具有用于液體添加劑的填充液位傳感器的輸送單元的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于從儲罐(2)提取液體添加劑的輸送單元(1)，所述輸送單元能安裝在儲罐(2)上，其具有用于測量儲罐(2)中液體添加劑的填充液位的填充液位傳感器(3)，其中該填充液位傳感器(3)構造為能將波發射到儲罐(2)的發射區域(4)中，并且該填充液位通過針對由液面(5)所反射并再次撞擊填充液位傳感器(3)的波的傳播時間測量來測量，并且其中該輸送單元(1)具有至少第一參考面(6)，所述第一參考面(6)至少部分地延伸到發射區域(4)中并與填充液位傳感器(3)相距第一距離(7)，其中，至少一個第一參考面(6)構造在獨立的校準部件(10)上，所述校準部件(10)安裝在輸送單元的殼體(12)的外側部(11)上。
【專利說明】具有用于液體添加劑的填充液位傳感器的輸送單元

【技術領域】
[0001]本發明涉及用于從儲罐提取液添加劑的輸送單元，其中設有用于確定儲罐的填充液位的傳感器。該輸送單元尤其適于在機動車中將液體添加劑從儲罐輸送到用于凈化內燃機中廢氣的廢氣處理裝置中。
[0002]具體地，在機動車的移動內燃機領域中，經常用到廢氣處理裝置，其中采用廢氣凈化方法，所述方法借助液體添加劑來凈化內燃機的廢氣。在這種廢氣處理裝置中特別常用的廢氣凈化方法是選擇性催化還原(SCR)法，其中借助還原劑來還原內燃機廢氣中的氮氧化合物。在這種背景下，通常用氨來作為還原劑。氨通常不直接以純氨的形式存儲在機動車中，而是以還原劑前體溶液的形式來存儲，其中所還原劑前體溶液在廢氣中或在為此而特別設置的反應器中進行轉化，以形成氨。由此，還原劑前體溶液構成液體添加劑。特別常用的還原劑前體溶液例如是以商品名稱AdBlueS:獲得的尿素含量為32.5%的水性尿素水溶液。表述“還原劑”和“還原劑前體溶液”將在下文相互同義使用，二者均涵蓋在術語“添力口劑”中。
[0003]為了在廢氣處理裝置中提供還原劑，通常設置從儲罐向廢氣處理裝置輸送還原劑的輸送單元。這種輸送單元應當設計得耐用、造價盡可能低廉并且裝配和維修盡可能簡單。同時，研發獲得了安裝在儲罐中的用于還原劑的輸送單元。在這種輸送單元的情況中，通常可以免除儲罐與輸送單元之間的連接管線。此類輸送單位可例如從WO 2011/085830A1來獲知。
[0004]上述類型的輸送單元特別有利的是，附加地具有能監測儲罐填充液位的機構。這里的問題是，輸送單元應當盡可能設計為能安裝在不同的儲罐中，并且填充液位的測量應當盡可能獨立于儲罐的形狀/高度。


【發明內容】

[0005]以此為出發點，本發明的目的在于至少緩解與現有技術有關的突出的技術問題。具體地，尋求提出一種用于從儲罐提取液體添加劑并具有極為有利的填充液位傳感器的特別有利的輸送單元。而且，還尋求闡明一種用于監測儲罐中液體添加劑的填充液位的特別有利的方法。
[0006]所述目的可以通過根據權利要求1所述的特征的輸送單元來實現，并且還可通過根據權利要求12中所述的特征的方法來實現。
[0007]本發明的進一步有利的改進限定在從屬權利要求中。權利要求中所單獨限定的特征可以通過技術上有意義的任何期望方式而相互結合，并且可以通過說明書中的解說性事實，結合本發明具體的其他設計變型來加以補充。
[0008]用于從儲罐抽取液體添加劑的輸送單元可安裝在儲罐上并且具有用于測量儲罐中液體添加劑的填充液位的填充液位傳感器。所述填充液位傳感器設計用于將波發射到儲罐的發射區域中，從而使得可通過對被液面反射并再次撞擊填充液位傳感器的波的傳播時間的測量來測得填充液位。這里，所述輸送單元具有至少第一參考面，其至少部分地延伸到發射區域中并且與填充液位傳感器相隔第一距離，其中至少一個第一參考面設置在安裝于輸送單元的殼體的外側部上的獨立的校準部件上。
[0009]所述輸送單元優選形成有其中能安置輸送單元的各種有源部件的殼體。所述有源部件例如是閥、用于輸送液體添加劑的泵、傳感器等。優選地，輸送單元的殼體可以插入到儲罐底座的(底座)開口中。為此，所述輸送單元優選具有設計成能在所述輸送單元與儲罐之間產生流體密封連接的凸緣。然后，所述輸送單元或其殼體優選從儲罐底座開始延伸到儲罐的內部。當輸送單元安裝在儲罐上時，所述輸送單元優選具有位于儲罐內部的吸入點，其中輸送單元通過所述吸入點將液體添加劑從儲罐內部吸出。輸送單元上還優選設有能排放液體添加劑的排出點。所述排出點例如設計作為可連接管線的端口，其中液體添加劑可通過所述管線從輸送單元連通到廢氣處理裝置的進給裝置。
[0010]所述填充液位傳感器優選具有能將波(光波、聲波、電磁波等)發射到發射區域的發射器和能接收由填充液位傳感器所發射的波的接收器。這里，波在被發射與接收之間，也可以通過適當表面來反射。所述發射區域具體可理解為指代所述填充液位傳感器所能發射波的空間角度分段。所述發射區域通常從填充液位傳感器呈錐體地延伸，具體說是在超聲波傳感器的設計變型中呈圓錐形地延伸。所述錐體可例如具有1° (度)與10°之間的錐體開度角。填充液位傳感器的發射器和填充液位傳感器的接收器優選地相互協調，使得所述接收器(僅)接收由發射器發射的波，并且優選地不會被來自環境的干擾信號所不利地影響。由填充液位傳感器發射的波優選為聲波。然而，傳感器也可以發射和接收電磁波。所述波優選具有適于被儲罐中的液體添加劑液面所反射(至少部分反射)(完全反射)的頻率。因此，可以確保波從填充液位傳感器發射到液面，在液面被反射并偏轉返回到填充液位傳感器。因此，就所述傳播時間的測量而言，是針對對所述波從填充液位傳感器行進到液面并再次返回所花費的時間的測量。所述填充液位傳感器優選在所述輸送單元上對齊，使得當輸送單元以預定安裝位置安裝在儲罐上時，所述發射區域從填充液位傳感器開始豎直向上地延伸(與重力相反地)。因此，可以確保由填充液位傳感器發射的波能夠成直角地撞擊儲罐中添加劑的液面，在那里被反射并豎直回到填充液位傳感器。
[0011]已經發現，因為波在液體添加劑中的速度受到眾多交叉影響，因此在液體添加劑中的傳播時間可能會顯著變化。顯著的交叉影響例如是液體添加劑的組分。如果除了所述傳播時間的測量以外，還會執行針對從填充液位傳感器到參考面并再次返回的第二傳播時間的測量，那么使用這樣能發射波的填充液位傳感器能夠大大增加填充液位測量的精度。然后，從填充液位傳感器到參考面存在參考測量路徑，其中通過所述參考測量路徑可以確定液體添加劑中波的速度。然后，可以將到參考面的傳播時間與到液面的傳播時間進行比較。通過這種方式，得以考慮液體添加劑中以及填充液位測量中的波速變化。由于所述參考面延伸到填充液位傳感器的發射區域內，因此由填充液位傳感器發射到發射區域中的部分波被參考面反射回填充液位傳感器。由此，所述第一參考面產生了通過填充液位傳感器來捕獲的附加信號。
[0012]所述第一參考面應當構造成使得從填充液位傳感器到第一參考面的第一參考測量路徑位于液面下方(如果可能的話，即使在儲罐的低填充液位情況下也位于液面下方)。因此，所述第一參考面優選構造成與填充液位傳感器相距相對較短的第一距離。所述第一參考面優選位于小于100mm[毫米]的距離處，其中所述第一距離特別優選為介于25mm與80mm之間，或者甚至介于50mm與80mm之間。
[0013]所述輸送單元特別有利的是，所述輸送單元具有也同樣至少部分地延伸進入發射區域并且與填充液位傳感器相距第二距離的附加的第二參考面。波穿過液體添加劑的額外傳播時間可通過所述類型的第二參考面來確定。所述額外傳播時間的測量一方面可用于為到達液面處的傳播時間測量的校正提供更為準確的參考。而且，所述額外傳播時間的測量能夠對兩個已知距離上的傳播時間(即，從填充液位傳感器到這兩個不同的參考面并返回的傳播時間)進行比較，這允許得出有關液體添加劑屬性的進一步結論。因此，并行于填充液位測量，還可以通過填充液位傳感器來執行液體添加劑的質量測量。
[0014]而且，也可使用所述第二參考面來補償輸送單元的制造公差。通常的情況是，已知的填充液位傳感器與第一參考面之間的第一距離和/或填充液位傳感器和第二參考面之間的第二距離并不具有特別高的精度，和/或所述距離遭受了相對較大的制造公差。這例如是由于如下事實而造成的，即填充液位傳感器安裝在形式及厚度均遭受相對較大公差的輸送單元的殼體的塑料壁上。然而，如果適當，則仍然有可能使得第一參考面與第二參考面之間的距離遵循極高的精度。所述第二參考面優選與填充液位傳感器相距5mm至40mm的第二距離，特別優選為20mm至30mm。所述第一參考面與第二參考面優選彼此相距30mm至60臟的距離。
[0015]所述輸送單元進一步有利的是，填充液位傳感器是超聲波傳感器。超聲波傳感器優選發射并接收頻率范圍在可聽聲音的頻率范圍以上的聲音。典型地，大于16kHz [16，0001/秒]的頻率稱為超聲波。所述超聲波傳感器優選發射并接收頻率范圍在2至20MHz [兆赫]內的聲波。已經發現，使用超聲波能夠使得液體廢氣添加劑(具體說是尿素水溶液)中的傳播時間的測量極為準確。因此，通過超聲波測量，能夠極為精確地確定用于液體添加劑的儲罐中的填充液位，具體而言即用于尿素水溶液的儲罐的填充液位。
[0016]針對填充液位測量的參考面往往針對不同的儲罐形狀而定位不同。然而，出于輸送單元的造價低廉的目的，期望輸送單元針對不同的儲罐能夠盡可能設計得相同。因此，第一(和/或第二)參考面特別有利地形成在容易適應于輸送單元的不同儲罐及不同應用中的獨立、相對低廉的部件上。所述參考部件還優選地可以逆動地安裝在輸送單元上并從輸送單元上拆除，以便輸送單元還可以逆動地適應不同的儲罐及應用。獨立的校準部件例如可形成為片狀金屬部件。這提供的優點是，在所述類型的片狀金屬部件的情況中，可以特別精確地遵循參考面之間的距離。所述輸送單元的殼體例如由塑料形成。在所述殼體的情況中，遵循特別精確的制造公差在某些情況下是不可能的，或者僅當付出極高代價時才可能，這從而使得在其它情況中會直接安裝在殼體上的、也相應由塑料制成的參考面在生產運行中將不會非常可靠地保持自身距離。這對于傳播時間測量的較高精度而言是非常不利的。現在，本文將通過獨立的校準部件來防止這一點。
[0017]至少對于第一參考面而言還有利的是，優選地，所述第一參考面與第二參考面構造為使得填充液位傳感器與參考面之間的距離以及參考面之間的距離具有至少可行的溫度依賴性。由于熱膨脹，部件上的距離作為溫度的函數而變化。即使這些變化相對較小，但是它們會對使用所述填充液位傳感器的測量造成影響，導致錯誤的填充液位測量。如果用于連接所述參考面而設置的部件具有低的熱膨脹系數，那么就能夠使距離具有特別低的溫度依賴性。當參考面設置在獨立的校準部件上時，這是可能的。所述校準部件優選具有低的熱膨脹系數，尤其為至多50 μ m/mK (微米每米.開爾文)。例如，這可以借助由金屬制成的校準部件來實現。由于殼體例如是由塑料制成，因此所述輸送單元的殼體的熱膨脹系數通常較高，例如大于100 μ m/mK。
[0018]所述校準部件優選具有在填充液位傳感器附近抵接于殼體上的部分，并由此預先定義了參考面與填充液位傳感器之間的距離。所述部分例如是在填充液位傳感器附近被擠壓向輸送單元殼體上并相應牢固地抵接在殼體上的壓靠部。
[0019]在輸送單元的一個改進中，至少一個第一參考面可獨立定位在校準部件上，以便定義出所述第一參考面到填充液位傳感器的第一距離。所述校準部件例如可由能夠通過簡單成形工藝而變形的預制部件來制造，以便形成參考面。這里，還有利的是，例如獨立的校準部件是能由其輕易彎曲出第一參考面和/或第二參考面的片狀金屬帶材。
[0020]優選地，所述校準部件包括壓靠部。所述壓靠部具體是軸承部。優選地，所述壓靠部抵靠著所述輸送單元殼體中靠近填充液位傳感器的那部分壁上。例如，它抵靠在與填充液位傳感器直接相對的壁部上。即使是在壁部和/或殼體的制造公差不是太精確的情況下，相對于所述填充液位傳感器的鄰近位置能夠極為精確地定義從校準部件到填充液位傳感器的距離。優選地，所述校準部件具有高的剛性并且以精確的制造公差極為精確地制造。這可以通過用于校準部件的金屬材料(優選為不銹鋼)來保證。具體地，壓靠部與參考面之間的校準部件的某部分具有極為精確的制造公差。例如，這些制造公差比輸送單元的殼體的制造公差要更精確10倍。校準部件的精確的制造公差允許從填充液位傳感器到參考面的距離總是很準確。而且，所述校準部件具有彈簧部。盡管在校準部件的不同緊固機構之間的距離不精確已知的情況下，所述彈簧部依然能夠用于將所述壓靠部抵靠在殼體壁部上的某限定位置處。例如，用于校準部件的緊固機構可以是用于將校準部件旋擰到殼體上的孔。所述彈簧部優選不安置在壓靠部與參考面之間，而是位于校準部件的另一位置上，這是因為否則的話彈簧部會扭曲，從而對壓靠部與參考面之間的精確距離造成負面影響。
[0021]而且，所述輸送單元有利的是，它具有殼體，其中所述填充液位傳感器構造在所述殼體中并且經由耦合層與殼體壁部接觸，其中所述填充液位傳感器設計為穿過壁部來發射和接收波。
[0022]所述殼體優選由塑料制成。超聲波傳感器可容易地穿過殼體的薄壁來發射和接收波。因此，填充液位傳感器可構造在輸送單元的殼體內，并且不需要與液體添加劑直接接觸。為了改善從填充液位傳感器到殼體的波傳輸，可以設有將填充液位傳感器連接到殼體的耦合層。所述耦合層(或其他傳輸材料)可例如是在填充液位傳感器與殼體之間采用能產生連接的凝膠和/或的糊料的形式，其中所述凝膠和/或的糊料以極為有效的方式來傳導波(例如聲波)。
[0023]所述填充液位傳感器優選通過至少一個緊固機構來固定到所述殼體內部的殼體壁上。這里，所述填充液位傳感器優選由緊固機構壓靠/夾持在壁部上。耦合層優選通過至少一個緊固機構牢固地支承在填充液位傳感器與壁部之間，從而在填充液位傳感器、耦合層和壁部之間產生永久接觸。
[0024]所述輸送單元進一步有利的是，用于測量儲罐中液體添加劑溫度的溫度傳感器構造在填充液位傳感器上。液體添加劑的溫度對液體添加劑中波的速度具有局部顯著的交叉影響。因此，對與填充液位傳感器(尤其是超聲波傳感器)的直接相鄰的液體添加劑的溫度進行測量，則是有利的。優選地，使用填充液位傳感器與所述溫度傳感器所構成的共同(聯合)部件，所述共同部件可在輸送單元的組裝過程中一體地插入到輸送單元中。
[0025]所述輸送單元具有的其他優點是，其具有帶有凸起的殼體，并且溫度傳感器在殼體中構造在所述凸起中。所述凸起優選從殼體開始延伸進入到儲罐內部。因此，所述凸起被存在于儲罐中的液體添加劑圍繞沖洗和/或填充。位于所述凸起中的溫度傳感器由此與液體添加劑直接接觸，并因此可以精確地確定所述液體添加劑的溫度。所述凸起優選地至少部分地排列成能在殼體壁與溫度傳感器之間產生直接熱接觸的耦合介質的形式，從而溫度傳感器能夠極為精確地確定遍布在壁部/耦合介質的外側的液體添加劑的溫度。
[0026]所述輸送單元可構造為附加地測量/確定液體添加劑的至少一個屬性，其中為了該目的，使用了至少一個針對通向第一參考面并回到填充液位傳感器的波的傳播時間的測量。在尿素水溶液中的聲波的傳播時間例如高度地依賴于溶液中尿素的濃度。因此，特別有利的是，所述填充液位傳感器不僅能執行填充液位測量，而且還能監測儲罐中液體添加劑的濃度。
[0027]因此，本發明還可具體實現為用于存儲液體添加劑的儲罐，其具有能將根據本發明所述的輸送單元構造在其中的儲罐底座。
[0028]而且，本發明還可實施在至少具有內燃機、用于凈化內燃機中廢氣的廢氣處理裝置、用于存儲液體添加劑的儲罐，以及根據本發明所述的輸送單元的機動車中，其中所述輸送單元設計用于從儲罐抽取液體添加劑并將所述液體添加劑輸送到所述廢氣處理裝置中。
[0029]在本發明的另一方面中，提出了一種通過至少一個填充液位傳感器來監測儲罐中液體添加劑的填充液位的方法。所述方法包括至少以下步驟:
[0030]a)通過填充液位傳感器將波形信號發射到所述儲罐中，并且激活時間測量；
[0031]b)通過所述填充液位傳感器接收由第一參考面反射的至少一個第一信號，并且確定第一信號傳播時間；
[0032]c)通過所述填充液位傳感器接收由液面反射的第二信號，并且確定第二信號傳播時間；以及
[0033]d)通過比較所述第一信號傳播時間和所述第二信號傳播時間來計算填充液位。
[0034]優選地在與填充液位傳感器相連并具有計時單元的電子控制單元中執行所述方法，其中通過所述計時單元來進行用于確定不同的信號傳播時間的時間測量。正如由所述方法的步驟順序所表明的那樣，由所述第一參考面所反射的信號通常(例如當填充液位位于儲備液位上方時)在由液面所反射的第二信號達到填充液位傳感器之前到達填充液位傳感器。這是因為相比于液面與填充液位傳感器，所述第一參考面優選地構造為與填充液位傳感器相距更短的距離。
[0035]所述方法還優選地以循環的形式迭代地重復執行。這里，所述填充液位傳感器通常在步驟a)中發射波信號，然后在步驟b)和c)中等待來自所述第一參考面與來自液面的信號反射。然后，在步驟d)中進行填充液位的計算。隨后，再次執行步驟a)。如果適當，在步驟a)再次執行之前，可以有時間間隔停頓，從而使得所述方法例如至少每5分鐘執行一次，優選為至少每15分鐘執行一次，特別優選為至少每小時執行一次。如果適當，所述時間間隔也可以變化(例如，作為所確定的填充液位的函數)或者響應于外部命令而激活/改變。
[0036]所述方法特別有利的是，在步驟b)與步驟c)之間，由所述填充液位傳感器來接收由所述第二參考面所反射的又一信號，并且確定又一信號傳播時間，并且其中在步驟e)中，通過比較所述第一信號傳播時間與所述又一信號傳播時間來確定液體添加劑的至少一個屬性。對來自所述第二參考面的又一反射信號的接收優選發生在暫處于步驟b)與步驟
c)之間的步驟b.2)中。
[0037]液體添加劑中的波的又一傳播時間測量不僅能夠確定液體添加劑的屬性。而且還可以確定并最小化其他的交叉影響，其中所述交叉影響可能會對用于填充液位測量的傳播時間測量的精度造成影響。例如，由于將填充液位傳感器安裝在輸送單元的殼體中的這個事實，可能導致如下這種情況:即，來自填充液位傳感器、穿過壁部(并且如果適當，還穿過耦合層)、進入液體添加劑中的波的傳播時間會根據安裝情況的不同而不同。這些制造引起的差異可通過又一傳播時間的測量而得以補償。
[0038]應當注意，結合本發明，那些關于所述輸送單元而指定的特定優點和實施例特征可以相應地應用并轉移到所述方法中。這同樣適用于那些關于所述方法而指定的特定優點和實施例特征，即，其可以同樣應用并轉移到所述傳送單元中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]下面將根據附圖對本發明及其【技術領域】作出更詳細說明。附圖還示出特別優選的示例性實施例，但本發明并不限制于此。特別需要指出的是，附圖以及尤其是所示出的比例僅為示意性的。在附圖中:
[0040]圖1示出了具有輸送單元的第一設計變型的儲罐；
[0041]圖2示出了具有輸送單元的第二設計變型的儲罐；
[0042]圖3示出了輸送單元的校準部件；
[0043]圖4示出了具有校準部件的輸送單元的細節；
[0044]圖5示出了填充液位傳感器的發射區域的示意圖；
[0045]圖6示出了機動車；和
[0046]圖7示出了用于確定儲罐中填充液位的方法的流程的一個變型。
[0047]其中，附圖中示出的相同部件均以相同的附圖標號標示。下面，附圖中同時具有共同特征的位置將部分地進行聯合說明。

【具體實施方式】
[0048]圖1和2分別示出了儲罐2。輸送單元I插入到儲罐2的儲罐底座18中。輸送單元I具有設計用以將波(或聲波)發射到儲罐2的發射區域4中的填充液位傳感器3(超聲波傳感器)。所述波被儲罐2中的液體添加劑(尿素水溶液)的液面5反射并偏轉回到填充液位傳感器3。通過這種方式，填充液位傳感器3可確定液面5與填充液位傳感器3之間的距離，并由此通過傳播時間測量來確定儲罐2中液體添加劑的填充液位。填充液位傳感器3優選構造在輸送單元I的殼體12的內部28。殼體12的壁部14由此將填充液位傳感器3與儲罐2分離。從而，使填充液位傳感器3免于液體添加劑。在每種情況下，液體添加劑都僅存在于殼體12的外側部11上而不進入到內部28中。
[0049]根據圖1和2，在每個示例中，輸送單元I上均設有延伸到發射區域4中并且同樣會對由填充液位傳感器3發射到儲罐2中的波造成反射的第一參考面6。由第一參照表面6所反射的波同樣返回到填充液位傳感器3，從而能夠針對從填充液位傳感器3到第一參考面6并返回的波進行傳播時間測量。第一參考面6使得發射區域4中存在屏蔽區域29，盡管所述屏蔽區域實際上位于發射區域4內，由填充液位傳感器3發射的波沒有穿入所述屏蔽區域中。第一參考面6設計為使得發射區域4沒有完全被第一參考面6屏蔽，并且盡管存在第一參考面6，由填充液位傳感器3發射的一部分波依然可以行進至液面5并在那里被反射。
[0050]根據圖1，除了填充液位傳感器3以外，還設有位于輸送單元I的殼體12的凸起17中的溫度傳感器16。溫度傳感器16和填充液位傳感器的3也可以形成為共同部件。
[0051]在圖2中，除了第一參考面6以外，還設有第二參考面8，其同樣能反射由填充液位傳感器3發射的波，從而能夠對到達第二參考面8并返回至填充液位傳感器3的波進行傳播時間測量。這里，不直接將第一參考面6和第二參考面8中的一者布置在另一者上方，從而使得來自填充液位傳感器3的波既撞擊第一參考面6又撞擊第二參考面8，并且能夠實現兩個獨立的傳播波時間測量。
[0052]圖3示出了可固定到輸送單元的殼體上的校準部件10。所述校準部件10形成有第一參考面6和第二參考面8。校準部件形成為條帶型，其優選由(適當的金屬的)片材構成。通過這種方式，能夠針對第一參考面6的位置、第二參考面8的位置和/或設計為鄰接在填充液位傳感器3附近的壓靠部30的位置，而特別精確地遵循制造公差。為了確保壓靠部30精確抵接在輸送單元的殼體壁部上，在校準部件10的上部區域設置彈簧部27。彈簧部27偏轉，并且即使在輸送單元的殼體高度不同的情況下，也能夠確保精確地遵循填充液位傳感器3與第一參考面6和第二參考面8之間的距離。
[0053]圖4示出了具有校準部件10的輸送單元的一部分。可以看到輸送單元殼體的壁部14。填充液位傳感器3安裝在殼體內部28中的壁部14上。填充液位傳感器3例如通過緊固機構15來擰緊或夾持到壁部14上。在填充液位傳感器3與壁部14之間構造有耦合層13，所述耦合層允許波從填充液位傳感器3到壁部、再相應到外側部11并進入儲罐的液體添加劑中的有效傳輸。校準部件10安裝在殼體的外側部11上。壓靠部30用于確保校準部件10相對于填充液位傳感器3的精確定位。在校準部件10上，可以看到第一參考面6，其與填充液位傳感器3相距第一距離7。還可以看到第二參考面8，其與填充液位傳感器3相距第二距離9。校準部件10通過緊固機構15固定到殼體的壁部14上。彈簧部27用于確保校準部件10的壓靠部30抵接在填充液位傳感器3附近的殼體壁部14上。
[0054]圖5示出了填充液位傳感器的發射區域4的示意圖。在圖5中，從上方對填充液位傳感器進行觀察。第一扇區22中，由填充液位傳感器所發射的波優選撞擊第一參考面。第二扇區23中，由填充液位傳感器所發射的波優選撞擊第二參考面。撞擊參考面的波會反射回到填充液位傳感器。在第三扇區24中，由填充液位傳感器所發射的波不會被參考面所阻礙，而是行進到儲罐中添加劑的液面處，在那里被反射并傳輸回到填充液位傳感器3。
[0055]圖6示出了具有內燃機20并具有用于凈化內燃機20中廢氣的廢氣處理裝置21的機動車19。液體添加劑可通過進給裝置25進給到廢氣處理裝置21中。液體添加劑優選為還原劑，并特別優選為尿素水溶液。液體添加劑通過輸送單元I從儲罐2向進給裝置25供應。機動車附加地設置有控制單元26，其中通過所述控制單元26對輸送單元進行控制，并且例如可執行填充液位測量過程。
[0056]圖7示出了所述用于填充液位測量的方法的示意流程圖。可以看出，方法步驟a)至e)以循環的形式重復，從而定期獲得關于儲罐中液體添加劑的填充液位的最新信息。
[0057]附圖所示的特征通常不必一定相互聯結，而是還可以與其他附圖中的實施例相結合。同樣，如果本文中沒有明確指出強制性關系，那么可以對附圖所示的設計變型的特征進行單獨考慮，以便更詳細地闡明本發明。
[0058]因此，本發明緩解了與現有技術有關的突出技術問題。具體地，提出了一種用于從儲罐提取液體添加劑的特別有利的輸送單元，所述輸送單元具有特別有利的填充液位傳感器。而且，還闡明了特別有利的用于監測儲罐中液體添加劑的填充液位的方法。本發明具體用于在機動車中存儲及輸送尿素水溶液的領域。
[0059]附圖標記列表
[0060]I輸送單元
[0061]2 儲罐
[0062]3填充液位傳感器
[0063]4發射區域
[0064]5 液面
[0065]6第一參考面
[0066]7第一距離
[0067]8第二參考面
[0068]9第二距離
[0069]10校準部件
[0070]11外側部
[0071]12 殼體
[0072]13耦合層
[0073]14 壁部
[0074]15緊固機構
[0075]16溫度傳感器
[0076]17 凸起
[0077]18儲罐底座
[0078]19機動車
[0079]20內燃機
[0080]21廢氣處理裝置
[0081]22第一扇區
[0082]23第二扇區
[0083]24第三扇區
[0084]25進給裝置
[0085]26控制單元
[0086]27彈簧部
[0087]28 內部
[0088]29屏蔽區域
[0089]30壓靠部
【權利要求】
1.一種用于從儲罐(2)提取液體添加劑的輸送單元(I)，所述輸送單元能安裝在所述儲罐(2)上，其具有用于測量所述儲罐(2)中液體添加劑的填充液位的填充液位傳感器(3)，其中所述填充液位傳感器(3)構造為能將波發射到所述儲罐(2)的發射區域(4)中，并且所述填充液位通過針對被液面(5)反射并再次撞擊所述填充液位傳感器(3)的波的傳播時間測量來測量，并且其中所述輸送單元(I)具有至少第一參考面￠)，所述第一參考面(6)至少部分地延伸到所述發射區域(4)中并與所述填充液位傳感器(3)相距第一距離(7)，其中至少一個第一參考面(6)構造在獨立的校準部件(10)上，所述校準部件(10)安裝在所述輸送單元的殼體(12)的外側部(11)上。
2.根據權利要求1所述的輸送單元(I)，其中，所述輸送單元(I)具有附加的第二參考面(8)，所述第二參考面(8)同樣至少部分地延伸到所述發射區域(4)中，并且與所述填充液位傳感器(3)相距第二距離(9)。
3.根據上述權利要求中任一項所述的輸送單元(I)，其中，所述填充液位傳感器(3)是超聲波傳感器。
4.根據上述權利要求中任一項所述的輸送單元(I)，其中，所述至少一個第一參考面(6)獨立地定位在所述校準部件(10)上，從而限定出所述第一參考面(6)到所述填充液位傳感器⑶的第一距離(7)。
5.根據上述權利要求中任一項所述的輸送單元(I)，其中，所述輸送單元(I)具有殼體(12)，其中所述填充液位傳感器(3)構造在所述殼體(12)中并經由耦合層(13)與所述殼體的壁部(14)接觸，其中所述填充液位傳感器(3)設計為能穿過所述壁部(14)來發射和接收波。
6.根據上述權利要求中任一項所述的輸送單元(I)，其中，用于測量所述儲罐(2)中液體添加劑的溫度的溫度傳感器(16)構造在所述填充液位傳感器(3)上。
7.根據權利要求6所述的輸送單元(I)，其中，所述輸送單元(I)具有帶有凸起(17)的殼體(12)，并且所述溫度傳感器(16)構造在所述殼體(12)的凸起(17)中。
8.根據上述權利要求中任一項所述的輸送單元(I)，其中，所述輸送單元(I)構造為能附加地測量所述液體添加劑的至少一個屬性，其中為此目的使用了針對到達所述第一參考面(6)并返回所述填充液位傳感器(3)的波的至少一個傳播時間的測量。
9.一種用于存儲液體添加劑的儲罐(2)，具有其上構造有根據上述權利要求中任一項所述的輸送單元(I)的儲罐底座(18)。
10.一種機動車(19)，所述機動車至少具有內燃機(20)、用于凈化所述內燃機(20)的廢氣的廢氣處理裝置(21)、用于存儲液體添加劑的儲罐(2)，以及根據權利要求1至8中任一項所述的輸送單元(I)，其中所述輸送單元設計用于從所述儲罐(2)抽取液體添加劑并將所述液體添加劑輸送到所述廢氣處理裝置(21)中。
11.一種通過至少一個填充液位傳感器(3)來監測儲罐(2)中液體添加劑的填充液位的方法，包括至少以下步驟: a)通過所述填充液位傳感器(3)將波形信號發射到所述儲罐(2)中，并且激活時間測量; b)通過所述填充液位傳感器(3)接收由第一參考面￠)反射的至少一個第一信號，并且確定第一信號傳播時間； c)通過所述填充液位傳感器(3)接收由液面(5)反射的第二信號，并且確定第二信號傳播時間；以及 d)通過比較所述第一信號傳播時間和所述第二信號傳播時間來計算填充液位。
12.根據權利要求12所述的方法，其中，在步驟b)與步驟c)之間，通過所述填充液位傳感器(3)來接收由第二參考面(8)所反射的又一信號，并且確定又一信號傳播時間，并且其中在步驟e)中，通過比較所述第一信號傳播時間與所述又一信號傳播時間來確定所述液體添加劑的至少一個屬性。
【文檔編號】F01N3/20GK104185726SQ201380014446
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年2月27日 優先權日:2012年3月16日
【發明者】喬治斯·馬古因, 謝赫·迪烏夫, 斯文·舍佩爾斯, 簡·霍奇森 申請人:依米泰克排放技術有限公司