專(zhuān)利名稱：氣體燃料的余量測(cè)量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量燃料容器內(nèi)的殘余燃料的余量測(cè)量裝置以及余量測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)在車(chē)輛上裝載燃料容器時(shí)，由于隨著車(chē)輛行駛過(guò)程中的振動(dòng)或加減速而搖晃，車(chē)輛的姿勢(shì)發(fā)生變化，所以檢測(cè)出的余量值中含有誤差。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，例如，提出了待機(jī)至車(chē)輛行駛過(guò)程中的振動(dòng)等影響消除(余量值穩(wěn)定)后，再使余量值反映在余量表示計(jì)上的技術(shù)。
(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-82206號(hào)公報(bào)但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，不能在車(chē)輛行駛時(shí)檢測(cè)出準(zhǔn)確的燃料余量。
此外，作為檢測(cè)燃料容器內(nèi)的余量的方法，雖然公知的是，例如，利用容器內(nèi)壓力、累計(jì)燃料流量和水準(zhǔn)儀的方法，但是當(dāng)使用氣體燃料時(shí)，不可以利用水準(zhǔn)儀，此外，利用受溫度變化影響的壓力、流量所進(jìn)行的測(cè)量也不準(zhǔn)確。在這種情況下，雖然利用重量的測(cè)量有效，但是由于與液體重量相比，氣體重量變化比較小，所以需要提高測(cè)量精度。
本發(fā)明即是為解決上述問(wèn)題所作出的，其目的在于，提高基于重量的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的測(cè)量精度。此外，其目的還在于，即使在車(chē)輛行駛狀態(tài)也可以測(cè)量燃料殘余量。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的方案1，提供一種根據(jù)重量來(lái)測(cè)量車(chē)載的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的余量測(cè)量裝置。本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置，其特征在于，具有設(shè)置在所述車(chē)輛和所述燃料容器之間，測(cè)定所述燃料容器的重量的重量測(cè)定器，測(cè)定所速車(chē)輛的加速度的加速度測(cè)定器，以及利用所述被測(cè)定的重量和加速度來(lái)算出所述燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的運(yùn)算裝置。
根據(jù)本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置，由于是利用被測(cè)定的重量和加速度來(lái)算出燃料容器內(nèi)的燃料殘余量，所以可以幾乎不受溫度等影響，從而提高燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的測(cè)量精度。
在本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置中，所述運(yùn)算裝置，可以對(duì)當(dāng)由所述加速度測(cè)定器所測(cè)定的加速度為0時(shí)的測(cè)定重量進(jìn)行取樣，并將其平均值作為所述被測(cè)定的重量使用而算出所述燃料殘余量。在這種情況下，由于被測(cè)定的重量不受因加速度引起的誤差影響，所以可以高精度地測(cè)定燃料殘余量。
在本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置中，所述運(yùn)算裝置，可以考慮到由所述加速度測(cè)定器所測(cè)定的加速度，而由通過(guò)所述重量測(cè)定器所測(cè)定的重量，算出真實(shí)重量并算出所述燃料殘余量。在這種情況下，由于是由通過(guò)重量測(cè)定器所測(cè)定的重量，算出真實(shí)重量而測(cè)定燃料殘余量，所以不僅考慮加速度的值，還考慮到加速度對(duì)重量的影響，從而可以提高重量的測(cè)定精度。因此，即使在車(chē)輛的行駛狀態(tài)，也可以高精度地測(cè)定燃料殘余量。
在本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)定裝置中，具有多個(gè)所述重量測(cè)定器，設(shè)置所述加速度測(cè)定器，并使其可以測(cè)定與所述各重量測(cè)定器上的加速度大致相等的加速度，所述運(yùn)算裝置，可以利用由所述被測(cè)定的重量和所述被測(cè)定的相似加速度引起的重量變動(dòng)，算出所述真實(shí)重量。在這種情況下，由于利用因加速度引起的重量變動(dòng)，由被測(cè)定的重量算出真實(shí)重量，所以可以提高重量的測(cè)定精度。因此，即使在車(chē)輛的行駛狀態(tài)，也可以高精度地測(cè)定燃料殘余量。
在本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置中，所述氣體燃料容器，是具有第1端部和第2端部的長(zhǎng)尺寸體，在所述第1以及第2端部附近，通過(guò)彈性體被固定在所述車(chē)輛上，所述重量測(cè)定器，可以設(shè)置為在所述燃料容器排空時(shí)的容器重量和由所述彈性體產(chǎn)生的彈力相平衡的狀態(tài)下，表示為0值。在這種情況下，由于燃料容器的空容器重量被彈力抵消，所以可以直接將由重量測(cè)定器所測(cè)定的重量作為氣體重量使用。另外，燃料容器的空容器重量，是指未在燃料容器內(nèi)儲(chǔ)存氣體時(shí)的燃料容器的重量。
在本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置中，所述氣體燃料容器是具有第1端部和第2端部的長(zhǎng)尺寸體，被保持為在所述第1端部附近可沿與所述車(chē)輛垂直的方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述第2端部附近，可以通過(guò)所述重量測(cè)定器被設(shè)在所述車(chē)輛上。在這種情況下，可以通過(guò)設(shè)置一個(gè)重量測(cè)定器來(lái)測(cè)定燃料殘余量。
本發(fā)明的方案2，提供一種根據(jù)重量來(lái)測(cè)量車(chē)載的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的測(cè)量方法。本發(fā)明的方案2涉及的方法，其特征在于，包括測(cè)定所述燃料容器的重量，測(cè)定所述車(chē)輛的加速度，以及利用所述測(cè)定的重量和加速度來(lái)測(cè)量所述燃料容器內(nèi)的燃料殘余量。
根據(jù)本發(fā)明的方案2涉及的余量測(cè)量方法，可以得到與本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置相同的作用效果。本發(fā)明的方案2涉及的余量測(cè)量方法，可以與本發(fā)明的方案1涉及的余量測(cè)量裝置相同地，通過(guò)種種方案實(shí)現(xiàn)。


圖1是表示從車(chē)輛后方看到的第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖2是表示從車(chē)輛上方看到的第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖3是表示通過(guò)第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置而測(cè)出的重量和氫氣余量的對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖4是模式性地表示由前后顛簸、橫搖引起車(chē)輛發(fā)生振動(dòng)、搖晃(加速度G)的說(shuō)明圖。
圖5是表示在第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量處理中所實(shí)行的處理程序的流程圖。
圖6是表示構(gòu)成第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置51的重量傳感器30以及加速度傳感器32的概略設(shè)置的側(cè)面圖。
圖7是表示第2實(shí)施例中的加速度傳感器32的結(jié)構(gòu)上的特征的模式圖。
圖8是表示在第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量處理中所實(shí)行的處理程序的流程圖。
圖9是表示燃料容器20相對(duì)于車(chē)輛的另一安裝方案的說(shuō)明圖。
圖10是表示第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置50中的加速度傳感器31的另一設(shè)置例的說(shuō)明圖。
圖11是表示燃料容器20相對(duì)于車(chē)輛的另一安裝方案的說(shuō)明圖。
圖12是表示在圖11所示的安裝方案中得出的重量傳感器30的輸出特性的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，一邊參照附圖一邊根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明涉及的根據(jù)重量來(lái)測(cè)量車(chē)載的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的余量測(cè)量裝置以及余量測(cè)量方法進(jìn)行說(shuō)明。
第1實(shí)施例參照?qǐng)D1～圖4，對(duì)第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示從車(chē)輛后方看到的第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖2是表示從車(chē)輛上方看到的第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖3是表示通過(guò)第1實(shí)施例涉及的裝載在車(chē)輛上燃料容器的余量測(cè)量裝置測(cè)出的重量和氫氣余量的對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明圖。圖4是模式性地表示前后顛簸、橫搖引起車(chē)輛發(fā)生振動(dòng)、搖晃(加速度G)的說(shuō)明圖。
本實(shí)施例中的車(chē)輛10，如圖1以及圖2所示，在車(chē)輪11內(nèi)側(cè)的車(chē)底盤(pán)12上備有兩個(gè)儲(chǔ)存氫氣的燃料容器20。各燃料容器20，呈兩端被勒緊的圓筒形狀的同時(shí)，其縱向與車(chē)輛10的前進(jìn)方向相交地被設(shè)置在車(chē)輛10上。在各燃料容器20的兩端部附近，備有兩個(gè)保持帶21。保持帶21，是通過(guò)沿燃料容器20的外周形狀纏繞橡膠等彈性體而進(jìn)行保持的金屬制帶子。另一方面，在車(chē)輛10上，在與各保持帶21對(duì)應(yīng)的位置上分別備有重量傳感器30的同時(shí)，在各重量傳感器30的附近分別備有加速度傳感器31。
作為重量傳感器30，例如，可利用測(cè)力傳感器。重量傳感器30的一端與車(chē)底盤(pán)12(車(chē)輛10)接合，另一端與對(duì)應(yīng)的保持帶21接合。因此，燃料容器20，通過(guò)保持帶21以及重量傳感器30被設(shè)置在車(chē)輛上。由重量傳感器30檢測(cè)出的重量值，如圖3所示與氫氣余量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。在圖3中，重量傳感器30的測(cè)量值之所以從中間升高，是因?yàn)槿剂先萜?0被直接設(shè)在重量傳感器30上，所以不經(jīng)過(guò)容器容量段，就得不到與氫氣余量對(duì)應(yīng)的測(cè)量值。在此，所說(shuō)的燃料容器20的容器重量，是指未儲(chǔ)存氫氣時(shí)的容器重量，儲(chǔ)氫合金的重量包含于容器重量之中。
作為加速度傳感器31，例如，可以采用壓電元件。加速度傳感器31，由于分別與各重量傳感器30一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所以可以確切地測(cè)量出各重量傳感器30的加速度變化。在車(chē)輛10上，伴隨車(chē)輛行駛而發(fā)生上下晃動(dòng)(振動(dòng))、橫搖以及前后顛簸(搖晃)，這些振動(dòng)、晃動(dòng)通過(guò)左右各加速度傳感器31，如圖4所示被檢測(cè)出來(lái)。另外，在本實(shí)施例中，由于相對(duì)于車(chē)輛10的前進(jìn)方向，沿橫向設(shè)有兩個(gè)加速度傳感器31，所以圖4的前半部分表示由振動(dòng)或前后顛簸引起的加速度變化，后半部分表示由橫搖引起的加速度變化。
燃料容器20，其內(nèi)部具有儲(chǔ)氫合金，氫氣被以留藏在儲(chǔ)氫合金內(nèi)的狀態(tài)而儲(chǔ)存。例如，在300kg儲(chǔ)氫合金內(nèi)儲(chǔ)存5kg的氫氣，為測(cè)量氫氣的變化量，需要高精度的測(cè)量方法。
第1實(shí)施例的車(chē)輛10，通過(guò)控制單元40控制其駕駛狀態(tài)。控制單元40，具有寄存用于運(yùn)算處理功能(CPU)、變換圖以及余量測(cè)量的處理程序等的存儲(chǔ)功能(ROM、RAM)。在控制單元40上，分別連接有重量傳感器30以及加速度傳感器31，并輸入由各傳感器30、31檢測(cè)出的重量M、加速度α。第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置50，作為構(gòu)成元件至少具有重量傳感器30、加速度傳感器31以及控制單元40。
參照?qǐng)D5對(duì)由第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置50所實(shí)行的余量測(cè)量處理進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示在第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量處理中所實(shí)行的處理程序的流程圖。
每隔規(guī)定時(shí)間，在各加速度傳感器31以及重量傳感器30的組合單位上分別實(shí)行本處理程序。本處理程序開(kāi)始后，控制單元40，取得由加速度傳感器31檢測(cè)出的加速度α(步驟S100)，并判定加速度α是否等于0(步驟S110)。
控制單元40，當(dāng)判定加速度α不為0時(shí)(步驟S110否)，再次移至步驟S100，取得加速度α。控制單元40，當(dāng)判定加速度α為0時(shí)(步驟S110是)，取得由重量傳感器30檢測(cè)出的重量M(步驟S120)。由于由重量傳感器30檢測(cè)出的重量M受加速度α影響而變動(dòng)，所以當(dāng)不受加速度α影響而加速度α＝0時(shí)，對(duì)重量M進(jìn)行取樣。
控制單元40，判定是否經(jīng)過(guò)預(yù)定的規(guī)定時(shí)間(步驟S130)，當(dāng)判定未經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)(步驟S130否)，移至步驟S100繼續(xù)對(duì)加速度α取樣?？刂茊卧?0，當(dāng)判定經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)(步驟S130是)，求出通過(guò)取樣得出的重量M的平均值，利用求出的平均值和圖3所示的變換圖確定氫氣余量(步驟S140)，將各值清零(步驟S150)，繼續(xù)進(jìn)行取樣。
在圖4中，加速度α為0(G)時(shí)，是以黑實(shí)心圈表示的點(diǎn)，在規(guī)定時(shí)間，以該時(shí)間反復(fù)對(duì)重量M取樣。
如上所述，根據(jù)第1實(shí)施例涉及的車(chē)載的燃料容器的余量測(cè)量裝置50，由于當(dāng)被加速度傳感器31檢測(cè)出的加速度α為0時(shí)，由重量傳感器30取得重量M，所以可以不受加速度α影響，即，排除由加速度α引起的誤差，而取得準(zhǔn)確的重量M。通過(guò)這樣提高測(cè)定精度，一般而言，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出與液體相比隨著余量變動(dòng)而重量變化小的氣體重量。因此，可以提高根據(jù)重量M確定的燃料容器20內(nèi)的氫氣余量的精度。
此外，第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置50，由于對(duì)各重量傳感器30設(shè)有加速度傳感器31，所以可以確切地檢測(cè)出作用在各重量傳感器30上的加速度α，從而使加速度α為0時(shí)所實(shí)行的重量M的取樣時(shí)間的精度提高。
第2實(shí)施例參照?qǐng)D6～圖8對(duì)第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置51進(jìn)行說(shuō)明。圖6是表示構(gòu)成第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置51的重量傳感器30以及加速度傳感器32的概略設(shè)置的側(cè)面圖。圖7表示第2實(shí)施例中的加速度傳感器32的結(jié)構(gòu)上的特征的模式圖。圖8是表示在第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量處理中所實(shí)行的處理程序的流程圖。
第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置51，被裝載在第1實(shí)施例中說(shuō)明的車(chē)輛10上。在第2實(shí)施例中，如圖6所示，燃料容器20以兩個(gè)為一組地被保持帶23捆綁保持。各燃料容器20分別通過(guò)重量傳感器30被設(shè)置在車(chē)底盤(pán)12上。此外，燃料容器20的裝載方向等，與第1實(shí)施例中的燃料容器20相同。
加速度傳感器32，被設(shè)在與各燃料容器20對(duì)應(yīng)的重量傳感器30的中間的車(chē)底盤(pán)12上。加速度傳感器32，如圖7所示，具有作用部321，該作用部321具有與設(shè)在其兩旁的重量傳感器30對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸起部；和與作用部321對(duì)應(yīng)設(shè)置的壓電元件部322。加速度傳感器32，分別向控制單元40輸出在各壓電元件部322上產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)。通過(guò)具有這樣的結(jié)構(gòu)，可以確切檢測(cè)出大小與各重量傳感器30上的加速度成比例的加速度α和相對(duì)于角度的相似加載。因此，在本實(shí)施例中，對(duì)燃料容器20設(shè)有兩個(gè)重量傳感器30，對(duì)兩個(gè)成組的燃料容器20設(shè)有共計(jì)四個(gè)重量傳感器30，此外，加速度傳感器32，對(duì)成組的兩個(gè)燃料容器20，設(shè)有兩個(gè)重量傳感器30。
利用可得到x、y、z三維方向的加速度的加速度傳感器時(shí)，雖然可以計(jì)算該點(diǎn)的空間位置，但是，例如當(dāng)以z軸為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，并不能全部檢測(cè)出。如果在分開(kāi)的2次轉(zhuǎn)換中利用三維的加速度傳感器，由于可以算出空間內(nèi)的相對(duì)位置，所以可以得到旋轉(zhuǎn)前后顛簸、橫搖等全部信息。由于可以計(jì)算車(chē)體各位置上的任意方向的加速度，所以可以算出相對(duì)于各重量傳感器的加速度。
由于重量傳感器只測(cè)量1個(gè)方向，所以只要可以計(jì)算該方向的加速度就足夠了。如果在與重量傳感器的測(cè)量方向垂直線上的任意分離的兩點(diǎn)上，對(duì)其方向與重量傳感器的測(cè)量方向相同的加速度進(jìn)行測(cè)量，那么可以算出同一直線上的任意點(diǎn)的相同方向的加速度。
參照?qǐng)D8對(duì)在第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置51上所實(shí)行的余量測(cè)量處理進(jìn)行說(shuō)明。每隔規(guī)定時(shí)間反復(fù)實(shí)行本處理程序。開(kāi)始進(jìn)行本處理程序后，控制單元40，從加速度傳感器32取得加速度α(步驟S200)。如上所述，從一個(gè)加速度傳感器32輸出兩個(gè)加速度α，控制單元40，分別從各加速度傳感器32取得兩個(gè)加速度α。
控制單元40，從各重量傳感器3取得重量M(步驟S210)，利用取得的加速度α和重量M，利用下式算出真實(shí)重量Mr(步驟S220)。
Mr＝g(M/(g-a))在此，g表示重力加速度。
即，在本實(shí)施例中，由于使用的加速度傳感器23，是為確切檢測(cè)出其大小與相對(duì)于各重量傳感器30的加速度成比例的加速度α而構(gòu)成的，所以，可以通過(guò)考慮到由各重量傳感器30對(duì)燃料容器20的測(cè)量重量M產(chǎn)生影響的加速度α，而得出不受加速度α影響時(shí)的真實(shí)重量Mr。
控制單元40，判定是否經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間(步驟S230)，當(dāng)判定為未經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)(步驟S230否)，再次移至步驟S200，算出真實(shí)重量。另一方面，控制單元40，當(dāng)判定為經(jīng)過(guò)取樣時(shí)間時(shí)(步驟S230是)，算出取樣之后的真實(shí)重量Mr的平均值，并利用變換圖等確定與從算出的真實(shí)重量Mr中減去空的燃料容器20的重量后的值相對(duì)應(yīng)的氫氣余量(步驟S240)，將各值清零(步驟S250)，繼續(xù)進(jìn)行取樣。
如上所述，根據(jù)第2實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置51，作為加速度傳感器23，由于利用為能確切檢測(cè)出與對(duì)各重量傳感器30的載荷大致相等的加速度α而構(gòu)成的加速度傳感器，所以可以不受加速度α影響，即，排除由加速度α引起的誤差而得到真實(shí)重量Mr，其結(jié)果，可以測(cè)定準(zhǔn)確的氫氣余量。通過(guò)這樣提高測(cè)定精度，一般而言，可以準(zhǔn)確檢測(cè)出與液體相比重量隨著余量變動(dòng)而變化小的氣體重量，從而可以使根據(jù)重量M確定的燃料容器20內(nèi)的氫氣余量的精度提高。
此外，由于可以考慮到由各重量傳感器30對(duì)燃料容器20的測(cè)量重量M產(chǎn)生影響的加速度α，所以即使當(dāng)加速度α不為0時(shí)，也可以取得排除因加速度α引起的誤差后的準(zhǔn)確重量Mr。因此，可以一邊提高氫氣余量的測(cè)定精度，一邊大幅度增加取得氫氣余量的機(jī)會(huì)。結(jié)果，通?？梢愿鶕?jù)準(zhǔn)確的氫氣余量，來(lái)控制以燃料電池系統(tǒng)為主的氫氣消耗系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
其他實(shí)施例(1)在上述第1實(shí)施例中，雖然通常是，在由加速度傳感器31檢測(cè)出的加速度為0時(shí)，對(duì)重量M進(jìn)行取樣，也可以如下進(jìn)行。一般而言，由加速度α的作用產(chǎn)生的在燃料容器20內(nèi)懸浮的懸浮物，即儲(chǔ)氫合金，到再次沉淀為止需要規(guī)定時(shí)間。尤其是，存在加速度α超過(guò)1G時(shí)再沉淀的時(shí)間延長(zhǎng)的傾向。因此，如圖4所示，當(dāng)由加速度傳感器31檢測(cè)出的加速度α超過(guò)±1G時(shí)，也可以經(jīng)過(guò)規(guī)定的待機(jī)時(shí)間后再實(shí)行重量M的取樣。
在這種情況下，可以通過(guò)大數(shù)值的加速度α來(lái)大大降低由懸浮在燃料容器20內(nèi)的儲(chǔ)氫合金產(chǎn)生的重量M的測(cè)定誤差，從而檢測(cè)出比較準(zhǔn)確的重量。通過(guò)檢測(cè)出燃料容器20的準(zhǔn)確重量，可以確定(測(cè)定)準(zhǔn)確的氫氣余量。
(2)在上述各實(shí)施例中，雖然是以兩點(diǎn)將一個(gè)燃料容器20固定在車(chē)底盤(pán)12上，并通過(guò)重量傳感器30檢測(cè)出重量，但是，如圖9所示也可以通過(guò)使燃料容器20可沿上下方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)連接部26來(lái)連接兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，并在剩下的一點(diǎn)上通過(guò)重量傳感器30來(lái)固定燃料容器20。在此，圖9是表示對(duì)車(chē)輛安裝燃料容器20的另一方案的說(shuō)明圖。
在這種情況下，可以對(duì)一個(gè)燃料容器20設(shè)置一個(gè)重量傳感器30，從而降低重量傳感器30的需要量。此外，由重量傳感器30檢測(cè)出的參數(shù)成為力矩。
(3)在上述第1實(shí)施例中，雖然在各重量傳感器30附近逐一設(shè)置加速度傳感器30，但是，如圖10所示，也可以在對(duì)一個(gè)燃料容器20設(shè)置的兩個(gè)重量傳感器30的中間位置上，設(shè)置一個(gè)加速度傳感器31。在此，圖10是表示第1實(shí)施例涉及的余量測(cè)量裝置50上的加速度傳感器31的另一設(shè)置例的說(shuō)明圖。在這種情況下，由于在兩個(gè)重量傳感器30的中間位置上設(shè)有加速度傳感器31，所以可以確切檢測(cè)出各重量傳感器30上的加速度。
(4)在上述各實(shí)施例中，雖然余量測(cè)量裝置50、51具有的結(jié)構(gòu)使燃料容器20的自重(內(nèi)容物排空時(shí)的重量)作用在重量傳感器30上，但是，如圖11所示，也可以做成通過(guò)彈性體的彈性力來(lái)抵消燃料容器20自重的結(jié)構(gòu)。在此，圖11是對(duì)車(chē)輛安裝燃料容器20的另一方案的說(shuō)明圖。圖12是表示在圖11所示的安裝方案中所得到的重量傳感器30的輸出特性的說(shuō)明圖。
在圖11所示的對(duì)車(chē)輛12安裝燃料容器20的方案例中，通過(guò)保持帶21、轉(zhuǎn)動(dòng)連接部26以及彈簧(彈性體)27將處于排空狀態(tài)的燃料容器20懸架在車(chē)底盤(pán)12上，在彈簧的彈力和燃料容器20的重量相平衡的狀態(tài)下，通過(guò)用于重量傳感器的保持帶211來(lái)連接燃料容器20和重量傳感器30。結(jié)果，燃料容器20的自重不作用在重量傳感器30上，重量傳感器30可以如圖12所示，僅直接輸出被儲(chǔ)存起來(lái)的氫氣重量(氫氣余量)。
因此，當(dāng)由加速度傳感器31檢測(cè)出的加速度為0時(shí)，可以不考慮燃料容器20的自重，而直接將由重量傳感器30輸出的重量M作為氫氣余量使用。另外，所說(shuō)燃料容器20處于排空狀態(tài)，是指雖然內(nèi)置儲(chǔ)氫合金，但是卻并未留藏氫氣的狀態(tài)。另外，彈性體不限于彈簧27，只要是具有可抵消燃料容器20重量的彈力的彈性體就可以。此外，彈簧27與金屬制、樹(shù)脂制等無(wú)關(guān)，另外，弦卷形狀、板狀等均可。
在此，雖然對(duì)將作用在重量傳感器30上的初始加載設(shè)為0的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以不一定是0。一般而言，由于燃料容器重量是氫氣重量的20倍左右，所以使用該方法，即使作用在重量傳感器30上的加載不為0時(shí)，也可以減小，所以可以達(dá)到提高測(cè)定精度和使測(cè)定裝置小型化的目的。
(5)在上述各實(shí)施例中，雖然對(duì)作為氫氣的儲(chǔ)存形式使用儲(chǔ)氫合金的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可適用于不使用儲(chǔ)氫合金而儲(chǔ)存高壓氫氣的情況。此外，不限于氫氣，還適用于使用天然氣等其他氣體燃料的情況。另外，不限于氣體燃料，也適用于儲(chǔ)存氧氣、氮?dú)獾葰怏w的情況。即，在上述各實(shí)施例中，由于利用重量來(lái)測(cè)定(檢測(cè)出)燃料容器20內(nèi)的內(nèi)容物的余量，所以適用于以氣體為內(nèi)容物時(shí)的余量測(cè)定。另外，由于考慮到加速度對(duì)檢測(cè)出的重量M的影響來(lái)進(jìn)行余量測(cè)定，所以，即使是以與液體相比重量變動(dòng)小的氣體為內(nèi)容物時(shí)，也可以準(zhǔn)確測(cè)定余量。
(6)此外，上述實(shí)施例涉及的裝置、方法，也可以作為計(jì)算機(jī)程序或存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)媒體(電的，磁的，光的存儲(chǔ)媒體)而實(shí)現(xiàn)。
以上，雖然根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明涉及的根據(jù)重量來(lái)測(cè)量車(chē)載的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的余量測(cè)量裝置以及余量測(cè)量方法進(jìn)行了說(shuō)明，但是，上述發(fā)明的實(shí)施方式，只是用于便于理解本發(fā)明，并不是對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明還包括，不脫離其目的以及權(quán)利要求范圍地進(jìn)行變更、改良所得到的同時(shí)，并與本發(fā)明等價(jià)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)重量來(lái)測(cè)量車(chē)載的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的余量測(cè)量裝置，具有設(shè)置在所述車(chē)輛和所述燃料容器之間，測(cè)定所述燃料容器的重量的重量測(cè)定器；測(cè)定所述車(chē)輛的加速度的加速度測(cè)定器；以及利用所述已被測(cè)定的重量和加速度，算出所述燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的運(yùn)算裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的余量測(cè)量裝置，所述運(yùn)算裝置，當(dāng)由所述加速度測(cè)定器所測(cè)定的加速度為0時(shí)，對(duì)測(cè)定重量進(jìn)行取樣，并利用其平均值算出所述燃料殘余量。
3.如權(quán)利要求1所述的余量測(cè)量裝置，所述運(yùn)算裝置，考慮由所述加速度測(cè)定器所測(cè)定的加速度，由通過(guò)所述重量測(cè)定器所測(cè)定的重量，算出真實(shí)重量并算出所述燃料殘余量。
4.如權(quán)利要求3所述的余量測(cè)量裝置，具有多個(gè)所述重量測(cè)定器；設(shè)置所述加速度測(cè)定器，使其可以測(cè)定與所述各重量測(cè)定器上的加速度大致相等的加速度；所述運(yùn)算裝置，利用所述被測(cè)定的重量和由所述被測(cè)定的加速度引起的重量變動(dòng)來(lái)算出所述真實(shí)重量。
5.如權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的余量測(cè)量裝置，所述氣體燃料容器是有第1端部和第2端部的長(zhǎng)尺寸體，在所述第1以及第2端部附近通過(guò)彈性體被固定在所述車(chē)輛上；在所述車(chē)輛上設(shè)置所述重量測(cè)定器，使其在所述燃料容器排空的的容器重量與所述彈性體產(chǎn)生的彈力相平衡的狀態(tài)下表示為0。
6.如權(quán)利要求1所述的余量測(cè)量裝置，所述氣體燃料容器是有第1端部和第2端部的長(zhǎng)尺寸體，被保持為在所述第1端部附近可沿與所述車(chē)輛垂直的方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述第2端部附近通過(guò)所述重量測(cè)定器被設(shè)在所述車(chē)輛上。
7.一種根據(jù)重量來(lái)測(cè)定裝載在所述車(chē)輛上的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的方法，測(cè)定所述燃料容器的重量；測(cè)定所述車(chē)輛的加速度；以及利用所述測(cè)定的重量和加速度，來(lái)測(cè)量所述燃料容器內(nèi)的燃料殘余量。
8.如權(quán)利要求7所述的余量測(cè)量方法，所述殘余燃料的測(cè)量，是通過(guò)對(duì)當(dāng)所述測(cè)定的加速度為0時(shí)所測(cè)定的重量進(jìn)行取樣，并將其平均值用作所述測(cè)定的重量來(lái)實(shí)行的。
9.如權(quán)利要求7所述的余量測(cè)量方法，所述殘余燃料的測(cè)量，是通過(guò)考慮所述測(cè)定的加速度，并由所述測(cè)定的重量，算出真實(shí)重量來(lái)實(shí)行的。
全文摘要
本發(fā)明旨在提高基于重量的燃料容器內(nèi)的燃料殘余量的測(cè)量精度?？刂茊卧?40)，當(dāng)取得由加速度傳感器(31)檢測(cè)出的加速度α，并判定加速度α不為0時(shí)，再次取得加速度α。控制單元(40)，當(dāng)判定加速度為0時(shí)，取得由重量傳感器(30)檢測(cè)出的重量M?？刂茊卧?40)，連續(xù)進(jìn)行重量M的取樣直到經(jīng)過(guò)預(yù)定的取樣時(shí)間?？刂茊卧?40)，經(jīng)過(guò)取樣時(shí)間，將求出通過(guò)取樣得出的重量M的平均值，并利用求得的平均值和變換圖來(lái)確定氫氣余量。
文檔編號(hào)G01G17/04GK1609566SQ20041008821
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月22日
發(fā)明者金原雅彥, 森大五郎, 仁藤丈裕, 久保秀人, 都筑誠(chéng) 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社, 株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)