JP6064836B2 - 尿素水添加弁の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気に尿素水を添加する尿素水添加弁の異常検出装置に関する。

ディーゼルエンジンの排気浄化装置として、尿素ＳＣＲ（選択触媒還元：Selective Catalytic Reduction）装置が知られている。この尿素ＳＣＲ装置は、尿素水を排気に添加する尿素水添加弁と、その尿素水添加弁が接続された供給通路に尿素水を充填するポンプとを備えている。そして、尿素ＳＣＲ装置では、尿素水添加弁から排気に尿素水を添加するとともに、排気熱による尿素の熱分解及び加水分解で生成されたアンモニアを還元剤として、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択還元型触媒上で還元反応させることで、ＮＯｘを水と窒素に分解する。

また、こうした尿素ＳＣＲ装置において、その尿素水添加弁の動作に異常が生じた場合には、選択還元型触媒に対して尿素水を適切に添加することができなくなる。そこで、特許文献１に記載される装置では、圧力センサーにより供給通路の内圧を監視し、同供給通路内を減圧したときの圧力センサーの検出値が閾値を下回ることに基づいて尿素水添加弁の異常を検出するようにしている。

特開２０１１−１１７４４０号公報

ところで、尿素ＳＣＲ装置では、ポンプが尿素水を汲み上げる際に空気を巻き込んだり、供給通路や尿素水添加弁の熱により尿素水の水分が蒸発したりするため、通常、供給通路には空気や水蒸気といった気体が混入している。そして、供給通路に混入している気体がポンプの駆動状態の変化や尿素水添加弁の開閉動作等を契機に膨張と収縮を繰り返す結果、圧力センサーの検出値が振動するようになる。その結果、圧力センサーの検出値には、こうした振動により生じた過渡的な成分が含まれることとなるため、特許文献１に記載されるような圧力センサーの検出値に基づく尿素水添加弁の異常検出では、その信頼性が低くならざるを得ない。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、尿素水添加弁の動作に異常が生じたことを高い信頼性をもって検出することのできる尿素水添加弁の異常検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するための異常検出装置は、ポンプの回転速度を検出するセンサーを備え、同センサーにより検出されるポンプの回転速度が尿素水添加弁の推定温度に基づいて補正した判定値に達するか否かの判定に基づき尿素水添加弁の異常を検出する、または同センサーにより検出されるポンプの回転速度が変化して所定値に達するまでの時間が尿素水添加弁の推定温度に基づいて補正した判定時間を超えるか否かの判定に基づき尿素水添加弁の異常を検出するようにしている。

ポンプの回転速度は、尿素水添加弁に異常が生じると同弁が正常であるときとは異なる態様で変化する。そして、このポンプの回転速度は、供給通路の気体が膨張と収縮を短時間のうちに繰り返したとしてもその影響を受けにくい。上記構成によれば、こうしたポンプの回転速度に基づいて尿素水添加弁の異常を検出することとしたため、高い信頼性をもって尿素水添加弁の異常を検出することができる。また、尿素水添加弁の温度を推定し、その推定温度に基づいて異常検出の際に用いられる上記判定値や上記判定時間を補正することとしたため、ポンプの回転速度が尿素水添加弁の温度によって異なる値をとる場合でも、そうした温度依存性を異常検出に反映させることができ、検出精度を向上させることができるようにもなる。

尿素水添加弁が搭載される排気浄化装置の全体構成を模式的に示すブロック図。 開固着を検出するための異常診断処理の実行手順を示すフローチャート。 異常診断用の判定値と尿素水圧の目標圧との関係を示すグラフ。 異常診断処理実行時における、（ａ）は尿素水ポンプの駆動状態、（ｂ）はその回転速度、（ｃ）は尿素水圧、（ｄ）は開固着フラグの推移を示すタイミングチャート。 閉固着を検出するための異常診断処理の実行手順を示すフローチャート。 異常診断処理実行時における、（ａ）は尿素水ポンプの駆動状態、（ｂ）はその回転速度、（ｃ）は尿素水圧、（ｄ）は尿素水添加弁の駆動状態、（ｅ）は閉固着フラグの推移を示すタイミングチャート。 応答速度の低下を検出するための異常診断処理の実行手順を示すフローチャート。 異常診断用の判定時間と尿素水添加弁の推定温度との関係を示すグラフ。 異常診断処理実行時における、（ａ）は尿素水ポンプの駆動状態、（ｂ）はその回転速度、（ｃ）は応答性低下フラグの推移を示すタイミングチャート。

［第１の実施の形態］
以下、本発明にかかる尿素水添加弁の異常検出装置を具体化した第１の実施の形態について説明する。なお、この異常検出装置が診断対象とする尿素水添加弁は、ディーゼルエンジンの排気浄化装置に搭載されている。

図１に示すように、ディーゼルエンジン１０の排気通路１１には、排気上流から順に、ディーゼル・パティキュレート・フィルター（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）１２、ＳＣＲ触媒ユニット１３、及び酸化触媒ユニット１４が配設されている。また、排気通路１１においてＤＰＦ１２とＳＣＲ触媒ユニット１３との間の部分には、排気に尿素水を添加する尿素水添加弁１５が設置されている。なお、この尿素水添加弁１５は、その本体に内蔵されているソレノイドの電磁力によって開閉する。

ＳＣＲ触媒ユニット１３は、選択触媒還元により排気中のＮＯｘを浄化する排気浄化ユニットであり、アンモニアを還元剤としてＮＯｘの還元反応を促進する触媒が担持されている。還元剤となるアンモニアは、尿素水添加弁１５により排気に添加された尿素水が排気の熱で熱分解及び加水分解されることで生成される。また、酸化触媒ユニット１４は、ＳＣＲ触媒ユニット１３を通り抜けたアンモニアを酸化反応により分解する機能を担っている。

排気浄化装置は、尿素水を貯留する尿素水タンク１６と、尿素水タンク１６の尿素水を汲み出す尿素水ポンプ１７とを備えている。尿素水ポンプ１７は、尿素水配管１８を介して尿素水添加弁１５に接続されている。尿素水ポンプ１７により汲み出された尿素水は、尿素水配管１８に充填され、同尿素水配管１８を供給通路として尿素水添加弁１５に供給される。

また、尿素水配管１８には、リターン配管１９が接続されている。リターン配管１９には、尿素水配管１８に充填された尿素水の圧力（以下、「尿素水圧Ｐｕ」という）が所定圧を超えたときに開弁するリリーフ弁２０が設置されている。このリリーフ弁２０が開弁することにより、尿素水配管１８の尿素水がリターン配管１９を通じて尿素水タンク１６に戻される。その他、尿素水配管１８には、尿素水圧Ｐｕを検知する圧力センサー２１が設置されている。

また、排気浄化装置の制御ユニット２２には、上述した圧力センサー２１の他、尿素水ポンプ１７の回転速度（以下、「ポンプ回転速度Ｎｐ」という）を検知する回転速度センサー２３、ＤＰＦ１２の床温を検知する床温センサー２４、外気温を検知する外気温センサー２５などが電気的に接続されている。

制御ユニット２２は、これらセンサーの検出結果を参照しつつ、各種の処理を実行する。例えば、制御ユニット２２は尿素水添加弁１５の開閉状態を制御する。具体的には、尿素水添加弁１５に開弁信号を出力することにより、同尿素水添加弁１５を通電状態として開弁させ、尿素水添加弁１５に閉弁信号を出力することにより、同尿素水添加弁１５を非通電状態として閉弁させる。

また、制御ユニット２２は、圧力センサー２１により検出される尿素水圧Ｐｕが目標とする圧力（以下、「目標圧Ｐｔ」という）と一致するように、ポンプ回転速度Ｎｐをフィードバック制御する。その他にも、制御ユニット２２は、尿素水添加弁１５が開弁したまま動作しない異常、すなわち開固着を検出するための異常診断処理を実行する。以下、この異常診断処理の詳細について説明する。

この異常診断処理では、尿素水添加弁１５に閉弁信号を出力しつつ尿素水ポンプ１７を駆動して尿素水配管１８に尿素水を充填している期間において、圧力センサー２１により検出されるポンプ回転速度Ｎｐが所定の判定値Ｎａ以上となるときに、尿素水添加弁１５が開固着していると判定する。さらに、尿素水添加弁１５の温度を推定し、その推定温度θが高いときほど上記判定値Ｎａが高くなるように同判定値Ｎａを推定温度θに基づいて補正するようにしている。

この異常診断処理は、具体的には次の手順に従って実行される。
図２に示すように、この異常診断処理では、尿素水添加弁１５に閉弁信号が出力され、尿素水ポンプ１７の駆動が開始される（ステップＳ２００，ステップＳ２１０）。次に、尿素水添加弁１５の温度がＤＰＦ１２の床温及び外気温に基づいて推定される（ステップＳ２２０）。なお、ＤＰＦ１２の床温が高いときほど、また外気温が高いときほど、この尿素水添加弁１５の推定温度θは高くなる。

次に、尿素水圧Ｐｕの目標圧Ｐｔに基づいて判定値Ｎａが算出され、さらにこの判定値Ｎａが尿素水添加弁１５の推定温度θに基づいて補正される（ステップＳ２３０）。ここで、尿素水添加弁１５が閉弁した状態で尿素水圧Ｐｕを目標圧Ｐｔとするためのフィードバック制御が行われた場合、ポンプ回転速度Ｎｐは所定の収束値に収束するが、上記判定値Ｎａは、この収束値に対して尿素水ポンプ１７の個体差を考慮した定数を加算した値である。したがって、フィードバック制御中のポンプ回転速度Ｎｐが尿素水ポンプ１７の個体差によってばらついたとしても、尿素水添加弁１５が開固着していなければ、ポンプ回転速度Ｎｐがこの判定値Ｎａを上回ることはない。

図３に示すように、この判定値Ｎａは、目標圧Ｐｔが高いときほど高くなる。さらに、判定値Ｎａは、尿素水添加弁１５の推定温度θが高いときほど高くなるように、同推定温度θに基づいて補正される。次に、尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔと一致するようにポンプ回転速度Ｎｐがフィードバック制御される（ステップＳ２４０）。

次に、以下の２つの条件がいずれも満たされているか否かが判定される（ステップＳ２５０）。

ａ：尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔ以下であること
ｂ：ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎａ以上であること

そして、これら条件ａ及び条件ｂの少なくとも一方が成立していない場合（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２４０以降の処理が再度実行される。なお、ステップＳ２４０，２５０の処理が繰り返されているときに、尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔに収束した場合には、この一連の処理を終了する。

一方、先の条件ａ及び条件ｂの双方が成立している場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、尿素水添加弁１５が開固着していることを示す開固着フラグＸｏが「オン」に設定され（ステップＳ２６０）、この一連の処理を終了する。

次に、この異常診断処理の実行時におけるポンプ回転速度Ｎｐ及び尿素水圧Ｐｕの変化の一例について説明する。
図４に示すように、尿素水ポンプ１７の駆動が開始されると（タイミングｔ１）、ポンプ回転速度Ｎｐ及び尿素水圧Ｐｕが上昇する。そして、尿素水添加弁１５が開固着していない場合には、同図に実線で示されるように、尿素水圧Ｐｕは目標圧Ｐｔに、ポンプ回転速度Ｎｐは判定値Ｎａより低い所定値にそれぞれ収束する（タイミングｔ３）。したがって、この場合には、開固着フラグＸｏが操作されることはない。

一方、尿素水添加弁１５が開固着している場合には、尿素水配管１８に充填された尿素水が尿素水添加弁１５から外部に流出するため、同図に二点鎖線で示されるように、尿素水圧Ｐｕの上昇が遅れるようになる。その結果、正常時と比較して、尿素水ポンプ１７の回転抵抗が小さくなり、ポンプ回転速度Ｎｐの上昇量が大きくなる。そして、ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎａ以上となったときに、開固着フラグＸｏが「オン」に設定される（タイミングｔ２）。

次に、本実施の形態の作用について説明する。
上述したように、圧力センサー２１により検出される尿素水圧Ｐｕは、尿素水配管１８に混入している気体が膨張と収縮を繰り返すことで常に変動する。例えば、リリーフ弁２０が開閉した場合などは、それを契機とする変動がさらに大きくなり、その変動が減衰するまでに長時間を要する。一方、回転速度センサー２３により検出されるポンプ回転速度Ｎｐは、こうした尿素水配管１８に混入している気体が膨張と収縮を繰り返してもその影響を受けにくく、圧力センサー２１により検出される尿素水圧Ｐｕと比較すると安定している。

本実施の形態では、こうしたポンプ回転速度Ｎｐを回転速度センサー２３により監視し、このポンプ回転速度Ｎｐを判定値Ｎａと比較することにより尿素水添加弁１５の開固着を検出するようにしているため、異常検出の信頼性が高められるようになる。

また、尿素水添加弁１５が開固着していない場合であっても、閉弁状態の尿素水添加弁１５から尿素水がわずかに漏れ出ることがあり、このような漏れが生じると、異常診断処理時におけるポンプ回転速度Ｎｐが高くなる。さらに、尿素水添加弁１５の温度が高くなると、尿素水が加熱されてその噴孔から漏れる尿素水の粘度が低下する。このため、尿素水の漏れ量が増加し、異常診断処理時におけるポンプ回転速度Ｎｐがさらに高くなる。

本実施の形態では、尿素水添加弁１５の温度を推定し、その推定温度θが高いときほど上記判定値Ｎａが高くなるようにこれを補正している。すなわち、尿素水添加弁１５の温度が高い場合には、低い場合と比較して、開固着が検出されるときのポンプ回転速度Ｎｐが高くなる。このため、尿素水の漏れの影響によって尿素水添加弁１５が開固着していると誤検出してしまうことを回避することができ、その検出精度が高められるようにもなる。

以上説明したように、本実施の形態によれば次の効果を奏することができる。
（１）ポンプ回転速度Ｎｐと判定値Ｎａとの比較に基づいて尿素水添加弁１５が開固着していることを高い信頼性をもって検出することができる。また、尿素水添加弁１５から尿素水が漏れることにより異常診断時のポンプ回転速度Ｎｐが尿素水添加弁１５の温度に応じて変化する場合でも、そうした温度依存性を考慮して異常診断が行われるため、異常の検出精度を高めることができる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明にかかる尿素水添加弁の異常検出装置を具体化した第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、上述した開固着を検出するための異常診断処理と併せて、尿素水添加弁１５が閉弁したまま動作しない異常、すなわち閉固着を検出するための異常診断処理を実行する。以下、この異常診断処理の詳細について説明する。

この異常診断処理では、尿素水添加弁１５に開固着が生じていないときに、同尿素水添加弁１５に閉弁信号を出力しつつ尿素水ポンプ１７を駆動して尿素水配管１８に尿素水を充填する。そして、その充填後に尿素水添加弁１５に開弁信号を出力しても尿素水ポンプ１７の回転速度が判定値Ｎｂに達しないときには、尿素水添加弁１５が閉固着していると判定するようにしている。

この異常診断処理は、具体的には次の手順に従って実行される。
図５に示すように、この異常診断処理では、まず開固着フラグＸｏが「オフ」であるか否かが判定され、「オン」である場合には、一連の処理を終了する（ステップＳ５００：ＮＯ）。一方、開固着フラグＸｏが「オフ」である場合には（ステップＳ５００：ＹＥＳ）、尿素水添加弁１５に閉弁信号が出力され、尿素水ポンプ１７の駆動が開始される（ステップＳ５０５，ステップＳ５１０）。次に、尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔと一致するようにポンプ回転速度Ｎｐがフィードバック制御される（ステップＳ５２０）。そして、ステップＳ５３０において尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔに収束したか否かが判定され、収束していなければ（ステップＳ５３０：ＮＯ）、ステップＳ５２０以降の処理が再度実行される。

一方、尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔに収束した場合には（ステップＳ５３０：ＹＥＳ）、尿素水添加弁１５に開弁信号が出力される（ステップＳ５４０）。次に、尿素水添加弁１５に開弁信号が出力されてから所定期間が経過するまで待機した後（ステップＳ５５０）、異常診断に用いられる判定値Ｎｂが算出される（ステップＳ５６０）。

ここで、尿素水添加弁１５が閉弁した状態で尿素水圧Ｐｕを目標圧Ｐｔとするためのフィードバック制御が行われた場合、ポンプ回転速度Ｎｐは所定の収束値に収束するが、上記判定値Ｎｂは、この収束値に対して尿素水ポンプ１７の個体差を考慮した定数を加算した値である。したがって、フィードバック制御中のポンプ回転速度Ｎｐが尿素水ポンプ１７の個体差によってばらついたとしても、尿素水添加弁１５が閉固着していなければ、尿素水添加弁１５に出力される閉弁信号が開弁信号に切り替えられることにより、ポンプ回転速度Ｎｐは上昇してこの判定値Ｎｂ以上になる。なお、この判定値Ｎｂは、第１の実施の形態において説明した判定値Ｎａと同じ値であってもよい。

次に、ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎｂ未満であるか否かが判定される（ステップＳ５７０）。そして、ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎｂ以上である場合には（ステップＳ５７０：ＮＯ）、この一連の処理を終了する。一方、ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎｂ未満である場合には（ステップＳ５７０：ＹＥＳ）、尿素水添加弁１５が閉固着していることを示す閉固着フラグＸｃが「オン」に設定され（ステップＳ５８０）、この一連の処理を終了する。

次に、この異常診断処理の実行時におけるポンプ回転速度Ｎｐ及び尿素水圧Ｐｕの変化の一例について説明する。
図６に示すように、尿素水ポンプ１７の駆動が開始されると（タイミングｔ１）、ポンプ回転速度Ｎｐ及び尿素水圧Ｐｕが上昇する。そして、尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔに収束すると、尿素水添加弁１５に出力される閉弁信号が開弁信号に切り替えられる（タイミングｔ２）。ここで、尿素水添加弁１５が閉固着していない場合には、同図に実線で示されるように、尿素水圧Ｐｕが目標圧Ｐｔから低下する一方、ポンプ回転速度Ｎｐはその収束値から上昇して判定値Ｎｂを超えるようになる（タイミングｔ３〜）。したがって、この場合は、閉固着フラグＸｃが操作されることはない。

一方、尿素水添加弁１５が閉固着している場合には、同図に二点鎖線で示されるように、タイミングｔ２において尿素水添加弁１５に出力される閉弁信号が開弁信号に切り替えられても、尿素水圧Ｐｕ、ポンプ回転速度Ｎｐはともに変化しない。そして、タイミングｔ２から所定期間が経過したときに、ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎｂ未満であることに基づいて、閉固着フラグＸｃが「オン」に設定される（タイミングｔ４）。

次に、本実施の形態の作用について説明する。
尿素水添加弁１５が閉固着していない場合、尿素水添加弁１５が開弁状態になると、尿素水配管１８の尿素水が尿素水添加弁１５から流出し、尿素水圧Ｐｕが低下するため、それに伴って尿素水ポンプ１７の回転抵抗が低下し、ポンプ回転速度Ｎｐが上昇する。一方、尿素水添加弁１５に閉固着している場合には、尿素水添加弁１５が開弁せず、尿素水配管１８の尿素水が尿素水添加弁１５から流出しないため、上述したような尿素水ポンプ１７の回転抵抗が低下することに伴うポンプ回転速度Ｎｐの上昇は生じなくなる。したがって、ポンプ回転速度Ｎｐが判定値Ｎｂを超えるか否かの判定に基づいて、尿素水添加弁１５が閉固着していることを検出できるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば上記（１）の効果に加え、次の効果を奏することができる。
（２）ポンプ回転速度Ｎｐと判定値Ｎｂとの比較に基づいて尿素水添加弁１５が閉固着していることを高い信頼性をもって検出することができる。
［第３の実施の形態］
次に、本発明にかかる尿素水添加弁の異常検出装置を具体化した第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、上述した開固着、閉固着を検出するための各異常診断処理と併せて、尿素水添加弁１５が開弁する際の応答速度の低下を検出するための異常診断処理を実行する。以下、この異常診断処理の詳細について説明する。

この異常診断処理では、尿素水添加弁１５に出力する閉弁信号を開弁信号に切り替えるとともに尿素水ポンプ１７の駆動を開始し、その開始時からポンプ回転速度Ｎｐが所定値Ｎｐ１に達するまでの時間が所定の判定時間Ｔを超えるときに、尿素水添加弁１５が開弁する際の応答速度が低下していると判定する。さらに、尿素水添加弁１５の温度を推定し、その推定温度θが低いときほど上記判定時間Ｔが長くなるように同判定時間Ｔを推定温度θに基づいて補正するようにしている。

この異常診断処理は、具体的には次の手順に従って実行される。
図７に示すように、この異常診断処理では、まず閉固着フラグＸｃが「オフ」であるか否かが判定され、「オン」である場合には、一連の処理を終了する（ステップＳ７００：ＮＯ）。一方、閉固着フラグＸｃが「オフ」である場合には（ステップＳ７００：ＹＥＳ）、尿素水添加弁１５に閉弁信号が出力され、さらに尿素水ポンプ１７の駆動が停止される（ステップＳ７０５，ステップＳ７１０）。そして、尿素水圧Ｐｕが低下して「０」になるまで待機した後（ステップＳ７１５）、尿素水添加弁１５に開弁信号が出力され、さらに尿素水ポンプ１７の駆動が開始される（ステップＳ７２０，ステップＳ７２５）。

次に、所定値Ｎｐ１を目標値としてポンプ回転速度Ｎｐがフィードバック制御される（ステップＳ７３０）。そして、ポンプ回転速度Ｎｐが所定値Ｎｐ１に収束したか否か判定される（ステップＳ７４０）。ポンプ回転速度Ｎｐが所定値Ｎｐ１に収束していない場合には（ステップＳ７４０：ＮＯ）、ステップＳ７３０以降の処理が再度実行される。

一方、ポンプ回転速度Ｎｐが所定値Ｎｐ１に収束した場合には（ステップＳ７４０：ＹＥＳ）、次に尿素水添加弁１５の温度がＤＰＦ１２の床温及び外気温に基づいて推定される（ステップＳ７５０）。なお、上述したように、ＤＰＦ１２の床温が高いときほど、また外気温が高いときほど、この推定温度θは高くなる。

このように推定温度θを算出した後、異常診断に用いられる判定時間Ｔが算出される（ステップＳ７６０）。この判定時間Ｔは、尿素水添加弁１５の温度がその使用環境での平均温度であるとしたときの応答速度に基づいて設定される時間を基準値とし、さらにその基準値を尿素水添加弁１５の推定温度θにより補正した時間である。

図８に示すように、この判定時間Ｔは推定温度θが低いときほど長くなる。次に、尿素水ポンプ１７の駆動を開始してからの経過時間が判定時間Ｔを超えているか否かが判定される（ステップＳ７７０）。尿素水ポンプ１７の駆動を開始してからの経過時間が判定時間Ｔ以下である場合には、この一連の処理を終了する（ステップＳ７７０：ＮＯ）。一方、判定時間Ｔを超えている場合には、尿素水添加弁１５が開弁する際の応答速度が低下していることを示す応答性低下フラグＸｒが「オン」に設定され、この一連の処理を終了する（ステップＳ７７０：ＹＥＳ，ステップＳ７８０）。

次に、この異常診断処理の実行時におけるポンプ回転速度Ｎｐの変化の一例について説明する。
図９に示すように、尿素水ポンプ１７の駆動が開始されると（タイミングｔ１）、所定値Ｎｐ１を目標値としてポンプ回転速度Ｎｐがフィードバック制御される。その結果、ポンプ回転速度Ｎｐは上昇し、尿素水添加弁１５が開弁する際の応答速度が低下していなければ、タイミングｔ１から上記判定時間Ｔが経過する前に、所定値Ｎｐ１に収束する（タイミングｔ２）。したがって、この場合には、応答性低下フラグＸｒが操作されることはない。

一方、尿素水添加弁１５が開弁する際の応答速度が低下している場合には、ポンプ回転速度Ｎｐは判定時間Ｔが経過した時点（タイミングｔ３）においても、まだ所定値Ｎｐ１を下回っている。そして、ポンプ回転速度Ｎｐは判定時間Ｔが経過した後に所定値Ｎｐ１に収束し、応答性低下フラグＸｒが「オン」に設定される（タイミングｔ４）。

次に、本実施の形態の作用について説明する。
尿素水添加弁１５が閉固着していない場合であっても、弁体の摺動抵抗が増加することにより、尿素水添加弁１５が閉弁状態から開弁する際の応答速度が低下することがある。そして、このように尿素水添加弁１５の応答速度が低下すると、開固着や閉固着といった完全な故障とは言えないまでも、正常時と比較すれば、その尿素水の添加性能が悪化することとなる。

そして、このように尿素水添加弁１５の開弁する際の応答速度が低下すると、尿素水添加弁１５に開弁信号を出力した後の同尿素水添加弁１５から流出する尿素水の量が増加しにくくなる。このため、応答速度の低下が生じていない場合と比較し、尿素水ポンプ１７の回転抵抗が大きくなり、ポンプ回転速度Ｎｐは上昇しにくくなる。このため、本実施の形態によれば、ポンプ回転速度Ｎｐが所定値Ｎｐ１に達するまでの経過時間が所定の判定時間Ｔを超えることに基づいて、こうした尿素水添加弁１５の応答性低下を検出することができる。

また、尿素水添加弁１５の温度が低い場合には尿素水の粘度が高くなり弁体の摺動抵抗が増大するため、尿素水添加弁１５が正常に動作する場合であっても、その応答速度は低下する。本実施の形態では、上記判定時間Ｔを尿素水添加弁１５の推定温度θに基づいて補正するようにしているため、こうした応答速度についての温度依存性も考慮することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば上記（１）及び（２）の効果に加え、さらに以下の効果を奏することができる。
（３）尿素水添加弁１５の応答速度が同尿素水添加弁１５の温度に応じて変化することを考慮しつつ、尿素水添加弁１５の応答性低下を適切に検出することができる。

以上、各実施の形態において説明した異常診断処理は、以下のように変更することもできる。
・第１の実施の形態及び第２の実施の形態の異常診断処理がそれぞれ実行されたことを前提として、第３の実施の形態における応答性低下についての異常診断処理を実行することとしたが、この異常診断処理を単独で行うようにしてもよい。この場合であっても、（３）に記載した効果を奏することはできる。

・第３の実施の形態において、尿素水ポンプ１７の駆動を開始してからポンプ回転速度Ｎｐが所定値Ｎｐ１に収束するまでの経過時間と長さの異なる複数の判定時間とを比較し、その比較結果に基づいて尿素水添加弁１５の応答性を段階的に評価するようにしてもよい。具体的には、上記経過時間が長いときほど尿素水添加弁１５が開弁する際の応答性低下の程度が大きいと判定する。

・上述したように、尿素水添加弁１５の温度が高いときほど、その応答速度は高くなるが、尿素水添加弁１５の温度が極めて高くなると、ソレノイドの通電抵抗が増大してその電磁力が低下するため、尿素水添加弁１５の応答速度が低下することがある。このため、判定時間Ｔを算出する際には、尿素水添加弁１５の温度に応じて変化する摺動抵抗の大きさ及びソレノイドの電磁力の双方を加味して判定時間Ｔを決定するようにしてもよい。

・尿素水添加弁１５の温度をＤＰＦ１２の床温及び外気温といった２つのパラメータに基づいて推定するようにしたが、これらパラメータの他、排気温度等、尿素水添加弁１５の温度と相関を有する他のパラメータを適宜組み合わせて尿素水添加弁１５の温度を推定するようにしてもよい。

１０…ディーゼルエンジン、１１…排気通路、１２…ＤＰＦ、１３…ＳＣＲ触媒ユニット、１４…酸化触媒ユニット、１５…尿素水添加弁、１６…尿素水タンク、１７…尿素水ポンプ、１８…尿素水配管、１９…リターン配管、２０…リリーフ弁、２１…圧力センサー、２２…制御ユニット、２３…回転速度センサー、２４…床温センサー、２５…外気温センサー。

Claims (1)

1. ポンプによって供給通路に充填された尿素水を排気に添加する尿素水添加弁の異常を検出する異常検出装置であって、
   ポンプの回転速度を検出するセンサーを備え、同センサーにより検出されるポンプの回転速度が尿素水添加弁の推定温度に基づいて補正した判定値に達するか否かの判定に基づき尿素水添加弁の異常を検出する、または同センサーにより検出されるポンプの回転速度が変化して所定値に達するまでの時間が尿素水添加弁の推定温度に基づいて補正した判定時間を超えるか否かの判定に基づき尿素水添加弁の異常を検出する
   尿素水添加弁の異常検出装置。