JPH10197314A - 液体量測定装置及び車両用残燃料測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体量の測定精度を高めると共に、電力消費
を抑制しながら確実に測定でき、さらに液かぶりの影響
を極力防止する。 【解決手段】 燃料タンク１１の上部には容積測定装置
１２が取付けられている。容積測定装置１２は、音響効
果を利用して燃料タンク内１１の空気の容積を測定す
る。残燃料演算手段１３は、容積測定装置１２が測定し
た空気の容積から燃料タンク１１内の残燃料を測定す
る。燃料消費量演算手段１６は、燃料噴射量検出手段１
４が検出した燃料噴射量に基づい燃料消費量を演算す
る。残燃料判定手段１８は、車速検出手段１７が検出し
た車両速度に基づいて車両が停止していると判断したと
きは残燃料演算手段１３が演算した値を残燃料とし、車
両が走行していると判断したときは前回の演算値から燃
料消費量演算手段１６が演算した燃料消費量を減算した
値を残燃料とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響効果を利用し
て被測定室内の容積を測定する液体量測定装置及び燃料
タンク内の残燃料を測定する車両用残燃料測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】音響効果を用いた液体量測定装置とし
て、出願人は、先に特願平７−１００８９３号を出願し
た。このものは、被測定室及び基準室に容積変化を与え
た際に、その圧力変化を１つの圧力センサで検出するこ
とを特徴とする。

【０００３】即ち、図２３において、燃料タンク１の上
部には容積測定装置２が設けられている。この容積測定
装置２は、基準容積を有する基準容器３内に、当該基準
容器３内と燃料タンク１内との容積を変化させるスピー
カ４を設けると共に、燃料タンク１内と基準容器３内と
を隔離する振動板５上に圧力センサ６を添設し、その圧
力センサ６と基準容器３内とを開閉手段により連通、非
連通に切替えるようにして構成される。

【０００４】スピーカ４の作動状態では、開閉手段によ
り基準容器３内と連通したときの圧力センサ６からの圧
力信号と、基準容器３内と連通していないときの圧力セ
ンサ６からの圧力信号との比から、演算回路によりボイ
ルシャルルの法則を利用して燃料タンク１内の気体の容
積、ひいては燃料タンク１内の残燃料の容積を測定する
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のものでは、音響効果による計測原理を利用している
ことから燃料タンク内の騒音に計測精度が大きく影響さ
れる。このため、燃料タンク内の騒音が大きいときは
（例えば、車両が凹凸の大きい路面を走行したとき）、
燃料タンク内の残燃料の計測を高精度に行うことが困難
となる。

【０００６】この場合、車両の振動或いは騒音の影響に
より計測誤差を生じることから、車両の振動・騒音の影
響が小さい車両停止時、特にエンジンが停止したイグニ
ッションのオフ状態で計測することが計測精度を高める
ための最良条件となる。

【０００７】しかしながら、容積測定装置は、スピーカ
を駆動すると共に切替弁をオンオフすることにより容積
測定を実行することから、消費電力が極めて大きい。こ
のため、イグニッションオフ後にも長時間計測を継続す
ることはバッテリの消耗を招来するので、現実的には困
難である。

【０００８】また、燃料タンクに給油する際は、通常イ
グニッションオフの状態で実施されるが、給油後の残燃
料を正確に計測するためには、給油終了直後のイグニッ
ションオフ状態で計測するのが望ましいものの、イグニ
ッションオフ後から給油終了まで比較的長時間要する場
合に容積測定装置の作動を継続することは前述の理由か
ら困難である。

【０００９】さらに、上記構成では、基準容器の下部に
スピーカ及び圧力センサを配置していることから、残燃
料が多い場合（液面が高い場合）は、車両が坂道に走行
することにより燃料タンクが傾斜したり、車両の走行に
伴って燃料タンクが振動したりすると、スピーカ或いは
圧力センサに燃料がかぶり、正確な検出を行えないとい
う問題を生じる。

【００１０】この場合、スピーカ及び圧力センサを燃料
の液面から十分に離間させようとすると、基準容器を燃
料タンクの外部に設ける必要から基準容器の小形化を図
る必要を生じ、スピーカからの発生音圧が低下したり、
圧力センサの検出精度が悪化する虞を生じる。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ボイルシャルルの法則を利用して被測
定室内の液体量を測定する構成において、第１の目的
は、液体量の測定精度を高めることができ、第２の目的
は、電力消費を抑制しながら確実に測定でき、第３の目
的は、液かぶりの影響を極力防止することができる液体
量測定装置及び車両用残燃料測定装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、容積変化手段は、被測定室及び基準室に容積変化を
付与する。すると、被測定室及び基準室内の容積が変動
し、それに応じて圧力センサから圧力信号が出力される
ので、演算手段は、圧力センサからの圧力信号に基づい
て被測定室の気体の容積を求め、その容積に基づいて被
測定室内の液体量を求める。従って、被測定室内の液体
が外部に流出したときであっても、演算手段により液体
量の減少を監視することができる。一方、被測定室内の
液体が外部に流出したときは、液体消費量演算手段が外
部に流出した液体の消費量を検出する。

【００１３】さて、液体量測定設置による計測精度が低
下したときは、演算により求めた被測定室内の液体量の
計測誤差が大きくなる。そこで、演算手段は、計測精度
が低下したと判断したときは、前回の演算値及び液体消
費量演算手段が検出した液体消費量に基づいて被測定室
内の液体量を検出する。これにより、液体量測定装置に
よる計測精度が低下した場合であっても、被測定室内の
液体量の減少を確実に監視することができる。

【００１４】請求項２の発明によれば、燃料噴射制御装
置による燃料噴射量に基づいて燃料タンク内の残燃料を
正確に測定して表示することができる。

【００１５】請求項３の発明によれば、車両が走行して
いるときは圧力センサが騒音を検出して検出精度が低下
するので、演算手段は、車両が走行しているときは演算
精度が低下したと判断し、液体消費量演算手段が検出し
た燃料噴射制御装置による燃料消費量に基づいて燃料タ
ンク内の残燃料を演算する。これにより、車両の残燃料
を正確に測定して表示することができる。

【００１６】請求項４の発明によれば、液体量測定設置
による計測精度が低下したときは演算した残燃料が大き
くばらつくことから、演算手段は、演算した残燃料のば
らつきが大きいと判断したときは計測精度が低下したと
判断し、液体消費量演算手段が検出した燃料噴射制御装
置による燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残燃料を
演算する。これにより、燃料タンク内の残燃料を正確に
測定して表示することができる。

【００１７】請求項５の発明によれば、演算手段が求め
た残燃料は計測誤差により実際の残燃料と異なってお
り、そのまま表示したのでは、燃料噴射制御装置の動作
により燃料タンク内の残燃料が減少しているにもかかわ
らず表示値が上下動してばらつくことになる。

【００１８】ここで、演算手段は、燃料噴射制御装置の
動作状態で燃料タンク内の残燃料を表示するときは、現
在の表示値から液体消費量演算手段が検出した燃料消費
量を減算することを基本とする。これにより、燃料噴射
制御装置の動作中においては表示値は確実に減少するよ
うになる。この場合、現在の表示値から液体消費量演算
手段が検出した燃料消費量を減算しただけでは、表示値
を演算手段が求めた残燃料に近付けることはできない。

【００１９】そこで、演算手段は、現在の表示と今回演
算した残燃料との大小関係に基づいて減算する燃料消費
量を補正する。これにより、表示値を演算した残燃料に
近付けることができる。

【００２０】請求項６の発明によれば、エンジンが停止
したときは、給電停止手段は、給油検知モードを実行す
ることにより給油検知手段のみに通電するので、バッテ
リの電力消費を抑制することができる。

【００２１】このとき、給電停止手段は、給油検知モー
ドを開始してから所定時間内に給油検出手段が給油を検
出しないときは、バッテリからの給電を停止する。これ
により、バッテリの無駄な電力消耗を抑制することがで
きる。

【００２２】また、給電停止手段は、給油検知モードを
実行してから所定時間内に給油検出手段が給油を検出し
たときは給油により変化した残燃料の測定が終了するま
で演算手段を動作させてからバッテリの給電状態を停止
するので、給油による燃料タンク内の残燃料を確実に表
示することができる。

【００２３】請求項７の発明によれば、車両が走行する
と、燃料タンク内の燃料の液面が振動する。このとき、
基準室は燃料タンク内の上部に配置されているので、基
準室に燃料がかぶりにくい構造となっている。しかも、
容積変化手段及び圧力センサは、基準室の上部を通じて
燃料タンクに連通しているので、基準室に燃料が液かぶ
りした場合であっても、容積変化手段及び圧力センサに
燃料がかぶることは極力防止することができる。これに
より、容積変化手段及び圧力センサの動作が低下するこ
とはないので、演算手段による演算精度が低下すること
を防止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明を車両用燃料タンク
の残燃料測定装置に適用した第１実施例を図１乃至図１
３を参照して説明する。システム構成を示す図１におい
て、燃料タンク１１（本発明の被測定室に相当）の上部
には容積測定装置１２が配置されている。この容積測定
装置１２は、音響効果を利用して燃料タンク１１内の空
気の容積を検出するようになっている。残燃料演算手段
１３は、燃料タンク１１の容積から容積測定装置１２が
検出した空気の容積を減算することにより燃料タンク１
１内の残燃料を演算する。

【００２５】一方、燃料噴射量検出手段１４はエンジン
ＥＣＵ１５からの燃料噴射量信号に基づいて燃料噴射量
を検出し、燃料消費量演算手段１６は燃料噴射量検出手
段１４が検出した燃料噴射量に基づいて燃料消費量を検
出する。車速検出手段１７は、車両の速度を検出する。

【００２６】残燃料判定手段１８は、車速検出手段１７
が検出した車両の速度に基づいて車両が走行しているか
否かを判断し、その判断結果に基づいて残燃料演算手段
１３が演算した値を残燃料とするか、或いは燃料消費量
演算手段１６が求めた燃料消費量に基づいて求めた値を
残燃料とするかを判定する。

【００２７】残燃料補正手段１９は、残燃料判定手段１
８が求めた残燃料を表示値として違和感を生じないよう
に補正する。残燃料表示手段２０は、残燃料補正手段１
９が補正した残燃料を表示する。

【００２８】尚、上述した残燃料演算手段１３、残燃料
判定手段１８、燃料噴射量検出手段１４、燃料消費量演
算手段１６、車速検出手段１７、残燃料補正手段１９及
び残燃料表示手段２０は、本発明の演算手段を構成する
もので、後述するように容積測定装置１２に一体に設け
られている。

【００２９】以下、上記システムの具体例を図２乃至図
１３を参照して説明する。図２は上記システムの電気的
構成を示している。この図２において、容積測定装置１
２は、燃料タンク１１の上部に取付けられており、基準
空間を確保するための基準容器２１（本発明の基準室に
相当）と、基準容器２１内に音圧を発生させるスピーカ
２２（本発明の容積変化手段に相当）と、燃料タンク１
１内音圧及び基準容器２１内音圧を検出する圧力センサ
２３と、圧力センサ２３による燃料タンク１１内音圧と
基準容器２１内音圧の検出を切替える切替バルブ２４と
を備えて構成されている。

【００３０】図３は、容積測定装置１２の構造を示して
いる。この図３において、容積測定装置１２は、上述し
た基準容器２１、スピーカ２２、圧力センサ２３、切替
バルブ２４を主体として構成されていると共に、燃料タ
ンク１１と外部の気密を保つフランジ２５と、基準容器
２１内と燃料タンク１１内の気圧の平衡を保つリーク孔
２６と、演算処理回路２７とを備えて構成されている。

【００３１】この場合、フランジ２５は樹脂製であり、
燃料タンク１１内外の気密を確保するために蓋部２５ａ
と下部に配置された構成部品取付部２５ｂとから形成さ
れている。構成部品取付部２５ｂは、蓋部２５ｂに対し
て傾斜した形状に形成されており、傾斜した上方部で蓋
部２５ａと一体化されている。

【００３２】蓋部２５ａの上部には演算処理回路２７が
配置されており、構成部品取付部２５ｂの下部にはスピ
ーカ２２と圧力センサ２３とが傾斜した状態で並列に取
付けられている。

【００３３】ここで、圧力センサ２３はスピーカ２２よ
りも残燃料による液かぶりの影響が大きいので、圧力セ
ンサ２３をスピーカ２２よりも液かぶりの影響が少ない
上方に配置するようになっている。また、圧力センサ２
６と基準室２１とを連通するリーク孔２６は、液かぶり
したときに基準容器２１内に燃料が侵入しないようにス
ピーカ２２の開口部と反対側に設けられている。尚、演
算処理回路２７とスピーカ２２、圧力センサ２３、切替
バルブ２４とはフランジ２５にインサート成形された図
示しない複数のターミナルにより電気的に接続されてい
る。

【００３４】この場合、スピーカ２２のコーン部２２ａ
は、耐ガソリン性材料で製作されており、コーン部２２
ａの下方に磁石部２２ｂが配置されている。また、圧力
センサ２３は、フランジ２５に圧電素子部が対向するよ
うに取付けられている。

【００３５】切替バルブ２４は、電磁石２４ａでプラン
ジャ２４ｂを駆動することにより、圧力センサ２３の下
部に配置されたバックチャンバ容器２８の連通孔２８ａ
を開閉させるようになっている。

【００３６】基準容器２１は、金属製であり、フランジ
２５の構成部品取付部２５ｂに、スピーカ２２、圧力セ
ンサ２３を囲繞するように取付けられており、基準空間
を確保するようになっている。

【００３７】図４は、バックチャンバ容器２８及び切替
バルブ２４の構成を模式的に示している。この図４にお
いて、バックチャンバ容器２８内と燃料タンク１１内と
は振動板２９により隔離され、その振動板２９に、当該
振動板２９の変形量を電気信号に変換する圧電素子から
なる圧力センサ２３が添着されている。

【００３８】バックチャンバ容器２８は、圧力センサ２
３の背面にバックチャンバ２８ｂを形成する容器で、こ
のバックチャンバ２８ｂは切替バルブ２４により連通孔
２８ａが開閉されるのに応じて基準容器２１内と連通状
態若しくは非連通状態に切換わる。

【００３９】図２において、演算処理回路２７はＣＰＵ
３０（本発明の演算手段、液体消費量演算手段、給油検
知手段、給電停止手段に相当）を主体として構成されて
おり、スピーカ２２に対する駆動、切替バルブ２４に対
する開閉制御、及び圧力センサ２３の出力に基づいて燃
料タンク１１内の燃料の残量を演算する。

【００４０】つまり、演算処理回路２７は、ＣＰＵ３０
からの出力に応じてスピーカ２２を駆動するためのパワ
ーアンプ回路３１、ＣＰＵ３０により切替バルブ２４へ
電流の供給、停止を行うバルブ駆動回路３２、圧力セン
サ２３の出力をＣＰＵ３０に出力するためのセンサアン
プ回路３３を備えて構成されている。

【００４１】ここで、ＣＰＵ３０は、車速信号に基づい
て車両の速度を検出する車速検出部３４（図１の車速検
出手段に相当）、スピーカ２２を駆動するための駆動信
号を出力するスピーカ出力信号部３５、切替バルブ２４
を駆動するための駆動信号を出力するバルブ切替信号部
３６、圧力センサ２３からの信号成分を同期検波する同
期検波器３７、この同期検波器３７により弁別された信
号から所定周波数帯域の信号成分を抽出するローパスフ
ィルタ３８、このローパスフィルタ３８により抽出され
た信号成分に基づいて残燃料を演算する残量演算部３９
（図１の残燃料演算手段に相当）、エンジンＥＣＵ１５
からの燃料噴射信号に基づいて燃料噴射量を検出する噴
射量検出部４０（図１の燃料噴射量検出手段に相当）、
この噴射量検出部４０が検出した燃料噴射量に基づいて
燃料消費量を検出する消費量演算部４１（図１の燃料消
費量演算手段に相当）、車速検出部３４の検出結果に応
じて残量演算部３９が求めた値を残燃料とするか、消費
量演算部４１が求めた消費量から演算した値を残燃料と
するかを判定する残量判定部４２（図１の残燃料判定手
段に相当）、この残量判定部４２の判定結果に基づいて
表示する残燃料を補正する残量補正部４３（図１の残燃
料補正手段に相当）、この残量補正部４３により補正さ
れた表示値を表示器に表示する残量表示部４４（図１の
残燃料表示手段に相当）を構成する。

【００４２】また、ＣＰＵ３０は、イグニッションスイ
ッチからのイグニッション信号の入力を検出するＩＧ検
出部４５、並びにフィラキャップ開閉検出手段（図示せ
ず）からのフィラキャップ開閉信号の入力を検出する開
閉検出部４６を構成する。この場合、フィラキャップ開
閉検出手段は、燃料タンク１１のフィラパイプのキャッ
プ取付口に反射形光センサを装着し、その光センサによ
りフィラキャップの開閉を検出するように構成されてい
る。

【００４３】尚、フィラキャップ開閉検出手段として
は、フィラキャップが閉じられたときに通電するような
スイッチング回路を設け、そのスイッチング回路からの
信号に基づいてフィラキャップの開閉を検出するように
してもよい。

【００４４】さて、ＣＰＵ３０は、スピーカ２２を駆動
するための所定の波形信号を出力するようになってお
り、その波形信号の高調波成分がスピーカ出力信号部３
５において除去されて出力されると共に、その出力信号
がパワーアンプ回路３１で増幅されてスピーカ２２に出
力される。この場合、ＣＰＵ３０からスピーカ２２を駆
動するために出力する波形信号としては、ＣＰＵ３０の
クロックに基づいて所定のデューティ比のパルス波とし
て生成することができる。

【００４５】さて、ＣＰＵ３０は位相検波器の機能を備
えており、上記同期検波器３７とローパスフィルタ３８
とを組合わせることにより位相検波器を構成している。
図５は位相検波器を構成する同期検波器３７及びローパ
スフィルタ３８の模式図、図６は位相検波器の動作を示
す波形図である。これらの図５及び図６において、同期
検波器３７には圧力センサ２３からの圧力信号Ａが入力
すると共に、スピーカ２２の駆動周波数に同期した参照
信号Ｂが入力するようになっている。

【００４６】同期検波器３７は、圧力センサ２２からの
圧力信号Ａと参照信号Ｂを掛け合わせることにより周波
数変換を行い、ＤＣＡ値の周波数変換信号Ｃを生成す
る。そして、同期検波器３７から出力された周波数変換
信号Ｃのうちから直流成分をローパスフィルタ３８を介
して抽出することにより、直流成分からなる抽出信号Ｄ
を生成し、この抽出信号Ｄの値に基づいて燃料タンク１
１内の残燃料の容積の検出を行うようになっている。

【００４７】さて、本実施例では、ＣＰＵ３０を用いて
スピーカ２２を駆動することにより燃料タンク１１内の
気体の体積を求めているが、定常状態では、燃料タンク
１１には音響的な共振周波数（例えば５０〜７０Ｈz ）
が存在し、スピーカ２２の駆動周波数を燃料タンク１１
の共振周波数近傍として計測を行う場合、共振によりス
ピーカ２２の振動にかかわらず空間容積に反比例した音
圧が発生しない不具合が生じ、燃料タンク１１内の空間
容積の測定が不能になる。また、乗車時は、車両のバネ
上共振周波数、シート共振周波数付近の騒音が大きく発
生する。

【００４８】そこで、本実施例では、ＣＰＵ３０による
スピーカ出力信号部３５は、人に聞こえない周波数、例
えば１０〜４０Ｈz のうち、上記の燃料タンク１１の共
振周波数、バネ上共振周波数、シート共振周波数、乗車
時騒音周波数を避けた周波数の波形信号を発生する。こ
の周波数変化がスピーカ２２による容積変化の周波数と
なる。

【００４９】次に、ＣＰＵ３０による残量演算部３９の
基本作動について説明する。ＣＰＵ３０からスピーカ２
２に駆動電圧が送られると、スピーカ２２のコーン部２
２ａが交番的に動き、それに伴って燃料タンク１１及び
基準容器２１内にΔＶの容積変化が与えられる。この結
果、燃料タンク１１及び基準容器２１内には下記に示さ
れる圧力Ｐｃ，Ｐｔが夫々発生する。

【数１】Ｐｃ＝γ・Ｐ０・ΔＶ／Ｖｃ Ｐｔ＝γ・Ｐ０・ΔＶ／Ｖｔ 尚、γは比熱比、Ｐ０は気圧、ΔＶはスピーカ２２によ
る容積変化量である。

【００５０】さて、スピーカ２２の駆動状態において、
切替バルブ２４がバックチャンバ容器２８内の連通孔２
８ａを開放している状態では、圧力センサ２３は、基準
容器２１の圧力変化Ｐｃから燃料タンク１１内の圧力変
化Ｐｔを減算した圧力変化ΔＰを検出する。一方、切替
バルブ２４が圧力センサ２３への連通孔２８ａを閉鎖し
ている状態では、圧力センサ２３は燃料タンク１１内の
圧力変化Ｐｔを検出する。

【００５１】この場合、上述のようにして出力された圧
力センサ２３からの圧力信号（交流信号）は、同期検波
器３７及びローパスフィルタ３８による位相検波により
以下に示す電圧Ｅｔ，Ｅｃに変換される。

【数２】Ｅｔ＝Ｃ・Ｐｔ Ｅｃ＝Ｃ・（Ｐｃ−Ｐｔ）＝Ｃ・ΔＰ 尚、Ｃは比例定数である。

【００５２】さて、燃料タンク１１内の気体の容積はＶ
ｔは、次式によって算出することができる。

【数３】Ｖｔ＝Ｖｃ・｜Ｐｃ｜／｜Ｐｔ｜ 尚、Ｖｃは基準容器の容積である。

【００５３】ここで、Ｐｃ＝（Ｐｃ−Ｐｔ）＋Ｐｔ＝Δ
Ｐ＋Ｐｔで表すことができるから、

【数４】Ｖｔ＝Ｖｃ・｜ΔＰ＋Ｐｔ｜／｜Ｐｔ｜ となる。

【００５４】従って、数式４に数式２を代入すると、 Ｖｔ＝Ｖｃ・（Ｅｃ／Ｃ＋Ｅｔ／Ｃ）／（Ｅｃ／Ｃ） ＝Ｖｃ・（１＋Ｅｔ／Ｅｃ） となる。

【００５５】一方、燃料タンク１１の容積がＶａである
場合、燃料タンク１１内の残燃料Ｖｆは、次式によって
算出される。

【数５】Ｖｆ＝Ｖａ−Ｖｔ

【００５６】従って、ＣＰＵ３０による残量演算部３９
は、上記数式４及び数式５に基づいて燃料タンク１１内
の残燃料Ｖｆを算出することができる。

【数６】Ｖｆ＝Ｖａ−Ｖｃ・（１＋Ｅｔ／Ｅｃ）

【００５７】次に上記構成の作用について説明する。図
７はＣＰＵ３０の動作において本発明に関連する動作を
示すフローチャートである。この図７において、ＣＰＵ
３０の残量演算部３９は、エンジンを始動するためにイ
グニッションスイッチがオンされたときは、まず、上述
した音響効果による残量計測を行う（Ａ１）。つまり、
圧力センサ２３からのセンサ出力をセンサアンプ回路３
３を通じて取込み、センサアンプ回路３３からの出力と
スピーカ出力信号とを同期検波器３７により同期検波
し、その同期検波出力信号をローパスフィルタ３８によ
り直流成分抽出処理を行う。

【００５８】ここで、残量演算部３９は、ローパスフィ
ルタ３８により抽出された直流成分を上記数式６に代入
することにより、燃料タンク１１内の残燃料を求める。
続いて、ＣＰＵ３０の車速検出部３４は、エンジンＥＣ
Ｕ１５からの車速信号に基づいて車両の速度を検出する
（Ａ２）。

【００５９】一方、ＣＰＵ３０の消費量演算部４１は、
噴射量検出部４０が検出した燃料噴射量を積算すること
により燃料消費量を計測する（Ａ３）。つまり、燃料消
費量に応じてエンジンＥＣＵ１５からの燃料噴射量信号
のパルスのデューティ比が変化するので、噴射量検出部
４０は燃料噴射量信号のパルスデューティ比に基づいて
燃料噴射量を検出し、それに基づいて消費量演算部４１
は燃料消費量を計測することができる。

【００６０】そして、ＣＰＵ３０の残量判定部４２は、
残量演算部３９、消費量演算部４１、車速検出部３４か
らの信号に基づいて燃料タンク１１内の残燃料を判定す
る（Ａ４）。

【００６１】図８は残量判定部４２の動作を示すフロー
チャートである。この図８において、残量判定部４２
は、車両が停車か否かによって演算式を切換えるように
なっている。

【００６２】即ち、残量判定部４２は、車速検出部３４
が検出した車両の速度に基づいて車両が停車したか否か
を判定し、車両が停車していると判断したときは（Ｂ
１：ＹＥＳ）、容積測定装置１２の演算精度は高いと判
断し、残量演算部３９が求めた残燃料計測値Ｖｆを残燃
料Ｖｇとする（Ｂ２）。これに対して、車両が移動して
いると判断したときは（Ｂ１：ＮＯ）、容積測定装置１
２の演算精度は低いと判断し、前回演算時の残燃料Ｖｇ
から消費量演算部４１が求めた燃料消費量Ｖτを減算し
た値を残燃料Ｖｇとする（Ｂ３）。

【００６３】ところで、上述のようにして求めた残燃料
Ｖｇは検出誤差を有することは避けられないことから、
演算により求めた残燃料Ｖｇをそのまま表示したので
は、エンジンの駆動状態で燃料を消費しているにもかか
わらず表示値が大きくなることがあり、使用者に違和感
を与え、製品の信頼性が低下することになる。

【００６４】この場合、エンジンの駆動状態では必ず燃
料が消費されていることから、表示を更新する際は、更
新した表示値を現在の表示値から低下させる必要がある
と共に、低下した表示値を上述のように求めた残燃料Ｖ
ｇに近付ける必要がある。

【００６５】そこで、ＣＰＵ３０の残量補正部４３は、
表示値Ｄｌと残燃料Ｖｇとの大小関係にかかわらず現在
の表示値から消費量演算部４１が求めた燃料消費量を減
算した値を表示することを基本とすると共に、表示値Ｄ
ｌと演算で求めた残燃料Ｖｇとの大小関係によって以下
のように補正するようにした。

【００６６】即ち、残量補正部４３の動作を示す図９に
おいて、Ｄｌ＞Ｖｇのときは（Ｃ１：ＹＥＳ）、表示値
Ｄｌを残燃料Ｖｇに近付けるには、表示値を大きく低下
させる必要があると判断し、Ｄｌ＝Ｄｌ−Ｖτ×（１＋
α）（但し、α＜１）より表示値Ｄｌを燃料噴射量Ｖτ
よりも多めに減算した値を表示値Ｄｌとする（Ｃ２）。
また、Ｄｌ＜Ｖｇのときは（Ｃ３：ＹＥＳ）、表示値Ｄ
ｌを残燃料Ｖｇに近付けるには、表示値を小さく低下さ
せる必要があると判断し、Ｄｌ＝Ｄｌ−Ｖτ×（１−
α）により燃料噴射量Ｖτよりも少なめに減算した値を
表示値Ｄｌとする（Ｃ４）。さらに、Ｄｌ＝Ｖｇのとき
は（Ｃ３：ＮＯ）、Ｄｌ＝Ｄｌ−Ｖτにより現在の表示
値から燃料噴射量Ｖτを減算した値をそのまま表示値Ｄ
ｌとする（Ｃ５）。そして、図７において、ＣＰＵ３０
の残量表示部４４は、上述のようにして残量補正部４３
が補正した残燃料を表示器に表示する（Ａ６）。

【００６７】ここで、ＣＰＵ３０は、イグニッションス
イッチがオフされたときは（Ａ７：ＮＯ）、イグニッシ
ョンオフモードを実行する（Ａ８）。つまり、容積測定
装置１２は、原理的に車両の振動或いは騒音の影響によ
り計測誤差を生じることから、車両の振動・騒音の影響
が小さい車両停止時、特にエンジンが停止したイグニッ
ションのオフの状態が測定の最良条件となる。

【００６８】しかしながら、容積測定装置１２は、スピ
ーカ２２を駆動すると共に切替バルブを２４オンオフす
ることにより容積測定を行うことから、消費電力が極め
て大きい。このため、イグニッションがオフしてから計
測を継続することはバッテリの消耗を招来することか
ら、実施することは困難である。

【００６９】また、燃料タンク１１に燃料を給油する際
は、給油後の残燃料を正確に計測するためには、給油終
了直後のイグニッションオフ状態で計測するのが望まし
いものの、イグニッションがオフしてから比較的長時間
を要する給油終了まで容積測定装置１２の作動を継続さ
せることは前述の理由から困難である。

【００７０】そこで、本実施例では、イグニッションオ
フモードを実行することによりバッテリの電力消費を抑
制しながら残燃料の測定を確実に実行できると共に、給
油により増加した残燃料を確実に測定するようにした。

【００７１】図１０はイグニッションオフモードの動作
を示すフローチャートである。この図１０において、Ｃ
ＰＵ３０は、イグニッションオフ後ΔＴ１（例えば３０
秒）が経過するまでは計測モードを実行し（Ｄ１，Ｄ
２）（図１２参照）、ΔＴ１が経過したときは（Ｄ２：
ＹＥＳ）、給油検知モードを実行する（Ｄ３）。

【００７２】この場合、容積測定装置１２は、給油検知
モードを実行するときは図１１に示すように演算処理回
路２７のみを動作させる。これにより、バッテリの電力
消費を抑制することができる。

【００７３】ＣＰＵ３０の開閉検出部４６は、給油検知
モードに移行してから、フィラキャップ開閉信号に基づ
いて給油が開始したか否かをを判断する（Ｄ４）。この
とき、給油検知モードに移行してからΔＴ２（例えば３
分）が経過するにしても、給油が開始されなかったとき
は（Ｄ７：ＹＥＳ）（図１２参照）、給油のためにエン
ジンが停止されたのではないと判断し、図示しないメイ
ンリレーをオフすることによりシステムの電源をオフす
る（Ｄ８）。これにより、バッテリの電力消費を防止す
ることができる。

【００７４】一方、給油検知モードに移行してから、Δ
Ｔ２が経過するまでに給油が行われたことを検出したと
きは（Ｄ４：ＹＥＳ）（図１３参照）、通常の計測モー
ドに移行し（Ｄ５）、給油の終了を検出したところでシ
ステムの電源をオフする（Ｄ８）。これにより、容積測
定装置１２により給油による増加した残燃料を求めて表
示することができる。

【００７５】尚、フィラキャップの開放状態で音響効果
による測定を行うことが可能である理由は、フイラキャ
ップを開放した状態であっても、スピーカの出力周波数
を所定周波数以上に高くすると、フィラパイプを通じた
空気の流動がなくなり、燃料タンク１１内にフィラキャ
ップを閉鎖した状態と同等の圧力変動を生じるようにな
るからである。

【００７６】上記構成のものによれば、容積測定装置１
２により燃料タンク１１内の残燃料を演算する際に、車
両が走行しているときは容積測定装置１２の計測精度が
低いと判断し、燃料噴射制御装置による燃料噴射消費量
に基づいて残燃料を演算するようにしたので、車両が走
行している場合であっても演算精度を高めて燃料タンク
１１内の残燃料を精度良く測定して表示することができ
る。

【００７７】この場合、エンジンの駆動状態で演算によ
り求めた残燃料を表示する際は、表示値を現在の表示値
から燃料噴射消費量だけ減算した値を表示することを基
本すると共に、表示値と演算により求めた残燃料の大小
関係に基づいて表示値を演算により求めた残燃料に近い
値となるように補正するようにしたので、エンジンの駆
動状態で表示値が増加することがなくなり、使用者が違
和感を感じることを抱くことを防止することができる。

【００７８】また、イグニッションスイッチがオフした
ときはシステムの電力消費量を低減する給油検知モード
に移行することによりバッテリの電力消費を抑制すると
共に、給油検知モードの開始から所定時間内に給油がな
いときは、システムの電源をオフし、イグニッションス
イッチがオフしてから所定時間内に給油があったとき
は、容積測定装置１２により給油により増加した残燃料
を測定を終了してからシステムの電源をオフするように
したので、給油により増加した残燃料を精度良く求める
ことができると共に、イグニッションオフ状態での無駄
な測定を回避してバッテリが消耗してしまうことを防止
することができる。

【００７９】さらに、容積測定装置１２のスピーカ２２
及び圧力センサ２３並びにリーク孔２６の配置を工夫す
ることにより、燃料タンク１１が傾斜したり、振動した
りして、燃料タンク１１内の燃料が基準容器２１に液か
ぶりしたときであっても、燃料がフランジ２５の構成部
品取付部２５ｂの一方のタンク上部壁面と基準容器２１
の壁面の隙間からしか侵入できないようにしたので、ス
ピーカ２２、圧力センサ２３、リーク孔２６に燃料がか
ぶりにくく、測定精度が低下してしまうことを防止でき
る。

【００８０】さらに、特に液かぶりの影響に敏感な圧力
センサ２３を燃料の侵入がより少ない上部に設置するよ
うにしたので、液かぶりの影響を一層低減することがで
きる。また、リーク孔２６は、燃料の侵入経路と離れた
位置に開口させるようにしたので、基準容器２１内に燃
料が侵入することを防止することができる。従って、燃
料タンク１１内の燃料が多い場合であっても、正確な燃
料の容積計測が可能となる。

【００８１】図１４及び図１５は本発明の第２実施例を
示しており、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。この第２実施例は、車速信号を利用
することなく演算精度を高めることを特徴とする。

【００８２】全体のシステム構成を示す図１４におい
て、残燃料判定手段１８は、車速を検出することなく、
残燃料演算手段１３が求めた値を残燃料とするか、燃料
噴射量演算手段１６が求めた燃料消費量に基づいて求め
た値を残燃料とするかを判定するようになっている。

【００８３】図１５は残燃料判定手段１８（第１実施例
の残量判定部４２に相当）の動作を示すフローチャート
である。この図１５において、残燃料判定手段１８は、
残燃料演算手段１３（第１実施例の消費量演算部４１に
相当）が演算した残燃料データのばらつきを測定し、残
燃料を特定するための演算式を切換えるようにしてい
る。

【００８４】即ち、残燃料演算手段１３が演算した結果
（一定時間内の計測結果）について標準偏差σｖを演算
する（Ｅ１）。そして、σｖを予め設定している値σ０
と比較し、σｖ＜σ０のとき（Ｅ２：ＹＥＳ）、つまり
標準偏差のばらつきが小さいときは容積測定装置１２に
よる測定精度は高いと判断し、残燃料Ｖｇを容積測定装
置による測定値Ｖｆとする（Ｅ３）。また、σｖ≧σ０
のとき（Ｅ２：ＮＯ）、つまり標準偏差のばらつきが大
きいときは容積測定装置１２による測定精度は低いと判
断し、残燃料Ｖｇから燃料消費量Ｖτを減算した値を残
燃料Ｖｇとする（Ｅ４）。

【００８５】この第２実施例によれば、圧力センサ２３
からの信号に基づいて容積測定装置１２による測定の信
頼性が低下したと判断したときに、燃料消費量演算手段
１６が検出した燃料消費量に基づいた値を残燃料とする
ようにしたので、車両の停車時で例えば乗降時の騒音に
より容積測定装置１２の測定精度が低下するような場合
であっても、残燃料を正確に測定して表示することがで
きる。

【００８６】図１６乃至図２０は本発明の第３実施例を
示すもので、給油の開始、終了を圧力センサ２３からの
圧力信号に基づいて判断することを特徴とする。電気的
構成を示す図１６において、第１実施例に設けられてい
たフィラキャップ開閉信号を検出する開閉検出部４６が
省略されている。この場合、容積測定装置１２の動作は
第１実施例と同一であるが、図１７に示すように給油検
知モードにおいては演算処理回路２７に加えて圧力セン
サ２３を動作させるようになっている。

【００８７】つまり、給油時には給油ガソリンの挿入音
やガソリンの流入音などの騒音が発生して燃料タンク１
１内の騒音レベルが上昇するので、これを利用して給油
を判別する。具体的には、給油検知モードでは、圧力セ
ンサ２３により燃料タンク１１内の騒音をモニタしなが
ら、その騒音レベルが一定レベルを上回ったときに給油
が開始されたと判断して計測モードに移行する。

【００８８】また、給油終了の判定は、図１８に示すよ
うに演算値の時間変化が一定時間（ΔＴ）内で一定値
（ΔＬ）内に収まったことをＣＰＵ３０が識別すること
により判定する。

【００８９】ところで、ガソリンスタンドでは、燃料タ
ンク１１に燃料を補給する際に、フィラパイプに給油ノ
ズルを差込んだ状態で自動補給することが一般的に行わ
れている。この場合、自動補給が終了したときに燃料が
満杯状態となっていないときは、店員が給油ノズルを手
動で操作して燃料タンク１１に燃料が満杯となるまで補
給するようにしている。このため、本実施例のように圧
力センサ２３により給油を検知する場合は、給油が終了
したと判断した後に、再び給油が行われることになる。

【００９０】そこで、本実施例では、イグニッションオ
フモードを示す図１９において、給油が終了したと判断
した後にΔＴ２が経過したときは（Ｆ７：ＹＥＳ）、計
測モードから給油検知モードに移行し（Ｆ３）、給油が
再び行われるかを監視する（Ｆ４）。このとき、給油検
知モード状態で給油が行われることなくΔＴ２が経過し
たときは（Ｆ８：ＹＥＳ）、システムの電源をオフする
（Ｆ９）（図２０参照）。また、給油検知モード状態で
給油を検知したときは（Ｆ４：ＹＥＳ）、再び計測モー
ドに移行して燃料タンク１１内の残燃料を測定する。

【００９１】この第３実施例によれば、車両が停止した
かを判断する必要がないので、全体構成を簡単化するこ
とができると共に、ガソリンスタンドで間欠的に給油さ
れた場合であっても、残燃料の測定を正確に行うことが
できる。

【００９２】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。図２１
に示すように、スピーカ２１及び圧力センサ２３を、フ
ランジ２５の構成部品取付部２５ｂに水平に並べると共
に、基準容器２１を、フランジ２５の蓋部２５ａまで延
長し、さらに導通孔４７を開けて圧力変動を燃料タンク
１１内に伝えるように構成してもよい。

【００９３】図２２に示すように、スピーカ２１及び圧
力センサ２３をフランジ２５の構成部品取付部２５ｂに
中央を上部に傾斜して並べると共に、図２１と同様に、
基準容器２１を、フランジ２５の蓋部２５ａまで延長
し、導通孔４７を開けて燃料タンク１１内に伝えるよう
に構成してもよい。

【００９４】被測定室としては、燃料タンクに限らず、
種々の容器内の液体の容積を測定することができる。容
積変化手段として、基準室及び被測定室に連通するシリ
ンダを設け、そのシリンダ内をピストンを往復駆動させ
るようにしてもよい。

【００９５】切替バルブとしては、モータ或いはバイメ
タルの作動を利用するようにしてもよい。圧力センサと
して、マイクロフォンを用いるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における全体のシステム構
成を示す概略図

【図２】容積測定装置の電気的構成を示すブロック図

【図３】容積測定装置の構造を示す縦断面図

【図４】バックチャンバ容器及び電磁バルブの構成を示
す模式図

【図５】位相検波器の構成を示すブロック図

【図６】位相検波器の動作を示す波形図

【図７】ＣＰＵのメイン動作を示すフローチャート

【図８】ＣＰＵの残量判定動作を示すフローチャート

【図９】ＣＰＵの表示補正動作を示すフローチャート

【図１０】ＣＰＵのイグニッションオフモード動作を示
すフローチャート

【図１１】各モードにおける構成部品の通電状態を示す
図

【図１２】給油検知モードで給油が行われなかった場合
の動作を示すタイミングチャート

【図１３】給油検知モードで給油が行われた場合の動作
を示すタイミングチャート

【図１４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図１５】図８相当図

【図１６】本発明の第３実施例を示す図２相当図

【図１７】図１１相当図

【図１８】給油終了による測定値の変化を示す図

【図１９】図１０相当図

【図２０】図１２相当図

【図２１】その他の実施例を示す図３相当図

【図２２】その他の実施例を示す図３相当図

【図２３】従来例を示す図３相当図

【符号の説明】

１１は燃料タンク（被測定室）、１２は容積測定装置、
２１は基準容器（基準室）、２２はスピーカ（容積変化
手段）、２３は圧力センサ、２７は演算処理回路、３０
はＣＰＵ（演算手段、液体消費量演算手段、給油検知手
段、給電停止手段）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 義之 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定室及び基準室に容積変化を付与す
   る容積変化手段と、 前記被測定室及び基準室の圧力を検出する圧力センサ
   と、 前記容積変化手段の動作状態で前記圧力センサから出力
   される圧力信号に基づいて前記被測定室内の気体の容積
   を求め、その容積に基づいて前記被測定室内の液体量を
   求める演算手段と、 前記被測定室内から外部に流出した液体消費量を求める
   液体消費量演算手段とを備え、 前記演算手段は、前記圧力センサからの圧力信号に基づ
   き演算された前記被測定室内の液体検出精度が低下した
   と判断したときは、前回の演算値及び前記液体消費量演
   算手段が検出した液体消費量に基づいて前記被測定室内
   の液体量を演算することを特徴とする液体量測定装置。
2. 【請求項２】 前記被測定室は車両用燃料タンクであ
   り、 前記液体消費量演算手段は燃料噴射制御装置による消費
   燃料を求め、 前記演算手段は、前記燃料タンク内の残燃料を演算して
   表示することを特徴とする請求項１記載の車両用残燃料
   測定装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、車両が走行していると
   きは計測精度が低下したと判断することを特徴とする請
   求項２記載の車両用残燃料測定装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、演算した残燃料のばら
   つきが大きいと判断したときは計測精度が低下したと判
   断することを特徴とする請求項２記載の車両用残燃料測
   定装置。
5. 【請求項５】 前記演算手段は、前記燃料噴射制御装置
   の動作状態で前記燃料タンク内の残燃料を表示するとき
   は、現在の表示値から前記液体消費量演算手段が検出し
   た燃料消費量を減算することを基本とすると共に、今回
   演算した残燃料に表示値が近付くように現在の表示値と
   今回演算した残燃料との大小関係に基づいて減算する燃
   料消費量を補正することを特徴とする請求項２乃至４の
   何れかに記載の車両用残燃料測定装置。
6. 【請求項６】 前記燃料タンクに燃料が給油されている
   ことを検出する給油検出手段と、 エンジンが停止したときは前記給油検出手段のみに通電
   する給油検知モードを実行すると共に、その給油検知モ
   ードの開始から所定時間内に前記給油検出手段が給油を
   検出しなかったときはバッテリからの給電状態を停止す
   ると共に、給油検知モードの開始から所定時間内に前記
   給油検出手段が給油を検出したときは給油により変化し
   た残燃料の測定が終了するまで前記演算手段を動作させ
   てからバッテリの給電状態を停止する給電停止手段とを
   備えたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載
   の車両用残燃料測定装置。
7. 【請求項７】 前記基準室は前記燃料タンク内の上部に
   配置され、 前記容積変化手段は、前記基準室の上部を通じて前記燃
   料タンクに連通するように設けられ、 前記圧力センサは、前記基準室の上部を通じて前記燃料
   タンクに連通するように設けられていることを特徴とす
   る請求項２乃至６の何れかに記載の車両用残燃料測定装
   置。