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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tanks mit einem kalibrierten Sensor, der beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zur Speicherung eines flüssigen Additivs (wie insbesondere Harnstoff-Wasser-Lösung) zur Abgasreinigung eingesetzt werden kann.
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Zur Reinigung von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen sind Abgasbehandlungsvorrichtungen bekannt, in denen das SCR-Verfahren (SCR = Selective Catalytic Reduction) durchgeführt wird, bei dem Stickstoffoxidverbindungen im Abgas unter Zuhilfenahme eines Reduktionsmittels reduziert werden. Als Reduktionsmittel wird insbesondere Ammoniak verwendet. Ammoniak wird in Kraftfahrzeugen oft nicht direkt bevorratet, sondern in Form einer Vorläuferlösung, die abgasintern (in der Abgasbehandlungsvorrichtung) und/oder abgasextern (in einem dafür vorgesehenen abgasexternen Reaktor) zu Ammoniak umgesetzt werden kann. Eine besonders häufig als flüssiges Additiv zur Abgasreinigung eingesetzte Reduktionsmittelvorläuferlösung ist Harnstoff-Wasser-Lösung, die mit einem Harnstoffgehalt von 32,5 % unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich ist.
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Der Tank für flüssiges Additiv sollte zur Überwachung der zur Verfügung stehenden Menge an flüssigem Additiv einen Füllstandsensor aufweisen. Ein solcher Füllstandsensor sollte möglichst kostengünstig und gleichzeitig möglichst zuverlässig und genau sein. Bei der Messung des Füllstandes in dem Tank ist besonders problematisch, dass die (aktuellen bzw. tatsächlichen) chemischen Eigenschaften des flüssigen Additivs nicht genau bekannt sind und gegebenenfalls auch variieren können. Ein Füllstandsensor sollte daher auch unter diesen Bedingungen den Füllstand in einem Tank genau messen können.
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Außerdem kann problematisch sein, dass das flüssige (insbesondere wässrige) Additiv bei niedrigen Temperaturen einfrieren kann. Beim Einfrieren treten Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des flüssigen Additivs und insbesondere eine Volumenzunahme auf. Dies kann zu einer Verfälschung der Füllstandsmessung führen. Die weiter oben angegebene Harnstoff-Wasser-Lösung friert beispielsweise bei ca. –11°C ein. Derart niedrige Temperaturen können in Kraftfahrzeugen insbesondere bei langen Stillstandphasen des Kraftfahrzeugs im Winter auftreten. Daher ist beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges bisher regelmäßig mit einer Verfälschung der Füllstandsmessung durch einfrierendes flüssiges Additiv zu rechnen.
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Weiterhin ist bei Tanks für flüssige Additive problematisch, dass diese üblicherweise sehr komplex geformt sind, um an den in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst zu sein. Derartige Tanks haben daher häufig eine sehr zerklüftete Form. Dies erschwert die Füllstandsmessung in derartigen Tanks deutlich.
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Darüber hinaus ist es regelmäßig vorteilhaft, wenn mit Sensoren Informationen über chemische und/oder physikalische Eigenschaften des flüssigen Additivs in einem Tank gewonnen werden können. Derartige Informationen sind beispielsweise vorteilhaft, um die Menge an flüssigem Additiv, die einer Abgasbehandlungsvorrichtung zugeführt wird, festzustellen.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die geschilderten technischen Probleme zu lösen oder zumindest zu lindern. Es soll insbesondere ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Tanks mit einem kalibrierten Sensor vorgestellt werden, bei welchem die Kalibrierung des Sensors besonders genau und besonders einfach durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung, insbesondere auch der Beschreibung der Figuren, ergänzt werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tanks für ein Kraftfahrzeug zur Speicherung eines flüssigen Additivs mit mindestens einem kalibrierten Sensor zur Bestimmung von mindestens einem Parameter des flüssigen Additivs in dem Tank, aufweisend die folgenden Schritte:
- a) Einbauen des Sensors in den Tank,
- b) zumindest teilweises Befüllen des Tanks mit einer Menge einer Testflüssigkeit,
- c) Ermitteln eines Signals des Sensors und
- d) Kalibrieren des Sensors mit dem Signal.
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Das Verfahren ist insbesondere anwendbar, wenn der mindestens eine Parameter ein Füllstand des flüssigen Additivs in dem Tank und der mindestens eine Sensor ein Füllstandsensor ist. Weitere Sensortypen, für die das Verfahren anwendbar ist, werden im Folgenden noch erläutert.
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Der Sensor ist vorzugsweise in der Nähe des Tankbodens oder am Tankboden angeordnet. Wenn der Sensor ein Füllstandsensor ist, dann ist dieser vorzugsweise dazu eingerichtet, den Füllstand in dem Tank über die gesamte Höhe des Tanks zu messen. Als Testflüssigkeit kann das flüssige Additiv verwendet werden. Es ist aber auch möglich, dass als Testflüssigkeit eine Ersatzflüssigkeit verwendet wird, die am Füllstandsensor ein Füllstandsignal erzeugt, welches dem Signal entspricht, das eine entsprechende Menge an flüssigem Additiv hervorrufen würde.
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Bevorzugt ist der Sensor an einem Fördermodul angeordnet, welches in Schritt a) in den Tank eingesetzt wird. Ein solches Fördermodul kann beispielsweise im Bodenbereich des Tanks angeordnet sein, um flüssiges Additiv aus dem Tank zu entnehmen. Ein solches Fördermodul hat üblicherweise eine Ansaugstelle, an welcher flüssiges Additiv aus dem Tank angesaugt wird, und einen Bereitstellungsanschluss, an dem das Fördermodul das flüssige Additiv (außerhalb des Tanks) bereitstellt. Die Ansaugstelle und der Bereitstellungsanschluss sind bevorzugt durch einen Förderkanal miteinander verbunden. An bzw. in dem Förderkanal innerhalb des Fördermoduls ist vorzugsweise eine Pumpe angeordnet, welche das flüssige Additiv von der Ansaugstelle zu dem Bereitstellungsanschluss entlang des Förderkanals fördert. Das Fördermodul kann auch noch weitere Komponenten enthalten. Solche Komponenten sind beispielsweise ein Temperatursensor, ein Drucksensor, eine Heizung zum Beheizen des flüssigen Additivs und/oder ein Ventil zur Steuerung der Förderung. Außerdem können in dem Fördermodul auch elektronische Komponenten angeordnet sein. Beispielsweise kann das Fördermodul eine Auswertelektronik enthalten, mit der das Signal des Sensors ausgewertet werden kann.
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Beim teilweisen Befüllen des Tanks in Schritt b) wird eine vorzugsweise vorgegebene Menge von Testflüssigkeit in den Tank eingefüllt, wobei mit einer vorgegebenen Menge insbesondere eine exakt festgelegte Menge der Testflüssigkeit gemeint ist. Diese Menge kann sich beispielsweise auf zwischen zwei und zwanzig Liter belaufen, beispielsweise auf genau zehn Liter. Jedenfalls sollte die vorgegebene Menge genau bekannt sein und eingehalten werden.
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Das in Schritt c) ermittelte Signal ist das Signal, welches der Sensors abgibt, wenn die Flüssigkeitsmenge in den Tank eingefüllt wurde. Dieses Signal kann beispielsweise ein elektronisches Signal sein, welches von dem Sensor ausgegeben wird. Das Signal kann eine elektrische Pulsfolge oder ein einzelner elektrischer Stromimpuls sein, welcher für einen bestimmten Parameter des flüssigen Additivs in dem Tank repräsentativ ist. Es ist auch möglich, dass das elektrische Signal komplexer ist. Beispielsweise kann das Signal ein in elektrischen Strom umgesetztes Echo einer optischen und/oder einer akustischen Sensors sein.
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Das Kalibrieren des Sensors in Schritt d) erfolgt vorzugsweise in einer Steuerungselektronik. Diese Steuerungselektronik kann Bestandteil eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs sein. Es ist auch möglich, dass diese Steuerungselektronik in dem Fördermodul enthalten ist. Die Kalibrierung des Sensors wird im Folgenden beispielhaft für einen Füllstandsensor erläutert. Mit dem Kalibrierschritt wird insbesondere das tatsächlich generierte Signal des Füllstandsensor mit einem – in Abhängigkeit von der vorgegebenen Menge der im Tank befindlichen Flüssigkeit – erwarteten (vorbekannten) Referenzsignal verglichen. Sollte keine Übereinstimmung von Referenzsignal und tatsächlich generiertem Signal des Füllstandsensors vorliegen, kann mittels der Steuerungselektronik das tatsächlich generierte Signal des Füllstandsensors mit einem Korrekturwert verrechnet werden, so dass das Signal des Füllstandsensors mit dem Referenzsignal übereinstimmt. Dieser so ermittelte Korrekturwert kann dann für den weiteren Betrieb stets mit einbezogen werden, wenn der reale Füllstand ermittelt wird. Für weitere Sensortypen wird im Folgenden noch erläutert, wie die Kalibrierung durchgeführt werden kann.
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Weiterhin ist das Verfahren vorteilhaft, wenn dieses bei der Herstellung eines Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, nachdem der Tank in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist.
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Die Durchführung des Verfahrens nachdem der Tank in das Kraftfahrzeug eingebaut ist, ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Sensor ein Füllstandsensor ist. Gegebenenfalls verformt sich der Tank durch den Einbau in einem Kraftfahrzeug.
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Durch das Kalibrieren des Füllstandsensors zu einem Zeitpunkt, nach dem der Tank eingebaut ist, ist es möglich, derartige Verformungen bei der Kalibrierung mit zu berücksichtigen. So wird die Kalibrierung des Füllstandsensors besonders genau. Das Verfahren kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn das Kraftfahrzeug auf einer Fertigungsstraße montiert wird. Es ist auch möglich, dass das Verfahren durchgeführt wird, wenn das Kraftfahrzeug eine Fertigungsstraße (gerade) verlassen hat. Das Verfahren kann dann beispielsweise im Rahmen einer Erstkalibrierung von dem Kraftfahrzeug durchgeführt werden. Es ist beispielsweise möglich, dass das Verfahren bei einer Erstbefüllung des Tanks für das flüssige Additiv durchgeführt wird. Bei einer Erstbefüllung ist die in den Tank eingefüllte Menge an flüssigem Additiv genau bekannt. Daher kann die Information über diese Menge genutzt werden, um den Füllstandsensor zu kalibrieren.
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Der Verfahrensschritt a) muss nicht in unmittelbarer zeitlicher Nähe zu der Durchführung der Schritte b), c) und d) durchgeführt werden. Es ist auch möglich, dass der Einbau des Sensors in dem Tank (Schritt a)) lange Zeit vor der Durchführung der Schritte b), c) und d) erfolgt, beispielsweise bei einer Vormontage des Tanks, während die Schritte b), c) und d) erst später durchgeführt werden, beispielsweise nach Abschluss der Montage eines Kraftfahrzeuges, in dem der Tank verbaut ist.
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Weiterhin ist das Verfahren vorteilhaft, wenn die Testflüssigkeit Wasser ist. Wenn der Tank nach der Kalibrierung nochmal entleert wird, um anschließend flüssiges Additiv (wie Harnstoff-Wasser-Lösung) in den Tank einzufüllen, dann ist es sinnvoll, für die Kalibrierung Wasser zu verwenden. Wasser hat einerseits eine geringere korrosive Wirkung als das beschriebene flüssige Additiv. Daher kann mit Wasser eine Beschädigung von weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs vermieden werden. Darüber hinaus ist Wasser preiswert und gesundheitlich unbedenklich. Eine Entleerung des Tanks nach der Kalibrierung kann durchgeführt werden, ohne dass die Testflüssigkeit zurück gewonnen werden muss.
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Weiterhin ist das Verfahren vorteilhaft, wenn der Sensor einen Ultraschallsensor umfasst.
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Ein Ultraschallsensor ist insbesondere als Füllstandsensor geeignet. Gemäß einem bevorzugten Aufbau hat ein Ultraschallsensor einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger. Der Ultraschallsender sendet ein Ultraschallsignal aus, welches reflektiert wird und zurück zu dem Ultraschallempfänger gelangt. Reflektiert wird das Ultraschallsignal vorzugsweise an einer Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit im Tank. So kann für die Strecke von dem Ultraschallsensor zu der Flüssigkeitsoberfläche eine Laufzeitmessung des Ultraschallsignals durchgeführt werden, über die sich die genannte Strecke und damit auch der Füllstand berechnen lassen. Gegebenenfalls können auch Reflektoren bzw. Umlenkflächen vorgesehen sein, die den gewünschten Strahlverlauf einstellen.
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Weiterhin ist das Verfahren vorteilhaft, wenn der Tank mindestens eine Referenzfläche aufweist, die so angeordnet ist, dass sich eine erste Messstrecke zwischen dem Ultraschallsensor und der mindestens einen Referenzfläche im Bodenbereich des Tanks befindet, so dass auch bei niedrigen Füllständen im Tank eine Laufzeitmessung eines Ultraschallsignals durch die erste Messstrecke von dem Ultraschallsensor zu der Referenzfläche und zurück erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist diese erste Messstrecke ein Abschnitt einer zweiten Messstrecke von dem Ultraschallsensor zu der Flüssigkeitsoberfläche. Dann kann die Laufzeitmessung zu der Referenzfläche zusammen mit der Laufzeitmessung zur Füllstandbestimmung durchgeführt werden.
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Der Ultraschallsensor kann waagerecht angeordnet sein. Vorzugsweise existiert dann mindestens eine Umlenkfläche entlang der zweiten Messstrecke, die die Ultraschallsignale in eine senkrechte Richtung hin zu der Flüssigkeitsoberfläche in dem Tank umlenkt. Der Ultraschallsensor kann auch senkrecht angeordnet sein. Dann existieren entlang der zweiten Messstrecke vorzugsweise zwei Umlenkflächen, so dass das Ultraschallsignal zuerst in eine waagerechte Richtung und anschließend wieder in eine senkrechte Richtung hin zu der Flüssigkeitsoberfläche ausgerichtet wird.
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Die Referenzfläche und die erste Messstrecke sind vorzugsweise in dem Bodenbereich des Tanks angeordnet. Der Bodenbereich des Tanks ist dadurch gekennzeichnet, dass er nur einen begrenzten Abstand vom Boden des Tanks aufweist. Dies ermöglicht, dass auch bei einer geringen Menge an Flüssigkeit in dem Tank die erste Messstrecke vollständig von Flüssigkeit bedeckt ist. Der Abstand vom Boden des Tanks, der den Bodenbereich definiert, beträgt beispielsweise weniger als 10 cm [Zentimeter], besonders bevorzugt weniger als 5 cm und ganz besonders bevorzugt weniger als 2 cm. Diese Referenzfläche und die erste Messstrecke können beispielsweise in einem Sumpf oder Schwalltopf des Tanks angeordnet sein.
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Besonders bevorzugt ist, dass zwei Referenzflächen vorgesehen sind. Dann kann ein Laufzeitunterschied des Ultraschallsignals zu den beiden verschiedenen Referenzflächen ermittelt werden. Dies ermöglicht es, eine Referenzmessung durchzuführen, die unabhängig von lokalen Besonderheiten in der unmittelbaren Umgebung des Ultraschallsensors ist. So können beispielsweise Herstellungstoleranzen des Ultraschallsensors und/oder eines Gehäuses des Ultraschallsensors, durch das das Ultraschallsignal durchtritt, kompensiert werden.
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Weiterhin ist das Verfahren vorteilhaft, wenn der Tank mit einem Spritzgussverfahren gefertigt wurde.
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Tanks, die mit einem Spritzgussverfahren gefertigt werden, sind beispielsweise aus Kunststoff und relativ flexibel. Daher tritt bei derartigen Tanks besonders häufig eine signifikante Verformung des Tanks beim Einbau in einem Kraftfahrzeug auf. Aus diesem Grund ist das Verfahren insbesondere bei Füllstandsensoren in solchen Tanks besonders vorteilhaft.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante wird das Verfahren in mehreren Schritten durchgeführt. Diese Verfahrensvariante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Sensor ein Füllstandsensor ist. Insbesondere die Schritte b) bis d) werden dabei regelmäßig wiederholt. In jedem Schritt b) wird die in den Tank eingefüllte Menge der Testflüssigkeit um einen definierten Wert erhöht und es wird eine Testmessung (Schritt c)) durchgeführt. So kann ein Kennfeld (z. B. Korrekturwert über Füllstand) erstellt werden, das den Zusammenhang zwischen dem Signal des Füllstandsensors und dem tatsächlichen Füllstand genau abbildet. Wenn mit dem Verfahren in Schritt c) nur ein Testwert gemessen wird, kann dieser Testwert dazu genutzt werden, im Rahmen des Schrittes d) Konstanten einer Formel, die einen Zusammenhang zwischen dem Signal des Füllstandsensors und dem tatsächlich vorliegenden Füllstand wiedergeben, anzupassen. In dem besonders einfachen Fall einer linearen Formel kann beispielsweise eine Proportionalitätskonstante der Formel aus der bekannten Menge der Testflüssigkeit und dem Füllstandsignal berechnet werden.
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Das Verfahren ist außerdem anwendbar, wenn der mindestens eine Sensor dazu eingerichtet ist, zumindest eine der folgenden Eigenschaften des flüssigen Additivs zu bestimmen:
- – eine Konzentration mindestens einer Komponente in dem flüssigen Additiv,
- – mindestens eine chemische Eigenschaft des flüssigen Additivs, und
- – mindestens eine physikalische Eigenschaft des flüssigen Additivs.
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Die Komponente in dem flüssigen Additiv, deren Konzentration gemessen wird, kann beispielsweise Harnstoff sein. Beispielsweise kann mit dem Sensor überwacht werden, ob und/oder in welchem Maße der Harnstoffgehalt in der Lösung von 32,5 Gewichts-Prozent abweicht. Eine weitere Komponente, deren Konzentration gemessen werden kann, ist beispielsweise Ammoniak, der in dem flüssigen Additiv gelöst ist.
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Eine chemische Eigenschaft des flüssigen Additivs, die mit dem Sensor gemessen werden kann, ist beispielsweise die chemische Zusammensetzung des flüssigen Additivs, die korrosive Wirkung des flüssigen Additivs und/oder die Reaktivität des flüssigen Additivs mit anderen Stoffen. Eine physikalische Eigenschaft des flüssigen Additivs, die mit dem Sensor gemessen werden kann, ist beispielsweise die Dichte, die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und/oder die Viskosität. Die Aufzählungen der chemischen und physikalischen Eigenschaften sind dabei jeweils nur beispielhaft. Je nach Ausgestaltung des Sensors können auch weitere für den Fachmann sinnvolle und/oder gut überwachbare chemische oder physikalische Eigenschaften des flüssigen Additivs bestimmt werden.
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Der Sensor zur Bestimmung der beschriebenen Eigenschaften der Flüssigkeit kann insbesondere gleichzeitig ein Füllstandsensor sein. Der weiter oben beschriebene Ultraschallsensor ist beispielsweise in der Lage, mit Hilfe einer Referenz-Reflexionsfläche eine Geschwindigkeit eines Ultraschallsignals in dem flüssigen Additivs zu messen. Diese Geschwindigkeit kann zur Berechnung der genannten Eigenschaften verwendet werden, weil eine (bekannte) Abhängigkeit zwischen der Geschwindigkeit und der jeweiligen Eigenschaft des flüssigen Additivs besteht, wobei gegebenenfalls Quereinflüsse berücksichtigt werden. Diese Quereinflüsse sind insbesondere andere Eigenschaften des flüssigen Additivs als die jeweilige, zu berechnende Eigenschaft.
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Der mindestens eine Sensor kann auch beliebige weitere Sensoren umfassen. Beispielhaft sollen hier verschiedene Sensortypen aufgezählt werden, die Verwendung finden können:
- – einen Temperatursensor,
- – einen Sensor zur Bestimmung einer elektrischen Leitfähigkeit des flüssigen Additivs,
- – ein Drucksensor,
- – ein chemischer Sensor zur Detektion einer chemischen Verbindung, und
- – ein optischer Sensor.
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Insbesondere wenn der mindestens eine Sensor mehrere Sensortypen umfasst, können aus den Signalen der einzelnen Sensoren mit Hilfe von Kennfeldern Eigenschaften des flüssigen Additivs bestimmt werden. Falls genau ein (einziger) Sensor zur Bestimmung genau einer (einzigen) Eigenschaft verwendet wird, dann ist ein derartiges Kennfeld regelmäßig nicht erforderlich. Jedoch ist dann gegebenenfalls eine (mathematische) Formel mit bestimmten Konstanten erforderlich, mit der die Eigenschaft des flüssigen Additivs aus dem Signal des Sensors berechnet werden kann. Kennfelder, Formeln und Konstanten können in dem Kalibrierungsschritt d) des Verfahrens angepasst werden.
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Weiter wird ein Tank zur Speicherung von flüssigem Additiv vorgeschlagen, umfassend einen Sensor, wobei der Tank mit einem beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
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Die für das Verfahren beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale sind in analoger Weise auf den Tank anwendbar und übertragbar.
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Auch wird ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest eine Verbrennungskraftmaschine, eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschinen, einen beschriebenen Tank mit einem Sensor und ein Fördermodul zur Bereitstellung von flüssigem Additiv aus dem Tank an die Abgasbehandlungsvorrichtung hier vorgeschlagen. In der Abgasbehandlungsvorrichtung ist vorzugsweise ein SCR-Katalysator angeordnet, an dem Stickstoffoxidverbindungen im Abgas der Verbrennungskraftmaschine unter Zuhilfenahme des flüssigen Additivs reduziert werden können. Der Sensor kann an einem Fördermodul angeordnet sein, das in oder an einem Tank angeordnet ist.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und vor allem die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
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1: einen beschriebenen Tank mit einem Sensor,
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2: ein Ablaufdiagramm des beschriebenen Verfahrens, und
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3: ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen beschriebenen Tank mit einem Sensor.
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In 1 ist der Tank 1 zu erkennen, wobei im Bodenbereich 6 ein Fördermodul 11 eingesetzt ist. Das Fördermodul 11 hat eine Ansaugstelle 17, an welcher dem Tank 1 flüssiges Additiv 15 entnommen werden kann. Das flüssige Additiv 15 wird mit einer Pumpe 19 von der Ansaugstelle 17 entlang eines Förderkanals 16 zu einem Bereitstellungsanschluss 18 gefördert.
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An dem Fördermodul 11 ist auch ein Sensor 2 angeordnet, der einen Ultraschallsensor 4 umfasst. Gemäß 1 ist der Sensor 2 ein Füllstandsensor. Das Fördermodul 11 hat darüber hinaus zwei Referenzflächen 5. Der Ultraschallsensor 4 umfasst einen Sender 23 zur Aussendung von Ultraschallsignalen und einen Empfänger 24 zum Empfangen eines Echos auf diese ausgesendeten Ultraschallsignale. Von dem Ultraschallsensor 4 ausgehend erstreckt sich zu einer Flüssigkeitsoberfläche 22 des flüssigen Additivs 15 in dem Tank 1 eine zweite Messstrecke 25. Ein Abschnitt der zweiten Messstrecke 25 bildet eine erste Messstrecke 7, in der die Referenzflächen 5 angeordnet sind. Außerdem hat das Fördermodul 11 zwei Umlenkflächen 8, die Ultraschallsignale von dem Ultraschallsensor 4 so entlang der zweiten Messstrecke 25 bzw. entlang der ersten Messstrecke 7 lenken. Durch die Umlenkflächen 8 ist es möglich, dass die erste Messstrecke 7 waagerecht angeordnet ist und sich vollständig in einem Bodenbereich 6 des Tanks 1 befindet. Der Bodenbereich 6 des Tanks 1 ist durch einen maximalen Abstand 20 zum Tankboden 26 definiert. Vorzugsweise beträgt dieser Abstand 20 weniger als 10 cm zum Tankboden 26. Der Abstand 20 wird dabei vorzugsweise ausgehend von der tiefsten Stelle des Tanks 1 bemessen. Das Fördermodul 11 umfasst vorzugsweise auch eine Steuerungselektronik 21, die an den Sensor 2 angeschlossen ist und die auch Routinen (Datenverarbeitungsverfahren) zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens beinhalten kann.
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2 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagramm des beschriebenen Verfahrens, umfassend die Verfahrensschritte a), b), c) und d). Zu erkennen ist, dass diese Verfahrensschritte hintereinander ausgeführt werden. Die Verfahrensschritte b), c) und d) können im Rahmen des Verfahrens gegebenenfalls mehrmals wiederholt werden, um ein Kennfeld des Sensors zu erzeugen.
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3 zeigt ein Kraftfahrzeug 3, aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine 9 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 10 zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine 9. In der Abgasbehandlungsvorrichtung 10 ist ein SCR-Katalysator 14 zur Durchführung des Verfahrens der selektiven katalytischen Reduktion vorgesehen. In die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 kann mit einer Zugabevorrichtung 13 ein flüssiges Additiv (Harnstoff-Wasser-Lösung) zur Abgasreinigung zugeführt werden. Die Zugabevorrichtung 13 wird über eine Leitung 12 mit flüssigem Additiv aus einem Tank 1 versorgt. Dazu wird ein Fördermodul 11 eingesetzt. An dem Tank 1 ist auch ein Sensor 2 vorgesehen.
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Vorsorglich sei noch darauf hingewiesen, dass die in den Figuren gezeigten Kombinationen von technischen Merkmalen nicht generell zwingend sind. So können technische Merkmale einer Figur mit anderen technischen Merkmalen einer weiteren Figur und/oder der allgemeinen Beschreibung kombiniert werden. Etwas anderes soll nur gelten, wenn hier explizit die Kombination von Merkmalen ausgewiesen wurde und/oder der Fachmann erkennt, dass sonst die Grundfunktionen der Vorrichtung bzw. des Verfahrens nicht mehr erfüllt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tank
- 2
- Sensor
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Ultraschallsensor
- 5
- Referenzfläche
- 6
- Bodenbereich
- 7
- erste Messstrecke
- 8
- Umlenkfläche
- 9
- Verbrennungskraftmaschine
- 10
- Abgasbehandlungsvorrichtung
- 11
- Fördermodul
- 12
- Leitung
- 13
- Zugabevorrichtung
- 14
- SCR-Katalysator
- 15
- flüssiges Additiv
- 16
- Förderkanal
- 17
- Ansaugstelle
- 18
- Bereitstellungsanschluss
- 19
- Pumpe
- 20
- Abstand
- 21
- Steuerungselektronik
- 22
- Flüssigkeitsoberfläche
- 23
- Sender
- 24
- Empfänger
- 25
- zweite Messstrecke
- 26
- Tankboden
