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DE102017217004A1 - tank heater - Google Patents

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DE102017217004A1
DE102017217004A1 DE102017217004.2A DE102017217004A DE102017217004A1 DE 102017217004 A1 DE102017217004 A1 DE 102017217004A1 DE 102017217004 A DE102017217004 A DE 102017217004A DE 102017217004 A1 DE102017217004 A1 DE 102017217004A1
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electrical resistance
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DE102017217004.2A
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Inventor
Mathias Schwarz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tankheizung für einen Reduktionsmitteltank eines SCR-Systems. Die Tankheizung weist mehrere elektrisch parallel geschaltete Kaltleiter auf. Bei einer ersten mittleren Temperatur (T) der Kaltleiter, die im Bereich von 30,0°C bis 70,0°C liegt, weisen die parallel geschalteten Kaltleiter einen ersten elektrischen Gesamtwiderstand (R) auf, der im Bereich von 1,40 Ω bis 1,60 Ω liegt.The invention relates to a tank heater for a reducing agent tank of an SCR system. The tank heater has several PTC thermistors connected in parallel. At a first average temperature (T) of the PTC thermistor, which is in the range of 30.0 ° C to 70.0 ° C, the parallel-connected PTC thermistors have a first total electrical resistance (R) in the range of 1.40 Ω to 1.60 Ω.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankheizung für einen Reduktionsmitteltank eines SCR-Systems.The present invention relates to a tank heater for a reducing agent tank of an SCR system.

Stand der TechnikState of the art

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) angeordnet ist, der die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduziert. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich verringert werden. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Als Reduktionsmittel werden daher Ammoniak oder ammoniakabspaltende Reagenzien eingesetzt. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrang eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich Ammoniak, das als Reduktionsmittel wirkt. Die wässrige Harnstofflösung, die kommerziell unter dem Namen AdBlue® erhältlich ist, besteht zu einem Drittel aus Harnstoff und zu zwei Dritteln aus Wasser. Sie weist einen Gefrierpunkt von - 11,5°C auf.Methods and apparatuses for operating an internal combustion engine, in particular in motor vehicles, are known, in whose exhaust gas area an SCR catalytic converter (selective catalytic reduction) is arranged, which reduces the nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the internal combustion engine in the presence of a reducing agent to nitrogen. As a result, the proportion of nitrogen oxides in the exhaust gas can be significantly reduced. For the course of the reaction ammonia is required, which is added to the exhaust gas. Therefore, ammonia or ammonia-releasing reagents are used as the reducing agent. As a rule, an aqueous urea solution is used for this purpose, which is injected into the exhaust gas line upstream of the SCR catalytic converter. From this solution forms ammonia, which acts as a reducing agent. The aqueous urea solution which is commercially available under the name AdBlue ®, consists of one third of urea and two-thirds water. It has a freezing point of -11.5 ° C.

Bei niedrigen Temperaturen muss die Harnstofflösung im Reduktionsmitteltank des SCR-Systems aufgetaut werden. Hierzu kann eine Tankheizung vorgesehen sein, die als elektrische Heizung ausgeführt ist. Sie weist ein Metallprofil, zwei parallel geschaltete, elektrische Heizelemente und eine Kunststoffumspritzung auf, welche das Metallprofil und die Heizelemente von der korrosiven Wirkung der Harnstofflösung schützt. Die elektrische Kennlinie der Heizelemente ist nichtlinear und so gewählt, dass ausgehend von einem normalen Betriebspunkt bei steigenden Temperaturen der elektrische Widerstand ansteigt. Somit sinkt die Heizleistung. Im Heizfall soll möglichst viel Heizleistung an die Harnstofflösung abgegeben werden. Limitierende Faktoren sind der maximal zulässige Strom und die Temperaturlast auf die Kunststoffumspritzung.At low temperatures, the urea solution in the reductant tank of the SCR system must be thawed. For this purpose, a tank heater may be provided, which is designed as an electric heater. It has a metal profile, two electrical heating elements connected in parallel and a plastic coating which protects the metal profile and the heating elements from the corrosive effect of the urea solution. The electrical characteristic of the heating elements is non-linear and chosen so that, starting from a normal operating point with increasing temperatures, the electrical resistance increases. Thus, the heating power decreases. When heating, as much heating power as possible should be dissipated to the urea solution. Limiting factors are the maximum permissible current and the temperature load on the plastic coating.

Bei gegebener elektrischer Spannung stellt sich nach einiger Zeit ein Gleichgewicht zwischen der elektrischen Leistung ein und dem thermischen Vermögen diese Leistung an die Umgebung abzugeben. Dieses Gleichgewicht hängt vom Design des Metallprofils und vom Füllstand im Reduktionsmitteltank sowie von der Umgebungstemperatur ab. Die Tankheizung muss in vielen verschiedenen Betriebszuständen funktionieren und je nach Füllstand und Temperatur möglichst viel Heizleistung generieren, darf dabei aber die Kunststoffumspritzung nicht schädigen. Die nichtlineare Widerstandskennlinie wird deshalb so gewählt, dass die thermische Last auf die Kunststoffumspritzung nicht zu hoch ist.For a given electrical voltage, after some time, there will be a balance between the electrical power and the thermal power to deliver that power to the environment. This balance depends on the design of the metal profile and the level in the reducing agent tank as well as the ambient temperature. The tank heater must work in many different operating conditions and generate as much heating power as possible, depending on the level and temperature, but must not damage the plastic coating. The non-linear resistance characteristic is therefore chosen so that the thermal load on the plastic extrusion is not too high.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Tankheizung für einen Reduktionsmitteltank eines SCR-Systems weist mehrere, insbesondere zwei, elektrisch parallel geschaltete Kaltleiter auf. Kaltleiter, die auch als PTC-Widerstände oder PTC-Thermistoren (PTC = Positive Temperature Coefficient) bezeichnet werden, sind temperaturabhängige Widerstände. Sie weisen einen positiven Temperaturkoeffizienten auf und leiten bei tiefen Temperaturen den elektrischen Strom besser als bei hohen Temperaturen. Zur Verwendung als selbstregelnde Heizelemente in einer Tankheizung basieren die Kaltleiter insbesondere auf einem Keramikmaterial wie beispielsweise Bariumtitanat (BaTiO3).The tank heater for a reducing agent tank of an SCR system has several, in particular two, electrically connected in parallel PTC thermistor. PTC thermistors, which are also referred to as PTC resistors or PTC thermistors (PTC = Positive Temperature Coefficient), are temperature-dependent resistors. They have a positive temperature coefficient and conduct electricity at low temperatures better than at high temperatures. For use as self-regulating heating elements in a tank heater, the PTC thermistors are based in particular on a ceramic material such as barium titanate (BaTiO 3 ).

Die Parallelschaltung der Kaltleiter wird durch eine elektrische Kennlinie charakterisiert, in welcher der Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Kaltleiter über ihrer mittleren Temperatur aufgetragen wird. Die mittlere Temperatur ist dabei der Mittelwert der Einzeltemperaturen der Kaltleiter. Um eine maximale Heizleistung im Heizfall zu erreichen und gleichzeitig sicherzustellen, dass die thermische Last auf die Kunststoffumspritzung nicht zu hoch ist, sind die Kaltleiter so ausgeführt, dass bei einer ersten mittleren Temperatur der Kaltleiter, die im Bereich von 30,0°C bis 70,0°C liegt, diese einen ersten elektrischen Gesamtwiderstand aufweisen, der im Bereich von 1,40 Ω bis 1,60 Ω liegt.The parallel connection of the thermistors is characterized by an electrical characteristic in which the total resistance of the parallel PTC thermistors is applied above their mean temperature. The average temperature is the mean value of the individual temperatures of the PTC thermistors. In order to achieve a maximum heating power in the heating case and at the same time to ensure that the thermal load on the plastic extrusion is not too high, the PTC thermistors are designed so that at a first average temperature of the PTC thermistors in the range of 30.0 ° C to 70 , 0 ° C, these have a first total electrical resistance, which is in the range of 1.40 Ω to 1.60 Ω.

Dieser erste elektrische Gesamtwiderstand ist im typischen Betriebsbereich einer Tankheizung, die in einem Temperaturbereich von - 30°C bis 128°C liegt, vorzugsweise der minimale elektrische Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Kaltleiter. Die erste mittlere Temperatur wird in diesem Fall auch als Referenztemperatur bezeichnet, von der aus der elektrische Gesamtwiderstand bei Ansteigen der Temperatur steil ansteigt. Dies führt zu selbstregelnden Eigenschaften der Tankheizung, so dass diese bei Abweichungen von der Referenztemperatur durch Ansteigen des Gesamtwiderstandes wieder auf die Referenztemperatur zurückgeregelt wird. Auch wenn die Temperatur unter die Referenztemperatur sinkt, erfolgt ein Ansteigen des elektrischen Gesamtwiderstandes.This first total electrical resistance is in the typical operating range of a tank heater, which is in a temperature range of - 30 ° C to 128 ° C, preferably the minimum total electrical resistance of the parallel PTC thermistors. The first average temperature is also referred to in this case as the reference temperature, from which the total electrical resistance rises sharply as the temperature rises. This leads to self-regulating properties of the tank heater, so that these in case of deviations from the reference temperature by increasing the total resistance back to the reference temperature is back regulated. Even if the temperature drops below the reference temperature, there is an increase in the total electrical resistance.

Um über den gesamten Betriebsbereich der Tankheizung eine optimale Heizleistung zu erhalten, weist die Widerstandskennlinie vorzugsweise weitere im Folgenden beschriebene charakteristische Stützpunkte auf:In order to obtain an optimum heating power over the entire operating range of the tank heater, the resistance characteristic preferably has further characteristic support points described below:

Bei einer zweiten mittleren Temperatur der Kaltleiter, die im Bereich von 70,5°C bis 81,5°C liegt, weisen die parallel geschalteten Kaltleiter vorzugsweise einen zweiten elektrischen Gesamtwiderstand auf, der im Bereich von 1,40 Ω bis 1,60 Ω liegt. Da dieser Bereich deckungsgleich mit dem Bereich des ersten elektrischen Gesamtwiderstandes ist, ist als weitere Bedingung zu beachten, dass der zweite elektrische Gesamtwiderstand größer oder gleich als der erste elektrische Gesamtwiderstand ist.At a second average temperature of the PTC thermistors, which is in the range of 70.5 ° C to 81.5 ° C, the parallel-connected PTC thermistors preferably have a second total electrical resistance in the range of 1.40 Ω to 1.60 Ω lies. Since this region is congruent with the region of the first total electrical resistance, it is to be noted as a further condition that the second total electrical resistance is greater than or equal to the first total electrical resistance.

Bei einer dritten mittleren Temperatur der Kaltleiter, die im Bereich von 82,0°C bis 104,0°C liegt, weisen die Kaltleiter einen dritten elektrischen Gesamtwiderstand auf, der im Bereich von 1,48 Ω bis 1,82 Ω liegt. Da sich dieser Bereich mit dem Bereich des zweiten elektrischen Gesamtwiderstandes überschneidet, ist die weitere Bedingung zu beachten, dass der dritte elektrische Gesamtwiderstand größer als der zweite elektrische Gesamtwiderstand ist.At a third average temperature of the PTC thermistors, which is in the range of 82.0 ° C to 104.0 ° C, the PTC thermistors have a third total electrical resistance, which is in the range of 1.48 Ω to 1.82 Ω. Since this range overlaps the range of the second total electrical resistance, it is to be noted that the third total electric resistance is larger than the second total electric resistance.

Ein vierter elektrischer Gesamtwiderstand liegt im Bereich von 1,97 Ω bis 2,35 Ω. Dieser tritt bei einer vierten mittleren Temperatur der Kaltleiter auf, die im Bereich von 90,0°C bis 110,0°C liegt. Da sich dieser Temperaturbereich mit dem Bereich der dritten mittleren Temperatur überschneidet, ist als weitere Bedingung zu beachten, dass die vierte mittlere Temperatur größer als die dritte mittlere Temperatur ist.A fourth total electrical resistance is in the range of 1.97 Ω to 2.35 Ω. This occurs at a fourth mean temperature of the PTC thermistors, which is in the range of 90.0 ° C to 110.0 ° C. Since this temperature range overlaps with the range of the third average temperature, it should be noted as a further condition that the fourth average temperature is greater than the third average temperature.

Ein fünfter elektrischer Gesamtwiderstand der Kaltleiter liegt im Bereich von 4,75 Ω bis 6,11 Ω. Dieser tritt bei einer fünften mittleren Temperatur der Kaltleiter im Bereich von 90,0°C bis 120,0°C auf. Da dieser Temperaturbereich den Temperaturbereich der vierten mittleren Temperatur vollständig einschließt, ist als weitere Bedingung zu beachten, dass die fünfte mittlere Temperatur größer als die vierte mittlere Temperatur ist.A fifth total electrical resistance of the PTC thermistors ranges from 4.75 Ω to 6.11 Ω. This occurs at a fifth average temperature of the PTC thermistors in the range of 90.0 ° C to 120.0 ° C. Since this temperature range completely encloses the temperature range of the fourth average temperature, it should be noted as a further condition that the fifth average temperature is greater than the fourth average temperature.

Ein sechster elektrischer Gesamtwiderstand der Kaltleiter liegt im Bereich von 11,10 Ω bis 32,10 Ω. Dieser tritt bei einer sechsten mittleren Temperatur der Kaltleiter auf, die im Bereich von 90,0°C bis 128,0°C liegt. Da dieser Temperaturbereich den Temperaturbereich der fünften mittleren Temperatur vollständig einschließt, ist als weitere Bedingung zu beachten, dass die sechste mittlere Temperatur größer als die fünfte mittlere Temperatur ist.A sixth total electrical resistance of the PTC thermistors is in the range of 11.10 Ω to 32.10 Ω. This occurs at a sixth average temperature of the PTC thermistors, which is in the range of 90.0 ° C to 128.0 ° C. Since this temperature range completely encloses the temperature range of the fifth average temperature, it is to be noted as a further condition that the sixth average temperature is greater than the fifth average temperature.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein elektronisches Steuergerät eingerichtet ist, um eine Bestromung der Kaltleiter so zu steuern, dass in vorgegebenen Betriebszuständen der Tankheizung der Gesamtwiderstand der Kaltleiter gemäß einer temperaturabhängigen Kennlinie begrenzt wird. Bei den vorgegebenen Betriebszuständen handelt es sich insbesondere um einen leeren Reduktionsmitteltank und um eine Umgebungstemperatur, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Die Temperaturbegrenzung in diesen Betriebszuständen hat den Vorteil, dass die thermomechanische Last auf die Kaltleiter minimiert wird, wenn kein normaler Heizfall vorliegt.It is further preferred that an electronic control unit is set up to control energization of the PTC thermistor so that is limited in predetermined operating conditions of the tank heater, the total resistance of the PTC thermistor according to a temperature-dependent characteristic. The given operating states are, in particular, an empty reducing agent tank and an ambient temperature which exceeds a predetermined threshold value. The temperature limitation in these operating states has the advantage that the thermo-mechanical load on the PTC thermistors is minimized when there is no normal heating case.

Die in dem elektronischen Steuergerät hinterlegte Kennlinie ist vorzugsweise eine empirisch ermittelte Kennlinie, welche die Abweichung des tatsächlichen Verhaltens der Kaltleiter von ihrem theoretischen Verhalten abbildet. Insbesondere wurde diese Kennlinie ermittelt, indem ein theoretischer Wert des ersten elektrischen Gesamtwiderstandes mit einem Wert des ersten elektrischen Gesamtwiderstandes verglichen wurde, der in einem Betrieb der Tankheizung gemessen wurde. Dabei wird ausgenutzt, dass der erste elektrische Gesamtwiderstand als minimaler Gesamtwiderstand in der Widerstandskennlinie der Tankheizung für diese besonders charakteristisch ist.The characteristic stored in the electronic control unit is preferably an empirically determined characteristic curve which maps the deviation of the actual behavior of the PTC thermistors from their theoretical behavior. In particular, this characteristic was determined by comparing a theoretical value of the first total electrical resistance with a value of the first total electrical resistance measured in an operation of the tank heater. It is exploited that the first total electrical resistance as the minimum total resistance in the resistance characteristic of the tank heater is particularly characteristic of this.

Figurenlistelist of figures

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

  • 1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene isometrische Darstellung einer Tankheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Tankheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3 zeigt in einem Diagramm eine Widerstandskennlinie einer Tankheizung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 zeigt in einem Diagramm zulässige Toleranzen bei der Wahl der Widerstandskennlinie gemäß 3.
An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
  • 1 shows a partially cutaway isometric view of a tank heater according to an embodiment of the invention.
  • 2 shows an equivalent circuit diagram of a tank heater according to an embodiment of the invention.
  • 3 shows a diagram of a resistance characteristic of a tank heater according to an embodiment of the invention.
  • 4 shows in a diagram permissible tolerances in the choice of the resistance characteristic according to 3 ,

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Tankheizung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die in einem Reduktionsmitteltank 2 eines nicht dargestellten SCR-Katalysatorsystems angeordnet ist. Die Tankheizung 1 weist ein Aluminiumstrangpressprofil 11 zur Ableitung der erzeugten Wärme an eine wässrige Harnstofflösung auf. In dem Strangpressprofil 11 sind zwei Kaltleiter 12, 13 aus Bariumtitanat (BaTiO3) angeordnet. Das Strangpressprofil 11 und die Kaltleiter 12, 13 sind mit einem Polyamid 14 umspritzt. Ein elektronisches Steuergerät 3 außerhalb des Reduktionsmitteltanks 2 ist durch eine nicht dargestellte Kontaktierung mit der Tankheizung 1 verbunden. Es steuert die Bestromung der Kaltleiter 12, 13. 1 shows a tank heater 1 according to an embodiment of the invention, in a reducing agent tank 2 an unillustrated SCR catalyst system is arranged. The tank heater 1 has an aluminum extruded profile 11 for dissipating the generated heat to an aqueous urea solution. In the extruded profile 11 are two PTC thermistors 12 . 13 made of barium titanate (BaTiO 3 ). The extruded profile 11 and the PTC thermistors 12 . 13 are with a polyamide 14 molded. An electronic control unit 3 outside the reducing agent tank 2 is by a contact, not shown, with the tank heater 1 connected. It controls the energization of the PTC thermistors 12 . 13 ,

Wie in 2 dargestellt ist, sind die beiden Kaltleiter 12, 13 elektrisch parallel geschaltet. Der erste Kaltleiter 13 weist dabei einen ersten elektrischen Widerstand R12 auf und der zweite Kaltleiter 13 weist einen zweiten elektrischen Widerstand R13 auf. Der Gesamtwiderstand RGes der beiden Kaltleiter 12, 13 ist mit dem Widerstand RK des elektrischen Kabels, über welches die Kaltleiter 12, 13 bestromt werden, in Reihe geschaltet. Dieser Kabelwiderstand RK kann nicht vernachlässigt werden, weil die Kaltleiter 12, 13 relativ niederohmig sind.As in 2 is shown, the two PTC thermistors 12 . 13 electrically connected in parallel. The first PTC thermistor 13 has a first electrical resistance R 12 on and the second PTC thermistor 13 has a second electrical resistance R 13 on. The total resistance R Ges the two PTC thermistors 12 . 13 is with the resistance R K of the electrical cable over which the PTC thermistor 12 . 13 be energized, connected in series. This cable resistance R K can not be neglected, because the PTC thermistor 12 . 13 are relatively low impedance.

Die Kaltleiter 12,13 sind so gewählt, dass sie eine Widerstandskennlinie mit sechs Stützpunkten aufweisen. Die Widerstandskennlinie ist in 3 dargestellt. Diese Stützpunkte erfüllen die Bedingungen gemäß der folgenden Tabelle 1: Tabelle 1 i Ti [°C] ± ΔTi [°C] RGes_i [Ω] ± ΔRGes_i [Ω] 1 50,0 20,0 1,50 0,10 2 76,0 5,5 1,50 0,10 3 93,0 11,0 1,65 0,17 4 100,0 10,0 2,16 0,19 5 105,0 15,0 5,43 0,68 6 109,0 19,0 21,60 10,50 The PTC thermistors 12 . 13 are chosen to have a resistance characteristic with six interpolation points. The resistance characteristic is in 3 shown. These bases meet the conditions according to the following Table 1: Table 1 i T i [° C] ± ΔT i [° C] R Ges_i [Ω] ± ΔR Ges_i [Ω] 1 50.0 20.0 1.50 0.10 2 76.0 5.5 1.50 0.10 3 93.0 11.0 1.65 0.17 4 100.0 10.0 2.16 0.19 5 105.0 15.0 5.43 0.68 6 109.0 19.0 21.60 10.50

Die Toleranzbereiche ± ΔTi der mittleren Temperaturen Ti der Kaltleiter 12, 13 und die Toleranzbereiche ± ΔRGes_i der Gesamtwiderstände RGes_i bei den jeweiligen Temperaturen Ti sind in 4 dargestellt. Innerhalb dieser Toleranzbereiche, die ein optimales Heizverhalten der Tankheizung 1 ermöglichen, wurde eine Widerstandskennlinie gemäß der folgenden Tabelle ausgewählt: Tabelle 2 i Ti [°C] RGes_i [Ω] 1 60,0 1,48 2 75,0 1,51 3 86,0 1,64 4 99,0 2,07 5 116,0 6,00 6 120,0 16,70 The tolerance ranges ± ΔT i of the average temperatures T i of the PTC thermistors 12 . 13 and the tolerance ranges ± ΔR Ges_i of the total resistances R Ges_i at the respective temperatures T i are in 4 shown. Within these tolerance ranges, the optimum heating behavior of the tank heater 1 a resistance characteristic was selected according to the following table: Table 2 i T i [° C] R Ges_i [Ω] 1 60.0 1.48 2 75.0 1.51 3 86.0 1.64 4 99.0 2.07 5 116.0 6.00 6 120.0 16.70

Im normalen Heizfall der Tankheizung zeigt diese aufgrund der Auswahl der Kaltleiter 12, 13 ein Verhalten gemäß dieser Widerstandskennlinie. Für Betriebsfälle, die keinem normalen Heizfall entsprechen, nämlich ein leerer Reduktionsmitteltank 2 oder eine Medientemperatur von mehr als 10°C ist im elektronischen Steuergerät 3 allerdings eine Begrenzung der Heizleistung vorgesehen. Hierzu basiert die Ansteuerung der Heizelemente 12, 13 in diesen Betriebsfällen nicht auf der theoretischen Widerstandskennlinie gemäß Tabelle 2. Stattdessen wird die gelernte Widerstandskennlinie verwendet, die gemäß Formel 1 berechnet wird: R G e s _ i gelernt = F ⋅ R G e s _ i

Figure DE102017217004A1_0001
In the normal heating case of the tank heater this shows due to the selection of PTC thermistors 12 . 13 a behavior according to this resistance characteristic. For operating cases that do not correspond to a normal heating case, namely an empty reducing agent tank 2 or a medium temperature of more than 10 ° C is in the electronic control unit 3 However, a limitation of the heating power provided. For this purpose, the control of the heating elements is based 12 . 13 in these operating cases, not on the theoretical resistance characteristic according to Table 2. Instead, the learned resistance characteristic is calculated, which is calculated according to Formula 1: R G e s _ i learned = F ⋅ R G e s _ i
Figure DE102017217004A1_0001

Dieses Lernen erfolgt mittels eines Faktors F, der gemäß Formel 2 berechnet wird: F = R m e s s , m i n R G e s _ 1

Figure DE102017217004A1_0002
This learning takes place by means of a factor F calculated according to formula 2: F = R m e s s . m i n R G e s _ 1
Figure DE102017217004A1_0002

Hierbei wird neben dem aus Tabelle 2 bekannten Gesamtwiderstand RGes_1 ein zuvor bei der Temperatur T1 gemessener tatsächlicher minimaler Gesamtwiderstand Rmess,min berücksichtigt. Dieser kann gemäß Formel 3 berechnet werden: R m e s s , m i n = U ( T 1 ) I m a x ( T 1 ) − R K

Figure DE102017217004A1_0003
In this case, in addition to the total resistance R Ges_1 known from Table 2, an actual minimum total resistance R mess, min previously measured at the temperature T 1 is taken into account. This can be calculated according to formula 3: R m e s s . m i n = U ( T 1 ) I m a x ( T 1 ) - R K
Figure DE102017217004A1_0003

Hierbei bezeichnet U(T1), die bei der Temperatur T1 anliegende elektrische Spannung, Imax(T1) bezeichnet den bei der Temperatur T1 fließenden elektrischen Strom, der hier maximal ist, und RK bezeichnet den Kabelwiderstand. Während die Werte U(T1) und Imax(T1) gemessen werden können, ist der Kabelwiderstand RK bekannt. Mittels der so modifizierten Stützpunkte wird eine Widerstandskennlinie für die Temperaturbegrenzung ermittelt, die im elektronischen Steuergerät 3 hinterlegt wird. Anschließend kann sie in Betriebszuständen mit aktiver Temperaturbegrenzung zur Ansteuerung der Kaltleiter 12, 13 verwendet werden. Beispielsweise kann nun auf eine mittlere Temperatur der Kaltleiter geregelt werden.In this case, U (T 1 ) designates the electrical voltage applied at the temperature T 1 , Imax (T 1 ) designates the electric current flowing at the temperature T 1 , which is maximum here, and R K denotes the cable resistance. While the values U (T 1 ) and Imax (T 1 ) can be measured, the cable resistance is R K known. By means of the bases so modified a resistance characteristic for the temperature limitation is determined, which in the electronic control unit 3 is deposited. It can then be used in operating states with active temperature limitation to control the PTC thermistors 12 . 13 be used. For example, it is now possible to control to an average temperature of the PTC thermistors.

Claims (9)

Tankheizung (1) für einen Reduktionsmitteltank (2) eines SCR-Systems, welche mehrere elektrisch parallel geschaltete Kaltleiter (12, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ersten mittleren Temperatur (T1) der Kaltleiter (12, 13), die im Bereich von 30,0°C bis 70,0°C liegt, die parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) einen ersten elektrischen Gesamtwiderstand (RGes_1) aufweisen, der im Bereich von 1,40 Ω bis 1,60 Ω liegt.Tank heating (1) for a reducing agent tank (2) of an SCR system, which has a plurality of electrically parallel PTC thermistors (12, 13), characterized in that at a first average temperature (T 1 ) of the PTC thermistor (12, 13) is in the range of 30.0 ° C to 70.0 ° C, the parallel-connected PTC thermistors (12, 13) have a first total electrical resistance (R Ges_1 ), which is in the range of 1.40 Ω to 1.60 Ω. Tankheizung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Gesamtwiderstand (RGes_1) in einem Temperaturbereich von - 30°C bis 128°C der minimale elektrische Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) ist.Tank heating (1) after Claim 1 , characterized in that the first total electrical resistance (R Ges_1 ) in a temperature range of - 30 ° C to 128 ° C, the minimum total electrical resistance of the parallel-connected PTC thermistors (12, 13). Tankheizung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten mittleren Temperatur (T2) der Kaltleiter (12, 13), die im Bereich von 70,5°C bis 81,5°C liegt, die parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) einen zweiten elektrischen Gesamtwiderstand (RGes_2) aufweisen, der im Bereich von 1,40 Ω bis 1,60 Ω liegt und größer oder gleich als der erste elektrische Gesamtwiderstand (RGes_1) ist.Tank heating (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that at a second average temperature (T 2 ) of the PTC thermistor (12, 13), which is in the range of 70.5 ° C to 81.5 ° C, the parallel-connected PTC thermistors (12, 13) has a second total electrical resistance (R Ges_2 ), which is in the range of 1.40 Ω to 1.60 Ω and is greater than or equal to the first total electrical resistance (R Ges_1 ). Tankheizung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer dritten mittleren Temperatur (T3) der Kaltleiter (12, 13), die im Bereich von 82,0°C bis 104,0°C liegt, die parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) einen dritten elektrischen Gesamtwiderstand (RGes_3) aufweisen, der im Bereich von 1,48 Ω bis 1,82 Ω liegt und größer als der zweite elektrische Gesamtwiderstand (RGes_2) ist.Tank heating (1) after Claim 3 , characterized in that at a third average temperature (T 3 ) of the PTC thermistor (12, 13), which is in the range of 82.0 ° C to 104.0 ° C, the parallel-connected PTC thermistors (12, 13) has a third total electrical resistance (R Ges_3 ), which is in the range of 1.48 Ω to 1.82 Ω and greater than the second total electrical resistance (R Ges_2 ). Tankheizung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vierten mittleren Temperatur (T4) der Kaltleiter (12, 13), die im Bereich von 90,0°C bis 110,0°C liegt, und die größer als die dritte mittlere Temperatur (T3) ist, die parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) einen vierten elektrischen Gesamtwiderstand (RGes_4) aufweisen, der im Bereich von 1,97 Ω bis 2,35 Ω liegt.Tank heating (1) after Claim 4 , characterized in that at a fourth mean temperature (T 4 ) of the PTC thermistor (12, 13), which is in the range of 90.0 ° C to 110.0 ° C, and which is greater than the third average temperature (T 3 ), the parallel-connected PTC thermistors (12, 13) have a fourth total electrical resistance (R Ges_4 ) which is in the range of 1.97 Ω to 2.35 Ω. Tankheizung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer fünften mittleren Temperatur (T5) der Kaltleiter (12, 13), die im Bereich von 90,0°C bis 120,0°C liegt, und die größer als die vierte mittlere Temperatur (T4) ist, die parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) einen fünften elektrischen Gesamtwiderstand (RGes_5) aufweisen, der im Bereich von 4,75 Ω bis 6,11 Ω liegt. Tank heating (1) after Claim 5 , characterized in that at a fifth average temperature (T 5 ) of the PTC thermistor (12, 13), which is in the range of 90.0 ° C to 120.0 ° C, and which is greater than the fourth average temperature (T 4 ), the parallel connected PTC thermistors (12, 13) have a fifth total electrical resistance (R Ges_5 ) which is in the range of 4.75 Ω to 6.11 Ω. Tankheizung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer sechsten mittleren Temperatur (T6) der Kaltleiter (12, 13), die im Bereich von 90,0°C bis 128,0°C liegt, und die größer als die fünfte mittlere Temperatur (T5) ist, die parallel geschalteten Kaltleiter (12, 13) einen sechsten elektrischen Gesamtwiderstand (RGes_6) aufweisen, der im Bereich von 11,10 Ω bis 32,10 Ω liegt.Tank heating (1) after Claim 6 , characterized in that at a sixth mean temperature (T 6 ) the PTC thermistor (12, 13), which is in the range of 90.0 ° C to 128.0 ° C, and which is greater than the fifth average temperature (T 5 ), the parallel-connected PTC thermistors (12, 13) have a sixth total electrical resistance (R Ges_6 ) which is in the range of 11.10 Ω to 32.10 Ω. Tankheizung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweisend ein elektronisches Steuergerät (3), das eingerichtet ist, um eine Bestromung der Kaltleiter (12, 13) so zu steuern, dass in vorgegebenen Betriebszuständen der Tankheizung (1) der Gesamtwiderstand (RGes) der Kaltleiter (12, 13) gemäß einer temperaturabhängigen Kennlinie begrenzt wird.Tank heating (1) after one of Claims 1 to 7 comprising an electronic control unit (3) which is set up to control a current supply of the PTC thermistors (12, 13) so that in predetermined operating conditions of the tank heater (1) the total resistance (R Ges ) of the PTC thermistors (12, 13) according to a temperature-dependent characteristic is limited. Tankheizung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie ermittelt wurde, indem ein theoretischer Wert des ersten elektrischen Gesamtwiderstandes (RGes_1) mit einem im Betrieb der Tankheizung (1) gemessenen Wert des ersten elektrischen Gesamtwiderstandes (RGes_1) verglichen wurde.Tank heating (1) after Claim 8 , characterized in that the characteristic curve was determined by comparing a theoretical value of the first total electrical resistance (R Ges_1 ) with a value of the first total electrical resistance (R Ges_1 ) measured during operation of the tank heater (1).
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