DE2932239C2

DE2932239C2 - Pegelstandsmesser für den Brennstoffstan im Tank eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2932239C2
Application number: DE19792932239
Authority: DE
Inventors: Ing.(Grad.) Michael 6204 Taunusstein Pohling
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1981-08-27
Also published as: DE2932239B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Pegelstandsmesser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist schon bekannt (DE-PS 8 31 914), im Geber eines elektrischen Brennstoffstandsanzeigers verschiedene Kontakte vorzusehen, die je nach der Höhe des Brennstoffstandes von einem Federkontakt beaufschlagt werden. Ein fünfadriges Kabel führt vom Geber zu fünf Anzeigelämpchen auf dem Armaturenbrett, welche den Brennstoffständen »voll«, »³Λ«, »'/₂«, »'/₄« und »leer« entsprechen. Nachteilig an diesem bekannten Anzeiger ist das Erfordernis eines fünfadrigen Kabels zwischen Anzeigeinstrument und Geber sowie eines federnden Kontaktarmes. Weiter sind insgesamt fünf Anzeigelämpchen zuzüglich der entsprechenden Verdrahtung notwendig.

Um den Aufwand herabzusetzen, ist bereits ein Pegelstandsmesser mit einem durch einen auf der Brennstoffoberfläche angeordneten Schwimmer gesteuerten Geber bekanntgeworden (DE-OS 27 01 572), dessen mechanischer Ausschlag durch einen Winkelkodierer in ein digitales Binärsignal umgeformt und in dieser Form einer Anzeigeeinrichtung zugeführt wird. Dieser bekannte Pegelstandsmesser hat zwar ein im Vergleich zum geringen Aufwand hohes Auflösungsvermögen; problematisch ist jedoch die aufgrund der bewegten Flüssigkeitsoberfläche unruhige Anzeige.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Pegelstandsmesser der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem nicht nur auch bei stark bewegter Flüssigkeitsoberfläche eine ruhige Anzeige erzielt wird, sondern bei dem die Bewegungen der Flüssigkeitsoberfläche zudem ausgenutzt werden, um das Auflösungsvermögen einer äußerst einfach aufgebauten Anzeigevorrichtung zu erhöhen. Dieses Ergebnis soll trotz Verwendung nur eines zweiadrigen Kabels zwischen Geber und Auswertegerät erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an das Auswertegerät drei Anzeigelampen angeschlossen sind, von denen zwei einem mehr bzw. weniger hohen Pegelbereich zugeordnet und über einen Speicher gespeist sind, dessen Zeitkonstante deutlich größer als die Periode der Bewegungen der Flüssigkeitsoberfläche ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch in der Nähe derjenigen Pegelstände, bei denen eine Umschaltung von der einen auf die andere Anzeigelampe erfolgt, eine ruhige Anzeige durch die als Glühlampe oder Leuchtdiode ausgebildeten Anzeigelampe erfolgt, weil die durch die unruhige Flüssigkeitsoberfläche hervorgerufenen Schwankungen durch die Speicher überbrückt werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß im Bereich eines Pegelstandes, bei dem die Umschaltung von einer zur nächsten Anzeigelampe erfolgt, beide benachbarte Anzeigelampen aufleuchten, so daß hierdurch eine Zwischenanzeige geschaffen wird, die einem bestimmten Pegelstand entspricht.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch die dritte, der Reservefüllung zugeordnete Anzeigelampe ohne Speicher gespeist. Dies bedeutet, daß bei Annäherung an den Reservefüllungs-Pegelstand die dritte Anzeigelampe im Gegensatz zu den ersten beiden entsprechend den Schwankungen der Flüssigkeitsoberfläche flackert. Dies bedeutet eine weitere Differenzierung mit einfachsten Mitteln ohne besonderen Schaltungsaufwand. Nähert sich der Schwimmer der Reservestellung, so bleibt die über den Speicher gespeiste mittlere Anzeigelampe noch auf Dauer eingeschaltet, während die die Reservefüllung anzeigende Anzeigelampe blinkt. Der Fahrer wird hier auf die hervorstehende Entleerung des Tanks in auffälliger Weise hingewiesen.

Im allerletzten Bereich leuchtet dann die Reservefüllungs-Anzeigelampe dauernd. Von diesem Moment an muß der Fahrer jederzeit mit der völligen Entleerung des Tanks rechnen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung können also trotz Verwendung von nur drei Anzeigelampen fünf Füllungsbereiche unterschieden werden, nämlich eine beispielsweise oberhalb der Hälfte liegende gute Tankfüllung, halbe Tankfüllung, zwischen Reserve- und

halber Tankfüllung, Reservepegelstand und unterhalb des Reservepegelstandes liegende Tankfüllung.

Dem Schwimmer ist vorzugsweise ein zweipoliger Dreibereichschalter zugeordnet, welcher die beiden Adern wahlweise erden oder eine Zwischenstellung einnehmen kann. Vorteilhafte praktische Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes sind ducch die Patentansprüche 4 bis 6 gekennzeichnet

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 ekie schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Pegelstandsmessers mit einem Blockschaltbild des Auswertegerätes und

Fig.2 eine schematische Veranschaulichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Pegelstandsmessers.

Nach F i g. 1 ist im nur schematisch angedeuteten Tank 29 eines Kraftfahrzeuges ein Schwimmer 17 angeordnet, der über einen Arm mechanisch mit einem zweipoligen Dreibereichsschalter 18 verbunden ist Der Schaltarm dieses Schalters liegt an Erde und kann je nach der Stellung des Schwimmers 17 mit einem ersten Kontakt 19' oder einem zweiten Kontakt 20' verbunden sein. Zwischen den beiden Kontakten befindet sich ein freier Zwischenraum, innerhalb dessen der Schaltarm des Schalters 18 mit keinem der beiden Kontakte 19', 20' verbunden ist.

Nach der linken Darstellung in Fig.2 wird der Schwenkbereich des in zwei Positionen dargestellten Schwimmers 17 nach oben und unten durch zwei Anschläge 30 bzw. 31 begrenzt, welche bei der Winkellage des Arms des Schwimmers 17 vorgesehen sind, wo der Schaltarm des Schalters 18 mit einem der Kontakte 19' bzw. 20' in Berührung gekommen ist. Nimmt der Schwimmer 17 eine Position zwischen den beiden Anschlägen 30, 31 ein, so befindet sich der Schaltarm des Schalters 18 mit keinem der elektrischen Kontakte 19', 20' in Berührung. Die Anschläge 30 und 31 können auch so ausgebildet sein, daß sie gleichzeitig die Funktion der Kontakte übernehmen.

Nach der linken Darstellung in F i g. 2 bestimmt der untere Anschlag 31, bei dem der Schaltarm des Schalters 18 mit dem Kontakt 20' in Berührung steht, die Reservestellung des Schwimmers 17. Der Schwimmer 17 und der Anschlag 31 sind also so angeordnet, daß der Schwimmer 17 in dem Augenblick an dem Anschlag 31 zur Anlage kommt, wenn die Füllung des Tanks der vorbestimmten Reservefüllung entspricht.

Der obere Anschlag 30 wird vorzugsweise dann von dem Schwimmer 17 berührt, wenn dieser eine Position einnimmt, die etwa der halben Tankfüllung entspricht. Bei dieser Position verbindet der Schaltarm des Schalters 18 den Kontakt 19' mit Erde.

Von den beiden Kontakten 19', 20' des Dreibereichsschalters 18 führen zwei Leitungen 19, 20 zum Auswertegerät 11, welches sich bevorzugt in der Nähe des Armaturenbrettes des Fahrzeuges befindet, wo drei Anzeigelampen 12, 13, 14 übereinander angeordnet sind, wie das in der rechten Darstellung der F i g. 2 angedeutet ist. Die Schaltung der Lampen 12, 13, 14 ergibt sich aus der F i g. 1.

Das Auswertegerät 11 wird über ein Klemmenpaar 32 von der Fahrzeuggleichspannung mit beispielsweise 12 Volt gespeist. Die oberste Anzeigelampe 12 liegt in dem an die Spannung der Klemmen 32 angelegten Kollektor-Emitter-Kreis eines PNP-Transistors 21, dessen Basis über einen Widerstand 23 am Pluspol und über einen weiteren Widerstand 22 an der Leitung 19 anliegt Der Minuspol der Fahrzcug-Gleichspannungsversorgung liegt an Erde.

Parallel zu dem Widerstand 23 ist erfindungsgemäß ein Speicherkondensator 15 geschaltet
Die mittlere Anzeigelampe 13 ist in den Kollektor-Emitter-Kreis eines N PN-Transistors 24 eingeschaltet. Die Lampe 13 liegt mit ihrem einen Anschluß am Pluspol der Spannungsversorgung und mit dem anderen Anschluß am Kollektor des Transistor; 24. Der Emitter

ίο des Transistors 24 ist mit der Minusleitung der Spannungsversorgung verbunden. Von der Basis des Transistors 24 führen ein Ableitwiderstand 33 und ein weiterer Speicherkondensator 16 zum Minuspol. Des weiteren ist die Basis über eine Strom zur Basis durchlassende Diode 25 und einen Widerstand 26 an den Pluspol angelegt Der Verbindungspunkt A zwischen dem Widerstand 26 und der Diode 25 ist über zwei in Durchlaßrichtung geschaltete Dioden mit den beiden Signalleitungen 19 und 20 verbunden.

Die unterste Anzeigelampe 14 schließlich ist unmittelbar zwischen dem Pluspol der Klemmen 32 und die Leitung 20 geschaltet

Der erfindungr-gemäße Pegelstandsmesser arbeitet wie folgt:

Bei vollständig gefülltem Tank (Vi) befindet sich der Schwimmer 17 in Anlage an dem oberen Anschlag 30, so daß der Schaltarm des Schalters 18 am Kontakt 19' anliegt und so die Leitung 19 geerdet ist Hierdurch liegt auch an dem Punkt A der Schaltung Erdpotential, und der Transistor 24 ist gesperrt. Die Lampe 13 leuchtet nicht. Desgleichen kann die Lampe 14 nicht aufleuchten, weil die Leitung 20 bei dieser Tankfüllung an keinem Potential anliegt.

Aufgrund der Erdung der Basis des Transistors 21 wird dieser jedoch leitend und bringt die oberste Anzeigelampe 12 zum Aufleuchten. Der Widerstand 22 ist niederohmig und dient zur Strombegrenzung bei der Ladung des Speicherkondensators. Für den Fahrer bedeutet dies, daß sich die Tankfüllung in dem in F i g. 2 angedeuteten Bereich 12' befindet, d. h, daß eine Tankfüllung zwischen V2und Vi vorliegt.

Befindet sich der Flüssigkeitspegel zwischen den Positionen Res. und V₂ in Fi g. 2, also im Bereich 13', so ist keine der beiden Leitungen 19,20 geerdet Hierdurch ist der Transistor 21 gesperrt, und die Anzeigelampe 12 erlischt. Jetzt wird jedoch die Basis des Transistors 24 über die Diode 24 und den Widerstand 26 positiv, so daß der Transistor 24 leitend wird und die Anzeigelampe 13 zum Aufleuchten bringt.

so Das Aufleuchten der Lampe 13 bedeutet also, daß ein Flüssigkeitsstand im Bereich 13' vorhanden ist.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung sind nun die beiden Speicherkondensatoren 15,16, welche in dem Übergangsbereich Π (Fig.2) zwischen den Bereichen 12' und 13' wirksam werden. Aufgrund der in einem Fahrzeug vorhandenen Schwankungen des Pegelstandes durch die Erschütterungen wird nämlich in dem Übergangsbereich Ti der Schaltarm des Dreibereichsschalters 18 zeitweise mit dem Kontakt 19' verbunden sein und zeitweise nicht. Hierdurch würden beim NichtVorhandensein der Speicherkondensatoren 15, 16 die Lampen 12,13 wechselweise aufleuchten. Aufgrund der geeignet dimensionierten Speicherkondensatoren 15, 16 werden jedoch die Perioden, während der der zugeordnete Transistor 21 bzw. 24 an sich in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet werden müßte, überbrückt, bis der Schaltarm wieder die für die öffnung des Transistors erforderliche Spannung am Widerstand

22 bzw. der Diode 27 herstellt. In dem Übergangsbereich Ti leuchten also bei entsprechend großer Kapazität der Kondensatoren 15,16 beide Anzeigelampen 12, 13 dauernd auf. Für den Fahrer ist dies ein Zeichen, daß der Tank beispielsweise noch halbvoll ist.

Wird der Kontakt 19' bei Absinken des Flüssigkeitsstandes unter d. η Bereich Π überhaupt nicht mehr geschlossen, so erlischt die Lampe 12 nach einigen Sekunden, und die Anzeigelampe 13 brennt ständig weiter.

Bei Annäherung des Flüssigkeitsstandes an die Reservefüllung liegt ein weiterer Übergangsbereich Tl vor, innerhalb dessen die Anzeigelampe 13 weiter dauernd leuchtet, obwohl zeitweise der Schaltarm des Schalters 18 den Kontakt 20' erdet. Während dieser Schließperioden liefert wieder der Speicherkondensator 16 diejenige Vorspannung an die Basis des Transistors 24, die zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustandes erforderlich ist.

Beim Schließen des Kontaktes 20' wird jedoch die untere Anzeigelampe 14 ohne jede Verzögerung mit Spannung versorgt. Sie wird also entsprechend dem periodischen öffnen und Schließen des Kontaktes 20' flackern, was für den Fahrer das Zeichen dafür ist, daß die Füllung sich dem Reserveflüssigkeitsstand nähen.

Wenn dann die Lampe 13 erlischt, weil der Arm des

Schalters 18 ständig in Berührung mit dem Kontakt 20' ist, leuchtet die Reservelampe 14 ständig auf, so daß dem Fahrer signalisiert wird, daß er nunmehr jederzeit mit der völligen Entleerung des Tanks rechnen muß.

Insgesamt liefern also die nur drei Anzeigelampen 12, 13,14 fünf Informationen an den Fahrer.

Die Dioden 27, 28 verhindern eine Verkopplung des Transistors 21 und der Anzeigelampe 14.

Die erfindungsgemäße Schaltung hat weiter den Vorteil, daß sie weitgehend unempfindlich gegen Spannungsschwankungen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pegelstandsmesser für Tanks mit bewegter Flüssigkeitsoberfläche, insbesondere für den Brennstoffstand im Tank eines Kraftfahrzeuges, mit einem durch einen auf der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Schwimmer gesteuerten Geber, dessen mechanischer Ausschlag elektrische Kontakte ansteuert, die über ein Auswertegerät mehrere jeweils bestimmten Pegeln zugeordnete Anzeigelampen je nach dem Schwimmerausschlag an eine Spannung anlegen, wobei zwischen Geber und Auswertegerät nur eine zweiadrige Leitung verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß an das Auswertegerät (11) drei Anzeigelampen (12, 13, 14) angeschlossen sind, von denen zwei einem mehr bzw. weniger hohen Pegelbereich zugeordnet und über einen Speicher (15 bzw. 16) gespeist sind, dessen Zeitkonstante deutlich größer als die Periode der Bewegungen der Flüssigkeitsoberfläche ist.

2. Pegelstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte, der Reservefüllung zugeordnete Anzeigelampe (14) ohne Speicher gespeist ist

3. Pegelstandsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwimmer (17) ein zweipoliger Dreibereichsschalter (18) zugeordnet ist, welcher eine die beiden Adern (19, 20) wahlweise erden oder eine Zwischenstellung einnehmen kann.

4. Pegelstandsmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der größten Füllung entsprechende Lampe (12) im Kollektor-Emitter-Kreis eines ersten Transistors (21) liegt, dessen Basis über einen Widerstand (22) an der einen Ader (19) anliegt, und dessem Basisspannungszuführungswiderstand (23) ein Speicherkondensator (15) parallelgeschaltet ist.

5. Pegelstandsmesser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der mittleren Füllung entsprechende Anzeigelampe (13) im Kollektor-Emitter-Kreis eines zweiten Transistors (24) liegt, in dessen Eingangskreis ein zweiter Speicherkondensator (16) eingeschaltet ist, der über eine Diode (25) und einen Widerstand (26) an Spannung liegt, und daß die Verbindungsstelle des Widerstandes (26) und der Diode (25) über jeweils eine weitere Diode (27,28) an den Adern (19 bzw. 20) anliegt.

6. Pegelstandsmesser nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte, der Reservefüllung entsprechende Anzeigelampe (14) unmittelbar zwischen die Spannung und die andere Ader (20) geschaltet ist.