(57)【要約】【課題】還元剤センサの誤検出を防止することが可能な還元剤貯留装置および還元剤品質検出装置を提供する。【解決手段】還元剤貯留装置は、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するために用いられる還元剤を貯留する還元剤タンクと、還元剤の品質を検出するために還元剤タンク内に設けられ、超音波を送信するとともに、送信されて反射部材により反射された超音波を受信する超音波送受信部とを備える。超音波送受信部の表面および反射部材の表面の少なくとも一方に、親水性被膜が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するために用いられる還元剤を貯留する還元剤タンクと、
前記還元剤の品質を検出するために前記還元剤タンク内に設けられ、超音波を送信するとともに、送信されて反射部材により反射された超音波を受信する超音波送受信部と、
を備え、
前記超音波送受信部の表面および前記反射部材の表面の少なくとも一方に、親水性被膜が形成されている還元剤貯留装置。
【請求項２】
前記超音波送受信部の表面および前記反射部材の表面に、前記親水性被膜が形成されている、
請求項１に記載の還元剤貯留装置。
【請求項３】
還元剤タンク内に設けられて還元剤の品質を検出する還元剤品質検出装置であって、
反射部材と、
超音波を送信するとともに、前記反射部材により反射された前記超音波を受信する超音波送受信部と、
を備え、
前記超音波送受信部の表面および前記反射部材の表面の少なくとも一方に、親水性被膜が形成されている還元剤品質検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、還元剤貯留装置および還元剤品質検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバス等の車両等に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘを浄化するための排気ガス浄化システムとして、尿素水等を還元剤として用いてＮＯｘを窒素と水に還元する選択触媒還元（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）システムが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ＳＣＲシステムは、尿素水タンクに貯留された尿素水をＳＣＲ装置上流の排気管に供給し、排気ガスの熱またはＳＣＲ装置内の触媒で尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってＳＣＲ装置内の触媒でＮＯｘを還元するものである。尿素水は、例えば排気管に設けられた尿素水インジェクタによって適量が噴射される。
【０００４】
尿素水インジェクタへの尿素水の供給は、サプライポンプや尿素水圧力センサなどを備えたサプライモジュールによってなされる。サプライモジュールは、吸込ラインを介して尿素水タンクと接続されており、尿素水タンクから吸い込みラインを通じて吸い上げた尿素水を、サプライモジュールと尿素水インジェクタとを接続する圧送ラインを通じて尿素水インジェクタに供給する。尿素水インジェクタの開閉は、ＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）により、ＳＣＲ装置の上流および／または下流に設けられたＮＯｘセンサの検出値等に応じて制御される。
【０００５】
エンジンを停止して（キーオフして）尿素水の噴射を停止した後、圧送ラインに残留する余剰の尿素水は、圧送ラインから戻しラインによって尿素水タンク内に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３０３８２６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、圧送ラインに残留する余剰の尿素水が尿素水タンク内に戻される際、当該尿素水は、減圧されることにより泡立ってしまう。つまり、尿素水タンク内に戻された尿素水内には気泡（マイクロバブル）が形成されてしまう。
【０００８】
そのため、形成された気泡が尿素水タンク内に設けられた超音波式の還元剤センサ（尿素水センサ）の検出を邪魔し、当該尿素水センサの誤検出を招くおそれがあるという問題があった。尿素水センサの誤検出は、ＳＣＲシステムのＮＯｘ浄化精度に影響を与える可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、還元剤センサの誤検出を防止することが可能な還元剤貯留装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様に係る還元剤貯留装置は、
内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するために用いられる還元剤を貯留する還元剤タンクと、
前記還元剤の品質を検出するために前記還元剤タンク内に設けられ、超音波を送信するとともに、送信されて反射部材により反射された超音波を受信する超音波送受信部と、
を備え、
前記超音波送受信部の表面および前記反射部材の表面の少なくとも一方に、親水性被膜が形成されている。
【００１１】
本発明の態様に係る還元剤品質検出装置は、
還元剤タンク内に設けられて還元剤の品質を検出する還元剤品質検出装置であって、
反射部材と、
超音波を送信するとともに、前記反射部材により反射された前記超音波を受信する超音波送受信部と、
を備え、
前記超音波送受信部の表面および前記反射部材の表面の少なくとも一方に、親水性被膜が形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、還元剤センサの誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態におけるＳＣＲシステムの構成の一例を示す図である。
【図２】本実施の形態における尿素水タンク内の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるＳＣＲシステム１００の構成の一例を示す図である。トラックやバス等の車両に搭載されたディーゼルエンジンの排気管１０には、ＳＣＲ装置１１が接続されている。ＳＣＲ装置１１の上流側には尿素水Ｕを噴射する尿素水インジェクタ１２が、ＳＣＲ装置１１の上流側および下流側には、ＮＯｘセンサ１３が設けられる。
【００１５】
ＳＣＲ装置１１は、尿素水インジェクタ１２（ドージングバルブとも言う）から噴射される尿素水が排気ガスの高温により、またはＳＣＲ装置１１内の触媒により加水分解され生成されたアンモニアを用いて、ＳＣＲ装置１１内の触媒によってＮＯｘを窒素ガスと水蒸気に還元することで排気ガスを浄化する。ＳＣＲ装置１１下流のＮＯｘセンサ１３は、ＳＣＲ装置１１の処理後の排気ガス中のＮＯｘを検出し、ＳＣＲ装置１１の下流の排ガス中のＮＯｘ値が定常となっていることをモニタし、ＤＣＵ１４へ計測値を送信する。
【００１６】
なお、ＮＯｘセンサ１３はＳＣＲ装置１１の上流および下流に配するように説明したが、必ずしも上流側と下流側の両方に配される必要はなく、ＳＣＲ装置１１の上流および／または下流に配置されればよい。
【００１７】
ＮＯｘセンサ１３の検出値はＤＣＵ（Dosing Control Unit）１４に入力される。ＤＣＵ１４は、ＮＯｘセンサ１３の検出値に応じて尿素水インジェクタ１２の開閉制御を行う。ＤＣＵ１４は、図示は省略するが、例えばＣＰＵがメモリから所定のプログラムを読み出して実行することにより、以下の動作を行う。
【００１８】
ＤＣＵ１４は、ＳＣＲ装置１１上流のＮＯｘセンサ１３からの検出値等に応じて尿素水インジェクタ１２を制御する。具体的には、ＤＣＵ１４は、尿素水インジェクタ１２から尿素水Ｕを噴射する量やタイミングを算出し、サプライポンプ１８を駆動させて尿素水Ｕを規定圧まで高め、尿素水インジェクタ１２を開閉して、算出したタイミングで算出した量の尿素水Ｕを噴射させる。
【００１９】
尿素水インジェクタ１２から噴射される尿素水Ｕは、尿素水タンク１５（本発明の還元剤タンクに対応）に貯留されている。尿素水インジェクタ１２が開状態のとき、尿素水Ｕは、吸い込みライン１６からサプライモジュール１７のサプライポンプ１８に吸引され圧送ライン２０にて尿素水インジェクタ１２に圧送される。この際、フィルター１９を通して尿素水中の異物が除去される。また、ディーゼルエンジンが停止して、尿素水インジェクタ１２からの尿素水の噴射が停止した後（尿素水インジェクタ１２が閉状態のとき）、圧送ライン２０に残留する余剰の尿素水Ｕは、フィルター１９の吐出側の圧送ライン２０から戻しライン２１（還流パイプとも言う）によって尿素水タンク１５内に戻される。
【００２０】
尿素水タンク１５内には、超音波式の尿素水センサ２２（本発明の還元剤センサに対応）が設けられる。尿素水センサ２２は、尿素水タンク１５内の尿素水Ｕの品質（例えば、尿素濃度）を検出し、ＤＣＵ１４へ送信する。図２に示すように、尿素水センサ２２は、超音波を送信波として送信するとともに、送信されて反射部材（具体的には、反射板）２２ｂにより反射された超音波を反射波として受信する超音波送受信部２２ａを有する。超音波送受信部２２ａには、圧電（ピエゾ）素子が内蔵される。圧電素子は、電圧が印加されることによって超音波を発振（送信）する。尿素水センサ２２は、超音波送受信部２２ａによる超音波の送信から受信までの時間に基づいて尿素水タンク１５内の尿素水Ｕの品質（尿素濃度）を検出する。なお、尿素水タンク１５、超音波送受信部２２ａおよび反射部材２２ｂは、本発明の「還元剤貯留装置」に対応する。
【００２１】
ところで、圧送ライン２０に残留する余剰の尿素水Ｕが尿素水タンク１５内に戻される際、当該尿素水Ｕは、減圧されることにより泡立ってしまう。つまり、尿素水タンク１５内に戻された尿素水Ｕ内には気泡（マイクロバブル）が形成されてしまう。
【００２２】
そのため、形成された気泡が超音波送受信部２２ａや反射部材２２ｂの表面に付着すると、超音波送受信部２２ａは超音波を正常に送信・受信できず、反射部材２２ｂは超音波を正常に反射できない。したがって、尿素水センサ２２は、超音波の減衰等により正常な超音波の受信状況を得ることができず、尿素水Ｕの品質（尿素濃度）の誤検出を招くおそれがある。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、超音波送受信部２２ａの表面（超音波の送信・受信面）および反射部材２２ｂの表面（反射面）に、親水性被膜２５が形成されている。本実施の形態では、親水性被膜２５は、例えば、酸化チタン、二酸化硅素等を素材としている。超音波送受信部２２ａの表面および反射部材２２ｂの表面に親水性被膜２５が形成されていることにより、当該表面と、尿素水タンク１５内で形成された気泡と間の界面に尿素水Ｕを浸入させ、超音波送受信部２２ａの表面および反射部材２２ｂの表面に気泡を付着させにくくすることができる。その結果、超音波送受信部２２ａは超音波を正常に送信・受信でき、反射部材２２ｂは超音波を正常に反射することができる。したがって、尿素水センサ２２は、正常な超音波の受信状況を得ることができ、尿素水Ｕの品質（尿素濃度）を正確に検出することができる。超音波送受信部２２ａおよび反射部材２２ｂは、本発明の「還元剤品質検出装置」として機能する。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、超音波送受信部２２ａの表面および反射部材２２ｂの表面に親水性被膜２５が形成されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、超音波送受信部２２ａの表面および反射部材２２ｂの表面の一方にのみ親水性被膜２５が形成されていても良い。ただし、尿素水センサ２２の誤検出を防止する観点からは、超音波送受信部２２ａの表面および反射部材２２ｂの表面に親水性被膜２５が形成されていることが望ましい。
【００２５】
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、還元剤センサの誤検出を防止することが可能な還元剤貯留装置および還元剤品質検出装置として有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  排気管
１１  ＳＣＲ装置
１２  尿素水インジェクタ
１３  ＮＯｘセンサ
１４  ＤＣＵ
１５  尿素水タンク（還元剤タンク）
１６  吸い込みライン
１７  サプライモジュール
１８  サプライポンプ
１９  フィルター
２０  圧送ライン
２１  戻しライン
２２  尿素水センサ（還元剤センサ）
２２ａ  超音波送信受信部
２２ｂ  反射部材
２５  親水性被膜
１００  ＳＣＲシステム
【図１】
2019094840.tif 000003
【図２】
2019094840.tif 000004