WO2014184819A1 - フロートつき容量式燃料レベルゲージ - Google Patents

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WO2014184819A1
WO2014184819A1 PCT/JP2013/003043 JP2013003043W WO2014184819A1 WO 2014184819 A1 WO2014184819 A1 WO 2014184819A1 JP 2013003043 W JP2013003043 W JP 2013003043W WO 2014184819 A1 WO2014184819 A1 WO 2014184819A1
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WO
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fuel
electrode
movable electrode
slit
fixed electrodes
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/003043
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English (en)
French (fr)
Inventor
三谷　干城
荒木　宏
敦 倉田
隆 杭谷
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
    • G01F23/56—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats using elements rigidly fixed to, and rectilinearly moving with, the floats as transmission elements
    • G01F23/60—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats using elements rigidly fixed to, and rectilinearly moving with, the floats as transmission elements using electrically actuated indicating means

Definitions

  • This invention relates to a capacity type fuel level gauge with a float which is installed in a fuel tank of a vehicle or the like and detects the remaining amount of fuel.
  • fuel level gauges mounted on fuel tanks such as vehicles use the buoyancy of floats provided in the fuel, and fixed electrodes with movable contacts that move according to the movement of the floats formed on the ceramic substrate.
  • a method of detecting a fuel level (hereinafter referred to as a fuel level) by sliding on a resistor is the mainstream. That is, the fuel level is measured by detecting the height of the float, and the remaining amount of fuel in the fuel tank is presented to the driver.
  • the principle of these fuel level gauges is simple, but due to the influence of recent fuel contents, especially alcohol, the electrode part (generally silver palladium alloy is used) for detecting the height of the float is worn. Deformation and the like occur, resulting in reduced reliability.
  • a capacitive fuel level gauge that detects the fuel level by a capacitance method without a sliding portion has also been proposed. This measures the capacitance between the electrodes. If the fuel property between the electrodes changes, the fuel level cannot be detected accurately. That is, it is intended to detect the difference between air having a relative dielectric constant of about 1.0 and gasoline having a relative dielectric constant of about 2.0, and when ethanol having a relative dielectric constant of about 22 is mixed with this gasoline, Since the capacitance changes greatly, it becomes difficult to detect the fuel liquid level.
  • a fuel property detection unit for detecting the property of the fuel for detecting the property of the fuel
  • a fuel liquid level detection unit for detecting the liquid level of the fuel for detecting the liquid level of the fuel
  • the output of the fuel property detection unit and the fuel
  • a capacity type fuel level gauge including a signal processing unit for processing the output of the liquid level detection unit has also been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the present invention was made to solve the problems of the conventional capacity type fuel level gauge as described above, and is a capacity type with a float that can accurately measure the fuel level without being affected by the fuel properties. Obtain a fuel level gauge.
  • a capacity type fuel level gauge with a float includes a float that is linked to a fuel level, a movable electrode that moves in accordance with the position of the float, and a moving direction of the movable electrode that faces the movable electrode via a gap.
  • a plurality of fixed electrodes provided in series, a slit that insulates between each of the plurality of fixed electrodes, a slit position storage unit that stores the positions of the slits, a capacitance detected from each of the plurality of fixed electrodes, and And a fuel liquid level detection unit that measures the fuel level from the slit position stored in the slit position storage unit.
  • the float-type capacitive fuel level gauge measures the fuel liquid level from the position of the slit that insulates between each of the plurality of fixed electrodes and the capacitance detected from each of the plurality of fixed electrodes. Even if the properties change, it is possible to accurately measure the fuel liquid level.
  • FIG. 2 is a basic output characteristic diagram for explaining a detection principle of a capacity type fuel level gauge with a float shown in FIG. 1. It is a flowchart which shows the whole process of the capacity
  • FIG. 14 is a basic output characteristic diagram for explaining the detection principle of the capacitive fuel level gauge with float shown in FIG. 13. It is a flowchart which shows the whole process of the capacity
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing each state of the movable electrode in order to explain a fuel liquid level calculation process by electrostatic capacity shown in FIG. 17.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the structure of a capacity type fuel level gauge with float according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the capacity type fuel level gauge with float
  • FIG. 3 is a float figure.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the entire process
  • FIG. 5 is a flowchart showing the capacitance detection process of each fixed electrode
  • FIG. 8 is a flowchart showing the slit position detection processing shown in FIG. 4
  • FIG. 9 is the inflection shown in FIG. 10 is a flowchart showing the point detection process
  • FIG. 4 is a flowchart showing the entire process
  • FIG. 5 is a flowchart showing the capacitance detection process of each fixed electrode
  • FIG. 10 is a flowchart showing the fuel liquid level calculation process based on the capacitance shown in FIG. 4, and FIG. 11 is a graph showing the capacitance ratio shown in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing each state of the movable electrode for explaining the calculation processing of the fuel level due to the capacitance shown in FIG. 10.
  • FIG. 12A is a state in which the movable electrode 11 faces only the fourth fixed electrode 4
  • FIG. 12B is a state in which the movable electrode 11 faces the fourth fixed electrode 4 and the third fixed electrode 3.
  • C is a state in which the movable electrode 11 faces only the third fixed electrode 3
  • (d) is a state in which the movable electrode 11 faces the third fixed electrode 3 and the second fixed electrode 2
  • e is a state where The state in which the movable electrode 11 faces only the second fixed electrode 2
  • (f) shows the state in which the movable electrode 11 faces the second fixed electrode 2 and the first fixed electrode 1
  • (g) shows the state in which the movable electrode 11 faces. It is in a state facing only the first fixed electrode 1.
  • a capacity type fuel level gauge 100 with a float includes a float 12 interlocked with a fuel level 14, a movable electrode 11 that moves according to the position of the float 12, and a movable electrode 11 that faces the movable electrode 11 via a gap.
  • the full tank fixed electrode 5 for detecting that the liquid level of the fuel tank is full
  • the plurality of fixed electrodes 1 to 4 Each of the slits 6 to 9 that insulates, the slit position storage unit 13 that stores the positions of the slits 6 to 9, and the capacitance detected from the plurality of fixed electrodes 1 to 4 and the slit position storage unit 13
  • a signal processing device 10 for measuring the fuel liquid level 14 from the positions of the respective slits 6 to 9.
  • the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 are formed by firing, for example, with a silver palladium alloy on a ceramic substrate (not shown).
  • the first fixed electrode 1 is the empty side
  • the fourth fixed electrode 4 is the full side.
  • the full tank fixed electrode 5 is formed above the fourth fixed electrode 4.
  • the first to fourth slits 6 to 8 are provided between the fixed electrodes 1 to 4 to electrically insulate adjacent fixed electrodes. That is, the slit position of the first slit 6 between the first fixed electrode 1 and the second fixed electrode 2 is, for example, 1/4 (25%) of the fuel liquid level and the second fixed electrode 2 and the second fixed electrode 2.
  • the slit position of the second slit 7 between the three fixed electrodes 3 is a third (between 50%) fuel liquid level, for example, between the third fixed electrode 3 and the fourth fixed electrode 4.
  • the slit position of the slit 8 is stored as a fuel level of 3/4 (75%).
  • the movable electrode 11 is provided so as to be movable and parallel to the fixed electrodes 1 to 4 via the gap d, and the movable electrode 11 and the fixed electrodes 1 to 4 constitute a parallel plate.
  • the capacitance C between the fixed electrodes 1 to 4 and the movable electrode 11 is expressed by the following equation (1).
  • ⁇ is the relative dielectric constant of the fuel.
  • C ⁇ ⁇ S / d (Formula 1)
  • the value of the capacitance C decreases.
  • the movable electrode 11 and the fixed electrodes 1 to 4 facing the movable electrode 11 must be immersed in fuel.
  • the movable electrode 11 is connected to GND (ground), and comes into contact with the full tank fixed electrode 5 when the fuel is full.
  • GND ground
  • These fixed electrodes 1 to 4 and the full tank fixed electrode 5 are connected to the signal processing device 10 and converted into information of the fuel level 14 in the fuel tank.
  • the length of the movable electrode 11 in each slit 6-9 in the moving direction, that is, each interval between the fixed electrodes 1-4 is the length of the movable electrode 11 in the moving direction of the movable electrode 11 and the fixed electrodes 1-4. Compared to this, the length is negligible.
  • the switching unit 10a connected to each of the fixed electrodes 1 to 4 selectively switches the outputs of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 and converts them into one time series signal.
  • the CV (Charge-to-Voltage) conversion unit 10b is a circuit that converts the capacitance values of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 output from the switching unit 10a into voltage signals.
  • the switching unit 10a and the CV conversion unit 10b may be switched in the front and back positions.
  • the CV conversion unit 10b is provided on the output side of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4, respectively.
  • a switching unit 10a may be provided on the output side.
  • the AD (Analog-to-Digital) converter 10c converts the analog voltage signal of the CV converter 10b into a digital value.
  • the signal calculation unit 10d connected to the AD conversion unit 10c and the full tank fixed electrode 5 is configured by a microprocessor or the like, performs digital signal processing according to a predetermined program, and outputs signals from the first to fourth fixed electrodes 1 to 4.
  • a fuel level 14 is calculated based on the output signal.
  • the external I / F (interface) unit 10e transmits a signal of the fuel level 14 as a calculation result of the signal calculation unit 10d to the external device 30, for example, a display panel of a vehicle, and sends the fuel level 14 to the driver. Is displayed.
  • the “fuel level detection unit” described in the claims refers to the signal processing device 10 described above.
  • FIG. 3 is an output characteristic diagram when the relative permittivity ⁇ is a value assumed in advance, for example, 100% gasoline fuel not containing alcohol.
  • the capacitance detected by each of the fixed electrodes 1 to 4 may be converted into the fuel level.
  • the relative permittivity of regular gasoline is 2.0-2.
  • the relative permittivity of ethyl alcohol is about 23
  • the relative permittivity ⁇ of E20 fuel is larger than that of regular gasoline, for example, about 6.2 to 6.3.
  • the capacitance detected by each of the fixed electrodes 1 to 4 is about three times larger, which makes it difficult to convert the absolute value of the capacitance to the fuel liquid level. It is also possible that the output is saturated.
  • the change in capacitance detected from each of the fixed electrodes 1 to 4 as the fuel is consumed.
  • the fuel liquid level can be accurately adjusted by associating the point at which the inflection occurs (in other words, the maximum value but hereinafter referred to as the inflection point) with the slit position stored in the slit position storage unit 13. Measure well.
  • the correspondence between the inflection point of the detected capacitance and the position of the slit will be described in more detail.
  • the signal processing device 10 detects that the full tank fixed electrode 5 and the movable electrode 11 are in contact with each other and conducts electricity, and recognizes that the fuel has been filled to the full tank.
  • the facing area between the fourth fixed electrode 4 and the movable electrode 11 is reduced, and the capacitance is reduced. Therefore, the output S4 from the CV conversion unit 10b in the fourth fixed electrode 4 is reduced. Decreases as shown by line 20 to line 21.
  • the facing area between the fourth fixed electrode 4 and the movable electrode 11 decreases and the facing area between the movable electrode 11 and the third fixed electrode 3 increases. As a result, the capacitance detected by the third fixed electrode 3 increases, so that the output S3 from the CV conversion unit 10b in the third fixed electrode 3 increases as shown by a line 22a.
  • the output S4 of the fourth fixed electrode 4 disappears and at the same time the output S3 of the third fixed electrode 3 becomes the line 22a.
  • the inflection point 22b of the output S3 of the third fixed electrode 3 is when the upper end of the movable electrode 11 just exceeds the third slit 8.
  • the output S2 from the CV conversion unit 10b in the second fixed electrode 2 increases as shown by a line 23a, contrary to the decrease in the output S3 of the third fixed electrode.
  • the output S3 of the third fixed electrode 3 disappears and at the same time the output S2 of the second fixed electrode 2 becomes the line 23a.
  • the output S1 from the CV conversion unit 10b in the first fixed electrode 1 increases as shown by a line 24a, contrary to the decrease in the output S2 of the second fixed electrode. .
  • the capacitance of the inflection point 22b from the line 22a to the line 22c and the position of the third slit 8 From the combination of any one of the position of the inflection point 24b from the line 24a to the line 24c and the position of the first slit 6 and the combination of the three inflection points and the position of the slit.
  • the fuel level can be measured from the capacitance value detected by each of the fixed electrodes 1 to 4 and the position of the slit.
  • step S100 the switching unit 10a sequentially switches the first to fourth fixed electrodes 1 to 4, detects the capacitance of each fixed electrode 1 to 4, and proceeds to step S200.
  • step S200 it is detected whether fuel has been supplied. This corresponds to a case where the oil type is changed to an alcohol-mixed fuel such as E20 fuel having a different property from regular gasoline (mixed regular gasoline with 20% ethyl alcohol by volume) by refueling. Because.
  • step S200 After detecting whether or not refueling is performed in step S200, if refueling is detected in step S200, the process proceeds to step S400 in step S300. If refueling is not detected in step S200, the process proceeds to step S500 in step S300. move on.
  • step 400 since refueling is performed, there is a possibility that the property of the fuel may be changed, so that the gain correction processing of the CV conversion unit 10b is performed. This is to adjust the gain of the CV conversion unit 10b because the output of the CV conversion unit 10b may be saturated or the output may be too small. After performing the gain correction of the CV conversion unit, the process proceeds to step S500.
  • step S500 a slit position detection process is performed in order to associate the inflection point of the capacitance with the position of the slit, and the process proceeds to step S600.
  • step S600 the process proceeds to step S700 if it has been detected, depending on whether or not the capacitance at the position of any one of the first to third slits 6 to 8 has been detected. Proceed to S800.
  • step S700 the fuel liquid level is calculated based on the electrostatic capacitance at the slit position detected in advance in S600, and the main routine is terminated.
  • step S800 since the electrostatic capacity at the slit position cannot be detected in step S500 after refueling, the relationship between the electrostatic capacity and the fuel liquid level is unknown, and the fuel liquid level is measured by another method. There is a way. Therefore, in step S800, the fuel level is calculated based on the ratio of the capacitance detected by the two fixed electrodes facing the movable electrode 11, and the main routine is terminated.
  • step S100 the coefficient n is reset to zero in step S101, and the process proceeds to step S102.
  • step S102 in order to sequentially switch each of the fixed electrodes 1 to 4, the coefficient n is incremented by 1, and the switching unit 10a switches the fixed electrodes connected to the CV conversion 10b. Then, the process proceeds to step S103.
  • step S103 the voltage signal converted by the CV conversion unit 10b is converted into a digital value by the AD conversion unit 10c to acquire the capacitance Cn of the fixed electrode n, and the process proceeds to step S104.
  • step S104 it is determined whether or not the capacitance Cn detected in step S103 is greater than a first predetermined value. If the capacitance Cn is a value equal to or less than the first predetermined value, the process proceeds to step S105, and if the capacitance Cn is a value greater than the first predetermined value, the process proceeds to step S106. In step S105, since the capacitance Cn is equal to or less than the first predetermined value, Cn is set to zero in order to eliminate detection errors in the vicinity of zero, and the process proceeds to step S106. In step S106, it is determined whether or not the coefficient n is 4 or more.
  • n is smaller than 4, the process returns to step S102, the coefficient n is incremented by 1, and the capacitance of the next fixed electrode is detected again. If the coefficient n is 4 or more, it means that the detection of the capacitance of all the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 has been completed, and the capacitance detection processing for each fixed electrode is ended.
  • the first predetermined value is set to, for example, about the minimum value at which the capacitance can be detected.
  • step S200 it is determined whether the full tank fixed electrode 5 is detected in step S201.
  • the process proceeds to step S202, and when the full tank fixed electrode 5 is detected, the process proceeds to step S205.
  • step S202 the previous fuel liquid level Llt is compared with the current fuel liquid level Ltt. If Ltt ⁇ Llt, it is determined that refueling has been performed, and the process proceeds to step S205. If Ltt ⁇ Llt, The process proceeds to S203.
  • step S203 the total value Ctotal of the capacitance values C1 to C4 of the fixed electrodes 1 to 4 detected in step S100 is calculated, and the process proceeds to step S204.
  • step S204 it is determined whether the total value Ctotal calculated in step S203 is larger than the first threshold value 1 and the total value Ctotal is smaller than the second threshold value. When the total value Ctotal is larger than the first threshold value and the total value Ctotal is smaller than the second threshold value, it is determined that refueling has not been performed, and the refueling detection process is terminated, and the total value Ctotal is equal to the first threshold value. If the total value Ctotal is equal to or greater than the second threshold, the process proceeds to step S205. In step S205, since it is determined that there has been refueling, the refueling detection flag is set to ON, and the refueling detection process ends.
  • step S400 performs the same capacitance detection process for each of the fixed electrodes 1 to 4 as in step S100 described above, and proceeds to step S402.
  • step S402 the total value Ctotal of the capacitance values C1 to C4 of the fixed electrodes 1 to 4 detected in step S401 is calculated, and the process proceeds to step S403.
  • step S403 it is determined whether the total value Ctotal calculated in step S402 is greater than a third threshold value.
  • the process proceeds to step S404, and when the total value Ctotal is larger than the third threshold value, the process proceeds to step S405.
  • step S405 since the total value Ctotal is larger than the third threshold value, the CV conversion gain is decreased by one step and the process proceeds to step S401.
  • step S404 it is determined whether the total value Ctotal is smaller than a fourth threshold value that is smaller than the third threshold value. If the total value Ctotal is smaller than the fourth threshold value, the process proceeds to step S406. If the total value Ctotal is equal to or greater than the fourth threshold value, the process proceeds to step S407. In step S406, since the total value Ctotal is further smaller than the fourth threshold value, which is smaller than the third threshold value, the CV conversion gain is increased by one step and the process returns to step S401. In step S407, the total value Ctotal is equal to or less than the third threshold value and equal to or greater than the fourth threshold value, and the CV conversion gain is appropriate. Therefore, the oil supply detection flag and the slit position detection flag are turned OFF, and the CV conversion gain correction is performed. The process ends.
  • the slit position detection process in step S500 is a step in which, in step S501, the variables m, X, and Y are set to zero for resetting, and the first and second counter electrode set flags are turned off.
  • the process proceeds to S502.
  • step S502 in order to sequentially switch the detected capacitances C1 to C4, the variable m is incremented by 1, and the process proceeds to step S503.
  • step S503 it is determined whether or not the capacitance Cm detected from each of the fixed electrodes 1 to 4 is greater than a second predetermined value in order to detect the fixed electrode that the movable electrode 11 faces.
  • step S504 the capacitance Cm is less than or equal to the second predetermined value. In this case, since it is determined that the fixed electrode m does not face the movable electrode 11, the process returns to step S502.
  • step S504 it is determined whether or not the first counter electrode facing the movable electrode 11 has been detected. If the first counter electrode set flag is not on, the process proceeds to step S505. If the first counter electrode set flag is on, the process proceeds to step S506. In step S505, the variable m is set to the variable X to set the first counter electrode X, the first counter electrode set flag is turned on, and the process proceeds to step S507. In step S506, since the first counter electrode X has already been detected, the variable m is set to the variable Y, the second counter electrode Y is set, and the second counter electrode set flag is turned on. The process proceeds to S507.
  • step S507 it is determined whether the variable m is 4 or more.
  • the process proceeds to step S900, and when the variable m is less than 4, the process returns to step S502.
  • step S900 after performing an inflection point detection process, which will be described later, the slit position detection process ends.
  • step S901 1 is set to the coefficient P, and the process proceeds to step S902.
  • step S902 for the P-th fixed electrode, the capacitance value DP1 at the previous processing is set to DP0 as the previous value, and the detection value CP detected in step S400 in FIG. 4 is set to DP1 as the current value.
  • the process proceeds to step S903. More specifically, D10 is the previous value of the first fixed electrode 1, D11 is the current value of the first fixed electrode 1, D20 is the previous value of the second fixed electrode 2, and D21 is the second fixed electrode 2.
  • step S903 it is determined whether the current value DP1 is greater than or equal to the previous value DP0. If the current value DP1 is less than the previous value DP0, the process proceeds to step S904. If the current value DP1 is greater than or equal to the previous value DP0, the process proceeds to step S905.
  • step S904 since the current value DP1 was less than the previous value DP0, the current inclination is set to negative, and the process proceeds to step S906.
  • step S905 since the current value DP1 is greater than or equal to the previous value DP0, a positive value is set for the current inclination, and the process proceeds to step S909.
  • step S906 it is determined whether the previous inclination was negative. When the previous inclination is positive, the process proceeds to step S907, and when the previous inclination is negative, the process proceeds to step S909.
  • step S907 since the previous inclination is positive and the current inclination is negative, it is determined as an inflection point, the previous detection value DP0 is determined as the Pth slit position, and the slit position detection flag is turned on. The process proceeds to S908.
  • step S908 a correction coefficient k for calculating the fuel level from the capacitance is calculated, and the process proceeds to step S910.
  • Equation 2 The derivation of Equation 2 will be described in further detail.
  • DP 0 in Expression 2 is when the upper end of the movable electrode 11 is at the slit position, that is, when the movable electrode 11 is completely overlapped with any one of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4. Therefore, when Cn is a capacitance detected during measurement during actual use, and Lx is a length that the fixed electrode overlaps with the movable electrode 11 at that time, the following Expression 3 is established.
  • DP0: Ld ⁇ 100 / Lmax Cn: Lx (Formula 3)
  • Expression 3 is modified and an expression for obtaining Lx is obtained, the following Expression 4 is obtained.
  • Lx (Ld ⁇ 100 / Lmax ⁇ DP0) ⁇ Cn (Formula 4)
  • step S909 since the current inclination is positive or the current inclination is negative and the previous inclination is negative, it is determined that the previous detected value is not the slit position, and the process proceeds to step S910.
  • step S910 the coefficient P is incremented by 1, and the process proceeds to step S911.
  • step S911 it is determined whether the coefficient P is 4 or more. When the coefficient P is less than 4, the process returns to step S902, and the next fixed electrode capacitance value is processed. When the coefficient P is 4 or more, the inflection point detection process in step S900 is terminated.
  • X ⁇ 4 the process proceeds to step S703.
  • step S706 the first counter electrode opposed to the movable electrode 11 is the third fixed electrode 3, the second counter electrode is the fourth fixed electrode 4, and the state shown in FIG. L is calculated by the following equation 8, and the fuel level calculation process is terminated.
  • L3 is the position of the third slit 8 and is, for example, 75%.
  • L L3 + k ⁇ C4 (Formula 8)
  • step S710 the first counter electrode opposed to the movable electrode 11 is the second fixed electrode 2, the second counter electrode is the third fixed electrode 3, and the state shown in FIG. L is calculated by the following formula 9, and the fuel level calculation process is terminated.
  • L2 is the position of the second slit 7 and is, for example, 50%.
  • L L2 + k ⁇ C3 (Formula 9)
  • step S712 the first counter electrode opposed to the movable electrode 11 is the second fixed electrode 2 and the second counter electrode is the first fixed electrode 1, which is in the state shown in FIG.
  • the position L is calculated by the following formula 10, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L1 is the position of the first slit 6 and is, for example, 25%.
  • L L1 + k ⁇ C2 (Formula 10)
  • step S713 the first counter electrode opposed to the movable electrode 11 is the first fixed electrode 1, the second counter electrode is absent, and the state shown in FIG.
  • the fuel liquid level calculation process is completed by calculating the following equation (11).
  • L k ⁇ C1 (Formula 11)
  • step S802 the process proceeds to step S802
  • step S803 the first counter electrode X facing the movable electrode 11 is the fourth fixed electrode 4, and the movable electrode 11 is not facing the third fixed electrode 3, as shown in FIG.
  • step S804 since the first counter electrode X opposed to the movable electrode 11 is the third fixed electrode 3, the second counter electrode Y is the fourth fixed electrode 4, and the state shown in FIG.
  • the liquid level L is calculated by the following equation 12, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L L3 + Le ⁇ C4 / (C4 + C3) (Formula 12)
  • L3 is the position of the third slit 8 and is, for example, 75%.
  • step S806 since the first counter electrode X opposed to the movable electrode 11 is the second fixed electrode 2, the second counter electrode Y is the third fixed electrode 3, and the state shown in FIG.
  • the liquid level L is calculated by the following equation 13, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L L2 + Le ⁇ C3 / (C3 + C2) (Formula 13)
  • L2 is the position of the second slit 7 and is, for example, 50%.
  • L L1 + Le ⁇ C2 / (C2 + C1) (Formula 14)
  • L1 is the position of the first slit 6 and is, for example, 25%.
  • step S809 the first counter electrode X facing the movable electrode 11 is the first fixed electrode 1 and the second counter electrode Y is formed, that is, the movable electrode 11 is opposed only to the first fixed electrode 1.
  • 12 (g) the fuel liquid level L is calculated by the following formula 15, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L Le ⁇ C1 / Ctotal (Formula 15)
  • the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 and the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 that are provided in series in the moving direction of the movable electrode 11 and face the movable electrode 11.
  • First to third slits 6 to 8 that insulate between each other, a slit position information storage unit that stores the positions of the first to third slits 6 to 8, and electrostatic charges detected from a plurality of fixed electrodes, respectively.
  • the signal processing apparatus 10 includes an inflection point where the capacitance detected from each of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 changes from increasing to decreasing, and positions of the first to third slits 6 to 8. Therefore, the fuel level can be accurately measured even when fuels of different types of fuel are supplied and the relative permittivity changes.
  • the signal processing device 10 has capacitances detected from two fixed electrodes of the movable electrode 11 and the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 which are opposed to each other. Since the fuel level is measured based on the ratio and the position of the slit, the fuel level can be measured immediately after refueling even if the relative permittivity of the fuel differs between the previous refueling and the current refueling.
  • the signal processing device 10 has capacitances detected from two fixed electrodes of the movable electrode 11 and the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 which are opposed to each other. Since the fuel liquid level is measured based on the ratio and the position of the slit, even if the gap between each of the fixed electrodes 1 to 4 and the movable electrode 11 varies between the individual floated capacitive fuel level gauges, this variation The fuel level can be measured by reducing the influence of.
  • the lengths of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 are the same, the fuel liquid level measurement process in the signal processing device 10 can be reduced.
  • each fixed electrode 1 to 4 and the movable electrode 11 As a method of securing the gap between each fixed electrode 1 to 4 and the movable electrode 11, for example, when the movable electrode 11 is slid on each fixed electrode 1 to 4, as in the conventional float type fuel level gauge.
  • the movable electrode 11 is not the electrode itself, and a method of sliding a plurality of convex portions provided on the movable electrode 11 to secure a gap may be used as appropriate.
  • each capacitance detected from the first to third fixed electrodes 1 to 3 is close to zero, and only the fourth fixed electrode 4 is provided. Since the movable electrode 11 is opposed only to the fourth fixed electrode 4, that is, it can be determined that it is full, without providing the full fixed electrode 5, It is also possible to detect a full tank.
  • the inflection points at which the electrostatic capacitances detected from the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 respectively change from increasing to decreasing and the positions of the first to third slits 6 to 8 are determined.
  • a method of measuring the fuel liquid level based on the ratio of the capacitance detected from each of the two fixed electrodes opposed to the movable electrode 11 and the position of the slit is determined.
  • the fuel liquid level may be measured only by the method of measuring the fuel liquid level based on the capacitance ratio and the slit position.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the structure of a capacity type fuel level gauge with float according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 14 is a basic output characteristic for explaining the detection principle of the capacity type fuel level gauge with float shown in FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the overall processing of the capacity type fuel level gauge with float shown in FIG. 13
  • FIG. 16 is a flowchart showing the slit position detection processing shown in FIG. 15,
  • FIG. FIG. 18 is a flowchart showing the liquid level calculation process based on the capacitance ratio shown in FIG. 15, and
  • FIG. 19 is a movable for explaining the fuel liquid level calculation process using the capacitance shown in FIG. It is explanatory drawing which showed each state of an electrode.
  • the length of each fixed electrode in the fuel liquid level direction is the same as the length of the movable electrode in the fuel liquid level direction.
  • the length Le of the movable electrode 31 in the moving direction is made longer than the length Ld of the movable electrode 31 in the moving direction of each of the fixed electrodes 1 to 4.
  • the length Le in the moving direction of the movable electrode 31 is set to be longer than the length Ld in the fuel liquid level direction of each of the fixed electrodes 1 to 4 and not more than twice the length Ld. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the signal processing device 10 detects that the full tank fixed electrode 5 and the movable electrode 31 are in contact with each other and conducts electricity, and recognizes that the fuel has been filled to the full tank. To do.
  • the facing area between the fourth fixed electrode 4 and the movable electrode 31 is reduced, and the capacitance is reduced. Therefore, the output S4 from the CV conversion unit 10b in the fourth fixed electrode 4 is reduced. Decreases as shown by line 20 to line 41.
  • the facing area between the fourth fixed electrode 4 and the movable electrode 31 decreases, and the facing area between the movable electrode 31 and the third fixed electrode 3 increases. As a result, the capacitance detected by the third fixed electrode 3 increases, and the output S3 from the CV conversion unit 10b in the third fixed electrode 3 increases as shown by a line 42a.
  • the facing area between the second fixed electrode 2 and the movable electrode 31 starts to increase, and the output of the second fixed electrode 2.
  • S2 begins to increase, and the output S3 of the third fixed electrode 3 changes from the line 42a to the saturated line 42b, moves to the line 42d through the inflection point 42c, and starts to decrease.
  • the inflection point 42c of the output S3 of the third fixed electrode 3 is when the upper end of the movable electrode 31 just exceeds the third slit 8.
  • the output S2 from the CV conversion unit 10b in the second fixed electrode 2 increases as indicated by a line 43a, contrary to the decrease in the output S3 of the third fixed electrode.
  • the fuel consumption further increases and the lower end of the movable electrode 31 completely exceeds the first slit 6, the facing area between the first fixed electrode 1 and the movable electrode 31 begins to increase, and the output of the first fixed electrode 1.
  • the output S1 from the CV conversion unit 10b in the first fixed electrode 1 increases as shown by a line 44a, contrary to the decrease in the output S2 of the second fixed electrode. .
  • the output S1 of the first fixed electrode 1 changes from the line 44a to the saturated line 44b. Is completely beyond the first slit 6, the output S2 of the second fixed electrode 2 disappears, and at the same time, the output S1 of the first fixed electrode 1 moves from the line 44b through the inflection point 44c to the line 44d. It starts to decrease.
  • the capacitance of the inflection point 42c from the line 42b to the line 42d and the position of the third slit 8 the capacitance of the inflection point 43c from the line 43b to the line 43d, and the second slit 7 Of the inflection point 44c from the position 44b to the line 44d and the position of the first slit 6 and the combination of the three inflection points and the position of the slit.
  • the capacitance and the fuel detected by each of the fixed electrodes 1 to 4 The relationship between the liquid levels can be known, and the fuel liquid level can be measured from the capacitance values detected by the fixed electrodes 1 to 4 and the positions of the slits.
  • the detection operation of the fuel level of the capacity type fuel level gauge with float will be described.
  • the measurement operation is also substantially the same as in the first embodiment, but the length Le of the movable electrode 31 in the fuel liquid level direction is longer than the length Ld of the fixed electrodes 1 to 4 in the fuel liquid level direction.
  • the movable electrode 31 faces three fixed electrodes at the same time. Therefore, as shown in FIG. 15, the slit position detection process in step S500 is performed in SB500, the fuel liquid level calculation process in step S700 is performed in SB700, and the fuel liquid level is calculated in accordance with the capacitance ratio in step S800.
  • the calculation is changed to SB800 with processing contents different from those in the first embodiment. The changed steps will be described in detail below.
  • step SB500 which is a new slit position detection process, as shown in FIG. 16, in steps SB501, zero is set to variables m, X, Y, and Z for reset, and the first, second, and third counters are set.
  • the electrode set flag is turned off and the process proceeds to step S502.
  • step SB502 in order to sequentially switch the detected capacitances C1 to C4, the variable m is incremented by 1, and the process proceeds to step SB503.
  • step SB503 it is determined whether or not the capacitance Cm detected from each of the fixed electrodes 1 to 4 is larger than a second predetermined value in order to detect the fixed electrode that the movable electrode 31 faces.
  • step SB504 the capacitance Cm is equal to or less than the second predetermined value. In this case, since it is determined that the fixed electrode m does not face the movable electrode 11, the process returns to step SB502.
  • step SB504 it is determined whether or not the first counter electrode opposed to the movable electrode 31 has been detected. If the set flag for the first counter electrode is not on, the process proceeds to step SB505. If the set flag for the first counter electrode is on, the process proceeds to step SB506. In step SB505, the variable m is set to the variable X to set it as the first counter electrode X, the first counter electrode set flag is turned on, and the process proceeds to step SB509. In step SB506, since the first counter electrode X has already been set, it is determined whether or not the second counter electrode Y has been set. If the second counter electrode set flag is not on, the process proceeds to step SB507. If the second counter electrode set flag is on, the process proceeds to step SB508.
  • step SB507 the variable m is set to the variable Y to set the second counter electrode Y, the second counter electrode set flag is turned on, and the process proceeds to step SB509.
  • step SB508 the variable m is set to the variable Z to set the third counter electrode Z, the third counter electrode set flag is turned on, and the process proceeds to step SB509.
  • step SB509 it is determined whether the variable m is 4 or more. If the variable m is 4 or more, the process proceeds to step S900. If the variable m is less than 4, the process returns to step SB502.
  • step S900 after performing the inflection point detection process shown in FIG. 9, the slit position detection process ends. In the present embodiment, as shown in FIG. 14, there is a region where the capacitance does not change, so in the inflection point detection process, a region where the capacitance does not change is detected instead of the inflection point, The coefficient k may be calculated from this capacitance.
  • step SB704 since the first counter electrode X opposed to the movable electrode 31 is the third fixed electrode 3, and the second counter electrode Y is the fourth fixed electrode 4, the movable electrode 31 is shown in FIG. In this state, the fuel liquid level L is calculated by the following equation 16, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L3 is the position of the third slit 8 and is, for example, 75%.
  • L L3 + k ⁇ C4 (Formula 16)
  • step SB708 the first counter electrode X facing the movable electrode 31 is the second fixed electrode 2, the second counter electrode Y is the third fixed electrode 3, and the third counter electrode Z is the fourth fixed electrode. Therefore, the movable electrode 31 is in the state shown in FIG. 19C, the fuel liquid level L is calculated by the following equation 17, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L L3 + k ⁇ C4 (Formula 17)
  • step SB709 since the first counter electrode X opposed to the movable electrode 31 is the second fixed electrode 2, the second counter electrode Y is the third fixed electrode 3, and the third counter electrode Z is not present, Reference numeral 31 denotes the state shown in FIG. 19D, where the fuel liquid level L is calculated by the following equation 18, and the fuel liquid level calculating process is terminated.
  • L2 is the position of the second slit 7 and is, for example, 50%.
  • L L2 + k ⁇ C3 (Formula 18)
  • Z ⁇
  • the first counter electrode X facing the movable electrode 31 is the first fixed electrode 1
  • the second counter electrode Y is the second fixed electrode 2
  • the third counter electrode Z is the third fixed electrode. 3
  • the movable electrode 31 is in the state shown in FIG. 19 (e)
  • the fuel liquid level L is calculated by the following equation 19, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L L2 + k ⁇ C3 (Formula 19)
  • the movable electrode Reference numeral 31 denotes the state shown in FIG. 18 (f), where the fuel liquid level L is calculated by the following equation 20, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L1 is the position of the first slit 6 and is, for example, 25%.
  • L L1 + k ⁇ C2 (Formula 20)
  • step SB713 the first counter electrode X opposed to the movable electrode 31 is the first fixed electrode 1, the second counter electrode Y is not provided, and the third counter electrode Z is not provided.
  • the fuel liquid level L is calculated by the following equation 21 and the fuel liquid level calculating process is terminated.
  • L k ⁇ C1 (Formula 21)
  • step SB804 since the first counter electrode X opposed to the movable electrode 31 is the third fixed electrode 3 and the second counter electrode Y is the fourth fixed electrode 4, the movable electrode 31 is shown in FIG. In this state, the fuel liquid level L is calculated by the following equation 22, and the fuel liquid level calculating process is terminated.
  • L3 is the position of the third slit 8 and is, for example, 75%.
  • L L3 + Le ⁇ C4 / (C4 + C3) (Formula 22)
  • Z 0 for the third counter electrode Z detected in the slit position detection processing in step SB500.
  • Z ⁇ that is, when Z is set
  • the first counter electrode X facing the movable electrode 31 is the second fixed electrode 2
  • the second counter electrode Y is the third fixed electrode 3
  • the third counter electrode Z is the fourth fixed electrode. Therefore, the movable electrode 31 is in the state shown in FIG. 19C, the fuel liquid level L is calculated by the following equation 23, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L L3 + Le ⁇ C4 / (C4 + C3 + C2) (Formula 23)
  • step SB809 since the first counter electrode X opposed to the movable electrode 31 is the second fixed electrode 2, the second counter electrode Y is the third fixed electrode 3, and the third counter electrode Z is not present, the movable electrode Reference numeral 31 denotes the state shown in FIG. 19D, where the fuel liquid level L is calculated by the following equation 24, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L2 is the position of the second slit 7 and is, for example, 50%.
  • L L2 + k ⁇ C3 (Formula 24)
  • Z ⁇
  • the first counter electrode X facing the movable electrode 31 is the first fixed electrode 1
  • the second counter electrode Y is the second fixed electrode 2
  • the third counter electrode is the third fixed electrode 3. Therefore, the movable electrode 31 is in the state shown in FIG. 19 (e)
  • the fuel liquid level L is calculated by the following equation 25, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L L2 + Le ⁇ C3 / (C3 + C2 + C1) (Formula 25)
  • Y 0 for the second counter electrode Y detected in the slit position detection processing in step SB500.
  • the movable electrode Reference numeral 31 denotes the state shown in FIG. 19 (f), where the fuel liquid level L is calculated by the following equation 26, and the fuel liquid level calculation process is terminated.
  • L1 is the position of the first slit 6 and is, for example, 25%.
  • L L1 + Le ⁇ C2 / (C2 + C1) (Formula 26)
  • step SB813 since the first counter fixed electrode opposed to the movable electrode 31 is the first fixed electrode 1, and the second counter fixed electrode and the third counter fixed electrode are absent, the movable electrode 31 is not shown in FIG. ),
  • the fuel liquid level L is calculated by the following equation 27, and the fuel liquid level calculating process is terminated.
  • L C1 / Ctotal (Formula 27)
  • the lengths in the moving direction of the movable electrodes 31 of the fixed electrodes 1 to 4 are all assumed to be the same for the sake of easy understanding. However, the lengths are not necessarily the same.
  • the length in the moving direction of the movable electrode in each of the fixed electrodes 1 to 4 only needs to be smaller than the length Le in the moving direction of the movable electrode 31, and the length of each of the fixed electrodes 1 to 4 is not the same and may vary.
  • the fuel level can be calculated.
  • the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 and the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 that are provided in series in the moving direction of the movable electrode 31 and face the movable electrode 31.
  • First to third slits 6 to 8 that insulate between each other, a slit position information storage unit that stores the positions of the first to third slits 6 to 8, and electrostatic charges detected from a plurality of fixed electrodes, respectively.
  • the signal processing apparatus 10 includes an inflection point where the capacitance detected from each of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 changes from increasing to decreasing, and positions of the first to third slits 6 to 8. Therefore, the fuel level can be accurately measured even when fuels of different types of fuel are supplied and the relative permittivity changes.
  • the signal processing apparatus 10 detects signals from the opposed movable electrode 31 and the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 from two or more fixed electrodes opposed to the movable electrode 31, respectively. Since the fuel level is measured based on the capacitance ratio and slit position, the fuel level is measured immediately after refueling, even if the relative permittivity of the fuel differs between the previous and current refueling. be able to.
  • the signal processing apparatus 10 detects electrostatic capacitances respectively detected from two or more fixed electrodes of the movable electrode 31 and the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 which are opposed to each other. Therefore, even if the gap between each fixed electrode 1 to 4 and the movable electrode 31 varies between individuals of the floatable capacitive fuel level gauge, The fuel level can be measured while reducing the influence of the variation.
  • the inflection point at which the electrostatic capacitance detected from each of the first to fourth fixed electrodes 1 to 4 changes from increasing to decreasing, and the positions of the first to third slits 6 to 8 are described.
  • the electrostatic detected respectively from the two or more fixed electrodes facing the movable electrode 31 The method of measuring the fuel liquid level based on the ratio of the capacity and the position of the slit was shown, but the measurement was made only by the method of measuring the fuel liquid level based on the ratio of the capacitance and the position of the slit. May be.

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Abstract

　燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができるフロートつき容量式燃料レベルゲージを得る。　燃料の液位に連動するフロート１２と、このフロート１２の位置に応じ移動する可動電極１１と、この可動電極１１にギャップを介して対向し可動電極の移動方向に直列に設けられた複数の固定電極１～４と、複数の各固定電極１～４の間を絶縁するスリット６～８と、スリット６～８の位置を記憶したスリット位置記憶部１３と、複数の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３に記憶したスリットの位置から燃料の液位を計測する信号処理装置１０とを備えた。

Description

フロートつき容量式燃料レベルゲージ
　この発明は、車両などの燃料タンクに設置され、燃料残量検出を行うフロートつき容量式燃料レベルゲージに関する。
　現在、車両などの燃料タンクに搭載されている燃料レベルゲージは、燃料中に設けられたフロートの浮力を利用し、このフロートの動きに応じて動く可動接点がセラミック基板上に形成された固定電極及び抵抗体の上で摺動することにより燃料の液面レベル（以下、燃料液位と称す）を検出する方法が主流である。すなわち、フロートの高さを検出することにより燃料液位を計測し、燃料タンクの燃料残量をドライバーに提示している。こうした燃料レベルゲージの原理は単純であるが、最近の燃料含有物、特にアルコールの影響により、フロートの高さを検出するための電極部（一般的に銀パラジウム合金が使われている）に磨耗変形などが発生し、信頼性を落とす結果となっている。
　一方、上記信頼性の確保のため燃料液位を摺動部のない静電容量方式により検出する容量式燃料レベルゲージも提案されている。これは電極間の静電容量を測るもので、電極間の燃料性状が変化すると燃料液位を正確に検出することが出来ない。すなわち、比誘電率約１．０の空気と比誘電率約２．０のガソリンの差を検出しようとするもので、このガソリンに比誘電率約２２のエタノールが混合されると、電極間の静電容量が大きく変化するため燃料液位の検出は困難となる。そこで、エタノールが混合された燃料の対策として、燃料の性状を検出するための燃料性状検出部と、燃料の液位を検出するための燃料液位検出部と、燃料性状検出部の出力および燃料液位検出部の出力を処理する信号処理部とを備えた容量式燃料レベルゲージも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１２－１６３５０８
　従来の容量式燃料レベルゲージは、燃料液位の検出部のほかに、燃料性状を検出するために専用の燃料性状検出部が別途必要となるので、レベルゲージのコストが上昇すると共に、容量式燃料レベルゲージの構成も複雑になるという問題点があった。
　この発明は、前述のような従来の容量式燃料レベルゲージの課題を解決するためになされたもので、燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができるフロートつき容量式燃料レベルゲージを得るものである。
　この発明に係るフロートつき容量式燃料レベルゲージは、燃料の液位に連動するフロートと、このフロートの位置に応じ移動する可動電極と、この可動電極にギャップを介して対向し可動電極の移動方向に直列に設けられた複数の固定電極と、複数の各固定電極の間を絶縁するスリットと、スリットの位置を記憶したスリット位置記憶部と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部に記憶したスリットの位置から燃料の液位を計測する燃料液位検出部とを備えたものである。
　この発明によるフロートつき容量式燃料レベルゲージは、複数の各固定電極の間を絶縁するスリットの位置と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量とから燃料液位を計測するので、燃料性状が変化しても精度よく燃料液位の計測を行うことができる。
この発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図である。 この発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの電気的構成を示すブロック図である。 図１に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図である。 この発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの全体処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける各固定電極の静電容量検出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける給油の検出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおけるＣＶ変換のゲイン補正処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおけるスリット位置検出処理を示すフローチャートである。 図８に示すスリット位置検出処理のフローチャートにおける変曲点検出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図４に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量の割合による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図１０に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。 この発明の実施の形態２に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図である。 図１３に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図である。 この発明の実施の形態２に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの全体処理を示すフローチャートである。 図１５に示す全体処理のフローチャートにおけるスリット位置検出処理を示すフローチャートである。 図１５に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図１５に示す全体処理のフローチャートにおける静電容量の割合による燃料液位の算出処理を示すフローチャートである。 図１７に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に於けるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図、図２はフロートつき容量式燃料レベルゲージの電気的構成を示すブロック図、図３はフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図、図４は全体処理を示すフローチャート、図５は各固定電極の静電容量検出処理を示すフローチャート、図６は図４に示す給油の検出処理を示すフローチャート、図７は図４に示すＣＶ変換のゲイン補正処理を示すフローチャート、図８は図４に示すスリット位置検出処理を示すフローチャート、図９は図８に示す変曲点検出処理を示すフローチャート、図１０は図４に示す静電容量による燃料液位の算出処理を示すフローチャート、図１１は図４に示す静電容量の割合による燃料液位の算出処理を示すフローチャート、図１２は図１０に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。
　図１２において、（ａ）は可動電極１１が第４の固定電極４とのみ対向する状態、（ｂ）は可動電極１１が第４の固定電極４および第３の固定電極３と対向する状態、（ｃ）は可動電極１１が第３の固定電極３とのみ対向する状態、（ｄ）は可動電極１１が第３の固定電極３および第２の固定電極２と対向する状態、（ｅ）は可動電極１１が第２の固定電極２とのみ対向する状態、（ｆ）は可動電極１１が第２の固定電極２および第１の固定電極１と対向する状態、（ｇ）は可動電極１１が第１の固定電極１とのみ対向する状態である。
　図１に於いて、縦軸は燃料タンクの燃料レベル（液位）に対応している。すなわち、紙面の上側が満タンで下側が空である。フロートつき容量式燃料レベルゲージ１００は、燃の液位１４に連動するフロート１２と、このフロート１２の位置に応じ移動する可動電極１１と、この可動電極１１にギャップを介して対向し可動電極１１の移動方向に直列に設けられた複数の固定電極１～４と、燃料タンクの液位が満タンであることを検出する満タン固定電極５と、この複数の各固定電極１～４の間を絶縁する各スリット６～９と、各スリット６～９の位置を記憶したスリット位置記憶部１３と、複数の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３に記憶した各スリット６～９の位置から燃料液位１４を計測する信号処理装置１０と、を有している。
　本実施の形態では第１～第４の固定電極１～４が図示しないセラミック基板の上に、たとえば銀パラジウム合金で焼成形成されている。ここで、第１の固定電極１がエンプティ側、第４の固定電極４が満タン側である。そして、満タン固定電極５は、第４の固定電極４の上部に形成されている。
　第１～第４のスリット６～８は各固定電極１～４の間に設けられており隣接する固定電極を電気的に絶縁している。すなわち、第１の固定電極１と第２の固定電極２の間の第１のスリット６のスリット位置は、例えば１／４（２５％）の燃料液位として、第２の固定電極２と第３の固定電極３の間の第２のスリット７のスリット位置は、例えば１／２（５０％）の燃料液位として、第３の固定電極３と第４の固定電極４の間の第３のスリット８のスリット位置は、例えば３／４（７５％）の燃料液位として記憶されている。
　他方、可動電極１１は、ギャップｄを介して各固定電極１～４に対向し移動可能かつ平行に設けられ、可動電極１１と各固定電極１～４とで平行平板を構成している。各固定電極１～４と可動電極１１は対向する面積をＳとすると、各固定電極１～４と可動電極１１間の静電容量Ｃは、以下の式１となる。ここで、εは燃料の比誘電率である。
　　Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ　　　　　　　　　（式１）
　ある固定電極と対向する面積が減ってくると当然、静電容量Ｃの値は小さくなる。なお、可動電極１１及び可動電極１１に対向している各固定電極１～４は燃料に浸漬されている必要がある。
　また、可動電極１１はＧＮＤ（グランド）に接続されており、燃料が満タンになったとき満タン固定電極５と接触する。これら、各固定電極１～４及び満タン固定電極５は信号処理装置１０に接続され、燃料タンクにおける燃料液位１４の情報に変換される。
　また、各スリット６～９における可動電極１１の移動方向の長さ、すなわち、各固定電極１～４間の各間隔は、可動電極１１および固定電極１～４における可動電極１１の移動方向の長さに比べ、無視できる程度の長さである。
　次に信号処理装置１０について説明する。図２に示すように、各固定電極１～４に接続された切り替え部１０ａは、第１～第４の固定電極１～４の出力を選択的に切り替えて、１つの時系列信号に変換するための切り替えスイッチである。ＣＶ(Charge to Voltage)変換部１０ｂは、切り替え部１０ａから出力される第１～第４の固定電極１～４の静電容量値を電圧信号に変換する回路である。なお、切り替え部１０ａとＣＶ変換部１０ｂは、接続位置を前後入れ替えても良く、第１～第４の固定電極１～４出力側にそれぞれＣＶ変換部１０ｂを設けて、各ＣＶ変換部１０ｂの出力側に切り替え部１０ａを設けてもよい。
　ＡＤ(Analog to Digital)変換部１０ｃは、ＣＶ変換部１０ｂのアナログ電圧信号をデジタル値に変換する。ＡＤ変換部１０ｃおよび満タン固定電極５に接続された信号演算部１０ｄは、マイクロプロセッサ等で構成され、所定のプログラムに従ってデジタル信号処理を行い、第１～第４の固定電極１～４からの出力信号に基づいて燃料液位１４を算出する。外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１０ｅは、信号演算部１０ｄの演算結果である燃料液位１４の信号を外部機器３０、例えば、車両の表示パネル等へ伝送し、ドライバーに対して燃料液位１４を表示する。なお、請求の範囲で述べている「燃料液位検出部」とは、上述した信号処理装置１０のことである。
　以上のように構成したフロートつき容量式燃料レベルゲージにおいて、性状の異なる燃料を給油された場合にも精度よく燃料液位を計測する動作原理について図３により説明する。
　図３の縦軸は各固定電極１～４におけるＣＶ変換部１０ｂの出力を、横軸は燃料液位の位置を示す。すなわち横軸は紙面右側が満タン、紙面左側がエンプティを示している。なお、厳密には各スリット６～９の位置で出力は不連続となるが、特性上は表示していない。図３は比誘電率εがあらかじめ想定された値、例えば、アルコールを含有しないガソリン１００％の燃料のときの出力特性図である。
　毎回、ガソリン１００％の燃料であれば、比誘電率εは変化しないため、各固定電極１～４で検出された静電容量を燃料液位に変換すればよい。
　ところが、例えば、性状の異なるＥ２０燃料（レギュラーガソリンに容積比で２０％のエチルアルコールを混合）のようなアルコール混合燃料を給油された場合、レギュラーガソリンの比誘電率が、２．０～２．２であるのに対し、エチルアルコールの比誘電率は、２３程度であるので、Ｅ２０燃料の比誘電率εは、レギュラーガソリンに比べ大きな値、例えば６．２～６．３程度となる。そうすると、各固定電極１～４で検出される静電容量は３倍程度大きな値となるので、静電容量の絶対値を燃料液位に変換することは困難となるほか、ＣＶ変換部１０ｂの出力が飽和してしまうことも考えられる。
　そこで、本実施の形態では、まず、ＣＶ変換部１０ｂの出力が飽和しないように、ゲインを調整した後、燃料の消費にともなって、各固定電極１～４から検出される静電容量の変化が変曲する点（換言すれば、最大値であるが、以下、変曲点と記す。）と、スリット位置記憶部１３に記憶したスリットの位置とを対応させることにより、燃料液位を精度よく計測するものである。以下に、検出される静電容量の変曲点とスリットの位置との対応について、より詳細に説明する。
　信号処理装置１０は、燃料を満タンに入れると満タン固定電極５と可動電極１１が接触し導通したことを検出し、燃料が満タンまで給油されたことを認識する。
　走行により燃料の消費が始まると、第４の固定電極４と可動電極１１間の対向面積が減少し、静電容量が減少するので、第４の固定電極４におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ４は線２０から線２１に示すように低下する。さらに、燃料を消費すると、第４の固定電極４と可動電極１１間の対向面積が減少するとともに、可動電極１１と第３の固定電極３との対向面積は増加する。これにより第３の固定電極３で検出する静電容量は増加するので、第３の固定電極３におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ３は線２２ａのように増加していく。
　さらに燃料の消費が増えて、可動電極１１の上端が完全に第３のスリット８を越えると第４の固定電極４の出力Ｓ４はなくなると同時に、第３の固定電極３の出力Ｓ３は線２２ａから変曲点２２ｂを通って線２２ｃへと移り減少へと転じる。この可動電極１１の上端がちょうど第３のスリット８を越えるときが、第３の固定電極３の出力Ｓ３の変曲点２２ｂである。
　燃料が継続して消費されると、第３の固定電極の出力Ｓ３の減少と反対に第２の固定電極２におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ２が線２３ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極１１の上端が完全に第２のスリット７を越えると第３の固定電極３の出力Ｓ３はなくなると同時に第２の固定電極２の出力Ｓ２は、線２３ａから変曲点２３ｂを通って線２３ｃへと移り減少へと転じる。
　燃料が更に継続して消費されると、第２の固定電極の出力Ｓ２の減少とは逆に第１の固定電極１におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ１が線２４ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極１１の上端が完全に第１のスリット６を越えると第２の固定電極２の出力Ｓ２はなくなると同時に第１の固定電極１の出力Ｓ１は、線２４ａから変曲点２４ｂを通って線２４ｃへと移り減少へと転じる。
　以上のように、線２２ａから線２２ｃへの変曲点２２ｂの静電容量と第３のスリット８の位置、線２３ａから線２３ｃへの変曲点２３ｂの静電容量と第２のスリット７の位置、線２４ａから線２４ｃへの変曲点２４ｂの静電容量と第１のスリット６の位置、これら３つの変曲点とスリットの位置の組合せのうちのいずれか１つの組合せから静電容量から燃料液位に変換する係数ｋを算出することで、性状が異なる燃料を給油され燃料の比誘電率εが変化しても各固定電極１～４で検出する静電容量と燃料液位の関係を知ることができ、各固定電極１～４で検出する静電容量値およびスリットの位置から燃料液位を計測することが可能となる。
　次に、フロートつき容量式燃料レベルゲージの燃料液位の計測動作について図４を用いて説明する。
　信号処理装置１０の信号演算部１０ｄは、図４に示すメインルーチンを所定の時間毎に行う。まず、ステップＳ１００では、切り替え部１０ａにて第１～第４の固定電極１～４を順次切り替え、各固定電極１～４の静電容量の検出を行い、ステップＳ２００に進む。
　ステップＳ２００では、燃料の給油があったかどうかを検出する。これは、給油により、例えば、レギュラーガソリンから性状の異なるＥ２０燃料（レギュラーガソリンに容積比で２０％のエチルアルコールを混合）のようなアルコール混合燃料に油種が変更され給油された場合に対応するためである。
　対向する平行平板間の静電容量Ｃは、前述の式１で求められるので、同じ対向面積Ｓ、同じギャップｄであってもＥ２０燃料の静電容量はレギュラーガソリンに比べ大きな値となる。このため、新たに、静電容量と燃料液位の関係を求める必要があるため、給油を検出する必要がある。ステップＳ２００で給油されたかどうかの検出を行ったのち、ステップＳ２００で給油を検出した場合にはステップＳ３００でステップＳ４００に進み、ステップＳ２００で給油を検出しなかった場合にはステップＳ３００でステップＳ５００に進む。
　ステップ４００では、給油が行われているので、燃料の性状に変化がある可能性があるため、ＣＶ変換部１０ｂのゲイン補正処理を行う。これは、ＣＶ変換部１０ｂの出力が飽和してしまう場合や、逆に出力が小さすぎる場合があるので、ＣＶ変換部１０ｂのゲインの調整を行うものである。このＣＶ変換部のゲイン補正を行った後、ステップＳ５００に進む。
　ステップＳ５００では、静電容量の変曲点とスリットの位置を対応させるため、スリット位置検出処理を行い、ステップＳ６００に進む。
　ステップＳ６００では、第１～第３のスリット６～８のいずれかのスリットの位置における静電容量を検出済みかどうかにより、検出済みの場合にはステップＳ７００に進み、検出済みでない場合にはステップＳ８００に進む。
　ステップＳ７００では、事前にＳ６００で検出済みのスリットの位置における静電容量に基づき燃料液位を算出しメインルーチンを終了する。
　また、ステップＳ８００では、給油後にステップＳ５００にてスリットの位置における静電容量を検出できていないので、静電容量と燃料液位の関係が不明であり、別の方式で燃料液位を計測する方法がある。そこで、ステップＳ８００では、可動電極１１に対向する２つの固定電極で検出した静電容量の割合に基づき燃料液位を算出しメインルーチンを終了する。
　次に、図４のメインルーチンに示す各処理の詳細を説明する。
　ステップＳ１００の各固定電極の静電容量検出処理は、図５に示すように、ステップＳ１０１では、係数ｎをゼロにリセットし、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、各固定電極１～４を順次切り替えるため、係数ｎを１だけ加算し切り替え部１０ａによりＣＶ変換１０ｂに接続される固定電極を切り替え後、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＣＶ変換部１０ｂにより変換された電圧信号をＡＤ変換部１０ｃによりデジタル値に変換して固定電極ｎの静電容量Ｃｎを取得し、ステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で検出した静電容量Ｃｎが第１の所定値より大きい値かどうかを判断する。静電容量Ｃｎが第１の所定値以下の値の場合、ステップＳ１０５に進み、静電容量Ｃｎが第１の所定値より大きい値の場合、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５では、静電容量Ｃｎが第１の所定値以下の値だったので、ゼロ近傍の検出誤差等を排除するため、Ｃｎをゼロとし、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、係数ｎが４以上かどうか判断し、ｎが４より小さい場合、ステップＳ１０２に戻り、係数ｎを１加算し次の固定電極の静電容量の検出を再度行う。係数ｎが４以上の場合、第１～第４の固定電極１～４すべての静電容量を検出完了したことになるので、各固定電極の静電容量検出処理を終了する。ここで、第１の所定値は、例えば、静電容量を検出可能な最小値程度に設定する。
　ステップＳ２００の給油の検出処理は、図６に示すように、ステップＳ２０１で満タン固定電極５が検出されているか判断する。満タン固定電極５が検出されていない場合には、ステップＳ２０２に進み、満タン固定電極５が検出されている場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０２では、前回の燃料液位Ｌltと現在の燃料液位Ｌttを比較し、Ｌtt≧Ｌltの場合には、給油が行われたと判断しステップＳ２０５に進み、Ｌtt≧Ｌltでない場合には、ステップＳ２０３に進む。
　ステップＳ２０３では、ステップＳ１００で検出した各固定電極１～４の静電容量値Ｃ１～Ｃ４の合計値Ｃtotalを算出し、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出した合計値Ｃtotalが第１の閾値１より大きく、かつ、合計値Ｃtotalが第２の閾値より小さいかどうか判断する。合計値Ｃtotalが第１の閾値より大きく、かつ、合計値Ｃtotalが第２の閾値より小さい場合には、給油行われなかったと判断し給油の検出処理を終了し、合計値Ｃtotalが第１の閾値以下、または、合計値Ｃtotalが第２の閾値以上の場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、給油があったと判断されるので、給油検出フラグをＯＮにし、給油の検出処理を終了する。
　ステップＳ４００のＣＶ変換のゲンイ補正処理は、図７に示すように、ステップＳ４０１で前述のステップＳ１００と同じ各固定電極１～４の静電容量の検出処理を行いステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で検出した各固定電極１～４の静電容量値Ｃ１～Ｃ４の合計値Ｃtotalを算出し、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で算出した合計値Ｃtotalが第３の閾値より大きいかどうか判断する。合計値Ｃtotalが第３の閾値以下の場合には、ステップＳ４０４に進み、合計値Ｃtotalが第３の閾値より大きい場合には、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、合計値Ｃtotalが第３の閾値より大きいので、ＣＶ変換のゲインを１段階下げてステップＳ４０１に進む。
　ステップＳ４０４では、合計値Ｃtotalが、第３の閾値より小さい値の第４の閾値より小さいかどうか判断する。合計値Ｃtotalが第４の閾値より小さい場合には、ステップＳ４０６に進み、合計値Ｃtotalが第４の閾値以上の場合には、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０６では、合計値Ｃtotalが第３の閾値より小さい値の第４の閾値より更に小さいので、ＣＶ変換のゲインを１段階上げてステップＳ４０１に戻る。ステップＳ４０７では、合計値Ｃtotalが第３の閾値以下で第４の閾値以上であり、ＣＶ変換のゲインが適正になったので、給油検出フラグおよびスリット位置検出フラグをＯＦＦにしてＣＶ変換のゲイン補正処理を終了する。
　ステップＳ５００のスリット位置検出処理は、図８に示すように、ステップＳ５０１で、リセットするため変数ｍ、Ｘ、Ｙにゼロをセットし、第１および第２の対向電極セット済フラグをオフにしステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２では、検出した各静電容量Ｃ１～Ｃ４を順次切り替えるため、変数ｍを１だけ加算し、ステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３では、可動電極１１が対向している固定電極を検出するため各固定電極１～４から検出した静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きいか判断する。静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きい場合には、可動電極１１が固定電極ｍに対向していると判断されるのでステップＳ５０４に進み、静電容量Ｃｍが第２の所定値以下の場合には、固定電極ｍは可動電極１１に対向していないと判断されるのでステップＳ５０２に戻る。
　テップＳ５０４では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が検出済みかどうか判断する。第１の対向電極セット済フラグがオンでない場合、ステップＳ５０５に進み、第１の対向電極セット済フラグがオンの場合、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０５では、変数ｍを変数Ｘに設定し、第１の対向電極Ｘとすると共に、第１の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０６では、すでに第１の対向電極Ｘが検出済みだったので、変数ｍを変数Ｙに設定し、第２の対向電極Ｙとすると共に、第２の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳ５０７に進む。
　ステップＳ５０７では、変数ｍが４以上かどうか判断する。変数ｍが４以上の場合、ステップＳ９００に進み、変数ｍが４未満の場合、ステップＳ５０２に戻る。ステップＳ９００では、後述する変曲点検出処理を行ったのち、スリット位置検出処理を終了する。
　次に、ステップＳ９００の変曲点検出処理について説明する。図９に示すように、ステップＳ９０１で、係数Ｐに１をセットし、ステップＳ９０２に進む。ステップＳ９０２では、第Ｐの固定電極について、前回処理時の静電容量値ＤP1を前回値としてＤP0にセットし、図４におけるステップＳ４００で検出した検出値ＣPを今回値としてＤP1にセットしたのち、ステップＳ９０３に進む。詳細に説明すれば、Ｄ10が第１の固定電極１の前回値、Ｄ11が第１の固定電極１の今回値、Ｄ20が第２の固定電極２の前回値、Ｄ21が第２の固定電極２の今回値、Ｄ30が第３の固定電極３の前回値、Ｄ31が第３の固定電極３の今回値、Ｄ40が第４の固定電極４の前回値、Ｄ41が第４の固定電極４の今回値である。
　ステップＳ９０３では、今回値ＤP1が前回値ＤP0以上か判断する。今回値ＤP1が前回値ＤP0未満の場合、ステップＳ９０４に進み、今回値ＤP1が前回値ＤP0以上の場合、ステップＳ９０５に進む。
　ステップＳ９０４では、今回値ＤP1が前回値ＤP0未満だったので、今回の傾きに負を設定し、ステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０５では、今回値ＤP1が前回値ＤP0以上だったので、今回の傾きに正を設定し、ステップＳ９０９に進む。ステップＳ９０６では、前回の傾きが負だったかを判断する。前回の傾きが正だったときには、ステップＳ９０７に進み、前回の傾きが負だったときには、ステップＳ９０９に進む。ステップＳ９０７では、前回の傾きが正で、今回の傾きが負だったので、変曲点と判断して前回の検出値ＤP0を第Ｐのスリット位置と判定し、スリット位置検出フラグをオンとしてステップＳ９０８に進む。
　ステップＳ９０８では、静電容量から燃料液位を算出するための補正係数ｋを算出し、ステップＳ９１０へ進む。ここで、補正係数ｋは、１個の固定電極について、可動電極１１の移動方向における１つの固定電極の長さをＬｄ、可動電極１１の最大移動距離をＬmaxとすると、以下の式２で算出される。
　　ｋ＝Ｌｄ×100／（Ｌmax×ＤP0）　　　　　　　（式２）
　この式２の導出について、さらに詳細に説明する。式２におけるＤP0は、可動電極１１の上端がスリット位置にあるとき、すなわち、可動電極１１が、第１～第４の固定電極１～４のいずれか１つと完全に重なり合って対向しているときなので、Ｃｎを実際に使用中の計測時に検出された静電容量、Ｌｘをその際に固定電極が可動電極１１と重なってする長さとすると、以下の式３が成り立つ。
　　ＤP0：Ｌｄ×100／Ｌmax＝Ｃｎ：Ｌｘ　　　　（式３）
次に、式３を変形し、Ｌｘを求める式を求めると以下の式４となる。
　　Ｌｘ＝（Ｌｄ×100／Ｌmax×ＤP0）×Ｃｎ　　　　（式４）
固定電極が可動電極１１と重なっている長さＬｘを以下の式５で定義すると、
　　Ｌｘ＝ｋ×Ｃｎ　　　　　　（式５）
係数ｋは、上述の式２となる。
　そこで、例えば、本実施の形態では、固定電極が４個で、可動電極１１の最大移動距離Ｌmaxは、４×Ｌｄと設定しているので、係数ｋは以下の式６となる。
　　ｋ＝Ｌｄ×100／（４×Ｌｄ×ＤP0）　　　　　　　（式６）
　さらに、式３に示す係数ｋは以下の式７となる。
　　ｋ＝２５／ＤP0　　　　　　　（式７）
　ステップＳ９０９では、今回の傾きが正、または、今回の傾きが負で前回の傾きが負であるので、前回検出値はスリット位置ではないと判定し、ステップＳ９１０に進む。
　ステップＳ９１０では、係数Ｐを１だけ加算し、ステップＳ９１１に進む。ステップＳ９１１では、係数Ｐが４以上か判断する。係数Ｐが４未満のときには、ステップＳ９０２に戻り、次の固定電極の静電容量値について処理を行う。係数Ｐが４以上のときには、ステップＳ９００の変曲点検出処理を終了する。
　ステップＳ７００の燃料液位の算出処理について説明する。図１０に示すように、ステップＳ７０１では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳ７０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０２では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第４の固定電極４であり、可動電極１１は第３の固定電極３と対向しておらず、図１２（ａ）に示す状態なので、燃料液位Ｌが満タンＬ４、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
　ステップＳ７０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳ７０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０４では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向電極Ｙについて、Ｙ≠０かどうか判断する。Ｙ≠０、つまり、Ｙが設定されている場合には、ステップＳ７０６に進み、Ｙ＝０、つまり、Ｙが設定されていない場合には、ステップＳ７０７に進む。
　ステップＳ７０６では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第３の固定電極３、第２の対向電極が第４の固定電極４で、図１２（ｂ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式８で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
　　　Ｌ＝Ｌ３＋ｋ×Ｃ４　　　（式８）
　ステップＳ７０７では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第３の固定電極３、第２の対向電極が無であり、図１２（ｃ）に示す状態なので、燃料液位Ｌは、Ｌ＝Ｌ３と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
　ステップＳ７０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳ７０８に進み、Ｘ≠２のときはステップＳ７０９に進む。ステップＳ７０８では、Ｙ≠０かどうか判断する。Ｙ≠０の場合には、ステップＳ７１０に進み、Ｙ＝０の場合には、ステップＳ７１１に進む。
　ステップＳ７１０では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第２の固定電極２、第２の対向電極が第３の固定電極３で、図１２（ｄ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式９で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
　　　Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３　　　（式９）
　ステップＳ７１１では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第３の固定電極３、第２の対向電極が無であり、図１２（ｅ）に示す状態なので、燃料液位Ｌは、Ｌ＝Ｌ２と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
　ステップＳ７０９では、Ｙ≠０かどうか判断する。Ｙ≠０の場合には、ステップＳ７１２に進み、Ｙ＝０の場合には、ステップＳ７１３に進む。
　ステップＳ７１２では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第２の固定電極２、第２の対向電極が第１の固定電極１であり、図１２（ｆ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１０で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
　　　Ｌ＝Ｌ１＋ｋ×Ｃ２　　　（式１０）
　ステップＳ７１３では、可動電極１１が対向する第１の対向電極が第１の固定電極１であり、第２の対向電極が無であり、図１２（ｇ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１１で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝ｋ×Ｃ１　　　（式１１）
　ステップＳ８００の静電容量の割合による燃料液位の算出処理について説明する。図１１に示すように、ステップＳ８０１では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳ８０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳ８０３に進む。ステップＳ８０２では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第４の固定電極４であり、可動電極１１は第３の固定電極３と対向していない図１２（ａ）に示す状態なので、燃料液位Ｌが満タン、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
　ステップＳ８０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳ８０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０４では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第３の固定電極３、第２の対向電極Ｙが第４の固定電極４で、図１２（ｂ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１２で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ３＋Ｌｅ×Ｃ４／（Ｃ４＋Ｃ３）　　　（式１２）
ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
　ステップＳ８０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳ８０６に進み、Ｘ≠２のときはステップＳ８０７に進む。ステップＳ８０６では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３で、図１２（ｄ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１３で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ２＋Ｌｅ×Ｃ３／（Ｃ３＋Ｃ２）　　　（式１３）
ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
　ステップＳ８０７では、ステップＳ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向電極Ｙについて、同様にＹが設定されているかどうか判断する。Ｙ＝０、つまり、Ｙが設定されていない場合には、ステップＳ８０８に進み、Ｙ≠０、つまり、Ｙが設定されている場合には、ステップＳ８０９に進む。ステップＳ８０８では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２で、図１２（ｆ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１４で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ１＋Ｌｅ×Ｃ２／（Ｃ２＋Ｃ１）　　　（式１４）
ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
　ステップＳ８０９では、可動電極１１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１であり、第２の対向電極Ｙがなし、すなわち、可動電極１１は第１の固定電極１とのみ対向している図１２（ｇ）に示す状態なので、燃料液位Ｌを以下の式１５で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌｅ×Ｃ１／Ｃtotal　　　（式１５）
　本実施の形態によれば、可動電極１１の移動方向に直列に設けられ、可動電極１１に対向する第１～第４の固定電極１～４と、第１～第４の固定電極１～４の間を絶縁する第１～第３のスリット６～８と、第１～第３のスリット６～８の位置を記憶したスリット位置情報記憶部と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３とを備え、第１～第３のスリット６～８の位置を記憶したスリット位置と、第１～第４の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量とから燃料液位を計測するので、燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができる。
　また、信号処理装置１０は、第１～第４の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１～第３のスリット６～８の位置とを対応させることにより燃料液位を計測するので、燃料性状が異なる油種の燃料を給油され比誘電率が変わっても精度よく燃料液位の計測を行うことができる。
　また、信号処理装置１０は、対向する可動電極１１と第１～第４の固定電極１～４のうち、可動電極１１が対向している２個の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、前回給油時と今回給油時とで燃料の比誘電率が異なっていても、給油直後から燃料液位の計測を行うことができる。
　また、信号処理装置１０は、対向する可動電極１１と第１～第４の固定電極１～４のうち、可動電極１１が対向している２個の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、各固定電極１～４と可動電極１１との間のギャップが、フロートつき容量式燃料レベルゲージの個体間でばらついても、このばらつきの影響を軽減して燃料液位を計測することができる。
　また、第１～第４の固定電極１～４の長さはそれぞれ同じなので、信号処理装置１０における燃料液位の計測処理を軽減することができる。
　なお、各固定電極１～４と可動電極１１とのギャップの確保する方法としては、例えば、従来のフロート式燃料レベルゲージと同様に、各固定電極１～４に可動電極１１を摺動させるときに、可動電極１１の電極ではそのものではなく、可動電極１１に設けられ、ギャップを確保するための複数の凸部を摺動させる方法などを適宜用いればよい。
　また、本実施の形態では、満タン固定電極を設ける例を示したが、第１～３の固定電極１～３から検出される各静電容量がゼロに近く、第４の固定電極４のみが静電容量を検出している場合、可動電極１１は、第４の固定電極４にのみ対向している、すなわち、満タンであると判断できるので、満タン固定電極５を設けずに、満タンを検出することも可能である。
　また、本実施の形態では、第１～第４の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１～第３のスリット６～８の位置とを対応させる方法と、可動電極１１が対向している２個の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法と、を組み合わせた場合を示したが、静電容量の割合及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法のみで、燃料液位を計測してもよい。
実施の形態２．
　図１３はこの発明の実施の形態２におけるフロートつき容量式燃料レベルゲージの構造を示す概念図、図１４は図１３に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの検出原理を説明するための基本出力特性図、図１５は図１３に示すフロートつき容量式燃料レベルゲージの全体処理を示すフローチャート、図１６は図１５に示すスリット位置検出処理を示すフローチャート、図１７は図１５に示す静電容量による液位算出処理を示すフローチャート、図１８は図１５に示す静電容量の割合による液位算出処理を示すフローチャート、図１９は図１７に示す静電容量による燃料液位の算出処理を説明するため可動電極の各状態を示した説明図である。
　図１９において、（ａ）は可動電極３１が第４の固定電極４とのみ対向する状態、（ｂ）は可動電極３１が第４の固定電極４および第３の固定電極３と対向する状態、（ｃ）は可動電極３１が第４の固定電極４、第３の固定電極３および第２の固定電極２と対向する状態、（ｄ）は可動電極３１が第３の固定電極３および第２の固定電極２と対向する状態、（ｅ）は可動電極３１が第３の固定電極３、第２の固定電極２および第１の固定電極１と対向する状態、（ｆ）は可動電極３１が第２の固定電極２および第１の固定電極１と対向する状態、（ｇ）は可動電極３１が第１の固定電極１とのみ対向する状態である。
　実施の形態１では、各固定電極の燃料液位方向の長さと、可動電極の燃料液位方向の長さが同じ場合であったが、本実施の形態におけるフロートつき容量式燃料レベルゲージ２００は、図１３に示すように、各固定電極１～４における可動電極３１の移動方向の長さＬｄより可動電極３１における可動電極３１の移動方向の長さＬｅを長くしたものである。可動電極３１の移動方向の長さＬｅは、各固定電極１～４の燃料液位方向の長さＬｄより大きく、Ｌｄの２倍以下の長さに設定されている。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。
　図１４に示すように、信号処理装置１０は、燃料を満タンに入れると満タン固定電極５と可動電極３１が接触し導通したことを検出し、燃料が満タンまで給油されたことを認識する。
　走行により燃料の消費が始まると、第４の固定電極４と可動電極３１間の対向面積が減少し、静電容量が減少するので、第４の固定電極４におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ４は線２０から線４１に示すように低下する。さらに、燃料を消費すると、第４の固定電極４と可動電極３１間の対向面積が減少するとともに、可動電極３１と第３の固定電極３との対向面積は増加する。これにより第３の固定電極３で検出する静電容量は増加するので、第３の固定電極３におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ３は線４２ａのように増加していく。
　さらに燃料の消費が増えて、可動電極１１の下端が完全に第２のスリット７を越えると、第２の固定電極２と可動電極３１間の対向面積が増え始め第２の固定電極２の出力Ｓ２は増加し始め、第３の固定電極３の出力Ｓ３は線４２ａから飽和状態の線４２ｂとなり、変曲点４２ｃを通って線４２ｄへと移り減少へと転じる。この可動電極３１の上端がちょうど第３のスリット８を越えるときが、第３の固定電極３の出力Ｓ３の変曲点４２ｃである。
　燃料が継続して消費されると、第３の固定電極の出力Ｓ３の減少と反対に第２の固定電極２におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ２が線４３ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極３１の下端が完全に第１のスリット６を越えると、第１の固定電極１と可動電極３１間の対向面積が増え始め第１の固定電極１の出力Ｓ１は増加し始め、第２の固定電極２の出力Ｓ２は線４３ａから飽和状態の線４３ｂとなり、可動電極３１の上端が完全に第２のスリット７を越えると第３の固定電極３の出力Ｓ３はなくなると同時に第２の固定電極２の出力Ｓ２は、線４３ｂから変曲点４３ｃを通って線４３ｄへと移り減少へと転じる。
　燃料が更に継続して消費されると、第２の固定電極の出力Ｓ２の減少とは逆に第１の固定電極１におけるＣＶ変換部１０ｂからの出力Ｓ１が線４４ａのように増加していく。更に燃料の消費が増えて、可動電極３１の下端が第1の固定電極１の下端を超えると第１の固定電極１の出力Ｓ１は線４４ａから飽和状態の線４４ｂとなり、可動電極３１の上端が完全に第１のスリット６を越えると第２の固定電極２の出力Ｓ２はなくなると同時に第１の固定電極１の出力Ｓ１は、線４４ｂから変曲点４４ｃを通って線４４ｄへと移り減少へと転じる。
　以上のように、線４２ｂから線４２ｄへの変曲点４２ｃの静電容量と第３のスリット８の位置、線４３ｂから線４３ｄへの変曲点４３ｃの静電容量と第２のスリット７の位置、線４４ｂから線４４ｄへの変曲点４４ｃの静電容量と第１のスリット６の位置、これら３つの変曲点とスリットの位置の組合せのうちのいずれか１つの組合せから静電容量を燃料液位に変換するための係数ｋを算出することで、性状が異なる燃料を給油され燃料の比誘電率εが変化しても各固定電極１～４で検出する静電容量と燃料液位の関係を知ることができ、各固定電極１～４で検出する静電容量値およびスリットの位置から燃料液位を計測することが可能となる。
　次に、フロートつき容量式燃料レベルゲージの燃料液位の検出動作について説明する。
　計測動作についても実施の形態１と概略同じであるが、可動電極３１における燃料液位方向の長さＬｅが、各固定電極１～４の燃料液位方向の長さＬｄより長くなったので、可動電極３１は、同時に３つの固定電極と対向することとなる。そのため、図１５に示すように、ステップＳ５００のスリット位置検出処理がＳＢ５００に、ステップＳ７００の静電容量による燃料液位の算出処理がＳＢ７００に、ステップＳ８００の静電容量の割合による燃料液位の算出がＳＢ８００に、それぞれ実施の形態１とは異なる処理内容に変更されている。以下に変更された各ステップについて詳細に説明する。
　新しいスリット位置検出処理であるステップＳＢ５００では、図１６に示すように、ステップＳＢ５０１で、リセットのため変数ｍ、Ｘ、Ｙ、Ｚにゼロをセットし、第１、第２、および第３の対向電極セット済フラグをオフにしステップＳ５０２に進む。ステップＳＢ５０２では、検出した各静電容量Ｃ１～Ｃ４を順次切り替えるため、変数ｍを１だけ加算し、ステップＳＢ５０３に進む。ステップＳＢ５０３では、可動電極３１が対向している固定電極を検出するため各固定電極１～４から検出した静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きいか判断する。静電容量Ｃｍが第２の所定値より大きい場合には、可動電極３１が固定電極ｍに対向していると判断されるのでステップＳＢ５０４に進み、静電容量Ｃｍが第２の所定値以下の場合には、固定電極ｍは可動電極１１に対向していないと判断されるのでステップＳＢ５０２に戻る。
　ステップＳＢ５０４では、可動電極３１が対向する第１の対向電極が検出済みかどうか判断する。第１の対向電極がセット済フラグがオンでない場合、ステップＳＢ５０５に進み、第１の対向電極セット済フラグがオンの場合、ステップＳＢ５０６に進む。ステップＳＢ５０５では、変数ｍを変数Ｘに設定し、第１の対向電極Ｘとすると共に、第１の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳＢ５０９に進む。ステップＳＢ５０６では、すでに第１の対向電極Ｘがセット済みだったので、第２の対向電極Ｙがセット済みかどうか判断する。第２の対向電極セット済フラグがオンでない場合、ステップＳＢ５０７に進み、第２の対向電極セット済フラグがオンの場合、ステップＳＢ５０８に進む。
　ステップＳＢ５０７では、変数ｍを変数Ｙに設定し、第２の対向電極Ｙとすると共に、第２の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳＢ５０９に進む。ステップＳＢ５０８では、変数ｍを変数Ｚに設定し、第３の対向電極Ｚとすると共に、第３の対向電極セット済フラグをオンとし、ステップＳＢ５０９に進む。ステップＳＢ５０９では、変数ｍが４以上かどうか判断する。変数ｍが４以上の場合、ステップＳ９００に進み、変数ｍが４未満の場合、ステップＳＢ５０２に戻る。ステップＳ９００では、図９で示した変曲点検出処理を行ったのち、スリット位置検出処理を終了する。
　なお、本実施の形態では、図１４に示すように、静電容量が変化しない領域があるので、変曲点検出処理において、変曲点の替わりに静電容量が変化しない領域を検出し、この静電容量より係数ｋを算出してもよい。
　新しいスリット燃料液位の算出処理であるステップＳＢ７００では、図１７に示すように、ステップＳＢ７０１で、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳＢ７０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳＢ７０３に進む。ステップＳＢ７０２では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第４の固定電極４であり、可動電極３１は第３の固定電極３と対向していないので、可動電極３１は図１９（ａ）に示す状態であり、燃料液位Ｌが満タン、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
　ステップＳＢ７０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳＢ７０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳＢ７０５に進む。ステップＳＢ７０４では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第３の固定電極３、第２の対向電極Ｙが第４の固定電極４であるので、可動電極３１は図１９（ｂ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１６で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
　　　Ｌ＝Ｌ３＋ｋ×Ｃ４　　　（式１６）
　ステップＳＢ７０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳＢ７０６に進み、Ｘ≠２、つまりＸ＝１のときはステップＳＢ７０７に進む。ステップＳＢ７０６では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第３の対向電極Ｚについて、Ｚ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０、つまり、Ｚが設定されている場合にはステップＳＢ７０８に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ７０９に進む。
　ステップＳＢ７０８では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが第４の固定電極４なので、可動電極３１は図１９（ｃ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１７で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ３＋ｋ×Ｃ４　　　（式１７）
　ステップＳＢ７０９では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが無しなので、可動電極３１は図１９（ｄ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１８で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
　　　Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３　　　（式１８）
　ステップＳＢ７０７では、同様にＺ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０のときはステップＳＢ７１０に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ７１１に進む。
　ステップＳＢ７１０では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２、第３の対向電極Ｚが第３の固定電極３なので、可動電極３１は図１９（ｅ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式１９で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３　　　（式１９）
　ステップＳＢ７１１では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向固定電極Ｙについて、同様にＹ＝０かどうか判断する。Ｙ≠０のときはステップＳＢ７１２に進み、Ｙ＝０のときはステップＳＢ７１３に進む。
　ステップＳＢ７１２では、可動電極３１が対向する第１の対向固定電極が第１の固定電極１、第２の対向固定電極が第２の固定電極２、第３の対向固定電極が無しなので、可動電極３１は図１８（ｆ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２０で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
　　　Ｌ＝Ｌ１＋ｋ×Ｃ２　　　（式２０）
　ステップＳＢ７１３では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘは第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙは無し、第３の対向電極Ｚも無しなので、可動電極３１は図１９（ｇ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２１で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝ｋ×Ｃ１　　　（式２１）
　　新しい静電容量の割合による液位算出処理であるステップＳＢ８００では、図１８に示すように、ステップＳＢ８０１では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第１の対向電極Ｘについて、Ｘ＝４かどうか判断する。Ｘ＝４のときはステップＳＢ８０２に進み、Ｘ≠４のときはステップＳＢ８０３に進む。ステップＳＢ８０２では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第４の固定電極４であり、可動電極３１は第３の固定電極３と対向していないので、可動電極３１は図１９（ａ）に示す状態であり、燃料液位Ｌが満タン、すなわちＬ＝１００％と設定し、燃料液位の算出処理を終了する。
　ステップＳＢ８０３では、同様にＸ＝３かどうか判断する。Ｘ＝３のときはステップＳＢ８０４に進み、Ｘ≠３のときはステップＳＢ８０５に進む。ステップＳＢ８０４では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第３の固定電極３、第２の対向電極Ｙが第４の固定電極４であるので、可動電極３１は図１９（ｂ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２２で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ３は第３のスリット８の位置で、例えば７５％である。
　　　Ｌ＝Ｌ３＋Ｌｅ×Ｃ４／（Ｃ４＋Ｃ３）　　　（式２２）
　ステップＳＢ８０５では、同様にＸ＝２かどうか判断する。Ｘ＝２のときはステップＳＢ８０６に進み、Ｘ≠２、つまりＸ＝１のときはステップＳＢ８０７に進む。ステップＳＢ８０６では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第３の対向電極Ｚについて、Ｚ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０、つまり、Ｚが設定されている場合にはステップＳＢ８０８に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ８０９に進む。
　ステップＳＢ８０８では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが第４の固定電極４なので、可動電極３１は図１９（ｃ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２３で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ３＋Ｌｅ×Ｃ４／（Ｃ４＋Ｃ３＋Ｃ２）　　　（式２３）
　ステップＳＢ８０９では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第２の固定電極２、第２の対向電極Ｙが第３の固定電極３、第３の対向電極Ｚが無しなので、可動電極３１は図１９（ｄ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２４で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ２は第２のスリット７の位置で、例えば５０％である。
　　　Ｌ＝Ｌ２＋ｋ×Ｃ３　　　（式２４）
　ステップＳＢ８０７では、同様にＺ＝０かどうか判断する。Ｚ≠０のときはステップＳＢ８１０に進み、Ｚ＝０のときはステップＳＢ８１１に進む。
　ステップＳＢ８１０では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２、第３の対向電極が第３の固定電極３なので、可動電極３１は図１９（ｅ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２５で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｌ２＋Ｌｅ×Ｃ３／（Ｃ３＋Ｃ２＋Ｃ１）　　　（式２５）
　ステップＳＢ８１１では、ステップＳＢ５００のスリット位置検出処理で検出した第２の対向電極Ｙについて、同様にＹ＝０かどうか判断する。Ｙ≠０のときはステップＳＢ８１２に進み、Ｙ＝０のときはステップＳＢ８１３に進む。
　ステップＳＢ８１２では、可動電極３１が対向する第１の対向電極Ｘが第１の固定電極１、第２の対向電極Ｙが第２の固定電極２、第３の対向電極Ｚが無しなので、可動電極３１は図１９（ｆ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２６で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。ここで、Ｌ１は第１のスリット６の位置で、例えば２５％である。
　　　Ｌ＝Ｌ１＋Ｌｅ×Ｃ２／（Ｃ２＋Ｃ１）　　　（式２６）
　ステップＳＢ８１３では、可動電極３１が対向する第１の対向固定電極が第１の固定電極１で、第２の対向固定電極および第３の対向固定電極が無しなので、可動電極３１は図１８（ｇ）に示す状態であり、燃料液位Ｌを以下の式２７で算出し、燃料液位の算出処理を終了する。
　　　Ｌ＝Ｃ１／Ｃｔｏｔａｌ　　　（式２７）
　なお、本実施の形態では、わかりやすいように各固定電極１～４における可動電極３１の移動方向の長さをすべて同じとして説明したが、必ずしも同じである必要はない。各固定電極１～４における可動電極の移動方向の長さは、可動電極３１の移動方向の長さＬｅより小さければよく、各固定電極１～４の長さは同じでなく、ばらついていても燃料液位は算出可能である。
　本実施の形態によれば、可動電極３１の移動方向に直列に設けられ、可動電極３１に対向する第１～第４の固定電極１～４と、第１～第４の固定電極１～４の間を絶縁する第１～第３のスリット６～８と、第１～第３のスリット６～８の位置を記憶したスリット位置情報記憶部と、複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及びスリット位置記憶部１３とを備え、第１～第３のスリット６～８の位置を記憶したスリット位置と、第１～第４の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量とから燃料液位を計測するので、燃料性状による影響を受けず精度よく燃料液位の計測を行うことができる。
　また、信号処理装置１０は、第１～第４の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１～第３のスリット６～８の位置とを対応させることにより燃料液位を計測するので、燃料性状が異なる油種の燃料を給油され比誘電率が変わっても精度よく燃料液位の計測を行うことができる。
　また、信号処理装置１０は、対向する可動電極３１と第１～第４の固定電極１～４からの信号のうち、可動電極３１が対向している２個以上の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、前回給油時と今回給油時とで燃料の比誘電率が異なっていても、給油直後から燃料液位の計測を行うことができる。
　また、信号処理装置１０は、対向する可動電極３１と第１～第４の固定電極１～４のうち、可動電極３１が対向している２個以上の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合、及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測するので、各固定電極１～４と可動電極３１との間のギャップが、フロートつき容量式燃料レベルゲージの個体間でばらついても、このばらつきの影響を軽減して燃料液位を計測することができる。
　なお、本実施の形態では、第１～第４の固定電極１～４からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と第１～第３のスリット６～８の位置とを対応させる方法と、対向する可動電極３１と第１～第４の固定電極１～４からの信号のうち、可動電極３１が対向している２個以上の固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法と、を組み合わせた場合を示したが、静電容量の割合及びスリットの位置に基づき燃料液位を計測する方法のみで、計測してもよい。
　１　第１の固定電極、２　第２の固定電極、
　３　第３の固定電極、４　第４の固定電極、５　満タン固定電極、
　６　第１のスリット、７　第２のスリット、８　第３のスリット、
　９　第４のスリット、１０　信号処理装置、１１　可動電極、１２　フロート、
　１３　スリット位置記憶部、
　１００　フロートつき燃料レベルゲージ。

Claims (6)

  1. 燃料の液位に連動するフロートと、このフロートの位置に応じ移動する可動電極と、この可動電極にギャップを介して対向し前記可動電極の移動方向に直列に設けられた複数の固定電極と、前記複数の各固定電極の間を絶縁するスリットとを備え、前記スリットの位置を記憶したスリット位置記憶部と、前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量及び前記スリット位置記憶部に記憶した前記スリットの位置から燃料の液位を計測する燃料液位検出部と、を有することを特徴とするフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
  2. 　前記可動電極の移動方向における前記複数の固定電極1個あたりの長さは、前記可動電極における前記可動電極の移動方向の長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
  3. 　前記複数の固定電極の長さは、それぞれ同じであることを特徴とする請求項２に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
  4. 　前記燃料液位検出部は、前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と前記スリットの位置とを対応させることにより燃料液位を計測することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
  5. 　前記燃料液位検出部は、前記可動電極と前記複数の固電極定からの信号のうち、前記可動電極が対向している２個以上の前記固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合および前記スリットの位置に基づき燃料液位を計測することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
  6. 　前記燃料液位検出部は、前記複数の固定電極からそれぞれ検出される静電容量が増加から減少に転じる変曲点と前記スリットの位置とを対応させることにより燃料液位の計測と、前記可動電極と前記複数の固電極定からの信号のうち前記可動電極が対向している２個以上の前記固定電極からそれぞれ検出される静電容量の割合および前記スリットの位置に基づく燃料液位の計測とを切り替えて計測することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフロートつき容量式燃料レベルゲージ。
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