METHOD AND DEVICE FOR MONITORING THE LIQUID LEVEL IN A VEHICLE TANK

Abstract: 1. A process for monitoring the volume of liquid in the tank (1) of a vehicle by registering the echo times of ultrasonic pulses (3, 5), which are emitted in periodic succession from a transducer (2) in the bottom of the tank (1), reflected at the surface of the liquid (4) and received back by the transducer (2), which then sends echo time signals in periodic succession to an evaluation element (6) which determines successive volume values from echo time and tank shape and supplies these to a display device (7), characterised in that each newly determined volume value - new value - is compared with the previous volume value - old value - and is only registered and displayed when the new value - is smaller than the old value while the vehicle is moving, and the difference between new value and old value does not exceed a limit value ; - is greater than the old value when the vehicle is started, which value was determined and registered after the last halting of the vehicle, delayed by a time interval, the time interval being calculated so as to be sufficient for the smoothing of the surface of the liquid in the tank.

Description: Verfahren und Einrichtung zur Uberwachung des Flüssigkeitsvolumens im Tank eines Fahrzeuges Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des FlUssigkeitolumens im Tank eines Fahrzeuges durch Registrieren der Laufzeiten von Ultraschallimpulsen, die von einem Wandler im Boden des Tanks in periodischer Folge ausgesendet, an der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und vom Wandler wieder empfangen werden, der dann Laufzeitsignale in periodischer Folge an ein Auswerteglied abgibt, das aus Laufzeit und bekannter Tankform einem Anzeige gerät als Daten zuführbare Volumenwerte bestimmt. Zur Durchfiihrung eines derartigen Verfahrens ist eine Einrichtung auf dem Markt angeboten worden. Dabei sendet ein im Boden eines Tanks montierter Ultraschallwandler in periodischer Folge Ultraschallimpulse aus und empfängt die von der Flüssigkeitsoberfläche reflektierten Echos. Die ausgewertete Laufzeit ist hierbei ein Mass für die Füllhöhe. Bei bekannter Tankform lässt sich im Auswerteglied aus der Füllhöhe das zugehörige Flüssigkeitsvo- lumen bestimmen. Die Volumenwerte sind einem Anzeigegerät zuführbar. Eine fortlaufende Überwachung des Fltlssigkeitsvolumens registriert auch alle sich während des Fahrzeugbetriebes ergebenden kurzfristigen Schwankungen der FUllhöhe, wes halb die Genauigkeit der Anzeige nicht gegeben ist. So wird die Flüssigkeit im Tank durch 3eschleunigungskräfte, wie sie beim Anfahren, Bremsen oder in Kurven auStreten, in Schwingungen versetzt. Bei Bergfahrten ist der Flüssigkeitsspiegel im Tank relativ zum Fahrzeugboden und auch zur Ausbreitungsrichtung der Ultraschallimpulse geneigt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das bei der Überwachung des Flüssigke-its- volumens durch äussere Kräfte ausgelöste Schwingungen nicht als Zunahme oder Abnahme registriert, einen Tankvorgang aber eindeutig erkennen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, - dass ein neuer Volumenwert dann registriert und ange zeigt wird, wenn ein Vergleich mit dem zuletzt re gistrierten Volumenwert eine begrenzte Volumenab- nahme ergibt, - dass nach dem Anhalten des Fahrzeuges um eine kurze, zum Glätten der Oberfläche der im Tank schwingenden Flüssigkeit ausreichende Zeitspanne verzögert, ein erster Volumenwert bestimmt wird, - dass beim erneuten Start des Fahrzeuges ein zweiter Volumenwert bestimmt wird, und - dass der zweite Volumenwert dann registriert und ange zeigt wird, wenn ein Vergleich des ersten mit dem zweiten Yolumerrwert eine Zunahme ergibt. Nach der Erfindung wird während der Fahrt ein Volumen wert nur dann registriert, wenn er um einen begrenzten Wert kleiner als der zuvor registrierte Wert ist. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass während der Fahrt eine Volumenzunahme im Tank nicht registriert und auch eine Volumenabnahme nur dann gewertet wird, wenn das abfliessende Volumen pro Zeiteinheit ein für den Kraftstoffverbrauch übliches Mass nicht übersteigt. Plötzliche Änderungen der Füllhöhe,beispielsweise durch Einwirkung äusserer Kräfte,bleiben sonach unberücksichtigt. Um einen Tankvorgang erfassen zu können,ist ist jedoch beim stehenden Fahrzeug eine Volumenzunahme zuzulassen. Dafür wird der beim erneuten Start des Fahrzeuges bestimmte Volumenwert dann registriert und angezeigt, wenn er grösser als der Volumenwert beim Anhalten ist. Sonst wird nach dem Start der vor dem Anhalten zuletzt registrierte Volumenwert als Tankinhalt angeommen und angezeigt. Beim Verfahren nach der Erfindung kann nach dem Anhalten nachschwingende Flüssigkeit im Tank die Volumenmessung nicht verfälschen. Eine Füllhöhenmessung wird nämlich statt unmittelbar nach dem Anhalten des Fahrzeuges erst um eine kurze Zeitspanne verzögert nach dem Anhalten durch geführt. Diese Zeitspanne ist so bemessen, dass sie zum Glätten der Flüssigkeitsoberfläche im Tank ausreicht. Andererseits ist sie so kurz, dass ein möglicher Tankvorgang erst nach dem Verstreichen dieser Zeitspanne beginnen kann. Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass eine Volumenzunahme, auch nach einem Parken am Berg, eindeutig nur dann registriert wird, wenn Flüssigkeit nachgefüllt wurde: Wenn das Fahr zeug am Berg abgestellt wird, ergibt die Volumenmessung nach Glätten der Flüssigkeitsoberfläche zwar einen überhöhten Wert wegen der Schräglage, der Jedoch dem nach dem erneuten Start gemessenen Volumenwert entspricht. Das gemessene Volumen bleibt also, wenn nicht getankt wird, während des Parkens in der Ebene wie auch am Berg konstant. Sonach wird ein infolge Schräglage Zberhqhter Wert beim erneuten Start nicht registriert und angezeigt. Es wird erst wieder ein Volumenwert angezeigt, wenn dieser begrenzt kleiner ist als der zuletzt registrierte minimale Wert vor dem Anhalten, da während der Fahrt nur eine begrenzte Volumenabnahme registriert und angezeigt wird. Eine Volumenmessung unmittelbar nach dem Anhalten könnte bedingt durch das Nachschwingen der Flüssigkeit einen zu niedrigen Volumenwert ergeben. Nach Vergleich mit der ersten Messung nach dem Start könnte selbst bei unveränderter Füllmenge eine Volumenzunahme, also ein Tankvorgang, vorgetäuscht und daher der erste Volumenwert nach dem erneuten Start als neuer Tankinhalt re registriert und angezeigt werden. Bei einem am Berg abgestellten Fahrzeug ergäbe sich wegen des relativ zum Fahrzeugboden geneigten FlUssig- keitsspiegels im Tank bei der ersten Volumenmessung nach dem Start ein überhöhter Wert, der dann registriert und angezeigt würde und auch weiteren Messungen als Fehler zugrunde läge. Es würde also ein grösserer Tankinhalt vorgetäuscht und alle weiteren Volumenbestimmungen ergäben entsprechend einen zu grossen Wert. Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist die Anzeige eines zu grossen Flussigkeitsvolumens im Tank ausgeschlossen. Wird das Verfahren zur Inhaltsmessung eines Kraftstofftanks in einem Kraftfahrzeug angewendet, dann ist es ausgeschlossen, dass der Fahrer infolge einer ungenauen Anzeige der Tankuhr zu spät nachtankt. Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weist einen Wandler auf, der im Boden des Tanks angeordnet, Ultraschallimpulse aussendet und reflektierte Impulse empfängt. Er ist mit einem Auswerteglied verbunden, dessen Ausgang mit einem Anzeigegerät in Verbindung steht. Mit einem Triggereingang des Auswertegliedes steht über ein Verzögerungsglied ein Betriebssensor des Fahrzeuges in Verbindung. Dieser kann ein Zustandsgeber am Zündschloss, eine Klemmessein. Ein solcher Betriebssensor sendet immer dann ein Signal aus, wenn das Fahrzeug anhält. Mit dieser Einrichtung nach der Erfindung wird nach dem Anhalten des Fahrzeuges um eine kurze, zum Glätten der im Tank schwingenden Flüssigkeit ausreichende Zeitspanne verzögert, das Auswerteglied getriggert. Sonach speichert das Auswerteglied den momentanen Volumenwert und vergleicht ihn mit dem Volumenwert, der nach dem Start bestimmt wird. Bei einer Volumenzunahme liegt dann eindeutig ein Tankvorgang vor. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sendet der Wand ler für jede Messung der Füllhöhe eine begrenzte Zahl von Ultraschallimpulsen aus und empfängt die reflektierten Impulse. Im Auswerteglied wird dann der Mittelwert der Laufzeiten gebildet und bei bekannter Tankform aus der mittleren Laufzeit ein Volumenwert bestimmt. Durch die Mittelwertbildung wird eine höhere Messgenauigkeit erzielt. Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispieles naher erläutert werden: Die Zeichnung veranschaulicht ein Schaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Ein Treibstofftank 1 in einem Kraftfahrzeug weist in seinem Boden einen Wandler 2 auf, der Ultraschallimpulse 3 aussendet und an der Flüssigkeitsoberfläche 4 im Tank reflektierte Impulse 5 empfängt. Der Wandler 2 ist mit einem Auswerteglied 6 an dessen Eingang 61 verbunden, dem er Laufzeitsignale zuleitet. Ein Ausgang 62 des Auswertegliedes 6 steht mit einem Anzeigegerät 7 für die im Auswerteglied 6 ermittelten Volumenwerte in Verbindung. Eine Klemme am Zündschloss 8 steht als Zustandsgeber über ein Verzögerungsglied 9 mit einem Triggereingang 63 des Auswertegliedes 6 in Verbindung und gibt unmittelbar nach dem Anhalten des Fahrzeuges ein Signal ab. Das Verzögerungsglied 9 verzögert das Signal um eine Zeitspanne, die zum Glätten der Oberfläche 4 der im Tank 1 nach dem Anhalten noch schwingenden Flüssigkeit ausreicht. Diese Zeitspanne kann etwa 5 Sekunden betragen. Im Auswerteglied 6 wird die Differenz aus einem gemessenen und dem zuletzt registrierten Volumenwert bestimmt. Während der Fahrt wird nur nach einer solchen Volumenabnahme, die einen vorgegebenen festen Wert nicht überschreitet, der neue Volumenwert registriert und dem Anzeigegerät 7 zuführt. Im getriggerten Auswerteglied 6 wird nach einer Volumenzunahme auch ein neuer Volumen wert registriert und durch das Anzeigegerät 7 als neues Volumen nach einem Tankvorgang angezeigt. 4 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Überwachung des Flüssigkeitsvolumens im Tank (1) eines Fahrzeuges durch Registrieren der Laufzeiten von Ultraschallimpulsen (3,5), die von einem Wandler (2) im Boden des Tanks (1) in periodischer Folge ausgesendet, an der Flüssigkeitsoberfläche (4) reflektiert und vom Wandler (2) wieder empfangen werden, der dann Laufzeitsignale in periodischer Folge an ein Auswerteglied (6) abgibt, das aus Laufzeit und bekannter Tankform einem Anzeigegerät (7) als Daten zuführbare Volumenwerte bestimmt, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, - dass ein neuer Volumenwert dann registriert und ange zeigt wird, wenn ein Vergleich mit dem zuletzt re gistrierten Volumenwert eine begrenzte Volumenabnahme ergibt, - daS nach dem Anhalten des Fahrzeuges um eine kurze, zum Glätten der Oberfläche (4) der im Tank (1) schwin genden Flüssigkeit ausreichende Zeitspanne verzögert ein erster Volumenwert bestimmt wird, - dass beim erneuten Start des Fahrzeuges ein zweiter Vo lumenwert bestimmt wird, und - dass der zweite Volumenwert dann registriert und ange zeigt wird, wenn ein Vergleich des ersten mit dem zweiten Volumenwert eine Zunahme ergibt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine begrenzte Folge von Ultraschallimpulsen (3,5) ausgesendet und das dem Mittelwert der Laufzeiten entsprechende Volumen bestimmt und dem Anzeigegerät (7) zugeführt wird. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem im Boden eines Tanks (1) angeordneten Wandler (2) zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallimpulsen (3,5), der mit einem Eingang (61) eines Auswertegliedes (6) verbunden ist, dessen Ausgang (62) mit einem Anzeigegerät (7) in Verbindung steht, d a d u:r c h g e k e n n z e 1 c h n e t dass ein Betriebssensor (8) des Fahrzeugs über ein Ver zögerungsglied (9) mit dem Auswerteglied (6) an einem Triggereingang (653 in -Verbindung steht. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Betriebssensor (8) ein Zustandsgeber am Zündschloss des Fahrzeugs dient, der über das Verzögerungsglied (9) mit dem Auswerteglied (6) in Verbindung steht.

Inventors: SCHREIBER, HANS, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G01F23
IPC codes: G01F23