JP2013522515A - 充填レベルを決定するためのセンサを有するタンク - Google Patents

Abstract

本発明は、タンク壁（３）と、タンク壁（３）によって少なくとも部分的に画定された内部（４）とを備える、還元剤のためのタンク（１）に関する。タンク壁上には、第１の電気接触部（６）および第２の電気接触部（７）を有するセンサ（５）が配置され、第１の電気接触部（６）および第２の電気接触部（７）は内部（４）に導電するように接続され、内部（４）からタンク壁（３）の外側（８）へタンク壁（３）を貫通し、互いに５ｃｍ未満の第１の間隔（９）を置いて配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンク内の充填レベルを決定するためのセンサを有するタンクに関連し、より詳細には、移動性用途における液体の尿素水溶液のためのタンクに関する。

排ガス浄化装置は自動車内の移動式内燃エンジンについて特に公知であり、この装置には、特定の排ガス構成物質を低減させるための還元剤が供給される。例えば、排ガス中の窒素酸化化合物（ＮＯｘ）は、アンモニアがその排ガス中に還元剤として供給される場合、特に効果的な仕方で除去可能である。例えばアンモニアのような一般的な還元剤は有害物質であり、それゆえ自動車に直接に格納されるべきではない。それゆえ、還元剤は一般に、自動車内の追加の作動液として別個のタンク内に還元剤前駆体の形で格納される。一般的な還元剤前駆体は例えば尿素である。これは例えば、３２．５％の尿素水溶液の形で自動車内に格納される。この種の尿素水溶液は「ＡｄＢｌｕｅ」という商品名で市販されている。

この種の尿素水溶液は通常−１１℃の温度で凍結する。液体の還元剤を送達および／または投与するための装置は、その結果、尿素水溶液を送達することはもはやできない。長い停止期間の結果として、このような低温が特に自動車内で生じ得る。液体の還元剤または凍結した還元剤のどちらが還元剤のタンク内に存在しているのかを確実に決定することができることが所望され得る。記載を網羅するためだけではあるが、本明細書では、「還元剤」という表現はまた、還元剤前駆体（例えば、特に尿素水溶液）を含むものとして理解されるべきであることが指摘される。

さらに、還元剤の消費は一般的に低い。還元剤の消費は、通常、内燃エンジンの燃料消費の約０．５％〜１０％である。それゆえ、充填レベル決定のために、簡素で安価なセンサ配置構成を提供することが模索される。複雑で継続的な充填レベル決定方法が常に必要とされるわけではない。しかし同時に、排ガス処理システムの所望される浄化作用を常に保証するために、貯蓄充填レベルの決定についての高度な要求が特になされている。

このことを出発点として、本発明の課題は、従来技術に関連して強調された技術的問題点を少なくとも部分的に解決することである。特に、有利な充填レベルセンサを有する還元剤タンクを記載することを目的とする。

この課題は請求項１の特徴に係るタンクにより達成される。さらなる有利な実施形態およびタンクの利用は従属の請求項において特定される。特許請求の範囲において個々に挙げられた特徴は任意に所望される、技術的に好都合な方法で互いに組み合わされることができ、その結果、本発明のさらなる実施形態を強調することに留意されるべきである。本記載、特に、図面に関連した記載は、さらに特に好ましい実施形態を特定する。

タンク壁と、上記タンク壁によって少なくとも部分的に画定された内部とを有する還元剤のための、本発明に係るタンクであって、上記タンク壁上には、第１の電気接触部および第２の電気接触部を有するセンサが配置され、上記第１の電気接触部および上記第２の電気接触部は上記内部に導電するように接続され、上記内部から上記タンク壁の外側へ上記タンク壁を介して延び、互いに５ｃｍ（センチメートル）未満の第１の間隔を有して配置される、タンク。第１の電気接触部および第２の電気接触部は３ｃｍ未満、特に好ましくは２ｃｍ未満の第１の間隔を有して互いに配置されることが好ましい。第１の電気接触部および第２の電気接触部がタンク壁を介して延びるということに従った特徴は、第１の電気接触部および第２の電気接触部が、タンクの内側からタンクの外側への電気接続をなすということを特に意味することが意図される。

少なくとも上記第１の電気接触部および／または上記第２の電気接触部は上記タンク内に配置される金属ポットによって形成されてよい。このようなポットは、例えば、タンクから還元剤を送達するために提供される投与装置のための筐体であってよい。少なくとも第１の電気接触部および／または第２の電気接触部はさらに、抽出ライン、リターンライン、抽出ポイント、または投与ユニットのための排出ラインを有して形成されてよい。抽出ライン、リターンライン、抽出ポイント、および排出ラインは様々なラインであり、これらによって、還元剤を送達するための投与装置がタンクの内側に接続される。タンクの機能のために、タンク内の還元剤の電気的属性が決定可能となるように、第１の電気接触部は第２の電気接触部に対して電気的に絶縁されている必要がある。

この実施形態のタンクにおいて、１つの電気接触部が金属ポットによって形成され、他方の電気接触部は金属ポットを介して延びることが有利であると想定される。これに関連するさらなる説明が図９を参照して特に与えられる。

１つの電気接触部は金属ポットによって形成され、上記金属ポットはフィルタによって囲まれ、他方の電気接触部は上記フィルタの外側に配置されることが同様に有利であってよい。これに関連するさらなる説明が図１０を参照して特に与えられる。

タンクは好ましくはプラスチックで作られる。一緒になってセンサを形成する電気接触部は、好ましくはタンク壁に鋳造により成形（キャスト）される。必要であれば、少なくとも１つのシール要素がタンク壁に一緒にキャストされることもまたさらに可能であり、このシール要素はタンク壁に対して電気接触がなされないようにする。電気接触部は好ましくは金属ピンの形をとる。この金属ピンは、必要であれば、金属ピンに対してタンク壁のシーリングを促進する表面構造を有してよい。また、必要に応じて、溝が金属ピンに形成されることも可能であり、この溝に、例えばＯリングのシールなどのシール要素をはめ込む。必要であれば、金属ピンはまた、隆起した（ｂｕｌｇｅｄ）部分を有してよく、これにより、タンク壁内のピンの改善された密封が達成される。

電気接触部は、各々個々にタンク壁を介して延びることがまず可能である。しかしながら、金属ピンが共通の密封要素において配置され、この密封要素が全体としてタンク壁に埋め込まれているかまたはタンク壁を介して延びていることも可能である。

複数のそのようなセンサが提供されることは基本的に可能であるが、単一のセンサのみがこの種のタンクに提供されることが好ましい。例えば、低い充填レベルの場合および／またはタンクが傾いた位置にある場合に、センサのうち少なくとも１つにおいて、測定を確実に実行できるように、複数のそのようなセンサがタンク内に提供されてもよい。低い充填レベルの場合、タンクが水平方向の並びにある場合であって、所定の還元剤量がタンク内に格納されている場合に、タンクの傾いた位置は、還元剤が実際にはセンサにまだ存在しているにもかかわらず、センサに還元剤が存在しないという結果を有する場合がある。充填レベル測定システムの誤り率は、結果として、このようにして低減可能である。

「電気接触部（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）」が本明細書において参照される場合、これは第１の電気接触部および第２の電気接触部を意味し、この用語は、第１の電気接触部および第２の電気接触部が常に同じ設計である必要があることを表現することを意図しておらず、実際には、接触部の少なくとも１つはこのように設計される場合があることを意図している。このことは、それに応じて他の一般化形態、例えばピン、シール等に当てはまる。

タンクの特に好ましい実施形態は、センサがタンク底に配置される場合に提供される。タンク内の充填レベルは上述で説明されたセンサによって決定可能である。特に、別個の充填レベル決定が、２つの電気接触部間の測定により可能であるので、貯蓄充填レベルを決定することができる。この目的のために、電圧が電気接触部に印加され、電気接触部間の電気抵抗（あるいはコンダクタンス値＝抵抗の逆数）が決定される。この測定値の関数として、還元剤が、センサの２つの電気接触部間の第１の間隔に存在するかどうかおよび／またはどの程度の還元剤が存在するのか、ならびに／または、どのような状態の集合（例えば液状または凍結した状態）で還元剤が中にあるのかが推測可能である。

タンク内の貯蓄充填レベルは、タンク底の近傍において好ましくは決定される。なぜならば、タンク底の近傍において、２つの電気接触部が同じレベルにて配置されてもよいからである。さらに、タンク底の近傍における配置構成により、残量の特に有利な決定が可能となる。特に、残量は一般に、タンク底の部分的領域（ａｒｅａｌ ｃｏｖｅｒａｇｅ）のみを占める。また、タンク底に配置されたセンサはタンク底の中心に配置されてもよい。このように、センサはタンク内での跳ねる動き（液体が中でバシャバシャとなる動き）に対して、および／または、タンクのあり得る傾斜位置に対して感受性が低くされている。なぜならば、跳ねる動きおよび／または傾斜した位置は、特に中心から遠い、すなわち、タンクの側壁に近い端部において、充填レベルの（特に目立った）変化を生じさせるからである。さらに、自動車内のタンクは、必要であれば、下方からのみタンクにアクセスできるように設置される。センサはそれゆえ、タンク底に配置される場合、例えばメンテナンス作業のために特に容易にアクセス可能である。

電気接触部は、最大で５ｃｍ（センチメートル）、好ましくは０．２ｃｍ〜２ｃｍ、特に好ましくは０．５ｃｍ〜１ｃｍの第１の長さを有して、上記タンク底からタンクの内部へと突出することが特に好ましい。第１の長さの領域において、電気接触部は好ましくはブランク、すなわち、特に、電気的に絶縁されていないことが好ましい。その結果、電流は、第１の長さ全体を介して、電気接触部から通過して還元剤へと流れることができる。

さらなる有利な実施形態において、センサはまたタンク壁上に配置されてもよい。複数のセンサ、例えば２〜１０個のセンサが、所定のレベルにおいてタンクの周辺に亘って分散されることもまた特に可能である。従って、複数のセンサを用いることによって、タンクの監視を実行することが可能であり、傾斜した位置の場合、およびタンク内の跳ねる動きの場合においてさえも、センサの少なくとも１つは代表的な測定に適している。

個々のセンサによって決定された充填レベル信号は、修正充填レベル信号を得るために、適切なコントローラにおいて評価されてもよい。例えば、モニタリングされる貯蓄レベルが目標とするレベルに到達しているかどうかを決定するために、個々の充填レベル信号から平均値が形成されてもよい。さらなる設計変更例において、貯蓄レベルが目標のレベルに届いているかどうかの決定はまた、還元剤が存在するセンサの数と提供されたセンサの総数との比を決定することによってなされてもよい。例えば、貯蓄レベルが目標のレベルに到達していないというセンサ信号の半分以上である場合、貯蓄レベルは目標のレベルに到達していないと決定できる。例えば主成分分析などにより、複数のセンサの充填レベル信号の統計評価もまた可能である。

さらなる有利な実施形態において、ある貯蓄の高さ（ｒｅｓｅｒｖｅ ｈｅｉｇｈｔ）を有して肩部が、電気接触部の領域内に配置される。この肩部は、その貯蓄レベルまで電気接触を絶縁する。このようにして、電気接触部がタンク底に配置された場合、貯蓄レベル充填量は正確に規定される。

タンクがヒータを有し、かつセンサに対して５０ｃｍ（センチメートル）未満の間隔を有して配置される場合、このタンクはさらに有利である。第２の間隔は好ましくは２０ｃｍ未満であり、特に好ましくは１０ｃｍ未満である。この目的のために、ヒータはタンク底の近傍に特に配置される。このヒータは、特に、調節可能な電気ヒータ（例えば、電熱線、加熱ホイル、ＰＴＣエレメント、冷却水加熱装置を含む群から少なくとも１つの要素を有する）である。冷却水加熱装置の場合、加熱コイルがタンクを介して導かれていることが好ましく、この加熱コイルを介して、内燃エンジンによって加熱された冷却水は流れ、タンク内で熱エネルギーを還元剤に消散させる。

タンク内の還元剤が完全に凍結している場合、凍結した還元剤内の空洞（いわゆる「氷の空洞」）が、ヒータの稼動中にタンク底近傍に形成され、この空洞の中で（部分的な）液状の還元剤が存在する。ヒータに対しての所定の第２の間隔を有して配置され、かつ２つの電気接触部を有するセンサによって、この氷の空洞のサイズは決定可能である。まず、２つの電気接触部からなるセンサは、コンダクタンス値（ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｖａｌｕｅ）の測定によって、液状の還元剤または凍結した還元剤のどちらかがセンサに存在するかどうかを決定することができる。さらに、このことから、タンク内の温度分布を推測することができる。タンク内の温度分布を決定するために、ヒータによってタンク内へ導入されるエネルギーを考慮に入れることもまたさらに可能である。

さらに、温度センサは、タンク壁の外側にある１つの電気接触部に少なくとも取り付けられることが提案される。導電性の接触部は、それらの元々の導電性により、概して首尾良い熱伝導性を有する。対照的に、好ましくはプラスチックから作られるタンク壁は低い熱伝導性を有する。電気接触部はタンク壁を介した熱の逃げ道（ブリッジ）を構成する。これは、温度センサをタンク壁の外側に取り付け、かつ、２つの電気接触部の１つを介してこの温度センサを用いることによって、タンク壁の内側の温度またはタンク壁の内部の温度を決定するために用いられることができる。タンク内の温度分布を決定するための実現性はこの種のセンサによってさらに改善される。

第１の電気接触部および第２の電気接触部を有するセンサを有するタンクを稼動するための有利な方法は、以下で提案され、この方法は、以下の工程を少なくとも含む。
（ａ．１）液状の還元剤のためのコンダクタンス値を規定する工程；
（ａ．２）凍結した還元剤のコンダクタンス値を規定する工程；
（ａ．３）気体のコンダクタンス値を規定する工程；
（ｂ）第１の電気接触部と第２の電気接触部との間に電圧を印加する工程；
（ｃ）第１の電気接触部と第２の電気接触部との間のコンダクタンス値を検出する工程；
（ｄ）工程（ｃ）で検出されたコンダクタンス値と、工程（ａ．１）から工程（ａ．３）において規定されたコンダクタンス値とを比較する工程、ならびに、液状の還元剤、凍結した還元剤、または気体のいずれが存在するかどうかを決定する工程。

電気的変数がここで常に参照されること（コンダクタンス値、電圧、接触、抵抗）がここでまず指摘される。さらに、工程（ａ．１）、（ａ．２）、および／または（ａ．３）は、充填レベルの決定および／または集合体の状態の決定が行われるたびに行われる必要はなく、むしろ必要に応じて一度のみ実行されることが必要である。対応するコンダクタンス値は次いで、ガイド値として、または許容誤差範囲として（恒久的に）格納されていてもよく、かつ、工程（ｃ）において目下測定されたコンダクタンス値について、工程（ｄ）での基準として考慮されてもよい。結果として、工程（ａ．１）、（ａ．２）、および（ａ．３）からのコンダクタンス値はまた、基準コンダクタンス値として参照されてもよい。液状の還元剤および凍結した還元剤のコンダクタンス値は、概して異なり、その結果、コンダクタンス値の決定の結果として、液状の還元剤または凍結した還元剤のいずれが存在しているのかどうかを推測可能である。気体は、還元剤との関連で高度に効果的な電気絶縁体であり、その結果、２つの電気接触部間のコンダクタンス値決定に基づいて、気体が識別可能である。凍結した還元剤のコンダクタンス値および気体のコンダクタンス値は類似している。

液状の還元剤のコンダクタンス値の参照として、より早い時点にて測定されたコンダクタンス値が利用されてもよい。タンクはその時点にて、液状の還元剤を確実に格納するべきである。こうした場合であるかどうかは温度センサによって決定可能である。規定された閾値温度以上の温度が、タンク上またはタンク内、あるいは、還元剤のための投与ユニット上または投与ユニット内に位置された温度センサによって測定された場合、液状の還元剤がタンク内に存在していることが確実であると見込むことができる。

タンク壁の外側に対して、一体的に射出成形された、または一体的に成形（キャスト）された保護フレームがさらに取り付けられてよく、これにより、第１の電気接触部および第２の電気接触部は保護される。保護フレームは、例えば、電気接触部を囲み、こうして恒久的にそれへの損傷を防ぐ。この保護フレームは、タンク製造時に直接一緒になって提供されてもよい。保護フレームは、それゆえ、タンクに一体的に射出成形されるか、または一体的に成形（キャスト）されることが好ましい。保護フレームはまたプラグソケットを形成してもよい。対応する接続プラグを有するケーブルは、次いで、第１の電気接触部および第２の電気接触部に直接に接続されてもよい。保護フレームは、次いで、タンクと接続プラグとの間にも機械的安定性を提供する。

この方法において、工程（ｂ）において、正の電圧と負の電圧との間で交流する交流電圧が、第１の電気接触部および第２の電気接触部に印加できる。交流電圧は好ましくは矩形である。交流電圧は対称であることがさらに好ましい。これは、負の電圧の要素と正の電圧の要素が形および強さにおいて対応することを意味する。従って、電気分解の結果として、２つの接触部の１つに沈着物が形成しないようにすることができる。

タンクがヒータを有する場合、本方法はまた、以下の工程を含むように広げることができる。
（ｅ．１）工程（ｄ）において、凍結した還元剤が存在していると決定された場合に、ヒータを起動する工程；
（ｅ．２）工程（ｄ）において、気体が存在すると決定された場合、ヒータを停止する工程。

凍結した還元剤内の氷の空洞がタンク内のヒータ周囲に形成された場合、ヒータからの熱が残っている凍結した還元剤に輸送可能であるように、この氷の空洞内に液状の還元剤が存在すべきである。対照的に、氷の空洞内の空気は熱絶縁体を構成する。ヒータと氷の空洞内の残りの凍結した還元剤との間に液状の還元剤の連結が存在しない場合、ヒータのさらなる稼動は概して都合の良いものではなく、なぜならば、ヒータによる熱エネルギー出力はもはや効果的に凍結した還元剤に移動することができないからである。ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）：正の温度係数）の場合、このような状況は、ヒータの電流消費をモニタリングすることによって識別可能である。ヒータが起動直後に既に電流消費の低減を示す場合、氷の空洞が存在する。抵抗ヒータの場合、このような状況は、電流消費とヒータ電圧との比を決定することによって識別可能である。この比が著しく低減する場合、氷の空洞が存在する。このため、絶縁性の気体の層が氷の空洞内に検出された場合には、ヒータが停止されることが好都合である。さらなる方法の実施において、気体がタンク内に存在する場合、ヒータはまた、低減されたパワーで稼動されてよい。

凍結した還元剤がセンサにまだ存在する場合、タンクの対応する実施形態の場合において、還元剤で充填された、または気体で充填された氷の空洞がヒータの直接近傍に存在するかどうかはここでは重要ではない。なぜならば、ヒータとセンサとの間の第２の間隔は、可能な限りセンサとヒータとの間に存在する氷の空洞が非常に小さく、その結果、局所的（ａｒｅａｌ）のヒータから凍結した還元剤への十分な熱輸送が氷の空洞にもかかわらず可能であるように、選択されるからである。特に、非常に小さい氷の空洞の場合、ヒータからの熱を凍結した還元剤へ輸送する気体の力は十分であり、その結果ヒータは起動したままであることができる。

本方法について強調された利点および特別な実施形態は、本発明に係るタンクに適用可能でありかつ移転可能である。

本発明は、還元剤のための投与装置を有する排ガス処理装置を持つ内燃エンジンを有する自動車において得に好ましく用いられ、上記投与装置は本発明に係るタンクを有する。さらに、自動車はコントローラを有することができ、コントローラは本発明に係る方法を実行するために設定可能である。

本発明およびその技術分野は、図面を基にして以下で詳細に説明される。図面は特に好ましい例示的な実施形態を示すが、本発明はこれに限定されない。特に、図面および特に図示された比率は単に概略的なものであることに留意されたい。

図１は還元剤のための本発明に係るタンクを示す。 図２は電気接触部のための第１の設計変形例を示す。 図３は電気接触部のための第２の設計変形例を示す。 図４は電気接触部のための第３の設計変形例を示す。 図５は電気接触部のための第４の設計変形例を示す。 図６は温度センサを有するタンクを示す。 図７はタンクを有する自動車を示す。 図８は電気接触部のための第５の設計変更例を示す。 図９は電気接触部のための第６の設計変更例を有するタンクを示す。 図１０は電気接触部のための第７の設計変更例を有するタンクを示す。

図１はタンク１を示す。タンク１は内部４を画定するタンク壁３を有する。凍結した還元剤１５はタンク１内にあり、その中で、凍結した還元剤には氷の空洞３３が形成される。氷の空洞３３は部分的に空気１６で充填され、かつ、部分的に液体の還元剤１４（この場合、特に尿素水溶液）で充填される。氷の空洞３３はヒータ１１周囲に形成される（電気的に制御可能、二次元）。ヒータ１１はタンク底１０の領域内のタンク壁３上に配置されている。センサ５はヒータ１１に対して第２の間隔１２を置いて置かれている。ここでセンサ５はタンク壁３内、特にタンク底１０内に同様に配置されている。センサ５は第１の電気接触部６および第２電気接触部７を有する。第１の電気接触部６および第２の電気接触部７は互いに第１の間隔９を置いて配置され、シール２０を有して、タンク１のタンク壁３を貫通している。温度センサ１３は第１の電気接触部６に固定され、このセンサにより、タンク１の内部４の温度または還元剤の温度がタンク１の外側８から検出可能である。

図２は、電気接触部がタンク壁３を通って延びることができる方法の例を示す。タンク壁３は、ネジ式のチューブ３４が挿入されている、内側に突出した部分２３を有する。第１の電気接触部６は、シール２０を有して、ネジ式のチューブ３４内に配置される。例えば凍結した還元剤１５で充填されたタンクの内部４はシール２０で外側８に対して密封される。

図３は第１の電気接触部６および第２の電気接触部７がタンク壁３を通って延びることができる方法のさらなる例を示す。ここでタンク壁３はタンク底１０の領域内へと、貫通して延びている。第１の電気接触部６および第２の電気接触部７はシール２０によって、タンク壁３に埋め込まれている。タンク１の内部４は、還元剤１５で充填されて、外側８に対して密封される。保護フレーム２８が外側８上のタンク壁３に取り付けられ、このフレームにより、第１の電気接触部６および第２の電気接触部７が保護される。この保護フレーム２８はタンク１の製造の間に、一緒に提供されてもよい。保護フレーム２８は、例えば、タンク１上に、一体的に射出成形されてもよく、または一体的に成形（キャスト）されてもよい。内部４において、各々、第１の電気接触部６および第２の電気接触部７のための１つの肩部２１が、第１の電気接触部６および第２の電気接触部７の領域においてタンク壁３上に提供される。肩部２１は、タンク内の貯蔵レベル２２を規定する役割を果たす（貯蔵レベルとは、液体還元剤の貯蔵量のみが存在している場合のタンク内の充填レベルである）。第１の電気接触部６および第２の電気接触部７は各々、肩部２１から第１の長さ３２を置いて、突出する。内部４内にある還元剤と、第１の電気接触部６および第２の電気接触部７との間の確実な導電接触がこのようにして保証される。図３のような配置構成は、特に、タンク底１０にセンサが配置構成される場合に適切である。

図４は、電気接触部がタンク壁３を通って延びることができる方法のさらなる例を示す。ここで、第１の電気接触部６はリベット２５の形態をしており、リベット２５は、タンク壁３に対して、シール２０としてゴムブッシング２９を固定する。

図５は、タンク壁３の横の領域（タンクの側壁）に挿入される第１の電気接触部６を示す。ここでもまた、第１の電気接触部６は一例として示される。この第１の電気接触部６は同様にリベット２５の形態をしており、これは、タンク壁３の内側突出部分２３に、シール２０により、挿入されている。貯蔵レベル２２は、ここで、タンク壁３にある第１の電気接触部６の配置によって決定され、肩部２１の高さによってではない。第１の電気接触部６またはタンク壁３上の電気接触部がタンク底からより遠くに位置すればするほど、貯蔵レベル２２はより高い。

図４および図５はさらに、第１の電気接触部６の特により好ましい形状を示す。これらの形状は、還元剤および／または還元剤残滓の沈着および／または蓄積が第１の電気接触部６内またはその上に生じないように、あるいは、そのような沈着および／または蓄積が最大限可能な範囲で防がれるように選択される。そのような沈着は、第１の電気接触部６とタンク壁３との間の短絡、および／または第１の電気接触部６と第２の電気接触部７との間の短絡を導く場合がある。特に、第１の電気接触部６の端部は、ここでは、それに対応して適切な設計であってよい。図４は、例えば、第１の電気接触部６の端部のためのレンズ形状３７を示す。図５は、その端部上において、好ましくは環状の先端面取り部３８を有する第１の電気接触部６を有する。第１の電気接触部６の厚さ４０はまた、適切に選択されてよい。厚さ４０は、好ましくは少なくとも０．５ｍｍ（ミリメートル）、好ましくは少なくとも１ｍｍ、および特に好ましくは少なくとも２ｍｍである。

さらに、沈着および／または蓄積の結果としての短絡を防ぐために、タンク壁３に対して、および第２の電気接触部７に対しての第１の電気接触部６の絶縁が十分な幅４０となっていることが重要である。幅４０は、好ましくは、タンク壁３から第１の電気接触部６への絶縁部の表面上の最短距離を意味する。図４および図５において、絶縁はシール２０によって形成される。幅３９は好ましくは少なくとも０．５ｍｍ（ミリメートル）であり、特に好ましくは少なくとも１ｍｍである。

第１の電気接触部６について提案されたこれらの特別の実施形態は、第２の電気接触部７に類似的に適用可能であるが、しかし第２の電気接触部７は、平易さを目的として図４および図５において別個に図示されない。

図６は、第１の電気接触部６および第２の電気接触部７を有して形成されたセンサ５を有する、本発明に係るさらなるタンク１を示す。タンク１は金属ポット２７を有し、この中に、還元剤を輸送および／または投与するための送達ユニット２６が配置されている。送達ユニット２６により、液体の還元剤１４は、抽出ポイント３５を介して、タンク１の内部から放出可能である。送達ユニット２６は、構成部品として、例えばフィルタ、ポンプ、バルブ、輸送ライン等を含んでよく、これらのパーツは金属ポット２７内に一体化されている。送達ユニット２６から、液体の還元剤が、排出ライン３６を経由して、例えば、排気システムの分配ポイントまたは投与ポイント（ここでは図示されず）へと（必要な場合には上昇された圧力にて）供給される。

図７は内燃エンジン１８および排ガス処理装置１９を有する自動車１７を示す。排ガス処理装置１９内には、タンク１を有する投与装置２が提供されている。タンク１内に格納された液体還元剤は、排ガス処理装置１９の送達ユニット（好ましくはタンクに一体化される）により、噴射器（インジェクタ）３０を介して、所定の量で投与可能である。

図８は、第１の電気接触部６の設計変形例を示す。この設計変形例もまた第２の電気接触部に適用可能である。第１の電気接触部６はリベット２５の形態をしており、タンク壁３を介して導かれる。リベット２５はタンク壁３内で、開口部４３を介して延び、開口部４３の断面領域は、リベット２５の断面領域４４よりも小さく、その結果、リベット２５とタンク壁３との間に間隙が形成される。リベット２５および開口部４３は回転対称の形であることが好ましい。間隙の幅ならびに／または開口部４３およびリベット２５の断面領域４４のサイズは、２つのＯ型リング２０が各々、軸方向４５および半径方向４６の両方において、リベット２５およびタンク壁３によって固定されるように好ましく選択される。これは、リベット２５によって開口部４３のエッジ４７に対して、Ｏ型リング２０が各々固定されるので達成され得る。タンク壁３を介した第１の電気接触部６および／または第２の電気接触部の安価な液密の導出部（ｌｅａｄｔｈｒｏｕｇｈ）はこのようにして生成可能である。

図９は、センサ５を有する、本発明に係るタンク１のための第１の電気接触部６および第２の電気接触部７の第６の設計変更例を示す。金属ポット２７はタンク１に挿入されている。還元剤を送達するための送達ユニット２６は、金属ポット２７内に配置される。金属ポット２７はセンサ５の第１の電気接触部６を形成する。第２の電気接触部７がさらに提供される。この設計変更例において、第２の電気接触部７は金属ポット２７を介して延び、ここで第２の電気接触部は密封要素により、金属ポット２７に対して密封される。密封要素は、本例において、ゴムブッシング２９の形態である。しかしながら密封要素の他の設計変形例もまた利用可能である。ある修正された設計変更例においては、第２の電気接触部７はまた、金属ポット２７から別個にタンク壁３を介して延びていてもよい。例えば、第２の電気接触部７は金属ポット２７に隣接するタンク壁に配置されてよい。金属ポット２７の形をした第１の電気接触部６、および第２の電気接触部７は、好ましくは、互いに５ｃｍ（センチメートル）未満の第１の間隔９を有する。

図１０は、センサ５を有する、本発明に係るタンク１のための、第１の電気接触部６および第２の電気接触部７の第７の設計変更例を示す。送達ユニット２６を有する金属ポット２７は、ここで示されるように同様にタンク１に挿入されている。ここでもまた金属ポット２７は第１の電気接触部６を形成する。金属ポット２７周囲にはフィルタ４２が配置されている。還元剤のための抽出ポイント３５が金属ポット２７に配置され、この抽出ポイントを介して還元剤はタンク１から送達ユニット２６へと輸送される。タンク１から抽出ポイント３５へと通る還元剤はフィルタ４２によって濾過される。第２の電気接触部７はフィルタ４２と共に金属ポット２７に隣接して配置される。ここでもまた、第１の電気接触部６と第２の電気接触部７との間に５ｃｍ未満の間隔が存在する。フィルタ４２は第１の電気接触部６と第２の電気接触部７との間に配置される。しかしながら、第１の電気接触部６と第２の電気接触部７との間の還元剤の電気的特性の測定には不都合ではない。

図２〜図５および図８に示された電気接触部についての例示的な実施形態は、タンク壁を介して延びる電気接触部に適しているだけではない。この例示的な実施形態はまた、場合によっては、タンク壁内にある、送達ユニットが中に配置されてよい金属ポットを介して延びる電気接触部にも適用されてよい。電気接触部のこのような配置構成は例えば図９において示されている。

特に有利な充填レベルセンサを有する還元剤タンクおよび充填レベル決定手段を有する還元剤タンクを稼動するための特に有利な方法が本明細書において特定されている。

１ タンク
２ 投与装置
３ タンク壁
４ 内部
５ センサ
６ 第１の電気接触部
７ 第２の電気接触部
８ 外側
９ 第１の間隔
１０ タンク底
１１ ヒータ
１２ 第２の間隔
１３ 温度センサ
１４ 液体還元剤
１５ 凍結した還元剤
１６ 気体
１７ 自動車
１８ 内燃エンジン
１９ 排ガス処理装置
２０ シール
２１ 肩部
２２ 貯蔵レベル
２３ 内側突出部分
２４ ネジ式スリーブ
２５ リベット
２６ 送達ユニット
２７ 金属ポット
２８ 保護フレーム
２９ ゴムブッシング
３０ 噴射器
３１ コントローラ
３２ 第１の長さ
３３ 氷の空洞
３４ ネジ式のチューブ
３５ 抽出ポイント
３６ 排出ライン
３７ レンズ形状
３８ 先端面取り部
３９ 幅
４０ 厚さ
４１ カウンターサポート
４２ フィルタ
４３ 開口部
４４ 断面
４５ 軸方向
４６ 半径方向
４７ エッジ

Claims (10)

1. タンク壁（３）と、前記タンク壁（３）によって少なくとも部分的に画定された内部（４）とを有する還元剤のためのタンク（１）であって、
   前記タンク壁（３）上には、第１の電気接触部（６）および第２の電気接触部（７）を有するセンサ（５）が配置され、
   前記第１の電気接触部（６）および前記第２の電気接触部（７）は、前記内部（４）に導電するように接続され、前記内部（４）から前記タンク壁（３）の外側（８）へ前記タンク壁（３）を介して延び、互いに５ｃｍ未満の第１の間隔（９）を有して配置される、タンク（１）。
2. 少なくとも前記第１の電気接触部（６）または前記第２の電気接触部（７）は前記タンク（１）内に配置される金属ポット（２７）によって形成される、請求項１に記載のタンク（１）。
3. １つの電気接触部は金属ポット（２７）によって形成され、他方の電気接触部は前記金属ポット（２７）を介して延びる、請求項２に記載のタンク（１）。
4. １つの電気接触部は金属ポット（２７）によって形成され、前記金属ポット（２７）はフィルタ（４２）によって囲まれ、他方の電気接触部は前記フィルタ（４２）の外側に配置される、請求項２に記載のタンク（１）。
5. 前記センサ（５）はタンク底（１０）上に配置される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタンク（１）。
6. 少なくとも前記第１の電気接触部または前記第２の電気接触部は、最大で５ｃｍの第１の長さを有して、前記タンク底からタンクの内部へと突出する、請求項５に記載のタンク（１）。
7. 前記タンク（１）はヒータ（１１）を有し、前記ヒータ（１１）は、前記センサ（５）に対して、５０ｃｍ未満の第２の間隔（１２）を有して配置される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタンク（１）。
8. 温度センサ（１３）が、前記タンク壁（３）の外側（８）にある１つの電気接触部（６、７）に少なくとも取り付けられる、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のタンク（１）。
9. 前記タンク壁（３）の外側（８）に、一体的に射出成形された、または一体的に成形された保護フレーム（２８）が取り付けられ、これにより前記第１の電気接触部（６）および前記第２の電気接触部（７）が保護される、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のタンク（１）。
10. 還元剤のための投与装置（２）を有する排ガス処理装置（１９）を有する、内燃エンジン（１８）を有する自動車（１７）であって、前記投与装置（２）は請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のタンク（１）を有する、自動車（１７）。

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