DE102011087566B4 - Method and device for determining a fill level of a liquid - Google Patents

Method and device for determining a fill level of a liquid Download PDF

Info

Publication number
DE102011087566B4
DE102011087566B4 DE102011087566.2A DE102011087566A DE102011087566B4 DE 102011087566 B4 DE102011087566 B4 DE 102011087566B4 DE 102011087566 A DE102011087566 A DE 102011087566A DE 102011087566 B4 DE102011087566 B4 DE 102011087566B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tank
heating element
liquid
level
function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102011087566.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011087566A1 (en
Inventor
Katchapeswaran Ganapathy Krishnan Prakash
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of DE102011087566A1 publication Critical patent/DE102011087566A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011087566B4 publication Critical patent/DE102011087566B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Tank (7), in dem ein Heizelement (11) angeordnet ist, das Folgendes umfasst:- Bestimmen eines gemessenen Wertes (h_meas) des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Füllstandssensors (14), der im Tank (7) angeordnet ist,- Zuführen von elektrischer Energie zum Heizelement (11),- Bestimmen einer Größe, die eine Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt, die durch Wärme, die durch das Heizelement als Reaktion auf die zugeführte elektrische Energie zugeführt wird, verursacht wird,- Bestimmen eines Schätzwerts (h_est) des Füllstandes in Abhängigkeit von einer Größe, die die dem Heizelement (11) zugeführte elektrische Energie darstellt, und in Abhängigkeit von der Größe, die die Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt- Bestimmen einer Abweichung der Anordnung des Tanks (7) von einer nicht geneigten Position in Abhängigkeit von den gemessenen und abgeschätzten Werten (h_meas, h_est) des Füllstandes.A method for determining a fill level of a liquid in a tank (7) in which a heating element (11) is arranged, which comprises: - determining a measured value (h_meas) of the fill level as a function of a measurement signal from a fill level sensor (14) which is arranged in the tank (7), - supplying electrical energy to the heating element (11), - determining a quantity which represents a temperature change of the liquid caused by heat supplied by the heating element in response to the supplied electrical energy - Determination of an estimated value (h_est) of the level as a function of a variable that represents the electrical energy supplied to the heating element (11), and as a function of the variable that represents the temperature change of the liquid - Determination of a deviation in the arrangement of the tank (7) from a non-inclined position depending on the measured and estimated values (h_meas, h_est) of the level.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Tank, in dem ein Heizelement angeordnet ist. Insbesondere umfasst die Flüssigkeit Harnstoff.The invention relates to a method and a device for determining a fill level of a liquid in a tank in which a heating element is arranged. In particular, the liquid comprises urea.

Immer strengere Regelungen hinsichtlich zulässiger Emissionen von Fahrzeugen, in denen Verbrennungsmotoren angeordnet sind, erfordern, dass die Emissionen des Verbrennungsmotors während seines Betriebs so niedrig wie möglich gehalten werden. Dies kann einerseits durch Verringern der schädlichen Emissionen erreicht werden, die sich direkt aus der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches im jeweiligen Zylinder ergeben.Ever stricter regulations with regard to permissible emissions from vehicles in which internal combustion engines are arranged require that the emissions of the internal combustion engine be kept as low as possible during its operation. On the one hand, this can be achieved by reducing the harmful emissions that result directly from the combustion of the air / fuel mixture in the respective cylinder.

Andererseits existieren Abgasnachbehandlungssysteme in Verbrennungsmotoren, die ungewollte Emissionen, die während des Verbrennungsprozesses in den jeweiligen Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Emissionen umwandeln.On the other hand, there are exhaust gas aftertreatment systems in internal combustion engines that convert unwanted emissions that are generated in the respective cylinders during the combustion process into harmless emissions.

Für diesen Zweck werden Katalysatoren verwendet, die beispielsweise Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide in unschädliche Substanzen umwandeln. Insbesondere im Hinblick auf Dieselverbrennungsmotoren werden beispielsweise Partikelfilter verwendet und auch Katalysatoren mit SCR (selektiver katalytischer Reduktion) werden verwendet. Solche SCR-Katalysatoren reduzieren selektiv Stickstoffoxide. Dies bedeutet, dass insbesondere Stickstoffoxide wie z. B. NO, NO2 reduziert werden, wohingegen ungewollte Nebenreaktionen verringert werden. Für die Reaktion ist Ammoniak (NH3) erforderlich, das in das Abgas dosiert wird. Für diesen Zweck ist in Dieselmotoren in Fahrzeugen eine Flüssigkeit, die Harnstoff umfasst, in einem Tank gelagert und wird zu einer jeweiligen Dosiereinheit zugeführt, die den Harnstoff in den Abgaskanal stromaufwärts des SCR-Katalysators dosiert.For this purpose, catalysts are used that convert, for example, carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides into harmless substances. Particularly with regard to diesel internal combustion engines, for example, particle filters are used and catalysts with SCR (selective catalytic reduction) are also used. Such SCR catalysts selectively reduce nitrogen oxides. This means that in particular nitrogen oxides such. B. NO, NO 2 are reduced, whereas unwanted side reactions are reduced. Ammonia (NH 3 ), which is metered into the exhaust gas, is required for the reaction. For this purpose, in diesel engines in vehicles, a liquid that includes urea is stored in a tank and is fed to a respective metering unit that meters the urea into the exhaust duct upstream of the SCR catalytic converter.

Aus der DE 10 2008 044 335 A1 ist es zu einer kontinuierlichen Füllstandsbedingung bekannt, nur die Reduktionsmittelheizung und einen Temperatursensor zu verwenden. Hierzu wird das Reduktionsmittel durch gezieltes Einschalten der Reduktionsmittelheizung erwärmt, die sich dabei einstellende Temperaturänderung wird über ein vorgebbares Zeitintervall erfasst und aus dem zeitlichen Verlauf der Temperaturkurve wird auf den Füllstand geschlossen.From the DE 10 2008 044 335 A1 it is known for a continuous level condition to use only the reducing agent heater and a temperature sensor. For this purpose, the reducing agent is heated by specifically switching on the reducing agent heater, the temperature change that occurs is recorded over a predeterminable time interval and the level is deduced from the time profile of the temperature curve.

Aus der US 5,321,633 ist es bekannt, im Rahmen einer Füllstandsmessung zwei gleichartige Sensoren einzusetzen, die als Niveausensor und Neigungskorrektursensor bezeichnet werden. Die Sensoren sind horizontal zueinander beabstandet in einem Behälter angeordnet, dessen Füllstand ermittelt werden soll. Die Sensoren sind aus einer resistiven Substanz, deren Widerstand mit steigender Temperatur steigt. Sie sind gleichartig aufgebaut und lediglich voneinander horizontal beabstandet angeordnet. Abhängig von den unterschiedlichen Spannungen, die durch sie erfasst werden, wird ein Füllstand ermittelt.From the U.S. 5,321,633 it is known to use two sensors of the same type in the context of a level measurement, which are referred to as level sensor and inclination correction sensor. The sensors are arranged horizontally spaced from one another in a container, the level of which is to be determined. The sensors are made of a resistive substance whose resistance increases with increasing temperature. They are constructed in the same way and are only arranged horizontally spaced from one another. A fill level is determined depending on the different voltages that are detected by them.

Aus der DE 10 2008 012 900 A1 ist ein Verfahren zur Füllstandsmessung in einem eine Flüssigkeit aufnehmenden Behältnis mit einer Heizeinrichtung zum Aufheizen der Flüssigkeit bekannt. Bei vorgegebenen Umgebungsbedingungen wird der zeitliche Verlauf wenigstens einer den Heizvorgang charakterisierenden Größe der Heizeinrichtung erfasst und dieser einem Füllstand der Flüssigkeit in dem Behältnis zugeordnet.From the DE 10 2008 012 900 A1 a method for level measurement in a container receiving a liquid with a heating device for heating the liquid is known. In the case of predetermined ambient conditions, the time profile of at least one variable of the heating device characterizing the heating process is recorded and assigned to a fill level of the liquid in the container.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit zu schaffen.It is an object of the invention to provide a simple method and a simple device for determining a fill level of a liquid.

Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche angegeben.The object is achieved with the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are indicated by the dependent claims.

Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine jeweilige Vorrichtung zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit, die insbesondere Harnstoff umfasst, in einem Tank, in dem ein Heizelement angeordnet ist. Elektrische Energie wird dem Heizelement zugeführt. Eine Größe wird bestimmt, die eine Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt, die durch die vom Heizelement zugeführte Wärme als Reaktion auf die zugeführte elektrische Energie verursacht wird. Ferner wird ein Schätzwert des Füllstandes in Abhängigkeit von einer Größe, die die dem Heizelement zugeführte elektrische Energie darstellt, und der Größe, die die Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt, bestimmt. In dieser Weise kann der Schätzwert des Füllstandes in Abhängigkeit von Signalen von Komponenten bestimmt werden, die regulär bereits in einem System zum Betreiben eines solchen Tanks vorhanden sind, nämlich z. B. von einem jeweiligen Temperatursensor und der Größe, die die dem Heizelement zugeführte elektrische Energie darstellt, die insbesondere durch Steuersignale zum Zuführen der jeweiligen elektrischen Energie zum Heizelement dargestellt werden kann. In dieser Weise kann die Bestimmung des Schätzwerts des Füllstandes sehr effizient an einem solchen System durchgeführt werden, ohne dass der Bedarf vorliegt, zusätzliche Sensoren zu verwenden.One embodiment of the invention is characterized by a method and a respective device for determining a fill level of a liquid, which in particular comprises urea, in a tank in which a heating element is arranged. Electrical energy is fed to the heating element. A quantity is determined which represents a change in temperature of the liquid caused by the heat supplied from the heating element in response to the supplied electrical energy. Furthermore, an estimated value of the filling level is determined as a function of a variable which represents the electrical energy supplied to the heating element and the variable which represents the temperature change of the liquid. In this way, the estimated value of the fill level can be determined as a function of signals from components that are already regularly present in a system for operating such a tank, namely z. B. of a respective temperature sensor and the size that represents the electrical energy supplied to the heating element, which can be represented in particular by control signals for supplying the respective electrical energy to the heating element. In this way, the determination of the estimated value of the fill level can be carried out very efficiently on such a system without the need to use additional sensors.

Es wird ein gemessener Wert des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Füllstandsensors, der im Tank angeordnet ist, bestimmt. Eine Abweichung der Anordnung des Tanks von einer nicht geneigten Position wird in Abhängigkeit von dem gemessenen und abgeschätzten Wert des Füllstandes bestimmt.A measured value of the fill level is determined as a function of a measurement signal from a fill level sensor which is arranged in the tank. A deviation in the arrangement of the tank from a non-inclined position is determined depending on the measured and estimated value of the level.

In dieser Weise wird dazu beigetragen, die Abweichung von der nicht geneigten Position unter Verwendung der Erkenntnis zuverlässig zu bestimmen, dass ein gemessener Füllstand, der mit einem Fluidstandsensor gemessen wird, wenn sich der Tank in einer geneigten Position befindet, signifikant von der Messung des Füllstandsensors abweichen kann, wenn sich der Tank in einer nicht geneigten Position befindet. Andererseits wird die Erkenntnis verwendet, dass der abgeschätzte Wert von der Neigung des Tanks unabhängig ist. In dieser Wiese wird die Neigung des Tanks in einer leichten Weise erhalten und steht für eine mögliche Weiterverarbeitung, z. B. auch durch andere Einheiten, die die Information über die Neigung des Tanks oder auch insbesondere der jeweiligen Korrelationsneigung des Fahrzeugs, in dem der Tank angeordnet sein kann, erfordern, zur Verfügung.This helps to reliably determine the deviation from the non-inclined position using the knowledge that a measured level, which is measured with a fluid level sensor when the tank is in an inclined position, is significantly different from the measurement of the level sensor may vary when the tank is in a non-tilted position. On the other hand, the knowledge is used that the estimated value is independent of the inclination of the tank. In this way the inclination of the tank is maintained in an easy way and is available for possible further processing, e.g. B. also by other units that require information about the inclination of the tank or, in particular, the respective correlation tendency of the vehicle in which the tank can be arranged.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Größe, die die dem Heizelement zugeführte elektrische Energie darstellt, ein Strom und/oder eine Spannung. Auf diese Weise wird eine leicht erhältliche Größe verwendet.According to an advantageous embodiment, the variable that represents the electrical energy supplied to the heating element is a current and / or a voltage. In this way an easily available size is used.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein gemessener Wert des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Füllstandsensors, der im Tank angeordnet ist, bestimmt. Eine Plausibilitätsprüfung von einem der gemessenen oder abgeschätzten Werte des Füllstandes wird in Abhängigkeit von dem gemessenen und abgeschätzten Wert der Füllstände durchgeführt. In dieser Weise kann eine zuverlässige Prüfung der Gültigkeit der bestimmten jeweiligen Werte des Füllstandes durchgeführt werden. Dies kann insbesondere in Bezug auf Anforderungen bezüglich einer on-Borddiagnose (OBD) relevant sein.According to a further advantageous embodiment, a measured value of the fill level is determined as a function of a measurement signal from a fill level sensor which is arranged in the tank. A plausibility check of one of the measured or estimated values of the fill level is carried out as a function of the measured and estimated value of the fill levels. In this way, a reliable check of the validity of the specific respective values of the filling level can be carried out. This can be relevant in particular with regard to requirements relating to on-board diagnostics (OBD).

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Hilfe der schematischen Zeichnungen detailliert erläutert. Die Figuren zeigen:

  • 1 ein SCR-System mit einer Steuereinheit 13,
  • 2 einen Ablaufplan eines Programms, das in der Steuereinheit 13 verarbeitet wird.
Exemplary embodiments of the invention are explained in detail below with the aid of the schematic drawings. The figures show:
  • 1 an SCR system with a control unit 13 ,
  • 2 a flow chart of a program running in the control unit 13 is processed.

Ein SCR-System umfasst einen Abgaskanal 1, der stromabwärts von jeweiligen Zylindern eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Motors vom Dieseltyp, angeordnet ist. Folglich erreicht das Abgas von den jeweiligen Zylindern des Verbrennungsmotors direkt oder indirekt den Abgaskanal 1.An SCR system includes an exhaust duct 1 disposed downstream of respective cylinders of an internal combustion engine, particularly a diesel type engine. As a result, the exhaust gas from the respective cylinders of the internal combustion engine directly or indirectly reaches the exhaust passage 1 .

Ein Katalysator kann beispielsweise stromaufwärts des Abgaskanals 1 und/oder einer Turbine des Abgaskanals 1 angeordnet sein und/oder eine Turbine, die einen Teil eines Turboladers bildet, kann auch stromaufwärts des Abgaskanals 1 angeordnet sein. Wahlweise kann auch ein Partikelfilter stromaufwärts des Abgaskanals angeordnet sein. Ferner können stromaufwärts des Abgaskanals auch ein oder mehrere Sensoren angeordnet sein. Eine Dosiereinheit 3 ist am Abgaskanal 1 derart angeordnet, dass sie betriebsfähig ist, um eine Flüssigkeit, die insbesondere Harnstoff enthält, in den Abgaskanal 1 zu dosieren.For example, a catalytic converter can be installed upstream of the exhaust duct 1 and / or a turbine of the exhaust duct 1 be arranged and / or a turbine, which forms part of a turbocharger, can also be upstream of the exhaust duct 1 be arranged. Optionally, a particle filter can also be arranged upstream of the exhaust gas duct. Furthermore, one or more sensors can also be arranged upstream of the exhaust gas duct. A dosing unit 3 is on the exhaust duct 1 arranged in such a way that it is operable to feed a liquid, in particular containing urea, into the exhaust gas duct 1 to dose.

Der Dosiereinheit 3 ist ein SCR-Katalysator 5 im Abgaskanal 1 nachgeordnet. Der SCR-Katalysator 5 ist betriebsfähig, um eine Reduktion von Stickstoffoxiden in Wasser und Stickstoff mit Hilfe des vom Harnstoff erhaltenen Ammoniaks durchzuführen.The dosing unit 3 is an SCR catalytic converter 5 in the exhaust duct 1 subordinate. The SCR catalytic converter 5 is operational to carry out a reduction of nitrogen oxides in water and nitrogen with the help of the ammonia obtained from the urea.

Dem SCR-Katalysator 5 können weitere Sensoren vor- und/oder nachgeordnet sein, wie z. B. ein NOx-Sensor oder ein Abgastemperatursensor.The SCR catalytic converter 5 further sensors can be upstream and / or downstream, such. B. a NOx sensor or an exhaust gas temperature sensor.

Das SCR-System umfasst ferner einen Tank 7, der mit einer Harnstoff umfassenden Flüssigkeit gefüllt ist. Der Tank 7 ist mit der Dosiereinheit 3 hydraulisch gekoppelt, um die Dosiereinheit 3 mit der im Tank 7 enthaltenen Flüssigkeit 9 zu versehen.The SCR system also includes a tank 7th , which is filled with a liquid comprising urea. The Tank 7th is with the dosing unit 3 hydraulically coupled to the dosing unit 3 with the one in the tank 7th contained liquid 9 to provide.

Ein Füllstand der Flüssigkeit 9 im Tank wird mit h bezeichnet. Ferner ist ein Heizelement 11 im Tank angeordnet, um Wärmeenergie zu der im Tank 7 enthaltenen Flüssigkeit 9 zuzuführen.A level of the liquid 9 in the tank is denoted by h. There is also a heating element 11 Arranged in the tank to add thermal energy to that in the tank 7th contained liquid 9 feed.

Ferner ist eine Steuereinheit 13 vorgesehen, die einen Daten- und/oder Programmspeicher und einen Prozessor umfasst und außerdem verschiedene Eingänge und Ausgänge umfasst. Jeweilige Sensoren sind insbesondere den Eingängen der Steuereinheit 13 zugeordnet. Solche Sensoren können beispielsweise ein Temperatursensor 19 sein, der derart angeordnet ist, dass sein Messsignal eine Temperatur der Flüssigkeit 9 darstellt. Ferner können solche Sensoren ein Füllstandsensor 14 sein, der im Tank angeordnet ist. Der Füllstandsensor 14 kann beispielsweise ein Messsignal auf der Basis einer Leitfähigkeit liefern, die auf dem Füllstand h der Flüssigkeit 9 im Tank basieren kann.There is also a control unit 13 provided, which comprises a data and / or program memory and a processor and also comprises various inputs and outputs. Respective sensors are in particular the inputs of the control unit 13 assigned. Such sensors can, for example, be a temperature sensor 19th be, which is arranged such that its measurement signal a temperature of the liquid 9 represents. Such sensors can also be a level sensor 14th which is arranged in the tank. The level sensor 14th can for example deliver a measurement signal based on a conductivity that is based on the level h of the liquid 9 can be based in the tank.

Am Ausgang kann die Steuereinheit 13 mit einer Leistungsstufe 15 verbunden sein, die betriebsfähig sein kann, um zu steuern, ob das Heizelement mit elektrischer Energie von einer Versorgungseinheit versorgt wird, die beispielsweise eine Spannungsversorgungseinheit 17 sein kann. Die Leistungsstufe 15 kann wahlweise auch ein Teil der Steuereinheit 13 sein.At the output the control unit 13 with one power level 15th be connected, which may be operative to control whether the heating element is supplied with electrical energy from a supply unit, for example a voltage supply unit 17th can be. The performance level 15th can optionally also be part of the control unit 13 his.

Die Steuereinheit 13 kann auch als Vorrichtung zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit bezeichnet werden.The control unit 13 can also be referred to as a device for determining a level of a liquid.

Ein Programm ist im Speicher der Steuereinheit 13 gespeichert und wird während des Betriebs des SCR-Systems verarbeitet, insbesondere im Prozessor der Steuereinheit 13.A program is in the memory of the control unit 13 stored and processed during operation of the SCR system, in particular in the processor of the control unit 13 .

Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, was der Fall sein kann, wenn die Zündung des Verbrennungsmotors eingeschaltet wird. In Schritt 1 können möglicherweise Variablen initialisiert werden und spezifische Konstanten können aus dem Speicher gelesen werden.The program is in one step S1 started, which can be the case when the ignition of the internal combustion engine is switched on. In step 1 variables can possibly be initialized and specific constants can be read from memory.

In einem Schritt S3 wird festgestellt, ob die Dosiereinheit 3 gegenwärtig mit einem Tastverhältnis betrieben wird, das größer ist als null. Wenn dies der Fall ist, dann wird das Programm in Schritt S3 nach einer gegebenen Wartezeitdauer fortgesetzt. Wenn andererseits in Schritt S3 festgestellt wird, dass die jeweilige Dosiereinheit 3 gegenwärtig ein Tastverhältnis aufweist, das nicht größer ist als null, was insbesondere darstellt, dass gegenwärtig kein Fluid dosiert wird, dann wird das Programm in Schritt S5 fortgesetzt. In Schritt S5 wird festgestellt, ob eine Versorgungsspannung, die von der Spannungsversorgungseinheit 17 zugeführt wird, über einem gegebenen Schwellenwert liegt. Wenn die Bedingung von S5 nicht erfüllt ist, dann wird das Programm, insbesondere nach einer gegebenen Wartezeitdauer, in Schritt S3 fortgesetzt.In one step S3 it is determined whether the dosing unit 3 is currently operated with a duty cycle that is greater than zero. If so then the program will step in S3 continued after a given waiting period. If on the other hand in step S3 it is determined that the respective dosing unit 3 currently has a pulse duty factor which is not greater than zero, which in particular represents that no fluid is currently being metered, then the program in step S5 continued. In step S5 it is determined whether a supply voltage is supplied by the voltage supply unit 17th is supplied is above a given threshold. If the condition of S5 is not met, then the program, in particular after a given waiting period, goes to step S3 continued.

Wenn jedoch die Bedingung von S5 erfüllt ist, dann wird das Programm in Schritt S7 fortgesetzt. In diesem Schritt wird geprüft, ob insbesondere der Temperatursensor 19 sich in einem Bereitzustand befindet, das heißt insbesondere, dass eine Plausibilitätsprüfung des Temperatursensors 19 durchgeführt wurde.However, if the condition of S5 is met, then the program in step S7 continued. This step checks whether the temperature sensor in particular 19th is in a ready state, which means in particular that a plausibility check of the temperature sensor 19th was carried out.

Wenn die Bedingung von Schritt 7 nicht erfüllt ist, dann wird das Programm in Schritt S7 fortgeführt, vorzugsweise nach einer gegebenen Wartezeitdauer. Alternativ kann das Programm dann auch in Schritt S3 wieder fortgeführt werden.If the condition of step 7th is not met, then the program in step S7 continued, preferably after a given waiting period. Alternatively, the program can then also be run in step S3 to be continued again.

Wenn jedoch die Bedingung von Schritt S7 erfüllt ist, wird es in Schritt S11 fortgesetzt, in dem ein erster Temperaturwert TP1 in Abhängigkeit von einem Messsignal des Temperatursensors 19 erhalten wird. Zusätzlich dazu wird begonnen, elektrische Energie zum Heizelement 11 zuzuführen, was dazu führt, dass Wärme vom Heizelement 11 der Flüssigkeit 9, die Harnstoff umfasst, zugeführt wird.However, if the condition of step S7 is fulfilled, it will step in S11 continued, in which a first temperature value TP1 as a function of a measurement signal from the temperature sensor 19th is obtained. In addition, electrical energy is started to the heating element 11 feed, which causes heat from the heating element 11 of the liquid 9 containing urea is supplied.

Anschließend wird weiterhin elektrische Energie dem Heizelement 11 zugeführt, und in einem Schritt S13 wird periodisch geprüft, ob eine aktuelle Zeitdauer TD größer ist als eine gegebene Zeitdauer TD THD. Wenn dies nicht der Fall ist, insbesondere nach der gegebenen Wartezeitdauer, wird die Bedingung von Schritt S13 erneut geprüft.Then electrical energy continues to the heating element 11 fed, and in one step S13 it is checked periodically whether a current time period TD is greater than a given time period TD THD. If this is not the case, especially after the given waiting period, the condition from step S13 checked again.

Wenn jedoch die Bedingung von Schritt S13 erfüllt ist, dann stellt dies dar, dass eine gegebene Menge an elektrischer Energie dem Heizelement 11 zugeführt wurde, und in einem Schritt S15 wird die weitere Zufuhr von elektrischer Energie zum Heizelement 11 gestoppt, und ein zweiter Temperaturwert TP2 wird in Abhängigkeit von dem Messsignal des Temperatursensors 19 erhalten.However, if the condition of step S13 is met, then this represents that a given amount of electrical energy supplies the heating element 11 was fed, and in one step S15 becomes the further supply of electrical energy to the heating element 11 stopped, and a second temperature value TP2 is dependent on the measurement signal of the temperature sensor 19th receive.

Anschließend wird in Schritt S17 ein Schätzwert h_est des Füllstandes der Flüssigkeit 9 im Tank 7 in Abhängigkeit von einer Größe, die die dem Heizelement zugeführte elektrische Energie darstellt, und der Größe, die die Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt, bestimmt. Die Größe, die die dem Heizelement zugeführte elektrische Energie darstellt, ist vorzugsweise ein Strom und/oder eine Spannung. Insbesondere kann sie beispielsweise die Versorgungsspannung der Spannungsversorgungseinheit 17 sein. Vorzugsweise sind jeweilige Mittel zum Bestimmen der Versorgungsspannung der Steuereinheit 13 zugeordnet. In diesem Fall wird die Spannung mit V bezeichnet.Then in step S17 an estimated value h_est of the level of the liquid 9 in the tank 7th as a function of a variable which represents the electrical energy supplied to the heating element and the variable which represents the temperature change of the liquid. The variable which represents the electrical energy supplied to the heating element is preferably a current and / or a voltage. In particular, it can, for example, be the supply voltage of the voltage supply unit 17th his. Preferably there are respective means for determining the supply voltage of the control unit 13 assigned. In this case the voltage is denoted by V.

Zusätzlich dazu wird vorzugsweise ein Temperaturänderungswert D_TP in Abhängigkeit vom ersten und vom zweiten Temperaturwert TP1, TP2, insbesondere in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den zwei Temperaturwerten, bestimmt.In addition, a temperature change value D_TP is preferably determined as a function of the first and second temperature values TP1, TP2, in particular as a function of a difference between the two temperature values.

Vorzugsweise wird der abgeschätzte Wert h_est des Füllstandes in Schritt S17 durch die dort gegebene Formel bestimmt. Er kann jedoch Modifikationen unterzogen werden, insbesondere möglichen zusätzlichen Korrekturwerten, die darauf angewendet werden, unterzogen werden.Preferably, the estimated value h_est of the fill level in step S17 determined by the formula given there. It can, however, be subjected to modifications, in particular to possible additional correction values applied to it.

R bezeichnet den elektrischen Widerstand des Heizelements 11, der eine Funktion der Temperatur sein kann, jedoch mit einer gegebenen, d. h. bekannten Abhängigkeit von der Temperatur. Eine Querschnittsfläche des Tanks 7 ist mit A bezeichnet und ist folglich die Fläche, die multipliziert mit dem Füllstand h gleich dem Volumen der im Tank 7 enthaltenen Flüssigkeit 9 ist.R denotes the electrical resistance of the heating element 11 , which can be a function of temperature, but with a given, ie known, dependence on temperature. A cross-sectional area of the tank 7th is denoted by A and is therefore the area which, multiplied by the level h, equals the volume of the tank 7th contained liquid 9 is.

RHO bezeichnet die Dichte der Flüssigkeit, die auch gegeben ist und folglich vorzugsweise im Speicher der Steuereinheit 13 gespeichert ist. Die Dichte RHO der Flüssigkeit kann in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur bestimmt werden und die jeweilige Beziehung ist dann beispielsweise in Form einer Nachschlagetabelle gegeben, die im Speicher der Steuereinheit 13 gespeichert ist.RHO denotes the density of the liquid, which is also given and therefore preferably in the memory of the control unit 13 is stored. The density RHO of the liquid can be determined as a function of the current temperature and the respective relationship is then given, for example, in the form of a look-up table that is stored in the memory of the control unit 13 is stored.

SHC bezeichnet die spezifische Wärmekapazität der Flüssigkeit, die auch vorgegeben ist und vorzugsweise im Speicher der Steuereinheit 13 gespeichert ist. Vorzugsweise kann sie in Abhängigkeit von ihrer Temperaturabhängigkeit bestimmt werden und für diesen Zweck kann insbesondere der erste Temperaturwert TP1 verwendet werden. Wenn die spezifische Wärmekapazität SHC in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt wird, ist vorzugsweise auch eine Nachschlagetabelle vorgesehen.SHC denotes the specific heat capacity of the liquid, which is also specified and preferably in the memory of the control unit 13 is stored. It can preferably be determined as a function of its temperature dependency, and in particular the first temperature value TP1 can be used for this purpose. If the specific heat capacity SHC is determined as a function of the temperature, a look-up table is preferably also provided.

Der abgeschätzte Wert h_est des Füllstandes kann am zuverlässigsten bestimmt werden, wenn die Atmosphärentemperatur nicht zu sehr schwankt und die Harnstoff enthaltende Flüssigkeit 9 im Tank tatsächlich die Menge an Gehalt an Harnstoff aufweist, auf der die jeweilige Dichte RHO der Flüssigkeit 9 und die spezifische Wärmekapazität SHC basieren. Insbesondere kann die Flüssigkeit 9 eine Harnstofflösung mit 32,5 Prozent sein.The estimated value h_est of the fill level can be determined most reliably if the atmospheric temperature does not fluctuate too much and the liquid containing urea 9 in the tank actually has the amount of urea content on which the respective density RHO of the liquid 9 and the specific heat capacity are based on SHC. In particular, the liquid 9 be a urea solution at 32.5 percent.

Insbesondere kann der abgeschätzte Wert h_est des Füllstandes zuverlässig bestimmt werden, wenn der Tank 7 mit irgendeiner anderen Hauptoberfläche thermisch gekoppelt ist und daher keine Ableitung von Wärme durch die Konvektionsstrahlung passiert oder zumindest nur vernachlässigbar passiert.In particular, the estimated value h_est of the fill level can be reliably determined when the tank 7th is thermally coupled to any other main surface and therefore no dissipation of heat by the convection radiation happens or at least only happens negligibly.

Insbesondere wird die Erkenntnis verwendet, dass jeweilige Tanks 7 gegenüber der Umgebung stark isoliert sind. Daher kann angenommen werden, dass die Wärmestrahlung zur Umgebung sehr gering ist und auch die durch die Tankmaterialien absorbierte Wärme sehr gering ist. Unter solchen Umständen ist die Vernachlässigung des Werts der durch die Tankmasse absorbierten Wärme möglich.In particular, the knowledge is used that the respective tanks 7th are strongly isolated from the environment. Therefore, it can be assumed that the heat radiation to the surroundings is very small and the heat absorbed by the tank materials is also very small. In such circumstances, it is possible to neglect the value of the heat absorbed by the tank mass.

Im Anschluss an Schritt S17 können weitere Schritte S19 bis S23 gegeben sein, die jedoch optional sind. In einem Schritt S19 wird auch ein gemessener Wert h_meas des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal des Füllstandsensors 14 bestimmt. Eine Abweichung der Anordnung des Tanks 7 von einer nicht geneigten Position wird in Abhängigkeit von den gemessenen und abgeschätzten Werten h_meas, h_est des Füllstandes bestimmt. In dieser Hinsicht wird die Erkenntnis verwendet, dass, wenn der Tank aus seiner nicht geneigten Position geneigt ist, dann mit einer gleichen Masse an Flüssigkeit 9, die im Tank 7 enthalten ist, der gemessene Wert h_meas des Füllstandes von einem in der nicht geneigten Position des Tanks 7 verschieden ist.Following step S17 can take further steps S19 to S23 given, but these are optional. In one step S19 a measured value h_meas of the fill level is also a function of a measurement signal from the fill level sensor 14th certainly. A deviation in the arrangement of the tank 7th from a non-inclined position is determined as a function of the measured and estimated values h_meas, h_est of the level. In this regard, the knowledge is used that when the tank is tilted from its non-tilted position, it is with an equal mass of liquid 9 that are in the tank 7th it contains the measured value h_meas of the level of one in the non-inclined position of the tank 7th is different.

Durch zusätzliche Berücksichtigung des abgeschätzten Werts h_est des Füllstandes kann festgestellt werden, dass der Tank 7 relativ zu seiner nicht geneigten Position geneigt ist, und möglicherweise kann auch der Neigungsgrad bestimmt werden. Dies kann von spezieller Relevanz sein, wenn der Tank 7 in einem Fahrzeug angeordnet ist.By additionally taking into account the estimated value h_est of the fill level, it can be determined that the tank 7th is inclined relative to its non-inclined position, and possibly the degree of inclination can also be determined. This can be of particular relevance when the tank 7th is arranged in a vehicle.

Wenn in Schritt S19 festgestellt wird, dass sich der Tank 7 in einer nicht geneigten Position befindet, kann dies dann in einem Schritt S21 signalisiert werden. Insbesondere sind in der nicht geneigten Position die abgeschätzten und gemessenen Werte h_est, h_meas des Füllstandes fast gleich.If in step S19 it is found that the tank 7th is in a non-inclined position, this can then be done in one step S21 be signaled. In particular, in the non-inclined position, the estimated and measured values h_est, h_meas of the fill level are almost the same.

Wenn in Schritt S19 festgestellt wird, dass die Anordnung des Tanks 7 gegenwärtig von der nicht geneigten Position abweicht, kann dies dann in einem Schritt S23 signalisiert werden. Die nicht geneigte Position kann im Fall insbesondere eines Fahrzeugs mit einer geneigten Straße korrelieren.If in step S19 it is found that the arrangement of the tank 7th currently deviates from the non-inclined position, this can then be done in one step S23 be signaled. In the case of a vehicle in particular, the non-inclined position can correlate with an inclined road.

Der abgeschätzte Wert h_est des Füllstandes kann auch verwendet werden, um eine Plausibilitätsprüfung des gemessenen Werts h_meas des Füllstandes durchzuführen, oder umgekehrt. Insbesondere kann dies in Verbindung mit einer Diagnosefunktion durchgeführt werden.The estimated value h_est of the fill level can also be used to carry out a plausibility check of the measured value h_meas of the fill level, or vice versa. In particular, this can be carried out in connection with a diagnostic function.

Claims (4)

Verfahren zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Tank (7), in dem ein Heizelement (11) angeordnet ist, das Folgendes umfasst: - Bestimmen eines gemessenen Wertes (h_meas) des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Füllstandssensors (14), der im Tank (7) angeordnet ist, - Zuführen von elektrischer Energie zum Heizelement (11), - Bestimmen einer Größe, die eine Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt, die durch Wärme, die durch das Heizelement als Reaktion auf die zugeführte elektrische Energie zugeführt wird, verursacht wird, - Bestimmen eines Schätzwerts (h_est) des Füllstandes in Abhängigkeit von einer Größe, die die dem Heizelement (11) zugeführte elektrische Energie darstellt, und in Abhängigkeit von der Größe, die die Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt - Bestimmen einer Abweichung der Anordnung des Tanks (7) von einer nicht geneigten Position in Abhängigkeit von den gemessenen und abgeschätzten Werten (h_meas, h_est) des Füllstandes.Method for determining a fill level of a liquid in a tank (7) in which a heating element (11) is arranged, which comprises: - Determination of a measured value (h_meas) of the level as a function of a measurement signal from a level sensor (14) which is arranged in the tank (7), - supplying electrical energy to the heating element (11), - Determination of a quantity that represents a temperature change of the liquid caused by heat that is supplied by the heating element in response to the supplied electrical energy, - Determination of an estimated value (h_est) of the fill level as a function of a variable which represents the electrical energy supplied to the heating element (11) and as a function of the variable which represents the change in temperature of the liquid - Determination of a deviation of the arrangement of the tank (7) from a non-inclined position as a function of the measured and estimated values (h_meas, h_est) of the fill level. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe, die die dem Heizelement (11) zugeführte elektrische Energie darstellt, ein Strom und/oder eine Spannung ist.Procedure according to Claim 1 , wherein the quantity representing the electrical energy supplied to the heating element (11) is a current and / or a voltage. Verfahren-nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein gemessener Wert (h_meas) des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Füllstandsensors (14) bestimmt wird, der im Tank (7) angeordnet ist, und wobei eine Plausibilität von einem der gemessenen oder abgeschätzten Werte (h_meas, h_est) des Füllstandes von dem abgeschätzten bzw. dem gemessenen Wert (h_est, h_meas) des Füllstandes abhängig gemacht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a measured value (h_meas) of the level is determined as a function of a measurement signal of a level sensor (14) which is arranged in the tank (7), and wherein a Plausibility of one of the measured or estimated values (h_meas, h_est) of the fill level is made dependent on the estimated or the measured value (h_est, h_meas) of the fill level. Vorrichtung zum Bestimmen eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Tank (7), in dem ein Heizelement (11) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung ausgelegt ist zum: - Bestimmen eines gemessenen Wertes (h_meas) des Füllstandes in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Füllstandssensors (14), der im Tank (7) angeordnet ist, - Zuführen von elektrischer Energie zum Heizelement (11), - Bestimmen einer Größe, die eine Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt, die durch Wärme, die durch das Heizelement als Reaktion auf die zugeführte elektrische Energie zugeführt wird, verursacht wird, - Bestimmen eines Schätzwerts (h_est) des Füllstandes in Abhängigkeit von einer Größe, die die dem Heizelement (11) zugeführte elektrische Energie darstellt, und in Abhängigkeit von der Größe, die die Temperaturänderung der Flüssigkeit darstellt - Bestimmen einer Abweichung der Anordnung des Tanks (7) von einer nicht geneigten Position in Abhängigkeit von den gemessenen und abgeschätzten Werten (h_meas, h_est) des Füllstandes.Device for determining a fill level of a liquid in a tank (7) in which a heating element (11) is arranged, the device being designed for: - Determination of a measured value (h_meas) of the level as a function of a measurement signal from a level sensor (14) which is arranged in the tank (7), - supplying electrical energy to the heating element (11), - Determination of a quantity that represents a temperature change of the liquid caused by heat that is supplied by the heating element in response to the supplied electrical energy, - Determination of an estimated value (h_est) of the fill level as a function of a variable which represents the electrical energy supplied to the heating element (11) and as a function of the variable which represents the change in temperature of the liquid - Determination of a deviation of the arrangement of the tank (7) from a non-inclined position as a function of the measured and estimated values (h_meas, h_est) of the fill level.
DE102011087566.2A 2010-12-06 2011-12-01 Method and device for determining a fill level of a liquid Active DE102011087566B4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN2898/DEL/2010 2010-12-06
IN2898DE2010 2010-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011087566A1 DE102011087566A1 (en) 2012-06-06
DE102011087566B4 true DE102011087566B4 (en) 2020-11-19

Family

ID=46083120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011087566.2A Active DE102011087566B4 (en) 2010-12-06 2011-12-01 Method and device for determining a fill level of a liquid

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011087566B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222469A1 (en) 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for checking the plausibility of a sensor signal

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321633A (en) * 1990-04-10 1994-06-14 Yazaki Corporation Heat radiating type liquid level sensing system and the method therefor
DE102008012900A1 (en) * 2008-03-06 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Method for measuring fluid level of fluid in container, particularly urea water solution, involves heating fluid in heating unit, and temporary process comprises variable of heating unit, which detects heating process
DE102008044335A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Method for determining filling level of aqueous urea solution in reducing agent tank of nitrogen oxide- reduction system of internal combustion engine of vehicle, involves obtaining level from temporal progression of temperature curve

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321633A (en) * 1990-04-10 1994-06-14 Yazaki Corporation Heat radiating type liquid level sensing system and the method therefor
DE102008012900A1 (en) * 2008-03-06 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Method for measuring fluid level of fluid in container, particularly urea water solution, involves heating fluid in heating unit, and temporary process comprises variable of heating unit, which detects heating process
DE102008044335A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Method for determining filling level of aqueous urea solution in reducing agent tank of nitrogen oxide- reduction system of internal combustion engine of vehicle, involves obtaining level from temporal progression of temperature curve

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011087566A1 (en) 2012-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011100874B4 (en) Control system for dosing compensation in an SCR system
EP2310112B1 (en) Method for operating an exhaust gas treatment system having an scr catalytic converter
DE102008018028A1 (en) Procedure for detecting the availability and composition of reducing agent
DE102016219548B4 (en) Ammonia slip detection
DE102005040899B4 (en) Accumulation amount estimation device that detects a differential pressure of a filter
EP2307676B1 (en) Method for operating an exhaust gas treatment system having a scr catalytic converter
DE112013007115B4 (en) Downstream NOx Estimate
EP2715336B1 (en) Method and device for operating an scr system
DE112009002572T5 (en) A system and method for heating a reductant in a reductant distribution system
DE102005062120A1 (en) Method and device for monitoring an exhaust aftertreatment system
DE102007009824A1 (en) System and method for detecting reductant storage
DE102014201000A1 (en) Method for diagnosing a catalytic converter and motor vehicle
EP2606210B1 (en) Method for operating an exhaust gas treatment device
DE112015005943T5 (en) fuel reformer
DE102018205132A1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment system
DE102009010888B4 (en) Method and device for controlling an SCR exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine
DE102011113168A1 (en) Method for estimating an exhaust gas temperature
DE102012209538A1 (en) Method and device for checking the functionality of hydraulic components in an exhaust aftertreatment system for a motor vehicle
DE102014201304A1 (en) Method for operating a catalyst system provided for reducing the NOx of exhaust gases of an internal combustion engine
DE10148880B4 (en) Internal combustion engine exhaust control system and method
EP0813648B1 (en) Device and method for heating a catalytic converter for the exhaust of an internal-combustion engine
DE112015005945T5 (en) fuel reformer
DE102006008400B4 (en) Direct injection, spark ignition internal combustion engine with SCR catalyst and method therefor
DE102014117811B4 (en) Method for controlling the amount of ammonia absorbed in a selective catalytic reduction catalyst and exhaust system using the same
DE112013007106T5 (en) Engine NOx Model

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R084 Declaration of willingness to licence
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE