(57)【要約】【課題】電源による電源電圧が変動しても、容器に貯留されている液体の現在の残量を高精度に検出できる液体残量検出システムの提供。【解決手段】液面センサ２０は、メータレギュレータ５０によって印加されるメータ電源電圧を安定化するセンサレギュレータ３１と、燃料の液面９１の高さに応じて検出信号の周期ｔｃを変化させる信号出力部３５とを有している。メータ制御回路４０は、信号出力部３５から出力される検出信号及びメータ電源電圧に基づいて検出電圧を生成する。さらに、メータ制御回路４０は、検出信号が時間の経過に比例して値の変化する比例範囲ＰＲであるときに、予め設定された所定時間Δｔでの電圧変化量ΔＶを取得する。そしてメータ制御回路４０は、電圧変化量ΔＶと燃料の残量との対応が予め規定されたデータテーブルに基づいて、取得した現在の電圧変化量ΔＶを残量情報に変換する。【選択図】図１
2013061153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と接続され、当該電源から供給される電力を使用することにより、容器に貯留されている液体の残量を検出する液体残量検出システムであって、
前記電源によって印加される電源電圧を安定化するセンサ電源部、及び前記センサ電源部によって安定化されたセンサ電圧を印加されることにより、時間の経過に比例して値の変化する比例範囲を含む検出信号を繰り返し出力し、前記液体の液面高さに応じて前記検出信号の周期を変化させる信号出力部、を有する液面センサと、
前記信号出力部から出力される前記検出信号及び前記電源電圧に基づいて検出電圧を生成し、前記検出信号が前記比例範囲であるときに予め設定された所定時間での前記検出電圧の変化量を取得する取得手段と、
前記変化量と前記液体の前記残量との対応が予め規定された対応情報を記憶し、前記取得手段によって取得された現在の前記変化量を前記対応情報に基づいて前記残量を示す情報に変換する変換手段と、
を備えることを特徴とする液体残量検出システム。
【請求項２】
前記検出信号は、一周期分の波形につき、前記比例範囲である時間が当該比例範囲を除く時間よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の液体残量検出システム。
【請求項３】
前記検出信号は、時間の経過に比例して初期値から最大振幅値まで変化する前記比例範囲、及び前記比例範囲である時間よりも短い時間にて前記最大振幅値から前記初期値まで戻る戻り範囲を含む、のこぎり波状の波形であることを特徴とする請求項２に記載の液体残量検出システム。
【請求項４】
前記取得手段において予め設定される前記所定時間は、前記検出信号の周期が最小とされた際の前記比例範囲の時間よりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体残量検出システム。
【請求項５】
前記信号出力部は、前記検出信号の周期を長くするに従って、当該検出信号の前記比例範囲における値の変化幅を小さくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体残量検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に貯留されている液体の残量を検出する液体残量検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体残量検出システムは、電源と接続されており、当該電源から供給される電力を使用することで、燃料等の液体の残量を検出する。このような液体残量検出システムの一種として、例えば特許文献１に開示の構成は、液体としての燃料の残量を検出するシステムであって、非接触式センサ、センサ出力変換回路、及びＣＰＵを備えている。
【０００３】
特許文献１に開示の構成において、非接触式センサは、電源によって電源電圧を印加されることにより、燃料の液面高さに応じたデューティ比のパルスを出力する。センサ出力変換回路は、非接触式センサから出力されるパルスのデューティ比に対応したアナログ電圧を生成する。そして、センサ出力変換回路から出力されるアナログ電圧と、電源の電源電圧とに基づく入力電圧が、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵには、入力電圧と燃料の残量との対応を予め規定したデータテーブルが記憶されている。ＣＰＵは、データテーブルに基づいて入力電圧を変換し、現在の燃料の残量を示す情報を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１９９１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、近年、非接触式の液面センサにおいて、電源による電源電圧を安定化するセンサ電源部を有するものが用いられてきている。このような液面センサは、センサ電源部によって電圧の安定化された電力を用いることにより、液面高さに応じた検出信号を出力する。故に、電源から液面センサに印加される電源電圧が変動しても、出力される検出信号は、変動し難くなる。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示の構成のように、一般にＣＰＵに入力される電圧は、液面センサから出力されるアナログ電圧等の検出信号と、電源による電源電圧とに基づいて生成される。故に、検出信号が電源電圧の変動の影響を受け難かったとしても、ＣＰＵに入力される入力電圧は、電源電圧の変動によって増減してしまう。以上のように、電源による電源電圧の増減と液面センサによる検出信号の増減とが対応しないレシオメトリックな構成であることにより、液面センサによる検出信号の値の変化は、ＣＰＵによって取得される燃料の残量を示す情報に精度良く反映されなくなる。したがって、電源による電源電圧が変動すると、容器に貯留されている液体残量を高精度に検出することが困難となっていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、電源電圧が変動しても、容器に貯留されている液体の現在の残量を高精度に検出する液体残量検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電源と接続され、当該電源から供給される電力を使用することにより、容器に貯留されている液体の残量を検出する液体残量検出システムであって、電源によって印加される電源電圧を安定化するセンサ電源部、及びセンサ電源部によって安定化されたセンサ電圧を印加されることにより、時間の経過に比例して値の変化する比例範囲を含む検出信号を繰り返し出力し、液体の液面高さに応じて検出信号の周期を変化させる信号出力部、を有する液面センサと、信号出力部から出力される検出信号及び電源電圧に基づいて検出電圧を生成し、検出信号が比例範囲であるときに予め設定された所定時間での検出電圧の変化量を取得する取得手段と、変化量と液体の残量との対応が予め規定された対応情報を記憶し、取得手段によって取得された現在の変化量を対応情報に基づいて残量を示す情報に変換する変換手段と、を備える。
【０００９】
この発明によれば、取得手段において生成される検出電圧は、信号出力部から出力される検出信号に基づいている。よって、検出電圧は、繰り返し出力される検出信号に追従して、周期的に変化する。以上により、容器に貯留されている液体の液面高さに応じて信号出力部が検出信号の周期を変化させると、予め設定された所定時間での検出電圧の変化量も、増減する。故に、検出信号が時間の経過に比例して値の変化する比例範囲であるときに取得手段によって取得される検出電圧の変化量は、容器に貯留されている液体の液面高さに対応し得る。
【００１０】
加えて、検出電圧の変化量が取得される所定時間での電源電圧の変動は、当該所定時間における検出信号の変動と比較して、ごく僅かとなる。故に、所定時間での検出電圧の変化量は、電源電圧の変動に影響され難い。以上のような検出電圧の変化量を、予め規定された対応情報に基づいて変換することにより、液面センサによる検出信号の周期の変化を精度良く反映した液体の残量を示す情報が、変換手段にて生成される。したがって、液体残量検出システムは、電源による電源電圧が変動しても、容器に貯留されている液体の現在の残量を高精度に検出できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、検出信号は、一周期分の波形につき、比例範囲である時間が当該比例範囲を除く時間よりも長いことを特徴とする。
【００１２】
この発明では、一周期分の検出信号において、比例範囲である時間は比例範囲を除く時間よりも長く取られているので、検出電圧の変化量を取得可能な時間が確保され易くなる。故に、取得手段は、所定時間での検出電圧の変化量を安定して取得し得る。以上により、検出信号の周期を変化させることにより液体の残量を検出する形態であっても、当該残量を検出する作動の確実性は、高く維持される。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、検出信号は、時間の経過に比例して初期値から最大振幅値まで変化する比例範囲、及び比例範囲である時間よりも短い時間にて最大振幅値から初期値まで戻る戻り範囲を含む、のこぎり波状の波形であることを特徴とする。
【００１４】
この発明のように、のこぎり波状の波形における値は、時間の経過に比例して初期値から最大振幅値まで変化し、当該最大振幅値から初期値まで短い時間にて戻る。故に、一周期分の波形における比例範囲の時間が、比例範囲を除く戻り範囲の時間よりも確実に長く確保され得る。以上によれば、取得手段による検出電圧の変化量の取得が安定したものとなるので、液体の残量を検出する作動の確実性は、さらに高まることとなる。したがって、液体の液面高さに応じて周期を変化させる液面センサの出力として、のこぎり波状の検出信号は、特に好適なのである。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、取得手段において予め設定される所定時間は、検出信号の周期が最小とされた際の比例範囲の時間よりも短いことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、信号出力部によって検出信号の周期が最小とされた際においても、検出電圧の変化量を取得するための所定時間は、当該検出信号の比例範囲において確保され得る。以上により、取得手段は、検出信号の周期の長さに係わらず、所定時間での検出電圧の変化量を確実に取得し得る。したがって、液体残量検出システムによる残量の検出の確実性は、さらに向上する。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、信号出力部は、検出信号の周期を長くするに従って、当該検出信号の比例範囲における値の変化幅を小さくすることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、検出信号の周期が長くなると、比例範囲における検出信号の値の変化幅、ひいては取得手段における検出電圧の値の変化幅が、小さくされる。故に、検出信号の周期が長いとき、取得手段に取得される所定時間での検出電圧の変化量は、比例範囲における変化幅を周期に係わらず一定とした形態と比較して、さらに小さくなる。以上の形態では、液面高さに対応して変化する検出電圧の変化量の増減幅を拡大することができるので、液面センサによる出力は、取得手段の取得する残量を示す情報にさらに精度良く反映され得る。したがって、液体残量検出システムは、容器に貯留されている液体の現在の残量をさらに高精度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による燃料残量検出システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】液面センサの構成を説明するための図であって、（ａ）は液面センサの斜視図であり、（ｂ）は燃料タンク内の液面センサを示す正面図である。
【図３】液面センサから出力される検出信号を詳しく説明する図である。
【図４】液面センサから出力される検出信号の波形を示す図であって、（ａ）は液面が最も高い場合の検出信号を示し、（ｂ）は液面が最も低い場合の検出信号を示す。
【図５】メータ制御回路が燃料の残量情報を取得する処理を示すフローチャートである。
【図６】液面センサから出力される検出信号の他の波形を示す図であり、図４（ａ）の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態による燃料残量検出システム１００の電気的構成を示すブロック図である。図２は、液面センサ２０の機械的構成を示す図である。図１及び図２に示される燃料残量検出システム１００は、車両の燃料タンク９０に貯留されている燃料の残量を検出し、コンビネーションメータ８０に設けられた燃料計６０に向けて検出結果を出力する。
【００２２】
図１に示されるように、燃料残量検出システム１００は、上述した液面センサ２０、及びコンビネーションメータ８０に設けられたメータ制御回路４０等によって構成されている。さらに、燃料残量検出システム１００は、コンビネーションメータ８０に設けられたメータレギュレータ５０及び燃料計６０等と接続されている。
【００２３】
液面センサ２０は、電源線４５及びグラウンド線４６によってコンビネーションメータ８０と接続される二線式のフューエルセンダである。これら電源線４５及びグラウンド線４６は、例えばビニル等の絶縁材によって導線を被覆してなる自動車用低圧電線である。電源線４５及びグラウンド線４６は、車両における燃料タンク９０及びコンビネーションメータ８０間の距離として、５〜６ｍ程度の長さを有している。電源線４５は、メータレギュレータ５０から液面センサ２０に電力を供給する電源線の機能と共に、液面センサ２０の出力をメータ制御回路４０に伝達する信号線の機能を兼ね備えている。グラウンド線４６は、例えば車両のボディに接地されている。
【００２４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、液面センサ２０は、フロート２１、マグネットホルダ２３、フロートアーム２４、及びハウジング２５を有している。
【００２５】
フロート２１は、例えば発泡させたエボナイト等の比重の小さい材料によって、厚さの薄い直方体形状に形成されている。フロート２１は、燃料よりも比重が小さい材料から形成されることにより、燃料の液面９１に浮揚可能である。フロート２１には、フロートアーム２４に外嵌されるための貫通孔が、フロート２１の重心を通るよう形成されている。
【００２６】
マグネットホルダ２３は、耐油性、耐溶剤性、及び機械的性質に優れた例えばポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂等により円筒形状に成形されている。マグネットホルダ２３は、その内周面に形成される軸受け部によってハウジング２５に回転自在に支持されている。このマグネットホルダ２３には、強磁性を示す一対のマグネット（図示しない）が固定されている。一対のマグネットは、軸受け部の中心軸を挟んで対向するよう配置されており、マグネットホルダ２３と一体に回転する。
【００２７】
フロートアーム２４は、ステンレス鋼等の金属材料からなる丸棒状の心材によって形成されている。フロートアーム２４の両端部のうち、一方の端部には、フロート２１が保持されている。またフロートアーム２４の他方の端部は、マグネットホルダ２３によって保持されている。
【００２８】
ハウジング２５は、燃料のような有機溶剤に侵されることがなく、高温でも強度が低下しないポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等によって矩形の板状に成形されている。ハウジング２５は、その長手方向を鉛直方向に向けた状態で、燃料ポンプモジュール（図示しない）等の壁面に取り付けられており、液面センサ２０を燃料タンク９０に対して固定している。ハウジング２５には、マグネットホルダ２３の軸受け部を回転可能に支持する支持軸が設けられている。
【００２９】
以上の構成により、フロートアーム２４によって、燃料の液面９１に追従して上下移動するフロート２１の往復動作は、回転運動に変換されてフロートアーム２４およびマグネットホルダ２３よりなる一体要素に伝達される。故に、マグネットホルダ２３は、燃料タンク９０に貯留される燃料の液面９１に追従し、ハウジング２５に対して相対回転する。
【００３０】
図１及び図２に示されるように、液面センサ２０は、電気的構成として、センサレギュレータ３１、ホール素子３３、及び信号出力部３５を有している。
【００３１】
センサレギュレータ３１は、電源線４５を通じてメータレギュレータ５０と接続されている。センサレギュレータ３１には、メータレギュレータ５０から例えば５ボルト（Ｖ）のメータ電源電圧が印加される。センサレギュレータ３１は、メータレギュレータ５０によって印加されるメータ電源電圧を安定化させて、例えば３Ｖのセンサ電圧を生成する。センサレギュレータ３１は、安定化したセンサ電圧をホール素子３３及び信号出力部３５に印加する。
【００３２】
ホール素子３３は、センサレギュレータ３１及び信号出力部３５と接続されている。ホール素子３３は、センサレギュレータ３１によって安定化されたセンサ電圧を印加される。ホール素子３３は、ハウジング２５の支持軸内に設けられており、マグネットホルダ２３に埋設された一対のマグネットに挟まれるように位置している。ホール素子３３は、これら一対のマグネット等と協働で、マグネットホルダ２３のハウジング２５に対する回転角度を検出する角度センサを構成している。以上の構成では、燃料の液面９１の上下に伴い、マグネットはマグネットホルダ２３と一体で回転する。これにより、ホール素子３３を通過する磁束の密度が変化する。センサ電圧の印加されるホール素子３３は、当該ホール素子３３を通過する磁束の密度の変化を電気信号に変換し、信号出力部３５に出力する。
【００３３】
信号出力部３５は、燃料の液面９１の高さに応じた検出信号をコンビネーションメータ８０に出力する回路である。信号出力部３５は、センサレギュレータ３１及びホール素子３３と接続されている。信号出力部３５は、センサレギュレータ３１によってセンサ電圧を印加される。センサ電圧を印加された信号出力部３５は、ホール素子３３から出力される電気信号に基づいて検出信号を生成し、コンビネーションメータ８０に出力する。
【００３４】
コンビネーションメータ８０のメータ制御回路４０は、所定のプログラムを実施することにより各種の演算を行うマイクロコンピュータを主体として構成されている。メータ制御回路４０には、電源線４５を通じて信号出力部３５から出力される検出信号が入力されると共に、電源線４７を通じてメータレギュレータ５０によるメータ電源電圧が入力される。メータ制御回路４０は、これら検出信号とメータ電源電圧とに基づいて検出電圧を生成する。メータ制御回路４０は、検出電圧を計測することにより、燃料タンク９０における燃料の液面９１の高さ、ひいては燃料の残量を示す値（以下、「残量情報」という）を演算する。メータ制御回路４０は、燃料残量検出システム１００の検出結果である残量情報に基づいて、燃料計６０の表示を制御する表示信号を生成し、当該燃料計６０に出力する。
【００３５】
メータレギュレータ５０は、車両に搭載されたバッテリ等と接続されており、当該バッテリから電力が供給されている。メータレギュレータ５０は、電源線４５，４７を通じて、液面センサ２０及びメータ制御回路４０等と接続されている。メータレギュレータ５０は、バッテリから供給された電力を、液面センサ２０及びメータ制御回路４０等の作動に適したメータ電源電圧に変換して、これらの要素２０，４０等に供給する。
【００３６】
燃料計６０は、燃料タンク９０に貯留されている燃料の残量を視認者に報知するための表示を形成する表示器である。燃料計６０は、数字及び文字等が形成された文字盤、当該文字盤の数字を指す指針、及び指針を回転させるステッピングモータ等によって構成されている。ステッピングモータは、メータ制御回路４０のメータ制御回路４０から出力された表示信号、具体的にはデジタルパルスに基づいて、指針を回転させる。これにより燃料計６０には、燃料の残量を示す表示が形成される。
【００３７】
次に、以上の構成による燃料残量検出システム１００がメータレギュレータ５０から供給される電力を使用することにより、燃料タンク９０における燃料の残量を検出する作動について、詳細に説明する。
【００３８】
信号出力部３５から電源線４５に出力される検出信号は、例えば１０ビット（約１ｍＶ）の分解能を備えるデジタル信号である。図３に示されるように、３〜４ボルトの範囲にて変化する電圧が、検出信号として信号出力部３５から出力される。詳記すると、コンビネーションメータ８０の外部からメータレギュレータ５０に供給される電圧の変動により、メータレギュレータ５０によるメータ電源電圧も、４〜５Ｖの間において変動し得る。一方で、ホール素子３３を駆動するためのセンサレギュレータ３１によるセンサ電圧が３Ｖとされている。これらにより、電源線４５に出力される検出信号としての電圧は、メータ電源電圧の変動分を避け且つセンサ電圧よりも高い３〜４Ｖの範囲にて増減する設定とされる。
【００３９】
図１及び図４に示されるように、検出信号は、のこぎり波状の波形を呈している。検出信号は、時間の経過に比例して基準となる特定の初期値（例えば３Ｖ）から最大振幅となる値（例えば４Ｖ）まで変化する比例範囲ＰＲ、及び比例範囲ＰＲである時間よりも短い時間にて最大振幅となる値から初期値まで戻る戻り範囲を含んでいる。このような、のこぎり波状の検出信号では、一周期分の波形につき、比例範囲ＰＲである時間は、当該比例範囲ＰＲを除く時間よりも長くなる。特に、本実施形態では、戻り範囲は、実質的にゼロとなる（故に、戻り範囲の図示を省略する）。
【００４０】
信号出力部３５は、上述の検出信号を繰り返し出力する。信号出力部３５は、燃料の液面高さに応じて、出力する検出信号の周期ｔｃを変化させる。具体的には、ホール素子３３によって検出される燃料の液面高さが最も高い場合には、信号出力部３５は、検出信号の周期ｔｃを最も短くすると共に、当該検出信号の値の変化幅である振幅Ａｖを最大にする（図４（ａ）参照）。そして、ホール素子３３によって検出される燃料の液面高さが低下するに従い、信号出力部３５は、検出信号の周期ｔｃを長くする。加えて信号出力部３５は、検出信号の周期ｔｃを長くするに従って、振幅Ａｖを小さくする。ホール素子３３によって検出される燃料の液面高さが最低である場合には、信号出力部３５は、検出信号の周期ｔｃを最も長くすると共に、当該検出信号の振幅Ａｖを最小にする（図４（ｂ）参照）。
【００４１】
以上の検出信号に基づいてメータ制御回路４０にて生成される検出電圧は、繰り返し出力される検出信号に追従して、周期的に変化する。一方で、上述したように電源線４５が検出信号を伝達する信号線の機能を兼ねる構成であり、また電源線４７を通じてメータ制御回路４０にメータ電源電圧が印加される構成であることにより、検出電圧は、メータ電源電圧の変動によっても、変化することとなる。
【００４２】
メータ制御回路４０は、検出信号が比例範囲ＰＲであるときに、所定時間Δｔ（例えば３０ミリ秒）における検出電圧の変化量（以下、「電圧変化量ΔＶ」とする）を取得する。この所定時間Δｔは、信号出力部３５によって検出信号の周期ｔｃが最小とされた際の比例範囲ＰＲの時間よりも短くなるように、予め設定されている。本実施形態では、燃料の液面高さが低下するほど、所定時間Δｔにおける電圧変化量ΔＶは小さくなる。メータ制御回路４０は、燃料の液面高さに応じて増減する電圧変化量ΔＶを、所定の分解能によるデジタル情報として取得する。
【００４３】
メータ制御回路４０には、電圧変化量ΔＶと燃料の残量との対応が予め規定された対応情報としてのデータテーブルが、記憶されている。メータ制御回路４０は、予め記憶していたデータテーブルに基づいて、現在の電圧変化量ΔＶを残量情報に変換して、検出結果として取得する。以上の構成により、電圧変化量ΔＶが最大となる場合には（図４（ａ）参照）、メータ制御回路４０は、燃料の残量が最大である旨の残量情報を取得する。一方で、電圧変化量ΔＶが最小となる場合には（図４（ｂ）参照）、メータ制御回路４０は、燃料の残量が僅かである旨の残量情報を取得する。
【００４４】
次に、メータ制御回路４０のメータ制御回路４０が残量情報を取得する処理を、図５に基づいて説明する。図５のフローチャートに示される処理は、メータレギュレータ５０からメータ制御回路４０にメータ電源電圧の印加が開始されることにより、メータ制御回路４０によって開始される。この処理は、メータ電源電圧の印加が中止されるまで、メータ制御回路４０によって繰り返し実施される。
【００４５】
Ｓ１０１では、検出電圧を監視することにより、電圧変化量ΔＶを取得するタイミングを決定し、Ｓ１０２に進む。Ｓ１０２では、Ｓ１０１にて決定したタイミング、即ち信号出力部３５から出力される検出信号が比例範囲ＰＲにあるときに、所定時間Δｔにおける電圧変化量ΔＶを取得し、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３では、データテーブルに基づいて、Ｓ１０２にて取得した現在の電圧変化量ΔＶを残量情報に変換し、Ｓ１０４に進む。Ｓ１０４では、Ｓ１０３にて変換した残量情報に基づいて、燃料計６０に表示信号を出力し、Ｓ１０１に戻る。Ｓ１０４にて出力される表示信号に基づいて、燃料計６０は、現在の燃料の残量を表示する。
【００４６】
ここまで説明した本実施形態では、燃料タンク９０に貯留されている燃料の液面高さに応じて検出信号の周期ｔｃが変化すると、所定時間Δｔにおける電圧変化量ΔＶも、増減する。故に、比例範囲ＰＲであるときにメータ制御回路４０によって取得される電圧変化量ΔＶは、燃料タンク９０に貯留されている燃料の液面高さに対応し得る。加えて、電圧変化量ΔＶが取得される所定時間Δｔでのメータ電源電圧の変動は、当該所定時間Δｔにおける検出信号の変動と比較して、ごく僅かとなる。故に、電圧変化量ΔＶは、メータ電源電圧の変動に影響され難い。以上により、液面センサ２０による検出信号の周期ｔｃの変化を精度良く反映した残量情報が、メータ制御回路４０にて取得される。したがって、燃料残量検出システム１００は、メータ電源電圧が変動しても、燃料タンク９０に貯留されている燃料の現在の残量を高精度に検出できる。
【００４７】
加えて本実施形態では、一周期分の検出信号において、比例範囲ＰＲである時間は、比例範囲ＰＲを除く時間よりも長く取られている。故に、電圧変化量ΔＶを取得可能な時間が確保され易くなるので、メータ制御回路４０は、当該電圧変化量ΔＶを安定して取得し得る。したがって、検出信号の周期ｔｃを変化させることにより燃料の残量を検出する形態であっても、当該残量を検出する作動の確実性は、高く維持される。
【００４８】
また本実施形態のように、のこぎり波状の検出信号では、一周期分の波形における比例範囲ＰＲの時間が、比例範囲ＰＲを除く戻り範囲の時間よりも確実に長く確保される。以上によれば、メータ制御回路４０による電圧変化量ΔＶの取得が安定したものとなるので、燃料の残量を検出する作動の確実性は、さらに高まることとなる。したがって、液面９１の高さに応じて周期ｔｃを変化させる液面センサ２０の出力として、のこぎり波状の検出信号は、特に好適なのである。
【００４９】
さらに本実施形態では、検出信号の周期ｔｃを最小とした際の比例範囲ＰＲの時間よりも、所定時間Δｔは、長く設定されている。故に、周期ｔｃが最小とされた際においても、検出信号の比例範囲ＰＲにおける所定時間Δｔは確保される。以上により、メータ制御回路４０は、検出信号の周期ｔｃの長短に係わらず、所定時間Δｔにおける電圧変化量ΔＶを確実に取得し得る。したがって、燃料残量検出システム１００による残量の検出の確実性は、さらに向上する。
【００５０】
また加えて本実施形態では、検出信号の周期ｔｃの長さに応じて、信号出力部３５は、検出信号の値の変化幅である振幅Ａｖを変化させる。故に、周期ｔｃに係わらず検出信号の振幅を一定とした形態と比較して、本実施形態では、検出信号の周期ｔｃを長くしたときの電圧変化量ΔＶは、さらに小さくなる。以上の構成により、液面高さに対応して変化する電圧変化量ΔＶの増減幅を拡大することができるので、液面センサ２０による出力は、メータ制御回路４０の取得する残量情報にさらに精度良く反映され得る。したがって、燃料残量検出システム１００は、燃料の現在の残量をさらに高精度に検出できる。
【００５１】
尚、本実施形態において、メータレギュレータ５０が特許請求の範囲に記載の「電源」に相当し、メータ電源電圧が特許請求の範囲に記載の「電源電圧」に相当し、センサレギュレータ３１が特許請求の範囲に記載の「センサ電源部」に相当し、メータ制御回路４０が特許請求の範囲に記載の「取得手段」及び「変換手段」に相当し、燃料タンク９０が特許請求の範囲に記載の「容器」に相当し、燃料が特許請求の範囲に記載の「液体」に相当し、燃料残量検出システム１００が特許請求の範囲に記載の「液体残量検出システム」に相当する。
【００５２】
（他の実施形態）
以上、本発明による一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００５３】
上記実施形態において、メータレギュレータ５０は、燃料残量検出システム１００の構成に含まれていなかった。しかし、燃料残量検出システムは、メータレギュレータを含む形態であってもよい。また、燃料残量検出システムは、メータレギュレータによって生成されたメータ電源電圧ではなく、「電源」としてのバッテリから供給される電力を使用することにより、燃料タンク９０に貯留されている燃料の残量を検出する形態であってもよい。
【００５４】
上記実施形態では、のこぎり波状の検出信号が信号出力部３５から出力されていた。しかし、検出信号の波形は、上記実施形態の波形に限定されない。検出信号の波形は、例えば図６に示されるように、三角波状であってもよい。この三角波状の検出信号では、一周期分の波形につき（図６  ｔｃ参照）、比例範囲ＰＲである時間と、当該比例範囲ＰＲを除く戻り時間とが実質的に同一となる。また、所定時間Δｔにおける電圧変化量ΔＶが取得される比例範囲ＰＲは、図６に示されるように時間の経過に比例して値の増加する比例範囲に規定されてもよく、又は、時間の経過に比例して値の減少する比例範囲に規定されてもよい。
【００５５】
上記実施形態において、検出信号は、センサ電圧に対応する初期値から最大振幅値まで一方にのみ値の振れる、片振り波形であった。しかし、検出信号は、比例範囲を含む波形であれば、初期値から両側に値の振れる両振り波形であってもよい。さらに、信号出力部３５は、検出信号を連続して出力してもよく、或いは、一周期毎又は所定回数の周期が出力される毎に値の一定となるインターバル部分を出力してもよい。さらに、上記実施形態において液面高さが低くなる従って長くされていた検出信号の周期ｔｃは、液面高さが低くなるに従って短くされてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、検出信号の周期ｔｃが長くなるに従って、当該検出信号の振幅Ａｖは小さくされていた。しかし、検出信号の振幅は、検出信号の周期に係わらず一定とされてもよい。この形態では、信号出力部から出力される検出信号の周期と、メータ制御回路にて取得される電圧変化量との対応が簡潔となり易いので、予め規定する対応情報が作成容易となる。
【００５７】
上記実施形態において、電圧変化量ΔＶの取得される所定時間Δｔは、３０ミリ秒に設定されていた。しかし、所定時間Δｔは、信号出力部３５の出力する検出信号の周期ｔｃの変化する範囲に応じて、適宜変更されてよい。具体的には、所定時間Δｔは、電圧変化量ΔＶを正確に取得するために、検出信号の周期を最小とした際の比例範囲の時間よりも僅かに短い時間に設定されることが望ましい。同様に、信号出力部３５によって検出信号の周期ｔｃを変化させる範囲も、適宜変更されてよい。
【００５８】
上記実施形態において、信号出力部３５から出力される検出信号は、所定の分解能を備えるデジタル信号であって、電源線４５に出力される電圧であった。しかし検出信号の形態は、上記実施形態のものに限定されない。例えば、検出信号は、連続的に変化するアナログ信号であってもよい。さらに、検出信号は、例えばグラウンド線４６に出力される電流であってもよい。この形態では、メータ制御回路は、グラウンド線４６に出力される電流としての検出信号とメータ電源電圧とに基づいて検出電圧を生成する検出回路、を備える。
【００５９】
上記実施形態において、電圧変化量ΔＶと残量情報との対応を予め規定した対応情報は、データテーブルという形態で、メータ制御回路４０のマイコンに格納されていた。しかし、対応情報の形態は、上記実施形態に限定されない。例えば、電圧変化量ΔＶと残量情報との相関を規定した関数が、対応情報としてマイコン等に格納されていてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、メータ制御回路４０のマイコンによって、特許請求の範囲に記載の「取得手段」及び「変換手段」に相当する機能が、果たされていた。しかし、「取得手段」及び「変換手段」に相当する構成は、上記実施形態のメータ制御回路に限定されない。例えば、複数のマイコンによって構成されるメータ制御回路が、「取得手段」及び「変換手段」に相当する機能を果たしてもよい。又は、液面センサの有する信号出力部が、「取得手段」の機能の一部を果たしてもよい。さらに、プログラムによらないで「取得手段」及び「変換手段」の機能を果たすアナログ回路が、上述のマイコンに替えて、メータ制御回路として用いられていてもよい。
【００６１】
上記実施形態では、液体に浮揚するフロート２１を用いて液面高さを検知する形態の液面センサ２０が用いられていた。しかし、比例範囲を含み、液面高さに応じて周期ｔｃの変化する検出信号を出力可能であれば、例えば超音波式の液面センサや光学式の液面センサが用いられていてもよい。超音波式又は光学式の液面センサとは、液面に向けて出射した超音波又は赤外線が当該液面にて反射し、液面センサに戻ってくるまでの時間を計測することにより、液面高さを検知するセンサである。
【００６２】
以上、本発明を車両の燃料タンク９０に貯留された燃料の残量を検出する燃料残量検出システム１００に適用した例に基づいて説明したが、本発明の適用対象は、燃料残量の検出に限られない。車両に搭載される他の液体、例えばブレーキフルード、エンジン冷却水、エンジンオイル等の容器内の残量検出システムに本発明が適用されてもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機械が備える容器内の液体残量検出システムに、本発明は適用されてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
２０  液面センサ、２１  フロート、２３  マグネットホルダ、２４  フロートアーム、２５  ハウジング、３１  センサレギュレータ（センサ電源部）、３３  ホール素子、３５  信号出力部、４０  メータ制御回路（取得手段，変換手段）、４５，４７  電源線、４６  グラウンド線、５０  メータレギュレータ（電源）、６０  燃料計、８０  コンビネーションメータ、９０  燃料タンク（容器）、９１  液面、１００  燃料残量検出システム（液体残量検出システム）、Ａｖ  振幅、ｔｃ  周期、ＰＲ  比例範囲、Δｔ  所定時間、ΔＶ  電圧変化量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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