DE102005016007A1

DE102005016007A1 - Verfahren zum Anzeigen eines Tankinhalts eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005016007A1
Application number: DE102005016007A
Authority: DE
Inventors: Horst Kettern-Kohler
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Um ein Verfahren zum Anzeigen eines Tankinhalts eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das eine zuverlässige Anzeige des tatsächlichen Tankinhalts gewährleistet, wird eine Änderung eines angezeigten Werts auf einen Maximalwert pro Zeiteinheit begrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anzeigen eines Tankinhalts eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor verfügen über einen oder mehrere Kraftstofftanks, in denen Benzin oder Diesel als Kraftstoff für den Verbrennungsmotor mitgeführt wird. Um dem Fahrer des Kraftfahrzeugs stets die in dem Kraftstofftank verbleibende Restmenge an Kraftstoff anzuzeigen ist es bekannt, eine an sich beliebig auszugestaltende Füllstandsmessvorrichtung am oder im Kraftstofftank vorzusehen, deren Signal beispielsweise an ein zentrales Steuergerät zur Steuerung aller Funktionen im Kraftfahrzeug weitergeleitet wird. Von dem Steuergerät wird ein Signal an ein Anzeigeinstrument, vorzugsweise ein analoges Zeigerinstrument, im Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs weitergeleitet, um dem Fahrer die Information über den Füllstand im Kraftstofftank zu übermitteln, damit ein Leerfahren des Kraftstofftanks vermieden werden kann.
Die Füllstandmessvorrichtung kann u. a. einen Schwimmkörper umfassen, der auf der Oberfläche des Kraftstoffs aufschwimmt und über geeignete Hebelmechanismen eine den Füllstand betreffende Messgröße überträgt. Eben so kann der Füllstand des Kraftstoffs über elektrische und/oder optische Messverfahren ermittelt werden.
Besonders bei schnellen Kurvenfahrten oder längeren Bergauf- bzw. Bergabfahrten tritt der Effekt auf, dass entweder durch die wirkenden Fliehkräfte bzw. den bei einer Bergfahrt gegen die Horizontale geneigten Kraftstofftank die Messergebnisse der Füllstandsmessvorrichtung teilweise erheblich verfälscht werden, da die Oberfläche des Kraftstoffs im Kraftstofftank sich unter dem Einfluss der Fliehkräfte bzw. relativ zu einem geneigt ausgerichteten Kraftstofftank verlagert. Dieser Effekt wird besonders bei Kraftstofftanks in modernen Kraftfahrzeugen verstärkt, die aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse häufig eine sehr unregelmäßige äußere Formgebung aufweisen, so dass besonders bei geringen Pegelständen in diesen Kraftstofftanks, beispielsweise bei schnellen Kurvenfahrten, erhebliche Schwankungen in der Füllstandsanzeige auftreten können.

Die DE 28 41 889 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung des Füllstands in einem mit Flüssigkeit zumindest teilweise gefüllten Behälter, wobei der Pegelstand mit einem elektrischen Widerstandsmesswertverfahren ermittelt wird. Eine Kompensation sich ändernder Pegelstände aufgrund äußerer Einflüsse ist nicht offenbart.

Im Weiteren zeigt die EP 0 618 47 B1 eine Einrichtung zur Anzeige des Niveaus einer Flüssigkeit in einem Tank, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Dämpfungsschaltung. Die Dämpfungsschaltung umfasst im Wesentlichen einen Operationsverstärker, der derart mit einer elektrischen Füllstandsmessvorrichtung verschaltet ist, dass eine kurzzeitige Änderung des Füllstands nicht in einer Änderung der angezeigten Messgröße resultiert. Das Ausgleichen einer Verfälschung, beispielsweise auf grund einer längeren Bergauf- oder Bergabfahrt, ist jedoch nicht möglich, da in einem solchen Fahrtzustand sich der Pegelstand im Kraftstofftank während der Zeit der Bergauf- oder Bergabfahrt dauerhaft ändert.

Darüber hinaus offenbart die DE 101 11 923 A1 ein Verfahren für eine Tank-Füllstandsbestimmung bei Kraftfahrzeugen, bei dem im Wesentlichen anhand eines Ausgangswerts, z. B. beim Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs, und eines aktuellen Messwertes sowie der zwischenzeitlich ermittelten Kraftstoffverbräuche des Kraftfahrzeugs darauf geschlossen wird, ob der aktuelle Messwert, ausgehend vom Ausgangswert sowie der davon abgezogenen Kraftstoffverbräuche, ein tatsächlicher Füllstandswert im Kraftstofftank sein kann. Eine Berücksichtigung kurzfristiger Einflüsse, wie beispielsweise eine schnelle Kurvenfahrt, ist bei diesem Verfahren nicht möglich.

Die bekannten Verfahren zum Anzeigen eines Tankinhalts sind insofern nachteilig, als insbesondere kurzfristige Einflüsse, wie eine schnelle Kurvenfahrt oder ein starkes Bremsen oder Beschleunigen, bei der Wiedergabe der gemessenen Messgröße praktisch nicht berücksichtigt werden können, so dass es nach wie vor zu großen Verfälschungen bei der Anzeige des tatsächlichen Inhalts des Kraftstofftanks kommen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Anzeigen eines Tankinhalts eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs anzugeben, mit dem der tatsächliche Tankinhalt bei allen Fahrtzuständen zuverlässig wiedergegeben wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Änderung eines angezeigten Werts auf einen Maximalwert pro Zeiteinheit begrenzt wird.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, ausgehend von einem ersten Messwert einer im Rahmen der Erfindung beliebig ausgestaltbaren Füllstandsmessvorrichtung des Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs die Änderungen des Füllstands in an sich bekannter Weise auf einem Anzeigeinstrument, insbesondere einem analogen Zeigerinstrument, im Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs dem Fahrer anzuzeigen. Hierbei wird jedoch die maximal mögliche Änderungsrate des angezeigten Messwertes begrenzt und zwar auf einen Wert, der einer tatsächlich möglichen maximalen Änderung pro Zeiteinheit entspricht. Somit ist erreicht, dass sich der angezeigte Messwert lediglich mit dieser maximal möglichen Änderungsrate ändert, die unter bestimmten Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs tatsächlich erreicht werden könnte. Sollte sich das Ausgangssignal der Füllstandsmessvorrichtung, z. B. aufgrund einer schnellen Kurvenfahrt, eines starken Bremsens oder Beschleunigens oder einer längeren Bergauf- bzw. Bergabfahrt, mit einem Wert ändern, der größer ist als dieser maximal zugelassene Änderungswert, dann wird dies dem Fahrer nicht angezeigt, sondern lediglich die maximal zulässige Änderungsrate.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Verfahren in einfacher Weise hard- und/oder softwaremäßig ohne großen Aufwand in einem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs umgesetzt werden kann. Das Ausgangssignal der Füllstandsmessvorrichtung wird dazu dem Steuergerät wie bisher zugeleitet, beispielsweise über in der Kraftfahrzeugtechnik bekannte Datenbus-Architekturen, wobei die Änderung dieses Signals im Steuergerät daraufhin überprüft wird, ob sie unter dem maximal möglichen Wert, der insbesondere auch einstellbar sein kann, liegt und dementsprechend dem Fahrer über ein beliebig ausgestaltbares Anzeigeinstrument angezeigt wird. Liegt die Änderungsrate über dem maximal zugelassenen Änderungswert, wird nur die maximal zugelassene Änderung auf dem Anzeigeinstrument wiedergegeben, um den Fahrer nicht durch eine zu schnelle Änderung des Füllstands im Kraftstofftank zu verwirren.

Hierbei ist es für den Fachmann ersichtlich, sowohl Zu- als auch Abnahmen des Füllstands im Kraftstofftank, der mit beliebigen Kraftstoffen befüllt werden kann, die beispielsweise durch Bergauf- oder Bergabfahrten verursacht werden, nur mit einer maximal möglichen zulässigen Änderungsrate anzuzeigen.

Bevorzugt wird als Maximalwert einer angezeigten Änderung des Füllstands im Kraftstofftank ein maximaler Verbrauch des Motors des Kraftfahrzeugs angenommen. Beispielsweise könnte dies bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 200 km/h ein Verbrauch von 30 l/100km sein, wonach in der Stunde das Kraftfahrzeug maximal 60 l Kraftstoff verbrauchen würde. Dies entspräche einem maximalen Verbrauch von 1 l/min. Somit kann vom Steuergerät jede gemessene Änderung des Füllstands im Kraftstofftank, die über diesem Wert liegt, daraufhin bewertet werden, dass diese Änderung durch einen äußeren Einfluss, wie z. B. eine schnelle Kurvenfahrt, hervorgerufen wird, um derart diese zu große Änderung nicht dem Fahrer anzuzeigen. Würde ein Kraftfahrzeug beispielsweise eine Minute lang steil bergauf fahren, könnte sich die Anzeige des Füllstands im Kraftstofftank lediglich um einen Liter ändern. Dies entspricht bei einem ungünstigen Tankdesign beispielsweise nur etwa einem Fünftel der tatsächlich auftretenden Änderungen bei einer solchen Fahrt, weshalb die Anzeigegenauigkeit wesentlich erhöht ist. Nachdem das Kraftfahrzeug wieder in der Horizontalen fährt, der Flüssigkeitspegel im Kraftstofftank also wieder im Wesentlichen relativ zum Kraftstofftank horizontal ausgerichtet ist, geht die Tankanzeige wiederum mit der maximal zugelassenen Änderungsrate auf ihren ursprünglichen Wert zurück, abzüglich des zwischenzeitlichen Verbrauchs.

Zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Anzeige ist vorteilhafterweise der Maximalwert der zulässigen Änderung jeweils ein geschwindigkeitsabhängiger maximaler Verbrauch des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs. Selbstverständlich ist es möglich, den geschwindigkeitsabhängigen maximalen Verbrauch des Verbrennungsmotors für bestimmte Geschwindigkeitsbereiche oder mittels einer in dem Steuergerät gespeicherten Kennlinie zu definieren, wobei das Steuergerät den maximalen Verbrauch errechnet. Beispielsweise beträgt der maximale Verbrauch eines Kraftfahrzeugs bei konstanter Fahrt mit 80 km/h lediglich 0,25 l/min. Das entsprechende Geschwindigkeitssignal kann mit einem beliebigen Sensor erfasst und an das zentrale Steuergerät geleitet werden, wobei in diesem Steuergerät die zu jeder Geschwindigkeit gehörenden maximal möglichen Verbräuche abgespeichert sind. Somit beträgt die maximal mögliche Änderung der Tankanzeige nur 0,25 l, wenn das Kraftfahrzeug mit der Geschwindigkeit von 80 km/h eine Minute lang bergauf fährt.

Des Weiteren wird vorzugsweise bei der Anzeige des Füllstands im Kraftstofftank auch eine zurückgelegte Wegstrecke berücksichtigt, um anhand des für diese Wegstrecke maximal möglichen Verbrauchs des Kraftfahrzeugs die maximal mögliche Änderungsrate der Kraftstoffanzeige im Steuergerät zu ermitteln. So kann z. B. bei einer zurückgelegten Wegstrecke von 1 km die maximale Änderungsrate des Pegelstands im Kraftstofftank mit 0,3 l festgelegt werden, um größere Änderungen, beispielsweise aufgrund einer schnellen Kurvenfahrt, zu unterdrücken und nicht anzuzeigen.

In gleicher Weise kann ein Kraftstoff-Verbrauchssignal, das beispielsweise von einem Sensor an einer Einspritzanlage des Motors an das zentrale Steuergerät weitergeleitet wird, bei der Anzeige des Füllstands berücksichtigt werden, um anhand der tatsächlich gemessenen Verbräuche den korrekten Füllstand im Kraftstofftank wiederzugeben.

Um auch nach einem Tankvorgang den korrekten Füllstand des Kraftstofftanks anzuzeigen, wird bei einem Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs, die aus Sicherheitsgründen während des Tankens ausgeschaltet sein muss, das von der Füllstandsmessvorrichtung neu ermittelte Messsignal mit einem vorzugsweise im Steuergerät abgespeicherten Wert vor dem Ausschalten der Zündung verglichen. Sobald dieser Messwert sich um einen vorzugsweise einstellbaren Mindestwert, z. B. 5 l, vom vorherigen Wert unterscheidet, wird vom Steuergerät ein Tankvorgang angenommen und dementsprechend das erste Messsignal nach dem Einschalten der Zündung als neuer Füllstand im Kraftfahrzeug bewertet und dieser neue Füllstand dem Fahrer des Kraftfahrzeugs angezeigt.

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 Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Anzeigen eines Tankinhalts eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung eines angezeigten Werts auf einen Maximalwert pro Zeiteinheit begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Maximalwert ein maximaler Verbrauch eines Motors des Kraftfahrzeugs genommen wird, insbesondere ein Liter/Minute.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Maximalwert ein geschwindigkeitsabhängiger maximaler Verbrauch genommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zurückgelegte Wegstrecke bei der Anzeige berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoff-Verbrauchssignal berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einschalten einer Zündung des Kraftfahrzeugs ein Messwert des Tankinhalts mit einem abgespeicherten Wert bei einem Ausschalten der Zündung verglichen wird.