JP2022070425A - Urea water tank - Google Patents

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敬介 戸田
Keisuke Toda
成弘 大野
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Abstract

To improve measurement accuracy of a liquid level height (FH) with an ultrasonic sensor (30) in a resin urea water tank (20) provided with the ultrasonic sensor (30) for measuring the liquid level height (FH) of stored urea aqueous solution.SOLUTION: An urea water tank (20) includes a bottom wall (23) provided with an ultrasonic sensor (30) for measuring the liquid level height (FH) of stored urea aqueous solution, and an upper wall (25) provided above the bottom wall (23) and constituting a storage chamber (22) together with the bottom wall. A reflector (35) is provided on an upper surface (26) which is the surface of the upper wall (25) on the storage chamber (22) side.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、貯留された尿素水の液面高さを測定するための超音波センサが設けられた尿素水タンクに関する。 The present invention relates to a urea water tank provided with an ultrasonic sensor for measuring the liquid level height of the stored urea water.

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には、環境に影響を与えるおそれのある窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する。）が含まれている。このＮＯｘを浄化するために用いられる排気浄化装置として、排気通路に配設された触媒の上流側に尿素水溶液等の還元剤を噴射供給し、触媒中で排気ガス中のＮＯｘを還元反応させる排気浄化装置が知られている。 Exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains nitrogen oxides (hereinafter referred to as "NOx") that may affect the environment. As an exhaust purification device used to purify this NOx, a reducing agent such as a urea aqueous solution is injected and supplied to the upstream side of the catalyst arranged in the exhaust passage, and the NOx in the exhaust gas is reduced and supplied in the catalyst. Purification equipment is known.

このような排気浄化装置では、還元剤である尿素水溶液を貯留する尿素水タンクが設けられている。特許文献１には、量産時のコスト等を考慮した樹脂製の尿素水タンクが開示されている。また、この樹脂製の尿素水タンクには、貯留された尿素水溶液の液面高さを計測するための超音波センサが設けられている。 In such an exhaust gas purification device, a urea water tank for storing an aqueous urea solution as a reducing agent is provided. Patent Document 1 discloses a urea water tank made of resin in consideration of cost at the time of mass production and the like. Further, the urea water tank made of this resin is provided with an ultrasonic sensor for measuring the liquid level height of the stored urea aqueous solution.

特開２０１９－１７３６８４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-173684

超音波センサの発信器から発信された超音波は、尿素水溶液の液面すなわち尿素水溶液と空気との境界面で反射する。この反射波が超音波センサの受信器で受信され、発信から受信までの時間が計測される。液面高さはこの計測時間に基づいて算出される。しかしながら、貯留タンクが満水状態、すなわち、尿素水溶液が尿素水タンクの天井面まで達しているときには、超音波は尿素水溶液と尿素水タンクの天井面との境界で反射することになる。この場合、樹脂製の尿素水タンクでは、検出すべき尿素水溶液の液面は、尿素水溶液と樹脂材料との境界面となる。尿素水溶液と樹脂材料との境界面は、尿素水溶液と空気との境界面に比べ超音波の反射率が低く、反射波の強度が低くなり、液面高さの測定結果が不正確になる、または、液面高さの計測が不可能になるおそれがある。 The ultrasonic waves emitted from the transmitter of the ultrasonic sensor are reflected at the liquid surface of the urea aqueous solution, that is, the interface between the urea aqueous solution and air. This reflected wave is received by a receiver of an ultrasonic sensor, and the time from transmission to reception is measured. The liquid level height is calculated based on this measurement time. However, when the storage tank is full, that is, when the urea aqueous solution reaches the ceiling surface of the urea water tank, the ultrasonic waves are reflected at the boundary between the urea aqueous solution and the ceiling surface of the urea water tank. In this case, in the urea water tank made of resin, the liquid level of the urea aqueous solution to be detected is the boundary surface between the urea aqueous solution and the resin material. The interface between the urea aqueous solution and the resin material has lower ultrasonic reflectance, lower reflected wave intensity, and inaccurate liquid level height measurement results than the interface between the urea aqueous solution and air. Alternatively, it may not be possible to measure the liquid level.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、特に、貯留された尿素水の液面高さを測定するための超音波センサが設けられた樹脂製の尿素水タンクに関し、超音波センサによる液面高さの測定精度を改善することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in particular, the present invention relates to a resin urea water tank provided with an ultrasonic sensor for measuring the liquid level height of stored urea water. The purpose is to improve the accuracy of measuring the liquid level with an ultrasonic sensor.

本発明のある観点によれば、尿素水溶液を貯留する貯留室を有する樹脂製の尿素水タンクであって、前記尿素水タンクは、貯留された前記尿素水溶液の液面高さを測定するための超音波センサが設けられた底壁と、前記底壁の上部に設けられ、前記底壁とともに前記貯留室を構成する上壁と、を備え、前記上壁の前記貯留室側の面である上面に反射器が設けられている尿素水タンクが提供される。 According to a certain aspect of the present invention, it is a resin urea water tank having a storage chamber for storing a urea aqueous solution, wherein the urea water tank is for measuring the liquid level height of the stored urea aqueous solution. An upper surface of the upper wall, which is provided with a bottom wall provided with an ultrasonic sensor and an upper wall provided on the upper portion of the bottom wall and constituting the storage chamber together with the bottom wall, which is a surface of the upper wall on the storage chamber side. A urea water tank provided with a reflector is provided.

本発明によれば、貯留された液体の液面高さを測定するための超音波センサが設けられた樹脂製の貯留タンクに関し、超音波センサよる液面高さの測定精度を改善することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the measurement accuracy of the liquid level by the ultrasonic sensor for the resin storage tank provided with the ultrasonic sensor for measuring the liquid level of the stored liquid. can.

本発明の実施形態に係る尿素水タンクを適用可能な尿素ＳＣＲシステムの全体構成の全体的構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the overall structure of the whole structure of the urea SCR system to which the urea water tank which concerns on embodiment of this invention is applicable. 本発明の実施形態に係る尿素水タンクの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the urea water tank which concerns on embodiment of this invention. 金属薄板からなる反射器の拡大図である。It is an enlarged view of a reflector made of a thin metal plate. 従来型の尿素水タンクにおける超音波の反射を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reflection of the ultrasonic wave in the conventional urea water tank. 本発明の実施形態に係る尿素水タンクにおける超音波の反射を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reflection of the ultrasonic wave in the urea water tank which concerns on embodiment of this invention.

以下に添付図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. However, this embodiment shows one aspect of the present invention, does not limit the present invention, and can be arbitrarily modified within the scope of the present invention.

＜１．尿素ＳＣＲシステムの全体構成＞
まず、本実施形態に係る尿素水タンクを適用可能な尿素ＳＣＲシステムの全体構成の一例について図１を用いて説明する。 <1. Overall configuration of urea SCR system>
First, an example of the overall configuration of the urea SCR system to which the urea water tank according to the present embodiment can be applied will be described with reference to FIG.

尿素ＳＣＲシステム１は、ディーゼルエンジンに代表される内燃機関２の排気通路３の
途中に設けられた選択還元型触媒５と、選択還元型触媒５の上流側で排気通路３内に還元剤である尿素水溶液を供給するための尿素水供給装置１０とを備える。尿素ＳＣＲシステム１は、選択還元型触媒５よりも上流側に、公知の酸化触媒７をさらに備えていても良い。 The urea SCR system 1 is a selective reducing catalyst 5 provided in the middle of the exhaust passage 3 of the internal combustion engine 2 represented by a diesel engine, and a reducing agent in the exhaust passage 3 on the upstream side of the selective reducing catalyst 5. A urea water supply device 10 for supplying a urea aqueous solution is provided. The urea SCR system 1 may further include a known oxidation catalyst 7 on the upstream side of the selective reduction catalyst 5.

選択還元型触媒５は、内燃機関２の排気ガス中に含まれるＮＯｘを選択的に還元する。具体的に、選択還元型触媒５は、尿素水供給装置１０により供給される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のＮＯｘをアンモニアと反応させることにより還元する。尚、選択還元型触媒５は、パティキュレートフィルタの機能を併せ持つものであってもよい。 The selective reduction catalyst 5 selectively reduces NOx contained in the exhaust gas of the internal combustion engine 2. Specifically, the selective reduction catalyst 5 adsorbs ammonia generated by decomposition of the urea aqueous solution supplied by the urea water supply device 10, and reduces NOx in the inflowing exhaust gas by reacting with ammonia. .. The selective reduction catalyst 5 may also have the function of a particulate filter.

＜２．尿素水供給装置＞
尿素水供給装置１０は、選択還元型触媒５の上流側の排気通路３に取り付けられた噴射弁５０と、尿素水溶液を貯留する尿素水タンク２０と、ポンプ４０と、噴射弁５０やポンプ４０等を電子制御する制御装置８０とを備える。 <2. Urea water supply device>
The urea water supply device 10 includes an injection valve 50 attached to an exhaust passage 3 on the upstream side of the selective reduction catalyst 5, a urea water tank 20 for storing an aqueous urea solution, a pump 40, an injection valve 50, a pump 40, and the like. It is provided with a control device 80 for electronically controlling.

尿素水供給装置１０は、尿素水タンク２０内の尿素水溶液をポンプ４０によって噴射弁５０に向けて圧送し、供給圧力が所定の目標圧力に維持されるようにポンプ４０のフィードバック制御を行う。この状態で、目標噴射量に応じた開弁時間で噴射弁５０の開閉操作を行うことで、所定量の尿素水溶液が排気通路中に噴射される。 The urea water supply device 10 pumps the urea aqueous solution in the urea water tank 20 toward the injection valve 50 by the pump 40, and performs feedback control of the pump 40 so that the supply pressure is maintained at a predetermined target pressure. In this state, by opening and closing the injection valve 50 at a valve opening time according to the target injection amount, a predetermined amount of urea aqueous solution is injected into the exhaust passage.

また、尿素水溶液としては、例えば凍結温度が最も低い、約３２．５％濃度の尿素水溶液が用いられる。この場合の凍結温度は、約マイナス１１℃である。尿素水供給装置１０の停止中に尿素水溶液が凍結して体積が膨張すると、噴射弁５０やこれに連結する尿素水供給管６０等が破損するおそれがある。このため、内燃機関２の停止時には、尿素水供給装置１０は、ポンプ４０によって噴射弁５０等に残留する尿素水溶液を噴射弁５０から尿素水タンク２０に向かう方向に回収することができるように構成されている。 Further, as the urea aqueous solution, for example, a urea aqueous solution having the lowest freezing temperature and a concentration of about 32.5% is used. The freezing temperature in this case is about -11 ° C. If the urea aqueous solution freezes and the volume expands while the urea water supply device 10 is stopped, the injection valve 50 and the urea water supply pipe 60 connected to the injection valve 50 may be damaged. Therefore, when the internal combustion engine 2 is stopped, the urea water supply device 10 is configured so that the urea aqueous solution remaining in the injection valve 50 or the like can be recovered from the injection valve 50 toward the urea water tank 20 by the pump 40. Has been done.

＜３．尿素水タンク＞
本実施形態に係る尿素水タンク２０について図２を用いて説明する。尿素水タンク２０は、尿素水溶液を貯留可能な貯留室２２を有するタンク部２１と、超音波センサ３０と、反射器３５とを備える。尚、図２に示すように尿素水タンク２０にはポンプ４０が設けられていても良い。さらに、ポンプ４０と超音波センサ３０とが一体のサプライモジュールとして形成され、当該サプライモジュールが尿素水タンク２０に取り付けられるように構成されていてもよい。 <3. Urea water tank ＞
The urea water tank 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The urea water tank 20 includes a tank portion 21 having a storage chamber 22 capable of storing an aqueous urea solution, an ultrasonic sensor 30, and a reflector 35. As shown in FIG. 2, the urea water tank 20 may be provided with a pump 40. Further, the pump 40 and the ultrasonic sensor 30 may be formed as an integrated supply module, and the supply module may be configured to be attached to the urea water tank 20.

タンク部２１は尿素水溶液を貯留可能な貯留室２２が形成された中空体である。タンク部２１は貯留室２２の底部を構成する底壁２３と、底壁２３の上方に位置し貯留室２２の天井部を構成する上壁２５とを有する。底壁２３の貯留室２２側には底面２４が、上壁２５の貯留室２２側であって底面２４に対向する位置に上面２６がそれぞれ形成されている。タンク部２１は、量産時のコスト等を考慮し、多層ブロー成形等によって製造される樹脂製のタンクである。 The tank portion 21 is a hollow body in which a storage chamber 22 capable of storing an aqueous urea solution is formed. The tank portion 21 has a bottom wall 23 that constitutes the bottom portion of the storage chamber 22, and an upper wall 25 that is located above the bottom wall 23 and constitutes the ceiling portion of the storage chamber 22. A bottom surface 24 is formed on the storage chamber 22 side of the bottom wall 23, and an upper surface 26 is formed on the storage chamber 22 side of the upper wall 25 at a position facing the bottom surface 24. The tank portion 21 is a resin tank manufactured by multi-layer blow molding or the like in consideration of cost at the time of mass production.

超音波センサ３０はタンク部２１の底壁２３に設けられている。詳しくは、底壁２３の貯留室２２側には超音波センサ３０の発信部３１と受信部３２が上面２６に対向するように設けられており、超音波センサ３０の電気接続部は尿素水タンク２０の外部に例えば電気コネクタ３３として形成されている。超音波センサ３０は当該電気コネクタ３３を介して電気信号を制御装置８０等との間で受発信することができる。 The ultrasonic sensor 30 is provided on the bottom wall 23 of the tank portion 21. Specifically, on the storage chamber 22 side of the bottom wall 23, a transmitting portion 31 and a receiving portion 32 of the ultrasonic sensor 30 are provided so as to face the upper surface 26, and the electrical connection portion of the ultrasonic sensor 30 is a urea water tank. It is formed outside the 20 as, for example, an electric connector 33. An ultrasonic sensor 30 can send and receive an electric signal to and from a control device 80 and the like via the electric connector 33.

図２のＦＳは尿素水溶液の液面を示す。また、ＦＨは底面２４から液面ＦＳまでの距離であり液面高さを示す。図２の状態で超音波センサ３０の発信部３１から超音波ＵＳが発射されると、当該超音波ＵＳは尿素水溶液と空気の境界面である液面ＦＳで反射して、その反射波は超音波センサ３０の受信部３２に入射する。図２中の点線は超音波ＵＳの発射から入射までを模式的に表したものである。超音波センサ３０は超音波センサ３０と液面ＦＳとの間を超音波ＵＳが往復するのに要した時間長Ｔに対応する信号を出力する。この超音波センサ３０から出力された信号が電気コネクタ３３を介して制御装置８０に送信される。制御装置８０はこの超音波センサ３０からの信号に基づいて尿素水タンク２０内の尿素水溶液の液面高さＦＨを取得する。尚、液面高さＦＨが超音波センサ３０にて算出され、液面高さＦＨに対応する信号が制御装置８０に送信されるようにしてもよい。 FS in FIG. 2 shows the liquid level of the aqueous urea solution. Further, FH is the distance from the bottom surface 24 to the liquid level FS and indicates the liquid level height. When an ultrasonic US is emitted from a transmitting unit 31 of an ultrasonic sensor 30 in the state of FIG. 2, the ultrasonic US is reflected by a liquid surface FS which is a boundary surface between an aqueous urea solution and air, and the reflected wave is super. It is incident on the receiving unit 32 of the ultrasonic sensor 30. The dotted line in FIG. 2 schematically shows the period from the emission of the ultrasonic US to the incident. The ultrasonic sensor 30 outputs a signal corresponding to the time length T required for the ultrasonic US to reciprocate between the ultrasonic sensor 30 and the liquid level FS. The signal output from the ultrasonic sensor 30 is transmitted to the control device 80 via the electric connector 33. The control device 80 acquires the liquid level height FH of the urea aqueous solution in the urea water tank 20 based on the signal from the ultrasonic sensor 30. The liquid level height FH may be calculated by the ultrasonic sensor 30, and a signal corresponding to the liquid level height FH may be transmitted to the control device 80.

超音波センサ３０の発信部３１および受信部３２から液面ＦＳまでの距離は、例えば、時間長Ｔに超音波の尿素水溶液中における伝搬速度を乗算し、これを２で除算ことにより算出される。この算出結果に発信部３１および受信部３２と底面２４との上下方向位置の差分を加算または減算することにより、液面高さＦＨが算出される。例えば、発信部３１および受信部３２が底面２４から貯留室側に突出して配置されている場合には、発信部３１および受信部３２と底面２４との上下方向位置の差分を超音波センサ３０の発信部３１および受信部３２から液面ＦＳまでの距離に加算することにより、液面高さＦＨが算出される。発信部３１および受信部３２と底面２４との上下方向の位置関係がこの逆の場合には、発信部３１および受信部３２と底面２４との上下方向位置の差分を超音波センサ３０の発信部３１および受信部３２から液面ＦＳまでの距離から減算することにより、液面高さＦＨが算出される。 The distance from the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 of the ultrasonic sensor 30 to the liquid level FS is calculated by, for example, multiplying the time length T by the propagation velocity of the ultrasonic wave in the urea aqueous solution and dividing this by 2. .. The liquid level height FH is calculated by adding or subtracting the difference in the vertical position between the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 and the bottom surface 24 to this calculation result. For example, when the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 are arranged so as to project from the bottom surface 24 toward the storage chamber, the difference in the vertical position between the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 and the bottom surface 24 is determined by the ultrasonic sensor 30. The liquid level height FH is calculated by adding to the distance from the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 to the liquid level FS. When the positional relationship between the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 and the bottom surface 24 in the vertical direction is the opposite, the difference in the vertical position between the transmitting unit 31 and the receiving unit 32 and the bottom surface 24 is the transmitting unit of the ultrasonic sensor 30. The liquid level height FH is calculated by subtracting from the distance from the 31 and the receiving unit 32 to the liquid level FS.

反射器３５は、底面２４に対向する上面２６に設けられている。反射器３５は超音波センサ３０から液面高さＦＨを測定する方向にある液面ＦＳと面平行な上面２６に形成されるのが好ましい。 The reflector 35 is provided on the upper surface 26 facing the bottom surface 24. The reflector 35 is preferably formed on the upper surface 26 parallel to the liquid level FS in the direction of measuring the liquid level height FH from the ultrasonic sensor 30.

反射器３５は例えば金属製の薄板で形成されている。図３に示すように、金属薄板３６は例えば液面ＦＳと面平行な上面２６に接着剤等により固定されていてもよいし、液面ＦＳと面平行な上面２６にボルト等によって機械的に固定されてもよい。また、上面２６に金属薄板３６の厚さ分の凹部を形成し、当該凹部に金属薄板３６を配置し固定してもよい。尚、上面２６が液面ＦＳと面平行でない場合には、上面２６と金属薄板３６との間に金属薄板３６の貯留室側の面が液面ＦＳと面平行となるように中間物を介在させことができる。金属薄板３６の材料は、例えばステンレス鋼等であることが好ましい。 The reflector 35 is made of, for example, a thin metal plate. As shown in FIG. 3, the thin metal plate 36 may be fixed to the upper surface 26 parallel to the liquid surface FS with an adhesive or the like, or mechanically to the upper surface 26 parallel to the liquid surface FS by bolts or the like. It may be fixed. Further, a recess corresponding to the thickness of the metal thin plate 36 may be formed on the upper surface 26, and the metal thin plate 36 may be arranged and fixed in the recess. When the upper surface 26 is not parallel to the liquid surface FS, an intermediate is interposed between the upper surface 26 and the metal thin plate 36 so that the surface of the metal thin plate 36 on the storage chamber side is parallel to the liquid surface FS. Can be made to. The material of the thin metal plate 36 is preferably stainless steel or the like.

また、反射器３５は尿素水タンク２０の液面ＦＳと面平行な上面２６に金属コーティングにより形成されてもよい。 Further, the reflector 35 may be formed by a metal coating on the upper surface 26 parallel to the liquid surface FS of the urea water tank 20.

図４は、従来型の樹脂製の尿素水タンク１２０において上面１２６に到達するまで尿素水溶液が充填されている状態を示す。従来型の尿素水タンク１２０は、上面に反射器を有していないので、超音波センサ３０から発射された超音波ＵＳは尿素水溶液と樹脂製の上面１２６の境界面で反射する。しかしながら尿素水溶液と樹脂材料との境界面は尿素水溶液と空気との境界面に比べ、超音波ＵＳの反射率が低い。したがって、反射波の強度が低くなってしまうので超音波センサ３０における時間長Ｔの計測が不正確になり、その結果、正確な液面高さＦＨを取得できないおそれがある。 FIG. 4 shows a state in which a conventional resin urea water tank 120 is filled with an aqueous urea solution until it reaches the upper surface 126. Since the conventional urea water tank 120 does not have a reflector on the upper surface, the ultrasonic US emitted from the ultrasonic sensor 30 is reflected at the boundary surface between the urea aqueous solution and the resin upper surface 126. However, the reflectance of the ultrasonic US is lower at the boundary surface between the urea aqueous solution and the resin material than at the boundary surface between the urea aqueous solution and air. Therefore, since the intensity of the reflected wave becomes low, the measurement of the time length T by the ultrasonic sensor 30 becomes inaccurate, and as a result, there is a possibility that an accurate liquid level height FH cannot be obtained.

図５は、本実施形態に係る尿素水タンク２０において上面２６に到達するまで尿素水溶液が充填されている状態を示す。本実施形態に係る尿素水タンク２０は、上面に反射器３５を有しているので、超音波センサ３０から発射された超音波ＵＳは尿素水溶液と反射器３５の底面２４側の金属面で形成される境界面で反射する。尿素水溶液と金属材料との境界面は尿素水溶液と樹脂材料との境界面に比べ超音波の反射率が高い。したがって、本実施形態に係る尿素水タンク２０によれば従来型の尿素水タンク１２０に比べ、反射波の強度が高く、正確な時間長Ｔの計測が可能である。その結果、正確な液面高さＦＨを取得することができる。 FIG. 5 shows a state in which the urea water tank 20 according to the present embodiment is filled with the urea aqueous solution until it reaches the upper surface 26. Since the urea water tank 20 according to the present embodiment has the reflector 35 on the upper surface, the ultrasonic US emitted from the ultrasonic sensor 30 is formed by the urea aqueous solution and the metal surface on the bottom surface 24 side of the reflector 35. Reflects at the interface to be. The interface between the aqueous urea solution and the metal material has a higher ultrasonic reflectance than the interface between the aqueous urea solution and the resin material. Therefore, according to the urea water tank 20 according to the present embodiment, the intensity of the reflected wave is higher than that of the conventional urea water tank 120, and the time length T can be accurately measured. As a result, an accurate liquid level height FH can be obtained.

また、超音波センサ３０から発射された超音波ＵＳは放射状に広がるので，反射器３５の超音波センサ３０に対向する側の面は、当該超音波ＵＳの放射状の広がりを全てカバーできる面積を有することが好ましい。 Further, since the ultrasonic US emitted from the ultrasonic sensor 30 spreads radially, the surface of the reflector 35 facing the ultrasonic sensor 30 has an area that can cover all the radial spread of the ultrasonic US. Is preferable.

さらに、超音波ＵＳが尿素水溶液と反射器３５の境界面で反射する際に、反射器３５の超音波センサ３０に対向する側の面の平滑度によっては超音波ＵＳが乱反射するおそれがある。したがって、反射器３５の超音波センサ３０に対向する側の面は、乱反射が発生しない程度の平滑度とすることが好ましい。 Further, when the ultrasonic US is reflected at the boundary surface between the urea aqueous solution and the reflector 35, the ultrasonic US may be diffusely reflected depending on the smoothness of the surface of the reflector 35 facing the ultrasonic sensor 30. Therefore, it is preferable that the surface of the reflector 35 facing the ultrasonic sensor 30 has a smoothness that does not cause diffuse reflection.

以上のように、本実施形態に係る尿素水タンク２０においては、上面２６に到達するまで尿素水溶液が充填されている状態でも、上面２６に反射器３５、特に金属薄板３６または金属コーティングにより形成された反射器３５を有しているので、正確な液面高さＦＨを取得することができる。 As described above, in the urea water tank 20 according to the present embodiment, the upper surface 26 is formed of a reflector 35, particularly a metal thin plate 36 or a metal coating, even when the urea aqueous solution is filled until the upper surface 26 is reached. Since it has a reflector 35, it is possible to obtain an accurate liquid level height FH.

＜４．変形例＞
反射器３５の材料は金属材料に限られるものではない。尿素水溶液と境界面を構成した際に、当該境界面において超音波の反射率が高い材料であればよい。例えば、ガラス材料を使用することができる。反射器３５が尿素水タンク２０の液面ＦＳと面平行な上面２６にガラスコーティングにより形成されていてもよい。変形例に係る尿素水タンク２０は、上面２６にガラスコーティングにより形成された反射器３５を有しているので、超音波センサ３０から発射された超音波ＵＳは尿素水溶液と反射器３５の底面２４側のガラス面で形成される境界面で反射する。尿素水溶液とガラス材料との境界面は尿素水溶液と樹脂材料との境界面に比べ超音波の反射率が高い。したがって、本実施形態に係る尿素水タンク２０によれば従来型の尿素水タンク１２０に比べ、反射波の強度が高く、正確な時間長Ｔの計測が可能である。その結果、正確な液面高さＦＨを取得することができる。 <4. Modification example>
The material of the reflector 35 is not limited to the metal material. Any material may be used as long as it has a high reflectance of ultrasonic waves at the boundary surface when the boundary surface is formed with the urea aqueous solution. For example, a glass material can be used. The reflector 35 may be formed by a glass coating on the upper surface 26 parallel to the liquid surface FS of the urea water tank 20. Since the urea water tank 20 according to the modified example has the reflector 35 formed by the glass coating on the upper surface 26, the ultrasonic US emitted from the ultrasonic sensor 30 is the urea aqueous solution and the bottom surface 24 of the reflector 35. Reflects at the interface formed by the glass surface on the side. The interface between the urea aqueous solution and the glass material has a higher ultrasonic reflectance than the interface between the urea aqueous solution and the resin material. Therefore, according to the urea water tank 20 according to the present embodiment, the intensity of the reflected wave is higher than that of the conventional urea water tank 120, and the time length T can be accurately measured. As a result, an accurate liquid level height FH can be obtained.

また、超音波センサ３０から発射された超音波ＵＳは放射状に広がるので，変形例においても、反射器３５の超音波センサ３０に対向する側の面は、当該超音波ＵＳの放射状の広がりを全てカバーできる面積を有することが好ましい。 Further, since the ultrasonic US emitted from the ultrasonic sensor 30 spreads radially, even in the modified example, the surface of the reflector 35 facing the ultrasonic sensor 30 has all the radial spread of the ultrasonic US. It is preferable to have an area that can be covered.

さらに、超音波ＵＳが尿素水溶液と反射器３５の境界面で反射する際に、反射器３５の超音波センサ３０に対向する側の面の平滑度によっては超音波ＵＳが乱反射するおそれがある。したがって、変形例においても、反射器３５の超音波センサ３０に対向する側の面は、乱反射が発生しない程度の平滑度とすることが好ましい。 Further, when the ultrasonic US is reflected at the boundary surface between the urea aqueous solution and the reflector 35, the ultrasonic US may be diffusely reflected depending on the smoothness of the surface of the reflector 35 facing the ultrasonic sensor 30. Therefore, even in the modified example, it is preferable that the surface of the reflector 35 facing the ultrasonic sensor 30 has a smoothness to the extent that diffuse reflection does not occur.

以上のように、変形例に係る尿素水タンク２０によれば、上面２６に到達するまで尿素水溶液が充填されている状態でも、上面に反射器３５、特にガラスコーティングにより形成された反射器３５を有しているので、正確な液面高さＦＨを取得することができる。 As described above, according to the urea water tank 20 according to the modified example, the reflector 35, particularly the reflector 35 formed by the glass coating, is provided on the upper surface even when the urea aqueous solution is filled until the upper surface 26 is reached. Since it has, it is possible to obtain an accurate liquid level height FH.

また、本発明の基本的な思想は、尿素水を貯蔵する尿素水タンクに限られない。樹脂などの超音波の反射率が低い素材で作られた液体タンクにおいて，超音波センサを用いて液面高さを検出する場合に応用することができる。但し，反射器の素材については，貯留する液体の種類や化学的な特性に応じて，適切なものを選ぶ必要がある。例えば、ガソリンや軽油等の燃料を貯留する燃料タンクに応用することができる。この場合、反射器の素材は、銅、アルミおよびその合金等、鉄、鉄合金、例えばステンレス鋼等を用いることができる。 Further, the basic idea of the present invention is not limited to the urea water tank for storing urea water. It can be applied to detect the liquid level using an ultrasonic sensor in a liquid tank made of a material with low ultrasonic reflectance such as resin. However, it is necessary to select an appropriate material for the reflector according to the type of liquid to be stored and the chemical characteristics. For example, it can be applied to a fuel tank for storing fuel such as gasoline or light oil. In this case, as the material of the reflector, copper, aluminum and an alloy thereof, iron, an iron alloy, for example, stainless steel and the like can be used.

１ 尿素ＳＣＲシステム、２ 内燃機関、３ 排気通路、５ 選択還元型触媒、７ 酸化触媒、１０ 尿素水供給装置、２０ 尿素水タンク、２１ タンク部、２２ 貯留室、２３ 底壁、２４ 底面、２５ 上壁、２６ 上面、３０ 超音波センサ、３１ 発信部、３２ 受信部、３３ コネクタ、３５ 反射器、３６ 金属薄板、３７ 金属コーティング、４０ ポンプ、５０ 噴射弁、６０ 尿素水供給管、８０ 制御装置、１２０ 尿素水タンク、１２６ 上面。


1 Urea SCR system, 2 Internal engine, 3 Exhaust passage, 5 Selective reduction catalyst, 7 Oxidation catalyst, 10 Urea water supply device, 20 Urea water tank, 21 Tank section, 22 Storage chamber, 23 Bottom wall, 24 Bottom, 25 Top wall, 26 top surface, 30 ultrasonic sensor, 31 transmitter, 32 receiver, 33 connector, 35 reflector, 36 metal thin plate, 37 metal coating, 40 pump, 50 injection valve, 60 urea water supply pipe, 80 controller , 120 urea water tank, 126 top surface.

Claims (4)

尿素水溶液を貯留する貯留室（２２）を有する樹脂製の尿素水タンク（２０）であって、
前記尿素水タンク（２０）は、
貯留された前記尿素水溶液の液面高さ（ＦＨ）を測定するための超音波センサ（３０）が設けられた底壁（２３）と、
前記底壁（２３）の上方に設けられ、前記底壁とともに前記貯留室（２２）を構成する上壁（２５）と、
を備え、
前記上壁（２５）の前記貯留室（２２）側の面である上面（２６）に反射器（３５）が設けられている尿素水タンク。 A resin urea water tank (20) having a storage chamber (22) for storing an aqueous urea solution.
The urea water tank (20) is
A bottom wall (23) provided with an ultrasonic sensor (30) for measuring the liquid level height (FH) of the stored urea aqueous solution, and
An upper wall (25) provided above the bottom wall (23) and forming the storage chamber (22) together with the bottom wall.
Equipped with
A urea water tank in which a reflector (35) is provided on an upper surface (26) which is a surface of the upper wall (25) on the storage chamber (22) side. 前記反射器（３５）が金属薄板で形成されている、
請求項１に記載の尿素水タンク。 The reflector (35) is made of a thin metal plate.
The urea water tank according to claim 1. 前記反射器（３５）が前記上面（２６）に金属コーティングで形成されている、
請求項１に記載の尿素水タンク。 The reflector (35) is formed of a metal coating on the upper surface (26).
The urea water tank according to claim 1. 前記反射器（３５）が前記上面（２６）にガラスコーティングで形成されている、
請求項１に記載の尿素水タンク。





The reflector (35) is formed of a glass coating on the upper surface (26).
The urea water tank according to claim 1.
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