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)