DE60013403T2

DE60013403T2 - Piezoelektrische flüssigkeitsstands-messvorrichtung

Info

Publication number: DE60013403T2
Application number: DE60013403T
Authority: DE
Inventors: Karim Benghezal; Karim Ouenniche
Original assignee: MARWAL SYSTEMS CHALONS EN CHAMPAGNE; Marwal Systems SAS
Current assignee: TI Automotive Fuel Systems SAS
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: CN1341205A; MXPA01007530A; US6588269B1; FR2788851B1; JP4469088B2; JP2002535669A; DE60013403D1; EP1147382A1; WO2000045137A1; PL349033A1; BR0007762A; EP1147382B1; FR2788851A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Vorrichtungen zur Messung von Flüssigkeitsständen auf der Basis von piezoelektrischen Mitteln.
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere im Bereich der Messung von Kraftstoffständen/volumen im Tank eines Kraftfahrzeugs angewendet.
Es wurden bereits verschiedene piezoelektrische Vorrichtungen zur Messung von Flüssigkeitsständen, insbesondere von Kraftstoff, vorgeschlagen.
Dazu können beispielsweise folgende Schriftstücke herangezogen werden: FR-A-2751744, US-A-5095748, US-A-2753542, EP-A-0138541, WO-A-91/02950.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung die Vorrichtungen zur Flüssigkeitsstandmessung, die folgendes umfassen: wenigstens eine Detektionseinheit (manchmal Sonde oder Sensor genannt), welche wenigstens zwei mit Steuerungsmitteln verbundene piezoelektrische Zellen aufweist, um zum einen einem Referenzreflektor, der in einem bekannten Abstand von der zugehörigen Zelle angeordnet ist, beziehungsweise zum anderen der oberen Flüssigkeitsoberfläche gegenüberliegendend Ultraschallwellen auszusenden, und Verarbeitungsmittel, die dazu ausgestaltet sind, den Flüssigkeitsstand zu bestimmen, indem sie die jeweilige Laufzeit der durch jede der zwei Zellen ausgesandten Ultraschallwellen auswerten.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel die Vorrichtungen vom genannten Typ zu verbessern.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung dieses Typs erreicht, die Mittel umfaßt, die dazu ausgestaltet sind, nach dem Unterspannungsetzen der Vorrichtung eine Initialisierungsphase festzulegen, während der die Steuerungsmittel die piezoelektrischen Zellen in der Weise steuern, daß das Verhältnis des Erregungstakts der Referenzzelle und desjenigen der Messung des Stands größer ist als das Verhältnis zwischen denselben Takten während der späteren Meßphase.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt die Vorrichtung außerdem Mittel, die dazu geeignet sind wenigstens eine Diagnosephase durchzuführen, während der die piezoelektrischen Zellen von den Ausgängen der Steuerungsmittel getrennt sind und die Diagnosemittel auf die an den Ausgängen dieser Steuerungsmittel auftretenden Signale ansprechen.
Weitere Eigenschaften, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden sowie mit Bezug auf die beigefügten Figuren, die nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen sind, und in denen:
1 eine schematische Ansicht der Montage der piezoelektrischen Zellen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 eine Draufsicht dieser piezoelektrischen Zellen darstellt,
3 folgendes darstellt: in 3a den Impuls der von einer piezoelektrischen Zelle ausgesandten Ultraschallwellen und das dazugehörige an einer Referenz reflektierte Echo und in 3b den von einer zweiten Zelle ausgesandten Erregungsimpuls und das von der Reflektion an der oberen Flüssigkeitsoberfläche stammende Echo,
4 eine schematische Ansicht der mit einem Mikroprozessor oder Mikrosteuerbaustein verbundenen Steuerungsmittel zur Steuerung der piezoelektrischen Zellen darstellt,
5 in der Form eines schematischen Steuerungsdiagramms das Prinzip der Messung der Zeitspanne veranschaulicht, die die Abstrahlung eines Erregungsimpulses und den Empfang eines zugehörigen Echos trennt,
die 6 bis 13 in der Form eines Ablaufdiagramms schematisch den bevorzugten Meßvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, und
die 14 bis 19 die sequentielle Illustration der verschiedenen aufeinanderfolgenden Meßschritte, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, schematisch darstellen.
Wie in den beigefügten 1 und 2 dargestellt, umfaßt die Meßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Detektionseinheit, die zwei piezoelektrische Zellen 10, 12 umfaßt, beispielsweise keramische Zellen, die mit Steuerungsmitteln verbunden sind.
Wenn die Zellen 10, 12 durch ein elektrisches Wechselstromsignal nahe ihrer Resonanzfrequenz erregt werden, vibrieren die Zellen und erzeugen eine Druckwelle.
Wenn dagegen die piezoelektrischen Zellen 10, 12 durch eine Druckwelle mechanisch angeregt werden, erzeugen sie umgekehrt am Ausgang ein elektrisches Signal.
Genauer sind im Rahmen der Erfindung die zwei piezoelektrischen Zellen 10, 12, die bevorzugt im Bereich des Bodens eines Tanks angebracht sind, dazu ausgestaltet, Ultraschallwellen in Richtung der oberen Flüssigkeitsoberfläche, in 1 mit 14 bezeichnet, beziehungsweise in Richtung eines Referenzreflektors 16, der sich in einem bekannten Abstand D von der zugehörigen Zelle 12 befindet, auszusenden.
Der Aufbau der Zellen 10, 12 kann in zahlreichen Ausführungsvarianten geschehen.
Beispielsweise aber nicht einschränkend kann die Zelle 10, die dazu ausgestaltet ist eine Ultraschallwelle in Richtung der Oberfläche 14 der Flüssigkeit auszusenden, wie in 2 dargestellt, durch eine zentrale ebene Scheibe gebildet werden, während die Zelle 12, die dazu ausgestaltet ist in Richtung der Referenz 16 auszusenden, durch einen konzentrischen Ring gebildet wird, der außerhalb der zentralen Scheibe 10 angeordnet ist. In diesem Fall wird die Referenz 16 selbst bevorzugt, wie in 1 schematisch dargestellt, durch einen ebenen Ring parallel zu den Zellen 10, 12 gebildet, dessen zentrale Öffnung gegenüber der Scheibe der Zelle 10 angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese bestimmte Anordnung der Zellen beschränkt. So können beispielsweise aber nicht einschränkend Zellen 10, 12 vorgesehen sein, die die Form zweier nebeneinanderliegender halber Scheiben aufweisen.
Es ist außerdem zu bemerken, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung die zwei Zellen 10, 12 aus verschiedenen piezoelektrischen Blöcken oder aus demselben piezoelektrischen Block gebildet sein können, wobei die zwei piezoelektrischen Zellen 10, 12 durch unterschiedliche metallische Beschichtungen einzeln ausgeführt sein können, für die Oberseite des Blocks, die Seite der Flüssigkeit, in Form einer inneren zentralen Scheibe für die Zelle 10, die zur Messung der Höhe verwendet wird, beziehungsweise in Form eines äußeren Rings für die Zelle 12, die zur Messung der Referenzzeit verwendet wird.
Die Meßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt außerdem Verarbeitungsmittel, die dafür geeignet sind, die Höhe H der Flüssigkeit im Tank zu bestimmen, indem sie die jeweiligen Laufzeiten der von jeder der zwei Zellen 10, 12 ausgesandten Wellen auswerten.
In 3 ist zum einen in 3a zu einer Zeit t0 der Erregungsimpuls der Referenzzelle 12 und das dazugehörige, nach der Reflektion an der Referenz 16 auf derselben Zelle 12 zum Zeitpunkt t1 empfangene Echo dargestellt.
Ebenso wurde in 3b der Erregungsimpuls der Meßzelle 10 zum Zeitpunkt t2 und das nach der Reflektion an der oberen Oberfläche 14 der Flüssigkeit zum Zeitpunkt t3 auf derselben Zelle 10 detektierte Echo dargestellt.
Vorzugsweise sind die zuvor genannten Verarbeitungsmittel dazu ausgebildet, um auf Basis der Beziehung H = D(t3–12)/(t1–t0) die Höhe H der Flüssigkeit zu bestimmen.
Genauer ist die vorliegende Erfindung insbesondere für eine Meßvorrichtung geeignet, die wenigstens zwei Einheiten des in den 1 und 2 dargestellten Typs umfaßt, von denen jede eine Meßzelle 10 und eine Referenzzelle 12 umfaßt. Somit wird die vorliegende Erfindung insbesondere bei der Messung des Kraftfahrzeugstands in Mehrkammertanks angewendet, mit einer piezoelektrischen Einheit, die eine Meßzelle 10 und eine Referenzzelle 12 umfaßt, in jeder Kammer des Tanks.
Tatsächlich weiß der Fachmann, daß heutzutage häufig Mehrkammer-Kraftstofftanks hergestellt werden, beispielsweise und am häufigsten mit zwei Kammern, die sich zu beiden Seiten der hinteren Achse des Fahrzeugs befinden und die in ihrem oberen Teil durch einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind.
In der nachfolgenden Beschreibung werden mit S1 beziehungsweise S2 solche zwei Detektionseinheiten bezeichnet, von denen jede eine Meßzelle 10 und eine Referenzzelle 12 umfaßt, die sich jeweils in einer der Kammern eines Zweikammertanks befinden.
In 4 ist schematisch die allgemeine Struktur der Steuerungsmittel 20 dargestellt, die mit solchen piezoelektrischen Einheiten S1, S2 verbunden sind.
Die in 4 dargestellten Steuerungsmittel 20, die durch eine positive Spannung +VCC, beispielsweise von 12 Volt, versorgt werden, umfassen im wesentlichen eine Teilerstufe 21, eine Demultiplexerstufe 22 und eine Multiplexerstufe 27. Die Teilerstufe 21 empfängt an ihren Eingängen 210 ein Taktsignal und liefert an ihren Ausgängen 212 ein geteiltes Taktsignal, dessen Frequenz mit der Signalverarbeitung verträglich ist.
Der Demultiplexer 22 umfaßt vier Ausgänge, die jeweils über Gates 23, 24, 25 und 26 mit den Meß- 10 und Referenz- 12 Zellen der ersten Einheit S1 und mit den Meß- 10 und Referenz- 12 Zellen der zweiten Einheit S2 verbunden sind.
Die Anwendung der Erregungssignale auf die Ausgänge des Demultiplexers 22 an die Adresse der Zellen 10, 12 der zwei Einheiten S1, S2 wird durch einen ersten Eingang 220 des Demultiplexers 22 gesteuert, der ein Initialisierungssignal empfängt, wobei ein zweiter Eingang 222 eine Auswahl zwischen den Meßzellen 10 und den Referenzzellen 12 gestattet und ein dritter Eingang 224 eine Auswahl zwischen den zwei Einheiten S1/S2 gestattet.
Dieselben Auswahlsignale, die auf die Eingänge 222, 224 des Demultiplexers angewendet werden, werden auch auf die entsprechenden Eingänge des Multiplexers 27 angewendet. Letzterer hat vier Eingänge, die jeweils mit den Ausgängen der Gates 23, 24, 25 und 26 verbunden sind.
Der Ausgang des Multiplexers 27, dessen Funktion es ist den Empfang der Echosignale auf den Zellen 10, 12 zu detektieren, ist mit dem Ausgang der Steue rungsmittel durch Signaltransformationsgates 28, 29, beispielsweise zur Schwellwertdetektion, verbunden.
Gegebenenfalls können die in 4 dargestellten Steuerungsmittel 20 durch folgendes vervollständigt werden: einerseits durch einen zusätzlichen Auswahleingang, der die Auswahl eines Diagnose-Funktionsmodus gestattet, und andererseits durch einen Satz zusätzlicher Gates, die zwischen den Gates 23–26 und den piezoelektrischen Zellen angeordnet sind, um es im Diagnosemodus zu ermöglichen, die piezoelektrischen Zellen von den Gates 23–26 und dem Multiplexer 27 zu trennen.
In 5 ist schematisch ein Meßvorgang der Zeitdauer dargestellt, die zwischen dem Aussenden einer von einer Zelle 10 oder 12 ausgehenden Ultraschallwelle und der Detektion eines dazugehörenden Echos liegt.
So ist in 5a ein Initialisierungsimpuls dargestellt, der beispielsweise durch einen externen Mikroprozessor auf den Eingang 220 des Demultiplexers 22 angewendet wird. Beispielsweise und nicht einschränkend kann ein solcher Initialisierungsimpuls oder ein solches Initialisierungsfenster eine Amplitude in der Größenordnung von 5 Volt und eine Dauer T1 in der Größenordnung von 1,5 μs bis 6 μs haben.
Wie in 5b dargestellt, sendet der Demultiplexer 22 während dieses Initialisierungsfensters auf einem seiner Ausgänge an eine der Meß-- 10 oder Referenz- 12 Zellen einer der Einheiten S1/S2, entsprechend dem Zustand der Auswahlleitungen 222, 224, eine Folge von Erregungsimpulsen, die beispielsweise den vom Teiler 21 ausgegebenen Impulsen entsprechen. Solche Impulse mit Rechteckform haben beispielsweise und nicht einschränkend eine Periode T2 in der Größenordnung von 500 ns.
In 5c ist im linken Teil der Figur die Ultraschalldruckwelle, die durch die Vibration der piezoelektrischen Zelle unter der Wirkung des in 5b dargestellten Erregungssignals erzeugt wird, und im rechten Teil der Figur das von derselben Zelle detektierte dazugehörige Echo dargestellt.
In 5c ist ebenfalls ein Schwellwertniveau Ns (das beispielsweise vom Gate 29 verwendet wird) schematisch dargestellt, mit dem das von einer piezoelektrischen Zelle detektierte Signal verglichen wird, um zwischen einem auf einer solchen Zelle empfangenen Echosignal (das über Ns liegt) und einem Rauschsignal (das unter Ns liegt) zu unterscheiden.
Wenn ein Echosignal oberhalb der Schwelle Ns von einer piezoelektrischen Zelle detektiert wird, kann somit die Zeit T3 (siehe 5d) bestimmt werden, die zwischen dem Zeitpunkt des Aussendens der Erregung und dem Auftreten des Echos liegt.
Durch Zählen der während dieser Zeit T3 ausgegebenen Taktimpulse (siehe 5e) kann nach der Reflektion am Flüssigkeitsstand 14 oder an der Referenz 16 leicht die Zeitdauer für den Hin- und Rückweg der Ultraschallwelle bestimmt werden.
Es wird nun mit Bezug auf die 6 bis 13 das Ablaufdiagramm des Meßvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Im Rahmen dieser Beschreibung sowie in den 6 bis 13 wird die folgende Terminologie verwendet:
TL1, TL2 oder TLi bezeichnen die Dauer des Hin- und Rückwegs einer durch eine piezoelektrische Zelle 10 ausgesandten Ultraschallwelle, die auf der oberen Oberfläche 14 der Flüssigkeit reflektiert und von derselben Zelle 10 auf einem Sensor S1, S2 oder Si detektiert wird;
Tref1, Tref2 oder Trefi bezeichnen eine Zeitreferenz, die der Dauer des Hin- und Rückwegs einer durch die piezoelektrische Referenzzelle 12 ausgesandten Ultraschallwelle entspricht, die an der Referenz 16 reflektiert und von derselben Zelle 12 für den Sensor S1, S2 oder Si detektiert wird;
ETL1, ETL2 oder ETLi bezeichnen die Anzahl der aufeinanderfolgenden ungültigen Messungen für TL1, TL2 oder TLi;
ETref1, ETref2 oder ETrefi bezeichnen die Anzahl der aufeinanderfolgenden ungültigen Werte für Tref1, Tref2 oder Trefi;
L1, L2 oder Li bezeichnen den berechneten Flüssigkeitsstand in einer Kammer Nr. 1, Nr. 2 oder Nr. i des Tanks;
Fref1, Fref2 oder Frefi bezeichnen eine Fehlerdetektion für die Meßschaltung (im Bereich der Verbindungsleitungen, der Anschlüsse oder der piezoelektrischen Zellen) für eine der zum Sensor S1, S2 oder Si gehörenden Zeitreferenzen;
FL1, FL2 oder FLi bezeichnen die Detektion eines Fehlers für die Meßschaltung (im Bereich einer Verbindungsleitung, eines Anschlusses oder einer piezoelektrischen Zelle) für einen der Flüssigkeitsstände in den Kammern Nr. 1, Nr. 2 oder i;
D bezeichnet den Abstand zwischen dem Referenzhindernis 16 und der piezoelektrische Zelle 12 (typischerweise ist D in der Größenordung von 20 mm);
Nex bezeichnet die Anzahl Erregungsimpulse, die seit dem Beginn einer Meßphase TLi oder Trefi ausgegeben wurden;
Nmes bezeichnet die Anzahl gültiger Echos seit dem Beginn einer Meßphase TLi oder Trefi;
Nexmex bezeichnet die maximal zugelassene Anzahl von Erregungsimpulsen (typischerweise Nexmex = 99);
Nav bezeichnet die Anzahl erfaßter Zeitwerte zum Ausführen des Mittelwerts, der zum Speichern von Trefi oder TLi notwendig ist (typischerweise Nav = 4);
n bezeichnet eine ganze Zahl, die für den Vorgang der Wiederholung in einer Schleife notwendig ist.
Es ist hier zu bemerken, daß vorzugsweise die folgenden Parameter: Tref1, Tref2, TL1, TL2, L1, L2, Fref1, Fref2, FL1, FL2 gespeichert werden, nachdem sie berechnet oder gemessen wurden, und gesichert werden, für den Fall einer Unterbrechung der Stromversorgung des Systems.
Außerdem werden vorzugsweise die folgenden Parameter: ETref1, ETref2, ETL1, ETL2 gespeichert, nachdem sie berechnet wurden, sie bedürfen jedoch nicht notwendigerweise einer Sicherung nach einer Unterbrechung der Stromversorgung. Es ist außerdem zu bemerken, daß vorzugsweise, wenn für eine Zeitreferenz Fref1 oder Fref2 ein Fehler detektiert wird, der erhaltene fehlerhafte Wert vorzugsweise durch den höchsten gespeicherten Wert für Trefi, beispielsweise 42ms, ersetzt wird.
Ebenso werden, wenn ein Fehler im Bereich von FL1 oder FL2 detektiert wird, vorzugsweise vorbestimmte Werte für Li oder Tli vorgehalten, beispielsweise Li = 0mm und Tli = 20μs.
In 6 ist das Hauptablaufdiagramm 1000 des Vorgangs dargestellt.
Dieses Hauptablaufdiagramm beginnt mit einem Initialisierungsschritt 1001, in dessen Verlauf die Parameter ETref1, ETref2, ETL1 und ETL2 auf Null gesetzt werden.
Auf diesen Initialisierungsschritt 1001 folgt ein Unterprogramm 1100 zur Initialisierung von Meßparametern für den Sensor S1 und danach ein Unterprogramm 1100a zur Initialisierung von Meßparametern für den Sensor S2. Der Ablauf dieser beiden im wesentlichen identischen Unterprogramme 1100, 1100a wird später mit Bezug auf die 7 beschrieben.
Am Ende jedes Unterprogramms 1100a ermitteln die Kontrollmittel, ob eine vorbestimmte Zeit, beispielsweise in der Größenordnung von 4mn, nach der Initialisierung verstrichen ist, wie schematisch mit dem Schritt 1200 in 6 dargestellt ist. Falls nicht, wird der Vorgang durch die Wiederholung eines Unterprogramms 1100 und dann 1100a erneut in einer Schleife ausgeführt. Bei einer positiven Antwort starten die Steuerungsmittel dagegen ein Unterprogramm 1300, das zu einem Meßvorgang in der stabilisierten Phase gehört. Der Ablauf des Unterprogramms 1300 der Messung der stabilisierten Phase wird später mit Bezug auf 10 genauer beschrieben.
Das in 6 dargestellte Hauptprogramm 1000 wird beendet, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, wie schematisch im Schritt 1800 dargestellt ist.
Wie zuvor bereits gesagt, steuern die Steuerungsmittel im Rahmen der Erfindung im Verlauf der Initialisierungsphasen 1100 und 1100a die piezoelektrischen Zel len derart, daß das Verhältnis zwischen dem Erregungstakt der Referenzzellen 12 und demjenigen der Zellen zur Messung des Stands 10 größer ist als das Verhältnis zwischen denselben Takten während der späteren Meßunterprogramme in der stabilisierten Phase 1300.
Vorzugsweise ist dieses Verhältnis in der Größenordnung von 1 während der Initialisierungsphasen 1100 und 1100a und liegt zwischen 1/100 und 1/10 und sehr bevorzugt in der Größenordnung von 1/50 während der stabilisierten Phase 1300. Somit wird im Rahmen der Erfindung während der Initialisierungsphasen 1100 und 1100a vorzugsweise ein Meßunterprogramm Trefi für ein Meßunterprogramm TLi eingesetzt, wohingegen während der stabilisierten Meßphase 1300 ein Meßunterprogramm Trefi für mehrere Meßunterprogramm TLi eingesetzt wird, beispielsweise typischerweise 50 Meßunterprogramm TLi.
Es wird jetzt mit Bezug auf 7 das Unterprogramm 1100 für einen der Sensoren i beschrieben.
Dieses Unterprogramm 1100 beginnt mit einem Unterprogramm 1110 zur Messung von Trefi, auf das wiederum ein Unterprogramm 1140 zur Messung von TLi folgt.
Diese beiden Programme 1110 und 1140 werden später mit Bezug auf die 8 und 9 genauer beschrieben.
Nach dem Unterprogramm 1140 prüfen die Kontrollmittel im Schritt 1170, ob der Parameter ETLi größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, beispielsweise 1200.
Bei einer positiven Antwort ist das Unterprogramm 1100 beendet.
Bei einer negativen Antwort wird der Prüfschritt 1170 von einem Berechnungsschritt 1171 gefolgt, in dessen Verlauf die Kontrollmittel auf Basis der Beziehung Li = D.TLi/Trefi die Höhe der Flüssigkeit Li berechnen.
Am Ende des Schritts 1171 verfügt man somit über einen Wert, der den Flüssigkeitsstand anzeigt.
Auf diesen Berechnungsschritt 1171 folgt ein Schritt 1172, in dessen Verlauf die Kontrollmittel ermitteln, ob der Parameter ETrefi größer als ein vorbestimmter Wert, beispielsweise 1200, ist.
Bei einer negativen Antwort ist das Unterprogramm 1100 beendet.
Bei einer positiven Antwort folgt auf den Prüfschritt 1172 dagegen ein Schritt 1173, in dessen Verlauf die Kontrollmittel ermitteln, ob der zuvor berechnete Parameter Li größer als ein vorbestimmter Wert, beispielsweise 22mm, ist.
Bei einer negativen Antwort ist das Unterprogramm 1100 beendet.
Bei einer positiven Antwort folgt auf den Schritt 1173 ein Schritt 1174, in dessen Verlauf der Parameter Frefi auf 1 gesetzt wird, da für die Referenz i ein Fehler detektiert wurde.
Es wird jetzt mit Bezug auf 8 das Unterprogramm zur Messung von Trefi beschrieben.
Dieses Unterprogramm 1110 beginnt mit einem Initialisierungsschritt 1111, in dessen Verlauf die Parameter Nex, Nmes und ETrefi auf Null gesetzt werden.
Im darauffolgenden Schritt 1112 bestimmen die Kontrollmittel, ob der Parameter Nex gleich Nexmax ist. Es sei daran erinnert, daß Nexmax ein vorbestimmter Wert ist, beispielsweise 99. Die Zahl Nexmax entspricht der maximalen Anzahl von Impulsen, die während einem Versuch ein Echo zu erfassen nacheinander erzeugt werden (wenn bei dieser Folge von Impulsen kein Echo detektiert wird, wird der Vorgang mit einem anderen Parameter weitergeführt, um ein Blockieren des Systems zu verhindern).
Im positiven Fall folgt auf den Schritt 1112 ein Schritt 1114, in dessen Verlauf die Kontrollmittel ETrefi = ETrefi+1 festlegen.
Im Fall einer negativen Antwort am Ausgang des Schritts 1112 folgt auf diesen ein Erregungsunterprogramm 1120, das im folgenden mit Bezug auf 12 genauer beschrieben wird.
Auf dieses Erregungsunterprogramm folgt wiederum ein Schritt 1130, in dessen Verlauf die Kontrollmittel den Wert Nex mit Nex = Nex+1 inkrementieren.
Nach dem Schritt 1130 führen die Kontrollmittel einen Prüfschritt 1131 aus, in dessen Verlauf sie ermitteln, ob die gemessene Zeit zwischen zwei vorbestimmten annehmbaren Werten liegt, wobei der Abstand D, der den Referenzreflektor 16 und die Zelle 12 trennt, berücksichtigt wird, beispielsweise zwischen 25 und 42μs.
Im negativen Fall folgt auf den Schritt 1131 das wiederholte Ausführen des Schritts 1112.
Im gegenteiligen, dem positiven Fall, führen die Kontrollmittel einen Schritt 1132 aus, in dem der Parameter Nmes in der Form Nmes = Nmes+1 inkrementiert wird. Auf den Schritt 1132 folgt dann ein Prüfschritt 1133 in dessen Verlauf die Kontrollmittel ermitteln, ob Nmes = Nav. Es sei daran erinnert, daß Nav einer Anzahl von erhaltenen Zeitwerten entsprich, die notwendig ist, um einen Mittelwert zu bilden. Typischerweise ist Nav = 4.
Im negativen Fall am Ausgang der Abfrage des Schritts 1133, folgt auf diesen eine Wiederholung ab dem Schritt 1112.
Im Gegensatz dazu, bei einer positiven Antwort am Ausgang der Abfrage des Schritts 1133, folgt auf diesen im Schritt 1134 eine Berechnung des Mittelwerts auf der Basis der erhaltenen Werte.
Auf diese letztere folgt wiederum ein Schritt 1135, in dessen Verlauf der Wert Trefi festgelegt wird, wobei dieser gleich dem erhaltenen Mittelwert ist.
Auf den Schritt 1135 folgt wiederum ein Schritt 1136, in dessen Verlauf die Kontrollmittel ETrefi = 0 und Frefi = 0 festlegen.
Das in 9 dargestellte Unterprogramm 1140 zur Messung von TLi folgt demselben allgemeinen Ablaufdiagramm wie das zuvor mit Bezug auf 8 beschriebene Unterprogramm 1110.
Daher wird das Unterprogramm zur Messung von TLi nicht im Detail beschrieben. Es sei nur angemerkt, daß die Schritte, die das Unterprogramm 1140 zur Messung von TLi ausmachen, Bezugszahlen haben, die gegenüber ihren entsprechenden in 8 dargestellten und zuvor beschriebenen Schritten um 30 erhöht sind.
Außerdem ist zu bemerken, daß das in 9 dargestellte Unterprogramm 1140 zur Messung von TLi sich vom in 8 dargestellten Unterprogramm 1110 zur Messung von Trefi durch die folgenden Elemente unterscheidet:

– im Initialisierungsschritt 1141 muß der Parameter ETrefi des Schritts 1111 durch den Parameter ETLi ersetzt werden;
– im Schritt 1161 ist es zweckmäßig die Zeitschranken anzupassen, die für den Vergleich mit der Zeitspanne verwendet werden, die für das Durchlaufen eines Hin- und Rückwegs zur Zelle 10 nach der Reflektion am Stand 14 der Flüssigkeit, zwischen dem minimalen Stand und dem maximalen Stand, erforderlich ist. Vorzugsweise ist die im Schritt 1161 verwendete untere Zeitschranke kleiner als die entsprechende im Schritt 1131 verwendete Zeitschranke und die im Schritt 1161 verwendete obere Zeitschranke ist größer als die entsprechende im Schritt 1131 verwendete Zeitschranke. Typischerweise wird die Meßzeit im Schritt 1161 mit den Werten 20μs und 350μs verglichen;
– im Schritt 1165 wird der Parameter Trefi des Schritts 1135 durch TLi ersetzt;
– im Schritt 1144 legen die Kontrollmittel die Beziehung ETLi = ETLi+1 fest, und
– im Schritt 1166 legen die Kontrollmittel die Beziehungen ETLi = 0 und FLi = 0 fest.

Es wird jetzt das in 10 dargestellte Unterprogramm 1300 zur Messung in der stabilisierten Phase beschrieben.
Dieses Unterprogramm 1300 zur Messung in der stabilisierten Phase beginnt mit einer Initialisierungsphase 1302, in deren Verlauf ein Iterationsparameter n auf Null gesetzt wird.
Der Initialisierungsschritt 1302 wird gefolgt von:

– einem Unterprogramm 1310 zur Messung von Tref1, das heißt einer Referenzzeit für die Einheit S1, der Art wie in 8 dargestellt,
– einem Unterprogramm 1410 zur Messung von Tref2, das heißt der Referenzzeit für die Einheit S2, ebenfalls von der Art wie in 8 dargestellt,
– einem Unterprogramm 1510 zur Messung von TL1, das heißt der Meßzeit für die Einheit S1, der Art wie in 9 dargestellt,
– einem Unterprogramm 1590 zur Erfassung von L1, das heißt der Höhe der Flüssigkeit in der Kammer Nr. 1 (dieses Erfassungsunterprogramm 1590 wird später mit Bezug auf 11 beschrieben),
– einem Unterprogramm 1610 zur Messung von TL2, das heißt der Meßzeit für die Einheit S2 in der Kammer Nr. 2, ebenfalls von der Art wie in 9 dargestellt,
– einem Unterprogramm 1690 zur Erfassung von L2, das heißt der Höhe der Flüssigkeit in der Kammer Nr. 2, ebenfalls von der Art wie in 11 dargestellt, und
– ein Inkrementierungsschritt 1700, in dessen Verlauf die Kontrollmittel n auf n+1 inkrementieren.

Nach dem Schritt 1700 führen die Kontrollmittel einen Abfrageschritt 1702 aus, in dessen Verlauf sie feststellen, ob n = NL.
Solange n nicht gleich NL ist, folgt auf den Prüfschritt 1702 eine Wiederholung der Unterprogramme 1510, 1590, 1610, 1690 und des Schritts 1700.
Ist dagegen n gleich NL, folgt auf den Prüfschritt 1702 eine Wiederholung in einer Schleife ab den Unterprogrammen 1310 und 1410.
Wie zuvor gesagt wurde, liegt NL typischerweise zwischen 10 und 100, vorzugsweise in der Größenordnung von 50. Dieser Wert NL bestimmt während des Vorgangs der Messung in der stabilisierten Phase 1300 die Anzahl der Erfassungen des Flüssigkeitsstands vor dem Erfassen einer neuen Referenzzeit und bestimmt daher die Veränderung des Verhältnisses Erregungstakt der Referenzzellen/Erregungstakt der Meßzellen zwischen der stabilisierten Phase 1300 und der Initialisierungsphase (wo dieses Verhältnis vorzugsweise gleich 1 ist).
Es wird jetzt das Unterprogramm 1590 zur Erfassung von Li im Verlauf des Unterprogramms 1300 zur Messung in der stabilisierten Phase mit Bezug auf 11 beschrieben.
Das Unterprogramm 1590 beginnt mit einem Abfrageschritt, in dessen Verlauf die Kontrollmittel prüfen, ob die Anzahl aufeinanderfolgender ungültiger Messungen ETLi größer als ein vorbestimmter Wert ist, beispielsweise größer oder gleich 1200.
Im positiven Fall folgt auf den Schritt 1591 ein Schritt 1592, in dessen Verlauf die Kontrollmittel prüfen, ob die Anzahl aufeinanderfolgender ungültiger Messungen Trefi größer oder gleich einem bestimmten Wert ist, beispielsweise 24.
Im positiven Fall folgt auf den Schritt 1592 ein Schritt 1593 in dessen Verlauf die Kontrollmittel den ermittelten Wert für den Flüssigkeitsstand Li auf einen vorbestimmten Wert setzen, beispielsweise Li = 0mm.
Bei einer negativen Antwort am Ausgang des Schritts 1590 führen die Kontrollmittel einen Schritt 1594 aus, in dessen Verlauf sie die Höhe Li der Flüssigkeit auf der Basis der Beziehung Li = D.TLi/Trefi bestimmen.
Auf diesen Berechnungsschritt 1594 folgt ein Abfrageschritt 1595, vergleichbar mit dem Schritt 1592, in dessen Verlauf die Kontrollmittel prüfen, ob die Anzahl ungültiger Werte ETrefi größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, beispielsweise 24.
Im negativen Fall, ist das Erfassungs-Unterprogramm 1590 beendet.
Im positiven Fall folgt auf den Schritt 1595 ein Abfrageschritt 1596, in dessen Verlauf die Kontrollmittel prüfen, ob der berechnete Parameter Li größer als ein vorbestimmter Wert ist, beispielsweise in der Größenordnung von 22mm.
Im negativen Fall ist das Erfassungs-Unterprogramm 1590 beendet.
Im positiven Fall folgt auf den Schritt 1596 ein Schritt 1597, in dessen Verlauf die Kontrollmittel einen Fehler für die Referenz i feststellen, wobei sie den Parameter Frefi auf 1 setzen.
Wenn die Antwort im Schritt 1592 negativ ist, folgt auf diesen außerdem ein Schritt 1598, in dessen Verlauf die Kontrollmittel, die einen Fehler beim Stand i festgestellt haben, den Parameter FLi auf 1 setzen.
Es wird jetzt mit Bezug auf 12 das Unterprogramm 1120 zur Erregung beschrieben.
Dieses Unterprogramm ist identisch mit demjenigen, das in 9 mit 1150 bezeichnet ist.
Dieses Erregungs-Unterpoogramm 1120 umfaßt einen Anfangsschritt 1121 zur Auswahl der betroffenen Einheit S1 oder S2, gefolgt von einem Schritt 1122 zum Erzeugen eines Signals zur Erregung der piezoelektrischen Zellen, einem Schritt 1123 zur Detektion der von den piezoelektrischen Zellen ausgesandten Signale im Anschluß an den Empfang eines Echos und einem Schritt 1124 zur Messung der Zeitspanne, die das Aussenden des Erregungssignals und die Detektion des zugehörigen Echos trennt.
Wie bereits zuvor gesagt wurde, führen die Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens zyklisch wiederkehrend ein Diagnoseunterprogramm aus, während dessen Ablauf die piezoelektrischen Zellen von den Aus gängen des zu den Steuerungsmitteln gehörenden Demultiplexers 22 getrennt werden und Diagnosemittel auf die an diesen Ausgängen auftretenden Signale ansprechen, um das richtige Funktionieren der Einheit der Steuerungsmittel festzustellen.
Dieses Diagnoseunterprogramm 1900 (dargestellt in 13) beginnt mit einem Auswahlschritt 1901 dieses Unterprogramms.
Danach führt das Diagnoseunterprogramm 1900 folgende Schritte aus: Schritt 1902 zur Auswahl der betroffenen Ausgänge, die theoretisch einer der beiden Einheiten S1 oder S2 zugeordnet sind, einen Schritt 1903, in dessen Verlauf der Eingang 220 durch eine festgelegte Dauer (dieses Signal entspricht dem Impuls in 5a) in der Weise geprüft wird, daß Erregungsimpulse vom in 5b dargestellten Typ auf einen der Ausgänge des Demultiplexers 22 gegeben werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die betreffende Zeitdauer T1 des Aussendens von Erregungsimpulsen in der Größenordnung von 18μs sein.
Im darauffolgenden Schritt 1904 ermitteln die Kontrollmittel, ob beim Ablauf einer Maske mit einer Dauer, die größer als die Zeitdauer des Aussendens der Erregungsimpulse im Schritt 1903 ist, an einem der Ausgänge des Demultiplexers 22 ein Signal detektiert wird. Als nicht einschränkendes Beispiel hat die genannte Maske eine Dauer in der Größenordnung von 20μs.
Im nachfolgenden Schritt 1905 wird eine Messung der Zeitdauer ausgeführt.
Dann bestimmen die Kontrollmittel im nachfolgenden Schritt 1906, ob die für einen Hin- und Rückweg der Ultraschallwelle maximal notwendige Zeitdauer für einen maximalen Stand der Flüssigkeit erreicht ist (beispielsweise eine Zeitdauer in der Größenordnung von 350μs für eine maximale Höhe von 300mm) ohne ein Echo zu detektieren.
Im Fall einer negativen Antwort in diesem Schritt 1906, das heißt wenn dennoch ein Signal nach dem Ablauf der Maske und innerhalb der maximal möglichen Zeitdauer für den Hin- und Rückweg detektiert wird, stellen die Kontrollmittel im Schritt 1907 fest, daß die Schaltung fehlerhaft ist.
Falls im Gegenteil die Antwort auf die Frage im Schritt 1906 positiv ist, das heißt falls zwischen dem Ablauf der Maske und der maximalen zulässigen Zeitdauer kein Signal detektiert wird, wird das Diagnoseunterprogramm 1900 durch den Schritt 1908 verlängert, der daraus besteht einen Impuls vom in 5a dargestellten Typ auf den Eingang 220 zu geben, mit einer Zeitdauer T1, die länger als die zuvor genannte Maske ist, beispielsweise in der Größenordnung von 21 μs. Im Schritt 1909 wird dann die Anerkennung eines Signals detektiert, das auf einem der Ausgänge der Schaltung detektiert wird, mit der Messung der Zeitdauer im Schritt 1910. Und im Abfrageschritt 1911 wird festgestellt, ob während eines In tervalls, das zwischen dem Ablauf der Maske und einem etwas späteren Zeitpunkt liegt, beispielsweise zwischen 20 und 22μs am Ausgang der Schaltung ein Signal erfaßt wurde.
Wenn in diesem Intervall kein Signal empfangen und im Schritt 1911 detektiert wurde, legen die Kontrollmittel im Schritt 1907 fest, daß die Schaltung fehlerhaft ist.
Im gegenteiligen Fall ist das Diagnoseunterprogramm 1900 beendet.
Es wird nun die Funktionsabfolge der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 14 bis 19 genauer beschrieben.
Wie zuvor gesagt, ist der Vorgang aufgeteilt in eine Phase der stabilen Messung 1300, der eine Initialisierungsphase 1100, 1100a vorausgeht.
Wie in 14 dargestellt, umfaßt die stabile Initialisierungsphase Folgen von Sequenzen A (oder 1510–1690), zum Erfassen der Stände 1 und 2, unterbrochen von einem Schritt B (oder 1310–1410), zum Erfassen von Referenzzeiten Tref1 und Tref2.
Beispielhaft und nicht einschränkend kann jede Sequenz A und B typischerweise 500ms dauern und es können beispielsweise 50 Schritte A zum Erfassen der Stände 1 und 2, mit einer einzelnen Dauer von 500ms, also einer Gesamtsequenz von Schritten A in der Größenordnung von 25s, zwischen zwei Schritten B zum Erfassen der Referenzzeiten vorgesehen sein.
Wie in 15 dargestellt, kann die beim Einschalten der Stromversorgung durchgeführte Initialisierungsphase vorzugsweise aus einer alternierenden Abfolge von Schritten D und C mit einer einzelnen Dauer in der Größenordnung von 500ms gebildet sein, wobei der Schritt C einer Erfassung der Referenzzeit 1 und des Stands 1 (in einer ersten Kammer) beziehungsweise der Schritt D einer Erfassung der Referenzzeit 2 und des Stands 2 (in einer zweiten Kammer) entspricht.
16 stellt einen Schritt vom Typ A im Detail dar.
Vorzugsweise ist jeder Schritt A wiederum in zwei gleiche Unterperioden, von typischerweise 250ms, aufgespalten. Während jeder dieser Unterperioden wird in einer ersten Zeitspanne A1 ein Sensor i erregt, dann während einer Zeitspanne A2 der zugehörige Stand i berechnet und während einer nachfolgenden Zeitspanne A3 das entsprechende Volumen i berechnet, indem, im gegebenen Fall durch Integration, der gemessene Stand mit dem bekannten Querschnitt der entsprechenden Kammer des Tanks multipliziert wird.
Noch genauer wird jede der Zeitspannen A1 einer Unterperiode, wie unten in 16 zu sehen ist, durch eine Abfolge von Aussendungen von Erregungsimpulsen und der Detektion der zugehörigen Echos gebildet.
Die Berechnung des Stands i wird erst nach der Detektion einer Anzahl gültiger erfaßter Echos Nav, typischerweise vier gültiger Echos, ausgeführt. Der gespeicherte Wert des Stands entspricht dem festgestellten Mittelwert auf der Basis der vier detektierten Echos.
In 17 ist ein Schritt B genau dargestellt.
In mit Schritt A vergleichbarer Weise, ist jeder Schritt B in zwei gleiche Unterperioden aufgeteilt, die jeweils einer Einheit i zugeordnet sind, wobei jede Unterperiode wiederum aufgeteilt ist in eine erste Zeitspanne B1 zur Erregung der zugehörigen Referenzzelle 12, während einer Zeitspanne, die typischerweise zwischen 0,2ms und 35ms liegt, gefolgt von einer Zeitspanne B2 zur Speicherung der zugehörigen Referenzzeit Trefi.
Und wiederum wird jede Zeitspanne B1 aus einer Abfolge von Aussendungen von Erregungsimpulsen der Zelle 12, gefolgt von der Detektion des zugehörigen Echos gebildet, mit dem Berechnen des Mittelwerts auf der Basis einer Anzahl gültiger empfangener Echos, typischerweise 4 gültiger Echos.
In 18 ist ein Schritt C genau dargestellt.
Wiederum ist jeder Schritt C in zwei Unterperioden aufgeteilt, vorzugsweise mit identischer Dauer in der Größenordnung von 250ms. Eine dieser Unterperioden ist der Erregung der Referenzzelle i zugeordnet, wohingegen die zweite Unterperiode der Erregung der entsprechenden Meßzelle i zugeordnet ist.
Die erste Unterperiode C1 umfaßt eine erste Zeitspanne C11, beispielsweise mit einer Dauer von 0,2ms bis 35ms, der Erregung der Referenzzelle i, gefolgt von einer Zeitspanne C12 zum Speichern von Trefi.
Die zweite Unterperiode C2 umfaßt eine erste Zeitspanne C21, beispielsweise von 0,2ms bis 35ms, zur Erregung der Meßzelle i, gefolgt von einer Zeitspanne C22 zur Berechnung des zugehörigen Stands i und einer Zeitspanne C23 zur Berechnung des zugehörigen Volumens i. Wiederum wird jede erste Zeitspanne C11 und C21 aus einer Abfolge von Aussendungen von Erregungsimpulsen gefolgt von einer Detektion des Echos gebildet, mit der Berechnung eines Mittelwerts auf der Basis einer vorbestimmten Anzahl Nav (vorzugsweise vier) gültiger Echos.
In 19 ist ein Schritt D genau dargestellt.
Dieser ist identisch mit dem in 18 dargestellten zuvor genannten Schritt C, bis auf die Tatsache, daß er sich auf die Referenzzelle und Meßzelle eines Detektionselements i+1 bezieht.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gerade beschriebene bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle ihrem Geist entsprechenden Varianten.
Es wurde zuvor ein Meßvorgang beschrieben, der auf ein System angewendet wird, das zwei Detektionseinheiten S1, S2 umfaßt, die jeweils in den Kammern eines Zweikammertanks angeordnet sind. Der Fachmann erkennt jedoch, daß die Erfindung auch in einem Einkammersystem oder einem System mit einer Anzahl x von Kammern größer als 2, und daher mit derselben Anzahl x von Sonden Si, angewendet werden kann.
Legende zu den Figuren:

Claims

Vorrichtung zur Flüssigkeitsstandmessung, insbesondere zur Messung des Kraftstoffstands in einem Kraftfahrzeugtank, die folgendes umfaßt: wenigstens eine Detektionseinheit (Si), welche wenigstens zwei mit Steuerungsmitteln verbundene piezoelektrische Zellen (10, 12) aufweist, um zum einen einem Referenzreflektor (16), der in einem bekannten Abstand (D) von der zugehörigen Zelle (12) angeordnet ist, beziehungsweise zum anderen der oberen Flüssigkeitsoberfläche (14) gegenüberliegendend Ultraschallwellen auszusenden, und Verarbeitungsmittel, die dazu ausgestaltet sind, den Flüssigkeitsstand zu bestimmen, indem sie die jeweilige Laufzeit der durch jede der zwei Zellen (10, 12) ausgesandten Ultraschallwellen auswerten, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel umfaßt, die dazu ausgestaltet sind, nach dem Unterspannungsetzen der Vorrichtung eine Initialisierungsphase (1100, 1100a) festzulegen, während der die Steuerungsmittel die piezoelektrischen Zellen (10, 12) in der Weise steuern, daß das Verhältnis des Erregungstakts der Referenzzelle (12) und desjenigen der Zelle zur Messung des Stands (10) größer ist als das Verhältnis zwischen denselben Takten während der späteren stabilisierten Meßphase (1300).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Erregungstakte der Referenzzelle (12) und desjenigen der Zelle zur Messung (10) des Stands während der Initialisierungsphase (1100, 1100a) in der Größenordnung von 1 ist und während der stabilisierten Meßphase (1300) zwischen 1/10 und 1/100 liegt und vorzugsweise in der Größenordnung von 1/50 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie i Detektionseinheiten umfaßt, die jede zwei piezoelektrische Zellen (10, 12) umfassen, die jeweils in den Kammern eines Mehrkammertanks angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Einheiten (S1, S2) umfaßt, die jede eine piezoelektrische Referenzzelle (12) und eine piezoelektrische Messungszelle (10) aufweisen, die jeweils in den Kammern eines Tanks mit zwei Kammern angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Detektionseinheit (S1, S2) eine zentrische piezoelektrische Messungszelle (10) aufweist, die von einer ringförmigen piezoelektrischen Referenzzelle (12) umgeben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie Steuerungsmittel umfaßt, die dazu ausgestaltet sind nach einer Initialisierung (1101) einen Vorgang auszuführen, der folgendes umfaßt: a) wenigstens einen Schritt (1100, 1100a) zur Initialisierung wenigstens eines Sensors (i), in dessen Verlauf das System Parameter erfaßt, mit einem erhöhten Verhältnis des Erregungstakts der Referenzzellen (12) zum Erregungstakt der Messungszellen (10), b) einen Schritt (1200) der Wiederholung des zuvor genannten Schritts a) während einer festgelegten Zeit, dann c) einen stabilisierten Meßschritt (1300).
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt a) daraus besteht nacheinander für i Detektionseinheiten (Si) die Parameter zu erfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schritts a) die Kontrollmittel nacheinander für jede der Detektionseinheiten (i) Schritte (C, D) ausführen, die abwechselnd die piezoelektrische Referenzzelle (12) und die piezoelektrische Messungszelle (10) erregen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des stabilisierten Schritts c) der Messung (1300) die Kontrollmittel abwechselnd für die (i) Sensoren eine Folge von Erregungen (A) der Messungszellen (10) zwischen zwei Erregungsschritten (B) der entsprechenden Referenzzellen ausführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Messung durch das Mittel einer bestimmten Anzahl (Nav) erfaßter gültiger gemessener Zeiten ausgeführt wird, beispielsweise vier aufeinanderfolgender gültiger gemessener Zeiten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel umfaßt, die dazu geeignet sind wenigstens zyklisch ein Diagnoseunterprogramm (1900) auszuführen, während dessen die piezoelektrischen Zellen (10, 12) von den Ausgängen der Steuerungsmittel getrennt sind und die Diagnosemittel auf die an den Ausgängen dieser Steuerungsmittel auftretenden Signale ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Diagnoseunterprogramm (1900) eine Phase (1903) des Aussendens von Erregnungssignalen für eine kürzere Dauer als die einer zeitlichen Maske und die Detektion (1906) der Abwesenheit eines Signals am Ausgang der Steuerungsmittel für eine maximale Meßdauer umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß Diagnoseunterprogramm (1900) eine Phase (1908) des Aussendens von Erregnungssignalen für eine längere Dauer als die einer zeitlichen Maske und die Detektion (1911) eines Signals am Ausgang der Steuerungsmittel beim Ablauf dieser zeitlichen Maske umfaßt.