JP2009186283A

JP2009186283A - 燃料量検出装置

Info

Publication number: JP2009186283A
Application number: JP2008025612A
Authority: JP
Inventors: Daiki Arimatsu; 大毅有松; Masamichi Ueda; 雅通上田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: JP5066456B2

Abstract

【課題】燃料タンクの形状や大きさによらずに燃料タンク内の燃料量を正確に検出することができる燃料量検出装置を提供する。
【解決手段】燃料タンク２の内部における燃料の液面を検知するレベルセンサ３と、燃料タンク２の内部の底面における燃料の圧力を検知する圧力センサ４と、レベルセンサ３および圧力センサ４のセンサ出力を用いることによって燃料の密度を算出する燃料密度算出部７と、燃料密度算出部７が算出した燃料の密度を基準値として設定する基準値設定部８と、基準値設定部８が設定した燃料の密度の基準値および燃料タンク２内の燃料の深さと燃料量との関係を示す深さ−燃料量テーブルを記憶する記憶部１２と、圧力センサ４のセンサ出力および燃料の密度の基準値を用いることによって燃料タンク２内の燃料の深さを算出し、この算出した燃料の深さを記憶部１２で記憶する深さ−燃料量テーブルに基づいて燃料量へ変換する燃料量算出部９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出装置に関する。

従来、燃料タンク内部の燃料の残量を検知するための技術として、燃料タンク内にフロート部材を設け、このフロート部材の上昇下降に連動して液体タンク内の燃料量を検知する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−２１４５２３号公報

しかしながら、上述した従来技術では燃料の液面の高さのみを検知しているため、建設機械のように、燃料タンクの形状や大きさが機種によって異なる場合には、燃料量を正確に把握することが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料タンクの形状や大きさによらずに燃料タンク内の燃料量を正確に検出することができる燃料量検出装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料量検出装置は、燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出装置であって、前記燃料タンクの内部に設けられ、前記燃料の液面を検知するレベルセンサと、前記燃料タンクの内部の底面に設けられ、該底面における前記燃料の圧力を検知する圧力センサと、前記レベルセンサおよび前記圧力センサのセンサ出力を用いることによって前記燃料の密度を算出する燃料密度算出手段と、前記燃料密度算出手段が算出した前記燃料の密度を基準値として設定する基準値設定手段と、前記基準値設定手段が設定した前記燃料の密度の基準値、および前記燃料タンク内の前記燃料の深さと燃料量との関係を示す深さ−燃料量テーブルを記憶する記憶手段と、前記圧力センサのセンサ出力および前記燃料の密度の基準値を用いることによって前記燃料タンク内の前記燃料の深さを算出し、この算出した前記燃料の深さを前記記憶手段で記憶する前記深さ−燃料量テーブルに基づいて燃料量へ変換する燃料量算出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る燃料量検出装置は、上記発明において、前記レベルセンサは、前記燃料が前記燃料タンク内の規定量に達した状態の液面を検知することを特徴とする。

また、本発明に係る燃料量検出装置は、上記発明において、前記燃料量算出手段が算出した燃料量に関する情報を表示または出力する出力手段をさらに備えたことを特徴とする。

本発明に係る燃料量検出装置によれば、燃料タンクの内部における燃料の液面を検知するレベルセンサおよび燃料タンクの内部の底面における前記燃料の圧力を検知する圧力センサのセンサ出力を用いて燃料の密度を算出し、この算出した燃料の密度を基準値として設定した後、この設定した基準値と圧力センサのセンサ出力とを用いることによって燃料タンク内の燃料の深さを算出し、この算出した燃料の深さを予め記憶手段で記憶する深さ−燃料量テーブルに基づいて燃料量へ変換するため、燃料の密度に基づいて燃料タンクに給油された燃料量の検出を行うことができる。したがって、燃料タンクの形状や大きさによらずに燃料タンク内の燃料量を正確に検出することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る燃料量検出装置の要部の機能構成を模式的に示す図である。同図に示す燃料量検出装置１は、燃料タンク２が貯留する燃料Ｆの燃料量を検出する装置であり、燃料タンク２の内部に設けられ、燃料タンク２に給油される燃料Ｆが規定量である満タンの位置に達したときの燃料Ｆの液面を検知するレベルセンサ３と、燃料タンク２の内部の底面に設けられ、燃料タンク２の底面における燃料の圧力を検知する圧力センサ４と、レベルセンサ３および圧力センサ４のセンサ出力を用いた燃料タンク２内の燃料Ｆの燃料量の検出を含む各種処理を行うモニタ装置５と、を備える。

モニタ装置５は、燃料タンク２の機種情報の入力等を受ける入力部６と、レベルセンサ３および圧力センサ４のセンサ信号に基づいて燃料タンク２が貯留する燃料Ｆの密度（単位体積当たりの質量）を算出する燃料密度算出部７と、燃料密度算出部７が算出した燃料Ｆの密度を基準値として設定する基準値設定部８と、圧力センサ４のセンサ出力および基準値設定部８が設定した燃料Ｆの密度の基準値を用いて燃料タンク２内の燃料量を算出する燃料量算出部９と、燃料タンク２内の燃料量を含む各種情報の表示または出力を行う出力部１０と、モニタ装置５の動作を制御する制御部１１と、燃料量検出処理に関する情報を含む各種情報を記憶する記憶部１２と、を有する。

レベルセンサ３は、フロート式または光学式の検出器である。

出力部１０は、燃料タンク２内の燃料量を表示する燃料ゲージ１０１を有する。

記憶部１２は、燃料タンク２の機種情報１２１、基準値設定部８が設定する燃料Ｆの密度の基準値１２２、燃料タンク２内の燃料Ｆの深さと燃料量との関係を示す深さ−燃料量テーブル１２３などを記憶している。図２は、深さ−燃料量テーブルの構成を示す図である。同図に示す深さ−燃料量テーブル１２３は、深さ１ｃｍごとに深さｈ（ｃｍ）と燃料量Ｖ（ｌ）との関係を記録している。

以上の構成を有する燃料量検出装置１および燃料タンク２は、例えば油圧ショベル等の建設機械に搭載される。

図３は、燃料量検出装置１が行う密度基準値設定処理の概要を示すフローチャートである。燃料量検出装置１は、燃料タンク２への燃料の給油が行われる際に、給油された燃料Ｆの密度を基準値として設定する処理をあわせて行う。このため、以下の説明においては、燃料タンク２への給油が満タンになるまで行われることを前提として説明する。なお、燃料Ｆが満タンであるか否かについては、レベルセンサ３を用いて検知してもよいし、燃料Ｆを給油する給油装置側で検知してもよい。

燃料量検出装置１では、レベルセンサ３がオンになった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、燃料密度算出部７が圧力センサ４の出力（のＡ／Ｄ変換値）Ｐを読み込む（ステップＳ２）。これに対して、レベルセンサ３がオンになっていない場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、すなわち燃料Ｆの給油中である場合、燃料量検出装置１は待機状態にある。

続いて、燃料密度算出部７は、給油された燃料Ｆの密度ρを算出する（ステップＳ３）。具体的には、燃料密度算出部７は、読み込んだ圧力センサ４の出力Ｐを用いるとともに、記憶部１２がそれぞれ記憶する満タン位置での燃料の深さｈmaxおよび重力加速度ｇを用いることにより、燃料Ｆの密度ρ＝Ｐ／（ｇ・ｈmax）を算出する。

この後、基準値設定部８は、燃料密度算出部７が算出した密度ρの値を基準値ρ0として設定する（ステップＳ４）。基準値設定部８は、設定した基準値ρ0を記憶部１２に書き込む。

このようにして設定された燃料Ｆの密度の基準値ρ0は、以下に説明する燃料量検出処理で燃料タンク２内の燃料量を算出する際に使用される。

図４は、燃料量検出装置１が行う燃料量検出処理の概要を示すフローチャートである。まず、燃料量算出部９は、圧力センサ４の出力Ｐを読み込み（ステップＳ１１）、この読み込んだ出力Ｐ、密度の基準値ρ0および重力加速度ｇを用いることによって燃料Ｆの燃料タンク２内での深さｈ＝Ｐ／（ｇ・ρ0）を計算する（ステップＳ１２）。続いて、燃料量算出部９は、記憶部１２が記憶する深さ−燃料量テーブル１２３を参照し、ステップＳ１１で計算した深さｈを燃料量Ｖへ変換する（ステップＳ１３）。

この後、出力部１０の燃料ゲージ９１は、燃料量算出部９が算出した燃料量Ｖを表示する（ステップＳ１４）。

燃料量検出装置１は、上述したステップＳ１１〜Ｓ１４の燃料量検出処理を所定のタイミングで繰り返し行う。すなわち、燃料量検出装置１は、燃料量Ｖの表示出力後、所定時間が経過した場合（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。なお、燃料量検出装置１は、燃料量Ｖの表示出力後、所定時間経過していない場合（ステップＳ１５，Ｎｏ）、待機状態にある。

以上説明した本発明の一実施の形態に係る燃料量検出装置によれば、燃料タンクの内部における燃料の液面を検知するレベルセンサおよび燃料タンクの内部の底面における前記燃料の圧力を検知する圧力センサのセンサ出力を用いて燃料の密度を算出し、この算出した燃料の密度を基準値として設定した後、この設定した基準値と圧力センサのセンサ出力とを用いることによって燃料タンク内の燃料の深さを算出し、この算出した燃料の深さを予め記憶手段で記憶する深さ−燃料量テーブルに基づいて燃料量へ変換するため、燃料の密度に基づいて燃料タンクに給油された燃料量の検出を行うことができる。したがって、燃料タンクの形状や大きさによらずに燃料タンク内の燃料量を正確に検出することができる。

ここまで、本発明を実施するための最良の形態を説明してきたが、本発明は、上述した一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、燃料量検出装置は、燃料タンクに燃料が給油されるたびに密度の基準値を算出するので、この求めた基準値を記憶部で記憶しておき、給油時に測定した新たな燃料の密度が、それまでに蓄積した密度の基準値の平均から所定の範囲以上逸脱した場合には、出力部から警報を出力するようにしてもよい。

また、燃料量を算出する際には、その都度基準値を求める代わりに、密度の基準値として所定の基準値を用いてもよい。

また、燃料量検出装置が検出した燃料タンク内の燃料量と所定期間の平均燃料消費量とを用いて燃料タンク内の燃料がなくなるまでの時間を推定し、この推定した値を出力部から出力するようにしてもよい。

また、燃料量検出装置が検出した燃料量を用いて燃料消費量を補正することも可能である。燃料噴射インジェクタの噴出時間を用いて求められる燃料消費量は、燃料の粘性や温度等によってバラツキが生じやすいが、これを本発明で検出した燃料タンク内の燃料量によって補正することにより、燃料消費量の測定精度を向上させることができる。

また、レベルセンサが検知する燃料タンク内の規定量は満タン以外でもかまわない。すなわち、燃料タンクに設けるレベルセンサの設置位置は、燃料の満タン位置以外でもかまわない。

なお、本発明は、建設機械以外の移動体にも適用可能である。また、本発明は、移動体以外の製品に使用される燃料の品質判定用として適用することも可能である。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

本発明の一実施の形態に係る燃料量検出装置の要部の機能構成を示す図である。深さ−燃料量変換テーブルの構成を示す図である。本発明の一実施の形態に係る燃料量検出装置が行う密度基準値設定処理の概要を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態に係る燃料量検出装置が行う燃料量検出処理の概要を示すフローチャートである。

符号の説明

１燃料量検出装置
２燃料タンク
３レベルセンサ
４圧力センサ
５モニタ装置
６入力部
７燃料密度算出部
８基準値設定部
９燃料量算出部
１０出力部
１１制御部
１２記憶部
１０１燃料ゲージ
１２１機種情報
１２２密度基準値
１２３深さ−燃料量テーブル
Ｆ燃料

Claims

燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出装置であって、
前記燃料タンクの内部に設けられ、前記燃料の液面を検知するレベルセンサと、
前記燃料タンクの内部の底面に設けられ、該底面における前記燃料の圧力を検知する圧力センサと、
前記レベルセンサおよび前記圧力センサのセンサ出力を用いることによって前記燃料の密度を算出する燃料密度算出手段と、
前記燃料密度算出手段が算出した前記燃料の密度を基準値として設定する基準値設定手段と、
前記基準値設定手段が設定した前記燃料の密度の基準値、および前記燃料タンク内の前記燃料の深さと燃料量との関係を示す深さ−燃料量テーブルを記憶する記憶手段と、
前記圧力センサのセンサ出力および前記燃料の密度の基準値を用いることによって前記燃料タンク内の前記燃料の深さを算出し、この算出した前記燃料の深さを前記記憶手段で記憶する前記深さ−燃料量テーブルに基づいて燃料量へ変換する燃料量算出手段と、
を備えたことを特徴とする燃料量検出装置。
前記レベルセンサは、
前記燃料が前記燃料タンク内の規定量に達した状態の液面を検知することを特徴とする請求項１記載の燃料量検出装置。
前記燃料量算出手段が算出した燃料量に関する情報を表示または出力する出力手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の燃料量検出装置。