JP2012149936A - 燃料残量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクが変形した場合においても燃料残量を正確に測定できる燃料残量測定装置の提供。
【解決手段】燃料タンクに貯留された燃料の液位を検出する液位センサと、前記燃料タンクの変形量であるタンク変形量を検出するタンク変形量検出手段と、前記タンク変形量検出手段で検出されたタンク変形量に基づき、燃料の液位と燃料残量との関係を示すタンク容量特性を決定するタンク容量特性決定手段と、前記液位センサで検出した燃料タンクの液位とタンク容量特性決定手段で決定したタンク容量特性とに基づいて前記タンク内部における燃料残量を求める燃料残量決定手段と、を備える燃料残量測定装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料残量測定装置にかかり、特に、燃料タンクの内圧の増減や外界の気圧および温度の変化などによって燃料タンクが変形した場合においても燃料残量を正確に測定できる燃料残量測定装置に関する。

従来、自動車等の燃料タンクに設けられた燃料残量測定装置には種々の形式が存在するが、その一つとして車両上下方向に延設された縦長形状の検出電極（センサ）を用いて、燃料に検出電極が接する位置を検知し、液位を検出する構成が採用されている。

例えば検出部が常に液中に浸漬される基準電極と、常に液外にある気層電極と、液面と交差する液面電極とを組み合わせ、電極と液との接触／非接触による静電容量の変化から液面を検出する構成の液位センサが提案されている（特許文献１）。

従来の燃料タンク１００においては、たとえば図９に示すように燃料の液面Ｆを検出するための液位センサ１１４を底面２０上に立設し、液位センサ１１４で検出した液面Ｆの高さに基づいて燃料残量を求めていた。

特開２０１０−０２５７８２号公報

しかしながら、気温が上昇したり気圧が低下したりするなどの理由や、燃料タンク１００の内圧が高まるなどの理由によって、図１０に示すように、燃料タンク１００が特に車両上下方向に膨張して変形することがある。そして、燃料タンク１００が変形すると、燃料の液面の高さと燃料残量との関係は、燃料タンクが変形する前とは異なるから、ただ単に液位センサ１１４で燃料の液位を検出して燃料残量を求めたのでは、正確な燃料残量を検出できないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、燃料タンクが変形した場合においても燃料残量を正確に測定できる燃料残量測定装置の提供を目的とする。

請求項１に記載された発明は、燃料タンクに貯留された燃料の液位を検出する液位センサと、前記燃料タンクの変形量であるタンク変形量を検出するタンク変形量検出手段と、前記タンク変形量検出手段で検出されたタンク変形量に基づき、燃料の液位と燃料残量との関係を示すタンク容量特性を決定するタンク容量特性決定手段と、前記液位センサで検出した燃料タンクの液位とタンク容量特性決定手段で決定したタンク容量特性とに基づいて前記タンク内部における燃料残量を求める燃料残量決定手段と、を備える燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置においては、液位センサで燃料タンク内の燃料の液位を検出すると同時に、前記タンク変形量検出手段でタンク変形量を検出し、検出されたタンク変形量に基づいてタンク容量特性決定手段においてタンクク容量特性を決定し、燃料残量決定手段において、液位センサで検出された液位とタンク容量特性とから燃料残量を求める。

請求項２に記載の発明は、前記タンク容量特性決定手段が、複数のタンク変形量に対応するタンク容量特性が記憶されている記憶部と、前記タンク変形量検出手段で検出されたタンク変形量に対応するタンク容量特性を前記記憶部から読み出す読出し部と、を備える請求項１に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置においては、タンク変形量検出手段でタンク変形量が検出されると、前記タンク容量特性決定手段の読出し部が、前記記憶部から前記タンク変形量に対応するタンク容量特性を読み出すことによってタンク容量特性が決定される。

請求項３に記載された発明は、前記タンク変形量検出手段が、前記燃料タンクの高さ方向の変形量を検出する請求項１または２に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置においては、前記タンク変形量検出手段において燃料タンクの高さ方向の変形量を検出して燃料タンクの変形量とする。

請求項４に記載の発明は、前記タンク変形量検出手段が、前記燃料タンクの底面に向かって延在するとともに、先端が燃料タンクに貯留された燃料に浸漬される長さとされ、前記燃料の液面から前記先端までの長さである浸漬長さを検出する補助液位センサと、前記燃料タンクの変形前と変形後とにおける前記液位センサで検出した液位と前記補助液位センサで検出した浸漬長さとから前記タンク変形量を求める燃料残量算定部と、を有する請求項３に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置においては、前記液位センサにおいて燃料の液位、即ち燃料タンクの底面から燃料の液面までの距離を検出するとともに、前記補助液位センサにおいて前記補助液位センサの浸漬長さ、即ち燃料の液面から前記補助液位センサの先端までの距離を検出する。

次に、前記液位から前記浸漬長さを差し引いて燃料タンクの底面から前記補助液位センサの先端までの距離を求める。

燃料タンクの変形前と変形後とにおける前記距離の差が燃料タンクの変形量に相当するから、変形後の前記距離から変形前の前記距離を差し引いて燃料タンクの変形量を求める。

請求項５に記載の発明は、前記液位センサが、一端部において前記燃料タンクの底部に固定され、前記燃料タンクの底面から天井面に向かって延在し、燃料タンクにおける燃料残量最大時の液位よりも上方に設けられたガイドに巻き掛けられて燃料タンク底面に向かって折り返され、他端部においてばねによって燃料タンク底面に向かって付勢されているとともに、前記補助液位センサが前記液位センサの他端部に形成されている請求項４に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置においては、前記液位センサにおいて燃料タンクの底面から燃料の液面までの距離を検出するとともに、前記補助液位センサにおいて前記補助液位センサの浸漬長さ、即ちばねの伸びを検出する。

次に、前記液位から前記ばねの伸びを差し引いて燃料タンクの底面から前記補助液位センサの先端までの距離を求める。

燃料タンクの変形前と変形後とにおけるばねの伸びの差が燃料タンクの変形量に相当するから、変形後のばねの伸びから変形前のばねの伸びを差し引いて燃料タンクの変形量を求める。

請求項６に記載の発明は、前記液位センサが、一端部に形成され、常に燃料に浸かっている燃料リファレンス測定部と、中央部に形成され、常に液外に位置する蒸気リファレンス測定部と、燃料リファレンス測定部と蒸気リファレンス測定部との間に燃料の液面と交差するように形成され、燃料の液位を検出する液位測定部と、を備え、前記液位センサの他端部に位置する補助液位センサは燃料の液面と交差するように形成され、前記浸漬長さを検出する請求項５に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置においては、前記液位センサにおける液位測定部は、一部分が燃料の液面下にあり、残りの部分が液外に位置するから、液位に応じた静電容量を示す。そこで、液位測定部の静電容量を測定して燃料リファレンス測定部および蒸気リファレンス測定部の静電容量と比較することにより、燃料タンク内の液位が求められる。

一方、補助液位センサも先端から液面までの部分は液中に位置し、液面よりも上の部分は液外に位置するから、浸漬長さに応じた静電容量を示す。したがって、補助液位センサの静電容量を測定することにより、浸漬長さが求められる。

請求項７に記載の発明は、前記液位センサは前記燃料タンクの底部に立設され、燃料タンクの天井面に向かって延在し、前記補助センサは前記天井面に立設され前記底面に向かって延在する請求項４に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置の作用は請求項３のところで述べたとおりである。

請求項８に記載の発明は、前記液位センサが、一端部に形成され、常に燃料に浸かっている燃料リファレンス測定部と、他端部に形成され、常に液外に位置する蒸気リファレンス測定部と、燃料リファレンス測定部と蒸気リファレンス測定部との間に燃料の液面と交差するように形成され、燃料の液位を検出する液位測定部と、を備え、前記補助液位センサが燃料の液面と交差するように形成され、前記浸漬長さを検出する請求項７に記載の燃料残量測定装置に関する。

前記燃料残量測定装置の作用は請求項５のところで述べたとおりである。

請求項１の発明によれば、液位センサによって検出された液位だけでなく、タンク容量特性も考慮して燃料残量を決定しているため、燃料タンクが変形した場合においても燃料残量を正確に測定できる燃料残量測定装置が提供される。

請求項２の発明によれば、実際に検出されたタンク変形量に対応するタンク容量特性を記憶部から読み出すことによってタンク容量特性を決定しているから、タンク容量特性決定手段の構成が簡略化でき、しかも高い信頼性でタンク容量特性を決定できる燃料残量測定装置が提供される。

請求項３の発明によれば、燃料タンクの変形は主に高さ方向に生じるから、高さ方向以外の変形を検出する手段を省略することにより、タンク変形量検出手段の構成を簡略化できる燃料残量測定装置が提供される。

請求項４の発明によれば、液位センサで検出した液位と補助液位センサで検出した浸漬長さとから燃料タンクの変形量を求めているから、タンク変形量検出手段の構成が簡略化できる燃料残量測定装置が提供される。

請求項５の発明によれば、液位センサは、一端が燃料タンクの底面に固定され、燃料タンク天井面近傍に設けられたガイドに巻き掛けられて燃料タンク底面に向かって折り返され、他端においてばねで燃料タンクの底面に向かって付勢されているから、燃料タンクの変形によって液位センサが撓むことによる誤差の発生が効果的に抑止される燃料残量測定装置が提供される。

請求項６の発明によれば、液位センサおよび補助液位センサにおいて静電容量の変化によって燃料タンク内の液位および浸漬長さを検出しているから、液位センサおよび補助液位センサにおける検出結果の取り出しおよび処理が容易な燃料残量測定装置が提供される。

請求項７の発明によれば、燃料タンク天井面近傍のガイドおよびばねを省略できるから、請求項５に記載の発明と比較してタンク変形量検出手段の構成を簡略化できる。

請求項８の発明によれば、請求項４に記載の発明と比較してタンク変形量検出手段の構成であって、しかも液位センサおよび補助液位センサにおける検出結果の燃料タンク外への取り出しおよび処理が容易な燃料残量測定装置が提供される。

図１は、実施形態１に係る燃料タンクの構成を示す断面図である。 図２は、実施形態１に係る燃料タンクが備えるタンク変形量検出センサ１１の構成を示す平面図である。 図３は、実施形態１に係る燃料タンクが備えるコンピュータに記憶されたタンク容量特性曲線の概要を示す説明図である。 図４は、実施形態１に係る燃料タンクが高さ方向に変形したところを示す断面図である。 図５は、実施形態２に係る燃料タンクの構成を示す断面図である。 図６は、実施形態２に係る燃料タンクが備える液位センサの構成を示す平面図である。 図７は、実施形態２に係る燃料タンクが備える補助液位センサの構成を示す平面図である。 図８は、実施形態２に係る燃料タンクが高さ方向に変形したところを示す断面図である。 図９は、従来の燃料タンクの構成を示す断面図である。 図１０は、図９に示す燃料タンクが高さ方向に変形したところを示す断面図である。

１．実施形態１
以下、本発明の燃料残量測定装置を備える燃料タンクの一例について図面を用いて説明する。図１以下において矢印ＵＰは車体上側を示す。

燃料タンク１０は、図１に示すように略箱形形状とされた容器であり、設置される車体などの形状や部品配置によってその形状が決定される。また燃料タンク１０は燃料（ガソリンなど）による腐食への耐性、機械的強度、耐衝撃性や衝突の際の安全性などを考慮して素材が選定される。

燃料タンク１０の車体上側の面である天井面３０にはポンプモジュール等の取付口２２が設けられており、取付口２２を外側から閉塞する蓋部２８で、内部の燃料が外へ漏れ出さないように密閉される。車両上方に筒状に突出した取付口２２は蓋部２８で密閉され、取付口２２の外周面に設けられた雄ネジと螺号する螺子蓋１２０で蓋部２８が固定される。

このとき、取付口２２が箱状の燃料タンク１０から突出していると、車体に組み付ける際にスペース効率が低下する虞があるので、取付口２２を燃料タンク１０の内側に沈めるように設ける方が望ましい。この場合、取付口２２および螺子蓋１２０をクリアできる空間を燃料タンク１０の内部に設ける必要がある。

これにより燃料タンク１０の車体上側面は外面が凹んだ凹部２４が形成されており、天井面３０における凹部２４の内側の部分は燃料タンク１０内部の車体下側に向けて突出した凸部２６として形成されている。このため燃料タンク１０の内部に燃料を充填していくと液面Ｆは凸部２６の高さを超え、凸部２６は燃料に浸漬する。

燃料タンク１０は一般的に鋼板または樹脂で形成され、図１に示すように車体上側面に凹凸を設けるなどの方法でベーパー層を確保している。すなわち、揮発性を備えた燃料は外気温やエンジンなどの熱により蒸発し、燃料タンク１０内の空隙に揮発ガス（ベーパー）となって充満する。このとき燃料をタンク全体に満たしてしまった場合、発生した燃料の揮発ガスは逃げ場を失い、燃料タンク１０内が加圧される。これを防ぐため、ある程度の空隙（ベーパー層）を燃料タンク１０内の上部に設定することで、揮発ガスの圧力の逃げ場を確保している。

また、上記のようにベーパー層を確保している燃料タンク１０では、燃料温度の上下（気温、路面や排気管などからの熱の影響）と燃料消費により、加圧と減圧が絶えず繰り返され、機械的ストレスが印加され続ける。このため、燃料タンク１０の上面を複雑な凹凸形状にする事は燃料タンク１０自体の機械的強度を増し、内部圧力の変化に対する対策とする意味も備わっている。

また燃料タンク１０の内部には図示しないポンプユニットが設けられ、内部の燃料をポンプで汲み出し、図示しない燃料ホースで外部へ送り出す構成とされていてもよい。

以下、燃料タンク１０の備える燃料残量測定装置１の構成について説明する。図１に示すように燃料残量測定装置１は、燃料タンク１０の底面２０に固定されたセンサ案内ガイド１３の台座部１３Ａと、燃料タンク１０の変形量を検出するための台座部１３Ａに一端が固定されたタンク変形量検出センサ１１と、台座部１３Ａの直上であって燃料タンク１０における燃料残量最大時の液位よりも上方に位置するとともに、タンク変形量検出センサ１１が巻き掛けられているガイド１２を、を備える。タンク変形量検出センサ１１は、台座部１３Ａに固定された一端部から燃料タンク１０の天井面３０に向かって延在するとともに、ガイド１２に巻き掛けられている。ガイド１２に巻き掛けられたタンク変形量検出センサ１１は、底面２０に向かって折り返されている。センサ案内ガイド１３の頂部には、底面２０に向かって折り返されたタンク変形量検出センサ１１を案内するセンサ案内部１３Ｂが設けられている。タンク変形量検出センサ１１と燃料タンク１０の底面２０との間にはばね１６が取り付けられ、ばね１６によってタンク変形量検出センサ１１は車両下側に向かって付勢されている。

タンク変形量検出センサ１１は、例えば図２（Ａ）に示すように、一端部と中央部とに液位センサ１４が、他端部に補助液位センサ１５とが設けられた構造とされている。そして、液位センサ１４は、車両上下方向を長手とする樹脂フィルムなど折り曲げ可能な絶縁体で形成されたベース１１Ａの表面に電極１４Ｄが設けられた構成とされ、補助液位センサ１５は、ベース１１Ａに電極１５Ａが設けられた構成とれている。タンク変形量検出センサ１１の補助液位センサ１５よりも更に先端寄りに、ばね１６が固定されるばね固定孔１１Ｂが穿設されている。

液位センサ１４は、電極１４Ｄのうち燃料と接している部分の長さと、空気と接している部分の長さとによって変動する電気容量などから、燃料タンク１０の内部に残った燃料の残量を検出する静電容量センサである。

電極１４Ｄは、タンク変形量検出センサ１１の一端部に形成され、常に燃料に浸かっている燃料リファレンス測定部１４Ａと、タンク変形量検出センサ１１の中央部に燃料残量最大時の液面Ｆよりも常に上方に位置するように形成された蒸気リファレンス測定部１４Ｃと、燃料リファレンス測定部１４Ａと蒸気リファレンス測定部１４Ｃとの間に位置し、燃料タンク１０の燃料の液位を測定する液位測定部１４Ｂとに区分されている。

電極１４Ｄは、図２（Ｂ）に示すように、燃料リファレンス測定部１４Ａと液位測定部１４Ｂと蒸気リファレンス測定部１４Ｃとを接続する共通リード線１４Ｆと、燃料リファレンス測定部１４Ａと液位測定部１４Ｂと蒸気リファレンス測定部１４Ｃとの夫々における静電容量を出力する出力側リード線１４Ｇと、共通リード線１４Ｆから所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１４Ｈと、出力側リード線１４Ｇから所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１４Ｉと、を有する。櫛状電極１４Ｈと櫛状電極１４Ｉとは交互に配列されている。

電極１４Ｄにおける共通リード線１４Ｆおよび出力側リード線１４Ｇは、液位センサ１４の端部に設けられた端子１４Ｊで外部のコンピュータ４０と電気的に接続され、液位センサ１４で検出された燃料の液位は、燃料液位情報としてコンピュータ４０に伝達される。

液位センサ１４において、電気的に液位を検出する方法には、たとえば電極１４Ｄ間の静電容量を測定する方法がある。燃料タンクの燃料が消費されると、電極１４Ｄの間の空間は、それまで燃料によって占められていたものが空気によって占められるようになるため、静電容量は減少する。従って、静電容量の減少を検出することにより、燃料が消費されたことを検出できる。このとき、予め空気中に設けられた蒸気リファレンス測定部１４Ｃと、常に液中に存在する燃料リファレンス測定部１４Ａとで検出された値を基準として、測定値を比較することでさらに正確な検出を行うことができる。

補助液位センサ１５もまた、電極１５Ａのうちガソリンなどの燃料と接している部分の長さと、空気と接している部分の長さとによって変動する電気容量などから、補助液位センサ１５の先端から燃料の液面までの距離である浸漬長さを検出する静電容量センサである。

電極１５Ａは、図２（Ｂ）に示すように、静電容量を出力する出力側リード線１５Ｂと、端子１４Ｊのうちの１つを介して液位センサ１４の共通リード線１４Ｆに接続された共通リード線１５Ｅと、共通リード線１５Ｅから所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１５Ｃと、出力側リード線１５Ｂから所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１５Ｄと、を有する。櫛状電極１５Ｃと櫛状電極１５Ｄとは交互に配列されている。

電極１５Ａにおける共通リード線１５Ｅの液位センサ１４における共通リード線１４Ｆに接続された側の端部および出力側リード線１５Ｂの液位センサ１４側の端部には端子１５Ｆが設けられている。なお、共通リード線１５Ｅの共通リード線１４Ｆに接続された側の端部に位置する端子１５Ｆは、液位センサ１４の端子１４Ｊと兼用される。電極１５Ａは、端子１５Ｆを介して外部のコンピュータ４０と電気的に接続され、補助液位センサ１５で検出されたタンク変形量検出センサ１１の浸漬長さはコンピュータ４０に伝達される。

補助液位センサ１５の浸漬長さを電気的に検出する方法には、たとえば電極１５Ａの静電容量を測定する方法がある。燃料タンクの燃料が消費されたり、燃料タンク１０が膨張したりして燃料の液面が下がると、電極１４Ｄの間の空間は、それまで燃料によって占められていたものが空気によって占められるようになるため、静電容量は減少する。

コンピュータ４０は、種々のタンク変形量に対応するタンク容量特性が記憶されている記憶部４１と、燃料タンク１０の変形前および変形後の液位センサ１４および補助液位センサ１５の検出結果に基づいてタンク変形量を求めるとともに、液位センサ１４で検出した燃料タンク１０の変形後の液位と前記タンク変形量に対応するタンク容量特性とから燃料残量を求める計算部４３と、計算部４３で求められたタンク変形量に対応するタンク容量特性を記憶部４１から読み出す読出し部４２と、を備える。ここで、タンク容量特性は、あるタンク変形量における燃料の液位と前記燃料タンクにおける燃料残量との関係を示す特性である。記憶部４１に記憶されているタンク容量特性の一例を図３に示す。

コンピュータ４０の計算部４３においては、液位センサ１４から入力された燃料タンク１０の変形前および変形後の燃料の液位と、補助液位センサ１５から入力された燃料タンク１０の変形前および変形後のタンク変形量検出センサ１１の浸漬長さとから燃料タンク１０のタンク変形量を求める。そして、前記タンク変形量を読出し部４２に入力する。読出し部４２は、入力されたタンク変形量に対応するタンク容量特性を記憶部４１から読み出して計算部４３に入力する。計算部４３においては、燃料タンク１０の変形量と入力されたタンク容量特性とから真の燃料残量を求める。したがって、計算部４３は、本発明における燃料残量決定部に相当する。計算部４３は、また、補助液位センサ１５とともに本発明のタンク変形量検出手段を構成する。

以下、燃料タンク１０において燃料残量を求める手順について説明する。
まず、図２に示すように、変形前の燃料タンク１０について、液位センサ１４で液位Ａ０を測定するとともに、補助液位センサ１５において浸漬長さＢ０を測定する。コンピュータ４０においては、液位センサ１４で測定された液位Ａ０および補助液位センサ１５で測定された浸漬長さＢ０に基づき、燃料タンク１０が変形する前のばね１６の長さＬ０（Ｌ０＝Ａ０−Ｂ０）を求める。ここで、ばね１６の長さＬ０は、燃料タンク１０が変形する前のタンク変形量検出センサ１１の先端から燃料タンク１０の底面２０までの距離であり、言い換えれば補助液位センサ１５の先端から燃料タンク１０の底面２０までの距離でもある。

次に、図４に示すように高さ方向に変形した後の燃料タンク１０について、液位センサ１４で液位Ａ１を測定するとともに、補助液位センサ１５において浸漬長さＢ１を測定する。コンピュータ４０においては、液位センサ１４で測定された液位Ａ１および補助液位センサ１５で測定された浸漬長さＢ１に基づき、燃料タンク１０が変形した後のばね１６の長さＬ１（Ｌ１＝Ａ１−Ｂ１）を求める。ここで、ばね１６の長さＬ１は、燃料タンク１０が変形した後のタンク変形量検出センサ１１の先端から燃料タンク１０の底面２０までの距離であり、言い換えれば補助液位センサ１５の先端から燃料タンク１０の底面２０までの距離でもある。

コンピュータ４０における計算部４３は、は、次いで、以下の式；ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ０によって燃料タンク１０の変形によるばね長の変化ΔＬを算定する。ばね長の変化ΔＬは、燃料タンク１０の変形量でもある。

ここで、記憶部４１には、前述のように燃料タンク１０のタンク容量特性として、図３のグラフに示すように、種々の変形量ΔＬ（たとえばΔＬ＝−１０ｍｍ、−５ｍｍ、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ）に対応する燃料の液位と燃料残量との関係に関するタンク容量特性を示すタンク容量特性曲線が記憶されている。

読出し部４２は、図３の関係曲線から、式：ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ０によって求められた燃料タンク１０の変形量ΔＬに対応するタンク容量特性曲線を読み出して計算部４３に入力する。計算部４３においては、入力されたタンク容量特性曲線に液位Ａ１を当てはめて液位Ａ１に対応する燃料残量を求める。たとえば、変形量ΔＬが５ｍｍであったときは、コンピュータ４０は図３においてΔＬ＝５ｍｍに対応するタンク容量特性曲線を選択する。そして、選択されたタンク容量特性曲線上において液位Ａ１に対応する燃料残量を読み取り、この燃料残量を真の燃料残量として燃料計（図示せず。）に表示する。

実施形態１の燃料残量測定装置１によれば、燃料タンク１０が高さ方向に変形した場合においても正しい燃料残量が測定される。

また、燃料タンク１０の変形前および変形後の燃料タンク１０の液位および補助液位センサ１５の浸漬長さはいずれも静電容量の変化として測定されるから、コンピュータ４０における処理および燃料計における表示が容易である。

更に、液位センサ１４および補助液位センサ１５が設けられたタンク変形量検出センサ１１は、ばね１６の付勢力によって常に緊張した状態にあるから、タンク変形量検出センサ１１が弛むことによる誤差の発生が効果的に抑止される。

２．実施形態２
以下、本発明の燃料残量測定装置の別の例について図面を用いて説明する。図５〜図７において得に断らない限り、図１〜図４と同一の符号は、前記符号が図１〜図４において示すのと同一の要素を示す。

図５および図８に示すように、実施形態２に係る燃料残量測定装置２は、燃料タンク１０の底面２０から天井面３０に向かって立設された液位センサ１４と、燃料タンクの天井面から底面２０に向かって立設された補助液位センサ１５と、液位センサ１４および補助液位センサ１５が接続されたコンピュータ４０と、を備える。

液位センサ１４は、図６（Ａ）に示すように、車両上下方向を長手とする樹脂フィルムなど折り曲げ可能な絶縁体で形成されたベース１４Ｅの表面に電極１４Ｄが設けられた構造とされ、電極１４Ｄのうちガソリンなどの燃料と接している部分の長さと、空気と接している部分の長さとによって変動する電気容量などから、燃料タンク１０の内部に残った燃料の残量を検出する静電容量センサである。

液位センサ１４において、電極１４Ｄは、常に燃料に浸かっている燃料リファレンス測定部１４Ａと、燃料残量最大時の液面Ｆよりも常に上方に位置するように形成された蒸気リファレンス測定部１４Ｃと、燃料リファレンス測定部１４Ａと蒸気リファレンス測定部１４Ｃとの間に位置し、燃料タンク１０の燃料の液位を測定する液位測定部１４Ｂとに区分されている。

電極１４Ｄは、図６（Ｂ）に示すように、燃料リファレンス測定部１４Ａと液位測定部１４Ｂと蒸気リファレンス測定部１４Ｃとを接続する共通リード線１４Ｆと、燃料リファレンス測定部１４Ａと液位測定部１４Ｂと蒸気リファレンス測定部１４Ｃとの夫々における静電容量を出力する出力側リード線１４Ｇと、共通リード線１４Ｆから所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１４Ｈと、出力側リード線１４Ｇから所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１４Ｉと、を有する。櫛状電極１４Ｈと櫛状電極１４Ｉとは交互に配列されている。

電極１４Ｄにおける共通リード線１４Ｆおよび出力側リード線１４Ｇは、液位センサ１４の端部に設けられた端子１４Ｊでコンピュータ４０と電気的に接続されている。

液位センサ１４において電気的に液位を検出する方法については実施形態１のところで述べたとおりである。

補助液位センサ１５は、図７（Ａ）に示すように車両上下方向を長手とする樹脂フィルムなど折り曲げ可能な絶縁体で形成されたベース１５Ｇの表面に電極１５Ａが設けられた構造とされ、電極１５Ａのうちガソリンなどの燃料と接している部分の長さと、空気と接している部分の長さとによって変動する電気容量などから、補助液位センサ１５の先端から燃料の液面までの距離である浸漬長さを検出する静電容量センサである。補助液位センサ１５は、前端が燃料タンク１０に貯留された燃料に浸漬されるが、燃料タンク１０の底面２０には当接しない長さとされている。

電極１５Ａは、図７（Ｂ）に示すように、静電容量を出力する１対の出力側リード線１５Ｂと、出力側リード線１５Ｂの一方から所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１５Ｃと、出力側リード線１５Ｂの他方から所定の間隔で水平方向に突設された櫛状電極１５Ｄと、を有する。櫛状電極１５Ｃと櫛状電極１５Ｄとは交互に配列されている。

電極１５Ａにおける出力側リード線１５Ｂは端子１５Ｆを介して外部のコンピュータ４０と電気的に接続され、補助液位センサ１５で検出されたタンク変形量検出センサ１１の浸漬長さはコンピュータ４０に伝達される。

補助液位センサ１５の浸漬長さを電気的に検出する方法については実施形態１のところで述べたとおりである。

以下、燃料タンク１０において燃料残量を求める手順について説明する。

まず、図５に示すように、変形前の燃料タンク１０について、液位センサ１４で液位Ａ０を測定するとともに、補助液位センサ１５において浸漬長さＢ０を測定する。コンピュータ４０においては、液位センサ１４で測定された液位Ａ０および補助液位センサ１５で測定された浸漬長さＢ０に基づき、燃料タンク１０が変形する前の補助液位センサ１５の先端から燃料タンク１０の底面２０までの距離Ｌ０（Ｌ０＝Ａ０−Ｂ０）を求める。

次に、図８に示すように高さ方向に変形した後の燃料タンク１０について、液位センサ１４で液位Ａ１を測定するとともに、補助液位センサ１５において浸漬長さＢ１を測定する。コンピュータ４０においては、液位センサ１４で測定された液位Ａ１および補助液位センサ１５で測定された浸漬長さＢ１に基づき、燃料タンク１０が変形した後の補助液位センサ１５の先端から燃料タンク１０の底面２０までの距離Ｌ１（Ｌ１＝Ａ１−Ｂ１）を求める。

コンピュータ４０は、次いで、以下の式；ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ０によって燃料タンク１０の変形量ΔＬを求める。

燃料タンク１０の変形量ΔＬと変形後の液位Ａ１とから燃料残量を求める手順については実施形態１で述べたとおりである。

実施形態２の燃料残量測定装置２は、実施形態１の燃料残量測定装置１の有する特長に加え、タンク変形量検出センサ１１を巻き掛けるためのガイド１２、およびタンク変形量検出センサ１１の他端を底面２０に向かって付勢するばね１６が不要であるから、実施形態１の燃料残量測定装置１と比較して構成がより簡略であるという特長を有する。

１ 燃料残量測定装置
２ 燃料残量測定装置
１０ 燃料タンク
１１ タンク変形量検出センサ
１１Ａ ベース
１１Ｂ 固定孔
１２ ガイド
１３ センサ案内ガイド
１３Ａ 台座部
１３Ｂ センサ案内部
１４ 液位センサ
１４Ａ 燃料リファレンス測定部
１４Ｂ 液位測定部
１４Ｃ 蒸気リファレンス測定部
１４Ｄ 電極
１５ 補助液位センサ
１５Ａ 電極
２０ 底面
３０ 天井面
４０ コンピュータ
１００ 燃料タンク

Claims (8)

1. 燃料タンクに貯留された燃料の液位を検出する液位センサと、
   前記燃料タンクの変形量であるタンク変形量を検出するタンク変形量検出手段と、
   前記タンク変形量検出手段で検出されたタンク変形量に基づき、燃料の液位と燃料残量との関係を示すタンク容量特性を決定するタンク容量特性決定手段と、
   前記液位センサで検出した燃料タンクの液位とタンク容量特性決定手段で決定したタンク容量特性とに基づいて前記タンク内部における燃料残量を求める燃料残量決定手段と、
   を備える燃料残量測定装置。
2. 前記タンク容量特性決定手段は、複数のタンク変形量に対応するタンク容量特性が記憶されている記憶部と、前記タンク変形量検出手段で検出されたタンク変形量に対応するタンク容量特性を前記記憶部から読み出す読出し部と、を備える請求項１に記載の燃料残量測定装置。
3. 前記タンク変形量検出手段は、前記燃料タンクの高さ方向の変形量を検出する請求項１または２に記載の燃料残量測定装置。
4. 前記タンク変形量検出手段は、
   前記燃料タンクの底面に向かって延在するとともに、先端が燃料タンクに貯留された燃料に浸漬される長さとされ、前記燃料の液面から前記先端までの長さである浸漬長さを検出する補助液位センサと、
   前記燃料タンクの変形前と変形後とにおける前記液位センサで検出した液位と前記補助液位センサで検出した浸漬長さとから前記タンク変形量を求める燃料残量算定部と、
   を備える請求項３に記載の燃料残量測定装置。
5. 前記液位センサは、
   一端部において前記燃料タンクの底部に固定され、
   前記燃料タンクの底面から天井面に向かって延在し、燃料タンクにおける燃料残量最大時の液位よりも上方に設けられたガイドに巻き掛けられて燃料タンク底面に向かって折り返され、他端部においてばねによって燃料タンク底面に向かって付勢されているとともに、
   前記補助液位センサは前記液位センサの他端部に形成されている
   請求項４に記載の燃料残量測定装置。
6. 前記液位センサは、一端部に形成され、常に燃料に浸かっている燃料リファレンス測定部と、中央部に形成され、常に液外に位置する蒸気リファレンス測定部と、燃料リファレンス測定部と蒸気リファレンス測定部との間に燃料の液面と交差するように形成され、燃料の液位を検出する液位測定部と、を備え、
   前記液位センサの他端部に位置する補助液位センサは燃料の液面と交差するように形成され、前記浸漬長さを検出する請求項５に記載の燃料残量測定装置。
7. 前記液位センサは前記燃料タンクの底部に立設され、前記燃料タンクの天井面に向かって延在し、前記補助センサは前記天井面に立設され前記底面に向かって延在する請求項４に記載の燃料残量測定装置。
8. 前記液位センサは、一端部に形成され、常に燃料に浸かっている燃料リファレンス測定部と、他端部に形成され、常に液外に位置する蒸気リファレンス測定部と、燃料リファレンス測定部と蒸気リファレンス測定部との間に燃料の液面と交差するように形成され、燃料の液位を検出する液位測定部と、を備え、
   前記補助液位センサは燃料の液面と交差するように形成され、前記浸漬長さを検出する請求項７に記載の燃料残量測定装置。

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