(57)【要約】【課題】尿素水噴射装置が噴射した尿素水量をより高精度に検出可能な尿素水検出装置を提供すること。【解決手段】内燃機関の排気通路１０に配設されたＳＣＲ装置１１と、当該ＳＣＲ装置１１の上流の前記排気通路１０に尿素水を噴射する尿素水噴射装置１２と、を有するＳＣＲシステム１に適用可能な尿素水検出装置３０であって、前記尿素水噴射装置１２の噴射位置よりも下流側の排気通路１０に配設され、当該排気通路１０の排気ガスが通流する中空領域を挟んで対向する少なくとも一対の電極部材３１ａを有するセンサ部３１と、前記センサ部３１で検出される静電容量に基づいて、排気ガス中の尿素水量を導出する演算部３２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配設されたＳＣＲ装置と、当該ＳＣＲ装置の上流の前記排気通路に尿素水を噴射する尿素水噴射装置と、を有するＳＣＲシステムに適用可能な尿素水検出装置であって、
前記尿素水噴射装置の噴射位置よりも下流側の排気通路に配設され、当該排気通路の排気ガスが通流する中空領域を挟んで対向する少なくとも一対の電極部材を有するセンサ部と、
前記センサ部で検出される静電容量に基づいて、排気ガス中の尿素水量を導出する演算部と、
を備える尿素水検出装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記センサ部で検出される静電容量と前記排気通路を通流する排気ガスの体積流量とに基づいて、前記尿素水噴射装置が前記排気通路に噴射した尿素水量を導出する、
請求項１に記載の尿素水検出装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記尿素水噴射装置が噴射した尿素水量と前記尿素水噴射装置に噴射指令した尿素水量とに基づいて、前記尿素水噴射装置の正常又は異常を診断する、
請求項２に記載の尿素水検出装置。
【請求項４】
前記センサ部は、前記尿素水噴射装置の噴射位置の下流側、且つ、前記ＳＣＲ装置の上流側の前記排気通路に配設される、
請求項１乃至３いずれか一項に記載の尿素水検出装置。
【請求項５】
前記センサ部は、平行に配列した３以上の板状の前記電極部材を有する、
請求項１乃至４いずれか一項に記載の尿素水検出装置。
【請求項６】
前記センサ部は、前記電極部材を収容し、前記排気通路を流通する排気ガスを減速して前記電極部材同士が対向する領域に案内するケースを更に有する、
請求項１乃至５いずれか一項に記載の尿素水検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素水検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバス等の車両等に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘを浄化するための排気ガス浄化システムとして、アンモニア等を還元剤として用いてＮＯｘを窒素と水に還元する選択触媒還元（Selective Catalytic Reduction：以下、「ＳＣＲ」と称する）システムが知られている。
【０００３】
ＳＣＲシステムは、一般に、尿素水タンクに貯留された尿素水をＳＣＲ装置の上流の排気通路に供給し、排気ガスの熱で尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってＳＣＲ装置内のＳＣＲ触媒でＮＯｘを還元するものである。排気通路への尿素水の供給は、一般に、内部にドージングバルブを備えた尿素水噴射装置により行われる。
【０００４】
ところで、尿素水噴射装置の内部には、尿素水中の成分が結晶化して固着してしまうことが知られている。例えば、尿素水噴射装置が高温になると、尿素水中の成分が結晶化してしまう。そして、結晶化した物体がドージングバルブの弁体等に固着して、排気通路に正常に尿素水を供給することができなくなったり、あるいは結晶化した物体が当該ドージングバルブの弁体とシリンダとの間に挟まり、尿素水の噴射を停止できなくなったりする。このようなことから、尿素水噴射装置の内部には、尿素水噴射装置の状態を検出するためのセンサが配設されたりする（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような従来技術では、尿素水噴射装置の内部の状態を圧力センサ等により部分的に監視するものであるため、尿素水噴射装置が実際に噴射した尿素水量を検出することができないという問題点があった。
【０００７】
又、尿素水噴射装置が実際に噴射した尿素水量を正確に検出することができれば、当該尿素水噴射装置の故障診断以外にも、当該尿素水噴射装置の状態に応じたキャリブレーションを行うことも可能である。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、尿素水噴射装置が噴射した尿素水量をより高精度に検出可能な尿素水検出装置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】
【０００９】
前述した課題を解決する主たる本発明は、内燃機関の排気通路に配設されたＳＣＲ装置と、当該ＳＣＲ装置の上流の前記排気通路に尿素水を噴射する尿素水噴射装置と、を有するＳＣＲシステムに適用可能な尿素水検出装置であって、前記尿素水噴射装置の噴射位置よりも下流側の排気通路に配設され、当該排気通路の排気ガスが通流する中空領域を挟んで対向する少なくとも一対の電極部材を有するセンサ部と、前記センサ部で検出される静電容量に基づいて、排気ガス中の尿素水量を導出する演算部と、を備える尿素水検出装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る尿素水検出装置によれば、より高精度に尿素水噴射装置が噴射した尿素水量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るＳＣＲシステムの構成の一例を示す図
【図２】実施形態に係る尿素水検出装置の構成の一例を示す図
【図３】実施形態に係る尿素水検出装置のセンサ部の構成を示す分解図
【図４】実施形態に係る尿素水検出装置の動作フローの一例を示す図
【図５】センサ部で水分占有率を検出する動作を模式的に示す図
【図６】変形例１に係る尿素水検出装置のセンサ部の構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るＳＣＲシステム１の全体構成の一例を示す図である。
【００１４】
本実施形態に係るＳＣＲシステム１は、ＳＣＲ装置１１、尿素水噴射装置１２、圧送ライン１３、サプライポンプ１４、尿素水タンク１５、ＤＣＵ（Dosing Control Unit）２０、及び尿素水検出装置３０を含んで構成される。
【００１５】
本実施形態に係るＳＣＲシステム１は、例えば、ディーゼルエンジンに適用され、当該ディーゼルエンジンの排気通路１０の酸化触媒とＰＭフィルタの後段側に設けられる。尚、ディーゼルエンジンに代えて、ガソリンエンジン等にも適用し得るのは勿論である。
【００１６】
ＳＣＲ装置１１は、排気通路１０の上流側で尿素水噴射装置１２に噴射される尿素水を用いて、ＮＯｘを窒素と水に還元する。ＳＣＲ装置１１は、ＳＣＲ触媒として、例えば、Ｆｅゼオライト、Ｃｕゼオライト、バナジウム等を内蔵する。尚、ＳＣＲ触媒として、触媒上で尿素水をアンモニアに変換するとともにＮＯｘを還元する尿素水吸着タイプのものを用いてもよい。
【００１７】
尿素水噴射装置１２から噴射された尿素水は、排気ガスの高温により加水分解され、アンモニアに変換されてＳＣＲ装置１１に供給される。そして、アンモニアは、ＳＣＲ触媒に吸着して、ＳＣＲ触媒の作用でＮＯｘと反応して、ＮＯｘを還元浄化する。
【００１８】
尚、尿素水がＮＯｘを還元浄化する化学反応は、典型的には、以下の化学反応式（１）〜（４）のように表される。
ＣＯ（ＮＨ２）２＋Ｈ２Ｏ  →  ２ＮＨ３＋ＣＯ２  …式（１）
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ  …式（２）  
６ＮＯ２＋８ＮＨ３  →  ７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ  …式（３）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３  →  ２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ  …式（４）
【００１９】
尿素水噴射装置１２は、内蔵するドージングバルブの開度の調整により、排気通路１０に所定量の尿素水を噴射する。尚、ドージングバルブの開度の制御は、例えば、ＤＣＵ２０から出力される制御信号によって行われる。
【００２０】
尿素水噴射装置１２から噴射される尿素水は、尿素水タンク１５に貯留されている。尿素水タンク１５に貯留された尿素水は、サプライポンプ１４に吸引され圧送ライン１３にて尿素水噴射装置１２に圧送される。尚、尿素水は、例えば、３０％程度の所定の濃度で尿素水タンク１５に貯留されている。
【００２１】
ＤＣＵ２０は、ＳＣＲシステム１全体を統括制御する。ＤＣＵ２０は、燃料噴射制御を行う車輌ＥＣＵ（図示せず）、尿素水検出装置３０とデータ通信する。又、ＤＣＵ２０には、排気通路１０に配設されたＮＯｘセンサ、流量センサ、温度センサ等の各種センサからの検出信号も入力されている。
【００２２】
ＤＣＵ２０は、例えば、ＮＯｘセンサ、流量センサ、温度センサ等が示す検出値に基づいて、尿素水噴射装置１２から噴射するべき尿素水量やタイミングを算出する。そして、ＤＣＵ２０は、サプライポンプ１４を駆動させて圧送ライン１３における尿素水を規定圧まで高めるとともに、尿素水噴射装置１２のドージングバルブを駆動させて算出したタイミングで算出した量の尿素水を噴射させる。
【００２３】
尿素水検出装置３０は、尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水量を検出するべく配設された静電容量式のセンサである。
【００２４】
図２は、尿素水検出装置３０の構成の一例を示す図である。又、図３は、尿素水検出装置３０のセンサ部３１の構成を示す分解図である。尚、図２、図３中の矢印は、排気ガスの流通方向を表している。
【００２５】
尿素水検出装置３０は、センサ部３１と演算ユニット３２（演算部に相当）とを備えている。
【００２６】
センサ部３１は、中空領域を挟んで対向する少なくとも一対の電極部材３１ａと、当該電極部材３１ａを収容するケース３１ｂを含んで構成される。センサ部３１は、一対の電極部材３１ａの中空領域を誘電体とするコンデンサを構成する。一対の電極部材３１ａの中空領域には排気通路１０の排気ガスが通流し、センサ部３１は、これにより排気ガスに含まれる尿素水量に応じた静電容量の変化を検出する。
【００２７】
センサ部３１は、尿素水噴射装置１２が尿素水を噴射する位置（以下、「噴射位置」と略称する）よりも下流側で、且つ、ＳＣＲ装置１１の上流側の排気通路１０に配設され、排気通路１０を構成する排気管の管壁にボルト等により取り付けられている。
【００２８】
本実施形態に係る各電極部材３１ａは、平板形状を呈し、隣接する他の電極部材３１ａと板面を平行にしてケース３１ｂ内に収容されている。又、電極部材３１ａは、エンジン背圧の増加を回避するため、排気ガスの流通方向に沿って、隣接する他の電極部材３１ａと対向するように配設されている。
【００２９】
隣接する電極部材３１ａ同士は、静電容量の検出精度を向上させるべく近接して配設されている。そして、３以上の電極部材３１ａ（図３中では、４つの電極部材３１ａを示す）が平行に配列されることによって、排気通路１０内で広い検出範囲を確保する構成となっている。尚、各電極部材３１ａは、上記したように、隣接する他の電極部材３１ａと中空領域を挟んで対向するようにコンデンサを形成しており、それぞれの中空領域にも排気ガスが通流する。このように、センサ部３１は、複数のコンデンサをケース３１ｂ内に構成する。
【００３０】
ケース３１ｂは、排気通路１０の上流側と下流側に開口３１ｃ、３１ｄを有している。そして、排気ガスは、上流側の開口３１ｃを介してケース３１ｂ内に流入し、電極部材３１ａ同士が対向する領域を通過して、下流側の開口３１ｄを介してケース３１ｂから流出する。
【００３１】
各電極部材３１ａは、導電線を介して静電容量検出回路（図示せず）に接続され、これにより隣接する電極部材３１ａと中空領域により形成されるコンデンサの静電容量（以下、「センサ部３１で検出される静電容量」と称する）が検出される。そして、演算ユニット３２によって、静電容量から排気ガス中に含まれる水分量が導出され、尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量に換算される（詳細は後述）。
【００３２】
演算ユニット３２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等を含んで構成されるマイコンである。又、本実施形態に係る演算ユニット３２は、センサ部３１の静電容量を検出する静電容量検出回路も内蔵している。
【００３３】
演算ユニット３２は、尿素水量導出部３２ａと診断部３２ｂとを備えている。
【００３４】
尿素水量導出部３２ａは、センサ部３１で検出された静電容量に基づいて、排気ガス中の尿素水量を導出する。そして、尿素水量導出部３２ａは、センサ部３１で検出された静電容量と排気通路１０を通流する排気ガスの体積流量に基づいて、尿素水噴射装置１２から実際に噴射された尿素水の量を導出する（詳細は後述）。
【００３５】
診断部３２ｂは、尿素水量導出部３２ａが導出した尿素水量に基づいて、尿素水噴射装置１２が故障していないか否かを診断する。診断部３２ｂは、例えば、ＤＣＵ２０が尿素水噴射装置１２に対して噴射指示した尿素水量（以下、「噴射量の指令値」と称する）と尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量（以下、「噴射量の実際値」と称する）とを比較して、尿素水噴射装置１２の故障診断を行う。
【００３６】
尿素水量導出部３２ａ、診断部３２ｂは、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。
【００３７】
［尿素水検出装置の動作フロー］
次に、図４〜図５を参照して、本実施形態に係る尿素水検出装置３０が、尿素水噴射装置１２の故障を診断するための動作フローについて説明する。
【００３８】
図４は、本実施形態に係る尿素水検出装置３０の動作フローの一例を示す図である。尚、図４に示す動作フローは、例えば、演算ユニット３２がコンピュータプログラムに従って実行するものである。この動作フローは、例えば、尿素水噴射装置１２が動作している際、所定間隔（例えば、１秒間隔）で繰り返し実行される。
【００３９】
まず、演算ユニット３２の尿素水量導出部３２ａは、例えば、センサ部３１で検出された静電容量と排気ガスの体積流量(m3/s)に基づいて、尿素水噴射装置１２から実際に噴射された尿素水の量（噴射量の実際値）を導出する（ステップＳ１）。
【００４０】
図５は、センサ部３１で水分占有率を検出する動作を模式的に示す図である。上記したように、センサ部３１の各電極部材３１ａ間には、水分（図５中ではＷで示す）を含む排気ガスが通流しており、排気ガス中の水分占有率に応じてセンサ部３１で検出される静電容量は変化する。この際、内燃機関の燃焼室から排出される水分は、既に水蒸気化しているため、センサ部３１で検出される水分は、ほぼ尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水によるものと想定することができる。又、内燃機関の燃焼室から排出されるＰＭについても、ＳＣＲシステム１の上流側のＰＭフィルタで除去されるため、静電容量に対して影響を及ぼさない。
【００４１】
従って、センサ部３１で検出された静電容量は、略尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水成分と略空気の排気ガス成分に基づく。かかる観点から、排気ガス中の尿素水の占有率は、例えば、次式（５）の方程式を演算することで導出することができる。尚、ここでは、排気ガスの比誘電率は空気と同等と仮定して比誘電率εｒを略１としている。又、水の比誘電率（εｒ＝略８０）と尿素の比誘電率（εｒ＝略５）とは大きく異なるため、尿素水の比誘電率は、水と同等と仮定して比誘電率εｒを略８０としている。
80×A+1×(1-A)=B  …式（５）
（但し、A: 尿素水占有率(%)、B: センサ部３１で検出された静電容量）
【００４２】
他方、尿素水噴射装置１２から実際に噴射された尿素水は、排気通路１０内における排気ガスの体積流量(m3/s)に応じて分散する。
【００４３】
従って、尿素水量導出部３２ａは、式（５）で求めた尿素水の占有率(%)と排気ガスの体積流量(m3/s)の関係から尿素水量を求めることができる。尿素水量導出部３２ａは、例えば、吸気通路に配設された流量センサ（図示せず）の検出値に燃料流量を加算することで、排気ガスの体積流量(m3/s)を求める。又、この際、尿素水量導出部３２ａは、排気通路１０に配設された流量センサ（図示せず）の検出値から排気ガスの体積流量(m3/s)を求めてもよい。尚、尿素水量導出部３２ａは、実際には、予め設定された静電容量と体積流量(m3/s)を変数とし尿素水量を導出値とする演算マップを参照して尿素水量を導出する。
【００４４】
尚、尿素水量導出部３２ａは、より詳細な演算方法により、尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水量を導出してもよい。例えば、上記式（５）において、尿素水量の誘電率は、尿素水の濃度に応じて変更してもよい。又、３以上の電極部材３１ａを用いる場合、それらの間で検出される静電容量の平均値を用いてもよいし、加算値を用いてもよい。他方、上記で導出した尿素水量に加えて、尿素水噴射装置１２の噴射位置からセンサ部３１で検出されるまでの間において蒸発した尿素水量を考慮してもよい（変形例２で後述）。
【００４５】
続く、ステップＳ２〜Ｓ１０は、演算ユニット３２の診断部３２ｂの処理である。
【００４６】
診断部３２ｂは、まず、ＤＣＵ２０から噴射量の指令値を取得する（ステップＳ２）。
【００４７】
次に、診断部３２ｂは、噴射量の指令値と噴射量の実際値とを比較して、尿素水噴射装置１２の噴射量の実際値が指令値よりも相当量下回っていないかを判定する（ステップＳ３）。換言すると、尿素水噴射装置１２の内部のドージングバルブに詰まり等が生じていないかを判定する。
【００４８】
ステップＳ３においては、診断部３２ｂは、噴射量の指令値に対して１未満の所定の減算係数α（例えば、０．８）を積算した値を設定して、噴射量の実際値が当該値を超えたか否かを判定する。そして、診断部３２ｂは、噴射量の実際値が当該値を超えていない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、噴射量の実際値が少な過ぎるため、エラーとしてエラー回数を積算する（ステップＳ５）。一方、噴射量の実際値が当該値を超えている場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、続くステップＳ４の判定処理を行う。
【００４９】
診断部３２ｂは、噴射量の指令値と噴射量の実際値とを比較して、尿素水噴射装置１２の噴射量の実際値が指令値よりも相当量上回っていないかを判定する（ステップＳ４）。換言すると、尿素水噴射装置１２の内部のドージングバルブに漏れ等が生じていないかを判定する。
【００５０】
ステップＳ４においては、診断部３２ｂは、噴射量の指令値に対して１以上の所定の加算係数β（例えば、１．２）を積算した値を設定して、噴射量の実際値が当該値を超えたか否かを判定する。そして、診断部３２ｂは、噴射量の実際値が当該値を超えている場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、噴射量の実際値が多過るため、エラーとしてエラー回数を積算する（ステップＳ８）。一方、噴射量の実際値が当該値を超えていない場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、尿素水噴射装置１２の故障はないものと判定できるため、一連の処理を終了する。
【００５１】
上記において、噴射量の実際値が少な過ぎるとしてエラー判定がなされた場合（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ５）、診断部３２ｂは、エラー回数の積算値が設定値を超えたか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、診断部３２ｂは、エラー回数の積算値が設定値を超えてない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、エラー回数を保持した状態で判定処理を繰り返し実行する。又、同様に、上記において、噴射量の実際値が多過ぎるとしてエラー判定がなされた場合（ステップＳ４：ＮＯ、ステップＳ８）、診断部３２ｂは、エラー回数の積算値が設定値を超えたか否かを判定し（ステップＳ９）、エラー回数の積算値が設定値を超えてない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、エラー回数を保持した状態で判定処理を繰り返し実行する。他方、連続でエラーが検出されない場合には、上記したように一連の処理を終了することになる。尚、ここで、診断部３２ｂがエラー回数を積算して最終的な故障判定を行うのは、排気通路１０中を通流する異物等のノイズ成分による誤判定を防止するためである。
【００５２】
そして、診断部３２ｂは、エラー回数の積算値が設定値を超えた場合（ステップＳ６：ＹＥＳ、ステップＳ９：ＹＥＳ）、それぞれ、尿素水噴射装置１２の実際の噴射量が少な過ぎる故障状態と判定を確定し（ステップＳ７）、尿素水噴射装置１２の実際の噴射量が多過ぎる故障状態と判定を確定する（ステップＳ１０）。尚、この際、診断部３２ｂは、例えば、ＤＣＵ２０に対して尿素水噴射装置１２の停止指令を出力したり、運転者に対して故障状態を知らせるべく報知音声を出力したりしてもよい。
【００５３】
以上、本実施形態に係る尿素水検出装置３０によれば、排気ガス中に含まれる尿素水量をリアルタイムに検出することができる。特に、この尿素水検出装置３０は、センサ部３１で検出される静電容量に基づいて尿素水量を導出することから、比較的広範囲に分散する噴射後の尿素水を高精度に検出することができる。
【００５４】
これによって、尿素水噴射装置１２から実際に噴射された尿素水量を監視することが可能となり、当該尿素水噴射装置１２内における尿素成分の固着や尿素水の漏れ等の故障判定を行うことができる。又、これによって、尿素水噴射装置１２のキャリブレーションを行うことも可能である。
【００５５】
（変形例１）
変形例１に係る尿素水検出装置３０は、センサ部３１の構成の点で、上記実施形態と相違する。
【００５６】
図６は、変形例１に係る尿素水検出装置３０のセンサ部３１の構成の一例を示す図である。尚、図６中の矢印は、排気ガスの流通経路を表している。
【００５７】
変形例１に係る尿素水検出装置３０のケース３１ｂは、排気ガスを取り入れる開口３１ｃを排気通路１０における排気ガスの流通方向に向けつつ、排気ガスを排出する開口３１ｄを当該流通方向に対して直交する方向に向けるように構成される。
【００５８】
又、変形例１に係る尿素水検出装置３０のケース３１ｂは、排気ガスを取り入れる開口３１ｃに案内部３１ｅを有している。
【００５９】
ケース３１ｂは、案内部３１ｅによって、排気通路１０を流通する排気ガスを流通方向に対して直交する方向に方向転換させ、減速させた排気ガスを内部に取り入れる。又、各電極部材３１ａは、ケース３１ｂ内に取り入れられた排気ガスの流通方向に沿って延在するように配設される。換言すると、各電極部材３１ａは、排気通路１０に通流する排気ガスの流通方向に直交する方向に沿って延在する。
【００６０】
このような構成にすることによって、センサ部３１は、排気ガスを減速させた状態で、静電容量を検出することができるため、静電容量の検出精度を向上させることが可能である。これによって、尿素水検出装置３０は、尿素水噴射装置１２から噴射された尿素水量をより高精度に検出することができる。
【００６１】
（変形例２）
変形例２に係る尿素水検出装置３０は、尿素水量導出部３２ａによる尿素水量の導出方法の点で、上記実施形態と相違する。
【００６２】
変形例２に係る尿素水量導出部３２ａは、更に、尿素水噴射装置１２の噴射位置からセンサ部３１で検出されるまでの間において蒸発した尿素水量を加算して、尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水量を導出する。
【００６３】
尿素水噴射装置１２の噴射位置から尿素水検出装置３０の検出位置までの間に蒸発した尿素水量は、尿素水噴射装置１２の噴射位置から尿素水検出装置３０の検出位置までの間に喪失した熱量により求めることができる。
【００６４】
より詳細には、尿素水量導出部３２ａは、尿素水噴射装置１２の噴射位置における排気ガスの温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出値と、尿素水検出装置３０の検出位置における排気ガスの温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出値から、上記の喪失した熱量を算出し、尿素水１ｇが蒸発するために必要な熱エネルギーで除算することによって、尿素水の蒸発量を導出する。
【００６５】
尿素水量導出部３２ａは、例えば、以下の式（６）を用いて、尿素水の蒸発量を導出する。
Y=(尿素水噴射装置１２の噴射位置の熱量A(J)−センサ部３１の位置の熱量B(J))  
／尿素水1gを蒸発させるために必要なエネルギーX(J)   …式（６）
（但し、Y(g)：尿素水の蒸発量
A(J)：排ガス流量(kg/s)×排ガス比熱(J/Kg/K)×排気ガス温度Ta(K)、
B(J)：排ガス流量(kg/s)×排ガス比熱(J/Kg/K)×排気ガス温度Tb(K)、
X(J/g)：顕熱(373-T1(K))×4.19J/g/K+蒸発潜熱3257(J/g)）
【００６６】
これによって、尿素水検出装置３０は、尿素水噴射装置１２から噴射された尿素水量をより高精度に検出することができる。
【００６７】
尚、上記では、尿素水量導出部３２ａが蒸発した尿素水量を導出する際、尿素水噴射装置１２の噴射位置における排気ガスの温度を検出する温度センサの検出値と、尿素水検出装置３０の検出位置における排気ガスの温度を検出する温度センサの検出値を用いる態様を示した。但し、これらの位置における温度を検出できれば、当該温度センサは、不要である。例えば、尿素水噴射装置１２の噴射位置における排気ガスの温度、及び尿素水検出装置３０の検出位置における排気ガスの温度は、エンジン回転数やエンジン負荷と密接に関連し、当該エンジン回転数やエンジン負荷から予測することも可能である。そのため、予めこれらの関係を求めておき、尿素水量導出部３２ａは、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいてこれらの温度を特定してもよい。
【００６８】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
【００６９】
上記実施形態では、尿素水検出装置３０の演算ユニット３２の一例として、尿素水量導出部３２ａと診断部３２ｂの機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、複数のコンピュータによって実現されてもよいのは勿論である。例えば、診断部３２の機能は、ＤＣＵ２０の機能として実現されてもよい。他方、尿素水量導出部３２ａと診断部３２ｂの機能の全部がＤＣＵ２０に内蔵されてもよい。
【００７０】
又、上記実施形態では、尿素水検出装置３０の構成の一例として、尿素水量導出部３２ａと診断部３２ｂの処理を一連のフローの中で実行されるものとして示したが、これらの処理の一部が並列で実行されるものとしてもよい。
【００７１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る尿素水検出装置は、ＳＣＲシステムに有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１  ＳＣＲシステム
１０  排気通路
１１  ＳＣＲ装置
１２  尿素水噴射装置
１３  圧送ライン
１４  サプライポンプ
１５  尿素水タンク
２０  ＤＣＵ
３０  尿素水検出装置
３１  センサ部
３２  演算ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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