JPH11160131A - ガス燃料車輌の燃料残量表示装置 - Google Patents
ガス燃料車輌の燃料残量表示装置Info
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Abstract
際の燃料の残量を運転者に対して表示・警告することが
できるガス燃料車輌の燃料残量表示装置を提供する。 【解決手段】 燃料タンク内の燃料温度TF0と燃料圧力P
F0とから残燃料量MREALを算出し (ステップS103〜S105)
、燃料温度TF0から例えばタンク保護のために燃料タン
ク内に残す必要がある必要残燃料量MRETPを算出する。
算出されたMREAL値とMRETP値とに応じて燃料タンク内の
実際に使用可能な燃料の残量MREALRを算出し (ステップ
S106〜S109) 、該算出値に対応する燃料残量出力値FMOD
Aを燃料計に出力して燃料残量の表示を行う。
Description
料タンク内の燃料の残量を表示又は警告する燃料残量表
示装置に関する。
して使用するガス燃料車輌の燃料残量表示装置として
は、燃料タンク内の燃料圧力と燃料温度とを検出し、こ
れらの検出値に応じて燃料タンク内の残燃料量を算出し
て表示するようにした燃料残量表示装置が例えば特開平
7−189731号公報により公知である。
燃料タンクを高分子樹脂材料で構成することが行われて
おり、このような高分子樹脂材料の燃料タンクでは、圧
縮天然ガス等のガス燃料を充填する際の燃料の断熱膨張
によって燃料タンク内の温度が著しく低下して、燃料タ
ンクの最内層に設けられる高分子樹脂材料から成るライ
ナが脆弱化し耐久性が低下すると云う問題があった。こ
のため、外気温が低く燃料タンク内の燃料が低温となる
ような場合には、タンク内圧力を余り低下させないよう
に燃料を燃料タンク内にある程度使用することなく残す
ようにした内燃エンジンの燃料供給装置が提案されてい
る。
燃料タンク内の全ての残燃料量を算出して燃料残量とし
て表示するようにしていたので、上述したように燃料タ
ンク保護のためにタンク内にある程度の燃料を使用する
ことなく残す必要がある場合には、上記従来の燃料残量
表示装置では、運転者が燃料タンク内の使用可能な実際
の燃料残量を直接知ることはできなかった。
ては、算出された燃料タンク内の全ての残燃料量が一定
量以下になった時に警告を発するようにしていたので、
上述したように燃料タンク保護のためにタンク内にある
程度の燃料を残す必要がある場合には、使用可能な実際
の燃料の残量に応じて適時に警告を発することが困難で
あった。
されたもので、ガス燃料車輌の燃料タンク内の使用可能
な実際の燃料の残量を運転者に対して表示・警告するこ
とができるガス燃料車輌の燃料残量表示装置を提供する
ことを目的とする。
に、請求項1記載の発明は、車輌に取り付けられ燃料が
充填される燃料タンクと、該燃料タンク内の燃料の温度
を検出する燃料温度検出手段と、前記燃料タンク内の燃
料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、前記燃料タン
ク内に残す必要のある必要燃料残圧を設定する必要燃料
残圧設定手段と、前記燃料の温度、前記燃料の圧力及び
前記必要燃料残圧に応じて使用可能な前記燃料タンク内
の燃料の残量を表示又は警告する燃料残量表示手段とを
備えたことを特徴とする。
温度及び圧力が検出され、燃料タンク内に残す必要のあ
る必要燃料残圧が設定され、燃料の温度、燃料の圧力及
び必要燃料残圧に応じて使用可能な燃料タンク内の燃料
の残量が表示又は警告されるので、ガス燃料車輌の燃料
タンク内の燃料の残量に関して正確な情報を運転者に与
えることができる。
量表示手段は、前記燃料の温度と前記燃料の圧力とに応
じて前記燃料タンク内の残燃料量を算出し、前記必要燃
料残圧に応じて前記燃料タンク内に残す必要のある必要
残燃料量を算出し、前記残燃料量と前記必要残燃料量と
の差分を前記使用可能な前記燃料タンク内の燃料の残量
として表示又は警告することを特徴とする。
温度と燃料の圧力とに応じて燃料タンク内の残燃料量が
算出されると共に、必要燃料残圧に応じて燃料タンク内
に残す必要のある必要残燃料量が算出され、これら算出
された残燃料量と必要残燃料量との差分が使用可能な燃
料タンク内の燃料の残量として表示又は警告されるの
で、ガス燃料車輌の燃料タンク内の燃料の残量に関して
正確な情報を運転者に与えることができると云う効果を
より確実に達成できる。
を参照して説明する。
燃料車輌の燃料残量表示装置を組み込んだ内燃エンジン
及び燃料供給制御装置の概略構成を示すブロック図であ
る。本装置は、例えば4気筒の内燃エンジン18で天然
ガスを燃焼させることにより動力を得る自動車に用いら
れる。
ス(CNG)等の圧縮可能な主として気体状の燃料(以
下単に「燃料」という)を高圧状態で保持できるように
構成されている。燃料タンク1には、高圧(例えば25
0kgf/cm2(24.5Mpa))の天然ガスを外
部から注入するための高圧燃料充填通路26、燃料タン
ク1内の高圧燃料を供給するための高圧燃料供給路9、
及びワンウェイタイプのタンクリリーフバルブ2が接続
されている。高圧燃料充填通路26及び高圧燃料供給路
9には、燃料タンク1内の高圧燃料の流出、流入を遮断
するための手動ロック弁4a、4bがそれぞれ設けられ
ている。
返し使用できるように構成されており、高圧燃料の充填
の際には、手動ロック弁4aを開弁し、不図示の充填装
置から高圧燃料充填通路26を通じて高圧燃料が充填さ
れる。燃料タンク1内の圧力が規定値以上になった場合
は、安全弁としてのタンクリリーフバルブ2が開弁さ
れ、燃料が外部へ放出される。
付け口には、インタンクソレノイドバルブ3が設けられ
ている。インタンクソレノイドバルブ3は、エンジン制
御用コントロールユニット(以下「ECU」という)2
2に電気的に接続されており、ECU22からの信号に
よりその開閉が制御され、これにより、燃料タンク1内
の高圧燃料の高圧燃料供給路9への供給、遮断が制御さ
れる。
サ11が設けられており、タンク温度センサ11は燃料
タンク1内の温度を検出し、その検出信号をECU22
に供給する。
タ10に接続され、燃料タンク1から排出された高圧燃
料をプレッシャレギュレータ10まで導く。高圧燃料供
給路9の途中には、高圧燃料温度センサ5、高圧燃料圧
力センサ6、手動遮断弁7及びろ過器8が設けられてい
る。高圧燃料温度センサ5は、高圧燃料供給路9内の高
圧燃料の温度(以下「燃料温度TF0」という)を検出
し、その検出信号をECU22に供給する。高圧燃料圧
力センサ6は、高圧燃料供給路9内の高圧燃料の圧力
(以下「燃料圧力PF0」という)を検出し、その検出
信号をECU22に供給する。高圧燃料の供給は、手動
遮断弁7を手動操作することによっても遮断できる。ろ
過器8は、供給される高圧燃料をろ過する。
圧力調節器であり、燃料の圧力が燃料噴射するのに適当
な一定の所定圧力(例えば0.25Mpa)となるよう
に高圧燃料を減圧する。プレッシャレギュレータ10に
設けられたリリーフバルブ12は、減圧後の燃料圧が規
定値を超えないように燃料を外部に放出するための安全
弁である。プレッシャレギュレータ10には、噴射燃料
供給路15を介して燃料噴射弁16が接続されており、
プレッシャレギュレータ10により上記所定圧力まで減
圧された燃料は、供給燃料として燃料噴射弁16に供給
される。
温度センサ13及び噴射燃料圧力センサ14が設けられ
ている。噴射燃料温度センサ13は、噴射燃料供給路1
5内の供給燃料の温度を検出し、その検出信号をECU
22に供給する。噴射燃料圧力センサ14は、噴射燃料
供給路15内の供給燃料の圧力を検出し、その検出信号
をECU22に供給する。
内燃エンジン18の少し上流側に、各気筒毎に設けられ
ると共に、ECU22に電気的に接続されており、EC
U22からの信号により、燃料噴射弁16の開弁時間が
制御される。吸気通路17における燃料噴射弁16より
上流側には、吸気温度センサ19が設けられている。吸
気温度センサ19は、吸気通路17内の吸気温度(以下
「吸気温度TA」という)を検出し、その検出信号をE
CU22に供給する。
えばタンク収納室、フロントバンパ)に取り付けられ、
外気温度(以下「外気温度TA0」という)を検出し、
その検出信号をECU22に供給する。ECU22に
は、さらに燃料タンク1内の燃料残量を表示する燃料計
20、ドライバに各種の警告を与える警告灯21が接続
されている。
るタンクの耐久性低下を防止するために、燃料タンク1
から内燃エンジン18への高圧燃料の供給に一定の制限
を課すと共に、警告灯21により燃料残量に関して必要
な警告を行う。
らの入力信号波形を成形して電圧レベルを所定レベルに
修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換すると
共に不図示のメモリに格納する等の機能を有する入力回
路と、中央演算処理回路(以下「CPU」という)と、
該CPUが実行する演算プログラムや該CPUによる演
算結果等を記憶する記憶回路と、インタンクソレノイド
バルブ3や燃料噴射弁16に駆動信号を供給する出力回
路とを備えている。
保護層23、中間層がシェル24、内部層がライナ25
で構成され、多重構造となっている。各層は、燃料タン
ク1の軽量化、耐腐食化等のため非金属材料で作られる
が、強度、流体非透過性等を保つべく、適当な材料が選
定されている。例えば、ドーム保護層23には、耐衝撃
性を維持するために繊維強化樹脂(G−FRP)が採用
されており、シェル24には、強度保持のためにカーボ
ンファイバコンポジットが採用されており、ライナ25
には、天然ガス等の流体の透過を阻止するために高密度
ポリエチレンが採用されている。
形態のガス燃料車輌の燃料残量表示装置の動作を説明す
る。
な燃料の残量を燃料計20により表示する燃料残量表示
処理を示すフローチャートである。この燃料残量表示処
理においては、燃料温度TF0と燃料圧力PF0とから
燃料タンク1内の残燃料量を算出し、該残燃料量とタン
ク保護のために燃料タンク1内に残すべき必要残燃料量
とに応じて燃料タンク1内の実際に使用可能な燃料の残
量を燃料計20により表示する。以下、フローチャート
に基づいて本燃料残量表示処理を説明する。
料温度センサ5または高圧燃料圧力センサ6のいずれか
に故障があることを「1」で示す故障検知フラグFFM
WARNが「1」に設定されているか否かを判別する。
この故障検知フラグFFMWARNは後述する燃料残量
警告制御処理において設定される。ここで、フラグFF
MWARNが「1」ではない場合には、高圧燃料温度セ
ンサ5または高圧燃料圧力センサ6のいずれにも故障が
ないものとして、ステップS102に進み、TF0値を
線形化した値である燃料温度リニアライズ値TF0Kを
求める。この燃料温度リニアライズ値TF0Kは、TF
0K値をTF0値と対応づけたTF0Kテーブル(不図
示)をECU22内に予め設けて、該TF0Kテーブル
からTF0値に応じたTF0K値を検索することにより
求められる。
ク1内の残燃料量MIDEALを下記式(1)に基づい
て算出する。この式(1)は燃料タンク1内の燃料を理
想気体と仮定して燃料圧力PF0と燃料温度TF0とか
ら燃料タンク1内の残燃料のモル数を求める式である。
残燃料量MIDEALを燃料が実在気体であることを考
慮して補正するための変換係数KVDWFを求める。こ
の変換係数KVDWFは、ECU22内に予め設けた、
KVDWF値を燃料圧力PF0及び燃料温度TF0と対
応づけたKVDWFマップ(不図示)からPF0値及び
TF0値に応じてKVDWF値を検索することにより求
められる。
としての残燃料量MIDEALに変換係数KVDWFを
乗算することによって、実在気体としての残燃料量MR
EALRを算出する。
護のために燃料タンク1内に残すべき必要残燃料量MI
DTPを求める。即ち、図2に示した高分子樹脂材料の
多重構造から成る燃料タンク1は、高圧燃料充填時の温
度降下によるライナ25の耐久性低下を防止するため
に、燃料タンク1内に燃料温度TF0に応じた所定量の
燃料(タンク内圧)を残す必要がある。このため、後述
する残圧制御処理において上記所定量に応じた必要燃料
残圧PF0TPLを設定し(図7を参照して後述す
る)、該設定された必要燃料残圧PF0TPLと燃料温
度リニアライズ値TF0Kとから、下記式(2)に基づ
いて、燃料タンク1内に残すべき必要残燃料量MIDT
Pを算出する。この式(2)は燃料を理想気体と仮定し
て必要燃料残圧PF0TPLと燃料温度リニアライズ値
TF0Kとから燃料タンク1内に残す必要がある燃料の
モル数MIDTP値を求める式である。
TF0K値及び上記設定されたPF0TPL値に応じて
必要残燃料量算出のための変換係数KVDWFTPを検
索し、ステップS108に進む。該ステップS108で
は、理想気体としての必要残燃料量MIDTPに必要残
燃料量算出のための変換係数KVDWFTPを乗算し
て、実在気体としての必要残燃料量MRETPを求め
る。
ての残燃料量MREALから実在気体としての必要残燃
料量MRETPを減算して、燃料タンク1内の使用可能
な実燃料残量MREALRを求める。次に、ステップS
110で、この実燃料残量MREALRに応じた燃料残
量出力値FMODAを求める。この燃料残量出力値FM
ODAは、ECU22内に予め設けられた、FMODA
値をMREALR値と対応づけたFMODAテーブル
(図6参照)からMREALR値に応じたFMODA値
を検索することにより求められる。
た燃料残量出力値FMODAを燃料計20に出力し、処
理を終了する。また、上記ステップS101で故障検知
フラグFFMWARNが「1」であり、いずれかのセン
サ5,6に異常が認められる場合には、実燃料残量MR
EALRを「0」に設定し(ステップS102)、処理
を終了する。
使用可能な燃料残量に関して警告を行う燃料残量警告制
御処理を説明する。図4は燃料残量警告制御処理を示す
フローチャートであり、この処理は、実燃料残量MRE
ALRが所定量FWLTH以下になったとき、又は高圧
燃料温度センサ5または高圧燃料圧力センサ6のいずれ
かに故障があるときに警告灯21を点灯又は点滅させる
ことによって運転者に警告を発するものである。以下、
フローチャートに基づいて本燃料残量警告制御処理を説
明する。
ンのスタータスイッチがオンか否かを判別する。ここ
で、スタータスイッチがオンでなければ、ステップS2
02に進み、更にエンストが発生しているか否かを判別
する。ここで、エンストが発生していなければ、ステッ
プS203に進み、タイマtmWLを「0」にセットし
た後、ステップS204に進む。このタイマtmWL
は、エンストが発生してから所定時間に亘って警告灯2
1を点灯させるためのダウンカウントタイマであり、図
示しないイグニッションスイッチのオンにより所定時間
tmwlにセットされスタートされる。
イッチがオンであれば、ステップS203に進み、タイ
マtmWLを「0」にセットした後、ステップS204
に進む。また、上記ステップS202でエンストが発生
していれば、直接ステップS204に進む。
「0」か否かを判別する。ここで、タイマtwWLが
「0」である場合、即ちエンストが発生していないか又
はエンストが発生してから所定時間tmwlが経過した
場合は後述するステップS207〜S210の各種判別
処理により警告灯21を点灯・点滅させるか否かを判断
する。また、タイマtwWLが「0」ではない場合、即
ちスタータスイッチがオンではなく且つエンストが発生
してから所定時間tmwlが経過していない場合はステ
ップS212に進み、警告灯21を点灯させた後、処理
を終了する。
サ6の異常検出処理(不図示)にて該センサ6の異常が
検出されたか否かを判別する。ここで、高圧燃料圧力セ
ンサ6に異常がなければ、ステップS208に進み、更
に高圧燃料温度センサ5の異常検出処理(不図示)にて
該センサ5の異常が検出されたか否かを判別する。
に異常がなければ、ステップS209に進み、故障検知
フラグFFMWARNを「0」にセットした後、ステッ
プS210に進み、上述した実燃料残量MREALRが
所定の燃料量FWLTH(例えば、100kmの走行が
可能な標準燃料量)よりも多いか否かを判別する。ここ
で、MREALR>FWLTHであれば警告を発する必
要がないので、ステップS211に進み、警告灯21を
消灯させ、処理を終了する一方、MREALR≦FWL
THであれば警告を発するために、ステップS212に
進み、警告灯21を点灯させ、処理を終了する。
各判別処理において、いずれかのセンサ5,6に異常が
検知されたときには、ステップS213に進み、故障検
知フラグFFMWARNを「1」にセットした後、ステ
ップS214に進み、警告灯21を点滅させ、処理を終
了する。
明する。この残圧制御処理は、燃料充填時の温度降下に
よるタンクの耐久性低下を防止するために、燃料温度T
F0に応じて燃料タンク1から内燃エンジン18への燃
料の供給に一定の制限を課すための処理である。具体的
には、燃料温度TF0に応じて燃料タンク1内に残すべ
き必要燃料残圧PF0TPLを設定し、燃料圧力PF0
がPF0TPL値を越えていれば燃料タンク1から内燃
エンジン18への燃料の供給を許可する一方、燃料圧力
PF0がPF0TPL値以下であれば燃料タンク1から
内燃エンジン18への燃料の供給を遮断するように制御
する。以下、フローチャートに基づいて残圧制御処理を
説明する。
料圧力センサ6の上記異常検出処理にて該センサ6の異
常が検出されたか否かを判別する。ここで、高圧燃料圧
力センサ6の異常が検出されていれば、ステップS30
7に進み、燃料遮断フラグFTPFCを「0」に設定
し、処理を終了する。この燃料遮断フラグFTPFCが
「1」であるとき、ECU22はインタンクソレノイド
バルブ3を閉じて、燃料タンク1から内燃エンジン18
への燃料の供給を遮断するように制御する。
サ6の異常が検出されていない場合は、ステップS30
2に進み、更に高圧燃料温度センサ5の上記異常検出処
理にて該センサ5の異常が検出されたか否かを判別す
る。ここで、高圧燃料温度センサ5の異常が検出されて
いれば、ステップS304に進み、必要燃料残圧PF0
TPLを所定の標準値PF0TPLHに設定した後、ス
テップS305に進む。
サ5の異常が検出されていなければ、ステップS303
に進み、高圧燃料温度センサ5により検出された燃料温
度TF0に応じた必要燃料残圧PF0TPLを求める。
具体的には、図7に示すように、PF0TPL値を燃料
温度TF0が低くなるにつれて大きくなるように設定さ
れたPF0TPLテーブルをECU22内に予め設け
て、該PF0TPLテーブルから燃料温度TF0に応じ
たPF0TPL値を検索する。
られた必要燃料残圧PF0TPLと燃料圧力PF0とを
比較する。ここで、PF0>PF0TPLであれば、タ
ンク保護に必要な燃料残圧があるものとして、ステップ
S306に進み、タイマtmPF0TPに所定時間TP
F0TP(例えば、0.1秒)をセットしてスタートさ
せた後、上記ステップS307に進む。また、ステップ
S305でPF0≦PF0TPLであれば、タンク保護
に必要な燃料残圧以下まで低下したものとして、ステッ
プS308に進み、タイマtmPF0TPが「0」であ
るか否かを判別する。ここで、tmPF0TP=0であ
れば、上記所定時間TPF0TPに亘ってPF0≦PF
0TPLの状態が継続しているものとして、ステップS
309に進み、フラグFTPFCを「1」に設定し、処
理を終了する。
車輌の燃料残量表示装置によれば、燃料温度センサ5に
より検出された燃料温度TF0と燃料圧力センサ6によ
り検出された燃料圧力PF0とに応じて燃料タンク1内
の残燃料量MREALが算出されると共に、燃料温度T
F0に応じてタンク保護のために燃料タンク1内に残す
べき必要残燃料量MRETPが算出され、これら算出さ
れたMREAL値とMRETP値との差分が燃料タンク
1内の使用可能な実燃料残量MREALRとして算出さ
れ、該算出値に応じて表示・警告が行われるので、運転
者はガス燃料車輌の燃料タンク内の燃料の残量に関して
正確な情報を得ることができる。
残圧PF0TPLを燃料温度TF0に応じて求めるよう
にしたが、外気温度TA0に応じて必要燃料残圧PF0
TPLを求めるようにしてもよい。この場合は、図6に
示すPF0TPLテーブルに代えて、PF0TPL値を
外気温度TA0と対応付けて設定した別のテーブルを予
めECU22内に設けて、該テーブルからTA0値に応
じた必要燃料残圧PF0TPLを検索すればよい。
表示装置によれば、燃料タンク内の燃料の温度及び圧力
が検出され、燃料タンク内に残す必要のある必要燃料残
圧が設定され、燃料の温度、燃料の圧力及び必要燃料残
圧に応じて使用可能な燃料タンク内の燃料の残量が表示
又は警告されるので、ガス燃料車輌の燃料タンク内の燃
料の残量に関して正確な情報を運転者に与えることがで
きる。
よれば、燃料タンク内の燃料の温度と燃料の圧力とに応
じて燃料タンク内の残燃料量が算出されると共に、必要
燃料残圧に応じて燃料タンク内に残す必要のある必要残
燃料量が算出され、これら算出された残燃料量と必要残
燃料量との差分が使用可能な燃料タンク内の燃料の残量
として表示又は警告されるので、ガス燃料車輌の燃料タ
ンク内の燃料の残量に関して正確な情報を運転者に与え
ることができると云う効果をより確実に達成できる。
料残量表示装置を組み込んだ内燃エンジン及び燃料供給
制御装置の概略構成を示すブロック図である。
る。
ある。
ALRとの関係を示すテーブル図である。
の関係を示すテーブル図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 車輌に取り付けられ燃料が充填される燃
料タンクと、該燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃
料温度検出手段と、前記燃料タンク内の燃料の圧力を検
出する燃料圧力検出手段と、前記燃料タンク内に残す必
要のある必要燃料残圧を設定する必要燃料残圧設定手段
と、前記燃料の温度、前記燃料の圧力及び前記必要燃料
残圧に応じて使用可能な前記燃料タンク内の燃料の残量
を表示又は警告する燃料残量表示手段とを備えたことを
特徴とするガス燃料車輌の燃料残量表示装置。 - 【請求項2】 前記燃料残量表示手段は、前記燃料の温
度と前記燃料の圧力とに応じて前記燃料タンク内の残燃
料量を算出し、前記必要燃料残圧に応じて前記燃料タン
ク内に残す必要のある必要残燃料量を算出し、前記残燃
料量と前記必要残燃料量との差分を前記使用可能な前記
燃料タンク内の燃料の残量として表示又は警告すること
を特徴とする請求項1記載のガス燃料車輌の燃料残量表
示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34084997A JP3393484B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | ガス燃料車輌の燃料残量表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP34084997A JP3393484B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | ガス燃料車輌の燃料残量表示装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11160131A true JPH11160131A (ja) | 1999-06-18 |
JP3393484B2 JP3393484B2 (ja) | 2003-04-07 |
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ID=18340882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34084997A Expired - Fee Related JP3393484B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | ガス燃料車輌の燃料残量表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3393484B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100412797B1 (ko) * | 2000-12-04 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 차량의 연료부족 경보장치 및 방법 |
FR2885217A1 (fr) * | 2005-04-29 | 2006-11-03 | Renault Sas | Systeme de mesure d'une quantite de carburant |
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-
1997
- 1997-11-27 JP JP34084997A patent/JP3393484B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN104044463A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-09-17 | 三一汽车制造有限公司 | 一种仪表装置及工程车辆 |
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