JP2005114374A - Level detector for vehicle - Google Patents
Level detector for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005114374A JP2005114374A JP2003344888A JP2003344888A JP2005114374A JP 2005114374 A JP2005114374 A JP 2005114374A JP 2003344888 A JP2003344888 A JP 2003344888A JP 2003344888 A JP2003344888 A JP 2003344888A JP 2005114374 A JP2005114374 A JP 2005114374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- fuel
- liquid
- ultrasonic
- tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されて液体の液面位置を検出する車両用液面検出装置に関するものであり、たとえば自動車に装備される燃料タンク内の燃料液面を検出する用途に用いて好適である。 The present invention relates to a vehicular liquid level detection device that is mounted on a vehicle and detects a liquid level position of the liquid, and is suitable for use in detecting a fuel liquid level in a fuel tank installed in an automobile, for example. is there.
従来、車両、たとえば自動車等において、タンク内に貯蔵される液体量、たとえば燃料量を検出するための手段として、燃料液面を検出する車両用液面検出装置がある。これは、燃料の表面に浮くフロートに回動腕を設け、液面の変動によるフロートの位置変化に応じて回動腕を回動させ、その回動角度変化をたとえば電気抵抗変化に変換するものが一般的である。しかしながら、このような機械式の液面検出装置は、体格が大きく設置場所が制限される、あるいは検出精度があまり良くない、等の問題があった。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle such as an automobile, there is a vehicle liquid level detection device that detects a fuel liquid level as means for detecting the amount of liquid stored in a tank, for example, the amount of fuel. This is because a floating arm is provided on the float that floats on the surface of the fuel, the rotating arm is rotated in accordance with the change in the position of the float due to the fluctuation of the liquid level, and the change in the rotation angle is converted into, for example, an electrical resistance change Is common. However, such a mechanical liquid level detection device has problems such as a large physique and a limited installation location, or poor detection accuracy.
このような問題を解決するために、液面を機械的に検出するのではなく、たとえば、超音波を発射し液面からの反射波を受信して液面を検出する方法、つまり超音波式検出法が提案されている。 In order to solve such a problem, instead of mechanically detecting the liquid level, for example, a method of detecting the liquid level by emitting ultrasonic waves and receiving a reflected wave from the liquid level, that is, an ultrasonic type Detection methods have been proposed.
このような超音波液面計として、たとえば、タンクの深さ方向に細い管状の伝送管を装着し、この伝送管の底部の水密ケースに超音波振動子を装着し、又、この伝送管の底部の超音波振動子近傍に液体出入口を形成し、さらに伝送管の上部に気体出入口を設ける構成としたものがある(たとえば、特許文献1参照)。 As such an ultrasonic liquid level gauge, for example, a thin tubular transmission tube is attached in the depth direction of the tank, and an ultrasonic vibrator is attached to a watertight case at the bottom of the transmission tube. There is a configuration in which a liquid inlet / outlet is formed in the vicinity of the ultrasonic transducer at the bottom and a gas inlet / outlet is further provided above the transmission tube (see, for example, Patent Document 1).
この液面検出装置では、超音波振動子が超音波を発射してから、この超音波の液面における反射波を超音波振動子が受信するまでの時間、すなわち、超音波が、超音波振動子と液面の間を往復するのに要する時間を測定し、それに基づいて液面位置を検出している。 In this liquid level detection device, the time from when the ultrasonic transducer emits ultrasonic waves until the ultrasonic transducer receives the reflected waves on the liquid level of the ultrasonic waves, that is, the ultrasonic waves are ultrasonic vibrations. The time required to reciprocate between the child and the liquid surface is measured, and the liquid surface position is detected based on the measured time.
これにより、液面検出装置の体格を小型化できると共に、検出精度を向上することができる。
上述した特許文献1に記載の超音波液面計においては、伝送管の上端はタンクの天井板に当接している。
In the ultrasonic liquid level meter described in
この超音波液面計を、たとえば、自動車の燃料タンク内に貯蔵される燃料液面を検出するために使用する場合、伝送管および超音波振動子を燃料タンクの開口部から燃料タンク内に組み付けることになる。この場合、燃料タンクの深さ方向寸法および伝送管の長さ寸法の製品間ばらつきから、伝送管上端を燃料タンク天井板に必ず当接させるのは困難である。また、伝送管上端を燃料タンク天井板に当接させる構造では、燃料タンク内への伝送管組み付け高低において作業し難くなる。 When this ultrasonic liquid level gauge is used, for example, to detect the fuel liquid level stored in the fuel tank of an automobile, the transmission pipe and the ultrasonic vibrator are assembled into the fuel tank from the opening of the fuel tank. It will be. In this case, it is difficult to make sure that the upper end of the transmission pipe is in contact with the ceiling plate of the fuel tank due to variations in the depth dimension of the fuel tank and the length dimension of the transmission pipe. Further, in the structure in which the upper end of the transmission pipe is brought into contact with the fuel tank ceiling plate, it is difficult to work at the height of assembly of the transmission pipe into the fuel tank.
この対策として、伝送管上端を燃料タンク天井板に当接させない、つまり伝送管上端と燃料タンク天井板との間に所定の隙間を設ける構造とすれば、伝送管の燃料タンク内への組み付け作業性を向上することができる。 As a countermeasure, if the transmission pipe upper end is not brought into contact with the fuel tank ceiling plate, that is, a predetermined gap is provided between the transmission pipe upper end and the fuel tank ceiling plate, the assembly work of the transmission pipe into the fuel tank is performed. Can be improved.
しかし、このような構成においては、車両の振動や傾斜路走行等により燃料が揺れると、特に燃料タンク内の液面が高いとき、すなわち満タン時あるいはそれに近い状態のときは、液面が伝送管よりも上方に且つ傾斜した状態となる。この場合、伝送管内を進行して液面に到達した超音波が液面で反射して伝送管外へ進行し、超音波振動子に受信されないことがある。すると、燃料計の指示値が不安定となり、運転者に、故障ではないか?との不安感を抱かせるという問題が生じる。 However, in such a configuration, if the fuel shakes due to vehicle vibration or running on an inclined road, the liquid level is transmitted especially when the liquid level in the fuel tank is high, that is, when the tank is full or close to it. It is in a state of being inclined above the tube. In this case, the ultrasonic wave that travels through the transmission tube and reaches the liquid surface may be reflected by the liquid surface and travel outside the transmission tube, and may not be received by the ultrasonic transducer. Then, the indicated value of the fuel gauge becomes unstable, and isn't it a malfunction for the driver? A problem arises that makes people feel uneasy.
本発明は、上記のような点に鑑みなされたものであり、その目的は、伝送管の構成に工夫を凝らして、タンク内液面が傾斜した場合おいて液面計の指示値を安定して維持可能な視認性に優れる車両用液面検出装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to devise the structure of the transmission pipe to stabilize the indication value of the liquid level gauge when the liquid level in the tank is inclined. It is an object of the present invention to provide a vehicular liquid level detection device having excellent visibility that can be maintained.
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object.
本発明の請求項1に記載の車両用液面検出装置では、液体を貯蔵するタンクと、タンク内の底部に配置される超音波発振素子と、超音波発振素子が発射した超音波をタンク内の液体の液面に向けて反射する反射面を備える反射部材と、超音波発振素子および反射部材間の超音波伝播経路である断面形状円筒形の第1筒と、反射部材から液面間の超音波伝播経路である断面形状円筒形の第2筒とを備え、第2筒はその先端がタンクの液体貯蔵量が最大時の液面である最大液面よりも上方まで延出され且つ先端とタンクの天井板との間に隙間が形成されるように設けられ、超音波発振素子から発射された超音波の液面で反射した反射波を反射面を介して超音波発振素子により受信して液面位置を検出する車両用液面検出装置において、第2筒の内側には下面が液面と略平行且つ最大液面近傍に位置する仕切り板が設けられ、第2筒および仕切り板の少なくとも一方に仕切り板の表側と裏側を連通する通路が形成される構成としている。
In the liquid level detecting device for a vehicle according to
この場合、車両用液面検出装置がタンク内に装着された状態で、第2筒の先端とタンクの天井板との間に隙間が形成されるので、車両用液面検出装置のタンク内への取り付け作業を容易に行うことができる。 In this case, a gap is formed between the tip of the second cylinder and the ceiling plate of the tank with the vehicle liquid level detection device mounted in the tank. Can be easily attached.
また、第2筒内の最大液面近傍位置に仕切り板を設けている。このため、タンク内の液面が仕切り板よりも上方にある時は、超音波発振素子から発射された超音波は、液面に到達する以前に仕切り板に到達し、そこで反射して下方に進み反射面で反射して超音波発振素子に受信される。これにより、車両の振動等によりタンク内の液面が第2筒の先端よりも上位となり且つ第2筒に対して直角ではなく傾斜した場合、液面で反射した超音波が第2筒の外側に進行し超音波発振素子に受信されず、超音波発振素子の出力信号が不安定になることを防止できる。 Further, a partition plate is provided at a position near the maximum liquid level in the second cylinder. For this reason, when the liquid level in the tank is above the partition plate, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element reaches the partition plate before reaching the liquid level, and is reflected there and reflected downward. The light is reflected by the forward reflecting surface and received by the ultrasonic oscillator. As a result, when the liquid level in the tank is higher than the tip of the second cylinder and is not perpendicular to the second cylinder due to vehicle vibration or the like, the ultrasonic waves reflected by the liquid level are outside the second cylinder. It is possible to prevent the output signal of the ultrasonic oscillation element from becoming unstable due to the fact that it is not received by the ultrasonic oscillation element.
この場合、タンク内液面が仕切り板よりも上位にある時は、超音波発振素子の出力信号は常に同じ、言い換えると、超音波発振素子が検出する液面位置は仕切り板位置になる。しかし、仕切り板は、最大液面近傍位置に設けられているので、超音波発振素子が検出する液面位置が仕切り板位置となる液面の範囲はわずかである。また、一般的な車両用液面検出装置の目的はタンク内の液体残量表示であり、タンク内の液体残量少なくなった時において指示値の高い精度が要求されている。したがって、最大液面近傍における指示値を固定値としても実使用上問題がない。 In this case, when the liquid level in the tank is higher than the partition plate, the output signal of the ultrasonic oscillation element is always the same, in other words, the liquid level position detected by the ultrasonic oscillation element is the partition plate position. However, since the partition plate is provided in the vicinity of the maximum liquid level, the range of the liquid level in which the liquid level position detected by the ultrasonic oscillation element is the partition plate position is small. Further, the purpose of a general vehicle liquid level detection device is to display the remaining amount of liquid in the tank, and when the remaining amount of liquid in the tank is low, high accuracy of the indicated value is required. Therefore, there is no problem in actual use even if the indicated value in the vicinity of the maximum liquid level is a fixed value.
本発明の請求項2に記載の車両用液面検出装置では、仕切り板の下面は、タンクの液体貯蔵量が最大時の90%時の液面位置近傍に設けられる構成としている。 In the vehicular liquid level detection device according to the second aspect of the present invention, the lower surface of the partition plate is provided in the vicinity of the liquid level position when the liquid storage amount of the tank is 90% of the maximum.
この場合、タンク内の液体貯蔵量が最大時の90%以上の時には、車両用液面検出装置の指示値は固定値、すなわち仕切り板位置となり、タンク内の液体貯蔵量が最大時の90%未満である時には、車両用液面検出装置は実際の液面を精度良く検出しそれを指示する。 In this case, when the liquid storage amount in the tank is 90% or more of the maximum, the indication value of the vehicle liquid level detection device is a fixed value, that is, the partition plate position, and the liquid storage amount in the tank is 90% of the maximum. When the value is less than the value, the vehicle liquid level detection device detects the actual liquid level with high accuracy and instructs it.
これにより、タンク内の液体貯蔵量の正確な指示値が必要な時、つまりタンク内液体貯蔵量が最大時の90%未満時において、タンク内液体貯蔵量を正確に検出しつつ、車両の振動等によりタンク内の液面が第2筒の先端よりも上位となり且つ第2筒に対して直角ではなく傾斜した場合、液面で反射した超音波が第2筒の外側に進行し超音波発振素子に受信されず、超音波発振素子の出力信号が不安定になることを防止することができる、車両用液面検出装置を実現できる。 As a result, when an accurate indication value of the amount of liquid stored in the tank is required, that is, when the amount of liquid stored in the tank is less than 90% of the maximum, the amount of liquid stored in the tank is accurately detected and the vibration of the vehicle is detected. When the liquid level in the tank is higher than the tip of the second cylinder and is inclined rather than perpendicular to the second cylinder due to the above, etc., the ultrasonic wave reflected from the liquid surface travels outside the second cylinder and generates ultrasonic waves. It is possible to realize a liquid level detecting device for a vehicle that can prevent the output signal of the ultrasonic oscillation element from becoming unstable without being received by the element.
本発明の請求項3に記載の車両用液面検出装置では、第2筒は、超音波発振素子の軸線上に沿った超音波が反射面で反射し液面へ向かう軸線である反射軸線と略同軸上に配置され、仕切り板は、第2筒の少なくとも中心を含む領域を覆う構成としている。
In the vehicular liquid level detection device according to
超音波発振素子からは超音波が円錐状に放射されるが、超音波発振素子の軸方向、すなわち超音波発振素子に直交する方向において超音波のエネルギが最大となっている。 Although ultrasonic waves are radiated in a conical shape from the ultrasonic oscillator, the ultrasonic energy is maximum in the axial direction of the ultrasonic oscillator, that is, in the direction orthogonal to the ultrasonic oscillator.
このため、本発明の請求項3に記載の車両用液面検出装置のような構成とすれば、エネルギが最大となる方向の超音波を確実に仕切り板で反射させることができる。したがって、液面が仕切り板よりも上方に位置するときに、仕切り板で反射して超音波発振素子に入射する超音波のエネルギを大きく維持して、超音波発振素子の出力信号レベルを高めることができる。
For this reason, if it is set as the structure like the vehicle liquid level detection apparatus of
本発明の請求項4に記載の車両用液面検出装置では、仕切り板は第2筒とは別の部品として形成されて第2筒に固定される構成としている。
In the liquid level detecting device for a vehicle according to
仕切り板と第2筒とを別部品として構成することにより、液体貯蔵量最大時の液面高さが異なる複数のタンクに対応する際に、第2筒は共通使用とし、第2筒への仕切り板固定位置を各タンクに対応して変えることにより、容易にコスト上昇を抑えつつ複数種類の車両用液面検出装置を製作することができる。 By configuring the partition plate and the second cylinder as separate parts, the second cylinder is used in common when dealing with a plurality of tanks having different liquid level heights at the maximum liquid storage amount. By changing the partition plate fixing position corresponding to each tank, it is possible to easily manufacture a plurality of types of vehicle liquid level detection devices while suppressing an increase in cost.
以下、本発明の一実施形態による車両用液面検出装置を、自動車の燃料タンク内の燃料液面位置を検出するための燃料液面検出装置1に適用した場合を例に図に基づいて説明する。
Hereinafter, an example in which a vehicle liquid level detection device according to an embodiment of the present invention is applied to a fuel liquid
図1は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における、液体としての燃料8を貯蔵するタンクである燃料タンク2の部分断面図である。図1において、図の上下方向が自動車の上下方向である。また、図1中における液面81は、燃料タンク2内に貯蔵される燃料8量が最大時、すなわち満タン時における液面位置を示している。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a
図2は、図1のII矢視図である。 FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow II in FIG.
図3は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における電気回路構成を説明する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an electric circuit configuration in the fuel
燃料液面検出装置1は、図1に示すように、タンクである燃料タンク2、超音波発振素子である超音波素子3、第1筒であるガイドパイプ4、ガイドパイプ4と一体的に形成される反射部材である反射板41、および第2筒であるガイドパイプ5から構成されている。すなわち、図1に示すように、燃料タンク2の底面21にガイドパイプ4が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the fuel
以下に、燃料液面検出装置1の構成について説明する。
Below, the structure of the fuel liquid
超音波発振素子である超音波素子3は、ピエゾ効果(電圧が印加されると体積が変化する一方、外部から力を受けると電圧を発生する特性)を有する物質、たとえばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)から形成されている。超音波素子3は、図1に示すように、外部の電気回路に接続するためのリード線32を備えており、リード線32は、ブラケット7外へ延出されて燃料タンク2外部へ気密的に引き出されている。すなわち、リード線32を介して超音波素子3にパルス状電圧を印加すると、発振面31が振動し、それにより発振面31から燃料8中に超音波が発射される。一方、この超音波が液面で反射した反射波が発振面31に到達し、その圧力作用により発振面31が振動すると超音波素子3は電圧を発生し、それが出力信号としてリード線32を介して外部に出力される。また、超音波素子3の発振面31は円形に形成されている。
The
また、超音波素子3は、図1に示すように、後述するガイドパイプ4の一端にブラケット7を介して固定されている。すなわち、図1に示すように、超音波を発射する発振面31をガイドパイプ4内に対向させて固定されている。超音波素子3は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置においては、超音波素子3は、その中心軸である伝播経路Aを静止状態における液面81と平行にして燃料タンク2の底面21に設置されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
ブラケット7は、樹脂、あるいは金属からなり、超音波素子3を保持固定している。また、ブラケット7は、図1に示すように、ガイドパイプ4の一端側(図1において右側)に、超音波素子3の発振面をガイドパイプ4の他端に向けて、すなわち、超音波素子3が発射する超音波が、ガイドパイプ4の他端側に向けて伝播するようにして固定されている。
The
ガイドパイプ4は、たとえば、樹脂材料あるいは金属材料から断面形状円筒形に形成されている。本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1では、ガイドパイプ4を、アルミニウムダイカスト用合金により形成している。ガイドパイプ4の一端側(図1において右側)には、ブラケット7を介して超音波素子3が取り付けられている。超音波素子3は、その中心軸である伝播経路Aをガイドパイプ4と同軸上として取り付けられている。また、ガイドパイプ4の他端側(図1において左側)には、反射部材である反射板41が配置されている。反射板41はガイドパイプ4と一体的にアルミニウムダイカスト用合金により形成されている。反射板41には、超音波素子3から発射された超音波を燃料タンク2内の液面81に向けて反射する反射面42が設けられている。すなわち、ガイドパイプ4は、超音波素子3および反射板41間の超音波伝播経路を形成している。
The
反射面42は、図1に示すように、超音波素子3から発射され超音波素子3の軸上の伝播経路Aを進む超音波を、液面81へ向けて、液面81への入射角が0°となる方向に、つまり液面81に直交する方向に反射するように設定されている。すなわち、反射面42は、図1に示すように、液面に対して45°傾斜させて設けられている。これにより、超音波素子3の発振面31から発射され超音波素子3の中心軸上の伝播経路Aを進む超音波は、反射面42で反射して液面81に到達し液面81で反射した後、往路と同じ経路を辿って発振面31に入射する。
As shown in FIG. 1, the
反射板41には、図1に示すように、反射面42および液面間の超音波伝播経路である第2筒としてのガイドパイプ5が装着されている。
As shown in FIG. 1, a
ガイドパイプ5は、断面形状円筒形に形成されてガイドパイプ4の反射板41部に固定されている。ガイドパイプ5は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、ステンレス鋼管が用いられ、図1に示すように、ガイドパイプ4の反射板41部に、たとえば圧入等により固定されている。また、ガイドパイプ5は、図1に示すように、超音波素子3の軸線上の伝播経路Aを進み反射面42で反射した超音波の伝播経路Bと同軸上に設置されている。ガイドパイプ5の全長寸法Lは、ガイドパイプ5の液面81側先端51が、燃料タンク2内の燃料8量が最大貯蔵量時、すなわち満タン時における液面位置、すなわち図1中における液面81よりも上方に突出し、且つ先端51と燃料タンク2の天井内面22との間に隙間ΔLが形成されるように設定されている。
The
ガイドパイプ5内には、図1に示すように、仕切り板であるバフルプレート6が取り付けられている。バフルプレート6は、金属材料、たとえばアルミニウム板からプレス加工等により形成されている。バフルプレート6は、図2に示すように、直径がガイドパイプ5の内径より小さい円盤の外周に、120度間隔で3個の突起61を設けた形状となっている。バフルプレート6単体状態において、3個の突起61の外接円直径は、ガイドパイプ5の内径よりわずかに大きく設定されている。したがって、バフルプレート6を先端51側からガイドパイプ5内に圧入すると、ガイドパイプ5および突起61が弾性変形して、それらの弾性力により、バフルプレート6がガイドパイプ5内に強固に保持固定される。バフルプレート6がガイドパイプ5内に固定されると、ガイドパイプ5とバフルプレート6の間には、図2に示すように、円弧状の隙間C、すなわちバフルプレート6の表側と裏側を連通する通路が形成される。これらの隙間Cによりバフルプレート6の表側と裏側を連通されることで、ガイドパイプ5内の液面81は、ガイドパイプ5外の液面81の変化に連動して変化することができる。したがって、燃料液面検出装置1により燃料タンク2内の液面81位置を正確に検出することができる。また、バフルプレート6は、燃料タンク2内の燃料8量が最大貯蔵量時における液面位置近傍、詳しくは、図1に示すように、燃料タンク2内の燃料貯蔵量が最大貯蔵量の90%である時の液面82とバフルプレート6の下面62とを一致させ、且つ下面62を液面81と平行にしてガイドパイプ5内に固定されている。さらに、バフルプレート6がガイドパイプ5内に保持固定されると、バフルプレート6は、ガイドパイプ5の中心を含む領域を覆っている。
As shown in FIG. 1, a
次に、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の電気回路構成について図2に基づき説明する。
Next, an electric circuit configuration of the fuel
図2の電気回路構成図に示すように、制御回路9は、イグニッションスイッチ11を介してバッテリ12に接続されている。また、制御回路9は、超音波素子3が接続されている。また、制御回路9は、表示部10が接続されている。
As shown in the electric circuit configuration diagram of FIG. 2, the
制御回路9は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成され、超音波素子3へパルス状電圧信号を印加するためのパルス発生回路91、超音波素子3から出力される反射波受信信号を処理し、それに基づいて液面位置を算出する演算回路92、および演算回路92により算出された液面位置信号に基づき表示部10を駆動する駆動信号を出力する駆動回路93から構成されている。制御回路9は、イグニッションスイッチ11がONされてバッテリ12から電力が供給されると、燃料液面検出装置1は作動を開始する。
The
表示部10は、たとえば指針計器あるいは液晶パネル等からなり、自動車の運転席正面のコンビネーションメータ(図示せず)内に設置されている。表示部10は、制御回路9の駆動回路93に駆動されて演算回路92により算出された液面位置、すなわち燃料タン内の燃料残量を運転者が視認可能に表示する。
The
次に、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の燃料液面検出作動を、ガイドパイプ5に装着されたバフルプレート6の作用効果を中心に説明する。
Next, the fuel level detection operation of the fuel
パルス発生回路91により超音波素子3にパルス状電圧信号が印加されると発振面31が振動して、パルス状の超音波が燃料8中に発射される。この超音波パルスは、図1中の矢印で示す伝播経路Aに沿って、ガイドパイプ4内を反射面42に向かって進行する。超音波パルスは、反射面42に達すると反射面42で反射して、図1中の矢印で示す伝播経路Bに沿って、ガイドパイプ5内を液面81に向かって進行する。
When a pulse voltage signal is applied to the
この超音波は、液面81およびバフルプレート6の下面62のいずれか先に到達した部位で反射して、再び伝播経路B、反射面42、伝播経路Aを経て超音波素子3に到達し発振面31を振動させる。これにより超音波素子3は電圧信号を発生し、この電圧信号、つまり反射パルス検出信号は演算回路92に入力される。
This ultrasonic wave is reflected at a portion of the
演算回路92は、パルス発生回路91がパルス状電圧信号を発してから反射パルスによる電圧信号を検出するまでの時間を算出する。演算回路92は、この時間に基づいて、液面81位置、つまり図1中における液面高さH(またはバフルプレート6高さHB)を算出する。さらに、この液面高さHと予めデータとして記憶しているタンク形状とから燃料タンク2内の燃料残量を算出する。
The
駆動回路93は、演算回路92が算出した燃料タンク2内の燃料残量を表示部10に表示させるための信号、たとえば指針軸(図示せず)を燃料タンク2内の燃料残量に対応した角度まで回動させるための駆動信号を表示部10に対して出力する。これにより、表示部10は、燃料タンク2内の燃料残量を表示する。
The
(1)燃料タンク2内の燃料液面81位置が、満タン時液面81と90%貯蔵量時液面82間にある場合、つまりバフルプレート6の下面62より上にある場合。
(1) The
この場合、超音波パルスは、液面81に到達する以前にバフルプレート6の下面62に到達し、下面62で反射して、再び伝播経路B、反射面42、伝播経路Aを経て超音波素子3に到達し発振面31を振動させる。これにより超音波素子3は電圧信号を発生し、この電圧信号、つまり反射パルス検出信号は演算回路92に入力される。
In this case, the ultrasonic pulse reaches the
すなわち、燃料液面81位置が、満タン時液面81と90%貯蔵量時液面82間にある場合は、パルス発生回路91がパルス状電圧信号を発してから反射パルスによる電圧信号を検出するまでの時間は常に一定値となり、演算回路92が算出する液面高さはHBである。したがって、表示部10に指示される燃料残量は、常に最大量である。
That is, when the
ところで、自動車の走行中の振動により燃料タンク2内の燃料が揺動すると、液面81が、ガイドパイプ5の先端51よりも上方となり、且つ水平に対して傾斜することがある。
By the way, when the fuel in the
このとき、バフルプレート6が無い場合、反射面42から伝播経路Bを辿り液面81に向かう超音波が液面81で反射すると、その反射波が伝播経路Bを経ずに、ガイドパイプ5の外側に進行してしまう。つまり、液面81からの反射波が超音波素子3により受信されなくなる。このため、演算回路92が燃料残量を正確に算出することができなくなり、表示部10による燃料残量表示が不安定になる、たとえば、指針計器の場合、指針が満タン(F)と空(E)の間をフラフラと回動する、という不具合が発生する。
At this time, when the
これに対し、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、超音波素子3によりバフルプレート6からの反射波が確実に受信されるので、表示部10に指示される燃料残量は、最大量で安定している。
On the other hand, in the fuel
これにより、燃料タンク内2液面81が傾斜した場合おいて表示部の指示値を安定して維持可能な視認性に優れる燃料液面検出装置1を実現できる。
As a result, it is possible to realize the fuel liquid
(2)燃料タンク2内の燃料液面81位置が、90%貯蔵量時液面82より下にある場合、つまりバフルプレート6の下面62より下にある場合。
(2) When the position of the
この場合、超音波パルスは、バフルプレート6の下面62に到達する以前に液面81に到達し、液面81で反射して、再び伝播経路B、反射面42、伝播経路Aを経て超音波素子3に到達し発振面31を振動させる。これにより超音波素子3は電圧信号を発生し、この電圧信号、つまり反射パルス検出信号は演算回路92に入力される。
In this case, the ultrasonic pulse reaches the
すなわち、90%貯蔵量時液面82より下にある場合は、パルス発生回路91がパルス状電圧信号を発してから反射パルスによる電圧信号を検出するまでの時間は、液面81位置に対応して変化し、演算回路92は、実際の液面高さHを算出する。さらに、この液面高さHと予めデータとして記憶しているタンク形状とから燃料タンク2内の燃料残量を算出する。そして、この燃料残量が、表示部10に指示される。
That is, when the 90% storage amount is below the
ところで、自動車の走行中の振動により燃料タンク2内の燃料が揺動すると、液面81が、ガイドパイプ5の先端51よりも上方となり、且つ水平に対して傾斜することがある。
By the way, when the fuel in the
このとき、バフルプレート6が無い場合、反射面42から伝播経路Bを辿り液面81に向かう超音波が液面81で反射すると、その反射波が伝播経路Bを経ずに、ガイドパイプ5の外側に進行してしまう。つまり、液面81からの反射波が超音波素子3により受信されなくなる。このため、演算回路92が燃料残量を正確に算出することができなくなり、表示部10による燃料残量表示が不安定になる、たとえば、指針計器の場合、指針が満タン(F)と空(E)の間をフラフラと回動する、という不具合が発生する。
At this time, when the
これに対し、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、超音波素子3によりバフルプレート6からの反射波が確実に受信されるので、表示部10は、燃料残量が最大量であることを安定して指示する。言い換えると、実際の指示値から移動するものの、最大値で安定している。したがって、運転者は、それが走行中の振動によるものであると容易に判断できるので、不安感を抱くことなく運転に専念することができる。
On the other hand, in the fuel
一般に、燃料残量が満タン、つまり100%から90%くらいあるときには、運転者は、燃料補給等について考慮する必要がなく、したがって、表示部10の指示値が満タンで固定されていても何ら問題はない。
In general, when the remaining amount of fuel is full, that is, about 100% to 90%, the driver does not need to consider fuel replenishment and the like. Therefore, even if the indicated value on the
一方、燃料残量が90%よりも少なくなると、燃料補給時期を自動車の運行計画を考慮しつつ決定する必要があり、したがって、表示部10に表示される燃料残量の指示値には高い精度が要求される。本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1は、この要求を十分満足することができる。
On the other hand, when the remaining amount of fuel is less than 90%, it is necessary to determine the fuel replenishment timing in consideration of the driving plan of the vehicle. Therefore, the indicated value of the remaining amount of fuel displayed on the
以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、ガイドパイプ5を、その先端51を燃料タンク2内の燃料8貯蔵量が最大量時の液面81より上方に延出させ且つ先端51と燃料タンク2の天井内面22との間に隙間ΔLが形成されるようにして設けるとともに、ガイドパイプ5の内側に、バフルプレート6を、その下面62を液面81と略平行且つ最大液面81近傍、さらに詳しくは、燃料タンク2内の燃料貯蔵量が最大貯蔵量の90%である時の液面82に一致させて固定している。さらに、バフルプレート6とガイドパイプ5間には、バフルプレート6の表側と裏側を連通する通路である隙間Cを形成している。
In the fuel
これにより、燃料タンク2内において燃料液面検出装置1の姿勢を容易に変えることができるので、燃料液面検出装置1の燃料タンク2内への取り付け作業を容易に行うことができる。
Thereby, since the attitude | position of the fuel liquid
また、自動車の走行中の振動により燃料タンク2内の燃料が揺動し、液面81がガイドパイプ5の先端51よりも上方且つ水平に対して傾斜した際に、バフルプレート6が無い車両用液面検出装置においては、液面81からの反射波がガイドパイプ5の外側に進行し、液面81からの反射波が超音波素子3により受信されなくなるため、演算回路92が燃料残量を正確に算出することができなくなり、表示部10による燃料残量表示が不安定になるという不具合が発生する。これに対して、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、超音波素子3からの超音波をバフルプレート6で反射させて、確実に超音波素子3に受信させて、表示部10による燃料残量表示を最大量とし且つ安定して表示することができる。これにより、燃料タンク2内液面81が傾斜した場合おいて表示部10の指示値を安定して維持可能な視認性に優れる燃料液面検出装置1を実現することができる。
Further, when the fuel in the
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、ガイドパイプ5は、超音波素子3の軸線上に沿った超音波、すなわち伝播経路Aを辿る超音波が反射面42で反射し液面81へ向かう軸線である反射軸線としての伝播経路Bと略同軸上に配置され、且つバフルプレート6は、ガイドパイプ5の少なくとも中心を含む領域を覆っている。
In the fuel
超音波素子3からは超音波が円錐状に放射されるが、超音波素子3の軸線方向、すなわち超音波素子3に直交する方向において超音波のエネルギが最大となっている。すたがって、エネルギが最大となる方向の超音波を確実にバフルプレート6で反射させることにより、液面81がバフルプレート6よりも上方に位置するときに、バフルプレート6で反射して超音波素子3に入射する超音波のエネルギを大きく維持して、超音波素子3の出力信号レベルを高めることができる。
Although ultrasonic waves are radiated in a conical shape from the
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、バフルプレート6を、ガイドパイプ5とは別の部品として形成した後に、ガイドパイプ5に取り付ける構成としている。
Further, in the fuel liquid
バフルプレート6とガイドパイプ5とを別部品として構成することにより、燃料8貯蔵量最大時の液面81高さHが異なる複数の燃料タンク2に対応する燃料液面検出装置1を製作する際に、ガイドパイプ5は共通使用とし、ガイドパイプ5へのバフルプレート6固定位置を各燃料タンク2に対応して変えることにより、容易にコスト上昇を抑えつつ複数種類の燃料液面検出装置1を製作することができる。
When the
図4、図5には、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1のバフルプレート6の変形例および他の変形例の平面図を示す。
4 and 5 are plan views of a modified example of the
すなわち、図4に示すバフルプレート6の変形例では、バフルプレート6を正方形状に形成している。この場合、頂点の数が3個以上の正方形以外の多角形としてもよい。
That is, in the modification of the
図5に示すバフルプレート6の他の変形例では、バフルプレート6を円形とし円周2箇所を切り落とした形状としている。
In another modification of the
なお,以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては,ガイドパイプ4をアルミニウムダイカスト用合金から、ガイドパイプ5をステンレス鋼管からそれぞれ形成しているが、これらの材質に限る必要は無く、他の材質の組み合わせとしてもよい。または、同一材質から形成してもよい。さらには、ガイドパイプ4とガイドパイプ5を一体部品として形成してもよい。
In the fuel
また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、バフルプレート6をアルミニウム板からプレス加工等により形成しているが、他の金属板、たとえば真鍮あるいは鋼板等から形成してもよい。また、樹脂材料から形成してもよい。
In the fuel
また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、バフルプレート6およびガイドパイプ5を別部品として形成しているが、これらを一体的に形成してもよい。たとえば、樹脂材料、あるいはアルミニウムダイカスト用合金等から一体成型により製作してもよい。
Further, in the fuel
また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、反射面42形状を単純な平面状としているが、これを凹面状、つまり発振面31および液面81の両方に向かって凹であるような形状としてもよい。
Further, in the fuel liquid
また、以上説明した実施形態は、本発明の車両用液面検出装置を、自動車の燃料液面検出装置1に適用した場合を例に説明したが、燃料液面検出装置1以外に適用してもよい。すなわち、車両に搭載される他の液体、たとえば、エンジンオイル、ブレーキフルードあるいはウィンドウォッシャ液等の液面検出に用いてもよい。さらには、液体輸送用車両に備えられた液体輸送用タンク内の液面を検出するために適用してもよい。
Moreover, although embodiment described above demonstrated the case where the liquid level detection apparatus for vehicles of this invention was applied to the fuel
1 燃料液面検出装置(車両用液面検出装置)
2 燃料タンク(タンク)
21 底面(底部)
22 天井内面
3 超音波素子(超音波発振素子)
31 発振面
32 リード線
4 ガイドパイプ(第1筒)
41 反射板(反射部材)
42 反射面
5 ガイドパイプ(第2筒)
51 先端
6 バフルプレート(仕切り板)
61 突起
62 下面
7 ブラケット
8 燃料(液体)
81 液面
82 液面
9 制御回路
91 パルス発生回路
92 演算回路
93 駆動回路
10 表示部
11 イグニッションスイッチ
12 バッテリ
A 伝播経路(軸線)
B 伝播経路(反射軸線)
C 隙間(通路)
H 液面高さ
HB 液面高さ
L 全長
ΔL 長さ
1 Fuel level detector (Vehicle level detector)
2 Fuel tank (tank)
21 Bottom (bottom)
22 Ceiling
31
41 Reflector (reflective member)
42 Reflecting
51
61
81
B Propagation path (reflection axis)
C Clearance (passage)
H Liquid level height H B Liquid level height L Total length ΔL Length
Claims (4)
前記タンク内の底部に配置される超音波発振素子と、
前記超音波発振素子が発射した超音波を前記タンク内の液体の液面に向けて反射する反射面を備える反射部材と、
前記超音波発振素子および前記反射部材間の超音波伝播経路である断面形状円筒形の第1筒と、
前記反射部材から前記液面間の超音波伝播経路である断面形状円筒形の第2筒とを備え、
前記第2筒は、その先端が前記タンクの前記液体貯蔵量が最大時の液面である最大液面よりも上方まで延出され且つ前記先端と前記タンクの天井板との間に隙間が形成されるように設けられ、
前記超音波発振素子から発射された超音波の前記液面で反射した反射波を前記反射面を介して前記超音波発振素子により受信して前記液面位置を検出する車両用液面検出装置において、
前記第2筒の内側には下面が前記液面と略平行且つ前記最大液面近傍に位置する仕切り板が設けられ、
前記第2筒および前記仕切り板の少なくとも一方に前記仕切り板の表側と裏側を連通する通路が形成されることを特徴とする車両用液面検出装置。 A tank for storing liquid;
An ultrasonic oscillator disposed at the bottom of the tank;
A reflection member comprising a reflection surface that reflects the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic oscillation element toward the liquid surface of the liquid in the tank;
A first cylindrical tube having a cross-sectional shape which is an ultrasonic wave propagation path between the ultrasonic oscillation element and the reflecting member;
A second cylindrical tube having a cross-sectional shape that is an ultrasonic wave propagation path from the reflecting member to the liquid surface;
The second cylinder has a leading end extending above a maximum liquid level, which is a liquid level when the liquid storage amount of the tank is maximum, and a gap is formed between the leading end and the ceiling plate of the tank. Provided to be
In the vehicular liquid level detection device for detecting the liquid level position by receiving the reflected wave reflected from the liquid level of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element by the ultrasonic oscillation element via the reflection surface. ,
On the inner side of the second cylinder is provided a partition plate whose lower surface is substantially parallel to the liquid surface and located near the maximum liquid surface,
A liquid level detection device for a vehicle, wherein a passage communicating the front side and the back side of the partition plate is formed in at least one of the second cylinder and the partition plate.
前記仕切り板は、前記第2筒の少なくとも中心を含む領域を覆うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用液面検出装置。 The second cylinder is disposed substantially coaxially with a reflection axis that is an axis along which the ultrasonic wave along the axis of the ultrasonic oscillation element is reflected by the reflection surface and travels toward the liquid surface,
The liquid level detection device for a vehicle according to claim 1, wherein the partition plate covers an area including at least a center of the second cylinder.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003344888A JP4120554B2 (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Vehicle level detection device |
US10/952,852 US7117738B2 (en) | 2003-10-02 | 2004-09-30 | Liquid level detecting apparatus |
US11/513,364 US7204142B2 (en) | 2003-10-02 | 2006-08-31 | Liquid level detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003344888A JP4120554B2 (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Vehicle level detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005114374A true JP2005114374A (en) | 2005-04-28 |
JP4120554B2 JP4120554B2 (en) | 2008-07-16 |
Family
ID=34538368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003344888A Expired - Fee Related JP4120554B2 (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Vehicle level detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4120554B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013539515A (en) * | 2010-08-20 | 2013-10-24 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Urea container equipped with ultrasonic sensor |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203441644U (en) * | 2013-09-09 | 2014-02-19 | 肖亮升 | Energy saving oil delivery device of gasoline engine |
JP7192686B2 (en) * | 2019-07-10 | 2022-12-20 | 株式会社デンソー | Ultrasonic distance measuring device |
-
2003
- 2003-10-02 JP JP2003344888A patent/JP4120554B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013539515A (en) * | 2010-08-20 | 2013-10-24 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Urea container equipped with ultrasonic sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4120554B2 (en) | 2008-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7370527B2 (en) | Liquid level detecting apparatus | |
US20050284217A1 (en) | Liquid level detecting apparatus | |
WO2007101144A2 (en) | Immersed fuel level sensor | |
JP4109579B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP6562036B2 (en) | Liquid level detector | |
JP4120554B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP2004101486A (en) | Liquid level detector for vehicle | |
JP4120560B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP4277761B2 (en) | Liquid level detector | |
JP4421906B2 (en) | Liquid level detector | |
JP4155144B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP4254457B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP3908189B2 (en) | Liquid level detection device for vehicles | |
JP4120447B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP4020064B2 (en) | Liquid level detection device for vehicles | |
JP3849671B2 (en) | Vehicle level detection device | |
JP2004294073A (en) | Liquid level detecting apparatus for vehicle | |
JP2005140640A (en) | Liquid level detector for vehicle | |
JP6866759B2 (en) | Liquid level detector | |
JP4306582B2 (en) | Liquid level detector | |
JP4277774B2 (en) | Liquid level detector | |
JP2004150948A (en) | Liquid level detector | |
JP2005140545A (en) | Liquid level detector for vehicle | |
JP3885700B2 (en) | Liquid level detector | |
JP2004061233A (en) | Vibration type liquid level detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080414 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110509 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4120554 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120509 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120509 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130509 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140509 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |