JP2009006749A

JP2009006749A - 燃料給油量判断システム

Info

Publication number: JP2009006749A
Application number: JP2007167585A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Ikeuchi; 孝広池内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】車両に搭載される燃料タンクに給油する燃料の量を求めるシステムを提供する。
【解決手段】ＥＣＵ５０の制御部５２は、燃料タンク１０に設けられた液面センサ３０が燃料の液面２０を検出していない場合に、傾斜センサ６０の出力を用いて得られる車両の傾斜角に基づいて、少なくともどれだけの量の燃料を燃料タンク１０に給油すれば液面センサ３０が燃料の液面２０を検出できるか、を表す必要給油量を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される燃料タンクに給油する燃料の量を判断する燃料給油量判断システムに関する。

車両の燃料タンクには、通常、燃料タンク内の燃料の量を検出する燃料センサが設けられる。通常、燃料センサは燃料の液面を検出する液面センサからの出力を用いて燃料の量を検出する。例えば、一般的な燃料センサは、燃料の液面に浮かぶフロートを含み、燃料の液面の上下に応じたフロートの上下の幅を検出することで、燃料タンク内の燃料の量を検出する。したがって、例えば、車両の傾斜によって燃料タンクが傾斜したり、車両が高速走行することで燃料タンク内の燃料の液面が変動したりすることによって、燃料センサの検出値と、実際に燃料タンク内に入っている燃料の量と、の間には誤差が生じることがある。

燃料タンク内の残燃料値をより正確に求める技術として、例えば、特許文献１には、重力の影響を受ける可動体の変位量により車両の加速度を測定する第１加速度センサと、車輪の回転量の変化から車両の加速度を測定する第２加速度センサと、を車両に設け、第１加速度センサ及び第２加速度センサで測定した車両の加速度の違いに基づいて車両の傾斜角度を算出し、算出した傾斜角度に基づいて、燃料タンク内の液面位置から測定した燃料残量値を補正する技術が開示されている。

また、特許文献２に記載の技術では、燃料タンク内に設けられた燃料センサが検出した残燃料値を補正する技術において、車両の傾斜角に基づいて求めた補正値と、車速に基づいて求めた補正係数と、を用いて検出値の補正が行われる。

特開平１０−４７９５８号公報特開２００５−２７４４３７号公報

燃料の液面を検出する液面センサを含む燃料センサが車両の燃料タンクに設けられる場合、例えば車両の傾斜によって燃料タンクが傾斜すると、燃料タンク内に燃料が入っていても液面センサが燃料の液面を検出しない場合がある。例えば、図３を参照し、燃料タンク１０内の燃料の液面２０に浮かぶフロートを液面センサ３０として用いる場合、燃料タンク１０が傾斜していると、燃料タンク１０内に燃料が入っているにも関わらず燃料の液面２０が液面センサ３０に触れない場合がある。

燃料センサの液面センサによって燃料の液面が検出されていない場合に、少なくともどれだけの量の燃料を燃料タンクに給油すれば液面センサが燃料の液面を検出できるか、を表す必要給油量を求めることが望ましい場合がある。例えば、車両の制御において、一般的に、液面センサが燃料の液面を検出しない場合、燃料タンク内に燃料が入っていない、つまり、ガス欠状態である、と判断して車両の起動を許可しない制御が行われる。このような制御の結果として車両を起動できなくなった場合、液面センサに燃料の液面を検出させる必要給油量を求めることができると、車両の起動のために最低限必要な給油量を車両のユーザに知らせることができる。以上のように必要給油量を求めることは、例えば、給油所から離れた場所で、前述のような制御の結果として車両を起動できなくなった場合に有益である。

液面センサに燃料の液面を検出させるために必要な燃料の給油量は、燃料タンクの形状や車両の傾斜状態などによって異なる。しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術のように、燃残量の検出値を補正する技術を用いても、液面センサに燃料の液面を検出させるために少なくともどれだけの量の燃料を給油すればよいかを求めることは困難である。

本発明に係る燃料給油量判断システムは、車両に搭載される燃料タンクに給油する燃料の量を求める燃料給油量判断システムであって、前記燃料タンク内に設けられるセンサであって前記燃料タンク内の燃料の液面を検出する液面センサと、前記液面センサによって前記燃料の液面が検出されていない場合に、前記車両に設けられた傾斜角センサの出力を用いて求めた前記車両の傾斜角に基づいて、少なくともどれだけの量の燃料を前記燃料タンクに給油すれば前記液面センサが前記燃料の液面を検出できるか、を表す必要給油量を求める制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る燃料給油量判断システムにおいて、前記車両の傾斜角と前記必要給油量とを対応づけて記憶した記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部から、前記傾斜角センサの出力を用いて求めた前記車両の傾斜角に対応づけられた前記必要給油量を取得することが好ましい。

また、本発明に係る燃料給油量判断システムにおいて、前記制御部が求める前記車両の傾斜角は、前記燃料タンクにおける前記液面センサの取り付け位置が重力方向においてより上方になる方向の傾斜を表す角度であり、前記記憶部において、より大きな前記車両の傾斜角に、より大きな前記必要給油量が対応づけて記憶されることが好ましい。

本発明の１つの態様の燃料給油量判断システムにおいて、前記車両の傾斜角は、前記車両の前後方向の傾斜角又は前記車両の左右方向の傾斜角である。

また、本発明の他の１つの態様の燃料給油量判断システムにおいて、前記記憶部には、前記車両の前後方向の傾斜角及び前記車両の左右方向の傾斜角の組と、前記必要給油量と、が対応づけられて記憶されており、前記制御部は、前記車両の前後方向の傾斜角と前記車両の左右方向の傾斜角とを求め、求めた前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角の組に対応づけられた前記必要給油量を前記記憶部から取得する。

本発明によると、車両に搭載された燃料タンクに給油する燃料の量を適切に求めることができる。

図１は、本発明の１つの実施形態における燃料給油量判断システムの構成の例を示す図である。図１に示す燃料給油量判断システムは、車両に搭載されるシステムであって、燃料タンク１０に設けられた液面センサ３０、燃料残量検出部４０、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０、傾斜センサ６０、及び表示装置７０を含む。

液面センサ３０は、燃料タンク１０内の燃料の液面２０を検出するセンサである。液面センサ３０は、例えば、燃料の液面２０に浮かぶフロートを用いて燃料の液面２０を検出する構成とすることができる。燃料残量検出部４０は、液面センサ３０の検出した液面の上下に基づいて、燃料タンク１０内の燃料の残量を検出する。燃料残量検出部４０は、例えば、液面センサ３０と機械的に接続され、液面センサ３０の上下の移動幅を電気信号に変換する計測装置によって実現できる。燃料残量検出部４０は、検出した燃料残量を表す信号をＥＣＵ５０に渡す。液面センサ３０によって燃料の液面が検出されていない場合、燃料残量検出部４０は、燃料残量が０であることを表す信号をＥＣＵ５０に渡す。

燃料残量検出部４０は、検出した燃料残量を表す信号をＥＣＵ５０に渡す代わりに、燃料残量を検出できたか否かを表す信号をＥＣＵ５０に渡すようにしてもよい。例えば、液面センサ３０によって燃料の液面２０が検出されていない場合は０、液面センサ３０による検出値から燃料残量を検出できた場合は１、に設定されるフラグの値を表す信号をＥＣＵ５０に渡すようにしてもよい。この場合、燃料残量検出部４０は、検出した燃料残量を表す信号を処理する演算部（図示しない）を備え、この演算部は、検出した燃料残量を用いてＥＣＵ５０に渡す信号を生成する。この演算部は、一般的なマイクロコンピュータなどによって実現できる。

ＥＣＵ５０は、車両に搭載され、車両の動作に関する種々の制御を行う制御装置である。ＥＣＵ５０は、一般的なマイクロコンピュータなどによって実現できる。ＥＣＵ５０の機能の一部が、本実施形態の燃料給油量判断システムの制御部及び記憶部として機能する。

ＥＣＵ５０は、制御部５２及び記憶部５４を備える。制御部５２は、燃料残量検出部４０から受け取った信号及び傾斜センサ６０からの出力に基づいて、液面センサ３０によって燃料の液面が検出されていない場合に、少なくともどれだけの量の燃料を燃料タンク１０に給油すれば液面センサ３０が燃料の液面を検出できるか、を表す必要給油量を求める。制御部５２が必要給油量を求める処理の詳細については後述する。制御部５２は、求めた必要給油量を表示装置７０に表示させる処理を行う。

記憶部５４は、制御部５２が行う処理の手順を記述したプログラムや、制御部５２が行う処理において必要な数値などの情報を記憶する記憶装置である。記憶部５４には、例えば、車両の傾斜角と必要給油量とを対応づける必要給油量マップが記憶される。

傾斜センサ６０は、車両に設けられるセンサであって車両の傾斜を検出するためのセンサである。傾斜センサ６０としては、検出した傾斜角を出力する傾斜角センサを用いてもよいし、加速度を検出する加速度センサを用いてもよい。

表示装置７０は、車両搭載用の一般的な表示装置であってよい。例えば、車両に搭載されるカーナビゲーションシステムの液晶画面などの表示装置を、本実施形態の表示装置７０として用いることができる。

図２は、制御部５２が行う燃料給油量判断処理の手順の例を示すフローチャートである。制御部５２は、例えば、図示しない入力部を介して、燃料給油量を判断するようにユーザから指示を受けた場合に、図２に例示する手順の処理を開始する。また、例えば、ユーザがイグニッションをオンにしたことを示すイグニッション信号（図示しない）を受信したときに、図２に例示する手順の処理を開始してもよい。

図２を参照し、処理が開始されると、まずステップＳ１０で、制御部５２は、燃料残量検出部４０から取得した信号を用いて、液面センサ３０によって燃料タンク１０内の燃料の液面２０が検出されているか否かを判定する。制御部５２は、例えば、燃料残量検出部４０から取得した信号が０より大きい燃料残量を表す信号である場合に燃料の液面が検出されていると判定し、燃料残量０を表す信号である場合に燃料の液面が検出されていないと判定する。また、例えば、燃料残量検出部４０が、液面センサ３０によって燃料の液面が検出されていない場合は０、液面センサ３０による検出値から燃料残量を検出できた場合は１、に設定されるフラグの値を表す信号をＥＣＵ５０に渡す場合、制御部５２は、燃料残量検出部４０から取得した信号が１を表す場合に燃料の液面が検出されていると判定し、燃料残量検出部４０から取得した信号が０を表す場合に燃料の液面が検出されていないと判定する。ステップＳ１０で、燃料の液面が検出されていると判定されると、処理は再びステップＳ１０の判定に戻る。ステップＳ１０で、燃料の液面が検出されていないと判定されると、処理はステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０で、制御部５２は、傾斜センサ６０からの出力を用いて、車両の傾斜角を求める。検出値として傾斜角を出力するセンサを傾斜センサ６０として用いる場合、ステップＳ２０で、制御部５２は、傾斜センサ６０からの出力を車両の傾斜角とすることができる。加速度を検出する加速度センサを傾斜センサ６０として用いる場合、制御部５２は、加速度を表す出力値を傾斜センサ６０から取得し、取得した加速度の値を用いて車両の傾斜角の値を推定することができる。

ステップＳ２０では、図３に示すように、燃料タンク１０における液面センサ３０の取り付け位置が重力方向（矢印Ｇの方向）でより上方になる方向の傾斜を表す角度θを車両の傾斜角として求める。図３に示す角度θの方向と反対の方向、つまり、燃料タンク１０における液面センサ３０の取り付け位置が重力方向でより下方になる方向の傾斜を表す角度φが傾斜センサ６０の出力から得られた場合、制御部５２は、車両の傾斜角を負の値（−φ）として求める。

また、ステップＳ２０で求められる車両の傾斜角は、車両の前後方向又は左右方向の傾斜角である。車両の前後方向及び左右方向のいずれの傾斜角を求めるかは、燃料タンク１０の形状及び液面センサ３０の取り付け位置に基づいて予め決定しておく。例えば、一定量の燃料が燃料タンク１０内に存在する場合に、液面センサ３０の取り付け位置付近の燃料の液面の高さが車両の傾斜の変化に応じてより大きく変化する方向の傾斜角を求めることが好適である。例えば、燃料タンク１０の形状において、車両の左右方向の大きさと比較して車両の前後方向の大きさの方が大きい場合であって、液面センサ３０の取り付け位置が車両の前方よりも後方に近く、かつ車両の左右方向において中央付近である場合、ステップＳ２０では、車両の前後方向の傾斜角を求めるようにすることが好適である。また例えば、燃料タンク１０の形状において、車両の左右方向の大きさと比較して車両の前後方向の大きさの方が大きい場合であっても、液面センサ３０の取り付け位置が車両の前後方向において中央付近であり、かつ車両の左側よりも右側に近い場合は、車両の左右方向の傾斜角を求めるようにすることが好適である。

次に、ステップＳ３０で、制御部５２は、ステップＳ２０で求めた車両の傾斜角を用いて、少なくともどれだけの量の燃料を燃料タンク１０に給油すれば液面センサ３０が燃料の液面２０を検出できるか、を表す必要給油量を求める。

図４に、ステップＳ３０の具体的な処理手順の例を示す。図４を参照し、ステップＳ３０（図２）の処理が開始されると、ステップＳ３２で、制御部５２は、図２のステップＳ２０で求めた車両の傾斜角が０°以上であるか否かを判定する。車両の傾斜角が０°以上であれば、処理はステップＳ３４に進む。ステップＳ３４で、制御部５２は、記憶部５４を参照し、ステップＳ２０で求めた車両の傾斜角に対応づけられた必要給油量を取得する。

記憶部５４には、車両の傾斜角と必要給油量とを対応づける必要給油量マップを予め記憶させておく。図５に、記憶部５４に記憶される必要給油量マップの例を示す。図５に例示する表では、より大きな傾斜角により大きな必要給油量が対応づけられている。ステップＳ３４の後、必要給油量を求める処理（図２のステップＳ３０）は終了する。

ステップＳ３２で、車両の傾斜角が０°未満であると判定されると、処理はステップＳ３６に進み、制御部５２は、予め設定された基準値を必要給油量とする。この基準値は、例えば、車両が傾斜していない場合に、少なくとも当該基準値の量の燃料を燃料タンク１０に給油すれば液面センサ３０が燃料の液面を検出できることが明らかである量（例えば、約１０ｌ）に設定しておく。したがって、この基準値は、図５に例示する必要給油量マップにおいて傾斜角０°に対応づけられた必要給油量と同じ値であってよい。また、車両の傾斜角が０°未満である場合は、燃料タンク１０における液面センサ３０の取り付け位置が重力方向でより下方になる方向に車両が傾斜しているので、車両の傾斜がない場合と比較してより少ない量の燃料を給油しても液面センサ３０が燃料の液面２０を検出できる。したがって、ステップＳ３６で用いられる基準値を、必要給油量マップにおいて車両の傾斜角０°に対応づけられた必要給油量より小さい値に設定しておいてもよい。ステップＳ３６の後、必要給油量を求める処理（図２のステップＳ３０）は終了する。

再び図２を参照し、ステップＳ３０の処理が終了すると、ステップＳ４０で、制御部５２は、ステップＳ３０で求めた必要給油量を表示装置７０に表示させる処理を行う。ステップＳ４０の後、燃料給油量判断処理は終了する。

以上で説明した実施形態では、記憶部５４に記憶される必要給油量マップは、図５に例示するように、正値の傾斜角について必要給油量を対応づけるものである。他の例では、記憶部５４に記憶される必要給油量マップにおいて、正値及び負値の傾斜角の両方について、必要給油量を対応づけて記憶させておいてもよい。この場合、必要給油量を求める処理（図２のステップＳ３０）では、図４を参照して説明した手順の処理を行う代わりに、記憶部５４に記憶された必要給油量マップから、求めた傾斜角に対応づけられた必要給油量を取得する。つまり、この場合は、図４に例示したような、傾斜角の正負による場合わけ（ステップＳ３２）を行わない。この場合に記憶部５４に記憶される必要給油量マップにおいても、より大きな傾斜角により大きな必要給油量を対応づけて記憶させておくことができる。また例えば、液面センサ３０が燃料タンク１０の前後方向及び左右方向において中央付近に取り付けられている場合など、傾斜角の正方向の変化に応じた必要給油量の変化と、傾斜角の負方向の変化に応じた必要給油量の変化と、が対称となるような場合は、記憶部５４に記憶される必要給油量マップにおいて、正値の傾斜角に対応づけられた必要給油量と同じ値を、対応する絶対値を有する負値の傾斜角に対応づけて記憶させておいてもよい。

以上、図２から図５を参照して説明した実施形態では、車両の前後方向及び左右方向のいずれかの方向の傾斜角に基づいて必要給油量を求める。他の実施形態では、図２のステップＳ２０において車両の前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角を求め、両者に基づいて必要給油量を求めてもよい。本実施形態において車両の前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角を求める場合も、図３を参照して説明したように、燃料タンク１０における液面センサ３０の取り付け位置が重力方向でより上方になる方向（角度θの方向）の傾斜を正、液面センサ３０の取り付け位置が重力方向でより下方になる方向（角度φの方向）の傾斜を負として求める。本実施形態では、図２のステップＳ３０において、図４に例示する手順の代わりに、図６に例示する手順に従って必要給油量を求める。

図６を参照すると、ステップＳ３３で、制御部５２は、車両の前後方向の傾斜角が０°以上かつ車両の左右方向の傾斜角が０°以上であるか否かを判定する。車両の前後方向及び左右方向の傾斜角の両方が０°以上である場合、処理はステップＳ３４に進む。本実施形態では、記憶部５４に、車両の前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角の組と、必要給油量と、を対応づけるマップを記憶させておく。図７に、車両の前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角の組と、必要給油量と、を対応づける必要給油量マップの例を示す。図７に例示する必要給油量マップでは、車両の前後方向の傾斜角として同じ値を含む傾斜角の組においては、より大きな左右方向の傾斜角を含む組により大きな必要給油量が対応づけられ、左右方向の傾斜角として同じ値を含む傾斜角の組においては、より大きな前後方向の傾斜角を含む組により大きな必要給油量が対応づけられる。ステップＳ３４で、制御部５２は、図２のステップＳ２０で求めた車両の前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角の組に対応づけられた必要給油量を取得する。

図６のステップＳ３３で、車両の前後方向及び左右方向の傾斜角の少なくとも一方が０°未満であると判定された場合、処理はステップＳ３６に進み、予め設定された基準値を必要給油量とする。この基準値は、図４を参照して説明したステップＳ３６において用いられる基準値と同様の値である。

また、ステップＳ２０で車両の前後方向及び左右方向の傾斜角を求める上述の実施形態において、記憶部５４に記憶される必要給油量マップにおいて、車両の前後方向及び左右方向の傾斜角の少なくとも一方が負値である組についても、前後方向及び左右方向の傾斜角の両方が正値である組と同様に、必要給油量を対応づけて記憶させておいてもよい。この場合、必要給油量を求める処理（図２のステップＳ３０）において、図６を参照して説明した手順の処理を行う代わりに、記憶部５４に記憶された必要給油量マップから、前後方向及び左右方向の傾斜角の組に対応づけられた必要給油量を取得する。つまり、この場合は、図６に例示したような、前後方向及び左右方向の傾斜角の両方が正であるか否かの判定（ステップＳ３３）を行わない。

なお、以上で説明した実施形態では、図２のステップＳ２０で、図３に示す角度φの方向の傾斜が得られた場合に、車両の傾斜角を負の値として求める。他の実施形態では、図２のステップＳ２０で図３に示す角度φの方向の傾斜が得られた場合に、車両の傾斜角の値を求めずに、車両の傾斜角の値を求めない旨を示す情報を記憶部５４に記憶させるようにしてもよい。この実施形態において、図４を参照して説明した処理を行う場合、図４のステップＳ３２の判定の代わりに、記憶部５４に記憶された情報を用いて車両の傾斜角が求められたか否かの判定を行い、求められていればステップＳ３４に進み、求められていなければステップＳ３６に進む。また、この実施形態において、図２のステップＳ２０で車両の前後方向及び左右方向の傾斜角の両者を求め、ステップＳ３０で図６を参照して説明した処理を行う場合、図６のステップＳ３３の判定の代わりに、車両の前後方向及び左右方向の傾斜角の両方が求められたか否かの判定を行い、求められていればステップＳ３４に進み、前後方向及び左右方向の傾斜角の少なくとも一方が求められていなければステップＳ３６に進む。

また、さらに他の実施形態では、図２のステップＳ２０で図３に示す角度φの方向の傾斜が得られた場合に、車両の傾斜角を０°とするようにしてもよい。この実施形態では、図４又は図６の処理において、ステップＳ３２又はステップＳ３３の判定を行わずに、記憶部５４に記憶されたマップから、図２のステップＳ２０で求めた傾斜角に対応づけられた必要給油量を取得する（ステップＳ３４）。

本発明の１つの実施形態における燃料給油量判断システムの構成の例を示す図である。本発明の１つの実施形態において行われる燃料給油量判断処理の手順の例を示すフローチャートである。車両の傾斜がある場合の燃料タンクの状態の例を示す説明図である。本発明の１つの実施形態において行われる燃料給油量判断処理の手順の一部分の例を示すフローチャートである。本発明の１つの実施形態における処理に用いられる、車両の傾斜角と必要給油量とを対応づけるマップの例を示す図である。本発明の１つの実施形態において行われる燃料給油量判断処理の手順の一部分の例を示すフローチャートである。本発明の１つの実施形態における処理に用いられる、車両の前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角の組と必要給油量とを対応づけるマップの例を示す図である。

符号の説明

１０燃料タンク、２０液面、３０液面センサ、４０燃料残量検出部、５０ＥＣＵ、５２制御部、５４記憶部、６０傾斜センサ、７０表示装置。

Claims

車両に搭載される燃料タンクに給油する燃料の量を求める燃料給油量判断システムであって、
前記燃料タンク内に設けられるセンサであって前記燃料タンク内の燃料の液面を検出する液面センサと、
前記液面センサによって前記燃料の液面が検出されていない場合に、前記車両に設けられた傾斜角センサの出力を用いて求めた前記車両の傾斜角に基づいて、少なくともどれだけの量の燃料を前記燃料タンクに給油すれば前記液面センサが前記燃料の液面を検出できるか、を表す必要給油量を求める制御部と、
を備えることを特徴とする燃料給油量判断システム。
請求項１に記載の燃料給油量判断システムにおいて、
前記車両の傾斜角と前記必要給油量とを対応づけて記憶した記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部から、前記傾斜角センサの出力を用いて求めた前記車両の傾斜角に対応づけられた前記必要給油量を取得することを特徴とする燃料給油量判断システム。
請求項２に記載の燃料給油量判断システムにおいて、
前記制御部が求める前記車両の傾斜角は、前記燃料タンクにおける前記液面センサの取り付け位置が重力方向においてより上方になる方向の傾斜を表す角度であり、
前記記憶部において、より大きな前記車両の傾斜角に、より大きな前記必要給油量が対応づけて記憶されることを特徴とする燃料給油量判断システム。
請求項２又は３に記載の燃料給油量判断システムにおいて、
前記車両の傾斜角は、前記車両の前後方向の傾斜角又は前記車両の左右方向の傾斜角であることを特徴とする燃料給油量判断システム。
請求項２又は３に記載の燃料給油量判断システムにおいて、
前記記憶部には、前記車両の前後方向の傾斜角及び前記車両の左右方向の傾斜角の組と、前記必要給油量と、が対応づけられて記憶されており、
前記制御部は、前記車両の前後方向の傾斜角と前記車両の左右方向の傾斜角とを求め、求めた前後方向の傾斜角及び左右方向の傾斜角の組に対応づけられた前記必要給油量を前記記憶部から取得することを特徴とする燃料給油量判断システム。