具体实施方式

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船只和船舶的水运工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，源于除石油以外的其它资源的燃料)。

尽管将示例性实施例描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可以由一个或多个模块来执行。另外，应理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备，并且被特别编程以执行本文描述的过程。存储器被配置成存储模块，并且处理器被具体配置成执行所述模块以执行一个或多个过程，这将在下面进一步描述。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差之内。“约”可以理解为所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非上下文另有明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。

在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，使得与本公开有关的本领域技术人员可以容易地实施本公开。然而，本公开不限于本文描述的示例性实施例，并且还可以以其它形式来体现。

本公开可以应用于车辆中的存储液体(诸如燃料或尿素水)的储箱(诸如燃料箱和尿素水箱)，并且涉及用于车辆的储箱的液位检测设备，这可以更准确地检测指示储箱中的液体剩余量的液位。特别地，本公开涉及一种液位检测设备，其可以更准确地检测储箱中的液位，而与车辆的行驶状态(例如，道路状态，诸如平地和坡道)、储箱形状等无关。

根据本公开的液位检测设备可以改进已知的浮子类型发送器，该浮子类型发送器包括竖直地安装在储箱内部的发送器探针，以及耦接成沿着发送器探针可竖直移动的浮子，并且通过将用于校正的浮子另外安装在储箱中来使用，并且此时，另外安装的浮子安装有陀螺仪传感器。

如上所述，本公开的主要特征在于，即使储箱中的液面已经倾斜，也可以通过另外使用安装有陀螺仪传感器的单独浮子来更准确地测量液位(例如，液体剩余量)。在下面的描述中，发送器可以理解为与用于检测储箱中的液位以输出和发送电信号的液位检测设备相同的含义，并且可以是配置成检测燃料箱中的燃料的液位的燃料发送器，或者是用于检测尿素水箱中的尿素水的液位的尿素水发送器。

图3是示出了根据本公开的示例性实施例的液位检测设备的透视图，并且如图所示，根据示例性实施例的液位检测设备除了包括探针和浮子的已知浮子类型发送器的部件之外还可包括如上所述的安装有陀螺仪传感器的单独浮子。在下面的描述中，为了区分浮子，将耦接至探针以沿着纵向方向竖直移动的已知浮子称为“主浮子”，并且将本公开中新添加的浮子(即，如上所述的安装有陀螺仪传感器的单独浮子)被称为“辅助浮子”。

参考图1，液位检测设备100的探针110可以被安装成竖直地设置在储箱(未示出)内侧，并且可以由固定地安装在储箱外侧的头部130和在与头部130耦接的状态下安装在储箱内侧的支撑件140支撑。头部130包括用于生成和传输电信号的部件作为内部部件，并且可以被紧固并安装到储箱的外侧表面以定位在储箱外部。

支撑件140可包括耦接至头部130的管141和耦接至管141的板142，并且探针110的下端部分可耦接至板142。此时，探针110可以在储箱内侧耦接至头部130和支撑件140的状态下被支撑，探针110的上端部分可以经由固定器131耦接至头部130，并且探针110的下端部分可以在耦接至支撑件140的板142的状态下被支撑以防止晃动。

主浮子120可以耦接至探针110以沿着纵向方向可竖直移动，并且主浮子120可以被设置成圆柱形并且被装配并耦接到探针110以成为探针110穿透其内侧的形式。在本公开中，主浮子120是已经应用于车辆的传统浮子类型发送器的已知浮子，并且是耦接至探针110以沿其纵向方向被竖直引导的浮子。

在本公开中，当主浮子120与储箱中的液面变化互锁地(in interlock with，连锁地)沿着探针110移动时，可以从头部130输出根据探针110上的主浮子120的位置的电信号(也就是说，液位检测信号)。此外，由于从浮子类型发送器的头部130输出根据主浮子120的位置的电信号(例如，浮子类型发送器的液位检测信号)的事实是已知的，所以将省略其详细描述。因此，从头部130输出的液位检测信号可以被传递到仪表板，并且因此，可以通过仪表板显示从液位检测信号计算出的当前燃料(或尿素水)剩余量。

同时，根据本公开的示例性实施例的液位检测设备100还可以包括辅助浮子组件150，该辅助浮子组件具有与配置成检测储箱中的液位的主检测部分开的安装有陀螺仪传感器的辅助浮子151，并且辅助浮子组件150也可以安装在储箱内侧。特别地，主检测部是指包括探针110和主浮子120的传统浮子类型发送器。

在本公开的示例性实施例中，辅助浮子组件150可以被安装成由储箱内侧的支撑器140支撑，并且可以包括辅助浮子151、陀螺仪传感器部152、臂杆156和基座部158。特别地，辅助浮子151是设置成像主浮子120一样漂浮在储箱中的液面上的浮子，该主浮子也是在与储箱中的液面接触的状态下与液面变化互锁地竖直移动的浮子。

当车辆位于平坦表面上时，储箱中的液面处于水平状态，并且即使车辆位于坡道上，储箱中的液面也总是保持水平状态，并且此时，辅助浮子151应该在总是与上述液面保持相同角度的状态下漂浮。换句话说，辅助浮子151设置成总是像液面一样在水平状态下漂浮，并且图4是示出了根据本公开的示例性实施例的液位检测设备中的辅助浮子组件的辅助浮子151和陀螺仪传感器部152的放大透视图。

如图4中所示，辅助浮子151可以具有长方体形状，并且在辅助浮子151的上部部分可以形成有具有预定深度的凹槽部151a。凹槽部151a为稍后描述的陀螺仪传感器部152的旋转和操作提供空间，并且具体地，安装在辅助浮子151上方的陀螺仪传感器部152用作允许在预定角度范围内旋转而不会干扰辅助浮子151的干扰避免空间。

陀螺仪传感器部152可旋转地耦接到的铰链耦接部151c可以形成在辅助浮子151的上部部分上，并且铰链耦接部151c可以形成在辅助浮子151的上部部分上的沿纵向方向的中央位置处。铰链耦接部151c可以形成为从辅助浮子151的上部部分的左侧和右侧两者向上突出，其是陀螺仪传感器部152在辅助浮子151中铰链耦接到的部分，并且陀螺仪传感器部152的铰链销153c可以可旋转地耦接至其上。

臂杆156在陀螺仪传感器部152中连接到的部分可以是与铰链销153c隔开一预定距离的部分，其是铰链耦接至辅助浮子151的部分，并且例如，臂杆156可以连接到陀螺仪传感器部152中的纵向方向的一侧端部。因此，陀螺仪传感器部152可以围绕辅助浮子151上方的铰链耦接部151c和铰链销153c可自由旋转，并且特别地，陀螺仪传感器部152相对于总是与液面一起保持水平状态的辅助浮子151相对地旋转了与储箱相对于储箱中的液面和固定部件的倾斜度对应的量。

如上所述，陀螺仪传感器部152相对于辅助浮子151已相对旋转的量、角度等可以是与储箱的倾斜度对应的值，并且当陀螺仪传感器部152得知旋转信息(诸如，陀螺仪传感器部152已相对旋转的量或角度)时，可以估计储箱的倾斜度。结果，可以将如上所述的相对于辅助浮子151相对旋转的陀螺仪传感器部152的旋转信息用作用于校正由主浮子120获得的液位的信息。

如上所述，本公开可以检测陀螺仪传感器部152相对于总是在水平状态下漂浮在液面上的辅助浮子151已相对旋转的角度，并使用检测到的角度信息来校正由主浮子120获得的液位。

在图4中，附图标记151b是通过辅助浮子151的上部部分形成的排出孔，并且排出孔151b可以将填充在辅助浮子151的凹槽部151a中的液体排出到外侧，并且可以形成为如果存储在储箱中的液体(诸如燃料或尿素水)填充在辅助浮子151的凹槽部151a中，则立即排出液体。

图5是分别示出了根据本公开的示例性实施例的液位检测设备中的辅助浮子组件的配置的分解透视图，并且图6是示出了根据本公开的示例性实施例的液位检测设备中的辅助浮子组件的配置中的陀螺仪传感器部、臂杆、基座部和线材的组装透视图。

在图6中，省略了辅助浮子的图示，并且如上所述示出的陀螺仪传感器部152被铰链耦接以使得能够在辅助浮子(图4中的附图标记151)上方自由旋转(见图4)，并且此时，铰链销153c成为陀螺仪传感器部152的旋转中心。

参考图5，陀螺仪传感器部152可包括外壳153a、盖153b、壳体154和陀螺仪传感器155，并且具有形成为从外壳153a的左侧表面部分和右侧表面部分两者横向突出的铰链销153c。外壳153a提供了容纳陀螺仪传感器155的容纳空间，并且可以形成为长方体形状以使其内部空间容纳陀螺仪传感器155，并且在陀螺仪传感器155已被容纳在内部空间中的状态下外壳153a可以被一体地固定以封闭外壳153a上方的内部空间。

陀螺仪传感器155可以在插入并固定到壳体154的状态下容纳在外壳153a和盖153b内侧，并且用于外部连接和角度检测信号的传递的线材159可以连接到插入壳体154中的陀螺仪传感器155。插入有陀螺仪传感器155的壳体154可以被容纳在外壳153a的内部空间中并且通过诸如粘合的方法固定，并且陀螺仪传感器155、壳体154、外壳153a和盖153b可以在全部成一体的状态下一起旋转。

图7是示出了在本公开的示例性实施例中的插入有陀螺仪传感器的壳体已被容纳并固定到陀螺仪传感器部的外壳的内部空间的状态的图，并且壳体154可以通过诸如粘合的方法完全固定到外壳153a的内部，使得陀螺仪传感器、壳体154和外壳153a全部可以一体地旋转，而壳体154在外壳153a内不移动。

此外，当在将插入有陀螺仪传感器155的壳体154已容纳在外壳153a的内部空间中的状态下将盖153b组装在外壳153a上方时，可以通过在盖153b与外壳153a之间的密封过程将其固定以完全密封外壳153a的内部空间并保持气密性。另外，臂杆156可以设置成一体地连接外壳153a和基座部158的薄且细长的杆的形式，并且可以具有一体地耦接到外壳153a的第一杆157a和在基座部158上一体形成的第二杆157b彼此连接的配置。

臂杆156可以设置成中空管的形式，使得用于传递角度检测信号的线材159插入其中并被布线，并且在连接到壳体154内侧的陀螺仪传感器155的状态下在通过外壳153a的内部空间穿透盖153b之后，线材159可以被布线到第一杆157a中。此外，已经穿过陀螺仪传感器部152中的臂杆156的第一杆157a和第二杆157b的内部的线材159可以通过基座部158的内孔158a延伸到基座部中，并且然后将其以螺旋形式缠绕在支撑件140的管141周围，以连接到成为辅助浮子组件150的外侧的头部130。

因此，当陀螺仪传感器155操作时，从陀螺仪传感器155输出的电信号可以经由线材159被传递到头部130。基座部158可以耦接成沿着支撑件140的管141竖直地移动，该支撑件竖直地且纵向地固定设置在储箱中，并且可以设置成圆柱形以组装成装配到支撑件140的管141的外周中的状态。

如上所述，在基座部158已耦接至支撑件140的管141的外周的状态的情况下，已穿过臂杆156的内部的线材159通过如图5中的基座部158的内孔158a延伸进入基座部158，并且然后如图3中，可以将其以螺旋形式缠绕在支撑件140的管141的外周周围。

基座部158可沿着支撑件140的管141自由地竖直移动，并且可安装成在支撑件140的管141中可自由旋转。因此，当基座部158在支撑件140的管141中竖直地移动或旋转时，臂杆156、通过臂杆连接的陀螺仪传感器部152、以及辅助浮子151可全部一起移动。

然而，当根据储箱的倾斜度改变支撑件140的管141中的液面高度时，经由臂杆156和基座部158耦接到支撑件140的管141的陀螺仪传感器部152相对于在液面处总是保持水平状态的辅助浮子151相对地旋转。

在本公开中，支撑件140和构成支撑件的管141是一体地固定到储箱的固定结构，并且应该与储箱一起移动，并且如果储箱倾斜，则包括管141的整个支撑件140应该与储箱一起一体地倾斜。此外，如果车辆、储箱和其中的支撑件140倾斜，则臂杆156、基座部158、线材159等一起倾斜，并且辅助浮子151上方的陀螺仪传感器部152相对于辅助浮子与储箱的倾斜度对应地相对地旋转。此时，辅助浮子151可以在水平地漂浮在储箱中的液面上的状态下支撑陀螺仪传感器部152、臂杆156、基座部158、线材159等，并且当车辆和储箱倾斜时使陀螺仪传感器部152在保持液面处的水平状态的状态下能旋转。

图8是示出了当车辆位于平地上时并且储箱保持水平状态而不倾斜时的液位检测设备的状态的图，并且图9和图10是示出了当车辆位于坡道上并且储箱倾斜时的液位检测设备的状态的图。如图8至图10中可见，当储箱1保持水平状态时，储箱中的液面也保持水平状态，并且即使储箱向任一侧倾斜，储箱中的液面也总是通过重力保持水平状态。

同样地，由于储箱中的液面总是保持水平状态而与保持储箱1的水平状态或倾斜度无关，所以漂浮在液面上的辅助浮子151也总是像液面一样保持水平状态而不具有总是向任一侧倾斜的其姿势。另一方面，可旋转地铰链耦接至辅助浮子151的陀螺仪传感器部152可以经由臂杆156一体地连接并固定到基座部158，并且此时，耦接到所安装的支撑件140的管141，使得基座部158与储箱1一起倾斜。

因此，如果车身、储箱1和支撑件140的管141在坡道上倾斜，则即使液面保持水平状态，经由臂杆156连接到基座部158的陀螺仪传感器部152也可以在辅助浮子151上方与储箱1的倾斜度互锁地旋转。此时，陀螺仪传感器部152相对于保持水平状态的辅助浮子151相对旋转并倾斜的量和角度将根据储箱1倾斜的量和角度而变化。

换句话说，由陀螺仪传感器部152的陀螺仪传感器155输出的信号是指示陀螺仪传感器部152相对于水平线的角度的角度检测信号，并且该角度检测信号指示与储箱1的倾斜度对应的值。结果，如果根据主浮子120的位置将由陀螺仪传感器155输出的角度检测信号作为相对于液位检测信号的校正信号而施加，则可以获得反映储箱1的倾斜度的储箱中更准确的液位信息。

图11至图13是示出了液位检测状态下的陀螺仪传感器部的状态的图，并且仅示出了包括凹槽部151a的主浮子120的上部部分的横截面。当储箱保持水平状态而没有倾斜时，如图11中所示，辅助浮子151和其上的陀螺仪传感器部152也处于水平状态。

然而，如果储箱倾斜到任一侧，则辅助浮子151可以与储箱中的液面一起保持水平状态，但其上的陀螺仪传感器部152处于相对于辅助浮子151相对旋转的状态，如图12和图13中所示。在示例性实施例中，当辅助浮子151和陀螺仪传感器部152具有长方体形状时，可以在一定深度处在辅助浮子151的上部部分上形成具有旋转陀螺仪传感器部152的端部部分可插入到的矩形形状的凹槽部151a。

如果储箱倾斜一定水平或更大，则陀螺仪传感器部152可以在至少一部分已经插入到辅助浮子151的凹槽部151a中的状态下旋转，并且如果储箱进一步显著倾斜，并且陀螺仪传感器部152的前端部分或后端部分与辅助浮子151的凹槽部151a的底表面接触，则可以限制陀螺仪传感器部152的旋转。

同时，如下将描述用于使用陀螺仪传感器155的角度检测信号来校正由主浮子120和探针110检测到的液位的方法。图14和图15是用于说明液位校正方法的图，并且如果使用由陀螺仪传感器155检测到的角度α，则tanα可以是已知的，其中α是指包括陀螺仪传感器155的整个陀螺仪传感器部152的倾斜角，并且tanα是指陀螺仪传感器部152的倾斜梯度(梯度(％)＝tanα×100)。

此外，在梯度、高度和底边长度之间建立“tanα＝高度/底边长度”之间的关系。特别地，底边是垂直于陀螺仪传感器部152中的探针110的纵向轴连接的连接线，底边长度是连接线的长度，并且该连接线的长度是不变的固定值并因此是预定的常数。

高度是连接线垂直地连接在探针110的轴线中的点与主浮子120之间的距离。当然，探针110的轴线表示探针110的轴向方向(例如，纵向方向)线，并且连接线是垂直于探针110的轴线的线。因此，如果从陀螺仪传感器155的信号中可获得tanα(其是陀螺仪传感器部152的梯度)，则底边长度是已知值，使得可以从tanα和底边长度来计算高度。

在校正期间，储箱中的最终液位值可以通过以由主浮子120和探针110检测到的液位值(其是传统液位检测值)减去或加上计算出的高度的方法对其进行校正来确定。特别地，储箱中的最终液位值是使用陀螺仪传感器155的检测信息进行校正以反映储箱的倾斜度的液位值，并且使用校正的液位值计算出的液体剩余量(例如，燃料剩余量、尿素水剩余量等)被显示在仪表板上(例如，剩余量显示设备)。

图9、图12和图14示出了当车辆下坡行驶时储箱1的倾斜状态，并且即使在车辆下坡行驶时储箱中的实际液体(例如燃料或尿素水)剩余量相同，由主浮子120检测到的液位也变为比在平地上检测到的液位更低的值。在校正期间，由于应该执行校正以用于使用从陀螺仪传感器155的信号获得的高度值将由主浮子120检测到的液位转换成平地上的液位，所以可以执行正(+)校正，该正(+)校正通过加上在由主浮子120检测到的液位处从陀螺仪传感器155的信号获得的高度值来确定最终液位(例如，转换成平地上的液位的值)。

另一方面，图10、图13和图15示出了当车辆上坡行驶时储箱1的倾斜状态，并且由主浮子120检测到的液位当车辆上坡行驶时变为比在平地上检测到的液位更高的值。因此，在校正期间，可以执行负(-)校正，该负(-)校正通过减去在由主浮子120检测到的液位处从陀螺仪传感器155的信号获得的高度值来确定最终液位。如果当车辆上坡行驶时储箱的倾斜角为正(+)值，则由陀螺仪传感器155检测到的角度也变为正(+)值，反之，当车辆下坡行驶时储箱的倾斜角为负(-)值时，由陀螺仪传感器155检测到的角度也变为负(-)值。

如上所述，可以从陀螺仪传感器155的信号确定车辆是上坡还是下坡行驶，从而确定车辆和储箱的倾斜角，并且此外，确定是执行将高度值加到由主浮子120和探针110检测到的液位的正(+)校正，还是执行从检测到的液位减去高度值的负(-)校正。

图16是示出了校正逻辑的图，并且图17是示出了用于液位检测的配置的图。图16是示出了在液位检测设备100的控制器160中设定的校正逻辑的图，并且控制器160可以是仪表板控制器，或者也可以是安装在液位检测设备100的头部130中的单独控制器。控制器160可被配置成根据主浮子120在探针110上的竖直位置，使用在头部130中生成并从头部130输出的一般液位检测信号以及从陀螺仪传感器155输出的角度检测信号作为输入，来从其计算最终液位值。

参考图16进行描述，首先，在控制器160中，可以预先设定作为储箱中的最低剩余量值的液位下限值，并且可以预先设定车辆倾倒之前的正常角度区域。此时，正常角度区域可被定义为基于由陀螺仪传感器155检测到的角度的绝对值，在车辆倾倒之前的最大倾斜角或更小的区域，并且因此，在控制器160中可以设定最大倾斜角。

换句话说，正常角度区域可以被定义为从0到最大倾斜角或更小的角度区域。因此，控制器160可以被配置成确定由主浮子120和探针110检测到的储箱1中的液位(其为校正之前的液位)是否为液位下限值或更大，并且同时，确定由陀螺仪传感器155检测到的角度是否对应于正常角度区域，并且如果储箱中的检测到的液位同时是液位下限值或更大并且由陀螺仪传感器155检测到的角度是正常角度区域的状态被保持一设定时间，则在液位检测设备100中执行液位计算和校正。

此外，在液位计算和校正处理中，从控制器160中的陀螺仪传感器155的角度检测信号获得tanα的值，并且可以通过将tanα的值乘以一预定的底边长度来计算高度值。此时，可以应用用于减弱波动的滤波器来对计算出的高度值进行滤波，并且可以使用滤波后的高度值来校正由主浮子120和探针110检测到的储箱中的液位。

响应于确定出由主浮子120和探针110检测到的储箱中的液位小于液位下限值，或者由陀螺仪传感器155检测到的角度不处于正常角度区域，可以通过使用0作为高度值来防止执行校正。由陀螺仪传感器155检测到的角度不在正常角度区域中(也就是说，由陀螺仪传感器155检测到的角度的绝对值大于最大倾斜角)的事实表示，这可能是车辆已倾倒的状态。

在使用高度值校正由主浮子120和探针110检测到的储箱中的液位的过程中，控制器160可以被配置成从陀螺仪传感器155的信号确定车辆、油箱和陀螺仪传感器部152的倾斜方向，并通过执行负(-)校正来计算最终液位值，该负(-)校正在由陀螺仪传感器155检测到的角度值指示正值的上坡行驶的情况下从由主浮子120和探针110检测到的储箱中的液位减去计算出的高度值。

另一方面，在由陀螺仪传感器155检测到的角度值指示负值的下坡行驶的情况下，通过执行正(+)校正来计算最终液位值，该正(+)校正将计算出的高度值加至由主浮子120和探针110所检测到的储箱中的液位。如上所述，如果最终液位值由控制器160确定，则剩余量显示设备200可以被配置成显示与由控制器160确定的最终液位值对应的燃料剩余量。

因此，根据本公开，可以使用从陀螺仪传感器155输出的角度检测信号来校正由主浮子120和探针110检测到的液位值，从而获得车辆和储箱的倾斜方向以及更准确地反映其程度的储箱中的液位值。

如上所述，尽管已经详细描述了本公开的示例性实施例，但是本公开的范围不限于此，并且使用本公开的基本概念来限定本领域技术人员的各种修改和改进。所附权利要求也包括在本公开的范围内。