JPS61501163A

JPS61501163A - 乗物のための燃料計

Info

Publication number: JPS61501163A
Application number: JP60500493A
Authority: JP
Inventors: ハルデ、ボー
Original assignee: ア−　ベ−　ボルボ
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1985-01-23
Publication date: 1986-06-12
Also published as: US4699003A; SE452800B; JPH0476567B2; SE8400326L; DE3569031D1; SE8400326D0; EP0168469B1; WO1985003348A1; EP0168469A1

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】乗物のための燃料計本発明は％Ｒ請求の範囲第１項の前文に開示されている構成の乗物のための燃料計に係る。

この一般的な形式の燃料計は、一般に用いられ通常の場合抵抗器はレオスタット形式である。即ち調節可能な抵抗器の機能を有しバイメタル形式の指示装置に直列に接続されておＱ、電源電圧がこの直列接続部に印加されている。タンクがいっはいな場合には抵抗が低く指示装置は高い電流を記録する。タンクが空の場合には抵抗が増加し電流が下降する。

今日総ての車の所有者に知られている様にこの形式の燃料計は、仙Ｊ定装置の条件が新品の様に良好であっても、タンクの中に残存する燃料の量に関して不正確な情報しか与えない。この拳はいろいろに説明される。使用される指示装置は特に正確さが重要ではなく、その−次的関心事は丁寧な設計ではなく適当に安価な事である。抵抗器及びフロートを含みセンサー自身は線形装置として設計する拳が更に困難でちる即ち通常タンク■形態によシ燃料のレベルが残存燃料の量と線形に変化する事が阻止される。この事は抵抗を非線形にする事によりｓ決されるとは云え、依然として問題が残る。即ち車のモデルが変ればタンクの形状が髪り、かつ電流計と直列の可変抵抗を有する結合系において抵抗自体を燃料の量に応対して線形化する事がほとんど出来ないので非常に近似的な値を出す燃料計はこの目的のために光分でなけれはならなかった。

従来の設計に関連する特定な問題は燃料のレベルが低い場合に目盛の振りを識別しうるために抵抗を強く変化させなければならない事で零点の適度の確実性を得る事が困難である。

この装置はしばしは、タンクの中に１０２又はそれ以上残存していても零を示す。この問題を解決するために別個の接続可能な予備タンクの様な特定の解決法が必要である事が判明した。一般に車の所有者はトランクの中に入れられる小さな予備タンクを用意しなければならない。

しはしは実施される方法の他の例は′電気ランデ及びＮＴＣ抵抗器を電源に直列に接続し、このＮＴＣ抵抗器をタンクの底の近くに設ける事である。燃料のレベルが低くなって抵抗器が露出すると冷却作用が悪くなυ抵抗器があたたまシ抵抗が下がり、この際電流が光分に大きくなυランデが点燈して運転者に警告を与える。しかしながらこの様にしても単に定性的な指示しか与えられず、厳格に定められていない成る最低水糸以下になった事を知らせるにすぎない。

燃料のレベルがある所定の値以下に下降した時に作動しはじめる自動目盛切換を有する設計も提案された。この実施例は米国特許明細書第２５３３０９１号及び第４１５７０３８号に記載されている。明細書の前者によれば、異なる２つのレオスタット形式の抵抗器が開示されており同抵抗器はそれぞれ単一のフロートに結合された個有の可動コンタクトを有し、フロートの運動範囲の一部しかカバーしないが他の抵抗器と同じ抵抗間隔を有する抵抗器がフロートの全範囲に対して変化し、この際測定装置に対するレオスタットの接続を切換えるための第３の可動コンタクトが設けられている。低いレベルにおいてはこれに対する装置の伝りが例えば０〜１００ノの目盛の範囲の作動からＯ〜ＩＯＪの作動に切換わる。上記明細書の後者にはフロートに接続された、２つの抵抗器の形の抵抗が示されており、同抵抗器は互いにそれぞれの延長部の中に設けられており、等しい大きさの抵抗を有しかつ接地されたスライダーコンタクトが例えは１０〜５０ｆｆｌの範囲に対して上側の抵抗器の上をスライドしこの抵抗器の上側の接続は全抵抗値から零迄変化する接地抵抗を生ぜしめ、０〜１０ぷの範囲に対しては第２の下側の抵抗器をスライドし、この抵抗器の上側の接続部は上側の抵抗器のもっとも上の接続部と結合されておシかつスライダコンタクトが或抵抗器から他の抵抗器に通過する時にメーターによって感知される抵抗が最大値から零になる。

これらの既知の解決方法はいくつかの欠点を含み、なかでも零記録装置の不確実性がもっとも問題となる。即ち測定の対象は事実可変抵抗を有する抵抗を流れる電流でこの際燃料計を流れる電流が変化する。この際電圧制御装置を挿入して電源電圧から独立な状態をうる早が望まれる場合には高い容量が与えられねばならない。

他の欠点は範囲自動切換えの様な装置はタンクの中で燃料が跳躍する事によシ範囲の限界個所に前後で衝突する。当然燃料タンクの中に調節板を設ける事は可能ではあるが実用上もっと本障害となる上記の欠点を併除するには不充分である。

本発明の目的は従来使用された装置に比較してよシ高い精度を提供し、上記の欠点を実質的に除去した精密目盛装置を有する燃料計を提供するにある。

これ等の及び他の利点は本発明のへ旌請求の範囲の第１項に開示された特徴を有する燃料計によって達成される。

本発明の要旨はレベル感知抵抗器のレオスタット形式の結合の代りに、ポテンシオメータ−形式の抵抗器が用いられる事にあシ、この際抵抗全体を流れる電流が測定中連続して均一であるが可動コンタクトは、位色に従属し比較的高い内部抵抗を有する可動・コイル型装置の様な装置に導かれる電圧を感知する・現在は可動コイル型の装置が好まれてはいるが他の形式の電圧計も本発明の要旨を逸脱する事なく用いられる事は明らかである。特別な利点がポテンシオメータ −形式の抵抗器によシ得られる。即ちこれにより線形性が容易に得られる。燃料タンクのレベル面が総てのレベルにおいて一定であるならばポテンシオメータ− の抵抗は線形とする事が出来る。さもない場合には抵抗は全範囲に亙って！当りのΩで表現された一定の率をうるために調節される。タンクが例えは底に向って細くなっている場合には抵抗はそこで、タンクの幅が広い上方の部分よシも更にゆっくシ変化しなけれはならない。

良好な線形性が得られる結果、タンクに残存する内容物の正確な指示としてポテンシオメータ−から得られる電流値を直接に使用する事が可能となる。しかしながら装置の目盛の振シは量が零に近づくに従って次第に減少する。本発明により直列抵抗器を分路して貫」定回路の抵抗を減少させる事によシ目盛の振シを増加させて例えば１０４に対して目盛を全部振らせて燃料が停止する墨なく、あとどれ位運転出来るかを容易にチェックする墨が可能である。この切換えは適当に例えはぎタンを押すことによシ運転者によって手動で実施される。この様な？タンがタンクが一杯の場合にも例えば子供によって過熱に押される可能性もある墨を考慮に入れて、装置をこの様な事故から護る事が必要となり、従って電圧限定装置を保護のために設けねはならない。この限定装置は特に適当な数の順方向電圧ダイオードよシ成り、これによシ良好な安全性が得られる。しかしながらこれらのダイオードの寸法は目盛全体のｍＤ以下の振シに対応する電圧で導かれる様に定められねばならず通常の位置においては解除されていなければならない。この様な電圧に対するツェナーダイオードは通常この目的をはださない。

タンクがいくつかの部分に分割されそれぞれの部分が個有のフロートを有する特別な実施形態においては異なる抵抗器手段が直列に接続されていて、最後に空になる一番下のタンクの中の抵抗はポテンシオメータ−結合で、よシ高い個所の（単数又は複数の）タンクの中の抵抗はレオスタット結合で上記の抵抗器と直列に接続されている。下側のタンクの中の可動コンタクトの出力電圧は燃料の量のアナログ値として連続的に使用される。以下説明する様により高い場所の（単数又は複数の）タンクの中の抵抗はＪｌｌりのΩに換算して下側のタンクよシも幾分迅速に変化する様にされると適当でこの様にすると系全体に対して良好な線形性が与えられる。

以下本発明を添付の非限定的な実施例に就き更に詳細に説明する。

第１図はフロート制御の燃料計に用いられる形式の可変抵抗器を模式的に示す。

第２図は３−フロート系を模式的に示す。第３図は本発明の一実施形態の回路を示す。

第４＆図は２−フロート系を示し抵抗は記号で記入しである。第４ｂ図は抵抗の変形を示す。第４ｃ図は線形化の方法を示す。

第１図はポテンシオメータ一式の燃料指示装置の電圧出力の原理を示す。例えば３００Ωの抵抗器は１０デルトの電圧で３３．３　ｍＡｃ１電流を流す。無視出来る電流量しか消費しない可動コンタクトが完全に同コンタクトの位置に従属する電圧を感知する。抵抗は非線形にすることが出来、燃料タンクの形状に適合させることが出来るので可動コンタクトに接続された可動フロートによシ可動コンタクトと抵抗器の上の固定接続部のいずれかとの間の抵抗が定められる。燃料のＩＪ当シ５Ωの変化で燃料の１２当１”＋ｏ、ｔ７ｖの変化を本実施例において生ずる電圧変化が得られる。可動コンタクトによる電流の放電が無視される場合には、この電圧は燃料の量の一次函数となる。今可動コンタクトの負荷が８１の内部負荷の測定装置でありポテンシオメータ−全体の抵抗がＲｏである場合には、線形性からの最大の偏倚が中央において生じここにおいて誤差の正の相対値はＲ０／４　Ｒ１である。スライドコンタクトがポテンシオメータ−の抵抗値の１０％の位置にある場合には対応する正の相対誤差は０．０９Ｒ０／Ｒ％となる。

本発明において測定装置による測定は満タンの場合フルスケールとなる設定点において、第２にフルスケールが満タンの量の１０％に相当する設定点において可能であると想定される。後者の条件は測定回路の中に直列に接続された抵抗器が解除された場合に得られる。

増幅測定中に電気的に従属する誤差が６０２のタンク容積に対して０．１２以下となることが要求され、かつＲｏがポテンシオメータ−の抵抗を表わすものとする場合にはＲｉは少なくとも１６２０Ωでなければならない。満タンに対する振りは１０倍高い電圧に相当しなければならないので、直列に接続された抵抗器を有する装置は、この場合は１０倍高い抵抗即ち１６．２にΩを生じ、この結果スライダーコンタクトの中の電流による最大誤差は１．８チ又は１．１２となる。

従って後者の場合誤差は非線形である。従って補正は二次方程式である。増幅された指示に対する振りに関しては非線形性は複雑ではない、即ち線形誤差からの偏倚は小さいので、目盛を純粋に線形に慢化（又は抵抗を１又は数％適当に増加）させることによシ精度を少い費用でいちじるしく改善することが可能である。

これ等の考慮を行なう際に興味のある点は、例えば内部抵抗が低く従ってよシミ流を消費する可動コイル型の指示装置がよシ安価でよシ丈夫であると云う事実である。

従って内部抵抗が出来るたけ低く従って線形性又は精度を犠牲にしない指示装置を用いることが好ましい。

本発明のある態様においては更に２つのタンクセンサーからの振’）ｋ単一の貫］定装す、の中で合算できることが望まれ、この際１つのタンクが他のタンクの上に設けられており上側のタンクが先ず空にされる。この際下側のセンサーはポテンシオメータ−形式の接続が設けられ上側のセンサーは第２図又は第４図によるレオスタット形式の接続が設けられておりここにおいて上側のタンクが空になると抵抗器Ｒ２が次第に作動する。測定電圧Ｕは下側の抵抗器のスライダーコンタクトから取られる。明らかに電圧ｖ１は今度は下降するがしかしながらこの下降はＲ１と籾形にはならず以下の方程式に従う。

この函数は第４ｂ図に図表で示されている。Ｒ２がＲ４に対して小さい場合には曲線は近似的に直線Ａで示されこの墨はＲ２がＲ１と同じノ轟りのΩ量で変動する地合には誤差が生じない小を意味する。しかしながらＲ２が大きい場合には相対測定において（Ｒ２／Ｒ１）２の非線形測定誤差が生じる。最大誤差は範囲の端において生じ第４ｂ図の一点鎖線の曲線Ｆに示される様に変化する。この誤差の発生は上側のセンサーの中の抵抗器を各棟と共に幾分より迅速に変動させる事により適当に減少する事が出来、この様にして線形性を改善する事が出来る。この事は第４ｃ図に模式的に示されている。ポテンシオメータ−形式の抵抗器Ｒ１によって決定される下側の範囲に対しては充分なる線形性を有するものと想定される。上記の抵抗器と直列に接続されたレオスタット形式の抵抗器Ｒ２に対しては湾曲し九曲ｓ　Ｂ／が得られ、同曲線は１当りのΩの趣節がＲ１及びＲ２に対して等しい場合にはスタートに工・いて無料（〜ながら曲線の線形部分に接続する。出力電圧ｖｏｕｔを曲線Ｂ’ではなくＡ′に追従させる事が望丼１−い亨は当然である。Ｒ２は１当り幾分より商い抵抗を刊する１１が出来、曲線Ａ′にこり良好に〕穐合する＝　線ｃ’が由られると状況は更に改各される。燃料１当りの抵抗の１に当、を差は抵抗のそれぞれの間隔に基づいて計算される。

第３図はガルバノメーター形式の装置とタンクのトランス−）３−サーとの接続を示し、同トランスジューサーはポテンシオメータ−形式の抵抗器である６直列の抵抗器手段及び７００Ωのがルパノメーターの内部抵抗とによりトランスジューサ〜に掛る負荷は１０にΩのオーダーのインピーダンスを有する。直列抵抗の分路が遮断さると増幅された目盛の振りが得られる。これはリレー作動系の中に設けられた手動スイッチにより行なわれる。図に示されている様に装置に対する前の電圧はコンデンサーの中に同時にチャージされ押ボタンを解除する事によりゆるやかに復帰する。更にリレーにより直列に接続された３つの順方向電圧ダイオードが接離され同ダイオードは装置を過電圧から保護する働きをする。

ＲＣ回路によって解除されると図示された実施形態においてはリレーの駆動回路が約８秒遅延する。

図表において特に、値保持コンデンサーの接地された端子がスイッチによシ解除され、かくして直列抵抗が結合される事なくコンデンサーの接続に対して二重の安全が行なわれる。

上記の記憶作用の外にこの回路の中のコンデンサーは更に、一方においてタンクの中の燃料の跳躍作用に対して他方において装置自身の中の機械的振動に対して装置を緩衝させる働きを有する。よシ鋭敏な測定範囲に切υ換えると回路の中の抵抗は、とにかく電気的制動が得られる値に下降する。

本発明によシ通常の測定範囲並びに拡大された目盛部分において燃料の面の測定を改善する手が可能となる。

従来の技術に基づく装置に対して明確な零レベル指示が得られタンクの中に残存する燃料の量の非常に良好な情報が得られる。燃料Ｃレベルが低くなった場合の指示ランプが所望される場合には、零レベル指示が確実であるためにタンク自身の中に更に他のセンサーを必要とする事なく設ける事が出来る。即ちポテンシオメータ−スイッチがタンクの中の燃料の中のレベルが所定のレベｈ以下に落ちた場合に発光ダイ万一ドを発光させる閾値回路に直ちに接続する事が出来る。

？′４Ｉ書（内容（二変更なしン国際調査報告１＊−−ｓ−＾ｍ両ｍ・Ｔｌ　ｍ、　ＰＣＴ／ＳＥ８５１０Ｏ０２４

Claims

【特許請求の範囲】

１．電圧源、２つの固定接続部と燃料タンクの中に設けられたフロートと共に移動する様に接続され２つの端位置の間を移動するコンタクトを有する抵抗器、この可動コンタクトの位置はタンクの中の燃料の特定のレベルに対応する、測定回路の中で上記の抵抗器及び上記の電圧源に接続されている電気的測定装置を含み、この除抵抗は実質的に上記の可動コンタクトの位置に従属する電流強度をうるためにポテンシオメーターとして結合されており、上記の可動コンタクトは分路可能な直列抵抗を介して電気的測定装置に接続されており過電圧保護装置が電気的測定装置に対して直列抵抗を分路する除に生じる過剰電圧を阻止するために設けられておりかつコンデンサーが測定装置の振りを緩衝させるための回路の中に設けられている乗物のための燃料計において、リレーが第１の位置において分路可能な直列抵抗を電気的測定装置と直列に接続し、上記のコンデンサーの一端を測定装置の接続部と他端を一定電圧と結合する様に、第２の位置において直列抵抗の分路を遮断し、コンデンサーを測定装置から解除する一方過電圧保護装置を測定装置と並列に接続する様に設けられている事を特徴とする燃料計。
２．リレーに電流コイルが設けられており同コイルヘの給電が手動スイッチにより行なわれる事を特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料計。
３．過電圧保護装置が少なくとも１つの順方向電圧結合半導体ダイオードより成り同ダイオードが、リレーが第２の位置にある場合にだけ接続される事を特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料計。
４．１つ又はそれ以上のフロートが設けられていてそれぞれの個々の抵抗器のコンタクトの位置を制御し、フロートの移動範囲が連続した燃料レベルの間隔に対応する様に設けられており抵抗器の可動コンタクトは電気的測定装置に結合されていてもっとも下の燃料レベルの間隔に対応する一方、それに続く抵抗器が最後に記載した抵抗器と上記の電圧源との間で直列に接続されており、上記の可動コンタクトは個々の抵抗器の端と接続されており同抵抗器は測定範囲のもっとも低い燃料レベルに対応する事を特徴とする前記請求の範囲のいずれかに記載の燃料計。