(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４８７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
Mn＝ρ・∫L1LnS(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。）
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
Qn＝∫t1tnD(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。）
【００４４】
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。
【００４５】
Mn−Qn＋E＝０  …（３）
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【符号の説明】
【００６３】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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