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Sicherheits- und Anzeigeeinrichtung für eine
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Flüssiggasanlage in einem Kraftfahrzeug Die Erfindung geht aus von
einer Sicherheits- und Anzeigeeinrichtung für eine Flüssiggasanlage in einem Kraftfahrzeug,
mit einem Flüssiggastank, der über eine Befüllungsleitung betankbar ist, wobei in
der Leitung ein von einem im Tank befindlichen Schwimmer mechanisch betätigtes Tankstopventil
und ferner eine Füllstandsanzeige für den Tank vorgesehen ist.
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Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit Ctto-Motor so auszustatten, daß
der Motor alternativ mit Benzin oder mit Flüssiggas betrieben werden kann. Hierzu
weist das Kraftfahrzeug zusätzlich zum Benzintank einen Flüssiggastank auf, der
üblicherweise als druckfester, zylindri3cher Stahlbehälter ausgebildet ist. Der
Flüssiggastank weist verschiedene Armaturen zur Befüllung und zur Entnahme sowie
zum Anzeigen des Füllstandes auf.
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Da derartige Flüssiggastanks mit relativ hohem Druck befüllt werden
müssen, ist es bekannt, in der Befüllungsleitung ein sogenanntes Tankstopventil
anzubringen. Dieses Tankstopventil steht mit einem Schwimmer im Inneren des Flüssiggastanks
in mechanischer Wirkungsverbindung und wird über diesen Schwimmer dann geschlossen,
wenn ein Füllstand von beispielsweise 80% überschritten wird, um eine Überfüllung
des Tanks zu verhindern. Es ist ferner bekannt, derartige Flüssiggastanks mit einer
Füllstandsanzeige auszustatten, bei der ein weiterer Schwimmer ein im Tank befindliches
Potentiometer betätigt, dessen jeweiliger, füllstandsabhängiger Widerstandswert
auf die Außenseite des Flüssiggastanke übertragen wird.
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Bei derartigen Flüssiggastanks kann jedoch das Problem auftreten,
daß das mechanisch betätigte Tankstopventil klemmt und damit eine hinreichende Sicherheit
gegen Überfüllung des Tanks nicht gewährleistet ist. Dies ist umso schwerwiegender,
als sich Flüssiggas unter Wärmeeinwirkung ausdehnt, wobei infolge des geschlossenen
Druckbehälters kein Druckausgleich wie bei einem üblichen Benzintank möglich ist.
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Der Erfindung liegt demgemwß die Aufgabe zugrunde, ein redundantes
System zu schaffen, bei dem die Tankstop-Funktion sicher gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Füllstandsanzeige
einen von einem Schwimmer beeinflußten Ferngeber aufweist, der an eine elektronische
Auswerteschaltung angeschlossen ist, die über einen ersten Komparator ein Magnetventil
in der Befüllungsleitung betätigt.
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Durch Vorsehen eines weiteren, vorzugsweise an der Außen3eite des
Tanks angebrachten Magnetventils wird eine besonders hohe Betriebssicherheit gewährleistet,
da auch ein Klemmen und damit Nicht-Schließen des üblichen mechanischen Tankstopventils
wegen des zusätzlichen Magnetventils nicht zu einer Überfüllung des Tanks führen
kann. Durch den verwendeten Ferngeber wird zusätzlich verhindert, daß ein Strom
durch das Tankinnere fließt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird das vom Ferngeber
gelieferte Signal zusätzlich dazu verwendet, eine
kontinuierliche
Anzeige für den Füllstand des Tanks zu steuern.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer
Komparator vorgesehen, titer den eine Reserveanzeige betätigt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Einschaltschwellen
der genannten Komparatoren in der erfindungsgemäßen Einrichtung veränderbar eingestellt,
so daß eine Anpassung an unterschiedliche Tankkonfigurationen, Kraftfahrzeuge oder
nationale Sicherheitsbestimmungen möglich ist, die für den Füllstand, bei dem die
Tankstop-Funktion wirksam werden soll, unterschiedliche Grenzfüllstände vorschreiben.
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Schließlich wird eine besonders gute Wirkung dadurch erzielt, daß
in dem Eingang der elektronischen Auswerteschaltung, die das Signal des Ferngebers
auswertet, ein Signalspeicher angeordnet wird. Dieser Signalepeicher ist so angeordnet,
daß er bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges die Eingänge der Komparatoren bzw. des
Verstärkers auf Masse legt, so daß für eine kurze vorbestimmte Zeit, beispielsweise
10 Sekunden, die Reserveanzeige des Kraftfahrzeuges aufleuchtet. Hierdurch kann
die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung bei jedem Fahrtantritt überprüft
werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und
den beigefügten Zeichnungen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend
näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß
verwendeten Ferngeber samt zugehöriger elektronischer Auswerteschaltung.
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In Fig. 1 ist 10 ein Flüssiggastenk eines Kraftfahrzeuges, der als
druckfester, zylindrischer Stahlbehälter ausgebildet ist. Wie mit 11 angedeutet,
ist der Flüssiggastank 10 teilweise mit Flüssiggas gefüllt. In Abhängigkeit vom
Füllstand des Flüssiggastankes 10 wird ein erster Schwimmer mit Arm 12 ausgelenkt,
der mechanisch mit einem Tankstopventil 13 zusammenwirkt, das in der Wand des Flüssiggastankes
10 angeordnet ist. Das Tankstopventil 13 führt zu einer Befüllungsleitung 14, die
mit einem Füllanschluß 15 abgeschlossen ist. Weiter ist im Innenraum des Flüssiggastankes
10 ein zweiter Schwimmer mit Arm 16 angeordnet, der mechanisch auf einen Ferngeber
17 in oder an der Tankwand einwirkt. Der Ferngeber 17 ist an eine elektronische
Auswerteschaltung 18 angeschlossen. Die Auswerteschaltung 18 steuert einmal ein
in der Befüllungsleitung 14 angeordnetes 2/2 Magnetventil, zum anderen eine Tankinhaltsanzeige
20 und schließlich eine Reserveanzeige 21.
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Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist wie
folgt:
Ändert sich der Füllstand des Flüssiggases 11 , werden die
Schwimmer mit Arm 12, 16 ausgelenkt. Der Arm 12 betätigt dabei in an sich bekannter
Weise bei Überschreiten eines vorgegebenen Filllstandes, beispielsweise 80%, das
Tankstopventil 13, so daß eine Befüllung des Tankes 10 über den Füllanschluß 15
unterbrochen wird. Erfindungsgemäß ist nun zusätzlich der weitere Schwimmer mit
Arm 16 vorgesehen, der selbstverständlich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
mit dem Arm 12 identisch sein kann. Dieser zweite Schwimmer mit Arm 16 betätigt
nun einen Ferngeber 17, wie weiter unten zu Fig. 2 noch im einzelnen angegeben wird.
Das Ausgangssignal des Ferngebers 17 ist damit abhängig vom Füllstand des Flüssiggases
11. Das Signal wird der elektronischen Auswerteschaltung 18 zugeführt, die bei Überschreiten
eines vorbestimmten hohen Signalwertes das 2/2 Magnetventil 19 betätigt. Das Magnetventil
19 ist dabei, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mechanisch vorgespannt, so daß es in seinem
stromlosen Zustand den Zufluß vom Fjillanschluß 15 versperrt. Wird das Magnetventil
19 jedoch angesteuert, schaltet es in die in Fig. 1 nicht dargestellte Stellung
und eine Befiillung des Tanks 10 ist möglich.
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Das Signal des Ferngebers 17 wird weiter verstärkt, gegebenenfalls
linearisiert, und der Tankinhaltsanzeige 20 zugeleitet. Schließlich wird bei Unterschreiten
eines vorgegebenen unteren Signalwertes die Reserveanzeige 21 angesteuert.
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Fig. 2 zeigt in der linken Hlite einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß
verwendeten Ferngeber. Dabei ist in die Wand
des Flüssiggastankes
10 ein Einsatz 25 eingesetzt, der über einen 0-Ring 26 abgedichtet ist. An der Tankinnenseite
führt ein Rohr 27 zu einem in Fig. 2 nicht dargestellten Schwimmer, der eine im
Inneren des Rohres 27 bewegliche Stange 28 auslenkt. Die Stange 28 ist an ihrem
Ende mit einer Feder 29 gegen den Einsatz 25 abgestützt und trägt an ihrem der Behälteraußenwand
zugewandten Ende einen Permanentmagneten 30. Dieser Permanentmagnet 30 wirkt über
eine den Abschluß des Einsatzes 25 nach außen bildende Membran 32 auf einen Hall-Sensor
33 an der Außenwand der Membran 32 ein. Die Stange 28 wird nämlich in Abhängigkeit
vom zweiten Schwimmer mit Arm 10 aus Fig. 1 füllstandsabhängig axial verschoben,
so daß der Permanentmagnet 30 sich in einem Hohlraum 31 des Einsatzes 25 in axialer
Richtung verschiebt und damit in mehr oder weniger große Nähe zum Hall-Sensor 33
gelangt. Das vom Permanentmagneten 30 erzeugte Magnetfeld wirkt damit mehr oder
weniger auf den Hall-Sensor 33 ein, so daß dessen Ausgangssignal schließlich ein
Maß fiir den Füllstand des Flüssiggases 11 ist.
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Der Hall-Sensor 33 kann iiber einen Betriebsschalter 34 an Betriebsspannung
gelegt werden, wenn das Kraftfahrzeug in Betrieb genommen wird. Der Signalausgang
des Hall-Sensors 33 führt über eine Diode 35 und einen Widerstand 36 zu einem gegen
Masse geschalteten Kondensator 37. Außerdem führt der Signalzweig zu einem ersten
Zweig 40 für die Tankstop-Funktion, zu einem zweiten Zweig 41 für die Füllstandsanzeige
und zu einem dritten Zweig 42 für die Reserveanzeige.
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Im ersten Zweig 40 führt das Signal zu einem invertierenden Eingang
eines Komparators 43, dessen nichtinvertierender Eingang zu einem Potentiometer
44 führt. Der Ausgang des Komparators 43 ist an eine Endstufe 45 und diese an die
Erregerwicklung des Magnetventils 19 angeschlossen.
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Im zweiten Zweig 41 gelangt das Signal auf einen Verstärker 46, der
die Tankinhaltsanzeige 20 steuert.
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Im dritten Zweig 42 gelangt das Signal auf den invertierenden Eingang
eines zweiten Komparators 47, dessen nichtinvertierender Eingang an ein Potentiometer
48 angeschlossen ist. Der zweite Komparator 47 steuert ebenfalls eine Endstufe 49
und diese ein Relais 50 zum Ansteuern der in Fig. 2 nicht dargestellten Reserveanzeige
23.
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Mit Hilfe des Potentiometers 44 laßt sich der Füllstand einstellen,
bei dem die Tankstop-Funktion wirksam werden soll, beispielsweise 80. In entsprechender
Weise ist über das Potentiometer 48 der Füllstand einstellbar, bei dem die Reserveanzeige
aufleuchten soll.
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Der durch den Widerstand 36 und den Kondensator 37 gebildete Signalspeicher
im Eingang der Zweige 40, 41, 42 hat die folgende Funktion: Wird das Fahrzeug in
Betrieb genommen und unter anderem der Betriebsschalter 34 geschlossen, ist der
Kondensator 37 zunächst entladen. Je nach Größe des Kondensators 37 dauert es nun
einige Zeit, vorzugsweise 10 Sekunden, bis der Kondensator
37
geladen ist und das Ist-Signal vom Hall-Sensor 33 an den Zweigen 40, 41, 42 anliegt.
Während der genannten 10 Sekunden wird den Eingängen der Zweige 40, 41, 42 jedoch
ein zu niedriges Eingangssignal vorgetäuscht, da die Eingänge der Zweige 40, 41,
42 durch den Kondensator 37 dynamisch an Masse gelegt sind. Während dies auf den
ersten Zweig 40 keine Auswirkung hat und im zweiten Zweig 41 lediglich ein zu geringer
Tankinhalt angezeigt wird, führt dies im dritten Zweig 42 zu einem Ansprechen des
Relais 50 und damit der Reserveanzeige 21. Diese systematische Fehlanzeige bei Inbetriebnahme
des Kraftfahrzeuges stellt eine zusätzliche Sicherheit dar, da durch das Aufleuchten
der Reserveanzeige 21 bei Antritt jeder Fahrt dem Pahrer signalisiert wird, daß
die erfindungsgemaße Einrichtung ordnungsgemäß arbeitet. Wird demgegenüber der Pahrtschalter
des Kraftfahrzeuges nur kurzzeitig aus- und wieder eingeschaltet, führt dies lediglich
zu einem kurzen Aufblinken der Reserveanzeige 21, da der Kondensator 37 sich in
dieser kurzen Zeit nicht entladen konnte. Eine Störung bei kurzzeitigem Aus-und
Einschalten tritt damit nicht ein.