DE102008043778A1 - Method for level measuring in tank receiving liquid, involves detecting driving condition indicative dimension, where level characterizing dimension is evaluated as function of driving condition indicative dimension - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Füllstandsmessung in einem eine Flüssigkeit, insbesondere eine Harnstoffwasserlösung aufnehmenden Behälter nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to a method and a device for level measurement in one a liquid, in particular a urea water solution receiving container after the genus of independent Claims.
Stand der TechnikState of the art
Die Verminderung von Stickoxidemissionen bei mit Luftüberschuss arbeitenden Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen, kann mit Hilfe der sogenannten Selective-Catalytic-Reduction-Technologie (SCR) erfolgen. Hierbei wird Stickoxid zu Stickstoff und Wasserdampf reduziert. Als Reduktionsmittel kommen dabei entweder gasförmiges Ammoniak oder Ammoniak in wässriger Lösung oder Harnstoff in wässriger Lösung zum Einsatz. Der Harnstoff dient dabei als Ammoniakträger und wird mit Hilfe eines Dosiersystems vor einem in dem Abgassystem verbauten Hydrolysekatalysator eingespritzt und mittels Hydrolyse zu Ammoniak umgewandelt, der dann in einem sogenannten SCR- oder Denox-Katalysator Stickoxide reduziert. Ein solches Dosiersystem weist ein Behältnis zur Aufnahme des Dosiermittels in Form einer Flüssigkeit, insbesondere der Harnstoffwasserlösung auf. Für eine ordnungsgemäße Funktion des SCR-Systems ist die Kenntnis des Flüssigkeitsstands in dem Harnstoffwasserlösung-Tank erforderlich. In dem System muss insbesondere der Füllstand der Lösung kontinuierlich überwacht werden, um über den Harnstoffverbrauch und die Funktion des Katalysators und die Güte der Harnstofflösung eine Aussage treffen zu können. An die Füllstandssensoren sind aufgrund der aggressiven Eigenschaften der Harnstofflösung hohe Anforderungen gestellt.The Reduction of nitrogen oxide emissions with excess air working internal combustion engines, especially in diesel internal combustion engines, can with the help of the so-called Selective Catalytic Reduction technology (SCR). In this case, nitrogen oxide becomes nitrogen and water vapor reduced. As a reducing agent come either gaseous Ammonia or ammonia in aqueous solution or Urea in aqueous solution for use. Of the Urea serves as ammonia carrier and is with the help a metering system in front of a built-in the exhaust system hydrolysis catalyst injected and converted by hydrolysis to ammonia, which is then in a so-called SCR or Denox catalyst reduced nitrogen oxides. One Such dosing system has a container for receiving the Dosing agent in the form of a liquid, in particular the Urea water solution on. For a proper The function of the SCR system is knowledge of the fluid level required in the urea water solution tank. By doing In particular, the system must have the level of the solution be continuously monitored to see about the urea consumption and the function of the catalyst and the quality of the urea solution to be able to make a statement. To the level sensors are high due to the aggressive properties of the urea solution Requirements made.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Füllstandsbestimmung bekannt. So existieren beispielsweise kontinuierlich erfassende Füllstandssensoren, beispielsweise elektrische Füllstandssensoren mit einer Widerstandsbahn, deren Widerstandswert sich abhängig vom Flüssigkeitsstand ändert, oder mechanische Sensoren, beispielsweise in Form von Schwimmern, die auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmen und mit einem Drehgelenk und einer entsprechenden elektrischen Abnahme der Drehstellung versehen sind, und dergleichen.in the State of the art are different methods for level determination known. For example, there are continuously detecting level sensors, For example, electric level sensors with a Resistance path whose resistance depends on Fluid level changes, or mechanical sensors, for example, in the form of floats, on the surface of the liquid swim and with a swivel joint and a corresponding electrical decline the rotational position are provided, and the like.
Aus
der
In
der
Darüber hinaus existieren Sensoren, die nur an einer einzigen Stelle das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Flüssigkeit erfassen. Solche diskreten Sensoren erkennen definierte Flüssigkeitsstände. Sie sind vorteilhaft wegen ihrer niedrigeren Herstellungskosten, einfacheren Montage usw.About that In addition, there are sensors that only in a single place the Detect the presence or absence of fluid. Such discrete sensors detect defined liquid levels. They are advantageous because of their lower production costs, easier assembly etc.
Eine kontinuierliche Füllstandserfassung ist jedoch mit diskreten Sensoren nicht ohne Weiteres möglich.A However, continuous level detection is discrete Sensors are not possible without further ado.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu vermitteln, die mit diskreten Füllstandssensoren eine kontinuierliche Erfassung der Füllstandshöhe in einem in einem Fahrzeug verbauten Tank in beliebigen Fahrzuständen des Fahrzeugs ermöglicht.Of the The present invention is therefore based on the problem, a method and to provide a device with discrete level sensors a continuous recording of the level height in a tank installed in a vehicle in any driving conditions of the vehicle allows.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das Verfahren zur Füllstandsmessung in einem eine Flüssigkeit, insbesondere eine Harnstoffwasserlösung aufnehmenden Tank mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst das Problem, aus einzelnen, diskreten Füllstandsinformationen einen kontinuierlichen Füllstand in beliebigen Fahrzuständen eines Fahrzeugs zu ermitteln. Dabei wird die Füllstandsinformation nicht nur durch wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Füllstandssensoren, sondern auch durch die Erfassung und Auswertung fahrzustandsindikativer Größen bestimmt.The Method for level measurement in a liquid, in particular, a urea water solution receiving tank with the features of claim 1 triggers the problem individual, discrete level information a continuous Level in any driving conditions of a vehicle to investigate. The level information is not only by at least one, preferably a plurality of level sensors, but also by recording and evaluating driving status indicators Sizes determined.
Hierzu wird eine den Füllstand charakterisierende Größe in Abhängigkeit von wenigstens einer fahrzustandsindikativen Größen ausgewertet und hieraus auf die in dem Tank befindliche Menge der Flüssigkeit geschlossen. Anders ausgedrückt ist es die Grundidee der Erfindung, den Tankinhalt aufgrund der Trägheit seiner Masse zu Schwingungen anzuregen, welche charakteristische Signalmuster an einem oder mehreren Sensoren erzeugen. Diese Signalmuster enthalten Informationen über den Füllstand. Wenn im Folgenden daher von fahrzustandsindikativen Größen gesprochen wird, so sind insbesondere auch solche Beschleunigungen und Verzögerungen gemeint, die die im Tank befindliche Flüssigkeit zu entsprechenden Schwingungen anregen.For this becomes a level characterizing the level depending on at least one driving state indicator Evaluated sizes and from this to the in the Tank located amount of liquid closed. Different In terms of the basic idea of the invention, it is the tank contents to cause vibrations due to the inertia of its mass, which characteristic signal patterns on one or more sensors produce. These signal patterns contain information about the level. Therefore, if below from driving state indicators Sizes are spoken, so are in particular also such accelerations and delays meant that the liquid in the tank to corresponding vibrations stimulate.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen, Ausgestaltungen und Verbesserungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.By the in the dependent claims listed measures are advantageous developments, refinements and improvements of the method specified in the independent claim possible.
So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, gleichzeitig mehrere, den Füllstand an mehreren, unterschiedliche Füllstände kennzeichnenden Positionen in dem Behältnis charakterisierende Größen zu erfassen, diese Größen in Abhängigkeit von der wenigstens einen fahrzustandsindikativen Größe auszuwerten und miteinander zu vergleichen und aus dem Vergleich auf die in dem Behältnis angeordnete Flüssigkeitsmenge zu schließen. Durch die Auswertung der an unterschiedlichen Positionen in dem Tank erfassten Füllstandsinformationen in Verbindung mit den fahrzustandsindikativen Größen ist eine präzise Bestimmung der Füllstände in dem Tank möglich. Dabei berücksichtigt das Verfahren auch sich ändernde Fahrzustände, beispielsweise durch Beschleunigung oder Verzögerung beim Fahren eines Fahrzeugs hervorgerufene Zustände. Das Verfahren ermöglicht nicht nur die Erfassung der Zustände mit höherer Präzision, sondern auch eine Plausibilisierung der Ergebnisse durch Einbeziehung der fahrzustandsindikativen Größen.So provides an advantageous embodiment, at the same time several, the level at several different levels characterizing positions in the container characterizing To capture sizes, these sizes depending on the at least one driving state indicative Evaluate size and compare with each other and from the comparison to the amount of liquid disposed in the container close. By evaluating the at different Positions in the tank detected level information in conjunction with the driving status indicators is a precise determination of levels possible in the tank. This takes into account Method also changing driving conditions, for example by acceleration or deceleration while driving a Vehicle caused states. The procedure does not allow only the detection of states with higher precision, but also a plausibility of the results by inclusion the driving status indicators.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mehreren, die Füllstände charakterisierenden Größen durch mehrere an unterschiedlichen Füllstandshöhen angeordnete Sensoren erfasst werden. Hierdurch ist durch Interpolation und Extrapolation eine quasi-kontinuierliche Füllstandsbestimmung mit diskreten Sensoren möglich.According to one very advantageous embodiment is provided that the several, the fill levels characterizing Sizes through several at different filling levels arranged sensors are detected. This is through interpolation and extrapolation a quasi-continuous level determination possible with discrete sensors.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, auf eine Flüssigkeitsmenge in dem Tank zu schließen, wenn die Füllstandssensoren vorgegebene charakteristische Signalmuster erzeugen. Diese Signalmuster berücksichtigen vorgegebene fahrzustandsindikative Größen, also beispielsweise Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs.According to one Embodiment is provided on a quantity of liquid close in the tank when the level sensors generate predetermined characteristic signal patterns. These signal patterns take into account given driving state indicators, for example, accelerations or decelerations of the vehicle.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem nicht beschleunigten oder verzögerten Tank auf eine wenigstens teilweise Füllung geschlossen wird, wenn ein Teil der Sensoren ein das Vorhandensein der Flüssigkeit charakterisierendes kontinuierliches Signal erzeugen und der Rest der Sensoren ein das Nichtvorhandensein der Flüssigkeit charakterisierendes kontinuierliches Signal erzeugen.So For example, it may be provided that at an unaccelerated or delayed tank on at least partial filling is closed when some of the sensors indicate the presence the liquid characterizing continuous signal generate and the rest of the sensors a the absence of the Liquid characterizing continuous signal produce.
Auf einen beschleunigten oder verzögerten teilweise gefüllten Tank wird dagegen geschlossen, wenn wenigsten ein Teil der Sensoren ein pulsierendes Signal erzeugen und der Rest der Sensoren ein das Vorhandensein von Flüssigkeit charakterisierendes kontinuierliches Signal oder ein das Nichtvorhandensein der Flüssigkeit charakterisierendes kontinuierliches Signal erzeugen. Wenn beispielsweise drei Sensoren in unterschiedlichen Füllstandshöhen angeordnet sind, so erzeugt beispielsweise der mittlere Sensor ein pulsierendes Signal, der unter ihm im Tank angeordnete, das heißt einen niedrigeren Füllstand erfassende Sensor ein das Vorhandensein von Flüssigkeit charakterisierendes kontinuierliches Signal und der über ihm angeordnete, das heißt der einen höheren Füllstand detektierende Sensor ein das Nichtvorhandensein der Flüssigkeit charakterisierendes kontinuierliches Signal.On an accelerated or delayed partially filled Tank is closed on the other hand, if at least part of the sensors generate a pulsating signal and the rest of the sensors a Presence of liquid characterizing continuous Signal or the absence of the fluid generate a characterizing continuous signal. If, for example three sensors in different filling levels are arranged, for example, the middle sensor generates pulsating signal, which is located under it in the tank, that is a lower level sensor detects the presence fluid characterizing continuous signal and the one above, that is, the one above higher level detecting sensor a the absence the liquid characterizing continuous signal.
Die vorbeschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens können miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann die Bestimmung eines Füllstands bei einem nicht be schleunigten oder nicht verzögerten Tank verglichen werden mit dem Füllstandssignal bei einem beschleunigten oder verzögerten Tank.The above-described embodiments of the method can be combined with each other. For example, the provision a level at a not accelerated or not delayed tank are compared with the level signal with an accelerated or delayed tank.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der Füllstandssensoren in unterschiedlichen Füllstandshöhen angeordnet sind und die Signale dieser Füllstandsensoren in einer Schaltungseinrichtung, der auch fahrzustandsindikative Größen zugeführt werden, verarbeitet werden.The The invention further relates to a device for implementation the method in which the level sensors in different Level heights are arranged and the signals these level sensors in a circuit device, which also supplied driving stateindicative quantities be processed.
Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind.The Finally, the invention also relates to a computer program and a computer program product to be executed of the method are suitable.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments are shown in the drawing and closer in the following description explained.
In der Fig. ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.In FIG. 1 is a schematic view of an invention Apparatus for carrying out the inventive Process illustrated.
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
In
der Figur dargestellt ist ein Tank
Die
Signale dieser Sensoren
Der
Steuereinrichtung bzw. der Schaltungseinrichtung
Die
durch die Füllstandssensoren
Mit anderen Worten besteht der Kern des nachfolgend beschriebenen Verfahrens darin, eine Flüssigkeit in einem Gefäß, hier in einem Tank durch die Beschleunigung des Gefäßes zum Schwingen bzw. „Schwappen” anzuregen und aufgrund dieses Schwingens eine Bestimmung des Flüssigkeitsstands vorzunehmen.With In other words, the essence of the method described below in it, a liquid in a jar, here in a tank by accelerating the vessel to vibrate or "sloshing" to stimulate and due this swinging a determination of the fluid level make.
Während
des Beschleunigungsvorgangs stellt sich im Randbereich des Tanks
Nach
Beendigung des Beschleunigungsvorgangs stellt sich ein Schwingungsmuster
ein, welches durch die Eigenfrequenz des Systems und somit durch
die Flüssigkeitseigenschaften, die Tankgeometrie, das heißt
die Tankabmessungen und insbesondere den Füllstand der
Flüssigkeit definiert ist. Befindet sich beispielsweise
der Füllstand im Tank
Über
eine Modellierung dieses Schwingungsmusters kann der Füllstand
berechnet werden. Dabei werden in dem Steuergerät
Ein
großer Vorteil des Verfahrens ist es, dass sich die zur
Auswertung erforderlichen fahrzustandsindikativen Größen,
beispielsweise Beschleunigungszustände oder Verzögerungszustände
aus den im Motorsteuergerät
Das
vorstehend beschriebene Verfahren kann entweder – wie erwähnt – in
Form einer entsprechenden Schaltung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 10324009 A1 [0005] - DE 10324009 A1 [0005]
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