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Dokumentenidentifikation DE19720125A1 19.11.1998
Titel Füllstandsmeßvorrichtung
Anmelder Dau, Hans-Jörg, 38179 Schwülper, DE
Erfinder Dau, Hans-Jörg, 38179 Schwülper, DE
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 14.05.1997
DE-Aktenzeichen 19720125
Offenlegungstag 19.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.11.1998
IPC-Hauptklasse G01F 23/30
IPC-Nebenklasse G01F 1/00   G01D 7/02   G01F 13/00   G01F 9/00   B60K 15/077   
Zusammenfassung Es wird eine Füllstandsmeßvorrichtung für den Flüssigkeitsinhalt eines Tanks vorgeschlagen, mit einem Füllstandssensor (10, 50) zum Erzeugen eines der Höhe eines Punktes des Flüssigkeitsspiegels proportionalen Signals, einem zusätzlichen Volumenstromsensor (14, 52, 56) zum Erzeugen eines dem Zufluß oder Abfluß proportionalen Signals und einem Anzeigeinstrument (28).
Zur Kompensation von systematischen Fehlern mit hochfrequenten Anteilen, beispielsweise aufgrund von Luftturbulenzen bei einem Flugzeug, und von niederfrequenten Anteilen, beispielsweise aufgrund von Lageänderungen (Steigflug/Sinkflug; Berg/Talfahrt bei einem Kraftfahrzeug) wird vorgeschlagen, das Signal des Füllstandssensors (10) durch ein Tiefpaßfilter (12) und das Signal des Volumenstromsensors (14) durch ein Hochpaßfilter (18) zu leiten, und beide Signale vor dem Anzeigeinstrument (28) zu addieren.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Füllstandsmeßvorrichtung für den Flüssigkeitsinhalt eines Tanks (Tankanzeige), mit einem Füllstandssensor zum Erzeugen eines der Höhe eines Punktes des Flüssigkeitsspiegels proportionalen Signals, einem zusätzlichen Volumenstromsensor zum Erzeugen eines dem Zufluß oder Abfluß proportionalen Signals und einem Anzeigeelement.

In den zahlreichen Gebieten der Technik besteht die Notwendigkeit, den Flüssigkeitsinhalt eines Tanks zu bestimmen. Während bei kleineren Tanks eine Bestimmung des Gewichtes möglich ist, wird bei größeren Tanks im allgemeinen eine Pegelstandsmessung vorgenommen. Hierzu werden Füllstandssensoren verwendet, die ein der Höhe eines Punktes des Flüssigkeitsspiegels proportionales Signal erzeugen. Solche Füllstandssensoren für eine Pegelstandsmessung sind üblicherweise Hebelschwimmersensoren, bei denen ein Schwimmer über einen Hebel mit einem Potentiometer verbunden ist, oder aber Kondensatoren, die beispielsweise rohrförmig ausgebildet sind, und eine kapazitive Füllstandsmessung ermöglichen, indem die zu messende Flüssigkeit als Dielektrikum wirkt.

Bei zahlreichen Anwendungsfällen wird jedoch die Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit im Tank hochfrequenten oder niederfrequenten Anregungen ausgesetzt, so daß eine Bestimmung des Flüssigkeitsinhalts mit der für verschiedene Anwendungsfälle zu fordernden Genauigkeit mit Füllstandssensoren unmöglich wird. Dies gilt insbesondere für die Bestimmung der Kraftstoffvorratsmenge über eine Pegelstandsmessung des Kraftstoffes im Tank eines Fahrzeuges. Hierzu gehören von Brennkraftmaschinen angetriebene Landfahrzeuge ebenso wie Flugzeuge oder Schiffe. Bei allen Fahrzeugen ist das Niveau der Kraftstoffflüssigkeit in Vorratsbehälter aufgrund auf von Lage- und Beschleunigungsänderungen ständigen Schwankungen unterworfen. Eine ungedämpft auf das jeweilige Niveau ausgerichtete Anzeige schwankt damit ebenfalls erheblich und führt insbesondere dort zu Problemen, wo eine Überschätzung der noch vorhandenen Kraftstoffmenge zu gefährlichen Situationen führen kann, wie beispielsweise bei Motorflugzeugen.

Da der Kraftstofftank in den meisten Fällen fest in das jeweilige Fahrzeug, beispielsweise in ein Flugzeug eingebaut ist, wirken sich die Beschleunigungen und Lageänderungen des jeweiligen Fahrzeuges, insbesondere Flugzeuges, und somit auch die des Tankes unmittelbar als Eingangsgrößen auf die Fluidbewegung aus. Speziell bei Flugzeugen sind hochfrequente Störungen der Flüssigkeitsoberfläche zu beobachten, die auf Luftturbulenzen zurückzuführen sind, wie auch niederfrequente Störungen, die beispielsweise durch lang andauernde Lageänderungen des Flugzeuges, beispielsweise im Steigflug o. ä., verursacht werden.

Beispielhaft zeigt Fig. 7 die Füllstandssensorspannung eines typischen Schwimmerhebelsensors eines Kleinflugzeuges während eines Horizontalfluges von etwa 15 Sekunden. Aus der Abbildung sind deutlich erkennbar hochfrequente Störungen mit einer Frequenz von zirka 1 Hz, die durch Luftturbulenzen angeregt werden. Der Füllstandssensor-Spannungsverlauf weist Amplituden bis zu ± 125 mV auf, was bei dem untersuchten Flugzeugtyp einer Schwankung von ± 1,3 l entspricht. Bei Flügen in turbulenten Wetterlagen wurden Schwankungen in der Tankuhranzeige von ± 10 l bis ± 15 l beobachtet, bei einem Gesamtkraftstoffvolumen des beobachteten Kleinflugzeuges von zirka 75 l.

Fig. 8 zeigt typische stationäre Abweichungen, die sich aus sehr lang andauernden, extrem niederfrequenten Fluglageänderungen (z. B. stationäre Steig-, Sink- oder Langsamflüge) ergeben. Die Ausbildung solcher Abweichungen hängen in erster Linie von der Tankgeometrie, dem Einbauort des Füllstandssensors, dem momentanen Kraftstoffvolumen und dem Neigungswinkels des Tanks ab. In Fig. 8 ist die absolute Abweichung der Abtasthöhe in Abhängigkeit von dem Längslagewinkel des Flugzeuges und dem Tankinhalt dargestellt. Man erkennt beispielsweise, daß bei einem Längslagewinkel des Flugzeuges von 16° und einem momentanen Tankvolumen bei diesem Tank von zirka 39 l ein Fehler der Schwimmerauslenkung von 30 mm auftritt, bei der Geometrie dieses speziellen Tankes gleichbedeutend mit einem Fehlervolumen von zirka 11 l. Die Kraftstoffmenge wird daher um zirka 27% zu groß angezeigt. Dies kann zu einer bedeutenden Fehleinschätzung durch den Piloten hinsichtlich der ihm zur Verfügung stehenden Reichweite des Flugzeuges führen. Ähnliche systematische Fehler ergeben sich beispielsweise bei Kraftfahrzeugen bei der Berg- und Talfahrt.

Aus der DE 38 25 630 C2 ist eine Füllstandsanzeige bekannt, bei der der konventionelle Füllstandsmeßsensor, dort bezeichnet als statischer Geber, ergänzt wird durch eine Verbrauchsmeßeinrichtung, die den momentanen Kraftstoffverbrauch auf der Grundlage von Einspritzsignalen eines Kraftstoff-Einspritzsystemes bestimmt. Dabei wird die Tankanzeige im wesentlichen gesteuert durch den auf integrierten Volumenstrom, der von einer zu bestimmten Zeitpunkten von dem statischen Geber bestimmten Vorratsmenge des Kraftstoffes subtrahiert wird. Es wird anstelle der Verwendung der Einspritzsignale zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauches auch allgemein ein Durchflußmesser vorgeschlagen, mithin ein Volumenstromsensor in der Diktion dieser Patentanmeldung.

An der gemäß dem Stand der Technik in Form der 38 25 630 C2 vorgeschlagenen Füllstandsmeßvorrichtung ist sehr nachteilig, daß der Volumenstromsensor von hoher Güte sein muß, um verwertbare Ergebnisse zu liefern. Da Linearitätsfehler des Volumenstromsensors auf integriert werden, und damit mit zunehmender Zeitdauer zu sehr hohen absoluten Abweichungen der Tankanzeige führen, können nur Volumenstromsensoren akzeptiert werden, deren Linearitätsfehler im unteren einstelligen Prozentbereich liegt. Solche Volumenstromsensoren sind sehr teuer und scheiden damit für die Verwendung in Kraftfahrzeugen und Kleinflugzeugen, Motorbooten etc. aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Füllstandsmeßvorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß als Füllstandssensoren und Volumenstromsensor vergleichsweise billige Bauteile mit vergleichsweise hohen gerätespezifischen Abweichungen verwendet werden können, und trotzdem eine genaue Tankanzeige ermöglicht wird. Dabei sollen weiter hochfrequente Störungen eliminiert werden, so daß eine ruhige Tankanzeige gewährleistet ist. Weiterhin sollen niederfrequente Störungen, wie beispielsweise langfristig angelegte Lageänderungen des Flugzeuges mit geringer Kreisfrequenz (Steigflug/Sinkflug) hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Meßergebnis stark gedämpft werden, ohne daß ein Schleppfehler wegen der starken Dämpfung generiert wird.

Die Lösung der Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Füllstandsmeßvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Füllstandsensors durch ein Tiefpaßfilter und das Signal des Volumenstromsensors durch ein Hochpaßfilter geleitet wird, und daß beide Signale vor dem Anzeigeinstrument addiert werden. Dabei ist eine bevorzugte und vorteilhafte Dimensionierung, daß die Eckfrequenz (Zeitkonstante) des Tiefpaßfilters im wesentlichen gleich der Eckfrequenz (Zeitkonstante) des Hochpaßfilters ist. Mit einer solchen Dimensionierung läßt sich erreichen, daß niederfrequente Störungen durch entsprechende Auslegung des Tiefpaßfilters eliminiert werden, wobei bei der extremen Dimensionierung des Tiefpaßfilters entstehende Schleppfehler durch den nach dem Hochpaßfilter gelieferten Signalanteil kompensiert werden.

Die bei typischen Anwendungen sich ergebenden Zeitkonstanten sind so groß, daß herkömmliche analoge Bauteile, insbesondere Kondensatoren, nicht zu akzeptierende Größen und Gewichte erreichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, daß die Filter digital aufgebaut sind. Dabei ist bevorzugt insbesondere vorgesehen, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Füllstandsmeßvorrichtung für Anzeigevorrichtungen in Flugzeugen die Zeitkonstanten der Filter in bezug auf ein typisches Flugverhalten hin optimierbar sind. So kann beispielsweise ein Schulungsflugzeug, das häufig Platzrunden und Start/Landeübungen fliegt, hinsichtlich seiner Füllstandsmeßvorrichtung anders optimiert werden, als ein für längeren Reiseflug vorgesehenes Flugzeug.

Durch die starke Dämpfung des Tiefpasses kommt es nach Einschalten der erfindungsgemäßen Füllstandsmeßvorrichtung zu starken Verzögerungen. Es kann daher vorgesehen sein, daß das Tiefpaßfilter zur Einschaltkompensation kurzzeitig überbrückbar ist, um dem Piloten oder sonstigen Benutzer eines Fahrzeuges schnell eine erste Anzeige zu liefern.

Die vorgesehene Komplementärfilterung (Tiefpaßfilterung für das Signal des Füllstandssensors/Hochpaßfilterung für das Signal des Volumenstromsensors) kann indirekt auch dadurch erreicht werden, daß das Signal des Füllstandssensors als Stützgröße für ein Schätzfilter verwendet wird, das einen Integrator aufweist, an dessen Eingang die Differenz aus dem von dem Volumenstromsensor generierten Signal und einem rückgeführten Korrektursignal anliegt, wobei letzteres proportional zu der Differenz zwischen dem momentanen Signal des Füllstandssensors als Stützgröße und dem Ausgang des Integrators als Schätzgröße ist.

Ein solches Schätzfilter führt ebenfalls zu einer Tiefpaßfilterung des Signals des Füllstandssensors mit tiefer Eckfrequenz (hoher Zeitkonstante), wobei ein systematisch sich ergebender Schleppfehler durch Stützung des Filters mit dem Volumenstromsensorsignal kompensiert wird. Dabei bewirkt die Stützung eine hochpaßartige Filterung des Volumenstromsensorsignals.

Vorteilhaft ist inbesondere, als Füllstandssensor ein an sich bekannten Sensor zu verwenden, der einen an einem Hebel befestigten Schwimmer und einen Potentiometer aufweist.

Der Volumenstromsensor kann insbesondere ein billiger Turbinenradzähler oder ein Hitzdrahtanemometer sein.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der im folgenden beschriebenen Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Füllstandsmeßvorrichtung mit einem Komplementärfilter,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer digitalen Realisierung,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der sich ergebenden Fehler bei einem erfindungsgemäße Komplementärfilter gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Kleinflugzeuges mit eingebauter erfindungsgemäßer Füllstandsmeßvorrichtung,

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmeßvorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem Schätzfilter,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der sich ergebenden Fehler bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine bereits in der Beschreibungseinleitung diskutierte Darstellung hochfrequenter Störungen an einem Hebelschwimmersensor, und

Fig. 8 eine bereits in der Beschreibungseinleitung diskutierte Darstellung von sich ergebenden systematischen Fehlern einer Tankanzeige eines Kleinflugzeuges bei Lageänderungen um die Querachse (Variation des Längswinkels).

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Füllstandsmeßvorrichtung mit einem an sich bekannten Füllstandssensor 10. Der Füllstandssensor erzeugt ein der höhe eines Punktes des Flüssigkeitsspiegels im Tank proportionales Signal, aus dem bei gekannter Geometrie des Tankes ein gemessenes Volumen VSchwimmer abgeleitet wird. Dieses Signal wird über ein Tiefpaßfilter 12 mit großer Zeitkonstante TT geleitet.

Parallel dazu ist ein Turbinenradzähler 14 vorgesehen, der ein Volumenstromsignal ≙ generiert. Der Volumenstrom wird in einem Integrator 16 zu einem Signal VTurbine auf integriert. Dieses Signal wird über ein Hochpaßfilter 18 geleitet, dessen Zeitkonstante TH im wesentlichen gleich der Zeitkonstante TT des Tiefpaßfilters ist.

Beide Signale werden an einem Knotenpunkt 20 addiert und an einem nicht dargestellten Anzeigeinstrument zur Anzeige gebracht.

Die Konstanten TT und TH sind so groß, daß eine Realisierung mit analogen Bauteilen, wie insbesondere Kondensatoren, zu großen, voluminösen und schweren Geräten führen würde.

Fig. 2 zeigt daher, daß bevorzugt vorgesehen ist, die Filterung mittels einer Recheneinheit 22 digital durchzuführen. Dabei kann ein Ausgang 24 vorgesehen sein, an den die generierten digitalen Werte unmittelbar weiter verarbeitet werden und beispielsweise in einem sogenannten Primary Flight Display dargestellt werden, wobei abgeleitete Größen, wie beispielsweise die maximale Reichweite des Flugzeuges o.a., generiert werden können.

Alternativ kann vorgesehen sein, mittels eines Digital/Analog-Umsetzers 26 ein analoges Signal zu generieren, das in einer herkömmlichen Anzeige 28, beispielsweise einem Kreuzspulinstrument, dargestellt wird.

Analog/Digital-Umsetzer 30 und 32 sind vorgesehen, um die vom Füllstandssensor und Turbinenradzähler 14 gelieferten Signale zu digitalisieren.

Fig. 1 zeigt weiterhin einen als "Einschaltkompensation" bezeichneten Überbrückungszweig 34, mittels dessen sich das Tiefpaßfilter 12 überbrücken läßt. Dies ist vorgesehen, um dem Fahrer, Piloten o.a. nach Einschalten des Armaturenbrettes, der Avionik o. ä. das Gefühl zu nehmen, daß die Anzeige kaputt ist. Ohne eine solche Einschaltkompensation würde es wegen der großen Zeitkonstante TT vergleichsweise lange dauern, bis eine Anzeige 28 (Fig. 2) einen realistischen Wert anzeigen würde.

Um falscher Startwerte der Anzeige aufgrund eines schräg stehenden Fahrzeuges oder Flugzeuges zu verhindern, kann vorgesehen sein, eine verzögerte Mittelwertbildung vorzunehmen, die gegebenenfalls durch andere lot- (Pendel) oder lageerfassende Sensoren (künstlicher Horizont) gesteuert werden kann.

Fig. 3 zeigt die systematischen Fehler und ihre Kompensation anhand eines Ausgangsvolumens, das kontinuierlich verringert wird. Zu erkennen ist, daß das einer Tiefpaßfilterung mit niedriger Eckfrequenz unterworfene Signal einen Schleppfehler aufweist. Dieser wird durch die vom Hochpaßfilter 18 gelieferten hochfrequenten Anteile bei geeigneter Dimensionierung von Tiefpaßfilter 12 und Hochpaßfilter 18 gerade kompensiert.

Fig. 4 zeigt eine Einbaumöglichkeit in ein Kleinflugzeug. Das als Hochdecker ausgeführte Flugzeug weist zwei in den Tragflächen angeordnete Tanks 40 und 42 auf, die über eine Ausgleichsleitung 44 miteinander verbunden sind. Aus den Tanks 40 und 42 wird der Kraftstoff über Kraftstoffleitungen 46 zu einem nicht dargestellten Triebwerk gefördert, das einen Propeller 48 antreibt. Serienmäßige Füllstandssensoren 50 entsprechen den Füllstandssensoren 10 in Fig. 1. Ergänzend sind zwei Turbinenradzähler 52 als Volumenstromsensoren in die Kraftstoffleitungen 46 eingefügt. Die Turbinenradzähler 52 entsprechen den Turbinenradzählern 14 gemäß Fig. 1. Um Kraftstoffflüsse über die Ausgleichsleitungen 44 erfassen zu können, ist ein zusätzlicher Volumenstromsensor 54 vorgesehen, der beispielsweise ein Hitzdrahtanemometer sein kann. Mittels eines Kraftstoffwahlhebels 56 kann der Pilot des Flugzeuges wahlweise den Backbordtank 42, den Steuerbordtank 40 oder beide leeren.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Füllstandsmeßvorrichtung, bei der das vom Füllstandssensor gelieferte Signal VSchwimmer und das vom Turbinenradzähler gelieferte Signal ≙T mittels eines Schätzfilters verarbeitet und so im Ergebnis ähnlich gefiltert werden, wie mittels eines Komplementärfilters, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.

Bei dem Prozeß "Kraftstoffverbrauch" besteht das Filtermodell aus einem Integrator 16, der das vom Volumenstromsensor/Turbinenradzähler 14 gelieferte Signal ≙T zum verbrauchten Volumen auf integriert. Geht man von einem leckagefreien Zustand des Kraftstoffsystems aus und vernachlässigt die Kraftstoffverluste durch Verdunstung, so verhalten sich die beiden Meßgrößenvolumen und Volumenstrom untereinander regressiv. Die Linearitätsabweichungen des Turbinenradzählers 14 machen sich in einer driftbehafteten Abweichung im auf integrierten Volumen bemerkbar, wie in Fig. 6 dargestellt. Die Größe am Ausgang des Integrators wird als Schätzwert ≙ bezeichnet. Der Schätzwert wird an einem Knotenpunkt 58 vom zur Verfügung stehenden Meßwert des Füllstandssensors 10 VSchwimmer subtrahiert, und die daraus resultierende Abweichung ΔV wird über eine Rückführverstärkung 60 auf den Eingang des Filters (Integrator) zurückgeführt. Genau wie bei der in Fig. 1 dargestellten komplementären Filterung setzt sich das vom Füllstandssensor gemessene Signal VSchwimmer aus dem tatsächlichen Volumen V und einem Rauschanteil VRausch zusammen und das vom Turbinenradzähler auf integrierte Volumen VT aus dem tatsächlichen Volumen V und dem bereits erwähnten Driftanteil VDrift.

Eine Einschaltkompensation 34 erfüllt eine ähnliche Aufgabe wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Komplementärfilter. Weiterhin ist eine zweite Einschaltkompensation 62 dargestellt, mit der sich der Verstärkungsfaktor K der Rückführverstärkung 60 verändern lassen kann. Um auch die sehr niederfrequenten Störanteile im Füllstandssensorsignal unterdrücken zu können, muß die Rückführverstärkung sehr klein gewählt werden. Daraus resultiert ein extremes Tiefpaßverhalten des gesamten Filters, das nach dem Einschalten zu sehr langen Wartezeiten führt, bis die Anzeigenadel einer Anzeigevorrichtung (beispielsweise 28 in Fig. 2) ihren statischen Endwert erreicht hat. Durch die Kompensationsschaltung wird dieser Vorgang beschleunigt, so daß die Anzeigenadel bereits zirka drei bis vier Sekunden nach dem Einschalten der Anlage das aktuelle Kraftstoffvolumen anzeigt.

Fig. 6 zeigt, daß der Anteil VDrift, d. h. der Fehler nach dem Integrator 16 anliegenden Signals mit der Zeit anwächst, da der Fehler des Turbinenradzählers 14 auf integriert wird.

Mit dem in Fig. 5 gezeigten Schätzfilter wird VDrift zu einer konstanten Abweichung ΔV minimiert.

Die erfindungsgemäße Gestaltung einer Füllstandsmeßvorrichtung erlaubt erstmalig die Verwendung von billigen Komponenten, die entsprechend mit hohen Fehlern behaftet sind, für Füllstandssensor und Volumenstromsensor, insbesondere in Form eines Turbinenradzählers, ohne ein unakzeptabel ungenaues Meßergebnis zu liefern. Weiterhin werden sowohl hochfrequente wie niederfrequente Störungen befriedigend ausgefiltert, so daß eine verläßliche Tankanzeige, insbesondere für Fahrzeuge, die starken Beschleunigungs- oder Lageänderungen ausgesetzt sind, zur Verfügung steht. Bezugszeichenliste 10 Füllstandssensor

12 Tiefpaßfilter

14 Volumenstromsensor, Turbinenradzähler

16 Integrator

18 Hochpaßfilter

20 Knotenpunkt

22 Rechnereinheit

24 Ausgang (von 22)

26 Digital/Analog-Umsetzer

28 Anzeigeinstrument

30 Analog/Digital-Umsetzer

32 Analog/Digital-Umsetzer

34 Einschaltkompensation

36 Steuerbord-Tragfläche

38 Backbord-Tragfläche

40 Steuerbordtank

42 Backbordtank

44 Überflußleitung

46 Kraftstoffleitungen

48 Propeller

50 Füllstandssensoren

52 Volumenstromsensoren

54 Volumenstromsensor

56 Kraftstoffwahlhebel

58 Knotenpunkt

60 Rückführverstärker

62 Einschaltkompensation


Anspruch[de]
  1. 1. Füllstandsmeßvorrichtung für den Flüssigkeitsinhalt eines Tanks (40/42) (Tankanzeige), mit einem Füllstandssensor (10/50) zum Erzeugen eines der Höhe eines Punktes des Flüssigkeitsspiegels proportionalen Signals, einem zusätzlichen Volumenstromsensor (14/52/56) zum Erzeugen eines dem Zufluß oder Abfluß proportionales Signals und einem Anzeigeinstrument (28), dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Füllstandsensors (10) durch ein Tiefpaßfilter (12) und das Signal des Volumenstromsensors (14) nach Integration durch ein Hochpaßfilter (18) geleitet wird, und daß beide Signale vor dem Anzeigeinstrument addiert werden.
  2. 2. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante (TT) des Tiefpaßfilters (12) im wesentlichen gleich der Zeitkonstante (TH) des Hochpaßfilters (18) ist.
  3. 3. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (12) überbrückbar ist.
  4. 4. Füllstandsmeßvorrichtung für den Flüssigkeitsinhalt eines Tanks (40/42) (Tankanzeige), mit einem Füllstandssensor (10/50) zum Erzeugen eines der Höhe eines Punktes des Flüssigkeitsspiegels proportionalen Signals, einem zusätzlichen Volumenstromsensor (14/52/56) zum Erzeugen eines dem Zufluß oder Abfluß proportionales Signals und einem Anzeigeinstrument (28), dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Füllstandsensors (10) als Stützgröße für ein Schätzfilter (Kalmanfilter) verwendet wird, das einen Integrator (16) aufweist, an dessen Eingang die Differenz aus dem von dem Volumenstromsensor (10) generierten Signal und einem rückgeführten Korrektursignal anliegt, das proportional zu der Differenz zwischen dem momentanen Füllstandssensorsignal und dem Ausgang des Integrators (16) als Schätzwert ist.
  5. 5. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandssensor (10) einen an einem Hebel befestigten Schwimmer und ein Potentiometer aufweist.
  6. 6. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstromsensor (14) ein Turbinenradzähler ist.
  7. 7. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbinenradzähler (14) einem Linearitätsfehler zwischen 5% und 30% aufweist.
  8. 8. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstromsensor (14) ein Hitzdrahtanemometer ist.
  9. 9. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstromsensor durch einen Lagesensor für ein Leistungsstellglied für ein die Flüssigkeit verbrauchendes Aggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, ersetzt ist.
  10. 10. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tanks (40, 42) miteinander verbunden sind, und daß in jeder Zu-, Ausgleichs- oder Ablaufleitung (44, 46) ein Volumenstromsensor (52, 54) angeordnet ist, deren Signale miteinander zu einem Summensignal verknüpft werden.
  11. 11. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (22) digital aufgebaut sind.
  12. 12. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankanzeige den Kraftstoffinhalt eines Flugzeugtanks anzeigt und daß die Zeitkonstanten der Filter in bezug auf ein typisches Flugverhalten hin optimierbar sind.
  13. 13. Füllstandsmeßvorrichtung nach den Ansprüchen 3, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (34) vorgesehen sind, um vor dem Start das Tiefpaßfilter zu überbrücken und eine Mittelwertbildung des von dem Füllstandsensors gelieferten Signals vorzunehmen.
  14. 14. Füllstandsmeßvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführzweig (K) des Schätzfilters auf unterschiedliche Verstärkungsfaktoren eingestellt werden kann.
  15. 15. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Tankinhalt und der gemessene Volumenstrom zur Berechnung einer Reichweite verwendet werden.






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