(57)【要約】【課題】残量検出処理の実行を通じて求められたタンク内の尿素水の残量が不正確になることを抑制する。【解決手段】電子制御装置１１は、車高調整装置４によって調整された車高が高いときには低いときよりも、タンク９内の液位に基づき同タンク９内の尿素水の残量を求める残量検出処理の実行条件を成立しにくい条件に変える。こうした実行条件の変更により、車高が高くタンク９内の液面の揺れが収まりにくい状況のとき、その揺れが十分に小さくなる前に上記残量検出処理の実行条件が成立することを抑制できる。従って、車高が高くタンク９内の液面の揺れが収まりにくい状況のときでも、その揺れが十分に小さくなってから上記残量検出処理の実行条件を成立させることができる。その結果、上記実行条件の成立に基づき実行された上記残量検出処理を通じてタンク９内の尿素水の残量が求められる際、その求められた残量が不正確な値になることを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車高を調整することが可能な車両に設けられたタンク内の尿素水を内燃機関の排気通路に供給する尿素水供給装置において、
前記タンクに設けられて同タンク内の尿素水の液位を検出する液位センサと、
前記車高を検出する車高検出部と、
予め定められた実行条件が成立したときに前記検出されている液位に基づき同タンク内の尿素水の残量を求める残量検出処理を実行する制御部と、
前記車高が高いときには低いときよりも前記残量検出処理の実行条件を成立しにくい条件に変える条件変更部と、
を備える尿素水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素水供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関として、排気通路に選択還元型のＮＯｘ浄化触媒を設けたものが知られている。このＮＯｘ浄化触媒は、尿素水供給装置からの尿素水の供給を受けて排気中のＮＯｘを還元して浄化する。尿素水供給装置は、車両に設けられたタンク内の尿素水を、内燃機関の排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒よりも上流側の部分に供給する。なお、タンク内における尿素水の残量については、次のような残量検出処理を通じて求めることが考えられる。すなわち、タンク内の尿素水の液位を液位センサによって検出し、その検出された液位に基づいてタンク内の尿素水の残量を求める。
【０００３】
また、特許文献１には、車両の加速度を検出する加速度センサを設けることも記載されている。この加速度センサを利用して、車両の加速時にタンク内の液面が傾斜するとき、上記残量検出処理において、求められたタンク内の尿素水の残量に対し、車両の加速度から求められるタンク内の液面の傾斜角度分の補正を加えることにより、その残量が上記液面の傾斜に起因して不適正な値にならないようにすることも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２９７４５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、車両は、サスペンションやタイヤ等の弾性部品を介して路面上に支持されているため、走行している状態からの停止時、並びに、加速時及び旋回時などには、サスペンションやタイヤ等の弾性によって揺れが生じる。こうした車両の揺れが大きいときにはタンク内での液面の揺れも大きくなり、その液面の揺れが小さくなるまでは上記残量検出処理によってタンク内の尿素水の残量を正しく求めることができない。このことに対処するため、上記残量検出処理の実行条件として液面の上記揺れが小さいと判断できる状況であるという実行条件を設定することにより、上記残量検出処理の実行を通じてタンク内の尿素水の残量を求める際、その残量が正しく求められるようにすることが考えられる。
【０００６】
ただし、車高を任意に調整することができる車両の場合、調整された車高に応じて車両に設けられたタンクの揺れやすさが変わる。すなわち、車高が高くなるほどタイヤと路面との接触部分からタンクまでの距離が長くなるため、上述したように車両（タンク）の揺れが大きくなりやすくなる。その結果、タンク内での液面の揺れが大きくなり、上記車液面の揺れが収まりにくくなって、その揺れが小さくなるのに時間がかかるようになる。従って、車高が高く調整されているときには、上記残量検出処理の実行条件の成立に基づき同残量検出処理を実行したとき、液面の揺れが十分に小さくなっておらず、上記残量検出処理の実行を通じて求められたタンク内の尿素水の残量が不正確な値になるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、残量検出処理の実行を通じて求められたタンク内の尿素水の残量が不正確になることを抑制できる尿素水供給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尿素水供給装置は、車高を調整することが可能な車両に設けられたタンク内の尿素水を内燃機関の排気通路に供給するものであって、タンクに設けられて同タンク内の尿素水の液位を検出する液位センサと、車高を検出する車高検出部と、を備える。更に、同装置は、予め定められた実行条件が成立したときに上記検出されている液位に基づき同タンク内の尿素水の残量を求める残量検出処理を実行する制御部、及び、車高が高いときには低いときよりも上記残量検出処理の実行条件を成立しにくい条件に変える条件変更部も備える。
【０００９】
車高が高くなるほど、タイヤと路面との接触部分からタンクまでの距離が長くなるため、走行している状態からの停止時、並びに、加速時及び旋回時などに車両の揺れが生じたとき、その揺れが大きくなりやすくなる。こうした車両の揺れが大きくなるほどタンク内の液面の揺れも大きくなる。その結果、タンク内での液面の揺れが収まりにくくなって、その揺れが小さくなるのに時間がかかるようになる。仮に、このようにタンク内の液面の揺れが収まりにくい状況のもと、その揺れが十分に小さくなる前に上記残量検出処理が実行されたとすると、同処理の実行によって求められたタンク内の尿素水の残量が不正確な値になるおそれがある。
【００１０】
しかし、上記構成によれば、上記条件変更部により、車高が高いときには低いときよりも上記残量検出処理の実行条件が成立しにくい条件に変えられるため、車高が高くタンク内の液面の揺れが収まりにくい状況のとき、その揺れが十分に小さくなる前に上記残量検出処理の実行条件が成立することを抑制できる。従って、車高が高くタンク内の液面の揺れが収まりにくい状況のときでも、その揺れが十分に小さくなってから上記残量検出処理の実行条件を成立させることができる。その結果、上記実行条件の成立に基づき実行された上記残量検出処理を通じてタンク内の尿素水の残量が求められる際、その求められた残量が不正確な値になることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】尿素水供給装置が適用される車両全体を示す略図。
【図２】タンク内の尿素水の残量を求める残量検出処理の実行手順を示すフローチャート。
【図３】タンク内の尿素水の残量を求める残量検出処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、尿素水供給装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示される車両１は、サスペンション２及びタイヤ３によって路面上に指示されており、車高を調整するための車高調整装置４を備えている。車高調整装置４は、その動作モードをユーザーの要求に応じて固定モードと可変モードとの間で切り換えることが可能となっている。動作モードを固定モードとしたときの車高調整装置４は、車高を予め定められたデフォルト値に調整する。一方、動作モードを可変モードとしたときの車高調整装置４は、車高を上記デフォルト値とは異なる値に調整することが可能となっている。なお、この例の可変モードでは、車高がユーザーの要求に応じて上記デフォルト値以外の複数の値のうちのいずれかに調整される。
【００１３】
車両１に搭載される内燃機関５の排気通路６には、尿素水供給装置からの尿素水の供給を受けて排気中のＮＯｘを還元して浄化する選択還元型のＮＯｘ浄化触媒７が設けられている。尿素水供給装置は、排気通路６におけるＮＯｘ浄化触媒７よりも上流側の部分に設けられた添加弁８、及び、タンク９内に溜められた尿素水を添加弁８に供給するポンプ１０を備え、上記添加弁８から排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒７よりも上流側の部分を流れる排気に対し尿素水を添加（噴射）する。この尿素水は排気とともにＮＯｘ浄化触媒７に流される。
【００１４】
また、車両１には、車高調整装置４、添加弁８、及びポンプ１０を駆動制御する電子制御装置１１が搭載されている。この電子制御装置１１には、タンク９に設けられて同タンク９内の尿素水の液位を検出する液位センサ１２、車両１の加速度を検出する加速度センサ１３、及び、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ１４が接続されるほか、車両１の運転状態、内燃機関５の運転状態、及びユーザーからの要求を把握するための各種センサが接続されている。電子制御装置１１は、各種センサからの検出信号に基づき、車両１及び内燃機関５を制御するとともに、車高調整装置４、添加弁８、及びポンプ１０の駆動制御を行う。
【００１５】
ところで、タンク９内の尿素水の残量が少ない状態でポンプ１０を駆動し続けると、タンク９内の尿素水が尽きてポンプ１０がエアを吸い込んでしまい、同ポンプ１０の異常に繋がるおそれがある。また、こうしたポンプ１０の異常が発生することを回避するため、タンク９内の尿素水の残量に余裕がある状態でポンプ１０を停止させると、タンク９内に尿素水が十分に存在するにもかかわらず、添加弁８から尿素水を噴射できなくなるという問題がある。これらのことから、タンク９内の尿素水の残量を正しく把握することが望まれている。
【００１６】
次に、電子制御装置１１を通じて行われるタンク９内の尿素水の残量を求めるための残量検出処理について説明する。なお、残量検出処理を実行するときの電子制御装置１１は、上記残量検出処理を実行するための制御部として機能する。
【００１７】
上記残量検出処理では、液位センサ１２によって検出されるタンク９内の液位に基づきタンク９内の尿素水の残量が求められる。ただし、車両１の揺れ等に起因してタンク９内の液面が揺れるとき、そのタンク９内の液面の揺れが大きい場合には、その揺れが小さくなるまで上記残量検出処理によってタンク９内の尿素水の残量を正しく求めることができない。ちなみに、車両１は、サスペンション２やタイヤ３等の弾性部品を介して路面上に支持されているため、走行している状態からの停止時、並びに、加速時及び旋回時などには、サスペンション２やタイヤ３等の弾性によって揺れが生じる。そして、車両１の揺れが大きいほど、タンク９内での液面の揺れが収まりにくくなる。
【００１８】
このため、タンク９内の液面の揺れが小さいと判断できる状況であるという条件を上記残量検出処理の実行条件として設定し、その実行条件が成立したときに上記残量検出処理を実行してタンク９内の尿素水の残量を求めることが考えられる。しかし、車高調整装置４によって車高が調整される場合、その調整された車高に応じて車両１に設けられたタンク９の揺れやすさが変わる。すなわち、車高が高いほどタイヤ３と路面との接触部分からタンク９までの距離が長くなるため、車両１（タンク９）の揺れが大きくなりやすくなり、タンク９内の液面の揺れが収まりにくくなって、その揺れが小さくなるのに時間がかかるようになる。
【００１９】
こうしたことに対応するため、電子制御装置１１は、車高調整装置４によって調整された車高が高いときには低いときよりも、上記残量検出処理の実行条件を成立しにくい条件に変える。なお、このときの電子制御装置１１は、上記実行条件を変えるための条件変更部として機能する。また、電子制御装置１１は、車高調整装置４を駆動制御する際に同装置４に対して行う動作指令に基づき車高を検出する機能を有しており、その機能を用いる際には車高検出部としての役割を担う。
【００２０】
上記実行条件の変更により、車高が高くタンク９内の液面の揺れが収まりにくい状況のとき、その揺れが十分に小さくなる前に上記残量検出処理の実行条件が成立することを抑制できる。従って、車高が高くタンク９内の液面の揺れが収まりにくい状況のときでも、その揺れが十分に小さくなってから上記残量検出処理の実行条件を成立させることができる。その結果、上記実行条件の成立に基づき実行された上記残量検出処理を通じてタンク９内の尿素水の残量が求められる際、その求められた残量がタンク９内の液面の揺れに起因して不正確な値になることを抑制できる。
【００２１】
次に、上記残量検出処理の実行条件の変更の仕方について、図２及び図３を参照して詳しく説明する。
図２及び図３は、タンク９内の尿素水の残量を求めるための残量検出ルーチンを示すフローチャートである。同ルーチンは、電子制御装置１１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００２２】
電子制御装置１１は、残量検出ルーチンのステップ１０１（図２のＳ１０１）の処理として、加速度センサ１３を用いて車両の加速度をモニタするとともに、その加速度を予め定められた期間に亘って記憶しておく。その後にＳ１０２に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１０２の処理として、車速センサ１４によって検出された車速が「０」であるか否か、言い換えれば車両１が停止しているか否かを判断する。ここで肯定判断であればＳ１０３以降の処理に進む。
【００２３】
残量検出ルーチンにおいて、Ｓ１０３〜Ｓ１０９は車両１の停止中における上記残量処理の実行条件を設定するための処理であり、Ｓ１１０は上記実行条件が成立したか否かを判断するための処理である。車両１の停止中においては、車両１の停止からの経過時間ＴＲが待ち時間Ｔよりも長くなったとき（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、タンク９内の液面の揺れが小さいと判断できる状況であるとの判断を行っている。なお、上記待ち時間Ｔは、走行している車両の停止時にタンク９内の液面の揺れが大きくなったとき、その液面の揺れがタンク９内の尿素水の残量を正確に求めることが可能なほど小さくなるまでに要する時間として定められる。このように待ち時間Ｔを定めることは、Ｓ１０３〜Ｓ１０９の処理を通じて実現される。このＳ１０３〜Ｓ１０９の処理により、車高が高いときには車高が低いときよりも待ち時間Ｔが長くされる。その結果、車高が高いときには車高が低いときよりも上記残量検出処理の実行条件が成立しにくくなる。
【００２４】
電子制御装置１１は、Ｓ１０３の処理として、車両１の停止前の加速度として所定の期間に亘って記憶された加速度のうち、最も大きいものを最大加速度として取り込む。その後、Ｓ１０４に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１０４の処理として、車高がデフォルト値であるか否か、言い換えれば車高調整装置４の動作モードが固定モードであるか否かを判断する。Ｓ１０４で肯定判断であればＳ１０５に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１０５の処理として、車高がデフォルト値である状況のもとで車両１が停止してからタンク９内の油面の揺れが小さくなるまでに要する時間として待ち時間ＴＤを、上記最大加速度に基づき固定モード用のマップを参照して算出する。なお、このマップには、最大加速度と上記待ち時間ＴＤとの関係が規定されている。そして、Ｓ１０５の処理で算出された待ち時間ＴＤは、上記最大加速度が大きくなるほど長い値になる。
【００２５】
電子制御装置１１は、続くＳ１０６の処理として、上記待ち時間ＴＤを待ち時間Ｔとして用いるべく、その待ち時間Ｔに上記待ち時間ＴＤを代入する。その後、Ｓ１１０に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１１０の処理として、車両１の停からの経過時間ＴＲが待ち時間Ｔよりも長いか否かを判断する。ここで肯定判断であれば、上記残量検出処理に相当するＳ１１１及びＳ１１２の処理に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１１１の処理として液位センサ１２を用いてタンク９内の液位を検出し、その液位に基づきタンク９内の尿素水の残量を求め、その求めた残量を記憶する。電子制御装置１１は、こうした残量検出処理を通じてタンク９内の尿素水の残量を求めた後、この残量検出ルーチンを一旦終了する。
【００２６】
また、Ｓ１０４において、車高がデフォルト値でないと判断された場合、言い換えれば車高調整装置４の動作モードが可変モードであると判断された場合には、Ｓ１０７以降の処理に進む。Ｓ１０７〜Ｓ１０９の処理は、車高に応じて待ち時間Ｔを変えるためのものである。電子制御装置１１は、Ｓ１０７の処理として、車高調整装置４に対しなされている動作指令に基づき、同装置４によって調整されている現在の車高を検出する。その後、Ｓ１０８に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１０８の処理として、現在の車高のもとで車両１が停止してからタンク９内の油面の揺れが小さくなるまでに要する時間として待ち時間ＴＮを上記最大加速度に基づき算出する。詳しくは、待ち時間ＴＮと上記最大加速度との関係が規定されたマップを可変モードで調整される車高毎に予め用意しておき、そうしたマップのうち現在の車高に対応したマップを参照して上記最大加速度に基づき待ち時間ＴＮを算出する。Ｓ１０８の処理で算出された待ち時間ＴＮは、上記最大加速度が大きくなるほど長い値になるとともに、車高が高いほど長い値になる。
【００２７】
電子制御装置１１は、続くＳ１０９の処理として、上記待ち時間ＴＮを待ち時間Ｔとして用いるべく、その待ち時間Ｔに上記待ち時間ＴＮを代入する。その後、電子制御装置１１は、上述したＳ１１０〜Ｓ１１２の処理を実行し、この残量検出ルーチンを一旦終了する。
【００２８】
一方、残量検出ルーチンのＳ１０２において、車速センサ１４によって検出された車速が「０」ではないと判断された場合、言い換えれば車両１が走行中であると判断された場合には、図３のＳ１１３以降の処理に進む。Ｓ１１３〜Ｓ１１７の処理は、車両１の走行中における上記残量処理の実行条件を設定するための処理であり、Ｓ１１８は上記実行条件が成立したか否かを判断するための処理である。車両１の走行中においては、車両１の加速度が閾値Ｇよりも小さくなったとき（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、タンク９内の液面の揺れが小さいと判断できる状況であるとの判断を行っている。なお、上記閾値Ｇは、車両が加速するとしてもタンク９内の液面の揺れが尿素水の残量を正確に求めることが可能なほど小さい加速度として定められる。このように閾値Ｇを定めることは、Ｓ１１３〜Ｓ１１７の処理を通じて実現される。このＳ１１３〜Ｓ１１７の処理により、車高が高いときには車高が低いときよりも閾値Ｇが小さくされる。その結果、車高が高いときには車高が低いときよりも上記残量検出処理の実行条件が成立しにくくなる。
【００２９】
電子制御装置１１は、Ｓ１１３の処理として、車高がデフォルト値であるか否か、言い換えれば車高調整装置４の動作モードが固定モードであるか否かを判断する。Ｓ１１３で肯定判断であればＳ１１４に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１１４の処理として、車高がデフォルト値である状況のもとでタンク９内の液面の揺れが尿素水の残量を正確に求めることが可能なほど小さい車両１の加速度である閾値ＧＤを上記閾値Ｇとして用いるべく、その閾値Ｇに上記閾値ＧＤを代入する。この閾値ＧＤとしては、予め実験等により定められた固定値が採用される。
【００３０】
また、Ｓ１１３において、車高がデフォルト値でないと判断された場合、言い換えれば車高調整装置４の動作モードが可変モードであると判断された場合には、Ｓ１１５以降の処理に進む。Ｓ１１５〜Ｓ１１７の処理は、車高に応じて閾値Ｇを変えるためのものである。電子制御装置１１は、Ｓ１１５の処理として、車高調整装置４に対しなされている動作指令に基づき、同装置４によって調整されている現在の車高を検出する。その後、Ｓ１１６に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１１６の処理として、現在の車高のもとでタンク９内の油面の揺れが残量を正確に求めることができるほど小さい車両１の加速度として閾値ＧＮを算出する。詳しくは、閾値ＧＮと車高との関係が規定されたマップを参照して、現在の車高に基づき閾値ＧＮを算出する。Ｓ１１６の処理で算出された閾値ＧＮは、現在の車高が高いほど小さい値になる。
【００３１】
Ｓ１１４もしくはＳ１１７の処理が行われた後、Ｓ１１８に進む。電子制御装置１１は、Ｓ１１８の処理として、車両１の加速度が閾値Ｇよりも小さいか否かを判断する。ここで否定判断であれば、電子制御装置１１は、残量検出ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ１８の処理で車両１の加速度が閾値Ｇよりも小さいと判断された場合、電子制御装置１１は、上述したＳ１１０〜Ｓ１１２（図２）の処理を実行した後、残量検出ルーチンを一旦終了する。
【００３２】
次に、尿素水供給装置の作用について説明する。
車高調整装置４によって調整された車高が高いときには低いときよりも、上記残量検出処理の実行条件が成立しにくい条件に変えられる。すなわち、車両１の停止中には経過時間ＴＲが待ち時間Ｔよりも長いことに基づいて上記実行条件が成立するが、車高が高いときには車高が低いときよりも待ち時間Ｔが長くされる。また、車両１の走行中には車両１の加速度が閾値Ｇよりも小さいことに基づいて上記実行条件が成立するが、車高が高いときには車高が低いときよりも閾値Ｇが小さくされる。これらの実行条件の変更により、車高が高くタンク９内の液面の揺れが収まりにくい状況のとき、その揺れが十分に小さくなる前に上記残量検出処理の実行条件が成立することを抑制できる。従って、車高が高くタンク９内の液面の揺れが収まりにくい状況のときでも、その揺れが十分に小さくなってから上記残量検出処理の実行条件を成立させることができる。その結果、上記実行条件の成立に基づき実行された上記残量検出処理を通じてタンク９内の尿素水の残量が求められる際、その求められた残量がタンク９内の液面の揺れに起因して不正確な値になることを抑制できる。
【００３３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）残量検出処理の実行を通じて求められたタンク９内の尿素水の残量が不正確になることを抑制できる。
【００３４】
仮に、上記求められた残量が正しい値よりも多くなり、その求められた残量に基づきポンプ１０を駆動すると、タンク９内の尿素水が尽きてからもポンプ１０の駆動が続けられるおそれがある。この場合、ポンプ１０にエアが吸い込まれて同ポンプ１０の異常の原因になる。しかし、こうしたことを原因とするポンプ１０の異常の発生を抑制することができる。
【００３５】
また仮に、上記求められた残量が正しい値よりも少なくなり、その求められた残量に基づきポンプ１０を駆動すると、タンク９内の尿素水の残量に余裕がある状態で同タンク９内の残量が尽きたと判断されるおそれがある。そして、こうした判断に基づいてポンプ１０を停止させると、タンク９内に尿素水が十分に存在するにもかかわらず、添加弁８から尿素水を噴射できなくなるという問題がある。こうした問題の発生を抑制することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・待ち時間ＴＤ，ＴＮの算出については、マップを参照して算出する代わりに、計算式を用いて算出するようにしてもよい。
【００３７】
・閾値ＧＮの算出については、マップを参照して算出する代わりに、計算式を用いて算出するようにしてもよい。
・車両１の停止中における上記残量検出処理の実行条件の変更と、車両１の走行中における上記残量検出処理の実行条件の変更とのうち、いずれか一方のみを実施するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…車両、２…サスペンション、３…タイヤ、４…車高調整装置、５…内燃機関、６…排気通路、７…ＮＯｘ浄化触媒、８…添加弁、９…タンク、１０…ポンプ、１１…電子制御装置、１２…液位センサ、１３…加速度センサ、１４…車速センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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