JPH01138422A - タンク内の液体の量を測定する装置 - Google Patents

タンク内の液体の量を測定する装置

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JPH01138422A
JPH01138422A JP63191998A JP19199888A JPH01138422A JP H01138422 A JPH01138422 A JP H01138422A JP 63191998 A JP63191998 A JP 63191998A JP 19199888 A JP19199888 A JP 19199888A JP H01138422 A JPH01138422 A JP H01138422A
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ステフアノ　レ　フイオレンテイン
Piero Tonello
ピエロ　トネツロ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はタンクに収容された液体の量を測定するため
の装置に関するもので、特に自動車や各種の乗物の燃料
タンクに収容された燃料の量を測定するための装置に関
するものである。
〈発明の背景〉 従来、例えば自動車の燃料タンクに収容された燃料の量
は、タンクの所定位置に固定されたセグメントに沿う燃
料レベルを感知することによって測定していた。しかし
、この位置が重心にないか、あるいはタンクの形状が一
様てない場合は、水平面に対する傾きの変化や自動車の
加速によりてレベルと容量との間の関係が変化する。読
取りが傾きの影響をそれ程受けないようにするために、
自動車にマイクロプロセッサを設け、自動車が停止して
いるときの燃料レベルを読取り、それに続いて瞬時燃料
消費量を測定することによって上記の読取り値を更新し
ていた。しかしながら、この場合も基準読取りが自動車
について必ずしも正確に行なわれるとは限らないし、瞬
時燃料消費量の値も概数であるため、傾きによる誤差が
生ずる可能性があった。
〈発明の概要〉 この発明の目的はタンク自体の姿勢の変化やタンクの動
きの状態変化による影響を出来るたけ受けることなくタ
ンク内の燃料の量を測定するための装置を提供すること
を目的とする。
上記の目的を達成するためのこの発明によるタンク内の
液体の量を測定する装置は、タンク内の予め定められた
相対位置に収容された３＠のレベル・センサーと、動作
時に上記３個のレベル・センサーによって検出されたタ
ンク内の液体のレベルを表わす３つの値に関する関数を
実行するようにされていて、上記各レベル・センサーか
ら供給される情報を処理する手段と、該処理手段によっ
て制御され、上記タンク内に収容された液体の量を表示
する表示手段とからなる。この場合、上記関数は上記タ
ンクの傾きには関係なく上記タンク内の液体の量を表わ
す値を供給するように設定されている。
〈実施例の説明〉 以下この発明を添付の図面に示す幾つかの実施例によて
詳細に説明する。しかし、この発明は図示の実施例に限
定されるものではないことは云うまでもない。
第１図において、ｌは特に自動車のタンクに収容された
燃料の量を測定するためのこの発明による装置である。
装２Ｊｌは自動車の燃料タンクに収容された燃料の量を
測定するのに適しているが、これに限定されるものでは
ない。装置１は、タンク２内の所定の相対位置に設けら
れた３個のレベル・センサーと、動作時にこれらの各レ
ベル・センサーによって感知された液体のレベルに依存
して、上記各レベル・センサーから供給される情報を処
理する処理手段７と、該処理手段によって処理され、タ
ンク２内に収容された液体の量および基準面（例えば水
平面）に対するタンク２の傾き、従って自動車の傾きを
表示する表示手段８．９とを具備している。レベル・セ
ンサー３．４．５はタンク内の周辺に沿って１２０”の
角度ずつ離れて配置されるのが望ましい。
第２図、第３図および第５図は第１図の装置の各実施例
を構成する測定装置１０．２０．４０を詳細に示す図で
ある。これらの図で、同じ参照番号は同一の構成素子ま
たは動作的に等価の構成素子を示すために使用されてい
る。
第２図を参照すると、装置ＩＯはレベル・センサーとし
てスライド式の可変抵抗器を使用しており、その各スラ
イド端子は増幅器１３．１４．１５の各入力に接続され
ている。増幅器１３．１４．１５の出力は加算回路１６
の対応する入力に接続されており。
該加算回路１６の出力は燃料の量を表示する表示手段８
に接続されている。
第３図に示す実施例では、装置２０はレベル・センサー
として３個の条件設定回路２３１．２４．２５にそれぞ
れ接続されたキャパシタが使用されている。
これらの条件設定回路２３．２４．２５は並列に接続さ
れて矩形波発生器２１と加算回路２６との間に接続され
ており、該加算回路２６の出力は表示手段８に接続され
ている。
さらに詳しく云えば、例えば、非安定回路からなる矩形
波発生器２１はその外部に接続されたキャパシタ２７と
２８の容量値の差に比例する発振周期Ｔ（第４図ａの信
号波形ｖ８）の矩形波を発生する。
適当な形式のキャパシタ２７がタンク２内に配置されて
おり、その極板は誘電体を形成する液体内に浸漬されて
いる。従って、このキャパシタの容量値は液体の誘電率
に正比例する。キャパシタ２８はそのＦＡ誘電体空気で
ある場合にキャパシタ２７と同し容量値をもつよう、に
選定されている。ここで矩形波の周期Ｔは次のｍｍで表
わされる。
Ｔ＝に、（Ｅ、　−１）　　　　　　　（１）ここで、
Ｅ、、は液体の比誘電率、 Ｋ、は比例定数である。
条件設定回路２３．２４．２５は同一であるから、以下
では回路２３についてのみ詳細に説明する０回路２３は
共通入力をもった１対の単安定回路３０．３】からなり
、それらの単安定回路の各出力は排他的オアゲート３６
のそれぞれの入力に接続されている。
時間ｔ。で矩形波発生回路２１によって発生された信号
ｖ４は単安定回路３０．３１の双方をトリガして出力信
号ｖｂ、ｖｃを発生させる（第４図すおよびＣ）。単安
定回路３０のスイッチング時間ｔ２は、抵抗値がＲ（：
１３）の抵抗器３３と、タンク２内の液体、例えば燃料
のレベルに依存する容量値Ｃ（３）をもったキャパシタ
３とによって決定される。単安定回路３１のスイッチン
グ時間１＋は一定で、抵抗器３４とキャパシタ３５とに
よって決定される。抵抗器３４の値Ｒ（：＋４）とキャ
パシタ３５の値Ｃ（３５）は、乾燥状態で次の式が成立
するように選定されている。
Ｒ（３３）・Ｃ（３）＝　Ｒ（３４）・Ｃ（３５）従っ
て、タンクが空のときは１２＝　１．になり、タンクに
燃料が存在するときは１２＞　１．になる。
論理ゲート３６は信号ｖｂとｖｅとを比較してその出力
に信号ｖｄを発生する。信号ｖｄの持続時間Ｔ′は信号
ｖｃの持続時間ｔ２と信号ｖｂの持続時間ｔ、どの差て
あり、キャパシタ３の対向する極板間の燃料のレベル、
従って各極板の濡れた面ｉＡに正比例する。このように
、極板間に燃料が存在しないときの持続時間ｔ、の部分
は信号Ｖ。から差引かれる。この部分は誘電体が空気で
ある場合のキャパシタの容に値に依存する。
従って、信号Ｖ、の持続時間ｔ２と信号ｖ二の持続時間
ｔ２との差の時間Ｔ′は次の式（２）で表わされる。
Ｔ′≧Ｒ（：ｌ：ｌ）・Ｃ（’Ｊ）−Ｒ（３４）・Ｃ（
３５）＝に２・Ａ　（Ｅ、−１）　　　　　　　　　（
２）ここでに２は比例定数である。
論理回路コロの出力は、抵抗器３７とキャパシタ３８と
からなる通常のフィルタ３９を介して加算回路２６の各
入力に結合されている。フィルタ３９は次の式（３）で
表わされるように信号ｖｄの平均値を求めるものである
。
ここで、Ｖｃｃは信号ｖｄの論理１に対する電圧であり
、例えば＋５ｖである。
式（１）、（２Ｌ（３）から次の式（４）が導かれる。
換言すれば、加算回路２６に供給される電圧は燃料のよ
うな液体によって濡らされた電極の面積に正比例し、そ
の比例定数は誘電体の性質に依存しない定数である。
第５図を参照すると、同図に示されている測定装置は同
一の一般的なレベル・センサー３．４．５が使用されて
おり、これらの各センサーはインターフＪイス・ユニッ
ト４１を経て通常マイクロプロセッサからなる論理処理
ユニット４２に接続されている。ユニット４２はプログ
ラム可能読出し専用メモリ４３（例えばＥＰＲＯＩ形式
）と情報のやり取りを行ない、各制御回路４４．４５に
よって表示手段８．９を制御する。
上述の測定装置の動作を説明する前に幾つかの・バ項を
仮定する。特定のタンクに対して次の関数か知られてい
るとする。
収容容量＝ｆ（ａ、ｂ、ｃ） ここで、ａ、ｂ、ｃはタンク内の予め定められた３つの
点における液体のレベルを測定することによって得られ
た値ａ、ｂ、Ｃを表わす。もし適当な計算手段を使用す
ることができれば、タンクの姿勢には関係なく液体の量
の正確な数値を求めることかてきる。
この発明の基本的な考え方は、出力信号が３個のセンサ
ーから供給される信号を単純にアナログ的に加算するこ
とにより、関数ｆ（従って液体のｒヨ）を計算すること
かできるという点に立脚している。この場合、３個のセ
ンサーはそれぞれ液体によって濡らされた極板の高さの
正確な関数となるように構成されている。特に３個のセ
ンサーの各々の特性を示す３つの関数ｆ　（ａ）　、　
ｔ　（ｂ）、ｆ　（ｃ）は、これらの各関数の和ｆ　（
ａ）　＋　ｆ　（ｂ）　十ｆ　（ｃ）が関数ｆ（ａ、　
ｂ　、　ｃ）に出来るだけ近似するものでなければなら
ない。これら３つの関数に対して充分に高次の多項式が
選ばれ、それらの係数は実験的に測定された関数ｆ（ａ
、　ｂ　、　ｃ）に関する回帰によって決定される。こ
の点を基礎として考えると、特に第１図の装置は原理的
に２つの異なる方法で構成することができる。さらに詳
しく云えば、センサー３，４．５をタンクの形状および
タンク内のそれらの配列状況に応じてそれぞれ適当に形
成してもよいしくこの場合、処理手段７は代数的な加算
ができさえすればよい）、すべてのセンサーを同一にし
てもよい（この場合、処理手段７は上記の３つの関数を
得るのに必要な動作を実行しなければならない）。
第２図の装置ｔｏは上記の第１の場合に適したものであ
り、センサーを構成する抵抗器３．４．５は適当な形状
に形成されており、これらの各抵抗器から供給される信
号はそれぞれ増幅器１３．１４．１５で適当に増幅され
た後、加算回路１６で代数的に加算される。
第３図の装置２０もまた第１の場合に適したものであり
、各信号は実質的に回路２１の周波数によって液体の誘
電率を補償するための処理を受け、論理ゲート３９によ
って液体が無い状態を表わす信号Ｖｂの減算を行ない、
さらにフィルタ３９によって濾波処理された後、信号ｖ
ｄは加算回路２６で加算される。
第５図の装置は第１の場合（個々に形成されたセンサー
を使用した場合）、第２の場合（同一のセンサーを使用
した場合）の何れにも適用することができるものである
。しかしながら、ユニウド４２の計算能力を利用するこ
とができるので、同一のセンサーを使用し、メモリ４３
に上記の関数ｆ（ａ）　、　　ｆ（ｂ）　、　　ｆ（ｃ
）を計算するのに必要な全ての情報を供給するのか望ま
しいことは云うまでもない。この場合、燃料の量を計算
するために既に使用されているセンサー３．４．５から
の信号を利用することにより、タンク２が設けられた自
動車の傾きを計算することができる。
〈効　果〉 この発明による測定装置は上に説明したこの発明の詳細
な説明から明らかであるが、以下にそれを纒めて示す。
第１に、各タンクの傾きあるいは動きの状態には関係な
く燃料の量を高い精度をもって表示させることができる
。
第２に、装置のコストをそれ程引上げることなくタンク
の姿勢、従って自動車の姿勢に関する情報を得ることが
できる。
第３に、第５図の装置４０は最初の据付の点からも、ス
ペアの種類が少なくてすむという点からも特に有利であ
る。すなわち、第５図の装置ではセンサーが全て同一で
あるので、ストックすべき部品の種類が少なくてすみ、
常に同じ形式の基本部分のみからなる装置と、この装置
が組込まれる特定のタンクにセットされるメモリ４３と
を準備しさえすればよい。
以上、この発明の実施例について説明したが。
特許請求の範囲に示したこの発明の範囲内で各種の変形
が考えられることは云うまでもない０例えば、レベル・
センサーとして電熱形式のような他の形式のものを使用
することもできる。さらに、この発明の装置は、自動車
のような移動体の姿勢の変化や状態の変化による影響を
受は易い任意の形状のタンク内に収容された任意の液体
の量を測定するために使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明によって構成されたタンク内の液体の
量を測定する装置の原理を示す概略構成図、 第２図は第１図に示す装置の第１の実施例の概略構成図
、 第３図は第１図に示す装置の第２の実施例の概略構成図
、 第４図は第３図の装置の各点から取出された電気信号の
波形のパターンを示す図。 第５図は第１図の装置の第３の実施例の概略構成図であ
る。 ２・・・・タンク、３．４，５・・・・レベル・センサ
ー、７・・・・処理手段、８・・・・表示手段、１６・
・・・加算手段、４２・・・・計算手段、４３・・・・
メモリ手段。 代　　理　　人　　　清　　水　　　哲　　はか２名ｒ
６ｆ）　　　　　リ　　　゛口 手続補正書（自発）

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）タンク内の予め定められた相対位置に収容された
    ３個のレベル・センサーと、動作時に上記３個のレベル
    ・センサーによって検出されたタンク内の液体のレベル
    を表わす３つの値に関する関数を実行するようにされて
    いて、上記各レベル・センサーから供給される情報を処
    理する手段と、該処理手段によって制御され、上記タン
    ク内に収容された液体の量を表示する表示手段とからな
    り、上記関数は上記タンクの傾きには関係なく上記タン
    ク内の液体の量を表わす値を供給するように設定されて
    いる、タンク内の液体の量を測定する装置。
  2. （２）上記レベル・センサーはタンク内の周辺に沿って
    配置されていることを特徴とする請求項１記載のタンク
    内の液体の量を測定する装置。
  3. （３）上記レベル・センサーは上記周辺に沿って１２０
    °の均等な角度ずつ離れて配置されていることを特徴と
    する請求項２記載のタンク内の液体の量を測定する装置
    。
  4. （４）上記処理手段は上記レベル・サンサーによって発
    生された信号を加算するための手段からなることを特徴
    とする請求項１乃至３記載のタンク内の液体の量を測定
    する装置。
  5. （５）上記レベル・センサーは液体のレベルを表わす適
    当な関数を構成するのに適した出力を有していることを
    特徴とする請求項１乃至４記載のタンク内の液体の量を
    測定する装置。
  6. （６）上記レベル・センサーは同一であることを特徴と
    する請求項１乃至４記載のタンク内の液体の量を測定す
    る装置。
  7. （７）上記処理手段は計算手段と、情報が記憶されるメ
    モリ手段とからなり、上記レベル・センサーによって供
    給さる信号と上記タンクの構造上の特徴に基いて上記液
    体の量を計算することができるものである、請求項６記
    載のタンク内の液体の量を測定する装置。
  8. （８）上記レベル・センサーはスライド式可変抵抗器か
    らなり、そのスライド部分は上記液体が到達するレベル
    によって決定されることを特徴とする請求項１乃至７記
    載のタンク内の液体の量を測定する装置。
  9. （９）上記レベル・センサーは電熱形式のものであるこ
    とを特徴とする請求項１乃至７記載のタンク内の液体の
    量を測定する装置。
  10. （１０）上記レベル・センサーは使用時に上記液体によ
    って濡らされるように配置された相互に対向する極板を
    具えたキャパシタからなることを特徴とする請求項１乃
    至７記載のタンク内の液体の量を測定する装置。
  11. （１１）上記レベル・センサーがキャパシタからなる場
    合は、上記処理手段は上記タンク内に液体が存在しない
    ときに上記キャパシタの残留容量値を補償するように配
    置されたそれぞれの補償用キャパシタを有していること
    を特徴とする請求項１０記載のタンク内の液体の量を測
    定する装置。
  12. （１２）使用時に上記タンクの基準面に対する傾きを表
    示するために、上記処理手段によって制御される表示手
    段を具備することを特徴とする請求項１乃至１１記載の
    タンク内の液体の量を測定する装置。
  13. （１３）上記液体は燃料であり、上記タンクは乗物の燃
    料タンクであることを特徴とする請求項１乃至１２記載
    のタンク内の液体の量を測定する装置。
JP63191998A 1987-07-31 1988-07-29 タンク内の液体の量を測定する装置 Pending JPH01138422A (ja)

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