(57)【要約】【課題】添加制御が行われていない状態において、添加弁における異常の有無を好適に判定することができる異常検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】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浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁と、還元剤を貯えるタンク（４０）と、正回転により前記タンク内の還元剤を吐出するとともに、逆回転により前記タンク内に還元剤を吸い戻すポンプと、を備える排気浄化システムに適用される異常検出装置であって、前記ポンプを逆回転させた状態で、前記添加弁を開状態と閉状態とに切り替える切替部（Ｓ７２、Ｓ７６）と、前記添加弁の切り替えに伴う前記ポンプの回転速度の変動量又はその相関値を回転変動パラメータとして取得する取得部（Ｓ７８）と、前記回転変動パラメータに基づいて、前記添加弁における異常の有無を判定する判定部と、を備える。【選択図】      図３
2019152128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（３０）の排気通路（３１ａ）に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁（５０）と、還元剤を貯えるタンク（４０）と、正回転により前記タンク内の還元剤を吐出するとともに、逆回転により前記タンク内に還元剤を吸い戻すポンプ（４４）と、を備える排気浄化システムに適用され、
前記ポンプを逆回転させた状態で（Ｓ１８）、前記添加弁を開状態と閉状態とに切り替える切替部（Ｓ７２、Ｓ７６）と、
前記添加弁の切り替えに伴う前記ポンプの回転速度の変動量又はその相関値を回転変動パラメータ（ΔＤＵ）として取得する取得部（Ｓ７８）と、
前記回転変動パラメータに基づいて、前記添加弁における異常の有無を判定する判定部（Ｓ２４〜Ｓ５６）と、
を備える異常検出装置。
【請求項２】
前記切替部は、前記ポンプと前記添加弁とを接続する還元剤通路に還元剤が充填された状況において（Ｓ１６）、前記ポンプを逆回転させた状態で、前記添加弁を閉状態から開状態に切り替え、
前記判定部は、前記切替部が前記添加弁を閉状態から開状態に切り替えた場合に前記取得部により取得された前記回転変動パラメータに基づいて、前記添加弁における異常の有無を判定する請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記切替部は、前記ポンプを逆回転させた状態で、前記添加弁の閉状態から開状態への切り替えを複数回実施し（Ｓ２０、Ｓ２２）、
前記判定部は、前記取得部により取得された各切替時の前記回転変動パラメータについて、先の切替時に取得された前記回転変動パラメータと、後の切替時に取得された前記回転変動パラメータとで、異なる閾値（Ｋ１、Ｋ２）を用いて比較判定する（Ｓ２４、Ｓ２６）請求項１または請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記切替部は、前記ポンプを逆回転させた状態で、前記添加弁の閉状態から開状態への切り替えを複数回実施し（Ｓ２０、Ｓ２２）、
前記判定部は、前記取得部により取得された各切替時の前記回転変動パラメータについて、先の切替時に取得された前記回転変動パラメータと、後の切替時に取得された前記回転変動パラメータとの差分（ΔＧＡ）に基づいて、前記添加弁における異常の有無を判定する（Ｓ３６、Ｓ４４，Ｓ５４）請求項１または請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記切替部は、前記ポンプと前記添加弁とを接続する還元剤通路に還元剤が含まれない状況において、前記ポンプを逆回転させた状態で、前記添加弁の開状態と閉状態との切り替えを複数回実施し（Ｓ８２）、
前記判定部は、前記取得部により各切替時に取得された複数の前記回転変動パラメータ（ΔＤＵＭ）に基づいて、前記添加弁における異常の有無を判定する請求項１に記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に液状の還元剤を添加する排気浄化システムに適用される異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等に適用されるエンジン（特にディーゼルエンジン）において、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を高い浄化率で浄化する排気浄化システムとして、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが、開発・量産されている。
【０００３】
尿素ＳＣＲシステムは、タンクに貯蔵された還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を還元剤通路に圧送するポンプと、タンクに貯蔵された還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を、エンジンの排気通路内へ添加する添加弁を備えている。
【０００４】
尿素ＳＣＲシステムでは、排気通路内のＮＯｘ浄化触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）上でＮＯｘの還元反応によって排気ガスが浄化される。このＮＯｘの還元に際しては、まず噴射弁から排気通路内へ噴射された尿素水が、排気熱で加水分解されることによりアンモニア（ＮＨ3）が生成され、ＳＣＲ触媒にて吸着される。排気ガス中のＮＯｘに対してＳＣＲ触媒上で、アンモニアによる還元反応が行われることによってＮＯｘが還元、浄化されることになる。
【０００５】
このような尿素ＳＣＲシステムでは、尿素の結晶化により噴射弁の作動が阻害されたり、噴射弁の噴孔を介して排気通路側から噴射弁に異物が侵入したりする際には、尿素水の噴射量に異常が発生することがある。このことに対処すべく、特許文献１には、ポンプに供給される電流を制御するためのデューティ比（以下、ポンプデューティ比という）を利用して噴射弁の異常を判定する装置が提案されている。具体的には、噴射制御の途中において、尿素水の無噴射状態におけるポンプデューティ比に基づいて、噴射弁における異常の有無を判定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２４９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の尿素ＳＣＲシステムでは、噴射制御の途中のポンプデューティ比に基づいて、噴射弁における異常の有無を判定する。そのため、例えばＳＣＲ触媒が低温で未活性の状態など、噴射制御が行われていない状態では、異常判定するためのポンプデューティ比に差が生じにくいため、噴射弁における異常の有無を精度よく判定することができない。噴射制御などの添加制御が行われていない状態において、添加弁における異常の有無を好適に判定する技術が望まれている。なお、このような課題は、尿素水に限られず、還元剤として他の液体が用いられる場合にも共通の課題である。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑み、添加制御が行われていない状態において、添加弁における異常の有無を好適に判定することができる異常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】
本発明の噴射制御装置は、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浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁と、前記還元剤を貯えるタンクと、正回転により前記タンク内の前記還元剤を吐出するとともに、逆回転により前記タンク内に前記還元剤を吸い戻すポンプと、を備える排気浄化システムに適用される異常検出装置であって、前記ポンプを逆回転させた状態で、前記添加弁を開状態と閉状態とに切り替える切替部と、前記添加弁の切り替えに伴う前記ポンプの回転速度の変動量又はその相関値を回転変動パラメータとして取得する取得部と、前記回転変動パラメータに基づいて、前記添加弁における異常の有無を判定する判定部と、を備える。
【００１０】
本発明では、添加制御が行われていないポンプの逆回転時において、添加弁を開状態と閉状態とに切り替える。添加弁が正常である場合、添加弁の開閉状態を切り替えると、ポンプ負荷が変わるため、例えばポンプ回転速度の変動量が大きくなる。一方、添加弁が異常であると、ポンプ負荷の変化量が小さくなるため、その変動量が小さくなる。つまり、ポンプ回転速度の変動量と添加弁における異常の有無とには相関がある。そのため、この変動量に基づいて、添加制御が行われていない状態において、添加弁における異常の有無を好適に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エンジンの排気浄化システムの概略を示す構成図。
【図２】第１実施形態に係る異常判定処理を示すフローチャート。
【図３】変動量取得処理を示すフローチャート。
【図４】噴射弁制御におけるポンプの回転速度の推移を示す図。
【図５】異常判定処理における尿素水の推移を示す図。
【図６】異常判定処理におけるポンプデューティ比の推移を示す。
【図７】異常判定処理におけるポンプデューティ比の推移を示す。
【図８】異常判定処理におけるポンプデューティ比の推移を示す。
【図９】第２実施形態に係る異常判定処理を示すフローチャート。
【図１０】異常判定処理におけるポンプデューティ比の推移を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の異常検出装置に係るポンプ制御部７０が適用される排気浄化システム１０について、図面を参照しつつ説明する。排気浄化システム１０は、選択還元型触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）を用いて排気ガス中のＮＯｘを浄化するものであり、尿素ＳＣＲシステムとして構築されている。排気浄化システム１０は、内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、エンジンという）３０が搭載された各種車両に適用できる。排気浄化システム１０は、またクレーン車等の建設機械、トラクター等の農業機械等にも適用可能である。
【００１３】
図１に示すように、排気浄化システム１０では、エンジン排気系において、エンジン３０には排気通路３１ａを形成する排気管３１が接続されており、その排気管３１に、排気上流側から順にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３２、ＳＣＲ触媒３３が配設されている。また、排気管３１においてＤＰＦ３２とＳＣＲ触媒３３との間には、液状の還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を排気通路３１ａに噴射供給する尿素水噴射弁（以下、噴射弁という）５０が設けられている。噴射弁５０は、高温の排気ガス（例えば６００℃）から加えられる熱の影響をできるだけ避けるために、先端側のみが排気管３１内に位置されるように取り付けられている。なお、本実施形態において、ＳＣＲ触媒３３が「ＮＯｘ浄化触媒」に相当し、噴射弁５０が「添加弁」に相当する。
【００１４】
ＤＰＦ３２は、排気ガス中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するＰＭ除去用フィルタである。ＤＰＦ３２は白金系の酸化触媒を担持しており、ＰＭ成分の１つである可溶性有機成分（ＳＯＦ）とともにＨＣやＣＯを除去する。このＤＰＦ３２に捕集されたＰＭは、エンジン３０におけるメイン燃料噴射後のポスト噴射等により燃焼除去でき、これによりＤＰＦ３２の継続使用が可能となっている。
【００１５】
ＳＣＲ触媒３３は、ＮＯｘの還元反応（排気浄化反応）を促進するものであり、例えば、
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ    …（式１）
６ＮＯ2＋８ＮＨ3→７Ｎ2＋１２Ｈ2Ｏ      …（式２）
ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ    …（式３）
といった反応を促進して排気ガス中のＮＯｘを浄化する。そして、これらの反応において、ＮＯｘの還元剤となるアンモニア（ＮＨ3）を生成するための尿素水を噴射供給するものが、同ＳＣＲ触媒３３の上流側に設けられた噴射弁５０である。
【００１６】
なお排気管３１においてＳＣＲ触媒３３の下流側には、アンモニア除去装置としての酸化触媒が設けられていてもよい。この酸化触媒により、ＳＣＲ触媒３３から排出されるアンモニア（ＮＨ3）、すなわち余剰のアンモニアが除去される。
【００１７】
次に、排気浄化システム１０のうち、噴射弁５０の噴射により尿素水を噴射する尿素水噴射システム２０の各構成についてそれぞれ説明する。なお、以下の説明では便宜上、尿素水タンク（以下、タンクという）４０から噴射弁５０に対して尿素水が供給される場合を基準にして、タンク４０側を上流側、噴射弁５０側を下流側として記載する。
【００１８】
図１において、タンク４０は、給液キャップ付きの密閉容器にて構成されており、その内部に所定の規定濃度の尿素水が貯蔵されている。本実施形態では、尿素濃度が、凍結温度（凝固点）が最も低い濃度である３２．５％になっている。なお、尿素濃度が３２．５％の場合、マイナス１１℃以下で凍結する。
【００１９】
タンク４０と噴射弁５０とは、供給配管４２により接続されている。供給配管４２の上流側端部は、タンク４０の底面の略中央に接続されており、タンク４０内に貯留された尿素水が供給配管４２に流れ込む状態になっている。なお、本実施形態において、供給配管４２が「還元剤通路」に相当する。
【００２０】
供給配管４２の途中には、尿素水ポンプ（以下、ポンプという）４４が設けられている。ポンプ４４は、ポンプ制御部７０から供給される電流により回転駆動される電動ポンプであり、供給配管４２を介してタンク４０から噴射弁５０に対して尿素水を加圧供給する。
【００２１】
ポンプ４４は歯車４５を有し、その歯車４５の回転数に応じて尿素水を供給する。また、ポンプ４４は、歯車４５が正逆いずれの方向にも回転可能となっている。ポンプ４４の正回転によりタンク４０内の尿素水の吐出が行われ、ポンプ４４の逆回転によりタンク４０への尿素水の吸い戻しが行われる。
【００２２】
ポンプ４４には、回転検出部４６が設けられている。回転検出部４６は、ポンプ４４の単位時間当たりの回転数である回転速度Ｎを検出し、例えば、ポンプ４４による尿素水の吐出（圧送）速度を検出する。
【００２３】
供給配管４２には、ポンプ４４の下流側に圧力検出部４８が設けられている。圧力検出部４８は、供給配管４２内の圧力（以下、配管圧力という）Ｐを検出し、例えば、ポンプ４４による尿素水の吐出圧力を検出する。
【００２４】
噴射弁５０は、供給配管４２の下流側端部に接続されている。噴射弁５０は、既存の燃料噴射弁（インジェクタ）とほぼ同様の構成を有するものであり、公知の構成が採用できるため、ここでは構成を簡単に説明する。噴射弁５０は、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、先端噴射口を開閉するためのニードル５２を有する弁体部とを備えた電磁式開閉弁として構成されており、ポンプ制御部７０からの駆動信号に基づき開放又は閉鎖する。すなわち、駆動信号に基づき電磁ソレノイドが通電されると、該通電に伴いニードル５２が開放方向に移動し、そのニードル５２の移動によって先端噴射口が開放されて尿素水が噴射される。
【００２５】
供給配管４２には分岐配管５４が接続されている。分岐配管５４は、供給配管４２におけるポンプ４４よりも下流側の分岐部Ｂと、タンク４０と、を接続する。なお、圧力検出部４８は、供給配管４２のうちのポンプ４４と分岐部Ｂとの間の部分に設けられている。
【００２６】
分岐配管５４の一端は、タンク４０の底面に接続されており、この分岐配管５４の一端に、逆止弁６０が設けられている。逆止弁６０は、分岐配管５４内の圧力が所定圧力よりも低い場合に閉鎖し、タンク４０内に貯留された尿素水が分岐配管５４に流れ込むことを防止する。また、逆止弁６０は、分岐配管５４内の圧力が所定圧力よりも高い場合に開放し、供給配管４２から分岐配管５４に流れ込んだ尿素水がタンク４０に戻ることを許可する。
【００２７】
タンク４０内には、発熱体６２が設けられている。例えば発熱体６２は電気式のヒータであり、ポンプ制御部７０からの指令信号に基づく通電によってタンク４０内で凍結している尿素水を解凍する。なお発熱体６２は凍結した尿素水を解凍可能な位置に設けられていればよく、供給配管４２の吸込口付近に設けられていてもよい。
【００２８】
供給配管４２の外周には、発熱体６４が設けられている。例えば発熱体６４は電気式のヒータであり、ポンプ制御部７０からの通電によって供給配管４２内で凍結した尿素水を解凍する。
【００２９】
タンク４０内には、温度センサ６６が設けられている。例えば温度センサ６６は感温ダイオードやサーミスタであり、タンク４０内の尿素水の温度を測定する。また、タンク４０外には、外気温センサ６８が設けられている。例えば外気温センサ６８は感温ダイオードやサーミスタであり、タンク４０から離間して配置され、エンジン３０が搭載された車両の周囲の外気の温度を測定する。
【００３０】
ポンプ制御部７０は、排気浄化に係る制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。ポンプ制御部７０は、回転検出部４６から回転速度Ｎを取得し、圧力検出部４８から配管圧力Ｐを取得し、温度センサ６６からタンク４０内の尿素水の温度を取得し、外気温センサ６８から外気温を取得する。ポンプ制御部７０は、取得したこれらの値により尿素水噴射システム２０の各部を制御する。本実施形態において、ポンプ制御部７０が「異常検出装置」に相当する。
【００３１】
具体的には、噴射弁５０側への尿素水圧送時には、ポンプ４４に通電されることでポンプ４４が正回転方向に回転駆動される。これにより、タンク４０内の尿素水が吐出されて下流側に流れる。そして、ポンプ４４から尿素水が圧送され、その尿素水は噴射弁５０に供給される。また、余剰となった尿素水は逆止弁６０を通じてタンク４０に戻される。
【００３２】
また、タンク４０への尿素水の吸い戻し時には、ポンプ４４が逆回転方向に回転駆動される。これにより、供給配管４２内の尿素水がタンク４０内に吸引される。これによりエンジン３０停止後の車両放置中に尿素水が供給配管４２内に残存したままになるのを回避し、尿素水の凍結・膨張による供給配管４２の破損を抑制する。
【００３３】
噴射弁５０側への尿素水圧送時には、噴射弁５０により排気管３１内に尿素水が噴射供給される。すると、排気管３１内において排気ガスと共に尿素水がＳＣＲ触媒３３に供給され、ＳＣＲ触媒３３においてＮＯｘの還元反応によりその排気ガスが浄化される。ＮＯｘの還元に際しては、例えば、
（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2    …（式４）
といった反応により、排気熱による高温下で尿素水が加水分解される。これにより、アンモニア（ＮＨ3）が生成され、そのアンモニアがＳＣＲ触媒３３に吸着するとともに、そのＳＣＲ触媒３３において排気ガス中のＮＯｘがアンモニアにより選択的に還元除去される。すなわち、同ＳＣＲ触媒３３上でアンモニアに基づく還元反応（上記の反応式（式１）〜（式３））が行われることにより、ＮＯｘが還元、浄化されることとなる。
【００３４】
ところで、ポンプ制御部７０は、噴射弁５０側への尿素水圧送時において、ポンプ４４に供給される電流のデューティ比（ポンプデューティ比）ＤＵを制御することによって、噴射弁５０に供給される尿素水の量、つまり、噴射量Ｑを制御する。そのため、尿素が結晶化したり、噴射弁５０の噴孔を介して排気管３１側から噴射弁５０に異物が侵入したりするなどして、噴射量Ｑに異常が発生した場合に、ポンプデューティ比ＤＵから噴射弁５０の異常を判定することができる。
【００３５】
しかし、例えばＳＣＲ触媒３３が低温で未活性の状態など、噴射弁５０側への尿素水圧送が行われていない状態では、異常判定するためのポンプデューティ比ＤＵに差が生じにくいため、噴射弁５０の異常を精度よく判定することができない。
【００３６】
本実施形態のポンプ制御部７０は、上記問題を解決するために異常判定処理を実施する。異常判定処理は、ポンプ４４が逆回転している状況において、噴射弁５０を開放された状態（以下、開状態という）と閉鎖された状態（以下、閉状態という）とに切り替え、噴射弁５０の切り替えに伴うポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵを取得し、取得された変動量ΔＤＵに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定する。これにより、噴射弁５０側への尿素水圧送が行われていない状態において、噴射弁５０の異常を精度よく判定することができる。
【００３７】
図２に本実施形態の異常判定処理のフローチャートを示す。異常判定処理は、エンジン３０の駆動中、所定時間毎に繰り返し実施される。
【００３８】
異常判定処理を開始すると、まずステップＳ１０において、エンジン３０が運転中であるかを判定する。具体的には、エンジン３０が搭載された車両のイグニッションスイッチがオンであるかを判定する。
【００３９】
ステップＳ１０で否定判定すると、異常判定処理を終了する。一方、ステップＳ１０で肯定判定すると、ステップS１２において、異常判定処理が実施可能であるかを判定する。具体的には、温度センサ６６と外気温センサ６８とを用いて、タンク４０内の尿素水が凍結状態でないかを判定する。また、回転検出部４６を用いて、噴射弁５０側への尿素水圧送が開始されていないかを判定する。
【００４０】
温度センサ６６と外気温センサ６８との少なくとも一方が測定する温度がマイナス１１℃以下であり、尿素水が凍結状態である場合、又はポンプ４４が正回転しており、噴射弁５０側への尿素水圧送が開始されている場合、ステップＳ１２で否定判定し、異常判定処理を終了する。この場合、尿素水の解凍処理など、必要な処理を実施してもよい。一方、尿素水が凍結状態でなく、かつ、噴射弁５０側への尿素水圧送が開始されていない場合、ステップＳ１２で肯定判定し、ステップＳ１４に進む。
【００４１】
ステップＳ１４において、噴射弁５０を閉状態とする。続くステップＳ１６において、噴射弁５０を閉状態とした状況において、ポンプ４４の正逆回転によりポンプ４４及び供給配管４２内に尿素水を充填する。具体的には、ポンプ４４の正回転と逆回転とを交互に、それぞれ規定回数繰り返し実施する。規定回数は、例えば５０回である。これにより、ポンプ４４及び供給配管４２に残存していた空気が逆止弁６０を介してタンク４０に排出され、供給配管４２内に尿素水が充填される。
【００４２】
なお、本実施形態では、ポンプ４４及び供給配管４２内に尿素水が充填された結果、ポンプ４４を含む範囲で供給配管４２内に尿素水が充填されている状態を、供給配管４２内に尿素水が充填されている、と称している。
【００４３】
ステップＳ１７において、尿素水の充填が完了したかを判定する。例えば、ポンプ４４の正回転と逆回転とがそれぞれ規定回数繰り返し実施されたかを判定する。ステップＳ１７で否定判定すると、ステップＳ１６に戻る。一方、ステップＳ１７で肯定判定すると、ステップＳ１８において、ポンプ４４を逆回転させる。以下、異常判定処理が終了するまで、ポンプ４４は逆回転を続ける。
【００４４】
続くステップＳ２０、Ｓ２２において、ポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵをそれぞれ取得する。以下、ステップＳ２０で取得される変動量ΔＤＵを第１変動量ΔＤＵ１といい、ステップＳ２２で取得される変動量ΔＤＵを第２変動量ΔＤＵ２という。
【００４５】
第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２とは、図３に示す変動量取得処理により取得される。図３に変動量取得処理のフローチャートを示す。変動量取得処理では、まずステップＳ７０において、噴射弁５０が閉状態である場合の閉鎖デューティ比ＤＵｃを取得する。次にステップＳ７２において、噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替える。
【００４６】
次にステップＳ７４において、噴射弁５０を閉状態に切り替えてから所定時間後に、噴射弁５０が開状態である場合の開放デューティ比ＤＵｏを取得する。次にステップＳ７６において、噴射弁５０を開状態から閉状態に切り替える。最後にステップＳ７８において、ステップＳ７０で取得した閉鎖デューティ比ＤＵｃと、ステップＳ７０で取得した開放デューティ比ＤＵｏとの差の絶対値である変動量ΔＤＵを取得し、変動量取得処理を終了する。
【００４７】
変動量取得処理では、ステップＳ７２、Ｓ７６において、ポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０を開状態と閉状態とに切り替える。そして、ステップＳ７８において、噴射弁５０の切り替えに伴うポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵを取得する。本実施形態において、ステップＳ７２、Ｓ７６の処理が「切替部」に相当し、ステップＳ７８の処理が「取得部」に相当し、変動量ΔＤＵが「相関値」及び「回転変動パラメータ」に相当する。
【００４８】
具体的には、ステップＳ２０の処理では、供給配管４２内に尿素水が充填された状況において、ポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替え、噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替えた場合の第１変動量ΔＤＵ１を取得する。ステップＳ２０の処理とステップＳ２２の処理とが連続して実施されることで、ポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０の閉状態から開状態への切り替えが複数回実施され、第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２とが取得される。
【００４９】
第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２とが取得されると、ステップＳ２４〜Ｓ５４において、第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２とに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定する。本実施形態において、ステップＳ２４〜Ｓ５４の処理が「判定部」に相当する。
【００５０】
具体的には、まずステップＳ２４において、第１変動量ΔＤＵ１が所定の第１閾値Ｋ１よりも大きいかを判定する。所定の第１閾値Ｋ１は、供給配管４２に尿素水が充填された状況における変動量ΔＤＵに基づいて、噴射弁５０の異常を判定するための閾値である。
【００５１】
ステップＳ２４で肯定判定すると、ステップＳ２６において、第２変動量ΔＤＵ２が所定の第２閾値Ｋ２よりも大きいかを判定する。所定の第２閾値Ｋ２は、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況における変動量ΔＤＵに基づいて、噴射弁５０の異常を判定するための閾値である。
【００５２】
噴射弁５０が正常であると、ステップＳ２０の処理において噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替える（Ｓ７２）ことで、ポンプ４４の逆回転によりポンプ４４及び供給配管４２内の尿素水がタンク４０に吸い戻される。そのため、１回目の噴射弁５０の切替時（Ｓ２０）と、２回目の噴射弁５０の切替時（Ｓ２２）とでは、供給配管４２内に充填されている尿素水の量（換言すれば、噴射弁５０からの空気の流入量）に差異が生じている。本実施形態では、この差異を加味して、第２閾値Ｋ２を第１閾値Ｋ１と異ならせている。具体的には、第２閾値Ｋ２を第１閾値Ｋ１よりも小さい値に設定している。
【００５３】
ステップＳ２６で肯定判定すると、ステップＳ２８において、噴射弁５０が正常であると判定し、異常判定処理を終了する。一方、ステップＳ２６で否定判定すると、ステップＳ３０において、ポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵを再度取得する。以下、ステップＳ２６で取得される変動量ΔＤＵを第３変動量ΔＤＵ３という。第３変動量ΔＤＵ３は、図３に示す変動量取得処理により取得される。
【００５４】
ステップＳ３２において、第３変動量ΔＤＵ３が第２閾値Ｋ２よりも大きいかを判定する。ステップＳ３２で肯定判定すると、ステップＳ２８に進み、異常判定処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ３２で否定判定すると、ステップＳ３４において、変動量ΔＤＵの差分ΔＧＡを取得する。ここで、差分ΔＧＡは、ステップＳ２０で取得した第１変動量ΔＤＵ１とステップＳ２２で取得した第２変動量ΔＤＵ２との差の絶対値と、ステップＳ２０で取得した第１変動量ΔＤＵ１とステップＳ３０で取得した第３変動量ΔＤＵ３との差の絶対値とのうち、いずれか小さい値である。
【００５６】
ステップＳ３６において、差分ΔＧＡが所定の第３閾値Ｋ３よりも大きいかを判定する。所定の第３閾値Ｋ３は、供給配管４２内に尿素水が充填された状況における変動量ΔＤＵと、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況における変動量ΔＤＵとの差分ΔＧＡに基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定するための閾値であり、第１閾値Ｋ１よりも小さく、かつ、第２閾値Ｋ２よりも大きい。なお、本実施形態では、ポンプ４４を含む範囲で供給配管４２内に尿素水が存在しない状態を、供給配管４２内に尿素水が含まれない、と称している。
【００５７】
ステップＳ３６で肯定判定すると、ステップＳ２８に進み、異常判定処理を終了する。一方、ステップＳ３６で否定判定すると、ステップＳ３８において、噴射弁５０が異常であると判定し、異常判定処理を終了する。
【００５８】
一方、ステップＳ２４で否定判定すると、ステップＳ４０において、第２変動量ΔＤＵ２が第２閾値Ｋ２よりも大きいかを判定する。ステップＳ４０で肯定判定すると、ステップＳ４２において、変動量ΔＤＵの差分ΔＧＡを取得する。ステップＳ４２における差分ΔＧＡは、ステップＳ２０で取得した第１変動量ΔＤＵ１と、ステップＳ２２で取得した第２変動量ΔＤＵ２との差の絶対値である。
【００５９】
続くステップＳ４４において、差分ΔＧＡが第３閾値Ｋ３よりも大きいかを判定する。ステップＳ４４で肯定判定すると、ステップＳ２８に進み、異常判定処理を終了する。一方、ステップＳ４４で否定判定すると、ステップＳ４６において、噴射弁５０が異常であると判定し、異常判定処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップＳ４０で否定判定すると、ステップＳ４８において、第３変動量ΔＤＵ３を取得する。続くステップＳ５０において、第３変動量ΔＤＵ３が第２閾値Ｋ２よりも大きいかを判定する。ステップＳ５０で否定判定すると、ステップＳ４６に進み、異常判定処理を終了する。
【００６１】
ステップＳ５０で肯定判定すると、ステップＳ５２において、変動量ΔＤＵの差分ΔＧＡを取得する。ステップＳ５２における差分ΔＧＡは、ステップＳ２０で取得した第１変動量ΔＤＵ１と、ステップＳ４８で取得した第３変動量ΔＤＵ３との差の絶対値である。
【００６２】
続くステップＳ５４において、差分ΔＧＡが第３閾値Ｋ３よりも大きいかを判定する。ステップＳ５４で肯定判定すると、ステップＳ２８に進み、異常判定処理を終了する。一方、ステップＳ５４で否定判定すると、ステップＳ４６に進み、異常判定処理を終了する。
【００６３】
続いて、図４に、異常判定処理を含む噴射弁５０の制御の一例を示す。ここで、図４は、噴射弁５０の制御における回転速度Ｎの推移を示す。ここで、図４（ａ）は、配管圧力Ｐの推移を示し、図４（ｂ）は、回転速度Ｎの推移を示し、図４（ｃ）は、噴射弁５０の開閉状態の推移を示す。なお、図４では、配管圧力Ｐ及び回転速度Ｎから、噴射弁５０の噴射以外の外乱による脈動が除去されている。図６、７についても同様である。
【００６４】
図４に示すように、時刻ｔ１において車両のイグニッションスイッチがオンされ、エンジン３０が始動する。本実施形態では、エンジン３０の始動時において、タンク４０内の尿素水は凍結状態となっている。そのため、発熱体６２を用いて、タンク４０内の尿素水を解凍する解凍処理が実施される。
【００６５】
時刻ｔ２において、タンク４０内の尿素水が解凍されて、解凍処理が終了すると、時刻ｔ２〜ｔ３の期間において異常判定処理が実施される。異常判定処理については、後述する。異常判定処理が終了すると、時刻ｔ３において充填処理が開始される。充填処理では、ポンプ４４を正回転させることにより、供給配管４２内に尿素水が充填される。
【００６６】
具体的には、時刻ｔ３において、噴射弁５０が開放された状態で回転速度フィードバック制御により尿素水が充填される。その後時刻ｔ４において、配管圧力Ｐが基準圧力Ｐｏに到達すると、噴射弁５０が閉鎖された状態で圧力フィードバック制御により尿素水が充填される。
【００６７】
その後時刻ｔ５において、配管圧力Ｐが目標圧力Ｐｔｇに到達すると、充填処理が終了し、時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間において噴射処理が実施される。噴射処理では、配管圧力Ｐが目標圧力Ｐｔｇに維持されるとともに、エンジン運転状況に基づいて噴射弁５０が開閉され、噴射弁５０から尿素水が噴射される。
【００６８】
時刻ｔ６において、車両のイグニッションスイッチがオフされ、エンジン３０が停止すると、噴射処理が終了し、吸戻し処理が開始される。吸戻し処理では、ポンプ４４を逆回転させることにより、ポンプ４４及び供給配管４２内の尿素水がタンク４０へ吸い戻される。その後時刻ｔ７において、吸戻し処理が終了すると、噴射弁５０の制御を終了する。
【００６９】
次に、異常判定処理について説明する。図４に示すように、時刻ｔ３において異常判定処理が開始されると、時刻ｔ１１においてポンプ４４を正逆回転させることにより、供給配管４２に尿素水が充填される。その後時刻ｔ１２において、尿素水の充填が完了すると、時刻ｔ１３において、供給配管４２に尿素水が充填された状況において、ポンプ４４を逆回転させる。
【００７０】
図５〜８に、尿素水充填後における異常判定処理の一例を示す。詳しくは、図５は、ポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０を閉状態と開状態とで切り替えた場合における供給配管４２内の尿素水充填状態の変化を示している。ここで、図５（ａ）は、噴射弁５０が閉状態である場合における尿素水充填状態を示し、図５（ｂ）は、噴射弁５０を開状態に切り替えた場合における尿素水充填状態を示し、図５（ｃ）は、噴射弁５０が閉状態である場合における尿素水充填状態であって、供給配管４２内に充填される尿素水が所定の目標量よりも少ない場合における尿素水充填状態を示している。なお、図５では、尿素水噴射システム２０を簡略化して示し、ポンプ制御部７０等の記載を省略する。
【００７１】
また、図６〜８は、異常判定処理におけるポンプデューティ比ＤＵの推移を示す。図６〜８において、（ａ）は、ポンプデューティ比ＤＵの推移を示し、（ｂ）は、変動量ΔＤＵの推移を示し、（ｃ）は、噴射弁５０の開閉状態の推移を示す。
【００７２】
図６では、時刻ｔ１３以降においてポンプ４４を逆回転させるようにしており、その状態下で、噴射弁５０の閉状態と開状態とを切り替えるようにしている。図６において、時刻ｔ１３〜ｔ１４の期間では、噴射弁５０が閉鎖された状態でポンプ４４が逆回転され、かかる状態では、図５（ａ）に示すように、供給配管４２においてポンプ４４を含む範囲で尿素水が充填された状態となる。このとき、ポンプデューティ比ＤＵは第１閉鎖デューティ比ＤＵｃ１となる。
【００７３】
また、時刻ｔ１４〜ｔ１５の期間では、噴射弁５０が開放されることに伴い、噴射弁５０の噴孔から空気が流入し、図５（ｂ）に示すように、供給配管４２においてポンプ４４を含む範囲が空気で満たされる。これにより、ポンプ４４の負荷が減少するため、ポンプデューティ比ＤＵは開放デューティ比ＤＵｏに減少し、第１変動量ΔＤＵ１（ΔＤＵ１＝ＤＵｃ１−ＤＵｏ）が取得される。
【００７４】
一方、時刻ｔ１５〜ｔ１６の期間では、噴射弁５０が閉鎖されるが、ポンプ４４を逆回転させていることに伴い、供給配管４２内に尿素水が含まれない状態が維持される。これにより、ポンプデューティ比ＤＵは第２閉鎖デューティ比ＤＵｃ２に上昇するものの、第２閉鎖デューティ比ＤＵｃ２は、第１閉鎖デューティ比ＤＵｃ１よりも小さい値となる。
【００７５】
その後、時刻ｔ１６〜ｔ１７の期間では、噴射弁５０が再び開放されることに伴い、ポンプデューティ比ＤＵは再び開放デューティ比ＤＵｏに減少する。これにより、第２変動量ΔＤＵ２（ΔＤＵ２＝ＤＵｃ２−ＤＵｏ）が取得される。
【００７６】
第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２とが取得されると、第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２が閾値Ｋ１、Ｋ２を用いて比較判定される。この場合に、先の切替時に取得された第１変動量ΔＤＵ１と、後の切替時に取得された第２変動量ΔＤＵ２とは、異なる閾値Ｋ１、Ｋ２を用いて比較判定される。具体的には、先の切替時に取得された第１変動量ΔＤＵ１は、切り替え前に供給配管４２内に充填された尿素水の量が多いため、比較的大きい第１閾値Ｋ１を用いて比較判定される。また、後の切替時に取得された第２変動量ΔＤＵ２は、切り替え前に供給配管４２内に充填された尿素水の量が少ない（供給配管４２内に尿素水が含まれない）ため、第１閾値Ｋ１よりも小さい第２閾値Ｋ２を用いて比較判定される。
【００７７】
図６（ｂ）に示すように、第１変動量ΔＤＵ１が第１閾値Ｋ１よりも大きく、かつ、第２変動量ΔＤＵ２が第２閾値Ｋ２よりも大きい場合、噴射弁５０が正常であると判定される。その後時刻ｔ１７においてポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０が開状態から閉状態に切り替え、その後時刻ｔ２０においてポンプ４４の逆回転が停止され、異常判定処理が終了する。
【００７８】
一方、噴射弁５０に閉異常が発生し、噴射弁５０が閉鎖された状態に維持されると、噴射弁５０の切り替えに関わらず、ポンプデューティ比ＤＵが閉鎖デューティ比ＤＵｃに維持される。そのため、第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２とがともにゼロとなり、第１閾値Ｋ１及び第２閾値Ｋ２よりも小さくなることから、噴射弁５０が異常であると判定される。
【００７９】
また、噴射弁５０に開異常が発生し、噴射弁５０を閉鎖することができないと、噴射弁５０の切り替えに関わらず、ポンプデューティ比ＤＵが閉鎖デューティ比ＤＵｃまで減少しない。そのため、第１変動量ΔＤＵ１が第１閾値Ｋ１よりも小さくなり、かつ、第２変動量ΔＤＵ２が第２閾値Ｋ２よりも小さくなることから、噴射弁５０が異常であると判定される。
【００８０】
噴射弁５０に異常が発生していない場合でも、例えば、供給配管４２内に充填される尿素水に気泡が混入した場合には、図５（ｃ）に示すように、供給配管４２内に充填される尿素水が目標量よりも少なくなる。この場合、時刻ｔ１４〜ｔ１５の期間におけるポンプデューティ比ＤＵは、第１閉鎖デューティ比ＤＵｃ１よりも小さい第３閉鎖デューティ比ＤＵｃ３となり、第１変動量ΔＤＵ１（ΔＤＵ１＝ＤＵｃ３−ＤＵｏ）が第１閾値Ｋ１よりも小さくなる。一方、噴射弁５０は正常であるため、第２変動量ΔＤＵ２（ΔＤＵ２＝ＤＵｃ２−ＤＵｏ）は第２閾値Ｋ２よりも大きくなる。
【００８１】
本実施形態では、第１変動量ΔＤＵ１が第１閾値Ｋ１よりも小さく、かつ、第２変動量ΔＤＵ２が第２閾値Ｋ２よりも大きい場合、第１変動量ΔＤＵ１と第２変動量ΔＤＵ２との差分ΔＧＡを取得する。先の切替時に取得された第１変動量ΔＤＵ１と、後の切替時に取得された第２変動量ΔＤＵ２とは、切り替え前に供給配管４２内に充填された尿素水の量が異なる。そのため、切り替え前に供給配管４２内に充填された尿素水の量の差に基づいて、差分ΔＧＡが発生し、この差分ΔＧＡに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定することができる。具体的には、差分ΔＧＡは第３閾値Ｋ３を用いて比較判定され、差分ΔＧＡが第３閾値Ｋ３よりも大きい場合、噴射弁５０が正常であると判定される。一方、差分ΔＧＡが第３閾値Ｋ３よりも小さい場合、噴射弁５０が異常であると判定される。
【００８２】
また、噴射弁５０に異常が発生していない場合でも、例えば、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況では、切り替えによるポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵが小さい。そのため、図８（ａ）に示すように、ノイズなど、噴射弁５０の噴射以外の外乱が大きい場合には、第２変動量ΔＤＵ２を正確に取得することができない。この場合、図８（ｂ）に示すように、時刻ｔ１６〜ｔ１７の期間に取得される第２変動量ΔＤＵ２が第２閾値Ｋ２よりも小さくなることがある。
【００８３】
本実施形態では、第２変動量ΔＤＵ２が第２閾値Ｋ２よりも小さい場合、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況における変動量ΔＤＵである第３変動量ΔＤＵ３を再度取得する。具体的には、時刻ｔ１７〜ｔ１８の期間において、噴射弁５０が閉鎖されることにより、ポンプデューティ比ＤＵが第２閉鎖デューティ比ＤＵｃ２に上昇し、時刻ｔ１８〜ｔ１９の期間において、噴射弁５０が開放されることにより、ポンプデューティ比ＤＵが開放デューティ比ＤＵｏに減少する。これにより、第３変動量ΔＤＵ３（ΔＤＵ３＝ＤＵｃ２−ＤＵｏ）が取得される。
【００８４】
第３変動量ΔＤＵ３が取得されると、第１変動量ΔＤＵ１と第３変動量ΔＤＵ３が閾値Ｋ１、Ｋ２を用いて比較判定される。具体的には、図８（ｂ）に示すように、取得された第１変動量ΔＤＵ１が第１閾値Ｋ１よりも大きく、かつ、取得された第３変動量ΔＤＵ３が第２閾値Ｋ２よりも大きい場合、噴射弁５０が正常であると判定される。その後時刻ｔ１９においてポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０が開状態から閉状態に切り替え、その後時刻ｔ２０においてポンプ４４の逆回転が停止され、異常判定処理が終了する。
【００８５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００８６】
本実施形態では、異常判定処理が噴射処理よりも前に実施される。そのため、噴射処理の途中に異常判定処理を実施する従来技術に比べて、噴射弁５０の異常を早期に検出することができる。
【００８７】
本実施形態では、異常判定処理において、ポンプ４４の逆回転時に（Ｓ１８）、噴射弁５０を開状態と閉状態とに切り替える（Ｓ７２、Ｓ７６）。噴射弁５０が正常である場合、噴射弁５０の開閉状態を切り替えると、ポンプ４４の負荷が変わるため、ポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵが大きくなる。一方、噴射弁５０が異常であると、ポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵが小さくなるため、その変動量ΔＤＵが小さくなる。つまり、ポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵと噴射弁５０における異常の有無とには相関がある。そのため、この変動量ΔＤＵに基づいて、噴射制御が行われていない状態において、噴射弁５０における異常の有無を好適に判定することができる。
【００８８】
本実施形態では、供給配管４２内に尿素水が充填された状況で（Ｓ１６）、噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替える。噴射弁５０が正常である場合、供給配管４２内に尿素水が充填された状況におけるポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵを、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況におけるポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵよりも大きくなる。そのため、供給配管４２内に尿素水が充填された状況におけるポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を精度よく判定することができる。
【００８９】
本実施形態では、供給配管４２内に尿素水が充填された状況で、噴射弁５０の閉状態から開状態への切り替えを複数回実施する（Ｓ２０、Ｓ２２）。これにより、各切り替え前に供給配管４２内に充填されている尿素水の量が変化し、先の切替時に取得された第１変動量ΔＤＵ１と、後の切替時に取得された第２変動量ΔＤＵ２とに差異を生じさせることができる。
【００９０】
本実施形態では、先の切替時に取得された第１変動量ΔＤＵ１と、後の切替時に取得された第２変動量ΔＤＵ２とで異なる閾値Ｋ１、Ｋ２を用いて比較判定する（Ｓ２４、Ｓ２６）。そのため、供給配管４２内に充填された尿素水の量の違いを考慮して、噴射弁５０における異常の有無を適正に判定することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、先の切替時に取得された第１変動量ΔＤＵ１と、後の切替時に取得された第２変動量ΔＤＵ２との差分ΔＧＡに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定する（Ｓ３６、Ｓ４４，Ｓ５４）。そのため、供給配管４２内に充填された尿素水の量の違いに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を適正に判定することができる。
【００９２】
（第２実施形態）
次に第２実施形態に係るポンプ制御部７０について図９、１０を用いて説明する。第２実施形態に係るポンプ制御部７０は、第１実施形態に係るポンプ制御部７０と比べて、異常判定処理が異なる。以下では、第２実施形態に係る異常判定処理について説明する。
【００９３】
第２実施形態の異常判定処理が、第１実施形態の異常判定処理と異なる点は、供給配管４２内に尿素水が充填されない点である。なお図９において、先の図２で説明した内容と同一の内容については、説明を省略する。
【００９４】
図９に示すように、異常判定処理では、ステップＳ１４において、噴射弁５０を閉状態とすると、ステップＳ８０において、取得回数Ｍ（Ｍ：自然数）を「１」に設定する。ここで、取得回数Ｍは、変動量ΔＤＵが取得される回数である。続くステップＳ８２において、変動量ΔＤＵを取得する。変動量ΔＤＵは、図３に示す変動量取得処理により取得される。つまり、ステップＳ８２の処理では、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況において、ポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替え、噴射弁５０を閉状態から開状態に切り替えた場合の変動量ΔＤＵを取得する。
【００９５】
ステップＳ８４において、取得回数Ｍが目標回数Ｍｔｇ（Ｍｔｇ：２以上の自然数）に到達したかを判定する。ステップＳ８４で否定判定すると、ステップＳ８６において、取得回数Ｍを「１」増加させ、ステップＳ８２に戻る。これにより、ステップＳ８２の処理が複数回実施され、各切替時の変動量ΔＤＵが取得される。
【００９６】
一方、ステップＳ８４で肯定判定すると、ステップＳ８８において、ステップＳ８２で取得されたＭｔｇ個の変動量ΔＤＵを合計した合計変動量ΔＤＵＭを取得する。続くステップＳ９０において、合計変動量ΔＤＵＭに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定する。つまり、ステップＳ９０の処理では、各切替時に取得された複数の変動量ΔＤＵに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定する。
【００９７】
具体的には、合計変動量ΔＤＵＭが所定の閾値ＫＭよりも大きいかを判定する。所定の閾値ＫＭは、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況における変動量ΔＤＵに基づいて噴射弁５０の異常を判定するための閾値であり、第２閾値Ｋ２よりも大きい。ステップＳ９０で肯定判定すると、ステップＳ９２において、噴射弁５０が正常であると判定し、異常判定処理を終了する。一方、ステップＳ９０で否定判定すると、ステップＳ９４おいて、噴射弁５０が異常であると判定し、異常判定処理を終了する。
【００９８】
続いて、図１０に、異常判定処理の一例を示す。図１０では、目標回数Ｍｔｇが「４」の例を示す。つまり、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況において、ポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０の閉状態から開状態への切り替えが連続して４回実施される例を示す。
【００９９】
ここで、図１０（ａ）は、ポンプデューティ比ＤＵの推移を示し、図１０（ｂ）は、合計変動量ΔＤＵＭの推移を示し、図１０（ｃ）は、噴射弁５０の状態の推移を示す。なお、変動量ΔＤＵが正常とは、変動量ΔＤＵが第２閾値Ｋ２よりも大きいことを意味し、変動量ΔＤＵが異常とは、変動量ΔＤＵが第２閾値Ｋ２よりも小さいことを意味する。
【０１００】
図１０では、時刻ｔ２１以降においてポンプ４４を逆回転させるようにしており、その状態下で、噴射弁５０の閉状態と開状態とを切り替えるようにしている。図１０において、時刻ｔ２１〜ｔ２２、ｔ２３〜ｔ２４、ｔ２５〜ｔ２６、ｔ２７〜ｔ２８の各期間では、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況において、噴射弁５０が閉鎖された状態でポンプ４４が逆回転される。このとき、ポンプデューティ比ＤＵは閉鎖デューティ比ＤＵｃとなる。
【０１０１】
また、時刻ｔ２２〜ｔ２３、ｔ２４〜ｔ２５、ｔ２６〜ｔ２７、ｔ２８〜ｔ２９の各期間では、噴射弁５０が開放されることに伴い、ポンプ４４の負荷が減少し、ポンプデューティ比ＤＵは開放デューティ比ＤＵｏに減少する。これにより、変動量ΔＤＵ（ΔＤＵ＝ＤＵｃ−ＤＵｏ）が取得され、変動量ΔＤＵを合計した合計変動量ΔＤＵＭが取得される。
【０１０２】
変動量ΔＤＵが４回取得され、４個の変動量ΔＤＵを合計した合計変動量ΔＤＵＭが取得されると、合計変動量ΔＤＵＭが閾値ＫＭを用いて比較判定される。図１０（ｂ）に示すように、合計変動量ΔＤＵＭが閾値ＫＭよりも大きい場合、噴射弁５０が正常であると判定される。その後時刻ｔ１９においてポンプ４４を逆回転させた状態で、噴射弁５０が開状態から閉状態に切り替え、その後時刻ｔ３０においてポンプ４４の逆回転が停止され、異常判定処理が終了する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態では、供給配管４２内に尿素水が含まれない状況で、噴射弁５０の開状態と閉状態との切り替えを複数回実施する（Ｓ８２）。供給配管４２内に尿素水が含まれない状況では、切り替えによるポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵが小さいため、１つの変動量ΔＤＵのみを用いて、噴射弁５０における異常の有無を精度よく判定することが難しい。
【０１０４】
本実施形態では、複数の変動量ΔＤＵに基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定する。具体的には、複数の変動量ΔＤＵを合計した合計変動量ΔＤＵＭに基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定する。そのため、噴射弁５０における異常の有無を精度よく判定することができる。
【０１０５】
特に、本実施形態では、供給配管４２内に尿素水を充填しないので、異常判定処理において、尿素水を充填する処理が不要となり、異常判定処理に必要な時間を短縮することができる。また、尿素水を充填することによる外乱、例えば尿素水の充填量が目標量よりも少なくなる外乱や、車両の揺れや傾斜などにより、尿素水を充填する際に尿素水中に空気が混入する外乱の影響を抑制して、噴射弁５０における異常の有無を精度よく判定することができる。
【０１０６】
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
【０１０７】
液状の還元剤は、尿素水に限定されず、例えば、尿素水以外のアンモニア由来化合物を噴射するものであってもよい。
【０１０８】
尿素水が噴射により排気通路３１ａに供給される形態を例示したが、これに限定されず、例えば、水滴状の尿素水を排気通路３１ａに添加供給してもよい。
【０１０９】
回転変動パラメータとして、ポンプデューティ比ＤＵの変動量ΔＤＵを例示したが、これに限られない。回転変動パラメータは、ポンプ４４に供給される電流の変動量でもよければ、ポンプ４４の回転速度Ｎの変動量でもよい。さらには、配管圧力Ｐの変動量でもよい。
【０１１０】
上記第１実施形態では、異常判定処理において、供給配管４２内への尿素水の充填が１回のみ実施される例を示したが、これに限定されず、例えば、供給配管４２内への尿素水の充填が複数回実施されてもよい。各充填において、供給配管４２内へ充填する尿素水の量を異ならせることにより、各充填後に取得されたポンプデューティ比ＤＵの差分ΔＧＡに基づいて、噴射弁５０における異常の有無を判定することができる。
【０１１１】
上記第２実施形態では、噴射弁５０の閉状態から開状態への切り替えにより、変動量ΔＤＵが取得される例を示したが、これに限定されず、例えば、噴射弁５０の開状態から閉状態への切り替えにより、変動量ΔＤＵが取得されてもよい。更には、噴射弁５０の閉状態から開状態への切り替えと、噴射弁５０の開状態から閉状態への切り替えとの両方において、変動量ΔＤＵが取得されてもよい。
【０１１２】
上記第２実施形態では、複数の変動量ΔＤＵに基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定する方法として、合計変動量ΔＤＵＭに基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定する例を示したが、これに限定されない。例えば、複数の変動量ΔＤＵの最大値に基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定してもよければ、複数の変動量ΔＤＵの最大値の中央値に基づいて噴射弁５０における異常の有無を判定してもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
ΔＤＵ…変動量、３０…エンジン、３１ａ…排気通路、４０…タンク、４４…ポンプ、５０…噴射弁。
【図１】
2019152128.tif 000003
【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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