JP2000065623A - 液体燃料残量計器 - Google Patents

液体燃料残量計器

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JP2000065623A
JP2000065623A JP10240630A JP24063098A JP2000065623A JP 2000065623 A JP2000065623 A JP 2000065623A JP 10240630 A JP10240630 A JP 10240630A JP 24063098 A JP24063098 A JP 24063098A JP 2000065623 A JP2000065623 A JP 2000065623A
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fuel
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JP10240630A
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Hiroharu Sugimoto
弘治 杉本
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Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料液面の揺動に起因する指針の振れを可及
的に抑制して、高精度の指針指示値を得ることができる
液体燃料残量計器を提供することを課題とする。 【解決手段】 電圧レベル形態の液面検出値が、液面検
出値に基づいて定められる許容範囲から外れていると
き、相互に異なる値があらかじめ設定されている複数の
時定数のうち、設定値が大となる時定数を選択し、選択
された設定値が大となる時定数を用いて液面検出値を積
分し、積分された液面検出値に従って、目盛が刻まれた
文字板に対して指針を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を備えた
車両等に設けられる燃料タンクに残留する液体燃料残量
を検出するとともに、検出した燃料残量値を、目盛が刻
まれた文字板に対する指針の指示位置で表示する形態の
液体燃料残量計器に係り、特に、燃料液面の揺動に起因
する指針の振れを可及的に抑制して、高精度の指針指示
値を得ることができる液体燃料残量計器に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、内燃機関を備えた車両には、こ
の内燃機関へ供給する液体燃料を収容する燃料タンクが
設けられており、この燃料タンクには、タンク内に残留
する液体燃料残量を検出するとともに、検出した燃料残
量値を、目盛が刻まれた文字板に対する指針の指示位置
で表示する形態の液体燃料残量計器を設けてあるのが一
般的である。
【0003】従来の液体燃料残量計器の一例をあげる
と、例えば車両後部に取付けられた燃料タンクには、燃
料タンクに残留する液体燃料残量を検出するフューエル
センダユニットが設けられている。このユニットは、燃
料タンク内に残留する燃料液面上に浮かぶフロートと、
このフロートをアーム軸を支点として回動自在に支持す
るフロートアームと、巻線抵抗と、フロートアームに連
結され、アーム軸を支点として巻線抵抗上を摺動するコ
ンタクトアームとを備えている。上記構成において、液
体燃料が補給又は消費されて燃料液面の高さが変動する
と、巻線抵抗上におけるコンタクトアームの接点位置
は、燃料液面の高さ変動に追従して変位し、これに伴い
巻線抵抗の電気抵抗値も変動する。したがって、燃料液
面の高さ、すなわち液体燃料残量を、電気抵抗値を電圧
値等に変換することで検出することができる。そして、
検出された燃料残量値は、車両の室内に設けられる燃料
計に、目盛が刻まれた文字板に対する指針の指示位置の
形態で表示される。車両の運転者は、この燃料計の指示
値を読むことで燃料タンクの燃料残量を知り、燃料残量
が空になる前に液体燃料の補給を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の液体燃料残量計器にあっては、車両の加減速、
振動、道路の傾斜等で車両の姿勢が変化することに起因
して、燃料計に表示される燃料残量に誤差を生じること
があった。この理由は、上述のように車両の姿勢が変化
すると、車両に取付けられた燃料タンク内に収容される
燃料液面が大きく揺動し、これに応じてフロートが上下
に揺動することとなり、この結果、燃料液面の高さ位置
に追従して電気抵抗値が変化することによる。
【0005】そこで、従来より、燃料液面の揺動に起因
する指針の振れを可及的に抑制するために、燃料計の指
針駆動部に高粘度のシリコンダンパを設けるか、又は、
電気抵抗値を燃料残量に変換するにあたり、入力された
電気抵抗値を電圧値の形態に変換し、この電圧値を例え
ば抵抗とコンデンサをT型に組み合わせて構成される積
分回路を介して、燃料残量の検出値として出力する等の
手段を採用している。
【0006】ところが、前者のシリコンダンパを用いて
燃料計の指針を安定化させると、例えば燃料補給時に燃
料計の指針が正規の指示値を示すまでに時間を要し、燃
料計の指針の追従性を損うという新たな課題が発生す
る。
【0007】また、後者の電気抵抗値を電圧レベルの形
態に変換し、この電圧レベル値を積分回路を介して燃料
残量の検出値として出力する形態を採用した場合、積分
回路の時定数を小さく設定すると、車両の姿勢変化に起
因する指針の振れを十分に抑制することができない反
面、時定数を大きく設定すると、燃料計の指針の追従性
を損うこととなり、結果として、燃料液面の揺動に起因
する指針の振れを抑制することは困難であった。
【0008】このような現状の下で、燃料液面の揺動に
起因する指針の振れを可及的に抑制して、高精度の指針
指示値を得ることができる新規な指針駆動回路の開発が
関係者の間で久しく待ち望まれていた。
【0009】本発明は、上記した実情を鑑みてなされた
ものであり、電圧レベル形態の液面検出値が、液面検出
値に基づいて定められる許容範囲から外れているとき、
相互に異なる値があらかじめ設定されている複数の時定
数のうち、設定値が大となる時定数を選択し、選択され
た設定値が大となる時定数を用いて液面検出値を積分
し、積分された液面検出値に従って、目盛が刻まれた文
字板に対して指針を駆動することにより、燃料液面の揺
動に起因する指針の振れを可及的に抑制して、高精度の
指針指示値を得ることができる液体燃料残量計器を提供
することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、燃料タンクに残留する液体燃料
の液面位置を検出するとともに、当該液面検出値を、電
圧レベルの形態で出力する燃料液面検出回路と、当該燃
料液面検出回路から出力される液面検出値が、当該液面
検出値に基づいて定められる許容範囲から外れていると
き、相互に異なる値があらかじめ設定されている複数の
時定数のうち、設定値が大となる時定数を選択する時定
数選択信号を出力する時定数選択回路と、前記燃料液面
検出回路から出力される液面検出値を、前記時定数選択
回路で選択された設定値が大となる時定数を用いて積分
するとともに、積分された液面検出値を出力する検出値
積分回路と、当該検出値積分回路から出力される積分さ
れた液面検出値に従って、目盛が刻まれた文字板に対し
て指針を駆動する指針駆動回路と、を備えて構成される
ことを要旨とする。
【0011】請求項1の発明によれば、まず、燃料液面
検出回路は、燃料タンクに残留する液体燃料の液面位置
を検出するとともに、この液面検出値を、電圧レベルの
形態で出力する。
【0012】時定数選択回路は、燃料液面検出回路から
出力される電圧レベル形態の液面検出値が、液面検出値
に基づいて定められる許容範囲から外れているとき、相
互に異なる値があらかじめ設定されている複数の時定数
のうち、設定値が大となる時定数を選択する時定数選択
信号を出力する。
【0013】検出値積分回路は、燃料液面検出回路から
出力される液面検出値を、時定数選択回路で選択された
設定値が大となる時定数を用いて積分するとともに、積
分された液面検出値を出力する。
【0014】そして、指針駆動回路は、検出値積分回路
から出力される積分された液面検出値に従って、目盛が
刻まれた文字板に対して指針を駆動する。
【0015】このようにして、電圧レベル形態の液面検
出値が、液面検出値に基づいて定められる許容範囲から
外れているとき、相互に異なる値があらかじめ設定され
ている複数の時定数のうち、設定値が大となる時定数を
選択し、選択された設定値が大となる時定数を用いて液
面検出値を積分し、積分された液面検出値に従って、目
盛が刻まれた文字板に対して指針を駆動するようにした
ので、液面検出値が許容範囲から外れているとき、すな
わち、液面検出値が誤差を含んでいるとみなされるとき
には、指針の追従性を鈍らせる結果として、燃料液面の
揺動に起因する指針の振れを可及的に抑制して、高精度
の指針指示値を得ることができる。
【0016】そして、請求項2の発明は、前記時定数選
択回路は、ウィンドコンパレータを含んで構成されるこ
とを要旨とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る液体燃料残
量計器の一実施形態について、内燃機関を備えた車両の
燃料タンクに残留する液体燃料を検出表示する形態を例
示して、図に基づいて詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明に係る液体燃料残量計器の
概略ブロック構成図、図2は、本発明に係る液体燃料残
量計器を具現化した回路図、図3は、本発明に係る液体
燃料残量計器の動作説明に供する図である。
【0019】図1に示すように、本発明に係る液体燃料
残量計器1は、燃料タンク3に残留する液体燃料の液面
位置を検出するとともに、液面検出値を、電圧レベルの
形態で出力する燃料液面検出回路31と、燃料液面検出
回路31から出力される液面検出値が、液面検出値に基
づいて定められる許容範囲から外れているとき、相互に
異なる値があらかじめ設定されている複数の時定数のう
ち、設定値が大となる時定数を選択する時定数選択信号
を出力する時定数選択回路33と、燃料液面検出回路3
1から出力される液面検出値を、時定数選択回路33で
選択された設定値が大となる時定数を用いて積分すると
ともに、積分された液面検出値を出力する検出値積分回
路35と、検出値積分回路35から出力される積分され
た液面検出値に従って、目盛が刻まれた文字板に対して
指針を駆動する指針駆動回路37と、を備えて構成され
ている。
【0020】上述の如く構成された液体燃料残量計器1
によれば、電圧レベル形態の液面検出値が、液面検出値
に基づいて定められる許容範囲から外れているとき、相
互に異なる値があらかじめ設定されている複数の時定数
のうち、設定値が大となる時定数を選択し、選択された
設定値が大となる時定数を用いて液面検出値を積分し、
積分された液面検出値に従って、目盛が刻まれた文字板
に対して指針を駆動することにより、液面検出値が許容
範囲から外れているとき、すなわち、液面検出値が誤差
を含んでいるとみなされるときには、指針の追従性を鈍
らせる結果として、燃料液面の揺動に起因する指針の振
れを可及的に抑制して、高精度の指針指示値を得ること
ができるのである。
【0021】次に、本発明に係る液体燃料残量計器1に
ついて、図2に示す回路図を参照してさらに詳細に説明
する。
【0022】図2に示すように、燃料液面検出回路31
は、車両の燃料タンク3に残留する液体燃料残量を検出
するフューエルセンダユニット7と、バッテリ等の直流
電源8と、3端子レギュレータ等の定電圧回路REG
と、第3抵抗R3 とを含んで構成されている。
【0023】フューエルセンダユニット7は、燃料タン
ク3内に残留する燃料液面上に浮かぶフロート9と、こ
のフロート9を、アーム軸11を支点として回動自在に
支持するフロートアーム13と、第10巻線抵抗R10
と、フロートアーム13に連結され、アーム軸11を支
点として一端が第10巻線抵抗R10上を摺動する一方、
他端が接地されているコンタクトアーム15とを備えて
構成されている。
【0024】燃料液面検出回路31において、直流電源
8と、定電圧回路REGと、第3抵抗R3 と、第3抵抗
R3 から第10巻線抵抗R10に至る経路に存在する第1
分岐点21と、第10巻線抵抗R10と、コンタクトアー
ム15とは直列接続されており、これにより、定電圧回
路REGから出力される所定電圧は、第3抵抗R3 の電
気抵抗値と、第10巻線抵抗R10に対するコンタクトア
ーム15の接点位置、すなわち、燃料液面レベルを表す
電気抵抗値とで分圧されて、第1分岐点21において液
面検出値Vs1を、電圧レベルの形態で出力する如く構成
されている。
【0025】時定数選択回路33は、ウィンドコンパレ
ータ19と、定電圧回路REGに接続された第9抵抗R
9 とを含んで構成されている。
【0026】ウィンドコンパレータ19は、入力電圧レ
ベルの大小関係を比較検出する一対の第1,第2レベル
検出回路CM1 、CM2 と、第1,第2レベル検出回路
CM1 、CM2 の各出力端子に対してアノード端子が接
続される一方、第9抵抗R9にカソード端子が接続され
る一対の第1,第2ダイオードD1 ,D2 と、後述する
オペアンプOPの出力端子電圧を、その電気抵抗値に応
じて分圧する第6乃至第8抵抗R6 ,R7 ,R8 とを含
んで構成されており、第6抵抗R6 から第7抵抗R7 に
至る経路に存在する第4分岐点27において分圧生起し
た電圧レベルV6 が、第1レベル検出回路CM1 の非反
転入力端子へ入力される一方、第7抵抗R7 から第8抵
抗R8 に至る経路に存在する第5分岐点29において分
圧生起した電圧レベルV7 が、第2レベル検出回路CM
2 の反転入力端子へ入力され、さらに、第1分岐点21
において分圧生起した液面検出値を表す電圧レベルVs1
が、第1レベル検出回路CM1 の反転入力端子へ入力さ
れるとともに、第2レベル検出回路CM2 の非反転入力
端子へ入力される如く構成されている。
【0027】なお、第6抵抗R6 の電気抵抗値R6 と、
第8抵抗R8 の電気抵抗値R8 とが等しくなる如く定数
を設定すれば、電圧レベルV6 と電圧レベルV7 とで規
定される電圧レベル範囲の中心値は電圧レベルVs2と等
しくなるので、第7抵抗R7の電気抵抗値R7 を適宜の
値に設定することにより、電圧レベル範囲を適宜の幅に
調整することができる。具体的には、第7抵抗R7 の電
気抵抗値R7 を小さい値に設定すれば、電圧レベル範囲
をタイト幅に調整することができ、逆に、第7抵抗R7
の電気抵抗値R7 を大きい値に設定すれば、電圧レベル
範囲をルーズ幅に調整することができる。
【0028】検出値積分回路35は、第1抵抗R1 と、
第2抵抗R2 と、車両のイグニッションスイッチのオン
時において第1抵抗R1 及び第2抵抗R2 をバイパスさ
せるバイパス回路17と、第2抵抗R2 における高電位
側にコレクタ端子を接続し、第2抵抗R2 における低電
位側にエミッタ端子を接続し、さらに、ウィンドコンパ
レータ19における第1,第2ダイオードD1 ,D2 の
カソード端子側に存在する第6分岐点30にベース端子
を接続して構成される第2トランジスタTr2と、第2抵
抗R2 における低電位側に存在する第2分岐点23に対
してT字型式で接続され、他端が接地される電界効果コ
ンデンサC1 と、後述するオペアンプOPとを含んで構
成されており、燃料液面検出回路31から出力される液
面検出値を表す電圧レベルVs1を、時定数選択回路33
で選択された時定数、すなわち、第1抵抗R1 及び第2
抵抗R2 の合成抵抗値R1 +R2 と、電界効果コンデン
サC1 の容量値C1 との組み合わせに係るRC時定数
τ、又は第1抵抗R1 の抵抗値R1 と、電界効果コンデ
ンサC1 の容量値C1 との組み合わせに係るRC時定数
τのうち、いずれか一方の時定数τを用いて積分すると
ともに、積分された液面検出値を表す電圧レベルVs2
を、所定倍率に増幅して出力する如く構成されている。
【0029】オペアンプOPは、第2分岐点23と第3
分岐点25との間に介在する如く設けられており、この
オペアンプOPには、その反転入力端子に第4抵抗R4
が接続されるととともに、その出力端子と反転入力端子
間に第5抵抗R5 が接続されている。
【0030】オペアンプOPは、第2分岐点23におけ
る積分後の電圧レベルVs2を非反転入力端子を介して入
力し、入力した積分後の電圧レベルVs2を、第4抵抗R
4 と第5抵抗R5 の電気抵抗値の比率から定められる増
幅率で増幅し、具体的には、例えば第4抵抗R4 と第5
抵抗R5 との電気抵抗値が等しいときには、入力電圧レ
ベルを2倍に増幅し、増幅後の電圧レベル2Vs2を、出
力端子を介して出力する如く構成されている。
【0031】指針駆動回路37は、第1トランジスタT
r1 と、例えばクロスコイル形式の指針駆動部5とを含
んで構成されており、検出値積分回路35から出力され
る積分された液面検出値に従って、目盛が刻まれた文字
板に対して指針を駆動する指針駆動機能を備えている。
【0032】指針駆動部5は、例えば90度等の所定角
度を挟んで配置される第1コイルL1 及び第2コイルL
2 と、図示しないマグネットロータ、文字板、及び指針
等をさらに含んで構成されており、また、第1トランジ
スタTr1 は、そのコレクタ端子を定電圧回路REGに
接続し、そのベース端子をオペアンプOPの出力端子に
接続し、さらに、そのエミッタ端子を第1コイルL1 に
接続して構成されている。
【0033】次に、上述した如く構成される液体燃料残
量計器1の動作について、燃料液面の揺動が小さい場合
と、燃料液面の揺動が大きい場合とに分けて、図2乃至
図3を参照して説明する。
【0034】まず、燃料液面の揺動が小さい場合には、
燃料液面検出回路31から出力される電圧レベル形態の
液面検出値Vs1(図3の実線ライン参照)は、第4分岐
点27において分圧生起した電圧レベルV6 と、第5分
岐点29において分圧生起した電圧レベルV7 との間で
規定される範囲内において電圧レベルを変位させること
になる。
【0035】このときの検出値積分回路35における時
定数τは、ウィンドコンパレータ19を構成する一対の
第1,第2レベル検出回路CM1 、CM2 の出力電圧レ
ベルVcmが両者共に高レベルとなり、第2トランジスタ
Tr2 のベース端子に所定のベース電流が流れて第2ト
ランジスタTr2 がオンし、第1抵抗R1 から第2分岐
点23へ至る電流経路として、第2トランジスタTr2
を介して第2抵抗R2をバイパス通過する電流経路が選
択される結果として、第1抵抗R1 の抵抗値R1 と、電
界効果コンデンサC1 の容量値C1 との組み合わせに係
る比較的小さい方のRC時定数τが選択される。
【0036】したがって、燃料液面の揺動が小さい場合
には、比較的小さい方の時定数τを用いて積分演算が行
われる結果として、指針の追従性に優れた高精度の指針
指示値を得ることができる。
【0037】一方、燃料液面の揺動が大きい場合には、
燃料液面検出回路31から出力される電圧レベル形態の
液面検出値Vs1(図3の実線ライン参照)は、第4分岐
点27において分圧生起した電圧レベルV6 と、第5分
岐点29において分圧生起した電圧レベルV7 との間で
規定される範囲を逸脱して電圧レベルを変位させること
になる。
【0038】このときの検出値積分回路35における時
定数τは、ウィンドコンパレータ19を構成する一対の
第1,第2レベル検出回路CM1 、CM2 の出力電圧レ
ベルVcmのうちいずれか一方が低レベルとなり、第2ト
ランジスタTr2 のベース端子にはベース電流が流れる
ことなく第2トランジスタTr2 がオフし、第1抵抗R
1 から第2分岐点23へ至る電流経路として、第2抵抗
R2 を通過する電流経路が選択される結果として、第1
抵抗R1 及び第2抵抗R2 の合成抵抗値R1 +R2 と、
電界効果コンデンサC1 の容量値C1 との組み合わせに
係る比較的大きい方のRC時定数τが選択される。
【0039】したがって、燃料液面の揺動が大きい場
合、すなわち、液面検出値が誤差を含んでいるとみなさ
れるときには、比較的大きい方の時定数τを用いて積分
演算が行われることで指針の追従性を鈍らせる結果とし
て、燃料液面の揺動に起因する指針の振れを可及的に抑
制して、高精度の指針指示値を得ることができる。
【0040】このように、本発明に係る液体燃料残量計
器によれば、電圧レベル形態の液面検出値が、液面検出
値に基づいて定められる許容範囲から外れているとき、
相互に異なる値があらかじめ設定されている複数の時定
数のうち、設定値が大となる時定数を選択し、選択され
た設定値が大となる時定数を用いて液面検出値を積分
し、積分された液面検出値に従って、目盛が刻まれた文
字板に対して指針を駆動するようにしたので、液面検出
値が許容範囲から外れているとき、すなわち、液面検出
値が誤差を含んでいるとみなされるときには、指針の追
従性を鈍らせる結果として、燃料液面の揺動に起因する
指針の振れを可及的に抑制して、高精度の指針指示値を
得ることができる。
【0041】以上詳細に説明したが、本発明は、上述し
た実施形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加
えたその他の形態で実施することができる。
【0042】すなわち、例えば、本実施形態中、指針駆
動回路37は、クロスコイル形式の指針駆動部5を含ん
で構成される形態を例示して説明したが、本発明はこの
形態のみに限定されることなく、電圧レベル形態で出力
される液面検出値の増減に応じて指針を駆動可能な指針
駆動部を適宜採用することができる。
【0043】最後に、本実施形態中、本発明に係る液体
燃料残量計器の適用例として、内燃機関を備えた車両を
例示して説明したが、本発明は、これのみに限定される
ものではなく、液体燃料残量の管理を要するあらゆる分
野の機器や装置等に適用可能であることは言うまでもな
い。
【0044】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、電圧レベル形
態の液面検出値が、液面検出値に基づいて定められる許
容範囲から外れているとき、相互に異なる値があらかじ
め設定されている複数の時定数のうち、設定値が大とな
る時定数を選択し、選択された設定値が大となる時定数
を用いて液面検出値を積分し、積分された液面検出値に
従って、目盛が刻まれた文字板に対して指針を駆動する
ようにしたので、液面検出値が許容範囲から外れている
とき、すなわち、液面検出値が誤差を含んでいるとみな
されるときには、指針の追従性を鈍らせる結果として、
燃料液面の揺動に起因する指針の振れを可及的に抑制し
て、高精度の指針指示値を得ることができるというきわ
めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る液体燃料残量計器の概略
ブロック構成図である。
【図2】図2は、本発明に係る液体燃料残量計器を具現
化した回路図である。
【図3】図3は、本発明に係る液体燃料残量計器の動作
説明に供する図である。
【符号の説明】
1 液体燃料残量計器 3 燃料タンク 5 指針駆動部 7 フューエルセンダユニット 8 直流電源 9 フロート 11 アーム軸 13 フロートアーム 15 コンタクトアーム 17 バイパス回路 19 ウィンドコンパレータ 21 第1分岐点 23 第2分岐点 25 第3分岐点 27 第4分岐点 29 第5分岐点 30 第6分岐点 31 燃料液面検出回路 33 時定数選択回路 35 検出値積分回路 37 指針駆動回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料タンクに残留する液体燃料の液面位
    置を検出するとともに、当該液面検出値を、電圧レベル
    の形態で出力する燃料液面検出回路と、 当該燃料液面検出回路から出力される液面検出値が、当
    該液面検出値に基づいて定められる許容範囲から外れて
    いるとき、相互に異なる値があらかじめ設定されている
    複数の時定数のうち、設定値が大となる時定数を選択す
    る時定数選択信号を出力する時定数選択回路と、 前記燃料液面検出回路から出力される液面検出値を、前
    記時定数選択回路で選択された設定値が大となる時定数
    を用いて積分するとともに、積分された液面検出値を出
    力する検出値積分回路と、 当該検出値積分回路から出力される積分された液面検出
    値に従って、目盛が刻まれた文字板に対して指針を駆動
    する指針駆動回路と、 を備えて構成されることを特徴とする液体燃料残量計
    器。
  2. 【請求項2】 前記時定数選択回路は、 ウィンドコンパレータを含んで構成されることを特徴と
    する請求項1に記載の液体燃料残量計器。
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CN106124004B (zh) * 2016-06-21 2020-01-03 浙江富士精工科技有限公司 一种可拆卸式液位开关及其安装方法

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