JP5113632B2 - 燃料検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料検出装置に関する。

従来より、センダ抵抗を用いて燃料の残量を測定する燃料検出装置が知られている（たとえば、特許文献１）。

従来の燃料検出装置は、電圧源と、電圧源に直列に接続されたプルアップ抵抗と、プルアップ抵抗に直列に接続されたセンダ抵抗とを備える。センダ抵抗は、燃料の残量に応じて抵抗値が変化する。従来の燃料検出装置は、プルアップ抵抗とセンダ抵抗との間の電圧を検出し、この電圧に基づいて、燃料の残量を検出する。以下、プルアップ抵抗とセンダ抵抗との間の電圧を、燃料残量対応電圧とも称する。
特開平１０−１２２９２９号公報

ところで、燃料残量対応電圧と燃料の残量との対応関係は、プルアップ抵抗の抵抗値に応じて様々に変化する。さらに、燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量の絶対値が大きいほど、燃料の残量の検出精度が向上する。したがって、燃料の残量がある第１の範囲に属する場合には、プルアップ抵抗の抵抗値である第１の抵抗値に設定した方が、プルアップ抵抗の抵抗値を第１の抵抗値と異なる第２の抵抗値に設定する場合よりも、燃料の残量の検出精度が良いが、燃料の残量が第１の範囲と異なる第２の範囲に属する場合には、プルアップ抵抗の抵抗値を第２の抵抗値に設定した方が、プルアップ抵抗の抵抗値を第１の抵抗値に設定する場合よりも、燃料の残量の検出精度が良いということが起こりうる。

一方、従来の燃料検出装置は、プルアップ抵抗の抵抗値が固定されていた。したがって、従来の燃料検出装置は、互いに他の燃料検出装置よりも検出精度の悪い範囲を含むこととなる。たとえば、プルアップ抵抗の抵抗値が第１の抵抗値に設定された燃料検出装置は、プルアップ抵抗の抵抗値が第２の抵抗値に設定された燃料検出装置よりも、第２の範囲において検出精度が悪い。

本発明は、このような従来の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、従来よりも検出精度を向上させた燃料検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願に係る発明は、電圧源と、電圧源に直列に接続され、抵抗値を第１の抵抗値または第１の抵抗値と異なる第２の抵抗値のいずれかに設定可能な基準抵抗回路と、基準抵抗回路に直列に接続され、燃料の残量に応じた抵抗値となるセンダ抵抗と、基準抵抗回路の抵抗値を第１の抵抗値に設定し、基準抵抗回路とセンダ抵抗との間の燃料残量対応電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段により検出された燃料残量対応電圧と所定の基準電圧とに基づいて、燃料の残量が、基準抵抗回路の抵抗値が第１の抵抗値となる方が基準抵抗回路の抵抗値が第２の抵抗値となる場合よりも燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量が大きい第１の範囲と、基準抵抗回路の抵抗値が第２の抵抗値となる方が基準抵抗回路の抵抗値が第１の抵抗値となる場合よりも燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量が大きい第２の範囲と、のいずれに属するかを判定する判定手段と、燃料の残量が第１の範囲に属する場合には、電圧検出手段が検出した燃料残量対応電圧に基づいて、燃料の残量を検出し、燃料の残量が第２の範囲に属する場合には、基準抵抗回路の抵抗値を第２の抵抗値に設定し、燃料残量対応電圧を検出し、検出された燃料残量対応電圧に基づいて、燃料の残量を検出する燃料検出手段と、を備えることを特徴とする。

本願に係る発明は、基準抵抗回路の抵抗値を、第１の抵抗値及び第２の抵抗値のうち、燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量が大きい方の抵抗値に設定し、このときの燃料残量対応電圧に基づいて、燃料の残量を検出する。したがって、本願に係る発明は、従来の燃料検出装置よりも検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る燃料検出装置１の構成を示す説明図である。燃料検出装置１は、電圧源２と、基準抵抗回路３と、センダ抵抗８と、記憶部９と、制御部１０とを備える。燃料検出装置１は、車両に搭載される。

電圧源２は、バッテリであり、１３．５（Ｖ）の電圧を発生する。基準抵抗回路３は、基準抵抗４と、抵抗値変更用回路５とを備える。基準抵抗４は、プルアップ抵抗であり、その抵抗値は４１０（Ω）である。

抵抗値変更用回路５は、抵抗値変更用抵抗６と、スイッチ素子７とを備え、基準抵抗４に並列に接続される。抵抗値変更用抵抗６の抵抗値は１００（Ω）である。スイッチ素子７はＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。スイッチ素子７のオン時には、抵抗値変更用抵抗６が導通されるので、基準抵抗回路３の抵抗値は８０．４（Ω）となり、スイッチ素子７のオフ時には、抵抗値変更用抵抗６が遮断されるので、基準抵抗回路３の抵抗値は４１０（Ω）となる。したがって、スイッチ素子７は、基準抵抗回路３の抵抗値を変更するためのスイッチ素子である。スイッチ素子７のオンオフは、制御部１０により制御される。

センダ抵抗８は、燃料の残量に応じた抵抗値をとり、燃料の残量が減少するに従って抵抗値が増大する。記憶部９は、図２に示す対応マップＭ１、Ｍ２を記憶する。対応マップＭ１は、基準抵抗回路３の抵抗値が４１０（Ω）となる場合における、燃料の残量と、燃料残量対応電圧との対応関係を示し、対応マップＭ２は、基準抵抗回路３の抵抗値が８０．４（Ω）となる場合における、燃料の残量と、燃料残量対応電圧との対応関係を示す。燃料残量対応電圧は、図１の点Ａの電圧、すなわち、基準抵抗回路３とセンダ抵抗８との間の電圧である。対応マップＭ１、Ｍ２によれば、以下の事項が把握される。すなわち、燃料の残量がＦｔｈ以下となる場合には、対応マップＭ１の傾きの絶対値は、対応マップＭ２の傾きの絶対値以上となる。一方、燃料の残量がＦｔｈを超える場合には、対応マップＭ２の傾きの絶対値は、対応マップＭ１の傾きの絶対値よりも大きい。ここで、傾きは、燃料残量対応電圧の傾きであり、詳細には、燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量である。燃料残量対応電圧の傾きは、燃料残量対応電圧を燃料の残量で微分することで得られる。燃料の残量の範囲のうち、Ｆｔｈ以下の範囲を第１の範囲とも称し、Ｆｔｈを超える範囲を第２の範囲とも称する。

制御部１０は、燃料残量対応電圧と、対応マップＭ１、Ｍ２とに基づいて、燃料の残量を検出する。具体的には後述する。

次に、燃料検出装置１による処理の手順を図３に示すフローチャートに沿って説明する。ステップＳＴ１において、制御部１０は、各種の初期化を行う。

ステップＳＴ２において、制御部１０は、スイッチ素子７をオフする。ステップＳＴ３において、制御部１０は、燃料残量対応電圧を検出する。ステップＳＴ４において、制御部１０は、燃料の残量が第１の範囲及び第２の範囲のうちいずれに属するのかを判定する。具体的には、制御部１０は、燃料残量対応電圧と基準電圧Ｖｔｈとを比較し、燃料残量対応電圧が基準電圧Ｖｔｈ以上となる場合には、燃料の残量が第１の範囲に属すると判定し、燃料残量対応電圧が基準電圧Ｖｔｈ未満となる場合には、燃料残量が第２の範囲に属すると判定する。制御部１０は、燃料の残量が第１の範囲に属する場合には、ステップＳＴ８に進み、燃料の残量が第２の範囲に属する場合には、ステップＳＴ５に進む。ここで、制御部１０がこのように判定することができる理由を図２に基づいて説明する。

基準電圧Ｖｔｈは、図２に示すように、スイッチ素子７がオフされ、かつ燃料の残量がＦｔｈとなるときの燃料残量対応電圧である。さらに、ステップＳＴ３で取得された燃料残量対応電圧は、スイッチ素子７がオフされているときの電圧であるから、対応マップＭ１の特性を示す。したがって、燃料の残量が第１の範囲に属する場合、燃料残量対応電圧は基準電圧Ｖｔｈ以上となり、燃料の残量が第２の範囲に属する場合、燃料残量対応電圧は基準電圧Ｖｔｈ未満となる。たとえば、燃料の残量が第１の範囲内のＦ１となる場合、燃料残量対応電圧は６（Ｖ）（Ｖｔｈ以上）となり、燃料の残量が第２の範囲内のＦ２となる場合、燃料残量対応電圧はＶｃ（Ｖ）（Ｖｔｈ未満）となる。したがって、制御部１０は、上記のように判定することができる。

一方、制御部１０は、ステップＳＴ２でスイッチ素子７をオンした場合にも、燃料の残量が第１の範囲及び第２の範囲のいずれに属するかを判定することができる。具体的には、制御部１０は、燃料残量対応電圧と基準電圧Ｖｔｈ’とを比較し、燃料残量対応電圧が基準電圧Ｖｔｈ’以上となる場合には、燃料の残量が第１の範囲に属すると判定し、燃料残量対応電圧が基準電圧Ｖｔｈ’未満となる場合には、燃料の残量が第２の範囲に属すると判定する。基準電圧Ｖｔｈ’は、スイッチ素子７がオンされ、かつ燃料の残量がＦｔｈとなるときの燃料残量対応電圧である。スイッチ素子７がオンとなる場合、ステップＳＴ３で取得した燃料残量対応電圧は対応マップＭ２の特性を示すので、このような判定が可能となる。

なお、制御部１０は、ステップＳＴ２の処理を省略して、上記の判定を行うことはできない。その理由を、ステップＳＴ４で燃料残量対応電圧と基準電圧Ｖｔｈとを比較する場合を一例として説明する。ステップＳＴ２の処理を省略すると、ステップＳＴ３の段階で、スイッチ素子７がオンされている場合があり、この場合、燃料の残量がＦ２となる場合でも、燃料残量対応電圧が６（Ｖ）となる。なお、ステップＳＴ３の段階で、スイッチ素子７がオンされている場合としては、たとえば、前サイクルにおいてステップＳＴ５の処理を行った場合が考えられる。したがって、燃料の残量がＦ１となる場合と、燃料の残量がＦ２となる場合とのいずれにおいても、燃料残量対応電圧がＶｔｈ以上となるので、制御部１０は、上記の判定を行うことができない。

ステップＳＴ５において、制御部１０は、スイッチ素子７をオンする。ステップＳＴ６において、制御部１０は、燃料残量対応電圧を再度取得する。ステップＳＴ７において、制御部１０は、ステップＳＴ６で取得した燃料残量対応電圧と、対応マップＭ２とに基づいて、燃料の残量を検出する。その後、制御部１０は、処理を終了する。

ステップＳＴ８において、制御部１０は、ステップＳＴ３で取得した燃料残量対応電圧と、対応マップＭ１とに基づいて、燃料の残量を検出する。その後、制御部１０は、処理を終了する。

以上により、燃料検出装置１は、対応マップＭ１、Ｍ２のうち、燃料残量対応電圧の傾きが大きい方の対応マップを用いて、燃料の残量を検出することができるので、従来の燃料検出装置よりも検出精度が向上する。

さらに、燃料検出装置１は、スイッチ素子７のオンオフのみによって、基準抵抗回路３の抵抗値を変更することができるので、基準抵抗回路３の抵抗値を容易に変更することができる。

さらに、燃料検出装置１は、対応マップＭ１、Ｍ２を用いて、燃料の残量を検出するので、燃料の残量を容易に検出することができる。

なお、本実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、基準抵抗回路３は、センダ抵抗８の下流側（電圧源２から離れる側）に接続されても良い。センダ抵抗８として、燃料の残量が増加するほど抵抗値が増加するものを使用しても良い。

本発明の一実施形態に係る燃料検出装置を示す説明図である。 対応マップを示す説明図である。 燃料検出装置による処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…燃料検出装置
２…電圧源
３…基準抵抗回路
４…基準抵抗
５…抵抗値変更用回路
６…抵抗値変更用抵抗
７…スイッチ素子
８…センダ抵抗
９…記憶部
１０…制御部

Claims (3)

1. 電圧源と、
   前記電圧源に直列に接続され、抵抗値を第１の抵抗値または前記第１の抵抗値と異なる第２の抵抗値のいずれかに設定可能な基準抵抗回路と、
   前記基準抵抗回路に直列に接続され、燃料の残量に応じた抵抗値となるセンダ抵抗と、
   前記基準抵抗回路の抵抗値を第１の抵抗値に設定し、前記基準抵抗回路と前記センダ抵抗との間の燃料残量対応電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段により検出された燃料残量対応電圧と所定の基準電圧とに基づいて、燃料の残量が、前記基準抵抗回路の抵抗値が第１の抵抗値となる方が前記基準抵抗回路の抵抗値が第２の抵抗値となる場合よりも燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量が大きい第１の範囲と、前記基準抵抗回路の抵抗値が第２の抵抗値となる方が前記基準抵抗回路の抵抗値が第１の抵抗値となる場合よりも燃料の残量の変化量に対する燃料残量対応電圧の変化量が大きい第２の範囲と、のいずれに属するかを判定する判定手段と、
   燃料の残量が前記第１の範囲に属する場合には、前記電圧検出手段が検出した燃料残量対応電圧に基づいて、燃料の残量を検出し、燃料の残量が前記第２の範囲に属する場合には、前記基準抵抗回路の抵抗値を第２の抵抗値に設定し、燃料残量対応電圧を検出し、検出された燃料残量対応電圧に基づいて、燃料の残量を検出する燃料検出手段と、を備えることを特徴とする燃料検出装置。
2. 前記基準抵抗回路は、
   基準抵抗と、
   抵抗値変更用抵抗と、前記抵抗値変更用抵抗に直列に接続されたスイッチ素子とを有し、前記基準抵抗に並列に接続された抵抗値変更用回路と、を備え、
   前記電圧検出手段は、前記スイッチ素子をオフすることで、前記基準抵抗回路の抵抗値を前記第１の抵抗値に設定し、
   前記燃料検出手段は、前記スイッチ素子をオンすることで、前記基準抵抗回路の抵抗値を前記第２の抵抗値に設定することを特徴とする請求項１記載の燃料検出装置。
3. 燃料の残量と、前記燃料残量対応電圧との対応関係を示す対応マップを、前記基準抵抗回路の抵抗値に応じて複数記憶する対応マップ記憶手段を備え、
   前記燃料検出手段は、前記電圧検出手段または前記燃料検出手段が検出した燃料残量対応電圧と、前記対応マップとに基づいて、燃料の残量を検出することを特徴とする請求項１または２記載の燃料検出装置。

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