JPH0262918A - 液体残量レベル検出装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は一般のタンク、自動車用エンジンオイル、ガソ
リンタンク等の液体残量の検出に利用できる液体残量レ
ベル検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来ガソリンタンク等の液体量の検出には、フロート式
検出方法が一般に知られている。このフロート式は検出
すべき液体より軽い材質のフロートが液体により上下し
、そのフロート内に設けられた磁石が、フロートの内側
のガイド軸内に設けられたリードスイッチを０Ｎ−ＯＦ
Ｆすることを利用して液面レベルを検出するものである
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら前記従来のフロート式は、フロートが動く
のに必要な浮力を得るためにある程度の大きさが必要で
、従って検出装置（センサー）が大きくなり、構造も複
雑になるため、コスト高となる等の欠点があった。また
可動部を有するため、異物の付着、液体の劣化によるこ
びり付き等によるスティック、フロート傾き時の摺動不
良等が発生して誤判定を招く欠点があった。更に液体の
温度による粘性変化のため、応答性に大きなバラツキが
あり、かつ検出タイミングや条件等の考慮が必要であっ
た。またリードスイッチを０Ｎ−ＯＦＦさせるためには
、磁石を成る程度移動させなければならず、検出精度も
低下し、取下げ方向も限定される等の問題があった・ 本発明は圧電素子の共振周波数が、空気中と液体中とで
異なる原理を利用してタンク内の液体残量を検出するこ
とにより、前記従来の課題を解決しようとするものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） このため本発明は、−面がセンサハウジングに固定され
た圧電素子の他面が液体に触れるように、該センサハウ
ジングをタンク外壁に取付けると共に、前記圧電素子の
一面と他面を夫々別個のコネクタ端子に接続し、該圧電
素子を用いた発振回路の周波数を調べて液体のレベルを
検出するようにしたもので、これを課題解決のための手
段とするものである。

（作用） 圧電素子が空気中にある場合と液体中にある場合に発振
される出力信号の異なる周波数を検波し、これにより液
面が圧電素子の上にあるか、下にあるかを検出して液体
の量を検出する。

（実施例） 以下本発明を図面の実施例について説明すると、第１図
〜第３図は本発明の実施例を示す。

なお、第１図の実施例は、本発明をオイルパン内のエン
ジンオイル量検出装置として実施した場合であるが、該
装置は大きく分けてセンサ部と検出判定回路部から構成
されている。

先ずセンサ部は第１図に示す如く、厚み方向に振動する
円板形圧電素子１と、該素子１をケース内に固定した金
属のセンサハウジング２と、該ハウジング２の外周に設
けられセンサ内部に液体が浸入するのを防ぐ０リング３
と、該センサハウジング２内に設けられ圧電素子１が発
した音を吸収する吸音材４とよりなる。圧電素子ｌの電
極は円板の上下面１ａ、　ｌｂとし、一方の電極の下面
１ｂは、センサハウジング２を介して該センサハウジン
グ２内に配設されたプリント基板５のパターンの一部に
接続され、更にプリント基板５を経てコネクタ端子６に
接続されている。また圧電素子ｌの他方の電極である上
面１ａは、圧電素子ｌの振動を妨げない程度の細い電線
７で前記プリント基＋Ｆｉ５に接続し、更にもう一方の
コネクタ端子６′に接続される。プリント基板５及び吸
音材４は、センサハウジング２とコネクタ端子６．６′
を保持するコネクタハウジング８により挟着され、セン
サハウジング２の１部９をコネクタハウジング８にカシ
メ（２個所）付けることにより固定されている、１０は
ガスケット１１を介してオイルパン１２にネジ固定され
たボディハウジングで、３亥ハウジング１０の一部１３
でコネクタハウジング８をカシメ（全周）付けることに
より、該コネクタハウジング８を固定している。

次に検出判定回路部を第３図について説明すると、これ
は発振部１４、フィルタ部１５．１６、検波部１７、電
源部１８、タイマ一部１９、比較判定部２０、表示部２
１からなる。

先ず発振部１４は圧電素子ｌが誘専成分となった時に発
振するコルピッツ型自助発振回路であり、フィルタ部１
５．１６は圧電素子１が空気中にある時とオイル中にあ
る時とを周波数において識別可能なように（オイル中に
ある時は発振信号が出力されないように）、カットオフ
周波数を設定したバイパスフィルタである。また検波部
１７は発振信号を直流成分に変え、コンデンサで波形の
平滑化を行なうものである。比較判定部２０は検波部の
信号を受けて信号の大小を区別し、それに応じて表示部
２１にハイ（ｂｉｇｈ）、ローＯｏ―）の信号を出力す
るもので、タイマ一部１９により判定のタイミングが制
御される。この判定のタイミングはイグニッションスイ
ッチＯＮ後、約０．１秒程度とし、運転者がイグニッシ
ョンスイッチＯＮ後、スタータを回し始める直前に短時
間で行なうものとする。また表示部２１はサイリスク（
ＳＣ１？）のゲート電流を一度流すと、アノード−カソ
ード間の電位を無（さない限り、ゲート電流を取り去っ
てもＡ−に間は導通状態にあるという性質を利用して、
比較判定時にオイル無しの判定が出されれば、比較判定
が終了してもイグニッションスイッチを切らない限り警
告ランプ等を表示し続ける。

更に第３図について回路構成を詳細に説明すると、発振
部１４は圧電素子ｌが誘導成分（し成分）になった時、
直列共振により発振可能なコルピッツ型発振回路である
。フィルタ部１５は定電圧を共振回路に供給し、かつ発
振信号を電源ラインに流さないようにコイルを入れであ
る。

またフィルタ部１６はバイパスフィルタで、発振部１４
の発振回路で発振し７こ出力信号の周波数が高い時（セ
ンサが空気中にある時）、信号を通過させる。また検波
部１７はバイパスフィルタを通過して来た信号を検波し
、コンデンサにより高周波成分がをり除かれるようにす
るものである。

電源部１８は各回路にバッテリ電圧の影響を受けず、安
定した電圧を供給するもので、電圧は５〜６ｖが適当で
ある０図面には三端子レギュレータ（ＩＣ）として記載
しているが、１．１通の定電圧回路でもよい、またタイ
マ一部１９の回路はイグニッションスイッチＯＮ後、所
定の時間経過後に出力をＬ　−Ｈとするもので、イグニ
ッションスイッチがＯＮになると、Ｃ，、Ｒ，、Ｒ，を
通じて電流が流れてＲ２の両端に電位差が生じるため、
Ｔｒ＋のＢ−Ｅ間に電流が流れる。これによりＴｒ＋は
ＯＦ［’→ＯＮとなり、Ｔｒ＋のコレクタ側電圧ｖ１は
Ｈ→Ｌとなる。その後ＣＩの充電が完了すると、Ｔｒ＋
のベース電流が流れなくなり、Ｔｒ、はＯＮ→叶Ｆとな
るため、Ｖ、はＬ→１１となる。

比較判定部２０の回路は、検波部１７からの出力がト■
のとき、ＴｒｚはＯＮとなり、Ｔｒｚのエミッタ電圧（
Ｔｒ、のエミッタ電圧）はＬ−Ｈとなる。これによりＴ
ｒｚは０Ｎ−ＯＦＦとなり、Ｔｒ＝のコレクタ側電圧ｖ
４は［Ｉとなる。その結果Ｒｓ、Ｃｚ、Ｒｔと電流が流
れ、Ｒ１の両端に電位差が生じ、■、がＬ−Ｈとなる。

またタイマ一部１９によりｖｓ（＋＝ｔｖ＋）がＬの間
はＴｒ＝はＯＦＦになることが可能である　（Ｖ、を１
１にすることができる）、シかし一定時間経過後はｖ、
はＬ　−Ｈとなるため、ＴｒｓはＯＦＦにならず、ｖ４
はＨにならないため、Ｖ！がＨになってちり、をト■に
することは出来なくなる０表示部２１は比較判定部２０
の回路の出力を受けて警報出力する。

また表示回路にはサイリスク（ＳＣＲ）を用いる。

サイリスクはゲート（Ｇ）−力ソード（Ｋ）間にゲート
電流が流れると、アノード−カソード間に電流を流すこ
とができ、更にゲート電流を無くしてもＡ−に間は、電
位差が無くならない限り風通している。この性質を利用
して比較判定回路の出力が一度Ｈになると、イグニッシ
ョンスイッチをＯＦＦにしない限り、警報は解除されな
い。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した如く本発明は構成されており、空気
中と液体中とで共振同波数が異なる性質のある圧電素子
を用いて液体の量を検出するものであるから、小型軽量
で構造が簡単であり、低コスト化が可能である。また短
時間に検出が可能であり、イグニッションスイッチＯＮ
からスタートの間に検出できる。更に液体の粘性変化に
は影響されることがなく、かつ可動部がないため、不純
物が混入していても影響を受けることもなく、振動にも
強く、液面レベルの検出精度もよく、取付は方向も任意
に配設できる。

また圧電素子を複数個配列すれば、段階的なレベルも検
出可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す液体残量レベル検出装置
の縦断面図、第２図は同平面図、第３図は本発明の実施
例を示す検出判定回路の回路図、第４図は空気中の圧電
素子のインピーダンス、位相特性線図、第５図はオイル
中の圧電素子のインピーダンス、位相特性線図である。 図の主要部分の説明 ｌ・・圧電素子　　　１ａ−・上面 ■ｂ−下面　　　　　２−センサハウジング３−・−０
リング　　　４・・−吸音材５・・・プリント基＋ｒ１
．６．６’−コネクタ端子７・・・電線　　　　　訃−
・コネクタハウジング１２・−・−オイルパン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一面がセンサハウジングに固定された圧電素子の他面が
   液体に触れるように、該センサハウジングをタンク外壁
   に取付けると共に、前記圧電素子の一面と他面を夫々別
   個のコネクタ端子に接続し、該圧電素子を用いた発振回
   路の周波数を調べて液体のレベルを検出することを特徴
   とする液体残量レベル検出装置。