DE3411252C2

DE3411252C2 -

Info

Publication number: DE3411252C2
Application number: DE19843411252
Authority: DE
Inventors: Thomas 8044 Lohhof De Hill
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1984-03-27
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1991-01-31
Also published as: DE3411252A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Neigungssensor für Kraft fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Neigungssensoren sind beispielsweise aus der US-PS 41 67 818, der GB 21 59 628 A und der DE-OS 29 13 018 bekannt. Da bei tauchen Elektroden in die Elektrolytflüssigkeit ein. Elektroden und Elektrolytflüssigkeit wiederum befinden sich in einem geson derten Gehäuse. Dadurch ergeben sich Ungenauigkeiten, die durch die relative Lage der Elektrode innerhalb des Gehäuses bedingt sind. Insbesondere bei einer Neigung des Gehäuses ist die rela tive Lage der Elektroden gegenüber der Neigung der Elektrolyt- Oberfläche zu berücksichtigen. Da dieser Zusammenhang jedoch unterschiedlich und in der Regel nicht vorhersehbar ist - dies gilt insbesondere bei dynamischer Bewegung der Elektrolytflüssigkeit, wie sie beispielsweise in einem Kraftfahrzeug auftritt - sind die bekannten Neigungssensoren fehlerbehaftet und ungenau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Neigungssensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der auf konstruktiv einfache Weise ein genaues und fehlerfreies Ausgangssignal auch bei einer Neigung liefert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die Funktion von Gehäuse und Elektroden wird durch die in der besonderen Weise ausgebildeten Elektroden wahrgenommen. Da mit wird ein besonderes Gehäuse entbehrlich. Die durch die re lative Lage der Elektroden innerhalb des Gehäuses bedingten Un genauigkeiten fallen dann weg. Es ergibt sich ein eindeutiger Zu sammenhang zwischen der jeweiligen Lage der Elektrolytflüssig keit und der Elektroden. Hinzu kommt die bei der Erfindung er zielbare vorteilhafte Ausgestaltung, durch eine entsprechend nahe Anordnung der Elektroden ein relativ geringes Volumen für die Elektrolytflüssigkeit zu erzeugen. Es ist damit möglich, mit einer nur geringen Menge von Elektrolytflüssigkeit auszukommen. Da durch ergeben sich insbesondere für den Einsatz bei Kraftfahr zeugen besondere Vorteile hinsichtlich der erforderlichen Bau größe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche. Dabei sind die besonderen Vorteile des Patentanspruchs

2 in der universellen Verwendbarkeit bei beliebiger Neigungs richtung und
3 in der Möglichkeit zu sehen, durch Vergleich der zu be stimmenden Spannungs-Verhältnisse Änderungen der Nei gungsrichtung bzw. des Neigungsfaktors schnell und ein deutig festzustellen.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

In einem im Schnitt (Fig. 1) und in der Draufsicht (Fig. 2) gezeigten Behälter 10 sind vier Elektroden 11 bis 13 in der Weise angeordnet, daß sie zum Mittelpunkt 15 des Behälters 10 ausgerichtet sind und einen Winkel von jeweils 90° in ihren beiden Winkelteilen umfassen. Zwi schen den Elektroden 11 bis 14 befindet sich eine Elektrolytflüssigkeit 16.

Zwischen den Elektroden 11 und 13 ist eine Bezugsspannung angelegt. Damit ergibt sich zwischen der Elektrode 14 und der Elektrode 13 bzw. zwischen der Elektrode 12 und der Elektrode 13 eine Spannung, die im Verhältnis zur Be zugsspannung lediglich von dem zwischen jeweils zwei dieser Elektroden bestehenden Widerständen R_1a und R_2a bzw. R_1b und R_2b abhängt. Bei völlig symmetrischen Verhältnissen besitzt dieses Spannungs-Verhältnis dann jeweils den Wert von 0,5, wie sich unschwer herleiten läßt.

An Hand des Schnitts III/III von Fig. 1, der in Fig. 2 dargestellt ist, soll nun die Wirkungsweise des Neigungs sensors weiter erläutert werden. Es sei zunächst ange nommen, daß sich in der Normallage ein waagerechtes Flüs sigkeitsniveau einstellt. Bei einer Neigung des Flüssig keitsniveaus besitzt dieses z. B. den strichliert einge zeichneten Verlauf. Der Übergangswiderstand R_2a zwischen den Elektroden 12 und 13 ändert sich aufgrund der gering fügig unterschiedlichen Benetzung der einander zugewandten Winkelteile lediglich geringfügig.

Vergleicht man demgegenüber die Auswirkungen dieser Nei gung des Flüssigkeitsniveaus in bezug auf die Elektroden 11 und 12, so ergibt sich dabei eine wesentlich größere Änderung des Übergangswiderstands zwischen diesen beiden Elektroden. Beide Elektroden werden an den einander zuge wandten Winkelteilen auf einer Fläche zusätzlich von Elektrolytflüssigkeit benetzt, die in Fig. 2 schraffiert für die Elektrode 12 eingezeichnet ist. Damit verbunden ist eine erhebliche Änderung des Übergangswiderstands R_1a zwischen diesen beiden Elektroden. Das Widerstands verhältnis R_1a/R_2a ändert sich damit aufgrund der Neigung des Flüssigkeitsniveaus und ermöglicht eine präzise Aussage über das Ausmaß der Neigung.

Betrachtet man nun die Auswirkungen dieser Neigung auf die Übergangswiderstände R_1b und R_2b, so ergibt sich bei symmetrischen Verhältnissen, daß R_1b nahezu konstant bleibt, während sich R_2b komplementär zum Widerstand R_1a ändert. Aus der entsprechenden Änderung der an den Elek troden 12 und 14 sich einstellenden Spannungen ergibt sich zwangsläufig, daß die Neigung die dargestellte Richtung besitzt. Für beliebige Richtungen der Neigung ergeben sich entsprechend geänderte, jedoch jeweils eindeutige Verhältnisse.

Schließlich kann durch Änderung der Funktion der Elek troden 11 bis 14, beispielsweise durch zyklisches Ver tauschen dieser Funktion, sowohl der Gleichstromanteil eliminiert als auch eine Selbstjustage herbeigeführt werden.

Claims

1. Neigungssensor für Kraftfahrzeuge, mit einem Be hälter, der teilweise mit einer Elektrolytflüssig keit gefüllt ist, mit mehreren Sensor-Elektroden, die im Behälter angeordnet und von der Elektrolytflüssigkeit benetzt sind, und mit einer den Elektroden nachgeordneten Schaltanordnung für die zwischen den Elektroden und einer ebenfalls von der Elektrolytflüssigkeit benetzten Bezugs elektrode anliegenden Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensor-Elektroden (11 und 12 bzw. 11 und 14) und die Bezugs-Elektroden (13) nach Art eines Potentiometers geschaltet sind und senkrecht in die Elektrolytflüssigkeit über eine Länge eintauchen, die mindestens gleich der maximalen Höhendifferenz des Flüssigkeitsniveaus am Ort der jeweiligen Elektroden (11 bis 14) ist und daß die Elektroden (11 bis 14) symmetrisch und mit Abstand bezüglich des Gehäusemittelpunkts (15) angeordnet sind und daß die Elektroden (11 bis 14) die Elektrolytflüssigkeit zwischen sich aufnehmen.

2. Neigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Elektroden (11 bis 14) im Quer schnitt einen nahezu viertelkreisförmigen Sektor bilden.

3. Schaltanordnung für einen Neigungssensor nach ei nem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Elektroden (11 bis 14) in ihrer Funk tion zyklisch vertauschbar sind.