水平位置传感器的安装

本发明涉及水平位置传感器的安装。

通常，机动车的燃料系统使用一种旋转电阻式油位传感器，该 传感器直接安装于燃料泵模块以测量箱内剩余燃料。

由于很多OEM将诸如电池、排气部件、和传动系统(传输线) 部件的其他部件封装在燃料箱周围或穿过燃料箱，使得燃料箱正变 得越来越复杂。塑料燃料箱的主要优势是让汽车制造商们能够尽可 能完善燃料的储存并可以利用到可用的车辆环境。然而，由于这个 方面的发展，现在，许多燃料系统被设计为具有位于满油位下方的 泵模块(pump module)。这被称为湿泵安装(wet pump mounting)。 湿安装经常阻止旋转油位传感器扫描至全停油位(full stop fuel level)。提高该测量范围需要一个较长的传感器浮臂杆(float arm rod)或者延伸支架，用来对于传感器安装架进行再定位或传感器安 装架延伸离开泵模块。这会增加在箱内安装泵模块组件的难度并且 也会降低测量的准确度。通常，即使带有延伸件，对于旋转油位传 感器浮臂来说，也不能达到最优化的扫描。

与电阻式旋转油位传感器有关的其他问题是，由侵蚀性燃料引 起的对电阻电路板的损坏、有限的分辨率、以及活动件的磨损和损 坏。

由于这些问题，汽车制造商宁愿使用不带有活动件的油位传感 器。

尽管已有很多不带活动件的技术，但其价格通常比电阻式旋转 量表(resistive rotary gage)高2至5倍。由于价格高的原因，用于 生产应用的非活动件型油位传感器的引入仅限于特殊车辆。

一些非活动件型油位传感器所具有的另一问题是它们不是以 底部为基准的(意思是它们无法测量到底部，即，燃料箱的空液位)， 这是因为它们通常只是固定在燃料箱的顶部，而不是底部。

例如，US4,679,431教导了一种安装方法，其使用一种特殊的 带有多个盘的相当复杂的系统将一个电容油位传感器只安装在箱 的顶部。

由于缺乏底部基准而导致的测量精度差的问题已经在文献 FR2,560,167中得到解决，该文献是利用使量表延伸出箱体的这种 安装方法来解决这个问题的，但由于渗漏(环境的)原因，目前避 免使用这种方法。

本发明的目的是通过提供在燃料箱内安装油位传感器且不导 致渗漏问题的一个非常简单的方法来解决底部基准的问题。

为此，本发明涉及在一个具有上壁和下壁的燃料箱内安装一个 油位传感器的方法，该传感器具有脚部和顶部，所述方法包括：

●将该传感器的脚部通过一个内模制的保持件(moulded-in retainer)而固定地固定于燃料箱的下壁上；以及

●通过一个还是内模制的保持件将该传感器的管状顶部弹性 地固定于箱的上壁。

“燃料箱”是指能够在不同压力和温度条件下储存液体和/或气 体燃料的任何种类的箱。更具体地是指用在机动车辆中的箱。术语 “机动车辆”不仅用来包括小汽车，还包括摩托车和货车(或卡车)。

箱可以由金属或塑料制造。根据本发明的方法非常适于由塑料 制成的燃料箱。

“塑料”是指包括至少一种合成树脂聚合物的任何材料。

所有类型的塑料皆可以适用。特别适宜的塑料属于热塑性塑料 类。

“热塑性塑料”是指任何热塑性聚合物，包括热塑性弹性体， 以及其混合物。术语“聚合物”是指均聚物和共聚物(尤其是二元 或者三元共聚物)。这种共聚物的例子(非限制性地)有无规共聚 物、线型嵌段共聚物、其他嵌段共聚物和接枝共聚物。

其熔点低于分解温度的任何类型的热塑性聚合物或者共聚物 皆是适宜的。熔点范围(熔程)跨度至少10摄氏度的合成热塑性 塑料尤其合适。这类材料的例子包括分子量具有多分散性的那些材 料。

具体说来，可以使用聚烯烃、聚卤代烯烃、热塑性聚酯、聚酮、 聚酰胺及其共聚物。还可以使用聚合物或者共聚物的混合物，可以 是聚合材料与无机、有机和/或天然填料(例如但不限于碳、盐类和 其它无机衍生物、天然纤维或聚合物纤维)的混合物。还有可能使 用由包含至少一种上述聚合物或者共聚物的多个层通过叠加和整 合构成的多层结构。

优选(但不限于)的用于该油位感应装置用途的传感器是基于 连续的电容测量的非活动件型传感器。有许多种电容式燃料传感 器。优选的传感器是那些其中心杆作为主电极而外管(称为管或外 壳)作为参比电极的传感器。该传感器测量电极间的电容。当燃料 的高度增加时，电势电容(potential capacitance)就减小，反之亦 然。传统上，连续电容的一个问题在于，区别不同介电特性的商用 级别/种类的燃料的能力。为了对应于不同种类的燃料来调节和校准 传感器，将一个基准传感器加到该传感器的底部，以测量燃料的介 电常数并相应地重新校准该传感器。这种传感器提供高测量分辨 率，并且能够使信号输出相对于箱内剩余燃料的体积呈线性。

因此，本发明的目的在于这些传感器(以及采用从箱底部至最 大油位的测量的所有其他种类的传感器，即，为了实现这种测量， 保持底部基准的这种能力是非常关键的)的安装和保持。

这种保持是利用保持件而进行的，根据本发明该保持件是内模 制(即，与箱壁一体模制的)的且明显像杯形的部分。为了确保具 有上述底部基准，优选地，至少内模制的下保持件的底部与箱壁是 连续的(即，与该箱壁处于同一平面上)。上保持件的底部也可以 与箱壁是连续的，或者甚至可以向上延伸并高于箱的顶部表面，以 提供更多的保持，并允许箱具有更多的动态运动(或者更大的测量 范围)。

根据本发明，要固定(安装)的传感器具有一个脚部，即，给 定形状的底部，其优选非常适于连接至基准传感器。该脚部的形状 还能非常适于被直接固定至模制在燃料箱下壁内的保持件(即，卡 扣固定至燃料箱或与燃料箱模制在一起的方式，优选与燃料箱一体 形成)。作为替换，它是该脚部所连接(固定)的基准传感器(其 被固定在该保持件上)。

根据本发明，该传感器具有一个顶部，该顶部可以基本为管形 的并被弹性地固定至箱上壁。该壁也具有内模制的保持件，该保持 件或者直接包括该传感器的头部可在其中活动的(优选是中空的) 部分，或者具有适于容纳该部分的形状。术语“弹性地固定”和“活 动”实际上是指传感器的顶部可以垂直滑动以便适应燃料箱在老化 过程中的变形。

尤其在基于连续电容测量的传感器的情况下，所述传感器的形 状可以是从箱的内底部延伸至箱的内顶部的管的形状。这样的管可 以是直线形，或者可以以蛇形(弯曲)状形成。在这种情况下，基 准传感器可以被整合在所述管或蛇形管的下端，而不是前述的在一 个单独的脚部内。在该实施方式中，该脚部还可以仅仅是其中设有 基准传感器的该管或蛇形管的下端。作为替换，可以增加一个另外 的部分(件)作为脚部，确保传感器不旋转以防止张力作用于从传 感器到电连接器的电线上。

优选地，在该传感器的顶部和该内模制的保持件之间有一个中 间部件，该部件具有一个活动的球形定位器，该定位器与该内模制 件的特征相匹配。其在传感器一侧上作为球使用，而在箱一侧上作 为插槽(socket)使用。

此部件通过具有位于该部件基部的卡扣(snap)结构(腿)而 保持在该管内，该卡扣结构沿刻在管内的槽(slot)而滑动以防止 脱开。除了球形之外，该部件优选包括圆柱形延伸部分，其帮助稳 定该部件并在安装和通常的箱膨胀和收缩过程中在该管上引导该 部件。

根据本实施方式，上内模制的保持件是球形形状，并具有一个 便于组装的导入件。这种结构起到插槽的作用。该底部内模制结构 起到基准点的作用，并被设计成使燃料可以流入该保持结构(使传 感器准确地测量剩余的燃料)。

根据一个优选的实施方式，在该球形附件的顶部设置有一个小 的圆柱形凹处，该凹处可以容纳一个小的金属插入件。例如通过在 燃料箱组装工位内使用一个接近传感器(其将从箱的外部检测该金 属插入件)，该金属插入件能够确保传感器已经准确地组装进箱内。 可以在箱底部上的附加结构中增加类似的结构。

优选地，将传感器顶部弹性安装至模制在箱顶的保持件(或固 定在箱顶的部件)是通过弹簧实现的。该传感器通常具有一个外壳， 而所述弹簧可以绕在该外壳上。作为替换，对于带有上述的活动球 的系统的情况，弹簧可以被结合至该球。

该弹簧优选被保持在带有形成的镦锻(镦粗，upset)的管(传 感器的外壳)的柄(shaft)上。所形成的镦锻防止弹簧从管上滑下。 其可以利用在管内切割并直接弯而成的突起来实现。

这些结构可以突出到箱内，或者从箱向外伸出。

该保持结构(内模制的保持件)优选与箱壁成为一体。最优选 地，在模制箱本身的同时，或者利用在模子内的插入件或者通过包 封插入件来形成这些保持结构。还优选的是，在生产箱的过程中， 将一些独立的结构焊接在(或以其它方式固定到)内箱壳上。

根据本发明，该传感器可以通过泵模块开口而插入到箱内(为 了安置/安装)。作为替换，它可以在模制箱本身的过程中被固定， 例如通过使用带有型芯(内置机构)的模具或者一个机器人，以便 首先模制该保持件，然后安装该传感器。

使得形成保持件并最终安装传感器的这种方法优选使用两件 型坯(或挤出的预成型坯)，如共同未决申请FR 04.11550、 FR04.10081、FR04.08196所披露的，在此引入其内容作为参考。

在一个具体实施方式中，该油位传感器用于将阀或另一部件安 装在燃料箱内。

例如，该部件可利用一个延伸架而连接至传感器顶部。通常地， 对于油位限制阀(FLVV)的所需位置以及油位测量曲线(gauging curve)的顶部位于同一点(大致地是箱的体积中心的顶部)，以致 这样的阀可以有利地与本发明的传感器安装在一起。

本发明的方法

●使油位传感器能够从泵模块脱开

●使该油位传感器能够被安装成使得该传感器能够测量出最 优化的测量曲线

●利用湿(淹没的)模块的开口，提供一个用于到达系统上 的满油位的解决方案

●使传感器是底部基准的(即使箱膨胀也使得传感器留在底 部)。

此外，内模制结构消除了增加另外的安装架的需要。

本发明还提供用于将其他部件(阀，传感器)安装在燃料箱内 的安装架。

图1至6进一步举例说明本发明的主题，但不应解释为限制其 范围。

图1示出安装在2个与箱壁(未示出，该图只示出从箱壁切出 来的保持件)模制成一体的保持件1和2中的传感器。

图2示出了图1的传感器的安装元件的细节。该传感器包括外 壳3并带有弹簧5。其插入一个具有球形顶部的连接件4中，该球 在其顶部具有一个小的圆柱形凹处4’，凹处4’的尺寸可以容纳一个 金属插入件(未示出)，如前面所述。传感器的脚部连接至基准传 感器6。

图3示出了连接件4固定于传感器外壳3，这是通过位于该部 件底部的且沿刻在外壳3内的槽8而滑动的腿7而进行的。

图4示出了一个这样的槽8以及一个为防止弹簧5滑动而形成 的镦锻9。

图5和6示出燃料箱的分别包括上壁10内模制的保持件和下 壁11内模制的保持件的块。