JP2015114252A - 燃料残量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク内における燃料の液面変化に影響されることなく燃料残量を高精度に計測し得る燃料残量計測装置を提供する。
【解決手段】制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理において制御される減圧ポンプ２２により燃料タンク１０内の内圧Ｐを予め決められた開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整度合いに応じて燃料タンク１０内にて内気Ｇが占める内気体積Ｖ１が求められる。そして、この求められた内気体積Ｖ１から演算される燃料タンク１０内にて燃料Ｆが占める体積Ｖ２に基づいて、燃料残量が計測される。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料残量を計測する燃料残量計測装置に関するものである。

燃料タンク内の燃料残量を計測する方法として、燃料タンク内に設けられたフロートの上下量を可変抵抗（ポテンショメータ）により抵抗値に変換し、この抵抗値の上下動によって計測する手段がある。この計測手段に関する技術としては、例えば、下記特許文献１に開示される燃料液面検出装置が知られている。

この燃料液面検出装置では、球状のフロートを、このフロートを内接させつつ移動可能に案内するガイドの内部で燃料の液面の変位に追従して浮動させ、フロートの表面に設けられた導電体からなる可動接点部が、ガイドの内面に延設された可変抵抗部に接触するように構成されている。これにより、フロートがスムーズにガイドの内部を移動して可変抵抗部に接触することとなり、可変抵抗部の回路抵抗値がより確実に検知されるため、燃料の液面の高さを精度良く検出することができる。

特開２００６−１２５９７３号公報

ところで、上記特許文献１に開示されるように燃料の液面の高さをフロートの上下動に応じて計測する構成では、燃料の液面の一点を計測することとなる。このため、燃料タンクの傾きに応じて燃料の液面もが傾くと、この液面の傾きに応じてフロートが上下動してしまい、燃料残量の計測精度が低下してしまうという問題がある。特に、山道を走行している場合など、頻繁に燃料タンクが傾く場合には、この問題が顕著になる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、燃料タンク内における燃料の液面変化に影響されることなく燃料残量を高精度に計測し得る燃料残量計測装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、燃料（Ｆ）が貯留される燃料タンク（１０）内の燃料残量を計測する燃料残量計測装置（２０，２０ａ）であって、前記燃料タンク内の内気（Ｇ）の圧力（Ｐ）を検出する圧力検出手段（２１）と、前記内気の圧力（Ｐ）を調整する圧力調整手段（２２，３０〜３２，３４）と、前記圧力調整手段を制御する圧力制御手段（２３）と、前記燃料残量を計測する計測手段（２３）と、を備え、前記計測手段は、前記圧力制御手段にて制御される前記圧力調整手段により前記内気の圧力を予め決められた開始圧力（Ｐ１）から目標圧力（Ｐ２）まで変化させるために要する調整度合い（ｔ，Ｎ）に応じて前記燃料タンク内にて前記内気が占める体積（Ｖ１）を求め、前記内気の体積から演算される前記燃料タンク内にて前記燃料が占める体積（Ｖ２）に基づいて前記燃料残量を計測することを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、圧力制御手段にて制御される圧力調整手段により燃料タンク内の内気の圧力を予め決められた開始圧力から目標圧力まで変化させるために要する調整度合いに応じて燃料タンク内にて内気が占める体積が求められる。そして、この求められた内気の体積から演算される燃料タンク内にて燃料が占める体積に基づいて、燃料残量が計測される。

燃料タンク内の内気の体積に応じて、内気の圧力を圧力変化させるために要する調整度合い（例えば、調整時間や調整回数）が変化する。例えば、燃料タンク内の内気の体積が比較的大きい場合には圧力変化させる体積が大きくなることから必要な調整度合いが大きくなり、燃料タンク内の内気の体積が比較的小さい場合には圧力変化させる体積が小さくなることから必要な調整度合いが小さくなる。

すなわち、内気の圧力に関する調整度合いに応じて燃料タンク内の内気の体積を求めることができ、この内気の体積から演算される燃料の体積に基づいて燃料残量を計測することができる。このような構成では、燃料タンク内にて燃料の液面が変化しても内気の圧力は変化しないため、燃料タンク内における燃料の液面変化に影響されることなく燃料残量を高精度に計測することができる。

第１実施形態に係る燃料残量計測装置を示す概略構成図である。 内気体積と調整時間との関係を説明する説明図である。 第１実施形態において制御回路にて実施される燃料残量計測処理の流れを例示するフローチャートである。 内気温度Ｔに応じて設定された調整時間と内気体積との関係を例示するマップである。 第２実施形態に係る燃料残量計測装置を示す概略構成図である。 調整回数と圧力変化との関係を説明する説明図である。 第２実施形態において制御回路にて実施される燃料残量計測処理の流れを例示するフローチャートである。 第３実施形態に係る燃料残量計測装置の要部を示す説明図である。 可動壁が初期位置から燃料タンク側に移動量Ｘだけ移動した状態を示す説明図である。 第３実施形態において制御回路にて実施される燃料残量計測処理の流れを例示するフローチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る燃料残量計測装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る燃料残量計測装置２０は、車両の内燃機関へ供給する燃料Ｆを貯留する燃料タンク１０に搭載され、燃料タンク１０内の燃料残量を計測する計測装置として構成されている。燃料タンク１０は、給油口１１を介して供給される燃料Ｆが貯留されるように構成されている。

燃料残量計測装置２０は、図１に示すように、センサ２１と、減圧ポンプ２２と、制御回路２３とを備えている。センサ２１は、燃料タンク１０内の内気Ｇの圧力（以下、内圧Ｐともいう）と内気Ｇの温度（以下、内気温度Ｔともいう）との双方を検出する公知のセンサであって、検出した内圧Ｐおよび内気温度Ｔに応じた信号を制御回路２３に出力するように構成されている。なお、センサ２１は、「圧力検出手段」および「温度検出手段」の一例に相当し得る。

減圧ポンプ２２は、制御回路２３により駆動制御されるポンプモータ（図示略）の駆動に応じて燃料タンク１０内の内圧Ｐを調整する圧力調整手段として機能するものである。この減圧ポンプ２２は、燃料タンク１０内の内気Ｇを大気に放出するように駆動することで、内圧Ｐを減圧するように構成されている。

上述したセンサ２１および減圧ポンプ２２は、燃料タンク１０に貯留される燃料Ｆが外部へリークしているか否かをチェックする公知のリークチェック装置に用いられる圧力センサおよびポンプと同じ機能を有するように構成されている。すなわち、リークチェック装置を車載する車両であれば圧力センサおよび減圧ポンプをリークチェック装置のものと共用することができる。なお、上記リークチェック装置としては、例えば、特開２００４−２６３６７６号公報や特開２００４−０２８０６０号公報にて開示されるリークチェック装置が知られている。

制御回路２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどから構成されたマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されており、後述する燃料残量計測処理を実施することで、燃料タンク１０内の燃料残量を計測する計測手段として機能する。そして、制御回路２３は、計測された燃料残量に基づいて燃料残量を表示する表示機１２の表示を制御する表示信号を生成し、当該表示機１２に出力する。また、制御回路２３のメモリ等には、予め減圧ポンプ２２の単位時間当たりの仕事量のデータが記憶されている。なお、制御回路２３は、「圧力制御手段」の一例に相当し得る。

表示機１２は、燃料タンク１０に貯留されている燃料Ｆの燃料残量を視認者に報知するための装置である。表示機１２は、数字及び文字等が形成された文字盤、当該文字盤の数字を指す指針、及び指針を回転させるステッピングモータ等によって構成されている。ステッピングモータは、制御回路２３から入力される表示信号に基づいて指針を回転させるように機能する。これにより、表示機１２は、燃料残量を示す表示を形成するように機能する。また、表示機１２には、後述するエラー情報を報知する報知手段として、警告灯１２ａが設けられている。

次に、本実施形態における燃料残量の計測について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。なお、図２は、内気体積Ｖ１と調整時間ｔとの関係を説明する説明図である。図３は、第１実施形態において制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理の流れを例示するフローチャートである。図４は、内気温度Ｔに応じて設定された調整時間ｔと内気体積Ｖ１との関係を例示するマップである。

燃料タンク１０内にて内気Ｇが占める体積（以下、内気体積Ｖ１ともいう）に応じて、内圧Ｐを圧力変化させるために要する圧力調整手段の調整度合いが変化する。例えば、図２に例示するように、内気体積がＶ１ａとなる燃料残量の状態で減圧ポンプ２２を予め決められた所定の出力で駆動することで、内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために減圧ポンプ２２を駆動させて調整する際に必要となる時間（以下、調整時間ｔともいう）をｔａとする。

このとき、内気体積が上記Ｖ１ａよりも大きなＶ１ｂである状態で上述のように圧力変化させる場合には、圧力変化させる体積が大きくなることから、内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整時間ｔｂがｔａよりも長くなる。一方、内気体積が上記Ｖ１ａよりも小さなＶ１ｃである状態で上述のように圧力変化させる場合には、圧力変化させる体積が小さくなることから、内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整時間ｔｃがｔａよりも短くなる。

そこで、本実施形態では、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理にて、内圧Ｐに関する減圧ポンプ２２の調整時間ｔに応じて燃料タンク１０内の内気体積Ｖ１を求め、燃料タンク１０の全容積Ｖからこの内気体積Ｖ１を除くことで燃料タンク１０内にて燃料が占める体積Ｖ２を演算し、この体積Ｖ２に基づいて燃料残量を計測する。

以下、本実施形態において、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理について、図３および図４を用いて詳細に説明する。
制御回路２３による燃料残量計測処理が開始されると、まず、図３のステップＳ１０１に示す初期圧力調整処理がなされる。この処理では、センサ２１にて検出される内圧Ｐが大気圧近傍に設定される開始圧力Ｐ１になるように減圧ポンプ２２が駆動される。なお、開始圧力Ｐ１を大気圧と等しく設定することで、燃料タンク１０内の大気解放により上記初期圧力調整処理を実施してその処理時間を短縮することもできる。また、本実施形態では、目標圧力Ｐ２は、例えば、開始圧力Ｐ１よりも２０ｋＰａ低い値に設定されている。

次に、減圧ポンプ２２が駆動する時間を調整時間ｔとして計時する計時処理が開始されるとともに（Ｓ１０３）、減圧ポンプ２２が上記所定の出力で駆動することで、燃料タンク１０内が減圧される（Ｓ１０５）。なお、上記ステップＳ１０３を実施する制御回路２３は、「計時手段」の一例に相当し得る。

この減圧ポンプ２２による減圧は、センサ２１にて検出される内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達するまで継続される（Ｓ１０９でＮｏ）。そして、調整時間ｔが規定時間ｔｏに到達する前に（Ｓ１０７でＮｏ）、センサ２１にて検出される内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達すると（Ｓ１０９でＹｅｓ）、ステップＳ１１１に示す内気体積算出処理がなされる。この処理では、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したときの調整時間ｔに基づいて内気体積Ｖ１が求められる。

具体的には、図４に示すように、内気温度Ｔに応じて調整時間ｔと内気体積Ｖ１とが関係付けられたマップが制御回路２３のメモリ等に予め記憶されており、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したときの調整時間ｔとこのときにセンサ２１により検出される内気温度Ｔとに基づいて内気体積Ｖ１が求められる。

なお、本実施形態では、内気温度Ｔを３つの区分（低温度Ｔａ、通常温度Ｔｂ、高温度Ｔｃ）に区分けしてマップを構成しているが、これに限らず、さらに多くの区分に区分けしてもよい。また、内気温度Ｔの変動が少ない使用環境であれば、内気温度Ｔを考慮することなく調整時間ｔと内気体積Ｖ１とが関係付けられたマップを採用することもできる。

上述のように内気体積Ｖ１が求められると、ステップＳ１１３に示す燃料残量演算処理がなされる。この処理では、燃料タンク１０の全容積Ｖから内気体積Ｖ１を除くことで燃料が占める体積Ｖ２（＝Ｖ−Ｖ１）が演算され、この演算結果に基づいて燃料残量が計測される。そして、計測された燃料残量に基づいて上記表示信号が生成されて表示機１２に出力される（Ｓ１１５）。これにより、表示機１２では、入力された表示信号に基づいて指針が回転し、燃料Ｆの燃料残量が視認者に報知される。

一方、経年劣化等に起因して減圧ポンプ２２のポンプ性能が低下すると、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２まで減圧されにくくなり燃料残量の計測精度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達する前に（Ｓ１０９でＮｏ）、調整時間ｔが規定時間ｔｏに到達すると（Ｓ１０７でＹｅｓ）、経年劣化等に起因して減圧ポンプ２２のポンプ性能が低下しているとして、ステップＳ１１７に示すエラー報知処理がなされる。なお、上記規定時間ｔｏは、燃料Ｆが入っていない状態での燃料タンク１０の内圧Ｐが上記所定の出力で駆動する減圧ポンプ２２により開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２に到達するまでにかかる時間よりも大きな値に設定されている。

この処理では、燃料残量の計測精度が低下していることを示す情報が、エラー情報として報知される。なお、エラー情報の報知は、表示機１２に設けられる警告灯１２ａ等を所定の状態に点灯または点滅させることで実施される。

以上説明したように、本実施形態に係る燃料残量計測装置２０では、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理において制御される減圧ポンプ２２により燃料タンク１０内の内圧Ｐを予め決められた開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整度合いに応じて燃料タンク１０内にて内気Ｇが占める内気体積Ｖ１が求められる。そして、この求められた内気体積Ｖ１から演算される燃料タンク１０内にて燃料Ｆが占める体積Ｖ２に基づいて、燃料残量が計測される。

このように、内気Ｇの内圧Ｐに関する調整度合いに応じて燃料タンク１０内の内気Ｇの内気体積Ｖ１を求めることができ、この内気体積Ｖ１から演算される燃料の体積Ｖ２に基づいて燃料残量を計測することができる。このような構成では、燃料タンク１０内にて燃料Ｆの液面が変化しても内気Ｇの内圧Ｐは変化しないため、燃料タンク１０内における燃料Ｆの液面変化に影響されることなく燃料残量を高精度に計測することができる。

また、上記調整度合いとして、減圧ポンプ２２により燃料タンク１０内の内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整時間ｔが採用され、この調整時間ｔに応じて内気Ｇの内気体積Ｖ１が求められるので、専用の測定機器等を設けることなく内気体積Ｖ１を算出することができる。

特に、調整時間ｔと内気体積Ｖ１との関係を示すマップが予め制御回路２３のメモリ等に記憶されており、計時された調整時間ｔに応じて上記マップから内気体積Ｖ１が求められるため、内気体積Ｖ１を容易に算出することができる。なお、調整時間ｔに応じて上記マップから内気体積Ｖ１を求めることに限らず、調整時間ｔと内気体積Ｖ１との間で成立する関係式に関する情報を予めメモリ等に記憶し、この関係式に基づいて調整時間ｔから内気体積Ｖ１を求めてもよい。

また、上記マップは、内気Ｇの内気温度Ｔに応じて調整時間ｔと内気体積Ｖ１との関係が複数種類設定されており、センサ２１により検出された内気温度Ｔと調整時間ｔとに応じて上記マップから内気体積Ｖ１が求められる。これにより、内気温度Ｔをも考慮して内気体積Ｖ１が算出されるため、内気体積Ｖ１の算出精度が向上するので、燃料残量の測定精度を向上させることができる。

また、調整時間ｔが規定時間ｔｏを超えると、表示機１２の警告灯１２ａ等によりエラー情報が報知される。これにより、燃料残量の計測精度が低下していることを視認者に対して早期に知らせることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料残量計測装置について、図５〜図７を用いて説明する。なお、図５は、第２実施形態に係る燃料残量計測装置２０ａを示す概略構成図である。図６は、調整回数Ｎと圧力変化との関係を説明する説明図である。図７は、第２実施形態において制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理の流れを例示するフローチャートである。
本第２実施形態では、圧力調整手段として、減圧ポンプ２２に代えて調整室３０等を採用する点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る燃料残量計測装置２０ａは、図５に示すように、上記燃料残量計測装置２０に対して、燃料タンク１０よりも小さな容積であって燃料タンク１０内および大気に連通可能な調整室３０と、第１調整弁３１および第２調整弁３２の２つの調整弁とをさらに備えるように構成されている。

第１調整弁３１は、調整室３０内と燃料タンク１０内とを連通する配管３３ａに設けられており、制御回路２３により制御されて調整室３０内と燃料タンク１０内との連通を制御する調整弁として機能する。第２調整弁３２は、調整室３０内と大気とを連通する配管３３ｂに設けられており、制御回路２３により制御されて調整室３０内と大気との連通を制御する調整弁として機能する。このため、調整室３０は、両調整弁３１，３２がともに閉弁状態となることで密閉状態に維持される。

次に、調整室３０等を圧力調整手段として利用した燃料残量の計測について、図６を用いて説明する。
大気圧よりも低い圧力に減圧された燃料タンク１０に対して大気圧状態にて密閉された調整室３０を連通することで、燃料タンク１０内を一定量だけ増圧する調整を実施することができる。そして、図６に示すように、燃料タンク１０内の内圧Ｐが大気圧よりも低く設定された開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで増圧するために上記調整工程を繰り返した時の調整回数Ｎは、内気体積Ｖ１が大きくなるほど多くなる。すなわち、内気体積Ｖ１に応じて、内圧Ｐを圧力変化させるために要する両調整弁３１，３２等の圧力調整手段の調整回数Ｎが変化する。

そこで、本実施形態では、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理にて、内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整回数Ｎをカウントし、この調整回数Ｎに応じて燃料タンク１０内の内気体積Ｖ１を求める。なお、本実施形態では、例えば、目標圧力Ｐ２は、大気圧に等しくなるように設定され、開始圧力Ｐ１は、目標圧力Ｐ２よりも２０ｋＰａ低い値に設定されている。

以下、本実施形態において、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理について、図７を用いて詳細に説明する。なお、燃料残量計測処理が開始された直後の初期設定として、調整回数Ｎが０に設定される。

制御回路２３による燃料残量計測処理が開始されると、まず、図７のステップＳ２０１に示す初期圧力調整処理がなされる。この処理では、センサ２１にて検出される内圧Ｐが開始圧力Ｐ１になるように減圧ポンプ２２が駆動される。

次に、調整回数Ｎがインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）されると（Ｓ２０３）、第２調整弁３２のみが開弁状態になり（Ｓ２０５）、調整室３０内の圧力が大気圧と等しくなる。続いて、第２調整弁３２が閉弁状態になったあと（Ｓ２０７）、第１調整弁３１のみが開弁状態になる（Ｓ２０９）。これにより、調整室３０内と燃料タンク１０内とが連通することで減圧された調整室３０内の内気の圧力と等しくなるように燃料タンク１０内の内圧Ｐが増加する。そして、第１調整弁３１が閉弁状態になり（Ｓ２１１）、調整室３０内と燃料タンク１０内との連通が遮断される。なお、上記ステップＳ２０３を実施する制御回路２３は、「計数手段」の一例に相当し得る。

そして、調整回数Ｎが規定回数Ｎｏ未満であり（Ｓ２１３でＮｏ）、燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達していなければ（Ｓ２１５でＮｏ）、上記ステップＳ２０３からの処理が繰り返され、調整回数Ｎが１つ増えるとともに燃料タンク１０内が一定量だけ増圧される圧力調整が繰り返される。

そして、上述のように繰り返される圧力調整により、燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされると（Ｓ２１５でＹｅｓ）、ステップＳ２１７に示す内気体積算出処理がなされる。この処理では、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされたときの調整回数Ｎに基づいて内気体積Ｖ１が求められる。
具体的には、以下に示す式（１）により内気体積Ｖ１が算出される。
Ｖ１＝Ｐ１×Ｎ×Ｖ３／（Ｐ２−Ｐ１） ・・・（１）
なお、Ｖ３は、両調整弁３１，３２により密閉された状態での調整室３０の容積を示している。

上述のように内気体積Ｖ１が求められると、ステップＳ２１９に示す燃料残量演算処理がなされる。この処理では、燃料タンク１０の全容積Ｖから内気体積Ｖ１を除くことで燃料が占める体積Ｖ２（＝Ｖ−Ｖ１）が演算され、この演算結果に基づいて燃料残量が計測される。そして、計測された燃料残量に基づいて上記表示信号が生成されて表示機１２に出力される（Ｓ２２１）。これにより、表示機１２では、入力された表示信号に基づいて指針が回転し、燃料Ｆの燃料残量が視認者に報知される。

一方、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達する前に（Ｓ２１５でＮｏ）、規定回数Ｎが規定回数Ｎｏに到達すると（Ｓ２１３でＹｅｓ）、ステップＳ２２３に示すエラー報知処理がなされる。この処理では、上記第１実施形態と同様に、燃料残量の計測精度が低下していることを示す情報が、エラー情報として報知される。なお、上記規定回数Ｎｏは、燃料Ｆが入っていない状態での燃料タンク１０の内圧Ｐが上記調整室３０を利用した圧力調整により開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２に到達するまでにかかる調整回数よりも大きな値に設定されている。

以上説明したように、本実施形態に係る燃料残量計測装置２０ａでは、圧力調整手段として、調整室３０および両調整弁３１，３２が設けられている。そして、大気圧よりも低い開始圧力Ｐ１に減圧された燃料タンク１０に対して大気圧状態にて密閉された調整室３０を連通することで燃料タンク１０内を一定量だけ増圧する調整が繰り返される際に、内気Ｇの内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整回数Ｎがカウントされる。そして、カウントされた調整回数Ｎに応じて燃料タンク１０内にて内気Ｇが占める内気体積Ｖ１が求められる。

このように、内気Ｇの内圧Ｐに関する調整度合いとして調整回数Ｎを採用することで、減圧ポンプ２２を圧力調整手段として用いることなく燃料タンク１０内の内気Ｇの内気体積Ｖ１を求めることができる。

また、調整回数Ｎが規定回数Ｎｏを超えると、表示機１２の警告灯１２ａ等によりエラー情報が報知されるため、燃料残量の計測精度が低下していることを視認者に対して早期に知らせることができる。なお、第１調整弁３１や第２調整弁３２を開弁しても内圧Ｐが変化しないときにも、エラー情報等を報知してもよい。

なお、本実施形態における燃料残量計測処理は、上記第１実施形態における燃料残量計測処理の後に実施することができる。すなわち、上記第１実施形態における燃料残量計測処理の後に燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２となると、この目標圧力Ｐ２を上記第２実施形態における開始圧力Ｐ１として燃料残量計測処理を実施する。これにより、調整時間ｔに基づく燃料残量の計測と、調整回数Ｎに基づく燃料残量の計測との双方の計測結果を比較することで、燃料残量の計測精度をさらに向上させることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る燃料残量計測装置について、図８〜図１０を用いて説明する。なお、図８は、第３実施形態に係る燃料残量計測装置２０ａの要部を示す説明図である。図９は、可動壁３４が初期位置から燃料タンク１０側に移動量Ｘだけ移動した状態を示す説明図である。図１０は、第３実施形態において制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理の流れを例示するフローチャートである。

本第３実施形態では、圧力調整手段として、固定式の第２調整弁３２に代えて第２調整弁３２の機能を有する可動壁３４を採用する点が主に上記第２実施形態と異なる。このため、第２実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る燃料残量計測装置２０ａの調整室３０には、図８に示すように、上述した第２調整弁３２に代えて可動壁３４が設けられている。可動壁３４は、中央に上記第２調整弁３２が設けられており、この第２調整弁３２の開弁状態を除き調整室３０内において配管３３ａ側と配管３３ｂ側とを気密的に区画するように配置されている。

この可動壁３４は、配管３３ａ側の圧力と配管３３ｂ側の圧力との圧力差に応じて調整室３０内をその壁面に沿うように移動可能に支持されている。特に、可動壁３４は、第２調整弁３２が開弁状態であり上記圧力差が無い場合には、図略の付勢部材等により付勢されて図８に示す初期位置に移動する。

このため、第２調整弁３２が閉弁状態では、可動壁３４は、燃料タンク１０内の内圧Ｐが大気圧よりも低い場合には、図９に示すように、上記初期位置から燃料タンク１０側に移動し、この可動壁３４の移動に応じて、調整室３０内のうち可動壁３４により区画される配管３３ａ側の室（以下、燃料側区画室３０ａともいう）の容積（以下、区画室容積Ｖｘともいう）が変化する。そして、可動壁３４は、その移動の過程において燃料タンク１０内の内圧Ｐが大気圧とほぼ等しくなると、上記圧力差がなくなるため、その位置で止まることとなる。

調整室３０には、可動壁３４の位置を検出する位置検出センサ３５が設けられている。この位置検出センサ３５は、可動壁３４の移動量Ｘを検出可能な移動量検出手段として機能するもので、図９に示すように可動壁３４が燃料タンク１０側に移動量Ｘだけ移動している場合には、この移動量Ｘに対応する信号を制御回路２３に出力するように構成されている。

次に、調整室３０および可動壁３４等を圧力調整手段として利用した燃料残量の計測について、以下に説明する。
上記第２実施形態における燃料残量の計測構成では、上記式（１）からわかるように、燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされたとき、調整室３０の容積Ｖ３の全ての内気を燃料タンク１０内に連通したとして内気体積Ｖ１が求められる。そうすると、最後の圧力調整にて、例えば、調整室３０の内気の一部を連通するだけで内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達した場合と、調整室３０の全ての内気を連通することで内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達した場合とで、算出される内気体積Ｖ１が同じ値となる。このため、内気体積Ｖ１の算出精度が低下してしまい、その結果、燃料残量の測定精度が低下するという問題が生じる。

この問題は、調整室３０の容積が大きくなるほど顕著になる。一方、調整室３０の容積を小さくすると上記問題が多少解消されるものの、調整回数Ｎが多くなることから内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達するまでの時間が長くなり、燃料残量の計測に関する応答性が悪くなるという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理にて、燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされたときの可動壁３４の位置に基づいて燃料側区画室３０ａの区画室容積Ｖｘを算出し、この区画室容積Ｖｘと調整回数Ｎに応じて燃料タンク１０内の内気体積Ｖ１を求める。上記区画室容積Ｖｘは、最後の圧力調整にて内圧Ｐを目標圧力Ｐ２に到達させるために必要な内気の体積に相当し、この区画室容積Ｖｘを考慮することで内気体積Ｖ１の算出精度を向上させることができるからである。

以下、本実施形態において、制御回路２３にて実施される燃料残量計測処理について、図１０を用いて詳細に説明する。
制御回路２３による燃料残量計測処理が開始され、上記第２実施形態と同様に両調整弁３１，３２の開閉による圧力調整が繰り返される際、第２調整弁３２のみが開弁状態になり（図１０のＳ２０５）、調整室３０内の圧力が大気圧と等しくなった後に、第２調整弁３２が閉弁状態になった後（Ｓ２０７）、第１調整弁３１のみが開弁状態になる（Ｓ２０９）。

これにより、燃料側区画室３０ａと燃料タンク１０内とが連通することで減圧された燃料側区画室３０ａ内の内気の圧力に応じて可動壁３４が移動し、区画室容積Ｖｘが小さくなるとともに燃料タンク１０内の内圧Ｐが増加する。なお、燃料タンク１０内の内圧Ｐが大気圧よりも十分に低い場合には、可動壁３４は区画室容積Ｖｘを最小とする限界位置まで移動する。そして、第１調整弁３１が閉弁状態になると（Ｓ２１１）、上記圧力差がなくなることから、可動壁３４が初期位置まで戻る（図８参照）。このような可動壁３４の移動が燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされるまで繰り返される。

そして、燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされると（Ｓ２１５でＹｅｓ）、ステップＳ２１６に示す区画室容積算出処理がなされる。この処理では、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされたときに位置検出センサ３５にて検出される可動壁３４の位置に基づいて区画室容積Ｖｘが求められる。

続いて、ステップＳ２１７ａに示す内気体積算出処理がなされる。この処理では、内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされたときの調整回数Ｎと区画室容積Ｖｘとに基づいて、以下に示す式（２）により内気体積Ｖ１が求められる。
Ｖ１＝Ｐ１×（Ｎ×Ｖ３＋Ｖｘ）／（Ｐ２−Ｐ１） ・・・（２）

上述のように内気体積Ｖ１が求められると、ステップＳ２１９に示す燃料残量演算処理にて燃料が占める体積Ｖ２（＝Ｖ−Ｖ１）が演算され、この演算結果に基づいて燃料残量が計測される。そして、計測された燃料残量に基づいて上記表示信号が生成されて表示機１２に出力される（Ｓ２２１）。これにより、表示機１２では、入力された表示信号に基づいて指針が回転し、燃料Ｆの燃料残量が視認者に報知される。

以上説明したように、本実施形態に係る燃料残量計測装置２０ａでは、燃料タンク１０内の内圧Ｐが目標圧力Ｐ２に到達したとみなされたときの可動壁３４の移動量Ｘに基づいて、燃料側区画室３０ａの区画室容積Ｖｘを算出し、この区画室容積Ｖｘと調整回数Ｎに応じて燃料タンク１０内の内気体積Ｖ１を求める。

このように、最後の圧力調整にて内圧Ｐを目標圧力Ｐ２に到達させるために必要な内気の体積に相当する区画室容積Ｖｘを考慮することで、内気体積Ｖ１の算出精度が向上するので、燃料残量の測定精度を向上させることができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）上記燃料残量計測処理では、内気体積Ｖ１を、減圧ポンプ２２により内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで減圧させるために要する調整時間ｔや調整室３０等により内圧Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで増圧させるために要する調整回数Ｎに応じて求めることに限らず、他の圧力調整手段により燃料タンク１０内の圧力Ｐを開始圧力Ｐ１から目標圧力Ｐ２まで変化させるために要する調整度合いに応じて求めてもよい。

（２）燃料タンク１０内の内圧Ｐおよび内気温度Ｔを検出する検出手段としてセンサ２１を採用することに限らず、燃料タンク１０内の内圧Ｐを検出する圧力センサ等の圧力検出手段と燃料タンク１０内の内気温度Ｔを検出する温度センサ等の温度検出手段とをそれぞれ別途用意してもよい。

１０…燃料タンク
１２…表示機１２ａ…警告灯（報知手段）
２０，２０ａ…燃料残量計測装置
２１…センサ（圧力検出手段，温度検出手段）
２２…減圧ポンプ（圧力調整手段）
２３…制御回路（圧力制御手段，計測手段，計時手段）
３０…調整室（圧力調整手段）
３１…第１調整弁（圧力調整手段）
３２…第２調整弁（圧力調整手段）
３４…可動壁
３５…位置検出センサ（移動量検出手段）

Claims (8)

1. 燃料（Ｆ）が貯留される燃料タンク（１０）内の燃料残量を計測する燃料残量計測装置（２０，２０ａ）であって、
   前記燃料タンク内の内気（Ｇ）の圧力（Ｐ）を検出する圧力検出手段（２１）と、
   前記内気の圧力（Ｐ）を調整する圧力調整手段（２２，３０〜３２，３４）と、
   前記圧力調整手段を制御する圧力制御手段（２３）と、
   前記燃料残量を計測する計測手段（２３）と、
   を備え、
   前記計測手段は、前記圧力制御手段にて制御される前記圧力調整手段により前記内気の圧力を予め決められた開始圧力（Ｐ１）から目標圧力（Ｐ２）まで変化させるために要する調整度合い（ｔ，Ｎ）に応じて前記燃料タンク内にて前記内気が占める体積（Ｖ１）を求め、前記内気の体積から演算される前記燃料タンク内にて前記燃料が占める体積（Ｖ２）に基づいて前記燃料残量を計測することを特徴とする燃料残量計測装置。
2. 前記圧力調整手段により前記内気の圧力を前記開始圧力から前記目標圧力まで変化させるために要する調整時間（ｔ）を計時する計時手段（２３）を備え、
   前記計測手段は、前記計時手段により計時された調整時間に応じて前記内気の体積を求めることを特徴とする請求項１に記載の燃料残量計測装置。
3. 前記計測手段は、前記調整時間と前記内気の体積との関係を示すマップを備え、前記計時手段により計時された調整時間に応じて前記マップから前記内気の体積を求めることを特徴とする請求項２に記載の燃料残量計測装置。
4. 前記内気の温度（Ｔ）を検出する温度検出手段（２１）を備え、
   前記マップは、前記内気の温度に応じて前記調整時間と前記内気の体積との関係が複数種類設定され、
   前記計測手段は、前記温度検出手段により検出された前記内気の温度と前記計時手段により計時された調整時間とに応じて前記マップから前記内気の体積を求めることを特徴とする請求項３に記載の燃料残量計測装置。
5. 前記計時手段により計時される前記調整時間が規定時間（ｔｏ）を超えると、その旨を報知する報知手段（１２ａ）を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の燃料残量計測装置。
6. 前記圧力調整手段による調整回数（Ｎ）をカウントする計数手段（２３）を備え、
   前記圧力調整手段は、前記燃料タンクよりも小さな容積（Ｖ３）であって前記燃料タンク内および大気に連通可能な調整室（３０）を有し、
   前記計数手段は、前記圧力制御手段にて制御される前記圧力調整手段により、大気圧よりも低い圧力に減圧された前記燃料タンクに対して大気圧状態にて密閉された前記調整室を連通することで前記燃料タンク内を増圧する調整が繰り返される際に、前記内気の圧力を前記開始圧力から前記目標圧力まで変化させるために要する回数を前記調整回数としてカウントし、
   前記計測手段は、前記計数手段によりカウントされた調整回数に応じて前記内気の体積を求めることを特徴とする請求項１に記載の燃料残量計測装置。
7. 前記圧力調整手段は、
   前記調整室内に配置されて前記内圧と大気圧との圧力差に応じて当該調整室内を移動可能な可動壁（３４）と、
   前記可動壁の移動量（Ｘ）を検出可能な移動量検出手段（３５）と、を備え、
   前記計測手段は、前記移動量検出手段により検出された前記可動壁の移動量と前記計数手段によりカウントされた調整回数とに応じて前記内気の体積を求めることを特徴とする請求項６に記載の燃料残量計測装置。
8. 前記計数手段によりカウントされた調整回数が規定回数（Ｎｏ）を超えると、その旨を報知する報知手段（１２ａ）を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の燃料残量計測装置。

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