JPH0612283B2 - 液面検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、液体のレベルセンサ、特に自動車のエンジ
ンオイル等の液面のレベルを検出する液面検出装置に関
連する。

従来の技術 例えば実公昭５７−４９１５０号公報に示される通り、
従来の液面検出器は、液口栓に筒体の一端を取り付け、
筒体の他端に検出管を固定すると共に、筒体の内部にリ
ード線を挿通してリード線の端部に接続するように筒体
に検出電極を取付けた構造を有する。

また、特公昭５８−２８５３０号公報に示される液面検
出装置は、基準発振用の発振器と、液面センサにより検
出される電極間静電容量を含む液面測定用の発振器とか
らそれぞれ発振される発振周波数の差を検出することに
より、液面を正確に測定できる構成を有する。液面セン
サは、アルミニウム又は銅等の導電性材料で成形された
外筒と内筒との間に電極間静電容量を形成し、液面セン
サを被測定液体内に浸漬したとき、被測定液体の誘電率
と被測定液体以外の部分の誘電率との差により、外筒と
内筒との間の静電容量の差を液面として検知することが
できる。しかし、この液面検出装置は、高精度及び複雑
な回路が必要である。

更に、特公昭６０−３５６１３号公報は、電極を絶縁ス
リーブに形成した孔に嵌合し、絶縁スリーブを更に導電
性保護管の孔に挿通した液面計を示す。この液面計を液
体中に浸漬したとき、電極と導電性保護管との間に電流
が流れ、液面レベルが低下したとき、電流量が減少して
液面を検知することができる。しかし、この液面計は、
エンジンオイルのレベルセンサとして使用する場合、エ
ンジンの稼動時に油面揺れ、傾斜及びオイルの飛散によ
り従来の液面計は、誤動作することがある。

発明が解決しようとする問題点 この状態を第６図〜第９図について説明する。

まず、第６図に示すように、液面検出装置１は、オイル
等の液体２が収容された容器３に固着された液面センサ
４を有する。液面センサ４は、例えば、第９図に示すよ
うに、凹部１１aが形成された取付部１１と、凹部１１a
に嵌合された一端１２と自由端である他端１３とを有す
るほぼ円柱形状の第一の電極１４と、取付部１１の凹部
１１aに充填され取付部１１に対し第一の電極１４を非
接触状態に保持する絶縁体１５と、第一の電極１４を包
囲しながら取付部１１から伸び出しかつ第一の電極１４
と異なる極性を有する第二の電極１６とを有する。取付
部１１は、真鍮又は亜鉛鍍金の鉄で形成され、六角形断
面の頭部２１と、頭部２１の下方に形成されたねじ部２
２とを有する。絶縁体１５は、絶縁抵抗の極めて高いＰ
ＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂で形成され
る。第一の電極１４及び第二の電極１６は、アルミニウ
ムで形成され、第二の電極１６は、複数の孔１７が形成
される。エンジンオイルが１００〜１５０℃に加熱され
るため、この温度範囲において絶縁体１５は高い絶縁性
を有すると共に、第一の電極１４、絶縁体１５及び第二
の電極１６は、エンジンオイルに対する耐食性を有す
る。

電極部２０を構成する第一の電極１４及び第二の電極１
６には、導線１８及び１９がそれぞれ接続され、第一の
電極１４と第二の電極１６との間を流れる電流を図示し
ない増幅器に供給する。導線１９は、頭部２１に穿設さ
れた開口部２３に接続される。開口部２３には必要に応
じて導電性スリーブ２５が取付けられる。

液面検出装置の取付部１１に設けられたねじ部２２は、
オイルが収容されるオイルパン等の容器３の孔にねじ連
結される。電極部２０は、容器３内にあるエンジンオイ
ル等のオイル２内に突出し、第一の電極１４及び第二の
電極１６は、それぞれ電源に接続された正極及び容器３
に接続された負極を形成する。第６図に示すように、オ
イル２が一定レベル以上の量で存在するとき、電極部２
０の第一の電極１４と第二の電極１６との間にはとオイ
ル２を介して電流が流れ、オイル２の存在を検知するこ
とができる。オイル２が一定レベルの量に達しないと
き、オイル２と電極部２０とが接触せず電流が流れない
ので、オイル２の存在を検知しない。

ところで、容器３に加速度αが加えられると、オイル２
の液面は、角度tanθ＝α／ｇで傾斜する。この場合、
加速度αが大きいと、第７図に示すように、オイル２の
液面が液面センサ４から分離するから、エンジンオイル
が十分に存在するにも拘らず誤ってオイル不足の状態を
検出する。また、第８図に示すように、第４図と逆方向
に加速度がオイル２に加えられた場合には、オイル不足
にも拘らず誤ってオイルの存在を検知する。

前記の欠点を解消するため、例えば特開昭５７−１６３
８２５号公報に示されるように、傾斜センサとＣＲ回路
とを組み合わせて、車両が傾斜して傾斜センサがオフに
なったとき、ＣＲ回路に充電された電荷により燃料ゲー
ジ装置の誤動作を防止する回路が提案されている。しか
しながら、この回路はＣＲ回路の時定数以上に車両の傾
斜時間が長いと、誤動作を生ずる。

そこで、この発明は、上記欠点を解消し、液体の存在時
及び不存在時のいずれにおいても誤動作を発生すること
なく正確に表示装置を駆動できる液面検出装置を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明の液面検出装置は、液体の存在を検出する液面
センサと、液面センサの電気信号を受信するトリガ回路
と、トリガ回路により駆動される表示装置と、液体に加
えられる加速度を検出する加速度センサとを有する。ト
リガ回路は、液面センサの電気信号によりオンとなる第
１のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子の出
力により付勢されかつ加速度を受けた液体が傾斜すると
き液体の傾斜前の状態に表示装置を保持する出力を発生
するＳＣＲと、加速度センサに接続されかつ第１のスイ
ッチング素子の動作を阻止する第２のスイッチング素子
と、液面センサが液体の存在を検出しかつ加速度センサ
が加速度を検出しないときにオンとなるスイッチング回
路と、スイッチング回路のオン時に大きな出力を発生す
る発振回路とを備えている。ＳＣＲは発振回路の出力に
よりオフとなり表示装置の作動が停止される。

作用 容器内に液体が存在するとき、第１のスイッチング素子
はオフ状態に保持されるが、容器内の液体が減少したと
き、第１のスイッチング素子がオンとなる。このため、
ＳＣＲのゲート電圧がアノード電圧より低くなり、ＳＣ
Ｒはオンとなり、電源からＳＣＲ及び表示装置を通じて
電流が流れ、表示装置の作動により液体の減少が表示さ
れる。表紙装置の作動はＳＣＲがオン状態を維持する限
り継続される。この状態において、加速度センサは通常
オン状態を維持するが、容器に加速度が加えられると、
加速度センサはオフ状態になる。このため、第２のスイ
ッチング素子がオンとなり、第１のスイッチング素子は
オフとなる。

液体が容器に補充されると、第１のスイッチング素子は
オンとなる。ここで、容器に加速度が与えられないと、
加速度センサはオンとなる。このため、スイッチング回
路がオンとなり、発振回路が発振を開始する。従って、
発振回路が大きな出力を発生してＳＣＲのカソードに高
い電圧が印加されるので、発振回路の出力によりＳＣＲ
は自動的にオフになり、表示装置が消灯する。

実施例 以下、この発明の実施例を第１図〜第５図について説明
する。これらの図面では、第６図〜第９図に示す部分と
同一の部分について同一の符号を付し、説明を省略す
る。

第１図に示すように、この発明の液面検出装置は、液体
の存在を検出する液面センサ４と、液面センサ４に接続
された増幅器４０と、増幅器４０の電気信号を受信する
トリガ回路４１と、トリガ回路４１により駆動される表
示装置４２と、加速度を受けた液体が傾斜するとき液体
の傾斜前の状態に表示装置４２を保持する出力を発生す
る状態保持回路４３とを有する。状態保持回路４３は液
体２に加えられる加速度を検出する加速度センサ４４
（第２図及び第３図）を有する。加速度センサ４４は、
例えば、水銀スイッチ４６を有する。第２図は加速度を
受ける前の状態を示し、水銀４６aは静止している。こ
のため、２つの接点４６bと４６cは水銀４６により電気
的に接続された状態となる。しかし、加速度センサ４４
が加速度を受けると水銀４６が第３図に示すように移動
する。このため、２つの接点４６bと４６cは電気的に非
接触状態となる。このような構成において、状態保持回
路４３は、液体２に加えられる加速度を検出したとき、
表示装置４２に出力を与えて液体の傾斜前の状態に表示
装置を保持する。第１図に示す回路の一具体例を第４図
に示す。

容器３に液面センサ４が固着され、液面センサ４は抵抗
５０と容器３との間に接続される。液面センサ４と抵抗
５０との間は比較器５７の反転入力端子に接続される。
比較器５７の非反転入力端子は抵抗５１と５２との間に
接続され、分圧された一定の電圧が印加される。比較器
５７の出力はＬＥＤ等の表示装置４２に接続される。比
較器５７の出力ラインにはトランジスタ５３が接続され
る。トランジスタ５３のベースには増幅器５４、インバ
ータ５５及びトリガタイマ５６を介して加速度センサ４
４に接続される。加速度センサ４４、トランジスタ５
３、増幅器５４、インバータ５５及びトリガタイマ５６
は状態保持回路４３を構成する。

容器３内に液体が存在するとき、液面センサ４に電流が
流れて、比較器５７の反転入力端子には非反転入力端子
に印加される電圧より低いレベルの信号が与えられる。
このため、比較器５７は出力を生ずる。しかし、容器３
内に液体が存在しないとき、液面センサ４に電流が流れ
ないので、比較器５７の反転入力端子の電圧が非反転入
力端子の電圧より高くなる。このため、比較器５７が出
力を発生せず、このため比較器５７と表示装置４２との
間に接続されたインバータにより表示装置４２が駆動さ
れる。そこで、容器３に加速度が加えられると、液面セ
ンサ４がオフ状態となり、インバータ５５及びトリガタ
イマ５６を通じてトランジスタ５３が一定時間オンとな
る。このため、比較器５７の出力が一定時間低レベルと
なるので、第８図に示す液体２が十分に存在する場合に
おいて、表示装置４２の誤表示が防止される。

第５図はこの発明の詳細な実施例を示す。

トリガ回路４１は、液面センサ４の電気信号によりオン
となる第１のスイッチング素子を構成するトランジスタ
６０と、トランジスタ６０の出力により付勢されかつ加
速度を受けた液体が傾斜するとき液体の傾斜前の状態に
発光ダイオード６８を保持する出力を発生するＰＵＴ６
８と、加速度センサ４４に接続されかつトランジスタ６
０の動作を阻止する第２のスイッチング素子であるトラ
ンジスタ６３と、液面センサ４が液体の存在を検出しか
つ加速度センサ４４が加速度を検出しないときにオンと
なるスイッチング回路を構成するトランジスタ７２、７
４と、トランジスタ７２、７４のオン時に大きな出力を
発生するＰＵＴ７７とを備えている。トランジスタ６０
は増幅器４０を介して液面センサ４に接続されたベース
を有する。トランジスタ６０のコレクタは抵抗６１と６
２を介して電源に接続され、エミッタは接地される。ト
ランジスタ６０のベースはトランジスタ６３のコレクタ
に接続される。トランジスタ６３のエミッタは接地さ
れ、ベースは抵抗６４を介して電源に接続されると共
に、加速度センサ４４を介して接地される。更に、トラ
ンジスタ６０のベースはトランジスタ６５のベースにも
接続され、トランジスタ６５のコレクタは抵抗６６を介
して電源に接続されると共に、エミッタは接地される。
トランジスタ６０のコレクタ-エミッタ間接続とは並列
に、状態保持回路を構成するＳＣＲであるＰＵＴ（Prog
rammable Unijunction Transistor）６７、表示装置で
ある発光ダイオード６８及び抵抗６９の直列回路が電源
とグランドとの間に接続される。ＰＵＴ６７のゲートは
抵抗６１と６２との間に接続される。また、発光ダイオ
ード６８及び抵抗６９と並列にコンデンサ７０及び抵抗
７１の直列回路が接続される。トランジスタ７２のベー
スはトランジスタ６５のコレクタに接続され、コレクタ
は抵抗７３を介してトランジスタ７４のベースに接続さ
れ、また、エミッタは接地される。トランジスタ７４の
エミッタは電源に接続され、コレクタは抵抗７５及びコ
ンデンサ７６を介して接地される。第２のＳＣＲである
ＰＵＴ７７のアノードは抵抗７５とコンデサン７６との
間に接続され、カソードはコンデンサ７０と抵抗７１と
の間に接続される。抵抗７５とコンデンサ７６との直列
回路に対し並列に抵抗７８と７９の直列回路が接続され
る。抵抗７８と７９との間にＰＵＴ７７のゲートが接続
される。第３のスイッチング素子を構成するトランジス
タ８０のコレクタはトランジスタ７２のベースに接続さ
れ、ベースは抵抗６４と加速度センサ４４との間に接続
され、エミッタは接地される。

上記の構成において、容器３内に液体が存在するとき、
増幅器４０の出力は低レベルである。このため、トラン
ジスタ６０はオンにならない。しかし、容器３内の液体
が減少したとき、増幅器４０の出力が高レベルとなり、
トランジスタ６０がオンとなる。このため、ＰＵＴ６７
のゲート電圧がアノード電圧より低くなり、ＰＵＴ６７
はオンとなる。このため、電源からＰＵＴ６７、発光ダ
イオード６８及び抵抗６９を通じて電流が流れ、発光ダ
イオード６８の点灯により液体の減少が表示される。発
光ダイオード６８の点灯状態はＰＵＴ６７がオン状態を
維持する限り継続される。

この状態において、加速度センサ４４は通常第２図に示
すオン状態を維持する。しかし、容器３に加速度が加え
られると、加速度センサ４４はオフ状態になる。このた
め、トランジスタ６３がオンとなり、トランジスタ６０
はオフとなる。同時に、トランジスタ８０がオンとなる
ので、トランジスタ７２と７４はオンに切り換えられる
ことはない。このように、ＰＵＴ６７及びスイッチング
素子を構成するトランジスタ６３と８０により液体の存
在時及び不存在時のいずれにおいても表示装置である発
光ダイオード６８は加速度が加えられる前の表示装置を
保持する。

そこで、液体２が容器３に補充される前は、増幅器４０
の出力が高レベルである。ここで、容器３に加速度が与
えられないと、加速度センサ４４はオンとなる。このた
め、トランジスタ７２及び７４がオンとなり、ＰＵＴ７
７、抵抗７５、７８と７９及びコンデンサ７６からなる
発振回路が発振を開始する。従って、ＰＵＴ７７が大き
な出力を発生してＰＵＴ６７のカソードに高い電圧が印
加されるので、発振回路の出力によりＰＵＴ６７は自動
的にオフになり、発光ダイオード６８が消灯する。

上記実施例は変更が可能である。例えば、加速度センサ
として加速度が発生したとき変動出力を生ずる圧電素子
を使用することが可能である。また、ＰＵＴをトランジ
スタ又はサイリスタの等価回路に変更することができ
る。

発明の効果 上述の通り、この発明では、液体の存在時及び不存在時
のいずれにおいても表示装置が加速度が加えられる前の
表示状態を保持し、液体を収容する容器に加速度が加え
られ液体が傾斜したとき、表示装置が液体の傾斜前の状
態に保持されるので、表示装置は誤表示を生じない。ま
た、液体が容器に補充されると、発振回路の作動により
ＳＣＲは自動的にオフになり、表示装置が消灯する。こ
のため、常に正しい液面レベルの情報を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による液面検出装置の電気回路の概念
を示すブロック図、第２図は加速度が加えられる前の加
速度センサの断面図、第３図は加速度が加えられた後の
加速度センサの断面図、第４図はこの発明による液面検
出装置の電気回路の一実施例を示す回路図、第５図はこ
の発明による実施例の詳細を示す回路図、第６図は加速
度が加えられる前の容器に液面センサを取付けた状態を
示す断面図、第７図は第６図に示す容器に加速度が加え
られた状態を示す断面図、第８図は第７図とは逆にオイ
ルが傾斜した場合の断面図、第９図は液面センサの断面
図である。 ２……液体、４……液面センサ、４１……トリガ回路、
４２……表示装置、４３……状態保持回路、４４……加
速度センサ、６０……トランジスタ（第１のスイッチン
グ素子）、６７……ＰＵＴ（ＳＣＲ）、６３……トラン
ジスタ（第２のスイッチング素子）、７２、７４……ト
ランジスタ（スイッチング回路）、７５〜７９……発振
回路、８０……トランジスタ（第３のスイッチング素
子）、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体の存在を検出する液面センサと、液面
   センサの電気信号を受信するトリガ回路と、トリガ回路
   により駆動される表示装置と、液体に加えられる加速度
   を検出する加速度センサとを有する液面検出装置におい
   て、 トリガ回路は、液面センサの電気信号によりオンとなる
   第１のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子の
   出力により付勢されかつ加速度を受けた液体が傾斜する
   とき液体の傾斜前の状態に表示装置を保持する出力を発
   生するＳＣＲと、加速度センサに接続されかつ第１のス
   イッチング素子の動作を阻止する第２のスイッチング素
   子と、液面センサが液体の存在を検出しかつ加速度セン
   サが加速度を検出しないときにオンとなるスイッチング
   回路と、スイッチング回路のオン時に大きな出力を発生
   する発振回路とを備え、ＳＣＲは発振回路の出力により
   オフとなり表示装置の作動が停止されることを特徴とす
   る液面検出装置。
2. 【請求項２】加速度センサが加速度を検出したとき、ス
   イッチング回路のオンへの切り替えを防止する第３のス
   イッチング素子がスイッチング回路に接続された特許請
   求の範囲第(1)項記載の液面検出装置。
3. 【請求項３】第１のスイッチング素子は増幅器を介して
   液面センサに接続されたベースを有するトランジスタで
   ある特許請求の範囲第(1)項記載の液面検出装置。
4. 【請求項４】ＳＣＲはＰＵＴである特許請求の範囲第
   (1)項記載の液面検出装置。