WO2015036168A1 - Neuartige sensoranordnung zur füllstandsmessung - Google Patents

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WO2015036168A1
WO2015036168A1 PCT/EP2014/066621 EP2014066621W WO2015036168A1 WO 2015036168 A1 WO2015036168 A1 WO 2015036168A1 EP 2014066621 W EP2014066621 W EP 2014066621W WO 2015036168 A1 WO2015036168 A1 WO 2015036168A1
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Siegbert Steinlechner
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Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
    • G01F23/247—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices for discrete levels

Definitions

  • the present invention relates to vehicle technology.
  • the present invention relates to sensor technology, in particular for level measurement.
  • the present invention relates to a sensor arrangement for level measurement of a medium and a vehicle, in particular
  • Potentiometer actuated. This is usually used in a voltage divider arrangement, so that a voltage applied to the potentiometer constant voltage at the wiper of the potentiometer decreases depending on the position of the float according to the tank filling quantity and the concrete structure of the potentiometer reduced. This voltage determined on the potentiometer is below a measure of the level of the medium in the container. Depending on the geometry of the tank, the output voltage may depend more or less linearly on the level. A non-linear transformation may influence the output signal in such a way that a substantially linear course of the sensor signal over the fill level profile may be achieved.
  • an output signal may be provided which varies linearly or directly in proportion to the fuel quantity in the tank and is not necessarily linear or proportional to an actual fill level or an actual fill level due to a possibly non-uniform configuration of the tank container itself.
  • tank level sensors for vehicles operate according to a capacitive method.
  • a medium for example, fuel
  • the total capacity of the sensor element may thus be a measure of the level of the medium in the tank below.
  • a measurement of the tank level or the filling level can be used, which is based on a transit time measurement.
  • a measurement of the transit time may proceed from a point above the tank or silo or from the bottom of the same to the medium surface or fill boundary and thus determine a fill level on the assumption of knowledge of the geometric design of the tank or silo.
  • the measurement of the transit time may be effected for example by ultrasound, radar or light (LIDAR).
  • One aspect of the present invention may be seen in the provision of a novel, robust and, in particular, low-cost level sensor.
  • a sensor arrangement for level measurement of a medium in a container and a vehicle, in particular automobile with a sensor arrangement according to the invention according to the independent
  • the present invention uses for measuring the level of a medium in a container, a sensor assembly which is constructed from a plurality of individual sensor elements, wherein the sensor elements are connected in series.
  • each of the sensor elements provides its own individual measured value of a physical quantity, the measured values of each sensor element being read in parallel, in particular simultaneously, and subsequently evaluated. It is thus not a single measured value determined, which is substantially linear or related to another clear relationship with the level of a medium in the tank, but rather is ever Measuring a plurality of measured values determined, which are in particular compared or related to each other. From this, a number of sensor elements are arranged, which are arranged in the medium, as well as a number of sensor elements, which are arranged outside of the medium.
  • a determination of the filling level is subsequently made.
  • this does not require the absolute assignment of the measured value to a specific fill level level; instead, a fill level can be determined from the relative or different measured values and the knowledge about the geometric arrangement of the sensor arrangement.
  • a fill level can be determined from the relative or different measured values and the knowledge about the geometric arrangement of the sensor arrangement.
  • Measured values of the sensor elements in the medium which can be assumed to be substantially equal or identical, as well as the measured values of the
  • NTC Temperature coefficient
  • This plurality of sensor elements are arranged in a straight line or rod-shaped manner, for example housed in a suitable rod.
  • the rectilinear arrangement may be stuck vertically in the tank, in particular be arranged substantially perpendicular to the surface of the medium to be determined.
  • Another arrangement for example an angled arrangement, may be conceivable, but could result in a substantial deterioration in the accuracy of determination due to the angled arrangement.
  • a current may be coupled in for a short time, thus providing an excitation energy to the plurality of sensor elements, which leads to a heating of the sensor elements.
  • the sensor elements which are arranged in the medium, heat up differently those sensor elements which are arranged outside the medium, for example in air.
  • those sensor elements disposed in the fuel may heat less than those disposed in air solely due to the different thermal coupling or heat dissipation possibilities of fuel and air.
  • the voltage dropping across each sensor element or each resistor may be measured and compared with the voltages of adjacent elements, from which the tank level can be calculated, in particular below
  • the sensor elements may have a negative temperature coefficient and be connected in series.
  • the temperature dependence of the resistors may be used to locally measure a temperature.
  • the negative temperature coefficient ensures thermal stability of the resistor chain. If, alternatively, a chain of resistors with positive temperature coefficients were used, and if an excitation energy were sent through them, then that sensor element would have the highest one due to manufacturing tolerances
  • Resistances receive the most electrical power, thereby heat up more than the other sensor elements, which in turn would lead to even higher resistance and even higher heating. Because of such thermal instability, an arrangement with positive temperature coefficients of the sensor elements may be less suitable.
  • a sensor element array of a chain of NTC resistors may automatically provide thermal stability
  • the sensor arrangement may be designed such that there is a good thermal coupling between the individual sensor elements and the medium or fuel and, alternatively, the air or the absence of the fuel.
  • the sensor arrangement may preferably be packaged in such a way that the individual sensor elements or their connections are not in direct contact with the medium or the air. According to the invention, a continuous measurement is not required, the operation can thus be carried out intermittently, for example every x seconds, for example every 15, 30 or 60 seconds, whereby in particular a power loss through the sensor arrangement or the heat input into the tank or in the Medium is reduced.
  • Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a sensor arrangement for
  • FIG. 2a-c structure and evaluation of a sensor arrangement according to the
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of a sensor arrangement for measuring the level of a medium in a container according to the present invention is shown.
  • Sensor arrangement 2 is exemplified by eleven individual sensor elements 8, which are arranged in a straight line and in particular perpendicular to the surface of the medium 4 in the container 6, for example a fuel tank with fuel 4.
  • the level of the medium 4 extends to the sensor element 6 and covers this substantially half.
  • sensor elements 1 to 5 are arranged in the medium 4, while sensor elements 7 to 11 are arranged outside the medium.
  • the electrical connection or evaluation of the data of the sensor arrangement 2 is not shown in detail in FIG.
  • FIG. 2 With further reference to FIG. 2, the construction and evaluation of a sensor arrangement according to the present invention are illustrated.
  • FIG. 2 a shows a chain of n identical NTC resistors as sensor elements 8, which form the sensor arrangement 2.
  • Constant voltage source U B or a constant current source with current I represents the excitation energy for the sensor elements 8 and the sensor assembly 2 ready.
  • the current I results as the voltage U B divided by the sum of all instantaneous resistance values. In both cases, the same current flows through each sensor element 8.
  • Each resistor R n is read out in parallel, thus determining a measured value with respect to the current U n dropping at the respective resistor R n .
  • a suitable circuit 10 picks up the measurements and presents them as
  • Sensor elements, and U Zwisch s the voltage of the sensor element 8, which lies partially in the medium 4, so according to the following formula, an interpolation of the fuel level between the two closest possible lying together Sensor elements 8, on the one hand completely in the medium 4 and on the other hand completely outside the medium 4 are arranged done.
  • Sensor element R 3 approximately so that this is to 70% of its length in air and 30% of its length in the fuel.
  • the accuracy of the determined fill level can thus be refined beyond the digital determination "sensor element in medium” and “sensor element outside medium”.

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Abstract

Sensoranordnung (2) zur Füllstandsmessung eines Mediums (4) in einem Behältnis (6), aufweisend ein Mehrzahl von Sensorelementen (8), wobei die Sensorelemente (8) seriell verschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Sensorelemente (8) einen Messwert (12) bereitstellt und wobei die Messwerte (12) jedes Sensorelementes (8) parallel ausgelesen werden.

Description

Neuartige Sensoranordnung zur Füllstandsmessung
Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugtechnologie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Sensortechnologie, insbesondere zur Füllstandsmessung. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoranordnung zur Füllstandsmessung eines Mediums sowie ein Fahrzeug, insbesondere
Automobil.
Stand der Technik Herkömmlich werden Tankstandsensoren in Kraftfahrzeugen durch ein auf der
Mediumoberfläche, zum Beispiel auf der Kraftstoffoberfläche, schwimmendes Element realisiert, das dabei einen einstellbaren Widerstand bzw. ein
Potentiometer betätigt. Dieses findet meist in einer Spannungsteileranordnung Verwendung, so dass eine an das Potentiometer angelegte konstante Spannung am Schleifer des Potentiometers je nach Lage des Schwimmers entsprechend der Tankfüllmenge und dem konkreten Aufbau des Potentiometers reduziert abfällt. Diese am Potentiometer ermittelte Spannung ist nachfolgend ein Maß für den Füllstand des Mediums im Behältnis. Je nach Geometrie des Tanks kann die Ausgangsspannung mehr oder weniger linear vom Füllstand abhängen. Eine nichtlineare Transformation mag das Ausgangssignal derart beeinflussen, so dass ein im Wesentlichen linearer Verlauf des Sensorsignals über den Füllstandsverlauf erreicht werden mag. Hierdurch mag insbesondere ein Ausgangssignal bereitgestellt werden, das sich linear bzw. direkt proportional mit der Kraftstoffmenge im Tank verändert und nicht zwingend linear bzw. proportional zu einem tatsächlichen Füllstand bzw. einer tatsächlichen Füllhöhe, aufgrund einer möglicherweise nicht gleichförmigen Ausgestaltung des Tankbehältnisses selbst.
Andere Tankstandsensoren für Fahrzeuge arbeiten nach einem kapazitiven Verfahren. Hierbei mag ein Medium, zum Beispiel Kraftstoff, eine höhere die Elektrizitätszahl (ε = 2...3) gegenüber Luft (ε=1) aufweisen, so dass sich für den in den Kraftstoff bzw. das Flüssigkeitsmedium getauchte Teil eines solchen Sensorelementes eine höhere Kapazität als für den im Luft befindlichen Teil ergibt. Die Gesamtkapazität des Sensorelementes mag somit nachfolgend ein Maß für den Füllstand des Mediums im Tank sein.
Weiterhin mag, insbesondere bei großen Tanks bzw. in Silos und dergleichen, eine Messung des Tankstandes bzw. der Füllhöhe eingesetzt werden, die auf einer Laufzeitmessung beruht. Eine solche Messung der Laufzeit mag von einem Punkt oberhalb des Tanks oder Silos bzw. vom Boden desselbigen ausgehend zur Mediumoberfläche bzw. Füllgutgrenze gehen und so unter der Annahme des Wissens um die geometrische Ausgestaltung des Tanks bzw. Silos einen Füllstand ermitteln. Die Messung der Laufzeit mag dabei beispielsweise durch Ultraschall, Radar oder Licht (LIDAR) erfolgen.
Offenbarung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung mag in der Bereitstellung eines neuartigen, robusten und insbesondere preiswerten Füllstandsensors gesehen werden.
Dementsprechend wird eine Sensoranordnung zur Füllstandsmessung eines Mediums in einem Behältnis sowie ein Fahrzeug, insbesondere Automobil, mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung gemäß den unabhängigen
Ansprüchen angezeigt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung verwendet zur Füllstandsmessung eines Mediums in einem Behältnis eine Sensoranordnung, die aus einer Mehrzahl von einzelnen Sensorelementen aufgebaut ist, wobei die Sensorelemente seriell verschaltet sind. Dabei stellt jedes der Sensorelemente einen eigenen, individuellen Messwert einer physikalischen Größe bereit, wobei die Messwerte jedes Sensorelementes parallel, insbesondere zeitgleich, ausgelesen und im Weiteren ausgewertet werden. Es wird somit nicht ein einzelner Messwert ermittelt, der im Wesentlichen linear bzw. mit einem anderen eindeutigen Zusammenhang mit dem Füllstand eines Mediums im Tank zusammenhängt, vielmehr wird je Messvorgang eine Mehrzahl von Messwerten ermittelt, die insbesondere miteinander verglichen bzw. zueinander in Relation gestellt werden. Hieraus wird eine Anzahl von Sensorelementen ermittelt, die im Medium angeordnet sind, sowie eine Anzahl von Sensorelementen, die außerhalb des Mediums angeordnet sind. Aus diesen Messwerten wird nachfolgend eine Bestimmung des Füllstandes vorgenommen. Insbesondere ist damit nicht die absolute Zuordnung des Messwertes zu einer bestimmten Füllstandshöhe erforderlich, vielmehr kann aus den relativen bzw. unterschiedlichen Messwerten und dem Wissen um die geometrische Anordnung der Sensoranordnung ein Füllstand ermittelt werden. Letztendlich relevant ist dabei eine Unterscheidung derjenigen
Messwerte der Sensorelemente im Medium, die im Wesentlichen gleich bzw. identisch angenommen werden können, sowie der Messwerte der
Sensorelemente außerhalb des Mediums, welche Messwerte ebenfalls im Wesentlichen untereinander identisch bzw. gleich angenommen werden, jedoch zu den Messwerten der Sensorelemente im Medium einen detektierbaren
Unterschied aufweisen. Durch die Auswertung einer Mehrzahl an Messwerten ergibt sich somit eine wesentlich robustere Bestimmung eines Füllstandes durch die erfindungsgemäße Sensoranordnung. Eine mögliche Implementierung einer Sensoranordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung mag die Verwendung einer Kette von elektrisch geheizten, temperaturabhängigen Widerständen, insbesondere mit negativen
Temperaturkoeffizienten (NTC) sein. Diese Mehrzahl an Sensorelementen sind geradlinig bzw. stabförmig angeordnet, zum Beispiel in einem geeigneten Stab untergebracht. Die geradlinige Anordnung mag senkrecht im Tank stecken, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des zu bestimmenden Mediums angeordnet sein. Eine andere Anordnung, beispielsweise eine gewinkelte Anordnung, mag denkbar sein, könnte jedoch im Wesentlichen in einer Verschlechterung der Bestimmungsgenauigkeit aufgrund der gewinkelten Anordnung resultieren. Alternativ mag der Aufwand bzw. die Anzahl der
Sensorelemente ansteigen.
Im Falle einer Widerstandskette mag kurzzeitig ein Strom eingekoppelt werden, somit der Mehrzahl von Sensorelementen eine Anregungsenergie bereitgestellt werden, die zu einer Erwärmung der Sensorelemente führt. Hierbei erwärmen sich die Sensorelemente, die im Medium angeordnet sind, unterschiedlich zu denjenigen Sensorelementen, die außerhalb des Mediums, beispielsweise in Luft, angeordnet sind. Bezogen auf einen Kraftstofftank mögen sich diejenigen Sensorelemente, die im Kraftstoff angeordnet sind, weniger stark erwärmen als diejenigen, die in Luft angeordnet sind, allein aufgrund der unterschiedlichen thermischen Kopplung bzw. der Wärmeableitungsmöglichkeiten von Kraftstoff und Luft. Zur Auswertung einer solchen Sensorelementkette mag z.B. die an jedem Sensorelement bzw. jedem Widerstand abfallende Spannung gemessen werden und mit den Spannungen benachbarter Elemente verglichen werden, woraus sich der Tankstand berechnen lässt, insbesondere unter
Berücksichtigung der geometrischen Gegebenheiten von Sensoranordnung und
Behältnis.
Die Sensorelemente, ausgeführt als Widerstände, mögen einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzen und in Reihenschaltung verbunden sein. Die Temperaturabhängigkeit der Widerstände mag dazu verwendet werden, um lokal eine Temperatur zu messen. Der negative Temperaturkoeffizient sorgt dabei für eine thermische Stabilität der Widerstandskette. Würde alternativ eine Kette aus Widerständen mit positiven Temperaturkoeffizienten verwendet werden und würde durch diese eine Anregungsenergie geschickt werden, so würde dasjenige Sensorelement mit dem durch Fertigungstoleranzen vorhandenen höchsten
Widerstand die meiste elektrische Leistung erhalten, sich dadurch stärker erwärmen als die anderen Sensorelemente, was wiederum zu einem noch höheren Widerstand und zu noch höherer Erwärmung führen würde. Wegen einer derartigen thermischen Instabilität mag eine Anordnung mit positiven Temperaturkoeffizienten der Sensorelemente weniger geeignet sein.
Demgegenüber mag eine Sensorelementanordnung aus einer Kette von NTC- Widerständen automatisch eine thermische Stabilität bereitstellen,
möglicherweise aber auch einen reduzierten Messeffekt. Die Sensoranordnung mag dabei derart ausgebildet sein, dass zwischen den einzelnen Sensorelementen und dem Medium bzw. Kraftstoff und alternativ der Luft bzw. der Abwesenheit des Kraftstoffes eine gute thermische Kopplung besteht. Allerdings mag die Sensoranordnung bevorzugt derart verpackt werden, so dass die einzelnen Sensorelemente bzw. deren Anschlüsse nicht direkt mit dem Medium bzw. der Luft in Kontakt stehen. Erfindungsgemäß ist eine fortlaufende Messung nicht erforderlich, es kann der Betrieb somit intermittierend durchgeführt werden, zum Beispiel alle x Sekunden, z.B. alle 15, 30 oder 60 Sekunden, wodurch insbesondere eine Verlustleistung durch die Sensoranordnung bzw. der Wärmeeintrag in den Tank bzw. in das Medium reduziert wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine exemplarische Ausgestaltung einer Sensoranordnung zur
Füllstandsmessung eines Mediums in einem Behältnis gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2a-c Aufbau und Auswertung einer Sensoranordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung.
Weiter Bezug nehmend auf Figur 1 wird eine exemplarische Ausgestaltung einer Sensoranordnung zur Füllstandsmessung eines Mediums in einem Behältnis gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Sensoranordnung 2 besteht exemplarisch aus elf einzelnen Sensorelementen 8, die geradlinig und insbesondere senkrecht zur Oberfläche des Mediums 4 im Behältnis 6, beispielsweise einem Kraftstofftank mit Kraftstoff 4, angeordnet sind. Der Füllstand des Mediums 4 reicht dabei bis zum Sensorelement 6 und bedeckt dieses im Wesentlichen hälftig. Somit sind Sensorelemente 1 bis 5 im Medium 4 angeordnet, während Sensorelement 7 bis 11 außerhalb des Mediums angeordnet sind. Die elektrische Anbindung bzw. Auswertung der Daten der Sensoranordnung 2 ist in Figur 1 nicht näher dargestellt.
Weiter Bezug nehmend auf Figur 2 werden Aufbau und Auswertung einer Sensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Figur 2a zeigt dabei eine Kette aus n baugleichen NTC-Widerständen als Sensorelemente 8, die die Sensoranordnung 2 ausbilden. Eine
Konstanstspannungsquelle U B oder eine Konstantstromquelle mit Strom I stellt die Anregungsenergie für die Sensorelemente 8 bzw. die Sensoranordnung 2 bereit. Im Falle einer Konstantspannungsquelle 14 ergibt sich der Strom I als die Spannung U B geteilt durch die Summe aller momentanen Widerstandswerte. In beiden Fällen fließt durch jedes Sensorelement 8 derselbe Strom I. Jeder Widerstand Rn wird dabei parallel ausgelesen, es wird somit ein Messwert bezüglich des am jeweiligen Widerstand Rn abfallenden Stromes Un ermittelt. Eine geeignete Schaltung 10 greift die Messwerte ab und stellt sie als
Ausgangsmesswerte Ui, U2 ... Un 12 dar.
Am i-ten Element 8 bzw. NTC-Widerstand fällt damit Spannung U, ab, für die jeweils gilt U, = Ri(Tj) * I. Dabei ist Ri(Tj) der Widerstand des i-ten Sensors, der von der lokalen Temperatur T, abhängt. Der Strom I bzw. die Spannung U B mag so gewählt sein, dass einige Sekunden nach dem Einschalten der Spannung bzw. des Stromes eine mittlere, messbare Temperaturerhöhung von z.B. 5 K in den Sensorelementen 8 auftritt. Die einzelnen Spannungen Ui, U2 ... Un der Sensorelemente 8 werden individuell gemessen. An denjenigen
Sensorelementen, die im Medium 4 angeordnet sind, ist gegenüber den restlichen Sensorelementen 8 aufgrund des NTC-Verhaltens eine höhere Spannung zu beobachten.
Liegt somit die Kraftstoffgrenze zum Beispiel zwischen R3 und R4, wird an Ri bis R3 jeweils eine höhere Spannung als an R4 bis Rn gemessen. Ein solches Verhalten ist exemplarisch in Figur 2b dargestellt.
Liegt die Kraftstoffgrenze genau in der mechanischen Mitte von R3, wird an Ri und R2 jeweils eine höhere Spannung als an R4 ... Rn gemessen. Die Spannung an R3 liegt exemplarisch etwa in der Mitte zwischen den beiden
Spannungswerten der Sensorelemente 8 im Medium 4 und der Sensorelemente 8 außerhalb des Mediums 4. Dadurch lässt sich auch mit wenigen Widerständen eine höhere Auflösung durch Interpolation erreichen. Sei U Luft der mittlere Spannungswert der Sensorelemente 8, die mit Luft in Berührung sind, und U Kraftst der mittlere Spannungswert der vollständig im Medium 4 angeordneten
Sensorelemente, sowie UZwischen die Spannung des Sensorelementes 8, der teilweise im Medium 4 liegt, so kann gemäß folgender Formel eine Interpolation des Kraftstoffstandes zwischen den zwei nahest möglich zusammenliegenden Sensorelementen 8, die einerseits vollständig im Medium 4 und andererseits vollständig außerhalb des Mediums 4 angeordnet sind, erfolgen.
U Zwischen Luft
Kraftst Luft
Gleichung 1
Eine derartige Interpolation ist in Figur 2c dargestellt.
An einem weiteren Zahlenbeispiel wird diese nochmals verdeutlicht:
Es wird angenommen, dass Ui = U2 = UKraftst ist, während U4 = U5 = ... Un = ULuft ist.
Für U3 = U zwischen gelte:
U Zwischen _ U Luft = 0,7 X (U Zwischen ULuf,) .
Somit ist z = 0,7, das heißt die Kraftstoffgrenze verläuft physisch am
Sensorelement R3 näherungsweise so, dass sich dieses zu 70% seiner Länge in Luft und zu 30% seiner Länge im Kraftstoff befindet.
Durch eine derartige Interpolation lässt sich somit die Genauigkeit des ermittelten Füllstandes über die digitale Bestimmung„Sensorelement in Medium" und ..Sensorelement außerhalb Medium" hinaus verfeinern.

Claims

Ansprüche
1 . Sensoranordnung (2) zur Füllstandsmessung eines Mediums (4) in einem Behältnis (6), aufweisend
ein Mehrzahl von Sensorelementen (8);
wobei die Sensorelemente (8) seriell verschaltet sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes der Sensorelemente (8) einen Messwert (12) bereitstellt; und wobei die Messwerte (12) jedes Sensorelementes (8) parallel ausgelesen werden.
2. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1 ,
wobei die Mehrzahl der Sensorelemente (8) im Wesentlichen geradlinig und senkrecht zu einer Oberfläche eines Mediums (4) angeordnet sind, dessen Füllstand zu bestimmen ist.
3. Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Messwert (12) eines Sensorelementes (8) im Medium (4) angeordnet unterschiedlich ist von einem Messwert (12) eines
Sensorelementes (8) außerhalb des Mediums (4) angeordnet, so dass der Füllstand durch die Bestimmung der im Medium und der au ßerhalb des
Mediums angeordneten Sensorelemente bestimmbar ist.
4. Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Füllstand durch Interpolationsauswertung genauer als ein Sensorelement (8) auswertbar ist, insbesondere durch Auswertung der
Messwerte (4) von drei aufeinanderfolgenden Sensorelementen (8), wobei ein Sensorelement (8) im Wesentlichen vollständig im Medium (4), ein Sensorelement (8) im Wesentlichen vollständig au ßerhalb des Mediums (4) und das dritte Sensorelement (8) teilweise im Medium (4) angeordnet ist.
5. Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Sensorelementen (8) in einer Verpackung vorgesehen sind, die den direkten Kontakt mit dem Medium (4) verhindern jedoch eine geeignete thermische Kopplung zum Medium (4) bereitstellen.
Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Messung nichtpermanent, insbesondere intermittierend durchgeführt wird.
Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorelemente (8) ausgebildet sind als temperaturabhängige Widerstände, insbesondere als NTC-Widerstände.
Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Füllstandsbestimmung der Mehrzahl von Sensorelementen (8) eine Anregungsenergie (14) bereitgestellt wird, die zu einer Erwärmung der Sensorelemente (8) führt, wobei die Erwärmung der Sensorelemente (8), die im Medium (4) angeordnet sind unterschiedlich ist zu der Erwärmung der au ßerhalb des Mediums (4) angeordneten Sensorelemente (8).
Sensoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Spannungsabfall über jedem Sensorelement messbar ist, der abhängig von der Temperatur bzw. einer Erwärmung des jeweiligen
Sensorelementes (8) ist.
Fahrzeug, insbesondere Automobil, aufweisend eine Sensoranordnung (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2014/066621 2013-09-10 2014-08-01 Neuartige sensoranordnung zur füllstandsmessung WO2015036168A1 (de)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2645743A1 (de) * 1976-10-09 1978-04-13 Vdo Schindling Fluessigkeitsstandsmesseinrichtung
GB2097932A (en) * 1981-04-18 1982-11-10 Licentia Gmbh A thermoelectric liquid level measuring device
DE3134912A1 (de) * 1981-09-03 1983-03-17 Werner Messmer Gmbh & Co Kg, 7760 Radolfzell Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen messung desfuellstandes in einem mit fluessigkeit zumindest teilweise gefuellten behaelter
DE102004026396A1 (de) * 2004-05-29 2005-12-22 Itw Automotive Products Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Messung der Füllstandshöhe und/oder der Temperatur in einem Behälter
DE102008031645A1 (de) * 2008-07-04 2010-01-14 Continental Automotive Gmbh Füllstandssensor und Verfahren zur Sensierung des Füllstands eines Tanks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2645743A1 (de) * 1976-10-09 1978-04-13 Vdo Schindling Fluessigkeitsstandsmesseinrichtung
GB2097932A (en) * 1981-04-18 1982-11-10 Licentia Gmbh A thermoelectric liquid level measuring device
DE3134912A1 (de) * 1981-09-03 1983-03-17 Werner Messmer Gmbh & Co Kg, 7760 Radolfzell Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen messung desfuellstandes in einem mit fluessigkeit zumindest teilweise gefuellten behaelter
DE102004026396A1 (de) * 2004-05-29 2005-12-22 Itw Automotive Products Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Messung der Füllstandshöhe und/oder der Temperatur in einem Behälter
DE102008031645A1 (de) * 2008-07-04 2010-01-14 Continental Automotive Gmbh Füllstandssensor und Verfahren zur Sensierung des Füllstands eines Tanks

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