JP6219713B2 - 液量検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される液量検出装置に関する。

内燃機関の排気を浄化するために、排気通路に対して添加液を供給する装置が知られている。例えば特許文献１に記載の装置では、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒で還元浄化するために、排気通路内に尿素水などの添加液を供給するようにしている。

ここで、タンク内に貯留されている添加液の量が少なくなると排気の浄化が困難になる。そこで、同文献１に記載の装置では、タンク内の添加液残量を監視し、添加液残量が下限充填レベル未満となったときには、添加液の残量に関する報知を行うようにしている。

特表２００７−５２２３７０号公報

一般に、タンク内の液体残量を監視する場合には、タンク内に貯留されている液体の液面高さを検出するレベルセンサを使用することが多い。
こうしたレベルセンサの場合、坂路などにおいてタンク内の液面が傾斜すると、レベルセンサのセンサ値に基づいて検出されるタンク内の液残量と実際の液残量とが異なるようになるため、上述したような残量に関する報知を行う場合には、誤報が生じるおそれがある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タンク内に貯留された添加液の残量に関する誤報を抑えることのできる液量検出装置を提供することにある。

上記課題を解決する液量検出装置は、内燃機関の排気通路に排気浄化用の添加液を添加する排気浄化装置を備える車両に適用される。そして、添加液を貯留するタンクと、タンク内に貯留された添加液の液面高さを検出するレベルセンサとを備えている。そして、この液量検出装置は、タンク内の添加液残量を更新する更新部と、更新部にて更新された添加液残量が所定の閾値以下であるときには、添加液の残量に関する報知を行う報知部とを備えている。

そして、添加液残量を更新するに際して、更新部は、車両が停車中であるとの条件を含む第１の条件が満たされるときには、前回添加液残量が更新されてから今回添加液残量が更新されるまでの間において添加された添加液の総量を前回更新された添加液残量から減算し、その減算値を更新後の添加液残量とする第１の更新処理を行うようにしている。

車両は、平坦路上だけではなく坂路上でも停車されるため、車両が停車しているときには、車両が坂路上で停車している可能性もあり、タンク内の液面が傾斜している可能性を完全に否定することはできない。そのため、車両が停車しているときには、レベルセンサのセンサ値に基づいて検出された添加液残量を完全に信頼することはできない。一方、添加液残量を更新するに際して、前回添加液残量が更新されてから今回添加液残量が更新されるまでの間において添加された添加液の総量を、前回更新された添加液残量から減算し、その減算値を更新後の添加液残量とする場合、つまり前回更新された添加液残量から、その後消費された添加液の量を減じることで現在の添加液残量を算出する場合には、添加液残量の更新に際して、現在のレベルセンサのセンサ値が関与しない。従って、こうした添加液残量の更新であれば、たとえ車両が坂路に停車していたとしても、液面の傾斜の影響を受けることなく、添加液残量を把握することができる。

そこで、同構成では、車両が停車中であるとの条件を含む第１の条件が満たされるときには、前回更新された添加液残量からその後消費された添加液の量を減じることにより現在の添加液残量を求める上記第１の更新処理を行うようにしている。従って、添加液の液面が傾いている可能性が少しでもある場合には、液面の傾斜が影響しない方法で添加液残量が更新される。そのため、添加液の残量に関する誤報を抑えることができる。

上記液量検出装置において、更新部は、添加液残量を更新するに際して、車両が走行中であり、且つレベルセンサのセンサ値の変動幅が所定値以下となっている状態が所定時間以上継続しているとの条件を含む第２の条件が満たされるときには、レベルセンサのセンサ値に基づいて検出された添加液残量を更新後の添加液残量とする第２の更新処理を行うことが好ましい。

車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、タンクに貯留されている添加液の液面は水平に近い状態になっており、かつその液面は大きく揺れることなく安定した状態になるため、この状態でレベルセンサのセンサ値に基づき添加液残量を検出する場合には、実際の添加液残量がレベルセンサのセンサ値に反映されるため、添加液残量を精度よく検出することができる。従って、車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、添加液残量の更新に際して、レベルセンサのセンサ値に基づいて検出された添加液残量を更新後の添加液残量とすることにより、添加液残量を精度よく検出することができる。

ここで、車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、車両が一定の加速度で加速したり減速したりしているときや、一定の速度で坂路を走行しているときに比べて、レベルセンサのセンサ値の変化が小さい状態は比較的長く継続される。従って、レベルセンサのセンサ値の変動幅が所定値以下となっている状態が所定時間以上継続している場合には、車両が平坦路を一定の速度で走行していると判断することができる。

そこで、同構成では、車両が平坦路を一定の速度で走行しており液面が水平状態に保たれていることを判断するために上記第２の条件を設けており、その第２の条件が満たされるときには、レベルセンサのセンサ値に基づいて現在の添加液残量を求める上記第２の更新処理を行うようにしている。従って、添加液の液面が傾いていない可能性が高いときには、上記第１の更新処理よりも精度の高い方法で添加液残量が更新される。そのため、同構成によっても、添加液の残量に関する誤報を抑えることができる。

上記液量検出装置において、車両は、車両加速度を検出する加速度センサを備えており、更新部は、添加液残量を更新するに際して、加速度センサのセンサ値が所定の範囲外の値であるとの条件が満たされるときには、上述した第１の更新処理を行う。また、更新部は、加速度センサに異常が生じているときに、上述した第１の条件が満たされるときには、上記第１の更新処理を行うことが好ましい。

車両に加速度センサが設けられている場合には、加速度センサのセンサ値に基づいて路面の傾斜を検出することが可能なため、加速度センサのセンサ値が所定の範囲外の値である場合（例えば「０」近傍の値ではない場合）には、路面が傾斜しており、添加液の液面も傾斜していると判断することができる。そこで、同構成では、加速度センサのセンサ値が所定の範囲外の値であって液面が傾斜していると判断できるときには、液面の傾斜の影響を受けない上記第１の更新処理にて、添加液残量を更新する。

ここで、加速度センサに異常が生じている場合には、加速度センサのセンサ値による傾斜判定ができなくなる。そこで、同構成では、加速度センサに異常が生じているときに、液面が傾斜している可能性を判断するための上記第１の条件が満たされる場合には、液面が傾斜している可能性を否定できないため、液面の傾斜の影響を受けない上記第１の更新処理にて添加液残量を更新する。従って、加速度センサに異常が生じているときでも、添加液残量を適切に更新することができる。

上記液量検出装置において、車両は、車両加速度を検出する加速度センサを備えており、更新部は、添加液残量を更新するに際して、加速度センサのセンサ値が所定の範囲内の値であるとの条件が満たされるときには、上述した第２の更新処理を行う。また、更新部は、加速度センサに異常が生じているときに、上述した第２の条件が満たされるときには、上記第２の更新処理を行うことが好ましい。

上述したように、車両に加速度センサが設けられている場合には、加速度センサのセンサ値に基づいて路面の傾斜を検出することが可能なため、加速度センサのセンサ値が所定の範囲内の値である場合（例えば「０」近傍の値である場合）には、路面が傾斜しておらず、添加液の液面も水平状態になっていると判断することができる。そこで、同構成では、加速度センサのセンサ値が所定の範囲内の値であって液面が傾斜していないと判断できるときには、レベルセンサのセンサ値に基づいて添加液残量を更新する上記第２の更新処理にて、添加液残量を更新する。

ここで、加速度センサに異常が生じている場合には、加速度センサのセンサ値による傾斜判定ができなくなる。そこで、同構成では、加速度センサに異常が生じているときに、上記第２の条件が満たされるときには、添加液の液面が水平状態で安定していると判断できるため、上記第２の更新処理にて添加液残量を更新する。従って、加速度センサに異常が生じているときでも、添加液残量を適切に更新することができる。

なお、上述した添加液としては、排気中のＮＯｘを還元浄化するために添加される還元液を採用することができる。

液量検出装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。 同実施形態において尿素水の残量を警告するための一連の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の変形例において尿素水の残量を警告するための一連の処理手順を示すフローチャート。

以下、液量検出装置を、内燃機関の排気を浄化する浄化装置を備えた車両において具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態における内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、以下では単に「エンジン」という。

図１に示すように、エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは対応する気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。

燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。

吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。

排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。

また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びＤＰＦ触媒３２が配設されている。

酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、ＤＰＦ触媒３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、さらにはＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のＰＭは、ＤＰＦ触媒３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。

また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やＤＰＦ触媒３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。

また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する排気浄化触媒としての選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。

さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。

エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤としての尿素水を供給する尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射添加する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０、タンク２１０内に貯留された尿素水の残量を検出するレベルセンサ２５０等で構成されている。なお、レベルセンサ２５０は、タンク２１０内に貯留された尿素水の液面高さを検出することによってタンク２１０内の尿素水残量を検出する検出器であり、レベルセンサ２５０のセンサ値を、以下、レベルセンサ値Ｌという。また、タンク２１０、レベルセンサ２５０、及び後述の制御装置８０は、液量検出装置を構成する。

尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向かって開口されている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。

ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。

また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。

尿素添加弁２３０から添加された尿素水は、排気熱を利用した加水分解によりアンモニアへと変化する。このアンモニアはＳＣＲ触媒４１に吸着される。そしてＳＣＲ触媒４１に吸着されたアンモニアによりＮＯｘが還元浄化される。

この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気還流量、いわゆる外部ＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。

エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサやスイッチが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセル操作量センサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温度センサ２３は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。加速度センサ２５は、車両の加速度や路面の傾斜角に応じた信号を出力し、この信号（以下、加速度センサ値ＧＳという）に基づいて車両の加速度や路面の傾斜状態などが算出される。ちなみに、本実施形態では、車両が加速しているときや走行路面が上り勾配のときには、加速度センサ値ＧＳの値として正の値が出力される。一方、車両が減速しているときや走行路面が下り勾配のときには、加速度センサ値ＧＳの値として負の値が出力される。そして、車両が一定の速度で走行しているときや、勾配のほとんど無い平坦路を走行しているときには、加速度センサ値ＧＳの値として「０」近傍の値が出力される。

また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、ＤＰＦ触媒３２の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。

第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。

第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１を通過した排気中のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。

これら各種センサ等の出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。

そして、制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。

制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素添加量の目標値である目標添加量ＱＥが機関運転状態等に基づいて算出される。そして、目標添加量ＱＥに相当する分の尿素水が尿素添加弁２３０から噴射されるように、尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。

本実施形態では、タンク２１０内の尿素水残量ＮＲを更新し、尿素水残量ＮＲが少ないときには車両運転者に対して尿素水の残量に関する報知を行うようにしている。以下、こうした処理について説明する。なお、この処理は、制御装置８０によって所定の周期毎に実行される。

図２に示すように、本処理が開始されると、レベルセンサ値Ｌが安定しているか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、レベルセンサ値Ｌの変動幅が所定値Ｈ１以下に小さくなっている状態が所定時間Ｔ１以上継続している場合に、レベルセンサ値Ｌが安定していると判定される。なお、それら所定値Ｈ１及び所定時間Ｔ１は、レベルセンサ値Ｌが安定していることを判定する上で適切な値が予め設定されている。

レベルセンサ値Ｌが安定していないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、現在のレベルセンサ値Ｌをなまし処理した、なまし処理後レベルセンサ値ＬＮが今回の処理実行時における尿素水残量ＮＲとして設定されることにより、尿素水残量ＮＲが更新される（Ｓ１４０）。

一方、レベルセンサ値Ｌが安定しているときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、加速度センサ２５が正常に機能しているか否かが判定される（Ｓ１１０）。こうした加速度センサ２５の正常判定は、適宜行うことができる。

加速度センサ２５が正常に機能していると判定されるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、加速度センサ値ＧＳが閾値Ｂよりも大きく、且つ閾値Ｃよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１２０）。閾値Ｂは負の値であり、閾値Ｃは正の値に設定されている。そして、閾値Ｂ及び閾値Ｃの値としては、加速度センサ値ＧＳの値が「０」近傍の値であること、つまり車両が一定の速度で走行している状態、あるいは勾配のほとんど無い平坦路を走行している状態であることを判定することのできる値が設定されている。

そして、加速度センサ値ＧＳが閾値Ｂよりも大きく、且つ閾値Ｃよりも小さいときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、レベルセンサ値Ｌに基づいて検出された尿素水残量が今回の処理実行時における尿素水残量ＮＲとして設定されることにより、尿素水残量ＮＲが更新される（Ｓ１３０）。このステップＳ１３０の処理は、レベルセンサのセンサ値に基づいて検出された添加液残量を更新後の添加液残量とする第２の更新処理に相当する。

一方、加速度センサ値ＧＳが閾値Ｂ以下のときや、加速度センサ値ＧＳが閾値Ｃ以上以のときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、ステップＳ１７０の処理が行われる。このステップＳ１７０では、今回の処理実行によって更新される前の尿素水残量ＮＲ（つまり前回更新された尿素水残量ＮＲ）から積算添加量ＮＳを減じた値が今回の処理実行時における尿素水残量ＮＲとして設定されることにより、尿素水残量ＮＲが更新される。積算添加量ＮＳは、前回尿素水残量ＮＲが更新されてから今回尿素水残量ＮＲが更新されるまでの間において添加された尿素水の総量であり、例えば上記目標添加量ＱＥを積算することにより算出される。また、このステップＳ１７０において、尿素水残量ＮＲが更新されると積算添加量ＮＳは「０」にリセットされて、再び尿素水添加量の積算処理が開始される。なお、このステップＳ１７０の処理は、前回添加液残量が更新されてから今回添加液残量が更新されるまでの間において添加された添加液の総量を前回更新された添加液残量から減算し、その減算値を更新後の添加液残量とする第１の更新処理に相当する。

上記ステップＳ１１０において加速度センサ２５が正常に機能していない、つまり加速度センサ２５に異常が生じており、加速度センサ値ＧＳが誤った値になっていると判断されるときには、車両が停車中であるか否かが判定される（Ｓ１５０）。このステップＳ１５０では、車速ＳＰＤが「０」であるときに、車両が停車中であると判定される。なお、ステップＳ１５０での停車判定において、車速ＳＰＤが「０」近傍の非常に低い速度であるときには、車両が停車中であるとみなすようにしてよい。なお、このステップＳ１５０の判定条件は、車両が停車中であるとの条件を含む第１の条件に相当する。

そして、車両が停車中であると判定されるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ１７０の処理が実行されて、上記第１の更新処理により尿素水残量ＮＲが更新される。

一方、車両が走行中であると判定されるときには（Ｓ１５０：ＮＯ）、レベルセンサ値Ｌが長時間安定しているか否かが判定される（Ｓ１６０）。このステップＳ１６０では、レベルセンサ値Ｌの変動幅が所定値Ｈ２以下に小さくなっている状態が所定時間Ｔ２以上継続している場合に、レベルセンサ値Ｌが長時間安定していると判定される。なお、それら所定値Ｈ２及び所定時間Ｔ２は、車両が平坦路を一定の速度で走行していると判断できる程度にレベルセンサ値Ｌが長時間安定した状態になっていることを判定する上で適切な値が予め設定されている。特に、所定時間Ｔ２については、上記所定時間Ｔ１よりも長い時間が設定されている。また、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０での判定条件は、車両が走行中であり、且つレベルセンサのセンサ値の変動幅が所定値以下となっている状態が所定時間以上継続しているとの条件を含む第２の条件に相当する。

そして、レベルセンサ値Ｌが長時間安定しているときには（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ１３０の処理が実行されて、上記第２の更新処理により尿素水残量ＮＲが更新される。

一方、レベルセンサ値Ｌが長時間安定していないときには（Ｓ１６０：ＮＯ）、上記ステップＳ１７０の処理が実行されて、上記第１の更新処理により尿素水残量ＮＲが更新される。

ステップＳ１３０、ステップＳ１４０、及びステップＳ１７０のいずれかで尿素水残量ＮＲが更新されると、更新された後の最新の尿素水残量ＮＲが閾値α以下であるか否かが判定される（Ｓ１８０）。閾値αとしては、運転者に対して尿素水の残量に関する報知処理を行わなければならない程度に尿素水残量ＮＲが低下していることを判定することのできる値が予め設定されている。

そして、尿素水残量ＮＲが閾値αを超えているときには（Ｓ１８０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、尿素水残量ＮＲが閾値α以下のときには（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、運転者等に対する報知処理が実行されて（Ｓ１９０）、本処理は一旦終了される。この報知処理が実行されると、音や光、またはメーターパネルなどへの表示等を通じて尿素水の補充を促す警告が行われる。

なお、ステップＳ１００〜ステップＳ１７０までの処理を実行する制御装置８０は、タンク内の添加液残量を更新する更新部を構成する。また、ステップＳ１８０及びステップＳ１９０の処理を実行する制御装置８０は、更新された添加液残量が所定の閾値以下であるときには、添加液の残量に関する報知を行う報知部を構成する。

次に、上記一連の処理による作用を説明する。
車両は、平坦路上だけではなく坂路上でも停車されるため、車両が停車しているときには、車両が坂路上で停車している可能性もあり、タンク２１０内の液面が傾斜している可能性を完全に否定することはできない。そのため、車両が停車しているときには、レベルセンサ値Ｌに基づいて検出された尿素水残量を完全に信頼することはできない。一方、尿素水残量ＮＲを更新するに際して、前回尿素水残量ＮＲが更新されてから、今回尿素水残量ＮＲが更新されるまでの間において添加された添加液の総量を、前回更新された尿素水残量ＮＲから減算する。そして、その減算値を更新後の尿素水残量ＮＲとする場合、つまり前回更新された尿素水残量ＮＲから、その後消費された添加液の量を減じることで現在の尿素水残量ＮＲを算出する場合には、尿素水残量ＮＲの更新に際して、現在のレベルセンサ値Ｌが関与しない。従って、こうした尿素水残量ＮＲの更新であれば、たとえ車両が坂路に停車していたとしても、液面の傾斜の影響を受けることなく、タンク２１０内の尿素水の残量を把握することができる。

そこで、上記ステップＳ１５０において、車両が停車中であると判定されるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ１７０において、前回更新された尿素水残量ＮＲからその後消費された尿素水の量である積算添加量ＮＳを減じることにより現在の尿素水残量ＮＲを求める上記第１の更新処理が行われる。従って、車両が停車中であり、尿素水の液面が傾いている可能性が少しでもある場合には、液面の傾斜が影響しない上記第１の更新処理にて、尿素水残量ＮＲが更新される。そのため、タンク２１０内に残留している実際の尿素水の量と更新された尿素水残量ＮＲとの誤差が抑えられるようになり、尿素水の残量に関する誤報が抑えられる。

また、ステップＳ１００にて、レベルセンサ値Ｌが大きく変動することなく安定しているか否かが判定されることにより、タンク２１０に貯留されている尿素水の液面が大きく揺れることなく安定しているか否かが判定される。そしてレベルセンサ値Ｌが大きく変動することなく安定している場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、レベルセンサ値Ｌが、同センサ値Ｌに基づく尿素水残量ＮＲの検出に適した状態になっていると判断される。

ところで、車両が一定の加速度で加速したり減速したりしているときや、一定の速度で坂路を走行しているときには、尿素水の液面は大きく揺れることはないが、その液面は傾斜した状態になるため、この状態でレベルセンサ値Ｌに基づき尿素水残量ＮＲを検出すると、その検出された尿素水残量ＮＲの精度は低くなる。

また、車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、タンク２１０に貯留されている尿素水の液面は水平に近い状態になっており、かつその液面は大きく揺れることなく安定した状態になる。そのため、この状態でレベルセンサ値Ｌに基づき尿素水残量ＮＲを検出する場合には、実際の尿素水の残量がレベルセンサ値Ｌに適切に反映されるため、尿素水残量ＮＲを精度よく検出することができる。従って、車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、尿素水残量ＮＲの更新に際して、レベルセンサ値Ｌに基づいて検出された尿素水の残量を更新後の尿素水残量ＮＲとすることにより、尿素水の残量を精度よく検出することができる。

ここで、車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、車両が一定の加速度で加速したり減速したりしているときや、一定の速度で坂路を走行しているときに比べて、タンク２１０内に貯留されている尿素水の液面は水平状態に保たれやすい。つまり車両が平坦路を一定の速度で走行しているときには、レベルセンサ値Ｌの変化が小さい状態は比較的長く継続される。従って、レベルセンサ値Ｌの変動幅が所定値以下となっている状態が所定時間以上継続している場合には、レベルセンサ値Ｌが長時間に渡って安定しており、車両は平坦路を一定の速度で走行していると判断することができる。

そこで、車両が平坦路を一定の速度で走行しており、タンク２１０内に貯留されている尿素水の液面が水平状態に保たれていること、つまり尿素水の液面が傾いていない可能性が高いことを判断するために、上記第２の条件を設けている。そして、その第２の条件が満たされるときには（ステップＳ１５０：ＮＯ及びステップＳ１６０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０の処理を実行することにより、レベルセンサ値Ｌに基づいて現在の尿素水残量ＮＲを求める上記の第２の更新処理が行われる。従って、尿素水の液面が傾いていない可能性が高いときには、上記第１の更新処理よりも精度の高い方法で尿素水残量ＮＲ残量が更新される。そのため、これによっても、尿素水の残量に関する誤報が抑えられる。

また、車両には、加速度センサ２５が設けられており、この加速度センサ２５のセンサ値である加速度センサ値ＧＳに基づいて路面の傾斜を検出することが可能である。そこで、ステップＳ１２０にて、加速度センサ値ＧＳが所定の範囲外の値である場合、つまり「閾値Ｂ≧加速度センサ値ＧＳ」、または「加速度センサ値ＧＳ≧閾値Ｃ」である場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、路面が傾斜しており、尿素水の液面も傾斜していると判断される。そしてこの場合には、液面の傾斜の影響を受けない上記第１の更新処理（ステップＳ１７０）にて、尿素水残量ＮＲが更新される。

ここで、加速度センサ２５に異常が生じている場合には、ステップＳ１２０で実行される、加速度センサ値ＧＳを使った傾斜判定ができなくなる。この点、本実施形態では、加速度センサ２５に異常が生じているときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１５０にて、上記第１の条件が満たされているか否かが判定される。そして、第１の条件が満たされるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、液面が傾斜している可能性を否定できないため、液面の傾斜の影響を受けない上記第１の更新処理（Ｓ１７０）にて尿素水残量ＮＲが更新される。従って、加速度センサ２５に異常が生じているときでも、尿素水残量ＮＲが適切に更新される。

また、ステップＳ１２０にて、加速度センサ値ＧＳが所定の範囲内の値である場合、つまり「閾値Ｂ＜加速度センサ値ＧＳ＜閾値Ｃ」である場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、路面が傾斜しておらず、尿素水の液面も水平状態になっていると判断される。そしてこの場合には、レベルセンサ値Ｌに基づいて尿素水残量ＮＲを更新する上記第２の更新処理（Ｓ１３０）にて、尿素水残量ＮＲが更新される。

ここで、加速度センサ２５に異常が生じている場合には、ステップＳ１２０で実行される、加速度センサ値ＧＳを使った傾斜判定ができなくなる。この点、本実施形態では、加速度センサ２５に異常が生じているときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１５０やステップＳ１６０の判定処理が行われることにより、上記第２の条件が満たされているか否かが判定される。そして、第２の条件が満たされるときには（ステップＳ１００：ＹＥＳ、及びステップＳ１５０：ＮＯ、及びステップＳ１６０：ＹＥＳ）、尿素水の液面が水平状態で安定していると判断できるため、上記第２の更新処理（Ｓ１３０）にて尿素水残量ＮＲが更新される。従って、加速度センサ２５に異常が生じているときでも、尿素水残量ＮＲが適切に更新される。

また、ステップＳ１６０にて否定判定されるときには（Ｓ１６０：ＮＯ）、車両が一定の加速度で加速したり減速したりしている状態や、一定の速度で坂路を走行している状態になっている可能性があり、尿素水の液面が傾斜している可能性がある。そこで、この場合には、液面の傾斜の影響を受けない上記第１の更新処理（Ｓ１７０）にて尿素水残量ＮＲが更新される。従って、この場合でも尿素水残量ＮＲは適切に更新される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）尿素水残量ＮＲが閾値α以下であるときには、尿素水の残量に関する報知を行うようにしている。ここで、車両が停車中であるとの条件を含む第１の条件が満たされており、タンク２１０内の液面が傾斜している可能性を完全に否定することはできない場合には、尿素水残量ＮＲの更新に際して、尿素水の液面の傾斜が影響しない第１の更新処理にて尿素水残量ＮＲを更新するようにしている。そのため、尿素水の残量に関する誤報を抑えることができる。

（２）車両が走行中であり、且つレベルセンサ値Ｌの変動幅が所定値Ｈ２以下となっている状態が所定時間Ｔ２以上継続しているとの条件を含む第２の条件が満たされるときには、尿素水の液面が傾いていない可能性が高いと判断するようにしている。そして、この場合には、レベルセンサ値Ｌに基づいて現在の尿素水残量ＮＲを求める上記第２の更新処理にて尿素水残量ＮＲを更新するようにしているため、これによっても尿素水の残量に関する誤報を抑えることができる。

（３）加速度センサ値ＧＳに基づいて尿素水の液面が傾斜しているか否かを判断し、液面が傾斜していると判断されるときには、尿素水の液面の傾斜が影響しない第１の更新処理にて尿素水残量ＮＲを更新するようにしている。ここで、加速度センサ２５に異常が生じているときに、上記第１の条件が満たされており、タンク２１０内の液面が傾斜している可能性を完全に否定することはできない場合には、尿素水残量ＮＲの更新に際して、尿素水の液面の傾斜が影響しない第１の更新処理にて尿素水残量ＮＲを更新するようにしている。そのため、加速度センサ２５に異常が生じているときでも、尿素水残量ＮＲを適切に更新することができる。

（４）加速度センサ値ＧＳに基づいて尿素水の液面が傾斜しているか否かを判断し、液面が傾斜していないと判断されるときには、レベルセンサ値Ｌに基づいて現在の尿素水残量ＮＲを求める上記第２の更新処理にて尿素水残量ＮＲを更新するようにしている。ここで、加速度センサ２５に異常が生じているときに、上記第２の条件が満たされており、尿素水の液面が傾いていない可能性が高いと判断することができる場合には、レベルセンサ値Ｌに基づいて現在の尿素水残量ＮＲを求める上記第２の更新処理にて尿素水残量ＮＲを更新するようにしている。そのため、加速度センサ２５に異常が生じているときでも、尿素水残量ＮＲを適切に更新することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態は、加速度センサ２５に異常が生じているときに、ステップＳ１５０以降の処理を行うようにした。この他、加速度センサ２５が設けられていない車両の場合には、先の図２に示したステップＳ１１０及びステップＳ１２０の各処理を省略した処理手順にて、タンク２１０内の尿素水残量ＮＲを更新し、尿素水残量ＮＲが少ないときには車両運転者に対して尿素水の残量に関する報知を行うようにしてもよい。この変形例での処理手順を図３に示す。

図３に示すように、この変形例での処理手順では、ステップＳ１００にて、レベルセンサ値Ｌが安定していると判定される場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、上記実施形態とは異なり、上述したステップＳ１５０以降の処理や、場合によってはステップＳ１３０の処理などが順次実行される。こうした変形例によっても、上記（１）及び（２）に記載の効果を得ることができるため、例えば加速度センサ２５を備えていない車両においてこの変形例にかかる処理手順を実行することにより、尿素水の残量に関する誤報を抑えることができる。

・先の図２に示したステップＳ１００の処理は、レベルセンサ値Ｌが、同センサ値Ｌに基づく尿素水残量ＮＲの検出に適した状態になっているかどうかを判定するための処理であった。従って、このステップＳ１００の処理は、図２に示した一連の処理手順において必ずしも最初に行う必要は無く、ステップＳ１２０やステップＳ１６０にて肯定判定された場合に、ステップＳ１００の処理を実行するようにしてもよい。この変形例の場合、ステップＳ１００の処理にて肯定判定されるときには、次にステップＳ１３０以降の処理を実行し、ステップＳ１００の処理にて否定判定されるときには、次にステップＳ１４０以降の処理を実行するとよい。

同様に、先の図３に示した一連の処理手順においても、ステップＳ１６０にて肯定判定された場合に、ステップＳ１００の処理を実行するようにしてもよい。この変形例の場合も、ステップＳ１００の処理にて肯定判定されるときには、次にステップＳ１３０以降の処理を実行し、ステップＳ１００の処理にて否定判定されるときには、次にステップＳ１４０以降の処理を実行するとよい。

・タンク２１０に貯留された尿素水の残量を検出するようにしたが、この他の添加液の残量を検出するようにしてもよい。

１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセル操作量センサ、２３…外気温度センサ、２４…車速センサ、２５…加速度センサ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…ＮＯｘ浄化触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒：ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路、２５０…レベルセンサ。

Claims (4)

1. 内燃機関の排気通路に排気浄化用の添加液を添加する排気浄化装置を備える車両に適用されて、前記添加液を貯留するタンクと、前記タンク内に貯留された前記添加液の液面高さを検出するレベルセンサとを備える液量検出装置であって、
   前記タンク内の添加液残量を更新する更新部と、
   前記更新部にて更新された前記添加液残量が所定の閾値以下であるときには、前記添加液の残量に関する報知を行う報知部とを備えており、
   前記更新部は、前記添加液残量を更新するに際して、前記レベルセンサのセンサ値の変動幅が第１の所定値以下となっている状態が第１の所定時間以上継続しているとの初期条件が満たされないときには、前記レベルセンサのセンサ値をなまし処理した値を更新後の添加液残量とする処理を行い、
   前記更新部は、前記添加液残量を更新するに際して、前記初期条件が満たされているときに、車両が停車中であるとの条件を含む第１の条件が満たされるときには、前回添加液残量が更新されてから今回添加液残量が更新されるまでの間において添加された前記添加液の総量を前回更新された添加液残量から減算し、その減算値を更新後の添加液残量とする第１の更新処理を行う一方、前記添加液残量を更新するに際して、前記初期条件が満たされているときに、車両が走行中であり且つ前記レベルセンサのセンサ値の変動幅が第２の所定値以下となっている状態が前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間以上継続しているとの条件を含む第２の条件が満たされるときには、前記レベルセンサのセンサ値に基づいて検出された添加液残量を更新後の添加液残量とする第２の更新処理を行い、
   前記更新部は、前記添加液残量を更新するに際して、前記初期条件が満たされているときに、車両が走行中であり且つ前記レベルセンサのセンサ値の変動幅が前記第２の所定値以下となっている状態が前記第２の所定時間以上継続しないときには、前記第１の更新処理を行う
   ことを特徴とする液量検出装置。
2. 前記車両は、車両加速度を検出する加速度センサを備えており、
   前記更新部は、前記添加液残量を更新するに際して、前記加速度センサのセンサ値が所定の範囲外の値であるとの条件が満たされるときには、前記第１の更新処理を行い、
   前記更新部は、前記加速度センサに異常が生じているときに、前記第１の条件が満たされるときには前記第１の更新処理を行う
   請求項１に記載の液量検出装置。
3. 前記車両は、車両加速度を検出する加速度センサを備えており、
   前記更新部は、前記添加液残量を更新するに際して、前記加速度センサのセンサ値が所定の範囲内の値であるとの条件が満たされるときには、前記第２の更新処理を行い、
   前記更新部は、前記加速度センサに異常が生じているときに、前記第２の条件が満たされるときには前記第２の更新処理を行う
   請求項１に記載の液量検出装置。
4. 前記添加液は、排気中のＮＯｘを還元浄化するために添加される還元液である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の液量検出装置。