用于在廢氣后處理中使用的液體添加劑的輸送單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于從儲箱(2)輸送液體添加劑的輸送單元(1)，該輸送單元(1)可以安裝在儲箱(2)中，該輸送單元包括發(fā)射和接收在儲箱(2)中的液體表面(4)反射回到填充高度傳感器(3)的填充高度傳感器(3)，因此可以通過測量波的傳送時間來進(jìn)行填充高度測量，其中所述輸送單元(1)具有至少一個附加的傳感器裝置(5)，借助于該傳感器裝置可以確定儲箱(2)中是否有凍結(jié)的添加劑。
【專利說明】用于在廢氣后處理中使用的液體添加劑的輸送單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將液體添加劑從儲箱輸出的輸送單元。特別是，該輸送單元可以用于將液體添加劑輸送至內(nèi)燃機(jī)的廢氣/排氣處理裝置內(nèi)。執(zhí)行廢氣凈化方法的廢氣處理裝置尤其在汽車領(lǐng)域廣泛使用，在該方法的執(zhí)行期間，液體添加劑(氧化劑如燃料和/或還原劑)被供給到廢氣中。

【背景技術(shù)】
[0002]廣泛使用的一種方法是選擇性催化還原[SCR]方法，其中廢氣中的氮氧化合物借助于還原劑還原。氨通常被用作還原劑。氨本身通常不直接儲存在機(jī)動車中，而是以液體還原劑前體溶液的形式儲存，該液體還原劑前體溶液可以在相對于為此設(shè)置的反應(yīng)器中的廢氣在外部轉(zhuǎn)化成氨和/或在廢氣處理裝置中的廢氣流內(nèi)轉(zhuǎn)化成氨。因此，還原劑前體溶液是液體添加劑。常用的還原劑前體溶液是商標(biāo)名稱為AdBhie?的具有32.5%的尿素含量的尿素水溶液。術(shù)語還原劑和還原劑前體溶液在下文中用作彼此的同義詞并且由術(shù)語“添加劑”代替。
[0003]為了儲存液體添加劑，通常在機(jī)動車中設(shè)置附加的或單獨(dú)的儲箱。為了將液體還原劑從儲箱輸送至廢氣處理裝置，設(shè)置一個單獨(dú)的輸送單元。也希望有直接安裝在液體添加劑的儲箱中的輸送單元。這種輸送單元具有特別便宜和方便的設(shè)計(jì)，因?yàn)榭梢员苊鈴膬ο淙〕鲆后w添加劑的附加的管線和/或管件。這種輸送單元從例如WO 2011/085830 Al中已知。
[0004]此外，有利的是，使這種輸送單元進(jìn)入儲箱的底部。此外，常常希望這種輸送單元還配備有填充高度/程度傳感器，液體添加劑的填充高度/程度可以通過該傳感器確定或監(jiān)測。這里的問題是，一種構(gòu)型的輸送單元被用于各種儲箱。對于不同的應(yīng)用(例如不同的機(jī)動車型號)常常必須使用不同的儲箱，因?yàn)橐后w添加劑的必需的量對于不同的應(yīng)用是不同的和/或因?yàn)閷ο淇捎玫陌惭b空間是不同的。因此，期望的是，(單一)構(gòu)造的輸送單元可以用于各種設(shè)計(jì)的儲箱。因此，具有填充高度傳感器的輸送單元應(yīng)這樣構(gòu)造:能夠獨(dú)立于儲箱的尺寸、特別是獨(dú)立于儲箱的結(jié)構(gòu)高度檢測儲箱中的填充高度。
[0005]構(gòu)造用于液體添加劑的輸送單元的另一個困難是機(jī)動車中常用的液體(含水)添加劑會在低溫下凍結(jié)/結(jié)冰。上述液體添加劑AdBlue⑧.在例如約-1re的溫度下凍結(jié)。在機(jī)動車的情況下，這樣的低溫尤其在機(jī)動車相對長時間停車期間(尤其在冬季)時發(fā)生。因此，輸送單元應(yīng)這樣配置成:一方面，承受由還原劑凍結(jié)和添加劑體積的關(guān)聯(lián)膨脹造成的出現(xiàn)冰的壓力。此外，輸送單元還應(yīng)能夠檢測儲箱中是否有冰，因?yàn)槟菢咏?jīng)常不能將液體添加劑從儲箱輸出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的一個目的是減少或者甚至解決所討論的關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問題。尤其是，本發(fā)明旨在描述一種與現(xiàn)有技術(shù)相比特別有利的、特別是在確定填充高度及安全操作方面改進(jìn)的用于輸送液體添加劑的輸送單元。此外，本發(fā)明旨在說明一種特別有利的用于確定特別適合液體添加劑凍結(jié)/解凍情況的儲箱中的液體添加劑的填充量的方法。
[0007]這些目的借助于根據(jù)權(quán)利要求1所述特征的輸送單元以及還借助于根據(jù)權(quán)利要求10所述特征的方法實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中說明了本發(fā)明的更多有利的實(shí)施例。權(quán)利要求中單獨(dú)公開的特征可以以任何需要的在技術(shù)上合適的方式相互結(jié)合，并且可以通過來自說明書的內(nèi)容來補(bǔ)充，其中公開了本發(fā)明的其它變型實(shí)施例。
[0008]本發(fā)明涉及一種用于從儲箱輸出液體添加劑的輸送單元，該輸送單元可以安裝在儲箱中。輸送單元具有填充高度傳感器，該傳感器能夠發(fā)射和接收在儲箱中的液體表面反射回到填充高度傳感器的波，從而可以通過測量波的傳送時間來測量填充高度，其中，所述輸送單元包括至少一個附加的傳感器裝置，可以借助于該傳感器裝置來確定儲箱中是否有凍結(jié)的添加劑。
[0009]通過使用傳送時間的測量，可以特別精確地確定從液體表面到返回的距離，并因此在已知液體添加劑中的波的傳播速度時特別精確地確定具有液體添加劑的儲箱中的填充高度。傳播速度可以例如借助于測量來確定。傳播速度還可以作為儲存在電子存儲器中的值而獲得。
[0010]輸送單元優(yōu)選地安裝在儲箱的儲箱底部的開口中。輸送單元優(yōu)選地從儲箱底部延伸到儲箱的內(nèi)部空間中。儲箱底部的開口優(yōu)選具有凸緣，輸送單元被插入該凸緣內(nèi)，并且輸送單元抵靠該凸緣以不透流體的/液密的方式布置，使得液體添加劑不會從儲箱溢出。所述輸送單元上優(yōu)選設(shè)置有一個進(jìn)口部，在該進(jìn)口部輸送單元可以從儲箱取出液體添加劑。輸送單元優(yōu)選還具有輸出部，在該輸出部液體添加劑可以被輸出(到儲箱外)并且可以從該輸出部經(jīng)過到廢氣處理裝置和/或消耗器/調(diào)節(jié)器。輸出部通常作為(標(biāo)準(zhǔn)化)端口采用，用于液體添加劑的輸送管線可以連接至該端口。
[0011]輸送單元優(yōu)選包括殼體，進(jìn)口部布置在該殼體上。這種情況下，所述殼體將儲箱的內(nèi)部空間與輸送單元的內(nèi)部空間基本上相互分開，因此殼體在內(nèi)部沒有添加劑(除了為此設(shè)置的管線)。用于輸送單元供給或處理液體添加劑的功能部件布置在殼體中。這樣的部件可以是例如至少一個泵、至少一個閥和/或至少一個過濾器。必要時，可以監(jiān)測的輸送單元的輸送液體添加劑所使用的部件和/或其它參數(shù)也可以布置在所述殼體中。這樣的部件可以是例如至少一個溫度傳感器或至少一個壓力傳感器。
[0012]填充高度傳感器優(yōu)選地這樣設(shè)置在輸送單元上:在輸送單元在用于液體添加劑的儲箱中的通常安裝方向上，所述填充高度傳感器(平行于重力)向上地定向并配置成在平行于重力的方向上向液體的表面發(fā)射波(例如，光波、聲波、電磁波)。那么可以特別精確地測量波到液體表面并返回的傳送時間。尤其是，不必考慮由于波以一角度上入射液體表面而發(fā)生的相對長的傳送時間。此外，確保了大部分波在液體表面處又被平行地反射回到填充高度傳感器。
[0013]波優(yōu)選地通過填充高度傳感器發(fā)射到輻射區(qū)域(必要時為部分隔開的輻射區(qū)域)。所述輻射區(qū)域是一個錐形區(qū)域，其從填充高度傳感器延伸并且具有例如小于20° (度)、優(yōu)選在1°和10°之間的孔徑角/角開度。該錐形的軸線優(yōu)選地對應(yīng)于從填充高度傳感器到液體表面的垂直方向。填充高度傳感器配置成記錄位于該輻射區(qū)域的表面或物體。
[0014]在輸送單元或在輸送單元的殼體上還優(yōu)選地設(shè)置有延伸到輻射區(qū)域內(nèi)的至少一個參考標(biāo)記/基準(zhǔn)標(biāo)記。輻射的波的一部分還在該參考標(biāo)記處反射回到填充高度傳感器。因此也可以測量波到參考標(biāo)記并回到填充高度傳感器的傳送時間。從填充高度傳感器到參考標(biāo)記的距離優(yōu)選是精確已知的。通過測量到達(dá)參考標(biāo)記和返回的傳送時間則可以確定波在液體添加劑中的傳播速度。這樣確定的傳播速度可以用于基于到達(dá)液體表面的傳送時間計(jì)算填充高度。因此可以檢測由于液體添加劑的性質(zhì)變化對傳播速度的交叉影響，并使其降到最低。這種交叉影響是例如液體添加劑的溫度和/或液體添加劑的成分。當(dāng)液體添加劑是尿素水溶液時，波信號的速度例如根據(jù)尿素濃度而不同。
[0015]顯然，尤其是當(dāng)液體添加劑在儲箱中處于凍結(jié)狀態(tài)時，發(fā)射出用于測量填充高度的波的填充高度傳感器將傳遞錯誤的測量信號。這種情況可能部分地由于波、尤其是超聲波在液體添加劑中與在凍結(jié)的添加劑或冰中的傳送時間很不相同的事實(shí)。此外，波的反射發(fā)生在凍結(jié)的添加劑與液體添加劑之間的邊界面(也位于儲箱的內(nèi)部)，該反射的效果可能是填充高度傳感器完全未感測到液體表面、而是測量到達(dá)添加劑內(nèi)部隨機(jī)分布的冰表面的傳送時間。因此，已被證明有利的是，除了填充高度傳感器還在所述輸送單元處提供(又一)傳感器裝置，其(優(yōu)選地以二進(jìn)制/二元方式)監(jiān)測儲箱中是否有凍結(jié)的添加劑。術(shù)語“二進(jìn)制/ 二元”監(jiān)測尤其是表示該附加的傳感器裝置優(yōu)選地僅檢測兩種不同的狀態(tài)，具體地，有或者無凍結(jié)的液體添加劑。借助于這種附加傳感器裝置，可以精確得多并且可靠得多地評估由填充高度傳感器確定的填充高度信息。
[0016]輸送單元還有利的是，填充高度傳感器是超聲波傳感器。
[0017]超聲波傳感器發(fā)射和接收超聲波。術(shù)語超聲波通常是指頻率范圍超過16kHz的聲波。特別優(yōu)選的是，使用發(fā)射頻率范圍在20kHz和20MHz之間的超聲波的超聲波傳感器。已證實(shí)的是，借助于這樣的超聲波傳感器可以進(jìn)行對傳送時間的特別精確的測量(尤其是當(dāng)液體添加劑是還原劑、特別優(yōu)選尿素水溶液時)。
[0018]輸送單元特別有利的是，其可以安裝在儲箱的儲箱底部，附加傳感器裝置比填充高度傳感器更遠(yuǎn)離儲箱底部地布置而成。
[0019]填充高度傳感器應(yīng)該盡可能這樣布置在輸送單元上:其定位成盡量接近儲箱底部。這是有利的，因?yàn)檫@樣即使特別低的填充高度也仍可以被可靠地檢測到。填充高度傳感器一般僅能在儲箱中的液體添加劑的液面高于填充高度傳感器時監(jiān)測儲箱中的液體添加劑的填充高度。為此，填充高度傳感器應(yīng)在儲箱中布置成盡可能低。因此，附加的傳感器裝置布置成高于填充高度傳感器是合適的。由此可以避免儲箱輸送單元的底部的狹小的裝配空間被附加的傳感器裝置堵住。必要時還能與儲箱中的添加劑的凍結(jié)特性相適應(yīng)地選擇一能夠可靠地和/或在早期/相對早期檢測到冰的位置。
[0020]輸送單元優(yōu)選地配置成使得附加的傳感器裝置具有至少一個電觸頭，通過該電觸頭可以進(jìn)行下列測量中的至少一者:
[0021]-儲箱中的液體添加劑的電導(dǎo)率的測量；
[0022]-儲箱中的液體添加劑的電容的測量；和
[0023]-儲箱中的液體添加劑的電感的測量。
[0024]所描述的測量中分別都檢測出在附加的傳感器裝置的區(qū)域中的添加劑的電特性。這些電特性可能由于液體添加劑是否凍結(jié)而彼此差別很大。在凍結(jié)狀態(tài)下，液體添加劑的電導(dǎo)率也顯著改變，因?yàn)橐后w添加劑的分子不再自由移動。因此，基于電導(dǎo)率的測量可以區(qū)分存在的是液體添加劑或是凍結(jié)的添加劑。同樣地，添加劑的電容和電感也根據(jù)儲箱內(nèi)的添加劑以液相或固相存在而顯著不同。這樣的電子傳感器裝置可以特別成本有效地使用，因此適合用于執(zhí)行前面關(guān)于傳感器裝置描述的二進(jìn)制監(jiān)測。
[0025]此外，輸送單元有利的是，附加的傳感器裝置具有至少一個溫度傳感器和一加熱器并配置成測量儲箱中的添加劑的熱容量。
[0026]溫度傳感器和(電)加熱器優(yōu)選地布置成在傳感器裝置中彼此相距非常短的距離。為了確定所述熱容量，傳感器裝置的加熱器短暫運(yùn)行。溫度傳感器用于監(jiān)測相鄰的加熱器的運(yùn)行造成溫度升高到什么程度。該溫度的上升(變化過程/曲線、速度、絕對值等)由于傳感器裝置的附近是否存在液體添加劑或是凍結(jié)的添加劑而顯著不同。這是因?yàn)樘砑觿┑臒崛萘扛鶕?jù)其處于凍結(jié)狀態(tài)或是液體狀態(tài)而不同的事實(shí)。如果熱容量較高，則需要相對大量的熱能以確保溫度傳感器處的特定的溫度上升。如果熱容量低，對應(yīng)的溫度上升能通過低的加熱量/熱力實(shí)現(xiàn)。這樣的傳感器裝置特別便宜和可靠。此外，通過這樣的傳感器裝置可以獲得關(guān)于液體添加劑的狀態(tài)的更精確的信息，這優(yōu)于僅僅檢測添加劑是否以液體或凍結(jié)的狀態(tài)存在。
[0027]此外，輸送單元被認(rèn)為有利的是，傳感器裝置適合于發(fā)射波并從凍結(jié)的添加劑接收反射回傳感器裝置的波，使得通過測量波的傳送時間可以確定儲箱中是否存在凍結(jié)的添加劑。
[0028]這樣的傳感器裝置也優(yōu)選地是超聲波傳感器，在一個特別優(yōu)選的變型實(shí)施例中，該傳感器裝置可以是與用來測量填充高度的填充高度傳感器同樣/完全相同的超聲波傳感器。這增加了輸送單元內(nèi)具有相同設(shè)計(jì)的部件的數(shù)量，因此成為輸送單元的特別成本有效的設(shè)計(jì)。該傳感器裝置可以例如構(gòu)造和配置成使得直接位于儲箱(側(cè))壁處的凍結(jié)的添加劑能造成反射(例如大致水平反射)，該反射由傳感器裝置檢測。如果添加劑處于液態(tài)，這樣的反射不會發(fā)生，而是發(fā)生:由傳感器裝置發(fā)射的波遲得多地回到傳感器裝置，因?yàn)樗鼈儽焕鐑ο涞谋诜瓷洹Ｈ绻@樣的傳感器裝置(可以發(fā)射和接收波)用于輸送單元中的該目的，有利的是，該傳感器裝置這樣安裝在所述輸送單元上:在輸送單元已安裝在儲箱上的狀態(tài)下，所述傳感器裝置水平地定向并因此水平地測量液體添加劑中的波的運(yùn)行時間。因此可以確保儲箱中的液體添加劑的填充高度對借助于附加傳感器裝置的測量不具有交叉影響。
[0029]此外，輸送單元有利的是，傳感器裝置是來自填充高度傳感器的波通過輸送單元到達(dá)測量點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)路徑，其中，通過測量在測量點(diǎn)反射的波的傳送時間，可以確定儲箱內(nèi)是否有凍結(jié)的添加劑。
[0030]在該變型實(shí)施例中，傳感器裝置優(yōu)選不具有其自身的測量單元，而是填充高度傳感器也與其并行/同時使用，以便用作傳感器裝置并確定儲箱中是否有凍結(jié)的添加劑。填充高度傳感器優(yōu)選地構(gòu)造和配置成不僅發(fā)射波至儲箱中并因而至液體添加劑中、并接收這些波的反射，而且填充高度傳感器還部分地輸出波至輸送單元內(nèi)。因此，在輸送單元中提供偏轉(zhuǎn)路線，所述波借助于該偏轉(zhuǎn)路線被偏轉(zhuǎn)/引導(dǎo)至測量點(diǎn)。偏轉(zhuǎn)路線優(yōu)選地借助于將所述波從填充高度傳感器引導(dǎo)至測量點(diǎn)的導(dǎo)波部形成和/或借助于使輸送單元內(nèi)的波偏轉(zhuǎn)到測量點(diǎn)的至少一個偏置裝置形成。
[0031]特別地，本發(fā)明實(shí)施在用于儲存液體添加劑的儲箱中，該儲箱具有儲箱底部，輸送單元布置在該儲箱底部上。這樣的儲箱可以用于機(jī)動車，例如與輸送單元預(yù)先組裝然后用在機(jī)動車中。因此，還提出具有內(nèi)燃機(jī)、用于凈化來自所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣的廢氣處理裝置、用于儲存液體添加劑的儲箱和用于將液體添加劑從儲箱輸送至廢氣處理裝置內(nèi)的輸送單元的機(jī)動車。該儲箱優(yōu)選是用于儲存用于在廢氣處理裝置中實(shí)施SCR方法的尿素水溶液(或相應(yīng)的還原劑)的儲箱，其中，尿素水溶液在SCR催化轉(zhuǎn)化器的上游借助于噴射器被計(jì)量添加到廢氣處理裝置內(nèi)并因此進(jìn)入廢氣。所述機(jī)動車優(yōu)選地在此包括監(jiān)測單元，借助于所述監(jiān)測單元可以處理來自填充高度傳感器和附加的傳感器裝置的數(shù)據(jù)，該監(jiān)測單元還調(diào)節(jié)輸送單元和/或噴射器的操作，其中，必要時廢氣和/或內(nèi)燃機(jī)的特征值也考慮在內(nèi)。
[0032]此外，提供了一種用于確定儲箱中的液體添加劑的填充量的方法，該方法至少包括下列步驟:
[0033]a)輸出波信號到具有填充高度傳感器的儲箱中的液體添加劑內(nèi)并啟動計(jì)時器；
[0034]b)通過填充高度傳感器接收所述波信號的至少一個響應(yīng)信號并確定填充高度信號的至少一個傳送時間，以及
[0035]c)由所述至少一個傳送時間計(jì)算儲箱中的填充量，
[0036]其中，還進(jìn)行下列步驟:
[0037]i)當(dāng)步驟c)中確定填充量小于預(yù)定剩余填充量時，使用附加的傳感器裝置檢查儲箱中是否有凍結(jié)的添加劑，以及
[0038]ii)當(dāng)步驟d)中確定有凍結(jié)的添加劑時，校正所確定的填充量。
[0039]借助于該方法的步驟a)至c)，對波信號從填充高度傳感器通過液體添加劑到液體表面和返回的距離/傳送時間進(jìn)行測量。距離的測量通過測量傳送時間來進(jìn)行，其中考慮到已知(和例如可以從監(jiān)測單元獲得)波信號在液體添加劑中的速度的事實(shí)。除了在步驟a)至c)中執(zhí)行的傳送時間測量以便確定填充高度，可以進(jìn)行對傳送時間的進(jìn)一步測量，該進(jìn)一步測量例如確定波信號到達(dá)(不同的)參考標(biāo)記并返回到填充高度傳感器的距離/傳送時間，從而(分別)確定所述波在液體添加劑中的傳播速度。這允許對液體的表面與填充高度傳感器之間的距離的測量可以獨(dú)立于所測得的(當(dāng)前的或同步的)波信號在液體添加劑中的速度而進(jìn)行。
[0040]此外，可以設(shè)置附加的傳感器裝置，其用于監(jiān)測/檢查儲箱中是否有凍結(jié)的添加劑或液體添加劑。這在步驟i)中完成。
[0041]如果其已經(jīng)在步驟d)中檢測到儲箱中有凍結(jié)的液體添加劑，為了校正在步驟ii)中確定的填充量，可以使用各種附加參數(shù)。例如，當(dāng)在儲箱中存在完全靜止的液體添加劑時所確定的先前確定填充高度值可以從電子存儲器(監(jiān)測單元)讀出。替代在步驟i)中確定的填充高度值，可以使用存儲器中存在的填充高度值，所述填充高度值允許至少對儲箱中的實(shí)際填充高度進(jìn)行相對精確的(實(shí)時)估計(jì)。此外，可能的是，在步驟ii)中，填充量被校正至最小填充量，該最小填充量對于在傳感器裝置處存在完全凍結(jié)的添加劑的情況而言是必須存在的。如上所述，所述傳感器裝置優(yōu)選布置成高于填充高度傳感器。因此，如果液體的表面高于傳感器裝置，則通過該傳感器裝置僅能檢測到凍結(jié)的添加劑。因此，在傳感器裝置處測量凍結(jié)的添加劑代表了儲箱中添加劑的具體/特定的最小剩余量。
[0042]所述方法的步驟i)和ii)可以(至少部分地)在所述方法的步驟a)至c)之前或之后進(jìn)行。如果所述方法的步驟i)和ii)先進(jìn)行，則根據(jù)該方法的特別有利的變型實(shí)施例，當(dāng)檢測到儲箱中存在凍結(jié)的液體添加劑時可以停止該方法。
[0043]特別是，所述方法可以通過上述輸送單元執(zhí)行，那么該輸送單元特別配置和構(gòu)造成執(zhí)行該方法。為所述方法示出的特定優(yōu)點(diǎn)和構(gòu)造特征可以應(yīng)用和以相應(yīng)方式轉(zhuǎn)移到所述輸送單元。同樣地，為所述輸送單元示出的特定優(yōu)點(diǎn)和構(gòu)造特征可以應(yīng)用和以相應(yīng)方式轉(zhuǎn)移到所述方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]本發(fā)明將在下面參照附圖更詳細(xì)地解釋。附圖示出了特別優(yōu)選的實(shí)施例，雖然本發(fā)明不限于此。應(yīng)特別注意的是，附圖和尤其是所示的部分僅是示意性的。在附圖中:
[0045]圖1示出了具有輸送單元的第一實(shí)施例的儲箱，
[0046]圖2示出了具有輸送單元的第二變型實(shí)施例的儲箱，
[0047]圖3示出了具有輸送單元的第三變型實(shí)施例的儲箱，
[0048]圖4示出了用于確定儲箱中的填充量的方法的流程圖，和
[0049]圖5示出了一種機(jī)動車。
[0050]即使附圖中示出的任何相同的部件被實(shí)施為不同的具體構(gòu)造，仍具有相同的附圖標(biāo)記。因此首先部分地相結(jié)合地說明附圖，無論是否描繪了相似的設(shè)計(jì)和/或相似的部件。

【具體實(shí)施方式】
[0051]圖1、2和3各示出了儲箱2，輸送單元I被插入該儲箱2的儲箱底部6。輸送單元I各自具有填充高度傳感器3 (尤其是超聲傳感器)，儲箱2中的液體添加劑(尤其是尿素水溶液)的填充高度可以通過該傳感器確定。為此，填充高度傳感器3輸出波到輻射區(qū)域15，該波由儲箱2中的液體添加劑的表面4反射并送回到填充高度傳感器3。因此可能的是，通過測量波到達(dá)液體表面4并回到填充高度傳感器3的傳送時間(波的發(fā)射和接收之間的時間段)來確定儲箱2中的液體添加劑的填充高度。輻射區(qū)域15也可以部分地設(shè)有蓋17，該蓋設(shè)置在殼體22上。因此可以限制波的傳播和/或保護(hù)填充高度傳感器3。在這種情況下，蓋17在殼體22上尤其是布置成優(yōu)選地以盡可能大的距離與填充高度傳感器3 (部分地)相對/對置。
[0052]輸送單元I具有殼體22，該殼體界定了輸送單元I的內(nèi)部空間。填充高度傳感器3布置在該內(nèi)部空間21中。在輸送單元I上例如設(shè)置有參考標(biāo)記16,該參考標(biāo)記延伸到填充高度傳感器3的輻射區(qū)域15內(nèi)，并且還反射一部分由填充高度傳感器3發(fā)射的波，使得可以測量所述波到達(dá)參考標(biāo)記16并回到填充高度傳感器3的行程的傳送時間。借助于這個對傳送時間的附加測量，可以校正到達(dá)液體表面4的傳送時間的測量，以便消除液體添加劑的當(dāng)前性質(zhì)造成的交叉影響(例如溫度或成分)。
[0053]輸送單元I上設(shè)置有附加的傳感器裝置5，通過該傳感器裝置可以監(jiān)測/確定儲箱2中存在的添加劑是否處于液體狀態(tài)或處于固體(凍結(jié))狀態(tài)。
[0054]根據(jù)圖1、2和3中的變型實(shí)施例，所述附加的傳感器裝置5在各情況下不同地配置，如下面解釋的，在此不必僅指定替代實(shí)施例。
[0055]根據(jù)圖1，傳感器裝置5具有電觸頭7，可以通過該電觸頭進(jìn)行電測量(例如液體添加劑的電導(dǎo)率的測量、液體添加劑的電容的測量和/或液體添加劑的電感的測量)。
[0056]根據(jù)圖2，偏轉(zhuǎn)路徑10設(shè)置于輸送單元I內(nèi)部，由填充高度傳感器3發(fā)射的波的一部分可以通過該偏轉(zhuǎn)路徑偏轉(zhuǎn)到測量點(diǎn)11。借助于測量點(diǎn)11處的當(dāng)前條件，由此可以確定是否存在液體添加劑或凍結(jié)的添加劑。根據(jù)添加劑是否凍結(jié)，在測量點(diǎn)發(fā)生或不發(fā)生波的反射。如果發(fā)生反射，所述波經(jīng)由偏轉(zhuǎn)路徑10被反射回到填充高度傳感器3。偏轉(zhuǎn)路徑10的特征在于偏轉(zhuǎn)裝置20 (例如反射器等)，該偏轉(zhuǎn)裝置使波在輸送單元I內(nèi)或殼體22的內(nèi)部空間21內(nèi)在偏轉(zhuǎn)路徑10上偏轉(zhuǎn)。
[0057]根據(jù)圖3，傳感器裝置5設(shè)置有溫度傳感器8和加熱器9，它們可以共同測量儲箱中的添加劑的熱容量。
[0058]圖4示出了例如用于確定儲箱中的液體添加劑的填充量的所述方法的流程圖?？梢钥吹皆摲椒ǖ牟襟Ea)、b)、c)、d)和e)，所述步驟可以循環(huán)方式被反復(fù)重復(fù)，以便定期(以預(yù)定的時間間隔和/或按要求)監(jiān)測儲箱中的填充高度，因此能夠提供關(guān)于儲箱中的液體添加劑的填充量的當(dāng)前信息。
[0059]圖5示出了機(jī)動車12，其具有內(nèi)燃機(jī)13和用于凈化內(nèi)燃機(jī)13的廢氣的廢氣處理裝置14。液體添加劑(尿素水溶液)可以借助于供給裝置18(例如可以受控激活的噴射器)供給到廢氣處理裝置14內(nèi)。優(yōu)選在廢氣處理裝置14中設(shè)置SCR催化轉(zhuǎn)化器23，內(nèi)燃機(jī)13的廢氣中的氮氧化物能通過該SCR催化轉(zhuǎn)化器與經(jīng)由供給裝置18供給的液體添加劑一起被減少。來自儲箱2的液體添加劑借助于輸送單元I被供應(yīng)到供給裝置18中。此外，設(shè)置監(jiān)測單元19，所述監(jiān)測單元監(jiān)測利用輸送單元I對填充高度的測量，并且必要時構(gòu)造成執(zhí)行上述用于確定儲箱中的液體添加劑的填充量的方法。
[0060]附圖標(biāo)記列表
[0061]I輸送單元
[0062]2 儲箱
[0063]3填充高度傳感器
[0064]4液體表面
[0065]5傳感器裝置
[0066]6儲箱底部
[0067]7電觸頭
[0068]8溫度傳感器
[0069]9加熱器
[0070]10偏轉(zhuǎn)路徑
[0071]11測量點(diǎn)
[0072]12機(jī)動車
[0073]13內(nèi)燃機(jī)
[0074]14廢氣處理裝置
[0075]15輻射區(qū)域
[0076]16參考標(biāo)記
[0077]17 蓋
[0078]18供給裝置
[0079]19監(jiān)測單元
[0080]20偏轉(zhuǎn)裝置
[0081]21內(nèi)部空間
[0082]22殼體
[0083]23SCR催化轉(zhuǎn)化器
【權(quán)利要求】
1.一種用于從儲箱(2)輸送液體添加劑的輸送單元(I)，該輸送單元(I)能夠安裝在儲箱(2)中，該輸送單元包括填充高度傳感器(3)，該填充高度傳感器(3)能發(fā)射波并接收從儲箱(2)中的液體表面(4)反射回到填充高度傳感器(3)的波，使得能夠通過測量波的傳送時間實(shí)現(xiàn)填充高度測量，其中，所述輸送單元(I)具有至少一個附加的傳感器裝置(5)，借助于所述傳感器裝置能確定儲箱(2)中是否有凍結(jié)的添加劑。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，其中，所述填充高度傳感器(3)是超聲波傳感器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，其中，所述輸送單元(I)能夠安裝在儲箱(2)的儲箱底部(6)上，所述附加的傳感器裝置(5)布置成比所述填充高度傳感器(3)更遠(yuǎn)離儲箱底部(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，其中，所述傳感器裝置(5)具有至少一個電觸頭(7)，通過該電觸頭能執(zhí)行下列測量中的至少一個: -儲箱(2)中的液體添加劑的電導(dǎo)率的測量； -儲箱(2)中的液體添加劑的電容的測量；和 -儲箱(2)中的液體添加劑的電感的測量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，其中，所述傳感器裝置(5)具有至少一個溫度傳感器(8)和加熱器(9)，并配置成對儲箱(2)中的添加劑的熱容量進(jìn)行測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，其中，所述傳感器裝置(5)適合于發(fā)射波和接收從凍結(jié)的添加劑反射回傳感器裝置(5)的波，使得能夠通過測量波的傳送時間確定儲箱(2)中是否存在凍結(jié)的添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，其中，所述傳感器裝置(5)是用于使來自填充高度傳感器(3)的波通過輸送單元到達(dá)測量點(diǎn)(11)的偏轉(zhuǎn)路徑(10)，其中，能夠通過測量在測量點(diǎn)(11)反射的波的傳送時間確定儲箱⑵內(nèi)是否有凍結(jié)的添加劑。
8.用于儲存液體添加劑的儲箱(2)，該儲箱具有儲箱底部￠)，前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)布置在該儲箱底部(6)上。
9.機(jī)動車(12)，該機(jī)動車具有內(nèi)燃機(jī)(13)、用于凈化內(nèi)燃機(jī)(13)的廢氣的廢氣處理裝置(14)、用于儲存液體添加劑的儲箱(2)和根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的輸送單元(I)，該輸送單元(I)用于將液體添加劑從儲箱(2)輸送至廢氣處理裝置(14)內(nèi)。
10.一種用于確定儲箱(2)中的液體添加劑的填充量的方法，該方法至少包括下列步驟: a)輸出波信號到具有填充高度傳感器(3)的儲箱(2)中的液體添加劑內(nèi)并啟動計(jì)時器； b)通過填充高度傳感器(3)接收所述波信號的至少一個響應(yīng)信號并確定填充高度信號的至少一個傳送時間，以及 c)由所述至少一個傳送時間計(jì)算儲箱(2)中的填充量， 其中，還執(zhí)行下列步驟: i)當(dāng)在步驟c)中確定填充量小于預(yù)定剩余填充量時，使用附加的傳感器裝置來檢查儲箱中是否有凍結(jié)的添加劑，以及
ii)當(dāng)在步驟d)中確定有凍結(jié)的添加劑時，校正所確定的填充量。
【文檔編號】F01N3/20GK104204436SQ201380012192
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】J·霍格森, J-R·科涅奇內(nèi) 申請人:排放技術(shù)有限公司