KR20160140946A - 적어도 하나의 ptc 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 첨가제(3)를 제공하기 위한 디바이스(2)에서 사용되는 적어도 하나의 PTC 발열체(1)의 기능을 점검하기 위한 방법에 관한 것이다. 적어도 하나의 PTC 발열체(1)는 전기 도체(4)를 통하여 전압원(5)에 연결된다. 본 발명에 의하면, 단계 a)에서 제1 값(7)을 갖는 시작 전류(6)는 특정된 동작 전압(8)에서 제공된다. 그 후, 단계 b)에서, 모니터링 프로세스는 제1 값(7)을 갖는 시작 전류(6)가 최소 지속시간(9) 동안 제공되는지 결정하기 위해 수행되고, 상기 최소 지속시간(9)은 적어도 5초의 값을 갖는다. 방법은 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스의 온-보드 진단에 특히 사용된다.

Description

적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법{METHOD FOR CHECKING THE FUNCTION OF AT LEAST ONE PTC HEATING ELEMENT}
본 발명은 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스에서 사용되는 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법에 관한 것이다.
액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스는, 예컨대, 자동차의 내연 기관의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 처리 디바이스에 액체 첨가제를 공급하기 위해 자동차 분야에서 사용된다. 액체 첨가제가 배기 가스의 정화에 사용되는 배기 가스 처리 디바이스는 널리 보급되어 있다. 그러한 배기 가스 처리 디바이스에서 특히 빈번하게 수행되는 배기 가스 정화 방법은 선택적 환원 촉매 방법(SCR 방법)이다. 이 방법에서, 배기 가스에서의 산화질소 화합물은 환원제를 사용하여 환원된다. 이러한 맥락에서, 전형적으로는 암모니아가 환원제로서 사용된다. 배기 가스 처리 디바이스는 전형적으로는 배기 가스에서의 산화질소 화합물이 암모니아를 사용하여 환원되는 SCR 촉매 변환기를 갖는다. 암모니아는 일반적으로는 자동차에 직접 저장되지 않고 대신에 환원제 전구체 용액의 형태이다. 이러한 환원제 전구체 용액은 액체 첨가제이다. 특히 빈번하게 사용되는 환원제 전구체 용액은 요소/수용액이다. 32.5% 요소/수용액은 상표명 AdBlue(등록상표)로 이용가능하다.
그러한 디바이스의 동작 시작의 경우에, 이러한 액체 첨가제는 낮은 온도에서 동결될 수 있다는 것이 문제가 된다. 위에서 기술된 요소/수용액은, 예컨대, -11℃에서 동결된다. 그러한 낮은 온도는, 특히, 자동차의 오랜 비활성화 국면 동안 발생할 수 있다. 오랜 비활성화 국면 후에 디바이스에서의 액체 첨가제는 완전히 동결되었을 수 있다. 그때 디바이스는 처음에는 어떠한 액체 첨가제도 제공할 수 없다. 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스가, 액체 첨가제가 동작 시작 후에 지체 없이 제공될 수 있도록, 동결된 액체 첨가제를 용융하기 위한 가열 시스템을 갖는 것이 알려져 있다.
특히, PTC 발열체(PTC = 정 온도 계수)는 그러한 디바이스를 가열하는 수단으로서 제안된다. PTC 발열체는 관통하여 흐르는 전기 전류에 의해 가열되는 전기 발열체이다. 그것들은 온도가 상승함에 따라 전류의 전기적 저항이 증가한다는 부가적 속성을 갖는다. 그래서, 전기 전류가 높은 온도에서 자동으로 감축되는 것이 보장된다. 전기 전류에서의 감축의 결과로서, 가열 용량도 감축된다. 이것은 과열에 대항하여 PTC 발열체의 자동 보호를 이룬다.
PTC 발열체를 갖는 이들 디바이스에서, PTC 발열체로부터의 열의 불충분한 전도 소산은, PTC 발열체가 단시간 내에 높은 온도로까지 상승 가열되고 후속하여 작은 전기 전류만을 전도할 뿐이므로, 문제가 된다. 가열 용량은 그래서 단시간 내 자체-조정 방식으로 제한되며, 그 결과 목적으로 하는 가열 기능은 작은 정도로만 충족된다.
이것을 기반으로, 본 발명의 목적은 그래서 종래 기술과 함께 기술된 기술적 문제를 해결 또는 적어도 경감하는 것이다. 본 발명은, 특히, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 특히 유익한 방법을 제안하는 것이다.
이들 목적은 특허 청구항 제1항의 특징에 따른 방법으로 달성된다. 본 발명의 추가적 유익한 개량은 종속적으로 공식화된 특허 청구항에서 특정된다. 특허청구범위에서 개별적으로 개시되는 이들 특징은 어느 소망의 기술적으로 적합한 방식으로라도 서로 조합될 수 있고 본 발명의 추가적 변형 실시형태가 나타나는 설명으로부터의 설명 내용으로 보충될 수 있다.
본 발명에 의하면, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법으로서, 적어도 하나의 PTC 발열체는 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스에서 사용되고 전기 도체를 통하여 전압원에 연결되고, 적어도 이하의 단계:
a) (y 볼트의) 기결정된 동작 전압에서 (x 암페어의) 제1 값을 갖는 스위치-온 전류를 제공하는 단계; 및 그 후
b) 제1 값(x 암페어)을 갖는 스위치-온 전류가 (z s[초]의) 최소 지속시간 동안 제공되는지 모니터링하는 단계를 포함하되, 최소 지속시간(z)은 적어도 5초이고, 바람직하게는 적어도 10초이다.
특히, PTC 발열체는 디바이스에서 열-전도 방식으로 열-전도 구조에 연결되며, 그 결과 열은 열-전도 구조를 통하여 PTC 발열체로부터 그리고 액체 첨가제로 향하여 분산된다. 액체 첨가제에 대한 PTC 발열체의 가열 기능은 여기에서는 PTC 발열체로부터의 열의 전도 소산에 직접 종속한다. 열의 불충분한 전도 소산은 PTC 발열체가 단시간 내에 높은 온도에 도달하는 상황을 야기하며, 그 결과 가열 용량은 단시간 내에 자체-조정 방식으로 제한되고 목적으로 하는 가열 기능은 그때 작은 정도로만 충족된다.
PTC 발열체는, PTC 서미스터라고도 지칭되는, 전기 발열 도체이다. PTC 발열체에서, 전기적 저항은 비교적 높은 온도에서보다 낮은 온도에서 상당히 더 작다. 그래서, 전기적 전도율은 낮은 온도에서 상당히 더 높다. 그리하여, 독일어 표기 "Kaltleiter[저온 도체]". 낮은 온도에서의 전기적 저항은 바람직하게는 대략 일정하고 그 후 정격 온도로부터 시작하여 강하게 상승한다. 최종 온도로부터 시작하여, 전기적 저항은 그 후 높은 레벨로 다시 일정하다.
PTC 발열체는, 예컨대, 12 볼트 또는 24 볼트의 영구적으로 기정의된 가열 전압으로 동작되는 것이 바람직하다. 전기적 저항의 온도-종속성 때문에, PTC 발열체를 통한 전류의 흐름은 영구적으로 기정의된 가열 전압의 경우에 그리고 상승하는 온도의 경우에 자동으로 자체 적응된다. 그래서, PTC 발열체의 가열 용량은 떨어지며, 그 결과 훨씬 더 높은 온도로까지의 추가적 가열은 더 이상 발생하지 않는다. PTC 발열체는 그래서 비교적 좁은 온도 범위에서 자체-조정하는 것이다. 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스를 위한 PTC 발열체는 바람직하게는 좁게 획정된 온도 범위에서 자체-조정하는 것이다. 적어도 하나의 PTC 발열체의 온도 범위는 바람직하게는 10℃[섭씨 온도]와 80℃ 사이이다. 온도 용어 10℃ 및 80℃는 여기에서는 온도 범위의 최소 하한 및 최대 상한을 정의한다. 적합한 PTC 발열체의 경우에서의 온도 범위는, 예컨대, 20℃와 30℃ 사이 또는 30℃와 50℃ 사이 또는 50℃와 60℃ 사이이다. 대략 10℃로부터 시작하면 동결된 액체 첨가제의 효과적 용융이 가능하다. 대략 80℃로부터 시작하면 액체 첨가제의 화학적 변환의 위험이 있으며, 그 결과 80℃ 위의 온도는 회피되어야 한다. 10℃와 80℃의 한계 내에서, 비교적 높은 온도는, 높은 온도에서 산출되는 열이 동결된 액체 첨가제에 특히 신속히 침투하기 때문에, 동결된 액체 첨가제의 특히 급속한 해동을 가능하게 한다. 낮은 온도는 비교적 작은 국지적 온도 피크가 낮은 온도에서 발생하기 때문에 동결된 액체 첨가제의 특히 균일한 해동을 가능하게 한다. 동시에, 해동 프로세스 동안의 에너지 손실은 낮은 온도로 회피될 수 있다.
특히, 단계 a)에서는 (y 볼트의) 기결정된 동작 전압에서 스위치-온 전류가 제공되되, 단계 b)에서는 스위치-온 전류가 제1 값(x 암페어)에 도달(또는 초과)하는지 및 적어도 제1 값(즉, x 암페어 이상)이 최소 지속시간 동안 제공되는지 모니터링된다.
특히, 방법은 자동차에서의 처음 정비에 그리고/또는 디바이스가 장착된 후 기능 점검에 적합하다. 그렇지만, 방법은 또한 (자동차의 보통 동작 모드에서) 내연 기관의 냉시동 후에 수행될 수 있다. 예컨대, 방법은 또한 자동차의 내연 기관이 활성화될 때마다 수행될 수 있다. 그래서, PTC 발열체의 가열 기능은 디바이스의 또는 자동차의 제조 동안 또는 자동차의 사용의 시간 동안(예컨대, 냉시동 후에 또는 차량 검사의 범위 내에서의 점검의 경우에) 점검될 수 있다. 열-전도 구조로 그리고/또는 동결된/액체 첨가제가 저장되는 하우징으로 PTC 발열체의 결함-없는 열 전도성 연결을 고려하면, 열은 기결정가능한 방식으로 PTC 발열체로부터 전도 소산된다. 그때 스위치-온 전류는 기정의된 최소 지속시간 동안 PTC 발열체에 의해 쓰이고, 그리고 PTC 발열체의 전기적 저항에서의 증가의 결과로서 전류 드레인이 스위치-온 전류보다 더 작은 값으로 제한되는 그러한 높은 온도에 PTC 발열체가 도달함이 없이 적어도 부분적으로 열로 변환된다.
전기 전류의 모니터링의 결과로서, 그래서 OBD(온-보드 진단)가 자동차 자체에서 또는 (자동차에 설치 전에라도) 조립된 디바이스 상에서 일어나는 것이 가능하다. 이러한 맥락에서 추가적 센서를 사용할 필요가 없다. 특히, 별개의 테스트 방법을 수행할 필요가 없다. 본 발명에 따른 방법은, 특히, 디바이스의 관례적 동작의 범위 내에서(즉, 정규 동작 모드 동안 제공되는 파라미터로) 수행될 수 있다.
방법은 적어도 하나의 PTC 발열체의 오작동이 단계 b)에 따라 검출되면 특히 유익하다. 오작동은 스위치-온 전류가 최소 지속시간 동안 제1 값에 미치지 못하면 존재한다.
복수의 PTC 발열체가 디바이스에 존재하면, 단계 b)에서의 모니터링으로, 특히, (제공된 바와 같은) 디바이스의 모든 PTC 발열체가 동작하고 있는지 검출하는 것이 가능하다.
예컨대, 이하의 파라미터가 사용될 수 있다:
제1 값(x): 10 암페어, 특히 5와 15A 사이
동작 전압(y): 12, 24 또는 48 볼트, 특히 12와 48V 사이, 그리고
최소 지속시간(z): 5초, 특히 10과 30s 사이.
하나의 유익한 개량에 의하면, 방법은 단계 b) 다음에 적어도 부가적 단계:
c) 단계 a) 이후로 점검 시간의 경과 동안 전기 전류가 계속적으로 제공되는지 점검하는 단계; 및 그 후
d) (a 초의) 점검 시간의 만료 후에 (적어도 b 암페어의) 적어도 하나의 제2 값을 갖는 전기 동작 전류가 단계 a)에 따라 제공되는지 점검하는 단계를 포함하되, 점검 시간(a) > 최소 지속시간(z)이 적용된다.
단계 d)에 따라 전기 동작 전류가 제2 값에 미치지 못하면 적어도 하나의 PTC 발열체로부터의 열의 전도 소산이 결함 있다고 검출되는 것이 특히 유익하다.
방법의 추가적 변형 실시형태에서, 단계 d)에 따라 전기 동작 전류가 b 암페어의 제2 값에 미치지 못하면 디바이스에서 이하의 결함:
- 디바이스의 적어도 하나의 PTC 발열체 암페어의 결함 있는 열-전도 연결,
- 디바이스의 적어도 하나의 열-전도 구조의 결함 있는 열-전도 연결, 및
- 디바이스의 하우징에서의 또는 열-전도 구조에서의 균열 중 적어도 하나가 검출된다.
이것은 적어도 하나의 PTC 발열체로부터의 열의 불충분한 전도 소산의 가능한 원인의 비결정적 열거이다. 열-전도 구조를 통한 또는 하우징을 통한 열의 전도 소산은 열-전도 구조 또는 하우징에서의 균열에 의해 단속 또는 방해될 수 있는데 하우징을 통한 또는 열-전도 구조를 통한 열의 흐름이 단속되기 때문이다. 열-전도 구조의 또는 적어도 하나의 PTC 발열체의 잘못된 연결은 기술된 컴포넌트들(PTC 발열체, 열-전도 구조 또는 하우징) 간 열 전달 면에서의 열의 흐름에서의 단속의 결과로서 적어도 하나의 PTC 발열체로부터의 열의 전도 소산에 악영향을 미칠 수 있다.
단계 c) 및 d)는 확장된 기능 점검을 표현한다. PTC 발열체에서 발생된 열이 비교적 장시간 기간 후에도 충분히 전도 소산되는지 여기에서 점검된다. 여기에서는, 단계 c)에 따라 전기 전류(> 0 암페어; 특히 > b 암페어)가 (단계 a)의 시작 이후로 단속 없이) 계속적으로 PTC 발열체에 의해 쓰였는지 점검 및 검출되는 것이 단계 d)의 전제 조건이다. 점검 시간은 단계 d)에 대해 확립되되, 다음이 적용된다: 점검 시간 > 최소 지속시간. 점검 시간은 단계 a)에 따라 스위치-온 전류의 제공으로 시작한다. 점검 시간의 만료 후에, PTC 발열체에 의해 쓰이는 전기 동작 전류는 결정되고 기정의된 제2 값과 비교된다. 전기 동작 전류에 대한 제2 값은 여기에서 "b"로 표시된다. 동작 전류가 점검 시간의 만료시 적어도 b 암페어이면, PTC 발열체와 열-전도 구조 간 또는 PTC 발열체와 동결된/액체 첨가제가 저장되는 하우징 간 열-전도 연결은 제공되는 기능을 수행하되, 제공되는 기능은 여기에서는, 특히, 열의 성공적 및 계속적 전도 소산을 기술한다. 이러한 기능을 수행하기 위해, 특히, 적어도 하나의 PTC 발열체로의 열-전도 구조의 연결 및/또는 적어도 하나의 PTC 발열체로의 또는 열-전도 구조로의 디바이스의 하우징의 연결이 적합하게 구성될 필요가 있다. 기능이 제공된 대로 수행되면, 컴포넌트의 수리 및 교체가 필요하지 않다.
단계 c) 및 d)에 대해, 예컨대, 이하의 파라미터가 사용될 수 있다:
점검 시간(a): 100과 480초 사이, 특히 300s;
동작 전류(b): 4와 10A 사이, 특히 6 암페어.
특히, 제안에 의하면 특정 파라미터에 대한 참조 값이 방법에 대해 결정 및/또는 기정의되며, 그 결과 디바이스는 (자동차 외부에서라도, 구체적으로는 테스트 배열 내에서) 적어도 하나의 PTC 발열체의 가열 기능에 대해 용이하게 점검될 수 있다. 이들 파라미터는, 특히, 스위치-온 전류의 전류 세기의 제1 값, 동작 전압, 스위치-온 전류의 쓰기의 최소 지속시간, 점검 시간, 동작 전류이다.
특히, 방법에서 디바이스의 적어도 하나의 동작 파라미터는 적어도 단계 b) 및 d) 중 하나에 대해 고려되되, 디바이스는 이하의 동작 파라미터를 포함한다:
Figure pct00001
(동결된) 액체 첨가제의 온도;
Figure pct00002
디바이스의 주변 온도;
Figure pct00003
적어도 하나의 PTC 발열체의 온도;
Figure pct00004
펌프의 기동 전류(즉, 펌프의 스위칭 온 후에 펌프에 의해 쓰이는 전기 전류, 그 전기 전류는 첨가제의 응집 상태, 즉, 예컨대 액체 또는 동결에 대한 결론을 끌어낼 수 있다);
Figure pct00005
적어도 하나의 PTC 발열체의 스위칭 온 및 계속적 동작 후에, 탱크에서의 액체 첨가제에 대해 마지막으로 결정된 충전 레벨의 값의 사용 및 적어도 하나의 PTC 발열체에 의해 이용가능하게 되는 가열 에너지[줄]의 결정.
동작 파라미터의 값은, 특히, 적어도 단계 b) 및 d)와 동일한 시간에 또는 그 전에 각각 또는 계속적으로 결정될 수 있다. 액체 첨가제의 온도는, 특히, 디바이스의 탱크 내에서 결정된다. 주변 온도는 디바이스 상에 작용하는 환경의 온도이다(즉, 디바이스가 배열되는 자동차의 영역에서의 온도; 방법을 수행하기 위한 디바이스가 배열되는 환경의 온도 등). PTC 발열체의 온도는 PTC 발열체에서 직접적으로 또는 열-전도 구조 또는 전기 전류 소비에 의해 간접적으로 결정될 수 있다.
특히, 200 와트 미만의 최대 전기 전력을 이용가능하게 할 수 있는 전압원이 사용된다. 전원의 최대 전기 전력은 바람직하게는 72 와트와 144 와트 사이이다. 12 볼트의 이용가능한 전압의 경우에, 이것은 6 암페어와 12 암페어 사이의 최대 이용가능한 전류에 대응한다. 적어도 하나의 PTC 발열체는 바람직하게는 특정된 최대 전기 전력을 갖는 전압원으로 기술된 방법을 수행하는 것이 가능한 그러한 방식으로 구성된다.
특히, 특정된 값(x, y, z, a, b) 중 적어도 하나는 온도의 함수로서 적응되는 것이 가능하다. 더욱, 주변 온도의 함수로서 값(x, y, z, a, b) 중 적어도 하나의 적응이 가능하다. 더욱, 적어도 하나의 PTC 발열체의 온도의 함수로서 값(x, y, z, a, b) 중 적어도 하나를 적응시키는 것이 가능하다.
액체 첨가제를 제공하기 위한 그리고 디바이스에서의 동결된 액체 첨가제를 용융하도록 구성되는 적어도 하나의 PTC 발열체를 갖는 디바이스가 또한 제안되되, 디바이스는 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 적합한 모니터링 유닛에 연결된다.
기술된 방법으로 제시되는 특정 이점 및 개량 특징은 기술된 디바이스에 유사한 방식으로 적용 및 이전될 수 있다. 아래에서 제시되는 그리고 기술된 방법에 유사한 방식으로 적용 및 이전될 수 있는 디바이스의 특정 이점 및 개량 특징에 대해서도 마찬가지이다.
디바이스는 바람직하게는 설치 유닛으로서 탱크에서 사용된다. 디바이스는 바람직하게는 하우징을 갖고 탱크의 탱크 바닥 상에 배열된다. 디바이스는, 특히, 액체 첨가제(특히, 요소-수용액)가 탱크로부터 추출될 수 있는 흡입점을 갖는다. 더욱, 디바이스는 액체 첨가제를 제공하기 위한 공급 라인이 연결될 수 있는 라인 연결부를 갖는다. 도관은 보통은 흡입점으로부터 라인 연결부로 디바이스를 통해 이어진다. 액체 첨가제가 공급될 수 있게 하는 펌프는 도관에 배열된다. 디바이스는 복수의 PTC 발열체를 갖는다. PTC 발열체는 열-전도 구조에 의해 탱크의 하우징에 연결된다. 탱크에서 디바이스 주위에 액체 첨가제의 시작 부피가 있다. PTC 발열체는 디바이스의 하우징을 통과하는 시작 부피에서의 액체 첨가제를 가열하도록 구성된다. 열-전도 구조는 탱크에서의 액체가 적어도 하나의 PTC 발열체를 사용하여 효과적으로 가열될 수 있도록 하우징 상에 넓은 표면에 걸쳐 받치는 것이 바람직하다. PTC 발열체(및 보통은 또한 디바이스의 펌프)에는 전기 리드를 통하여 디바이스의 전압원에 의해 전기 전압 및 전기 전류가 공급된다.
또한, 필터와 하우징 사이에 시작 부피를 제한하고 흡입점을 덮는 필터는 선택사항으로서 하우징의 외부 주위에 배열되며, 그 결과 액체 첨가제가 탱크로부터 추출될 때 그것은 필터로 여과된다. 필터에 대한 손상을 방지할 수 있는 추가적 거친 필터는 선택사항으로서 하우징의 외부 및 필터의 외부 주위에 배열된다. (거친 필터 외부의) 탱크 내부의 액체 첨가제는 어느 온도에 있다. 이 온도는 방법의 실행 동안 고려될 수 있는 디바이스의 동작 파라미터이다.
디바이스의 열-전도 구조로의 디바이스의 적어도 하나의 PTC 발열체의 연결은 기술된 방법 및 기술된 디바이스에 특히 중요하다. 이러한 연결은, 특히, 기술된 방법의 단계 d)를 사용하여 효과적으로 점검될 수 있다.
부가적으로, 내연 기관, 내연 기관의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 처리 디바이스, 및 배기 가스 처리 디바이스에 액체 첨가제를 제공하기 위한 본 발명에 따른 디바이스를 갖는 자동차가 제안된다.
선택적 환원 촉매 방법이 수행될 수 있게 하는 SCR 촉매 변환기는 배기 가스 처리 디바이스에 배열되는 것이 바람직하다. 기술된 디바이스는 공급 라인에 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 공급 라인은 액체 첨가제가 배기 가스 처리 디바이스에 공급될 수 있게 하는 공급 디바이스에 이른다. 이러한 목적으로 공급 디바이스는 (적합하면 공기와 같은 압력 매체를 사용하여) 배기 가스 처리 디바이스에서 액체 첨가제를 미세하게 분무화하는 노즐 및/또는 액체 첨가제가 계량될 수 있게 하는 인젝터를 갖는 것이 바람직하다. 인젝터는, 예컨대, 전기적 개폐 밸브일 수 있다.
본 발명 및 기술적 환경은 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 그렇지만, 도면은 특히 바람직한 예시적 실시형태를 도시하며, 본 발명은 그것으로 한정되지 않는다. 특히, 도면 및, 특히, 예시된 크기 관계는 개략적일 뿐임을 유념해야 한다.
도 1은 디바이스를 갖는 자동차의 도면;
도 2는 디바이스를 갖는 탱크의 도면; 및
도 3은 전류/전압 및 시간 선도.
도 1은 내연 기관(17) 및 내연 기관(17)의 배기 가스(19)를 정화하기 위한 배기 가스 처리 디바이스(18)를 갖는 자동차(16)를 도시한다. SCR 촉매 변환기는 배기 가스 처리 디바이스(18)에 배기 가스 정화 컴포넌트(21)로서 제공된다. 배기 가스 정화 컴포넌트(21)에 액체 첨가제(3)가 공급될 수 있게 하는 공급 디바이스(20)는 배기 가스 처리 디바이스(18) 상에 배열된다. 공급 디바이스(20)에는 공급 라인(22)을 통하여 디바이스(2)에 의해 탱크(23)로부터 액체 첨가제(3)가 공급된다. 액체 첨가제(3)는 여기에서 예로서 탱크(23)에 마크 표시되는 온도(34)에 있다. 디바이스(2)는 환경에(예컨대, 자동차의 연료 탱크의 부근에) 배열되되, 환경은 여기에서 예로서 탱크(23) 외부에 마크 표시되는 주변 온도(35)를 갖는다. 특히, PTC 발열체(여기에서는 도시되지 않음)는 디바이스(2)에 배열되고 전기 리드(4)를 통하여 전압원(5)에 연결된다. 디바이스(2)는 모니터링 유닛(15)에 연결된다.
도 2는 디바이스(2)가 설치 유닛으로서 삽입되는 탱크(23)를 측면도로 도시한다. 디바이스(2)는 하우징(26)을 갖고 탱크(23)의 탱크 바닥(27) 상에 배열된다. 디바이스(2)는 액체 첨가제(3)(특히, 요소/수용액)가 탱크(23)로부터 추출될 수 있는 흡입점(29)을 갖는다. 더욱, 디바이스(2)는 액체 첨가제(3)를 제공하기 위한 공급 라인(22)이 연결될 수 있는 라인 연결부(28)를 갖는다. 도관(36)은 흡입점(29)으로부터 라인 연결부(28)로 디바이스(2)를 통해 이어진다. 액체 첨가제(3)가 공급될 수 있게 하는 펌프(25)는 도관(36)에 배열된다. 디바이스(2)는 복수의 PTC 발열체(1)를 갖는다. PTC 발열체(1)는 열-전도 구조(24)로 탱크(23)의 하우징(26)에 연결된다. 액체 첨가제(3)의 시작 부피는 탱크(23)에서 디바이스(2) 주위에 위치한다. PTC 발열체(1)는 디바이스(2)의 하우징(26)을 통과하는 시작 부피에서의 액체 첨가제(3)를 가열하도록 구성된다. PTC 발열체(1)(및 펌프(25))에는 전기 리드(4)를 통하여 디바이스(2)의 전압원(5)에 의해 전기 전압(31) 및 전기 전류(10)가 공급된다. 또한, 필터(30)와 하우징(26) 사이에 시작 부피를 제한하고 흡입점(29)을 덮는 필터(30)는, 그 결과 액체 첨가제(3)가 그것이 탱크(23)로부터 추출될 때 필터(30)로 여과되는데, 선택사항으로서 하우징(26)의 외부 주위에 배열된다. 필터(30)에 대한 손상을 방지할 수 있는 추가적 거친 필터(32)는 선택사항으로서 하우징(26)의 외부 및 필터(30)의 외부 주위에 배열된다. (거친 필터(32) 외부의) 탱크(23) 내부의 액체 첨가제(3)는 온도(34)에 있다. 이 온도(34)는 방법의 실행 동안 고려될 수 있는 디바이스(2)의 동작 파라미터(14)이다.
도 3은 전류/전압 및 시간 선도를 도시한다. 전기 전류(10) 및 전기 전압(31)은 수직축 상에 플롯팅되고, 그리고 시간(33)은 수평축 상에 플롯팅된다. 제1 값(7)(예컨대, 10 암페어)을 갖는 스위치-온 전류(6)는 특정 시간에 동작 전압(8)(예컨대, 12 볼트)에서의 전압원(5)을 통하여 PTC 발열체(1)에 제공된다(단계 a)). PTC 발열체(1)의 기능을 점검하기 위한 방법의 단계 b)에 따라, 스위치-온 전류(6)가 z초(예컨대, 10초)의 최소 지속시간(9) 동안 제공되는지 모니터링된다. 이것이 그렇지 않으면, 열-전도 구조(24)로의 PTC 발열체(1)의 결함 있는 연결이 있을 개연성이 있다. 그때 디바이스(2)는 점검 및/또는 수리되어야 할 것이다. 본 선도에서, 그렇지만, 최소 지속시간(9)이 초과되면, 그 결과 PTC 발열체(1)와 열-전도 구조(24) 사이에는 그리고 열-전도 구조(24)와 탱크(23)의 하우징(26) 사이에는 완전히 기능적으로 역량이 있는 열-전도 연결이 존재한다고 가정되게 된다.
방법의 단계 c)에 따라 전기 전류(10)가 스위치-온 전류(6)의 제공(단계 a)) 이후로 계속적으로 제공되었는지 점검된다. 이것이 그렇다면, 스위치-온 전류(6)의 제공으로부터 계산된 점검 시간(11)의 만료 후에(예컨대, 300초 후에) 적어도 b 암페어(예컨대, 6 암페어)의 적어도 하나의 제2 값(37)을 갖는 전기 동작 전류(12)가 제공되는지 단계 d)에서 점검된다. 그래서, 계속적 전류 소비(단계 c)) 후에 그리고 점검 시간(11)의 만료 후에 PTC 발열체에 의해 b 암페어보다 더 낮은 전기 동작 전류(12)가 쓰이면, 열-전도 구조(24)로의 PTC 발열체(1)의 결함 있는 연결이 있을 개연성이 있다고 또한 가정되게 된다. 이 경우에, PTC 발열체(1)로부터 열-전도 구조(24)를 통하여 액체 첨가제(3)로 열의 전도 소산은 또한 충분하지 않으며, 그 결과 PTC 발열체(1)의 온도(34)는 급상승한다. 그렇지만, PTC 발열체(1)의 온도(34)가 상승함에 따라, 전기적 저항도 상승하며, 그 결과 PTC 발열체(1)에 의해 쓰이는 전기 전류(10)가 감축된다. 그렇지만, 본 선도에서, PTC 발열체(1)는 점검 시간(11)의 만료 후에 b보다 많은 암페어를 갖는 전기 동작 전류(12)를 쓰고, 그래서 PTC 발열체(1)와 열-전도 구조(24) 사이에는 또는 열-전도 구조(24)와 탱크(23)의 하우징(26) 사이에는 완전히 기능적으로 역량이 있는 열-전도 연결이 존재한다고 가정되게 된다.
본 발명은 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스의 특히 유익한 동작을 가능하게 한다. 특히, 열-전도 구조(24) 및/또는 하우징(26)으로의 PTC 발열체(1)의 열-전도 연결의 기능의 점검이 가능하다. 결과로서, 어떤 상황 하에서, 개선 또는 수리에 대한(그리고 또한 가능하게는 디바이스의 교체에 대한) 필요성이 있는지 결정될 수 있다.
1: PTC 발열체 2: 디바이스
3: 액체 첨가제 4: 전기 리드
5: 전압원 6: 스위치-온 전류
7: 제1 값 8: 동작 전압
9: 최소 지속시간 10: 전기 전류
11: 점검 시간 12: 동작 전류
14: 동작 파라미터 15: 모니터링 유닛
16: 자동차 17: 내연 기관
18: 배기 가스 처리 디바이스 19: 배기 가스
20: 공급 디바이스 21: 배기 가스 정화 컴포넌트
22: 공급 라인 23: 탱크
24: 열-전도 구조 25: 펌프
26: 하우징 27: 탱크 바닥
28: 라인 연결부 29: 흡입점
30: 필터 31: 전기 전압
32: 거친 필터 33: 시간
34: 온도 35: 주변 온도
36: 도관 37: 제2 값

Claims (8)

  1. 액체 첨가제(3)를 제공하기 위한 디바이스(2)에서 사용되는 적어도 하나의 PTC 발열체(1)의 기능을 점검하기 위한 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 PTC 발열체(1)는 전기 도체(4)를 통하여 전압원(5)에 연결되고, 상기 방법은, 적어도 이하의 단계:
    a) 기결정된 동작 전압(8)에서 제1 값(7)을 갖는 스위치-온 전류(6)를 제공하는 단계; 및 그 후
    b) 상기 제1 값(7)을 갖는 상기 스위치-온 전류(6)가 최소 지속시간(9) 동안 제공되는지 모니터링하는 단계를 포함하되, 상기 최소 지속시간(9)은 적어도 5초인, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 b)에 따라 상기 스위치-온 전류(6)가 상기 최소 지속시간(9) 동안 상기 제1 값(7)에 미치지 못하면 상기 적어도 하나의 PTC 발열체(1)의 오작동이 검출되는, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b) 다음에 적어도 부가적 단계:
    c) 단계 a) 이후로 점검 시간(11)의 경과 동안 전기 전류(10)가 계속적으로 제공되는지 점검하는 단계; 및 그 후
    d) 상기 점검 시간(11)의 만료 후에 적어도 하나의 제2 값(37)을 갖는 전기 동작 전류(12)가 단계 a)에 따라 제공되는지 점검하는 단계를 포함하되, 상기 점검 시간(11) > 상기 최소 지속시간(9)이 적용되는, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서, 단계 d)에 따라 상기 전기 동작 전류(12)가 상기 제2 값에 미치지 못하면 상기 적어도 하나의 PTC 발열체(1)로부터의 열의 전도 소산이 결함 있다고 검출되는, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 단계 d)에 따라 상기 전기 동작 전류(12)가 상기 제2 값(37)에 미치지 못하면 상기 디바이스(2)에서 이하의 결함:
    - 상기 디바이스(2)의 상기 적어도 하나의 PTC 발열체(1)의 결함 있는 열-전도 연결,
    - 상기 디바이스(2)의 적어도 하나의 열-전도 구조(24)의 결함 있는 열-전도 연결, 및
    - 상기 디바이스(2)의 하우징(26) 또는 상기 열-전도 구조(24)에서의 균열 중 적어도 하나가 검출되는, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스(2)의 적어도 하나의 동작 파라미터(14)는 적어도 단계 b) 및 d) 중 하나에 대해 고려되되, 상기 디바이스(2)는 이하의 동작 파라미터(14):
    Figure pct00006
    상기 액체 첨가제(3)의 온도(34);
    Figure pct00007
    상기 디바이스(2)의 주변 온도(35); 및
    Figure pct00008
    상기 적어도 하나의 PTC 발열체(1)의 온도(34)를 갖는, 적어도 하나의 PTC 발열체의 기능을 점검하기 위한 방법.
  7. 액체 첨가제(3)를 제공하기 위한 디바이스(2)로서,
    상기 디바이스(2)에서의 동결된 액체 첨가제(2)를 용융하도록 구성되는 적어도 하나의 PTC 발열체(1)를 포함하되, 상기 디바이스(2)는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는데 적합한 모니터링 유닛(15)에 연결되는, 액체 첨가제를 제공하기 위한 디바이스.
  8. 내연 기관(17), 상기 내연 기관(17)의 배기 가스(19)를 정화하기 위한 배기 가스 처리 디바이스(18), 및 상기 배기 가스 처리 디바이스(18)에 액체 첨가제(3)를 제공하기 위한 제7항의 디바이스(2)를 포함하는 자동차(16).
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