DE3742783A1 - Vorrichtung zur messung des fluessigkeitsfuellstands in fluessigkeitsbehaeltern, insbesondere des oelstands in brennkraftmaschinen von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands in Behältern, insbesondere des Ölstands in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einem temperaturabhängigen Widerstandselement, das derart in einem Behälter angeordnet ist, daß es den Bereich der möglichen Füllstandsschwankungen überspannt, mit einer Stromquelle zum Beaufschlagen des Widerstandselements mit Strom, wobei das Widerstandselement über einen Widerstand kontinuierlich mit einem geringen Strom und über ein Schaltelement periodisch mit einem hohen Strom beaufschlagbar ist, mit einem Vergleicher, der den Spannungsabfall am Widerstandselement mißt, mit einer Auswerteschaltung, die das Ausgangssignal des Vergleichers empfängt und mit einer optischen oder akustischen Anzeigeeinrichtung, die durch die Auswerteschaltung steuerbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 39 355 vorbekannt, die ein temperaturabhängiges Widerstandselement aufweist und zur Kompensation von Änderungen der Temperatur der Flüssigkeit, deren Füllstand gemessen werden soll, unter anderem eine Kompensationsschaltung benötigt.

Diese vorbekannte Vorrichtung hat jedoch Nachteile. Die zur Kompensation von Temperaturänderungen der Flüssigkeit erforderliche Kompensationsschaltung und weitere Schaltungsteile machen die Vorrichtung aufwendig, so daß die Fertigung der vorbekannten Vorrichtung teuer sein kann.

Weil bei der vorbekannten Vorrichtung nur ein Widerstandselement vorhanden ist, ist bei der Inbetriebnahme eine Grundjustage der verwendeten Widerstandselemente erforderlich. Dies erfordert Zeit und kann die Fertigung zusätzlich verteuern.

In den Abkühlphasen des Widerstandselements, in denen das Widerstandselement nur mit einem geringen Strom beaufschlagt wird, soll bei der vorbekannten Vorrichtung die Temperatur der Flüssigkeit gemessen werden. Dazu ist eine Abkühlung des Widerstandselements im wesentlichen auf die Temperatur der Flüssigkeit erforderlich, so daß die notwendigen Abkühlzeiten sehr lang sein können. Dies macht die vorbekannte Vorrichtung möglicherweise so träge, daß eine Verwendung z. B. in Kraftfahrzeugen, bei denen sich der Ölstand in Brennkraftmaschinen sehr schnell ändern kann, ausgeschlossen erscheint, weil insbesondere dort ein nicht erkannter Ölverlust zu schweren Schäden führen kann.

Das bei der vorbekannten Vorrichtung angewandte Verfahren zur Messung der Flüssigkeitstemperatur kann ungenau sein, wenn zur Beschleunigung des Verfahrens die Abkühlzeitdauer kürzer als erforderlich gewählt wird.

Dadurch, daß der Füllstand und die Temperatur der Flüssigkeit zeitlich nacheinander gemessen werden, kann sich ein Fehler der Füllstandsmessung ergeben, wenn sich in der Zwischenzeit die Temperatur der Flüssigkeit geändert hat. Diese und die vorgenannte Fehlerquelle führen dazu, daß die vorbekannte Vorrichtung häufig nur zur Messung eines vorgegebenen Flüssigkeitsniveaus geeignet ist. Es ist also häufig mit der vorbekannten Vorrichtung nicht möglich, eine kontinuierliche Füllstandsänderung der Flüssigkeit im Behälter zu messen.

Aus der DE-PS 12 93 461 ist zwar eine Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstandes in Behältern bekannt, die zwei Widerstandselemente aufweist. Die Widerstandselemente sind jedoch ständig mit der gleichen Spannung beaufschlagt, und es ist mit der Vorrichtung keine Tamperaturmessung der Flüssigkeit möglich.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, die ohne weitere Justage eine möglichst sichere und schnelle kontinuierliche Messung des Flüssigkeitsfüllstandes in Behältern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein zweites temperaturabhängiges Widerstandselement vorgesehen ist, das derart im Behälter angeordnet ist, daß es den Bereich der möglichen Füllstandsschwankungen überspannt und über einen zweiten Widerstand kontinuierlich mit Strom beaufschlagbar ist und daß der Vergleicher den Spannungsabfall am zweiten Widerstandselement mißt und mit dem Spannungsabfall am ersten Widerstandselement vergleicht.

Dadurch, daß ein zweites temperaturabhängiges Widerstandselement vorgesehen ist, das im Inneren des Behälters derart angeordnet ist, daß es den Bereich der möglichen Füllstandsschwankungen überspannt, ist es möglich, den Widerstand des ersten Widerstandselements relativ zum Widerstands des zweiten Widerstandselements zu messen. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist die Messung des Flüssigkeitsfüllstands durch die Messung der temperaturabhängigen Widerstände weitgehend unabhängig von der Temperatur der Flüssigkeit.

Das zweite Widerstandselement wird über einen zweiten Widerstand kontinuierlich mit Strom beaufschlagt, so daß sich eine Temperatur des zweiten Widerstandselements bzw. ein gemessener Widerstand ergibt, der von der Höhe des Stroms, der Temperatur der Flüssigkeit und der Eintauchtiefe des zweiten Widerstandselements abhängt. Da die Höhe des Stroms erfindungsgemäß konstant gewählt wird, ist der elektrische Widerstand abhängig von der Temperatur der Flüssigkeit und von der Eintauchtiefe.

Der Widerstand des ersten Widerstandselements ist ebenfalls abhängig von der Höhe des Stroms, der Temperatur der Flüssigkeit und der Eintauchtiefe des ersten Widerstandselements in die Flüssigkeit. Die Eintauchtiefe des ersten Widerstandselement entspricht der Eintauchtiefe des zweiten Widerstandselements, und beide Widerstandselemente tauchen in die gleiche Flüssigkeit ein, deren Füllstand überwacht werden soll. Damit ist der Einfluß dieser beiden Größen auf die Widerstandselemente gleich und führt zu keinem meßbaren Unterschied der elektrischen Widerstände bzw. der gemessenen Spannungsabfälle.

Als einzige Größe, die einen meßbaren Unterschied der elektrischen Widerstände der elektrischen Widerstandselemente hervorruft, verbleibt die unterschiedliche Beaufschlagung der Widerstandselemente mit elektrischem Strom, denn das erste Widerstandselement wird kontinuierlich über einen ersten Widerstand mit einem geringen elektrischen Strom beaufschlagt, der geringer ist als der elektrische Strom, mit dem das zweite Widerstandselement kontinuierlich beaufschlagt wird. Wäre allein dieser geringe elektrische Strom wirksam, so würde sich am ersten Widerstandselement eine Temperatur einstellen, die geringer ist als die Temperatur des zweiten elektrischen Widerstandselements.

Zusätzlich ist das erste Widerstandselement durch ein Schaltelement periodisch mit einem hohen Strom beaufschlagbar, der größer ist als der Strom, mit dem das zweite Widerstandselement beaufschlagt wird. Die Temperatur des ersten Widerstandselement schwankt damit zwischen einer hohen Temperatur, die höher ist als die Temperatur des zweiten Widerstandselements und die sich einstellt, wenn das Schaltelement eingeschaltet ist und einer niedrigeren Temperatur, die kleiner ist als die Temperatur des zweiten Widerstandselements und die sich einstellt, wenn das Schaltelement ausgeschaltet ist.

Diese Temperaturänderungen sind als Widerstands- oder Spannungsänderungen durch den erfindungsgemäß beschalteten Vergleicher meßbar und entweder die Zeitdauer, in der das elektrische Schaltelement geöffnet oder geschlossen ist, oder die elektrische Leistung, die bei geschlossenem elektrischen Schaltelement dem ersten Widerstandselement zugeführt wird, sind ein Maß für die Eintauchtiefe der elektrischen Widerstandselemente. Die Zeitdauern oder die elektrische Leistung sind durch die Auswerteschaltung meßbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Vorbekannten den Vorteil, daß durch das erfindungsgemäße zweite Widerstandselement keine weiteren Maßnahmen zur Kompensation von Temperaturänderungen erforderlich sind, so daß die Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfacher und preiswerter sein kann. Eine Justage der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bei Inbetriebnahme, anders als beim Vorbekannten, nicht erforderlich, weil der Einfluß der Flüssigkeitstemperatur auf die beiden Widerstandselemente durch die Subtraktion im Vergleicher keinen Einfluß auf den gemessenen Füllstand hat.

Durch die Temperaturunabhängigkeit und die Vorgabe eines Schwellwertes ist die erfindungsgemäße Vorrichtung erheblich weniger träge als die vorbekannte Vorrichtung, weil eine Abkühlung des ersten Widerstandselements auf die Temperatur der Flüssigkeit nicht notwendig ist. Erfahrungsgemäß lassen sich Meßfrequenzen von 2 bis 3 Hertz mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisieren.

Weil eine Temperaturmessung nicht erforderlich ist, treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, anders als beim Vorbekannten, keine Ungenauigkeiten auf, weil Füllstand und Temperatur zeitlich nacheinander gemessen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also die wesentlichen Fehlerquellen der vorbekannten Vorrichtung nicht auf, so daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine kontinuierliche Messung des Füllstands möglich ist, wie auch Versuche gezeigt haben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Es ist besonders vorteilhaft, einen Pulsgenerator vorzusehen, der durch die Auswerteschaltung schaltbar ist und der das Schaltelement betätigt. Der Pulsgenerator versorgt das erste Widerstandselement während der Aufheizzeit mit vorgegebener Frequenz pulsweise mit Strom, so daß die Verlustleistung am Schaltelement gering ist.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteschaltung das Ausgangssignal des Vergleichers in den Pulspausen des Pulsgenerators auswertet, weil in den Pulspausen die Messung der Temperatur des ersten Widerstandselements durch Messung des Spannungsabfalls über dem ersten Widerstand möglich ist.

Dann ist es weiterhin vorteilhaft, die Auswerteschaltung derart auszugestalten, daß sie den Pulsgenerator ausschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, und daß sie den Pulsgenerator wieder einschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen vorgegebenen zweiten Grenzwert unterschreitet, so daß die Temperatur des ersten Widerstandselements relativ zur Temperatur des zweiten Widerstandselements in festen vorgegebenen Grenzen schwankt. Dadurch wird eine Aufheizung des ersten Widerstandselements auf Temperaturen, die zur Zerstörung des ersten Widerstandselements oder zur Beeinflussung der Funktion des ersten Widerstandselements durch Verzunderung führen, vermieden.

In diesem Zusammenhang ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Auswerteschaltung die Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators mißt. Die Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators ist ein Maß für die Eintauchtiefe des ersten Widerstandselements, weil die Wärmeableitung vom ersten Widerstandselement von der Eintauchtiefe abhängt und weil die Wärmeableitung die Zeitdauer bestimmt, die das erste Widerstandselement benötigt, um von der höheren Temperatur auf die niedrigere Temperatur abzukühlen. Die Zeitdauer der Abkühlung entspricht der Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators. Die Messung der Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators hat gegenüber z. B. der Messung der Einschaltzeitdauer den Vorteil, daß die Ausschaltzeitdauer häufig länger dauert und dadurch die Zeitauflösung und die Meßgenauigkeit der Füllstandsmessung erhöht wird. Die Messung von Zeitdauern ist wegen der besseren Meßgenauigkeit vorteilhaft gegenüber der reinen Messung von z. B. Temperaturen.

Um Schwankungen der Anzeige, abhängig von Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels z. B. in Abhängigkeit von der Bewegung des Behälters, zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Ausschaltzeitdauern des Taktgenerators über mehrere Ausschaltzeitdauern zu ermitteln.

Insbesondere, weil der Temperaturkoeffizient des Materials der Widerstandselemente bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht zu einer Verfälschung des Meßwerts führt, ist es vorteilhaft, die Widerstandselemente zu einem Fühler zusammenzufassen und auf einem temperaturbeständigen Träger anzuordnen, wobei die Widerstandselemente als Leiterbahnen ausgebildet sind.

Zur Vergrößerung der Temperaturänderung bei einer vorgegebenen Änderung des Flüssigkeitsspiegels ist es vorteilhaft, die Leiterbahnen mäanderförmig auf den Trägern anzuordnen.

Man kann den Abstand der Leiterbahnen im Mäander, abhängig z. B. von der geometrischen Form des Behälters, veränderlich wählen, so daß die Anzeige unabhängig von der Behälterform in den gewünschten Mengeneinheiten eichbar ist.

Um eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch in Flüssigkeiten sehr hoher Temperatur zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, die Widerstandselemente als auf Stahlemail angeordnete Nickelleiterbahn auszubilden. Dadurch sind die Widerstandselemente auch bei Temperaturen z. B. über 200°C funktionsfähig.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein elektrisches Schaltbild des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 ein Bild, aus dem die Zeitabhängigkeit des Spannungsabfalls am ersten Widerstandselement des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 hervorgeht.

In der Fig. 1 ist der negative Pol eine Stromquelle, die als Kraftfahrzeugbatterie ausgebildet sein kann, parallel mit einer Temperaturanzeige (TA), einer Flüssigkeitsstandsanzeige (FA), einer Auswerteschaltung (A), einem ersten Widerstandselement (W 1), einem zweiten Widerstandselement (W 2), und einem Pulsgenerator (P) leitend verbunden. Der positive Pol der Stromquelle (B) ist über einen Schalter (S), der als Zündandersschalter eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein kann, parallel mit einer Temperaturanzeige (TA), der Flüssigkeitsanzeige (FA), der Auswerteschaltung über einem zweiten Widerstand (R 2), mit dem zweiten Widerstandselement (W 2) über einem ersten Widerstand (R 1), mit dem ersten Widerstandselement (W 1), mit dem Kollektor eines MPN-Transistors (T) und dem Pulsgenerator (P) leitend verbunden. Der Transistor (T) wird im Ausbildungsbeispiel der Fig. 1 als Schaltelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet.

Der Verbindungspunkt des ersten Widerstands (R 1) mit dem ersten Widerstandselement (W 1) ist mit einem ersten Eingang eines Vergleichers (V) leitend verbunden, der Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes (R 2) mit dem zweiten Widerstandselement (W 2) ist mit einem zweiten Eingang des Vergleichers (V) leitend verbunden, dessen Ausgang einerseits über einen dritten Widerstand (R 3) auf den zweiten Eingang rückgekoppelt ist und andererseits mit der Auswerteschaltung (A) leitend verbunden ist.

Die Auswerteschaltung (A) steuert den Pulsgenerator (P) der wiederum die Basis des Transistors (T) ansteuert. Der Emitter des MPN-Transistors (T) ist mit dem Verbindungspunkt des ersten Widerstands (R 1) mit dem ersten Widerstandselement (W 1) verbunden, so daß bei durchgeschaltetem Transistor (T) der Widerstand (R 1) überbrückt wird.

Die Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) und die Temperaturanzeige (TA) sind durch jeweils eine Leitung von der Auswerteschaltung (A) steuerbar.

Das erste Widerstandselement (W 1) und das zweite Widerstandselement (W 2) sind zu einem Flüssigkeitsstandsfühler (F) zusammengefaßt, der in einem Flüssigkeitsbehälter (FB) derart angeordnet ist, daß die Widerstandselemente (W 1, W 2) den Bereich der möglichen Flüssigkeitsfühlstandsschwankungen überspannen. In der Fig. 1 sind beispielhaft zwei Flüssigkeitsfüllstände mit ihren Flüssigkeitsniveaus dargestellt, wobei man ein erstes Flüssigkeitsniveau (N 1) und ein zweites Flüssigkeitsniveau (N 2) unterscheiden kann.

Bei der Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) und der Temperaturanzeige (TA) soll es sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 um kontinuierliche Anzeigen handeln, die also zur Anzeige bringen, wo sich z. B. ein Flüssigkeitsstand zu einem gegebenen Zeitpunkt befindet.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Fig. 1 wird nun anhand des Spannungszeitdiagramms nach der Fig. 2 näher erläutert:

Von einem Anfangszeitpunkt (t 0) bis zu einem ersten Zeitpunkt (t 1) befinde sich das Flüssigkeitsniveau der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter (FB) beim ersten Flüssigkeitsniveau (N 1). Ab dem ersten Zeitpunkt (t 1) sei das Flüssigkeitsniveau auf das zweite Flüssigkeitsniveau (N 2) abgesunken.

Wenn der Flüssigkeitsfüllstand sich nicht ändert, so daß das Flüssigkeitsniveau beim ersten Flüssigkeitsniveau (N 1) sich befindet, so weist die Spannung (U) am Verbindungspunkt des ersten Widerstands (R 1) mit dem ersten Widerstandselement (W 1) den in der Fig. 2 vom Zeitpunkt (t 0) bis zum ersten Zeitpunkt (t 1) dargestellten Verlauf auf. Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt (t 0) die Spannung am Verbindungspunkt einen unteren Schwellwert (U(T)) erreicht hat, wobei die gemessene Spannung (U) von der Temperatur am ersten Widerstandselement (W 1) abhängt. Dieser gemessenen Spannung (U(T)) entspricht ein Vergleichswert, der vom Vergleicher (V) registriert wird und an die Auswerteschaltung (A) weitegegeben wird.

Weil die Spannung (U(T)) erreicht wurde, schaltet die Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator (P) ein, der über die Basis des Transistors (T) den ersten Widerstand (R 1) periodisch überbrückt und in den Zeiträumen, in denen der erste Widerstand (R 1) überbrückt wird, das erste Widerstandselement (W 1) im wesentlichen mit der positiven Versorgungsspannung (+UB) versorgt. In den Zeiträumen, in denen der erste Widerstand (R 1) nicht überbrückt ist, wird wiederum die Spannung am Verbindungspunkt gemessen, um festzustellen, ob die Temperatur des ersten Widerstandselements (W 1) bzw. die Spannung am Verbindungspunkt den oberen Schwellwert erreicht hat. Solange dies nicht der Fall ist, wird der erste Widerstand (R 1) durch den Pulsgenerator (P) und dem Transistor (T) periodisch überbrückt.

Wenn die Spannung am Verbindungspunkt den vorgegebenen zweiten oberen Schwellwert (U(T) + delta T) erreicht hat, so schaltet die Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator (P) aus und der erste Widerstand (R 1) wird nicht mehr überbrückt. Als Folge der Abschaltung des Pulsgenerators (P) kühlt sich das erste Widerstandselement (W 1) vorzugsweise gemäß einer abfallenden E-Funktion ab. Nach Ablauf einer in der Fig. 2 dargestellten ersten Zeitdauer (delta t 1) erreicht als Folge dieser Abkühlung die Spannung am Verbindungspunkt den unteren Schwellwert (U(T)). Dies wird von der Auswerteschaltung (A) registriert, die daraufhin den Pulsgenerator (P) wieder einschaltet, um das erste Widerstandselement (W 1) wieder aufzuheizen.

Die Abschaltzeitdauer (delta t 1) des Pulsgenerators (P) wurde durch die Auswerteschaltung (A) gemessen. Diese Ausschaltzeitdauer wird durch die Auswerteschaltung (A) gemäß einer vorgegebenen z. B. durch Versuche ermittelten und z. B. auch von dem Flüssigkeitsbehälter (FB) abhängigen Funktion umgerechnet in eine elektrische Größe, die den Füllstand des Flüssigkeitsbehälters (FB) wiedergibt. Diese elektrische Größe wird von der Auswerteschaltung (A) an die Flüssigkeitsanzeige (FA) weitergegeben, die die elektrische Größe in entsprechende elektrische oder optische Signale in bekannter Art und Weise umwandeln.

Solange der Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsbehälter (FB) bei dem ersten Flüssigkeitsniveau (N 1) verbleibt, ändern sich die Zeitdauern (delta t) nicht. Das heißt, die Abkühlzeiten von einer Temperatur (T + delta t) auf eine Temperatur (T) bleiben gleich, wie das in der Fig. 2 dargestellt ist. Dort ist nach einem zweiten Aufheizzyklus eine zweite Abkühlkurve gezeichnet, bei der nach einer zweiten Zeitdauer (delta t 2) die Spannung am Verbindungspunkt die untere Schwellenspannung (U(T)) erreicht. Weil der Flüssigkeitsspiegel sich noch beim ersten Flüssigkeitsniveau (N 1) befindet, ist die zweite Zeitdauer (delta t 2) gleich der ersten Zeitdauer (delta t 1).

Es sei nun angenommen, daß zu einem ersten Zeitpunkt (T 1) die Flüssigkeit auf das zweite Flüssigkeitsniveau (N 2) absinkt. Dann ändert sich das Zeitverhalten der Aufheizung und Abkühlung des ersten Widerstandselements (W 1), weil die Wärmeableitung vom ersten Widerstandselement (W 1) an die Umgebung sich geändert hat.

Flüssigkeiten, wie z. B. auch Motoröle haben üblicherweise eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität als gasförmige Medien, wie z. B. die Luft oder Gasgemische in Flüssigkeitsbehältern. Dies führt dazu, daß wenn der Flüssigkeitsspiegel auf das zweite Niveau (N 2) absinkt, die Ableitung von im ersten Widerstandselement (W 1) entstehende Wärme an die Umgebung gegenüber der Wärmeableitung beim ersten Flüssigkeitsniveau (N 1) behindert ist. Dies hat zur Folge, daß wie im dritten Aufheizzyklus der Fig. 2 dargestellt, die Aufheizung des ersten Widerstandselements (W 1) von der unteren Grenztemperatur (T) auf die obere Grenztemperatur (T + delta T) schneller erfolgt, weil während der Aufheizung des ersten Widerstandselements (W 1) weniger Wärme abgeführt wird, als in den beiden ersten Aufheizzyklen, die in der Fig. 2 dargestellt sind. Nachdem die Temperatur des ersten Widerstandselements (W 1) die obere Grenztemperatur (T + delta T) erreicht hat bzw. nachdem die Spannung am Verbindungspunkt den Wert (U(T + delta T)) erreicht hat, schaltet die Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator wieder aus, so daß sich das erste Widerstandselement (W 1) wieder auf die untere Grenztemperatur (T) abkühlen kann. Die Zeitdauer, zu der die Temperatur des ersten Widerstandselements (W 1) die untere Grenztemperatur (T) erreicht hat, ist jedoch aufgrund der nunmehr geringeren Wärmeableitung vom ersten Widerstandselement (W 1) an die Umgebung gegenüber den Zeitdauern bei einem ersten Flüssigkeitsniveau (N 1) nennenswert verlängert. Diese dritte Abkühlzeit oder dritte Zeitdauer (delta t 3) ist in der Fig. 2 beim dritten Abkühlzyklus dargestellt.

Verbleibt der Flüssigkeitsspiegel bei einem zweiten Flüssigkeitsniveau (N 2), so verkürzt sich bei einem vierten Aufheizzyklus der in der Fig. 2 dargestellt ist, die Aufheizzeit noch weiter, wogegen die Abkühlzeit, die gleich der vierten Zeitdauer (delta t 4) in der Fig. 2 ist, gegenüber der dritten Abkühlzeit noch weiter verlängert ist. Diese weitere Verlängerung der Abkühlzeit ist z. B. auf nur langsam von dem Flüssigkeitsstandsfühler (F) bzw. von den Widerstandselementen (W 1 und W 2) abfließende Flüssigkeit zurückzuführen, die insbesondere nach einer sprunghaften Änderung des Flüssigkeitsniveaus in einer Übergangszeit zu einem gewissen Nachhinken der Flüssigkeitsstandsmessung und damit zu einer leicht verspäteten Anzeige des Flüssigkeitsstandes in der Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) führt. Geht man jedoch davon aus, daß bei geeigneter Dimensionierung der Widerstandselemente (W 1 und W 2) Zyklusfrequenzen von 2 bis 3 Hertz realisierbar sind und daß sich eine derartige Verzögerung der Füllstandsmessung üblicherweise auf 2 bis 3 Meßzyklen bezieht, so beträgt die Verzögerung in der wahren Anzeige des Flüssigkeitsfüllstands nur etwa 1 Sekunde. Dies ist insbesondere gegenüber dem Vorbekannten vergleichsweise schnell.

Würde nun der Flüssigkeitsspiegel wieder auf das erste Flüssigkeitsniveau (N 1) steigen, so würden sich wieder Aufheiz- und Abkühlkurven ergeben, wie sie in der Fig. 2 für die ersten zwei Meßzyklen dargestellt sind. Es würden wieder erste Zeitdauern (delta t 1) und zweite Zeitdauern (delta t 2) als Abkühlzeiten gemessen.

Zusätzlich zur Flüssigkeitsstandsanzeige (FA) ist im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 eine Temperaturanzeige (TA) vorgesehen, die nahezu ständig auch die Temperatur der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter (FB) anzeigen kann. Dies ist deshalb möglich, weil durch die Beheizung des zweiten Widerstandselement (W 2) mit einem Konstantstrom über den zweiten Widerstand (R 2) sich eine bestimmte Temperatur des zweiten Widerstandselement (W 2) oberhalb der Flüssigkeitstemperatur einstellt. Bei Kenntnis des durch das erste Widerstandselement (W 1) und das zweite Widerstandselement (W 2) fließenden Stroms, ist ein Rückrechnen auf die Flüssigkeitstemperatur durch die Auswerteschaltung (A) relativ einfach möglich.

Der Ausgang des Vergleichers (V) ist über einen dritten Widerstand (R 3) auf allen seiner Eingänge zurückgekoppelt, um eine Hysterese des Ausgangssignals des Vergleichers (V) sicherzustellen und um das Ausgangssignal des Vergleichers (V) unempfindlich gegen kurzfristige Flüllstandsschwankungen und kurzfristige Schwankungen der Versorgungsspannung zu machen. Die Auswerteschaltung (A) kann insbesondere gemeinsam mit dem Pulsgenerator (P) als Teil einer Mikrorechnerschaltung ausgebildet werden. Derartige Mikrorechner haben den Vorteil, daß sie häufig Zeitmeßglieder aufweisen, auf die bei der Messung der Kühlzeiten zurückgegriffen werden kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands in Behältern, insbesondere des Ölstands in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einem temperaturabhängigen Widerstandselement, das derart in einem Behälter angeordnet ist, daß es den Bereich der möglichen Füllstandsschwankungen überspannt, mit einer Stromquelle zum Beaufschlagen des Widerstandselements mit Strom, wobei das Widerstandselement über einen Widerstand kontinuierlich mit einem geringen Strom und über ein Schaltelement periodisch mit einem hohen Strom beaufschlagbar ist, mit einem Vergleicher, der den Spannungsabfall am Widerstandselement mißt, mit einer Auswerteschaltung, die das Ausgangssignal des Vergleichers empfängt und mit einer optischen oder akustischen Anzeigevorrichtung, die durch die Auswerteschaltung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites temperaturabhängiges Widerstandselement (W 2) vorgesehen ist, das derart im Flüssigkeitsbehälter (FB) angeordnet ist, daß es den Bereich der möglichen Füllstandsschwankung überspannt und das über einen zweiten Widerstand (R 2) kontinuierlich mit Strom beaufschlagbar ist und daß der Vergleicher (V) den Spannungsabfall am zweiten Widerstandselement (W 2) mißt und mit dem Spannungsabfall am ersten Widerstandselement (W 1) vergleicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulsgenerator (P) vorgesehen ist, der durch die Auswerteschaltung (A) schaltbar ist und der das Schaltelement (T) betätigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (A) das Ausgangssignal des Vergleichers (V) in den Pulspausen des Pulsgenerators (P) auswertet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (A) den Pulsgenerator (P) ausschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen vorgegebenen Grenzwert (U(T + delta T)) überschreitet und den Pulsgenerator (P) wieder einschaltet, wenn das Vergleichsergebnis einen vorgegebenen zweiten Grenzwert (U(T)) unterschreitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (A), die Ausschaltzeitdauer des Pulsgenerators (P) mißt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (A) einen zusätzlichen Ausgang zur Anzeige (TA) der Temperatur der Flüssigkeit aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Transistor (T) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltzeitdauer (delta t 1 bis delta t 4) des Taktgenerators (T) über mehrere Ausschaltzeitdauern (delta t 1 bis delta t 4) gemittelt wird.