牽引用蓄電池和用于識(shí)別牽引用蓄電池中的液位的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于借助對(duì)電阻的測(cè)量來檢測(cè)牽引用蓄電池中的液體的液位的裝置。特別地，本發(fā)明涉及用于識(shí)別達(dá)到牽引用蓄電池中的液體的預(yù)定液位的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)公開了用于測(cè)量液體容器中的液位的方法并且基于多樣的技術(shù)效果。特別地，基于測(cè)量在侵入液體中的兩個(gè)電極之間的電阻來確定液體容器中的液面高度是具有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)椴槐卦O(shè)置運(yùn)動(dòng)部件，諸如浮筒等等。
[0003]由文獻(xiàn)EP I 103 795 BI公開了一種電阻式液體傳感器，其中容器中的液位的測(cè)量通過測(cè)量在電極之間的電阻進(jìn)行。設(shè)置具有逐段可變的電阻的電阻元件，該逐段可變的電阻通過調(diào)節(jié)電阻元件的寬度實(shí)現(xiàn)。膠片上的輸出信號(hào)應(yīng)當(dāng)是離散的并且基本上線性地隨著容器中變化的液位而改變。
[0004]文獻(xiàn)JP 58 166 216 A示出了一種用于汽車中的燃油的液位傳感器，通過該液位傳感器電阻式地借助分級(jí)的電極確定液位。
[0005]在常規(guī)的電阻式液位指示中的缺陷是，在其電阻率可以改變的液體中，僅能極其不精確地確定準(zhǔn)確的液面高度。該問題尤其在電動(dòng)車輛的牽引用蓄電池中存在。理想地，牽引用蓄電池被構(gòu)造為，能夠既沒濕氣也沒臟物進(jìn)入。但是在實(shí)踐中，牽引用蓄電池具有不密封性。進(jìn)入的液體在季節(jié)和氣候條件下具有變化的電阻率，例如由于含鹽量或由于弄臟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了能夠遵守標(biāo)準(zhǔn)化的安全規(guī)范，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于牽引用蓄電池的改善的液體檢測(cè)，利用其可以獨(dú)立于牽引用蓄電池中的液體的電阻率對(duì)特定液位的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行可靠的檢測(cè)。
[0007]上述技術(shù)問通過按照本發(fā)明的包括液體檢測(cè)系統(tǒng)的牽引用蓄電池以及通過按照本發(fā)明的用于檢測(cè)達(dá)到牽引用蓄電池中的特定液位的方法來解決。
[0008]按照第一方面，設(shè)有包括液體檢測(cè)系統(tǒng)的牽引用蓄電池，包括:
[0009]-兩個(gè)彼此間隔的電極，用于布置在牽引用蓄電池中，其中電極具有分別相對(duì)設(shè)置的第一片段和第二片段，其中電極在第一片段之間具有較大的第一距離并且在第二片段之間具有較小的第二距離，其中在第一片段和第二片段之間的過渡標(biāo)示特定的液位；和
[0010]-分析單元，具有電阻測(cè)量單元，用于提供時(shí)間上相繼的電阻數(shù)據(jù)，所述電阻數(shù)據(jù)分別說明在電極之間的電阻；和具有控制器，其被構(gòu)造為，用于根據(jù)電阻數(shù)據(jù)確定時(shí)間上的電阻梯度的時(shí)間變化并且用于基于電阻梯度的時(shí)間變化報(bào)告超過或低于特定液位。
[0011]上述的具有液體檢測(cè)系統(tǒng)的牽引用蓄電池利用在電極布置的情況下的電阻式的液位測(cè)量。電極布置的電極分別具有朝著液位方向布置的片段，其彼此相距不同的距離。電極之間的距離的改變是根據(jù)特定液位布置的，如應(yīng)當(dāng)已知的，例如由于牽引用蓄電池的殼體中的不密封性而達(dá)到了該液位。
[0012]當(dāng)由于不密封性或極其極端的氣象條件超過或低于其中在電極之間的距離改變的特定液位時(shí)，在液位進(jìn)一步上升或下降的情況下在電極之間的電阻的電阻梯度發(fā)生變化。
[0013]上述裝置因此設(shè)置，在假定基本上保持不變的或僅微小改變的進(jìn)入速度或排出速度的條件下和在液體的基本上保持不變的電導(dǎo)率的情況下確定，電阻的梯度是否關(guān)于液位而改變。其中出現(xiàn)改變的液位相應(yīng)于應(yīng)當(dāng)識(shí)別其達(dá)到的特定液位。這樣的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，不取決于牽引用蓄電池中的液體的電阻率就能檢測(cè)到特定液位的達(dá)到。
[0014]特別地，通過選擇彼此相對(duì)設(shè)置的電極的第二片段的距離，可以在液位改變的情況下在第二片段的區(qū)域中的液位中達(dá)到高的電阻梯度。第二片段的距離被選擇為，使得在改變液位的情況下的電阻梯度的高度明顯高于通過液位改變?cè)诘谝黄蔚膮^(qū)域中的液面中可以達(dá)到的電阻梯度。由此可以避免在達(dá)到特定液位的情況下對(duì)該特定液位的錯(cuò)誤識(shí)另O。在此假定，對(duì)于相關(guān)的應(yīng)用不超過不期望的液體在牽引用蓄電池中的特定的進(jìn)入速度或排出速度。
[0015]此外，控制器可以被構(gòu)造為，用于當(dāng)確定電阻梯度改變了多于預(yù)定的量時(shí)報(bào)告超過或低于特定液位。
[0016]特別地，第一和第二距離可以被選擇為，關(guān)于液位變化形成在達(dá)到特定液位之前和之后的時(shí)間上的電阻梯度，其具有至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)的差異。
[0017]按照一種實(shí)施方式，控制器可以被構(gòu)造為，用于平滑或低通濾波電阻梯度的時(shí)間變化，并且用于基于平滑后的或?yàn)V波后的電阻梯度的時(shí)間變化報(bào)告超過或低于特定液位。
[0018]可以設(shè)置，牽引用蓄電池中的電極被布置為，使得電極的第一和第二片段的布置方向相應(yīng)于牽引用蓄電池中的液體的液位方向。
[0019]此外，在第一和第二片段之間的電極具有跳躍式的過渡和特別是L形狀。
[0020]按照另一個(gè)方面，設(shè)置一種用于檢測(cè)達(dá)到牽引用蓄電池中的液體的液位的方法，該方法包括以下步驟:
[0021]-提供時(shí)間上相繼的電阻數(shù)據(jù)，其分別說明在牽引用蓄電池中的兩個(gè)彼此間隔的電極之間的電阻，其中電極具有分別相對(duì)布置的第一片段和第二片段，其中電極在第一片段之間具有第一距離并且在第二片段之間具有第二距離，其中第一片段和第二片段之間的過渡標(biāo)示特定液位；
[0022]-根據(jù)電阻數(shù)據(jù)確定時(shí)間上的電阻梯度的時(shí)間變化；和
[0023]-基于電阻梯度的時(shí)間變化報(bào)告超過或低于特定液位。
[0024]可以設(shè)置，在確定時(shí)間上的電阻梯度的時(shí)間變化的情況下低通濾波或平滑電阻梯度。
【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合所附的附圖對(duì)實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。附圖中:
[0026]圖1示出了液體檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖2示出了電阻采集和電阻梯度的示例性曲線；和
[0028]圖3示出了用于運(yùn)行圖1的液體檢測(cè)系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了液體檢測(cè)系統(tǒng)I的示意圖，具有牽引用蓄電池殼體件2，在其中存在不期望的液體3。替代牽引用蓄電池也可以設(shè)置任意另外的容器，其中在應(yīng)用時(shí)也可以設(shè)置，從容器中取出或向其中添加液體3。這樣的容器例如可以是用于風(fēng)擋玻璃清洗液的容器、用于容納廢氣后處理液(Adblue)的容器或用于容納其它液體的容器。
[0030]對(duì)于液位測(cè)量必要的是，所觀察的液體具有至少小的電導(dǎo)率，特別是可測(cè)量的、通過最大IXlO7QmmVm的電阻率給出的電導(dǎo)率。
[0031]在設(shè)置為用于容納特定液體(諸如風(fēng)擋玻璃清洗液等)的容器中，可以假定液體3的恒定的電導(dǎo)率并且由此電阻直接對(duì)應(yīng)于液位。但是特別是由于不期望的液體進(jìn)入到牽引用蓄電池中會(huì)導(dǎo)致混合弄臟的或含鹽的液體，其具有改變的電阻率。
[0032]為了測(cè)量牽引用蓄電池殼體件2中的液位，設(shè)置沿著液位方向延伸的兩個(gè)電極4。電極4彼此平行地布置。電極4分別具有第一片段41，其中第一片段41彼此具有恒定的第一距離Al。在連接到電極4的第一片段41的第二片段42中，電極4彼此具有一個(gè)距離A2，其相對(duì)于第一距離Al明顯減小。第一和第二片段41、42關(guān)于電極4在牽引用蓄電池殼體件2中的延伸方向具有不同的寬度。
[0033]在本實(shí)施例中，第一片段41布置在第二片段42下方，以便檢測(cè)特定液位H。替換地，第一片段41也可以布置在第二片段42上方。在第一片段41至第二片段42之間的過渡尤其可以是跳躍式的。
[0034]電極4的片段41、42可以分別導(dǎo)致L形結(jié)構(gòu)，其彼此相對(duì)布置，從而L形結(jié)構(gòu)的水平方向上(即垂直于液位方向延伸的)突出的腿部面向彼此。電極4優(yōu)選被布置為使得在水平取向中第一和第二片段41、42之間的過渡布置在特定液位H處，從其應(yīng)當(dāng)確定，進(jìn)入的液體是否達(dá)到了該特定液位。
[0035]替換地也可以設(shè)置多于兩個(gè)電極4。為了實(shí)現(xiàn)在開銷(建造空間、部件等)和使用之間的良好折衷，五個(gè)電極4的數(shù)量被證明是特別具有優(yōu)勢(shì)的。其可以在牽引用蓄電池殼體件2中設(shè)置為使得其彼此都具有基本上相同的距離。電極4中的一個(gè)應(yīng)當(dāng)中央地或中心地布置在牽引用蓄電池殼體件2中，其中其余的四個(gè)電極4放置在牽引用蓄電池殼體件2的邊緣區(qū)域或角中。在類型和結(jié)構(gòu)方面這五個(gè)電極4相應(yīng)于上面描述的兩個(gè)電極4。
[0036]替換地，電極4，特別是中心布置的電極4可以布置在牽引用蓄電池殼體件2的最低點(diǎn)處，因?yàn)樵谠撐恢锰幵谝后w進(jìn)入牽引用蓄電池時(shí)總是可以檢測(cè)液體。
[0037]電極4由導(dǎo)電良好的材料，特別是由金屬構(gòu)造，其關(guān)于液體3的化學(xué)性質(zhì)可以是惰性的。
[0038]在分析單元10中進(jìn)行對(duì)液位的分析，并且特別是識(shí)別達(dá)到特定液位H。分析單元10具有電阻測(cè)量單元11，其與兩個(gè)電極4電連接，以便進(jìn)行電阻測(cè)量。電阻測(cè)量單元11提供相應(yīng)的電阻數(shù)據(jù)，其表示在電極4之間的電阻。這例如可以以已知的方式通過施加規(guī)定的電壓和對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量來進(jìn)行。所測(cè)量的電流例如可以相應(yīng)于電阻數(shù)據(jù)。替換地，在電極4之間的電阻可以是電阻測(cè)量橋的部分，并且電阻數(shù)據(jù)被提供為電壓。
[0039]因?yàn)橐后w3的電導(dǎo)率可以改變，所以僅能不精確地通過分析