DE2364532A1

DE2364532A1 - Vorrichtung zum ermitteln und anzeigen der menge an motoroel

Info

Publication number: DE2364532A1
Application number: DE2364532A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Arai; Yasunobu Kikuchi; Jun Ohta
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1973-08-11
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1975-03-06
Also published as: JPS5216528B2; JPS5040936A; US3846747A; GB1399070A; FR2240645A1; DE2364532C2; AU6383373A

Description

Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Menge an Motoröl

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Menge an Motoröl in der Ölwanne eines Fahrzeuges.

Motoren für Kraftfahrzeuge u.dgl. enthalten eine Vielzahl beweglicher Teile und die zwischen diesen beweglichen Teilen auftretende Reibung ist die hauptsächliche Ursache für das Auftreten von Leistungsverlusten, Abrieb, Festfressen der Kolben usw. Um diese Reibung soweit wie möglich zu verringern, wird ein geeignetes Motoröl den beweglichen Teilen des Motors zugeführt. Neben dieser die Reibung herabsetzenden Wirkung dient das Motoröl einer Vielzahl anderer Funktionen, wie beispielsweise zur Kühlung der hohen Verbrennungstemperaturen ausgesetzten Motorenteilen usw. Außerdem dient das Motoröl zum Abdichten des Sp&ltes zwischen den Kolben und den Zylindern, wodurch Lei s tun gs einbüßen verhinderbar sind. Zusätzlich kommt dem Motoröl eine Reinigungswirkung zu, da es Feststoffe oder

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Fremdstoffe entfernt, die in den geschmierten Bereichen vorliegen. Somit spielt das Motoröl eine beträchtliche Rolle zum Erzielen befriedigender Betriebsbedingungen des Motors.

Das obenerwähnte Motorenöl ist üblicherweise in einer ölwanne enthalten, die gasdicht am Kurbelgehäuse des Motors befestigt ist, und aus welchem es mit Hilfe einer Ölpumpe den verschiedenen beweglichen Teilen zugeführt wird. Durch das Arbeiten des Motors wird die in der ölwanne enthaltene ölmenge allmählich vermindert, was durch Verbrennung, Leckverluste oder "Verdampfung hervorgerufen, wird. !Eine zu starke Verringerung der ölmenge führt zu einer ernsten Beeinträchtigung der obengenannten verschiedenen Funktionen des Öles, die bis zur vollständigen Zerstörung des Motors reichen können. Für den zufriedenstellenden Betrieb des Motors ist es demzufolge von besonderer Wichtigkeit, kontinuierlich und genau die exakte ölmenge zu .bestimmen, die in der ölwanne enthalten ist.

Zum ,Messen oder Bestimmen der ölmenge in der Ölwanne dient bis heute überwiegend ein ölmeßstab. Mit Hilfe dieses bekannten ölmeßstabes wird die Menge an Motoröl in der ölwanne dadurch bestimmt, daß der ölmeßstab in die ölwanne eingetaucht und anhand des auf dem ölmeßstab anhaftenden Öls auf den ölstand in der ölwanne geschlossen wird.

Das Bestimmen des ölstandes mit Hilfe des Ölmeßstabes hat jedoch den Nachteil, daß die Motorölmenge nicht automatisch zu ermitteln und anzuzeigen ist, so daß die Überwachung der Ölmenge nicht innerhalb des Fahrgastraumes ausgeführt werden kann. Außerdem ist es mit Hilfe des ölmeßstabes unmöglich, die ölstandskontrolle während der Fahrt des Fahrzeuges auszuführen, da es erforderlich ist, den ölmeßstab direkt in die ölwanne einzuführen. Ein weiterer Nachteil der ölstandsbe-

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Stimmung mit Hilfe des Clmeßstabes liegt darin, daß sich eine genaue Bestimmung der ölmenge nicht im Leerlauf des Motors ausführen läßt, da Spritzer des Motorenöls, die an dem ölmeßstab anhaften, eine Unterscheidung zwischen dem wirklichen ölstand und dem versprühten Motoröl erschweren.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Menge an Motoröl in der ,ölwanne eines Fahrzeugmotors od.dgl.zu schaffen, welche ein

^bestimmte öl-

wanne nach dem Anlassen des Motors, einen ölstandsfühler zum Ermitteln des Absinkens des ölstandes unter eine vorbestimmte Höhe und durch Einrichtungen zum Verbinden der Ausgänge des Ölstands-Stabilisierungsfühlers und des ölstandsfühlers mit dem Ermittlungs- und Anzeigeschaltkreis, wobei der Schalttransistor leitend und das Anzeigeelement erregbar ist, wenn die Ausgänge der beiden· Fühler gleichzeitig an den Ermittlungs- und Anzeigeschaltkreis gelegt sind.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Menge an Motorenöl in der ölwanne eines Fahrzeuges, welche einen Ermittlungs- und Anzeigeschaltkreis enthält, der einen Schalttransistor und ein Anzeigeelement enthält. Außerdem ist ein erster Fühler vorgesehen, der ein Signal an den Schaltkreis legt, wenn sich der ölstand stabilisiert hat. Ein zweiter Fühler ist vorgesehen, der ein Signal an den Schaltkreis legt, wenn sich der ölstand unter einen vorbestimmten Wert abgesenkt hut, so daß der Schalttransistor in den Zustand versatzt wird, das An-

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zeigeelement als Folge des gleichzeitigen Anlegens der Signale des ersten und zweiten Fühlers an den Ermittlungs- und Anzeigeschaltkreis zu erregen.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Ermittlung de"s ölstandes in der ölwanne betätigbar ist, mit deren Hilfe ein Schaltkreis zur Bestimmung und Anzeige der ölmenge steuerbar ist, der seinerseits ein in Sichtweite des Fahrzeuglenkers angeordnetes Anzeigeorgan enthält, welches vorzugsweise ein sichtbares Signal abgibt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt insbesondere darin, daß der Fahrzeugführer mit ihrer Hilfe nunmehr imstande ist, vom Fahrersitz aus kontinuierlich die Menge an öl zu überwachen, die in der ölwanne enthalten ist. Außerdem ist erfindungsgemäß eine weitere Schalteinrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe die Stabilisierung des ölstandes in der ölwanne ermittelbar ist, um auf diese Weise ein überflüssiges Erregen des Kontrollorgans zu verhindern, welches infolge des kurzzeitigen Absehkens des ölstandes beispielsweise beim Anlassen des Motors auftreten würde. Diese letztgenannte Schalteinrichtung hat den Vorteil, daß die ölmenge genauer zu ermitteln und anzuzeigen ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß mit ihrer Hilfe automatisch angezeigt wird, ob das Motorenöl in der ölwanne einen vorbestimmten Stand besitzt* Dabei ist es ferner besonders vorteilhaft, daß es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich geworden ist, automatisch anzuzeigen, ob der vorbestimmte ölst and in der ölwanne aufrechterhalten ist, nachdem sich der ölstand in der ölwanne stabilisiert hat.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Be-

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zug auf die Zeichnung, in der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematisierte Ansicht eines Motors, Pig. 2 eine graphische Darstellung der Änderungen des Motorölstandes in der Ölwanne, der Motoröltemperatur und der Kühlwassertemperatur über die Zeit,

Pig. 3 eineSchaltungsdiagramm eines ölmengenfühlers und -anzeigers nach der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt durch eineAusführun^sform des Ölstandsanzeiger nach Pig. 3»

Pig. 5 eine Schaltung, welche einen anderen Anzeiger "besitzt, der den in Pig. 4 dargestellten Anzeiger ersetzt,

Pig. 6 ein Schaltdiagramm einer anderen Ausführungsform des ölstandsanzeiger,

Pig. 7 einen Schnitt durch einen ölstandsstabilisationsfühler in der Vorrichtung nach der Erfindung,

Pig. 8 ein Schaltungsdiagramm einer anderen Ausführungsform des Ölstands-Stabilisationsfühlers und

Pig. 9 ein Schaltungsdiagramm einer anderen Ausführungsform der ölmengenfühl- und Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung.

Wie Pig. 1 zu entnehmen, die in schematischer Darstellung einen Fahrzeugmotor zeigt, ist ein Kühlgebläse oder Kühlpropeller drehbar an dem Motorgehäuse 11 befestigt und ist eine ölwanne 12 mit Hilfe von Bolzen an dem unteren Teil des Motorgehäuses 11 befestigt, wobei eine nicht-dargestellte Dichtung zwischen dem Motorgehäuse und der ölwanne vorgesehen ist. In der ölwanne 12 ist Motoröl enthalten. Es ist bekannt, daß der ölstand in der ölwanne 12 im Betrieb des Motors anders ist als im Ruhezustand des Motors. Es sei davon ausgegangen, daß das Motoröl in der ölwanne 12 einen in Fig. 2 dargestellten

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Stand A besitzt, wenn sich der Motor im Ruhezustand befindet. Nach dem Anlassen des Motors in einem solchen Zustand wird eine ölpumpe durch die Umdrehung des Motors betätigt, welche Motoröl aus der ölwanne 12 herauspumpt, um damit verschiedene bewegliche Teile des Motors zu versorgen. Das hat zur Folge, daß der ölstand in der ölwanne 12 über einen kurzen Zeitraum, der sich an das Anlassen des Motors anschließt, auf einen Stand C abgesenkt wird. Nachdem das Motoröl mit Hilfe der ölpumpe den einzelnen beweglichen Teilen zugeführt worden ist, wird ein Motoröl-Überschuß wieder in die ölwanne 12 zurückgeführt. Anschließend dient die ölpumpe dazu, fortlaufend Motoröl durch die beweglichen Teile zu führen, wobei ein Gleichgewichtszustand in der Motorschmierung mit Hilfe des Motoröls erreicht wird. Demzufolge wird der einmal auf den Stand C abgesenkte ölstand auf einen höheren Stand B während dieses Gleichgewichtszustandes angehoben. Bei stetiger Arbeitsweise des Motors ist der ölstand B niedriger als der ölstand A, weil das Motoröl kontinuierlich den beweglichen Teilen zugeführt wird. Die Differenz zwischen den ölständen A und B liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 10-20 mm, wenngleich in Abhängigkeit von der Art des Motors und der Gestalt der ölwanne gewisse Unterschiede auftreten.

Die über die Zeit auftretenden Änderungen des ölstandes und der öltemperatur sowie des Kühlmittels sind in Pig. 2 aufgetragen, in welcher der Kurvenzug 201 die Änderungen des Ölstandes, der Kurvenzug 202 die Änderungen dei öltemperatur und der Kurvenzug 203 die Kühlmitteltemperatur darstellen. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Anlassen des Motors beim ölstand A zu einem zeitweiligen Absinken des ölstandes auf den Stand C und dann zu einem Gleichgewichtszustand führt, der durch den Stand B dargestellt ist. Mit T^ und Tp sind in Fig. 2 die öltemperatur bzw. die Kühlmitteltemperatur bezeichnet, wenn der ölstand B erreicht ist..

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Die zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes erforderliche Zeitdauer hängt von Einflußgrößen, wie der Viskosität des Motorols und der Motortemperatur ab. Insbesondere hat die Motortemperatur einen großen Einfluß auf die zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes erforderliche Zeitdauer· Es ist aus Erfahrung bekannt, daß der Gleichgewichtszustand nach einigen Sekunden erreicht wird, wenn die Maschine in einem genügend vorgewärmten Zustand-gestartet wird, daß aber eine Zeitdauer von einigen Minuten erforderlich ist, wenn die Maschine im kalten Zustand angelassen wird, wie dieses im Winter der Fall ist. Wie aus den oben gegebenen Erläuterungen ersichtlich, ist es erforderlich, die ölmenge nach dem Anlassen der Maschine und dem Erreichen des Gleichgewichtszustandes im ölstand zu bestimmen, um die genaue Menge an Motoröl zu bestimmen. Zum Erfassen oder Bestimmen des Erreichens des Gleichgewichtszustandes im ölstand ist es ratsam, die Motoröltemperatur T₇, in Fig. 2 zu bestimmen. Im Falle wassergekühlter Motoren kann die Kühlmitteltemperatur ^ in Fig. bestimmt werden, um einen mit dem oben beschriebenen vergleichbaren Effekt zu vergleichen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Motorölmenge arbeitet auf der Grundlage des oben erläuterten Prinzips. Unter Bezug auf Fig. 3 wird im folgenden eine zum Ermitteln und Anzeigen der Ölmenge geeignete Schaltung, die vorzugsweise im Rahmen der Erfindung verwendet wird, beschrieben.

Wie Fig. 3 zu entnehmen, ist eine Kontrollampe 14 vorgesehen, die im Sichtbereich des Fahrzeuglenkers angeordnet ist. Diese Lampe gibt ein optisches Signal ab, wenn die ölmenge in der ölwanne 12 unter einen erforderlichen Stand abgesunken ist. Diese Kontrollampe 14 ist mit einer Fahrzeug-Batterie über ein Zündschloß 15 und einen NHT-Transistor 1,6 verbunden.

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Eine Reihenschaltung, bestehend aus Versorgungsspannungswi der ständen 18 und 19 und einer. Diode 20, die zum Verschieben des Transistorpegels dient, ist in Parallelschaltung mit einer Reihenschaltung verbunden, xirelche aus der Kontrollampe 14 und dem NPN-Transistor 16 besteht. Die Basis des NPN-Transistors 16 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Versorgungs-Spannungswiderstand 19 und der Diode 20 verbunden, die die Aufgabe besitzen, eine geeignete Vorspannung des NPN-Transistors 16 zu gewährleisten. Wird der Zündschloßschalter 15 geschlossen und die Spannung der Batterie 17 an den NPN-Transistor 16 gelegt, so legt der Versorgungs-Spannungskreis über die Basis und den Emitter des NPN-Transistors 16 eine Versorgungsspannung, welche hinreichend groß ist, um den NPN-Transistor 16 leitend zu machen. In diesem Zustand kann demzufolge die Kontrollampe 14 unverzüglich beim Einschalten des Zündschloßschalters 15 erregt werden. Da jedoch eine Überbrückungsschaltung über die Basis-Emitter-Strecke des NPN-Transistors 16 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist, wird die Kontrollampe nicht erregt, wenn eine hinreichende Menge an Notoröl in der ölwanne 12 enthalten ist.

Diese ßberbrückungsschaltung enthält einen ersten Fühlschalter 22 in einem ölstandsfühler 21 sowie einen zweiten Fühlschalter 24 in einem Ölstands-Stabilisationsfühler 23, wobei diese Fühlschalter 21 und 24 parallel zueinander geschaltet sind. Diese Umgehungsschaltung liegt mit ihrem einen Ende am Emitter des NPN-Transistors 16 und mit ihrem' anderen Ende an dem Verbindungspunkt zwischen dem Vorspannungswiderstand 18 und der Diode 20, welche zum Verschieben des Niveaus dient.

Der ölstandsfühler 21 dient zum genauen Erfassen oder Ermitteln des öüsbandes in der ölwanne 12 des Fahrzeuges, wie im folgenden noch beschrieben wird. Die Arbeitsweise des ölstandsfühlers ist derart, daß der erste Fühlschalter 22 geschlossen ist, wenn

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eine hinreichende ölmenge in der ölwanne 12 vorliegt, während der Schalter 22 geöffnet ist oder geöffnet wird, wenn der ölspiegel in der ölwanne 12 unter einen vorbestimmten Wert absinkt, was dann der Pail ist, wenn die in der ölwanne 12 enthaltene ölmenge unterhalb der erforderlichen Menge liegt.

Der Ölstands-Stabilisationsfühler 23 dient zum Erfassen oder Ermitteln, ob sich der ölstand in der ölwanne 12 auf dem Stand B in Fig. 2 stabilisiert hat. Vor der Stabilisierung des ölstandes auf den Stand B befindet sich der zweite Fühlschalter 24 in seiner geschlossenen Stellung, während dieser zweite Fühlschalter 24· nach der Stabilisierung des ölstandes auf den Stand B in seine geöffnete Stellung geführt wird.

Die unter Bezug auf Fig. 3 beschriebene Schaltungsanordnung zum Ermitteln und Anzeigen der ölmenge erfaßt den ölstand in der ölwanne 12 auf die im folgenden beschriebene Weise.

Wird der Zündschloßschalter 15 des Motors zum Anlassen des Motors herumgedreht, so wird die Spannung der Batterie 17 über die Kollektor-Emitter-Strecke des NPN-Transistors 16 gelegt. Der zweite Fühlschalter 24 in dem Ölstands-Stabilisierungsfühler 23 wird jedoch über eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Anlassen des Motors in seiner geschlossenen Stellung gehalten. Demzufolge ist die Basis-Emitter-Spannung des NPF-Transistors 16 auf eine Spannung begrenzt, die geringer ist als die Schwellwertspannung des Transistors 16. Dadurch verbleibt der NPN-Transistor 16 in seinem nichtleitenden Zustand und wird die Kontrollampe 14- nicht er- . regt. Es versteht sich, daß der ölstand zwischen den Ständen A und C während derjenigen Zeitdauer schwankt, in welcher der zweite Fühlschalter 24 geschlossen gehalten wird. Das heißt solange, bis der ölstand in der Ölwanne 12 auf den in Fig. 2 dargestellten Stand B stabilisiert ist. Der erste

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Fühlschalter 22 in dem öl Standsfühler 21 führt unstabile Ein-Aus-Vorgänge in Abhängigkeit vom Schwanken des Ölstandes aus. Da jedoch der erste und der zweite Fühlschalter 22 bzw. 24- in der Uingehungsschaltung parallel zueinander geschaltet sind, wird der NPN-Transistor 16 in seinem nichtleitenden Zustand gehalten, wenn sich entweder der erste Fühlschalter 22 oder der zweite Fühlschalter 24 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Dabei wird der KPN-Transistor 16 allein von dem zweiten Fühlschalter 2^r*- unabhängig von den Ein-Aus-Schaltvorgängen des ersten Fühlschalters 22 gesteuert, bis sich der ölstand auf dem Stand B stabilisiert hat. Demzufolge wird die Kontrollampe 14 nicht erregt, bis sich der ölstand in der ölwanne 12 stabilisiert hat.

Der zweite Fühlschalter 24 wird geöffnet, wenn sich der ölstand in der ölwanne 12 stabilisiert hat. In einem derartigen Zustand befindet sich der erste Fühlschalter 22 in dem ölstandsfühler 21 in seiner geschlossenen Stellung, wenn die Menge an Motoröl in der ölwanne 12 oberhalb des vorbestimmten Wertes liegt. Demzufolge schafft der erste Fühlschalter 22 einen Überbrückungspfad über die Basis-Emitter-Strecke des TdPK-Transistors 16, um die Basis-Emitter-Spannung auf einen Wert zu begrenzen, der unterhalb der Schwellwertspannung liegt, so daß der KPN-Transistor 16 im nicht-leitenden Zustand gehalten und die Kontrollampe 14 nicht erregt wird.

Liegt andererseits die Menge an Motoröl in der ölwanne 12 unterhalb des vorbestimmten Wertes, so wird der erste Fühlschalter 22 des ölstandsfühlers 21 geöffnet. Das hat zur Folge, daß die Versorgungsspannung des Versorgungskreises an die Basis und den Emitter des NPN-Transistors 16 gelegt wird, um den NPN-Transistor 16 in seinen leitenden Zustand zu überführen. Demzufolge wird der Kontrollampe 14 Strom von der Batterie 17 zugeführt, um die Kontrollampe 14 zu

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erregen, wodurch der Fahrzeuglenker darüber informiert wird, daß die Menge an Motoröl in der ölwanne 12 unter dem vorgeschriebenen Wert liegt und sich der Motor somit in einem gefährdeten Zustand befindet. . ,

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß der zweite Fühlschalter 24 in dem Ölstands-Stabilisationsfühler 23 in der geöffneten Stellung gehalten wird, nachdem der ölstand in der ölwanne 12 stabilisiert worden ist, so daß der leitende und der nicht-leitende Zustand des NPN-Transistors 16 allein durch den ersten Fühlschalter 22 in dem ölstandsfühler 21 gesteuert wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des ölstandsfühlers 21 wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 4 beschrieben.

Die in Fig. 4 dargestellte ölwanne 12 ist beispielsweise durch Kaltwalzen eines Stahlbleches hergestellt und besitzt eine öffnung 25, die in die Seitenwand hineingebohrt ist. Neben der öffnung 25 ist ein ringförmiges Halteglied 26, beispielsweise durch Schweißen an der äußeren Oberfläche der Seitenwandung der ölwanne Unbefestigt. Eine Fühlerhalterung 27 mit der dargestellten Gestalt ist in die Öffnung 25 hineingeführt und fest an dem Halteglied 26 mit Hilfe einer Vielzahl von Bolzen 28 befestigt. Diese Fühlerhalterung 27 besteht aus Leichtmetall, wie einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung. Eine Dichtung 29 ist zwischen der Fühlerhalterung 27 und dem Halteglied 26 angeordnet, um die ölwanne 12 gasdicht abzuschließen. Die Fühlerhalterung 27 besitzt einen damit einstückig ausgebildeten Arm 30, der sich nach innen in die ölwanne 12 hinein erstreckt. Ein leitendes Glied 22 ist mit Hilfe eines Nietes 33 an deroberen Oberfläche des Armes 30 befestigt, wobei ein isolierendes Material 31 zwißchen der Oberfläche des Armes 30 und dem leitenden Glied 32 angeordnet ist.

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Ein Ende 34 des leitenden Gliedes 32 ist L-förmig gebogen und dieses L-förmige Ende 34 ist mit Hilfe eines Nietes an der Pühler-Halterung 27 befestigt. Eine Buchse 36 aus einem elektrisch isolierenden Material ist zwischen dem L-förmigen Ende 34· des leitenden Gliedes 32 und der Fühlerhalterung 27 angeordnet,.um diese Teile elektrisch voneinander zu isolieren. Ein Ende eines Leiters 37 ist beispielsweise durch Löten an einem Ende des Nietes 35 befestigt, wobei dieser Leiter 37 in einer Abdeckung 38 gehalten ist, welche an der Fühlerhalterung 27 angeordnet ist. Ein zylindrisches Schaltergehäuse 39 aus einem unmagnetischen Werkstoff, wie Messing, ist an einem inneren Ende des Armes 30 befestigt und erstreckt sich vertikal abwärts. Der erste Fühlschalter 22, der als Zungenschalter ausgebildet sein kann, ist in fester Lage innerhalb des Schaltergehäuses 39 aufgenommen. Der Zungenschalter 22 ist mit einem seiner Enden an dem leitenden Glied 32 beispielsweise durch Löten befestigt, während sein anderes Ende beispielsweise durch Löten am Boden des Schaltergehäuses 39 befestigt ist. Einer der Kontakte des Zungenschalters 22 ist mit einem Anschluß 40 über das leitende Glied 32, die Niete 35 und den Leiter 37 verbunden, während der andere Kontakt des Zungenschalters 22 mit dem anderen Anschluß 4-1 über das Schaltergehäuse 39» die Fühlerhalterung 27 und die ölwanne 12 verbunden ist.

Ein aus geschäumtem Kunststoff bestehender Schwimmer 42 ist im Bereich des äußeren Umfanges des Schaltergehäuses 39 angeordnet. Dieser Schwimmer 42 besitzt eine im wesentlichen scheibenförmige Gestalt und hat eine zentrale öffnung 43, in welcher das Schaltergehäuse 39 lose aufgenommen ist. Ein zylindrischer Magnet 44 aus einem ferromagnetischen

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Werkstoff ist in dem inneren Umfangsbereich des Schwimmers 42 befestigt. Das Halteglied 26 ist mit einer ringförmigen Nut 91 versehen, in welcher eine Dichtung 92 angeordnet ist, um ein Austreten von Öl aus dem verschweißten Bereich zwischen der äußeren Seitenwandung der ölwanne und dem Halteglied 26 ^u verhindern. Der Schwimmer 42 schwimmt auf der Oberfläche des Motoröls 4-5, welches in der ölwanne 12 enthalten ist. Ein ringförmiger Bund 46 ist am Boden des Schaltergehäuses 39 befestigt, um die Bewegung des Schwimmers 42 derart zu begrenzen, daß sich dieser nicht von dem Schaltergehäuse 39 entfernen kann.

Die Arbeitsweise des ölStandsfühlers 21 mit dem in Fig. dargestellten Aufbau wird im folgenden beschrieben.

Liegt die Menge des MotorÖls in der ölwanne 12 oberhalb des vorbestimmten Wertes, so befindet sich der Schwimmer in seiner oberen Stellung und liegt der.Magnet 44 im Bereich des Zungenschalters 22, um den Schalter 22 zu schließen. Fällt andererseits die Menge des in der ölwanne 12·enthaltenen Motoröls 45 unter den vorbestimmten Wert, so bewegt sich der Schwimmer 42 nach unten, wobei der Magnet 44 aus dem Bereich des Zungenschalters 22 geführt wird, was das öffnen des Schalters 22 zur Folge hat. Der in Fig. 4 dargestellte ölstandsfühler 21 ist an Basis und Emitter des KPN-Transistors 16 gelegt, der in der in Fig. 3 dargestellten Weise in dem Fühl- und Anzeigeschaltkreis enthalten ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist der ölstands-, fühler 21 derart dargestellt, daß er einen einfachen Ein-

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Aus-Schalter darstellt. Bei der in Fig. 5 dargestellten· Ausführungsform hingegen ist ein Stromdetektor oder -fühler 48 anstelle des ölStandsfühlers 21 vorgesehen,

. wobei die Batterie 17, der Stromdetektor 48 und ein Widerstand 47 in Reihe zwischen den Anschlüssen oder -Ausgängen 40 und 41 geschaltet sind. Dieser Stromdetektor· 48 kann eine geeignete Einrichtung, wie ein elektromagnetisches Relais sein.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird die Kontrollampe 14 erregt, wenn der Schalter 22 in dem ölstandsfühler 21 geöffnet wird. Dieser Umstand kann auch zum Aufspüren bzw. Anzeigen von Störungen verwandt werden, welche in dem elektrischen System des ölstandsfühlers 21 auftreten. Das heißt im einzelnen, daß die Kontrollampe 14 erregt wird, wenn beispielsweise die leitende Verbindung im Leiter 37 in Fig. 4 unterbrochen wird. Auf diese Weise wird kenntlich gemacht, daß in dem ölstandsfühler 21 eine Störung vorliegt, sofern der ölstand in der ölwanne 12 in Ordnung ist.

Soll jedoch auf eine derart vorteilhafte Anzeigemöglich-, keit verzichtet werden, so kann der ölstandsfühler 21 derart aufgebaut sein, daß die Kontrollampe 14 auf das Einschalten hin des Schalters 22 erregt wird. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform kann ein bekannter Signalinverter mit dem ölstandsfühler 21 verbunden sein, der in der in Fig. 3 dargestellten Schaltung zum Ermitteln und. Anzeigen der ölmenge vorgesehen ist.

Der in Fig. 4 dargestellte ölstandsfühler enthält einen Schwimmer und einen Zungenschalter. Bei einer anderen, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform des ölstandsfühlers wird ein sich selbst erhitzendes, auf Wärme ansprechendes

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Element verwendet, welches als PTC-Thermistor oder auch als "Posistor" bezeichnet wird. Ein derartiges Element besitzt in aller Regel eine positive Temperatur-Charakteristik.

Wie Fig. 6 zu entnehmen, ist ein PTC-Thermistor 51 über einen Widerstand 50 in Reihe mit einer Batterie 49 geschaltet. Der Verbindungspunkt 52 zwischen dem PTC-Thermistor 51 und dem Widerstand 50 ist mit der Basis eines Transistors 54- über eine Diode 55 verbunden und Widerstände 55, 56, 57 und 58 sind mit dem Transistor verbunden. Der Kollektor des Transistors 54 ist mit der Basis eines anderen Transistors 60 über eine Diode 59 verbunden und der Emitter des Transistors 54 ist mit dem Emitter des Transistors 60 verbunden. Der Transistor bildet zusammen mit den. Widerständen 61,62 und 63 in der dargestellten Weise eine Schmidt'sehe Verbindung. Der Kollektoranschluß 64 des Transistors 60 ist mit einem Ausgang 66 über eine Diode 65 verbunden. Der oben beschriebene PTC-Thermistor 51 ist auf der Höhe des vorgeschriebenen Ölstandes in der ölwanne befestigt. Befindet sich demzufolge der ölspiegel in der ölwanne auf der vorgeschriebenen oder vorbestimmten Höhe, so wird die von dem PTC-Thermistor 5t erzeugte Wärme von dem Motoröl absorbiert, so daß der Widerstand des PTC-Thermistore 51 auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Dabei sind die Werte der Schaltungselemente derart ausgewählt, daß das Potential an der Verbindungsstelle 52 hinreichend ist, um den Transistor 54 umzuschalten. Als Folge des Leitendwerdens des Transistors 54 wird der Transistor 60 der Schmidt'sehen Verbindung auf bekannte Weise umgeschaltet,

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was zur Folge hat, daß eine Spannung, im wesentlichen entsprechend der Spannung der Batterie 4-9, an dem Ausgang 66 anliegt, welcher mit dem Kollektoranschluß 64 des Transistors 60 verbunden ist. Fällt andererseits der Ölstand in der ölwanne ab, so befindet sich der PTC-Thermistor 51 nicht in Berührung mit dem Motoröl, so daß sich sein Widerstand infolge seiner Selbstaufheizung vergrößert. Demzufolge "wird das Potential an der Stelle verringert, um den Transistor 54- abzuschalten, was dazu führt, daß der Transistor 60 leitend wird. In diesem Zustand liegt am Ausgang 66 eine Spannung an, die im wesentlichen dem Erd-Potential entspricht. Es ergibt sich somit, daß bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ein Ausgangssignal mit hohem oder niedrigem Pegel am Ausgang 66 anliegt, was von dem ölstand abhängt. Außerdem ergibt sich, daß die zum Liefern eines derartigen Ausgangssignals dienende Einrichtung dazu verwandt werden kann, einen ölstandfühler zu bilden, der in gewisser Weise dem ölstandsfühler 21 nach Fig. 3 ähnelt.

Der Ölstands-Stabilisierungs-Fühler 23 gemäß Fig. 3 ermittelt die Stabilisierung des ölstandes in der ölwanne. Dieser Ölstand-Stabilisierungs-Fühler 23 kann in verschiedenen Formen ausgebildet sein.

Es ergibt sich aus den zu Fig. 2 gemachten Ausführungen, daß der ölstand in der ölwanne während einer bestimmten Zeitdauer nach dem Anlassen des Motors stabilisiert wird. Im Falle eines wassergekühlten Motors kann die erforderliehe Zeitdauer zur Stabilisierung des ölstandes nach dem Anlassen des Motors dadurch ermittelt werden, daß eine vorbestimmte Kühlmitteltemperatur, die Temperatur T^, in Fig. 2 ermittelt wird. Bei wassergekühlten Motoren wird

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üblicherweise ein Teil des Kühlwassers durch den Motorblock im Kreislauf geführt, während ein anderer Teil des Kühlwassers im Kühler verbleibt, wobei diese beiden Teilmengen des Kühlwassers voneinander durch einen Thermostaten getrennt werden. Der sich auf der Motorblockseite befindende Kühlwasseranteil wird lediglich beim Anlassen des Motors erhitzt. Ist die motorblockseitige Kühlwassermenge auf etwa 70 bis 80°C aufgeheizt, so wird der Thermostat wirksam, um diesem Kühlwasseranteil den Eintritt in den Kühler zu gestatten. Anschließend wird das Kühlwasser durch die Ein-Aus-Wirkung des Thermostaten im Kreislauf geführt, um seine Kühlwirkung zu entfalten. Demzufolge kann eine kühleinrichtung zum Ermitteln der Kühlwassertemperatur sowohl motorblockseitig als. auch kühlerseitig angeordnet werden. Durch Versuche ist festgestellt worden, daß sich der Ölstand in der ölwanne stabilisiert, wenn die Kühlmitteltemperaturen im Bereich von 50 bis 60⁰C liegen. Demzufolge kann ein bevorzugter Ölstandsstabilisierungsfühler 23 dadurch erhalten werden, daß ein temperaturabhängiger Schalter in dem Motor-Kühlsystem des Fahrzeugs angeordnet wird, wobei sich dieser temperaturabhängige Schalter bei einer Temperatur von mehr als 60⁰C öffnet und sich bei tieferen Temperaturen schließt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein derartiger temperaturabhängiger Schalter als Fühlschalter 24 vorgesehen. Dieser temperaturabhängige Schalter«· ist vorzugsweise ein solcher Schalter, der aus einem thermomagnetischen Element und einem Zungenschalter besteht. Ein solches thermomagnetisches Element besitzt einen magnetischen Widerstand, der in Abhängigkeit von Temperaturänderungen veränderbar ist. Anstelle eines derartigen Schalters kann auch ein Schaltkreis verwendet werden, der die Widerstandsschwankungen eines auf Wärme ansprechenden Elementes aus-

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nutzt.

Der temperaturabhängige Schalter der obenbeschriebenen Art ist in dem Motor-Kühlsystem angeordnet. Die Temperatur des ' Motorola in der ölwanne, d.h. die Temperatur T2 in Fig. 2 kann-jedoch gleichfalls erfaßt werden. In einem solchen Falle sind zufriedenstellende Ergebnisse durch Versuche dadurch erreicht worden, daß die Ansprechtemperatur des temperaturabhängigen Schalters auf einen Wert eingestellt worden ist, welcher etwa 10 C unterhalb desjenigen Wertes liegt, der zur Ermittlung der Kühlmitteltemperatur verwendet wird.

Pig. 7 zeigt einen Fühler oder Detektor zum Ermitteln bzw. Erfassen der Motoröl-Temperatur. Wie Fig. 7 zu entnehmen, ist eine öffnung 67 in der Seitenwandung der ölwanne 12 vorgesehen, und ist ein mit Innengewinde versehenes, im wesentlichen zylindrisches Glied 68 durch Schweißen an der inneren Seitenwandung rings um die öffnung 67 befestigt, so daß sich das Glied nach innen in die ölwanne 12 hinein erstreckt. Ein Fühl erträger 69 aus einem Werkstoff mit großer mechanischer Festigkeit und im wesentlichen zylindrischer Gestalt, der mit Außengewinde versehen ist ,befindet sich in Schraubverbindung mit dem Teil 68, wie dargestellt. Eine Dichtung 70 ist zwischen dem Fühlerhalter 69 und der ölwanne 12 angeordnet, um eine gasdichte Abdichtung zu gewährleisten. Ein Fühlergehäuse 71 ist am inneren Ende des Fühlerhalters 69 befestigt und ein Fühler 74 ist fest innerhalb des Fühlergehäuses 71 mit Hilfe einer Schließplatte und eines Spannbolzens 73 gehalten. Das Fühlergehäuse 71 besteht aus einem Metall mit befriedigend großen Wärmeleitungsvermögen, da es dazu dient, die Temperatur des Motoröls 45 auf den Fühler 74 zu übertragen und den Fühler 74 zu schützen. Der Fühler 74 kann ein Schalter sein, der

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aus einem thermomagnetischen Element, einem Zungenschalter und einem Magneten besteht. Dabei besitzt das thermomagnetisch^ Element einen ä ch in Abhängigkeit von der Temperatur ändernden magnetischen Widerstand. In diesem Fall ist der Baum rings um den Fühler 74· vorzugsweise mit einem Harz 75 gefüllt, welches eine befriedigende Wärmeleitfähigkeit und eine genügende. Wärmebeständigkeit besitzt. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Fühler 74· aus einem Thermistor mit sich temperaturabhängig änderndem elektrischem Widerstand und einem Schalterkreis bestehen. Im letztgenannten Fall ist es bevorzugt, eine Vielzahl von Perforationen in den Wandungen des Fühlergehäuses 71 vorzusehen und das Harz 75 zu entfernen, um dem Motoröl 4-5 den Eintritt in das Fühl er gehäuse 71 zu gestatten. Auf diese Weise wird der Thermistor, der nur eine geringe Wärmekapazität aber ein hohes Ansprechvermögen besitzt, in direktem Kontakt mit dem Motoröl 4-5 gebracht. Mit dem Fühler 74· verbundende Leiter 76 werden mit Hilfe eines an dem Fühlerhalter 69 befestigten Rohres 77 aus der ölwanne 12 herausgeführt. Die obenbeschriebene Fühleinrichtung ist vorzugsweise in einem Bereich der Seitenwand in der Nähe des Bodens der ölwanne 12 angeordnet, da sie dicht unterhalb des Oberflächenspiegels des Motoröls 4-5 angeordnet sein muß. Außerdem kann der Fühler auf dem Boden der ölwanne 12 angeordnet werden. In einem solchen Fall muß jedoch für geeignete Stoßdämpfer- und Schutzeinrichtungen gesorgt werden, um den Fühler vor Stoßen zu schützen, welche vom Erdboden oder von Hindernissen ausgehen. Als vereinfachte Form eines Motoröl-Temperaturfühlers kann ein Temperaturfühlglied am Ende eines herkömmlichen ölmeßstabes angeordnet werden.

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Die Stabilisierung des ölstandes in der ölwanne kann auch mit Hilfe eines Zeitgliedes "bestimmt werden, welches nach dem Anlassen des Motors für einen vorbestimmten Zeitraum betätigt wird. Pig. 8 zeigt eine Schaltung eines einfach aufgebauten Zeitgliedes. Wie Fig. 8 zu entnehmen, sind ein Schalt-Transistor 80_ und ein Widerstand 81 über einen Zündschalter 78 mit einer Batterie 79 verbunden. Ein Kondensator 8J ist mit der Basis des Transistors 80 über einen Widerstand 82 und mit einer Startereinrichtung 86 über einen Widerstand 84 sowie eine Diode 85 verbunden. Über einen Starterschalter 87 werden die Startereinrichtung 86 und der Kondensator 83 mit Strom von der Batterie 79 versorgt. Befindet sich der Starterschalter 87 in seinem geöffneten Zustand, so wird der Transistor 80 im nicht leitenden Zustand gehalten. Auf das Einschalten des Starterschalters 87 hin zum Anlassen des Motors wird der Kondensator 83 geladen und wird das Basis-Potential des Transistors 80 erhöht, was dazu führt, daß der Transistor 80 leitend wird. In diesem Zustand liegt demzufolge eine Spannung, die etwa dem Erdpotential entspricht, an dem Ausgang 88 an, der mit dem Kollektor des Transistors 80 verbunden ist. Obgleich der Starterschalter 87 über einen kurzen Zeitraum geöffnet wird, wird der Transistor 80 durch den geladenen Kondensator 83 im leitenden Zustand gehalten. Die in dem Kondensator gespeicherte Ladung wird allmählich über den Widerstand 82 und den Transistor 80 abgeführt, bis der Transistor 80 endlich in den nicht-leitenden Zustand gelangt, was nach einer vorbestimmten Zeitdauer erfolgt, so daß eine im wesentlichen der Batteriespannung entsprechende Spannung am Ausgang 88 vorliegt. Die Ein-Aus-Wirkung des Transistors 80 wird durch die Zeitkonstante des RC-Schaltkreises gesteuert, der aus dem Widerstand 82 und dem Kondensator 83 besteht. Auf diese Weise kann das Ausgangssignal dieses Schaltkreises dazu verwendet werden,

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die Stabilisierung des ölstandes zu ermitteln, sofern die Zeitkonstante des RC-Schaltkreises geeignet gewählt ist, um der vorbestimmten Zeitdauer zu entsprechen, welche zur Stabilisierung des ölspiegels benötigt wird.

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform der ölmengen-Ermitt^ungs- und Anzeigeschaltung nach der Erfindung. Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung gleicht im wesentlichen der Schaltung nach Fig. 3» wobei übereinstimmende Bezugszeichen für übereinstimmende Teile verwendet werden. Auf eine ins einzelne gehende Beschreibung derjenigen Elemente, die den Elementen in Fig. 3 gleichen, kann demzufolge verzichtet werden.

Wie Fig. 9 zu entnehmen, ist ein Fühlerschalter 90 in einem zweiten ölstandsfühler 89 parallel mit einem Überbrückungsstromkreis geschaltet, welcher aus einer Parallelschaltung des Fühlerschalters 22 in einem ersten ölstandsfühler 21 und einem Fühlerschalter 24 in einem ölstandsstabilisierungsfühler 23 besteht. Jeder der ersten und zweiten ölstandsfühler 21 und 89 besitzt den in Fig. 4 dargestellten Aufbau, wobei diese Fühler 2 1und 89 an der inneren Seitenwandungsoberfläche der ölwanne 12 genügend weit voneinander entfernt angeordnet sind, um eine Fehlanzeige zu verhindern, die bei einer Schiefstellung oder Neigung des Fahrzeuges auftreten könnte. Das bedeutet, daß bei Verwenundg lediglich eines einzigen ölstandsfühlers 21, wie in Fig. 3 dargestellt, der ölstand genau erfaßt werden kann, wenn sich das Fahrzeug in einer geneigten Stellung befindet und daß die Kontrollampe 14 fehlerhafterweise erregt werden kann, selbst wenn die Ülmenge über dem vorbestimmten Wert liegt. Eine solche Fehlerquelle ist durch die in Fig. 9 dargestellte Anordnung ausgeschlossen.

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Gemäß Fig. 9 ist einer der Fühl er schalter 22 und 90 geschlossen, um die Erregung der Lampe 14- zu verhindern, falls das Fahrzeug geneigt ist, so daß die ölstandsanzeige nur dann erfolgen kann, wenn sich das Fahrzeug im wesentlichen in horizontaler Stellung befindet.

Im Rahmen der Erläuterung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen ist als Anzeigeelement stets eine Kontrollampe genannt worden. Selbstverständlich können anstelle einer Warnlampe alle anderen geeigneten Anzeigeelemente verwendet werden, wie beispielsweise eine Licht aussendende Diode.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

M.)Vorrichtung zum Ermitteln und Anzeigen der Menge an Motoröl in der ölwanne eines Fahrzeugmotors od.dgl. , gekennzeichnet durch einen .Ermittlungsund An zeige schaltkreis mit einem Anzeigeelement (14-) und einem Schalttransistor (16), einen ülstands-Stabilisierungsfühler (23) zum Ermitteln der Stabilisierung des ölstandes in der ölwanne (12) nach dem Anlassen des Motors, einen Ölstandsfühler (21) aum Ermitteln des Absinkens des ölstandes unter eine vorbestimmte Höhe und durch Einrichtungen zum Verbinden der Ausgänge (40,41j66, 88) des Ölstands-Stabilisierungsfühlers (23) und des ölstandsfühlers (21) mit dem Ermittlungs- und Anzeigeschaltkreis, wobei der Schalttransistor (16) leitend und das Anzeigeelement (14) erregbar ist, wenn die Ausgänge der beiden Fühler (21,23) gleichzeitig an den Ermittlungsund Anzeigeschaltkreis gelegt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ölstandsfühler (21) einen in der ölwanne (12) befestigten Zungenschalter (22) und einen Schwimmer (42) enthält, der schwimmend auf der Oberfläche des in der ölwanne (12) enthaltenen Motoröls (45) ruht, und daß am Schwimmer (42) im Bereich des Zungenschalters (22) ein Magnet (44) angeordnet ist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ölstandsfühler (21) einen temperaturabhängigen Halbleiter (51) enthält, der innerhalb der ölwanne (12) befestigt ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ölstands-Stabilisierungsfühler (23) einen temperaturabhängigen Schalter (7^-) zum Ermitteln der Kühlmitteltemperatur besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ölstands-Stabüisierungsfühler (23) einen temperaturabhängigen Schalter (7²O zum Ermitteln der Motoröltemperatur besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß als temperaturabhängiger Schalter (74·) ein Schalter mit einem thermomagne ti sehen Element und einem Zungenschalter dient.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der temperaturabhängige Schalter (74·) eil temperaturabhängiges Element mit einem sich temperaturabhängig ändernden Widerstand besitzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ölstandsfühler (21) ein erstes Schaltglied und der Ölstands-Stabilsierungsfühler (23) ein zweites Schaltglied bildet, wobei das erste und das zweite Schaltglied in Parallelschaltung miteinander verbunden sind, und daß die parallel geschalteten ersten und zweiten Schaltglieder unter Bildung einer Überbrüekungsschaltung an Basis und Emitter des Schalttransistors (16) gelegt sind,
9. Vorrichtung nach Anspruch 7» insbesondere zum Verhindern einer Fehlanzeige infolge der Neigung des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet , daß in der Überbrückungsschaltung ein drittes Schaltglied (89) parallel

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zu dem ersten (21) und dem zweiten (23) Schältglied geschaltet ist.

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