(57)【要約】  本発明は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための方法に関する。この方法は、還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するステップと、既存の投与の構成によって投与された還元剤の体積を継続的に決定するステップとを含んでいる。この方法は、前記投与された体積にもとづいて、期間を決定するステップと、そのようにして決定された離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを、継続的に判断するステップと、そのようである場合に、残留体積をより低い離散的な体積の指示値へと設定するステップとをさらに含む。さらに本発明は、本発明による方法を実施するためのコンピュータ（２００；２１０）用のプログラムコード（Ｐ）を含んでいるコンピュータプログラム製品に関する。また、本発明は、装置およびこの装置を備えた自動車両に関する。【選択図】図３ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器（２０５）内の液体還元剤の残留体積を決定するための方法であって、
前記還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するステップ（ｓ４１０）と、
既存の投与の構成によって投与された還元剤の体積を継続的に決定するステップ（ｓ４２０）と
を含み、
前記投与された体積にもとづいて、期間を設定するステップ（ｓ４３０）と、
そのようにして決定された離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを、継続的に判断するステップ（ｓ４４０）と、
そのようである場合に、前記残留体積をより低い離散的な体積の指示値へと設定するステップ（ｓ４５０）と
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記離散的な体積の指示値が、とくには容器の構成に応じてあらかじめ定められている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
最新の離散的な体積の指示値の決定の以後に投与された還元剤の体積にもとづいて前記期間を選択するステップ
をさらに含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記期間が、前記投与された体積が大きくなるとき、短くなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記期間を、特定の離散的な体積の指示値についての検証時間において、特定の所定の回数だけ変更するステップ
をさらに含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記離散的な体積の指示値が確立されたときに新たな期間を決定するステップ
をさらに含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器（２０５）内の液体還元剤の残留体積を決定するための装置であって、
前記還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するための手段（２２０）と、
既存の投与の構成によって投与された還元剤の体積を継続的に決定するための手段（２００；２１０；５００）と
を備え、
前記投与された体積にもとづいて期間を設定するための手段（２００；２１０；５００）と、
そのようにして決定された離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを、継続的に判断するための手段（２００；２１０；５００）と、
そのようである場合に、前記そのようにして決定された離散的な体積の指示値が前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるならば、残留体積をより低い離散的な体積の指示値へと設定するための手段（２００；２１０；５００）と
を特徴とする装置。
【請求項８】
前記離散的な体積の指示値が、とりわけ容器の構成に応じてあらかじめ定められている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
最新の離散的な体積の指示値の決定以後に投与された還元剤の体積にもとづいて前記期間を選択するための手段（２００；２１０；５００）
をさらに備える請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記期間が、前記投与された体積が大きくなるとき、短くなる請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記期間を、特定の離散的な体積の指示値についての検証期間において、特定の所定の回数だけ変更するための手段（２００；２１０；５００）
をさらに備える請求項７〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記離散的な体積の指示値が確立されたときに新たな期間を決定するための手段（２００；２１０；５００）
をさらに備える請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記還元剤が、尿素を含んでいる流体溶液である請求項７〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
請求項７〜１３のいずれか一項に記載の装置を備える自動車両（１００；１１０）。
【請求項１５】
トラック、バス、または乗用車のうちのいずれかである請求項１４に記載の自動車両（１００；１１０）。
【請求項１６】
排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するためのコンピュータプログラム（Ｐ）であって、電子制御ユニット（２００；５００）または前記電子制御ユニット（２００；５００）に接続された別のコンピュータ（２１０；５００）に請求項１〜６のいずれか一項に記載のステップを実行させるためのプログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記コンピュータプログラムが電子制御ユニット（２００；５００）または前記電子制御ユニット（２００；５００）に接続された別のコンピュータ（２１０；５００）において実行されるときに、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実行するためのプログラムコードをコンピュータにとって読み取り可能な媒体上に保存して備えているコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための方法に関する。また、本発明は、本発明による方法を実施するためのコンピュータ用のプログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム製品に関する。さらに、本発明は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムを備えている装置、およびこの装置を備える自動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の車両は、ＳＣＲ（選択触媒還元）触媒を備えるＳＣＲシステムにおける還元体として、例えば尿素を使用し、このＳＣＲシステムにおいて前記還元体とＮＯｘガスとを反応させ、窒素ガスおよび水へと変換することができる。さまざまな種類の還元体を、ＳＣＲシステムに使用することができる。アドブルー（ＡｄＢｌｕｅ）が、一般的に使用されている還元体の一例である。
【０００３】
或る種のＳＣＲシステムは、還元体を保持する容器を備えている。さらにＳＣＲシステムは、前記還元体を吸引ホースによって前記容器から取り出し、これを車両の排気系に隣接（例えば、排気系の排気管に隣接）して位置する投与ユニットへと加圧されたホースを介して供給するように構成されたポンプを有する。投与ユニットは、車両の制御ユニットに記憶された動作ルーチンに従って、ＳＣＲ触媒の上流の排気管へと必要な量の還元体を注入するように構成されている。投与量がわずかまたは皆無である場合に圧力の調節をより容易にするために、システムは、システムの圧力側から再び容器へと延びる戻りホースをさらに備えている。
【０００４】
ますます厳しくなるＮｏｘに関する排出物の要件を満たすために、車両の製造者が、新型車に例えば上述の種類のＳＣＲシステムを装備することが、ますます一般的になってきている。また、車両のＳＣＲシステムが正しい量の還元剤を投与しているかどうかを、診断可能にすることが望まれる。容認できない排出物の放出を引き起こすと考えられるような還元剤の使用の不足を診断する１つのやり方は、容器に保持される還元剤の体積の減少を、投与された還元剤の計算による体積と比較することである。
【０００５】
或る種のＳＣＲシステムは、フロートセンサを備え、還元剤容器に垂直に配置されるレベルセンサを使用する。このフロートセンサは、離散的な信号をもたらすように適合され、すなわち読み取られるレベルが、いわゆるスイッチが配置された特定の所定のレベルに限られる。これらのスイッチは、還元剤のレベルがスイッチの位置するレベルを下回って低下するときに前記離散的な信号をもたらすように適合されている。容器内の還元剤の実際のレベルが２つのスイッチの間にあるとき、読み取られるレベルは、多くの場合、それぞれのスイッチのレベルのうちの低い方になる。
【０００６】
消費の診断に到達する１つのやり方は、特定のスイッチのレベルを通過するときに、投与された還元剤の量の計算値および容器において検出される対応する現在の還元剤のレベルを制御ユニットのメモリに保存し、次いで投与された還元剤の計算による量が、容器内の還元剤の体積の減少に一致するかどうかを判断するために、種々のそのような保存されたレベルを比較することである。測定誤差を取り除き、誤検出の恐れを減らすために、いつ還元剤のレベルがスイッチを通過したかをきわめて正確に検出できることが、その時点において容器に残る還元剤の体積の正確な値をもたらすことができるがゆえに、重要である。しかしながら、これは、とりわけレベルの測定が容器内でのしぶきによって影響されてしまうがゆえに、達成が困難である。
【０００７】
したがって、自動車両の排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の還元剤の残留体積を決定する現在のやり方を、改善する必要がある。
【０００８】
米国特許出願公開第２００５／２５１３１８号および米国特許出願公開第２０１０／０８６４４６号が、液体のレベルおよび消費された尿素溶液の量を測定することによってＳＣＲシステムにおける尿素溶液の供給を診断するための方法を述べている。
【０００９】
米国特許出願公開第２００９／１８２５１６号が、尿素タンクの中身がしぶきを生じる場合に測定の精度を高めるために、フィルタが組み合わせられたコンピュータを使用する方法を述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／２５１３１８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０８６４４６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／１８２５１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の一目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善するための新規かつ好都合な方法を提案することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善するための新規かつ好都合な装置および新規かつ好都合なコンピュータプログラムを提案することにある。
【００１３】
本発明の一目的は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための新規かつ好都合な方法を提案することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための新規かつ好都合な装置および新規かつ好都合なコンピュータプログラムを提案することにある。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定する際の精度の向上を達成するための方法、装置、およびコンピュータプログラムを提案することにある。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための代替の方法、代替の装置、および代替のコンピュータプログラムを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これらの目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。
【００１８】
本発明の一態様によれば、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための提案の方法が、
・還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するステップと、
・既存の投与の構成によって投与された還元剤の体積を継続的に決定するステップと、
・前記投与された体積にもとづいて、期間を設定するステップと、
・そのような決定された離散的な体積の指示値が前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断し、そのようである場合に、残留体積をより低い離散的な体積の指示値へと設定するステップと
を含む。
【００１９】
本発明の一態様によれば、還元剤容器に位置する測定装置（例えば、フロートセンサ）のすべてのスイッチの位置が、ＳＣＲシステムを制御するために設けられた電子制御ユニットに保存される。各々の位置が、還元剤の既知の残留体積を表わす。前記期間を、これらのそれぞれのスイッチ位置（残りの還元剤の体積に相当する）と、計算による投与された還元剤の体積とにもとづいて決定することができる。これは、投与された還元剤の体積を計算し、この体積をフロートセンサによって継続的に検出される離散的な体積の指示値と比較することによって行なうことができる。期間を、各々のスイッチについて決定することができ、これらの期間を、検証時間と考えることができる。前記期間の各々を、それ自身を投与された還元剤の累積の体積の計算にもとづいて定めることができるそれぞれの確率関数にもとづいて決定することができる。前記確率関数は、さらに詳しく後述される。
【００２０】
本発明は、スイッチによる誤検出の確率を下げ、したがって測定誤差も小さくし、ＳＣＲシステムの還元剤の使用の不足を示唆する偽の警報の恐れも少なくするという前向きな効果を達成する。さらに本発明は、例えば車両が長い坂道を走行することに起因することがある、容器において検出される還元剤のレベルの一時的な変化に対処するためのより大きな可能性を好都合に提供する。
【００２１】
さらなる利点は、容器内の還元剤の現在のレベルに関するより良好なフィードバックを車両の運転者に提供できる点にある。
【００２２】
前記離散的な体積の指示値を、とくには容器の構成に応じてあらかじめ定めることができる。それぞれのスイッチに離散的な体積の指示値を関連付けるときに容器の構成を考慮に入れることによって、多数の容器の構成に合わせて調整することができ、すなわち本発明の用途に合わせて調整することができるきわめて柔軟な解決策がもたらされる。このように、本発明は、例えば独自の容器の構成を持つ種々の車両の製造者などの関係者にとって、魅力的な解決策である。
【００２３】
本方法は、最新の離散的な体積の指示値の決定以後に投与された還元剤の体積にもとづいて前記期間を選択するステップをさらに含むことができる。前記投与された還元剤の体積は、制御ユニットによって計算される投与された還元剤の累積の体積であってよい。前記投与された還元剤の体積は、制御ユニットによって計算される、特定のスイッチまたは評価の開始からの投与された還元剤の体積であってよい。結果として、投与された還元剤の計算による体積にもとづいて適切な期間を汎用的なやり方で選択することができる方法がもたらされる。好都合には、任意の適切な確率関数を、特定のスイッチについてあらかじめ定められた体積に組み合わせ、容器内の現在の体積のより正確な決定の確立を可能にすることができる。タンク内の還元剤の実際の体積が予想および／または検出される容器内の還元剤の体積に実質的に等しいと考えられると比較的高い確率で判断できる場合には、前記検出されたレベルの検証について、比較的短い期間を選択することができる。反対に、容器内の還元剤の実際の体積が予想および／または検出される容器内の還元剤の体積に実質的に等しいとは考えられないと比較的高い確率で判断できる場合には、前記検出されたレベルの検証について、比較的長い期間を選択することができる。これは、上述の課題に対する動的かつ適応的な解決策の実現という利点を可能にする。
【００２４】
前記期間を、前記投与された体積が大きくなるとき、小さくすることができる。これは、好都合なことに、容器において検出された還元剤のレベルの検証について、より短い時間間隔を達成できることを意味する。結果として、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するためのより効果的な方法がもたらされる。したがって、特定の離散的な体積の指示値が前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断し、そのようである場合に残留体積をより低い離散的な体積の指示値へと設定するために必要な自動計算の回数が、より少なくなる。
【００２５】
本方法は、前記期間を、特定の離散的な体積の指示値についての検証時間において、特定の所定の回数だけ変更するステップをさらに含むことができる。結果として、上述の課題に対する適応的な解決策がもたらされる。特定の離散的な体積の指示値のための任意の適切な検証時間の場合に前記期間の変更を可能にすることにより、上述の利点を伴う前記期間の短縮を意味することができる柔軟性が達成される。
【００２６】
本方法は、離散的な体積の指示値が確立されたときに限って新たな期間を決定するステップをさらに含むことができる。これは、最初にあらかじめ定められた期間を選択することによって、特定の容器の構成のための適切な期間を定めることを可能にする。２つのスイッチの間の体積の差が比較的大きい場合、より長い期間を最初に選択することができる。しかしながら、２つのスイッチの間の体積の差が比較的小さい場合には、より短い期間を最初に選択することができる。後に、この期間を、計算された還元剤の投与量にもとづいて変更することができる。
【００２７】
前記還元剤は、例えばアドブルーなど、尿素を含む流体溶液であってよい。本発明による、利用に適することができるいくつかの異なる適切な還元剤が存在する。
【００２８】
本方法は、既存の自動車両における実施が容易である。本発明による、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するためのソフトウェアを、車両の製造時に車両の制御ユニットに組み込むことが可能である。したがって、車両の購入者が、選択肢として本方法の機能を選択する可能性を有することができる。あるいは、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに本発明の方法を適用するためのプログラムコードを含んでいるソフトウェアを、サービス拠点における更新の場合に車両の制御ユニットに組み込むことができ、その場合には、ソフトウェアを制御ユニットのメモリへとロードすることができる。したがって、本発明の方法の実施は、とくにはさらなる部品またはサブシステムを車両に組み込む必要がないので、費用対効果に優れる。関連のハードウェアが、現時点においてすでに車両に設けられている。したがって、本発明は、上述の課題に対する費用対効果に優れた解決策を呈する。
【００２９】
排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するためのプログラムコードを含んでいるソフトウェアは、更新または置き換えが容易である。さらに、本発明の方法のためのプログラムコードを含んでいるソフトウェアの種々の部分を、互いに別個独立に置き換えることができる。このモジュール式の構成は、保守の観点から好都合である。
【００３０】
本発明の一態様は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための提案の装置である。この装置は、還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するための手段と、既存の投与の構成によって投与された還元剤の体積を継続的に決定するための手段とを備える。この装置が、前記投与された体積にもとづいて期間を設定するための手段と、前記決定された離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを、継続的に判断するための手段と、そのようにして前記決定された離散的な体積の指示値が前記期間のうちの特定の部分の範囲内である場合に、残留体積をより低い離散的な体積の指示値へと設定するための手段とをさらに備えることができる。
【００３１】
前記離散的な体積の指示値を、とくには容器の構成に応じてあらかじめ定めることができる。
【００３２】
さらに装置は、最新の離散的な体積の指示値の決定以後に投与された還元剤の体積にもとづいて前記期間を選択するための手段をさらに備えることができる。
【００３３】
前記期間を、前記投与された体積が増えるとき、短くすることができる。
【００３４】
装置は、前記期間を特定の離散的な体積の指示値についての検証期間において特定の所定の回数だけ変更するための手段をさらに備えることができる。
【００３５】
装置は、離散的な体積の指示値が確立されたときに新たな期間を決定するための手段をさらに備えることができる。
【００３６】
前記還元剤は、尿素を含む流体溶液であってよい。
【００３７】
上述した目的は、ＳＣＲシステムを備える装置の特徴を備える自動車両によっても達成される。自動車両は、トラック、バス、または乗用車であってよい。
【００３８】
本発明の一態様は、例えば船舶など、ＳＣＲシステムを有する装置を備える任意のプラットフォームに関連する。船舶は、例えばモーターボート、汽船、フェリー、または大型船など、任意の種類の船舶であってよい。
【００３９】
本発明の一態様は、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための提案のコンピュータプログラムであって、電子制御ユニットまたはこの電子制御ユニットに接続された別のコンピュータに請求項１〜６のいずれか一項に記載の諸ステップを実行させるためのプログラムコードをコンピュータにとって読み取り可能な媒体に保存して含んでいるコンピュータプログラムである。
【００４０】
本発明の一態様は、電子制御ユニットまたはこの電子制御ユニットに接続された別のコンピュータにおいて実行されるときに、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法の諸ステップを実行するためのプログラムコードをコンピュータにとって読み取り可能な媒体上に保存して備えている提案のコンピュータプログラム製品である。
【００４１】
本発明のさらなる目的、利点、および新規な特徴は、当業者にとって以下の詳細から明らかになり、本発明を実行することによっても明らかになるであろう。本発明が以下で説明されるが、本発明が説明される特定の詳細には限られないことに、注意すべきである。当業者であれば、本明細書の教示を利用して、本発明の範囲に包含されるさらなる応用、変更、および他の分野への取り入れを理解できるであろう。
【００４２】
本発明ならびに本発明のさらなる目的および利点をさらに充分に理解するために、後述される詳細な説明を、添付の図面と併せて検討すべきである。添付の図面において、同じ参照番号および符号は、種々の図において類似の事項を指し示している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態による車両を概略的に示している。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示した車両のサブシステムを概略的に示している。
【図３ａ】本発明の一実施形態による、容器の測定装置を概略的に示している。
【図３ｂ】本発明の一態様による、対応するスイッチの確率関数を概略的に示している。
【図４ａ】本発明の一実施形態による方法の概略のフロー図を示している。
【図４ｂ】本発明の一実施形態による方法のより詳細な概略のフロー図を示している。
【図５】本発明の一実施形態によるコンピュータを概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１が、車両１００の側面図を示している。例示的な車両１００は、けん引ユニット１００およびセミトレーラ１１２を備えている。車両は、トラックまたはバスなどの大型車両であってよい。あるいは、車両は、乗用車であってもよい。
【００４５】
本発明が、あらゆるＳＣＲシステムへの適用に適しており、したがって自動車両のＳＣＲシステムに限られないことに、注意すべきである。本発明の一態様による革新的な方法および革新的な装置は、例えば船舶など、ＳＣＲシステムを備える自動車両以外のプラットフォームにも良好に適する。船舶は、例えばモーターボート、汽船、フェリー、または大型船など、任意の種類の船舶であってよい。
【００４６】
さらに、本発明の一態様による革新的な方法および革新的な装置は、例えば産業用エンジンを備えるシステムおよび／またはエンジン駆動の産業用ロボットにも良好に適する。
【００４７】
また、本発明の一態様による革新的な方法および革新的な装置は、例えばディーゼル発電機を備える発電プラントなど、さまざまな種類の発電プラントにも良好に適する。
【００４８】
さらに、本発明の方法および本発明の装置は、例えば機関車または他の何らかのプラットフォームなど、エンジンとＳＣＲシステムとを備える任意のエンジンシステムにも良好に適する。
【００４９】
また、本発明の方法および本発明の装置は、ＮＯｘ発生源とＳＣＲシステムとを備える任意のシステムにも良好に適する。
【００５０】
本明細書において、「リンク」という用語は、光電子通信回線などの物理的な接続であってよく、あるいはワイヤレス接続（例えば、無線リンクまたはマイクロ波リンク）などの非物理的な接続であってよい通信リンクを指す。
【００５１】
本明細書において、「ライン」という用語は、例えば液体の形態の還元体などの流体を保持および搬送するための通路を指す。ラインは、任意の所望のサイズの管であってよく、例えばプラスチック、ゴム、または金属など、任意の適切な材料で作られてよい。
【００５２】
本明細書において、「還元体」または「還元剤」という用語は、ＳＣＲシステムにおいて特定の排出物との反応に使用される薬剤を指す。これらの排出物は、例えばＮＯｘガスであってよい。「還元体」および「還元剤」という用語は、本明細書において、同義語として用いられる。一変種によれば、前記還元体は、いわゆるアドブルー（ＡｄＢｌｕｅ）である。他の種類の還元体も、当然ながら使用可能である。本明細書においては、アドブルーが還元体の一例として引き合いに出されるが、本発明の方法および本発明の装置が、例えば還元体の体積と対応する還元体の量との間の関係など、本発明の方法によるソフトウェアコードを実行するための制御アルゴリズムにおける必要な調整を前提に、他の種類の還元体においても実施可能であることを、当業者であれば理解できるであろう。
【００５３】
本明細書において、還元剤の「体積」および「量」という用語は、還元剤の量が個々の還元剤の体積と濃度の積であるということにもとづき、同義語として使用される。また、事実として、還元剤容器内の形状そのものが既知であるならば、容器内の還元剤の特定の体積を、容器における特定のレベルまたはレベル差に関連付けることができると考えられる。
【００５４】
図２が、車両１００のサブシステム２９９を示している。サブシステム２９９は、けん引ユニット１１０に位置している。サブシステム２９９は、ＳＣＲシステムの一部であってよい。サブシステム２９９は、この例では、還元体を保持するように構成された容器２０５を備える。容器２０５は、適切な量の還元体を収容し、必要に応じて補充ができるようにも適合されている。容器は、例えば７５または５０リットルの還元体を収容することができる。
【００５５】
第１のライン２７１が、還元体を容器２０５からポンプ２３０へと導くように適合されている。ポンプ２３０は、任意の適切なポンプであってよい。ポンプ２３０は、少なくとも１つのフィルタを備えるダイアフラムポンプであってよい。ポンプ２３０は、電動モータによって駆動されるように適合されている。ポンプ２３０は、還元体を第１のライン２７１を介して容器２０５から取り出し、第２のライン２７２によって投与ユニット２５０へと供給するように適合されている。投与ユニット２５０は、電気制御の投与弁を備えており、この投与弁によって、排気系へと加えられる還元体の流れを制御することができる。ポンプ２３０は、第２のライン２７２の還元体を加圧するように構成されている。投与ユニット２５０が、絞りユニットを備えており、この絞りユニットに対して、前記還元体の圧力がサブシステム２９９において高まる。
【００５６】
投与ユニット２５０は、前記還元体を車両１００の排気系（図示されていない）へと供給するように適合されている。より具体的には、投与ユニット２５０は、適切な量の還元体を制御されたやり方で車両１００の排気系へと供給するように適合されている。この変種においては、ＳＣＲ触媒（図示されていない）が、排気系において還元体の供給が達成される位置の下流に位置している。排気系に供給された還元体は、容認できない排出物の量を既知のやり方で減少させるためにＳＣＲ触媒において従来からのやり方で使用されるように意図されている。
【００５７】
投与ユニット２５０は、例えば車両１００の燃焼機関（図示されていない）からの排気ガスをＳＣＲ触媒へと導くように設けられた排気管に隣接して位置している。
【００５８】
第３のライン２７３が、投与ユニット２５０と容器２０５との間を延びている。冷却の目的で、第３のライン２７３は、投与弁２５０へと送られた還元剤の特定の量を再び容器２０５へと導くように適合されている。
【００５９】
第１の制御ユニット２００が、リンク２９３を介して測定装置２２０と通信するように構成されている。測定装置２２０は、容器２０５内の現在の還元体の体積を検出するように適合されている。測定装置２２０は、容器２０５内の現在の還元体の体積を、離散的な体積の指示値の形態で検出するように適合されている。この変種においては、測定装置２２０が、１つ以上の垂直に配置された細長い要素の形態をとることができるフロートセンサとして構成されている。測定装置２２０は、容器２０５内に残る還元剤の体積を継続的に検出し、それについての情報を含む信号を第１の制御ユニット２００へと継続的に送信するように適合されている。測定装置２２０は、図３ａを参照して以下にさらに詳しく後述される。
【００６０】
第１の制御ユニット２００は、リンク２９２を介してポンプ２３０と通信するように構成されている。第１の制御ユニット２００は、例えばサブシステム２９９内における還元体の流れを調節するために、ポンプ２３０の動作を制御するように適合されている。
【００６１】
第１の制御ユニット２００は、リンク２９１を介して投与ユニット２５０と通信するように構成されている。第１の制御ユニット２００は、例えば車両１００の排気系への還元体の供給を調節するために、投与ユニット２５０の動作を制御するように適合されている。第１の制御ユニット２００は、投与ユニット２５０の動作を制御するように適合されている。
【００６２】
第１の制御ユニット２００は、一変種によれば、還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するように適合されている。これは、測定装置２２０が受信する信号にもとづいて行なわれる。第１の制御ユニット２００は、投与された還元剤の体積を継続的に計算するように適合されている。これを、既存の投与の構成によって、投与ユニット２５０の供給圧力がもたらされるとすぐ、投与ユニット２５０の開放時間がもたらされることで、質量流量が決定されるようなやり方で行なうことができる。第１の制御ユニット２００は、投与された累積の還元剤の体積を継続的に決定するように適合されている。第１の制御ユニット２００は、前記投与された体積にもとづいて期間を設定するように適合されている。期間を、測定装置２２０の任意の１つ以上のスイッチについて設定することができる。第１の制御ユニット２００は、そのようにして測定された離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断し、そのようである場合に、残留体積をより低い離散的な体積の指示値に設定するように適合されている。
【００６３】
第２の制御ユニット２１０が、リンク２９０を介して第１の制御ユニット２００と通信するように構成されている。第２の制御ユニット２１０を、第１の制御ユニット２００に切り離し可能に接続することができる。第２の制御ユニット２１０は、車両１００の外部の制御ユニットであってよい。第２の制御ユニット２１０は、本発明による革新的な方法の諸ステップを実行するように適合することができる。第２の制御ユニット２１０を、第１の制御ユニット２００へとソフトウェア（とくには、本発明の方法を適用するためのソフトウェア）をクロスロード（ｃｒｏｓｓ−ｌｏａｄ）するために使用することができる。あるいは、第２の制御ユニット２１０を、車両の内部のネットワークを介して第１の制御ユニット２００と通信するように構成することができる。第２の制御ユニット２１０は、例えば残りの還元剤の体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に測定し、既存の投与の構成によって投与された還元剤の体積を継続的に決定するなど、第１の制御ユニット２００の機能と実質的に同様の機能を実行するように適合することができる。第２の制御ユニット２１０を、例えば前記投与された体積にもとづいて期間を決定し、あるいはそのような上述のようにして決定された離散的な体積の指示値が前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを判断し、そのようである場合に、残留体積をより低い離散的な体積の指示値に設定するなど、第１の制御ユニット２００の機能と実質的に同様の機能を実行するように適合することができる。本発明の方法を、第１の制御ユニット２００または第２の制御ユニット２１０のいずれかによって適用でき、あるいは第１の制御ユニット２００および第２の制御ユニット２１０の両方によって適用できることに、注意すべきである。
【００６４】
図３ａが、本発明の一実施形態による、還元剤容器２０５に付随する測定装置を概略的に示している。
【００６５】
測定装置２２０は、この例では棒２２１を備えており、この棒２２１が、この棒２２１に沿った所定の位置に、いくつかのスイッチ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、および２２０ｄを有している。測定装置２２０を、容器２０５内に垂直に配置することができる。測定装置２２０は、このやり方で配置された任意の適切な数のスイッチを有することができる。測定装置２２０は、適切なハードウェアを備え、従来技術である。フロート２２２が、棒２２１に沿ってスライドするように配置されている。フロート２２２は、適切な材料で作られ、容器２０５内の還元体の表面に浮いている。スイッチ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、および２２０ｄは、フロート２２２の存在を検出するように適合される。フロートが所与のスイッチに位置するとき、測定装置２２０は、どのスイッチがフロートの存在を検出しているかについての情報を含む信号を生成する。この情報は、あらかじめ定められたレベルに相当し、したがって容器２０５内に残る還元剤の所定の体積（または、量）に相当する。検出される還元剤の残留体積は、離散的な体積の指示値であり、これが本発明にしたがって、リンク２９３を介して第１の制御ユニット２００へと信号として送信される。
【００６６】
図３ａは、還元体の表面に位置するフロート２２２を示している。この例では、第１の制御ユニット２００が、還元剤の現在の体積が、スイッチ２２０ｃに組み合わせられた離散的な体積の指示値に一致する体積によって定められると確証している。還元剤がさらに消費されると、還元剤のレベルがスイッチ２２０ｃのレベルへと低下し、還元剤の実際のレベルが検出される還元剤のレベルに一致する。
【００６７】
図３ｂが、本発明の実施形態による、還元剤容器のそれぞれの離散的な体積の指示値についての種々の確率関数の概略図である。
【００６８】
本発明によれば、確率関数を、投与された還元剤の計算による体積に組み合わせることができる。第１の制御ユニット２００は、（投与ユニット２５０によって）投与された還元剤の体積にもとづいて、実際の還元剤のレベルが容器において検出された還元剤のレベルに相当するであろう確率を計算するように適合される。確率関数の諸例が、図３ｂに示されている。これらを、任意の適切な基準に従ってあらかじめ定めることができ、または生成することができる。
【００６９】
第１の確率関数Ｐ１−２が、スイッチ２２０ａおよび２２０ｂの間の差に相当する還元剤の部分体積に組み合わせられている。第２の確率関数Ｐ２−３が、スイッチ２２０ｂおよび２２０ｃの間の差に相当する還元剤の部分体積に組み合わせられている。第３の確率関数Ｐ３−４が、スイッチ２２０ｃおよび２２０ｄの間の差に相当する還元剤の部分体積に組み合わせられている。
【００７０】
一例によれば、特定の確率関数を、２つの連続するスイッチに組み合わせることができる。別の例によれば、特定の確率関数を、測定装置２２０の任意の所望の数のスイッチに組み合わせることができる。
【００７１】
一例によれば、確率関数の値の特定の範囲が、本発明に従って検証時間として使用される特定の期間に対応できる。本発明の一態様によれば、第１の制御ユニットは、特定の離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断し、そのようである場合に、容器内の残留体積をより低い離散的な体積の指示値に設定することができる。本発明の一態様によれば、第１の制御ユニットが、特定の離散的な体積の指示値が、前記期間（検証時間）のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断し、そのようである場合に、容器内の残留体積を最も近い／連続する／次の／隣のより低い離散的な体積の指示値に設定することができる。
【００７２】
例えば、第２の確率関数Ｐ２−３の確率が０．８〜０．９の範囲内である場合に、これが、例えば１０秒という期間（検証時間）に相当できる。スイッチ２２０ｃが、前記期間のうちの少なくとも所定の部分の範囲内において離散的な体積の指示値を検出した場合、第１の制御ユニットは、還元剤の現在の残留体積がスイッチ２２０ｃのレベル（あらかじめ定められた体積に相当する）にあると判断することができる。
【００７３】
本発明の一実施形態によれば、期間（検証時間）を、投与された還元剤の計算による体積に直接組み合わせることができる。この場合、第１の制御ユニット２００は、（投与ユニット２５０によって）投与された還元剤の体積を、期間（検証時間）を決定するための基礎として使用するように適合される。前記期間を、短くすることができる、すなわち、前記投与された体積が増えるとき、減少する値に決定することができる。前記期間を、前記投与された還元剤の体積の関数として決定することができ、その場合、前記期間は減少関数になる。前記期間を、前記投与された還元剤の体積に反比例するものとして決定することができる。前記期間を、特定のオフセットを伴いながら前記投与された還元剤の体積に反比例するものとして決定することができる。前記期間を、前記投与された還元剤の体積の指数関数的に減少する関数として決定することができる。前記期間を、前記投与された還元剤の体積の非線形に減少する関数として決定することができる。前記期間を、前記投与された還元剤の体積の任意の適切な減少関数として決定することができる。
【００７４】
好都合なことに、以上は、容器において検出された還元剤のレベルの検証のための時間間隔をより短くできることを意味する。本発明の一態様によれば、第１の制御ユニットは、特定の離散的な体積の指示値が、前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断でき、そのようである場合に、容器内の残留体積をより低い離散的な体積の指示値に設定することができる。本発明の一態様によれば、第１の制御ユニットは、特定の離散的な体積の指示値が、前記期間（検証時間）のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断でき、そのようである場合に、容器内の残留体積を最も近い／連続する／次の／隣のより低い離散的な体積の指示値に設定することができる。
【００７５】
このようにして、本発明は、容器２０５内の還元剤の実際の残留体積を確証するロバストなやり方をもたらす。本発明による方法は、容器２０５内の還元剤の実際の残留体積を確証する正確なやり方をもたらし、これは、投与された還元剤の計算による体積と容器２０５内に残る還元剤の実際の体積との間に一致が存在するかどうかを、第１の制御ユニット２００が判断することを可能にするうえで好都合である。
【００７６】
図４ａが、本発明の一実施形態による、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための方法の概略のフロー図である。この方法は、還元剤の残留体積を離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するステップと、既存の投与の構成によって投与される還元剤の体積を継続的に決定するステップとを含む第１のステップｓ４０１を含む。さらにステップｓ４０１は、前記投与された体積にもとづいて期間を確立するステップと、そのようにして測定された離散的な体積の指示値が前記期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断するステップと、そのようである場合に、残留体積をより低い離散的な体積の指示値に設定するステップとを含む。この方法は、ステップｓ４０１の後で終了する。
【００７７】
図４ｂが、本発明の一実施形態による、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するための方法の概略のフロー図である。
【００７８】
この方法は、還元剤の残留体積を容器２０５の離散的な体積の指示値の形態で継続的に決定するステップを含む第１のステップＳ４１０を含んでいる。これは、上述のとおりの測定装置２２０によって行なわれる。ステップＳ４１０にステップＳ４２０が続く。
【００７９】
この方法のステップＳ４２０は、既存の投与の構成によって投与される還元剤の体積を継続的に決定するステップを含む。これは、第１の制御ユニット２００によって実行される計算によって行なわれ、次いでステップＳ４３０が続く。
【００８０】
この方法のステップＳ４３０は、前記投与された体積にもとづいて期間を設定するステップを含む。この期間は、検出されたレベルが継続的に確証される検証時間である。ステップＳ４３０にステップＳ４４０が続く。
【００８１】
この方法のステップＳ４４０は、そのようにして決定された離散的な体積の指示値が期間のうちの特定の部分の範囲内であるかどうかを継続的に判断し、そのようである場合にステップＳ４５０を実行するステップを含む。
【００８２】
この方法のステップＳ４５０は、残留体積をより低い離散的な体積の指示値に設定するステップを含む。したがって、現時点のレベルであると考えられるレベルは、検出された離散的な体積の指示値が設定された期間の少なくとも一部分のあいだ明確に検出され続けるまでは、変更されない。上述のとおりの確率関数を、本発明の一態様により、それぞれのスイッチについて検証時間と考えることができるそれぞれの期間を設定するために使用することができる。前記設定された期間を、ＳＣＲシステムの動作の最中に、投与された還元剤の計算による体積および／または容器２０５において検出された還元剤の残留体積にもとづいて更新することができる。この方法は、ステップｓ４５０の後で終了する。
【００８３】
図５が、装置５００の一変種の図である。図２に関して説明した制御ユニット２００および２１０は、一変種において、装置５００を含むことができる。装置５００は、不揮発メモリ５２０と、データ処理ユニット５１０と、読み出し／書き込みメモリ５５０とを備える。不揮発メモリ５２０は、例えば装置５００の機能を制御するためのオペレーティングシステムなどのコンピュータプログラムが記憶される第１のメモリ素子５３０を有する。装置５００は、バスコントローラ、シリアル通信ポート、Ｉ／Ｏ手段、Ａ／Ｄコンバータ、時刻および日付の入力および転送ユニット、イベントカウンタ、ならびに割り込みコントローラ（図示されていない）をさらに備える。不揮発メモリ５２０は、第２のメモリ素子５４０をさらに有する。
【００８４】
提案されるコンピュータプログラムＰが、本発明の方法による、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するためのルーチンを含む。プログラムＰを、実行可能な形態または圧縮された形態で、メモリ５６０および／または読み出し／書き込みメモリ５５０に保存することができる。
【００８５】
データ処理ユニット５１０が特定の機能を実行するとして説明される場合、それは、データ処理ユニット５１０が、メモリ５６０に保存されたプログラムの特定の部分または読み出し／書き込みメモリ５５０に保存されたプログラムの特定の部分を達成することを意味する。
【００８６】
データ処理装置５１０は、データバス５１５を介してデータポート５９９と通信することができる。不揮発メモリ５２０は、データバス５１２を介してデータ処理ユニット５１０と通信するように意図される。別個のメモリ５６０は、データバス５１１を介してデータ処理ユニット５１０と通信するように意図される。読み出し／書き込みメモリ５５０は、データバス５１４を介してデータ処理ユニット５１０と通信するように構成される。データポート５９９は、例えばデータポート５９９へと接続されたリンク２９０、２９１、２９２、および２９３（図２を参照）を有することができる。
【００８７】
データがデータポート５９９において受信されると、それらのデータは第２のメモリ素子５４０に一時的に保存される。受信された入力データが一時的に保存されているとき、データ処理ユニット５１０は、上述のとおりのコードの実行を達成すべく準備される。一変種によれば、データポート５９９において受信された信号は、容器２０５において検出された還元剤の体積についての情報（離散的な体積の指示値）を含んでいる。データポート５９９において受信された信号を、本発明の一態様により、装置５００によって、排気ガスの浄化のためのＳＣＲシステムに付随する容器内の液体還元剤の残留体積を決定するために使用することができる。
【００８８】
装置５００は、投与された還元剤の体積を継続的に決定するように適合されている。装置５００は、容器２０５において検出された還元剤の現在の体積を、検出された何らかの他のより適切な現在の体積へと変更すべきかどうかを、継続的に評価するように適合されている。これは、検出された還元剤の残留体積が、その時点における離散的な体積の指示値よりも何らかの他の離散的な体積の指示値により良好に一致するかどうかを、継続的に確証することによって行なうことができる。
【００８９】
本明細書に記載の方法の諸部分を、装置５００により、メモリ５６０または読み出し／書き込みメモリ５５０に保存されたプログラムを動作させるデータ処理ユニット５１０によって達成することができる。装置５００がプログラムを動作させるとき、本明細書に記載の方法が実行される。
【００９０】
本発明の好ましい実施形態の以上の説明は、例示および説明の目的で提示されており、すべてを述べ尽くそうとするものではなく、本発明を説明される変形に限定しようとするものでもない。当業者であれば、多数の修正形態および変形形態に想到できるであろう。諸実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用を最も良好に説明することで、種々の実施形態について、意図される使用に適した種々の修正形態と併せて、本発明を当業者が理解可能できるように選択されて説明されている。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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