JP5609756B2

JP5609756B2 - Liquid level detector

Info

Publication number: JP5609756B2
Application number: JP2011094244A
Authority: JP
Inventors: 千明片岡; 赤木　正紀; 正紀赤木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2031-04-20
Also published as: JP2012225804A

Description

本発明は、液位検出装置にかかり、特に、静電容量の変化からタンクの液位を検出する液位検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device, and more particularly to a liquid level detection device that detects a liquid level in a tank from a change in capacitance.

自動車等のタンクの液位を検出する液位検出装置には種々の形態があり、そのうちの１つに静電容量の変化を利用して液面検出を行うものがある。 There are various types of liquid level detection devices for detecting the liquid level in a tank of an automobile or the like, and one of them detects the liquid level by utilizing a change in capacitance.

このような液位検出装置において、タンクの深さ方向の寸法に変動を生じた場合においても正確な液面レベルを測定できるようにしたものとして、静電容量によりタンク中の液体の液面レベルを検出するためのセンサ部と、該センサ部に発振器を介して接続した液面検出部とよりなる静電容量式液面レベル検出装置において、上記センサ部が、液面レベルを検出するための測定電極と、誘電率補正用の補正電極と、共通アース電極とを有するとともに、測定電極と補正電極とがその上端が同じ高さにあり、一方、補正電極の下端は測定電極の下端よりも高い位置にあり、かつ上記測定電極、補正電極、および共通アース電極の各電極面と上記発振器とがフラットワイヤのリード線により接続されているものがある。 In such a liquid level detection device, it is possible to measure an accurate liquid level even when the dimension in the depth direction of the tank fluctuates. In a capacitance type liquid level detecting device comprising a sensor unit for detecting a liquid level and a liquid level detecting unit connected to the sensor unit via an oscillator, the sensor unit detects the liquid level. The measurement electrode, the correction electrode for correcting the dielectric constant, and the common ground electrode, and the upper end of the measurement electrode and the correction electrode are at the same height, while the lower end of the correction electrode is lower than the lower end of the measurement electrode. In some cases, the measurement electrode, the correction electrode, and the common earth electrode are connected to each other by a flat wire lead wire at a high position.

特開平５−２２３６２４号公報JP-A-5-223624

前記液面レベル検出装置においては、測定電極と補正電極と共通アース電極とをセンサ部取付台に取り付け、センサ取付台の下端に位置する下部保持台においてセンサ部取付台がタンクの底面に当接するようにするとともに、コイルばねの付勢力によって前記下部保持代をタンクの底面に押圧し、これによって測定電極と補正電極と共通アース電極とをタンクの深さ方向の変形に追従させている。 In the liquid level detection device, the measurement electrode, the correction electrode, and the common ground electrode are attached to the sensor unit mounting base, and the sensor unit mounting base abuts the bottom surface of the tank in the lower holding base located at the lower end of the sensor mounting base. In addition, the lower holding allowance is pressed against the bottom surface of the tank by the biasing force of the coil spring, thereby causing the measurement electrode, the correction electrode, and the common ground electrode to follow the deformation in the depth direction of the tank.

したがって、測定電極と補正電極と共通アース電極とがタンクの深さ方向の変形に追従させるための機構が複雑になるという問題がある。 Therefore, there is a problem that a mechanism for causing the measurement electrode, the correction electrode, and the common ground electrode to follow the deformation in the depth direction of the tank becomes complicated.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、複雑な機構を用いることなく、液面を検出するための電極をタンクの深さ方向の変形に追従させることができる液位検出装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and a liquid level detection that can cause an electrode for detecting a liquid level to follow the deformation in the depth direction of a tank without using a complicated mechanism. The purpose is to provide a device.

請求項１に記載の発明は、液位検出装置に関し、タンクの下壁から上壁に向かって立設された第１電極と、前記第１電極に対して、前記第１電極の長手方向に対して直交する方向に対向するように、タンクの下壁から上壁に向かって立設されている第２電極と、前記タンクの上壁から下壁に向かって延在するとともに、前記第２電極の少なくとも一部と重なり合った状態で前記第２電極と摺動して前記第２電極を前記タンクの深さ方向にガイドする電極ガイド部材と、前記第２電極の下端から前記電極ガイド部材の上端までの抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、を備え、前記電極ガイド部材は導電性を有し、前記第２電極と電気的に接触した状態で前記第２電極をガイドする、ことを特徴とする。 The invention according to claim 1 relates to a liquid level detection device, wherein the first electrode standing from the lower wall of the tank toward the upper wall and the longitudinal direction of the first electrode with respect to the first electrode A second electrode erected from the lower wall of the tank toward the upper wall so as to face the direction perpendicular to the tank, and extends from the upper wall of the tank toward the lower wall, and the second electrode An electrode guide member that slides on the second electrode in a state of overlapping with at least a part of the electrode to guide the second electrode in a depth direction of the tank; and a lower end of the second electrode, A resistance value detecting means for detecting a resistance value up to an upper end, the electrode guide member has conductivity, and guides the second electrode in a state of being in electrical contact with the second electrode. Features.

請求項１に記載の液位検出装置においては、タンクが深さ方向に変形すると、前記第２電極は、前記電極ガイド部に沿って摺動することにより、前記タンクの深さ方向に沿って案内される。 In the liquid level detection device according to claim 1, when the tank is deformed in the depth direction, the second electrode slides along the electrode guide portion, thereby along the depth direction of the tank. Guided.

また、前記電極ガイド部材は導電性であって、前記第２電極を電気的に接触した状態でガイドするから、前記電極ガイド部材は前記第２電極と一体の電極としても機能する。したがって、前記タンク中の燃料が前記電極ガイド部材と前記第２電極とからなる電極に接触する面積である液体接触面積は、タンクが深さ方向に変形してもほとんど変化しない。さらに、前記抵抗値検出手段によって前記第２電極の下端から前記電極ガイド部材の上端までの抵抗値の変化を検出することによってタンクの深さ方向の変形量を測定できる。 Further, since the electrode guide member is conductive and guides the second electrode in an electrically contacted state, the electrode guide member also functions as an electrode integrated with the second electrode. Therefore, the liquid contact area, which is the area where the fuel in the tank contacts the electrode composed of the electrode guide member and the second electrode, hardly changes even if the tank is deformed in the depth direction. Furthermore, the amount of deformation in the depth direction of the tank can be measured by detecting a change in resistance value from the lower end of the second electrode to the upper end of the electrode guide member by the resistance value detecting means.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液位検出装置において、前記第２電極および前記電極ガイド部材は何れも円筒状であって、前記第２電極と前記電極ガイド部材とのいずれか一方が他方の内側に挿通されているとともに、前記第１電極は、前記第２電極の軸線に沿って配設された円筒状または円柱状の電極であることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, the liquid level detection device according to claim 1, wherein the second electrode and the electrode guide member comprising both cylindrical, and said electrode guide member and the second electrode One of them is inserted inside the other, and the first electrode is a cylindrical or columnar electrode disposed along the axis of the second electrode.

請求項２に記載の液位検出装置においては、第２電極は電極ガイド部材の内側に挿通され、または電極ガイド部材の外側に嵌装された状態で電極ガイド部材の長手方向に沿ってガイドされることにより、前記タンクの深さ方向に沿って案内される。 In the liquid level detection device according to claim 2 , the second electrode is inserted along the inner side of the electrode guide member or guided along the longitudinal direction of the electrode guide member while being fitted on the outer side of the electrode guide member. As a result, it is guided along the depth direction of the tank.

請求項１の発明によれば、タンクの上壁から下壁に向かって延在する電極ガイド部材によって、第２電極が前記タンクの深さ方向にガイドされるから、前記第２電極を前記タンクの深さ方向にガイドするための複雑な機構が不要な液位検出装置が提供される。また、タンクが深さ方向に変形しても液体接触面積がほとんど変化しないから、正確な液位を検出できる液位検出装置が提供される。さらに、前記抵抗値検出手段と前記第２電極と前記電極ガイド部材とがタンクの深さ方向の変形量を検出する変形量検出手段も兼ねているから、タンクが深さ方向に変形した場合においても、前記変形量検出手段によって検出された深さ方向の変形量を加味することによって、前記変形量検出手段を有しない液位検出装置と比較してより高い精度で燃料残量を求めることのできる液位検出装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the second electrode is guided in the depth direction of the tank by the electrode guide member extending from the upper wall to the lower wall of the tank. A liquid level detection device is provided that does not require a complicated mechanism for guiding in the depth direction. Further, since the liquid contact area hardly changes even when the tank is deformed in the depth direction, a liquid level detection device capable of detecting an accurate liquid level is provided. Further, since the resistance value detecting means, the second electrode, and the electrode guide member also serve as deformation amount detecting means for detecting the deformation amount in the depth direction of the tank, when the tank is deformed in the depth direction, In addition, by taking into account the deformation amount in the depth direction detected by the deformation amount detection means, the remaining amount of fuel can be obtained with higher accuracy than a liquid level detection device that does not have the deformation amount detection means. A liquid level detection device is provided.

請求項２に記載の発明によれば、第２電極は電極ガイド部材の内側に挿通され、または電極ガイド部材の外側に嵌装された状態で電極ガイド部材の長手方向に沿ってガイドされるから、衝突時の衝撃で第２電極が折れたり変形したりすることの少ない、換言すれば第２電極の支柱強度が高い液位検出装置が提供される。 According to the invention described in claim 2, since the second electrode is inserted into the inside of the electrode guide member or electrode guide in a state of being fitted to the outer member along the longitudinal direction of the electrode guide member is the guide There is provided a liquid level detection device in which the second electrode is unlikely to be broken or deformed by an impact at the time of a collision, in other words, the strength of the support of the second electrode is high.

図１は、実施形態１に係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 the overall configuration of the fuel tank according to the first embodiment. 図２は、図１に示す燃料タンクにおけ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 the configuration of the sub tank and its vicinity in the fuel tank shown in FIG. 図３は、図２に示すサブタンクにおける液位検出センサが固定されている部分を水平面に沿って切断した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the sub tank shown in FIG. 2 where the liquid level detection sensor is fixed, cut along a horizontal plane. 図４（Ａ）は、図２に示すサブタンクにおける液位検出センサが固定されている部分の別の例について水平面に沿って切断した断面図であり、図４（Ｂ）は、前記部分を斜め上方から見た斜視図である。FIG. 4A is a cross-sectional view taken along a horizontal plane for another example of the portion where the liquid level detection sensor in the sub-tank shown in FIG. 2 is fixed, and FIG. It is the perspective view seen from the upper part. 図５は、実施形態１に係る燃料タンクの別の例について全体的な構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of another example of the fuel tank according to the first embodiment. 図６は、図１に示す燃料タンクの外部に設けられたコンピュータに記憶された液位とタンク変形量と燃料残量との関係に関するマップを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a map relating to the relationship among the liquid level, the tank deformation amount, and the fuel remaining amount stored in the computer provided outside the fuel tank shown in FIG. 図７（Ａ）は、変形前の燃料タンクを、図７（Ｂ）は、前記燃料タンクが深さ方向に変形したところを示す断面図である。FIG. 7A is a sectional view showing the fuel tank before deformation, and FIG. 7B is a cross-sectional view showing the fuel tank deformed in the depth direction. 図８は、実施形態２に係る液位検出センサを備える燃料タンクの一例について全体的な構成を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an example of a fuel tank including the liquid level detection sensor according to the second embodiment. 図９は、図８に示す燃料タンクにおけ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. 9 is an enlarged view showing the configuration of the sub tank and its vicinity in the fuel tank shown in FIG. 図１０は、実施形態３に係る液位検出センサを備える燃料タンクの一例について全体的な構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an example of a fuel tank including the liquid level detection sensor according to the third embodiment. 図１１は、図１０に示す燃料タンクにおけ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. 11 is an enlarged view showing the configuration of the sub tank and the vicinity thereof in the fuel tank shown in FIG. 図１２は、図１１に示すサブタンクにおける液位検出センサが固定されている部分を水平面に沿って切断した断面図である。12 is a cross-sectional view of a portion of the sub tank shown in FIG. 11 where the liquid level detection sensor is fixed, cut along a horizontal plane. 図１３（Ａ）は、図１１に示すサブタンクにおける液位検出センサが固定されている部分の別の例について水平面に沿って切断した断面図であり、図１３（Ｂ）は、前記部分を斜め上方から見た斜視図である。FIG. 13A is a cross-sectional view taken along a horizontal plane for another example of the portion where the liquid level detection sensor in the sub-tank shown in FIG. 11 is fixed, and FIG. 13B is an oblique view of the portion. It is the perspective view seen from the upper part.

１．実施形態１
以下、本発明の液位測定装置を備えるタンクの一例について図面を用いて説明する。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 a tank provided with a liquid level measuring device of the present invention is explained using a drawing. 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。なお、蓋部２８は、取付口２２を密閉した状態において、天井面３０とともに燃料タンク１０の上壁を構成する。 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. The lid portion 28 constitutes the upper wall of the fuel tank 10 together with the ceiling surface 30 in a state where the attachment port 22 is sealed.

このとき、取付口２２が箱状の燃料タンク１０から突出していると、車体に組み付ける際にスペース効率が低下する虞があるので、取付口２２を燃料タンク１０の内側に沈めるように設ける方が望ましい。この場合、取付口２２および蓋部２８をクリアできる空間を燃料タンク１０の内部に設ける必要がある。 At this time, if the mounting port 22 protrudes from the box-shaped fuel tank 10, space efficiency may be reduced when the mounting port 22 is assembled to the vehicle body. Therefore, the mounting port 22 should be provided so as to be submerged inside the fuel tank 10. desirable. In this case, it is necessary to provide a space in the fuel tank 10 that can clear the attachment port 22 and the lid portion 28.

これにより燃料タンク１０の車体上方面は外面が凹んだ凹部２４が形成されており、天井面３０における凹部２４の内側の部分は燃料タンク１０内部の車体下側に向けて突出した凸部２６として形成されている。このため燃料タンク１０の内部に燃料を充填していくと液面Ｆは凸部２６の高さを超え、凸部２６は燃料に浸漬する。 As a result, a concave portion 24 whose outer surface is recessed is formed on the upper surface of the vehicle body of the fuel tank 10, and a portion inside the concave portion 24 on the ceiling surface 30 is a convex portion 26 protruding toward the lower side of the vehicle body inside the fuel tank 10. Is formed. Therefore, when the fuel tank 10 is filled with fuel, the liquid level F exceeds the height of the convex portion 26, and the convex portion 26 is immersed in the fuel.

燃料タンク１０は一般的に鋼板または樹脂で形成され、図１に示すように車体上方面に凹凸を設けるなどの方法でベーパー層を確保している。すなわち、揮発性を備えた燃料は外気温やエンジンなどの熱により蒸発し、燃料タンク１０内の空隙に揮発ガス（ベーパー）となって充満する。このとき燃料をタンク全体に満たしてしまった場合、発生した燃料の揮発ガスは逃げ場を失い、燃料タンク１０内が加圧される。これを防ぐため、ある程度の空隙（ベーパー層）を燃料タンク１０内の上部に設定することで、揮発ガスの圧力の逃げ場を確保している。 The fuel tank 10 is generally formed of a steel plate or resin, and a vapor layer is secured by a method such as providing unevenness on the upper surface of the vehicle body as shown in FIG. In other words, the volatile fuel evaporates due to the outside air temperature or heat from the engine or the like, and fills the voids in the fuel tank 10 as volatile gas (vapor). If the entire tank is filled with fuel at this time, the generated volatile gas of the fuel loses escape and the inside of the fuel tank 10 is pressurized. In order to prevent this, a certain amount of air gap (vapor layer) is set in the upper part of the fuel tank 10 to secure a escape space for volatile gas pressure.

また、上記のようにベーパー層を確保している燃料タンク１０では、燃料温度の上下（気温、路面や排気管などからの熱の影響）と燃料消費により、加圧と減圧が絶えず繰り返され、機械的ストレスが印加され続ける。このため、燃料タンク１０の上面を複雑な凹凸形状にする事は燃料タンク１０自体の機械的強度を増し、内部圧力の変化に対する対策とする意味も備わっている。 Further, in the fuel tank 10 that secures the vapor layer as described above, pressurization and depressurization are continuously repeated by the fuel temperature up and down (the influence of the temperature, the heat from the road surface and the exhaust pipe) and the fuel consumption, Mechanical stress continues to be applied. For this reason, making the upper surface of the fuel tank 10 into a complicated uneven shape increases the mechanical strength of the fuel tank 10 itself, and also has a meaning as a countermeasure against changes in internal pressure.

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。）で外部へ送り出す構成とされている。 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 the pump unit 32 and sent out to the outside by a fuel hose (not shown).

図１および図２に示すように、蓋部２８の下面から燃料タンク１０の底面２０に向かってガイド柱３４が延在している。ガイド柱３４は、サブタンク３１に設けられた円筒状のガイド筒３６に挿通されている。サブタンク３１は、ガイド柱３４とガイド筒３６とによって燃料タンク１０の上下方向、言い換えれば車両上下方向に沿って案内される。なお、サブタンク３１は、ガイド柱３４に挿通されたコイルばね３８によって底面２０に向かう方向、言い換えれば車両下方に向かって付勢され、これにより、サブタンク３１の底面は燃料タンク１０の底面２０に向かって押圧されている。なお、燃料タンク１０の底面２０およびサブタンク３１の底面３３は燃料タンク１０の下壁を構成する。 As shown in FIGS. 1 and 2, a guide column 34 extends from the lower surface of the lid portion 28 toward the bottom surface 20 of the fuel tank 10. The guide column 34 is inserted into a cylindrical guide tube 36 provided in the sub tank 31. The sub tank 31 is guided along the vertical direction of the fuel tank 10 by the guide column 34 and the guide cylinder 36, in other words, along the vertical direction of the vehicle. The sub tank 31 is urged toward the bottom surface 20 by the coil spring 38 inserted through the guide pillar 34, in other words, toward the bottom of the vehicle, so that the bottom surface of the sub tank 31 faces the bottom surface 20 of the fuel tank 10. Is pressed. The bottom surface 20 of the fuel tank 10 and the bottom surface 33 of the sub tank 31 constitute a lower wall of the fuel tank 10.

以下、燃料タンク１０の備える液位検出装置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、液位検出装置１は、蓋部２８の上面に固定されているとともに、燃料タンク１０外部のコンピュータ（図示せず。）に接続されたセンサ回路１１と、センサ回路１１に接続されているとともに、蓋部２８の下面からサブタンク３１の底面に向かって延在する液位検出センサ１２と、を備える。センサ回路１１には、高周波発振回路およびインピーダンス測定回路と、抵抗測定回路とが設けられている。 Hereinafter, the configuration of the liquid level detection device 1 provided in the fuel tank 10 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid level detection device 1 is fixed to the upper surface of the lid portion 28, and is connected to a sensor circuit 11 connected to a computer (not shown) outside the fuel tank 10; The liquid level detection sensor 12 is connected to the sensor circuit 11 and extends from the lower surface of the lid portion 28 toward the bottom surface of the sub tank 31. The sensor circuit 11 is provided with a high-frequency oscillation circuit, an impedance measurement circuit, and a resistance measurement circuit.

図１〜図３に示すように、液位検出センサ１２は、蓋部２８の下側の面から燃料タンク１０の下壁に向かって延在する、後述する外周電極１４を燃料タンク１０の深さ方向、言い換えれば車両上下方向に案内する電極ガイド部材の一例としての円筒状の外周電極１３と、外周電極１３に挿入され、外周電極１３の内面上を外周電極１３の長手方向に沿って摺動可能とされている円筒状の外周電極１４と、外周電極１４の軸線に沿って設けられた棒状の中心電極１５と、を備える。中心電極１５は本発明の第１電極の一例であり、外周電極１４は本発明の第２電極の一例である。なお、中心電極１５は本実施形態では棒状であるが円筒状であってもよい。 As shown in FIGS. 1 to 3, the liquid level detection sensor 12 includes an outer peripheral electrode 14 that extends from the lower surface of the lid portion 28 toward the lower wall of the fuel tank 10. A cylindrical outer peripheral electrode 13 as an example of an electrode guide member that guides in the vertical direction, in other words, the vehicle vertical direction, is inserted into the outer peripheral electrode 13 and slides on the inner surface of the outer peripheral electrode 13 along the longitudinal direction of the outer peripheral electrode 13. A cylindrical outer peripheral electrode 14 which can be moved, and a rod-shaped central electrode 15 provided along the axis of the outer peripheral electrode 14 are provided. The center electrode 15 is an example of the first electrode of the present invention, and the outer peripheral electrode 14 is an example of the second electrode of the present invention. The center electrode 15 is rod-shaped in this embodiment, but may be cylindrical.

図１および図２に示すように、中心電極１５および外周電極１４は、サブタンク３１の底面３３に固定された基台１６から燃料タンク１０の上壁に向かって立設されている。そして、外周電極１３および１４は、図３に示すようにバンド１９によってサブタンク３１の側壁３５に固定されている。なお、サブタンク３１の内部に燃料汲み上げジェットポンプを設ける場合には、サブタンク３１内が前記燃料汲み上げジェットポンプによってくみ上げられた燃料によって満杯状態に保持されるために、サブタンク３１の内側の液位は、サブタンク３１の外側の液位とは等しくならない。したがって、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、外部電極１３および１４はサブタンク３１の外側に設けることが好ましい。この場合、サブタンク３１の側壁３５に外部電極１３および１４を収容するための凹陥部３５Ａを設けるとともに、凹陥部３５Ａの上方に外部電極１３および１４を固定するための外周電極固定部３５Ｂを設けることが好ましい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the center electrode 15 and the outer peripheral electrode 14 are erected from the base 16 fixed to the bottom surface 33 of the sub tank 31 toward the upper wall of the fuel tank 10. The outer peripheral electrodes 13 and 14 are fixed to the side wall 35 of the sub tank 31 by a band 19 as shown in FIG. In the case where a fuel pump is provided in the sub tank 31, the sub tank 31 is held in a full state by the fuel pumped up by the fuel pump. The liquid level outside the sub tank 31 is not equal. Therefore, as shown in FIGS. 4A and 4B, the external electrodes 13 and 14 are preferably provided outside the sub tank 31. In this case, a concave portion 35A for accommodating the external electrodes 13 and 14 is provided on the side wall 35 of the sub tank 31, and an outer peripheral electrode fixing portion 35B for fixing the external electrodes 13 and 14 is provided above the concave portion 35A. Is preferred.

外周電極１４は下端においてハーネス１７でセンサ回路１１の高周波発振回路、インピーダンス測定回路、および抵抗測定回路に接続され、中心電極１５はハーネス１８でセンサ回路１１の高周波発振回路およびインピーダンス測定回路に接続されている。一方、外周電極１３の上端は導体２１によってセンサ回路１１の抵抗測定回路に接続されている。なお、外周電極１４は外周電極１３と電気的に接触しているから、外周電極１３および１４の電気抵抗を測定しない場合には、図５に示すように、外周電極１４をセンサ回路１１に接続するハーネス１７を省略してもよい。 The outer peripheral electrode 14 is connected to the high-frequency oscillation circuit, impedance measurement circuit, and resistance measurement circuit of the sensor circuit 11 with a harness 17 at the lower end, and the center electrode 15 is connected to the high-frequency oscillation circuit and impedance measurement circuit of the sensor circuit 11 with a harness 18. ing. On the other hand, the upper end of the outer peripheral electrode 13 is connected to the resistance measurement circuit of the sensor circuit 11 by a conductor 21. Since the outer electrode 14 is in electrical contact with the outer electrode 13, when the electric resistance of the outer electrodes 13 and 14 is not measured, the outer electrode 14 is connected to the sensor circuit 11 as shown in FIG. The harness 17 may be omitted.

以下、液位検出装置１において燃料タンク１０の液位を求める手順について説明する。外周電極１４は、外周電極１３の内側に嵌装された状態で外周電極１３の内周面上を摺動するから、外周電極１４と電気的に導通した状態にある。 Hereinafter, a procedure for obtaining the liquid level of the fuel tank 10 in the liquid level detection device 1 will be described. Since the outer peripheral electrode 14 slides on the inner peripheral surface of the outer peripheral electrode 13 while being fitted inside the outer peripheral electrode 13, the outer peripheral electrode 14 is in electrical conduction with the outer peripheral electrode 14.

センサ回路１１の高周波発振回路で発生した高周波電流は、ハーネス１７を通して外周電極１３および１４に、ハーネス１８を通じて中心電極１５に入力され、センサ回路１１のインピーダンス測定回路において外周電極１３および１４と中心電極１５との間のインピーダンスが測定される。測定されたインピーダンスはセンサ回路１１から前記コンピュータに入力され、外周電極１３および１４と中心電極１５との間の静電容量が求められる。 The high-frequency current generated in the high-frequency oscillation circuit of the sensor circuit 11 is input to the outer peripheral electrodes 13 and 14 through the harness 17 and the central electrode 15 through the harness 18, and the outer peripheral electrodes 13 and 14 and the central electrode in the impedance measurement circuit of the sensor circuit 11. The impedance between 15 is measured. The measured impedance is input from the sensor circuit 11 to the computer, and the capacitance between the outer peripheral electrodes 13 and 14 and the center electrode 15 is obtained.

ここで、燃料タンク１０の燃料が消費されると、外周電極１３および１４と中心電極１５との間の空間は、それまで燃料によって占められていたものが空気によって占められるようになるため、静電容量は減少する。従って、静電容量の減少を検出することにより、燃料の液位を検出できる。 Here, when the fuel in the fuel tank 10 is consumed, the space between the outer peripheral electrodes 13 and 14 and the center electrode 15 is occupied by the air that has been previously occupied by the fuel. The capacity decreases. Therefore, the fuel level can be detected by detecting the decrease in capacitance.

一方、センサ回路１１の抵抗測定回路において外周電極１３の上端から外周電極１４の下端までの電気抵抗が測定される。 On the other hand, in the resistance measurement circuit of the sensor circuit 11, the electrical resistance from the upper end of the outer peripheral electrode 13 to the lower end of the outer peripheral electrode 14 is measured.

コンピュータは、外周電極１３および１４と中心電極１５との間の静電容量に基づいて燃料タンク１０の液位を計算するとともに、外周電極１３の上端から外周電極１４の下端までの電気抵抗から燃料タンク１０の深さ方向、換言すれば車両上下方向の変形量を求める。更に、前記コンピュータには、液位とタンク変形量と燃料残量との関係に関する図６に示すマップが記憶されており、コンピュータは前記液位のデータとこのマップとを用いて燃料タンク１０内の燃料残量を求める。 The computer calculates the liquid level of the fuel tank 10 based on the electrostatic capacitance between the outer peripheral electrodes 13 and 14 and the center electrode 15, and calculates the fuel from the electric resistance from the upper end of the outer peripheral electrode 13 to the lower end of the outer peripheral electrode 14. The amount of deformation in the depth direction of the tank 10, in other words, the vehicle vertical direction is obtained. Further, the computer stores a map shown in FIG. 6 relating to the relationship among the liquid level, the tank deformation amount, and the fuel remaining amount, and the computer uses the liquid level data and this map to store the map in the fuel tank 10. Obtain the remaining fuel amount.

図６のマップは、種々の変形量ΔＬ（たとえばΔＬ＝−１０ｍｍ、−５ｍｍ、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ）に対応する燃料の液位と燃料残量との関係に関するタンク容量特性を示すタンク容量特性曲線である。 The map of FIG. 6 is a tank capacity characteristic indicating a tank capacity characteristic relating to the relationship between the fuel level and the remaining fuel amount corresponding to various deformation amounts ΔL (for example, ΔL = −10 mm, −5 mm, 0 mm, 5 mm, 10 mm). It is a curve.

コンピュータは、図６の関係曲線から、外周電極１３の上端から外周電極１４の下端までの電気抵抗から求められた燃料タンク１０の変形量ΔＬに対応するタンク容量特性曲線を読み出し、入力されたタンク容量特性曲線に、外周電極１３および１４と中心電極１５との間の静電容量に基づいて求められた液位Ａを当てはめて前記液位に対応する燃料残量を求める。たとえば、変形量ΔＬが５ｍｍであったときは、コンピュータは図６においてΔＬ＝５ｍｍに対応するタンク容量特性曲線を選択する。そして、選択されたタンク容量特性曲線上において液位Ａに対応する燃料残量を読み取り、この燃料残量を真の燃料残量として燃料計（図示せず。）に表示する。 The computer reads the tank capacity characteristic curve corresponding to the deformation amount ΔL of the fuel tank 10 obtained from the electric resistance from the upper end of the outer peripheral electrode 13 to the lower end of the outer peripheral electrode 14 from the relation curve of FIG. By applying the liquid level A obtained based on the capacitance between the outer peripheral electrodes 13 and 14 and the center electrode 15 to the capacity characteristic curve, the remaining amount of fuel corresponding to the liquid level is obtained. For example, when the deformation amount ΔL is 5 mm, the computer selects a tank capacity characteristic curve corresponding to ΔL = 5 mm in FIG. Then, the remaining fuel amount corresponding to the liquid level A is read on the selected tank capacity characteristic curve, and this remaining fuel amount is displayed as a true remaining fuel amount on a fuel meter (not shown).

実施形態１の液位検出装置１においては、外周電極１４が外周電極１３の外周にオーバーラップするように配設されている。したがって、外周電極１３と外周電極１４とは、燃料タンク１０の上壁と下壁とに亘って設けられた１本の円筒状電極として機能するから、車両衝突時の支柱強度が確保できる。 In the liquid level detection device 1 of the first embodiment, the outer peripheral electrode 14 is disposed so as to overlap the outer periphery of the outer peripheral electrode 13. Therefore, since the outer peripheral electrode 13 and the outer peripheral electrode 14 function as one cylindrical electrode provided across the upper wall and the lower wall of the fuel tank 10, the strut strength at the time of a vehicle collision can be ensured.

また、図７の（Ａ）に示す変形前の燃料タンク１０が、図７（Ｂ）に示すように深さ方向、即ち車両上下方向に変形した場合においても、燃料タンク１０の底面２０が一様に変形したときは外周電極１３および外周電極１４全体としては燃料に接触する面積にほとんど変化がないので、燃料タンク１０が深さ方向に変形した場合においても正確な液位検出が可能である。 Even when the undeformed fuel tank 10 shown in FIG. 7A is deformed in the depth direction, that is, in the vehicle vertical direction as shown in FIG. When the outer peripheral electrode 13 and the outer peripheral electrode 14 as a whole are almost deformed, there is almost no change in the area in contact with the fuel, so that the liquid level can be accurately detected even when the fuel tank 10 is deformed in the depth direction. .

更に、外周電極１３と外周電極１４とは電気的にも接触しているから、導体２１を介して外周電極１３に高周波電流を入力することにより、外周電極１４に高周波電流を印加するためのハーネス１７を省略することができる。 Further, since the outer peripheral electrode 13 and the outer peripheral electrode 14 are also in electrical contact, a harness for applying a high frequency current to the outer peripheral electrode 14 by inputting a high frequency current to the outer peripheral electrode 13 through the conductor 21. 17 can be omitted.

加えて、外周電極１３の上端と外周電極１４の下端との間の抵抗値を測定することにより、燃料タンク１０の変形量を求めることができる故に、燃料タンク１０が深さ方向に変形した場合において燃料タンク１０の底面２０および天井面３０が外側に向かって膨張する方向に変形したり、内側に向かって収縮する方向に変形したりしたときにおいても、液位とタンク変形量と燃料残量との関係に関する図６に示すマップを用いることにより、正確な燃料残量を求めることができる。 In addition, since the deformation amount of the fuel tank 10 can be obtained by measuring the resistance value between the upper end of the outer peripheral electrode 13 and the lower end of the outer peripheral electrode 14, the fuel tank 10 is deformed in the depth direction. Even when the bottom surface 20 and the ceiling surface 30 of the fuel tank 10 are deformed in the direction of expanding outward or deformed in the direction of contracting inward, the liquid level, the amount of tank deformation, and the remaining fuel amount By using the map shown in FIG.

２．実施形態２
以下、実施形態１の燃料タンクが備える液位検出装置に使用される液位検出センサの別の例について図面を用いて説明する。図１〜図７と同一の符号は特に説明がない限り、これらの符号が図１〜図７において示すのと同一の構成要素を示す。 2. Embodiment 2
Hereinafter, another example of the liquid level detection sensor used in the liquid level detection device provided in the fuel tank of Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. The same reference numerals as in FIGS. 1 to 7 denote the same components as those shown in FIGS. 1 to 7 unless otherwise specified.

実施形態２に係る液位検出センサ１１２においては、図８および図９に示すように、蓋部２８の下面に燃料タンク１０の下壁に向かって立設された外周電極１３が、サブタンク３１の底面から燃料タンク１０の上壁に向かって立設された外周電極１４の内側に装入された状態で外周電極１４に対して摺動可能とされている。 In the liquid level detection sensor 112 according to the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the outer peripheral electrode 13 erected on the lower surface of the lid portion 28 toward the lower wall of the fuel tank 10 includes the sub tank 31. It is slidable with respect to the outer peripheral electrode 14 in a state of being inserted inside the outer peripheral electrode 14 erected from the bottom surface toward the upper wall of the fuel tank 10.

実施形態２の液位検出センサ１１２は、前記の点を除いては実施形態１の液位検出センサ１２と同一の構成を有している。 The liquid level detection sensor 112 of the second embodiment has the same configuration as that of the liquid level detection sensor 12 of the first embodiment except for the above points.

実施形態２の液位検出センサ１１２は、実施形態１の液位検出センサ１２と同様の作用、効果を備える。 The liquid level detection sensor 112 of the second embodiment has the same functions and effects as the liquid level detection sensor 12 of the first embodiment.

３．実施形態３
以下、実施形態１の燃料タンクが備える液位検出装置に使用される液位検出センサの更に別の例について図面を用いて説明する。なお、この実施形態３については、参考例とする。図１〜図７と同一の符号は特に説明がない限り、これらの符号が図１〜図７において示すのと同一の構成要素を示す。 3. Embodiment 3
Hereinafter, still another example of the liquid level detection sensor used in the liquid level detection device provided in the fuel tank of Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. The third embodiment is a reference example. The same reference numerals as in FIGS. 1 to 7 denote the same components as those shown in FIGS. 1 to 7 unless otherwise specified.

実施形態３に係る液位検出センサ２１２は、図１０〜図１２に示すように、サブタンク３１の底面３３に固定された基台１６から燃料タンク１０の上壁に向かって立設されている中心電極１５および外周電極１４と、蓋部２８から燃料タンク１０の下壁に向かって立設された円筒状の電極ガイド筒２３と、を備える。電極ガイド筒２３は、本発明における電極ガイド部材の他の一例である。電極ガイド筒２３は、図１２に示すようにバンド１９によってサブタンク３１の側壁３５に固定されている。なお、サブタンク３１の内部に燃料汲み上げジェットポンプを設ける場合には、図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すように、電極ガイド筒２３はサブタンク３１の外側に設けることが好ましい。この場合、サブタンク３１の側壁３５に電極ガイド筒２３および外周電極１４を収容するための凹陥部３５Ａを設けるとともに、凹陥部３５Ａの上方に外部電極１３および１４を固定するための外周電極固定部３５Ｂを設けることが好ましい。 As shown in FIGS. 10 to 12, the liquid level detection sensor 212 according to the third embodiment is centered upright from the base 16 fixed to the bottom surface 33 of the sub tank 31 toward the upper wall of the fuel tank 10. The electrode 15 and the outer peripheral electrode 14, and a cylindrical electrode guide cylinder 23 erected from the lid portion 28 toward the lower wall of the fuel tank 10 are provided. The electrode guide tube 23 is another example of the electrode guide member in the present invention. The electrode guide cylinder 23 is fixed to the side wall 35 of the sub tank 31 by a band 19 as shown in FIG. When a fuel pump for pumping fuel is provided inside the sub tank 31, the electrode guide cylinder 23 is preferably provided outside the sub tank 31 as shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B). In this case, a concave portion 35A for accommodating the electrode guide tube 23 and the outer peripheral electrode 14 is provided on the side wall 35 of the sub tank 31, and an outer peripheral electrode fixing portion 35B for fixing the external electrodes 13 and 14 above the concave portion 35A. Is preferably provided.

電極ガイド筒２３は、蓋部２８の下面に一体的に形成され、即ち樹脂製とされている。また、電極ガイド筒２３の内側に外周電極１４が挿通されている。 The electrode guide tube 23 is integrally formed on the lower surface of the lid portion 28, that is, made of resin. Further, the outer peripheral electrode 14 is inserted inside the electrode guide tube 23.

外周電極１４および中心電極１５については実施形態１のところで述べた通りである。 The outer electrode 14 and the center electrode 15 are as described in the first embodiment.

実施形態３に係る液位検出センサ２１２は、これらの点を除いて実施形態１の液位検出センサ１２と同様である。 The liquid level detection sensor 212 according to the third embodiment is the same as the liquid level detection sensor 12 of the first embodiment except for these points.

実施形態３の液位検出センサ２１２においては、電極ガイド筒２３は蓋部２８と一体的に形成されているから、電極ガイド筒２３を蓋部２８に固定するための台座等は不要である。したがって、実施形態１および２の液位検出センサと比較して構成が簡略化できる。 In the liquid level detection sensor 212 of the third embodiment, since the electrode guide tube 23 is formed integrally with the lid portion 28, a pedestal or the like for fixing the electrode guide tube 23 to the lid portion 28 is unnecessary. Therefore, the configuration can be simplified as compared with the liquid level detection sensors of the first and second embodiments.

また、外周電極１４をより確実にガイドできる。 Further, the outer peripheral electrode 14 can be guided more reliably.

以上、本発明の液位検出装置を車両用の燃料タンクに適用した例について説明したが、本発明の液位検出装置が適用されるタンクは車両用の燃料タンクには限定されず、例えば、水タンクや石油タンク、薬品タンクなどの各種タンクや、発酵槽や鍍金槽など液面を検出する必要のある各種槽類にも適用可能である。 As mentioned above, although the example which applied the liquid level detection apparatus of the present invention to the fuel tank for vehicles was explained, the tank to which the liquid level detection apparatus of the present invention is applied is not limited to the fuel tank for vehicles, for example, The present invention can also be applied to various tanks such as water tanks, oil tanks, chemical tanks, and various tanks that need to detect the liquid level, such as fermentation tanks and plating tanks.

１液位検出装置
１０燃料タンク（タンク）
１１センサ回路（抵抗値検出手段）
１２液位検出センサ
１３外周電極（電極ガイド部材）
１４外周電極（第２電極）
１５中心電極（第１電極）
２０底面（下壁）
２８蓋部（上壁）
３０天井面（上壁）
３３底面（下壁） 1 Liquid level detection device 10 Fuel tank (tank)
11 Sensor circuit (resistance value detection means)
12 Liquid level detection sensor 13 Peripheral electrode (electrode guide member)
14 Perimeter electrode (second electrode)
15 Center electrode (first electrode)
20 Bottom (bottom wall )
2 8 Lid (upper wall)
30 Ceiling (upper wall)
33 Bottom (bottom wall)

Claims

A first electrode erected from the lower wall of the tank toward the upper wall;
A second electrode erected from the lower wall of the tank toward the upper wall so as to face the first electrode in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first electrode;
While extending toward the bottom wall from the top wall of the tank, the second electrode and the slide to the second electrode in the depth direction of the tank at least partially overlap with each other of the second electrode An electrode guide member for guiding;
A resistance value detecting means for detecting a resistance value from a lower end of the second electrode to an upper end of the electrode guide member;
With
The liquid level detection device, wherein the electrode guide member has conductivity and guides the second electrode in a state of being in electrical contact with the second electrode.

The second electrode and the electrode guide member are both cylindrical, and one of the second electrode and the electrode guide member is inserted inside the other, and the first electrode The liquid level detection device according to claim 1 , wherein the liquid level detection device is a cylindrical or columnar electrode disposed along the axis of the second electrode.