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Title:
METHOD FOR DETERMINING A CURRENT FILL QUANTITY OF A LIQUID IN A CONTAINER, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/072666
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a current fill quantity (Vt) of a liquid (100) in a container (10), in particular the current residual fill quantity (Vt) of a reducing agent (100) in a reducing agent container (10) of an SCR dosing device of a motor vehicle, wherein a presence of liquid (100) at a measurement site (112) on/in the container (10) is determined by means of a discontinuously or discretely operating fill level sensors, wherein the current fill quantity (Vt) of the liquid (100) in the container (10) is concluded on the basis of a temporal characteristic (Char; f, pw) of a signal (S110) of the fill level sensor (110) resulting from sloshing of the liquid (100) in the container (10).

Inventors:
RODATZ PAUL (DE)
NIENHOFF MICHAEL (DE)
KOOPS INGO (DE)
ARLT TINO (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/071354
Publication Date:
June 07, 2012
Filing Date:
November 30, 2011
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
RODATZ PAUL (DE)
NIENHOFF MICHAEL (DE)
KOOPS INGO (DE)
ARLT TINO (DE)
International Classes:
G01F23/24; F01N3/20
Foreign References:
DE102008043778A12010-05-20
US7392691B12008-07-01
US3978464A1976-08-31
US20090182467A12009-07-16
DE10047594A12002-04-18
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Füllmenge (Vt) einer Flüssigkeit (100) in einem Behälter (10), insbesondere der aktuellen Restfüllmenge (Vt) eines Reduktionsmittels (100) in einem Reduktionsmittelbehälter (10) einer SCR-Dosiereinrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei

durch einen diskontinuierlich oder diskret arbeitenden Füllstandssensor (110) ein Vorhandensein von Flüssigkeit (100) an einer Messstelle (112) am/im Behälter (10) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

anhand einer zeitlichen Charakteristik (Char; f, pw) eines Signals (Sno) des Füllstandssensors (110) aufgrund eines Schwappens der Flüssigkeit (100) im Behälter (10), auf die aktuelle Füllmenge (Vt) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) geschlossen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Charakteristik (Char; f, pw) des Signals (Sno) des

Füllstandssensors (110) ein digitales Signal (Sno) ist, wobei durch eine Auswertung der im digitalen Signal (Sno) vorhandenen Informationen die aktuelle Füllmenge (Vt) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) bestimmt wird, und/oder

aus der zeitlichen Charakteristik (Char; f, pw) des Signals

(Sno) des Füllstandssensors (110) eine Frequenz (f) und/oder eine Pulsweite (pw) des Signals (Sno) oder von Abschnitten des Signals (Sno) ermittelt wird bzw. werden. 3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Frequenz (f) und/oder der Pulsweite (pw) des Signals (Sno) oder von Abschnitten des Signals (Sno) die aktuelle Füllmenge (Vt) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) bestimmt wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner für die Bestimmung der aktuellen Füllmenge (Vt) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) eine Beschleunigung (a) des Behälters (10) oder des Kraftfahrzeugs herangezogen wird.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Bestimmen einer aktuellen Füllstandscharakteristik der Flüssigkeit (100) im Behälter (10), innerhalb einer Funktion (F) über einen bestimmten Zeitraum (t) oder über bestimmte Zeiträume (t) hinweg, die Frequenz (f) und/oder die Pulsweite (pw) des Signals (Sno) oder von Ab- schnitten des Signals (Sno) bestimmt wird bzw. werden.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Bestimmen der aktuellen Füllstandscharakteristik der Flüssigkeit (100) im Behälter (10), innerhalb der Funktion (F) weitere Parameter, wie insbesondere:

• die Beschleunigung (a) des Behälters (10) oder des

Kraftfahrzeugs ;

• eine, ggf. temperaturabhängige, Viskosität der Flüssigkeit (100) ;

· ein Geometriefaktor des Behälters (10); und/oder

• eine vorher bestimmte Füllmenge (Vt) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10)

zusätzlich herangezogen wird bzw. werden. 7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kennfeld (KF) eine Vielzahl von Füllstandscharakteristiken der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) zeitlich vorab abgelegt sind, wobei die entsprechende Füllstandscharakteristik bevorzugt in einem Fahrversuch mit dem Kraftfahrzeug bestimmt wird.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der aktuellen Füllstandscharakteristik mithilfe des Kennfelds (KF) ein aktueller Füllstand (h) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) bestimmt wird, wobei anhand des aktuellen Füllstands (h) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) bevorzugt mithilfe einer Kennlinie (KL) die aktuelle Füllmenge (Vt) der Flüssigkeit (100) im Behälter (10) bestimmt wird.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens Messstelle (112) des diskontinuierlich oder diskret arbeitenden Füllstandssensors (110), abgesehen von einer Reserve des Behälters (10), in Bezug auf einen vollständig gefüllten Behälter (10) in einem oberen Drittel, ungefähr auf halber Höhe, in einem unteren Drittel, in einem unteren Viertel, und/oder so weit wie möglich unten am/im Behälter angeordnet ist.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein diskontinuierlich oder diskret arbeitender Füllstandssensor (110) am/im Behälter (10) vorgesehen ist, der bevorzugt wenigstens eine in die Flüssigkeit (100) im Behälter (10) eintauchende Elektrode aufweist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Füllmenge einer Flüssigkeit in einem Behälter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Füllmenge einer Flüssigkeit in einem Behälter, ins- besondere der aktuellen Restfüllmenge eines Reduktionsmittels in einem Reduktionsmittelbehälter einer SCR-Dosiereinrichtung eines Kraftfahrzeugs.

Bei einem Betrieb einer Brennkraftmaschine, z. B. der eines Kraftfahrzeugs, entsteht Abgas, welches Schadstoffe wie Kohlenwasserstoff (HC) , Kohlenmonoxid (CO) , Stickoxide (NO x ) und Partikel enthält. Für verschiedene Schadstoffe existieren gesetzliche Regelungen, welche den Schadstoffausstoß während des Betriebs der Brennkraftmaschine beschränken. Um diese ge- setzlichen Vorschriften zu erfüllen, ist in der Regel eine Reinigung des anfallenden Abgases notwendig. Hierfür wird üblicherweise eine Abgasreinigungsanlage eingesetzt, welche einen oder eine Mehrzahl von Katalysatoren, verschiedene Ab ¬ gassensoren, und im Fall einer Dieselbrennkraftmaschine meist einen Partikelfilter enthält. Im Fall von Magerbrennkraftmaschinen (Dieselmotoren oder Otto-Mager-Motoren) werden in zunehmenden Maße spezielle, Stickoxid reduzierende Verfahren auf Basis von Stickoxid-Speicher-Katalysatoren bzw.

SCR-Katalysatoren eingesetzt.

Mit SCR (Selective Catalytic Reduction) bezeichnet man dabei die Technik einer selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Abgasen. Die chemische Reaktion der Reduktion ist dabei selektiv, d. h. es werden nicht alle Abgaskomponenten reduziert, sondern nur die Stickoxide. SCR-Katalysatoren benötigen für die Stickoxidreduktion ein Reduktionsmittel, meist Ammoniak (NH 3 ) . Der Ammoniak wird üblicherweise durch ein Einspritzen bzw. eine Eindüsung einer Harnstoff-Wasser-Lösung und deren Hydrolyse im Abgastrakt der Brennkraftmaschine erzeugt und anschließend dem SCR-Katalysator zugeführt. Eine Dosierung des Reduktionsmittels erfolgt durch eine zeitliche Ansteuerung eines Dosierventils, wobei das Reduktionsmittel von einer Pumpe und einem Druckregler mit definiertem Druck vom Dosierventil bereitgestellt wird. Die Zudosierung des Reduktionsmittels muss kontinuierlich überwacht werden, da eine Uberdosierung Emissionen von Ammoniak verursacht und eine Unterdosierung einen zu hohen Ausstoß an Stickoxiden zufolge haben kann.

Zur Sicherstellung der kontinuierlichen Verfügbarkeit von Ammoniak in einer solchen SCR-Abgasreinigungsanlage ist eine zuverlässige Überwachung eines Füllstands des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelbehälter nötig. Sinkt der Füllstand unter einen vorgegebenen Wert, so soll der Fahrer des Kraftfahrzeugs optisch und/oder akustisch darauf aufmerksam gemacht werden, den Behälter, z. B. im Rahmen des nächsten Tankstopps, wieder zu füllen. Ferner soll es möglich sein, aus einer Veränderung des Füllstands auf einen Verbrauch des Reduktionsmittels zu schließen, um dadurch eine verbesserte Steuerung des

SCR-Verfahrens oder eine Diagnose einer zugehörigen

Dosiereinrichtung zu ermöglichen.

Herkömmliche Einrichtungen mit einem Füllstandsgeber mit Schwimmer und Potentiometer, wie sie üblicherweise für

Kraftstofftanks eingesetzt werden, sind für die Anwendung in wässeriger Harnstofflösung wegen der Leitfähigkeit des Reduktionsmittels, einer Korrosivität und einer Kristallisation beim Austrocknen problematisch. In bisher existierenden Systemen wird der Füllstand durch vergleichsweise kurze und sich wiederholende Messungen des elektrischen Widerstands zwischen zwei gut leitfähigen Elektroden (Edelstahlstäbe) bestimmt. Der elektrische Widerstand ergibt sich aus der begrenzten Leitfähigkeit der Reduktionsmittellösung zwischen den Elektroden. Somit ist der elektrische Widerstand prinzipiell indirekt proportional zur Eintauchtiefe der Elektroden.

Die DE 10047 594 AI offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, insbesondere eines Reduktionsmittels in einem Re ¬ duktionsmittelbehälter. Ein diskret arbeitender

Füllstandssensor umfasst dabei drei Elektroden, wobei eine blanke, als Masseelektrode fungierende Bezugselektrode, eine elektrisch isolierte Füllstandselektrode sowie eine elektrisch isolierte Referenzelektrode vorgesehen sind. Mittels des Füllstandssensors kann an drei Stellen der Füllstand der Flüssigkeit im Behälter bestimmt werden, wofür die

Füllstandselektrode an beiden und die Referenzelektrode nur an ihrem freien Längsendendabschnitt von ihrem jeweiligen Isolationsmaterial befreit ist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren anzugeben, durch welches auf eine einfache Weise ein Füllstand bzw. eine Füllmenge oder -volumen einer Flüssigkeit in einem Behälter ermittelt werden kann. Hierbei soll ein möglichst einfach aufgebauter Füllstandssensor zum Einsatz kommen, wobei, z. B. anhand von einer einzigen oder mehreren Messstellen, über einen weiten Füllstandsbereich hinweg der Füllstand der Flüssigkeit im Behälter bestimmbar sein soll. Hierbei soll das Verfahren nicht nur auf Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich eingeschränkt sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Füllmenge einer Flüssigkeit in einem Behälter, insbesondere der aktuellen Restfüllmenge eines Reduktions ¬ mittels in einem Reduktionsmittelbehälter einer SCR-Dosierein- richtung eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch einen diskontinuierlich und/oder einen diskret arbeitenden Füllstandssensor ein Vorhandensein von Flüssigkeit an einer Messstelle am/im Behälter sensiert bzw. detektiert. Hierbei kann eine einzelne oder eine Mehrzahl von Messstellen zur Anwendung kommen, wobei eine Messstelle an einer Behälterinnenwand bevorzugt ist. Gemäß der Erfindung wird anhand einer zeitlichen Charakteristik eines Signals des Füllstandssensors, aufgrund eines Schwappens bzw. eines Hin- und Hergehens der Flüssigkeit im Behälter, auf die aktuelle Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter geschlossen bzw. die aktuelle Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter bestimmt.

Gemäß der Erfindung ist es z. B. möglich, auf Basis einer gemessenen Frequenz und/oder einer Pulsweite des Messsignals die Füllmenge bzw. den Füllstand der Flüssigkeit im Behälter auch mit nur einer einzigen Messstelle innerhalb des Behälters für einen weiten Bereich um die Messstelle herum zu bestimmen. Hierbei kann z. B. ein einfach aufgebauter Füllstandssensor zum Einsatz kommen. Neben der Frequenz und/oder der Pulsweite kann ein zusätzlicher Parameter zur Anwendung kommen. Ferner kann statt der Frequenz und/oder der Pulweite des Signals des

Füllstandssensors ein anderer oder eine Mehrzahl von anderen Parametern zur Anwendung kommen.

Bevorzugt ist die zeitliche Charakteristik des Signals des Füllstandssensors ein digitales Signal, wobei durch eine

Auswertung der im digitalen Signal vorhandenen Informationen die aktuelle Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter bestimmt werden kann. Aber auch ein analoges Signal kann angewendet werden. In Ausführungsformen der Erfindung kann z. B. aus der zeitlichen Charakteristik des digitalen Signals eine Frequenz und/oder eine Pulsweite des Signals oder von Abschnitten des Signals, also ein Analogon zum Verhalten der Flüssigkeit im Behälter bezüglich der Messstelle, ermittelt werden. Anhand der Frequenz und/oder der Pulsweite des Signals oder von Abschnitten des Signals wird dann die aktuelle Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter bestimmt. Ferner kann für die Bestimmung der aktuellen Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter eine Beschleunigung der Flüssigkeit, des Behälters oder im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik die des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Gemäß der Erfindung kann für das Bestimmen einer aktuellen Füllstandscharakteristik der Flüssigkeit im Behälter, innerhalb einer Funktion über einen bestimmten Zeitraum oder über bestimmte Zeiträume hinweg, die Frequenz und/oder die Pulsweite des Signals oder von Abschnitten des Signals bestimmt werden, wobei ferner die Beschleunigung des Behälters oder des

Kraftfahrzeugs mit herangezogen werden kann.

In Aus führungs formen der Erfindung können für das Bestimmen der aktuellen Füllstandscharakteristik der Flüssigkeit im Behälter, innerhalb der Funktion ein oder eine Mehrzahl von Parametern herangezogen werden. Dies sind neben den obig erwähnten Pa- rametern insbesondere eine, ggf. temperaturabhängige, Visko ¬ sität der Flüssigkeit, ein Geometriefaktor des Behälters und/ oder eine vorher bestimmte Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter .

In bevorzugten Aus führungs formen der Erfindung können in einem Kennfeld eine Vielzahl von Füllstandscharakteristiken der

Flüssigkeit im Behälter zeitlich vorab abgelegt sein, wobei die entsprechenden Füllstandscharakteristiken bevorzugt in Fahrversuchen mit dem Kraftfahrzeug bestimmt wird. Ferner ist es bevorzugt, dass anhand der aktuellen Füllstandscharakteristik mithilfe des Kennfelds ein aktueller Füllstand der Flüssigkeit im Behälter bestimmt wird. Hierbei kann dann anhand des aktuellen Füllstands der Flüssigkeit im Behälter bevorzugt mithilfe einer Kennlinie die aktuelle Füllmenge der Flüssigkeit im Behälter bestimmt werden.

In Ausführungsformen der Erfindung ist die wenigstens eine Messstelle des diskontinuierlich und/oder diskret arbeitenden Füllstandssensors, abgesehen von einer Reserve des Behälters, in Bezug auf einen vollständig gefüllten Behälter in einem oberen Drittel, ungefähr auf halber Höhe, in einem unteren Drittel, in einem unteren Viertel, und/oder so weit wie möglich im/am Behälter unten angeordnet. Gemäß der Erfindung kann der wenigstens eine diskontinuierlich und/oder diskret arbeitende Füllstandssensor am/im Behälter vorgesehen sein, wobei der Füllstandssensor bevorzugt wenigstens eine in die Flüssigkeit im Behälter eintauchende Elektrode aufweist. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Aus führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Blockdarstellung einer Brennkraftmaschine mit

zugehöriger Abgasreinigungsanlage, bei welcher das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist; und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Verfahrens zum

Bestimmen einer Füllmenge eines flüssigen Reduktionsmittels in einem Reduktionsmittelbehälter für eine SCR-Dosiereinrichtung in einem Kraftfahrzeug näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, sondern kann vielmehr auf alle Flüssigkeiten bzw. Behälter angewendet werden, solange der Behälter bzw. die Flüssigkeit darin nicht zu sehr ruht. D. h. die Flüssigkeit und ggf. auch der Behälter müssen gewissen Beschleunigungen in wenigstens einer Richtung unterliegen .

Die Fig. 1 zeigt vereinfacht eine mit Luftüberschuss betreibbare Brennkraftmaschine 3 mit einer ihr zugeordneten Abgasnachbehandlungsanlage, die eine Dosiereinrichtung 1, insbesondere eine SCR-Dosiereinrichtung 1 aufweist. Dabei sind nur diejenigen Teile dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Die Brennkraftmaschine 3 ist bevorzugt eine Magerbrennkraftmaschine, wie z. B. ein Diesel- oder ein Ot- to-Mager-Motor, wobei als mitgeführtes flüssiges Reduktionsmittel 100 zum Nachbehandeln eines Abgases 50 z. B. Harnstoff, eine Harnstoff-Wasser-Lösung, AdBlue®, Denoxium®, Aminex® o. a. anwendbar ist, welches bei der Nachbehandlung des Abgases 50 bevorzugt Ammoniak freisetzt.

Der Brennkraftmaschine 3 wird über einen Ansaugtrakt 32 eine zur Verbrennung notwendige Frischluft zugeführt. Eine Einspritz- anlage, wie beispielsweise ein Common Rail mit KraftstoffInjektoren (nicht dargestellt), kann den Kraftstoff direkt in die Zylinder der Brennkraftmaschine 3 einspritzen. Das Abgas 50 der Brennkraftmaschine 3 strömt in einen Abgastrakt 34 zur Ab ¬ gasnachbehandlungsanlage und von dieser über einen nicht dargestellten Schalldämpfer ins Freie. Zum Steuern und/oder Regeln der Brennkraftmaschine 3 ist eine an sich bekannte Steuereinheit 2 vorgesehen, die insbesondere als eine ECU (Engine Control Unit) ausgebildet ist. Die Steuereinheit 2 ist über eine in der Fig. 1 nur als Pfeile angedeutete Daten- und/oder Steuerleitung mit der Brennkraftmaschine 3 elektrisch bzw. elektronisch verbunden. Über diese Daten- und/oder

Steuerleitung werden Signale von Sensoren (z. B. Temperatursensoren für Ansaugluft, Ladeluft, Kühlmittel, Lastsensor, Geschwindigkeitssensor etc.) und Signale für Aktoren (z. B. Einspritzventile, Stellglieder etc.) zwischen der Brenn- kraftmaschine 3 und der Steuereinheit 2 übertragen.

Die Abgasnachbehandlungsanlage weist einen insbesondere als einen SCR-Katalysator 20 ausgebildeten Katalysator 20 auf, der bevorzugt mehrere in Reihe geschaltete, nicht näher bezeichnete Katalysatoreinheiten beinhaltet. Stromaufwärts (Bezugszeichen 40) und/oder stromabwärts (nicht dargestellt) des

SCR-Katalysators 20 kann zusätzlich je ein bevorzugt als ein Oxidationskatalysator ausgebildeter Katalysator angeordnet sein. Ferner ist eine Dosiersteuereinrichtung 16 vorgesehen, der ein Reduktionsmittelbehälter 10 mit einer elektrisch

ansteuerbaren Pumpe 12 zum Fördern des Reduktionsmittels 100 zugeordnet ist. Die Pumpe 12 kann dabei im Gegensatz zur Darstellung der Fig. 1 auch innerhalb des Reduktionsmittelbehälters 10 angeordnet sein.

Als Reduktionsmittel 100 dient in diesem Ausführungsbeispiel AdBlue®, das im Reduktionsmittelbehälter 10 gespeichert ist. Der Reduktionsmittelbehälter 10 weist bevorzugt eine elektrische Heizeinrichtung und Sensoren auf, welche die Temperatur des Reduktionsmittels 100 im Reduktionsmittelbehälter 10 erfassen. An die Dosiersteuereinrichtung 16 werden außerdem noch Signale eines stromaufwärts des SCR-Katalysators 20 angeordneten Temperatursensors und eines stromabwärts des SCR-Katalysators 8 angeordneten Abgasmessaufnehmers, wie z. B. eines NO x -Sensors übergeben (nicht dargestellt) .

Die Dosiersteuereinrichtung 16 steuert ein bevorzugt elekt- romagnetisches Dosierventil 14 an, dem bedarfsweise über eine Zuführleitung AdBlue® mit Hilfe der Pumpe 12 aus dem Reduk ¬ tionsmittelbehälter 10 zugeführt wird. In die Zuführleitung ist bevorzugt ein Drucksensor eingefügt, der einen Fluiddruck in der Dosiereinrichtung 1 erfasst und ein entsprechendes Signal an die Dosiersteuereinrichtung 16 abgibt. Die Einspritzung von AdBlue® mittels des Dosierventils 14 erfolgt in den Abgastrakt 34 stromaufwärts des SCR-Katalysators 20 in oder in entgegengesetzter Strömungsrichtung des Abgases 50. Ferner strömt in einem Betrieb der Brennkraftmaschine 3 die Frischluft in der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeilrichtung in die Brennkraftmaschine 3 hinein und das Abgas 50 ebenfalls in der dort eingezeichneten Pfeilrichtung durch den Abgastrakt 34 hindurch.

Die Dosiersteuereinrichtung 16 ist zum gegenseitigen Daten- transfer über ein elektrisches bzw. elektronisches Bussystem bevorzugt mit der Steuereinheit 2 verbunden, was durch die in Fig. 1 dargestellten Pfeile angedeutet ist. Es kann jedoch in anderen Ausführungsformen dergestalt realisiert sein, dass die

Dosiersteuereinrichtung 16 in der Steuereinheit 2 verwirklicht ist. Über das Bussystem werden die zur Berechnung der zu dosierenden Menge Vioo an AdBlue® relevanten Betriebsparameter, wie z. B. eine Drehzahl, eine Frischluftmasse, eine Kraftstoffmenge, ein Regelweg einer Einspritzpumpe, ein Abgasmassenstrom, eine Betriebstemperatur, eine Ladelufttemperatur, ein Spritzbeginn etc. an die Dosiersteuereinrichtung 16 übergeben.

Ausgehend von diesen Parametern und den Messwerten für die Abgastemperatur und einem NO x -Gehalt berechnet die

Dosiersteuereinrichtung 16 eine einzuspritzende Menge Vioo an Ad- Blue® und gibt über eine elektrische bzw. elektronische Ver ¬ bindungsleitung ein entsprechendes elektrisches/elektronisches Signal an das Dosierventil 14 ab. Durch die Einspritzung in den Abgastrakt 34 wird Harnstoff im AdBlue® hydrolysiert und mit dem Abgas 50 durchmischt. In den Katalysatoreinheiten des

SCR-Katalysators 20 erfolgt die katalytische Reduktion von NO x im Abgas 50 zu N 2 und H 2 0. Das Dosierventil 14 zum Einbringen von AdBlue® in den Abgastrakt 34 kann weitgehend einem üblichen Niederdruck-Benzineinspritzventil entsprechen.

Um ein SCR-System betriebsfähig zu halten, muss ein Füllstand des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelbehälter überwacht werden. Bisher wurde der Füllstand bei Verwendung von diskontinuierlich arbeitenden Füllstandssensoren lediglich an der diskreten

Messstelle bestimmt. Dies führt dazu, dass der Füllstand nicht in einem weiten Bereich um die Messstelle herum sensierbar ist. Dies hat den Nachteil, dass ein Nachfüllen einer kleinen Menge AdBlue® nur schwierig zu erkennen ist. Dies ist jedoch ins- besondere bei SCR-Systemen von Bedeutung, da von gesetzlicher Seite zum Teil erhebliche Einschränkungen beim Erreichen eines niedrigen Füllstands gefordert werden, z. B. angefangen von einer Drehzahl-/Momentenbeschränkung der Brennkraftmaschine bis hin zu einem Verbieten deren Starts.

Um eine Füllhöhe h - siehe Fig. 2 - im Reduktionsmittelbehälter 10 bestimmen zu können wird gemäß der Erfindung ein

Füllstandssensor 110 verwendet, welcher unterschiedlich aus ¬ gebildet sein kann. Insbesondere wird kostengünstigerweise ein einzelner, diskontinuierlich und/oder diskret arbeitender

Füllstandssensor 110 verwendet, welcher wenigstens an einer einzelnen Messstelle 112 in dem oder innen am Reduktionsmittelbehälter 10 sensieren, detektieren bzw. messen kann, ob sich ein Pegel des Reduktionsmittels 100 ober- oder unterhalb einer Messstelle 112 des Füllstandssensors 110 befindet. Natürlich sind auch ein oder mehrere Füllstandssensoren 110 anwendbar, der bzw. die ggf. auch an mehreren Messstellen 122 sensieren können, ob sich an/in der Messstelle 122 Reduktionsmittel 100 befindet. Wird der Reduktionsmittelbehälter 10 bzw. das Kraftfahrzeug bewegt bzw. beschleunigt, so schwappt das Reduktionsmittel 100 im Reduktionsmittelbehälter 10 - siehe links in der Fig. 2. Erfindungsgemäß wird durch eine Auswertefunktionalität F, KF des oder der Füllstandssensoren 110 die Füllhöhe h bzw. eine aktuelle Füllmenge V t bzw. -volumen V t , also eine aktuelle Restfüllmenge V t bzw. -volumen V t , des schwappenden Reduktionsmittels 100 nicht mehr nur an einem bestimmten Pegel im Reduktionsmittelbehälter 10 bestimmt, sondern in einem weiten Bereich um die Messstelle 112 herum. In einem vollständig gefüllten Reduktionsmittel ¬ behälter 10 befindet sich entsprechend eine Ausgangs füllmenge V 0 bzw. -volumen V 0 . Das im Stand der Technik nachteilige Schwappen des Reduktionsmittels 100 bei der Fahrt wird nun als Vorteil erkannt und entsprechend dadurch genutzt, dass der Messbereich des Füllstandssensors 110 erweitert wird. D. h. es lassen sich ganz im Gegensatz zum Stand der Technik während der Fahrt zuverlässige Informationen über die aktuelle Füllmenge V t ermitteln .

Um die Füllhöhe h des Reduktionsmittels 100 auch in einem weiten Bereich um die diskrete Messstelle 112 beschreiben zu können, wird das diskrete Messsignal Sno des Füllstandssensors 110 ausgewertet, das bei einem Schwappen des Reduktionsmittels 100 innerhalb des Reduktionsmittelbehälters 10 zwischen den Werten „0" und „1" wechselt. Ferner ist es bevorzugt, wenn eine Beschleunigung a des Reduktionsmittels 100 bzw. des Reduktionsmitteltanks 10 oder des Kraftfahrzeugs herangezogen wird. Die Beschleunigung a liegt beispielsweise direkt als ein Ein- gangssignal vor, z. B. aus einem ESP-Steuergerät, oder kann mithilfe einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, z. B. aus einem ABS-Steuergerät, berechnet werden. Die Beschleunigung a kann dabei eine Beschleunigung a in/gegen eine Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs oder auch eine Querbe- schleunigung a sein.

Innerhalb einer Funktion F wird eine Charakteristik Char des Signals Sno zu einem bestimmten Zeitraum/-punkt t und/oder über einen längeren Zeitraum t ausgewertet, wobei bevorzugt eine Frequenz f und/oder eine Pulsweite pw im Signal Sno bzw. in einem Bereich oder Abschnitt des Signals Sno ermittelt werden . Mithilfe dieser Informationen kann aus einer in einem Kennfeld KF hinterlegten Füllstandcharakteristik des schwappenden Reduk- tionsmittels 100 im Reduktionsmittelbehälter 10, die Füllhöhe h bzw. aktuelle (Rest- ) Füllmenge V t des Reduktionsmittels 100 im Reduktionsmittelbehälter 10 berechnet werden. Die im Kennfeld KF abgelegte Füllstandcharakteristik sollte zuvor durch Fahr- versuche mit dem Kraftfahrzeug oder durch andere geeignete Verfahren identifiziert werden. Dies können z. B. Computer ¬ simulationen oder Schwappversuche mit dem Reduktionsmittelbehälter 10 bei verschiedenen Frequenzen, Füllhöhen, etc. sein. Durch das Kennfeld KF wird ein quasi ruhender Füllstand h des Reduktionsmittels 100 im Reduktionsmittelbehälter 10 bestimmt. Hierbei ist die im Kennfeld KF festgehaltene Füllstandscharakteristik ein Verhalten des zum Zeitpunkt t bzw. im Zeitraum t im Reduktionsmittelbehälter 10 schwappenden Reduktionsmittels 100, aus vorab bestimmten Frequenzen f, Pulsweiten pw und/oder Beschleunigungen a bezüglich der Messstelle 112. Aus der Füllhöhe h des Reduktionsmittels 100 im Reduktionsmittelbehälter 10 kann über eine Kennlinie KL das aktuelle Volumen V t bzw. die aktuelle (Rest- ) Füllmenge V t an Reduktionsmittels 100 im Reduktions- mittelbehälter 10 ermittelt werden. Die Kennlinie KL des Reduktionsmittelbehälters 10 berücksichtigt dabei dessen Geometrie gegenüber der Füllhöhe h des Reduktionsmittels 100.