JP5049387B2 - 超音波に基づく充填レベルセンサを備える燃料圧送ユニット - Google Patents

Description

本発明は、自動車の燃料容器内に挿入可能な燃料圧送ユニットであって、バッフルポットと、前記燃料容器に設けられた開口を閉鎖するためのフランジと、該フランジと前記バッフルポットとの間に配置されて、前記バッフルポットを前記燃料容器の底に対して予圧する、中空プロフィルとして形成された少なくとも１つの支持部材と、前記バッフルポットに配置された充填レベルセンサとを備える形式のものに関する。

この種の燃料圧送ユニットは、今日の自動車の燃料容器内で頻繁に使用され、それゆえ長らく公知である。支持部材は一般に管又は棒である。管又は棒は、フランジに配置されている収容部内に特に圧入されている。バッフルポットは支持部材に対応する孔を有する。孔内で支持部材は滑動する。支持部材の周りに配置されている少なくとも１つのばね部材を介して、バッフルポットは燃料容器の底に対して予め付勢される。この付勢は、燃料量を検出するための充填レベルセンサがしばしばバッフルポットに配置されているので、充填レベルセンサの基準を底に取るために必要である。燃料容器の底が燃料の重量に依存して撓み、これにより、燃料容器の底と上側の境界壁との間の間隔が燃料容器内の充填レベルに依存するので、誤った基準取りは、充填レベル測定の誤謬に至る。

ＤＥ１９９４２３７９Ａ１において、超音波を用いて充填レベルを測定する装置が公知である。より良好な信号伝送及び信号評価のために、剛性の測定管が燃料容器内に設けられている。それゆえ、燃料容器の底と上側の境界壁との間の間隔の、充填レベルに依存した変化、及び数ミリメートルの領域の、製造に起因した誤差は、測定管が最適には燃料容器の上側の境界壁の直下まで配置され得ないという結果を伴う。それゆえ、音波及びその反射は、一部案内されることなく燃料容器を通走しなければならない。

それゆえ本発明の課題は、燃料容器内の充填レベルの正確な検出を可能にし、特に超音波の使用時に、全走行経路にわたる導波を可能にする燃料圧送ユニットを形成することである。さらに、燃料圧送ユニットは可及的に単純に構成されていることが望ましい。

本発明により、上記課題は、前記バッフルポットが少なくとも１つの支持部材のための少なくとも１つの収容部を備え、該収容部内で前記支持部材が、前記フランジと前記バッフルポットとの間の間隔の変化時に滑動するようになっており、前記収容部が、前記バッフルポットの底まで形成され、かつ前記支持部材の周囲を完全に包囲しており、前記収容部が底領域に開口を備え、該開口を介して燃料が前記燃料容器から前記収容部内に流入可能であり、前記充填レベルセンサが超音波のための送受信ユニットを備え、該送受信ユニットが、超音波が前記収容部及び前記支持部材内を進行するように、前記燃料圧送ユニット内に配置されていることによって解決される。好ましくは、前記送受信ユニットが前記燃料圧送ユニットの組付け位置に関して前記支持部材の上側の端部の領域に配置されている。好ましくは、前記支持部材の上側の端部が前記フランジのブシュ内に配置されており、かつ前記送受信ユニットが前記フランジ、特に前記支持部材のための前記ブシュ内に配置されている。好ましくは、前記送受信ユニットが前記燃料圧送ユニットの組付け位置に関して前記支持部材のための前記収容部の下側の領域、有利には底に配置されている。好ましくは、前記送受信ユニットが前記フランジ又は前記バッフルポットに素材結合式に、有利には射出成形、溶接又は接着によって結合されている。好ましくは、前記送受信ユニットが評価電子回路を有しており、該評価電子回路が、超音波に基づいて充填レベルに対応する電気信号が発生可能であるように構成されている。好ましくは、前記評価電子回路が前記送受信ユニットに対して間隔を置いて、有利には前記フランジ内に配置されている。好ましくは、前記支持部材及び前記収容部が、同じ横断面形状、有利には円形、楕円形、長方形の横断面形状を有する。好ましくは、前記支持部材を収容するための前記ブシュ及び／又は前記支持部材が開口、有利には孔を有しており、該開口を介して前記支持部材の内部が前記燃料容器内の周囲に接続されている。

超音波が収容部及び支持部材内を進行するように、支持部材のための収容部をバッフルポットの底まで形成し、かつ超音波のための送受信ユニットを配置することによって、収容部及び支持部材が測定管として役立つ。それゆえ、別個の測定管は省略可能である。別個の測定管を省略することによって、本発明に係る燃料圧送ユニットは、安価に製造される。さらに、テレスコープ形アッセンブリの形態で収容部及び支持部材の構成部分を形成することによって、製造誤差、及び燃料容器の底と上側の境界壁との間の、充填レベルに依存した間隔とは無関係に、全高にわたる超音波の案内された伝播を保証する測定管が形成される。このことは特に、支持部材がフランジとの結合によって直接上側の境界壁の領域まで達することによって可能となる。

有利な形態では、送受信ユニットが燃料圧送ユニットの組付け位置に関して支持部材の上側の端部の領域に配置されている。これにより、送受信ユニットは燃料圧送ユニットのフランジの近傍に配置されている。この形態は、一方では、送受信ユニットと支持部材との前組み立てを可能にする。他方では、フランジ近傍の配置に基づいて、電気的な接続線路が相対的に短く済み、これにより、妨害に強く構成される。

改良された形態では、送受信ユニットがフランジ、特に、支持部材の上側の端部が内部に配置されている、フランジのブシュ内に配置されている。これにより、フランジ内への送受信ユニットの完全な統合が可能となる。燃料容器内の電気的な接続線路は、電気的な接続部がフランジ外側のへの電気的な貫通接続部（Ｄｕｒｃｈｆｕｅｈｒｕｎｇ）として形成されているとき、省略可能である。

別の有利な形態では、送受信ユニットが燃料圧送ユニットの組付け位置に関して支持部材の収容部の下側の領域、有利には底に配置されている。この配置によって燃料を通した測定が実施される。その結果、送受信ユニットが、より僅かな出力で運転される。

フランジ又はバッフルポットと共に送受信ユニットを配置することは、特に確実に、素材結合（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ Ｖｅｒｂｉｄｕｎｇ）、有利には射出成形、溶接又は接着により達成される。特に射出成形による包囲は、これにより送受信ユニットが確実に燃料、及び燃料の攻撃性の成分から保護されているという利点を有する。送受信ユニットの、超音波を送受信する領域は、射出成形による被覆から除外されている。

コンパクトな、ひいては妨害に強い構造形式は、送受信ユニットが評価電子回路を有しており、該評価電子回路が、超音波に基づいて充填レベルに対応する電気信号が発生可能であるように構成されていることによって達成される。

送受信ユニットがバッフルポット内に配置されている場合、評価電子回路の保護は、評価電子回路が送受信ユニットに対して間隔を置いて、有利にはフランジ内に配置されていることによって達成される。評価電子回路はフランジ内に、燃料の攻撃性の成分から保護するため、フランジ内に形成されているハウジング内に配置可能である。しかし、バッフルポットの底領域にスペースを設け、このスペース内に評価電子回路を送受信ユニットに対して間隔を置いて配置することも可能である。

別の有利な形態では、評価電子回路が別体で、気密に封止されたハウジング内に配置されている。評価電子回路を担持するプリント基板又はセラミックは、圧密かつ液密にカバーに結合されているハウジングの構成部分であってもよい。

支持部材から収容部へ、逆に収容部から支持部材への移行時の超音波の可及的に障害のない伝播を保証するために、支持部材及び収容部は同じ横断面形状を有する。横断面形状は、任意であり、例えば円形、楕円形又は長方形である。

充填レベルの十分に正確な測定のために、収容部及び支持部材内の充填レベルが燃料容器内の充填レベルと同じであることが重要である。フランジにおける支持部材の公知の配置によっては、支持部材内に背圧が形成され、その結果、収容部及び支持部材内の充填レベルが燃料容器内の充填レベルと異なるもとなる場合がある。それゆえ、支持部材を収容するためのブシュ内及び／又は支持部材内に開口を設けて、この開口を介して支持部材の内部を燃料容器内の周囲と接続することが有利であることが判っている。最も簡単な形態では、開口が孔として形成されている。

２つの実施の形態を参照しながら本発明について詳説する。

燃料容器内の本発明に係る燃料圧送ユニットを示す図である。 図１に示した燃料圧送ユニットの第２の実施の形態を示す図である。

図１に示す燃料圧送ユニット１は、開口２を通して燃料容器３内に挿入されている。燃料容器３は底４及び上側の境界壁５を有する。燃料圧送ユニット１は、内部に燃料ポンプ７が配置されているバッフルポット６と、開口２を閉鎖するフランジ１１とを有する。燃料ポンプ７は、プレフィルタ８を介して燃料をバッフルポット６から吸い込み、燃料を出口９を介して送り管路１０に圧送する。送り管路１０は、フランジ１１を通り、自動車の図示しない内燃機関に通じる。

燃料圧送ユニット１のフランジ１１及びバッフルポット６は、円形の管として形成された支持部材１２を介して互いに結合されている。フランジ１１との結合は、管１２の上側の領域１３を介して実施される。管１２の上側の領域１３は、フランジ１１のブシュ１４内に圧入されている。管１２の下側の端部１５は、円形の横断面を備える収容部１６内に、管１２が収容部１６に沿って滑動可能であるように配置されている。収容部１６は、バッフルポット６の底１７まで延在する。管１２の外側にはコイルばね１８が配置されている。コイルばね１８は、フランジ１１のブシュ１４、及び収容部１６に固定されている受け１９に支持されて、燃料容器３の底４に対するバッフルポット６のプリロードを保証する。

収容部１６の底には送受信ユニット２０が配置されている。送受信ユニット２０は超音波を、燃料を通して、フランジ１１に向けて送信する。超音波は充填レベル限界２１において反射される。反射された超音波は、送受信ユニット２０によって検知され、図示しない評価電子回路に供給される。評価電子回路内で、超音波に基づいて、充填レベルに対応した電気信号が形成される。

収容部１６内の充填レベルは、燃料容器３内の充填レベルに相当する。両充填レベルの等価性は、収容部１６の内部を燃料容器３内の周囲に接続する孔２２によって保証される。より良好な図示のために、孔は、９０°右向きに図平面内に来るように回転させて図示してある。

バッフルポット６内の充填レベルは、バッフルポット３が図示しないサクションジェットポンプを介して永続的に燃料容器３から燃料補給されるので、収容部１６及び燃料容器３内の両充填レベルに対して一段高いレベルにある。

図２に示す燃料圧送ユニット１は、基本構造としては図１のものと同じである。相違点は送受信ユニット２０の配置にある。この送受信ユニット２０は、超音波をバッフルポット６に向けて送信し、充填レベル限界２１において反射した超音波を検知する。

送受信ユニット２０は、評価電子回路２３と結合されて１つのユニットを形成している。このユニットは、フランジ１１内に固定されている支持体２４上に配置されている。電子的な接続線路及び信号線路２５が、評価電子回路２３から、フランジ１１内に設けられた図示しない電気的な貫通接続部に通じる。しかし、評価電子回路２３を備えるユニットをブシュ１４の領域でフランジ内に射出成形によって埋設して、評価電子回路２３を保護された状態でフランジ１１内に固定することも可能である。

ブシュ１４内には孔２５が配置されている。孔２５は管１２の内部を燃料容器３内の周囲に接続する。この孔２５は、常に同じ充填レベルを保証するために、燃料容器３と、管１２及び収容部１６の内部との間で圧力を平衡させるために役立つ。収容部１６の下側の領域に設けられた孔２２は、正しい位置で示されている。

Claims (15)

1. 自動車の燃料容器内に挿入可能な燃料圧送ユニットであって、バッフルポットと、前記燃料容器に設けられた開口を閉鎖するためのフランジと、該フランジと前記バッフルポットとの間に配置されて、前記バッフルポットを前記燃料容器の底に対して予圧する、中空プロフィルとして形成された少なくとも１つの支持部材と、前記バッフルポットに配置された充填レベルセンサとを備える形式のものにおいて、前記バッフルポット（６）が少なくとも１つの支持部材（１２）のための少なくとも１つの収容部（１６）を備え、該収容部（１６）内で前記支持部材（１２）が、前記フランジ（１１）と前記バッフルポット（６）との間の間隔の変化時に滑動するようになっており、前記収容部（１６）が、前記バッフルポット（６）の底（１７）まで形成され、かつ前記支持部材（１２）の周囲を完全に包囲しており、前記収容部（１６）が底領域に開口（２２）を備え、該開口（２２）を介して燃料が前記燃料容器（３）から前記収容部（１６）内に流入可能であり、前記充填レベルセンサが超音波のための送受信ユニット（２０）を備え、該送受信ユニット（２０）が、超音波が前記収容部（１６）及び前記支持部材（１２）内を進行するように、前記燃料圧送ユニット（１）内に配置されていることを特徴とする、燃料圧送ユニット。
2. 前記送受信ユニット（２０）が前記燃料圧送ユニット（１）の組付け位置に関して前記支持部材（１２）の上側の端部の領域に配置されている、請求項１記載の燃料圧送ユニット。
3. 前記支持部材（１２）の上側の端部が前記フランジ（１１）のブシュ（１４）内に配置されており、かつ前記送受信ユニット（２０）が前記フランジ（１１）内に配置されている、請求項２記載の燃料圧送ユニット。
4. 前記送受信ユニット（２０）は、前記支持部材（１２）のための前記ブシュ（１４）内に配置されている、請求項３記載の燃料圧送ユニット。
5. 前記送受信ユニット（２０）が前記燃料圧送ユニット（１）の組付け位置に関して前記支持部材（１２）のための前記収容部（１６）の下側の領域に配置されている、請求項１記載の燃料圧送ユニット。
6. 前記送受信ユニット（２０）は、前記収容部（１６）の底に配置されている、請求項５記載の燃料圧送ユニット。
7. 前記送受信ユニット（２０）が前記フランジ（１１）又は前記バッフルポット（６）に素材結合式に結合されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料圧送ユニット。
8. 前記送受信ユニット（２０）は、前記フランジ（１１）又は前記バッフルポット（６）に射出成形、溶接又は接着によって結合されている、請求項７記載の燃料圧送ユニット。
9. 前記送受信ユニット（２０）が評価電子回路（２３）を有しており、該評価電子回路（２３）が、超音波に基づいて充填レベルに対応する電気信号が発生可能であるように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料圧送ユニット。
10. 前記評価電子回路（２３）が前記送受信ユニット（２０）に対して間隔を置いて配置されている、請求項９記載の燃料圧送ユニット。
11. 前記評価電子回路（２３）は、前記フランジ（１１）内に配置されている、請求項１０記載の燃料圧送ユニット。
12. 前記支持部材（１２）及び前記収容部（１６）が、同じ横断面形状を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料圧送ユニット。
13. 前記支持部材（１２）及び前記収容部（１６）が、円形、楕円形又は長方形の横断面形状を有する、請求項１２記載の燃料圧送ユニット。
14. 前記支持部材（１２）を収容するための前記ブシュ（１４）及び／又は前記支持部材（１２）が開口（２２，２５）を有しており、該開口（２２，２５）を介して前記支持部材（１２）の内部が前記燃料容器（３）内の周囲に接続されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃料圧送ユニット。
15. 前記開口（２２，２５）は孔である、請求項１４記載の燃料圧送ユニット。

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