(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気管に設けられたＳＣＲ触媒と、
前記ＳＣＲ触媒の上流側及び下流側に設けられ、エンジン排気中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサと、
前記ＳＣＲ触媒の上流側に設けられ、液体還元剤を噴射する噴射インジェクタと、
前記噴射インジェクタに接続し、前記液体還元剤を貯留するタンクと、
前記タンクに設けられ、前記タンク内の液体還元剤の液面高さを検出するレベルセンサと、
前記液体還元剤の噴射量を制御する噴射量制御装置と、
を備えた排気浄化装置において、
前記噴射量制御装置は、
前記エンジンを始動したときに前記レベルセンサにより検出された前記液面高さと前記エンジンの稼動時間が予め定めた時間に達したときに前記レベルセンサにより検出された前記液面高さとから前記液面高さの変化を算出し、前記液面高さの変化が増加である場合には正常と判定し、前記液面高さが変化していない場合又は前記液面高さの変化が減少である場合には異常と判定し、
前記ＮＯｘセンサの検出値に基づきＮＯｘ浄化率を算出し、
前記液面高さの変化が異常と判定した場合に、前記ＮＯｘ浄化率と前記エンジン排気中のＮＯｘが前記ＳＣＲ触媒において浄化されたか否かを判断する基準となる閾値とを比較し、前記ＮＯｘ浄化率が前記閾値以上のときは前記レベルセンサに異常があると判断し、前記ＮＯｘ浄化率が前記閾値未満のときは前記噴射インジェクタに異常があると判断することを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記レベルセンサは、前記タンク内の液体還元剤の液面に追従するフロートと、前記フロートの高さを検出する検出器とを備えることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記噴射量制御装置が判断した異常発生箇所を通知する警告装置を備えることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排気浄化装置において、
前記警告装置は表示装置又は音声装置であることを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン排気中に含まれるＮＯｘを浄化するための排気浄化装置（ＳＣＲシステム）として、エンジン排気管に配設された選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）の上流側でエンジン排気中に尿素水等の液体還元剤を噴射し、ＳＣＲ触媒上でＮＯｘを選択還元反応させてＮＯｘを浄化するものがある。
【０００３】
この種のＳＣＲシステムには、尿素水の液面に追従するフロートを備えた尿素水レベルセンサを尿素水タンクに設け、フロートの位置を検出することにより尿素水タンク内の尿素水の液面高さを測定し、尿素水タンクに貯留された尿素水の残量を検出するものがある。
【０００４】
上述した構成の場合、何らかの理由で尿素水タンク内でフロートが固着してしまうと、尿素水の液面高さを正確に測定することができず、尿素水タンクに貯留された尿素水の残量を検出することができない。そこで、フロートの固着を検出することができるＳＣＲシステムが提案されている（特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許５４７１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
尿素水を噴射するインジェクタに詰まりが生じると、尿素水はエンジン排気管に噴射されず尿素水タンクに戻ってしまう。このような場合、尿素水タンク内の尿素水の液面高さは減少せず、フロートの高さが変わらないため、フロートは尿素水タンク内で見かけ上固着している状態となり、異常として検出される。
【０００７】
一方、特許文献１のＳＣＲシステムは排気ガス中のＮＯｘ量を推定し、このＮＯｘ量に基づき噴射する尿素水量を算出し、この算出した尿素水噴射量とフロートによるタンク内の液面高さとに基づき固着を判断するものであり、異常の原因が尿素水レベルセンサにあるのか、尿素水インジェクタにあるのかを区別することが困難である。そのため、異常の原因を特定するのに時間を要する。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、尿素水タンク内のレベル異常の原因が尿素水レベルセンサにあるのか、尿素水インジェクタにあるのかを区別することができるＳＣＲシステム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】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジンの排気管に設けられたＳＣＲ触媒と、
前記ＳＣＲ触媒の上流側及び下流側に設けられ、エンジン排気中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサと、前記ＳＣＲ触媒の上流側に設けられ、液体還元剤を噴射する噴射インジェクタと、前記噴射インジェクタに接続し、前記液体還元剤を貯留するタンクと、前記タンクに設けられ、前記タンク内の液体還元剤の液面高さを検出するレベルセンサと、前記液体還元剤の噴射量を制御する噴射量制御装置と、を備えた排気浄化装置において、前記噴射量制御装置は、前記エンジンを始動したときに前記レベルセンサにより検出された前記液面高さと前記エンジンの稼動時間が予め定めた時間に達したときに前記レベルセンサにより検出された前記液面高さとから前記液面高さの変化を算出し、前記液面高さの変化が増加である場合には正常と判定し、前記液面高さが変化していない場合又は前記液面高さの変化が減少である場合には異常と判定し、前記ＮＯｘセンサの検出値に基づきＮＯｘ浄化率を算出し、前記液面高さの変化が異常と判定した場合に、前記ＮＯｘ浄化率と前記エンジン排気中のＮＯｘが前記ＳＣＲ触媒において浄化されたか否かを判断する基準となる閾値とを比較し、前記ＮＯｘ浄化率が前記閾値以上のときは前記レベルセンサに異常があると判断し、前記ＮＯｘ浄化率が前記閾値未満のときは前記噴射インジェクタに異常があると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フロートの固着の原因が尿素水レベルセンサにあるのか、尿素水インジェクタにあるのかを区別することができ、ユーザが異常発生個所を容易に知ることができ、上述した不具合に迅速に対応することができるＳＣＲシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置を適用する建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の全体構成を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＳＭの全体構成を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る尿素水タンクの概略構成を表す縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るレベルセンサを説明するための図である。
【図６】図５の矢印ＶＩ−ＶＩ線による矢視平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るリードスイッチを説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＤＣＵの構成要素の一部を示す概略図である。
【図９】発明の一実施形態に係るＤＣＵによる異常発生箇所を区別する手順を示したフローチャートである。
【図１０】異常発生箇所を区別するときの基準を説明するためのテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る排気浄化装置を適用する建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。
【００１３】
図１に示すように、油圧ショベル１は、走行移動するための走行体４、走行体４の上部に旋回可能に搭載された旋回体２、旋回体２の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置６を備えている。作業装置６は多関節型の掘削装置であり、旋回体２の支持構造体を形成する梯子状のフレーム（ベースフレーム）５の前部側に取付けられている。フレーム５には、旋回体２の旋回中心（不図示）を挟んで作業装置６の反対となる位置（後部）にカウンタウェイト３が設けてある。カウンタウェイト３は、作業装置６に荷重が加わった場合等に機体の転倒を防ぐために荷重とのバランスをとる錘である。フレーム５には、カウンタウェイト３の他、運転室７、エンジンルーム８、燃料タンク（不図示）、作動油タンク（不図示）等、建設機械の動作に必要な機器が搭載されている。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の全体構成を示す概略図である。本実施形態では、油圧ショベル１（図１を参照）に排気浄化装置２００を適用した場合を例示する。
【００１５】
図２に示すように、排気浄化装置２００は、酸化触媒３０、ＤＰＦ３１、噴射インジェクタ５５、温度センサ２８，４２，４３、ＳＣＲ触媒３３、アンモニア酸化触媒３４、ＮＯｘセンサ４６，４７、尿素水を噴射インジェクタに供給するための供給装置（ＳＭ：Supply Module）５８、尿素水タンク５０、尿素水の噴射量を制御するための制御装置（ＤＣＵ：Dosing Control Unit）７０及び警告装置９０を備えている。
【００１６】
酸化触媒３０は、エンジン排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化するためのものであり、エンジン１００の排気管１４の途中に配置してある。
【００１７】
ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３１は、酸化触媒３０に対してエンジン排気の流れ方向の下流側に位置するように排気管１４の途中に配置してある。ＤＰＦ３１は、エンジン排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのフィルタである。
【００１８】
ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒３３は選択還元触媒であり、ＤＰＦ３１に対してエンジン排気の流れ方向の下流側に位置するように排気管１４の途中に配置してある。ＳＣＲ触媒３３は、噴射インジェクタ５５から噴射された尿素水を加水分解して得られるアンモニアによりＮＯｘを還元反応させて浄化する。ＳＣＲ触媒３３としては、通常脱硝に用いられている触媒であれば良く、例えば、バナジウム、タングステン等の脱硝活性成分を酸化チタンに担持した触媒や、銅、鉄、セリウムなどの遷移金属をイオン交換したゼオライトをコージェライトハニカム構造体などに担持した触媒などが好適である。
【００１９】
噴射インジェクタ５５は、ＤＰＦ３１とＳＣＲ触媒３３との間に位置するように排気管１４の途中に配置してある。噴射インジェクタ５５は、配管６１，６２を介して尿素水タンク５０に接続している。配管６１，６２にはＳＭ５８が設けられている。ＳＭ５８のポンプ（後述する）の圧力・流量等を制御することにより、所定量の尿素水を噴射インジェクタ５５に供給できる。噴射インジェクタ５５から排気管１４内に噴射された尿素水はエンジン排気の排気熱及びエンジン排気中の水蒸気により加水分解され、アンモニアが発生する。発生したアンモニアは、ＳＣＲ触媒３３でエンジン排気中のＮＯｘを還元反応させて水及び無害なガスに浄化する。
【００２０】
アンモニア酸化触媒３４は、ＳＣＲ触媒３３に対してエンジン排気の流れ方向の下流側に位置するように排気管１４の途中に配置してある。アンモニア酸化触媒３４は、ＳＣＲ触媒３３でＮＯｘとの反応に用いられなかったアンモニアを酸化・分解するためのものである。
【００２１】
温度センサ（上流側温度センサ）４２は、酸化触媒３０に対してエンジン排気の流れ方向の上流側に位置するように排気管１４の途中に設けられている。
【００２２】
温度センサ（下流側温度センサ）４３は、酸化触媒３０に対してエンジン排気の流れ方向の下流側に位置するように排気管１４の途中に設けられている。
【００２３】
温度センサ２８は、噴射インジェクタ５５とＳＣＲ触媒３３との間に位置するように排気管１４の途中に設けられている。
【００２４】
ＮＯｘセンサ（上流側ＮＯｘセンサ）４６は、温度センサ２８とＳＣＲ触媒３３との間に位置するように排気管１４の途中に設けられている。ＮＯｘセンサ４６は、ＳＣＲ触媒３３の上流側のエンジン排気中のＮＯｘ濃度を検出するためのものである。
【００２５】
ＮＯｘセンサ（下流側ＮＯｘセンサ）４７は、アンモニア酸化触媒３４に対してエンジン排気の流れ方向の下流側に設けられている。ＮＯｘセンサ４７は、アンモニア酸化触媒３４の下流側のエンジン排気中のＮＯｘ濃度を検出するためのものである。
【００２６】
本実施形態では、温度センサ２８，４２，４３、及びＮＯｘセンサ４６，４７の検出信号は、ＥＣＵ６０（後述する）に出力され、必要に応じてＥＣＵ６０を介してＤＣＵ７０等に出力される。
【００２７】
図３は、本実施形態に係るＳＭ（Supply Module）５８の全体構成を示す概略図である。ＳＭ５８は、噴射インジェクタ５５に尿素水を供給するための還元剤供給装置である。図３に示すように、ＳＭ５８は、ポンプ５２、尿素水圧力センサ５３、フィルタ５４、ライン５６、制御弁５７及びモータ５９を備えている。
【００２８】
ポンプ５２の吸込み口は配管６１を介して尿素水タンク５０に接続し、ポンプ５２の吐出口は配管６２を介して噴射インジェクタ５５に接続している。モータ５９は、ＤＣＵ７０からの制御信号を入力してポンプ５２を駆動する。モータ５９によりポンプ５２が駆動されると、ポンプ５２は尿素水タンク５０に貯留された尿素水を配管６１を介して吸い込み、配管６２を介して噴射インジェクタ５５に供給する。
【００２９】
制御弁５７は配管６１，６２に設けられている。制御弁５７は、ＤＣＵ７０からの制御信号に応じて、弁位置が切り替わり、尿素水タンク５０の尿素水を噴射インジェクタ５５に供給する場合には、制御弁５７はＤＣＵ７０からの制御信号を入力して、弁位置が（イ）となり、逆に、噴射インジェクタ５５の尿素水を尿素水タンク５０に回収する場合には、制御弁５７はＤＣＵ７０からの制御信号を入力して、弁位置が（ロ）に切り替わる。
【００３０】
配管６１には、尿素水タンク５０と制御弁５７との間に位置するようにフィルタ５１が設けられている。フィルタ５１は配管６１を流れる尿素水中の異物を除去するためのものである。
【００３１】
フィルタ５４は配管６２に設けられている。フィルタ５４は配管６２を流れる尿素水中の異物を除去するためのものである。
【００３２】
尿素水圧力センサ５３は、フィルタ５４に対して尿素水の流れ方向の下流側に位置するように配管６２に設けられている。尿素水圧力センサ５３は、噴射インジェクタ５５に供給される尿素水の圧力を検出するためのものである。本実施形態では、尿素水圧力センサ５３の検出値が所定値になるようにＤＣＵ７０がモータ５９を制御し、噴射インジェクタ５５に供給する尿素水の流量を調整している。例えば、尿素水圧力センサ５３の測定値が所定値以下になると、ＤＣＵ７０はモータ５９の回転数を上昇させて、噴射インジェクタ５５に供給する尿素水の流量を増加させる。
【００３３】
ライン５６は、フィルタ５４に対して尿素水の流れ方向の上流側の位置で配管６２から分岐して設けられている。ライン５６は絞り及び逆止弁を介して尿素水タンク５０に接続していて、配管６２内の余剰の尿素水を尿素水タンク５０に戻すためのものである。
【００３４】
図４は本実施形態に係る尿素水タンク５０の概略構成を表す縦断面図である。
【００３５】
尿素水タンク（タンク）５０は尿素水を貯留するためのものである。図４中のＬは尿素水タンク５０内に貯留される尿素水の液面を示している。
【００３６】
図４に示すように、尿素水タンク５０には尿素水センサユニット（センサユニット）１１９が設けられている。センサユニット１１９は、尿素水レベルセンサ（レベルセンサ）１２０、温度センサ１２１及び品質センサ１２２を備えている。
【００３７】
温度センサ１２１は、尿素水タンク５０内の尿素水の温度を測定するためのものである。また、品質センサ１２２は、尿素水タンク５０内の尿素水の濃度等の品質を測定するためのものである。
【００３８】
レベルセンサ１２０は、尿素水タンク５０内の尿素水の液面高さ（レベル）を取得するためのものである。レベルセンサ１２０はフロート１０１及び検出器１０２を備えている。フロート１０１は、浮力と重力で尿素タンク５０内の尿素水の液面に追従する浮き部材である。検出器１０２はフロート１０１の位置（高さ）を検出するように構成されている。
【００３９】
図５は、レベルセンサ１２０を説明するための図、図６は図５の矢印ＶＩ−ＶＩ線による矢視平面図である。図５，６に示すように、フロート１０１は円筒状に形成されたフロート本体１０３に溝部１０５を形成した構成である。溝部１０５内には磁石１０４が設けられている。フロート本体１０３は中空部１０６を有している。
【００４０】
検出器１０２は、フロート本体１０３の中空部１０６に挿通され、尿素水タンク５０内に鉛直方向に延在するパイプ１０７と、パイプ１０７の長手方向に所定間隔で設けられたリードスイッチ１０８とを備えている。
【００４１】
図７は、リードスイッチ１０８を説明するための図である。図７に示すように、リードスイッチ１０８は、フロート本体１０３に設けられた磁石１０４の磁力により接点１０９が閉じるように構成されている。検出器１０２は、接点１０９が閉じているリードスイッチ１０８を検出することにより、フロート１０１の位置を検出する。
【００４２】
ＤＣＵ（Dosing Control Unit）７０は、モータ５９に制御信号を出力して噴射インジェクタ５５に供給する尿素水の流量を制御したり、噴射インジェクタ５５に制御信号を出力して排気管１４内への尿素水噴射量を制御する機能を有している。
【００４３】
図２に示すように、ＤＣＵ７０は、ＥＣＵ（Engine Contro1 Unit）６０とＣＡＮ（Controller Area Network）を介して相互に接続していて、必要に応じて、エンジンパラメータ（エンジン回転数）、ＮＯｘセンサ４６，４７の検出値等をＥＣＵ６０を介して入力する。ＤＣＵ７０は、入力したエンジンパラメータ等に基づき、内蔵するＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムに従って、エンジン排気の温度、エンジン回転速度及びエンジン負荷等に応じた量の尿素水を噴射するように噴射インジェクタ５５を制御する。エンジン負荷としては、例えば、燃料噴射流量、吸気流量、過給圧力、アクセル開度及びスロットル開度などトルクと密接に関連する状態量がある。なお、エンジン回転速度及びエンジン負荷を、公知のセンサを介してＤＣＵ７０に直接入力しても良い。
【００４４】
ＤＣＵ７０は、フロート１０１の高さの変化が正常か異常かを判断し、異常と判断した場合に異常発生箇所を区別する機能も有している。
【００４５】
図８は、ＤＣＵ７０の構成要素の一部を示す概略図である。図８に示すように、ＤＣＵ７０は、液面高さ取得部６７、温度比較部６８、エンジン稼働時間比較部６９、異常判断部７１、ＮＯｘ浄化率算出部７２及び異常区別部７３を備えている。
【００４６】
液面高さ取得部６７はセンサユニット１１９に接続している。液面高さ取得部６７は、レベルセンサ１２０により検出されたフロート１０１の高さ（すなわち、尿素水レベル）を取得し、記録するものである。
【００４７】
温度比較部６８は、温度センサ２８により検出されたＳＣＲ触媒３３の上流側のエンジン排気の温度をＥＣＵ６０を介して取得し、取得した検出温度が所定の温度以上か否かを判断するものである。
【００４８】
エンジン稼働時間比較部６９は、エンジン１００の稼働時間を取得し、エンジン１００の稼働時間が所定の時間以上か否かを判断するものである。
【００４９】
異常判定部（判定部）７１は、液面高さ取得部６７、温度比較部６８及びエンジン稼働時間比較部６９と接続している。判定部７１は、温度センサ２８による検出温度が所定の温度以上であり、エンジン１００の稼働時間が所定の時間以上である場合に、液面高さ取得部６７からフロート１０１の高さを取得する。そして、判定部７１は、フロート１０１の高さの変化を算出し、フロート１０１の高さの変化が正常か異常かを判定するものである。
【００５０】
ＮＯｘ浄化率算出部（算出部）７２は、判定部７１と接続している。算出部７２は、ＮＯｘセンサ４６，４７の検出値をＥＣＵ６０を介して取得し、これらの検出値に基づきＮＯｘ浄化率を算出するものである。
【００５１】
異常区別部（区別部）７３は算出部７２と接続している。区別部７３は、判定部７１がフロート１０１の高さの変化が異常であると判定した場合に、算出部７２により算出されたＮＯｘ浄化率と閾値とを比較し、ＮＯｘ浄化率が閾値以上のときはレベルセンサ１２０に異常があると判断し、ＮＯｘ浄化率が閾値未満のときは噴射インジェクタ５５に異常があると判断する。
【００５２】
ＥＣＵ６０は、エンジン１００の回転数やトルクを制御するためのものである。図２に示すように、ＥＣＵ６０には、温度センサ２８，４２，４３、及び上流側ＮＯｘセンサ４６及び下流側ＮＯｘセンサ４７からの入力信号が接続している。ＥＣＵ６０は、上流側ＮＯｘセンサ４６により検出されたＳＣＲ触媒３３の上流側のＮＯｘ濃度、下流側ＮＯｘセンサ４７により検出されたＳＣＲ触媒３３の下流側のＮＯｘ濃度、温度センサ２８により検出されたＳＣＲ触媒３３の上流側のエンジン排気の温度を入力する。ＥＣＵ６０は、ＣＡＮを介してＭＣＵ（Main Control Unit）８０と相互に接続している。そのため、上述した入力値はＭＣＵ８０でも利用することができる。
【００５３】
ＭＣＵ８０は、ＣＡＮを介して相互接続されるＤＣＵ７０及びＥＣＵ６０と協働し、エンジン１００の燃料噴射弁２５の開度、吸入空気量、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）量などを制御するためのものである。
【００５４】
警告装置９０はＤＣＵ７０に接続している。警告装置９０は、ＤＣＵ７０の区別部７３が判断した異常発生箇所を通知する機能を有する。警告装置９０としては、例えば、警告ランプを点灯、或いはメッセージを表示するような表示装置、音声を発する音声装置等がある。
【００５５】
（動作）
図９は本実施形態に係るＤＣＵ７０による異常発生箇所を区別する手順を示したフローチャートである。
【００５６】
エンジン１００が始動すると、液面高さ取得部６７はレベルセンサ１２０により検出されたフロート１０１の高さ（第１のフロート高さ）Ｌ１を取得し、記録する（ステップＳ１）。
【００５７】
続いて、温度センサ２８により検出されたＳＣＲ触媒３３の上流側のエンジン排気の温度（検出温度Ｔｇ）が温度比較部６８に入力される。温度比較部６８により、検出温度Ｔｇが所定の温度Ｔｓ以上であるか否かが判断される（ステップＳ２）。検出温度Ｔｇが所定の温度Ｔｓ以上の場合（Ｙｅｓ）、ＤＣＵ７０はステップＳ２からステップＳ３に手順を移す。反対に、検出温度Ｔｇが所定の温度Ｔｓ未満である場合（Ｎｏ）、ＤＣＵ７０は検出温度Ｔｇが所定の温度Ｔｓ以上になるまでステップＳ２を繰り返す。なお、所定の温度Ｔｓとしては、ＳＣＲ触媒３３の活性温度（例えば、２００℃）を採用することができる。
【００５８】
ステップＳ２において検出温度Ｔｇが所定の温度Ｔｓ以上であると判断された場合、エンジン稼働時間比較部６９により、エンジン稼働時間ｔｗが所定の時間ｔｓ以上か否かが判断される（ステップＳ３）。エンジン稼働時間ｔｗが所定の時間ｔｓ以上の場合（Ｙｅｓ）、ＤＣＵ７０はステップＳ３からステップＳ４に手順を移す。反対に、エンジン稼働時間ｔｗが所定の時間ｔｓ未満である場合（Ｎｏ）、ＤＣＵ７０はエンジン稼働時間ｔｗが所定の時間ｔｓ以上になるまでステップＳ３を繰り返す。なお、所定の時間ｔｓは、フロート１０１の高さの変化量がレベルセンサ１２０で検出できる最小変化量に到達するのに要するエンジン１００の稼働時間（例えば、３０分）である。また、エンジン稼働時間ｔｗは、前記の測定時からのエンジン稼働時間をいう。
【００５９】
ステップＳ３においてエンジン稼働時間ｔｗが所定の時間ｔｓ以上の場合、液面高さ取得部６７はエンジン稼働時間ｔｗの経過後にレベルセンサ１２０により検出されたフロート１０１の高さ（第２のフロート高さ）Ｌ２を取得し、記憶する（ステップＳ４）。
【００６０】
続いて、判定部７１は、液面高さ取得部６７から第１のフロート高さＬ１及び第２のフロート高さＬ２を取得して、フロート１０１の高さの変化（つまり、第１のフロート高さＬ１と第２のフロート高さＬ２との差）を算出し、この算出値が０より大きいか否かに基づきフロート１０１の高さの変化が正常か異常かを判定する（ステップＳ５）。具体的に、Ｌ１−Ｌ２≦０の場合つまりフロート１０１の高さが変化していないか上昇した場合（Ｙｅｓ）、判定部７１はフロート１０１の高さの変化に異常があると判断し、ＤＣＵ７０はステップＳ５からステップＳ６に手順を移す。反対に、Ｌ１−Ｌ２＞０の場合（Ｎｏ）、判定部７１はフロート１０１の高さの変化に異常はないと判断し、ＤＣＵ７０は異常区別動作を終了する。
【００６１】
ステップＳ５においてフロート１０１の高さの変化に異常があると判断された場合、算出部７２は、上流側ＮＯｘセンサ４６及び下流側ＮＯｘセンサ４７により検出されたＳＣＲ触媒３３の上流側及び下流側のＮＯｘ濃度の検出値をＥＣＵ６０を介して入力し、式（１）に基づきＮＯｘ浄化率を算出する（ステップＳ６）。
【００６２】
ＮＯｘ浄化率＝（上流側ＮＯｘ濃度−下流側ＮＯｘ濃度）／上流側ＮＯｘ濃度×１００・・・（１）
その後、区別部７３は算出部７２からＮＯｘ浄化率を入力し、ＮＯｘ浄化率が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。なお、ステップＳ７における閾値は、ＳＣＲ触媒３３の上流側のエンジン排気中のＮＯｘがＳＣＲ触媒３３において浄化されたか否かを判断する基準となる値である。
【００６３】
ここで、区別部７３が異常発生個所を区別するときの基準について説明する。図１０は、異常発生箇所を区別するときの基準を説明するためのテーブルである。図１０に示すように、フロート１０１の高さの変化に異常がある場合において、ＮＯｘ浄化率が異常の場合、区別部７３は噴射インジェクタ５５に異常があると判断し、ＮＯｘ浄化率が正常の場合、区別部７３はレベルセンサ１２０に異常があると判断する。
【００６４】
ステップＳ７において、ＮＯｘ浄化率が閾値以上の場合（Ｙｅｓ）、区別部７３はＮＯｘ浄化率は正常であると判断し、図１０のテーブルに従ってレベルセンサ１２０に異常があると判断する（ステップＳ８）。反対に、ステップＳ７において、ＮＯｘ浄化率が閾値未満の場合（Ｎｏ）、区別部７３はＮＯｘ浄化率が異常であると判断し、図１０のテーブルに従って噴射インジェクタ５５に異常があると判断する（ステップＳ９）。
【００６５】
レベルセンサ１２０に異常があると判断された場合（ステップＳ８）、ＤＣＵ７０はステップＳ８からステップＳ１０に手順を移す。また、噴射インジェクタ５５に異常があると判断された場合（ステップＳ９）、ＤＣＵ７０はステップＳ９からステップＳ１０に手順を移す。
【００６６】
ＤＣＵ７０は区別部７３が判断した異常発生箇所を示す信号を警告装置９０に出力する。警告装置９０は入力した信号に基づき、異常発生箇所をユーザに通知する（ステップＳ１０）。
【００６７】
ＤＣＵ７０は、油圧ショベルのエンジン稼働中は、上述した動作（ステップＳ１〜ステップＳ１０）を繰り返す。
【００６８】
なお、ユーザが警告装置９０の警告を無視して作業を継続した場合、ＤＣＵ７０は警告の頻度を増やしたり、ＥＣＵ６０を介してエンジン出力を低下させたりしても良い。また、それ以降もユーザが作業を継続した場合、ＤＣＵ７０はＥＣＵ６０を介してエンジン１００を停止させても良い。
【００６９】
（効果）
（１）本実施形態では、フロート高さの変化に異常がある場合に、区別部７３がＮＯｘ浄化率に基づいて、噴射インジェクタ５５に異常があるのかレベルセンサ１２０に異常があるのかを区別する。したがって、フロート１０１の固着の原因が噴射インジェクタ５５にあるのか、レベルセンサ１２０にあるのかを区別し、迅速に対応することができる。これに伴い、排気浄化装置２００の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
（２）本実施形態では、尿素水インジェクタ５５に異常がある場合或いはレベルセンサ１２０に異常がある場合に、異常発生箇所を警告装置９０を介してユーザに通知する。そのため、ユーザは異常発生箇所を容易に知ることができる。
【００７１】
（３）本実施形態では、異常の原因が噴射インジェクタ５５にあるのか、レベルセンサ１２０にあるのかを区別し、異常発生箇所を通知することができる。したがって、本実施形態の排気浄化装置２００を建設機械に適用した場合でも、異常の原因に対し迅速に対応することができる。
【００７２】
（その他）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態の構成の一部を削除及び置換することも可能である。
【００７３】
上述した実施形態では、ＥＣＵ６０とＤＣＵ７０をＣＡＮを介して相互接続し、エンジンパラメータ、ＮＯｘセンサ４６，４７の検出値等をＥＣＵ６０から読み込む場合を例示した。しかしながら、本発明の本質的効果はフロートの固着の原因が尿素水レベルセンサにあるのか、尿素水インジェクタにあるのかを区別することができるＳＣＲシステムを提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、必ずしもこの構成に限定されない。例えば、エンジンパラメータ、ＮＯｘセンサ４６，４７の検出値をＤＣＵ７０に直接入力しても良い。
【００７４】
また、上述した実施形態では、フロート式のレベルセンサを用いた場合を例示したが、タンク内の液体還元剤の液面高さを検出できる限りにおいては、超音波式、光式等のレベルセンサを用いても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１４：排気管，３３：ＳＣＲ触媒，４６：上流側ＮＯｘセンサ（ＮＯｘセンサ），４７：下流側ＮＯｘセンサ（ＮＯｘセンサ），５５：噴射インジェクタ，５０：尿素水タンク（タンク），７１：異常判定部（判定部），７２：ＮＯｘ浄化率算出部（算出部），７３：異常区別部（区別部），９０：警告装置，１００：エンジン，１０１：フロート，１０２：検出器，１２０：尿素水レベルセンサ（レベルセンサ），２００：排気浄化装置
【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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【図９】
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【図１０】
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