(57)【要約】【課題】タンク内に貯留されている添加剤の残量が変化しても、好適にレベルセンサの検出値を用いて添加剤の残量を算出することのできる車載内燃機関の添加剤残量算出装置を提供する。【解決手段】この車載内燃機関の添加剤残量算出装置の算出部は、レベルセンサによって検出されたレベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理（Ｓ３４０）を実行する加速度の範囲である実行範囲を、同レベルセンサ値Ｌに応じて設定し（Ｓ３１０）、加速度センサによって検出された加速度が実行範囲内である場合には（Ｓ３２０及びＳ３３０：ＹＥＳ）、同レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理を実行する（Ｓ３４０）。【選択図】図６
2016098663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の添加剤を貯留しているタンク内に設けられて前記添加剤の液面の高さを示す液面レベルを検出するレベルセンサと、
加速度センサと、
前記レベルセンサによって検出された液面レベルを参照して前記添加剤の残量を算出する算出処理を実行する算出部とを備える車載内燃機関の添加剤残量算出装置であって、
前記算出部は、前記算出処理を実行する加速度の範囲である実行範囲を、前記レベルセンサによって検出された液面レベルに応じて設定する
ことを特徴とする車載内燃機関の添加剤残量算出装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記レベルセンサによって検出された液面レベルが第１のレベル閾値以上のときには、該液面レベルが前記第１のレベル閾値よりも小さい第２のレベル閾値未満のときに比して、前記実行範囲を広く設定する
請求項１に記載の車載内燃機関の添加剤残量算出装置。
【請求項３】
前記算出部が算出した残量を記憶しておく記憶部を備え、
前記算出部は、前記添加剤の残量を算出してから次に残量を算出するまでの前記添加剤の添加量を積算した添加量積算値を算出するとともに、前記加速度センサによって検出された加速度が前記実行範囲外であるときは、前記記憶部に記憶されている前回算出した残量から前記添加量積算値を減算することによって残量を算出する
請求項１又は２に記載の車載内燃機関の添加剤残量算出装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記実行範囲として、前記算出処理を通じて算出される残量と実際の添加剤の残量との乖離が一定の範囲内に収まる加速度の範囲を設定する
請求項１から３のいずれか一項に記載の車載内燃機関の添加剤残量算出装置。
【請求項５】
前記算出部は、前記実行範囲として、車両前後方向の加速度に対する第１の実行範囲と、車両左右方向の加速度に対する第２の実行範囲とを設定し、
前記加速度センサによって検出された車両前後方向の加速度が前記第１の実行範囲内であり、且つ前記加速度センサによって検出された車両左右方向の加速度が前記第２の実行範囲内である場合に、前記算出処理を実行する
請求項１から４のいずれか一項に記載の車載内燃機関の添加剤残量算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載内燃機関の排気を浄化するために排気通路を流れる排気に添加される添加剤の残量、すなわちタンク内に貯留されている添加剤の残量を算出する車載内燃機関の添加剤残量算出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載内燃機関の排気を浄化するために、排気通路を流れる排気に添加剤を添加する排気浄化装置が知られている。こうした排気浄化装置を備える車両には液状の添加剤を貯留するタンクが設けられており、タンク内に貯留されている添加剤が排気通路を流れる排気に添加される。ここで、特許文献１に記載の排気浄化装置では、タンク内に貯留されている添加剤の液面の高さである液面レベルをレベルセンサによって検出することにより、添加剤の残量を算出している。
【０００３】
なお、車両が坂路を走行している場合や加減速時などには、添加剤がタンク内で偏り、レベルセンサによって検出される液面レベルが実際の添加剤の残量に見合った値ではなくなってしまう。これに対して、特許文献１には、水平面に対する車両の傾斜角度が許容角度よりも小さい運転状態のときのみ、レベルセンサによる液面レベルの検出を行う構成が開示されている。また、特許文献１には、車両の加速度及び減速度が許容値以下の場合のみ、液面レベルの検出を行う構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８‐２９１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、タンク内に貯留されている添加剤の残量が少ない場合には、車両の傾きによって添加剤がタンク内の一方に偏ったときに、レベルセンサに触れる位置に添加剤が殆ど存在しない状態になりやすい。そのため、タンク内に添加剤が残っているにも拘わらず液面レベルの検出値が、液面の高さが最も低いことを示す値になってしまうおそれがある。一方で、タンク内にたくさんの添加剤が貯留されており、タンク内が添加剤で殆ど満たされている場合には、同じように車両の傾きが生じたとしても、レベルセンサに触れる位置に添加剤が存在しなくなることはなく、液面レベルの検出値が、液面の高さが最も低いことを示す値になってしまうことはない。
【０００６】
レベルセンサの検出値を用いて添加剤の残量を算出する添加剤残量算出装置では、特許文献１に開示されているように車両の傾きがレベルセンサの検出値に与える影響を考慮する必要がある。しかし、車両の傾きがレベルセンサの検出値に与える影響の大きさは、上記のようにタンク内に貯留されている添加剤の残量によって変化する。
【０００７】
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ている添加剤の残量が変化しても、好適にレベルセンサの検出値を用いて添加剤の残量を算出することのできる車載内燃機関の添加剤残量算出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための車載内燃機関の添加剤残量算出装置は、液状の添加剤を貯留しているタンク内に設けられて前記添加剤の液面の高さを示す液面レベルを検出するレベルセンサと、加速度センサと、前記レベルセンサによって検出された液面レベルを参照して前記添加剤の残量を算出する算出処理を実行する算出部とを備えている。この車載内燃機関の添加剤残量算出装置では、前記算出部は、前記算出処理を実行する加速度の範囲である実行範囲を、前記レベルセンサによって検出された液面レベルに応じて設定する。
【０００９】
車両が傾くと鉛直方向に対する加速度センサの傾きも変化する。そのため、加速度センサに作用する重力の方向は車両の傾きに応じて変化し、加速度センサによって検出される加速度は車両の傾きに応じて変化する。したがって、加速度センサによって検出される加速度の大きさを参照すれば、車両の傾き、すなわち、添加剤を貯留しているタンクの傾きを把握することができる。
【００１０】
こうした関係を利用して上記構成では、加速度を指標にした実行範囲を設定し、加速度センサによって検出された加速度が実行範囲内であるときに、レベルセンサによって検出された液面レベルを参照して添加剤の残量を算出する算出処理を実行する。これにより、タンク内での添加剤の偏りがレベルセンサの検出値に与える影響が大きく、検出される液面レベルによって添加剤の残量を適切に算出できないような状況下で液面レベルを参照する算出処理が実行されてしまうことを抑制することができる。
【００１１】
なお、高い精度で残量を算出するために、液面レベルから算出される残量と実際の残量との乖離が非常に小さくなる状態のときにのみ液面レベルを参照する算出処理が行われるように狭い実行範囲を設定すると、算出処理が実行されにくくなってしまう。その一方で、算出処理の実行機会を確保しようとして広い実行範囲を設定すると、液面レベルから算出される残量と実際の残量との乖離が大きくなる状態のときにも液面レベルを参照した算出処理が実行されてしまい、残量の算出精度が低下する。そのため、実行範囲を設定する際には、車両の傾きがレベルセンサの検出値である液面レベルに与える影響の度合いに合わせて適切な広さの実行範囲を設定する必要がある。
【００１２】
しかし、車両の傾きがレベルセンサの検出値である液面レベルに与える影響は残量に応じて変化する。そのため、所定の残量のときに最適な広さになるように最適化した実行範囲を設定したとしても、添加剤が消費されて残量が変化すると、実行範囲の広さが適切ではなくなってしまう。
【００１３】
これに対して、上記構成によれば、レベルセンサによって検出された液面レベルに応じて実行範囲が設定される。そのため、添加剤が消費されて添加剤の残量が変化しても、その残量の変化を加味した実行範囲がその都度設定されるようになる。したがって、上記構成によれば、添加剤の残量の変化によって実行範囲が適切でなくなってしまうことを抑制することができるようになる。すなわち、上記構成によれば、タンク内に貯留されている添加剤の残量が変化しても、好適にレベルセンサの検出値を用いて添加剤の残量を算出することができるようになる。
【００１４】
また、この車載内燃機関の添加剤残量算出装置の一態様では、前記算出部は、前記レベルセンサによって検出された液面レベルが第１のレベル閾値以上のときには、該液面レベルが前記第１のレベル閾値よりも小さい第２のレベル閾値未満のときに比して、前記実行範囲を広く設定する。
【００１５】
添加剤の残量が少ない場合は、車両の傾きによって添加剤がタンク内の一方に偏ったときに、レベルセンサに触れる位置に添加剤が殆ど存在しない状態になり、タンク内に添加剤が残っているにも拘わらず液面レベルの検出値が、液面の高さが最も低いことを示す値になってしまうおそれがある。一方で、タンク内にたくさんの添加剤が貯留されており、タンク内が添加剤で殆ど満たされている場合には、同じように車両の傾きが生じたとしても、レベルセンサに触れる位置に添加剤が存在しなくなることはない。
【００１６】
これに対して上記構成によれば、第１のレベル閾値以上のときには、第２のレベル閾値未満のときよりも、実行範囲が広くされる。そのため、液面レベルが第１のレベル閾値以上であることに基づき、液面レベルが第２のレベル閾値未満のときよりも添加剤の残量が多いと考えられる場合には、液面レベルが第２のレベル閾値未満のときよりも、液面レベルを参照する残量の算出処理の実行機会を増やすことができる。
【００１７】
したがって、上記構成によれば、タンク内に貯留されている添加剤の残量が少なく、タンク内に添加剤が残っているにも拘わらず液面レベルの検出値が液面の高さが最も低いことを示す値になってしまうおそれのある状態のときに、その検出値を参照して残量を算出してしまうことを抑制することができる。その一方で、タンク内に貯留されている添加剤の残量が多く、車両の傾きが生じたとしても、レベルセンサに触れる位置に添加剤が存在していると考えられる状態のときには、液面レベルを参照して残量を算出する機会を確保することができる。
【００１８】
また、この車載内燃機関の添加剤残量算出装置では、前記算出部が算出した残量を記憶しておく記憶部を備える構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合には、前記算出部は、前記添加剤の残量を算出してから次に残量を算出するまでの前記添加剤の添加量を積算した添加量積算値を算出するとともに、前記加速度センサによって検出された加速度が前記実行範囲外であるときは、前記記憶部に記憶されている前回算出した残量から前記添加量積算値を減算することによって残量を算出する。
【００１９】
上記構成によれば、加速度センサによって検出された加速度が実行範囲外にあるとき、つまりレベルセンサによって検出された液面レベルを参照する残量の算出処理を実行しない場合であっても、前回の添加剤残量から添加量積算値を減算することによって残量を算出することができる。
【００２０】
また、この車載内燃機関の添加剤残量算出装置の一態様では、前記算出部は、前記実行範囲として、前記算出処理を通じて算出される残量と実際の添加剤の残量との乖離が一定の範囲内に収まる加速度の範囲を設定する。
【００２１】
上記構成によれば、液面レベルを参照した算出処理を通じて算出される残量と実際の添加剤の残量との乖離が一定の範囲内に収まるとき、すなわち算出される残量の誤差が一定の範囲内に収まるときに、液面レベルを参照する算出処理が行われるようになる。そのため、液面レベルを参照する算出処理を通じて一定の範囲を超える大きな誤差を含む残量が算出されてしまうことを抑制することができる。換言すれば、液面レベルを参照する算出処理を通じて算出される残量における誤差を一定の範囲内に抑制することができる。
【００２２】
また、この車載内燃機関の添加剤残量算出装置の一態様では、前記算出部は、前記実行範囲として、車両前後方向の加速度に対する第１の実行範囲と、車両左右方向の加速度に対する第２の実行範囲とを設定する。そして、前記算出部は、前記加速度センサによって検出された車両前後方向の加速度が前記第１の実行範囲内であり、且つ前記加速度センサによって検出された車両左右方向の加速度が前記第２の実行範囲内である場合に、前記算出処理を実行する。
【００２３】
上記構成によれば、加速度センサによって車両のピッチングとローリングを検出することができる。そのため、検出された液面レベルを参照する残量の算出処理の実行可否を一方向の加速度に基づいて決定する場合と比較して、レベルセンサによって検出される液面レベルに車両の傾きが与える影響をより的確に考慮して添加剤の残量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車載内燃機関の添加剤残量算出装置の一実施形態について、この装置が適用される排気浄化装置及び同排気浄化装置を備える内燃機関の構成を示す概略図。
【図２】タンク内の尿素水の液面が傾いていない状態（実線）と傾いている状態（破線）とを示した概略図であり、（ａ）は尿素水の残量が少ない状態を示し、（ｂ）はタンク内が尿素水で殆ど満たされている状態を示す。
【図３】タンクの形状を示す模式図であり、（ａ）は上方から見たタンクの形状を模式的に示し、（ｂ）は左側方から見たタンクの形状を模式的に示し、（ｃ）は前方から見たタンクの形状を模式的に示す。
【図４】車両の傾斜角度毎に、貯留されている尿素水の実残量と、レベルセンサで検出される液面レベルとの関係を示したグラフであり、（ａ）は前上がり傾斜時の前記関係を示し、（ｂ）は後ろ上がり傾斜時の前記関係を示す。
【図５】車両の傾斜角度毎に、貯留されている尿素水の実残量と、レベルセンサで検出される液面レベルとの関係を示したグラフであり、（ａ）は左上がり傾斜時の前記関係を示し、（ｂ）は右上がり傾斜時の前記関係を示す。
【図６】同実施形態にかかる制御装置が、尿素水の残量を算出し、報知処理を実行するための一連の処理手順を示すフローチャート。
【図７】加速度判定値を算出する演算マップであり、（ａ）は加速度判定値Ｂを算出する演算マップであり、（ｂ）は加速度判定値Ｃを算出する演算マップである。
【図８】加速度判定値を算出する演算マップを示したもので、（ａ）は加速度判定値Ｘを算出する演算マップであり、（ｂ）は加速度判定値Ｙを算出する演算マップである。
【図９】変更例における加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘを決定する演算マップ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、排気通路を流れる排気に添加剤を添加して、排気を浄化する浄化装置を備えた内燃機関を搭載した車両において車載内燃機関の添加剤残量算出装置を具体化した一実施形態について、図１〜図６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。
【００２６】
図１に示すように、エンジン１には四つの気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には四つの燃料噴射弁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。
【００２７】
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＃１〜＃４内に噴射される。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、更には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。
【００３２】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、燃料を噴射して酸化触媒３１やＤＰＦ触媒３２に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ことも可能である。
【００３３】
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、還元剤としてアンモニア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。
【００３４】
更に、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。
【００３５】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤としてのアンモニアを供給するために、排気通路２６内に尿素水を噴射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、尿素水をタンク２１０から尿素添加弁２３０に送るポンプ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などで構成されている。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の高さを示す液面レベル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、レベルセンサ２５０、及び後述の制御装置８０、加速度センサは、添加剤残量算出装置を構成する。
【００３６】
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に向けられている。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。すなわち、排気通路２６内を流れる排気に添加剤として尿素水が添加される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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など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。
【００４１】
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。
【００４２】
なお、本実施形態では、加速度センサとして、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサ２５ａと、車両左右方向の加速度を検出する加速度センサ２５ｂとの二つを備えている。加速度センサ２５ａ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、信号（以下、加速度センサ値ＧＳａという）として正の値を出力する。一方、加速度センサ２５ａは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ＧＳａとして負の値を出力する。また、加速度センサ２５ｂは車両が左に旋回しているときや、車両左側が高く、車両右側が低くなるように走行路面が傾いているときには、信号（以下、加速度センサ値ＧＳｂという）として正の値を出力する。一方、車両が右に旋回しているときや、車両右側が高く、車両左側が低くなるように走行路面が傾いているときには、加速度センサ値ＧＳｂとして負の値を出力する。そのため、車両が勾配の殆どない平坦路を一定の速度で走行しているときや、勾配の殆どない平坦路に停車しているときには、加速度センサ値ＧＳａ，ＧＳｂはどちらも「０」近傍の値になる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
これら各種センサなどの出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや演算マップなどを予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果など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など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。
【００４７】
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の開度制御など、エンジン１の各種制御が行われる。
【００４８】
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が機関運転状態など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。
【００４９】
また、制御装置８０は、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量の算出を行うとともに、算出した残量に基づいて尿素水の残量に関する報知を行う。
ここで、この報知を実行するのは制御装置８０に接続された報知器１２である。報知器１２は制御装置８０からの報知処理の実行指令をうけて、運転者などに対して音や光、又はメーターパネルへの表示などを通じて、例えば、尿素水の補充を促す警告といった報知を実行する。
【００５０】
ところで、上述したようにタンク２１０内には尿素水の液面レベルを検出するレベルセンサ２５０が設けられているが、レベルセンサ値Ｌはタンク２１０内での尿素水の偏りや液面の傾きなどの影響を受ける。
【００５１】
例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、レベルセンサ２５０は液面の変化に応じて移動するフロート２５１を備えている。レベルセンサ２５０は、フロート２５１の位置に基づいて液面の高さを検出する。図２（ａ）に実線で示すようにタンク２１０内の尿素水の残量が少ない場合には、フロート２５１が低い位置にあり、レベルセンサ値Ｌは小さな値になる。また、図２（ａ）に破線で示すように車両の加減速や車両の傾きによって尿素水がタンク２１０で一方に偏り、液面が傾いた状態になったときにはレベルセンサ２５０に触れる位置に尿素水が存在しなくなる。このときには、フロート２５１は最も低い位置にあるため、タンク２１０内に尿素水が残存しているにも拘わらず、レベルセンサ値Ｌは液面の高さが最も低いことを示す値、すなわち「０」になってしまう。
【００５２】
一方で、図２（ｂ）に実線で示すようにタンク２１０内にたくさんの尿素水が貯留されており、タンク２１０内が尿素水で殆ど満たされている場合には、フロート２５１の位置が高い位置にあり、レベルセンサ値Ｌは大きな値になる。そして、このときには、図２（ｂ）に破線で示すように、車両の加減速や車両の傾きによって尿素水がタンク２１０で一方に偏り、液面が傾いた状態になったとしても、尿素水がレベルセンサ２５０に触れる状態が維持され、レベルセンサ２５０に触れる位置に尿素水が存在しなくなることはない。これは、タンク２１０内を尿素水が満たしているときは、液面が傾いたとしても尿素水は殆ど偏らないからである。このように、尿素水が殆ど偏らないため、このときには、レベルセンサ値Ｌは大きな値を維持し続けることになる。
【００５３】
このように、タンク２１０内での尿素水の偏りや液面の傾きが、レベルセンサ２５０によって検出される液面レベルであるレベルセンサ値Ｌに与える影響の大きさは、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量によって変化する。また、その変化の態様は、尿素水を貯留しているタンク２１０の形状に依存する。
【００５４】
続いて、図３を参照してタンク２１０の形状について説明する。
図３（ａ）は車両上方から見たタンク２１０の形状を模式的に示している。なお、図３（ａ）における矢印Ｆｒ、矢印Ｒｒ、矢印Ｒｈ、矢印Ｌｈの向きは、それぞれ、車両前方、車両後方、車両右側方、車両左側方の四つの方向を示している。車両上方から見たとき、タンク２１０は車両前後方向においても、車両左右方向においても非対称な形状をなしている。このようにタンク２１０が非対称な形状になっているのは、車両への搭載スペースに制限があり、タンク２１０の容量を確保しようとすると形状が制約を受けるためである。また、レベルセンサ２５０も搭載上の制約からタンク２１０の中央から少しずれた位置に設置されている。
【００５５】
図３（ｂ）は車両左側方から見たタンク２１０の形状を模式的に示している。なお、図３（ｂ）における矢印Ｆｒ、矢印Ｒｒ、矢印Ｕｐ、矢印Ｌｏの向きは、それぞれ、車両前方、車両後方、車両上方、車両下方の四つの方向を示している。車両左側方から見ると、タンク２１０は車両前後方向に長く、高さの低い薄型のタンクであることが分かる。また、タンク２１０は車両前後方向において非対称な形状をなしていることも分かる。
【００５６】
図３（ｃ）は車両正面から見たタンク２１０の形状を模式的に示している。なお、図３（ｃ）における矢印Ｒｈ、矢印Ｌｈ、矢印Ｕｐ、矢印Ｌｏの向きは、それぞれ、車両右側方、車両左側方、車両上方、車両下方の四つの方向を示している。図３（ｃ）によれば、レベルセンサ２５０はタンク２１０の中央から少しずれた位置に設置されていることが分かる。
【００５７】
続いて、車両の傾斜角度（水平、２０度、１０度、５度）と、レベルセンサ値Ｌと、尿素水の実残量との関係について図４，５を参照して説明する。ここで、図４（ａ）は前上がり傾斜時（車両前方が車両後方よりも高くなる傾斜状態）における前記関係を示しており、図４（ｂ）は後上がり傾斜時（車両後方が車両前方よりも高くなる傾斜状態）における前記関係を示している。また、図５（ａ）は左上がり傾斜時（車両左側方が車両右側方よりも高くなる傾斜状態）における前記関係を示しており、図５（ｂ）は右上がり傾斜時（車両右側方が左側方よりも高くなる傾斜状態）における前記関係を示している。なお、図４，５のグラフは、各傾斜角度に傾けて車両を停止させた状態においてレベルセンサ値Ｌが「２」，「４」，「６」，「８」，「１０」のそれぞれの値になるまでタンク２１０内に尿素水を入れたときに、実際に入った尿素水の量、つまりタンク２１０内のタンク貯留量を実残量としてプロットしたものである。また、図４，５のグラフはあくまでタンク２１０における特性を示したものであり、当然のことながら、タンクの形状などによって特性は異なる。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、前上がり傾斜時には、各レベルセンサ値Ｌに対応する実残量は、傾斜角度が大きくなるほど、増える傾向にあり、傾斜角度が大きくなるほど、水平時の実残量から乖離する。また、実残量が比較的多い領域では、水平時の実残量と傾斜時の実残量との乖離が小さくなっている。加えて、前上がり傾斜時においては、レベルセンサ値Ｌが「２」〜「１０」の各値になるときの実残量を比較すると、傾斜時の実残量が常に水平時の実残量を上回るような特性となっている。この理由は、図３に示すように、タンク２１０は前後方向において非対称な形状となっており、特にタンク２１０におけるレベルセンサ２５０よりも後方の部分に関してはレベルセンサ２５０よりも前方の部分よりも容量が多く形成されていることにある。すなわち、前上がり傾斜時にはレベルセンサ２５０よりも後方の部分に尿素水が偏り、レベルセンサ２５０に触れる尿素水が少なくなるためである。この傾向は傾斜角度が大きいほど顕著に表れることから、図４（ａ）のような特性となる。
【００５９】
図４（ｂ）に示すように、後上がり傾斜時においても概ね、各レベルセンサ値Ｌに対応する実残量は、傾斜角度が大きくなるほど、増える傾向にあり、傾斜角度が大きくなるほど、水平時の実残量から乖離する。ただし、前上がり傾斜時とは異なり、傾斜時の実残量が常に水平時の実残量を上回っているわけではない。具体的には、レベルセンサ値Ｌが「８」のときには、水平時と傾斜時とでほぼ同一の実残量となり、レベルセンサ値Ｌが「１０」のときには傾斜時の実残量が水平時の実残量を下回る。この理由はタンク２１０のレベルセンサ２５０よりも前方の部分はレベルセンサ２５０よりも後方の部分よりも容量が少なく形成されていることにある。これにより、後上がり傾斜の場合、尿素水の実残量が少ないときは、タンク２１０のレベルセンサ２５０よりも前方の部分に尿素水が偏るとレベルセンサ２５０に触れる尿素水が少なくなる。しかし、尿素水の実残量が多いときには、レベルセンサ２５０よりも前方の部分が尿素水で満たされ、レベルセンサ２５０に触れる尿素水が多くなる。このような傾向は傾斜角度が大きいほど顕著に表れることから、図４（ｂ）のような特性となる。
【００６０】
図５（ａ）に示すように、左上がり傾斜時には、後上がり傾斜時と同様の傾向を示す。すなわち、レベルセンサ値Ｌが「２」のときには傾斜時の実残量が水平時の実残量を上回っているのに対して、レベルセンサ値Ｌが「６」，「８」，「１０」のときには傾斜時の実残量が水平時の実残量を下回っている。これは、タンク２１０では、レベルセンサ２５０よりも左方がレベルセンサ２５０よりも右方に比べて容量が少なく形成されていることにある。
【００６１】
図５（ｂ）に示すように、右上がり傾斜時には、前上がり傾斜時と同様の傾向を示す。すなわち、各レベルセンサ値Ｌに対応する実残量は、傾斜角度が大きくなるほど、増える傾向にあり、傾斜角度が大きくなるほど、水平時の実残量から乖離する。この理由は、前上がり傾斜時と同様に、タンク２１０はレベルセンサ２５０の右側に位置する部分がレベルセンサ２５０の左方に位置する部分に比べて容量が少なく形成されていることにある。
【００６２】
制御装置８０は、こうした尿素水の残量の違いによる、タンク２１０内での尿素水の偏りがレベルセンサ値Ｌに与える影響の大きさの変化を考慮してタンク２１０内の尿素水残量ＮＲを更新する。そして、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、こうした尿素水残量ＮＲの更新及び残量に関する報知を行う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。
【００６３】
図６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、これら所定値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。
【００６４】
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をなまし処理することで、なまし処理後レベルセンサ値ＬＮを算出する（Ｓ２００）。
【００６５】
なまし処理後レベルセンサ値ＬＮ算出後は、なまし処理後レベルセンサ値ＬＮを参照して尿素水残量ＮＲを算出する（Ｓ２１０）。なお、ここでは、なまし処理後レベルセンサ値ＬＮをそのまま尿素水残量ＮＲにするようにしてもよいし、なまし処理後レベルセンサ値ＬＮに種々の補正を加えた値を尿素水残量ＮＲにするようにしてもよい。
【００６６】
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２５ａ，２５ｂが正常に機能しているか否かが判定される（Ｓ１１０）。なお、この判定は、断線判定や異常信号の検出など、一般的な加速度センサの正常判定手段によって行われる。
【００６７】
加速度センサ２５ａ，２５ｂが正常に機能していると判定されるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、車両が急加速もしくは急減速しているかを判定する（Ｓ３００）。なお、ステップＳ３００では、例えばアクセル操作量ＡＣＣＰの変化量やブレーキ踏み込み量、車速ＳＰＤの変化量などを用いて、車両が急加速もしくは急減速しているかを判定する。
【００６８】
急加速も急減速もしていないと判定された場合（Ｓ３００：ＮＯ）、レベルセンサ値Ｌに基づいて加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙが算出される（Ｓ３１０）。加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙは、それぞれ車両の前上がり傾斜時、後上がり傾斜時、左上がり傾斜時、右上がり傾斜時に検出される加速度にそれぞれ対応し、レベルセンサ値Ｌを引数として算出される。なお、これらの加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙを用いて後述するステップＳ３２０，ステップＳ３３０にて定義される加速度の範囲が、レベルセンサ値Ｌを参照して残量を算出する算出処理を実行する実行範囲である。
【００６９】
ここで、加速度判定値Ｂ，Ｃと引数であるレベルセンサ値Ｌとの関係を示した演算マップを図７（ａ），（ｂ）に、加速度判定値Ｙ，Ｘと引数であるレベルセンサ値Ｌとの関係を示した演算マップを図８（ａ），（ｂ）に示す。なお、図７（ａ），（ｂ）の演算マップは図４（ａ），（ｂ）に示した関係に基づいて、図８（ａ），（ｂ）の演算マップは図５（ａ），（ｂ）に示した関係に基づいてそれぞれ算出されたものである。
【００７０】
ここで、具体的な算出方法を図４（ａ）と図７（ａ）とを参照して説明する。
まず、図４（ａ）に破線で示すように、水平時の尿素水のレベルセンサ値Ｌと実残量との関係を示す線を中心に、実残量誤差の許容範囲を設定する。次に、各傾斜角度においてプロットしたレベルセンサ値Ｌに対する尿素水の実残量を参照し、その実残量が実残量誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を各レベルセンサ値Ｌ毎に割り出す。なお、本実施形態では、傾斜角度が２０度、１０度、５度の三種類のみであるため、実残量誤差の許容範囲の境界値と傾斜角度における実残量とのグラフ上での距離などを考慮して、実残量誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を割り出している。しかしながら、これに限らず、例えば上記の三種類以上の傾斜角度に基づいてレベルセンサ値Ｌと実残量との関係を計測し、各レベルセンサ値Ｌを参照して算出される実残量が実残量誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を割り出してもよい。このような手段によって実残量誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を割り出すことで、更に高い精度で該条件を設定することができる。
【００７１】
そして、レベルセンサ値Ｌに対応する実残量が実残量誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を算出したのちは、これを加速度判定値に変換する。なお、定速走行もしくは車両停止状態を想定すれば、車両の傾斜角度と加速度センサ２５ａ，２５ｂによって検出される各方向成分における加速度との関係は三角関数を用いて一意に定まる。したがって、本実施形態においては、その関係から傾斜角度を加速度判定値へ変換した値を採用している。
【００７２】
レベルセンサ値Ｌに対応する実残量が実残量誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を加速度判定値に変換したのちは、これを図７（ａ）に示すようにプロットし、隣り合うプロット点同士を結ぶことで加速度判定値Ｂと引数であるレベルセンサ値Ｌとの関係を示した演算マップが完成する。図７（ｂ）、図８（ａ），（ｂ）の演算マップも同様の手順によって、それぞれ図４（ｂ）、図５（ａ），（ｂ）に基づき算出できる。なお、図７、図８に示した演算マップではいずれも、レベルセンサ値Ｌが「２」未満であり、最も低い値である「０」付近であるときには、レベルセンサ値Ｌが「８」以上のときと比較して、加速度判定値を絶対値の小さな値としている。つまり、タンク２１０内の尿素水の残量が少ないと考えられる場合には、タンク２１０内に尿素水がたくさん貯留されている場合と比較して、加速度判定値を絶対値の小さな値としている。これは、尿素水の残量が少ない場合に液面の傾斜によって尿素水がタンク２１０内の一方に偏ると、レベルセンサ２５０に触れる位置に尿素水が殆ど存在しない状態になり、タンク内に尿素水が残っているにも関わらずレベルセンサ値Ｌが最も低い値を検出するおそれがあるためである。
【００７３】
なお、「８」を第１のレベル閾値とし、「２」を第２のレベル閾値とすれば、このように加速度判定値を設定することは、レベルセンサ値Ｌが第１のレベル閾値以上のときには、レベルセンサ値Ｌが第２のレベル閾値未満のときに比して、実行範囲を広く設定することになる。
【００７４】
加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙが算出されたのちは、車両前後方向の加速度検出値である加速度センサ値ＧＳａが加速度判定値Ｃよりも大きく、且つ加速度判定値Ｂよりも小さいか否かが判定される（Ｓ３２０）。なお、車両の加速度方向にあわせて、加速度判定値Ｃは負の値、加速度判定値Ｂは正の値として設定されている。
【００７５】
そして、加速度センサ値ＧＳａが加速度判定値Ｃよりも大きく、且つ加速度判定値Ｂよりも小さいときには（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、車両左右方向の加速度検出値である加速度センサ値ＧＳｂが加速度判定値Ｙよりも大きく、且つ加速度判定値Ｘよりも小さいか否かが判定される（Ｓ３３０）。なお、車両の加速度方向にあわせて、加速度判定値Ｙは負の値、加速度判定値Ｘは正の値として設定されている。ここで、本実施形態におけるレベルセンサ値Ｌを参照して残量を算出する算出処理を実行する実行範囲について説明する。該実行範囲とは、加速度センサ値ＧＳａが加速度判定値Ｃよりも大きく、且つ加速度判定値Ｂよりも小さい上に、加速度センサ値ＧＳｂが加速度判定値Ｙよりも大きく、且つ加速度判定値Ｘよりも小さい加速度の範囲であり、加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙにて定義される。
【００７６】
そして、加速度センサ値ＧＳｂが加速度判定値Ｙよりも大きく、且つ加速度判定値Ｘよりも小さいときには（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、レベルセンサ値Ｌを参照して尿素水残量ＮＲが算出する算出処理が実行されることにより、尿素水残量ＮＲが更新される（Ｓ３４０）。なお、この算出処理では、レベルセンサ値Ｌに係数を乗じたり、レベルセンサ値Ｌを引数としてマップから尿素水残量を読み出すなどして尿素水残量ＮＲを算出する構成を採用してもよい。また、検出されたレベルセンサ値Ｌから算出される尿素水残量に種々の補正を加えて尿素水残量ＮＲを算出するものであってもよい。また、更に別の条件に基づき、レベルセンサ値Ｌを参照して算出した尿素水残量を尿素水残量ＮＲの算出に採用するかを判断したのち、尿素水残量ＮＲを算出するものも、この算出処理には含まれる。なお、このレベルセンサ値Ｌを参照して実行される算出処理が、本実施形態におけるレベルセンサによって検出された液面レベルを参照する残量の算出処理に相当する。
【００７７】
一方、急加速や急減速時（Ｓ３００：ＹＥＳ）、加速度センサ値ＧＳａが加速度判定値Ｃ以下のときや、加速度センサ値ＧＳａが加速度判定値Ｂ以上のとき（Ｓ３２０：ＮＯ）、加速度センサ値ＧＳｂが加速度判定値Ｙ以下のときや、加速度センサ値ＧＳｂが加速度判定値Ｘ以上のとき（Ｓ３３０：ＮＯ）には、ステップＳ４２０の処理が行われる。このステップＳ４２０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（つまり前回更新した尿素水残量ＮＲ）から添加量積算値ＮＳを減じた値を尿素水残量ＮＲにすることにより、尿素水残量ＮＲが更新される。添加量積算値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、尿素水残量ＮＲが更新されると添加量積算値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、前回更新された尿素水残量ＮＲから添加量積算値ＮＳを減じた値を算出するこの処理が、前回算出した残量から前記添加量積算値を減算することによって残量を算出する処理に相当する。
【００７８】
上記ステップＳ１１０において加速度センサ２５ａ，２５ｂが正常に機能していない、つまり加速度センサ２５ａ，２５ｂに異常が生じ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（Ｓ４００）。このステップＳ４００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Ｓ４００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。
【００７９】
そして、車両が停車中であると判定されるときには（Ｓ４００：ＹＥＳ）、上記ステップＳ４２０の処理が実行されて、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（Ｓ４００：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（Ｓ４１０）。このステップＳ４１０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。
【００８０】
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（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ３４０の処理が実行されて、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（Ｓ４１０：ＮＯ）、上記ステップＳ４２０の処理が実行されて、尿素水残量ＮＲが更新される。
【００８１】
ステップＳ２１０、ステップＳ３４０、及びステップＳ４２０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（Ｓ５００）。閾値αとしては、尿素水残量ＮＲが閾値α以下であることに基づいて、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。
【００８２】
そして、尿素水残量ＮＲが閾値αを超えているときには（Ｓ５００：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（Ｓ５００：ＹＥＳ）、運転者などに対する報知処理が実行されて（Ｓ５１０）、本処理は一旦終了される。この報知処理が実行されると、報知器１２は例えば尿素水の補充を促すなどの警告を行う。
【００８３】
上記のような一連の処理を通じて制御装置８０は、タンク２１０内の添加剤残量を算出する算出部として機能するとともに、算出部が算出した添加剤残量を記憶しておく記憶部として機能する。
【００８４】
次に、上記一連の処理による作用を説明する。
ステップＳ１００では、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、同レベルセンサ値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。
【００８５】
一方で、レベルセンサ値Ｌが大きく変動しており安定していない場合には（Ｓ１００：ＮＯ）には、ステップＳ２００にてレベルセンサ値Ｌに対しなまし処理を実行し、なまし処理後レベルセンサ値ＬＮを算出する。その後、ステップＳ２１０にてなまし処理後レベルセンサ値ＬＮに基づいて尿素水残量ＮＲを算出することで、レベルセンサ値Ｌが大きく変動しており安定していない場合であっても、尿素水残量ＮＲの算出が実行される。
【００８６】
ところで、車両の傾きがレベルセンサ値Ｌに与える影響は、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量によって変化する。したがって、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量によっては、レベルセンサ値Ｌを参照して尿素水残量ＮＲの算出処理を実行しても、正確な値を算出できない可能性がある。
【００８７】
これに対して、本実施形態では、ステップＳ３１０にてレベルセンサ値Ｌに基づき加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘを算出する。そして、ステップＳ３２０、Ｓ３３０にて、車両前後方向及び車両左右方向の加速度検出値がいずれも加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙにて定義される実行範囲内にあると判定されるときは、ステップＳ３４０にてレベルセンサ値Ｌに基づいて尿素水残量ＮＲの算出処理が実行される。つまり、尿素水の残量が変化しても、その残量の変化を加味した実行範囲を設定することができ、加速度センサ２５ａ，２５ｂによって検出された加速度が、設定された実行範囲内であるか否かに応じて、検出されたレベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理の実行可否が決定される。
【００８８】
また、本実施形態のステップＳ３１０における加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘは、レベルセンサ値Ｌが最も低い値である「０」付近、つまりタンク２１０内の尿素水残量が少ないと考えられる場合には、レベルセンサ値Ｌが高いとき、つまりタンク２１０内に尿素水がたくさん貯留されている場合と比較して、加速度判定値を小さな値としている。つまり、尿素水が少ないと考えられる場合と比較して、尿素水がたくさん貯留されている場合において、より実行範囲は広く設定されている。
【００８９】
また、ステップＳ３１０における加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘは、水平時の尿素水の実残量とレベルセンサ値Ｌから算出される尿素水残量ＮＲとの乖離が設定された誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を割り出し、この傾斜角度から加速度判定値を算出したものである。レベルセンサ値Ｌを参照した算出処理は水平時を想定してレベルセンサ値Ｌから尿素水残量ＮＲを算出するものであるため、水平時のレベルセンサ値Ｌから算出された尿素水残量ＮＲが実際の残量に相当する。
【００９０】
そのため、このように加速度判定値を設定することで、加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘによって上限及び下限が設定される実行範囲は、算出処理を通じて算出される尿素水残量ＮＲを算出と実際の残量との乖離が一定の範囲内に収まる加速度の範囲、すなわち尿素水残量ＮＲの誤差が一定の範囲内に収まる加速度の範囲となる。
【００９１】
ステップＳ３２０、ステップＳ３３０を通じて尿素水残量ＮＲの誤差が一定の範囲内に収まると判定されるときに、ステップＳ３４０にてレベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理が行われる。
【００９２】
ステップＳ４２０では、尿素水残量ＮＲを更新するに際して、前回更新された尿素水残量ＮＲから添加量積算値ＮＳを減算する。つまり、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。したがって、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理を実行しない場合であっても（Ｓ３００：ＹＥＳ、Ｓ３２０：ＮＯ、Ｓ３３０：ＮＯ）、前回の尿素水残量ＮＲから添加量積算値ＮＳを減算することによって残量は算出される。
【００９３】
ステップＳ５００では、ステップＳ２１０、ステップＳ３４０、及びステップＳ４２０のいずれかで尿素水残量ＮＲが更新されたのち、更新された後の最新の尿素水残量ＮＲが閾値α以下であるか否かを判定し、尿素水残量ＮＲが閾値α以下のときには（Ｓ５００：ＹＥＳ）、運転者などに対する報知処理を実行するように構成している。これにより、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が低下している場合には、運転者に対して報知処理が実行される。
【００９４】
また、加速度センサ２５ａ，２５ｂに異常が生じている場合には、ステップＳ３１０、ステップＳ３２０で実行される加速度センサ値ＧＳａ，ＧＳｂを使った加速度判定ができなくなる。そこで、ステップＳ１１０にて加速度センサ２５ａ，２５ｂに異常が生じていると判定されるときは（Ｓ１１０：ＮＯ）、ステップＳ４００やステップＳ４１０の判定処理により、尿素水の液面が水平状態で安定しているか否かを判断している。これにより、加速度センサ２５ａ，２５ｂに異常が生じていても、ステップＳ３４０にて尿素水残量ＮＲが適切に更新される。
【００９５】
また、車両が急加速もしくは急減速しているときに、ステップＳ３２０、Ｓ３３０にて加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘを用いた加速度判定を実行すると、本実施形態における加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘが停止時の車両を想定して設定された値であることから、誤判定をしてしまう可能性がある。その点、本実施形態においては、ステップＳ３００にて車両が急加速もしくは急減速しているときはステップＳ３２０、Ｓ３３０を実行しないように構成している。
【００９６】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）車両が傾くと鉛直方向に対する加速度センサ２５ａ，２５ｂの傾きも変化する。そのため、加速度センサ２５ａ，２５ｂに作用する重力の方向は車両の傾きに応じて変化し、加速度センサ２５ａ，２５ｂによって検出される加速度センサ値ＧＳａ，ＧＳｂは車両の傾きに応じて変化する。したがって、加速度センサ値ＧＳａ，ＧＳｂの大きさを参照すれば、車両の傾き、すなわち、尿素水を貯留しているタンク２１０の傾きを把握することができる。
【００９７】
こうした関係を利用して上記実施形態では、加速度を指標にした実行範囲を設定し、加速度センサ値ＧＳａ，ＧＳｂが実行範囲内であるときに、レベルセンサ２５０によって検出されたレベルセンサ値Ｌを参照して尿素水の残量を算出する算出処理を実行する。これにより、タンク２１０内での尿素水の偏りがレベルセンサ２５０の検出値に与える影響が大きく、レベルセンサ値Ｌによって尿素水の残量を適切に算出できないような状況下でレベルセンサ値Ｌを参照する算出処理が実行されてしまうことを抑制することができる。
【００９８】
なお、高い精度で残量を算出するために、レベルセンサ値Ｌから算出される尿素水残量ＮＲと実際の残量との乖離が非常に小さくなる状態のときにのみレベルセンサ値Ｌを参照する算出処理が行われるように狭い実行範囲を設定すると、算出処理が実行されにくくなってしまう。その一方で、算出処理の実行機会を確保しようとして広い実行範囲を設定すると、レベルセンサ値Ｌから算出される尿素水残量ＮＲと実際の残量との乖離が大きくなる状態のときにもレベルセンサ値Ｌを参照した算出処理が実行されてしまい、尿素水残量ＮＲの算出精度が低下する。そのため、実行範囲を設定する際には、車両の傾きがレベルセンサ２５０の検出値であるレベルセンサ値Ｌに与える影響の度合いに合わせて適切な広さの実行範囲を設定する必要がある。
【００９９】
しかし、車両の傾きがレベルセンサ値Ｌに与える影響は尿素水の残量に応じて変化する。そのため、所定の残量のときに最適な広さになるように最適化した実行範囲を設定したとしても、尿素水が消費されて残量が変化すると、実行範囲の広さが適切ではなくなってしまう。
【０１００】
これに対して、上記実施形態では、レベルセンサ２５０によって検出されたレベルセンサ値Ｌに応じて実行範囲が設定される。そのため、尿素水が消費されて尿素水の残量が変化しても、その残量の変化を加味した実行範囲がその都度設定されるようになる。したがって、尿素水の残量の変化によって実行範囲が適切でなくなってしまうことを抑制することができる。
【０１０１】
すなわち、上記実施形態によれば、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量が変化しても、好適にレベルセンサ２５０の検出値であるレベルセンサ値Ｌを用いて尿素水の残量を算出することができる。
【０１０２】
（２）加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘの設定においては、レベルセンサ値Ｌが最も低い値である「０」付近であるとき、つまりタンク２１０内の尿素水残量が少ないと考えられる場合には、レベルセンサ値Ｌが高いとき、つまりタンク２１０内に尿素水がたくさん貯留されている場合と比較して、加速度判定値を小さな値としている。これにより、レベルセンサ値Ｌが第１のレベル閾値である「８」以上のときには、レベルセンサ値Ｌが第２のレベル閾値である「２」未満のときに比して、実行範囲が広く設定される。
【０１０３】
そのため、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量が少なく、タンク２１０内に尿素水が残っているにも拘わらずレベルセンサ値Ｌが液面の高さが最も低いことを示す値である「０」になってしまうおそれのある状態のときに、そのレベルセンサ値Ｌを参照して残量を算出してしまうことを抑制することができる。その一方で、タンク内に貯留されている尿素水の残量が多く、車両の傾きが生じたとしても、レベルセンサ２５０に触れる位置に添加剤が存在していると考えられる状態のときには、レベルセンサ値Ｌを参照して残量を算出する機会を確保することができる。
【０１０４】
（３）算出された最新の尿素水残量ＮＲが閾値α以下のときには、運転者などに対する報知処理を実行するように構成している。これにより、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が低下している場合には、運転者に対して報知処理を実行することができる。
【０１０５】
（４）レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理を実行しない場合に、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剤の総量を、前回更新された尿素水残量ＮＲから減算することで、尿素水残量ＮＲを算出する。これにより、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理を実行しない場合であっても、前回の尿素水残量ＮＲから添加量積算値ＮＳを減算することによって尿素水残量ＮＲを算出することができる。
【０１０６】
（５）加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘは、水平時の尿素水の実残量に対して設定された誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を割り出し、この傾斜角度から加速度判定値を算出したものを設定している。したがって、このように加速度判定値を設定することで、尿素水残量ＮＲの誤差が一定の範囲内に収まると判定されるときに、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理が行われるようになり、一定の範囲を超える大きな誤差を含む尿素水残量ＮＲの算出が行われてしまうことを抑制することができる。
【０１０７】
（６）加えて、加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘは、レベルセンサ値Ｌを引数にして読み出す演算マップによって設定される。したがって、検出したレベルセンサ値Ｌに適した加速度判定値を演算マップから設定することで、尿素水残量ＮＲの誤差が一定の範囲内に収まると判定されるときに、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理を行うことができる。
【０１０８】
（７）車両前後方向の加速度検出値である加速度センサ値ＧＳａと車両左右方向の加速度検出値である加速度センサ値ＧＳｂの二方向の加速度検出値に基づいて、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理の実行可否を判定している。そのため、加速度センサ２５ａ，２５ｂによって、車両のピッチングとローリングを検出することができる。
【０１０９】
したがって、一方向の加速度に基づいてレベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理の実行可否を決定する場合と比較して、車両の傾きがレベルセンサ値Ｌに与える影響をより的確に考慮して、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理を実行することができる。
【０１１０】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、図６のステップＳ３１０における加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘとして、図７，８に示す演算マップから算出される値を用いたが、これに限らず別の算出方法を採用してもよい。その一例として、図９の演算マップを示す。
【０１１１】
図９に示す演算マップは、引数となるレベルセンサ値Ｌに対する加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘを示した表である。ここで、図７，８の演算マップとの違いは、レベルセンサ値Ｌがある数値範囲毎に、一定の値として定義されていることにある。例えば、引数であるレベルセンサ値Ｌが「２≦Ｌ＜４」の数値範囲にあるときには、加速度判定値Ｂとして１．００ｍ／ｓ２が算出される。これらの数値は図７，８の演算マップと同様、図４，５から水平時の尿素水の実残量に対して設定された誤差の許容範囲内に収まる傾斜角度を割り出し、この傾斜角度から加速度判定値を算出して設定される。
【０１１２】
・ステップＳ３１０にて、車両前後方向の加速度及び車両左右方向の加速度において、それぞれ別々の加速度判定値Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｘを採用したが、この限りではなく、例えば一つの加速度判定値によって車両前後左右すべての方向の実行範囲を定義してもよい。この変更例が採用される例としては、タンクの形状が前後左右対称な形で形成されており、レベルセンサがそのタンクの中央位置に設置されているなどして、加速度の方向に液面の傾斜角度や加速度の影響が依存しない場合、又はその影響度合いが小さい場合などが考えられる。
【０１１３】
・また、図７，８に本実施形態の演算マップを示したが、必ずしも同様の演算マップを採用する必要はない。使用する演算マップはタンクの形状によって種々変更が可能である。また、演算マップを作成する場合は、図４，５に示すように、車両の傾斜角度に応じた特性を適宜計測することで、前述の算出方法を用いてタンクの形状に即した演算マップを作成することが可能である。
【０１１４】
・ステップＳ３００にて、急加速もしくは急減速しているか否かを判定するようにしたが、この処理を必ずしも行う必要はない。例えば、ある程度の車両の加減速を許容してもよい場合には、ステップＳ３００の処理を省略するようにしてもよい。
【０１１５】
・算出された最新の尿素水残量ＮＲが閾値α以下のときには、運転者などに対する報知処理が実行するように構成したが、必ずしも報知処理を実行するものでなくてもよい。例えば、代わりに算出した尿素水残量ＮＲを参照して尿素水の添加量を変更する、尿素水残量ＮＲから尿素水の欠乏を判断し、その後のエンジン始動を禁止する、尿素水残量ＮＲから尿素水の補充が完了したことを判定する、又はその補充完了判定後に報知処理を解除する、など種々の変更例を採用してもよい。
【０１１６】
・車両前後方向の加速度検出値である加速度センサ値ＧＳａと車両左右方向の加速度検出値である加速度センサ値ＧＳｂの二方向の加速度センサ値に基づいて、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理の実行可否を判定したが、必ずしも二方向の加速度センサ値に基づいて判定する必要はない。すなわち、ステップＳ３２０及びステップＳ３３０のどちらか一方のみに基づいて、レベルセンサ値Ｌを参照する残量の算出処理の実行可否を判定してもよい。また、その場合はステップＳ３１０の加速度判定値も必要な閾値のみ算出すればよい。
【０１１７】
・検出する加速度の方向を車両前後方向と左右方向の二方向としたが、必ずしもその限りでなくてもよい。例えば、車両上下方向に対して垂直な方向であり、且つ互いに直交する二方向の加速度を検出し、これら２つの方向の加速度から前後左右の加速度を算出するように構成してもよい。また、ある第１の方向と第１の方向に対して垂直な第２の方向の加速度を検出するように構成してもよい。なお、車両のピッチングやローリングを検出する上では、車両上下方向に対して垂直な方向であり、且つ互いに直交する二方向の加速度を検出するように構成することが好ましい。
【０１１８】
・本実施形態における加速度センサは車両前後方向を検出する加速度センサ２５ａと車両左右方向を検出する加速度センサ２５ｂの二つを備える実施形態を示したが、これに限らず、例えば複数方向の加速度を検出可能な加速度センサを一つ備えるように変更してもよい。
【０１１９】
・第１のレベル閾値を「８」にし、第２のレベル閾値を「２」にしてレベルセンサ値Ｌが第１のレベル閾値以上のときには、レベルセンサ値Ｌが第２のレベル閾値未満のときに比して、実行範囲を広く設定する構成を例示した。これに対して、各レベル閾値の値は適宜変更することができる。少なくとも、レベルセンサ値Ｌが第１のレベル閾値以上のときには、第１のレベル閾値よりも小さい第２のレベル閾値未満のときよりも実行範囲を広く設定していればよい。こうした構成を採用すれば、タンク２１０内に尿素水が残っているにも拘わらずレベルセンサ値Ｌが液面の高さが最も低いことを示す値である「０」になってしまうおそれのある状態のときに、そのレベルセンサ値Ｌを参照して残量を算出してしまうことを抑制することができる。その一方で、タンク２１０内に貯留されている尿素水の残量が多く、車両の傾きが生じたとしても、レベルセンサ２５０に触れる位置に尿素水が存在していると考えられる状態のときには、レベルセンサ値Ｌを参照して残量を算出する機会を確保することができる。
【０１２０】
・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、この他の添加剤の残量を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
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、１２…報知器、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、２５ａ…加速度センサ、２５ｂ…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、２５１…フロート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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