CN1521037A - 用于检测箱体中液体剩余量的系统 - Google Patents
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Abstract
一种液体剩余量检测系统，包括一个用来将一个浮子的位移传递到一个旋转角度传感器的位移传递部分，其包括安装到箱体底部的一个支架，一个臂，该臂带有一个可旋转地安装到上述支架的一个基座端和安装到上述浮子的一个前端，以及一个用来连接上述旋转角度传感器和上述臂的基座端的连接机构。上述连接机构消除了浮子由于箱体底部发生垂直位移而产生的位移。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测箱体中液体剩余量的系统，其适用于，例如，检测汽车燃油箱中燃油剩余量。
背景技术
典型地，如日本公开实用新案公报JP-U 64-38534所公开的，安装在车上的燃油箱带有一个飘浮式水平检测系统，例如，用于检测燃油箱中剩余的燃油量。这种飘浮式水平检测系统主要包括一个可以随着燃油箱中的燃油量上下移动浮子，一个固定安装在燃油箱中的传感器部分，其用来根据浮子的位移检测燃油的水平位置，以及一个位移传输部分，其包括一个用于将浮子位移传递到上述传感器部分的臂。
当燃油箱中的燃油增加或减少时，浮子随着燃油水平面垂直移动，并被传递到传感器部分，这样燃油箱中的剩余燃油量根据燃油的水平位置被检测。
然而，典型的水平检测系统通过固定安装在燃油箱顶面上的传感器部分检测剩余燃油量，浮子随着燃油箱中燃油水平位置的移动而产生的位移通过上述臂直接传递到上述传感器部分。这种结构引起下述问题。
在近年来的客车或类似车辆上，有采用轻质的弹性材料，例如合成树脂制造燃油箱的趋势，以便获得整车重量的降低。由轻质弹性材料制成的燃油箱可以随着积聚在其中的燃油的重量、箱体压力、和外界温度变化以及震动、冲击和车辆行驶过程中发生的类似情况而变形。
当燃油箱变形时，燃油箱中燃油的水平面相应地垂直变化。那么，上述水平检测系统检测和输出的剩余燃油量包括由于燃油剩余量的变化而产生的水平位移，其不同于实际的燃油剩余量，导致不能够稳定地检测准确的燃油剩余量。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于检测箱体中剩余液体量的系统，其允许连续而稳定地检测箱体中的剩余液体量，并且因此增加该系统的可靠性。
本发明提供一种用于检测箱体中剩余液体量的系统，该系统包括：一个浮子，其随着液体的水平面运动产生位移；一个安装在上述箱体底面上一个位置处的传感器部分，该传感器部分根据浮子的位移检测剩余的液体量；以及一个位移传递部分，其向上述传感器部分传递浮子的位移，该位移传递部分包括一个安装在上述箱体底部的一个支撑件，带有一个基座端的臂安装到上述支撑件上，且其前端安装到浮子上；以及一个连接机构，其连接上述传感器部分和臂的基座端。
附图说明
参照附图，根据下述说明本发明的其他目的和特征将更加清楚，其中：
附图1是根据本发明用于检测箱体中液体剩余量的系统的第一实施例的纵向剖面图；
附图2是沿着附图1中的II-II线的剖视图；
附图3是类似于附图1的视图，其示出了该系统的操作；
附图4是类似于附图3的视图，其示出了本发明的第二实施例；
附图5是类似于附图2的视图，其沿着附图4中的V-V线；
附图6是表示第一实施例的变化的部分放大视图；
具体实施方式
参见附图，其中相似的附图标记表示类似的部分，描述本发明用于检测箱体中剩余液体量的系统。
参见附图1-3，其中示出了本发明的第一实施例。一个燃油箱1被安装在车上，如下所述其包括一个由轻质弹性材料，例如合成树脂制成的一个主体2，以及一个盖板3。燃油箱1包括一个安装凸缘，未示出，其如下面将要描述的，设置在顶面2C上、侧面2B的上部、或箱体主体2的类似部分上，通过使用上述凸缘，燃油箱1被固定到一个支架或车辆的类似部分上。
如图1所示，油箱主体2包括一个底面2A、绕着底面2A向上延伸的侧面2B、与侧面2B的上端整体形成以便从其上端遮住侧面2B的顶面2C、一个大致形成在顶面2C中间部分的开口2D及类似部分。一个燃油泵，未示出，与一个下面将要描述的剩余油量检测系统11一起经开口2D被插入油箱主体。
与油箱主体2一起构成燃油箱1的盖板3，用与油箱主体2大致相同的树脂材料制成。盖板3用来从上部封闭油箱主体2的开口2D。一个旋转角度传感器13如下所述被固定在盖板3朝向油箱主体2内部的下侧。
剩余油量检测系统11，形成该实施例中用于检测液体剩余量的系统，用来检测燃油箱1中积聚的剩余燃油量F。系统11包括一个下面将要描述的浮子12、旋转角度传感器13、一个位移传递部分14以及类似部分。
如下所述，浮子12被安装在一个臂18的前端，并随着积聚在燃油箱1中的燃油F的水平面垂直移动。
旋转角度传感器或传感器部分13被固定地安装在燃油箱1中的底面2A上，并用来依靠电、磁或光检测旋转角度。如图1和2所示，旋转角度传感器13主要包括一个固定到盖板3底侧的一个底板13A、一个可旋转地安装在上述底板13A上的旋转轴13B，一个围绕上述旋转轴13B形成的电阻13C、固定到下面将要描述的一第二杆21上的一个导电滑块13D，其与电阻13C滑动接触。
浮子12的位移通过第二杆21和类似件被传递到滑块13D，其在电阻13C上以滑动的方式移动，获得电阻13C的阻抗值根据浮子12的位移的改变。旋转角度传感器13根据电阻13C的阻抗检测燃油的水平位置或剩余量F。
传递部分14的位移用来将浮子12的位移传递到旋转角度传感器13，并且包括一个下面将要描述的支架15、臂18、一个连接机构19和类似件。
支架或支撑件15布置在油箱主体2的底面2A上，并包括一个固定地安装在底面2A的固定部分或固定支撑部分16，以及一个可动地安装在上述固定部分16上的可动部分或可动支撑部分17。
固定支撑部分16的形状类似一个矩形板，并且从油箱主体2的底面2A向上延伸。一个槽16A形成再固定支撑部分16的上端，与底面2A平行地水平延伸。另一方面，可动支撑部份17的形状类似一个矩形板，其小于上述固定支撑部分16，并且有一个带有从其上延伸的两个导向销17A的下端。可动支撑部分17与固定支撑部分16的槽16A可滑动地接合，并且在其中被导向时可以水平移动。一个销17B被布置在可动支撑部分17的中央，沿着与固定支撑部分16相反的方向伸出。
臂18有一个由可动支撑部分17的销17B可旋转地支撑的基座端18A，和一个安装到浮子12的前端或自由端18B。一个第一杆20，如下面将要描述的，与臂18的基座端18A整体形成。
连接机构19布置在旋转角度传感器13和臂18的基座端18A之间，并包括由一第一杆20、一第二杆21、一第一连杆22、一第二连杆23和类似的部件组成的一个平行四连杆机构。连接机构19用来将随燃油的水平面F移动的浮子12的位移经臂18传递到旋转角度传感器13。
第一杆20与臂18的基座端18A整体形成，并且与臂18形成一个给定的角度。第一杆20随着臂18一起绕可动支撑部分17的销17B旋转。一个销20A突出地布置在上述第一杆20的前端部。
第二杆21固定地安装到旋转角度传感器13的旋转轴13B，并且与第一杆20的长度大致相同。如图2所示，滑块13D在朝向旋转角度传感器13的电阻13C处被固定到第二杆21。一个销21A突出地布置在上述第二杆21的前端部。
第一连杆22布置在旋转角度传感器13的旋转轴13B和可动支撑部分17的销17B之间，并且其一端可旋转地安装到旋转轴13上，另一端可旋转地安装到销17B上。
第二连杆23布置在第一杆20和第二杆21之间，并且与第一杆20的长度大致相同。第二连杆23有一端可旋转地安装到第一连杆20的销20A上，另一端可旋转地安装到第二杆21的销21A上。
当燃油箱1中积聚的燃油的水平面F从附图1中实线所示的位置移动到附图3中实线所示的位置时，会引起浮子12随燃油平面的位移。随后，臂18绕着可动支撑部分17的销17B沿着箭头A的方向旋转。第一杆20与臂18一起旋转，该运动经第二连杆23被传送到第二杆21。第二杆21绕着旋转轴13B沿着箭头B的方向旋转。随后，固定到第二杆21的滑块13D在旋转角度传感器13的电阻13C上以滑动的方式移动。
下面，描述剩余油量检测系统11的操作。积聚在燃油箱1中的燃料F利用一个燃油泵，未示出，被排放到燃油箱1的外侧，例如，用于供应汽车发动机。燃油箱1中的燃料F随着发动机的消耗而逐渐减少，相应地其水平面降低。
在服务站或类似地点，未示出，将燃油箱1加满燃油F时，燃油F通过添加量逐渐地积聚在燃油箱1中，其水平面上升。
当燃油箱1中积聚的燃油F的水平面，由于燃油F的消耗而从附图1中实线所示的位置移动到附图3中实线所示的位置时，浮子12随着燃油水平面向下移动。浮子12的位移使臂18和与臂18的基座端18A成整体的第一杆20绕着可动支撑部分17的销17B燃着箭头A的方向旋转。
由于连接机构19包括一个平行四连杆，通过第二连杆23连接到第一杆20的第二杆21与第一杆20以相同的角度沿着箭头B的方向绕旋转角度传感器13的旋转轴13B旋转。固定到第二杆21的滑块13D随之以滑动的方式在旋转角度传感器13的电阻13V上移动。
这样，旋转角度传感器13可以根据电阻13C的阻抗值检测燃油F的水平位置，由此可以确定燃油箱1中积聚的剩余燃油F量。
当燃油箱1中的燃油F的水平面位于附图3中实线所示的位置，且油箱的主体2由于油箱1的压力变化或类似原因而变形引起底面2A向下移动距离C时，积聚在燃油箱1中的燃油F的水平面也随着底面2A的移动而向下移动，如图3中的双点划线所示。
对燃油F的水平面的位移等于C的一个实例进行说明。固定支撑16和可动支撑17随着底面2A的位移向下移动。但是，由于可动支撑部分17的导向销17A与固定支撑部分16的槽16A滑动接合，且可动支撑部分17的销17B通过第一连杆22与旋转角度传感器13的旋转轴13B连接，可动支撑部分17绕着旋转轴13B旋转，并且在槽16A中被导向时相对于固定支撑部分16水平移动。随后，构成连接机构19的第一杆20、第一连杆22和第二连杆23从实线所示的位置移动到双点划线所示的位置，参见附图3。
由于连接机构19包括一个平行四连杆机构，所以构成连接机构19的第二杆21保持附图3中实线所示的位置，即在底面2A位移之前的位置，无论第一杆20、第一连杆22和第二连杆23的位移如何。这样，固定到第二杆21的滑块13D不会在旋转角度传感器13的电阻13C上移动，保证电阻13的阻抗保持在一个给定值。
随后，当燃油F的水平面随着燃油箱1的变形而移动时，连接机构19可以消除浮子12由于燃油箱1的变形而引起的位移，防止将浮子12的位移错误地传递到旋转角度传感器13。
这样，在该第一实施例中，支架15布置在燃油箱1的底面2A上，且臂18其前端有一个浮子12，其基座端18A可旋转地安装在可动支撑部分17的销17B上，上述可动支撑部分17构成支架15。且臂18的基座端18A和旋转角度传感器13通过连接机构19相连。
这样，即使燃油箱1变形，浮子12由于燃油箱的变形而引起的位移可以被连接机构19和类似部分消除，保证稳定地检测燃油箱1中燃油的准确剩余量，免除燃油箱1变形带来的影响。因此，可以提高燃油F剩余量的检测精度，增加燃油剩余量检测系统11的可靠性。
如果由于燃油箱1变形而引起的底面2A的位移(例如，附图3中的距离C)与燃油F的水平面(距离C)不是1∶1的对应比例，杆20、21的长度或类似参量可以根据每个燃油箱1的比例进行调整以适当地设定连接机构19的操作。这样，能够以如上所述的方式防止将浮子12的位移错误地传递到旋转角度传感器13。而且，即使检测到的油箱主体2的底面2A的位移与燃油F的水平面不是线性的对应关系，设定一个适当的比例值也可以保证装置的准确度。
参见附图4和5，其中示出了本发明的第二实施例，其与第一实施例大致相同，除了与燃油分离的一个传感器壳体密封地布置在油箱中，其中容纳一个传感器部分。
特别地，一个燃油剩余量检测系统31布置在燃油箱1中，且其与第一实施例中的燃油剩余量检测系统11具有大致相同的结构，如下所述包括浮子12、位移传递部分14、一个传感器壳体32、一个旋转角度传感器33和类似件。
传感器壳体32布置在燃油箱1中并固定在盖板3底面上。如图5所示，传感器壳体32作为一个与燃油F分离的箱体在油箱1中密封地形成，其中容纳旋转角度传感器33。一个底部凹进的圆柱部分32A形成在传感器壳体32的侧面，向传感器壳体32的内部伸出。
旋转角度传感器或传感器部分33设置在传感器壳体32中，并且如下所述包括一个旋转轴33A、一个磁耦合部分36和类似件，其中浮子12的位移经一个轴35传递到上述旋转轴。旋转角度传感器33通过使用一个检测元件，未示出，来电力或磁力检测，例如，旋转轴33A的旋转角度，据此确定燃油F的水平位置，即燃油箱1中的燃油F的剩余量。
一个轴支撑板34固定在盖板3的下侧，朝向传感器壳体32凹进的圆柱部分32A。轴35的轴向中间部分被可旋转地支撑在轴支撑板34的下端。轴35的一端固定构成连接机构19的第二杆21且第一连杆22可旋转地安装于其上，且轴的另一端延伸到传感器壳体32凹进的圆柱部分32A中。
磁耦合或非接触耦合部分36布置在旋转角度传感器33的旋转轴33A和轴35的另一端之间，并且包括固定到旋转角度传感器33的旋转轴33A的凹进部分37和固定到轴35另一端的突出部分38。磁耦合部分36将轴35的旋转以非接触的方式传递到旋转角度传感器33的旋转轴33A，传感器壳体32的凹进圆柱部分32A保持在凹进和突出部分37、38之间。
凹进连接部分37包括一个磁安装圆柱37A以及一个外磁铁37B，上述磁安装圆柱象一个有盖子的圆柱体围绕着传感器壳体32的凹进圆柱部分32A并固定到旋转轴33A，上述外磁铁带有S极和N极，其周向交替地设置在磁铁安装圆柱37A的内圆周表面上。另一方面，突出连接部分38包括一个磁安装圆柱38A以及一个内磁铁38B，上述磁安装圆柱位于传感器壳体32的凹进圆柱部分32A的内圆周处并且与轴35的另一端接合，上述内磁铁带有S极和N极，其周向交替地设置在磁铁安装圆柱38A的外圆周表面上。
由于磁耦合部分36，凹进连接部分37的外磁铁37B和突出部分38的内磁铁38B穿过传感器壳体32的凹进圆柱部分32A相互吸引，使凹进连接部分37随着突出连接部分38一起转动。由此，浮子12的位移经过臂18、连接机构19、轴35、磁耦合部分36和类似件，可以传递到密封地容纳在传感器壳体32中的旋转角度传感器33的旋转轴33A。
燃油剩余量检测系统31的操作与上述第一实施例中的燃油剩余量检测系统11基本相同。
在第二实施例中，用于检测油箱1中燃油F剩余量的旋转角度传感器3密封地设置在传感器壳体32中，与油箱1中的燃油F分离。且旋转角度传感器3的旋转轴33A和连接机构19的第二杆21经过一个非接触式耦合相连。
这样，即使积聚在燃油箱1中的燃油F的水平面在车辆行驶或类似过程中波动很大，传感器壳体32也能确保防止燃油F粘附到旋转角度传感器33上。由此可以防止旋转角度传感器33因为燃油F附着而腐蚀，保证旋转角度传感器33能够长时间地准确检测燃油F剩余量。
已经结合示例性的实施例描述了本发明，应当注意本发明不限于这些实施例，且不脱离本发明的范围可以进行各种变化和修改。
在第一实施例中，以示例的方式，旋转角度传感器33经盖板3被固定到燃油箱1的顶面2C。选择性地，参见附图6，旋转角度传感器13可以被固定到燃油箱1的侧面2B。在这种变化中，布置了一个固定到燃油箱1侧面2B的传感器支撑板41，旋转角度传感器13经该板被固定到侧面2B。
另外，在第二实施例中，传感器壳体32被设置在燃油箱1中。选择性地，该传感器壳体可以布置在燃油箱1外侧，而设置在传感器壳体中的旋转角度传感器13和连接机构19通过非接触式耦合部分36相连。
更进一步地，在第二实施例中，磁耦合部分36用来将轴35的旋转传递到旋转角度传感器33的旋转轴33A。选择性地，其他装置，例如霍尔元件也可以用于此目的。
此外，在示例性的实施例中，构成连接机构19的第一连杆22被连接到旋转角度传感器13的旋转轴13B和可动支撑部分17的销17B。选择性地，第一连杆22可以被连接到提供在除旋转轴13B之外的任意件的销上以及提供在除可动支撑部分17之外的任意件的销上。
而且，在示例性的实施例中，可动支撑部分17可动地安装到固定支撑部分16。选择性地，可动支撑部分17可以被安装到布置在燃油箱1中、主体2的内表面或类似部分的其他件上。
此外，在示例性的实施例中，旋转轴13B可以旋转地安装到旋转角度传感器13的底板13A上，构成连接机构19的第二杆21固定到该旋转轴上。选择性地，可以布置一个固定安装到底板13A上的轴，第二杆21可旋转地安装到该轴上。
更进一步地，在示例性的实施例中，销17B伸出地提供在可动支撑部分17，以便可旋转地支撑臂18的基座端18A。选择性地，可动支撑部分17的一个单独且分离的销可用于连接可动支撑部分17和臂18的基座端18A。同样的方式也适用于第一杆20的销20A和第二杆21的销21A。
此外，在示例性的实施例中，本发明适用于用来检测燃油箱1中积聚的燃油F的剩余量的系统。选择性地，本发明可用于用来检测积聚在一个箱体中的液体，例如工作流体、化学试剂或类似液体的剩余量的系统。
2003年1月7日提交的日本专利申请P2003-001324的全部内容在此结合作为参考。
Claims (10)
1.一种用来检测箱体中液体剩余量的系统，包括：
一个浮子，其随着液体的水平面运动产生位移；
一个传感器部分，其连接到上述箱体底部上的位置，该传感器部分根据上述浮子的位移检测液体的剩余量；以及
一个位移传递部分，其将上述浮子的位移传递到上述传感器部分，该位移传递部分包括一个安装到箱体底部的支撑件，一个带有安装到上述支撑件上的一基座端和安装到上述浮子的一前端的臂，以及一个连接(连杆)机构，其连接上述传感器部分和上述臂的基座端。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，上述连接机构用来消除由于箱体底部的垂直位移而产生的浮子位移。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，上述位移传递部分的支撑件包括一个安装到上述箱体底部的固定部分和一个安装到上述臂的基座端的可动部分。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，上述可动部分水平可动地安装到上述固定部分。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，上述连接机构包括一个平行连杆机构(parallel link)。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括在上述箱体处的一个传感器壳体，该传感器壳体容纳上述传感器部分。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，上述传感器壳体布置在箱体中，与箱体中的液体密封地分离。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括用于连接上述连接机构和传感器壳体中的传感器部分的一非接触式连接部分。
9.一种用来检测箱体中液体剩余量的系统，包括：
一个浮子，其随着液体的水平面运动产生位移；
一个传感器部分，其连接到上述箱体底部上的位置，该传感器部分根据上述浮子的位移检测液体的剩余量；
一个位移传递部分，其将上述浮子的位移传递到上述传感器部分，该位移传递部分包括一个安装到箱体底部的支撑件，一个带有安装到上述支撑件上的一基座端和安装到上述浮子的一前端的臂，以及一个连接机构，其连接上述传感器部分和上述臂的基座端，该连接机构消除浮子由于箱体底部发生垂直位移而产生的位移；
一个传感器壳体，密封地布置在上述箱体中，与箱体中的液体分离，该传感器壳体容纳上述传感器部分；以及
一个非接触式连接部分，其连接上述连接机构和上述传感器壳体中的传感器部分。
10.一个装置，包括：
一个箱体，具有剩余量液体；
一个浮子，其随着液体的水平面运动产生位移；
一个传感器部分，其连接到上述箱体底部上的位置，该传感器部分根据上述浮子的位移检测液体的剩余量；一个位移传递部分，其将上述浮子的位移传递到上述传感器部分，该位移传递部分包括一个安装到箱体底部的支撑件，一个带有安装到上述支撑件上的一基座端和安装到上述浮子的一前端的臂，以及一个连接机构，其连接上述传感器部分和上述臂的基座端，该连接机构消除浮子由于箱体底部发生垂直位移而产生的位移。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |