DE3706254A1 - Einrichtung zur ermittlung einer signalzeit, die dem fuellstand einer fluessigkeit in einem behaelter zugeordnet ist, insbesondere in kraftfahrzeugen - Google Patents

Einrichtung zur ermittlung einer signalzeit, die dem fuellstand einer fluessigkeit in einem behaelter zugeordnet ist, insbesondere in kraftfahrzeugen

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DE3706254A1
DE3706254A1 DE19873706254 DE3706254A DE3706254A1 DE 3706254 A1 DE3706254 A1 DE 3706254A1 DE 19873706254 DE19873706254 DE 19873706254 DE 3706254 A DE3706254 A DE 3706254A DE 3706254 A1 DE3706254 A1 DE 3706254A1
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Johann Schneeberger
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    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE 34 40 513 A1) bleibt erfahrungsgemäß das Empfangssignal relativ häufig aus, da z. B. das Schallsignal an der bewegten Flüssigkeitsoberfläche in einem ungünstigen Winkel reflektiert wird und als Folge da­ von keine Schalleistung an der Wandlereinrichtung ankommt.
Bei fehlendem Empfangssignal kann aber der Umsetzer kein Auslö­ sesignal mehr an die Wandlereinrichtung abgeben; der Meßzyklus ist unterbrochen und der Umsetzer kann die Signalzeit nicht mehr ermitteln und gibt als Folge davon als Meßsignal ein Dau­ ersignal ab, das keine Information über den Füllstand mehr ent­ hält.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Füllstands­ messung auch dann aufrechtzuerhalten, wenn das Empfangssignal ausbleibt.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Da­ nach ist eine Simulationseinheit für die Simulation einer Er­ satzlaufzeit bei fehlendem Empfangssignal vorgesehen.
Die Simulation kann vorzugsweise dadurch realisiert werden, daß die Simulationseinheit für das ausgebliebene Empfangssignal ein Ersatzsignal an den Umsetzer abgibt, das der Umsetzer vom Em­ pfangssignal nicht unterscheiden kann. Dadurch wird der laufen­ de Meßzyklus aufrechterhalten und der nächste Meßzyklus kann mit einem Auslösesignal gestartet werden.
Die Simulationseinheit kann das Ersatzsignal mit einer Verzöge­ rung (= Referenzzeit) an den Umsetzer abgeben, die dem zeitli­ chen Abstand zwischen Sendesignal und Ersatzsignal (= Ersatz­ laufzeit) entspricht. Die Ersatzlaufzeit hat damit die Bedeu­ tung einer fiktiven Laufzeit, der ein fiktiver Füllstand zuge­ ordnet ist.
Zur Anpassung der erfindungsgemäßen Einrichtung an den minima­ len und maximalen Füllstand unterschiedlicher Behälter, kann eine Simulationseinheit mit Vorteil eingesetzt werden, in der die Referenzzeit eingestellt werden kann.
Vorzugsweise kann eine Referenzzeit vorgegeben werden, die au­ ßerhalb des Wertebereichs liegt, in dem jeder Laufzeit auch ein Füllstand zugeordnet ist. Dadurch kann eine übergeordnete Aus­ werteeinheit, die aus dem Meßsignal den Füllstand ermittelt auf einfache Art und Weise die Ersatzlaufzeit von den realen Lauf­ zeiten unterscheiden und bei der Auswertung des Meßsignals dem­ entsprechend berücksichtigen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den nachfol­ genden Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Einrichtung mit einer Simulationseinheit mit Kipp­ stufe,
Fig. 2 eine zweite Einrichtung mit einer Simulationseinheit, die eine Vergleichseinrichtung hat, und
Fig. 3 ein Funktionsdiagramm, das mehrere Meßzyklen wiedergibt.
Das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist einen Behälter 1 auf, in dem sich eine Flüssigkeit befindet. Am Boden des Behäl­ ters 1 ist eine Wandlereinrichtung 2 angebracht, die einen Pie­ zowandler hat, der als Antwort auf ein Auslösesignal 6 ein im­ pulsartiges Schallsignal 7 erzeugt und an der Flüssigkeitsober­ fläche reflektierte Schallsignale 7 wieder empfängt. Die Wand­ lereinrichtung 2 gibt je Auslösesignal 6 ein Sendesignal 8 und als Antwort auf ein empfangenes, reflektiertes Schallsignal 7 ein Empfangssignal 9 ab. Das Sendesignal 8 von der Wandlerein­ richtung 2 wird einer Simulationseinheit 5 und einem ODER-Glied 3 zugeführt. Empfangssignal 9 und Sendesignal 8 liegen am glei­ chen Eingang des ODER-Gliedes 3 an.
Die Simulationseinheit 5 enthält eine Kippstufe, die erst nach einer festgelegten Referenzzeit t max als Antwort auf das Sende­ signal 8 ein impulsförmiges Ersatzsignal 10 an einen zweiten Eingang des ODER-Gliedes 3 ausgibt. Das ODER-Glied 3 ist einem Umsetzer 4 vorgeschaltet und gibt das Sendesignal 8, das Emp­ fangssignal 9 oder das Ersatzsignal 10 gleichberechtigt an den Umsetzer 4 weiter.
Nach Entgegennahme eines Empfangssignals 9 oder eines Ersatzsi­ gnals 10 gibt der Umsetzer 4 ein Rücksetzsignal 12 an die Kipp­ stufe ab.
Der Umsetzer 4 gibt ein Meßsignal 11 ab, das die Information über die Laufzeit t und damit über den Füllstand enthält. Das Meßsignal 11 besteht aus mehreren aufeinanderfolgenden Si­ gnalzeiten s, die abwechselnd als Impulsdauer und Impulspause im Meßsignal 11 auftreten.
Jede Signalzeit s wird vom Umsetzer innerhalb eines Meßzyklus M ermittelt, dessen Dauer gleich der Signalzeit s ist. Zudem ist die Signalzeit s ein Maß für die Laufzeit t, die ebenfalls wäh­ rend jedes Meßzyklus M vom Umsetzer 4 ermittelt wird.
Zu Beginn jedes Meßzyklus M gibt der Umsetzer 4 ein Auslösesi­ gnal 6 an die Wandlereinrichtung 2 ab. Am Ende jedes Meßzyklus nach ermittelter Signalzeit s beendet der Umsetzer den Meßzyk­ lus, indem er das Auslösesignal für den nächsten Meßzyklus M an die Wandlereinrichtung 2 ausgibt (siehe Funktionsdiagramm 3).
Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist, wie das Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1, einen Behälter 1 mit einer Flüs­ sigkeit auf, in die die Wandlereinrichtung 2 Schallsignale 7 sendet und wieder empfängt.
Die Wandlereinrichtung 2 ist mit dem ODER-Glied 3 verbunden, an das sie das Sendesignal 8 und das Empfangssignal 9 ausgibt. Das ODER-Glied 3 ist mit dem Umsetzer 4.1 verbunden, der das Auslö­ sesignal 6 an die Wandlereinrichtung 2 schickt. Der Umsetzer 4.1 gibt einen digitalen Istwert für die Laufzeit t aus, der intern im Umsetzer 4.1 bei der Ermittlung der Laufzeit t gebildet wird. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gibt der Umsetzer 4.1 das Meßsignal 11 aus und ist mit der Simulationseinheit 5.1 verbunden, an die er den digitalen Istwert abgibt.
Die quarzstabile Simulationseinheit 5.1 besteht aus einer lad­ baren Referenzwertquelle 5.3, die einen Referenzwert für die Referenzzeit t max liefert, und einer Vergleichseinrichtung 5.2, die z. B. aus einem digitalen Komparator bestehen kann. Der Komparator vergleicht den Referenzwert ständig mit dem vom Um­ setzer 4.1 angebotenen Istwert für die Laufzeit t auf Identität und gibt ein impulsförmiges Ersatzsignal 10 an das ODER-Glied 3 ab, wenn der Istwert der Laufzeit t gleich dem Referenzwert ist.
Im Funktionsdiagramm nach Fig. 3 ist der zeitliche Ablauf für die Ermittlung mehrerer Signalzeiten s 1, s 2, s 3 und für das vom Umsetzer 4/4.1 ausgegebene Meßsignal 11 näher erläutert. Der erste Meßzyklus M 1 beginnt - wie jeder Meßzyklus - mit ei­ nem impulsförmigen Auslösesignal 6, das der Umsetzer 4 oder 4.1 an die Wandlereinrichtung 2 abgibt, die durch das Auslösesignal 6 angeregt ein impulsförmiges Sendesignal 8 erzeugt, das über das ODER-Glied 3 an den Umsetzer 4 weitergeleitet wird. Etwa gleichzeitig zu dem Sendesignal 8 gibt der Piezowandler ein Schallsignal 7 in die Flüssigkeit im Behälter ab. Das Schallsi­ gnal 7 breitet sich bis zur Flüssigkeitsoberfläche aus, wird von dieser reflektiert und läuft zurück zum Piezowandler, der es wiederum in ein elektrisches Signal umwandelt. Dieses Signal wird von der Wandlereinrichtung 2 zu dem impulsförmigen Emp­ fangssignal 9 aufbereitet. Der zeitliche Abstand zwischen dem Sendesignal 8 und dem Empfangssignal 9 repräsentiert die Lauf­ zeit t 1, die das Schallsignal 7 in der Flüssigkeit zum Zurück­ legen der Strecke Piezowandler - Flüssigkeitsoberfläche - Piezowandler benötigt hat. Auch das Empfangssignal 9 wird über das ODER-Glied 3 zum Umsetzer 4/4.1 weitergeleitet. Der Um­ setzer 4/4.1 bildet aus dem Sendesignal 8 und dem Empfangssi­ gnal 9 die Laufzeit t 1 und setzt die Signalzeit s 1 aus der Laufzeit t 1 und einer konstanten Sperrzeit T zusammen. Während der Sperrzeit T ignoriert der Umsetzer 4/4.1 Impulse vom ODER- Glied 3.
Die Sperrzeit T dient dazu, Störungen durch Echos eines er­ zeugten Schallimpulses in der Flüssigkeit zu vermeiden. Die Signalzeit s 1 wird vom Umsetzer 4/4.1 in eine Impulsdauer des Meßsignals 11 umgesetzt.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit t gibt der Umsetzer 4 erneut ein Auslösesignal 6 ab und löst damit einen neuen, den zweiten Meßzyklus M 2 aus. Während des zweiten Meßzyklus M 2 ermittelt der Umsetzer 4 die Laufzeit t 2, die zusammen mit der Sperrzeit T die Signalzeit s 1 ergibt. Im Meßsignal 11 stellt sich die Signalzeit s 2 im Gegensatz zum ersten Meßzyklus M 1 als Impuls­ pause dar.
Der dritte Meßzyklus M 3 fängt wieder mit dem Auslösesignal 6 an, durch das angeregt die Wandlereinrichtung 2 ein Sendesignal 8 über das ODER-Glied 3 an den Umsetzer 4 abgibt. Jedoch bleibt im Meßzyklus M 3 das Empfangssignal 9 infolge einer Störung aus. Erst nach Ablauf der Referenzzeit t max , die bei den Ausführungs­ beispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 genau gleich der Ersatzlaufzeit t s ist, gibt die Simulationseinheit 5/5.1 ein impulsförmiges Ersatzsignal 10 über das ODER-Glied 3 an den Umsetzer 4/4.1 ab. Dieser unterscheidet nicht zwischen Empfangssignal 9 und Er­ satzsignal 10 und ermittelt die Signalzeit s 3 jetzt aus der Er­ satzlaufzeit t s , die gleich dem zeitlichen Abstand zwischen Sendesignal 8 und Ersatzsignal 10 ist, und der konstanten Sperr­ zeit T. Der Umsetzer 4/4.1 setzt die Signalzeit s 3 wieder in eine Impulsdauer des Meßsignals 11 um.
Die Ersatzlaufzeit t s hat einen Wert, der oberhalb des maxima­ len Wertes für die Laufzeit t liegt. Damit unterscheidet sich die Ersatzlaufzeit t s signifikant von den regulär ermittelten Laufzeiten t, was bei der Auswertung der Signalzeiten s des Meßsignals 11, die ein Maß für den Füllstand der Flüssigkeit im Behälter sind, eine sichere Unterscheidung realer Laufzeiten t von der simulierten Ersatzlaufzeit t s ermöglicht.

Claims (11)

1. Einrichtung zur zyklischen Ermittlung einer Signalzeit (s), die dem Füllstand einer Flüssigkeit in einem Behälter (1) zuge­ ordnet ist, insbesondere in Kraftfahrzeugen,
  • - mit einer Wandlereinrichtung (2),
    • - die durch ein Auslösesignal (6) angeregt ein Sendesignal (8) erzeugt,
    • - die gleichzeitig mit dem Sendesignal (8) ein Schallsignal (7) in die Flüssigkeit abgibt, und
    • - die das an der Flüssigkeitsoberfläche reflektierte Schall­ signal (7) wieder detektiert und in ein Empfangssignal (9) umwandelt, und
  • - mit einem Umsetzer (4, 4.1),
    • - der mit jedem Auslösesignal (6) einen Meßzyklus (M) zur Ermittlung der Signalzeit (s) auslöst,
    • - dem je Meßzyklus (M) das Sendesignal (8) und das Empfangs­ signal (9) zugeführt werden und der aus der Laufzeit (t) zwischen Sendesignal (8) und Empfangssignal (9) und einer konstanten Sperrzeit (T) die Signalzeit (s) ermittelt,
    • - der am Ende der Signalzeit (s) den folgenden Meßzyklus (M) durch Abgabe eines weiteren Auslösesignals (6) startet, und
    • - der die Signalzeit (s) in aufeinanderfolgenden Meßzyklen (M) ermittelt und in einem Meßsignal (11) abwechselnd als Impulsdauer und Impulspause darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Simulationseinheit (5) vorgesehen ist, die eine Er­ satzlaufzeit (t s ) simuliert, wenn das Empfangssignal (9) inner­ halb einer Referenzzeit (t max ) nicht eintrifft.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Simulationseinheit (5) ein Ersatz­ signal (10) für das ausgebliebene Empfangssignal (9) an den Um­ setzer (4) abgibt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Simulationseinheit (5) das Ersatz­ signal (10) an den Umsetzer (4) schickt, wenn nach dem Sende­ signal (8) die Referenzzeit (t max ) verstrichen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein ODER-Glied (3) dem Umsetzer vorge­ schaltet ist, dem das Sendesignal (8), das Empfangssignal (9) und das Ersatzsignal (10) zugeführt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Simulationseinheit (5) eine Kippstufe verwendet ist, die erst nach Ablauf der Referenz­ zeit (t max ) das Ersatzsignal (10) abgibt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umsetzer (4) ein Rücksetzsignal (12) zum Rücksetzen der Kippstufe abgibt, nachdem er ein Empfangs­ signal (9) oder ein Ersatzsignal (10) empfangen hat.
7. Einrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Simulationseinheit (5.1) eine Vergleichseinrichtung (5.2) hat, die einen der Referenzzeit (t max ) entsprechenden vorgegebenen Referenzwert mit einem der Laufzeit (t) ent­ sprechenden Istwert vergleicht, den der Umsetzer (4.1) er­ mittelt, und
  • - daß die Vergleichseinrichtung (5.2) das Ersatzsignal (10) an den Umsetzer (4.1) abgibt, wenn der Istwert den Referenzwert erreicht.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Referenzzeit (t max ) einstellbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzzeit (t s ) außer­ halb eines Bereichs liegt, in dem jeder Laufzeit (t) ein Füll­ stand zugeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der obenstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Refe­ renzzeit (t max ) gleich der Ersatzlaufzeit (t s ) ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4014990A1 (de) * 1990-05-10 1991-11-14 Herbert Prof Dr Zott Vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsstandes einer fluessigkeit in einem behaelter

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