JPH04148827A - 放熱式レベルセンサーの液体のレベル測定方式 - Google Patents

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】

［発明の］］的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えは車両用燃料タンク内の燃料のレベル
を検出するためのレベルセンサーに関し、特に短時間で
精度よく液面レベルを測定する方式（従来の技術） 放熱式レベルセンサーは、抵抗体であるセンザ−の液面
に対する浸漬深さによって抵抗が変化することを利用し
てセンサーに定電流を流して加熱を行い、該センサーの
液面に応じた抵抗変化を電圧に変換して液体レベルを検
出する方式のセンサである。 このセンサーの出力電圧は浸漬深さだけでなく、周囲の
温度によっても影響をうける。 そこで、先に本出願人が開発した例えば特開昭６３−３
１．１９２７号公報に示すように、前記センサーと同様
な構造の液体の温度補償用の抵抗体を並設し、センサー
の液面レベルに応じた抵抗値変化が温度補償用抵抗体と
の接続点における電圧変化として現れることを利用して
温度補償を行うようにしていた。 つまり、前記温度補償用抵抗体はセンサーとともに液体
内に浸漬されるものであるが、自己加熱されていないの
で、抵抗値は液面のレベル変化には追随せず、周囲温度
変化によってのみ抵抗値が変化し、これによって温度補
償が自動的に行われることになる。 この種の温度補償を精度良く行うためには、センサーお
よび温度補償用抵抗体の抵抗の温度係数を一定に揃える
必要がある。 また、これらセンサーおよび温度補償用抵抗体の実際構
造は、ロッド状の支持体の外周にＮｉ線をスパイラル状
に巻いたものであるため、熱容量が相当大きく、安定ｌ
、た出力が得られるまでに数分を要し、特にタンク容量
が空に近くなり浸漬深さが少なくなると出力が安定する
までに長い時間がかかっていた。 このため、使用者側が不安定時期にメータを読取った場
合なとには液面レベルに間違いを生じ、実用上問題とな
る。 さらには、前記抵抗体は実際にはセンサーよりも高い抵
抗値が必要であるため抵抗線が長くなり熱容量が異なる
。このため周囲温度が変化した場合、その変化の間は両
者に温度差が牛じ、−時的に温度補償誤差が生ずる欠点
があった。 そこで本出願人は先に、温度補償用抵抗体をなくし、該
抵抗体を並設することによる前述の問題を解決し、温度
補償精度の向」二および短時間での測定ができるように
した放熱式レベルセンサーの液体のレベル測定方式を開
発した。 第４図ないし第６図はその開発された測定方式％式％ 図において、１は燃料タンク、ＦＬはタンク１内に浸漬
した抵抗体となるレベルセンサーである。 このレベルセンサーＦＬの両端にはパルス回路２を通じ
て定電流■が流される。 この電流Ｉを流すことによりレベルセンサーＦＬの両端
に生じた出力電圧ＶｐはＡＤ変換部３を通じてＣＰＵ４
に取り込まれる。 パルス回路２から発生ずる電流Ｉは第５図（ｂ）に示す
ようにｔｏ−ｔｐまでの周期を有する大周期が冷却時間
をおいて繰り返す態様となっており、その全体の周期は
３秒程度に設定されている。但し回路の立」二がりから
定電流■になるのに１０−が必要である。 したがって電圧Ｖｐは、第５図（ａ）に示すようにその
周期ごとに初期状態から液面のレベル（レベルか低いと
勾配か大きく、高いと勾配が小さい）に応じた勾配で」
−Ｈするザイクルを繰り返し、順次ＣＰＵ４に取り込ま
れその時刻データとともに、順次ＣＰＵ４内の記憶部に
記憶される（図の拡大部分）。 ここで、初期電圧、すなわちｔｌでの出力電圧Ｖ１は、
電流ＩによってはセンサーＦＬが加熱されていない状態
の出力電圧と見做すことができる。 つまり、従来の温度補償用抵抗と同様の抵抗値に基づく
出力電圧と見做すことができ、ＣＰＵ４はこの初期出力
電圧を記憶し、続けて入力される電圧Ｖｔ２〜ｖｔｐの
値をこの初期電圧Ｖ１で割り算を行うことで、温度補償
データを得られ、このブタに基づき表示部５に温度補償
したレベル出力を表示させる。 なお、センサーＦＬの熱容量は大きいのでＶｔＯ〜ｖｔ
Ｆまでのサンプリング電圧では定常的な電圧レベルに至
るまでは至らない。 他方、例えばｔ　Ｉ　−ｔ　ｎまでの期間、例えば５秒
間で１０ｍ５ｅｃのサンプリング間隔であると５００ゲ
のザンプリング電圧を得られる。 したかってＣＰＵ４には第６図に示すようにその、、Ｉ
Ｊ？勾配から定常状態となる時間ｔｃにおける近似的な
電圧Ｖｔｃを演算するプログラムが内蔵され、この値を
表示部５に表示させることにより、大きな出力電圧で表
示を行うことができる。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、この構成にあっては一回の測定時間ｔｌ
〜ｔ　ｎが数秒間あるため、車両の走行中の測定時間内
に燃料タンク１が揺れ、液面レベルが変化することか考
えられ、この場合時刻ｔ１〜ｔｎ間のセンサーＦＬの電
圧の立ち上がりが静止状態と比べて不安定になり、デー
タのバラツキを生じ近似直線を求め液体レベル量を算出
した場合の誤差を生ずる結果となっていた。 また、前記センサーの構造も、前述のように熱容量が相
当大きものが使用されているため、これによる温度補償
誤差も相変わらず未解決のままであった。 この発明は、以上の問題を解決するものであって、車速
センザー、ハンドル角センリ゛−などの検知出力が生じ
た場合に、現在の１ｌｌ１１定を停＋ｌ　Ｌ、、過去デ
ータに基づく推定によってレベルを表示するか、或いは
一回のデータでなく、過去複数回のデータを参照して平
均値を出力するなとして測定精度を向−１ニし、また、
セン→ノ゛−自体も熱容量が小さく応答遅れなとによる
測定誤差を解消できるようにした放熱式レベルセンサー
の液体のレベル測定方式を提（１（するものである ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記１”Ｉ的を達成するため、この発明は、抵抗体であ
るセンサーに定電流を流す定電流回路と、該センサーか
ら出力される初期電圧を記憶する記憶手段と、初期状態
から所定時間経過までの出力電圧を前記初期電圧で割り
算する第一の演算手段と、この第一の演算手段から得ら
れた出力の時間に対する上昇勾配から定常状態となる電
圧を予測する手段を備え、この演算結果により液体のレ
ベル測定出力を得られるようにした放熱式レベルセンサ
ーの液体のレベル測定方式において： 車速センサーと、ハンドル角検出センサーと、予め設定
しである走行燃費により消費量を演算する第二の演算手
段とを備え、前記各センサーの検出信号により走行モー
ドを判断して定電流回路への通電を停止するとともに、
前記第二の演算手段により通電停止１−１時点からの消
費量を演算し、この値を停止時点のレベル値より減算し
、この減算結果を推定１ノベル値として前記表示側に出
力するものである。 また、本発明では現時点から過去の数回のデータを記憶
する記憶手段と、記憶手段にストアされたデータに基づ
き現時点のデータを含む一次近似直線を演算する第二の
演算手段を設け、こめ演算結果をレベル測定出力として
表示側に出力するようにもてきる。 （作　用） 定電流を流す初期段階ではセンサーはほとんと加熱され
ていないので、初期電圧は周囲温度による抵抗値に基づ
く出力電圧と見做すことができ、加熱状態のセンサーか
ら出力される電圧をこの値で割ることで、温度補償出力
を得られることか基本となる。これに加えて走行モード
になった状態では、現在の検出値でなく、予め設定され
た走行燃費による消費量が副葬され、これを前回測定し
た実測定レベルから引き、この値を推定液面レベルとし
て表示部に表示させる。 また、請求項２の構成では、現在の測定値を含む過去の
測定値の近似直線を導き出し、ノイスによって生ずるデ
ータのバラツキを防止する。 （実　施　例） 以下、この発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する
。 なお、以下の実施例において、従来の第４図ないし第６
図と同一部分には同一？〕号を援用し、要部のみについ
て説明する。 第１図　第２図はこの発明の第一・実施例を示すもので
ある。 図において、ＣＰＵ４には車両の加速及び原則状態を検
出する車速センサー６及びハンドルの切］０ り角を検出するハンドル角セン→Ｊ−７が接続されてい
る。 ＣＰＵ４は、通常状態では、第２図に示すようにセンザ
一定電流駆動ルーチン（Ａ）、レベル５１測、出力ルー
チン（Ｂ）を実行しており、前述のごとくその１ノベル
値りを表示部５に出力し、これに表示させている。 これに加えて、ＣＰＵ４は加速、旋回時における検出ル
ーチン（Ｃ）を実行（−１加速度が設定値ａをｆ１￥、
ハンドル角が設定角度θを越えた場合には前記各センサ
ー６，７の出力状態に応じて液面レベルの揺動原因とな
る走行モードとなったことを判断し、レベル計測出力中
１１−指令信号をルーチン（Ｂ）に割り込み出力する。 これと同時にレベル推定ルーチン（Ｄ）を実行する。 このルーチン（Ｄ）は、まず、車速センサーから得られ
たデータと経過時間によって走行距離をｐ出し、次いで
予め設定された走行燃費によってこの経過時間内にお（
）る燃料消費量を算出し、次いでこの値をレベル量に換
算ｊ７、割り込の前における前記測定レベル値から減じ
て推定値を９出１７、この値を表示部５に出力するので
ある。 なお、レベル測定中１１時におけるレベル推定ルチンの
実行は、測定中ＩＩがある値以−１一連続しまた場合に
始めて行っても良い。 したがって、この実施例では加減速や、旋回時における
測定誤差そのものを回避できるとともに、推定によって
ｒ想される液面レベルを表示するので、運転者側に１１
、しいレベル値を

【２らぜることかできる。 次に第３図はこの発明の第二実施例を示すものである。 図において、ＣＰＵ４に（＝Ｉ属するメモリ８には一部
拡大して示すように、現時点から過去０１回までのデー
タがストアされている。 そして、ＣＰＵ４で現時点でのｉＴ１体レベル量を算出
する際には、現時点の一回の測定データ及び過去一回の
データを含めて一次近似曲線を演算し、この演算結果を
表示部５に出力する。 なお、近似曲線の求め方は従来例で説明した通りなので
省略するが、平均値データの演算によって、燃料タンク
１の揺れによる液面レベルの変化や他のノイズによって
生ずる今回データのバラツキを相対的に押さえることが
でき、より精度の高い表示出力を得られることになる。 。 なお、これとは逆に、従来と道程度の精度で良いならば
、−回の測定における時刻１１〜ｔｎの時間間隔を長く
し、−回の測定データ数を減らずことが可能になり、測
定時間間隔を長くできるため、変換時間の遅いＡ／Ｄ変
換器を利用できる。 【発明の効果】 以上各実施例によって詳細に説明したように、この発明
による放熱式レベルセンサーの液体のレベル測定方式に
あっては、定電流を流す初期段階ではセンサーはほとん
と加熱されていないので、初期電圧は周囲温度による抵
抗値に基づく出力電圧と見做すことができ、加熱状態の
センサーから出力される電圧をこの値で割ることで、温
度補償出力を得られることを基本とし、これに加えて走
行モードになった状態では、現在の検出値でなく、予め
設定された走行燃費による消費量がｄ１算され、これを
前回測定した実測定レベルから引き、この値を推定液面
レベルとして表示部に表示さ（４るため、走航時におけ
る燃料タンクの揺れ、その他ノイズが加わることによる
測定誤差を防１１［２、精度の良い表示を行わせること
かできる。 また、現在の測定値を含む過去の測定値の近似直線を導
出することにより、現在測定］またデータに加わるノイ
スにによるバラツキを防１１．できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の第一実施例を示し、第１図
はシステム構成を示すブロック図、第２図は同システム
における処理ルーチンを示すフロチャー　ト、 第３図はこの発明の第二実施例によるシステノ、構成を
示すブロック図、 第４図ないし第６図は本発明の基礎となる液体１ノベル
の測定方式を示すもので、第４図はシステム構成を示す
ブロック図、第５図（ａ）、（ｂ）はパルス回路から発
生する電流の周期とセンサからの出力′電圧との関係を
示すグラフ、第６図は定常状態になるまでの電圧変化を
示すグラフである。 １・燃料タンク Ｆ　Ｌ・　レベルセンザー ２・・パルス回路 ’３−　Ａ　Ｄ変換部 ４・・ＣＰＵ　（演算手段） ５・表示部（表示手段） ６・・・車速センサー ７・・ハンドル角センサ ８・・メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）抵抗体であるセンサーに定電流を流す定電流回路
   と、該センサーから出力される初期電圧を記憶する記憶
   手段と、初期状態から所定時間経過までの出力電圧を前
   記初期電圧で割り算する第一の演算手段と、この第一の
   演算手段から得られた出力の時間に対する上昇勾配から
   定常状態となる電圧を予測する手段を備え、この演算結
   果により液体のレベル測定出力を得られるようにした放
   熱式レベルセンサーの液体のレベル測定方式において：
   車速センサーと、ハンドル角検出センサーと、予め設定
   してある走行燃費により消費量を演算する第二の演算手
   段とを備え、前記各センサーの検出信号により走行モー
   ドを判断して定電流回路への通電を停止するとともに、
   前記第二の演算手段により通電停止時点からの消費量を
   演算し、この値を停止時点のレベル値より減算し、この
   減算結果を推定レベル値として前記表示側に出力するこ
   とを特徴とする放熱式レベルセンサーの液体のレベル測
   定方式。
2. （２）現時点から過去の数回のデータを記憶する記憶手
   段と、記憶手段にストアされたデータに基づき現時点の
   データを含む一次近似直線を演算する第二の演算手段を
   設け、この演算結果をレベル測定出力として表示側に出
   力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の放
   熱式レベルセンサーの液体のレベル測定方式。