JPS62169021A - 充填レベル測定装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、充填レベルに相応するアナログ測定値を供給
する、充填レベル範囲にわたり延在するアナログ形プロ
ーブを有する、例えば燃料タンク内に取付けられる充填
レベル測定装置に関する。

例えば燃料タンク内に取付けられる充填レベル測定装置
に関１−て種々の装置と構成が公知である。例えば温度
に依存する抵抗を有する、シート上に設けられた導体路
に電流を短時間流す。

熱発生による抵抗の増加から導体路がどの程度まで燃料
により覆われているかを知ることができる。このように
して導出された、充填レベルに相応するアナログ電気量
を表示装置例えばディジタル表示装置に供給することが
できる。

上記の場合に、導体路が取付けられているシートは、燃
料タンクの中の、それに相応して形成されている支持部
材の中に垂直に取付けられており全充填レベル範囲にわ
たり延在している。

例えばシートの経年変化や測定すべき液体の組成等の種
々のファクタによりこのような充填レベル測定装置の感
度は時間と共に変化する。

更に、製造公差を補償するために製造後に較正が必要で
ある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、前もって与えられている測定精度を長
年にわたり保持することができる充填レベル測定装置を
提供することにある。

問題を解決するだめの手段 上記の問題は本発明により、充填レベルの変化と共に飛
躍的に変化する測定値を供給するディジタルプローブを
更に取付け、ディジタルプローブの測定値とアナログプ
ローブの測定値との比較により修正値を導出し、アナロ
グプローブの６１１１定値を、修正値を用いて修正し表
示するようにしてＭ１決される。

発明の効果 本発明による充填レベル測定装置の利点は、本装置にお
ける自己較正により感度の変化が補償されることにある
。更に、タンクの第一回目の充填の際に第１回目の較正
が自動的に行われ７−／７″Ｉプｌ−す砧；大法苦か＋
為ｈゴスト冬蛇トけて有利にはグローブを、温度に依存
する抵抗により構成する。しかしながら本発明は例えば
容量プローブ等の他のプローブを用いて実施することも
できる。

本発明の一実施例においては、温度に依存する抵抗を、
担体シート上に設けられでいる導電層により形成する。

その場合に一構成においては、アナログプローブは、充
填レベル範囲にわたり延在する、均一であり温度に依存
する抵抗を備えており、ディジタルプローブは、長手方
向における抵抗値が１つ又は複数の充填レベルにおいて
その他の充填レベル範囲におけるより大幅に大きい、充
填レベル範囲にわたシ延在する抵抗を備えている。その
際に、充填レベル範囲の上部と下部とにある、２つの選
択された充填レベル値に相応する部分に大幅な抵抗変化
部分を設けることができる。この、ようにして、従来の
２つの導体路に対して付加的にプローブと電子回路上の
間に付加導体路のみが必要であるきる。

しかしながら本発明は、ディジタルプローブを抵抗すな
わち導体路により構成することにとどまるものではない
。すなわち例えば、選択された各充填レベル値に対して
１つの導体路を設けることができる。

本発明の別の一実施例においては、ディジタルプローブ
を形成する導電層は、選択された充填レベル値において
ミアンダ形に形成されており、選択された値の間におけ
るより小さい断面積を有する。更に、ディジタルプロー
ブをアナログ形プローブに平行に担体シート上に設ける
ことができる。

別の一実施例においては、プローブに繰返し短時間電流
を流し、それによって生ずる抵抗値の変化を測定し、デ
ィジタルプローブの測定値が、選択された充填レベル値
を表わす範囲にある場合にはその都度１つの新しい修正
値を形成しかつ記憶する。

有利には、本発明による装置を、測定値の評価および修
正用マイクロコンピュータを用いて実施する。

実施例 本発明においては多数の実施例が可能である。

そのうちの一実施例を次に図を用いて詳しく説明する。

異なる図に示されている同一の部分は、同一の参照番号
で示されている。

第１図はプローブとその評価装置を示す。図中、シート
１上に６つの導体路２，３．４が設けられている。シー
トは、図示していない燃料タンクの垂直延在部にわたり
延在しそして同様に図示されていないガイド部の中に支
持されている。上端部においてシートは導体路と共に燃
料タンクの外に導出されほぼ直角に曲が、り評価回路５
のケーシングの中に導入される。

シートに適した材料はカプトン（Ｋａｐｔｏｎ　）であ
りまた導体路には鋼−ニッケル合金が良好である。導体
路の厚さは６μｍが適切でありまたその幅は、ディジタ
ルプローブの、熱発生する部分において済。龍の数倍で
ある。

中間の導体路３はアナログプローブとして形成されてお
りそのためにこの導体路３は、（Ｌ−空から■−充満ま
での）測定すべき全充填レベル範囲において均一の断面
を有、する。この充填レベル範囲より上方での導体路３
０幅を広くして電流密度を小さくしひいては熱発生を小
さくして、この部分の抵抗値変化により測定結果を誤ら
せることができるだけないようにしである。

導体路２の全長の大部分は１つの大きな断面を有するの
でここにおいても同様に熱発生による障害が現われない
。選択された充填レベル値ｆｕとｆｏの場合にのみ断面
は大幅に小さい。引続いて抵抗値または抵抗変化がこれ
らの選択された充填レベル値に集中するようにこれらの
充填レベル値の範囲において導体路２はミアンダ形に形
成されている。

本発明による装置の較正に用いる充填レベル値ｆＯおよ
びｆｕの選択は主に次の観点から行われる。すなわち、
できるだけ正確な較正を行うためにはこれらの値の間の
距離ができるだけ大きいことが望ましい。しかしながら
これらの値の間の距離が太きすぎると自動車を実際に運
転している場合に選択された充填レベルにまったく到達
しないか稀にしか到達しないことがある。

それ故例えば自動車の所有者は用心のために、２０％の
充填レベルに達すると給油することになる。そのような
場合には本発明による再較正はｆｕ　＝　１０％の下方
充填レベル値の場合には絶対に行われない。

導体路４は、プローブとして形成されている導体路２と
３とに対する共通の戻り導線として用いられる。

充填レベルの測定のためにアナログプローブ３・とディ
ジタルプローブ２とにそれぞれ短時間の量定電流を流す
。電流流通持続時間の間に生ずる電圧上昇は、抵抗値変
化の測定尺度でありひいては、液体に覆われていないプ
ローブ部分の割合を測る尺度である。

第２図においてフ０ローブにおける。電圧と電流の時間
変化が示されている。第２図のａには、アナログプロー
ブ３を流れる電流〕の変化が示されている。電流流通時
間は１秒間が適している。この測定は例えば６０秒毎に
繰返すことができる。第２図のしにはアナログプローブ
における電圧の変化が示されている。この電圧は電流投
入時にステップ変化を示し引続いて、電流が一定である
間にわたり導体路３における熱発生により増加する。

導体路が液体で覆われると、斜線により示されている三
角形の下限が生じ、燃料タンクが空であるとすなわち全
導体路３が空気に取巻かれている場合には電圧増加は、
斜線で示されている三角形の上限のところに達する、。

抵抗変化の評価のために抵抗を、電流を遮断する直前に
測定することもできるがしかしながら電流流通時間の間
に多数の測定を行ないその結果を累算して、三角形の面
積を充填レベルの測定尺度として用いることもできる。

アナログプローブ３を用いての測定に引続いてディジタ
ル７０ローブ２に電流を流す。これによって確実に、双
方の測定の間に充填レベルやその他の、測定結果に影響
を与える量例えば燃料タンクの温度等の大幅な変化が生
じないようにすることができる。第２図のＣに示されて
いる電流パルスの持続時間にわたり電流１は、アナログ
プローブ３におけるのと同様に一定である。電圧には一
１第２図のｄにおいて６の線により示されているように
液体レベルがｆｏより高い場合に僅かに上昇するのみで
ある。液体レベルが値ｆＯとｆｕとの間にある場合恍は
、７０線により示されている電圧上昇が現われまた液体
レベルがｆｕより低い場合には、８０線により示されて
いる急上昇が生ずる。

理解を容易にするために第３図において抵抗値の変化ｄ
Ｒが充填レベルｆの関数として示されている。第６図の
ａにはディジタルプローブ２の場合が、第６図のｂにお
いてはアナログプローブ３の場合が示されている。燃料
タンクが空の場合には抵抗値の変化（ｉＲが最大であり
この抵抗値の変化は値ｈｌの近傍で突然に減少しそして
値ｆｕとｆｏとの間の範囲で約十の高さで一定になる。

更に、ｆｏで飛闘的変化が起こりその後は値ｄＲは、最
大充填レベル■に達する捷で低いままである。ディジタ
ルプローブの信号が、ウィンドウＦｕとＦＯとを有する
２つのウィンドウ弁別器に供給されるとウィンドウ弁別
器の出力信号から、充填レベルが選択された値ｆｕある
いはｆＯにあることがわかる。アナログプローブ３によ
る測定により、第６図のｂに示されている特性曲線が生
ずる。値ｆυとｆｏとは７０ロープのサイズにより決ま
るのでアナログプローブの測定結果と充填レベルｆｏと
ｆｕとの比較から修正値を求めることができ引続いてこ
れらの修正値は、公知の計算法によりアナログプローブ
のすべての値に適用することができる。

第４図は、第２図および第６図に関連して説明した評価
回路装置を示している。この評価回畝枯を片は　瀦箭妥
半屁布畝子式バーて層六マイクロコンぎユータを備えて
いる。これらの構成素子群とは、ＣＰＵ　１１　、　Ｒ
ＯＭ　１２　、　ＲＡＭ　１３　。

Ｉ１０ボート１４およびバス１５である。工／○ポート
１４には不揮発性ＲＡＭ　１６と表示装置１Ｔ例えば液
晶ディスプレイが接続されている。

しかしながら表示は、測定値がり、　／　Ａ変換器を介
して供給されるアナログに動作する装置で行うこともで
きる。更に、ディジタル信号を、例えば燃料消費及び／
又は自動車の残留到達距離を計算する搭載コンピュータ
に供給することも可能である。しかしながら１つのコン
ピュータが、本発明による装置のための機能と、いわゆ
る搭載コンピュータのその他の機能とを行うようにする
こともできる。

給電のためにこの回路装置の端子１８は自動車蓄電池の
正極に接続されている。ダイオード１９は、誤接続に対
する保護のために用いられまた抵抗２０とコンデンサ２
１とはフィルタ素子を構成する。蓄電池電圧の変動によ
る誤測定を防止するために安定化回路２２を用いて回路
装置の個々の構成素子群に対して、安定化された作動電
圧を発生する。プローブ２と３のみが、安定化された作
動電圧に接続されない、何故ならば、プローブを流れる
電流は調整されるからである。

トランジスタ２３と２４及び抵抗２５はディジタルプロ
ーブに対する定電流源として用いられる。同様にトラン
ジスタ２６と２７及び抵抗２８が、アナログプローブ３
に対する定電流源として設けられている。双方のプロー
ブに順次に電流が流れるのでこの電流の制御にもプロー
ブにおける電圧降下の測定にもそれぞれ１つの制御回路
またはＡ／Ｄ変換器を設けるのみで良い。

この制御回路は差動増幅器２９．スイッチ３０、前記定
電流源、プローブ２，３及び抵抗３１により構成されて
い゛る。抵抗３１において、その都度の電流に比例する
電圧降下が生じこの電圧降下は実際値として差動増幅器
２９の反転入力側に供給される。差動増１陽器２９の非
反転入力側には一定の作動電圧Ｕｒが印加されている。

差動増幅器２９の出力電圧はスイッチ３０により交番し
てディジタルプローブ２．の定電流源とアナログプロー
ブ３の定電流源とに供給される。このためにスイッチ３
０はそれに相応しテマイクロコンぎユータにより制御さ
れる。

マルチプレクサ３２は、スイッチ３０と同一方向でプロ
ーブ２と３とのうち１つをＡ／Ｄ変換器３３０入力側と
接続する。Ａ　／　Ｄ変換器３３に基準電圧として抵抗
３１における電圧降下が供給される。このようにして、
プローブ２と３とにおける電圧降下のうちの１つのみが
その都度Ａ　／　Ｄ変換器３３に供給されディジタル値
としてマイクロコンピュータに入力される。

第５図は、プログラムメモリ１２に格納されているプロ
グラムの一部を示している。プログラム部分４１におい
て例えばス徂ツチ３０とマルチプレクサ３２の時間制御
を決める。引続いて４２においてアナログプローブの機
能検査が行われる。・この機能検査では例えばアナログ
プローブの抵抗値を、微弱電流を流して測定する。

引続いて、第２図および第６図に関連して説明したよう
に測定値のデータ検出が４３で行われる。プログラム部
分４４においてディジタルプローブの機能検査が行われ
引続いてプログラム部分４５においてディジタルプロー
ブからのデータの検出が行われる。判断ブロック４６に
おいては、求めた測定データがウィンドウＦＯとＦｕ　
（第６図）とのうちの１つに収まっているかどうかが判
断される。イエスの場合には４７でコーナデータ（Ｅｃ
ｋｄｕｔｅｎ　）をアナログデータに置換する。ノーの
場合すなわちディジタルプローブの測定値がいずれのウ
ィンドウにも入っていない場合にはコーナデータはその
捷まの形で残り先のプログラムステップ４８に進む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プローブと評価回路装置とを示す路面図であ
る。第２図は、グローブに現われる電圧と電流との時間
線図である。第６図は、グローブのす１１定値と充填レ
ベルとの相関関係を示す線図である。第４図は、本発明
による装置の電気制御回路を示す回路図である。第５図
は、マイクロコンピュータに記憶されているプログラム
のフローチャートの一部分の略図である。 １・・・シート、２，３．４・・・導体路、５・・・評
価回路装置、１７・・・ディスプレイ、１９・・・ダイ
オード、２２・・・安定化回路、２９・・・差動増幅器
、３１・・・抵抗、３２・・・マルチプレクサ、３３・
・・Ａ　／　Ｄ変換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、充填レベル範囲にわたり延在しており充填レベルの
   アナログ測定値を供給するアナログプローブを有する充
   填レベル装置において、充填レベルの変化に相応して飛
   躍的に変化を行う測定値を供給するディジタルプローブ （２）を更に取付け、該ディジタルプローブ（２）の測
   定値とアナログプローブ（３）の測定値とを比較して修
   正値を導出し、該アナログプローブ（３）の測定値を修
   正値を用いて修正し表示するようにしたことを特徴とす
   る充填レベル測定装置。 ２、プローブ（２、３）を温度に依存する抵抗により形
   成する特許請求の範囲第１項記載の充填レベル測定装置
   。 ３、温度に依存する抵抗を、担体シート（１）上に設け
   られている導電層により形成する特許請求の範囲第２項
   記載の充填レベル測定装置。 ４、アナログプローブ（３）が、充填レベル範囲にわた
   り延在し一様の形状であり温度に依存する抵抗を備えて
   おり、ディジタルプローブ（２）が、充填レベル範囲に
   わたり延在する抵抗を備えており、該抵抗の長手方向の
   抵抗値が、１つ又は複数の選択された充填レベル値（ｆ
   ｕ、ｆｏ）においてその他の充填レベル範囲におけるよ
   り大幅に大きい特許請求の範囲第３項記載の、充填レベ
   ル測定装置。 ５、充填・レベル範囲の上部と下部とにそれぞれ位置し
   ている、２つの選択された充填レベル値（ｆｏ、ｆｕ）
   を設定した特許請求の範囲第４項記載の充填レベル測定
   装置。 ６、ディジタルプローブ（２）を形成する導電性層を、
   選択された充填レベル値（ｆｏ、ｆｕ）においてミアン
   ダ形に形成しそして該導電層が、選択された充填レベル
   値の間におけるより小さい断面積を有するようにした特
   許請求の範囲第５項記載の充填レベル測定装置。 ７、ディジタルプローブ（２）を、アナログプローブ（
   ３）に並列に担体シート（１）上に設けた特許請求の範
   囲第６項記載の充填レベル測定装置。 ８、プローブ（２、３）に繰返し短時間にわたり電流を
   流し、それによって生ずる抵抗値の変化を測定し、ディ
   ジタルプローブ（２）の測定値が、選択された充填レベ
   ル値を表わす範囲（Ｆｏ、Ｆｕ）内に入っている場合に
   は新しい修正値を形成しかつ記憶する特許請求の範囲第
   １項記載の充填レベル測定装置。 ９、マイクロコンピュータが測定値の評価と修正とのた
   めに設けられている特許請求の範囲第１項ないし第８項
   のいずれか１項に記載の充填レベル測定装置。