(57)【要約】【課題】幅が狭く、高さが高いタンクであっても、従来とほぼ同等の機構でタンク内の液体の満量状態から空状態まで広い範囲で液量の変化を検出することのできる液量検出装置を提供する。【解決手段】先端にフロート２を備えたフロートレバー１と、旋回角度を検出するセンサー４を備え、フロートレバー１の基端をセンサー４に旋回自在に接続した液量検出装置において、フロートレバー１を容易に曲がる部材から構成した。また、フロートレバーが曲がるような中間領域Ｂ位置乃至Ｄ位置の液面レベルにおける液量を運転時間／燃料消費量等の演算によって補正するようにした【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にフロートを備えたフロートレバーと、旋回角度を検出するセンサーを備え、前記フロートレバーの基端を前記センサーに旋回自在に接続した液量検出装置において、前記フロートレバーを容易に曲がる部材から構成したことを特徴とする液量検出装置。
【請求項２】
前記フロートレバーが曲がるような中間領域の液面レベルにおける液量を演算によって補正するようにした請求項１に記載の液量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク等のタンク内の液量を検出する液量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に、従来の液量検出装置を示す。液量検出装置は、液体を収納する縦長のタンクＴ内に、先端にフロート２備え、液面の変位に対応して旋回運動するフロートレバー１’を設け、該フロートレバー１’の基端を、タンクＴに設置した可変抵抗器からなるセンサー４に連接し、フロートレバー１’の旋回によって変化するセンサー４の電気抵抗値を検出してメーター３にタンクＴ内の液体の残量を表示するようになっている。フロントレバー１’は、容易に曲がらない材質から形成されている。フロートレバー１’の長さＬ’（フロートの直径を含む。以下同じ）は、フロート２がどの位置にあっても、タンクＴの側壁Ｔ１に接することがないように、タンクＴの横幅Ｌｔより短くされている。なお、図２において、符号Ｈ’は、タンク内の液体が満量状態時の液面高さを示す。また、符号Ａ’位置はフロートレバー１’の上限旋回位置、すなわち満量状態位置を示し、符号Ｂ’位置乃至Ｄ’位置は、フロートレバー１’の中間領域位置を示し、Ｅ’位置はフロートレバー１’の下限旋回位置を示す。符号５は液体補給口である。
【０００３】
このような液量検出装置に関連する先行技術文献として、下記特許文献１乃至２がある。
【特許文献１】
特開平９−２５７８号公報（第３頁３欄３２行乃至同頁４欄４行及び図３等参照）
【特許文献２】
特開２００２−１０３９９５号公報（第４頁５欄３１行乃至同頁７行及び図２等参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の液量検出装置は、タンクが横長の場合は、フロートレバーの長さをタンクの高さに対応して十分にとることができるため、満量状態時の液面と、低レベル時の液面を正確に検出することが可能であり、特に問題はない。しかしながら、フロートレバーの長さはタンクの横幅に制限されるため、タンクの横幅に対してタンクの高さが大きい縦長のタンクの場合は、フロートレバーの長さを十分にとることができないため、図２の例では、液面が下がり、フロート２がフロートレバー１’の下限旋回位置Ｅ’にきたとき、タンク内にまだ液体があるにもかかわらず、メーター３には、空状態が表示されてしまい、低レベルの液面検出の範囲が狭くなるという問題があった。また、逆にセンサー４を図２のセンサー位置より下方に設置して、低液面レベルの液面検出の範囲を広げると、フロート２がフロートレバー１’の上限旋回位置Ａ’にきたとき、満量状態液面より低い液面レベルであるにもかかわらず、メーター３には、満量状態が表示されてしまい、高液面レベルの液面検出の範囲が狭くなるという問題があった。すなわち、タンク高さに対して短いフロートレバーしか使えないと、検出範囲が狭く、満量及び／あるいは低レベルにフロートがある時間が長くなり、広い範囲での液量の変化を表示できないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、幅が狭く、高さが高いタンクであっても、従来とほぼ同等の機構でタンク内の液体の満量状態から空状態まで広い範囲で液量の変化を検出することのできる液量検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、先端にフロートを備えたフロートレバーと、旋回角度を検出するセンサーを備え、フロートレバーの基端をセンサーに旋回自在に接続したタンクの液量検出装置において、フロートレバーを容易に曲がる部材から構成したことにある。
請求項１の発明によれば、タンク高さの中間領域で、フロートがタンクに接触するようになると、フロートレバーが容易に曲がり、フロートはタンク壁に接触しながらタンクの液面の変化に追随して移動するようになるため、フロートレバーの長さがタンク幅以上であっても、前記中間領域の液面の変化を検出することができる。したがって、フロートレバーの長さをタンク幅以上にしても、満量状態の液面レベルから低レベルの液面までの広い範囲にわたって、タンク内の液量の変化を検出することができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、フロートレバーが曲がるような中間領域の液面レベルの液量を演算により補正したことにある。
請求項２の発明によれば、フロートレバーが曲がり、フロートレバーの直線性が低下して、センサーでは正確な液面レベルの変化を検出できないような中間領域の液面レベルの液量を演算により補正するようにしたので、中間領域の液量の変化をより正確に表示することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の概略説明図であり、図１中、図２と同一部品には同一符号を付し説明の重複を省略する。
【０００９】
タンクＴは、図２に示すタンクと同様に、幅が狭く、高さが高い縦長のタンクである。可変抵抗器からなるセンサー４は、その中心が、満量状態の液面高さＨの略１／２の高さに位置するようにタンクＴに設置されている。
【００１０】
フロートレバー１は、タンクＴの液面の変化に応じて浮遊するフロート２を先端に備え、基端がセンサー４に旋回運動可能に枢着されていて、フロート２とセンサー４を接続している。このフロートレバー１は、タンクに収容される液体の満量状態の液面と低液面レベルの液面を正確に検知することができるようにするため、タンクＴ内の液体が満量状態時には、フロート２が満量状態の液面（図１のＡ位置）上に浮遊し、かつ、タンクＴ内の液体が空状態の時には、フロート２がタンクＴの底面にほぼ接する位置（図１のＥ位置）になるような長さＬ（フロート２の直径を含む。以下、フロートレバー１の長さＬという。）とされている。この場合、図１に示すようにフロートレバー１の長さＬは、タンクＴの横幅Ｌｔより長く設定されている。
【００１１】
また、フロートレバー１は、液面が中間領域（図１のＢ位置とＤ位置との間の領域）に達し、フロート２がＢ位置あるいはＤ位置でタンク側壁Ｔ１に接触したとき、フロートレバー１が容易に曲がり、フロート２がタンク側壁Ｔ１に接触しながら、中間領域の液面の変化に追随して移動できるように、容易に曲がる部材、例えばピアノ線等、から形成されている。
【００１２】
このように構成した液面検出装置は次のように動作する。
図１において、液面レベルがＡ位置とＢ位置との間の領域にあるときと、液面レベルがＤ位置とＥ位置との間の領域にあるときは、フロート２が自由に液面に追随して移動するため、フロートレバー１は、これら領域において、直線性を維持して旋回運動をする。この場合、センサー４によって検出されたフロートレバー１の旋回角度とフロート２が位置する液面とは、１対１の対応関係にあるため、センサー４は正確な液体の残量を検出し、メーター３に表示することができる。
【００１３】
また、液面レベルがＢ位置とＤ位置との間の中間領域にあるときは、次のように動作する。図１において、タンクＴ内の液体の満量状態（Ａ位置）から液面が下降していく場合は、液面がＢ位置に達すると、フロート２がタンク側壁Ｔ１に接触する。さらに液面が下降すると、フロート２には、重力によって降下しようとする力が働き、容易に曲がりやすい材料から形成されたフロートレバー１はこの力によって容易に撓み、フロート２はタンク側壁Ｔ１に接触しながら液面に追従して降下するようになる。液面がセンサー４の中心高さに等しいＣ位置に達すると、フロートレバー１の撓みが最大となり、その後、液面の下降とともに、フロートレバー１の撓みは減少し、Ｄ位置でフロートレバー１は直線性を回復し、その後Ｅ位置まで直線性を保持する。液面レベルがＢ位置とＤ位置との間の中間領域にあるときも、センサー４はフロートレバー１の旋回角度を検出し、その旋回角度における液量を現在の液体の残量としてメーター３に表示する。
【００１４】
他方、図１において液体の空状態からタンクＴ内に液体を補給して、液面が上昇していく場合は、液面がＤ位置に達すると、フロート２がタンク側壁Ｔ１に接触する。さらに液面が上昇すると、フロート２には、浮力によって上向きの力が働き、フロートレバー１はこの力によって容易に撓み、フロート２はタンク側壁Ｔ１に接触しながら液面に追従して上昇するようになる。液面がＣ位置に達すると、フロートレバー１の撓みが最大となり、その後、液面の上昇とともに、フロートレバー１の撓みは減少し、Ｂ位置でフロートレバー１は直線性を回復し、その後Ａ位置まで直線性を保持する。このように、液体の補給に際しても、フロートレバーは支障なくＥ位置からＡ位置まで旋回する。そして、液面がＡ位置になると、センサー４は満量状態の信号をメーター３に送出し、メーター３は満量状態を表示する。
【００１５】
この実施の形態によれば、液面レベルがＢ位置とＤ位置との間の中間領域においてフロート２がタンク側壁Ｔ１に接触するようになると、フロートレバー１が撓むことによって、フロート２はタンク側壁Ｔ１に接触しながら液面に追随して移動することができるので、フロートの長さＬをタンクＴの横幅Ｌｔより大きくしても、支障なく前記中間領域における液面レベルを検出することができる。したがって、タンクの満量状態から空状態までの広い範囲で液量の変化を検出できるようにフロートの長さＬを設定できるので、フロートレバー１以外は従来の液量検出装置とほぼ同等の機構のままで、幅が狭く、高さが高いタンクに対して、タンク内の液体の満量状態から空状態までの広い範囲における液量の変化を検出し、表示することができる。
【００１６】
なお、この一実施の形態では、フロートレバー１をピアノ線等により形成したものを示したが、フロートレバー１は、フロート２がＡ位置とＢ位置との間の領域、Ｄ位置とＥ位置との間の領域、すなわちフロート２が自由に浮遊することができる領域にあるとき直線性を維持し、Ｂ位置とＤ位置との間の中間領域、すなわちフロート２がタンク壁に接触する領域にあるとき容易に曲がって、フロート２が液面に追随できるようなものであれば、ピアノ線等の金属材料に限らず樹脂製のもの等どのような材料から形成してもよい。
【００１７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
前述した一実施の形態のものでは、液面レベルがＢ位置とＤ位置との間の中間領域にあるとき、フロートレバー１が撓み、フロートレバー１の直線性が低下するため、従来技術と同様のセンサー４を採用した場合、センサー４が検出するフロートレバー１の旋回角度がフロート２の位置に対応しなくなるため、液面レベルが中間領域にある場合、その正確な液量の変化をメーター３に表示できないという現象が生じる。
【００１８】
これを図１について具体的に説明すると、例えば、図１のＣ位置の液面上にフロート２があるとき、フロートレバー１が図１の一点鎖線で示すように直線性を保っていれば、センサー４が検出するフロートレバー１の旋回角度は、そのＣ位置の液面レベルに対応した旋回角度αとなり、Ｃ位置の正確な液量をメーター３に表示することができる。しかしながら、前述した一実施の形態のものでは、フロート２がＣ位置の液面にあるとき、フロートレバー１が撓んでいるため、センサー４が検出する旋回角度はα＋Δαとなり、メーター３には、その旋回角度α＋Δαに対応した液量、すなわち図１の場合、Ｃ位置よりΔαの角度だけ少ない液量が表示されるという現象が生じる。なお、旋回角度αは、満量状態におけるフロートレバー１の位置（Ａ位置）を基準とした旋回角度である。また、図１の符号Ｃ１は、フロート２がタンクＴの側壁Ｔ１に接触しないと仮想したときの、フロート２の位置を示す。
【００１９】
この他の実施の形態は、前述した一実施の形態の液量検出装置において、さらに、液面レベルが中間領域にあるとき、フロートレバー１の直線性の低下を、消費した液量等の演算によって補正し、より正確な液量の変化を検出できるようにしたものである。
なお、消費した液量は、例えば、車両用の燃料タンク等の場合は、エンジンの運転時間と単位時間当たりの燃料消費量等から演算することができる。また、タンク内の液体をポンプによって吸引する場合には、ポンプの運転時間と単位時間当たりのポンプ容量等から演算することができる。
【００２０】
以下、車両用の液体燃料タンクに適用したものについて説明する。
タンクＴ内の燃料が消費されてタンクＴの液面レベルが下降していく場合には、タンクＴ内の燃料の残量は、エンジン運転時間／燃料消費量等を演算することによって求めることができる。すなわち、タンクＴの形状（断面積及び高さ等）並びに満量状態の燃料の量及びその時の液面レベルＨｆは、予め知られており、これらからタンクＴ内の燃料の量とその時の液面レベルとの関係は一義的に求めることができる。また、センサー４の設置高さ及びフロートレバー１の長さＬ、タンクＴの横幅Ｌｔも、予め知られているから、図１のＡ位置、Ｂ位置、Ｄ位置、Ｅ位置の各液面レベルにおけるフロートレバー１の旋回角度及び各液面レベルにおける燃料の量も一義的に求めることができる。他方、消費した燃料の量は、｛単位時間当たりの燃料消費量＊エンジン運転時間｝によって求められるから、例えば、Ｂ位置を基準とすれば、Ｂ位置からエンジンの運転時間を計測することにより、タンクＴ内の燃料の残量は、｛Ｂ位置における燃料の残量―Ｂ位置から消費した燃料の量｝として求めることができる。なお、単位時間あたりの燃料消費量及びＢ位置における燃料の量が、既知の値であることは前述したとおりである。
【００２１】
このような演算を行って、燃料の残量をメーター３に表示するため、この他の実施の形態では、タンクＴ内の燃料の量とその時の液面レベルとの関係、図１のＡ位置、Ｂ位置、Ｄ位置、Ｅ位置の各液面レベルにおけるフロートレバー１の旋回角度及びこれら各液面レベルにおける燃料の量との関係、単位時間当たりの燃料消費量並びに前述した計算式等が図示しないコントローラに予め記憶されている。また、コントローラには、センサー４によって検出されたフロートレバー１の旋回角度の信号が入力される。
【００２２】
コントローラは、燃料が消費されてタンクＴの液面が下降し、センサー４によって検出されたフロートレバー１の旋回角度がＢ位置にあると判断したとき、その時点から運転時間を計測し、前述した計算式に基づいてタンクＴ内の燃料の残量を順次算出し、その信号をメーター３に送出する。メーター３には、コントローラで算出された残量が補正された残量として表示される。タンクＴの液面がさらに下降し、センサー４によって検出されたフロートレバー１の旋回角度がＤ位置にあるとコントローラが判断すると、コントローラはメーター３に補正された残量の信号を送出しなくなり、それ以降、メーター３には、センサー４で検出されたフロートレバー１の旋回角度に基づく残量表示がなされる。なお、Ａ位置からＢ位置までの間は、センサー４で検出されたフロートレバー１の旋回角度に基づいてメーター３に残量表示がなされることはもちろんである。
【００２３】
この他の実施の形態によれば、液面レベルがＢ位置とＤ位置との間の中間領域にあるときは、運転時間／燃料消費量等の演算によって求めた燃料の残量をメーター３に補正した残量として表示するようにしたから、フロートレバー１の直線性が低下する中間領域の燃料の残量を補正前に較べより正確に表示することができる。したがって、タンクの満量状態から空状態までの広い範囲にわたって、液量の変化をより正確にメーターに表示することができる。
【００２４】
また、この他の実施の形態では、Ｂ位置の液面レベルを基準として、タンクＴ内の燃料の残量を演算するようにしたが、Ａ位置の液面レベル、すなわち満量状態を基準として運転時間を計測してタンクＴ内の燃料の残量を演算し、センサー４によって検出されたフロートレバー１の旋回角度がＢ位置にあるとコントローラが判断したときから、この演算に基づく残量の信号をメーター３に送出するようにしてもよい。
【００２５】
なお、本発明の液量検出装置は、液体燃料タンク以外の水、潤滑油、作動油等その他の液体タンクに適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、先端にフロートを備えたフロートレバーと、旋回角度を検出するセンサーを備え、フロートレバーの基端をセンサーに旋回自在に接続したタンクの液量検出装置において、フロートレバーを容易に曲がる部材から構成したから、幅が狭く、高さが高いタンクであっても、従来とほぼ同等の機構でタンク内の液体の満量状態から空状態まで広い範囲にわたって液量の変化を検出することができる。
【００２７】
さらに、請求項２の発明によれば、フロートレバーが曲がるような中間領域の液量を、演算により補正するようにしたので、フロートレバーが曲がり、フロートレバーの直線性が低下し、センサーでは正確な液面レベルを検出できないような中間領域の液量をより正確に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る液量検出装置の概略図。
【図２】従来の液量検出装置の概略図。
【符号の説明】
Ｔ        タンク
１        フロートレバー
２        フロート
３        メーター
４        センサー
【図１】
2004340665.tif 000003
【図２】
2004340665.tif 000004