DE2928767C2

DE2928767C2 - Verfahren zur Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen und Schaltung zur Ausführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2928767C2
Application number: DE2928767A
Authority: DE
Inventors: Kurt Grohmann; Walter 8000 München Weishaupt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1979-07-17
Publication date: 1984-03-01
Also published as: IT8023474A0; GB2054162B; DE2928767A1; FR2461932B3; US4502124A; FR2461932A1; GB2054162A; IT1131596B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen, bei dem das Meßsignal eines Mengengebers zunächst in einem Speicher aufgenommen wird, dessen Ausgang mit einem Anzeiger verbunden ist und bei dem die Verbindung zwischen dem Mengengeber und dem Speicher bei einer beschleunigungsabhängigen Änderung des Flüssigkeitsniveaus unterbrochen wird.

Aus der DE-OS 2157 863 ist es bekannt, die Anzeige während einer beschleunigungsabhängigen Veränderung des Flüssigkeitsspiegels um die Mengenänderung des Inhalts zu modifizieren. Diese Mengenänderung wird mit Hilfe eines Durchflußmengenmessers bestimmt Dieser arbeitet in der Regel äußerst ungenau oder ist bei Erfüllung hoher Genauigkeitsanforderungen äußerst aufwendig. Die durch den Durchflußmesser in der Regel gegebene Ungenauigkeit hat zur Folge, daß dies am Ende der Beschleunigung bei Abschalten des Mengengebersignals zu einem als äußerst störend empfundenen scheinbaren Anstieg der Vorratsmenge kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits mit geringem Aufwand und andererseits ohne die Verwendung eines Durchflußmessers eine von Schwankungen freie Wiedergabe der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen zu erzielen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch zwei Alternativen. Die eine besteht darin, daß der Inhalt des Speichers auf dem bei Unterbrechen der Verbindung zwischen Mengengeber und Speicher vorliegenden Wert gehalten wird und am bzw. nach dem Ende der Beschleunigung durch Wiederherstellen der Verbindung zwischen Mengengeber und Speicher durch das aktuelle Meßsignal ersetzt wird.

Hier werden während einer Beschleunigung der Inhalt des Speichers und damit die Anzeige unverändert gelassen und am Ende der Beschleunigung auf den aktuellen Wert gesetzt Diese Alternative zeichnet sich durch überraschende Einfachheit aus.

Die zweite Alternative besteht darin, daß das aktuelle Meßsignal in zeitlich oder wegstreckenabhängig gleichen Abständen bestimmt und mit dem vorangegangenen Meßsignal verglichen wird und daß ein normiertes

Meßsignal anstelle des aktuellen Meßsignals an den Speicher weitergegeben wird, wenn das aktuelle Meßsignal über einem oberen oder unter einem unteren Grenzwert liegt.

Hier wird durch Vergleich des aktuellen Meßsignals "> mit dem vorangegangenen Meßsignal eine Beschleunigung erkannt und in einem derartigen Fall die Anzeige sinnvoll so verändert, daß sie einerseits dem tatsächlichen Wert zumindest nahekommt und andererseits sich nur im Sinne einer Verringerung verändert. Diese '·· Lösung zeichnet sich durch eine relativ große Genauigkeit bei — in Anbetracht der zunehmenden Verbilligung elektronischer Teile — geringem Aufwand aus.

Beide Alternativen liefern somit eine Anzeige, die sich ι '> nur im Sinne einer Verringerung ändern kann.

Eine einfache Bestimmung des normierten Meßsignals wird dadurch ermöglicht, daß dieses gleich dem oberen oder dem unteren Grenzwert ist, wenn das aktuelle Meßsignal größer als der obere bzw. kleiner als -" der untere Grenzwert ist.

Eine weitere Vereinfachung des Verfahrens besteht darin, daß der obere Grenzwert gleich dem vorangegangenen Meßsignal ist.

In entsprechender Weise kann der untere Grenzwert - > gleich der Differenz aus dem vorangegangenen Meßsignal und einem auf die zurückgelegte Wegstrecke bezogenen Normverbrauch sein. Durch diese Festlegung der Grenzwerte wird erreicht, daß auch bei dem beschleunigungsabhängigen Abschalten des Mengenge- S" bers durch Unterbrechen seiner Verbindung mit dem Speicher der angezeigte Wert der Vorratsmenge dem tatsächlichen Wert relativ genau entspricht Ferner wird auch bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs aus einer geneigten Lage eine ruhige Anzeige gewonnen. In diesem Fall unterscheidet sich das für das Verfahren maßgebende erste Meßsignal von dem Meßsignal, das der tatsächlichen Vorratsmenge entspricht Ist es größer bzw. kleiner als dieses, d.h. wird »zuviel« bzw. »zuwenig« angezeigt, so werden die weiteren vom Mengengeber gelieferten Meßsignale für eine gewisse Zeit über dem oberen bzw. unter dem unteren Grenzwert liegen. Durch das Ersetzen des aktuellen Ausgangssignals durch das normierte Ausgangssignal wird erreicht, daß sich der angezeigte Wert langsam an den tatsächlichen Wert annähert

Der vorhin erwähnte Normverbrauch kann gleich einem maximalen Verbrauch — in diesem Fall wird die Annäherung des angezeigten an den tatsächlichen Wert der Vorratsmenge relativ schnell erfolgen — oder mit ^o Hilfe eines Kennlinienfeldes ermittelt werden, indem die Verbrauchswerte in Abhängigkeit von Fahr- und Betriebsparametern, wie Geschwindigkeit und Motortemperatur, gespeichert sind. Die angezeigte Abnahme des angezeigten Werts entspricht dann auch bei 5-5 abgeschaltetem Mengengeber sehr genau den tatsächlichen Verhältnissen.

Bei einer Schaltung zur Ausführung des Verfahrens ist zwischen dem Mengengeber und dem Speicher ein Schalter angeordnet, der beschleunigungsabhängig t>° geöffnet ist. Der Schalter kann konstruktiv, z. B. in Form eines Pendels, so ausgebildet sein, daß er nur im beschleunigungsfreien Zustand den Mengengeber mit dem Speicher verbindet. Alternativ dazu kann der Schalter auch aufgrund der aus 'dem Vergleich des aktuellen Meßsignals mit dem voraagegangenen Meßsignal bestimmten anormalen und beschleunigungsbedingten Änderung cles Meßsignals betätigt sein.

Eine Ausgestaltung der Schaltung besteht darin, daß dem Meßgeber ein Analog/Digital-Wandler nachgeschaltet ist, dessen Ausgang zusammen mit dem Ausgang des Speichers mit einem ersten Komparator und mit einem Subtraktionsglied verbunden ist, daß der Ausgang des Subtraktionsgliedes und der Ausgang eines Rechengliedes zur Bestimmung des Normverbrauchs mit einem zweiten Komparator verbunden ist und daß die Komparatoren den Schalter steuern.

Der Schalter kann dabei ein logisches Verknüpfungsglied sein, das mit den Komparatoren über weitere logische Verknüpfungsglieder verbunden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser sind in den Fig. 1 und 2 Schaltungen dargestellt, durch die eine schwankungsfreie Anzeige des Kraftstoffvorrats von Kraftfahrzeugen ermöglicht wird.

In einem in Fig. 1 schematisch dargestellten Kraftstoff-Vorratsbehälter 1 eines Kraftfahrzeugs ist ein Mengengeber 2, z. B. in Form eines Tauchrohrgebers, angeordnet. Das analoge Meßsignal des Mengerigebers 2 wird über einen Analog/Digital-Wandler 3 als digitales Meßsignal mittels eines Datenbus 4 einem NAND-Gatter 5, einem Subtraktionsglied 6 und einem ersten Komparator 7 zugeführt. Der Datenbus 4 besteht wie weitere, nachstehend aufgeführte bzw. in der Zeichnung dargestellte Datenbusse, aus mehreren parallelen Leitungen, von denen eine Leitung 4' vollständig gezeichnet und die anderen Leitungen 4" lediglich angedeutet sind.

Das Subtraktionsglied 6 ist ferner ebenso wie der Komparator 7 und ein weiteres Subtraktionsglied 8 mit dem Signalausgang 9 eines Zwischenspeichers 10 über einen Datenbus 11 verbunden. Der Signaleingang 10' des Zwischenspeichers 10 ist am Signalausgang des NAN D-Gatters 5 angeschlossen. Der Signalausgang 12 des Subtraktionsgliedes 6 ist mit dem Signaleingang 13 eines zweiten Komparators 14 verbunden, dessen anderer Signaleingang 15 ebenso wie der zweite Signaleingang 16 des Subtraktionsglieds 8 mit dem Signalausgang 17 eines Rechenglieds 18 in Verbindung steht.

Die Steuerausgänge 19 und 20 der Komparatoren 14 und 7 sind zusammen auf eine Torschaltung 21 geführt, von der das NAND-Gatter 5 und zusätzlich ein NAND-Gatter 22 angesteuert ist, das seinerseits mit dem Signalausgang 23 des Subtraktionsgliedes 8 verbunden ist Der Signalausgang 22' des NAND-Gatters 22 ist auf den Signaleingang 10' des Zwischenspeichers 10 geführt.

Das Rechenglied 18 ist mit einem Integrationsglied 24 verbunden, in das Impulse entsprechend der zurückgelegten Wegstrecke eingegeben werden. Diese Impulse werden beispielsweise durch einen Radumdrehungssensor in Verbindung mit einem nachgeschalteten Impulsformer gebildet. Ein entsprechendes Integrationsglied 24', in das Impulse entsprechend der zurückgelegten Fahrzeit eingegeben werden, ist ebenfalls auf das Rechenglied 18 geschaltet. Das Ausgangssignal des Integrationsgliedes 24 ist ferner über ein NAND-Gatter 25 auf einen Steuereingang 10" des Zwischenspeichers 10 geschaltet Das Rechenglied 18 bestimmt aus der gefahrenen Geschwindigkeit, d. h. dem Quotienten aus der in einer bestimmten Fahrzeit zurückgelegten Wegstrecke, unter Zugrundelegen eines gespeicherten maximalen Verbrauchs oder von in einem angedeuteten Kennlinienfeld 26 enthaltenen Verbrauchswerten, den sogenannten Normverbrauch Δ W.

Die der vorhandenen Kraftstoffmenge entsprechenden digitalen Meßsignale des Analog/Digital-Wandlers 3 werden, durch das Integrationsglied 24 getaktet in wegstreckenabhängig gleichen Abständen als aktuelle Meßsignale Wi an den Komparator 7 und das ί Subtraktionsglied 6 weitergegeben. Diese vergleichen das aktuelle Meßsignal mit dem im Zwischenspeicher 10 gespeicherten vorangegangenen Meßsignal W\ bzw. bilden die Differenz Δ W der beiden Signale. Das im Subtraktionsglied 6 gewonnene Differenzsignal ι ο Δ W = Wi — W₂ wird mit dem im Rechenglied bestimmten Normverbrauch Δ W im Komparator 14 verglichen.

Sofern das aktuelle Meßsignal W₂ kleiner als das vorangegangene Meßsignal Wi und größer als die i> Differenz W₂ aus dem vorangegangenen Meßsignal W\ und dem Normverbrauch Δ W ist sperrt die Torschaltung 21 das NAND-Gatter 22 und steuert das NAND-Gatter 5 durch. Dieses wirkt als Schalter und gibt das aktuelle Meßsignal W₂ frei, so daß dieses anstelle des vorangegangenen Meßsignals IVi im Zwischenspeicher 10 gespeichert und an eine Anzeige 30 weitergegeben wird.

Die Anzeige 30 besteht in bekannter Weise aus einer Einheit 31 aus Decodierer, Multiplexer und Treiber mit nachgeschalteten Flüssigkristall- oder Segment-Anzeigeelementen 32 zur digitalen Wiedergabe des Kraftstoffvorrats und/oder aus einem Digital/Analog-Wandler 33 und Widerstandsleiter 34 mit nachgeschaltetem Zeigerinstrument 35 zur analogen Wiedergabe des so Kraftstoffvorrats.

Ist das aktuelle Meßsignal W₂ infolge einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs oder einer bei geneigtem Fahrzeug möglichen unrichtigen Angabe des ersten Meßsignals nach Antritt einer Fahrt größer als das vorangegangene Meßsignal, so steuert lediglich der Komparator 14 die Torschaltung 21 an. Dadurch werden das NAND-Gatter 5 und ferner das NAND-Gatter 22 gesperrt. Im Zwischenspeicher 10 bleibt das vorangegangene Meßsignal W\ erhalten. Die Anzeige 30 ändert sich nicht

Ist das aktuelle Meßsignal W₂ hingegen kleiner als die Differenz aus dem vorangegangenen Meßsignal W\ und dem Normverbrauch AW, so steuert lediglich der Komparator 7 die Torschaltung 21 an. Dadurch wird das NAND-Gatter 5 gesperrt, das NAND-Gatter 22 hingegen geöffnet Ober dieses gelangt der im Subtraktionsglied 8 bestimmte Differenzwert aus dem vorangegangenen Meßsignal Wi und dem Normverbrauch A Win den Zwischenspeicher 10 und wird in der Anzeige 30 wiedergegeben.

Eine Änderung der Anzeige 30 ist somit lediglich in bestimmten Weg- und/oder Zeitintervallen — hierzu wird lediglich der Ausgang des Integrationsglieds 24 auf das NAND-Gatter 25 geführt — bis zu einem vorgegebenen maximalen Wert (= Normverbrauch) möglich. Dadurch wird ein Schwanken der Anzeige, d. h. ein vorübergehendes Ansteigen oder eine zu große Verminderung des angezeigten Vorratswerts ausgeschlossen und eine ruhige und gleichmäßige Anzeige erreicht Die Änderung der Anzeige erfolgt nur im Sinne einer Abnahme des Kraftstoffvorrats. Anstelle eines Tauchrohrgebers kann z.B. auch ein wesentlich kostengünstigerer Hebelgeber verwendet werden.

In Fig.2, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind, ist das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 3 dem Zwischenspeicher 10 über eine Torschaltung 40 zugeführt Die Torschaltung 40 wird durch ein RC-Glied

41 gesteuert, das aus dem Kondensator 42 und dem Widerstand 43 besteht und das einerseits an Masse und andererseits an der Bordnetzbatterie (+) angeschlossen ist

Die Mittelanzapfung 43' des ÄC-Gliedes 41 ist mit einem Beschleunigungsgeber 44 in Form eines Quecksilber- oder Pendelschalters verbunden, der bei jeder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs den Kondensator

42 entlädt Aufgrund des dann an der Mittelanzapfung 43' anliegenden Massenpotentials wird die Torschaltung 40 gesperrt und dadurch die Verbindung zwischen dem Analog/Digital-Wandler 3 und dem Zwischenspeicher 10 unterbrochen. Das digitale Meßsignal für den Kraftstoffvorrat kann dann nicht mehr zur Anzeige 30 gelangen. Diese zeigt vielmehr den Kraftstoffvorrat vor Beginn der Beschleunigung an.

Am Ende der Beschleunigung erfolgt über den Widerstand 43 eine Wiederaufladung des Kondensators 42. Bei einem vorgegebenen Ladezustand des Kondensators 42 wird die Torschaltung 40 wieder unwirksam, so daß dann das digitale Meßsignal für den Kraftstoffvorrat wieder zum Zwischenspeicher 10 und in die Anzeige 30 gelangen kann. Die Ruhezeit nach dem Ende der Beschleunigung ist dabei so bemessen, daß sich der bei einer Beschleunigung in der Regel bewegte Spiegel des Kraftstoff-Vorratsbehälters 1 wieder beruhigt hat und damit das Meßsignal des Mengengebers 2 dem tatsächlichen Vorrat entspricht

Anstelle der bei der Schaltung von F i g. 1 rechnerisch ermittelten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs wird diese bei der Schaltung von F i g. 2 direkt bestimmt und zu einer Ruhigstellung der Anzeige 30 verwendet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen, bei dem das Meßsignal eines Mengengebers zunächst in einem Speicher aufgenommen wird, dessen Ausgang mit einem Anzeiger verbunden ist und bei dem die Verbindung zwischen dem Mengengeber und dem Speicher bei einer beschleunigungsabhängigen Änderung des Flüssigkeilsniveaus unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Speichers (10) auf dem bei Unterbrechen der Verbindung zwischen Mengengeber (2) und Speicher (10) vorliegenden Wert gehalten wird und am bzw. nach dem Ende der Beschleunigung durch Wiederherstellen der Verbindung zwischen Mengengeber (2) und Speicher (10) durch das aktuelle Meßsignal ersetzt wird.

2. Verfahren zur Bestimmung der Vorratsmenge von Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen, bei dem das Meßsignal eines Mengengebers zunächst in einem Speicher aufgenommen wird, dessen Ausgang mit einem Anzeiger verbunden ist und bei dem die Verbindung zwischen dem Mengengeber und dem Speicher bei einer beschleunigungsabhängigen Änderung des Flüssigkeitsniveaus unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aktuelle Meßsignal in zeitlich oder wegstreckenabhängig gleichen Abständen bestimmt und mit dem vorangegangenen Meßsignal verglichen wird und daß ein normiertes Meßsignal anstelle des aktuellen Meßsignals an den Speicher weitergegeben wird, wenn das aktuelle Meßsignal über einem oberen oder unter einem unteren Grenzwert liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das normierte Meßsignal gleich dem oberen oder dem unteren Grenzwert ist, wenn das aktuelle Meßsignal größer als der obere bzw. kleiner als der untere Grenzwert ist

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Grenzwert gleich - dem vorangegangenen Meßsignal ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Grenzwert gleich der Differenz zwischen dem vorangegangenen Meßsignal und einem auf die zurückgelegte Wegstrecke bezogenen Normverbrauch ist

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Normverbrauch gleich einem maximalen Verbrauch ist

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Normverbrauch mit Hilfe eines Kennlinienfeldes (26) ermittelt wird, in dem die Verbrauchswerte in Abhängigkeit von Fahr- und Betriebsparametern, wie Geschwindigkeit und Motortemperatur, gespeichert sind.

8. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Schalter (5), der zwischen dem Meßgeber (2) und dem Speicher (10) angeordnet und der beschleunigungsabhängig geöffnet ist

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßgeber (2) ein Analog/Digital-Wandler (3) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang zusammen mit dem Ausgang (9) des Speichers (10) mit einem ersten Komparator (7) und mit einem Subtraktionsglied (6) verbunden ist, daß der Ausgang (12) des Subtraktionsgliedes (6) und der

Ausgang (17) eines Rechengliedes (18) zur Bestimmung des Normverbrauchs mit einem zweiten Komparator (14) verbunden ist und daß die Komparatoren (7 und 14) den Schalter (5) steuern.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein logisches Verknüpfungsglied (NAND-Gatter 5) ist, das mit den Komparatoren (7 und 14) über weitere logische Verknüpfungsglieder (NAND-Gatter 7 und 14) verbunden ist

11. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Torschaltung (40), die durch einen Beschleunigungsgeber (44) gesteuert ist

12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen Torschaltung (40) und Beschleunigungsgeber (44) die Mittelanzapfung (43') eines ÄC-Gliedes (41) geschaltet ist, dessen Kondensator (42) kontinuierlich geladen sind.