(57)【要約】【課題】品質センサの検出精度の低下を抑制できる尿素水タンクユニットの異常検出方法及び異常検出システムを提供する。【解決手段】尿素水タンクユニット１は、尿素水タンク１０と、尿素水タンク１０内に配置されるヒータ２０と、品質センサ３０とを備える。品質センサ３０は、尿素水タンク１０内に配置されるセンサ本体３１と、尿素水タンク１０内でセンサ本体３１の近傍に配置される温度検出部３３とを有する。尿素水タンクユニット１の異常検出方法は、ヒータ２０に所定の通電条件で通電しながら、温度検出部３３によって検出される温度の温度上昇幅ΔＴを取得する第１ステップＳ１０１と、温度上昇幅ΔＴと、尿素水タンク１０内の状態に基づいて設定される閾値Ｇとを比較する第２ステップＳ１０２と、温度上昇幅ΔＴが閾値Ｇよりも大きい場合に、ヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が不良であると判断する第３ステップＳ１０４とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水を貯留可能な尿素水タンクと、可撓性を有して前記尿素水タンク内に配置され、通電により発熱するヒータと、前記尿素水タンクに貯留される前記尿素水の濃度を検出する品質センサとを備える尿素水タンクユニットの異常検出方法であって、
前記品質センサは、前記尿素水タンク内に配置され、超音波の伝播速度を検出するセンサ本体と、前記尿素水タンク内で前記センサ本体の近傍に配置され、前記尿素水の温度を検出する温度検出部とを有し、
前記ヒータに所定の通電条件で通電しながら、前記温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を取得する第１ステップと、
前記温度上昇幅と、前記尿素水タンク内の状態に基づいて設定される閾値とを比較する第２ステップと、
前記温度上昇幅が前記閾値よりも大きい場合に、前記ヒータの前記品質センサに対する相対位置関係が不良であると判断する第３ステップとを備えていることを特徴とする尿素水タンクユニットの異常検出方法。
【請求項２】
前記尿素水タンクユニットは、前記尿素水タンクに貯留される前記尿素水を外部に供給する電動ポンプを備え、
前記電動ポンプは、前記尿素水タンクの底部に貫設された挿通穴を通過して前記尿素水タンク内に配置される吸入部を有し、
前記ヒータは、一端側が通電用の電気配線とともに前記吸入部に固定され、他端側が前記吸入部から離間する方向に延在するリボンヒータである請求項１記載の尿素水タンクユニットの異常検出方法。
【請求項３】
前記第２ステップでは、前記閾値として、前記尿素水タンク内が空の状態に対応して設定される第１閾値を用いる請求項１又は２記載の尿素水タンクユニットの異常検出方法。
【請求項４】
前記第２ステップでは、前記閾値として、前記尿素水タンク内に前記尿素水が貯留されている状態に対応して設定される第２閾値を用いる請求項１又は２記載の尿素水タンクユニットの異常検出方法。
【請求項５】
尿素水を貯留可能な尿素水タンクと、可撓性を有して前記尿素水タンク内に配置され、通電により発熱するヒータと、前記尿素水タンクに貯留される前記尿素水の濃度を検出する品質センサと、前記ヒータ及び前記品質センサを制御する制御部とを備える尿素水タンクユニットの異常検出システムであって、
前記品質センサは、前記尿素水タンク内に配置され、超音波の伝播速度を検出するセンサ本体と、前記尿素水タンク内で前記センサ本体の近傍に配置され、前記尿素水の温度を検出する温度検出部とを有し、
前記制御部は、前記ヒータに所定の通電条件で通電しながら、前記温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を取得する第１ステップと、
前記温度上昇幅と、前記尿素水タンク内の状態に基づいて設定される閾値とを比較する第２ステップと、
前記温度上昇幅が前記閾値を超える場合に、前記ヒータの前記品質センサに対する相対位置関係が不良であると判断する第３ステップとを実行可能に構成されていることを特徴とする尿素水タンクユニットの異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は尿素水タンクユニットの異常検出方法及び異常検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているような尿素水タンクユニットは、尿素水タンクと品質センサとを備えている。尿素水タンクは、尿素水を貯留可能である。品質センサは、センサ本体と温度検出部とを有している。センサ本体は、尿素水タンク内に配置され、超音波の伝播速度を検出する。温度検出部は、尿素水タンク内でセンサ本体の近傍に配置され、尿素水の温度を検出する。品質センサは、検出した超音波の伝播速度及び尿素水の温度に基づいて、尿素水タンクに貯留される尿素水の濃度を検出する。
【０００３】
この尿素水タンクユニットは、例えば、ディーゼルエンジン等を搭載する車両に搭載され、排気ガス浄化装置に尿素水を供給する。
【０００４】
また、特許文献１には開示されていないが、このような尿素水タンクユニットは、可撓性を有して尿素水タンク内に配置されるヒータを備え得る。この場合、寒冷環境下で尿素水が凍結したとしても、ヒータが通電により発熱し、尿素水を解凍する。その結果、この尿素水タンクユニットは、寒冷環境下でも、排気ガス浄化装置に尿素水を安定して供給できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１１８０５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなヒータを備えた従来の尿素水タンクユニットでは、組付作業時や、尿素水タンクユニットが搭載された車両の走行時等において、ヒータが過度に撓んで、ヒータの品質センサに対する相対位置関係が不良となるおそれがある。そして、尿素水タンク内に配置されたヒータの状態を目視で確認し難いことから、そのような不良が存在したままで品質センサの濃度検出動作が行われるおそれがある。この場合、センサ本体が検出する超音波がヒータによって阻害されたり、品質センサの温度検出部周辺の温度がヒータによって変化したりして、品質センサの検出精度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、品質センサの検出精度の低下を抑制できる尿素水タンクユニットの異常検出方法及び異常検出システムを提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の尿素水タンクユニットの異常検出方法は、尿素水を貯留可能な尿素水タンクと、可撓性を有して前記尿素水タンク内に配置され、通電により発熱するヒータと、前記尿素水タンクに貯留される前記尿素水の濃度を検出する品質センサとを備える尿素水タンクユニットの異常検出方法であって、
前記品質センサは、前記尿素水タンク内に配置され、超音波の伝播速度を検出するセンサ本体と、前記尿素水タンク内で前記センサ本体の近傍に配置され、前記尿素水の温度を検出する温度検出部とを有し、
前記ヒータに所定の通電条件で通電しながら、前記温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を取得する第１ステップと、
前記温度上昇幅と、前記尿素水タンク内の状態に基づいて設定される閾値とを比較する第２ステップと、
前記温度上昇幅が前記閾値よりも大きい場合に、前記ヒータの前記品質センサに対する相対位置関係が不良であると判断する第３ステップとを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の尿素水タンクユニットの異常検出方法では、第１ステップにおいて、ヒータに所定の通電条件で通電しながら、温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を取得する。次いで、第２ステップにおいて、温度上昇幅と、尿素水タンク内の状態に基づいて設定される閾値とを比較する。そして、第３ステップにおいて、温度上昇幅が閾値よりも大きい場合に、ヒータの品質センサに対する相対位置関係が不良であると判断する。
【００１０】
こうして、ヒータがセンサ本体における超音波の伝播経路に交差又は接近する状態や、ヒータが品質センサの温度検出部に接触又は接近する状態等、ヒータの品質センサに対する相対位置関係の不良を目視によることなく確認できる。
【００１１】
そして、ヒータの品質センサに対する相対位置関係が不良であるという判断が尿素水タンクユニットの組付作業時になされた場合、組付作業のやり直し等によって、出荷前にその不良を解消できる。また、その判断が車両の走行時になされた場合、車両の整備作業によって、その不良を解消できる。その結果、センサ本体が超音波の伝播速度を検出する際の超音波の伝播がヒータによって阻害され難く、また、品質センサの温度検出部周辺の温度がヒータによって変化し難い。
【００１２】
したがって、本発明の尿素水タンクユニットの異常検出方法によれば、品質センサの検出精度の低下を抑制できる。
【００１３】
尿素水タンクユニットは、尿素水タンクに貯留される尿素水を外部に供給する電動ポンプを備えていることが望ましい。電動ポンプは、尿素水タンクの底部に貫設された挿通穴を通過して尿素水タンク内に配置される吸入部を有していることが望ましい。そして、ヒータは、一端側が通電用の電気配線とともに吸入部に固定され、他端側が吸入部から離間する方向に延在するリボンヒータであることが望ましい。この場合、リボンヒータは、尿素水タンクの底部に沿って、電動ポンプの吸入部から離間する方向に延在し、他端側が自由端となる。このため、リボンヒータの他端側がめくれる等、過度に撓むおそれがあるので、本発明の作用効果を確実に享受できる。
【００１４】
第２ステップでは、閾値として、尿素水タンク内が空の状態に対応して設定される第１閾値を用いることが望ましい。この場合、尿素水タンクユニットの組付作業時に、第１〜第３ステップによる異常検出を好適に実施できる。
【００１５】
第２ステップでは、閾値として、尿素水タンク内に尿素水が貯留されている状態に対応して設定される第２閾値を用いることが望ましい。この場合、尿素水タンクユニットが搭載された車両の走行時に、第１〜第３ステップによる異常検出を好適に実施できる。
【００１６】
本発明の尿素水タンクユニットの異常検出システムは、尿素水を貯留可能な尿素水タンクと、可撓性を有して前記尿素水タンク内に配置され、通電により発熱するヒータと、前記尿素水タンクに貯留される前記尿素水の濃度を検出する品質センサと、前記ヒータ及び前記品質センサを制御する制御部とを備える尿素水タンクユニットの異常検出システムであって、
前記品質センサは、前記尿素水タンク内に配置され、超音波の伝播速度を検出するセンサ本体と、前記尿素水タンク内で前記センサ本体の近傍に配置され、前記尿素水の温度を検出する温度検出部とを有し、
前記制御部は、前記ヒータに所定の通電条件で通電しながら、前記温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を取得する第１ステップと、
前記温度上昇幅と、前記尿素水タンク内の状態に基づいて設定される閾値とを比較する第２ステップと、
前記温度上昇幅が前記閾値を超える場合に、前記ヒータの前記品質センサに対する相対位置関係が不良であると判断する第３ステップとを実行可能に構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の尿素水タンクユニットの異常検出システムでは、制御部が第１〜第３ステップを実行する。より詳しくは、制御部は、第１ステップにおいて、ヒータに所定の通電条件で通電しながら、温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を取得する。次いで、制御部は、第２ステップにおいて、温度上昇幅と、尿素水タンク内の状態に基づいて設定される閾値とを比較する。そして、制御部は、第３ステップにおいて、温度上昇幅が閾値よりも大きい場合に、ヒータの品質センサに対する相対位置関係が不良であると判断する。
【００１８】
そして、ヒータの品質センサに対する相対位置関係が不良であるという判断が尿素水タンクユニットの組付作業時になされた場合、組付作業のやり直し等によって、出荷前にその不良を解消できる。また、その判断が車両の走行時になされた場合、車両の整備作業によって、その不良を解消できる。
【００１９】
したがって、本発明の尿素水タンクユニットの異常検出システムによれば、品質センサの検出精度の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の尿素水タンクユニットの異常検出方法及び異常検出システムによれば、品質センサの検出精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施例の尿素水タンクユニットの異常検出システムの模式断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す模式断面図である。
【図３】図３は、尿素水タンクユニットの組付作業を説明する模式断面図である。
【図４】図４は、図２と同様の断面を示す部分模式断面図であって、ヒータの品質センサに対する相対位置関係が不良である状態を示す図である。
【図５】図５は、図４の矢視Ｚ方向から見た部分模式断面図である。
【図６】図６は、実施例の尿素水タンクユニットの異常検出方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ヒータの通電条件を示すグラフである。
【図８】図８は、温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を示すグラフである。
【図９】図９は、温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を示すグラフである。
【図１０】図１０は、温度検出部によって検出される温度の温度上昇幅を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（実施例）
図１に示す尿素水タンクユニット１は、例えば、ディーゼルエンジン等を搭載する車両に搭載され、尿素水タンク１０に貯留された尿素水Ｗ１を図示しない排気ガス浄化装置に供給するためのものである。図示しない排気ガス浄化装置は、尿素水タンクユニット１から供給された尿素水Ｗ１を高温の排気ガス中に噴射し、加水分解させてアンモニアガスを生成し、内蔵する尿素ＳＣＲ触媒によって、排気ガス中のＮＯｘを水と窒素とに分解する。
【００２４】
実施例の尿素水タンクユニット１の異常検出方法及び異常検出システムは、尿素水タンクユニット１の組付作業時、又は、尿素水タンクユニット１が搭載された車両の走行時に、尿素水タンクユニット１に異常があるか否かを検出するためのものである。先に、尿素水タンクユニット１の具体的構成について説明する。なお、図１に示す上下方向は、尿素水タンクユニット１の組付完了後の姿勢、及び車両に搭載される使用状態の姿勢を基準とする。
【００２５】
図１及び図２に示すように、尿素水タンクユニット１は、尿素水タンク１０、電動ポンプ４０、リボンヒータ２０及び品質センサ３０を備えている。リボンヒータ２０は、本発明の「ヒータ」の一例である。
【００２６】
尿素水タンク１０は、尿素水Ｗ１を貯留可能な貯留室１０Ａが形成された略直方体形状の中空体である。なお、尿素水タンク１０の形状は一例であって、実際には、車両に設けられる搭載スペースに収まるように、尿素水タンク１０の形状が適宜設定される。
【００２７】
本実施例では、尿素水タンク１０は、防錆性、デザインの自由度、量産時の低コスト化、衝突時の安全性等の各種要求性能を満たすため、多層ブロー成形等によって製造される樹脂製タンクである。尿素水タンク１０の壁は不透明となっており、尿素水タンク１０の外部から壁を透して貯留室１０Ａ内の状態を視認できない。
【００２８】
尿素水タンク１０の底部１１は、略水平に延在する略矩形状の壁によって構成されている。底部１１には、挿通穴１３及びセンサ取付穴１４が形成されている。挿通穴１３は、底部１１の中央から下向きに凹む凹部１１Ａに貫設されている。挿通穴１３は、尿素水タンク１０の外部と貯留室１０Ａとを連通する丸穴である。センサ取付穴１４は、底部１１の一方の短辺に近い位置に貫設されている。センサ取付穴１４も、尿素水タンク１０の外部と貯留室１０Ａとを連通する丸穴である。センサ取付穴１４は、挿通穴１３よりも小径である
【００２９】
なお、図示は省略するが、尿素水タンク１０の上部には、貯留室１０Ａに尿素水Ｗ１を補充するための補充口と、補充口を塞ぐキャップとが設けられている。
【００３０】
電動ポンプ４０は、基部４３及び吸入部４１を有している。基部４３は、挿通穴１３よりも大径の略円柱体である。基部４３は、尿素水タンク１０の凹部１１Ａに下から取り付けられている。吸入部４１は、基部４３の上端部に接続し、上向きに突出する段付き円柱体である。吸入部４１は、挿通穴１３を通過し、貯留室１０Ａに進入している。吸入部４１の外周面は、凹部１１Ａの内周面との間に隙間を有している。吸入部４１の上部分には、挿通穴１３よりも小径の略円柱体であるヒータ固定部４２が形成されている。ヒータ固定部４２は、尿素水タンク１０の底部１１よりも上方の位置まで突出している。
【００３１】
図１に示すように、基部４３には、ポンプ機構Ｐ、ポンプ機構Ｐを駆動する図示しない電動モータ、及び駆動用の電気配線４７が内蔵されている。基部４３の外周面には、コネクタ４０Ｃが設けられている。駆動用の電気配線４７は、図示しない電動モータとコネクタ４０Ｃとを接続する。基部４３の下端部には、供給配管４５が接続される。吸入部４１におけるヒータ固定部４２よりも下方に位置する外周面には、凹部１１Ａ内で開口する吸入口４１Ｈが形成されている。
【００３２】
電動ポンプ４０は、コネクタ４０Ｃ及び駆動用の電気配線４７を経由して図示しない電動モータに通電されることにより、ポンプ機構Ｐを作動させる。ポンプ機構Ｐが作動すると、貯留室１０Ａに貯留される尿素水Ｗ１が吸入口４１Ｈから吸い込まれ、供給配管４５を経由して、図示しない排気ガス浄化装置に供給される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、リボンヒータ２０は、ガラス繊維やＰＴＦＥ繊維等の耐熱繊維で織り上げられた帯状の布にニクロム線等の発熱電線を均一に走らせたヒーターであり、可撓性を有している。
【００３４】
本実施例では、４本のリボンヒータ２０が貯留室１０Ａ内に配置されている。なお、リボンヒータ２０の本数や配置は一例であって、尿素水タンク１０の大きさや形状等に応じて、リボンヒータ２０の本数や配置が適宜設定される。
【００３５】
各リボンヒータ２０の一端側は、通電用の電気配線２７とともに、吸入部４１のヒータ固定部４２に固定されている。通電用の電気配線２７は、吸入部４１内及び基部４３内で引き回されて、各リボンヒータ２０の一端側とコネクタ４０Ｃとを接続する。各リボンヒータ２０の他端側は、吸入部４１のヒータ固定部４２から略水平に離間する方向に延在している。より詳しくは、図２に示すように、各リボンヒータ２０の他端側は、ヒータ固定部４２から尿素水タンク１０の底部１１の４つの角部に向かって、放射状に延びている。各リボンヒータ２０の他端側は、自由端になっている。
【００３６】
図１及び図２に示すように、各リボンヒータ２０は、コネクタ４０Ｃ及び通電用の電気配線２７を経由して通電されることにより発熱する。各リボンヒータ２０は、寒冷環境下で貯留室１０Ａに貯留される尿素水Ｗ１が凍結する場合に、通電により発熱し、尿素水Ｗ１を解凍する。
【００３７】
品質センサ３０は、センサ本体３１と、温度検出部３３とを有している。
【００３８】
センサ本体３１は、略円柱体であるハウジング３９の上端面から、超音波発信・受信部３１Ａ及び反射板３１Ｂが上向きに凸設されてなる。超音波発信・受信部３１Ａは、ハウジング３９に収容された図示しない回路基板に制御されて、超音波を発信及び受信する超音波振動子である。反射板３１Ｂは、超音波発信・受信部３１Ａに対して略水平方向に一定距離を置いて、超音波発信・受信部３１Ａに対向している。ハウジング３９の下端面には、給電配線や信号配線等が接続されたコネクタ３０Ｃが設けられている。温度検出部３３は、ハウジング３９の上端面における音波発信・受信部３１Ａと反射板３１Ｂとの間に配置されている。
【００３９】
センサ本体３１は、ハウジング３９の外周面がセンサ取付穴１４に嵌合する状態で、尿素水タンク１０の底部１１に取り付けられている。この状態で、超音波発信・受信部３１Ａ、反射板３１Ｂ及び温度検出部３３は、貯留室１０Ａに配置されている。図２に示すように、超音波発信・受信部３１Ａ、反射板３１Ｂ及び温度検出部３３は、ヒータ固定部４２から延びる２本のリボンヒータ２０の間に配置されている。
【００４０】
図１及び図２に示すように、センサ本体３１は、超音波発信・受信部３１Ａから反射板３１Ｂに向けて超音波を発信し、反射板３１Ｂからの反射波を受信し、発信から受信までの時間を計測することにより、超音波の伝播速度を検出する。温度検出部３３は、超音波の伝播速度を補正するため、超音波発信・受信部３１Ａの近傍において、貯留室１０Ａに貯留される尿素水Ｗ１の温度を検出する。品質センサ３０は、検出された超音波の伝播速度及び温度と、予め検量しておいた検量線とに基づいて演算処理を行うことにより、尿素水タンク１０に貯留される尿素水Ｗ１の濃度を検出する。
【００４１】
次に、尿素水タンクユニット１の組付作業を説明する。図３に示すように、まず、作業者は、尿素水タンク１０の上下逆にし、底部１１を上に向けた状態とする。
【００４２】
次に、作業者は、電動ポンプ４０を上下逆にし、下向きに突出するヒータ固定部４２から各リボンヒータ２０が下向きに垂れ下がる状態とする。そして、矢印Ｙ１によって示すように、各リボンヒータ２０を尿素水タンク１０の挿通穴１３に挿通させ、さらに、電動ポンプ４０の吸入部４１を挿通穴１３に挿通させる。そして、図示しない締結手段によって、電動ポンプ４０の基部４３を尿素水タンク１０の凹部１１Ａに締結することにより、電動ポンプ４０を尿素水タンク１０に固定する。
【００４３】
次に、作業者は、品質センサ３０を上下逆にし、矢印Ｙ２によって示すように、ハウジング３９の外周面を尿素水タンク１０のセンサ取付穴１４に嵌合させる。そして、図示しない締結手段によって、ハウジング３９を尿素水タンク１０のセンサ取付穴１４の周縁に締結することにより、品質センサ３０を尿素水タンク１０に固定する。
【００４４】
図示は省略するが、作業者は、最後に、尿素水タンク１０の上下を元に戻し、底部１１を下に向けた状態とする。これにより、各リボンヒータ２０の他端側が自重により、尿素水タンク１０の底部１１に向かって倒れる。その結果、図１及び図２に示すように、各リボンヒータ２０がヒータ固定部４２から、尿素水タンク１０の底部１１に沿いつつ、底部１１の４つの角部に向かって放射状に延びる状態となり、尿素水タンクユニット１の組付作業が完了する。
【００４５】
このような構成の尿素水タンクユニット１において、図２に示すような各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係は、正常な状態である。しかし、図４及び図５に示すように、稀にリボンヒータ２０が過度に撓んだり、捲くれたりして、品質センサ３０の超音波発信・受信部３１Ａ、反射板３１Ｂ又は温度検出部３３に、接触又は接近した状態になる場合がある。
【００４６】
具体的には、上述した尿素水タンクユニット１の組付作業時において、電動ポンプ４０等が固定された尿素水タンク１０の上下が元に戻され、各リボンヒータ２０の他端側が自重により倒れる際に、一部のリボンヒータ２０の他端側が尿素水タンク１０の底部１１の角部に向かわず、そのリボンヒータ２０が過度に撓んだり、捲くれたりする場合がある。
【００４７】
また、尿素水タンクユニット１が搭載された車両の走行時において、悪路により貯留室１０Ａ内の尿素水Ｗ１が激しく攪拌され、それに伴って、一部のリボンヒータ２０が過度に撓んだり、捲くれたりする場合がある。さらに、寒冷環境下において貯留室１０Ａ内で凍結した尿素水Ｗ１が各リボンヒータ２０の発熱によって溶け出して氷塊となり、車両の走行時の揺れにより、氷塊が一部のリボンヒータ２０に接触することにより、そのリボンヒータ２０が過度に撓んだり、捲くれたりする場合がある。
【００４８】
図４及び図５に示すような各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係は、超音波発信・受信部３１Ａと反射板３１Ｂとの間の超音波伝播経路を遮断したり、超音波の伝播に悪影響を与えるおそれがある。また、温度検出部３３の温度検出にも悪影響を与えるおそれがある。すなわち、図４及び図５に示すような各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係は、品質センサ３０による尿素水Ｗ１の濃度を検出誤差を大きくし、又は濃度を検出不能とする原因となる不良な状態である。
【００４９】
このため、本実施例では、以下に説明する尿素水タンクユニット１の異常検出方法及び異常検出システムによって、尿素水タンクユニット１の組付作業時、又は車両の走行時に、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係の不良を検出する検査を行う。
【００５０】
図１に示すように、尿素水タンクユニット１の異常検出システムは、制御部５０、制御部５０に給電する電源５５、制御部５０と電動ポンプ４０のコネクタ４０Ｃとを接続するポンプ接続配線５４、制御部５０と品質センサ３０のコネクタ３０Ｃとを接続するセンサ接続配線５３等を有して構成される。
【００５１】
尿素水タンクユニット１の組付作業時に用いられる異常検出システムでは、制御部５０は、製造現場に設置される情報処理端末等の検査装置であり、電源５５は、製造現場に設置されるコンセント等の電源であり、ポンプ接続配線５４及びセンサ接続配線５３は、検査時にのみ接続される検査用配線である。
【００５２】
一方、車両の走行時に用いられる異常検出システムでは、制御部５０は、車両のエンジンや電子機器等を制御するＥＣＵ等であり、電源５５は、バッテリーやオルタネータ等であり、ポンプ接続配線５４及びセンサ接続配線５３は、ワイヤハーネス等である。
【００５３】
次に、尿素水タンクユニット１の組付作業時に行われる尿素水タンクユニット１の異常検出方法を説明する。
【００５４】
尿素水タンクユニット１に電動ポンプ４０及び品質センサ３０が固定され、尿素水タンクユニット１の上下が元に戻された状態で、ポンプ接続配線５４により、制御部５０と電動ポンプ４０のコネクタ４０Ｃとが接続され、センサ接続配線５３により、制御部５０と品質センサ３０のコネクタ３０Ｃとが接続される。この状態では、尿素水タンクユニット１の貯留室１０Ａは空である。そして、制御部５０は、図６に示す異常検出プログラムを実行する。
【００５５】
制御部５０は、ステップＳ１０１において、各リボンヒータ２０に所定の通電条件で通電しながら、品質センサ３０の温度検出部３３によって検出される温度の温度上昇幅ΔＴを取得する。ステップＳ１０１は、本発明の「第１ステップ」の一例である。
【００５６】
ここで、各リボンヒータ２０に通電する所定の通電条件は、本実施例では、図７に示すように、時間Ｃ１から時間Ｃ２までの一定期間に一定電圧で各リボンヒータ２０に通電するように設定されている。なお、この通電条件の設定は一例であり、例えば、断続的に通電したり、電圧を増減することもできる。
【００５７】
温度検出部３３によって検出される温度の温度上昇幅ΔＴは、例えば、図８〜図１０に示すように、時間Ｃ１から時間Ｃ２までの一定期間における温度上昇幅であり、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係によって、変化する。
【００５８】
より詳しくは、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が図２に示すような正常な状態となっている場合、各リボンヒータ２０と品質センサ３０の温度検出部３３とが充分に離間している。このため、各リボンヒータ２０の発熱が温度検出部３３周辺まで伝わり難く、温度検出部３３周辺の温度を上昇させることは難しい。このため、図８に示すように、温度上昇幅ΔＴ≒０となる。
【００５９】
その一方、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が図４及び図５に示すような不良な状態となっている場合、一部のリボンヒータ２０が品質センサ３０の超音波発信・受信部３１Ａ、反射板３１Ｂ又は温度検出部３３に、接触又は接近している。このため、そのリボンヒータ２０の発熱が温度検出部３３周辺まで伝わり易く、温度検出部３３周辺の温度を上昇させ易い。例えば、リボンヒータ２０が品質センサ３０の超音波発信・受信部３１Ａ、反射板３１Ｂ又は温度検出部３３に接近していれば、リボンヒータ２０の発熱が温度検出部３３に輻射等により伝わり易く、温度検出部３３周辺の温度を上昇させ易い。このため、図９に示すように、温度上昇幅ΔＴ＝Ｔ１が大きくなる。また、図５に示すように、リボンヒータ２０が品質センサ３０の超音波発信・受信部３１Ａ、反射板３１Ｂ又は温度検出部３３に接触していれば、リボンヒータ２０の発熱によって温度検出部３３周辺が直接加熱される。このため、図１０に示すように、温度上昇幅ΔＴ＝Ｔ２が一層大きくなる。
【００６０】
次に、制御部５０は、図６に示すステップＳ１０２に移行し、温度上昇幅ΔＴと、尿素水タンク１０内の状態に基づいて設定される閾値Ｇとを比較し、温度上昇幅ΔＴが閾値Ｇよりも大きいか否かを判断する。ステップＳ１０２は、本発明の「第２ステップ」の一例である。
【００６１】
温度上昇幅ΔＴが閾値Ｇ以下である場合、ステップＳ１０２において「Ｎｏ」となり、ステップＳ１０３に移行する。その一方、温度上昇幅ΔＴが閾値Ｇよりも大きい場合、ステップＳ１０２において「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０４に移行する。
【００６２】
ここで、尿素水タンクユニット１の組付作業時の検査では、制御部５０は、閾値Ｇとしては、尿素水タンク１０内が空の状態に対応して設定される第１閾値Ｇ１を用いる。つまり、ステップＳ１０１における各リボンヒータ２０の発熱が尿素水Ｗ１に奪われないことを考慮して、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｇ（Ｇ１）＞０となるように、第１閾値Ｇ１が設定される。
【００６３】
具体的には、図８に示す例では、ステップＳ１０２において「Ｎｏ」となり、ステップＳ１０３に移行する。その一方、図９及び図１０に示す例では、ステップＳ１０２において「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０４に移行する。
【００６４】
図６に示すように、制御部５０は、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に移行すると、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が正常であると判断し、検査を終了する。正常と判断された尿素水タンクユニット１は、その後、出荷される。
【００６５】
その一方、制御部５０は、ステップＳ１０２からステップＳ１０４に移行すると、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が不良であると判断する。
【００６６】
そして、制御部５０は、ステップＳ１０５に移行し、音声や表示等によって不良の判断結果を報知した後、検査を終了する。不良と判断された尿素水タンクユニット１は、組付作業のやり直し等によってその不良が解消された後、出荷される。
【００６７】
次に、車両の走行時に行われる尿素水タンクユニット１の異常検出方法を説明する。
【００６８】
車両の走行時、尿素水タンクユニット１の貯留室１０Ａには適正量の尿素水Ｗ１が貯留されている。ＥＣＵ等である制御部５０は、ワイヤハーネス等であるポンプ接続配線５４及びセンサ接続配線５３を介して、電動ポンプ４０及び品質センサ３０を制御する。これにより、貯留室１０Ａに貯留される尿素水Ｗ１の濃度が適正範囲内にあることを品質センサ３０によって確認して、貯留室１０Ａに貯留される尿素水Ｗ１を電動ポンプ４０によって図示しない排気ガス浄化装置に供給する。また、制御部５０は、品質センサ３０の温度検出部３３が検出する温度に基づいて、貯留室１０Ａ内で尿素水Ｗ１が凍結していると判断する場合、各リボンヒータ２０に通電し、各リボンヒータ２０の発熱によって尿素水Ｗ１を解凍する。そして、制御部５０は、例えば、車両の自己診断時や、長時間にわたるアイドリング時に、図６に示す異常検出プログラムを実行する。
【００６９】
図６に示す異常検出プログラムにおいて、尿素水タンクユニット１の組付作業時と、車両の走行時との相違点は、ステップＳ１０２の閾値Ｇだけである。その他の点は、尿素水タンクユニット１の組付作業時と同様であるので、説明を省略又は簡略する。
【００７０】
車両の走行時の検査では、制御部５０は、閾値Ｇとしては、尿素水タンク１０内に尿素水Ｗ１が貯留されている状態に対応して設定される第２閾値Ｇ２を用いる。つまり、ステップＳ１０１における各リボンヒータ２０の発熱が尿素水Ｗ１に奪わることから、図９及び図１０に示す温度上昇幅ΔＴ（Ｔ１、Ｔ２）は、尿素水タンクユニット１の組付作業時とは異なる値になる。このような尿素水Ｗ１の影響を考慮して、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｇ（Ｇ２）＞０となるように、第２閾値Ｇ２が設定される。
【００７１】
図６に示すように、制御部５０は、ステップＳ１０３において、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が正常であると判断し、検査を終了した場合、そのまま、車両の走行を継続する。
【００７２】
その一方、制御部５０は、ステップＳ１０４において、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係が不良であると判断した場合、ステップＳ１０５に移行し、音声や表示等によって不良の判断結果を報知した後、検査を終了する。具体的には、運転席の表示部等に尿素水タンクユニット１に不具合がある旨の警告を表示し、車両の整備作業が必要なことを運転者に認識させる。その結果、車両の整備作業が早急に行われ、その不良を解消できる。また、各リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係の不良に起因して品質センサ３０が検出する尿素水Ｗ１の濃度が異常な値を示す不具合を抑制できる。その結果、尿素水Ｗ１の濃度が実際には適正範囲内にあるにも関わらず、運転者に対して、尿素水Ｗ１の品質不良等の警告を誤って出すことを抑制できる。
【００７３】
こうして、実施例の尿素水タンクユニット１の異常検出方法及び異常検出システムにより、リボンヒータ２０がセンサ本体３１における超音波の伝播経路に交差又は接近する状態や、リボンヒータ２０が品質センサ３０の温度検出部３３に接触又は接近する状態等、リボンヒータ２０の品質センサ３０に対する相対位置関係の不良を目視によることなく確認できる。そして、組付作業のやり直しや、車両の整備作業等によって、その不良を解消できる。その結果、センサ本体３１が超音波の伝播速度を検出する際の超音波の伝播がリボンヒータ２０によって阻害され難く、また、品質センサ３０の温度検出部３３周辺の温度がリボンヒータ２０によって変化し難い。
【００７４】
したがって、実施例の尿素水タンクユニット１の異常検出方法及び異常検出システムによれば、品質センサ３０の検出精度の低下を抑制できる。
【００７５】
また、リボンヒータ２０は、尿素水タンク１０の底部１１に沿いつつ、電動ポンプ４０の吸入部４１から離間する方向に延在し、他端側が自由端となっている。このため、リボンヒータ２０の他端側がめくれる等、過度に撓むおそれがあるので、本発明の作用効果を確実に享受できる。
【００７６】
さらに、この尿素水タンクユニット１の異常検出方法及び異常検出システムでは、ステップＳ１０２において、閾値Ｇとして、尿素水タンク１０内が空の状態に対応して設定される第１閾値Ｇ１を用いることにより、尿素水タンクユニット１の組付作業時に、図６に示す異常検出プログラムによる異常検出を好適に実施できる。
【００７７】
また、この尿素水タンクユニット１の異常検出方法及び異常検出システムでは、ステップＳ１０２において、閾値Ｇとして、尿素水タンク１０内に尿素水Ｗ１が貯留されている状態に対応して設定される第２閾値Ｇ２を用いることにより、尿素水タンクユニット１が搭載された車両の走行時に、図６に示す異常検出プログラムによる異常検出を好適に実施できる。
【００７８】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７９】
例えば、ヒータは、実施例に係るリボンヒータ２０には限定されず、シリコンラバーヒータ等、可撓性を有するものであれば、どのようなものでもかまわない。また、ヒータは、一端側と他端側とが固定されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は例えば、尿素水を用いる排気ガス浄化装置や、そのような排気ガス浄化装置が搭載される車両等に利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１…尿素水タンクユニット
１０…尿素水タンク
Ｗ１…尿素水
２０…ヒータ（リボンヒータ）
３０…品質センサ
３１…センサ本体
３３…温度検出部
４０…電動ポンプ
１１…尿素水タンクの底部
１３…尿素水タンクの挿通穴
４１…電動ポンプの吸入部
２７…通電用の電気配線
５０…制御部
ΔＴ…温度上昇幅
Ｇ…閾値
Ｇ１…第１閾値
Ｇ２…第２閾値
Ｓ１０１…第１ステップ
Ｓ１０２…第２ステップ
Ｓ１０４…第３ステップ
【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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【図１０】
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