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 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)動機的排氣，已知其中實施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)。運種低溫在冬季可能會發(fā)生在機動車中，特 別是在機動車的長期停用期間。因此，當(dāng)機動車運轉(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 合機動車中可用的安裝空間。因此，運種儲罐通常具有很像銀齒的形狀。運使得充填液位的 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 別容易地實施。
[000引利用根據(jù)權(quán)利要求1的特征的方法實現(xiàn)運些目的。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 試驗液。然而，等效液體也可被用作試驗液，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。運種進(jìn)給模塊通常具有進(jìn)液點和 供給口（位于儲罐外部），液體添加劑在所述進(jìn)液點從儲罐被攝入，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施。運些控制電子元件可 W是機動車的控制裝置的一部分。運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)。如果確定了真實的充填液位，則運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施校準(zhǔn)的說明。
[0020] 此外，如果在儲罐已被安裝在機動車中之后在機動車的制造期間實施該方法，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，儲罐由于安裝在機動車中而變形。由于在已安裝儲罐之后的時點校 準(zhǔn)充填液位傳感器，所w也可w考慮校準(zhǔn)期間的運種變形。因此，充填液位傳感器的校準(zhǔn)變 得特別精確。例如，該方法可在機動車在生產(chǎn)線上裝配時實施。該方法也可W在機動車已 (剛好)離開生產(chǎn)線時實施。例如，然后可在機動車的初始校準(zhǔn)的范圍內(nèi)實施該方法。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動車的裝配的結(jié)束執(zhí)行。
[0023] 此外，如果試驗液為水，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，水可避免損壞機動車的更多構(gòu)件。此外，水是經(jīng)濟的 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。運容許獨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)又一實施例變型，在多個步驟中實施該方法。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 試驗液的量W規(guī)定值增加并實施試驗測量(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值，則該試驗值可用于在步驟d)