制造帶有校準(zhǔn)的傳感器的儲罐的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種制造帶有校準(zhǔn)的傳感器的儲罐的方法，所述儲罐例如可W用在機(jī) 動車中W儲存用于凈化排氣的液體添加劑(例如，特別是尿素-水溶液）。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了凈化內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣，已知其中實(shí)施SCR(=選擇性催化還原)法的排氣處 理裝置，在所述SCR法中利用還原劑來還原排氣中的氮氧化物化合物。特別地，使用氨作為 還原劑。氨通常不是直接儲存在機(jī)動車中，而是代之W呈前驅(qū)體溶液的形式，所述前驅(qū)體溶 液可關(guān)于排氣在內(nèi)部(在排氣處理裝置中）和/或關(guān)于排氣在外部(在出于此目的關(guān)于排氣 設(shè)置在外部的反應(yīng)器中）轉(zhuǎn)化為氨。特別頻繁地被用作用于凈化排氣的液體添加劑的還原 劑前驅(qū)體溶液是可利用具有商品名AdBlue蠻的32.5%的尿素含量獲得的尿素-水溶液。
[0003] 用于液體添加劑的儲罐應(yīng)當(dāng)具有用于監(jiān)視液體添加劑的可用量的充填液位傳感 器。運(yùn)種充填液位傳感器應(yīng)當(dāng)盡可能節(jié)省成本且同時盡可能可靠和精確。當(dāng)測量儲罐中的 充填液位時，液體添加劑的（當(dāng)前或?qū)嶋H)化學(xué)性質(zhì)未被清楚地了解并且在某些情況下還可 能會變化是特別有問題的。因此，充填液位傳感器應(yīng)當(dāng)即使在運(yùn)些條件下也能夠精確地測 量儲罐中的充填液位。
[0004] 此外，問題可能在于液體(特別是含水的)添加劑在低溫下會凍結(jié)。當(dāng)發(fā)生凍結(jié)時， 液體添加劑的物理性質(zhì)改變且特別是發(fā)生體積的增大。運(yùn)會引起充填液位測量的差錯。W 上指出的尿素-水溶液例如在約-ll°c下凍結(jié)。運(yùn)種低溫在冬季可能會發(fā)生在機(jī)動車中，特 別是在機(jī)動車的長期停用期間。因此，當(dāng)機(jī)動車運(yùn)轉(zhuǎn)時，迄今為止一般不得不允許由于凍結(jié) 的液體添加劑而引起的充填液位測量的差錯。
[0005] 此外，在用于液體添加劑的儲罐中，問題在于它們通常呈非常復(fù)雜的形狀W便適 合機(jī)動車中可用的安裝空間。因此，運(yùn)種儲罐通常具有很像銀齒的形狀。運(yùn)使得充填液位的 測量在此類罐中明顯更困難。
[0006] 此外，一般有利的是可利用傳感器獲取與儲罐中的液體添加劑的化學(xué)和/或物理 性質(zhì)有關(guān)的信息。運(yùn)種信息例如有利于檢測給送到排氣處理裝置的液體添加劑的量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] W上文為基礎(chǔ)，本發(fā)明的目的是解決或至少緩和所述技術(shù)問題。目的特別是提出 一種特別有利的制造帶有校準(zhǔn)傳感器的儲罐的方法，其中傳感器的校準(zhǔn)可W特別精確和特 別容易地實(shí)施。
[000引利用根據(jù)權(quán)利要求1的特征的方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)些目的。該方法的更多有利細(xì)化方案在 從屬權(quán)利要求中指出。權(quán)利要求中個別地公開的特征可采用任意所需的技術(shù)上適合的方式 互相組合并且可通過說明書的說明內(nèi)容、特別是還通過【附圖說明】來補(bǔ)充。
[0009]本發(fā)明設(shè)及一種制造用于儲存液體添加劑的用于機(jī)動車的儲罐的方法，所述儲罐 帶有用于確定儲罐中的液體添加劑的至少一個參數(shù)的至少一個校準(zhǔn)的傳感器，所述方法包 括w下步驟：
[0010] a)將傳感器安裝在儲罐中，
[0011] b) W-定量的試驗(yàn)液至少部分地充填儲罐，
[0012] C)確定傳感器的信號，和
[0013] d)利用所述信號校準(zhǔn)傳感器。
[0014] 所述方法特別是在所述至少一個參數(shù)是儲罐中的液體添加劑的充填液位且所述 至少一個傳感器是充填液位傳感器的情況下適用。下文還說明該方法可適用的更多傳感器 類型。
[0015] 優(yōu)選地，傳感器設(shè)置在儲罐底部附近或儲罐底部上。如果傳感器是充填液位傳感 器，則它優(yōu)選地構(gòu)造成跨越儲罐的全部高度測量儲罐中的充填液位。液體添加劑可被用作 試驗(yàn)液。然而，等效液體也可被用作試驗(yàn)液，其在充填液位傳感器處產(chǎn)生充填液位信號，該 充填液位信號與將由對應(yīng)量的液體添加劑引起的信號對應(yīng)。
[0016] 優(yōu)選地，傳感器設(shè)置在于步驟a)中插入到儲罐中的進(jìn)給模塊上。例如，運(yùn)種進(jìn)給模 塊可設(shè)置在儲罐的底部區(qū)域中W從儲罐提取液體添加劑。運(yùn)種進(jìn)給模塊通常具有進(jìn)液點(diǎn)和 供給口（位于儲罐外部），液體添加劑在所述進(jìn)液點(diǎn)從儲罐被攝入，進(jìn)給模塊在所述供給口 處供給液體添加劑。優(yōu)選地，進(jìn)液點(diǎn)和供給口通過進(jìn)給管道互相連接。優(yōu)選地，將液體添加 劑從進(jìn)液點(diǎn)沿進(jìn)給管道進(jìn)給至供給口的累在進(jìn)給模塊內(nèi)部設(shè)置在進(jìn)給管道上或其中。進(jìn)給 模塊也可包含更多構(gòu)件。例如，運(yùn)些構(gòu)件是溫度傳感器、壓力傳感器、用于加熱液體添加劑 的加熱器和/或用于控制進(jìn)給的閥。此外，在進(jìn)給模塊中還可設(shè)置有電子元件。例如，進(jìn)給模 塊可包含可用W評估傳感器的信號的評估電子元件。
[0017] 在步驟b)中的儲罐的部分充填期間，優(yōu)選地預(yù)定量的試驗(yàn)液被充填到儲罐中，其 中預(yù)定量特別是指精確地規(guī)定的量的試驗(yàn)液。例如，該量可介于2到2 0升之間，例如剛好10 升。無論如何，該預(yù)定量應(yīng)當(dāng)被精確地了解并遵守。
[0018] 在步驟C)中確定的信號是當(dāng)該液體量被充填到儲罐中時傳感器輸出的信號。例 如，該信號可W是由傳感器輸出的電子信號。該信號可W是代表儲罐中的液體添加劑的特 定參數(shù)的電脈沖序列或個別的電流脈沖。電信號也可W更復(fù)雜。例如，該信號可W是光和/ 或聲傳感器的變換為電流的回聲。
[0019] 優(yōu)選地，步驟d)中的傳感器的校準(zhǔn)在控制電子元件中實(shí)施。運(yùn)些控制電子元件可 W是機(jī)動車的控制裝置的一部分。運(yùn)些控制電子元件也可W被包含在進(jìn)給模塊中。下面W 充填液位傳感器為例說明傳感器的校準(zhǔn)。借助于校準(zhǔn)步驟，特別是將實(shí)際由充填移位傳感 器產(chǎn)生的信號與根據(jù)被容納在儲罐中的預(yù)定量的液體預(yù)期的基準(zhǔn)信號(事先已知)進(jìn)行比 較。如果基準(zhǔn)信號與實(shí)際由充填液位傳感器產(chǎn)生的信號之間不存在相關(guān)性，則可借助于控 制電子元件W修正值調(diào)節(jié)實(shí)際由充填液位傳感器產(chǎn)生的信號，結(jié)果充填液位傳感器的信號 與基準(zhǔn)信號對應(yīng)。如果確定了真實(shí)的充填液位，則運(yùn)樣確定的該修正值于是始終被用于進(jìn) 一步的操作。下面針對更多傳感器類型給出可如何實(shí)施校準(zhǔn)的說明。
[0020] 此外，如果在儲罐已被安裝在機(jī)動車中之后在機(jī)動車的制造期間實(shí)施該方法，貝U 該方法是有利的。
[0021] 如果傳感器是充填液位傳感器，則在儲罐已被安裝在機(jī)動車中之后執(zhí)行該方法特 別有利。在某些情況下，儲罐由于安裝在機(jī)動車中而變形。由于在已安裝儲罐之后的時點(diǎn)校 準(zhǔn)充填液位傳感器，所w也可w考慮校準(zhǔn)期間的運(yùn)種變形。因此，充填液位傳感器的校準(zhǔn)變 得特別精確。例如，該方法可在機(jī)動車在生產(chǎn)線上裝配時實(shí)施。該方法也可W在機(jī)動車已 (剛好)離開生產(chǎn)線時實(shí)施。例如，然后可在機(jī)動車的初始校準(zhǔn)的范圍內(nèi)實(shí)施該方法。例如， 該方法可W在用于液體添加劑的儲罐首先被充填時實(shí)施。在首次充填期間，精確地知道充 填到儲罐中的液體添加劑的量。與該量有關(guān)的信息然后可用于校準(zhǔn)充填液位傳感器。
[0022] 方法步驟a)不必剛好在步驟b)、c)和d)的執(zhí)行的時間前后不久的時間實(shí)施。傳感 器也可W在步驟b)、c)和d)的執(zhí)行很久之前安裝在儲罐中（步驟a))，例如在儲罐的預(yù)裝配 期間，而步驟b)、c)和d)僅例如稍后于安裝儲罐的機(jī)動車的裝配的結(jié)束執(zhí)行。
[0023] 此外，如果試驗(yàn)液為水，則該方法是有利的。如果在校準(zhǔn)之后再次清空儲罐W便隨 后將液體添加劑(例如尿素-水溶液)充填到儲罐中，則適合將水用于校準(zhǔn)。一方面，水的腐 蝕作用低于所述的液體添加劑。因此，水可避免損壞機(jī)動車的更多構(gòu)件。此外，水是經(jīng)濟(jì)的 且不會對健康有不利影響。儲罐可在校準(zhǔn)之后清空而不必回收試驗(yàn)液。
[0024] 此外，如果傳感器包括超聲波傳感器，則該方法是有利的。
[0025] 超聲波傳感器特別適合作為充填液位傳感器。根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計，超聲波傳感 器具有超聲波發(fā)射器和超聲波接收器。超聲波發(fā)射器發(fā)射被反射并在超聲波接收器處返回 的超聲波信號。優(yōu)選地，超聲波信號在儲罐中的液體的表面處反射。因此，可W針對從超聲 波傳感器到液體的距離來測量超聲波信號的傳輸時間并且該測量可W用于計算特定距離 且因此還測量充填液位。如果合適的話，則還可設(shè)置設(shè)定所需的射束輪廓的反射器或偏轉(zhuǎn) 表面。
[0026] 此外，該方法在W下情況下是有利的:儲罐具有至少一個基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)面W使得 第一測量區(qū)段在儲罐的底部區(qū)域中位于超聲波傳感器與該至少一個基準(zhǔn)面之間的方式設(shè) 置，結(jié)果即使在儲罐中的低充填液位的情況下，也可測量超聲波信號經(jīng)第一測量區(qū)段從超 聲波傳感器到基準(zhǔn)面并返回的傳輸時間。
[0027] 優(yōu)選地，該第一測量區(qū)段是從超聲波傳感器到液面的第二測量區(qū)段的一部分。然 后可W連同傳輸時間的測量一起實(shí)施傳輸?shù)交鶞?zhǔn)面的時間的測量W確定充填液位。
[0028] 超聲波傳感器可水平地設(shè)置。于是，優(yōu)選地沿第二測量區(qū)段存在至少一個偏轉(zhuǎn)表 面，該至少一個偏轉(zhuǎn)表面使超聲波信號沿豎直方向偏轉(zhuǎn)到儲罐中的液面。超聲波傳感器也 可豎直地布置。于是，優(yōu)選地沿第二測量區(qū)段存在兩個偏轉(zhuǎn)表面，使得超聲波信號首先定向 沿水平方向且隨后再次沿豎直方向朝液面定向。
[0029] 優(yōu)選地，基準(zhǔn)面和第一測量區(qū)段設(shè)置在儲罐的底部區(qū)域中。儲罐的底部區(qū)域的特 征在于它與儲罐的底部僅相距有限的距離。運(yùn)容許第一測量區(qū)段即使在儲罐中存在少量液 體時也完全被液體覆蓋。限定出底部區(qū)域的離儲罐的底部的距離例如小于10cm[厘米]，特 別優(yōu)選小于5cm且更加特別優(yōu)選小于2cm。例如，該基準(zhǔn)面和第一測量區(qū)段可設(shè)置在儲罐的 集槽或涌流盆（surge pot)中。
[0030] 特別優(yōu)選的是設(shè)置了兩個基準(zhǔn)面。然后可確定超聲波信號關(guān)于兩個不同的基準(zhǔn)面 的傳輸時間差。運(yùn)容許獨(dú)立于超聲波傳感器的周圍環(huán)境中的局部特殊性執(zhí)行基準(zhǔn)測量。因 此，例如可W補(bǔ)償超聲波傳感器和/或超聲波信號通過的超聲波傳感器的殼體的制造公差。
[0031] 此外，如果儲罐是利用注塑成型法制作的，則該方法是有利的。
[0032] 利用注塑成型法制作的儲罐例如由塑料制成且相對柔初。由此，在此類儲罐中，當(dāng) 儲罐安裝在機(jī)動車輛中時，儲罐的明顯變形特別頻繁地發(fā)生。由此，該方法在此類儲罐中的 充填液位傳感器中是特別有利的。
[0033] 根據(jù)又一實(shí)施例變型，在多個步驟中實(shí)施該方法。該方法變型在傳感器是充填液 位傳感器時特別有利。特別地，運(yùn)里定期重復(fù)步驟b)至d)。在各步驟b)中，充填到儲罐中的 試驗(yàn)液的量W規(guī)定值增加并實(shí)施試驗(yàn)測量(步驟C))。因此，可W產(chǎn)生精確地映射充填液位 傳感器的信號與實(shí)際充填液位之間的關(guān)系的特征圖（例如對充填液位標(biāo)繪的修正值）。如果 在步驟C)中利用該方法測量僅一個試驗(yàn)值，則該試驗(yàn)值可用于在步驟d)