JP6458562B2 - 残燃料量表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車，自動二輪車などの移動体に搭載された燃料タンクに収容された液体燃料の残量を表示する残燃料量表示装置に関する。

従来、自動車，自動二輪車などの移動体に搭載された燃料タンクに収容された液体燃料の残量を表示する残燃料量表示装置として、特許文献１に開示されるものがある。
この残燃料量表示装置は、燃料タンクの形状の扁平化や複雑化によって、燃料タンク内のフロートセンサの浮いている高さと液体燃料の残量とが比例関係をなさない場合であっても、残燃料量を精度良く表示するために、液体燃料の液面とともに上下動するフロートセンサの検出値と、液体燃料を燃料タンクから噴射するインジェクタの噴射量と、を比較して求められた消費情報とに基づいて求められた残燃料量を表示したものである。

特開２００４−３１６４９１号公報

しかしながら、例えば、図２に示すような上部の給油口から底部へ幅が広くなる有底壺状の燃料タンクにおいては、給油口付近にフロートセンサを取り付けることが難しく、フロートセンサによって給油口付近まで計測することができないため、燃料タンク内に液体燃料が満杯に入っている状態からフロートセンサの計測範囲に減少するまでの間において、残燃料量を精度良く表示することができなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされてものであり、液体燃料の残量を精度良く表示できる残燃料量表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る残燃料量表示装置は、
移動体に搭載され、前記移動体の燃料タンクに収容された液体燃料の残量を表示する残燃料量表示装置であって、
前記残量を表示する表示手段と、
前記液体燃料の液面と共に移動するフロートを有し前記液面を所定範囲内で検出する第１センサと、
前記所定範囲以上の前記液面を検出する第２センサと、
前記第１センサと前記第２センサの検出値を用いて前記残量を決定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記液面が前記所定範囲以上となると、
前記第２センサを所定の時間に亘って電気を印加する第１手順を実行し、
前記第１手順の後に前記第２センサの検出値を読み取る第２手順を実行し、
前記第２の手順の後に前記第２センサへの電気の印加を停止する第３手順を実行することを第１の特徴とする。

また、第２の特徴を有する残燃料量表示装置の
前記制御手段は、第１手順から第３手順を所定間隔で実行する
ことを第２の特徴とする。

また、前記制御手段は、前記第１手順から前記第３手順を所定回数実行した後、所定時間待機する第４手順を実行する
ことを第３の特徴とする。

本発明によれば、液体燃料の残量を精度良く表示できる残燃料量表示装置を提供できる。

本発明の第一実施形態に係る残燃料量表示装置を示す概略図。 同実施形態の燃料タンクの断面図。Ｆ１〜Ｆ６は燃料タンク内の残燃料の液面を示す。 同実施形態の残燃料量表示形態を示す図。同図と図２のＦ１〜Ｆ６は対応する。 同実施形態の電気的構成を示す図。 同実施形態の残燃料量を表示する手順を示す図。 同実施形態の第２センサへの制御手順を示す図。 同実施形態の第２センサへの印加を示す図。

本発明を適用した残燃料量表示装置を図面を参照して説明する。

本発明を適用した一実施形態である残燃料量表示装置１は、図１に示す自動二輪車Ａに搭載される燃料タンク２内に収容される液体燃料の残量を表示手段３に表示する。
表示手段３は、図２に示すように燃料タンク２内に収容される液体燃料の残量（残燃料量）を区間Ｆ１〜Ｆ６の６段階に分類して、図３の（Ｆ１）〜（Ｆ６）に示すように複数のセグメント３０の点灯数と、給油マーク３１の点灯状態によって表示する。

燃料タンク２は、図２に示すように、上部にある給油口２０から下方に広がる有底壺状のタンクからなる。燃料タンク２は、自動二輪車１を給油口２０から注がれた液体燃料を最大１０Ｌ（リットル）収容し、燃料タンク２の底部にある供給口２１から液体燃料を後述するインジェクタ４に供給する。

燃料タンク２は、燃料タンク２内の中央部に配設されるフロートセンサ（第１センサ）２２と、給油口２０付近に配設されたサーミスタ（第２センサ）２３と、燃料タンク２の底部にある供給口２１付近に配設されたサーミスタ（第３センサ）２４と、を有する。各センサ（フロートセンサ２２，サーミスタ２３，サーミスタ２４）は、後述する制御手段５と電気的に接続されており、各センサの検出値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は制御手段５に入力される。

フロートセンサ２２は、液体燃料の液面と共に上下動するフロート２２ａに接続されたコンタクトアーム２２ｂの傾きを、摺動抵抗を有するセンサ部２２ｃによって抵抗値に変換する液面センサからなる。フロートセンサ２２は、図２に示すように、区間Ｆ２の上端から区間Ｆ３の下端までの所定範囲（燃料タンク２が水平を保った状態で燃料タンク２に収容されている液体燃料が８Ｌ〜１Ｌの範囲）の液体燃料の液面の変化を検出値Ｄ１として制御手段５に入力する。

サーミスタ２３，２４は、電気が印加されたときの自己発熱による気体中及び液体中での熱放散定数が異なることを利用して、液体燃料の液面がサーミスタ２３，２４よりも鉛直上方にありサーミスタ２３，２４が液体燃料に浸されている状態にあるか、液体燃料の液面がサーミスタ２３，２４よりも鉛直下方にありサーミスタ２３，２４が液体燃料に浸されていない状態にあるかを検出する。

サーミスタ２３は、燃料タンク２が水平を保った状態で燃料タンク２に収容されている液体燃料が９Ｌ未満であるときに液体燃料によって浸されない位置に配設されている。サーミスタ２３は、燃料タンク２に収容されている液体燃料が８Ｌ以上となり液体燃料の液面が区間Ｆ１内にあってサーミスタ２３が液体燃料に浸されている状態と、燃料タンク２に収容されている液体燃料が８Ｌ未満となり液体燃料の液面が区間Ｆ１より下方となってサーミスタ２３が露出している状態と、を検出値Ｄ２として制御手段５に出力する。

サーミスタ２４は、燃料タンク２が水平を保った状態で燃料タンク２に収容されている液体燃料が１Ｌ未満であるときに液体燃料によって浸されない位置に配設されている。サーミスタ２４は、燃料タンク２に収容されている液体燃料が１Ｌ以上となり液体燃料の液面が区間Ｆ６よりも上方となってサーミスタ２４が液体燃料に浸されている状態と、燃料タンク２に収容されている液体燃料が１Ｌ未満となり液体燃料の液面が区間Ｆ６内にあってサーミスタ２３が露出している状態と、を検出値Ｄ３として制御手段５に出力する。

表示手段３は、車両の走行速度や残燃料量などの各種車両情報を画像によって表示する液晶表示器や有機ＥＬ表示器からなる。
表示手段３は、後述する制御手段５に制御されて、図３に示すように、燃料タンク２内に収容された液体燃料の残量を複数のセグメント３０の点灯数によって区間Ｆ１〜Ｆ６の６段階をデジタル表示すると共に、区間Ｆ６にあることを表示する際は給油マーク３１の点滅によって残燃料量が少なくなっていることを強調して表示する。

インジェクタ４は、燃料タンク２の底部にある供給口２１から液体燃料を自動二輪車Ａのエンジンに噴射する燃料供給装置である。インジェクタ４は、自動二輪車Ａのエンジンへの液体燃料の噴射量Ｃを計測し、後述する制御手段５に出力する。

制御手段５は、残燃料量表示装置１の全体の動作を制御する回路基板であり、図４に示すように、各センサ２２，２３，２４とインジェクタ４と表示手段３と電気的に接続している。制御手段５は、各センサ２２，２３，２４から入力された検出値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３と、インジェクタ４から入力された液体燃料の噴射量Ｃを用いて残燃料量が区間Ｆ１〜Ｆ６のいずれにあるかを推定し、表示手段３に残燃料量を画像表示させる。

次に、制御手段５が各センサ２２，２３，２４から入力された検出値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３と、インジェクタ４から入力された液体燃料の噴射量Ｃを用いて残燃料量が区間Ｆ１〜Ｆ６のいずれにあるかを推定し、表示手段３に画像表示させる手順について、図５に基づいて説明する。

（ステップＳ１）
まず、制御手段５は、フロートセンサ２２の検出値Ｄ１に対応して算出した液体燃料量Ｓと、インジェクタ４から入力された液体燃料の噴射量Ｃから、現在の残燃料量の計測値Ｍｎを算出する。
制御手段５は、図６に示すように、単位時間（例えば０．１ミリ秒）当たりの液体燃料量Ｓの変化量ΔＳを算出し、この変化量ΔＳが小さいほど噴射量Ｃが反映される係数Ｒを定める。この係数Ｒは、例えば１をΔＳで割ったもの（ΔＳが略０の場合は係数Ｒは１とする）とする。制御手段５は、前回の残燃料量の計測値Ｍｐから、噴射量Ｃに係数Ｒを乗じたものを減算して、現在の残燃料量の計測値Ｍｎを算出する。

（ステップＳ２）
制御手段５は、ステップＳ１で算出した現在の残燃料量の計測値Ｍｎに応じて、次の処理手順を選択する。制御手段５は、現在の残燃料量の計測値Ｍｎがフロートセンサ２２が検出可能な所定範囲よりも大きい場合は、ステップＳ３０を次の処理手順として選択する。また、現在の残燃料量の計測値Ｍｎがフロートセンサ２２が検出可能な所定範囲内ならば、ステップＳ３１を次の処理手順として選択する。また、現在の残燃料量の計測値Ｍｎがフロートセンサ２２が検出可能な所定範囲よりも小さいならば、ステップＳ３２を次の処理手順として選択する。

（ステップＳ３０）
制御手段５は、サーミスタ２３の検出値Ｄ２によって、残燃料量が区間Ｆ１あるいは区間Ｆ２にあるかを判定し、その結果を残燃料量として決定する。

（ステップＳ３１）
制御手段５は、現在の残燃料量の計測値Ｍｎに対応する区間Ｆ３〜Ｆ４を残燃料量として決定する。

（ステップＳ３２）
制御手段５は、サーミスタ２４の検出値Ｄ３によって、残燃料量が区間Ｆ５あるいは区間Ｆ６にあるかを判定し、その結果を残燃料量として決定する。

（ステップＳ４）
制御手段５は、残燃料量を表示手段３に表示させる。

以上の処理手順を所定時間毎に実行することで、残燃料量表示装置１は、自動二輪車Ａに搭載される燃料タンク２内に収容される残燃料量を表示手段３に表示する。

残燃料量表示装置１は、例えば、使用期間が３年もしくは総走行距離が６万キロ以内である間は通常に動作することを保証することが求められている。しかしながら、サーミスタ２３，２４は、正常に動作可能なことが保障される電気が印加された累計印加時間は、例えば５００時間等のように上述した保証期間よりも短い。そのため、残燃料量表示装置１が起動している間、常時サーミスタ２４，２５に印加していると、上述した保証期間内にサーミスタ２３，２４が故障して残燃料量を精度良く表示できない虞があるため、制御手段５は、サーミスタ２３，２４への電気の印加ができるだけ短い時間で済むように制御する。

以下にサーミスタ２３への電気の印加制御を、図７に基づいて説明する。

制御手段５は、ステップＳ３０の実行条件を満たすと、まず第１手順として、サーミスタ２３への印加を開始する。

制御手段５は、第１手順を実行した後、第２手順として、サーミスタ２３への印加時間が４０ミリ秒となると検出値を取得する。

制御手段５は、第２手順を実行した後、第３手順として、直ちにサーミスタ２３への電気の印加を停止する。

制御手段５は、この第１〜第３手順を所定回数（例えば５回）を繰り返した後、取得した複数の検出値を用いてステップＳ３０の判定に用いる検出値Ｄ２を決定する。この検出値Ｄ２の決定は、例えば複数の検出値の平均や、複数の検出値が連続して複数回同じ値となったことによって決定する等、サーミスタ２３の特性に応じて適宜定める。

制御手段５は、この第１〜第３手順を所定回数繰り返すサンプリング処理を実行した後、第４手順として、１２０秒の待機時間を設ける。

制御手段５は、この第１〜４手順をステップＳ３０の実行条件を満たすならば再び第１手順から実行する。

上記の第１〜第４手順に示したサーミスタ２３への電気の印加制御は、サーミスタ２４においても同様に適用される。

（上述した一実施形態における作用と効果）
以上の構成からなる本発明を適用した一実施形態の残燃料量表示装置１は、移動体（自動二輪車）Ａに搭載され、移動体Ａの駆動源となる液体燃料の残量を表示する残燃料量表示装置であって、残量を表示する表示手段３と、液体燃料の液面と共に移動するフロート２２ａを有し液体燃料の液面を所定範囲内で検出する第１センサ（フロートセンサ）２２と、所定範囲以上の前記液面を検出する第２センサ（サーミスタ）２３と、複数のセンサ２２，２３の検出値Ｄ１，Ｄ２を用いて残量を決定する制御手段と、を備える。
これによれば、例えば、図２に示すような上部の給油口から底部へ幅が広くなる有底壺状の燃料タンク２であっても、フロートセンサ２２では検出できない範囲（燃料タンク内に液体燃料が満杯に入っている状態からフロートセンサ２２の計測範囲に減少するまでの範囲）において、サーミスタ２３によって残燃料量を計測できるので、残燃料量を精度良く表示手段３に表示することができる。

また、同実施形態の残燃料量表示装置１の制御手段５は、液面が所定範囲以上となると、第２センサ（サーミスタ）２３への電気の印加を開始すると、第２センサ２３を所定の時間に亘って電気を印加する第１手順を実行した後、第２センサ２３の検出値Ｄ２を読み取る第２手順を実行し、第２センサ２３への電気の印加を停止する第３手順を実行する。
これによれば、制御手段５は、サーミスタ（第２センサ）２３から検出値Ｄ２を得るにあたって、サーミスタ２３への電気の印加をできるだけ短い時間で済むように制御するため、サーミスタ２３が故障する虞を低減できる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の主旨に逸脱しない範囲で実施形態および図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができる。

本発明は自動二輪車に搭載される有底壺状の燃料タンクの残燃料量を表示する残燃料量表示装置に限らない。近年の車両においては、車両内の室内空間を大きくとることや、車両の重心を低くして走行安定性を向上させるために、燃料タンクの形状が複雑化してフロートセンサだけでは燃料量を精度よく計測することが困難となってきており、本発明は、このような燃料タンクを搭載した種々の車両に適用できる。

本発明は、液体燃料で駆動する移動体に搭載される残燃料量表示装置に好適である。

１ ：残燃料量表示装置
２ ：燃料タンク
２０ ：給油口
２１ ：供給口
２２ ：フロートセンサ（第１センサ）
２２ａ：フロート
２２ｂ：コンタクトアーム
２２ｃ：センサ部
２３ ：サーミスタ（第２センサ）
２４ ：サーミスタ（第３センサ）
３ ：表示手段
４ ：インジェクタ
５ ：制御手段
Ａ ：自動二輪車（移動体）
Ｄ１ ：検出値（第１センサの検出値）
Ｄ２ ：検出値（第２センサの検出値）
Ｄ３ ：検出値（第３センサの検出値）

Claims (3)

1. 移動体に搭載され、前記移動体の燃料タンクに収容された液体燃料の残量を表示する残燃料量表示装置であって、
   前記残量を表示する表示手段と、
   前記液体燃料の液面と共に移動するフロートを有し前記液面を所定範囲内で検出する第１センサと、
   前記所定範囲以上の前記液面を検出する第２センサと、
   前記第１センサと前記第２センサの検出値を用いて前記残量を決定する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記液面が前記所定範囲以上となると、
   前記第２センサを所定の時間に亘って電気を印加する第１手順を実行し、
   前記第１手順の後に前記第２センサの検出値を読み取る第２手順を実行し、
   前記第２の手順の後に前記第２センサへの電気の印加を停止する第３手順を実行する
   ことを特徴とする残燃料量表示装置。
2. 前記制御手段は、前記第１手順から前記第３手順を所定間隔で実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の残燃料量表示装置。
3. 前記制御手段は、前記第１手順から前記第３手順を所定回数実行した後、所定時間待機する第４手順を実行する
   ことを特徴とする請求項２に記載の残燃料量表示装置。
   

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