啟動用于供給液體添加劑的裝置運行的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于供給液體添加劑的裝置的啟動運行的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于供給液體添加劑的裝置用于在例如汽車領(lǐng)域向用于凈化機動車的內(nèi)燃機的 排氣的排氣處理裝置供應(yīng)液體添加劑。其中使用液體添加劑凈化排氣的排氣處理裝置被廣 泛使用。在運樣的排氣處理裝置中特別常用的排氣凈化方法是選擇性催化還原方法（SCR 方法）。在所述方法中，排氣中的氮氧化合物通過還原劑的輔助而被還原。運里，氨通常用 作還原劑。排氣處理裝置通常具有SCR催化轉(zhuǎn)化器，排氣中的氮氧化合物在該SCR催化轉(zhuǎn) 化器上借助于氨被還原。氨通常不是直接地而是W還原劑前體溶液的形式存儲在機動車 中。所述還原劑前體溶液是液體添加劑。特別常用的一種還原劑前體溶液是尿素水溶液。 32. 5%的尿素水溶液在商標(biāo)么AdBiue⑩下可W獲得。
[0003] 在所述類型的裝置的啟動運行方面存在一個問題，即，所述液體添加劑在低溫下 會凍結(jié)。例如，上述尿素水溶液在-irc凍結(jié)。尤其在機動車的長時間停頓期間可遇到運樣 的低溫。在長時間停頓之后，情況可能是裝置中的液體添加劑已經(jīng)完全凍結(jié)。那么裝置首 先不能提供任何液體添加劑。已知用于提供液體添加劑的裝置具有加熱系統(tǒng)W用于融化凍 結(jié)的液體添加劑，使得在啟動運行之后能迅速供給液體添加劑。
[0004] 作為用于運種裝置的加熱設(shè)備，特別提出了PTC(正溫度系數(shù)）加熱元件。PTC加 熱元件是通過流經(jīng)它們的電流進(jìn)行加熱的電加熱元件。它們具有的附加特性是用于電流的 電阻隨溫度升高而增加。因此實現(xiàn)了電流在高溫下自動降低。由于電流降低，貝陽日熱功率 也減小。運提供了PTC加熱元件對抗過熱的自動保護(hù)。 陽〇化]但是，在借助于PTC加熱元件進(jìn)行加熱的運種裝置中，問題是總體上只有有限的 可用電流量，其通過用于運行該裝置的電源的最大功率限定。特別是在啟動運行期間（當(dāng) 必須同時提供功率給多個電流消耗裝置時），所述電流的量可能不足W正確地維持該裝置 的所有功能。PTC加熱元件在啟動運行期間的電流消耗是一個特別的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] W此為出發(fā)點，本發(fā)明的一個目的是解決或者至少減少關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)提出的技術(shù) 問題。尤其是，本發(fā)明提出一種特別有利的方法W用于啟動運行用于供給液體添加劑的裝 置W及一種相應(yīng)地改進(jìn)且有利的用于供給液體添加劑的裝置。
[0007] 所述目的借助于根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征的方法W及還借助于根據(jù)權(quán)利要求6 所述的特征的裝置實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中說明了本發(fā)明的進(jìn)一步有利的實施例。權(quán)利要求 中單獨呈現(xiàn)的特征可任何需要的在技術(shù)上有意義的方式相互結(jié)合，并且可W通過來自 說明書中解釋性材料補充給出本發(fā)明的其它設(shè)計變型。
[0008] 相應(yīng)地，提出一種用于啟動運行一個用于供給液體添加劑的裝置的方法，所述裝 置具有至少一個預(yù)熱元件和至少一個PTC加熱元件，該方法具有至少W下步驟：
[0009] a)借助于預(yù)熱元件來加熱，
[0010] b)從預(yù)熱元件向至少一個PTC加熱元件傳導(dǎo)熱量，使得所述至少一個PTC加熱元 件的溫度由此升高，W及
[0011] C)當(dāng)至少一個PTC加熱元件的溫度已被升高時，借助于該至少一個PTC加熱元件 來加熱。
[0012] 液體添加劑特別是（也如上述指出的）尿素含量為32. 5%的尿素水溶液。該方 法的實施特別有利的是，啟動運行時存在（預(yù)定的）冷啟動條件。冷啟動條件存在于例如 當(dāng)該裝置被安裝在機動車中和啟動運行之前在低環(huán)境溫度下長時間停頓時。低環(huán)境溫度例 如是低于凍結(jié)溫度（o°cw下）和特別是環(huán)境溫度低于-irc(尿素水溶液的凍結(jié)溫度）。 冷啟動條件可（借助于合適的傳感器布置）被檢測到并（借助于合適的控制單元）進(jìn)行評 估。例如，當(dāng)滿足至少一個預(yù)定的冷啟動條件（當(dāng)前檢測溫度《預(yù)定冷啟動溫度；添加劑的 狀態(tài)=至少部分凍結(jié)；低溫持續(xù)時間>預(yù)定的最小冷相；等等）時，可W首先啟動和/或僅 啟動步驟a)。 陽01引PTC加熱元件是電熱導(dǎo)體，也稱為冷導(dǎo)體。在PTC加熱元件的情況下，電阻在較低 溫度下比在較高溫度下要低得多。因此，電導(dǎo)率在低溫下要高得多。因此，運也是術(shù)語"冷 導(dǎo)體"的由來。優(yōu)選的是，電阻在低溫下接近恒定和隨后在超過額定溫度時急劇上升。
[0014] PTC加熱元件優(yōu)選通過例如12伏或24伏的固定地預(yù)定義的加熱電壓操作。由于 電阻的溫度相關(guān)性，流過PTC加熱元件的電流自動適應(yīng)固定地預(yù)定義的加熱電壓并上升溫 度。PTC加熱元件的加熱功率因此也下降，使得不再發(fā)生進(jìn)一步加熱至更高的溫度。PTC加 熱元件因此在相對窄的溫度范圍內(nèi)自調(diào)節(jié)。在用于供給液體添加劑的裝置中使用的PTC加 熱元件優(yōu)選在狹窄限定的溫度范圍內(nèi)自調(diào)節(jié)。所述至少一個PTC加熱元件的溫度范圍優(yōu)選 在10°C和80°C之間。運里，所述溫度10°C和80°C限定了溫度范圍的最大上限和最小下限。 在合適的PTC加熱元件的情況下，溫度范圍處于例如介于20°C和30°C之間或介于30°C和 50°C之間或介于50°C和60°C之間。冷凍液體添加劑的有效融化可W在高于約l〇°C時發(fā)生。 高于約80°C時，有液體添加劑發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化的風(fēng)險，因此應(yīng)避免溫度高于80°C。在10°C和 80°C的界限內(nèi)，相對高的溫度允許凍結(jié)的液體添加劑特別快地解凍，因為在相對較高的溫 度下，所產(chǎn)生的熱量特別迅速地滲入凍結(jié)的液體添加劑。低溫允許凍結(jié)的液體添加劑特別 均勻地解凍，因為，在低溫條件下，出現(xiàn)較低的局部溫度峰值。同時，在低的溫度下，可避免 在解凍過程中的能量損失。
[0015] 預(yù)熱元件優(yōu)選是電導(dǎo)體，電阻與溫度呈簡單的線性相關(guān)。電阻對溫度的相關(guān)性特 別地在該裝置遇到的溫度的范圍內(nèi)線性的。所遇到的溫度范圍通常在-30°c和80°C之間。 運里，-30°C例如對應(yīng)于特別低的環(huán)境溫度，80°C對應(yīng)于裝置的運行過程中所遇到的最高溫 度，或當(dāng)機動車受到強烈的日光照射時在機動車停頓期間可能出現(xiàn)的最高的環(huán)境溫度。
[0016] 在步驟a)中，該裝置首先（僅僅）借助于（優(yōu)選單個的）預(yù)熱元件進(jìn)行加熱。為 此，預(yù)熱元件通過加熱電壓起作用，該加熱電壓對應(yīng)于例如約12伏或約24伏或由機動車的 車載電子系統(tǒng)提供的電壓。由于所述加熱電壓，產(chǎn)生流過預(yù)熱元件的電流。預(yù)熱元件的電 阻值通常選擇成使得該裝置的電源/電流源的可用電功率容量足W向預(yù)熱元件提供預(yù)熱 元件所需要的電能。
[0017] 在步驟b)中，熱量被從預(yù)熱元件傳導(dǎo)到至少一個（尚未激活的）PTC加熱元件，使 得所述PTC加熱元件的溫度（明顯和/或有針對性地）上升。為此，可W在預(yù)熱元件與PTC加熱元件之間設(shè)置至少一個導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)或熱橋，其有針對性地將預(yù)熱元件的熱量傳導(dǎo)到PTC 加熱元件。此外，也可W設(shè)置至少一個對流傳送裝置，例如風(fēng)扇，與熱元件的廢熱可W借助 于該裝置傳遞到PTC加熱元件。
[0018] 然后，在步驟C)中，該裝置的溫度借助于PTC加熱元件進(jìn)一步上升（自身作用或 與預(yù)熱元件共同作用）。優(yōu)選的是，在步驟C)過程中，也可W再次停用預(yù)熱元件，或至少使 其加熱功率降低。
[0019] 方法步驟a)至C)優(yōu)選撕頓序a)、b)、c)發(fā)生，其中，特別是方法步驟a)和b)也 可W至少部分并行地發(fā)生。由于該裝置的加熱借助于預(yù)熱元件啟動，可W避免一種情況， 良P，在啟動時，PTC加熱元件要求特別高的加熱電流。特別地，在溫度遠(yuǎn)低于PTC加熱元件 的額定溫度時，PTC加熱元件的電阻常常非常低，W至于如果沒有所述方法步驟a)和b)，運 行PTC加熱元件所需的電流的量將非常大。因此，可W避免用于供給液體添加劑的裝置的 電源過載。
[0020] 同時，在運行溫度的范圍內(nèi)，借助于至少一個PTC加熱元件實現(xiàn)對該裝置的溫度 的特別精確的調(diào)節(jié)，因為可W使用反應(yīng)特別快速的PTC加熱元件，其具有特別窄的自調(diào)節(jié) 溫度范圍和在額定溫度的區(qū)域內(nèi)具有特別大的電阻階梯。運是可能的，因為PTC加熱元件 由于實施所述方法而設(shè)置成獨立于典型的冷啟動條件。
[0021] 該方法特別有利的是，在低溫下，所述至少一個預(yù)熱元件的電阻大于所述至少一 個P