专利名称：液态燃料量测量系统和液态燃料量测量方法
技术领域：
本发明涉及一种用来测量容器内的液态燃料量的系统，并且涉及一种采用该测量系统的液态燃料量测量方法。
背景技术：
典型的工程机械如液压式挖土机具有移动下部结构，它用来形成运动；及旋转上部结构，它用来执行工作。在这种工程机械中，移动下部结构只具有移动装置如轮胎和履带，而与移动下部结构相比，旋转上部结构具有许多装置如工作臂、致动器、发动机、平衡重、燃料箱和用来控制各种装置的控制器。由于这个，考虑到这种工程机械在市区或者较窄的位置上执行工作的情况，因此强烈需要减少旋转上部结构的尺寸大小和工作半径。
为了满足这种需要，因此公开了一种借助把燃料箱布置在移动下部结构中以留下足够大的空间来布置设置在旋转上部结构中的各种装置使旋转上部结构更加紧凑的技术(例如日本实用新型公开No.6-18052)。在这种技术中，借助把燃料箱和燃料供给泵布置在移动下部结构中并且把燃料输送到通过回转接头设置在旋转上部结构中的发动机中，可以从旋转上部结构中拆下燃料箱，同时减少了旋转上部结构的半径。
但是，在上述技术中，在移动下部结构中的燃料箱和旋转上部结构中的发动机之间具有较大的高度差(落差)，因此具有这样的可能性连接燃料箱和发动机的燃料供给通道中的燃料落到燃料箱中，并且燃料供给将被切断。
还公开了一种这样的技术借助在燃料供给通道中平行地设置燃料供给泵和单向阀，以防止燃料落到燃料箱中，其中燃料供给通道在具有燃料泵的发动机和燃料箱之间进行延伸(例如，参见日本实用新型No.2516601)。在这种技术中，当在燃料供给系统中没有故障时，借助连接到发动机中的燃料泵使燃料通过单向阀供给到发动机中，而不会使燃料供给泵进行工作。由于单向阀可以防止燃料落下，因此可以防止燃料供给被切断。另一方面，当在燃料供给系统中产生了故障并且燃料供给被切断时，与单向阀平行布置的燃料供给泵进行工作从而强制地把燃料供给到发动机中。
上述专利文献都没有描述测量燃料箱内的燃料量的装置，但是在典型的工程机械的情况下，燃料箱设置有浮子计量器以探测液面。但是，当燃料箱倾斜时，或者当液面运动时，难以精确地控制燃料量。
尤其地，当燃料箱设置在工程机械的移动下部结构中时，由于在其中安装燃料箱的空间的物理限制，它常常形成平形。在这种情况下，借助使工程机械进行倾斜，容易使液面改变较大，因此甚至更加难以进行精确的测量。
当燃料箱布置在移动下部结构中时，如公开在上述专利文献中的技术一样，需要用来在回转接头处连接浮子-计量器信号线(电线)的滑环，以把浮子计量器所探测到的信息输送到旋转上部结构中。在这种情况下，位于旋转上部结构和移动下部结构之间的回转接头的结构比较复杂。
根据上述的这些情况形成了本发明。相应地，本发明的目的是提供一种这样的系统该系统可以精确地测量储存在容器中的液态燃料。另一个目的是提供一种采用了该测量系统的液态燃料量测量方法。
发明内容
为了实现上述目的，提供了第一液态燃料量测量系统。该第一测量系统具有第一容器，它在内部储存液态燃料；压力施加装置，它借助把空气供给到第一容器中使第一容器内的空气压力升高；及空气-压力测量装置，它测量第一容器内的空气压力。测量系统还具有第一管路线，通过它使第一容器和压力施加装置相互连通；第二容器，它与第一容器相连通；及第二管路线，通过它使第一容器和第二容器相互连通。测量系统还包括供给装置，它通过第二管路线把第一容器内的液态燃料供给到第二容器中；探测装置，它探测第二容器内的液态燃料的减少量；及控制装置，根据来自空气压力测量装置和探测装置的信息，它通过选择压力模式或者供给模式来控制供给装置和压力施加装置。该测量系统还具有空气体积测量装置，它测量借助压力施加装置通过第一管路线供给到第一容器中的空气体积；及运算装置。在压力模式期间，通过空气体积测量装置所测得的空气体积和由空气压力测量装置所测出的第一容器内的空气压力所计算出的空气压力改变量，运算装置计算出第一容器内的液态燃料体积。在供给模式期间，通过把液态燃料从第一容器供给到第二容器中的次数，运算装置计算出第一容器内的液态燃料的体积。
根据本发明，还提供了一种第一液态燃料量测量方法。该第一测量方法包括第一容器，它在内部储存液态燃料；压力施加装置，它借助把空气供给到第一容器中使第一容器内的空气压力升高；及第一管路线，通过它使第一容器和压力施加装置相互连通。该测量方法还包括第二容器，它与第一容器相连通；第二管路线，通过它使第一容器和第二容器相互连通；及供给装置，它通过第二管路线把第一容器内的液态燃料供给到第二容器中。当第一容器内的空气压力小于预定压力时，借助压力施加装置通过第一管路线把空气供给到第一容器中。此外，探测或者计算出所供给的空气体积和由于空气供给所产生的、第一容器内的空气压力变化量，并且通过所供给的空气量和空气压力改变量来计算出第一容器内的液态燃料的体积。当第二容器内的液态燃料小于预定量时，借助供给装置通过第二管路线把预定量的液态燃料从第一容器供给到第二容器中，并且根据供给液态燃料的次数来计算出第一容器内的液态燃料的体积。
根据本发明的第一测量系统和方法，可以精确地控制第一容器内的液态燃料量，而与容器的形状和倾斜情况无关。因此，可以精确地测量从第一容器供给到第二容器中的液态燃料量。
根据本发明，提供了第二液态燃料量测量系统。该第二测量系统具有第一容器，它在内部储存液态燃料；压力施加装置，它借助把空气供给到第一容器中使第一容器内的空气压力升高；及空气-压力测量装置，它测量第一容器内的空气压力。第二测量系统还具有第一管路线，通过它使第一容器和压力施加装置相互连通；空气体积测量装置，它测量借助压力施加装置通过第一管路线供给到第一容器中的空气体积；及运算装置。通过空气体积测量装置所测得的空气体积和由空气压力测量装置所测出的第一容器内的空气压力所计算出的空气压力改变量，使用运算装置来计算出第一容器内的液态燃料体积。
根据本发明，提供了第二液态燃料量测量方法。该第二测量方法包括第一容器，它在内部储存液态燃料；压力施加装置，它借助把空气供给到第一容器中使第一容器内的空气压力升高；及第一管路线，通过它使第一容器和压力施加装置相互连通。借助压力施加装置通过第一管路线把空气供给到第一容器中。此外，探测或者计算出所供给的空气体积和由于空气供给所产生的、第一容器内的空气压力改变量，并且通过所供给的空气体积和空气压力改变量来计算出第一容器内的液态燃料的体积。
根据本发明的第二测量系统和方法，可以精确地控制第一容器内的液态燃料量，而与容器的形状和倾斜无关。
根据本发明，提供了第三液态燃料量测量系统。该第三测量系统具有第一容器，它在内部储存液态燃料；第二容器，它与第一容器相连通；第二管路线，通过它使第一容器和第二容器相互连通；及供给装置，它通过第二管路线把第一容器内的液态燃料供给到第二容器中。第三测量系统还包括探测装置，它探测第二容器内的液态燃料的剩余量；控制装置，根据来自探测装置的信息，它控制供给装置；及运算装置，通过把液态燃料从第一容器供给到第二容器中的次数，该运算装置计算出第一容器内的液态燃料的体积。
根据本发明，提供了第三液态燃料量测量方法。该第三测量方法包括第一容器，它在内部储存液态燃料；第二容器，它与第一容器相连通；第二管路线，通过它使第一容器和第二容器相互连通；及供给装置，它通过第二管路线把第一容器内的液态燃料供给到第二容器中。在第三测量方法中，借助供给装置通过第二管路线把预定量的液态燃料从第一容器中供给到第二容器中，并且根据供给液态燃料的次数来计算出第一容器内的液态燃料的体积。
根据本发明的第三测量系统和方法，可以精确地测量从第一容器到第二容器的液态燃料量。
在第一或者第二液态燃料量测量系统中，上述空气体积测量装置由下面这些构造成升高压力测量装置，它测量升高的压力；及储存装置，它储存升高空气压力和供给到第一容器中的空气体积之间的相应关系。
就这种结构而言，容易测量第一容器内的空气体积。
上述空气体积测量装置还用作升高压力测量装置。这使得该结构更加简单。
本发明的第一液态燃料量测量系统还包括第一管路线阀，它调节第一管路线内的流动；及第二管路线阀，它调节第二管路线内的流动。及从第一管路线阀延伸到第一容器中的一部分第一管路线和从第二管路线阀延伸到第一容器中的一部分第二管路线被合并成一个。
因此，借助把第一管路线和第二管路线合并成一个并且设置第一管路线阀和第二管路线阀，从位于第一和第二管路线之间的连接部分延伸到第一容器中的第二管路线的那个部分可以用作燃料供给通道和空气供给通道。因此，使得管路结构更加简单。此外，除了在借助气泵(压力施加装置)把空气供给到主箱(第一容器)时之外，这些管路线填充有燃料，并且该管路线内的压力实际上没有减少，因此可以防止在这些管路线内产生铁锈。
本发明的液态燃料量测量系统可以设置在工程机械中，该工程机械配置有移动下部结构和旋转上部结构，而该旋转上部结构通过回转接头可旋转地安装在移动下部结构中。在这种情况下，第一容器设置成移动下部结构中的主燃料箱，而第二容器设置成旋转上部结构中的辅助燃料箱。
由于燃料箱布置在移动下部结构中，因此可以使旋转上部结构的尺寸大小和工作半径更小。此外，燃料箱设置在移动下部结构中，因此可以减少使上部结构进行旋转所需要的能量。此外，由于燃料箱布置在移动下部结构中，因此整个工程机械的重心降低了并且该机器的主体变得稳定了。
参照附图来进一步详细地描述本发明，其中图1是示意图，它示出了具有根据本发明优选实施例所构造成的液态燃料量测量系统的工程机械；图2是控制流程图，它示出了图1所示的液态燃料量测量系统如何控制燃料供给和燃料量测量；图3是示意图，它示出了图1所示的液态燃料量测量系统的改进；图4是示意图，它示出了图1所示的液态燃料量测量系统的另一种改进；图5是侧视图，它示出了配置有图1所示液态燃料量测量系统的工程机械；及图6是图表，它示出了图1所示的液态燃料量测量系统的气泵(压力施加装置)的排出速度性能。
具体实施例方式
参照图1到5，它们示出了具有根据本发明优选实施例所构造出的液态燃料量测量系统的工程机械。工程机械具有移动下部结构30；和旋转上部结构20，它通过回转接头10可旋转地安装在移动下部结构30上。设置在旋转上部结构20内的发动机2驱动液压泵19，该液压泵把压力施加到驱动油中，通过该驱动油来驱动整个工程机械。尽管没有示出，但是旋转的上部结构20还包括工作臂、致动器、平衡重、具有用来控制各种装置的控制器的操作室等等。
此外，优选实施例的液态燃料量测量系统连接到燃料供给泵上，该泵通过辅助箱(第二容器)4把燃料从主箱(第一容器)3供给到发动机2中。液态燃料量测量系统用来测量主箱3内的燃料量和辅助箱4内的燃料量。主箱3被构造来储存供给到发动机2中的燃料，并且设置在移动下部结构30中。此外，主箱3气密地密封起来以防止燃料或者空气泄漏并且防止雨或者水进入。另一方面，辅助箱4储存一定量的燃料(固定量的燃料)来驱动发动机并且设置在旋转的上部结构20并且通过第二管路线12与主箱3相连通。通过第二管路线12把储存在主箱3内的燃料供给到辅助箱4中，其中一定量(固定量)的燃料暂时储存在该第二管路线12中。辅助箱4内的燃料可以可靠地供给到发动机2中。
在辅助箱4内设置了浮子传感器(探测装置)9，该传感器根据浮子在燃料表面上的位置来探测储存在辅助箱4内的燃料量，并且把探测信号输出到控制器(控制装置)11中。
旋转上部结构20还设置有气泵6，以把空气供给到主箱3中。气泵6通过第一管路线13与主箱3相连通，该第一管路线13在第二管路线阀14的上游侧处从第二管路线12中分支出来。
第二管路线12设置有第二管路线阀(供给关闭阀)14。如果第二管路线阀14打开，那么燃料从主箱3供给到辅助箱4中。另一方面，如果第二管路线阀14关闭，那么燃料停止供给到辅助箱4中，并且防止燃料从主箱3中进行流动。同样地，第一管路线13设置有第一管路线阀(供给关闭阀)15。如果第一管路线阀15打开，那么空气从气泵(压力施加装置)6供给到主箱3中。另一方面，如果第一管路线阀15关闭，那么空气停止供给到主箱3中，并且防止空气从主箱3流到气泵6中。第一管路线阀15和第二管路线阀14借助控制器来打开或者关闭，并且它们在正常情况下是关闭的。如果气泵6通过第一和第二管路线13和12把空气供给到主箱3中，那么空气积聚在主箱3中，因此主箱3内的压力增大了。
位于第一管路线13和第二管路线12之间的连接部分设置在旋转上部结构20内，并且相对于该连接部分的、第二管路线12的上游侧设置在回转接头10内。因此，即使在气泵6设置在旋转上部结构20内的结构中，设置在回转接头10内的管路线的数目可以是一个并且回转接头10内的结构可以得到简化。
第一管路线13还设置有压力传感器(空气压力测量装置)5，该传感器通过探测第一管路线13内的压力来间接地探测主箱3内的压力。
控制器11用来控制气泵6、第一管路线阀15和第二管路线阀14的工作。即，根据来自浮子传感器9和压力传感器5的输入信号，控制器11借助控制气泵6的工作和打开或者关闭第一和第二管路线阀15和14来控制空气和燃料的流动方向和流量。因此，控制器11可以控制从主箱3供给到辅助箱4中的燃料量。当压力传感器5所探测到的、主箱3内的压力小于预定值时，气泵6进行工作并且第一管路线阀15打开，因此主箱3内的压力增大了。另一方面，当压力传感器5所探测到的、主箱3内的压力等于或者大于预定值时，气泵6停止并且第一管路线阀15关闭。控制装置11也具有运算装置7，该装置用来计算主箱3内的燃料量。
如果辅助箱4内的燃料减少并且液面下降到小于固定水位，那么控制器11根据浮子传感器9所发出的信号来打开第二管路线阀14。这时，主箱3内的压力高于辅助箱4内的压力，因此主箱3内的燃料通过第二管路线12和第二管路线阀14供给到辅助箱4中。另一方面，如果辅助箱4内的燃料增多并且液面超过固定水位，那么控制器11根据浮子传感器9所发出的信号来关闭第二管路线阀14。
图2示出了优选实施例的液态燃料量测量系统如何执行燃料控制。附图中所示出的这些步骤依赖于主流程(未示出)，而该主流程借助控制器11来实现，因此在需要时它们可以重复地进行。此外，下面这些步骤可以借助控制器11来执行。
在步骤S110中，判断由压力传感器5所探测到的主箱3内的压力P1(atm)是否等于或者大于第一规定压力Pmin(预定压力)。当P1等于或者大于第一规定压力Pmin时，控制器11执行步骤120和随后的这些(供给模式)，其中控制燃料从主箱3供给到辅助箱4中。当P1小于第一规定压力Pmin时，控制器11执行步骤120和下面这些(压力模式)，其中主箱3内的压力借助气泵6来提高。注意，第一规定压力Pmin设置成这样的值，以致借助主箱3和辅助箱4之间的压差来自动供给主箱3内的燃料。
开始时，执行压力模式如下在步骤S210中，气泵6进行工作。在步骤S220中，第一管路线阀15被打开。如果第一管路线阀15打开，那么空气通过第一管路线13从气泵6供给到主箱3中。这时，由压力传感器5所探测到的、主箱3内的压力称为P2(atm)。
在步骤S230中，判断由压力P2是否等于或者大于第二规定压力Pmax(预定压力)。当P2等于或者大于第二规定压力Pmax时，在步骤S240中，第一管路线阀13被关闭。当P2小于第二规定压力Pmax时，重复步骤S230，直到P2到达第二规定压力Pmax时为止。注意，步骤S230中的第二规定压力Pmax设置成一个大于步骤S110中的第一规定压力Pmin的值(Pmax＞Pmin)。
在步骤S250中，使气泵6停止。这时，控制器11计算出在从气泵6工作开始到工作停止期间所供给到主箱3中的空气体积V1(1)(1atm，即大气压力下的体积)。
供给到主箱3中的空气体积等于从气泵6中排出的空气体积。因此，如图6所示的气泵6的排出速度性能曲线图所示一样，在气泵6的排出速度和排出压力之间具有相应的关系。因此，如果根据这种相应的关系(参见图6)在以前形成图表，那么使用这种图表，可以根据压力传感器5所探测到的压力(它是气泵6的排出压力并且等于主箱3内的压力)计算出每单位时间的排出速度。如果以预定周期(如0.3秒)来计算出这种排出速度并且加入从气泵6工作开始到工作停止期间的排出速度，那么可以计算出供给到主箱3中的空气体积。即，在优选实施例中，压力传感器5和位于排出压力(即主箱3内的升高压力)和气泵6的排出速度之间的相应图表(储存装置)构成了空气体积测量装置，该装置测量(或者判断)借助压力施加装置供给到第一容器中的空气体积。压力传感器5也用作升高压力测量装置，该装置测量气泵6的排出压力(主箱3内的升高压力)。
注意，空气压力测量装置和升高压力测量装置可以分开设置。例如，除了作为空气压力测量装置的压力传感器5之外，作为升高压力测量装置的压力传感器也可以设置在第一管路线13中。
在优选实施例中，空气体积测量装置由压力传感器5和相应的图表(map)形成，其中压力传感器5用来测量升高的压力，而在该图表中，储存了升高压力和供给到主箱3中的空气体积之间的相应关系。但是，流量计可以设置在第一管路线13中，从而直接测量供给到主箱3中的空气体积。
此外，压力传感器5探测压力的周期较短(例如0.1秒)从而能够更加精确地测量所供给的空气体积。
在步骤S260中，计算出主箱3内的燃料量。这种计算借助运算装置7来执行。主箱3内的液态燃料量和主箱3的容积实际上没有改变，并且空气的温度变化实际上可以忽略。因此，如果主箱3内的空气体积用Va(1)来表示，下面等式可以从状态等式中得到。
PI.Va+l.V1＝P2.Va(公式1)因此，Va可以通过下面公式来得到Va＝V1/(P2-P1) (公式2)由于主箱3的容积Vt(1)总是不变的，因此主箱3内的燃料量(体积)Vf(1)通过从主箱3的容积Vt(1)减去空气体积Va来得到Vf＝Vt-Va(公式3)因此，在P1＜Pmin的情况下，通过由气泵6供给到主箱3中的空气体积和主箱3内的压力变化量来测出主箱3内的燃料量。
如果主箱3内的燃料量Vf的计算完成了，那么执行步骤S120和下面这些(在这些中，燃料从主箱3中供给到辅助箱4中)。
当燃料从主箱3供给到辅助箱4中时，或者在主箱3内的压力升高之后，当Vf的计算已完成时，执行步骤S120。在步骤S120中，判断辅助箱4内的燃料量Vfs是否小于第一规定量Vmin。如果它小于第一规定量Vmin，那么执行步骤S130。另一方面，如果它等于或者大于第一规定量Vmin，那么重复步骤S120，直到辅助箱4内的燃料被消耗并且变成小于第一规定量Vmin为止。第一规定量Vmin是这样的值，该值表示辅助箱4内的燃料液面的目标下限值，它可以供给燃料而不会影响发动机2的工作。重复步骤S120，直到燃料液面变成小于目标下限值为止。如果燃料液面小于这个目标下限值，那么执行步骤S130。
在步骤S130中，第二管路线阀14打开。这时主箱3内的压力P2等于或者大于第一规定压力Pmin，因此，如果第二管路线阀14打开时，燃料自动地从主箱3流动到辅助箱4中并且供给到辅助箱4中。并且执行步骤S140。
在步骤S140中，判断辅助箱4内的燃料量是否等于或者大于第二规定量Vmax。当它等于或者大于第二规定量Vmax时，执行步骤S150。当它小于第二规定量Vmax时，重复步骤S140，直到它到达第二规定量Vmax为止。第二规定量Vmax是这样的值，该值表示辅助箱4内的燃料液面的目标上限值，它可以供给燃料而不会影响发动机2的工作。重复步骤S140，直到燃料液面超过目标上限值为止。如果燃料液面超过这个目标上限值，执行步骤S150。在步骤S150中，第二管路线阀14关闭。并且执行步骤S160。
在步骤S160中，在燃料从主箱3供给到辅助箱4之后，计算出主箱3内的燃料量。主要借助运算装置7来执行该计算。在优选实施例中，计算把固定量的燃料从主箱3供给到辅助箱4中的次数N。并且如果每次的燃料供给量乘以数目N，那么可以计算出从主箱3到辅助箱4中的燃料供给量的总量。
如果每一次的燃料供给量用Vn来表示，那么Vn可以用下面公式来表示Vn＝Vmax-Vmin (公式4)因此，如下面公式所表示的一样，如果从在步骤S260中所计算出的主箱3内的燃料量Vf中减去乘以燃料供给次数N的Vn，那么计算出步骤S160中的主箱3内的燃料量Vf。并且完成燃料控制。
Vf′＝Vf-N.Vn(公式5)通过上述燃料控制，优选实施例的液态燃料量测量系统具有下面优点根据上述燃料控制，当压力传感器5所探测到的主箱3内的压力P1小于第一规定压力Pmin(即P1＜Pmin)时，控制器11起动气泵6并且使第一管路线阀15打开。处于压力下的空气通过第一管路线阀15从气泵6供给到主箱3中。其结果是，如果主箱3内的压力P2等于或者大于第二规定压力Pmax，那么控制器11使气泵6的工作停止，并且关闭第一管路线阀15。由于主箱3内的液态燃料量和主箱3的容积实际上没有变化，因此主箱3内的空气体积Va可以用公式2来表示，并且这时主箱3内的燃料量Vf用公式3来表示。
因此，在P1＜Pmin的情况下，借助气泵6把空气供给到主箱3中，并且通过所供给的空气体积和主箱3内的压力改变量来精确地测量主箱3内的燃料量。
另一方面，当P1等于或者大于Pmin(P1≥Pmin)时，判断在辅助箱4内是否具有足够多的燃料量。当浮子传感器9所探测到的、辅助箱4内的燃料表面较低并且没有足够量的燃料时，控制器11打开第二管路线阀14以把燃料从主箱3供给到辅助箱4中。在这种情况下，主箱3内的空气压力等于或者大于Pmin(P1≥Pmin)，因此，如果第二管路线阀14打开，那么借助主箱3和辅助箱4之间的压差使燃料自动地供给到辅助箱4中。并且，如果浮子传感器9所探测到的燃料表面变得较高并且判断已供给足够多的燃料量，那么控制器11关闭第二管路线阀14以使燃料从主箱3到辅助箱4的供给停止。由于用来判断浮子传感器9所探测到的辅助箱4内的液面高度的阈值总是不变，因此从主箱3到辅助箱4中的一次燃料供给量总是不变并且由公式4来给出。控制器11也计算把固定燃料量从主箱3供给到辅助箱4中的次数N，并且使一次燃料供给量Vn乘以该次数N以计算出从主箱3供给到辅助箱4中的总燃料量。并且如果根据公式5从主箱3内的燃料量Vf中减少所供给的燃料量，可以精确地计算出进行燃料供给之后的、主箱3内的燃料量Vf′。
因此，根据这种液态燃料量测量系统，当主箱3内的压力小于规定值时，主箱3内的压力升高，并且计算出处于压力下的空气体积，因此可以计算出主箱3内的燃料量。此外，当主箱3内的压力等于或者大于规定值时，借助计算从主箱3供给到辅助箱4中的燃料量来计算出主箱3内的燃料量。所计算出的燃料量非常精确，而与主箱3的形状和倾斜度无关。
主箱3和辅助箱4通过第二管路线2相互连通。因此，不管主箱3和辅助箱4之间的距离怎样，可以精确地控制每个箱内的燃料量，并且把燃料可靠地供给到辅助箱4中。此外，主箱3和气泵6通过第一管路线13相互连通。因此，不管主箱3和气泵6之间的距离怎样，主箱3内的压力可以得到合适的提高。
如果第一管路线13和第二管路线12连接在一起，并且第一管路线阀15和第二管路线阀14中的每一个的打开和关闭受到控制，那么从位于第一管路线13和第二管路线12之间的连接部分延伸到主箱3中的一部分第二管路线可以用作燃料供给管路线和空气供给管路线。因此，所形成的这种管路结构更加简单。此外，除了当空气借助气泵6供给到主箱3中时，管路线填充有燃料，并且管路线中的压力实际上没有减少，因此可以防止在管路线中产生铁锈。
由于主箱3设置在移动下部结构30中，因此可以减少旋转上部结构20的尺寸大小和操作半径。此外，与主箱3设置在旋转上部结构20中的结构相比，使上部结构20进行旋转所需要的能量较小。此外，燃料箱设置在移动下部结构30的布置可以降低整个工程机械的重心，并且使该工程机械的主体稳定。这时，信号线连接在回转接头10中，因此不需要在旋转上部结构20和移动下部结构30之间提供滑环。因此，位于旋转上部结构20和移动下部结构30之间的回转接头10的结构可以得到简化。
尽管参照优选实施例描述了本发明，但是本发明不局限于这里所给出的详细描述，而是在下文所要求的本发明范围内可以进行改进。
在优选实施例中，控制器11在供给模式和压力模式之间进行工作。即，控制器11选择这两种模式中的一种以控制第一管路线阀15、第二管路线阀14和气泵6。但是，控制器11可以只在一个模式下进行工作。
例如，图3所示的液态燃料量测量系统的特征在于，它只具有在图1所示的优选实施例中所描述的压力模式。注意，与优选实施例相同的零件用相同的标号来表示。
图3所示的液态燃料量测量系统具有主箱(第一容器)3，它储存液态燃料；气泵(压力施加装置)6，它把空气供给到主箱3中以升高主箱3内的空气压力；压力传感器(空气压力测量装置)5，它测量主箱3内的空气压力；第一管路线13，通过它使主箱3和气泵6相互连接起来；及运算装置7，它计算出主箱3内的液态燃料的体积。
压力传感器5安装在主箱3的壁上，因此它可以直接探测主箱3内的空气压力。就上述实施例而言，压力传感器5可以设置在第一管路线13中，因此它可以间接地通过第一管路线13中的压力来探测出主箱3内的空气压力。
压力传感器15也用作空气体积测量装置，以测量借助气泵6通过第一管路线13供给到主箱3中的空气体积。运算装置7被构造成，通过压力传感器(空气体积测量装置)5所测得的空气体积和由主箱3内的空气压力所计算出的空气压力改变量来计算出主箱3内的液态燃料体积。
借助气泵6供给到主箱3中的空气体积等于从气泵6中排出的空气速度。此外，气泵6的空气排出速度与气泵6的排出压力具有相应的关系，因此借助气泵6供给到主箱3中的空气体积可以借助采用图表如图6所示的图表来计算出。并且根据上述公式1到3来测量主箱3内的燃料量。
图4所示的液态燃料量测量系统的特征在于，它只具有描述在图1所示的优选实施例中的供给模式。注意，与优选实施例相同的零件用相同的标号来表示。
图4所示的液态燃料量测量系统具有主箱(第一容器)3，它储存液态燃料；辅助箱(第二容器)4，它连接到主箱3中；第二管路线12，通过它使主箱3和辅助箱4连接起来；第二管路线阀(供给装置)8，它通过第二管路线12把主箱3内的液态燃料供给到辅助箱4中；浮子传感器(探测装置)9，它探测辅助箱4内的剩余液态燃料量；控制器(控制装置)11，它根据来自浮子传感器9的信息来控制第二管路线阀8；及运算装置7，它计算出主箱3内的液态燃料体积。
运算装置7被构造成，通过把固定量的液态燃料从主箱3供给到辅助箱4中的次数来计算出主箱3内的液态燃料体积。
浮子传感器9设置在辅助箱4内，因此它根据传感器顶端的浮子的位置来探测储存在辅助箱4内的燃料量。
控制器11控制第二管路线阀8的打开和关闭。如果辅助箱4内的燃料减少并且液面低于固定水位，那么控制器11根据浮子传感器9所发出的信号来打开第二管路线阀8。其结果是，主箱3内的燃料沿着第二管路线12通过，并且通过第二管路线阀8供给到辅助箱4中。并且如果辅助箱4内的燃料增加并且液面超过固定水位，那么控制器11根据浮子传感器9所发出的信号来关闭第二管路线阀8。注意，主箱3内的内部压力设置成高于辅助箱4内的内部压力。
由浮子传感器9所探测到的、给控制器11发出信号的、辅助箱4内的液面水位总是不变，因此运算装置7通过使一次燃料供给量乘以把固定量的燃料从主箱3供给到辅助箱4中的次数N来计算出从主箱3供给到辅助箱4中的燃料供给总量。
注意，如上述那样构造成的液态燃料量测量系统也可以应用到图1和5所示的工程机械中。在这种情况下，优选的是，主箱3设置在移动下部结构30中，还优选的是，辅助箱4可以设置在旋转上部结构20中。
因此，图3所示的液态燃料量测量系统可以执行与压力模式相一致的控制，而图4所示的液态燃料量测量系统可以执行与供给模式相一致的控制。
此外，本发明的液态燃料量测量系统和方法不只局限于工程机械，而是可以应用到所有种类的、精确测量液态燃料量的液态燃料量测量系统中。
工业应用性本发明的液态燃料量测量系统和方法不仅可以使用在传统工程机械的领域中，而且还可以广泛地应用到测量液态燃料量的机器中，因此它们的工业应用是极其好的。
权利要求
1.一种液态燃料量测量系统，它具有第一容器(3)，它在内部储存液态燃料；压力施加装置(6)，它借助把空气供给到所述第一容器(3)中使所述第一容器(3)内的空气压力升高；空气-压力测量装置(5)，它测量所述第一容器(3)内的空气压力；第一管路线(13)，通过它使所述第一容器(3)和所述压力施加装置(6)相互连通；第二容器(4)，它与所述第一容器(3)相连通；第二管路线(12)，通过它使所述第一容器(3)和所述第二容器(4)相互连通；供给装置(14、8)，它通过所述第二管路线(12)把所述第一容器(3)内的液态燃料供给到所述第二容器(4)中；探测装置(9)，它探测所述第二容器(4)内的液态燃料的减少量；控制装置(11)，根据来自所述空气压力测量装置(5)和所述探测装置(9)的信息，它通过选择压力模式或者供给模式来控制所述供给装置(14、8)和所述压力施加装置(6)；空气体积测量装置，它测量借助所述压力施加装置(6)通过所述第一管路线(13)供给到所述第一容器(3)中的空气体积；及运算装置(7)，在所述压力模式期间，通过所述空气体积测量装置所测得的空气体积和由所述空气压力测量装置(5)所测出的所述第一容器(3)内的空气压力所计算出的空气压力改变量，运算装置(7)计算出所述第一容器(3)内的液态燃料体积，并且在所述供给模式期间，通过把液态燃料从所述第一容器(3)供给到所述第二容器(4)中的次数，该运算装置计算出所述第一容器(3)内的液态燃料的体积。
2.一种液态燃料量测量系统，它具有第一容器(3)，它在内部储存液态燃料；压力施加装置(6)，它借助把空气供给到所述第一容器(3)中使所述第一容器(3)内的空气压力升高；空气-压力测量装置(5)，它测量所述第一容器(3)内的空气压力；第一管路线(13)，通过它使所述第一容器(3)和所述压力施加装置(6)相互连通；空气体积测量装置，它测量借助所述压力施加装置(6)通过所述第一管路线(13)供给到所述第一容器(3)中的空气体积；及运算装置(7)，通过所述空气体积测量装置所测得的空气体积和由所述空气压力测量装置(5)所测出的所述第一容器(3)内的空气压力所计算出的空气压力改变量，该运算装置计算出所述第一容器(3)内的液态燃料体积。
3.一种液态燃料量测量系统，它具有第一容器(3)，它在内部储存液态燃料；第二容器(4)，它与所述第一容器(3)相连通；第二管路线(12)，通过它使所述第一容器(3)和所述第二容器(4)相互连通；供给装置(14、8)，它通过所述第二管路线(12)把所述第一容器(3)内的液态燃料供给到所述第二容器(4)中；探测装置(9)，它探测所述第二容器(4)内的液态燃料的剩余量；控制装置(11)，根据来自所述探测装置(9)的信息，它控制所述供给装置(14、8)；及运算装置(7)，通过把液态燃料从所述第一容器(3)供给到所述第二容器(4)中的次数，该运算装置计算出所述第一容器(3)内的液态燃料的体积。
4.如权利要求1或者2所述的液态燃料量测量系统，其特征在于，所述空气体积测量装置具有升高压力测量装置(5)，它测量升高的压力；及储存装置，它储存升高空气压力和供给到所述第一容器(3)中的空气体积之间的相应关系。
5.如权利要求4所述的液态燃料量测量系统，其特征在于，所述空气体积测量装置(5)也用作所述升高压力测量装置(5)。
6.如权利要求1所述的液态燃料量测量系统，还包括第一管路线阀(15)，它调节所述第一管路线(13)内的流动；及第二管路线阀(14)，它调节所述第二管路线(12)内的流动；其中从所述第一管路线阀(15)延伸到所述第一容器(3)中的一部分所述第一管路线(13)和从所述第二管路线阀(14)延伸到所述第一容器(3)中的一部分所述第二管路线(12)被合并成一个。
7.如权利要求6所述的液态燃料量测量系统，它设置在工程机械(1)中，该工程机械配置有移动下部结构(30)和旋转上部结构(20)，而该旋转上部结构通过回转接头(10)可旋转地安装在所述移动下部结构(30)中，其中，所述第一容器(3)设置成所述移动下部结构(30)中的主燃料箱，而所述第二容器(4)设置成所述旋转上部结构(20)中的辅助燃料箱。
8.一种液态燃料量测量方法，它包括第一容器(3)，它在内部储存液态燃料；压力施加装置(6)，它借助把空气供给到所述第一容器(3)中使所述第一容器(3)内的空气压力升高；第一管路线(13)，通过它使所述第一容器(3)和所述压力施加装置(6)相互连通；第二容器(4)，它与所述第一容器(3)相连通；第二管路线(12)，通过它使所述第一容器(3)和所述第二容器(4)相互连通；及供给装置(14、8)，它通过所述第二管路线(12)把所述第一容器(3)内的液态燃料供给到所述第二容器(4)中；其中，当所述第一容器(3)内的空气压力小于预定压力时，借助所述压力施加装置(6)通过所述第一管路线(13)把空气供给到所述第一容器(3)中，探测或者计算出所供给的空气体积和由于空气供给所产生的、所述第一容器(3)内的空气压力变化量，并且通过所供给的空气量和空气压力改变量来计算出所述第一容器(3)内的液态燃料的体积；其中，当所述第二容器(4)内的液态燃料小于预定量时，借助所述供给装置(14、8)通过所述第二管路线(12)把预定量的液态燃料从所述第一容器(3)供给到所述第二容器(4)中，并且根据供给液态燃料的次数来计算出所述第一容器(3)内的液态燃料的体积。
9.一种液态燃料量测量方法，它包括第一容器(3)，它在内部储存液态燃料；压力施加装置(6)，它借助把空气供给到所述第一容器(3)中使所述第一容器(3)内的空气压力升高；及第一管路线(13)，通过它使所述第一容器(3)和所述压力施加装置(6)相互连通；借助所述压力施加装置(6)通过所述第一管路线(13)把空气供给到所述第一容器(3)中，探测或者计算出所供给的空气体积和由于空气供给所产生的、所述第一容器(3)内的空气压力改变量，并且通过所供给的空气体积和空气压力改变量来计算出所述第一容器(3)内的液态燃料的体积。
10.一种液态燃料量测量方法，它包括第一容器(3)，它在内部储存液态燃料；第二容器(4)，它与所述第一容器(3)相连通；第二管路线(12)，通过它使所述第一容器(3)和所述第二容器(4)相互连通；及供给装置(14、8)，它通过所述第二管路线(12)把所述第一容器(3)内的液态燃料供给到所述第二容器(4)中；其中，借助所述供给装置(14、8)通过所述第二管路线(12)把预定量的液态燃料从所述第一容器(3)中供给到所述第二容器(4)中，并且根据供给液态燃料的次数来计算出所述第一容器(3)内的液态燃料的体积。
全文摘要
一种测量系统和测量方法，它们可以精确地测量储存在容器内的液态燃料。当第一容器(3)内的空气压力小于预定压力时，借助压力施加装置(6)通过第一管路线(13)把空气供给到第一容器(3)中。此外，探测或者计算出所供给的空气体积和由于空气供给所产生的、第一容器(3)内的空气压力改变量，并且通过所供给的空气体积和空气压力改变量来计算出第一容器(3)内的液态燃料体积。当第二容器(4)内的液态燃料小于预定量时，借助供给装置(8)通过第二管路线(12)把预定量的液态燃料从第一容器(3)供给到所述第二容器(4)中，并且根据供给液态燃料的次数来计算出第一容器(3)内的液态燃料的体积。因此，可以精确地控制从第一容器(3)供给到第二容器(4)中的液态燃料量，而与第一容器(3)的形状和倾斜情况无关。
文档编号F02M37/00GK1692221SQ200380100599
公开日2005年11月2日 申请日期2003年12月5日 优先权日2003年2月27日
发明者赤羽根英司, 酒井诚, 高见健儿 申请人:新卡特彼勒三菱株式会社