JPS58221122A - オイルレベルセンサ回路 - 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】 この発明はエンジンオイル等のオイルレベルを測定スる
オイルレベルセンサ回路にＭする。

従来エンジンオイルのオイルレベルを検知するには、オ
イルタンク中にフロートを浮かべて、その浮沈みによっ
て接点を開閉して、オイルレベルを警告表示として表示
したり、あるいは棒状のゲージをオイルタンク内に挿入
して、その濡れ具合によってオイルレベルを検知してい
た。しかし前者では機構部分が多いため、複雑で耐久性
に乏しく、かつ正確ではない。また後者では検測の都度
ボンネットを開けたり、ゲージについたオイルが垂れ、
周辺を汚すという欠点があった。

この発明は叙上の点に着目して成されたもので、オイル
タンク中のエンジンオイルの油量に応じて浸漬度合が変
化する形状、配置で設けられた抵抗体の通電直後と通電
後一定時間経過した後の抵抗値を比較して、オイルタン
ク中のオイルレベルを正確、容易に測定できるオイルレ
ベルセンサ回路−〇　− を提供することを目的とする。すなわち、具体的には、
オイルタンク中に配置された抵抗体のオイル中への浸漬
度合によって、通電による発熱の放散量が異なることを
利用して、通電直後の抵抗体の端子電圧をサンプル・ホ
ールド回路により記憶し、その記憶値と抵抗体の端子電
圧の常時の値との差の電圧を差動増幅器によってアナロ
グ出力として出力させ、その出力をＡ／Ｄコンバータに
より通電１後一定時間経過後の抵抗体の端子電圧の変化
値としてデジタル出力させ、これを表示用デコーダおよ
び表示器を介してエンジンオイルのオイルレベルとして
表示するように構成したオイルレベルセンサ回路を提供
するにある。

まず、この発明の基礎となる原理について述べる。第１
図において、タンクＰ内にオイルＱがＭなるｌｉで存在
するものとする。ここでオイルが満鯖のときをＭ＝１．
空のときＭ＝０とし、１≦Ｍ≦０なる関係でＭが油量に
比例するものとする。

タンクＰ内には例えばタングステンを素材とした細長い
抵抗体Ｒを岨直に押入し、油量が空のとき抵抗体Ｒは全
部空中に露出し、満■：のとき全部、オイルＱ中に浸漬
し、その中間」ではλＩだけ（斜線で示す）抵抗体Ｒが
油中にあり、（１−Ｍ）だけ空中にＦｍするようになっ
ている。

抵抗体Ｒには、その両端子間に足電流源Ｋがら一定電流
１（例えばｒｎｋ単位の電流）が流れうるようになって
いる。

今抵抗体Ｒにｌ　ｍＡの電流を流すと、通電直後の抵抗
体Ｒの抵抗値（初期抵抗ｆＩ）をＲ１，温度θ℃におけ
る抵抗体Ｒ（センサ）の抵抗値をＲθ、抵抗体Ｒの抵抗
温度係数なα、オイルＱの温度およびタンクＰ内の空気
中の温度は等しいものとしてその温度をＴとすると、 Ｒｉ　＝Ｒθ　〔１＋α（Ｔ−θ）　〕　　　　　　　
　　　　　　・・・　・・・（１）が成立する。ここで
通電直後には抵抗体Ｒの温度上昇はないものと見なぜる
。

次に、抵抗体Ｒに電流１を流してからｔｆ（例えばｍ　
ｓｅｃ単位）時間後の抵抗体Ｒの抵抗値をＲｆとする。

この時オイルＱ中にある抵抗？（＝　Ｒの部分（図にお
いて斜線で示す）はオイルＱによる熱放散が大きいため
、その温度上昇は無いものとみなせる。また空気中に露
出した抵抗体Ｒの部分は熱放散が充分でなく温度上昇Δ
ＴＸを生ずる。

したがって、油量λ４における抵抗値Ｒｆは次式１式％ ） ） （２） が成立する。

次に、（１）式、（２）式より、抵抗体Ｒの通電Ｔｋ、
後とｔｆ待時間後抵抗値Ｒ１、Ｒｆの差は次のように表
わせる。

Ｒｆ−Ｒｉ　　＝　Ｒθ〔１＋α（Ｔ十ΔＴ！−〇））
−ＭＲθａΔＴ、−Ｒθ〔１＋α（Ｔ−θ）〕＝Ｒθα
Δ’Ｉ”ｌ　（１−Ｍ）５− （４）式２おいてＲθαΔＴ！は定数とみなせるので、
通電直後の抵抗値引と通電後ｉｆ待時間後抵抗値Ｒｆヲ
測定することによりオイルレベルを示すＭを測定するこ
とが可能であることは判る。

以下、この発明の一実施例を図面と共に説明する。

第２図はこの実施例の回路に使用するレベルセンサの動
作原理を示すもので、１は自動車等のエンジンオイルの
オイルタンク、２は抵抗温度係数の大きい抵抗体でタン
ク１内の油量に比例してその油中への浸漬の度合が変化
するような形状、配置で設けられている。３は抵抗体２
にスイッチ素子４を介して一定電流を供給する定電流源
、５はオイルタンク１中のエンジンオイル（以下単にオ
イルという）である。第２図（イ）はオイル５の量が最
大、同図（ロ）は中位、同図（ハ）は最小の場合をそれ
ぞれ示す。

今スイッチ素子４をＯＮシて走電流源３からの一定電流
を抵抗体２に流すと、抵抗体２の発熱により抵抗値が変
化し、第２図（イ）（ロ）（ハ）　６− の各油量に応じて通電後一定時間ｔｆ拶の抵抗体２の抵
抗値が異なり、前述の原理によりスイッチ素子４をＯＮ
、０ＦＦｌ、てその時の抵抗体２の抵抗値の差を測定す
ることにより目的を達することができる。

次に、以上の原理により構成された実施例の回路を第３
図（第２図と同一部分には同一符号を付し説明を省略す
る。）、および第４図により説明する。４は定電流源３
の出力電流をＯＮ　、　ＯＦＦ　ｌ。

て抵抗体２に定電流矩形波パルスを流すスイッチ素子で
、コントロール回路６の信号出力ａによる矩形パルス波
形によって駆動制御されるようになっている。

７はサンプル・ホールド回路で、コントロール回路６の
信号出力すによって、その立上りによりサンプル時間が
制御される。ここで、サンプル・ホールド回路７の出力
電圧ｖ１は差動増幅器８の１方の入力端Ｂに入力され、
抵抗体２の常時電圧■ムは差動増幅器８の他方の入力端
Ａに入力される。したがって、差動増幅器８の出力端Ｃ
には電圧■ムとサンプル時の電圧Ｖｉの差（Ｖｌ−Ｖｉ
　）　＝Ｘの値を増幅した電圧α×（αは差動増幅器８
の増幅率）が出力される。

差動増幅器８の出力はＡ／Ｄコンバータ９に入力され、
コントロール回路６の信号出力Ｃの立上りでＡ／Ｄ変換
される。

Ａ　／　Ｄコンバータ９の出力は、例えば、バーグラフ
表示７セグメント数字表示等の表示器１１に適合した表
示用デコーダ１０によりデコードされて表示器１１にそ
の数値を表示させるようになっている。

なお、上記表示器１１は液晶表示でもよいし、稀光表示
でもよい。

次に、第３図、第４図により上記構成による動作および
測定の順序を説明する。

コン）ｓｒ−ル回路６の信号出力ａは第４図（＆）に示
すように、一定時間間隔、例えば、ｔｆ　ｍ　ｓｅｅよ
り多少大きい幅の矩形波のパルス信号として出力されて
いる。従って、信号出力ａの波形に従動してスイッチ素
子４をＯＮ　、　ＯＦＦする。その結果、抵抗体２に一
定電流がスイッチ素子４のＯＮ　、ＯＦＦ’に従ってで
流れる。

ここで、上記信号出力ａの立上りより僅かに遅れて、コ
ン）０−ル回路６の信号出力すのパルス波形（第４図ｂ
）が出力され、その立上りの時刻ｔ、においてサンプル
・ホールド回路７が抵抗体２へのａ重置ｐの電圧■直を
サンプル・ホールドし、信号出力ａの立下りより多少早
い時刻ｔ２において信号出力Ｃのパルス（第４図Ｃ）の
立上りがくるようにコントロール回路６の各信号出力ろ
、ｂ、ｃのタイミングを調整しておく。

ここで、抵抗体２の端子間電圧Ｖｌはスイッチ素子４の
ＯＮの間に、第４図（Ｖ）に示すようにオイル５の油り
に対応して、例えば、指数的な曲線り、　、Ｌ、、Ｌ、
のように変化する。ここで曲線り、は油量が満杯に近い
とき、曲線Ｌ２は中位の油量のとき、曲ＩＪＬ、は油量
の少ないときの曲線である。

差動増幅器８の出力端Ｃにはそのときの電圧、すなわち
、α（Ｖム−Ｖｉ）＝αＸなる値の電圧が出力される。

−〇、− このαＸなるアナログシＩＬ圧をＡ／Ｄフンバータ９が
その信号出力Ｃのパルスの立上り時刻ｔ２においてデジ
タル変換し、そのデジタル出力により表示用デコーダ１
０を駆動させて表示器１１にそのときの油量を第４図（
ｅ）のようにデジタル表示させることができる。

なお、上記において泊りの測定および表示は１回で終了
させているが、フン）Ｅｌｌ−ル回路６の信号出力ａ　
＊　ｂ　ｒ　ｃ　ｆｉ：繰返し発生させて、一定周期で
表示を紅・退し表示させれば、抵抗体２の発熱によるオ
イルの劣化を防止し、かつ、油量の遂次変化も測定でき
る。

この発明は以上のように、抵抗体からなる油量センサの
通電直後と一定時間後の抵抗値を比較してオイルレベル
を測定しているから、ぞのときのタンク内の温度による
誤差は相殺゛されて測定（ｆ（ｉに影響を与えず正確で
ある。

また、オイルタンク内に配置される油かセンサが抵抗体
であるから、非常に小型にでき、構造も簡単であり、オ
イルの高温にも耐え得る。

１０− 更にまた、サンプル・ホールド回路と差動増幅器の糾合
せて測定電圧を処理しているから、Ａ／Ｄコンバータの
分解能が比較的小さくてよい。

上記に加えて、可動部分がないので、耐久性、信頼度が
大きく、かつ構ｆ１、回路が簡単であるから安価に精度
のよいものが得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの発明を説明するもので、第１図はこ
の発明の基礎的な原理を示す側面説明図、第２図（イ）
、（ロ）、（ハ）はオイルレベルセンサの動作説明図、
第３図は１実施例のブロック回路図、第４図は第３図に
おける要部の電圧波形図である。 １・・・・・・・・・オイルタンク ２・・・・・・・・・抵抗体 ３・・・・・・・・・定電流源 ４・・・・・・・・・スイッチ素子 ６・・・・・・・・・コントロール回路７・・・・・・
・・・サンプル・ホールド回路８・・・・・・・・・差
動増幅器 ９・・・・・・・・・Ａ／Ｄコンバータ１１− １０・・・・・・表示用デコーダ １１・・・・・・表示器 １２− 第１図 に 第２図 （イ）　　　　　　　（ロ）　　　　　　（ハ）ｔｌ　
　　ｔ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オイルタンク内にオイルの油量に比例してオイル中での
   浸漬度合が変化する形状、配置で設けられた抵抗体に定
   電流をスイッチ素子を介して通電する回路と、前記抵抗
   体の通電直後の端子間電圧を一定時間記憶するサンプル
   ・ホールド回路と、前記端子間電圧の常時の電圧と前記
   サンプル・ホールド回路の出力電圧との差の電圧に比例
   した電圧を出力する差動増幅器と、該差動増幅器の出力
   を人／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、該Ａ／Ｄコンバ
   ータの出力をデジタル表示するための表示用デコーダお
   よび表示器と、前記スイッチ素子およびサンプル・ホー
   ルド回路およびＡ　／　ｉ）コンバータの動作を制御す
   るコントロール回路とによって構成され、前記抵抗体の
   通電直後の抵抗値と通電直後から一定時間経過後の抵抗
   値との差に比例した電圧を測定して前記オイルタンク内
   の油量を１− 表示するようにしたオイルレベルセンサ回路。