DE102009050460A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Tank eines Kraftfahrzeugs und entsprechende Messvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Tank eines Kraftfahrzeugs und entsprechende Messvorrichtung Download PDF

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Abstract

Bei Kunststofftanks in Kraftfahrzeugen kann sich der Boden durch eine allmähliche Verformung senken. Diese schleichende Veränderung der Form des Tanks führt häufig zu Falschanzeigen, insbesondere wenn sich durch die Verformung Füllstände größer als das Nennvolumen des Tanks ergeben. Ein Füllstand wird dabei häufig mittels eines Füllstandssensors bestimmt, bei dem eine Messgröße, beispielsweise ein elektrischer Widerstand, von dem Füllstand abhängt. Über eine Kennlinie ist dabei einem gemessenen Wert für die Messgröße ein entsprechender Füllstand zugeordnet. Um eine genauere Bestimmung eines Füllstands zu ermöglichen, wird eine Kennlinie (42) gebildet, bei der einem Messwert (46) ein Füllstand (48) größer als ein Nennvolumen (54) zugeordnet ist. Die Kennlinie (42) ist dabei durch Verlängern einer Kennlinie (52) gebildet, welche z.B. auf Daten eines Herstellers des Kunststofftanks beruht. Dies eignet sich insbesondere zum Bestimmen eines Füllstands eines Kraftstoffs in einem Kraftstofftank.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Tank eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Zu der Erfindung gehört auch eine entsprechende Messvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.
  • Ein Kraftfahrzeug weist in der Regel mehrere Behälter oder Tanks auf, in denen jeweils ein Vorrat an einer für einen Betrieb des Kraftfahrzeugs benötigten Flüssigkeit mitgeführt wird. Ein Beispiel für einen solchen Tank ist ein Kraftstofftank, in dem ein Vorrat an einem Kraftstoff, also z. B. Benzin oder Diesel, mitgeführt werden kann. Um es einem Benutzer eines Kraftfahrzeugs zu erleichtern, eine momentan noch in einem bestimmten Tank befindliche Menge einer Flüssigkeit zu ermitteln, kann in dem Kraftfahrzeug eine entsprechende Messvorrichtung zum Bestimmen eines Füllstands der Flüssigkeit bereitgestellt sein. Mit Füllstand ist hierbei das Volumen einer Flüssigkeit gemeint, das beispielsweise in der Einheit Liter bemessen werden kann.
  • Eine Messvorrichtung für ein Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit umfasst meistens einen Füllstandssensor, bei dem eine Messgröße abhängig davon ist, wie viel Flüssigkeit sich in dem Tank befindet. Beispielsweise kann sich eine elektrische Kapazität oder Induktivität ändern oder auch ein Ohmscher Widerstand bei einer in dem Füllstandssensor eingebauten Schaltung. Diese Messgröße kann gemessen werden. Um von einem gemessenen Wert auf den entsprechenden Füllstand zurück schließen zu können, muss die Messvorrichtung mit einer Kennlinie ausgestattet sein, mittels welcher sich dem gemessenen Wert ein Füllstand zuordnen lässt. Eine solche Kennlinie kann in Form einer Wertetabelle bereitgestellt sein. Es ist auch möglich, die Kennlinie in Form weniger Parameter zu beschreiben, über welche eine allgemeine Berechnungsvorschrift an einen bestimmten Füllstandssensor und einen bestimmten Tank angepasst wird.
  • Um für einen bestimmten Tank eine Kennlinie, also beispielsweise eine Wertetabelle oder Parameter für eine Berechnungsvorschrift, zu erstellen, wird von einem Hersteller des Tanks oder des Kraftfahrzeugs der Tank mit einer bekannten Menge der Flüssigkeit befüllt und der sich dann ergebende Wert für die Messgröße des Füllstandssensors erfasst. Dies wird für unterschiedliche Mengen der Flüssigkeit wiederholt. Aus diesen Messungen lässt sich dann der Zusammenhang zwischen einem in dem Tank befindlichen Volumen der Flüssigkeit und den sich daraus ergebenden Werten für die Messgröße bestimmen.
  • Diese Form des Kalibrierens einer Messvorrichtung für einen Tank ergibt eine Kennlinie, die für den Tank und den zugehörigen Füllstandssensor gilt, wenn diese neu sind. Ein Problem ergibt sich, wenn sich der Tank während eines Gebrauchs in einem Kraftfahrzeug verformt. Insbesondere bei Kraftstofftanks besteht das Problem, dass bei ihnen der Boden mit der Zeit absinken kann. Dadurch vergrößert sich das Volumen des Tanks. Durch die Verformung des Tanks ist es dann nicht mehr möglich, mittels der Kennlinie einen Füllstand korrekt zu bestimmen.
  • In der DE 100 57 939 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter beschrieben, bei der nicht ein, sondern zwei Füllstandssensoren bereitgestellt sind. Einer der Füllstandssensoren ist dabei am Boden des Behälters angebracht, der zweite an der Decke. Für den Fall, dass sich der Boden des Behälters absenkt, ändert sich eine relative Lage der beiden Füllstandssensoren in dem Behälter. Dies kann durch Vergleichen von Messwerten erkannt werden, die mittels der beiden Füllstandssensoren gemessen werden. Durch den Vergleich kann eine Verformung des Behälters erkannt werden, die sich dann beim Messen des Füllstands berücksichtigen lässt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist allerdings, dass zwei Füllstandssensoren zum Erkennen der Verformung nötig sind. Dadurch ergeben sich unerwünscht hohe Kosten für eine Herstellung eines solchen Behälters.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Tank eines Kraftfahrzeugs eine kostengünstige Anordnung bereitzustellen, um einen Füllstand einer Flüssigkeit in dem Tank korrekt bestimmen zu können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Tank eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch eine Messvorrichtung zum Bestimmen eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Tank eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Messgröße gemessen, die von dem Füllstand abhängig ist. Des Weiteren wird eine erste Kennlinie bereitgestellt, bei welcher Werten für die Messgröße jeweils ein Füllstand zugeordnet ist, wobei anhand der Kennlinie Füllstände bis zu einem Nennvolumen ermittelbar sind. Das Verfahren umfasst auch die Schritte des Messens eines Werts für die Messgröße und des Ermittelns eines dem gemessenen Wert zugeordneten Füllstands. Für einen gemessenen Wert jenseits eines Werts, dem gemäß der ersten Kennlinie das Nennvolumen zugeordnet ist, wird eine zweite Kennlinie durch Verlängern der ersten Kennlinie gebildet, wobei mit der zweiten Kennlinie einem Wert für die Messgröße ein Füllstand größer als das Nennvolumen zugeordnet ist. Das Ermitteln des Füllstands erfolgt dann auf der Grundlage des gemessenen Werts anhand der zweiten Kennlinie. Mit dem Nennvolumen ist hier eine Füllmenge gemeint, bis zu welcher durch die erste Kennlinie eine Zuordnung von Volumina zu Werten für die Messgröße ermöglicht ist. Ein Wert jenseits desjenigen Werts, dem gemäß der ersten Kennlinie das Nennvolumen zugeordnet ist, entspricht dann also einem Wert, der außerhalb des Intervalls von Werten für die Messgröße liegt, für welches bereits durch die erste Kennlinie ein Füllstand ermittelbar ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass beim Bestimmen eines Füllstands eine Verformung des Tanks, beispielsweise aufgrund von Alterung, erkannt werden kann und mittels der zweiten Kennlinie der Füllstand dann auch korrekt ermittelbar ist.
  • Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass eine Verformung des Tanks auch mit einem einzelnen Füllstandssensor erkennbar ist. Dabei wird die Verformung anhand solcher Messwerte erkannt, die sich ergeben, wenn sich aufgrund der Verformung des Tanks mehr Flüssigkeit in dem Tank befindet, als nominell möglich.
  • Die Messgröße ist bevorzugt ein elektrischer Widerstand. Das Nennvolumen ist insbesondere ein Volumen, welches der Tank in einem Neuzustand höchstens fasst.
  • Die erfindungsgemäße Messvorrichtung umfasst entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren einen Füllstandssensor, bei dem eine Messgröße von dem Füllstand abhängig ist. Des Weiteren ist in einem Speicher eine erste Kennlinie gespeichert, bei welcher Werten für die Messgröße jeweils ein Füllstand zugeordnet ist, wobei anhand der Kennlinie Füllstände bis zu einem Nennvolumen ermittelbar sind. Ein Wert der Messgröße ist mittels einer Messeinrichtung messbar. Eine Auswerteeinrichtung, die mit der Messeinrichtung und dem Speicher gekoppelt ist, dient zum Ermitteln eines dem gemessenen Wert zugeordneten Füllstands. Die Auswerteeinrichtung ist des Weiteren dazu ausgelegt, für einen gemessenen Wert jenseits eines Werts, dem gemäß der ersten Kennlinie das Nennvolumen zugeordnet ist, eine zweite Kennlinie durch Verlängern der ersten Kennlinie zu bilden. Dabei ist mit der zweiten Kennlinie einem Wert für die Messgröße ein Füllstand größer als das Nennvolumen zugeordnet. Durch die Auswerteeinrichtung ist der Füllstand auf der Grundlage des gemessenen Werts dann anhand der zweiten Kennlinie ermittelbar.
  • In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist für die zweite Kennlinie ein maximal möglicher Füllstand vorgegeben, welcher größer als der Nennwert ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass bei der zweiten Kennlinie die Möglichkeit gegeben ist, beispielsweise eine Schräglage des Kraftfahrzeugs beim Bestimmen des Füllstands zu berücksichtigen.
  • In einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zweite Kennlinie in Abhängigkeit von einem Alter des Tanks gebildet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Messvorrichtung, mit welcher das Verfahren ausgeführt wird, wiederholt kalibriert werden kann, um so auch bei einer allmählichen Verformung des Tanks stets eine genaue Bestimmung des Füllstands zu ermöglichen.
  • Die zweite Kennlinie kann in Abhängigkeit von einer Form des Tanks gebildet werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Veränderung eines Volumens des Tanks, wie sie sich bei einer Verformung ergeben kann, zum Bilden der zweiten Kennlinie in vorteilhafter Weise z. B. durch ein mathematisches Modell nachgebildet werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des ermittelten Füllstands zu einem späteren Zeitpunkt überprüft, ob die Flüssigkeit einen vorbestimmten Reservefüllstand erreicht hat. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass trotz einer Verformung des Tanks beispielsweise eine Nachtankerkennung einer Kraftstoffanzeige eines Kraftfahrzeugs in einer gewünschten Weise funktioniert. Eine solche Nachttankerkennung ermöglicht das Ausgeben eines Warnsignals, wenn die Flüssigkeit in dem Tank zur Neige geht.
  • Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung, die den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert. Dazu zeigt:
  • 1 einen Kraftstofftank mit einer Einrichtung zum Bestimmen des Füllstands; und
  • 2 eine Kennlinie, über welche Messwerten für einen Widerstand ein Füllstand des Kraftstofftanks aus 1 zugeordnet ist.
  • Das Beispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.
  • In 1 ist ein Kraftstofftank 10 dargestellt, der in einen in 1 nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug eingebaut ist. Der Kraftstofftank 10 ist aus Kunststoff hergestellt und schon mehrere Jahre alt.
  • In dem Kraftstofftank 10 befindet sich Kraftstoff 12. Der Kraftstofftank 10 ist vollgetankt; es befindet sich eine maximal mögliche Menge an Kraftstoff 12 in dem Kraftstofftank 10. Eine in 1 nicht dargestellte Sicherheitseinrichtung verhindert, dass eine Oberfläche 14 des Kraftstoffs 12 durch weiteres Einfüllen von Kraftstoff über einen unteren Rand eines Einfüllstutzens 16 des Kraftstofftanks 10 ansteigt.
  • In dem Kraftstofftank 10 befindet sich auch ein Füllstandssensor 18. Zu dem Füllstandssensor 18 gehört ein Rohr 20, in dem sich ein Schwimmer 22 befindet. Das Rohr 20 ist an einem Boden 24 des Kraftstofftanks 10 befestigt und steht vertikal in dem Kraftstofftank 10. Durch eine in 1 nicht gezeigte Öffnung in dem Rohr 20 ist Kraftstoff auch in das Innere des Rohrs 20 gelangt. Der Schwimmer 22 ist in dem Rohr 20 beweglich gelagert. Er ist leichter als der Kraftstoff 12 und schwimmt deshalb an der Oberfläche 14 im Inneren des Rohrs 20. In dem Rohr 20 befindet sich auch eine in 1 nicht dargestellte Platine mit elektrischen Bauteilen. Die Platine ist über ein Kabel 26 mit einer Messschaltung 28 gekoppelt. Durch die Messschaltung 28 ist ein elektrischer Widerstand von Bauteilen auf der Platine messbar. Der Widerstand hängt von einer Lage des Schwimmers 22 in dem Rohr 20 ab.
  • Die Messschaltung 28 ist mit einem Steuergerät 30 verbunden. Das Steuergerät 30 weist einen Mikrocontroller 32 auf, der von der Messschaltung 28 Signale mit Messwerten für den Widerstand empfängt. Zu dem Steuergerät 30 gehört auch ein Speicher, in dem Daten für eine Kennlinie gespeichert sind. Die Kennlinie ist in Zusammenhang mit 2 näher erläutert.
  • An das Steuergerät ist ein Anzeigeinstrument 36 angeschlossen, welches in ein in 1 nicht näher dargestelltes Kombi-Instrument des Kraftfahrzeugs eingebaut ist. Mittels des Anzeigeinstruments 36 wird einem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein Füllstand des Kraftstofftanks 10 angezeigt. Der angezeigte Füllstand wird von dem Steuergerät 30 aus den Messwerten ermittelt, die das Steuergerät von der Messschaltung 28 empfängt.
  • Der Kraftstofftank 10 weist eine andere Form auf, als er sie in einem Neuzustand nach der Herstellung aufgewiesen hat. Infolge von Alterung hat sich bei dem Kraftstofftank 10 der Boden 24 abgesenkt. Eine ursprüngliche Lage 38 des Bodens 24 ist in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Ein Fassungsvermögen des Kraftstofftanks 10 im Neuzustand, als sich der Boden 24 noch in der Lage 38 befand, betrug zum Beispiel 75 l (75 Liter) Kraftstoff. Durch die Absenkung hat sich der Boden 24 in eine Richtung 40 verlagert. Dadurch weist der Kraftstofftank 10 ein vergrößertes Fassungsvermögen auf. Bei voller Betankung des Kraftstofftanks 10, wie in dem Beispiel von 1 dargestellt, befinden sich zum Beispiel 80 l Kraftstoff 12 in dem Kraftstofftank 10.
  • Auf dem Anzeigeinstrument 36 ist dem Fahrer der korrekte Füllstand, also 80 l, angezeigt. Das Steuergerät 30 hat den Füllstand auf der Grundlage eines von der Messschaltung 28 gemessenen Widerstandswerts und anhand einer Kennlinie 42 ermittelt. Die Kennlinie 42 ist in 2 durch einen Graphen 44 in einem Diagramm repräsentiert. Entlang einer Abszisse A des Diagramms für den Graphen 44 sind Widerstandswerte aufgetragen, wie sie sich beim Messen des Widerstands durch die Messschaltung 28 ergeben können. Entlang einer Ordinate O sind zugeordnete Füllmengen von Kraftstoff angegeben.
  • Durch die Kennlinie 42 ist ein Zusammenhang hergestellt zwischen Widerstandswerten, wie sie von der Messschaltung 28 gemessen werden können, und einem zugehörigen Volumen an Kraftstoff, das sich in dem Kraftstofftank 10 befinden muss, damit sich ein entsprechender Widerstandswert ergibt. Die Kennlinie 42 ist von dem Steuergerät 30 gebildet worden. Einem von der Messschaltung 28 gemessenen Widerstandswert 46 ist gemäß der Kennlinie 42 ein maximal mögliches Volumen 48 zugeordnet. Der Wert für das maximal mögliche Volumen 48 ist von dem Steuergerät 30 einstellbar. Zum Zeitpunkt der Messung ist das maximal mögliche Volumen 48 auf 80 l eingestellt. Dies stellt eine Obergrenze 50 für die Kennlinie 42 dar.
  • Die Kennlinie 42 ist von dem Steuergerät 30 aus Daten 52 für eine Kennlinie gebildet worden, wie sie von einem Hersteller des Kraftstofftanks 10 und des Füllstandssensors 18 für ein Bestimmen des Füllstands im Neuzustand des Kraftstofftanks 10 bereitgestellt worden sind. Die Daten 52 sind in dem Speicher 34 bei einer Herstellung des Kraftfahrzeugs gespeichert worden. In 2 sind die Daten 52 des Herstellers durch einen Teil des Graphen 44 repräsentiert, der sich in 2 links befindet. Die Daten 52 erlauben eine Zuordnung von Füllständen bis zu einem Nennvolumen 54 zu entsprechenden Widerstandswerten.
  • Die Daten 52 umfassen dabei mehrere Wertepaare, von denen jedes aus einem Füllstandswert und einen zugehörigen Widerstandswert gebildet ist. In dem Steuergerät 30 ist derjenige Abschnitt der Kennlinie 42, der die Daten 52 umfasst, durch mathematische Beschreibungen von Geradenabschnitten repräsentiert, von denen jeder eine Verbindung zwischen zwei Wertepaaren beschreibt. Dadurch ergibt sich eine Interpolation zwischen den durch die Wertepaare aus den Daten 52 beschriebenen Stützpunkten.
  • Durch den durch die Interpolation der Daten 52 gebildeten Bereich der Kennlinie 42 ist eine korrekte Zuordnung von Füllständen zu Widerstandswerten in einem Intervall 56 von Widerstandswerten möglich. Eine Grenze des Intervalls 56 bildet ein Widerstandswert 60, dem das Nennvolumen 54 zugeordnet ist. Das Nennvolumen 54 ist dasjenige Volumen, das der Kraftstofftank 10 höchstens fassen konnte, als sich sein Boden 24 in der Lage 38 befand. Das Nennvolumen 54 beträgt somit 75 l. Im Neuzustand des Kraftstofftanks 10 befand sich der Schwimmer 22 dann an einer Position 58 in dem Rohr 20. Der dann durch die Messschaltung 28 gemessene Widerstandswert 60 war der größte Widerstandswert, der bei dem Füllstandssensor 18 von dem Hersteller gemessen worden war.
  • Wie in 1 gezeigt, befindet sich der Schwimmer 22 wegen der Absenkung des Bodens 24 bei voller Betankung des Kraftstofftanks 10 an einer Position oberhalb der Position 58. Entsprechend ergibt sich bei der Platine in dem Rohr 20 der Widerstandswert 46, der größer als der Widerstandswert 60 ist.
  • Die Kennlinie, wie sie sich auf Grundlage der Daten 52 des Herstellers ergibt, ist von dem Steuergerät 30 zu der Kennlinie 42 erweitert worden. Diese Erweiterung ist in 2 durch eine Verlängerung 62 des Graphen 44 repräsentiert. Der Abschnitt der Kennlinienwerte 42, welcher sich die Verlängerung 62 gegeben ist, ist aus den Daten 52 des Herstellers durch Extrapolation gebildet worden. Mit anderen Worten ist die Verlängerung 62 auf Grundlage der Daten 52 berechnet worden. Durch die Verlängerung 62 ist auch Widerstandswerten, die größer als der Widerstandswert 60 sind, ein entsprechendes Volumen zugeordnet.
  • Bei einer Berechnung der Verlängerung 62 durch das Steuergerät 30 ist auch eine Form des Kraftstofftanks 10 berücksichtigt. Des Weiteren ist ein Alter des Kraftstofftanks 10 berücksichtigt. Aufgrund eines momentanen Alters des Kraftstofftanks 10 ergibt sich auch die Obergrenze 50 für die Kennlinie 42. Die Verlängerung 62 und die Obergrenze 50 werden von dem Steuergerät 30 regelmäßig 10 angepasst. Die Abhängigkeit eines Verlaufs der Verlängerung 62 und der Obergrenze 50 von dem Alter des Kraftstofftanks 10 ist durch Versuche ermittelt worden.
  • Anhand der Kennlinie 42 ist durch das Steuergerät 30 erkannt worden, dass sich in dem Kraftstofftank 10 zu dem Zeitpunkt, zu dem 1 den Kraftstofftank 10 darstellt, 80 l Flüssigkeit befinden. Dies ist bei dem momentanen Alter des Kraftstofftanks 10 auch das maximal mögliche Volumen 48, das sich in dem Kraftstofftank 10 befinden kann, also sein Fassungsvermögen. Indem das Steuergerät 30 die Verlängerung 62 gebildet hat, ist die Absenkung des Bodens 24 in die Richtung 40 und die damit verbundene Vergrößerung des Fassungsvermögens des Kraftstofftanks 10 berücksichtigt. Entsprechend ist durch das Steuergerät 30 der tatsächliche Füllstand korrekt bestimmt worden.
  • Anstelle, dass durch das Steuergerät 30 ein einzelner Messwert zum Ermitteln des Füllstands verwendet wird, kann es sich bei dem Widerstandswert 46 auch um einen Mittelwert aus mehreren Messwerten der Messschaltung 28 handeln.
  • Die Begrenzung der Kennlinie 52 durch die Obergrenze 50 bewirkt, dass auch einem Messwert, der größer als der Widerstandswert 46 ist, das maximal mögliche Volumen 48 von 80 l zugeordnet ist. Ein solcher Messwert für den Widerstand kann beispielsweise dadurch hervorgerufen werden, dass das Kraftfahrzeug während der Messung schräg steht. Dann kann sich die Oberfläche 14 beispielsweise in den Stutzen 16 hinein erstrecken. Der Schwimmer 22 wird dann in dem Rohr 20 an ein oberes Ende des Rohrs 20 gedrückt. Dann ergibt sich ein Messwert für den Widerstand in der Platine, der nicht den Füllstand wieder gibt. Indem die Verlängerung 62 nicht beliebig fortgeführt ist, sondern nur für eine definierte nähere Umgebung des Nennwerts 54 vorgenommen wird, können unplausible Messwerte durch die Obergrenze 50 aussortiert werden.
  • Das Anzeigeinstrument 36 weist auch eine Warnleuchte auf. Die Warnleuchte gehört zu einer Nachtankerkennung des Kraftfahrzeugs. Die Warnleuchte wird dabei immer dann von dem Steuergerät 30 aktiviert, wenn der Kraftstoff 12 in dem Kraftstofftank 10 einen Reservefüllstand 64 von zum Beispiel weniger als 7 l aufweist. Ein möglicher Verlauf einer Oberfläche des Kraftstoffs 12 bei Erreichen des Reservefüllstands 64 ist in 1 durch eine gestrichelte Wellenlinie angedeutet.
  • Für den Fall, dass sich eine derart kleine Menge an Kraftstoff 12 in dem Kraftstofftank 10 befindet, wird der Kraftstoff 12 in dem Kraftstofftank 10 bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs stark bewegt. Dadurch ändert auch der Schwimmer 22 seine Lage in dem Rohr 20 ständig. Dies erschwert eine genaue Bestimmung des Füllstands durch das Steuergerät 30.
  • Bei dem Steuergerät 30 wird der bei Vollbetankung ermittelte Füllstand auch dazu verwendet, den Füllstand des Kraftstofftanks 10 zu einem späteren Zeitpunkt zu bestimmen. Dazu wird in dem Kraftfahrzeug zusätzlich durch Messen einer Fließgeschwindigkeit von Kraftstoff in einem Rohr erfasst, welche Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 an einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs abgegeben wird. Durch das Steuergerät 30 wird dann anhand des Füllstands bei Vollbetankung und der abgegebenen Menge ein Füllstandswert berechnet, wie er sich zu einem späteren Zeitpunkt ergeben kann. Durch den auf der Grundlage des Füllstands bei Vollbetankung berechneten Füllstand kann die Bestimmung des Füllstands auch für geringe Füllstände verbessert werden. Dies wird insbesondere dazu genutzt, die Nachtankerkennung zuverlässiger durchzuführen.
  • Durch das Beispiel ist gezeigt, wie bei Tanks mit einem durch Alterung vergrößerten Volumen eine Anzeigeänderung nach einem Tankvorgang für Füllstände oberhalb des Nennvolumens möglich ist. Dazu werden Kennlinienwerte nicht nur zwischen Stützstellen interpoliert, wie sie durch Daten beispielsweise von einem Hersteller gebildet sind, sondern bei Überschreiten der letzten Stützstelle extrapoliert. Dadurch entsteht die Zuordnung für Tankzustände größer als das Nennvolumen. Die Erkennung von unplausiblen Zuständen wird nicht beeinträchtigt. Dazu ist nur für eine definierte nähere Umgebung des Vollwerts die Extrapolation vorgenommen, so dass weiterhin unplausible Werte aussortiert werden können.
  • 10
    Kraftstofftank
    12
    Kraftstoff
    14
    Oberfläche
    16
    Einfüllstutzen
    18
    Füllstandssensor
    20
    Rohr
    22
    Schwimmer
    24
    Boden
    26
    Kabel
    28
    Messschaltung
    30
    Steuergerät
    32
    Mikrocontroller
    34
    Speicher
    36
    Anzeigeinstrument
    38
    Lage
    40
    Richtung
    42
    Kennlinie
    44
    Graph
    46
    Widerstandswert
    48
    maximal mögliches Volumen
    50
    Obergrenze
    52
    Daten
    54
    Nennvolumen
    56
    Intervall
    58
    Position
    60
    Widerstandswert
    62
    Verlängerung
    64
    Reservefüllstand
    A
    Abszisse
    O
    Ordinate
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10057939 A1 [0006]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Bestimmen eines Füllstands (14) einer Flüssigkeit (12) in einem Tank (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte: – Messen einer Messgröße, die von dem Füllstand (14) abhängig ist, – Bereitstellen einer ersten Kennlinie (52), bei welcher Werten (A, 60) für die Messgröße jeweils ein Füllstand (O, 54) zugeordnet ist, wobei anhand der ersten Kennlinie (52) Füllstände bis zu einem Nennvolumen (54) ermittelbar sind, – Messen eines Werts (46) für die Messgröße, – Ermitteln eines dem gemessenen Wert (46) zugeordneten Füllstands (48), dadurch gekennzeichnet, dass – für einen gemessenen Wert (46) jenseits eines Werts (60), dem gemäß der ersten Kennlinie (52) das Nennvolumen (54) zugeordnet ist, eine zweite Kennlinie (42) durch Verlängern (62) der ersten Kennlinie (52) gebildet wird, wobei mit der zweiten Kennlinie (42) einem Wert (46) für die Messgröße ein Füllstand (48) größer als das Nennvolumen (54) zugeordnet ist, und – das Ermitteln des Füllstands (48) anhand der zweiten Kennlinie (42) auf Grundlage des gemessenen Werts (46) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße ein elektrischer Widerstand ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nennvolumen (54) ein Volumen ist, welches der Tank (10) in einem Neuzustand höchstens fasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Kennlinie (42) ein maximal möglicher Füllstand (50) vorgegeben ist, welcher größer als der Nennwert (54) ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kennlinie (42) in Abhängigkeit von einem Alter des Tanks (10) gebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kennlinie (42) in Abhängigkeit von einer Form des Tanks (10) gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ermittelten Füllstands (48) zu einem späteren Zeitpunkt überprüft wird, ob die Flüssigkeit (12) einen vorbestimmten Reservefüllstand (64) erreicht hat.
  8. Messvorrichtung zum Bestimmen eines Füllstands (14) einer Flüssigkeit (12) in einem Tank (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – einen Füllstandssensor (18), bei dem eine Messgröße (46) von dem Füllstand (14) abhängig ist, – einen Speicher (34), in dem eine erste Kennlinie (52) gespeichert ist, bei welcher Werten (A, 60) für die Messgröße jeweils ein Füllstand (O, 54) zugeordnet ist, wobei anhand der ersten Kennlinie (52) Füllstände bis zu einem Nennvolumen (54) ermittelbar sind, – eine Messeinrichtung (28) zum Messen eines Werts (46) der Messgröße, – eine mit der Messeinrichtung (28) und dem Speicher (34) gekoppelte Auswerteeinrichtung (32) zum Ermitteln eines dem gemessenen Wert (46) zugeordneten Füllstands (48), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (32) dazu ausgelegt ist, für einen gemessenen Wert (46) jenseits eines Werts (60), dem gemäß der ersten Kennlinie (52) das Nennvolumen (54) zugeordnet ist, a) eine zweite Kennlinie (42) durch Verlängern (62) der ersten Kennlinie (52) zu bilden, wobei mit der zweiten Kennlinie (42) einem Wert (46) für die Messgröße ein Füllstand (48) größer als das Nennvolumen (54) zugeordnet ist, und b) den Füllstand (48) anhand der zweiten Kennlinie (42) auf Grundlage des gemessenen Werts (46) zu ermitteln.
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