(57)【要約】【課題】  燃料エンプティ間際でのメータ表示の正確性を維持しつつ、満タン付近でのメータ表示について生じるドライバーにとっての違和感を軽減させること。【解決手段】  フロート（２１）がフロート可動域上限にあるときには、フューエルメータ（４）の指示値を燃料消費量に応じて減少させる。フロート（２１）がフロート可動域上限より低い中間規定レベル未満の位置にあるときには、フロート（２１）の位置に応じてフューエルメータ（４）の指示値を表示する。そして、フロート（２１）がフロート可動域上限未満で中間規定レベル以上の位置にあるときには、フロート（２１）の位置がフロート可動域上限未満となった時点のフューエルメータ（４）の指示値に基づき、フロート（２１）の位置に応じたフューエルメータ（４）の指示値を、指示値の略リニア性を確保するように補正して表示する。【選択図】  図１
2006105602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に配置され、燃料の残量に応じて上下方向に変位すると共に、前記燃料タンクの内部上面から所定距離離間した第１レベルよりも上方への変位が規制されたフロートと、
前記フロートにより燃料残量を検出すると共に、検出された燃料残量をフューエルメータの指示値として表示する制御手段と、
を備えた車両用燃料残量表示装置であって、
前記制御手段は、
前記フロートが前記第１レベルの位置に存在するときには、フューエルメータの指示値を前記燃料消費量に応じて減少させ、
前記フロートが前記第１レベルより低い第２レベル未満の位置にあるときには、フロートの位置に応じてフューエルメータの指示値を表示し、
前記フロートが前記第１レベル未満で前記第２レベル以上の位置にあるときには、前記フロートの位置が前記第１レベル未満となった時点のフューエルメータの指示値に基づき、前記フロートの位置に応じたフューエルメータの指示値を、指示値の略リニア性を確保するように補正して表示する
ことを特徴とする車両用燃料残量表示装置。
【請求項２】
前記指示値の補正は、前記フロートの変位度合に応じてフューエルメータの指示値の変位度合を一定とする補正であることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料残量表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記フロートの位置が前記第１レベル未満となった時点のフューエルメータの指示値に基づき、次に前記フロートが前記第１レベルの位置になったとき以降のフューエルメータの指示値の前記燃料消費量に対する減少度合を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料残量表示装置。
【請求項４】
前記第２レベルは、燃料残量が燃料タンク総容量の半分よりも大きいときの前記フロートが位置するレベルであることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料残量表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用燃料残量表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用燃料残量表示装置は、フューエルメータともよばれるもので、車両のインストルメンタルパネル等に設けられ、燃料の残量を視覚的に表示する。
【０００３】
このフューエルメータには、指示が安定し正確であることが求められ、このような観点から、あるいはその他の観点から、フューエルメータに関するさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７０３２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１４８８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料残量を検出する機構としては、燃料タンク内にて液面に応じて浮くフロートを用いるものが広く知られている。
【０００６】
ところで、このフロートの最上端位置は、燃料タンクの上面から隙間を設けて設定される。これは、走行中の液面の変動に伴いフロートが燃料タンク内の上面に当たって異音が生じたり、フロートが燃料タンク上面に固着してしまうといった不具合が発生するのを回避するためである。このため、燃料の残量が上限値まで満たされているとき（以下「満タン」という。）には、数リットル分は燃料残量を正確に検出できない領域が存在する。
【０００７】
そのため、従来は、フロートの最上端位置にてフューエルメータが満タン（Ｆ）を表示することになっており、満タン給油後、走行してもしばらくはフューエルメータが動かないという現象が生じ、ドライバーにとって違和感が生じていた。
【０００８】
その一方で、エンジンでの燃料消費量にのみ基づいて燃料残量を推測して表示することも考えられるが、給油状態（例えば、満タン給油をしたのか、若干余裕をもって給油したのか）や燃料消費量の積分誤差により、燃料エンプティ（Ｅ）間際でのメータ表示の信頼性が劣るという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、燃料エンプティ間際でのメータ表示の正確性を維持しつつ、満タン付近でのメータ表示について生じるドライバーにとっての違和感を軽減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面は、燃料タンク内に配置され、燃料の残量に応じて上下方向に変位すると共に、前記燃料タンクの内部上面から所定距離離間した第１レベルよりも上方への変位が規制されたフロートと、前記フロートにより燃料残量を検出すると共に、検出された燃料残量をフューエルメータの指示値として表示する制御手段とを備えた車両用燃料残量表示装置に係り、前記制御手段は、前記フロートが前記第１レベルの位置に存在するときには、フューエルメータの指示値を前記燃料消費量に応じて減少させ、前記フロートが前記第１レベルより低い第２レベル未満の位置にあるときには、フロートの位置に応じてフューエルメータの指示値を表示し、前記フロートが前記第１レベル未満で前記第２レベル以上の位置にあるときには、前記フロートの位置が前記第１レベル未満となった時点のフューエルメータの指示値に基づき、前記フロートの位置に応じたフューエルメータの指示値を、指示値の略リニア性を確保するように補正して表示することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、たとえ満タン給油後であっても、燃料の消費に伴ってフューエルメータの指示値が給油直後から減少していくので、ドライバーにとっての違和感を緩和することができる。その一方で、フロートが上記第２レベル未満の位置にあるときには、フロートの位置に応じてフューエルメータの指示値を表示するので、燃料がエンプティに近くなった際のメータ表示の信頼性は確保されている。そして、フロートが前記第１レベル未満で前記第２レベル以上の位置にあるときには、上記の燃料消費量に応じたフューエルメータの指示結果と、フロートの位置に応じたフューエルメータの指示結果とが滑らかにつながるようにフューエルメータの指示を推移させることができる。これによって、フューエルメータの指示に関するドライバーにとっての違和感をいっそう緩和することができる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記指示値の補正は、前記フロートの変位度合に応じてフューエルメータの指示値の変位度合を一定とする補正であることが好ましい。
【００１３】
このような補正により、ドライバーにとっての違和感を更に軽減することができる。
【００１４】
また、本発明の好適な実施形態によれば、前記制御手段は、前記フロートの位置が前記第１レベル未満となった時点のフューエルメータの指示値に基づき、次に前記フロートが前記第１レベルの位置になったとき以降の前記フューエルメータの指示値の前記燃料消費量に対する減少度合を変更することが好ましい。
【００１５】
これにより、いつも同じような給油状態（毎回満タン給油にする／毎回若干余裕をもって給油する、など）の場合には、フロートが第２レベル以上の位置のときにおけるフューエルメータの指示値をより正確に表示することが可能になる。
【００１６】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、前記第２レベルは、燃料残量が燃料タンク総容量の半分よりも大きいときの前記フロートの位置するレベルであることが好ましい。
【００１７】
これにより、乗員があとどれくらい走行できるかを検討する傾向にある時期である燃料残量半分程度の時に、誤差のないフューエルメータの指示値を表示することができ、あとどれくらい走行できるかを乗員が正確に判断できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃料エンプティ（Ｅ）間際でのメータ表示の正確性を維持しつつ、満タン（Ｆ）付近でのメータ表示について生じるドライバーにとっての違和感を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態における車両用燃料残量表示装置の構成を示す図である。
【００２１】
同図において、１はこの車両用燃料残量表示装置の制御をつかさどるフューエルメータ制御ユニットとしてのフューエルメータＥＣＵ、２は燃料タンクである。３はエンジン制御ユニットとしてのエンジンＥＣＵで、燃料消費量の情報をフューエルメータＥＣＵ１に供給する。４はフューエルメータで、例えば車両のインストルメントパネルに装備される。
【００２２】
燃料タンク２において、２４は給油口、２５は給油口２４を閉じるフィラーキャップである。また、２６はフィラーキャップ２５による給油口２４の開閉状態を検出するキャップセンサである。
【００２３】
２１は燃料の液面に応じて浮くフロート、２３はフューエルセンダユニット、２２はフロート２１とフューエルセンダユニット２３とをつなぐフロートアームである。このフロートアーム２２はフューエルセンダユニット２３にて、所定の可動域内で回動自在に支持される。また、フューエルセンダユニット２３自体は公知のものを使用でき、例えば、印刷抵抗板と、フロートアーム２３に従動するコンタクトプレートとを含み、フロートアーム２３の回動に応じてこのコンタクトプレートの接点が印刷抵抗板上を摺動してその抵抗値が変化するように構成されている（いずれも図示省略）。フロート２１は燃料の残量に応じて上下方向に変位するので、抵抗値も燃料残量に応じて変化することになる。したがって、この抵抗値を検出することによって燃料タンク２における燃料残量を検出することができる。本実施形態では、検出された抵抗値の情報がフューエルメータＥＣＵ１に送られ、フューエルメータＥＣＵ１にて燃料残量が検出される。
【００２４】
図２は、フューエルメータ４の一例を示す図である。フューエルメータ４の指示値を表示する指針４１は、フューエルメータＥＣＵ１によって制御される。例えば、フューエルメータＥＣＵ１が燃料残量に応じた駆動信号をフューエルメータ４に出力すると、フューエルメータ４では、図示しない交差コイル式の指示計器が作動し、フューエルメータＥＣＵ１からの駆動信号に応じて指針４１が回動する。基本的には、燃料タンク２内の液面レベルがフロート可動域上限を上回った場合には指針４１は満タン（Ｆ）を示し、液面レベルがフロート可動域下限までくると、指針４１はエンプティ（Ｅ）を示す。また、４２は警報インジケータで、燃料タンク２内の液面レベルがフロート可動域下限を下回った場合に点灯されるものである。
【００２５】
ところで、上記したとおり、フロートアーム２２はフューエルセンダユニット２３にて所定の可動域内で回動自在に支持されている。このフロートアーム２２の動きが所定の可動域に制限されていることで、フロート２１は、燃料タンク２の内部上面（本実施形態では、ここを満タン位置とする。）から所定距離離間した第１レベルとしてのフロート可動域上限位置よりも上方への変位が規制される。これは、走行中の液面の変動に伴いフロート２１が燃料タンク２内の上面に当たって異音が生じたり、フロート２１が燃料タンク２内の上面に固着してしまうといった不具合が発生するのを回避するためである。このため、フロート可動域上限から満タン位置までの範囲（図１の範囲Ａ）では、フロート２１は液面に応じて動くことができないので、フロート２１を用いて燃料残量を検出することはできない。
【００２６】
そのため、従来は、満タン給油後、走行してもしばらくはフューエルメータの指針が動かないという現象が生じ、ドライバーにとって違和感が生じていた。
【００２７】
これに対して、エンジンでの燃料消費量の情報を受け取り、これに基づいて燃料残量を推測して燃料残量の表示を行うことも考えられる。この方法によれば満タン給油後であっても給油直後からフューエルメータの指示値が減少していくので、ドライバーにとっての違和感を軽減することができ、有効な対策の一つといえる。しかしながら、上記したように、給油時に液面レベルが範囲Ａ内にある場合には、そもそも正確な残量を把握することができない。例えば、満タン給油をしたのか、若干余裕をもって給油したのかは不明である。加えて、燃料消費量の積分誤差も存在する。これらによる誤差を放置しておくと、その誤差の影響が燃料エンプティ（Ｅ）間際になって現れ、フューエルメータの指示値はまだ残量が少しはあることを示しているのに実際には燃料切れになってしまった、ということにもなりかねない。したがって、燃料消費量の情報のみに基づいて燃料残量を推測して表示することは危険である。
【００２８】
そこで、本実施形態では、フューエルメータＥＣＵ１が、フロート２１の位置に応じて、フューエルメータ４の指示値の制御を行う。この制御内容を、図４を参照しながら説明する。
【００２９】
図４は、フロート２１の動きを模して、そこに燃料タンク２における液面レベルとフューエルメータ４の指示値の例を対応させて表示した模式図である。
【００３０】
（ａ）給油時：
フロート２１がフロート可動域上限（第１レベル）に達したら、満タンとみなしてフューエルメータ４の指針４１はＦを表示する。例えば、給油後の液面レベルが、図４の（１）に示すようなほぼ満タンに近いレベルＬ１であっても、（２）に示すようなフロート可動域上限位置をわずかに上回るレベルＬ２（満タンまでには余裕があるレベル）であっても、フューエルメータ４の指針４１はＦを表示する。
【００３１】
（ｂ）フロート２１がフロート可動域上限に位置しているとき（すなわち、液面レベルがＡの範囲にあるとき）：
上述したとおり、液面レベルがＡの範囲にある間は、フロート２１はフロート可動域上限の位置に留まったままであるから、フロート２１の位置に基づく燃料残量の検出はできない。そこで、この範囲では、エンジンＥＣＵ３より供給される燃料消費量に応じてフューエルメータ４の指示値を減少させる。このため、燃料の消費に伴ってフューエルメータの指示値が給油直後から減少していくので、ドライバーにとっての違和感を緩和することができる。
【００３２】
なお、燃料消費量に基づくフューエルメータ４の指示値には上述のような誤差を含みうることは先述したとおりであるが、このような満タン近傍では仮に誤差が含まれていたとしても、ドライバーに実質的なデメリットが発生することはない。
【００３３】
（ｃ）フロート２１がフロート可動域上限（第１レベル）よりも低い位置に設定された中間規定レベル（第２レベル）未満の位置にあるとき（すなわち、液面レベルがＣの範囲にあるとき）：
ここでは、説明を簡単にするため、液面レベルがＢの範囲にあるときよりも先に、Ｃの範囲にあるときについて説明する。このＣの範囲にあるときは、フロート２１の位置に応じてフューエルメータ４の指示値を表示する。この範囲でのフロート２１の位置は基本的に、液面レベルを直接反映するものであるから正確な燃料残量の検出が行える。これにより、燃料がエンプティに近くなった際のメータ表示の信頼性は確保されている。
【００３４】
ここで、上記の中間規定レベルは、燃料残量が燃料タンク２の総容量の半分より大きい、フロート２１が位置しうるレベル（例えば、燃料タンク２の総容量の３／４のレベル）であることが好ましい。一般的な自動車の運転における傾向として、燃料残量が半分程度になると、乗員はあとどれくらい走行できるかを検討し始める。そうすると、燃料残量が半分以下になったときのフューエルメータの指示値は極力正確であることが望まれる。この観点から、上記の中間規定レベルは、燃料残量が燃料タンク２の総容量の半分より大きいところのレベルに設定されることが好ましいといえる。
【００３５】
（ｄ）フロート２１がフロート可動域上限未満で上記中間規定レベル以上の位置にあるとき（すなわち、液面レベルが図１の範囲Ｂにあるとき）：
フロート２１の位置がフロート可動域上限未満となった時点のフューエルメータ４の指示値に基づき、フロート２１の位置に応じたフューエルメータ４の指示値を、指示値の略リニア性を確保するように補正して表示する。
【００３６】
この補正の意義について説明する。上記したように、液面レベルがＡの範囲にある間は、エンジンＥＣＵ３より供給される燃料消費量に応じてフューエルメータ４の指示値を減少させていく。ここでまず、給油後の液面レベルが図４の（１）に示すほぼ満タンに近いレベルＬ１であった場合において、フロート２１の位置がフロート可動域上限未満となった時点のフューエルメータ４の指示値がＰ１であったとする。またこの場合、液面レベルが中間規定レベルに達するまでのフューエルメータ４が表示すべき指示値の範囲をＲ１とする。
【００３７】
他方、給油後の液面レベルが図４の（２）に示すフロート可動域上限位置をわずかに上回るレベルＬ２（満タンまでには余裕があるレベル）であった場合には、フロート２１の位置がフロート可動域上限未満となるタイミングは、上記（１）のＬ１の場合に比べて早く訪れることになり、その時点のフューエルメータ４の指示値がＰ２で示されている。この場合、液面レベルが中間規定レベルに達するまでのフューエルメータ４が表示すべき指示値の範囲は、Ｒ１よりも長いＲ２となる。
【００３８】
このように、液面レベルがフロート可動域上限の位置から中間規定レベルまでの範囲（すなわち、Ｂの範囲）にあるときのフューエルメータ４が表示すべき指示値の範囲は、給油状態（例えば、満タン給油をしたのか、若干余裕をもって給油したのか）、あるいは、燃料消費量の積分誤差といった要因によって伸縮する。
【００３９】
そこで、このＢの範囲においては、フロート可動域上限未満となった時点のフューエルメータ４の指示値に基づき、フロート２１の位置に応じたフューエルメータ４の指示値を補正することが望ましいのである。
【００４０】
では、補正を行うことなく、上記したＣの範囲と同様に、単にフロート２１の位置に応じてフューエルメータ４の指示値を表示するようにした場合にはどうなるであろうか。このような場合には、フロート２１の位置が中間規定レベルに達した時点で、上記したＣの範囲におけるフロート２１の位置に応じたフューエルメータ４の指示値の表示とするために、この時点で指示値を大幅に動かすといった不自然な制御を行う必要が出てくる。これでは、ドライバーにとっての違和感を軽減することはできず、むしろその違和感を助長してしまうことにもなりかねない。
【００４１】
本実施形態では例えば、フロート２１がフロート可動域上限未満で上記中間規定レベル以上の位置にあるとき（すなわち、液面レベルが図１の範囲Ｂにあるとき）の、フューエルメータ４が表示すべき指示値の範囲（Ｒ１、Ｒ２）にわたり、フロート２１の変位度合に応じてフューエルメータ４の指示値の変位度合が一定となるように補正を行う。これにより、この間のフューエルメータ４の目盛りをほぼ等間隔とすることができ、ドライバーの違和感を抑制することが可能になる。
【００４２】
なお、この補正では、指示値の略リニア性が確保できればよく、これは目盛りを等間隔にすることに限定されるものではない。例えば、フューエルメータの目盛りを対数的な表示態様とすることもあるので、このような場合には、その表示態様にあわせた指示値の補正を行うことになるので、目盛りを厳密に等間隔にすることにはならない。要するに、人の感覚に適合して、指示値がほぼリニアに推移すればよい。
【００４３】
図３は、フューエルメータＥＣＵ１によるフューエルメータ４の指示値の制御手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに従う制御は例えば、エンジン始動時に実行され、その後エンジンの作動が停止するまで、所定周期（例えば２０秒）ごとに繰り返される。
【００４４】
まず、ステップＳ１で、フロート２１の位置を検出して液面レベルを検出し、ステップＳ２で、検出された液面レベルを判断する。液面レベルが、中間規定レベル未満である場合（すなわち、図４のＣの範囲にある場合）にはステップＳ３に進み、中間規定レベル以上でフロート可動域上限未満である場合（すなわち、図４のＢの範囲にある場合）にはステップＳ１０に進み、フロート可動域上限以上である場合（すなわち、図４のＡの範囲にある場合）には、ステップＳ６に進む。
【００４５】
ステップＳ３では、検出された液面レベルに応じて、フューエルメータ４の指示値を設定する。その後、ステップＳ４で、液面レベルがフロート可動域下限以下となったか否かを判断する。ここで液面レベルはまだフロート可動域下限より高いレベルにある場合には、そのままステップＳ１３に進む。一方、液面レベルがフロート可動域下限以下となった場合には、ステップＳ５に進み、警報インジケータ４２を点灯し、その後ステップＳ１３に進む。そして、ステップＳ１３では、ステップＳ３で設定されたフューエルメータ４の指示値を、フューエルメータ４の指針４１に指示させる。
【００４６】
液面レベルが図４のＡの範囲にある場合に係るステップＳ６では、給油が行われたかどうかの判断を行う。これは例えば、（ａ）キャップセンサ２６によりフューエルキャップ２５が開状態が検出されたこと、（ｂ）このフローチャートに従う制御の前回実行時よりも液面レベルが上昇したことが検出されたこと、（ｃ）車両がナビゲーションシステムを備えている場合には、ガソリンスタンドでの停車が検出されたこと、などの事象によって判断できる。ここで給油が行われたと判断されたときはステップＳ７に進み、フューエルメータ４の指示値を満タン（Ｆ）位置に設定する。一方、給油が行われたとは判断されなかった場合には、ステップＳ８に進み、エンジンＥＣＵ３より供給される情報から燃料消費量を検出し、ステップＳ９で、その燃料消費量に比例した目盛り分だけフューエルメータ４の指示値を減少するよう設定する。そして、ステップＳ１３に進み、ステップＳ７もしくはステップＳ９で設定されたフューエルメータ４の指示値を、フューエルメータ４の指針４１に指示させる。
【００４７】
また、液面レベルが図４のＢの範囲にある場合に係るステップＳ１０では、このフローチャートに従う制御の前回実行時にはフロート２１の位置がフロート可動域上限にあったかどうかを判断する。ここで、前回実行時にはフロート２１の位置がフロート可動域上限にあったと判断された場合には、現時点でフロート２１の位置がフロート可動域上限未満となったとみなして、ステップＳ１１に進む。
【００４８】
ステップＳ１１では、フューエルメータ４の指示値の補正係数を演算する。例えば、液面レベルが図４のＡの範囲にあった場合に行われた、燃料消費量に応じたフューエルメータ４の指示値の減少制御が、誤差なしに行われた理想的な場合に、液面レベルが中間規定レベルに達するまでのフューエルメータ４が表示すべき指示値の範囲をＲ０とする。一方、実際の、液面レベルが中間規定レベルに達するまでのフューエルメータ４が表示すべき指示値の範囲をＲ’とする（図４の例では、このＲ’はＲ１またはＲ２である。）。そして、補正係数を、Ｒ’／Ｒ０として求める。
【００４９】
次に、ステップＳ１２で、検出された液面レベルに応じたフューエルメータ４の指示値に上記の補正係数を乗じて得た値を、補正された指示値として設定する。その後ステップＳ１３に進み、ステップＳ１２で補正された指示値を、フューエルメータ４の指針４１に指示させる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明した。もっとも、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態における車両用燃料残量表示装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態におけるフューエルメータの一例を示す図である。
【図３】実施形態におけるフューエルメータの指示値の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】実施形態におけるフューエルメータの指示値の制御を説明する図である。
【図１】
2006105602.tif 000003
【図２】
2006105602.tif 000004
【図３】
2006105602.tif 000005
【図４】
2006105602.tif 000006