[发明专利]箱组件和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用来测量箱中液体的量的设备。

背景技术

车辆包括用来储存液体的箱，所述液体诸如燃料或选择性催化还原系统中使用的还原剂。车辆的驾驶者通常不能介入该箱内，因此相应地，使用传感器来确定箱中剩余的液体的量。将所述传感器可操作地连接至乘客车厢内的可由驾驶者读取的仪表。传感器通常使用在所述储存的液体中显现漂浮性的浮子；相应地箱内液体的量由浮子的高度所确定。

发明内容

一种箱组件包括箱，该箱限定了腔室，所述腔室被配置为用来储存选择性可变体积的液体。正温度系数加热器设置在所述腔室内。电能源与所述加热器选择性地电连通且被配置为将电流传输至所述加热器。控制器可操作地连接至所述加热器且被配置为监测到所述加热器的电流量。将所述控制器编程，以基于传输至所述加热器的电流量来确定所述腔室内液体的体积。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是包括用来储存液体还原剂的箱的动力传动系示意图；

图2是图1的箱的示意性横截面图，其包括正热系数加热器；和

图3是示出了构成图2加热器的材料的电阻和温度之间关系的图。

具体实施方法

参见图1，车辆动力传动系10包括压燃式发动机(compression ignition engine)14，其在运行中产生排气18。该动力传动系(power train)10还包括排气系统22，其被配置为将排气18从发动机送出且改变排气中的化学成分。排气系统22包括限定了通道30的排气管道26。该排气系统22还包括选择催化还原(SCR：selective catalytic reduction)系统34，其包括SCR催化器38。通道30在发动机14和SCR催化器38之间提供流体连通，以使得管道26将排气18从发动机14传输至SCR催化器38。

SCR系统34包括用于储存诸如尿素这样的还原剂44的箱42。管道46和注入器50提供了从箱42至排气管道26的通道30的流体连通。注入器50被配置为将还原剂44由箱42注入位于SCR催化器38上游的通道30内。可使用泵(未示出)来将还原剂44从箱42传输至注入器50。

参见图2，其中相同的附图标记表示图1中系统的相似构件，箱42限定了用来储存还原剂44的腔室54。将填充管(filler tube)56可操作地连接至箱42且与腔室54流体连通，以向腔室54中加入还原剂44，例如经由喷嘴(未示出)。将正温度系数(PTC：positive temperature coefficient)加热器58设置在腔室54内。将PTC加热器58用来在腔室54内的还原剂44冻结的情况下解冻还原剂44。PTC加热器包括一个或多个加热元件，所述加热元件包括呈正温度系数特点的材料62，诸如多晶钛酸钡。更具体地，且参见图3，垂直轴线66代表材料62的电阻，而水平轴线70代表材料62的温度。材料62的电阻和材料62的温度之间的关系由线74示出。

低温时，诸如在温度78时，在材料62上施加电压将导致电流流经材料62，这将导致材料62的焦耳加热(电阻加热)。材料62的焦耳加热将增加材料62的温度，温度78到温度82的该温度将导致材料62的电阻减小，这会导致更大的电流和材料62的更快加热。因此，从温度78至82，材料62的电阻将随着温度增加而降低。

从温度82至86，材料62的电阻逐渐随着温度增加而增加。相应地，材料62的最小电阻产生于温度82。在温度86附近，材料的电阻随着温度增加而迅速上升，假设材料62上的电压保持不变，则伴有流经材料的电流量的相应降低。减少的电流导致了减少的焦耳加热，因此材料62的温度是自调节的。

更具体地，一旦材料62达到温度86(“转换温度(switching temperature)”)时，材料62将保持在温度86，这是因为到环境的热传导将导致材料62较低的电阻，流经材料62的电流相应增加，材料62的焦耳加热最终增加。当材料62的温度超过温度86时，则材料62的电阻将增加，流经其中的电流相应减小，且焦耳加热减少。在当前实施例中，典型温度工作范围为温度90到温度86，其中温度90高于温度82。在一个实施例中，转换温度86为45℃。