运行机动车流体罐用的传感器装置的方法和传感器装置 |
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| 申请号 | CN201611198779.8 | 申请日 | 2016-12-22 | 公开(公告)号 | CN106908114A | 公开(公告)日 | 2017-06-30 |
| 申请人 | 奥迪股份公司; | 发明人 | K·艾格纳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于运行机动车的 流体 罐(1)用的 传感器 装置(2)的方法，其中，传感器装置(2)具有多个传感器元件(3)，所述多个传感器元件被电气连接到传感器 控制器 (4)。在此设计为，传感器控制器(4)获取由传感器元件(3)提供的测量数据并且针对所述多个传感器元件(3)中的至少一些传感器元件将测量数据分离地、至少部分依次地传送给可再编程的控制装置(6)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于运行机动车的流体罐(1)用的传感器装置(2)的方法，其中，传感器装置(2)具有多个传感器元件(3)，所述多个传感器元件被电气连接到传感器控制器(4)，其特征在于，传感器控制器(4)获取由传感器元件(3)提供的测量数据并且针对所述多个传感器元件(3)中的至少一些传感器元件将测量数据分离地、至少部分依次地传送给可再编程的控制装置(6)。 |
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| 说明书全文 | 运行机动车流体罐用的传感器装置的方法和传感器装置技术领域背景技术[0002] 传感器装置被分配给机动车的流体罐或者形成该流体罐的组成部分。借助于传感器装置例如可以获取位于流体罐中的流体的液位。在该情况下传感器装置也可以称为液位传感器装置。自然然而也可以在使用传感器装置的情况下获取其他参数，例如流体的流体参数，特别是物理状态/物态。 发明内容[0003] 现在本发明的任务在于，提出一种用于运行机动车的流体罐用的传感器装置的方法，该方法相比于已知方法具有优点，特别是能实现传感器元件的更灵活的分析处理和/或可以在测量数据的分析处理中附加地考虑另外的参数。 [0004] 所述任务按照本发明利用具有权利要求1特征的方法实现。在此设计为，传感器控制器获取由传感器元件提供的测量数据并且针对所述多个传感器元件中的至少一些传感器元件将测量数据分离地、至少部分依次地/顺序地传送给可再编程的控制装置。 [0005] 传感器装置具有多个被分配给流体罐的传感器元件。特别是，传感器元件设置在流体罐中或流体罐的罐内部空间中或流体罐上，从而传感器元件至少在流体的相应液位的情况下由流体润湿。自然可以设计为，传感器元件设置在至少局部限制罐内部空间的罐壁中，从而那么在流体与传感器元件之间可以不出现直接接触。传感器元件原则上可以基于任意功能原理，例如传感器元件阻性地、容性地和/或感性地运行。 [0006] 为了分析处理传感器元件，该传感器元件被电气连接到传感器控制器。优选地，传感器元件中的多个传感器元件被连接到相同的传感器控制器。自然然而也可以设计为，存在多个传感器控制器，在其上分别连接有传感器元件中至少之一，特别是传感器元件中的分别多个。在该情况下，多个传感器控制器被分别连接到控制装置并且将测量数据传输给该控制装置。测量数据也可以称为一个测量值或多个测量值。 [0007] 通过不仅设置传感器控制器而且还设置控制装置实现了测量数据的两级测量原理或至少一个两级分析处理。首先，由传感器元件提供的测量数据由传感器控制器获取。特别是所有传感器元件的测量数据通过传感器控制器获取。在此，测量数据可以被暂存在传感器控制器中。紧接着将获取的测量数据传送给控制装置。在此优选地直接将由传感器元件提供的测量数据传输给控制装置。 [0008] 然而也可以设计为，由传感器控制器实现由传感器元件提供的测量数据的匹配或校正并且仅仅将匹配的测量数据传送给控制装置。这样的匹配可以包括例如对特性曲线和/或阈值的分析处理、温度补偿和/或对参考值的考虑。 [0009] 换言之设计为，传感器控制器获取传感器元件的原始数据，该原始数据被转换为测量数据并且最后将测量数据传送给控制装置，其中，至少一些传感器元件的原始数据、特别是每个传感器元件的原始数据被分别转换为测量数据。那么可以分别给这些多个传感器元件分配测量数据。对于多个传感器元件的测量数据紧接着被传输给控制装置，在该控制装置中进一步处理这些测量数据。例如控制装置由测量数据确定流体罐的液位。 [0010] 原始数据在传感器控制器中转换为测量数据可以根据特性曲线实现，亦即例如使用综合特性曲线。备选地自然可以考虑数学关系式或表格。也可以在考虑阈值的情况下实现所述转换。例如在此仅仅在原始数据超过阈值的情况下实施转换并且否则将测量数据设置为初始值、例如零。 [0011] 测量数据的传送对于至少一些传感器元件实现，优选然而对于所有传感器元件实现。就这点而言，对于每个提供了用于传感器控制器的测量数据的传感器元件将这些测量数据或校正的测量数据紧接着传输给控制装置。那么不发生通过传感器控制器将多个传感器元件的测量数据进行组合。测量数据的传送至少部分依次地、亦即顺序地实现。这表示：假如对于多个传感器元件通过传感器控制器获取测量数据，那么将这些测量数据依次地或者仅仅部分并行地传输给控制装置。 [0012] 传输例如可以通过单线接口或双线接口实现，该单线接口或双线接口为此连接传感器控制器与控制装置。控制装置自身相比于传感器控制器是可再编程的。这表示：控制装置的编程可以通过适合的措施随时改变，例如通过固件的改变。出于该目的，控制装置具有例如对于程序代码可擦除和/或可覆盖的程序存储器。在控制装置中保存的程序代码特别是用于测量数据的分析处理。 [0013] 由传感器控制器传送给控制装置的测量数据优选首先被收集在控制装置中，直至对于每个传感器元件传输了测量数据。例如传感器控制器这样将测量数据传输给控制装置，使得首先传输第一传感器元件的测量数据并且紧接着传输测量数据直至传输最后的传感器元件的测量数据。紧接着传感器控制器通过信号通知控制装置：传送用于所有传感器元件的测量数据。控制装置例如接收传感器元件的测量数据，直至其获取该信号。紧接着才开始获得的测量数据的分析处理。为此优选地在控制装置中暂存至少部分顺序传输的测量数据直至实现分析处理。 [0014] 这样的方法具有如下优点，即传感器控制器仅仅必须实施非常简单的任务并且相应地可以配备有格外小的运算能力。相比之下优选控制装置相比于传感器控制器具有较大的运算能力和/或较大的存储能力。再者控制装置优选相比于传感器控制器是可再编程的，从而可以容易地通过控制装置的再编程实现测量数据的分析处理的事后的变化。 [0015] 例如在此，被保存在控制装置中的第一程序代码用于实施测量数据的第一分析处理，而与第一程序代码不同并且备选于第一程序代码可保存在控制装置中的第二程序代码用于实施第二分析处理，第二分析处理又有别于第一分析处理。自然，程序代码也可以同时保存在控制装置中，其中，总是仅仅执行用于分析处理测量数据的程序代码中之一。而且这样的方法基于传感器控制器的小的存储能力不单独借助于传感器控制器是可实施的。 [0016] 例如两个程序代码仅仅关于传感器元件的数量是不同的，该传感器元件的测量数据被分析处理。如此例如可以在传感器元件中之一发生故障的情况下将其测量数据从分析处理中排除在外。这特别是当故障的传感器元件还提供测量数据的情况下是有意义的，该测量数据然而是错误的，亦即不描绘流体罐中的真实事实。在该情况下可以通过不考虑传感器元件的测量数据避免测量数据的分析处理的错误。 [0017] 例如可以在测量数据的可信度测试的范围中推断传感器元件的故障。可信度测试产生如下，即传感器元件中之一的测量数据是错误的，如此以下将该传感器元件的测量数据从控制装置中的分析处理中排除在外。这样的可信度测试在传感器控制器中通常基于其小的运算能力是不可实施的，然而在控制装置中相比之下已经是可实施的。 [0018] 本发明的另一设计方案设计为，传感器控制器具有不可变的程序设计/编程(Programmierung)。这样的不可变的程序设计可以例如在于传感器控制器的固定连线，其中，该传感器控制器例如由离散元件构成，或者在传感器控制器的一个设计方案中构成为专用集成电路(ASIC)。备选地自然可以设计为，传感器控制器具有微控制器或微处理器，在其上执行程序代码。该程序代码然而是不可变的，亦即例如保存在ROM或只读存储器中。只读存储器的内容、亦即程序代码在此既不可擦除也不可改变。任何时候都可以更换整个传感器控制器，这应出于成本的原因被避免。 [0019] 备选地自然可以设计为，传感器控制器的程序设计是可变的，该传感器控制器那么具有可更换的程序代码。例如程序代码为此被保存在可更换的存储组件、EPROM或EEPROM、特别是Flash-EEPROM中。 [0020] 在本发明的另一设计方案的范围中设计为，传感器元件被相互分离地连接到传感器控制器并且经由其连接由传感器控制器并行地操控以便获取测量数据；或者传感器元件中的至少一些传感器元件被共同连接到传感器控制器并且经由其连接由传感器控制器以多路复用的方式操控以获取测量数据。自然地，传感器元件的操控可以通过传感器控制器依次、亦即顺序地实现，而通常有意义的是，并行实施对至少多个传感器元件的、优选所有传感器元件的测量数据的获取。 [0021] 通过这种方式和方法可以快速询问大量传感器元件并且将在此出现的测量数据紧接着传送给控制装置。为了将测量数据在通过传感器控制器的并行获取之后至少部分依次地传送给控制装置，传感器控制器具有用于测量数据的中间存储器。备选地可以设计为，传感器元件中的至少一些传感器元件、特别是所有传感器元件共同地、亦即通过相同连接或相同线路与传感器控制器连接。通过这种方式连接的传感器元件通过传感器控制器的操控可以通过多路复用实现。 [0022] 本发明的一种改进设计为，将所有传感器元件的测量数据依次地传送给控制装置。以上已经指出这样的方法。顺序传送具有如下优点，即少量用于传输的数据线路已经足够。 [0023] 在本发明的另一设计方案的范围中可以设计为，通过单线接口或双线接口将测量数据传送给控制装置。在每种情况下然而用于将测量数据传送给控制装置的接口优选作为串行接口存在。单线接口的特征在于存在仅仅唯一一个数据线。自然附加地可以必要的是，设有测量线。双线接口具有正好两个数据线，其中，例如数据线之一用作时钟线。 [0024] 本发明的优选的另一设计方案设计为，控制装置由测量数据确定流体罐的液位；和/或控制装置由用于流体罐的部分体积的测量数据分别确定物理状态值；和/或控制装置由测量数据确定至少一个由流体罐中的流体形成的腔体的至少一个腔体参数。如上所述，控制装置可以进行测量数据的原则上任意的分析处理。 [0025] 如此可以例如根据测量数据确定流体罐的液位或者在流体罐中流体的液位。优选地为此根据测量数据确定测量学上位于最高处的传感器元件，该传感器元件完全或至少部分由流体润湿。紧接着可以由此推断液位。基于控制装置的比较高的运算能力和/或存储能力可以例如给每个传感器元件分配流体罐的部分体积并且将部分体积的大小保存在控制装置中，只要传感器元件显示出存在流体，那么该控制装置就被充以流体。 [0026] 在这样的设计方案中可以确定液位或者更准确地说确定填充量，其方法是对于传感器元件——所述传感器元件的测量数据指示出流体的存在——实现分别分配的部分体积的大小的合计或统一。通过这种方式和方法能实现格外准确地确定液位或填充量。 [0027] 附加地或备选地，可以由测量数据推断出在传感器元件的区域中流体的物理状态，该物理状态被以物理状态值的形式获取。就这点而言那么获取显示物理状态的物理状态值，其中，这对于部分体积实现，该部分体积被分配给相应的传感器元件。物理状态值的获取例如对于所有传感器元件并且因此对于所有被分配给传感器元件的部分体积进行。 [0028] 此外附加地或备选地可能的是，如下所述地分析处理测量数据，即流体罐中的腔体是否由流体形成，例如因为流体的一部分冻结。腔体参数例如可理解为腔体的地点或位置、大小或形状。自然也可以确定多个腔体参数、特别是所有腔体参数。 [0029] 特别是基于这些分析处理可能性，例如可以实现再灌注识别，其可靠地识别在流体罐中流体的再灌注、亦即填充，即使在流体罐中存在的流体至少部分冻结。在后者情况下例如可以发生的是，再填充的流体聚集在冻结的流体上。基于传感器元件的单独的分析处理然而可以可靠地针对所填充的流体的存在和/或其量进行识别。 [0030] 本发明的另一优选实施形式设计为，在确定液位、物理状态值和/或腔体参数时考虑机动车的至少一个状态参数。所述值或参数经常至少部分依赖于至少一个状态参数。通过考虑状态参数可以就此而言提高在确定时的精度。 [0031] 通常通过传感器控制器不能实现对状态参数的这种考虑，因为对于该传感器控制器而言状态参数不可用和/或因为传感器控制器的运算能力无论如何不足以用于相应的分析处理。作为机动车的状态参数例如可以应用机动车的加速度，特别是沿纵向、沿垂直方向和/或沿横向；和/或倾斜角，特别是沿纵向或沿横向。 [0032] 本发明的一个特别优选的改进设计为，控制装置根据液位、物理状态值和/或腔体参数操控被分配给流体罐的执行器。执行器例如是被分配给流体罐的加热器，借助于该加热器可以融化在流体罐中存在的冻结的流体；或者执行器例如是振动器，用于设置在随后构成为松疏物料罐的流体罐中的松疏物料。加热器在此优选如此设计，使得流体罐可以被部分加热。加热器为此特别具有多个加热部分，这些加热部分被分配给流体罐的不同区域。 [0033] 控制装置可以现在例如根据测量数据或根据液位、物理状态值或腔体参数确定流体罐的、在其中存在冻结的流体的那些区域。以下可以如此操控加热器，使得仅仅在其中存在冻结流体的那些区域被加热。这能实现加热器的能耗降低。 [0034] 最后可以在本发明的另一设计方案中设计为，控制装置根据测量数据进行传感器装置的功能检查。例如在此实现测量数据的上述可信度测试。在此例如进行如下检查，即测量数据是否在物理上有意义的边界内。如果不是这样的情况，那么识别到至少相应传感器元件或整个传感器装置的故障。如果识别到故障，那么可以采取相应措施。 [0035] 本发明此外还涉及一种用于机动车流体罐的传感器装置，特别是用于实施根据按照上述实施方案所述的方法，其中，传感器装置具有多个传感器元件，所述多个传感器元件被电气连接到传感器控制器。在此设计为，传感器装置被以下述方式设计：传感器控制器获取由传感器元件提供的测量数据并且针对所述多个传感器元件中的至少一些传感器元件将测量数据分离地、至少部分依次地传送给可再编程的控制装置。 [0037] 以下根据附图中示出的实施例进一步阐明本发明，而不进行本发明的限制。其中： [0038] 唯一的附图示出具有传感器装置的机动车的流体罐的示意图。 具体实施方式[0039] 附图示出在此未进一步示出的机动车的流体罐1的示意图。流体罐1具有传感器装置2，该传感器装置在这里示出的实施例中由多个传感器元件3组成，在此仅仅示例性地表示其中的一些传感器元件并且将该传感器元件电气连接到传感器装置2的传感器控制器4。 [0040] 优选地，将所有传感器元件3分离地连接到传感器控制器4，亦即分别经由一个分离的信号线或经由多个分离的信号线进行连接。传感器控制器4经由双线接口5连接到控制装置6。自然也可以代替双线接口设有任意的另一接口。 [0041] 现在设计为，借助于传感器控制器4获取由传感器元件3提供的测量数据。该获取例如至少部分地——特别是完全地——并行地进行。在后者情况下那么借助于传感器控制器4同时询问所有传感器元件3并且将相应的测量数据存储在传感器控制器4中。可以设计为，校正由传感器控制器4获取的测量数据并且以下以校正形式又存储为测量数据。 [0042] 测量数据紧接着由传感器控制器4经由双线接口5传送给控制装置6。这对于至少一些传感器元件3分离地实现，从而那么控制装置6由传感器控制器4获取与至少一些传感器元件3提供的分离的测量数据。特别是将所有传感器元件3的测量数据相互分离地传输给控制装置6，从而测量数据首先在传感器控制器4中并紧接着在控制装置6中存在。 [0043] 测量数据的传送在此至少部分依次地实现。优选地严格依次地传送测量数据，从而首先传感器元件3中之一的测量数据并且紧接着传感器元件3中另一的测量数据被传输，直至所有传感器元件3的测量数据被传送给控制装置6。 [0044] 控制装置6是可再编程的。这表示：保存在控制装置6中的程序代码可容易地更换。传感器控制器4相比之下具有不可变的程序设计。例如传感器控制器由离散元件构成。 [0045] 控制装置6在传送测量数据之后负责对其进行分析处理。例如控制装置6由测量数据确定在流体罐1中流体7的液位。附加或备选地也可以确定对于流体罐1的特定的部分体积的流体7的物理状态。腔体的识别或相应腔体参数的确定也可容易地借助于控制装置6或其对测量数据的分析处理实现。 |
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