用于確定還原劑的質(zhì)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定還原劑的質(zhì)量的方法。在該方法中，首先進(jìn)行的還原劑的預(yù)處理。隨后確定經(jīng)預(yù)處理的還原劑的溫度。然后，確定經(jīng)預(yù)處理的還原劑的導(dǎo)電性，并且隨后借助于所述導(dǎo)電性和溫度來(lái)計(jì)算還原劑的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】
用于確定還原劑的質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定(液體)還原劑、特別是尿素水溶液的質(zhì)量的方法，還涉 及用于按量分配存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱中的還原劑的配量/計(jì)量/按量分配裝置，所述方法借助于所述 裝置執(zhí)行。所述方法和配量裝置尤其適用于汽車領(lǐng)域的移動(dòng)應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 尤其對(duì)于機(jī)動(dòng)車的移動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，已知排氣凈化裝置，還原劑被供給到其中用于某 些排氣成分的化學(xué)還原。例如如果作為供給排氣的還原劑則可以對(duì)排氣中的氮氧化合物 (NOx)以特別有效的方式消除。典型的還原劑例如氨是有害物質(zhì)，因此通常不直接存儲(chǔ)在機(jī) 動(dòng)車中。相反，還原劑通常以還原劑前體的形式存儲(chǔ)在單獨(dú)的儲(chǔ)箱中，作為機(jī)動(dòng)車的附加的 工作流體。典型的還原劑前體是例如尿素。還原劑前體例如以32.5%尿素水溶液的形式存 儲(chǔ)在機(jī)動(dòng)車中。所述類型的尿素水溶液可以例如在商品S KAdBlue?"下獲得。僅僅是為 了完整起見(jiàn)，在此指出，表述"還原劑"也應(yīng)理解為包括還原劑前體及其溶液(例如尤其是尿 素水溶液)。
[0003] 還原劑的用量相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗較低。還原劑的用量通常是機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃 機(jī)的燃料消費(fèi)的大約0.5%至10%。被引入到排氣中的還原劑的量除其它外取決于還原劑 的質(zhì)量。還原劑的質(zhì)量基本是指還原劑中的尿素濃度。這尤其歸因于催化輔助反應(yīng)所需的 氨由尿素來(lái)產(chǎn)生的事實(shí)，并且這僅當(dāng)還原劑中的尿素濃度處于預(yù)定的范圍內(nèi)時(shí)才可以特別 可靠地、沒(méi)有殘留地發(fā)生。
[0004] 如果為了補(bǔ)充而添加還原劑到設(shè)置用于機(jī)動(dòng)車的儲(chǔ)箱，為補(bǔ)充而加入的還原劑的 質(zhì)量與處于儲(chǔ)箱中的還原劑的質(zhì)量不同。此外，儲(chǔ)箱中的還原劑質(zhì)量可隨時(shí)間變化。特別 是，可能發(fā)生還原劑老化，其中還原劑中的尿素分解以形成特別是氨。雜質(zhì)也對(duì)還原劑的質(zhì) 量產(chǎn)生影響。
[0005] 在過(guò)去，已采取了用于確定還原劑的質(zhì)量的各種方法。例如，已經(jīng)嘗試借助于超聲 傳播時(shí)間測(cè)量來(lái)確定還原劑的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)目的是至少部分地解決與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的突出技術(shù) 問(wèn)題。本發(fā)明尤其尋求指出用于確定還原劑質(zhì)量的特別有利的方法，以及一種配量裝置，可 借助于該配量裝置執(zhí)行所述方法。
[0007] 所述目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求所述的特征的方法和裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。更有利的實(shí)施 例以及所述方法和裝置的使用在從屬權(quán)利要求中指定。應(yīng)當(dāng)指出，權(quán)利要求中單獨(dú)列出的 特征可以以任何期望的技術(shù)上有利的方式彼此結(jié)合，從而突出了本發(fā)明的更多實(shí)施方案。 說(shuō)明書尤其是結(jié)合附圖指出了更多特別優(yōu)選的實(shí)施方案。
[0008] 為此，提出了用于確定還原劑的質(zhì)量的方法，該方法至少包括以下步驟：
[0009] i)執(zhí)行還原劑的預(yù)處理；
[0010] ii)確定所述經(jīng)預(yù)處理的還原劑的溫度；
[0011] i i i)確定所述預(yù)處理的還原劑的導(dǎo)電性;和 [0012] iv)借助于導(dǎo)電性和溫度計(jì)算所述還原劑的質(zhì)量。
[0013] 特別提供了一種用于確定汽車領(lǐng)域的移動(dòng)應(yīng)用中的還原劑質(zhì)量的方法。
[0014] 這里，術(shù)語(yǔ)"質(zhì)量"基本上是指還原劑中的成分的濃度。具體地，這也意味著還原劑 的質(zhì)量對(duì)應(yīng)于還原劑中的成分的濃度。在這種情況下，通常，非常高的(最大的）質(zhì)量對(duì)應(yīng)于 成分濃度處于特定的比較值的情況。與所述比較值的偏差代表質(zhì)量降低。尤其是，質(zhì)量對(duì)應(yīng) 于尿素水溶液中的尿素濃度。這里優(yōu)選的情況是，尿素水溶液中32.5 %尿素的比較值對(duì)應(yīng) 于非常高的（最大的）質(zhì)量，而向上或向下的偏差對(duì)應(yīng)于降低的質(zhì)量。術(shù)語(yǔ)"質(zhì)量"優(yōu)選還包 括關(guān)于還原劑中的氨含量的信息項(xiàng)。尤其是尿素水溶液作為還原劑的情況下，還原劑老化 的結(jié)果形成了氨。在這個(gè)過(guò)程中，還原劑中的尿素被消散并轉(zhuǎn)化成氨。升高的氨含量降低了 還原劑的質(zhì)量。
[0015]通過(guò)關(guān)于還原劑質(zhì)量的方法獲得的信息可以特別用于確定必須引入排氣的還原 劑的精確的量以便實(shí)現(xiàn)排氣成分的完全還原，其中，特別是，還確保不提供比完全還原所需 的更多的還原劑。特別是，對(duì)于還原劑的需求可以基于內(nèi)燃機(jī)的操作參數(shù)來(lái)確定，其中能夠 根據(jù)排氣成分得出結(jié)論。也可以借助于排氣傳感器直接測(cè)量排氣的成分或催化轉(zhuǎn)化器基體 的載荷以便確定還原劑的需求，其中，關(guān)于質(zhì)量的信息可以精確滿足所述需求。
[0016] 如上面已經(jīng)進(jìn)一步解釋的，還原劑的質(zhì)量基本上是關(guān)于還原劑中的尿素濃度的信 息項(xiàng)。因此，特別是，當(dāng)還原劑中存在相對(duì)高濃度的尿素時(shí)需要引入排氣管線內(nèi)的還原劑比 低尿素濃度時(shí)更少。
[0017] 在所述方法中，還原劑的質(zhì)量在步驟iv)中計(jì)算，其中，在步驟iii)中測(cè)定的還原 劑的導(dǎo)電性用作質(zhì)量計(jì)算的一個(gè)變量。還發(fā)現(xiàn)，如果還原劑的溫度被考慮為交叉影響，可以 從導(dǎo)電性計(jì)算關(guān)于還原劑的質(zhì)量的信息。還原劑的溫度由此在步驟ii)中確定（具體地測(cè) 量)和在步驟iv)的計(jì)算中被考慮在內(nèi)（作為交叉影響）。
[0018] 特別考慮預(yù)處理還原劑的質(zhì)量，即，與留存在儲(chǔ)箱中的還原劑相比特別考慮待(此 后立即）輸送到排氣管線內(nèi)的還原劑的質(zhì)量。由于還原劑的預(yù)處理，對(duì)質(zhì)量的（除了溫度的） 更多交叉影響至少部分地被減少、抑制或消除。在步驟iv)中，因此可以放棄考慮更多交叉 影響。測(cè)量溫度和導(dǎo)電性之前對(duì)還原劑的預(yù)處理則允許大大簡(jiǎn)化質(zhì)量的確定。尤其是，通過(guò) 對(duì)還原劑的預(yù)處理，也可以消除對(duì)導(dǎo)電性測(cè)量和/或還原劑的質(zhì)量的未知的有影響的變量 的橫向影響。處理過(guò)的還原劑可理解為尤其是指過(guò)濾的、凈化的和/或加熱的還原劑。能將 還原劑的預(yù)處理集成到所述方法中特別是由于一個(gè)事實(shí):通過(guò)所述方法，還原劑的質(zhì)量不 在用于存儲(chǔ)還原劑的儲(chǔ)箱中確定而是在用于供給還原劑的輸送單元或配量單元中確定。這 允許這樣的情況:在各種情況下只需要預(yù)處理有限量(相對(duì)于儲(chǔ)箱容量很小）的還原劑。下 面將更詳細(xì)地說(shuō)明用于還原劑的預(yù)處理的適當(dāng)?shù)拇胧?br>[0019] 更優(yōu)選的是，步驟iii)中的還原劑的導(dǎo)電性通過(guò)傳感器測(cè)量，該傳感器具有電連 接到還原劑的第一電觸頭和第二電觸頭。
[0020] 需要指出的是，關(guān)于確定導(dǎo)電性，這里總是可能單獨(dú)地或彼此結(jié)合地考慮到介電 變量，其中在給定的條件下可呈現(xiàn)出與導(dǎo)電性(尤其是電導(dǎo)，電壓，電流強(qiáng)度，電阻等）的規(guī) 定的相互依賴性。
[0021] 在導(dǎo)電性的測(cè)量中，第一電觸頭和第二電觸頭完全被還原劑包圍，使得可以確定 第一電觸頭和第二電觸頭之間的還原劑的電阻。優(yōu)選的情況是，在管路內(nèi)，第一電觸頭和第 二電觸頭之間的空間完全充滿還原劑。還原劑的電導(dǎo)由因此確定的電阻的倒數(shù)來(lái)確定。
[0022] 認(rèn)為有利的是，在步驟iii)中，電壓分別施加在第一電觸頭與第二電觸頭之間以 及第一電觸頭與第三電觸頭之間，其中，確定至少第一電觸頭與第二電觸頭之間和第一電 觸頭與第三電觸頭之間的電阻，在步驟c)中，從兩個(gè)已確定的電阻來(lái)確定電導(dǎo)。這樣，可能 的是:可以基于所確定的電阻確定尤其是平均電導(dǎo)。如果電觸頭中的一個(gè)是由不同的材料 形成，則測(cè)量值不同，使得應(yīng)首先確定所述還原劑的相應(yīng)的導(dǎo)電性，如有必要?jiǎng)t僅隨后確定 平均值。因此可以用更高的精度來(lái)確定的實(shí)際導(dǎo)電性。另外，也可以對(duì)兩個(gè)確定的電阻之間 的差異進(jìn)行測(cè)量，以便通過(guò)特別精確的方式確定電導(dǎo)。尤其是，可以確定從電觸頭到還原劑 的過(guò)渡電阻的影響。為此，特別有利的是，電觸頭布置成彼此具有不同的間距，使得例如第 一電觸頭與第二電觸頭之間的間距比第一電觸頭與第三電觸頭之間的間距小。然后，第一 觸頭與第二觸頭之間的電阻可從第一觸頭與第三觸頭之間的電阻減去以便獲得用于計(jì)算 電導(dǎo)的電阻。
[0023] 在所述方法的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，在步驟iii)中，交流的、尤其是在正電壓值 和負(fù)電壓值之間交替的電壓被施加到第一電觸頭和第二電觸頭。交流電壓優(yōu)選為矩形。更 優(yōu)選的是，交流電壓是對(duì)稱的。這意味著負(fù)電壓分量和正電壓分量在形式和大小上相對(duì)應(yīng)。 借助于交流電壓，可以防止由于電解而在兩個(gè)觸頭中的一個(gè)上形成沉積物。
[0024]所述方法還有利的是，在步驟i)中，為還原劑的預(yù)處理實(shí)施以下措施中的至少一 個(gè)：
[0025]-還原劑的過(guò)濾；
[0026]-還原劑的電化學(xué)處理；
[0027]-還原劑的熱處理;和
[0028]-從還原劑至少部分地分離出至少一種成分。
[0029]用于預(yù)處理還原劑的所述措施可以全部在用于輸送還原劑的管路內(nèi)執(zhí)行。因此， 所述措施在各種情況下僅以有限的還原劑量實(shí)施，其中溫度測(cè)量和導(dǎo)電性測(cè)量在步驟ii) 和iii)中執(zhí)行。
[0030] 還原劑的過(guò)濾可通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)行，該過(guò)濾器可以是例如表面過(guò)濾器（用于顆粒物 沉積在過(guò)濾器表面上)或深度過(guò)濾器(用于顆粒沉積在過(guò)濾器中）。
[0031]還原劑的電化學(xué)處理使得某些物質(zhì)可以從還原劑釋放和/或分離出來(lái)。對(duì)于電化 學(xué)處理，還原劑被施加電壓或電流，從而使液體還原劑的成分的溶解被影響和/或成分從液 體還原劑中分離出來(lái)。電化學(xué)處理還可以通過(guò)用于導(dǎo)電性測(cè)量的電觸頭進(jìn)行。例如，電觸頭 最初(在步驟i)中）用于還原劑的預(yù)處理，隨后(在步驟iii)中）用于提高還原劑的導(dǎo)電性。 那么，特別是對(duì)于步驟i)，使用的電流和電壓顯著高于步驟iii)中所用的電流和電壓。 [0032] 特別是通過(guò)加熱器來(lái)進(jìn)行還原劑的熱處理。熱處理也可以包括還原劑的冷卻。還 原劑的某些成分可以通過(guò)熱處理被溶解和/或分離出來(lái)。通過(guò)熱處理，還原劑的溫度也可以 被調(diào)整到特定的溫度值或進(jìn)入特定的溫度范圍，步驟iii)中的導(dǎo)電性測(cè)量應(yīng)在該范圍內(nèi)發(fā) 生。
[0033]成分從還原劑的分離可通過(guò)分離器執(zhí)行。分離器可以是例如表面型分離器，該分 離器對(duì)將要從還原劑分離出的特定成分表現(xiàn)出增大的附著力。例如，分離器可以對(duì)氨表現(xiàn) 出增大的附著力，使氨從還原劑分離出來(lái)。分離器還可以通過(guò)還原劑在管路中的適當(dāng)流動(dòng) 引導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得還原劑中的顆粒例如由于(質(zhì)量-)慣性而從還原劑中被濾出。這尤其有利 地意味著成分純被動(dòng)地被分離出還原劑，其中所述分離通過(guò)管路的結(jié)構(gòu)特征或通過(guò)對(duì)特定 成分具有增大的附著力的適合的表面型分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有能量因分離目的而被引入還原 劑。與此相反，在還原劑的電化學(xué)處理的情況下，進(jìn)行活性分離，其中，電能被引入還原劑以 從還原劑中分離出至少一種成分。
[0034] 在所述方法的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，在步驟iv)中，進(jìn)行真實(shí)性/似真性檢查， 其中將步驟iii)中確定的導(dǎo)電性與在較早的時(shí)間點(diǎn)確定的導(dǎo)電性相比。這里，特別是，確定 當(dāng)前檢測(cè)的導(dǎo)電性與較早時(shí)間點(diǎn)確定的導(dǎo)電性之間的偏差，以及優(yōu)選還確定導(dǎo)電性的變化 率。優(yōu)選地，如果偏差和/或變化率超出預(yù)定閾值則輸出一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。在這種情況下，假定 發(fā)生了導(dǎo)致閾值被超出的特定事件。例如，用于存儲(chǔ)還原劑的儲(chǔ)箱被暴露于特別高的溫度。 這可導(dǎo)致作為還原劑的尿素水溶液被部分地轉(zhuǎn)化成氨。氨通常對(duì)還原劑的導(dǎo)電性具有非常 大的影響，使得發(fā)生導(dǎo)電性的突然增加，這可以被考慮成大的偏差和高的變化率。通過(guò)所述 方法進(jìn)行的質(zhì)量測(cè)量的結(jié)果在這種情況下被丟棄，并且如果適當(dāng)，相應(yīng)的誤差信號(hào)被輸出 到控制單元和/或機(jī)動(dòng)車的使用者?？梢曰谟糜谄詈?或變化率的預(yù)定閾值的超出來(lái)識(shí) 別的另一事件是錯(cuò)誤充填事件，其中，與還原劑的導(dǎo)電性不同的液體被加入儲(chǔ)箱內(nèi)。錯(cuò)誤充 填事件還可以基于偏差和/或變化率來(lái)確定，并且相應(yīng)的誤差信號(hào)被輸出到控制單元和/或 機(jī)動(dòng)車的使用者。
[0035] 質(zhì)量測(cè)量過(guò)程中考慮的尿素水溶液的濃度可以大致由于兩種影響而在儲(chǔ)箱中有 所不同。第一個(gè)影響是在儲(chǔ)箱中氨的形成，如上面已經(jīng)進(jìn)一步描述的。第二個(gè)影響是尿素沉 積物(結(jié)晶）的形成。這種沉積物中含有的尿素從尿素水溶液中分離出來(lái)，并相應(yīng)地降低了 尿素的濃度。第一個(gè)影響具有短期和非?？焖俚男Ч?，因此導(dǎo)致導(dǎo)電性的突然變化，第二個(gè) 影響比較慢，并且因此可以致通過(guò)所述方法的質(zhì)量測(cè)量過(guò)程中以高度有效的方式的被監(jiān) 測(cè) 。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提出了一種用于還原劑的配量裝置，該配量裝置具有 儲(chǔ)箱，儲(chǔ)箱具有箱壁部和由箱壁部至少部分地界定的內(nèi)部空間，具有用于確定還原劑的導(dǎo) 電性的傳感器，并具有至少一個(gè)管路，還原劑從內(nèi)部空間經(jīng)由該管路提取。所述至少一個(gè)管 路就流動(dòng)而言連接到內(nèi)部空間，使得所述還原劑可以從內(nèi)部被引導(dǎo)到排氣管線中，其中，傳 感器布置在所述管路上，并且用于預(yù)處理還原劑的預(yù)處理單元也布置在該管路上。
[0037] 因此，配量裝置包括一個(gè)存儲(chǔ)還原劑的儲(chǔ)箱，以及從儲(chǔ)箱通向排氣管線的至少一 個(gè)管路。所述配量裝置優(yōu)選還具有輸送裝置，輸送裝置尤其具有將還原劑經(jīng)由所述至少一 個(gè)管路輸送到儲(chǔ)箱以外的栗。尤其是，用于確定還原劑的導(dǎo)電性的傳感器具體布置在不是 儲(chǔ)箱的內(nèi)部空間中而是在管路中，從而確定(此后立即）要被輸送到排氣管線的還原劑的質(zhì) 量。管路的其上布置有傳感器的部段也可以是輸送裝置的一個(gè)組成部分。這種(布置）的優(yōu) 勢(shì)是確定了實(shí)際分配的還原劑的質(zhì)量，而不是儲(chǔ)箱中的還原劑的質(zhì)量，因?yàn)檫€原劑的質(zhì)量 在儲(chǔ)箱中會(huì)局部變化。此外，如在流動(dòng)方向觀察，傳感器的上游布置有至少一個(gè)預(yù)處理單 元，還原劑通過(guò)該預(yù)處理單元被預(yù)處理以準(zhǔn)備質(zhì)量測(cè)量。預(yù)處理單元優(yōu)選布置在沿還原劑 從儲(chǔ)箱到排氣管線的流動(dòng)方向觀察的傳感器的上游和/或傳感器處。
[0038] 特別優(yōu)選地，所述傳感器具有電連接至管路中的還原劑的第一電觸頭和第二電觸 頭。
[0039] 第一電觸頭與第二電觸頭因而特別是布置在配量裝置中，使得在工作期間，可以 在預(yù)處理單元下游在輸送裝置中或至少一個(gè)管路中確定第一電觸頭與第二電觸頭之間的 還原劑的電阻。為此，所述電觸頭優(yōu)選被電絕緣地引導(dǎo)穿過(guò)外殼或穿過(guò)輸送裝置和/或管路 的殼體。因此尤其是配量裝置的不位于儲(chǔ)箱一一其中儲(chǔ)存有還原劑一一的連續(xù)、未分隔的 內(nèi)部空間中的區(qū)域可以被視為屬于輸送裝置和/或?qū)儆谒鲋辽僖粋€(gè)管路。
[0040] 本文所謂的"電觸頭"是指第一電觸頭和第二電觸頭，其中，該術(shù)語(yǔ)并不旨在表示 該第一電觸頭和第二電觸頭必須始終是相同的設(shè)計(jì);實(shí)際上，這是為了表示觸頭中的至少 一個(gè)可以這樣設(shè)計(jì)。
[0041] -起形成所述傳感器的電觸頭優(yōu)選澆注/澆鑄到輸送裝置的外殼中或管路內(nèi)。附 加地，如果適當(dāng)，可以使至少一個(gè)密封元件共同澆注到外殼中，該密封元件使電觸頭相對(duì)于 外殼密封。電觸頭優(yōu)選為金屬探針的形式。如果適當(dāng)，所述金屬探針可以具有表面結(jié)構(gòu)，該 表面結(jié)構(gòu)幫助形成金屬探針處的外殼壁部或管路。如果適當(dāng)，還可以在金屬探針中形成溝 槽，溝槽中接合有密封元件，例如〇形圈密封件。
[0042] 這里，一方面，電觸頭可以總是單獨(dú)地延伸穿過(guò)輸送裝置的外殼或穿過(guò)管路的殼 體。然而，金屬探針可以形成布置在共同的密封元件中的電觸頭，所述密封元件整體嵌入外 殼中或延伸穿過(guò)所述外殼。
[0043] 通過(guò)配量裝置的這種實(shí)施例，確保了（此后立即）要被輸送到排氣管線內(nèi)的還原劑 的質(zhì)量能被確定，以及因此該質(zhì)量不再暴露至例如內(nèi)部空間中存在的雜質(zhì)的影響。
[0044] 傳感器的電觸頭優(yōu)選被引導(dǎo)穿過(guò)輸送裝置的殼體或穿過(guò)管路的壁部，使得沒(méi)有還 原劑或還原劑的添加劑可以穿過(guò)所述通道穿透到配量裝置以外。
[0045] 特別優(yōu)選的是，至少第一電觸頭或第二電觸頭通過(guò)毛細(xì)屏障在管路上液密地密 封，其中，所述毛細(xì)屏障通過(guò)首先第一電觸頭或第二電觸頭和其次管路的至少一個(gè)固定段 之間的緊密結(jié)合連接而形成。
[0046] 所述類型的毛細(xì)屏障尤其通過(guò)至少一個(gè)電觸頭與固定段之間的緊密結(jié)合連接而 形成。所述固定段尤其是指輸送裝置的外殼和/或管路的壁部。但是，此外，固定段還可以包 括布置在上述外殼或壁部中的一者的密封段。所述類型的緊密結(jié)合連接可通過(guò)熔焊、釬焊 或粘結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0047] 緊密結(jié)合連接尤其是指在分子水平上的連接，其中所述電觸頭和管路的材料之間 存在分子力。電觸頭優(yōu)選由金屬材料構(gòu)成，而管路由塑料材料形成。然后通過(guò)粘合劑形成緊 密結(jié)合連接，該粘合劑可以與電觸頭的金屬材料以及塑料材料兩者都發(fā)生緊密結(jié)合連接， 或者管路的塑料材料和電觸頭的金屬材料可以選擇成使得可以中塑料材料與金屬材料之 間形成直接的緊密結(jié)合連接。例如對(duì)于金屬材料高等級(jí)鋼、銅或鋁以及對(duì)于塑料聚甲醛 (POM)、聚酰胺(PA)、尤其是PA 6.6(尼龍）、聚鄰苯二甲酰胺(PPA)或聚苯硫醚(PPS)是可能 的。
[0048] 在另一設(shè)計(jì)變型中，電極由導(dǎo)電的塑料制成。所述類型的塑料可通過(guò)合適的（優(yōu)選 金屬的）嵌入件制成可導(dǎo)電。所述類型的塑料也可以是固有地/內(nèi)在地導(dǎo)電。一種導(dǎo)電塑料 是例如聚吡咯(PPy)。
[0049] 還優(yōu)選的是，至少第一電觸頭或第二電觸頭通過(guò)毛細(xì)屏障在管路上液密地密封， 其中，所述毛細(xì)屏障通過(guò)首先第一電觸頭或第二電觸頭與其次管路的至少一個(gè)固定段之間 的形狀配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0050] 這樣的形狀配合例如可以通過(guò)箱壁部、輸送裝置外殼和/或管路的壁部之間的迷 宮式密封而形成。在迷宮式密封的情況下，電觸頭具有突起，通過(guò)該突起獲得所述銷在外殼 中的改進(jìn)的密封。電觸頭特別優(yōu)選地在其被引導(dǎo)穿過(guò)固定段的區(qū)域中具有多個(gè)突起。
[0051] 還被認(rèn)為有利的是，傳感器和配量裝置具有共同的外殼。所述類型的外殼尤其是 單件形式。單件外殼可借助于U形電觸頭在外殼的注塑模制過(guò)程中被嵌入而形成，并且U形 觸頭的直腿部的連接段在生產(chǎn)過(guò)程之后被移除。然而，傳感器可以另外也與儲(chǔ)箱和/或輸送 裝置共用一共同的、尤其是單件的外殼。這樣，傳感器可以簡(jiǎn)單地集成到配量裝置中。
[0052] 在配量裝置的另一優(yōu)選設(shè)計(jì)變型中，至少第一電觸頭或第二電觸頭具有防腐蝕裝 置。所述類型的防腐蝕裝置可以通過(guò)例如電觸頭的相應(yīng)涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)。用下列材料涂覆電觸 頭是特別優(yōu)選的。由鋁形成的電極可以例如設(shè)置有氧化鋁-聚合物的復(fù)合層，該層通過(guò)鋁在 表面的轉(zhuǎn)化形成，其中，氧化鋁被形成并與至少一種聚合材料結(jié)合。這種氧化鋁-聚合物的 復(fù)合層可以通過(guò)CompCote?方法施加到電極上，并且尤其具有高度的耐腐蝕性特點(diǎn)。 [0053]防腐蝕裝置也可以替代地通過(guò)附接犧牲陽(yáng)極來(lái)實(shí)現(xiàn)。犧牲陽(yáng)極是通過(guò)利用比電觸 頭的材料更不貴重的材料涂覆電觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。電觸頭的使用壽命通過(guò)防腐蝕裝置而延長(zhǎng)。 [0054]傳感器具有第三電觸頭也被認(rèn)為是有利的。
[0055]通過(guò)第三電觸頭，所述還原劑的電導(dǎo)可在至少兩個(gè)距離上被確定，使得該電導(dǎo)的 確定可以更精確地進(jìn)行。特別是，在本實(shí)施例中，三個(gè)電極中的至少兩個(gè)可以由不同材料制 成。各個(gè)電觸頭之間的間距優(yōu)選地不同。例如，優(yōu)選第一電觸頭和第二電觸頭彼此具有第一 間距，第一電觸頭和第三電觸頭彼此具有第二間距，其中所述第一間距比第二間距小。那么 可以借助于所述(三個(gè)）電觸頭進(jìn)行差分測(cè)量/差異測(cè)量。通過(guò)差異測(cè)量，即使電觸頭上發(fā)生 腐蝕也可以確定還原劑的電導(dǎo)，因?yàn)殡娪|頭上的腐蝕的過(guò)渡電阻通過(guò)差異測(cè)量被抵消。但 是這要求電觸頭上的腐蝕是均勻的。配量裝置包括溫度傳感器也被認(rèn)為是有利的。
[0056] 溫度傳感器優(yōu)選地形成于所述傳感器的毗鄰處，使得可在傳感器的附近確定所述 還原劑的溫度。溫度傳感器優(yōu)選地布置成距離傳感器為至多IOcm的第二間距。
[0057] 還設(shè)置成溫度傳感器附接到電觸頭。溫度傳感器優(yōu)選地在輸送裝置或管路外部附 接到電觸頭。導(dǎo)電的觸頭通常由于其固有的導(dǎo)電性也有良好的導(dǎo)熱性。因而電觸頭構(gòu)成了 穿過(guò)輸送裝置的外殼或穿過(guò)管路的熱橋。這可被用來(lái)確定溫度一一在輸送裝置的內(nèi)部空間 中或者在管路的內(nèi)部空間中經(jīng)由兩個(gè)電觸頭中的一個(gè)來(lái)確定。
[0058]在配量裝置的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，第一觸頭和第二觸頭彼此具有至多5cm、優(yōu) 選至多2cm的第一間距。通過(guò)這樣的相對(duì)低的第一間距，確保了電導(dǎo)的測(cè)量不依賴其它影 響。這里，第一間距尤其沿兩個(gè)觸頭之間的電流路徑來(lái)確定。
[0059] 根據(jù)配量裝置的又一實(shí)施例，觸頭由石墨、高等級(jí)鋼或鉑形成。
[0060] 在這種情況下，優(yōu)選設(shè)置超過(guò)一個(gè)的傳感器，其中不同傳感器的電觸頭通過(guò)不同 的材料的觸頭形成。因此，一個(gè)傳感器特別優(yōu)選地具有由石墨構(gòu)成的電觸頭以及另一傳感 器具有由高等級(jí)鋼或鉑構(gòu)成的電觸頭。通過(guò)為不同傳感器使用不同材料，所確定的電導(dǎo)的 精度可借助于通過(guò)兩個(gè)傳感器確定的電導(dǎo)被平均或借助于僅考慮一個(gè)傳感器(而確定）的 電導(dǎo)而提高，其中被考慮的傳感器取決于所確定的電導(dǎo)的量級(jí)。因此可以用更高的精度來(lái) 確定還原劑的質(zhì)量。
[0061] 特別有利的是，預(yù)處理單元包括下列部件中的至少一種：
[0062] -至少一個(gè)過(guò)濾器，其凈化流經(jīng)管路的還原劑；
[0063] -至少一個(gè)電觸頭，其中，所述至少一個(gè)電觸頭設(shè)計(jì)用于執(zhí)行還原劑的電化學(xué)處 理；
[0064]-至少一個(gè)加熱器，其用于還原劑的熱處理;和
[0065]-至少一個(gè)分離器，可以通過(guò)該分離器使至少一種成分從還原劑中至少部分地分 離出來(lái)。
[0066] 通過(guò)過(guò)濾器，還原劑可以被過(guò)濾以用于預(yù)處理。過(guò)濾器尤其可以是表面型過(guò)濾器， (固體)成分可以通過(guò)該過(guò)濾器在過(guò)濾器的表面上從還原劑分離出來(lái)。表面型過(guò)濾器是例如 篩網(wǎng)，還原劑中的大于特定尺寸的顆粒通過(guò)該篩網(wǎng)被截留。
[0067] 通過(guò)至少一個(gè)電觸頭進(jìn)行還原劑的電化學(xué)處理的可能性已經(jīng)在上面進(jìn)行了解釋。 所述至少一個(gè)電觸頭可具有與用于導(dǎo)電性測(cè)量的傳感器的電觸頭相同的特征。特別優(yōu)選的 是，設(shè)置至少兩個(gè)電觸頭，該電觸頭既作為預(yù)處理單元又作為用于導(dǎo)電性測(cè)量的傳感器使 用。
[0068] 通過(guò)加熱器處理還原劑的可能性也在上面進(jìn)行了描述。加熱器可以尤其包括設(shè)計(jì) 成使得管路中的還原劑被調(diào)節(jié)到統(tǒng)一的（恒定）的溫度的PTC加熱元件。除了加熱器之外還 可以設(shè)置一冷卻器，如有需要，可通過(guò)該冷卻器降低還原劑的溫度。
[0069] 用于分離出一種成分的分離器優(yōu)選是表面型分離器，還原劑的特定成分可由于粘 附/附著而積聚其上。替代地，分離器還可以通過(guò)具有至少一個(gè)流動(dòng)轉(zhuǎn)向/分流的管路區(qū)域 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，所述還原劑的成分可由于流動(dòng)轉(zhuǎn)向而被分離出來(lái)。
[0070] 在配量裝置的另一實(shí)施方案中，后者被連接到配備并設(shè)置成根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái) 操作配量裝置的控制器。具體地，所述控制器連接到所述傳感器和溫度傳感器，并且可以確 定和顯示還原劑的質(zhì)量。所述方法指出的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)特征可類似地轉(zhuǎn)移到配量裝置。這同 樣適用于所述配量裝置中指定的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)特征，其可以被轉(zhuǎn)移到所述的方法。
[0071] 本發(fā)明特別優(yōu)選地用于使用具有排氣處理裝置的內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車中，該排氣處理 裝置具有排氣管線并具有根據(jù)本發(fā)明的配量裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0072] 下面將基于附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明和技術(shù)領(lǐng)域。附圖顯示了尤其優(yōu)選的示例 性實(shí)施例，然而本發(fā)明并不限制于此。尤其要指出的是，附圖和尤其是所顯示的比例僅為示 意性的。在附圖中：
[0073]圖1示出了具有配量裝置的機(jī)動(dòng)車，
[0074]圖2示出了配量裝置的第一設(shè)計(jì)變型，
[0075]圖3示出了配量裝置的第二設(shè)計(jì)變型，
[0076]圖4示出了配量裝置的第三設(shè)計(jì)變型，
[0077]圖5示出了配量裝置的管路，
[0078]圖6示出了配量裝置的另一管路，
[0079] 圖7示出了配量裝置的固定段，和
[0080] 圖8示出了配量裝置的固定段的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0081] 圖1示出了具有內(nèi)燃機(jī)17并具有帶有排氣管線10的排氣處理裝置18的機(jī)動(dòng)車16。 配量裝置1設(shè)置在排氣處理裝置18上。配量裝置具有儲(chǔ)箱2、輸送裝置8和噴射器19。儲(chǔ)箱2具 有由箱壁部3界定的內(nèi)部空間4。存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱2中的液體還原劑可通過(guò)輸送裝置8輸送到噴射 器19并以預(yù)定的量注入排氣管線10。配量裝置1還包括控制配量裝置1的控制器12。
[0082] 圖2示出了配量裝置1。配量裝置1具有儲(chǔ)箱2。傳感器5布置其上的管路9布置成從 儲(chǔ)箱延伸。傳感器5具有第一電觸頭6和第二電觸頭7。第一電觸頭6和第二電觸頭7布置成彼 此具有間距11并通過(guò)密封件20被引導(dǎo)通過(guò)儲(chǔ)箱2的固定段27。溫度傳感器15被固定到第一 觸頭6,通過(guò)該溫度傳感器，管路9中的溫度或管路9中的還原劑的溫度能夠被檢測(cè)。此外，預(yù) 處理單元29設(shè)置在管路9上，在從儲(chǔ)箱2到排氣管線10的流動(dòng)方向21觀察處于傳感器5的上 游，可通過(guò)所述預(yù)處理單元預(yù)處理所述還原劑，其中預(yù)處理單元是過(guò)濾器14，這種情況下顆 粒沉積在表面上并且因此成為表面型過(guò)濾器23。表面型過(guò)濾器23的典型實(shí)例是篩網(wǎng)。
[0083] 圖3示出了另一配量裝置1，該配量裝置在儲(chǔ)箱2外部的管路9上具有傳感器5，該傳 感器形成有第一電觸頭6和第二電觸頭7。這里提供分離器30作為預(yù)處理單元29,其形成有 用于使管路9中的還原劑流轉(zhuǎn)向的流動(dòng)轉(zhuǎn)向/分流22。
[0084] 圖4示出了具有傳感器的配量裝置1的另一示例性實(shí)施例，其對(duì)應(yīng)于圖3的示例性 實(shí)施例。這里提供過(guò)濾器14作為預(yù)處理單元29,這種情況下雜質(zhì)在過(guò)濾器14內(nèi)被分離出。過(guò) 濾器14因此可以被稱為深度過(guò)濾器24。另外，用于預(yù)處理還原劑的加熱器31也布置在管路9 上。
[0085] 圖5示出了管路9,液體還原劑通過(guò)該管路輸送。具有第一電觸頭6和第二電觸頭7 的傳感器5集成在管路9上。電觸頭6、7通過(guò)密封件20被引導(dǎo)穿過(guò)管路9的壁部到管路9的內(nèi) 部空間中。第一電觸頭6和第二電觸頭7布置成彼此具有間距11，以便能夠確定該觸頭之間 的還原劑的電阻。在外面，溫度傳感器15被附接到所述第一電觸頭6,該溫度傳感器使得能 夠確定管路9中的還原劑的溫度。此外，電觸頭6、7各具有防腐蝕裝置28。防腐蝕裝置28通過(guò) 犧牲陽(yáng)極來(lái)實(shí)現(xiàn)，該陽(yáng)極由比電觸頭的材料便宜的金屬形成。
[0086] 圖6示出了管路9的另一實(shí)施例。在此，傳感器5由作為第一電觸頭6的電探針和作 為第二電觸頭7的管路9的壁部形成。第一電觸頭6經(jīng)密封件20被電絕緣地引入管路9的內(nèi)部 空間中。作為第一電觸頭6的電探針和作為第二電觸頭7的管路9的壁部之間的電阻可以被 確定。此外，用于確定所述液體還原劑的溫度的溫度傳感器15附接在第一電觸頭6上。
[0087] 圖7示出了具有傳感器5的固定段27。固定段可以是箱壁部3、輸送裝置8的外殼、管 路9的壁部以及如果合適的話還可以是密封件20。傳感器5包括第一電觸頭6-一溫度傳感 器15附接在其上--和第二電觸頭7。第一電觸頭6和第二電觸頭7通過(guò)毛細(xì)屏障26被固定 在固定段27。在此，毛細(xì)屏障26通過(guò)在固定段27與電觸頭6、7之間產(chǎn)生形狀配合的迷宮式密 封實(shí)現(xiàn)。
[0088] 圖8示出了根據(jù)圖7的固定段27的俯視圖，其中圖8示出了固定段27的由圖7中的箭 頭A標(biāo)識(shí)的視圖。固定段可以是箱壁部3、輸送裝置8的外殼、管路9的壁部以及如果合適的話 還可以是密封件20。具有第一電觸頭6、第二電觸頭7和第三電觸頭25的傳感器5集成在固定 段27上。電壓總是可以施加到三個(gè)電觸頭6、7、25中的兩個(gè)之間，使得可以在最多三個(gè)距離 上測(cè)量通過(guò)還原劑的電阻。電觸頭6、7、25布置成彼此具有不同的間距。間距11在第一電觸 頭6與第二電觸頭7之間存在，而第一電觸頭6和第三電觸頭25彼此具有參考間距13。還原劑 的電導(dǎo)可以從所述最多三個(gè)所得的電阻非常精確地確定。
[0089] 通過(guò)本發(fā)明，可以確定還原劑的質(zhì)量，這可以使待輸送的還原劑的量適應(yīng)還原劑 的質(zhì)量，使得根據(jù)相應(yīng)的情況適當(dāng)?shù)叵妮^少的還原劑，或向排氣管線輸送足夠的尿素。
[0090] 附圖標(biāo)記列表
[0091] 1配量裝置
[0092] 2 儲(chǔ)箱
[0093] 3箱壁部
[0094] 4 內(nèi)部空間
[0095] 5傳感器
[0096] 6第一觸頭
[0097] 7第二觸頭
[0098] 8輸送裝置
[0099] 9 管路
[0100] 10排氣管線
[0101] 11 間距
[0102] 12控制器
[0103] 13參考間距
[0104] 14過(guò)濾器
[0105] 15溫度傳感器
[0106] 16機(jī)動(dòng)車
[0107] 17內(nèi)燃機(jī)
[0108] 18排氣處理裝置
[0109] 19噴射器
[0110] 20密封件
[0111] 21流動(dòng)方向
[0112] 22流動(dòng)轉(zhuǎn)向/分流
[0113] 23表面型過(guò)濾器
[0114] 24深度過(guò)濾器
[0115] 25第三觸頭
[0116] 26毛細(xì)屏障
[0117] 27固定段
[0118] 28防腐蝕裝置
[0119] 29預(yù)處理單元
[0120] 30分離器
[0121] 31加熱器
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于確定還原劑的質(zhì)量的方法，至少包括以下步驟： i) 執(zhí)行還原劑的預(yù)處理； ii) 確定經(jīng)預(yù)處理的還原劑的溫度； iii) 確定經(jīng)預(yù)處理的還原劑的導(dǎo)電性;和 iv) 借助于導(dǎo)電性和溫度計(jì)算所述還原劑的質(zhì)量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟iii)中的還原劑的導(dǎo)電性的確定通過(guò)具有電 連接到還原劑的第一電觸頭(6)和第二電觸頭(7)的傳感器(5)進(jìn)行。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在步驟iii)中，電壓分別施加在至少第一電觸頭 (6)與第二電觸頭(7)之間以及第一電觸頭(6)與第三電觸頭(25)之間，其中，確定第一電觸 頭(6)與第二電觸頭(7)之間和第一電觸頭(6)與第三電觸頭(25)之間的電阻，并且在步驟 c)中，從兩個(gè)已確定的電阻來(lái)確定電導(dǎo)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟iii)中，施加交流電壓。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟i)中，為還原劑的預(yù)處理實(shí)施 以下措施中的至少一者： -還原劑的過(guò)濾； -還原劑的電化學(xué)處理； -還原劑的熱處理;和 -從還原劑至少部分地分離出至少一種成分。6. 用于還原劑的配量裝置（1)，該配量裝置具有儲(chǔ)箱（2)、用于確定還原劑的導(dǎo)電性的 傳感器(5)以及至少一個(gè)管路(9)，該儲(chǔ)箱具有箱壁部(3)和由箱壁部(3)至少部分地界定的 內(nèi)部空間（4)，還原劑經(jīng)由所述管路從內(nèi)部空間（4)被提取，其中，所述至少一個(gè)管路(9)流 體連接到內(nèi)部空間（4)，使得所述還原劑可以從內(nèi)部空間（4)經(jīng)所述管路(9)被引導(dǎo)到排氣 管線（10)中，其中，傳感器(5)布置在所述管路(9)上，其中，用于預(yù)處理還原劑的預(yù)處理單 元(29)也布置在所述管路(9)上。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的配量裝置（1)，其中，所述傳感器(5)具有電連接到所述還原劑 的第一電觸頭(6)和第二電觸頭(7)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的配量裝置（1)，其中，至少第一電觸頭(6)或第二電觸頭(7)通 過(guò)毛細(xì)屏障（26)在所述管路(9)上液密地密封，其中，所述毛細(xì)屏障（26)通過(guò)首先至少第一 電觸頭(6)或第二電觸頭(7)與其次所述管路(9)的至少一個(gè)固定段(27)之間的緊密結(jié)合連 接而形成。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的配量裝置（1)，其中，至少第一電觸頭(6)或第二電觸頭(7)通 過(guò)毛細(xì)屏障（26)在所述管路(9)上液密地密封，其中，所述毛細(xì)屏障（26)通過(guò)首先至少第一 電觸頭(6)或第二電觸頭(7)與其次所述管路(9)的至少一個(gè)固定段(27)之間的形狀配合來(lái) 實(shí)現(xiàn)。10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的配量裝置（1)，其中，所述傳感器(5)具有第三電 觸頭(25)。11. 根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的配量裝置（1)，還包括溫度傳感器（15)。12. 根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的配量裝置（1)，其中，所述觸頭(6,7)由下列材 料中的至少一種形成： -石墨， -高等級(jí)鋼和 _鉬。13. 根據(jù)權(quán)利要求6至12中任一項(xiàng)所述的配量裝置(1)，其中，所述預(yù)處理單元(29)包括 下列部件中的至少一者： -至少一個(gè)過(guò)濾器（14)，其凈化流經(jīng)管路(9)的還原劑； -至少一個(gè)電觸頭(6,7,25)，其中，所述至少一個(gè)電觸頭(6,7,25)設(shè)計(jì)用于執(zhí)行還原劑 的電化學(xué)處理； -至少一個(gè)加熱器(31)，其用于還原劑的熱處理;和 -至少一個(gè)分離器（30)，借助于所述分離器至少一種成分能至少部分地從還原劑中分 離出來(lái)。14. 機(jī)動(dòng)車（16 )，該機(jī)動(dòng)車包括具有排氣處理裝置（18)的內(nèi)燃機(jī)(17 )，該排氣處理裝置 具有排氣管線（10)并具有根據(jù)權(quán)利要求6至13中任一項(xiàng)所述的配量裝置(1)。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK105849540SQ201480055109
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月31日
【發(fā)明人】J·霍格森, S·舍佩爾斯, A·貝格門, M-P·穆勒
【申請(qǐng)人】大陸汽車有限責(zé)任公司