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Technischer Bereich
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Die folgende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität und insbesondere eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, welche in einem Tank oder einem Flansch angeordnet ist, in welchem Kraftstoff aufgenommen werden kann, um die elektrische Kapazität abhängig von einem Kontaktbereich mit dem Kraftstoff zu messen, um dadurch ein Niveau (eine Höhe) des Kraftstoffs darin zu berechnen.
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Hintergrund
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Ein repräsentatives Beispiel von Technologien zum Messen eines Niveaus eines Kraftstoffs kann eine Kapazitätsausführung aufweisen.
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Die Kapazitätsausführung erfasst eine Änderung in der Kapazität aufgrund eines Kontakts mit Kraftstoff. Dabei wird ein Niveausensor der Kapazitätsausführung zweckmäßig eingesetzt, um ein Niveau eines Wassertanks in einer Wasserreinigungsvorrichtung oder eines Motoröls oder einer Kraftstoffmenge eines Fahrzeugs zu erfassen.
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Da jedoch der Niveausensor der Kapazitätsausführung in einem Tank oder in einem Flansch, in welchem der Kraftstoff aufbewahrt wird, angeordnet ist, existiert ein Problem, dass für den Fall eines Kraftstofftanks, wenn ein Fahrzeug eine Straße bergauf oder bergab oder eine Links- oder Rechtskurve fährt, sich der Kraftstofftank und der darin aufbewahrte Kraftstoff neigen, wobei eine Kraftstoffmenge erfasst werden kann, welche kleiner oder größer als die tatsächliche Kraftstoffmenge ist.
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Darüber hinaus ist ein Referenzkondensator bzw. eine Referenzkapazität, welche für den Niveausensor des Kapazitätstyps eingesetzt wird, idealerweise so entworfen, dass die Kapazität einen konstanten Wert aufweist. Jedoch wird eine parasitäre Kapazität abhängig von der äußeren Umgebung (Temperatur, Feuchtigkeit, Dielektrizitätskonstante einer Sensorform, usw.) erzeugt, in welcher der Niveausensor installiert ist. Auf diese Weise ändert sich die Kapazität des Referenzkondensators aufgrund der parasitären Kapazität.
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Die Änderung bezüglich der Kapazität des Referenzkondensators kann zu einer Fehlfunktion des Niveausensors führen, und daher kann eine Restmenge eines internen Kraftstoffs nicht richtig überprüft werden.
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Das offengelegte
koreanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 10-1996-0037340 („Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffs für einen Kraftstofftank”) offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffs eines Kapazitätstyps für einen Kraftstofftank, welche in der Lage ist, die Restmenge des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank genauer zu erfassen, indem Kraftstoffmengenerfassungsfehler vermieden werden, welche aufgrund eines Feuchtegehalts in dem Kraftstofftank, einer Änderung bezüglich der Temperatur, dem Zufluss von Verunreinigungen und einer Neigung auftreten können.
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Das offengelegte
koreanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 10-2000-0002314 („Algorithmus zur Erfassung einer anfänglichen Position und zum Starten eines BLDC-Motors unter Verwendung einer Induktivitätsänderung”) offenbart, dass ein BLDC-Motor mit einer vorbestimmten Pulsfolge betätigt wird, welche durch eine Änderung bezüglich der Induktivität ohne einen separaten Sensor erhalten wird, um eine Drehposition in einem angehaltenen Zustand zu erfassen, und ein Algorithmus zum anfänglichen Fahren ein anfängliches Fahren gleichmäßig ausführen kann.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, bereit.
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Darüber hinaus schlägt die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, wie sie in Anspruch 6 definiert ist, vor.
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Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, welche in einem Kraftstofftank oder einem Flansch, in welchem der Kraftstoff aufgenommen sein kann, angeordnet ist, bereitzustellen, um die elektrische Kapazität abhängig von einem Kontaktbereich mit dem Kraftstoff zu messen, um dadurch das Niveau (die Höhe) des aufgenommenen Kraftstoffs zu berechnen.
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Gemäß einem allgemeinen Aspekt weist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, welche auf einer gedruckten Schaltung (einem „Printed Circuit Board” (PCB)) angebracht ist, auf: eine Niveausensoreinheit, welche eine Mehrzahl von Niveausensoren aufweist, die an jeweils einer vorbestimmten Stelle in einer Höhenrichtung auf einer Seite der PCB bereitgestellt sind, um ein Niveau des Kraftstoffs zu messen; und einen Informationsprozessor, welcher eine Information bezüglich des Kraftstoffs einsetzt, welche von der Niveausensoreinheit übertragen wird, um die elektrische Kapazität bezüglich des Kraftstoffs zu berechnen und ein endgültiges Niveau des Kraftstoffs abhängig von der berechneten elektrischen Kapazität zu berechnen, wobei die Niveausensoreinheit mehrere Paare von Niveausensoren aufweist, welche voneinander um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind und welche an jeder vorbestimmten Stelle vorhanden sind.
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Der Informationsprozessor kann die elektrische Kapazität des Kraftstoffs abhängig von einer vorbestimmten Höhe berechnen, an welcher das Paar von Niveausensoren angeordnet ist, und kann das endgültige Niveau des Kraftstoffs abhängig von der berechneten elektrischen Kapazität berechnen, wenn an ihn die Information über das Niveau des Kraftstoffs von den mehreren Niveausensoren übertragen wird, welche ein Paar von Niveausensoren ausbilden.
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Der Informationsprozessor kann die Information über das Niveau des Kraftstoffs einsetzen, welche von dem Paar von Niveausensoren übertragen wird, welches unter den mehreren Paaren von Niveausensoren, zu welchen die Information über das Niveau des Kraftstoffs übertragen wird, an einem obersten Abschnitt in der Höhenrichtung des PCB übertragen wird, um die elektrische Kapazität des Kraftstoffs und das endgültige Niveau des Kraftstoffs abhängig von der berechneten elektrischen Kapazität zu berechnen, wenn die Information über das Niveau des Kraftstoffs gleichzeitig von den mehreren Paaren von Niveausensoren übertragen wird.
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Die Vorrichtung zum Erfassen des Kraftstoffniveaus kann darüber hinaus aufweisen: eine Temperatursensoreinheit mit einem Thermistor, welcher an einem unteren Abschnitt der Niveausensoreinheit angeordnet ist, um eine Temperatur des Kraftstoffs zu messen.
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Der Informationsprozessor kann aufweisen: einen Konverter, welcher Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von den mehreren Niveausensoren der Niveausensoreinheit übertragen werden, in digitale Daten konvertiert; und eine Steuerung (MCU), welche die digitalen Daten, die durch den Konverter konvertiert sind, und Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche durch die Temperatursensoreinheit gemessen werden, verwendet, um das endgültige Niveau des Kraftstoffs zu berechnen.
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Die Vorrichtung zum Erfassen des Kraftstoffniveaus kann darüber hinaus aufweisen: eine Abschirmung, welche auf der anderen Seite der PCB vorhanden ist und eine Abschirmplatte aufweist, um eine Interferenz eines äußeren Magnetfelds abzuschirmen.
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Gemäß einem anderen allgemeinen Aspekt weist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, welche auf einer gedruckten Schaltung (PCB) angebracht ist, auf: eine Referenzsensoreinheit, welche an einem unteren Abschnitt einer Seite der PCB vorhanden ist, um eine Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs zu messen; eine Niveausensoreinheit, welche mehrere Niveausensoren aufweist, die an einem oberen Abschnitt der Referenzsensoreinheit in einer Längsrichtung einer Seite der PCB vorhanden sind, um ein Niveau des Kraftstoffs zu messen; und einen Informationsprozessor, welcher eine Information über den Kraftstoff einsetzt, welche von der Referenzsensoreinheit und der Niveausensoreinheit übertragen wird, um die elektrische Kapazität bezüglich des Kraftstoffs zu berechnen und um ein endgültiges Niveau des Kraftstoffs abhängig von der berechneten elektrischen Kapazität zu berechnen, wobei der Informationsprozessor die mehreren Niveausensoren einbezieht, welche voneinander um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind und Paare ausbilden, und einen Mittelwert von Niveaudaten des Kraftstoffs einsetzt, welche jeweils von mehreren Paaren übertragen werden.
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Die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus kann darüber hinaus aufweisen: eine Temperatursensoreinheit mit einem Thermistor, welcher in Breitenrichtung neben der Referenzsensoreinheit vorhanden ist, um eine Temperatur des Kraftstoffs zu messen.
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Der Informationsprozessor kann aufweisen: einen Konverter, welcher Daten einer Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs, welche von der Referenzsensoreinheit übertragen werden, und Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von der Niveausensoreinheit übertragen werden, in digitale Daten konvertiert; und eine Steuerung (MCU), welche die digitalen Daten, die durch den Konverter konvertiert sind, und Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche durch die Temperatursensoreinheit gemessen werden, einsetzt, um das endgültige Niveau des Kraftstoffs zu berechnen.
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Die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus kann darüber hinaus aufweisen: eine Abschirmung, welche auf der anderen Seite der PCB vorhanden ist und eine Abschirmplatte aufweist, um eine Interferenz eines äußeren Magnetfelds abzuschirmen.
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Der Niveausensor kann als eine Elektrodenplatte mit einer Breite von mindestens 8 mm ausgestaltet sein.
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Andere Merkmale und Aspekte werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel darstellt, bei welchem eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer gedruckten Schaltung (PCB) angebracht ist.
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2 ist eine Blockdarstellung, welche schematisch die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel darstellt, in welchem eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer gedruckten Schaltung (PCB) angebracht ist.
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4 ist eine Blockdarstellung, welche schematisch die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden eingeführten Zeichnungen werden beispielhaft bereitgestellt, um so die Idee der vorliegenden Erfindung dem Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, in ausreichender Weise zu erläutern. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beigefügten Zeichnungen, welche unten bereitgestellt werden, beschränkt, sondern kann auch in anderen Formen ausgeführt werden. Darüber hinaus bezeichnen gleiche Bezugszeichen über die gesamte Beschreibung hinweg gleiche Elemente.
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Technische Begriffe und wissenschaftliche Begriffe, welche in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, besitzen die allgemeine Bedeutung, welche der Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, versteht, es sei denn, es wird etwas anderes definiert. Eine Beschreibung für bekannte Funktionen und Konfigurationen, welche unnötigerweise das Wesentliche der vorliegenden Erfindung verschleiern würde, wird in der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen weggelassen.
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Erste Ausführungsform
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Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ausgestaltet, um mehrere Niveausensoren aufzuweisen, wobei die mehreren Niveausensoren, welche voneinander um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind, an einer jeweiligen vorbestimmten Stelle vorhanden sind, während sie paarweise ausgebildet sind, um einen Vorgang zur Berechnung einer Restmenge eines Kraftstoffs zu jeder Zeit, zu welcher der Kraftstoff erfasst wird, zu minimieren, wodurch die Restmenge des Kraftstoffs rasch gemessen wird.
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1 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel darstellt, bei welchem eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer gedruckten Schaltung (PCB) angebracht ist. 2 ist eine Steuerungs-Blockdarstellung der Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail mit Bezug zu den 1 und 2 beschrieben.
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Wie in 1 und 2 dargestellt ist, kann die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein, um eine Niveausensoreinheit 1 mit mehreren Niveausensoren und einen Informationsprozessor 2 aufzuweisen, wobei die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität vorzugsweise auf der PCB angebracht ist, um problemlos Energie zuzuführen, wie es vorab beschrieben ist.
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Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Tank oder einem Flansch angeordnet ist, in welchem Kraftstoff aufgenommen sein kann, um die Restmenge des Kraftstoffs in dem Tank oder dem Flansch zu überprüfen.
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Jede Komponente wird im Folgenden im Detail beschrieben.
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Die Niveausensoreinheit 1 ist ausgestaltet, um mehrere Niveausensoren aufzuweisen, welche an einer jeweiligen Stelle in einer Höhenrichtung auf einer Seite der PCB vorhanden sind, wodurch ein Niveau des Kraftstoffs gemessen wird. Wie in 1 dargestellt ist, sind bei der Niveausensoreinheit 1 mehrere Niveausensoren als ein Paar aufgebaut, wobei das Paar von Niveausensoren an einer jeweiligen vorbestimmten Stelle auf einer Seite der PCB vorhanden ist, um eine Information über den Kraftstoff, wie das eingestellte Niveau des Kraftstoffs, an der jeweiligen Stelle zu übertragen, wenn ein Kontakt mit dem Kraftstoff stattfindet.
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Wie in 1 dargestellt ist, heißt das, wenn acht Niveausensoren in vier Paaren 1a, 1b, 1c und 1d aufgebaut sind und dann an den vorbestimmten Stellen vorhanden sind, die Information über das Niveau des Kraftstoffs als ,leer' übertragen wird, wenn der Kraftstoff nur in einen Kontakt mit dem Paar von Niveausensoren 1a kommt, welche an dem Bodenabschnitt angeordnet sind, die Information über das Niveau des Kraftstoffs als 'voll' übertragen wird, wenn der Kraftstoff in Kontakt mit einem Paar von Niveausensoren 1d kommt, welche an dem obersten Abschnitt angeordnet sind, und die Information über das Niveau des Kraftstoffs als '1/3 voll' übertragen wird, wenn der Kraftstoff in Kontakt mit einem Paar von Niveausensoren 1b kommt, welche in dem mittleren Abschnitt vorhanden sind, und die Information über das Niveau des Kraftstoffs als ,1/2 voll' übertragen wird, wenn der Kraftstoff in Kontakt mit einem anderen Paar von Niveausensoren 1c kommt, wodurch eine Höhe des Kraftstoffs gemessen wird.
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Bei der Niveausensoreinheit 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann der Vorgang abhängig von der Information über das vorbestimmte Niveau an der aktuellen Stelle, an welcher sich die Niveausensoreinheit befindet, mit möglichst geringem Aufwand ausgeführt werden, um die Information über das Niveau des Kraftstoffs zu übertragen, so dass das Niveau des Kraftstoffs schnell erfasst werden kann.
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Der Informationsprozessor 2 kann die Information über den Kraftstoff, welcher von der Niveausensoreinheit 1 übertragen wird, einsetzen, um die elektrische Kapazität des Kraftstoffs zu berechnen, um dadurch ein endgültiges Niveau (Höhe) des Kraftstoffs zu berechnen.
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Nur wenn die elektrischen Kapazitäten des Kraftstoffs durch die mehreren Niveausensoren, welche ein Paar von Niveausensoren ausbilden, gleich berechnet werden, das heißt, wenn der Kraftstoff gleichzeitig in den Kontakt mit den mehreren Niveausensoren, welche als Paar ausgebildet sind, kommt, kann der Informationsprozessor das endgültige Niveau (Höhe) des Kraftstoffs bestimmen und berechnen.
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Wenn die Information über das Niveau des Kraftstoffs gleichzeitig von den mehreren Paaren von Niveausensoren übertragen wird, kann der Informationsprozessor 2 die Information über das Niveau des Kraftstoffs, welche von dem Paar von Sensoren übertragen wird, die unter den mehreren Paaren von Niveausensoren, zu welchen die Information über das Niveau des Kraftstoffs übertragen wird, an dem obersten Abschnitt in der Höhenrichtung der PCB angeordnet sind, einsetzen, um die elektrische Kapazität des Kraftstoffs zu berechnen, wodurch das endgültige Niveau (Höhe) des Kraftstoffs berechnet wird.
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Es muss beispielsweise nicht erwähnt werden, dass ein anderes Paar der Niveausensoren 1a und ein anderes Paar der Niveausensoren 1b in Kontakt mit dem Kraftstoff kommt, sobald der Kraftstoff in Kontakt mit dem Paar der Niveausensoren 1c kommt. Wenn die Information über das Niveau des Kraftstoffs gleichzeitig von den mehreren Paaren von Niveausensoren übertragen wird, kann aus diesem Grund der Informationsprozessor 2 die Information über das Niveau des Kraftstoffs, welche von dem Paar der Niveausensoren 1c übertragen wird, die unter den mehreren Paaren der Niveausensoren, zu welchen die Information über das Niveau des Kraftstoffs übertragen wird, an dem obersten Abschnitt in der Höhenrichtung der PCB angeordnet sind, einsetzen, um die elektrische Kapazität des Kraftstoffs zu berechnen, wodurch das endgültige Niveau (Höhe) des Kraftstoffs berechnet wird.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein kann, um darüber hinaus eine Temperatursensoreinheit 3 aufzuweisen, welche einen Thermistor aufweist, um eine Dielektrizitätskonstante und eine Kapazität, welche abhängig von der Temperatur des Kraftstoffs ansteigt oder abfällt, zu berechnen.
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Die Temperatursensoreinheit 3 ist an einem unteren Abschnitt der Niveausensoreinheit 1 vorhanden, um die Temperatur des Kraftstoffs zu messen.
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Genauer gesagt kann, wie es in 2 dargestellt ist, der Informationsprozessor 2 ausgestaltet sein, um einen Konverter 2a und eine Steuerung (MCU) 2b aufzuweisen.
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Der Konverter 2a kann Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von den mehreren Niveausensoren der Niveausensoreinheit 1 übertragen werden, in digitale Daten konvertieren.
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Die Steuerung 2b kann die digitalen Daten, welche durch den Konverter 2a konvertiert sind, und Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche durch die Temperatursensoreinheit 3 gemessen werden, einsetzen, um das endgültige Niveau (Höhe) des Kraftstoffs zu korrigieren und zu berechnen.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass, wenn die Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche durch die Temperatursensoreinheit 3 gemessen werden, mit einer Frosttemperatur des Kraftstoffs korrespondieren, die Steuerung 2b Heizmittel wie eine Heizvorrichtung, welche außerhalb vorhanden ist, ansteuert, um den Kraftstoff zu schmelzen.
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Da Harnstoff usw. während der Wintersaison gefrieren kann, kann eine Niveaumessung insbesondere zu undefinierten Ergebnissen führen. Wenn abhängig von den Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche durch die Temperatursensoreinheit 3 gemessen werden, erkannt wird, dass der Kraftstoff den Gefrierpunkt erreicht, kann daher die Steuerung 2b die Heizmittel, wie die Heizvorrichtung, welche außerhalb vorhanden ist, ansteuern, um den Kraftstoff zu schmelzen, und dann das endgültige Niveau (Höhe) des Kraftstoffs berechnen.
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Darüber hinaus kann die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Abschirmung 50 aufweisen, welche auf der anderen Seite der PCB ausgebildet ist. Die Abschirmung 50 ist als eine Abschirmplatte ausgebildet und ist auf der anderen Seite der PCB vorhanden, um eine Interferenz von einem äußeren Magnetfeld abzuschirmen.
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Zweite Ausführungsform
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Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt Eigenschaften des Kraftstoffs, um eine elektrische Referenzkapazität festzulegen, und weist mehrere Niveausensoren auf, welche als mehrere Elektrodenplatten ausgestaltet sind, um ein Niveau und eine Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs mit hoher Genauigkeit zu messen, um dadurch eine Restmenge des Kraftstoffs genau zu messen.
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3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel darstellt, bei welchem eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf einer gedruckten Schaltung (PCB) angebracht ist, und 4 ist eine Darstellung von Steuerblöcken der Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im Detail mit Bezug zu den 3 und 4 beschrieben.
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Wie in 3 und 4 dargestellt ist, kann die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein, um eine Referenzsensoreinheit 10, eine Niveausensoreinheit 20 mit mehreren Niveausensoren und einen Informationsprozessor 30 aufzuweisen, wobei die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität vorzugsweise auf der PCB für eine problemlose Zufuhr von Energie angebracht ist, wie es vorab beschrieben ist.
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Darüber hinaus ist die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einem Tank oder einem Flansch angeordnet, in welchem Kraftstoff aufgenommen sein kann. Dabei soll die Restmenge des Kraftstoffs in dem Tank oder in dem Flansch überprüft werden.
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Jede Komponente wird im Folgenden im Detail beschrieben.
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Die Referenzsensoreinheit 10 kann an einem unteren Abschnitt auf einer Seite der PCB vorhanden sein, um eine Dielektrizitätskonstante des darin aufgenommenen Kraftstoffs zu messen.
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Die Referenzsensoreinheit 10 kann die gemessene Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs einsetzen, um eine Art des Kraftstoffs zu erfassen. Dabei kann es sich bei der Art des Kraftstoffs, welcher in einem Tank oder einem Flansch aufgenommen ist, um Benzin, Diesel, Ethanol oder Wasser handeln.
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Die Referenzsensoreinheit 10 kann inhärent die elektrische Kapazität für jeden Kraftstoff messen und die Art des Kraftstoffs von der gemessenen elektrischen Kapazität ableiten.
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Die Niveausensoreinheit 20 mit den mehreren Niveausensoren kann auf der oberen Seite der Referenzsensoreinheit 10 in einer Längsrichtung einer Seite der PCB vorhanden sein, um das Niveau des Kraftstoffs zu messen. Wie in 3 dargestellt ist, kann jede der Niveausensoreinheiten 20 aus mehreren Elektrodenplatten ausgestaltet sein und kann die Höhe des Kraftstoffs mittels einer Differenz bezüglich der Kapazität zwischen den zwei Elektrodenplatten messen.
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Insbesondere wird die Kapazität, welche der Größe einer elektrischen Ladung entspricht, die durch eine Spannung geladen wird, welche zwischen den entsprechenden Elektrodenplatten anliegt, durch ein Dielektrikum bestimmt, welches sich isolierend zwischen den entsprechenden Elektrodenplatten befindet, und daher kann die Kapazität berechnet werden. In diesem Fall können Oberflächenbereiche der Elektrodenplatten, welche (über den Kraftstoff) miteinander in Verbindung treten, eine Variable bei der Berechnung der Kapazität darstellen, und daher wird es bevorzugt, dass eine Elektrodenplatte, welche die Niveausensoreinheit 20 gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausbildet, eine Breite von mindestens 8 mm aufweist.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Niveausensoren aufweist, welche aus mehreren Elektrodenplatten ausgestaltet sind, wodurch die Messgenauigkeit des Niveaus des Kraftstoffs verbessert wird.
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Das heißt, die Niveaudaten des Kraftstoffs, welche durch einen ersten Niveausensor gemessen werden, und die Niveaudaten des Kraftstoffs, welche durch einen zweiten Niveausensor gemessen werden, werden summiert und dann wird ein Mittelwert bestimmt, indem die summierten Niveaudaten des Kraftstoffs geteilt werden, um die elektrische Kapazität des Kraftstoffs zu messen, wodurch das Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs berechnet wird.
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Der Informationsprozessor 30 kann die Information über den Kraftstoff, welche von der Referenzsensoreinheit 10 und der Niveausensoreinheit 20 übertragen wird, einsetzen, um die elektrische Kapazität des Kraftstoffs zu berechnen, wodurch das endgültige Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs berechnet wird.
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Mit anderen Worten kann der Informationsprozessor 30 die Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs, welche durch die Referenzsensoreinheit 10 gemessen wird, erfassen und die Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs analysieren, um eine Art des Kraftstoffs zu erfassen, wodurch die elektrische Referenzkapazität bestimmt wird.
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Wenn der Informationsprozessor 30 das Niveau des Kraftstoffs, welches durch die Niveausensoreinheit 20 gemessen wird, empfängt, wie es vorab beschrieben ist, bezieht die Niveausensoreinheit 20 die mehreren Niveausensoren ein, und dadurch kann der Informationsprozessor 30 jeweils einen Mittelwert der Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von den mehreren Niveausensoreinheiten 20 übertragen werden, bilden und diese verwenden.
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Der Informationsprozessor 30 kann die gemittelten Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von der Niveausensoreinheit 20 übertragen werden, abhängig von der elektrischen Referenzkapazität, welche durch die Referenzsensoreinheit 10 bestimmt wird, einsetzen, um die aktuelle Kapazität zu berechnen, wodurch das Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs berechnet wird.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist, um darüber hinaus einen Thermistor 40 aufzuweisen, um die Dielektrizitätskonstante und die Kapazität, welche sich abhängig von der Temperatur des Kraftstoffs erhöht oder verringert, zu berechnen.
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Die Temperatursensoreinheit 40 ist in einer Breitenrichtung der Referenzsensoreinheit 10 vorhanden, um die Temperatur des Kraftstoffs zu messen.
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Insbesondere kann, wie es in 2 dargestellt ist, der Informationsprozessor 30 ausgestaltet sein, um einen Konverter 31 und eine Steuerung (MCU) 32 aufzuweisen.
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Der Konverter 31 empfängt die Daten der Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs, welche von der Referenzsensoreinheit 10 übertragen werden, und konvertiert die Daten in digitale Daten.
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Die Niveaudaten des Kraftstoffs, welche jeweils von den mehreren Niveausensoreinheiten 20 übertragen und gemittelt werden, können empfangen und in die digitalen Daten konvertiert werden.
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Die Steuerung 32 kann die digitalen Daten, welche durch den Konverter 31 konvertiert werden, und die Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche durch die Temperatursensoreinheit 30 gemessen werden, einsetzen, um das endgültige Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs zu berechnen.
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Das heißt, da die Daten der Dielektrizitätskonstante des Kraftstoffs, welche von der Referenzsensoreinheit 10 übertragen werden, und die gemittelten Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von den mehreren Niveausensoreinheiten 20 übertragen werden, durch die Temperatur des Kraftstoffs beeinflusst werden, basiert die Steuerung 32 daher auf der elektrischen Referenzkapazität, welche durch die Referenzsensoreinheit 10 unter Verwendung der Temperaturdaten des Kraftstoffs, welche von der Temperatursensoreinheit 40 übertragen werden, bestimmt wird, um die gemittelten Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von der Niveausensoreinheit 20 übertragen werden, einzusetzen, um die tatsächliche Kapazität zu berechnen und das Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs zu korrigieren, welches unter Verwendung der berechneten Kapazität berechnet wird, wodurch das endgültige Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs berechnet wird.
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Darüber hinaus kann die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Abschirmung 50 aufweisen, welche auf der anderen Seite der PCB ausgebildet ist. Die Abschirmung ist aus einer Abschirmplatte ausgebildet und ist auf der anderen Seite der PCB angeordnet, um eine Interferenz von einem äußeren Magnetfeld abzuschirmen.
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Das heißt mit anderen Worten, dass die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität gemäß der anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der elektrischen Referenzkapazität basiert, welche durch die Referenzsensoreinheit 10 bestimmt wird, um die gemittelten Niveaudaten des Kraftstoffs, welche von der Niveausensoreinheit 20 übertragen werden, einzusetzen, um so die Anfangskapazität zu berechnen und um die Anfangskapazität zu korrigieren, indem die Temperaturdaten des Kraftstoffs berücksichtigt werden, welche von der Temperatursensoreinheit 40 übertragen werden, wodurch das endgültige Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs genau berechnet wird.
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Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität, welche die vorab beschriebene Konfiguration aufweist, in dem Kraftstofftank oder dem Flansch angeordnet sein, in welchem der Kraftstoff aufgenommen sein kann, um die elektrische Kapazität abhängig von dem Kontaktbereich mit dem Kraftstoff zu messen, wodurch das Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs genau gemessen wird und das berechnete Niveau (die Höhe) des Kraftstoffs an den Anwender ausgegeben wird.
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Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffniveaus unter Verwendung einer elektrischen Kapazität die mehreren Niveausensoren einsetzen, um das Niveau des Kraftstoffs, welches sich aufgrund des Niveaus des Kraftstoffs in den entsprechenden Niveausensoren einstellt, einzusetzen, um dadurch einfach das Niveau des Kraftstoffs zu bestimmen.
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Darüber hinaus können, um die Genauigkeit der Kraftstoffniveauerfassung zu verbessern, die mehreren Paare von Niveausensoren, welche als Paar von Elektrodenplatten ausgestaltet sind, eingesetzt werden, um die Steigung oder Neigung effektiv zu korrigieren, und der Temperatursensor kann darüber hinaus eingesetzt werden, um die Dielektrizitätskonstante und die Kapazität, welche abhängig von der Temperatur ansteigt und abfällt, zu korrigieren, wodurch das Niveau des Kraftstoffs genau berechnet wird.
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Darüber hinaus kann die Referenzsensoreinheit eingesetzt werden, um eine Art des Kraftstoffs genau zu erfassen, um so die Kapazität der Referenzkapazität korrekt einzusetzen, um dadurch das Niveau des Kraftstoffs genau zu berechnen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorab durch bestimmte Ausgestaltungen, wie beispielsweise detaillierte Komponenten, Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, sind diese nur zur Unterstützung des allgemeinen Verständnisses der vorliegenden Erfindung bereitgestellt worden. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen eingeschränkt. Verschiedene Modifikationen und Änderungen können von dem Fachmann, auf welchen sich die vorliegende Erfindung bezieht, ausgehend von dieser Beschreibung vorgenommen werden.
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Daher soll der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch diese Ausführungsformen beschränkt sein, sondern die Ansprüche und alle Modifikationen, welche gleich den Ansprüchen sind oder äquivalent zu den Ansprüchen sind, sollen in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-1996-0037340 [0007]
- KR 10-2000-0002314 [0008]
