JP2013061153A - Remaining liquid quantity detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器に貯留されている液体の残量を検出する液体残量検出システムに関する。 The present invention relates to a liquid remaining amount detection system that detects the remaining amount of liquid stored in a container.
従来、液体残量検出システムは、電源と接続されており、当該電源から供給される電力を使用することで、燃料等の液体の残量を検出する。このような液体残量検出システムの一種として、例えば特許文献1に開示の構成は、液体としての燃料の残量を検出するシステムであって、非接触式センサ、センサ出力変換回路、及びCPUを備えている。 Conventionally, a liquid remaining amount detection system is connected to a power source, and detects the remaining amount of liquid such as fuel by using electric power supplied from the power source. As one type of such a liquid remaining amount detection system, for example, the configuration disclosed in Patent Document 1 is a system that detects the remaining amount of fuel as a liquid, and includes a non-contact sensor, a sensor output conversion circuit, and a CPU. I have.
特許文献1に開示の構成において、非接触式センサは、電源によって電源電圧を印加されることにより、燃料の液面高さに応じたデューティ比のパルスを出力する。センサ出力変換回路は、非接触式センサから出力されるパルスのデューティ比に対応したアナログ電圧を生成する。そして、センサ出力変換回路から出力されるアナログ電圧と、電源の電源電圧とに基づく入力電圧が、CPUに入力される。CPUには、入力電圧と燃料の残量との対応を予め規定したデータテーブルが記憶されている。CPUは、データテーブルに基づいて入力電圧を変換し、現在の燃料の残量を示す情報を取得する。 In the configuration disclosed in Patent Document 1, the non-contact sensor outputs a pulse having a duty ratio corresponding to the liquid level of the fuel when a power supply voltage is applied by a power source. The sensor output conversion circuit generates an analog voltage corresponding to the duty ratio of the pulse output from the non-contact sensor. An input voltage based on the analog voltage output from the sensor output conversion circuit and the power supply voltage of the power supply is input to the CPU. The CPU stores a data table that predefines the correspondence between the input voltage and the remaining amount of fuel. The CPU converts the input voltage based on the data table, and acquires information indicating the current remaining amount of fuel.
さて、近年、非接触式の液面センサにおいて、電源による電源電圧を安定化するセンサ電源部を有するものが用いられてきている。このような液面センサは、センサ電源部によって電圧の安定化された電力を用いることにより、液面高さに応じた検出信号を出力する。故に、電源から液面センサに印加される電源電圧が変動しても、出力される検出信号は、変動し難くなる。 In recent years, non-contact type liquid level sensors having a sensor power supply unit that stabilizes a power supply voltage by a power supply have been used. Such a liquid level sensor outputs a detection signal corresponding to the liquid level by using electric power whose voltage is stabilized by the sensor power supply unit. Therefore, even if the power supply voltage applied from the power source to the liquid level sensor fluctuates, the output detection signal does not easily fluctuate.
しかし、特許文献1に開示の構成のように、一般にCPUに入力される電圧は、液面センサから出力されるアナログ電圧等の検出信号と、電源による電源電圧とに基づいて生成される。故に、検出信号が電源電圧の変動の影響を受け難かったとしても、CPUに入力される入力電圧は、電源電圧の変動によって増減してしまう。以上のように、電源による電源電圧の増減と液面センサによる検出信号の増減とが対応しないレシオメトリックな構成であることにより、液面センサによる検出信号の値の変化は、CPUによって取得される燃料の残量を示す情報に精度良く反映されなくなる。したがって、電源による電源電圧が変動すると、容器に貯留されている液体残量を高精度に検出することが困難となっていた。 However, as in the configuration disclosed in Patent Document 1, generally, a voltage input to a CPU is generated based on a detection signal such as an analog voltage output from a liquid level sensor and a power supply voltage by a power supply. Therefore, even if the detection signal is not easily affected by fluctuations in the power supply voltage, the input voltage input to the CPU increases or decreases due to fluctuations in the power supply voltage. As described above, the change in the value of the detection signal by the liquid level sensor is acquired by the CPU because the ratiometric configuration does not correspond to the increase or decrease in the power supply voltage by the power supply and the increase or decrease in the detection signal by the liquid level sensor. The information indicating the remaining amount of fuel is not accurately reflected. Therefore, when the power supply voltage by the power supply fluctuates, it is difficult to detect the remaining amount of liquid stored in the container with high accuracy.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、電源電圧が変動しても、容器に貯留されている液体の現在の残量を高精度に検出する液体残量検出システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to detect the current remaining amount of liquid stored in the container with high accuracy even if the power supply voltage fluctuates. It is to provide a detection system.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、電源と接続され、当該電源から供給される電力を使用することにより、容器に貯留されている液体の残量を検出する液体残量検出システムであって、電源によって印加される電源電圧を安定化するセンサ電源部、及びセンサ電源部によって安定化されたセンサ電圧を印加されることにより、時間の経過に比例して値の変化する比例範囲を含む検出信号を繰り返し出力し、液体の液面高さに応じて検出信号の周期を変化させる信号出力部、を有する液面センサと、信号出力部から出力される検出信号及び電源電圧に基づいて検出電圧を生成し、検出信号が比例範囲であるときに予め設定された所定時間での検出電圧の変化量を取得する取得手段と、変化量と液体の残量との対応が予め規定された対応情報を記憶し、取得手段によって取得された現在の変化量を対応情報に基づいて残量を示す情報に変換する変換手段と、を備える。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a liquid residue which is connected to a power source and detects the remaining amount of liquid stored in the container by using electric power supplied from the power source. The sensor power supply unit that stabilizes the power supply voltage applied by the power supply, and the sensor voltage stabilized by the sensor power supply unit changes the value in proportion to the passage of time. A liquid level sensor having a signal output unit that repeatedly outputs a detection signal including a proportional range and changes a cycle of the detection signal according to the liquid level of the liquid, and a detection signal and a power source output from the signal output unit An acquisition unit that generates a detection voltage based on the voltage and acquires a change amount of the detection voltage at a preset time when the detection signal is in a proportional range, and a correspondence between the change amount and the remaining amount of liquid Predefined Storing correspondence information, and a converting means for converting the information indicating the remaining amount based on the current change amount obtained by the obtaining means corresponding information.
この発明によれば、取得手段において生成される検出電圧は、信号出力部から出力される検出信号に基づいている。よって、検出電圧は、繰り返し出力される検出信号に追従して、周期的に変化する。以上により、容器に貯留されている液体の液面高さに応じて信号出力部が検出信号の周期を変化させると、予め設定された所定時間での検出電圧の変化量も、増減する。故に、検出信号が時間の経過に比例して値の変化する比例範囲であるときに取得手段によって取得される検出電圧の変化量は、容器に貯留されている液体の液面高さに対応し得る。 According to this invention, the detection voltage generated in the acquisition unit is based on the detection signal output from the signal output unit. Therefore, the detection voltage periodically changes following the detection signal that is repeatedly output. As described above, when the signal output unit changes the period of the detection signal according to the liquid level of the liquid stored in the container, the amount of change in the detection voltage at a predetermined time set in advance also increases or decreases. Therefore, when the detection signal is in a proportional range where the value changes in proportion to the passage of time, the amount of change in the detection voltage acquired by the acquisition means corresponds to the liquid level of the liquid stored in the container. obtain.
加えて、検出電圧の変化量が取得される所定時間での電源電圧の変動は、当該所定時間における検出信号の変動と比較して、ごく僅かとなる。故に、所定時間での検出電圧の変化量は、電源電圧の変動に影響され難い。以上のような検出電圧の変化量を、予め規定された対応情報に基づいて変換することにより、液面センサによる検出信号の周期の変化を精度良く反映した液体の残量を示す情報が、変換手段にて生成される。したがって、液体残量検出システムは、電源による電源電圧が変動しても、容器に貯留されている液体の現在の残量を高精度に検出できる。 In addition, the fluctuation of the power supply voltage at a predetermined time when the change amount of the detection voltage is acquired is very small compared with the fluctuation of the detection signal at the predetermined time. Therefore, the change amount of the detection voltage in the predetermined time is not easily affected by the fluctuation of the power supply voltage. By converting the amount of change in the detection voltage as described above based on the correspondence information defined in advance, information indicating the remaining amount of the liquid accurately reflecting the change in the period of the detection signal by the liquid level sensor is converted. Generated by means. Therefore, the liquid remaining amount detection system can detect the current remaining amount of the liquid stored in the container with high accuracy even if the power supply voltage by the power source fluctuates.
請求項2に記載の発明では、検出信号は、一周期分の波形につき、比例範囲である時間が当該比例範囲を除く時間よりも長いことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the detection signal is characterized in that the time in the proportional range is longer than the time excluding the proportional range per waveform for one period.
この発明では、一周期分の検出信号において、比例範囲である時間は比例範囲を除く時間よりも長く取られているので、検出電圧の変化量を取得可能な時間が確保され易くなる。故に、取得手段は、所定時間での検出電圧の変化量を安定して取得し得る。以上により、検出信号の周期を変化させることにより液体の残量を検出する形態であっても、当該残量を検出する作動の確実性は、高く維持される。 According to the present invention, in the detection signal for one cycle, the time that is the proportional range is set longer than the time that excludes the proportional range, so that it is easy to secure the time during which the change amount of the detection voltage can be acquired. Therefore, the acquisition unit can stably acquire the change amount of the detection voltage in a predetermined time. As described above, even when the remaining amount of liquid is detected by changing the period of the detection signal, the reliability of the operation for detecting the remaining amount is maintained high.
請求項3に記載の発明では、検出信号は、時間の経過に比例して初期値から最大振幅値まで変化する比例範囲、及び比例範囲である時間よりも短い時間にて最大振幅値から初期値まで戻る戻り範囲を含む、のこぎり波状の波形であることを特徴とする。 According to the third aspect of the present invention, the detection signal is a proportional range that changes from the initial value to the maximum amplitude value in proportion to the passage of time, and the maximum amplitude value to the initial value at a time shorter than the time that is the proportional range. It is characterized by a saw-tooth waveform including a return range returning to.
この発明のように、のこぎり波状の波形における値は、時間の経過に比例して初期値から最大振幅値まで変化し、当該最大振幅値から初期値まで短い時間にて戻る。故に、一周期分の波形における比例範囲の時間が、比例範囲を除く戻り範囲の時間よりも確実に長く確保され得る。以上によれば、取得手段による検出電圧の変化量の取得が安定したものとなるので、液体の残量を検出する作動の確実性は、さらに高まることとなる。したがって、液体の液面高さに応じて周期を変化させる液面センサの出力として、のこぎり波状の検出信号は、特に好適なのである。 As in the present invention, the value in the sawtooth waveform changes from the initial value to the maximum amplitude value in proportion to the passage of time, and returns from the maximum amplitude value to the initial value in a short time. Therefore, the time of the proportional range in the waveform for one cycle can be surely secured longer than the time of the return range excluding the proportional range. According to the above, since the acquisition of the change amount of the detection voltage by the acquisition unit becomes stable, the certainty of the operation for detecting the remaining amount of liquid is further increased. Therefore, the sawtooth wave detection signal is particularly suitable as the output of the liquid level sensor that changes the period according to the liquid level of the liquid.
請求項4に記載の発明では、取得手段において予め設定される所定時間は、検出信号の周期が最小とされた際の比例範囲の時間よりも短いことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the predetermined time preset in the acquisition means is shorter than the time in the proportional range when the period of the detection signal is minimized.
この発明によれば、信号出力部によって検出信号の周期が最小とされた際においても、検出電圧の変化量を取得するための所定時間は、当該検出信号の比例範囲において確保され得る。以上により、取得手段は、検出信号の周期の長さに係わらず、所定時間での検出電圧の変化量を確実に取得し得る。したがって、液体残量検出システムによる残量の検出の確実性は、さらに向上する。 According to the present invention, even when the period of the detection signal is minimized by the signal output unit, the predetermined time for acquiring the change amount of the detection voltage can be ensured in the proportional range of the detection signal. As described above, the acquisition unit can reliably acquire the change amount of the detection voltage in the predetermined time regardless of the length of the cycle of the detection signal. Therefore, the certainty of detection of the remaining amount by the liquid remaining amount detection system is further improved.
請求項5に記載の発明では、信号出力部は、検出信号の周期を長くするに従って、当該検出信号の比例範囲における値の変化幅を小さくすることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the signal output unit reduces the change width of the value in the proportional range of the detection signal as the period of the detection signal is increased.
この発明では、検出信号の周期が長くなると、比例範囲における検出信号の値の変化幅、ひいては取得手段における検出電圧の値の変化幅が、小さくされる。故に、検出信号の周期が長いとき、取得手段に取得される所定時間での検出電圧の変化量は、比例範囲における変化幅を周期に係わらず一定とした形態と比較して、さらに小さくなる。以上の形態では、液面高さに対応して変化する検出電圧の変化量の増減幅を拡大することができるので、液面センサによる出力は、取得手段の取得する残量を示す情報にさらに精度良く反映され得る。したがって、液体残量検出システムは、容器に貯留されている液体の現在の残量をさらに高精度に検出できる。 According to the present invention, when the period of the detection signal is increased, the change width of the detection signal value in the proportional range, and hence the change width of the detection voltage value in the acquisition unit is reduced. Therefore, when the period of the detection signal is long, the change amount of the detection voltage in the predetermined time acquired by the acquisition unit is further reduced as compared with the form in which the change width in the proportional range is constant regardless of the period. In the above embodiment, since the increase / decrease width of the change amount of the detection voltage that changes in accordance with the liquid level height can be expanded, the output from the liquid level sensor is further added to information indicating the remaining amount acquired by the acquisition unit. It can be accurately reflected. Therefore, the liquid remaining amount detection system can detect the current remaining amount of the liquid stored in the container with higher accuracy.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態による燃料残量検出システム100の電気的構成を示すブロック図である。図2は、液面センサ20の機械的構成を示す図である。図1及び図2に示される燃料残量検出システム100は、車両の燃料タンク90に貯留されている燃料の残量を検出し、コンビネーションメータ80に設けられた燃料計60に向けて検出結果を出力する。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a remaining fuel
図1に示されるように、燃料残量検出システム100は、上述した液面センサ20、及びコンビネーションメータ80に設けられたメータ制御回路40等によって構成されている。さらに、燃料残量検出システム100は、コンビネーションメータ80に設けられたメータレギュレータ50及び燃料計60等と接続されている。
As shown in FIG. 1, the remaining fuel
液面センサ20は、電源線45及びグラウンド線46によってコンビネーションメータ80と接続される二線式のフューエルセンダである。これら電源線45及びグラウンド線46は、例えばビニル等の絶縁材によって導線を被覆してなる自動車用低圧電線である。電源線45及びグラウンド線46は、車両における燃料タンク90及びコンビネーションメータ80間の距離として、5〜6m程度の長さを有している。電源線45は、メータレギュレータ50から液面センサ20に電力を供給する電源線の機能と共に、液面センサ20の出力をメータ制御回路40に伝達する信号線の機能を兼ね備えている。グラウンド線46は、例えば車両のボディに接地されている。
The
図2(a)及び(b)に示されるように、液面センサ20は、フロート21、マグネットホルダ23、フロートアーム24、及びハウジング25を有している。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
フロート21は、例えば発泡させたエボナイト等の比重の小さい材料によって、厚さの薄い直方体形状に形成されている。フロート21は、燃料よりも比重が小さい材料から形成されることにより、燃料の液面91に浮揚可能である。フロート21には、フロートアーム24に外嵌されるための貫通孔が、フロート21の重心を通るよう形成されている。
The
マグネットホルダ23は、耐油性、耐溶剤性、及び機械的性質に優れた例えばポリアセタール(POM)樹脂等により円筒形状に成形されている。マグネットホルダ23は、その内周面に形成される軸受け部によってハウジング25に回転自在に支持されている。このマグネットホルダ23には、強磁性を示す一対のマグネット(図示しない)が固定されている。一対のマグネットは、軸受け部の中心軸を挟んで対向するよう配置されており、マグネットホルダ23と一体に回転する。
The
フロートアーム24は、ステンレス鋼等の金属材料からなる丸棒状の心材によって形成されている。フロートアーム24の両端部のうち、一方の端部には、フロート21が保持されている。またフロートアーム24の他方の端部は、マグネットホルダ23によって保持されている。
The
ハウジング25は、燃料のような有機溶剤に侵されることがなく、高温でも強度が低下しないポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂等によって矩形の板状に成形されている。ハウジング25は、その長手方向を鉛直方向に向けた状態で、燃料ポンプモジュール(図示しない)等の壁面に取り付けられており、液面センサ20を燃料タンク90に対して固定している。ハウジング25には、マグネットホルダ23の軸受け部を回転可能に支持する支持軸が設けられている。
The
以上の構成により、フロートアーム24によって、燃料の液面91に追従して上下移動するフロート21の往復動作は、回転運動に変換されてフロートアーム24およびマグネットホルダ23よりなる一体要素に伝達される。故に、マグネットホルダ23は、燃料タンク90に貯留される燃料の液面91に追従し、ハウジング25に対して相対回転する。
With the above configuration, the reciprocating motion of the
図1及び図2に示されるように、液面センサ20は、電気的構成として、センサレギュレータ31、ホール素子33、及び信号出力部35を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
センサレギュレータ31は、電源線45を通じてメータレギュレータ50と接続されている。センサレギュレータ31には、メータレギュレータ50から例えば5ボルト(V)のメータ電源電圧が印加される。センサレギュレータ31は、メータレギュレータ50によって印加されるメータ電源電圧を安定化させて、例えば3Vのセンサ電圧を生成する。センサレギュレータ31は、安定化したセンサ電圧をホール素子33及び信号出力部35に印加する。
The
ホール素子33は、センサレギュレータ31及び信号出力部35と接続されている。ホール素子33は、センサレギュレータ31によって安定化されたセンサ電圧を印加される。ホール素子33は、ハウジング25の支持軸内に設けられており、マグネットホルダ23に埋設された一対のマグネットに挟まれるように位置している。ホール素子33は、これら一対のマグネット等と協働で、マグネットホルダ23のハウジング25に対する回転角度を検出する角度センサを構成している。以上の構成では、燃料の液面91の上下に伴い、マグネットはマグネットホルダ23と一体で回転する。これにより、ホール素子33を通過する磁束の密度が変化する。センサ電圧の印加されるホール素子33は、当該ホール素子33を通過する磁束の密度の変化を電気信号に変換し、信号出力部35に出力する。
The
信号出力部35は、燃料の液面91の高さに応じた検出信号をコンビネーションメータ80に出力する回路である。信号出力部35は、センサレギュレータ31及びホール素子33と接続されている。信号出力部35は、センサレギュレータ31によってセンサ電圧を印加される。センサ電圧を印加された信号出力部35は、ホール素子33から出力される電気信号に基づいて検出信号を生成し、コンビネーションメータ80に出力する。
The
コンビネーションメータ80のメータ制御回路40は、所定のプログラムを実施することにより各種の演算を行うマイクロコンピュータを主体として構成されている。メータ制御回路40には、電源線45を通じて信号出力部35から出力される検出信号が入力されると共に、電源線47を通じてメータレギュレータ50によるメータ電源電圧が入力される。メータ制御回路40は、これら検出信号とメータ電源電圧とに基づいて検出電圧を生成する。メータ制御回路40は、検出電圧を計測することにより、燃料タンク90における燃料の液面91の高さ、ひいては燃料の残量を示す値(以下、「残量情報」という)を演算する。メータ制御回路40は、燃料残量検出システム100の検出結果である残量情報に基づいて、燃料計60の表示を制御する表示信号を生成し、当該燃料計60に出力する。
The
メータレギュレータ50は、車両に搭載されたバッテリ等と接続されており、当該バッテリから電力が供給されている。メータレギュレータ50は、電源線45,47を通じて、液面センサ20及びメータ制御回路40等と接続されている。メータレギュレータ50は、バッテリから供給された電力を、液面センサ20及びメータ制御回路40等の作動に適したメータ電源電圧に変換して、これらの要素20,40等に供給する。
The
燃料計60は、燃料タンク90に貯留されている燃料の残量を視認者に報知するための表示を形成する表示器である。燃料計60は、数字及び文字等が形成された文字盤、当該文字盤の数字を指す指針、及び指針を回転させるステッピングモータ等によって構成されている。ステッピングモータは、メータ制御回路40のメータ制御回路40から出力された表示信号、具体的にはデジタルパルスに基づいて、指針を回転させる。これにより燃料計60には、燃料の残量を示す表示が形成される。
The
次に、以上の構成による燃料残量検出システム100がメータレギュレータ50から供給される電力を使用することにより、燃料タンク90における燃料の残量を検出する作動について、詳細に説明する。
Next, the operation of detecting the remaining amount of fuel in the
信号出力部35から電源線45に出力される検出信号は、例えば10ビット(約1mV)の分解能を備えるデジタル信号である。図3に示されるように、3〜4ボルトの範囲にて変化する電圧が、検出信号として信号出力部35から出力される。詳記すると、コンビネーションメータ80の外部からメータレギュレータ50に供給される電圧の変動により、メータレギュレータ50によるメータ電源電圧も、4〜5Vの間において変動し得る。一方で、ホール素子33を駆動するためのセンサレギュレータ31によるセンサ電圧が3Vとされている。これらにより、電源線45に出力される検出信号としての電圧は、メータ電源電圧の変動分を避け且つセンサ電圧よりも高い3〜4Vの範囲にて増減する設定とされる。
The detection signal output from the
図1及び図4に示されるように、検出信号は、のこぎり波状の波形を呈している。検出信号は、時間の経過に比例して基準となる特定の初期値(例えば3V)から最大振幅となる値(例えば4V)まで変化する比例範囲PR、及び比例範囲PRである時間よりも短い時間にて最大振幅となる値から初期値まで戻る戻り範囲を含んでいる。このような、のこぎり波状の検出信号では、一周期分の波形につき、比例範囲PRである時間は、当該比例範囲PRを除く時間よりも長くなる。特に、本実施形態では、戻り範囲は、実質的にゼロとなる(故に、戻り範囲の図示を省略する)。 As shown in FIGS. 1 and 4, the detection signal has a sawtooth waveform. The detection signal has a proportional range PR that changes from a specific initial value (for example, 3V) as a reference in proportion to the passage of time to a value that has a maximum amplitude (for example, 4V), and a time that is shorter than the time that is the proportional range PR. It includes a return range that returns from the maximum amplitude value to the initial value. In such a sawtooth detection signal, the time in the proportional range PR is longer than the time excluding the proportional range PR per waveform for one period. In particular, in the present embodiment, the return range is substantially zero (hence, the return range is not shown).
信号出力部35は、上述の検出信号を繰り返し出力する。信号出力部35は、燃料の液面高さに応じて、出力する検出信号の周期tcを変化させる。具体的には、ホール素子33によって検出される燃料の液面高さが最も高い場合には、信号出力部35は、検出信号の周期tcを最も短くすると共に、当該検出信号の値の変化幅である振幅Avを最大にする(図4(a)参照)。そして、ホール素子33によって検出される燃料の液面高さが低下するに従い、信号出力部35は、検出信号の周期tcを長くする。加えて信号出力部35は、検出信号の周期tcを長くするに従って、振幅Avを小さくする。ホール素子33によって検出される燃料の液面高さが最低である場合には、信号出力部35は、検出信号の周期tcを最も長くすると共に、当該検出信号の振幅Avを最小にする(図4(b)参照)。
The
以上の検出信号に基づいてメータ制御回路40にて生成される検出電圧は、繰り返し出力される検出信号に追従して、周期的に変化する。一方で、上述したように電源線45が検出信号を伝達する信号線の機能を兼ねる構成であり、また電源線47を通じてメータ制御回路40にメータ電源電圧が印加される構成であることにより、検出電圧は、メータ電源電圧の変動によっても、変化することとなる。
The detection voltage generated by the
メータ制御回路40は、検出信号が比例範囲PRであるときに、所定時間Δt(例えば30ミリ秒)における検出電圧の変化量(以下、「電圧変化量ΔV」とする)を取得する。この所定時間Δtは、信号出力部35によって検出信号の周期tcが最小とされた際の比例範囲PRの時間よりも短くなるように、予め設定されている。本実施形態では、燃料の液面高さが低下するほど、所定時間Δtにおける電圧変化量ΔVは小さくなる。メータ制御回路40は、燃料の液面高さに応じて増減する電圧変化量ΔVを、所定の分解能によるデジタル情報として取得する。
When the detection signal is in the proportional range PR, the
メータ制御回路40には、電圧変化量ΔVと燃料の残量との対応が予め規定された対応情報としてのデータテーブルが、記憶されている。メータ制御回路40は、予め記憶していたデータテーブルに基づいて、現在の電圧変化量ΔVを残量情報に変換して、検出結果として取得する。以上の構成により、電圧変化量ΔVが最大となる場合には(図4(a)参照)、メータ制御回路40は、燃料の残量が最大である旨の残量情報を取得する。一方で、電圧変化量ΔVが最小となる場合には(図4(b)参照)、メータ制御回路40は、燃料の残量が僅かである旨の残量情報を取得する。
The
次に、メータ制御回路40のメータ制御回路40が残量情報を取得する処理を、図5に基づいて説明する。図5のフローチャートに示される処理は、メータレギュレータ50からメータ制御回路40にメータ電源電圧の印加が開始されることにより、メータ制御回路40によって開始される。この処理は、メータ電源電圧の印加が中止されるまで、メータ制御回路40によって繰り返し実施される。
Next, a process in which the
S101では、検出電圧を監視することにより、電圧変化量ΔVを取得するタイミングを決定し、S102に進む。S102では、S101にて決定したタイミング、即ち信号出力部35から出力される検出信号が比例範囲PRにあるときに、所定時間Δtにおける電圧変化量ΔVを取得し、S103に進む。S103では、データテーブルに基づいて、S102にて取得した現在の電圧変化量ΔVを残量情報に変換し、S104に進む。S104では、S103にて変換した残量情報に基づいて、燃料計60に表示信号を出力し、S101に戻る。S104にて出力される表示信号に基づいて、燃料計60は、現在の燃料の残量を表示する。
In S101, the detection voltage is monitored to determine the timing for acquiring the voltage change amount ΔV, and the process proceeds to S102. In S102, when the timing determined in S101, that is, when the detection signal output from the
ここまで説明した本実施形態では、燃料タンク90に貯留されている燃料の液面高さに応じて検出信号の周期tcが変化すると、所定時間Δtにおける電圧変化量ΔVも、増減する。故に、比例範囲PRであるときにメータ制御回路40によって取得される電圧変化量ΔVは、燃料タンク90に貯留されている燃料の液面高さに対応し得る。加えて、電圧変化量ΔVが取得される所定時間Δtでのメータ電源電圧の変動は、当該所定時間Δtにおける検出信号の変動と比較して、ごく僅かとなる。故に、電圧変化量ΔVは、メータ電源電圧の変動に影響され難い。以上により、液面センサ20による検出信号の周期tcの変化を精度良く反映した残量情報が、メータ制御回路40にて取得される。したがって、燃料残量検出システム100は、メータ電源電圧が変動しても、燃料タンク90に貯留されている燃料の現在の残量を高精度に検出できる。
In the present embodiment described so far, when the cycle tc of the detection signal changes in accordance with the liquid level of the fuel stored in the
加えて本実施形態では、一周期分の検出信号において、比例範囲PRである時間は、比例範囲PRを除く時間よりも長く取られている。故に、電圧変化量ΔVを取得可能な時間が確保され易くなるので、メータ制御回路40は、当該電圧変化量ΔVを安定して取得し得る。したがって、検出信号の周期tcを変化させることにより燃料の残量を検出する形態であっても、当該残量を検出する作動の確実性は、高く維持される。
In addition, in the present embodiment, in the detection signal for one period, the time that is the proportional range PR is set longer than the time that excludes the proportional range PR. Therefore, since it is easy to secure a time during which the voltage change amount ΔV can be acquired, the
また本実施形態のように、のこぎり波状の検出信号では、一周期分の波形における比例範囲PRの時間が、比例範囲PRを除く戻り範囲の時間よりも確実に長く確保される。以上によれば、メータ制御回路40による電圧変化量ΔVの取得が安定したものとなるので、燃料の残量を検出する作動の確実性は、さらに高まることとなる。したがって、液面91の高さに応じて周期tcを変化させる液面センサ20の出力として、のこぎり波状の検出信号は、特に好適なのである。
Further, as in the present embodiment, in the sawtooth detection signal, the time of the proportional range PR in the waveform for one cycle is reliably ensured longer than the time of the return range excluding the proportional range PR. According to the above, since the acquisition of the voltage change amount ΔV by the
さらに本実施形態では、検出信号の周期tcを最小とした際の比例範囲PRの時間よりも、所定時間Δtは、長く設定されている。故に、周期tcが最小とされた際においても、検出信号の比例範囲PRにおける所定時間Δtは確保される。以上により、メータ制御回路40は、検出信号の周期tcの長短に係わらず、所定時間Δtにおける電圧変化量ΔVを確実に取得し得る。したがって、燃料残量検出システム100による残量の検出の確実性は、さらに向上する。
Furthermore, in the present embodiment, the predetermined time Δt is set longer than the time of the proportional range PR when the period tc of the detection signal is minimized. Therefore, even when the period tc is minimized, the predetermined time Δt in the proportional range PR of the detection signal is ensured. As described above, the
また加えて本実施形態では、検出信号の周期tcの長さに応じて、信号出力部35は、検出信号の値の変化幅である振幅Avを変化させる。故に、周期tcに係わらず検出信号の振幅を一定とした形態と比較して、本実施形態では、検出信号の周期tcを長くしたときの電圧変化量ΔVは、さらに小さくなる。以上の構成により、液面高さに対応して変化する電圧変化量ΔVの増減幅を拡大することができるので、液面センサ20による出力は、メータ制御回路40の取得する残量情報にさらに精度良く反映され得る。したがって、燃料残量検出システム100は、燃料の現在の残量をさらに高精度に検出できる。
In addition, in the present embodiment, the
尚、本実施形態において、メータレギュレータ50が特許請求の範囲に記載の「電源」に相当し、メータ電源電圧が特許請求の範囲に記載の「電源電圧」に相当し、センサレギュレータ31が特許請求の範囲に記載の「センサ電源部」に相当し、メータ制御回路40が特許請求の範囲に記載の「取得手段」及び「変換手段」に相当し、燃料タンク90が特許請求の範囲に記載の「容器」に相当し、燃料が特許請求の範囲に記載の「液体」に相当し、燃料残量検出システム100が特許請求の範囲に記載の「液体残量検出システム」に相当する。
In this embodiment, the
(他の実施形態)
以上、本発明による一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one embodiment by the present invention was described, the present invention is not interpreted limited to the above-mentioned embodiment, and can be applied to various embodiments within the range which does not deviate from the gist.
上記実施形態において、メータレギュレータ50は、燃料残量検出システム100の構成に含まれていなかった。しかし、燃料残量検出システムは、メータレギュレータを含む形態であってもよい。また、燃料残量検出システムは、メータレギュレータによって生成されたメータ電源電圧ではなく、「電源」としてのバッテリから供給される電力を使用することにより、燃料タンク90に貯留されている燃料の残量を検出する形態であってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、のこぎり波状の検出信号が信号出力部35から出力されていた。しかし、検出信号の波形は、上記実施形態の波形に限定されない。検出信号の波形は、例えば図6に示されるように、三角波状であってもよい。この三角波状の検出信号では、一周期分の波形につき(図6 tc参照)、比例範囲PRである時間と、当該比例範囲PRを除く戻り時間とが実質的に同一となる。また、所定時間Δtにおける電圧変化量ΔVが取得される比例範囲PRは、図6に示されるように時間の経過に比例して値の増加する比例範囲に規定されてもよく、又は、時間の経過に比例して値の減少する比例範囲に規定されてもよい。
In the above embodiment, the sawtooth detection signal is output from the
上記実施形態において、検出信号は、センサ電圧に対応する初期値から最大振幅値まで一方にのみ値の振れる、片振り波形であった。しかし、検出信号は、比例範囲を含む波形であれば、初期値から両側に値の振れる両振り波形であってもよい。さらに、信号出力部35は、検出信号を連続して出力してもよく、或いは、一周期毎又は所定回数の周期が出力される毎に値の一定となるインターバル部分を出力してもよい。さらに、上記実施形態において液面高さが低くなる従って長くされていた検出信号の周期tcは、液面高さが低くなるに従って短くされてもよい。
In the embodiment described above, the detection signal is a one-sided waveform in which the value fluctuates only in one direction from the initial value corresponding to the sensor voltage to the maximum amplitude value. However, as long as the detection signal has a waveform including a proportional range, the detection signal may be a double swing waveform in which the value fluctuates on both sides from the initial value. Furthermore, the
上記実施形態では、検出信号の周期tcが長くなるに従って、当該検出信号の振幅Avは小さくされていた。しかし、検出信号の振幅は、検出信号の周期に係わらず一定とされてもよい。この形態では、信号出力部から出力される検出信号の周期と、メータ制御回路にて取得される電圧変化量との対応が簡潔となり易いので、予め規定する対応情報が作成容易となる。 In the above embodiment, the amplitude Av of the detection signal is decreased as the period tc of the detection signal is increased. However, the amplitude of the detection signal may be constant regardless of the period of the detection signal. In this embodiment, the correspondence between the period of the detection signal output from the signal output unit and the voltage change amount acquired by the meter control circuit is easily simplified, so that it is easy to create predefined correspondence information.
上記実施形態において、電圧変化量ΔVの取得される所定時間Δtは、30ミリ秒に設定されていた。しかし、所定時間Δtは、信号出力部35の出力する検出信号の周期tcの変化する範囲に応じて、適宜変更されてよい。具体的には、所定時間Δtは、電圧変化量ΔVを正確に取得するために、検出信号の周期を最小とした際の比例範囲の時間よりも僅かに短い時間に設定されることが望ましい。同様に、信号出力部35によって検出信号の周期tcを変化させる範囲も、適宜変更されてよい。
In the above embodiment, the predetermined time Δt for acquiring the voltage change amount ΔV is set to 30 milliseconds. However, the predetermined time Δt may be appropriately changed according to the range in which the period tc of the detection signal output from the
上記実施形態において、信号出力部35から出力される検出信号は、所定の分解能を備えるデジタル信号であって、電源線45に出力される電圧であった。しかし検出信号の形態は、上記実施形態のものに限定されない。例えば、検出信号は、連続的に変化するアナログ信号であってもよい。さらに、検出信号は、例えばグラウンド線46に出力される電流であってもよい。この形態では、メータ制御回路は、グラウンド線46に出力される電流としての検出信号とメータ電源電圧とに基づいて検出電圧を生成する検出回路、を備える。
In the above embodiment, the detection signal output from the
上記実施形態において、電圧変化量ΔVと残量情報との対応を予め規定した対応情報は、データテーブルという形態で、メータ制御回路40のマイコンに格納されていた。しかし、対応情報の形態は、上記実施形態に限定されない。例えば、電圧変化量ΔVと残量情報との相関を規定した関数が、対応情報としてマイコン等に格納されていてもよい。
In the above embodiment, the correspondence information that preliminarily defines the correspondence between the voltage change amount ΔV and the remaining amount information is stored in the microcomputer of the
上記実施形態では、メータ制御回路40のマイコンによって、特許請求の範囲に記載の「取得手段」及び「変換手段」に相当する機能が、果たされていた。しかし、「取得手段」及び「変換手段」に相当する構成は、上記実施形態のメータ制御回路に限定されない。例えば、複数のマイコンによって構成されるメータ制御回路が、「取得手段」及び「変換手段」に相当する機能を果たしてもよい。又は、液面センサの有する信号出力部が、「取得手段」の機能の一部を果たしてもよい。さらに、プログラムによらないで「取得手段」及び「変換手段」の機能を果たすアナログ回路が、上述のマイコンに替えて、メータ制御回路として用いられていてもよい。
In the above embodiment, the microcomputer corresponding to the
上記実施形態では、液体に浮揚するフロート21を用いて液面高さを検知する形態の液面センサ20が用いられていた。しかし、比例範囲を含み、液面高さに応じて周期tcの変化する検出信号を出力可能であれば、例えば超音波式の液面センサや光学式の液面センサが用いられていてもよい。超音波式又は光学式の液面センサとは、液面に向けて出射した超音波又は赤外線が当該液面にて反射し、液面センサに戻ってくるまでの時間を計測することにより、液面高さを検知するセンサである。
In the said embodiment, the
以上、本発明を車両の燃料タンク90に貯留された燃料の残量を検出する燃料残量検出システム100に適用した例に基づいて説明したが、本発明の適用対象は、燃料残量の検出に限られない。車両に搭載される他の液体、例えばブレーキフルード、エンジン冷却水、エンジンオイル等の容器内の残量検出システムに本発明が適用されてもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機械が備える容器内の液体残量検出システムに、本発明は適用されてもよい。
Although the present invention has been described based on the example in which the present invention is applied to the fuel remaining
20 液面センサ、21 フロート、23 マグネットホルダ、24 フロートアーム、25 ハウジング、31 センサレギュレータ(センサ電源部)、33 ホール素子、35 信号出力部、40 メータ制御回路(取得手段,変換手段)、45,47 電源線、46 グラウンド線、50 メータレギュレータ(電源)、60 燃料計、80 コンビネーションメータ、90 燃料タンク(容器)、91 液面、100 燃料残量検出システム(液体残量検出システム)、Av 振幅、tc 周期、PR 比例範囲、Δt 所定時間、ΔV 電圧変化量 20 Liquid level sensor, 21 Float, 23 Magnet holder, 24 Float arm, 25 Housing, 31 Sensor regulator (sensor power supply unit), 33 Hall element, 35 Signal output unit, 40 Meter control circuit (acquisition unit, conversion unit), 45 , 47 Power line, 46 Ground line, 50 Meter regulator (power supply), 60 Fuel meter, 80 Combination meter, 90 Fuel tank (container), 91 Liquid level, 100 Fuel level detection system (liquid level detection system), Av Amplitude, tc period, PR proportional range, Δt predetermined time, ΔV Voltage change
Claims (5)
前記電源によって印加される電源電圧を安定化するセンサ電源部、及び前記センサ電源部によって安定化されたセンサ電圧を印加されることにより、時間の経過に比例して値の変化する比例範囲を含む検出信号を繰り返し出力し、前記液体の液面高さに応じて前記検出信号の周期を変化させる信号出力部、を有する液面センサと、
前記信号出力部から出力される前記検出信号及び前記電源電圧に基づいて検出電圧を生成し、前記検出信号が前記比例範囲であるときに予め設定された所定時間での前記検出電圧の変化量を取得する取得手段と、
前記変化量と前記液体の前記残量との対応が予め規定された対応情報を記憶し、前記取得手段によって取得された現在の前記変化量を前記対応情報に基づいて前記残量を示す情報に変換する変換手段と、
を備えることを特徴とする液体残量検出システム。 A liquid remaining amount detection system that detects the remaining amount of liquid stored in a container by using power supplied from the power source connected to the power source,
A sensor power supply unit that stabilizes a power supply voltage applied by the power supply, and a proportional range in which the value changes in proportion to the passage of time by applying the sensor voltage stabilized by the sensor power supply unit. A liquid level sensor having a signal output unit that repeatedly outputs a detection signal and changes a cycle of the detection signal according to a liquid level of the liquid;
A detection voltage is generated based on the detection signal output from the signal output unit and the power supply voltage, and a change amount of the detection voltage at a predetermined time set in advance when the detection signal is in the proportional range. Acquisition means for acquiring;
Correspondence information in which the correspondence between the change amount and the remaining amount of the liquid is preliminarily stored is stored, and the current change amount acquired by the acquisition unit is converted into information indicating the remaining amount based on the correspondence information. Conversion means for converting;
A liquid remaining amount detection system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011197751A JP2013061153A (en) | 2011-09-10 | 2011-09-10 | Remaining liquid quantity detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011197751A JP2013061153A (en) | 2011-09-10 | 2011-09-10 | Remaining liquid quantity detection system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2011197751A Withdrawn JP2013061153A (en) | 2011-09-10 | 2011-09-10 | Remaining liquid quantity detection system |
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Country | Link |
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-
2011
- 2011-09-10 JP JP2011197751A patent/JP2013061153A/en not_active Withdrawn
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