用于确定储箱中的液位的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于利用超声波液位传感器(3)和至少两个用于反射由超声波液位传感器(3)发出的超声波的参考面(1、2)确定在用于液体的储箱(4)中的液位(17)的方法，其中，第一参考面(1)布置在第二参考面(2)之下。在方法步骤a)中确定超声波在从超声波液位传感器到第一参考面(1)的第一测量路径(5)上在液体中的第一传播速度(9)。在方法步骤b)中确定超声波在从第一参考面(1)到第二参考面(2)的第二测量路径(6)上在液体中的第二传播速度(10)。在方法步骤c)中测量超声波从超声波液位传感器(3)到在储箱(4)中的液体的液面(7)的飞行时间(8)。在方法步骤d)中根据至少一个选择标准(11、12、13)选择第一传播速度(9)或第二传播速度(10)。接着在步骤e)中利用在步骤c)中测得的飞行时间(8)和在步骤d)中选择的传播速度(9、10)计算液位(17)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定在用于液体的储箱中的液位的方法。该方法特别是可用于确定在机动车中的储箱中的液位，在储箱中储存有用于排气净化的液态添加剂。
技术介绍
具有排气处理装置的机动车是广泛已知的，为了净化排气，将液态添加剂添加到排气处理装置中。尤其常常见到这样的排气处理装置，在其中进行选择性催化还原方法(SCR方法，SCR＝选择性催化还原)。在该方法中，利用氨气将排气中的氮氧化物化合物还原成无害的物质，如氮气、水和CO2。在机动车中，通常不是直接储备氨气，而是以液态添加剂的形式进行储备，液态添加剂可储存在储箱中。用于排气净化的这种液态添加剂然后在排气外部在为其设置的反应器中或者在排气内部在排气处理装置之内转化成氨气。特别是经常使用尿素水溶液作为液态添加剂。可购买到牌的具有按重量计算为32.5％重量百分比的尿素含量的尿素水溶液。常常需要获得关于在用于液态添加剂的储箱中的液位的信息。关于液位的信息可用于，获得用于填充储箱的合适时刻。此外可防止，在运行期间储箱完全被清空。为了确定在用于液态添加剂的储箱中的液位，已经提出了超声波液位传感器。超声波液位传感器通常具有超声波发射单元和超声波接收单元。超声波发射单元发射出超声波，超声波在储箱内的液体表面处被反射并且从该处返回到超声波液位传感器，并且被超声波液位传感器的超声波接收单元接收。超声波在储箱中的液体中的传播速度或者已知，或者利用参考测量来获得。由超声波从超声波液位传感器到液面并且返回到超声波液位传感器的飞行时间和超声波在液体中的传播速度计算出在储箱中的液位。超声波液位传感器的优点是，其不具有可动的部件。此外，利用超声波液位传感器能用相同的传感器结构形式在不同的储箱高度时测量在储箱中的填充高度。在储箱中的可能的填充高度方面的区别仅须储存在评估单元中，利用该评估单元评估由超声波接收单元接收的超声波。起源于由超声波发射单元发射出的超声波且例如在液体表面上反射了的、由超声波接收单元接收的超声波以下也被称为信号或响应信号，其由超声波接收单元或由超声波液位传感器接收。已知超声波液位传感器在储箱中的两种不同的布置方案。根据一种已知的布置方案，超声波从上侧被发送到储箱中的液面上并且从该处向上反射回超声波液位传感器。在另一已知的布置方案中，超声波从在储箱的底部处的超声波液位传感器通过液体被发送到储箱中的液面处，并且在液面处反射回位于储箱底部处的超声波液位传感器。以上已经解释了，为了确定超声波在液体中的传播速度，可进行参考测量。已知的是，对于参考测量，确定超声波沿着已知的测量路径在液体中的飞行时间。例如，测量路径可实施成具有至少一个参考面，超声波在参考面处反射。优选地，准确地已知参考面的位置或在两个参考面之间的距离。根据超声波到参考面的飞行时间或者根据超声波到多个(例如两个)参考面的飞行时间差，可获得超声波在液体中的行进速度。在进行这种参考测量时的问题是，由至少一个参考面设置的测量路径必须完全布置在液体之内。这特别是在储箱中的液位和液体填充高度变化时是成问题的。因此已知的是，如此布置参考面，使得用于确定超声波行进速度的测量路径水平地布置，优选布置在储箱底部附近。由此可保证，在液位非常低时也可进行飞行时间测量。不利的是，测量路径的水平布置方案需要在储箱底部处相对多的结构空间。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目标是，解决或至少减轻所描述的技术问题。特别是，要提出特别有利的用于利用超声波传感器确定在用于液体的储箱中的液位的方法。该目标通过根据权利要求1所述的特征的方法实现。在从属权利要求中给出该方法的其它有利的设计方案。在权利要求书中单个阐述的特征能以任意技术上合理的方式相互组合并且可通过说明书中阐释的事实进行补充，其中，示出方法的其它实施变型方案。本专利技术涉及一种用于利用超声波液位传感器和至少两个用于反射由超声波液位传感器发射出的超声波的参考面来确定储箱中的液位的方法，其中，第一参考面布置在第二参考面下方，该方法具有以下步骤：a)确定超声波在从超声波液位传感器到第一参考面的第一测量路径上在液体中的第一传播速度，b)确定超声波在从第一参考面到第二参考面的第二测量路径上在液体中的第二传播速度，c)测量超声波从超声波液位传感器到在储箱中的液体的液面的飞行时间，d)根据至少一个选择标准选出第一传播速度或第二传播速度，以及e)利用在步骤c)中测得的飞行时间和在步骤d)中选出的传播速度计算液位。优选地，超声波传感器布置在储箱底部中或储箱底部附近。超声波液位传感器优选地垂直向上取向，从而超声波由超声波液位传感器垂直向上发射出。第一参考面和第二参考面优选地垂直地布置在超声波液位传感器上方。优选地，超声波液位传感器具有用于发射出超声波的发射单元和用于接收超声波的接收单元，其中，接收单元被设置用于接收由发射单元发射出并且在任意结构(参考面、储箱中的液面等)处被反射的超声波。优选地至少部分地一起(同时)进行方法步骤a)、b)和c)。特别优选地，超声波液位传感器发射出超声波形式的信号。紧接着，超声波液位传感器接收三个被反射的响应信号，这些响应信号从被发射出的超声波中得到。第一信号被识别为在第一参考面处的反射。利用该信号实施步骤a)。第一测量路径的长度是已知的，并且从在发射出超声波和接收第一响应信号之间的时间间隔中可计算出第一传播速度。第二响应信号被识别为在第二参考面处的反射。第一响应信号和第二响应信号用于在步骤b)中确定第二传播速度。利用在接收第一响应信号的时刻与接收第二响应信号的时刻之间的差以及第二测量路径的(已知的)长度，可计算出第二传播速度。第三响应信号用于进行步骤c)并且确定超声波从液位传感器到在储箱中的液体的液面的飞行时间。从在发射出超声波和接收第三响应信号之间的时间间隔中得到该飞行时间。如有必要，也可不同地(一起或以其它顺序)进行方法步骤a)、b)和c)。在此描述的对方法步骤a)、b)和c)的解释仅仅是示例性的。通过在步骤d)中根据至少一个选择标准选出第一传播速度或第二传播速度，能够实现，当第二(上部)参考面未设置在储箱中的液体之内而是储箱中的液面定位在第一参考面与第二参考面之间时，也能确定储箱中的(当前)液位。特别是，如此定义选择标准，即，当储箱中的液面位于第二参考面之下时，利用第一传播速度确定液位。在液位更高(在第二参考面之上)时，选择第二传播速度用于确定液位。相对于第一传播速度，第二传播速度具有的优点是，第二传播速度可明显更准确地被确定。这是因为，与在超声波液位传感器与第一参考面之间的距离相比，能准确得多地确定在第一参考面和第二参考面之间的距离。这特别是由以下条件决定，即，第一参考面和第二参考面布置在(共同的)校准构件上。相对地，超声波传感器是相对于参考面(独立的)构件，从而与两个参考面之间的距离的公差相比，超声波液位传感器与第一参考面之间的距离的公差更不准确。与第二传播速度相比，第一传播速度具有的优点是，即便在液位位于第二参考面之下时第一传播速度也可被确定。所描述的方法使得也能可靠地确定储箱中较低的液位并且同时保证了超声波液位传感器在储箱中的竖直布置。由此，显著降低了液位传感器在储箱底部处的空间需求。例如，竖直布置的超声波液位传感器以及参考面可装配在储箱底部处的小的开口中。相对地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用超声波液位传感器(3)和至少两个用于反射由超声波液位传感器(3)发射出的超声波的参考面(1、2)确定用于液体的储箱(4)中的液位(17)的方法，其中，第一参考面(1)布置在第二参考面(2)下方，所述方法具有以下步骤：a)确定超声波在从超声波液位传感器到第一参考面(1)的第一测量路径(5)上在液体中的第一传播速度(9)，b)确定超声波在从第一参考面(1)到第二参考面(2)的第二测量路径(6)上在液体中的第二传播速度(10)，c)测量超声波从超声波液位传感器(3)到在储箱(4)中的液体的液面(7)的飞行时间(8)，d)根据至少一个选择标准(11、12、13)选择第一传播速度(9)或第二传播速度(10)，以及e)利用在步骤c)中测得的飞行时间(8)和在步骤d)中选择的传播速度(9、10)计算液位(17)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.14 DE 102014109843.91.一种用于利用超声波液位传感器(3)和至少两个用于反射由超声波液位传感器(3)发射出的超声波的参考面(1、2)确定用于液体的储箱(4)中的液位(17)的方法，其中，第一参考面(1)布置在第二参考面(2)下方，所述方法具有以下步骤：a)确定超声波在从超声波液位传感器到第一参考面(1)的第一测量路径(5)上在液体中的第一传播速度(9)，b)确定超声波在从第一参考面(1)到第二参考面(2)的第二测量路径(6)上在液体中的第二传播速度(10)，c)测量超声波从超声波液位传感器(3)到在储箱(4)中的液体的液面(7)的飞行时间(8)，d)根据至少一个选择标准(11、12、13)选择第一传播速度(9)或第二传播速度(10)，以及e)利用在步骤c)中测得的飞行时间(8)和在步骤d)中选择的传播速度(9、10)计算液位(17)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，超声波液位传感器(3)布置在储箱(4)之外，超声波液位传感器(3)的超声波在进入储箱(4)中的液体中之前经过联接层(14)，其中，所述联接层(14)包括储箱壁(15)，超声波在所述联接层(14)中的飞行时间(8)在步骤a)中以修正系数(16)被考虑。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，以迭代的方式重复所述方法，当在步骤d)中选择所述传播速度(9、10)时考虑，在前一次方法迭代中选择了哪个传播速度(9、10)。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤e)中作为第一选择标准(11)使用计算出的液位(17)，其中，在液位(17)位于液位限值(18)之下时选择第一传播速度(9)，而在液位(17)位于液位限值(18)以上时选择第二传播速度(10)。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤d)中作为第二选择标准(12)在第一传播速度(9)和第二传播速度(10)之间进行比较，其中，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·博尔索伊，C·迪乌夫，M·迪普里耶，D·梅斯梅尔，
申请(专利权)人：大陆汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE