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Verfahren zur Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebs-
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flüssigkeiten von Kraftfahrzeugen und Geber zur Durchführung des Verfahrens
Zusatz zu Patent ..... (Patentanmeldung P 29 28 767.0) Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von
Kraftfahrzeugen, bei dem das Meßsignal eines Mengengebers zunächst in einem Speicher
aufgenommen wird, dessen Ausgang mit einem Anzeiger verbunden ist, bei dem die Verbindung
zwischen dem Mengengeber und dem Speicher bei einer Anderung des Flüssigkeitsniveaus,
die durch eine beschleunigungsabhängige Änderung des Fldssigkeitsniveaus bedingt
ist, unterbrochen wird und bei dem das Meßsignal in zeitlich regelmäßigen Abständen
bestimmt ist, nach Patent .... (Patentanmeldung P 29 28 767.0).
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Bei dieser im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform wird ein nachgeführtes
Meßsignal angezeigt. Dieses wird aus dem aktuellen Meßsignal und einem normierten
Verbrauchswert bestimmt. Die Verbindung zwischen dem Mengengeber und dem Speicher
ist währenddessen ständig unterbrochen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren
mit geringem Aufwand und größtmöglicher Übereinstimmung zwischen der angezeigten
und der tatsächlichen Vorratsmenge durchzuführen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Meßsignal beschleunigungsabhängig
korrigiert wird und daß die Änderung des korrigierten Meßsignals mit einer vorgegebenen
maximalen Änderung verglichen wird.
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Sofern sich das Ausgangssignal des Mengengebers als Folge einer Beschleunigung
des Kraftfahrzeugs ändert, wird diese Änderung durch die erfindungsgemäße Korrektur
in der Regel kompensiert, so daß die Verbindung zwischen dem Mengengeber und dem
Speicher aufrechterhalten bleiben kann. Die angezeigte Vorratsmenge ist somit in
aller Regel gleich der tatsächlichen Menge, da die Anderung des "bereinigten" Meßsignals
unter der vorgegebenen maximalen Änderung liegen wird. Eine Unterbrechung der Verbindung
zwischen Mengengeber und Speicher erfolgt nur dann, wenn diese vorgegebene Änderung
beispielsweise als Folge einer rasch wechselnden Beschleunigung überschritten wird.
Während dieser Unterbrechung wird die angezeigte Vorratsmenge Jedoch nicht mit einem
zusätzlichen Rechenwerk oder dgl. nachgeführt, sondern auf dem vorangegangenen Wert
festgehalten.
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Eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß die vorgegebene Anderung einen konstanten Wert besitzt. Dieser Wert ist zweckmäßigerweise
gleich einem Mittelwert gewählt, der sich aus den momentanen Verbrauchswerten des
Kraftfahrzeugs unter sämtlichen Betriebsbedingungen ergibt.
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Die dabei auftretende, etwas häufigere Unterbrechung der Verbindung
zwischen Mengengeber und Speicher läßt sich weitgehend vermeiden,wenn die vorgegebene
Anderung einen entsprechend den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs
reränderlichen
Wert besitzt. Dieser Wert kann beispielsweise mit Hilfe eines Kennlinienfeldes ermittelt
werden, das durch die Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs gesteuert ist. Auf diese
Weise lassen sich auch von einem Mittelwert erheblich abweichende Momentan-Verbrauchswerte,
beispielsweise bei einem Kaltstart oder hohen Drehzahlen, berücksichtigen mit der
Folge, daß auch bei einer extremen, beschleunigungsunabhängigen Änderung der Vorratsmenge
der exakte Wert angezeigt wird.
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Die Korrekturgröße für das Meßsignal kann ohne rechnerischen Aufwand
mittels eines Beschleunigungsgebers ermittelt werden. Die Korrekturgröße kann dabei
anhand des AusgangssignaAs des Beschleunigungsgebers berechnet werden. Demgegenüber
läßt sich der rechnerische Aufwand dadurch vermeiden, daß die Korrekturgröße aus
einer Korrekturtabelle entnommen wird.
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Im Idealfall spricht ein derartiger Beschleunigungsgeber auf Beschleunigungen
in sämtlichen Richtungen an.
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Gegenüber einem derartigen relativ bauaufwendigen Geber läßt sich
mit einem Geber, der ausschließlich in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet
ist, auf konstruktiv einfache Weise der in dieser Richtung orientierte größte Teil
der gesamten auftretenden Beschleunigungen erfassen und mit geringem Aufwand für
die Ermittlung der Korrekturgröße heranziehen.
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Eine weitere Vereinfachung eines derartigen Gebers läßt sich dann
erzielen, wenn er ein induktiver Geber ist.
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Derartige Geber sind in verschiedenen Ausführungen im Handel und können
ohne weiteres im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden.
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Ein dem Betrieb des Kraftfahrzeugs besonders angepaßter Aufbau eines
induktiven Gebers besteht in einer Metallkugel, die in einem nicht magnetischen,
gebogenen Rohr mit tiefgelegtem Scheitel angeordnet ist und die mit der Spule eines
Schwingkreises in Wechselwirkung steht.
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Bei einer Beschleunigung wird die Kugel aus ihrer Gleichgewichtslage
ausgelenkt und beeinflußt entsprechend ihrer Stellung innerhalb des Rohres die Frequenz
des Schwingkreises. Aus der Frequenz läßt sich dann die auftretende Beschleunigung
bestimmen.
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Zur Vermeidung einer unkontrollierten Bewegung der Kugel ist das Rohr
mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt.
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Die Dämpfung des Beschleunigungsgebers kann auf die Änderungsgeschwindigkeit
des Mengengebers abgestimmt sein.
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Damit läßt sich mit konstruktiven Mitteln erreichen, daß eine kurzzeitige
Beschleunigung in der Regel nicht zu einer Auslenkung der Kugel führt. Nur bei einer
länger andauernden Beschleunigung wird die Kugel ausgelenkt.
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Durch diese Anpassung können die Ausgangssignale des Mengengebers
und des Beschleunigungsgebers unmittelbar weiter verarbeitet werden, da sie sychronisiert
sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens zur beschleunigung
= nbWtwjgea Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen
und Fig. 2 Einrichtungen zur Ermittlung einer bei dieses Verfahren verwendeten Korrekturgröße.
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In einem schematisch dargestellten Kraftstoff-Vorratsbehälter eines
Kraftfahrzeugs ist ein Mengengeber 2, z.B. in Form eines Tauchrohrgebers, angeordnet.
Das analoge Meßsignal des Mengengebers 2 wird Uber einen Analog/Digital-Wandler
3 als digitales Meßsignal Uber einen Datenbus 4 und eine Torschaltung 50 auf einen
Multiplizierer 51 geschaltet. Die Torschaltung 50 ist durch einen Taktgeber 52 in
zeitlich gleichen Abständen durchgeschaltet. Der Multiplizierer 51 ist ferner mit
f einem Korrekturfaktor beaufschlagt, der, wie in Fig. 2 dargestellt, beschleunigungsabhängig
bestimmt ist.
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Das digitale Ausgangssignal des Multiplizierers 51 ist einerseits
auf einen Komparator 53 und andererseits über eine weitere Torschaltung 54 auf einen
Speicher 10 geführt, der mit einem nicht näher dargestellten, digitalen und/oder
analogen Anzeiger 30 verbunden ist. Die Torschaltung 54 ist durch den Komparator
53 gesteuert.
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Der Komparator 53 bildet die Differenz des Ausgangssignals des Multiplizierers
51 und des im Speicher 10 enthaltenen Meßsignals und vergleicht diese Differenz
mit einer vorgegebenen maximalen Differenz, die in einem weiteren Speicher 55 enthalten
ist.
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Anstelle einer vorgegebenen konstanten Differenz kann 53 in den Komparator
auch eine entsprechend den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs veränderliche
Differenz eingegeben werden. Hierzu ist anstelle des Speichers 55 eine Differenztabelle
56 am Komparator 53 angeschlossen, die durch einen Komparator 56 gesteuert ist.
Der Komparator 56 erhält den Betriebibedingungen des Kraftfahrzeugs zugeordnete
Parameter,/als Eingangsgrößen und steht mit einer Vergleichstabelle 58 in Verbindung.
Aus dem Vergleich der eingehenden Para-/* z.B. den momentanen Verbrauch
meter
mit den in der Vergleichstabelle 58 vorliegenden 57 Parametern wählt der Komparator
aus der Differenztabelle 56 einen Differenzwert aus und gibt diesen an den Komparator
53 weiter.
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Bei einer nicht beschleunigten Bewegung des Kraftfahrzeugs gelangt
das Ausgangssignal des Mengengebers 2 über den Analog/Digital-Wandler 3 in zeitlich
regelmäBigen Abständen zum Multiplizierer 51. Durch diesen nicht verändert gelangt
es über die Torschaltung 54 in den Speicher 10, wo es den vorangegangenen Wert ersetzt
und wird im Anzeiger 30 als neuer Wert wiedergegeben.
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Bei einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, die durch eine Geschwindigkeitsänderung
und/oder eine Neigung des Kraftfahrzeugs hervorgerufen sein kann, wird das weiterhin
in zeitlich gleichen Abständen in den Multiplizierer 51 gelangende Meßsignal mit
dem Korrekturfaktor entsprechend der Beschleunigung beaufschlagt. Das an den Komparator
53 und die Torschaltung 54 weitergegebene korrigierte Meßsignal ist in der Regel
beschleunigungskompensiert; seine Differenz mit dem vorangegangenen, im Speicher
10 enthaltenen Meßsignal ist in der Regel kleiner als die durch den Speicher 55
bzw. die Elemente 56, 57 und 58 in den Komparator 53 eingegebene Differenz. Daher
gelangt auch dieses Meßsignal über die Torschaltung 54 in den Speicher 10 und wird
im Anzeiger 30 wiedergegeben.
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Bei einer sowohl nach Größe als auch nach Richtung stark wechselnden
Beschleunigung kann es vorkommen, daß die im Komparator 53 gebildete Differenz des
gespeicherten und des korrigierten Meßsignals größer als die eingegebene Vergleichsdifferenz
ist. In diesem Fall sperrt
der Komparator 53 die Torschaltung 54,
so daß das korrigierte Meßsignal nicht in den Speicher 10 gelangen kann. Am Anzeiger
30 wird der ursprünglich wiedergegebene Wert beibehalten und nicht durch einen neuen
Wert ersetzt. Am Ende des selten und in der Regel nur kurzzeitig auftretenden stark
veränderlichen Beschleunigungsverlaufs ist die im Komparator bestimmte Differenz
der zwei Meßsignale wieder kleiner als die eingegebene maximale Differenz, so daß
die Torschaltung 54 das ggf. korrigierte Meßsignal wieder in den Speicher 10 gelangen
läßt. Damit wird wieder der tatsächliche Wert der Vorratsmenge angezeigt.
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Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung zur Ermittlung des Korrekturfaktors
für den Multiplizierer 51 weist einen Komparator 65 auf, dem die Frequenz eines
schematisch aus Spule 66 und Kondensator 67 bestehenden Schwingkreises über einen
Frequenz/Digital-Wandler 68 zugeführt ist. Die Frequenz des Schwingkreises ist durch
einen Beschleunigungsgeber 69 beeinflußt, der aus einem gebogenen Rohr 70 mit darin
angeordneter Metallkugel 71 besteht. Das Rohr 70 ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit
72 gefüllt und in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet.
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Entsprechend der Stellung der Kugel 71 wird die Frequenz des Schwingkreises
geändert. Die Stellung der Kugel ihrerseits ist wiederum von Beschleunigungskomponenten
in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs abhängig.
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Durch die Dämpfungsflüssigkeit 72 wird erreicht, daß eine Auslenkung
der Kugel 71 nicht sofort bei Auftreten einer Beschleunigung, sondern verzögert
und nur bei längerer Dauer der Beschleunigung erfolgt.
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Der Komparator 65 ist ferner mit einer Vergleichstabelle 73 und einer
Korrekturtabelle 74 verbunden. Jeder der in der Vergleichstabelle 73 enthaltenen
VergleichsfrequenZ ist in in der Korrekturtabelle 74 ein Korrekturwertfzugeordnet,
der durch den Komparator 65 durch Vergleich der tatsächlichen Frequenz des Schwingkreises
mit den Vergleichsfrequenzen der Vergleichstabelle 73 bestimmt und an den Multiplizierer
51 weitergegeben wird.
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Das vom Multiplizierer 51 ausgehende, ggf. mit einem derartigen Korrekturfaktor
muliplizierte Meßsignal ist somit gegenüber Beschleunigungen in Längsrichtung des
Kraftfahrzeugs kompensiert.
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Die Dämpfung, die durch die Dämpfungsflüssigkeit 72 erreicht wird,
ist der Anderungsgeschwindigkeit des vom Mengengeber 2 gelieferten Meßsignals für
eine mittlere Beschleunigung angepaßt. Dadurch ist es möglich, ohne Zeitverzögerungsglieder
für den Mengengeber 2 und/oder den Beschleunigungsgeber 69 auszukommen. Andernfalls
wären derartige Zeitverzögerungsglieder zweckmäBigerweise vor dem Multiplizierer
51 bzw. dem Komparator 65 anzuordnen. Der Beschleunigungsgeber 69 besitzt somit
aufgrund seiner Trägheit und Dämpfung selbst eine innere Verzögerungszeit.
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