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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zur Messung des Füllstands eines Ölbehälters in einem Kraftfahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Baugruppen und Methoden bekannt, um den Füllstand eines Ölbehälters zu messen. Der Füllstand des Ölbehälters ist von Interesse, da der Verbrennungsmotor im Betrieb mit genügend Öl versorgt werden muss, um einen reibungslosen Betrieb des Verbrennungsmotors zu garantieren.
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Beispielsweise wird im Stand der Technik der Füllstand des Ölbehälters mittels eines Ultraschallsensors ermittelt. Der Ultraschallsensor weist hierzu eine Sende- und Empfangseinheit auf und sendet ein Ultraschallsignal aus, welches an der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und anschließend vom Ultraschallsensor wieder empfangen wird. Aufgrund der Laufzeit des Ultraschallsignals kann auf den Füllstand des Ölbehälters zurückgeschlossen werden. Dieses System hat den Nachteil, dass der Sensor im Inneren des Ölbehälters angeordnet sein muss, weswegen er dem im Ölbehälter vorhandenen Öl ausgesetzt ist. Zudem müssen die vom Sensor empfangenen Daten nach außen geführt werden, weswegen eine Schnittstelle vorgesehen sein muss.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Füllstand des Ölbehälters mittels eines kapazitiven Messverfahrens zu bestimmen. Das in dem Ölbehälter befindliche Öl dient dabei als Dielektrikum, sodass der Ölbehälter als Kondensator angesehen werden kann. Je nach Menge des Öls im Ölbehälter ändert sich die Kapazität, was entsprechend gemessen werden kann. Als nachteilig hat sich bei diesem System jedoch herausgestellt, dass die dielektrische Leitfähigkeit durch Verunreinigungen beeinflusst wird, weswegen es zu Ungenauigkeiten bei der Messung des Füllstands kommen kann. Ferner ist ein derartiges Messverfahren vergleichsweise teuer.
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Ein weiteres, aus dem Stand der Technik bekanntes Messverfahren benutzt einen thermischen Sensor. Hierbei ist eine Heizspule innerhalb des Ölbehälters vorgesehen, die das Öl im Ölbehälter aufheizt. Ausgehend vom Heiz- und Abkühlverhalten des Öls kann auf den Füllstand im Ölbehälter geschlossen werden. Als nachteilig hat sich bei diesem System jedoch herausgestellt, dass das Öl eine hohe thermische Trägheit aufweist, weswegen eine Messung erst nach einiger Zeit möglich ist. Zudem ist ein derartiges System ebenfalls teuer und aufwendig bereitzustellen, da eine Heizspule im Ölbehälter angeordnet werden muss.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Füllstand eines Ölbehälters mithilfe eines Schwimmschalters zu messen, der auf der Flüssigkeitsoberfläche des Öls schwimmt. Eine derartige Messung ist jedoch sehr ungenau.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Füllstand eines Ölbehälters mit einfachen Mitteln, zuverlässig und kostengünstig messen zu können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Baugruppe zur Messung des Füllstands eines Ölbehälters in einem Kraftfahrzeug gelöst, mit einem Ölbehälter und einem Sensor, der außen an einer Wand des Ölbehälters angeordnet ist, wobei der Sensor ein Körperschallsensor ist, insbesondere ein piezoelektrischer Körperschallsensor.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich in Abhängigkeit vom Füllstand ein unterschiedliches Körperschallsignal ergibt, welches vom Körperschallsensor entsprechend erfasst wird. Es hat sich herausgestellt, dass ein mit Öl gefüllter Ölbehälter ein anderes Geräuschverhalten hat als ein Ölbehälter, der leer ist. Bildlich gesprochen verändert sich das Geräusch, wenn an einen vollen oder einen leeren Ölbehälter geklopft wird. Dieses sich verändernde Klopfgeräusch erfasst der Körperschallsensor. Der Körperschallsensor registriert hierzu unter anderem die Schwingungsanteile, die bei einem Klopfen im Ölbehälter bzw. beim Schwingen des Öls im Ölbehälter auftreten. Insbesondere misst der Körperschallsensor die Amplitude der Beschleunigung an einer geeigneten Position, sodass hierüber die Daten ermittelt werden können, die zur Bestimmung des Füllstands benötigt werden. Mit dem Körperschallsensor wird somit ein akustisches Messverfahren bereitgestellt, um den Füllstand zu bestimmen. Ferner ist hierdurch ein robustes Sensorsystem geschaffen, da der Sensor außerhalb des Ölbehälters angeordnet ist, wodurch Effekte wie Ölverschäumung, Dynamik im Ölbehälter oder Verunreinigungen keinen Einfluss auf das Messverfahren haben. Des Weiteren kann das Sensorsystem in einfacher Weise bereitgestellt werden, da keine Dichtung oder kein Durchbruch an der Sensor-Ölbehälter-Schnittstelle erforderlich ist. Darüber hinaus ist das Sensorsystem robust, da es weitestgehend unabhängig von fahrdynamischen Einflüssen wie Quer-, Längsbeschleunigung oder Neigung ist.
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Gemäß einem Aspekt ist eine Anregungsquelle vorgesehen, die den Ölbehälter mit darin vorgesehenem Öl in Schwingung versetzen kann. Der Ölbehälter und das darin befindliche Öl bilden somit ein gemeinsames Schwingungssystem aus. Über die Anregungsquelle ist sichergestellt, dass das den Ölbehälter und das Öl umfassende Schwingungssystem angeregt werden kann, insbesondere in Schwingungen versetzt werden kann, und anschließend die Schwingungen gemessen werden können, wenn dies nötig ist. Sofern die Anregungsquelle separat vom Körperschallsensor ausgebildet ist, kann der als Körperschallsensor ausgebildete Sensor nur zum Empfangen des Körperschallsignals vorgesehen und entsprechend einfacher aufgebaut sein. Bei der Anregungsquelle kann es sich insbesondere um einen Verbrennungsmotor handeln, dessen im Betrieb des Kraftfahrzeugs ablaufende Verbrennungsprozesse das Öl und den Ölbehälter zu Schwingungen anregen. Je nach Ausbildung des Ölbehälters und Drehzahl des Verbrennungsmotors kann es zu signifikant unterschiedlichen Schwingungen des Schwingungssystems kommen, die abhängig vom Füllstand sind. Diese unterschiedlichen Schwingungen führen zu unterschiedlichen Signalen, die vom Körperschallsensor erfasst werden.
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Insbesondere ist der Sensor in einem Bereich des Ölbehälters mit hoher Empfindlichkeit für eine Füllstandsänderung angeordnet. Der Ölbehälter und das darin befindliche Öl bilden, wie bereits erwähnt, ein gekoppeltes Schwingungssystem aus. Dies bedeutet, dass eine Anregung, die eine maximale Auslenkung des Ölbehälters zur Folge hat, nicht zwangsläufig eine besonders gute Füllstandsmessung garantiert. Es kommt zusätzlich darauf an, wie sich das Öl, aufgrund des gekoppelten Schwingungssystems, bei der entsprechenden Anregung verhält. Der Bereich mit hoher Empfindlichkeit stellt demnach einen Bereich am Ölbehälter dar, der besonders empfindlich auf Füllstandsänderungen reagiert, sodass diese dort besonders gut erfasst werden können. Dies stellt sicher, dass das vom Sensor erfasste Signal besonders stark ist, wodurch bereits geringe Änderungen des Körperschallsignals erfasst werden können und so der Füllstand möglichst genau bestimmt werden kann. Der Bereich mit hoher Empfindlichkeit kann insbesondere mittels einer Simulation ermittelt werden, wobei in der Simulation das Schwingverhalten des Ölbehälters analysiert wird. Hierdurch ist eine optimale Positionierung des Sensors garantiert. Die Position des Sensors wird gewählt, sodass die Empfindlichkeit des Sensors in Kombination mit dem Eigenschwingverhalten des Ölbehälters in einer größtmöglichen Signaländerung pro Füllstandsänderung resultiert. Alternativ kann der Bereich mit der hohen, füllstandsabhängigen Empfindlichkeit versuchsweise ermittelt werden.
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Ferner kann eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen sein, die mit dem Sensor gekoppelt ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit erhält die vom Sensor erfassten Daten und verarbeitet diese. In der Steuer- und Auswerteeinheit kann das vom Sensor erfasste Signal mittels elektronischer Filter und Prozessoren aufbereitet werden.
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In der Steuer- und Auswerteeinheit kann aufgrund der Daten auf den Füllstand des Ölbehälters geschlossen werden. Hierzu ist zunächst zumindest ein Betriebsbereich des Verbrennungsmotors festgelegt worden, wobei der Betriebsbereich insbesondere durch einen Drehzahlbereich, beispielsweise 1000 bis 2000 Umdrehungen, einen Öldruckbereich, einen Temperaturbereich sowie einen Leistungsbereich, beispielsweise 10 kW bis 20 kW, definiert werden kann. In dem definierten Betriebsbereich wird mittels des Körperschallsensors ein Körperschall zeitaufgelöst gemessen. Zur Bestimmung des Füllstands kann in der Steuer- und Auswerteeinheit eine Fourieranalyse des Signals durchgeführt werden. Dadurch wird einer bestimmten Frequenz eine entsprechende Amplitude zugeordnet. Aufgrund der zeitaufgelösten Messung können die Messdaten in Phasenbeziehung gesetzt werden, um die Phase zu ermitteln. Diese drei Informationen, also die Frequenz, die Amplitude und die Phase, können jeweils und/oder ergänzend zur Bestimmung des Füllstands in einem bestimmten Betriebsbereich genutzt werden. Der Füllstand kann über einen Vergleich mit in der Steuer- und Auswerteeinheit hinterlegten Werten ermittelt werden. Ferner können weitere Füllstände durch Vergleichsmessungen erfasst werden.
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Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinheit mit einem Klopfsensor gekoppelt sein, der an einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Der Klopfsensor dient zur Überwachung des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors, um auf die Genauigkeit des Verbrennungsprozesses schließen zu können. Hierdurch können der Steuer- und Auswerteeinheit weitere Informationen zur Verfügung gestellt werden.
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Ferner verarbeitet die Steuer- und Auswerteeinheit die vom Sensor und/oder die vom Klopfsensor erhaltenen Daten und ermittelt den Füllstand des Ölbehälters, wobei insbesondere die vom Klopfsensor erhaltenen Daten als Referenzsignal dienen. Da der Verbrennungsmotor als Anregungsquelle für das aus dem Öl und dem Ölbehälter bestehende Schwingungssystem dienen kann, kann das vom Klopfsensor erfasste Signal als Referenzsignal für die vom Sensor erfassten Daten dienen. Ein stark verändertes, vom Sensor erfasstes Signal wird beispielsweise mit dem Referenzsignal des Klopfsensors abgeglichen, um zu ermitteln, ob die Signaländerung durch eine Änderung des Füllstands oder eine Änderung der Anregung hervorgerufen worden ist.
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Insbesondere weist der Ölbehälter einen Abschnitt auf, der ein charakteristisches Schwingungsverhalten hat, das sich von dem Schwingungsverhalten eines benachbarten Abschnitts des Ölbehälters unterscheidet. Das Schwingungsverhalten des Ölbehälters kann beispielsweise aktiv modifiziert werden, sodass der Ölbehälter zumindest in diesem Abschnitt besonders empfindlich auf eine füllstandsabhängige Änderung des Körperschalls reagiert. Der Ölbehälter stellt generell ein Feder-Masse-System für die Schwingungen dar, wobei das Feder-Masse-System in dem Abschnitt entsprechend eingestellt wird.
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Der Abschnitt kann eine geringere oder größere Steifigkeit als ein benachbarter Abschnitt des Ölbehälters aufweisen. Hierdurch wird das charakteristische Schwingungsverhalten eingestellt. Beispielsweise kann dies durch ein gezieltes Verringern bzw. ein gezieltes Verstärken des Ölbehälters, insbesondere dessen Wand erreicht werden, sodass in dem Abschnitt das Feder-Masse-System gezielt modifiziert wird. Das Schwingungsverhalten kann somit aktiv eingestellt werden. Alternativ kann die Steifigkeit durch den Werkstoff verändert werden, insbesondere durch die Dichte oder durch den Elastizitätsmodul des verwendeten Werkstoffs. Im Abschnitt kann somit ein anderer Werkstoff vorhanden sein als beim Rest des Ölbehälters.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Abschnitt einen ersten Teilbereich mit einer gleichen oder verringerten Steifigkeit als ein benachbarter Abschnitt des Ölbehälters und einen zweiten Teilbereich aufweist, mit einer größeren bzw. gleichen Steifigkeit als ein benachbarter Abschnitt des Ölbehälters. Hierdurch kann ein Teilbereich des Abschnitts ein besonders schwingungsempfindliches Teilsystem des Feder-Masse-Systems darstellen.
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Als Steifigkeit ist der Widerstand gegenüber Schwingungsanregungen zu verstehen, die nicht nur vom Werkstoff abhängt, insbesondere dessen elastischen Eigenschaften, sondern auch von der Form bzw. der Geometrie und der Masse des jeweiligen Abschnitts und/oder Teilbereichs. Dagegen ist der Elastizitätsmodul eine reine Werkstoffeigenschaft.
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Insbesondere ist der Sensor an dem Abschnitt angeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Sensor in einem Bereich des Ölbehälters angeordnet ist, der eine besonders charakteristische, füllstandsabhängige Empfindlichkeit bei einer Schwingungsanregung aufweist, sodass der Sensor möglichst genau das Schwingungsverhalten und den Körperschall im Ölbehälter in Abhängigkeit des Füllstands erfassen kann. Der Füllstand kann so sehr genau ermittelt werden.
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Ferner kann der Ölbehälter eine Ölwanne sein, an deren Unterseite der Sensor angeordnet ist.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Übersicht der Baugruppe,
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2 eine perspektivische Ansicht des Ölbehälters,
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3 eine Detailansicht der 2,
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4a eine schematische Schnittdarstellung durch den Ölbehälter in dem Abschnitt gemäß einer ersten Variante
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4b eine schematische Schnittdarstellung durch den Ölbehälter in dem Abschnitt gemäß einer zweiten Variante, und
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5 ein Körperschalldiagramm in einem bestimmten Betriebsbereich.
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In 1 ist die Baugruppe 10 zur Messung des Füllstands schematisch gezeigt, die einen Ölbehälter 12 aufweist, in dem Öl aufgenommen ist. Der Ölbehälter 12 und das Öl bilden ein gekoppeltes Schwingungssystem.
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Hierzu weist der Ölbehälter 12 ein Gehäuse 14 auf, das eine Innenwand 16, die mit dem Öl in Kontakt ist, sowie eine Außenwand 18 hat. Die Außenwand 18 ist entgegengesetzt zur Innenwand 16 vorgesehen und stellt die äußere Begrenzung des Ölbehälters 14 dar.
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An der Außenwand 18 des Ölbehälters 12 ist ein Sensor 20 angeordnet, der als Körperschallsensor ausgebildet ist. Demnach ist der Sensor 20 außen am Ölbehälter 12 angeordnet.
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Der Sensor 20 ist ferner mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 22, insbesondere elektrisch, gekoppelt, die die vom Sensor 20 erfassten Daten auswertet und verarbeitet.
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Ferner ist ein Verbrennungsmotor 24 des Kraftfahrzeugs gezeigt, mit dem das Kraftfahrzeug angetrieben wird. In dem Verbrennungsmotor 24 laufen die typischerweise auftretenden Verbrennungsprozesse ab, wobei in einem Zylinder des Verbrennungsmotor 24 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt und die dabei erzeugte Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Je nach Ablauf der Verbrennungsprozesse können dabei mehr oder weniger starke Klopfgeräusche im Verbrennungsmotor 24 auftreten, die Rückschlüsse auf den Ablauf der Verbrennungsprozesse zulassen.
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Um diese Klopfgeräusche zu erfassen, ist ein Klopfsensor 26 am Verbrennungsmotor 24 angeordnet, welcher ebenfalls mit der Steuer- und Auswerteeinheit 22 gekoppelt ist, insbesondere elektrisch. Hierdurch können die am Verbrennungsmotor 24 erfassten Klopfsignale an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelt werden.
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Mithilfe des als Körperschallsensor ausgebildeten Sensors 20 kann der Füllstand des Ölbehälters 12 von der Steuer- und Auswerteeinheit 22 ermittelt werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Der Verbrennungsmotor 24 dient nicht nur zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, sondern gleichzeitig als eine Anregungsquelle 28 für den Ölbehälter 12 und das darin befindliche Öl aufweisende Schwingungssystem, sodass dieses zu Schwingungen angeregt wird. Hierzu dienen die im Verbrennungsmotor 24 üblicherweise ablaufenden Verbrennungsprozesse im Betrieb des Verbrennungsmotors 24, wie bereits oben beschrieben.
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Das in Schwingung versetzte Schwingungssystem erzeugt aufgrund der Schwingungsanregung ein bestimmtes Körperschallsignal, welches vom Sensor 20 erfasst wird, der außen am Ölbehälter 12 angeordnet ist. In der 1 gezeigten Darstellung ist der Sensor 20 an einer Unterseite 30 des Ölbehälters 12 angeordnet.
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Insbesondere ist der Sensor 20 in einem Bereich 32 des Ölbehälters 12 angeordnet, der eine hohe füllstandsabhängige Empfindlichkeit bei einer Schwingungsanregung aufweist, sodass der Sensor 20 eine große Veränderung erfährt, wenn das Öl und der Ölbehälter 12 zu Schwingungen angeregt werden. Die Positionierung des Sensors 20 kann insbesondere mittels einer Simulation des Schwingungsverhaltens des Ölbehälters 12 ermittelt werden, sodass der Bereich 32 bestimmt wird, in dem der Sensor 20 positioniert werden soll, sodass dieser möglichst genau eine Änderung des Körperschallsignals erfassen kann.
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Die vom Sensor 20 erfassten Körperschallsignale werden an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelt und dort analysiert, um den Füllstand des Ölbehälters 12 zu ermitteln. Zunächst wird zumindest ein Betriebsbereich des Verbrennungsmotors 24 definiert. Dies kann insbesondere herstellerseitig vorgenommen worden sein. Der Betriebsbereich kann beispielsweise einen bestimmten Drehzahlbereich, Leistungsbereich, Öldruckbereich, und/oder Temperaturbereich des Verbrennungsmotors 24 umfassen. Der Betriebsbereich des Verbrennungsmotors 24 wird insbesondere lediglich durch Merkmale des Verbrennungsmotors 24 selbst definiert. In Abhängigkeit des Betriebsbereichs kann über das Spektrum des Körperschalls am Sensor 20 auf den Füllstand des Ölbehälters 12 geschlossen werden, da in einem bestimmten Betriebsbereich ein dem Füllstand entsprechendes Spektrum des Körperschalls am Sensor 20 zu erwarten ist.
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Für den zumindest einen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors 24 kann dann eine Fourieranalyse des Anregungssignals durchgeführt werden, um einer bestimmten Frequenz der Schwingungsanregung eine entsprechende Amplitude zuzuordnen.
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Die Messung erfolgt insbesondere zeitaufgelöst, wobei die gewonnen Messdaten miteinander in Phasenbeziehung gesetzt werden, um die Phase zu ermitteln.
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Mithilfe dieser Informationen, also der Frequenz, der Amplitude und der Phase, kann beispielsweise auf den Füllstand des Ölbehälters 12 geschlossen werden.
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Hierzu kann auf in der Steuer- und Auswerteeinheit 22 hinterlegte Werte zurückgegriffen werden, sodass ein zu erwartender Füllstand des Ölbehälters 12 aufgrund der erfassten Informationen ermittelt werden kann. Auf weitere Füllstände kann unter anderem durch einen Vergleich geschlossen werden.
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Weitere Informationen können die Frequenzverschiebung oder die Dämpfung der Anregung sein.
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Die von dem am Verbrennungsmotor 24 angeordneten Klopfsensor 26 an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelten Klopfsignale können ferner als Referenzsignal zur Bestimmung des Füllstands des Ölbehälters 12 dienen. Die vom Klopfsensor 26 an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelten Daten können einen Aufschluss über die Schwingungsanregung durch den Verbrennungsmotor 24 liefern. Insbesondere können extreme und ungewöhnliche Anregungen so erkannt werden, die einen Einfluss auf die vom Sensor 20 erfassten Daten hätten.
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Ferner können der Steuer- und Auswerteeinheit 22 weitere charakteristische Daten übermittelt werden wie Öl- und/oder Ölbehältertemperatur, Drehzahl des Verbrennungsmotors 24, Drehmoment oder Zylindermitteldruck der Zylinder des Verbrennungsmotors 24. Aufgrund der der Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelten Daten wird dann der Füllstand des Ölbehälters 12 ermittelt, wobei die entsprechenden Informationen berücksichtigt werden.
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In Abhängigkeit des Füllstands ergibt sich ein unterschiedliches Körperschallsignal, wie aus der 5 hervorgeht, in der ein Körperschallsignal eines gefüllten Ölbehälters 12 (Kurve A) und zum Vergleich ein Körperschallsignal eines nicht vollständig gefüllten Ölbehälters 12 (Kurve B) über die Anregungsfrequenz dargestellt sind. Die Körperschallsignale sind als Beschleunigungswerte aufgetragen. Die Kurven sind durch ein sogenanntes „Peak-hold”-Verfahren ermittelt worden, bei dem die entsprechenden Maximalwerte der Anregungsfrequenzen erfasst werden. Im gezeigten Beispiel wurden die Maximalwerte für den Drehzahlbereich von 1.000 bis 2.000 Umdrehungen des Verbrennungsmotors 24 erfasst.
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Aus der 5 geht eindeutig hervor, dass gerade im Frequenzbereich der Anregung zwischen 1.000 und 2.500 Hertz ein signifikant anderes Körperschallsignal in Abhängigkeit des Füllstands des Ölbehälters 12 vorliegt. In diesem Frequenzbereich ist es für die Steuer- und Auswerteeinheit 22 demnach besonders einfach, den Füllstand des Ölbehälters 12 genau ermitteln zu können.
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Der oben genannte Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors 24 ist zudem derjenige, der im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs typischerweise auftritt, sodass eine Messung im Normalbetrieb besonders genau durchgeführt werden kann.
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Die Anregung, insbesondere die Anregungsfrequenz, der Schwingungen hängt von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 24 ab, insbesondere von der Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors 24. Daher können für die verschiedenen Drehzahlen des Verbrennungsmotors 24 unterschiedliche Betriebsbereiche definiert werden.
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In der 2 ist der Ölbehälter 12 perspektivisch gezeigt, wobei es sich bei dem Ölbehälter 12 um eine Ölwanne handelt, deren Unterseite 30 von außen gezeigt ist. Die 3 zeigt einen Ausschnitt des Ölbehälters 12 im Detail, an dem der Sensor 20 angeordnet werden kann.
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Zur Verbesserung des Schwingverhaltens des Ölbehälters 12 kann zudem vorgesehen sein, dass der Ölbehälter 12 aktiv modifiziert wird, insbesondere um eine charakteristische, füllstandsabhängige Empfindlichkeit aufzuweisen. Hierzu kann insbesondere die Wandstärke des Ölbehälters 12 oder die Dichte in bestimmten Bereichen verändert werden.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Abschnitt 33 des Ölbehälters 12, der als Feder-Masse-System fungiert, gezielt verändert wird, um ein charakteristisches Schwingverhalten aufzuweisen. Dies geht anschaulich aus den 4a und 4b hervor, in denen ein Schnitt durch den Ölbehälter 12 gemäß zwei Varianten gezeigt ist.
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Der Bereich 32, in dem der Sensor 20 angeordnet ist, kann mehrere Abschnitte 33 aufweisen, um ein entsprechendes Feder-Masse-System des Ölbehälters 12 auszubilden. Die Abschnitte 33 können direkt aneinander angrenzen oder über den Bereich 32 verteilt sein. Alternativ kann der Bereich 32 aber auch von dem Abschnitt 33 gebildet sein oder durch mehrere, direkt nebeneinander angeordnete Abschnitte 33.
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Beispielsweise kann ein Abschnitt 33 eine gegenüber einem benachbarten Abschnitt des Ölbehälters 12 höhere Masse aufweisen (4a), sodass hierdurch ein sich charakteristisches Schwingungsverhalten des Ölbehälters 12 ergibt. Dies kann durch ein zusätzlich vorgesehenes Element 34 geschehen oder durch eine Verdickung der Wandstärke des Ölbehälters 12.
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Alternativ oder ergänzend kann dies auch dadurch erreicht werden, dass der Ölbehälter 12 in diesem Abschnitt 33 eine höhere Dichte aufweist, insbesondere einen Werkstoff mit einer höheren Dichte.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Abschnitt 33 einen ersten Teilbereich 36 und einen zweiten Teilbereich 38 aufweist (4b). Der erste Teilbereich 36 kann beispielsweise eine geringere Wandstärke als der Rest des Ölbehälters 12 aufweisen, wohingegen der zweite Teilbereich 38 eine Wandstärke wie der Rest des Ölbehälters 12 hat. Ein derartiger Abschnitt 33 ist beispielsweise in der 3 gezeigt, bei der ringförmig an der Außenseite des Ölbehälters 12 Material abgetragen worden ist, um ein Feder-Masse-System mit einen charakteristischen Schwingungsverhalten zu erhalten.
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Alternativ oder ergänzend kann der zweite Teilbereich 38 auch eine größere Masse als ein benachbarter Abschnitt des Ölbehälters 12 aufweisen.
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In der in 4b gezeigten Ausführungsform weist der Abschnitt 33 sogar drei Teilbereiche 36 bis 40 auf, wobei der dritte Teilbereich 40 in analoger Weise zum ersten Teilbereich 36 ausgebildet ist und der dazwischenliegende zweite Teilbereich 38 wie der Rest der Unterseite 30 des Ölbehälters 12 ausgebildet ist. Der dritte Teilbereich 40 ist in der gezeigten Ausführungsform als ringförmige Aussparung auf der Innenseite des Ölbehälters 12 vorgesehen.
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Alternativ zu den oben genannten Varianten, bei denen der Abschnitt 33 mit dem charakteristischen Schwingungsverhalten durch unterschiedliche Wandstärken ausgebildet ist, kann der Abschnitt 33 durch Teilbereiche mit unterschiedlicher Dichte bereitgestellt werden. Hierzu können unter anderem andere Werkstoffe vorgesehen sein, die alternativ oder ergänzend auch einen anderen Elastizitätsmodul aufweisen.
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Generell kann das Feder-Masse-System des Ölbehälters 12 über die Ausgestaltung des Bereichs 32 und/oder des wenigstens einen Abschnitts 33 gezielt verändert werden, wodurch sich ein entsprechendes Schwingungsverhalten des Ölbehälters 12 ergibt. Hierzu wird das Schwingungsverhalten des Ölbehälters 12 in dem Bereich 32 und/oder dem wenigstens einen Abschnitt 33 aktiv verändert, insbesondere über die Steifigkeit des Ölbehälters 12 in dem Bereich 32 und/oder dem wenigstens einen Abschnitt 33.
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Generell ist der Sensor 20 so in dem Bereich 32, insbesondere dem Abschnitt 33, anzuordnen, dass er eine möglichst große, füllstandsabhängige Empfindlichkeit bei der Schwingungsanregung des den Ölbehälter 12 und das Öl umfassenden Schwingungssystems erfährt. Dies hat zur Folge, dass der Füllstand besonders genau bestimmt werden kann.
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Mit der erfindungsgemäßen Baugruppe 10 ist somit ein besonders robustes Sensorsystem geschaffen, mit dem der Füllstand des Ölbehälters 12 in einfacher und kostengünstiger Weise ermittelt werden kann.
