JP3846056B2 - 液面表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の燃料計等に好適な液面表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車の燃料タンク内の燃料液面を検出してそのレベルを燃料計に表示する燃料液面表示装置では、自動車の走行中、燃料液面が揺れるため、実際に液面センサから取り込まれる液面検出信号(電圧信号)は、上下に細かく変動する。
【0003】
然しながら、このような液面の変動を正確に検出し、応答性良くその検出値を燃料計に表示すると、揺れによる液面の変動が、そのまま燃料計の指針の動きに反映され、車両の走行中に、指針の指示値が揺れて見にくいばかりでなく、燃料タンク内の燃料残量を正確に表示しない結果となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来の燃料液面表示装置では、液面センサから出力される検出電圧信号を積分回路等に通すことにより、応答性を抑制し変動を少なくして燃料計指針の振れを緩やかにする制御が行なわれている。このような液面センサから出力される検出電圧信号の応答性を抑制し指針の変動を少なくする制御は、車両の走行中に限られ、車両の停車中に給油が行なわれている際には、応答性良く指針を動かす必要がある。
【0005】
このため、従来の燃料液面表示装置では、車両の車速センサから車速信号を取り込み、その車速信号に基づいて車両の走行中か停車中かを判断し、車両の走行中には、応答性を緩慢にして燃料計の指針を緩やかに動かし、停車中の液面レベル上昇時(給油時)には、応答性良く指針を動かすように制御する装置が開発されている。
【0006】
然しながら、このような燃料液面表示装置は、停車中の給油時の燃料計表示を高精度で表示することができるものの、走行時か停車時の判定を車速センサからの車速信号により行なうため、車速センサが必須要件となって、車速センサのない車両には使用できない。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、車両の走行時/停車時を示す車速信号等を使用せずに、走行中は応答性を緩慢にして液面レベルを安定して表示し、停車中は、応答性良く液面レベルを正確に表示することができる液面表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液面表示装置は、自動車に搭載された液体の液面を検出する液面レベルセンサからの検出信号に基づき、液面レベルの表示値を算出し、その表示値を液面表示器に表示する液面表示装置において、液面レベルセンサからの検出信号を一定時間毎に所定数サンプリングして得た検出値の平均値を算出する平均値算出手段と、検出値と平均値とから分散値を算出する分散値算出手段と、分散値と所定の演算式から前記検出値の信頼性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、信頼度と前回表示値と前記平均値を使用して、信頼度が高くなる程該平均値の割合を多くし、信頼度が低くなる程前回表示値の割合を多くするように今回表示値を算出する表示値算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
ここで、請求項2のように、信頼度算出手段は、f(s)=cosn s (ここで、sは分散値、f(s)は信頼度、nは正の整数)の式を用いて信頼度f(s)を算出することができる。
【0010】
また、請求項3のように、表示値算出手段は、H={1−f(s)}×前回表示値+f(s)×平均値 (ここで、f(s)は信頼度)の式を用いて今回表示値Hを算出することができる。
【0011】
【発明の作用・効果】
このような構成の液面表示装置では、先ず、平均値算出手段が、液面レベルセンサからの検出信号を一定時間毎に所定数サンプリングして得た検出値の平均値を算出する。次に、分散値算出手段が、各々の検出値とその平均値とから分散値を算出する。ここで、分散値は検出値のばらつきを示すものであるから、自動車の走行中等に液面が揺れ、液面レベルの検出値がばらついた場合、分散値は増大し、その検出値の正確さ、つまりその信頼性が低下する。
【0012】
次に、信頼度算出手段が、例えば、f(s)=cosn s (ここで、sは分散値、f(s)は信頼度、nは正の整数)の式を用いて、上記検出値の信頼性を示す信頼度を算出する。この信頼度は、分散値が小さくなるほど1に近づき、分散値が大きくなるほど0に近づく。
【0013】
そして、表示値算出手段が、例えば、H={1−f(s)}×前回表示値+f(s)×平均値 (ここで、f(s)は信頼度) の式を用いて、信頼度が高くなる程平均値の割合を多くし、信頼度が低くなる程前回表示値の割合を多くするように、今回表示値Hを算出する。この今回表示値Hが液面表示器に出力され表示される。
【0014】
従って、自動車の停車中、液面が殆ど揺れない場合、液面レベルセンサの出力値は略一定であるから、分散値sは0に近くなり、信頼度f(s)は1に近くなる。信頼度f(s)が1に近くなると、今回表示値Hは液面レベル検出値の略平均値Xを表示するから、正確で安定した液面レベルの表示を行なうことができる。また、このような停車中に、給油を行なった場合、液面レベルは僅かづつ徐々に上昇していくため、各演算毎の分散値sは小さいままであり、信頼度f(s)は上記と同様に1に近くなるから、今回表示値Hは検出値の略平均値Xを表示することとなり、表示値の更新毎に徐々に表示値Hが上昇し、給油時の液面レベルは正確に表示される。
【0015】
一方、自動車の走行中等に、燃料液面が揺れた場合、液面レベルセンサの出力値は上下に変動するから、そのときの分散値sは増大し、信頼度f(s)は0に近くなる。信頼度f(s)が0に近くなると、今回表示値Hは略前回表示値を表示することになるから、揺れている液面の検出値がそのまま表示されることはなく、細かく振れることのない安定した液面レベルを表示することができる。
【0016】
このように、車両の走行時/停車時を示す車速信号等を使用しなくとも、停車中は、応答性良く検出値の表示値を表示して液面レベルを正確に表示することができ、走行中は、表示の応答性を緩慢にして液面レベルを安定して見やすく表示することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は自動車の燃料液面表示装置の構成図を示している。燃料液面表示装置は、燃料タンク内に配置される液面レベルセンサ1と、液面レベルセンサ1から送られた検出信号を取り込み、その信号の示す検出レベルを液面表示器11に表示する表示制御装置5とから構成される。
【0018】
燃料タンク内に配置される液面レベルセンサ1は、燃料液面上に浮かぶフロート2と、フロート2の上下動に伴いコンタクトプレートを摺動抵抗上で摺動させ、液面レベルに応じた電圧信号を発生させる摺動抵抗器3とを備える。
【0019】
表示制御装置5は、CPU6、ROM7、入出力回路9等を備えたマイクロコンピュータを主要部にして構成され、CPU6はROM7に予め記憶されたプログラムデータに基づき、後述のような検出データのサンプリングと表示処理を実行する。随時書き込み読み出し可能メモリのRAM8は、サンプリングした値、その平均値、分散値、前回表示値などを一時記憶する。入出力回路9はA/D変換器、インターフェイス等を備え、液面レベルセンサ1から送られた検出信号をデジタル信号に変換して入力し、また、表示データを表示用のドライバ10に出力する。
【0020】
ドライバ10は液面表示器11に接続され、液面表示器11を駆動制御して液面レベルを表示させる。液面表示器11としては、交差コイル式計器、液晶セグメント式表示器などを使用することができる。例えば、交差コイル式計器を使用し、これをDC駆動する場合、ドライバ10には、D/A変換器、増幅器を配設し、送られたデジタル信号に応じて正弦波信号、余弦波信号を発生し、両信号を2つの交差コイルに出力してその指針を駆動する。液晶セグメント式表示器を使用する場合、ドライバ10は入力した表示データの示すセグメントを駆動表示するように構成される。
【0021】
次に、図2のフローチャートを参照して燃料液面表示装置の動作を説明する。自動車のキースイッチがオン状態のとき、停車時・走行時共に、燃料タンク内の液面レベルセンサ1からは、常時、液面レベルを示す検出信号が表示制御装置5の入出力回路9に出力される。
【0022】
CPU6は、先ずステップ100で、検出データのサンプリングを行ない、液面レベルセンサ1から送られた液面レベルを示す検出信号を取り込み、記憶する。このサンプリングは、例えば100ms毎に行なわれ、例えば3秒間に30個のサンプリングデータつまり検出値X1 ,X2 ,X3 ,…Xn がRAM8に記憶される。
【0023】
次に、ステップ110で、これらの所定時間に採取された液面レベルの検出値X1 ,X2 ,X3 ,…Xn の平均値Xを算出する。更に、ステップ120で、その平均値Xと各検出値X1 ,X2 ,X3 ,…Xn から、分散値sを、
s={(X1 −X)2 +(X2 −X)2 +…(Xn −X)2 }÷n
の式から算出する。
【0024】
次に、ステップ130において、上記分散値sを用いて、液面レベルの検出値の信頼度を演算する。即ち、分散値sは検出値のばらつきを示すものであるから、自動車の走行中等に液面が揺れ、液面レベルの検出値がばらついた場合、分散値sは増大し、その検出値の正確さつまり信頼度は、低下する。そこで、検出値の信頼度f(s)を
f(s)=cosn s
の式から算出する。
【0025】
この信頼度を表す分散値sの関数式 f(s)=cosn s は、図3のグラフに示すようになり、信頼度f(s)は分散値sが小さくなるほど1に近づき、分散値sが大きくなるほど信頼度f(s)は小さくなり、0に近づく。
【0026】
次に、ステップ140で、上記分散値sから算出した信頼度f(s)を使用して、液面レベルの今回表示値Hを、
H={1−f(s)}×前回表示値+f(s)×平均値X
の式から算出する。
【0027】
信頼度が高い(1に近い)場合は、検出値が安定する停車時、信頼度が低い場合は、検出値がばらつく走行時と判断することができるから、信頼度が高い場合は、平均値Xの割合を多くして今回表示値Hを算出し、信頼度が低い場合は、前回表示値の割合を多くして今回表示値Hを算出するように、上記式は構成される。
【0028】
従って、今回表示値Hを算出する上記式によれば、分散値sが小さく信頼度f(s)が大きい(1に近い)場合、{1−f(s)}は0に近づき、その今回表示値Hは平均値Xに近い値となる。つまり、分散値sが小さい場合には検出値の信頼度が高いため、今回表示値Hは略平均値Xとなる。
【0029】
一方、分散値sが大きく信頼度f(s)が小さい(0に近い)場合、f(s)×平均値Xは最小となり、{1−f(s)}は1に近くなるため、今回表示値Hは、前回表示値に近い値となる。つまり分散値sが大きく検出値の信頼度が低い場合には、今回表示値Hは略前回表示値となる。
【0030】
次に、ステップ150で、上記のように算出された今回表示値Hが、入出力回路9からドライバ10に出力され、ドライバ10は、液面表示器11を駆動制御し、その表示値Hが液面表示器11に表示される。
【0031】
このようなステップ100〜ステップ150の表示処理は、例えば3秒間毎に実行され、自動車の停車中は、燃料液面が殆ど揺れず、図4(a)のグラフに示すように、液面レベルセンサ1の出力値が略一定であるから、停車中の分散値sは0に近くなり、信頼度f(s)は1に近くなる。信頼度f(s)が1に近くなると、上記のように、今回表示値Hは液面レベル検出値の略平均値Xを表示するから、正確で安定した液面レベルの表示を行なうことができる。
【0032】
また、このような停車中に、給油を行なった場合、液面レベルは僅かづつ徐々に上昇していくため、各演算毎の分散値sは小さいままであり、信頼度f(s)は上記と同様に1に近くなるから、今回表示値Hは検出値の略平均値Xを表示することとなり、表示値の更新毎に徐々に表示値Hが上昇し、給油時の液面レベルが正確に表示される。
【0033】
一方、自動車の走行中等に、燃料液面が揺れた場合、図4(a)のグラフに示すように、液面レベルセンサ1の出力値は上下に変動するから、そのときの分散値sは増大し、信頼度f(s)は0に近くなる。信頼度f(s)が0に近くなると、上記のように、今回表示値Hは略前回表示値を表示することになるから、揺れている液面の検出値がそのまま表示されることはなく、細かく振れることのない安定した液面レベルの表示を行なうことができる。
【0034】
このように、上記燃料液面表示装置によれば、車両の走行時/停車時を示す車速信号等を使用しなくとも、停車中は、応答性良く検出値の表示値を表示して液面レベルを正確に表示することができ、走行中は、表示の応答性を緩慢にして液面レベルを安定して見やすく表示することができる。
【0035】
なお、上記実施例では、信頼度f(s)を f(s)=cosn s の式から算出したが、負の相関、例えばf(s)=1/sの式を使用して、分散値sの逆数を信頼度f(s)とすることもできる。また、CPUとソフトウエアを用いた例を説明したが、積分回路、差動増幅器等のハードロジック回路のみを用いて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す燃料液面表示装置の概略構成図である。
【図2】同液面表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図3】分散値sと信頼度f(s)の関係を示すグラフである。
【図4】(a)は液面レベルセンサの検出信号の時間的変化を示すグラフ、(b)はその分散値の時間的変化を示すグラフ、(c)はその信頼度の時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1−液面レベルセンサ
5−表示制御装置
6−CPU
7−ROM
8−RAM
11−液面表示器
Claims (3)
- 自動車に搭載された液体の液面を検出する液面レベルセンサからの検出信号に基づき、液面レベルの表示値を算出し、その表示値を液面表示器に表示する液面表示装置において、
前記液面レベルセンサからの検出信号を一定時間毎に所定数サンプリングして得た検出値の平均値を算出する平均値算出手段と、
該検出値と該平均値とから分散値を算出する分散値算出手段と、
該分散値と所定の演算式から前記検出値の信頼性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、
該信頼度と前回表示値と前記平均値を使用して、該信頼度が高くなる程該平均値の割合を多くし、該信頼度が低くなる程前回表示値の割合を多くするように今回表示値を算出する表示値算出手段と、
を備えたことを特徴とする液面表示装置。 - 前記信頼度算出手段は、f(s)=cosn s (ここで、sは分散値、f(s)は信頼度、nは正の整数)を用いて信頼度f(s)を算出することを特徴とする請求項1記載の液面表示装置。
- 前記表示値算出手段は、H={1−f(s)}×前回表示値+f(s)×平均値 (ここで、f(s)は信頼度)を用いて今回表示値Hを算出することを特徴とする請求項1記載の液面表示装置。
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- 1998-09-03 JP JP24954998A patent/JP3846056B2/ja not_active Expired - Fee Related
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