用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法和装置，具体而言，涉及一种确定在容器(4)中的物质的可供支配的量的方法。容器(4)可至少部分地加热，以便将物质至少部分地加热到物质的融化温度之上。在该方法中，在这样的状态中探测在容器(4)中的温度(，34)，即在该状态中容器(4)的至少部分的加热并未激活，且取决于所探测的温度(，34)估计在容器(4)中的将来的温度。取决于估计的将来的温度估计在容器(4)中的物质的将来的液态的量。
【专利说明】用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法,尤其涉及一种用于确定在很低的温度的情况下在仅可部分地加热的容器中的尿素水溶液的可供支配的量的方法。此外，本发明涉及一种用于确定在容器中的物质的可供支配的量的相应的装置。
【背景技术】 [0002]暂时或在大多数情况下以贫乏的空气燃料混合物来运行的内燃机(例如客车或载货车的柴油机)产生氮氧化物。为了遵守氮氧化物的极限值，可使用所谓的选择性催化还原方法(英语:Selective Catalytic Reduction, SCR),在其中借助添加剂和催化剂还原氮氧化物。添加剂例如可包括尿素水溶液,其还用引入的商标AdBlue来表示。添加剂AdBlue在使用在车辆中时在车辆中的单独的箱子中一起携带。添加剂AdBlue在低于一
11.5° C的温度的情况下冻结。用于添加剂的箱子通常仅可部分地加热且因此添加剂在很低的温度的情况下不可完全解冻。因此在箱子中的添加剂的一部分在很低的温度的情况下在低于添加剂的冻点的情况下不可利用。
[0003]就此而言，文献CN 202228164 U公开了一种SCR控制装置,其具有温度预测装置以用于预测SCR催化剂的温度。SCR催化剂的转化率根据SCR催化剂的预测的温度、马达的速度以及转矩来确定.文献DE 10 2009 045 989 Al涉及一种用于监测用于还原剂箱和SCR催化系统的配量装置的加热系统的方法。在该方法中，探测和处理SCR催化系统的运行参数和传感器值且在可预定的公差内与参考值相比较且由此推出加热系统的故障行为。
[0004]文献DE 10 2009 027 435 Al涉及一种用于提供关于在与内燃机相关联的还原剂箱中的还原剂溶液(尤其尿素水溶液)的聚集状态或温度的信息的方法。在此通过评估关于在还原剂箱中的还原剂溶液的晃动运行(Schwapp-Bewegung)的信息获得关于还原剂溶液的温度的结论。
[0005]文献DE 10 2006 061 731 Al涉及一种用于将液态还原剂引入到排气线路中的配量装置。配量装置能够实现配量装置的通风,而不必设置附加的通风阀。配量装置仅包括这样的构件，其对于引入还原剂是必需的、然而同时允许输送装置的通风，其中，为了通风而使用同样的构件，其同样用于引入液态还原剂。装置能够实现移除液态还原剂，从而即使在很低的温度的情况下也不可出现由于结冰的损害。
[0006]文献DE 10 2010 043 936 Al涉及一种用于借助于液位传感器确定在经受运动的箱子中的液位的方法，该液位传感器具有处在不同的液位高度中的针。
[0007]文献DE 10 2008 043 778 Al涉及一种用于测量在容纳液体(尤其尿素水溶液)的箱子中的液位的方法。在该方法中，探测至少一个指示行驶状态的参数且探测表征在至少--个表明箱子液位的部位处的液位的参数。取决于至少一个指示车辆状态的参数来评估表征液位的参数且由此推出液体的在箱子中存在的量。
[0008]为了遵循用于氮氧化物的极限值，可在车辆运行时确保可供支配足够的量的添加剂的。可供支配的量的添加剂可一方面由于添加剂的总消耗而减小且另一方面在很低的温度的情况下由此减少，即添加剂的一部分冻结且因此未供使用。通常，当添加剂的可供支配的量下降到低于预订的量时,车辆的驾驶员获得指示，以便驾驶员在下一次场合中补给添加剂。为了在确定车辆的剩余有效范围(Restreichweite)的情况下考虑到冻结的添加剂的情况，可可选地使用以下策略中的一个:
1.可针对冻结情况持久地维持添加剂的很大的储备。然而，在此不利的是箱子里面的东西的相当大的一部分不可利用。这针对所有的车辆来说缩短了补给周期的时间，尽管车辆的最大的部分由于气候条件对于添加剂仅具有很低的冻结风险。
[0009]2.在没有针对冻结的情况维持储备的情况下应用(aufgebraucht)整个箱子里面的东西。这种策略具有这样的缺点，即剩余有效范围在某些地区中一在其中在某区域中定期达到很低的温度或低于添加剂的冻点_不可计算出。因此可在达到很低的温度的情况下例如低于一 1 C时错误地估计剩余有效范围，从而使得不可遵守用于氮氧化物的极限值。附加地,在SCR系统中的压力形成错误的风险上升。
[0010]3.用于添加剂的整个箱子可通过使用其他的加热元件来加热，以便可对整个箱子里面的东西解冻。然而由此出现用于其他的加热元件的显著的成本且此外在车辆的运行中需要附加的能量以用于运行加热元件。
【发明内容】
[0011]因此本发明的目的在于在仅仅部分地加热的箱子中提供添加剂的可供支配的量的可靠的预测，以便避免不必要的过早的补给且同时提供用于补给的及时的指示。
[0012]根据本发明，该目的通过根据权利要求1的用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法和根据权利要求9的用于车辆的装置来实现。从属权利要求限定本发明的优选的和有利的实施方式。
[0013]根据本发明提供一种用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法。容器可至少部分地加热，以便将物质至少部分地加热到物质的融化温度之上。物质例如可包括排气处理剂，尤其尿素水溶液，其用于处理车辆的内燃机的排气。容器例如可包括车辆的用于排气处理剂的储备容器。在该方法中，在容器处于这样的状态中期间，即在该状态中容器的至少部分的加热并未激活,探测在容器中的温度。例如可直接在激活容器的加热之前探测在容器中的温度。此外，当容器的加热长于预订的时间时(例如好几个小时)并未激活时，可探测在容器中的温度。取决于在容器中的所探测的温度确定在容器中的估计的将来的温度。取决于估计的将来的温度确定在容器中的物质的估计的将来的液态的量。由此依据测量在容器中的未受干扰的温度一即在未通过部分地加热容器来影响的容器中的温度一针对在容器中的将来的温度来估计温度预测。在容器中的温度可在多个行驶周期上来探测且例如对其取平均值，且预测例如可基于温度以及线性外插的平均值。根据温度预测可计算所需要的储备且与冻结风险相匹配。持续的匹配的优点在于容器的每次填充的有效范围更低程度地波动。
[0014]根据一实施方式,在容器中的物质的估计的将来的液态的量取决于估计的将来的温度借助于特性曲线来确定。借助特性曲线在取决于温度估计物质的将来的液态的量时可以简单的方式考虑到车辆的特定的给定条件，例如容器的安装位置或容器的几何机构。[0015]根据另一实施方式确定温度平均值且取决于温度平均值确定在容器中的估计的将来的温度。温度平均值取决于所探测的温度、之前确定的温度平均值以及时间差来确定。时间差为在温度的探测与这样的时间点一在该时间点确定之前确定的温度平均值之间的时间。由此所探测的温度可根据在测量之间的时间差加权地进入到温度平均值中。因为所探测的温度可很强的变化,所以这是在容器中的将来的温度的有意义的时间上的外插的的前提。温度平均值例如可根据下面的等式来确定:
【权利要求】
1.一种用于确定在容器中的物质的可供支配的量的方法，其中，容器(4)可至少部分地加热，以便将物质至少部分地加热到物质的融化温度之上,其特征在于，该方法包括: —在这样的状态中探测在容器⑷中的温度(T，34)，即在该状态中容器⑷的至少部分的加热并未激活， —取决于所探测的温度(丁 Λ)确定在容器⑷中的估计的将来的温度，以及 -取决于估计的将来的温度确定在容器(4)中的物质的估计的将来的液态的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定物质的估计的将来的液态的量包括取决于估计的将来的温度借助于特性曲线(43)确定在容器中的物质的估计的将来的液态的量。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,确定在容器(4)中的估计的将来的温度包括: —取决于所探测的温度(，> 之前确定的温度平均值('^L1)以及在温度(τ )的探测与这样的时间点一在该时间点确定之前确定的温度平均值(IL1)—之间的时间差(^)确定温度平均值i —),以及 一取决于温度平均值(%)确定在容器中的估计的将来的温度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,确定在容器中的估计的将来的温度包括: 一取决于温度平均值()、之前确定的温度改变值(
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，确定在容器中的估计的将来的温度包括: -探测容器⑷的环境的环境温度(T )， 一取决于环境温度(…)之前确定的环境温度平均值()以及在环境温度(-)的探测与这样的时间点一在该时间点确定之前确定的环境温度平均值(^L1)-之间的时间差(dt )确定环境温度平均值(Th -取决于环境温度平均值("Τ)、之前确定的温度改变值(
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于，该方法在步骤确定估计的将来的温度之前包括下列步骤包括:一将温度改变值(
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法,其特征在于,该方法此外包括: -探测容器(4)的环境的至少一条环境条件信息，以及
_取决于至少一条环境条件信息确定温度改变值(
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，物质包括排气处理剂,尤其尿素水溶液，其用于处理车辆⑴的内燃机(2)的排气，且容器⑷包括车辆⑴的用于排气处理剂的储备容器,其中，该方法此外包括: 一取决于物质的估计的将来的液态的量操控在车辆(1)中的储备指示器，其中，储备指示器为车辆(1)的驾驶员提供这样的信息，即车辆(I)预期还可运行多远直至将排气处理剂重新装填至储备容器(4)中。
9.一种用于车辆的装置,包括: -输入部(9)，其用于联结车辆(I)的容器(4)的温度传感器(7)，其中，容器(4)可至少部分地加热，以便将在容器(4)中的物质至少部分地加热到物质的融化温度之上，以及-处理单元(10),其设计成:在这样的状态中一在该状态中，容器(4)的至少部分的加热并未激活一探测在容器(4)中的温度0-，34)、取决于所探测的温度0-，34)确定在容器(4)中的估计的将来的温度、以及取决于估计的将来的温度确定在容器中的物质的估计的将来的液态的量。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,装置(8)设计成用于执行根据权利要求I至8 中任一项所述的方法。
【文档编号】F01N3/28GK103982278SQ201410044954
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月2日
【发明者】J.A.B.弗里贝, B.维尔德滕, N.特姆 申请人:大众汽车有限公司