專(zhuān)利名稱(chēng)：用于工業(yè)車(chē)輛的燃料液位計(jì)的制作方法
用于工業(yè)車(chē)輛的燃料液位計(jì)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及利用車(chē)輛上的燃料箱內(nèi)包含的液體燃料而運(yùn)轉(zhuǎn)的包括鏟車(chē)等等的工業(yè)車(chē)輛。更具體而言，本發(fā)明涉及測(cè)量這樣的車(chē)輛上所使用的燃料箱中的增壓液體燃料液位，并向車(chē)輛的駕駛員指示燃料箱正在接近空狀態(tài)，以及大致還剩余多少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。一種常見(jiàn)的液體燃料是用于給許多鏟車(chē)以動(dòng)力的液化丙烷(LP)。因此，將參考使用LP作為燃料的鏟車(chē)來(lái)描述本發(fā)明。然而，值得注意的是，本發(fā)明同樣適用于使用液體燃料的其他工業(yè)車(chē)輛和LP之外的其他液體燃料，包括，例如，天然氣(NG)。為便于描述，這里將使用“丙烷”、 “LP”或“燃料”來(lái)表示所有當(dāng)前可用的液體燃料和未來(lái)變得可用的液體燃料。知道能量供應(yīng)正在接近耗盡以及對(duì)應(yīng)的剩余的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)駕駛員是重要的，因?yàn)榭梢栽谶h(yuǎn)離可以補(bǔ)充燃料的區(qū)域操作車(chē)輛。通常，耗盡燃料供應(yīng)的工業(yè)車(chē)輛如果不是不可能移動(dòng)的話移動(dòng)起來(lái)是困難的，如果不在加燃料區(qū)域附近或在該區(qū)域，則給它們補(bǔ)給燃料可能是困難和耗時(shí)的。因此，剩余的燃料和運(yùn)行時(shí)間對(duì)較新且不太有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員是重要的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于測(cè)量車(chē)輛上使用的燃料箱中的增壓液體燃料液位的方法， 包括，測(cè)量燃料的壓力以生成壓力信號(hào)，測(cè)量燃料的溫度以生成溫度信號(hào)。基于壓力信號(hào)和溫度信號(hào)，例如，使用處理器，確定燃料液位信號(hào)，監(jiān)測(cè)燃料液位信號(hào)隨著時(shí)間的變化(例如，由處理器)。當(dāng)燃料液位信號(hào)的變化超出給定值時(shí)，標(biāo)識(shí)指示燃料箱接近變空的燃料液位信號(hào)的第一點(diǎn)，響應(yīng)于標(biāo)識(shí)第一點(diǎn)，用信號(hào)通知車(chē)輛的駕駛員，燃料箱接近變空。可以使用任何合適的可視和/或音響信號(hào)。方便地，信號(hào)是可選地添加了可聽(tīng)警報(bào)的光源。車(chē)輛可以是諸如起重車(chē)之類(lèi)的工業(yè)車(chē)輛(例如，材料搬運(yùn)車(chē)輛)。也可以檢測(cè)和用信號(hào)通知燃料液位的一個(gè)或多個(gè)額外的點(diǎn)。在一個(gè)方便的實(shí)施例中，本發(fā)明還包括在燃料液位信號(hào)已經(jīng)到達(dá)第一點(diǎn)之后監(jiān)測(cè)燃料液位信號(hào)，并標(biāo)識(shí)超出所述第一點(diǎn)的燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)，該至少一個(gè)額外的點(diǎn)指示燃料箱接近變空的推進(jìn)。一個(gè)這樣的額外的點(diǎn)可以是溫度和對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)表示第一點(diǎn)處的燃料液位的大致一半的燃料液位的位置。換言之，在第一點(diǎn)和對(duì)應(yīng)于空燃料箱的所述燃料液位信號(hào)的終點(diǎn)之間延伸的所述燃料液位信號(hào)的末端部分的中點(diǎn)。這可以方便地叫做第二點(diǎn)。優(yōu)選情況下，第二點(diǎn)是溫度和壓力信號(hào)基本上彼此相等的位置。也可以定義其他設(shè)定值。例如，可以在所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)之間大致等距離的位置定義第三點(diǎn)。此外，還可以在燃料液位信號(hào)處于第二點(diǎn)和對(duì)應(yīng)于空燃料箱的終點(diǎn)之間的位置定義第四點(diǎn)。優(yōu)選情況下，第四點(diǎn)在第二點(diǎn)和燃料液位信號(hào)的終點(diǎn)之間大致位于第二點(diǎn)和終點(diǎn)加燃料液位信號(hào)的值預(yù)定百分比二者之間的中間段。在一個(gè)特別合適的實(shí)施例中，標(biāo)識(shí)超出第一點(diǎn)的燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)的方法包括標(biāo)識(shí)超出所述第一點(diǎn)的所述燃料液位信號(hào)的三個(gè)額外的點(diǎn)，三個(gè)額外的點(diǎn)指示燃料箱接近變空的逐漸推進(jìn)；以及，用信號(hào)通知該燃料箱接近變空還包括用信號(hào)通知燃料液位信號(hào)的三個(gè)額外的點(diǎn)?？梢悦扛粢欢ǖ臅r(shí)間間隔確定(例如，測(cè)量)燃料溫度和壓力。例如，可以每隔2 秒或更短，如每隔一秒、每隔100毫秒或適當(dāng)?shù)孛扛?0毫秒，來(lái)進(jìn)行確定?？梢允褂萌魏魏线m的計(jì)算或算法，根據(jù)壓力和溫度信號(hào)確定燃料液位信號(hào)。例如，可以通過(guò)從壓力信號(hào)減去溫度信號(hào)來(lái)確定燃料液位。在替換實(shí)施例中，可以通過(guò)從溫度信號(hào)減去壓力信號(hào)來(lái)確定燃料液位信號(hào)。在另一實(shí)施例中，可以通過(guò)將溫度信號(hào)除以壓力信號(hào)來(lái)確定燃料液位信號(hào)?？梢杂忠粚?shí)施例中，可以通過(guò)將壓力信號(hào)除以溫度信號(hào)來(lái)確定燃料液位信號(hào)。作為示例，當(dāng)壓力信號(hào)包括來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的計(jì)數(shù)，溫度信號(hào)包括來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的計(jì)數(shù)時(shí)， 從壓力信號(hào)減去溫度信號(hào)包括從其中一個(gè)減去另一個(gè)的計(jì)數(shù)。優(yōu)選情況下，本發(fā)明的方法包括監(jiān)測(cè)燃料液位信號(hào)隨著時(shí)間的變化?？梢酝ㄟ^(guò)將確定的燃料液位(例如，當(dāng)前燃料液位信號(hào))與一個(gè)固定的時(shí)間之前的燃料液位信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)監(jiān)測(cè)燃料液位的變化。固定的時(shí)間可以是任何適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，如120秒或較短；例如，60秒或30秒。在一個(gè)合適的實(shí)施例中，時(shí)間是20秒。以20秒時(shí)間間隔，燃料液位的變化可以是在-9和-13A/D單位/20秒之間以觸發(fā)“第一點(diǎn)”。優(yōu)選情況下，第一點(diǎn)由差異曲線(或燃料液位信號(hào))的變化，或差異曲線的斜率在20秒時(shí)間周期內(nèi)到達(dá)-11A/D單位的點(diǎn)來(lái)定義。本申請(qǐng)還公開(kāi)了燃料液位計(jì)系統(tǒng)，包括顯示器，其中包括至少三個(gè)光源的系列，其中，光源中的至少一個(gè)(例如，對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的最低燃料液位的一個(gè))是與其他光源不同的顏色。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在大體垂直的列中排列了至少三個(gè)光源，至少三個(gè)光源中的最低的那個(gè)具有第一顏色，至少三個(gè)光源中的最低的那個(gè)上方的光源具有第二顏色。優(yōu)選情況下，至少三個(gè)光源包括四個(gè)光源。在某些實(shí)施例中，第一顏色是黃色，第二顏色是綠色。 可以使用任何合適的光源。在合適的實(shí)施例中，光源是發(fā)光二極管(LED)。優(yōu)選情況下，至少一個(gè)傳感器包括用于檢測(cè)燃料的溫度和壓力的一個(gè)傳感器。在本發(fā)明的此方面的一個(gè)實(shí)施例中，燃料液位計(jì)系統(tǒng)還包括用于測(cè)量燃料的壓力以生成壓力信號(hào)并用于測(cè)量燃料的溫度以生成溫度信號(hào)的至少一個(gè)傳感器。提供了用于接收壓力和溫度信號(hào)并據(jù)此來(lái)確定燃料液位信號(hào)的燃料液位計(jì)處理器。處理器檢測(cè)燃料液位信號(hào)隨著時(shí)間的變化，并且當(dāng)燃料液位信號(hào)的變化超出給定值時(shí)，進(jìn)一步標(biāo)識(shí)指示燃料箱接近變空的燃料液位信號(hào)的第一點(diǎn)。本發(fā)明的燃料液位計(jì)系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括用于響應(yīng)于標(biāo)識(shí)第一點(diǎn)用信號(hào)通知車(chē)輛的駕駛員燃料箱接近變空的裝置。用信號(hào)通知可以方便地由處理器執(zhí)行或控制。本發(fā)明還包含具有本發(fā)明的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的車(chē)輛。在本發(fā)明的任何方面，燃料箱中的剩余的燃料液位的指示可以，另外或者替代地， 包括燃料箱變空之前剩余的時(shí)間的可視或音響指示。


圖1是由液體燃料供以動(dòng)力的起重車(chē)的透視圖；圖2是可以使用本申請(qǐng)中所公開(kāi)的燃料液位計(jì)的燃料系統(tǒng)的框圖；圖3是液體燃料箱中的液體燃料的測(cè)量的壓力信號(hào)、液體燃料箱中的液體燃料的測(cè)量的溫度，以及通過(guò)取溫度和壓力信號(hào)的差來(lái)生成的差信號(hào)的圖4是液體燃料箱中的液體燃料的測(cè)量的壓力信號(hào)、液體燃料箱中的液體燃料的測(cè)量的溫度，通過(guò)取溫度和壓力信號(hào)的差來(lái)生成的差信號(hào)，以及差信號(hào)的斜率；圖5示出了本申請(qǐng)所公開(kāi)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的改進(jìn)的燃料液位顯示器；圖6概述了各種顯示級(jí)別，示出了本申請(qǐng)所公開(kāi)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的差信號(hào)曲線和燃料液位顯示的合成；圖7是本申請(qǐng)所公開(kāi)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的操作的實(shí)施例的流程圖；圖8A和8B—起構(gòu)成了對(duì)于本申請(qǐng)所公開(kāi)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的操作的燃料箱更換測(cè)試的實(shí)施例的流程圖；圖9是對(duì)于本申請(qǐng)所公開(kāi)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的操作的燃料箱閥檢查實(shí)施例的流程圖；圖10是示出了在將第一燃料箱替換為第二更滿的燃料箱時(shí)壓力、溫度和差信號(hào)值如何值的圖；以及圖11是示出了在將第一燃料箱替換為第二更滿的燃料箱，然后，將第二燃料箱更換回第一燃料箱時(shí)壓力、溫度以及差信號(hào)值如何變化的圖。
具體實(shí)施例方式在本申請(qǐng)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)諸如圖1所示出的起重車(chē)102之類(lèi)的車(chē)輛上使用的燃料箱100內(nèi)的液體燃料(通常是液化丙烷(LP))的溫度和壓力。由于本申請(qǐng)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)同樣適用于其他液體燃料，包括天然氣(NG)，為便于描述，這里將使用丙烷、 LP或燃料來(lái)表示任何適當(dāng)?shù)囊后w燃料?？梢酝ㄟ^(guò)使用傳感器來(lái)執(zhí)行燃料溫度和壓力監(jiān)測(cè)。 方便地，傳感器104(參見(jiàn)圖2、是雙重感應(yīng)(即，壓力和溫度)傳感器，如Gems Sensors & Controls, Plainville，CT銷(xiāo)售的GEMS 3202H200PG028000傳感器；然而，任何合適的溫度傳感器、壓力傳感器和組合的溫度和壓力傳感器都可以用于本申請(qǐng)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)中。例如，由燃料液位計(jì)處理器103通過(guò)取代表燃料箱狀態(tài)的測(cè)量的壓力信號(hào)108和測(cè)量的溫度信號(hào)106之間的差，S卩，壓力_(減去)溫度(P-T)或溫度-壓力(T-P)所生成的燃料液位信號(hào)用于燃料液位計(jì)量(參見(jiàn)，例如，圖幻。可另選地，可以將溫度信號(hào)和壓力信號(hào)彼此相除，以生成燃料液位信號(hào)，即，Ρ/τ或T/P。處理器103可以是專(zhuān)門(mén)的燃料液位計(jì)處理器，或者在起重車(chē)102上提供的另一處理器。本申請(qǐng)不僅限于如圖2所示的燃料系統(tǒng)框圖，因?yàn)榻M件的位置可以在系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)，例如，燃料過(guò)濾器可以被置于傳感器104之前，或者，組件可以被移動(dòng)和彼此結(jié)合，例如，燃料過(guò)濾器可以與總管分氣接頭組合。由于氣體的屬性[氣體定律PV = nRT，其中，P =氣體的絕對(duì)壓力，V =氣體的體積，η=氣體摩爾數(shù)，R=通用氣體常數(shù)(對(duì)于LP，189J/kg K)，而T =絕對(duì)溫度]，如果在燃料箱100中有足夠的丙烷，則規(guī)范化的溫度信號(hào)106和規(guī)范化的壓力信號(hào)108彼此高度關(guān)聯(lián)，如圖3所示。在所示出的實(shí)施例中，通過(guò)使用來(lái)自模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器的代表模擬溫度信號(hào)和模擬壓力信號(hào)的原始數(shù)據(jù)，來(lái)執(zhí)行規(guī)范化，被規(guī)范化的數(shù)值被用來(lái)生成燃料液位信號(hào)?？梢酝ㄟ^(guò)繪制溫度信號(hào)106、壓力信號(hào)108和燃料液位信號(hào)110對(duì)時(shí)間的圖表，來(lái)生成代表信號(hào)的曲線，示出這些信號(hào)之間的關(guān)系，以便此處可以可互換地使用信號(hào)和曲線。在圖3中，所示出的燃料液位信號(hào)110是差信號(hào)，P-T，此處將描述其實(shí)施例，也可以根據(jù)本申請(qǐng)的原理使用諸如T-p，P/T，T/P之類(lèi)的其他關(guān)系。本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)注意到，當(dāng)用圖形方式示出時(shí)，所產(chǎn)生的壓力曲線108與溫度曲線106密切相似，只要燃料箱中的丙烷量大于裝滿的燃料箱的大約9%到12%。盡管壓力和溫度曲線108、106可能顯得象鋸齒狀的，但是，此處可以被稱(chēng)為差信號(hào)或差異曲線的燃料液位信號(hào)110比壓力曲線108 或者溫度曲線106更加平滑，并相對(duì)來(lái)說(shuō)平坦，從如圖所示的差異曲線中基本上消除了由于環(huán)境溫度變化而在壓力曲線108中產(chǎn)生的波動(dòng)。在燃料箱正在變空的大部分時(shí)間，燃料液位信號(hào)110不會(huì)顯著地變化，參見(jiàn)110A。只有在燃料箱中的燃料到達(dá)燃料的最后9%到 12%之后，燃料液位信號(hào)才開(kāi)始變化，參見(jiàn)110B。此時(shí)，可以檢測(cè)差異曲線中的指示燃料箱中的燃料的最后的部分變空的點(diǎn)110C。在燃料箱變空的此階段，S卩，在9%到12%充滿點(diǎn)下面，燃料箱中剩余的氣體量的變化或降低(上文所提及的氣體定律公式中的氣體的摩爾數(shù)η的變化)對(duì)壓力和溫度信號(hào) 108，106具有顯著的影響。壓力和溫度信號(hào)108，106變得不相關(guān)，差異曲線(燃料液位信號(hào)110)開(kāi)始急劇下降。由于此時(shí)壓力曲線108下降而溫度曲線106上升，因此，強(qiáng)調(diào)了差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的下降。具有30磅(13Jkg)容量的LP燃料箱是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這樣的標(biāo)準(zhǔn)燃料箱的9%到 12%充滿點(diǎn)等于大約16分鐘的起重車(chē)102的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。有各種其他燃料箱尺寸可用， 然而，它們很少用于行業(yè)中。如果使用30磅(13. meg)容量大小之外的燃料箱尺寸，則本申請(qǐng)的燃料液位計(jì)系統(tǒng)仍起作用，但是，最后的時(shí)間或剩余的卡車(chē)運(yùn)行時(shí)將改變。即，較小的燃料箱將導(dǎo)致燃料箱開(kāi)始耗盡燃料之后的較少的持續(xù)時(shí)間，而較大的燃料箱將導(dǎo)致燃料箱開(kāi)始耗盡燃料之后的較多的持續(xù)時(shí)間。同樣，盡管對(duì)于給定車(chē)輛型號(hào)的車(chē)輛而言燃料的最后的部分的正常的持續(xù)時(shí)間大致一樣，但是，對(duì)于不同的車(chē)輛型號(hào)的車(chē)輛，正常的持續(xù)時(shí)間可能是不同的，以致于可能需要對(duì)于每一種車(chē)輛型號(hào)確定正常的持續(xù)時(shí)間。監(jiān)視差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的變化，如其斜率和幅度，以確定燃料箱中剩余多少燃料，參見(jiàn)圖4中的斜率曲線112，圖4舉例差異曲線(燃料液位信號(hào)110)對(duì)時(shí)間的斜率。差異曲線(燃料液位信號(hào)110)有第一點(diǎn)，在那里，隨著差異曲線開(kāi)始向下折轉(zhuǎn)，出現(xiàn)預(yù)定義的量在時(shí)間上的變化。此第一點(diǎn)定義了差異曲線(燃料液位信號(hào)110)中的拐點(diǎn) 114。在所示出的實(shí)施例中，拐點(diǎn)114被定義為差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的變化，或差異曲線的斜率在20秒時(shí)間周期內(nèi)到達(dá)-11A/D單位的點(diǎn)。拐點(diǎn)114可以被檢測(cè)，因?yàn)楫?dāng)壓力和溫度信號(hào)108，106變得不相關(guān)，差異曲線(燃料液位信號(hào)110)開(kāi)始急劇下降時(shí)出現(xiàn)該拐點(diǎn)114。如上文所指出的，這些變化是由于燃料箱中的燃料量減少造成的。在所示出的實(shí)施例中，每隔20毫秒采樣差異曲線(燃料液位信號(hào)110)，每隔2秒將樣本平均。將所產(chǎn)生的值與20秒之前確定的值進(jìn)行比較，以確定燃料液位信號(hào)110的變化或差異曲線的斜率。應(yīng)該注意，在替換實(shí)施例中，拐點(diǎn)可以被較早或較晚地定義，即，以小于-11A/D單位/20秒的斜率(例如，在-9和-11A/D單位/20秒之間)或以大于-11A/D 單位/20秒的斜率(例如，在-11和-13A/D單位/20秒之間)的斜率，取決于系統(tǒng)要求和首選項(xiàng)。沿著差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的第二點(diǎn)，是零點(diǎn)116，S卩，在所示出的實(shí)施例中，壓力曲線108越過(guò)A/D單位中的溫度曲線106的點(diǎn)。本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)注意到，零點(diǎn) 116通常大約位于向下傾斜的差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的在差異曲線的拐點(diǎn)114和終點(diǎn)或燃料箱空點(diǎn)118之間延伸的部分的中點(diǎn)處。零點(diǎn)116也充當(dāng)用于預(yù)測(cè)差異曲線(燃料液位信號(hào)110)將延伸得超出拐點(diǎn)114向下多遠(yuǎn)的參考點(diǎn)，即，差異曲線一般超出零點(diǎn)116 延伸以到達(dá)燃料箱空點(diǎn)118與差異曲線從拐點(diǎn)114延伸以到達(dá)零點(diǎn)116延伸一樣多的A/D單位。通過(guò)使用拐點(diǎn)114、零點(diǎn)116和燃料箱空點(diǎn)118來(lái)確定燃料液位計(jì)或顯示器表現(xiàn)出的燃料液位狀態(tài)，以計(jì)算沿著差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的向下傾斜的部分的固定點(diǎn)。 固定點(diǎn)定義沿著差異曲線的顯示被切換到較高或較低的燃料液位指示的跳變位置。在當(dāng)前所使用的燃料液位顯示器中，使用諸如發(fā)光二極管(LED)之類(lèi)的兩個(gè)光源來(lái)指示燃料液位。綠光LED發(fā)光，直到監(jiān)測(cè)燃料箱壓力的壓力開(kāi)關(guān)降到給定壓力之下，例如，60磅/平方英寸(PSI)(大約414kPa)。在正常環(huán)境溫度下，60PSI (大約414kPa)的燃料箱壓力表示燃料箱中有足以供卡車(chē)操作大約2到3分鐘的燃料。當(dāng)燃料箱壓力降低得低于給定壓力時(shí)， 綠光LED熄滅，黃色LED發(fā)光。令人遺憾的是，當(dāng)卡車(chē)在高溫下操作時(shí)，2到3分鐘的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間會(huì)縮短，當(dāng)卡車(chē)在較低的溫度下操作時(shí)，會(huì)延長(zhǎng)。如此，取決于環(huán)境溫度，卡車(chē)比預(yù)期的提前用完燃料，或者，在需要加燃料之前，可能在需要加燃料之前比較長(zhǎng)的時(shí)間，15分鐘或更多，給卡車(chē)加燃料。本申請(qǐng)的燃料液位計(jì)允許更準(zhǔn)確地并在燃料箱變空之前的比較長(zhǎng)的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)警告駕駛員。盡管可以想象使用光、模擬式儀表、數(shù)字式儀表、LCD顯示器等等的幾乎無(wú)限的報(bào)警方案，但是，在圖2中一種新穎的燃料液位顯示器200被示為連接到燃料液位計(jì)處理器103，并在圖5中更詳細(xì)地示出。燃料液位顯示器200具有四個(gè)光源，方便地，是LED， 雖然也可以使用其他光源。在所示出的實(shí)施例中，四個(gè)光源包括三個(gè)綠色LED 202、204、206 以及一個(gè)黃色LED 208。如圖所示，LED垂直地排列成一列，黃色LED是四個(gè)LED中的最低的那個(gè)。然而，可以理解，可以使用光的任何排列，如水平排列。類(lèi)似地，可以使用不同顏色的光，假定車(chē)輛的駕駛員可以理解表示是什么燃料液面。在所描述的實(shí)施例中，在到達(dá)差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的拐點(diǎn)114之前，所有四個(gè)LED 202-208都發(fā)光，以指示燃料箱 100中有足夠的燃料，可使卡車(chē)操作比較長(zhǎng)的時(shí)間。如圖所示，此級(jí)別4顯示器指示還剩超過(guò)大約16分鐘的卡車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在到達(dá)差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的拐點(diǎn)114時(shí)，頂部LED 202(三個(gè)綠色LED 202，204，206中的頂部那個(gè))熄滅，其余三個(gè)LED 204-208，兩個(gè)綠色LED和一個(gè)黃色LED保持發(fā)光。此“級(jí)別3”顯示指示大約還有16分鐘的卡車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。如上文所指出的，當(dāng)差異曲線到達(dá)零，即，零點(diǎn)116時(shí)，定義差異曲線(燃料液位信號(hào)110)上的第二點(diǎn)。盡管可以使用第二點(diǎn)作為燃料液位顯示器200的下一變化以提供剩余的運(yùn)行時(shí)間的顯示中的更多增量，但是，在所示出的實(shí)施例中使用了四個(gè)級(jí)別。為此，在差異曲線110上定義了第三點(diǎn)120。第三點(diǎn)120大致位于拐點(diǎn)114(即，差異曲線的第一點(diǎn)) 以及差異曲線的中點(diǎn)或零點(diǎn)116( S卩，差異曲線的第二點(diǎn))的中間。當(dāng)差異曲線(燃料液位信號(hào)110)到達(dá)第三點(diǎn)120時(shí)，靠近頂部的綠光LED 204也熄滅，兩個(gè)底部LED 206、208、最低的綠光LED和黃色LED保持發(fā)光。此“級(jí)別2”顯示指示大約還有12分鐘的卡車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在到達(dá)差異曲線的第二點(diǎn)(即，中點(diǎn)或零點(diǎn)116)時(shí)，最低的綠光LED 206熄滅，只剩底部的LED 208(黃色LED)保持發(fā)光。此“級(jí)別1 ”顯示指示大約還有8分鐘的卡車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在到達(dá)位于差異曲線的中點(diǎn)或零點(diǎn)116和燃料箱空點(diǎn)118之間的第四點(diǎn)122時(shí)，底部黃色LED閃爍，激活可選的可聽(tīng)警報(bào)，在組合數(shù)字/文本顯示210上可以滾動(dòng)“沒(méi)有燃料”。此“級(jí)別0”顯示指示大約還有4分鐘的卡車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。第四點(diǎn)122被選為大致位于第二點(diǎn)120和終點(diǎn)118中間。優(yōu)選情況下，第四點(diǎn)122被選為大致位于第二點(diǎn)120和終點(diǎn) 118中間，小于預(yù)定的偏移，以便在沿著差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的固定時(shí)間點(diǎn)維持均勻的間隔。在工作實(shí)施例中，使用25A/D單位的偏移，以便第四點(diǎn)122在第二點(diǎn)120和終點(diǎn) 118之間的中點(diǎn)-25A/D單位處。圖6中概述了這些級(jí)別和顯示。現(xiàn)在將參考圖7所示出的燃料液位計(jì)流程圖來(lái)描述本申請(qǐng)的燃料液位計(jì)的所示出的實(shí)施例的操作。在起重車(chē)102接通時(shí)，燃料液位計(jì)操作從300開(kāi)始。在302，確定自從卡車(chē)102最后一次被操作以來(lái)燃料箱100是否改變，以便可以通過(guò)燃料液位顯示器200的操作來(lái)向駕駛員提供燃料液位的準(zhǔn)確的表示，參見(jiàn)圖8A的400。從非易失性存儲(chǔ)器中檢索切斷緊前面存儲(chǔ)的最后的數(shù)據(jù)，如果燃料箱壓力比最后存儲(chǔ)的燃料箱壓力大至少35PSI (大約MlkPa)，則可以推斷，在卡車(chē)102上安裝了滿的燃料箱，為該裝滿的燃料箱確定沿著差異曲線(燃料液位信號(hào)110)的固定點(diǎn)，燃料液位顯示器200被設(shè)置為“級(jí)別4”，燃料箱更換測(cè)試結(jié)束，參見(jiàn)402、404、406、407。如果燃料箱壓力不比最后存儲(chǔ)的壓力大35PSI (大約MlkPa)，則取2秒鐘的溫度和壓力數(shù)據(jù)并進(jìn)行平均；計(jì)算初始燃料液位信號(hào)110(所示出的差信號(hào)級(jí)別值)；并通過(guò)將初始燃料液位信號(hào)110(差值)408，410，412減去結(jié)束燃料液位信號(hào)110(從非易失性存儲(chǔ)器中檢索到的結(jié)束差值)，來(lái)計(jì)算燃料液位信號(hào)110增量(差值增量)。圖10示出了對(duì)于更換到裝滿的燃料箱，由于燃料箱更換而導(dǎo)致壓力和溫度動(dòng)態(tài)特性，而圖11示出了對(duì)于從原始燃料箱更換到裝滿的燃料箱然后更換回到原始燃料箱的壓力和溫度動(dòng)態(tài)特性。如果燃料液位信號(hào)110增量(差值增量)大于10比特A/D轉(zhuǎn)換器計(jì)數(shù)的士20A/D計(jì)數(shù)，則確定估計(jì)的燃料液位信號(hào)恢復(fù)(差值恢復(fù))，并且燃料液位信號(hào) 110(差值)被設(shè)置為等于初始燃料液位信號(hào)110(初始差信號(hào))加估計(jì)的初始燃料液位信號(hào)110恢復(fù)(差值恢復(fù))，所產(chǎn)生的燃料液位信號(hào)110 (差值)，并確定416，418，420新固定值。憑經(jīng)驗(yàn)確定估計(jì)的燃料液位信號(hào)，并將其放入查詢(xún)表中，然后，可以基于燃料液位信號(hào) 110增量(差值增量)來(lái)訪問(wèn)查詢(xún)表。隨著新的燃料從燃料箱100移動(dòng)到傳感器104，差值恢復(fù)考慮差異曲線中的預(yù)期的變化。取決于燃料需求，過(guò)渡時(shí)間從80到100秒，對(duì)于30磅 (13. 6kg)燃料箱，從空的燃料箱更換為滿的燃料箱會(huì)導(dǎo)致在該過(guò)渡時(shí)間內(nèi)差異曲線增大到最多70。如果所產(chǎn)生的燃料液位信號(hào)110(所產(chǎn)生的差值)小于第四點(diǎn)122(級(jí)別0固定點(diǎn))，則燃料液位顯示器200被設(shè)置為級(jí)別0，422，424。如果不小于第四點(diǎn)122，但是，所產(chǎn)生的燃料液位信號(hào)110(所產(chǎn)生的差值)小于第二點(diǎn)116(級(jí)別1固定點(diǎn))，則燃料液位顯示器200被設(shè)置為級(jí)別1，426，428。如果不小于第二點(diǎn)116，但是，所產(chǎn)生的燃料液位信號(hào) 110 (所產(chǎn)生的差值)小于第三點(diǎn)120 (級(jí)別2固定點(diǎn))，則燃料液位顯示器200被設(shè)置為級(jí)別2，430，432。如果不小于第三點(diǎn)120，但是，所產(chǎn)生的燃料液位信號(hào)110(所產(chǎn)生的差值) 小于第一點(diǎn)114(級(jí)別3固定點(diǎn))，則燃料液位顯示器200被設(shè)置為級(jí)別3。如果不，燃料液位顯示器被設(shè)置為級(jí)別4，406。如果燃料液位信號(hào)110增量(差值增量)不大于10比特A/D轉(zhuǎn)換器計(jì)數(shù)的士20A/ D計(jì)數(shù)，那么，可以推斷，沒(méi)有進(jìn)行燃料箱更換，使用以前的固定點(diǎn)，燃料箱更換測(cè)試結(jié)束，438，440，407。在燃料箱更換測(cè)試序列完成之后，參見(jiàn)407，燃料液位計(jì)操作通過(guò)平均2秒內(nèi)的壓力和溫度信號(hào)來(lái)繼續(xù)，在所示出的實(shí)施例中，通過(guò)將A/D單元中的壓力信號(hào)減去A/D單元中的溫度信號(hào)來(lái)確定燃料液位信號(hào)110 (差值)，304，306。在燃料箱更換之后，有可能燃料箱閥將打不開(kāi)。為確定是否已經(jīng)發(fā)生更換，在308檢查燃料箱閥閉合狀態(tài)。燃料箱閥檢查例程的所示出的實(shí)施例從圖9的500開(kāi)始。在502檢查燃料箱閥閉合標(biāo)志以查看該標(biāo)志是否被設(shè)置為true，當(dāng)進(jìn)入燃料箱閥閉合例程時(shí)其為false。如果燃料箱閥閉合標(biāo)志是false，且指示燃料箱閥檢查例程內(nèi)消逝的時(shí)間的計(jì)時(shí)器還沒(méi)有終止，則在506檢查以查看燃料箱中的壓力是否比起始?jí)毫ο陆盗舜笥?3PSI。如果是，則燃料箱閥閉合標(biāo)志被設(shè)置為true，則通知駕駛員，燃料箱閥已閉合，例如，通過(guò)在燃料液位顯示器 200的組合數(shù)字/文本顯示器210上滾動(dòng)“燃料箱閥閉合”，508，510。也可以使用可選的可聽(tīng)警報(bào)。然后，在512結(jié)束燃料箱閥檢查例程。如果燃料箱閥閉合標(biāo)志是false，且指示燃料箱閥檢查例程內(nèi)消逝的時(shí)間的計(jì)時(shí)器還沒(méi)有終止，則在506檢查以查看燃料箱中的壓力是否比起始?jí)毫ο陆盗舜笥?3PSI (大約159kPa)，燃料箱閥檢查例程在512結(jié)束。如果燃料箱閥閉合標(biāo)志是true，指示燃料箱閥閉合，則檢查燃料箱中的燃料壓力以查看它是否比起始?jí)毫謴?fù)超過(guò)12PSI (大約83kPa)，502，514。如果燃料壓力沒(méi)有比起始?jí)毫謴?fù)超過(guò)12PSI (大約83kPa)，則燃料箱閥檢查例程在512結(jié)束。如果燃料壓力恢復(fù)比起始?jí)毫Τ^(guò)12PSI (大約83kPa)，則燃料液位顯示器200被設(shè)置為級(jí)別2，禁用可選的可聽(tīng)警報(bào)，停止“燃料箱閥閉合”消息，燃料箱閥閉合標(biāo)志被設(shè)置為false，燃料箱閥檢查例程結(jié)束，516，518，520，522，512。當(dāng)燃料箱閥檢查例程結(jié)束512，并帶有閥門(mén)已閉合的指示，激活燃料液位顯示器 100，以顯示級(jí)別5報(bào)警，所有四個(gè)LED 202、204、206、208閃爍，可聽(tīng)的報(bào)警，如果提供了的話，發(fā)聲，“燃料箱閥閉合”在組合數(shù)字/文本顯示器210，310上滾動(dòng)，燃料液位計(jì)操作返回到 304。如果燃料箱閥閉合標(biāo)志是false，指示燃料箱閥是打開(kāi)的，則使用燃料液位信號(hào) 110(差值)來(lái)確定如何控制燃料液位顯示器200，例如，如圖7中的312所示。在312所示出的顯示控制可與如上文所描述的圖8中進(jìn)行的顯示判斷相比。如此，參考本申請(qǐng)的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，顯然，在不偏離所附權(quán)利要求書(shū)所定義的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量車(chē)輛上使用的燃料箱中的增壓液體燃料液位的方法，包括測(cè)量所述燃料的壓力以生成壓力信號(hào)；測(cè)量所述燃料的溫度以生成溫度信號(hào)；根據(jù)所述壓力信號(hào)和所述溫度信號(hào)，確定燃料液位信號(hào)；檢測(cè)所述燃料液位信號(hào)隨著時(shí)間的變化；當(dāng)所述燃料液位信號(hào)的變化超出給定值時(shí)，標(biāo)識(shí)所述燃料液位信號(hào)的指示燃料箱接近變空的第一點(diǎn)；以及響應(yīng)于標(biāo)識(shí)所述第一點(diǎn)，用信號(hào)通知所述車(chē)輛的駕駛員所述燃料箱接近變空。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述燃料液位信號(hào)到達(dá)所述第一點(diǎn)之后，監(jiān)測(cè)所述燃料液位信號(hào)；標(biāo)識(shí)超出所述第一點(diǎn)的所述燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)，所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)指示燃料箱接近變空的推進(jìn)；以及其中，用信號(hào)通知所述燃料箱接近變空還包括用信號(hào)向所述車(chē)輛的駕駛員通知所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括將超出所述第一點(diǎn)的所述燃料液位信號(hào)的所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)選擇為在所述溫度信號(hào)和所述壓力信號(hào)指示第一點(diǎn)處的燃料液位信號(hào)的大致一半的燃料液位信號(hào)的位置，并將所述點(diǎn)定義為燃料液位信號(hào)的第二點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括將超出所述第一點(diǎn)的所述燃料液位信號(hào)的所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)選擇為在所述溫度信號(hào)和所述壓力信號(hào)基本上彼此相等的位置，并將所述點(diǎn)定義為燃料液位信號(hào)的第二點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，還包括將所述燃料液位信號(hào)的所述第二點(diǎn)設(shè)置為在所述第一點(diǎn)和對(duì)應(yīng)于空燃料箱的所述燃料液位信號(hào)的終點(diǎn)之間延伸的所述燃料液位信號(hào)的末端部分的中點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，還包括在所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)之間選擇指示燃料箱接近變空的推進(jìn)的所述燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)；以及其中，用信號(hào)通知所述燃料箱接近變空還包括用信號(hào)通知所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)之間的所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)之間選擇所述燃料液位信號(hào)的所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)包括選擇大致位于所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)中間的第三點(diǎn)ο
8.如權(quán)利要求3到7中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，還包括在所述第二點(diǎn)和所述終點(diǎn)之間選擇指示燃料箱接近變空的推進(jìn)的所述燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)；以及其中，用信號(hào)通知所述燃料箱接近變空還包括用信號(hào)通知所述第二點(diǎn)和所述終點(diǎn)之間的所述燃料液位信號(hào)的所述至少一個(gè)額外的點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述第二點(diǎn)和所述燃料液位信號(hào)的所述終點(diǎn)之間選擇所述燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)包括在所述第二點(diǎn)和所述燃料液位信號(hào)的所述終點(diǎn)之間選擇大致位于所述第二點(diǎn)和所述終點(diǎn)加上所述燃料液位信號(hào)的值的給定百分比之間的中間段的第四點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求2到9中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，標(biāo)識(shí)超出所述第一點(diǎn)的所述燃料液位信號(hào)的至少一個(gè)額外的點(diǎn)包括標(biāo)識(shí)超出所述第一點(diǎn)的所述燃料液位信號(hào)的三個(gè)額外的點(diǎn)，所述三個(gè)額外的點(diǎn)指示燃料箱接近變空的逐漸推進(jìn)；以及其中，用信號(hào)通知所述燃料箱接近變空還包括用信號(hào)通知所述燃料液位信號(hào)的所述三個(gè)額外的點(diǎn)。
11.如前面的任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，根據(jù)所述壓力信號(hào)和所述溫度信號(hào)確定燃料液位信號(hào)包括從所述壓力信號(hào)減去所述溫度信號(hào)。
12.如權(quán)利要求1到10中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，根據(jù)所述壓力信號(hào)和所述溫度信號(hào)確定燃料液位信號(hào)包括下面幾項(xiàng)中的任何一項(xiàng)從所述壓力信號(hào)中減去所述溫度信號(hào)，從所述溫度信號(hào)中減去所述壓力信號(hào)，將所述溫度信號(hào)除以所述壓力信號(hào)，以及將所述壓力信號(hào)除以所述溫度信號(hào)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，壓力信號(hào)包括來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的計(jì)數(shù)，溫度信號(hào)包括來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的計(jì)數(shù)，以及從壓力信號(hào)減去溫度信號(hào)包括從其中一個(gè)減去另一個(gè)的計(jì)數(shù)。
14.一種燃料液位計(jì)系統(tǒng)，包括 顯示器，包括以基本垂直的列排列的至少三個(gè)光源的系列；以及所述至少三個(gè)光源中的最低的那個(gè)具有第一顏色，所述至少三個(gè)光源中的所述最低的那個(gè)上方的光源具有第二顏色。
15.如權(quán)利要求14所述的燃料液位計(jì)系統(tǒng)，其中，所述至少三個(gè)光源的系列包括四個(gè)光源。
16.如權(quán)利要求14或15所述的燃料液位計(jì)系統(tǒng)，其中，所述第一顏色是黃色，所述第二顏色是綠色。
17.如權(quán)利要求14-16中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的燃料液位計(jì)系統(tǒng)，其中，所述光源是發(fā)光二極管(LED)。
18.如權(quán)利要求14-17中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的燃料液位計(jì)系統(tǒng)，還包括 用于測(cè)量燃料的壓力以生成壓力信號(hào)并用于測(cè)量燃料的溫度以生成溫度信號(hào)的至少一個(gè)傳感器；接收所述壓力和溫度信號(hào)并據(jù)此來(lái)確定燃料液位信號(hào)的燃料液位計(jì)處理器； 所述處理器檢測(cè)所述燃料液位信號(hào)隨著時(shí)間的變化；當(dāng)所述燃料液位信號(hào)的變化超出給定值時(shí)，所述處理器標(biāo)識(shí)所述燃料液位信號(hào)的指示燃料箱接近變空的第一點(diǎn)；以及響應(yīng)于標(biāo)識(shí)所述第一點(diǎn)，所述處理器用信號(hào)通知所述車(chē)輛的駕駛員所述燃料箱接近變空。
19.如權(quán)利要求18所述的燃料液位計(jì)系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)傳感器包括一個(gè)傳感ο
20.一種具有如權(quán)利要求14到19中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的燃料液位計(jì)系統(tǒng)的車(chē)輛。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于測(cè)量車(chē)輛上使用的燃料箱中的增壓液體燃料液位的方法，包括，測(cè)量燃油的壓力以生成壓力信號(hào)，以及測(cè)量燃油的溫度以生成溫度信號(hào)。根據(jù)壓力信號(hào)和溫度信號(hào)確定燃料液位信號(hào)，確定燃料液位信號(hào)隨著時(shí)間的變化。當(dāng)燃料液位信號(hào)的變化超出給定值時(shí)，標(biāo)識(shí)指示燃料箱接近變空的燃料液位信號(hào)的第一點(diǎn)，響應(yīng)于標(biāo)識(shí)第一點(diǎn)，用信號(hào)通知車(chē)輛的駕駛員，燃料箱接近變空。還公開(kāi)了燃料液位計(jì)系統(tǒng)，包括顯示器，其中包括以一般性地垂直列排列的至少三個(gè)光源的系列，至少三個(gè)光源中的最低的那個(gè)具有第一顏色，至少三個(gè)光源中的最低的那個(gè)上方的光源具有第二顏色。
文檔編號(hào)G01F23/18GK102356301SQ201080012099
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者B·J·格羅索斯, N·J·斯坦 申請(qǐng)人:克朗設(shè)備公司