DE19718526C1 - System for determining fuel content of motor vehicle storage tank - Google Patents

System for determining fuel content of motor vehicle storage tank

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Abstract

A system for determining the fuel content of the tank of private and commercial motor vehicles is illustrated for the former in Figure 1 where a saddle tank construction (2) is shown supported on the compression springs (3,3') each anchored to the vehicle chassis (4,4') and provided with an inductive or piezoelectric oscillation sensor (5). The method is based on the inverse relationship between mass and square of the frequency of oscillation for a simply supported spring-mass system so that the oscillatory signals from the sensor(s) registering the natural frequency of tank vibration are a continuous index of total mass and therefore fuel content subject to a constant of proportionality.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Füll­ zustandes eines Fahrzeug-Brennstofftankes.The invention relates to a method for determining the fill state of a vehicle fuel tank.

Herkömmliche Methoden zur Füllzustandbestimmung von Fahrzeug­ tanks bestehen in der mechanischen Messung der Höhe des Füll­ zustandes. Dabei wird über einen drehbar gelagerten Schwim­ merhebel die Höhe des Füllstandes ermittelt. Dieses Verfahren ist ungenau und störanfällig, aufgrund der erforderlichen me­ chanischen Komponenten unterliegt die bekannte Vorrichtung einem allmählichen Verschleiß. Außerdem treten Verschmutzungs­ probleme auf, da die Vorrichtung zur Ermittlung des Füllstan­ des sich innerhalb des Tanks befindet. Bei auftretenden Kräf­ ten werden die Ergebnisse verfälscht, insbesondere gilt dies auch bei Lageänderungen des Tanks, beispielsweise bei Bergab- oder Bergauffahrten und Kurvendurchfahrten.Conventional methods for determining the fill level of vehicles tanks consist of the mechanical measurement of the level of the fill state. This is done using a swivel that is rotatably mounted the lever determines the level. This method is inaccurate and prone to failure due to the required me The known device is subject to mechanical components gradual wear. Pollution also occurs problems because the device for determining the level which is inside the tank. When force occurs The results are falsified, especially this applies also when the tank changes position, for example when driving downhill or uphill and corner drives.

Darüber hinaus ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 19 712 A1 bekannt, den Füllzustand eines Tankes durch eine Messung seines Gesamtgewichtes zu bestimmen. Auch dieses Verfahren ist jedoch ungenau und zudem sehr kostenaufwendig, außerdem ist es ebenfalls anfällig gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen Stoßbelastungen und Beschleunigungskräfte.In addition, it is from the German published application DE 195 19 712 A1, the filling state of a tank to determine a measurement of its total weight. This too However, the process is inaccurate and also very expensive, it’s also vulnerable to outside influences, especially against shock loads and acceleration forces.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lösung zu schaffen, mit der auf einfache und kostengünstige Weise ein Verfahren zur genauen Bestimmung des Füllzustandes eines Fahrzeug-Brenn­ stofftankes geschaffen wird.The object of the invention is therefore to provide a solution  with a simple and inexpensive method for the exact determination of the filling level of a vehicle burner fabric tank is created.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Brennstofftank schwingend bzw. federnd gelagert wird, die Re­ lativschwingung wenigstens eindimensional zum Fahrzeug gemes­ sen und über die ermittelte Schwingung die Masse und hierüber rechnerisch der Tankinhalt ermittelt wird.This object is achieved in that the Fuel tank is swinging or spring loaded, the Re relative vibration measured at least one-dimensionally to the vehicle and, via the vibration determined, the mass and above the tank content is calculated.

Mit diesem Verfahren wird die feste, staatische Verbindung zwischen Fahrzeug und Fahrzeugtank aufgehoben. Der Tank erhält die Möglichkeit, sich relativ zu dem Fahrzeug zu bewegen. Aus den ermittelten Schwingungswerten kann nach einem einfachen physikalischen Prinzip die Masse des mehr oder weniger gefüll­ ten Tanks bestimmt werden, woraus sich durch Umrechnung der Tankinhalt ergibt.With this procedure, the fixed, state connection lifted between vehicle and vehicle tank. The tank receives the ability to move relative to the vehicle. Out The determined vibration values can be easily physical principle the mass of the more or less filled ten tanks can be determined, which results from converting the Tank content results.

Im Gegensatz zur Bestimmung des Gewichts, das durch äußere Kräfte beeinflußt wird, wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren die nicht durch äußere Kräfte beeinflußbare Masse bestimmt.Contrary to determining the weight by external Forces is influenced in the proposed method determines the mass that cannot be influenced by external forces.

Wird der Tank gemäß der Erfindung schwingend bzw. federnd ge­ lagert, so gilt bei eindimensionaler Schwingung folgende Glei­ chung:
If the tank is mounted in a vibrating or resilient manner according to the invention, the following equation applies to one-dimensional vibration:

m = k/ω2,
m = k / ω 2 ,

wobei m = die Masse, k = die Federkonstante und ω die Kreis­ frequenz darstellt. ω tritt dabei als Quadratfunktion auf, daher wird bei kleiner werdendem m pro gleichbleibendem Δm das entsprechende Δω entsprechend der Quadratfunktion relativ grö­ ßer. Bei abnehmender Masse wächst daher die Genauigkeit der Massebestimmung. Dies ist im praktischen Einsatz von besonde­ rem Vorteil, insbesondere gegenüber den bekannten Verfahren. Gerade bei der Bestimmung des Füllzustandes eines Fahrzeug- Brennstofftankes ist es häufig besonders wichtig, die noch im Tank befindliche Restbrennstoffmenge zu ermitteln, damit rechtzeitig nachgetankt und ein Liegenbleiben des Fahrzeugs mit leerem Tank vermieden wird.where m = the mass, k = the spring constant and ω the circle represents frequency. ω occurs as a square function, therefore, as m becomes smaller, Δm becomes constant corresponding Δω relatively large according to the square function esser. As the mass decreases, the accuracy of the increases Mass determination. This is in particular practical use Rem advantage, especially over the known methods. Especially when determining the fill level of a vehicle It is often particularly important for fuel tanks that are still in use To determine the amount of residual fuel in the tank refueled in time and the vehicle is left lying down is avoided with an empty tank.

Mit einer Bestimmung der Eigenfrequenz des Tanks durch ein­ fache Messung derselben läßt sich gleichzeitig auf die Masse des mehr oder weniger gefüllten Tanks schließen und daraus auf den Füllzustand sowie direkt auf die gespeicherte Energie, da der Brennwert immer auf die Masse bezogen ist und Dichteabwei­ chungen keine Rolle mehr spielen. Dabei gilt folgende Bezie­ hung:
With a determination of the natural frequency of the tank by a simple measurement of the same can be concluded at the same time on the mass of the more or less filled tank and from it on the fill level and directly on the stored energy, since the calorific value is always based on the mass and density deviations none Play more role. The following relationship applies:

f = ω/2π.f = ω / 2π.

Es ergibt sich zusammenfassend folgender Zusammenhang:
In summary, there is the following relationship:

m = k/4 π2f2.
m = k / 4 π 2 f 2 .

somit gilt:
therefore:

Vorzugsweise wird der Brennstofftank derart schwingend bzw. federnd gelagert, daß die Relativschwingung des Tanks zum Fahrzeug in einem hinreichend verschiedenen Frequenzbereich zur Schwingung des Fahrzeugs erfolgt.The fuel tank is preferably made to oscillate or resiliently mounted that the relative vibration of the tank to Vehicle in a sufficiently different frequency range to vibrate the vehicle.

Auf diese Weise ist eine einfache Frequenzbestimmung der Rela­ tivschwingung des Brennstofftanks daraus abgeleiteter Massen- und Füllzustandsbestimmung möglich, da die sich überlagernden Schwingungen bei deutlich verschiedener Frequenz gut ausein­ ander gehalten werden können.In this way, a simple frequency determination of the Rela active vibration of the fuel tank and filling state determination possible because the overlapping Vibrations at a clearly different frequency can be held differently.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein auf dem Mittelpunkt des Tankes ausgerichtetes Spulensystem zur Schwingungsermitt­ lung eingesetzt wird.In an embodiment it is provided that one on the center of the tank aligned coil system to determine vibration lung is used.

Dieses Spulensystem wird in Richtung der gewählten Schwin­ gungsdimension installiert. Bei ungleichmäßiger Massevertei­ lung werden unterschiedliche Eigenfrequenzen an verschiedenen Punkten des Tanks hervorgerufen. Die Schwingfrequenz des Mit­ telpunktes kann ggf. ein geometrischer Mittelwert sein. This coil system will go in the direction of the chosen Schwin dimension installed. If the mass distribution is uneven different natural frequencies at different frequencies Points of the tank. The vibration frequency of the Mit may be a geometric mean.  

In Ausgestaltung ist auch vorgesehen, daß der Tank mehrfach schwingend bzw. federnd gelagert wird, und an jeder Lagerung ein Spulensystem zur Schwingungsermittlung eingesetzt wird, wobei nach einem anschließenden mathematischen Vergleich ein Gesamtwert gebildet wird.In an embodiment it is also provided that the tank is used several times is swinging or spring loaded, and at any storage a coil system is used to determine the vibration, after a subsequent mathematical comparison Total value is formed.

Hiermit kann bei ungleichmäßiger Masseverteilung und unter­ schiedlichen Eigenfrequenzen an verschiedenen Punkten des Tanks eine genauere Füllzustandsbestimmung erfolgen.This can be used for uneven mass distribution and under different natural frequencies at different points of the Tanks can be determined more precisely.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß eine Spule mit Kern einge­ setzt wird mit fester Kupplung des Kerns oder der Spule am Tank und fester Kupplung der Spule oder des Kerns am vom Fahr­ zeug gebildeten Bezugssystem, wobei der über das Spulensystem aufgenommenen Schwingfrequenz eine Elektronik zur Ermittlung des Tankinhalts zugeführt wird. Bei schwingendem Tank führen Spule und Kern Relativbewegungen zueinander mit unterschiedli­ cher Frequenz aus. Die Frequenz des Bezugssystem ist konstruk­ tiv bedingt und kaum veränderlich. Die Frequenz des Tanks ist abhängig von der Masse, die ebenfalls kaum verändert werden kann, und von der Federung. Bei geeigneter Federung kann nur ein Frequenzbereich des Tanks gewählt werden, der nicht mit Eigenfrequenz des Bezugssystem kollidiert. Das Spulensystem ist einfach und preisgünstig herzustellen. Mit diesem kann die Frequenz des Tanks ermittelt und einer Elektronik zur Ermitt­ lung des Tankinhaltes zugeführt werden. Hierbei kann bei Ein­ satz eines geeigneten Prozessors ein entsprechendes Signal zur direkten Anzeige der Masse oder des Füllstandes erzeugt wer­ den.The invention further provides that a coil with a core is turned on is set with a fixed coupling of the core or the coil Tank and fixed coupling of the coil or core on the drive Constructed reference system, the one over the coil system recorded vibration frequency electronics for determination of the tank content is supplied. Lead with the tank vibrating Coil and core relative movements to each other with different frequency. The frequency of the reference system is construct tivically conditioned and hardly changeable. The frequency of the tank is depending on the mass, which are also hardly changed can, and from the suspension. With suitable suspension, only a frequency range of the tank can be chosen that does not match Natural frequency of the reference system collides. The coil system is easy and inexpensive to manufacture. With this the Frequency of the tank determined and electronics for detection tion of the tank contents are supplied. In this case, at On a suitable processor provides a corresponding signal  direct display of the mass or the level generated who the.

Während der Tank bei einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug automatisch angeregt wird, so daß die Frequenz problemlos ab­ genommen werden kann, sieht die Erfindung bei dem in Ruhe be­ findlichen Fahrzeug vor, daß über das Spulensystem im Tank eine Schwinganregung aufgeprägt wird mit der Ermittlung des Tankinhaltes über die nachfolgende Schwingung des Tanks. Dabei kann der Tank durch einen Stromstoß durch die Spule kurz ange­ regt werden, anschließend dann dieselbe Spule zur Aufnahme der Schwingfrequenz verwendet werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Tank bei in Ruhe befindlichem Fahrzeug in regelmäßigen Abständen angeregt wird, um die Tankanzeige jeweils auf dem Laufenden zu halten.While the tank is on a moving vehicle is automatically excited so that the frequency drops off easily can be taken, the invention provides the be at rest sensitive vehicle before that over the coil system in the tank a vibration excitation is impressed with the determination of the Tank content via the subsequent vibration of the tank. Here the tank can be briefly switched on by a current surge through the coil be excited, then the same coil for receiving the Vibration frequency can be used. It can be provided that the tank in regular intervals with the vehicle at rest Distances is excited to the fuel gauge each on the Keep up to date.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, daß die Schwingfrequenz des Tanks über wenigstens ein piezo-elektri­ sches Element abgenommen wird.In a further embodiment, it is also possible that the Vibration frequency of the tank via at least one piezoelectric element is removed.

Um ein alle Füllzustände zutreffend erfassendes Ergebnis zu erhalten, sieht die Erfindung auch vor, daß zur Eichung des Systems die schwingende Masse des leeren Tanks ermittelt und in der einzusetzenden Elektronik gespeichert wird. Dadurch lassen sich die Toleranzen eines Tankes ausschalten. Die Grundmasse des Tanks wird fest gespeichert und bei jeder neuen Massebestimmung automatisch abgezogen. Dabei wird eine gute Genauigkeit insbesondere bei fast leerem Tank erreicht.In order to obtain a result that correctly covers all filling states received, the invention also provides that for the calibration of System determines the vibrating mass of the empty tank and is stored in the electronics to be used. Thereby the tolerances of a tank can be switched off. The Base dimensions of the tank are saved permanently and with each new one Mass determination deducted automatically. It will be a good one  Accuracy achieved especially when the tank is almost empty.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zur Lagerung des Brennstofftanks Federn aus Federstahl verwendet werden.In a further embodiment it is provided that for storing the Spring steel spring springs are used.

Derartige Federn weisen eine beständige Federrate auch über lange Zeiträume auf insbesondere, wenn die Auslenkung relativ gering ist. Zur Massebestimmung ist nur eine geringe Relativ­ schwingung des Tanks gegenüber dem vom Fahrzeug gebildeten Bezugssystem erforderlich, die erforderliche Amplitude ist gering. Die dadurch möglich werdende harte Aufhängung mit ei­ ner hohen Federkonstanten läßt auch keine Probleme bei dem vorhandenen Bauraum eines Kraftfahrzeuges auftreten.Such springs also have a constant spring rate long periods in particular when the displacement is relative is low. There is only a slight relative to the mass determination vibration of the tank compared to that formed by the vehicle Reference system required, the required amplitude is low. The hard suspension made possible with egg ner high spring constant leaves no problems with that existing space of a motor vehicle occur.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Diese zeigt inThe invention is below with reference to the drawing he purifies. This shows in

Fig. 1 einen in einen Pkw eingebauten Satteltank, Fig. 1 a built in a car saddle tank,

Fig. 2 einen an einen Lkw außen angebauten Tank, Fig. 2 is an outside fitted to a truck tank,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung des vereinfachten Signals, der darauf aufbauenden Auswertung und der daraus abge­ leiteten Füllstandsanzeige, Fig. 3 is a schematic representation of the simplified signal of the evaluation based thereon and the abge therefrom initiated level indicator,

Fig. 4 eine qualitative Darstellung der Funktion. Fig. 4 shows a qualitative representation of the function.

Ein in einen nicht näher dargestellten Pkw eingebauter Sattel­ tank 2 auf ist einer allgemein mit 1 bezeichneten erfindungs­ gemäßen Vorrichtung auf Schraubenfedern 3, 3' gelagert und an entsprechenden Fahrzeugteilen 4, 4' befestigt. In Richtung der Federkraft schwingt der Tank 2 entweder aufgrund entsprechen­ der Fahrzeugbewegungen oder entsprechender Anregung des Tanks 2 auf- und abwärts, was mit dem mit ω bezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist. Die Schwingungsfrequenz wird durch den mit 5 bezeichneten Frequenzabnehmer ermittelt. Bei einem außenlie­ genden Lkw-Tank 6, der beispielsweise mit Blattfedern 7 am Rahmen 8 des nicht näher dargestellten Lkws gelagert ist, wird die Auf- und Abwärtsschwingung des Tanks 6, wiederum angedeu­ tet durch den mit ω bezeichneten Doppelpfeil, durch einen Fre­ quenzabnehmer 5 ermittelt. Dabei kann der Frequenzabnehmer 5 beispielsweise als Spulensystem 5 mit einer Spule und einem Kern oder als piezo-elektrisches Element 5 ausgebildet sein.A saddle tank 2 installed in a car, not shown, is mounted on a device generally designated 1 according to the invention on coil springs 3 , 3 'and attached to corresponding vehicle parts 4 , 4 '. In the direction of the spring force, the tank 2 swings up and down either on the basis of corresponding vehicle movements or corresponding excitation of the tank 2 , which is indicated by the double arrow denoted by ω. The oscillation frequency is determined by the frequency pickup designated 5 . In an externally lying truck tank 6 , which is mounted for example with leaf springs 7 on the frame 8 of the truck, not shown, the upward and downward vibration of the tank 6 , again indicated by the double arrow denoted by ω, by a frequency customer 5 determined. Here, the frequency pickup 5 can for example be designed as a coil system 5 having a coil and a core or as a piezoelectric element. 5

Das ermittelte Signal 9, 9', 9'', das in vereinfachter Darstel­ lung in Fig. 3 dargestellt ist, wird über eine Elektronik 10 ausgewertet und über eine Anzeigeeinrichtung 11 zur Anzeige gebracht.The determined signal 9 , 9 ', 9 '', which is shown in a simplified representation in Fig. 3, is evaluated by electronics 10 and displayed on a display 11 .

Mit der Erfindung wird die Masse eines mehr oder weniger ge­ füllten Tanks 2, 6 bestimmt. Dabei handelt es sich bewußt um die Bestimmung der nicht durch äußere Kräfte beeinflußbaren Masse, im Gegensatz zur Bestimmung des Gewichts, das durch äußere Kräfte beeinflußt wird. Hierzu wird der Tank 2, 6, wie dargestellt, federnd gelagert, beispielsweise durch die Schraubenfedern 3, 3' bzw. die Blattfedern 7, 7', und zwar vor­ zugsweise so, daß der Tank 2, 6 nur in einer Dimension schwingt. Dabei wird folgendes physikalisches Gesetz ange­ wandt:
With the invention, the mass of a more or less ge filled tanks 2 , 6 is determined. This is deliberately the determination of the mass which cannot be influenced by external forces, in contrast to the determination of the weight which is influenced by external forces. For this purpose, the tank 2 , 6 , as shown, is resiliently supported, for example by the coil springs 3 , 3 'or the leaf springs 7 , 7 ', preferably in such a way that the tank 2 , 6 only swings in one dimension. The following physical law is applied:

m = k/ω2
m = k / ω 2

mit m = Masse, ω = Kreisfrequenz.with m = mass, ω = angular frequency.

ω tritt als Quadratfunktion auf, daher wird bei kleiner wer­ dendem m pro gleichbleibendem Δm das entsprechende Δω entspre­ chend der Quadratfunktion relativ größer. Die Genauigkeit der Massebestimmung wächst mit abnehmender Masse. Da m aufgrund der Grundmasse des Tanks 2, 6 niemals gegen 0 geht, sind hier gewisse Grenzen gesetzt. Qualitativ sieht die Funktion sodann, wie in Fig. 4 aus. Mit Bestimmung der Eigenfrequenz durch einfache Messung derselben läßt sich einfach auf die Masse des fremd angeregten Tanks 2, 6 schließen, entsprechend auf den Füllgrad. Dabei gilt dann weiterhin folgende Beziehung:
ω occurs as a square function, therefore, with m becoming smaller per constant Δm, the corresponding Δω corresponding to the square function becomes relatively larger. The accuracy of the mass determination increases with decreasing mass. Since m never goes towards 0 due to the basic mass of the tank 2 , 6 , certain limits are set here. The function then looks qualitatively, as in FIG. 4. By determining the natural frequency by simply measuring the same, it is easy to infer the mass of the externally excited tank 2 , 6 , and accordingly the degree of filling. The following relationship then still applies:

f = ω/2π.f = ω / 2π.

Allenfalls gilt zusammenfassend folgender Zusammenhang:
At best, the following context applies:

m = k/4π2f2.m = k / 4π 2 f 2 .

Da das Bezugssystem (Pkw, Lkw) in einem ähnlichen Frequenz­ bereich wie der Tank 2, 6, schwingt, ist eine einfache Fre­ quenzbestimmung schwer bis unmöglich. Es ist daher unabding­ bar, die beiden entsprechenden Frequenzbereiche hinreichend verschieden zu wählen.Since the reference system (cars, trucks) vibrates in a similar frequency range to tank 2 , 6 , simple frequency determination is difficult or impossible. It is therefore essential to choose the two corresponding frequency ranges sufficiently different.

Claims (8)

1. Verfahren zur Bestimmung des Füllzustandes eines Fahrzeug-Brenn­ stofftankes, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstofftank (2, 6) schwingend bzw. federnd (3, 3', 7) gelagert wird, die Relativschwingung (ω) wenigstens eindimen­ sional zum Fahrzeug gemessen und über die ermittelte Schwin­ gung die Masse und hierüber rechnerisch der Tankinhalt ermit­ telt wird.1. A method for determining the filling state of a vehicle fuel tank, characterized in that the fuel tank ( 2 , 6 ) is oscillating or resilient ( 3 , 3 ', 7 ), the relative vibration (ω) measured at least one dimension to the vehicle and the mass is determined via the determined vibration, and the tank content is calculated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativschwingung des Tanks (2, 6) zum Fahrzeug in ei­ nem hinreichend verschiedenen Frequenzbereich zur Schwingung des Fahrzeugs erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the relative vibration of the tank ( 2 , 6 ) to the vehicle takes place in egg nem sufficiently different frequency range for the vibration of the vehicle. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Mittelpunkt des Tankes (2, 6) ausgerichtetes Spulensystem (5) zur Schwingungsermittlung eingesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a on the center of the tank ( 2 , 6 ) aligned coil system ( 5 ) is used for vibration determination. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (2, 6) mehrfach schwingend bzw. federnd gelagert wird, und an jeder Lagerung ein Spulensystem zur Schwingungs­ ermittlung eingesetzt wird, wobei nach einem anschließenden mathematischen Vergleich ein Gesamtwert gebildet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tank ( 2 , 6 ) is mounted several times swinging or resilient, and a coil system is used for vibration determination at each storage, a total value being formed after a subsequent mathematical comparison . 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule mit Kern (5) eingesetzt wird mit fester Kopp­ lung des Kerns (5) oder der Spule (5) am Tank (2, 6) und fester Kopplung der Spule oder des Kerns am vom Fahrzeug gebildeten Bezugssystem, wobei die über das Spulensystem (5) aufgenommene Schwingfrequenz (ω) einer Elektronik zur Ermittlung des Tank­ inhaltes zugeführt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a coil with core ( 5 ) is used with fixed coupling development of the core ( 5 ) or the coil ( 5 ) on the tank ( 2 , 6 ) and fixed coupling of the coil or of the core on the reference system formed by the vehicle, the vibration frequency (ω) picked up via the coil system ( 5 ) being supplied to electronics for determining the tank content. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem in Ruhe befindlichen Fahrzeug über das Spulensy­ stem (5) dem Tank (2, 6) eine Schwinganregung aufgeprägt wird mit Ermittlung des Tankinhaltes über die nachfolgende Schwin­ gung (ω) des Tanks (2, 6).6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the vehicle at rest via the Spulensy stem ( 5 ) the tank ( 2 , 6 ) a vibration excitation is impressed with determination of the tank content on the subsequent vibration (ω) of Tanks ( 2 , 6 ). 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingfrequenz (ω) des Tanks (2, 6) über wenigstens ein piezo-elektrisches Element (5) abgenommen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the oscillation frequency (ω) of the tank ( 2 , 6 ) is removed via at least one piezo-electric element ( 5 ). 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eichung des Systems die schwingende Masse des leeren Tankes (2, 6) ermittelt und in der einzusetzenden Elektronik (10) gespeichert wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for the calibration of the system, the vibrating mass of the empty tank ( 2 , 6 ) is determined and stored in the electronics ( 10 ) to be used.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004021832A1 (en) * 2004-05-04 2005-12-01 Adam Opel Ag Vehicle fuel tank level sensor has sensors recording support loads and software processor determining tank weight with acceleration or turn correction
DE102010014572A1 (en) * 2010-04-10 2011-10-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for detecting lubricant level for internal combustion engine, comprises lubricant tub, in which oscillating element is inserted into internal volume of lubricant tub, whose oscillations are changed by piezoelectric element
DE102015203394A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Assembly for measuring the level of an oil container
CN105909338A (en) * 2016-06-06 2016-08-31 谢天琦 Damping and noise reducing electricity generating type oil pan assembly for internal combustion engine
DE102016206770A1 (en) 2016-04-21 2017-10-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for determining the filling state of a liquid tank
DE102016210021A1 (en) 2016-06-07 2017-12-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for determining the density of a liquid

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19519712A1 (en) * 1995-05-30 1996-12-05 Bosch Gmbh Robert Method for determining the fill level of a liquid tank, in particular a fuel tank of a motor vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19519712A1 (en) * 1995-05-30 1996-12-05 Bosch Gmbh Robert Method for determining the fill level of a liquid tank, in particular a fuel tank of a motor vehicle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004021832A1 (en) * 2004-05-04 2005-12-01 Adam Opel Ag Vehicle fuel tank level sensor has sensors recording support loads and software processor determining tank weight with acceleration or turn correction
DE102010014572A1 (en) * 2010-04-10 2011-10-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for detecting lubricant level for internal combustion engine, comprises lubricant tub, in which oscillating element is inserted into internal volume of lubricant tub, whose oscillations are changed by piezoelectric element
DE102015203394A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Assembly for measuring the level of an oil container
DE102016206770A1 (en) 2016-04-21 2017-10-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for determining the filling state of a liquid tank
CN105909338A (en) * 2016-06-06 2016-08-31 谢天琦 Damping and noise reducing electricity generating type oil pan assembly for internal combustion engine
CN105909338B (en) * 2016-06-06 2017-03-08 谢天琦 A kind of internal combustion engine damping noise reduction power generating type oil pan assembly
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