DE3841265A1

DE3841265A1 - Vorrichtung und verfahren zur standhoehen-anzeige- und -ueberwachung von fluessigkeit

Info

Publication number: DE3841265A1
Application number: DE3841265A
Authority: DE
Inventors: James A Markus
Original assignee: Casco Products Corp
Current assignee: Casco Products Corp
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1988-12-08
Publication date: 1989-06-29
Also published as: CA1319532C; DE3841265C2; JPH01172710A; US4859987A; JP2548977B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anzeigesysteme für Flüssigkeitsstandhöhe, die gekoppelte Strahlungsenergie emittierende Einrichtungen, insbesondere Licht emittierende Dioden und Transducer benutzt, insbesondere zum Einsatz in Verbrennungskraftmaschinen in motorbetriebenen Fahrzeugen.

Es sind Anzeigesysteme bekannt, bei welchen eine mit Gleichstrom erregte Licht emittierende Diode und ein Phototransistor benutzt wurden, der das refraktierte (gebrochene) Licht über eine Linse aufnahm.

Durch die Erfindung soll die Anzeigeempfindlichkeit (Sensitivität) gegenüber den bekannten Systemen verbessert werden. Zunächst wurde angenommen, daß die Sensitivität durch die Benutzung eines Darlington-Phototransistors erhöht werden könnte. Jedoch ergaben sich bei einem solchen Phototransistor bei hohen Temperaturen Leckströme, die unechte Ablesungen zur Folge hatten.

Das Leckstrom-Problem trat nicht auf mit den ursprünglich benutzten einstufigen Phototransistoren. Jedoch brachten die geringe Sensitivität und Hitzeverschleiß erhebliche Nachteile.

Gemäß der Erfindung wird die Erhöhung der Sensitivität durch Schaffung eines neuartigen und verbesserten Indikators für die Flüssigkeitsstandhöhe erreicht, wie er in Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Dieser neuartige verbesserte Indikator für die Flüssigkeitsstandhöhe zeichnet sich darüberhinaus durch besondere Einfachheit, Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit bei sehr hoher Sensitivität aus, sowie durch die Fähigkeit, hohe Temperaturen auszuhalten.

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine selbst-diagnostische Schaltungsanordnung geschaffen wird, die die Betriebsbereitschaft des Indikators für die Flüssigkeitsstandhöhe bestätigt, wobei die Schaltungsanordnung nur geringen, hilfsweisen Stromdurchsatz aufweist. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gegen Beschädigung oder Zerstörung durch Überspannungen oder Gegenspannungen geschützt.

Die verbesserte erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine auf Elektrizität ansprechende Vorrichtung kleinster Abmessung, die einen Strahl von Strahlungsenergie oder Licht emittiert. Ein auf den Strahl von Strahlungsenergie ansprechender Transducer erzeugt einen einmaligen erhöhten Stromimpuls sehr kurzer Dauer, um die auf Elektrizität ansprechende Vorrichtung zu erregen, wodurch der sich ergebende kurzzeitige Strom sehr stark oberhalb des normalen Betriebsstromes der auf Elektrizität ansprechenden Vorrichtung liegt, aber unzureichend ist, um irgendwelchen Schaden an dieser Vorrichtung zu verursachen. Ein Zünd-/Starterschalter des Fahrzeugs kann das Einschalten der den Impuls erzeugenden Schaltungsanordnung von der elektrischen Energiequelle des Fahrzeugs her bewirken.

Es ist auch ein Gegenstand der Erfindung, ein neuartiges Verfahren zum Feststellen einer Flüssigkeitsstandhöhe zu schaffen, bei welchem eine Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung mit einem Strahlungsenergie aufnehmenden Sensor gekoppelt ist, wobei diese Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung einen sicheren, stabilen maximalen Betriebsstrom hat. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dabei die Verfahrensschritte vor, daß ein kurzzeitiger Spannungsimpuls auf die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung gelegt wird mit solcher Amplitude, daß ein Strom hervorgerufen wird, der wesentlich oberhalb des stabilen Betriebsstromes der Vorrichtung liegt, aber nur sehr kurzzeitig, und daß das Verhalten des Sensors gegenüber dieser kurzzeitigen Überbeanspruchung der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung überwacht wird, um festzulegen, ob auf dem Weg der Strahlungsenergie von der emittierenden Vorrichtung zum Sensor Flüssigkeit vorhanden ist oder nicht.

Im Rahmen der Erfindung wird auch eine neuartige Sonde in der Ölwanne eines Fahrzeugmotors geschaffen, die derart angeordnet ist, daß ein niedriger Ölspiegel nur angezeigt wird, wenn gewisse Bedingungen bezüglich des Fahrzeugs zutreffen, so daß irrtümliche Anzeigen vermieden werden.

Die auf Elektrizität ansprechende Vorrichtung kann eine Licht emittierende Diode (LED) sein, während der Transducer durch einen einstufigen Phototransistor gebildet sein kann. Das Auflegen eines einzigen Spannungsimpulses sehr kurzer Dauer hat mit Sicherheit zum Ergebnis, daß ein kurzer Ausbruch von Strahlungsenergie erfolgt, der sehr viel mehr intensiv ist als bei Benutzung der bisherigen konstanten Erregung mit niedrigem Strom. Der sich ergebende Lichtstrahl am Phototransistor ist um ein Vielfaches erhöht, und die Energieunterschiede können sehr genau in Beziehung zum Spiegel des Motoröls gesetzt werden, das den Weg des Lichtstrahles besetzt.

Gemäß der Erfindung müssen gewisse Vorbedingungen erfüllt sein, um eine Ablesung zu erhalten. Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs für länger als 1 s eingeschaltet ist, dann muß zur Erzielung einer Ablesung der Schalter erst ausgeschaltet und über mehr als 15 in abgeschaltetem Zustand gehalten und dann erst wieder eingeschaltet werden. Es können auch andere Zeitintervalle stattdessen vorgesehen werden. Hierdurch wird die Möglichkeit verhindert, daß falsche Ablesungen gegeben werden. Die Erfindung bevorzugt es Ablesungen zu geben, wenn der Fahrzeugbenutzer soeben angekommen ist, den Zündschlüssel eingesteckt und mit ihm den Zündschalter einmal betätigt hat.

Ablesungen werden nicht gegeben, wenn das Fahrzeug auf einem geneigten Untergrund abgestellt ist, der eine Neigung der Ölwanne hervorruft.

Ein größerer Teil der Schaltungsanordnung ist ständig von der elektrischen Energiequelle des Fahrzeugs her eingeschaltet aber der dafür hilfsweise fließende Strom beträgt weniger als 1 mA, so daß dieser Stromfluß für die Fahrzeugbatterie unmerklich ist.

Es ist auch vollständiger Schutz gegen das Anlegen von Überspannung und Spannungen umgekehrter Polarität gegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Teiles des verbesserten Sensor für Flüssigkeitsstandhöhe;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines anderen Teiles des Sensor;

Fig. 3 eine Teildarstellung, teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eines selbst angetriebenen Fahrzeugs, die insbesondere einen Quecksilberschalter zur Feststellung der Neigung des Fahrzeugkörpers gegen die Horizontale wieder gibt;

Fig. 4 eine Kurve der Gate-Spannung und des Stromdurchsatzes des die Licht emittierende Diode (LED) steuernden Transistors, in Abhängigkeit von der Zeit;

Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform, bei der ein Bordcomputer im Fahrzeug Signale von der Meßvorrichtung aufnimmt und

Fig. 6 ein schematisches Schalt- und Blockdiagramm der elektrischen Ausstattung, die dem Starten und dem Betrieb des Fahrzeug zugeordnet ist.

Fig. 3 zeigt einen Motorblock 12 eines mit eigenem Antrieb versehenen Fahrzeugs 10 mit einer Motor-Ölwanne 14 und einer Transmissions-Ölwanne 16, die unterhalb des Motorblocks 12 angeordnet sind. Die Ölwannen 14 und 16 sind mit abnehmbaren Ölablaßschrauben 18 versehen.

Eine Sonde 20 ist in der Seitenwand der Ölwanne 14 angebracht und erstreckt sich in das Innere, wo ihr inneres Ende in das Öl im Kurbelwellengehäuse untergetaucht ist. Die Sonde 20 kann einen (nicht gezeigten) hohlen lichtdurchlässigen oder transparenten Stab aufweisen, der ein geschlossenes Ende hat und eine Linse bildet, wie dies bereits bekannt ist. Die Sonde 20 hat eine auf Elektrizität ansprechende Vorrichtung oder Licht emittierende Diode (LED) 22 und einen damit gekoppelten Transducer oder Phototransistor 24 (siehe Fig. 1). Drei elektrische Leitungen 26, 28 und 30 erstrecken sich aus der Sonde 20 und sind Teil der (nicht gezeigten) elektrischen Verdrahtung des Fahrzeugs. Sie sind durch trennbare Stecker und Steckkupplungen 32 mit der Schaltungsanordnung verbunden.

Auf dem Fahrzeug 10 ist ein Quecksilberschalter oder Schwerkraftschalter 34 angebracht, der eine (nicht gezeigte) bewegliche Kugel enthält, um die Kontakte zu überbrücken, wenn das Schaltergehäuse geneigt ist. Der Schalter kann unterhalb des Armaturenbretts 36 angebracht sein oder auch im Motorraum des Fahrzeugs.

Die Licht emittierende Diode 22 kann einen kurzen Ausbruch von Strahlungsenergie abgeben, beispielsweise Infrarotlicht, während der Phototransistor 24 mit dieser Diode 22 gekuppelt oder mit ihr zusammenwirkend angeordnet und geeignet ist, den Ausbruch von Strahlungsenergie aufzunehmen und ein Ablesungssignal zu bilden, dessen Amplitude in Beziehung zu der Öl-Standhöhe im Kurbelwellengehäuse 14 steht. Die Licht emittierende Diode 22 wird mit einem Spannungsimpuls betrieben, der einen Stromimpuls hervorruft, dessen Amplitude weitaus oberhalb der stabilen Dauerstrom-Betriebsbelastung der Diode liegt, dessen Dauer aber sehr kurz ist, so daß keine Schädigung der Diode eintritt. Die augenblickliche Erregung der Licht emittierenden Diode 22 ist hoch, aber der zugeführte mittlere Strom ist nicht ausreichend, um irgendwelche nennenswerte Erhitzung hervorzurufen. Demzufolge wird die Diode nicht beschädigt. Bei einer Licht emittierenden Diode 22, die für stabile Dauerstrom-Betriebsbelastung von 60 mA ausgelegt ist, kann ein Stromimpuls von 2 A über eine Zeitdauer von einigen 100 Microsekunden toleriert werden. Der sich ergebende Ausbruch von Licht ist ein hohes Vielfaches der Lichtabgabe, wie sie mit der Diode 22 unter Erregung mit ihrer Gleichstrom-Dauerstrom-Betriebsbelastung erzielbar ist. Die vom Phototransistor 24 aufgenommene Lichtmenge ist in ähnlicher Weise sehr viel größer, wodurch im Vegleich zu einem Darlington-Phototransistor die Sensitivitätserfordernis vermindert und die Benutzung einer einstufigen Einheit ermöglicht ist. Die Möglichkeit, einen einstufigen Phototransistor 24 zu benutzen, ist außerordentlich wichtig in Umgebungen hoher Temperatur, wo mehrstufige und vielstufige Phototransistoren nachteilige Leckströme erzeugen.

Die Fig. 1 und 2 bilden zusammen ein Schaltbild. Es ist dort der Steuerstromkreis für die Licht emittierende Diode 22 und für den Fototransistor 24 gezeigt. Ferner die visuelle Anzeigevorrichtung 38, beispielsweise eine Glühlampe auf dem Armaturenbrett 36 des Fahrzeugs. Die Vorrichtung wirkt als Signalprozessor, der die durch den Transducer erzeugte Information in visuelle Daten umwandelt. Die Klemmenpunkte "A", "B" und "C" in Fig. 1 sind als ständig verbunden mit den entsprechenden Klemmenpunkten in Fig. 2 zu denken.

In Fig. 1 ist die Fahrzeugbatterie 40 mit ihrer negativen Klemme an Masse gelegt und mit der positiven Klemme an den Zündschalter 44 des Fahrzeugs und über den Schalter 44 an das Zündsystem 42 des Fahrzeugs. Fig. 1 zeigt zwei Komparatoren 46 und 48 und zwei Flip-Flops 50, 52 des D-Typs, die unten näher erläutert werden. Die Flip-Flops 50, 52 können in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein, wie dies durch die gestrichelte Umrandung angedeutet ist. Die beiden Komparatoren 46 und 48 können auch in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein, wobei dies in Fig. 1 allerdings nicht gezeigt ist.

Ein Schalttransistor 54 steuert den Stromimpuls durch die Licht emittierende Diode 22.

Die beiden Komparatoren 46, 48 und die beiden Flip-Flops 50, 52 sind kontinuierlich von der Fahrzeugbatterie her unter Strom gesetzt über einen Widerstand 55 und eine Diode 56, welch letztere die Schaltungsanordnung gegen Anlegen von Spannung umgekehrter Polarität schützt. Ein elektrischer Kondensator 58 fungiert als Filterkapazität und als Quelle zum Laden von Strom, wenn die Licht emittierende Diode 22 durch den Transistor 54 gepulst wird.

Der elektrische Widerstand 60 und die Zehnerdiode 62 bilden einen Überspannungsschutz. Der elektrische Kondensator 64 ist für Geräuschminderung eingesetzt. Die Verbindung von Kondensator 64, Zehnerdiode 62 und Widerstand 60 bildet eine positive Spannungszuleitung 66, über die die Flip-Flops 50, 52 und die Komparatoren 46, 48 beständig mit +12V Gleichstrom beschickt werden. Die Flip-Flops 50, 52 und die Komparatoren 46, 48 sind ständig eingeschaltet, wobei der gesamte Stromfluß über diese vier Komponenten und die zugeordneten Stromkreise weniger als 1 mA beträgt, was eine vernachlässigbare Batteriebelastung darstellt. Der Kondensator 68 ist ein Bypass-Kondensator zur Geräuschverminderung auf der Spannungszuleitung 66 an den Flip-Flops 50, 52.

Mit dem Zündschalter 44 sind ein elektrischer Widerstand 70 und eine Diode 72 verbunden, die zum Umkehreingang des Komparators 46 führt. Ferner sind mit dem Umkehreingang ein Widerstand 74 und ein Kondensator 78 verbunden. Die Widerstände 78 und 80 bilden einen Spannungsteiler von der positiven Spannungszuleitung 66 her, um eine kontinuierliche Vorspannung an den Nichtumkehr-Eingang des Komparators 46 zu legen. Die Betriebsspannung für den Komparator 46 wird in ähnlicher Weise über die Leitung 66 zugeführt, an die der elektrische Kondensator 82 als Filterkondensator angelegt ist. Die elektrischen Werte der Widerstände 70 und 74 und des Kondensators 76 sind derart gewählt, daß eine vorher festgelegte Lade-Zeitkonstante für den Kondensator 76 gebildet ist, wenn - wie später erläutert wird - der Zündungsschalter 44 anfänglich geschlossen wird. Der Widerstand 74 und der Kondensator 76 haben eine zweite längere Entlade-Zeitkonstante, wenn der Zündungsschalter 44 geöffnet ist, wie dies später erläutert wird.

Der Widerstand 84 ist der Ableitwiderstand ("pull-up"-Widerstand) für die Ausgangsstufe des Komparators 46. Die benutzte besondere Einheit hat einen Ausgang bekannten Typs mit offenem Drainstrom ("open drain"), was den Einsatz des Ableitwiderstandes 84 erforderlich macht. Die Ausgangsleitung 86 erstreckt sich an den Eingang "D" (Daten) des Flip-Flop 50. Ferner ist zwischen die Ausgangsleitung 86 und Masse (elektrische Erdung) der Schalter 34 eingesetzt, der - wie Fig. 3 zeigt - geschlossen wird, wenn der Fahrzeugkörper mit einer Neigung von mehr als 10° bis 15° aufgestellt ist. Der Ausgang des Komparators 46 und der Schalter 34 sind so in einer Art von "Oder-Schaltung" miteinander verbunden.

Dies bedeutet, daß, wenn entweder (1) das Ausgangssignal des Komparators 46 nahe bei Erdpotential liegt oder (2) der Schalter 34 aufgrund geneigter Aufstellung des Fahrzeugs geschlossen ist, ein digitales "Low"-Signal am Eingang "D" des Flip-Flop 50 erscheint.

Das Flip-Flop 50 hat komplementäre Ausgangsklemmen Q und . Der Ausgang Q ist mit der Rückstellklemme R des Flip-Flop 52 verbunden. Beide, die Stellklemme S und die Rückstellklemme R des Flip-Flop 50 sind an Masse (elektrische Erdung) gelegt. Die "Clock"-Eingangsklemmen C beider Flip-Flops 50 und 52 sind miteinander und über einen Widerstand 88 an den Zündungsschalter 44 gelegt. Der Ausgang Q des Flip-Flop 50 ist nicht angeschlossen. Die Kondensatoren 90 und 92 und die Widerstände 88 und 94 bilden ein modifiziertes pi-Netzwerk, das jegliche Neigung eliminiert, daß aufgrund Kontaktprellung am Zündungsschalter 44 Unterbrechung des richtigen Pulsens der Flip-Flops 50 und 52 auftritt. Eine Diode 96 schützt die Flip-Flops gegen Überspannung, in dem beide Eingänge gegen Überschreitung der +12 V um mehr als 1 V oder 2 V abgeblockt sind.

Am Flip-Flop 52 ist der Eingang "D" an Masse (Erdung) gelegt und die Einstellklemme S mit der Ausgangsleitung 89 des Komparators 48 verbunden. Dabei ist der Widerstand 108 ein Ableitwiderstand ("pull-up"-Widerstand) für den Komparator 48, in ähnlicher Weise wie der Widerstand 84 dem Komparator 46 zugeordnet ist. Die Klemme ist nicht angeschlossen. Der Ausgang ist verbunden mit einer Diode 102, die widerum zu dem beiden Fig. 1 und 2 gemeinsamen Verbindungspunkt A führt.

Dem Umkehreingang des Komparators 48 wird über die Widerstände 104, 106 die Vorspannung zugeführt. Der Nichtumkehr-Eingang ist über eine Leitung 108 mit dem Ausgang des Phototransistors 24 verbunden. Ein Widerstand 110 erteilt dem Phototransistor eine Vorspannung in "Aus"-Zustand ("off" condition) bei Abwesenheit einer Erregung durch Licht. Der Widerstand 112 stellt einen Lastwiderstand dar.

Wie ferner in Fig. 1 gezeigt, ist der Zündungsschalter 44 auch über eine Leitung 114 mit einem Kondensator 116 verbunden, der widerum an den Gate-Anschluß des Schalttransistors 54 gelegt ist. Ein Widerstand 118 ist zwischen diesen Gate-Anschluß und Masse (Erdung) gelegt. Diese beiden Komponenten 116 und 118 bilden einen RC-Stromkreis, der einen kurzzeitigen Spannungsimpuls von einigen Hundert Microsekunden auf die Gate-Elektrode des Transistors 54 legt, wenn der Zündungsschalter 44 anfänglich geschlossen (gedreht) wird. Während des Anlegens der Spannung an die Gate-Elektrode wird der Transistor 54 augenblicklich leitend und legt dadurch wirksam den Widerstand 120, dessen Wert in der Größe von 5 Ohm ist, an Masse (Erdung). Der Stromfluß zur Anode der Licht emittierenden Diode (LED) 22 wird durch die Batterie 40 zugeführt und die Ladung des Kondensators 58, dessen Wert in der Größe von einigen Hundert Microfarad oder mehr liegt. Als Folge fließt ein Stromimpuls durch die Licht emittierende Diode 22 für einen kurzen Zeitintervall, wie oben erwähnt, und gibt Anlaß zu einem brillianten aber kurzen Ausbruch von Strahlungsenergie. Dieser Ausbruch wird vom Phototransistor 24 aufgefangen, der für eine ähnlich kurze Zeitdauer leitend wird, wenn der Strahl nicht vom Öl abgelenkt oder in anderer Weise absorbiert wird. Der Impuls wird dann über die Leitung 108 auf den Nichtumkehr-Eingang des Komparators 84 gelegt.

Gemäß Fig. 2 sind zwei Zeitgeber (Timer) 122, 124 vorgesehen, die gleiche Einheiten sein können und auch in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein können. Der Klemmenpunkt "B" entspricht dem Punkt "B" der Fig. 1. Der Punkt "C" entspricht dem Punkt "C" der Fig. 1 und ist die positive Klemme der Batterie 40. Der Punkt "C" der Fig. 2 ist somit stets unter Spannung, während der Punkt "B" nur unter Spannung steht, wenn der Zündungsschalter 44 geschlossen ist.

Gemäß Fig. 2 erstreckt sich von dem Klemmenpunkt "B" eine Reihenanordnung des Widerstandes 126, einer Diode 128 und eines Filterkondensators 130. Ein Durchlaßtransistor 132 und eine zugeordnete Zehnerdiode 134 sowie ein Widerstand 138 bilden einen Überspannungsschutz für die Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Der Kondensator 138 bildet einen Bypass. Die Ermitterelektrode des Transistors 132 ist mit einer Leitung 140 verbunden, die eine geschaltete, positive Spannungszuführungsleitung darstellt, die nur dann unter Spannung gesetzt ist, wenn der Zündungschalter 44 geschlossen ist. Die Timer 122 und 124 werden von der Leitung 140 her mit Betriebsspannung versorgt.

Dem Timer 122 sind ein Widerstand 142 und ein Kondensator 144 zugeordnet sowie eine Diode 146, die den Kondensator 144 entlädt, wenn der Zündungsschalter 44 abgestellt (geöffnet) ist. Dies vermeidet eine Situation, bei der die Ladung des Kondensators 144 die Triggereingänge "T" der Timer 122 und 124 an einer Spannung hält, die höher als die Betriebsspannung ist, wenn der Zündungsschalter geschlossen worden ist und plötzlich geöffnet wird.

Das Zeitschaltintervall des Timers 122 wird festgelegt durch den Widerstand 148 und den Kondensator 150, deren Verbindungsstelle an die Schwellenwertsklemmen THR, DIS gelegt ist. Das Zeitschaltintervall des Timers 124 ist in ähnlicher Weise bestimmt durch den Widerstand 152 und den Kondensator 154. Die Rückstellklemme R des Timers 122 ist an die geschaltete positive Spannungsleitung 140 gelegt. Die Spannungskontrollklemmen "COT" beider Timer 122, 124 sind über Kondensatoren 156 bzw. 158 an Masse gelegt.

Der Ausgang O vom Timer 122 ist über die Leitung 160 und eine Diode 162 zu dem Lastwiderstand 164 geführt und in Reihenschaltung über einen Widerstand 166 zur Basiselektrode eines Schalttransistors 168. Die Kollektorelektrode des Transistors ist verbunden mit einer als visueller Indikator dienenden Glühlampe 38, deren andere Klemme "C" beständig mit der Fahrzeugbatterie 40 (Fig. 1) verbunden ist. Der Ausgang O des Timer 124 erstreckt sich über die Leitung 170 zu einer Diode 172, die widerum mit der Verbindungsstelle der Widerstände 164 und 166 in Verbindung ist. Die Timer 122 und 124 sind derart angeordnet, daß ein positives Ausgangssignal von einem den Schalttransistor 168 leitend macht und damit das Aufleuchten der Indikatorlampe 38 hervorruft. Die Ausgänge der beiden Timer 122 und 124 sind so in Art einer "Oder-Schaltung" verbunden.

Ein Widerstand 173 erstreckt sich von der Rückstellklemme R des Timers 124 zur geschalteten positiven Spannungszufuhr 140. Diese Rückstellklemme ist auch mit dem Klemmpunkt "A" verbunden, der dem Punkt "A" der Fig. 1 entspricht.

Im Betrieb wird jedesmal beim Schließen des Zündungsschalters 44 eine Überprüfung oder Übersicht über die Öl-Standhöhe im Kurbelwellengehäuse 14 durch die Licht emittierende Diode 22 und den Phototransistor 24 aufgenommen. Jedoch wird die so erhaltene Information dem Fahrzeugbenutzer nur unter Umständen und Voraussetzungen zugänglich gemacht. Speziell wird die Beleuchtung eines visuellen Indikators 38 für einen Zeitraum von im typischen Fall 30 s nur eintreten wenn: 1) die Öl-Standhöhe niedrig ist und 2) gewisse Bedingungen zutreffen bezüglich:

a) der Neigung des Fahrzeugs 10 und b) die Betätigung des Zündungsschalters 44 kurzfristig und normal ist.

Wie oben erwähnt, sind unabhängig vom Betätigungszustand des Zündungsschalters 44 die beiden Komparatoren 46, 48 und die beiden Flip-Flops 50, 52 kontinuierlich an Spannung gelegt, vorausgesetzt, daß der Stromkreis funktionierend ist, das Fahrzeug eine aufgeladene Batterie und ein betriebsbereites elektrisches System hat. Zusätzlich wird Spannung von der Batterie 40 über den Widerstand 54 und die Diode 56 zu der Anode der Licht emittierenden Diode 22 und zu dem Kollektor des Phototransisotors 24 geführt. Angenommen für den Augenblick, daß beim Fahrzeug kein Gang eingelegt und das Fahrzeug auch nicht in Betrieb ist, beträgt die Spannung an dem Umkehreingang des Komparators 46 Null, und der Ausgang des Komparators 46 liegt an der Leitung 86 auf dem Signal "High", da der Nichtumkehr-Eingang beständig mit dem durch die Widerstände 78, 80 gebildeten Spannungsteiler an Vorspannung gehalten ist und aufgrund des Vorhandenseins des Lastwiderstandes oder Ableitwiderstandes 84. Wenn der Zündungsschalter 44 anfänglich geschlossen wird, wird der Kondensator 76 durch den durch den Widerstand 70 und die Diode 72 fließenden Strom langsam geladen und abhängig durch die Widerstände 70, 74 und den Kondensator 76 bestimmten Zeitkonstante wird der Ausgang auf der Leitung 86 evtl. den Status "Low" annehmen. Im vorliegenden Beispiel geben die gewählten elektrischen Werte der Komponenten 70, 74 und 76 ein Zeitintervall von etwa 1 s. Anders ausgedrückt, etwa 1 s nachdem der Zündungsschalter 44 geschlossen worden ist, geht der Ausgang des Komparators 46 (Leitung 86) vom Stadium "High" in das Digitalstadium "Low" über. Die diesem Status "Low" entsprechende elektrische Spannung wird auf den Einlaß "D" des Flip-Flop 50 gelegt. Gleichtzeitig mit dem Schließen des Zündungsschalters 44 wird eine positive elektrische Spannung auf den "Clock"-Eingang "C" dieses Flip-Flop 50 gelegt. Mit der dargestellten elektrischen Schaltungsanordnung nimmt der Ausgang Q des Flip-Flop 50 den Digitalstatus "High" an, der wiederum auf den Rückstelleingang R des Flip-Flop 52 gelegt wird. Unter solchen Umständen nimmt der Ausgang Q des Flip-Flop 52 den digitalen Status "Low" an und wird durch das Flip-Flop 50 in diesem Zustand gehalten, bis der Zündungsschalter wieder geöffnet wird, um danach umgekehrt zu werden und ein neues Pulssignal auf die jeweiligen "Clock"-Eingänge "C" der Flip-Flops 50 und 52 zu legen. Dies stellt in seiner Wirkung eine abgebrochene Aktion dar, dahingehend daß der Zustand am Ausgang des Flip-Flop 52 in entweder dem einen oder dem anderen seiner beiden digitalen Stadien gehalten wird, bis eine Rücktaktung erfolgt. Die Flip-Flops 50 und 52 stellen so eine Verklinkungs- oder Verriegelungseinrichtung dar.

Wenn der Zündungsschalter über mehr als 1 s geschlossen wird, bleibt die gehaltene oder verklinkte Bedingung an der Rückstellklemme des Flip-Flop 52 erhalten. Nachdem der Zündungsschalter 44 geöffnet und für einen längeren Zeitintervall in geöffnetem Zustand gehalten wird, im typischen Fall mehr als 15 s fließt die Ladung des mit dem Umkehreingang des Komparators 46 verbundenen Kondensators 76 über den Widerstand 74 ab, und es wird ein Punkt erreicht, bei dem der Ausgang des Komparators 46, Leitung 86 von dem Digitalstatus "Low" noch einmal zu einem Digitalstatus "High" überwechselt. Die Diode 72 wirkt dahingehend, daß sie den Stromfluß von dem geladenen Kondensator 76 zurück in den Zündungskreis blockiert, so daß die Zeitkonstante während der Entladung des Kondensators 76 nicht durch irgendwelche andere mit dem Zündungsschalter 44 verbundene Stromkreise nachteilig beeinflußt wird.

Der Komparator 46 arbeitet daher dahingehend, daß er einen Digitalstatus "Low" auf seiner Ausgangsleitung 86 schafft, nachdem der Zündungsschalter 44 für mindestens 1 s geschlossen gehalten wird und auch für mindestens die ersten 15 s nachdem er wieder geöffnet worden ist. Mit dieser Anordnung ist beabsichtigt, daß falsche Ablesungen der Öl-Standhöhe aufgrund schneller Betätigung oder Rütteln des Schalters 44.

Zusätzlich, wenn das Fahrzeug auf einem geneigten Untergrund steht, typischerweise mit einer Neigung von mehr als 10° bis 15° gegenüber der Horizontalen, wird der in den Fig. 1 und 3 wiedergegebene Schalter 34 geschlossen. Dadurch wird die Leitung 86 auf einen Digitalstatus "Low" nämlich auf Masse(Erdungs)-Potential gelegt. Das Anlegen an Masse (Erdung) des Dateneingangs "D" veranlaßt den Ausgang Q des Flip-Flop 50 dazu, einen Digitalstatus "High" anzunehmen und auf diesem festgehalten zu werden, wobei dieser Status an den Rückstelleingang des Flip-Flop 52 gelegt wird. Mit dem Rückstelleingang auf Status "High" wird das Flip-Flop 52 verhindert, auf jegliches Signal auf seinem Einstelleingang anzusprechen. Das Ergebnis hiervon wird weiter unten erläutert.

Wenn andererseits der Zündungsschalter 44 für weniger als 1 s geschlossen oder für mehr als 15 s offen und der Schalter 34 offen ist, nimmt die Leitung 86 einen Digitalstatus "High" an. Die Ausgangsklemme Q des Flip-Flop 50 nimmt den Status "Low" an und damit auch die Rückstellklemme R des Flip-Flop 52, wodurch der Einstelleingang S des Flip-Flop 52 in die Lage versetzt wird, ein Eingangssignal aufzunehmen und ein entsprechendes Ausgangssignal auf der Klemme Q zu bilden, und zwar ein Ausgangssignal, das eine Anzeige für die Öl-Standhöhe darstellt, wie unten erläutert wird.

Wie oben erwähnt, wird bei jedem manuellen Schließen des Zündungsschalters 44 durch den Fahrzeugbenutzer eine Feststellung über die Öl-Standhöhe vorgenommen, aber nicht notwendiger Weise die Information dem Fahrzeugbenutzer zugänglich gemacht. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 hat das Schließen des Schalters 44 zur Folge, daß ein Spannungsimpuls auf die Gate-Elektrode des Schalttransistors 54 gelegt wird, der vorher mangels Treibspannung am Gate nicht elektrisch durchgängig war. Der Impuls nimmt exponentiell ab entsprechend der Zeitkonstante des Widerstandes 118 mit Kondensator 116, und im vorliegenden Beispiel ist der Schalttransistor 54 für einige Hundert Microsekunden durchgängig. Der elektrische Wert des Widerstandes 120, im typischen Fall 4 oder 5 Ohm, gestattet, daß eine Stromspitze von annähernd 2 A durch die Licht emittierende Diode 22 fließt. Ein guter Teil dieses Stromes wird durch den geladenen Kondensator 58 beigetragen, der vom elektrolytischen Typ sein kann und einen elektrischen Wert von mehreren Hundert Microfarad haben kann. Unter solchen Umständen besteht eine ausreichende Ladung auf diesem Kondensator, um ein Höchstmaß an Energie der Licht emittierenden Diode 22 zuzuführen, wobei durch Versuche festgestellt worden ist, daß der Spannungsabfall während der Entladung des Kondensators 58 und während der Dauer des Impulses nur etwa 1 V beträgt. Ein Diagramm der Gate-Spannung des Transistors 54 und des Drainstromes ist in Fig. 4 wiedergegeben. Die horizontale Achse ist die Zeit, und die vertikale Achse ist eine elekrische Funktion der Zeit, f(t), nämlich Volt im Fall der Gate-Spannung und Amper im Fall des Drainzuges. Es ist dabei angenommen, daß der Zündungsschalter 44 bei t _o geschlossen wird.

Wenn der Ölstand im Kurbelwellengehäuse 14 normal ist, dann ist die Menge der vom Phototransistor 24 aufgenommenen Strahlungsenergie kleiner als im Fall, daß der Ölstand niedrig ist. Bei normalem Ölstand wird ein Impuls kleiner Stärke, im typischen Fall kleiner als 1 V am Emitter des Phototransistors 24 auftreten und dem Nichtumkehr-Eingang des Komparators 48 zugeführt. Die Widerstände 104, 106 stellen die Vorspannung zum Umkehreingang ein, im typischen Fall oberhalb von 1 V. Mit der Amplitude des Phototransistorausgangs bei weniger als diesem Wert bleibt die Ausangsspannung auf der Leitung 98 des Komparators 84 auf dem Status "Low". Dieser Status "Low" am Ausgang wird wiederum der Einstellklemme des Flip-Flop 52 zugeführt. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ist dann das Ausgangssignal an der Klemme Q des Flip-Flop 52 auf dem Status "Low", und über die Diode 102 wird die Rückstellklemme des Timer 124 unter Bedingungen des normalen Ölstandes auf dem Digitalstatus "Low" gehalten.

Wenn der Zündungsschalter manuell geschlossen wurde, dann wurde die Batteriespannung von +12 V unmittelbar über die Verbindungen "B" der Fig. 1 und "B" der Fig. 2 zu den beiden Timern 122 und 124 der Fig. 2 gelegt.

Wie oben erwähnt, bestimmen der Widerstand 148 und der Kondensator 150 das Zeitintervall des Timers 122, während der Widerstand 152 und der Kondensator 154 das Zeitintervall des Timers 124 bestimmten. Im vorliegenden Beispiel erzeugt der Timer 122 ein Ausgangsimpuls-Signal "High" auf der Klemme O, das über die Diode 162 auf den Verbindungspunkt der Widerstände 164 und 166 gelegt wird. Dieser Impuls bleibt im typischen Fall 3 s. Unabhängig vom Zustand der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird der Transistor 168 für ein Intervall von 3 s elektrisch leitend und veranlaßt eine Beleuchtung des visuellen Indikators 38 über eine Zeit von 3 s. Der Benutzer des Fahrzeugs erhält durch diese Beleuchtung über 3 s den Hinweis, daß der Indikator 38 betriebsfähig ist im Gegensatz zu einer durchgebrannten oder in anderer Weise beschädigten Glühlampe.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Trigger-Klemmen "T" beider Timer 122 und 124 parallel geschaltet. Das Triggern der Timer 122 und 124 erfolgt als ein Ergebnis der Zeitverzögerung im Spannungsanstieg an den Triggerklemmen, wenn positive Spannung auf seine Betriebsspannungsklemmen gelegt wird. Die Trigger-Einangsklemmen jedes Timers stellen einen negativen Impuls anfänglich bezüglich des Anlegens der Betriebsspannung fest.

Die Abkürzungen "THR", "DIS", "CONT" und "R" geben die Worte "threshold" (Schwelle), "discharge" (Entladung), "control voltage" (Steuerspannung) und "reset" (Rückstellung) wieder, wie dies als Bezeichnungen bei den Klemmen von handelsüblichen Timern, beispielsweise des Typs 556, vorgesehen ist.

Der Timer 124 ist mit seiner Rückstellklemme R über den Widerstand 173 mit der geschalteten positiven Betriebsspannungsleitung 140 verbunden. Wenn gemäß Fig. 1 der Ausang Q des Flip-Flop 52 auf dem Status "High" ist, der einem niedrigen Ölstand im Kurbelwellengehäuse 14 anzeigt, wird die Diode 102 nicht elektrisch leitend, und der Timer 124 ist in die Lage versetzt, für annähernd 30 s in einen "Einschritt"-Modus überzugehen, wodurch der Transistor 168 elektrisch leitend gemacht wird und der visuelle Indikator 38 über 30 s beleuchtet wird. Das relativ lange Intervall über 30 s der Beleuchtung warnt den Fahrzeugbenutzer, daß der Ölstand niedrig ist.

Wenn andererseits der Ausgang Q des Flip-Flop 52 auf dem Status "Low" ist, wird die Rückstellklemme des Timers 124 auf einen digitalen Status "Low" gezogen. Dies verhindert wirksam den Timer 124 daran, ein Ausgangs-Signal auf den Transistor 168 zu legen. Es erscheint dann keine Beleuchtung des Indikators 38 über das Intervall von 3 s hinaus, wie es, wie oben erwähnt, durch den Timer 122 hervorgerufen wird. Das Fehlen des Ausgangs-Signals vom Timer 124 kann somit auf normale Stillstandhöhe schließen lassen oder auch ein Anzeichen dafür, daß der Steuerstromkreis nach Fig. 1 festgestellt hat, daß das Fahrzeug nicht eben ausgerichtet ist oder daß die erforderliche Zündschaltfolge nicht eingehalten wurde, d.h. der Zündschalter für mehr als 1 s geschlossen gehalten wurde, ohne danach für mehr als 15 s abgeschaltet zu sein.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, bei der anstelle des Indikator 38 der Bordcomputer des Fahrzeugs benutzt wird, um die Signale vom Timer 124 aufzunehmen. Fig. 5 zeigt eine sich vom Timer 124 und der Diode 172 erstreckende Leitung 170, die einen durch die Widerstände 174 und 176 gebildeten Spannungsteiler beschicken. Der Bordcomputer 187 verarbeitet die aufgenommene Information und zeigt auf der Tafel 180 die Ergebnisse der Feststellung über die Ölstandhöhe an. Eine solche Anzeigetafel könnte gleicherweise dazu ausgebildet sein, einen großen Teil von Anzeige für zusätzliche Informationen bezüglich verschiedenster Betriebs- und Zustandsaspekte des Fahrzeugs aufzunehmen und wiederzugeben.

Fig. 6 zeigt zusätzliche Merkmale und Teile des elektrischen Systems eines Motorfahrzeugs. Insbesondere ist der Zündungsschalter 44 in mehr Detail gezeigt, mit einem Schieber 44 a und einer Mehrzahl von Schalterstellungen "ACC", "LOCK", "OFF", "RUN" und "START". Die Stellung "ACC" ist vorgesehen, um den Betrieb verschiedenster Accessoires im Fahrzeug zu gestatten, ohne die bei 142 gezeigte Zündspule unter Strom zu setzen. Die Bewegung des Schiebers 44 a von der Stellung "OFF" zur Stellung "RUN" definiert eine "Voranlaßzone" und die Bewegung danach auf die Stellung "START" definiert die Anlaßstellung des Schiebers. Ein Ballastwiderstand 184 ist der Zündspule 182 zugeordnet. Der Startermotor 186 und die Startermagnetspule 188 sind, wie dargestellt, in üblicher Weise geschaltet und funktionierend. Die Hochspannungsleitung 190 von der Spule 182 verläuft zu einem Verteiler 192, der eine Zündkerze oder ein Zündelement 194 in herkömmlicher Weise beschickt. Generell wird der Ballastwiderstand 184 durch die Startermagnetspule während des Startens der Verbrennungskraftmaschine kurzgeschlossen, um einen reduzierten Funkenausgang zu kompensieren, der sich aufgrund des Batteriespannungs-Abfalls ergeben würde, wenn der Startermotor betrieben wird. Der Ballastwiderstand 184 wird wieder in den Stromkreis eingesetzt, nachdem die Maschine angelassen ist und läuft.

Wenn der Schieber 144 a des Zündungsschalters 44 von der Stellung "LOCK" oder "OFF" auf die Stellung "START" bewegt wird, muß er zunächst die Stellung "RUN" überlaufen, in der die Spule 182 unter Strom gesetzt ist.

Im Rahmen der Erfindung soll die mit der Schaltungsanordnung nach den Fig. 1 und 2 vogesehene Feststellung der Öl-Standhöhe vollendet sein, bevor der Schieber die Stellung "START" erreichen kann, also bevor das Starten der Maschine beginnt. Auf diese Weise wird jegliche Ablesung voll ausgeführt, bevor eine Bewegung von Öl im Kurbelwellengehäuse als Ergebnis des Startvorganges und des Laufens der Maschine eintritt. Es ist zu beachten, daß das Merkmal des vollständigen Ablesens vor dem Starten oder Laufen der Maschine wichtig ist, weil durch den Öltransport die Standhöhenfeststellung verfälscht würde.

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Anzeigen einer niedrigen Standhöhe von Flüssigkeit in einem Hohlraum oder Behälter 14, bei dem eine Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung 22 und ein Strahlungsenergie aufnehmender Sensor 24 einschließlich Halterung für diese Vorrichtung und diesen Sensor in dem Hohlraum zur Anbringung in der Flüssigkeit benutzt werden. Die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung 22 kennzeichnet sich durch eine vorher festgelegte, maximal sichere Dauerstrom-Betriebsbelastbarkeit. Das Verfahren schließt die Schritte ein, daß ein Spannungsimpuls auf die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung 22 gelegt wird und daß der sich ergebende Stromimpuls durch eine Amplitude charakterisiert ist, die wesentlich oberhalb der Dauerstrom-Betriebsbelastbarkeit liegt und so eine kurzzeitige, hoch intensive Emission aus der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung 22 hervorruft, daß ferner das Ansprechen des Sensor 24 während des Anlegens des Stromimpulses an die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung 22 überwacht wird, um das Fehlen oder das Vorhandensein von Flüssigkeit im Bereich längs dessen die Strahlungsenergie von der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung 22 zum Sensor 24 verläuft, festzustellen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung 22 eine Infrarotlicht emittierende Diode und der Sensor ein einstufiger Phototransistor, der sich kennzeichnet durch relativ niedrige rückwärtige Leckströme über die Kollektorbasisstrecke, selbst bei relativ hohen Betriebstemperaturen beträchtlich oberhalb 100°C.

Im dargestellten Beispiel kann die Dauerstrom-Betriebsbelastbarkeit der Licht emittierenden Diode 22 im typischen Fall 600 mA betragen, während die Amplitude des durch die Licht emittirende Diode fließenden Stromimpulses in der Nähe von 2 A sein kann, und zwar über die Dauer von 100 µs bis 300 µs. Die kurze Dauer des Impulses stellt sicher, daß keine Überhitzung an der Vorrichtung 22 eintritt, da die mittlere Verlustleistung der Vorrichtung extrem klein ist, und zwar aufgrund der Kürze des Impulses.

Das Verfahren umfaßt ferner die Schritte, daß festgestellt wird, ob der Zündungsschalter für mehr als ein erstes Zeitintervall abgeschaltet (geöffnet) war, im typischen Fall 15 s und daß die durch die Licht emittierende Diode 22 und den Phototransistor 24 gemachte Feststellung des Ölstandes abgefangen und für den Fahrzeugbenutzer nicht beobachtbar gemacht wird, wenn dieses Zeitintervall für offenen Zündungsschalter 44 nicht abgelaufen war. In ähnlicher Weise enthält das Verfahren die zusätzlichen Verfahrensschritte, daß festgestellt wird, wenn der Zündungsschalter für mehr als ein vorher festgelegtes Zeitintervall, im typischen Fall 1 s, eingeschaltet war und daß die von der Licht emittierenden Diode 22 und dem Phototransistor 24 ausgeführte Ölstandsmessung abgefangen und an der Weitergabe an den Fahrzeugbenutzer gehindert wird, wenn der Zündungsschalter 44 für mehr als sicheres Zeitintervall eingeschaltet war.

In ähnlicher Weise enthält das Verfahren die zusätzlichen Schritte, daß die Neigung des Fahrzeugkörpers festgestellt wird, und daß die Festellung des Ölstandes aufgefangen und zur Weitergabe an den Fahrzeugbenutzer verhindert wird, wenn der Fahrzeugkörper (durch Aufstellung des Fahrzeugs auf abschüssiger Fläche) einen vorher festgelegten Neigungswinkel, im typischen Fall 10° bis 15° gegenüber der Horizontalen überschreitet.

Die anfängliche Lichtabstrahlung von der Licht emittierenden Diode 22 erscheint als eine Intensitätsspitze bei dem Beginn einer Periode von Spannungserregung. Diese Lichtabstrahlung klingt mit der Zeit etwas ab, wenn die Vorrichtung über eine längere Periode unter Strom gesetzt wird. Tatsächlich wird gemäß der Erfindung die Licht emittierende Diode in einem Zeitpunkt unter Strom gesetzt, wenn ihre Lichtausstrahlungs/Strom-Charakteristik optimal ist, was eine maximal unverzügliche Energieüberführung zum Phototransistor 24 zur Folge hat.

Die folgenden Komponententypen haben sich für die Ausführung der Schaltungsanordnung nach den Fig. 1 und 2 als zufriedenstellend herausgestellt: Die Komparatoren 46 und 48 sind vom Typ TLC372C; die Flip-Flops 50 und 52 sind vom Typ MC14013B; die Timer sind vom Typ NE556. Der Transistor 54 ist vom Typ MTP3055. Die Licht emittierende Diode 22 ist vom Typ MLED930; der Phototransistor 24 ist vom Typ MRD30. Die Transistoren 132 und 168 sind beide vom Typ 2N 4401.

Details des in Fig. 6 gezeigten Zündungsschalters sind in den Fig. 6-24 auf Seite 6-20 einer Firmenschrift "1972 CADILLAC SHOP MANUAL", herausgegeben durch die General Motors Corporation, Teile Nr. 109 9560 offenbart. Die Wiedergabe ist hier lediglich zum Zweck des besseren Verständnisses erfolgt.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß ein neuartiger verbesserter Flüssigkeits-Standhöhensensor geschaffen wurde, der besonders wärmewiderstandsfähig und sowohl einfach in seinem Aufbau und besonders sensitiv und verläßlich im Betrieb ist. In der Praxis sind für diese Einrichtung keine sich bewegenden Teile erforderlich. Alle Komponenten sind feststehend, wodurch die Probleme bezüglich Kontaktverschlechterungen usw. auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind. Durch die Benutzung von Schaltungsanordnungen mit elektrischen Halbleitern wird hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtung erreicht.

Die Schaltungsanordnung enthält Einrichtungen zur Vermeidung von Schäden an den wirksamen Teilen durch Anlegen von Überspannung, Anlegen von spannungumgekehrter Polarität und unbeabsichtigte Schäden aus Spitzen oder Einschaltstößen oder Erdungsströmen u.dgl.

Während die obige Beschreibung auf ein System gerichtet ist, das speziell zur Überwachung des Ölstandes in einer Ölwanne angepaßt ist, soll die Erfindung nicht auf solche Anwendungsfälle beschränkt sein. Die beschriebene Vorrichtung ist auch für andere Flüssigkeiten enthaltene Hohlräume und Behälter anwendbar, beispielsweise in Verbindung mit Transmissionen, Leistungssteuerungs- und Bremsreservoiren, Radiatoren, Kraftstofftanks, Reservoirs für Waschflüssigkeit für Windschutzscheiben und dergleichen.

Die Vorrichtung und das Verfahren stellen einen wesentlichen Fortschritt und Verbesserung der Technik dar. Variationen und Abwandlungen sind möglich, ohne vom Erfindungsprinzip abzuweichen.

Bezugszeichenliste

10 Fahrzeug
12 Motorblock
14 Ölwanne
16 Transmissions-Ölwanne
18 Ölablaßschrauben
20 Sonde
22 Licht emittierende Diode
24 Phototransistor
26 Leitung
28 Leitung
30 Leitung
32 Stecker
34 Quecksilber- oder Schwerkraftschalter
36 Armaturenbrett
40 Fahrzeugbatterie
42 Zündsystem
44 Zündschalter
46 Komparator
48 Komparator
50 Flip-Flop
52 Flip-Flop
54 Schalttransistor
55 Widerstand
56 Diode
60 Widerstand
62 Zehnerdiode
64 Kondensator
66 Zuleitung
68 Kondensator
70 Widerstand
72 Diode
74 Widerstand
76 Kondensator
84 Widerstand
86 Ausgangsleitung
88 Widerstand
90 Kondensator
92 Kondensator
94 Widerstand
96 Diode
102 Diode
104 Widerstand
106 Widerstand
108 Widerstand
110 Widerstand
112 Widerstand
114 Leitung
116 Kondensator
118 Widerstand
120 Widerstand
122 Timer
124 Timer
126 Widerstand
128 Diode
130 Kondensator
134 Zehnerdiode
136 Widerstand
140 Leitung
142 Widerstand
144 Kondensator
146 Diode
148 Widerstand
150 Kondensator
152 Widerstand
154 Kondensator
156 Kondensator
158 Kondensator
160 Leitung
162 Diode
164 Widerstand
166 Widerstand
168 Schalttransistor
170 Leitung
172 Diode
173 Widerstand
182 Spule
184 Ballastwiderstand
186 Anlassermotor
188 Anlasserspule
190 Hochspannungsleitung
192 Verteiler
194 Zündelement (Zündkerze)

Claims

1. Vorrichtung zur Standhöhen-Anzeige von Flüssigkeit in einem Flüssigkeit enthaltenden Hohlraum einer Fahrzeug-Verbrennungskraftmaschine, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Elemente und Merkmale:

a) einer auf Elektrizität ansprechende Einrichtung (LED22), die in erregtem Zustand einen Strahl von Strahlungsenergie aussendet und zum Anbringen in der im Hohlraum befindlichen Flüssigkeit ausgebildet ist;
b) eines mit der auf Elektrizität ansprechenden Einrichtung (LED22) gekoppelten und auf den Strahl von Strahlungsenergie ansprechenden Transducer (Phototransistor 24);
c) einer elektrischen Energiequelle (Batterie 40) für die auf Elektrizität ansprechende Einrichtung (LED22);
d) einer Einrichtung zum Erzeugen eines die auf Elektrizität ansprechende Einrichtung (LED22) erregenden Impulses, der eine Stärke oberhalb der stabilen Dauerstrom-Betriebsbelastung der auf Elektrizität ansprechenden Einrichtung (LED22) aber unzureichend für Beschädigung dieser Einrichtung aufweist; und
e) eines Schalters (Zündschalter 44) und einer elektrischen Schaltungsanordnung, wobei der Schalter (Zündschalter 44) in Verbindung mit dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine betätigt und Anschalten der den Impuls erzeugenden Einrichtung an die elektrische Energiequelle (Batterie 40) während der Zeit seines betätigten Zustandes eingesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Impuls erzeugende Einrichtung ein RC-Netzwerk und einen Halbleiterschalter enthält, wobei das RC-Netzwerk zwischen dem Schalter (Zündschalter 44) und dem Halbleiterschalter angeordnet und der Halbleiterschalter selbst mit der auf Elektrizität ansprechenden Vorrichtung (LED22) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch den Zündschalter (44) des Fahrzeugs (10) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine auf den Zustand des Transducer (Phototransistor 24) ansprechende visuelle Anzeigeeinrichtung zur Ablesung der Flüssigkeitsstandhöhe durch den Benutzer des Fahrzeugs und
b) elektronische Schaltungseinrichtungen dafür vorgesehen sind, festzustellen, wenn der Zündschalter (44) für mehr als ein erstes vorher festgelegtes Zeitintervall eingeschaltet ist und zum Blockieren der für die Ablesung der Flüssigkeitsstandhöhe vorgesehenen visuellen Anzeigeeinrichtung unter diesen Umständen am Zündschalter (44).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner vorgesehen sind:

a) eine auf den Zustand des Transducer (Phototransistor 24) ansprechende Anzeigeeinrichtung zum Ablesen der Flüssigkeitsstandhöhe durch den Benutzer des Fahrzeugs und
b) elektronische Schaltungseinrichtungen zum Feststellen, wenn der Zündschalter (44) weniger als ein zweites vorher festgelegtes Zeitintervall ausgeschaltet ist und unter solchen Umständen Blockieren der visuellen Anzeigeeinrichtung für Ablesung der Flüssigkeitsstandhöhe durch den Benutzer des Fahrzeugs.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltungseinrichtung für ein erstes vorher festgelegtes Zeitintervall in der Größe von 1 s eingerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltungseinrichtung für ein zweites vorher bestimmtes Zeitintervall in der Größe von 15 s eingerichtet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind:

a) eine auf den Zustand des Transducer (Phototransistor 24) ansprechende visuelle Anzeigeeinrichtung zum Ablesen des Flüssigkeitsspiegels durch den Fahrzeugbenutzer,
b) Einrichtungen zum Feststellen der augenblicklichen Neigung des Fahrzeugkörpers gegenüber der Horizontalen und
c) Einrichtungen zum Unterbinden einer Ablesung der Flüssigkeitsstandhöhe durch den Fahrzeugbenutzer an der visuellen Anzeigeeinrichtung, wenn eine vorher festgelegte Neigung des Fahrzeugkörpers gegenüber der Horizontalen überschritten ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die augenblickliche Neigung des Fahrzeugkörpers gegenüber der Horizontale feststellende Einrichtung einen durch Schwerkraft betätigten Schalter (Quecksilberschalter 34) enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind:

a) eine auf den Zustand des Transducer (Phototransistor 24) ansprechende visuelle Anzeigeeinrichtung zum Ablesen der Flüssigkeitsstandhöhe durch den Fahrzeugbenutzer und
b) eine Zeitschalteinrichtung zum Festhalten der Ablesung auf der visuellen Anzeiggeinrichtung über ein vorher festgelegtes Zeitintervall ausgehend von der Betätigung des Zündschalters (44).

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind:

a) eine auf den Zustand des Transducer (Phototransistor 24) ansprechende visuelle Anzeigeeinrichtung zur Ablesung der Flüssigkeitsstandhöhe durch den Fahrzeugbenutzer und
b) eine auf die Betätigung des Zündschalters (44) ansprechende Zeitschalteinrichtung zur Aktivierung der visuellen Anzeigeeinrichtung zur Festlegung deren Betriebsfähigkeit.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind:

a) ein Signalprozessor, der zur Aufnahme des Ausgangssignals des Transducers (Phototransistor 24) und zum Umwandeln dieses Ausgangssignals in ablesbare Daten ausgebildet ist, und
b) eine Sperreinrichtung, die mit dem Schalter verbunden und betaktet ist, entweder zum Blockieren oder Durchlassen des Ausgangssignals vom Transducer (Phototransistor 24) zum Signalprozessor.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung einen auf jedes erneute Öffnen und Schließen des Schalters ansprechenden Eingang aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung einen auf die Neigung des Fahrzeugkörpers ansprechenden Eingang aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Transducer (Phototransistor 24) dazu ausgebildet ist, periodisch ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einen Überblick über die Flüssigkeitsstandhöhe im Hohlraum des Motors darstellt und
b) die Sperreinrichtung dazu ausgebildet ist, anschließend an diesen Überblick das Ausgangssignal vom Transducer festzuhalten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung durch Betätigung des Schalters getaktet und dazu ausgebildet ist, ein Ausgangssignal zu bilden, daß auf das Takten folgend bis zur nächsten Betätigung des Schalters festgehalten wird.

17. Verfahren zum Anzeigen der Flüssigkeitsstandhöhe in einem Hohlraum unter Benutzung einer Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung und eines Sensors für Strahlungsenergie sowie von Einrichtungen zum Anbringen der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung und des Sensors im Inneren des Hohlraumes darauf, daß diese in die Flüssigkeit eingetaucht werden, wenn deren Spiegel ansteigt, wobei die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung sichere, stabile Dauerstrom-Betriebsbelastung aufweist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, daß

a) ein Spannungsimpuls auf die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung gelegt wird, der wesentlich oberhalb der Dauerstrom-Betriebsbelastung liegt, derart, daß eine kurzzeitige, hoch-intensive Emission an der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung erzeugt wird, und
b) das Verhalten des Sensors während des Auflegens des Spannungsimpulses auf die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung überwacht wird, zur Feststellung, ob Flüssigkeit fehlt oder vorhanden ist, die von der Strahlungsenergie auf dem Weg von der emittierenden Vorrichtung zum Sensor durchsetzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt, daß festgestellt wird, wenn der Zündschalter für mehr als ein erstes vorher festgelegtes Zeitintervall abgeschaltet ist und zum Fangen der von der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung und dem Strahlungsenergie aufnehmenden Sensor erzeugten Ablesungen und Blockieren der Beobachtung solcher Ablesungen durch den Fahrzeugbenutzer, wenn das festgestellte Zeitintervall mit abgeschaltetem Schalter verstrichen ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet, durch die weiteren Verfahrensschritte, daß festgestellt wird, wenn der Zündschalter über mehr als einen vorher festgelegten Zeitintervall eingeschaltet ist und die durch die Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung und den Strahlungsenergie aufnehmenden Sensor erzeugten Ablesungen der Flüssigkeitsstandhöhe abgefangen werden und die Beobachtung dieser Ablesungen durch den Fahrzeugbenutzer blockiert wird, wenn der Schalter über zumindest ein solches Zeitintervall geschlossen ist.

20. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte, daß die augenblickliche Neigung des Fahrzeugkörpers gegenüber der Horizontalen festgestellt wird und daß die von der Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtung und dem Strahlungsenergie aufnehmenden Sensor erzeugten Ablesungen der Flüssigkeitsstandhöhe abgefangen werden und die Beobachtung dieser Ablesungen durch den Fahrzeugbenutzer verhindert wird, wenn eine vorher festgelegte Neigung des Fahrzeugkörpers gegenüber der Horizontalen überschritten wird.

21. Motorisiertes Gerät, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Elemente und Merkmale:

a) einer Verbrennungskraftmaschine,
b) ein elektrischer Schalter und eine den Schalter enthaltende elektrische Schaltungsanordnung derart, daß durch Betätigung dieses Schalters die elektrische Schaltungsanordnung als eine Voraussetzung zum Ingangsetzen des Betriebes der motorisierten Einrichtung eingeschaltet wird,
c) eine elektrisch betriebene Vorrichtung, die mit der elektrischen Schaltungsanordnung zum Anwerfen der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist,
d) eine Vorrichtung zur Anzeige einer unteren Flüssigkeitsstandhöhe in einem Flüssigkeit enthaltenden Hohlraum, der mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist,
e) daß diese Vorrichtung eine auf Elektrizität ansprechende und nach Anregung einen Strahl von Strahlungsenergie emittierende Vorrichtung in der Flüssigkeit des Hohlraumes aufweist,
f) daß ein Transducer vorgesehen ist, der mit dieser auf Elektrizität ansprechenden Vorrichtung gekoppelt ist und auf den Strahl von Strahlungsenergie anspricht,
g) Einrichtungen zur Erzeugung eines Impulses für die Anregung der auf Elektrizität ansprechenden Vorrichtung, wobei dieser Impuls eine Stärke oberhalb der stabilen Dauerstrom-Betriebsbelastung der auf Elektrizität ansprechenden Einrichtung aufweist, aber unzureichend für die Beschädigung dieser Einrichtung ist, und
h) eine auf die Betätigung des elektrischen Schalters ansprechende Einrichtung zum Einschalten der Impuls erzeugenden Vorrichtung für die Bildung von Anzeigen für die Flüssigkeitsstandhöhe.