DE102011117333A1 - Fuel tank arrangement for motor vehicle, has switch which is spaced apart from sensor along transverse direction of fuel tank, whose switching state is changed based on detected filling level of fuel tank - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofftankanordnung für einen Kraftwagen mit einem Kraftstofftank und mit wenigstens einem Sensor zum Ermitteln eines Füllstands des Kraftstofftanks. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Kraftstofftankanordnung.The invention relates to a fuel tank assembly for a motor vehicle with a fuel tank and at least one sensor for determining a level of the fuel tank. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a fuel tank assembly.
Der Kraftstoffbehälter ist im Kraftwagen oft vergleichsweise flach und großflächig ausgebildet, und er weist häufig lokale Erhöhungen auf. Da man bestrebt ist, möglichst wenige Sensoren im Kraftstofftank vorzusehen, um den Füllstand desselben zu ermitteln, ist es üblich, den Sensor dort zu platzieren, wo der Füllstand über die gesamte Höhe des Kraftstofftanks erfasst werden kann. Dies ist etwa dann der Fall, wenn der Sensor im Bereich einer lokalen Erhöhung des Kraftstofftanks angeordnet ist. Beim Ermitteln des Füllstands des Kraftstofftanks kann es hierbei jedoch zu Ungenauigkeiten kommen.The fuel tank is often relatively flat and large in the car, and it often has local elevations. Since the aim is to provide as few sensors in the fuel tank to determine the level of the same, it is customary to place the sensor where the level can be detected over the entire height of the fuel tank. This is the case, for example, if the sensor is arranged in the region of a local increase in the fuel tank. However, in determining the level of the fuel tank, this can lead to inaccuracies.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstofftankanordnung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Kraftstofftankanordnung zu schaffen, welche bzw. welches eine besonders hohe Verlässlichkeit beim Angeben des Füllstands ermöglicht.Object of the present invention is to provide a fuel tank assembly of the type mentioned above and a method for operating such a fuel tank assembly, which or which allows a particularly high reliability in specifying the level.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstofftankanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a fuel tank arrangement having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 7. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.
Bei der erfindungsgemäßen Kraftstofftankanordnung ist wenigstens ein Schalter vorgesehen, dessen Schaltzustand in Abhängigkeit vom Füllstand des Kraftstofftanks veränderbar ist, wobei der wenigstens eine Schalter in eine Querrichtung des Kraftstofftanks von dem wenigstens einen Sensor beabstandet ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Schräglage des Kraftstofftanks bzw. des den Kraftstofftank aufweisenden Kraftwagens oder bei einer durch die Fahrdynamik des Kraftwagens bedingten Abweichung des Kraftstoffspiegels von der Horizontalen der von dem Sensor ermittelte Füllstand vom tatsächlichen Füllstand abweichen kann. Vorliegend ist jedoch zusätzlich zu dem Sensor der Schalter vorgesehen ist, welcher seinen Schaltzustand ändert, wenn das Kraftstoffniveau im Tank die Höhe des Schalters erreicht oder unterschreitet. Dadurch steht ein zweites Signal zur Verfügung, welches es ermöglicht, eine Schräglage des Kraftstofftanks und/oder des Kraftstoffspiegels festzustellen.In the fuel tank assembly according to the invention, at least one switch is provided whose switching state is variable in dependence on the level of the fuel tank, wherein the at least one switch is spaced in a transverse direction of the fuel tank from the at least one sensor. This is based on the finding that, when the fuel tank or the motor vehicle having the fuel tank is inclined or the fuel level deviates from the horizontal due to the driving dynamics of the motor vehicle, the level detected by the sensor may deviate from the actual level. In the present case, however, the switch is provided in addition to the sensor, which changes its switching state when the fuel level in the tank reaches or falls below the height of the switch. As a result, a second signal is available, which makes it possible to determine a tilt of the fuel tank and / or the fuel level.
Da nämlich der Sensor und der Schalter in die Querrichtung des Kraftstofftanks gesehen voneinander beabstandet in diesem angeordnet sind, werden bei einer Schräglage des Kraftstofftanks – oder bei einer aufgrund der Dynamik des Kraftwagens schrägen Ausrichtung des Kraftstoffspiegels – unterschiedliche Füllstandshöhen vom Sensor einerseits und vom Schalter andererseits ermittelt. Dies kann bei der Angabe des Füllstands berücksichtigt werden, sodass sich eine besonders hohe Verlässlichkeit dieser Angabe erreichen lässt.Since the sensor and the switch are arranged in the transverse direction of the fuel tank spaced from each other in this are seen at a tilt of the fuel tank - or at an angle due to the dynamics of the motor vehicle oblique orientation of the fuel level - different level heights of the sensor on the one hand and the switch on the other hand , This can be taken into account when specifying the filling level, so that a particularly high reliability of this indication can be achieved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Schalter im Bereich des Schwerpunkts einer Fläche angeordnet, welche mit dem durch die Wandungen des Kraftstofftanks begrenzten und mit einem vorbestimmten Füllstand korrespondierenden Kraftstoffspiegel zusammenfällt. Selbst wenn der Schalter in die Querrichtung des Kraftstofftanks gesehen vom Schwerpunkt dieser Fläche ein Stück weit, beispielsweise ein Zehntel einer maximalen Länge oder Breite des Kraftstofftanks, beabstandet ist, so ergibt sich allenfalls eine äußerst geringe Abweichung des aufgrund des Schaltzustands des Schalters ermittelten Werts des Füllstands vom tatsächlichen Füllstand. Mit anderen Worten ist der durch die Änderung des Schaltzustands des Schalters ermittelbare Füllstand so gut wie unabhängig von der Schräglage des Kraftstofftanks oder des Kraftstoffspiegels, sofern der wenigstens eine Schalter in einem gewissen Toleranzbereich um den Schwerpunkt der Fläche herum angeordnet ist.In an advantageous embodiment of the invention, the at least one switch is arranged in the region of the center of gravity of a surface which coincides with the fuel mirror bounded by the walls of the fuel tank and corresponding to a predetermined fill level. Even if the switch in the transverse direction of the fuel tank seen from the center of gravity of this area a distance, for example, one tenth of a maximum length or width of the fuel tank, spaced, so there is at most an extremely small deviation of the determined due to the switching state of the switch value of the level from the actual level. In other words, the level that can be determined by the change in the switching state of the switch is virtually independent of the inclination of the fuel tank or the fuel level, provided that at least one switch is arranged within a certain tolerance range around the center of gravity of the surface.
Bevorzugt ist jedoch der wenigstens eine Schalter genau im Schwerpunkt der Fläche angeordnet, da so die Änderung des Schaltzustands des Schalters die Information liefert, wie viel Kraftstoff sich tatsächlich im Kraftstofftank befindet, und zwar unabhängig von der Schräglage des Kraftstofftanks bzw. unabhängig von der Schräglage des Kraftstoffspiegels. Der Schwerpunkt der bei einem vorbestimmten Füllstand mit dem Kraftstoffspiegel zusammenfallenden Fläche kann sehr einfach und aufwandsarm experimentell ermittelt werden, etwa indem eine an die Wandungen des Kraftstofftanks angrenzende Pappscheibe zurechtgeschnitten und deren Schwerpunkt, etwa durch Ausbalancieren auf einer Spitze, ermittelt wird. Alternativ lässt sich der Schwerpunkt der Fläche sehr einfach auch rechnerisch bestimmen.Preferably, however, the at least one switch is located exactly in the center of gravity of the surface, as the change in the switching state of the switch provides the information as to how much fuel is actually in the fuel tank, regardless of the inclination of the fuel tank or regardless of the inclination of the fuel level. The focus of the coincident at a predetermined level with the fuel level surface can be determined experimentally very simple and low effort, such as by trimming a cardboard disc adjacent to the walls of the fuel tank and determining its center of gravity, for instance by balancing on a point. Alternatively, the center of gravity of the surface can be determined very simply also by calculation.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der wenigstens eine Schalter mittels eines eigensteifen Kopplungselements an einem Boden des Kraftstofftanks festgelegt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch bei einer alterungsbedingten Veränderung der Form des Bodens des Kraftstofftanks – oder bei fertigungsbedingt unterschiedlichen Ausbildungen des Bodens – der Abstand des Schalters vom Boden gleich bleibt. Dadurch kann auch über die Lebensdauer des Kraftstofftanks hinweg eine gleichbleibend verlässliche Angabe des Füllstands erreicht werden.It is furthermore advantageous if the at least one switch is fixed to a bottom of the fuel tank by means of an inherently rigid coupling element. This can ensure that even with an age-related change in the shape of the bottom of the fuel tank - or production-related different configurations of the soil - the distance of the switch from the ground remains the same. As a result, it is also possible to achieve a consistently reliable indication of the fill level over the service life of the fuel tank.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn sich der Schaltzustand des wenigstens einen Schalters ändert, wenn eine auf eine horizontal ausgerichtete Einbaulage des unbewegten Kraftstofftanks im Kraftwagen bezogene Füllmenge im Kraftstofftank erreicht oder unterschritten wird, welche mit einer als Reserve vorzuhaltenden Füllmenge des Kraftstofftanks korrespondiert. Dann ist sichergestellt, dass mittels des Schalters das Erreichen der Reserve-Füllmenge verlässlich festgestellt werden kann. Insbesondere, wenn nämlich im Kraftstofftank lediglich die Reserve-Füllmenge – also eine vergleichsweise geringe Füllmenge – enthalten ist, ist es von großer Bedeutung, dass diese Füllmenge korrekt ermittelt wird. Bei einer deutlich größeren Füllmenge im Tank spielen nämlich durch die Schräglage des Kraftstofftanks oder die Schräglage des Kraftstoffspiegels bedingte Abweichungen des mittels des Sensors ermittelten Füllstands vom tatsächlichen Füllstand keine besonders große Rolle. Erreicht jedoch die Füllmenge im Tank die Reserve von in der Regel lediglich wenigen Litern, so sind Abweichungen des mittels des Sensors ermittelten Füllstands vom tatsächlichen Füllstand von großer Wichtigkeit. Diese Abweichungen können anhand des Schaltzustands des wenigstens einen Schalters festgestellt werden. So lässt sich sicherstellen, dass ein Nutzer des Kraftwagens rechtzeitig darüber informiert wird, wenn sich im Kraftstofftank die der Reserve entsprechende Füllmenge befindet und so in Bälde ein Nachtankvorgang erforderlich ist.As further advantageous, it has been shown when the switching state of the at least one switch changes when a reference to a horizontally oriented mounting position of the stationary fuel tanks in the motor vehicle filling level is reached or exceeded in the fuel tank, which corresponds to a reserve vorhalthaltenden the fuel tank. Then it is ensured that by means of the switch, the achievement of the reserve capacity can be reliably detected. In particular, if only the reserve filling quantity - ie a comparatively small filling quantity - is contained in the fuel tank, it is of great importance that this filling quantity is determined correctly. For a significantly larger capacity in the tank namely by the inclination of the fuel tank or the tilt of the fuel level conditional deviations of the determined by means of the sensor level of the actual level play no particularly large role. However, if the filling level in the tank reaches the reserve of usually only a few liters, deviations of the level determined by the sensor from the actual level are of great importance. These deviations can be determined based on the switching state of the at least one switch. This makes it possible to ensure that a user of the motor vehicle is informed in good time if the fuel tank has the correct filling capacity and thus a refueling process is required in the near future.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kraftstofftankanordnung eine Auswerteeinrichtung umfasst, welcher ein mit dem Schaltzustand des wenigstens einen Schalters korrespondierendes Signal übermittelbar ist, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt ist, einen von dem wenigstens einen Sensor ermittelten Füllstand in Abhängigkeit von dem Signal zu ändern. Je nach Schräglage des Kraftstofftanks oder des Kraftstoffspiegels kann nämlich der Sensor einen vermeintlichen Füllstand erfassen, welcher höher oder niedriger ist als der tatsächliche Füllstand im Kraftstofftank. Diese Abweichung vom tatsächlichen Füllstand kann durch Heranziehen des Signals von der Auswerteeinrichtung überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. So kann sichergestellt werden, dass es trotz einer Schräglage des Kraftstofftanks oder des Kraftstoffspiegels zu einer korrekten Anzeige des Füllstands im Kraftstofftank kommt. Des Weiteren kann anhand des Signals eine Kalibrierung des Sensors vorgenommen werden.Finally, it has proven to be advantageous if the fuel tank arrangement comprises an evaluation device, which is a signal corresponding to the switching state of the at least one switch can be transmitted, wherein the evaluation device is adapted to a determined by the at least one sensor level depending on the signal to change. Depending on the inclination of the fuel tank or the fuel level, namely, the sensor can detect a supposed level, which is higher or lower than the actual level in the fuel tank. This deviation from the actual level can be checked by taking the signal from the evaluation and corrected if necessary. This ensures that despite a tilt of the fuel tank or the fuel level to a correct indication of the level in the fuel tank. Furthermore, the signal can be used to calibrate the sensor.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofftankanordnung für einen Kraftstofftank wird mittels wenigstens eines Sensors ein Füllstand des Kraftstofftanks ermittelt. Beim Ermitteln des Füllstands wird hierbei ein Signal wenigstens eines Schalters berücksichtigt, dessen Schaltzustand sich in Abhängigkeit vom Füllstand des Kraftstofftanks verändert, wobei der wenigstens eine Schalter in eine Querrichtung des Kraftstofftanks von dem wenigstens einen Sensor beabstandet ist. Durch den füllstandsabhängigen Schalter lässt sich eine besonders hohe Verlässlichkeit bei der Angabe des Füllstands erreichen, selbst wenn eine Schräglage des Kraftstofftanks oder des Kraftstoffspiegels im Kraftstofftank vorliegt.In the method according to the invention for operating a fuel tank arrangement for a fuel tank, a fill level of the fuel tank is determined by means of at least one sensor. When determining the fill level, a signal of at least one switch is taken into account, the switching state of which changes depending on the fill level of the fuel tank, wherein the at least one switch is spaced from the at least one sensor in a transverse direction of the fuel tank. Due to the level-dependent switch, a particularly high level of reliability in the indication of the level can be achieved, even if there is a tilt of the fuel tank or the fuel level in the fuel tank.
Insbesondere kann ein von dem wenigstens einen Sensor erfasster und den Füllstand angebender Messwert kalibriert werden, wenn der wenigstens eine Schalter einer Auswerteeinrichtung das die Änderung seines Schaltzustands angebende Signal übermittelt. Auf diese Weise kann im Fahrbetrieb eine besonders hohe Genauigkeit der von dem wenigstens einen Sensor erfassten Messwerte sichergestellt werden.In particular, a measured value detected by the at least one sensor and indicating the fill level can be calibrated if the at least one switch of an evaluation device transmits the signal indicating the change in its switching state. In this way, during driving operation, a particularly high accuracy of the measured values detected by the at least one sensor can be ensured.
Die für die erfindungsgemäße Kraftstofftankanordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the fuel tank arrangement according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:
Eine Kraftstofftankanordnung
In
Bei einer durch die Fahrdynamik des Kraftwagens bewirkten Veränderung der Ausrichtung des Flüssigkeitsspiegels
Um in einem solchen Fall die Anzeige eines gegenüber dem tatsächlichen Füllstand zu hohen Füllstands (vgl.
Der Schalter
Somit erfasst auch der in dem Schwerpunkt S der durch den Flüssigkeitsspiegel
Der Schalter
Der Schalter
Der im Schwerpunkt S der mit dem Flüssigkeitsspiegel
In
Auf diese Weise kann auch immer dann, wenn der Flüssigkeitsspiegel
In alternativen Ausführungsformen können mehrere Schalter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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