(57)【要約】【課題】流体供給装置の故障診断の精度を向上させる。【解決手段】流体供給装置６０の故障診断装置２００は、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第１取得部と、流体噴射中の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第２取得部と、流体噴射前の流体圧力と流体噴射中の流体圧力とが一致しているときの、流体噴射中のポンプ回転速度と流体噴射前のポンプ回転速度との差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出部と、ポンプ回転速度差に基づいて、噴射装置６２から噴射される流体の流量に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備える。【選択図】図１
2020029796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車ポンプと、
前記歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、
前記歯車ポンプと前記噴射装置とを連通する流体通路と、
前記流体通路に接続され、前記歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、
前記流体通路に設けられ、前記歯車ポンプから吐出された前記流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、
前記歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、
を備える流体供給装置の故障診断を行うための、流体供給装置の故障診断装置であって、
前記噴射装置から前記流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第１取得部と、
前記噴射装置から前記流体を噴射している流体噴射中の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射中の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第２取得部と、
前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、が一致しているときの、前記流体噴射中のポンプ回転速度と、前記流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出部と、
前記ポンプ回転速度差に基づいて、前記噴射装置から噴射される前記流体の流量に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
を備える流体供給装置の故障診断装置。
【請求項２】
前記異常判定部は、
前記ポンプ回転速度差が、前記流体供給装置に異常がないときの正常値よりも小さい所定の第１閾値以下であれば、前記噴射装置から噴射される前記流体の流量が正常時よりも減少している異常が発生していると判定する、
請求項１に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項３】
前記異常判定部は、
前記ポンプ回転速度差が、前記流体供給装置に異常がないときの正常値よりも大きい所定の第２閾値以上であれば、前記噴射装置から噴射される前記流体の流量が正常時よりも増加している異常が発生していると判定する、
請求項１又は請求項２に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項４】
前記ポンプ回転速度差算出部は、
前記ポンプ回転速度差の推定値を算出する推定値算出部を備え、
前記推定値算出部は、
前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、が一致する前の、前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、の差分である流体圧力差を算出する流体圧力差算出部と、
前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、が一致する前の、前記流体噴射中のポンプ回転速度と、前記流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分値を算出する差分値算出部と、
を備え、
前記流体圧力差に基づいて、前記差分値を補正して前記ポンプ回転速度差の推定値を算出する、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項５】
前記推定値算出部は、
前記流体圧力差に基づいて、当該流体圧力差が大きいときほど大きくなる補正値を算出し、前記差分値に前記補正値を加算して、前記ポンプ回転速度差の推定値を算出する、
請求項４に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項６】
前記推定値算出部は、
前記流体の温度が高いときほど、前記補正値をさらに大きくする、
請求項５に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項７】
前記異常判定部は、
前記第１閾値を補正する第１補正部を備え、
前記第１補正部は、
前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、が一致する前の、前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、の差分である流体圧力差に基づいて、前記第１閾値を補正する、
請求項２に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項８】
前記第１補正部は、
前記流体圧力差に基づいて、当該流体圧力差が大きいときほど大きくなる補正値を算出し、前記第１閾値から前記補正値を減算する補正を実施する、
請求項７に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項９】
前記第１補正部は、
前記流体の温度が高いときほど、前記補正値をさらに大きくする、
請求項８に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項１０】
前記異常判定部は、
前記第２閾値を補正する第２補正部を備え、
前記第２補正部は、
前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、が一致する前の、前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、の差分である流体圧力差に基づいて、前記第２閾値を補正する、
請求項３に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項１１】
前記第２補正部は、
前記流体圧力差に基づいて、当該流体圧力差が大きいときほど大きくなる補正値を算出し、前記第２閾値から前記補正値を減算する補正を実施する、
請求項１０に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項１２】
前記第２補正部は、
前記流体の温度が高いときほど、前記補正値をさらに大きくする
請求項１１に記載の流体供給装置の故障診断装置。
【請求項１３】
歯車ポンプと、
前記歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、
前記歯車ポンプと前記噴射装置とを連通する流体通路と、
前記流体通路に接続され、前記歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、
前記流体通路に設けられ、前記歯車ポンプから吐出された前記流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、
前記歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、
を備える流体供給装置の故障診断を行うための、流体供給装置の故障診断装置であって、
前記噴射装置から前記流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度として取得して記憶しておく記憶部と、
前記流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度を取得した後の、流体噴射前の任意の時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は任意の期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する取得部と、
前記流体噴射前の初期流体圧力と、前記流体噴射前の流体圧力とが一致したときの、前記流体噴射前の初期ポンプ回転速度と、前記流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出部と、
前記ポンプ回転速度差に基づいて、前記流体通路において前記流体の詰まり、又は漏れの異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
を備える流体供給装置の故障診断装置。
【請求項１４】
歯車ポンプと、
前記歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、
前記歯車ポンプと前記噴射装置とを連通する流体通路と、
前記流体通路に接続され、前記歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、
前記流体通路に設けられ、前記歯車ポンプから吐出された前記流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、
前記歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、
を備える流体供給装置の故障診断方法であって、
前記噴射装置から前記流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第１取得工程と、
前記噴射装置から前記流体を噴射している流体噴射中の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射中の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第２取得工程と、
前記流体噴射前の流体圧力と、前記流体噴射中の流体圧力と、が一致しているときの、前記流体噴射中のポンプ回転速度と、前記流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出工程と、
前記ポンプ回転速度差に基づいて、前記噴射装置から噴射される前記流体の流量に異常が発生しているか否かを判定する異常判定工程と、
を備える流体供給装置の故障診断方法。
【請求項１５】
歯車ポンプと、
前記歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、
前記歯車ポンプと前記噴射装置とを連通する流体通路と、
前記流体通路に接続され、前記歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、
前記流体通路に設けられ、前記歯車ポンプから吐出された前記流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、
前記歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、
を備える流体供給装置の故障診断方法であって、
前記噴射装置から前記流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度として取得して記憶しておく記憶工程と、
前記流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度を取得した後の、流体噴射前の任意の時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は任意の期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する取得工程と、
前記流体噴射前の初期流体圧力と、前記流体噴射前の流体圧力とが一致したときの、前記流体噴射前の初期ポンプ回転速度と、前記流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出工程と、
前記ポンプ回転速度差に基づいて、前記流体通路において前記流体の詰まり、又は漏れの異常が発生しているか否かを判定する異常判定工程と、
を備える流体供給装置の故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体供給装置の故障診断装置、及び流体供給装置の故障診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路内に反応剤（流体）を注入するための流体供給装置が開示されている。この流体供給装置は、反応剤が圧送される配管内に反応剤の圧力を検出するための圧力センサを備えており、配管内で圧力変化が発生する所定区間において、例えば期待される圧力変化が近似的に発生していなければ、流体供給装置に異常があると診断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９０８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した特許文献１においては、反応剤の温度と相関のある反応剤の粘度の影響を考慮していなかった。配管内の圧力変化は、例えば反応剤の注入時に配管内から反応剤から排出されることによって発生するが、このときに配管内から排出される反応剤の排出量は反応剤の粘度の影響を受けて変化する。そのため、仮に流体供給装置に異常が発生していて、正常時とは異なる圧力変化をしていても、圧力変化の相違が十分に大きくなるまでは、その圧力変化の相違が反応剤の粘度の影響によるものか、又は流体供給装置の異常によるものかを判断することができず、故障診断の精度が低いという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、流体供給装置の故障診断の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、歯車ポンプと、歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、歯車ポンプと噴射装置とを連通する流体通路と、流体通路に接続され、歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、流体通路に設けられ、歯車ポンプから吐出された流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、を備える流体供給装置の故障診断を行うための、流体供給装置の故障診断装置が、噴射装置から流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第１取得部と、噴射装置から流体を噴射している流体噴射中の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射中の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第２取得部と、流体噴射前の流体圧力と流体噴射中の流体圧力とが一致しているときの、流体噴射中のポンプ回転速度と流体噴射前のポンプ回転速度との差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出部と、ポンプ回転速度差に基づいて、噴射装置から噴射される流体の流量に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備えるように構成される。
【０００７】
また、本発明の別の態様によれば、歯車ポンプと、歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、歯車ポンプと噴射装置とを連通する流体通路と、流体通路に接続され、歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、流体通路に設けられ、歯車ポンプから吐出された流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、を備える流体供給装置の故障診断を行うための、流体供給装置の故障診断装置が、噴射装置から流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度として取得して記憶しておく記憶部と、流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度を取得した後の、流体噴射前の任意の時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は任意の期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する取得部と、流体噴射前の初期流体圧力と流体噴射前の流体圧力とが一致したときの、流体噴射前の初期ポンプ回転速度と流体噴射前のポンプ回転速度との差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出部と、ポンプ回転速度差に基づいて、前記流体通路において流体の詰まり、又は漏れの異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備えるように構成される。
【０００８】
また、本発明の別の態様によれば、歯車ポンプと、歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、歯車ポンプと噴射装置とを連通する流体通路と、流体通路に接続され、歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、流体通路に設けられ、歯車ポンプから吐出された流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、を備える流体供給装置の故障診断方法が、噴射装置から流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第１取得工程と、噴射装置から流体を噴射している流体噴射中の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射中の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する第２取得工程と、流体噴射前の流体圧力と、流体噴射中の流体圧力と、が一致しているときの、流体噴射中のポンプ回転速度と、流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出工程と、ポンプ回転速度差に基づいて、噴射装置から噴射される流体の流量に異常が発生しているか否かを判定する異常判定工程と、を備える。
【０００９】
また、本発明の別の態様によれば、歯車ポンプと、歯車ポンプから吐出された流体を噴射するための噴射装置と、歯車ポンプと噴射装置とを連通する流体通路と、流体通路に接続され、歯車ポンプから吐出された流体のうちの余分な流体を排出するための排出通路と、流体通路に設けられ、歯車ポンプから吐出された流体の圧力である流体圧力を検出する圧力検出器と、歯車ポンプの回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度検出器と、を備える流体供給装置の故障診断方法が、噴射装置から流体を噴射していない流体噴射前の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度として取得して記憶しておく記憶工程と、流体噴射前の初期流体圧力及び初期ポンプ回転速度を取得した後の、流体噴射前の任意の時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は任意の期間における流体圧力及びポンプ回転速度の平均値を、流体噴射前の流体圧力及びポンプ回転速度として取得する取得工程と、流体噴射前の初期流体圧力と、流体噴射前の流体圧力とが一致したときの、流体噴射前の初期ポンプ回転速度と、流体噴射前のポンプ回転速度と、の差分であるポンプ回転速度差を算出するポンプ回転速度差算出工程と、ポンプ回転速度差に基づいて、前記流体通路において前記流体の詰まり、又は漏れの異常が発生しているか否かを判定する異常判定工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のこれらの態様によれば、流体供給装置の故障診断の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による流体供給装置としての尿素水供給装置を備える内燃機関、及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ドライブギヤの回転軸の径方向に沿った歯車ポンプの概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ドライブギヤの回転軸の軸方向に沿った歯車ポンプの概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａにおいて破線で囲われた部分の拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による尿素水供給装置の故障診断について説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態による尿素水供給装置の故障診断の動作について説明するタイムチャートである。
【図５】図５は、ポンプ回転速度差ΔＮの推定方法について説明する図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態による尿素水供給装置の故障診断について説明するフローチャートである。
【図７】図７は、尿素水圧力差と尿素水温度とに基づいて補正値Ｃを算出するためのマップである。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態による尿素水供給装置の故障診断について説明するフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第４実施形態による尿素水供給装置の故障診断について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による流体供給装置としての尿素水供給装置６０を備える内燃機関１００、及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００１４】
内燃機関１００は、機関本体１の内部で燃料を燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる。内燃機関１００は、機関本体１の内部に形成される燃焼室２と、各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式の燃料噴射弁３と、各燃焼室２内に吸入空気を導入するための吸気マニホールド４と、各燃焼室２内から排気を排出するための排気マニホールド５と、を含む。
【００１５】
各燃料噴射弁３は、燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結される。コモンレール１６は、吐出量の変更が可能な電子制御式の燃料ポンプ１７を介して燃料タンク１８に連結される。燃料タンク１８内に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ１７によってコモンレール１６内に供給される。コモンレール１６内に供給された燃料は、各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。
【００１６】
吸気マニホールド４は、吸気ダクト６を介してターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結される。コンプレッサ７ａの入口は、エアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内には、電気制御式のスロットル弁１０が配置される。吸気ダクト６には、吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するためのインタクーラ１１が配置される。
【００１７】
排気マニホールド５は、ターボチャージャ７のタービン７ｂの入口に連結される。タービン７ｂの出口は、排気後処理装置２０が設けられた排気管２１に連結される。排気マニホールド５と吸気マニホールド４とは、排気再循環（Exhaust Gas Recirculation；以下「ＥＧＲ」という。）を行うためにＥＧＲ通路１２を介して互いに連結される。ＥＧＲ通路１２内には、電子制御式のＥＧＲ制御弁１３が配置される。ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１４が配置される。
【００１８】
排気後処理装置２０は、各燃焼室２から排出された排気を、排気中の有害物質を取り除いた上で外気に排出するための装置である。排気後処理装置２０は、第１触媒コンバータ３０と、パティキュレート捕集装置４０と、第２触媒コンバータ５０と、流体供給装置としての尿素水供給装置６０と、を備える。
【００１９】
第１触媒コンバータ３０は、担体３１に排気浄化触媒としての酸化触媒（二元触媒）を担持させたものであり、排気管２１に設けられる。酸化触媒は、排気中の有害物質であるハイドロカーボン（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化し、無害な物質（水及び二酸化炭素）にする。
【００２０】
パティキュレート捕集装置４０は、第１触媒コンバータ３０よりも下流側の排気管２１に設けられる。パティキュレート捕集装置４０は、ウォールフロー型のパティキュレートフィルタ４１を内蔵しており、内部に導入された排気をパティキュレートフィルタ４１に通すことで排気中のパティキュレート（Particulate Matter）を捕集する。
【００２１】
第２触媒コンバータ５０は、担体５１に排気浄化触媒としてのＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ；Selective catalytic reduction）を担持させたものであり、パティキュレート捕集装置４０よりも下流側の排気管に設けられる。ＮＯｘ選択還元触媒は、還元剤が供給されることで排気中の有害物質であるＮＯｘを選択的に還元して無害な物質（水及び窒素）にする。本実施形態によるＮＯｘ選択還元触媒は、尿素水を加水分解することによって生成されたアンモニアを還元剤として、排気中に含まれるＮＯｘを選択的に還元する。
【００２２】
尿素水供給装置６０は、尿素水タンク６１と、尿素水噴射弁６２と、尿素水供給管６３と、歯車ポンプ６４と、尿素水戻し管６５と、チェックバルブ６６と、圧力センサ６７と、回転速度センサ６８と、温度センサ６９と、を備える。
【００２３】
尿素水タンク６１は、尿素水を貯蔵する。
【００２４】
尿素水噴射弁６２は、パティキュレート捕集装置４０よりも下流側、かつ、第２触媒コンバータ５０よりも上流側の排気管２１に設けられ、排気管２１の内部に尿素水を噴射する。尿素水噴射弁６２は、例えばニードル弁であり、電子制御ユニット２００によって開閉制御される。尿素水噴射弁６２の開弁期間を制御することで、尿素水噴射弁６２から噴射される尿素水の流量が制御される。排気管２１の内部に噴射された尿素水は、排気熱を受けて所定の加水分解温度（例えば１８０℃）まで加熱されると加水分解される。
【００２５】
尿素水供給管６３は、尿素水タンク６１に貯蔵された尿素水を尿素水噴射弁６２に供給するための通路であって、低圧側供給管６３ａと、高圧側供給管６３ｂと、を備える。低圧側供給管６３ａは、尿素水タンク６１と、歯車ポンプ６４の吸込ポート６４１と、を連通する通路である。高圧側供給管６３ｂは、歯車ポンプ６４の吐出ポート６４２と、尿素水噴射弁６２と、を連通する通路である。
【００２６】
歯車ポンプ６４は、吸込ポート６４１と吐出ポート６４２とが形成されたハウジング６４３と、ハウジング６４３内に収容された一対のギヤセット６４４と、を備える。ギヤセット６４４は、外部動力（例えば内燃機関や電動モータなどの動力）によって回転駆動させられるドライブギヤ（駆動歯車）６４５と、ドライブギヤ６４５と外接してドライブギヤ６４５によって回転駆動させられるドリブンギヤ（従動歯車）６４６と、を備える。歯車ポンプ６４が駆動されると（すなわちドライブギヤ６４５が回転駆動させられると）、尿素水タンク６１に貯蔵された尿素水が、低圧側供給管６３ａを介して吸込ポート６４１から歯車ポンプ６４内に吸い込まれ、歯車ポンプ６４内で加圧されて吐出ポート６４２から高圧側供給管６３ｂに排出される。
【００２７】
尿素水戻し管６５は、歯車ポンプ６４から高圧側供給管６３ｂに吐出された尿素水を、必要に応じて尿素水タンク６１に戻すための通路であって、一端が高圧側供給管６３ｂに接続され、他端が尿素水タンク６１に接続される。
【００２８】
チェックバルブ６６は、尿素水戻し管６５に設けられる。チェックバルブ６６は、高圧側供給管６３ｂ内の尿素水の圧力が所定の上限圧力になると自動的に開弁するように構成されており、これにより、高圧側供給管６３ｂ内の尿素水の圧力が上限圧力よりも高くならないようにしている。
【００２９】
圧力センサ６７は、高圧側供給管６３ｂに設けられる。圧力センサ６７は、歯車ポンプ６４の吐出ポート６４２から吐出された尿素水の圧力に相当する高圧側供給管６３ｂ内の尿素水の圧力を検出する。以下の説明では、この圧力センサ６７によって検出される尿素水の圧力のことを「尿素水圧力」という。
【００３０】
回転速度センサ６８は、歯車ポンプ６４に取り付けられる。回転速度センサ６８は、歯車ポンプ６４の回転速度、より具体的にはドライブギヤ６４５の回転速度を検出する。以下の説明では、この回転速度センサ６８によって検出される歯車ポンプ６４の回転速度のことを「ポンプ回転速度」という。
【００３１】
温度センサ６９は、高圧側供給管６３ｂに設けられる。温度センサ６９は、歯車ポンプ６４の吐出ポート６４２から吐出された尿素水の温度を検出する。以下の説明では、この圧力センサ６７によって検出される尿素水の温度のことを「尿素水温度」という。なお温度センサ６９を尿素水タンク６１に取り付けて、尿素水タンク６１の尿素水の温度を、歯車ポンプ６４の吐出ポート６４２から吐出された尿素水の温度として代用してもよい。
【００３２】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００３３】
入力ポート２０５には、前述した圧力センサ６７などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また、入力ポート２０５には、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１８の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。さらに入力ポート２０５には、機関回転速度を算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１９の出力信号が入力される。
【００３４】
出力ポート２０６には、対応する駆動回路２０８を介して尿素水噴射弁６２などの各制御部品が電気的に接続される。
【００３５】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して内燃機関１００を制御する。また電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の異常を検出するための故障診断を実施しており、その一つとして尿素水供給装置６０の故障診断を実施している。
【００３６】
本実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断においては、尿素水噴射弁６２の噴射量（以下「尿素噴射量」という。）が目標尿素噴射量に対して不足する異常（以下「第１の異常」という。）が発生しているか、また逆に尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して過剰となる異常（以下「第２の異常」という。）が発生しているかの診断が行われる。
【００３７】
第１の異常は、例えば尿素水タンク６１に混入した異物が高圧側供給管６３ｂや尿素水噴射弁６２において詰まることや、尿素水噴射弁６２の開弁量が何らかの要因（例えば経時劣化）で正常時の開弁量よりも小さくなってしまうことによって発生する。第１の異常が発生すると、ＮＯｘ選択還元触媒に必要十分な還元剤を供給できなくなるので、ＮＯｘ選択還元触媒における排気浄化性能が低下して、排気エミッションが悪化することになる。
【００３８】
第２の異常は、例えば尿素水噴射弁６２の弁体や弁座の摩耗等によって、尿素水噴射弁６２を開弁したときに弁体の弁座の隙間から噴射される噴射量が多くなることによって発生する。第２の異常が発生すると、尿素水の消費量が必要以上に増加すると共に、アンモニアガスがそのまま外気に排出されるおそれがある。
【００３９】
そのため、このような第１の異常や第２の異常が発生した場合には、それらを早期に精度良く検出することが望ましい。
【００４０】
ここで第１の異常や第２の異常を検出する従来の方法としては、例えば、歯車ポンプ６４の吐出流量が或る一定の吐出流量に制御されている状態、すなわち尿素水圧力が或る一定の圧力に制御されている状態で、尿素水噴射弁６２を開いて尿素水を噴射したときの尿素水圧力（高圧側供給管６３ｂ内の圧力）の低下幅が所定範囲内に収まっているか否かを判定することで検出する方法がある。第１の異常が発生している場合には、尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して不足している分だけ、尿素水圧力の低下幅が正常時よりも小さくなる。一方で、第２の異常が発生している場合には、尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して過剰となっている分だけ、尿素水圧力の低下幅が正常時よりも大きくなる。そのため、この従来の方法によって第１の異常や第２の異常を早期に検出するには、所定範囲の幅を小さくすることが求められる。しかしながら、この方法では、以下の理由により、この所定範囲の幅を或る一定以下には小さくすることができないという問題があった。
【００４１】
以下、図２Ａから図２Ｃを参照して、その理由について説明する。
【００４２】
図２Ａは、ドライブギヤ６４５の回転軸の径方向に沿った歯車ポンプ６４の概略図であり、図１において歯車ポンプ６４として示した図と同様の図である。図２Ｂは、ドライブギヤ６４５の回転軸の軸方向に沿った歯車ポンプ６４の概略図である。図２Ｃは、図２Ａにおいて破線で囲われた部分の拡大図である。
【００４３】
容積式のポンプである歯車ポンプ６４の理論吐出流量Ｑｔｈは、下記の（１）式に示す通り、歯車ポンプ６４の理論押しのけ容積Ｖｔｈと、ポンプ回転速度Ｎ（単位時間当たりのドライブギヤ６４５の回転速度）と、の積で表すことができる。なお理論押しのけ容積Ｖｔｈは、図２Ａに示すドライブギヤ６４５の各歯溝空間６４７の体積の合計であり、理論上、ドライブギヤ６４５が１回転したときに吐出ポート６４２から吐出される尿素水の量に相当する値である。
【数１】
2020029796.tif 000003
【００４４】
ここで歯車ポンプ６４においては、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ハウジング６４３の内周面と、ドライブギヤ６４５の歯先と、の間に、微細な歯先隙間Ｔが存在し、また図２Ｂに示すように、ハウジング６４３の内周面と、ドライブギヤ６４５の側面と、の間に、微細な側面隙間Ｓが存在する。そのため、歯車ポンプ６４においては、理論吐出流量Ｑｔｈの一部が、このようなハウジング６４３とギヤとの間に存在する歯先隙間Ｔ及び側面隙間Ｓを介して、高圧の吐出ポート６４２側から低圧の吸込ポート６４１側へと漏れることになる。
【００４５】
このとき、側面隙間Ｓからの漏れ流量ｑＳは、下記の（２）式に示す通り、定数ＫＳ（０．５から１．５の範囲にある定数）、歯車ポンプ６４の吐出ポート６４２側の尿素水圧力Ｐ、尿素水の粘度（粘性係数）μ、及び側面隙間Ｓを用いて表すことができることが知られている。
【数２】
2020029796.tif 000004
【００４６】
また、歯先隙間Ｔからの漏れ流量ｑＴは、下記の（３）式に示す通り、ドライブギヤ６４５の形状によって定まる定数ＫＴ、歯車ポンプ６４の吐出ポート６４２側の尿素水圧力Ｐ、尿素水の粘度μ、及び歯先隙間Ｔを用いて表すことができることが知られている。
【数３】
2020029796.tif 000005
【００４７】
一方で、歯先隙間Ｔにおいては、図２Ｃに示すように、理論吐出流量Ｑｔｈや漏れ流量ｑＴとは別に、ドライブギヤ６４５の回転に伴って、ドライブギヤ６４５の歯先に引きずられて吐出ポート６４２側に移動する尿素水が存在する。
【００４８】
これらを考慮すると、歯車ポンプ６４の実際の吐出流量（以下「実吐出流量」という。）Ｑは、下記の（４）式の通りに表すことができる。なお、（４）式において、右辺第１項の（１＋ｃ）が、理論吐出流量Ｑｔｈに加えてドライブギヤ６４５の歯先に引きずられて吐出ポート６４２側に移動する尿素水に関する部分であり、ｃは正の定数である。またＫｎは歯車同士のかみ合わせにより、理論吐出量のうち何割が実際に吐出されるかを表す係数である。
【数４】
2020029796.tif 000006
【００４９】
この（４）式に示される通り、歯車ポンプ６４の実吐出流量Ｑは、歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓ、尿素水の粘度μの影響を受けて変化する。そして歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓは、歯車ポンプ６４の個体ごとに許容公差の範囲内で異なり、また尿素水の粘度μは、使用環境によって変化する尿素水の温度に応じて変化する。そのため、尿素水圧力Ｐが或る一定の圧力に制御されている状態で、尿素水噴射弁６２を開いて尿素水を噴射したとしても、歯車ポンプ６４の個体差や使用環境の変化による影響を受けて、尿素水噴射弁６２から噴射される尿素水の流量は一定とならず、或る一定の範囲内で変動することになる。このため、尿素水噴射弁６２を開いて尿素水を噴射したときの尿素水圧力Ｐの低下幅も、或る一定の範囲内で変動することになるので、前述した従来の方法では、所定範囲の幅を或る一定以下には小さくすることができなかったのである。
【００５０】
したがって、第１の異常や第２の異常を早期に精度良く検出するためには、このような歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓ、尿素水の粘度μの影響を排除する必要がある。ここで、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ、及び尿素水圧力ＰをそれぞれＮ０、及びＰ０とすると、尿素水噴射前の実吐出流量Ｑ０は、以下の（５）式で表すことができる。
【数５】
2020029796.tif 000007
【００５１】
また尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ、及び尿素水圧力ＰをそれぞれＮ１、及びＰ１とすると、尿尿素水噴射前の実吐出流量Ｑ１は、以下の（６）式で表すことができる。
【数６】
2020029796.tif 000008
【００５２】
したがって、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときの、尿素水噴射中の実吐出流量Ｑ１と、尿素水噴射前の実吐出流量Ｑ０と、の差を取ると、（５）式の右辺第２項、及び（６）式の右辺第２項がそれぞれ打ち消し合い、以下の（７）式の通りとなる。
【数７】
2020029796.tif 000009
【００５３】
この（７）式に示される通り、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０との差（以下「ポンプ回転速度差」という。）ΔＮ（＝Ｎ１−Ｎ０）は、歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓ、尿素水の粘度μの影響を受けず、一定となる。
【００５４】
そして、第１の異常が発生している場合には、尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して不足している分だけ、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１は、正常時のポンプ回転速度よりも低くなる。したがって、ポンプ回転速度差ΔＮは、正常時の値よりも小さくなる。
【００５５】
また第２の異常が発生している場合には、尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して過剰になっている分だけ、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１は、正常時のポンプ回転速度よりも高くなる。したがって、ポンプ回転速度差ΔＮは、正常時の値よりも大きくなる。
【００５６】
そこで本実施形態では、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０との差であるポンプ回転速度差ΔＮ（＝Ｎ１−Ｎ０）に基づいて、第１の異常及び第２の異常が発生しているか否かを判定することとした。
【００５７】
図３は、本実施形態による尿素水供給装置の故障診断について説明するフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、尿素水供給装置の故障診断を実施すべきときであるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、尿素水供給装置の故障診断実施すべきときであれば、ステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、尿素水供給装置の異常検出を実施すべきときでなければ、今回の処理を終了する。電子制御ユニット２００は、例えば車両の１トリップ中において、まだ尿素水供給装置の異常検出が実施されていないときや、関連部品に異常がないときに、尿素水供給装置の異常検出を実施すべきときであると判定する。
【００５９】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０を取得する。このステップＳ２において取得する尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０は、圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって現時点で検出された尿素水噴射前の尿素水圧力及びポンプ回転速度の瞬時値でもよいし、現時点から例えば過去数秒間といった、或る一定期間の過去に亘って圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出された尿素水噴射前の尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値でもよい。
【００６０】
本実施形態では、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０として、これらの平均値を取得するようにしている。これは、尿素水圧力は、後述する図４に示すように、歯溝空間６４７内の尿素水を吐出ポート６４２側に順次輸送していく歯車ポンプ６４の特性によって、一定の値を取らずに脈動しており、また、ポンプ回転速度も振動等の影響によって一定の値を取らない場合があるためである。尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０として、これらの瞬時値ではなく平均値を取得することで、このような脈動や振動の影響を少なくすることができ、取得される尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０の精度を向上させることができる。
【００６１】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射弁６２を開弁して尿素水の噴射を開始すると共に、尿素水の噴射を開始したことによって低下した尿素水圧力を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させるためのポンプ回転速度の上昇制御を開始する。
【００６２】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１及びポンプ回転速度Ｎ１を取得する。このステップＳ４において取得する尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１及びポンプ回転速度Ｎ１も、圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって現時点で検出された尿素水噴射中の尿素水圧力及びポンプ回転速度の瞬時値でもよいし、現時点から例えば過去数秒間といった、尿素水噴射中の或る一定期間の過去に亘って圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出された尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値でもよい。
【００６３】
ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ４で取得された尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、ステップＳ２で取得された尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加していれば、ステップＳ６の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加していなければ、一定の時間を空けた後、再度ステップＳ４の処理を実施する。
【００６４】
なお本実施形態では、このステップＳ４で、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したか否かを判定しているが、これに限らず、例えば、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０よりもある程度小さい値や、ある程度大きい値になったときに、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したと判定するようにしても良い。
【００６５】
ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ４で取得された尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、ステップＳ２で取得された尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分であるポンプ回転速度差ΔＮを算出する。
【００６６】
ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、ポンプ回転速度差ΔＮが第１の異常を判定するための閾値（以下「第１閾値」という。）αよりも大きいか否かを判定する。第１閾値αは、正常時におけるポンプ回転速度差ΔＮよりも小さい値である。電子制御ユニット２００は、ポンプ回転速度差ΔＮが第１閾値αよりも大きければ、第１の異常は発生していないと判定してステップＳ８の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、ポンプ回転速度差ΔＮが第１閾値α以下であれば、第１の異常が発生していると判定してステップＳ１１の処理に進む。
【００６７】
ステップＳ８において、電子制御ユニット２００は、ポンプ回転速度差ΔＮが第２の異常を判定するための閾値（以下「第２閾値」という。）β未満であるか否かを判定する。第２閾値βは、正常時におけるポンプ回転速度差ΔＮよりも大きい値である。電子制御ユニット２００は、ポンプ回転速度差ΔＮが第２閾値β未満であれば、第２の異常も発生していないと判定してステップＳ９の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、ポンプ回転速度差ΔＮが第２閾値β以上であれば、第２の異常が発生していると判定してステップＳ１０の処理に進む。
【００６８】
ステップＳ９において、電子制御ユニット２００は、第１の異常も第２の異常も発生しておらず、尿素水供給装置は正常であると判定する。
【００６９】
ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、尿素水供給装置に第２の異常が発生していると判定する。
【００７０】
ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、尿素水供給装置に第１の異常が発生していると判定する。
【００７１】
ステップＳ１２において、尿素水噴射弁６２を閉弁して尿素水の噴射を停止すると共に、ポンプ回転速度の上昇制御を停止する。
【００７２】
図４は、本実施形態による尿素水供給装置の故障診断の動作について説明するタイムチャートである。
【００７３】
時刻ｔ１以前においては、ポンプ回転速度が一定に制御され、したがって尿素水圧力も一定に制御されている。なお、尿素水圧力が脈動しているのは、前述した通り、歯溝空間６４７内の尿素水を吐出ポート６４２側に順次輸送していく歯車ポンプ６４の特性によるものである。
【００７４】
時刻ｔ１で、尿素水供給装置の故障診断を実施すべきときであると判定されると、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０として、時刻ｔ１までの過去数秒間に亘って圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出された尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値が取得されると共に、尿素水噴射弁６２が開かれて尿素水の噴射が開始され、尿素水圧力が低下し始める。
【００７５】
そして尿素水噴射弁６２を開いた状態、すなわち尿素水の噴射を継続した状態における尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０となるまで、ポンプ回転速度の上昇制御が開始され、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１及びポンプ回転速度Ｎ１がそれぞれ取得される。
【００７６】
時刻ｔ２で、時刻ｔ２までの過去数秒間に亘って圧力センサ６７によって検出された尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加すると、時刻ｔ２までの過去数秒間に亘って回転速度センサ６８によって検出された尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差であるポンプ回転速度差ΔＮが算出される。
【００７７】
前述した通り、第１の異常が発生している場合には、尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して不足している分だけ、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１は、正常時のポンプ回転速度よりも低くなる。したがって、ポンプ回転速度差ΔＮが、第１閾値α以下であれば、第１の異常が発生していると判定することができる。
【００７８】
また第２の異常が発生している場合には、尿素噴射量が目標尿素噴射量に対して過剰になっている分だけ、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１は、正常時のポンプ回転速度よりも高くなる。したがって、ポンプ回転速度差ΔＮが、第２閾値βよりも大きければ、第２の異常が発生していると判定することができる。
【００７９】
そして前述した通り、このポンプ回転速度差ΔＮは、歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓ、尿素水の粘度μの影響を受けない。そのため、第１閾値αや第２閾値βを、尿素水供給装置が正常であるときのポンプ回転速度差ΔＮに近い値に設定することができる。したがって、第１の異常や第２の異常を早期に精度良く検出することができる。
【００８０】
以上説明した本実施形態による尿素水供給装置６０（流体供給装置）は、歯車ポンプ６４と、歯車ポンプ６４から吐出された尿素水（流体）を噴射するための尿素水噴射弁６２（噴射装置）と、歯車ポンプ６４と尿素水噴射弁６２とを連通する高圧側供給管６３ｂ（流体通路）と、高圧側供給管６３ｂに接続され、歯車ポンプ６４から吐出された尿素水のうちの余分な尿素水を排出するための尿素水戻し管６５（排出通路）と、高圧側供給管６３ｂに設けられ、歯車ポンプ６４から吐出された尿素水の圧力である尿素水圧力を検出する圧力センサ６７（圧力検出器）と、歯車ポンプ６４の回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度センサ６８（回転速度検出器）と、を備える。
【００８１】
そして、尿素水供給装置６０の故障診断を行うための電子制御ユニット２００（故障診断装置）が、尿素水噴射弁６２から尿素水を噴射していない尿素水噴射前の或る時点における尿素水圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０として取得する第１取得部と、尿素水噴射弁６２から尿素水を噴射している尿素水噴射中の或る時点における流体圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値を、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１及びポンプ回転速度Ｎ１として取得する第２取得部と、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と、尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１と、が一致しているときの、尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分であるポンプ回転速度差ΔＮを算出するポンプ回転速度差算出部と、ポンプ回転速度差ΔＮに基づいて、尿素水噴射弁６２から噴射される尿素水の流量に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備えるように構成されている。
【００８２】
より詳細には、異常判定部は、ポンプ回転速度差ΔＮが、尿素水供給装置６０に異常がないときの正常値よりも小さい所定の第１閾値α以下であれば、尿素水噴射弁６２から噴射される尿素水の流量が正常時よりも減少している異常、すなわち第１の異常が発生していると判定するように構成されている。また異常判定部は、ポンプ回転速度差ΔＮが、尿素水供給装置６０に異常がないときの正常値よりも大きい所定の第２閾値β以上であれば、尿素水噴射弁６２から噴射される尿素水の流量が正常時よりも増加している異常、すなわち第２の異常が発生していると判定するように構成されている。
【００８３】
前述した通り、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０になったときの尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分であるポンプ回転速度差ΔＮは、第１の異常及び第２の異常が発生していなければ、歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓ、尿素水の粘度μの影響を受けずに一定の値となる。
【００８４】
そのため、ポンプ回転速度差ΔＮに基づいて、尿素水噴射弁６２から噴射される尿素水の流量に異常が発生しているか否か、すなわち第１の異常又は第２の異常が発生しているか否かを判定することで、第１の異常又は第２の異常が発生しているかを精度良く判定することができる。また、第１閾値αや第２閾値βを、尿素水供給装置が正常であるときのポンプ回転速度差ΔＮに近い値に設定することができる。したがって、第１の異常や第２の異常を早期に精度良く検出することができる。
【００８５】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、尿素水供給装置６０の故障診断の内容が第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００８６】
前述した第１実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断では、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したか否かを判定する必要があった。換言すれば、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加する間は、尿素水を噴射し続ける必要があり、比較的長期間に亘って尿素水を噴射し続ける必要があった。したがって、故障診断中の尿素水の消費量が多くなり、また長期間に亘って尿素水を噴射し続けることができないようなときには故障診断を実施することができないため、故障診断の実施頻度が少なくなるおそれがある。
【００８７】
そこで本実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断では、尿素水を所定期間噴射した時点で尿素水の噴射を停止することとした。すなわち、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加する前に尿素水の噴射を停止することとした。そして、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０と、尿素水の噴射を停止する直前の尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１と、の差分である尿素水圧力差ΔＰ（＝Ｐ０−Ｐ１）を算出すると共に、尿素水の噴射を停止する直前の尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分であるポンプ回転速度差（以下「停止時ポンプ回転速度差」という。）ΔＮｓ（＝Ｎ１−Ｎ０）を算出し、尿素水圧力差ΔＰに基づいて、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを補正して、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したときのポンプ回転速度差ΔＮを推定することとした。
【００８８】
図５は、このポンプ回転速度差ΔＮの推定方法について説明する図である。
【００８９】
尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加する前の例えば時刻ｔ１１で、尿素水の噴射を停止したとすると、尿素水の噴射を停止する直前の尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１、及びポンプ回転速度Ｎ１は、それぞれ図５に示した通りとなる。そして、このときの尿素水圧力差ΔＰ、及び停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓも、それぞれ図５に示した通りとなる。
【００９０】
ここで、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したときのポンプ回転速度差ΔＮと、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓと、の差分を、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに対する補正値Ｃとすると、この補正値Ｃを算出し、補正値Ｃを停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに加算すれば、ポンプ回転速度差ΔＮを推定することができる。
【００９１】
そこで停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに加算する補正値Ｃについて考えると、この補正値Ｃは、図５に示す通り、時刻ｔ１０で尿素水圧力が極小値まで低下した後（尿素水噴射弁６２の開弁量が最大になった後）は、尿素水圧力差ΔＰが小さくなるほど、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓがポンプ回転速度差ΔＮに向けて大きくなっていくため、小さくなる傾向にある。
【００９２】
また、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したときのポンプ回転速度Ｎ１は、尿素水温度Ｔｕが高くなって尿素水の粘度μが小さくなるほど、前述した（４）式から分かるように実吐出流量Ｑが減少するために、高くなる。したがって、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したときのポンプ回転速度差ΔＮは、尿素水温度Ｔｕが高くなって尿素水の粘度μが小さくなるほど大きくなる傾向にある。これは、ポンプ回転速度が同じであれば、尿素水の粘度μが小さくなるほど実吐出流量Ｑが減少して尿素水圧力が低下するため、同じ圧力まで増加させるためには、尿素水の粘度μが高くなるほどポンプ回転速度を高くする必要があるためである。したがって、この尿素水の粘度μも考慮すると、補正値Ｃは、尿素水温度Ｔｕが高いときの方が、大きくなる傾向にある。
【００９３】
そこで本実施形態では、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加する前の各時点における、尿素水供給装置６０が正常であるときの尿素水圧力差ΔＰ及び尿素水温度Ｔｕと補正値Ｃとの関係を予め実験等によって求めてマップ化しておき、当該マップ（図７参照）を参照することで、尿素水圧力差ΔＰ及び尿素水温度Ｔｕに基づいて補正値Ｃを算出し、算出した補正値Ｃを停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに加算することで、ポンプ回転速度差ΔＮを推定することとした。
【００９４】
図６は、本実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断について説明するフローチャートである。なお図６において、ステップＳ１からステップＳ４、ステップＳ７からステップＳ１１までの処理の内容は、第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【００９５】
ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射弁６２を開弁してから所定時間が経過したか否かを判定する。本実施形態では、所定時間を、尿素水噴射弁６２を開き始めてから尿素水噴射弁６２の開弁量が最大になるまでの時間よりも長く、かつ、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加するまでにかかる時間よりも短い時間に設定している。電子制御ユニット２００は、尿素水噴射弁６２を開弁してから所定時間が経過していれば、ステップＳ２２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、尿素水噴射弁６２を開弁してから所定時間が経過していなければ、一定の時間を空けた後、再度ステップＳ４の処理を実施する。
【００９６】
ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射弁６２を閉弁して尿素水の噴射を停止すると共に、ポンプ回転速度の上昇制御を停止する。
【００９７】
ステップＳ２３において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ２で取得された尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０と、ステップＳ４で取得された尿素水の噴射を停止する直前の尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１と、の差分である尿素水圧力差ΔＰ（＝Ｐ０−Ｐ１）を算出する。また電子制御ユニット２００は、ステップＳ４で取得された尿素水の噴射を停止する直前の尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、ステップＳ２で取得された尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分である停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓ（＝Ｎ１−Ｎ０）を算出する。
【００９８】
ステップＳ２４において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したときのポンプ回転速度差ΔＮの推定値を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図７のマップを参照し、尿素水圧力差ΔＰと、尿素水温度Ｔｕと、に基づいて、補正値Ｃを算出し、当該補正値Ｃを停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに加算することで、ポンプ回転速度差ΔＮの推定値を算出する。図７のマップに示すように、尿素水圧力差ΔＰが大きくなるほど、また尿素水の温度Ｔが高くなるほど、補正値Ｃは大きくなる傾向にある。
【００９９】
なお本実施形態では、尿素水圧力差ΔＰと、尿素水温度Ｔｕと、に基づいて、補正値Ｃを算出していたが、尿素水圧力差ΔＰのみに基づいて補正値Ｃを算出するようにしても良い。
【０１００】
以上説明した本実施形態によれば、尿素水供給装置６０の故障診断を行うための電子制御ユニット２００（故障診断装置）が、前述した第１実施形態と同様に、第１取得部、第２取得部、ポンプ回転速度差算出部、及び異常判定部を備える。
【０１０１】
そして本実施形態によるポンプ回転速度差算出部は、ポンプ回転速度差の推定値を算出する推定値算出部を備えており、推定値算出部は、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と、尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１と、が一致する前の、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と、尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１と、の差分である流体圧力差ΔＰを算出する流体圧力差算出部と、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と、尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１と、が一致する前の、尿素水噴射中のポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分値である停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを算出する差分値算出部と、尿素水圧力差ΔＰに基づいて、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを補正してポンプ回転速度差ΔＮの推定値を算出するように構成されている。
【０１０２】
より詳細には、推定値算出部は、尿素水圧力差ΔＰに基づいて、尿素水圧力差ΔＰが大きいときほど大きくなる補正値Ｃを算出し、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに補正値Ｃを加算するように構成され、尿素水温度Ｔが高いときほど、補正値Ｃをさらに大きくするように構成されている。
【０１０３】
これにより、故障診断のために、長期間に亘って尿素水を噴射し続ける必要がないため、故障診断中の尿素水の消費量を抑制できると共に、故障診断の実施頻度が低下するのを抑制できる。
【０１０４】
（第３実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、尿素水圧力差ΔＰに基づいて、第１閾値α及び第２閾値βを補正する点で、第２実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１０５】
前述した第２実施形態では、尿素水圧力差ΔＰに基づいて停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを補正することで、ポンプ回転速度差ΔＮの推定値を算出し、このポンプ回転速度差ΔＮの推定値を第１閾値α及び第２閾値βと比較することで、尿素水供給装置６０の故障診断を実施していた。
【０１０６】
これに対して本実施形態では、尿素水圧力差ΔＰに基づいて第１閾値α及び第２閾値βを補正し、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを、この補正された第１閾値α及び第２閾値βと比較することで、尿素水供給装置６０の故障診断を実施する。
【０１０７】
前述した第２実施形態において、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０と、尿素水の噴射を停止する直前の尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１と、の差分である尿素水圧力差ΔＰに基づいて算出される補正値Ｃは、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１が、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加したときのポンプ回転速度差ΔＮと、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓと、の差分に相当する値である。
【０１０８】
そのため、第２実施形態では、この補正値Ｃを停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓに加算することでポンプ回転速度差ΔＮの推定値を算出し、このポンプ回転速度差ΔＮの推定値を第１閾値α及び第２閾値βと比較していたが、これは、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを、第１閾値α及び第２閾値βのそれぞれから補正値Ｃを減算した第１補正閾値αｃ（＝α−Ｃ）及び第２補正閾値βｃ（＝β−Ｃ）と比較するのと同じことである。そこで本実施形態では、本実施形態では、尿素水圧力差ΔＰに基づいて第１閾値α及び第２閾値βを補正し、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓを、この補正された第１閾値α及び第２閾値βと比較することとしたのである。以下、この本実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断について説明する。
【０１０９】
図８は、本実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断について説明するフローチャートである。なお図８において、ステップＳ１からステップＳ４、ステップＳ９からステップＳ１１、及びステップＳ２１からステップＳ２３の処理の内容は、第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【０１１０】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、第１補正閾値αｃ及び第２補正閾値βｃを算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、図７のマップを参照し、尿素水圧力差ΔＰと、尿素水温度Ｔと、に基づいて補正値Ｃを算出し、予め設定されている第１閾値α及び第２閾値βのそれぞれからこの補正値Ｃを減算することで、第１補正閾値αｃ及び第２補正閾値βｃを算出する。
【０１１１】
ステップ３２において、電子制御ユニット２００は、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓが、第１補正閾値αｃよりも大きいか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓが第１補正閾値αｃよりも大きければ、第１の異常は発生していないと判定してステップＳ３３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓが第１補正閾値αｃ以下であれば、第１の異常が発生していると判定してステップＳ１１の処理に進む。
【０１１２】
ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓが、第２補正閾値βｃ未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓが第２補正閾値βｃ未満であれば、第２の異常も発生していないと判定してステップＳ９の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、停止時ポンプ回転速度差ΔＮｓが第２補正閾値βｃ以上であれば、第２の異常が発生していると判定してステップＳ１０の処理に進む。
【０１１３】
以上説明した本実施形態によれば、尿素水供給装置６０の故障診断を行うための電子制御ユニット２００（故障診断装置）が、前述した第１実施形態と同様に、第１取得部、第２取得部、ポンプ回転速度差算出部、及び異常判定部を備える。
【０１１４】
そして本実施形態による異常判定部は、第１閾値αを補正する第１補正部を備えており、第１補正部は、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と、尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１と、が一致する前の、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と、尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１と、の差分である尿素水圧力差ΔＰに基づいて、第１閾値αを補正するように構成されている。より詳細には、第１補正部は、尿素水圧力差ΔＰに基づいて、尿素水圧力差ΔＰが大きいときほど大きくなる補正値Ｃを算出し、第１閾値αから補正値Ｃを減算するように構成され、尿素水温度Ｔが高いときほど、補正値Ｃをさらに大きくするように構成されている。
【０１１５】
また本実施形態による異常判定部は、第２閾値βを補正する第２補正部を備えており、第２補正部は、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１とが一致する前の、尿素水噴射前の流体圧力Ｐ０と尿素水噴射中の流体圧力Ｐ１との差分である尿素水圧力差ΔＰに基づいて、第２閾値βを補正するように構成されている。より詳細には、第２補正部は、尿素水圧力差ΔＰに基づいて、尿素水圧力差ΔＰが大きいときほど大きくなる補正値Ｃを算出し、第２閾値βから補正値Ｃを減算するように構成され、尿素水温度Ｔが高いときほど、補正値Ｃをさらに大きくするように構成されている。
【０１１６】
このようにしても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、尿素水供給装置６０の故障診断の内容が第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１１８】
前述した第１実施形態では、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ１を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０まで増加させたときのポンプ回転速度Ｎ１と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０との差であるポンプ回転速度差ΔＮに基づいて、第１の異常及び第２の異常が発生しているか否かを判定していた。
【０１１９】
これに対して本実施形態では、例えば工場出荷直後など、尿素水供給装置６０に異常がないと判断できる初期状態のときに圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出された或る時点における尿素水噴射前の尿素水圧力及びポンプ回転速度を、尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３として記憶しておくこととした。
【０１２０】
そして、尿素水供給装置６０の異常検出を実施するときは、第１実施形態と同様に尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０を取得し、尿素水噴射前の初期ポンプ回転速度Ｎ３と、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０が尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３になったときのポンプ回転速度Ｎ０と、の差分をポンプ回転速度差ΔＮとして算出する。
【０１２１】
このとき、ポンプ回転速度差ΔＮが正常時よりも小さいときは、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０が正常時のポンプ回転速度（すなわち初期ポンプ回転速度Ｎ３）よりも低いにもかかわらず、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０が尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３に達していることになる。そのため、高圧側供給管６３ｂや、チェックバルブ６６よりも尿素水の流れ方向上流側の尿素水戻し管６５において、異物等による尿素水詰まりが発生していると判定することができる。
【０１２２】
一方で、ポンプ回転速度差ΔＮが正常時よりも大きい場合は、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０が正常時のポンプ回転速度（すなわち初期ポンプ回転速度Ｎ３）まで上昇したにもかかわらず、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０が尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３に達していないことになる。そのため、高圧側供給管６３ｂや、チェックバルブ６６よりも尿素水の流れ方向上流側の尿素水戻し管６５から、尿素水が漏れていると判定することができる。
【０１２３】
図９は、この本実施形態による尿素水供給装置６０の故障診断について説明するフローチャートである。なお図８において、ステップＳ１、及びステップＳ７からステップＳ１１までの処理の内容は、第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【０１２４】
ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３は、尿素水供給装置６０に異常がないと判断できる初期状態のときに圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出されると共に記憶された、尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３を読み込む。尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３は、初期状態のときに圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出された尿素水圧力及びポンプ回転速度の瞬時値でもよいし、平均値でもよい。
【０１２５】
ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、現時点における、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０を取得する。
【０１２６】
ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、尿素水噴射前の初期ポンプ回転速度Ｎ３と、の差分であるポンプ回転速度差ΔＮを算出する。
以上説明した本実施形態による尿素水供給装置６０（流体供給装置）は、歯車ポンプ６４と、歯車ポンプ６４から吐出された尿素水（流体）を噴射するための尿素水噴射弁６２（噴射装置）と、歯車ポンプ６４と尿素水噴射弁６２とを連通する高圧側供給管６３ｂ（流体通路）と、高圧側供給管６３ｂに設けられ、歯車ポンプ６４から吐出された尿素水の圧力である尿素水圧力を検出する圧力センサ６７（圧力検出器）と、歯車ポンプ６４の回転速度であるポンプ回転速度を検出する回転速度センサ６８（回転速度検出器）と、を備える。
【０１２７】
そして、尿素水供給装置６０の故障診断を行うための電子制御ユニット２００（故障診断装置）が、尿素水噴射弁６２から流体を噴射していない尿素水噴射前の或る時点における尿素水圧力及びポンプ回転速度、又は或る期間における尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値を、尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３として取得して記憶しておく記憶部と、尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３を取得した後の、尿素水噴射前の任意の時点における尿素水圧力及びポンプ回転速度、又は任意の期間における尿素水圧力及びポンプ回転速度の平均値を、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０として取得する取得部と、尿素水噴射前の初期流体圧力Ｐ３と、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０とが一致したときの、尿素水噴射前の初期ポンプ回転速度Ｎ３と、尿素水噴射前のポンプ回転速度Ｎ０と、の差分であるポンプ回転速度差ΔＮを算出するポンプ回転速度差算出部と、ポンプ回転速度差ΔＮに基づいて、高圧側供給管６３ｂ又はチェックバルブ６６よりも尿素水の流れ方向上流側の尿素水戻し管６５において尿素水の詰まり、又は漏れの異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備えるように構成されている。
【０１２８】
このように、尿素水噴射前のポンプ回転速度の初期値（初期ポンプ回転速度Ｎ３）と現在値（ポンプ回転速度Ｎ０）の差分であるポンプ回転速度差ΔＮの変化を見ることで、高圧側供給管６３ｂや、チェックバルブ６６よりも尿素水の流れ方向上流側の尿素水戻し管６５において尿素水の詰まりが発生しているか、又は尿素水の漏れが発生しているかを判断することができる。そして、ポンプ回転速度差ΔＮは、詰まりや漏れが発生していなければ、歯先隙間Ｔや側面隙間Ｓ、尿素水の粘度μの影響を受けずに一定の値となるので、それらの異常が発生しているかを精度良く判定することができる。
【０１２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１３０】
例えば、前述した第１実施形態では、尿素水噴射前の尿素水圧力Ｐ０及びポンプ回転速度Ｎ０を故障診断ごとに取得していたが、故障診断ごとに取得するのではなく、第４実施形態のように一度取得して記憶したおいた尿素水噴射前の初期尿素水圧力Ｐ３及び初期ポンプ回転速度Ｎ３を、故障診断ごとに使用するようにしても良い。
【０１３１】
また前述した第４実施形態において、例えば工場出荷直後など、尿素水供給装置６０に異常がないと判断できる初期状態のときに圧力センサ６７及び回転速度センサ６８によって検出された或る時点における尿素水噴射中の尿素水圧力及びポンプ回転速度を、尿素水噴射中の初期尿素水圧力Ｐ４及び初期ポンプ回転速度Ｎ４として記憶しておき、尿素水噴射中の初期ポンプ回転速度Ｎ４と、尿素水噴射中の尿素水圧力Ｐ０が尿素水噴射中の初期尿素水圧力Ｐ４になったときのポンプ回転速度Ｎ０と、の差分をポンプ回転速度差ΔＮとして算出し、このポンプ回転速度差ΔＮに基づいて故障診断を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
６０    尿素水供給装置（流体供給装置）
６２    尿素水噴射弁（噴射装置）
６３ｂ    高圧側供給管（流体通路）
６４    歯車ポンプ
６５    尿素水戻し管（排出通路）
６７    圧力センサ（圧力検出器）
６８    回転速度センサ（回転速度検出器）
２００    電子制御ユニット（故障診断装置）
【図１】
2020029796.tif 000010
【図２Ａ】
2020029796.tif 000011
【図２Ｂ】
2020029796.tif 000012
【図２Ｃ】
2020029796.tif 000013
【図３】
2020029796.tif 000014
【図４】
2020029796.tif 000015
【図５】
2020029796.tif 000016
【図６】
2020029796.tif 000017
【図７】
2020029796.tif 000018
【図８】
2020029796.tif 000019
【図９】
2020029796.tif 000020