DE2630149C3

DE2630149C3 - Durchflußmesser für den Kraftstoff-Fluß in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2630149C3
Application number: DE19762630149
Authority: DE
Inventors: Rene De Boulogne- Billancourt Hauts-De-Seine Maillard (Frankreich)
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1976-07-05
Publication date: 1980-12-11
Also published as: DE2630149A1; FR2317632B1; FR2317632A1; DE2630149B2; ES449669A1; GB1551747A

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmesser für den Kraftstoff-FIuG in einem Kraftfanrzeug mit einem auf eine Drehachse wirkenden Ourchflußwandler, mit einer Lichtquelle, mit mindestens zwei v-inkelmäßig versetzten und mit der Drehachse umlaufenden Reflexionsmarken, die von der Lichtquelle emittiertes Licht bei kontinuierlicher Drehung nacheinander auf je einen von zwei Lichtempfängern reflektieren, und mit einer einen Impulszähler speisenden logischen Auswerteschaltung.

Ein Durchflußmesser der zuvor beschriebenen Art für allgemeine Zwecke ist bekannt (DE-OS 22 54 253). Bei diesem bekannten Durchflußmesser ist die Drehachse mit ebenen Reflexionsmarken versehen, die von einer Lichtquelle bestrahlt werden. Im Reflexionsweg jeder Reflexionsmarke ist ein Lichtempfänger angeordnet. Die beiden Lichtempfänger empfangen bei kontinuierlicher Drehung der Drehachse in einer Richtung nacheinander abwechselnd Lichtsignale. Die Lichtsignale werden von den Lichtempfängern in Impulse umgewandelt, die einer logischen Auswerteschaltung zugeführt werden. Die logische Auswerteschaltung hat die Aufgabe, eine Information darüber zu geben, ob die Drehachse links oder rechts herum gedreht wird. Wenn die Drehachse um eine bestimmte Drehstellung Stöischwingungen ausführt, derart, daß nur ein Lichtempfänger wiederholt bestrahlt wird, nicht aber der andere, so erzeugt nur dieser eine Lichtempfänger Impulse. Die logische Auswerteschaltung wertet diese Impulse so als würden sie durch kontinuierliche Drehung der Drehachse entstanden sein.

Bei einem Durchflußmesser für den Kraftstoff-Fluß in einem Kraftfahrzeug treten Störschwingungen der zuvor beschriebenen Art zwangläufig beispielsweise dann auf, wenn das Fahrzeug in stehendem Zustand bei gedrosseltem Motor nahezu keinen Kraftstoff verbraucht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmesser für den Kraftstoff-Fluß in einem Kraftfahrzeug mit geringstmöglichem mechanischen und elektronischen Aufwand zu schaffen, bei dem keine Fehlanzeigen infolge von Störschwingungen auftreten. Der geringe mechanische und elektronische Aufwand ist wünschenswert, weil derartige Durchflußmesser in dem »Massenartikel« Auto eingesetzt werden sollen und weil für einen derartigen Durchflußmesser im Motorbereich wenig Platz zur Verfügung steht
ι ο Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reflexjonsmarken auf der der Lichtquelle und den Lichtempfängem zugewandten Seite einer von der Drehachse angetriebenen Scheibe angeordnet sind, und daß die Auswerteschaltung aus einem bistabilen Multivibrator besteht dessen einer Eingang mit einem Lichtempfänger gekoppelt ist und dessen anderer Eingang mit dem anderen Lichtempfänger gekoppelt ist

Die Anordnung der Reflexionsmarken auf einer von der Drehachse angetriebenen Scheibe, und zwar auf einer Seite, auf der auch die Lichtquelle und die Lichtempfänger angeordnet sind, gewährleistet vor allem einen geringen Platzaufwand und eine billige Fertigung.

Die Verwendung eines bistabilen Multivibrators als Auswerteschaltung gewährleistet daß nur dann von der Auswerteschaltung Zählimpulse abgegeben werden, wenn die beiden Lichtempfänger v/echselweise nacheinander bestrahlt werden. Dies ist dann nicht der Fall, wenn die Drehachse Störschwingungen ausgesetzt ist

Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt daß ein Drehgeschwindigkeits-Meßkopf bekannt ist (FR-PS 2148 918), der ebenfalls mit zwei Lichtempfängern arbeitet die eine logische Auswerteschaltun^ speisen, j5 welche die gleiche zuvor beschriebenen Wirkung hat Die praktische Realisierung dieser Auswerteschaltung ist jedoch mit mindestens 5 logischen Schaltgliedern relativ aufwendig und kompliziert

Eine zweckmäßige Ausgestaltung {«er Erfindung kann darin bestehen, daß die Lichtempfänger den auf dem Scheibenumfang gemessenen halben Abstand der Reflexionsmarken haben. Durch dieses Merkmal wird die durch den Reflexionsmarken-Abstand begrenzte Störschwingungsamplitude auf den größtmöglichen Wert optimiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Durchflußmessers;

ίο F i g. 2 einen Schnitt durch die Scheibe des Durchflußmessers mit der Auswerteschaltung als Blockschaltbild; F i g. 3 eine konkrete Auswerteschaltung.
In dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel trägt der handelsübliche Durchflußzähler die Bezeich- -,-, nung A, die beigeordnete, elektronische Schaltanordnung ist in B und die Anzeigeschaltung für die Meßergebnisse in C dargestellt. Ansonsten wurde er oben schon beschrieben.

F i g. 2 zeigt, wie die elektronische Schaltung B an den bo Durchflußzähler A angeschlossen ist. In dieser Figur ist die Peripherie der Scheibe D des Durchflußzählers linear dargestellt; sie zeigt drei abstandsgleiche Markierungen /, /, K, die voneinander jeweils um einen Abstand X entfernt sind. Jede dieser Markierungen b5 besteht aus einer schmalen kerbe, deren Wände mit einer die Lichtreflexion begünstigenden Farbe bestrichen sind. Die elektronische Schaltungsanordnung umfaßt eine Lichtquelle E, welche den Umfang der

zwischen zwei aus auf reflektiertes Licht ansprechenden photoelektrischen Dioden bestehenden Zellen Fund F' befindlichen Scheiben D beleuchtet Diese beiden Zellen

sind im Abstand-^und gegenüber dem Scheibenumfang

angeordnet Die Ausgänge der beiden Zellen F und F' sind an zwei Eingänge eines Speichers G gelegt, dessen Ausgang seinerseits über eine Signalumformschaltung H mit einer Anzeigeschaltung C verbunden ist Wie Flg. 1 zeigt, kann die gesamte Vorrichtung in einem ι ο Gehäuse B untergebracht sein, auf dessen einer Seite die Lichtquelle Esowie die photoelektrischen Zellen Fund F'angebracht sind.

F i g. 3 gibt eine detaillierte Darstellung der Ausführung der elektronischen Schaltung. Die pliotoelektrisehen Empfangszellen Fund F'sind beide jeweils an die Basis eines Transistors 7*1 bzw. 7*2 angeschlossen, die beide einen gemeinsamen Emitter aufweisen und eine bistabile Kippstufe darstellen.

Der gemeinsame Emitter der Transistoren ist an den Minuspol der Schaltung gelegt, und die Kollektoren sind jeweils über einen Widerstand an den. Pluspol angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 7*1 ist über einen Widerstand R 2 mit der Basis des Transistors 7*2 verbunden. Der Kollektor des Transistors T2 ist einerseits über einen Widerstand R1 mit der Basis des Transistors 7*1 verbunden und andererseits mit dec Basis eines Transistors 7*3, welcher die erste Stufe der Signalumformschaltung //mittels eines Kondensators b bildet

Die Signalumformschaltung H ist so ausgebildet, daß sie nur auf Impulse negativer Polarität anspricht, und sie besteht aus zwei als monostabile Anordnung geschalteten Transistoren 7*3 und 7*4, deren Emitter jeweils an das Minuspotential der Schaltung gelegt sind. Die Basis des Transistors T3 ist einerseits mit dem Pluspol der Schaltung über einen Widerstand R 3 verbunden und andererseits über den Kondensator 7 mit dem Kollektor des Transistors T4. Der Kollektor des Transistors 7"3 ist über ein ^n Widerstand an das Pluspotential der Schaltung gelegt, und der Kollektor des Transistors 74 ist mit dem Pluspol der Schaltung über ein·; Diode 8 verbunden, an deren Klemmen der Zähler Cangeschlossen ist An den Pluspol der Stromquelle der Schaltung ist der die Gesamtheit der Schaltungen C und H versorgend«.· positive Leiter angeschlossen, und zwar über e'ne in Richtung vom Pluspol auf den Minuspol angeordnete Diode 9, welche die Schaltanordnung vor Polaritätsumkehrungen schützt.

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt (zu diesem Zweck ist auf irgendeine der drei Figuren, vorzugsweise auf F i g. 2 u.id 3, Bezug zu nehmen):

Die in der Rohrleitung 1 des Durchflußzählers A durchfließende Flüssigkeit treibt die Kolben P an, was die Scheibe Z?zum Drehen bringt.

Im Augenblick, da die Schaltanordnung unter Spannung gesetzt wird, nimmt die Scheibe eine unbestimmte Position ein, ebenso wie die bistabile Kippstufe G. Wenn die Markierung /die photoelektrische Zelle F passiert, die eine Lesezelle ist, geht die t>o Kippstufe G in folgenden Zustand über: der Transistor T1 ist blockiert und der Transistor T2 ist leitend, da, wie Fig.2 zeigt, die photoelektrische Zelle F, die eine Meßzelle ist, nicht beleuchtet ist Es erscheint ^m positiver Impuls am Eingang der Signalumformschal· tung H, der aufgrund der Schaltanordnung ohne Auswirkung auf diese bleibt Wenn die Markierung /um die Position der pbototelektrischen Zelle F herum oszilliert, behält die bistabile Kippstufe G ihren bisherigen Zustand bei, selbst wenn F und F' kein reflektiertes Licht mehr empfangen.

Der Wert Y der größtmöglichen Oszillation ohne eine Änderung des Zustands von G ist durch folgende Gleichung gegeben:

-±(^{X d}

wobei A"die Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Markierungskerben /, /, K, d. h. das noch meßbare Mindest-Flüssigkeitsvolumen darstellt; d ist die Projektion des öffnungswinkels ;/iler der elektroluminösen Dioden F und F' auf die Scheibe D. Diese letztere Größe d muß so klein wie möglich gehalten werden, um die Schwingungsbreite von erlaubten Parasitärschwingungen ohne Beeinflussung der Zählung zu vergrößern.

Wenn durch die Einwirkung der Flüssigkeit die Scheibe D im Sinne des Pfeils in F i g. 2 dreht, passiert die Markierung / die photoelektrische Zelle F' und die bistabile Kippschaltung ändert ihren Zustand: der Transistor 7*1 wird plötzlich durchlässig, und der Transistor T2 sperrt und bleibt in diesem Zustand. An den Signalumformer //wird ein Negativimpuls abgegeben und nach seiner Umformung vom Zähler C gespeichert Wenn die Markierung /um die Position der photoelektrischen Zelle F' herum oszilliert, ist das Verhalten der elektronischen Schaltung genau dasselbe wie beim Oszillieren um die Position der photoelektrischen Zelle F: die elektronische Schaltung berücksichtigt diese Schwingungen nicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende Vor -.eile auf:

— jeglicher parasitärer Zählvorgang ist ausgeschaltet;

— die elektronische Schaltung ist unempfindlich gegenüber Erschütterungen;

— der Zählvorgang kann mit hoher Geschwindigkeit ablaufen, da keine Zeitkonslante vorhanden ist;

— Elektronikteil und Durchflußzähler können beliebig voneinander getrennt sein;

— es ist nicht unbedingt erforderlich, eine stabile Lichtquelle zu haben;

— die Messungen der Durchflußmenge und ihr Ablesen können auf Distanz vor sich gehen. Tatsächlich kann, wie Fig. 1 darstellt, der Zähler Cunabhängig vom Gehäuse B angebracht sein. Durch Verbünden des Zählers C mit dem Gehäuse B durch einen entsprechend langen Leiter ist es möglich, das Gehäuse B unter der Motorhaube in unmittelbarer Nähe des Durchflußzählers A unterzubringen, während der Zähler C am Instrumentenbrett des Fahrzeuges angebracht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Durchflußmesser für den Kraftstoff-Fluß in einem Kraftfahrzeug mit einem durch den Kraftstoff-FIuß angetriebenen und auf eine Drehachse wirkenden Durchflußwandler, mit einer Lichtquelle, mit mindestens zwei winkelmäßig versetzten und mit der Drehachse umlaufenden Reflexionsmarken, die von der Lichtquelle emittiertes Licht bei kontinuierlicher Drehung nacheinander auf je einen von zwei Lichtempfängern reflektieren, und mit einer einen Impulszähler speisenden logischen Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsmarken (I, J, K) auf der der Lichtquelle (E) und den Lichtempfängern (F, F') zugewandten Seite einer von der Drehachse angetriebenen Scheibe (D) angeordnet sind, und daß die Auswerteschaltung aus einem bistabilen Multivibrator (G) besteht, dessen einer Eingang mit dem einen Lichsempfänger (F) gekoppelt ist und dessen anderer Eingang mit dem anderen Lichtempfänger ffj gekoppelt ist.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lschtempfänger (F, F') den auf dem Scheibenumfang gemessenen halben Abstand (X/2) der Reflexionsmarken (IJ, Abhaben.