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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Anzeigevorrichtung, die zum Anzeigen eines Füllstands eines Behälters eines Kraftfahrzeugs ausgelegt ist. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise eine Tank-Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Füllstands eines Tanks des Kraftfahrzeugs sein. Der besagte Behälter weist ein Geberelement sowie einen Gebersensor auf. Der Gebersensor erfasst eine Position des Geberelements im Behälter und erzeugt einen von der Position abhängigen Positionswert. Zu der Erfindung gehört auch eine Anzeigevorrichtung, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kalibriert werden kann.
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Ein Behälter mit einem Geberelement und einem Gebersensor ist beispielsweise aus der
EP 1 719 985 A2 bekannt. Bei dem Geberelement handelt es sich hierbei um einen Schwimmer, der auf einer Oberfläche einer in dem Behälter angeordneten Flüssigkeit schwimmt. Ein Sensorelement erfasst die aktuelle Position des Geberelements und erzeugt daraus ein Signal zum Steuern einer Füllstandsanzeige. Der jeweilige Füllstand wird berechnet, indem anhand des Sensorsignals und Geometriedaten des Behälters der Füllstand berechnet wird. Alternativ können auch Stützpunkte einer Kennlinie vorgesehen sein, um das Sensorsignal in das Signal zum Steuern der Füllstandsanzeige umzuwandeln.
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Aus der
DE 10 2009 050 460 A1 ist bekannt, eine Kennlinie einer Füllstandsanzeige zu extrapolieren, um eine genauere Bestimmung des Füllstands zu ermöglichen.
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Die Umwandlung eines Signals oder Positionswerts eines Gebersensors in einen anzuzeigenden Füllstand setzt voraus, dass die zugrundegelegte Kennlinie oder Rechenvorschrift korrekt kalibriert ist, also an die Geometrie des Behälters angepasst ist. Ein solcher Behälter kann bei einem Kraftfahrzeug ein Zusammenbauteil sein, welches bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs aus mehreren Bauteilen zusammengesteckt wird. Dieses Zusammenbauteil und die verbauten Teile, also der Geber und der Gebersensor, unterliegen einer Reihe von Toleranzen. Fertigungs- und Prozesstoleranzen an einem solchen Behälter und am Geberelement bei unterschiedlichen Herstellungswerkzeugen haben hier den größten Einfluss. Bei Ausnutzung der Toleranzen haben unterschiedliche Kraftfahrzeuge entsprechend eine unterschiedliche Anzeigegüte des Füllstands. Dies muss durch eine Kalibrierung der jeweiligen Anzeigevorrichtung jedes Kraftfahrzeugs kompensiert werden.
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Aus der
DE 10 2011 088 816 A1 ist ein Verfahren zum Kalibrieren eines Füllstandsgebers bekannt, das vorsieht, von dem Füllstandsgeber erzeugte elektrische Signale, die einen elektrischen Widerstand angeben, in ein jeweils korrespondierendes Sollsignal in Form eines Widerstandswerts umzuwandeln und weiterzuleiten. So kann z.B. für einen Schwenkwinkel von 70° eines Gebers ein elektrisches Signal von 220 Ω ein Sollsignal von 130 Ω zugeordnet werden. Sie elektrischen Signale werden erzeugt, indem der Geber durch den vorgesehenen Schwenkbereich geschwenkt wird und währenddessen die Signale gemessen werden.
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Aus der
DE 10 2004 062 100 A1 ist bekannt, einen Füllstandssensor in zwei Extremlagen zu bringen, indem ein Tank mit dem eingebauten Füllstandsensor aufrecht und kopfüber angeordnet wird. Dazwischen liegende Füllwerte werden mittels einer Füllstandskurve ermittelt, die empirisch z.B. durch Auslitern ermittelt wird.
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Aus der
US 2010/0070061 A1 ist bekannt, in ein Kalibierverfahren für einen Füllstandssensor eine Überwachung eines Messfehlers zu integrieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Behälter mit Geberelement und Gebersensor eine Kalibrierung des Gebersensors in Bezug auf den Behälter durchzuführen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche gegeben.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Kalibrieren einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Füllstands eines Behälters eines Kraftfahrzeugs gegeben. Bei dem Behälter kann es sich beispielsweise um einen Kraftstoffbehälter oder einen Wassertank oder einen Flüssiggastank oder einen Ölbehälter handeln. Der Behälter weist ein Geberelement sowie einen Gebersensor zum Erfassen einer Position des Geberelements auf. Das Geberelement kann z.B. einen Schwimmer aufweisen. Durch das Verfahren wird eine Kalibrierphase für die Anzeigevorrichtung realisiert. Zu zumindest einer vorbestimmten Geberstellung des Geberelements wird jeweils ein Positionswert ermittelt, der von dem Gebersensor erzeugt worden ist. Zu jeder Geberstellung ist des Weiteren bekannt, welchem Füllstand sie jeweils entspricht. Der Füllstand entspricht einer Menge eines in den Behälter angeordneten Betriebsmittels. Hiermit ist jeder vorbestimmten Geberstellung ein jeweiliger bekannter Füllstand des Betriebsmittels zugeordnet. Beispielsweise können zwei Geberstellungen vorgegeben sein, nämlich eine bei vollständig leerem Behälter und eine bei vollständig gefülltem Behälter. Dann sind jeweils ein Positionswert für den vollständig leeren Behälter und ein Positionswert für einen vollständig gefüllten Behälter bekannt.
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In Abhängigkeit von dem zumindest einen ermittelten Positionswert wird dann jeweils zumindest ein fiktiver Füllstand und zu jedem fiktiven Füllstand ein zugehöriger fiktiver Positionswert berechnet. Hierzu werden Geometriedaten des Behälters zugrundegelegt. Die Geometriedaten beschreiben eine Form des Behälters. Beispielsweise wird ausgehend von dem Positionswert für den vollständig leeren Behälter berechnet, welcher fiktive Positionswert sich ergeben würde, wenn als fiktiver Füllstand beispielsweise zwei Liter oder fünf Liter zugrundegelegt wird. Anhand des zumindest einen fiktiven Füllstands und des jeweils dazu ermittelten fiktiven Positionswerts wird zumindest ein Stützpunkt einer Tankkennlinie ermittelt. Jeder Stützpunkt ordnet einem fiktiven Positionswert den zugehörigen fiktiven Füllstand zu. Die Tankkennlinie dient dann später zum Zuordnen von Positionswerten des Gebersensors zu einem jeweils anzuzeigenden Füllstand. Anhand des zumindest einen Stützwerts wird die Tankkennlinie in einer Steuereinrichtung der Anzeigevorrichtung eingestellt. Bevorzugt werden mehrere Stützwerte verwendet, also mindestens zwei oder drei oder vier. Es werden also beispielsweise X fest vorgegebene Stützpunkte ermittelt und anhand dieser Stützpunkte dann die Tankkennlinie in der Steuereinrichtung derart eingestellt, dass sie an den Behälter und die Anordnung des Geberelements in dem Behälter angepasst ist.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass nach einem Zusammenbau des Behälters mit seinem Geberelement und seinem Gebersensor dann auf der Grundlage zumindest einer vorbestimmten Geberstellung und des jeweils vom Gebersensor erzeugten Positionswerts die Tankkennlinie an den konkreten, spezifischen Behälter angepasst wird, für den die Steuereinrichtung der Anzeigevorrichtung auch tatsächlich vorgesehen ist. Das Verfahren kann somit in vorteilbringender Weise während einer Herstellung des Kraftfahrzeugs oder nach der Herstellung beispielsweise nach dem Auswechseln des Behälters oder auch einfach nur zum Nachkalibrieren der Steuereinrichtung der Anzeigevorrichtung durchgeführt werden. Das Verfahren ist insbesondere unabhängig von den bei der Fertigung des Behälters zugrundezulegenden Toleranzen, da die Tankkennlinie erst nach dem Zusammenbau des Behälters eingestellt wird.
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Gemäß der Erfindung wird zum Ermitteln des zumindest einen fiktiven Positionswerts zwischen mehreren ermittelten Positionswerten mittels einer mathematischen Funktion interpoliert. Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass jenseits der ermittelten Positionswerte extrapoliert wird. Mittels der mathematischen Funktion kann eine automatische Aufteilung zwischen den ermittelten Positionswerten erfolgen. Bei entsprechender Behältergeometrie kann beispielsweise eine lineare Interpolation vorgesehen sein. In Kenntnis der Behältergeometrie kann aber auch eine andere mathematische Funktion vorgesehen oder bereitgestellt werden. Es ist also nur zumindest ein Positionswert zu ermitteln und dann sind mittels der mathematischen Funktion die benötigten Stützwerte für die Tankkennlinie zu ermitteln. Bevorzugt werden zwei Positionswerte ermittelt, nämlich diejenigen Positionswerte, die sich bei den genannten Extremstellungen des Geberelements ergeben. Trotz einer standardisierten mathematischen Interpolationsfunktion und/oder Extrapolationsfunktion ergibt sich dennoch eine individuelle oder spezifische Kennlinie für den Behälter, da die mathematische Funktion die ermittelten Positionswerte berücksichtigt.
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Zu der Erfindung gehören optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Der beschriebene zumindest eine Positionswert zu der zumindest einen vorgegebenen Geberstellung kann manuell vorgegeben werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht allerdings vor, dass die Positionswerte automatisch ermittelt werden. Zum Ermitteln des zumindest einen Positionswerts wird bei dieser Weiterbildung das Geberelement in der zumindest einen vorbestimmten Geberstellung angeordnet, also mechanisch dorthin bewegt, und dann der jeweilige Positionswert des Gebersensors ausgelesen oder empfangen oder ermittelt. Dieser Vorgang lässt sich automatisieren. Insbesondere kann dieser Verfahrensschritt beispielsweise bei einer Schwenkprüfung des Behälters durchgeführt werden. Bei der Schwenkprüfung wird der Behälter in unterschiedliche Raumlagen gebracht, beispielsweise einmal in die bestimmungsgemäße Aufrechtstellung und einmal entgegengesetzt kopfüber ausgerichtet. Hierbei nimmt das Geberelement zwei bekannte extreme Geberstellungen ein, zu denen jeweils ein Positionswert des Gebersensors ausgelesen werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die zumindest eine vorbestimmte Geberstellung jeweils eine Extremstellung des Geberelements, die sich ergibt oder die eingestellt wird, indem das Geberelement an einem jeweiligen Geberanschlag in der Extremstellung anliegt. Mit anderen Worten sind die Extremstellungen durch den oberen und unteren Geberanschlag für das Geberelement definiert. Zwei solcher Extremstellungen können beispielsweise bei der beschriebenen Schwenkprüfung eingestellt oder erreicht werden, indem bei vollständig mit Flüssigkeit gefülltem oder vollständig leerem Behälter der Behälter einmal in die bestimmungsgemäße Aufrechtstellung und einmal umgekehrt kopfüber ausgerichtet wird.
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Bei diesen beiden Ausrichtungen des Behälters ergibt sich dann jeweils eine Extremstellung des Geberelements. Mit anderen Worten kann durch Drehen und/oder Kippen des Behälters die Extremstellung eingestellt werden, ohne dass das Geberelement selbst berührt oder von außen geführt werden muss. Alternative Extremstellungen sind beispielsweise eine Saugnull, die sich bei derjenigen Flüssigkeitsmenge im Behälter ergibt, unterhalb welcher die Flüssigkeit nicht mehr aus dem Behälter abgesaugt werden kann. Genauso kann ein Vollwert als Geberstellung vorgesehen sein, der sich ergibt, wenn der Behälter beispielsweise über einen Tankstutzen vollständig betankt ist.
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Gemäß einer Weiterbildung umfasst der zumindest eine fiktive Füllstand, der anhand der Geometriedaten berechnet wird, einen Reservefüllstand, bei welchem eine vorbestimmte Menge des Betriebsmittels im Behälter angeordnet ist, aber die Anzeigevorrichtung den Füllstand „leer“ anzeigen soll. Die verbleibende Restmenge des Betriebsmittels ist also größer 0 und kann beispielsweise einen Wert betragen, der in einem Bereich von ein Liter bis fünf Liter liegt. Der Reservefüllstand ist ein wichtiger Stützpunkt der Tankkennlinie. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch ein Vollwert als fiktiver Füllstand berechnet werden. Der Vollwert ergibt sich, indem der Behälter zwar nur teilweise gefüllt ist, aber die Anzeigevorrichtung den Füllstand „voll“ anzeigen soll. Auch hierdurch ergibt sich ein für die Tankkennlinie wichtiger Stützpunkt. Der Reservefüllstand und der Vollwert zusammen begrenzen einen Arbeitsbereich der Füllstandsanzeige, innerhalb welchem die Ausgabeeinrichtung der Anzeigevorrichtung, also beispielsweise die Tanknadel, eingestellt oder bewegt wird. Weitere Stützpunkte können Zwischenanzeigen darstellen, die sich zwischen dem Reservefüllstand und dem Vollwert ergeben. So kann dann anhand der Stützpunkte die Tankkennlinie konstruiert werden.
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Eine Weiterbildung überprüft während der Kalibrierung die Fehlerhaftigkeit des Tanks. Bei dieser Weiterbildung wird überprüft, ob der zumindest eine ermittelte Positionswert und/oder der zumindest eine berechnete fiktive Positionswert ein vorbestimmtes Plausibilitätskriterium verletzt. Bei verletztem Plausibilitätskriterium wird signalisiert, dass der Behälter einen Fehler aufweist. Durch Plausibilisierung der ermittelten Positionswerte und/oder der berechneten fiktiven Positionswerte ergibt sich der Vorteil, dass ein defekter oder falsch zusammengesetzter Behälter erkannt wird und als fehlerhaft markiert oder signalisiert werden kann.
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In Bezug auf das Plausibilitätskriterium gibt es zwei bevorzugte Weiterbildungen. Diese beruhen darauf, dass zumindest zwei Positionswerte, beispielsweise die beiden Extremstellungen am oberen und unteren Geberanschlag, ermittelt werden. Das Plausibilitätskriterium umfasst hierbei, dass eine Differenz der ermittelten Positionswerte und/oder der daraus berechneten fiktiven Positionswerte betragsmäßig größer als ein vorbestimmter Mindestwert ist. Mit anderen Worten muss der Arbeitsbereich der Füllstandsanzeige eine vorbestimmte Mindestgröße aufweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann als Plausibilitätskriterium vorgesehen sein, dass die Differenz der Positionswerte positiv sein muss. Eine negative Differenz und damit ein negativer Arbeitsbereich deutet auf einen fehlerhaften Einbau beispielsweise des Gebersensors hin.
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Gemäß einer Weiterbildung wird als jeweiliger ermittelter Positionswert ein Widerstandswert eines elektrischen Widerstands des Gebersensors ermittelt. Für einen derartigen Gebersensor ist das Berechnen von fiktiven Positionswerten besonders genau, weil man die Abhängigkeit von Geberstellung zu Widerstandswert voraus berechnen kann.
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Der zumindest eine Stützwert kann dazu verwendet werden, eine bereits in der Anzeigevorrichtung gespeicherte Tankkennlinie zu verändern, also nachträglich zu kalibrieren oder an den Behälter anzupassen. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass mittels des zumindest einen Stützwerts in der Anzeigevorrichtung eine neue Tankkennlinie erzeugt wird. Hierdurch ist es dann nicht nötig, eine Tankkennlinie zu ersetzen, die beispielsweise durch einen Hersteller des Behälters bereitgestellt worden sein kann.
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Zu der Erfindung gehört auch eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Anzeigevorrichtung weist eine Ausgabeeinrichtung zum Anzeigen des Füllstands eines Behälters des Kraftfahrzeugs auf. Die Ausgabeeinrichtung kann beispielsweise eine Tanknadel aufweisen oder ein digitales Anzeigeelement, das beispielsweise Bestandteil eines Kombiinstrument des Kraftfahrzeugs sein kann. Des Weiteren ist eine Steuereinrichtung für die Ausgabeeinrichtung bereitgestellt. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, in einem Normalbetriebsmodus anhand einer Tankkennlinie einen aktuellen Positionswert eines Gebersensors des Behälters zu einem anzuzeigenden Füllstand zuzuordnen und den anzuzeigenden Füllstand bei der Ausgabeeinrichtung einzustellen. Um nun diese Tankkennlinie an den spezifischen Behälter des Kraftfahrzeugs anzupassen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, in einem von dem Normalbetriebsmodus verschiedenen Kalibriermodus eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einem Kraftfahrzeug,
- 2 eine schematische Darstellung eines Behälters des Kraftfahrzeugs von 1 mit einem Geber in einer ersten Extremstellung,
- 3 eine schematische Darstellung des Behälters von 2 mit dem Geber in einer zweiten Extremstellung, und
- 4 ein Diagramm mit einem schematisierten Verlauf einer Tankkennlinie, die in der Anzeigevorrichtung von 1 eingestellt werden kann.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen handeln kann. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen Behälter 2 auf, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftstofftank handeln kann. In dem Behälter 2 ist eine Flüssigkeit 3 angeordnet, bei der es sich beispielsweise um einen Kraftstoff, beispielsweise Diesel oder Benzin, handeln kann. Allgemein handelt es sich bei der Flüssigkeit 3 um ein Betriebsmittel des Kraftfahrzeugs 1. Die Menge der Flüssigkeit 3 bestimmt oder ergibt einen Füllstand des Behälters 2. Zum Erfassen des Füllstands weist der Behälter 2 ein Geberelement 4 und einen Gebersensor 5 zum Erfassen einer Geberposition 6 des Geberelements 4 auf. Das Geberelement kann z.B. ein Schwimmer sein, also auf der Flüssigkeit 3 ein schwimmfähiger Körper. Der Gebersensor 5 erzeugt einen Positionswert 7, der von der Geberstellung 6 des Geberelements 4 abhängig ist.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Anzeigevorrichtung 8 auf, welche den Füllstand des Behälters 2 anzeigt. Hierzu weist die Anzeigevorrichtung 8 eine Ausgabeeinrichtung 9 zum Ausgeben des Füllstands an einen Fahrer und eine Steuereinrichtung 10 zum Steuern der Ausgabeeinrichtung 9 auf. Die Steuereinrichtung 10 kann beispielsweise auf der Grundlage eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors gebildet sein. Die Steuereinrichtung 10 empfängt den aktuellen Positionswert 7 des Gebersensors 5 und bildet den Positionswert 7 mittels einer Tankkennlinie oder kurz Kennlinie 11 auf einen Füllstandswert 12 ab. Der Füllstandswert 12 stellt einen anzuzeigenden Füllstand dar. Der Füllstandswert 12 stellt auch einen Steuerwert für die Ausgabeeinrichtung 9 dar. Die Ausgabeeinrichtung 9 zeigt den Füllstand gemäß dem Füllstandswert 12 an. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 kann hierdurch an der Ausgabeeinrichtung 9 den gemessenen Füllstand des Behälters 2 ablesen.
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Das Anzeigen des Füllstands erfolgt bei der Anzeigevorrichtung 8 in einem Normalbetriebsmodus N. Damit der angezeigte Füllstand korrekt ist, muss die Kennlinie 11 den Positionswert 7 korrekt auf dem Füllstandswert 12 abbilden.
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Zum Anpassen der Kennlinie 11 an die baulichen Gegebenheiten des Behälters 2 und des Geberelements 4 und des Gebersensors 5 kann die Anzeigevorrichtung 8 in einen Konfigurationsmodus K geschaltet werden, um die Kennlinie 11 zu kalibrieren oder einzustellen. Alternativ dazu kann eine Kalibriervorrichtung 13 vorgesehen sein, mittels welcher die Kennlinie 11 eingestellt werden kann.
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Im Folgenden ist eine beispielhafte Kalibrierphase für die Anzeigevorrichtung 8 beschrieben. Zur Veranschaulichung der Kalibrierphase wird auf die folgenden 2, 3 und 4 verwiesen. Die Kalibrierphase kann durch die Steuereinrichtung 10 selbst im Kalibriermodus K oder durch die fahrzeugexterne Kalibriervorrichtung 13 durchgeführt werden.
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2 zeigt, wie die Geberstellung 6 des Geberelements 4 in eine erste Extremstellung E1 gebracht wird. Beispielhaft ist hier dargestellt, dass das Geberelement 4 an einem ersten Geberanschlag 14 anliegt, welcher eine Bewegungsstrecke oder einen Bewegungsweg des Geberelements 4 in eine Richtung begrenzt. Zu der ersten Extremstellung E1 wird als Positionswert 7 ein erster Extremwert P1 aus dem Gebersensor 5 ausgelesen.
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3 zeigt, wie die Geberstellung 6 des Geberelements 4 in eine zweite Extremstellung E2 eingestellt wird. Beispielsweise kann die Extremstellung E2 gegeben sein, indem das Geberelement 4 an einem zweiten Geberanschlag 15 anliegt, welcher den Bewegungsweg des Geberelements 4 in eine zweite Richtung begrenzt. In der zweiten Extremstellung E2 wird ein zweiter Extremwert P2 des Positionswerts 7 des Gebersensors 5 ermittelt.
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4 veranschaulicht, wie aus den beiden Extremwerten E1, E2 Stützwerte 16 für die Tankkennlinie 11 ermittelt werden können. Zu den beiden Extremstellungen E1, E2 ist bekannt, welcher Füllstand F1, F2 in dem Behälter 2 vorliegt. Mit anderen Worten ist jeder Extremstellung E1, E2 ein Füllstand F1, F2 zugeordnet.
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Auf der Grundlage von Geometriedaten G, die eine Form des Behälters 2, insbesondere des inneren Volumens oder Behälterinnenraums 17 des Behälter 2, beschreiben, kann nun eine mathematische Funktion 18 zum Interpolieren der Stützwerte 16 zwischen die beiden Ausgangsstützwerte 19 interpoliert oder eingepasst werden. Die Ausgangsstützwerte 19 ergeben sich jeweils durch den zu der Extremstellung E1 ermittelten Positionswert P1 und den zugeordneten Füllstand F1 beziehungsweise den zur Extremstellung E2 ermittelten Positionswert P2 und den zugeordneten Füllstand F2. Ein Stützwert ist jeweils ein Punkt, der sich durch die Zuordnung eines Positionswerts P zu einem Füllstand F ergibt. Die Form oder der Verlauf der mathematischen Funktion 18 ergibt sich aus den Geometriedaten 16 und berücksichtigt beispielsweise eine Trichterform 20 eines Bodens des Behälters 2. Beispielsweise kann ein Stützwert 16 für einen Reservefüllstand FR ermittelt werden, bei welchem die Ausgabeeinrichtung 9 den Füllstand „leer“ (siehe Bezugszeichen 21) anzeigen soll. Des Weiteren kann zu einem Füllstand FV ein zugehöriger Stützwert 16 ermittelt werden, bei welchem die Ausgabeeinrichtung 9 den Füllstand „voll“ (siehe Bezugszeichen 22) anzeigen soll. Des Weiteren können zusätzliche Stützwerte für Zwischenanzeigen ermittelt werden.
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Anhand der Stützpunkte 16 kann eine bereits in der Anzeigevorrichtung 8 gespeicherte Kennlinie 11 überprüft und/oder angepasst oder korrigiert werden. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung 8 nach der Herstellung keine geeignete Kennlinie aufweist und die Kennlinie 11 auf der Grundlage der Stützwerte 16 erzeugt wird.
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Somit kann bei bekannten Extremwerten P1, P2 für Extremstellungen E1, E2 des Geberelements 4 das Delta oder der Zwischenraum zwischen den Extremwerten P1, P2 bestimmt werden, also der Arbeitsbereich 23 der Tankanzeige zwischen dem Füllstand „leer“ (FR) und dem Füllstand „voll“ (FV). Die Extremwerte P1, P2 können nur vorgegeben oder automatisch bestimmt werden, während der Behälter 2 beispielsweise in einer Schwenkprüfung in die beiden in 2 und 3 gezeigten Stellungen gebracht wird, also einmal in die bestimmungsgemäße Aufrechtstellung (2) und einmal kopfüber (3).
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Die Zuordnung von Messpunkten des Tankgebers, also Positionswerten des Gebersensors, zu der Höhe beziehungsweise dem Volumen der Flüssigkeit 3 im Behälter 2 ist aus der geometrischen Auslegung des Behälters 2 und der Funktionsweise des Gebersensors 5 und des Geberelements 4 bekannt. Somit wird eine automatische Aufteilung zwischen den Extremwerten P1, P2 über eine beliebige mathematische Funktion 18 möglich. Mit den bekannten Extremwerten P1, P2 und der Kenntnis der Behältergeometrie auf Grundlage der Geometriedaten 16 kann nun automatisch für jedes Kraftfahrzeug 1 individuell eine Tankkennlinie 11 ermittelt werden, welche die Fertigungstoleranzen ausgleicht und so insbesondere zu einer verbesserten Anzeigegüte beiträgt.
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Bevorzugt wird die Tankkennlinie 11 automatisch in der beschriebenen Weise ermittelt, sodass auch das Auslesen der Extremwerte P1, P2 nicht mehr händisch durchgeführt werden muss. Beispielsweise kann die beschriebene Schwenkprüfung dazu genutzt werden, auch die Extremwerte P1, P2 automatisiert zu ermitteln. Die Tankkennlinie 11 kann dann bevorzugt in der Anzeigevorrichtung 8 durch die Steuereinrichtung 10 im Kalibriermodus K bestimmt werden und hieraus der Arbeitsbereich 23 für die Ausgabeeinrichtung 9 festgelegt werden. Beispielsweise werden aus den vorhandenen Messpunkten der Extremwerte E1, E2 und den beiden Zuständen FR und FV über eine lineare Interpolation als mathematischer Funktion 18 äquidistante Stützpunkte 16 für die Ausgabeeinrichtung 9 bestimmt.
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Es kann auch eine Fehlerverarbeitung vorgesehen sein, die darüber informiert, dass sich ein zu kleiner Arbeitsbereich 23 ergibt oder sogar ein negativer Arbeitsbereich. Ein solcher Behälter 2 kann dann nachbearbeitet oder aussortiert werden.
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Alternativ zur Kalibrierung im Kalibriermodus K der Anzeigevorrichtung 8 kann auch die Berechnung der Tankkennlinie 11 über einen angeschlossenen Rechner erfolgen, der dann die Kalibriervorrichtung 13 darstellt.
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Das Verfahren funktioniert bei der Teileproduktion und im Kraftfahrzeug automatisch. Dabei wird zusätzlich die Anzeigegüte verbessert, da zum Beispiel ein nicht-lineares Anzeigeverhalten, wie es sich durch ein durch die Toleranzen ergebenden verändernden Messbereich ergibt, kompensiert werden kann. Da sich die Tankform abhängig von der Höhe ändert (siehe z.B. die Trichterform 20), würde bei einer Verschiebung des Gebersensors 5 und/oder des Geberelements 4, also beispielsweise einer Verschiebung der Geberanschläge 14, 15, die Zuordnung ansonsten nicht mehr passen.
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Dies sei im Folgenden noch einmal anhand eines konkreten Beispiels beschrieben. Hierzu wird angenommen, dass die Positionswerte 7 Widerstandswerte des Gebersensors 5 sind.
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Falls das Geberelement 4 am Boden des Behälters 2 aufliegt, kann sich beispielsweise bei einem Behälter 2 in der Extremstellung E1 ein Widerstandswert P1 von 290 Ohm ergeben. Als Leeranzeige für den Reservefüllstand FR kann dann aufgrund der Geometriedaten G ermittelt werden, dass beispielsweise sich ein Widerstandswert PR von 270 Ohm ergeben muss. Liegt nun aufgrund von Toleranzen beispielsweise der Geberanschlag 14 schief oder eine (nicht dargestellte) Schiene für das Geberelement 4 ist schief angeordnet, so kann sich bei der Extremstellung E1 ein Extremwert P1 von 270 Ohm anstelle der 290 Ohm ergeben. Wird nun für die Leeranzeige anhand der Geometriedaten G wieder der Reservefüllstand FR berechnet, so kann sich hieraus ein Positionswert PR von beispielsweise 250 Ohm ergeben. Hierbei wird dann beispielsweise die Trichterform 20 aufgrund der Geometriedaten G berücksichtigt.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Tankkennlinie als Geberkennlinie automatisch erzeugt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Behälter
- 3
- Flüssigkeit
- 4
- Geberelement
- 5
- Gebersensor
- 6
- Geberstellung
- 7
- Positionswert
- 8
- Anzeigevorrichtung
- 9
- Ausgabeeinrichtung
- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- Tankkennlinie
- 12
- Füllstandswert
- 13
- Kalibriervorrichtung
- 14
- Erster Geberanschlag
- 15
- Zweiter Geberanschlag
- 16
- Stützwert
- 17
- Behälterinnenraum
- 18
- Mathematische Funktion
- 19
- Ausgangsstützwert
- 20
- Trichterform
- 21
- Füllstand „leer“
- 22
- Füllstand „voll“
- 23
- Arbeitsbereich
- E1
- Erste Extremstellung
- E2
- Zweite Extremstellung
- F1, F2
- Füllstand
- FR, FV
- Füllstand
- G
- Geometriedaten
- K
- Kalibriermodus
- N
- Normalbetriebsmodus
- P1, P2
- Positionswert
- PR, PV
- Positionswert
