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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrunterstützungssystem,
das ein zugeführtes Material
verwaltet, das beim Fahren eines Fahrzeugs konsumiert wird und an
einem Versorgungspunkt zugeführt
wird.
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Ein
in der JP-A-2004-151053 beschriebenes Fahrunterstützungssystem
bestimmt beruhend auf einer verbleibenden Menge von Kraftstoff eines
Fahrzeugmotors und einer durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchsrate
(durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch) während einer Laufzeitperiode,
ob ein Fahrzeug zu einem Zielpunkt fahren kann. Wird bestimmt, dass
das Fahrzeug nicht zu dem Zielpunkt fahren kann, gibt das Fahrunterstützungssystem
eine Positionsinformation eines erreichbaren Kraftstoffversorgungspunkts
an. Das Fahrunterstützungssystem führt das
Fahrzeug zu dem Versorgungspunkt, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug
nicht zu dem Zielpunkt fahren kann. Demnach kann am Versorgungspunkt
Kraftstoff wiederaufgefüllt
werden und das Fahrzeug kann zu dem Zielpunkt fahren.
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Die
Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs variiert in Abhängigkeit
von der Fahrneigung eines Benutzers (Fahrers). Das vorstehend angeführt Fahrunterstützungssystem
berechnet eine Entfernung, die das Fahrzeug zurücklegen kann, beruhend auf
dem durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch in der Laufperiode. Daher
gibt die Entfernung die Fahrneigung des Benutzers wieder. Ändert sich
demnach die Fahrneigung des Benutzers, wird sich der durch das Fahrunterstützungssystem
angegebene Versorgungspunkt ändern.
Deshalb gibt es die Möglichkeit, dass
der erreichbare Versorgungspunkt in Abhängigkeit von der Fahrweise
aus geführten
Punkten ausgeschlossen ist.
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Daher
gibt es Raum für
eine Verbesserung des herkömmlichen
Fahrunterstützungssystems
hinsichtlich der Fahrunterstützung
zur Unterstützung des
Fahrzeugs zum Fahren zu dem Kraftstoffversorgungspunkt.
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Es
gibt auch Raum für
eine Verbesserung eines Fahrunterstützungssystems, das zugeführtes Material
verwaltet, das beim Fahren eines Fahrzeugs verbraucht wird und an
einem Versorgungspunkt zugeführt
wird, hinsichtlich einer Fahrunterstützung zum Unterstützen des
Fahrzeugs zum Fahren zu dem Versorgungspunkt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrunterstützungssystem
auszugestalten, das ein Fahrzeug zum Fahren zu einem Versorgungspunkt
geeignet unterstützen
kann.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Fahrunterstützungssystem,
das zugeführtes
Material verwaltet, das während
des Fahrens eines Fahrzeugs verbraucht wird und an einem Versorgungspunkt
zugeführt
wird, eine Berechnungseinrichtung, die eine Betriebsbedingung des
Fahrzeugs berechnet, die dem Fahrzeug das Erreichen des Versorgungspunkts
ermöglicht,
ohne dass das zugeführte
Material knapp wird, beruhend auf Informationen über eine Fahrfähigkeit
zwischen dem Versorgungspunkt und dem Fahrzeug und einer Menge des
in dem Fahrzeug verbleibenden zugeführten Materials.
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Der
Betrieb des Fahrzeugs spiegelt die Fahrneigung eines Benutzers wieder.
Daher ändert
sich die Menge des zugeführten
Materials, die zum Fahren des Fahrzeugs zu dem Versorgungspunkt
erforderlich ist, in Abhängigkeit
von der Fahrneigung des Benutzers.
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Das
vorstehend angeführte
Fahrunterstützungssystem
berechnet die Betriebsbedingung des Fahrzeugs, die dem Fahrzeug
das Erreichen des Versorgungspunkt ermöglicht. Demnach kann das Fahrunterstützungssystem
das Fahrzeug zum Fahren zu dem Versorgungspunkt unabhängig von
der Fahrneigung des Benutzers geeignet unterstützen.
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Merkmale
und Vorteile von Ausführungsbeispielen
sowie Betriebsverfahren und die Funktion zugehöriger Abschnitte werden aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung, den beigefügten
Patentansprüchen
und der Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines Aufbaus in einem Fahrzeug mit einem Fahrunterstützungssystem
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
Darstellung eines Verbrennungsmotors und einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1,
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3 ein
Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Stickoxidreinigung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1,
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4 ein
Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Fahrunterstützung gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1,
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5 eine
schematische Darstellung eines Fahrzeugs und eines Kommunikationssatelliten
gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1,
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6 eine
Darstellung einer Anzeige eines Navigationssystems und eines Geräts zum Messen einer
wässrigen
Harnstofflösung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1,
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7 ein
Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Fahrunterstützung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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8A eine
graphische Darstellung einer Beschleunigungskennlinie eines Fahrzeugs,
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8B eine
graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Beschleunigung
und eines Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs,
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9A eine
graphische Darstellung einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
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9B eine
graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer durchschnittlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Kraftstoffverbrauchsrate,
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10 eine
Darstellung einer Anzeige eines Navigationssystems und eines Kraftstoffstandmessgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 7,
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11 eine
Darstellung einer Anzeige eines Navigationssystems und eines Kraftstoffstandmessgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 7, und
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12 ein
Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten einer Fahrunterstützung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Nachstehend
wird ein Fahrunterstützungssystem
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
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In 1 sind
ein Fahrunterstützungssystem und
seine Peripherieeinrichtungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, die bei einem Fahrzeug mit einem Dieselmotor angewendet werden.
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Gemäß 1 beaufschlagt
ein Dieselmotor (Verbrennungsmotor) B2 als Motor des Fahrzeugs das
Fahrzeug über
eine Kraftübertragung
B4 mit Antriebskraft. Eine elektronische Steuereinrichtung B6 mit
einer Zentralverarbeitungseinrichtung, einem Speicher und dergleichen
steuert Ausgabekenndaten des Motors B2. Eine Kraftstoffzuführeinrichtung B8
führt dem
Motor B2 Kraftstoff (Dieseltreibstoff) zu. Eine Restkraftstoffmengenerkennungseinrichtung B10 überwacht
eine Kraftstoffmenge Fr, die in der Kraftstoffzuführeinrichtung
B8 gespeichert ist. Die Restkraftstoffmengenerkennungseinrichtung
B10 gibt einen erfassten Wert der in der Kraftstoffzuführeinrichtung
B8 gespeicherten Kraftstoffmenge Fr zu der elektronischen Steuereinrichtung
B6 aus. Eine Einrichtung zum Zuführen
einer wässrigen
Harnstofflösung
B12 führt
dem Motor B2 eine wässrige
Harnstofflösung
zum Reinigen von im Abgas enthaltenen Stickoxiden zu. Eine Einrichtung
zum Erkennen einer verbleibenden Menge einer wässrigen Harnstofflösung B14 überwacht
eine Menge Ur der in der Einrichtung zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung B12
gespeicherten wässrigen
Harnstofflösung. Die
Einrichtung zum Erkennen der Restmenge der wässrigen Harnstofflösung B14
gibt einen erfassten Wert der Menge Ur der in der Einrichtung zum
Zuführen
der wässrigen
Harnstofflösung
B12 gespeicherten wässrigen
Harnstofflösung
zu der elektronischen Steuereinrichtung B6 aus.
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Ein
Navigationssystem B16 weist eine GPS- (Global Positioning System)
Funktion zum Erfassen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs,
eine VICS- (Vehicle Informationen and Communication System) Funktion
zum Empfangen von Straßenverkehrsinformationen
von einer Informationsbereitstellungsquelle, eine Funktion zum Ausgeben
der Informationen über
die gegenwärtige
Position des Fahrzeugs oder der Straßenverkehrsinformationen zu
der elektronischen Steuereinrichtung B6 oder dem Benutzer und dergleichen
auf. Nachstehend wird ein Aufbau des Motors B3 und der elektronischen
Steuereinrichtung B6 unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben.
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Gemäß 2 kommunizieren
eine Einlassführung 4 und
ein Brennraum 6 miteinander im Motor 2 (Motor
B2 in 1), wenn sich ein Einlassventil 8 öffnet. Ein
Kraftstoffeinspritzventil 10 ist im Brennraum 6 vorgesehen,
so dass das Kraftstoffeinspritzventil 10 in den Brennraum 6 vorsteht.
Ein über
die Einlassführung 4 in
den Brennraum 6 gesaugtes Luftgasgemisch und vom Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzter
Kraftstoff werden verbrannt, um eine Abtriebswelle 12 mit
Antriebskraft zu beaufschlagen. Das der Verbrennung unterzogene
Gasgemisch wird zu einer Abgasführung 16 abgeleitet,
wenn sich ein Abgasventil 14 öffnet. Ein Oxidationskatalysator 18, ein
Stickstoffoxidspeicherkatalysator (NOx-Speicherkatalysator) 20 und
ein selektiver Reduktionskatalysator 22 befinden sich in
der Abgasführung 16 in
dieser Reihenfolge strömungsaufwärts.
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Der
Oxidationskatalysator 18 kann durch Beaufschlagen eines
aus rostfreiem Stahl gebildeten Metallträgers mit einer Mischung aus
Platin- und Aluminiumoxid gebildet sein.
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Der
NOx-Speicherkatalysator 20 oxidiert im Abgas enthaltene
Stickoxide (NOx) in Stickstoff und speichert das NOx im Zustand
von Stickstoff, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas hoch ist.
Der NOx-Speicherkatalysator 20 zerlegt
das NOx und stößt die zerlegten
Stoffe aus.
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Der
selektive Reduktionskatalysator 22 reinigt das NOx im Abgas
unter Verwendung von Ammoniak. Eine Einspritzdüse 24 zum Einspritzen
der wässrigen
Harnstofflösung
in die Abgasführung 16 befindet
sich strömungsaufwärts vom
selektiven Reduktionskatalysator 22 (insbesondere zwischen
dem NOx-Speicherkatalysator 20 und dem selektiven Reduktionskatalysator 22).
Die durch eine Pumpe 28 von einem Tank 26 für die wässrige Harnstofflösung hochgesaugte
wässrige
Harnstofflösung
wird der Einspritzdüse 24 zugeführt. Die
in 1 gezeigte Einrichtung zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung B12
enthält
die Einspritzdüse 24,
den Tank 26 für
die wässrige
Harnstofflösung
und die Pumpe 28. Ein Sensor 30 für die wässrige Harnstofflösung erfasst
die Menge Ur der im Tank 26 für die wässrige Harnstofflösung verbleibenden
wässrigen
Harnstofflösung
und gibt den erfassten Wert zu der elektronischen Steuereinrichtung
B6 aus. Die in 1 gezeigte Einrichtung zum Erkennen
der Restmenge der wässrigen
Harnstofflösung
B14 enthält
den Sensor 30 für
die wässrige
Harnstofflösung.
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Der
Motor 2 enthält
ferner ein Abgasrezirkulationssystem. Das Abgasrezirkulationssystem
enthält
eine Abgasrezirkulationsführung 40 zum
Verbinden der Abgasführung 16 mit
der Einlassführung 4 und
ein Abgasrezirkulationsventil (EGR-Ventil) 41 zum Regulieren
eines Fließführungsbereichs
der Abgasrezirkulationsführung 40.
Das EGR-Ventil 41 reguliert eine Menge des der Einlassführung 4 über die Abgasrezirkulationsführung 40 wiederzugeführten Abgases.
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Die
elektronische Steuereinrichtung B6 empfängt beispielsweise den erfassten
Wert vom Sensor 30 für
die wässrige
Harnstofflösung,
erfasste Werte von verschiedenen Sensoren, die Betriebszustände oder
eine Betriebsumgebung des Motors 2 erfassen, und einen
erfassten Wert von einem Sensor, der ein Manipulationsausmaß eines
Gaspedals erfasst. Die elektronische Steuereinrichtung B6 betätigt verschiedene
Aktuatoren des Motors 2 beruhend auf diesen erfassten Werten
zur Steuerung von Ausgangskenndaten des Motors 2.
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Insbesondere
wird bei diesem Ausführungsbeispiel
die Einspritzdüse 24 zum
Reinigen des im Abgas enthaltenen NOx durch Verwendung des selektiven
Reduktionskatalysators 22 betätigt.
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Das
Ablaufdiagramm in 3 zeigt Verarbeitungsschritte
zum Reinigen des Abgases unter Verwendung des selektiven Reduktionskatalysators 22.
Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm
in 3 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem
vorbestimmten Zyklus durch.
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In
der Folge der Verarbeitung wird zuerst in Schritt S10 eine Erzeugungsmenge
N des NOx beruhend auf einer Rotationsgeschwindigkeit der Abtriebswelle 12 des
Motors 2 und einer vom Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzten
Kraftstoffmenge geschätzt
(berechnet). Die Erzeugungsmenge N von NOx korreliert mit der Rotationsgeschwindigkeit
und der Kraftstoffeinspritzmenge des Motors 2. Daher wird
die Erzeugungsmenge N von NOx aus diesen zwei Parametern geschätzt (berechnet).
Beispielsweise wird eine zweidimensionale Abbildung mit der Rotationsgeschwindigkeit
und der Kraftstoffeinspritzmenge des Motors 2 als unabhängige Variablen
und der Erzeugungsmenge N von NOx als abhängige Variable beruhend auf
Daten ausgebildet, die über
einen Versuch und dergleichen erhalten werden. Die zweidimensionale
Abbildung wird zuvor in der elektronischen Steuereinrichtung B6
gespeichert. Die elektronische Steuereinrichtung B6 berechnet die
Erzeugungsmenge N von NOx über
eine Abbildungsberechnung unter Verwendung der Abbildung.
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Dann
wird im folgenden Schritt S12 eine Menge Ns des NOx, das in im 2 gezeigten NOx-Speicherkatalysator 20 gespeichert
ist, beruhend auf der in Schritt S10 berechneten Menge N von NOx
geschätzt
(berechnet). Ein integrierter Wert der Erzeugungsmenge N von NOx
kann als die Menge Ns des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten
NOx unter der Annahme berechnet werden, dass die in Schritt S10
berechnete gesamte Erzeugungsmenge N von NOx durch den NOx-Speicherkatalysator 20 gespeichert
ist.
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Im
folgenden Schritt S10 wird bestimmt, ob die in Schritt S12 berechnete
Speichermenge Ns von NOx „größer oder
gleich" einem vorbestimmten
Wert N1 ist. Somit wird bestimmt, ob der NOx-Speicherkatalysator 20 einer
vorbestimmten Bedingung unterliegt, dass eine Speicherung des NOx
mit dem NOx-Speicherkatalysator 20 schwierig ist. Beispielsweise
wird die Speicherung des NOx mit dem NOx-Speicherkatalysator 20 schwierig,
wenn die Menge Ns des im NOx-Speicherkatalysators 20 gespeicherten
NOx im Wesentlichen mit einer Menge zusammenfällt, die der NOx-Speicherkatalysator 20 speichern
kann.
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Ist
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S14 JA, wird die Einspritzdüse 24 in
Schritt S16 zum Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in
die Abgasführung 16 betätigt. Gleichzeitig
mit der Einspritzung der wässrigen
Harnstofflösung
wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung von einem normalen Modus in
einen Modus zum Zerlegen und Ausstoßen des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten
NOx umgeschaltet. Im umgeschalteten Modus kann eine Voreinspritzung
vor einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs durchgeführt werden,
und die Haupteinspritzung kann einen Einspritzzeitpunkt später als
im normalen Modus durchgeführt
werden. Außerdem
kann im umgeschalteten Modus eine Nacheinspritzung zu einem Zeitpunkt
nach der Haupteinspritzung durchgeführt werden, zu dem der Kraftstoff
nicht gezündet wird.
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Ist
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S14 NEIN, oder ist die Verarbeitung
in Schritt S16 abgeschlossen, ist diese Folge der Verarbeitung einmal beendet.
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Durch
die Verwendung der wässrigen
Harnstofflösung
und des selektiven Reduktionskatalysators 22 auf diese
Weise kann das im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherte
NOx sicher gereinigt werden, bevor die Menge des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten
NOx überhöht wird.
Die Anzahl der Tankstellen, die die Fahrzeuge mit der wässrigen
Harnstofflösung
versorgen, ist geringer als die Anzahl der Tankstellen, die eine
Versorgung mit Dieselkraftstoff als Kraftstoff des Motors 2 bereitstellen. Daher
ist es relativ schwierig, die wässrige
Harnstofflösung
wiederaufzufüllen,
wenn sie fehlt.
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Daher
wird bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt,
ob die im Fahrzeug verbleibende Menge der wässrigen Harnstofflösung ausreicht,
damit das Fahrzeug die Tankstelle beruhend auf Fahrbedingungen zwischen
der Tankstelle und dem Fahrzeug erreicht. Wird bestimmt, dass die
Menge der verbleibenden wässrigen
Harnstofflösung
nicht ausreicht, wird eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs, die
dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglicht, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird, beruhend auf den Fahrbedingungen und der Menge der verbleibenden
wässrigen
Harnstofflösung
berechnet. Daher führt
das System eine Fahrunterstützung
zum Sicherstellen durch, dass der Benutzer das Fahrzeug zu der Tankstelle
bringen kann, die die wässrige
Harnstofflösung
zuführen
kann.
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Das
Ablaufdiagramm in 4 zeigt Verarbeitungsschritte
der Fahrunterstützung
zum Unterstützen
des Benutzers zum Fahren des Fahrzeugs, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird. Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm
in 4 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem
vorbestimmten Zyklus durch.
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In
der Folge dieser Verarbeitung wird zuerst in Schritt S20 die nächstgelegene
Tankstelle beruhend auf Navigationsinformationen gesucht. Die Navigationsinformationen
werden vom in 1 gezeigten Navigationssystem
B16 erhalten. Beispielsweise werden die Navigationsinformationen
durch das in 5 gezeigte GPS erhalten. 5 zeigt
eine Situation, in der ein Fahrzeug V (insbesondere das Navigationssystem
B16) mit einem Kommunikationssatelliten SA kommuniziert.
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Im
folgenden Schritt S22 wird ein Verbrauch Uc der wässrigen
Harnstofflösung,
die bis zum Erreichen der gefundenen Tankstelle verbraucht wird,
beruhend auf den Navigationsinformationen vorhergesagt (berechnet).
Der Verbrauch Uc der wässrigen Harnstofflösung bis
zum Erreichen der Tankstelle wird beruhend auf den Fahrbedingungen
zwischen der gefundenen Tankstelle und dem Fahrzeug berechnet. Die
Fahrbedingungen sollten vorzugsweise nicht nur eine Entfernung zwischen
der Tankstelle und dem Fahrzeug sondern auch Bedingungen wie einen
Höhenunterschied
zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug, eine Höhenänderung der Straßenoberfläche zwischen
der Tankstelle und dem Fahrzeug und atmosphärische Zustände (Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur
und dergleichen) um das Fahrzeug beinhalten. Der wässrige Harnstofflösungsverbrauch
Uc ist der Minimumwert des Verbrauchs der wässrigen Harnstofflösung. Der
wässrige
Harnstofflösungsverbrauch
Uc bedeutet einen Verbrauch der wässrigen Harnstofflösung im
Fall, dass eine Fahrsteuerung des Motors 2 zum Minimieren
des Verbrauchs der wässrigen
Harnstofflösung durchgeführt wird,
ohne dass eine Änderung
im Verbrauch der wässrigen
Harnstofflösung
aufgrund einer Fahrneigung des Fahrers berücksichtigt wird.
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Wird
der wässrige
Harnstofflösungsverbrauch
Uc in Schritt S22 berechnet, wird bestimmt, ob die gegenwärtige Menge
Ur der verbleibenden wässrigen
Harnstofflösung
zum Erreichen der gefundenen Tankstelle ausreicht. Beispielsweise
wird bestimmt, ob die verbleibende wässrige Harnstofflösungsmenge
Ur geringer als ein Wert ist, der durch Addieren eines vorbestimmten
Werts α zu
dem vorhergesagten wässrigen
Harnstofflösungsverbrauch Uc
erhalten wird. Der vorbestimmte Wert α wird größer als eine Änderung
im wässrigen
Harnstofflösungsverbrauch
Uc aufgrund der Fahrneigung des Fahrers eingestellt. Somit wird
in Schritt S24 bestimmt, ob die verbleibende Menge Ur der wässrigen Harnstofflösung für das Fahrzeug
zum Erreichen der gefundenen Tankstelle mit einem Spielraum ausreicht,
ohne dass die wässrige
Harnstofflösung knapp
wird, egal wie der Benutzer das Fahrzeug betätigt.
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Ist
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S24 JA (Ur < Uc + α), wird der
Benutzer in Schritt S26 gewarnt. Beispielsweise führt das
Navigationssystem B16 eine Audioankündigung durch.
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Im
folgenden Schritt S28 wird eine Steuerbedingung des Motors 2 zum
Ermöglichen,
dass das Fahrzeug die Tankstelle erreicht, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird, berechnet. Dann wird der Motor 2 beruhend auf dem
Berechnungsergebnis gesteuert. Beispielsweise wird eine Menge (EGR-Menge)
des in die Einlassführung 4 über die
Abgasrezirkulationsführung 40 gemäß 2 wiedereingelassenen
Abgases erhöht.
Somit wird die Konzentration von NOx, das im in die Abgasführung 16 ausgestoßenen Abgas
enthalten ist, verringert. Die Verringerung der NOx-Konzentration
reduziert die Geschwindigkeit der Erhöhung des im NOx-Speicherkatalysator 20 gespeicherten
NOx und zögert
den Zeitpunkt (oder verringert die Frequenz) zur Durchführung der
im Ablaufdiagramm in 3 gezeigten Verarbeitung hinaus.
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Ein
Steuermodus zur Erhöhung
der EGR-Menge wird variabel entsprechend den Fahrbedingungen oder
der Restmenge der wässrigen
Lösung
Ur eingestellt. Ein Grad der Erhöhung
der Steuerung der EGR-Menge wird erhöht, wenn die Restmenge der
wässrigen
Harnstofflösung
Ur den vorhergesagten wässrigen
Harnstofflösungsverbrauch
Uc erreicht. Der Grad der Erhöhung
der Steuerung der EGR-Menge
wird verringert, wenn die Restmenge der wässrigen Harnstofflösung Ur
größer verglichen mit
dem vorhergesagten wässrigen
Harnstofflösungsverbrauch
Uc ist.
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Wird
die Erhöhungssteuerung
der EGR-Menge auf diese Weise durchgeführt, wird sie dem Benutzer
angekündigt.
Wie in 6 gezeigt wird beispielsweise eine Lampe auf einer
Anzeige 50 des in 1 gezeigten
Navigationssystems B16 eingeschaltet, die einen Wirtschaftlichkeitsfahrmodus angibt.
Ein in 6 gezeigtes Messgerät für die wässrige Harnstofflösung Mu
gibt die Restmenge der im Fahrzeug gespeicherten wässrigen
Harnstofflösung
an.
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Die
Navigationsinformationen sollten vorzugsweise Informationen über Geschäftsstunden
der Tankstelle enthalten. So kann eine Tankstelle, die offen ist,
wenn das Fahrzeug sie erreicht, als nächstgelegene Tankstelle gesucht
werden, anstelle des Suchens einer Tankstelle als die nächste Tankstelle,
die lediglich dem Fahrzeug am nächsten
liegt.
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Ist
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S24 NEIN (die Restmenge der
wässrigen
Harnstofflösung
reicht aus), oder ist die Verarbeitung in S28 abgeschlossen, ist
die Folge der Verarbeitung einmal beendet.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
kann folgende Wirkungen haben.
- (a) Die Betriebsbedingung
des Fahrzeugs, die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglicht,
ohne dass die wässrige
Harnstofflösung knapp
wird, wird beruhend auf den Informationen über die Fahrbedingungen zwischen
der Tankstelle und dem Fahrzeug und der Menge der im Fahrzeug verbleibenden
wässrigen
Harnstofflösung berechnet.
Somit kann eine geeignete Unterstützung für das Fahrzeug zum Fahren zu
der Tankstelle unabhängig
von der Fahrneigung des Benutzers bereitgestellt werden.
- (b) Die vorstehende Berechnung wird beruhend auf den Informationen über die
Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug durchgeführt, wenn
die Menge der verbleibenden wässrigen
Harnstofflösung
für das
Fahrzeug zum Erreichen der Tankstelle nicht ausreicht. Somit kann
eine geeignete Fahrunterstützung
derart vorgesehen werden, dass das Fahrzeug die Tankstelle erreichen
kann, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird.
- (c) Die EGR-Menge ist auf einen größeren Wert beruhend auf dem
vorstehenden Berechnungsergebnis beschränkt. Somit kann der Verbrauch
der wässrigen
Harnstofflösung
zum Reinigen von NOx reduziert werden. Infolgedessen kann die Fahrunterstützung derart
bereitgestellt werden, dass das Fahrzeug sicher die Tankstelle erreichen kann,
ohne dass die wässrige
Harnstofflösung knapp
wird. Insbesondere kann die Beschränkung der EGR-Menge nicht durch
eine Betätigung
des Benutzers durchgeführt
werden. Daher ist es insbesondere effektiv, die Beschränkung der EGR-Menge
als Steuerung des Motors 2 durch die elektronische Steuereinrichtung
B6 durchzuführen.
Um
dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird, wird die Menge der wässrigen
Harnstofflösung,
die über
die Einspritzdüse 24 eingespritzt
wird, reduziert. Allerdings verschlechtern sich in diesem Fall die
Emissionskenndaten. Demgegenüber
kann die Beschränkung
der EGR-Menge auf einen größeren Wert den
Verbrauch der wässrigen
Harnstofflösung
reduzieren, ohne die Emissionskenndaten zu verschlechtern.
- (d) Der Modus der EGR-Mengenerhöhungssteuerung wird variable
entsprechend den Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem
Fahrzeug oder der verbleibenden Menge der wässrigen Harnstofflösung eingestellt.
Demnach kann eine geeignete Fahrunterstützung erreicht werden.
- (e) Wird die Steuerbeschränkung
des Motors 2 durchgeführt,
wird dies angekündigt.
Somit kann der Benutzer erkennen, dass eine Steuereinschränkung durchgeführt wird.
- (f) Die Informationen über
die Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug beinhalten
eine Entfernung zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug, einen
Höhenunterschied
zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug, eine Höhenänderung einer Straßenoberfläche zwischen der
Tankstelle und dem Fahrzeug und Zustände in der Atmosphäre um das
Fahrzeug. Somit kann die Betriebsbedingung des Fahrzeugs, um dem Fahrzeug
das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird, geeignet berechnet werden.
- (g) Die Fahrunterstützung
wird derart durchgeführt, dass
das Fahrzeug zu der Tankstelle für
die wässrige
Harnstofflösung
fahren kann, ohne dass die wässrige
Harnstofflösung
knapp wird, die zum Reinigen von NOx verwendet wird. Die Wirkungen (a)
bis (e) werden geeignet eingesetzt, da die Anzahl der Tankstellen
für eine
wässrige
Harnstofflösung
geringer als die der Dieselkraftstofftankstellen ist.
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Als
nächstes
wird ein Fahrunterstützungssystem
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Das
Fahrunterstützungssystem
dieses Ausführungsbeispiels
unterstützt
das Fahrzeug beim Fahren zu der Tankstelle, ohne dass Dieselkraftstoff als
Kraftstoff des Motors 2 knapp wird.
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Ein
Ablaufdiagramm in 7 zeigt Verarbeitungsschritte
der Fahrunterstützung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm
in 7 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem vorbestimmten
Zyklus durch.
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Zuerst
wird in der Folge dieser Verarbeitung in Schritt S30 die nächstgelegene
Tankstelle beruhend auf Navigationsinformationen gesucht. Im folgenden
Schritt S32 wird ein Verbrauch Fc des Kraftstoffs bis zum Erreichen
der gefundenen Tankstelle beruhend auf den Navigationsinformationen
vorhergesagt (berechnet). Der Verbrauch Fc des Kraftstoffs zum Erreichen
der gefundenen Tankstelle wird beruhend auf den Fahrbedingungen
zwischen der Tankstelle und dem Fahrzeug berechnet. Der Kraftstoffverbrauch
Fc ist der minimale Wert des Verbrauchs des Kraftstoffes. Der Kraftstoffverbrauch
Fc bedeutet den Verbrauch des Kraftstoff im Fall, wenn das Fahrzeug
zum Minimieren des Kraftstoffverbrauchs betätigt wird, ohne dass eine Änderung
im Kraftstoffverbrauch aufgrund einer Fahrneigung des Benutzers berücksichtigt
wird.
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Ist
der Kraftstoffverbrauch Fc in Schritt S32 berechnet, wird in Schritt
S34 bestimmt, ob die gegenwärtige
Menge Fr des verbleibenden Kraftstoffes für das Fahrzeug zum Erreichen
der gefundenen Tankstelle ausreicht.
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Beispielsweise
wird bestimmt, ob die Restkraftstoffmenge Fr geringer als ein Wert
ist, der durch Addieren eines vorbestimmten Werts β zu dem vorhergesagten
Kraftstoffverbrauch Fc erhalten wird. Der vorbestimmte Wert β wird größer als
eine Änderung
im Kraftstoffverbrauch aufgrund der Fahrneigung des Benutzers eingestellt.
Somit wird in Schritt S34 bestimmt, ob die Restmenge Fr für das Fahrzeug
zum Erreichen der Tankstelle mit einem Spielraum ausreicht, ohne
dass der Kraftstoff knapp wird, egal wie der Benutzer das Fahrzeug
betätigt.
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Ist
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S34 JA (Fr < Fc + β), wird der
Benutzer in Schritt S36 gewarnt.
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Im
folgenden Schritt S38 werden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs berechnet,
die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglichen,
ohne dass der Kraftstoff knapp wird. Der Betrieb des Fahrzeugs ist
beruhend auf dem Berechnungsergebnis eingeschränkt. Beispielsweise sind Beschleunigung und
Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingeschränkt.
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Die
Graphen in den 8A und 8B zeigen
schematisch eine Beziehung zwischen Beschleunigungskennlinien und
einer Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs. Die Beschleunigung
A ist größer als
die Beschleunigung B, die wiederum größer als die Beschleunigung
C in den 8A und 8B ist.
Im Allgemeinen verringert sich die Kraftstoffverbrauchsrate r mit
der Verringerung der Beschleunigung von einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit
X zu einer höheren
Fahrzeuggeschwindigkeit Y, wie es in den 8A und 8B gezeigt
ist. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Verarbeitung zum Beschränken
einer rapiden Beschleunigung durchgeführt. Beispielsweise wird eine
Verarbeitung zum Beschränken
einer rapiden Erhöhung
eines Drehmoments des Motors 2 durchgeführt. Beispielsweise wird eine
Verarbeitung zum Beschränken
einer rapiden Erhöhung
einer über das
Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzten Kraftstoffmenge
durchgeführt,
selbst wenn das Gaspedal sehr schnell heruntergedrückt wird.
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Die
Graphen der 9A und 9B zeigen schematisch
eine Beziehung zwischen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Kraftstoffverbrauchsrate r. Die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit
A ist höher
als die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit B, die wiederum
höher als
die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit C ist. Die durchschnittliche
Fahrzeuggeschwindigkeit C ist höher
als die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit D. Wie es in den 9A und 9B gezeigt
ist, gibt es im Allgemeinen eine effektivste durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend
der Beziehung zwischen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Kraftstoffverbrauchsrate r, die die Kraftstoffverbrauchsrate r
minimiert. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Verarbeitung
zum Beschränken
der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf die effektivste Fahrzeuggeschwindigkeit
durchgeführt.
Die effektivste Fahrzeuggeschwindigkeit kann beruhend auf Daten
erhalten werden, die durch serielles Erfassen von Daten über die
Beziehung zwischen der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Kraftstoffverbrauchsrate r ausgebildet werden, während das Fahrzeug
fährt.
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Ein
Grad der Beschleunigungsbeschränkung oder
durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeitsbeschränkung wird
variabel entsprechend den Fahrbedingungen oder der Kraftstoffrestmenge
Fr eingestellt. Die Beschränkung
sollte vorzugsweise nach der Warnung in Schritt S36 und nach einer
Einwilligung der Beschränkung
durch den Benutzer durchgeführt
werden. Selbst dann, wenn der Benutzer die Beschränkung akzeptiert,
werden Informationen, die die Durchführung der Beschränkung angeben,
auf der Anzeige 50 angezeigt (Zeichen „Wirtschaftlichkeitsbetriebsmodus" eingeschaltet),
wenn die Beschränkung
durchgeführt
wird, wie es in 10 gezeigt ist. Ein Kraftstoffstandmessgerät Mf in 10 gibt
die Menge des im Fahrzeug verbleibenden Kraftstoffes an. Ein weiteres
Anzeigebeispiel der Anzeige 50 des Navigationssystems B16
zum Zeitpunkt, wenn der Kraftstoff ausreicht, und die Betriebseinschränkung nicht
durchgeführt
wird, ist in 11 gezeigt. Das Zeichen „Wirtschaftlichkeitsbetriebsmodus" ist in 11 ausgeschaltet.
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Das
Fahrunterstützungssystem
dieses Ausführungsbeispiels
kann auch ähnliche
Effekte wie die Effekte (a), (b) und (d) bis (f) des ersten Ausführungsbeispiels
bewirken.
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Als
nächstes
wird ein Fahrunterstützungssystem
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, um dem Fahrzeug das Erreichen
der Tankstelle zu ermöglichen, ohne
dass der Kraftstoff knapp wird, berechnet. Danach werden anstelle
der Durchführung
der Betriebsbeschränkung
Beschränkungsinformationen über den
Betrieb des Fahrzeugs zum Erreichen der Tankstelle, ohne dass der
Kraftstoff knapp wird, dem Benutzer beruhend auf dem Berechnungsergebnis
angekündigt.
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Ein
Ablaufdiagramm in 12 zeigt Verarbeitungsschritte
der Fahrunterstützung
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
Die elektronische Steuereinrichtung B6 führt wiederholt die im Ablaufdiagramm
in 12 gezeigte Verarbeitung beispielsweise in einem
vorbestimmten Zyklus durch.
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Eine
Verarbeitung ähnlich
wie in den Schritten S30 bis S34 des in 7 gezeigten
Ablaufdiagramms wird in den Schritten S40 bis S44 in der Folge der
Verarbeitung des in 12 gezeigten Ablaufdiagramms
durchgeführt.
Im folgenden Schritt S46 werden Betriebsbedingungen berechnet, um
dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle zu ermöglichen, ohne dass der Kraftstoff
knapp wird. In Schritt S48 werden Beschränkungsinformationen über den Betrieb
des Fahrzeugs über
die Anzeige 50 und dergleichen beruhend auf dem Berechnungsergebnis ausgegeben.
Die Beschränkungsinformationen
werden variabel entsprechend den Fahrbedingungen oder der Kraftstoffrestmenge
eingestellt.
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Das
Fahrzeugunterstützungssystem
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
kann auch ähnliche
Effekte wie die Effekte (a), (b) und (f) des ersten Ausführungsbeispiels
sowie folgende Effekte bewirken.
- (h) Die Betriebsbedingungen,
die dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglichen,
ohne dass der Kraftstoff knapp wird, werden berechnet, und die Beschränkungsinformationen über den Betrieb
des Fahrzeugs, der dem Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglicht,
ohne dass der Kraftstoff knapp wird, werden beruhend auf dem Berechnungsergebnis
angekündigt.
Somit kann der Benutzer das Fahrzeug unter Verwendung der Beschränkungsinformationen
sicher zu der Tankstelle bringen. Selbst wenn es aufgrund der Fahrneigung
des Benutzers schwierig ist, die Tankstelle zu erreichen, ohne dass
der Kraftstoff knapp wird, kann der Benutzer seine Fahrneigung durch Bedienen
des Fahrzeugs entsprechend den Beschränkungsinformationen korrigieren.
Somit kann das Fahrzeug die Tankstelle erreichen, ohne dass der
Kraftstoff knapp wird.
- (i) Die Beschränkungsinformationen
werden variabel entsprechend den Fahrbedingungen zwischen der Tankstelle
und dem Fahrzeug und der Menge des im Fahrzeug verbleibenden Kraftstoffes
eingestellt. Somit kann das Fahrunterstützungssystem den Benutzer zum
Fahren des Fahrzeugs zu der Tankstelle geeignet unterstützen.
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Die
Steuerbeschränkung
des Motors 2 des ersten Ausführungsbeispiels ist nicht auf
die Erhöhungssteuerung
der EGR-Menge beschränkt.
Beispielsweise kann eine Steuerung zum Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge
durchgeführt
werden.
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Ähnliche
Effekte wie die Effekte (a) bis (c) des ersten Ausführungsbeispiels
können
selbst dann erreicht werden, wenn der Steuermodus des Motors 2 oder
der Betriebsmodus des Fahrzeugs nicht entsprechend den Fahrbedingungen,
der Restmenge der wässrigen
Harnstofflösung
oder der Kraftstoffrestmenge bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel
eingestellt wird.
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Ähnliche
Effekte wie die Effekte (a) bis (c) des ersten Ausführungsbeispiels
können
selbst dann erreicht werden, wenn die Beschränkungsinformationen über den
Betrieb des Fahrzeugs nicht entsprechend den Fahrbedingungen oder
der Kraftstoffrestmenge bei dem dritten Ausführungsbeispiel eingestellt
werden.
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Das
Fahrunterstützungssystem
ist nicht auf das System zum Unterstützen des Fahrens des Fahrzeugs
mit einem Dieselmotor beschränkt.
Beispielsweise kann das Fahrunterstützungssystem das Fahren eines
Fahrzeugs mit einem Benzinmotor oder das Fahren eines Autos mit
Elektromotor unterstützen.
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Das
während
des Fahrens des Fahrzeugs verbrauchte zugeführte Material, das am Versorgungspunkt
zugeführt
wird, ist nicht auf die wässrige Harnstofflösung oder
den Dieselkraftstoff beschränkt. Beispielsweise
können
Benzin, flüssiger
Wasserstoff, Druck-Erdgas (CNG) und dergleichen als zugeführtes Material
angewendet werden.
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Das
Verfahren zum Bestimmen, ob die Menge des zugeführten Materials, das im Fahrzeug
verbleibt, für
das Fahrzeug zum Erreichen des Versorgungspunkts ausreicht, ist
nicht auf die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschränkten Verfahren
begrenzt. Beispielsweise kann in der Verarbeitung in 4 die
vorstehend angeführte
Bestimmung beruhend auf einer durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchsrate
durchgeführt
werden, die erhalten wird, während
das Fahrzeug fährt.
Das Fahrunterstützungssystem
ist nicht auf das System beschränkt,
das die Beschränkungsinformationen
ankündigt, oder
das den Betrieb beschränkt,
wenn bestimmt wird, dass die Menge des zugeführten Materials, das im Fahrzeug
verbleibt, nicht für
das Fahrzeug zum Erreichen der nächstgelegenen
Tankstelle ausreicht. Reicht beispielsweise das zugeführte Material
für das
Fahrzeug nicht zum Erreichen irgendeines einer Vielzahl von Versorgungspunkten
aus, kann das Fahrunterstützungssystem
Beschränkungsinformationen
mitteilen, die dem Fahrzeug das Erreichen dieser Versorgungspunkte
ermöglicht.
Somit kann das System den Benutzer zum Erreichen eines willkürlichen
Versorgungspunktes geeignet unterstützen, ohne dass das zugeführte Material
knapp wird.
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Ein
Fahrunterstützungssystem
sucht nach einer nächstgelegenen
Tankstelle beruhend auf Navigationsinformationen und sagt eine Menge
einer wässrigen
Harnstofflösung
voraus, die bis zum Erreichen der Tankstelle verbraucht wird. Ist
die Menge der verbleibenden wässrigen
Harnstofflösung
nicht größer als
ein wässriger
Harnstofflösungsverbrauch zumindest
um einen vorbestimmten Wert, wird ein Benutzer gewarnt. Steuerbedingungen
eines Verbrennungsmotors (Dieselmotors) werden berechnet, die dem
Fahrzeug das Erreichen der Tankstelle ermöglichen, ohne dass die wässrige Harnstofflösung knapp
wird. Eine Abgasrezirkulationsmenge wird beruhend auf dem Berechnungsergebnis
erhöht.
Somit werden im Abgas enthaltene Stickoxide reduziert und ein Verbrauch
der wässrigen
Harnstofflösung
wird verringert.
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Die
Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
kann abgewandelt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen,
wie er in den beigefügten
Patentansprüchen
definiert ist.