JP4120554B2 - 車両用液面検出装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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。

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。
特開平６−２４９６９７号

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図２は、図１のＩＩ矢視図である。

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。

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。

以下に、燃料液面検出装置１の構成について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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Ｈ_Ｂ）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。

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。

（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。

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。

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Ｈ_Ｂ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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施形態による燃料液面検出装置１の部分断面図である。 図1中におけるＩＩ矢視図である。 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。 本発明の一実施形態による燃料液面検出装置１におけるバフルプレート６の変形例の平面図を示す。 本発明の一実施形態による燃料液面検出装置１におけるバフルプレート６の他の変形例の平面図を示す。

符号の説明

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
Ｈ_Ｂ 液面高さ
Ｌ 全長
ΔＬ 長さ

Claims (4)

1. 液体を貯蔵するタンクと、
   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。
2. 前記仕切り板の下面は、前記タンクの前記液体貯蔵量が最大時の９０％時の液面位置以上液面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用液面検出装置。
3. 前記第２筒は、前記超音波発振素子の軸線上に沿った超音波が前記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、
   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。
4. 前記仕切り板は前記第２筒とは別の部品として形成されて前記前記第２筒に固定されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用液面検出装置。

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