した尿素水６７の温度に応じた濃度の補正を行い、最終的な濃度を得る。尚、尿素水の濃度と、尿素水中の音速とを予め試験により取得しておき、尿素水の濃度と、尿素水中の音速との関係を対応させた不図示の濃度マップがＲＯＭに記憶されている。
また、水位用超音波センサ７１は、制御装置５０からの発信信号に応じて超音波Ｗ２を発信し、尿素水６７の液面から反射した超音波Ｗ２を受信したときに受信信号を制御装置５０に出力する。これにより、制御装置５０は、超音波Ｗ２を発信してから受信するまでにかかる時間と、濃度用超音波センサ７２によって検出した音速とから、尿素水６７の液面高さ、つまり、尿素水位を算出する。
ＳＣＲ４６は、尿素水添加弁６１により添加された尿素水（還元剤溶液）を用いて窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する触媒である。具体的には、尿素水添加弁６１から添加（噴射）された尿素水は、排気ガスの排気熱によって加水分解され、その際、下記式（１）に示す反応によりアンモニア（ＮＨ3）が生成される。
（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2 ・・・（１）
そして、ＳＣＲ４６を排気ガスが通過する際に、ＳＣＲ４６に吸着したアンモニアによって排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が選択的に還元浄化される。その際、下記式（２）〜式（４）に示すような還元反応が行われることによって、ＮＯｘが還元浄化される。
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ ・・・（２）
６ＮＯ2＋８ＮＨ3→７Ｎ2＋１２Ｈ2Ｏ ・・・（３）
ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ ・・・（４）
上記式（２）〜式（４）に示すアンモニアによるＮＯｘの還元浄化が行われる際、アンモニアがＮＯｘと反応しきれずに余剰となると、その余剰アンモニアがＳＣＲ４６の下流側の排気管１２Ｂを介して第２酸化触媒４７に流入する。かかる場合に、第２酸化触媒４７は、流入した余剰アンモニアを酸化して除去する。
燃料添加弁２８、尿素水添加弁６１、尿素水ポンプ６３は、制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０からの制御信号にて駆動される。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、ＥＥＰＲＯＭ等を備えた公知のものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、ＥＥＰＲＯＭは、例えば、内燃機関１０の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。
また、ＥＥＰＲＯＭには、後述のように、加速度センサ３８によって検出した今回の加速度と、前回検出した加速度との差の絶対値（加速度変化）を積算した加速度変化積算値を記憶する加速度変化積算値記憶部５０１が設けられている。また、ＥＥＰＲＯＭには、後述のように、水位用超音波センサ７１によって検出した今回の尿素水位と、前回検出した尿素水位との差の絶対値（尿素水位変化）を積算した尿素水位変化積算値を記憶する尿素水位変化積算値記憶部５０２が設けられている。
また、排気温度検出装置３６Ａは、第１酸化触媒４２の上流側の排気管内の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｂは、第１酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側を流れる排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｃは、ＤＰＦ４３の下流側、且つ、ＳＣＲ４６の上流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｄは、ＳＣＲ４６の下流側、且つ、第２酸化触媒４７の上流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
差圧センサ３５は、第１酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。ＮＯｘセンサ３７Ａは、尿素水添加弁６１よりも上流側の排気ガスのＮＯｘ濃度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。ＮＯｘセンサ３７Ｂは、ＳＣＲ４６の下流側、且つ、第２酸化触媒４７の上流側の排気ガスのＮＯｘ濃度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
制御装置５０には、吸気通路１１に設けられた吸入空気流量検出装置３１（例えば、エアフローメーター）の検出信号、アクセル開度検出装置３３の検出信号、回転検出装置３４の検出信号、加速度センサ３８の検出信号、車速センサ３９の検出信号、のそれぞれが入力されている。また、制御装置５０には、上述した各排気温度検出装置３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄの検出信号、差圧センサ３５の検出信号、各ＮＯｘセンサ３７Ａ、３７Ｂの検出信号、水位用超音波センサ７１、濃度用超音波センサ７２、尿素水温センサ７５の検出信号が入力されている。
そして、制御装置５０は、これらの入力された検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出することができる。また、制御装置５０は、検出した内燃機関１０の運転状態や、アクセル開度検出装置３３からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから内燃機関１０のシリンダ内に噴射する燃料量や、燃料添加弁２８から噴射する燃料量を制御する制御信号を出力する。
そして、制御装置５０（流量関連量検出装置に相当する。）は、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから噴射した毎秒当たりの燃料消費量（ｇ／ｓ）を所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５から入力された検出信号から差圧（圧力差）を所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。
燃料添加弁２８から排気ガス中に噴射された燃料は、第１酸化触媒４２によって排気ガス中に残った酸素との酸化反応が生じて燃焼し、その発熱により排気ガス温度が上昇する。この高温になった排気ガスによりＤＰＦ４３の床温が上昇して、所定温度以上（例えば、５９０℃以上）になると、ＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が燃焼焼却される。このような状態を所定の時間、維持することによってＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させて除去し、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するというＤＰＦ４３の捕集機能を回復（再生）させることができる。
吸入空気流量検出装置３１（例えば、吸気流量センサ）は、内燃機関１０の吸気通路１１に設けられて内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。アクセル開度検出装置３３（例えば、アクセル開度センサ）は、運転者が操作するアクセルの開度（すなわち、運転者の要求負荷）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
回転検出装置３４（例えば、回転センサ）は、例えば、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数（すなわち、エンジン回転数）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。加速度センサ３８は、車両の加速度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。車速センサ３９は、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車両の車速に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
また、図１に示す例では、制御装置５０は、後述のように、加速度センサ３８の出力、又は、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１の出力がスタックしたスタック異常を検出した際に点灯する警告ランプ１５の点灯／消灯が可能である。警告ランプ１５は、例えば、車両のインスツルメントパネル内に設けられている。
次に、上記のように構成された内燃機関１０において、制御装置５０による加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を検出する第１センサ異常検出処理の一例について図３乃至図５に基づいて説明する。尚、制御装置５０は、内燃機関１０の運転中に、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ間隔）にて、図３のフローチャートに示される処理手順を繰り返し実行する。
図３に示すように、先ず、ステップＳ１１において、制御装置５０は、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断する診断条件が成立した旨を表す「診断フラグ」をＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。尚、診断フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶される。
そして、診断フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、診断条件が成立していると判定して、後述のステップＳ１６に進む。一方、診断フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、制御装置５０は、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断する診断条件が成立したか否かを判定する。
例えば、制御装置５０は、尿素水タンク６５内の尿素水６７の温度を、超音波式水位検出装置６８の尿素水温センサ７５から入力される検出信号から取得し、尿素水６７が凍結していないか否か、つまり、−１１℃より高い温度であるか否かを判定する。尚、尿素水６７は、約−１１℃で凍結する。また、制御装置５０は、車速センサ３９から入力される検出信号から、車両が停車状態から発進したか否かを判定する。また、制御装置５０は、車速センサ３９から入力される検出信号から、車速が所定速度（例えば、時速２０キロメートルである。）以下であるか否か、つまり、発進時の車速か否かを判定する。
そして、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断する診断条件が成立していないと判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１３に進む。例えば、尿素水タンク６５内の尿素水６７が凍結していると判定した場合、又は、車速が０で、停止している状態であると判定した場合、若しくは、車速が所定速度以上で、走行中であると判定した場合等においては、制御装置５０は、診断条件が成立していないと判定して（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの加速度変化積算値記憶部５０１から後述の加速度変化積算値（Σ｜Δ加速度｜）を読み出す。そして、制御装置５０は、加速度変化積算値（Σ｜Δ加速度｜）に「０」を代入してリセットし、再度、加速度変化積算値記憶部５０１に記憶する。また、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの尿素水位変化積算値記憶部５０１から後述の尿素水位変化積算値（Σ｜Δ尿素水位｜）を読み出す。そして、制御装置５０は、尿素水位変化積算値（Σ｜Δ尿素水位｜）に「０」を代入してリセットし、再度、尿素水位変化積算値記憶部５０１に記憶した後、当該処理を終了する。
一方、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断する診断条件が成立したと判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１４に進む。例えば、尿素水タンク６５内の尿素水６７が凍結しておらず、且つ、車両が停車状態から発進し、更に、車速が所定速度（例えば、時速１０キロメートルである。）以下であると判定した場合においては、制御装置５０は、診断条件が成立したと判定して（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４において、制御装置５０は、「診断フラグ」をＲＡＭから読み出して、「ＯＮ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、制御装置５０は、タイマによる経過時間ＴＭの計測を開始して、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６において、制御装置５０は、加速度センサ３８から入力された検出信号から車両の加速度を取得して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、水位用超音波センサ７１と濃度用超音波センサ７２に発信信号を出力する。そして、制御装置５０は、濃度用超音波センサ７２から超音波Ｗ１（図２参照）を受信した旨を表す受信信号を受信するまでにかかる時間と、濃度用超音波センサ７２と超音波反射板７３との間の往復距離とから音速を算出してＲＡＭに記憶する。
また、制御装置５０は、水位用超音波センサ７１から超音波Ｗ２（図２参照）を受信した旨を表す受信信号を受信するまでにかかる時間と、濃度用超音波センサ７２によって検出した音速とから、尿素水タンク６５内の尿素水６７の液面高さ、つまり、尿素水位を算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶した後、ステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７において、制御装置５０は、車両の前回の加速度と今回の加速度とをＲＡＭから読み出して、前回の加速度と今回の加速度との差（Δ加速度）を算出する。そして、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの加速度変化積算値記憶部５０１から加速度変化積算値（Σ｜Δ加算値｜）を読み出し、この差（Δ加速度）の絶対値を加速度変化積算値（Σ｜Δ加算値｜）に加算して、再度、加速度変化積算値記憶部５０１に記憶する。
続いて、制御装置５０は、尿素水タンク６５内の尿素水６７の前回の尿素水位と今回の尿素水位とをＲＡＭから読み出し、前回の尿素水位と今回の尿素水位との差（Δ尿素水位）を算出する。そして、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの尿素水位変化積算値記憶部５０２から尿素水位変化積算値（Σ｜Δ尿素水位｜）を読み出し、この差（Δ尿素水位）の絶対値を尿素水位変化積算値（Σ｜Δ尿素水位｜）に加算して、再度、尿素水位変化積算値記憶部５０２に記憶した後、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８において、制御装置５０は、上記ステップＳ１４で診断フラグを「ＯＮ」にしてからの経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ１（例えば、約２秒〜３秒である。）（所定の第１時間）に等しくなったか否かを判定する。例えば、制御装置５０は、経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ１±５０ミリ秒の範囲内の時間になったか否かを判定する。
そして、経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ１（例えば、約２秒〜３秒である。）に等しくなったと判定した場合には（Ｓ１８：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの加速度変化積算値記憶部５０１から加速度変化積算値（Σ｜Δ加算値｜）を読み出し、加速度センサ３８のスタック異常の有無を診断するための診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）としてＲＡＭに記憶した後、当該処理を終了する。
ここで、車両が停車した状態から発進した際の、加速度センサ３８の出力信号の一例を図５に基づいて説明する。図５の上側に示すように、車両が停車した状態から発進した際には、車両の速度が一定速度（例えば、時速２０キロメートルである。）になる経過時間Ｔ１（例えば、約２秒〜３秒）までの間に、加速度センサ３８が正常に動作している場合には、加速度センサ３８の出力信号８１は、増加した後、減少して、ほぼ「０」になる。従って、経過時間Ｔ１になったときの診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加算値｜）は、所定の加速度閾値以上となる。尚、加速度閾値は、実機試験等により取得されて、予めＲＯＭに記憶されている。
一方、経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ１（例えば、約２秒〜３秒である。）に等しくないと判定した場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０において、制御装置５０は、上記ステップＳ１４で診断フラグを「ＯＮ」にしてからの経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ２（例えば、約１５秒〜３０秒で、好ましくは約２０秒である。）（所定の第２時間）に等しくなったか否かを判定する。例えば、制御装置５０は、経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ２±５０ミリ秒の範囲内の時間になったか否かを判定する。
そして、経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ２（例えば、約１５秒〜３０秒で、好ましくは約２０秒である。）に等しくないと判定した場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。
一方、経過時間ＴＭが、予めＲＯＭに記憶している経過時間Ｔ２（例えば、約１５秒〜３０秒で、好ましくは約２０秒である。）に等しくなったと判定した場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの尿素水位変化積算値記憶部５０２から尿素水位変化積算値（Σ｜Δ尿素水位｜）を読み出し、水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断するための診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）としてＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２２に進む。
ここで、車両が停車した状態から発進した際の、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１の出力信号の一例を図５に基づいて説明する。図５の下側に示すように、車両が停車した状態から発進した際には、尿素水タンク６５内の尿素水６７の液面高さの高さ変化がほぼ一定になる経過時間Ｔ２（例えば、約１５秒〜３０秒で、好ましくは約２０秒である。）までの間に、水位用超音波センサ７１が正常に動作している場合には、水位用超音波センサ７１の出力信号８２は、液面高さの高さ変化に応じて複数回増減を繰り返して徐々に減少し、ほぼ「０」になる。従って、経過時間Ｔ２になったときの診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）は、所定の尿素水位積算閾値以上となる。尚、尿素水位積算閾値は、実機試験等により取得されて、予めＲＯＭに記憶されている。
ステップＳ２２において、制御装置５０は、「診断フラグ」をＲＡＭから読み出して、「ＯＦＦ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、制御装置５０は、タイマによる経過時間ＴＭに「０」を代入して、リセットした後、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４において、制御装置５０は、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を判定する後述の「センサ診断処理」のサブ処理（図４参照）を実行した後、当該処理を終了する。
次に、「センサ診断処理」のサブ処理について図４に基づいて説明する。図４に示すように、先ず、ステップＳ１１１において、制御装置５０は、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）をＲＡＭから読み出し、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）が加速度積算閾値以上か否かを判定する。そして、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）が加速度積算閾値未満であると判定した場合には（Ｓ１１１：ＮＯ）、制御装置５０は、後述のステップＳ１１５に進む。
一方、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）が加速度積算閾値以上であると判定した場合には（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、加速度センサ３８はスタック状態でないと判定して、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、制御装置５０は、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）をＲＡＭから読み出し、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）が尿素水位積算閾値以上か否かを判定する。
そして、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）が尿素水位積算閾値以上であると判定した場合には（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１は、スタック状態でないと判定して、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３において、制御装置５０は、尿素水位センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１５に進む。尚、制御装置５０の起動時に、尿素水位センサ異常フラグは「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶される。
一方、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）が尿素水位積算閾値未満であると判定した場合には（Ｓ１１２：ＮＯ）、制御装置５０は、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１は、出力が変化しないスタック状態であると判定して、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４において、制御装置５０は、尿素水位センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１５に進む。
ステップＳ１１５において、制御装置５０は、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）をＲＡＭから読み出し、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）が尿素水位積算閾値以上か否かを判定する。そして、診断用尿素水位変化積算値（診断用Σ｜Δ尿素水位｜）が尿素水位積算閾値以上であると判定した場合には（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、制御装置５０は、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１は、スタック状態でないと判定して、ステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１６において、制御装置５０は、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）をＲＡＭから読み出し、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）が加速度積算閾値以上か否かを判定する。そして、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）が加速度積算閾値以上であると判定した場合には（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、制御装置５０は、加速度センサ３８は、スタック状態でないと判定して、ステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７において、制御装置５０は、加速度センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１９に進む。尚、制御装置５０の起動時に、加速度センサ異常フラグは「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶される。
一方、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）が加速度積算閾値未満であると判定した場合には（Ｓ１１６：ＮＯ）、制御装置５０は、加速度センサ３８は、出力が変化しないスタック状態であると判定して、ステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８において、制御装置５０は、加速度センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１９に進む。
ステップＳ１１９において、制御装置５０は、尿素水位センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。そして、尿素水位センサ異常フラグが「ＯＮ」に設定されている判定した場合には（Ｓ１１９：ＹＥＳ）、制御装置５０は、後述のステップＳ１２２に進む。一方、尿素水位センサ異常フラグが「ＯＦＦ」に設定されている判定した場合には（Ｓ１１９：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０において、制御装置５０は、加速度センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。そして、加速度センサ異常フラグが「ＯＦＦ」に設定されている判定した場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１において、制御装置５０は、警告ランプ１５を消灯した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、当該処理を終了する。これにより、加速度センサ３８及び水位用超音波センサ７１が、スタック状態でない場合には、警告ランプ１５が消灯される。
一方、加速度センサ異常フラグが「ＯＮ」に設定されている判定した場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１２２において、制御装置５０は、警告ランプ１５を点灯した後、ステップＳ１２３に進む。これにより、加速度センサ３８、若しくは、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１が、出力が変化しないスタック状態になっている旨をユーザに報知することができる。
そして、ステップＳ１２３において、制御装置５０は、尿素水位センサ異常フラグと加速度センサ異常フラグをＲＡＭから読み出し、それぞれを「ＯＦＦ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、当該処理を終了する。
ここで、制御装置５０は、異常検出部と速度変化判定部の一例として機能する。超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１は、水位センサの一例として機能する。
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る内燃機関１０では、制御装置５０は、車両が停車状態から発進するときに、加速度センサ３８と水位用超音波センサ７１のいずれかが、出力が変化しないスタック状態になったか否かを確実に検出することができる。そして、制御装置５０は、加速度センサ３８と水位用超音波センサ７１のいずれかが、スタック状態になった場合には、警告ランプ１５を点灯して、ユーザに報知する。これにより、車両のユーザは、加速度センサ３８と水位用超音波センサ７１のいずれかが、スタック状態になった旨を確実に知ることができる。
尚、前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
本発明の異常検出装置は、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図１〜図５の前記実施形態に係る内燃機関１０等と同一符号は、前記実施形態に係る内燃機関１０等と同一あるいは相当部分を示すものである。
［他の第１実施形態］
（Ａ）例えば、制御装置５０は、図３に示す第１センサ異常検出処理に替えて、図６に示す第２センサ異常検出処理を実行するようにしてもよい。図６に示すように、第２センサ異常検出処理は、第１センサ異常検出処理とほぼ同じ処理である。但し、第２センサ異常検出処理では、制御装置５０は、上記ステップＳ１２の処理に替えて、ステップＳ２１１の処理を実行する点で異なっている。
具体的には、図６に示すように、上記ステップＳ１１において、診断フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１において、制御装置５０は、車両の走行中において、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断できる加速度が発生する条件が成立したか否かを判定する。
例えば、制御装置５０は、車速センサ３９から入力される検出信号から、所定時間（例えば、約２秒〜３秒）内に、車速が所定速度以上（例えば、時速３０キロメートル以上）変化したか否かを判定する。そして、所定時間内に、車速が所定速度以上変化していないと判定した場合には（Ｓ２１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１３に進むようにしてもよい。一方、所定時間内に、車速が所定速度以上変化したと判定した場合には（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１４に進むようにしてもよい。これにより、制御装置５０は、車両の走行中において、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断することが可能となる。
また、例えば、ステップＳ２１１において、アクセル開度検出装置３３を介して検出したアクセル開度が所定開度以上であり、且つ、不図示のシフト位置検出装置を介して検出したシフト位置がシフト所定以下の場合には、制御装置５０は、車速が所定速度以上変化したと判定するようにしてもよい。これにより、制御装置５０は、車両の走行中において、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断することが可能となる。
また、例えば、ステップＳ２１１において、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから内燃機関１０のシリンダ内に噴射する燃料噴射量が所定量以上であり、且つ、不図示のシフト位置検出装置を介して検出したシフト位置がシフト所定以下の場合には、制御装置５０は、車速が所定速度以上変化したと判定するようにしてもよい。これにより、制御装置５０は、車両の走行中において、加速度センサ３８と、超音波式水位検出装置６８の水位用超音波センサ７１のスタック異常の有無を診断することが可能となる。
［他の第２実施形態］
（Ｂ）また、例えば、上記ステップＳ１８で計測した経過時間Ｔ１を、上記ステップＳ２０で計測した経過時間Ｔ２とほぼ同じ時間に設定してもよい。これにより、診断用加速度変化積算値（診断用Σ｜Δ加速度｜）の精度を向上させることが可能となり、車両の加速度変化（Δ加速度）が小さいときでも、水位用超音波センサ７１のスタック状態の有無を検出することが可能となり、水位用超音波センサ７１のスタック状態の有無を確実に検出することができる。
［他の第３実施形態］
（Ｃ）また、例えば、前記実施形態では、尿素水タンク６５内に尿素水６７を貯留したが、アンモニアを還元剤として尿素水タンク６５内に貯留するようにしてもよい。
［他の第４実施形態］
（Ｄ）また、例えば、加速度センサ３８として３軸加速度・角速度センサを用いてもよい。そして、３軸加速度・角速度センサによって尿素水タンク６５内の尿素水６７の液面の水平面に対する傾きを検出して、水位用超音波センサ７１によって検出した尿素水位を補正するようにしてもよい。これにより、尿素水タンク６５内の尿素水の液面高さの測定精度、及び、尿素水の残量の推定精度の向上を図ることができる。
［他の第５実施形態］
（Ｅ）また、例えば、超音波式水位検出装置６８に替えて、尿素水タンク６５の天井部にレーザ式水位センサを配置してもよい。そして、制御装置５０は、レーザ式水位センサによって、尿素水タンク６５内に貯留された尿素水６７の液面までの高さを検出して、尿素水位を算出するようにしてもよい。
１０ 内燃機関
３８ 加速度センサ
３９ 車速センサ
５０ 制御装置
６５ 尿素水タンク
６７ 尿素水
６８ 超音波式水位検出装置
７１ 水位用超音波センサ

Claims (10)

  1. 所定濃度の還元剤溶液を貯留する還元剤タンクと、
    前記還元剤タンク内に貯留された前記還元剤溶液の液面高さを検出する水位センサと、
    車両の挙動変化を検出する挙動変化検出装置と、
    前記挙動変化検出装置によって車両の挙動変化を所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記挙動変化検出装置によって検出した前記車両の挙動変化と、前記水位センサによって検出した前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化とに基づいて、前記挙動変化検出装置と前記水位センサの異常の有無を検出する異常検出部を有する、
    異常検出装置。
  2. 請求項１に記載の異常検出装置において、
    前記異常検出部は、
    前記挙動変化検出装置と前記水位センサとのうち、一方の出力変化が所定第１閾値以上の変化をしている状態で、他方の出力変化が所定第２閾値未満の変化をしている場合には、前記他方が異常であると検出する、
    異常検出装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の異常検出装置において、
    前記挙動変化検出装置は、前記車両に搭載された加速度センサを含み、
    前記制御装置は、
    前記加速度センサによって前記車両の加速度変化を前記所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を前記所定の第２時間検出するように制御し、
    前記異常検出部は、
    前記車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上であり、且つ、前記液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値以上である場合には、前記水位センサは正常であると検出し、
    前記車両の加速度変化の絶対値の積算値が所定の加速度積算閾値以上であり、且つ、前記液面高さの高さ変化の絶対値の積算値が所定の水位積算閾値未満である場合には、前記水位センサは異常であると検出する、
    異常検出装置。
  4. 請求項３に記載の異常検出装置において、
    前記制御装置は、車両が停車状態から発進するときに、前記加速度センサによって前記車両の加速度変化を前記所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する、
    異常検出装置。
  5. 請求項３に記載の異常検出装置において、
    前記挙動変化検出装置は、前記車両に搭載された車速センサを更に含み、
    前記制御装置は、
    前記車速センサによって検出した速度変化が所定速度閾値以上であるか否かを判定する速度変化判定部を有し、
    前記車速センサによって検出した速度変化が所定速度閾値以上であると判定されたときに、前記加速度センサによって前記車両の加速度変化を前記所定の第１時間検出すると共に、前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出するように制御する、
    異常検出装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の異常検出装置において、
    前記所定の第２時間は、前記還元剤溶液の液面高さが安定するまでの時間である、
    異常検出装置。
  7. 請求項６に記載の異常検出装置において、
    前記所定の第１時間は、前記所定の第２時間よりも短い時間である、
    異常検出装置。
  8. 請求項６に記載の異常検出装置において、
    前記所定の第１時間は、前記所定の第２時間とほぼ同じ時間である、
    異常検出装置。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の異常検出装置において、
    前記水位センサは、前記還元剤タンク内に配置された超音波式水位センサ、又は、前記還元剤タンクの天井部に設けられたレーザ式水位センサを含む、
    異常検出装置。
  10. 所定濃度の還元剤溶液を貯留する還元剤タンクと、前記還元剤タンクに貯留された前記還元剤溶液の液面高さを検出する水位センサと、車両の挙動変化を検出する挙動変化検出装置と、制御装置と、を備えた異常検出装置で実行される異常検出方法であって、
    前記制御装置が実行する、
    前記挙動変化検出装置によって車両の挙動変化を所定の第１時間検出する挙動変化検出工程と、
    前記水位センサによって前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化を所定の第２時間検出する液面変化検出工程と、
    前記挙動変化検出工程で検出した前記車両の挙動変化と、前記液面変化検出工程で検出した前記還元剤溶液の液面高さの高さ変化とに基づいて、前記挙動変化検出装置と前記水位センサの異常の有無を検出する異常検出工程と、
    を備えた、
    異常検出方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113847130B (zh) * 2021-10-29 2022-08-23 潍柴动力股份有限公司 一种尿素浓度的检测方法
CN114460910A (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 浙江中控技术股份有限公司 一种基于dcs的模拟量变化判断方法、设备及存储介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111555A1 (de) * 2011-08-26 2013-02-28 Man Truck & Bus Ag Betriebsverfahren für ein Fahrzeug
KR20140087369A (ko) * 2012-12-28 2014-07-09 현대자동차주식회사 요소 레벨 센서의 고장 진단 방법 및 장치
JP6219713B2 (ja) * 2013-12-25 2017-10-25 トヨタ自動車株式会社 液量検出装置
JP2017067586A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社豊田自動織機 異常診断装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023276778A1 (ja) 2021-07-02 2023-01-05 三菱重工業株式会社 金属空気電池システム

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