(57)【要約】【課題】大型の建設機械から小型の建設機械に至るまで、様々な形状の燃料タンクであっても正確に燃料残量を検出できるようにする。【解決手段】燃料タンク１１内の比較的上部に可変抵抗器１２と、該可変抵抗器１２に回動可能に装着されたアーム１３と、アーム１３の先端に取り付けられたフロート１４とからなる第１の燃料検出部１５を設け、フロート１４の上限位置にて燃料残量の最大位置を検出可能なように第１の燃料検出部１５を設置する。また、機械の稼動情報から得られる燃料消費量を積算し、積算した燃料消費量に基づいて燃料残量を検出する第２の燃料検出部２２を設け、この第２の燃料検出部２２を前記フロート１４の下限位置以下の燃料残量を検出可能なように設置する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角度検出器と、この角度検出器に回動可能に装着されたアームと、該アームの先端に取り付けられたフロートとからなる第１の燃料検出部を燃料タンクに備えた建設機械の燃料残量検出装置に於いて、機械の稼動情報から得られる燃料消費量を積算し、積算した燃料消費量に基づいて燃料残量を検出する第２の燃料検出部を設け、前記フロートの上限位置にて燃料残量の最大位置を検出可能なように前記第１の燃料検出部を設置し、前記フロートの下限位置以下の燃料残量を検出可能なように前記第２の燃料検出部を設置したことを特徴とする建設機械の燃料残量検出装置。
【請求項２】
上記第１の燃料検出部の角度検出器の検出値に基づき、フロートの上限位置から下限位置に至るまでの燃料残量を演算して表示装置に表示するコントローラを備えた請求項１記載の建設機械の燃料残量検出装置。
【請求項３】
上記第２の燃料検出部はエンジン回転数センサと、燃料供給量センサと、各センサの検出信号から燃料戻し量を推定して燃料消費量を演算する演算部と、演算された燃料消費量を積算して記憶する記憶部とからなり、該第２の燃料検出部が積算した燃料消費量が所定値を超えたときにそのときの燃料残量を表示装置に表示させるコントローラとを備えた請求項１記載の建設機械の燃料残量検出装置。
【請求項４】
上記記憶部は不揮発性メモリからなり、上記積算した燃料消費量を不揮発性メモリに記憶してキーオフ時にデータを保存し、キーオン時に不揮発性メモリから前記積算した燃料消費量を読み出して更に積算を再開するように構成された請求項１または３記載の建設機械の燃料残量検出装置。
【請求項５】
上記第２の燃料検出部は、上記第１の燃料検出部のフロートが下限位置近傍以下に下降したときに燃料消費量の積算を開始し、上記フロートが下限位置近傍以上に上昇したときに燃料消費量の積算をリセットするように構成された請求項１，２，３または４記載の建設機械の燃料残量検出装置。
【請求項６】
上記第１の燃料検出部のフロートが上限位置から下限位置の近傍に至るまでは第１の燃料検出部が検出した燃料残量を表示装置に表示し、上記フロートが下限位置近傍以下に下降した後は、上記第２の燃料検出部が検出した燃料残量を表示装置に表示させるコントローラを備えた請求項１，２，３，４または５記載の建設機械の燃料残量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械の燃料残量検出装置に関するものであり、特に、縦長形状の燃料タンクにも使用可能な建設機械の燃料残量検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の一般的な建設機械の燃料残量検出装置を示し、燃料タンク１内には、可変抵抗器２と、可変抵抗器２に回動可能に装着されたアーム３と、アーム３の先端に取り付けられたフロート４とからなる燃料センサ５が設けられている。燃料タンク１内に充填されている燃料の増減によりフロート４が上下動し、その浮力によりアーム３がある決められた角度範囲θで回動する（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０３９９５号公報（第４頁、図２及び図３）
燃料残量が小のときは前記フロート４が低位置にあり、燃料残量が大のときは前記フロート４が高位置に移動するので、アーム３の回動角度の変化が可変抵抗器２の抵抗値Ｒの変化となり、コントローラ６はこの燃料センサ５の抵抗値Ｒを検出して燃料タンク１内の燃料残量を演算し、この演算結果を表示装置７に表示する。
【０００４】
図５に示すように、燃料タンク１内の燃料残量が最大の状態（ＦＵＬＬ）では、前記フロート４が最高位置にあってアーム３の回動角度がθとなり、そのときの可変抵抗器２の抵抗値Ｒが最小のＲＦであるものとする。そして、燃料タンク１内の燃料残量が減少するのに伴い、前記フロート４が最高位置から徐々に下降してアーム３の回動角度が小さくなると、可変抵抗器２の抵抗値ＲがＲ１，Ｒ２，Ｒ３…と一定の割合で増加していき、燃料残量が最小の状態（ＥＭＰＴＹ）では、前記フロート４が最低位置となってアームの回動角度が０となり、そのときの可変抵抗器２の抵抗値Ｒが最大のＲＥとなるように設定する。
【０００５】
従って、コントローラ６は可変抵抗器２の抵抗値Ｒを検出して燃料残量を判別し、表示装置７に現在の燃料残量を表示するための信号を送信する。図６に示すように、表示装置７はＬＥＤ等の発光素子８ａ，８ｂ，８ｃ…を縦方向に複数個並べてあり、コントローラ６からの信号に応じて所定位置の発光素子を発光させて、オペレータに燃料残量を告知する。
【０００６】
例えば、可変抵抗器２の抵抗値Ｒが最大のＲＥ以上であるときは最下段の発光素子８ａが点灯し、可変抵抗器２の抵抗値ＲがＲＥよりも低下してＲ５以上であるときは最下段よりも一つ上段の発光素子８ｂが点灯する。また、可変抵抗器２の抵抗値ＲがＲ５よりも低下してＲ４以上であるときは最下段よりも二つ上段の発光素子８ｃが点灯する。
【０００７】
以下同様に、可変抵抗器２の抵抗値Ｒの低下に伴って、最下段の発光素子８ａから順次最上段の発光素子８ｆまでの何れかの発光素子が点灯するように構成してある。或いは、該当する発光素子を含めてその下段にある全ての発光素子が点灯するように構成される場合もある。このように、発光素子８ａ乃至８ｈの点灯位置によって、オペレータに燃料残量を告知している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の此種建設機械の燃料残量検出装置は、燃料センサ５の抵抗値Ｒを読み取ってコントローラ６が燃料残量を演算している。従って、図７に示すような大型の燃料タンク１ａでは、前述した一般的な大きさの燃料タンク１に使用される燃料センサ５では、フロート４の位置が燃料残量の最大位置及び最小位置に達しない。このため、可変抵抗器２のアーム３を長いアーム３ａに交換し、その先端にフロート４を装着した別部品からなる燃料センサ５ａを使用する必要があった。
【０００９】
また、小型の建設機械では搭載スペースの関係から、図８に示すように燃料タンク１ｂの形状が縦長になる傾向にある。その際、燃料タンク１ｂの内壁に干渉しないように短いアーム３ｂを取り付けた燃料センサ５ｂを使用するため、燃料残量が最小の状態から最大の状態までの一部の範囲にしか、燃料残量を正確に検出することができない。
【００１０】
そこで、大型の建設機械から小型の建設機械に至るまで、様々な形状の燃料タンクであっても正確に燃料残量を検出できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、角度検出器と、この角度検出器に回動可能に装着されたアームと、該アームの先端に取り付けられたフロートとからなる第１の燃料検出部を燃料タンクに備えた建設機械の燃料残量検出装置に於いて、機械の稼動情報から得られる燃料消費量を積算し、積算した燃料消費量に基づいて燃料残量を検出する第２の燃料検出部を設け、前記フロートの上限位置にて燃料残量の最大位置を検出可能なように前記第１の燃料検出部を設置し、前記フロートの下限位置以下の燃料残量を検出可能なように前記第２の燃料検出部を設置した建設機械の燃料残量検出装置、
及び、上記第１の燃料検出部の角度検出器の検出値に基づき、フロートの上限位置から下限位置に至るまでの燃料残量を演算して表示装置に表示するコントローラを備えた建設機械の燃料残量検出装置、
及び、上記第２の燃料検出部はエンジン回転数センサと、燃料供給量センサと、各センサの検出信号から燃料戻し量を推定して燃料消費量を演算する演算部と、演算された燃料消費量を積算して記憶する記憶部とからなり、該第２の燃料検出部が積算した燃料消費量が所定値を超えたときにそのときの燃料残量を表示装置に表示させるコントローラとを備えた建設機械の燃料残量検出装置、
及び、上記記憶部は不揮発性メモリからなり、上記積算した燃料消費量を不揮発性メモリに記憶してキーオフ時にデータを保存し、キーオン時に不揮発性メモリから前記積算した燃料消費量を読み出して更に積算を再開するように構成された建設機械の燃料残量検出装置、
及び、上記第２の燃料検出部は、上記第１の燃料検出部のフロートが下限位置近傍以下に下降したときに燃料消費量の積算を開始し、上記フロートが下限位置近傍以上に上昇したときに燃料消費量の積算をリセットするように構成された建設機械の燃料残量検出装置、
及び、上記第１の燃料検出部のフロートが上限位置から下限位置の近傍に至るまでは第１の燃料検出部が検出した燃料残量を表示装置に表示し、上記フロートが下限位置近傍以下に下降した後は、上記第２の燃料検出部が検出した燃料残量を表示装置に表示させるコントローラを備えた建設機械の燃料残量検出装置を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図３に従って詳述する。図１は建設機械の燃料残量検出装置を示し、燃料タンク１１内の比較的上部に角度検出器である可変抵抗器１２と、該可変抵抗器１２に回動可能に装着されたアーム１３と、アーム１３の先端に取り付けられたフロート１４とからなる第１の燃料検出部１５が設けられており、燃料タンク１１内に充填されている燃料の増減によりフロート１４が上下動し、その浮力によりアーム１３がある決められた角度範囲θで回動する。
【００１３】
該第１の燃料検出部１５は、従来の此種フロート式燃料センサと略同様の構成並びに作用効果を有し、燃料残量が小のときは前記フロート１４が低位置にあり、燃料残量が大のときは前記フロート１４が高位置に移動するので、アーム１３の回動角度の変化が可変抵抗器１２の抵抗値Ｒの変化となり、コントローラ１６はこの第１の燃料検出部１５の抵抗値Ｒを検出して燃料タンク１１内の燃料残量の増減を演算する。
【００１４】
一方、エンジン１７の近傍には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１８と、燃料供給量センサ１９が設けられ、コントローラ１６には、前記各センサの検出信号から燃料戻し量を推定して燃料消費量を演算する燃料消費量演算部２０と、この燃料消費量演算部２０にて演算された燃料消費量を積算し積算燃料消費量Ｔとして記憶する記憶部２１が設けられ、前記各センサ１８，１９と燃料消費量演算部２０と記憶部２１とから第２の燃料検出部２２が構成されている。本実施の形態では前記記憶部２１は不揮発性メモリにて形成されている。このため、記憶データの書き替えが可能であるとともに、電源オフ時でも記憶データを保持できる。尚、符号２３はキースイッチであり、２４は燃料残量を表示する表示装置である。
【００１５】
ここで、前記第１の燃料検出部１５はフロート１４の上限位置にて燃料残量の最大位置Ｆを検出可能なように設置されている。即ち、図２に示すように、燃料タンク１１内の燃料残量が最大の状態（ＦＵＬＬ）では、前記フロート１４が最高位置にあってアーム１３の回動角度がθとなり、そのときの可変抵抗器１２の抵抗値Ｒが最小のＲＦであるものとする。そして、燃料タンク１１内の燃料残量が減少するのに伴い、前記フロート１４が最高位置から徐々に下降してアーム１３の回動角度が小さくなると、可変抵抗器１２の抵抗値ＲがＲ１，Ｒ２と一定の割合で増加していき、前記フロート１４が下限位置となってアームの回動角度が０となったとき、可変抵抗器１２の抵抗値Ｒが最大のＲＥとなるように設定する。
【００１６】
図３は表示装置２４の一例を示し、該表示装置２４はＬＥＤ等の発光素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…を縦方向に複数個並べてあり、コントローラ１６からの信号に応じて所定位置の発光素子を発光させ、オペレータに燃料残量を告知する。
【００１７】
前述した第１の燃料検出部１５が検出した可変抵抗器１２の抵抗値Ｒが最小のＲＦ未満であるときは（Ｒ＜ＲＦ）、コントローラ１６は最上段の発光素子Ｌ８を点灯させるように表示装置２４に信号を出力し、燃料残量が最大の状態（ＦＵＬＬ）であることをオペレータに告知する。また、前記可変抵抗器１２の抵抗値Ｒが最小のＲＦ以上Ｒ１未満であるときは（ＲＦ≦Ｒ＜Ｒ１）、コントローラ１６は最上段よりも一つ下段の発光素子Ｌ７を点灯させるように、表示装置２４に信号を出力する。
【００１８】
以下同様に、可変抵抗器１２の抵抗値ＲがＲ１以上Ｒ２未満であるときは（Ｒ１≦Ｒ＜Ｒ２）、前記発光素子Ｌ７よりも一つ下段の発光素子Ｌ６を点灯させるように信号を出力し、可変抵抗器１２の抵抗値ＲがＲ２以上ＲＥ未満であるときは（Ｒ２≦Ｒ＜ＲＥ）、前記発光素子Ｌ６よりも一つ下段の発光素子Ｌ５を点灯させるように信号を出力する。そして、可変抵抗器１２の抵抗値Ｒが最大のＲＥ以上であるときは（ＲＥ≦Ｒ）、コントローラ１６は発光素子Ｌ４を点灯させるように信号を出力する。
【００１９】
このように、燃料タンク１１内の燃料残量が満タンから略半分程度までの領域では、燃料残量の増減に応じて、前記第１の燃料検出部１５のフロート１４がその上限位置から下限位置までの範囲を自由に移動できるので、可変抵抗器１２の抵抗値ＲがＲＦからＲＥまで連続的に変化する。従って、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値Ｒに基づき、コントローラ１６は表示装置２４の発光素子Ｌ８乃至Ｌ５の何れかを点灯させるように制御されている。
【００２０】
一方、燃料タンク１１内の燃料残量が前述の略半分程度以下の領域では、前記第１の燃料検出部１５のフロート１４が下限位置よりも下方には動かないので、可変抵抗器１４の抵抗値ＲがＲＥ以上で変化しなくなる。従って、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値ＲがＲＥ以上であるときは、コントローラ１６は第２の燃料検出部２２を作動させる。
【００２１】
即ち、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値がＲＥ以上となったときは、図１に示したコントローラ１６に設けられている燃料消費量演算部２０が、前記エンジン回転数センサ１８と燃料供給量センサ１９の検出信号に基づき、燃料戻し量を推定して燃料消費量の演算を開始する。そして、演算された燃料消費量を積算し積算燃料消費量Ｔとして前記記憶部２１に記憶する。積算燃料消費量Ｔは数段階の領域に区分される。例えば本実施の形態では、積算燃料消費量Ｔが最小値Ｔ１以下の領域と、積算燃料消費量ＴがＴ１からＴ２までの領域と、積算燃料消費量ＴがＴ２からＴＥまでの領域と、積算燃料消費量Ｔが最大値ＴＥ以上の領域との四段階に区分する。
【００２２】
このように、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値ＲがＲＥ以上となったときは、第２の燃料検出部２２により燃料消費量が積算され、コントローラ１６は積算燃料消費量Ｔが前述したどの領域に存在するかを監視して、燃料残量を判別して表示装置２４へ信号を出力し、所定位置の発光素子を発光させてオペレータに燃料残量を告知する。前記第２の燃料検出部２２の積算燃料消費量Ｔが最小値Ｔ１以下であるときは（０≦Ｔ＜Ｔ１）、発光素子Ｌ４を点灯させるように表示装置２４に信号を出力する。即ち、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値がＲＥ以上（ＲＥ≦Ｒ）、且つ、前記第２の燃料検出部２２の積算燃料消費量Ｔが最小値Ｔ１以下（０≦Ｔ＜Ｔ１）の双方の条件が成立したときのみ発光素子Ｌ４を点灯させる。
【００２３】
以下同様に、第２の燃料検出部２２の積算燃料消費量ＴがＴ１以上Ｔ２未満であるときは（Ｔ１≦Ｔ＜Ｔ２）、前記発光素子Ｌ４よりも一つ下段の発光素子Ｌ３を点灯させるように信号を出力し、積算燃料消費量ＴがＴ２以上ＴＥ未満であるときは（Ｔ２≦Ｔ＜ＴＥ）、前記発光素子Ｌ３よりも一つ下段の発光素子Ｌ２を点灯させるように信号を出力する。そして、積算燃料消費量Ｔが最大値ＴＥ以上であるときは（ＴＥ≦Ｔ）、コントローラ１６は最下段の発光素子Ｌ１を点灯させるように信号を出力し、燃料残量が最小の状態（ＥＭＰＴＹ）であることをオペレータに告知する。このとき、例えば発光素子Ｌ１を点滅させる等の表示変化により燃料残量警報を発して、オペレータに燃料補給時期であることを告知するようにしてもよい。然るときは、燃料切れ等の不測の事態を回避できる。
【００２４】
尚、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値ＲがＲＥ以上（ＲＥ≦Ｒ）であっても、第２の燃料検出部２２の積算燃料消費量ＴがＴ１以上であるときは（Ｔ１≦Ｔ）、前記発光素子Ｌ４は点灯せず、発光素子Ｌ３乃至Ｌ１の何れかを点灯させる。
【００２５】
また、第２の燃料検出部２２の積算燃料消費量Ｔは前記記憶部２１に記憶され、積算燃料消費量Ｔが更新される毎に常に最新の積算燃料消費量Ｔが記憶部２１に記憶される。従って、前記キースイッチ２３をキーオフ時にコントローラ１６に電源が供給されなくなっても、その時点での最新の積算燃料消費量Ｔが記憶部２１に保存される。そして、キーオン時に、前記第１の燃料検出部１５が検出した抵抗値ＲがＲＥ以上である場合は、コントローラ１６が記憶部２１に保存された前回までの積算燃料消費量Ｔを読み出して、前記第２の燃料検出部２２により更に燃料消費量の積算を継続して再開するように制御する。
【００２６】
このように、前記第１の燃料検出部１５のフロート１４が上限位置から下限位置の近傍に至るまでは、第１の燃料検出部１５が検出した燃料残量をコントローラ１６からの信号により表示装置２４に表示し、上記フロート１４が下限位置の近傍まで下降した後は、前記第２の燃料検出部２２が検出した燃料残量をコントローラ１６からの信号により表示装置２４に表示する。そして、上記フロート１４が下限位置の近傍から上昇したときに、第２の燃料検出部２２は燃料消費量の積算を停止して積算燃料消費量Ｔをリセットする。
【００２７】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、燃料の増減によりフロートが上下動したときのアームの回動角度を検出する第１の燃料残量検出部と、機械の稼動情報から得られる燃料消費量を積算して燃料残量を検出する第２の燃料検出部を設けてある。そして、フロートの上限位置にて燃料残量の最大位置を検出可能に第１の燃料検出部を設置し、該フロートの下限位置以下の燃料残量を検出可能に第２の燃料検出部を設置したので、双方の燃料検出部を使い分けることによって燃料残量の検出領域が拡大し、大型の建設機械から小型の建設機械に至るまで、様々な形状の燃料タンクであっても正確に燃料残量を検出できる。
【００２９】
請求項２記載の発明は、第１の燃料検出部の角度検出器の検出値に基づき、フロートの上限位置から下限位置に至るまでの燃料残量を演算して表示装置に表示するコントローラを備えたことにより、請求項１記載の発明の効果に加えて、第１の燃料検出部の構成を簡素化してコストダウンに寄与できる。
【００３０】
請求項３記載の発明は、第２の燃料検出部はエンジン回転数センサと、燃料供給量センサと、各センサの検出信号から燃料戻し量を推定して燃料消費量を演算する演算部と、演算された燃料消費量を積算して記憶する記憶部とからなり、該第２の燃料検出部が積算した燃料消費量が所定値を超えたときにそのときの燃料残量を表示装置に表示させるコントローラとを備えたことにより、請求項１記載の発明の効果に加えて、第２の燃料検出部の構成を簡素化してコストダウンに寄与できるとともに、燃料残量を正確に検出することができる。
【００３１】
請求項４記載の発明は、上記記憶部は不揮発性メモリからなり、積算した燃料消費量を不揮発性メモリに記憶してキーオフ時にデータを保存し、キーオン時に不揮発性メモリから前記積算した燃料消費量を読み出して更に積算を再開するように構成したので、請求項１または３記載の発明の効果に加えて、キーオフ時にコントローラに電源が供給されなくなっても、その時点での最新の燃料残量データが保存され、キーオン時には保存された前回までの燃料残量データを読み出して、更に継続して燃料残量を正確に検出することができる。
【００３２】
請求項５記載の発明は、第２の燃料検出部は第１の燃料検出部のフロートが下限位置の近傍まで下降したときに燃料消費量の積算を開始し、フロートが下限位置の近傍から上昇したときに燃料消費量の積算をリセットするように構成されているので、請求項１，２，３または４記載の発明の効果に加えて、第１の燃料検出部の検出領域と第２の燃料検出部の検出領域とを明確に区分することができる。
【００３３】
請求項６記載の発明は、第１の燃料検出部のフロートが上限位置から下限位置の近傍に至るまでは第１の燃料検出部が検出した燃料残量を表示装置に表示し、上記フロートが下限位置の近傍まで下降した後は、上記第２の燃料検出部が検出した燃料残量を表示装置に表示させるコントローラを備えたことにより、請求項１，２，３，４または５記載の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、建設機械の燃料残量検出装置の解説図。
【図２】本発明の一実施の形態を示し、第１の燃料検出部のアーム角度と可変抵抗器の抵抗値との関係を示すグラフ。
【図３】本発明の一実施の形態を示し、表示装置の発光素子の作動を説明する解説図。
【図４】従来の一般的な建設機械の燃料残量検出装置を示す解説図。
【図５】図４に示した燃料センサのアーム角度と可変抵抗器の抵抗値との関係を示すグラフ。
【図６】図４に示した表示装置の発光素子の作動を説明する解説図。
【図７】従来の大型の燃料タンクに於ける残量検出装置を示す解説図。
【図８】従来の縦長の燃料タンクに於ける残量検出装置を示す解説図。
【符号の説明】
１１　　　　燃料タンク
１２　　　　可変抵抗器（角度検出器）
１３　　　　アーム
１４　　　　フロート
１５　　　　第１の燃料検出部
１６　　　　コントローラ
１７　　　　エンジン
１８　　　　エンジン回転数センサ
１９　　　　燃料供給量センサ
２０　　　　燃料消費量演算部
２１　　　　記憶部（不揮発性メモリ）
２２　　　　第２の燃料検出部
２３　　　　キースイッチ
２４　　　　表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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