DE102004008037A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen des Füllstands von Kraftstoff in einem Tank eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Erkennen des Füllstands von Kraftstoff in einem Tank eines Kraftfahrzeugs weist einen auf dem Kraftstoff schwimmenden Geber auf, der ein Signal an eine Auswerteeinheit übermittelt. Um eine genauere Anzeige des Füllstands zu erhalten, berücksichtigt die Auswerteeinheit als einen weiteren Parameter einen momentanen Kraftstoffverbrauch. Des Weiteren ist ein entsprechendes Verfahren angegeben.

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.
• 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 Messwert an eine Auswerteeinheit übermittelt, die wiederum ausgehend von dem Messwert, z. B. über einen CAN-Bus, einen Zahlenwert an ein Anzeigeinstrument im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges weiterleitet. In dem Anzeigeinstrument, das ein analoges oder digitales Instrument ist, wird dieser Zahlenwert anhand einer z. B. durch Versuche ermittelten Tankkennlinie in eine Anzeige umgewandelt, um den tatsächlichen Füllstand des Kraftstoffs im Tank des Kraftfahrzeuges, beispielsweise 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 zurückzuführen, über die das Kraftfahrzeug fährt, und zum anderen auf die Fahrbe wegungen bzw. einen Fahrtzustand selbst oder eine geneigte Lage des Kraftfahrzeuges aufgrund einer Berg- oder Talfahrt.
• 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. Außerdem ist häufig der Schwimmer nicht in einer mittigen Position im Tank angeordnet sondern am Rand des Tanks, wodurch weitere Verfälschungen der Tankanzeige entstehen können.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Auswerteeinheit als einen weiteren Parameter einen momentanen Kraftstoffverbrauch berücksichtigt.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass unterschiedliche Fahrtzustände des Kraftfahrzeuges einen Einfluss auf den momentanen Kraftstoffverbrauch haben. Z. B. hat eine Beschleunigung des Kraftfahrzeuges zur Folge, dass in Fahrtrichtung gesehen der flüssige Kraftstoff nach hinten gedrückt wird und gleichzeitig der momentane Kraftstoffverbrauch steigt. Die Verlagerung des Kraftstoffes im Tank hat unmittelbaren Einfluss auf den Schwimmer oder Geber. Ein relativ geringer momentaner Kraftstoffverbrauch lässt lediglich eine verhältnismäßig kleine Veränderung einer Anzeige, trotz großer Schwankungen von Messwerten des Gebers, zu als ein relativ hoher momentaner Kraftstoffverbrauch, bei dem größere Veränderungen möglich sind. Damit steht eine Dämpfung der Anzeige in einem direkten Zusammenhang zu dem momentanen Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges.
• Von einem bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen Motorsteuergerät, das auf elektronischem Wege sämtliche Funktionen des Motors und des Kraftfahrzeuges steuert und überwacht, wird ein entsprechendes Signal über den aktuellen Kraftstoffverbrauch 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 Berg- bzw. Talfahrt das vom Geber im Tank übermittelte Signal einen veränderten Kraftstoffstand wiedergeben würde. Dies wird aber durch die Auswerteeinheit anhand des den momentanen Kraftstoffverbrauch anzeigenden Signals des Motorsteuergerätes ausgeglichen. Ebenso wirkt eine Verzögerung des Kraftfahrzeuges mit einem sinkenden momentanen Kraftstoffverbrauch unmittelbar auf den Pegelstand ein. Die entsprechende Dämpfung, jeweils bezogen auf den aktuellen Kraftstoffverbrauch, die von der Auswerteeinheit bei der Anzeige eines tatsächlichen Pegelstands zu berücksichtigen sind, kann vom Fachmann, z. B. mit Hilfe einfacher Reihenversuche, ermittelt werden. Mit dem Korrekturwert für die Dämpfung wird ein tatsächlicher Messwert des Gebers von der Auswerteeinheit beaufschlagt, also verändert „ um den wahren Tankinhalt auf dem Anzeigeinstrument wiederzugeben bzw. den durch eine ungünstige Lage des Kraftfahrzeuges verursachten Messfehler auszugleichen.
• Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine relativ genaue Anzeige erhalten wird, die den richtigen Füllstand im Kraftstofftank genauer wiedergibt, als es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierzu sind keinerlei zusätzliche Einbauten notwendig, da das Motorsteuergerät und die Auswerteeinheit zur Kraftstoffanzeige bereits im Kraftfahr zeug vorhanden sind und über einen Fahrzeug-Bus, insbesondere einen CAN-Bus, miteinander in Verbindung stehen.
• Durch die hard- und/oder softwaremäßige Integration der Auswerteeinheit in eine im Kraftfahrzeug bereits vorhandene elektronische Einheit, beispielsweise in ein Instrument, fallen keine zusätzlichen Kosten für die Auswerteeinheit an. Eine entsprechende Programmierung der elektronischen Einheit ist dem Fachmann möglich. Die Auswerteeinheit kann derart ausgelegt sein, dass entweder aus dem zusätzlich berücksichtigten Signal des momentanen Kraftstoffverbrauchs ein Signal des Gebers mit einem in einem Speicher abgelegten entsprechenden Korrekturwert zur Dämpfung der Anzeige beaufschlagt wird, oder dass aus dem ermittelten Kraftstoffverbrauch 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 die Dämpfung auch eine sprunghafte Änderung der Füllstandsanzeige unterdrücken. Hierbei kann die Dämpfung bei einem relativ geringen momentanen Kraftstoffverbrauch die Füllstandsanzeige stärker beeinflussen als bei einem verhältnismäßig hohen momentanen Kraftstoffverbrauch.
• 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.

Claims (5)

1. 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit als einen weiteren Parameter einen momentanen Kraftstoffverbrauch berücksichtigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit mit einem Motorsteuergerät gekoppelt ist, das den momentanen Kraftstoffverbrauch ermittelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit hard- und/oder softwaremäßig in eine im Kraftfahrzeug bereits vorhandene elektronische Einheit integriert ist.
4. Verfahren zum Ermitteln des Füllstands von Kraftstoff in einem Tank eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Auswerteeinheit ein Signal eines auf dem Kraftstoff schwimmenden Gebers verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass von der Auswerteeinheit als ein weiterer Parameter ein momentaner Kraftstoffverbrauch berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Motorsteuergerät der momentane Kraftstoffverbrauch ermittelt wird.