(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の上流側に設けられ前記排気通路を流れる排気に尿素水を添加して尿素水に由来するアンモニアを還元剤として前記ＮＯｘ浄化触媒に供給する還元剤供給機構とを備える排気浄化装置に適用され、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の下流を流れる排気に含まれるＮＯｘの量を検出するＮＯｘセンサと、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の下流を流れる排気の温度を検出する排気温度センサとを備え、前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行していないときに前記ＮＯｘセンサによって検出されるＮＯｘの量と前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行しているときに前記ＮＯｘセンサによって検出されるＮＯｘの量との差が所定値以下であることを条件に尿素水の濃度が異常な濃度である旨を判定する異常判定処理を実行する尿素水の異常判定装置であって、
前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の下流で前記排気温度センサによって検出された排気温度に基づいて、前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行していないときの排気温度と前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行しているときの排気温度との差が所定温度を超えていることを条件に、前記異常判定処理を実行することを特徴とする尿素水の異常判定装置。
【請求項２】
前記異常判定処理に先立って、前記還元剤供給機構において第１の所定量の尿素水を添加する仮添加を実行し、前記仮添加による排気温度の低下量が前記所定温度を超えていることを条件に前記異常判定処理を実行し、
前記異常判定処理では、前記還元剤供給機構において第２の所定量の尿素水の添加を実行し、前記ＮＯｘセンサによって検出されるＮＯｘの量におけるこの第２の所定量の尿素水の添加による低下量が所定値以下であることを条件に尿素水の濃度が異常な濃度である旨を判定する請求項１に記載の尿素水の異常判定装置。
【請求項３】
前記第１の所定量は、前記第２の所定量よりも多い
請求項２に記載の尿素水の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素水の異常判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される車載内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられ、内燃機関の排気中に含まれるＮＯｘを、アンモニアを用いた還元反応により浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を備えている。この排気浄化装置では、ＳＣＲ触媒にアンモニアを供給するために、ＳＣＲ触媒の上流を流れる排気に尿素水を添加するようにしている。
【０００３】
また、上記特許文献１には、尿素水の濃度異常を判定する異常判定装置が開示されている。この異常判定装置は、ＳＣＲ触媒下流における排気中のＮＯｘ値を検出するＮＯｘセンサを備えている。そして、異常判定装置は、尿素水の添加を禁止しているときのＮＯｘセンサの検出値である第１ＮＯｘ値と、尿素水を添加しているときのＮＯｘセンサの検出値である第２ＮＯｘ値との差を算出する。この異常判定装置は、算出される第１ＮＯｘ値と第２ＮＯｘ値との差が、所定値以上である場合には、尿素水の濃度が適正な濃度であり、算出される第１ＮＯｘ値と第２ＮＯｘ値との差が、所定値よりも小さい場合には、尿素水の濃度が適正な濃度ではなく異常な濃度である旨を判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３６８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気中に尿素水が所定量添加されるように尿素水の添加弁を制御したとしても、添加弁のデポジット付着や作動不良などによる添加弁の閉塞や尿素水を排気通路内で分散させる分散板のデポジット付着による閉塞などの異常が生じている場合には、ＳＣＲ触媒に所望の量のアンモニアが供給されない場合がある。このような場合、尿素水の濃度が適正な濃度であっても、ＳＣＲ触媒に所望の量のアンモニアが供給されないことに起因してＮＯｘの浄化が適切に行われないため、添加制御の前後のＮＯｘ値の差が所定値よりも小さくなる場合がある。そのため、このような場合に、添加制御の前後のＮＯｘ値に基づいて尿素水の濃度が適正な濃度であるか否かの判定を行うと、尿素水の濃度が適正な濃度であっても異常である旨の誤判定がなされてしまう。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、尿素水の濃度が適正な濃度であるにもかかわらず、尿素水の濃度が異常な濃度である旨の誤判定がなされてしまうことを抑制することができる尿素水の異常判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための尿素水の異常判定装置は、内燃機関の排気通路に設けられ排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の上流側に設けられ前記排気通路を流れる排気に尿素水を添加して尿素水に由来するアンモニアを還元剤として前記ＮＯｘ浄化触媒に供給する還元剤供給機構とを備える排気浄化装置に適用され、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の下流を流れる排気に含まれるＮＯｘの量を検出するＮＯｘセンサと、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の下流を流れる排気の温度を検出する排気温度センサとを備え、前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行していないときに前記ＮＯｘセンサによって検出されるＮＯｘの量と前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行しているときに前記ＮＯｘセンサによって検出されるＮＯｘの量との差が所定値以下であることを条件に尿素水の濃度が異常な濃度である旨を判定する異常判定処理を実行する。そして、尿素水の異常判定装置は、前記排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の下流で前記排気温度センサによって検出された排気温度に基づいて、前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行していないときの排気温度と前記還元剤供給機構における尿素水の添加を実行しているときの排気温度との差が所定温度を超えていることを条件に、前記異常判定処理を実行する。
【０００８】
尿素水を排気に添加すると、尿素水が高温の排気に晒されて気化するため、気化熱によって排気の熱が奪われ、排気の温度が低下する。そのため、尿素水の添加を実行していないときの排気温度と尿素水を添加したときの排気温度との差が所定温度を超えていないときには、還元剤供給機構において尿素水を添加するように制御したにもかかわらず、気化熱によって奪われた熱の量が少ないということが推定される。このような場合には、添加弁のデポジット付着や作動不良などによる添加弁の閉塞及び分散板のデポジット付着による閉塞などといった還元剤供給機構の異常が生じていることによって、添加された尿素水の量が少なくなっている、または気化した尿素水の量が少なくなっている可能性が高い。なお、所定温度は、尿素水の添加を実行していないときの排気温度と尿素水が添加されているときの排気温度との差が所定温度を超えていることによって、還元剤供給機構に異常が生じておらず、尿素水が気化することによって十分に排気の熱が奪われていることを判断することができる温度に設定すればよい。したがって、例えば、正常な還元剤供給機構において適正な量の尿素水が添加された場合に、尿素水が適正に気化することによって排気温度が低下する温度変化量に基づいて設定することができる。
【０００９】
上記構成によれば、還元剤供給機構における尿素水の添加を実行していないときの排気温度と尿素水の添加を実行したときの排気温度との差が所定温度を超えていることを条件に、尿素水濃度の異常判定処理を実行する。そのため、還元剤供給機構に異常が生じていない可能性が高いことを条件に、濃度の異常判定処理が実行されることになる。すなわち、還元剤供給機構に異常が生じていない可能性が高いときには、尿素水濃度の異常判定処理が実行される一方、還元剤供給機構に異常が生じている可能性が高いときには、尿素水濃度の異常判定処理は実行されない。そのため、尿素水の濃度異常を判定すべく所定量の尿素水が排気に添加されるように還元剤供給機構を制御しても、還元剤供給機構の異常によって、所望の量のアンモニアがＮＯｘ浄化触媒に供給されないことに起因して、尿素水の濃度が適正な濃度であるにもかかわらず、異常な濃度である旨の誤判定がなされることを抑制することができる。
【００１０】
尿素水の異常判定装置は、具体的には、前記異常判定処理に先立って、前記還元剤供給機構において第１の所定量の尿素水を添加する仮添加を実行し、前記仮添加による排気温度の低下量が前記所定温度を超えていることを条件に前記異常判定処理を実行し、前記異常判定処理では、前記還元剤供給機構において第２の所定量の尿素水の添加を実行し、前記ＮＯｘセンサによって検出されるＮＯｘの量におけるこの第２の所定量の尿素水の添加による低下量が所定値以下であることを条件に尿素水の濃度が異常な濃度である旨を判定するといった態様を採用することが望ましい。
【００１１】
尿素水の異常判定装置において、前記仮添加を実行する態様を採用する場合には、前記第１の所定量は、前記第２の所定量よりも多いことが望ましい。
上記構成によれば、第１の所定量は第２の所定量よりも多いため、還元剤供給機構に異常が生じていない状況で仮添加を実行した場合には、第２の所定量の尿素水を排気に添加する場合よりも、排気温度がより低下しやすくなる。そのため、仮添加による排気の温度の低下量が多くなるため、仮添加によって排気温度が前記所定温度以上低下したか否かを判定するにあたって、温度検出による誤差等に起因した誤判定を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の尿素水の異常判定装置が適用される内燃機関を示す模式図。
【図２】同実施形態の異常判定装置が実行する異常判定処理の実行手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の異常判定装置が実行する異常判定処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、尿素水の異常判定装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態の尿素水の異常判定装置は、排気通路を流れる排気に尿素水を添加して、排気を浄化する浄化装置を備えた車載内燃機関に適用される。なお、本実施形態における内燃機関はディーゼルエンジンであり、以下では単に「エンジン」という。
【００１４】
図１に示すように、エンジン１には４つの気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には４つの燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは対応する気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００１５】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒＃１〜＃４内に噴射される。
【００１６】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００１７】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００１８】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びＤＰＦ触媒３２が配設されている。
【００１９】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、ＤＰＦ触媒３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、更にはＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のＰＭは、排気がＤＰＦ触媒３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００２０】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、燃料を噴射して酸化触媒３１やＤＰＦ触媒３２に燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更することも可能である。
【００２１】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、アンモニアを利用して排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒としての選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００２２】
更に、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００２３】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１にアンモニアを供給するための還元剤供給機構２００が設けられている。還元剤供給機構２００は、尿素水を排気通路２６内に供給するとともに、その霧化を促進するものである。還元剤供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０と、排気通路２６内に尿素水を噴射添加する尿素添加弁２３０と、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０と、尿素水をタンク２１０から尿素添加弁２３０に送るポンプ２２０と、排気通路２６内に設けられる分散板６０とを備えている。
【００２４】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向けられている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。すなわち、排気通路２６内を流れる排気に尿素水が添加される。
【００２５】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００２６】
また、分散板６０は、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内に設けられ、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する。
【００２７】
尿素添加弁２３０から添加された尿素水は、排気熱を利用した加水分解によりアンモニアへと変化する。このアンモニアはＳＣＲ触媒４１に吸着される。そしてＳＣＲ触媒４１に吸着されたアンモニアによりＮＯｘが還元浄化される。なお、機関運転状態などによっては、尿素水の一部はアンモニアに加水分解されることなく、ＳＣＲ触媒４１に付着し、その後に、アンモニアに加水分解されるものもある。
【００２８】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４などにより構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気還流量、いわゆる外部ＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００２９】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサやスイッチが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセル操作量センサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温度センサ２３は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。イグニッションスイッチ１７０は、車両の運転者により操作され、エンジン１の始動及び停止に伴う車両各部への電源状態を切り換える。
【００３０】
また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、ＤＰＦ触媒３２の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。
【００３１】
第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気の温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気に含まれるＮＯｘの量として、排気のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
【００３２】
第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、第３排気温度センサ１４０及び第２ＮＯｘセンサ１５０が設けられている。第３排気温度センサ１４０は、ＳＣＲ触媒４１を通過した排気の温度である第３排気温度ＴＨ３を検出する。第２ＮＯｘセンサ１５０は、ＳＣＲ触媒４１を通過した排気に含まれるＮＯｘの量として、排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する。
【００３３】
各種センサなどの出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや演算マップなどを予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果などを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３４】
そして、制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御、排気浄化制御などのエンジン１の各種制御が行われる。
【００３５】
制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、排気のＮＯｘ濃度に合わせて尿素水の添加量を調整する当量比制御によって尿素水の目標添加量ＱＥが算出される。
【００３６】
この当量比制御では、制御装置８０によって、吸入空気量ＧＡ及び第２排気温度ＴＨ２に基づいた目標当量比ＴＴが算出される。この目標当量比ＴＴは、ＮＯｘを還元処理するために必要な過不足の無い尿素水の添加量であって、ＮＯｘの単位濃度当たりに必要な添加量（例えば１ｐｐｍのＮＯｘを完全に還元するために必要な添加量など）となっている。そして、吸入空気量ＧＡが多いほど（つまり排気流量が多いほど）、あるいは第２排気温度ＴＨ２が高いほど、ＮＯｘの単位濃度当たりに必要な添加量は多くなる傾向があるため、吸入空気量ＧＡが多いほど、あるいは第２排気温度ＴＨ２が高いほど目標当量比ＴＴの値が大きくなるように、目標当量比ＴＴは可変設定される。そして、目標当量比ＴＴに第１ＮＯｘ濃度Ｎ１が乗算されることにより、現在のＮＯｘ発生量に対応した目標添加量ＱＥが算出される。このようにして目標添加量ＱＥが算出されることにより、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１が高くなるほど、つまりエンジン１の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるほど、目標添加量ＱＥは多くなる。
【００３７】
そして、制御装置８０は、尿素添加弁２３０から所定期間の間隔で間欠添加を行うことで、目標添加量ＱＥに相当する量の尿素水が尿素添加弁２３０から添加されるように、尿素添加弁２３０の開弁状態を制御する。
【００３８】
ここで、排気中に目標添加量ＱＥの尿素を添加したとしても、添加される尿素水の濃度が適正な濃度でない場合には、ＮＯｘを還元処理するために必要な量のアンモニアがＳＣＲ触媒４１に供給されないため、ＮＯｘの浄化が適切に行われない。そこで、制御装置８０は、尿素水の濃度の異常判定処理を実行する。この異常判定処理では、尿素添加弁２３０による尿素水の添加していないときに第２ＮＯｘセンサ１５０によって検出される第２ＮＯｘ濃度Ｎ２から尿素水を添加しているときの第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を減算した値が所定値以下であることを条件に、尿素水の濃度が、ＮＯｘ浄化のための適正な濃度の範囲から外れた異常な濃度である旨を判定する。なお、本実施形態では、尿素水の異常判定装置が、還元剤供給機構２００とＳＣＲ触媒４１とを備える排気浄化装置に適用され、この制御装置８０と第２ＮＯｘセンサ１５０とを備えている。
【００３９】
ところで、排気に適正な濃度の尿素水が目標量添加量ＱＥ添加されるように尿素添加弁２３０を制御したとしても、尿素添加弁２３０から目標添加量ＱＥの尿素水が添加されなかったり、分散板６０の一部が閉塞して霧化が適切に行われなかったりする場合には、ＳＣＲ触媒４１にＮＯｘの浄化に必要な量のアンモニアが供給されない場合がある。すなわち、還元剤供給機構２００にこうした異常が生じている場合、適正な濃度の尿素水を添加した場合であってもＳＣＲ触媒４１に必要量のアンモニアが供給されないことに起因してＮＯｘの浄化が適切に行われず、尿素添加弁２３０による尿素水の添加前の第２ＮＯｘ濃度Ｎ２と添加後の第２ＮＯｘ濃度Ｎ２の差が所定値以下となる場合がある。そのため、このような場合には、尿素水の濃度が適正な濃度であるにもかかわらず、異常な濃度である旨の誤判定がなされてしまう。
【００４０】
そこで、制御装置８０は、第３排気温度センサ１４０によって検出される第３排気温度ＴＨ３に基づいて還元剤供給機構２００の状態を判定し、還元剤供給機構２００に異常がないと判定されたことを条件に、尿素水の濃度の異常判定処理を実行するようにしている。還元剤供給機構２００の異常判定処理及び尿素水の濃度の異常判定処理は、詳細には、図２及び図３のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。図２及び図３に示す一連の処理は、イグニッションスイッチ１７０がオフ状態からオン状態となったときに、制御装置８０により１回実行される。すなわち、１トリップ（機関を始動させてから、その後停止させるまでの間）に１回実行される。なお、上記したＮＯｘ浄化のための通常の尿素水の添加制御は、本処理が終了した後に実行される。
【００４１】
図２に示すように、本処理が開始されると、ステップＳ１０において、第３排気温度センサ１４０によって検出されるＳＣＲ触媒４１下流の排気の温度、すなわち第３排気温度ＴＨ３が気化限界温度Ｔｖを超えているか否かが判定される。この気化限界温度Ｔｖは、添加される尿素水が気化する温度の下限値よりも高い温度に設定されており、ステップＳ１０では、尿素添加弁２３０によって排気中に尿素水を添加した場合に、添加された尿素水のほぼ全量が気化し得る排気温度であるか否かを判定する。ステップＳ１０で否定判定がなされると（ステップＳ１０：ＮＯ）、再びステップＳ１０の判定がなされ、ステップＳ１０で肯定判定がされるまで、この判定が繰り返される。
【００４２】
ステップＳ１０で第３排気温度ＴＨ３が気化限界温度Ｔｖを超えている（ステップＳ１０：ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１１に移り、車速ＳＰＤが安定しているか否かが判定される。このステップＳ１１では、車速センサ２４によって検出される車速ＳＰＤの変動幅が所定範囲内にある状況が所定期間以上継続している場合に、車速ＳＰＤが安定している旨の判定がなされる。このステップＳ１１により、機関運転状態が安定しているか否か、すなわち燃焼室から排出される排気の温度の変動が少ない状況であるか否かを判定することができる。ステップＳ１１で否定判定がなされると（ステップＳ１１：ＮＯ）、再びステップＳ１１に移る。
【００４３】
一方、ステップＳ１１で肯定判定がなされると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移り、第３排気温度センサ１４０の検出信号に基づいて第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加要求がある温度範囲内にあるか否かが判定される。ＳＣＲ触媒４１が活性している状況において、尿素水の添加要求がある。そのため、ステップＳ１２では、詳細には、ＳＣＲ触媒４１が活性していることを示す排気温度の下限の温度Ｔ１と上限の温度Ｔ２の範囲内にある場合に第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加要求がある温度範囲内にある旨の判定がなされる。ステップＳ１２において、否定判定がなされると（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に移り、カウント値を「０」に設定して、ステップＳ１０に移る。このカウント値は、後述するように、第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加要求がある温度範囲内にある期間をカウントするためのものである。
【００４４】
一方、ステップＳ１２において、第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加要求がある温度範囲内にあると判定されると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に移り、そのときの第３排気温度ＴＨ３を、後述する尿素水の仮添加を行う前の添加前排気温度Ｔａとして記憶する。ステップＳ１４では、ステップＳ１４で肯定判定がなされる度に、過去に記憶した値を消去して最新の第３排気温度ＴＨ３が添加前排気温度Ｔａとして記憶される。なお、この添加前排気温度Ｔａが、尿素水の添加を実行していないときの排気温度に相当する。
【００４５】
次に、ステップＳ１５に移り、第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加要求がある温度範囲内にある期間のカウントを行う。カウント値Ｃは機関始動時及びステップＳ１３の処理がなされる際に「０」に設定され、ステップＳ１５の処理がなされるたびに「１」ずつ加算される。そして、ステップＳ１６に移り、カウント値Ｃが閾値αに達したか否かが判定される。閾値αは、カウント値Ｃが閾値αに達したことによって、第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加が要求される温度範囲内に安定しているか否かを判定することができる値に設定されている。すなわち、ステップＳ１６は、第３排気温度ＴＨ３が尿素水の添加が要求される温度範囲内に安定しているか否かを判定するための処理である。ステップＳ１６において、カウント値が閾値αに達していないと判定されるきには（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１１に移る。一方、カウント値Ｃが閾値αに達していと判定されるときには（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１７に移る。
【００４６】
ステップＳ１７では、還元剤供給機構２００の状態を判定するための仮添加を実行すべく、仮添加実行フラグが「ＯＮ」にされる。
これにより、仮添加が実行される。詳細には、制御装置８０は、尿素添加弁２３０から第３排気温度ＴＨ３を低下させるために必要な第１の所定量Ｑａの尿素水が添加されるように尿素添加弁２３０を制御する。なお、ＮＯｘを還元浄化するための尿素水の添加量である目標添加量ＱＥは、機関運転状態に応じて変化するが、この第１の所定量Ｑａは、目標添加量ＱＥが変化しうる量の上限よりも多い量に設定されている。制御装置８０は、尿素添加弁２３０から目標添加量ＱＥの尿素水を添加するときには尿素添加弁２３０が間欠添加を行うように制御するのに対し、この仮添加では、尿素添加弁２３０を上記間欠添加における開弁期間に比べて長い期間開弁させて、１回の噴射で第１の所定量Ｑａの尿素水が排気に添加されるように尿素添加弁２３０を制御する。次に、ステップＳ１８に移り、第３排気温度ＴＨ３を検出し、検出された温度を添加後排気温度Ｔｂとして記憶する。なお、この添加後排気温度Ｔｂが、尿素水の添加を実行しているときの排気温度に相当する。次に、ステップＳ１９に移り、仮添加フラグが「ＯＦＦ」される。
【００４７】
次に、ステップＳ２０に移り、添加前排気温度Ｔａから添加後排気温度Ｔｂを減算した値が、所定温度Ｔｓを超えているか否かが判定される。
ここで、尿素添加弁２３０のデポジット付着や作動不良などによる閉塞や尿素水のポンプ２２０の作動不良などにより、第１の所定量Ｑａの尿素水を添加するように尿素添加弁２３０を制御したにもかかわらず、第１の所定量Ｑａの尿素水が添加されない場合がある。また、第１の所定量Ｑａの尿素水が添加された場合であっても、分散板６０のデポジット付着による閉塞により、尿素水の霧化が促進されず尿素水が気化しにくい状況である場合もある。すなわち、還元剤供給機構２００にこうした異常が生じている場合には、第１の所定量Ｑａの尿素水が添加されない状況や、尿素水が気化しにくい状況となるため、添加前排気温度Ｔａから添加後排気温度Ｔｂを減算した値が、所定温度Ｔｓ以下となる。すなわち、所定温度Ｔｓは、添加前排気温度Ｔａから添加後排気温度Ｔｂを減算した値が、所定温度Ｔｓを超えていることによって、還元剤供給機構２００に異常が生じていないことが判断できる温度に設定されている。したがって、このステップＳ２０では、還元剤供給機構２００が異常であるか否かの判定を行うことになる。
【００４８】
なお、詳細には、第１の所定量Ｑａの尿素水を添加した場合に、尿素水が排気中に供給されることと、添加された尿素水のほぼ全量が気化して排気の熱が奪われることとによる排気の温度の低下量の基準値が予め実験やシミュレーションなどにより算出されて設定されている。そして、第１の所定量Ｑａの尿素水を添加した場合であっても、排気温度の低下量は、排気流量などの機関運転状態によっても変化し得るため、ステップＳ２０が実行される際に、例えば、上記温度低下量の基準値に対して吸入空気量ＧＡなどのパラメータにより補正が行われて所定温度Ｔｓが設定される。
【００４９】
ステップＳ２０で肯定判定がなされた場合には（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、還元剤供給機構２００が正常に機能していると判定することができる。そこで、図３のステップＳ２２に移る。
【００５０】
図３に示すように、ステップＳ２２では、異常判定処理実行フラグが「ＯＮ」に設定される。そして、ステップＳ２３に移り、異常判定処理実行フラグが「ＯＮ」に設定されてから所定期間が経過したか否かが判定される。この所定期間は、異常判定処理実行フラグの「ＯＮ」の設定から所定期間が経過したことにより、後述するステップＳ２６で第２ＮＯｘセンサ１５０により第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出した場合に、第２ＮＯｘ濃度Ｎ２が、尿素水の添加を実行していないときのＮＯｘ濃度として適正な値であることを判断することができる期間に設定される。すなわち、仮添加では、目標添加量ＱＥよりも多い第１の所定量Ｑａの尿素水が添加されるため、ＳＣＲ触媒４１に吸着されるアンモニアの量も多くなる。そのため、仮添加後のある程度の期間は、尿素水を添加しなくても、ＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニアによってＮＯｘの還元が行われるため、尿素水の添加を実行することなく第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出したとしても、この値が、尿素水の添加を実行していないときのＮＯｘ濃度として適正な値とはならない。また、仮添加により発生したアンモニアがＳＣＲ触媒４１とアンモニア酸化触媒５１を通過することもあり、この通過したアンモニアを第２ＮＯｘセンサ１５０によってＮＯｘと誤検出してしまうこともあり得る。したがって、このことによっても、尿素水の添加を実行していないときの第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出したとしても、この値が、アンモニアの濃度も含む濃度を検出する可能性があり、尿素水の添加を実行していないときのＮＯｘ濃度として適正な値とはならない。そこで、この所定期間は、ＳＣＲ触媒４１におけるアンモニアの吸着量が尿素水の添加が実行されていないときと同程度の所定量まで減少し、且つ仮添加実行中の排気が第２ＮＯｘセンサ１５０よりも下流に到達したことを推定することができる期間に設定される。なお所定期間の設定は、ステップＳ２３の処理を最初に実行する際に、吸入空気量ＧＡや第１の所定量Ｑａなどに基づいて演算により設定される。
【００５１】
ステップＳ２３では、異常判定処理実行フラグが「ＯＮ」に設定されてから所定期間が経過していないと判定されると（ステップＳ２３：ＮＯ）、再びステップＳ２３に移る。
一方、ステップＳ２３で肯定判定がなされると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４に移る。そして、ステップＳ２４において、車速ＳＰＤが安定しているか否かが判定される。このステップＳ２４では、車速センサ２４によって検出される車速ＳＰＤの変動幅が所定範囲内にある状況が所定期間以上継続している場合に、車速ＳＰＤが安定している旨の判定がなされる。このステップＳ２４により、機関運転状態が安定しているか否か、すなわち内燃機関から排出される排気のＮＯｘ濃度の変動が少ない状況であるか否かを判定することができる。ステップＳ２４で否定判定がなされると（ステップＳ２４：ＮＯ）、再びステップＳ２４に移る。
【００５２】
一方、ステップＳ２４において、肯定判定がなされると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ステップＳ２５に移り、第１ＮＯｘセンサ１３０によって検出されるＳＣＲ触媒４１上流を流れる排気の第１ＮＯｘ濃度Ｎ１が判定可能濃度Ｎαを超えているか否かが判定される。ここで、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１が低い場合には、尿素水の添加前におけるＳＣＲ触媒４１下流を流れる排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２も低くなる。そのため、尿素水の添加による第２ＮＯｘ濃度Ｎ２の変化量に基づいて尿素水の濃度の異常判定を行うようにしても、その変化量がさほど大きくないため、尿素水の濃度の異常判定を適切に行うことができない。そこで、判定可能濃度Ｎαは、尿素水の添加によりＳＣＲ触媒４１下流の排気のＮＯｘ濃度が適切に変化し得ることによって、尿素水の濃度判定が可能となるＳＣＲ触媒４１上流の排気のＮＯｘ濃度の下限値以上の濃度に設定されている。ステップＳ２５において否定判定がなされると（ステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２４に移る。
【００５３】
一方、ステップＳ２５で肯定判定がなされた場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２６に移り、第２ＮＯｘセンサ１５０によって検出されるＳＣＲ触媒４１下流の排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を、添加前ＮＯｘ濃度Ｎａとして記憶する。なお、添加前ＮＯｘ濃度Ｎａが、尿素水の添加を実行していないときに検出されるＮＯｘの量に相当する。
【００５４】
そして、ステップＳ２７に移り、尿素水濃度判定用の尿素水添加を実行するための尿素水濃度判定添加実行フラグを「ＯＮ」に設定する。これにより、制御装置８０は、尿素添加弁２３０から第２の所定量Ｑｂの尿素水が添加されるように尿素添加弁２３０を制御する。第２の所定量Ｑｂは、目標添加量ＱＥと同量であり、制御装置８０により算出される。そのため、第２の所定量Ｑｂは、仮添加における尿素水の添加量である第１の所定量Ｑａよりも少ない量に設定される。そして、制御装置８０は、目標添加量ＱＥを添加するときの制御と同様に、尿素添加弁２３０から間欠的に尿素水を添加することで、第２の所定量Ｑｂの尿素水が排気に添加されるように制御する。
【００５５】
次に、ステップＳ２８に移り、第２ＮＯｘセンサ１５０によって検出される第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を添加後ＮＯｘ濃度Ｎｂとして記憶する。なお、添加後ＮＯｘ濃度Ｎｂが、尿素水の添加を実行しているときに検出されるＮＯｘの量に相当する。そして、ステップＳ２９に移り、尿素水濃度判定添加実行フラグを「ＯＦＦ」に設定する。
【００５６】
次に、ステップＳ３０に移り、添加前ＮＯｘ濃度Ｎａから添加後ＮＯｘ濃度Ｎｂを減算した値が所定濃度Ｎｓを超えているか否かが判定される。所定濃度Ｎｓは、添加前ＮＯｘ濃度Ｎａから添加後ＮＯｘ濃度Ｎｂを減算した値が、所定濃度Ｎｓを超えていることによって、添加された尿素水の濃度が適正な濃度であることを判定することができる濃度に設定されている。すなわち、ステップＳ３０の処理は、適正な濃度の尿素水が添加されたか否かを判定するためのものである。
【００５７】
なお、詳細には、所定濃度Ｎｓは、適正な濃度の尿素水が上記第２の所定量Ｑｂ添加されたことによりＳＣＲ触媒４１で排気中のＮＯｘが浄化された場合における排気のＮＯｘ濃度の低下量を示す濃度であり、その低下量は添加前ＮＯｘ濃度Ｎａや第１ＮＯｘ濃度Ｎ１に応じて変化する。そのため、所定濃度Ｎｓは、ステップＳ３０の処理の際に、添加前ＮＯｘ濃度Ｎａや第１ＮＯｘ濃度Ｎ１などに基づいて導出されて設定される。
【００５８】
ステップＳ３０で否定判定がなされると（ステップＳ３０：ＮＯ）、尿素水の濃度が適正な濃度でなく、適正な濃度の範囲を外れた異常な濃度であると判定されるため、ステップＳ３１に移り、尿素水濃度の異常フラグを「ＯＮ」に設定して、ステップＳ３２に移る。
【００５９】
一方、ステップＳ３０で肯定判定がなされた場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、尿素水の濃度が適正な濃度であると推定することができるため、ステップＳ３２に移る。
そして、ステップＳ３２において、異常判定処理実行フラグを「ＯＦＦ」にして本処理を終了する。
【００６０】
以上のようにして、ステップＳ２０で肯定判定がなされ、還元剤供給機構２００が正常に機能すると推定される場合には、尿素水の濃度の異常判定処理が行われる。
一方、図２の上記ステップＳ２０で否定判定がなされた場合には（ステップＳ２０：ＮＯ）、上記したように、還元剤供給機構２００に異常が生じている可能性が高いため、ステップＳ２１に移り、還元剤供給機構２００が異常であることを示す異常フラグを「ＯＮ」に設定して、本処理を終了する。すなわち、ステップＳ２０で否定判定がなされた場合には、尿素水の濃度の異常判定処理が行われることなく、本処理が終了する。
【００６１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、尿素水の濃度の異常判定装置が、エンジン１の排気通路２６に設けられるＳＣＲ触媒４１と、ＳＣＲ触媒４１に還元剤として尿素水由来のアンモニアを供給する還元剤供給機構２００とを備える排気浄化装置に適用され、ＳＣＲ触媒４１下流の排気中のＮＯｘ濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ１５０を備えている。そして、尿素水の濃度異常判定装置は、図２のステップＳ２０に示すように、尿素水の仮添加を実行する前の第３排気温度ＴＨ３である添加前排気温度Ｔａと仮添加実行後の第３排気温度ＴＨ３である添加後排気温度Ｔｂとの差が、所定温度Ｔｓを超えていることを条件に、ステップＳ２２以降の尿素水の濃度の異常判定処理を実行するようにしている。
【００６２】
ここで、尿素水を排気に添加すると、尿素水が高温の排気に晒されて気化するため、気化熱によって排気の熱が奪われ、排気の温度が低下する。そのため、仮添加による添加前排気温度Ｔａと添加後排気温度Ｔｂとの差が所定温度Ｔｓを超えていないときには、尿素添加弁２３０から尿素水を添加するように制御したにもかかわらず、気化熱によって奪われた熱の量が少ないということが推定される。このような場合には、還元剤供給機構２００の異常が生じていることによって、添加された尿素水の量が少なくなっている、または気化した尿素水の量が少なくなっている可能性が高い。
【００６３】
そこで、本実施形態は、上記したように、ステップＳ２０において、尿素添加弁２３０における尿素水の添加を実行していないときの排気温度と尿素水の添加を実行したときの排気温度との差が所定温度を超えていることを条件に、ステップＳ２２以降の尿素水濃度の異常判定処理を実行する。そのため、還元剤供給機構２００に異常が生じていない可能性が高いことを条件に、濃度の異常判定処理が実行されることになる。すなわち、還元剤供給機構２００に異常が生じていない可能性が高いときには、尿素水濃度の異常判定処理が実行される一方、還元剤供給機構２００に異常が生じている可能性が高いときには、尿素水濃度の異常判定処理は実行されない。
【００６４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態の尿素水の異常判定装置は、尿素水の仮添加を実行する前の第３排気温度ＴＨ３である添加前排気温度Ｔａと仮添加実行後の第３排気温度ＴＨ３である添加後排気温度Ｔｂとの差が、所定温度Ｔｓを超えていることを条件に、尿素水の濃度の異常判定処理を実行するようにしている。そのため、還元剤供給機構２００に異常が生じていない可能性が高いことを条件に、尿素水の濃度の異常判定処理が実行されることになる。すなわち、還元剤供給機構２００に異常が生じていない可能性が高いときには、尿素水の濃度の異常判定処理が実行される一方、還元剤供給機構２００に異常が生じている可能性が高いときには、尿素水の濃度の異常判定処理は実行されない。そのため、尿素水の濃度異常判定を行うべく、第２の所定量Ｑｂの尿素水が排気に添加されるように尿素添加弁２３０を制御しても、還元剤供給機構２００の異常によって必要量のアンモニアがＳＣＲ触媒４１に供給されないことに起因して、尿素水の濃度が適正な濃度であるにもかかわらず、異常な濃度である旨の誤判定がなされることが抑制される。
【００６５】
（２）本実施形態の尿素水の異常判定装置は、尿素水の濃度の異常判定処理に先立って、尿素添加弁２３０から第１の所定量Ｑａの尿素水を添加する仮添加を実行し、仮添加による第３排気温度ＴＨ３の低下量が所定温度Ｔｓを超えていることを条件に、尿素水の濃度の異常判定を実行するようにしている。そして、尿素水の濃度の異常判定処理では、尿素添加弁２３０から第２の所定量Ｑｂの尿素水を添加し、第２ＮＯｘセンサ１５０によって検出される第２ＮＯｘ濃度Ｎ２の低下量が所定濃度Ｎｓ以下であることを条件に、尿素水の濃度が異常な濃度である旨を判定するようにしている。ここで、仮添加における第１の所定量Ｑａは、濃度異常判定の添加量である第２の所定量Ｑｂよりも多い。これにより、還元剤供給機構２００に異常が生じていない状況で仮添加を実行した場合には、第２の所定量Ｑｂの尿素水を排気に添加する場合よりも、排気温度がより低下しやすくなる。そのため、仮添加による排気の温度の低下量が多くなるため、仮添加によって第３排気温度ＴＨ３の低下量が所定温度Ｔｓを超えているか否かを判定するかにあたって、第３排気温度ＴＨ３の検出誤差に起因した還元剤供給機構２００が異常であるか否かの誤判定を抑制することができる。
【００６６】
（３）本実施形態では、尿素水の濃度の異常判定を行うための尿素水の添加量である第２の所定量Ｑｂは、ＮＯｘを還元処理するための必要な過不足ない尿素水の添加量である目標添加量ＱＥと同じ量とするようにしている。ここで、第２の所定量Ｑｂを、第１の所定量Ｑａと同量にするなど、目標添加量ＱＥよりも多くした場合には、以下の問題が生じ得る。すなわち、第２の所定量Ｑｂを目標添加量ＱＥよりも多くした場合、過剰なアンモニアがＳＣＲ触媒４１に供給されて、このアンモニアがＳＣＲ触媒４１とアンモニア酸化触媒５１を通過することがある。このような場合、第２ＮＯｘセンサ１５０が、アンモニア酸化触媒５１を通過したアンモニアをＮＯｘとして検知してしまうため、第２ＮＯｘセンサ１５０によって検出される第２ＮＯｘ濃度Ｎ２が正確な濃度とならない可能性がある。この点、本実施形態では、尿素水の濃度の異常判定を行うための尿素水の添加量である第２の所定量Ｑｂを目標添加量ＱＥと同じ量とするようにしているため、排気中に過剰なアンモニアが供給されて第２ＮＯｘ濃度Ｎ２が正確な濃度とならないことに起因して、尿素水濃度が異常である旨の誤判定がなされることを抑制することができる。
【００６７】
なお、尿素水の異常判定装置は、上記に例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することができる。また、以下の変形例において組み合わせ可能なものは、適宜組み合わせて上記実施形態に適用することもできる。
【００６８】
・上記実施形態では、仮添加される尿素水の量である第１の所定量Ｑａは、ＮＯｘ異常判定用の尿素水の添加量である第２の所定量Ｑｂよりも多い。しかしながら、還元剤供給機構２００が正常な状態で仮添加を行った場合に排気温度を低下させられることができ、この排気温度の低下量に基づいて還元剤供給機構２００の異常判定を行うことができるのであれば、仮添加による第１の所定量Ｑａは、第２の所定量Ｑｂと同量であってもよいし、第２の所定量Ｑｂ以下であってもよい。また、第２の所定量Ｑｂは、目標添加量ＱＥと異なる量であってもよく、第２ＮＯｘ濃度Ｎ２の低下量により尿素水の濃度異常を判定することができる量であればよい。
【００６９】
・上記実施形態では、還元剤供給機構２００の異常を判定するための仮添加と尿素水の濃度の異常判定を行うための添加とを個別に行うようにしている。しかしながら、還元剤供給機構２００の異常を判定するための添加と尿素水の濃度異常判定を行うための尿素水の添加とは共通の尿素水の添加処理により行い、仮添加を実行しなくてもよい。このような場合、例えば、まず、尿素水の添加を行う前に、第３排気温度ＴＨ３と第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出し、それぞれ添加前排気温度と添加前ＮＯｘ濃度とする。そして、共通の尿素水の添加処理を行った後の第３排気温度ＴＨ３を添加後排気温度とし、添加前排気温度から添加後排気温度を減算した値が所定温度を超えていることを条件に、第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出して添加後ＮＯｘ濃度とすることで、尿素水の濃度の異常判定処理を行うようにしてもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、１トリップに１回、還元剤供給機構２００に異常判定処理を実行するとともに、還元剤供給機構２００が異常でないと推定される場合には、尿素水の濃度の異常判定処理を実行するようにしている。しかしながら、尿素水の濃度は、タンク内に尿素水が新たに補給されない場合には変動しにくく、尿素水が補給されていない場合には、尿素水の濃度の異常判定処理を行っても、前回の結果と同様の結果となると推定される。したがって、例えば、ステップＳ２０とステップＳ２２の処理の間に、直近の尿素水の補給後に濃度の異常判定処理が実行されているか否かを判定し、否定判定される場合にのみ、ステップＳ２２以降の処理を行うようにしてもよい。なお、尿素水が補給されたか否かは、例えば、尿素水が貯留されるタンクにレベルセンサを設け、このセンサにより、尿素水量が所定量以上増加したと検知された場合に、補給されたと判定することができる。そして、こうした補給が判定された後の、濃度の異常判定処理の実行履歴に基づいて、直近の尿素水の補給後に濃度の異常判定処理が実行されているか否かを判定することができる。
【００７１】
・上記実施形態において、ステップＳ１７とステップＳ１８の処理の間に、第３排気温度ＴＨ３が安定したか否かの判定を行い、安定していない間はこの判定を繰り返し、安定した場合には、ステップＳ１８に移り、第３排気温度ＴＨ３を添加後排気温度Ｔｂとするようにしてもよい。また、ステップＳ２７とステップＳ２８の処理の間に、第２ＮＯｘ濃度Ｎ２が安定したか否かの判定を行い、安定していない間はこの判定を繰り返し、安定した場合には、ステップＳ２８に移り、第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を添加後ＮＯｘ濃度Ｎｂとするようにしてもよい。
【００７２】
・上記実施形態では、ステップＳ１１及びステップＳ２４で車速ＳＰＤが安定しているか否かを判定することによって、機関運転状態が安定していることによりエンジン１から排出される排気の温度が安定している状態であるか否か、又は排気中のＮＯｘ濃度の安定している状態であるか否かを推定するようにしている。しかしながら、機関運転状態が安定しているか否かは、吸入空気量ＧＡなどそのほかのパラメータにより検出することができる。したがって、ステップＳ１１及びステップＳ２４では、機関運転状態を示すその他のパラメータの値が安定しているかを判定するようにしてもよい。また、ステップＳ２４では、ＳＣＲ触媒４１前の排気中の第１ＮＯｘ濃度Ｎ１の値に基づいて、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１の変動幅が所定の範囲内にあるかを判定してもよい。
【００７３】
・上記実施形態では、還元剤供給機構２００の異常フラグが「ＯＮ」となった場合、及び濃度異常フラグが「ＯＮ」となった場合には処理を終了するようにしている。しかしながら、車両にこれらの異常を運転者に報知する報知器を設け、これらのフラグが「ＯＮ」になった場合には、報知器を作動させることで、車両の運転者にその旨を報知するようにしてもよい。また、還元剤供給機構の異常フラグが「ＯＮ」となった場合には、さらにその原因を特定する処理を行い、例えば、尿素添加弁２３０のデポジット付着などが原因と特定された場合には、デポジットを除去するための噴射を行うなど、特定された異常が解消される処理を行うようにしてもよい。また、濃度異常フラグが「ＯＮ」となった場合には、尿素水の添加量を、通常の目標添加量ＱＥよりも多くしたり、添加を禁止したりする処理を行うようにしてもよい。
【００７４】
・還元剤供給機構２００において、分散板６０は必須の構成ではなく、省略することもできる。この場合であっても、排気温度の変化による判定で、尿素添加弁２３０やポンプ２２０などが異常である可能性がある場合に、濃度の異常判定処理を実行しないようにすることができる。
【００７５】
・上記実施形態では、所定温度Ｔｓを算出する場合に、第１の所定量Ｑａの尿素水を添加したことにより、尿素水が排気中に供給されることと、添加された尿素水のほぼ全量が気化することにより排気の熱が奪われることによる温度の低下量を基準温度として、この基準温度を補正するようにしている。しかしながら、この所定温度Ｔｓは、添加された尿素水の全てが気化する場合の排気温度の低下量を基準温度として、設定するようにしてもよい。なお、所定温度Ｔｓの設定方法は、上記例示した態様に限定されず、還元剤供給機構２００の異常を判断することができる温度であればよい。また、同様に、所定濃度Ｎｓの設定方法は、上記例示した態様に限定されず、尿素水の濃度の異常を判断することができる濃度であればよい。
【００７６】
・上記実施形態では、ステップＳ１１において、車速ＳＰＤが安定しているか否かを判定することで、機関運転状態が安定しており、排気温度が安定している状況であるか否かを判定するようにしている。しかしながら、例えば、排気温度が一定である機関運転状態として、燃料カットが開始されてから所定期間以内であるか否かを判定するようにしてもよい。なお、この場合の所定期間は、排気温度が燃料カットの開始直後と同程度の排気温度に維持される期間を設定すればよい。
【００７７】
・上記実施形態では、第１ＮＯｘセンサ１３０及び第２ＮＯｘセンサ１５０が排気のＮＯｘ濃度を検出するようにしていたが、排気のＮＯｘ濃度を検出するものに限らず、排気中のＮＯｘの量を検出するものであればよく、所定値は尿素水の濃度の異常を判断することができる値であればよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホールド、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセル操作量センサ、２３…外気温度センサ、２４…車速センサ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…ＤＰＦ触媒、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第３排気温度センサ、１５０…第２ＮＯｘセンサ、１７０…イグニッションスイッチ、２００…還元剤供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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