(57)【要約】【課題】車両の姿勢にかかわらずタンク内の尿素水の残量不足を正確に警告するとともに、従来のフロート式レベルセンサの信頼性を向上した排ガス浄化システム及びその制御方法を提供する。【解決手段】車両に搭載された尿素水タンク８内の尿素水７をディーゼルエンジン２の排気管３内に供給する噴射ノズル５と、尿素水タンク８内の尿素水７のレベルを測定するフロート式レベルセンサ１４とを備えた排ガス浄化システムにおいて、ＥＣＵ１７は、フロート式レベルセンサ１４の測定値が残量警告レベル以下である場合には、予め設定された時点からの噴射ノズル５からの供給量の積算値が、予め設定された第１のしきい値以下であるときは、フロート式レベルセンサの測定不良を通報する通報手段１５を作動させる一方で、その積算値が第１のしきい値以下でないときは、尿素水７の残量不足を警告する警告手段１６を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された尿素水タンクと、前記尿素水タンク内の尿素水をエンジンの排気管内に供給する噴射ノズルと、前記尿素水タンク内の前記尿素水の残量を測定するフロート式レベルセンサとを備えた排ガス浄化システムにおいて、
前記フロート式レベルセンサの測定不良を通報する通報手段と、前記尿素水タンク内の尿素水の残量不足を警告する警告手段とを作動可能な制御手段を設け、
前記制御手段は、前記フロート式レベルセンサの測定値が予め設定された残量警告レベル以下である場合には、予め設定された時点からの前記噴射ノズルからの供給量の積算値が予め設定された第１のしきい値以下であるかを確認し、
前記積算値が前記第１のしきい値以下であるときは、前記通報手段を作動させる一方で、該積算値が該第１のしきい値以下でないときは、前記警告手段を作動させることを特徴とする排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記予め設定された時点が、前記尿素水タンクへの前記尿素水の補充時である請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記フロート式レベルセンサの測定値が前記残量警告レベル超である場合には、前記積算値が予め設定された第２のしきい値以上であるかを確認し、
前記積算値が前記第２のしきい値以上であるときは、前記通報手段及び警告手段を作動させる一方で、該積算値が該第２のしきい値以上でないときは、前記フロート式レベルセンサによる測定を継続することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記第２のしきい値が、前記第１のしきい値の１．２〜１．５倍の値である請求項３に記載の排ガス浄化システム。
【請求項５】
車両のエンジンの排気管内に供給する尿素水の尿素水タンク内における残量をフロート式レベルセンサで測定する排ガス浄化システムの制御方法であって、
前記フロート式レベルセンサの測定値が予め設定された残量警告レベル以下である場合には、予め設定された時点からの前記尿素水の供給量の積算値が予め設定された第１のしきい値以下であるかを確認し、
前記積算値が前記第１のしきい値以下である場合には、前記フロート式レベルセンサの測定不良を通知する一方で、該積算値が該第１のしきい値以下でない場合には、前記尿素水の残量不足を警告し、
前記フロート式レベルセンサの測定値が前記残量警告レベル超である場合には、前記積算値が予め設定された第２のしきい値以上であるかを確認し、
前記積算値が前記第２のしきい値以上である場合には、前記フロート式レベルセンサの測定不良を通報するとともに前記尿素水の残量不足を警告する一方で、該積算値が該第２のしきい値以上でない場合には、前記フロート式レベルセンサによる測定を継続することを特徴とする排ガス浄化システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガス浄化システム及びその制御方法に関し、更に詳しくは、車両の姿勢にかかわらずタンク内の尿素水の残量不足を正確に警告するとともに、従来のフロート式レベルセンサの信頼性を向上した排ガス浄化システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や船舶に搭載されたディーゼルエンジンの排ガス中には、粒子状物質（ＰＭ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などの環境汚染や健康被害の原因となる物質が含まれている。そのため、これらの物質の大気中への放出を低減することを目的として、各種の排ガス浄化システムが用いられている。
【０００３】
ＮＯｘについては、尿素水と選択還元型触媒（ＳＣＲ）とを用いた尿素ＳＣＲシステムが、近年注目されている（例えば、特許文献１を参照）。この尿素ＳＣＲシステムは、尿素水が加水分解して生じたアンモニアを、ＳＣＲ触媒の存在下で還元剤として作用させるＳＣＲ反応により排ガス中のＮＯｘを浄化するものである。
【０００４】
尿素水は、車両に搭載された尿素水タンク内に貯留されており、タンク内に吸込口を有する供給管を通じて、エンジンの排気通路に挿入された噴射ノズルへ供給される。この尿素水タンク内の尿素水の残量は、図３に示すように、尿素水タンク２０内から尿素水２１を吸い上げる供給管２２の端部２２ａに沿って昇降自在なフロート２３を有するフロート式レベルセンサ２４により測定される。フロート式レベルセンサ２４が、尿素水２１のレベルが所定の残量警告レベルＬｗ以下になったことを検知したときには、尿素水２１の残量不足の警告が発せられるようになっている。
【０００５】
しかしながら、車両が傾斜すると、尿素水２１の残量が十分な場合であっても、図４に示すように、尿素水２１が片寄ってフロート２３付近で水位が下がることがあるため、フロート式レベルセンサ２４が誤って残量不足を警告してしまい、その信頼性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３７００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、車両の姿勢にかかわらずタンク内の尿素水の残量不足を正確に警告するとともに、従来のフロート式レベルセンサの信頼性を向上した排ガス浄化システム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の排ガス浄化システムは、車両に搭載された尿素水タンクと、前記尿素水タンク内の尿素水をエンジンの排気管内に供給する噴射ノズルと、前記尿素水タンク内の前記尿素水の残量を測定するフロート式レベルセンサとを備えた排ガス浄化システムにおいて、前記フロート式レベルセンサの測定不良を通報する通報手段と、前記尿素水タンク内の尿素水の残量不足を警告する警告手段とを作動可能な制御手段を設け、前記制御手段は、前記フロート式レベルセンサの測定値が予め設定された残量警告レベル以下である場合には、予め設定された時点からの前記噴射ノズルからの供給量の積算値が予め設定された第１のしきい値以下であるかを確認し、前記積算値が前記第１のしきい値以下であるときは、前記通報手段を作動させる一方で、該積算値が該第１のしきい値以下でないときは、前記警告手段を作動させることを特徴とするものである。
【０００９】
上記の目的を達成する本発明の排ガス浄化システムの制御方法は、車両のエンジンの排気管内に供給する尿素水の尿素水タンク内における残量をフロート式レベルセンサで測定する排ガス浄化システムの制御方法であって、前記フロート式レベルセンサの測定値が予め設定された残量警告レベル以下である場合には、予め設定された時点からの前記尿素水の供給量の積算値が予め設定された第１のしきい値以下であるかを確認し、前記積算値が前記第１のしきい値以下である場合には、前記フロート式レベルセンサの測定不良を通知する一方で、該積算値が該第１のしきい値以下でない場合には、前記尿素水の残量不足を警告し、前記フロート式レベルセンサの測定値が前記残量警告レベル超である場合には、前記積算値が予め設定された第２のしきい値以上であるかを確認し、前記積算値が前記第２のしきい値以上である場合には、前記フロート式レベルセンサの測定不良を通報するとともに前記尿素水の残量不足を警告する一方で、該積算値が該第２のしきい値以上でない場合には、前記フロート式レベルセンサによる測定を継続することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の排ガス浄化システム及びその制御方法によれば、実際に排ガスＧ中のＮＯｘの還元浄化に消費された尿素水の量に基づいて、車両の傾斜がフロート式レベルセンサに与える影響を確認するようにしたので、車両の姿勢にかかわらず尿素水タンク内の尿素水の残量不足を正確に警告することができるとともに、従来のフロート式レベルセンサの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態からなる排ガス浄化システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態からなる排ガス浄化システムの制御方法を説明するフロー図である。
【図３】車両の水平時における尿素水タンク内の状態を示す断面図である。
【図４】車両の傾斜時における尿素水タンク内の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなる排ガス浄化システムを示す。
【００１３】
この排ガス浄化システム１は車両に搭載されており、ディーゼルエンジン２の排ガスＧが流れる排気管３の途中に介設されたＳＣＲコンバータ４と、ＳＣＲコンバータ４の上流側の排気管３に挿入された噴射ノズル５と、噴射ノズル５に供給管６を通じて尿素水７を供給する尿素水タンク８とを備えている。
【００１４】
なお、通常は、ディーゼルエンジン２と噴射ノズル５との間に、酸化触媒（ＤＯＣ）及び／又はＰＭ捕集フィルター（図示せず）を設けるようにする。また、ＳＣＲコンバータ４の下流側にＤＯＣ（図示せず）を設ける場合もある。
【００１５】
太径のＳＣＲコンバータ４内には、鉄イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒からなるＳＣＲ触媒が塗布された担体９が格納されている。
【００１６】
また、供給管６の端部６ａは、補充口１０を有する尿素水タンク８内に略垂直に挿入されており、末端部に形成された吸込口１１が尿素水７の液面１２下に位置している。この尿素水タンク８内の尿素水７の残量は、供給管６の端部６ａに沿って昇降自在なフロート１３を有するフロート式レベルセンサ１４により測定される。
【００１７】
更に、フロート式レベルセンサ１４の測定不良を通報する通報手段１５と、尿素水タンク８内の尿素水７の残量不足を警告する警告手段１６とが設置されている。これらの、通報手段１５及び警告手段１６の種類は特に限定するものではないが、車両の運転台に設置された表示灯や吹鳴器などが例示される。
【００１８】
上記のフロート式レベルセンサ１４、通報手段１５及び警告手段１６は、制御手段であるＥＣＵ１７に信号線（一点鎖線で示す）を通じて接続されている。また、噴射ノズル５からの尿素水７の噴射量及び噴射タイミングは、ディーゼルエンジン２等の状態に応じてＥＣＵ１７により制御される。
【００１９】
このような排ガス浄化システムに係る制御方法を、図２に基づいて以下に説明する。
【００２０】
ＥＣＵ１７は、予め設定された時点Ｔを入力し（Ｓ１０）、制御変数ｎ（整数）及び噴射ノズル５からの噴射量Ｆ及びフロート式レベルセンサ１４の測定値Ｒを初期化する（Ｓ１１）。次に、その時点Ｔを起点として、一定時間後における噴射量Ｆｎ及び測定値Ｒｎを入力する（Ｓ１２）。この予め設定された時点Ｔとしては、尿素水タンク８への尿素水７の直近の補充時とするのが適当である。
【００２１】
次に、噴射量Ｆｎの積算値Ｓｎを求めた（Ｓ１３）後に、測定値Ｒｎが予め設定された残量警告レベルＬｗ以下であるかを判定する。
【００２２】
測定値Ｒｎが残量警告レベルＬｗ以下である場合には、車両の傾斜がフロート式レベルセンサ１４の信頼性に影響を及ぼしていないかを確認するために、積算値Ｓｎが予め設定されたしきい値Ｘ以下であるかを判定する。このしきい値Ｘの具体的な値については後述する。
【００２３】
積算値Ｓｎがしきい値Ｘ以下であるときには、尿素水タンク８内の尿素水７の残量が十分であるにもかかわらず、車両の傾斜によりフロート式レベルセンサ１４が誤って残量不足を警告したと判断して、通報手段１５を作動させた（Ｓ１６）後に、一定時間後に制御変数ｎを増分して（Ｓ１７）、次回の噴射量Ｆｎ及び測定値Ｒｎを入力する（Ｓ１２）。
【００２４】
一方で、積算値Ｓｎがしきい値Ｘ超であるときには、尿素水タンク８内の尿素水７の残量が少ないので、たとえ車両が傾斜していてもフロート式レベルセンサ１４への影響は小さいものと判断して、警告手段１６を作動させて（Ｓ１８）尿素水７の補充を促す。
【００２５】
更には、フロート式レベルセンサ１４の測定値Ｒｎが残量警告レベルＬｗ超である場合には、フロート式レベルセンサ１４が故障しているか否かを確認するために、積算値Ｓｎが予め設定されたしきい値Ｙ以上であるかを判定する（Ｓ１９）。
【００２６】
このしきい値Ｙは、時点Ｔにおいてフロート式レベルセンサ１４が検出した尿素水７の初期レベルＬｉから、残量警告レベルＬｗを差し引いたレベル値に相当する尿素水７の量となる。従って、時点Ｔとして、尿素水タンク８への尿素水７の直近の補充時を選択した場合には、初期レベルＬｉは補充直後におけるフロート式レベルセンサ１４の測定値となる。
【００２７】
また、上述のしきい値Ｘはしきい値Ｙ以下の値であって、尿素水タンク８やフロート式レベルセンサ１４等の仕様により決定されるが、通常の車両においては以下の（１）式の関係を満たす範囲の値となる。
Ｙ＝Ｘ×１．２〜１．５      ---（１）
【００２８】
積算値Ｓｎがしきい値Ｙ以上であるときには、尿素水タンク８内の尿素水７の残量が残量警告レベルＬｗ以下であるにもかかわらず、故障によりフロート式レベルセンサ１４が誤って警告を残量不足を警告しなかったと判断して、通報手段１５を作動させた（Ｓ１６）後に、警告手段１６を作動させて（Ｓ１８）尿素水７の補充を促す。
【００２９】
一方で、積算値Ｓｎがしきい値Ｙ未満であるときには、フロート式レベルセンサ１４が故障していないと判断して、一定時間後に制御変数ｎを増分して（Ｓ１７）、次回の噴射量Ｆｎ及び測定値Ｒｎを入力する（Ｓ１２）。
【００３０】
このような制御を行うことにより、フロート式レベルセンサ１４が残量警告レベルＬｗ以下の測定値を示したときには、実際に排ガスＧ中のＮＯｘの還元浄化に消費された尿素水７の量に基づいて、車両の傾斜がフロート式レベルセンサ１４に与える影響を確認してから警告を発するようにしたので、車両１の姿勢にかかわらず尿素水タンク８内の尿素水７の残量不足を正確に警告することができるとともに、従来のフロート式レベルセンサ１４の信頼性を向上することができる。
【００３１】
また、フロート式レベルセンサ１４が残量不足を検知しないときでも、実際に排ガスＧ中のＮＯｘの還元浄化に消費された尿素水７の量に基づいて、尿素水タンク８内の尿素水７の残量を確認することで、更にフロート式レベルセンサ１４の信頼性を向上することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  排ガス浄化システム
２  ディーゼルエンジン
３  排気管
６  供給管
７  尿素水
８  尿素水タンク
１３  フロート
１４  フロート式レベルセンサ
１５  通報手段
１６  警告手段
１７  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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