(57)【要約】【課題】あらゆる車種（燃料タンク種類）に適用可能な汎用性を有する燃料残量推定方法を提供すること。【解決手段】車両に搭載された燃料タンクの液面位置に応じて出力されるセンダ電圧に基づいて該燃料タンク内の燃料残量を推定する際に、該車両に搭載されたエンジンを制御するコンピュータから燃料噴射時間を取得し、前記センダ電圧の最小値から最大値までの間を複数の区間の等分し、該複数の区間のそれぞれについて区間累積燃料噴射時間を算出及び更新し、この算出及び更新された各区間の区間累積燃料噴射時間から単位時間あたりの燃料噴射量を算出し、この単位時間あたりの燃料噴射量と、該燃料噴射量及び前記燃料タンクの容量から算出した一区間あたりの燃料消費量と、から該燃料タンク内の燃料残量を推定する。【選択図】  図２
2004286557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された燃料タンクの液面位置に応じて出力されるセンダ電圧に基づいて該燃料タンク内の燃料残量を推定する方法であって、
該車両に搭載されたエンジンを制御するコンピュータから燃料噴射時間を取得し、
前記センダ電圧の最小値から最大値までの間を複数の区間の等分し、
該複数の区間のそれぞれについて区間累積燃料噴射時間を算出及び更新し、
この算出及び更新された各区間の区間累積燃料噴射時間から単位時間あたりの燃料噴射量を算出及び更新し、
この算出及び更新された単位時間あたりの燃料噴射量と、該燃料噴射量及び前記燃料タンクの容量から算出した一区間あたりの燃料消費量と、から該燃料タンク内の燃料残量を推定することを特徴とする燃料残量推定方法。
【請求項２】
車両に搭載された燃料タンクの液面位置に応じて出力されるセンダ電圧に基づいて該燃料タンク内の燃料残量を推定するプログラムであって、
コンピュータを、
該車両に搭載されたエンジンを制御するコンピュータから燃料噴射時間を取得する手段、
前記センダ電圧の最小値から最大値までの間を複数の区間の等分する手段、
該複数の区間のそれぞれについて区間累積燃料噴射時間を算出及び更新する手段、
この算出及び更新された各区間の区間累積燃料噴射時間から単位時間あたりの燃料噴射量を算出及び更新する手段、及び、
この算出及び更新された単位時間あたりの燃料噴射量と、該燃料噴射量及び前記燃料タンクの容量から算出した一区間あたりの燃料消費量と、から該燃料タンク内の燃料残量を推定する手段、として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項３】
請求項２記載のプログラムを格納した記録媒体。
【請求項４】
車両に取り付けられ、該車両の燃費に関する情報を乗員に提示する燃費表示装置であって、
該車両に搭載された燃料タンクの液面位置に応じて出力されるセンダ電圧と、該車両に搭載されたエンジンを制御するコンピュータから出力された燃料噴射時間とを取得し、
前記センダ電圧の最小値から最大値までの間を複数の区間の等分し、
該複数の区間のそれぞれについて区間累積燃料噴射時間を算出及び更新し、
この算出及び更新された各区間の区間累積燃料噴射時間から単位時間あたりの燃料噴射量を算出及び更新し、
この算出及び更新された単位時間あたりの燃料噴射量と、該燃料噴射量及び前記燃料タンクの容量から算出した一区間あたりの燃料消費量と、から該燃料タンク内の燃料残量を推定し、
前記単位時間あたりの燃料噴射量と前記燃料残量とから前記燃費に関する情報を作成し、提示することを特徴とする燃費表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、センダ電圧に基づいて燃料タンク内の燃料残量を推定する方法に係り、特に、様々な車種にわたって汎用性を持たせるためにフューエルセンダ特性を推定した上で燃料残量を推定する燃料残量推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された燃料タンク内に残る燃料量を測定する方法としては、タンク内に液面に浮かぶフロートを設け、このフロートを揺動可能に支持し、その揺動角度の変位を測定することによって液面の変位を検出する方法が周知である。
【０００３】
この方法では、センダ電圧値として検出される揺動角度の変位と燃料残量との関係（フューエルセンダ特性）がタンク種類毎（車種毎）に異なるため、種類毎にセンダ電圧から燃料残量を表示するためのプログラムを用意しなければならない。
【０００４】
そこで、タンク種別を問わない適用が図られた燃料残量計も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２５７５５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の残量計は、複数のタンク種別にわたって残量計の構成の大半を共通化しようとするものであり、あらゆるタンク種類（車種）に適用可能な汎用性を持つものではない。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、あらゆる車種（燃料タンク種類）に適用可能な汎用性を有する燃料残量推定方法を提供することを主たる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両に搭載された燃料タンクの液面位置に応じて出力されるセンダ電圧に基づいて該燃料タンク内の燃料残量を推定する方法であって、該車両に搭載されたエンジンを制御するコンピュータから燃料噴射時間を取得し、前記センダ電圧の最小値から最大値までの間を複数の区間の等分し、該複数の区間のそれぞれについて区間累積燃料噴射時間を算出及び更新し、この算出及び更新された各区間の区間累積燃料噴射時間から単位時間あたりの燃料噴射量を算出し、この単位時間あたりの燃料噴射量と、該燃料噴射量及び前記燃料タンクの容量から算出した一区間あたりの燃料消費量と、から該燃料タンク内の燃料残量を推定することを特徴とする燃料残量推定方法である。
【０００９】
この態様において、ある時点でのセンダ電圧から最小センダ電圧までの区間について、区間累積燃料噴射時間が既に算出及び／又は更新されている区間については該時間に上記単位時間あたりの燃料噴射量を乗じて該区間での燃料消費量とし、区間累積燃料噴射時間が一度も算出されていない区間については上記一区間あたりの燃料消費量をもって該区間の燃料消費量とし、両消費量を足し合わせることによって、該時点での燃料残量を推定・算出することができる。
【００１０】
この態様によれば、既知情報であるセンダ電圧と燃料噴射時間との関係からセンダ電圧の各区間において消費された燃料量を推定した上で燃料残量を推定するため、フューエルセンダ特性が未知の燃料タンク（車両）に対しても適用可能である。
【００１１】
また、上記更新の際に、繰り返し回数に応じて前値も考慮して更新後の値を決めるようにすれば、学習されていくため、上記推定を未知のフューエルセンダ特性に近づけていくことができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明の別の態様は、上記方法をコンピュータに実現させるプログラム及びそれを格納した記録媒体、並びに、上記方法を実行し、結果を車両乗員に提示する燃費表示装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、本発明に係る燃料残量推定方法を実行し、車両乗員に燃費などの情報を提示する、後付け可能な汎用マルチインフォーメーションディスプレイ装置である。
【００１４】
マルチインフォーメーションディスプレイ装置とは、例えば、平均燃費、瞬間燃費、（燃料残量での）走行可能距離などを表示する装置である。従来のマルチインフォーメーションディスプレイ装置は、高級車の一部で採用されているものの、既述のように車種毎にフューエルセンダ特性が異なるため、あらゆる車種に後付けできる汎用品はこれまで存在しなかった。
【００１５】
まず、図１を用いて、本実施形態に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置１００の構成について概略的に説明する。本実施形態に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置１００は、装置全体を制御するマルチインフォーメーションディスプレイＥＣＵ１０１を有する。このマルチインフォーメーションディスプレイＥＣＵ１０１に、車速データ、センダ電圧データ、及び燃料噴射時間データが入力されるように、マルチインフォーメーションディスプレイ装置１００は車両に組み付けられる。
【００１６】
車速データは、例えば、ＡＢＳなどの車速センサ１０２から出力され、インパネのメータ１０３へ伝達される車速データを分岐して取得する。
【００１７】
センダ電圧データは、フューエルセンダ１０４から出力され、インパネのメータ１０３へ伝達されるセンダ電圧データを分岐して取得する。
【００１８】
燃料噴射時間データは、燃料噴射時間を制御するコンピュータであるエンジンＥＣＵ１０５からエンジン１０６へ伝達される制御信号に含まれる燃料噴射時間データを分岐して取得する。
【００１９】
マルチインフォーメーションディスプレイ装置１００は、更に、表示装置１０７と、ユーザインターフェース１０８と、を有する。表示装置１０７は、上述のような平均燃費、瞬間燃費、及び／又は燃料残量で走行可能な距離などの燃費に関する情報を車両乗員に視覚的に提示するためのディスプレイ装置又はホログラム虚像作成装置である。
【００２０】
ユーザインターフェース１０８は、ユーザが燃料タンクの容量（諸元表などから公知のカタログ値）を入力・設定するのに用いられる。マルチインフォーメーションディスプレイ装置１００が、車種名又は型式と公称燃料タンク容量との対応テーブルを保持し、ユーザは一覧の中から車種名又は型式を指定することによって、この燃料タンク容量の入力・設定ができるようにしてもよい。
【００２１】
また、ユーザインターフェース１０８は、ユーザが当該車両（車種）の１０・１５モードでの燃費（カタログ値）を入力・設定するのに用いられ得る。ここでも、ユーザが一覧から選択することによって入力・設定ができるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、ユーザインターフェース１０８は、ユーザが表示装置１０７に表示される項目を切り替えるのにも用いられる。
【００２３】
次いで、図２を用いて、本実施形態に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置１００による燃料残量推定処理の流れを説明する。
【００２４】
まず、上述のように、ユーザによって、マルチインフォーメーションディスプレイ装置１００に燃料タンク容量（カタログ値）及び１０・１５モード燃費（カタログ値）が入力・設定される（Ｓ２０１）。
【００２５】
ここで、１０・１５モードでの燃費（カタログ値）の入力・設定は本実施形態にとって必須ではない。後述するように、本実施形態では推定値を学習によって適正な値に収束させていく手法を採るためである。しかしながら、例えば０などの数値より適正な値に近いと思われるカタログ上の燃費を仮値（初期値）として入力・設定しておくことによって、後述する学習が早く収束することが期待される。
【００２６】
次に、燃料噴射時間パラメータＩｔに０を代入し、初期化する（Ｓ２０２）。
【００２７】
次に、単位時間あたりの燃料噴射両パラメータＩｊに仮値（初期値）を設定する（Ｓ２０３）。１０・１５モード燃費が入力・設定されている場合、この仮値は該１０・１５モード燃費から算出した値を使えばよく、１０・１５モード燃費が入力・設定されていない場合、この仮値はゼロでもよい。
【００２８】
次に、センダ電圧区間をｎ等分する（Ｓ２０４）。例えばセンダ電圧の最小値が０ボルト（Ｖ）であり、最大値が５Ｖの場合、このセンダ電圧区間：０〜５Ｖを例えば０．５Ｖずつ１０等分する。ここで、各区間の長さはフューエルセンダ特性推定の分解能となるため、区間数ｎは、大きいほど燃料残量推定の精度を向上させる。しかし、マルチインフォーメーションディスプレイＥＣＵ１０１の処理能力を考慮して演算の負荷が過大とならないように決定されるのが好ましい。
【００２９】
このようにして設定された複数の区間には、後述するように、それぞれについて、識別するためのいわばＩＤである区間番号と、区間累積燃料噴射時間及び学習回数という２つのパラメータと、が付与・保持される。
【００３０】
次に、各区間に区間番号を割り当て、区間累積燃料噴射時間に０を代入して初期化し、更に、学習回数を１に設定する（Ｓ２０５）。
【００３１】
次に、エンジンが掛けられると（Ｓ２０６の「ＹＥＳ」）、エンジンＥＣＵ１０５からの燃料噴射指示から燃料が噴射されていた時間Ｉｔが累積的にカウントされる（Ｓ２０７）。
【００３２】
燃料噴射時間がカウントされている間もセンダ電圧の値は監視される。そして、センダ電圧が上記複数の区間の一から別の一区間へ入った時（Ｓ２０８の「ＹＥＳ」）、経過した一区間について累積（のべ）燃料噴射時間が算出される（Ｓ２０９）。ここで、その一区間について従前に算出された累積燃料噴射時間が保持されていれば、その旧累積燃料噴射時間が新しい値へ更新される。
【００３３】
この区間累積燃料噴射時間は、具体的には、下記式（１）に従って算出される。
【００３４】
【数１】
2004286557.tif 000003
式（１）から当業者には明らかなように、学習回数が１の場合、その区間については最初の算出であるため、旧累積燃料噴射時間が保持されておらず、カウントされた累積燃料噴射時間がそのままその区間についての新累積燃料噴射時間として記録される。
【００３５】
また、燃料タンクが最大まで充填され（いわゆる「満タン」にされ）、このセンダ電圧区間について累積燃料噴射時間が繰り返しカウントされることによって、学習回数が増え、新累積燃料噴射時間に反映される旧累積燃料噴射時間の割合が大きくなる。したがって、この区間累積燃料噴射時間は、統計的に頻出する値に収束していく。
【００３６】
このようにして経過したセンダ電圧の一区間について区間累積燃料噴射時間が算出又は更新されると、次いで、燃料噴射時間Ｉｔのカウントが０にリセットされ、また学習回数が１つインクリメントされる（Ｓ２１０）。
【００３７】
次に、新たに一区間の累積燃料噴射時間が算出／更新されたことを受けて、単位時間あたりの燃料噴射量Ｉｊが計算される（Ｓ２１１）。ここでも、従前に算出された単位時間あたりの燃料噴射量Ｉｊが保持されていれば、その旧Ｉｊが新しい値へ更新される。
【００３８】
この単位時間あたりの燃料噴射量Ｉｊは、具体的には、下記式（２）に従って算出される。
【００３９】
【数２】
2004286557.tif 000004
ここで、最初の算出時には、旧ＩｊとしてＳ２０３で設定された仮値が用いられることになる。また、燃料タンク容量は、Ｓ２０１で設定されたカタログ値である。
【００４０】
式（２）においては、少なくとも１回は区間累積燃料噴射時間が算出された区間についての単位時間あたりの燃料噴射量と、区間累積燃料噴射時間がいまだ算出されていない区間についての単位時間あたりの燃料噴射量とについて、区間数に応じた割合を採るものである。ここで、前者については、燃料消費量が各区間において等しいと仮定し、後者については、仮値又は前値（旧Ｉｊ）を用いる。
【００４１】
また、このＩｊも、燃料タンクが繰り返し満タンにされ、学習回数２以上の区間が増え、更には各区間の累積燃料噴射時間が更新されていくことによって、適正な値に収束していく。
【００４２】
さらに、一旦満タンにされた後の算出において、その時点でのセンダ電圧より下の区間で既に学習回数が２以上の区間が存在する場合であっても、その区間については、保持されている区間累積燃料噴射時間を用いる。
【００４３】
このようにして非公開情報である単位時間あたりの燃料噴射量Ｉｊが推定されると、次いで、燃料残量Ｔｒが計算される（Ｓ２１２）。
【００４４】
まず、学習回数が１の区間、すなわち区間累積燃料噴射時間が一度も算出されていない区間について、Ｉｊを用いて一区間あたりの燃料消費量Ｆｕを算出する。
【００４５】
この学習回数が１の区間についての一区間あたりの燃料消費量Ｆｕは、具体的には、下記式（３）に従って算出される。
【００４６】
【数３】
2004286557.tif 000005
ここで、少なくとも１回は区間累積燃料噴射時間が算出されている区間、すなわち学習回数が２以上の区間について区間累積燃料噴射時間を合計した総噴射時間を算出し、これに上記算出したＩｊを掛けることによって学習回数２以上の区間で消費される総燃料量を求める。この総燃料量をカタログ値である燃料タンク容量から引いた値を学習回数が１である区間の区間数で割り、Ｆｕとする。
【００４７】
ここでも、学習が進み、学習回数が２以上の区間を増え、更には各区間の累積燃料噴射時間が更新されていくことによって、Ｆｕは適正な値に収束していく。学習回数が１の区間が存在しなくなった場合、当然、Ｆｕはゼロでよい。
【００４８】
次に、燃料タンク内の燃料残量Ｔｒ、すなわちその時点のセンダ電圧より下のセンダ電圧区間での消費が推定される燃料量について、下記式（４）に従って算出する。
【００４９】
【数４】
2004286557.tif 000006
ここでは、学数回数１の区間における推定消費量については上記算出したＦｕに区間数を掛けて算出し、学習回数が２以上の区間における推定消費量については既に算出されている区間累積燃料噴射時間とＩｊとを掛けて算出する。ここでも、学習が進むほどＴｒの精度が良くなる。
【００５０】
このようにして推定された燃料残量Ｔｒは、満タンからの走行距離や車速などのデータと合わせて、平均燃費、瞬間燃費、該燃料残量での走行可能距離などの燃費に関する情報の算出に用いられる。算出されたこれら燃費に関する情報は、表示装置１０７上に表示される（Ｓ２１３）。
【００５１】
このように、本実施形態では、燃料残量を算出する際に、センダ電圧を複数の区間に分け、各区間において消費された又はされる燃料量を推定することによってフューエルセンダ特性を推定する。
【００５２】
このフューエルセンダ特性の推定は、上述のように、各区間での累積燃料噴射時間の測定を繰り返し学習していくことによって適正な値に近づけていくことができる。また、区間数ｎを増やし、センダ電圧に対する分解能を細かくすることによっても、このフューエルセンダ特性の推定の精度を向上させることができる。
【００５３】
したがって、本実施形態によれば、フューエルセンダ特性が未知の燃料タンク（車両）に対しても適用可能であり、よってあらゆる車種に対して汎用性を有する燃料残量推定方法及び装置が提供される。
【００５４】
なお、上記実施形態の説明においては、本発明に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置の汎用性を説明するために、主として後付けの場合について説明したが、当然、本発明に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置は、車両製造時に一体に又は着脱可能に組み立てられてもよい。
【００５５】
また、本発明に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置は、上記燃費に関する情報以外に、走行時間、走行距離などの情報を表示してもよい。
【００５６】
さらに、本発明に係る燃料残量推定方法により推定された単位時間あたりの燃料噴射量を、インジェクタの経年変化を補正するための補正係数を算出するのに用いてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、あらゆる車種（燃料タンク種類）に適用可能な汎用性を有する燃料残量推定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るマルチインフォーメーションディスプレイ装置による燃料残量推定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００  マルチインフォーメーションディスプレイ装置
１０１  マルチインフォーメーションディスプレイＥＣＵ
１０２  車速センサ
１０３  メータ
１０４  フェーエルセンダ
１０５  エンジンＥＣＵ
１０６  エンジン
１０７  表示装置
１０８  ユーザインターフェース
【図１】
2004286557.tif 000007
【図２】
2004286557.tif 000008