JPH0356827A - 燃料表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産果上の利用分！！Ｐ１ 本発明は、理論空燃比の異なる複数種の燃料を混合状態
で貯溜した燃料タンク内の燃料残恐と燃料消費率とを表
示する燃料表示システムに関する。

［従来の技術と発明が解決しようとづる課題］近年、燃
料事情の悪化、排気清浄化の要請などにより、従来のガ
ソリン燃料に加えて、例えばアルコール燃料などの代替
燃料を同時に使用可能なシステムが実用化されつつあり
、このシステムを搭載した自動車などの車輌では、アル
コールとガソリンとの混合燃料の混合比率がいかなる状
態においても走行が可能なようになっている。

すなわち、アルコール燃料は、空燃比、点火時期の変更
などにより、基本的には従来のガソリンエンジンの大幅
な変更なしに使用可能であるが、Ｆｐ論空燃比がガソリ
ン燃料の略半分であるため、上記システムにおいては、
通常、エンジンに供給される混合燃料のアルコール濃度
などを濃度センサなどにより検出し、この濃度センサか
ら算出ノＪに込づいてアル］一ル濃度に見合った燃料噴
射０、点火時期としている。

この場合、上記混合燃料の混合比率を一定に保たない限
り、燃料の容積のみからはエンジンの運転可能時間、車
輌の走行可能距離を知ることができず、単に燃料タンク
内に残存する混合燃料の伍を表示する１．＝けで｛よ．
Ｑ味をなざない。

これに対処するに、例えば実開昭６１−９４７１９号公
報には、燃料の混合比率に対づ−る単位体栢当りの車輌
の航続距離を予め記憶しておき、燃料タンク内の残量と
混合比率を検出して、燃料の残晴とその混合比率におけ
る航続距離との梢を演算し、上記燃料タンク内の残存燃
料による車輌の航続距離を表示する技術が開示されてい
る。

しかしながら、燃料の混合比率に対する単位体積当りの
車輌の航続距離は、高速走行、登坂走行、あるいは、下
り坂走行など、実際の運転条件によって記憶値とは異な
る場合が多く、その場合、航続可能距離を正確に表示す
ることができなくなる。

［発明の目的１ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、理論空燃
比の異なる複数種の燃料の混合率の変化、及び、運転条
件の変化に苅して、燃料タンク内の燃利残渚から残りの
航続可能距離を容易に推定することのできる燃料表示シ
ステムを提供することを目的としている。

［ｉ題を解決するための手段及び作用］本発明による燃
料表示システムは、燃料タンク内に貯溜した混合燃料の
残量を算出する燃料残品算出手段と、上記混合燃料の混
合比率によって補正した燃ＦＡ噴剣系に単づいて、燃料
消費率を算出する燃料消費率停出手段と、上記燃料残ｆ
ｆｌｉ出手段で算出した燃料残８｝及び上記燃利消費率
算出手段で算出した燃料消費率を表示づる表示手段とを
備えたものである。

すなわち、燃料タンク内の混合燃料の燃料残吊が燃料残
ｍ　Ｏ出手段にて鋒出ざれ、また、上記況合燃料の混合
比率によって補正した燃料噴ＤＩ　ｆｆｉに基づいて、
燃料消費率鋒出手段にて燃料消費率が算出される。

そして、上記燃料タンク内の燃利残ｑと燃トＩ消費率と
が表示手段によって同時に表示される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して木允明の実施例を説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はＩｊＭ　！’
＋Ｆ．ブロック図、第２図はエンジン制御システムの概
略図、第３図はアルコール濃度とアルコール分補正係数
との相関図、第４図（ａ）は燃料消費率の表示手順を示
すフローヂャート、第４図（ｂ）は燃料残量の表示手順
を示−４フローチｐ−１−である。

（構　或） 図中の符ｇ１はエンジン本体で、図においては水平対向
４気筒型エンジンを示づ。このエンジン本体１のシリン
ダヘッド２に形或した吸気ボート２ａにインテークマニ
ホルド３が連通され、このインテークマニホルド３の上
流側にエアチャンバ４を介してスロットルヂャンバ５が
連通され、このスロットルチＶンバ５の上流側に吸入管
６を介してエアクリーナ７が取｛Ｊ　ｉＪられている。

また、上記吸入管６の上記エアクリーナ７の直下流に吸
入空気凝センサ｛図においては、ボットワイ１１式エア
フローメータ｝８が介装され、さらに、上記スロットル
チャンバ５に設けられたスロットルバルブ５ａにスロッ
トル開度センサ９ａとスロットルバルブ全開でＯＮする
アイドルスイッチ９ｂとが連設されている。

また、上記インテークマニボルド３の各気簡の各吸気ボ
ート２ａの直上流側に、インジエクタ１０が配設されて
おり、さらに、上記シリンダヘッド２の各気筒伯に、そ
の先端を燃焼室に露♀する点火ブラグ１７が取付けられ
ている。

また、上記インジエクタ１０が燃料供給路１１を介して
燃料タンク１２に運通されており、この燃料タンク１２
内に、例えば、フロート、摺動抵抗などからなる燃料残
吊センサ１３が臨まされている。

さらに、上記燃料供給路１１には、上記燃料タンク１２
側から燃料ボンブ１４、アルコールｌセンサ１５が介装
されている。

上記燃料タンク１２には、例えば、アルコールとガソリ
ンとの所定アルコール濃度Ａ（％）を右づる混合燃料が
貯溜されており、アルコール濃度ＡがＯ％のとき、上記
混合燃料はガソリン１００％であり、また、アルコール
濃度八が１００％のとき、上記混合燃料はガソリンＯ％
であり、燃料のアルコール濃度へ（よユーザの燃料補給
の際の事情によりＯ％から１００％の間で変化づる。

上記アルコール濃度センザ１５は、例えば、上記燃利供
給路１１内に設けられた一対の電極からなり、アルコー
ル濃度による上記混合燃斜の電気伝と４度変化から電流
変化を検出して、上記アル］ル′Ｑ度Ａを検出する。

また、上記インジエクタ１０（よ、リターン通路１６を
介してプレッシャレギュレータ１７の燃斜室１７ａに連
通ざれており、さらに、この燃利室１７ａ下流側が上記
燃利タンク１２に連通されている。

尚、上記プレッシャレギュレータ１７は、図中、一点鎖
線で示づように、調圧室１７ｂが上記インテークマニボ
ルド３に連通されて．１５り、上記インジＩクタ１０の
燃圧と上記インテークマニホルド３内圧力との差圧を常
に一定に保ち、上記インテークマニホルド３内圧力の変
動によって上記インジエクタ１０からの燃料噴躬母が変
動しないよう制御ずる。

また、上記エンジン本休１のクランクシャフト１ｂには
クランクロータ２１が軸るされ、このクランクロータ２
１の外周にクランク角を検出するための電磁ピックアッ
プなどからなるクランク角センリ２２が対設されている
。さらに、上記クランクシャフト１ｂに対して１／２回
転するカムシャフト１Ｃにカムロータ２３が軸着ざれ、
このカムロータ２３の外周にカム角センサ２４が対設さ
れいる。

また、上記インテークマニホールド３に形成されたライ
ザをなす冷却水通路（図示Ｕず）に冷が水ｔｔｒンザ２
５が臨まされ、上記シリンダヘッド２の排気ボート２ｂ
に連通ずる排気管２６に（よ、０２センサ２７が臨まさ
れている。なお、符月２８は触媒コンバータである。

（制御装置の回路構成） 一方、符号３１は，ｔｉｌ＋　＠装置で、このｉｉｌｌ
　ｉａ装買３１のＣＰＵ　（中央演算処理装置）３２．
ＲＯＭ３３．ＲΔＭ３４、および、Ｉ／Ｏインターフェ
ース３５がバスライン３６を介して互いに接続されてｄ
−３り、このＩ／Ｏインターフェース３５の人カボー？
に上記各セン→ノ８．９ａ，１３．１５，２２．２４，
２５．２７、及び、アイドルスイッチ９ｂが接続され、
さらに、車速センサ２９が接続されている。

また、上記Ｉ／Ｏインターフェース３５算出力ボートに
は、上記点火ブラグ１７がイグナイタ３０を介して接続
されているとともに、駆動回路３７を介して上記インジ
エクタ１０、燃料ボンブ１４が接続され、さらに、燃料
消費率ディスプレイ３８ａ．燃料残：ｄディスプレイ３
８ｂなどからなる表示手段３８が接続されている。

上記燃料消費率ディスプレイ３８ａ及び上記燃料残星デ
ィスプレイ３８ｂは、ＬＥＤあるいはしＣＤなどから構
成され、それぞれ、燃料消費率の数値データ及び単位（
ｌｍ／Ｉ）のセグメント表示、燃料５５■■■のバーグ
ラフ表示などを行なう。

上記ＲＯＭ３３には制御プログラムなどの固定データが
記憶されており、また、上記ＲＡＭ３４には、データ処
理した後の上記各センサ算出力信弓及び上記ＣＰＵ３２
で演は処理したデータが格納されている。

また、上記ＣＰＵ３２では上記ＲＯＭ３３に記憶されて
いる制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ３４に格納され
た各種データに基づき、インジエクタ１０を駆動するパ
ルス幅、及び、点火ブラグ１７の点火時ｒ！Ａなどの制
１１１ｆｆｉを演算する。

また、上記インジエクタ１０に対する駆動パルス幅と上
記車速センサ２９から算出される平均車速とに基づいて
燃料消費率をｑ出するとともに、燃料残はセンサ１３か
らの信弓に基づいて燃料タンク１２内の燃料残品をΩ出
し、それぞれ、上記燃斜消費率ディスプレイ３８ａ、燃
料残最ディスプレイ３８ｂに表示する。

（制ｉＩＩ装置の表示機能構成） 上記燃料消費率ディスプレイ３８ａ、燃料残呆ディスプ
レイ３８ｂにタ４する制御装置３１の表示機（ｊ’９　
１よ、吸入空気凝５）出手段４１、エンジン回転数算出
手段４２、基本燃料噴躬吊設定手段４３、各秤増組分補
正係数設定手段４４、空燃比フイドバック補正係数設定
手段４５、アルコール分福正係数設定手段４６、燃斜噴
Ｄｉ　ｆｆｌ　ｌ出手段４７、パルス幅積算手段４９、
平均車速０出手段５０、燃料消費率算出手段５１、物理
争変換手段５２、燃料残吊ｔ）出手段５３、表示駆動千
段５４ａ，５４ｂから構成されている。

吸入空気沿０出千段４１では、吸入空気晴センザ８算出
力信号から吸入空気ＩＱを算出し、また、エンジン回転
数惇出手段４２で番よ、クランク角センリ２２から出力
されるクランクパルスに繕づい（エンジン回転数Ｎをｔ
）出づる。

基本燃料噴射桑設定千段４３では、上記吸入空気迅算出
千段４１で算出した吸入空気ｍＱと、上記エンジン回転
数算出手段４２で算出したエンジン回転数Ｎｌ．：１３
づいて演算（Ｔｐ　＝ＫｘＱ／Ｎ，Ｋ：定ｒ！ｌ＞によ
り、あるいは、エンジン回転数Ｎと吸入空気ｍＱとをパ
ラメータとするマップ検索により基本燃料噴躬量Ｔｐを
設定する。

ここにおいて、上記阜本燃利噴射ｆＪＴｐは、ノＪソリ
ン１００％（アルコール濃度Ａ＝○％）におけるものと
する。

各種増吊分補正係数設定手段４　４　−（：　ｉよ、ス
ロットル間度センサ９ａのスロットル間度（Ｏ）信む、
アイドルスイッチ９ｂのＯＮ、ＯＦＦ信弓、冷却水’Ａ
ｌｔ？ン＋ｊ２５（Ｄ冷ｒＪＩ水温（　Ｔ　Ｗ　＞　信
？’ｉ　ヲＭ　込ミ、加減速補正、全開１１９吊補正、
アイドル後増品補正、冷却水温補正などに係わる各種増
迅分補正係数ＣＯＥ「を設定づる。

空燃比フィードバック補正係数設定千段４５では、０２
センサ２７算出力電圧を読込み、この０２センサ２７算
出力電圧と予め設定したスライスレベルとを比較し、比
例積分Ｈｉｌｌ御により空懲比フィードバック補正係数
αを設定する。

尚、上記０２センザ２７が不活性のときには、上記空燃
比フィードバック補正係数αをα−１０に固定し、空燃
比フィードバック制御を中止する。

アルコール分補正係数設定千段４６では、アルコール淵
度センサ１５算出力信丹から０出したインジエクタ１０
への供給燃料のアルコール濶度／＼に毫づき、このアル
コール濃度ＡＩ，：対応するアルコール分補正係数ＫＡ
Ｌを設定する。

上記アルコール分補正係数ＫＡＬは、アルコール淵度へ
の相違による理論空燃比を補正するためのものである。

寸なわら、ガソリン１００％（Ａ＝○％〉における理論
空燃比は一例として１４９であり、アル］一ルくメタノ
ール）１００％（Ａ−１００％）における理論空燃比（
よ６．４５（エタノールの場合には９ｏ１）であり、ア
ルコール濶度Δが高くなるほど理論空燃比がイ仄下し、
同じエンジン運転状態下においては燃料噴１１ＦＪｆｆ
ｌを多くする必要がある。

したがって、本実施例では、基本燃料噴！ｌＦｊ　潰Ｔ
ｐをＯｌ述のようにアルコール１度Ａ−０％（ガソリン
１００％）として設定しているので、上記アルコール分
補正係数ＫＡＩ−は、第３図に示すように、アル］一ル
濃度Ａ＝○％（ガソリン１００％〉の場合、Ｋ　ＡＬ＝
　１．０として、アルコール濃度へが上昇づるほと連続
的に上昇する（メタノールの場合、Ａ＝１００％のとき
Ｋ　ＡＬ＝　１４．９／　６．４５＃　２．３１、エタ
ノールの場合、Δ＝１００％のときＫ　ＡＬ＝　１４．
９／　９．０１＝　１．６６）　．， このため、上記アルコール分補正係数ＫＡＬはアルコー
ルｌＩ！ＩＡの関数にて求めることができる（ＫＡＬ＝
：ｆ−　　（Ａ）　）。

なお、アルコール分補正係数ＫＡＬの設定し、アルコー
ル濃度Ａをパラメータとしｔこマップから設定するよう
にしてもよい。

さらに、予めアルコールとしてメタノールを使用するの
かエタノールを使用するのかを設定してＪ３き、これに
合わせて、上記アルコール分袖正係数ＫＡＬを設定ずる
ための関数式、あるいは、マップを予めＲＯ〜１３３に
メモリしておくものである。

燃料噴！｝Ｊ填Ｒ出千段４７では、上記基本燃料噴ＤＡ
焔設定千段４３で設定した基本燃料１１’ｆｆｉ躬ＩＴ
ｐを、上記各種増迅分補正係ｖｌ設定手段４４で設定し
た各種増量分補正係数ＣＯ［「、及び、上記アル］ル分
補正係数設定手段４６で設定したアルコル分補正係数Ｋ
八Ｌで空燃比補正するとともに、上記空燃比フィードバ
ック補正係数設定千段４５で設定した空燃比フィードバ
ック補正係数αでフィードバック補正し、燃料噴０４　
Ｅｉ　Ｔ　ｉを算出する＜Ｔｉ　　＝Ｔｐ　　ｘＣＯＥ
ＦｘαｘＫＡＬ）　　。

上記燃料噴国母Ｔｉは、予めＲＯＭ３３に記憶されたイ
ンジエクタ１０の噴躬量特性から、上記インジエクタの
開弁時間、づなわちバルス輻が上記燃料噴躬量Ｔ１とな
るパルス信号に変換され、力ム角センザ２４からの信号
に基づいて気筒判別した該当気簡のインジエクタ１０に
対し、インジエクタ駆動手段４８を介して所定のタイミ
ングで出力される。

パルス幅積算手段４９では、所定時間内に上記燃料噴Ｄ
ＡＧ’ｌ［出手段４７から出力される上記パルス信号の
パルス幅Ｔｉを積算し、所定時間当りのパルス幅積算値
下を算出する（Ｔ一ΣＴｉ　）。

平均車速算出手段５０では、車速センサ２９からの車速
信号を所定時間内に複数回ザンブリングし、各ザンブリ
ングにおける車速Ｖを積算する。

そして、この積算値Σ■をサンプリング数Ｓで除算して
平均車速Ｖを求める（Ｖ一ΣＶ／Ｓ）。

燃料消費率算出手ｇ２５１では、上記パルス幅積算千段
４９で算出した所定時間内のパルス幅積算（ｉｆｆ　Ｔ
に上記インジエクタ１０の特性によって定まる単位時間
当りの基準噴躬量Ｑｉを乗る）シて燃斜消費量を求め、
この燃料消費量で上記平均車速算出手段５０にて算出し
た平均車速Ｖを除算して燃料消費率Ｆｒ　　（Ｆｒ　＝
Ｖ／　（ＴＸＱｉ　＞）を算出する。

尚、上記インジェクタ１０の時間当りの基準噴Ｄｉ　２
　Ｑ　ｉは、上記インジェクタ１０の入力パルス幅に対
する噴射量特性直線の勾配（上記インジエクタ１０の略
全開流量を示づ値〉であり、上記燃料消費量は、上記パ
ルス幅積算［ｉ　Ｔに対応する上記インジエクタ１０の
噴射品Ｑｉを、マップ検索により、直接、あるいは補間
計算により求めても良い。

物理量変換手段５２では、上記燃料消費率算出千段５１
で算出した燃料消費率「「を２進数データから１０進数
に物理場変換するとともに、所定の単位に換算し（ｌｋ
／Ｉ）　、表示駆動千段５４ａを介して燃料消費率ディ
スプレイ３８ａに出力して数値データを表示する。

燃料残吊算出手段５３では、燃料残量センサ１３からの
信号を所定時間毎に平均化処理して燃料タンク１２の燃
料液面レベルを検出し、この燃料液面レベルから燃料タ
ンク１２内の燃料残ｆｆｉＦＶを篇出する。

そして、表示駆動千段５４ｂを介して燃料残場ディスプ
レイ３８ｂに出力し、燃料残ｒ？ｉＦｖをバグラフ表示
する （Ｗりノ　　作） 次に、上記構或による制御装置３１の表示機能の制御手
類を、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）のフローチャート
に基づいて説明する。

｛燃利潤費率表示｝ 第４図（ａ）に示す燃料消費率表示のプログラムは、所
定時間毎に割込み実行され、燃料消費率の表示が運転状
態に応じて更新される。

まず、ステップＳ１０１で、クランク角センナ２２、吸
入空気ほセンサ８からの信号により、それぞれ、エンジ
ン回転数Ｎ、吸入空気ｍＱ４ｊ：算出する。

次いで、ステップＳ１０２へ進み、上記ステップＳ１Ｏ
１で算出したエンジン回転数Ｎ及び吸入空気ＩＱに基づ
き、基本燃料噴射ｆｌＴｐを設定し（ＴＤ　＝ＫＸＱ／
Ｎ，Ｋ　：定数）、ステッフＳ１０３ヘ進む。

ステップＳ１０３では、冷却水ｉＴＷ　，スロットル間
度θ、アイドルスイッヂ出力を読込み、ステップＳ１０
４で、上記ステップＳ１０３で読込んだエンジン運転状
態の情報に基づき、冷却水温補正、加減速補正、全開増
岳補正、アイドル後増槍補正などに係わる各種増量分補
正係数ＣＯＦＦを設定する。

その後、ステップＳ１０５へ進み、ｏ２センサ２７算出
力信号に基づき空燃比フィードバック補正係数αを設定
し、また、ステップ８１０６で、アルコルａ度センサ１
５算出力信号に基づきアルコール濃度Ａを韓出し、ステ
ップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、上記ステップ８１０６で算出し
たアルコール濃度八に基づきアルコール分補疋係数ＫＡ
Ｌを設定し、そして、ステップ３１０８へ進んで、上記
ステップＳ１０２で設定した基本燃料噴躬ｆｌＴＤ、上
記ステップ３１０４で設定した各種増母分補正係数ＣＯ
ＦＦ、上記ステップＳ１０５で設定した空燃比フィ−？
パック補正係数α、上記ステップＳ１０７で設定したア
ルコール分補正係数ＫＡＬに基づき燃料噴射通Ｔｉを算
出する（Ｔｉ　＝Ｔｐ　ｘｃＯ［ＦｘａｘＫＡＬ）。

次に、ステップＳ１０９で、上記ステップ８１０８で算
出した燃料噴射ｆｆｉＴｉから、所定時間内のパルス幅
積算値下を鋒出し（Ｔ一ΣＴｉ）、また、ステップＳ１
１０で、所定時間内に車速センサ２９からの車速Ｖを複
数回サンプリングして積算し、この積算値ΣＶをサンプ
リング数Ｓで除算して平均車速Ｖを求める（Ｖ＝ΣＶ／
Ｓ　）。

そして、ステップＳ１１１へ進んで、上記ステップＳ１
０９で筒出したパルス幅積算値下と上記ステップ３１１
０で算出した平均車速■とから燃料消費率Ｆｒを算出し
（Ｆｒ　−Ｖ／　（ＴＸＱｉ　）　、Ｑｉ　　：単位時
間当りのインジェクタ１０からの噴射槍）、ステップＳ
１１２で、上記ステップＳ１１１で算出した燃料消費率
Ｆｒを２進数データから１０進数に物理■変換するとと
もに所定単位に換算してステップＳ１１３へ進み、燃料
消費率ディスプレイ３８ａに数値データ及び単位を表示
（例えば第２図に示すように「７．５旭／１」の表示）
をする。

〈燃料残量表示〉 一方、燃斜タンク１２内の燃料残ｆｆｉＦＶは、第４図
（ｂ）に示づプログラムにより燃料残星ディスプレイ３
８ｂに表示され、このプログラムが所定時間毎に割込み
尖行されて表示が更新される。

すなわち、ステップＳ１５１で、燃料残母センサ１３か
らの信号に塁づき、燃料残！ｎＦｖが算出されると、ス
テップＳ１５２に進み、上記ステップｓ１５１でロ出し
た燃料残ｆｆｌＦＶの値に応じて、燃料残ら１ディスプ
レイ３８ｂのバーグラフの対応するセグメントを点灯す
る（第２図参照）。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、燃料タンク内に貯
溜した混合燃料の残星を梓出する燃料残量鐸出手段と、
上記混合燃料の混合比率によって補正した燃料噴射品に
基づいて、燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と
、上記燃料残量算出手段で鋒出した燃料残量及び上記燃
料消費率算出手段で算出した燃料消費率を表示する表示
手段とを備えたため、混合燃料中の理論空燃比の異なる
成分の混合比率にかかわらず、あらゆる運転条件下にお
いて上記燃料タンク内の燃料残量から残りの航続可能距
離を容易に推定することができる。

また、上記表示手段に表示された燃料残量及び燃料消費
率から現在の運転状態を把握することができ、給油時明
の把握が容易となるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は機能ブロック
図、第２図はエンジン制御システムの概略図、第３図は
アルコール濃度とアルコール分補正係数との相関図、第
４図（ａ）は燃料消費率の表示手順を示すフ口ーチャー
ト、第４図（ｂ）は燃料残偵の表示手順を示すフローチ
ャートである。 １２・・・燃料タンク ３８・・・表示手段 ５１・・・燃料消費率鋒出手段 ５３・・・燃料残量算出手段 Ｔｉ・・・燃料噴０４吊 Ｆｒ・・・燃料８Ｉ費率 Ｆｖ ・・・燃料残量 第３図 アル］一ル）震度（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料タンク内に貯溜した混合燃料の残量を算出する燃料
   残量算出手段と、 上記混合燃料の混合比率によつて補正した燃料噴射量に
   基づいて、燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と
   、 上記燃料残量算出手段で算出した燃料残量及び上記燃料
   消費率口出手段で算出した燃料消費率を表示する表示手
   段とを備えたことを特徴とする燃料表示システム。