牽引用蓄電池和用于識別牽引用蓄電池中的液位的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于借助對電阻的測量來檢測牽引用蓄電池中的液體的液位的裝置。特別地，本發明涉及用于識別達到牽引用蓄電池中的液體的預定液位的方法。
【背景技術】
[0002]由現有技術公開了用于測量液體容器中的液位的方法并且基于多樣的技術效果。特別地，基于測量在侵入液體中的兩個電極之間的電阻來確定液體容器中的液面高度是具有優勢的，因為不必設置運動部件，諸如浮筒等等。
[0003]由文獻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量通過測量在電極之間的電阻進行。設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節電阻元件的寬度實現。膠片上的輸出信號應當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的電極確定液位。
[0005]在常規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確的液面高度。該問題尤其在電動車輛的牽引用蓄電池中存在。理想地，牽引用蓄電池被構造為，能夠既沒濕氣也沒臟物進入。但是在實踐中，牽引用蓄電池具有不密封性。進入的液體在季節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。
【發明內容】
[0006]為了能夠遵守標準化的安全規范，本發明要解決的技術問題是，提供一種用于牽引用蓄電池的改善的液體檢測，利用其可以獨立于牽引用蓄電池中的液體的電阻率對特定液位的實現進行可靠的檢測。
[0007]上述技術問通過按照本發明的包括液體檢測系統的牽引用蓄電池以及通過按照本發明的用于檢測達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，設有包括液體檢測系統的牽引用蓄電池，包括:
[0009]-兩個彼此間隔的電極，用于布置在牽引用蓄電池中，其中電極具有分別相對設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示特定的液位；和
[0010]-分析單元，具有電阻測量單元，用于提供時間上相繼的電阻數據，所述電阻數據分別說明在電極之間的電阻；和具有控制器，其被構造為，用于根據電阻數據確定時間上的電阻梯度的時間變化并且用于基于電阻梯度的時間變化報告超過或低于特定液位。
[0011]上述的具有液體檢測系統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特定液位布置的，如應當已知的，例如由于牽引用蓄電池的殼體中的不密封性而達到了該液位。
[0012]當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，在液位進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生變化。
[0013]上述裝置因此設置，在假定基本上保持不變的或僅微小改變的進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率的情況下確定，電阻的梯度是否關于液位而改變。其中出現改變的液位相應于應當識別其達到的特定液位。這樣的裝置的優點在于，不取決于牽引用蓄電池中的液體的電阻率就能檢測到特定液位的達到。
[0014]特別地，通過選擇彼此相對設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域中的液位中達到高的電阻梯度。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在第一片段的區域中的液面中可以達到的電阻梯度。由此可以避免在達到特定液位的情況下對該特定液位的錯誤識另O。在此假定，對于相關的應用不超過不期望的液體在牽引用蓄電池中的特定的進入速度或排出速度。
[0015]此外，控制器可以被構造為，用于當確定電阻梯度改變了多于預定的量時報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，關于液位變化形成在達到特定液位之前和之后的時間上的電阻梯度，其具有至少一個，優選至少兩個數量級的差異。
[0017]按照一種實施方式，控制器可以被構造為，用于平滑或低通濾波電阻梯度的時間變化，并且用于基于平滑后的或濾波后的電阻梯度的時間變化報告超過或低于特定液位。
[0018]可以設置，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]按照另一個方面，設置一種用于檢測達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]-提供時間上相繼的電阻數據，其分別說明在牽引用蓄電池中的兩個彼此間隔的電極之間的電阻，其中電極具有分別相對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示特定液位；
[0022]-根據電阻數據確定時間上的電阻梯度的時間變化；和
[0023]-基于電阻梯度的時間變化報告超過或低于特定液位。
[0024]可以設置，在確定時間上的電阻梯度的時間變化的情況下低通濾波或平滑電阻梯度。
【附圖說明】
[0025]下面結合所附的附圖對實施方式作進一步說明。附圖中:
[0026]圖1示出了液體檢測系統的示意圖；
[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示出了用于運行圖1的液體檢測系統的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1示出了液體檢測系統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置任意另外的容器，其中在應用時也可以設置，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]對于液位測量必要的是，所觀察的液體具有至少小的電導率，特別是可測量的、通過最大IXlO7QmmVm的電阻率給出的電導率。
[0031]在設置為用于容納特定液體(諸如風擋玻璃清洗液等)的容器中，可以假定液體3的恒定的電導率并且由此電阻直接對應于液位。但是特別是由于不期望的液體進入到牽引用蓄電池中會導致混合弄臟的或含鹽的液體，其具有改變的電阻率。
[0032]為了測量牽引用蓄電池殼體件2中的液位，設置沿著液位方向延伸的兩個電極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彼此具有一個距離A2，其相對于第一距離Al明顯減小。第一和第二片段41、42關于電極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]在本實施例中，第一片段41布置在第二片段42下方，以便檢測特定液位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可以分別導致L形結構，其彼此相對布置，從而L形結構的水平方向上(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，從其應當確定，進入的液體是否達到了該特定液位。
[0035]替換地也可以設置多于兩個電極4。為了實現在開銷(建造空間、部件等)和使用之間的良好折衷，五個電極4的數量被證明是特別具有優勢的。其可以在牽引用蓄電池殼體件2中設置為使得其彼此都具有基本上相同的距離。電極4中的一個應當中央地或中心地布置在牽引用蓄電池殼體件2中，其中其余的四個電極4放置在牽引用蓄電池殼體件2的邊緣區域或角中。在類型和結構方面這五個電極4相應于上面描述的兩個電極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的最低點處，因為在該位置處在液體進入牽引用蓄電池時總是可以檢測液體。
[0037]電極4由導電良好的材料，特別是由金屬構造，其關于液體3的化學性質可以是惰性的。
[0038]在分析單元10中進行對液位的分析，并且特別是識別達到特定液位H。分析單元10具有電阻測量單元11，其與兩個電極4電連接，以便進行電阻測量。電阻測量單元11提供相應的電阻數據，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定的電壓和對電流進行測量來進行。所測量的電流例如可以相應于電阻數據。替換地，在電極4之間的電阻可以是電阻測量橋的部分，并且電阻數據被提供為電壓。
[0039]因為液體3的電導率可以改變，所以僅能不精確地通過分析