液体の残量表示装置、及び液体の残量表示方法
【課題】低コスト且つ簡易的に、検出器が液面を検出できない範囲においても液体の残量を把握し、表示することができる液体の残量表示装置を提供する。
【解決手段】次第に減少するタンク１０２内の液体１０４の残量を表示する液体１０４の残量表示装置Ｎ１において、タンク１０２内の液面１０４Ｆの位置を検出する液面検出器１０４Ｆと、液体１０４の残量を表示する表示器１１０と、を備え、表示器１１０は、液面検出器１０６が検出した液面１０４Ｆの位置に基づいて液体１０４の残量を表示する第１表示部分１１０Ｃと、液体１０４の残量が液面検出器１０６が検出可能な液体１０４の最下液面に相当する検出最低残量Ｑにまで減少した以降の残量を表示する第２表示部分１１０Ｄと、の２つの表示部分を備えた。
【解決手段】次第に減少するタンク１０２内の液体１０４の残量を表示する液体１０４の残量表示装置Ｎ１において、タンク１０２内の液面１０４Ｆの位置を検出する液面検出器１０４Ｆと、液体１０４の残量を表示する表示器１１０と、を備え、表示器１１０は、液面検出器１０６が検出した液面１０４Ｆの位置に基づいて液体１０４の残量を表示する第１表示部分１１０Ｃと、液体１０４の残量が液面検出器１０６が検出可能な液体１０４の最下液面に相当する検出最低残量Ｑにまで減少した以降の残量を表示する第２表示部分１１０Ｄと、の２つの表示部分を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の残量表示装置、及び液体の残量表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示すようなタンク１内の液面２の位置を検出する液面検出器３を備えた燃料の残量表示装置が知られている。この液面検出器３は、支点５を中心として回動可能なアーム６の先端にフロート７を有するもので、液面２の位置に応じて変化するアーム６の回動角度から次第に減少するタンク１内の燃料８の残量を検出・表示することができる。
【０００３】
しかしながら、このようなアーム６の先端にフロート７を有した液面検出器３をベースとする燃料の残量表示装置４は、液面検出器３自体は簡易で低コストではあるが、アーム６が回動できる（十分に大きな）水平方向の幅を有したタンク１にしか適用できないため、適用可能なタンク１の形状に大きな制限があるという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献１には、図６に示すような燃料残量表示装置１１が示されている。
【０００５】
この燃料の残量表示装置１１は、上述した問題を解消するべく、水平方向に狭い幅しか有しないタンク１３でも液面１２Ａの検出ができるようにしたものである。この燃料の残量表示装置１１は、燃料１２を収容する縦長形状のタンク１３と、タンク１３における燃料１２の液面１２Ａの位置を検出する検出器１４と、燃料１２の残量を表示する表示器１７を備えている。検出器１４は、タンク１３内部の縦方向に配設されたロッド１５と、該ロッド１５に対して、上下摺動可能に装着してあるフロート１６と、を備えている。該フロート１６は、タンク１３内の燃料１２の残量の増減に伴い、浮き沈み（上下移動）する。表示器１７は、ロッド１５から導出されている導線に接続されており、フロート１６の上下方向の位置に応じて表示器１７の指針１８を回動させ、燃料１２の残量を表示している。この残量表示装置１１によれば、水平方向の幅が狭いタンク１３であっても、燃料１２の液面１２Ａを検出・表示できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２５４５７（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６に示した従来例に係る検出器は、燃料タンクの形状に適した専用且つ高機能なロッドを備えたものとなっており、燃料タンクの大きさの異なる他機種に用いることができず、結果として非常に高価になってしまうという問題があった。また、いずれの従来例も、液面を検出する検出器で検出された液面情報に基づいて燃料の残量を表示するものであったため、結局、液面が検出可能な部分までしか表示することができなかった。従って、タンクの形状や燃料パイプの配設によっては、タンク内、あるいはタンクから例えばエンジンまでの燃料パイプ内に未だかなりの燃料があるにも拘らず、表示器は燃料の残量がないことを表示してしまっていた。
【０００８】
このため、本発明では、低コスト且つ簡易的に、検出器が液面を検出できない範囲においても液体の残量を把握し、表示することができる液体の残量表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、次第に減少するタンク内の液体の残量を表示する液体の残量表示装置において、前記タンク内の液面の位置を検出する液面検出器と、前記液体の残量を表示する表示器と、を備え、前記表示器は、前記液面検出器が検出した前記液面の位置に基づいて前記液体の残量を表示する第１表示部分と、前記液体の残量が前記液面検出器が検出可能な前記液体の最下液面に相当する検出最低残量にまで減少した以降の残量を表示する第２表示部分と、の２つの表示部分を備えることにより、上記課題を解決した。
【００１０】
本発明にかかる表示器は、液面検出器が検出した液面の位置に基づいて液体の残量を表示する第１表示部分の他に、液面検出器が検出可能な検出最低残量まで減少した以降の残量を表示する第２表示部分を備えていることにより、液面検出器が検出可能な液体の最下液面以降の液体の残量も表示することができ、作業者に液体のより正確な残量を認識させることができる。このため、例えばタンクの形状的理由により、液面検出器が検出できない範囲があったとしても、表示器はそれ以降の液体の残量を表示することができる。
【００１１】
そのため、液面検出器が検出できない範囲が、機種ごとに変化したとしても、本発明は、タンクの形状に応じて第２表示部分を柔軟に変化させることで、低コストの液面検出器を使用ながら、多機種のタンクに充填されている液体の残量を把握し、表示することができる。即ち、本発明は、当該表示器を多機種に用いることができるため、検出器の共通化を図ることができ、且つタンクの形状に依存せずに、液体の残量を低コストで正確に把握することができる。この結果、液体のタンクへの補給回数を低減することができ、補給のための作業が増大するのを防止できるため、この点でもコストを低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、低コスト且つ簡易的に、検出器が液面を検出できない範囲においても液体の残量を把握し、表示することができる液体の残量表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の一例にかかる液体の残量表示装置の概念図
【図２】図１の液体の残量表示装置にかかる表示器の正面図
【図３】本発明の他の実施形態の一例にかかる燃料残量表示装置の概念図
【図４】図３の燃料残量表示装置にかかる表示器の正面図
【図５】従来の液面検出器を備えた燃料の残量表示装置の正断面図
【図６】従来の燃料残量表示装置の正断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態の一例にかかる油圧ショベル等の建設機械の燃料残量表示装置Ｎ１の概念図を示す。図２は、図１の燃料残量表示装置Ｎ１にかかる表示器１１０を示す。
【００１６】
燃料１０４の残量表示装置（液体の残量表示装置）Ｎ１は、次第に減少するタンク１０２内のエンジン（図示略）を稼動するための燃料１０４（液体）の残量を表示しており、液面検出器１０６と、コントローラ１０８と、表示器１１０と、を備えている。
【００１７】
タンク１０２の形状は、上下壁面間の距離Ｙが左右壁面間の距離Ｘより長い縦長の直方体である（Ｙ＞Ｘ）。燃料１０４の表面（液面）１０４Ｆが位置Ｐの時に燃料１０４がタンク１０２内部に満タンに充填された状態である。燃料１０４は、タンク１０２の下側に設けられた図示せぬ排出口から排出され、燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｐから下側の壁面（位置Ｓ）に向けて減少する。
【００１８】
液面検出器１０６は、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出する。具体的には、液面検出器１０６は、タンク１０２の壁面に固定された基端部１０６Ｂと、該基端部１０６Ｂに対して揺動可能に設けられたアーム１０６Ａと、該アーム１０６Ａの先端に固定され、燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出できるフロート１０６Ｆを備えている。アーム１０６Ａの先端に固定されたフロート１０６Ｆとタンク１０２の干渉を防止するため、アーム１０６Ａとフロート１０６Ｆの全長Ｚは、（上下壁面間の距離Ｙより短い）左右側面間の距離Ｘよりも短い長さに設定されている。フロート１０６Ｆの揺動範囲は、アーム１０６Ａの可動範囲（所定の角度θ：タンク１０２の高さ方向における範囲Ａに相当）である。フロート１０６Ｆの最上点は、（燃料１０４がタンク１０２内部に満タンに充填された状態の）位置Ｐである。フロート１０６Ｆの最下点は、液面検出器１０６の検出最低残量に相当する位置Ｑである。液面検出器１０６は、フロート１０６Ｆが位置Ｐから位置Ｑまでの間（タンク１０２内部の一部の範囲である範囲Ａ）で、燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出することができる。フロート１０６Ｆが揺動した時のアーム１０６Ａの変位を図示せぬセンサ（例えば、ポテンショメータ）により検出し、タンク１０２内部の燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出することができる。
【００１９】
コントローラ１０８は、タンク１０２内の燃料１０４の残量を演算し、推定する。範囲Ａ（液面検出器１０６による燃料１０４の表面１０４Ｆの検出可能範囲）において、コントローラ１０８は液面検出器１０６から得られる燃料１０４の表面１０４Ｆの位置に基づき燃料１０４の残量を直接的に表示することができる。燃料１０４の表面１０４Ｆが最下液面に相当する検出最低位置（タンク１０２の位置Ｑ）まで減少した以降、具体的には、燃料１０４の表面１０４Ｆが、タンク１０２内の位置Ｑから位置Ｒまでの間（範囲Ｂ）は、コントローラ１０８は、検出最低残量（位置Ｑ）まで減少したときからカウントダウンされた値に基づいて燃料１０４の残量を推定する（詳細については、後述する）。
【００２０】
表示器１１０は、燃料１０４の残量を表示するものであり、図１及び図２に示すように、検出表示部分（第１表示部分）１１０Ｃと、推定表示部分（第２表示部分）１１０Ｄと、の２つの表示部分を備えている。表示器１１０は、主に、スケール１１０Ａと指針１１０Ｂを有している。
【００２１】
検出表示部分１１０Ｃは、表示器１１０の位置ｐから位置ｑに相当する範囲であり、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｐから位置Ｑまでの間（範囲Ａ）、液面検出器１０６が検出した燃料１０４の表面１０４Ｆの位置に基づいて燃料１０４の残量を表示する。検出表示部分１１０Ｃは、指針１１０Ｂがスケール１１０Ａ上の位置ｐから位置ｑまでの間を回動する表示態様で燃料１０４の残量を表示する。
【００２２】
推定表示部分１１０Ｄは、表示器１１０の位置ｑから位置ｒに相当する範囲であり、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｑから位置Ｒまでの間（範囲Ｂ）の燃料１０４の残量を推定して表示している。即ち、推定表示部分１１０Ｄは、燃料１０４の残量が液面検出器１０６が検出可能な燃料１０４の検出最低残量（タンク１０２の位置Ｑ）にまで減少した以降の残量を表示する。この実施形態では、推定表示部分１１０Ｄは、検出表示部分１１０Ｃと同様に、指針１１０Ｂがスケール１１０Ａの位置ｑから位置ｒまでの間を回動する表示態様で、検出表示部分１１０Ｃから連続して燃料１０４の残量を表示する。
【００２３】
本実施形態においては、表示器１１０は、燃料１０４の残量が少ないことを作業者に認識させるため、推定表示部分１１０Ｄをそのまま警報残量を示す区間として活用している。即ち、警報残量を示す区間は、スケール１１０Ａの位置ｑから位置ｒまでの間であり、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆの位置が位置Ｑから位置Ｒまでの範囲に相当する。この警報残量を示す区間（１１０Ｄ）は、スケール１１０Ａ上の他の区間と区別できるように、例えば、他の色で示すこともできる。
【００２４】
推定表示部分１１０Ｄは、燃料１０４の表面１０４Ｆが検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少したときから所定の警報残量（タンク１０２内の位置Ｒ）までカウントダウンされた値に基づいて、コントローラ１０８が推定した燃料１０４の残量を表示する。
【００２５】
カウントダウンは、例えば、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降の、図示せぬエンジンの稼働時間に基づいてなされる。建設機械の場合、エンジンは、図示せぬ油圧ポンプを駆動させるために使用されるため、エンジンの稼動時間と燃料消費量は極めて強い相関がある。カウントダウンスピードの係数にスロットルボリュームの開度を用いた場合には、更に信頼性の高い消費量推定が可能である。このため、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降のエンジンの稼働時間と燃料１０４の消費量の関係に照らして、コントローラ１０８は、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降に消費した分の燃料１０４を演算し（カウントダウンし）、タンク１０２内の燃料１０４の残量を推定することができる。推定表示部分１１０Ｄには、この推定値に依存した燃料の残量が表示される。
【００２６】
なお、カウントダウンは、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降の、エンジンの燃料噴射量情報に基づいてなされてもよい。近年のエンジンは、１爆発当たりの燃料噴射量をスロットルボリューム等に応じて演算した上で噴射するように構成されているものも多い。このようなエンジンでは、このエンジンのシリンダ内に現に噴射された燃料噴射量を積算することによっても燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降に消費した燃料１０４を演算できる。コントローラ１０８は、エンジン稼動中の燃料噴射量（燃料消費量）を明確に把握できているため、より正確に燃料１０４の残量を演算することができる。
【００２７】
更に、カウントダウンは、燃料１０４が検出最低残量にまで減少した以降の、流量検出器で検出された燃料１０４の流量に基づいてなされてもよい。流量検出器は、別途設置してもよいが、エンジン制御に当たって何らかの目的で既に類似の流量検出器が備えられているときは、それを利用するとよい。コントローラ１０８は、流量検出器が検出した燃料１０４の流量（消費）分をタンク１０２内の燃料１０４から直接減じる演算を行うことにより、簡潔且つ高精度に燃料１０４の残量を推定することができる。
【００２８】
なお、カウントダウンは、上述した具体的な推定方法によって行われる場合に限らず、他の推定方法によって行われてもよい。
【００２９】
次に、燃料残量表示装置Ｎ１の作用について説明する。
【００３０】
タンク１０２の範囲Ｂにおいて、コントローラ１０８は、液面検出器１０６の検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）まで減少した時からカウントダウンされた値に基づいて燃料１０４の残量を推定し、且つ表示器１１０は、この推定された燃料１０４の残量を表示する推定表示部分１１０Ｄを備えている。つまり、表示器１１０は、検出最低残量にまで燃料１０４が減少するまでは、液面検出器１０６によって検出された燃料１０４の液面情報に基づいて該燃料１０４の残量を表示し、燃料１０４が検出最低残量にまで減少した以降は、該燃料１０４の残量を、カウントダウンによって推定された燃料１０４の残量情報に基づいて表示する。これにより、液面検出器１０６の可動範囲のみならず、液面検出器１０６が可動範囲外の燃料１０４の残量も表示し、作業者に認識させることができる。
【００３１】
このため、簡易且つ低コストの液面検出器１０６をタンク１０２以外の他機種のタンクに使用して、液面検出器１０６が検出できない範囲が変化したとしても、この範囲に応じて、コントローラ１０８が燃料１０４の残量を推定する範囲、及び表示器１１０の推定表示部分１１０Ｄを柔軟に変化させ、他機種のタンク内部の燃料１０４の残量を表示することができる。特に、この実施形態に係るカウントダウン手法は、エンジンが稼動されたとき、単純に（スロットルボリュームやタンクの形状等に応じた係数で）カウントダウンするだけで済むため、極めて低コストである。
【００３２】
よって、表示器１１０と液面検出器１０６は、タンクの形状等に依存せず、多機種のタンクに用いることができるため、共通化を図ることができる。
【００３３】
また、燃料１０４の残量を把握できる範囲の拡張は、１回の補給作業によって補給ができる燃料１０４によるエンジンの稼働時間を長くし、作業効率を上昇させることができるとともに、燃料１０４の補給作業自体の手間を低減させることができる。
【００３４】
即ち、表示器１１０は、コントローラ１０８の演算周期に連動してコントローラ１０８が推定した燃料１０４の残量を変化させて表示している。燃料１０４が警報残量を示す推定表示部分１１０Ｄに達した時、作業者は、燃料１０４の残量を正確に確認できるため、燃料１０４が（自身の予想に反して）なくなる危険性を回避することができる。建設機械の場合、タンク１０２に燃料１０４を補給するには、現場までタンクローリが急行しなければならないため、このメリットは大きい。
【００３５】
他の実施形態にかかる燃料１０４の残量表示装置について説明する。
【００３６】
図３は、本発明の他の実施形態の一例に係る燃料残量表示装置Ｎ２の断面図を示す。また、図４は、図３の燃料残量表示装置Ｎ２にかかる表示器２１０の概略正面図を示す。
【００３７】
本実施形態においても、表示器２１０は、液面検出器１０６が検出した燃料１０４の表面１０４Ｆに基づいて燃料１０４の残量を表示する検出表示部分（第１表示部分）２１０Ｃと、燃料１０４の残量か液面検出器１０６が検出可能な燃料１０４の最下液面に相当する検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）まで減少した以降の残量を表示する警報表示部分（第２表示部分）２１０Ｄと、の２つの表示部分を備えている。
【００３８】
検出表示部２１０Ｃは、表示器２１０のスケール２１０Ａ上に表示される。表示器２１０のスケール２１０Ａの表示範囲（指針２１０Ｂの回動範囲）は、単純に液面検出器１０６が燃料２０４を検出することができる検出表示部分２１０Ｃのみに対応している。具体的には、タンク１０２内の燃料１０４が位置Ｐまで充填されている時、表示器２１０の指針２１０Ｂは位置ｐ２を指している。タンク１０２内に燃料１０４が位置Ｑまで充填されている時、表示器２１０の指針２１０Ｂは位置ｑ２を指している。
【００３９】
警報表示部分２１０Ｄは、燃料１０４の残量自体を量的にスケール２１０Ａ上に表示する構成とはされていない。即ち、表示器２１０の指針２１０Ｂは、（検出表示部分２１０Ｃの検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）の状態と同じ）位置ｑ２を指したままであり変化しない。警報表示部分２１０Ｄは、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｑになった時、コントローラ２０８によって推定された燃料１０４の残量が、検出最低残量よりも少ない（タンク１０２内の位置Ｑ以降の）所定の警報残量になったことを文字にて表示する。即ち、警報表示部分２１０Ｄは、（表示器２１０のスケール２１０Ａ上には表示されず）スケール２１０Ａの下側にあり、「燃料を補給して下さい」と表示される。つまり、警報表示部分２１０Ｄは、液面検出器１０６が燃料１０４の液面を検出できない範囲（タンク１０２内の位置Ｑ〜位置Ｒ：範囲Ｂ）の燃料１０４の残量を（数量的な表示とは異なる）文字情報として表示し、外部に認識させることができる。作業者は、警報表示部２１０Ｄの当該表示を見て、燃料１０４が所定の警報残量になったことを認識し、タンク１０２内に適切な量の燃料１０４のみを残した状態となったときに、燃料１０４を補給することができる。この文字情報は、燃料の残量の程度に応じて２〜３段階に内容を変えたり色を変えたりして表示してもよい。
【００４０】
本実施形態にかかる表示器２１０も、警報表示部分（第２表示部分）２１０Ｄを可変に調整することにより、多機種のタンクに用いることができ、液面検出器の共通化を図ることができる。
【００４１】
その他の構成については、図１、図２に示す燃料残量表示装置Ｎ１及び燃料残量表示装置Ｎ１の表示器１１０の構造と基本的に同一であるため、燃料残量表示装置Ｎ１、表示器１１０と対応する部分に、同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。
【００４２】
また、本発明は、別の分野、例えば食品工場でのタンク内への液体材料の補給等に利用することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１０２…タンク
１０４…液体
１０４Ｆ…液面
１０６…液面検出器
１１０…表示器
１１０Ｃ…検出表示部分
１１０Ｄ…推定表示部分
Ｑ…検出最低残量
Ｎ１…液体の残量表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の残量表示装置、及び液体の残量表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示すようなタンク１内の液面２の位置を検出する液面検出器３を備えた燃料の残量表示装置が知られている。この液面検出器３は、支点５を中心として回動可能なアーム６の先端にフロート７を有するもので、液面２の位置に応じて変化するアーム６の回動角度から次第に減少するタンク１内の燃料８の残量を検出・表示することができる。
【０００３】
しかしながら、このようなアーム６の先端にフロート７を有した液面検出器３をベースとする燃料の残量表示装置４は、液面検出器３自体は簡易で低コストではあるが、アーム６が回動できる（十分に大きな）水平方向の幅を有したタンク１にしか適用できないため、適用可能なタンク１の形状に大きな制限があるという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献１には、図６に示すような燃料残量表示装置１１が示されている。
【０００５】
この燃料の残量表示装置１１は、上述した問題を解消するべく、水平方向に狭い幅しか有しないタンク１３でも液面１２Ａの検出ができるようにしたものである。この燃料の残量表示装置１１は、燃料１２を収容する縦長形状のタンク１３と、タンク１３における燃料１２の液面１２Ａの位置を検出する検出器１４と、燃料１２の残量を表示する表示器１７を備えている。検出器１４は、タンク１３内部の縦方向に配設されたロッド１５と、該ロッド１５に対して、上下摺動可能に装着してあるフロート１６と、を備えている。該フロート１６は、タンク１３内の燃料１２の残量の増減に伴い、浮き沈み（上下移動）する。表示器１７は、ロッド１５から導出されている導線に接続されており、フロート１６の上下方向の位置に応じて表示器１７の指針１８を回動させ、燃料１２の残量を表示している。この残量表示装置１１によれば、水平方向の幅が狭いタンク１３であっても、燃料１２の液面１２Ａを検出・表示できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２５４５７（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６に示した従来例に係る検出器は、燃料タンクの形状に適した専用且つ高機能なロッドを備えたものとなっており、燃料タンクの大きさの異なる他機種に用いることができず、結果として非常に高価になってしまうという問題があった。また、いずれの従来例も、液面を検出する検出器で検出された液面情報に基づいて燃料の残量を表示するものであったため、結局、液面が検出可能な部分までしか表示することができなかった。従って、タンクの形状や燃料パイプの配設によっては、タンク内、あるいはタンクから例えばエンジンまでの燃料パイプ内に未だかなりの燃料があるにも拘らず、表示器は燃料の残量がないことを表示してしまっていた。
【０００８】
このため、本発明では、低コスト且つ簡易的に、検出器が液面を検出できない範囲においても液体の残量を把握し、表示することができる液体の残量表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、次第に減少するタンク内の液体の残量を表示する液体の残量表示装置において、前記タンク内の液面の位置を検出する液面検出器と、前記液体の残量を表示する表示器と、を備え、前記表示器は、前記液面検出器が検出した前記液面の位置に基づいて前記液体の残量を表示する第１表示部分と、前記液体の残量が前記液面検出器が検出可能な前記液体の最下液面に相当する検出最低残量にまで減少した以降の残量を表示する第２表示部分と、の２つの表示部分を備えることにより、上記課題を解決した。
【００１０】
本発明にかかる表示器は、液面検出器が検出した液面の位置に基づいて液体の残量を表示する第１表示部分の他に、液面検出器が検出可能な検出最低残量まで減少した以降の残量を表示する第２表示部分を備えていることにより、液面検出器が検出可能な液体の最下液面以降の液体の残量も表示することができ、作業者に液体のより正確な残量を認識させることができる。このため、例えばタンクの形状的理由により、液面検出器が検出できない範囲があったとしても、表示器はそれ以降の液体の残量を表示することができる。
【００１１】
そのため、液面検出器が検出できない範囲が、機種ごとに変化したとしても、本発明は、タンクの形状に応じて第２表示部分を柔軟に変化させることで、低コストの液面検出器を使用ながら、多機種のタンクに充填されている液体の残量を把握し、表示することができる。即ち、本発明は、当該表示器を多機種に用いることができるため、検出器の共通化を図ることができ、且つタンクの形状に依存せずに、液体の残量を低コストで正確に把握することができる。この結果、液体のタンクへの補給回数を低減することができ、補給のための作業が増大するのを防止できるため、この点でもコストを低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、低コスト且つ簡易的に、検出器が液面を検出できない範囲においても液体の残量を把握し、表示することができる液体の残量表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の一例にかかる液体の残量表示装置の概念図
【図２】図１の液体の残量表示装置にかかる表示器の正面図
【図３】本発明の他の実施形態の一例にかかる燃料残量表示装置の概念図
【図４】図３の燃料残量表示装置にかかる表示器の正面図
【図５】従来の液面検出器を備えた燃料の残量表示装置の正断面図
【図６】従来の燃料残量表示装置の正断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態の一例にかかる油圧ショベル等の建設機械の燃料残量表示装置Ｎ１の概念図を示す。図２は、図１の燃料残量表示装置Ｎ１にかかる表示器１１０を示す。
【００１６】
燃料１０４の残量表示装置（液体の残量表示装置）Ｎ１は、次第に減少するタンク１０２内のエンジン（図示略）を稼動するための燃料１０４（液体）の残量を表示しており、液面検出器１０６と、コントローラ１０８と、表示器１１０と、を備えている。
【００１７】
タンク１０２の形状は、上下壁面間の距離Ｙが左右壁面間の距離Ｘより長い縦長の直方体である（Ｙ＞Ｘ）。燃料１０４の表面（液面）１０４Ｆが位置Ｐの時に燃料１０４がタンク１０２内部に満タンに充填された状態である。燃料１０４は、タンク１０２の下側に設けられた図示せぬ排出口から排出され、燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｐから下側の壁面（位置Ｓ）に向けて減少する。
【００１８】
液面検出器１０６は、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出する。具体的には、液面検出器１０６は、タンク１０２の壁面に固定された基端部１０６Ｂと、該基端部１０６Ｂに対して揺動可能に設けられたアーム１０６Ａと、該アーム１０６Ａの先端に固定され、燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出できるフロート１０６Ｆを備えている。アーム１０６Ａの先端に固定されたフロート１０６Ｆとタンク１０２の干渉を防止するため、アーム１０６Ａとフロート１０６Ｆの全長Ｚは、（上下壁面間の距離Ｙより短い）左右側面間の距離Ｘよりも短い長さに設定されている。フロート１０６Ｆの揺動範囲は、アーム１０６Ａの可動範囲（所定の角度θ：タンク１０２の高さ方向における範囲Ａに相当）である。フロート１０６Ｆの最上点は、（燃料１０４がタンク１０２内部に満タンに充填された状態の）位置Ｐである。フロート１０６Ｆの最下点は、液面検出器１０６の検出最低残量に相当する位置Ｑである。液面検出器１０６は、フロート１０６Ｆが位置Ｐから位置Ｑまでの間（タンク１０２内部の一部の範囲である範囲Ａ）で、燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出することができる。フロート１０６Ｆが揺動した時のアーム１０６Ａの変位を図示せぬセンサ（例えば、ポテンショメータ）により検出し、タンク１０２内部の燃料１０４の表面１０４Ｆの位置を検出することができる。
【００１９】
コントローラ１０８は、タンク１０２内の燃料１０４の残量を演算し、推定する。範囲Ａ（液面検出器１０６による燃料１０４の表面１０４Ｆの検出可能範囲）において、コントローラ１０８は液面検出器１０６から得られる燃料１０４の表面１０４Ｆの位置に基づき燃料１０４の残量を直接的に表示することができる。燃料１０４の表面１０４Ｆが最下液面に相当する検出最低位置（タンク１０２の位置Ｑ）まで減少した以降、具体的には、燃料１０４の表面１０４Ｆが、タンク１０２内の位置Ｑから位置Ｒまでの間（範囲Ｂ）は、コントローラ１０８は、検出最低残量（位置Ｑ）まで減少したときからカウントダウンされた値に基づいて燃料１０４の残量を推定する（詳細については、後述する）。
【００２０】
表示器１１０は、燃料１０４の残量を表示するものであり、図１及び図２に示すように、検出表示部分（第１表示部分）１１０Ｃと、推定表示部分（第２表示部分）１１０Ｄと、の２つの表示部分を備えている。表示器１１０は、主に、スケール１１０Ａと指針１１０Ｂを有している。
【００２１】
検出表示部分１１０Ｃは、表示器１１０の位置ｐから位置ｑに相当する範囲であり、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｐから位置Ｑまでの間（範囲Ａ）、液面検出器１０６が検出した燃料１０４の表面１０４Ｆの位置に基づいて燃料１０４の残量を表示する。検出表示部分１１０Ｃは、指針１１０Ｂがスケール１１０Ａ上の位置ｐから位置ｑまでの間を回動する表示態様で燃料１０４の残量を表示する。
【００２２】
推定表示部分１１０Ｄは、表示器１１０の位置ｑから位置ｒに相当する範囲であり、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｑから位置Ｒまでの間（範囲Ｂ）の燃料１０４の残量を推定して表示している。即ち、推定表示部分１１０Ｄは、燃料１０４の残量が液面検出器１０６が検出可能な燃料１０４の検出最低残量（タンク１０２の位置Ｑ）にまで減少した以降の残量を表示する。この実施形態では、推定表示部分１１０Ｄは、検出表示部分１１０Ｃと同様に、指針１１０Ｂがスケール１１０Ａの位置ｑから位置ｒまでの間を回動する表示態様で、検出表示部分１１０Ｃから連続して燃料１０４の残量を表示する。
【００２３】
本実施形態においては、表示器１１０は、燃料１０４の残量が少ないことを作業者に認識させるため、推定表示部分１１０Ｄをそのまま警報残量を示す区間として活用している。即ち、警報残量を示す区間は、スケール１１０Ａの位置ｑから位置ｒまでの間であり、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆの位置が位置Ｑから位置Ｒまでの範囲に相当する。この警報残量を示す区間（１１０Ｄ）は、スケール１１０Ａ上の他の区間と区別できるように、例えば、他の色で示すこともできる。
【００２４】
推定表示部分１１０Ｄは、燃料１０４の表面１０４Ｆが検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少したときから所定の警報残量（タンク１０２内の位置Ｒ）までカウントダウンされた値に基づいて、コントローラ１０８が推定した燃料１０４の残量を表示する。
【００２５】
カウントダウンは、例えば、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降の、図示せぬエンジンの稼働時間に基づいてなされる。建設機械の場合、エンジンは、図示せぬ油圧ポンプを駆動させるために使用されるため、エンジンの稼動時間と燃料消費量は極めて強い相関がある。カウントダウンスピードの係数にスロットルボリュームの開度を用いた場合には、更に信頼性の高い消費量推定が可能である。このため、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降のエンジンの稼働時間と燃料１０４の消費量の関係に照らして、コントローラ１０８は、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降に消費した分の燃料１０４を演算し（カウントダウンし）、タンク１０２内の燃料１０４の残量を推定することができる。推定表示部分１１０Ｄには、この推定値に依存した燃料の残量が表示される。
【００２６】
なお、カウントダウンは、燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降の、エンジンの燃料噴射量情報に基づいてなされてもよい。近年のエンジンは、１爆発当たりの燃料噴射量をスロットルボリューム等に応じて演算した上で噴射するように構成されているものも多い。このようなエンジンでは、このエンジンのシリンダ内に現に噴射された燃料噴射量を積算することによっても燃料１０４が検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）にまで減少した以降に消費した燃料１０４を演算できる。コントローラ１０８は、エンジン稼動中の燃料噴射量（燃料消費量）を明確に把握できているため、より正確に燃料１０４の残量を演算することができる。
【００２７】
更に、カウントダウンは、燃料１０４が検出最低残量にまで減少した以降の、流量検出器で検出された燃料１０４の流量に基づいてなされてもよい。流量検出器は、別途設置してもよいが、エンジン制御に当たって何らかの目的で既に類似の流量検出器が備えられているときは、それを利用するとよい。コントローラ１０８は、流量検出器が検出した燃料１０４の流量（消費）分をタンク１０２内の燃料１０４から直接減じる演算を行うことにより、簡潔且つ高精度に燃料１０４の残量を推定することができる。
【００２８】
なお、カウントダウンは、上述した具体的な推定方法によって行われる場合に限らず、他の推定方法によって行われてもよい。
【００２９】
次に、燃料残量表示装置Ｎ１の作用について説明する。
【００３０】
タンク１０２の範囲Ｂにおいて、コントローラ１０８は、液面検出器１０６の検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）まで減少した時からカウントダウンされた値に基づいて燃料１０４の残量を推定し、且つ表示器１１０は、この推定された燃料１０４の残量を表示する推定表示部分１１０Ｄを備えている。つまり、表示器１１０は、検出最低残量にまで燃料１０４が減少するまでは、液面検出器１０６によって検出された燃料１０４の液面情報に基づいて該燃料１０４の残量を表示し、燃料１０４が検出最低残量にまで減少した以降は、該燃料１０４の残量を、カウントダウンによって推定された燃料１０４の残量情報に基づいて表示する。これにより、液面検出器１０６の可動範囲のみならず、液面検出器１０６が可動範囲外の燃料１０４の残量も表示し、作業者に認識させることができる。
【００３１】
このため、簡易且つ低コストの液面検出器１０６をタンク１０２以外の他機種のタンクに使用して、液面検出器１０６が検出できない範囲が変化したとしても、この範囲に応じて、コントローラ１０８が燃料１０４の残量を推定する範囲、及び表示器１１０の推定表示部分１１０Ｄを柔軟に変化させ、他機種のタンク内部の燃料１０４の残量を表示することができる。特に、この実施形態に係るカウントダウン手法は、エンジンが稼動されたとき、単純に（スロットルボリュームやタンクの形状等に応じた係数で）カウントダウンするだけで済むため、極めて低コストである。
【００３２】
よって、表示器１１０と液面検出器１０６は、タンクの形状等に依存せず、多機種のタンクに用いることができるため、共通化を図ることができる。
【００３３】
また、燃料１０４の残量を把握できる範囲の拡張は、１回の補給作業によって補給ができる燃料１０４によるエンジンの稼働時間を長くし、作業効率を上昇させることができるとともに、燃料１０４の補給作業自体の手間を低減させることができる。
【００３４】
即ち、表示器１１０は、コントローラ１０８の演算周期に連動してコントローラ１０８が推定した燃料１０４の残量を変化させて表示している。燃料１０４が警報残量を示す推定表示部分１１０Ｄに達した時、作業者は、燃料１０４の残量を正確に確認できるため、燃料１０４が（自身の予想に反して）なくなる危険性を回避することができる。建設機械の場合、タンク１０２に燃料１０４を補給するには、現場までタンクローリが急行しなければならないため、このメリットは大きい。
【００３５】
他の実施形態にかかる燃料１０４の残量表示装置について説明する。
【００３６】
図３は、本発明の他の実施形態の一例に係る燃料残量表示装置Ｎ２の断面図を示す。また、図４は、図３の燃料残量表示装置Ｎ２にかかる表示器２１０の概略正面図を示す。
【００３７】
本実施形態においても、表示器２１０は、液面検出器１０６が検出した燃料１０４の表面１０４Ｆに基づいて燃料１０４の残量を表示する検出表示部分（第１表示部分）２１０Ｃと、燃料１０４の残量か液面検出器１０６が検出可能な燃料１０４の最下液面に相当する検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）まで減少した以降の残量を表示する警報表示部分（第２表示部分）２１０Ｄと、の２つの表示部分を備えている。
【００３８】
検出表示部２１０Ｃは、表示器２１０のスケール２１０Ａ上に表示される。表示器２１０のスケール２１０Ａの表示範囲（指針２１０Ｂの回動範囲）は、単純に液面検出器１０６が燃料２０４を検出することができる検出表示部分２１０Ｃのみに対応している。具体的には、タンク１０２内の燃料１０４が位置Ｐまで充填されている時、表示器２１０の指針２１０Ｂは位置ｐ２を指している。タンク１０２内に燃料１０４が位置Ｑまで充填されている時、表示器２１０の指針２１０Ｂは位置ｑ２を指している。
【００３９】
警報表示部分２１０Ｄは、燃料１０４の残量自体を量的にスケール２１０Ａ上に表示する構成とはされていない。即ち、表示器２１０の指針２１０Ｂは、（検出表示部分２１０Ｃの検出最低残量（タンク１０２内の位置Ｑ）の状態と同じ）位置ｑ２を指したままであり変化しない。警報表示部分２１０Ｄは、タンク１０２内の燃料１０４の表面１０４Ｆが位置Ｑになった時、コントローラ２０８によって推定された燃料１０４の残量が、検出最低残量よりも少ない（タンク１０２内の位置Ｑ以降の）所定の警報残量になったことを文字にて表示する。即ち、警報表示部分２１０Ｄは、（表示器２１０のスケール２１０Ａ上には表示されず）スケール２１０Ａの下側にあり、「燃料を補給して下さい」と表示される。つまり、警報表示部分２１０Ｄは、液面検出器１０６が燃料１０４の液面を検出できない範囲（タンク１０２内の位置Ｑ〜位置Ｒ：範囲Ｂ）の燃料１０４の残量を（数量的な表示とは異なる）文字情報として表示し、外部に認識させることができる。作業者は、警報表示部２１０Ｄの当該表示を見て、燃料１０４が所定の警報残量になったことを認識し、タンク１０２内に適切な量の燃料１０４のみを残した状態となったときに、燃料１０４を補給することができる。この文字情報は、燃料の残量の程度に応じて２〜３段階に内容を変えたり色を変えたりして表示してもよい。
【００４０】
本実施形態にかかる表示器２１０も、警報表示部分（第２表示部分）２１０Ｄを可変に調整することにより、多機種のタンクに用いることができ、液面検出器の共通化を図ることができる。
【００４１】
その他の構成については、図１、図２に示す燃料残量表示装置Ｎ１及び燃料残量表示装置Ｎ１の表示器１１０の構造と基本的に同一であるため、燃料残量表示装置Ｎ１、表示器１１０と対応する部分に、同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。
【００４２】
また、本発明は、別の分野、例えば食品工場でのタンク内への液体材料の補給等に利用することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１０２…タンク
１０４…液体
１０４Ｆ…液面
１０６…液面検出器
１１０…表示器
１１０Ｃ…検出表示部分
１１０Ｄ…推定表示部分
Ｑ…検出最低残量
Ｎ１…液体の残量表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次第に減少するタンク内の液体の残量を表示する液体の残量表示装置において、
前記タンク内の液面の位置を検出する液面検出器と、
前記液体の残量を表示する表示器と、を備え、
前記表示器は、前記液面検出器が検出した前記液面の位置に基づいて前記液体の残量を表示する第１表示部分と、前記液体の残量が前記液面検出器が検出可能な前記液体の最下液面に相当する検出最低残量にまで減少した以降の残量を表示する第２表示部分と、の２つの表示部分を備えている
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２表示部分は、前記検出表示部分と同一の表示態様で、該第１表示部分から連続して前記液体の残量を表示する
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２表示部分は、前記液体の残量が、前記検出最低残量よりも少ない所定の警報残量になったことを表示する
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
更に、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の残量を推定するコントローラを備え、
該コントローラは、前記液体が該検出最低残量にまで減少した以降の残量を、前記液体が該検出最低残量にまで減少したときからカウントダウンされた値に基づいて推定する
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記液体が、エンジンを稼働させるための燃料であり、
前記カウントダウンが、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の、前記エンジンの稼働時間に基づいてなされる
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記液体が、エンジンを稼働させるための燃料であり、
前記カウントダウンが、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の、前記エンジンの燃料噴射量情報に基づいてなされる
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項７】
請求項４において、
更に、前記液体がタンクから流出する量を検出する流量検出器を備え、
前記カウントダウンが、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の、該流量検出器で検出された液体の流量に基づいてなされる
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項８】
次第に減少するタンク内の液体の残量を表示する液体の残量表示方法において、
前記タンク内の液面の位置を検出する液面検出器を備え、
該液面検出器が検出可能な前記液体の最下液面に相当する検出最低残量に、前記液体が減少するまで、該液面検出器によって検出された液体の液面情報に基づいて前記液体の残量を表示する手順と、
前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降、該液体の残量を、カウントダウンによって推定された液体の残量情報に基づいて表示する手順と、
を含むことを特徴とする液体の残量表示方法。
【請求項１】
次第に減少するタンク内の液体の残量を表示する液体の残量表示装置において、
前記タンク内の液面の位置を検出する液面検出器と、
前記液体の残量を表示する表示器と、を備え、
前記表示器は、前記液面検出器が検出した前記液面の位置に基づいて前記液体の残量を表示する第１表示部分と、前記液体の残量が前記液面検出器が検出可能な前記液体の最下液面に相当する検出最低残量にまで減少した以降の残量を表示する第２表示部分と、の２つの表示部分を備えている
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２表示部分は、前記検出表示部分と同一の表示態様で、該第１表示部分から連続して前記液体の残量を表示する
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２表示部分は、前記液体の残量が、前記検出最低残量よりも少ない所定の警報残量になったことを表示する
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
更に、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の残量を推定するコントローラを備え、
該コントローラは、前記液体が該検出最低残量にまで減少した以降の残量を、前記液体が該検出最低残量にまで減少したときからカウントダウンされた値に基づいて推定する
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記液体が、エンジンを稼働させるための燃料であり、
前記カウントダウンが、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の、前記エンジンの稼働時間に基づいてなされる
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記液体が、エンジンを稼働させるための燃料であり、
前記カウントダウンが、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の、前記エンジンの燃料噴射量情報に基づいてなされる
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項７】
請求項４において、
更に、前記液体がタンクから流出する量を検出する流量検出器を備え、
前記カウントダウンが、前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降の、該流量検出器で検出された液体の流量に基づいてなされる
ことを特徴とする液体の残量表示装置。
【請求項８】
次第に減少するタンク内の液体の残量を表示する液体の残量表示方法において、
前記タンク内の液面の位置を検出する液面検出器を備え、
該液面検出器が検出可能な前記液体の最下液面に相当する検出最低残量に、前記液体が減少するまで、該液面検出器によって検出された液体の液面情報に基づいて前記液体の残量を表示する手順と、
前記液体が前記検出最低残量にまで減少した以降、該液体の残量を、カウントダウンによって推定された液体の残量情報に基づいて表示する手順と、
を含むことを特徴とする液体の残量表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４３８２８（Ｐ２０１１−１４３８２８Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２８５（Ｐ２０１０−６２８５）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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