JPH0968453A - 外力を受ける陸上車の燃料タンク中の燃料の量を測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】陸上車の燃料タンク中の燃料の量を測定する
際、加速度、縦揺れ、横揺れ等により生じる誤差をセン
サ及びコンピュータ手段と解析技術によって補正し、安
価で正確な測定値を得ること。 【解決手段】ロードセルやレベル計などの燃料の量の測
定装置１６と、縦揺れ角、横揺れ角などを測定するセン
サ２４と、車の縦揺れ角、横揺れ角、その他の外力また
は燃料密度の変動等から生ずる誤差を補正するためにプ
ロセッサ３０及び参照用テーブルや関係式などのアルゴ
リズムとを組み合わせて用いることを特徴とする外力を
受ける陸上車の燃料タンク中の燃料の量を測定する方法
及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、変化する外力を受け
るタンク中に蓄えられた燃料の量、特に自動車のガソリ
ンタンク中に蓄えられたガソリンの量を測定するための
改良されたシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、以下にその内容を引用して紹
介するＧｒｉｌｌｓらの米国特許５，１３３，２１２に
開示された発明の改良である。Ｇｒｉｌｌｓらは、燃料
タンクを支える複数のロードセルと、タンク中の液量の
正確な平均値を与えるようにするためこのタンク用ロー
ドセルと組み合わせてタンクに作用する外力に対して自
動的に補正する基準分銅とロードセルとを用いた秤量シ
ステムを開示している。このシステムは全く正確であ
り、航空機の燃料タンク中の燃料の量を測定する場合の
ようにシステムのコストが正当であるといえる場合には
その最良の用途といえるが、それに比して自動車の燃料
タンク中の燃料の量を測定する場合のようにコストがよ
り重要である場合にはこのシステムの複雑さは正当とは
いえない。ロードセルを用いず、タンクがトーションバ
ーシステムによって片側を支えられるようにした別の秤
量システムが北川らによって米国特許４，５６２，７３
２に開示されている。それは、長時間にわたってこのタ
ンクの読みを平均するための補正システム以外に車の横
揺れや縦揺れを補正するシステムを何ら含まないもので
ある。

【０００３】回転や横揺れ、縦揺れによって自動車の燃
料タンクに作用する外力は顕著なものではあるが、自動
車の場合、航空機の場合ほどにはあまりシビアではな
い。縦揺れによる外力は一般に車が丘を上り下りすると
きに生じるが、北米では１５°を超えることは稀であ
り、時々５°を超えるに過ぎない。同様に、横揺れ角も
通常５°を超えることは少ない。急俊な角度に遭遇した
としてもそれは通常短時間に過ぎない。これは航空機、
殊に高性能の軍用機においては普通あり得ないことで、
回転、横揺れ、縦揺れによる力はその強さにおいて大き
いだけでなく長時間続く可能性がある。

【０００４】自動車の燃料タンクにおける燃料の量のも
っとも普通の測定装置はガソリンタンク中のフロートに
よって制御される加減抵抗器を用いている。この装置は
タンクに作用する外力や車の角度に対する補正は全く考
慮されていない。最近のガソリンタンクは渦巻き型をし
ているので、タンク中の燃料の量を示すには燃料のレベ
ルはしばしば劣悪な指示器となる。多くの計測器におい
て、例えばゲージは数ガロン消費した後でも満タンを指
示し続ける。同様にそのゲージは数ガロンも残っている
のにいつも空であるように表示する。したがって、ガソ
リンの無くなる前に運転手がどれだけ走れるかを知るこ
とは彼にとって推量ゲームのようなものである。

【０００５】問題は、使用された燃料の量とタンク中の
残量について、一見大きい精度を有しながらドライバー
が不正確な表示しか得られない燃料ゲージのディジタル
表示の実施ともからみあった。例えば、ゲージが１４．
５ガロン消費されたことを表示しており、ドライバーが
タンクを満タンにし、そうするのに１５．３ガロン必要
であることに気づいたならば、彼はサービスステーショ
ンに誤魔化されていないかどうかを疑い、少なくとも計
器パネル上の他の計器の精度に疑念を持ち始めるだろ
う。燃料ゲージの不正確さは今ではや少なくとも一つの
車両メーカーがその顧客から受けるもっとも一般的な苦
情である。

【０００６】これらの先行技術のフロートシステムは、
またタンク中に保持される混合物と接触して検知素子を
作動させる必要性から生じる抵抗器の汚れによっても誤
差を生じやすい。これらの誤差はこのシステムが作動し
なくなったり、時間とともにその校正値が変化する原因
となる可能性がある。従来技術の燃料ゲージに関する上
記のまたはその他の問題点は、以下に開示する本発明に
よって解決されるものである。

【０００７】

【発明の目的及び概要】本発明の燃料ゲージは、一つ
以上のロードセルまたは燃料レベル測定装置、場合によ
ってはこれにタンク中の燃料の量を概略測定するために
縦揺れや横揺れの角度または燃料の密度を測定する他の
センサーを加えたものと、車の縦揺れや横揺れの角度
その他の外力から、または燃料密度の変化から生じる誤
差を補正するためのプロセッサーおよびアルゴリズムと
の組み合わせを利用するものである。説明のためにいく
つかの秤量システムを開示するが、この発明は、燃料の
量を概略測定し、その測定値を補正する解析的技術を用
いるすべての方法に適用できる。

【０００８】本発明の本質的な目的はつぎの通りであ
る： １．加速度および縦揺れ、横揺れ回転を受ける陸上走行
自動車の燃料タンク中の燃料の量を求めるための測定シ
ステムを提供すること、 ２．タンクが複雑な形状を有する場合に自動車の燃料タ
ンク中の燃料の量をプロセッサーおよびアルゴリズムと
一つ以上のトランスデューサーを用いて正確に求めるた
めの解析的方法を提供すること、 ３、前記タンク中の燃料のレベルを求めるため、誘電体
としての燃料が有する静電容量を用いて簡単で、低コス
トのシステムを提供すること、 ４、実験的にまたは解析的に誘導される個々のロードセ
ルの読みと前記タンク中の燃料の重量との関係を用いて
前記タンク秤量システムにおける縦揺れと横揺れの影響
に対する簡単な補正を与えること、 ５．縦揺れ角、横揺れ角センサーおよび実験的にまたは
解析的に誘導されるトランスデューサーの読みと前記タ
ンク中の燃料の量との関係を用いて縦揺れと横揺れの影
響に対する補正を与えること ６．露出タンク上に泥や氷が累積したことに起因する自
動車のタンク秤量システムの誤差を除去すること、 ７．燃料密度の変化に起因する自動車のタンク秤量シス
テムの誤差を除去すること、 ８．タンク秤量システムに用いる各種の低コストロード
セルの設計を提供すること、 ９．現在用いられているフロート形の燃料ゲージの精度
を高める方法を提供すること、 １０．より正確な燃料レベル計を提供すること。

【０００９】本発明において具体化された新規であると
考えられる観点の中には、本発明によって構成されたシ
ステムが、それ自身でタンク中の燃料の量のおおよその
測定値を与え、実験的に誘導されたアルゴリズムと組み
合わせたときに高度に正確な燃料量測定システムとなる
種々の燃料測定用トランスデューサーを用いることがで
きるということがある。これらのトランスデューサー
は、重量測定用ロードセルであったり、車体角度測定用
トランスデューサーであったり、フロートもしくは静電
容量測定器に基づく燃料レベル測定装置でもあり得る。

【００１０】ロードセルを用いるときは、それらは一般
的に感度が良いように、水平面に対して実質的に垂直で
普通車体のヨー軸すなわち垂直軸に平行な軸にそって平
行に一列に配設される。アナログ／ディジタル変換器を
備えたマイクロプロセッサはそのアナログ信号を各種の
技法によって燃料タンク中の液体の体積またはレベルを
示す出力情報に変換するが、すべてはタンク中の燃料の
量を測定された量と関連づける実験的解析的接近技法に
基づくアルゴリズムを利用するものである。以下に開示
し説明する多くのシステムは、説明のために多くの重量
測定装置を利用するけれども、この発明は秤量の使用そ
れ自体ではなく、トランスデューサーだけで得られるよ
りも大きい精度でタンク中の燃料の量を求めるため、ロ
ードセル、角度計、およびレベル計を含む一つつ以上の
各種のトランスデューサーをアルゴリズムおよびプロセ
ッサーと組み合わせて使用するものである。この発明の
構成および作用の新規な特徴は、添付図面を参照して行
う以下の説明の過程でより明らかになるであろう。な
お、図面は発明装置の二三の好ましい形態を説明するも
のであり、図面において同一の引用符号は同一の部分を
示すものとする。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して説明する。図１は、タ
ンク１４の動きや縦揺れ角および横揺れ角の変化に起因
して変化する外力を受ける燃料タンク１４中の燃料１２
の体積やレベルを測定するのに用いる本発明の一実施例
として構成された装置１０を概念化された形で説明する
ものである。タンク１４には、以下に説明するように、
少なくとも一つ、好ましくは複数のタンク用ストレイン
ゲージ型ロードセルが設けられている。これらのストレ
インゲージ型ロードセル１６は普通そのセルに作用する
外的負荷力に応じて圧力モードまたは張力モードのいず
れかで動作し、加えられる直流電圧によって、各ロード
セル１６に加わる外的負荷力に対して既知の比率で対応
するアナログ電圧を出力する。

【００１２】タンク用ロードセル１６は、密封タンク１
４の異なる部分と車−好ましい実施態様としては陸上用
自動車−のフロアパン１８のような通常実質的に水平な
面である共通の基準面の頑丈で堅固な部分との間に配置
される。ロードセル１６は、共通の基準面１８に実質的
に垂直である軸２０に沿って通常平行な荷重力に対して
感度が良いように一列に並べられる。最も多い例として
は、軸２０はタンクまたは車の垂直軸すなわち通常の走
行方向の軸に対して垂直な軸に平行であろう。たとえ
ば、自動車において、タンク用ロードセル１６は、通常
自動車のヨー即ち垂直軸に沿って好感度となるように配
列される。

【００１３】いま一度図１を参照するに、装置２８は以
下に詳しく述べるようにタンク中の液体のレベルを求め
る際に用いる既知の空タンクの重さのデータを記憶して
いる。プロセッサーを用いた装置とともに使用するこの
データ記憶装置は、既知の空タンクの重さのデータ表示
を含む普通の方法で処理ユニットと結合して動作するラ
ンダムアクセスメモリーやリードオンメモリーを含むも
のとすることができる。処理ユニット（または先に引用
した特許Ｎｏ．５，１３３，２１２の図２に示されてい
る結合された一連の演算増幅器から形成される等価の回
路）のような計算機３０は，ロードセル１６や縦揺れ角
および横揺れ角センサー２４からのアナログ電圧出力が
入力されるよう接続され、これらのアナログ信号を殆ど
同時に燃料タンク中の液体の体積の出力情報に変換す
る。本発明の一実施例では、複数のタンク用ロードセル
の出力を合計してタンクゲージ合計信号とし、それから
既知の空タンクの重さを差し引いてタンク内正味重量信
号を得る。それからこの信号を用い既知の重量と体積と
の関係に基づいて液体の体積信号を得る。

【００１４】本発明装置の好ましい実施態様は、さらに
タンクの中身による慣性力の結果としてロードセルから
のアナログ電圧出力に現れる短時間の過渡現象値を平均
する手段を含んでいる。これによってタンク中の燃料液
の短時間の「ぽちゃつき」やタンク自身のはげしい動き
と中身の燃料液のダイナミックな動きによる慣性による
測定誤差が除去される。このような平均値算出手段はコ
ンピュータのアルゴリズムを用いることによって処理ユ
ニット内でもっとも簡単に得られるが、アナログ信号で
動作する適当な電気回路を用いることによっても得られ
る。

【００１５】最後に、タンク中の液体の体積やレベルを
表す信号を表示するには、たとえばダイヤル型ＬＣＤま
たはＬＥＤディスプレイのような少なくとも一つのタン
ク内燃料液レベル読出装置３４がタンク中の燃料液の体
積および／またはレベルを表示する計算機３０と接続し
て動作するようにしたものが好ましい。この装置はまた
後日読み出すためにこのデータを記録し、あるいは他の
装置で使うための情報を蓄えることもできる。多くの実
施例においてこの表示装置３４と計算ユニットまたはマ
イクロプロセッサ３０との間の接続は、計器パネルの表
示をコントロールし、ときには計器パネルコンピュータ
と呼ばれる第２の処理ユニット３２を介して行われる。

【００１６】図１の実施態様において、プロセッサー３
０はまたロードセルおよび角度計からのアナログ電圧出
力信号を処理ユニットでさらに処理するためディジタル
に変換する一つ以上の装置を含んでいる。したがって、
この好ましい実施態様は、通常の方法のいずれにおいて
も、システム中の計算機によって処理するため、ロード
セルおよび角度ゲージからのアナログ電圧信号出力をデ
ィジタル信号に変換する一つ以上のアナログ−ディジタ
ル変換器（ＡＤＣｓ）を必要とする。もっとも多いマイ
クロプロセッサの例として、多重化ＡＤＣｓは単一ＡＤ
ＣとそのＡＤＣを循環的に順次異なるインプットに切り
換え接続する多重化回路とを組み合わせて用いることに
よって得られる。従って、以下に多重化ＡＤＣｓについ
て述べる場合、これは単一ＡＤＣユニットを多数並列に
用いるか、一つのＡＤＣと多重化回路を組み合わせて用
いるかのいずれかを意味するものとする。

【００１７】本発明はまたタンクの動きや縦揺れ角およ
び横揺れ角の変化にともなって変化する外力にしたがっ
て燃料タンク内の燃料の量を測定する方法を含むもので
ある。この方法は、次のステップを含んでいる。 ａ）燃料タンクを車のヨーまたは縦軸に沿って動き得る
ように車体に取りつけるステップ； ｂ）少なくとも一つのタンク用ロードセルであって、前
記各ロードセルは前記燃料タンクのある部分と車の基準
面のある部分との間に、そして前記基準面に実質的に垂
直で一般に車のヨー軸に平行な軸に沿って好感度となる
ように配設されたものに加わる荷重にそれぞれ比例する
アナログ信号を得るステップ； ｃ）前記車の縦揺れ角および横揺れ角を比例的に示す信
号を得るステップ；および ｄ）前記アナログロードセル信号と前記縦揺れ角および
横揺れ角信号を燃料タンク内の燃料液の体積を表す出力
情報に、ある実施態様では、前記アナログ信号をディジ
タル信号に変換し、前記ディジタル信号及び前記縦揺れ
角および横揺れ角信号をアルゴリズムを有するプロセッ
サーに入力することによって変換するステップであっ
て、前記アルゴリズムは、入力されたロードセル信号
および前記縦揺れ角および横揺れ角信号をそれぞれ独立
に用いるとともに、前記燃料体積情報を出力するため
前記信号と前記燃料体積との誘導された関係とを用いる
ものである。一般にこの方法において用いられるアルゴ
リズムは、参照用テーブルの形をとることができ、この
場合中間的な燃料体積値はその表に記録された値から補
間法によって導出されるか実験結果に近似する近似式か
ら導出される。また代わりに、アルゴリズムは、ソフト
ウェアによるかハードウェアによるかいずれでもよいが
ニューラルネットークまたはファジー論理システムの形
にすることもできる。

【００１８】図２において、三つのロードセルにサポー
トされた自動車の燃料タンクの斜視図がロードセルをタ
ンクに取り付ける前の状態で示されている。この構成に
おいては、略図的に示されているように、三つのアナロ
グ−ディジタル変換器が用いられる。説明のために、ロ
ードセルは片持ち梁型ロードセルとして示されている。
その他の形態のものとして、以下に述べるように、単純
支持梁型やチューブ型のロードセルを用いてもよい。先
に引用したＧｒｉｌｌｓ特許に開示された装置ではロー
ドセルの信号は集計されて燃料タンクの全重量に比例す
る一つのの信号が出力される。これとは対照的に図２に
示された装置では、各ロードセルの信号が個々にディジ
タル化して解析される。

【００１９】燃料タンクが縦揺れ軸または横揺れ軸のま
わりに回転して燃料タンクが傾いたとき、ロードセルは
もはや燃料の真の重量を測定せず、かわりに燃料タンク
の水平面に垂直な軸または車のヨー軸に沿った重量成分
を測定する。この誤差に対する補償は先に引用したＧｒ
ｉｌｌｓ特許では別々の基準分銅およびロードセルを用
いることによって達成される。これとは対照的にこの発
明ではこのロードセルの読みの合計に適当なゲージ係数
を掛けてロードセルの信号の合計を重量に変換する。し
たがって、この結果がタンク中に残る燃料の量を車の操
縦者に知らせるディスプレイ２７０に表示することがで
きる。もし、燃料タンク装置２００を搭載した車が急峻
な丘を下りはじめたならば、ロードセル２０２，２０４
および２０６からの信号の合計はもはや燃料タンクの重
量およびその中の燃料の重量を正確に表示しない。上述
のように、これはロードセルがいまや垂直軸すなわち重
力の軸とは異なる車のヨー軸に沿った力に対して感応す
るという事実に由来するものである。加うるに、燃料タ
ンクが満タンであれ空であれ、ロードセルに加わる力は
タンク中の燃料の動きによっても影響を受ける。たとえ
ば、車が丘を下る場合、燃料はタンク中で車の前方へ向
かって動く。これらが組み合わさった効果が三つのロー
ドセルからの一つの組み合わせ信号を生み出し、その信
号から燃料タンクの角度および同タンクとその中の燃料
の重量をそれぞれ求めることができる。換言すれば、ロ
ードセルの読みの特定の組み合わせごとにそれに対応す
る車の縦揺れ角および横揺れ角並びにタンク中の燃料の
量の組み合わせがただ一つだけ存在するのである。した
がって、ロードセルの読みが分かれば、タンク中の燃料
の量を求めるこができる。

【００２０】この概念はこの発明の中心をなすものであ
り、ロードセル、角度計および／またはレベル計のいず
れを用いるかは以下の説明を考慮されたい。燃料表面の
上下ともすべての部分は空気も燃料もともにタンクのい
ずれかの部分から他の部分へ自由に流通できるように連
続しているものと仮定する。時刻Ｔ１にタンクが燃料の
量Ｑ１を有し、横揺れ角Ｒ１、縦揺れ角Ｐ１に傾いてい
るとき、三つのロードセルがそれぞれ荷重Ｌ１，Ｍ１，
Ｎ１を示すものとする。タンクの横揺れ角がいまわずか
に変化してＲ２となり、縦揺れ角および残っている燃料
の量が同じであるとすると、ロードセルは新しい荷重の
組み合わせＬ２，Ｍ２およびＮ２を表示し、各荷重の読
みは横揺れの方向およびロードセルの位置に応じて増加
したり減少したりする。横揺れ角および縦揺れ角に対す
る補正後の三つのロードセルの読みの合計によって、タ
ンク中の燃料の重量はさらに増加するに違いない。

【００２１】タンクが空であれば、縦揺れ角および横揺
れ角ＰｉおよびＲｉ毎に一つの組み合わせの負荷Ｌｉ，
Ｍｉ，およびＮｉがあるということは簡単な静的方程式
から容易に証明される。かわって、もしＬｉ，Ｍｉ，お
よびＮｉが既知であり、空のタンクの重量が既知であれ
ば角度ＰｉおよびＲｉは容易に見出せる。もし、少量の
燃料がタンクに加えられ、その角度がロードセルのすべ
てよりもコンスタントに保たれるならばタンクの角度や
形に依存する負荷の増加が測定されるであろう。かくし
て、任意の角度の組み合わせに対して、ロードセルの読
みとタンク中の燃料の量との間に一定の関係が存在す
る。もし、燃料が一定に保たれ、タンクの横揺れ角が変
化するならばロードセルの読みの合計は、その角度に対
する補正がなされたときは、同じでなければならない
が、負荷の分布は燃料がタンク内で動くのにつれて変化
するだろう。この分布は、しかし、タンクの形できまる
関数に従う。もし、横揺れが増加してＲ２となり、さら
にＲ３へと増加するのであれば、そしてもしＬ２が角度
に対する補正をしたのちのＬ１よりも大きいのであれ
ば、Ｌ３は角度に対する補正をした後のＬ２よりも大き
くなるに違いない。同じことはＭおよびＮのロードセル
の読みについても成り立つ。ロードセルの読みＬ，Ｍお
よびＮの分布は事実タンクの角度を求めるために用いる
ことができ、必要な角度の補正がいくらであるかについ
て情報を提供する。必要とされるこの後者の計算は、燃
料液の量と個々のロードセルの読みとの関係を実験によ
って実験的関係を誘導するこによって求められるもっと
も簡単な場合を除くすべてについて求めなければならな
いので、直接的にはなされない。

【００２２】同じ議論はタンクの縦揺れ角の変化につい
ても成り立ち、したがって、Ｌ，ＭおよびＮのすべての
値に対して、一つの燃料の量，タンクの縦揺れ角および
横揺れ角が存在することになる。この議論は所定の縦揺
れ角および横揺れ角に対する燃料の分布が一つよりも多
ければ成り立たないが、燃料と空気の体積が関係がなけ
ればそうなるであろう。たとえば、燃料の量または空気
の量が特定の順序の動きに対してタンクのある部分でト
ラップされた状態になるが別の順序の場合にはそうなら
ないで両方の順序がともに同じ縦揺れ角および横揺れ角
で終わるとするならば、動きの順序が記録され計算に入
れなければ問題は解決しない。同様の議論は縦揺れ角お
よび横揺れ角が測定されるが一つのロードセルが一点で
負荷を測定し、一つのレベルゲージが一点でレベルを測
定するだけに用いられ測定されたレベルが空でもなけれ
ば満タンでもない場合にも成り立つ。タンクの形状が単
純な場合には、この関係は解析的に求めることができ
る。タンクの形状の複雑さが増すにつれて解析的な関係
を得ることがより難しくなり、実験的に求めなければな
らない。

【００２３】車のタンクとその中身との真の重量につい
ての関係の実験的な決定は以下のように特定のタンクに
ついては求めることができる。試験装置や器具は、一つ
の好ましい実施例としては候補者カーのフロアパンによ
ってサポートされているのと同一の方法で、三つのロー
ドセルからガソリンタンクをサポートするように構成さ
れる。しかし、この器具の支持構造はジンバル状のフレ
ームに取り付けられ、タンクがその横揺れ軸もしくは縦
揺れ軸の周りにまたはその両者の組み合わせの回転がで
きるようになっている。また、ジンバル状のフレームに
ステッピングモータを取り付け、タンクが前述の横揺れ
軸および縦揺れ軸の周りに正確に回転できるようになっ
ている。ステッピングモータのコンピュータ制御によっ
て、試験対象のタンクが縦揺れ角と横揺れ角のすべての
組み合わせを表すすべての位置に、たとえば各回転が１
°づつのステップで行われるようにして回転される。タ
ンクの各位置に対しては、コンピュータが縦揺れ角およ
び横揺れ角とともに各ロードセルからの信号を取り出
し、そのデータを記録する。この実験に用いられる最大
の縦揺れ角および横揺れ角は典型例としては±１５°で
ある。

【００２４】実験の動作を説明すると、三つのロードセ
ルの最初の読みは、縦揺れ角および横揺れ角が０°でタ
ンクが空のときにとるものとする。第２の読みは、縦揺
れ角が１°で横揺れ角が０°のときに、第３の読みは縦
揺れ角が２°のときにというように、縦揺れ角が１５°
になるまで順次とっていく。このプロセスはさらに縦揺
れ角が−１°からスタートし−１５°になるまで減少す
るように繰り返される。その次の読みのシリーズは横揺
れ角を１°として、最初のシリーズと同様に行う。この
プロセスは横揺れ角が１５°になるまで、そしてさらに
−１°から−１５°までと繰り返される。３１の異なる
縦揺れ角と３１の異なる横揺れ角があるので、合計９６
１の異なる組み合わせのロードセルの読みがコンピュー
タシステムによって読み取られて記憶される。このプロ
セスはいまやタンク中の燃料の量を変えて繰り返さねば
ならない。したがって、タンクが満たされたとき燃料２
０ガロンが入るものとし、１ガロンづつ増加するものと
すれば９６１セットのデータを集める全プロセスを０か
ら満タンまで２１の燃料の量毎にとらねばならない。こ
のロードセルの読みに加えステッピングモータによる位
置づけシステムを検証するために角度計の使用によって
満タン時の角度を正確に測定することも望まれる。した
がって、上述の各位置および燃料の量毎にガソリンタン
クの縦揺れ角および横揺れ角を表す二つのデータが追加
されることになる。このことによって、総合計１００，
９０５の要素データが導かれる。

【００２５】このデータからロードセルトランスデュー
サーを用いて各種の燃料計を設計することができる。以
下に述べる従来のフロートシステムやロッドインチュー
ブ型のキャパシターシステムおよび平行板型のキャパシ
ターシステムのような他の型のトランスデューサーを用
いても同じプロセス設計することができる。上述の実験
装置によってかなりの量のデータが得られるけれども、
これは適当なデータ取得のハードウェアおよびソフトウ
ェアを有するＩＢＭ４８６システムのような標準的なパ
ーソナルコンピュータにとって難しい仕事ではない。得
られたデータが、タンク中の燃料の量と２０２，２０４
および２０６の三つのロードセルからの読みとの関係を
表形式で提供する。このデータまたはそのサブセットは
参照用テーブルとして直接コンピュータアルゴリズムへ
とプログラムすることができる。

【００２６】このアルゴリズムは、三つのロードセルの
値を読み出し、補完法の式を用いてタンク中の燃料の量
を求める。縦揺れ角および横揺れ角のステップおよび燃
料の量のステップなど取り出すデータの特定の量は、も
ちろん例示のためのものであって、実験式的関係は、別
の実験方法を用いても見出すことができる。 データを
表示するために一つ以上の方程式が望まれる場合は、ロ
ードセルの読みとタンク中の燃料との関係を近似的に示
す数学的表現を見出すためにそのデータを解析すること
がこのプロセスの次のステップとなる。例えば、解析す
べき特定のタンクに対して０．１ガロンに相当する精度
でロードセルの読みを燃料タンクの重量に正確に関係づ
けるには、簡単な５次の多項式で十分であることがわか
った。もちろん、より複雑な数学的関数を用いればより
高い精度で表せるし、より複雑でない関数を用いれば精
度はより低くなるであろう。約２００の係数を記憶させ
るには、５次の多項式が必要である。しかし、タンクが
対称であれば、これらの係数のうち約半分の係数は無視
しうる程度に十分にゼロに近い値となることがわかっ
た。代わりの方法として、三つのロードセルの入力に基
づいて燃料の量を示すように仕組むことのできるニュー
トラルネットワークを使用する方法がある。

【００２７】以上に述べたように、個々のロードセルの
読みがＧｒｉｌｌｓ特許のようにその合計を用いるので
はなくてそれぞれ独立に解析され、このロードセルの読
みをタンクの重量に関係づけるために、実験的に求めら
れた関係が用いられるのであれば、Ｇｒｉｌｌｓ特許に
おいて用いられる基準分銅は省略できる。Ｇｒｉｌｌｓ
特許における物理的素子の代わりにアルゴリズムを用い
ることによって、システムコストの顕著な低減がもたら
されるのである。上述のシステムは縦揺れ角および横揺
れ角が１５°に制限される陸上車に用いるのには非常に
適しているが、実質的により高い慣性力とより大きな縦
揺れ角および横揺れ角にさらされる航空機にはこのシス
テムは同じようにはうまく作動しない。

【００２８】各種のロードセルおよびその他のトランス
デューサーの設計について以下に述べる。ロードセルの
設計のすべては基本的な負荷測定素子としてストレイン
ゲージを用いている。４素子金属箔ストレインゲージの
一例が図３に示されている。この例では、ゲージはその
各辺が１ｃｍであり、したがって、４素子からなるこの
アセンブリの全体はそれが取り付けられる梁の約１ｃｍ
² の面積を占める。この場合、アセンブリは、素子３０
１および３０３が梁の軸と平行な列をなす導電パターン
として並び、そして素子３０２および３０４は梁の軸に
対して横向きの列をなす導電パターンとして並ぶように
取り付けられる。この素子は、その二つの自由端３１５
および３１６に何も接続しない状態で図示されている
が、ブリッジ回路を平衡させるために外部抵抗を用いる
ことができるように配線されている。したがって、素子
はバランスがとられたときに指示回路に流れる電流がゼ
ロになる当業者にはよく知られたホィートストーンブリ
ッジを形成する。

【００２９】ストレインゲージを取り付けた面が張力歪
みを受けるように梁が曲げられたとき、素子３０１およ
び３０３が伸ばされてその抵抗を増し、一方素子３０２
および３０４はポアソン比効果による梁の横方向の収縮
によって、圧縮される。素子を配線する方法によって、
上記歪みのすべてが図示されない指示回路を流れる電流
が増加するようにし、したがって指示電流および測定感
度が最大になるようにする。もし、梁およびストレイン
ゲージの温度が変化し、ストレインゲージと梁の材料の
熱膨張の温度係数が一致していない場合はゲージ素子の
すべてが同じ抵抗の変化を生じるので、指示回路の電流
値には影響しない。したがって、このシステムは自動的
に温度変化に順応する。ストレインゲージを構成する金
属材料は薄い箔からホトエッチングされプラスティック
基板３１０に接着される。さらに基板３１０は、ストレ
インゲージの当業者にはよく知られているように適当な
接着材を用いて梁に接着される。

【００３０】図２で説明したタンク秤量システムは誤差
の平均平方根値が２０ガロンのタンクについて０．１ガ
ロン以下の高い精度である。これは走行距離にして約２
乃至３マイル、すなわち３乃至５キロメータに相当す
る。多くの場合、このオーダーの精度は不必要であり、
図４に示されるようなより簡単な装置を用いることがで
きる。この場合、ロードセルの信号はＧｒｉｌｌｓ特許
の場合のように単に合計されるだけであるが、基準分銅
は使用しない。この場合は車の縦揺れまたは横揺れに対
する補償の試みは何らなされない。米国のハイウェイに
おける最高のグレードは約１５°であり、５°以上のグ
レードが普通である。車が１５°のグレードにある場
合、図４の秤量システムは誤差が約３．４％であり、５
°のグレードに対しては誤差は約０．４％である。

【００３１】以下に述べるように、燃料の比重の変動は
約５％である。燃料エネルギーのの内容とその使用は燃
料の体積よりも重量により密接に関連するので、車中の
燃料の測定として重量の代わりに単に体積だけを用いる
と車の走行しうる距離にして５％以下の誤差を生じる。
図４においてロードセル２０２，２０４および２０６
は、電子パッケージ２５０の一部であって、図示されて
いない加算回路に電気的に接続される。集計された信号
はアナログ−ディジタルコンバータ（ＡＤＣ）２５８に
供給されそこから処理ユニット２６０に供給される。

【００３２】図４に示すシステムの精度は、図５に示す
横揺れセンサ５０２および縦揺れセンサ５０４の使用に
よって改善される。これら二つのセンサを追加すること
によって、図２のシステムから図４のシステムへ変えた
ことによって失われた精度が回復される。横揺れセンサ
および縦揺れセンサは、図５に示すように燃料タンクに
取り付けられ、燃料タンクの角度を正確に測定する。多
くの場合、電子パッケージ２５０内にこれらのセンサを
取り付けるだけで十分であるが、以下により詳細に述べ
る。図５において、横揺れおよび縦揺れセンサ５０２お
よび５０４はそれぞれＡＤＣｓに電気的に接続され、そ
れらはかわるがわる処理ユニット５６０に接続される。
横揺れの影響を無視し得るか全時間にわたって平均化さ
れ、縦揺れに対する補正だけが必要とされものと仮定す
るならば、図２の設計も、単純化することができる。そ
のようなシステムとして、二つのロードセル２０２およ
び６０８だけ用いた図６で説明する。これらのロードセ
ルは、上述の方法と同様の方法でそれぞれＡＤＣｓに電
気的に接続される。

【００３３】図２の設計から図６の設計に変えることに
よって失われる精度はすべて縦揺れおよび横揺れセンサ
５０２および５０４の追加によって回復され、またはそ
の代わりに図７において説明されるように横揺れセンサ
５０４のみを追加することによって回復される。図２の
場合と同様の方法で、特定のタンクを試験し、横揺れゲ
ージおよび縦揺れゲージからの測定角度とロードセル６
０８および２０２からの測定負荷をタンク中の燃料の体
積に関連づける適当な実験的関係を求めるには、ある道
具が必要である。Ｇｒｉｌｌｓ特許の事例を含む上述の
すべての場合において、車が道路を走り下りる際に生じ
る横方向および縦方向の振動を止めるための準備がなさ
れなければならない。このことは、通常車の動きとタン
クの慣性によって生じる同じ力に反作用するようにタン
クに横方向および縦方向の力を与える装置を設けること
によって達成される。これらの装置の設計においては、
それらがタンクに垂直方向すなわちヨー方向に力を加え
ないよう注意しなければならない。そうしないと、重量
測定に誤差が生じるからである。これらの装置は、最小
限とはいえ、システムに複雑性を加え、したがってコス
トを引き上げる。タンクにそれが垂直方向にのみ動きう
るように拘束する問題はロードセルトランスデューサー
を用いた本発明の好ましい実施例である図８に示される
システムによって解決される。図８においては、タンク
の一部での重量測定値を得るためにひとつのロードセル
２０２が用いられる。そして、タンク荷重の大きい部分
をヒンジ８９０によって支持し、タンクが横方向または
縦方向のいずれかに動く傾向に逆らうようにし、そうす
ることによってこれらの動きに反する特別の装置の必要
性を除去する。

【００３４】タンクの荷重の一部だけをサポートする単
一のロードセル２０２だけを用いているので、タンクの
重量を評価するのにこの重量だけを用いるものとする
と、顕著な誤差が生じることになる。しかしながら、ロ
ードセル２０２によって測定されるタンク中の燃料の体
積と重量との特定の関係に加え横揺れセンサおよび縦揺
れセンサ８８０によって測定される横揺れ角および縦揺
れ角との関係がある。特定のロードセル信号および特定
の横揺れ角および縦揺れ角に対して、対応する燃料の体
積はただ一つであり、したがって、このシステムはこれ
ら三つの測定値から求められる。再び図２のシステムに
ついて述べた道具についていえば、これら三つの測定値
を燃料の体積と関係付ける固有の数学的関係をもとめる
のに用いられる。特定の燃料タンクの設計についてこの
ような手順を経ることによって、得られる精度は、誤差
が１５次の多項近似式を用いて約０．１ガロンの平均平
方根であり、参照用テーブルを用いればさらに少なくな
るだろう。

【００３５】図８のシステムはしたがってもっとも単純
でもっとも安いシステムであり、本明細書において述べ
てきたもののうちほぼもっとも正確なシステムでもあ
る。さて、縦揺れおよび横揺れセンサは両方の測定値を
提供する簡単な装置であり、電子パッケージ８５０の中
に設けられる。その実例として用いて成功した縦揺れお
よび横揺れセンサの一例として、ペンシルバニア州Ｈｕ
ｎｔｉｎｇｄｏｎのＦｒｅｄｒｉｃｋｓ社によって製造
され、Ｆｒｅｄｒｉｃｋｓ社の傾きセンサとして知られ
ているものがある。それは電解質を用いた抵抗素子の装
置を傾けることによって生じる抵抗の変動を用いる安価
な装置である。この抵抗はまた温度によっても変化する
が、それはＡＤＣｓを追加することなく補償し得るもの
である。これがなされると、横揺れおよび縦揺れ角はほ
ぼ０．１°のの範囲内で正確に測定することができる。
しかし、温度変化に対する補償をするためには二つの角
度測定素子の両側から出力を取り出す必要があるため、
二つではなく四つのＡＤＣｓを使う必要がある。低コス
トのマイクロプロセッサーでもプロセッサーとともに８
つのＡＤＣｓ備えており抵抗測定のために必要な追加
は、費用の僅かな追加で対応できる。したがって、図８
において、縦揺れおよび横揺れセンサ８８０は、上述の
ように、ＡＤＣｓ８８１，８８２，８８３および８８４
に電気的に接続され、そこから処理ユニット２６０に接
続される。

【００３６】多くの車において、燃料タンクは車体の下
側に露出しており、したがって、車が道路を走行する際
はね上げられる泥、氷および雪にさらされる。タンクが
露出しているならば、この泥の一部はタンクに、とりわ
けタンクの上面に累積される。この泥は必然的にタンク
重量を増加させ、秤量装置において誤差を生じさせるこ
とになる。この誤差の大きさはそのタンクの形状に依存
する。しかし、多くの場合この誤差は大きいものになる
可能性があるので、タンクをこのような事態から保護し
なければならない。このことは図９に示すように、タン
クの下にスカートを加え、このスカートがタンクを遮蔽
し、泥、氷または雪 がタンクに付着するのを防ぐこと
によって達成される。もしもこのようなスカートを加え
ることが実際的でないならば、以下に述べる一つ以上の
燃料レベル計または測定装置を用いるのが好ましい。

【００３７】上述のとおり、自動車用のガソリンの比重
は加えられるアルコールの量、そのグレードおよび添加
剤が関連するかどうかによって約±４％の範囲内で変動
する。ガソリンの正味エネルギーはその体積よりもその
重量により密接に関連するので、タンク中の燃料の重量
はその正味エネルギーのよりよい目安となる。航空機業
界ではこのような理由から普通燃料の重量を用いるが、
自動車を運転する人々はガロンやリットルのような体積
の測定によって燃料を考えるのがより一般的な習慣とな
っている。このように認識された誤差を補正するために
上記システムのすべてに燃料の比重を測定し、報告され
たタンク中の燃料の体積に適切な調整を行うための装置
を加えることができる。このような装置は一般に図１０
に１０１０で示されているように、既知の比重を有する
分銅と片持ち梁型ロードセル１０１４とからなる。分銅
１０１２の重量をそれが燃料中に浸漬されているときに
測定することにより燃料液の比重を計算することができ
る。もちろん、正確な読みを得るため、タンクには分銅
１０１２およびロードセル１０１４を完全に覆うように
十分な燃料を入れなければならない。したがって、燃料
タンクが分銅１０１２を浸漬するに十分な燃料を有して
いることを秤量装置が確認したときに、処理ユニット２
６０が比重測定装置１０１０からの情報を利用する。図
１１は半分がストレインゲージからなるブリッジシステ
ムを用いた片持ち梁ロードセル型の構成を示す。ホィー
トトーンブリッジの残り半分は、この図には図示されて
いない電子パッケージ内に設けられた固定抵抗によって
提供される。この半ブリッジシステムは、経済的な理由
でかつ精度をある程度犠牲にしてもよい場合にしばしば
用いられる。ストレインゲージ１１１０は歪み測定素子
１１１２および１１１４を備えている。長手方向素子１
１１２はボルト１１２０の端部１１１２に取り付けられ
る図示されていないタンクによって片持ち梁に負荷が加
えられたときに、その梁における歪みを測定するもので
ある。このロードセルはボルト１１３０を用いて車に取
り付けられる。歪み測定素子１１１２および１１１４に
おける温度による抵抗の変化の量は同じであり、半ブリ
ッジのこの部分に生じる電圧は依然として同じであるか
ら、このシステムにおいて温度補償は達成されている。

【００３８】図１２は、図１１のロードセルが車のフロ
アパン１８および燃料タンク１４にそれぞれボルト１１
３０および１１２０によってどのようにして取り付ける
ことができるかを示すものである。片持ち梁ロードセル
を用いる場合の一つの問題はそれが取り付けられる部材
にトルクを与えるということである。自動車へのひとつ
の好ましい取り付け部材は、フロアパンであり、それは
大きい垂直荷重を支えるが、フロアパンは普通厚さが約
１ｍｍ（０．０４インチ）であるため、トルクに対する
抵抗力は弱い。この問題は、図１３に示す単純支持型ロ
ードセルの使用によって解決される。

【００３９】図１３においては、梁１２０５の上面に四
つの素子すべてが取り付けられた全ブリッジストレイン
ゲージシステム１２１０が用いられている。素子１２１
２は梁に平行に、素子１２１４にはそれに直角に取り付
けられている。最大の歪みは梁の中央で生じるので、ス
トレインゲージ１２１０はその位置に密接して取り付け
られている。一般的に１２００として図示されているそ
のロードセルは、梁１２０５をその端部において下方に
曲げることによって形成される支持部１２３０におい
て、図示されないフロアパンによって支持される。プラ
スティックファスナー１２２０は孔１２２２を介して梁
に取り付けられロードセル１２００をロードセルに大き
な力を加えることなくフロアパンに取り付けるのに役立
つ。フロアパンには、ボルト１２４０およびファスナー
１２２０用の孔が設けられる。ボルト１２４０は梁１２
０５の孔１２５０を介してロードセルに取り付けられ、
梁は燃料タンクからの力をロードセルに伝える働きをす
る。電子パッケージは、ウレタンからなる混和物１２４
４を用いて孔１２６２内に収納されており、縦揺れおよ
び横揺れの両角度センサ１２７０と、集積回路のＡＤＣ
ｓ１２８０を有するマイクロプロセッサとフレキシブル
回路１２７５とを備えている。フレキシブル回路の終端
には車の他の電子回路と接続するための電気的コネクタ
１２９０が取り付けられている。梁はストレインゲージ
において歪みが一定となるように位置１２３２において
わずかにテーパーを付けてある。

【００４０】図１４は、図１３のロードセルおよび燃料
タンク１４を車のフロアパンにそれぞれプラスティック
ファスナー１２２０およびボルト１２４０によってどの
ようにして取り付けることができるかを示す図である。
ずっと梁型のロードセルについてだけ述べてきたけれど
も、他の形状のものも使用することができる。かかる他
の形状のものの一つはチューブ型のロードセルである。
一般に図１５の１３００に示されるようなチューブ型の
ロードセルは、フロアパンの上下いずれにでも取り付け
ることはできる。それは、管における張力歪みおよび圧
縮歪みを測定するための複数の歪み検知素子１３１０並
びに素子１３１０に対して直角に設けられ温度補償に備
えるための図示されていない他の素子からなる。温度補
償は、温度変化がストレインゲージ素子の各々に同じよ
うに影響し、それ故影響をトータルすると回路内で打ち
消し合うので、ストレインゲージをホィートストーンブ
リッジ回路と結合して用いるストレインゲージの技術分
野における当業者にはよく知られている方法で達成され
る。この場合、フロアパンにロードセルを取り付け、ロ
ードセルに燃料タンクを取り付けるために、同じボルト
１３４０を用いることができる。

【００４１】図１６は、図１５のロードセルを車のフロ
アパン１８および燃料タンク１４にボルト１３４０によ
ってどのようにして取り付けることができるかを示す図
である。一般に、図１７において．１４００として図示
される別のロードセルの構成は、トーションバー１４１
０と適切に設置されたねじり歪検知素子１４２０とを用
いるものである。図示されない燃料タンクに取り付ける
レバー１４３０およびボルト１４４０によって前記バー
１４１０にトルクが与えられる。ボルト１４５０は取り
付け用ブロック１４６０を車のフロアパンに取り付ける
ものである。図１８は、図１７のロードセルを車のフロ
アパン１８および燃料タンク１４にボルト１４５０およ
び１４６０によってそれぞれどのようにして取り付ける
ことができるかを示す図である。

【００４２】トーショナルシステムは、先に引用した北
川特許に開示されているもので、ストレインゲージ素子
を含まない非常に複雑な電子システムであり、レバーの
アームの動きを求めるのが普通である。トーショナルシ
ステムは、一般に取り付け面にトルクを与えるという片
持ち梁システムと同じ問題によって煩わされる。もし、
その取り付け面がフロアパンであるとすれば、好ましく
ない変形がフロアパンに生じ、ロードセルの感度軸の方
向が保証し得なくなるであろう。最近まで大抵の自動車
の燃料タンクは金属で作られていたので、ロードセルは
ボルトや金属製のファスナーを用いて、非常に簡単に燃
料タンクに取り付けられていた。プラスティック製燃料
タンクの出現にともなって、他の取り付け手段が望まれ
ている。そのひとつの方法が図１９に示されており、燃
料タンクの支持部がタンク自身に設計されている。図１
９中に一般的に１５００として図示されているこの設計
は、燃料タンクが満タンのときの燃料タンクのほぼ重心
にロードセル１５２０を取り付けられるようにしたもの
である。ガソリンタンク１５１０を作るとき、そのタン
クを貫通する孔１５３０を設けておく。長い管状のロー
ドセル１５２０をこの孔に通し、タンクの底部において
ナット１５５０またはその他の適当なファスナーを用い
て板１５４０に接続する。板１５４０はタンク全体を支
持するのに十分なサイズのものである。タンク周縁の適
当な位置に設けられたタブ１５８０は、車体に設けられ
た図示されていない対応する受け具に噛み込ませ、タン
クに対して横方向および縦方向の支持を与え、垂直方向
にはタンクに負荷を与えないで振動を最小限にする。

【００４３】以上に説明したロードセルが箔状ストレイ
ンゲージタイプのすべてである。同等に動作する他のタ
イプのストレインゲージとしては、線状ストレインゲー
ジおよびシリコンで作られたストレインゲージなどがあ
る。シリコンストレインゲージは、より大きいゲージフ
ァクターを有しているという利点と温度の影響をより多
く受けるという欠点とを持っている。もちろん、他の材
料のストレインゲージや他の設計のロードセルを本発明
の範囲内で組み合わせることもできる。ここにおいて、
縦揺れおよび横揺れセンサ用いた場合にはそれらがこの
タンク計測システムに専用のものであると仮定した。既
に車に使われているか将来導入する計画のある他のシス
テムにも縦揺れおよび横揺れについての情報が必要であ
り、ここにおいて必要とされる装置よりもより正確であ
るかより速い応答速度を有する装置が必要になるかもし
れない。これらの他の角度センサが本出願において開示
されるシステムに使用できるようになり、それによって
専用の角度ゲージの必要がなくなり、システムのコスト
をさらに低減できるようになるかもしれない。

【００４４】種々の測定パラメータをタンク中の燃料の
体積に関連づけるために用いられるアルゴリズムは、特
定の車とは無関係であり、燃料タンクの形状が同じであ
る限りそのシステムが用いられる。燃料タンクは同じ設
計であっても、製造誤差によって重量が変化するので、
ある場合には車に取り付けた後であって燃料を満たす前
に秤量するのが望ましい。このことは、それを最初に動
作させるときその後の計算のためにタンクの重量を記憶
させるように処理ユニットにプログラムを与えることに
よって可能である。一般に、ホィートストーンブリッジ
は歪み素子に負荷を与えなければバランスする。別の方
法として、ロードセルに負荷を与え、したがってストレ
インゲージ素子に歪みを与える空のタンクの重量でブリ
ッジをバランスさせる方法がある。そうすることによっ
て精度は最大となり、重量計算において、空のタンクの
重量を差し引く必要性もなくなる。

【００４５】本出願において開示される発明について、
これまでロードセルトランスデューサーを用いた実施例
と関連づけて説明してきたが、秤量システムに対してあ
る利点と欠点を有する誘導されたアルゴリズムと結びつ
けて他のタイプのトランスデューサーを用いることもで
きる。秤量システムについて核心となる問題は、タンク
が垂直方向に自由に動けるようにしなければならないと
いうことである。最近のガソリンタンクは自動車の下側
にしばしば革紐で縛り付けられており、最近のプラステ
ィック製タンクに関する事実の中で、このことがガソリ
ンタンク支持システムの重要な部分を示している。ガソ
リンタンク内の温度が変化するにつれ、大きい圧力が発
生し、タンクが耐えられなくなると膨張する。したがっ
て、秤量トランスデューサーを用いたシステムではこの
膨張を阻止するための構成を付加する必要もある。この
付加すべき構成は必然的にシステムのコストを増加させ
るので、少なくともプラスティック製タンクを用いる場
合には従来のフロートシステムのような非秤量型トラン
スデューサーの使用が好ましい。

【００４６】上記システムを図２０において説明する。
図２０は、略図で示した従来のフロート９１０および可
変抵抗器機構９２０とを有する自動車燃料タンクの一部
を切り欠いた斜視図であって、縦揺れ角および横揺れ角
測定用トランスデューサー８８０，アナログ−ディジタ
ル変換器８８１，８８２，８８３，８８４および９５２
並びにそれらと接続されたプロセッサ２６０がこれに組
み合わされている。角度測定トランスデューサーとプロ
セッサーとトランスデューサー出力を燃料レベルに関連
付けるアルゴリズムの付加によって、従来のフロート式
レベル測定装置の精度が著しく増加する。しかし、可変
抵抗器は上述のロードセルトランスデューサーの問題点
の解決にはならないし、フロートは、その高さによるの
で、従来型のものでは、タンクが殆ど満たされあるいは
殆ど空であるときには、上面にあたり、底面にあたっ
て、正確な測定をすることができない。したがって、こ
のシステムによって顕著な改良が得られる反面フロート
システムに関連する大きい制約も残っている。このシス
テムおよび以下に述べるものの主な利点は、タンク（プ
ラスティックであれ金属であれ）を変える必要がないと
いうことである。

【００４７】本発明の燃料計の他の好ましい実施態様に
ついて述べ続ける前に、順序として上述の開発について
要約しておこう。検討された最初のシステムはＧｒｉｌ
ｌｓ特許に開示されたものと同じであった。このシステ
ムは、自動車に使用するには複雑すぎると判断され、そ
して基準分銅とロードセルを省き、マイクロプロセッサ
およびアルゴリズムを含むより複雑な電子システムを使
うことによって三つの支持用ロードセルをそれぞれ独立
に扱いそれぞれからより多くの情報を引き出すことによ
って同様の精度が得られることが分かった。これは、理
論的に正確な答えを与えるシステムから、ハードウェア
を少なくし、その代わり、望まれる限り正確にはし得る
けれども、理論的には近似的な解しか得られないシステ
ムへ移行する重要なステップであった。一旦、近似的な
方法が適していると決定されると、次のステップは、ロ
ードセルを二つ以上省き、はるかに安価な二つの角度セ
ンサに変えることによってハードウェアをさらに簡単に
することであった。さらにまた、データとして一つのロ
ードセルの出力と角度センサの出力とを併せて用いるこ
とによって、その近似解を望まれる限り正確にし得るこ
とが分かった。

【００４８】この次のステップは、一旦正確な解が放棄
されると、多くの他のタイプのトランスデューサーを、
タンクが満タンから空になるまでそれらがタンク中の燃
料の測定値を連続して読み出せるように出来るかぎり永
く使用し得るものとすることにあった。自然の選択とし
て、最近のフロートシステムを単独で用いるよりも顕著
な改良をもたらす従来のフロートシステムと二つの角度
計とを結合して用いるシステムが選択された。このフロ
ートシステムは、タンクが空に近いか満タンに近いと
き、垂直方向の厚さのため必然的に上面に当たり、底面
に当たって測定できなくなるという制約を受ける。最近
の燃料タンクとその支持システムの特性からして秤量シ
ステムの代わりに他のタイプのトランスデューサーを検
討する必要がある。プラスティック製タンクは、それが
軽量であることや製造コストが安価であるばかりでなく
後部および側部の衝撃で破裂しにくいこと、つまりより
安全であるということからも、それへの移行の動きがあ
る。燃料タンクはまた、しばしばタンクの重量に影響
し、したがってシステムの精度に影響を及ぼす泥、氷お
よび雪を累積させるという車体下の環境にさられる。最
後に、自動車の運転者には秤量システムが当然重量を測
定するのに体積によって燃料を考える習慣がある。これ
は必然的に燃料の密度を測定しない限り誤差を増加さ
せ、システムにコストと複雑さを加えることになる。

【００４９】以上の理由から、以下に述べるように、近
似法に関して学んだことを採り入れ、それを他の燃料レ
ベル測定システムを用いたシステムにも応用することで
前進がなされた。 ガソリンタンクのレベルを求めるた
めフロートを用いる代わりの方法は、ガソリンの誘電率
が空気よりも高いという事実を利用することである。タ
ンク中のガソリンのレベルが上昇するにつれて、キャパ
シターの二つの極板間の空間が連続的に満たされていく
と、静電容量が増加する。これを実行する一つの方法を
図２１において説明すると、図２１は、ロッドインチュ
ーブ型静電容量式燃料レベル測定装置１０１０を有する
自動車の燃料タンク１０００の部分切り欠き斜視図であ
り、図２０において既に述べた縦揺れ角および横揺れ角
測定トランスデューサー８８０と組み合わせて用いられ
る。ガソリンの誘電率は約２であるから標準型のロッド
インチューブの静電容量は、空のタンクに対する約６０
ピコファラッドから、満タンの場合の１２０ピコファラ
ッドまで変化する。この大きさの静電容量は当業者には
よく知られている技術を用いて測定できるが、配線間の
静電容量が大きくならないよう一般に測定回路１０５０
を前記装置の近くに置く必要がある。したがって、ＡＤ
Ｃｓ、角度計およびプロセッサを備えた電子回路のすべ
てが一つのパッケージ１０５０に一体化され管１０３２
に取り付けられる。

【００５０】キャパシタは、図２２のようにロッド１０
３１とチューブ１０３２によって形成され、間の空間が
燃料で部分的に満たされている。ある応用例では、チュ
ーブ１０３２は、実際には二つのチューブ１０３２Ａと
１０３２Ｂとで形成され、スペーサ１００４によって互
いに電気的に絶縁されている。チューブ１０３２Ａはタ
ンクの底部に置かれ、タンクが満たされた場合には完全
に満たされる。この部分はガソリンの誘電率を求めるの
に用いられ、チューブ１０３２Ａと１０３２Ｂの組み合
わせは燃料のレベルを求めるのに用いられる。プロセッ
サは、チューブ１０３２Ａがガソリンで満たされている
ことが分かった点までタンクが満たされたときに測定さ
れた燃料の誘電率を記憶する。それからタンクの燃料レ
ベルがチューブ１０３２Ａと１０３２Ｂとのインターフ
ェース１００４以下に低下したときにその誘電率が用い
られる。ガソリンの大部分の構成要素の誘電率は２であ
るけれども、アルコールまたはその他のガソリンに対す
る添加は、誘電率に影響する。燃料がゲージの内外に出
入りしやすくするためにチューブ１０３２Ａの基部に一
つ以上の孔１００５が設けられている。したがって、図
２１に示されたシステムは、図２０のフロートシステム
のすべての利点を有するとともに、満タンから空の状態
まで燃料レベルの測定が可能であるという利点が加わ
り、さらに解決度の低い摺動抵抗器を用いたフロートシ
ステムにくらべて移動部分を必要としない静電容量方式
からくる非常に大きい解決度を有するものである。

【００５１】タンク中の燃料測定に静電容量を用いる別
の方法を図２３に示す。図２３は、電極板を燃料タンク
の上面および下面に設けた平行板型静電容量式燃料測定
装置を有する自動車燃料タンクの一部切り欠き斜視図で
ある。このシステムはまた、縦揺れ角および横揺れ角度
測定用トランスデューサー８８０とそれに接続された前
述の二つの例と同じ電子回路と組み合わせて用いられ
る。この構成において、タンクの上面１１１０および下
面１１２０は、ほぼ平行な電極板を有するキャパシター
の二つの電極板を形成するように部分的にメタライズさ
れている。もし、タンクが上面、下面間の距離が一定で
対称的であるならば、そのキャパシタンスは車の角度が
変化しても変化せず、角度計は不要となろう。しかし、
実際のタンクはすべて著しく非対称であるため上述のよ
うな角度計８８０を用いる必要がある。

【００５２】図２３のシステムは、図２４に示す回路図
によって略図的に示されるように、誤差源が一つ加わる
ことになり、ある種の車ではその使用が阻まれる。底板
１１２０は大地に対してＣｔｅで示される静電容量を有
し、大地は自動車のフロアパンに対してＣｆｅで示され
る静電容量を有し、そして自動車のフロアパンはタンク
の上面極板に対しＣｔｆで示される静電容量を有する。
これら三つのキャパシタンスは、直列に接続された形で
タンクの極板１１１０と１１２０との間のキャパシタン
スとは並列に作用し、トータルのキャパシタンスは（Ｃ
ｔｅ＊Ｃｆｅ＊Ｃｔｆ）／（Ｃｔｅ＊Ｃｆｅ＋Ｃｔｅ＊
Ｃｔｆ＋Ｃｆｅ＊Ｃｔｆ）となる。このことは、対大地
静電容量が車体の大地に対する間隔と車体下の大地の構
成要素によって変化すること以外は問題ではない。ある
場合には、対大地静電容量の一つを測定しこの影響を補
償することが可能であるが、他の場合にはその影響が大
き過ぎて、別の燃料ゲージが必要となる。

【００５３】別の燃料レベル測定装置が図２５に示され
ており、この装置は、燃料／空気の表面で反射する波を
発信させ、同一のトランスデューサー１９２０若しくは
その代わりの受信機によって受信させるトランスデュー
サー１９２０を用いている。同じ仕事を成し遂げるため
に赤外線レーザーシステムを設計することもできるが、
好ましい波は１００ＫＨｚ以上の所望の周波数の超音波
である。図２５に示すシステムは、一つの送受波用トラ
ンスデューサーを用いているだけであるが、タンクの別
の場所にも同じ送波器を用いることもできる。これは、
タンクがいま各種の型の自動車のために開発されつつあ
るもののように複雑な形を有する場合に特に有利なシス
テムである。自動車の外部輪郭内の利用可能なすべての
空間を利用する努力が強められているので、燃料タンク
も非常に複雑な形に設計し、製造される。タンク内にフ
ロートシステムを追加することが可能ではあるが非常に
大きな困難を伴う場合がある。他方、多重超音波トラン
スデューサーの設置は比較的容易である。このようなト
ランスデューサーを二つ用いれば、角度計を一つを省略
できるし、このようなトランスデューサーを三つ用いれ
ば、縦揺れ角度計も横揺れ角度計も不必要になる。トラ
ンスデューサー二つの場合でも、精度がいくらか下がる
とはいえ、それでも最新のフロートによるシステムより
も精度は高い。

【００５４】図２５において、超音波トランスデューサ
ー１９２０および１９２２は、ともに超音波を送波も受
波もするもので、燃料タンク底部の異なる場所に置かれ
ている。トランスデューサーからの超音波は燃料液面で
反射され、トランスデューサー上の燃料の高さを測定す
る。これらのトランスデューサーからの出力はＡＤＣｓ
１１５２に供給され、縦揺れ角および横揺れ角センサか
らの出力と組み合わされ、もし必要あれば処理ユニット
２６０によってタンク中の体積の信号表示を出力する。
さらにまた、プロセッサ２６０は、参照用テーブル、一
つ以上の数学式またはニューラルネットワーク、ファジ
ー論理もしくはその他のシステムからなるパターン認識
などの形で誘導された関係を用いている。もちろん、測
定用トランスデューサーとしてキャパシターを用いた他
の燃料計も当業者には設計可能であり、したがって本発
明は以上に例示し、述べてきた特定の設計に限定される
ものではない。また、当業者にはその他のレベル測定用
トランスデューサーを角度計およびアルゴリズムと組み
合わせて使うことも可能であるから、本発明は以上に例
示し、述べてきた特定の方法に限定されるものではな
い。特に、ここでは例示していないが超音波もしくは電
磁波に基づくレベルセンサーを本発明の技術による角度
計およびアルゴリズムと併せて使用することもできる。

【００５５】異なるアナログ信号をディジタル化したい
ときは、一般に別々のＡＤＣｓを用いる。別の方法とし
て、より少ないＡＤＣｓを用い、信号を多重化し、あと
で分離するか、ＡＤＣｓへの信号入力を一つのアナログ
信号から他のアナログ信号へとスイッチによって切り換
える方法がある。最後に、Ｇｒｉｌｌｓ特許および北川
特許はタンク中の燃料のスロッシングの問題を論じ、各
種の時間平均並びにスロッシングその他の過渡現象を除
去する技術を開示している。同様の方法は同様の目的で
ここに開示した発明にも用いられ、本発明の範囲に含ま
れる。もちろん、上述の発明は、技術水準の範囲内にあ
る多くの変形、修正および変更のすべてを受け入れる。
かかるすべての変形、修正および変更は本発明および付
加されたクレームの精神および範囲の内部にあるものと
理解すべきである。同様に、出願人が、説明のためにこ
こに開示されたこの発明の実施例の変更、修正および変
形であって、クレームされた本発明の精神と範囲に反し
ないものすべてをカバーしクレームしようと意図するも
のであることは理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロードセルトランスデューサーを用いた本発明
によるシステムを示す概念図である。

【図２】タンクへの取付前の三つのロードセルによって
サポートされ、略図的に示した三つのアナログ−ディジ
タル変換器を用いる自動車の燃料タンクの斜視図であ
る。

【図３】ロードセルを形成するため金属ビームに装着す
る前の四素子ストレインゲージの詳細図である。

【図４】略図的に示したアナログディジタル変換器を一
つだけ用い、図２と同様タンクに取り付ける前の三つの
ロードセルによってサポートされた自動車の燃料タンク
の斜視図である。

【図５】図４と同様タンクに取り付ける前の三つのロー
ドセルによってサポートされ、この三つのロードセルに
対しては一つの略図的に示したアナログディジタル変換
器を用い、またアナログディジタル変換器と組み合わさ
れた縦揺れ角および横揺れ角センサーも用いた自動車の
燃料タンクの斜視図である。

【図６】略図的に示した二つのアナログ−ディジタル変
換器を用い、タンクに取り付ける前の二つのロードセル
によってサポートされた自動車の燃料タンクの斜視図で
ある。

【図７】図６と同様タンクに取り付ける前の二つのロー
ドセルによってサポートされ、略図的に示す二つのアナ
ログ−ディジタル変換器とともに、それぞれアナログ−
ディジタル変換器と組み合わされた縦揺れ角および横揺
れ角センサーを用いた自動車の燃料タンクの斜視図であ
る。

【図８】タンクに取り付ける前の一つのロードセルによ
ってサポートされ、一つの略図的に示すアナログディジ
タル変換器を用い、加えて燃料タンクをサポートする二
つの蝶番と、タンクとは別に設けられ、略図的に示すそ
れぞれ二つのアナログ−ディジタル変換器を有する縦揺
れ角センサーおよび横揺れ角センサーとを用いた自動車
の燃料タンクを示す斜視図である。

【図９】図２と同様の装置であって、タンク上に泥や氷
が累積するのを防ぐためにタンクの下に保護用スカート
を付加した装置の斜視図である。

【図１０】図２と同様の装置であって、重錘、ロードセ
ルおよびそれと組み合わせたアナログ−ディジタル変換
器からなる比重測定装置を付加した装置の斜視図であ
る。

【図１１】本発明の燃料ゲージとともに用いる片持ち梁
型ロードセルの斜視図である。

【図１２】自動車のフロアパン上に設けられ、燃料タン
クに取り付られた 第１１図のロードセルの部分の断面
図である。

【図１３】本発明の燃料ゲージシステムとともに用いる
単純支持梁型ロードセルの斜視図である。

【図１４】自動車のフロアパン上に設けられ、燃料タン
クに取付られた第１２図に示されたロードセルの部分の
断面図である。

【図１５】本発明の燃料ゲージシステムとともに用いる
チューブ型ロードセルの斜視図である。

【図１６】自動車のフロアパン上に設けられ、燃料タン
クに取付られた第１３図に示されたロードセルの部分の
断面図である。

【図１７】本発明の燃料ゲージシステムとともに用いる
ねじれ梁型ロードセルの斜視図である。

【図１８】自動車のフロアパン上に設けられ、燃料タン
クに取付られた第１４図に示されたロードセルの部分の
断面図である。

【図１９】燃料タンクが満タンのときにほぼその重心に
設けられ、タンクに取り付けられる前の状態を示す一つ
のロードセルによってサポートされ、これに略図的に示
された一つのアナログ−ディジタル変換器と燃料タンク
の横方向の支持具を加えた自動車燃料タンクの一部切り
欠き斜視図である。

【図２０】従来のフロートと可変抵抗器の機構を縦揺れ
角および横揺れ角測定用トランスデューサーおよびこれ
と接続されたアナログ−ディジタル変換器や電子回路と
を組み合わせて用いる自動車燃料タンクの一部切り欠き
斜視図である。

【図２１】ロッドインチューブの静電容量型レベル測定
装置を縦揺れ角および横揺れ角測定用トランスデューサ
ーおよびこれと接続され、略図的示されたアナログ−デ
ィジタル変換器や電子回路とを組み合わせて用いる自動
車燃料タンクの一部切り欠き斜視図である。

【図２２】図２１のロッドインチューブの静電容量型燃
料レベル測定装置の部分の断面図である。

【図２３】極板が燃料タンクの天井と底とで構成される
平行板の静電容量型燃料レベル測定装置を縦揺れ角およ
び横揺れ角測定用トランスデューサーおよびこれと接続
された略図的に示すアナログ−ディジタル変換器や電子
回路とを組み合わせて用いる自動車燃料タンクの一部切
り欠き斜視図である。

【図２４】アースへの並列静電容量に起因する誤差の原
因を説明する図２３のキャパシタを形成する平行板間の
静電容量回路を示す等価回路図である。

【図２５】タンクの底に設けられた超音波燃料レベル測
定装置を縦揺れ角および横揺れ角測定用トランスデュー
サーおよびこれと接続され、略図的に示されたアナログ
−ディジタル変換器や電子回路とを組み合わせて用いる
自動車燃料タンクの一部切り欠き斜視図である。

【符号の説明】

１０ 本発明の装置 １２ 燃料 １４ 燃料タンク １６ ロードセル（ストレインゲージ） １８ フロアパン（基準面） ２０ 基準面１８に対する垂直軸 ２４ 縦揺れ角および横揺れ角センサー ２８ データ記憶装置 ３０ プロセッサ ３２ 処理ユニット ３４ 表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・ティ・サンダース アメリカ合衆国ニュージャージー州07834 ロックアウエイ、メリデン・アールデ ィ・51 (72)発明者 ウエンデル・シィー・ジョンソン アメリカ合衆国カリフォルニア州90290 トパンガ、ロビンソン・アールディ・860 (72)発明者 ウイルバー・イー・デュヴァル アメリカ合衆国ミズーリー州65686 キン バリング、 ノースウッド・ドライブ・57

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動また
   は変化に起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク
   中の液体の体積測定用装置であって、以下のものからな
   る装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
   る燃料タンク； ｂ）各ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ
   出力を提供する少なくとも三つのタンク用ロードセルで
   あって、前記燃料タンクと車の異なる部分間に設置さ
   れ、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度が良好な
   ロードセル；および ｃ）前記各アナログ出力信号をディジタル信号に変換
   し、前記ディジタル信号をアルゴリズムを有するプロセ
   ッサーに入力することにより、前記アナログ出力信号を
   前記タンク中の燃料の体積を示す出力情報に変換するコ
   ンピューター手段であって、前記アルゴリズムが、各
   々独立に入力されたロードセル信号と、前記ロードセ
   ル信号と前記燃料の体積との誘導された関係とを用い
   て、前記燃料の体積情報を出力するものであるコンピュ
   ーター手段。
2. 【請求項２】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動また
   は変化に起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク
   中の液体の体積測定用装置であって、以下のものからな
   る装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
   る燃料タンク； ｂ）各ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ
   出力を提供する少なくとも三つのタンク用ロードセルで
   あって、前記燃料タンクと車の異なる部分間に設置さ
   れ、一般に車のヨー軸に平行な軸方向に感度良好なロー
   ドセル；および ｃ）既知のタンクが空のときの重量を示すデータの記憶
   手段；および ｄ）前記各アナログ出力信号を合計し、合計された信号
   をディジタルに変換し前記ディジタル信号を前記タンク
   が空のときの重量データとともにアルゴリズムを有する
   プロセッサに入力することにより、基準分銅を使用する
   ことなく、前記アナログ出力信号を前記タンク中の燃料
   の体積を示す出力情報に変換するコンピューター手段で
   あって、前記アルゴリズムが、前記合計されたロードセ
   ルディジタル信号と、前記ロードセル信号と前記燃料の
   体積との誘導された関係とを用いて、前記燃料の体積情
   報を出力するものであるコンピューター手段。
3. 【請求項３】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動また
   は変化に起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク
   中の液体の体積測定用装置であって、以下のものからな
   る装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
   る燃料タンク； ｂ）各ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ
   出力を提供する少なくとも三つのタンク用ロードセルで
   あって、前記燃料タンクの異なる部分と車の共通の基準
   面のある部分との間に設置され、前記取り付け面に対し
   て実質的に垂直で、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向
   に感度が良好なロードセル； ｃ）車の縦揺れ角または横揺れ角を比例的に示す出力信
   号を提供する前記車の縦揺れ角または横揺れ角測定用の
   少なくとも一つのセンサ；および ｄ）前記各ロードセルのアナログ出力信号を合計し、デ
   ィジタル化し、そして前記合計を前記縦揺れ信号または
   横揺れ信号とともにアルゴリズムを有するプロセッサに
   入力することにより、前記出力信号を前記タンク中の燃
   料の体積を示す出力情報に変換するコンピューター手段
   であって、前記アルゴリズムが、入力された合計ロー
   ドセル信号と、前記縦揺れ信号または横揺れ信号をそ
   れぞれ独立に、前記信号と前記燃料体積との誘導され
   た関係とともに用いて、前記燃料の体積情報を出力する
   ものであるコンピューター手段。
4. 【請求項４】 車の縦揺れ角の変化に起因して変化する
   外力を受ける車の燃料タンク中の液体の体積測定用装置
   であって、以下のものからなる装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
   る燃料タンク； ｂ）各ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ
   出力を提供する二つのタンク用ロードセルであって、前
   記燃料タンクの異なる部分と車の共通の基準面のある部
   分との間に設置され、前記取り付け面に実質的に垂直
   で、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度が良好な
   ロードセル；および ｃ）前記各アナログ出力信号をディジタル信号に変換
   し、前記ディジタル信号をアルゴリズムを有するプロセ
   ッサーに入力することにより、前記アナログ出力信号を
   前記タンク中の燃料の体積を示す出力情報に変換するコ
   ンピューター手段であって、前記アルゴリズムが、各々
   独立に入力されたロードセル信号と、前記ロードセル信
   号と前記燃料の体積との誘導された関係とを用いて、前
   記燃料の体積情報を出力するものであるコンピューター
   手段。
5. 【請求項５】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動また
   は変化に起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク
   中の液体の体積測定用装置であって、以下のものからな
   る装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受
   け、前記車にピボット接続によって一点で支持されてい
   る燃料タンク； ｂ）各ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ
   出力を提供する少なくとも二つのタンク用ロードセルで
   あって、前記燃料タンクの部分と車の基準面のの部分と
   の間に設置され、前記取り付け面に対して実質的に垂直
   で、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度が良好な
   ロードセル； ｃ）前記車の縦揺れ角または横揺れ角を比例的に示す出
   力信号を提供する少なくとも一つの縦揺れ角または横揺
   れ角センサ；および ｄ）前記各ロードセルのアナログ信号をディジタル信号
   に変換し、そして前記ディジタル信号および前記縦揺れ
   信号または横揺れ信号をアルゴリズムを有するプロセッ
   サに入力することにより、前記ロードセルのアナログ信
   号並びに前記縦揺れ信号および横揺れ信号を前記タンク
   中の燃料の体積を示す出力情報に変換するコンピュータ
   ー手段であって、前記アルゴリズムが、前記入力された
   ロードセル信号と前記縦揺れ信号または横揺れ信号とを
   それぞれ独立に、前記信号と前記燃料の体積との誘導さ
   れた関係とともに用いて、前記燃料の体積情報を出力す
   るものであるコンピューター手段。
6. 【請求項６】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動また
   は変化に起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク
   中の液体の体積測定用装置であって、以下のものからな
   る装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
   る燃料タンク； ｂ）各ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ
   出力を提供する二つのタンク用ロードセルであって、前
   記燃料タンクの異なる部分と車の共通の基準面のある部
   分との間に設置され、前記取り付け面に対して実質的に
   垂直で、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度の良
   いロードセルおよびそれとは別に前記ヨー軸に直角な軸
   方向に感度の良いロードセル； ｃ）前記各アナログ信号をディジタル信号に変換し、そ
   して前記ディジタル信号をアルゴリズムを有するプロセ
   ッサに入力することにより、前記アナログ出力信号を前
   記タンク中の燃料の体積を示す出力情報に変換するコン
   ピューター手段であって、前記アルゴリズムが、前記各
   独立に入力されたロードセル信号と、前記ロードセル信
   号と前記燃料の体積との間の誘導された関係とを用い
   て、前記燃料の体積情報を出力するものであるコンピュ
   ーター手段。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の装置であって、前記ヨ
   ー軸に直角な軸が横揺れ軸である装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の装置であって、前記ヨ
   ー軸に直角な軸が縦揺れ軸である装置。
9. 【請求項９】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動また
   は変化に起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク
   中の液体の体積測定用装置であって、以下のものからな
   る装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受
   け、前記車にヒンジで接続することによって片側を支持
   された燃料タンク； ｂ）ロードセルに加わる負荷を比例的に示すアナログ出
   力を提供する少なくとも一つのタンク用ロードセルであ
   って、前記燃料タンクの一つの部分と車の基準面の一つ
   の部分との間に設置され、前記取り付け面に対して実質
   的に垂直で、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度
   が良好なロードセル； ｃ）前記車の縦揺れ角または横揺れ角を比例的に示す出
   力信号を提供する少なくとも一つの縦揺れ角または横揺
   れ角センサ；および ｄ）前記ロードセルのアナログ信号をディジタル信号に
   変換し、そして前記ディジタル信号および前記縦揺れ信
   号または横揺れ信号をアルゴリズムを有するプロセッサ
   に入力することにより、前記ロードセルのアナログ信号
   および前記横揺れ信号および縦揺れ信号を前記タンク中
   の燃料の体積を示す出力情報に変換するコンピューター
   手段であって、前記アルゴリズムが、前記入力されたロ
   ードセル信号と前記縦揺れ信号および横揺れ信号とをそ
   れぞれ独立に、前記信号と前記燃料の体積との間の誘導
   された関係とともに用いて、前記燃料の体積情報を出力
   するものであるコンピューター手段。
10. 【請求項１０】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動に
    起因して変化する外力を受ける車の燃料タンク中の液体
    の体積測定方法あって、以下のステップからなる方法： ａ）燃料タンクを、車のヨー軸すなわち垂直軸方向に動
    き得るように、車に取り付けるステップ； ｂ）少なくとも一つのロードセルであって、それぞれが
    前記燃料タンクのある部分と車の基準面のある部分との
    間に設置され、前記取り付け面に対して実質的に垂直
    で、一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度が良好な
    ロードセルに加わる負荷をそれぞれ比例的に示す少なく
    とも一つのアナログ出力を提供するステップ； ｃ）前記車の縦揺れ角または横揺れ角を比例的に示す信
    号を提供するステップ；および ｄ）前記ロードセルのアナログ信号をディジタル信号に
    変換し、そして前記ディジタル信号および前記縦揺れ信
    号および横揺れ信号を、前記入力されたロードセル信
    号と前記縦揺れ信号または横揺れ信号とをそれぞれ独立
    に、前記信号と前記燃料の体積との間の誘導された関
    係とともに用いて、前記燃料の体積情報を出力するアル
    ゴリズムを有するプロセッサに入力することにより、前
    記ロードセルのアナログ信号および前記縦揺れ信号また
    は横揺れ信号を前記燃料タンク中の液体の体積を示す出
    力情報に変換するステップ。
11. 【請求項１１】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動ま
    たは変化に起因して変化する外力を受ける陸上自動車の
    燃料タンク中の液体の体積測定用装置であって、以下の
    ものからなる装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
    る燃料タンク； ｂ）ロードセルに加わる負荷を比例的に示す出力を提供
    する少なくとも一つのタンク用ロードセルであって、前
    記燃料タンクのある部分と車の基準面のある部分との間
    に設置され、前記取り付け面に対して実質的に垂直で、
    一般に車のヨー軸に平行な軸の方向に感度が良好なロー
    ドセル； ｃ）前記ロードセルの出力と前記タンク中の燃料の体積
    との誘導された関係を用いて、前記ロードセルからの出
    力信号を前記タンク中の燃料の体積を示す出力情報に変
    換するコンピューター手段。
12. 【請求項１２】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動ま
    たは変化に起因して変化する外力を受ける陸上自動車の
    燃料タンク中の液体の体積を重量既知の比較規準体を用
    いずに測定する装置であって、以下のものからなる装
    置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
    る燃料タンク； ｂ）前記燃料タンクを秤量し、信号を出力する手段； ｃ）前記秤量手段の出力と前記タンク中の燃料の体積と
    の誘導された関係を用いて、前記秤量手段からの前記出
    力信号を前記タンク中の燃料の体積を示す出力情報に変
    換するコンピューター手段。
13. 【請求項１３】 車の横揺れ角および縦揺れ角の変動ま
    たは変化に起因して変化する外力を受ける陸上自動車の
    燃料タンク中の液体の体積測定用装置であって、以下の
    ものからなる装置： ａ）前記車に取り付けられ、車のヨー軸方向の力を受け
    る燃料タンク； ｂ）前記燃料タンク中の燃料のレベルを測定し、信号を
    出力する手段； ｃ）前記車の縦揺れ角または横揺れ角を測定し、信号を
    出力する手段；および ｄ）前記燃料レベルおよび角度の測定手段からの前記出
    力信号を前記タンク中の燃料の体積を示す出力情報に変
    換するコンピューター手段。
14. 【請求項１４】 自動車の燃料タンク中の液体のレベル
    測定用装置であって、以下のものからなる装置： ａ）前記車に取り付けられた燃料タンク； ｂ）前記燃料のレベルを測定し、信号を出力するキャパ
    シター手段； ｃ）前記キャパシター手段からの前記出力信号を前記タ
    ンク中の燃料のレベルを示す出力情報に変換するコンピ
    ューター手段。
15. 【請求項１５】 自動車の燃料タンク中の液体のレベル
    測定用装置であって、以下のものからなる装置： ａ）前記車に取り付けられた燃料タンク； ｂ）前記タンク中の前記燃料のレベルを測定し、信号を
    出力する超音波手段； ｃ）前記超音波手段からの前記出力信号を前記タンク中
    の燃料のレベルを示す出力情報に変換するコンピュータ
    ー手段。