专利名称：水位测定装置及水位测定方法
技术领域：
本发明涉及一种即使储存在液罐内的液体发生摇晃、也能高精度测定其水位的技术。
背景技术：
作为对储存在液罐内的液体水位进行测定的水位测定装置，如日本专利特开平ll一 311561号公报(专利文献l)所述那样，提出了一种根据隔开一定间隔配置的一对电极间的静 电电容变化而间接测定水位的技术。另外，作为利用其它原理来测定水位的水位测定装置， 如日本专利特开2006—170927号公报(专利文献2)所述那样，提出了一种从浮在液面上的浮 子位置而直接测定水位的技术。
专利文献l:日本专利特开平11一311567号公报
专利文献2:日本专利特开2006 — 170927号公报
但是，在上述以往提出的水位测定装置中，虽然液面稳定时能正确测定水位，但液面摇 晃时水位就产生上下变动，应采用变动水位中的哪个数值定作水位是极其困难的。尤其，在 对搭载在移动车辆上的燃料等液体水位进行测定时，因多方向的加速度作用在液体上而使液 面不规则摇晃，因此有可能明显出现这种不良情况。
发明内容
所以，鉴于上述以往存在的问题，本发明的目的在于，提供这样一种水位测定装置及水
位测定方法(以下称为"水位测定技术")作为最终的水位，采用对水位计测定得到的水位 应用了时间常数大于1秒的滤波器后的滤波值的最小值，由此，利用液面变动的特性而不易 受到液面摇晃的影响。
因此，在本发明的水位测定技术中，特征是，电子电路、计算机或内藏它们的控制单元， 通过对来自测定储存在液罐内的液体水位的水位计的水位信号应用时间常数大于1秒的滤波 器来运算滤波值的同时，保持该滤波值的最小值，并将该最小值作为水位输出。
采用本发明的水位测定技术，对水位计测定得到的水位应用了时间常数大于1秒的滤波
3器后的滤波值的最小值，作为最终的水位输出。即，当液体因振动等而摇晃时，其液面有朝 上侧摇晃大而朝下侧摇晃小的特性。因此，储存在液罐内的液体的实际水位，考虑到其随着 消耗而逐渐下降，就接近对水位计测定得到的水位应用了滤波器后的滤波值的最小值。所以， 通过将最小值用作最终的水位，从而不易受到液面摇晃所带来的影响，可提高水位测定精度。
图1是表示应用了本发明的废气净化装置的整体结构图。
图2是表示控制程序处理内容的流程图。
图3是液面摇晃的特性说明图。
图4是最小值的特定方法说明图。
符号说明
24是还原剂罐
32是水位计
36是还原剂添加ECU
具体实施例方式
下面，参照附图来详述本发明。
图1表示应用了本发明的废气净化装置的整体结构。
在连接于发动机10排气歧管12的排气管14上，沿排气流通方向分别配设有将一氧化 氮(N0)氧化为二氧化氮(N02)的氮氧化催化剂16;将作为还原剂前身物的尿素水溶液喷射供给 的喷嘴18:使用对尿素水溶液加水分解所获得的氨而将氮氧化物(NO,)还原净化的NO,还原催 化剂20:以及使通过NO,还原催化剂20的氨氧化的氨氧化催化剂22。
储存在还原剂罐24(液罐)内的尿素水溶液，通过供给配管30供给到喷嘴18,供给配管 30底部开设有吸入口，并在供给配管30中夹装有将尿素水溶液吸入进行压送的泵组件26、 及控制尿素水溶液喷射流量的添加组件28。另外，在还原剂罐24上安装有对尿素水溶液水 位L。进行测定的水位计32。水位计32从还原剂罐24的顶壁朝向底壁，横截面构成圆环形状 的内侧电极及外侧电极同心状垂下，从两电极间的静电电容变化而间接测定水位L。。作为水 位计32，不限于从静电电容来测定水位L。的水位计，例如可使用浮子式、光学式等公知的各 种水位计。
另一方面，在位于氮氧化催化剂16与喷嘴18之间的排气管14上，安装有对排气温度Te进行测定的排气温度传感器34。水位计32及排气温度传感器34的各输出信号被输入于内藏 有计算机的还原剂添加控制单元(以下称为"还原剂添加ECU" )36。另外，从对发动机10进 行各种控制的发动机控制单元(以下称为"发动机ECU" )38，将发动机转速及负荷等的发动 机运转状态通过CAN(控制器区域网)等的网络输入于还原剂添加ECU36。并且，还原剂添加 ECU36通过执行储存于其R0M(只读存储器)等的控制程序，对泵组件26及添加组件28进行电 子控制，并分别实现测定尿素水溶液的水位L用的各种功能。此时，还原剂添加ECU36每规 定时间地根据包含排气温度Te在内的发动机运转状态而运算体现尿素水溶液喷射流量的控 制值。
在这种废气净化装置中，根据发动机运转状态从喷嘴18喷射供给的尿素水溶液，利用排 气热量及排气中的水蒸汽被加水分解，转化为氨。转化后的氨在N(X还原催化剂20中与排气 中的NO,还原反应，转化为水(H20)及氮气(N2)，这是公知的。此时，为提高N0、还原催化剂20 中的肌净化能力，NO被氮氧化催化剂16氧化为N02，被改善为排气中的NO与船2的比例适 于还原反应的程度。另一方面，通过N0、还原催化剂20的氨，由于被配设在排气下游的氨氧 化催化剂22氧化，因此，可阻止氨被原封不动地排出到大气中的情况。
图2表示在还原剂添加ECU36中每规定时间反复执行的控制程序。当向还原剂罐24补充 尿素水溶液时，作为变数的最小值Min，例如设定(复位)成与罐容量对应的最大值。在该场 合，是否补充了尿素水溶液，可根据对水位计32测定得到的水位L。应用了时间常数大于1 秒(例如数十秒)的滤波器后的滤波值上升到规定值以上的状态是否持续了规定时间以上来判 定。
在步骤l(图中简记为"S1"，以下相同)，从水位计32读入水位L。。
在步骤2，运算将时间常数大于1秒(例如数十秒)的滤波器应用于水位L。后的滤波值FLT。
在步骤3，判定滤波值FLT是否小于最小值Min。若滤波值FLT小于最小值Min(是)，则
进入步骤4，用滤波值FLT更新最小值Min。另一方面，若滤波值FLT是最小值Min以上(否)，
则进入步骤5。
在步骤5，将最小值Min作为最终的水位L输出。
在步骤6，利用前述的判定方法，判定是否补充了尿素水溶液。若补充了尿素水溶液(是)， 则进入步骤7，将最小值Min复位。另一方面，若尿素水溶液未被补充(否)，则结束处理。
采用这种水位测定装置，运算对水位计32测定得到的水位L。应用了大于1秒的滤波器后 的滤波值FLT。若滤波值FLT小于最小值Min,则用滤波值FLT更新最小值Min。然后，最小 值Min作为最终的水位L输出。艮P，当尿素水溶液因振动等而摇晃时，其液面如图3所示，有朝上侧摇晃大而朝下侧摇 晃小的特性。因此，储存在液罐24内的尿素水溶液的实际水位考虑到其随着消耗而逐渐下降， 就如图4的实线所示那样，接近对水位计32测定得到的水位L。应用了滤波器后的滤波值FLT 的最小值Min。所以，若将最小值Min用作最终的水位L，则不易受到液面摇晃所带来的影响， 可提高水位测定精度。
本发明不限于废气净化装置，例如还可应用于对存储在燃料箱内的燃料液位、化学厂使 用的药品水位等进行测定。在该场合，也可在计算机或内藏它的各种控制单元中执行控制程 序，代替还原剂添加ECU36。
另外，运算将时间常数大于1秒的滤波器应用于水位L。的滤波值、并保持该滤波值的最 小值的处理，不限于控制程序的软件处理，可用由公知的RC电路、RL电路、锁存电路等构 成的电子电路的硬件处理来进行。
权利要求
1.一种水位测定装置，其特征在于，包括对储存在液罐内的液体水位进行测定的水位计、以及计算机或内藏它的控制单元，所述计算机或控制单元，通过对所述水位计测定得到的水位应用时间常数大于1秒的滤波器来运算滤波值，并保持该滤波值的最小值，将该最小值作为水位输出。
2. 如权利要求1所述的水位测定装置，其特征在于，当所述滤波值小于最小值时，所述 计算机或控制单元用该滤波值逐次更新最小值。
3. 如权利要求2所述的水位测定装置，其特征在于，当所述计算机或控制单元判定为液 体被补充到了所述液罐内时，对所述最小值进行复位。
4. 如权利要求3所述的水位测定装置，其特征在于，当对水位计测定得到的水位应用了 时间常数大于1秒的滤波器后得到的滤波值上升到规定值以上的状态持续规定时间以上时， 所述计算机或控制单元判定为液体被补充到了所述液罐内。
5. —种水位测定装置，其特征在于，包括对储存在液罐内的液体水位进行测定的水位 计；以及电子电路，其通过对所述水位计测定得到的水位应用时间常数大于1秒的滤波器来运算 滤波值的同时，保持该滤波值，并将该最小值作为水位输出。
6. —种水位测定方法，其特征在于，电子电路、计算机或内藏它们的控制单元，通过对 来自测定储存在液罐内的液体水位的水位计的水位信号应用时间常数大于1秒的滤波器来运 算滤波值的同时，保持该滤波值的最小值，并将该最小值作为水位输出。
全文摘要
本发明的水位测定装置及水位测定方法，从安装在液罐上的水位计读入液体的水位(L<sub>0</sub>)，运算对该水位(L<sub>0</sub>)应用了时间常数大于1秒的滤波器后的滤波值(FLT)。当滤波值(FLT)小于最小值(Min)时，用滤波值(FLT)逐次更新最小值(Min)。然后，将最小值(Min)作为最终的水位(L)输出。采用本发明，即使液面摇晃、水位(L<sub>0</sub>)上下变动，作为最终的水位(L)，采用利用了液面变动特性的最小值，从而不易受到液面摇晃所带来的影响，可提高水位测定精度。
文档编号G01F23/00GK101517380SQ20078003567
公开日2009年8月26日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年9月26日
发明者松永英树 申请人:日产柴油机车工业株式会社