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液位传送器和用于承载液体的装置

阅读:286发布:2020-05-08

专利汇可以提供液位传送器和用于承载液体的装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于储箱的液位传送器包括 传感器 装置。传感器装置包括主 压 力 传感器 、参考 压力传感器 和校 正压 力传感器。主管至少部分地包围主压力传感器,并从储箱的上部区域延伸至储箱的下部区域。参考管至少部分地包围参考压力传感器,并从上部区域延伸至下部区域。校正管至少部分地包围校正压力传感器。校正管在上部区域中至少部分地包围校正压力传感器。传感器装置还包括处理器,该处理器与主、参考和校正压力传感器相联,以便根据在主、参考和校正管内的压力测量值来确定储箱内的液体液位。,下面是液位传送器和用于承载液体的装置专利的具体信息内容。

1.一种用于储箱的液位传送器,包括:
传感器装置,该传感器装置包括:板,所述板定位在储箱的上部区域中;主传感器;
参考压力传感器;以及校正压力传感器;其中所述板承载主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器;
主管,该主管至少部分地包围主压力传感器,并且构造成从储箱的上部区域延伸至储箱的下部区域;
参考管,该参考管至少部分地包围参考压力传感器,并且构造成从所述上部区域延伸至下部区域;和
校正管,该校正管至少部分地包围校正压力传感器,其中,校正管构造成在储箱的上部区域中至少部分地包围校正压力传感器;以及其中:传感器装置还包括处理器,该处理器与主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器相联,并构造成根据主管、参考管和校正管内的压力测量值来确定储箱内的液体液位。
2.根据权利要求1所述的液位传送器,其中:主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器是微机电系统(MEMS)传感器。
3.根据权利要求1所述的液位传送器,其中:主管和参考管构造成延伸至储箱的第一隔腔中。
4.根据权利要求3所述的液位传送器,其中:传感器装置还包括从属压力传感器,液位传送器还包括从属管,该从属管至少部分地包围从属压力传感器。
5.根据权利要求4所述的液位传送器,其中:从属管构造成从储箱的第二隔腔的上部区域延伸至下部区域。
6.根据权利要求5所述的液位传送器,其中:处理器构造成根据主压力传感器、参考压力传感器、校正压力传感器和从属压力传感器的压力测量值来确定第二隔腔中的液体液位。
7.根据权利要求4所述的液位传送器,其中:从属压力传感器是微机电系统(MEMS)传感器。
8.根据权利要求1所述的液位传送器,还包括:安装件,该安装件构造成与储箱相联,其中,传感器装置由安装件承载。
9.一种用于承载液体的装置,包括:
储箱,用于承载液体;以及
液位传送器,该液位传送器与储箱操作性相联,该液位传送器包括:
传感器装置,该传感器装置包括:板,所述板定位在储箱的上部区域中;主压力传感器;
参考压力传感器;以及校正压力传感器;其中所述板承载主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器;
主管,该主管至少部分地包围主压力传感器,并且从储箱的上部区域延伸至储箱的下部区域;
参考管,该参考管至少部分地包围参考压力传感器,并且从所述上部区域延伸至下部区域;和
校正管,该校正管在储箱的上部区域中至少部分地包围校正压力传感器,其中传感器装置还包括处理器,该处理器与主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器相联,并构造成根据主管、参考管和校正管内的压力测量值来确定储箱内的液体液位。
10.根据权利要求9所述的用于承载液体的装置,其中:主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器是微机电系统(MEMS)传感器。
11.根据权利要求9所述的用于承载液体的装置,其中:储箱具有第一隔腔和第二隔腔,第二隔腔与第一隔腔流体连通。
12.根据权利要求11所述的用于承载液体的装置,其中:主管和参考管延伸至储箱的第一隔腔中。
13.根据权利要求12所述的用于承载液体的装置,其中:传感器装置还包括从属压力传感器,液位传送器还包括从属管,该从属管至少部分地包围从属压力传感器。
14.根据权利要求13所述的用于承载液体的装置,其中:从属管从储箱的第二隔腔的上部区域延伸至下部区域。
15.根据权利要求14所述的用于承载液体的装置,其中:处理器构造成根据主压力传感器、参考压力传感器、校正压力传感器和从属压力传感器的压力测量值来确定第二隔腔中的液体液位。
16.根据权利要求13所述的用于承载液体的装置,其中:从属压力传感器是微机电系统(MEMS)传感器。
17.根据权利要求9所述的用于承载液体的装置,还包括:安装件,该安装件构造成与储箱相联,其中,传感器装置由安装件承载。

说明书全文

液位传送器和用于承载液体的装置

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求美国临时专利申请No.62/117,658的优先权,该美国临时专利申请的申请日为2015年2月18日,标题为“液位传送器(Level Sender)”,该文献的内容整个被本文参引。

技术领域

[0003] 本公开涉及一种用于监测储箱内的液体液位的装置。

背景技术

[0004] 燃料箱可以用于保持在燃料系统中的液体燃料供给。这种燃料系统例如可以用于本发明汽车应用中,以便输送燃料用于在发动机内燃烧。液位传送器可以用于监测和提供表示燃料箱中的燃料液位的信号。储箱和液位传送器可以用于除燃料之外的流体以及在除车辆燃料系统之外的用途中使用。希望进一步改进液位传送器和储箱内的液体液位的确定。

发明内容

[0005] 在示例实施例中,用于储箱的液位传送器包括传感器装置。传感器装置包括主传感器、参考压力传感器和校正压力传感器。主管至少部分地包围主压力传感器,并构造成从储箱的上部区域延伸至储箱的下部区域。参考管至少部分地包围参考压力传感器,并构造成从上部区域延伸至下部区域。校正管至少部分地包围校正压力传感器。校正管构造成在储箱的上部区域中至少部分地包围校正压力传感器。传感器装置还包括处理器,该处理器与主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器相联,并构造成根据在主管、参考管和校正管内的压力测量值来确定储箱内的液体液位。
[0006] 在另一个示例实施例中,提供了一种用于承载液体的装置。该装置包括用于承载液体的储箱。液位传送器与该储箱操作性相联。液位传送器包括传感器装置。传感器装置包括主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器。主管至少部分地包围主压力传感器,并从储箱的上部区域延伸至储箱的下部区域。参考管至少部分地包围参考压力传感器,并从上部区域延伸至下部区域。校正管在储箱的上部区域中至少部分地包围校正压力传感器。传感器装置还包括处理器,该处理器与主压力传感器、参考压力传感器和校正压力传感器相联,并构造成根据在主管、参考管和校正管内的压力测量值来确定储箱内的液体液位。附图说明
[0007] 下面将参考附图详细介绍优选实施例和最佳模式,附图中:
[0008] 图1是车辆(以虚线示出)和燃料箱的剖视俯视图,以便示出燃料和液位传送器;
[0009] 图2是图1的燃料泵模块和液位传送器的一部分的透视图;
[0010] 图3是常规液位传送器和图1的液位传送器的测试数据的曲线图;
[0011] 图4是燃料箱和液位传送器的示意图;以及
[0012] 图5是图4的一部分的局部放大剖视图。

具体实施方式

[0013] 更详细参考附图,图1示出了车辆10,该车辆具有:储箱100,例如燃料箱,该燃料箱可以用于保持燃料系统中的液体燃料的供给;以及液位传送器102,该液位传送器与储箱100关联。这样的燃料系统可以用于例如汽车应用中,以便输送燃料用于在发动机内燃烧。
液位传送器102可以用于监测和提供表示储箱100中的液体(燃料)液位的信号。当然,储箱
100和液位传送器102可以用于除燃料之外的液体以及在除车辆燃料系统之外的用途中使用。
[0014] 燃料箱100可以包括一个或多个壁104,用于确定内部容积106,液体容纳在内部容积中。燃料箱壁104可以由任意合适的金属或非金属材料来形成。在一种形式中,燃料箱100可以由多层聚合材料来形成所谓的“多层”燃料箱(例如,内层和外层、一个或多个粘合剂层以及一个或多个阻挡层)。也可选择地,储箱100可以由单一材料形成,或者可以除了本文中具体指出的那些层之外还有另外的层,或者有与本文中具体指出的那些层不同的层。
[0015] 储箱100可以有一个或多个隔腔108。例如,在所示的实施方式中,储箱100包括两个隔腔108,其中,第一隔腔108a是主侧隔腔(例如,包含燃料泵模块,燃料泵模块包括燃料泵110、储存器112等),而第二隔腔108b是次侧隔腔-这种类型的储箱100通常称为鞍形储箱设计。在鞍形储箱设计中,第一和第二隔腔108a、108b在储箱100的上部区域中相互流体连通,在储箱的下部区域中可以不流体连通。当然,这只是一个实例,在其它实例中,隔腔108可以不同地相互分隔开,完全或以其它方式分离或分开。
[0016] 最好如图2中所示,液位传送器102包括安装件118和与安装件相联的感测特征部120。安装件118可以适用于与储存器112连接或相联。不过这只是实例;也可选择地,安装件
118可以与储箱壁104、燃料泵110或其它燃料箱部件(未示出)相联。
[0017] 根据一个实施例,安装件118包括基部122、两个柱124和铰接部126。所示的基部122为平面形结构;不过,这只是一个实例。基部122可以有任意合适的形状,并可以有用于固定到储存器112的特征部。两个柱124从基部122向外远离地延伸,并承载铰接部126。铰接部126包括两个套筒128,一个套筒128布置在一个柱124处并与该柱124的远端连接。另外,这两个套筒128相互轴向对齐,杆132在套筒128之间延伸穿过。杆132在中部部分134有较大直径,该中部部分被接收在套筒128之间,并减小套筒128之间的轴向运动或游隙。杆132的端部136的尺寸设置成绕轴线在每个套筒128内自由旋转或回转。这样,铰接部126相对于套筒128、柱124和基部122旋转。中空连接器138可以从杆132的中部部分134径向向外延伸,以便承载感测特征部120(例如,这里,杆132和连接器138形成T形)。连接器138的远端140可以有通向通道144的开口,该通道144纵向穿过连接器延伸。连接器138中的开口146可以经由通道144与连接器138的远端140的开口连通。代替地,连接器可以是在杆132的中部部分134中的空腔,且所述开口可以提供于杆132中,开口通向所述开口。
[0018] 在至少一些实施方式中,感测特征部120包括:刚性浮子臂150;浮子152,该浮子与浮子臂相联;以及传感器装置154,传感器装置由浮子承载。浮子臂150可以是中空管,该中空管有从第一端158延伸至相对的第二端160的通道156。根据所示实施方式,第一端158的尺寸设置成压配合或以其它方式固定在连接器138的通道144内。浮子臂的第二端160与浮子152相联。浮子臂150能够为直的(如图所示),或者它可以成度或弯曲,以便适应储箱100的形状和/或液位传送器102的位置,从而能够根据储箱100中的液体液位的变化而使得感测特征部120的运动范围更完全。浮子臂150可以由用于与储箱100中的流体接触的任意合适的材料构成。
[0019] 浮子152可以是确定封闭件的至少一部分的本体,可以由至少在储箱内的液体中有某种程度的浮力的任意合适材料来形成,并可以用于浮动在容纳于储箱100内的液体的表面上。浮子152可以包括本体162,该本体有连接器164,该连接器164与本体162的一侧相联,并从该本体162的一侧延伸。连接器164包括通道168,该通道168的尺寸设置成以压配合或通过其它合适的附接措施(例如但并不局限于粘合剂、机械固件焊接、热熔等)来接收浮子臂150的第二端160。
[0020] 浮子本体162可以为任意合适形状;图2示出了本体162为大致矩形的实例。其它形状也可能。根据一个实施例,本体162包括限定内部容积172的中空区域170;中空区域170用于承载传感器装置154。而且,中空区域170和连接器通道168相互连通。
[0021] 传感器装置154可以包括任意合适的惯性运动传感器174,该惯性运动传感器可以用于测量在储箱100中的液体的液面变化时浮子152的位置变化。根据一个实施例,惯性运动传感器174是固定在印刷电路板(PCB)176上的微机电系统(或MEMS)装置或类似物。在至少一些实施方式中,传感器174包括嵌入的加速度传感器和嵌入的陀螺仪传感器,用于分别在至少一个公共轴线(例如轴线x)上测量加速度和定向(或姿态)。惯性运动传感器174还能够利用两个或三个轴线(例如,轴x、y和/或z)来测量加速度和定向,而不管是否全部轴线都用于确定储箱100中的液体的液位。在至少一个实施例中,传感器174可以在车辆10中定向成使得传感器174的一个轴线(例如,x轴)在平面X(图1所示)内或平行于该平面X;这样排布的优点将在下面更详细介绍。
[0022] 一个市场上可购得的三轴线加速度计/三轴线陀螺仪是InvenSenseTM(应美盛)的MPU 60X0。在MPU 60X0中,加速度计的各轴线与陀螺仪的轴线之一重合。而且,传感器174可以有:串行数据接口,用于加速度计和陀螺仪的数据;以及电力接口,用于向传感器供电。
[0023] 在一些实施例中,传感器装置154还可以包括处理器或处理装置178以及存储器180,它们各自可以安装在PCB 176上或与PCB 176通信。因此,处理器178和存储器180可以由浮子152承载(例如,在中空区域170内),并可以与传感器174电相联(例如,与串行数据接口和电力接口相联)。
[0024] 处理器178应当广义地解释为包括能够处理电子指令的任意类型装置,包括微处理器、微控制器、车辆通信处理器和用途专用集成电路(ASIC)。在一个实施例中,处理器178是微处理器。因此,处理器178可以执行各种类型的数字存储化指令,例如存储在存储器180上的软件或固件程序。且在至少一个实施方式中,处理器178构造成执行程序和处理数据,以便执行本文所述方法的至少一部分。
[0025] 存储器180也应当广义地解释为包括任意合适的非暂时性计算机可用或可读介质。示例的计算机可用储存介质包括RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除、可编程ROM)、EEPROM(可电擦除、可编程ROM),这些只是例举的几个实例。
[0026] 应当理解,并不是全部实施方式都需要存储器180。在一些实施方式中,传感器装置154不包括处理器178。例如,处理器178可以布置在车辆10中的其它位置和/或在另外装置或车辆系统的一部分中。只是例举几个非限定实例,处理器178可以布置在安装件118的基部122上(或密封于其中)、在燃料泵110上(例如,可以与用于燃料泵110的达控制单元(未示出)相同或不同)、在与燃料泵110相联的储箱凸缘(未示出)上、在储箱100外部的燃料系统电子控制单元(未示出)中,等等。
[0027] 在一些实施方式中,传感器174和处理器178之间的通信可以是在使用协议的电线2
或迹线182(在PCB 176上)上面,该协议例如IC(内部集成电路)或SPI(串行-外围接口)。电线、线束或总线184示出为与处理器178电相联,并延伸穿过浮子152的连接器通道168、浮子臂通道156和连接器通道144,且经由连接器138中的开口146而离开连接器138。从这里,线束184可以继续到下游控制器(例如,电子控制单元或ECU)或燃料计电子装置(未示出)。处理器178和这种ECU之间的线束184上的通信协议的实例包括CAN(控制器接入网络)或PWM(脉宽调制)。所有协议(I2C、SPI、CAN、PWM)只是提供为实例;能够使用其它协议。
[0028] 在使用过程中,当储箱100中的燃料液位变化时,感测特征部120在铰接部126处枢转。例如,当浮子152通过储箱100中的燃料而向上或向下承载时,杆132在安装件118的套筒128内轴向旋转。在一个实施例中,当浮子152在铰接部126处枢转时,它沿在平面X(见图1)内的弓形路径运动,该平面X由浮子臂150限定。沿弓形路径,浮子152中的惯性运动传感器
174经历不同程度的倾斜。即,传感器174的y轴平移-保持平行于Y平面,且x轴的定向变化。
为了更好地示出,考虑在标称位置处的x轴和y轴(例如,相对于车辆10下面的地形大致平)。当浮子152向上运动时,传感器174的+x轴重新定向成更向下(再次,例如在平面X内)。
同样地,从标称位置,当浮子152向下运动时,传感器174的+x轴在平面X内重新定向成更向上。因此,惯性运动传感器174相对于浮子152的枢转运动倾斜。当不同地描述这种倾斜时-其中,翻滚与x轴相关联,俯仰与y轴相关联,偏航与z轴相关联-在从标称位置的运动中,当浮子向上运动时,+y轴经历负俯仰(根据右手规则);当浮子从标称位置向下运动时,+y轴经历正俯仰。这些倾斜度各自(例如,y轴俯仰的增量)能够与储箱100中的燃料液面相关。部分地,这些相关性将取决于具体储箱的形状和容积,并可以在制造时进行标定并存储在存储器180中(例如,这些可以包括预定系数,该预定系数与一个或多个计算和/或查找表的使用相关)。
[0029] 特别是,处理器178可以构造成接收惯性运动传感器174的单轴线加速度数据和陀螺仪数据(例如,与y轴的俯仰相关联的数据),并根据这些数据来确定倾斜值。处理器178可以通过执行存储在存储器180中的预配置应用软件来确定倾斜值。倾斜确定软件的一个商业实例由CoreMotionTM来提供。尽管该软件与智能电话和其它移动计算装置相关联地使用,但是该软件或其它合适的类似软件也可以被存储和执行,以便执行本文中的液位检测方法。本领域技术人员应当理解使用惯性运动传感器174的单公共轴线的加速度数据和陀螺仪数据来确定倾斜的其它技术和计算方法。
[0030] 因此,在使用过程中,在使用加速度和陀螺仪数据来确定倾斜值之后,处理器178可以向下游ECU或燃料计提供表示储箱100中的燃料液位的信号。最终,可以向使用该信号的车辆10的用户提供储箱100中的剩余燃料的表示。
[0031] 图3示出了在常规液位传送器(未示出)和液位传送器102之间的比较测试数据。常规的液位传送器使用浮子臂,该浮子臂有在一端处浮子和在另一端处的电刷(wiper)。当浮子由于储箱中的燃料液位变化而运动时,电刷横过电阻阵列。图3中所示的曲线图表示了相对于时间数据(水平轴)绘制的幅值数据(竖直轴)。在测试过程中,常规的液位传送器和液位传送器102都布置在相同的空测试储箱中。然后,液体提供至测试储箱中,因此,液体的液面在一段时间内逐渐升高。记录各装置的电幅值数据。首先,图3证明了原理证据;即,使用惯性运动传感器174的液位传送器102的幅值数据A合适地响应测试储箱中的液体液位变化。第二,图3证明了液位传送器102可以比常规系统更精确。可以观察到(常规系统的)幅值数据B在幅值增加时有多个台阶。这些台阶由电阻阵列的元件之间的间距引起,当电刷横过阵列时将遇到这些元件;因此,元件之间的间距引起输出B的不希望滞后。不过,输出A没有台阶或台阶相对更小,因此不包括这种滞后引起的误差,或者包括少得多的这种误差。而且,因为液位传送器102不使用电阻元件阵列和电刷,因此没有如常规系统中的出现的会磨损的元件和电刷,也没有在这些元件中或之间腐蚀的问题。
[0032] 根据一个实施例,液位传送器102也可以用于补偿车辆倾斜。如图1中所示,在一个实施例中,液位传送器102相对于车辆10定位在储箱100中,使得浮子152、浮子臂150的弓形路径和惯性运动传感器174的x轴与竖直平面X(横过或垂直于车辆10的纵向平面Y的方向;即,平面Y竖直穿过车辆10的前后延伸中心线延伸)重合和/或平行。尽管不需要这样与平面X重合和/或平行,但是这种定向使得惯性运动传感器174的y轴平行于纵向平面Y,并且使得与(传感器174的)一个轴线相关联的加速度和陀螺仪数据(即,车辆倾斜数据)能够很容易地确定,然后用于消除另一轴线上的误差。
[0033] 例如,当车辆10的前部由于地面地形的变化而高于或低于车辆的后部时发生车辆倾斜。当车辆10从标称方向(例如在平地面上)重新定向成下降(下坡)时,惯性运动传感器174的+x轴经历正翻滚;且当车辆10从标称定向重新定向成倾斜(上坡)时,传感器174的+x轴经历负翻滚。因此,在图1的实施例中,(y轴的)的俯仰数据可以用于确定储箱100中的燃料液位,且(x轴的)的翻滚数据可以用于消除在确定中的误差。当然,这种确定可以包括其它因素,例如储箱100的尺寸和它的形状。因此,使用单个双轴惯性运动传感器174能够改善燃料液位的确定。
[0034] 另一实施例在图1中表示,该另一实施例包括第二液位传送器102',第一液位传送器102布置在主侧隔腔108a中,第二液位传送器102'位于次侧隔腔108b中。当使用上述技术时,第二液位传送器102'可以确定在次侧隔腔108b中的燃料液位。另外,当液位传送器102'(即它的惯性运动传感器)相对于X平面和Y平面定向时,液位传送器102'的x轴倾斜数据可以类似地使用,以便消除在燃料液位确定(根据y轴倾斜数据)中的误差。在一个实施例中,液位传送器102'的传感器装置不包括处理器。而是,惯性运动传感器(液位传送器102')与液位传送器102的惯性运动传感器174进行串接,并由处理器178进行处理。这降低了成本,并使得线束的尺寸和重量最小化-在车辆应用中很希望这样。
[0035] 图4示出了另一燃料液位发送实施例。该实施例包括储箱200和液位传送器202;应当理解,相同的参考标号用于介绍相似或类似的元件。储箱200有两个隔腔208a、208b(例如,鞍形储箱设计),这两个隔腔208a、208b限定了内部容积206;尽管并不需要多隔腔的设置。另外,储箱200有在上部区域207中的一个或多个开口205(例如,储箱的顶壁211中的圆形通孔)。开口205可以接收所穿过的液位传送器202的至少一部分。开口205或其它开口可以容纳其它的燃料系统部件(例如,燃料泵,未示出)。
[0036] 液位传送器202包括安装件或凸缘218以及多个感测特征部220a、220b、220c,如图4和图5中所示。根据一个实施例,凸缘218包括基部222和从基部向下延伸的本体223(见图
5)。基部222周向向外延伸比本体223更远,使得它在液位传送器202装配至储箱200中时可以与开口205周围的区域重叠。
[0037] 本体223可以为圆形,它的尺寸设置成装配在开口205内。另外,本体223包括在基部222和凸缘218的底侧227之间的腔室225。腔室225的尺寸设置成承载传感器装置或电路板组件(CCA)254。
[0038] 根据一个实施例,传感器装置254包括板276,该板276承载三个压力传感器277a、277b、277c、处理器278和存储器280。板276可以是印刷电路板(PCB)或任意其它合适装置,用于承载传感器277a、277b、277c、处理器278和存储器280,并提供它们之间的电连接。而且,处理器278可以与线束284相联,该线束284还与合适的下游ECU相联(例如,用于通过CAN、PWM等来通信)。板276、处理器278和存储器280的其它特征可以类似于上面所述的那些设备,这里将不再介绍。板276的至少一部分可以有保形涂层,以便防止它受到储箱200内的腐蚀性流体的损害;非限定实例包括diX C Parylene涂层、diX N Parylene涂层、Humiseal 
1A27保形涂层和Humiseal 1A33保形涂层。根据一个实施例,板276在承载三个压力传感器
277a、277b、277c的区域中受到涂覆。
[0039] 压力传感器277a、277b、277c可以是任意合适的压力检测装置。根据一个实施方式,各压力传感器277a、277b、277c可以是高分辨率的压阻微机电系统(MEMS)装置。一个合适的商业实施例是STMicroelectronics的LPS331AP系列。该系列适用于车辆油箱用途,其中,测量值通常在260-1260毫巴(mbar)的绝对气压计压力之间;而且,该系列包括高分辨率模式(例如,0.020毫巴RMS),以便能够有更高的液位检测精度。而且,压力传感器277a、277b、277c可以有与处理器278相联的串联数据接口和电力接口(类似于上面关于传感器
174所述的接口)。另外,串行数据接口可以根据SPI协议、I2C协议或任意其它合适的协议来通信。
[0040] 感测特征部220a,220b,220c从板276延伸穿过凸缘本体223的底侧227。根据一个实施例,感测特征部220a、220b、220c可以形成为与凸缘218相同的材料件。例如,在一个实施方式中,感测特征部220a是主管或主要管,具有与板276的向下表面281相联的第一端279a(见图5)。管向下伸入储箱200的下部区域283中,更具体地说,伸入主侧隔腔(第一隔腔)208a中(见图4)。感测特征部220a的第二端285a布置在离储箱200的底壁287预定距离(d1)处。在该相同实施方式中,感测特征部220b是参考管,具有与板276的向下表面281相联的第一端279b(见图5);并向下伸入主侧隔腔208a的下部区域283内(见图4)直至离储箱200的底壁287预定距离(d2)处的第二端285b,其中,距离(d2)可以与(d1)不同。且继续该相同实施方式,感测特征部220c是校正管,具有与板276的向下表面281相联的第一端279c(见图
5),感测特征部220c向下延伸至第二端285c,该第二端285c终止于储箱200的上部区域207内(图4-5)。因此,感测特征部220a和220b通常设置成浸没在燃料中,而感测特征部220c通常设置成位于燃料液位的上面,例如在靠近燃料箱顶部的蒸汽拱顶区域中。
[0041] 如图5中最佳所示,感测特征部220a、220b、220c的第一端279a、279b、279c分别延伸至腔室225中和周向环绕压力传感器277a、277b、277c。第一端279a、279b、279c各自接合和密封到板276,以使得从传感器277a、277b、277c接收到的压力测量值只与各管内的压力相关联。应当理解,在使用过程中,空气和/或燃料蒸汽将对传感器277a、277b、277c施加压力。例如,传感器277c在蒸汽拱顶内;因此,蒸汽拱顶的压力在传感器277c处测量。对于传感器277a、277b,空气/蒸汽气泡或区域将捕获在各感测特征部220a和220b内。储箱200的下部区域283中的液体燃料将对各相应的空气/蒸汽气泡施加压力;当然,当(d1)与(d2)不同时,施加的压力也将相应地不同。因此,传感器277a、277b、277c并不浸没在燃料中;它们在燃料液面之上。
[0042] 处理器278可以构造成接收压力传感器277a、277b、277c的电输出(例如,电流电压),并确定储箱200中的燃料液位。尽管能够只使用传感器277a和277b来确定燃料液位,但是如下所述,使用压力传感器277a、277b和277c可以更准确地确定燃料液位。
[0043] 距离d1、d2的值(或者至少差值|d1-d2|)可以存储在存储器280中,且处理器278可以预先配置成计算以下等式1和2。PPRIMARY、PREF和PVAP是可以分别从压力传感器277a、277b、277c接收的电输出(表示测量的压力值)。且燃料液位(LMS)是可以与储箱200(具体地说,主侧隔腔208a中)中的燃料液位相关联的值。例如,存储器280可以有不同(LMS)值的查找表,该(LMS)值表示燃料箱液位的范围(例如,1/4燃料箱、1/2燃料箱等)的。能够有任意数量的(LM)值。
[0044] 等式1-比例系数
[0045] 比例(S)=Δd/|PPRIMARY-PREF|,其中Δd=|d1-d2|
[0046] 等式2-燃料液位(主侧隔腔208a)
[0047] 燃料液位(LMS)=(PPRIMARY-PVAP)*S
[0048] 为了考虑燃料密度的变化,将PREF值与PPRIMARY值一起使用;例如,它是比例系数。应当理解,燃料密度可以根据储箱温度、储箱压力和燃料组分而变化。还应当理解,处理器278能够在没有PVAP值的情况下估计燃料液位-例如,等式2可以读成燃料液位(LMS)=PPRIMARY*S;不过,这将不考虑燃料蒸汽压力的变化。应当理解,在车辆应用中希望考虑燃料蒸汽压力和它的变化,因为温度变化能够影响储箱200内的蒸汽压力(例如,来自储箱200内或不在储箱内的散热部件,例如车辆排气系统)。根据等式2,处理器278考虑PVAP;因此,液位传送器202根据在燃料液面之上的蒸汽压力提供更准确的测量值。
[0049] 在处理器278确定燃料液位之后,处理器能够通过线束284向下游部件(例如,ECU或其它燃料计电子装置)提供该液位。应当理解,液位传送器202在没有运动部件的情况下操作,这是在车辆环境中所希望的,在车辆环境中,冲击和振动可能过早地磨损运动部件。另外,液位传送器202可以更少地受到储箱体晃动或倾斜的影响。例如,液体燃料的波浪运动可以在感测特征部220a、220b内被阻尼。
[0050] 液位传送器202也存在其它实施例。例如,也可以在次侧隔腔208b中确定精确的燃料液位。在该实施例中,第四压力传感器277d与板276电相联并由该板276承载(图5),且第四感测特征部(从属管)220d的第一端279d可以在次侧隔腔(第二隔腔)208b中从板276延伸至储箱200的下部区域283(图4)。特征部220d的第二端285d可以与底壁287分开距离(d1)。因此,处理器278可以使用等式1和3来确定次侧隔腔208b的燃料液位(LSS),其中PSLAVE是可以从压力传感器277d接收的电输出(表示测量的压力值)。
[0051] 等式3-燃料液位(次侧隔腔208b)
[0052] 燃料液位(LSS)=(PSLAVE-PVAP)*S
[0053] 因此,已经公开了用于储箱的液位传送器。尽管本文公开的本发明的形式构成目前的优选实施例,但是能够有其它实施例。本文中将不提及本公开的全部可能等效形式或变型。应当理解,本文中使用的术语只是说明,而不是限制,在不脱离本公开的精神或范围的情况下可以进行多种变化。
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