(57)【要約】【課題】液面高さの計測に用いる平均時間について、適切な平均時間を容易に求めることができる平均時間設定支援装置、燃料残量検出システム、及び、平均期間設定支援方法を提供する。【解決手段】燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料の残量を検出するに当たり、平均期間設定支援装置５０は、周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得して、この液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めて、前記複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出して、この算出した周期を平均期間として出力する。【選択図】図１
2011180105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出するに当たり、前記液面高さの計測に用いる平均期間の設定を支援する平均期間設定支援装置であって、
（イ）周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得する液面高さ取得手段と、
（ロ）前記液面高さ取得手段によって取得された前記液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めるスペクトル解析手段と、
（ハ）前記スペクトル解析手段によって求められた前記複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出する周期算出手段と、
（ニ）前記周期算出手段によって算出された前記周期を前記平均期間として出力する平均期間出力手段と、
を有していることを特徴とする平均期間設定支援装置。
【請求項２】
前記液面高さ取得手段によって取得された前記液面高さについて、前記解析期間より短い仮平均期間毎の平均値を算出する仮平均化手段を有し、且つ、
前記スペクトル解析手段が、前記液面高さ取得手段によって取得された前記液面高さに代えて、前記仮平均化手段によって算出された前記液面高さの平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記周波数毎の振幅値を求める手段である
ことを特徴とする請求項１に記載の平均期間設定支援装置。
【請求項３】
車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出する燃料残量検出装置と、前記液面高さの計測に用いる平均期間の設定を支援する平均期間設定支援装置と、を有する燃料残量検出システムにおいて、
前記平均期間設定支援装置として、請求項１又は２に記載の平均期間設定支援装置を有していることを特徴とする燃料残量検出システム。
【請求項４】
車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出するに当たり、液面高さ取得手段と、スペクトル解析手段と、周期算出手段と、平均期間出力手段と、を備えたコンピュータを用いて、前記液面高さの計測に用いる平均期間の設定を支援する平均期間設定支援方法であって、
（イ）前記液面高さ取得手段によって、周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得する液面高さ取得工程と、
（ロ）前記スペクトル解析手段によって、前記液面高さ取得工程で取得された前記液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めるスペクトル解析工程と、
（ハ）前記周期算出手段によって、前記スペクトル解析工程で求められた前記複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出する周期算出工程と、
（ニ）前記平均期間出力手段によって、前記周期算出工程で算出された前記周期を前記平均期間として出力する平均期間出力工程と、
を順次有していることを特徴とする平均期間設定支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出するに当たり、前記液面高さを計測するための平均期間の設定を支援する平均期間設定支援装置、このような平均期間設定支援装置を有する燃料残量検出システム、及び、このような平均期間設定支援装置で用いられる平均期間設定支援方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される燃料残量検出装置は、燃料タンク内の燃料の液位（即ち、液面高さ）を検出する液位検出手段を有する。この液位検出手段としては、燃料液面上に浮かぶフロートの位置に応じて抵抗体上を摺動する接点を有し、抵抗体の両端に印加した電圧を分圧した電圧を接点に出力するような構成のものなどが一般に採用されている。そして、燃料残量検出装置は、液位検出手段の電気的特性、すなわち前記接点から出力される電圧に基づいて燃料の残量を検出して、この検出した燃料の残量を表示するように、インストルメントパネルに設けられた燃料計を制御する。
【０００３】
このような燃料残量検出装置は、車両が傾斜したり、振動したりすることによって、車両の燃料タンク内の液面が変動するので、燃料タンク内の液面変動にフロートが追随してフロートの高さが変動し、そのため、燃料計の表示に誤差が生じてしまうことがあった。そこで、従来の燃料残量検出装置では、予め設定された平均期間において検出された液位の平均値（単純平均値、又は、相加平均値ともいう）を燃料の残量検出に用いることで、上記液面の変動に起因する測定誤差を低減していた。しかしながら、例えば、平均期間の設定が短いと、上記液面の変動の影響を十分に取り除くことができず、燃料残量の精度が低くなってしまい、また、平均期間の設定が長いと、残量検出が遅くなり、残量表示の更新タイミングが遅延してしまう、という問題が生じていた。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１に提案されている燃料残量検出装置では、車両状態に応じて上述した平均期間を変更することにより、例えば、液面変動の大きい走行中等においては上記平均期間を長くして、燃料残量の精度の低下を防ぎ、または、液面変動の小さい給油中やエンジン始動直前等においては上記平均期間を短くして、残量表示の遅延を防いでいた。
【０００５】
また、特許文献２に提案されている燃料残量検出装置では、所定周期毎に取り込んだ燃料残量データについて、所定数毎（即ち、所定の平均期間毎）にまとめたブロック毎の単純平均値を演算したのち、これら単純平均値をさらに平均した重み付き平均値を演算して燃料残量の検出に用いることにより、２度にわたる平均化処理を実行して、燃料残量の精度の低下を防いでいた。また、さらに、最新のブロックデータの分散に基づいて演算された重み付き平均の回数（母数）を用いることにより、液面の変動状態に応じて適宜調整された時間幅の燃料残量データを対象として重み付き平均を演算して燃料残量を検出し、即ち、液面が不安定に変動している場合には、上記回数が多くなって比較的長い時間幅（即ち、平均期間）での燃料残量データに基づいて燃料残量を検出して、または、液面が安定している場合には、上記回数が少なくなって比較的短い時間幅（即ち、平均期間）での燃料残量データに基づいて燃料残量を検出して、燃料残量の精度の低下を防ぐとともに、残量表示の遅延を防いでいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５７−１０４１６号公報
【特許文献２】特開平９−２８７９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、車室空間の拡大化の要求などを背景に、車両内スペースの効率化が求められる車両などにおいては、薄型の燃料タンクが平置きで搭載される場合があるが、このような燃料タンクでは、液面高さの変化に対する燃料残量の変化が非常に大きく、液面高さがわずかに変動しても燃料残量の検出値が大きく変わるので、車両の走行状態などに応じて設定される個々の平均時間について、燃料残量の精度と残量表示の遅延とをバランスよく調整した適切な値を設定するためには、数多くの実験を繰り返し行う必要があるなど多大な工数を要し、そのため、上記平均期間の設定が非常に困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、液面高さの計測に用いる平均時間について、適切な平均時間を容易に求めることができる平均時間設定支援装置、燃料残量検出システム、及び、平均時間設定支援方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、図１の基本構成図に示すように、車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出するに当たり、前記液面高さの計測に用いる平均期間の設定を支援する平均期間設定支援装置５０であって、（イ）周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得する液面高さ取得手段５１ａと、（ロ）前記液面高さ取得手段によって取得された前記液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めるスペクトル解析手段５１ｂと、（ハ）前記スペクトル解析手段によって求められた前記複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出する周期算出手段５１ｃと、（ニ）前記周期算出手段によって算出された前記周期を前記平均期間として出力する平均期間出力手段５１ｄと、を有していることを特徴とする平均期間設定支援装置である。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、図１の基本構成図に示すように、前記液面高さ取得手段５１ａによって取得された前記液面高さについて、前記解析期間より短い仮平均期間毎の平均値を算出する仮平均化手段５１ｅを有し、且つ、前記スペクトル解析手段５１ｂが、前記液面高さ取得手段５１ａによって取得された前記液面高さに代えて、前記仮平均化手段５１ｅによって算出された前記液面高さの平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記周波数毎の振幅値を求める手段であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、上記目的を達成するために、車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出する燃料残量検出装置と、前記液面高さの計測に用いる平均期間の設定を支援する平均期間設定支援装置と、を有する燃料残量検出システムにおいて、前記平均期間設定支援装置として、請求項１又は２に記載の平均期間設定支援装置を有していることを特徴とする燃料残量検出システムである。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測するとともに、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出するに当たり、液面高さ取得手段と、スペクトル解析手段と、周期算出手段と、平均期間出力手段と、を備えたコンピュータを用いて、前記液面高さの計測に用いる平均期間の設定を支援する平均期間設定支援方法であって、（イ）前記液面高さ取得手段によって、周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得する液面高さ取得工程と、（ロ）前記スペクトル解析手段によって、前記液面高さ取得工程で取得された前記液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めるスペクトル解析工程と、（ハ）前記周期算出手段によって、前記スペクトル解析工程で求められた前記複数の周波数毎の振幅値中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出する周期算出工程と、（ニ）前記平均期間出力手段によって、前記周期算出工程で算出された前記周期を前記平均期間として出力する平均期間出力工程と、を順次有していることを特徴とする平均期間設定支援方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、４に記載された発明によれば、周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得して、この液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めて、前記複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出して、この算出した周期を平均期間として出力する。このような所定の基準値を超える振幅値に対応する周波数は、それが含まれる元の変動波形の変動幅（即ち、値のばらつき）に最も影響を与えるものであるが、この所定の基準値を超える振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を平均期間として設定して平均値を求めることにより、変動波形に含まれる当該周波数及びそれより高い周波数（即ち、基準値を超える他の周波数含む）における振幅値が小さくなり、必要以上に平均期間を長くすることなく変動波形の変動幅を効率よく縮小することができる。したがって、変動波形の変動幅を効率よく縮小できる、即ち、燃料残量の精度と残量表示の遅延とをバランスよく調整した、適切な平均期間を容易に求めることができる。
【００１４】
請求項２に記載された発明によれば、所定の解析期間にわたり取得された液面高さについて、前記解析期間より短い仮平均期間毎の平均値を算出して、液面高さに代えて、この算出した平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求める。燃料タンクの液面高さは、例えば、道路の凹凸やカーブでの遠心力などを原因として変動するが、これらを原因とする液面高さの変動は比較的緩やかであるので、その変動波形に含まれる周波数成分は、低い周波数成分が多く、その一方で高い周波数成分は少ない。つまり、変動波形に含まれる周波数のうち、低い周波数は振幅値が大きく、高い周波数は振幅値が小さい。そして、予め仮平均期間で平均化した変動波形を用いることにより、仮平均期間を周期とする周波数及びそれより高い周波数における振幅値を小さくして、それらの変動波形への影響をより小さくすることができ、そのため、変動波形の変動幅に最も影響を与える周波数を的確に検出することができる。
【００１５】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２に記載された平均期間設定支援装置によって、燃料残量検出装置において液面高さの計測に用いられる平均期間を出力するので、変動波形の変動幅を効率よく縮小できる、即ち、燃料残量の精度と残量表示の遅延とをバランスよく調整した、適切な平均期間を容易に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の平均期間設定支援装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の燃料残量検出システムの一実施形態を示す構成図である。
【図３】図２の燃料残量検出システムの車両計器が備える燃料計が配置されたコンビネーションメータの正面図である。
【図４】図２に燃料残量検出システムのパーソナルコンピュータの構成図である。
【図５】図４のパーソナルコンピュータが備えるＣＰＵが実行する本発明に係る平均期間設定支援処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図４のパーソナルコンピュータが取得した液面高さ（Ａ／Ｄ値）の波形の一例を示すグラフである。
【図７】図６の波形について、仮平均期間毎に算出した液面高さの平均値（Ａ／Ｄ値）の波形の一例を示すグラフである。
【図８】図７の液面高さの平均値の変動波形についてフーリエ変換処理を行って得た波形の一例を示すグラフである。
【図９】図８におけるＡ１の範囲を拡大した波形を示すグラフである。
【図１０】図６の波形について、図４のパーソナルコンピュータによって求められた平均期間毎に算出した液面高さの平均値（Ａ／Ｄ値）の波形の一例を示すグラフである。
【図１１】図１０の液面高さの平均値の変動波形についてフーリエ変換処理を行って得た波形の一例を示すグラフである。
【図１２】図１１におけるＡ２の範囲を拡大した波形を示すグラフである。
【図１３】図２の車両計器の平均期間を従来値とした場合における、燃料残量の検出結果を示すグラフである。
【図１４】図２の車両計器の平均期間を図４のパーソナルコンピュータによって求められた値とした場合における、燃料残量の検出結果を示すグラフである。
【図１５】図６の液面高さの変動波形についてフーリエ変換処理を行って得た波形の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の燃料残量検出システム一実施形態を、を図２〜図１５を参照して説明する。
【００１８】
図２に示す燃料残量検出システム１を備えた図示しない車両には、薄型の燃料タンク５が平置きに搭載されている。また、燃料タンク５内には、液位検出手段としてのフューエルセンダユニット４０が設置されている。
【００１９】
フューエルセンダユニット４０は、巻線抵抗器ＶＲと、燃料タンク５内の燃料Ｆの液面Ｌに浮かぶ図示しないフロートと、を備えている。巻線抵抗器ＶＲは、巻線状の抵抗体を備えており、抵抗体の一端、他端、及び、この抵抗体上を摺動する接点、の３つの端子が設けられている。上記一端は、後述する車両計器１０に接続され、上記他端及び上記接点はグランドＧＮＤに接続される。また、上記接点はフロートと連結されており、液面高さに応じて抵抗体上を移動する。そのため、巻線抵抗器ＶＲは、燃料タンク５内に残留する燃料Ｆの残量、即ち、液面高さに応じて抵抗値が変化する。
【００２０】
燃料残量検出システム１は、図２に示すように、燃料残量検出装置としての車両計器１０と、平均期間設定支援装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）５０と、を備えている。
【００２１】
車両計器１０は、燃料計２０と、制御部３０と、固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２と、を備えている。
【００２２】
燃料計２０は、周知の指針式計器であり、図３に示すように、図示しない車両のインストルメントパネルに配設されるコンビネーションメータ３などに設けられている。燃料計２０は、燃料の残量を示す文字や目盛などの複数の指標２１が設けられた文字板２２と、文字板２２の背面側に配置され、後述する制御部３０から制御信号に基づいて指針軸を回動させる回動内機（図示なし）と、回動内機の指針軸の先端に固定され、文字板２２の前面に沿って回動可能に配置された指針部材２３と、を備えている。
【００２３】
複数の指標２１は、文字板２２の外縁に沿って円弧状に配置されている。回動内機は、制御信号として入力されるパルス信号（パルス個数等）に応じて指針軸を回動させる、周知のステッピングモータである。この回動内機は、制御部３０と接続されており、該制御部３０から送られる燃料の残量に応じた上記パルス信号を受信して、指針軸の先端に固定された指針部材２３を文字板２２に設けられた指標２１に沿って回動させる。そして、これら指標２１が指針部材２３によって指示されることにより指針部材２３と協働して、燃料の残量を表示する。なお、燃料計２０は、燃料の残量を示す数値を表示する液晶ディスプレイ装置等で構成してもよい。
【００２４】
制御部３０は、周知のマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）等で構成されている。ＭＰＵは、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのためのプログラムや各種パラメータを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種データを格納するとともにＣＰＵの処理作業に必要な領域を有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ、及び、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能であり、ＣＰＵの処理作業に必要な各種格納エリアを有するＥＥＰＲＯＭ等を備えている。
【００２５】
また、制御部３０は、アナログ電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路、及び、車両内ネットワークであるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続するためのＣＡＮ通信制御部、などの外部インタフェースを備えている。このＡ／Ｄ変換回路には、バッテリなどから供給される電源電圧ＶＣＣを固定抵抗器Ｒ１とフューエルセンダユニット４０の巻線抵抗器ＶＲとで分圧した電圧が、フューエルセンダユニット４０の出力電圧（即ち、液面高さ）として、固定抵抗器Ｒ２を介して入力されている。Ａ／Ｄ変換回路は、入力されたフューエルセンダユニット４０の出力電圧（アナログ電圧）をデジタルデータに変換したＡ／Ｄ値（即ち、入力された電圧値を、Ａ／Ｄ変換回路に入力可能な電圧範囲を所定の分解能で等分した値であらわす相対値）をＣＰＵに出力する。また、ＣＡＮ通信制御部には、車両内に敷設されたＣＡＮバスに接続されている。
【００２６】
ＲＯＭには、ＣＰＵを、車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さを周期的に計測する計測手段、予め設定された平均期間において計測された前記液面高さの平均値を算出する平均化手段、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出する燃料残量検出手段、周期的に計測した液面高さをＣＡＮ通信制御部を通じてＣＡＮバス上に出力する液面高さ出力手段等の各種手段として機能させるプログラムが予め記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各種プログラムを実行することにより、これら手段等として機能する。また、ＲＯＭには、Ａ／Ｄ変換回路によって出力されるフューエルセンダユニット４０のＡ／Ｄ値に基づいて燃料の残量を検出するための、燃料残量変換テーブルが予め記憶されている。ＥＥＰＲＯＭには、液面高さの計測に用いる上記平均期間が設定される。又は、上記平均期間は、ＲＯＭに設定されていても良い。
【００２７】
制御部３０（即ち、ＣＰＵ）は、Ａ／Ｄ変換回路によって出力されるフューエルセンダユニット４０のＡ／Ｄ値（即ち、車両の燃料タンクに残留する燃料の液面高さ）を周期的（例えば、０．１秒毎）に計測するとともに、ＥＥＰＲＯＭに予め設定された平均期間において計測された前記Ａ／Ｄ値の平均値を算出して、この平均値に基づいて前記燃料タンク内の前記燃料の残量を検出する。また、制御部３０は、ＣＡＮ通信制御部を通じて、周期的に計測した前記Ａ／Ｄ値を示す情報をＣＡＮバス上に出力する。
【００２８】
パソコン５０は、図４に示すように、あらかじめ定められたプログラムに従ってパソコン５０の全体の動作の制御などを行うＣＰＵ（中央演算処理装置）５１を有している。このＣＰＵ５１には、バスＢを介してＣＰＵ５１のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ５２、ＣＰＵ５１の処理作業に必要な各種プログラム及び各種データを格納する作業エリア等を有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ５３が接続されている。
【００２９】
ＣＰＵ５１には、記憶装置５４がバスＢを介して接続されており、この記憶装置５４にはハードディスク装置や大容量のメモリなどが用いられる。記憶装置５４には、液面高さの測定に用いる平均期間を求めるための平均期間設定支援プログラムが格納されている。記憶装置５４に格納された平均期間設定支援プログラムは、記憶装置５４から読み出されたあとＲＡＭ５３に格納（ロード）され、ＣＰＵ５１によって実行される。ＣＰＵ５１は、平均期間設定支援プログラムを実行することにより、液面高さ取得手段、スペクトル解析手段、周期算出手段、平均期間出力手段、仮平均化手段、などの各種手段として機能する。
【００３０】
ＣＰＵ５１には、入力装置５５、表示装置５６、及び、外部Ｉ／Ｆ部５７がバスＢを介
して接続されている。入力装置５５は、キーボード、マウス等を有しており、利用者の操
作に応じた入力情報をＣＰＵ５１に出力する。表示装置５６は、周知である液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の各種表示器が用いられる。そして、表示装置５６は、ＣＰＵ５１の制御によって、例えば、上述した平均期間設定支援プログラムを実行することにより得られた平均期間等の各種情報を表示する。
【００３１】
外部Ｉ／Ｆ部５７は、周知のＵＳＢやＣＡＮ等の各種インタフェースを備え、これらインタフェースを備える外部機器等を接続するための部位であり、本実施形態においては、外部Ｉ／Ｆ部５７のＣＡＮインタフェースが、車両内に敷設されたＣＡＮバスに接続されている。
【００３２】
次に、燃料残量検出システム１が備えるパソコン５０のＣＰＵ５１が行う本発明に係る動作（平均期間設定支援処理）の一例について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
パソコン５０の入力装置５５に平均期間設定支援処理を開始する操作が入力されると、パソコン５０の記憶装置５４に格納された平均期間設定支援プログラムがＲＡＭ５３上にロードされ、ＣＰＵ５１によって該平均期間設定支援プログラムが実行される。そして、所定の初期化処理が実行された後に、ステップＳ１１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１１０では、上述した車両計器１０によって周期的に計測される前記液面高さを所定の解析期間にわたり取得する。具体的には、外部Ｉ／Ｆ部５７のＣＡＮインタフェースを通じて、車両計器１０によってＣＡＮバス上に出力されたフューエルセンダユニット４０のＡ／Ｄ値（即ち、液面高さ）を示す情報を、予め定められた解析期間（例えば、１０２４秒間）にわたり取得する。そして、取得した情報を、ＲＡＭ５３上に設けられた液面高さ格納エリアに液面高さとして順次格納する。そして、上記解析期間が経過したのち、ステップＳ１２０に進む。
【００３５】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で取得した液面高さについて、上記解析期間より短い仮平均期間毎の平均値を算出する。具体的には、上記液面高さ格納エリアから仮平均期間（例えば、２５．６秒（＝解析期間１０２４秒÷４０））毎の液面高さを順次読み出して、これら仮平均期間における液面高さの平均値（相加平均値）を算出する。例えば、仮平均期間を２５．６秒とすると、解析期間１０２４秒を、（１）０〜２５．５秒、（２）２５．６秒〜５１．１秒、・・・、（４０）９９８．４秒〜１０２３．９秒、の４０区間に分割して、それぞれの区間について液面高さの平均値を算出する。そして、算出した平均値を、ＲＡＭ５３上に設けられた平均値格納エリアに順次格納する。そして、全ての仮平均期間について平均値を算出したのち、ステップＳ１３０に進む。
【００３６】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で算出した平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求める。具体的には、上記平均値格納エリアから平均値を順次読み出し、これら平均値について周知のフーリエ変換処理を行うことにより、平均値の変動波形に含まれる複数の周波数と、これら各周波数の振幅値と、を算出する。そして、ＲＡＭ５３上に設けられた振幅格納エリアに、算出されたこれら複数の周波数とそれぞれの振幅値とを互いに関連づけて格納する。そして、ステップＳ１４０に進む。
【００３７】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で算出した平均値の変動波形に含まれる複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出する。具体的には、上記振幅格納エリアから振幅値を順次読み出して、所定の基準値（本実施形態においては振幅値６）を超える振幅値を抽出する。そして抽出した振幅値に関連づけて格納された周波数を読み出して、この読み出した周波数のうち最低となる周波数の逆数を、該周波数における周期として算出する。または、振幅値の抽出方法として、上記以外にも、例えば、上記振幅格納エリアから振幅値を順次読み出して、振幅値の上位から５番目までを（即ち、上位から６番目の振幅値を所定の基準値として）抽出するなど、上記平均値の変動波形に大きな影響を与える振幅値（周波数）が得られるのであれば、その方法は任意である。そして、ステップＳ１５０に進む。
【００３８】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で算出した周期を平均期間として出力する。具体的には、ステップＳ１４０で算出した周期を平均期間として、該平均期間を表示（即ち、出力）するための制御信号を生成して、表示装置５６に向けて送信する。そして、本フローチャートの処理を終了する。
【００３９】
上述したステップＳ１１０は、請求項中の液面高さ取得手段に相当し、ステップＳ１２０は、請求項中の仮平均化手段に相当し、ステップＳ１３０は、請求項中のスペクトル解析手段に相当し、ステップＳ１４０は、請求項中の周期算出手段に相当し、ステップＳ１５０は、請求項中の平均期間出力手段に相当する。また、上述したステップＳ１１０は、請求項中の液面高さ取得工程に相当し、ステップＳ１２０は、仮平均化工程に相当し、ステップＳ１３０は、請求項中のスペクトル解析工程に相当し、ステップＳ１４０は、請求項中の周期算出工程に相当し、ステップＳ１５０は、請求項中の平均期間出力工程に相当する。
【００４０】
次に、上述した燃料残量検出システム１における本発明に係る動作（作用）について、図６〜図１２を参照して説明する。
【００４１】
燃料タンク５には、予め液面高さの変動幅が最も大きくなる量（例えば、２６．１Ｌ）の燃料が入れられている。そして、車両の電源が投入されると、燃料残量検出システム１の車両計器１０の制御部３０は、燃料タンク５に残留する燃料Ｆの液面高さを示すフューエルセンダユニット４０のＡ／Ｄ値を、周期的（例えば、０．１秒毎）に計測する。そして、事前にＥＥＰＲＯＭ（又は、ＲＯＭ）に設定された平均期間（例えば、２５．６秒）毎に、該平均期間において計測したＡ／Ｄ値の平均値を算出する。そして、この算出したＡ／Ｄ値の平均値を、ＲＯＭに記憶されている燃料残量変換テーブルに照らし合わせて、燃料の残量を検出する。そして、制御部３０は、この検出した燃料残量値に応じた制御信号を燃料計２０に送信し、燃料計２０が、この検出した燃料残量値を指示する。また、車両計器１０の制御部３０は、周期的に計測したフューエルセンダユニット４０のＡ／Ｄ値を、ＣＡＮバス上に出力する。
【００４２】
パソコン５０は、車両の電源が投入された後に、オペレータの操作により平均期間設定支援処理を開始する。パソコン５０（即ち、ＣＰＵ５１）は、車両計器１０の制御部３０によってＣＡＮバス上に出力されたフューエルセンダユニット４０のＡ／Ｄ値を、液面高さとして所定の解析期間（例えば、１０２４秒）にわたり取得する（Ｓ１１０）。図６に、パソコン５０が取得した液面高さ（Ａ／Ｄ値）の波形の一例を示す。
【００４３】
そして、パソコン５０は、取得した液面高さについて、所定の仮平均期間（例えば、２５．６秒）毎の平均値を算出する（Ｓ１２０）。図７に、図６の波形について、仮平均期間を２５．６秒として、この仮平均期間毎に算出した液面高さの平均値（Ａ／Ｄ値）の波形の一例を示す。
【００４４】
そして、パソコン５０は、液面高さの平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求める（Ｓ１３０）。図８に、図７の液面高さの平均値の変動波形についてフーリエ変換処理を行って得た波形の一例を示す。
【００４５】
そして、パソコン５０は、液面高さの平均値の変動波形に含まれる複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値（即ち、振幅値６）を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出する。図９に、図８におけるＡ１の範囲を拡大した波形を示す。例えば、図９においては、円Ｗに囲われた箇所が上記最低となる周波数の振幅であり、このときの周波数が０．００５Ｈｚであるので、周期は２００秒になる。また、図９の線Ｋ１は、仮平均期間２５．６秒を周期とした周波数０．０３９Ｈｚに対応しており、この線Ｋ１より右側の周波数は、周波数０．０３９Ｈｚより高い周波数であり、この線Ｋ１より左側の周波数は、周波数０．０３９Ｈｚより低い周波数である。そして、線Ｋ１より右側の周波数の振幅は、線Ｋ１より左側の周波数の振幅より、極端に小さくなり、仮平均化の効果が現れている。
【００４６】
そして、パソコン５０は、算出した周期を平均期間として、表示装置５６に表示する。そして、このようにして求めた平均期間を、車両計器１０の生産工程にフィードバックして、新たに生産する車両計器１０の制御部３０のＥＥＰＲＯＭ（又は、ＲＯＭ）に設定する。そして、車両計器１０は、この周期２００秒で平均化処理を行うことで、０．００５Ｈｚ以上の高い周波数の振幅値が小さくなる（即ち、平均化処理がローパスフィルタとして機能して、振幅を減衰させる）。換言すると、０．００５Ｈｚ以下の周波数の振幅値を小さくするような平均化処理を行う必要がないので、平均期間を必要以上に長く設定することが無くなる。
【００４７】
図１０に、図６の波形について、平均期間をパソコン５０によって求められた値（２００秒）として、この平均期間毎に算出した液面高さの平均値（Ａ／Ｄ値）の波形の一例を示す。また、図１１に、図１０の液面高さの平均値の変動波形についてフーリエ変換処理を行って得た波形の一例を示す。また、図１２に、図１１におけるＡ２の範囲を拡大した波形を示す。図１２のＫ２線は、平均期間２００秒を周期とした周波数０．００５Ｈｚに対応しており、このＫ２線より右側の周波数は、周波数０．００５Ｈｚより高い周波数であり、このＫ２線より左側の周波数は、周波数０．００５Ｈｚより低い周波数である。
【００４８】
図１２おいて、円Ｖで囲われた箇所が最大振幅値となる周波数であるが、この周波数は０Ｈｚであり、即ち、液面高さの平均値の変動波形の変動幅に影響を与えないものである。そのため、次に大きい振幅値である円Ｕに囲われた箇所が、変動波形の変動幅に最も影響を与える周波数となるが、この周波数における振幅値が、図９のグラフにおける、円Ｗで囲われた箇所の振幅値などと比較して、非常に小さくなる。したがって、上述したようにパソコン５０によって求められた平均期間を用いることにより、変動波形の変動幅を効率よく縮小でき、即ち、燃料残量の精度と残量表示の遅延とをバランスよく調整できる。
【００４９】
また、本発明者らは、本発明の効果を確認するための試験を実施した。
【００５０】
燃料タンク５は、概ね扁平な直方体形状に形成されているが、それが設置される車両スペースの形状に合わせて複雑な凹凸が設けられている。そのため、燃料タンク５内に残留する燃料Ｆの液面高さと燃料残量とは、ある区間に限れば線形関係（比例関係）であるものの、全区間でみると線形関係でなく、また、燃料残量によって液面高さの変動幅も異なる。そして、本発明者らは、上述した車両計器１０の平均期間を、従来値（２５．６秒）、及び、上述したパソコン５０で液面高さの変動幅が最も大きくなる燃料残量時において求めた値（２００秒）としたそれぞれの場合について、互いに異なる複数の燃料残量となるように燃料タンク５に燃料を投入し且つ燃料タンク５に実走行状態に近い揺動を与えて、各燃料残量を検出する試験を行った。その結果を、図１３、図１４に示す。各図において、検出した燃料残量の平均値（ＡＶＲ）と、平均値に標準偏差σの３倍を加減算した値（ＡＶＲ±３σ）と、を示している。即ち、各燃料残量について、検出値のほぼ全て（９９％以上）が含まれる範囲を示している。
【００５１】
図１３は、車両計器１０の平均期間を従来値とした場合における、燃料残量の検出結果を示しており、図１４は、車両計器１０の平均期間をパソコン５０で求めた値とした場合における、燃料残量の検出結果を示している。これら図によれば、図１３では、隣接する燃料残量について検出値の範囲が重複している（Ｄ１〜Ｄ４）ので、燃料残量の誤検出の恐れがあり、その一方で、図１３では、隣接する燃料残量について検出値の範囲が重複することがないので、燃料残量の誤検出を回避できることが判る。
【００５２】
以上より、本発明によれば、周期的に計測される液面高さを所定の解析期間にわたり取得して、この液面高さの変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めて、前記複数の周波数毎の振幅値の中から所定の基準値を超える振幅値を抽出し、抽出した振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を算出して、この算出した周期を平均期間として出力する。このような所定の基準値を超える振幅値に対応する周波数は、それが含まれる元の変動波形の変動幅（即ち、値のばらつき）に最も影響を与えるものであるが、この所定の基準値を超える振幅値に対応する周波数のうち最低となる周波数の周期を平均期間として設定して平均値を求めることにより、変動波形に含まれる当該周波数及びそれより高い周波数（即ち、基準値を超える他の周波数含む）における振幅値が小さくなり、必要以上に平均期間を長くすることなく変動波形の変動幅を効率よく縮小することができる。したがって、変動波形の変動幅を効率よく縮小できる、即ち、燃料残量の精度と残量表示の遅延とをバランスよく調整した、適切な平均期間を容易に求めることができる。
【００５３】
また、所定の解析期間にわたり取得された液面高さについて、前記解析期間より短い仮平均期間毎の平均値を算出して、液面高さに代えて、この算出した平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求める。燃料タンクの液面高さは、例えば、道路の凹凸やカーブでの遠心力などを原因として変動するが、これらを原因とする液面高さの変動は比較的緩やかであるので、その変動波形に含まれる周波数成分のうち、低い周波数成分は多く、その一方で高い周波数成分は少ない。つまり、変動波形に含まれる周波数のうち、低い周波数は振幅値が大きく、高い周波数は振幅値が小さい。そして、予め仮平均期間で平均化した変動波形を用いることにより、仮平均期間を周期とする周波数及びそれより高い周波数における振幅値を小さくして、それらの変動波形への影響をより小さくすることができ、そのため、変動波形の変動幅に最も影響を与える周波数を的確に検出することができる。
【００５４】
上述した本実施形態においては、液面高さの平均値の変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めるものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、液面高さの変動波形について、仮平均期間毎の平均値を求めることなく、その変動波形を直接用いて、該変動波形に含まれる複数の周波数について、前記複数の周波数毎の振幅値を求めるものであってもよい。つまり、上述した図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１２０の処理を省略してもよい。図１５に、図６の液面高さの変動波形についてフーリエ変換処理を行って得た波形の一例を示す。
【００５５】
また、本実施形態においては、パソコン５０を用いて、適切な平均期間を求めるものであったが、これに限定されるものではなく、車両計器１０が備える制御部３０のＣＰＵによって、上述した平均期間設定支援処理（図５のフローチャートに示す処理）を行うようにしてもよい。例えば、車両計器１０は、その動作状態が各種パラメータなどを設定するメンテナンスモード等に移行した場合において、上記平均期間を算出する。そして、この算出した平均期間を、自らＥＥＰＲＯＭの設定を更新したり、車両計器１０が液晶ディスプレイ装置を備えている場合は該装置に表示したりする。この場合、車両計器１０が平均期間設定支援装置及び燃料残量検出システムに相当する。
【００５６】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１    燃料残量検出システム
５    燃料タンク
１０  車両計器（燃料残量検出装置）
２０  燃料計
３０  制御部
４０  フューエルセンダユニット
５０  パーソナルコンピュータ（平均期間設定支援装置）
５１  ＣＰＵ（液面高さ取得手段、スペクトル解析手段、周期算出手段、平均期間出力手段、仮平均化手段）
【図１】
2011180105.tif 000003
【図２】
2011180105.tif 000004
【図３】
2011180105.tif 000005
【図４】
2011180105.tif 000006
【図５】
2011180105.tif 000007
【図６】
2011180105.tif 000008
【図７】
2011180105.tif 000009
【図８】
2011180105.tif 000010
【図９】
2011180105.tif 000011
【図１０】
2011180105.tif 000012
【図１１】
2011180105.tif 000013
【図１２】
2011180105.tif 000014
【図１３】
2011180105.tif 000015
【図１４】
2011180105.tif 000016
【図１５】
2011180105.tif 000017