DE102004008036A1

DE102004008036A1 - Vehicle fuel tank filling level measurement device has a measurement float and an evaluation device that also considers at least one other parameter or measurement variable that depends on the driving state of the vehicle

Info

Publication number: DE102004008036A1
Application number: DE102004008036A
Authority: DE
Inventors: Josef Reichmann
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-08

Abstract

Fuel level detection device for a vehicle fuel tank has a signal generating float that floats on the surface of the fuel and an evaluation unit that processes the float signal. At least a further parameter that influences the driving state of the vehicle is considered by the evaluation unit. Other parameters that can be considered by the evaluation device are, for example, the vehicle speed, engine speed, engine torque, accelerator pedal position, brake pedal position, the selected gear or the rate of change of any of the mentioned parameters.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen des Füllstands von Kraftstoff in einem Tank eines Kraftfahrzeuges mit einem auf dem Kraftstoff schwimmenden Geber und einer Auswerteeinheit, die ein Signal des Gebers verarbeitet, sowie auf ein entsprechendes Verfahren.The The invention relates to a device for detecting the level of fuel in a tank of a motor vehicle with a on the fuel floating donor and an evaluation unit, the a signal from the encoder processed, as well as a corresponding Method.

Aus der Praxis der Kraftfahrzeugtechnik ist es bekannt, den Füllstand von Kraftstoff in einem Tank des Kraftfahrzeuges mit Hilfe eines Schwimmers zu überwachen, der auf der Flüssigkeitsoberfläche des Kraftstoffs schwimmt. Von diesem Geber wird in Abhängigkeit der Füllstandshöhe des Kraftstoffs im Tank ein Spannungswert an eine Auswerteeinheit übermittelt, die wiederum ausgehend von dem Spannungswert, z. B. über einen CAN-Bus, einen Zahlenwert an ein Anzeigeinstrument im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges weiterleitet. In dem Anzeigeinstrument, das üblicherweise ein analoges Zeigerinstrument ist, wird dieser Zahlenwert anhand einer z. B. durch Versuche ermittelten Tankkennlinie in eine analoge Anzeige umgewandelt, um den tatsächlichen Füllstand des Kraftstoffs im Tank des Kraftfahrzeuges durch die Zeigerstellung des analogen Instruments wiederzugeben. Hierbei ist es bekannt, eine Dämpfung vorzusehen, um Bewegungen des Kraftstoffs im Tank, die zu einer Veränderung der Füllstandshöhe führen, bei der Anzeige zu unterdrücken. Diese Bewegungen des Kraftstoffs sind zum einen auf Fahrbahnunebenheiten zurückzu führen, über die das Kraftfahrzeug fährt, und zum anderen auf die Fahrbewegungen bzw. einen Fahrtzustand selbst.Out The practice of automotive technology, it is known, the level of fuel in a tank of the motor vehicle with the help of a To monitor floats, the on the liquid surface of the Fuel is floating. From this giver will depend on the level of the fuel transmits a voltage value to an evaluation unit in the tank, in turn, starting from the voltage value, z. B. over a CAN bus, a numeric value to a display instrument in the dashboard of the motor vehicle passes. In the indicating instrument, usually is an analog pointer instrument, this numerical value is based on a z. B. determined by experiments tank characteristic in an analog Display converted to the actual level of the fuel in the tank of the motor vehicle by the pointer position of the analog instrument. Here it is known a damping provide for movements of the fuel in the tank leading to a change the level height, at to suppress the display. These Movements of the fuel are on the one hand on bumps to lead back over that Motor vehicle drives, and on the other to the driving movements or a driving state itself.

Bei modernen Kraftfahrzeugen weist der Tank für den Kraftstoff häufig eine stark asymmetrische Form auf, damit er in vorhandene, oftmals eng begrenzte räumliche Gegebenheiten eingepasst werden kann. Dies führt dazu, dass z. B. beim Anfahren oder Bremsen die Flüssigkeit im Tank hin- und herschwappt und durch die asymmetrische Formgebung des Tanks hierdurch starke Änderungen der Füllstandhöhe am Ort des Schwimmers im Tank verursacht werden. Aufgrund der Asymmetrie des Tanks ist häufig der Schwimmer nicht in einer mittigen Position im Tank angeordnet sondern am Rand des Tanks, wodurch weitere Verfälschungen der Tankanzeige entstehen können.at In modern motor vehicles, the fuel tank often has one strongly asymmetrical shape, so that it exists in existing, often narrowly limited spatial Circumstances can be adjusted. This causes z. B. when starting or Brakes the fluid in the tank swings back and forth and the asymmetric shape of the Tanks hereby strong changes the level height at the place caused by the float in the tank. Due to the asymmetry the tank is frequent the float is not located in a central position in the tank but at the edge of the tank, causing more distortions of the fuel gauge can.

Die DE 29 32 239 B1 offenbart einen Pegelstandsmesser für den Brennstoffstand im Tank eines Kraftfahrzeuges mit einem auf der Flüssigkeitsoberfläche im Tank angeordneten Schwimmer, der in Abhängigkeit des Füllstands des Kraftstoffs im Tank ein elektrisches Signal an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Auswerteeinheit verfügt über einen Speicher, dessen Zeitkonstante deutlich größer ist als die Periode einer Bewegung der Flüssigkeitsoberfläche im Tank. Damit werden die üblichen Schwankungen des Kraftstoffs im Tank durch die längere Zeitkonstante unterdrückt, um eine sich ständig ändernde Anzeige des Füllstands des Kraftstoffs im Tank zu vermeiden.The DE 29 32 239 B1 discloses a level gauge for the fuel level in the tank of a motor vehicle with a arranged on the liquid surface in the tank float, which transmits an electrical signal to an evaluation unit depending on the level of the fuel in the tank. The evaluation unit has a memory whose time constant is significantly greater than the period of movement of the liquid surface in the tank. Thus, the usual fluctuations of the fuel in the tank are suppressed by the longer time constant in order to avoid a constantly changing indication of the level of the fuel in the tank.

Die WO 93/15382 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tankfüllstandserkennung, wobei der Tank mit einer entsprechenden Einrichtung unter Druck gesetzt wird. Anhand der sich ändernden Druckkennlinie im Tank wird auf den Füllstand des Kraftstoffs im Tank zurückgeschlossen. Dabei wird berücksichtigt, dass bei einem fast leeren Tank aufgrund des hohen Gasvolumens im Tank dieser einen anderen Druckgradienten aufweist als in einem annähernd vollen Zu stand. Die Vorrichtung und das zugehörige Verfahren erfordern einen erheblichen konstruktiven Aufwand.The WO 93/15382 A1 describes a method and a device for Tank level detection, the tank being pressurized with a corresponding device is set. On the basis of changing Pressure characteristic in the tank is based on the fuel level Tank closed back. there is taken into account, that in a nearly empty tank due to the high gas volume in the Tank this has a different pressure gradient than in one nearly full to stand. The device and associated method require one considerable design effort.

Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Erkennen des Füllstands von Kraftstoff in einem Tank sind insofern nachteilig, als u. a. bei einer langen Bergauf- oder Bergabfahrt ein falscher Füllstand im Tank angezeigt wird, da in diesen Fällen aufgrund der Fahrzeugneigung der Schwimmer auf der Flüssigkeitsoberfläche seine Position verändert, ohne dass tatsächlich die Kraftstoffmenge ihr Volumen ändert.The known devices and methods for detecting the level of fuel in a tank are disadvantageous in that u. a. in a long uphill or downhill a wrong level in the Tank is displayed because in these cases, due to the vehicle inclination the float on the liquid surface its Changed position, without that actually the amount of fuel changes its volume.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen des Füllstands von Kraftstoff in einem Tank eines Kraftfahrzeuges der eingangs genannten Art anzugeben, wobei das Schwanken des Flüssigkeitspegels des Kraftstoffs im Tank, das durch die Bewegungen des Kraftfahrzeuges hervorgerufen wird, nicht zu einer Verfälschung der angezeigten Kraftstoffmenge führt.It Object of the invention, an apparatus and a method for Detecting the level of Fuel in a tank of a motor vehicle of the aforementioned Specify type, wherein the fluctuation of the liquid level of the fuel in the tank, caused by the movements of the motor vehicle is not a falsification of indicated fuel quantity leads.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass von der Auswerteeinheit mindestens ein weiterer Parameter, der einen Fahrtzustand des Kraftfahrzeuges beeinflusst, berücksichtigbar ist.According to the invention Task solved by that of the evaluation unit at least one further parameter, which influences a driving condition of the motor vehicle, considered is.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass unterschiedliche Fahrtzustände des Kraftfahrzeuges einen Einfluss auf Bewegungen der Flüssigkeitsoberfläche im Tank haben. Z. B. hat eine Beschleunigung des Kraftfahrzeuges zur Folge, dass in Fahrtrichtung gesehen der flüssige Kraftstoff nach hinten gedrückt wird. Dies hat unmittelbaren Einfluss auf den Schwimmer oder Geber im Tank. Von einer bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen Motorsteuerung, die auf elektronischem Wege sämtliche Funktionen des Motors und des Kraftfahrzeuges steuert und überwacht, wird ein entsprechendes Signal über den Fahrtzustand bzw. ein den Fahrtzustand beeinflussender Parameter an die Auswerteeinheit übermittelt, die dieses Signal bei der Ermittlung des tatsächlichen Pegelstands des Kraftstoffs im Tank berücksichtigt. Das bedeutet, dass z. B. bei einer Beschleunigung das vom Geber im Tank übermittelte Signal einen veränderten Kraftstoffstand wiedergeben würde. Dies wird aber durch die Auswerteeinheit anhand des die Beschleunigung anzeigenden Signals der Motorsteuerung ausgeglichen. Ebenso wirkt eine Verzögerung des Kraftfahrzeuges unmittelbar auf den Pegelstand ein.The core idea of the invention is that different driving conditions of the motor vehicle have an influence on movements of the liquid surface in the tank. For example, an acceleration of the motor vehicle has the consequence that the liquid fuel is pushed back as seen in the direction of travel. This has a direct influence on the float or sender in the tank. From a motor controller already present in the motor vehicle, which electronically controls and monitors all functions of the engine and of the motor vehicle, a corresponding signal is transmitted via the driving state or a parameter influencing the driving state to the evaluation unit, which did this signal when determining the taken into account the fuel level in the tank. This means that z. B. at an acceleration transmitted by the encoder in the tank signal would reflect a change in fuel level. However, this is compensated by the evaluation unit on the basis of the acceleration indicative signal of the engine control. Similarly, a delay of the motor vehicle acts directly on the water level.

Die entsprechenden Korrekturwerte, jeweils bezogen auf den aktuellen Fahrtzustand, die von der Auswerteeinheit bei der Anzeige eines tatsächlichen Pegelstands zu berücksichtigen sind, können vom Fachmann, z. B. mit Hilfe einfacher Reihenversuche, ermittelt werden. Hierfür wird für alle denkbaren Fahrtzustände des Kraftfahrzeuges ein Korrekturwert ermittelt, mit dem ein tatsächlicher Messwert des Gebers von der Auswerteeinheit beaufschlagt wird, um den wahren Tankinhalt auf dem Anzeigeinstrument wiederzugeben bzw. den Messfehler auszugleichen.The corresponding correction values, in each case based on the current Ride condition detected by the evaluation unit when displaying a actual water level to take into account are, can from the expert, for. B. using simple serial tests determined become. Therefor is for all conceivable driving conditions of the motor vehicle determines a correction value with which an actual Measured value of the encoder is acted upon by the evaluation unit to the true tank contents play on the display instrument or the Compensate for measurement errors.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine exakte Anzeige erhalten wird, die stets den richtigen Füllstand im Kraftstofftank wiedergibt. Hierzu sind keinerlei zusätzliche Einbauten notwendig, da die Motorsteuereinheit und eine Auswerteeinheit zur Kraftstoffanzeige bereits im Kraftfahrzeug vorhanden sind.Of the Advantage of the invention is that an exact indication obtained always the right level in the fuel tank. There are no additional ones Installations necessary, as the engine control unit and an evaluation unit are already present in the vehicle for fuel gauge.

In Ausgestaltung der Erfindung wird u. a. die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl, das vom Motor abgegebene Drehmoment, die Stellung des Gas- und des Bremspedals, die Stellung des Lenkrads bzw. der lenkenden Räder und die aktuell eingelegte oder von einem automatischen Getriebe angewählte Schaltstufe von der Auswerteeinheit bei der Ermittlung des tatsächlichen Füllstands berücksichtigt. Hierzu werden die vorstehend beschriebenen Parameter von geeigneten Sensoren im Kraftfahrzeug erfasst und die entsprechenden Signale von der Motorsteuereinheit an die Auswerteeinheit übermittelt, z. B. mit der in Kraftfahrzeugen üblichen CAN- Busarchitektur. Die Sensoren sind üblicherweise bereits vorhanden, um der Motorsteuereinheit die umfassende Überwachung aller Funktionen des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen. In der Auswerteeinheit erfolgt eine Beaufschlagung des vom Geber im Tank erhaltenen Signals mit einem Korrekturwert, der den Einfluss des aktuellen Fahrtzustands auf den Pegelstand im Tank berücksichtigt. Anschließend wird von der Auswerteeinheit ein entsprechendes Signal an ein Anzeigeinstrument im Armaturenbrett in bekannter Weise übermittelt, um mit dem Anzeigeinstrument den tatsächlichen Füllstand des Kraftstoffs im Tank anzuzeigen. Weiterhin wird von der Auswerteeinheit auch die Änderung dieser Parameter berücksichtigt, da z. B. eine sich ändernde Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. ein Bremsen oder Beschleunigen, den Kraftstoff im Tank beeinflusst.In Embodiment of the invention will u. a. the vehicle speed, the engine speed, the torque output by the engine, the position of the engine Gas and brake pedal, the position of the steering wheel or the steering Wheels and the currently engaged or selected by an automatic transmission switching stage from the evaluation unit in the determination of the actual level considered. For this purpose, the parameters described above are suitable Sensors detected in the vehicle and the corresponding signals from the engine control unit transmitted to the evaluation unit, z. B. with the in Vehicles usual CAN bus architecture. The Sensors are common already available to the engine control unit's comprehensive monitoring to enable all functions of the motor vehicle. In the evaluation unit an action is taken on the signal received from the transmitter in the tank with a correction value that determines the influence of the current driving condition taken into account for the level in the tank. Subsequently the evaluation unit sends a corresponding signal to a display instrument transmitted in the dashboard in a known manner to the display instrument the actual level of the fuel in the tank. Furthermore, the evaluation unit also the change this parameter takes into account because z. B. a changing Vehicle speed, d. H. a braking or accelerating, the Fuel in the tank is affected.

Befährt das Kraftfahrzeug eine ansteigende oder abfallende Strecke, kann dies von einem Neigungssensor im Kraftfahrzeug erfasst werden, der ein entsprechendes Signal an die Auswerteeinheit übermittelt, da die Neigung des Kraftfahrzeuges den Pegelstand im Tank unmittelbar beeinflusst. Ebenso kann ein Signal eines Dämpfers an der Federung des Kraftfahrzeuges zur Ermittlung einer Fahrzeugneigung herangezogen werden. Es ist auch möglich, aus den Werten des Drehmoments des Motors sowie der aktuellen Geschwindigkeit und der Motordrehzahl von der Auswerteeinheit auf das Befahren einer ansteigenden oder abschüssigen Strecke zu schließen, da z. B. bei einer Bergauffahrt mit konstanter Geschwindigkeit ein höheres Drehmoment erforderlich ist als auf einer horizontalen Strecke. Des Weiteren lässt sich aus den Werten bezüglich des Drehmoments des Motors, der aktuellen Geschwindigkeit und der Motordrehzahl eine gewählte Fahrstufe bestimmen, wobei diese Information bei einem mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug von einem Getriebesteuergerät geliefert werden kann. Auch kann ein Lenkeinschlag berücksichtigt werden, da durch die Zentrifugalbeschleunigung in einer Kurve der Füllstand des Kraftstoffs im Tank verändert wird.Does that work? Motor vehicle an ascending or descending route, this can be detected by a tilt sensor in the vehicle, the one corresponding signal transmitted to the evaluation unit, since the inclination of the motor vehicle directly influences the water level in the tank. Likewise, a signal from a damper on the suspension of the motor vehicle to determine a vehicle inclination be used. It is also possible from the values of the torque of the engine as well as the current speed and the engine speed from the evaluation unit to driving on a rising or downhill To close the track, because z. B. in a mountain drive at a constant speed higher Torque is required as on a horizontal track. Furthermore, lets from the values regarding the torque of the engine, the current speed and the Engine speed a selected Determine the gear, this information in one with a Automatic transmission equipped motor vehicle supplied by a transmission control unit can be. Also, a steering angle can be taken into account, as by the centrifugal acceleration in a level curve of the fuel in the tank changed becomes.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit hard- und/oder softwaremäßig in einer zentralen Steuereinheit bzw. einer Motorsteuereinheit integriert. Dadurch fallen keine zusätzlichen Kosten für die Auswerteeinheit an. Eine entsprechende Programmierung der zentralen Steuereinheit ist dem Fachmann möglich. Dabei kann die Auswerteeinheit derart ausgelegt sein, dass entweder aus den zusätzlich berücksichtigten Signalen ein Fahrtzustand ermittelt und ein Signal des Gebers mit einem in einem Speicher abgelegten entsprechenden Korrekturwert beaufschlagt wird, oder dass aus dem ermittelten Fahrtzustand von der Auswerteeinheit in einer Berechnungseinheit ein Korrekturwert für das Gebersignal berechnet wird, um den durch den Fahrtzustand veränderten Pegelstand im Tank auszugleichen. Zusätzlich kann eine Dämpfung vorgesehen sein, um eine sprunghafte Änderung der Füllstandsanzeige zu unterdrücken. Ein relativ hohes positives Drehmoment des Motors sowie eine kleine Fahrstufe bzw. ein kleiner Gang lassen den Rückschluss auf eine verhältnismäßig große Beschleunigung und ein negatives Drehmoment des Motors liegt eine Verzögerung, also Abbremsung, des Kraftfahrzeuges zu, wonach das Signal des Gebers mit dem entsprechenden Korrekturwert beaufschlagt wird. Darüber hinaus erkennt die Motorsteuerung eine Betätigung einer Bremse des Kraftfahrzeuges und die Auswerteeinheit kann diese Information zur Korrektur des Gebersignals verwenden.Preferably the evaluation unit is hardware and / or software in a central control unit or a motor control unit integrated. There are no additional costs costs for the evaluation unit. An appropriate programming of the central Control unit is possible for the expert. In this case, the evaluation unit can be designed such that either from the additional considered Signals a driving condition determined and a signal of the encoder with a corresponding correction value stored in a memory is applied, or that from the determined driving condition of the evaluation unit in a calculation unit, a correction value for the Encoder signal is calculated to the changed by the driving condition Level out in the tank. In addition, a damping provided be a leap change the level indicator to suppress. A relatively high positive torque of the engine and a small Driving range or a small gear can be the conclusion of a relatively large acceleration and a negative torque of the motor is a delay, ie deceleration, the motor vehicle to, after which the signal of the encoder is applied with the corresponding correction value. Furthermore the engine control detects an operation of a brake of the motor vehicle and the evaluation unit can use this information to correct the Use encoder signal.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It is understood that the above-mentioned features not only in each case NEN combination, but also in other combinations are usable. The scope of the present invention is defined only by the claims.

Claims

Device for detecting the level of fuel in a tank of a motor vehicle with a transmitter floating on the fuel and an evaluation, which processes a signal from the encoder, characterized in that of the evaluation at least one further parameter that influences a driving condition of the motor vehicle, considered is.

Device according to claim 1, characterized in that that the vehicle speed and / or the engine speed and / or the torque of the engine and / or the accelerator pedal position and / or the brake pedal position and / or a steering wheel angle and / or a inserted switching stage or the changes the above parameters of the evaluation unit taken into account are.

Device according to Claim 1 or 2, characterized that a signal of a tilt sensor and / or a signal of a damper the motor vehicle suspension of the evaluation unit considered is.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized that the evaluation unit in hardware and / or software in a integrated central control unit of the motor vehicle.

Method for determining the level of fuel in a tank of a motor vehicle, wherein an evaluation unit Signal from a transmitter floating on the fuel, characterized in that of the evaluation at least another the driving condition of the motor vehicle influencing Parameter taken into account becomes.

Method according to claim 5, characterized in that that the vehicle speed and / or the engine speed and / or the torque of the engine and / or the accelerator pedal position and / or the brake pedal position and / or a steering wheel angle and / or a inserted switching stage or the changes the above parameters are taken into account by the evaluation unit become.

Method according to claim 5 or 6, characterized that a signal of a tilt sensor and / or a signal of a damper the motor vehicle suspension of the evaluation considered becomes.