DE112014002902T5

DE112014002902T5 - Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung

Info

Publication number: DE112014002902T5
Application number: DE112014002902.5T
Authority: DE
Inventors: Yuuki Saitou; Tetsuyoshi Shibata; Keisuke KAWADE; Atsushi Muramatsu
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-03-10
Also published as: CN105074395B; JP6022413B2; US20160041021A1; CN105074395A; JP2015004519A; WO2014203832A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung, die Flüssigkeits-Spiegel und Flüssigkeits-Qualität bestimmen kann. Diese Erfassungs-Einrichtung umfasst eine Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i, angeordnet bei verschiedenen Positionen in einer Höhen-Richtung in einem Behälter 10 zur Flüssigkeitslagerung; eine Messvorrichtung 31 zum Erlangen von Werten Cx, äquivalent zur Kapazität zwischen jeweiligen Elektroden-Paare der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i; einen Speicher-Teil 33 zum Speichern einer Mehrzahl von Schwellenwerten Th1 bis Th3 bestimmt, basierend auf Werten Cx, äquivalent zur Kapazität zwischen einem der Elektroden-Paare 26a bis 26i, in Gegenwart von Luft oder einer Mehrzahl von Flüssigkeitsarten; und einen Bestimmungs-Teil 32, der die Werte Cx äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren mit jeder von den Schwellenwerten Th1 bis Th3 vergleicht, und das Bestimmungs-Teil 32 den Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung zum Erfassen des Flüssigkeits-Spiegels von Flüssigkeiten in einem Behälter bzw. Tank.
Technischer Hintergrund
Patent-Dokument 1 offenbart die Erfassung eines Flüssigkeits-Spiegels durch Anordnen von Elektroden-Paaren bei einer Mehrzahl von Messpunkten entlang einer Bezugs-Linie, die sich jeweilig von einer unteren Position zu einer höheren Position erstreckt, und Bestimmen, ob Flüssigkeit bei den Messpunkten vorliegt oder nicht, durch Bestimmen, ob die Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren einen Bezugs-Wert übersteigt oder nicht.
Darüber hinaus offenbart Patent-Dokument 2 die Erfassung von Flüssigkeits-Spiegeln durch Anordnen von einer Mehrzahl von Erfassungs-Elektroden-Paaren und einem Bezugs-Elektroden-Paar und Bestimmen, ob die jeweiligen Erfassungs-Elektroden-Paare in Flüssigkeit getaucht sind oder nicht, basierend auf einer Kapazitäts-Differenz zwischen den jeweiligen Erfassungs-Elektroden-Paaren und dem Bezugs-Elektroden-Paar.
Zitaten-Liste
Patent-Literatur

[PTL 1] Japanische Ungeprüfte Patent-Anmeldung Veröffentlichung Nr. H11-311 562
[PTL 2] Japanische Ungeprüfte Patent-Anmeldung Veröffentlichung Nr. 2006-337 173

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn eine Mehrzahl von Flüssigkeitsarten in einem Behälter gelagert werden, ist es im Übrigen erwünscht, die Flüssigkeits-Qualität in dem Behälter zu kennen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Umstände ausgeführt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung bereitzustellen, die Flüssigkeits-Spiegel und Flüssigkeits-Qualität bestimmen kann.
Lösung des Problems
Eine kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl von Elektroden-Paaren, angeordnet bei verschiedenen Positionen in einer Höhen-Richtung in einem Behälter zur Flüssigkeitslagerung; eine Messvorrichtung zum Erlangen bzw. Aufnehmen von Werten äquivalent zur Kapazität zwischen jeweiligen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von Elektroden-Paaren; ein Speicher-Teil zum Speichern einer Mehrzahl von Schwellenwerten, bestimmt basierend auf Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen einem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren in Gegenwart von Luft oder einer Mehrzahl von Flüssigkeitsarten; und ein Bestimmungs-Teil, das die Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren, der Mehrzahl von Elektroden-Paaren mit jedem der Mehrzahl von Schwellenwerten vergleicht, und das Bestimmungs-Teil den Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Somit wird die Mehrzahl von Schwellenwerten, gespeichert in dem Speicher-Teil, basierend auf Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen einem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, in Gegenwart von Luft oder einer Mehrzahl von Flüssigkeitsarten, bestimmt. Hierbei weist die Kapazität zwischen einem Elektroden-Paar verschiedene Werte in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Faktoren, wie Flächenform von Elektroden des Elektroden-Paars, Richtungen der Elektroden und einem Bauteil zum Fixieren des Elektroden-Paars auf.
Deshalb wird eine Mehrzahl von Schwellenwerten jeweilig bestimmt, basierend auf Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen einem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, in Gegenwart von Luft oder einer Mehrzahl von Flüssigkeitsarten. Folglich kann der Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität zuverlässig bestimmt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der kapazitiven Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Schwellenwerten, gespeichert in dem Speicher-Teil, eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend der Flüssigkeitsart; und das Bestimmungs-Teil vergleicht die Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren mit jedem der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten, und das Bestimmungs-Teil bestimmt die Flüssigkeits-Qualität von Flüssigkeit, die bei Positionen der jeweiligen Elektroden-Paare der Mehrzahl von Elektroden-Paaren vorliegt, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis.
Das heißt, die Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entspricht Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen Elektroden-Paaren, jeweilig in Gegenwart der Mehrzahl von Flüssigkeitsarten. Zum Beispiel schließen die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte einen Schwellen-Wert entsprechend der Luft, einen Schwellen-Wert entsprechend Benzin, einen Schwellen-Wert entsprechend Wasser und so weiter ein. Da das Bestimmungs-Teil die Flüssigkeits-Qualität von Flüssigkeit, die bei Positionen der jeweiligen Elektroden-Paare vorliegt, bestimmen kann, ist es möglich, zu erkennen, welche Flüssigkeitsart bei welcher Höhe (Position) vorliegt. Das heißt, der Flüssigkeits-Spiegel der jeweiligen Flüssigkeiten kann bestimmt werden.
Wenn weiterhin vorzugsweise ein Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen dem einen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren in Gegenwart von Luft als Luft-Bezugs-Wert definiert wird, und Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen dem einen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, in Gegenwart der Mehrzahl von Flüssigkeitsarten, jeweilig als Flüssigkeits-Bezugs-Werte definiert werden, wobei die Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten jeweilig bestimmt wird, basierend auf Werten, erhalten durch Dividieren der Flüssigkeits-Bezugs-Werte durch den Luft-Bezugs-Wert, und das Bestimmungs-Teil Werte durch Dividieren der Kapazitäts-Äquivalent-Werte, erworben bzw. aufgenommen durch die Messvorrichtung, durch den Luft-Bezugs-Wert berechnet, vergleicht das Bestimmungs-Teil die berechneten Werte mit jedem der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten, wobei das Bestimmungs-Teil Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte werden durch Verwendung des Luft-Bezugs-Werts und der jeweiligen Flüssigkeits-Bezugs-Werte bestimmt. Selbst wenn die Kapazität durch eine Vielfalt von Faktoren zwischen jeweiligen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren variiert wird, kann daher das Bestimmungs-Teil die Flüssigkeitsart, die bei den Positionen der jeweiligen Elektroden-Paare vorliegt, bestimmen ohne durch die Vielfalt von Faktoren beeinflusst zu werden.
Vorzugsweise speichert das Speicher-Teil die Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend der Flüssigkeitsart für jedes der Mehrzahl von Elektroden-Paaren; und das Bestimmungs-Teil gewinnt bzw. entnimmt eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend dem Elektroden-Paar als das Bestimmungsziel unter der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten, wobei das Bestimmungs-Teil die gewonnene bzw. entnommene Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten mit einem Wert äquivalent zur Kapazität zwischen dem Elektroden-Paar als das Bestimmungsziel vergleicht, und das Bestimmungs-Teil die Flüssigkeits-Qualität einer Flüssigkeit, die bei einer Position von einem Elektroden-Paar als ein Bestimmungsziel der Mehrzahl von Elektroden-Paaren vorliegt, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Auch wenn die gleiche Flüssigkeitsart dazwischen vorliegt, variieren manchmal gemessene Kapazitäts-Äquivalent-Werte mit der Position von einem Elektroden-Paar. Deshalb speichert das Speicher-Teil verschiedene Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte für jedes der Mehrzahl von Elektroden-Paare. Die Flüssigkeits-Qualität von Flüssigkeit, die bei einer Position von einem Elektroden-Paar vorliegt, kann als ein Bestimmungsziel zuverlässig durch Vergleichen einer Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend dem Elektroden-Paar als das Bestimmungsziel und einem Kapazitäts-Äquivalent-Wert bestimmt werden.
Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Schwellenwerten, gespeichert in dem Speicher-Teil, eine Mehrzahl von Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend Differenzen in Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen demjenigen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren in Gegenwart von Luft und oder der Mehrzahl von Flüssigkeitsarten; und das Bestimmungs-Teil vergleicht eine Differenz zwischen einem Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen einem Elektroden-Paar von den zwei verschiedenen Elektroden-Paaren, und einem Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen dem anderen Paar, mit jedem der Mehrzahl von Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten, und das Bestimmungs-Teil bestimmt, dass verschiedene Fluids in einem Spalt in einer Höhen-Richtung zwischen zwei verschiedenen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, vorliegen.
Wenn hierbei jeweilige Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen zwei verschiedenen Elektroden-Paaren, eine große Differenz aufweisen, wird angenommen, dass verschiedene Fluids in einem Spalt in einer Höhen-Richtung zwischen diesen zwei Elektroden-Paaren vorliegen. Ob verschiedene Fluids in dem Spalt in der Höhen-Richtung zwischen diesen zwei Elektroden-Paaren vorliegen oder nicht, kann durch Einstellen einer Mehrzahl von Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten und Vergleichen einer Differenz zwischen den Kapazitäts-Äquivalent-Werten mit der Mehrzahl von Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten bestimmt werden. Das heißt, der Flüssigkeits-Spiegel von jeweiligen Flüssigkeiten kann durch Abgreifen der Grenzflächen von den jeweiligen Fluids bestimmt werden.
Vorzugsweise umfasst die kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten, angeordnet bei verschiedenen Positionen in der Höhen-Richtung in dem Behälter, wobei jede der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, angeordnet bei verschiedenen Positionen in der Höhen-Richtung, umfasst, und jedes der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren in einer der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten und ein beliebiges der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren in einer anderen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten durch die gleiche Verdrahtung verbunden sind; und eine Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren, jeweilig um Positionen der Mehrzahl von erster Elektroden-Paar-Einheit angeordnet ist.
Darüber hinaus speichert das Speicher-Teil die Mehrzahl von Schwellenwerten entsprechend den jeweiligen Einheiten der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten, und das Speicher-Teil speichert eine Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten zur Bestimmung unter Verwendung der Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren. Das Bestimmungs-Teil vergleicht Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren, mit jedem der Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten, wobei das Bestimmungs-Teil Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, die jede der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten ausmachen, mit jedem der Mehrzahl von Schwellenwerten vergleicht, und das Bestimmungs-Teil bestimmt Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf den Vergleichs-Ergebnissen.
Jedes der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren in einer der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten ist mit einem beliebigen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren in einer anderen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten durch die gleiche Verdrahtung verbunden. Deshalb kann das Volumen an Verdrahtung vermindert werden. Jedoch, weil verschiedene erste Elektroden-Paare zu jedem anderen durch die gleiche Verdrahtung verbunden sind, ist es unmöglich, zu bestimmen, zwischen welchem ersten Elektroden-Paar der verschiedenen ersten Elektroden-Paare eine bestimmte Flüssigkeit vorliegt. Das Bestimmungs-Teil kann bestimmen, welche Einheit unter der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten unter Verwendung einer Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren ausgewählt werden sollte.
Weiterhin speichert das Speicher-Teil die Mehrzahl von Schwellenwerten entsprechend den jeweiligen Einheiten der ersten Elektroden-Paar-Einheiten, und speichert eine Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten. Deshalb kann das Bestimmungs-Teil Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität durch Vergleichen von Werten, äquivalent zur Kapazität, zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren und jedem der Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten, und Vergleichen von Werten äquivalent zur Kapazität zwischen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, die jede der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten ausmachen und jedem der Mehrzahl von Schwellenwerten, bestimmen.
Darüber hinaus ist der Behälter vorzugsweise ein Fahrzeug-Kraftstoff-Behälter bzw. Tank mit einer Vertiefung in einem Boden; wobei die kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung eine Elektroden-Einheit, fixiert in einem vertikalen Spalt zwischen der Vertiefung des Behälters und einer Decke des Behälters, umfasst; und die Elektroden-Einheit einen Einheits-Körper mit einer Stab-Form, umfassend die Mehrzahl von Elektroden-Paaren, und mit einem unteren Ende, angeordnet in der Vertiefung, und einem durch Ausdehnung verkeilenden Bauelement, angeordnet bei einem oberen Ende des Einheits-Körpers, das den Einheits-Körper in eine Ausdehnungs-Richtung drückt und Druck auf die Decke des Behälters ausübt, umfasst.
Auf diese Weise ist ein unteres Ende von einem Einheits-Körper in einer Vertiefung in einem Behälter angeordnet und ein durch Ausdehnung verkeilendes Bauelement wird bei einem oberen Ende des Einheits-Körpers, der zur Decke des Behälters Druck ausübt, bereitgestellt. Deshalb kann die Elektroden-Einheit zuverlässig an dem Behälter fixiert werden.
Hierbei bewegt sich Flüssigkeit in einem Behälter von einem Kraftfahrzeug auf Grund von Vibrationen in eine seitliche Richtung des Kraftfahrzeugs. Wenn deshalb die Elektroden-Einheit in der Mitte in der seitlichen Richtung des Kraftfahrzeugs in dem Behälter angeordnet ist, ist die Elektroden-Einheit weniger anfällig für Vibrationen von Flüssigkeit in dem Behälter. In diesem Fall kann der Flüssigkeits-Spiegel mit hoher Genauigkeit nachgewiesen werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt den Aufbau eines Kraftstoff-Behälters bzw. Tanks und eine kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung der vorliegenden Ausführungsformen.
2 zeigt einen detaillierten Aufbau von einem Einheits-Körper von 1 in Beispiel 1.
3 zeigt Informationen, gespeichert in einem Speicher-Teil in Beispiel 1.
4 zeigt dielektrische Konstanten und Kapazitäts-Äquivalent-Werte von Luft, Benzin, Methanol und Wasser.
5 zeigt das spezifische Gewicht von Luft, Benzin, Methanol und Wasser.
6 ist ein Flussdiagramm von einem Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch ein Bestimmungs-Teil in Beispiel 1.
7 zeigt Information, gespeichert in dem Speicher-Teil in Beispiel 2.
8 ist ein Flussdiagramm von einem Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch den Bestimmungs-Teil in Beispiel 2.
9 ist eine Seitenansicht von einem Einheits-Körper von einer Elektroden-Einheit in Beispiel 3.
10 zeigt Informationen, gespeichert in dem Speicher-Teil in Beispiel 3.
11 ist ein Flussdiagramm von einem Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch den Bestimmungs-Teil in Beispiel 3.
12 zeigt Informationen, gespeichert in dem Speicher-Teil in Beispiel 4.
13 ist ein Flussdiagramm von einem Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch den Bestimmungs-Teil in Beispiel 4.
14 ist eine Seitenansicht von einem Einheits-Körper von einer Elektroden-Einheit in Beispiel 5.
15 zeigt Informationen, gespeichert in dem Speicher-Teil in Beispiel 5.
16 zeigt Informationen, gespeichert in dem Speicher-Teil in Beispiel 6.
17 ist ein Flussdiagramm von einem Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch den Bestimmungs-Teil in Beispiel 6.
18 zeigt eine detaillierte Struktur von einem Einheits-Körper in Beispiel 7.
19 zeigt eine detaillierte Struktur von einem Einheits-Körper in Beispiel 8.
20 ist ein Flussdiagramm von einem Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch den Bestimmungs-Teil in Beispiel 8.
Beschreibung von Ausführungsformen
Beispiel 1
(1. Gesamter Aufbau einer kapazitiven Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung)
Ein Aufbau von einer kapazitiven Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung (hierin nachstehend als eine Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung bezeichnet) wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung erfasst Flüssigkeits-Spiegel und Flüssigkeits-Qualität in einem Kraftstoff-Behälter 10 von einem Kraftfahrzeug. Der Kraftstoff-Behälter 10 wird an dem Kraftfahrzeug befestigt und speichert Benzin als Kraftstoff, wie in 1 gezeigt. Hier kann zugeführte Flüssigkeit neben Benzin manchmal Wasser oder Methanol enthalten. Die Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung bestimmt die Flüssigkeits-Qualität von Flüssigkeit in dem Kraftstoff-Behälter 10, nämlich, ob die Flüssigkeit Benzin, Wasser, Methanol oder dergleichen ist. Weiterhin bestimmt die Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung Flüssigkeits-Spiegel von Flüssigkeiten, nämlich Flüssigkeits-Spiegel von Benzin, Flüssigkeits-Spiegel von Wasser und Flüssigkeits-Spiegel von Methanol. Wenn dort zum Beispiel eine andere Flüssigkeitsart oder ein Schwimmstoff vorliegt, kann die Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung auch zum Bestimmen dieser Materialien verwendet werden.
Der Kraftstoff-Behälter 10 hat eine Vertiefung 11 in einer Mitte in einer seitlichen Kraftfahrzeug-Richtung in einem Boden und hat auch eine Vertiefung 12 an einem Teil der Decke entsprechend der Vertiefung 11. Das heißt, die Vertiefung 11 in dem Boden und die Vertiefung 12 an der Decke zeigen in einer vertikalen Richtung zueinander. Darüber hinaus hat die obere Fläche des Kraftstoff-Behälters 10 eine Öffnung 13. Ein abnehmbarer Konnektor wird über die Öffnung 13 verbunden.
Der Kraftstoff-Behälter 10 ist mit einer Elektroden-Einheit 20 ausgestattet, die eine kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung 100 ausmacht. Die Elektroden-Einheit 20 ist in der Mitte in einer seitlichen Kraftfahrzeug-Richtung angeordnet und in einem vertikalen Spalt zwischen der Vertiefung 11 in dem Boden und der Vertiefung 12 an der Decke in dem Kraftstoff-Behälter 10 fixiert.
Die Elektroden-Einheit 20 umfasst einen Einheits-Körper 21, gebildet in Stab-Form und ein durch Ausdehnung verkeilendes Bauelement 22 wird bei dem oberen Ende von dem Einheits-Körper 21 bereitgestellt und ist von dem oberen Ende der Fläche des Einheits-Körpers 21 ausdehnbar. Ein unteres Ende des Einheits-Körpers 21 ist in der Vertiefung 11 in dem Boden des Kraftstoff-Behälters 10 angeordnet. Wenn ausgedehnt, übt das durch Ausdehnung verkeilende Bauelement 22 Druck (in einer Ausdehnungs-Richtung) auf die Vertiefung 12 an der Decke des Kraftstoff-Behälters 10 aus. Auf Grund dieses Aufbaus wird die Elektroden-Einheit 20 zwischen der Vertiefung 11 in dem Boden und der Vertiefung 12 an der Decke des Kraftstoff-Behälters 10 fixiert.
In dieser Hinsicht wird die Elektroden-Einheit 20 in den Kraftstoff-Behälter 10 durch die Öffnung 13 eingeschoben, wie durch die Zwei-Punkt-Strich-Linie in 1 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist das durch Ausdehnung verkeilende Bauelement 22 zusammengezogen. Während das durch Ausdehnung verkeilende Bauelement 22 zusammengezogen ist, wird der Einheits-Körper 21 von der Elektroden-Einheit 20 in der Vertiefung 11 in dem Boden angeordnet, und dann wird sich das durch Ausdehnung verkeilende Bauelement 22 ausdehnen lassen, um auf die Vertiefung 12 in der Decke Druck auszuüben.
Mit dem vorstehend genannten Aufbau kann die Elektroden-Einheit 20 zuverlässig in den Kraftstoff-Behälter 10 eingesetzt werden, selbst wenn die Öffnung 13 weg von der Mitte in einer seitlichen Kraftfahrzeug-Richtung angeordnet wird, und kann in der Mitte in der seitlichen Kraftfahrzeug-Richtung zuverlässig angeordnet werden.
Weiterhin umfasst der Einheits-Körper 21 eine Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i, angeordnet bei verschiedenen Positionen in einer vertikalen Richtung (eine Höhen-Richtung) in dem Kraftstoff-Behälter 10. Die Kapazität zwischen jedem Elektroden-Paar der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i ist verschieden zur Art des dazwischen vorliegenden Fluids.
Die Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung 100 umfasst einen Erfassungs-Kreis 30, der mit der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i von der Elektroden-Einheit 20 elektrisch verbunden ist. Der Erfassungs-Kreis 30 wird außerhalb des Kraftstoff-Behälters 10 angeordnet. Der Erfassungs-Kreis 30 legt Spannung zu einer Elektrode von jedem Elektroden-Paar der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i an und nimmt Potenzial von der anderen Elektrode an. Dann berechnet der Erfassungs-Kreis 30 einen Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cx zwischen jedem Elektroden-Paar der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i, basierend auf dem erworbenen bzw. aufgenommenen Potenzial. Der Erfassungs-Kreis 30 bestimmt Flüssigkeits-Spiegel und Flüssigkeits-Qualität der Flüssigkeit in dem Kraftstoff-Behälter 10, basierend auf den berechneten Kapazitäts-Äquivalent-Werten Cx.
(2. Einheits-Körper einer Elektroden-Einheit)
Nun wird der Einheits-Körper 21 der Elektroden-Einheit 20 mit Bezug auf 2 genauer beschrieben. Die Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i ist bei verschiedenen Positionen in einer Höhen-Richtung auf einer Fläche von einem Substrat des Einheits-Körpers 21 angeordnet. Kapazitäten der Elektroden-Paare 26a bis 26i werden C1 bis C9 genannt, jeweilig vom Boden bis zur Decke.
Drähte 27a bis 27c sind so gebildet, dass beliebige von den Drähten 27a bis 27c mit einer Elektrode von jedem Elektroden-Paar der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i (hierin nachstehend als Spannung-führende Drähte bezeichnet) elektrisch verbunden sind. Andererseits werden Drähte 28a bis 28c so gebildet, dass ein beliebiger von den Drähten 27a bis 27c mit der anderen Elektrode von jedem Elektroden-Paar (hierin nachstehend als Ausgabe-Drähte bezeichnet) elektrisch verbunden ist.
Der erste Spannung-führende Draht 27a ist mit den Elektroden-Paaren 26a, 26d, 26g verbunden. Der zweite Spannung-führende Draht 27b ist mit den Elektroden-Paaren 26b, 26e, 26h verbunden. Der dritte Spannung-führende Draht ist mit den Elektroden-Paaren 26c, 26f, 26i verbunden. Der erste Ausgabe-Draht 28a ist mit den Elektroden-Paaren 26a, 26b, 26c verbunden. Der zweite Ausgabe-Draht 28b ist mit den Elektroden-Paaren 26d, 26e, 26f verbunden. Der dritte Ausgabe-Draht ist mit den Elektroden-Paaren 26g, 26h, 26i verbunden.
Hierbei werden Anschlüsse, verbunden mit den Spannung-führenden Drähten 27a, 27b, 27c, jeweilig Pi1, Pi2, Pi3 genannt. Anschlüsse, verbunden mit den Ausgabe-Drähten 28a, 28b, 28c, werden jeweilig Po1, Po2, Po3 genannt.
Der Erfassungs-Kreis 30 umfasst eine Messvorrichtung 31, ein Speicher-Teil 33 und ein Bestimmungs-Teil 32. Die Messvorrichtung 31 wird mit den Anschlüssen Pi1, Pi2, Pi3 der Spannung-führenden Drähte 27a, 27b, 27c und den Anschlüssen Po1, Po2, Po3 der Ausgabe-Drähte 28a, 28b, 28c über elektrische Kabel verbunden. Während einer der Anschlüsse Pi1, Pi2 und Pi3 mit einer Stromversorgungs-Seite der Messvorrichtung 31 verbunden ist, ist einer der Anschlüsse Po1, Po2, Po3 mit einer Ausgabe-Seite der Messvorrichtung 31 verbunden.
Dann legt die Messvorrichtung 31 eine Spannung Vi an ein Elektroden-Paar als ein Mess-Ziel der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i an und misst das Ausgabe-Potenzial Vo des Elektroden-Paars als das Mess-Ziel. Wenn zum Beispiel Spannung mit dem Elektroden-Paar 26a als ein Mess-Ziel angelegt wird, wird der Spannung-führende Draht 27a mit der Stromversorgungs-Seite verbunden und der Ausgabe-Draht 28a wird mit der Ausgabe-Seite der Messvorrichtung 31 verbunden.
Hierbei ist das Ausgabe-Potenzial Vo, gemessen durch die Messvorrichtung 31, ein Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cx. Das heißt, die Messvorrichtung 31 kann jeweilige Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cxi, Cx2, ... Cx8, Cx9 der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i erhalten. Es sollte angemerkt werden, dass das Potenzial Vo eine lineare Beziehung mit der Kapazität Cf zwischen dem Elektroden-Paar als das Mess-Ziel aufweist.
Das Speicher-Teil 33 speichert Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1, Th2, Th3, wie in 3 gezeigt. Der Schwellen-Wert Th1 ist ein Schwellen-Wert zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Wasser ist oder nicht. Der Schwellen-Wert Th2 ist ein Schwellen-Wert zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Methanol ist oder nicht. Der Schwellen-Wert Th3 ist ein Schwellen-Wert zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Benzin oder Luft ist.
Das Bestimmungs-Teil 32 bestimmt die Fluidart, die bei Positionen der jeweiligen Elektroden-Paare der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i vorliegt, basierend auf den Kapazitäts-Äquivalent-Werten Cx der jeweiligen Elektroden-Paare der Mehrzahl der Elektroden-Paare 26a bis 26i, nachgewiesen durch die Messvorrichtung 31 und die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1 bis Th3, gespeichert in dem Speicher-Teil 33.
(3. Beschreibung der Differenz in der Kapazität und spezifischem Gewicht)
Der Kraftstoff-Behälter 10 speichert grundsätzlich Benzin, enthält jedoch manchmal Wasser und/oder Methanol. In einem solchen Fall enthält der Kraftstoff-Behälter 10 Benzin, Wasser und/oder Methanol, nicht zu erwähnen die Luft.
Eine Differenz in der dielektrischen Konstante zwischen Benzin, Wasser, Methanol und der Luft wird mit Bezug auf 4 erörtert. Die Luft hat eine dielektrische Konstante ε_Luft von etwa 1,0. Benzin hat eine dielektrische Konstante ε_Gas von etwa 2,0. Methanol hat eine dielektrische Konstante ε_Metha von etwa 33. Wasser hat eine dielektrische Konstante ε_Wasser von etwa 80. Das heißt, die dielektrische Konstante ist größer in der Reihenfolge von Luft, Benzin und Wasser.
Hier speichert das Speicher-Teil 33 (gezeigt in 2) die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1 bis Th3, wie vorstehend erwähnt. Wie entlang der rechten vertikalen Achse von 4 gezeigt, sind die Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx von Luft, Benzin, Methanol und Wasser Cx_Luft, Cx_Gas, Cx_Metha bzw. Cx_Wasser.
er Schwellen-Wert Th1 zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Wasser ist oder nicht, ist kleiner als Cx_Wasser und größer als Cx_Metha. Der Schwellen-Wert Th2 zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Methanol ist oder nicht ist kleiner als Cx_Metha und größer als Cx_Gas. Der Schwellen-Wert Th3 zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Benzin oder Luft ist, ist kleiner als Cx_Gas und größer als Cx_Luft. Das heißt, die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1, Th2, Th3 werden bestimmt, basierend auf den Kapazitäts-Äquivalent-Werten Cx_Luft, Cx_Gas, Cx_Metha, Cx_Wasser zwischen einer der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i in Gegenwart von Luft oder der Mehrzahl von Flüssigkeitsarten.
Nun wird, wie in 5 gezeigt, das spezifische Gewicht größer in der Reihenfolge von Luft, Benzin, Methanol und Wasser. Wenn deshalb Luft, Benzin, Methanol und Wasser in dem Kraftstoff-Behälter 10 enthalten sind, werden Wasser, Benzin, Methanol und die Luft in der Reihenfolge von dem Boden des Kraftstoff-Behälters 10 gespeichert. In einigen Fällen hat Benzin jedoch ein größeres spezifisches Gewicht als Methanol. In diesem Fall ist die Reihenfolge von Benzin und Methanol vertauscht.
(4. Verfahren, ausgeführt durch Bestimmungs-Teil)
Nun wird ein Verfahren, ausgeführt durch das Bestimmungs-Teil 32, gezeigt in 2, mit Bezug auf 6 beschrieben. Das Bestimmungs-Teil 32 bestimmt die Flüssigkeits-Qualität von Flüssigkeit, die zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren 26a bis 26i vorliegt, durch Verwendung der Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cxi, Cx2, ..., Cx8, Cx9, erhalten durch die Messvorrichtung 31 und die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1 bis Th3, gespeichert in dem Speicher-Teil 33.
Das Bestimmungs-Teil 32 nimmt die jeweiligen Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cxi, Cx2, ..., Cx8, Cx9, erhalten durch die Messvorrichtung 31 (S11), auf. Die erworbenen bzw. aufgenommenen Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cxi bis Cx9 sind Werte, die eine lineare Beziehung mit den Kapazitäten C1 bis C9 zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren 26a bis 26i aufweisen.
Nun wird ein Zähler n auf einen Anfangs-Wert 1 (S12) eingestellt. Nun bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob ein Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn entsprechend einem n-ten Elektroden-Paar (zum Beispiel Cxi entsprechend dem ersten Elektroden-Paar 26a, wenn n = 1) größer als der erste Schwellen-Wert Th1 ist oder nicht (S13). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S13: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Wasser ist (S14).
Wenn der Bedingung von S13 nicht genügt wird (S13: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar gleich oder kleiner als der erste Schwellen-Wert Th1 und größer als der zweite Schwellen-Wert Th2 ist oder nicht (S15). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S15: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Methanol ist (S16).
Wenn der Bedingung von S15 nicht genügt wird (S15: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar gleich oder kleiner als der zweite Schwellen-Wert Th2 und größer als der dritte Schwellen-Wert Th3 ist oder nicht (S17). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S17: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Benzin ist (S18). Wenn dieser Bedingung nicht genügt wird (S17: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Luft ist (S19).
Nach der Bestimmung von S14, S16, S18 oder S18 bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Zähler n ein Maximum-Wert n_max ist oder nicht (S20), und wenn der Zähler n nicht der Maximum-Wert n_max ist, wird 1 zu n addiert (S21) und die Schritte von S13 werden wiederholt.
Auf diese Weise kann das Bestimmungs-Teil 32 bestimmen, dass die Fluidart (Flüssigkeits-Qualität, wenn Fluid eine Flüssigkeit ist) bei Positionen von den jeweiligen Elektroden-Paaren 26a bis 26i vorliegt. Deshalb kann die Höhe (Flüssigkeits-Spiegel) von jedem von Wasser, Benzin und Methanol in dem Kraftstoff-Behälter 10 abgegriffen werden.
Beispiel 2
In Beispiel 1 wird die Flüssigkeits-Qualität durch Verwendung der Schwellenwerte Th1, Th2 und Th3 bestimmt, welche für die gesamte Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i gemeinsam sind. Im Gegensatz dazu wird in diesem Beispiel die Flüssigkeits-Qualität durch Verwendung von Schwellenwerten Th1 (n), Th2 (n), Th3 (n) bestimmt, welche von jedem der Elektroden-Paare 26a bis 26i verschieden sind.
In diesem Fall speichert in diesem Beispiel das Speicher-Teil 33 jeweilig Schwellenwerte Th1 bis Th3, die der Fluidart für jedes der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i entsprechen, wie in 7 gezeigt. In 7 ist n die Zahl der Kapazität (z. B. in einem Fall von C1, n = 1). Das heißt, das Speicher-Teil 33 speichert Schwellenwerte Th1(1), Th2(1), Th3(1) für das Elektroden-Paar 26a (C1).
In diesem Fall führt das Bestimmungs-Teil 32 ein Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, wie in 8 gezeigt, aus. Das Bestimmungs-Teil 32 nimmt jeweilige Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx1 bis Cx9, erhalten durch die Messvorrichtung 31 (S31), an. Dann wird der Zähler n auf einen Anfangs-Wert 1 eingestellt (S32).
Dann bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob ein Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn entsprechend Kapazität Cn zwischen einem n-ten Elektroden-Paar größer als ein erster Schwellen-Wert Th1(n) entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar ist oder nicht (S33). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S33: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Wasser ist (S34).
Wenn der Bedingung von S33 nicht genügt wird (S33: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar gleich oder kleiner als der erste Schwellen-Wert Th1(n) entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar und größer als ein zweiter Schwellen-Wert Th2(n) entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar ist oder nicht (S35). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S35: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Methanol ist (S36).
Wenn der Bedingung von S35 nicht genügt wird (S33: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar gleich oder kleiner als der zweite Schwellen-Wert Th2(n) entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar und größer als ein dritter Schwellen-Wert Th3(n) entsprechend dem n-ten Elektroden-Paar ist oder nicht (S37). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S37: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Benzin ist (S38). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S37: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei einer Position vorliegendem Fluid von diesem Elektroden-Paar Luft ist (S39).
Nach der Bestimmung von S34, S36, S38 oder S39 bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Zähler n ein Maximum-Wert n_max ist oder nicht (S40). Wenn der Zähler n nicht der Maximum-Wert n_max ist, wird 1 zu n addiert (S41) und die Schritte von S33 an werden wiederholt.
Auf diese Weise kann das Bestimmungs-Teil 32 bei einer Position von jedem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i die Art von vorliegendem Fluid (Flüssigkeits-Qualität, wenn Fluid eine Flüssigkeit ist) bestimmen. Deshalb kann die Höhe (Flüssigkeits-Spiegel) von jedem von Wasser, Benzin und Methanol in dem Kraftstoff-Behälter 10 abgegriffen werden.
Auf diese Weise speichert das Speicher-Teil 32 eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten Th1(1), ... Th1(n), Th2(1), ... Th2(n), Th3(1), ... Th3(n) (n wird zur Unterscheidung in Klammern gesetzt) entsprechend der Fluidart für die jeweiligen Elektroden-Paare 1 bis n der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i.
Das Bestimmungs-Teil 32 gewinnt bzw. entnimmt eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten Th1(k), Th2(k), Th3(k) entsprechend dem Elektroden-Paar k unter der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten Th1(1), ... Th1(n), Th2(1), ... Th2(n), Th3(1), ... Th3(n), das Bestimmungs-Teil 32 vergleicht die gewonnene bzw. entnommene Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten Th1 (k), Th2 (k), Th3 (k) und einen Wert Cxk äquivalent zur Kapazität zwischen diesem Elektroden-Paar k und das Bestimmungs-Teil 32 bestimmt die Flüssigkeits-Qualität von einer bei einer Position von einem Elektroden-Paar k als ein Mess-Ziel, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, vorliegenden Flüssigkeit.
Auch wenn es dort die gleiche Flüssigkeitsart gibt, variiert ein gemessener Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxn manchmal mit einer Differenz in der Position zwischen den Elektroden-Paaren 26a bis 26i. Deshalb speichert das Speicher-Teil 33 verschiedene Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1(1), ... Th1(n), Th2(1), ... Th2(n), Th3(1), ... Th3(n) für die jeweiligen Elektroden-Paare 1 bis n. Dann kann durch Vergleichen der Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th1 (k), Th2 (k), Th3 (k) entsprechend dem Elektroden-Paar k als dem Bestimmungsziel mit dem Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cxk das Bestimmungs-Teil 32 zuverlässig die Flüssigkeits-Qualität von einer bei der Position des Elektroden-Paars k vorliegenden Flüssigkeit bestimmen.
Beispiel 3
Der Einheits-Körper 21 der Elektroden-Einheit 20 wird durch Befestigen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i auf einer Fläche von einem Substrat 21a, wie in 9 gezeigt, gebildet. In diesem Fall ist Kapazität C zwischen jedem Elektroden-Paar der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i eine Summe der Kapazität Cf von einem zwischen den eine-Seiten-Flächen (obere Flächen in 9) von dem Elektroden-Paar vorliegenden Fluid und der Kapazität C_Subs von dem Substrat 21a, das zwischen den-anderen-Seiten-Flächen (untere Flächen in 9) von dem Elektroden-Paar vorliegt, wie in Formel (1) gezeigt.
[Math. 1]

C = Cf + C_Subs (1)

Deshalb kann die dielektrische Konstante des Substrats 21a Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx, erhalten durch die Messvorrichtung, beeinflussen. Wenn bei einer Position von dem Elektroden-Paar vorliegendes Fluid Luft ist, wird die Kapazität C1_Luft durch Formel (2) ausgedrückt. Wenn bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegende Flüssigkeit Wasser ist, wird Kapazität C1_Wasser durch Formel (3) ausgedrückt. Wenn bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegende Flüssigkeit Methanol ist, wird Kapazität C1_Metha durch Formel (4) ausgedrückt. Wenn bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegende Flüssigkeit Benzin ist, wird Kapazität C1_Gas durch Formel (5) ausgedrückt. In den Formeln ist ε eine dielektrische Konstante und Ka ist eine Konstante.
[Math. 2]

C1_Luft = C_Luft + C_Subs = (ε_Luft + ε_Subs) × Ka (2)

[Math. 3]

C1_Wasser = C_Wasser + C_Subs = (ε_Wasser + ε_Subs) × Ka (3)

[Math. 4]

C1_Metha = C_Metha + C_Subs = (ε_Metha + ε_Subs) × Ka (4)

[Math. 5]

C1_Gas = C_Gas + C_Subs = (ε_Gas + ε_Subs) × Ka (5)

Zu diesem Zeitpunkt ist ein Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cx, erhalten durch die Messvorrichtung 31, ein Wert, gezeigt in Formel (6).
[Math. 6]

Cx = (Cf + C_Subs) × Kb (6)

Jedoch kann Kapazität C_Subs, beeinflusst durch das Substrat 21a, nicht erhalten werden. Deshalb wird ein berechneter Wert dCx zum Vergleich anstelle des Kapazitäts-Äquivalent-Werts Cx verwendet. Wie in Formel (7) gezeigt, wird der berechnete Wert dCx zum Vergleich durch Dividieren des nachgewiesenen Kapazitäts-Äquivalent-Werts Cx durch einen Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft erhalten, welcher ein Wert äquivalent zur Kapazität zwischen dem Elektroden-Paar in Gegenwart von Luft ist. Der Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft wird durch Formel (8) ausgedrückt. [Math. 7]
[Math. 8]

Cx_Luft = (C_Luft + C_Subs) × Kb = C1_Luft × Kb = (ε_Luft + ε_Subs) × Ka × Kb (8)

Die Verwendung des berechneten Werts dCx zum Vergleich, gezeigt durch Formel (7), ermöglicht es, eine Differenz im Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cx zu erhalten, auch wenn Kapazität C_Subs des Substrats 21a selbst nicht abgegriffen werden kann.
In diesem Fall verwendete Schwellenwerte Th11, Th21, Th31 werden hierin nachstehend erörtert. Hierbei wird angenommen, dass jeweilige Fluids zum Beispiel dielektrische Konstanten, gezeigt in Formel (9), aufweisen.
[Math. 9]

ε_Luft = 1 ε_Gas = 2 ε_Metha = 33 ε_Wasser = 80 ε_Subs = 5 (9)

In diesem Fall ist der erste Schwellen-Wert Th11 ein Schwellen-Wert zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Wasser ist oder nicht und wird durch Formel (10) ausgedrückt. Das heißt, der erste Schwellen-Wert Th11 wird als ein Wert definiert, der durch Dividieren eines Werts Cx_Wasser, äquivalent zur Kapazität zwischen einem Elektroden-Paar in Gegenwart von Wasser (ein Flüssigkeits-Bezugs-Wert für Wasser) durch den Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft und Multiplizieren des Quotienten mit 0,9, erhalten wird. Der Multiplikator-Koeffizient 0,9 kann geeigneterweise geändert werden. Ka und Kb sind Koeffizienten. In diesem Fall ist der erste Schwellen-Wert Th11 12,75.
[Math. 10]
Der zweite Schwellen-Wert Th21 ist ein Schwellen-Wert zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Methanol ist oder nicht und wird durch Formel (11) ausgedrückt. Das heißt, der zweite Schwellen-Wert Th12 wird als ein Wert definiert, der durch Dividieren eines Werts Cx_Metha, äquivalent zur Kapazität zwischen dem Elektroden-Paar in Gegenwart von Methanol (ein Flüssigkeits-Bezugs-Wert für Methanol) durch den Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft und Multiplizieren des Quotienten mit 0,9 erhalten wird. In diesem Fall ist der zweite Schwellen-Wert Th21 5,70.
[Math. 11]
Der dritte Schwellen-Wert Th31 ist ein Schwellen-Wert zum Bestimmen, ob die Flüssigkeits-Qualität Benzin oder Luft ist und wird durch Formel (12) ausgedrückt. Das heißt, der dritte Schwellen-Wert Th13 wird als ein Wert definiert, der durch Dividieren eines Werts Cx_Gas, äquivalent zur Kapazität zwischen dem Elektroden-Paar in Gegenwart von Benzin (ein Flüssigkeits-Bezugs-Wert für Benzin) durch den Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft und Multiplizieren des Quotienten mit 0,9 erhalten wird. In diesem Fall ist der dritte Schwellen-Wert Th31 1,20.
[Math. 12]
Folglich speichert das Speicher-Teil 33 den Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft und die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th11, Th21 und Th31 wie in 10 gezeigt. Ein durch den Bestimmungs-Teil 32 in diesem Fall ausgeführtes Verfahren wird mit Bezug auf 11 erörtert.
Das Bestimmungs-Teil 32 nimmt jeweilige Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx1, Cx2, ... Cx8, Cx9, erhalten durch die Messvorrichtung 31 (S51), auf. Dann berechnet das Bestimmungs-Teil 32 berechnete Werte dCx zum Vergleich durch Verwendung von Formel (7) (S52). Zu diesem Zeitpunkt ist der verwendete Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft ein zuvor in dem Speicher-Teil 33 gespeicherter Wert. Nun wird der Zähler n auf einen Anfangs-Wert 1 (S53) eingestellt.
Dann bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob ein berechneter Wert dCxn zum Vergleich, erhalten durch Dividieren eines Kapazitäts-Äquivalent-Werts Cxn entsprechend zu einem n-ten Elektroden-Paar (ein Flüssigkeits-Bezugs-Wert) durch den Luft-Bezugs-Wert Cx_Luft, größer als der erste Schwellen-Wert Th11 ist oder nicht (S54). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S54: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegendem Fluid Wasser ist (S55).
Wenn der Bedingung von S54 nicht genügt wird (S54: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der n-te berechnete Wert dCxn zum Vergleich gleich oder kleiner ist als der erste Schwellen-Wert Th11 und größer als der zweite Schwellen-Wert Th21 oder nicht (S56). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S56: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegendem Fluid Methanol ist (S57).
Wenn der Bedingung von S56 nicht genügt wird (S56: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der n-te berechnete Wert dCxn zum Vergleich gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellen-Wert Th21 und größer als der dritte Schwellen-Wert Th31 oder nicht (S58). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S58: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegendem Fluid Benzin ist (S59). Wenn dieser Bedingung nicht genügt wird (S58: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass die Art von bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegendem Fluid Luft ist (S60).
Nach der Bestimmung von S55, S57, S59 oder S60 bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Zähler n ein Maximum-Wert n_max ist oder nicht (S61). Wenn der Zähler n nicht der Maximum-Wert n_max ist, wird 1 zu n addiert (S62) und die Schritte von S54 werden wiederholt.
Auf diese Weise kann das Bestimmungs-Teil 32 die Art von (Flüssigkeits-Qualität, wenn Fluid eine Flüssigkeit ist) bei einer Position von jedem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i vorliegendem Fluid bestimmen. Insbesondere, wenn die Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cxn durch das Substrat 21a beeinflusst werden, kann die Wirkung des Substrats 21a durch Bestimmung unter Verwendung der berechneten Werte dCxn zum Vergleich vermindert werden. Deshalb kann die Höhe (Flüssigkeits-Spiegel) von jedem von Wasser, Benzin, Methanol und Wasser in dem Kraftstoff-Behälter 10 zuverlässig abgegriffen werden.
Beispiel 4
In Beispiel 3 wird die Flüssigkeits-Qualität durch Verwendung der Schwellenwerte Th11, Th21, Th31, welche für alle der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i üblich sind, bestimmt. Im Gegensatz dazu wird in diesem Beispiel die Flüssigkeits-Qualität durch Verwendung von Schwellenwerten Th11(n), Th21(n), Th31 (n), welche von jedem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i verschieden sind, bestimmt.
In diesem Fall speichert das Speicher-Teil 33 Schwellenwerte Th11 bis Th31 entsprechend der Fluidart für jedes der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i, wie in 12 gezeigt. Das Bestimmungs-Teil 32 führt ein Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, wie in 13 gezeigt, aus. Hier ist eine Differenz zwischen Beispiel 1 und Beispiel 2 im Wesentlichen die gleiche, wie jene zwischen Beispiel 3 und diesem Beispiel. Deshalb wird hier eine Beschreibung im Einzelnen weggelassen.
Beispiel 5
In Beispiel 3 wird eine Beschreibung über einen Fall gegeben, bei dem das Substrat 21a eine große Dicke aufweist und gemessene Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx durch die dielektrische Konstante des Substrats 21a stark beeinflusst werden. In diesem Beispiel wird eine Beschreibung über einen Fall gegeben, bei dem das Substrat 21a eine geringe Dicke aufweist, wie in 14 gezeigt, und Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx durch die dielektrische Konstante des Substrats 21a kaum beeinflusst werden.
In diesem Fall werden die gemessenen Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx stärker durch ein bei einer Rückseite des Substrats 21a vorliegendes Fluid beeinflusst als durch die dielektrische Konstante des Substrats 21a. Zu diesem Zeitpunkt ist, wie in Formel (13) gezeigt, Kapazität C zwischen jedem Elektroden-Paar der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i eine Summe von Kapazität Cf von einem zwischen eine-Seiten-Flächen (obere Flächen in 9) von dem Elektroden-Paar vorliegenden Fluid und Kapazität C_Subs des Substrats 21a, das auf den-anderen-Seiten-Flächen (untere Flächen in 9) von dem Elektroden-Paar vorliegt. Hierbei wird angenommen, dass die Kapazität C_Subs die gleiche ist wie Kapazität Cf von einem auf der Rückseite des Substrats 21a vorliegenden Fluid. Folglich ist die Kapazität C wie in Formel (13) gezeigt.
[Math. 13]

C = Cf + C_Subs = 2 × Cf (13)

Folglich, wenn bei einer Position von dem Elektroden-Paar vorliegendes Fluid Luft ist, wird Kapazität C2_Luft durch Formel (14) ausgedrückt. Wenn die bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegende Flüssigkeit Wasser ist, wird die Kapazität C2_Wasser durch Formel (15) ausgedrückt. Wenn die bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegende Flüssigkeit Methanol ist, wird die Kapazität C2_Metha durch Formel (16) ausgedrückt. Wenn die bei der Position von dem Elektroden-Paar vorliegende Flüssigkeit Benzin ist, wird die Kapazität C2_Gas durch Formel (17) ausgedrückt. In den Formeln ist ε eine dielektrische Konstante und Ka ist eine Konstante.
[Math. 14]

C2_Luft = 2 × C_Luft = 2 × ε_Luft × Ka (14)

[Math. 15]

C2_Wasser = 2 × C_Wasser = 2 × ε_Wasser × Ka (15)

[Math. 16]

C2_Metha = 2 × C_Metha = 2 × ε_Metha × Ka (16)

[Math. 17]

C2_Gas = 2 × C_Gas = 2 × ε_Gas × Ka (17)

Zu diesem Zeitpunkt sind Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx, erhalten durch die Messvorrichtung 31, Werte, die in Formel (18) gezeigt werden. In den Formeln ist Kb eine Konstante.
[Math. 18]

Cx = 2 × Cf × Kb (18)

In diesem Beispiel werden die Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx durch das Substrat 21a kaum beeinflusst, aber durch auf der Rückseite des Substrats 21a vorliegendes Fluid beeinflusst. Dies bedeutet, dass es im Wesentlichen zwei Elektroden-Paare gibt. Auf diese Weise, weil die Elektroden-Paare mit dem Substrat 21a befestigt sind, kann die Kapazität nicht nur aus der Kapazität von dazwischen vorliegendem Fluid bestimmt werden. Deshalb wird in diesem Fall auch die Flüssigkeits-Qualität unter Verwendung berechneter Werte dCx zum Vergleich, ausgedrückt durch Formel (19), in einer ähnlichen Weise zu der von Beispiel 3 bestimmt. Angemerkt sei, dass ein Luft-Bezugs-Wert Cx2_Luft durch Formel (20) ausgedrückt wird.
[Math. 19]
[Math. 20]

Cx2_Luft = 2 × C_Luft × Kb = C2_Luft × Kb = 2 × ε_Luft × Ka × Kb (20)

In diesem Fall werden Schwellenwerte Th12, Th22, Th32 durch Formeln (21), (22) bzw. (23) ausgedrückt. Der erste Schwellen-Wert Th12 ist 72. Der zweite Schwellen-Wert Th22 ist 29,7. Der dritte Schwellen-Wert Th32 ist 1,8.
[Math. 21]
[Math. 22]
[Math. 23]
Folglich speichert das Speicher-Teil 33 den Luft-Bezugs-Wert Cx2_Luft und die Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerte Th12, Th22 und Th32, wie in 15 gezeigt. Ein Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch das Bestimmungs-Teil 32, ist ähnlich zu jenem von Beispiel 3.
Beispiel 6
In den vorstehenden Beispielen bestimmt das Bestimmungs-Teil 32 die Art von bei jedem Elektroden-Paar vorliegendem Fluid durch direktes Vergleichen eines Werts Cx äquivalent zur Kapazität zwischen dem Elektroden-Paar und jedem der Schwellenwerte. In diesem Beispiel greift das Bestimmungs-Teil 32, wo eine Grenzfläche von welchem Fluid vorliegt, durch Bestimmen ab, ob eine Grenzfläche von Fluids zwischen ausgewählten zwei Elektroden-Paaren vorliegt oder nicht.
Insbesondere vergleicht das Bestimmungs-Teil 32 direkt Differenzen ΔCx (Differenz-Werte zum Vergleich) unter einem Kapazitäts-Äquivalent-Wert Cx von einem Elektroden-Paar in Gegenwart der Luft oder der Mehrzahl von Flüssigkeiten mit Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten Th4 entsprechend jenen Differenzen.
Der Differenz-Wert ΔC ist eine Differenz zwischen Kapazitäts-Äquivalent-Werten Cx(hoch) und Cx(runter) von zwei Höhen-verschiedenen Elektroden-Paaren, wie durch Formel (24) gezeigt. Hier können von den zwei Höhen-verschiedenen Elektroden-Paaren zwei Elektroden-Paare in einer Höhen-Richtung zueinander benachbart oder zwei Elektroden-Paare sandwichartig ein oder mehrere Elektroden-Paare dazwischen sein.
[Math. 24]

ΔCx = Cx(auf) – Cx(ab) (24)

Wie in 16 gezeigt, speichert das Speicher-Teil 33 Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerte Th4_Wasser-Gas, Th4_Wasser-Metha, Th4_Metha-Luft und Th4_Metha-Gas unter Verwendung von Formeln (2) bis (6) und (8), die Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerte Th4_Wasser-Gas, Th4_Wasser-Metha, Th4_Metha-Luft und Th4_Metha-Gas werden jeweilig durch Formeln (25), (26), (27), (28) und (29) ausgedrückt. In den Formeln ist K ein Koeffizient. Die Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerte Th4_Wasser-Gas, Th4_Wasser-Metha, Th4_Metha-Luft und Th4_Metha-Gas können vorher durch tatsächliches Messen der Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx von den jeweiligen Fluids erhalten werden.
[Math. 25]

Th4_Wasser-Gas = (Cx_Wasser – Cx_Gas) × 0,9 = 70,2 × K (25)

[Math. 26]

Th4_Wasser-Metha = (Cx_Wasser – Cx_Metha) × 0,9 = 42,3 × K (26)

[Math. 27]

Th4_Metha-Luft = (Cx_Metha – Cx_Luft) × 0,9 = 37,8 × K (27)

[Math. 28]

Th4_Metha-Gas = (Cx_Metha – Cx_Gas) × 0,9 = 27,9 × K (28)

[Math. 29]

Th4_Gas-Luft = (Cx_Gas – Cx_Luft) × 0,9 = 0,9 × K (29)

Ein Bestimmungs-Verfahren, ausgeführt durch das Bestimmungs-Teil 32, wird in diesem Fall mit Bezug auf 17 erörtert. Zuerst nimmt das Bestimmungs-Teil 32 Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx(hoch) und Cx(runter) von zwei Höhen-verschiedenen Elektroden-Paaren (S91) an. Zum Beispiel wird vorzugsweise Bestimmung in der Reihenfolge vom untersten Elektroden-Paar 26a bis oben ausgeführt. Dann wird ein Differenz-Wert ΔCx zum Vergleich unter Verwendung von Formel (24) (S92) berechnet.
Dann bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Differenz-Wert ΔCx zum Vergleich größer als der Schwellen-Wert Th4_Wasser-Gas zum Bestimmen einer Grenzfläche zwischen Wasser und Gas ist oder nicht (S93). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S93: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass eine Grenzfläche zwischen Wasser und Benzin in einem Spalt in einer Höhen-Richtung zwischen jenen zwei Elektroden-Paaren vorliegt (S94).
Wenn der Bedingung von S93 nicht genügt wird (S93: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Differenz-Wert ΔCx zum Vergleich größer als der Schwellen-Wert Th4_Wasser-Metha zum Bestimmen einer Grenzfläche zwischen Wasser und Methanol ist oder nicht (S95). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S95: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass eine Grenzfläche zwischen Wasser und Methanol in dem Spalt in der Höhen-Richtung zwischen jenen zwei Elektroden-Paaren vorliegt (S96).
Wenn der Bedingung von S95 nicht genügt wird (S95: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Differenz-Wert ΔCx zum Vergleich größer als der Schwellen-Wert Th4_Metha-Luft zum Bestimmen einer Grenzfläche zwischen Methanol und Luft ist oder nicht (S97). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S97: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass eine Grenzfläche zwischen Methanol und Luft in dem Spalt in der Höhen-Richtung zwischen jenen zwei Elektroden-Paaren vorliegt (S98).
Wenn der Bedingung von S97 nicht genügt wird (S97: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, ob der Differenz-Wert ΔCx zum Vergleich größer als der Schwellen-Wert Th4_Metha-Gas zum Bestimmen einer Grenzfläche zwischen Methanol und Benzin ist oder nicht (S99). Wenn dieser Bedingung genügt wird (S99: Y), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass eine Grenzfläche zwischen Methanol und Benzin in dem Spalt in der Höhen-Richtung zwischen jenen zwei Elektroden-Paaren vorliegt (S100). Wenn dieser Bedingung nicht genügt wird (S99: N), bestimmt das Bestimmungs-Teil 32, dass eine Grenzfläche zwischen Benzin und Luft in dem Spalt in der Höhen-Richtung zwischen jenen zwei Elektroden-Paaren vorliegt (S101).
Auf diese Weise kann das Bestimmungs-Teil 32 bestimmen, dass verschiedene Fluids in dem Spalt in der Höhen-Richtung zwischen jenen zwei Elektroden-Paaren vorliegen durch Vergleichen des Differenz-Werts ΔCx zum Vergleich und jedem von den Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten Th4_Wasser-Gas, Th4_Wasser-Metha, Th4_Metha-Luft und Th4_Metha-Gas. Das heißt, der Flüssigkeits-Spiegel von den jeweiligen Flüssigkeiten kann durch Abgreifen der Grenzflächen der jeweiligen Flüssigkeiten bestimmt werden.
Beispiel 7
Wie in 2 gezeigt, werden die Drähte, verbunden mit der Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i, teilweise in dem Einheits-Körper 21 geteilt. Im Gegensatz dazu können, wie in 18 gezeigt, Drähte einzeln für die Mehrzahl von Elektroden-Paaren 26a bis 26i bereitgestellt werden.
Beispiel 8
Nun umfasst, wie in 19 gezeigt, der Einheits-Körper 21 eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39, C41 bis C49 und zweiten Elektroden-Paaren C100, C200, C300 und C400.
Jeder von den ersten Elektroden-Paar-Einheiten C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39, C41 bis C49 hat die gleiche Struktur wie die Mehrzahl von Elektroden-Paaren C1 bis C9 in Beispiel 1, gezeigt in 2. Das heißt, eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, angeordnet bei verschiedenen Positionen in einer Höhen-Richtung in dem Behälter, macht jede von den ersten Elektroden-Paar-Einheiten C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39 und C41 bis C40 aus. Die erste Elektroden-Paar-Einheit C11 bis C19 ist bei einer untersten Position angeordnet und die ersten Elektroden-Paar-Einheiten C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39, C41 bis C49 sind bei verschiedenen Positionen in der Höhen-Richtung vom Boden bis zur Decke angeordnet.
Weiterhin sind in den ersten Elektroden-Paaren, die die jeweiligen ersten Elektroden-Paar-Einheiten ausmachen, erste Elektroden-Paare mit der gleichen Einheiten-Stelle durch die gleiche Verdrahtung verbunden. Zum Beispiel sind C11, C21, C31 und C41 durch die gleiche Verdrahtung verbunden, und C12, C22, C32 und C42 sind durch die gleiche Verdrahtung verbunden. Wenn eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren durch die gleiche Verdrahtung verbunden sind, werden Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx von allen den ersten Elektroden-Paaren, verbunden durch die gleiche Verdrahtung, gemessen.
Um deshalb jede von den ersten Elektroden-Paar-Einheiten zu unterscheiden, sind zweite Elektroden-Paare 100 bis 400 so angeordnet, um den ersten Elektroden-Paar-Einheiten jeweilig zu entsprechen. Insbesondere ist das zweite Elektroden-Paar 100 gerade unter der ersten Elektroden-Paar-Einheit C11 bis C19 angeordnet. Das zweite Elektroden-Paar 200 ist über der ersten Elektroden-Paar-Einheit C11 bis C19 und unmittelbar unter der ersten Elektroden-Einheit C21 bis C29 angeordnet. Auf diese Weise werden die zweiten Elektroden-Paare 100 bis 400 jeweilig um Positionen von den ersten Elektroden-Paar-Einheiten angeordnet.
In diesem Fall speichert das Speicher-Teil 33 Schwellenwerte Th100, Th200, Th300 bzw. Th400 entsprechend mit den ersten Elektroden-Paar-Einheiten C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39 und C41 bis C49. Darüber hinaus speichert das Speicher-Teil 33 eine Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten zur Bestimmung der Verwendung der zweiten Elektroden-Paare 100 bis 400. Hierin ist jeder von den Schwellenwerten Th100, Th200, Th300 und Th400 eine Sammelbezeichnung für eine Mehrzahl von Schwellenwerten entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, wie in den vorstehenden Beispielen erwähnt.
Die Schwellenwerte Th100 bis Th400 sind voneinander verschieden. Zum Beispiel ist der mit Kapazitäts-Äquivalent-Werten von der ersten Elektroden-Paar-Einheit C11 bis C19, angeordnet bei der untersten Position zu vergleichende Schwellen-Wert Th100 ein Minimum-Wert, und ein Schwellen-Wert für eine erste Elektroden-Paar-Einheit bei einer höheren Position ist ein größerer Wert.
Ein Bestimmungs-Verfahren wird durch den Bestimmungs-Teil 32, wie in 20 gezeigt, ausgeführt. Zuerst vergleicht das Bestimmungs-Teil 32 Werte Cx, die äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen zweiten Elektroden-Paaren 100 bis 400 sind, mit jedem der Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten. Das heißt, das Bestimmungs-Teil 32 bestimmt die Flüssigkeits-Qualität bei Positionen von den jeweiligen zweiten Elektroden-Paaren 100 bis 400 (S111).
Dann vergleicht das Bestimmungs-Teil 32 Kapazitäts-Äquivalent-Werte von den ersten Elektroden-Paaren, die jede der ersten Elektroden-Paar-Einheiten ausmachen, mit den Schwellenwerten Th100, Th200, Th300 oder Th400 (S112). Zu diesem Zeitpunkt vergleicht das Bestimmungs-Teil 32 Kapazitäts-Äquivalent-Werte Cx, erhalten durch die ersten Elektroden-Paare C11 bis C19 mit einer Mehrzahl von Schwellenwerten des Schwellen-Werts Th100 entsprechend der Flüssigkeitsart. Das Bestimmungs-Teil 32 führt ähnliche Vergleiche für den Rest aus.
Auf diese Weise kann das Bestimmungs-Teil 32 bestimmen, welche Flüssigkeitsart bei einer Position von welchem ersten Elektroden-Paar der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, verbunden durch die gleiche Verdrahtung (z. B. C11, C21, C31, C41), durch Ausführen einer Messung unter Verwendung der zweiten Elektroden-Paare 100 bis 400 und unter Verwendung verschiedener Schwellenwerte für jede der ersten Elektroden-Paar-Einheiten C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39 bzw. C41 bis C49 vorliegt.
Weiterhin sind die Elektroden-Paare von einer ersten Elektroden-Einheit C11 bis C19 an beliebige von den ersten Elektroden-Paaren der anderen ersten Elektroden-Paar-Einheiten C21 bis C29, C31 bis C39 und C41 bis C49 durch die gleiche Verdrahtung verbunden. Deshalb kann das Volumen von Verdrahtung vermindert werden. Weil jedoch verschiedene Elektroden-Paare durch die gleiche Verdrahtung verbunden sind, kann das Bestimmungs-Teil 32 nicht bestimmen, zwischen welchen von diesen verschiedenen Elektroden-Paaren eine bestimmte Flüssigkeit vorliegt. Wie vorstehend erwähnt, ermöglicht die Verwendung der zweiten Elektroden-Paare C100 bis C400 dem Bestimmungs-Teil 32 zu bestimmen, welche Einheit der Mehrzahl von den ersten Elektroden-Paar-Einheiten zum Vergleich ausgewählt sein sollte.
Bezugszeichenliste

100: Kapazitive Flüssigkeits-Elektroden-Erfassungs-Einrichtung,
10: Kraftstoff-Behälter,
11: Vertiefung,
20: Elektroden-Einheit,
21: Einheits-Körper,
21a: Substrat von einer Elektroden-Einheit,
22: durch Ausdehnung verkeilendes Bauelement,
26a bis 26i: Elektroden-Paare,
30: Erfassungs-Kreis,
31: Messvorrichtung,
32: Bestimmungs-Teil,
33: Speicher-Teil, C11 bis C19, C21 bis C29, C31 bis C39 und C41 bis C49: erste Elektroden-Einheiten, C100 bis C400: zweite Elektroden-Paare, Cx: Kapazitäts-Äquivalent-Wert

Claims

Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung, umfassend eine Mehrzahl von Elektroden-Paaren, angeordnet bei verschiedenen Positionen in einer Höhen-Richtung in einem Behälter zur Flüssigkeitslagerung; eine Messvorrichtung zum Aufnehmen von Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen jeweiligen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von Elektroden-Paaren; ein Speicher-Teil zum Speichern einer Mehrzahl von Schwellenwerten, bestimmt, basierend auf Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen einem der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, in Gegenwart von Luft oder einer Mehrzahl von Flüssigkeitsarten; und ein Bestimmungs-Teil, das die Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von Elektroden-Paaren mit jedem der Mehrzahl von Schwellenwerten vergleicht, und das Bestimmungs-Teil den Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Schwellenwerten, gespeichert in dem Speicher-Teil, eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten, entsprechend der Flüssigkeitsart, sind; und das Bestimmungs-Teil die Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren, mit jedem der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten vergleicht und das Bestimmungs-Teil die Flüssigkeits-Qualität von Flüssigkeit, die bei Positionen der jeweiligen Elektroden-Paare der Mehrzahl von Elektroden-Paaren vorliegt, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung nach Anspruch 2, wobei wenn ein Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen dem einen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren in Gegenwart von Luft, als Luft-Bezugs-Wert definiert wird, und Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen dem einen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren in Gegenwart der Mehrzahl von Flüssigkeitsarten, jeweilig als Flüssigkeits-Bezugs-Werte definiert werden, die Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten, basierend auf Werten, erhalten durch Dividieren der Flüssigkeits-Bezugs-Werte durch den Luft-Bezugs-Wert, jeweilig bestimmt wird und das Bestimmungs-Teil Werte durch Dividieren der Kapazitäts-Äquivalent-Werte, aufgenommen durch die Messvorrichtung, durch den Luft-Bezugs-Wert berechnet, wobei das Bestimmungs-Teil die berechneten Werten mit jedem der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten vergleicht, das Bestimmungs-Teil Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Speicher-Teil die Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend der Flüssigkeitsart für jedes der Mehrzahl von Elektroden-Paaren speichert; und das Bestimmungs-Teil eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend dem Elektroden-Paar als das Bestimmungsziel unter der Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten entnimmt, wobei das Bestimmungs-Teil die entnommene Mehrzahl von Flüssigkeits-Qualitäts-Bestimmungs-Schwellenwerten mit einem Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen dem Elektroden-Paar, als das Bestimmungsziel vergleicht, und das Bestimmungs-Teil die Flüssigkeits-Qualität einer Flüssigkeit, die bei einer Position von einem Elektroden-Paar als ein Bestimmungsziel der Mehrzahl von Elektroden-Paaren vorliegt, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, bestimmt.
Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mehrzahl von Schwellenwerten, gespeichert in dem Speicher-Teil, eine Mehrzahl von Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten entsprechend Differenzen in Werten, äquivalent zur Kapazität zwischen dem einen der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, in Gegenwart von Luft oder und der Mehrzahl von Flüssigkeitsarten ist; und das Bestimmungs-Teil eine Differenz zwischen einem Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen einem Elektroden-Paar von den zwei verschiedenen Elektroden-Paaren und einem Wert, äquivalent zur Kapazität zwischen dem anderen Paar mit jedem der Mehrzahl von Grenzflächen-Bestimmungs-Schwellenwerten, vergleicht und das Bestimmungs-Teil bestimmt, dass verschiedene Fluids in einem Spalt in einer Höhen-Richtung zwischen zwei verschiedenen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von Elektroden-Paaren, basierend auf dem Vergleichs-Ergebnis, vorliegen.
Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung umfasst eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten, angeordnet bei verschiedenen Positionen in der Höhen-Richtung in dem Behälter, wobei jede der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten eine Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, angeordnet bei verschiedenen Positionen in der Höhen-Richtung, umfasst und jedes der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren in einer der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten und ein beliebiges der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren in einer anderen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten durch die gleiche Verdrahtung verbunden sind, und eine Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren jeweilig um Positionen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten angeordnet ist; das Speicher-Teil die Mehrzahl von Schwellenwerten entsprechend den jeweiligen Einheiten der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten speichert, und das Speicher-Teil eine Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten zur Bestimmung unter Verwendung der Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren speichert; und das Bestimmungs-Teil Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen den jeweiligen Elektroden-Paaren der Mehrzahl von zweiten Elektroden-Paaren, mit jedem der Mehrzahl von zweiten Bestimmungs-Schwellenwerten vergleicht, wobei das Bestimmungs-Teil Werte, äquivalent zur Kapazität zwischen der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paaren, die jede der Mehrzahl von ersten Elektroden-Paar-Einheiten ausmachen, mit jedem der Mehrzahl von Schwellenwerten vergleicht und das Bestimmungs-Teil den Flüssigkeits-Spiegel entsprechend der Flüssigkeits-Qualität, basierend auf den Vergleichs-Ergebnissen, bestimmt.
Kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Behälter ein Fahrzeug-Kraftstoff-Behälter mit einer Vertiefung in einem Boden ist; die kapazitive Flüssigkeits-Spiegel-Erfassungs-Einrichtung eine Elektroden-Einheit, fixiert in einem vertikalen Spalt zwischen der Vertiefung des Behälters und einer Decke des Behälters, umfasst; und die Elektroden-Einheit umfasst einen Einheits-Körper mit einer Stab-Form, der die Mehrzahl von Elektroden-Paaren umfasst, und ein unteres Ende, angeordnet in der Vertiefung, aufweist und ein durch Ausdehnung verkeilendes Bauelement, angeordnet bei einem oberen Ende des Einheits-Körpers, das den Einheits-Körper in eine Ausdehnungs-Richtung drückt und Druck auf die Decke des Behälters ausübt.