JPH0617052Y2 - 内燃機関の燃料消費量計測装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関の燃料消費量を計測する装置に関す
る。

（従来の技術及びその解決すべき課題） 内燃機関を搭載した自動車等の車両には、運転者に走行
状況を知らせるもののひとつとして、燃料消費量やこれ
を用いて残存燃料で走行可能な距離を表示するものがあ
る（例えば特開昭60-50420,60-143720号公報）。

ところで従来のこの種の計測装置は、燃料配管の途中に
流量計を配設して、直接的に燃料消費量を計測するよう
になっていたので、コストアップを招くばかりか、燃料
噴射弁を備える機関にあっては、余剰燃料をタンクに戻
す配管を備えているため、流量計を配設するのに伴って
配管の変更が必要となっていた。

これに対して、実開昭56-58416号公報には、流量計を設
けることなく、吸入空気量の検出値と理論空燃比とに基
づいて演算により燃料消費量を求めるようにしたものが
開示されている。しかしながら、この装置では内燃機関
が常に理論空燃比で運転されることを前提として燃料消
費量を算出しているので、空燃比が理論値から変動する
ことの多い車両用内燃機関では正確に燃料消費量が計測
できないという問題があった。

また、一般に燃料消費量は車両の走行条件にかかわら
ず、単なる現在値または平均値として表示されるにすぎ
ないので、経済的な走行状態を知るための目安にはなら
ないという問題もあった。

本考案は、こうした従来の問題点を解消することを目的
としている。

（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考案では、第１図に示すよ
うに、車両に搭載した内燃機関の吸入空気量を検出する
手段３１と、空燃比を検出する手段３２と、車速を検出
する手段３３と、該車速検出手段３３によって検出され
た車速ごとに、前記吸入空気量検出手段３１と前記空燃
比検出手段３２の検出値に基づいて燃料消費量を演算す
る手段３４と、各車速に対応する前記燃料消費量を出力
する手段３５とを設けて、内燃機関の燃料消費量計測装
置を構成する。

（作用） 機関の排気ガスから検出される空燃比は実際に燃焼した
吸入空気の量と供給燃料との重量比であり、演算手段３
４でこの検出空燃比に単位時間当たりの吸入空気量を乗
ずることにより、単位時間当たりの燃料消費量が求めら
れる。この燃料消費量は車速毎に算出され、出力手段を
介して出力される。これにより、燃料流量計を用いるこ
となく、車速に応じた実用的な燃料消費量値を正確に知
ることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第２図示すように、エアクリーナ５から取り入れられた
空気は絞弁４を通過し、吸気マニホールド２を介して車
両の内燃機関１に吸入される一方、燃料噴射弁２１から
この吸入空気に燃料が噴射され、機関１はこの混合気を
吸入して燃焼させる。機関１の排気ガスは排気管３から
触媒６とマフラ７を通過した後に外部に排出される。

エアクリーナ５の入口には吸入空気量検出手段として熱
線式の質量流量計８を配設するとともに、マフラ７の出
口側に設けられたホルダ１０には空燃比検出手段として
の空燃比センサ９を配設し、これらの検出値に基づいて
適正な空燃比が得られるように、燃料消費量演算手段と
しての機能を備えたコトロールユニット２２を介して燃
料噴射量がフィードバック制御される。コントロールユ
ニット２２はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、インターフェイ
ス等からなるマイクロコンピュータから構成されてい
る。

質量流量計８および空燃比センサ９の検出信号はコント
ロールユニット２２の燃料消費量演算部１２に入力さ
れ、その演算結果は出力手段としての出力部１３から燃
料消費量値として出力される。ただし、演算部１２は、
車速検出手段としての車速センサ１５からの検出信号に
基づき、その時点での車速における燃料消費量を演算し
て出力部１３に出力する。なお、１４は所定走行距離の
間の区間燃料消費量計測を可能とするために補助的に設
けられた演算制御部である。

第３図に示すように、機関１から排出される排気ガスの
組成は空燃比によって定まるため、空燃比センサ９はこ
の排気ガスの組成を検出して、第４図に示すように、そ
のポンピング電流Ip(mA)が空燃比に応じて変化する出力
特性を有する広域空燃比センサが用いられる。

空燃比センサ９からの検出信号はコントロールユニット
２２の空燃比演算装置１１を介して燃料消費量演算装置
１２に入力され、この燃料消費量演算装置１２は両検出
値と車速センサ１５からの車速検出値とに基づいて車速
毎の燃料消費量を演算して、その演算結果を出力部１３
を介して出力する。

空燃比は単位時間当たりの吸入空気量と供給燃料との重
量比であり、燃料消費量演算装置１２は単位時間当たり
の燃料消費量を基本的に次式で演算する。

Ｆ＝Ａ／Ｒ ここで、Ｆは燃料消費量(g/sec)、Ｒは空燃比、Ａは吸
入空気量(g/sec)である。

この演算の際は、質量流量計８と空燃比演算装置１２の
間に応答速度の違いがあるので、補正あるいは平均化に
よって演算が行われる。この演算結果は出力部１３に燃
料消費量(g/sec)あるいは積算燃料消費量(g)で出力され
る。

第５図に示す実施例は、上記構成に加えて、吸気マニホ
ールド２の負圧の増大に伴って絞弁４のシャフトの隙間
から洩れ込む空気量によって計測吸入空気量が変動する
のを補正してより精度を高めたものである。吸気マニホ
ールド２には吸気圧力センサ７を設け、演算部１２はこ
の検出信号に基づく吸入負圧から補正係数をテーブルル
ックアップにより求め、流量計８により検出された吸入
空気量を補正する。また、この吸気圧力センサ７を設け
ない場合は、外部設定器１８によりシリンダ容積を与
え、流量計８により検出された吸入空気量と、機関回転
検出器１９により検出された回転数とを入力して、例え
ば次式により演算して補正する。

Ｐ＝ＡＫ／ＮＶ ここで、Ｐは吸気管圧力(mmHg)、Ａは吸入空気量(g/se
c)、Ｎは機関回転数(rev/sec)、Ｋは定数である。

（考案の効果） 以上の通り本考案によれば、車両の走行速度と、この車
両に搭載された内燃機関の吸入空気量及び空燃比の実測
値に基づいて、車速毎の燃料消費量を演算により出力す
るものとしたので、流量計を用いることなく、車両の走
行速度毎の実用的な燃料消費量値を正確に計測すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のクレーム対応図、第２図は本考案の一
実施例の概略構成図、第３図，第４図はそれぞれ作用を
示す線図である。第５図は本考案の他の実施例の概略構
成図である。 ３１…吸入空気量検出手段、３２…空燃比検出手段、３
３…車速検出手段、３４…燃料消費量演算手段、３５…
出力手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載した内燃機関の吸入空気量を検
   出する手段と、空燃比を検出する手段と、車速を検出す
   る手段と、該車速検出手段によって検出された車速ごと
   に、前記吸入空気量検出手段と前記空燃比検出手段の検
   出値に基づいて燃料消費量を演算する手段と、各車速に
   対応する前記燃料消費量を出力する手段とを設けたこと
   を特徴とする内燃機関の燃料消費量計測装置。