JP4254457B2 - Vehicle level detection device - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載されて液体の液面位置を検出する車両用液面検出装置に関するものであり、たとえば自動車に装備される燃料タンク内の燃料液面を検出する用途に用いて好適である。   The present invention relates to a vehicular liquid level detection device that is mounted on a vehicle and detects a liquid level position of the liquid, and is suitable for use in detecting a fuel liquid level in a fuel tank installed in an automobile, for example. is there.

従来、車両、たとえば自動車等において、タンク内に貯蔵される液体量、たとえば燃料量を検出するための手段として、燃料液面を検出する車両用液面検出装置がある。これは、燃料の表面に浮くフロートに回動腕を設け、液面の変動によるフロートの位置変化に応じて回動腕を回動させ、その回動角度変化をたとえば電気抵抗変化に変換するものが一般的である。しかしながら、このような機械式の液面検出装置は、体格が大きく設置場所が制限される、あるいは検出精度があまり良くない、等の問題があった。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle such as an automobile, there is a vehicle liquid level detection device that detects a fuel liquid level as means for detecting the amount of liquid stored in a tank, for example, the amount of fuel. This is because a floating arm is provided on the float that floats on the surface of the fuel, the rotating arm is rotated in accordance with the change in the position of the float due to the fluctuation of the liquid level, and the change in the rotation angle is converted into, for example, a change in electrical resistance. Is common. However, such a mechanical liquid level detection device has problems such as a large physique and a limited installation location, or poor detection accuracy.

このような問題を解決するために、液面を機械的に検出するのではなく、たとえば、超音波を発射し液面からの反射波を受信して液面を検出する方法、つまり非接触式検出法が提案されている。   In order to solve such a problem, instead of mechanically detecting the liquid level, for example, a method of detecting the liquid level by emitting an ultrasonic wave and receiving a reflected wave from the liquid level, that is, a non-contact type Detection methods have been proposed.

たとえば、超音波発振素子と筒体を備える超音波センサを液体容器中の底部に配置される筒体の一端側開口部に超音波発振素子を配置し、筒体の他端側に超音波発振素子から発せられた超音波を筒体に設けられた開口部を通して液面に向けて反射する反射体を配置した構成のものがある(たとえば、特許文献1参照)。   For example, an ultrasonic sensor including an ultrasonic oscillation element and a cylinder is disposed at one end opening of a cylinder disposed at the bottom of the liquid container, and an ultrasonic oscillation is performed at the other end of the cylinder. There is a configuration in which a reflector that reflects ultrasonic waves emitted from an element toward a liquid surface through an opening provided in a cylindrical body is disposed (for example, see Patent Document 1).

このような液面検出装置では、超音波発振素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発振素子が受信するまでの時間、すなわち、超音波が、超音波発振素子と液面の間を往復するのに要する時間を測定し、それに基づいて液面位置を検出している。   In such a liquid level detection device, the time from when the ultrasonic oscillation element emits the ultrasonic wave until the ultrasonic oscillation element receives the reflected wave of the ultrasonic wave at the liquid level, that is, the ultrasonic wave is The time required to reciprocate between the acoustic wave oscillating element and the liquid surface is measured, and the liquid surface position is detected based on the measured time.

これにより、液面検出装置の体格を小型化できると共に、検出精度を向上することができる。
特開平11−153471号
Thereby, the physique of a liquid level detection apparatus can be reduced in size, and detection accuracy can be improved.
JP 11-153471 A

上述した従来の液面検出装置において、筒体は正方形横断面を有し、超音波発振素子は、筒体に同軸的に配置されている。   In the above-described conventional liquid level detection device, the cylinder has a square cross section, and the ultrasonic oscillation element is coaxially disposed on the cylinder.

また、筒体は軸方向を液面と平行にタンク底部に取り付けられているので、超音波発振素子の中心軸方向も液面と平行となっている。また、反射体は、反射体で反射し液面に向かう超音波発振素子の中心軸方向の超音波の経路と液面からの反射波の経路とが一致するように、液面に対して45°傾斜した斜面として形成されている。これにより、超音波発振素子の中心軸上を進む超音波は、液面で反射し往路と同じ経路を辿って超音波発振素子に入射する。   Further, since the cylindrical body is attached to the tank bottom portion with the axial direction parallel to the liquid surface, the central axial direction of the ultrasonic oscillation element is also parallel to the liquid surface. In addition, the reflector is 45 with respect to the liquid surface so that the path of the ultrasonic wave in the central axis direction of the ultrasonic oscillation element reflected by the reflector and traveling toward the liquid surface coincides with the path of the reflected wave from the liquid surface. ° It is formed as an inclined slope. Thereby, the ultrasonic wave traveling on the central axis of the ultrasonic oscillation element is reflected on the liquid surface and enters the ultrasonic oscillation element along the same path as the forward path.

ところで、超音波発振素子からは超音波が放射状、且つ円錐状に発射される。このため、超音波発振素子から発射された超音波の一部、つまり超音波発振素子の中心軸方向からそれる方向に進行する超音波は、反射体に到達する前に超音波の伝播経路である筒体内壁に入射しそこで乱反射する。このように、筒体内壁で乱反射を繰返しながら、反射体、液面、反射体を経て超音波発振素子に入射する超音波の伝播経路長さは、上述した超音波発振素子の中心軸上を進む超音波の伝播経路よりも長くなる。このために、液面検出に誤差が生じる、つまり正確な液面検出が行えなくなる可能性がある。   By the way, ultrasonic waves are emitted radially and conically from the ultrasonic oscillator. For this reason, a part of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element, that is, an ultrasonic wave traveling in a direction deviating from the central axis direction of the ultrasonic oscillation element, is transmitted along the ultrasonic propagation path before reaching the reflector. It enters the wall of a cylinder and diffuses there. As described above, the propagation path length of the ultrasonic wave incident on the ultrasonic oscillation element through the reflector, the liquid surface, and the reflector while repeating irregular reflection on the wall of the cylindrical body is on the central axis of the ultrasonic oscillation element described above. It becomes longer than the propagation path of the traveling ultrasonic wave. For this reason, an error may occur in liquid level detection, that is, accurate liquid level detection may not be performed.

また、従来の液面検出装置では、筒体は正方形横断面を有している。一方、超音波発振素子からは超音波が放射状、且つ円錐状に発射される。正方形断面の伝播経路内を円錐状に放射される超音波が進行するため、筒体の四隅部で超音波の干渉が発生し、超音波の伝播エネルギが減少する。これにより、超音波発振素子に入射する液面からの反射波のエネルギが低下し、それに応じて超音波発振素子が発する検出信号レベルも低下し、正確な液面検出が行えなくなる可能性がある。   Moreover, in the conventional liquid level detection apparatus, the cylinder has a square cross section. On the other hand, ultrasonic waves are emitted radially and conically from the ultrasonic oscillator. Since the ultrasonic wave radiated in a conical shape travels in the propagation path of the square cross section, ultrasonic interference occurs at the four corners of the cylindrical body, and the ultrasonic propagation energy decreases. As a result, the energy of the reflected wave from the liquid surface incident on the ultrasonic oscillating element is reduced, and the detection signal level emitted by the ultrasonic oscillating element is also lowered accordingly, which may prevent accurate liquid level detection. .

さらに、従来の液面検出装置では、筒体は、超音波発振素子と反射体間に設けられており、反射体と液面間には設置されていない。このため、液面で反射した超音波がタンク内のあらゆる方向に拡散して、反射体に再入射する反射波のエネルギが小さくなり、したがって、超音波発振素子に入射する液面からの反射波のエネルギが低下し、正確な液面検出が行えなくなる可能性がある。   Furthermore, in the conventional liquid level detection apparatus, the cylinder is provided between the ultrasonic oscillation element and the reflector, and is not provided between the reflector and the liquid level. For this reason, the ultrasonic wave reflected from the liquid surface is diffused in all directions in the tank, and the energy of the reflected wave re-entering the reflector is reduced. Therefore, the reflected wave from the liquid surface incident on the ultrasonic oscillation element is reduced. Energy may be reduced and accurate liquid level detection may not be performed.

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、筒体の構成に工夫を凝らして、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle liquid level detection device capable of highly accurate liquid level detection by devising a configuration of a cylindrical body. is there.

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。   The present invention employs the following technical means to achieve the above object.

本発明の請求項1に記載の車両用液面検出装置では、液体を貯蔵するタンクと、タンク内の底部に配置される超音波発振素子と、超音波発振素子が発射した超音波をタンク内の液体の液面に向けて反射する反射面を備える反射部材とを備え、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、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1筒の内径および第2筒の内径はほぼ等しく形成され、第1筒の内径および第2筒の内径は超音波発振素子の超音波を発射する発振面の直径よりも小さく形成される構成としている。 In the liquid level detecting device for a vehicle according to claim 1 of the present invention, a tank for storing liquid, an ultrasonic oscillation element arranged at the bottom of the tank, and an ultrasonic wave emitted by the ultrasonic oscillation element in the tank And a reflection member having a reflection surface that reflects toward the liquid surface of the liquid, and the reflected wave reflected by the liquid surface of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element is received by the ultrasonic oscillation element through the reflection surface In the vehicular liquid level detection apparatus that detects the liquid level position, the first cylinder having a cylindrical shape that is an ultrasonic wave propagation path between the ultrasonic oscillation element and the reflection member, and the ultrasonic wave between the reflection member and the liquid level And a second cylinder having a cylindrical shape as a propagation path, the inner diameter of the first cylinder and the inner diameter of the second cylinder are substantially equal , and the inner diameter of the first cylinder and the inner diameter of the second cylinder are configured to be smaller than the diameter of the oscillation plane to fire ultrasonic It is.

この場合、第1筒および第2筒の断面形状を円形としたことにより、従来の液面検出装置における断面正方形の筒体の四隅部での超音波の干渉による超音波の伝播エネルギ減少を防止して、液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルを高めることができる。それにより高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供できる。   In this case, the first and second cylinders have a circular cross-sectional shape, thereby preventing a reduction in ultrasonic propagation energy due to ultrasonic interference at the four corners of the cylinder having a square cross section in the conventional liquid level detection device. As a result, the level of the detection signal emitted from the ultrasonic oscillation element due to the reflected wave from the liquid surface can be increased. As a result, it is possible to provide a vehicular liquid level detection device capable of highly accurate liquid level detection.

ここで、超音波が円管路内に満たされた液体中を進行するときの伝播速度は、円管路の弾性係数、円管路の半径の関数となっている。したがって、超音波が円管路内に満たされた液体中を進行する際に円管路の半径が変化すると、それに応じて超音波の伝播速度が変化し、そのために超音波の伝播エネルギ損失が生じる。   Here, the propagation speed when the ultrasonic wave travels in the liquid filled in the circular pipe line is a function of the elastic coefficient of the circular pipe line and the radius of the circular pipe line. Therefore, if the radius of the circular pipe line changes as the ultrasonic wave travels in the liquid filled in the circular pipe line, the propagation speed of the ultrasonic wave changes accordingly. Arise.

本発明の請求項に記載の車両用液面検出装置では、第1筒および第2筒を同一材質から形成し且つ第1筒および第2筒の内径を等しく形成したことにより、第1筒内における液体中の超音波の伝播速度と、第2筒内における液体中の超音波の伝播速度とをほぼ等しくできるので、第1筒、第2筒間遷移時における超音波の伝播エネルギ損失を抑制して、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供できる。 In the liquid level detecting device for a vehicle according to claim 2 of the present invention, the first cylinder and the second cylinder are formed of the same material, and the inner diameters of the first cylinder and the second cylinder are formed to be equal to each other. Since the propagation speed of the ultrasonic wave in the liquid in the inside and the propagation speed of the ultrasonic wave in the liquid in the second cylinder can be made substantially equal, the propagation energy loss of the ultrasonic wave at the transition between the first cylinder and the second cylinder can be reduced. It is possible to provide a vehicular liquid level detection device capable of suppressing liquid level detection with high accuracy.

本発明の請求項に記載の車両用液面検出装置では、第1筒の壁厚および第2筒の壁厚はほぼ等しく形成される構成としている。 In the liquid level detecting device for a vehicle according to claim 3 of the present invention, the wall thickness of the first cylinder and the wall thickness of the second cylinder are formed to be substantially equal.

これにより、第1筒内における液体中の超音波の伝播速度と、第2筒内における液体中の超音波の伝播速度とを等しくできるので、第1筒、第2筒間遷移時における超音波の伝播エネルギ損失を確実に抑制して液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルを高め、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供できる。   Thereby, since the propagation speed of the ultrasonic wave in the liquid in the first cylinder and the propagation speed of the ultrasonic wave in the liquid in the second cylinder can be made equal, the ultrasonic wave at the time of transition between the first cylinder and the second cylinder Therefore, it is possible to provide a vehicular liquid level detection device capable of highly accurately detecting the liquid level by reliably suppressing the propagation energy loss and increasing the detection signal level generated by the ultrasonic oscillation element by the reflected wave from the liquid level.

液体中を超音波が伝播する際に、何らかの原因、たとえば超音波が伝播する管路の形状、材質等の変化により超音波の伝播速度が変化すると、超音波エネルギ損失が生じる。このため、車両用液面検出装置においては、液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルが低下し高精度な液面検出が困難となる場合がある。   When the ultrasonic wave propagates in the liquid, ultrasonic energy loss occurs when the ultrasonic wave propagation speed changes due to some cause, for example, a change in the shape and material of a pipe line through which the ultrasonic wave propagates. For this reason, in the vehicle liquid level detection device, the detection signal level emitted from the ultrasonic oscillation element is lowered by the reflected wave from the liquid level, and it may be difficult to detect the liquid level with high accuracy.

この場合、本発明の請求項に記載の車両用液面検出装置のような構成、すなわち、第1筒および第2筒は異なる材質から形成され、第1筒の内径および第2筒の内径をほぼ等しく形成し、第1筒の壁厚および第2筒の壁厚を、第1筒内における液体中の音速と第2筒内における液体中の音速が等しくなるように設定すれば、第1筒、第2筒間遷移時における超音波の伝播エネルギ損失を確実に抑制して液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルを高め、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供できる。 In this case, the configuration of the liquid level detecting device for a vehicle according to claim 4 of the present invention, that is, the first cylinder and the second cylinder are formed of different materials, and the inner diameter of the first cylinder and the inner diameter of the second cylinder. And the wall thickness of the first cylinder and the wall thickness of the second cylinder are set so that the speed of sound in the liquid in the first cylinder and the speed of sound in the liquid in the second cylinder are equal. The ultrasonic wave propagation energy loss at the time of transition between one cylinder and the second cylinder is surely suppressed, and the detection signal level generated by the ultrasonic oscillation element by the reflected wave from the liquid surface is increased, thereby enabling highly accurate liquid surface detection. A liquid level detecting device for a vehicle can be provided.

また、第2筒を第1筒とは異なる材質、つまり別部品として形成している。これにより、最大液体貯蔵時における液面高さの異なる複数種類のタンクに対応して複数種類の車両用液面検出装置を製作する場合、超音波発振素子、第1筒および反射部材は共通仕様とし、反射面から液面までの超音波伝播経路である第2筒の長さを複数種類設定するという容易な方法が可能になり、コスト上昇を必要最小限度に抑えて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。   Further, the second cylinder is formed as a material different from the first cylinder, that is, as a separate part. Accordingly, when manufacturing a plurality of types of vehicle liquid level detection devices corresponding to a plurality of types of tanks having different liquid level heights during maximum liquid storage, the ultrasonic oscillation element, the first cylinder and the reflecting member are common specifications. And an easy method of setting a plurality of types of the second cylinder, which is an ultrasonic wave propagation path from the reflecting surface to the liquid surface, is possible, and a plurality of types of vehicle liquids are provided with a minimum cost increase. A surface detection device can be manufactured.

本発明の請求項に記載の車両用液面検出装置では、第1筒の内径および第2筒の内径は超音波発振素子の超音波を発射する発振面の直径よりも小さく形成される構成としている。 In the vehicle level detecting apparatus according to claim 1 of the present invention, the inner diameter and the inner diameter of the second cylinder of the first cylinder is smaller than the diameter of the oscillation plane to fire ultrasonic ultrasonic oscillation device configuration It is said.

超音波発振素子の発振面直径よりも大きい直径の第1筒内へ超音波を発射する場合、つまり発振面の外縁から第1筒内壁までの距離が大きい場合、超音波が内壁に到達するまでの間の減衰割合が大きくなるので、液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルが低くなるという問題が生じる。   When the ultrasonic wave is emitted into the first cylinder having a diameter larger than the oscillation surface diameter of the ultrasonic oscillation element, that is, when the distance from the outer edge of the oscillation surface to the inner wall of the first cylinder is large, the ultrasonic wave reaches the inner wall. As a result, the detection signal level generated by the ultrasonic oscillating element is lowered by the reflected wave from the liquid surface.

そこで、本発明の請求項に記載の車両用液面検出装置のような構成とすれば、発振面から発射された超音波のエネルギの減衰を抑制して、液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルを高め、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供できる。 Therefore, with the configuration such as a vehicle for liquid level detecting apparatus according to claim 1 of the present invention, by suppressing the attenuation of the ultrasound energy emitted from the oscillation plane, the reflected wave from the liquid surface Ultra It is possible to provide a vehicular liquid level detection device capable of increasing the detection signal level generated by the sound wave oscillating element and capable of detecting the liquid level with high accuracy.

以下、本発明の一実施形態による車両用液面検出装置を、自動車の燃料タンク内の燃料液面位置を検出するための燃料液面検出装置1に適用した場合を例に図に基づいて説明する。   Hereinafter, an example in which a vehicle liquid level detection device according to an embodiment of the present invention is applied to a fuel liquid level detection device 1 for detecting a fuel liquid level position in a fuel tank of an automobile will be described with reference to the drawings. To do.

図1は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における、液体としての燃料8を貯蔵するタンクである燃料タンク2の部分断面図である。図1において、図の上下方向が自動車の上下方向である。また、図1中における液面81は、燃料タンク2内に貯蔵される燃料8量が最大時、すなわち満タン時における液面位置を示している。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a fuel tank 2 that is a tank for storing fuel 8 as a liquid in a fuel level detecting device 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the vertical direction in the figure is the vertical direction of the automobile. Further, a liquid level 81 in FIG. 1 indicates a liquid level position when the amount of fuel 8 stored in the fuel tank 2 is maximum, that is, when the fuel tank 2 is full.

図2は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における電気回路構成を説明する模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an electric circuit configuration in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention.

燃料液面検出装置1は、図1に示すように、タンクである燃料タンク2、超音波発振素子である超音波素子3、第1筒であるガイドパイプ4、ガイドパイプ4と一体的に形成される反射部材である反射板41、および第2筒であるガイドパイプ5から構成されている。すなわち、図1に示すように、燃料タンク2の底面21にガイドパイプ4が取り付けられている。   As shown in FIG. 1, the fuel level detection device 1 is integrally formed with a fuel tank 2 that is a tank, an ultrasonic element 3 that is an ultrasonic oscillation element, a guide pipe 4 that is a first cylinder, and a guide pipe 4. The reflecting plate 41 is a reflecting member and the guide pipe 5 is a second cylinder. That is, as shown in FIG. 1, the guide pipe 4 is attached to the bottom surface 21 of the fuel tank 2.

以下に、燃料液面検出装置1の構成について説明する。   Below, the structure of the fuel liquid level detection apparatus 1 is demonstrated.

超音波発振素子である超音波素子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6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をガイドパイプ4内に対向させて固定されている。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic element 3 that is an ultrasonic oscillation element is fixed to one end of a guide pipe 4 to be described later via a bracket 6. That is, as shown in FIG. 1, an oscillation surface for emitting ultrasonic waves is fixed to face the guide pipe 4.

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7を備えており、リード線7は、ブラケット6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7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7を介して外部に出力される。また、超音波素子3の発振面31は円形に形成されている。   The ultrasonic element 3 is made of a material having a piezo effect (a characteristic that changes in volume when a voltage is applied, and generates a voltage when receiving an external force), such as PZT (lead zirconate titanate). Yes. As shown in FIG. 1, the ultrasonic element 3 includes a lead wire 7 for connecting to an external electric circuit. The lead wire 7 extends outside the bracket 6 and is airtight outside the fuel tank 2. Has been drawn to. That is, when a pulse voltage is applied to the ultrasonic element 3 through the lead wire 7, the oscillation surface 31 vibrates, and thereby ultrasonic waves are emitted from the oscillation surface 31 into the fuel 8. On the other hand, when the reflected wave reflected by the liquid surface reaches the oscillating surface 31 and the oscillating surface 31 vibrates due to the pressure action, the ultrasonic element 3 generates a voltage, which causes the lead wire 7 as an output signal. Output to the outside. The oscillation surface 31 of the ultrasonic element 3 is formed in a circular shape.

ブラケット6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6は、図1に示すように、ガイドパイプ4の一端側(図1において右側)に、超音波素子3の発振面をガイドパイプ4の他端に向けて、すなわち、超音波素子3が発射する超音波が、ガイドパイプ4の他端側に向けて伝播するようにして固定されている。   The bracket 6 is made of resin or metal, and holds and fixes the ultrasonic element 3. Further, as shown in FIG. 1, the bracket 6 is arranged on one end side (right side in FIG. 1) of the guide pipe 4 with the oscillation surface of the ultrasonic element 3 facing the other end of the guide pipe 4, that is, the ultrasonic element. The ultrasonic wave emitted by 3 is fixed so as to propagate toward the other end side of the guide pipe 4.

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6を介して超音波素子3が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。ガイドパイプ4は、断面形状円筒形に形成され、図1に示すように、内径寸法d、肉厚tとなっている。また、ガイドパイプ4の内径寸法dは、発振面31の直径Dより小さく設定されている。 The guide pipe 4 is made of, for example, a resin material or a metal material. In the fuel level detecting device 1 according to one embodiment of the present invention, the guide pipe 4 is formed of an aluminum die casting alloy. The ultrasonic element 3 is attached to one end side (right side in FIG. 1) of the guide pipe 4 via a bracket 6. In addition, a reflecting plate 41 as a reflecting member is disposed on the other end side (left side in FIG. 1) of the guide pipe 4. The reflection plate 41 is formed integrally with the guide pipe 4 from an alloy for aluminum die casting. The reflection plate 41 is provided with a reflection surface 42 that reflects the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic element 3 toward the liquid surface 81 in the fuel tank 2. That is, the guide pipe 4 forms an ultrasonic propagation path between the ultrasonic element 3 and the reflection plate 41. The guide pipe 4 is formed in a cylindrical shape in cross section, and has an inner diameter d 1 and a wall thickness t 1 as shown in FIG. The inner diameter d 1 of the guide pipe 4 is set smaller than the diameter D 3 of the oscillation surface 31.

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の軸上の伝播経路Aを進む超音波は、反射面42で反射して液面81に到達し液面81で反射した後、往路と同じ経路を辿って発振面31に入射する。   As shown in FIG. 1, the reflection surface 42 directs the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic element 3 and traveling along the propagation path A on the axis of the ultrasonic element 3 toward the liquid surface 81, and the incident angle to the liquid surface 81. Is set to reflect in the direction in which the angle becomes 0 °, that is, in the direction orthogonal to the liquid surface 81. That is, as shown in FIG. 1, the reflecting surface 42 is provided with an inclination of 45 ° with respect to the liquid surface. Thereby, the ultrasonic wave emitted from the oscillation surface 31 of the ultrasonic element 3 and traveling along the propagation path A on the axis of the ultrasonic element 3 is reflected by the reflecting surface 42, reaches the liquid surface 81, and is reflected by the liquid surface 81. Thereafter, the light enters the oscillation surface 31 along the same path as the forward path.

反射板41には、図1に示すように、反射面42および液面間の超音波伝播経路である第2筒としてのガイドパイプ5が装着されている。   As shown in FIG. 1, a guide pipe 5 as a second cylinder, which is an ultrasonic wave propagation path between the reflecting surface 42 and the liquid surface, is attached to the reflecting plate 41.

ガイドパイプ5は、ステンレス鋼製の円管から内径寸法d、肉厚tとして形成され、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。ガイドパイプ5の全長寸法Lは、図1に示すように、ガイドパイプ5の液面81側先端が、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である液面81よりも、長さΔLだけ上方に突出するように設定されている。また、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、ガイドパイプ5の内径寸法dは、ガイドパイプ4の内径寸法dと等しく設定されている。 The guide pipe 5 is formed from a stainless steel circular tube with an inner diameter dimension d 2 and a wall thickness t 2 , and is fixed to the reflection plate 41 portion of the guide pipe 4 by, for example, press-fitting as shown in FIG. . As shown in FIG. 1, the total length L of the guide pipe 5 is such that the tip of the guide pipe 5 at the liquid level 81 side is the liquid level position when the amount of fuel 8 stored in the fuel tank 2 is maximum, that is, when the tank is full. The liquid level 81 is set so as to protrude upward by a length ΔL. In the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, the inner diameter d 2 of the guide pipe 5 is set equal to the inner diameter d 1 of the guide pipe 4.

ここで、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、ガイドパイプ4の肉厚寸法dおよびガイドパイプ5の肉厚寸法dは、ガイドパイプ4内における燃料8中の音速cとガイドパイプ5内における燃料8中の音速cとが等しくなるように設定されている。 Here, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, the thickness d 1 of the guide pipe 4 and the thickness d 2 of the guide pipe 5 are the sound velocity c in the fuel 8 in the guide pipe 4. 1 and the speed of sound c 2 in the fuel 8 in the guide pipe 5 are set to be equal.

以下に、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、ガイドパイプ4の肉厚寸法dおよびガイドパイプ5の肉厚寸法dを設定する際の考え方について説明する。 Hereinafter, in an embodiment a fuel level detecting device according to one of the present invention will be described concept for setting the wall thickness d 2 of the wall thickness d 1 and the guide pipe 5 of the guide pipe 4.

先ず、液体で満たされた管内における液体中の音速は、以下に示す式により求められる(数式1参照)。   First, the speed of sound in the liquid in the tube filled with the liquid is obtained by the following equation (see Equation 1).

(数1)
/c=(1+2E/E*a/h)−1/2
数式1において、cは管内における液体音速、cは液体音速、Eは液体の体積弾性率、Eは管壁材料の縦弾性係数、aは管の内半径、hは管壁厚さである。
(Equation 1)
c 0 / c = (1 + 2E 0 / E M * a / h) -1/2
In Equation 1, c 0 is the liquid sound velocity in the tube, c is the liquid sound velocity, E 0 is the bulk modulus of the liquid, E M is the longitudinal elastic modulus of the tube wall material, a is the inner radius of the tube, and h is the tube wall thickness. It is.

数式1を用いて本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における両ガイドパイプ4、5内の燃料8音速を表してみる。   Using Equation 1, the sound speed of the fuel in the two guide pipes 4 and 5 in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention is expressed.

ガイドパイプ4内における燃料8音速をc、ガイドパイプ4材料の縦弾性係数をEM1、ガイドパイプ5内における燃料8音速をc、ガイドパイプ5材料の縦弾性係数をEM2、燃料8音速をc、燃料8の体積弾性率をEとすると、ガイドパイプ4内の燃料8音速cおよびガイドパイプ5内の燃料8音速をcは、それぞれ以下に示す式で表される(数式2、3参照)。 The fuel 8 sonic velocity in the guide pipe 4 is c 1 , the longitudinal elastic modulus of the guide pipe 4 material is E M1 , the fuel 8 sonic velocity in the guide pipe 5 is c 2 , the longitudinal elastic modulus of the guide pipe 5 material is E M2 , and the fuel 8. When the speed of sound and c F, E F the bulk modulus of the fuel 8, fuel 8 sound velocity c 1 and the guide pipe c 2 fuel 8 sound velocity in 5 of the guide pipe 4 is represented by the formula shown below, respectively (See Formulas 2 and 3).

(数2)
/c=(1+2E/EM1*d/2t−1/2
(Equation 2)
c 1 / c F = (1 + 2E F / E M1 * d 1 / 2t 1) -1/2

(数3)
/c=(1+2E/EM2*d/2t−1/2
数式2および数式3において、c=c、d/2=d/2、として、ガイドパイプ4の肉厚寸法tとガイドパイプ5の肉厚寸法tとの関係を導くと、下記の式のようになる(数式4参照)。
(Equation 3)
c 2 / c F = (1 + 2E F / EM 2 * d 2 / 2t 2 ) −1/2
In Equation 2 and Equation 3, c 1 = c 2, d 1/2 = d 2/2, as, when guiding the relationship between the wall thickness t 2 of the wall thickness t 1 and the guide pipe 5 of the guide pipes 4 The following formula is obtained (see Formula 4).

(数4)
=t*EM1/EM2
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形成されている。したがって、EM1=72GPa、EM2=204GPaとすれば、t2=t1×0.353となる。すなわち、ガイドパイプ5の肉厚寸法tを、ガイドパイプ4の肉厚寸法tの0.35倍に設定する、言い換えるとガイドパイプ4の肉厚寸法tのおよそ1/3に設定すれば、ガイドパイプ4内における燃料8中の音速cとガイドパイプ5内における燃料8中の音速cとを等しくすることができる。
(Equation 4)
t 2 = t 1 * E M1 / E M2
In the fuel level detecting device 1 according to one embodiment of the present invention, the guide pipe 4 is formed from an aluminum die casting alloy, and the guide pipe 5 is formed from a stainless steel pipe. Therefore, if E M1 = 72 GPa and E M2 = 204 GPa, t2 = t1 × 0.353. That is, the thickness t 2 of the guide pipe 5 is set to 0.35 times the thickness t 1 of the guide pipe 4, in other words, approximately 1/3 of the thickness t 1 of the guide pipe 4. For example, the speed of sound c 1 in the fuel 8 in the guide pipe 4 and the speed of sound c 2 in the fuel 8 in the guide pipe 5 can be made equal.

次に、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の電気回路構成について図2に基づき説明する。   Next, an electric circuit configuration of the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2の電気回路構成図に示すように、制御回路9は、イグニッションスイッチ11を介してバッテリ12に接続されている。また、制御回路9は、超音波素子3が接続されている。また、制御回路9は、表示部10が接続されている。   As shown in the electric circuit configuration diagram of FIG. 2, the control circuit 9 is connected to the battery 12 via the ignition switch 11. In addition, the ultrasonic element 3 is connected to the control circuit 9. The control circuit 9 is connected to the display unit 10.

制御回路9は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成され、超音波素子3へパルス状電圧信号を印加するためのパルス発生回路91、超音波素子3から出力される反射波受信信号を処理し、それに基づいて液面位置を算出する演算回路92、および演算回路92により算出された液面位置信号に基づき表示部10を駆動する駆動信号を出力する駆動回路93から構成されている。制御回路9は、イグニッションスイッチ11がONされてバッテリ12から電力が供給されると、燃料液面検出装置1は作動を開始する。   The control circuit 9 is composed of, for example, a microcomputer, and processes a reflected wave reception signal output from the pulse generation circuit 91 for applying a pulse voltage signal to the ultrasonic element 3 and the ultrasonic element 3, and based on it. An arithmetic circuit 92 for calculating the liquid level position, and a drive circuit 93 for outputting a drive signal for driving the display unit 10 based on the liquid level position signal calculated by the arithmetic circuit 92. When the ignition switch 11 is turned on and electric power is supplied from the battery 12, the control circuit 9 starts the operation of the fuel level detecting device 1.

表示部10は、たとえば指針計器あるいは液晶パネル等からなり、自動車の運転席正面のコンビネーションメータ(図示せず)内に設置されている。表示部10は、制御回路9の駆動回路93に駆動されて演算回路92により算出された液面位置、すなわち燃料タン内の燃料残量を運転者が視認可能に表示する。   The display unit 10 includes, for example, a pointer instrument or a liquid crystal panel, and is installed in a combination meter (not shown) in front of the driver's seat of the automobile. The display unit 10 is driven by the drive circuit 93 of the control circuit 9 and displays the liquid level position calculated by the arithmetic circuit 92, that is, the remaining amount of fuel in the fuel tank so that the driver can visually recognize it.

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について説明する。   Next, the fuel level detection operation of the fuel level detection device 1 according to one embodiment of the present invention will be described.

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。液面81に到達した超音波パルスは、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。   When a pulse voltage signal is applied to the ultrasonic element 3 by the pulse generation circuit 91, the oscillation surface 31 vibrates and pulsed ultrasonic waves are emitted into the fuel 8. The ultrasonic pulse travels along the propagation path A indicated by the arrow in FIG. When the ultrasonic pulse reaches the reflection surface 42, the ultrasonic pulse is reflected by the reflection surface 42, and travels in the guide pipe 5 toward the liquid surface 81 along the propagation path B indicated by the arrow in FIG. 1. The ultrasonic pulse that has reached the liquid surface 81 is reflected by the liquid surface 81, reaches the ultrasonic element 3 again through the propagation path B, the reflection surface 42, and the propagation path A to vibrate the oscillation surface 31. Accordingly, the ultrasonic element 3 generates a voltage signal, and this voltage signal, that is, the reflected pulse detection signal is input to the arithmetic circuit 92.

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を算出する。さらに、この液面高さHと予めデータとして記憶しているタンク形状とから燃料タンク2内の燃料残量を算出する。   The arithmetic circuit 92 calculates the time from when the pulse generation circuit 91 generates a pulse voltage signal until the voltage signal due to the reflected pulse is detected. Based on this time, the arithmetic circuit 92 calculates the position of the liquid surface 81, that is, the liquid surface height H in FIG. Further, the remaining amount of fuel in the fuel tank 2 is calculated from the liquid level height H and the tank shape stored in advance as data.

駆動回路93は、演算回路92が算出した燃料タンク2内の燃料残量を表示部10に表示させるための信号、たとえば指針軸(図示せず)を燃料タンク2内の燃料残量に対応した角度まで回動させるための駆動信号を表示部10に対して出力する。これにより、表示部10は、燃料タンク2内の燃料残量を表示する。   The drive circuit 93 corresponds to a signal for displaying the fuel remaining amount in the fuel tank 2 calculated by the arithmetic circuit 92 on the display unit 10, for example, a pointer shaft (not shown) corresponding to the fuel remaining amount in the fuel tank 2. A drive signal for rotating to an angle is output to the display unit 10. Thereby, the display unit 10 displays the remaining amount of fuel in the fuel tank 2.

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およびガイドパイプ5を、それぞれ断面形状が円筒形状且つ両者の内径を等しく形成している。   In the fuel liquid level detection device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the guide pipe 4 and the guide pipe 5 are formed in a cylindrical shape in cross section and the inner diameters of both are equal.

これにより、従来の液面検出装置の断面正方形ガイドパイプにおける四隅部での超音波干渉による超音波の伝播エネルギ減少を防止するとともに、反射面42前後における超音波伝播経路の断面積変化を抑えることができるので、液面からの反射波により超音波素子3が発する検出信号レベルを高めて、より高精度な液面検出が可能な燃料液面検出装置1を実現できる。   This prevents a decrease in ultrasonic propagation energy due to ultrasonic interference at the four corners of the cross-sectional square guide pipe of the conventional liquid level detection device, and suppresses changes in the cross-sectional area of the ultrasonic propagation path before and after the reflecting surface 42. Therefore, the level of the detection signal emitted from the ultrasonic element 3 due to the reflected wave from the liquid level can be increased, and the fuel liquid level detection device 1 capable of detecting the liquid level with higher accuracy can be realized.

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4の肉厚寸法tおよびガイドパイプ5の肉厚寸法tを、ガイドパイプ4内における燃料8中の音速cとガイドパイプ5内における燃料8中の音速cとが等しくなるように設定している。 Moreover, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the thickness t 1 of the guide pipe 4 and the thickness t 2 of the guide pipe 5 are set to the fuel 8 in the guide pipe 4. The sound speed c 1 in the middle and the sound speed c 2 in the fuel 8 in the guide pipe 5 are set to be equal.

液体中を超音波が伝播する際に、何らかの原因、たとえば超音波が伝播する管路の形状、材質等の変化により超音波の伝播速度が変化すると、超音波エネルギ損失が生じる。このため、燃料液面検出装置1においては、液面からの反射波により超音波素子3が発する検出信号レベルが低下し高精度な液面検出が困難となる場合がある。   When the ultrasonic wave propagates in the liquid, ultrasonic energy loss occurs when the ultrasonic wave propagation speed changes due to some cause, for example, a change in the shape and material of a pipe line through which the ultrasonic wave propagates. For this reason, in the fuel liquid level detection apparatus 1, the detection signal level emitted from the ultrasonic element 3 due to the reflected wave from the liquid level may be lowered, and it may be difficult to detect the liquid level with high accuracy.

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、超音波がガイドパイプ4からガイドパイプ5へ遷移する際、およびガイドパイプ5からガイドパイプ4へ遷移する際に、超音波の伝播速度変化が生じない。したがって、ガイドパイプ5、ガイドパイプ4間遷移時の超音波のエネルギ損失を確実に抑制して、液面からの反射波により超音波発振素子が発する検出信号レベルを高め、高精度な液面検出が可能な燃料液面検出装置1を実現できる。   On the other hand, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, when the ultrasonic wave transits from the guide pipe 4 to the guide pipe 5, and when the ultrasonic wave transits from the guide pipe 5 to the guide pipe 4, No change in ultrasonic wave propagation speed. Therefore, the energy loss of the ultrasonic wave at the time of the transition between the guide pipe 5 and the guide pipe 4 is surely suppressed, the detection signal level generated by the ultrasonic oscillation element by the reflected wave from the liquid surface is increased, and the liquid level detection with high accuracy is performed. It is possible to realize a fuel level detecting device 1 that can

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4およびガイドパイプ5を異なる材質から形成している。すなわち、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するとともに、ガイドパイプ5をガイドパイプ4に圧入固定する構造としている。   In the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the guide pipe 4 and the guide pipe 5 are formed from different materials. That is, the guide pipe 4 is formed from an aluminum die casting alloy, the guide pipe 5 is formed from a stainless steel pipe, and the guide pipe 5 is press-fitted and fixed to the guide pipe 4.

これにより、ガイドパイプ5の長さ寸法Lを複数種類設定することにより、満タン時液面高さの異なる燃料タンク2に対応する燃料液面検出装置1を容易且つコスト上昇を最小限度に抑えて製作することができる。一般に、自動車の燃料タンク2形状は、搭載される車種毎に設計されるため、千差万別である。すなわち、満タン時の液面81高さ寸法も多種であり、燃料液面検出装置1を上述のように構成する効果は大きい。   As a result, by setting a plurality of types of the length L of the guide pipe 5, the fuel level detecting device 1 corresponding to the fuel tank 2 having different level heights when the tank is full can be easily and minimally increased in cost. Can be produced. In general, the shape of the fuel tank 2 of an automobile is different for each vehicle type because it is designed for each vehicle type. That is, the height of the liquid level 81 when the tank is full is also various, and the effect of configuring the fuel level detecting device 1 as described above is great.

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4の内径寸法d(=ガイドパイプ5の内径寸法d)を、発振面31の直径Dより小さく設定している。 In the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the inner diameter dimension d 1 of the guide pipe 4 (= the inner diameter dimension d 2 of the guide pipe 5) is determined from the diameter D 3 of the oscillation surface 31. It is set small.

ガイドパイプ4の直径dが超音波素子3の発振面31直径Dよりも大きい場合、つまり発振面31の外縁からガイドパイプ4内壁までの距離が大きい場合、超音波がガイドパイプ4内壁に到達するまでの間の超音波エネルギ減衰割合が大きくなる。このため、液面81からの反射波により超音波素子3が発する検出信号レベルが低くなるという問題が生じる。 When the diameter d 1 of the guide pipe 4 is larger than the oscillation surface 31 diameter D 3 of the ultrasonic element 3, that is, when the distance from the outer edge of the oscillation surface 31 to the inner wall of the guide pipe 4 is large, the ultrasonic wave is applied to the inner wall of the guide pipe 4. The rate of attenuation of ultrasonic energy until it reaches is increased. For this reason, the problem that the detection signal level which the ultrasonic element 3 emits by the reflected wave from the liquid level 81 becomes low arises.

そこで、ガイドパイプ4の内径寸法d(=ガイドパイプ5の内径寸法d)を、発振面31の直径Dより小さく設定すれば、発振面31から発射された超音波のエネルギの減衰を抑制して、液面81からの反射波により超音波素子3が発する検出信号レベルを高め、高精度な液面81検出が可能な燃料液面検出装置1を実現できる。 Therefore, if the inner diameter d 1 of the guide pipe 4 (= the inner diameter d 2 of the guide pipe 5) is set smaller than the diameter D 3 of the oscillation surface 31, the energy of the ultrasonic wave emitted from the oscillation surface 31 is attenuated. It is possible to suppress the level of the detection signal emitted from the ultrasonic element 3 by the reflected wave from the liquid level 81 and realize the fuel level detecting device 1 capable of detecting the liquid level 81 with high accuracy.

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、ガイドパイプ4およびガイドパイプ5を形成する材質が異なっていれば、他の材質の組み合わせとしてもよい。   In the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the guide pipe 4 is made of an aluminum die casting alloy and the guide pipe 5 is made of a stainless steel pipe. However, the material is limited to these materials. It is not necessary, and other materials may be combined as long as the material forming the guide pipe 4 and the guide pipe 5 is different.

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4およびガイドパイプ5を異なる材質から形成しているが、同一材質から形成してもよい。その場合、ガイドパイプ4およびガイドパイプ5が一体的に形成されてもよいし、別部品として形成された後に組み付けられてもよい。   Further, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the guide pipe 4 and the guide pipe 5 are formed from different materials, but may be formed from the same material. In that case, the guide pipe 4 and the guide pipe 5 may be integrally formed, or may be assembled after being formed as separate parts.

また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、反射面42形状を単純な平面状としているが、これを凹面状、つまり発振面31および液面81の両方に向かって凹であるような形状としてもよい。   Further, in the fuel liquid level detection device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the shape of the reflection surface 42 is a simple flat surface, but this is concave, that is, both the oscillation surface 31 and the liquid surface 81. It is good also as a shape which is concave toward it.

また、以上説明した実施形態は、本発明の車両用液面検出装置を、自動車の燃料液面検出装置1に適用した場合を例に説明したが、燃料液面検出装置1以外に適用してもよい。すなわち、車両に搭載される他の液体、たとえば、エンジンオイル、ブレーキフルードあるいはウィンドウォッシャ液等の液面検出に用いてもよい。さらには、液体輸送用車両に備えられた液体輸送用タンク内の液面を検出するために適用してもよい。   Moreover, although embodiment described above demonstrated the case where the liquid level detection apparatus for vehicles of this invention was applied to the fuel level detection apparatus 1 of a motor vehicle, it applied to other than the fuel level detection apparatus 1 as an example. Also good. In other words, it may be used for detecting the level of other liquids mounted on the vehicle, such as engine oil, brake fluid or window washer fluid. Furthermore, you may apply in order to detect the liquid level in the tank for liquid transportation with which the vehicle for liquid transportation was equipped.

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。1 is a partial cross-sectional view of a fuel level detecting device 1 according to an embodiment of the present invention. 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。It is a schematic diagram explaining the electric circuit structure in the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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)
3 超音波素子(超音波発振素子)
31 発振面
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)
6 ブラケット
7 リード線
8 燃料(液体)
81 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、B 伝播経路
d1
d2
D3
H 液面高さ
L 全長
ΔL 長さ
t1 肉厚寸法
t2 肉厚寸法
1 Fuel level detector (Vehicle level detector)
2 Fuel tank (tank)
21 Bottom (bottom)
3 Ultrasonic element (Ultrasonic oscillator)
31 Oscillating surface 4 Guide pipe (first cylinder)
41 Reflector (reflective member)
42 Reflecting surface 5 Guide pipe (second cylinder)
6 Bracket 7 Lead wire 8 Fuel (liquid)
81 Liquid level 9 Control circuit 91 Pulse generation circuit 92 Arithmetic circuit 93 Drive circuit 10 Display unit 11 Ignition switch 12 Battery A, B Propagation path d1
d2
D3
H Liquid level L Total length ΔL Length t1 Thickness t2 Thickness

Claims (4)

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を備え、
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
記第1筒の内径および前記第2筒の内径はほぼ等しく形成され
前記第1筒の内径および前記第2筒の内径は前記超音波発振素子の超音波を発射する発振面の直径よりも小さく形成されることを特徴とする車両用液面検出装置。
A tank for storing liquid;
An ultrasonic oscillator disposed at the bottom of the tank;
A reflection member including a reflection surface that reflects the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic oscillation element toward the liquid level of the liquid in the tank;
In the vehicular liquid level detection device for detecting the liquid level position by receiving the reflected wave reflected from the liquid level of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element by the ultrasonic oscillation element via the reflection surface. ,
A first cylindrical tube having a cross-sectional shape which is an ultrasonic wave propagation path between the ultrasonic oscillation element and the reflecting member;
A second cylindrical tube having a cross-sectional shape that is an ultrasonic wave propagation path from the reflecting member to the liquid surface ;
The inner diameter and the inner diameter of the second cylinder before Symbol first cylinder is formed to be almost equal,
The liquid level detection device for a vehicle according to claim 1, wherein an inner diameter of the first cylinder and an inner diameter of the second cylinder are formed smaller than a diameter of an oscillation surface that emits ultrasonic waves of the ultrasonic oscillation element .
前記第1筒および前記第2筒は同一材質から形成さ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。 The liquid level detection device for a vehicle according to claim 1, wherein the first cylinder and the second cylinder are formed of the same material . 前記第1筒の壁厚および前記第2筒の壁厚はほぼ等しく形成されることを特徴とする請求項1または請求項2のどちらか一つに記載の車両用液面検出装置。 3. The vehicular liquid level detection apparatus according to claim 1, wherein the wall thickness of the first cylinder and the wall thickness of the second cylinder are formed to be substantially equal . 4. 前記第1筒はアルミニウムダイカスト用合金より構成され、
前記第2筒はステンレス鋼管より構成され、
前記第2筒の肉厚寸法を前記第1筒の肉厚寸法の0.35倍に設定することにより、前記第1筒内における前記流体中の音速と前記第2筒内における前記液体中の音速を等しくす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。
The first cylinder is made of an aluminum die casting alloy,
The second cylinder is made of a stainless steel pipe,
By setting the wall thickness of the second cylinder to 0.35 times the wall thickness of the first cylinder, the speed of sound in the fluid in the first cylinder and the liquid in the second cylinder The liquid level detecting device for a vehicle according to claim 1 , wherein sound speeds are made equal .
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