CN101535780A - 水位测定装置及水位测定方法 - Google Patents

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Abstract

一种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(L0)，运算对该水位(L0)应用了时间常数大于1秒的滤波器后的滤波值(FLT)，同时将该滤波值(FLT)作为最终的水位(L)输出。这样，即使液面摇晃、水位(L0)产生上下变动，其也可被滤波器平滑化，不易受到液面摇晃所带来的影响，可提高水位测定精度。

Description

水位测定装置及水位测定方法
技术领域
本发明涉及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11—311561号公报(专利文献1)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容量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1：日本专利特开平11—311561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”)：对于水位计测定得到的水位，应用时间常数大于1秒的滤波器，将液面的摇晃平滑化，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、计算机或内藏它的控制单元，在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秒的滤波器的同时，输出应用了该滤波器后的水位信号。
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秒的滤波器后的滤波值，被作为最终的水位输出。因此，即使液面摇晃、测定水位产生变动，其也可被滤波器平滑化，不易受到液面摇晃所带来的影响，可提高水位测定精度。
附图说明
图1是应用了本发明的废气净化装置的整体结构图。
图2是表示控制程序的第1实施形态的流程图。
图3是将滤波器应用于测定水位的效果的说明图。
图4是表示控制程序的第2实施形态的流程图。
图5是修正效果的说明图。
符号说明
24是还原剂罐
32是水位计
36是还原剂添加ECU
具体实施方式
下面，参照附图来陈述本发明。
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(NO)氧化为二氧化氮(NO2)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(NOx)还原净化的NOx还原催化剂20；以及使通过NOx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、及内藏有控制尿素水溶液喷射流量(供给流量)的流量控制阀的添加组件28。另外，在还原剂罐24上安装有对尿素水溶液水位L0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，从两电极间的静电容量变化而间接测定水位L0。作为水位计32，不限于从静电容量来测定水位L0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ROM(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，同时，分别具体执行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NOx还原催化剂20中与排气中的NOx还原反应，转化为水(H2O)及氮气(N2)，这是公知的。此时，为提高NOx还原催化剂20中的NOx净化能力，NO被氮氧化催化剂16氧化为NO2，被改善为排气中的NO与NO2的比例适于还原反应的程度。另一方面，通过NOx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中每规定时间地反复执行的、控制程序的第1实施形态。
在步骤1(图中简记为“S1”，以下相同)，从水位计32读入水位L0。
在步骤2，运算将时间常数大于1秒(例如数百秒)的滤波器应用于水位L0后的滤波值FLT。
在步骤3，作为最终的水位L，输出滤波值FLT。
采用这种水位测定装置，对水位计32测定得到的水位L0应用了时间常数大于1秒的滤波器后的滤波值FLT作为最终的水位L输出。因此，如图3所示，即使尿素水溶液液面摇晃、水位L0产生上下变动，其也被滤波器平滑化，由此不易受到液面摇晃所带来的影响，可提高水位测定精度。
图4表示在还原剂添加ECU36中每规定时间反复执行的、控制程序的第2实施形态。
在步骤11，从水位计32读入水位L0。
在步骤12，运算将时间常数大于1秒(例如数百秒)的滤波器应用于水位L0后的滤波值FLT。
在步骤13，利用“累计量Sum＝累计量Sum+控制值”这种公式，来依次累计运算体现尿素水溶液喷射流量的控制值。
在步骤14，考虑到滤波值FLT有可能包含响应延迟的误差，运算对其修正用的修正量Cor。具体来说，为根据累计量Sum的时序变化特性(斜率)对响应延迟进行修正，通过对规定数的控制值的移动平均应用时间常数大于1秒(例如数百秒)的滤波器，来运算修正量Cor。
在步骤15，通过将修正量Cor与滤波值FLT相加，来修正滤波值FLT的响应延迟。
在步骤16，将修正了响应延迟后的滤波值FLT作为最终的水位L输出。
采用这种水位测定装置，除了先前的第1实施形态的作用及效果外，可修正滤波器应用于水位L0所发生的响应延迟。即，如图5所示，通过将修正量Cor与滤波值FLT相加，最终应输出的水位L接近于控制值累计量Sum，可进一步提高水位测定精度。此时，由于通过对规定数的控制值的移动平均应用时间常数大于1秒的滤波器来运算修正量Cor，因此，不必进行复杂的运算，可抑制控制负荷的增大。
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，将时间常数大于1秒的滤波器应用于水位L0的运算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。

Claims (5)

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，将该滤波值作为水位输出。
2.如权利要求1所述的水位测定装置，其特征在于，所述计算机或控制单元，对向流量控制阀输出的控制值予以依次累计的累计量进行运算，所述流量控制阀对储存在所述液罐内的液体供给流量进行控制，并根据该累计量的时序变化特性，对修正所述滤波值的响应延迟用的修正量进行运算，根据该修正量，再执行对所述滤波值的响应延迟进行修正的响应延迟修正处理。
3.如权利要求2所述的水位测定装置，其特征在于，所述响应延迟修正处理，是通过对所述控制值的移动平均应用时间常数大于1秒的滤波器来运算所述修正量的。
4.一种水位测定装置，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
电子电路，其在对所述水位计测定得到的水位应用时间常数大于1秒的滤波器的同时，输出应用了该滤波器后的水位。
5.一种水位测定方法，其特征在于，电子电路、计算机或内藏它的控制单元，在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秒的滤波器的同时，输出应用了该滤波器后的水位信号。
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