JP3860727B2

JP3860727B2 - Liquid level indicator

Info

Publication number: JP3860727B2
Application number: JP2001200713A
Authority: JP
Inventors: 健一田中
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP2003014525A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液面レベルセンサからのレベル検出出力に基づいて液面レベルを指示する液面レベル指示装置に関し、特に、車載される周辺回路等の外部抵抗の影響を軽減してより正確に満タン状態を指示するようにした液面レベル指示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液面レベル指示装置は、タンク内の被測定液体の液面レベルを検出する液面レベルセンサと、この液面レベルセンサの検出出力を受けて液面レベルを可視的に指示するメータ部とから基本的に構成される。上記液面レベルセンサは、液面レベルの変動に伴うフロートの上下移動に基づいて変動するセンサ抵抗を液面レベル検出出力として外部に供給する。すなわち、この液面レベルセンサは液面レベルに応じて抵抗体上を摺動する接点を備え、抵抗体と接点との間のセンサ抵抗が変化するようになっている。上記メータ部は、このセンサ抵抗を検出出力として計測し、それを指針振れ角に換算して、指針を所定角度だけ回転制御する。そして、この指針の指すメモリが燃料の残量として可視的に表示される。ところが、メータ部側では、メータ部と液面レベルセンサとの間に介在する周辺回路の影響で液面レベルに応じた正確なセンサ抵抗を計測できない場合が発生していた。これに関する問題を以下に、図４及び図５を用いて説明する。
【０００３】
上記液面レベルセンサは、液面レベルに応じて、センサ抵抗を例えば５Ω〜１０８Ωまで変化させる性能を有するものとする。すなわち、液面レベル最下点に対応してセンサ抵抗１０８Ωを示し、液面レベル最高点に対応してセンサ抵抗５Ωを示すように設定されているとする。
【０００４】
このようなセンサ特性を考慮して、メータ部では指針振れ角を算出する。図４は、上記センサ抵抗と指針振れ角との関係を示すグラフである。メータ部の指針は、車載フエルメータ等で知られているように、満タン指示点を数度越える角度まで振れるように設定されている。図中、満タン指示点に対応する指針の振れ角を点ＭＦ１で示すように８０度とし、最大振れ角を点ＳＦで示すように８４．５度、最小振れ角を−５．２度に設定しているものとする。なお、ここでは、点ＭＦ１に対応するセンサ抵抗と点ＳＦに対応するセンサ抵抗との差は５Ωであり、図４ではこの比率は他の範囲も同様である。
【０００５】
メータ部と液面レベルセンサとの間に全く外部抵抗が存在しない場合には、メータ部は、図４に示すような対応関係を用いて、液面レベル最下位から最高位に対応させて、指針振れ角−５．２度から８４．５度にわたって指針を回転制御することができる。ところが上述したように、メータ部と液面レベルセンサとの間に介在するコネクタをはじめとする周辺回路や、グランドレベルの浮き等による外部抵抗の影響によりメータ部側で計測される合成センサ抵抗が大きくなる場合がある。この合成センサ抵抗とは、メータ部から液面レベルセンサ側をみた抵抗であり、センサ抵抗に外部抵抗が直列的に付加されたものである。例えば、外部抵抗が直列的に１０Ω付加されたとすると、液面レベル最高位時にセンサ抵抗は５Ωであるにも関わらず、合成センサ抵抗は１５Ωになる。そうすると図中、ＫＦで示すように指針振れ角は７５度付近までしか到達せず、実際は満タンであるにもかかわらず、指針は満タン指示点を示さないことになる。したがって、多くのユーザを混乱させてしまう可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このような外部抵抗の影響を考慮して、図５に示すように、最大振れ角点ＳＦに対するセンサ抵抗の最小値は変わらず、最小振れ角に対応するセンサ抵抗の最大値が図４に示すものよりも大きな値になるような抵抗体、すなわち、接点の単位長さ当たりの摺動による抵抗値変化の大きな抵抗体を使用することによって、上記満タン指示点に対応する図４の点ＭＦ１の抵抗を図５の点ＭＦ２の抵抗にシフトさせ、点ＭＦ１と点ＭＦ２を共に上記指針の振れ角を８０度に対応させるように変更することが考えられる。図５は、図４の満タン指示点に対応する点ＭＦ１を点ＭＦ２にシフトさせた時の、センサ抵抗と指針振れ角との関係の一例を示すグラフである。ここでは、メータ部でのセンサ抵抗が１５Ωの時、振れ角は８０度となるように設定変更し、センサ抵抗が５Ωの時には、上記と同様に振れ角は８４．５度とする。すなわち、点ＭＦ２に対応するセンサ抵抗と点ＳＦに対応するセンサ抵抗との差を１０Ωとし、この比率を指針最小振れ角点及び前記指針最大振れ角点の間の全範囲でも適用する。これにより、センサ抵抗が５Ωの時、外部抵抗１０Ωが直列的に付加されたとしても、その合成抵抗１５Ωに相当する指針振れ角は８０度になり、指針はほぼ満タン指示点２７を示すように改善される。ところが、その一方で、以下に示す別の問題が発生する。
【０００７】
上記最下点に対応するセンサ抵抗１０８Ωは、予め上記接点の腐食等を考慮して決められている。すなわち、メータ部がセンサ抵抗を計測するためには、バッテリ等の定電源電圧を液面レベルセンサに印加してセンサ抵抗を計測している。このため、最下点に対応するセンサ抵抗が大きすぎると、これに反して接点に流れる電流値が小さくなるため、この接点が腐食しやすくなることになる。したがって、この最下点に対応する抵抗を大きくすることは好ましくない。
【０００８】
しかしながら、上記のように満タン指示点に対応するセンサ抵抗をシフトさせると、これに伴い、図中、ＲＥで示すように、指針最小振れ角点に相当するセンサ抵抗を非常に大きく設定変更する必要がでてくる。この結果、指針最小振れ角点でのセンサ抵抗が大きくなり、したがって上記接点に流れる電流値が非常に小さくなる。すなわち、接点が腐食しやすくなる。したがって、図５に示すような対応関係を用いるのも好ましくない。
【０００９】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、センサ抵抗を増大させることなく、外部抵抗の影響も無視できるようにして、より正確に満タン状態を指示するように改善した液面レベル指示装置を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の液面レベル指示装置は、図１〜図３に示すように、液面レベルの変動に伴うフロートの上下移動に基づいて抵抗体上を摺動する接点を備え、前記液面レベルの上昇に伴いセンサ抵抗が液面レベルに対して予め定められた最大値から最小値まで減少する液面レベルセンサと、メータ内抵抗と該メータ内抵抗にコネクタ接続された前記液面レベルセンサとの接続点に生じる定電圧を分圧した電圧に基づいて、前記センサ抵抗とこれに直列的に付加される外部抵抗との合成センサ抵抗を計測する合成センサ抵抗計測手段と、指針を回転駆動させる指針駆動機構と、前記合成センサ抵抗に対応する前記指針振れ角を算出して指針制御信号を生成する指針制御信号生成手段と、少なくとも、前記センサ抵抗の最大値に対応する指針最小振れ角点、前記センサ抵抗の最小値に対応する指針最大振れ角点、及びこれら両点間の前記指針最大振れ角点寄りの抵抗値に対応して設定された満タン指示点を含む指示目盛りと、前記指針制御信号により前記指針駆動機構を制御して前記指針を駆動制御する指針駆動制御手段とを備えた液面レベル指示装置であって、前記最大値と前記満タン指示点に対する値との間の前記抵抗体の前記接点の摺動方向の単位長さ当たりの抵抗を、前記満タン指示点に対する値と前記最小値との間よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、液面レベルセンサ１は、液面レベルの変動に伴うフロートの上下移動に基づいて接点が抵抗体上を摺動し、液面レベルの上昇に伴いセンサ抵抗が液面レベルに対して予め定められた最大値から最小値まで減少する。メータ内抵抗と該メータ内抵抗に接続された液面レベルセンサとの接続点に定電圧を分圧した電圧が生じるが、液面レベルセンサはメータ内抵抗にコネクタ接続されるため、コネクタの接続抵抗などが外部抵抗としてセンサ抵抗に直列的に付加されているので、定電圧を分圧した電圧は外部抵抗を含む合成センサ抵抗を反映したものとなる。この電圧に基づいて合成センサ抵抗計測手段はセンサ抵抗とこれに直列的に付加される外部抵抗との合成センサ抵抗を計測し、指針制御信号生成手段は合成センサ抵抗に対応する指針振れ角を算出して指針制御信号を生成する。
一方、目盛りは、センサ抵抗の最大値に対応する指針最小振れ角点、センサ抵抗の最小値に対応する指針最大振れ角点、及びこれら両点間の指針最大振れ角点寄りに設定された満タン指示点を含むが、外部抵抗が０の場合、合成センサ抵抗計測手段が測定した合成センサ抵抗に対応して指針制御信号生成手段が指針振れ角を算出して生成する指針制御信号により指針駆動制御手段が指針駆動機構を制御して指針を駆動制御したとき、指針は液面レベルに対して予め定められたセンサ抵抗の最大値に対応した指針最小振れ角点、最小値に対応した指針最大振れ角点、及びこれら両点間の抵抗値に対応した満タン指示点を指示するようになる。しかし、外部抵抗が０でない場合、外部抵抗が０の場合に比べて大振れ角点が小さくなり、最小値と上記両点間の抵抗値との差を超える外部抵抗が付加された場合には、センサ抵抗が最小値になる液面レベル、すなわち、センサ抵抗がそれ以下になりえないレベルになっても、指針の指示が満タン指示点を指示することができなくなるが、最大値と満タン指示点に対する値との間の抵抗体の接点の摺動方向の単位長さ当たりの抵抗を、満タン指示点に対する値と最小値との間よりも大きくすることによって、より大きな外部抵抗が付加されるようになっても、その影響を軽減させて、指針の指示が満タン指示点を指示することができなくなることを回避できるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の液面レベル指示装置の一実施形態の概略を示すブロック図である。図１において、本液面レベル指示装置は、液面レベルセンサ１及びメータ部２から基本的に構成される。
【００２１】
液面レベルセンサ１は、例えば、車載されてガソリン等の燃料タンク３に取りつけられる。この液面レベルセンサ１は、燃料タンク３内の液体の液面レベルの変動に伴うフロートの上下移動に基づいて抵抗体上を摺動する接点を備える。そして、この接点の摺動に基づいて、液面レベルの上昇に伴い液面レベルに対して予め定められた最大値から最小値までセンサ抵抗を変化させる。特に、このセンサ抵抗は、液面レベルの上昇に伴い減少するように設定されている。なお、この液面レベルセンサ１の一例は、図２を用いて後述する。
【００２２】
メータ部２は、マイコン２１及びレシーバ部２２を含んで構成される。マイコン２１は、合成センサ抵抗計測手段、指針制御信号生成手段及び指針駆動制御手段の機能を有する。マイコン２１は、車載バッテリ（付図示）等から定電圧Ｖ＋の電源供給を受けており、図示しないＲＯＭ及びＲＡＭを含む。マイコン２１は、ＲＯＭに格納される制御プログラムにしたがって動作する。ＲＡＭは、演算部の制御の過程で発生するデータを一時的に格納するワークエリアとして主に機能する。上記ＲＯＭには、本実施形態に関わる制御プログラムが予め格納されており、これにしたがってマイコン２１が所定の制御動作をすることにより、マイコン２１は上記合成センサ抵抗計測手段、指針制御信号生成手段及び指針駆動制御手段として機能する。
【００２３】
上記合成センサ抵抗計測手段は、メータ部２からみた液面レベルセンサ１側の抵抗、すなわち、周辺回路等の外部抵抗を含む合成センサ抵抗を計測する。この計測は、上記車載バッテリ等からの定電圧Ｖ＋を抵抗Ｒ３を介して液面レベルセンサ１側に印加し、メータ内抵抗と合成センサ抵抗との分圧による電圧を計測することによって行われる。この合成センサ抵抗は、理想的には液面レベルセンサ１のセンサ抵抗のみであるのだが、実際的にはこのメータ部２と液面レベルセンサ１側との間に介在するコネクタ４の接触抵抗をはじめとする周辺回路の抵抗やグランドレベルの浮き等による外部抵抗が液面レベルセンサ１のセンサ抵抗に直列的に付加されたものになる。
【００２４】
指針制御信号生成手段は、この合成センサ抵抗から後述の図５に示す対応関係に基づいて指針振れ角を算出し、これに応じた指針制御信号を生成する。この指針制御信号に応答して、指針駆動制御手段は、指針駆動機構２４を制御して指針２３を駆動制御する。
【００２５】
レシーバ部２２は、指針２３を回転駆動させるモータ装置等の指針駆動機構２４を含む。また、レシーバ部２２は、指針の最小振れ角点２５及び最大振れ角点２６の間に設定された満タン指示点２７を含む指示目盛りも含む。上記指針駆動機構２４は、マイコン２１からの指針制御信号に応答して、所定の角度だけ指針２３を駆動制御する。
【００２６】
ところで、上記液面レベルセンサ１とメータ部２とは、通常、コネクタ４を介してお互い接続されている。このコネクタ４は、液面レベルセンサ１とメータ部２との間に等価的に直列的に接続される接触抵抗Ｒ１、Ｒ２を有する。このような抵抗Ｒ１、Ｒ２と同様の外部抵抗は、他の車載機器やグランドレベルの浮きによっても発生する。このような外部抵抗による指針制御に対する悪影響が、本実施形態によって軽減又は除去される。
【００２７】
次に、上述した液面レベルセンサ１の一例について説明する。図２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、上記液面レベルセンサ１の一例を示す平面図及び要部拡大断面図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、液面レベルセンサ１は、樹脂製のフレーム１２、金属製のフロートアーム１３、樹脂製のアームホルダー１４、コンタクト片１５、被測定液体に対して浮力を有するフロート１６、及び抵抗体１７とから構成される。
【００２８】
上記フレーム１２は、図中、矢印で示すような被測定液体の液面レベル変動に応じたフロートアーム１３の回動に基づき、この液面レベルを検出するための電気回路、例えば、後述する抵抗体１７や出力端子１８等を搭載している。その外形は図２（Ａ）に示すように、上から見ると台形に近い形状をしており、また図２（Ｂ）に示すように、上面が開口して所定の厚さを有している。このフレーム１２の開口している側の上下の縁部の一部には、フロートアーム１３の構造を考慮した所定高さのストッパ１９ａ及び１９ｂが形成されている。このストッパ１９ａ及び１９ｂにより、上記フロートアーム１３の回動可能角度が規定される。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、フレーム１２の右側端部付近はフレーム１２の一部として第１軸受部１２ａが形成されている。この第１軸受部１２ａには、フロートアーム１３の回転軸部１３ａが挿入される軸穴１２ａ１が設けられている。また、この第１軸受部１２ａの下方には、第１軸受部１２ａと略平行に所定の距離を保って、フレーム１２の一部として第２軸受部１２ｂが形成されている。この第２軸受部１２ｂにも、上記軸穴１２ａ１に対向するようにして設けられた、回転軸部１３ａが回転可能に挿入される軸穴１２ｂ１が設けられている。これら第１軸受部１２ａと第２軸受部１２ｂとの間は、後述するアームホルダー１４の下側保持部１４ｂとがかみ合うように取りつけ可能な形状になっている。
【００３０】
上記フロートアーム１３は１本の金属棒状であり、回転の支点となる回転軸部１３ａ、及びこの回転軸部１３ａに対して略直角に折り曲げられ回転軸部１３ａを軸として回動する回動部１３ｂからなる。このフロートアーム１３の回動部１３ｂの先端部には、被測定液体に対して浮力を有する材質で形成された円筒状のフロート１６が取り付けられている。回動部１３ｂの先端部は、このフロート１６の両底面の中心部を貫通して固定されている。
【００３１】
アームホルダー１４は、上記フロートアーム１３を保持すると共に、上記フレーム１２とかみ合って、保持しているフロートアーム１３を回転軸部１３ａを支点として回動させる。このアームホルダー１４は、上記フレーム１２の軸穴１２ａ１のある部分を上下から挟んでお互いに略平行になるように形成された上側保持部１４ａ及び下側保持部１４ｂを含む断面コ字状をしている。上側保持部１４ａ及び下側保持部１４ｂには、それぞれ対向するようにして軸穴１４ａ１及び１４ｂ１が設けられている。これら軸穴１４ａ１及び１４ｂ１には、フロートアーム１３の回転軸部１３ａが回転可能に挿入される。
【００３２】
また、上側保持部１４ａの上面部には、フロートアーム１３の回動部１３ｂが上側から圧入可能であり、圧入された回動部１３ｂを保持する上側が開いた爪形状をしたアーム保持部１４ｃが形成されている。また、アームホルダー１４に固定されたコンタクト片１５は弾性を有し、その先端部に設けられる接点１５ａが、フレーム１２に取り付けられている抵抗体１７に弾性により付勢されて接触している。これらは、フロートアーム１３の回動に基づく、液面レベル検出時に用いられる。
【００３３】
組立時には、上記フロートアーム１３の回転軸部１３ａは、軸穴１４ａ１、１２ａ１、１４ｂ１及び１２ｂ１にこの順に上から挿通される。そして、フロートアーム１３の回動部１３ｂはアーム保持部１４ｃに圧入されて保持される。そして、回転軸部１３ａの各軸穴への挿通、回動部１３ｂのアーム保持部１４ｃによる保持、並びに第１軸受部１２ａと下側保持部１４ｂとの接触によって、フロートアーム１３がフレーム１２から抜け落ちないようになっている。
【００３４】
このような構造の液面レベルセンサ１は、燃料タンク３中の液面レベルの変動によりフロート１６が上下動すると、フロートアーム１３は回転軸部１３ａを支点として回動する。この回動により、上記コンタクト片１５の接点１５ａが抵抗体１７上を摺動し、これに基づき出力端子１８で得られるセンサ抵抗も変動する。このセンサ抵抗は、液面レベルの上昇に伴い減少するように設定されている。すなわち、この液面レベルセンサ１は、液面レベルの上昇にともなって、そのセンサ抵抗を１０８Ω〜５Ωまで変化させる性能を有するものとする。
【００３５】
更に、図３を用いて、本実施形態による指針振れ角の制御のしかたについて説明する。図３は、本実施形態で用いられるセンサ抵抗と指針振れ角との関係を示すグラフである。液面レベルセンサ１は、上述したように液面レベル最下点に対応してセンサ抵抗１０８Ωを示し、液面レベル最高点に対応してセンサ抵抗５Ωを示す特性を有するものとする。ここで、この抵抗１０８Ωは、予め上記接点１５ａの腐食等を考慮して決められているものとする。
【００３６】
一方、外部抵抗の影響を考慮して、センサ抵抗及び指針振れ角の対応関係を、図３に示すように、点ＭＦに対応するセンサ抵抗と点ＳＦに対応するセンサ抵抗との差を１０Ωとしている。すなわち、この図３では、指針最小振れ角点及び前記指針最大振れ角点の間で、満タン指示点２７に一致するＭＦ点で屈曲する一次直線になるようにしている。最小振れ角−５．２度に対応するセンサ抵抗１０８Ω、及び最大振れ角８４．５度に対応するセンサ抵抗５Ωは、図４に示した例と同様である。すなわち、図３に示されるようなセンサ抵抗となるように、前記最大値と前記満タン指示点に対する値との間の前記抵抗体の前記接点の摺動方向の単位長さ当たりの抵抗が、前記満タン指示点に対する値と前記最小値との間よりも大きくされている。
【００３７】
ここで、液面レベルセンサ１とメータ部２との間に介在するコネクタ４をはじめとする周辺回路や、グランドレベルの浮き等による外部抵抗が従来例と同様に１０Ωであり、また、燃料タンク３は満タン状態であると想定する。そうすると、液面レベルセンサ１でのセンサ抵抗５Ωに、外部抵抗の１０Ωを付加した合成抵抗１５Ωが合成センサ抵抗になる。
【００３８】
この合成センサ抵抗１５Ωを、図３に基づいて、指針振れ角を算出すると、その算出値は８０度になる。そうすると、指針２３は満タン指示点２７を指すことになる。すなわち、従来、同様の条件では、満タン指示点２７の手前を指示していたのが改善されて、満タン指示点２７により近づくように指針２３を回転制御できるようになる。なお、最終的には、図３の特性はソフトウエア的に補正することが可能なので、リニアな指針２３の動きが維持できる。
【００３９】
以上のように本実施形態によれば、合成センサ抵抗及び指針振れ角の対応関係を、合成センサ抵抗が減少するにつれて指針振れ角が上に凸で単調増加するようにしているので、センサ抵抗に外部抵抗が付加されても、この影響を軽減させるように、指針振れ角を満タン指示点２７に近づけるように制御できる。このようにしたにもかかわらず、液面レベルセンサ１のセンサ抵抗の最大値は、従来通りなので、液面レベルセンサ１に含まれる接点が腐食しやすくなることもない。このような液面レベル指示装置は、多くの周辺回路が搭載されて外部抵抗の要因が多い車載用として好適である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、センサ抵抗の最大値と満タン指示点に対する値との間の抵抗体の接点摺動方向の単位長さ当たりの抵抗を、満タン指示点に対する値とセンサ抵抗の最小値との間よりも大きくしているので、電流値を小さくして別の問題を生じるセンサ抵抗の最大値の大きな値への変更を伴うことなく、より大きな外部抵抗が付加されるようになっても、その影響を軽減させて、指針の指示が満タン指示点を指示することができなくなることを回避し、満タン給油した直後にも拘わらず、指針が満タン状態を指示しないという問題を解決することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液面レベル指示装置の一実施形態の概略を示すブロック図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、本実施形態で用いられる液面レベルセンサの一例を示す平面図及び要部拡大断面図である。
【図３】本実施形態で用いられるセンサ抵抗と指針振れ角との関係を示すグラフである。
【図４】従来のセンサ抵抗と指針振れ角との関係を示すグラフである。
【図５】図４の点ＭＦ１をシフトさせた時の、センサ抵抗と指針振れ角との関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１液面レベルセンサ
２メータ部
３燃料タンク
４コネクタ
２１マイコン
２２レシーバ部
２３指針
２４指針駆動機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid level indicating device that indicates a liquid level based on a level detection output from a liquid level sensor, and more particularly, it can satisfy more accurately by reducing the influence of external resistance such as on-vehicle peripheral circuits. The present invention relates to a liquid level indicating device that indicates a tank state.
[0002]
[Prior art]
This type of liquid level indicator device includes a liquid level sensor that detects the liquid level of the liquid to be measured in the tank, and a meter that visually indicates the liquid level by receiving the detection output of the liquid level sensor. It is basically composed of parts. The liquid level sensor supplies a sensor resistance that fluctuates based on the vertical movement of the float accompanying the fluctuation of the liquid level to the outside as a liquid level detection output. In other words, the liquid level sensor includes a contact that slides on the resistor according to the liquid level, and the sensor resistance between the resistor and the contact changes. The meter unit measures this sensor resistance as a detection output, converts it into a pointer deflection angle, and controls the rotation of the pointer by a predetermined angle. The memory pointed to by the pointer is visually displayed as the remaining amount of fuel. However, on the meter unit side, there has been a case where accurate sensor resistance corresponding to the liquid level cannot be measured due to the influence of a peripheral circuit interposed between the meter unit and the liquid level sensor. The problem relating to this will be described below with reference to FIGS.
[0003]
The liquid level sensor has a capability of changing the sensor resistance to, for example, 5Ω to 108Ω depending on the liquid level. That is, it is assumed that the sensor resistance is 108Ω corresponding to the lowest liquid level and the sensor resistance is 5Ω corresponding to the highest liquid level.
[0004]
In consideration of such sensor characteristics, the meter section calculates the pointer deflection angle. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the sensor resistance and the pointer deflection angle. The pointer of the meter unit is set so as to swing up to an angle that exceeds a full tank indication point by several degrees, as is known in an in-vehicle fuel meter or the like. In the figure, the deflection angle of the pointer corresponding to the full tank indication point is set to 80 degrees as indicated by a point MF1, the maximum deflection angle is set to 84.5 degrees as indicated by a point SF, and the minimum deflection angle is set to -5.2 degrees. It is assumed that it is set. Here, the difference between the sensor resistance corresponding to the point MF1 and the sensor resistance corresponding to the point SF is 5Ω, and this ratio is the same in other ranges in FIG.
[0005]
When there is no external resistance between the meter unit and the liquid level sensor, the meter unit uses the correspondence as shown in FIG. 4 to correspond from the lowest liquid level to the highest level. The pointer can be rotationally controlled over a pointer deflection angle of −5.2 degrees to 84.5 degrees. However, as described above, there is a combined sensor resistance measured on the meter side due to the influence of external resistance such as a peripheral circuit including a connector interposed between the meter unit and the liquid level sensor, and floating of the ground level. May be larger. The combined sensor resistance is a resistance seen from the meter portion on the liquid level sensor side, and an external resistance is added in series to the sensor resistance. For example, if an external resistance of 10Ω is added in series, the combined sensor resistance is 15Ω even though the sensor resistance is 5Ω at the highest liquid level. Then, as indicated by KF in the figure, the pointer swing angle reaches only about 75 degrees, and the pointer does not indicate a full tank indicating point even though the pointer is actually full. Therefore, many users may be confused.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in consideration of the influence of such external resistance, as shown in FIG. 5, the minimum value of the sensor resistance with respect to the maximum deflection angle point SF does not change, and the maximum value of the sensor resistance corresponding to the minimum deflection angle is as shown in FIG. 4 corresponding to the above-mentioned full indication point by using a resistor having a larger value than that shown in FIG. 4 , that is, a resistor having a large resistance value change due to sliding per unit length of the contact . It is conceivable that the resistance of the point MF1 is shifted to the resistance of the point MF2 in FIG. 5 and the points MF1 and MF2 are both changed so as to correspond to the deflection angle of the pointer to 80 degrees . FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the sensor resistance and the pointer deflection angle when the point MF1 corresponding to the full tank indication point in FIG. 4 is shifted to the point MF2. Here, the setting is changed so that the deflection angle is 80 degrees when the sensor resistance in the meter section is 15Ω, and the deflection angle is 84.5 degrees as described above when the sensor resistance is 5Ω. That is, the difference between the sensor resistance corresponding to the point MF2 and the sensor resistance corresponding to the point SF is 10Ω, and this ratio is also applied to the entire range between the pointer minimum swing angle point and the pointer maximum swing angle point. As a result, when the sensor resistance is 5Ω, even if an external resistance of 10Ω is added in series, the pointer swing angle corresponding to the combined resistance of 15Ω is 80 degrees, and the pointer almost indicates the full indication point 27. To be improved. However, on the other hand, another problem shown below occurs.
[0007]
The sensor resistance 108Ω corresponding to the lowest point is determined in advance in consideration of the corrosion of the contacts. That is, in order for the meter unit to measure the sensor resistance, a constant power supply voltage such as a battery is applied to the liquid level sensor to measure the sensor resistance. For this reason, if the sensor resistance corresponding to the lowest point is too large, the value of the current flowing through the contact becomes small on the contrary, and this contact is easily corroded. Therefore, it is not preferable to increase the resistance corresponding to this lowest point.
[0008]
However, when the sensor resistance corresponding to the full indication point is shifted as described above, the sensor resistance corresponding to the pointer minimum deflection angle point is set to be very large as shown by RE in the drawing. Necessity comes out. As a result, the sensor resistance at the pointer minimum deflection angle point increases, and thus the current value flowing through the contact becomes very small. That is, the contact is easily corroded. Therefore, it is not preferable to use the correspondence shown in FIG.
[0009]
Accordingly, the present invention provides a liquid level indicator that is improved so as to more accurately indicate a full tank state by allowing the influence of external resistance to be ignored without increasing the sensor resistance in view of the above-described present situation. The challenge is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The liquid level indicating device according to claim 1, which has been made to solve the above problems, slides on the resistor based on the vertical movement of the float accompanying the fluctuation of the liquid level, as shown in FIGS. 1 to 3. A liquid level sensor in which the sensor resistance decreases from a predetermined maximum value to a minimum value with respect to the liquid level as the liquid level increases , and the resistance in the meter and the resistance in the meter A combined sensor that measures a combined sensor resistance of the sensor resistance and an external resistance added in series to the sensor resistance based on a voltage obtained by dividing a constant voltage generated at a connection point with the liquid level sensor connected to the connector a resistance measuring unit, a hand drive mechanism for rotationally driving the pointer, the pointer control signal generating means for generating a guidance control signal to calculate the pointer deflection angle corresponding to the composite sensor resistor, at least, said sensors Guidance minimum deflection angle point corresponding to the maximum value of the anti, the pointer maximum deflection angle point corresponding to the minimum value of the sensor resistance, and is set corresponding to the resistance value of the pointer maximum deflection angle point closer between both these points and an instruction memory containing a full indication point, the a liquid level indicating device that includes a pointer drive control means for controlling the hand drive mechanism for driving and controlling the pointer by the pointer control signal, said maximum value And the resistance per unit length in the sliding direction of the contact between the resistor and the value with respect to the full-fill indication point is made larger than between the value with respect to the full-fill indication point and the minimum value. It is characterized by.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the liquid level sensor 1 is configured such that the contact slides on the resistor based on the vertical movement of the float accompanying the fluctuation of the liquid level, and the sensor resistance increases as the liquid level increases. Decreases from a predetermined maximum value to a minimum value with respect to the liquid level. A voltage that divides the constant voltage is generated at the connection point between the resistance in the meter and the liquid level sensor connected to the resistance in the meter, but since the liquid level sensor is connected to the resistance in the meter, the connection of the connector Since a resistor or the like is added in series to the sensor resistance as an external resistance, the voltage obtained by dividing the constant voltage reflects the combined sensor resistance including the external resistance . Based on this voltage, the combined sensor resistance measuring means measures the combined sensor resistance of the sensor resistance and the external resistance added in series thereto , and the pointer control signal generating means calculates the pointer deflection angle corresponding to the combined sensor resistance. generating a guidance control signals.
On the other hand, the scale has a minimum pointer deflection angle point corresponding to the maximum value of sensor resistance, a maximum pointer deflection angle point corresponding to the minimum value of sensor resistance, and a full value set near the maximum pointer deflection angle point between these points. including Tan indicated point, guidance by the external when the resistance is zero, guidance control signal synthesizing sensor resistance measuring means guidance control signal generating means in response to the synthetic sensor resistance measured is generated by calculating the pointer deflection angle When the drive control means controls the pointer drive mechanism to drive the pointer, the pointer corresponds to the minimum value of the predetermined resistance of the sensor with respect to the liquid level, and the pointer corresponding to the minimum value The full deflection indicating point corresponding to the maximum deflection angle point and the resistance value between these two points is indicated. However, when the external resistance is not 0, the large deflection angle point becomes smaller than when the external resistance is 0, and when an external resistance exceeding the difference between the minimum value and the resistance value between the two points is added. , the liquid level sensor resistance becomes minimum, i.e., even if the level sensor resistance not become the less, it can not be an instruction pointer to instruct full indication point, the maximum value and the full By increasing the resistance per unit length in the sliding direction of the contact point of the resistor between the value for the tongue indicating point and greater than between the value for the full indicator point and the minimum value, a greater external resistance can be achieved. Even if it is added, the influence can be reduced, and it can be prevented that the indication of the pointer cannot indicate the full indication point.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an embodiment of the liquid level indicating device of the present invention. In FIG. 1, the liquid level indicator device basically includes a liquid level sensor 1 and a meter unit 2.
[0021]
For example, the liquid level sensor 1 is mounted on a fuel tank 3 of gasoline or the like. The liquid level sensor 1 includes a contact that slides on the resistor based on the vertical movement of the float accompanying the fluctuation of the liquid level in the fuel tank 3. Then, based on the sliding of the contact, the sensor resistance is changed from a predetermined maximum value to a minimum value with respect to the liquid level as the liquid level increases . In particular, the sensor resistance is set to decrease as the liquid level increases. An example of the liquid level sensor 1 will be described later with reference to FIG.
[0022]
The meter unit 2 includes a microcomputer 21 and a receiver unit 22. The microcomputer 21 has functions of a combined sensor resistance measurement unit, a pointer control signal generation unit, and a pointer drive control unit. The microcomputer 21 is supplied with a constant voltage V + from a vehicle-mounted battery (illustrated) or the like, and includes a ROM and a RAM (not shown). The microcomputer 21 operates according to a control program stored in the ROM. The RAM mainly functions as a work area for temporarily storing data generated in the process of controlling the arithmetic unit. In the ROM, a control program related to the present embodiment is stored in advance. When the microcomputer 21 performs a predetermined control operation in accordance with the control program, the microcomputer 21 performs the above-described synthetic sensor resistance measurement means, pointer control signal generation means, and It functions as a pointer drive control means.
[0023]
The synthetic sensor resistance measuring means measures the resistance on the liquid level sensor 1 side viewed from the meter unit 2, that is, the synthetic sensor resistance including an external resistance such as a peripheral circuit. This measurement is performed by applying a constant voltage V + from the on-vehicle battery or the like to the liquid level sensor 1 side via the resistor R3, and measuring a voltage due to voltage division between the resistance in the meter and the combined sensor resistance. This combined sensor resistance is ideally only the sensor resistance of the liquid level sensor 1, but actually the contact resistance of the connector 4 interposed between the meter portion 2 and the liquid level sensor 1 side. The external resistance due to the peripheral circuit resistance and the ground level floating is added in series with the sensor resistance of the liquid level sensor 1.
[0024]
The pointer control signal generating means calculates a pointer deflection angle from the combined sensor resistance based on a correspondence relationship shown in FIG. 5 to be described later, and generates a pointer control signal corresponding to this. In response to the pointer control signal, the pointer drive control means controls the pointer drive mechanism 24 to drive and control the pointer 23.
[0025]
The receiver unit 22 includes a pointer driving mechanism 24 such as a motor device that rotationally drives the pointer 23. The receiver unit 22 also includes an indication scale including a full filling indication point 27 set between the minimum deflection angle point 25 and the maximum deflection angle point 26 of the pointer. The pointer drive mechanism 24 drives and controls the pointer 23 by a predetermined angle in response to a pointer control signal from the microcomputer 21.
[0026]
By the way, the liquid level sensor 1 and the meter unit 2 are usually connected to each other via a connector 4. The connector 4 has contact resistances R1 and R2 that are equivalently connected in series between the liquid level sensor 1 and the meter unit 2. Such external resistance similar to the resistors R1 and R2 is also generated by other in-vehicle devices and ground level floating. Such an adverse effect on the pointer control due to the external resistance is reduced or eliminated by the present embodiment.
[0027]
Next, an example of the liquid level sensor 1 described above will be described. 2A and 2B are a plan view and an enlarged cross-sectional view of the main part showing an example of the liquid level sensor 1, respectively. As shown in FIGS. 2A and 2B, the liquid level sensor 1 has a resin frame 12, a metal float arm 13, a resin arm holder 14, a contact piece 15, and a liquid to be measured. And a float 16 having buoyancy and a resistor 17.
[0028]
The frame 12 is an electric circuit for detecting the liquid level based on the rotation of the float arm 13 according to the fluctuation of the liquid level of the liquid to be measured as indicated by an arrow in the figure, for example, a resistor described later. The body 17 and the output terminal 18 are mounted. As shown in FIG. 2 (A), the outer shape is a trapezoidal shape when viewed from above, and the upper surface is open and has a predetermined thickness as shown in FIG. 2 (B). Yes. Stoppers 19a and 19b having a predetermined height in consideration of the structure of the float arm 13 are formed on part of the upper and lower edges on the open side of the frame 12. The stoppers 19a and 19b define the pivotable angle of the float arm 13.
[0029]
As shown in FIG. 2A, a first bearing portion 12 a is formed as a part of the frame 12 near the right end portion of the frame 12. The first bearing portion 12a is provided with a shaft hole 12a1 into which the rotation shaft portion 13a of the float arm 13 is inserted. A second bearing portion 12b is formed as a part of the frame 12 below the first bearing portion 12a while maintaining a predetermined distance substantially parallel to the first bearing portion 12a. The second bearing portion 12b is also provided with a shaft hole 12b1 that is provided so as to face the shaft hole 12a1 and into which the rotary shaft portion 13a is rotatably inserted. A space between the first bearing portion 12a and the second bearing portion 12b can be attached so that a lower holding portion 14b of an arm holder 14 to be described later is engaged.
[0030]
The float arm 13 is in the form of a single metal rod, and includes a rotating shaft portion 13a serving as a fulcrum for rotation, and a rotating portion that is bent substantially at right angles to the rotating shaft portion 13a and rotates about the rotating shaft portion 13a. 13b. A cylindrical float 16 made of a material having buoyancy with respect to the liquid to be measured is attached to the tip of the rotating portion 13b of the float arm 13. The tip of the rotating portion 13b is fixed so as to penetrate through the center portions of both bottom surfaces of the float 16.
[0031]
The arm holder 14 holds the float arm 13 and meshes with the frame 12 to rotate the held float arm 13 about the rotation shaft portion 13a. The arm holder 14 has a U-shaped cross section including an upper holding portion 14a and a lower holding portion 14b formed so as to be substantially parallel to each other with the shaft hole 12a1 of the frame 12 being sandwiched from above and below. ing. The upper holding portion 14a and the lower holding portion 14b are provided with shaft holes 14a1 and 14b1 so as to face each other. The rotary shaft 13a of the float arm 13 is rotatably inserted into the shaft holes 14a1 and 14b1.
[0032]
The upper holding portion 14a can be press-fitted from above with the pivoting portion 13b of the float arm 13, and the upper holding portion of the pivoting portion 13b has an open claw-shaped arm holding portion 14c. Is formed. Further, the contact piece 15 fixed to the arm holder 14 has elasticity, and a contact 15 a provided at the tip of the contact piece 15 is elastically urged to contact the resistor 17 attached to the frame 12. These are used when detecting the liquid level based on the rotation of the float arm 13.
[0033]
At the time of assembly, the rotary shaft portion 13a of the float arm 13 is inserted into the shaft holes 14a1, 12a1, 14b1, and 12b1 in this order from above. And the rotation part 13b of the float arm 13 is press-fitted and held in the arm holding part 14c. Then, the float arm 13 is removed from the frame 12 by inserting the rotary shaft portion 13a into each shaft hole, holding the rotating portion 13b by the arm holding portion 14c, and contacting the first bearing portion 12a and the lower holding portion 14b. It is designed not to fall out.
[0034]
In the liquid level sensor 1 having such a structure, when the float 16 moves up and down due to the fluctuation of the liquid level in the fuel tank 3, the float arm 13 rotates about the rotation shaft portion 13a. By this rotation, the contact 15a of the contact piece 15 slides on the resistor 17, and the sensor resistance obtained at the output terminal 18 also varies based on this. This sensor resistance is set so as to decrease as the liquid level increases. That is, the liquid level sensor 1 has the capability of changing its sensor resistance from 108Ω to 5Ω as the liquid level increases.
[0035]
Furthermore, how to control the pointer swing angle according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sensor resistance and the pointer deflection angle used in the present embodiment. As described above, the liquid level sensor 1 has a characteristic that the sensor resistance is 108Ω corresponding to the lowest liquid level and the sensor resistance is 5Ω corresponding to the highest liquid level. Here, it is assumed that the resistance 108Ω is determined in advance in consideration of the corrosion of the contact 15a.
[0036]
On the other hand, considering the influence of the external resistance, the correspondence relationship between the sensor resistance and the pointer deflection angle is as shown in FIG. 3, where the difference between the sensor resistance corresponding to the point MF and the sensor resistance corresponding to the point SF is 10Ω. Yes. That is, in FIG. 3, a linear straight line that is bent at the MF point that coincides with the full-fill indicating point 27 is formed between the pointer minimum swing angle point and the pointer maximum swing angle point. The sensor resistance 108Ω corresponding to the minimum deflection angle −5.2 degrees and the sensor resistance 5Ω corresponding to the maximum deflection angle 84.5 degrees are the same as the example shown in FIG. That is, the resistance per unit length in the sliding direction of the contact of the resistor between the maximum value and the value corresponding to the full indication point is a sensor resistance as shown in FIG. It is made larger than between the value for the full indication point and the minimum value.
[0037]
Here, the peripheral resistance including the connector 4 interposed between the liquid level sensor 1 and the meter unit 2 and the external resistance due to floating of the ground level are 10Ω as in the conventional example, and the fuel tank 3 is assumed to be full. Then, the combined resistance 15Ω obtained by adding the external resistance 10Ω to the sensor resistance 5Ω in the liquid level sensor 1 becomes the combined sensor resistance.
[0038]
When the combined sensor resistance of 15Ω is calculated based on FIG. 3, the calculated value of the pointer deflection is 80 degrees. Then, the pointer 23 points to the full indication point 27. That is, in the past, under the same conditions, the instruction to indicate the position before the full tank instruction point 27 is improved, and the pointer 23 can be controlled to rotate closer to the full tank instruction point 27. In the end, the characteristics of FIG. 3 can be corrected by software, so that the movement of the linear pointer 23 can be maintained.
[0039]
As described above, according to the present embodiment, the correspondence between the combined sensor resistance and the pointer swing angle is such that the pointer swing angle is convex upward and monotonously increases as the combined sensor resistance decreases. Even if an external resistance is added, it is possible to control the hand deflection angle to approach the full indication point 27 so as to reduce this influence. In spite of this, since the maximum value of the sensor resistance of the liquid level sensor 1 is the same as before, the contacts included in the liquid level sensor 1 are not easily corroded. Such a liquid level indicator is suitable for in-vehicle use in which many peripheral circuits are mounted and there are many factors of external resistance.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the resistance per unit length in the contact sliding direction of the resistor between the maximum value of the sensor resistance and the value with respect to the full tank indication point is calculated as the full tank. Since it is larger than between the value for the indicated point and the minimum value of the sensor resistance, the current value is reduced, causing another problem. Even if an external resistance is added, the effect is reduced to prevent the indication of the pointer from being able to indicate the full tank indication point. It is possible to solve the problem that does not indicate a full state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an embodiment of a liquid level indicating apparatus of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a plan view and an enlarged cross-sectional view of an essential part showing an example of a liquid level sensor used in the present embodiment, respectively.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between sensor resistance and pointer deflection angle used in the present embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between conventional sensor resistance and pointer deflection angle.
5 is a graph showing an example of the relationship between sensor resistance and pointer deflection angle when the point MF1 in FIG. 4 is shifted.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid level sensor 2 Meter part 3 Fuel tank 4 Connector 21 Microcomputer 22 Receiver part 23 Pointer 24 Pointer drive mechanism

Claims

A contact that slides on the resistor based on the vertical movement of the float accompanying the fluctuation of the liquid level is provided, and the sensor resistance increases from the predetermined maximum value to the minimum as the liquid level rises. A liquid level sensor that decreases to a value ,
Based on a voltage obtained by dividing a constant voltage generated at a connection point between the resistance in the meter and the liquid level sensor connected to the resistance in the meter, the sensor resistance and an external resistance added in series to the sensor resistance and combining the sensor resistance measuring means for measuring the synthetic sensor resistance,
A pointer driving mechanism for rotating the pointer;
And guidance control signal generating means for generating a guidance control signal to calculate the pointer deflection angle corresponding to the composite sensor resistor,
Corresponding to at least the minimum pointer deflection angle point corresponding to the maximum value of the sensor resistance, the maximum pointer deflection angle point corresponding to the minimum value of the sensor resistance, and the resistance value near the maximum deflection angle point between these points An indicator scale including the full indicator point set as
A liquid level indication device comprising pointer drive control means for controlling the pointer drive mechanism by the pointer control signal to drive and control the pointer;
The resistance per unit length in the sliding direction of the contact point of the resistor between the minimum value and the value for the full-fill indication point is more than between the value for the full-fill indication point and the maximum value. Liquid level indicator device characterized by being enlarged .