JPS596366B2 - 残存運行可能距離検出方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両、船舶等の乗物の残存燃料によつて可能な
航続距離即ち残存運行可能距離を検出する残存運行可能
距離検出方法および装置に関する。

本発明の目的とするところは、満たん直前までの最新の
実運行パターン、及び乗物固有の運行燃費特性を考慮し
た基本燃費データを、燃料満たんの都度求めるようにし
、その基本燃費データと燃料タンクの残存燃料量とに基
づいて残存運行可能距離を求めることにより、燃料満た
んの都度に、運転者や使用環境等によつて夫々異なる実
行パターンを考慮した実用上最適な基本燃費ダータを求
めることができ、従つて、運転者の使用条件にマッチし
た実用上信頼性の高い残存運行可能距離を求めることが
できる残存運行可能距離検出方法を提供することにある
。さらに、本発明の他の目的としては、上記残存運行可
能距離検出方法を適切に実施することができる残存運行
可能距離検出装置を提供することにある。

そして、この本発明に係る残存運行可能距離検出装置に
おいては、第８図に示すように、乗物に搭載した燃料タ
ンクの燃料満たん状態を示す満たん信号を発生する満た
ん信号発生手段Ａと、この満たん信号発生手段Ａから満
たん信号が発生した時に前回の満たん信号発生時点から
の前記燃料タンク内の燃料の消費量を検出する燃料消費
量検出手段Ｂと、前記満たん信号発生手段Ａから満たん
信号が発生した時に前回の満たん信号発生時点からの前
記乗物の走行距離を検出する走行距離検出手段Ｃと、前
記消費量検出手段Ｂにて検出した燃料消費量と前記走行
距離検出手段Ｃにて検出した走行距離とにより実践燃費
データを演算する第１の演算手段Ｄと、前記第１の演算
手段Ｄにて演算した実践燃費データと前記乗物に対して
予め定めた前記乗物固有の運行燃費データとの平均的処
理を行つて平均燃費データを演算する第２の演算手段Ｅ
と、前記満たん信号発生手段Ａから満たん信号が発生し
た時点以後の前記燃料タンク内の残存燃料量と前記第２
の演算手段Ｅにて演算した平均燃費データにより前記乗
物の残存運行可能距離を演算する第３の演算手段Ｆどを
備えたことを特徴としている。

次に、本発明を図に示す一実施例を用いて説明する。

この実施例では乗物の残存運行可能距離を求める一例と
して、自動車の残存走行可能距離を求める例を代表例と
して掲げ、その全体構成を第１図のブロック図に示す。
まず１は予め定められた監視プログラムを含む制御プロ
グラムに従つてソフトウェアの演算処理を実行するシン
グルチップのマイクロコンピュータ（以下マイコンと称
力で、電子計算手段を構成しており、水晶振動子２を外
部接続するとともに、車載バッテリ１１より電源供給を
受けて第２の安定化電源回路９−２より発生する５Ｖの
安定化電圧の供給を受けて、精度のよいクロックにより
動作状態になるものである。そして、このマイコン１は
、ステップ単位の演算手順を定めた監視プログラムを含
むｆ５ｌ脚プログラムを記憶している読出専用メモリ（
ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ； ＲＯＭ）と、このＲ
ＯＭの制御プログラムを順次読出してそれに対応する演
算処理を実行する中央処理部（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｅｃ
ｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ；ＣＰＵ）と、このＣＰＵの演算
処理に関連する各種データを一時記憶するとともに、そ
のデータのＣＰＵによる読出しが可能なメモリ（Ｒａｎ
ｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ； ＲＡＭ）と、水晶
振動子２を伴つて上記各種演算のための基準クロックパ
ルスを発生する基準クロック発生部と、各種信号の入出
力を調整する入出力（Ｉ／０）回路部とを主要部に構成
した１チップタイプの大規模集積回路（ＬＳＩ）製のも
のである。３はデコーダ・ドライバで、マイコン１のＩ
／０ポートから表示内容に応じて５回程度連続に表示デ
ータを受けてこれをレジスタにラッチし、この表示デー
タをライン２１にて接続された発光ダイオード、液晶又
は螢光表示管等のデジタル表示器４に、スタティック点
灯方式又はダイナミックスキャン点灯方式により出力表
示するものである。

またマイコン１との間の転送のためにライン２３を介し
てマイコン１より適当な周波数のクロックを受ける。５
はマトリクス状の接点接続構造をもつ通常複数個のキー
からなるキー入力装置で、マイコン１の出力ライン２４
及び入力ライン２５と接続され、マイコン１のソフトウ
ェアにて、キースキャンさえ、キーが押されたことを検
出するようにしてある。

６は単位燃料消費量に応じた信号を形成する単位燃料消
費量検出器で、本例では公知の車載電気式燃料噴射装置
より燃料噴射用電磁弁を間接的に開弁指示する噴射パル
ス信号を得て、この信号のパルス巾をライン２３からの
クロックにより計測、分周して、一定の燃料量消費毎に
パルス信号をマイコン１に出力する構造となつている。

具体的には噴射パルス信号のパルス巾より前記電磁弁の
開閉時の応答遅れによる誤差を補正して実質的な燃料噴
射量を求めるために、単安定回路及びＡＮＤゲートを用
いて噴射パルス信号のパルス巾より誤差分を引算してい
る。そして、ＡＮＤゲートを用いて実質的な噴射パルス
信号のパルス巾の期間だけ通過させたクロックを分周回
路で分周し、結果分周したパルス信号の１パルスが予め
設定した一定消費燃料量（例えばＯ、ｏｌｔ）に相当す
るようにしてある。７は車両の走行距離に応じた信号を
形成する分周回路であり、車両のデファレンシャルギア
部より走行速度に比例した回転が得られるスピードメー
タケーブル（図示せず）を利用して、その回転をコンビ
ネーションメータパネル部に設置したスピードメータケ
ーブルの回転ピックアップ（例えば磁石とリードスイッ
チを組合せた公知のもの）より回転数に応じたＯＮ、Ｏ
ＦＦパルス信号、即ち走行距離に応じた個数のＯＮ、Ｏ
ＦＦパルス信号（例えば６３７×４パルス／ｋｍ）を得
て、この′ゞルス信号を所定分周比に分周し、結果、分
周したパルス信号の１パルスが予め設定した一定走行距
離に相当するようにしてある。

また、８は満たん信号発生器で、車載した燃料タンク内
の燃料が満たん状態にあるときこれを検知して満たん信
号を発生するものである。

この満たん信号発生器８は、具体的には燃料タンク内に
満たん検出用の液量センサを設ける構成でもよいし、ま
た既設のフロート式燃料計中の可変抵抗の値をＡ−Ｄ変
換するか、あるいはこの可変抵抗値が設定値に達したか
否かを判定する判定回路を付属させる構成でもよいし、
さらにはキー入力装置５の一部に入力スイッチを組込ん
で、燃料を満たんにした際、運転手がそのスイッチを手
動操作することにより満たん信号を発生させる構成とし
てもよい。９は電源回路で、キースイッチ１０を介さず
常時マイコン１等へ安定化電源を供給する第２電源回路
９−２と、キースイッチ１０を介して接続された第１電
源回路９−１とから構成されている。

本例では第１電源回路９−１はデジタル表示器４の駆動
用電源を供給するためのものであり表示器４が螢光表示
管等の場合には昇圧用電源から構成される。また、１１
は車載バッテリである。なお、キースイッチ１０とは通
常イグニッションスイッチまたはアクセサリ−スイッチ
のことである。また、１２はこのキースイッチ１０の（
この場合イグニッションスイッチの）投入状態を検出す
るためのＩＧ検出回路である。ここで、電子計算手段で
あるマイコン１が、所定期間の燃料消費量、その所定期
間の走行積算距離及び満たん時より現在までの燃料消費
量等の各情報をパラメータとして、残存走行可能距離を
求めるための基本となる計算式の一例について説明する
。

まず、先回の満たん時から今回の満たん時までの燃料消
費量及び走行積算距離をそれぞれＱ、、５、とすると、
平均燃費Ｘ＝５、／Ｑ、（ｂＢ／を）となり、また、燃
料タンクの容量をＱｏ（を）、今回の満たん時よりある
時点までの燃料消費量をＱｔ（ι）、残存燃料量をＱ（
ｌ）とすると、ある時点での残存走行可能距離（または
航続距離）Ｚ（ｋｍ）は、となる。

たたし、Ａ、Ｂは定数で特にＢを重み付け定数と称して
いる。

これらの定数Ａ、Ｂの決定にあたつて、この発明装置を
塔載する車両個有の走行データ、例えば車両の平均的な
走行パターンによる実走行燃費率や車両個有の燃費率な
どを予じめ実験等により求め、その走行データに基づく
経験値が与えられる。その際、…式より（Ａ／Ｂ）＞Ｘ
でなければならない。この実施例では、定数Ａの決定に
あたつて、本装置塔載車両個有の１０モード燃費と称せ
られる所定走行パターンによる走行燃費（Ｘ、Ｏ）を用
いており、１０モード燃費Ｘ１０＝１０（ｋｗｔ／ を
）としてＡ＝１／（Ｘ３Ｏ−α）＝１／（１０−２５）
中０．１３３としてある。

このうちαは経験的な寄与値であり、あくまで一例に過
ぎない。また重み付け定数Ｂも経験値であるが、定数Ａ
との関係において決定され、この場合Ｂ＝１×１０−’
としてある。従つて、基本燃費１／Ｙは１／（Ｏ、１
３３−１０−３・Ｘ）で表わされる。この式かられかる
ように基本燃費は平均燃費Ｘがｏの時に最小の値になり
、平均燃費Ｘが増大するにつれて徐々に増加する値にな
る。なお、この基本燃費を求めるための計算式は基本燃
費を平均燃費Ｘの値に応じて徐々に増加するようにする
ために定めたものであつて、平均燃費Ｘが分母にあるこ
とかられかるようにそのデイメンジヨンについては無視
した形になつている。そして、この式によつて得られる
基本燃費が平均燃費Ｘの値によつて変化しない時の平均
燃費Ｘを車両固有の燃費とし、Ｘ■１／（Ｏ、１３３−
１０−３・Ｘ）を解いて、車両固有の燃費をＢｋ！ｎ／
をとしている。すなわち、平均燃費ＸがＢに！ｎ／を
の時には車両固有の燃費と一致した時であつてこの時に
は基本燃費は８れ／をになる。そして、平均燃費Ｘが８
れ／をより大きい時または小さい時には、上記計算式に
より基本燃費を平均燃費Ｘと８ｂ／ をの間の値にする
。すなわち、上記計算式により基本燃費を平均燃費Ｘと
８７ｃｇｔ／ をの平均的処理を行つて求めるようにす
る。次に、残存運行可能距離演算の一例について説明す
る。

今、燃料タンクの容量Ｑ０＝６０を及び今回の満たん時
に求めた平均燃費をＸ＝８ｋｍ／をとし、これを（１）
式に代入して、となる。

従つて、今回の満たん後より次の満たん時までの期間中
の所望時点での残存走行可能距離ｚは、上記（２）式す
なわち第６図に示す特性イに基づいて算出されることに
なる。なお、重み付け定数ＢをＢ＝５Ｘ１０−３とする
と第６図中口の特性になる。

このように、…式の計算方法を用いることにより、残存
走行可能距離ｚが残存燃料量の減少と共に常に「Ｏ」に
収束する関係を与えることができ、いかなる場合にも残
存走行可能距離ｚが一定の関係で減少し、その値Ｚが大
きくなつたり急に小さくなつたりすることはない。次に
、上記構成になる装置の作動を説明する。

自動車に、この装置が取付けられた時イグニッションス
イッチのＯＮ、ＯＦＦにかかわらず、車載パッチ１月１
から電源が供給されるように接続することにより、安定
化電源回路９−２を通して安定化電圧の供給を受けてマ
イコン１が動作状態となり、この電圧印加時に、マイコ
ン１内のレジスタ、カウンタ、ラッチなどが装置特有の
初期状態に設定され、以後装置がバッテリ電源との接続
がはずされる迄は常時１００〜５００ｍｓｅｃ程度の周
期にて全体の入出力演算の処理を行なうことになる。以
下、マイコン１の作動を第２図〜第５図の演算流れ図を
用いて説明する。

まず、この装置が車両に装着され電源が供給されると、
その時点で初めて自動的にスタートして初期設定ルーチ
ン１００が行われ、マイコン１内のレジスタ（ＲＡＭや
出力レジスタなど）やフラッグＦ１、Ｆ２、判定項Ｎ、
その他が初期設定される。

このルーチンは、一旦車両から電源供給を受けた以後は
、車両電源を断たれて再度電源投入されたときでない限
り二度と行われない。次に、ステップ２００では各種情
報の入力処理ルーチンを行う。

この入力処理ルーチンは第３図に示す演算流れ図に従つ
て動作する。まずステップ２０１の各種情報入力ステッ
プではイグニッションスイッチ投入信号、満たん信号、
及びキー入力等の各種情報をＲＡＭに一時記憶する。続
いてステップ２０２の燃料消費量積算ルーチンでは、燃
料消費量の情報として単位燃料消費量検出器６からのパ
ルス信号をソフトウェアにより計数してＲＡＭに一時記
憶し、続いてステップ２０３の走行距離積算ルーチンで
は、走行距離の情報として単位走行距離検出器７からの
パルス信号をソフトウェアにより計数してＲＡＭに一時
記憶する。続いて、判定ステップ２０４では第Ｔ図ＴＯ
Ｉに示すような満たん信号ＴＯＩが有るか否かを判定し
、満たん信号がないときにはステップ２０５で再び判定
項Ｎ＝０に戻す。他方、満たん信号７０１が有るときに
は判定ステップ２０６に進み第７図７０２に示すような
フラッグＦ１がＦ１＝０でないときにはステップ２０５
で再び判定項ＮをＮ＝０に戻すが、他方、Ｆ１＝０のと
きにはステップ２０７で判定項ＮをＮ＋１とし、判定ス
テップ２０８に進む。そして判定項Ｎがこの場合「１０
」以上になると、第Ｔ図Ｔ０３に示すようなフラッグＦ
２を初めてＦ２＝１とする。つまり、この入力処理ルー
チン２００では、燃料消費量及び走行距離を積算処理す
ると共に、フラッグＦ１＝０であり、かつ満たん信号７
０１が予め定めた一定時間Ｔ、（判定項Ｎ＝０〜１０ま
での演算処理時間に相当するもので、例えば３〜５秒）
以上の間接続したときだけ、後続の演算ルーチン３００
にて残存走行可能距離ｚを求めるための基本値設定用の
演算を行わせるように規定するための判定処理を行つて
いる。

この判定処理を行うことにより、満たん時にはその満た
ん信号の入力を１回だけ確実に判断できるようにしてい
る。なお、後述するが、連続して２回以上満たん信号が
入力されても、第７図７０２に示すように第１同日の満
たん信号発生時より一定時間Ｔｌの後にはフラッグＦ１
をＦ１＝１にするため、以後所定燃料量を消費するまで
の時間Ｔｌの期間はたとえ満たん信号が入つてきても判
定ステップ２０６においてＮｏの判定を行うようにして
いる。次に、ステップ３００では演算ルーチンを行う。
この演算ルーチンは第４図に示す演算流れ図に従つて動
作する。まず、判定ステップ３０１ではフラッグＦ２が
Ｆ２＝１か否かを判定する。つまり第３図の演算流れ図
から分かるように、満たん信号がないときにはＦ２＝０
であるため判定ステップ３１１に進み、この判定ステッ
プ３１１にて積算した燃料消費量Ｑｔが５を未満である
ことを判定したときには判定ステップ３０９へ進み、他
方Ｑｔが５を以上のときにはステップ３１２でフラッグ
Ｆ１をＦ１＝０にして判定ステップ３０９へ進むことに
なる。一方、満たん信号があるときには第３図に示す如
くＦ２＝１となるためステップ３０２、３０３へ進み、
フラッグＦ１、Ｆ２をＦ１＝１、Ｆ２＝０及び判定項Ｎ
をＮ＝０に設定する。

続いてステップ３０４、３０５、３０６では、先回の満
たん時から今回の満たん時まで期間における全積算走行
距離５＝５１及び全積算燃料消費量Ｑｔ＝Ｑ、をＲＡＭ
より読出して、この期間における平均燃費Ｘ＝５、／
Ｑ、（に？ｎ／ を）を計算しＲＡＭに一時記憶する。
続いてステップ３０７では、前述した（１）式中の分母
に当たるＹ＝Ａ−Ｂ−Ｘを用いて除数Ｙを計算しＲＡＭ
に一時記憶する。この実施例では定数Ａ、Ｂは一例とし
てＡ■：０．１３３、Ｂ二１×工０−３に設定してある
。続いてステップ３０８では、走行距離Ｓと燃料消費量
Ｑｔの積算値５、、Ｑ、をクリアする。その後、判定ス
テップ３０９に進み、残存走行可能距離の表示を要求す
るキー入力がある場合にはステップ３１０に進み、この
ステップ３１口では、前述した（１）式を用いて、今回
の満たん時より以後に消費した燃料消費量Ｑｔ、燃料タ
ンクの容量Ｑ０＝６０（ι）、及びステップ３ロ７で計
算した除数ＹをＲＡＭより読出して計算し、その値をＲ
ＡＭに一時記憶する。

なお、満たん直後はＱｔ＝０のため残存走行可能距離ｚ
はＺ＝６０／Ｙとなる。他方、表示要求のキー入力がな
い場合にはステップ３１０を通らず、残存走行可能距離
の演算を行わない。ここで、判定ステップ２０６、３０
１、３１１を設けたことにより、満たん時に満たん信号
が連続的または間欠的に２回以上入力された場合でも第
１回目の満たん信号入力のときのみステップ３０２〜３
０８からなる基本値（除数Ｙのこと）設定用の演算を行
わせることができ、それ以後、燃料消費量Ｑｔが５をに
なるまでの期間は、フラッグＦ１をＦ＝１に設定してお
くため、フラッグＦ２はＦ２＝０を接続し、ステップ３
０２〜３０８からなる演算実行を強制的に禁止している
。

そして燃料消費量Ｑｔが５を以上になると初めてフラッ
グＦ１を「Ｏ」に戻し、再び満たん信号の受付けを可能
にしている。なお、この燃料消費量Ｑｔ二５をなる値は
一例に過ぎず、実際には平均燃費Ｘを決定するのに不都
合がなく、また通常運転者が燃料補給すると考えられる
最低の燃料残量等から経験土決定されるものであり、Ｑ
ｔは３を〜２０を等、特にその値は限定されない。また
、ステップ３１３では刻時処理等の残存走行可能距離演
算以外の演算処理を行う。

次に、ステップ４００では表示ルーチンを行う。

この表示ルーチンは第５図に示す演算流れ図に従つて動
作する。まず、判定ステップ４０１ではイグニッション
スイッチがＯＮかどうかを判定し、イグニッションスイ
ッチＯＦＦのときにはステップ４０３に進み、デジタル
表示器４をブランク（無表示）にさせるためブランク表
示指示信号を出力させる。他方、イグニッションスイッ
チＯＮのときには判定ステップ４０２へ進み、残存走行
可能距離の表示を要求する運転者操作によるキー入力が
有る場合にはステップ４０５へ進む。そこで、このステ
ップ４０５では、演算ルーチン２００において求めた残
存走行可能距離の演算値ＺをＲＡＭより読出し、この値
ｚを表示用信号に変換して出力ポートに与え、デコーダ
・ドライバ３を介してデジタル表示器４に表示させるこ
とになる。他方、キー入力がない場合には判定ステップ
４０２よりステップ４０４（またはステップ４０３）に
進み、残存走行可能距離以外の表示（またはブランク表
示）を行わせることになる。このステップ４０４では、
詳述してないが例えばステップ３１３で求めた「時分」
等の演算値を表示させたり、あるいはステップ２０２、
２０３で求めた満たん時からの燃料消費量Ｓや走行距離
Ｑｔを表示させるようにしている。なお、上記の説明で
はキー操作期間だけ残存走行可能距離を表示させるよう
にしているが、キー操作時より一定時間の間残存走行可
能距離を表示させるようにしてもよい。

なお、本発明は実施例に示した車両に限らず、乗物とし
て船舶、飛行機等の種々のものに適用可能である。

以上述べたように本発明方法によれば、運転者や乗物の
使用環境等によつて夫々異なる実運行パターン及び乗物
個有の運行燃費特性を考慮した実用上最適な基本燃費デ
ータを、燃料を満たんにするたびに求めることができ、
そのデータを演算に用いるため、運転者の使用条件に充
分マッチした信頼性の高い残存運行可能距離を求めるこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置のブロック図
、第２図はマイクロコンピュータの全体作動の説明に供
する演算流れ図、第３図は第２図中入力処理ルーチンの
作動説明に供する演算流れ図、第４図は第２図中演算ル
ーチンの作動説明に供する演算流れ図、第５図は第２図
中表示ルーチンの作動説明に供する演算流れ図、第６図
及び第Ｔ図は本発明方法の作動説明に供する特性図、及
び信号波形図、第８図は本発明に係る残存運行可能距離
検出装置の構成を示す構成図である。 １ ・・・・・・マイクロコンピュータ、４ ・・・・
・・デジタル表示器、５ ・・・・・・キー入力装置、
６ ・・・ ・・・単位燃料消費量検出器、７ ・・・
・・・単位走行距離検出器、８・・・ ・・・満たん信
号発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乗物に搭載した燃料タンクの燃料満たん状態を示す
   満たん信号に応じて、この燃料満たん直前までの運行実
   績に基づく実践燃費データを求め、この実践燃費データ
   と前記乗物に対して予め定めた前記乗物固有の運行燃費
   データとの平均的処理を行つて基本燃費データを求め、
   続いて前記満たん時点以後の前記燃料タンク内の残存燃
   料量と前記基本燃費データに基づいて前記乗物の残存運
   行可能距離を求めるようにしたことを特徴とする残存運
   行可能距離検出方法。 ２ 乗物に搭載した燃料タンクの燃料満たん状態を示す
   満たん信号を発生する満たん信号発生手段と、この満た
   ん信号発生手段から満たん信号が発生した時に前回の満
   たん信号発生時点からの前記燃料タンク内の燃料の消費
   量を検出する燃料消費量検出手段と、前記満たん信号発
   生手段から満たん信号が発生した時に前回の満たん信号
   発生時点からの前記乗物の走行距離を検出する走行距離
   検出手段と、前記消費量検出手段にて検出した燃料消費
   量と前記走行距離検出手段にて検出した走行距離とによ
   り実践燃費データを演算する第１の演算手段と、前記第
   １の演算手段にて演算した実践燃費データと前記乗物に
   対して予め定めた前記乗物固有の運行燃費データとの平
   均的処理を行つて平均燃費データを演算する第２の演算
   手段と、前記満たん信号発生手段から満たん信号が発生
   した時点以後の前記燃料タンク内の残存燃料量と前記第
   ２の演算手段にて演算した平均燃費データにより前記乗
   物の残存運行可能距離を演算する第３の演算手段とを備
   えた残存運行可能距離検出装置。