CN109964103A - 用于估计以液态存在于储箱中的解冻体积的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于估计包含在机动车辆储箱(1)中的解冻液体体积的方法，所述储箱包括至少一个布置在所述储箱内部的加热元件(2)，其中，按照规则的时间区间(ΔTi)执行以下操作：借助于布置在所述储箱外部的温度计(7)，获得所述储箱外部的环境空气的温度(θexti)；借助于预先确定的第一关系(R1(θexti))，根据所述储箱外部温度(θexti)，确定所述储箱内容物与外部环境之间的热能传递(δES)；借助于预先确定的第二关系(R2(W))，根据由所述至少一个加热元件(2)所产生的功率(W)，确定所述至少一个加热元件(2)与所述储箱内容物之间的热能传递(δEE)；借助于预先确定的第三关系(R3(δEi))，根据在所述步骤B和C中确定的热能传递(δEi＝δES+δEE)，确定在该时间区间(ΔTi)内解冻或重新冻结的液体量(δVi)；对之前的相继的时间区间内解冻和重新冻结的液体量(δVi)求和，以确定存在于所述储箱中的解冻液体的估计体积(VWC＝ΣδVi)。

Description

用于估计以液态存在于储箱中的解冻体积的方法
技术领域
本发明涉及加热设备，所述加热设备安装在包含尿素的储箱中，且经常在机动车辆排放气体去污染系统“SCR系统”中使用，或安装在包含水的储箱中，且用于给机动车辆发动机注水系统供能。
背景技术
“SCR系统”指代用于催化还原包含在内燃机排放气体中的NOx的系统，该内燃机优选地是车辆的，并使用尿素作为液态氨前驱物。
术语“尿素”指代包含尿素的任何溶液，一般是水溶液。使用水/尿素低共熔溶液，本发明得出良好的结果，对于水/尿素低共熔溶液(solutions eutectiques)，存在质量标准：例如，根据DIN 70070标准，在溶液(也以英文名称DEF(Diesel EhaustFluid)已知)的情况下，尿素含量在31.8％到33.2％(重量)的范围内(即32.5+/-0.7重量％)，其中可用的氨的量包括在18.0％到18.8％的范围内。Adblue溶液自-11℃的温度开始冻结。本发明也适用于以商标DenoxiumTM销售的也呈水溶液形式的尿素/甲酸铵混合物，其组成之一(Denoxium-30)包含与溶液等量的氨。后者的优点在于仅自-30℃(相对于-11℃)开始才冻结，但缺点在于与甲酸可能的释放相关的腐蚀问题。
而且，为了在低温时期将防污染系统维持在运作状态，必须加热包含尿素的储箱，以获得足够的呈液态的尿素体积和能够供给用于泵送并将尿素注入排放气体中的设备。
为此，储箱配备有一个或多个加热元件，所述加热元件例如具有布置在储箱侧壁上的柔性片状，或是具有与液态尿素主要集中的储箱底部的形状相匹配的形状。
储箱也可包括浸入式传感器，例如用于测量液体体积的超声波液位传感器或机械类型的浮子液位传感器，或借助于电容效应或超声波的质量传感器(capteur de qualité)。
然而，当这些设备困在冰中(这可能会在车辆经历长期停止时发生，在这些时期期间，加热设备不工作，包含在储箱中的尿素体积部分或完全冻结)时不能确定可用液体量。
因此变得难以、甚至不可能获悉储箱中呈液态的尿素量。该信息对于决定何时准许激活注射设备尤其重要。
在专利申请公布FR 2 928 689中描述了能解决该问题的第一方法。根据该公布，定期测量储箱内部的温度，当该温度高于一定阈值时，启动计量供给泵，当输出压强符合要求时，启动尿素注射器。
专利申请公布DE 10 2004 061259提出一种类似的策略，其在计量供给泵的输出管道中布置有温度探测计以确保该通道没有被结冰的尿素堵塞。
然而，这些方法难以实施，这是因为对温度的测量经历大的变化，提供的指示非常不精确。对尿素解冻模式进一步的观察揭示了会形成气泡，或会形成液体尿素与固态冰混合的区域，这使得对储箱内部的温度的测量很大程度取决于布置有温度计的区域和该区域中的解冻状况。由此导致在该方法的实施中具有高度的不确定性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种评估在车辆启动之后的时期内以液态存在于储箱中的解冻尿素体积的方法，该方法用于当外部温度特别低并且包含在储箱中的尿素部分或完全冻结时。
该方法基于对外部温度的测量，适用于可包含尿素的储箱但也适用于包含可能会在冬季条件下冻结的液体的任何储箱，所述储箱包括加热元件。
根据本发明的方法的目的在于估计包含在机动车辆储箱中的解冻液体体积，所述储箱包括至少一个加热元件。该液体的估计体积在实施该方法的任何时刻都小于或等于实际包含在储箱中的液体体积。
在启动车辆之后，当所述至少一个加热装置激活时，按照规则的时间区间执行以下操作：
-步骤A：借助于布置在储箱外部的温度计，获得储箱外部的环境空气的温度；
-步骤B：借助于预先确定的第一关系，根据储箱外部温度，确定储箱内容物与外部环境之间的热能传递；
-步骤C：借助于预先确定的第二关系，根据由所述至少一个加热元件所产生的功率，确定所述至少一个加热元件与储箱内容物之间的热能传递；
-步骤D：借助于预先确定的第三关系，根据在所述步骤中确定的热能传递，确定在该时间区间内解冻或重新冻结的液体量；
-步骤E：对之前的相继的时间区间内解冻和重新冻结的液体量求和，以确定存在于储箱中的解冻液体的估计体积。
本发明提出一方面确定储箱内容物与外部大气之间交换的热能平衡结果，另一方面确定储箱内容物与加热元件之间交换的热能平衡结果，其中所述储箱内容物包括液体体积和冰体积的和。
当该平衡结果为正时，这导致产生额外的解冻液体量。当在某些特定情况下该平衡结果为负时，认为一定量的液体重新转换成冰，从储箱中存在的液体的总量中扣除。
考虑到在解冻期间对液位和温度的测量中所观察到的不确定性，借助于构成本发明的主题的方法估计存在于储箱中的液体体积的目的在于确定无论如何都小于实际液体体积的最小液体体积。该估计因此基于实验结果，在这些实验结果中近似值一律回归到最不利的情况。
所述预先确定的第一关系使得向外消散的热能对应于唯一的外部温度数值，可选地，对应于车辆速度，由此能摆脱与测量储箱内部温度相关的不确定性。
同样地，所述预先确定的第二关系使得所接收的热能对应于加热元件在所考虑的时间区间内的电功率。
所述预先确定的第三关系使得液体体积变化与在给定时间区间内带给储箱的能量平衡结果。
该热交换的计算因此借助于基于实验测量的关系来实现。这些预先确定的关系的形式可以是数值表、曲线或数学关系。
将所述三个关系调整为使得估计的体积始终小于在不同的实验方案中观察到的实际存在于储箱中的体积。
根据本发明的方法也可单独或组合地包括以下特征：
-在启动车辆之后，在首次执行步骤A之前，借助于布置在所述储箱内部的温度计，获得储箱内部的温度，并通过将该储箱内部初始温度与预先确定的温度阈值比较，根据车辆的停止时间和在所述车辆停止时间开始时存在于储箱中的体积，确定以液态存在于储箱中的初始体积和死区时间，在死区时间结束时，针对第一时间区间执行所述步骤A。
-确定以液态存在于储箱中的初始体积和死区时间的数值，以使得：
○当初始的储箱内部温度高于第一给定阈值时，初始体积等于更新体积，且死区时间等于零，其中所述第一给定阈值高于或等于第二给定阈值，或
○当初始的储箱内部温度低于所述第一给定阈值时，激活所述加热装置，并且：
■当初始的储箱内部温度低于第三给定温度阈值时，初始体积等于零，且死区时间等于预定数值，或
■当初始的储箱内部温度介于第三给定温度阈值与高于第三阈值的第二给定温度阈值之间时，并且
●当在上一次车辆停止时刻存在于储箱中的液体的估计体积小于给定阈值时，初始体积等于零，且死区时间等于所述预定数值，或
●当上一次车辆停止时刻存在于储箱中的液体的估计体积大于所述给定阈值时，并且
○当车辆驻车时间长于给定阈值时，初始体积数值等于零，且死区时间等于零，或
○当所述车辆驻车时间短于所述给定阈值时，初始体积等于上一次车辆停止时刻存在于储箱中的液体的估计体积减掉在驻车期间重新冻结的液体体积，且死区时间等于零。
-在步骤E中，给存在于储箱中的解冻液体的估计体积加上初始体积的数值。
-在步骤E结束时，并且在步骤F期间，获得液位传感器的信号，并评估该信号的有效性，并且：
○当认为该信号有效时，借助于所述液位传感器，评估存在于储箱中的液体的更新体积数值，并用所述更新体积数值代替在所述时间区间结束时获得的解冻液体的估计体积数值，或，
○当不认为该信号有效时，保留在所述时间区间结束时获得的解冻液体的估计体积数值；
并且，针对下一个时间区间，重新开始执行步骤A。
-在步骤B期间，获得车辆速度数值，并且在该步骤中，所述第一关系取决于外部温度和所述车辆速度。
-能确定储箱内容物与外部环境之间的热能传递的第一关系、能确定所述至少一个加热元件与储箱内容物之间的热能传递的第二关系、和能确定解冻或重新冻结的液体量的第三关系是通过实验确定的。
-根据本发明的方法应用于包含水、或溶解于水中的尿素、或水、尿素和醇的三元混合物的储箱。
-形成三元混合物的醇选自例如甲醇、乙醇、乙二醇或异丙醇的醇。
本发明还涉及一种液体存储设备，包括：
-包括至少一个加热元件的存储储箱；
-布置在储箱内部和车辆中储箱外部的温度计；
-一个或多个浸入式传感器；
-用于测量车辆速度的装置；
-关联到用于测量注射体积的装置的注射泵；
-信息处理单元，所述信息处理单元通过数据交换装置与温度测量装置、浸入式传感器、用于测量车辆速度的装置、用于测量注射体积的装置连接并包括数据存储装置；
-加载在信息处理单元中的编码指令，所述编码指令能执行根据上述特征中任一个所述的方法的步骤。
附图说明
阅读示例性地提供的旨在支持本说明书并绝无任何限制性的附图，将更好地理解本发明，在附图中：
-图1是一个储箱的示意图。
-图2是示出本发明的不同实施步骤的逻辑图。
具体实施方式
作为用作以下说明基础的示例性支持，更具体地关注一种用于计算以液态存在于包含溶解在水或醇中的尿素的储箱中的体积的方法。然而要强调的是，该方法的各元素经必要改动适用于任何符合以下条件的其它储箱：该储箱包含液体，该液体可能会在其中安装有该储箱的车辆的日常使用过程中观察到的温度条件下从固相转变到液相。
图1示出一个包括储箱1的尿素存储设备，在该储箱内部布置有多个加热元件2，示例性地，所述多个加热元件2固定在储箱侧壁或底部上或储箱内部空间的中间。
储箱也可包含浸入式传感器，例如液位传感器4或质量传感器5。这些传感器具有如下特点：当其浸入包含在储箱中的液体泡中时发出有效信号并当其困在冻结液体中时发出不一致的信号或完全不发出信号。
液位传感器可以是电容效应式的，包括电容根据尿素的液态或固态变化的测量单元。传感器也可以是超声波式的，包括换能器，该换能器布置为使得由换能器产生的超声波在分隔液体和液体上方的气体(或固态)部分的界面上发生反射。反射波由接收装置分析。当该传感器困在呈固态的尿素中时，由信号反射生成的回音在预定时间内到达不了接收装置，接收到的信号则被认为是无效的。
液位传感器也可以是机械类型的，包括浮子，该浮子的高度指示包含在储箱中的体积。当浮子被困在冰中时，它发出被认为无效的恒定信号。
质量传感器5以类似于超声波式液位传感器的方式运作。由压电换能器发出的超声波在反射器51上发生反射，并在反射器与换能器之间进行给定数量的往返，每次往返都穿过液体。当传感器困在呈固态形式的尿素中时，声波行程时间在预定时间内到达不了接收器，所输出的信号被认为是无效的。
相反地，当这些传感器中的一个给出被认为有效的测量值时，能够由其推导出储箱包含最小液体体积Vact。该更新的体积Vact可由基于在传感器苏醒时实验获取的体积数值和存储在存储器中的体积数值所进行的估计而获得，或可指示当储箱全部内容物处于液相时存在于储箱中的实际液体体积。
当储箱包含所述液位或质量传感器(广义地称为浸入式传感器)中的至少一个时，将能够如在本说明书下文中详细说明地那样利用输出信号。
储箱还包括注射泵3和允许评估储箱内部液体温度θint0的温度计6，其中注射泵3被关联到用于产生对在给定时间内注入的液体量有指示意义的信号的装置。在此再次指出，当储箱全部内容物呈液态时，该温度测量是可靠的。
浸入式传感器4、5、内部温度计6、注射泵3连接到信息处理单元9。
所述设备还包括储箱外部温度计7和用于测量车辆速度的装置8，所述外部温度计7布置在车辆中，在座舱和准确地说发动机室外，用于测量车辆和储箱外部的环境空气的温度θexti。这些仪器一般连接到车辆的中央计算器10。信息处理单元9则包括与中央计算器10的连接，以获取外部温度和车辆速度的数值。
信息处理单元包含存储器，其中存储有编码指令，所述编码指令被处理单元执行时能执行根据本发明的方法的步骤。
包括所述编码指令的软件也可存储在可读载体上，该可读载体然后加载到所述处理单元中。
图2是能详细示出所述方法的不同实施步骤的逻辑图。
所述方法的实施包括两个不同的阶段。第一重新初始化阶段由步骤101至107组成，在该阶段中，确定车辆启动时或在短时间停止之后的初始数据。在该初始化阶段之后接着的是存在于储箱中的液体量的扫描或准确地说评估阶段，并由步骤A至E(201至206)组成。该评估阶段按照规则的时间区间ΔTi循环执行。
在车辆启动时，当放入接触式钥匙并且激活车辆部件时，借助于温度计6，获得储箱内部的温度θint0的数值。对该初始内部温度θint0的测量——即使认为它的数值在储箱冻结或部分冻结时有较大误差——一般在接近注射泵的抽吸点的点处执行，并且对于该点周围的温度和在该处可能存在液体仍是有指示意义的。
当储箱内部的温度θint0高于给定的第一温度阈值θS1时，认为储箱仅包含液体，且存在于储箱中的体积由浸入式液位传感器4直接测量(101)。在此要指出的是，对该温度的测量因此是相对可靠的。
作为例子，对于包含尿素的储箱，该第一温度阈值θS1可有用地固定为5℃。在相反的情况下，认为包括在储箱中的体积V0完全呈液态且等于由液位传感器4提供的数值Vact。于是直接进行到扫描阶段。
当储箱内部的温度θint0低于该第一温度阈值θS1时，激活加热元件2(102)。
所述方法因此设置一系列初始化步骤，其目的在于确定存在于储箱中的初始液体体积V0，以及用于延迟启动扫描阶段的死区时间TDT。
在其期间暂停启动扫描阶段的死区时间TDT的数值等于预先实验确定的非零或零数值，在扫描阶段期间，计算液体的估计体积。当该数值非零时，它对应于出现第一液体量所必需的加热时间T1。作为例子，在考虑-40℃的温度时，取决于安装在储箱中的加热元件的功率，死区时间的数值T1大约为5至6分钟。
当储箱内的初始温度θint0低于例如对应于解冻温度的第三温度阈值θS3时，认为大量液体呈固态，初始体积V0等于零，且死区时间等于T1(103)。在尿素的情况下，该第三阈值θS3对应于-9℃的温度。
当初始内部温度θint0包括在第二温度阈值θS2到第三温度阈值θS3之间时，将认为存在于储箱中的初始液体体积与车辆上一次停止时的估计或实际体积VWCP相关(104)。第二温度阈值θS2的数值一般等于第一阈值θS1的数值。在尿素的情况下，该第二阈值θS2可有用地固定为5℃。
如果所述体积VWCP小于给定阈值Vinf，则采用对体积V0的谨慎估计，该体积V0于是被认为为零。死区时间TDT则等于T1(105)。
当体积VWCP大于Vinf，获得在上一次停止到车辆重新启动之间经过的驻车时间数值TP。
如果该驻车时间TP大于给定阈值TPmax，则初始体积V0的数值被认为为零，死区时间TDT等于零(106)。实际上，尽管储箱内部的温度θint0高于冻结温度θS3，但驻车时间期间的温度变化是没有掌握的，因此不能确定初始体积数值。作为例子，驻车时间阈值TPmax可有用地大约为两小时。
如果驻车时间TP小于预先确定的阈值TPmax，则认为在整个停止期间，加热元件都没有工作，且储箱内容物没有接收到任何输入的热量(EE＝ΣδEE＝0)(107)。
为了计算在停止时间期间储箱内容物与外部环境之间传递的输出能量数值，采用对应于最艰苦的条件的外部温度数值。在涉及尿素的本例中，该温度示例性地等于-40℃。借助于第一关系R1(θexti)——对于给定的时间区间，该关系使外部温度θexti与储箱内容物和外部环境之间的热能传递δES对应——确定在驻车期间储箱内容物损失的负能量的总量ES＝ΣδES，其中δES＝R1(-40℃)。能量平衡结果(bilan d’énergie)E＝EE+ES是负的结果。
于是使用第三关系R3(E)，对于给定的时间区间，该关系使与储箱内容物交换的能量平衡结果与冻结或解冻的液体量对应。由于能量平衡结果是负的，因此所获得的数值对应于在驻车期间重新冻结的液体量VR。由此将该数值VR从上一次停止时刻存在于储箱中的液体数值VWCP中扣除，以形成初始体积数值V0＝VWCP-VR。
以上详细说明的体积V0和死区时间TDT的确定策略来自于实验方法，并可以对其中的有效温度阈值数量(在此等于3个阈值)进行增大或减小的众多设置。同样的，对于驻车时间采用的阈值数值和数量可以根据意愿调节。
在确定了以液态存在于储箱中的初始体积V0和死区时间TDT并等待了与所述死区时间的时长相等的时间之后，进行扫描阶段，在扫描阶段期间，进行对存在于储箱中的解冻液体的估计体积VWC的动态估计(108)。
在加热元件的作用下，尿素逐渐地从固体转变为液态。并且，在某些情况下，也可能会重新出现呈固态的尿素。
评估解冻于是可开始循环执行。
从第一时间区间ΔT1开始，接着是相继的规则且恒定的时间区间ΔTi，在步骤A期间(201)，借助于布置在储箱外部的温度计7，获取指示车辆外部温度的储箱外部的环境空气的温度θexti的数值。
在步骤B期间(202)，借助于第一关系R1(θexti)确定在该时间区间内在储箱内容物与外部环境之间交换的输出能量δES的数值。可选地，还考虑车辆速度Si以改善对该交换的评估的精确度是有利的。获得损失δES＝R1(θexti,Si)的数值。当不知道该速度时，默认地认为车辆高速行驶，例如以140km/h行驶，使得能量损失默认地增大。该能量传递δES是损失，因此具有负的数值。
关系R1(θexti)是测量行动之后通过实验预先确定的关系，它使得外部温度θexti与能量的量δES对应。可选地，算上所考虑的时间区间ΔTi内的车辆速度Si会是有利。关系R1于是变成R1(θexti,Si)类型的关系。所获得的结果是特定于储箱的形状和其在车辆中的位置以及包含在储箱中的液体性质的。该关系R1(θexti)的形式可以是存储在信息处理单元9的存储器中的数学公式、曲线或结果表。
所采用的能量数值是对应于最严峻的冬季条件的数值，使得能量损失对应于可观察到的最大损失。
然后在步骤C中(203)，借助于第二关系R2(W)确定由加热元件2传递给储箱内容物的能量数值。该数值取决于由加热元件输出的功率W。在时间区间ΔTi内，δEE＝R2(W)。该输入的能量传递符号为正。在此要指出的是，由加热元件输出的功率可随电池处可用的功率而变化。同样地，当车辆配备有“Stop and Start”功能时，某些制造商进行对加热元件的停用，以避免过大的能耗。
关系R2(W)也是在根据集成在储箱中的加热功率实现的测量行动之后通过实验预先确定的关系。所获得的结果是特定于给定的储箱形状和包含在储箱中的液体性质的。该关系R2的形式可以是存储在信息处理单元9的存储器中数学公式、曲线、结果表。
在步骤D中(204)，计算在所考虑的时间区间ΔTi内传递给储箱内容物的总能量平衡结果：δEi＝δEE+δES。
该平衡结果一般是正的，使得传递给液体的能量的量加速解冻。然而，当主动限制加热元件的功率以保存电池时，或在某些不具代表性的实际条件的寒冷条件下，可能会观察到负的平衡结果，该负的平衡结果会导致一定量的液体冻结。
然后(205)，借助于第三关系R3(δEi)，根据所获得的能量平衡结果δEi，计算在时间区间ΔTi内冻结或解冻的液体量δVi。
关系R3(δEi)也是通过关联上述两个实验方案的结果而通过实验获得的。
这些实验测量包含可变的加热功率。考虑到与外部环境交换的能量对应于关系R1(θexti)并且关系R2(W)对应于由加热元件带来的能量，测量获得的液体量以确定实际传递给储箱内容物的能量。与关系R1(θexti)和R2(W)类似，关系R3(δEi)的形式可以是存储在信息处理单元的存储器中的数学关系、曲线或表格。所采用的关系R3(δEi)是对应于最严峻的条件(内生和环境条件)的关系，使得实际解冻效率会总是高于所假设的效率。
如果所提供的能量的量足以解冻尿素则该基本体积为正，如果在所考虑的时间期间重新结冰则该基本体积为负。
在步骤E中(206)，计算存在于储箱中的解冻液体的估计总体积VWC：VWC＝V0+ΣδVi。
如上所述，实验关系R1(θexti)、R2(W)和R3(δEi)被确定为使得估计的液体量是主动默认估计量，并小于实际存在于储箱中的液体量。
因此，使用由浸入式传感器提供的体积指示会是有利的。
在步骤F期间，在计算了VWC之后，获得(301)一个或多个浸入式传感器的信号ζ。根据上述布置，估计(302)该信号的有效性。在此，“有效”指的是该信号表征浸入液体泡中的传感器的表现。相反地，非有效信号指的是该信号表征当传感器位于冰中时传感器的表现。
当来自液位传感器4的该信号ζ被认为有效时(303)，确定存在于储箱中的液体体积的实际或估计的数值Vact，并用该数值代替预先计算的数值VWC。该数值Vact因此可代表由浸入式液位传感器4测量的存在于储箱中的实际液体数值，或基于通过测试确定并存在在存储器中的使得来自于传感器的信号与存在于容器中的液体的默认量关联的数值估计的数值。
如上所述，关系R1(θexti)、关系R2(W)和关系R3(δEi)是通过实验获得的关系，这些关系能确定数值VWC，并是为了提供液体估计体积的默认数值而建立的。因此，该数值VWC在实践中总是小于数值Vact，而Vact本身小于或等于实际包含在储箱中的液体体积的数值。
当不认为信号ζ有效时(304)，保留所获得的数值VWC。
对下一时间区间ΔTi+1重新开始获取外部温度θexti而继续进行所述方法。
要指出的是，当储箱包含足以使得液位传感器提供有效指示的液体量时——该有效指示对应于实际以液态存在于储箱中的尿素的体积数值并等于更新数值Vact——在每个时间区间，估计数值VWC都被更新数值Vact代替并因此保持限于该数值。所述方法因此能够无中断地应用。
还可认为，当储箱内部的温度θint高于第一温度阈值θS1时，不再需要继续进行液体体积的估计数值VWC的计算。在该情况下，当例如估计数值VWC在相继的多个时间区间被更新数值Vact代替时，获取储箱内部的温度θint的数值成为必需。
如上所述，法则R1、R2、R3的确定取决于储箱的形状和位置，但也取决于包含在该储箱中的液体的性质。尽管上述说明提到的是包含尿素的储箱，完全可以使所述方法适用于包含水、溶解在水中的尿素、或包括尿素、水和醇的习惯称为三元混合物的储箱。
形成三元混合物的醇可有用地选自例如甲醇、乙醇、乙二醇或异丙醇的醇。
在包含用于处理排放气体的尿素的储箱的情况下，获悉存在于储箱中的液体的估计体积VWC能尽早地激活连接到气体处理设备的注射泵或，在相反的情况下，能在储箱中液体不足的情况下限制该流量。当泵被激活时，小心地确定注射的液体量VInj，以从根据上述方法计算的解冻液体体积VWC减掉该体积。液体体积的新数值VWC’于是等于VWC-VInj。因此，当车辆经历非常低的温度条件时，根据本发明的方法能尽早和尽可能有效地管理排放气体处理策略。
上述方法因此能在摆脱储箱内部温度测量不确定性的同时，提供动态且变化的模型，所述模型为对包含可能会在正常使用条件下冻结的液体的储箱的管理模型。
术语表
1 储箱
2 加热元件
3 注射泵
4 浸入式液位传感器
5 浸入式质量传感器
51 反射器
6 布置在储箱内部的温度计
7 布置在储箱外部的温度计
8 用于测量车辆速度的装置
9 信息处理单元
10 车辆的中央计算器
101至108 初始化：确定体积V0和死区时间TDT
201至206 确定存在于储箱中的估计的液体量
301至303 更新估计的液体体积
δES 在时间区间ΔTi内，储箱内容物与外部环境之间的热能传递
δEE 在时间区间ΔTi内，加热元件与储箱内容物之间的热能传递
δEi 在时间区间ΔTi内，储箱内容物的能量交换平衡结果
R1 使得外部温度(θexti)与储箱内容物和外部环境之间的热能传递(δES)对应的预先确定的第一关系
R2 使得由加热元件产生的功率(W)与加热元件和储箱内容物之间的热能传递(δEE)对应的预先确定的第二关系
R3 使得能量平衡结果(ΔE)与解冻或重新冻结的液体量(δVi)对应的预先确定的第三关系
Si 车辆在所考虑的时间区间ΔTi内的速度
TDT 死区时间
T1 预先确定的非零时长
ΔTi 时间区间
ΔT1 第一个时间区间，在其期间执行步骤A
TP 驻车时间
TPmax 预先确定的驻车时间阈值
θint0 储箱内部初始温度
θS1 预先确定的第一温度阈值
θS2 预先确定的第二温度阈值
θS3 预先确定的第三温度阈值
θexti 针对所考虑的时间区间ΔTi的储箱外部的环境空气的温度
V0 呈液态的初始体积
VR 驻车时期内重新冻结的液体数值
δVi 在所考虑的时间区间ΔTi内解冻或冻结的液体量
VWC 存在于储箱中的解冻液体的估计体积
VWCP 在车辆上一次停止时存在于储箱中的液体的估计体积
Vinf 预先确定的体积阈值
Vact 借助于浸入式传感器估计的存在于储箱中的液体的更新体积
VInj 在所考虑的时间区间ΔTi内由注射泵注射的液体体积
ζ 浸入式传感器的信号

Claims (10)

1.一种用于估计包含在机动车辆储箱(1)中的解冻液体的体积的方法，所述储箱包括至少一个布置在所述储箱内部的加热元件(2)，其中，在启动所述车辆之后，当所述至少一个加热装置被激活时，按照规则的时间区间(ΔTi)执行以下操作：
步骤A(201)：借助于布置在所述储箱外部的温度计(7)，获得所述储箱外部的环境空气的温度(θexti)；
步骤B(202)：借助于预先确定的第一关系(R1(θexti))，根据所述储箱外部温度(θexti)，确定所述储箱内容物与外部环境之间的热能传递(δES)；
步骤C(203)：借助于预先确定的第二关系(R2(W))，根据由所述至少一个加热元件(2)所产生的功率(W)，确定所述至少一个加热元件(2)与所述储箱内容物之间的热能传递(δEE)；
步骤D(204，205)：借助于预先确定的第三关系(R3(δEi))，根据在所述步骤B和C中确定的热能传递(δEi＝δES+δEE)，确定在该时间区间(ΔTi)内解冻或重新冻结的液体量(δVi)；
步骤E(206)：对之前的相继的时间区间内解冻和重新冻结的液体量(δVi)求和，以确定存在于所述储箱中的解冻液体的估计体积(VWC＝ΣδVi)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在启动所述车辆之后，在首次执行所述步骤A之前，借助于布置在所述储箱内部的温度计(6)，获得所述储箱内部的温度(θint0)，并通过将该储箱内部初始温度(θint0)与预先确定的温度阈值(θS1，θS2，θS3)比较，根据所述车辆的停止时间(TP)和在所述车辆停止时间开始时存在于所述储箱中的体积(VWCP)，确定以液态存在于所述储箱中的初始体积(V0)和死区时间(TDT)，在所述死区时间结束时，针对第一时间区间(ΔT1)执行所述步骤A。
3.如权利要求2所述的方法，其中，确定以液态存在于所述储箱中的初始体积(V0)和所述死区时间(TDT)的数值，以使得：
-(101)当所述初始的储箱内部温度(θint0)高于第一给定阈值(θS1)时，所述初始体积(V0)等于更新体积(Vact)(V0＝Vact)，且所述死区时间(TDT)等于零(TDT＝0)，其中所述第一给定阈值高于或等于第二给定阈值(θS2)，或
-(102)当所述初始的储箱内部温度(θint0)低于所述第一给定阈值(θS1)时，激活所述加热装置，并且：
○(103)当所述初始的储箱内部温度(θint0)低于第三给定温度阈值(θS3)时(θint0<θS3)，所述初始体积(V0)等于零(V0＝0)，所述死区时间(TDT)等于预定数值(TDT＝T0)，或
○(104)当所述初始的储箱内部温度(θint0)介于所述第三给定温度阈值(θS3)与高于所述第三阈值(θS3)的第二给定温度阈值(θS2)之间(θS3<θint0<θS2)时，并且
■(105)当上一次车辆停止时刻存在于所述储箱中的液体的估计体积(VWCP)小于给定阈值(Vinf)时(VWCP<Vinf)，所述初始体积(V0)等于零(V0＝0)，且所述死区时间(TDT)等于所述预定数值(TDT＝T0)，或
■当上一次车辆停止时刻存在于所述储箱中的液体的所述估计体积(VWCP)大于所述给定阈值(Vinf)时(VWCP>Vinf)，并且
●(106)当所述车辆驻车时间(TP)长于给定阈值(TPmax)时，所述初始体积(V0)的数值等于零(V0＝0)，且所述死区时间(TDT)等于零，或
●(107)当所述车辆驻车时间(TP)短于所述给定阈值(TPmax)时，所述初始体积(V0)等于上一次车辆停止时刻存在于所述储箱中的液体的估计体积(VWCP)减掉在驻车期间重新冻结的液体体积(VR)(V0＝VWCP-VR)，且所述死区时间(TDT)等于零(TDT＝0)。
4.如权利要求2所述的方法，其中，在所述步骤E中，给存在于所述储箱中的解冻液体的估计体积加上所述初始体积的数值(VWC＝V0+ΣδVi)。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤E结束时，并且在步骤F期间，获得至少一个液位传感器(4)的信号(ζ)，并评估该信号的有效性，并且：
○当认为该信号有效时，借助于所述液位传感器(4)，评估存在于所述储箱中的液体的更新体积数值(Vact)，并用所述更新体积数值(Vact)代替在所述时间区间结束时获得的解冻液体的估计体积数值(VWC)，或，
○当不认为该信号有效时，保留在所述时间区间结束时获得的解冻液体的估计体积数值(VWC)；
并且，针对下一个时间区间(ΔTi)，重新开始执行所述步骤A。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述步骤B期间，获得所述车辆的速度(Si)的数值，并且其中，所述第一关系(R1(θexti,Si))取决于所述外部温度(θexti)和所述车辆的速度(Si)。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，能确定所述储箱内容物与外部环境之间的热能传递(δES)的所述第一关系(R1)、能确定所述至少一个加热元件与所述储箱内容物之间的热能传递(δEE)的所述第二关系(R2)、和能确定解冻或重新冻结的液体量(δVi)的所述第三关系(R3)是通过实验确定的。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，该方法应用于包含水、或溶解于水中的尿素、或水、尿素和醇的三元混合物的储箱。
9.如权利要求8所述的方法，其中，形成所述三元混合物的醇选自例如甲醇、乙醇、乙二醇或异丙醇的醇。
10.一种布置在车辆中的液体存储设备，包括：
包括至少一个加热元件(2)的存储储箱(1)；
布置在所述储箱内部以测量所述储箱内部的液体的温度(θint0)的温度计(6)；
布置在所述储箱外部以测量所述车辆外部的环境空气的温度(θexti)的温度计(7)；
一个或多个浸入式传感器(4、5)；
用于测量所述车辆速度的装置(8)；
注射泵(3)，所述注射泵(3)关联到用于测量注射体积的装置；
信息处理单元(9)，所述信息处理单元(9)通过数据交换装置与所述温度测量装置(6、7)、所述一个或多个浸入式传感器(4、5)、所述用于测量车辆速度的装置(8)、所述用于测量注射体积的装置连接，并包括用于存储预先确定数值和可变数值的装置；
加载在所述信息处理单元(9)中的编码指令，所述编码指令能够执行如权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
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