ホーム > 特許ランキング > 株式会社豊田自動織機
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022190269
(43)【公開日】2022-12-26
(54)【発明の名称】液体残量推定装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/08 20060101AFI20221219BHJP
F01N 3/18 20060101ALI20221219BHJP
F02M 37/00 20060101ALI20221219BHJP
B60K 15/03 20060101ALI20221219BHJP
G01F 23/296 20220101ALI20221219BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20221219BHJP
B01J 29/064 20060101ALN20221219BHJP
【ＦＩ】
F01N3/08 B ZAB
F01N3/18 C
F02M37/00 301R
B60K15/03 A
G01F23/296 B
B01D53/94 222
B01D53/94 400
B01J29/064 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021098512
(22)【出願日】2021-06-14
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中野 良祐
【テーマコード（参考）】
2F014
3D038
3G091
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
2F014AA06
2F014FB01
3D038CA31
3D038CB01
3G091AA02
3G091AA18
3G091AB02
3G091AB05
3G091AB13
3G091BA07
3G091CA17
3G091EA00
3G091EA01
3G091EA07
3G091EA39
3G091GB09W
3G091GB17X
3G091HA09
3G091HA15
4D148AA06
4D148AA08
4D148AA13
4D148AA18
4D148AB01
4D148AB02
4D148AB09
4D148AC03
4D148BA11Y
4D148CC32
4D148CC61
4D148DA01
4D148DA02
4D148DA20
4G169AA03
4G169BA07A
4G169BA13A
4G169BC31A
4G169CA03
4G169CA08
4G169CA13
4G169DA06
(57)【要約】
【課題】車両に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を精度よく求める。
【解決手段】車両１の停車時、尿素タンク４０内の尿素水の停車時水位ｈｍｔと、前後加速度Ｇｘと、横加速度Ｇｙを検出し（Ｓ１１）、検出した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて尿素水量算出マップから尿素水量を算出し（Ｓ１２）、尿素水タンク４０内の尿素水の残量を推定する。
【選択図】図３
【解決手段】車両１の停車時、尿素タンク４０内の尿素水の停車時水位ｈｍｔと、前後加速度Ｇｘと、横加速度Ｇｙを検出し（Ｓ１１）、検出した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて尿素水量算出マップから尿素水量を算出し（Ｓ１２）、尿素水タンク４０内の尿素水の残量を推定する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を推定する液体残量推定装置であって、
前記タンク内の液体の液位を取得する液位取得手段と、
前記タンクの傾斜角を取得する傾斜角取得手段と、
前記タンク内の液体の残量を推定する残量推定手段と、を備え、
前記残量推定手段は、前記液位取得手段が前記車両の停車時に取得した停車時液位と、前記傾斜角とに基づいて、前記液体の残量を算出する、液体残量推定装置。
前記タンク内の液体の液位を取得する液位取得手段と、
前記タンクの傾斜角を取得する傾斜角取得手段と、
前記タンク内の液体の残量を推定する残量推定手段と、を備え、
前記残量推定手段は、前記液位取得手段が前記車両の停車時に取得した停車時液位と、前記傾斜角とに基づいて、前記液体の残量を算出する、液体残量推定装置。
【請求項2】
前記傾斜角取得手段は、前記車両の前後方向の傾きである前後タンク傾斜角と、前記車両の左右方向の傾きである左右タンク傾斜角とを取得し、
前記残量推定手段は、前記停車時液位と、前記前後タンク傾斜角と、前記左右タンク傾斜角とに基づいて、前記液体の残量を算出する、請求項１に記載の液体残量推定装置。
前記残量推定手段は、前記停車時液位と、前記前後タンク傾斜角と、前記左右タンク傾斜角とに基づいて、前記液体の残量を算出する、請求項１に記載の液体残量推定装置。
【請求項3】
前記車両の前後方向の加速度である前後加速度を検出する前後加速度センサと、
前記車両の左右方向の加速度である横加速度を検出する横加速度センサと、をさらに備え、
前記傾斜角取得手段は、
前記車両の停車時に、前記前後加速度センサで検出した前記前後加速度に基づいて前記前後タンク傾斜角を取得し、前記車両の停車時に、前記横加速度センサで検出した前記横加速度に基づいて前記左右タンク傾斜角を取得する、請求項２に記載の液体残量推定装置。
前記車両の左右方向の加速度である横加速度を検出する横加速度センサと、をさらに備え、
前記傾斜角取得手段は、
前記車両の停車時に、前記前後加速度センサで検出した前記前後加速度に基づいて前記前後タンク傾斜角を取得し、前記車両の停車時に、前記横加速度センサで検出した前記横加速度に基づいて前記左右タンク傾斜角を取得する、請求項２に記載の液体残量推定装置。
【請求項4】
前記残量推定手段は、前記停車時液位、前記前後加速度、および前記横加速度をパラメータとしたマップから、前記液体の残量を算出する、請求項３に記載の液体残量推定装置。
【請求項5】
前記タンクは、尿素水を蓄える尿素水タンクであり、
前記残量推定手段は、前記尿素水の残量を算出し、
前記車両に搭載された内燃機関の排気通路へ前記尿素水を噴射する添加弁と、
前記残量推定手段で算出した前記尿素水の残量が所定値以下になったとき、警報を行う警報手段と、をさらに備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液体残量推定装置。
前記残量推定手段は、前記尿素水の残量を算出し、
前記車両に搭載された内燃機関の排気通路へ前記尿素水を噴射する添加弁と、
前記残量推定手段で算出した前記尿素水の残量が所定値以下になったとき、警報を行う警報手段と、をさらに備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液体残量推定装置。
【請求項6】
前記残量推定手段は、前記車両の走行時、前記停車時液位に基づいて算出した前記尿素水の残量から、前記排気通路へ供給した前記尿素水の供給量を減算して、前記尿素水の残量を算出する、請求項５に記載の液体残量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液体残量推定装置に関し、特に、車両に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を推定する液体残量推定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両には、種々の液体を蓄えるタンク（容器）が搭載されている。たとえば、内燃機関の燃料を蓄える燃料タンク、ウィンドウォッシャー液を蓄えるウォッシャー液タンク、内燃機関の排気通路に設けた選択還元触媒へ供給する尿素水を蓄えた尿素水タンク、等が車両に搭載されている。
【0003】
これらのタンク内の液体の残量が少なくなった場合、タンク内に液体を補充することが必要である。このため、タンク内の液体の残量を検出することが望ましい。たとえば、特開２００８－１４２６７号公報（特許文献１）には、液体に没して先端部から液面位置までの没する長さを検出する棒状の液面検出部材を斜め下方に且つ放射状に燃料タンク内に複数配置し、各液面検出部材が検出する液面位置までの長さに基づいて燃料タンク内の燃料残量を求める、燃料残量検出装置が開示されている。
【0004】
特許文献１の燃料残量検出装置では、液面位置までの長さを求めることができた液面検出部材が３つ以上ある場合、これら液面検出部材の液面位置までの長さに基づいて燃料タンク内の燃料残量を求め、液面位置までの長さを求めることができた液面検出部材が２つ以下の場合、この２つ以下の液面検出部材が検出する液面位置までの長さと、加速度センサが検出する加速度とに基づいて燃料残量を求めることにより、加減速時や旋回時あるいは登坂時に燃料が大きく偏っても、燃料残量を確実に求めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００８－１４２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に開示された燃料残量検出装置では、棒状の液面検出部材を放射状に配置する必要があり、その構造が複雑になる。また、車両の走行時、２つ以下の液面検出部材が検出する液面位置までの長さと加速度とに基づいて燃料残量を求める場合には、車両の振動等による液面の揺れによって、燃料残量の検出精度が悪化する懸念がある。
【0007】
本開示の目的は、車両に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を精度よく求めることである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の液体残量推定装置は、車両に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を推定する液体残量推定装置である。液体残量推定装置は、タンク内の液体の液位を取得する液位取得手段と、タンクの傾斜角を取得する傾斜角取得手段と、タンク内の液体の残量を推定する残量推定手段と、を備える。残量推定手段は、液位取得手段が車両の停車時に取得した停車時液位と、タンクの傾斜角とに基づいて、液体の残量を算出する。
【0009】
タンクの形状は予め判明している。したがって、液位とタンク内の液体の体積の関係を予め求めておくことにより、液位からタンク内の液体の残量を算出することができる。しかし、タンクが、液位と体積の関係を予め求めた状態から傾斜すると、液位と体積の関係が変化するので、液位から求めた残量の算出精度が悪化する。また、車両の走行時に加わる加速度や振動によって液面が大きく揺れると、液位から求めた残量の算出精度が悪化する。
【0010】
上記の構成によれば、残量推定手段は、液位取得手段が車両の停車時に取得した停車時液位と、タンクの傾斜角とに基づいて、液体の残量を算出する。停車時液位は、車両の走行時に加わる加速度や振動による液面の揺れが少ない、車両の停車時に取得される。そして、停車時液位とタンクの傾斜角に基づいて液体の残量を算出するので、タンクの傾斜角を反映した残量を算出でき、タンクが液位と体積の関係を予め求めた状態から傾斜していても、液体の残量を精度よく算出することができる。
【0011】
好ましくは、傾斜角取得手段は、車両の前後方向の傾きである前後タンク傾斜角と、車両の左右方向の傾きである左右タンク傾斜角とを取得し、残量推定手段は、停車時水位と、前後タンク傾斜角と、左右タンク傾斜角とに基づいて、液体の残量を算出するようにしえてもよい。
【0012】
この構成によれば、タンクの傾斜角として、前後タンク傾斜角と左右タンク傾斜角を取得し、前後タンク傾斜角および左右タンク傾斜角を用いて、液体の残量を算出する。したがって、タンクの傾斜角として、前後タンク傾斜角あるいは左右タンク傾斜角のいずれか一方を用いて、液体の残量を算出する場合に比較して、液体の残量を精度よく算出することができる。
【0013】
好ましくは、車両の前後方向の加速度である前後加速度を検出する前後加速度センサと、車両の左右方向の加速度である横加速度を検出する横加速度センサと、をさらに備え、傾斜角取得手段は、車両の停車時に、前後加速度センサで検出した前後加速度に基づいて前後タンク傾斜角を取得し、車両の停車時に、横加速度センサで検出した横加速度に基づいて左右タンク傾斜角を取得するようにしてもよい。
【0014】
この構成によれば、たとえば、車両運動制御等のために、既に車両に搭載されている前後加速度センサと横加速度センサを用いて、タンクの傾斜角を取得することができるので、新たにセンサを設けることなく、タンクの傾斜角を取得することができる。
【0015】
車両に搭載されるタンクは、尿素水を蓄える尿素水タンクであってよく、この場合、残量推定手段は尿素水の残量を算出する。尿素水タンクに蓄えられた尿素水は、添加弁から内燃機関の排気通路へ噴射される。
【0016】
添加弁から噴射する尿素水が枯渇すると、内燃機関のエミッションが悪化するので、残量推定手段で算出した尿素水の残量が所定値以下になったとき、警報を行う警報手段を設け、尿素水の補充を促すことが好ましい。
【0017】
残量推定手段は、車両の走行時、停車時液位に基づいて算出した尿素水の残量から、排気通路へ供給した尿素水の供給量を減算して、尿素水の残量を算出するようにすることが、好ましい。この構成によれば、車両の走行中に、尿素水の残量が所定値以下になった場合でも、警報を行うことができる。
【発明の効果】
【0018】
本開示によれば、車両に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を精度よく求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施の形態に係る液体残量推定装置を搭載した車両の全体構成図である。
【図2】（Ａ）および（Ｂ）は、尿素水タンク４０内の尿素水の液面Ｌｗの状態を示した図である。
【図3】Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される尿素水量推定制御の処理を示すフローチャートである。
【図4】（Ａ）および（Ｂ）は、尿素水量Ｕを算出するための尿素水量算出マップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0021】
図１は、本実施の形態に係る液体残量推定装置を搭載した車両の全体構成図である。図１において、車両１は、内燃機関１０と、トルクコンバータ付き自動変速機３と、ディファレンシャルギヤ５と、駆動輪７とを備える。内燃機関１０は、圧縮自己着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）であり、内燃機関本体のシリンダ（気筒）に形成された燃焼室に、燃料噴射弁（インジェクター）から燃料を噴射し、圧縮自己着火を行う内燃機関である。内燃機関１０から出力された動力は、自動変速機３およびディファレンシャルギヤ５を介して駆動輪７に伝達される。
【0022】
内燃機関１０の燃焼室から排出される排気（排気ガス）は、排気マニホールドに集められ、排気通路２０を介して、外気に放出される。排気通路２０には、上流側から、酸化触媒２２、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２４、ＳＣＲ触媒２６、酸化触媒２８が設けられている。酸化触媒２２は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）に酸化し、排気中の炭化水素（ＨＣ）を水（Ｈ２Ｏ）とＣＯ２に酸化する。また、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化する。これは、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元反応は、ＮＯとＮＯ２が１：１の比率のとき、反応速度が速いため、ディーゼル内燃機関の排気中にはＮＯが多く含まれているため、排気中のＮＯをＮＯ２に酸化して、ＮＯとＮＯ２の比を１：１に近づけるためである。
【0023】
ＤＰＦ２４は、排気中の微粒子を捕集し、捕集した微粒子を適宜燃焼除去することにより、浄化する。ＳＣＲ触媒２６は、排気中のＮＯｘを還元浄化する。ＳＣＲ触媒２６は、たとえば、セラミック担体に銅（Ｃｕ）イオン交換ゼオライトを触媒として担持したものであり、アンモニア（ＮＨ３）を還元剤として用いることにより、高い浄化率を示すものである。還元剤として利用するアンモニアは、ＳＣＲ触媒２６の上流の排気通路２０に供給した尿素水を加水分解することにより生成する。ＳＣＲ触媒２６の上流の排気通路には、尿素添加弁（尿素水噴射インジェクター）３０が設けられ、尿素水タンク４０からポンプ４２によって圧送される尿素水を、尿素添加弁３０から、ＳＣＲ触媒２６の上流の排気通路２０に噴射する。酸化触媒２８は、ＳＣＲ触媒２６から排出された（スリップした）アンモニアを酸化して浄化する。
【0024】
本実施の形態において、尿素水タンク４０が、本開示の「車両に搭載されたタンク」に相当し、尿素水タンク４０内に蓄えられた尿素水が「液体」に相当する。尿素水タンク４０内の尿素水は、ポンプ４２によって、供給通路４１を介して尿素添加弁３０に圧送される。
【0025】
ポンプ４２は、尿素水タンク４０内に設けられており、図示しない電動モータによって駆動される電動ポンプである。ポンプ４２は、吸入口から吸入した尿素水を吐出口から供給通路４１に圧送する。そして、尿素添加弁３０が開弁することにより、尿素水がＳＣＲ触媒２６の上流の排気通路２０に噴射される。
【0026】
水位センサ４３は、たとえば、尿素水タンク４０の底面に設けられており、超音波を水面（液面）Ｌｗに向かって照射し、水面Ｌｗで反射した反射波の伝搬時間を用いて、尿素水タンク４０に貯留された尿素水の水位ｈｗを検出する。なお、水位ｈｗが、本開示の「液位」に相当し、水位センサ４３が、本開示の「液位取得手段」に相当する。
【0027】
車両１は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、および、ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００を備える。Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００とＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００とは、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により、相互に通信可能にされている。Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリ１０２、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）等を含み、メモリ１０２に記憶された情報、各種センサ、および、ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００からの情報等に基づいて、所定の演算処理を実行する。Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００は、演算処理の結果に基づいて、尿素添加弁３０、ポンプ４２、および内燃機関１０等を制御する。なお、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００には、各種センサとして、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度センサ１５１、および、内燃機関１０の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ１５２が接続されている。
【0028】
ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００と同様に、ＣＰＵ、メモリ、入出力ポート（いずれも図示せず）等を含み、メモリに記憶された情報、各種センサからの情報等に基づいて、所定の演算処理を実行し、制動装置や操舵装置（いずれも図示せず）等を制御して、車両１の車両運動（車両姿勢）の制御を行うものである。ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００には、車両姿勢を制御するため、車両１の車速ＳＰＤを検出する車速センサ１５３、車両１の前後加速度（前後Ｇ）Ｇｘを検出する前後加速度センサ１５４、車両１の横加速度（横Ｇ）Ｇｙを検出する横加速度センサ１５５が接続されている。Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００は、ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００に入力された、車速ＳＰＤ、前後加速度Ｇｘ、および、横加速度Ｇｙを、ＣＡＮ通信により取得する。
【0029】
ＨＭＩ装置５０は、車両１の運転を支援するための情報をユーザに提供する装置である。ＨＭＩ装置５０は、代表的には、車室内に設けられたディスプレイであり、スピーカ等も含む。ＨＭＩ装置５０は、視覚情報（図形情報、文字情報）や聴覚情報（音声情報、音情報）等を出力することによって様々な情報をユーザに提供する。
【0030】
尿素水タンク４０内に蓄えられた尿素水が枯渇すると、ＳＣＲ触媒２６によるＮＯｘの浄化が期待できなので、内燃機関１０の排気エミッションが悪化する。このため、尿素水タンク４０内の尿素水の残量を測定し、残量が少なくなったとき、尿素水の補充を促すことが望まれる。尿素水タンク４０の形状は、予め判明しているので、尿素水タンク４０が水平状態における尿素水の水位ｈｍと尿素水タンク４０内の尿素水の体積の関係を予め求めておくことにより、尿素水タンク４０が水平状態における水位ｈｍから尿素水の残量を算出することができる。図２は、尿素水タンク４０内の尿素水の液面Ｌｗの状態を示した図である。図２（Ａ）は、車両１が平坦路に停車している場合の尿素水の液面Ｌｗを示しており、図２（Ｂ）は、車両１が坂道等の傾斜路に停車している場合の液面Ｌｗを示している。
【0031】
図２（Ａ）に示すように、車両１が平坦路に停車している場合、尿素水タンク４０は水平状態であり、水位センサ４３で検出した水位ｈｍと尿素水の体積の関係は、予め求めておいた関係と整合しており、水位ｈｍから尿素水の残量が精度よく算出できる。しかし、図２（Ｂ）のように、車両１が傾斜路に停車している場合、尿素水タンク４０が傾斜するので、尿素水の残量が図２（Ａ）と同じであっても、水位センサ４３で検出した水位ｈｍが増減する。図２（Ｂ）の場合は、尿素水の残量が図２（Ａ）と同じであっても、水位ｈｍが低下し、残量が少なく算出されてしまう。
【0032】
また、車両１が走行中の場合には、車両１の走行時に加わる加速度や振動によって液面（水面）Ｌｗが大きく揺れる場合がある。この場合も、水位ｈｍから尿素水の残量を精度よく算出することが、困難である。
【0033】
本実施の形態では、車両１の停車時に水位センサ４３で検出した水位ｈｍと、尿素水タンク４０の傾斜角（水平状態に対する傾きの角度）とに基づいて、尿素水の残量を算出することにより、尿素水の残量を精度よく求める。
【0034】
図３は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される尿素水量推定制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、図示しないイグニッションスイッチがＯＮになり内燃機関１０が始動したあと、イグニッションスイッチがＯＦＦになり内燃機関１０の作動が停止するまでの間、所定期間毎に繰り返し処理される。この尿素水量推定制御が実行されることにより、尿素水タンク４０内の尿素水の残量が推定される。
【0035】
ステップ１０（以下、ステップを「Ｓ」と略す）では、車両１が停車してから所定時間が経過したか否かを判定する。たとえば、車速センサ１５３で検出した車速ＳＰＤが、車両１がほぼ停止状態であると判定できる所定値（たとえば、３ｋｍ／ｈ）以下になってから、所定時間（たとえば、５秒間）経過したとき、Ｓ１０で肯定判定されＳ１１へ進む。
【0036】
Ｓ１１では、水位センサ４３で、尿素水タンク４０内の尿素水の水位ｈｍを検出し、取得する。以下、Ｓ１１において、車両１の停車時に取得した水位ｈｍを、停車時水位ｈｍｔとも称する。また、車両１に停車時に、前後加速度センサ１５４で検出した前後加速度Ｇｘ、および横加速度センサ１５５で検出した横加速度Ｇｙを、ＣＡＮ通信により、ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００から取得する。Ｓ１１の次はＳ１２へ進む。
【0037】
Ｓ１２において、Ｓ１１で取得した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて、尿素水量Ｕを算出する。図４は、尿素水量Ｕを算出するための尿素水量算出マップの一例を示す図である。図４（Ａ）は、ＸＹＺ座標において、Ｘ軸のパラメータとして前後加速度Ｇｘ、Ｙ軸のパラメータとして横加速度Ｇｙ、Ｚ軸のパラメータとして停車時水位ｈｍｔを設定したマップである。車両１の前方に向かうベクトルの前後加速度Ｇｘを正方向とした場合、前後加速度Ｇｘが正の値であれば、尿素水タンク４０は車両前方に傾斜しており、前後加速度Ｇｘの値が大きいほど、前後方向の傾きである前後タンク傾斜角が大きくなる。また、前後加速度Ｇｘが負の値であれば、尿素水タンク４０は車両前方に傾斜しており、前後加速度Ｇｘの値が大きいほど、前後タンク傾斜角が大きくなる。車両１の右方向に向かうベクトルの横加速度Ｇｙを正方向とした場合、横加速度Ｇｙが正の値であれば、尿素水タンク４０は右方向に傾斜しており、横加速度Ｇｙの値が大きいほど、左右方向の傾きである左右タンク傾斜角が大きくなる。また、横加速度Ｇｙが負の値であれば、尿素水タンク４０は左方向に傾斜しており、横加速度Ｇｙの値が大きいほど、左右タンク傾斜角が大きくなる。
【0038】
図４（Ａ）のマップを用いて尿素水量Ｕを算出する場合、Ｓ１１で取得した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて、座標を算出する。たとえば、停車時水位ｈｍｔが「ｈｗｔ１」であり、前後加速度Ｇｘが「Ｇｘ１」であり、横加速度Ｇｙが「Ｇｙ１」の場合、座標はＰ（Ｇｘ１、Ｇｙ１、ｈｍｔ１）となる。また、停車時水位ｈｍｔが「ｈｗｔ２」であり、前後加速度Ｇｘが「－Ｇｘ２」であり、横加速度Ｇｙが「－Ｇｙ２」の場合、座標はＰ（－Ｇｘ２、－Ｇｙ２、ｈｍｔ２）となる。そして、算出した座標に対応して記憶されている尿素水量Ｕを読み出すことにより、Ｓ１１で取得した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて、マップから尿素水量Ｕを求める。なお、各座標に対応して記憶されている尿素水量Ｕは、予め実験等によって求め、メモリ１０２に書き込まれている。
【0039】
尿素水量Ｕを算出するためのマップは、図４（Ｂ）に示すように、停車時水位ｈｍｔ毎に記憶されたテーブルであってもよい。図４（Ｂ）に示すように、停車時水位ｈｍｔ毎に、尿素水量Ｕと前後加速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙの関係を表したテーブルが、メモリ１０２に記憶されており、Ｓ１１で取得した停車時水位ｈｍｔに対応するテーブルから、前後加速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙを用いて、尿素水量Ｕを算出する。このテーブルも、予め実験等によって求め、メモリ１０２に書き込んでおく。なお、停車時水位ｈｍｔ１と停車時水位ｈｍｔ２の間の停車時水位等、テーブルに記憶されていない数値については、補間計算を行うことにより、Ｓ１１で取得した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて、尿素水量Ｕを算出してよい。
【0040】
Ｓ１２において、尿素水量Ｕを算出するとＳ１３へ進む。Ｓ１３では、算出した尿素水量Ｕを、尿素水量の前回値Ｕ（ｐｖ）として、メモリ１０２に記憶する。なお、メモリ１０２において、尿素水量の前回値Ｕ（ｐｖ）が記憶される領域は、不揮発メモリである。
【0041】
車両１が停車してから所定時間が経過しておらず、Ｓ１０で否定判定されるとＳ１４へ進む。Ｓ１４では、メモリ１０２から読み出した尿素水量の前回値Ｕ（ｐｖ）から、尿素水供給量Ａｄｄを減算することにより、尿素水量Ｕを算出する。（尿素水量Ｕ＝尿素水量の前回値Ｕ（ｐｖ）－尿素水供給量Ａｄｄ）尿素水供給量Ａｄｄは、繰り返し処理される本ルーチンが、前回処理されてから今回処理されるまでの間に、尿素添加弁３０から排気通路２０に供給された尿素水の量である。
【0042】
尿素添加弁３０から排気通路２０内に供給（噴射）される尿素水の量（尿素水供給量）は、内燃機関１０から排出されるＮＯｘ量に応じて設定される。たとえば、内燃機関１０の燃料噴射量Ｆｑと回転速度ＮＥをパラメータとしたマップから、内燃機関１０から排出されるＮＯｘ量（排出ＮＯｘ量）を求め、排出ＮＯｘ量に応じた、尿素水噴射量Ｑｕｗを算出する。そして、尿素添加弁３０から供給する尿素水の量が、尿素水噴射量Ｑｕｗになるように、尿素添加弁３０の開弁時間を制御する。この尿素水噴射量Ｑｕｗを、本ルーチンの前回処理から今回処理まで積算することにより、尿素水供給量Ａｄｄが求められる。Ｓ１４の次は、Ｓ１３に進んで、算出した尿素水量Ｕを、尿素水量の前回値Ｕ（ｐｖ）として、メモリ１０２に記憶する。
【0043】
Ｓ１３に続くＳ１５では、尿素水量Ｕが所定値α以下か否かを判定する。所定値αは、尿素水の残量が低下したとき、尿素水の補充を促すための閾値である。尿素水量Ｕが所定値αを上回る場合は、否定判定され今回のルーチンを終了する。尿素水量Ｕが所定値α以下の場合は、肯定判定されＳ１６へ進む。
【0044】
Ｓ１６では、尿素水の残量が低下したことを警報したあと、今回のルーチンを終了する。たとえば、ＨＭＩ装置５０のディスプレイに尿素水の残量低下を表示するとともに、スピーカから警報音を発するようにしてよい。
【0045】
本実施の形態では、Ｓ１２において、Ｓ１１で取得した、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙを用いて尿素水量Ｕを算出している。前後加速度Ｇｘは、尿素水タンク４０の前後タンク傾斜角と相関し、横加速度Ｇｙは、尿素水タンク４０の左右タンク傾斜角と相関する。停車時水位ｈｍｔは、車両１の走行時に加わる加速度や振動による液面の揺れが少ない、車両１の停車時に取得される。そして、停車時水位ｈｍｔと、尿素水タンク４０の傾斜角と相関する前後加速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙとに基づいて尿素水量Ｕを算出するので、尿素水タンク４０が水位ｈｍと体積の関係を求めた状態（水平状態）から傾斜していても、尿素水量Ｕを精度よく算出することができる。また、尿素水タンク４０の傾斜角として、尿素水タンク４０の前後タンク傾斜角および左右タンク傾斜角の両方を用いて、尿素水量Ｕを算出するので、いずれか一方を用いて尿素水量Ｕを算出する場合に比較して、精度よく算出できる。なお、この場合、Ｓ１２で算出した尿素水量Ｕが、本開示の「液体の残量」に相当し、前後加速度センサ１５４および横加速度センサ１５５が、本開示の「傾斜角取得手段」に相当し、Ｓ１２の処理が、本開示の「残量推定手段」に相当する。
【0046】
本実施の形態では、車両運動制御を実行するために、ＶＤＩＭ－ＥＣＵ２００に接続されている前後加速度センサ１５４と横加速度センサ１５５を利用して、前後加速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙを取得している。したがって、既に車両１に搭載されている前後加速度センサ１５４と横加速度センサ１５５を用いて、尿素水タンク４０の傾斜角を取得することができるので、新たにセンサを設けることなく、尿素水タンク４０の傾斜角を取得することができる。
【0047】
本実施の形態では、車両１の走行時、Ｓ１４において、Ｓ１２で算出した尿素水量Ｕから、排気通路２０へ供給した尿素水の供給量（尿素水供給量Ａｄｄ）を減算して、尿素水量Ｕを算出している。したがって、車両１の走行中にも、尿素水の残量を算出することができ、走行中に尿素水の残量が所定値以下になった場合でも、尿素水の補充を促す警報を行うことができる。
【0048】
上記実施の形態では、尿素水タンク４０内に蓄えられた尿素水の残量を推定していたが、本開示は、燃料タンク内に蓄えられる燃料の残量等、車両１に搭載されたタンク内に蓄えられた液体の残量を推定するものに適用可能である。
【0049】
上記実施の形態では、水位センサ４３として、超音波の反射波を利用する例を説明したが、フロートの位置に基づいて水位を検出する、フロートタイプの水位センサであってもよい。
【0050】
上記実施の形態では、図４の尿素水量算出マップとして、停車時水位ｈｍｔ、前後加速度Ｇｘ、および横加速度Ｇｙをパラメータとしたマップを用いていた。しかし、尿素水量算出マップは、停車時水位ｈｍｔ、左右タンク傾斜角（°）、および左右タンク傾斜角（°）をパラメータとしたマップであってもよい。この場合、前後加速度Ｇｘから前後タンク傾斜角（°）を算出し、横加速度Ｇｙから左右タンク傾斜角（°）を算出して、停車時水位ｈｍｔ、左右タンク傾斜角（°）、および左右タンク傾斜角（°）を用いて、マップ検索を行うことにより、尿素水量Ｕを算出する。
【0051】
本開示における実施態様を例示すると、次のような態様を例示できる。
１）車両（１）に搭載された内燃機関（１０）の排気通路（２０）へ尿素水を供給し、内燃機関（１０）から排出されたＮＯｘを浄化する排気浄化装置であって、尿素水を排気通路（２０）へ噴射する尿素添加弁（３０）と、尿素水を蓄える尿素水タンク（４０）と、尿素水タンク（４０）内の尿素水の水位を検出する水位センサ（４３）と、制御装置（１００）と、を備え、制御装置（１００）は、尿素水タンク（４０）の傾斜角を取得する傾斜角取得手段と、尿素水タンク（４０）の尿素水の残量を推定する残量推定手段と、を含み、残量推定手段は、車両（１）の停車時に水位センサ（４３）で検出した停車時水位と、尿素水タンク（４０）の傾斜角に基づいて、尿素水の残量を算出する、内燃機関の排気浄化装置。
１）車両（１）に搭載された内燃機関（１０）の排気通路（２０）へ尿素水を供給し、内燃機関（１０）から排出されたＮＯｘを浄化する排気浄化装置であって、尿素水を排気通路（２０）へ噴射する尿素添加弁（３０）と、尿素水を蓄える尿素水タンク（４０）と、尿素水タンク（４０）内の尿素水の水位を検出する水位センサ（４３）と、制御装置（１００）と、を備え、制御装置（１００）は、尿素水タンク（４０）の傾斜角を取得する傾斜角取得手段と、尿素水タンク（４０）の尿素水の残量を推定する残量推定手段と、を含み、残量推定手段は、車両（１）の停車時に水位センサ（４３）で検出した停車時水位と、尿素水タンク（４０）の傾斜角に基づいて、尿素水の残量を算出する、内燃機関の排気浄化装置。
【0052】
２）１において、傾斜角取得手段は、車両（１）の停車時における前後加速度に基づいて、尿素水タンク（４０）の車両前後の傾きである前後タンク傾斜角を取得し、車両（１）の停車時における横加速度に基づいて、尿素水タンク（４０）の車両左右方向の傾きである左右タンク傾斜角を取得するとともに、残量推定手段は、停車時水位と、前後タンク傾斜角と、左右タンク傾斜角を用いて、尿素水の残量を算出する。
【0053】
３）２において、残量推定手段は、停車時水位、前後加速度、および横加速度をパラメータとする尿素水量算出マップを記憶しており、停車時水位、前後加速度、および横加速度を用いて、尿素水量算出マップから尿素水量を求め、尿素水の残量を算出する。
【0054】
４）３において、車両（１）の走行時、尿素水量算出マップから算出した尿素水の残量から、尿素添加弁（３０）から排気通路へ供給した尿素水供給量を減算して、尿素水の残量を算出する。
【0055】
５）４において、尿素水の残量が所定値以下になったとき、警報を行う警報手段を、さらに備える。
【0056】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0057】
１ 車両、３ トルクコンバータ付き自動変速機、５ ディファレンシャルギヤ、７ 駆動輪、１０ 内燃機関、２０ 排気通路、２２ 酸化触媒、２４ ＤＰＦ、２６ ＳＣＲ触媒、２８ 酸化触媒、３０ 尿素添加弁、４０ 尿素水タンク、４１ 供給通路、４２ ポンプ、４３ 水位センサ、５０ ＨＭＩ装置、１００ Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ、１０１ ＣＰＵ。１０２ メモリ、１５１ アクセル開度センサ、１５２ エンジン回転速度センサ、１５３ 車速センサ、１５４ 前後加速度センサ、１５５ 横加速度センサ、２００ ＶＤＩＭ－ＥＣＵ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】