用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法和裝置，具體而言，涉及一種確定在容器(4)中的物質(zhì)的可供支配的量的方法。容器(4)可至少部分地加熱，以便將物質(zhì)至少部分地加熱到物質(zhì)的融化溫度之上。在該方法中，在這樣的狀態(tài)中探測(cè)在容器(4)中的溫度(，34)，即在該狀態(tài)中容器(4)的至少部分的加熱并未激活，且取決于所探測(cè)的溫度(，34)估計(jì)在容器(4)中的將來的溫度。取決于估計(jì)的將來的溫度估計(jì)在容器(4)中的物質(zhì)的將來的液態(tài)的量。
【專利說明】用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法,尤其涉及一種用于確定在很低的溫度的情況下在僅可部分地加熱的容器中的尿素水溶液的可供支配的量的方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的相應(yīng)的裝置。
【背景技術(shù)】 [0002]暫時(shí)或在大多數(shù)情況下以貧乏的空氣燃料混合物來運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)(例如客車或載貨車的柴油機(jī))產(chǎn)生氮氧化物。為了遵守氮氧化物的極限值，可使用所謂的選擇性催化還原方法(英語:Selective Catalytic Reduction, SCR),在其中借助添加劑和催化劑還原氮氧化物。添加劑例如可包括尿素水溶液,其還用引入的商標(biāo)AdBlue來表示。添加劑AdBlue在使用在車輛中時(shí)在車輛中的單獨(dú)的箱子中一起攜帶。添加劑AdBlue在低于一
11.5° C的溫度的情況下凍結(jié)。用于添加劑的箱子通常僅可部分地加熱且因此添加劑在很低的溫度的情況下不可完全解凍。因此在箱子中的添加劑的一部分在很低的溫度的情況下在低于添加劑的凍點(diǎn)的情況下不可利用。
[0003]就此而言，文獻(xiàn)CN 202228164 U公開了一種SCR控制裝置,其具有溫度預(yù)測(cè)裝置以用于預(yù)測(cè)SCR催化劑的溫度。SCR催化劑的轉(zhuǎn)化率根據(jù)SCR催化劑的預(yù)測(cè)的溫度、馬達(dá)的速度以及轉(zhuǎn)矩來確定.文獻(xiàn)DE 10 2009 045 989 Al涉及一種用于監(jiān)測(cè)用于還原劑箱和SCR催化系統(tǒng)的配量裝置的加熱系統(tǒng)的方法。在該方法中，探測(cè)和處理SCR催化系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和傳感器值且在可預(yù)定的公差內(nèi)與參考值相比較且由此推出加熱系統(tǒng)的故障行為。
[0004]文獻(xiàn)DE 10 2009 027 435 Al涉及一種用于提供關(guān)于在與內(nèi)燃機(jī)相關(guān)聯(lián)的還原劑箱中的還原劑溶液(尤其尿素水溶液)的聚集狀態(tài)或溫度的信息的方法。在此通過評(píng)估關(guān)于在還原劑箱中的還原劑溶液的晃動(dòng)運(yùn)行(Schwapp-Bewegung)的信息獲得關(guān)于還原劑溶液的溫度的結(jié)論。
[0005]文獻(xiàn)DE 10 2006 061 731 Al涉及一種用于將液態(tài)還原劑引入到排氣線路中的配量裝置。配量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)配量裝置的通風(fēng),而不必設(shè)置附加的通風(fēng)閥。配量裝置僅包括這樣的構(gòu)件，其對(duì)于引入還原劑是必需的、然而同時(shí)允許輸送裝置的通風(fēng)，其中，為了通風(fēng)而使用同樣的構(gòu)件，其同樣用于引入液態(tài)還原劑。裝置能夠?qū)崿F(xiàn)移除液態(tài)還原劑，從而即使在很低的溫度的情況下也不可出現(xiàn)由于結(jié)冰的損害。
[0006]文獻(xiàn)DE 10 2010 043 936 Al涉及一種用于借助于液位傳感器確定在經(jīng)受運(yùn)動(dòng)的箱子中的液位的方法，該液位傳感器具有處在不同的液位高度中的針。
[0007]文獻(xiàn)DE 10 2008 043 778 Al涉及一種用于測(cè)量在容納液體(尤其尿素水溶液)的箱子中的液位的方法。在該方法中，探測(cè)至少一個(gè)指示行駛狀態(tài)的參數(shù)且探測(cè)表征在至少--個(gè)表明箱子液位的部位處的液位的參數(shù)。取決于至少一個(gè)指示車輛狀態(tài)的參數(shù)來評(píng)估表征液位的參數(shù)且由此推出液體的在箱子中存在的量。
[0008]為了遵循用于氮氧化物的極限值，可在車輛運(yùn)行時(shí)確?？晒┲渥銐虻牧康奶砑觿┑摹？晒┲涞牧康奶砑觿┛梢环矫嬗捎谔砑觿┑目傁亩鴾p小且另一方面在很低的溫度的情況下由此減少，即添加劑的一部分凍結(jié)且因此未供使用。通常，當(dāng)添加劑的可供支配的量下降到低于預(yù)訂的量時(shí),車輛的駕駛員獲得指示，以便駕駛員在下一次場(chǎng)合中補(bǔ)給添加劑。為了在確定車輛的剩余有效范圍(Restreichweite)的情況下考慮到凍結(jié)的添加劑的情況，可可選地使用以下策略中的一個(gè):
1.可針對(duì)凍結(jié)情況持久地維持添加劑的很大的儲(chǔ)備。然而，在此不利的是箱子里面的東西的相當(dāng)大的一部分不可利用。這針對(duì)所有的車輛來說縮短了補(bǔ)給周期的時(shí)間，盡管車輛的最大的部分由于氣候條件對(duì)于添加劑僅具有很低的凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)。
[0009]2.在沒有針對(duì)凍結(jié)的情況維持儲(chǔ)備的情況下應(yīng)用(aufgebraucht)整個(gè)箱子里面的東西。這種策略具有這樣的缺點(diǎn)，即剩余有效范圍在某些地區(qū)中一在其中在某區(qū)域中定期達(dá)到很低的溫度或低于添加劑的凍點(diǎn)_不可計(jì)算出。因此可在達(dá)到很低的溫度的情況下例如低于一 1 C時(shí)錯(cuò)誤地估計(jì)剩余有效范圍，從而使得不可遵守用于氮氧化物的極限值。附加地,在SCR系統(tǒng)中的壓力形成錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)上升。
[0010]3.用于添加劑的整個(gè)箱子可通過使用其他的加熱元件來加熱，以便可對(duì)整個(gè)箱子里面的東西解凍。然而由此出現(xiàn)用于其他的加熱元件的顯著的成本且此外在車輛的運(yùn)行中需要附加的能量以用于運(yùn)行加熱元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此本發(fā)明的目的在于在僅僅部分地加熱的箱子中提供添加劑的可供支配的量的可靠的預(yù)測(cè)，以便避免不必要的過早的補(bǔ)給且同時(shí)提供用于補(bǔ)給的及時(shí)的指示。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法和根據(jù)權(quán)利要求9的用于車輛的裝置來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求限定本發(fā)明的優(yōu)選的和有利的實(shí)施方式。
[0013]根據(jù)本發(fā)明提供一種用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法。容器可至少部分地加熱，以便將物質(zhì)至少部分地加熱到物質(zhì)的融化溫度之上。物質(zhì)例如可包括排氣處理劑，尤其尿素水溶液，其用于處理車輛的內(nèi)燃機(jī)的排氣。容器例如可包括車輛的用于排氣處理劑的儲(chǔ)備容器。在該方法中，在容器處于這樣的狀態(tài)中期間，即在該狀態(tài)中容器的至少部分的加熱并未激活,探測(cè)在容器中的溫度。例如可直接在激活容器的加熱之前探測(cè)在容器中的溫度。此外，當(dāng)容器的加熱長(zhǎng)于預(yù)訂的時(shí)間時(shí)(例如好幾個(gè)小時(shí))并未激活時(shí)，可探測(cè)在容器中的溫度。取決于在容器中的所探測(cè)的溫度確定在容器中的估計(jì)的將來的溫度。取決于估計(jì)的將來的溫度確定在容器中的物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量。由此依據(jù)測(cè)量在容器中的未受干擾的溫度一即在未通過部分地加熱容器來影響的容器中的溫度一針對(duì)在容器中的將來的溫度來估計(jì)溫度預(yù)測(cè)。在容器中的溫度可在多個(gè)行駛周期上來探測(cè)且例如對(duì)其取平均值，且預(yù)測(cè)例如可基于溫度以及線性外插的平均值。根據(jù)溫度預(yù)測(cè)可計(jì)算所需要的儲(chǔ)備且與凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)相匹配。持續(xù)的匹配的優(yōu)點(diǎn)在于容器的每次填充的有效范圍更低程度地波動(dòng)。
[0014]根據(jù)一實(shí)施方式,在容器中的物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量取決于估計(jì)的將來的溫度借助于特性曲線來確定。借助特性曲線在取決于溫度估計(jì)物質(zhì)的將來的液態(tài)的量時(shí)可以簡(jiǎn)單的方式考慮到車輛的特定的給定條件，例如容器的安裝位置或容器的幾何機(jī)構(gòu)。[0015]根據(jù)另一實(shí)施方式確定溫度平均值且取決于溫度平均值確定在容器中的估計(jì)的將來的溫度。溫度平均值取決于所探測(cè)的溫度、之前確定的溫度平均值以及時(shí)間差來確定。時(shí)間差為在溫度的探測(cè)與這樣的時(shí)間點(diǎn)一在該時(shí)間點(diǎn)確定之前確定的溫度平均值之間的時(shí)間。由此所探測(cè)的溫度可根據(jù)在測(cè)量之間的時(shí)間差加權(quán)地進(jìn)入到溫度平均值中。因?yàn)樗綔y(cè)的溫度可很強(qiáng)的變化,所以這是在容器中的將來的溫度的有意義的時(shí)間上的外插的的前提。溫度平均值例如可根據(jù)下面的等式來確定:
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定在容器中的物質(zhì)的可供支配的量的方法，其中，容器(4)可至少部分地加熱，以便將物質(zhì)至少部分地加熱到物質(zhì)的融化溫度之上,其特征在于，該方法包括: —在這樣的狀態(tài)中探測(cè)在容器⑷中的溫度(T，34)，即在該狀態(tài)中容器⑷的至少部分的加熱并未激活， —取決于所探測(cè)的溫度(丁 Λ)確定在容器⑷中的估計(jì)的將來的溫度，以及 -取決于估計(jì)的將來的溫度確定在容器(4)中的物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量包括取決于估計(jì)的將來的溫度借助于特性曲線(43)確定在容器中的物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,確定在容器(4)中的估計(jì)的將來的溫度包括: —取決于所探測(cè)的溫度(，> 之前確定的溫度平均值('^L1)以及在溫度(τ )的探測(cè)與這樣的時(shí)間點(diǎn)一在該時(shí)間點(diǎn)確定之前確定的溫度平均值(IL1)—之間的時(shí)間差(^)確定溫度平均值i —),以及 一取決于溫度平均值(%)確定在容器中的估計(jì)的將來的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,確定在容器中的估計(jì)的將來的溫度包括: 一取決于溫度平均值()、之前確定的溫度改變值(
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定在容器中的估計(jì)的將來的溫度包括: -探測(cè)容器⑷的環(huán)境的環(huán)境溫度(T )， 一取決于環(huán)境溫度(…)之前確定的環(huán)境溫度平均值()以及在環(huán)境溫度(-)的探測(cè)與這樣的時(shí)間點(diǎn)一在該時(shí)間點(diǎn)確定之前確定的環(huán)境溫度平均值(^L1)-之間的時(shí)間差(dt )確定環(huán)境溫度平均值(Th -取決于環(huán)境溫度平均值("Τ)、之前確定的溫度改變值(
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法,其特征在于，該方法在步驟確定估計(jì)的將來的溫度之前包括下列步驟包括:一將溫度改變值(
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,該方法此外包括: -探測(cè)容器(4)的環(huán)境的至少一條環(huán)境條件信息，以及


_取決于至少一條環(huán)境條件信息確定溫度改變值(
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，物質(zhì)包括排氣處理劑,尤其尿素水溶液，其用于處理車輛⑴的內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣，且容器⑷包括車輛⑴的用于排氣處理劑的儲(chǔ)備容器,其中，該方法此外包括: 一取決于物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量操控在車輛(1)中的儲(chǔ)備指示器，其中，儲(chǔ)備指示器為車輛(1)的駕駛員提供這樣的信息，即車輛(I)預(yù)期還可運(yùn)行多遠(yuǎn)直至將排氣處理劑重新裝填至儲(chǔ)備容器(4)中。
9.一種用于車輛的裝置,包括: -輸入部(9)，其用于聯(lián)結(jié)車輛(I)的容器(4)的溫度傳感器(7)，其中，容器(4)可至少部分地加熱，以便將在容器(4)中的物質(zhì)至少部分地加熱到物質(zhì)的融化溫度之上，以及-處理單元(10),其設(shè)計(jì)成:在這樣的狀態(tài)中一在該狀態(tài)中，容器(4)的至少部分的加熱并未激活一探測(cè)在容器(4)中的溫度0-，34)、取決于所探測(cè)的溫度0-，34)確定在容器(4)中的估計(jì)的將來的溫度、以及取決于估計(jì)的將來的溫度確定在容器中的物質(zhì)的估計(jì)的將來的液態(tài)的量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其特征在于,裝置(8)設(shè)計(jì)成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至8 中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】F01N3/28GK103982278SQ201410044954
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月2日
【發(fā)明者】J.A.B.弗里貝, B.維爾德滕, N.特姆 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司