JPH01288729A - 液面検知装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は、容器やタンク内の液体の液面が、所定の範囲
にあるか否かを検知するための液面検知装置に関する。

［従来の技術］ 自動型の機関のオイルパンやオイルタンク内のオイルが
、適正量確保されているか否かを検知するための液面検
知装置としては、例えばオイルタンク内等のオイル液面
の変位に応じて変位するフロートをオイルタンク内等に
設け、その位置によってオイルの液面を検知したり、オ
イルタンク内等にサーミスタを設け、サーミスタを通電
したときのサーミスタの昇温速度に基づいてオイルの液
面が所定の高さにあるか否かを検知している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、フロートを設けたものでは、フロートとフロー
トを支持するシャフトどの間に汚れが溜まると誤動作を
起こしやすく、サーミスタの昇温速度に基づいて検知す
るものでは、応答性が遅いとともに、使用可能な温度範
囲が狭いという問題がある。

本発明は、オイルの液面が所定の高さにあるか否かを正
確に検知するとともに、さらに安価な液面検知装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、温度に応じて抵抗値が変化する２つの同等の
発熱抵抗体を直列に接続して通電するとともに、互いに
上下に配置し、前記２つの発熱抵抗体の接続点の電位に
基づいて液面を検知することを技術的手段とする ［作用および発明の効果］ 本発明では、同等の２つの発熱抵抗体が互いに上下に配
置され、直列接続されているため、通電されて発熱する
とき、２つの抵抗体がともに液に浸らない場合あるいは
ともに浸る場合には、２つの発熱抵抗体は同じ温度とな
り各抵抗値も同じ値になる。従って、２つの発熱抵抗体
の接続点の電位は、これら２つの発熱抵抗体の直列回路
の両端に印加される電圧の中央値を示す。

これに対し°Ｃ１２つの発熱抵抗体のうち下方の発熱抵
抗体が液に浸ると、下方の抵抗体に発生する熱は液に吸
収される。

このとき、液温が空気と同じ温度であれば、上方の発熱
抵抗体の熱は空気に放射されるだけであるため、上方の
発熱抵抗体の温度は下方の発熱抵抗体の温度より高くな
る。従って、各発熱抵抗体の抵抗値はＦ方が大きく、下
方が小さくなるため、２つの発熱抵抗体の接続点の電位
は次第に下方の発熱抵抗体側の電位に近付く。

逆に、液温が空気の温度より高ければ、通電開始時には
下方の発熱抵抗体の温度は上方の発熱抵抗体の温度より
高くなりその抵抗値も大きいため、接続点の電位は初め
は上方の発熱抵抗体の電位に近い電位を示すが、その後
次第に、上方の発熱抵抗体の温度の方が下方の発熱抵抗
体の温度より上昇するため、接続点の電位は次第に下方
の発熱抵抗体の電位に近付く。

このように、下方の発熱抵抗体のみが液に浸る場合には
、接続点の電位は２つの発熱抵抗体からなる直列回路の
両端の電位の中央値から離れるため、接続点の電位に基
づいてＩ・方の発熱抵抗体のみが液に浸っているか否か
を検知することができる。

従って、本発明では、単純に接続点の電位のみを検出す
るだけで液面を検知することができるため、非常に安価
な液面検知装置を提供することができる。また、機械的
な構造による誤動作がない。

さらに、電位を検知するだけであって、変化に基づいて
検知するものではないため応答性がよく、使用可能な温
度範囲が広い。

［実施例］ 次に本発明の液面検知装置を車両のオイル検知に使用し
た実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本実施例のオイル検知器１の概要を示す。

車両のエンジンに備えられたオイルパン２には、本実施
例のオイル検知器１の液面センサ１０が側壁面２ａから
突出して設けられた支持板３に固定されている。

液面センサ１０は、センサ素子１１およびセンサ素子１
２を、オイルパン２内のオイル液面に対して上下関係に
なるように配して樹脂製のホルダ１０ａに固定したもの
で、ここでは、センサ素子１１は必要とするオイルの液
面より下方に、またセンサ素子１２は通常のオイル量で
はオイル液面に接することがないように十分に高い位置
に、それぞれ配されている。

センサ素子１１．１２は、互いに同等の特性を有するセ
ラミックヒータである。センサ素子１１゜１２は、第２
図に示すとおり、薄板状のセラミックであるアルミナシ
ート１３．１４の表面に白金ペーストを印刷し、さらに
アルミナのコーティング層を設けて同時に焼成されてい
る。焼成によって白金ペーストは発熱抵抗体１５．１６
となり、アルミナのコーティング層は各発熱抵抗体１５
．１６の図示しない保護膜となっている。また、焼成し
たアルミナ基板上に、蒸着または特殊な印刷によって白
金の発熱抵抗体１５．１６を形成し、その上にガラスや
有機化合物等で保護コートをしても良い。また、発熱部
分を先端に集中させ、位置的精度を向上させるために発
熱抵抗体の先端の細い部分以外の残りの印刷白金上には
んだペースト或いは貴金属ペーストを印刷し、セラミッ
ク上のリード部の抵抗を下げても良い。発熱抵抗体１５
．１６は、ともに温度変化に応じてその抵抗値がほぼ直
線的に変化する特性を有しており、その抵抗値は温度が
上昇すると増大する。

ホルダ１０ａには、樹脂製のグロメット１７によって固
定された複数の端子１８が設けられ、発熱抵抗体１５．
１６は、各端子１８と導線１９で接続されるとともに、
各端子１８を介して直列接続されて、オイル検知器１の
検知回路３０と接続されている。

検知回路３０は、第３図に示すとおり、オルタネータ２
０の出力電圧を制御するレギュレータ２１によってオル
タネータ２０の中性点の電圧が規定の電圧に達したとき
消灯するチャージランプ２２と並列に接続されている。

検知回路３０は、抵抗３１．３２．３３からなる直列回
路を、液面センサ１０の各発熱抵抗体１５．１６からな
る直列回路に並列に設けるとともに、発熱抵抗体１５と
発熱抵抗体１６との接続点Ａの電位を、抵抗３１と抵抗
３２との接続点Ｂの電位および抵抗３２と抵抗３３との
接続点Ｃの電位とそれぞれ比較する比較器３４．３５を
設けている。

比較器３４は、接続点Ａの電位が接続点Ｂの電位より高
い場合にＩ（レベルを出力し、逆に接続点Ｂの電位が接
続点Ａの電位より高い場合にＬレベルを出力する。

比較器３５では、接続点Ａの電位が接続点Ｃの電位より
低い場合に１（レベルを出力し、逆に接続点Ｃの電位が
接続点Ａの電位より低い場合にＬレベルを出力する。

ここで、抵抗３１．３２．３３は直列接続されているた
め、接続点Ｂの電位は接続点Ｃの電位より常に高くなる
。従って、接続点Ａの電位が接続点Ｂの電位より高い場
合か接続点Ａの電位が接続点Ｃの電位より低い場合には
、いずれかの比較器３４．３５からＨレベルが出力され
、接続点Ａの電位が接続点Ｂの電位と接続点Ｃの電位と
の間のときには、どちらの比較器３４．３５からもＨレ
ベルは出力されず、■−レベルが出力される。

比較器３４と比較器３５からの出力信号は、それぞれ抵
抗３６．３７を介して加算された結果、Ｈレベルとなる
場合には、ダイオード３８および抵抗３９．４０を介し
てトランジスタ４１のベース４１ａに入力される。

トランジスタ４１は、ベース４１ａに入力される信号が
Ｈレベルの場合にはオンとなり、異常報知ランプ４２の
両端を短絡して異常報知ランプ４２を消灯する。逆に、
入力される信号がＬレベルの場合にはトランジスタ４１
はオフとなって異常報知ランプ４２を点灯する。

なお、第３図中、２３はイグニッションスイッチ、２４
は車両に搭載されたバッテリである。

以上の構成よりなる本実施例のオイル検知器１は、次の
とおり作動する。

使用者がイグニッションスイッチ２３をオンにするとと
もに、スタータ・モータを駆動すると、エンジンが始動
してオルタネータ２０の出力が規定電圧になるまでの間
に、チャージランプ２２が点灯する。

また液面センサ１０の各発熱抵抗体１５．１６は、イグ
ニッションスイッチ２３がオンになるとチャージランプ
２２の点灯と同時に通電されて発熱する。

センサ素子１１のみがオイルパン２内のオイルに浸る場
合には、発熱抵抗体１５の発生ずる熱は、空気に放射さ
れるだけであり大きく冷却されることがないため、発熱
抵抗体１５の温度が」−昇するのに対して、発熱抵抗体
１６の発生した熱はオイルに伝導して冷却され発熱抵抗
体１６は放熱されるため、発熱抵抗体１６の温度は上昇
しない。

イ）オイルの温度が空気の温度と比較して高い場合 時刻ｔ１でイグニッションスイッチ２３がオンになった
とすると、このとき、空気中に設けられたセンサ素７−
１１の発熱抵抗体１５の抵抗値よりオイル中に設けられ
るセンサ素子１２の発熱抵抗体１６の抵抗値のほうが大
きい、従って、接続点Ｂ、Ｃの各電位をそれぞれｖｂ、
Ｖｃで示すと、接続点Ａの電位Ｖａは、第４図の実線Ｇ
に示すとおり、接続点Ｂの電位ｖｂより高くなる。その
後、通電が継続されると、空気中のセンサ素子１１の発
熱抵抗体１５の温度はオイル中のセンサ素子１２の発熱
抵抗体１６の温度より上昇するため、発熱抵抗体１５の
抵抗値が増大し、それに伴い接続点Ａの電位Ｖａは時刻
ｔ２で接続点Ｂの電位ｖｂと同じ電位まで低下し、さら
に時刻ｔ３では接続点Ｃの電位ＶＣまで低下し、その後
さらに低くなる。

このため、異常報知ランプ４２は、時刻ｔ１から時刻ｔ
２までの間と、時刻上３以降には消灯され、時刻ｔ２か
ら時刻ｔ３までの間だけに点灯される。　　　　　。

従って、通電初期の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間で、
オイルが適正な液面以上あるか否かの判断をすることが
できるため、速やかな検知をおこなうことができる。ま
た、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間には、−時的に異常
報知ランプ４２が点灯するが、正常な液面以上のオイル
があれば時刻ｔ３で消灯するため、誤った報知が継続さ
れることはない。

口）オイルの温度が空気の温度と同じ場合時刻ｔ１でイ
グニッションスイッチ２３がオンになると、通電開始時
には、発熱抵抗体１５．１６の温度は同じであるが、次
第に空気中のセンサ素子１１の発熱抵抗体１５の温度が
上昇し、接続点Ａの電位Ｖａは第４図の実線ｌ（に示す
とおり低下し、時刻ｔ４で接続点Ｃの電位Ｖｃと同じに
なり、その後さらに低下する。従って、異常報知ラング
４２は、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間には点灯するが
、時刻ｔ４以降には消灯する。従って、通電初期の時刻
ｔ１から時刻ｔ４までの時間を経過すれば、確実な液面
検知を行うことができる。

以上のとおり、本実施例のオイル検知器１によれば、イ
グニッションスイッチ２３がオンになってからエンジン
が始動して千六・−ジランプ２２が消灯するまでの数秒
間に、オイルの液面検知を行うことができる。

以上のとおり、本発明によれば、簡単な構成で確実な液
面検知を速やかに行うことができる。

以上の実施例では、液面が適正な高さにない場合には、
異常報知ラング４２を点灯さぜるようにしたが、異常報
知ランプ４２に並列にあるいは異常報知ランプ４２の代
わりにリレーを接続し、リレーの常閉接点をスタ・−タ
・モータの通電回路と直列接続することにより、適正量
のオイルがない場合に始動不能にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のオイル検知器の構成を示す概
略図、第２図は本実施例の液面センサのセンサ素子を示
す部分平面図、第３図は本実施例の検知回路３０を示す
回路図、第４図は本実施例のオイル検知器の作動説明の
ためのタイムチャートである。 図中、１５．１６・・・発熱抵抗体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）温度に応じて抵抗値が変化する２つの同等の発熱抵
   抗体を直列に接続して通電するとともに、互いに上下に
   配置し、前記２つの発熱抵抗体の接続点の電位に基づい
   て液面を検知することを特徴とする液面検知装置。