JP5900704B2 - フロートつき容量式燃料レベルゲージ - Google Patents

Description

この発明は、車両などの燃料タンクに設置され、燃料残量検出を行うフロートつき容量式燃料レベルゲージに関する。

現在、車両などの燃料タンクに搭載されている燃料レベルゲージは、燃料中に設けられたフロートの浮力を利用し、このフロートの動きに応じて動く可動接点がセラミック基板上に形成された固定電極及び抵抗体の上で摺動することにより燃料の液面レベル（以下、燃料液位と称す）を検出する方法が主流である。すなわち、フロートの高さを検出することにより燃料液位を計測し、燃料タンクの燃料残量をドライバーに提示している。こうした燃料レベルゲージの原理は単純であるが、最近の燃料含有物、特にアルコールの影響により、フロートの高さを検出するための電極部（一般的に銀パラジウム合金が使われている）に磨耗変形などが発生し、信頼性を落とす結果となっている。

一方、上記信頼性の確保のため燃料液位を摺動部のない静電容量方式により検出する容量式燃料レベルゲージも提案されている。これは電極間の静電容量を測るもので、電極間の燃料性状が変化すると燃料液位を正確に検出することが出来ない。すなわち、比誘電率約１．０の空気と比誘電率約２．０のガソリンの差を検出しようとするもので、このガソリンに比誘電率約２２のエタノールが混合されると、電極間の静電容量が大きく変化するため燃料液位の検出は困難となる。そこで、エタノールが混合された燃料の対策として、燃料の性状を検出するための燃料性状検出部と、燃料の液位を検出するための燃料液位検出部と、燃料性状検出部の出力および燃料液位検出部の出力を処理する信号処理部とを備えた容量式燃料レベルゲージも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−１６３５０８

従来の容量式燃料レベルゲージは、燃料液位の検出部のほかに、燃料性状を検出するために専用の燃料性状検出部が別途必要となるので、レベルゲージのコストが上昇すると共に、容量式燃料レベルゲージの構成も複雑になるという問題点があった。

この発明は、前述のような従来の容量式燃料レベルゲージの課題を解決するためになされたもので、燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができるフロートつき容量式燃料レベルゲージを得るものである。

この発明に係るフロートつき容量式燃料レベルゲージは、燃料液位に連動するフロートと、フロートの位置に応じ移動する可動電極と、可動電極にギャップを介して対向し可動電極の移動方向に一列に設けられた複数の固定電極と、複数の各固定電極の間を絶縁するスリットと、スリットの位置を記憶したスリット位置記憶部と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部に記憶したスリットの位置を用いて、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点とスリットの位置とを対応させることで燃料液位を計測する燃料液位検出部とを備えたものである。

この発明によるフロートつき容量式燃料レベルゲージは、複数の各固定電極の間を絶縁するスリットの位置と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量とから燃料液位を計測するので、燃料性状が変化しても精度よく燃料液位の計測を行うことができる。

この発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図である。 この発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの電気的構成を示すブロック図である。 図１に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図である。 この発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの全体処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける各固定電極の静電容量検出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける給油の検出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおけるＣＶ変換のゲイン補正処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおけるスリット位置検出処理を示すフローチャートである。 図８に示すスリット位置検出処理のフローチャートにおける変曲点検出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量の割合による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図１０に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。 この発明の実施の形態２に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図である。 図１３に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図である。 この発明の実施の形態２に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの全体処理を示すフローチャートである。 図１５に示す全体処理のフローチャートにおけるスリット位置検出処理を示すフローチャートである。 図１５に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図１５に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量の割合による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図１７に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図、図２はフロートつき容量式燃料レベルゲージの電気的構成を示すブロック図、図３はフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図、図４は全体処理を示すフローチャート、図５は各固定電極の静電容量検出処理を示すフローチャート、図６は図４に示す給油の検出処理を示すフローチャート、図７は図４に示すＣＶ変換のゲイン補正処理を示すフローチャート、図８は図４に示すスリット位置検出処理を示すフローチャート、図９は図８に示す変曲点検出処理を示すフローチャート、図１０は図４に示す静電容量による燃料液位の算出処理を示すフローチャート、図１１は図４に示す静電容量の割合による燃料液位の算出処理を示すフローチャート、図１２は図１０に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。

図１２において、（ａ）は可動電極１１が第４の固定電極４とのみ対向する状態、（ｂ）は可動電極１１が第４の固定電極４および第３の固定電極３と対向する状態、（ｃ）は可動電極１１が第３の固定電極３とのみ対向する状態、（ｄ）は可動電極１１が第３の固定電極３および第２の固定電極２と対向する状態、（ｅ）は可動電極１１が第２の固定電極２とのみ対向する状態、（ｆ）は可動電極１１が第２の固定電極２および第１の固定電極１と対向する状態、（ｇ）は可動電極１１が第１の固定電極１とのみ対向する状態である。

図１に於いて、縦軸は燃料タンクの燃料レベル（液位）に対応している。すなわち、紙面の上側が満タンで下側が空である。フロートつき容量式燃料レベルゲージ１００は、燃の液位１４に連動するフロート１２と、このフロート１２の位置に応じ移動する可動電極１１と、この可動電極１１にギャップを介して対向し可動電極１１の移動方向に直列に設けられた複数の固定電極１〜４と、燃料タンクの液位が満タンであることを検出する満タン固定電極５と、この複数の各固定電極１〜４の間を絶縁する各スリット６〜９と、各スリット６〜９の位置を記憶したスリット位置記憶部１３と、複数の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３に記憶した各スリット６〜９の位置から燃料液位１４を計測する信号処理装置１０と、を有している。

本実施の形態では第１〜第４の固定電極１〜４が図示しないセラミック基板の上に、たとえば銀パラジウム合金で焼成形成されている。ここで、第１の固定電極１がエンプティ側、第４の固定電極４が満タン側である。そして、満タン固定電極５は、第４の固定電極４の上部に形成されている。
第１〜第４のスリット６〜８は各固定電極１〜４の間に設けられており隣接する固定電極を電気的に絶縁している。すなわち、第１の固定電極１と第２の固定電極２の間の第１のスリット６のスリット位置は、例えば１／４（２５％）の燃料液位として、第２の固定電極２と第３の固定電極３の間の第２のスリット７のスリット位置は、例えば１／２（５０％）の燃料液位として、第３の固定電極３と第４の固定電極４の間の第３のスリット８のスリット位置は、例えば３／４（７５％）の燃料液位として記憶されている。

他方、可動電極１１は、ギャップｄを介して各固定電極１〜４に対向し移動可能かつ平行に設けられ、可動電極１１と各固定電極１〜４とで平行平板を構成している。各固定電極１〜４と可動電極１１は対向する面積をＳとすると、各固定電極１〜４と可動電極１１間の静電容量Ｃは、以下の式１となる。ここで、εは燃料の比誘電率である。
Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ （式１）
ある固定電極と対向する面積が減ってくると当然、静電容量Ｃの値は小さくなる。なお、可動電極１１及び可動電極１１に対向している各固定電極１〜４は燃料に浸漬されている必要がある。

また、可動電極１１はＧＮＤ（グランド）に接続されており、燃料が満タンになったとき満タン固定電極５と接触する。これら、各固定電極１〜４及び満タン固定電極５は信号処理装置１０に接続され、燃料タンクにおける燃料液位１４の情報に変換される。
また、各スリット６〜９における可動電極１１の移動方向の長さ、すなわち、各固定電極１〜４間の各間隔は、可動電極１１および固定電極１〜４における可動電極１１の移動方向の長さに比べ、無視できる程度の長さである。

次に信号処理装置１０について説明する。図２に示すように、各固定電極１〜４に接続された切り替え部１０ａは、第１〜第４の固定電極１〜４の出力を選択的に切り替えて、１つの時系列信号に変換するための切り替えスイッチである。ＣＶ(Charge to Voltage)変換部１０ｂは、切り替え部１０ａから出力される第１〜第４の固定電極１〜４の静電容量値を電圧信号に変換する回路である。なお、切り替え部１０ａとＣＶ変換部１０ｂは、接続位置を前後入れ替えても良く、第１〜第４の固定電極１〜４出力側にそれぞれＣＶ変換部１０ｂを設けて、各ＣＶ変換部１０ｂの出力側に切り替え部１０ａを設けてもよい。

ＡＤ(Analog to Digital)変換部１０ｃは、ＣＶ変換部１０ｂのアナログ電圧信号をデジタル値に変換する。ＡＤ変換部１０ｃおよび満タン固定電極５に接続された信号演算部１０ｄは、マイクロプロセッサ等で構成され、所定のプログラムに従ってデジタル信号処理を行い、第１〜第４の固定電極１〜４からの出力信号に基づいて燃料液位１４を算出する。外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１０ｅは、信号演算部１０ｄの演算結果である燃料液位１４の信号を外部機器３０、例えば、車両の表示パネル等へ伝送し、ドライバーに対して燃料液位１４を表示する。なお、請求の範囲で述べている「燃料液位検出部」とは、上述した信号処理装置１０のことである。

以上のように構成したフロートつき容量式燃料レベルゲージにおいて、性状の異なる燃料を給油された場合にも精度よく燃料液位を計測する動作原理について図３により説明する。
図３の縦軸は各固定電極１〜４におけるＣＶ変換部１０ｂの出力を、横軸は燃料液位の位置を示す。すなわち横軸は紙面右側が満タン、紙面左側がエンプティを示している。なお、厳密には各スリット６〜９の位置で出力は不連続となるが、特性上は表示していない。図３は比誘電率εがあらかじめ想定された値、例えば、アルコールを含有しないガソリン１００％の燃料のときの出力特性図である。

毎回、ガソリン１００％の燃料であれば、比誘電率εは変化しないため、各固定電極１〜４で検出された静電容量を燃料液位に変換すればよい。
ところが、例えば、性状の異なるＥ２０燃料（レギュラーガソリンに容積比で２０％のエチルアルコールを混合）のようなアルコール混合燃料を給油された場合、レギュラーガソリンの比誘電率が、２．０〜２．２であるのに対し、エチルアルコールの比誘電率は、２３程度であるので、Ｅ２０燃料の比誘電率εは、レギュラーガソリンに比べ大きな値、例えば６．２〜６．３程度となる。そうすると、各固定電極１〜４で検出される静電容量は３倍程度大きな値となるので、静電容量の絶対値を燃料液位に変換することは困難となるほか、ＣＶ変換部１０ｂの出力が飽和してしまうことも考えられる。

そこで、本実施の形態では、まず、ＣＶ変換部１０ｂの出力が飽和しないように、ゲインを調整した後、燃料の消費にともなって、各固定電極１〜４から検出される静電容量の変化が変曲する点（換言すれば、最大値であるが、以下、変曲点と記す。）と、スリット位置記憶部１３に記憶したスリットの位置とを対応させることにより、燃料液位を精度よく計測するものである。以下に、検出される静電容量の変曲点とスリットの位置との対応について、より詳細に説明する。

信号処理装置１０は、燃料を満タンに入れると満タン固定電極５と可動電極１１が接触し導通したことを検出し、燃料が満タンまで給油されたことを認識する。
走行により燃料の消費が始まると、第４の固定電極４と可動電極１１間の対向面積が減少し、静電容量が減少するので、第４の固定電極４におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ４は線２０から線２１に示すように低下する。さらに、燃料を消費すると、第４の固定電極４と可動電極１１間の対向面積が減少するとともに、可動電極１１と第３の固定電極３との対向面積は増加する。これにより第３の固定電極３で検出する静電容量は増加するので、第３の固定電極３におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ３は線２２ａのように増加していく。

さらに燃料の消費が増えて、可動電極１１の上端が完全に第３のスリット８を越えると第４の固定電極４の出力Ｓ４はなくなると同時に、第３の固定電極３の出力Ｓ３は線２２ａから変曲点２２ｂを通って線２２ｃへと移り減少へと転じる。この可動電極１１の上端がちょうど第３のスリット８を越えるときが、第３の固定電極３の出力Ｓ３の変曲点２２ｂである。

燃料が継続して消費されると、第３の固定電極の出力Ｓ３の減少と反対に第２の固定電極２におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ２が線２３ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極１１の上端が完全に第２のスリット７を越えると第３の固定電極３の出力Ｓ３はなくなると同時に第２の固定電極２の出力Ｓ２は、線２３ａから変曲点２３ｂを通って線２３ｃへと移り減少へと転じる。
燃料が更に継続して消費されると、第２の固定電極の出力Ｓ２の減少とは逆に第１の固定電極１におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ１が線２４ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極１１の上端が完全に第１のスリット６を越えると第２の固定電極２の出力Ｓ２はなくなると同時に第１の固定電極１の出力Ｓ１は、線２４ａから変曲点２４ｂを通って線２４ｃへと移り減少へと転じる。

以上のように、線２２ａから線２２ｃへの変曲点２２ｂの静電容量と第３のスリット８の位置、線２３ａから線２３ｃへの変曲点２３ｂの静電容量と第２のスリット７の位置、線２４ａから線２４ｃへの変曲点２４ｂの静電容量と第１のスリット６の位置、これら３つの変曲点とスリットの位置の組合せのうちのいずれか１つの組合せから静電容量から燃料液位に変換する係数ｋを算出することで、性状が異なる燃料を給油され燃料の比誘電率εが変化しても各固定電極１〜４で検出する静電容量と燃料液位の関係を知ることができ、各固定電極１〜４で検出する静電容量値およびスリットの位置から燃料液位を計測することが可能となる。

次に、フロートつき容量式燃料レベルゲージの燃料液位の計測動作について図４を用いて説明する。
信号処理装置１０の信号演算部１０ｄは、図４に示すメインルーチンを所定の時間毎に行う。まず、ステップＳ１００では、切り替え部１０ａにて第１〜第４の固定電極１〜４を順次切り替え、各固定電極１〜４の静電容量の検出を行い、ステップＳ２００に進む。
ステップＳ２００では、燃料の給油があったかどうかを検出する。これは、給油により、例えば、レギュラーガソリンから性状の異なるＥ２０燃料（レギュラーガソリンに容積比で２０％のエチルアルコールを混合）のようなアルコール混合燃料に油種が変更され給油された場合に対応するためである。

対向する平行平板間の静電容量Ｃは、前述の式１で求められるので、同じ対向面積Ｓ、同じギャップｄであってもＥ２０燃料の静電容量はレギュラーガソリンに比べ大きな値となる。このため、新たに、静電容量と燃料液位の関係を求める必要があるため、給油を検出する必要がある。ステップＳ２００で給油されたかどうかの検出を行ったのち、ステップＳ２００で給油を検出した場合にはステップＳ３００でステップＳ４００に進み、ステップＳ２００で給油を検出しなかった場合にはステップＳ３００でステップＳ５００に進む。

ステップ４００では、給油が行われているので、燃料の性状に変化がある可能性があるため、ＣＶ変換部１０ｂのゲイン補正処理を行う。これは、ＣＶ変換部１０ｂの出力が飽和してしまう場合や、逆に出力が小さすぎる場合があるので、ＣＶ変換部１０ｂのゲインの調整を行うものである。このＣＶ変換部のゲイン補正を行った後、ステップＳ５００に進む。

ステップＳ５００では、静電容量の変曲点とスリットの位置を対応させるため、スリット位置検出処理を行い、ステップＳ６００に進む。
ステップＳ６００では、第１〜第３のスリット６〜８のいずれかのスリットの位置における静電容量を検出済みかどうかにより、検出済みの場合にはステップＳ７００に進み、検出済みでない場合にはステップＳ８００に進む。
ステップＳ７００では、事前にＳ６００で検出済みのスリットの位置における静電容量に基づき燃料液位を算出しメインルーチンを終了する。

また、ステップＳ８００では、給油後にステップＳ５００にてスリットの位置における静電容量を検出できていないので、静電容量と燃料液位の関係が不明であり、別の方式で燃料液位を計測する方法がある。そこで、ステップＳ８００では、可動電極１１に対向する２つの固定電極で検出した静電容量の割合に基づき燃料液位を算出しメインルーチンを終了する。

次に、図４のメインルーチンに示す各処理の詳細を説明する。
ステップＳ１００の各固定電極の静電容量検出処理は、図５に示すように、ステップＳ１０１では、係数ｎをゼロにリセットし、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、各固定電極１〜４を順次切り替えるため、係数ｎを１だけ加算し切り替え部１０ａによりＣＶ変換１０ｂに接続される固定電極を切り替え後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＣＶ変換部１０ｂにより変換された電圧信号をＡＤ変換部１０ｃによりデジタル値に変換して固定電極ｎの静電容量Ｃｎを取得し、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で検出した静電容量Ｃｎが第１の所定値より大きい値かどうかを判断する。静電容量Ｃｎが第１の所定値以下の値の場合、ステップＳ１０５に進み、静電容量Ｃｎが第１の所定値より大きい値の場合、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５では、静電容量Ｃｎが第１の所定値以下の値だったので、ゼロ近傍の検出誤差等を排除するため、Ｃｎをゼロとし、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、係数ｎが４以上かどうか判断し、ｎが４より小さい場合、ステップＳ１０２に戻り、係数ｎを１加算し次の固定電極の静電容量の検出を再度行う。係数ｎが４以上の場合、第１〜第４の固定電極１〜４すべての静電容量を検出完了したことになるので、各固定電極の静電容量検出処理を終了する。ここで、第１の所定値は、例えば、静電容量を検出可能な最小値程度に設定する。

ステップＳ２００の給油の検出処理は、図６に示すように、ステップＳ２０１で満タン固定電極５が検出されているか判断する。満タン固定電極５が検出されていない場合には、ステップＳ２０２に進み、満タン固定電極５が検出されている場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０２では、前回の燃料液位Ｌltと現在の燃料液位Ｌttを比較し、Ｌtt≧Ｌltの場合には、給油が行われたと判断しステップＳ２０５に進み、Ｌtt≧Ｌltでない場合には、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、ステップＳ１００で検出した各固定電極１〜４の静電容量値Ｃ１〜Ｃ４の合計値Ｃtotalを算出し、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出した合計値Ｃtotalが第１の閾値１より大きく、かつ、合計値Ｃtotalが第２の閾値より小さいかどうか判断する。合計値Ｃtotalが第１の閾値より大きく、かつ、合計値Ｃtotalが第２の閾値より小さい場合には、給油行われなかったと判断し給油の検出処理を終了し、合計値Ｃtotalが第１の閾値以下、または、合計値Ｃtotalが第２の閾値以上の場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、給油があったと判断されるので、給油検出フラグをＯＮにし、給油の検出処理を終了する。

ステップＳ４００のＣＶ変換のゲンイ補正処理は、図７に示すように、ステップＳ４０１で前述のステップＳ１００と同じ各固定電極１〜４の静電容量の検出処理を行いステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で検出した各固定電極１〜４の静電容量値Ｃ１〜Ｃ４の合計値Ｃtotalを算出し、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で算出した合計値Ｃtotalが第３の閾値より大きいかどうか判断する。合計値Ｃtotalが第３の閾値以下の場合には、ステップＳ４０４に進み、合計値Ｃtotalが第３の閾値より大きい場合には、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、合計値Ｃtotalが第３の閾値より大きいので、ＣＶ変換のゲインを１段階下げてステップＳ４０１に進む。

ステップＳ４０４では、合計値Ｃtotalが、第３の閾値より小さい値の第４の閾値より小さいかどうか判断する。合計値Ｃtotalが第４の閾値より小さい場合には、ステップＳ４０６に進み、合計値Ｃtotalが第４の閾値以上の場合には、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０６では、合計値Ｃtotalが第３の閾値より小さい値の第４の閾値より更に小さいので、ＣＶ変換のゲインを１段階上げてステップＳ４０１に戻る。ステップＳ４０７では、合計値Ｃtotalが第３の閾値以下で第４の閾値以上であり、ＣＶ変換のゲインが適正になったので、給油検出フラグおよびスリット位置検出フラグをＯＦＦにしてＣＶ変換のゲイン補正処理を終了する。

ステップＳ５００のスリット位置検出処理は、図８に示すように、ステップＳ５０１で、リセットするため変数ｍ、Ｘ、Ｙにゼロをセットし、第１および第２の対向電極セット済フラグをオフにしステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２では、検出した各静電容量Ｃ１〜Ｃ４を順次切り替えるため、変数ｍを１だけ加算し、ステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３では、可動電極１１が対向している固定電極を検出するため各固定電極１〜４から検出した静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きいか判断する。静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きい場合には、可動電極１１が固定電極ｍに対向していると判断されるのでステップＳ５０４に進み、静電容量Ｃｍが第２の所定値以下の場合には、固定電極ｍは可動電極１１に対向していないと判断されるのでステップＳ５０２に戻る。

テップＳ５０４では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が検出済みかどうか判断する。第１の対向電極セット済フラグがオンでない場合、ステップＳ５０５に進み、第１の対向電極セット済フラグがオンの場合、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０５では、変数ｍを変数Ｘに設定し、第１の対向電極Ｘとすると共に、第１の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０６では、すでに第１の対向電極Ｘが検出済みだったので、変数ｍを変数Ｙに設定し、第２の対向電極Ｙとすると共に、第２の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳ５０７に進む。

ステップＳ５０７では、変数ｍが４以上かどうか判断する。変数ｍが４以上の場合、ステップＳ９００に進み、変数ｍが４未満の場合、ステップＳ５０２に戻る。ステップＳ９００では、後述する変曲点検出処理を行ったのち、スリット位置検出処理を終了する。

次に、ステップＳ９００の変曲点検出処理について説明する。図９に示すように、ステップＳ９０１で、係数Ｐに１をセットし、ステップＳ９０２に進む。ステップＳ９０２では、第Ｐの固定電極について、前回処理時の静電容量値ＤP1を前回値としてＤP0にセットし、図４におけるステップＳ４００で検出した検出値ＣPを今回値としてＤP1にセットしたのち、ステップＳ９０３に進む。詳細に説明すれば、Ｄ10が第１の固定電極１の前回値、Ｄ11が第１の固定電極１の今回値、Ｄ20が第２の固定電極２の前回値、Ｄ21が第２の固定電極２の今回値、Ｄ30が第３の固定電極３の前回値、Ｄ31が第３の固定電極３の今回値、Ｄ40が第４の固定電極４の前回値、Ｄ41が第４の固定電極４の今回値である。
ステップＳ９０３では、今回値ＤP1が前回値ＤP0以上か判断する。今回値ＤP1が前回値ＤP0未満の場合、ステップＳ９０４に進み、今回値ＤP1が前回値ＤP0以上の場合、ステップＳ９０５に進む。

ステップＳ９０４では、今回値ＤP1が前回値ＤP0未満だったので、今回の傾きに負を設定し、ステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０５では、今回値ＤP1が前回値ＤP0以上だったので、今回の傾きに正を設定し、ステップＳ９０９に進む。ステップＳ９０６では、前回の傾きが負だったかを判断する。前回の傾きが正だったときには、ステップＳ９０７に進み、前回の傾きが負だったときには、ステップＳ９０９に進む。ステップＳ９０７では、前回の傾きが正で、今回の傾きが負だったので、変曲点と判断して前回の検出値ＤP0を第Ｐのスリット位置と判定し、スリット位置検出フラグをオンとしてステップＳ９０８に進む。

ステップＳ９０８では、静電容量から燃料液位を算出するための補正係数ｋを算出し、ステップＳ９１０へ進む。ここで、補正係数ｋは、１個の固定電極について、可動電極１１の移動方向における１つの固定電極の長さをＬｄ、可動電極１１の最大移動距離をＬmaxとすると、以下の式２で算出される。
ｋ＝Ｌｄ×100／（Ｌmax×ＤP0） （式２）

この式２の導出について、さらに詳細に説明する。式２におけるＤP0は、可動電極１１の上端がスリット位置にあるとき、すなわち、可動電極１１が、第１〜第４の固定電極１〜４のいずれか１つと完全に重なり合って対向しているときなので、Ｃｎを実際に使用中の計測時に検出された静電容量、Ｌｘをその際に固定電極が可動電極１１と重なってする長さとすると、以下の式３が成り立つ。
ＤP0：Ｌｄ×100／Ｌmax＝Ｃｎ：Ｌｘ （式３）
次に、式３を変形し、Ｌｘを求める式を求めると以下の式４となる。
Ｌｘ＝（Ｌｄ×100／Ｌmax×ＤP0）×Ｃｎ （式４）

固定電極が可動電極１１と重なっている長さＬｘを以下の式５で定義すると、
Ｌｘ＝ｋ×Ｃｎ （式５）
係数ｋは、上述の式２となる。
そこで、例えば、本実施の形態では、固定電極が４個で、可動電極１１の最大移動距離Ｌmaxは、４×Ｌｄと設定しているので、係数ｋは以下の式６となる。
ｋ＝Ｌｄ×100／（４×Ｌｄ×ＤP0） （式６）
さらに、式３に示す係数ｋは以下の式７となる。
ｋ＝２５／ＤP0 （式７）
ステップＳ９０９では、今回の傾きが正、または、今回の傾きが負で前回の傾きが負であるので、前回検出値はスリット位置ではないと判定し、ステップＳ９１０に進む。

ステップＳ９１０では、係数Ｐを１だけ加算し、ステップＳ９１１に進む。ステップＳ９１１では、係数Ｐが４以上か判断する。係数Ｐが４未満のときには、ステップＳ９０２に戻り、次の固定電極の静電容量値について処理を行う。係数Ｐが４以上のときには、ステップＳ９００の変曲点検出処理を終了する。

ステップＳ７００の燃料液位の算出処理について説明する。図１０に示すように、ステップＳ７０１では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳ７０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０２では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第４の固定電極４であり、可動電極１１は第３の固定電極３と対向しておらず、図１２（ａ）に示す状態なので、燃料液位Ｌが満タンＬ４、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。

ステップＳ７０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳ７０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０４では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向電極Ｙについて、Ｙ≠０かどうか判断する。Ｙ≠０、つまり、Ｙが設定されている場合には、ステップＳ７０６に進み、Ｙ＝０、つまり、Ｙが設定されていない場合には、ステップＳ７０７に進む。

ステップＳ７０６では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第３の固定電極３、第２の対向電極が第４の固定電極４で、図１２（ｂ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式８で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
Ｌ＝Ｌ３＋ｋ×Ｃ４ （式８）
ステップＳ７０７では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第３の固定電極３、第２の対向電極が無であり、図１２（ｃ）に示す状態なので、燃料液位Ｌは、Ｌ＝Ｌ３と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。

ステップＳ７０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳ７０８に進み、Ｘ≠２のときはステップＳ７０９に進む。ステップＳ７０８では、Ｙ≠０かどうか判断する。Ｙ≠０の場合には、ステップＳ７１０に進み、Ｙ＝０の場合には、ステップＳ７１１に進む。
ステップＳ７１０では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第２の固定電極２、第２の対向電極が第３の固定電極３で、図１２（ｄ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式９で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３ （式９）

ステップＳ７１１では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第３の固定電極３、第２の対向電極が無であり、図１２（ｅ）に示す状態なので、燃料液位Ｌは、Ｌ＝Ｌ２と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
ステップＳ７０９では、Ｙ≠０かどうか判断する。Ｙ≠０の場合には、ステップＳ７１２に進み、Ｙ＝０の場合には、ステップＳ７１３に進む。

ステップＳ７１２では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第２の固定電極２、第２の対向電極が第１の固定電極１であり、図１２（ｆ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１０で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
Ｌ＝Ｌ１＋ｋ×Ｃ２ （式１０）
ステップＳ７１３では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第１の固定電極１であり、第２の対向電極が無であり、図１２（ｇ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１１で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝ｋ×Ｃ１ （式１１）

ステップＳ８００の静電容量の割合による燃料液位の算出処理について説明する。図１１に示すように、ステップＳ８０１では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳ８０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳ８０３に進む。ステップＳ８０２では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第４の固定電極４であり、可動電極１１は第３の固定電極３と対向していない図１２（ａ）に示す状態なので、燃料液位Ｌが満タン、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。

ステップＳ８０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳ８０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０４では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第３の固定電極３、第２の対向電極Ｙが第４の固定電極４で、図１２（ｂ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１２で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ３＋Ｌｅ×Ｃ４／（Ｃ４＋Ｃ３） （式１２）
ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。

ステップＳ８０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳ８０６に進み、Ｘ≠２のときはステップＳ８０７に進む。ステップＳ８０６では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３で、図１２（ｄ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１３で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ２＋Ｌｅ×Ｃ３／（Ｃ３＋Ｃ２） （式１３）
ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。

ステップＳ８０７では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向電極Ｙについて、同様にＹが設定されているかどうか判断する。Ｙ＝０、つまり、Ｙが設定されていない場合には、ステップＳ８０８に進み、Ｙ≠０、つまり、Ｙが設定されている場合には、ステップＳ８０９に進む。ステップＳ８０８では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２で、図１２（ｆ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１４で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌｅ×Ｃ２／（Ｃ２＋Ｃ１） （式１４）
ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。

ステップＳ８０９では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１であり、第２の対向電極Ｙがなし、すなわち、可動電極１１は第１の固定電極１とのみ対向している図１２（ｇ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１５で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌｅ×Ｃ１／Ｃtotal （式１５）

本実施の形態によれば、可動電極１１の移動方向に直列に設けられ、可動電極１１に対向する第１〜第４の固定電極１〜４と、第１〜第４の固定電極１〜４の間を絶縁する第１〜第３のスリット６〜８と、第１〜第３のスリット６〜８の位置を記憶したスリット位置情報記憶部と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３とを備え、第１〜第３のスリット６〜８の位置を記憶したスリット位置と、第１〜第４の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量とから燃料液位を計測するので、燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができる。

また、信号処理装置１０は、第１〜第４の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１〜第３のスリット６〜８の位置とを対応させることにより燃料液位を計測するので、燃料性状が異なる油種の燃料を給油され比誘電率が変わっても精度よく燃料液位の計測を行うことができる。

また、信号処理装置１０は、対向する可動電極１１と第１〜第４の固定電極１〜４のうち、可動電極１１が対向している２個の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、前回給油時と今回給油時とで燃料の比誘電率が異なっていても、給油直後から燃料液位の計測を行うことができる。

また、信号処理装置１０は、対向する可動電極１１と第１〜第４の固定電極１〜４のうち、可動電極１１が対向している２個の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、各固定電極１〜４と可動電極１１との間のギャップが、フロートつき容量式燃料レベルゲージの個体間でばらついても、このばらつきの影響を軽減して燃料液位を計測することができる。

また、第１〜第４の固定電極１〜４の長さはそれぞれ同じなので、信号処理装置１０における燃料液位の計測処理を軽減することができる。

なお、各固定電極１〜４と可動電極１１とのギャップの確保する方法としては、例えば、従来のフロート式燃料レベルゲージと同様に、各固定電極１〜４に可動電極１１を摺動させるときに、可動電極１１の電極ではそのものではなく、可動電極１１に設けられ、ギャップを確保するための複数の凸部を摺動させる方法などを適宜用いればよい。

また、本実施の形態では、満タン固定電極を設ける例を示したが、第１〜３の固定電極１〜３から検出される各静電容量がゼロに近く、第４の固定電極４のみが静電容量を検出している場合、可動電極１１は、第４の固定電極４にのみ対向している、すなわち、満タンであると判断できるので、満タン固定電極５を設けずに、満タンを検出することも可能である。

また、本実施の形態では、第１〜第４の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１〜第３のスリット６〜８の位置とを対応させる方法と、可動電極１１が対向している２個の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法と、を組み合わせた場合を示したが、静電容量の割合及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法のみで、燃料液位を計測してもよい。

実施の形態２．
図１３はこの発明の実施の形態２におけるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図、図１４は図１３に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図、図１５は図１３に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの全体処理を示すフローチャート、図１６は図１５に示すスリット位置検出処理を示すフローチャート、図１７は図１５に示す静電容量による液位算出処理を示すフローチャート、図１８は図１５に示す静電容量の割合による液位算出処理を示すフローチャート、図１９は図１７に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。

図１９において、（ａ）は可動電極３１が第４の固定電極４とのみ対向する状態、（ｂ）は可動電極３１が第４の固定電極４および第３の固定電極３と対向する状態、（ｃ）は可動電極３１が第４の固定電極４、第３の固定電極３および第２の固定電極２と対向する状態、（ｄ）は可動電極３１が第３の固定電極３および第２の固定電極２と対向する状態、（ｅ）は可動電極３１が第３の固定電極３、第２の固定電極２および第１の固定電極１と対向する状態、（ｆ）は可動電極３１が第２の固定電極２および第１の固定電極１と対向する状態、（ｇ）は可動電極３１が第１の固定電極１とのみ対向する状態である。

実施の形態１では、各固定電極の燃料液位方向の長さと、可動電極の燃料液位方向の長さが同じ場合であったが、本実施の形態におけるフロートつき容量式燃料レベルゲージ２００は、図１３に示すように、各固定電極１〜４における可動電極３１の移動方向の長さＬｄより可動電極３１における可動電極３１の移動方向の長さＬｅを長くしたものである。可動電極３１の移動方向の長さＬｅは、各固定電極１〜４の燃料液位方向の長さＬｄより大きく、Ｌｄの２倍以下の長さに設定されている。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。

図１４に示すように、信号処理装置１０は、燃料を満タンに入れると満タン固定電極５と可動電極３１が接触し導通したことを検出し、燃料が満タンまで給油されたことを認識する。
走行により燃料の消費が始まると、第４の固定電極４と可動電極３１間の対向面積が減少し、静電容量が減少するので、第４の固定電極４におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ４は線２０から線４１に示すように低下する。さらに、燃料を消費すると、第４の固定電極４と可動電極３１間の対向面積が減少するとともに、可動電極３１と第３の固定電極３との対向面積は増加する。これにより第３の固定電極３で検出する静電容量は増加するので、第３の固定電極３におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ３は線４２ａのように増加していく。

さらに燃料の消費が増えて、可動電極１１の下端が完全に第２のスリット７を越えると、第２の固定電極２と可動電極３１間の対向面積が増え始め第２の固定電極２の出力Ｓ２は増加し始め、第３の固定電極３の出力Ｓ３は線４２ａから飽和状態の線４２ｂとなり、変曲点４２ｃを通って線４２ｄへと移り減少へと転じる。この可動電極３１の上端がちょうど第３のスリット８を越えるときが、第３の固定電極３の出力Ｓ３の変曲点４２ｃである。

燃料が継続して消費されると、第３の固定電極の出力Ｓ３の減少と反対に第２の固定電極２におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ２が線４３ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極３１の下端が完全に第１のスリット６を越えると、第１の固定電極１と可動電極３１間の対向面積が増え始め第１の固定電極１の出力Ｓ１は増加し始め、第２の固定電極２の出力Ｓ２は線４３ａから飽和状態の線４３ｂとなり、可動電極３１の上端が完全に第２のスリット７を越えると第３の固定電極３の出力Ｓ３はなくなると同時に第２の固定電極２の出力Ｓ２は、線４３ｂから変曲点４３ｃを通って線４３ｄへと移り減少へと転じる。

燃料が更に継続して消費されると、第２の固定電極の出力Ｓ２の減少とは逆に第１の固定電極１におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ１が線４４ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極３１の下端が第1の固定電極１の下端を超えると第１の固定電極１の出力Ｓ１は線４４ａから飽和状態の線４４ｂとなり、可動電極３１の上端が完全に第１のスリット６を越えると第２の固定電極２の出力Ｓ２はなくなると同時に第１の固定電極１の出力Ｓ１は、線４４ｂから変曲点４４ｃを通って線４４ｄへと移り減少へと転じる。

以上のように、線４２ｂから線４２ｄへの変曲点４２ｃの静電容量と第３のスリット８の位置、線４３ｂから線４３ｄへの変曲点４３ｃの静電容量と第２のスリット７の位置、線４４ｂから線４４ｄへの変曲点４４ｃの静電容量と第１のスリット６の位置、これら３つの変曲点とスリットの位置の組合せのうちのいずれか１つの組合せから静電容量を燃料液位に変換するための係数ｋを算出することで、性状が異なる燃料を給油され燃料の比誘電率εが変化しても各固定電極１〜４で検出する静電容量と燃料液位の関係を知ることができ、各固定電極１〜４で検出する静電容量値およびスリットの位置から燃料液位を計測することが可能となる。

次に、フロートつき容量式燃料レベルゲージの燃料液位の検出動作について説明する。
計測動作についても実施の形態１と概略同じであるが、可動電極３１における燃料液位方向の長さＬｅが、各固定電極１〜４の燃料液位方向の長さＬｄより長くなったので、可動電極３１は、同時に３つの固定電極と対向することとなる。そのため、図１５に示すように、ステップＳ５００のスリット位置検出処理がＳＢ５００に、ステップＳ７００の静電容量による燃料液位の算出処理がＳＢ７００に、ステップＳ８００の静電容量の割合による燃料液位の算出がＳＢ８００に、それぞれ実施の形態１とは異なる処理内容に変更されている。以下に変更された各ステップについて詳細に説明する。

新しいスリット位置検出処理であるステップＳＢ５００では、図１６に示すように、ステップＳＢ５０１で、リセットのため変数ｍ、Ｘ、Ｙ、Ｚにゼロをセットし、第１、第２、および第３の対向電極セット済フラグをオフにしステップＳ５０２に進む。ステップＳＢ５０２では、検出した各静電容量Ｃ１〜Ｃ４を順次切り替えるため、変数ｍを１だけ加算し、ステップＳＢ５０３に進む。ステップＳＢ５０３では、可動電極３１が対向している固定電極を検出するため各固定電極１〜４から検出した静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きいか判断する。静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きい場合には、可動電極３１が固定電極ｍに対向していると判断されるのでステップＳＢ５０４に進み、静電容量Ｃｍが第２の所定値以下の場合には、固定電極ｍは可動電極１１に対向していないと判断されるのでステップＳＢ５０２に戻る。

ステップＳＢ５０４では、可動電極３１が対向する第１の対向電極が検出済みかどうか判断する。第１の対向電極がセット済フラグがオンでない場合、ステップＳＢ５０５に進み、第１の対向電極セット済フラグがオンの場合、ステップＳＢ５０６に進む。ステップＳＢ５０５では、変数ｍを変数Ｘに設定し、第１の対向電極Ｘとすると共に、第１の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳＢ５０９に進む。ステップＳＢ５０６では、すでに第１の対向電極Ｘがセット済みだったので、第２の対向電極Ｙがセット済みかどうか判断する。第２の対向電極セット済フラグがオンでない場合、ステップＳＢ５０７に進み、第２の対向電極セット済フラグがオンの場合、ステップＳＢ５０８に進む。

ステップＳＢ５０７では、変数ｍを変数Ｙに設定し、第２の対向電極Ｙとすると共に、第２の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳＢ５０９に進む。ステップＳＢ５０８では、変数ｍを変数Ｚに設定し、第３の対向電極Ｚとすると共に、第３の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳＢ５０９に進む。ステップＳＢ５０９では、変数ｍが４以上かどうか判断する。変数ｍが４以上の場合、ステップＳ９００に進み、変数ｍが４未満の場合、ステップＳＢ５０２に戻る。ステップＳ９００では、図９で示した変曲点検出処理を行ったのち、スリット位置検出処理を終了する。
なお、本実施の形態では、図１４に示すように、静電容量が変化しない領域があるので、変曲点検出処理において、変曲点の替わりに静電容量が変化しない領域を検出し、この静電容量より係数ｋを算出してもよい。

新しいスリット燃料液位の算出処理であるステップＳＢ７００では、図１７に示すように、ステップＳＢ７０１で、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳＢ７０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳＢ７０３に進む。ステップＳＢ７０２では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第４の固定電極４であり、可動電極３１は第３の固定電極３と対向していないので、可動電極３１は図１９（ａ）に示す状態であり、燃料液位Ｌが満タン、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。

ステップＳＢ７０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳＢ７０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳＢ７０５に進む。ステップＳＢ７０４では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第３の固定電極３、第２の対向電極Ｙが第４の固定電極４であるので、可動電極３１は図１９（ｂ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１６で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
Ｌ＝Ｌ３＋ｋ×Ｃ４ （式１６）

ステップＳＢ７０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳＢ７０６に進み、Ｘ≠２、つまりＸ＝１のときはステップＳＢ７０７に進む。ステップＳＢ７０６では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第３の対向電極Ｚについて、Ｚ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０、つまり、Ｚが設定されている場合にはステップＳＢ７０８に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ７０９に進む。
ステップＳＢ７０８では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが第４の固定電極４なので、可動電極３１は図１９（ｃ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１７で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ３＋ｋ×Ｃ４ （式１７）

ステップＳＢ７０９では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが無しなので、可動電極３１は図１９（ｄ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１８で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３ （式１８）

ステップＳＢ７０７では、同様にＺ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０のときはステップＳＢ７１０に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ７１１に進む。
ステップＳＢ７１０では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２、第３の対向電極Ｚが第３の固定電極３なので、可動電極３１は図１９（ｅ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１９で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３ （式１９）

ステップＳＢ７１１では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向固定電極Ｙについて、同様にＹ＝０かどうか判断する。Ｙ≠０のときはステップＳＢ７１２に進み、Ｙ＝０のときはステップＳＢ７１３に進む。
ステップＳＢ７１２では、可動電極３１が対向する第１の対向固定電極が第１の固定電極１、第２の対向固定電極が第２の固定電極２、第３の対向固定電極が無しなので、可動電極３１は図１８（ｆ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２０で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
Ｌ＝Ｌ１＋ｋ×Ｃ２ （式２０）

ステップＳＢ７１３では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘは第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙは無し、第３の対向電極Ｚも無しなので、可動電極３１は図１９（ｇ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２１で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝ｋ×Ｃ１ （式２１）

新しい静電容量の割合による液位算出処理であるステップＳＢ８００では、図１８に示すように、ステップＳＢ８０１では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳＢ８０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳＢ８０３に進む。ステップＳＢ８０２では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第４の固定電極４であり、可動電極３１は第３の固定電極３と対向していないので、可動電極３１は図１９（ａ）に示す状態であり、燃料液位Ｌが満タン、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。

ステップＳＢ８０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳＢ８０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳＢ８０５に進む。ステップＳＢ８０４では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第３の固定電極３、第２の対向電極Ｙが第４の固定電極４であるので、可動電極３１は図１９（ｂ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２２で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
Ｌ＝Ｌ３＋Ｌｅ×Ｃ４／（Ｃ４＋Ｃ３） （式２２）

ステップＳＢ８０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳＢ８０６に進み、Ｘ≠２、つまりＸ＝１のときはステップＳＢ８０７に進む。ステップＳＢ８０６では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第３の対向電極Ｚについて、Ｚ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０、つまり、Ｚが設定されている場合にはステップＳＢ８０８に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ８０９に進む。
ステップＳＢ８０８では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが第４の固定電極４なので、可動電極３１は図１９（ｃ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２３で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ３＋Ｌｅ×Ｃ４／（Ｃ４＋Ｃ３＋Ｃ２） （式２３）

ステップＳＢ８０９では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが無しなので、可動電極３１は図１９（ｄ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２４で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３ （式２４）

ステップＳＢ８０７では、同様にＺ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０のときはステップＳＢ８１０に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ８１１に進む。
ステップＳＢ８１０では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２、第３の対向電極が第３の固定電極３なので、可動電極３１は図１９（ｅ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２５で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｌ２＋Ｌｅ×Ｃ３／（Ｃ３＋Ｃ２＋Ｃ１） （式２５）

ステップＳＢ８１１では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向電極Ｙについて、同様にＹ＝０かどうか判断する。Ｙ≠０のときはステップＳＢ８１２に進み、Ｙ＝０のときはステップＳＢ８１３に進む。
ステップＳＢ８１２では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２、第３の対向電極Ｚが無しなので、可動電極３１は図１９（ｆ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２６で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌｅ×Ｃ２／（Ｃ２＋Ｃ１） （式２６）

ステップＳＢ８１３では、可動電極３１が対向する第１の対向固定電極が第１の固定電極１で、第２の対向固定電極および第３の対向固定電極が無しなので、可動電極３１は図１８（ｇ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２７で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
Ｌ＝Ｃ１／Ｃｔｏｔａｌ （式２７）

なお、本実施の形態では、わかりやすいように各固定電極１〜４における可動電極３１の移動方向の長さをすべて同じとして説明したが、必ずしも同じである必要はない。各固定電極１〜４における可動電極の移動方向の長さは、可動電極３１の移動方向の長さＬｅより小さければよく、各固定電極１〜４の長さは同じでなく、ばらついていても燃料液位は算出可能である。

本実施の形態によれば、可動電極３１の移動方向に直列に設けられ、可動電極３１に対向する第１〜第４の固定電極１〜４と、第１〜第４の固定電極１〜４の間を絶縁する第１〜第３のスリット６〜８と、第１〜第３のスリット６〜８の位置を記憶したスリット位置情報記憶部と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３とを備え、第１〜第３のスリット６〜８の位置を記憶したスリット位置と、第１〜第４の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量とから燃料液位を計測するので、燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができる。

また、信号処理装置１０は、第１〜第４の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１〜第３のスリット６〜８の位置とを対応させることにより燃料液位を計測するので、燃料性状が異なる油種の燃料を給油され比誘電率が変わっても精度よく燃料液位の計測を行うことができる。

また、信号処理装置１０は、対向する可動電極３１と第１〜第４の固定電極１〜４からの信号のうち、可動電極３１が対向している２個以上の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、前回給油時と今回給油時とで燃料の比誘電率が異なっていても、給油直後から燃料液位の計測を行うことができる。

また、信号処理装置１０は、対向する可動電極３１と第１〜第４の固定電極１〜４のうち、可動電極３１が対向している２個以上の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、各固定電極１〜４と可動電極３１との間のギャップが、フロートつき容量式燃料レベルゲージの個体間でばらついても、このばらつきの影響を軽減して燃料液位を計測することができる。

なお、本実施の形態では、第１〜第４の固定電極１〜４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１〜第３のスリット６〜８の位置とを対応させる方法と、対向する可動電極３１と第１〜第４の固定電極１〜４からの信号のうち、可動電極３１が対向している２個以上の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法と、を組み合わせた場合を示したが、静電容量の割合及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法のみで、計測してもよい。

１ 第１の固定電極、２ 第２の固定電極、
３ 第３の固定電極、４ 第４の固定電極、５ 満タン固定電極、
６ 第１のスリット、７ 第２のスリット、８ 第３のスリット、
９ 第４のスリット、１０ 信号処理装置、１１ 可動電極、１２ フロート、
１３ スリット位置記憶部、
１００ フロートつき燃料レベルゲージ。

Claims (4)

1. 燃料液位に連動するフロートと、
   前記フロートの位置に応じ移動する可動電極と、
   前記可動電極にギャップを介して対向し前記可動電極の移動方向に一列に設けられた複数の固定電極と、
   前記複数の各固定電極の間を絶縁するスリットと、
   前記スリットの位置を記憶したスリット位置記憶部と、
   前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及び前記スリット位置記憶部に記憶した前記スリットの位置を用いて、前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と前記スリットの位置とを対応させることで前記燃料液位を計測する燃料液位検出部と
   を備えるフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
2. 前記可動電極の移動方向における前記複数の固定電極１個あたりの長さは、前記可動電極における前記可動電極の移動方向の長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
3. 前記複数の固定電極の長さは、それぞれ同じであることを特徴とする請求項２に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
4. 燃料液位に連動するフロートと、
   前記フロートの位置に応じ移動する可動電極と、
   前記可動電極にギャップを介して対向し前記可動電極の移動方向に一列に設けられた複数の固定電極と、
   前記複数の各固定電極の間を絶縁するスリットと
   前記スリットの位置を記憶したスリット位置記憶部と、
   前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及び前記スリット位置記憶部に記憶した前記スリットの位置を用いて前記燃料液位を計測する燃料液位検出部と
   を備えた容量式燃料レベルゲージであって、
   前記燃料液位検出部は、前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と前記スリットの位置とを対応させることによる計測と、前記可動電極と前記複数の固定電極からの信号のうち、前記可動電極が対向している２個以上の前記固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合及び前記スリットの位置に基づく計測とを切り替えることを特徴とするフロートつき容量式燃料レベルゲージ。

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