(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水タンク（１４）に貯えられている尿素水を内燃機関（１１）の排気に添加して、前記排気に含まれる窒素酸化物を還元触媒（１７）で還元するために、前記排気通路（１３）に設けられているインジェクタ（１８）、および前記尿素水タンク（１４）と前記インジェクタ（１８）とを接続する尿素水経路（１９）に設けられ前記尿素水タンク（１４）から前記インジェクタ（１８）へ尿素水を供給する尿素水ポンプ（１５）を制御する尿素噴射制御装置（３０）であって、
前記尿素水ポンプ（１５）を駆動するモータ（２１）の回転を取得して、前記モータ（２１）の異常の有無を判定するモータ異常判定手段（３２）と、
前記尿素水タンク（１４）から供給される尿素水の温度を取得して、前記尿素水の凍結の有無を判定する凍結判定手段（３３）と、
前記尿素水ポンプ（１５）から前記尿素水経路（１９）へ吐出される尿素水の圧力を取得して、前記尿素水経路（１９）における尿素水の圧力が予め設定した上限圧力以下であるか否かを判定する閉塞判定手段（３４）と、
前記尿素水タンク（１４）に貯えられている尿素水の量を取得して、尿素水の消費量における異常の有無を判定する消費量判定手段（３５）と、
前記モータ異常判定手段（３２）、前記凍結判定手段（３３）、前記閉塞判定手段（３４）および前記消費量判定手段（３５）の判定結果に基づいて、前記インジェクタ（１８）から尿素水の噴射が不足している原因が前記モータ（２１）の異常であるか、または前記尿素水経路（１９）における目詰まりであるかを判定する総合判定手段（３６）と、
を備える尿素噴射制御装置。
【請求項２】
前記モータ異常判定手段（３２）は、取得した前記モータ（２１）の回転から、前記モータ（２１）のトルクが予め設定した上限トルク以上であるか否か、または前記モータ（２１）の回転数が下限回転数以下であるか否かを判定し、
前記凍結判定手段（３３）は、取得した前記尿素水の温度から、尿素水が凍結しているか否かを判定し、
前記閉塞判定手段（３４）は、取得した尿素水の圧力から、前記尿素水の圧力が予め設定された上限圧力以下であるか否かを判定し、
前記消費量判定手段（３５）は、取得した尿素水の消費量が予め決定される所定消費量以下であるか否かを判定する請求項１記載の尿素噴射制御装置。
【請求項３】
前記総合判定手段（３６）は、
前記消費量判定手段（３５）による判定結果に基づいて、前記尿素水経路（１９）に目詰まりが生じているか、前記モータ（２１）に機械的な異常が生じているか、を判定する請求項２記載の尿素噴射制御装置。
【請求項４】
前記総合判定手段（３６）は、
前記モータ異常判定手段（３２）において、前記モータ（２１）のトルクが前記上限トルク以上、または前記モータ（２１）の回転数が前記下限回転数以下であると判定され、
前記凍結判定手段（３３）において、前記尿素水が凍結していないと判定され、
前記閉塞判定手段（３４）において、前記尿素水の圧力が前記上限圧力以上であると判定され、
前記消費量判定手段（３５）において、前記尿素水の消費量が前記所定消費量以下であると判定されたとき、
前記尿素水経路（１９）で目詰まりが生じていると判定する請求項３記載の尿素噴射制御装置。
【請求項５】
前記総合判定手段（３６）は、
前記モータ異常判定手段（３２）において、前記モータ（２１）のトルクが前記上限トルク以上、または前記モータ（２１）の回転数が前記下限回転数以下であると判定され、
前記凍結判定手段（３３）において、前記尿素水が凍結していないと判定され、
前記閉塞判定手段（３４）において、前記尿素水の圧力が前記上限圧力以上であると判定され、
前記消費量判定手段（３５）において、前記尿素水の消費量が前記所定消費量であると判定されたとき、
前記モータ（２１）に機械的な異常が生じていると判定する請求項１記載の尿素噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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る尿素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。この尿素ＳＣＲシステムに用いられる尿素は、尿素水として供給される。尿素水に含まれる尿素は、濃縮や温度の変化によって固体となって析出する。固体となった析出物は、尿素水を貯える尿素水タンクから尿素水を噴射するインジェクタまでの経路における目詰まりを招く。こうした目詰まりは、尿素水の噴射量の不足につながり、ＮＯｘの正常な浄化の妨げになる。そこで、経路における目詰まりを検出する手法として、尿素水を加圧する尿素水ポンプを駆動するモータの脱調の有無を確認することが提案されている。しかし、この手法の場合、モータを停止した後に、再びモータを起動するまでに発生する析出物を検出することは困難である。
【０００３】
特許文献１では、目詰まりを迅速に検出するために、尿素水ポンプを駆動するモータを作動させたまま目詰まりの検出を行なうことが提案されている。特許文献１の場合、モータを作動させたまま目詰まりの検出を行なうことにより、尿素水の凍結にともなう目詰まり、および尿素水の経路における析出物による目詰まりを検出している。しかし、特許文献１の場合、尿素水ポンプを駆動するモータに生じる機械的な異常を判定することができない。そのため、特許文献１では、モータに機械的な異常が生じている場合でも、尿素水の経路に目詰まりが生じていると誤判定を招くことになる。このように、特許文献１は、尿素水の供給が不足する原因の特定が不十分になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７５３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、モータの機械的な異常を含めて尿素水の供給が不足する原因を特定する尿素噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明では、消費量判定手段を備えている。消費量判定手段は、尿素水タンクに貯えられている尿素水の量から尿素水の消費量を取得する。総合判定手段は、この消費量判定手段における判定結果も含めてモータの異常であるか、尿素水経路における目詰まりであるかを判定する。すなわち、総合判定手段は、モータの回転数、尿素水の凍結の有無、尿素水の圧力、および尿素水の消費量を用いることにより、インジェクタから尿素水の噴射が不足している原因がモータの異常にあるのか、または尿素水経路にあるのかを特定する。したがって、モータの機械的な異常を含めて尿素水の供給が不足する原因を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態による尿素噴射制御装置の構成を示すブロック図
【図２】一実施形態による尿素噴射制御装置を適用した排気浄化システムを示す模式図
【図３】時間とモータのトルクとの関係を示す概略図
【図４】時間とモータの回転数との関係を示す概略図
【図５】時間と尿素水タンクにおける尿素水の温度との関係を示す概略図
【図６】時間と尿素水経路における尿素水の圧力との関係を示す概略図
【図７】時間と尿素水タンクにおける尿素水の液面位置との関係を示す概略図
【図８】一実施形態による尿素噴射制御装置の処理の流れを示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、尿素噴射制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、尿素噴射制御装置（以下、「制御装置」と省略する。）を適用する内燃機関の排気浄化システムについて説明する。
【０００９】
図２に示すように排気浄化システム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の排気は、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、排気浄化システム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、排気浄化システム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１１に適用してもよい。
【００１０】
排気浄化システム１０は、尿素水タンク１４、尿素水ポンプ１５、尿素水配管部１６、還元触媒１７およびインジェクタ１８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に貯えられている尿素水を尿素水配管部１６が形成する尿素水経路１９へ吐出する。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。尿素水タンク１４とインジェクタ１８とは、尿素水配管部１６が形成する尿素水経路１９を経由して接続している。これにより、尿素水ポンプ１５は、尿素水タンク１４から汲み上げた尿素水を、尿素水経路１９を経由してインジェクタ１８へ供給する。インジェクタ１８は、排気管部材１２に設けられている。インジェクタ１８は、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１８へ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１８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化学反応することにより還元される。
【００１１】
尿素水タンク１４からインジェクタ１８へ尿素水を供給する尿素水ポンプ１５は、モータ２１によって駆動される。モータ２１は、例えば直流三相のセンサレスブラシレスモータである。モータ２１は、制御装置３０から供給される電力によって駆動力を発生する。制御装置３０は、バッテリ２２から電力の供給を受ける。モータ２１で尿素水ポンプ１５を駆動することにより、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水はインジェクタ１８へ供給される。
【００１２】
上述の排気浄化システム１０は、制御装置３０によって制御される。具体的には、制御装置３０は、排気浄化システム１０を構成する尿素水ポンプ１５およびインジェクタ１８の作動を制御する。制御装置３０は、モータ異常判定部３２、凍結判定部３３、閉塞判定部３４、消費量判定部３５、総合判定部３６およびヒータ駆動部３７をソフトウェア的に実現している。これらモータ異常判定部３２、凍結判定部３３、閉塞判定部３４、消費量判定部３５、総合判定部３６およびヒータ駆動部３７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。
【００１３】
また、制御装置３０は、図１および図２に示すようにモータ２１に加え、温度センサ４１、圧力センサ４２、レベルセンサ４３および解凍ヒータ４４に接続している。制御装置３０は、モータ２１に電力を供給するとともに、モータ２１のトルクおよび回転数を検出する。モータ異常判定部３２は、モータ２１からそのトルクおよび回転数を取得する。温度センサ４１は、尿素水タンク１４に設けられ、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。凍結判定部３３は、温度センサ４１で検出した尿素水の温度を、温度センサ４１から取得する。この場合、温度センサ４１は、尿素水タンク１４に限らず、尿素水経路１９に設けてもよい。また、尿素水の温度は、尿素水タンク１４や尿素水経路１９に設けた温度センサ４１から直接検出するだけでなく、例えば外気温や内燃機関１１の冷却水の温度などから間接的に検出する構成としてもよい。圧力センサ４２は、尿素水ポンプ１５の尿素水の出口側に設けられ、尿素水ポンプ１５から吐出される尿素水の圧力を検出する。閉塞判定部３４は、圧力センサ４２で検出した尿素水の圧力を、圧力センサ４２から取得する。この場合、圧力センサ４２は、尿素水ポンプ１５の出口側に限らず、尿素水経路１９に設けてもよい。レベルセンサ４３は、尿素水タンク１４に設けられ、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の液面位置を検出する。消費量判定部３５は、レベルセンサ４３で検出した尿素水の液面位置を、レベルセンサ４３から取得する。この場合、レベルセンサ４３は、尿素水の液面位置に代えて、尿素水の容積や重量などから尿素水の液面位置を間接的に検出する構成としてもよい。解凍ヒータ４４は、尿素水タンク１４に設けられている。解凍ヒータ４４は、制御装置３０のヒータ駆動部３７からの通電により発熱する。これにより、尿素水タンク１４で凍結した尿素水は、解凍ヒータ４４の発熱によって解凍される。
【００１４】
モータ異常判定部３２は、尿素水ポンプ１５を駆動するモータ２１の異常の有無を判定する。具体的には、モータ異常判定部３２は、モータ２１から、このモータ２１のトルクまたは回転数の少なくとも一方を取得する。そして、モータ異常判定部３２は、取得したモータ２１の回転から、モータ２１のトルクが上限トルクＴａ以上であるか、またはモータ２１の回転数が下限回転数Ｒｉ以下であるか否かを判定する。すなわち、モータ異常判定部３２は、図３に示すように異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ２までの間にモータ２１のトルクが上限トルクＴａ以上であるか否かを判定する。本実施形態の場合、モータ異常判定部３２は、モータ２１を駆動する電流の値からモータ２１のトルクを検出する。また、モータ異常判定部３２は、図４に示すように異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ２までの間にモータ２１の回転数が下限回転数Ｒｉ以下であるか否かを判定する。上限トルクＴａおよび下限回転数Ｒｉは、例えばモータ２１、尿素水ポンプ１５、およびこれらを用いる排気浄化システム１０の性能などに応じて任意に設定される。また、異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ２までの期間も、任意に設定される。一例として、本実施形態の場合、上限トルクＴａはＴａ＝７０ｍＮ／ｍに設定し、下限回転数は９００ｒｐｍに設定している。また、異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ２までの期間は５．０秒に設定している。このように、モータ異常判定部３２は、モータ２１のトルクが上限トルクＴａ以上、または回転数が下限回転数Ｒｉ以下であるか否かに基づいて、モータ２１に異常が生じているか否かを判定する。
【００１５】
凍結判定部３３は、尿素水の凍結の有無を判定する。具体的には、凍結判定部３３は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を温度センサ４１から取得する。そして、凍結判定部３３は、取得した尿素水の温度から、尿素水が凍結しているか否かを判定する。凍結判定部３３は、検出した尿素水の温度が融点Ｔｍ以下であるとき、尿素水が凍結していると判定する。すなわち、凍結判定部３３は、図５に示すように異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ２までの間に尿素水の温度が融点Ｔｍ以下であるか否かを判定する。本実施形態の場合、凍結判定部３３は、温度センサ４１が出力する電圧から尿素水の温度を検出する。融点Ｔｍは、尿素水の濃度に依存するものの、汎用的な尿素水の場合、Ｔｍ＝−１１℃である。このように、凍結判定部３３は、尿素水の温度に基づいて、尿素水が凍結しているか否かを判定する。
【００１６】
閉塞判定部３４は、尿素水経路１９における目詰まりの有無を判定する。具体的には、閉塞判定部３４は、尿素水ポンプ１５から尿素水経路１９へ吐出される尿素水の圧力を、圧力センサ４２から取得する。そして、閉塞判定部３４は、取得した尿素水の圧力から、尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以下であるか否かを判定する。すなわち、閉塞判定部３４は、図６に示すように異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ２までの間に尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以下であるか否かを判定する。本実施形態の場合、閉塞判定部３４は、圧力センサ４２が出力する電圧から尿素水の圧力を検出する。上限圧力Ｐｘは、例えばモータ２１、尿素水ポンプ１５、およびこれらを用いる排気浄化システム１０の性能などに応じて任意に設定される。一例として、本実施形態の場合、上限圧力Ｐｘは、Ｐｘ＝６００ｋＰａに設定している。このように、閉塞判定部３４は、尿素水経路１９における尿素水の圧力に基づいて、尿素水経路１９に目詰まりが生じているか否かを判定する。
【００１７】
消費量判定部３５は、尿素水の消費量における異常の有無を判定する。具体的には、消費量判定部３５は、レベルセンサ４３から尿素水タンク１４における尿素水の消費量、つまり液面の変化を取得する。そして、消費量判定部３５は、取得した尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるか否かを判定する。すなわち、消費量判定部３５は、図７に示すように異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ３までの間における尿素水タンク１４の液面位置の変化から尿素水の消費量Ｃを算出する。そして、消費量判定部３５は、算出した消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるか否かを判定する。本実施形態の場合、消費量判定部３５は、レベルセンサ４３が出力する電圧から尿素水の液面位置を検出する。異常検出終了時期Ｄ３は、異常検出終了時期Ｄ２よりも後に設定されている。本実施形態の場合、異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ３までの期間は５４０秒に設定している。
【００１８】
尿素水の消費量Ｃは、異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ３までの期間に相関する。すなわち、尿素水経路１９およびモータ２１に異常がない場合、異常検出開始時期Ｄ１から時間の経過とともに尿素水の消費量Ｃは増加し、尿素水タンク１４における尿素水の液面位置は低下する。一方、尿素水経路１９またはモータ２１に異常がある場合、異常検出開始時期Ｄ１から時間が経過しても尿素水の消費量Ｃは十分に増加しない。このように、尿素水の消費量Ｃは異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ３までの期間、つまりモータ２１の作動期間に相関する。所定消費量Ｃｓは、この異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ３までの期間、および排気浄化システム１０の性能などに応じて予め決定される。
【００１９】
上述のように尿素水経路１９やモータ２１に異常がない場合、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水は時間とともに消費される。すなわち、尿素水タンク１４の液面位置は、時間とともに低下する。つまり、モータ２１や尿素水経路１９に異常がない場合、図７の液面位置Ｖｈから液面位置Ｖｌへ低下する。しかし、尿素水経路１９やモータ２１に異常がある場合、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水は時間とともに十分に消費されない。すなわち、尿素水タンク１４の液面位置は、異常がない場合と比較して低下が鈍くなる。つまり、モータ２１や尿素水経路１９に異常がある場合、尿素水タンク１４における液面位置は、図７の液面位置Ｖｈから液面位置Ｖｌまで低下せず、液面位置Ｖｈと液面位置Ｖｌとの間となる液面位置Ｖｍまでしか低下しない。すなわち、所定消費量Ｃｓは、液面位置Ｖｈと液面位置Ｖｌとの差に相当する。そこで、消費量判定部３５は、異常検出開始時期Ｄ１から異常検出終了時期Ｄ３までの液面位置の変化量から、尿素水の消費量Ｃを算出し、この算出した消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるか否かを判定する。このように、消費量判定部３５は、尿素水タンク１４における尿素水の消費量Ｃに基づいて、尿素水の消費量Ｃに異常があるか否かを判定する。
【００２０】
総合判定部３６は、上述のモータ異常判定部３２、凍結判定部３３、閉塞判定部３４および消費量判定部３５の判定結果に基づいて、モータ２１に機械的な異常があるのか、尿素水経路１９に目詰まりがあるのかを判定する。すなわち、総合判定部３６は、モータ異常判定部３２、凍結判定部３３、閉塞判定部３４および消費量判定部３５を包含している。総合判定部３６は、モータ異常判定部３２でモータ２１に異常があると判定され、凍結判定部３３で尿素水の凍結がないと判定され、閉塞判定部３４で尿素水の圧力が異常と判定され、かつ消費量判定部３５において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下と判定されたとき、尿素水経路１９で目詰まりが生じていると判定する。一方、総合判定部３６は、モータ異常判定部３２でモータ２１に異常があると判定され、凍結判定部３３で尿素水の凍結がないと判定され、閉塞判定部３４で尿素水の圧力が異常と判定され、かつ消費量判定部３５において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓより多いと判定されたとき、尿素水ポンプ１５を駆動するモータ２１に機械的な異常が生じていると判定する。
【００２１】
ヒータ駆動部３７は、凍結判定部３３で取得した尿素水の温度に基づいて解凍ヒータ４４の通電を断続する。すなわち、ヒータ駆動部３７は、尿素水の温度が融点Ｔｍ以下で尿素水が凍結していると判定されたとき、解凍ヒータ４４をオンにする。このように、ヒータ駆動部３７は、凍結判定部３３における判定に基づいて解凍ヒータ４４への通電を制御する。
【００２２】
次に、本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。
目詰まりの判定が開始されると、制御装置３０はモータ２１の駆動を開始する（Ｓ１０１）。制御装置３０は、予め設定された通電パターンに沿ってモータ２１へ通電することにより、モータ２１を駆動する。モータ２１が駆動されると、モータ異常判定部３２は、モータ２１のトルクまたは回転数の少なくとも一方を取得する（Ｓ１０２）。モータ異常判定部３２は、Ｓ１０２で取得したモータ２１のトルクまたは回転数から、モータ２１のトルクが上限トルクＴａ以上であるか、またはモータ２１の回転数が下限回転数Ｒｉ以下であるかを判定する（Ｓ１０３）。
【００２３】
モータ異常判定部３２は、Ｓ１０３においてトルクが上限トルクＴａ以上、またはモータの回転数が下限回転数Ｒｉ以下と判定すると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、尿素水経路１９における異常検出へ移行する（Ｓ１０４）。すなわち、モータ２１のトルクが上限トルクＴａ以上、またはモータ２１の回転数が下限回転数Ｒｉ以下であるとき、モータ２１または尿素水経路１９のいずれかに異常が生じている可能性がある。そこで、モータ異常判定部３２によるモータ２１の異常の判定に加え、凍結判定部３３、閉塞判定部３４および消費量判定部３５による尿素水経路１９における異常の判定が開始される。
【００２４】
凍結判定部３３は、Ｓ１０４において尿素水経路１９における異常の判定に移行すると、温度センサ４１から尿素水の温度を取得する（Ｓ１０５）。そして、凍結判定部３３は、Ｓ１０５で取得した尿素水の温度が融点Ｔｍ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。すなわち、凍結判定部３３は、尿素水の温度が融点Ｔｍ以下となって、凍結しているか否かを判定する。
【００２５】
閉塞判定部３４は、凍結判定部３３において尿素水の温度が融点Ｔｍより高いと判定されると（Ｓ１０６：Ｎｏ）、圧力センサ４２から尿素水の圧力を取得する（Ｓ１０７）。すなわち、凍結判定部３３は、尿素水の温度が融点Ｔｍより高いとき、尿素水が凍結していないと判定する。これにより、閉塞判定部３４は、尿素水が凍結していないと判定されたとき、Ｓ１０７において尿素水の圧力を取得する。そして、閉塞判定部３４は、Ｓ１０７で取得した尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。すなわち、閉塞判定部３４は、尿素水経路１９における尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以上であるか否かを判定する。
【００２６】
消費量判定部３５は、閉塞判定部３４において尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以上であると判定されると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、レベルセンサ４３から尿素水の液面位置を取得する（Ｓ１０９）。そして、消費量判定部３５は、Ｓ１０９で取得した尿素水の液面位置から尿素水の消費量Ｃを算出する。さらに、消費量判定部３５は、算出した尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。すなわち、消費量判定部３５は、尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるか否かを判定する。
【００２７】
総合判定部３６は、消費量判定部３５において尿素水の消費量が所定消費量Ｃｓ以下であると判定されると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、尿素水経路１９部に目詰まりがあると判定する（Ｓ１１１）。すなわち、総合判定部３６は、Ｓ１０３においてモータ２１に異常があると判定されている状態で、Ｓ１０６で尿素水が凍結せず、Ｓ１０８で尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以上であり、かつ尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるとき、尿素水経路１９に目詰まりがあると判定する。つまり、尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下であるとき、尿素水は尿素水経路１９のいずれかの部分で流れが阻害されていると考えられる。そこで、総合判定部３６は、Ｓ１１０において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓ以下と判定されると、尿素水経路１９に目詰まりが生じていると最終的に判定する。
【００２８】
一方、総合判定部３６は、消費量判定部３５において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓよりも大きいと判定されると（Ｓ１１０：Ｎｏ）、モータ２１に機械的な異常があると判定する（Ｓ１１２）。すなわち、総合判定部３６は、Ｓ１０３においてモータ２１に異常があると判定されている状態で、Ｓ１０６で尿素水が凍結せず、Ｓ１０８で尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ以上であり、かつ尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓより大きいとき、モータ２１に機械的な異常が生じていると判定する。つまり、尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓより大きいとき、尿素水は尿素水経路１９のいずれかの部分で流れが阻害されている可能性が低い。そこで、総合判定部３６は、Ｓ１１０において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓより大きいと判定されると、モータ２１に機械的な異常が生じていると最終的に判定する。
【００２９】
ところで、総合判定部３６は、Ｓ１０３においてモータ２１のトルクが上限トルクＴａ未満、およびモータ２１の回転数が下限回転数Ｒｉより大きいと判定されたとき（Ｓ１０３：Ｎｏ）、尿素水経路１９に異常がないと判定する（Ｓ１１３）。すなわち、モータ異常判定部３２においてモータ２１のトルクが上限トルクＴａ未満、および回転数が下限回転数Ｒｉより大きいと判定されているとき、モータ２１は正常に作動していることになる。したがって、総合判定部３６は、尿素水経路１９に異常がないと最終的に判定する。同様に、総合判定部３６は、Ｓ１０８において尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ未満であると判定されたとき（Ｓ１０８：Ｎｏ）、尿素水経路１９に異常がないと判定する（Ｓ１１３）。すなわち、閉塞判定部３４において尿素水の圧力が上限圧力Ｐｘ未満であると判定されているとき、尿素水経路１９における目詰まりは生じていないことになる。したがって、総合判定部３６は、尿素水経路１９に異常がないと最終的に判定する。
【００３０】
また、Ｓ１０６において尿素水の温度が融点Ｔｍ以下であると判定されたとき（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、凍結判定部３３は尿素水が凍結していると判定する（Ｓ１１４）。そこで、凍結判定部３３は、解凍ヒータ４４をオンにする（Ｓ１１５）。これにより、凍結した尿素水は、解凍ヒータ４４の発熱によって解凍される。凍結判定部３３は、尿素水の温度が融点Ｔｍより高くなるまでＳ１１５における解凍の処理を継続する。
【００３１】
以上説明した一実施形態では、制御装置３０は、消費量判定部３５を備えている。消費量判定部３５は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の液面位置の変化から尿素水の消費量Ｃを取得する。総合判定部３６は、この消費量判定部３５における判定結果も含めてモータ２１の異常であるか、尿素水経路１９における目詰まりであるかを判定する。すなわち、総合判定部３６は、モータ２１のトルクおよび回転数、尿素水の凍結の有無、尿素水の圧力に加え、尿素水の消費量Ｃを目詰まりの判定の要素として用いている。これにより、インジェクタ１８から尿素水の噴射が不足している原因がモータ２１の機械的な異常にあるのか、または尿素水経路１９における目詰まりにあるのかを特定する。具体的には、総合判定部３６は、モータ異常判定部３２によるモータ２１のトルクおよび回転数の判定、凍結判定部３３における尿素水の凍結の判定、および閉塞判定部３４における尿素水の圧力の判定に加え、消費量判定部３５における尿素水の消費量Ｃも含めて尿素水の噴射が不足している原因を特定する。総合判定部３６は、消費量判定部３５において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓに達していないと判定されたとき、尿素水経路１９において目詰まりが生じていると判定する。一方、総合判定部３６は、消費量判定部３５において尿素水の消費量Ｃが所定消費量Ｃｓに達していると判定されたとき、尿素水経路１９の目詰まりではなくモータ２１に機械的な異常が生じていると判定する。このように、総合判定部３６は、消費量判定部３５における尿素水の消費量Ｃに基づいて、尿素水経路１９の目詰まりまたはモータ２１の機械的な異常を判定する。したがって、モータ２１の機械的な異常を含めて尿素水の供給が不足する原因を正確に特定することができる。
【００３２】
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。
【符号の説明】
【００３３】
図面中、１１は内燃機関、１３は排気通路、１４は尿素水タンク、１５は尿素水ポンプ、１７は還元触媒、１８はインジェクタ、１９は尿素水経路、２１はモータ、３０は制御装置（尿素噴射制御装置）、３２はモータ異常判定部（モータ異常判定手段）、３３は凍結判定部（凍結判定手段）、３４は閉塞判定部（閉塞判定手段）、３５は消費量判定部（消費量判定手段）、３６は総合判定部（総合判定手段）を示す。
【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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【図７】
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【図８】
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