DE102015009079A1 - Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides - Google Patents

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides in einem Behälter, insbesondere dem Öltank eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung als ein Verschlussmittel des Behälters ausgebildet ist und mindestens ein Sensorelement aufweist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens eine Energiequelle und mindestens eine Sendeeinrichtung zur kabellosen Übertragung von Messdaten aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides in einem Behälter, insbesondere dem Öltank eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung als ein Verschlussmittel des Behälters ausgebildet ist und mindestens ein Sensorelement und mindestens eine Steuereinheit aufweist.
  • Eine Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Fluides ist beispielsweise aus der DE 10 2005 056 895 A1 bekannt. Hier wird der Füllstand mittels einer Laufzeitwassermethode mit Ultraschallsignalen bestimmt. Dabei soll ein verbessertes Abklingverhalten und eine Reduktion von Störresonanzen erreicht werden, in dem Befestigungselemente und entsprechende Gegenelemente als eine einteilige Befestigungseinheit ausgestaltet sind.
  • Des Weiteren ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aus der DE 40 11 112 C2 bekannt. Hier ist eine Messeinrichtung zur Feststellung des Ölstandes in einer, eine Ölablassschraube aufweisenden, Ölwanne eines Verbrennungsmotors beschrieben. Der Ölstand wird über den statischen Druck ermittelt, wobei die elektrische Druckmesszeile am Boden der Ölwanne angeordnet ist. Insbesondere ist die Messeinrichtung in die Ölablassschraube integriert. Zur Darstellung der Messergebnisse ist die Messeinrichtung mit einer elektrischen Anzeigeeinrichtung verbunden.
  • Die Montage der Messeinrichtung ist durch die kabelgebundene Energieversorgung und Datenübertragung erschwert. Ein einfacher und schneller Ein- und Ausbau der Messeinrichtung ist nicht gegeben. Zudem wird durch die Verkabelung zusätzlicher Bauraum benötigt und die Verkabelung des Sensors kann aufgrund von Platzproblemen mitunter kompliziert und somit zeit- und kostenaufwendig sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides zu schaffen, bei der auf sämtliche Verkabelung der Vorrichtung verzichtet werden kann und bei der ein besonders einfacher Ein- und Ausbau ermöglicht ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
  • Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Bei einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides in einem Behälter, insbesondere dem Öltank eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung als ein Verschlussmittel des Behälters ausgebildet ist und mindestens ein Sensorelement und mindestens eine Steuereinheit aufweist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens eine Energiequelle und mindestens eine Sendeeinrichtung zur kabellosen Übertragung von Messdaten aufweist, dass es sich bei mindestens einer Energiequelle um einen Thermogenerator, insbesondere um ein Thermoelement handelt, dass die Vorrichtung mindestens eine Energiespeichereinrichtung aufweist, dass der Thermogenerator zur Messung eines Temperaturgradienten ausgebildet ist, dass der Thermogenerator eine signalleitende Verbindung zu der Steuereinrichtung aufweist und dass die Steuereinrichtung zum Versetzen der Vorrichtung in einen energiesparenden und einen messbereiten Zustand ausgebildet ist.
  • Das Verschlussmittel, als das die Vorrichtung ausgebildet ist, kann beispielsweise in dem Boden eines Öltanks eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Dadurch, dass die Vorrichtung eine eigene Energiequelle aufweist, ist diese unabhängig von einer kabelgebundenen Stromversorgung. Aufwendige Verkabelungen können hier also entfallen. Hierdurch sind erhebliche Zeitersparnisse und somit auch Kostenersparnisse bei der Montage der Sensorvorrichtung gegeben, da das Verschlussmittel lediglich an der entsprechenden Stelle des Öltanks montiert werden muss. Des Weiteren ist durch den Verzicht auf eine kabelgebundene Energieversorgung, beispielsweise bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeug das Gesamtgewicht des Fahrzeugs reduziert, wodurch zu einem energieeffizienteren Betrieb des Kraftfahrzeuges beigetragen werden kann. Damit eine vollständige kabellose Funktion der Vorrichtung gewährleistet ist, müssen auch die vom Sensor aufgenommenen Messdaten kabellos übertragen werden. Hierzu weist die Vorrichtung eine Sendeeinrichtung auf. Durch die Sendeeinrichtung können die Messdaten, also beispielsweise die Füllstandsdaten, an einen zentralen Datenknotenpunkt kabellos übertragen werden. Hierbei können verschiedene Datenübertragungsstandards, wie beispielsweise Bluetooth oder andere Funkstandards zur Verwendung kommen. Zum Empfang der Daten und deren Auswertung können Datenknoten zur Verwendung kommen, die bereits im Fahrzeug vorhanden sind, beispielsweise zur Auswertung von Reifendruckmessdaten oder funkgesteuerten Zugangsschlüsseln. Bei der Energiequelle kann es sich um einen Thermogenerator, insbesondere um ein Thermoelement handeln. Ein Thermogenerator ist so aufgebaut, dass der Temperaturunterschied zwischen einem Fluid, beispielsweise einem Motoröl in einer Ölwanne, und der Umgebungstemperatur durch den Seebeck-Effekt ausgenutzt wird, um eine elektrische Spannung zu erzeugen. Ein Thermoelement kann beispielsweise aus zwei unterschiedlichen, miteinander verbundenen elektrisch leitfähigen Materialien bestehen. Durch unterschiedliche Temperaturen an den Kontaktstellen der beiden leitfähigen Materialien wird eine elektrische Spannung aufgebaut. Die durch den Seebeck-Effekt aufgebaute Spannung kann dazu genutzt werden, die Vorrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen. Eine externe Energieversorgung, beispielsweise über eine Verkabelung ist somit nicht notwendig. Ebenfalls möglich ist die Verwendung einer Batterie, vorzugsweise einer Langzeitbatterie, die entsprechend in gewissen Intervallen gewechselt werden muss. Eine Batterie kann beispielsweise in einer Halterung in dem Verschlussmittel angeordnet sein. In einer Energiespeichereinrichtung kann die von einem Thermogenerator erzeugte Energie gespeichert werden. Als Energiespeichereinrichtung kann hier beispielsweise ein Kondensator oder ein Akkumulator dienen. Durch die Energiespeichereinrichtung kann die gespeicherte Energie bereitgestellt werden, wenn sie zur Messung benötigt wird. Durch das Thermoelement des Thermogenerators kann ein Temperaturgradient des zu messenden Fluides, insbesondere eines Motoröls, bestimmt werden. Während des Betriebes des Fahrzeuges ist das Motoröl in Bewegung und erwärmt sich. In Bewegung ist eine präzise Messung des Ölstandes aufgrund der Bewegung und der sich verändernden Oberfläche des Motoröls nicht möglich. Bei abgestelltem Motor kühlt das Motoröl ab. Durch Themperaturbestimmung, also der Bestimmung des zeitlichen Temperaturgradienten des Motoröls durch das Thermoelement, kann der Betriebszustand des Motors, insbesondere dass der Motor abgestellt ist, erfasst werden. Die Information über einen entsprechenden Temperaturgradienten kann über den Thermogenerator durch die Steuereinrichtung erfasst werden, so dass die Vorrichtung von einem energiesparenden in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden kann. Da der Motor ausgeschaltet ist, und sich das Öl somit in Ruhe befindet, ist eine präzise Messung des Ölstandes ermöglicht. Nach erfolgter Messung können die Messdaten beispielsweise über eine kabellose Verbindung weitergeleitet werden und anschließend kann die Vorrichtung wieder in einen energiesparenden Modus versetzt werden. Während des energiesparenden Zustandes der Vorrichtung kann der Thermogenerator weiterhin Energie erzeugen, die in einer Energiespeichereinrichtung gespeichert werden kann. In der Energiespeichereinrichtung wird die Energie, die zur Durchführung der Messung im messbereiten Zustand benötigt wird, bereitgehalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Empfangseinrichtung zur kabellosen Datenübertragung auf. Neben der Sendeeinrichtung kann die Vorrichtung eine Empfangseinrichtung zur kabellosen Datenübertragung aufweisen, um beispielsweise Steuerungsdaten von einer zentralen Steuereinheit zu empfangen. Somit können beispielsweise Messungen der Vorrichtung durch die Steuereinheit in einem Kraftfahrzeug gestartet werden und über die Sendeeinrichtung der Vorrichtung entsprechend abgerufen werden, wenn diese Messdaten benötigt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verschlussmittel als eine Ölablassschraube ausgebildet. Durch die Ausbildung der Vorrichtung als eine Ölablassschraube eines Öltanks, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, ist ein besonders einfacher Ein- und Ausbau der Vorrichtung ermöglicht. Auch eine einfache Nachrüstbarkeit der Vorrichtung ist gegeben, da beispielsweise bei einem Ölwechsel die ursprünglich verbaute Ölablassschraube einfach gegen eine erfindungsgemäße Ölablassschraube getauscht werden kann. Des Weiteren ist durch die Anordnung der Ölablassschraube im unteren Bereich des Öltanks eine präzise Messung, des Füllstandes des Öls beispielsweise durch ein Ultraschallwandler gegeben. Wie eine gewöhnliche Ölablassschraube kann die erfindungsgemäße Ölablassschraube ein Einschraubgewinde aufweisen, so dass keine weiteren Montageelemente benötigt werden. Des Weiteren sind durch die kabellose Datenübertragung und die eigene Energiequelle der Vorrichtung keine weiteren Öffnungen im Öltank, beispielsweise zur Durchführung von Kabeln, benötigt. Die Vorrichtung ist vollständig auf dem Verschlussmittel, insbesondere der Ölablassschraube aufgenommen. Somit ist die Vorrichtung leitungsfrei und frei von anderen körperlichen Verbindungen zu Bereichen außerhalb des Verschlussmittels.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Sensorelement um einen Ultraschallwandler. Der Ultraschallwandler kann hierbei ein piezoelektrischer Ultraschallgenerator sein, über den die Ultraschall basierte Füllstandsmessung ermöglicht ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen in den Behälter hineinragenden röhrenartigen Fortsatz auf, dessen Umfang das Sensorelement umgibt. Beispielsweise kann die Vorrichtung als Ölablassschraube ausgebildet sein und von unten in einen Öltank, beispielsweise den Öltank eines Kraftfahrzeuges, eingebracht sein. Die Sensoreinheit, beispielsweise ein piezoelektrischer Ultraschallgenerator, ist dabei vorzugsweise bündig in gleicher Höhe zum inneren Boden des Öltanks angeordnet. Um eine möglichst präzise Bestimmung des Füllstandes in dem Öltank zu gewährleisten, sollte sich das Öl möglichst in Ruhe befinden. Um dies zu unterstützen, kann die Vorrichtung einen röhrenartigen Fortsatz aufweisen, der in den Öltank hineinragt. Der röhrenartige Fortsatz kann dabei so angeordnet sein, dass er bündig zu den Außenkanten der Ölablassschraube in den Behälter hineinragt. Vorzugsweise ist dabei das Sensorelement mittig in dem vorzugsweise kreisrunden Querschnitt des röhrenartigen Fortsatzes angeordnet. Der röhrenartige Fortsatz kann an seiner dem Behälter zugewandten Stirnseite offen sein und kann in seiner seitlichen Wandung Öffnungen zum Medienaustausch zwischen dem Behältervolumen und dem Inneren des Fortsatzes aufweisen. Durch diese seitlichen Öffnungen und die obere Öffnung kann das Öl in den röhrenartigen Fortsatz gelangen und wird dort durch die Wandungen des Fortsatzes beruhigt. Die seitlichen Öffnungen sind vorzugsweise in verschiedenen Höhen versetzt zueinander angeordnet. Hierbei können jeweils mehrere Öffnungen untereinander angeordnet sein. Vorzugsweise beträgt die Größe der seitlichen Öffnungen 15–25% der Größe der dem Behälter zugewandten oberen Öffnung. Hierdurch kann eine besonders gute Beruhigung des Öls erreicht werden, ohne dass eine Verfälschung der Messergebnisse durch den röhrenartigen Fortsatz stattfindet. Der röhrenartige Fortsatz wirkt also wie ein Beruhigungsrohr. Das Vorhandensein eines solchen Beruhigungsrohres oder eines anderweitigen Beruhigungselementes ist für die Funktion der Vorrichtung nicht zwingend erforderlich, jedoch vorteilhaft.
  • In einer konstruktiven Weiterbildung der Erfindung sind zumindest Abschnitte des röhrenartigen Fortsatzes in Form und Größe des Querschnitts an die Form und die Größe des Querschnitts des Verschlussmittels angepasst. Vorzugsweise ist dabei der röhrenartige Fortsatz an die äußere Wandung des Verschlussmittels angepasst und auf diesem befestigt. Hierdurch ist ein einfaches Einbringen des Fortsatzes in den Behälter durch die Öffnung, beispielsweise die Ölablassöffnungen in einem Öltank, gegeben.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides in einem Behälter mit einer oben beschriebenen Vorrichtung. Dabei ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Vorrichtung aus dem energiesparenden Zustand in einen messbereiten Zustand versetzt wird, wenn die Energiespeichereinrichtung eine zum Betrieb der Vorrichtung ausreichende elektrische Ladung aufweist, dass mindestens eine Zusatzbedingung erfüllt ist und dass der Füllstand des Fluids durch die Vorrichtung im messbereiten Zustand bestimmt wird. Die Vorrichtung ist in einen energiesparenden Zustand versetzbar. Somit kann aufgrund der Energieeinsparung ein längerer Betrieb mit einer Langzeitbatterie oder mit einer anderweitigen durch einen Thermogenerator geladenen Energiespeichereinrichtung gewährleistet werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung in einen energiesparenden Zustand versetzt werden, wenn bei einem Kraftfahrzeug in dessen Öltank die Füllstandshöhe bestimmt werden soll, der Motor gestartet wird. Eine präzise Messung des Ölfüllstandes ist bei einem sich in Bewegung befindlichem Kraftfahrzeug erschwert, da sich das Ölvolumen nicht in Ruhe befindet. Die Versetzung der Vorrichtung in einen messbereiten Zustand ist nur sinnvoll, wenn die Energiespeichereinrichtung eine ausreichende elektrische Ladung aufweist oder ein Thermogenerator eine ausreichend hohe Energie produziert um die Vorrichtung versorgen zu können. Eine Zusatzbedingung, die zum Versetzen der Vorrichtung in den messbereiten Zustand erfüllt sein muss, kann beispielsweise bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeug ein abgeschalteter Motor sein.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Zusatzbedingung ein vorgegebener zeitabhängiger Temperaturgradient des Fluids. Beispielsweise kann durch einen zeitabhängigen Temperaturgradienten, beispielsweise eines Motoröls, ein Abkühlen des Motoröls detektiert werden. Ein Abkühlen des Motoröls ist ein weiterer Hinweis darauf, dass das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist und somit eine präzisere Messung des Füllstandes des Öls ermöglicht ist. Bei Erfassung eines entsprechenden Temperaturgradienten wird die Vorrichtung zur Messung in den messbereiten Zustand versetzt. Wenn die Füllstandshöhen nur bei ausgeschaltetem Motor bestimmt werden, werden Messungen nur in größeren Zeitintervallen durchgeführt, wodurch eine weitere Energieeinsparung gegeben ist. Durch die Messung bei abgeschaltetem Motor kann des Weiteren auf eine Abdeckung der Sensorvorrichtung, beispielsweise durch einen Dämpfungsbecher, verzichtet werden, eine Verwendung beispielsweise eines Beruhigungsrohres ist aber vorteilhaft.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der zeitabhängige Temperaturgradient eines Motoröls bestimmt und wenn der Verlauf der Motoröltemperatur von höheren zu tieferen Temperaturen verläuft, wird auf einen Stillstand des Motors geschlossen und die Vorrichtung wird von einem energiesparenden in einen messbereiten Zustand versetzt. Das Abkühlen des Motoröls ist ein guter Indikator dafür, dass der Motor des Fahrzeuges abgestellt ist, und das Fahrzeug somit zum Stillstand gekommen ist. Die Messung der Öltemperatur kann mit dem in der Vorrichtung vorgesehenen Thermoelement ermöglicht sein, so dass keine zusätzlichen Sensorelemente erforderlich sind. Der Stillstand des Fahrzeuges kann somit unabhängig von anderen Sensorsystemen durch die Vorrichtung erfasst werden. Durch die Erfassung des Stillstandes des Fahrzeuges kann der Zeitpunkt für eine präzise Messung des Ölstandes erfasst werden.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Betriebszustand des Motors bestimmt und ein abgeschalteter Motor ist eine weitere Zusatzbedingung für das Versetzen der Vorrichtung von einem energiesparenden in einem messbereiten Zustand. Durch weitere, externe Sensorik kann der Betriebszustand des Motors erfasst werden. Durch externe Sensorik, oder beispielsweise andere Einrichtungen, die den Betriebszustand des Motors erfassen können, kann eine Information an die Vorrichtung gesendet werden, dass sich der Motor im Stillstand befindet. Durch diese Information kann abgesichert werden, dass eine präzise Messung, beispielsweise des Ölstandes, ermöglicht ist. Zudem ist durch der Erfassung des Betriebszustandes des Motors durch externe Sensorik ein Sensorbetrieb auch in Fluiden, die sich während des Fahrzeugbetriebes nicht erwärmen, wie beispielsweise dem Kraftstoff, ermöglicht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird von dem Thermogenerator im energiesparenden Modus der Vorrichtung umgesetzte Energie in mindestens einer Energiespeichereinrichtung gespeichert. Während des Fahrzeugbetriebes befindet sich die Vorrichtung vorzugsweise im energiesparenden Modus, da durch Bewegungen des Fahrzeuges eine präzise Messung erschwert ist. Während des Fahrzeugbetriebes kann sich das zu untersuchende Fluid, beispielsweise das Motoröl, erwärmen, so dass eine Temperaturdifferenz am Thermogenerator der Vorrichtung anliegt. Aufgrund des Seebeck-Effektes kann somit die Wärmeenergie in elektrische Energie umgesetzt werden, die wiederum in einer Energiespeichereinrichtung gespeichert werden kann. Die gespeicherte Energie kann der Vorrichtung im messbereiten Zustand durch die Energiespeichereinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch ist eine besonders effiziente Ausnutzung des Seebeck-Effektes gegeben, so dass ein von externen Energiequellen unabhängiger Betrieb der Vorrichtung sichergestellt ist.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Zusatzbedingung das Empfangen eines Zündsignals des Motors, bei Empfang des Zündsignals wird die Vorrichtung in einen messbereiten Zustand versetzt und der Füllstand des Fluides wird bestimmt. Die Zündung des Fahrzeuges zum Starten des Motors kann mit einem Signalgeber ausgestattet sein, der ein Signal aussendet sobald die Zündung betätigt wird, der Motor also gestartet werden soll. Wenn dieses Signal von der Steuereinrichtung der Vorrichtung empfangen wird, kann die Vorrichtung in einen messbereiten Zustand versetzt werden und eine Messung der Fluidfüllhöhe kann durchgeführt werden. In dem Moment, in dem die Zündung betätigt wird und das Signal ausgesendet wird, befindet sich der Motor und das Motoröl noch nicht in Bewegung, so dass eine präzise Messung der Füllstandshöhe des Motoröls ermöglicht ist. Das Zündsignal kann hierbei beispielsweise durch eine Funkübertragung übermittelt werden.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens werden die Messdaten durch eine Funkübertragung an eine Auswerteeinrichtung gesendet und die Vorrichtung wird nach dem Senden der Messdaten in einen energiesparenden Zustand versetzt. Durch die Übertragung der Messdaten durch eine Funkübertragung an eine Auswerteeinrichtung kann auf sämtliche Kabelverbindungen der Sensorvorrichtung verzichtet werden. Die Messdaten können beispielsweise an ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug gesendet werden, das Teil in einem bestehenden drahtlosen Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeuges ist. Ein solches Kommunikationsnetzwerk kann beispielsweise bereits im Fahrzeug für die Erfassung des Reifendrucks oder auch zur Authentifizierung eines Funkzugangsschlüssels vorhanden sein. Nach der Datenübertragung wird die Sensorvorrichtung in einen energiesparenden Zustand versetzt, um die Energieeffizienz des Systems zu erhöhen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer oben beschriebenen Vorrichtung. Eine Sensorvorrichtung der beschriebenen Art ist im besonderen Maße für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet. In vielen Kraftfahrzeugen sind serienmäßig bereits drahtlose Kommunikationsnetzwerke vorhanden, die für die Übertragung der Daten von der Sensoreinrichtung genutzt werden können. Bis auf die einfache Montage der Sensorvorrichtung in die Ablassöffnung der Ölwanne sind keine weiteren Montageschritte erforderlich.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung:
  • 1: eine geschnittene Ansicht einer in einem Öltank montierten, als Ölablassschraube ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die als Ölablassschraube 1 zur Montage in eine Ölwanne eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, dargestellt. Die Vorrichtung ist in eine Ölablassöffnung des Bodens 2 der Ölwanne montiert. Zur Abdichtung der Ölablassschraube 1 gegen den Boden der Ölwanne 2 weist die Ölablassschraube 1 ein Dichtungselement 3, beispielsweise eine Runddichtung, auf. Die Vorrichtung weist eine Leiterplatte 4 mit einer darauf angeordneten Schaltung 5 auf. Verbunden ist die Leiterplatte 4 mit einem Sensorelement 6, das als piezoelektrischer Ultraschallgenerator ausgebildet ist. Über eine Sende- und Empfängereinrichtung 7 ist eine drahtlose Übertragung der Messdaten an ein Steuergerät im Kraftfahrzeug ermöglicht. Zur Energieversorgung weist die Vorrichtung Thermoelemente 8 auf. Durch die unterschiedlichen Temperaturen, die an der der Ölwanne zugewandten Seite und der der Umgebung zugewandten Seite der Thermoelemente vorliegen, wird eine elektrische Spannung in den Thermoelementen aufgrund des Seebeck-Effekts erzeugt. Die erzeugte Spannung kann in einer Energiespeichereinrichtung der Vorrichtung in Form von elektrischer Energie gespeichert werden und kann der Sensorvorrichtung zum Betrieb zur Verfügung stehen. Die Ölablassschraube weist einen röhrenartigen Fortsatz 9 auf, der in die Ölwanne hineinragt. Die Wandung des röhrenartigen Fortsatzes weist seitliche Öffnungen 10 auf und eine obere Öffnung 11 an der dem Behälter zugewandten Stirnseite auf, durch die das Öl ins Innere des röhrenartigen Fortsatzes gelangen kann. Die seitlichen Öffnungen sind in unterschiedlichen Höhen versetzt zueinander angeordnet und weisen Größen von 15% bis 25% der Größe der oberen Öffnung 11 auf. Der röhrenartige Fortsatz 9 fungiert somit als ein Beruhigungsrohr für das zu messende Öl, um eine präzisere Messung des Füllstandes zu ermöglichen.
  • Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
  • 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 102005056895 A1 [0002]
    • DE 4011112 C2 [0003]

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides in einem Behälter, insbesondere dem Öltank eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung als ein Verschlussmittel des Behälters ausgebildet ist und mindestens ein Sensorelement (6) und mindestens eine Steuereinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Energiequelle und mindestens eine Sendeeinrichtung (7) zur kabellosen Übertragung von Messdaten aufweist, dass es sich bei mindestens einer Energiequelle um einen Thermogenerator, insbesondere um ein Thermoelement (8) handelt, dass die Vorrichtung mindestens eine Energiespeichereinrichtung aufweist, dass der Thermogenerator zur Messung eines zeitlichen Temperaturgradienten ausgebildet ist, dass der Thermogenerator eine signalleitende Verbindung zur der Steuereinrichtung aufweist und dass die Steuereinrichtung zum Versetzen der Vorrichtung in einen energiesparenden und in einen messbereiten Zustand ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Empfangseinrichtung (7) zur kabellosen Datenübertragung aufweist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel als eine Ölablassschraube (1) ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensorelement (6) um einen Ultraschallwandler handelt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen in den Behälter hineinragenden röhrenartigen Fortsatz (9) aufweist, dessen Umfang das Sensorelement umgibt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Abschnitte des röhrenartigen Fortsatzes (9) in Form und Größe des Querschnitts an die Form und die Größe des Querschnitts des Verschlussmittels (1) angepasst sind.
  7. Verfahren zur Bestimmung eines Füllstandes eines Fluides in einem Behälter mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus einem energiesparenden Zustand in einen messbereiten Zustand versetzt wird, wenn die Energiespeichereinrichtung eine zum Betrieb der Vorrichtung ausreichende elektrische Ladung aufweist und mindestens eine Zusatzbedingung erfüllt ist und dass der Füllstand des Fluides durch die Vorrichtung im messbereiten Zustand bestimmt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbedingung ein vorgegebener zeitabhängiger Temperaturgradient des Fluides ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitabhängige Temperaturgradient eines Motoröls bestimmt wird und dass, wenn der Temperaturgradient des Motoröls von höheren zu tieferen Temperaturen verläuft, auf einen Stillstand des Motors geschlossen wird und dass die Vorrichtung von einem energiesparenden in einen messbereiten Zustand versetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand des Motors bestimmt wird und dass ein abgeschalteter Motor eine weitere Zusatzbedingung für das Versetzen der Vorrichtung aus dem energiesparenden in den messbereiten Zustand ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbedingung das Empfangen eines Zündungssignals des Motors ist, dass bei Empfang des Zündungssignals die Vorrichtung in einen messbereiten Zustand versetzt wird und dass der Füllstand des Fluids bestimmt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass von den Thermogenerator im Ruhemodus umgesetzte Energie in mindestens einer Energiespeichereinrichtung gespeichert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten durch eine Funkübertragung an eine Auswerteeinrichtung gesendet werden und dass die Vorrichtung nach dem Senden der Messdaten in einen energiesparenden Zustand versetzt wird.
  14. Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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