DE3409258A1 - Einrichtung zur anzeige des fuellstandes in einem kraftfahrzeugtank - Google Patents

Einrichtung zur anzeige des fuellstandes in einem kraftfahrzeugtank

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DE3409258A1
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voltage
capacitor
low
switching
operational amplifier
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DE19843409258
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English (en)
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H. Horst 7123 Sachsenheim Goertler
H. Frantisek 7100 Heilbronn Medved
H. Horst Dipl.-Ing. Rachner
H. Josef 7120 Bietigheim-Bissingen Swoboda
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SWF Auto Electric GmbH
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SWF Auto Electric GmbH
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Description

  • Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes in einem lhftfahrzeugtank
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes in einem Kraftfahrzeugtank gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Aus der DE-OS 28 49 066 ist bereits eine Tankanzeigeeinrichtung bekannt, bei der die störenden, durch die Fahrzeugbewegung hervorgerufenen Schwankungen des Meßwertes durch einen Tiefpaß ausgefiltert werden. Dabei wird in dieser Druckschrift darauf hingewiesen, daß bei Verwendung eines analogen Tiefpasses mit einem Kondensator aufgrund der Leckströme dieses Kondensators mit Meßwertverfälschungen gerechnet werden muß. Deshalb wird die Verwendung eines digitalen Tiefpasses vorgeschlagen, der jedoch in der Herstellung sehr teuer ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tankanzeigeeinrichtung mit einem analogen Tiefpaß zu schaffen, die ausreichend genau arbeitet und dennoch mit einem geringen Bauteileaufwand hergestellt werden kann. Dabei sollen durch die Verwendung dieses Tiefpasses in der Signalauswerteschaltung zwischen dem Meßwertgeber und dem Anzeigegerät die übrigen Funktionen, die üblicherweise von einer Tankanzeigeeinrichtung erwartet werden, nicht nachteilig beeinflußt werden. Insbesondere soll also beim Einschalten der Versorgungsspannung der aktuelle Meßwert rasch angezeigt werden. Außerdem soll beim Unterschreiten einer bestimmten Kraftstoffreservemenge ein Anzeigeelement ansprechen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht dabei darin, daß der Tiefpaß zwei Kondensatoren aufweist, die in Reihe an die Spannungsquelle angeschlossen sind. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann man durch geeignete Auswahl der Kapazitäten dieser Kondensatoren die Leckströme kompensieren, so daß keine unzulässig große Meßwertverfälschung auftritt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden durch die in Reihe geschalteten Kondensatoren Schwankungen der Betriebsspannung kompensiert.
  • In beiden Fällen sorgt der Tiefpaß dafür, daß die bei einem Hebeltankgeber vorkommenden kurzzeitigen Meßwertänderungen ausgefiltert und nicht auf dem empfindlichen Anzeigegerät dargestellt werden. Dies bedeutet, daß ein aktueller Meßwert nach dem Einschalten der Versorgungsspannung verzögert angezeigt wird.
  • Diesen Nachteil kann man beheben, wenn man gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung den Widerstand des Tiefpasses durch einen niederohmigen Schaltweg überbrückt, in den ein steuerbares Schaltelement eingeschleift ist. Dieses Schaltelement wird vorzugsweise über ein Zeitglied beim Einschalten der Versorgungsspannung kurzzeitig durchgesteuert, so daß der aktuelle Meßwert rasch angezeigt wird.
  • Zur Steuerung eines Anzeigeelementes, das das Unterschreiten einer bestimmten Kraftstoffreservemenge signalisieren soll, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein dem Meßwertgebersignal entsprechendes Signal hinter dem Tiefpaß abgegriffen und in einer Schaltstufe mit einem Schwellwert verglichen, die das Anzeigeelement steuert. Diese Schaltstufe kann dabei als Schmitt-Trigger ausgebildet sein, so daß das Anzeigeelement erlischt, wenn der Kraftstofftank wieder aufgefüllt wird. Bei einer anderen Ausführung kann. diese Schaltstufe zugleich als Signalspeicher dienen, der nur durch das Abschalten der Versorgungsspannung wieder gelöscht wird.
  • In beiden Fällen muß man dafür Sorge tragen, daß dieses Anzeigelement beim Einschalten der Versorgungsspannung wegen der verzögerten Meßwert auswertung nicht fälschlicherweise anzeigt, obwohl die Kraftstoffreservemengen noch nicht unterschritten ist. Dazu wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein weiteres Zeitglied vorgesehen, das im Ergebnis diese Schaltstufe mit dem Einschalten der Versorgungsspannung kurzzeitig unwirksam macht.
  • Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform mit einem herkömmlichen Drehspulinstrument als Anzeigegerät und Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform mit einem spannungskompensierten Quotientenmeßwerk als Anzeigegerät.
  • In der Zeichnung ist mit 10 ein Meßwertgeber bezeichnet, derin den Tank eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist und einen schwinimerbetätigten Hebel aufweist, der in bekannter Weise auf ein Potentiometer 11 einwirkt. Das Meßwertgebersignal soll von einem Anzeigegerät 12 möglichst unverfälscht angezeigt werden, das im vorliegenden Fall als einfaches Drehspulmeßwerk ausgebildet ist.
  • Das Meßwertgebersignal wird über eine insgesamt mit 20 bezeichnete Signalauswerteschaltung in einen dem Meßwert proportionalen Strom zur Steuerung des Anzeigegerätes 12 umgesetzt. Diese Signalauswerteschaltung 20 weist einen insgesamt mit 21 bezeichneten analogen Tiefpaß auf, zu dem die beiden Kondensatoren 22 und 23 und ein Längswiderstand 24 gehören, der an den gemeinsamen Verbindungspunkt 25 der beiden Kondensatoren angeschlossen ist. Zur Signalauswerteschaltung 20 gehört weiterhin eine Schaltstufe 26 mit einem Operationsverstärker 27 und einem Transistor 28 mit einem Emitterwiderstand 29, die als steuerbare Stromquelle arbeitet und über einen gegebenenfalls einstellbaren Trimmerwiderstand 30 den Betriebsstrom für das Anzeigegerät 12 liefert. Außerdem gehört zu dieser Signalauswerteschaltung ein steuerbares Schaltelement in Form eines Transistors 31, der zusammen mit einem niederohmigen Widerstand 32 einen Schaltweg zur Überbrückung des Widerstandes 24 des Tiefpasses 21 bildet. Die Signalauswerteschaltung wird aus der Batterie des Kraftfahrzeuges über ein sparmungsstabilisiertes Netzteil 13 gespeist. Der negative Pol der nicht gezeigten Fahrzeugbatterie liegt an der Klemme 14, der positive Pol ist an die Klemme 15 angeschlossen. Das Potentiometer 11 liegt in Reihe mit einem Vorwiderstand 33 an der stabilisierten Spannungsquelle. Mit diesen bis jetzt bezeichneten Bauteilen kann ein wesentliches Element der vor-Jiegenden Erfindung bereits beschrieben werden.
  • Am Meßwertgeber 10 treten bekanntlich rasche Meßwertsignaländerungen auf, die durch die Fahrzeugbewegung, insbesondere beim Beschleunigen, Bremsen oder durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden. Diese Schwankungen des Meßwertes dürfen auf dem empfindlichen Anzeigegerät 12 nicht angezeigt werden.
  • Sie sollen vielmehr durch den Tiefpaß 21 unterdrückt werden.
  • Dazu muß dieser Tiefpaß eine verhältnismäßig große Zeitkonstante von etwa 1 Minute aufweisen. Dies läßt sich nur durch verhältnismäßig große Kondensatoren bzw. Längswiderstände ermöglichen. Wenn jedoch der Längswiderstand 24 in der Größenordnung von einigen 100 KSL oder darüber liegt, wird der Anzeigewert durch die an dem Widerstand abfallende, durch den Leckstrom eines Kondensators hervorgerufene Spannung verfälscht. Diese Meßwertverfälschung tritt aber nicht auf, wenn man für eine geeignete Kompensation des Leckstromes sorgt. Erfindungsgemäß sind daher zwei Kondensatoren 22 und 23 vorgesehen, die in Reihe an die Spannungsquelle angeschlossen sind. Der eine Kondensator 22 liegt also an dem einen Pol der Spannungsquelle und der andere Kondensator liegt am anderen Pol der Spannungsquelle. Damit fließen über den Widerstand 24 des Tiefpasses die Leckströme beider Kondensatoren 22 und 23, wobei diese Leckströme sich bei geeigneter Dimensionierung der Kapazität dieser Kondensatoren kompensieren. Dabei wird folgendermaßen vorgegangen: Zunächst wird ein bestimmter Betriebsbereich des Meßwertgebers 10 festgelegt, d.h. es wird die Maßwertgeberspannung bestimmt, die am Abgriff 34 des Potentiometers 11 bei einem bestimmten Tankinhalt, der möglichst genau angezeigt werden soll, ermittelt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Spannungswert in der Mitte des Meßbereiches handeln. Bei einer üblichen Ausführung schwankt die Meßwertgeberspannung zwischen einem Wert von 1 V und 5 V bei leeren bzw. vollem Tank. Für die folgenden Betrachtungen wird daher als bevorzugter Betriebsbereich eine Meßspannung von 3 V zugrundegelegt. Will man dagegen geringe Kraftstoffmengen genau anzeigen, könnte als bevorzugter Betriebsbereich eine am Eingang des Tiefpasses anliegende Meßspannung von 1 V der Dimensionierung der Kondensatoren 22 und 23 zugrundegelegt werden.
  • Zunächst wird nun die Größe des Längswiderstandes 24 beispielsweise mit 100 K£Lfestgelegt. Damit kann auch die Kapazität des Kondensators 22 aus der vorgegebenen Zeitkonstante erreicht werden. Man wählt nun einen Kondensator mit einer bestimmten Nennspannung und einem möglichst kleinen Leckstrom aus. Aus dem Datenbuch kann man zunächst den Leckstrom des Kondensators 22 errechnen, der bei Betrieb an Netzspannung proportional ist dem Produkt eines typabhängigen Faktors,der Kapazität und der Nennspannung. Im Datenbuch ist weiter eine Tabelle angegeben, aus der man den tatsächlichen Leckstrom ermitteln kann, wenn der Kondensator 22 nicht mit der vollen Nennspannung betrieben wird. Im vorliegenden Fall ist dabei zu berücksichtigen, daß in dem bevorzugten Betriebsbereich der Kondensator 22 nur mit der Meßwert spannung von etwa 3 V belastet wird. Bei der praktischen Ausführung der Schaltung hat der Kondensator 22 eine Kapazität von 47 Mikrofarad und der Wert des Widerstandes 24 beträgt 100 K AL . Nach den vorangehend gevon schilderten Grundsätzen wurde ein LeckstromV0,07t A errechnet.
  • Die Kapazität des Kondensators 23 muß nun nach dem gleichen Verfahren so bestimmt werden, daß dessen Leckstrom in der gleichen Größenordnung liegt. Dabei ist wiederum zu berücksichtigen, daß dieser Kondensator 23 nicht mit der vollen Nennspannung betrieben wird. Liegt der Wert der stabilisierten Spannung bei 10 V, fallen an diesem Kondensator 23 nur 7 V ab.
  • Obwohl eine genaue rechnische oder graphische Ermittlung der Kapazität dieses Kondensators 23 möglich ist, wird ein Auswahlverfahren bevorzugt, weil ohnehin nur Kondensatoren mit abgestuften Kapazitätswerten und abgestuften Nennspannungen zur Verfügung stehen. Im vorliegenden Fall wurde für den Kondensator 23 eine Kapazität von 10 Mikrofarad ausgewählt und anhand des Datenbuches dessen Reststrom bei einer Betriebs spannung von 7 V ermittelt. Er ergab sich, daß der Leckstrom des Kondensators dem Leckstrom des Kondensators 22 annähernd entsprach.
  • Natürlich ist zu berücksichtigen, daß durch die Zuschaltung des Kondensators 23 die Zeitkonstante des Tiefpasses 21 verdrt wird, denn auf das Tiefpaßverhalten wirkt sich die Reillenschaltung der beiden Kondensatoren 22 und 23 als Parallelschaltung aus. Diese Veränderung der Zeitkonstante kann ggf.
  • durch eine Änderung des Wertes des Widerstandes 24 ausgeglichen werden.
  • Insgesamt ist daher festzustellen, daß bei dieser Leckstromkompensation am Längswiderstand 24 im Ruhezustand des Meßwertgebers 10 keine den Meßwert verfälschende Spannung abfällt. Die Spannung am gemeinsamen Verbindungspunkt 25 der beiden Kondensatoren 22 und 23 entspricht also genau der Meßwertspannung am Abgriff 34.
  • Diese Spannung am Verbindungspunkt 25 wird nun durch die Schaltstufe 26 in einen proportionalen Betriebs strom für das Anzeigegerät 12 umgewandelt. Der Operationsverstärker 27 ist so geschaltet, daß er einen hochohmigen Eingangswiderstand hat und damit den Tiefpaß 21 nicht belastet. Der Ausgangswiderstand des Operationsverstärkers ist dagegen niederohmig, so daß über den Transistor 28 ein ausreichender Betriebsstrom für das Instrument von etwa 10 mA geliefert wird. Man kann also sagen, daß die Schaltstufe 26 als steuerbare Stromquelle arbeitet.
  • Zur Signalauswerteschaltung gehört weiter ein Zeitglied 40 mit dem zeitbestimmenden Widerstand 41 und dem zeitbestimmenden Kondensator 42, einem Basisvorwiderstand 43 für einen Transistor 44 und einem Spannungsteiler mit den Widerständen 45 und 46 im Laststromkreis des Transistors 44. Eine Diode 47 dient zum Schutz des Transistors 44. An dem gemeinsamen Verbindungsp=kt48 der beiden Widerstände 45 und 46 wird die Steuerspannung für den Transistor 31 abgegriffen.
  • Dieser Schaltungsteil arbeitet folgendermaßen: Beim Einschalten der Betriebs spannung fließt ein Ladestrom für den Kondensator 42, der den Transistor 44 durchsteuert. Die Werte der Widerstände 45 und 46 sind so festgelegt, daß damit dem Transistor 31 eine Steuerspannung zugeführt wird, die größer ist als die Emitterspannung bei größmöglicher Meßwertspannung. Damit wird der Transistor leitend und überbrückt zusammen mit dem sehr niederohmigen Widerstand 32 den Längswiderstand 24 des Tiefpasses 21. Folglich werden die Kondensatoren 22 und 23 rasch umgeladen und die Spannung am Verbindungspunkt 25 entspricht nahezu unverzögert der Meßwert spannung am Abgriff 24. Folglich wird der aktuelle Meßwert beim Einschalten der Betriebsspannung rasch auf dem Anzeigegerät 12 dargestellt.
  • Nach einer bestimmten Verzögerungszeit ist der Kondensator 42 geladen und der Transistor 44 gesperrt. Damit sperrt auch der Transistor 31 und der Tiefpaß 21 wird wirksam. Nach Ablauf der Zeitkonstante des Zeitgliedes 43 kann also der Umladevorgang der Kondensatoren 22 und 23 nur noch über den hochohmigen Widerstand 24 erfolgen, so daß Schwankungen der Meßwertspannung wirksam ausgefiltert werden. Man kann den Sachverhalt auch so darstellen, daß die Zeitkonstante des Tiefpasses veränderbar ist. Bei der praktischen Ausführung liegt die Zeitkonstante bei etwa 60 Sek., wenn der Längswiderstand 24 wirksam ist. Wird dieser Längswiderstand 24 überbrückt, liegt die Zeitkonstante wegen des niederohmigen Widerstandes 32 nur noch bei etwa 100 msec. Die Zeitkonstante des Zeitgliedes 40 liegt etwa bei 500 msec.
  • Zur Signalauswertesc}laltung gehören nun noch Bauteile zur Ansteuerung eines Anzeigeelementes 50 beim Unterschreiten einer Kraftstoffreservemenge. Dazu gehört eine Schaltstufe 51 mit einem Opterationsverstärker 52,der mittels der Widerstände 53, 54 und 55 als Schmitt-Trigger geschaltet ist. Durch die Widerstände 56 und 57 wird ein Schwellwert für den Operationsverstärker 52 vorgegeben. Am Emitter-Widerstand 29 im Betriebsstromkreis des Anzeigegerätes 12 wird eine Signalspannung abgegriffen, die dem Meßwertgebersignal entspricht. Diese Signalspannung wird über den Widerstand 58 dem negierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 zugeführt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 52 steuert einen Transistor 60 über den Basisspannungsteiler gebildet durch die Widerstände 61 und 62. Am Lastkreis des Transistors 60 liegt ein Strombegrenzungswiderstand 63 und als Anzeigeelement eine Glühlampe. Die Zenerdiode 64 dient zum Schutz des Transistors 60. Wesentlich für diesen Schaltungsteil ist, daß die Signalspannung zur Steuerung des Anzeigeelementes 50 hinter dem Tiefpaß 21 direkt aus dem Betriebsstromkreis des Anzeigegerätes ausgekoppelt wird. Damit können Meßwertschwankungen kein unerwünschtes Ansprechen des Anzeigeelementes zur Folge haben. Dies wird auch durch eine geeignete Hysterese des Schmitt-Triggers vermieden.
  • Nun muß aber berücksichtigt werden, daß beim Einschalten der Betriebs spannung wegen des Tiefpasses am Emitter-Widerstand 29 kurzzeitig eine so geringe Spannung anliegt, daß der Schwellwert des Operationsverstärkers 52 unterschritten wird. Beim Einschalten der Versorgungsspannung würde daher das Anzeigeelement 50 wenigstens kurzzeitig ansprechen, was als störend empfunden wird. Um diesen Nachteil zu beheben, ist ein weiteres Zeitglied mit dem zeitbestimmenden Kondensator 65 vorgesehen. Über diesen Kondensator 65 wird beim Einschalten der Betriebs spannung kurzzeitig hohes Potential an den negierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 gelegt, so daß der Transistor 60 gesperrt bleibt. Erst wenn sich dieser Kondensator 65 über den Widerstand 58 aufgeladen hat, kann der Operationsverstärker 52 den Transistor 60 durchsteuern, sofern am Emitter-Widerstand 29 nur eine geringe Spannung abgegriffen wird. Die Zeitkonstante dieses Zeitgliedes liegt bei etwa 200 msec.
  • Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem spannungskompensierten Anzeigerät 12. Dabei wird die gesamte Schaltung ohne stabilisiertes Netzteil direkt aus der Batterie des Fahrzeuges gespeist und es müssen nun Vorkehrungen getroffen werden, daß bei Schwankungen der Versorungsspannungen keine unzulässigen Meßfehler auftreten.
  • Bei dieser Ausführung wird die Meßspannung am Abgriff 34 des Potentiometers, dem ein Widerstand 66 parallel geschaltet ist, über eine insgesamt mit 70 bezeichnete Schaltstufe den Kondensatoren 22 und 23 zugeführt. Zu dieser Schaltstufe 70 gehören ein Operationsverstärker 71, ein die Schwingneigung unterdrückender Kondensator 72 und zwei entgegengesetzt gepolte Dioden 73 und 74 zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang des Operationsverstärkers 71. Das Ausgangs signal dieser Schalt stufe 70 wird dem Tiefpaß mit dem Längswiderstand 24 zugeführt. Diese Schaltstufe dient zur Linearisierung des Umladevorgangs der beiden Kondensatoren 22 und 23, wobei die Dioden 73 und 74 den Ladestrom begrenzen. Die Linearisierung des Umladevorganges hat den Zweck, daß sich auch der Zeiger des Anzeigegerätes 12 bei Meßwertänderungen möglichst mit konstanter Geschwindigkeit bewegt u. in der Sollstsahmg abrupt abstoppt. Bei der Ausführung nach Fig. 1 würde dagegen der Zeiger des Anzeigegerätes 12 bei Meßwertänderungen zunächst rasch ausgelenkt und sich dem Endwert nur langsam nähern.
  • Das am Verbindungspunkt 25 abgegriffene Ausgangs signal des Tiefpasses wird wiederum einer Schaltstufe 20 zur proportionalen Steuerung des Betriebsstromes des Anzeigegerätes 12 zugeführt. Wesentlich dabei ist, daß die Ausgangsspannung des Tiefpasses über eiiim Widerstand 75 auf den negierenden Eingang des Operationsverstärkers 71 zurückgekoppelt wird. Dabei wird die Rückkopplungsspannung am Emitter des Transistors 28 abgegriffen, wodurch unzulässige Spannungsabfälle weitgehend ausgeregelt und kompensiert werden. Der Betriebsstrom für das Anzeigegerät 12 entspricht daher sehr genau der Meßspannung.
  • Durch den Widerstand 75 wird dabei eine unzulässige Belastung des Operationsverstärkers 71 vermieden und die Linearisierung des Zeitkonstanten-Ladestromes ermöglicht.
  • Bei dieser Ausführung dient der Kondensator 23 nicht zur Kompensation von Leckströmen des anderen Kondensators 22. Diese werden durch die Regel eigenschaften von den Operationsverstärkern 71 ausgeglichen. Vielmehr soll durch diesen Kondensator 23 verhindert werden, daß bei Spannungseinbrüchen ein ungenauer Meßwert angezeigt wird. Die Kapazitätswerte der Kondensatoren 23 und 22 werden dazu so festgelegt, daß die am Verbindungspunkt 25 meßbare Spannung der Meßspannung am Abgriff 34 in einem bevorzugten Betriebsbereich entspricht.
  • Schwankungen der Betriebsspannung beeinflussen dann die Meßspannung am Abgriff 34 und die Spannung am Verbindungspunkt 25 in gleicher Weise. Die Kapazitätswerte der beiden Kondensatoren 23 und 22 sollten sich also umgekehrt proportional zu den Widerstandswerten des Spannungsteilers verhalten, der durch den Widerstand 33 einerseits und die Parallelschaltung des Potentiometers 11 und des Widerstandes 66 andererseits gebildet wird.
  • Auch bei der Ausführung nach Fig. 2 ist ein niederohmiger Zeitweg über den Transistor 31 vorgesehen, über den die Meßspannung direkt dem Kondensator 22 zugeführt wird. Dieser Transistor 31 wird mit dem Einschalten der Betriebs spannung über ein Zeitglied bestehend aus dem Kondensator 42 und den beiden Widerständen 80 und 81 kurzzeitig durchgesteuert. Damit wird raschdie ridltvige Meßwertanzeige beim Einschalten der Betriebs spannung erreicht. Wenn der Transistor 31 gesperrt ist, wirkt der Tiefpaß 21, dessen zeitbestimmender Widerstand 24 mit der Parallelschaltung der beiden Kondensatoren 23 und 22 zusammenwirkt.
  • Außerdem ist eine Schaltstufe 51 zur Ansteuerung eines Anzeigeelementes 50 für die Kraftstoffreservemenge vorgesehen. Diese Schaltstufe beinhaltet einen Operationsverstärker 52, dessen nichtinvertierender Eingang an einem Spannungsteiler gebildet aus den Widerständen 56 und 57 liegt. Das Ausgangssignal dieses Operationsverstärkers 52 wird über ein Zeitglied mit dem Widerstand 80 und dem Kondensator 89, der am positiven Pol der Spannungsquelle angeschlossen ist, einem weiteren Verstärker 82 zugeführt, der über den Transistor 60 das Anzeigeelement 50 steuert. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers 82 ist über eine Diode 83 auf den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 82 zurückgekoppelt. Der invertierende Eingang dieses Verstärkers 82 ist an den Abgriff des Spannungsteilers gebildet aus den Widerständen 56 und 57 angeschlossen. Außerdem ist noch eine Diode 84 vorgesehen, über die dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 beim Einschalten der Versorgungsspannung kurzzeitig ein erhöhtes Potential zugeführt wird. Damit wird also sichergestellt, daß das Anzeigeelement 50 beim Einschalten der Versorgungsspannung nicht in unzulässiger Weise anspricht. Bei einem ausreichend hohen Kraftstoffpegel ist am Ausgang des Operationsverstärkers 52 sowie am Ausgang des Verstärkers 82 hohes Potential meßbar, so daß der Transistor 60 gesperrt ist und das Anzeigeelement 50 nicht anspricht. Fällt die am Emitter des Transistors 28 abgegriffene Spannung unter den vorgegebenen Schwellwert des Operationsverstärkers 52, fällt dessen Ausgangs spannung ab, was zunächst eine Umladung des Kondensators 89 zur Folge hat.
  • Damit schaltet schließlich der Verstärker 82 um und steuert den Transistor 60 durch. Ist dieser Zustand erreicht, wird über die Diode 83 das Potential am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 82 weiter abgesenkt und der Kondensator 89 weiter aufgeladen. Mittels der Diode 83 wird also praktisch ein Speicher realsiert, der dafür sorgt, daß ein einmal durchgesteuerter Transistor 60 leitend bleibt, auch wenn die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Itperationsverstärkers 52 beim Aufüllen des Tanks wieder ansteigen sollte.
  • Der Speicher kann nur dadurch zurückgesetzt werden, daß man die Versorgungsspannung abschaltet. Der Kondensator 89 sorgt dabei zugleich dafür, daß bei Spannungseinbrüchen der Verstärker 82 nicht in unzulässiger Weise umschaltet. Dies wäre ohne den Kondensator zu befürchten, wenn der Tankinhalt etwa der Kraftstoffreservemenge entspricht.
  • Die Meßwertgeber der hier in Frage kommenden Art bestehen üblicherweise aus einem Kunststoffträger, an dem der Schwimmerhebel gelagert und eine Widerstandsplatte fixiert ist. Bei einer solchen Ausführung wird die Auswerteschaltung mit dem Meßwertgeber zu einer Baueinheit zusammengefaßt, indem man die Auswerteschaltung im Oberteil des Trägers anordnet und mit einem aufgeschweißten Deckel dicht verschließt. Die Auswerteschaltung befindet sich dabei platzsparend innerhalb des Kraftstofftanks.
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Claims (25)

  1. Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes in einem Kraftfahrzeugtank Patentansprüche: 2 Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes in einem Kraftf eugtank mit einem Meßwertgeber, einer aus einer Spannuiigsquelle gespeisten Signalauswerteschaltung und einem Anzeigegerät, wobei die Signalauswerteschaltung einen zwischen den Meßwertgeber und das Anzeigegerät zwischengeschalteten Tiefpaß mit wenigstens einem Widerstand und wenigstens einem Kondensator aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Kondensator (22) mit dem einen Pol (14) der Spannungsquelle verbunden ist und daß zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt (25) des Kondensators (22) und des Widerstandes (24) und den anderen Pol (15) der Spannungsquelle ein zweiter Kondensator (23) geschaltet ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten der beiden Kondensatoren (22,23) unter Berücksichtigung der in einem bevorzugten Betriebsbereich am Eingang des Tiefpasses (21) anliegenden Meßspannung derart festgelegt.
    sind daß deren Restströme wenigstens alln.illealld g ei ch gleich groß sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bevorzugte Betriebsbereich etwa in der Mitte des Meßspannungsbereiches liegt.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bevorzugte Betriebsbereich unterhalb der Mitte des Meß-.»pallnurlgsbereiches liegt.
  5. 5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (24) des Tiefpasses (21) durch einen niederohmigen Schaltweg überbrückbar ist, in den ein steuerbares Schaltelement (31) eingeschleift ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Schaltelement (31) über ein Zeitglied (40) beim Einschalten der Versorgungsspannung für die Signalauswerteschaltung (20) kurzzeitig durchgesteuert wird.
  7. 7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Meßspannung entsprechendes Signal hinter dem Tiefpaß (21) abgegriffen und in einer Schaltstufe (51) mit einem Schwellwert verglichen wird und daß die Schaltstufe (51) ein Anzeigeelement (so) ansteuert, wenn das der Meßspannung entsprechende Signal den Schwellwert unterschreitet.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (51) als Schmitt-Trigger mit Hysterese ausgebildet ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das der Meßspannung entsprechende Signal an einem Widerstand (29) im Betriebs stromkreis des Anzeigegerätes (12) abgegriffen wird.
  10. 10. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über ein weiteres Zeitglied mit einem Kondensator (65) mit dem Einschalten der Versorgungsspannung für die Signalauswerteschaltung (20) die Schaltstufe (51) kurzzeitig unwirksam geschaltet wird, wobei vorzugsweise der Schaltstufe (51) kurzzeitig ein oberhalb des Schwellwertes liegendes Signal zugeführt wird.
  11. 11. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung des Kondensators (22) eine Stromquelle (20) steuert, deren Ausgangsstrom den Betriebsstrom für das Anzeigegerät (12) liefert.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwertgeber (10) ein an die Spannungsquelle angeschlossenes Potentiometer (11) dient und daß die Kapazitäten der beiden in Reihe an die Spannungsquelle angeschlossenen Kondensatoren (22,23) so festgelegt sind, daß bei Spannungsänderungen der Spannungsquelle die Spannung am gemeinsamen Verbindungspunkt (25) der beiden Kondensatoren (22,23) der Meßspannung am Abgriff (34) des Potentiometers (11) folgt.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltstufe (70) zur Linearisierung des Umladevorgangs der beiden Kondensatoren (22,23) in Abhängigkeit von der Meßspannung am Potentiometerabgriff (34) vorgesehen ist.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 12,oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (70) einen Operationsverstärker (71) mit zwei Eingängen aufweist, wobei dem ersten Eingang die Meßspannung und einem zweiten Eingang eine der Ausgangsspannung des Tiefpasses entsprechende Spannung zugeführt wird.
  15. 1 5. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gokennzel ehnet, daß die Ausgangsspamlung des Tiefpasses (21) einem nichtinvertierenden Verstärker (20) zugeführt wird, der einen Transistor (18) im Betriebsstromkreis des Anzeigegerätes (12) steuert, und daß die Ausgangsspannung des Transistors (28) einer einen Widerstand (75) auf den zweiten Eingang des Operationsverstärkers (71) zurückgeführt wird.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (71) über zwei entgegengesetzte gepolte Dioden (73,74) mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (71) verbunden ist.
  17. 17. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung über einen niederohmigen Schaltweg direkt dem Kondensator (22) zuführbar ist, wobei in diesen Schaltweg ein steuerbares Schaltelemeint (31) eingeschleift ist, das willkürlich durch Betätigung einer Taste oder über ein Zeitglied beim Einschalten der Versorgungsspannung für die Signalauswerteschaltung kurzzeitig durchgesteuert wird.
  18. 18. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Ausgangssignal des Tiefpasses entsprechendes Signal einem Eingang eines weiteren Operationsverstärkers (52) zugeführt wird, dessen zweiter Eingang an einen aus der Spannungsquelle gespeisten Spannungsteiler (56,57) angeschlossen ist, und daß das Ausgangssignal dieses zweiten Operationsverstärkers (52) über ein Zeitglied einen weiteren Verstärker (82) der ein Anzeigeelement (50) steuert.
  19. 19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (89) des Zeitgliedes mit dem positiven Pol (15) der Spannungsquelle ist.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (82)zugleich als Signalspeicher dient.
  21. 21. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker ein Operationsverstärker (82) ist, dessen nicht- invertierender Eingang an den Ausgang des Zeitgliedes angeschlossen ist und dessen invertierender Eingang am Spannungsteiler (56,57) liegt und daß der Ausgang dieses Operationsverstärkers (82) mit dem nichtinvertierenden Eingang über einen Widerstand oder eine Diode (83) verbunden ist.
  22. 22. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß über ein Zeitglied mit einem Kondensator (42) der Wert der Spannung, die dem zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (52) zugeführt wird, beim Einschalten der Versorgungsspannung kurzzeitig erhöht wird.
  23. 23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (42) in Reihe mit zwei Widerständen (80, 81) an die Spannungsquelle angeschlossen ist, daß der Spannungsabfall an dem Widerstand(81)zur Steuerung des Schaltelementes (31) im niederohmigen Schaltweg ausgenutzt wird und daß der Spannungsabfall an diesem Widerstand (81) über eine Diode (84) das Potential am zweiten Eingang des zweiten Operationsverstärkers (52) beeinflußt.
  24. 24. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Signalauswerteschaltung (20) mit dem Meßwertgeber zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.
  25. 25. Einrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber einen Kunststoffträger aufweist, an dem der Schwimmerhebel gelagert und eine Widerstandsplatte des Potentiometers (11) fixiert ist, und daß im Oberteil des Trägers die Auswerteschaltung (20) angeordnet und mit einem aufgeschweißten Deckel dicht verschlossen ist, und daß damit die Auswerteschaltung platzsparend innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist.
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