JP2013113249A

JP2013113249A - 燃料残量判定装置

Info

Publication number: JP2013113249A
Application number: JP2011261456A
Authority: JP
Inventors: Naoki Oji; 直樹大治
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-10
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP5828747B2

Abstract

【課題】故障等に起因して失火が発生した場合と同様の現象が発生した際に、その原因の解明を迅速に行うことができるようにする。
【解決手段】燃料の残量が所定値以下であることを検出する燃料残量検出要素たる液位センサと、車体の姿勢を検出する車体姿勢検出要素たる加速度センサと、前記液位センサにより燃料の残量が所定値以下であることを検出された際に燃料の噴射量に基づき燃料の残量を演算し、前記車体姿勢検出要素が検出した車体の姿勢に対応する燃料残量閾値を演算し、燃料系の異常を検知すべく演算された燃料の残量が前記燃料残量閾値を下回るか否かの判定を行う制御装置とを備えていることを特徴とする燃料残量判定装置を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関を搭載した車両等に用いられる燃料残量判定装置に関する。

従来より、内燃機関を搭載した車両において、燃料の残量を検知する燃料検知手段を設けることが広く行われてきている。このような燃料検知手段として、例えば、燃料の液面の変化に追随してその上下位置が変化するフロートと、このフロートに接続してなるアームと、このアームを支持する本体と、前記アームの本体に対する相対位置を検知するセンサとを備えたものが広く用いられている。そして、センサが検知したアームの本体に対する相対位置に対応する燃料の残量等を運転者に視認可能に表示する燃料残量表示手段が車両に設けられている（例えば、特許文献１を参照）。

このような構成においては、前記フロートがその可動範囲の下限に達した際には燃料タンク内に燃料がある程度残っているように設定してあるが、前記燃料残量表示手段による表示では、燃料の残量がフロートの可動範囲の下限に対応する量以下である場合には実際の燃料の残量に関わらず最低値であることのみが表示される。すなわち、燃料の残量が最低値を示した後もしばらくの間は燃料タンクから燃料噴射弁に燃料の供給が正常に行われるので、給油を行わずそのまま車両を走行させ続けることが起こり得る。

しかして、燃料の残量が非常に少なくなった際には、燃料タンクから燃料噴射弁までの経路内に空気が混入する等により燃料噴射が正常に行われなくなる燃料系の異常が発生することに伴い、故障等に起因して失火が発生した場合と同様の現象が発生する。すなわち、このような現象が発生した場合に、該現象の原因が上述した空気の混入等の燃料系の異常によるものなのか、それとも故障等に伴うものなのかの判定が困難であるという問題が存在する。

特開平１０−１２２０３０号公報

本発明は以上の点に着目し、故障等に起因して失火が発生した場合と同様の現象が発生した際に、その原因の解明を迅速に行うことができるようにすることを目的とする。

すなわち本発明に係る燃料残量判定装置は、燃料の残量が所定値以下であることを検出する燃料残量検出要素と、車体の姿勢を検出する車体姿勢検出要素と、前記燃料残量検出要素により燃料の残量が所定値以下であることを検出された際に燃料の噴射量に基づき燃料の残量を演算し、前記車体姿勢検出要素が検出した車体の姿勢に対応する燃料残量閾値を演算し、燃料系の異常を検知すべく演算された燃料の残量が前記燃料残量閾値を下回るか否かの判定を行う制御装置とを備えていることを特徴とする。

このようなものであれば、実際の燃料の噴射量に基づき燃料の残量を演算し、演算された燃料の残量と車体の姿勢に対応する閾値とにより燃料系の異常を判定するので、この判定結果に基づき不具合の原因の少なくとも一つが燃料系の異常であるか否かを判断する材料を提供することができる。

本発明によれば、燃料料の残量と車体の姿勢に対応する閾値とを利用して燃料系の異常が発生したことを検知できるので、故障等に起因して失火が発生した場合と同様の現象が発生した際に、その原因の解明を迅速に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関を概略的に示す図。同実施形態に係る燃料タンクを概略的に示す図。同実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態を図１及び図２を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る車両は、図１に示すように、内燃機関たるエンジン１００と、このエンジン１００に供給する燃料を貯蔵するための燃料タンク１と、車体の姿勢、より具体的には車体の傾斜を検出する車体姿勢検出要素たる加速度センサ２とを備えている。

前記エンジン１００は、複数の気筒３（図１には、そのうち一つを図示している）と、各気筒３内に燃料を噴射するインジェクタ３１と、各気筒３内に供給された混合気に着火するための点火プラグ３２と、各気筒３に吸気を供給するための吸気経路４と、各気筒３から排気を排出するための排気経路５とを少なくとも備えている。

吸気経路４は、外部から空気を取り入れて気筒３の吸気ポートへと導く。吸気経路４上には、吸気ダクト４１、エアクリーナ４２、スロットルバルブ４３、サージタンク４４及び吸気マニホルド４５を、上流からこの順序に配置している。

排気経路５は、気筒３内で燃料を燃焼させることで発生する燃焼ガス、即ち排気を気筒３の排気ポートから外部へと導く。この排気経路５上には、排気マニホルド５２及び三元触媒５１を配置している。

一方、前記燃料タンク１は、図２に示すように、燃料タンク本体１１と、この燃料タンク本体１１の内部に貯蔵された燃料を燃料噴射弁３１に向けて供給するための燃料ポンプ１２と、同じく前記燃料タンク本体１１の内部に備えられ、燃料の液面に追随して昇降するフロート１３ａ、このフロート１３ａに先端部を接続してなるアーム１３ｂ、このアーク１３ｂの基端を枢支する枢支部１３ｃ、及び前記アーム１３ｂの位置を検知するセンサ本体１３ｄを利用して形成した燃料残量検出要素たる液位センサ１３とを少なくとも備えている。この液位センサ１３のフロート１３ａ及びアーム１３ｂは、図２の想像線に示すような満タンである場合の液位である最高液位から図２の実線に示すような燃料の残量が検知最低限である所定値である場合の液位である最低液位までの間を昇降可能である。そして、この液位センサ１３は、燃料の液位を示す液位信号ｆを制御装置６に出力する。但し、燃料の液位が前記最低液位以下である場合には、実際の液位すなわち燃料の残量に関わらず最低液位を示す液位信号ｆを制御装置６に出力する。

前記加速度センサ２は、車体の姿勢、より具体的には車体の傾斜を検出すべく、車体の横方向及び前後方向に対して掛かる加速度を検出するものであり、制御装置６に対して前記加速度を示す加速度信号ｇを出力する。

エンジン１００の運転制御を司る制御装置６は、中央演算処理装置、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ここで、「メモリ」とは、内部メモリ及び外部記憶装置を総称する概念である。

入力インタフェースには、車速を検出する車速センサ９１から出力される車速信号ａ、エンジン回転数を検出する回転数センサ９２から出力される回転数信号ｂ、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ９３から出力されるアクセル開度要求信号ｃ、サージタンク２４内の吸気圧を検出する吸気圧センサ９４から出力される吸気圧信号ｄ、サージタンク２４の吸気温を検出する温度センサ９５から出力される吸気温信号ｅ、前記液位センサ１３から出力される液位信号ｆ、前記加速度センサ２から出力される加速度信号ｇ等が入力される。

出力インタフェースからは、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｍ、点火プラグ１２（のイグニッションコイル）に対して点火信号ｎ等を出力する。

制御装置６の中央演算処理装置は、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行して、エンジン１００の運転を制御する。制御装置６は、エンジン１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを入力インタフェースを介して取得し、それらに基づいて吸気量や要求燃料噴射量、点火時期、要求ＥＧＲガス量等を演算する。そして、演算結果に対応した各種制御信号ｍ、ｎを出力インタフェースを介して印加する。

しかして本実施形態では、前記制御装置のメモリに、前記液位センサ１３からの液位信号ｆが示す燃料の残量が所定値以下である際に該制御装置の中央演算処理装置が実行を開始するものであって、燃料の噴射量に基づき燃料の残量を演算し、加速度センサ２が検出した車体の姿勢に対応する燃料残量閾値を決定し、燃料系への空気の混入等の燃料系の異常が発生しているか否かを判定すべく演算された燃料の残量が決定された燃料残量閾値よりを下回るか否かの判定を行う制御を実行するための残量検知プログラムを内蔵している。

以下、前記残量検知プログラムに基づき制御装置６が行う処理の手順をフローチャートである図３を参照しつつ以下に述べる。

まず、液位センサ１３からの液位信号ｆが示す燃料の残量が所定値以下であるか否かを判定し（Ｓ１）、燃料の残量が所定値以下である場合には、燃料の噴射量を決定し（Ｓ２）、決定した噴射量を燃料の残量から減算する（Ｓ３）。さらに、前記加速度センサ２から加速度信号ｇに対応する加速度すなわち車体の傾きを取得してこの車体の傾きをパラメータとして燃料残量閾値を決定し（Ｓ４）、この燃料残量閾値より燃料の残量が下回るか否かを判定し（Ｓ５）、前記燃料残量閾値より燃料の残量が下回る場合には燃料に空気が混入する等の燃料系の異常が発生した可能性があることを示す情報である空気混入情報を記憶装置の所定領域に記録する（Ｓ６）。そして、燃料カット制御を行い（Ｓ７）、空燃比フィードバック制御の際の燃料噴射量の学習を中止する（Ｓ８）。一方、前記燃料残量閾値より燃料の残量が上回る場合には、前記ステップＳ２に戻る。なお、前記ステップＳ５の判定は、実際には燃料残量閾値判定マップを参照して行う。この燃料残量閾値判定マップは、燃料の残量及び前記加速度信号ｇに対応する車体の傾斜をパラメータとし、代表的な燃料の残量ごとに、各車体の代表的な傾斜において燃料に空気が混入するおそれがあるか否かを示すフラグ、すなわち燃料に空気が混入するおそれがあることを示す「１」及び燃料に空気が混入するおそれがないことを示す「０」の２値のいずれかをとるフラグをメモリの所定領域に記憶している。そして、実際の判定はステップＳ３で演算された燃料の残量に最も近い代表値、及び前記加速度信号ｇに対応する車体の傾斜に最も近い代表値をパラメータとして行う。

ここで、上述したステップＳ５における処理により制御装置６のメモリの所定領域に記録された前記空気混入情報は、車両の外部に備えられた情報処理装置に送信されることにより、該情報処理装置によって可視化表示される。すなわち、エンジンの失火又はそれに類似する不具合が発生した場合には、前記情報処理装置を車両の制御装置６に接続することにより制御装置６のメモリ内に記憶した各種情報が制御装置６から前記情報処理装置に送信され、前記各種情報中に空気混入情報が含まれる場合、この空気混入情報が前記情報処理装置の表示装置に可視化表示される。

すなわち本実施形態では、液位センサ１３と、加速度センサ２と、制御装置６とが協働して請求項中の燃料残量判定装置として機能する。

以上に述べたように、本実施形態によれば、液位センサ１３からの液位信号が示す燃料の残量が所定値以下となった後、制御装置６が、実際の燃料の噴射量に基づき燃料の残量を演算し、演算された燃料の残量と車体の姿勢に対応する閾値とにより燃料系への空気の混入等の燃料の残量が少なくなり燃料タンク１内の燃料の液面が燃料ポンプ１２の燃料取入口より低くなることに伴う燃料系の不具合の発生の有無を判定し、判定の結果燃料の残量が閾値を下回った場合にはその旨記録を行うようにしているので、この記録に基づき不具合の原因の少なくとも一つが燃料系への空気の混入等の燃料系の不具合の発生の有無であるか否かを判断する材料を提供することができる。従って、故障等に起因して失火が発生した場合と同様の現象が発生した際に、その原因の解明を迅速に行うことができる。

また、本実施形態では、前記燃料残量閾値より燃料の残量が下回った場合には燃料カットを行うので、燃料に空気が混入し実際の燃料噴射量が燃料噴射時間から推定されるものよりも小さくなりオーバーリーン状態で燃焼が行われることによる触媒の溶損を防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、前記燃料残量閾値より燃料の残量が下回った場合には空燃比フィードバック制御の際の燃料噴射量の学習を中止するので、燃料の残量が少なくなった際に学習を行う際に発生する、燃料充填後に燃料噴射量がこの学習値を反映して実際の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側になってしまう誤学習を防ぐことができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

例えば、車体姿勢検出要素として、上述した実施形態に挙げた加速度センサに代えて、車体の傾斜そのものを検知する傾斜センサを用いるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、前記燃料残量閾値より燃料の残量が下回った場合には触媒の溶損を防ぐべく燃料カットを行うようにしているが、燃料カットは行わず燃焼温度を低下させる他の処置を行うようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態では前記燃料残量閾値より燃料の残量が下回った場合には空燃比フィードバック制御に伴う燃料噴射量の学習を中止し、誤学習を防ぐようにしているが、前記燃料残量閾値より燃料の残量が下回った場合に通常の空燃比フィードバック制御に用いる記憶装置の領域とは別の領域に燃料噴射量の学習値を記憶するようにし、燃料充填後には通常の空燃比フィードバック制御に用いる記憶装置の領域に燃料噴射量の学習値を記憶する制御を行うようにしてもよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。

１３…液位センサ（燃料残量検出要素）
２…加速度センサ（車体姿勢検出要素）
６…制御装置

Claims

燃料の残量が所定値以下であることを検出する燃料残量検出要素と、車体の姿勢を検出する車体姿勢検出要素と、前記燃料残量検出要素により燃料の残量が所定値以下であることを検出された際に燃料の噴射量に基づき燃料の残量を演算し、前記車体姿勢検出要素が検出した車体の姿勢に対応する燃料残量閾値を演算し、燃料系の異常を検知すべく演算された燃料の残量が前記燃料残量閾値を下回るか否かの判定を行う制御装置とを備えていることを特徴とする燃料残量判定装置。