(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２０であって、尿素水噴射装置１２の噴射位置とＳＣＲ装置１１の間の排気通路１０に配設され、排気ガスに含まれる水分量を検出する水分センサ３０から検出信号を取得する水分量検出部２１と、水分センサ３０が検出する排気ガスに含まれる水分量、尿素水噴射装置１１の噴射位置における排気ガスの温度、及び水分センサ３０の検出位置における排気ガスの温度に基づいて、尿素水噴射装置１１が噴射した尿素水量を算出する尿素水量算出部２４と、を備える。【選択図】図１
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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と前記ＳＣＲ装置の間の前記排気通路に配設され、排気ガスに含まれる水分量を検出する水分センサから検出信号を取得する水分量検出部と、
前記水分センサが検出する排気ガスに含まれる水分量、前記尿素水噴射装置の噴射位置における排気ガスの温度、及び前記水分センサの検出位置における排気ガスの温度に基づいて、前記尿素水噴射装置が噴射した尿素水量を算出する尿素水量算出部と、
を備える尿素水検出装置。
【請求項２】
前記尿素水噴射装置の噴射位置における排気ガスの温度を検出する第１の温度センサから検出信号を取得する第１の温度検出部と、
前記水分センサの検出位置における排気ガスの温度を検出する第２の温度センサから検出信号を取得する第２の温度検出部と、を更に備える
請求項１に記載の尿素水検出装置。
【請求項３】
前記尿素水量算出部は、前記水分センサが検出する排気ガスに含まれる水分量に基づいて前記水分センサの検出位置における液体状態の尿素水量を算出するとともに、
前記尿素水噴射装置の噴射位置における排気ガスの温度、及び前記水分センサの検出位置における排気ガスの温度に基づいて前記水分センサの検出位置までの間に蒸発した尿素水量を算出し、
当該液体状態の尿素水量と当該蒸発した尿素水量の合計により前記尿素水噴射装置が噴射した尿素水量を算出する、
請求項１又は２に記載の尿素水検出装置。
【請求項４】
前記尿素水量算出部により算出された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診断部、を更に備える、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の尿素水検出装置。
【請求項５】
前記水分センサは、前記排気通路に配設された発熱抵抗体を有し、当該発熱抵抗体の抵抗率の変化を示す検出値に基づいて、前記排気ガスに含まれる水分量を検出する、
請求項１乃至４の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と前記ＳＣＲ装置の間の前記排気通路に配設され、排気ガスに含まれる水分量を検出する水分センサから検出信号を取得する水分量検出部と、前記水分センサが検出する排気ガスに含まれる水分量、前記尿素水噴射装置の噴射位置における排気ガスの温度、及び前記水分センサの検出位置における排気ガスの温度に基づいて、前記尿素水噴射装置が噴射した尿素水量を算出する尿素水量算出部と、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】実施形態に係る水分センサの構成の一例を示す図
【図３】実施形態に係る水分センサの水分量の検出方法について説明する図
【図４】実施形態に係るＤＣＵの動作フローの一例を示す図
【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、及び水分センサ３０、第１の温度センサ４１、第２の温度センサ４２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】
水分センサ３０は、排気通路１０に通流する排気ガスに含まれる水分量を検出する。水分センサ３０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）とＳＣＲ装置１１との間の排気通路１０に配設される（以下、「検出位置」と略称する）。そして、水分センサ３０の検出値によって、尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水量のうち液体状態のものが検出される（詳細は後述）。
【００２２】
図２は、水分センサ３０の構成の一例を示す図である。又、図３は、水分センサ３０の水分量の検出方法について説明する図である。尚、図２中の矢印は、排気ガスの通流方向を表している。
【００２３】
本実施形態に係る水分センサ３０は、温度変化に比例して抵抗率が変化する白金等の発熱抵抗体３０ａを有し、当該発熱抵抗体３０ａの抵抗率の変化に基づいて、排気ガスに含まれる水分量を検出する。より詳細には、水分センサ３０は、熱線式流量計と同様の原理で動作し、発熱抵抗体３０ａの抵抗率の変化から、発熱抵抗体３０ａから水分が奪う熱量を求め、これにより水分の質量流量を検出することができる。
【００２４】
本実施形態に係る水分センサ３０は、排気通路１０から排気ガスを取り込むケース３０ｃと、当該ケース３０ｃ内に配設された発熱抵抗体３０ａ及び計測用抵抗体３０ｂを含んで構成される。又、水分センサ３０は、発熱抵抗体３０ａと計測用抵抗体３０ｂとを含んでブリッジ回路（図示せず）を構成している。
【００２５】
検出動作の際には、発熱抵抗体３０ａは、計測用抵抗体３０ｂとの温度差が一定の状態で保持されている。このとき、ケース３０ｃ内に取り込まれた排気ガスは、発熱抵抗体３０ａに接触して、当該発熱抵抗体３０ａから排気ガスに含まれる水分量に応じた熱量を奪ってケース３０ｃの外部に流出する。これにより、発熱抵抗体３０ａは、排気ガスに含まれる水分量に応じて温度が低下し、抵抗率が変化する。換言すると、発熱抵抗体３０ａは、例えば、排気ガスに含まれる水分量が多いほど温度低下し、抵抗率も低くなる（図３の左図を参照）。又、発熱抵抗体３１ａの抵抗率が低くなると、発熱抵抗体３０ａの抵抗率と計測用抵抗体３０ｂの抵抗率とのバランスから、発熱抵抗体３０ａに通流する電流量が大きくなる（図３の右図を参照）。
【００２６】
尚、水分センサ３０のブリッジ回路は、ＤＣＵ２０に内蔵される検出回路と接続されている。ＤＣＵ２０の検出回路は、例えば、発熱抵抗体３０ａの抵抗率の変化を当該ブリッジ回路に通流させる電流量の変化として検出する。
【００２７】
但し、水分センサ３０は、上記方式に限らず、他の方式で水分量を検出してもよい。水分センサ３０は、例えば、静電容量方式で水分量を検出してもよい。
【００２８】
第１の温度センサ４１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。第２の温度センサ４２は、水分センサ３０の検出位置における排気ガスの温度を検出する。そして、第１の温度センサ４１が検出する温度と、第２の温度センサ４２が検出する温度の差によって、尿素水噴射装置１２が噴射した尿素水量のうち蒸発した量が検出される（詳細は後述）。尚、第１の温度センサ４１及び第２の温度センサ４２としては、例えば、サーミスタが用いられる。
【００２９】
ＤＣＵ２０（「尿素水検出装置」に相当）は、ＳＣＲシステム１全体を統括制御する。ＤＣＵ２０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。
【００３０】
ＤＣＵ２０は、尿素水噴射装置１２、車輌ＥＣＵ（Electronic Control Unit）（図示せず）、排気通路１０に配設された水分センサ３０、第１の温度センサ４１、第２の温度センサ４２等の各種センサとデータ通信して、これらを制御したり、車輌の各部の状態を認識したりする。
【００３１】
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。
【００３２】
ＤＣＵ２０は、水分量検出部２１、第１の温度検出部２２、第２の温度検出部２３、尿素水量算出部２４、及び診断部２５を備えている。
【００３３】
水分量検出部２１は、排気ガスに含まれる水分量を検出する水分センサ３０から検出信号を取得する。
【００３４】
第１の温度検出部２２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第１の温度センサ４１から検出信号を取得する。
【００３５】
第２の温度検出部２３は、水分センサ３０の検出位置における排気ガスの温度を検出する第２の温度センサから検出信号を取得する。
【００３６】
尚、水分量検出部２１、第１の温度検出部２２、第２の温度検出部２３は、対応するセンサの検出信号を車輌ＥＣＵ等から間接的に取得してもよい。
【００３７】
尿素水量算出部２４は、水分センサ３０と第１及び第２の温度センサ４１、４２の検出値に基づいて、尿素水噴射装置１２が排気通路１０に噴射した尿素水量を算出する。
【００３８】
尿素水量算出部２４は、例えば、水分センサ３０の検出値に基づいて、水分センサ３０の検出位置における液体状態の尿素水量Ｌ１を算出し、第１及び第２の温度センサ４１、４２の検出値に基づいて、尿素水噴射装置１２の噴射位置から水分センサ３０の検出位置までの間に蒸発した尿素水量Ｌ２を算出する。そして、尿素水量算出部２４は、当該液体状態の尿素水量Ｌと蒸発した尿素水量の合計により、尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量Ｌａｌｌを求める。換言すると、尿素水量算出部２４は、水分センサ３０の検出値から算出される尿素水量を、尿素水噴射装置１２の噴射位置から水分センサ３０の検出位置までの間に蒸発したと推定される尿素水量で補正する。
【００３９】
ここで、水分センサ３０の検出位置における液体状態の尿素水量Ｌ１は、水分センサ３０の検出値から直接的に求めることができる。より詳細には、尿素水の濃度は、水分センサ３０の検出位置においても、尿素水タンク１５に貯留した尿素水の濃度と同一であると想定できる。従って、尿素水量算出部２４は、水分センサ３０で検出される水分量から液体状態の尿素水量Ｌ１を換算することができる。具体的には、尿素水量算出部２４は、発熱抵抗体３０ａの抵抗率の変化に基づいて、水分量を求め、この値を液体状態の尿素水量Ｌ１を換算する。
【００４０】
次に、尿素水噴射装置１２の噴射位置から水分センサ３０の検出位置までの間に蒸発した尿素水量Ｌ２は、尿素水噴射装置１２の噴射位置から水分センサ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。
【００４１】
より詳細には、尿素水量算出部２４は、第１の温度センサ４１により検出される排気ガスの温度Ta(K)と、第２の温度センサ４２により検出される排気ガスの温度Tb(K)とから、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、蒸発した尿素水量Ｌ２を算出する。
【００４２】
尿素水量算出部２４は、例えば、以下の式（５）を用いて、蒸発した尿素水量Ｌ２を算出する。
Y＝(尿素水噴射装置１２の噴射位置の熱量A(J)−水分センサ３０の検出位置の熱量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（５）
（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)：尿素水の顕熱(373-T1(K))×4.19J/(g・K)+蒸発潜熱3257(J/g)）
【００４３】
ここで、排ガス流量(kg/s)については、通常、排気通路１０内で略同一であるとみなすことができ、排気通路１０に配設された流量センサの検出値を用いることができる。従って、尿素水量算出部２４は、第１の温度センサ４１の検出値（上式（５）の排気ガス温度Ta）、第２の温度センサ４２の検出値（上式（５）の排気ガス温度Tb）から上記の蒸発した尿素水量Ｌ２を算出することができる。
【００４４】
但し、尿素水噴射装置１２の噴射位置における排気ガスの温度、及び水分センサ３０の検出位置における排気ガスの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、及び水分センサ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、尿素水量算出部２４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。
【００４５】
以上のようにして、尿素水量算出部２４は、液体状態の尿素水量Ｌ１と蒸発した尿素水量Ｌ２を算出し、その合計により、尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量Ｌａｌｌを求めることができる。
【００４６】
診断部２５は、尿素水量算出部２４が算出した尿素水量Ｌａｌｌ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２５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（尿素水量算出部２４が算出した尿素水量Ｌａｌｌに相当する。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。
【００４７】
水分量検出部２１、第１の温度検出部２２、第２の温度検出部２３、尿素水量算出部２４、及び診断部２５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。
【００４８】
［尿素水検出装置の動作フロー］
次に、図４を参照して、本実施形態に係るＤＣＵ２０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。
【００４９】
図４は、本実施形態に係るＤＣＵ２０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、ＤＣＵ２０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。
【００５０】
まず、ＤＣＵ２０の尿素水量算出部２４は、尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量を算出する（ステップＳ１）。尚、この際、水分量検出部２１、第１の温度検出部２２、第２の温度検出部２３は、それぞれ、水分センサ３０と第１及び第２の温度センサ４１、４２から検出信号を取得する。
【００５１】
尿素水量算出部２４は、上記したように、例えば、水分センサ３０の検出値に基づいて、水分センサ３０の検出位置における液体状態の尿素水量Ｌ１を算出し、第１及び第２の温度センサ４１、４２の検出値に基づいて、尿素水噴射装置１２の噴射位置から水分センサ３０の検出位置までの間に蒸発した尿素水量Ｌ２を算出する。そして、尿素水量算出部２４は、当該液体状態の尿素水量Ｌ１と蒸発した尿素水量Ｌ２の合計により、尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量Ｌａｌｌを求める。
【００５２】
尚、この際、尿素水量算出部２４は、排気通路１０の断面積に応じた積算処理等を行って尿素水噴射装置１２が実際に噴射した尿素水量Ｌａｌｌを算出してもよいのは勿論である。
【００５３】
続く、ステップＳ２〜Ｓ１０は、ＤＣＵ２０の診断部２５が実行する処理である。
【００５４】
診断部２５は、まず、ＤＣＵ２０から噴射量の指令値を取得する（ステップＳ２）。
【００５５】
次に、診断部２５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。
【００５６】
ステップＳ３においては、診断部２５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２５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。
【００５７】
診断部２５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。
【００５８】
ステップＳ４においては、診断部２５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２５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ぎるため、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。
【００５９】
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を行った場合（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ５）、診断部２５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２５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ステップＳ１に戻り、判定処理を繰り返し実行する。
【００６０】
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を行った場合（ステップＳ４：ＮＯ、ステップＳ８）、診断部２５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ステップＳ１に戻り、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２５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。
【００６１】
そして、診断部２５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２５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。
【００６２】
以上、本実施形態に係るＤＣＵ２０（尿素水検出装置）によれば、尿素水噴射装置１２が排気通路１０に噴射した尿素水量をリアルタイムに、且つ高精度に検出することができる。
【００６３】
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状態を監視することができる。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。
【００６４】
特に、このＤＣＵ２０は、発熱抵抗体３０ａの抵抗率の変化に基づいて、水分の質量流量[kg/s]により尿素水量を検出することから、排気通路１０内の排気ガスの体積流量[km3/s]の変化による影響を受けることなく、高精度な検出を行うことができる。
【００６５】
（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。
【００６６】
上記実施形態では、ＤＣＵ２０の一例として、水分量検出部２１、第１の温度検出部２２、第２の温度検出部２３、尿素水量算出部２４、及び診断部２５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。
【００６７】
又、上記実施形態では、ＤＣＵ２０の一例として、尿素水量算出部２４と診断部２５の処理が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。
【００６８】
又、上記実施形態では、第１及び第２の温度センサ４１、４２の一例として、それぞれ、尿素水噴射装置１２の噴射位置及び水分センサ３０の検出位置に配設される態様を示した。しかしながら、第１の温度センサ４１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ことを目的とするものであって、必ずしも尿素水噴射装置１２の噴射位置の直下に配設される必要はない。例えば、第１の温度センサ４１は、尿素水噴射装置１２の噴射位置の上流のＰＭフィルタの出口に設けられたものであってもよい。換言すると、第１の温度センサ４１は、検出されたセンサ値から換算して、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してもよい。又、第２の温度センサ４２も、同様に、水分センサ３０の検出位置における排気ガスの温度を検出できれば、必ずしも水分センサ３０の直下に配設される必要はない。
【００６９】
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】
【００７０】
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】
【００７１】
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  水分センサ
４１  第１の温度センサ  
４２  第２の温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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