JP2014142240A - Liquid level measuring apparatus - Google Patents

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千明 片岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid level measuring apparatus which measures a liquid level properly even when two or more kinds of liquids having different electrostatic characteristics are included.SOLUTION: A liquid level measuring apparatus includes: a liquid level detection sensor 12 arranged from a bottom surface of a tank 10 toward a top surface; and a sensor circuit part 11 which detects an amount of change in electrostatic capacitance in the liquid level detection sensor 12, to determine a liquid level in the tank 10. In the liquid level detection sensor 12, a plurality of high-sensitivity regions 17 are formed at a predetermined interval along a height direction, so that an amount of change in electrostatic capacitance with respect to an amount of change in liquid level in the tank 10 is larger than in other regions of the liquid level detection sensor 12. The sensor circuit part 11 determines the number of high-sensitivity regions 17 immersed in the liquid in the tank 10, on the basis of a detected value of the amount of change in electrostatic capacitance, determines a liquid level on the basis of the number of regions, and ignores detection of the high-sensitivity region 17 when the amount of change in electrostatic capacitance with respect to the amount of change in liquid level in the high-sensitivity region 17 is equal to or less than a predetermined threshold.

Description

本発明は、液位測定装置にかかり、特に、異なる種類の燃料が不均一に混在した燃料不均一状態においても燃料タンク内の液位を正確に測定できる液位測定装置に関する。   The present invention relates to a liquid level measuring device, and more particularly to a liquid level measuring device capable of accurately measuring the liquid level in a fuel tank even in a fuel non-uniform state in which different types of fuel are mixed non-uniformly.

絶縁性基板と、この絶縁性基板の一端から他端に向けて伸びるように絶縁性基板に配置された一対の電極と、を備え、電極が、絶縁性基板の長手方向一端部に設けられたターミナル部と、絶縁性基板の長手方向他端部に向かってターミナル部から直線状に延びる本体部と、本体部に直交するように等間隔に設けられた複数の直交部と、を有する静電容量式液位検出センサがある(特許文献1)   An insulating substrate, and a pair of electrodes disposed on the insulating substrate so as to extend from one end of the insulating substrate toward the other end, and the electrode is provided at one longitudinal end of the insulating substrate. An electrostatic device having a terminal portion, a main body portion extending linearly from the terminal portion toward the other longitudinal end portion of the insulating substrate, and a plurality of orthogonal portions provided at equal intervals so as to be orthogonal to the main body portion. There is a capacitive liquid level detection sensor (Patent Document 1).

この静電容量式液位検出センサにおいては、液位が上昇または下降すると、一対の電極における静電容量は、本体部においては液位の増減に応じて直線的に変化するが、直交部においては直線部と比較して遥かに急激に変化する。したがって、静電容量が段階的に変化するから、静電容量が液位の増減に応じて直線的に変化する形態の液面センサと比較して正確に液位を正確に測定できる。   In this capacitance type liquid level detection sensor, when the liquid level rises or falls, the capacitance of the pair of electrodes changes linearly according to the increase or decrease of the liquid level in the main body, but in the orthogonal part. Changes much more rapidly than the straight line. Therefore, since the capacitance changes stepwise, the liquid level can be accurately measured as compared with a liquid level sensor in which the capacitance changes linearly according to the increase or decrease of the liquid level.

特開平5−118894号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-118894

しかしながら、燃料タンクにガソリンとエタノールとのように特性が大幅に異なる燃料が共存する場合、前記静電容量式液面センサにおいては、夫々の燃料が直交部に対して静電容量の急激な変化をもたらすから、直交部における静電容量の変化を測定するだけでは、液位を正確に測定することができないという問題がある。   However, when fuels with significantly different characteristics, such as gasoline and ethanol, coexist in the fuel tank, in the capacitive liquid level sensor, each fuel has a sudden change in capacitance with respect to the orthogonal portion. Therefore, there is a problem that the liquid level cannot be measured accurately only by measuring the change in capacitance at the orthogonal portion.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、誘電率の異なる2種類以上の液体が混在している場合においても正確な液位を測定できる液位測定装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a liquid level measuring device capable of measuring an accurate liquid level even when two or more kinds of liquids having different dielectric constants are mixed. To do.

本発明の第1の態様は、タンクの底面から前記タンクの上面に向かって配設されているとともに、前記タンク内の液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、他の領域と比較してより大きな高感度領域が、前記タンクの高さ方向に沿って一定間隔で複数個所形成された液位検出センサと、前記液位検出センサにおける静電容量の変化量を検出し、検出した静電容量の変化量に基づき、前記タンク内の液体に浸漬された高感度領域の個数を求め、この個数に基づいて前記タンク内の液位を求めるとともに、前記液位検出センサの高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、予め定められた閾値以下の場合は、前記高感度領域の検出を無視して液位を求めるセンサ回路部と、を備えている液位測定装置に関する。   The first aspect of the present invention is arranged from the bottom surface of the tank toward the upper surface of the tank, and the amount of change in capacitance with respect to the change amount of the liquid level in the tank A liquid level detection sensor having a larger high sensitivity area than the area formed at a plurality of intervals along the height direction of the tank, and a change amount of capacitance in the liquid level detection sensor. The number of high-sensitivity regions immersed in the liquid in the tank is obtained based on the detected amount of change in capacitance, the liquid level in the tank is obtained based on the number, and the liquid level detection sensor When the amount of change in capacitance with respect to the change in liquid level in the high sensitivity region is equal to or less than a predetermined threshold, a sensor circuit unit that ignores detection of the high sensitivity region and obtains the liquid level; A liquid level measuring device equipped with .

前記液位測定装置においては、液位検出センサにおける静電容量の変化量をセンサ回路部で検出してタンク内の液位を求めている。ここで、液位検出センサには、複数個の高感度領域が一定間隔で複数個形成され、センサ回路部で検出される静電容量の変化量は、高感度領域においてより大きくなるから、タンク内の液位の上昇に従って液位検出センサの静電容量は階段状に変化する。したがって、センサ回路部において階段状の変化の個数を検出することにより、タンク内の液体が液位検出センサの高感度領域を通過した個数が判り、この個数に基づいてタンク内の液位を求めることができる。   In the liquid level measuring device, the amount of change in capacitance in the liquid level detection sensor is detected by the sensor circuit unit to determine the liquid level in the tank. Here, in the liquid level detection sensor, a plurality of high sensitivity regions are formed at regular intervals, and the amount of change in capacitance detected by the sensor circuit unit is larger in the high sensitivity region. As the liquid level rises, the capacitance of the liquid level detection sensor changes stepwise. Therefore, by detecting the number of step-like changes in the sensor circuit unit, the number of liquids in the tank that have passed through the high-sensitivity region of the liquid level detection sensor can be determined, and the liquid level in the tank is obtained based on this number. be able to.

ここで、例えばタンク内にガソリンや軽油などの炭化水素系燃料が存在する場合において、このタンクにエタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類を給油すると、アルコール類は炭化水素系燃料よりも比重が高いことから、給油されたアルコール類は直ちにはタンク内の炭化水素系燃料とは混ざらず、アルコール類が下層を、炭化水素系燃料は上層を形成する。   Here, for example, when hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil is present in the tank, if alcohol such as ethanol, methanol, propanol, or butanol is supplied to the tank, the alcohol is more specific than the hydrocarbon fuel. Therefore, the supplied alcohols are not immediately mixed with the hydrocarbon fuel in the tank, the alcohols form a lower layer, and the hydrocarbon fuel forms an upper layer.

この状態においてアルコール類の給油を継続すると、上層に位置する炭化水素系燃料の層がアルコール類からなる下層によって上方に持ち上げられる。
したがって、液位検出センサの高感度領域においては、炭化水素系燃料の層が通過した後、アルコール類が通過するから、夫々の高感度領域において炭化水素系溶媒とアルコール類とを両方検出することになる。
If refueling of alcohols is continued in this state, the hydrocarbon-based fuel layer located in the upper layer is lifted upward by the lower layer made of alcohols.
Therefore, in the high sensitivity region of the liquid level detection sensor, alcohols pass after the hydrocarbon fuel layer has passed, so both the hydrocarbon solvent and alcohols are detected in each high sensitivity region. become.

しかしながら、炭化水素系燃料は一般にアルコール類と比較して誘電率が小さいから、高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量も小さい。そこで、前記液位測定装置においては、高感度領域における液位の変化量に対する静電容量について、この閾値を、炭化水素系燃料に対応する変化量よりも大きく、アルコール類に対応する変化量よりも小さな値として設定し、実際に検出された静電容量の変化量が、この閾値以下の場合は、高感度領域の検出を無視して、換言すれば高感度領域を検出しなかったものと見做し、更に換言すれば高感度領域の検出をカウントすることなく、液位を求めている。   However, since the hydrocarbon fuel generally has a smaller dielectric constant than alcohols, the change in capacitance with respect to the change in liquid level in the high sensitivity region is also small. Therefore, in the liquid level measurement device, the threshold value for the capacitance with respect to the change amount of the liquid level in the high sensitivity region is larger than the change amount corresponding to the hydrocarbon fuel, and more than the change amount corresponding to the alcohols. Is also set as a small value, and if the amount of change in capacitance actually detected is less than this threshold, the detection of the high sensitivity area is ignored, in other words, the high sensitivity area is not detected. In other words, in other words, the liquid level is obtained without counting the detection of the high sensitivity region.

したがって、前記液位測定装置においては、高感度領域における炭化水素燃料層の検出は無視され、言い換えれば高感度領域においては炭化水素燃料層の検出はなかったものと見做され、高感度領域におけるアルコール類の検出のみがカウントされる。   Therefore, in the liquid level measurement device, detection of the hydrocarbon fuel layer in the high sensitivity region is ignored, in other words, it is considered that the detection of the hydrocarbon fuel layer was not performed in the high sensitivity region. Only the detection of alcohols is counted.

本発明の第2の態様は、第1の態様の液位測定装置において、液位検出センサが、前記液位検出センサの幅方向に延在するとともに前記液位検出センサの長手方向に沿って一定の間隔で配列された一群の液位検出電極を有するとともに、高感度領域においては、液位検出センサにおける高感度領域以外の領域と比較して液位検出電極の長さがより長く設定されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the liquid level measurement device according to the first aspect, the liquid level detection sensor extends in the width direction of the liquid level detection sensor and extends in the longitudinal direction of the liquid level detection sensor. It has a group of liquid level detection electrodes arranged at regular intervals, and in the high sensitivity region, the length of the liquid level detection electrode is set longer than the region other than the high sensitivity region in the liquid level detection sensor. It is characterized by.

液位検出電極が形成された液位検出センサにおいては、静電容量は、隣り合う2つの液位検出電極の間の静電容量の総計として検出される。したがって、検出される静電容量は、液位検出電極の長さが長くなるほど大きくなる。
前記液位測定装置においては、高感度領域における液位検出電極の長さは、高感度領域以外の領域における液位検出電極の長さよりも長いため、高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量は、それ以外の領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量よりも大きい。
In a liquid level detection sensor in which a liquid level detection electrode is formed, the capacitance is detected as the total capacitance between two adjacent liquid level detection electrodes. Accordingly, the detected capacitance increases as the liquid level detection electrode becomes longer.
In the liquid level measuring device, the length of the liquid level detection electrode in the high sensitivity region is longer than the length of the liquid level detection electrode in the region other than the high sensitivity region. The amount of change in capacitance is larger than the amount of change in capacitance with respect to the change in liquid level in other regions.

本発明の第3の態様は、第1の態様の液位測定装置において、液位検出センサが、液位検出センサの幅方向に延在するとともに液位検出センサの長手方向に沿って配列された一群の液位検出電極を有するとともに、高感度領域においては、前記液位検出センサにおける高感度領域以外の領域と比較して前記液位検出電極の密度がより大きく設定されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the liquid level measurement device according to the first aspect, the liquid level detection sensor extends in the width direction of the liquid level detection sensor and is arranged along the longitudinal direction of the liquid level detection sensor. In addition, the liquid level detection electrode has a higher density in the high sensitivity region than in a region other than the high sensitivity region in the liquid level detection sensor. And

液位検出電極が形成された液位検出センサにおいては、静電容量は、隣り合う2つの液位検出電極の間の静電容量の総計として検出されるから、液位検出電極の長さが全て同一の場合においても、液位検出電極の密度が高くなり、言い換えれば液位検出電極の間隔が小さくなるほど、検出される静電容量は大きくなる。
ここで、前記液位測定装置においては、高感度領域における液位検出電極の密度はそれ以外の領域と比較してより大きく高く設定されているから、高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量は、それ以外の領域における静電容量の変化量よりも大きい。
In the liquid level detection sensor in which the liquid level detection electrode is formed, the capacitance is detected as the total capacitance between two adjacent liquid level detection electrodes. Even in the case where they are all the same, the density of the liquid level detection electrodes increases. In other words, the smaller the interval between the liquid level detection electrodes, the larger the detected capacitance.
Here, in the liquid level measurement device, the density of the liquid level detection electrode in the high sensitivity region is set to be larger and higher than that in the other regions. The amount of change in capacitance is larger than the amount of change in capacitance in other regions.

本発明の第4の態様は、第1〜第3の何れかの態様の液位測定装置において、タンクには、炭化水素系燃料、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物の何れかが給油されるとともに、炭化水素系燃料が存在するタンク内にアルコール類またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物が給油される場合においては、センサ回路部は、高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、前記炭化水素系燃料に対応する変化量より大きく、前記アルコール類に対応する変化量より小さい値として予め定められた閾値以下のとき高感度領域の検出を無視して液位を求めることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid level measurement device according to any one of the first to third aspects, the tank is provided with a hydrocarbon fuel, an alcohol, or a mixture of an alcohol and a hydrocarbon fuel. In the case where either one is refueled and alcohol or a mixture of alcohol and hydrocarbon fuel is refueled in a tank in which hydrocarbon fuel is present, the sensor circuit unit is configured to detect the liquid level in the high sensitivity region. High sensitivity when the amount of change in capacitance with respect to the amount of change is less than a predetermined threshold as a value greater than the change corresponding to the hydrocarbon-based fuel and smaller than the change corresponding to the alcohols The liquid level is obtained ignoring the detection of the region.

前記液位測定装置においては、タンクには、炭化水素系燃料、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物の何れかが給油されるから、タンクには、炭化水素系燃料、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物の何れかが存在している。   In the liquid level measuring device, the tank is supplied with either hydrocarbon fuel, alcohol, or a mixture of alcohol and hydrocarbon fuel. Or mixtures of alcohols and hydrocarbon fuels are present.

ここで、タンク内にアルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物が存在している場合には、このタンクに炭化水素系燃料、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物の何れを給油した場合においても、給油された燃料は、タンク内部の燃料と実質的に一様に混合し、2層に分かれることがないから、夫々の高感度領域において燃料を2度検出することがない。   Here, when alcohol or a mixture of alcohol and hydrocarbon fuel is present in the tank, hydrocarbon fuel, alcohol, or alcohol and hydrocarbon fuel are mixed in this tank. Regardless of which mixture is supplied, the supplied fuel mixes with the fuel inside the tank substantially uniformly and does not separate into two layers, so the fuel is detected twice in each sensitive region. There is nothing to do.

したがって、センサ回路部においては、静電容量の変化量の検出値に基づき、タンク内の液体に浸漬された高感度領域の個数を求め、この個数に基づいてタンク内の液位を求めることができる。   Therefore, in the sensor circuit unit, the number of high-sensitivity regions immersed in the liquid in the tank is obtained based on the detected value of the change in capacitance, and the liquid level in the tank is obtained based on this number. it can.

これに対して、タンク内に炭化水素系燃料が存在している場合において、このタンクにアルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物を給油すると、給油された燃料はタンク内の炭化水素系燃料とは直ちには混合せず、下層に移動する。この状態でアルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物の給油を継続すると、タンク内の炭化水素系燃料の層は新たに給油された燃料によって上方に押し上げられる。
したがって、液位検出センサの高感度領域においては、炭化水素系燃料の層が通過した後、アルコール類、またはルコール類と炭化水素系燃料との混合物の層が通過するから、夫々の高感度領域において燃料を2度検出することになる。
On the other hand, when hydrocarbon fuel is present in the tank, if the tank is supplied with alcohols or a mixture of alcohols and hydrocarbon fuel, the supplied fuel is carbonized in the tank. It does not mix with the hydrogen-based fuel immediately and moves to the lower layer. If refueling of alcohols or a mixture of alcohols and hydrocarbon fuel is continued in this state, the hydrocarbon fuel layer in the tank is pushed upward by the newly refueled fuel.
Therefore, in the high sensitivity region of the liquid level detection sensor, after the layer of hydrocarbon fuel passes, the layer of alcohol or a mixture of alcohol and hydrocarbon fuel passes. In this case, the fuel is detected twice.

しかしながら、前記液位測定装置においては、高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、炭化水素系燃料に対応する変化量より大きく、アルコール類に対応する変化量より小さい値として予め定められた閾値以下のとき高感度領域の検出を無視し、換言すれば高感度領域の検出はなかったものと見做し、更に換言すれば高感度領域の検出をカウントしないから、高感度領域においては、炭化水素燃料層の検出は無視され、アルコール類の液面のみが検出される。   However, in the liquid level measuring device, the amount of change in capacitance with respect to the amount of change in liquid level in the high sensitivity region is larger than the amount of change corresponding to hydrocarbon fuel, and the amount of change corresponding to alcohols. When the value is smaller than a predetermined threshold as a smaller value, the detection of the high sensitivity region is ignored. In other words, the detection of the high sensitivity region is not considered. In other words, the detection of the high sensitivity region is not counted. Therefore, in the high sensitivity region, detection of the hydrocarbon fuel layer is ignored, and only the liquid level of alcohols is detected.

本発明の第1の態様によれば、例えば、炭化水素系燃料が存在するタンク内にアルコール類を給油する場合においては、高感度領域における炭化水素燃料層の検出は無視され、アルコール類のみが検出される。
したがって、このような場合においても正確な液位を求めることができる。
According to the first aspect of the present invention, for example, when alcohol is supplied into a tank in which hydrocarbon fuel is present, detection of the hydrocarbon fuel layer in the high sensitivity region is ignored, and only alcohols are present. Detected.
Therefore, an accurate liquid level can be obtained even in such a case.

本発明の第2の態様においては、高感度領域においてはそれ以外の領域よりも液位検出電極の長さを長く設定しているから、高感度領域とそれ以外の領域とで液位検出電極の間隔を同一とすることができる。したがって、何らかの理由によって液位検出電極の間隔を詰めることができない場合に有利である。   In the second aspect of the present invention, in the high sensitivity region, the liquid level detection electrode is set to be longer than the other regions. Therefore, the liquid level detection electrode in the high sensitivity region and the other regions. Can be made the same interval. Therefore, it is advantageous when the interval between the liquid level detection electrodes cannot be reduced for some reason.

本発明の第3の態様においては、高感度領域においてはそれ以外の領域よりも液位検出電極の密度を高く、言い換えれば液位検出電極の間隔を小さく設定しているから、高感度領域とそれ以外の領域とで液位検出電極の長さを同一とすることができる。   In the third aspect of the present invention, in the high sensitivity region, the density of the liquid level detection electrodes is set higher than that in other regions, in other words, the interval between the liquid level detection electrodes is set to be small. The length of the liquid level detection electrode can be the same in other regions.

本発明の第4の態様によれば、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物が存在しているタンクに、炭化水素系燃料、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物を給油する場合だけでなく、炭化水素系燃料が存在しているタンクにアルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物を給油する場合においても正確な液位を求めることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, in a tank in which alcohols or a mixture of alcohols and hydrocarbon fuel is present, hydrocarbon fuel, alcohols, or alcohols and hydrocarbon fuel, It is possible to obtain an accurate liquid level not only when the mixture of the fuel is fed but also when the alcohol or the mixture of the alcohol and the hydrocarbon fuel is fed into the tank in which the hydrocarbon fuel is present. .

図1は、実施形態1の液面測定装置を備える燃料タンクの全体的な構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a fuel tank including the liquid level measuring device according to the first embodiment. 図2は、図1の燃料タンクが備えるサブタンクおよびその近傍の構成を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a sub-tank provided in the fuel tank of FIG. 1 and a configuration in the vicinity thereof. 図3は、実施形態1の液面測定装置が備える液面検出センサの構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a liquid level detection sensor provided in the liquid level measurement device according to the first embodiment. 図4は、図3に示す液面検出センサの展開図である。4 is a development view of the liquid level detection sensor shown in FIG. 図5は、実施形態1の液面測定装置が備える液面検出センサの別の例について構成を示す展開図である。FIG. 5 is a development view illustrating a configuration of another example of the liquid level detection sensor provided in the liquid level measuring device according to the first embodiment. 図6は、実施形態1の液面測定装置が備えるセンサ回路部の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a sensor circuit unit included in the liquid level measurement device according to the first embodiment. 図7(A)は、図3または図4に示す液面検出センサを備える燃料タンクの概略図であり、図7(B)は、図7(A)の燃料タンクにガソリンを給油した場合、およびエタノールを給油した場合における燃料の液位と液面検出センサにおける液面検出部の静電容量との関係を示すグラフである。FIG. 7A is a schematic diagram of a fuel tank provided with the liquid level detection sensor shown in FIG. 3 or FIG. 4, and FIG. 7B shows a case where gasoline is supplied to the fuel tank of FIG. 5 is a graph showing the relationship between the fuel level and the capacitance of the liquid level detection unit in the liquid level detection sensor when ethanol and ethanol are supplied. 図8は、前記液面検出センサに設けられた液面検出部とリファレンス部との静電容量比と液位との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the capacitance ratio between the liquid level detection unit and the reference unit provided in the liquid level detection sensor and the liquid level. 図9(A)は、図7(A)に示す燃料タンク中にエタノールが存在している状態でこの燃料タンクにガソリンを給油している状態を示す概略図であり、図9(B)は、図9(A)の燃料タンクにおける燃料の液位と液面検出センサにおける液面検出部の静電容量との関係を示すグラフである。FIG. 9 (A) is a schematic view showing a state where gasoline is supplied to the fuel tank in a state where ethanol is present in the fuel tank shown in FIG. 7 (A), and FIG. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the fuel level in the fuel tank of FIG. 9A and the capacitance of the liquid level detection unit in the liquid level detection sensor. 図10(A)は、図7(A)に示す燃料タンク中にガソリンが存在している状態でこの燃料タンクにエタノールを給油している状態を示す概略図であり、図10(B)は、図10(A)の燃料タンクにおける燃料の液位と液面検出センサにおける液面検出部の静電容量との関係を示すグラフである。FIG. 10 (A) is a schematic view showing a state where ethanol is supplied to the fuel tank in a state where gasoline is present in the fuel tank shown in FIG. 7 (A), and FIG. 11 is a graph showing the relationship between the fuel level in the fuel tank of FIG. 10A and the capacitance of the liquid level detection unit in the liquid level detection sensor. 図11は、実施形態1の液面測定装置が備えるセンサ回路部における液位測定スキームの一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a liquid level measurement scheme in the sensor circuit unit included in the liquid level measurement device according to the first embodiment.

1.実施形態1
以下、本発明の液位測定装置の一例について図面を参照して詳細に説明する。
図1以下において矢印UPは車体上方を示す。
1. Embodiment 1
Hereinafter, an example of the liquid level measuring device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1 and subsequent figures, the arrow UP indicates the upper side of the vehicle body.

燃料タンク10は、図1に示すように略箱形形状とされた容器であり、設置される車体などの形状や部品配置によってその形状が決定される。また燃料タンク10は燃料(ガソリンなど)による腐食への耐性、機械的強度、耐衝撃性や衝突の際の安全性などを考慮して素材が選定される。   The fuel tank 10 is a container having a substantially box shape as shown in FIG. 1, and its shape is determined by the shape of a vehicle body or the like to be installed and the component arrangement. The material of the fuel tank 10 is selected in consideration of resistance to corrosion by fuel (gasoline etc.), mechanical strength, impact resistance and safety in the event of a collision.

燃料タンク10の車体上方の面である天井面30にはポンプモジュール等の取付口22が設けられており、取付口22を外側から閉塞する蓋部28で、内部の燃料が外へ漏れ出さないように密閉される。車両上方に筒状に突出した取付口22は蓋部28で密閉される。   An attachment port 22 for a pump module or the like is provided in the ceiling surface 30 that is the upper surface of the vehicle body of the fuel tank 10, and the internal fuel does not leak outside by a lid portion 28 that closes the attachment port 22 from the outside. So that it is sealed. The mounting port 22 protruding in a cylindrical shape above the vehicle is sealed with a lid portion 28.

燃料タンク10の内部には、上面が開口した有底容器であるサブタンク31が設けられ、サブタンク31にはポンプユニット32が収容されている。燃料タンク10内部の燃料は、ポンプユニット32でくみ出され、燃料ホース(図示せず。)で外部へ送り出される構成とされている。   Inside the fuel tank 10 is provided a sub tank 31 which is a bottomed container having an open top surface, and a pump unit 32 is accommodated in the sub tank 31. The fuel inside the fuel tank 10 is pumped out by a pump unit 32 and sent out to the outside by a fuel hose (not shown).

以下、燃料タンク10の備える液位測定装置1の構成について説明する。図1および図2に示すように、液位測定装置1は、蓋部28の上面に固定されたセンサ回路部11と、センサ回路部11に接続されているとともに、燃料タンク10の底面20から蓋部28の下面に向かって延在する液位検出センサ12と、を備える。液位検出センサ12とセンサ回路部11とはワイヤハーネス21で接続されている。   Hereinafter, the configuration of the liquid level measuring device 1 provided in the fuel tank 10 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid level measuring device 1 is connected to the sensor circuit unit 11 fixed to the upper surface of the lid unit 28, the sensor circuit unit 11, and from the bottom surface 20 of the fuel tank 10. And a liquid level detection sensor 12 extending toward the lower surface of the lid portion 28. The liquid level detection sensor 12 and the sensor circuit unit 11 are connected by a wire harness 21.

液位検出センサ12は静電容量の変化によって燃料タンク10内の燃料の液位を検出する静電容量式の液位検出センサであって、図1〜図5に示すように、燃料タンク10内の燃料の液位を検出するための液位検出部13と、液位検出部13の下端において液位検出部13に対して実質的に直角に形成されたリファレンス部14と、を有する。液位検出部13とリファレンス部14とは一体的に形成されている。液位検出部13は短冊状とされているとともに、図2に示すように、サブタンク31を燃料タンク10に装着したときにリファレンス部14が燃料タンク10の底面20に当接するようにサブタンク31の側面に取り付けられている。   The liquid level detection sensor 12 is a capacitance type liquid level detection sensor that detects the liquid level of the fuel in the fuel tank 10 by a change in capacitance. As shown in FIGS. A liquid level detection unit 13 for detecting the liquid level of the internal fuel, and a reference unit 14 formed substantially perpendicular to the liquid level detection unit 13 at the lower end of the liquid level detection unit 13. The liquid level detection unit 13 and the reference unit 14 are integrally formed. The liquid level detection unit 13 is formed in a strip shape, and as shown in FIG. 2, when the sub tank 31 is attached to the fuel tank 10, the reference unit 14 contacts the bottom surface 20 of the fuel tank 10. It is attached to the side.

図3〜図5に示すように、液位検出部13およびリファレンス部14は、ポリイミド樹脂や芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂などからなるベースフィルム110を備えるとともに、液位検出部13においては、静電容量の変化によって燃料タンク10の燃料の液位を検出するための液位検出電極15がベースフィルム110上に形成され、リファレンス部14にベースフィルム110上に形成されている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the liquid level detection unit 13 and the reference unit 14 include a base film 110 made of polyimide resin, aromatic polyamide resin, aromatic polyester resin, polyether ether ketone resin, polyether sulfone resin, or the like. In the liquid level detection unit 13, a liquid level detection electrode 15 for detecting the liquid level of the fuel in the fuel tank 10 is formed on the base film 110 based on a change in electrostatic capacity. It is formed on the film 110.

液位検出電極15およびリファレンス電極16の何れも、ベースフィルム110の長手方向に一定の間隔で形成された櫛形電極111Aと、櫛形電極111Aと同一の間隔で形成され、且つ櫛形電極111Aと交互に配設された櫛形電極111Bと、を有する。櫛形電極111Aおよび櫛形電極111Bは、何れもベースフィルム110の幅方向に延在している。液位検出電極15およびリファレンス電極16の何れにおいても、櫛形電極111Aは共通リード線112Aによって並列に接続されている。一方、櫛形電極111Bは、液位検出電極15においては共通リード線112Bによって、リファレンス電極16においては共通リード線112Cによって並列に接続されている。共通リード線112A、共通リード線112B、および共通リード線112Cの上端には、ワイヤハーネス21を介してセンサ回路部11に接続するための端子113A、端子113B、および端子113Cが形成されている。   Each of the liquid level detection electrode 15 and the reference electrode 16 is formed with a comb-shaped electrode 111A formed at regular intervals in the longitudinal direction of the base film 110, and at the same interval as the comb-shaped electrode 111A, and alternately with the comb-shaped electrode 111A. A comb-shaped electrode 111B. Each of the comb-shaped electrode 111 </ b> A and the comb-shaped electrode 111 </ b> B extends in the width direction of the base film 110. In both the liquid level detection electrode 15 and the reference electrode 16, the comb-shaped electrode 111A is connected in parallel by a common lead wire 112A. On the other hand, the comb-shaped electrode 111B is connected in parallel by the common lead wire 112B in the liquid level detection electrode 15 and by the common lead wire 112C in the reference electrode 16. At the upper ends of the common lead wire 112A, the common lead wire 112B, and the common lead wire 112C, a terminal 113A, a terminal 113B, and a terminal 113C for connecting to the sensor circuit unit 11 through the wire harness 21 are formed.

図3〜図5に示すように、液位検出電極15には、他の領域よりも感度の高い、言い換えれば液位の単位変化量に対する静電容量の変化の大きな高感度領域17が、長手方向、言い換えれば燃料タンク10の高さ方向に沿って一定間隔で複数個所、本件実施形態では6箇所形成されている。なお、高感度領域17の位置と個数とは、液位検出センサ12がセンサ回路部11を介して接続されているメータの燃料計における燃料残量セグメントに合わせて設定してもよい。   As shown in FIGS. 3 to 5, the liquid level detection electrode 15 has a high sensitivity region 17 having a higher sensitivity than other regions, in other words, a high sensitivity region 17 having a large capacitance change with respect to a unit change amount of the liquid level. A plurality of locations are formed at regular intervals along the direction, in other words, the height direction of the fuel tank 10, in this embodiment, six locations. Note that the position and number of the high-sensitivity regions 17 may be set in accordance with the fuel remaining amount segment in the fuel gauge of the meter to which the liquid level detection sensor 12 is connected via the sensor circuit unit 11.

高感度領域17は、図3および図4に示すように、高感度領域17以外の領域と比較して液位検出電極15の幅方向の寸法をより大きくする、具体的には櫛形電極111Aおよび櫛形電極111Bの長さを長く設定することによって形成される。または、図5に示すように、櫛形電極111Aと櫛形電極111Bとの密度を高感度領域17以外の領域と比較して高くする、言い換えれば櫛形電極111Aと櫛形電極111Bとの間隔を高感度領域17以外の領域と比較して小さく設定することによっても高感度領域17は形成される。   As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the high sensitivity region 17 has a larger dimension in the width direction of the liquid level detection electrode 15 than the region other than the high sensitivity region 17. It is formed by setting the length of the comb-shaped electrode 111B to be long. Alternatively, as shown in FIG. 5, the density of the comb-shaped electrode 111A and the comb-shaped electrode 111B is made higher than that of the region other than the high-sensitivity region 17, in other words, the interval between the comb-shaped electrode 111A and the comb-shaped electrode 111B is increased. The high-sensitivity region 17 can also be formed by setting the region smaller than the region other than 17.

図6に示すように、センサ回路部11は、液位検出センサ12の端子113A、端子113B,および端子113Cとハーネス21を介して接続され、液位検出センサ12における液位検出部13およびリファレンス部14のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部11Aと、後述する液位判定マップおよび液位測定パターン等、種々のデータが記憶されたメモリー部11Cと、インピーダンス測定部11Aで測定されたインピーダンスに基づいて液位検出部13およびリファレンス部14の静電容量を求めるとともに、メモリー部11Cから必要なデータを呼び出し、求めた静電容量とメモリー部11Cから呼び出されたデータとから燃料タンク10内の燃料の液位を求める中央演算部11Bと、を備える。中央演算部11Bは、また、自動車のメータにおける燃料計に接続され、中央演算部11Bで求めた液位が燃料計に表示されるようにされている。   As shown in FIG. 6, the sensor circuit unit 11 is connected to the terminals 113 </ b> A, 113 </ b> B, and 113 </ b> C of the liquid level detection sensor 12 via the harness 21, and the liquid level detection unit 13 and the reference in the liquid level detection sensor 12. Based on the impedance measurement unit 11A that measures the impedance of the unit 14, a memory unit 11C that stores various data such as a liquid level determination map and a liquid level measurement pattern, which will be described later, and the impedance measured by the impedance measurement unit 11A The capacitances of the liquid level detection unit 13 and the reference unit 14 are obtained, and necessary data is called from the memory unit 11C, and the amount of fuel in the fuel tank 10 is calculated from the obtained capacitance and the data called from the memory unit 11C. A central processing unit 11B for determining the liquid level. The central processing unit 11B is also connected to a fuel gauge in an automobile meter so that the liquid level obtained by the central processing unit 11B is displayed on the fuel gauge.

空の燃料タンク10にガソリンを給油した場合、およびエタノールを給油した場合の何れにおいても、液位の変化に対する液位検出部13の静電容量Caの変化量は、高感度領域17がそれ以外の領域よりも大きい。そして、高感度領域17は液位検出電極15に等間隔に設けられている。したがって、図7(B)に示すように、ガソリンおよびエタノールの何れの場合においても、液位の変化量に対する静電容量の変化量は、高感度領域17においてはその他の領域よりも大きくなる。したがって、センサ回路部11で検出される液位検出部13の静電容量Caに対する燃料の液位のグラフは、ガソリンおよびエタノールの何れの場合においても階段状となる。   In both cases where gasoline is supplied to the empty fuel tank 10 and ethanol is supplied, the amount of change in the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 with respect to the change in the liquid level is different from that in the high sensitivity region 17. Larger than the area. And the high sensitivity area | region 17 is provided in the liquid level detection electrode 15 at equal intervals. Therefore, as shown in FIG. 7B, the change amount of the capacitance with respect to the change amount of the liquid level is larger in the high sensitivity region 17 than in the other regions in both cases of gasoline and ethanol. Therefore, the graph of the fuel level relative to the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 detected by the sensor circuit unit 11 is stepped in both cases of gasoline and ethanol.

しかしながら、ガソリンの誘電率が約2であるのに対し、エタノールの誘電率は24と大きいので、図7(B)に示すように、液位の変化量に対する液位検出部13の静電容量Caの変化量は、高感度領域17およびその他の領域の何れにおいても、エタノールの方がガソリンよりも大きくなる。但し、リファレンス部14においては、リファレンス電極16が燃料に浸漬される面積は、燃料タンク10に給油される燃料の種類によらず一定であるから、リファレンス部14の静電容量Cbは、燃料の誘電率のみに比例する。   However, since the dielectric constant of gasoline is as large as 24 while the dielectric constant of ethanol is as large as 24, as shown in FIG. 7B, the capacitance of the liquid level detection unit 13 with respect to the change amount of the liquid level. The amount of change in Ca is greater in ethanol than in gasoline in both the high sensitivity region 17 and other regions. However, in the reference unit 14, the area in which the reference electrode 16 is immersed in the fuel is constant regardless of the type of fuel supplied to the fuel tank 10, so that the capacitance Cb of the reference unit 14 is the fuel. Proportional only to dielectric constant.

したがって、燃料タンク10内の燃料が均一な場合は、何れもリファレンス部14の静電容量Cbに対する液位検出部13の静電容量Caの比率(静電容量比Ca/Cb)は、燃料の種類によらず一定であり、図8に示すように単に液位によって変動する。このため、静電容量比(Ca/Cb)と液位との関係は燃料の種類を問わず一定となる。
なお、液位に対する静電容量比Ca/Cbの変動の大きさは、高感度領域17においてはその他の領域よりも大きくなるから、図8に示すように、静電容量比(Ca/Cb)に対する液位の変化のグラフは、高感度領域17において静電容量比Ca/Cbの変動がより大きくなる階段状となる。なお、図7(B)および図8において二点鎖線は、高感度領域17の高さ方向の位置を示す。
Therefore, if the fuel in the fuel tank 10 is uniform, the ratio of the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 to the capacitance Cb of the reference unit 14 (capacitance ratio Ca / Cb) is It is constant regardless of the type, and simply varies depending on the liquid level as shown in FIG. For this reason, the relationship between the capacitance ratio (Ca / Cb) and the liquid level is constant regardless of the type of fuel.
In addition, since the magnitude | size of the fluctuation | variation of the electrostatic capacitance ratio Ca / Cb with respect to a liquid level becomes larger than the other area | region in the high sensitivity area | region 17, as shown in FIG. 8, electrostatic capacitance ratio (Ca / Cb) The graph of the change in the liquid level with respect to is a stepped shape in which the fluctuation of the capacitance ratio Ca / Cb becomes larger in the high sensitivity region 17. In FIG. 7B and FIG. 8, the alternate long and two short dashes line indicates the position of the high sensitivity region 17 in the height direction.

したがって、センサ回路部11のメモリー部11Cに図8に示す静電容量比(Ca/Cbは)に対する液位の関係を液位判定マップとして記憶しておき、燃料タンク10内部の燃料がガソリンのみの場合、エタノールのみの場合、および給油後時間が経過してガソリンとエタノールとが均一に混合した場合には、液位検出センサ12における液位検出部13およびリファレンス部14における静電容量の測定結果から静電容量比(Ca/Cb)を求め、この静電容量比(Ca/Cb)と図8の液位判定マップとから液位を求めることができる。また、センサ回路部11で検出された高感度領域17の個数から液位を求めてもよい。   Therefore, the relationship of the liquid level to the capacitance ratio (Ca / Cb) shown in FIG. 8 is stored as a liquid level determination map in the memory unit 11C of the sensor circuit unit 11, and the fuel in the fuel tank 10 is only gasoline. In the case of ethanol only, or when the time after refueling has elapsed and gasoline and ethanol are mixed uniformly, measurement of the electrostatic capacity in the liquid level detection unit 13 and the reference unit 14 in the liquid level detection sensor 12 The capacitance ratio (Ca / Cb) is obtained from the result, and the liquid level can be obtained from the capacitance ratio (Ca / Cb) and the liquid level determination map of FIG. Further, the liquid level may be obtained from the number of high sensitivity regions 17 detected by the sensor circuit unit 11.

一方、燃料タンク10の内部にエタノールが存在する場合に、エタノールよりも比重の軽いガソリンを給油すると、ガソリンとエタノールとは2層に分離することなく、図9(A)に示すように、ガソリンとエタノールとが互いに混合した状態となる。したがって、図9(B)に示すように、ガソリンの給油を開始してから燃料タンク10が満タンになるまでに高感度領域17に対応する静電容量Caの変化は5か所現れる。   On the other hand, when ethanol is present in the fuel tank 10 and gasoline having a specific gravity lower than that of ethanol is supplied, the gasoline and ethanol are not separated into two layers, as shown in FIG. And ethanol are mixed with each other. Therefore, as shown in FIG. 9B, there are five changes in the capacitance Ca corresponding to the high sensitivity region 17 from the start of gasoline supply until the fuel tank 10 becomes full.

そこで、液位検出部13の静電容量Caの変化をモニタしておき、高感度領域17を何個検出したかに基づいて給油後の液位を求めることができる。以下、この液位測定パターンを液位測定パターン1という。   Therefore, it is possible to monitor the change in the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 and obtain the liquid level after refueling based on how many high-sensitivity regions 17 are detected. Hereinafter, this liquid level measurement pattern is referred to as a liquid level measurement pattern 1.

なお、エタノール中にガソリンを給油する場合にはガソリンとエタノールとが互いに分散した状態となるから、燃料タンク10内部の燃料の状態は実質的に均一であるということができる。したがって、液位測定パターン1においてリファレンス部14の静電容量Cbもモニタし、モニタ結果から静電容量比(Ca/Cb)を求め、求めた静電容量比(Ca/Cb)と図8の液位判定マップとから液位を求めてもよい。   In addition, when gasoline is supplied into ethanol, the gasoline and ethanol are in a state of being dispersed with each other. Therefore, it can be said that the fuel state in the fuel tank 10 is substantially uniform. Accordingly, the electrostatic capacity Cb of the reference unit 14 is also monitored in the liquid level measurement pattern 1, the electrostatic capacity ratio (Ca / Cb) is obtained from the monitoring result, and the obtained electrostatic capacity ratio (Ca / Cb) is calculated according to FIG. The liquid level may be obtained from the liquid level determination map.

これに対して、燃料タンク10の内部にガソリンが存在する場合に、ガソリンよりも比重の重いエタノールを給油すると、図10(A)に示すように、ガソリンとエタノールとは直ちには混じり合うことなく、2層に分離し、エタノールが下層に、ガソリンが上層になる。そして、エタノールを給油するにつれて、ガソリンの層がエタノールの層に持ち上げられて上昇する。したがって、図10(B)に示すように、液位検出部13の静電容量Caの高感度領域17における変化は、エタノールによる変化とガソリンによる変化とが交互に現れるパターンを示す。   On the other hand, when gasoline is present inside the fuel tank 10, if ethanol having a higher specific gravity than gasoline is supplied, the gasoline and ethanol are not immediately mixed as shown in FIG. The two layers are separated, with ethanol as the lower layer and gasoline as the upper layer. As the ethanol is supplied, the gasoline layer is lifted by the ethanol layer and rises. Therefore, as shown in FIG. 10B, the change in the high sensitivity region 17 of the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 shows a pattern in which a change due to ethanol and a change due to gasoline appear alternately.

しかしながら、ガソリンはエタノールと比較して誘電率がはるかに低いから、高感度領域17において、ガソリンによる静電容量の変化量はエタノールによる誘電率の変化量よりも小さい。   However, since the dielectric constant of gasoline is much lower than that of ethanol, the amount of change in capacitance due to gasoline in the high sensitivity region 17 is smaller than the amount of change in dielectric constant due to ethanol.

そこで、高感度領域17における液位検出部13の静電容量Caの変化量について、エタノールによる変化量よりも小さく、ガソリンによる変化量よりも大きな閾値を定め、前記閾値よりも小さな変化量の静電容量Caの変化についてはカウントせず、前記閾値よりも大きな変化量の静電容量Caの変化のみを検出することとすれば、ガソリンによる高感度領域17の静電容量Caの変化は無視され、言い換えればガソリンによる高感度領域17の静電容量Caの変化はカウントされないから、正確な液位が求められる。以下、この液位測定パターンを液位測定パターン2という。   Therefore, a change amount of the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 in the high sensitivity region 17 is set to a threshold value that is smaller than the change amount due to ethanol and larger than the change amount due to gasoline. If the change in the capacitance Ca is not counted, and only the change in the capacitance Ca that is larger than the threshold is detected, the change in the capacitance Ca in the high sensitivity region 17 due to gasoline is ignored. In other words, since the change in the capacitance Ca of the high sensitivity region 17 due to gasoline is not counted, an accurate liquid level is required. Hereinafter, this liquid level measurement pattern is referred to as a liquid level measurement pattern 2.

センサ回路部11におけるメモリー部11Cには、図8の液位判定マップに加えて液位測定パターン1および液位測定パターン2に沿った測定手順も記憶されている。   The memory unit 11C in the sensor circuit unit 11 stores a measurement procedure along the liquid level measurement pattern 1 and the liquid level measurement pattern 2 in addition to the liquid level determination map of FIG.

以下、センサ回路部11において液位を求める手順について説明する。
中央演算部11Bにおいては、図11に示すフローチャートに従って燃料タンク10内の燃料の液位を求める。図11のフローチャートに示すように、中央演算部11Bにおいては、ステップS2で給油リッドが開いたか否かを判定する。給油リッドが開いたか否かの判定は、例えば給油リッドに設けられたリッドスイッチの接断によって行うことができる。
Hereinafter, a procedure for obtaining the liquid level in the sensor circuit unit 11 will be described.
In the central processing unit 11B, the fuel level in the fuel tank 10 is obtained according to the flowchart shown in FIG. As shown in the flowchart of FIG. 11, the central processing unit 11B determines whether or not the fuel supply lid is opened in step S2. The determination as to whether or not the fueling lid has been opened can be made, for example, by connecting or disconnecting a lid switch provided on the fueling lid.

ステップS2で給油リッドが開いたと判定されたら、ステップS4でセンサ回路部11を起動し、液位検出センサ12の液位検出部13の静電容量Caおよびリファレンス部14の静電容量Cbのモニタを開始する。   If it is determined in step S2 that the refueling lid has been opened, the sensor circuit unit 11 is activated in step S4, and the capacitance Ca of the liquid level detection unit 13 of the liquid level detection sensor 12 and the capacitance Cb of the reference unit 14 are monitored. To start.

センサ回路部11を起動したら、ステップS6において、燃料タンク10内部に残っている燃料がエタノールか否か判定する。ステップS6における判定は、リファレンス部14の静電容量Cbがエタノールに対応する値か、それともガソリンに対応する値かを判定することによって行うことができる。   When the sensor circuit unit 11 is activated, it is determined in step S6 whether the fuel remaining in the fuel tank 10 is ethanol. The determination in step S6 can be made by determining whether the capacitance Cb of the reference unit 14 is a value corresponding to ethanol or a value corresponding to gasoline.

ステップS6で燃料タンク10内の燃料がエタノールであると判定された場合には、ステップS8において、メモリー部11Cから液位測定パターンとして液位測定パターン1を呼び出して、センサ回路部11でモニタされている液位検出部13の静電容量Caに基づき、液位検出部13の高感度領域17が何か所燃料で浸漬されたかを検出する。または、液位測定パターン1を呼び出す代わりに、図8の液位判定マップを呼び出し、静電容量比(Ca/Cb)と図8の液位判定マップとから液位を求めてもよい。   If it is determined in step S6 that the fuel in the fuel tank 10 is ethanol, the liquid level measurement pattern 1 is called from the memory unit 11C as the liquid level measurement pattern in step S8, and is monitored by the sensor circuit unit 11. Based on the electrostatic capacitance Ca of the liquid level detection unit 13, it is detected whether the high sensitivity region 17 of the liquid level detection unit 13 is immersed in fuel. Alternatively, instead of calling the liquid level measurement pattern 1, the liquid level determination map of FIG. 8 may be called to obtain the liquid level from the capacitance ratio (Ca / Cb) and the liquid level determination map of FIG.

一方、ステップS6で燃料タンク10内の燃料がガソリンであると判定された場合には、ステップS10で給油燃料がエタノールか否かを判定する。ステップS10における判定は、たとえば給油開始後にリファレンス部14の静電容量Cbがガソリンに対応する値から変化しなかった場合はガソリンが給油されていると判定し、リファレンス部14の静電容量Cbがエタノールに対応する値まで上昇した場合にはエタノールが給油されていると判定することによって行うことができる。   On the other hand, when it is determined in step S6 that the fuel in the fuel tank 10 is gasoline, it is determined in step S10 whether or not the refueling fuel is ethanol. The determination in step S10 is, for example, when the electrostatic capacity Cb of the reference unit 14 has not changed from the value corresponding to gasoline after the start of refueling, it is determined that gasoline is being refueled, and the electrostatic capacity Cb of the reference unit 14 is When it rises to a value corresponding to ethanol, it can be determined by determining that ethanol is being supplied.

ステップS10でエタノールが給油されていると判定された場合は、ステップS12に移行して、メモリー部11Cから液位測定パターンとして液位測定パターン2を呼び出して、液位測定パターン2に沿って液位を求める。一方、ステップS10でガソリンが給油されていると判定された場合は、ステップS8に戻って液位の測定を開始する。なお、ステップ10においてエタノールとガソリンとの混合燃料が給油されているという判定項目を追加し、ステップ10においてエタノールとガソリンとの混合燃料が給油されていると判定した場合において、タンク内の燃料よりも給油燃料のほうが、エタノール濃度が高い場合においてもステップS12に移行するようにしてもよい。   If it is determined in step S10 that ethanol has been supplied, the process proceeds to step S12, the liquid level measurement pattern 2 is called from the memory unit 11C as the liquid level measurement pattern, and the liquid is measured along the liquid level measurement pattern 2. Ask for rank. On the other hand, if it is determined in step S10 that gasoline is being refueled, the flow returns to step S8 to start measuring the liquid level. In addition, in step 10, when the determination item that the mixed fuel of ethanol and gasoline is refueled is added and it is determined in step 10 that the mixed fuel of ethanol and gasoline is refueled, the fuel in the tank However, the fueling fuel may move to step S12 even when the ethanol concentration is higher.

実施形態1の液位測定装置1は、燃料タンク10にガソリンまたはエタノールが給油される場合に対応したものであるが、ガソリンと、メタノール、プロパノール、またはブタノールとの組み合わせ、軽油とエタノールとの組み合わせ、および軽油と、メタノール、プロパノール、またはブタノールとの組み合わせにも適用できる。   The liquid level measuring device 1 according to the first embodiment corresponds to the case where gasoline or ethanol is supplied to the fuel tank 10, but a combination of gasoline and methanol, propanol, or butanol, or a combination of light oil and ethanol. And combinations of light oil and methanol, propanol, or butanol.

実施形態1の液位測定装置1は、燃料タンク10に同種の燃料を給油する場合、およびエタノールやメタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が存在する燃料タンク10に、ガソリンや軽油などの炭化水素系燃料を給油する場合だけでなく、炭化水素系燃料が存在する燃料タンク10タンクにアルコール類を給油する場合にも正確な液位が求められる。   The liquid level measuring apparatus 1 according to the first embodiment includes hydrocarbons such as gasoline and light oil when fuel of the same type is supplied to the fuel tank 10 and in the fuel tank 10 in which alcohols such as ethanol, methanol, propanol, and butanol exist. An accurate liquid level is required not only when fuel is supplied, but also when alcohol is supplied to the fuel tank 10 where hydrocarbon fuel is present.

また、液位検出センサ12において、液位検出部13に形成された液位検出電極15には、一定間隔で高感度領域17が形成されているから、燃料タンク10に同種の燃料を給油する場合、およびエタノールやメタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が存在する燃料タンク10に、ガソリンや軽油などの炭化水素系燃料を給油する場合においても、液位検出電極15に高感度領域17が形成されていない場合と比較して、高感度領域17の検出個数に基づいてより正確な液位を求めることができる。   Further, in the liquid level detection sensor 12, the liquid level detection electrode 15 formed in the liquid level detection unit 13 is formed with high sensitivity regions 17 at regular intervals, so that the same kind of fuel is supplied to the fuel tank 10. In this case, and in the case where hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil is supplied to the fuel tank 10 in which alcohols such as ethanol, methanol, propanol, and butanol are present, the high sensitivity region 17 is formed in the liquid level detection electrode 15. Compared with the case where it is not performed, a more accurate liquid level can be calculated | required based on the detected number of the high sensitivity area | regions 17. FIG.

1 液位測定装置
10 燃料タンク
11 センサ回路部
11A インピーダンス測定部
11B 中央演算部
11C メモリー部
12 液位検出センサ
13 液位検出部
14 リファレンス部
15 液位検出電極
16 リファレンス電極
17 高感度領域
110 ベースフィルム
111A 櫛形電極
111B 櫛型電極
112A 共通リード線
112B 共通リード線
112C 共通リード線
113A 端子
113B 端子
113C 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid level measurement apparatus 10 Fuel tank 11 Sensor circuit part 11A Impedance measurement part 11B Central processing part 11C Memory part 12 Liquid level detection sensor 13 Liquid level detection part 14 Reference part 15 Liquid level detection electrode 16 Reference electrode 17 High sensitivity area 110 Base Film 111A Comb electrode 111B Comb electrode 112A Common lead wire 112B Common lead wire 112C Common lead wire 113A terminal 113B terminal 113C terminal

Claims (4)

タンクの底面から前記タンクの上面に向かって配設されているとともに、前記タンク内の液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、他の領域と比較してより大きな高感度領域が、前記タンクの高さ方向に沿って一定間隔で複数個所形成された液位検出センサと、
前記液位検出センサにおける静電容量の変化量を検出し、検出した静電容量の変化量に基づき、前記タンク内の液体に浸漬された高感度領域の個数を求め、この個数に基づいて前記タンク内の液位を求めるとともに、前記液位検出センサの高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、予め定められた閾値以下の場合は、前記高感度領域の検出を無視して液位を求めるセンサ回路部と、
を備えている液位測定装置。
It is arranged from the bottom surface of the tank toward the upper surface of the tank, and the amount of change in capacitance with respect to the amount of change in liquid level in the tank is higher than that in other regions. A liquid level detection sensor in which a plurality of regions are formed at regular intervals along the height direction of the tank,
The amount of change in capacitance in the liquid level detection sensor is detected, and based on the detected amount of change in capacitance, the number of high-sensitivity regions immersed in the liquid in the tank is obtained. When the liquid level in the tank is determined and the amount of change in capacitance with respect to the amount of change in the liquid level in the high sensitivity region of the liquid level detection sensor is equal to or less than a predetermined threshold, the high sensitivity region A sensor circuit unit that determines the liquid level ignoring detection of
A liquid level measuring device.
前記液位検出センサは、前記液位検出センサの幅方向に延在するとともに前記液位検出センサの長手方向に沿って一定の間隔で配列された一群の液位検出電極を有するとともに、
前記高感度領域においては、前記液位検出センサにおける高感度領域以外の領域と比較して前記液位検出電極の長さがより長く設定されている
請求項1に記載の液位測定装置。
The liquid level detection sensor includes a group of liquid level detection electrodes that extend in the width direction of the liquid level detection sensor and are arranged at regular intervals along the longitudinal direction of the liquid level detection sensor.
2. The liquid level measurement device according to claim 1, wherein in the high sensitivity region, a length of the liquid level detection electrode is set longer than a region other than the high sensitivity region in the liquid level detection sensor.
前記液位検出センサは、前記液位検出センサの幅方向に延在するとともに前記液位検出センサの長手方向に沿って配列された一群の液位検出電極を有するとともに、
前記高感度領域においては、前記液位検出センサにおける高感度領域以外の領域と比較して前記液位検出電極の密度がより大きく設定されている
請求項1に記載の液位測定装置。
The liquid level detection sensor has a group of liquid level detection electrodes extending in the width direction of the liquid level detection sensor and arranged along the longitudinal direction of the liquid level detection sensor,
2. The liquid level measurement device according to claim 1, wherein in the high sensitivity region, the density of the liquid level detection electrode is set larger than that of a region other than the high sensitivity region in the liquid level detection sensor.
前記タンクには、炭化水素系燃料、アルコール類、またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物の何れかが給油されるとともに、
前記タンク内に炭化水素系燃料が存在するとともに、アルコール類またはアルコール類と炭化水素系燃料との混合物が前記タンクに給油される場合においては、前記センサ回路部は、前記高感度領域における液位の変化量に対する静電容量の変化量の大きさが、前記炭化水素系燃料に対応する変化量より大きく、前記アルコール類に対応する変化量より小さい値として予め定められた閾値以下のとき前記高感度領域における静電容量の検出値を無視して液位を求める
請求項1〜3の何れか1項に記載の液位測定装置。
The tank is supplied with either hydrocarbon fuel, alcohol, or a mixture of alcohol and hydrocarbon fuel,
In the case where hydrocarbon fuel is present in the tank and alcohol or a mixture of alcohol and hydrocarbon fuel is supplied to the tank, the sensor circuit unit is configured to detect the liquid level in the high sensitivity region. When the amount of change in capacitance with respect to the amount of change is greater than the amount of change corresponding to the hydrocarbon-based fuel and smaller than the amount of change corresponding to the alcohols, the value is less than a predetermined threshold value. The liquid level measuring device according to claim 1, wherein the liquid level is obtained by ignoring the detected capacitance value in the sensitivity region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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