启动用于供给液体添加剂的装置运行的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于供给液体添加剂的装置的启动运行的方法。
【背景技术】
[0002] 用于供给液体添加剂的装置用于在例如汽车领域向用于净化机动车的内燃机的 排气的排气处理装置供应液体添加剂。其中使用液体添加剂净化排气的排气处理装置被广 泛使用。在运样的排气处理装置中特别常用的排气净化方法是选择性催化还原方法（SCR 方法）。在所述方法中，排气中的氮氧化合物通过还原剂的辅助而被还原。运里，氨通常用 作还原剂。排气处理装置通常具有SCR催化转化器，排气中的氮氧化合物在该SCR催化转 化器上借助于氨被还原。氨通常不是直接地而是W还原剂前体溶液的形式存储在机动车 中。所述还原剂前体溶液是液体添加剂。特别常用的一种还原剂前体溶液是尿素水溶液。 32. 5%的尿素水溶液在商标么AdBiue⑩下可W获得。
[0003] 在所述类型的装置的启动运行方面存在一个问题，即，所述液体添加剂在低溫下 会冻结。例如，上述尿素水溶液在-irc冻结。尤其在机动车的长时间停顿期间可遇到运样 的低溫。在长时间停顿之后，情况可能是装置中的液体添加剂已经完全冻结。那么装置首 先不能提供任何液体添加剂。已知用于提供液体添加剂的装置具有加热系统W用于融化冻 结的液体添加剂，使得在启动运行之后能迅速供给液体添加剂。
[0004] 作为用于运种装置的加热设备，特别提出了PTC(正溫度系数）加热元件。PTC加 热元件是通过流经它们的电流进行加热的电加热元件。它们具有的附加特性是用于电流的 电阻随溫度升高而增加。因此实现了电流在高溫下自动降低。由于电流降低，贝阳日热功率 也减小。运提供了PTC加热元件对抗过热的自动保护。 阳〇化]但是，在借助于PTC加热元件进行加热的运种装置中，问题是总体上只有有限的 可用电流量，其通过用于运行该装置的电源的最大功率限定。特别是在启动运行期间（当 必须同时提供功率给多个电流消耗装置时），所述电流的量可能不足W正确地维持该装置 的所有功能。PTC加热元件在启动运行期间的电流消耗是一个特别的问题。
【发明内容】
[0006] W此为出发点，本发明的一个目的是解决或者至少减少关于现有技术提出的技术 问题。尤其是，本发明提出一种特别有利的方法W用于启动运行用于供给液体添加剂的装 置W及一种相应地改进且有利的用于供给液体添加剂的装置。
[0007] 所述目的借助于根据权利要求1所述的特征的方法W及还借助于根据权利要求6 所述的特征的装置实现。从属权利要求中说明了本发明的进一步有利的实施例。权利要求 中单独呈现的特征可任何需要的在技术上有意义的方式相互结合，并且可W通过来自 说明书中解释性材料补充给出本发明的其它设计变型。
[0008] 相应地，提出一种用于启动运行一个用于供给液体添加剂的装置的方法，所述装 置具有至少一个预热元件和至少一个PTC加热元件，该方法具有至少W下步骤：
[0009] a)借助于预热元件来加热，
[0010] b)从预热元件向至少一个PTC加热元件传导热量，使得所述至少一个PTC加热元 件的溫度由此升高，W及
[0011] C)当至少一个PTC加热元件的溫度已被升高时，借助于该至少一个PTC加热元件 来加热。
[0012] 液体添加剂特别是（也如上述指出的）尿素含量为32. 5%的尿素水溶液。该方 法的实施特别有利的是，启动运行时存在（预定的）冷启动条件。冷启动条件存在于例如 当该装置被安装在机动车中和启动运行之前在低环境溫度下长时间停顿时。低环境溫度例 如是低于冻结溫度（o°cw下）和特别是环境溫度低于-irc(尿素水溶液的冻结溫度）。 冷启动条件可（借助于合适的传感器布置）被检测到并（借助于合适的控制单元）进行评 估。例如，当满足至少一个预定的冷启动条件（当前检测溫度《预定冷启动溫度；添加剂的 状态=至少部分冻结；低溫持续时间>预定的最小冷相；等等）时，可W首先启动和/或仅 启动步骤a)。 阳01引PTC加热元件是电热导体，也称为冷导体。在PTC加热元件的情况下，电阻在较低 溫度下比在较高溫度下要低得多。因此，电导率在低溫下要高得多。因此，运也是术语"冷 导体"的由来。优选的是，电阻在低溫下接近恒定和随后在超过额定溫度时急剧上升。
[0014] PTC加热元件优选通过例如12伏或24伏的固定地预定义的加热电压操作。由于 电阻的溫度相关性，流过PTC加热元件的电流自动适应固定地预定义的加热电压并上升溫 度。PTC加热元件的加热功率因此也下降，使得不再发生进一步加热至更高的溫度。PTC加 热元件因此在相对窄的溫度范围内自调节。在用于供给液体添加剂的装置中使用的PTC加 热元件优选在狭窄限定的溫度范围内自调节。所述至少一个PTC加热元件的溫度范围优选 在10°C和80°C之间。运里，所述溫度10°C和80°C限定了溫度范围的最大上限和最小下限。 在合适的PTC加热元件的情况下，溫度范围处于例如介于20°C和30°C之间或介于30°C和 50°C之间或介于50°C和60°C之间。冷冻液体添加剂的有效融化可W在高于约l〇°C时发生。 高于约80°C时，有液体添加剂发生化学转化的风险，因此应避免溫度高于80°C。在10°C和 80°C的界限内，相对高的溫度允许冻结的液体添加剂特别快地解冻，因为在相对较高的溫 度下，所产生的热量特别迅速地渗入冻结的液体添加剂。低溫允许冻结的液体添加剂特别 均匀地解冻，因为，在低溫条件下，出现较低的局部溫度峰值。同时，在低的溫度下，可避免 在解冻过程中的能量损失。
[0015] 预热元件优选是电导体，电阻与溫度呈简单的线性相关。电阻对溫度的相关性特 别地在该装置遇到的溫度的范围内线性的。所遇到的溫度范围通常在-30°c和80°C之间。 运里，-30°C例如对应于特别低的环境溫度，80°C对应于装置的运行过程中所遇到的最高溫 度，或当机动车受到强烈的日光照射时在机动车停顿期间可能出现的最高的环境溫度。
[0016] 在步骤a)中，该装置首先（仅仅）借助于（优选单个的）预热元件进行加热。为 此，预热元件通过加热电压起作用，该加热电压对应于例如约12伏或约24伏或由机动车的 车载电子系统提供的电压。由于所述加热电压，产生流过预热元件的电流。预热元件的电 阻值通常选择成使得该装置的电源/电流源的可用电功率容量足W向预热元件提供预热 元件所需要的电能。
[0017] 在步骤b)中，热量被从预热元件传导到至少一个（尚未激活的）PTC加热元件，使 得所述PTC加热元件的溫度（明显和/或有针对性地）上升。为此，可W在预热元件与PTC加热元件之间设置至少一个导热结构或热桥，其有针对性地将预热元件的热量传导到PTC 加热元件。此外，也可W设置至少一个对流传送装置，例如风扇，与热元件的废热可W借助 于该装置传递到PTC加热元件。
[0018] 然后，在步骤C)中，该装置的溫度借助于PTC加热元件进一步上升（自身作用或 与预热元件共同作用）。优选的是，在步骤C)过程中，也可W再次停用预热元件，或至少使 其加热功率降低。
[0019] 方法步骤a)至C)优选撕顿序a)、b)、c)发生，其中，特别是方法步骤a)和b)也 可W至少部分并行地发生。由于该装置的加热借助于预热元件启动，可W避免一种情况， 良P，在启动时，PTC加热元件要求特别高的加热电流。特别地，在溫度远低于PTC加热元件 的额定溫度时，PTC加热元件的电阻常常非常低，W至于如果没有所述方法步骤a)和b)，运 行PTC加热元件所需的电流的量将非常大。因此，可W避免用于供给液体添加剂的装置的 电源过载。
[0020] 同时，在运行溫度的范围内，借助于至少一个PTC加热元件实现对该装置的溫度 的特别精确的调节，因为可W使用反应特别快速的PTC加热元件，其具有特别窄的自调节 溫度范围和在额定溫度的区域内具有特别大的电阻阶梯。运是可能的，因为PTC加热元件 由于实施所述方法而设置成独立于典型的冷启动条件。
[0021] 该方法特别有利的是，在低溫下，所述至少一个预热元件的电阻大于所述至少一 个P