(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記可動接点位置にて前記接続点に出力される検出電圧ＶＯが電源電圧Ｖ＝１０〜１６ｖ（ｖｏｌｔ）にて液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、｜ＶＦ−ＶＥ｜＞４ｖ（ｖｏｌｔ）とするとともに、前記導体電極と可動接点間にて生じる硫化銀に起因した降下電圧ＶＳが、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥの差に対して、１５％以下好ましくは１０％以下となるよう前記分圧抵抗の抵抗値ＲＯ，前記抵抗体における液位の低域相当時の抵抗値ＲＥおよび満タン相当時の抵抗値ＲＦを設定したことを特徴とする抵抗式液位計測装置。
【請求項２】
前記分圧抵抗の抵抗値ＲＯ＞＝３００Ω，前記抵抗体における液位の低域相当時の抵抗値ＲＥ＞＝３００Ω，満タン相当時の抵抗値ＲＦ＝＜ＲＥ×０．１に設定したことを特徴とする請求項１に記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項３】
前記可動接点の材料として、銅及びニッケルを含む合金または銅及びニッケル及び亜鉛を含む合金を用いることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項４】
前記電源電圧Ｖを１０〜１６ｖとし、分圧抵抗ＲＯの抵抗値を３５０Ω〜４５０Ωとし、前記抵抗体の液位低域相当時の抵抗値ＲＥを４００〜５００Ωとし、さらに満タン相当時の抵抗値ＲＦを１０〜２０Ωの範囲内で設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項５】
前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、電源電圧Ｖとの比により液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項６】
燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記導体電極のうちの液位の満タン相当にて前記可動接点が接触する導体電極ＰＦとこれと隣接する低域側の導体電極Ｐ１との間に位置する抵抗体の抵抗値を、他の低域側に位置する導体電極Ｐ間の抵抗値より大きく設定し、前記可動接点が前記導体電極ＰＦと導体電極Ｐ１に接触したときの前記接続点における検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦが０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるようにしたことを特徴とする抵抗式液位計測装置。
【請求項７】
燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記抵抗式センサーを燃料タンクのメインタンクとサブタンクに各々設置するとともに、メインタンクとサブタンクの各抵抗式センサーの抵抗体が電源に対して直列接続となるよう、メインタンクあるいはサブタンクの各々の抵抗式センサーの一方の抵抗式センサーの可動接点の出力端を他方の抵抗式サンサーの導体電極に接続し、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記一方の抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記各抵抗式センサーの導体電極のうちの液位の満タン相当にて前記可動接点が接触する導体電極ＰＦとこれと隣接する低域側の導体電極Ｐ１との間に位置する抵抗体の抵抗値を、他の低域側に位置する導体電極Ｐ間の抵抗値より大きく設定し、前記可動接点が前記導体電極ＰＦと導体電極Ｐ１に接触したときの前記接続点における各抵抗式センサーの検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦの和が０．８ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるようにしたことを特徴とする抵抗式液位計測装置。
【請求項８】
前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、電源電圧Ｖとの比により液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備えるとともに、前記演算部は、前記検出電圧ＶＯが、硫化のない正常時の前記導体電極ＰＦにおける検出電圧ＶＦに０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上加えた電圧となるまでは指示部における満タン相当のＦ点指示を行うような指示特性を生成することを特徴とする請求項６に記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項９】
前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、電源電圧Ｖとの比により液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備えるとともに、前記演算部は、前記検出電圧ＶＯが、硫化のない正常時の前記導体電極ＰＦにおける検出電圧ＶＦに０．８ｖ（ｖｏｌｔ）以上加えた電圧となるまでは指示部における満タン相当のＦ点指示を行うような指示特性を生成することを特徴とする請求項７に記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項１０】
前記導体電極と可動接点間にて生じる硫化銀に起因した降下電圧ＶＳが、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥの差に対して、１５％以下好ましくは１０％以下となるよう前記分圧抵抗及び抵抗体の抵抗値を設定したことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の抵抗式液位計測装置。
【請求項１１】
燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、この検出電圧ＶＯにより液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備え、前記指示部が、電子式表示器による複数のセグメントからなるバー表示にて構成されるとともに、満タン相当の指示セグメントとこれと隣接する低域側セグメントを駆動する切り替わり点に位置する抵抗式センサーの導体電極間の検出電圧ＶＯの差が、０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるよう設定したことを特徴とする抵抗式液位計測装置。
【請求項１２】
燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、この検出電圧ＶＯにより液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備え、前記指示部が、満タン相当の指示位置とこれと隣接する低域側指示位置を指示するための切り替わり点に位置する抵抗式センサーの導体電極間の検出電圧ＶＯの差が、硫化銀が発生したときの硫化銀による降下電圧以上となるよう設定したことを特徴とする抵抗式液位計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクに設置されて液面に浮動するフロートに連動した可動接点の接触位置に対応する抵抗体の抵抗値により液位を検出する抵抗式液位計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンやメタノール等の燃料によって走行する車両にあっては、燃料を収納する燃料タンクを搭載し、ここからの燃料供給によってエンジンを駆動しており、こうした燃料の残量を指示する燃料計を運転席前方のダッシュボードに設置し、運転者はこれを確認することで燃料不足の判断とともに給油を行うようにしている。
【０００３】
このような燃料タンク内の燃料残量を指示する燃料計としては、指針により指示をなす交差コイル式計器やステッピングモータ式計器あるいはバーグラフやデジタル数値にて指示をなす液晶表示器や蛍光表示管等が用いられ、タンク内の燃料残量を検出するものとしては、一般には構造が簡単で安価に構成できる抵抗式センサーを燃料タンク内に設置した液位センサーが知られており、運転者は運転席にてこの燃料計にて指示される燃料残量を運転中常に確認でき、目的地までの距離に応じた給油の必要性を判断することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、こうした抵抗式センサーからなる燃料計による燃料残量検出は、液位に応じて浮遊するフロートに連結したアームにより可動接点を角度回動し、あるいは環状フロートに固定した接点にて接触位置が上下動し、絶縁基板上の抵抗体と接続した多くの導体電極との接続位置にて液位に相応した抵抗値を電圧にて求めるようにしているが、ガソリンやメタノール等の燃料中に浸された状態にて接点位置が変化するため、その接点部分における通電がなされる以上その接点部分に接触摩耗や接点不良の問題が生じる可能性があるが接点材料の改良で改善されてきている。しかしながら、こうした導体電極は、例えば実公平４−１６８２号公報に示されているように、ＡｇＰｄ（銀パラジウム）粉末とガラスとの混合体からなり、Ａｇ（銀）粉末とパラジウム（Ｐｄ）粉末とガラス粉末とを混ぜてペースト化したものを絶縁基板に印刷し、これを乾燥後に焼成して得られることが知られている。Ａｇ（銀）は電気抵抗が小さく導電性に優れるが、燃料中での使用では、例えば燃料中の硫黄分、水分、アルコール分等によって劣化もしくは腐食して導通不良の原因となる。
【０００５】
特に劣悪なガソリン等の燃料中にあってはその燃料中の硫黄分によって電極や接点のＡｇ（銀）成分が硫化し、電極や接点表面にその硫化銀が堆積することにより、接点間の電気抵抗が増加して接点間の通電電流に影響し、可動接点を接地したりあるいはこの可動接点を出力端子として使用するといったたとえば実公昭６０−２３７０９号のような分圧仕様での検出方式においては、こうした硫化物による接点間抵抗の影響にて可変抵抗体の可動接点による実際の分圧が得られず、燃料計としての燃料量の指示に誤差を生じるといった問題を有している。つまり、抵抗値が最大位置でのＥ点（低域：エンプテイ側）から最小位置に対応するＦ点（満タン：フル側）において、特にＦ点にて硫化銀による接点間の電気抵抗が影響し、満タン給油にもかかわらず燃料計の指示がＦ点を正確に示さなくなるという現象が生じる。
【０００６】
こうした現象は、指針式計器においては文字板のＦ点目盛位置からかなり低域側を指示することとなり、また液晶表示器のような電子式表示器によって複数のセグメントによるバー表示では、Ｆ点相当のセグメントが作動せず低域側のセグメントまでの表示がなされ、満タンにもかかわらずＦ点指示に至らないといった信頼性のない指示となってしまう。低域のＥ点側でも同様のマイナス指示現象が生じるが、これは若干の燃料が残っている場合でもＥ点指示することとなるためガス欠といった事態には至らず実用上は特に問題ないものの、Ｆ点にて指示がマイナスのままでは給油の際に不信感を与えるという問題を生ずる。
【０００７】
さらにこのような現象は、例えば自動二輪車等の燃料タンクに用いられるようなメインタンクとサブタンクを備えて各タンク内に各々抵抗式センサーを設置し、これら抵抗式センサーを直列接続することで、両方のタンク内の燃料残量の和を求める構成においても同様に発生し、硫化銀による接触抵抗の増加での指示誤差がふたつの抵抗式センサーの和としてさらに大きく影響することとなる。
【０００８】
本願の発明者は、こうした硫化銀生成メカニズムを解明すべく、多くの抵抗式センサーを用意し、硫黄分を有する液体中に浸して硫化銀が生成することによる接点間電圧すなわち堆積した硫化銀により生じる降下電圧を計測し、燃料計の指示に与える影響を調査研究した。実験対象にした抵抗式センサーは、導体電極材料がＡｇＰｄを含み接点材料がＣｕＮｉ（銅ニッケル）を主成分とする合金、またはＣｕＮｉＺｎ（銅ニッケル亜鉛）を主成分とする合金もしくはこれを含む合金とし、電源電圧Ｖ＝５ｖ，分圧抵抗ＲＯの抵抗値＝１２０Ω，抵抗体Ｒ１の抵抗値がＥ点位置１３０Ω〜Ｆ点位置１３Ωにて、硫化銀の堆積による接点間降下電圧ＶＳの変化を計測すると、硫化銀の堆積進度によりその降下電圧ＶＳは徐々に増加してくるものの、約０．４ｖ〜０．６ｖにてそれ以上の増加がみられず飽和電圧的な現象となり、さらにこうした現象を確認するため、硫化銀の堆積を進めかつ電源電圧Ｖを変化させるなどの実験を繰り返した結果、やはり０．４ｖ〜０．６ｖ程度にて一定となりそれ以上の増加のないことが判明した。これは、電極表面に堆積する硫化銀を通しての通電メカニズムが、半導体的な作用をなし丁度ダイオードのような機能となって、堆積の量に関係なくまた電源電圧の大きさに関係なく０．４ｖという一定の電圧降下現象となって現れるものと思われる。なお、接点材料としてＡｇＰｄ（銀パラジウム）合金、ＡｇＣｕ（銀銅）合金、ＡｇＮｉ（銀ニッケル）合金等を用いても同じ作用によって硫化銀の堆積に対する降下電圧ＶＳはやはり０．４ｖ程度となる。
【０００９】
こうした降下電圧ＶＳ＝０．４ｖは、電源電圧Ｖ＝５ｖにおける分圧抵抗ＲＯと抵抗体Ｒ１の接続点を検出電圧ＶＯとして得る場合、ＶＯ＝（５−０．４）×Ｒ１／（ＲＯ＋Ｒ１）＋０．４として、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、ＶＦ＝（５−０．４）×１３／（１２０＋１３）＋０．４＝０．８５ｖ、ＶＥ＝（５−０．４）×１３０／（１２０＋１３０）＋０．４＝２．７９ｖとなり、こうした検出電圧ＶＯの指示範囲に対応する変化幅は約２ｖ程度となり、この２ｖの変化を指示計器の目盛Ｅ点からＦ点にて変換指示させようとすると、硫化銀による降下電圧ＶＳ＝０．４ｖの誤差は、全指示角度の２５％に達し、硫化銀による接触抵抗増加での降下電圧ＶＳがほとんどない正常の状態での満タン相当の出力電圧ＶＦ＝５×１３／（１２０＋１３）＝０．４９ｖから低域相当の出力電圧ＶＥ＝５×１３０／（１２０＋１３０）＝２．６ｖに対して、特に満タン相当時にはこの０．４ｖという降下電圧ＶＳによりＦ点から大きくＥ点側にずれてしまい、目盛上での指示誤差としては許容できないものとなり、たとえば給油時に満タンにしているにも関わらず指示がＦ点より大きく下方位置を示してしまうという問題を有している。
【００１０】
本願発明者は、硫化銀に起因したこのような電圧降下現象に着目し、硫化銀の生成抑制対策となる導体電極材料の変更や改造を行うことなく、あるいは最小限の材料対策に抑えながら、こうした硫化銀の生成現象を受け入れた上での前記電圧降下現象による燃料計指示への影響を現実的使用上無視できる程度に抑制すれば指示計器とのセットで用いられるこうした抵抗式センサーとして十二分なものとなるといった方向への発想転換を行った。また、実用上最も影響のあるＦ点での０．４ｖといった硫化銀による降下電圧での電圧指示誤差を押さえれば実用上の問題を解消できるものとして改良を行った。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の抵抗式液位計測装置は、燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記可動接点位置にて前記接続点に出力される検出電圧ＶＯが電源電圧Ｖ＝１０〜１６ｖ（ｖｏｌｔ）にて液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、｜ＶＦ−ＶＥ｜＞４ｖ（ｖｏｌｔ）とするとともに、前記導体電極と可動接点間にて生じる硫化銀に起因した降下電圧ＶＳが、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥの差に対して、１５％以下好ましくは１０％以下となるよう前記分圧抵抗の抵抗値ＲＯ，前記抵抗体における液位の低域相当時の抵抗値ＲＥおよび満タン相当時の抵抗値ＲＦを設定したことを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
また本発明は、燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記可動接点位置にて前記接続点に出力される検出電圧ＶＯが電源電圧Ｖにて液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、｜ＶＦ−ＶＥ｜＞４ｖ（ｖｏｌｔ）となるよう、前記分圧抵抗の抵抗値ＲＯ＞＝３００Ω，前記抵抗体における液位の低域相当時の抵抗値ＲＥ＞＝３００Ω，満タン相当時の抵抗値ＲＦ＝＜ＲＥ×０．１に設定したことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記可動接点の材料として、銅及びニッケルを含む合金または銅及びニッケル及び亜鉛を含む合金を用いることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記電源電圧Ｖを１０〜１６ｖ（ｖｏｌｔ）とし、分圧抵抗ＲＯの抵抗値を３５０Ω〜４５０Ωとし、前記抵抗体の液位低域相当時の抵抗値ＲＥを４００〜５００Ωとし、さらに満タン相当時の抵抗値ＲＦを１０〜２０Ωの範囲内で設定することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、電源電圧Ｖとの比により液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備えることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記導体電極のうちの液位の満タン相当にて前記可動接点が接触する導体電極ＰＦとこれと隣接する低域側の導体電極Ｐ１との間に位置する抵抗体の抵抗値を、他の低域側に位置する導体電極Ｐ間の抵抗値より大きく設定し、前記可動接点が前記導体電極ＰＦと導体電極Ｐ１に接触したときの前記接続点における検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦが０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記抵抗式センサーを燃料タンクのメインタンクとサブタンクに各々設置するとともに、メインタンクとサブタンクの各抵抗式センサーの抵抗体が電源に対して直列接続となるよう、メインタンクあるいはサブタンクの各々の抵抗式センサーの一方の抵抗式センサーの可動接点の出力端を他方の抵抗式サンサーの導体電極に接続し、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記一方の抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記各抵抗式センサーの導体電極のうちの液位の満タン相当にて前記可動接点が接触する導体電極ＰＦとこれと隣接する低域側の導体電極Ｐ１との間に位置する抵抗体の抵抗値を、他の低域側に位置する導体電極Ｐ間の抵抗値より大きく設定し、前記可動接点が前記導体電極ＰＦと導体電極Ｐ１に接触したときの前記接続点における各抵抗式センサーの検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦの和が０．８ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、電源電圧Ｖとの比により液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備えるとともに、前記演算部は、前記検出電圧ＶＯが、硫化のない正常時の前記導体電極ＰＦにおける検出電圧ＶＦに０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上、またメインタンクとサブタンクの各々に抵抗式センサーが設置される場合は検出電圧ＶＦに０．８ｖ（ｖｏｌｔ）以上加えた電圧となるまでは指示部における満タン相当のＦ点指示を行うような指示特性を生成することを特徴とする。
【００２０】
【００２１】
また本発明は、前記導体電極と可動接点間にて生じる硫化銀に起因した降下電圧ＶＳが、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥの差に対して、１５％以下好ましくは１０％以下となるよう前記分圧抵抗及び抵抗体の抵抗値を設定したことを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明は、燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、この検出電圧ＶＯにより液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備え、前記指示部が、電子式表示器による複数のセグメントからなるバー表示にて構成されるとともに、満タン相当の指示セグメントとこれと隣接する低域側セグメントを駆動する切り替わり点に位置する抵抗式センサーの導体電極間の検出電圧ＶＯの差が、０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるよう設定したことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、燃料タンク内に設置されてタンク内燃料量を検出する液位計測装置であって、前記液位計測装置は、液位に応じて浮動するフロートと、抵抗体と接続された複数の導体電極を有する絶縁基板と、前記フロートの動きに連動して前記絶縁基板上の導体電極と接触する可動接点とからなる抵抗式センサーからなり、前記導体電極あるいは可動接点の材料に銀を含む材料を使用し、電源に前記抵抗体と直列に分圧抵抗を接続してこの分圧抵抗と前記抵抗体の接続点電圧を液位に対応した信号として出力するよう構成するとともに、前記接続点の検出電圧ＶＯを入力し、この検出電圧ＶＯにより液位を検出する演算部と、この演算部の出力により検出液位を指示する指示部を備え、前記指示部が、満タン相当の指示位置とこれと隣接する低域側指示位置を指示するための切り替わり点に位置する抵抗式センサーの導体電極間の検出電圧ＶＯの差が、硫化銀が発生したときの硫化銀による降下電圧以上となるよう設定したことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明における抵抗式液位計測装置は、燃料タンク２の開口部に取り付けられる取付板３に設けられており、取付板３の下側には、銀を含むたとえばＡｇＰｄ（銀パラジウム）合金からなる導体電極４と抵抗体５とを印刷形成したセラミックよりなる絶縁基板６と、導体電極４上を摺動する接点部７を備えた摺動体８（可動接点）とでなる抵抗式センサー１として構成されている。導体電極４は、絶縁基板６上に適宜間隔をおいて接点部７の回動軌道に沿って扇形（略平行）に複数配列された電極パターン（複数の導体電極４）からなり、抵抗体５は、例えば酸化ルテニウムを主成分とする印刷層を焼成してなり、導体電極４を構成する複数列の電極パターンの各一部を連続的に覆うように被着されている。
【００２５】
液面の上下動がフロート９とアーム１０とを介して摺動体８に伝達され、接点部７が導体電極４上を摺動することにより絶縁基板６上の導体電極４と接点部７とが接触し、その接触した導体電極４の位置と一端側との間にて有効抵抗となる抵抗値が変化し、接点部７と導体電極４間に流れる電流値が決まる。この電流値の変化は出力端子を通じて電圧値としての検出信号として出力される。ここで、各抵抗の抵抗値は、分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯ＝４２０Ω，抵抗体５における液位の低域相当時の抵抗値ＲＥ＝４４７Ω，満タン相当時の抵抗値ＲＦ＝１３Ωに設定している。また、このときの電源電圧Ｖは１０ｖとしている。
【００２６】
これにより、抵抗式センサー１を硫黄成分の含まれる燃料中にて使用した際に摺動体８（可動接点）と導体電極４の間に堆積する硫化銀による降下電圧ＶＳ＝０．４ｖに対して、検出電圧ＶＯが液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、｜ＶＦ−ＶＥ｜＞４ｖ（ｖｏｌｔ）となる電圧出力が得られ、硫化銀によって生じる降下電圧ＶＳが検出電圧ＶＯの１５％以下となり、指示誤差として十分小さく押さえることができる。
【００２７】
また、抵抗式センサー１の他の実施形態として、絶縁基板６上の導体電極４を構成する扇形に略平行に配置電極された電極パターンの各導体電極Ｐのうち、液位の満タン相当のＦ点に対応する導体電極ＰＦとこれと隣接する低域側導体電極Ｐ１との間に位置する抵抗体５の抵抗値を、他の低域側に位置する導体電極Ｐ間の抵抗値より大きく設定し、可動接点８が導体電極ＰＦと導体電極Ｐ１に接触したときの前記接続点における検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦの和が０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるようにし、指示部１０２における指示特性を、硫化のないときの導体接点ＰＦでの検出電圧ＶＯに０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上加えた電圧まではＦ点指示をなすようにしたことにより、少なくともＦ点位置における指示を、硫化銀による降下電圧が生じてもそれを誤差として指示することがなくなり、給油における満タン状態にもかかわらずＦ点を示さないという不具合が解消される。
【００２８】
さらに、前記Ｆ点での誤差吸収構造に加えて、検出電圧ＶＯが液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、｜ＶＦ−ＶＥ｜＞４ｖ（ｖｏｌｔ）となる電圧出力を得て、硫化銀によって生じる降下電圧ＶＳが検出電圧ＶＯの１５％以下となる前述した構成を併用することにより、Ｆ点における誤差を吸収するとともに全指示領域における指示誤差も実用上十分小さく押さえることができる。
【００２９】
【実施例】
図１から図６は、請求項１から請求項５の発明に係る実施例を示すもので、図１は抵抗式液位計測装置の要部正面図、図２はその要部を拡大した正面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は図２における摺動体の背面側を示す正面図である。
【００３０】
図１において抵抗式液位計測装置としての抵抗式センサー１は、燃料タンク２内に収納され、燃料タンク２の開口部に取り付けられる取付板３に設けられている。取付板３の下側には、導体電極４と抵抗体５とを印刷形成したセラミックよりなる絶縁基板６と、導体電極４上を摺動する接点部７を備えた摺動体８とでなる検出部が取り付けられている。
【００３１】
導体電極４は、図２にも示すように、絶縁基板６上に適宜間隔をおいて接点部７の回動軌道に沿って扇形に複数配列された電極パターンからなる。
【００３２】
抵抗体５は、例えば酸化ルテニウムを主成分とする印刷層を焼成してなり、図２に示すように、導体電極４を構成する複数列の電極パターンの各一部を連続的に覆うように被着されている。
【００３３】
接点部７は、図３，図４にも示すように、導体電極４に対する摺動接触箇所となる摺動部７１と、摺動部７１とは反対側となる側に加締め部７２を有する接点部材７３からなり、加締め部７２を通じて可動接点としての摺動体８に加締め固定されている。
【００３４】
摺動体８は、バネ性を有する金属板、例えばリン青銅にて形成された金属板からなり、燃料の液面に応じて上下動するフロート９とアーム１０とからなる可動子に応動するよう支持固定され、絶縁基板６に対してはこれに取り付け固定された接点部７が前記液面に応じて絶縁基板６上を可動するように支持固定されている。
【００３５】
これにより、液面の上下動がフロート９とアーム１０とを介して摺動体８に伝達され、接点部７が導体電極４上を摺動することにより絶縁基板６上の導体電極４と接点部７とが接触し、その接触した導体電極４の位置と一端側との間にて有効抵抗となる抵抗値が変化し、接点部７と導体電極４間に流れる電流値が決まる。この電流値の変化を出力端子を通じて検出信号として電圧出力するようになっており、このような抵抗式液位計測装置をなす抵抗式センサー１として使用する回路接続例を図５に示す。
【００３６】
車両用燃料タンク内の所定の位置に取り付けられる抵抗式液位計測装置としての抵抗式センサー１は、燃料タンク内の液面に浮遊するフロートアームに連結して回動する可動接点８（摺動体）を有し、たとえばセラミック絶縁基板６上に平行に多数の導体電極４を形成しその上に両端間で同一の抵抗値を持つよう抵抗材料を印刷形成してなる抵抗体５を設け、可動接点８が前記導体電極４上を摺動するように構成されるものである。可動接点８は車載電源ＢＡの負側に接続され、電源ＢＡの正側から分圧抵抗１１と直列に抵抗体５を接続しており、分圧抵抗１１と抵抗体５の接続点の検出電圧ＶＯを検出出力としている。
【００３７】
また、このときの電源電圧Ｖは、１０〜１６ｖ（ｖｏｌｔ）ここでは１０ｖとしており、分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯは３００Ω以上ここでは４２０Ω、抵抗体５における液位の低域相当時の抵抗値ＲＥを３００Ω以上ここでは４４７Ω，満タン相当時の抵抗値ＲＦをＲＥ×０．１ここでは１３Ωとしており、これにより、電源電圧Ｖ＝１０ｖにおける分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯと抵抗体５の抵抗値Ｒ１の接続点を検出電圧ＶＯとして得ると、ＶＯ＝（１０−０．４）×Ｒ１／（ＲＯ＋Ｒ１）＋０．４として、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、ＶＦ＝（１０−０．４）×１３／（４２０＋１３）＋０．４＝０．６９ｖ、ＶＥ＝（１０−０．４）×４４７／（４２０＋４４７）＋０．４＝５．３５ｖとなり、こうした検出電圧ＶＯにおける液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたときの、Ｅ点とＦ点の出力電圧の変化幅｜ＶＦ−ＶＥ｜が＞４ｖ（ｖｏｌｔ）となり、硫化銀による降下電圧ＶＳ＝０．４ｖの誤差は、指示計器の目盛におけるＥ点とＦ点の振れ角度に対して１０％以下となり、従来のような２５％の誤差を含んでの指示に対して大幅な精度改善となり、実用上ほぼ許容できる範囲に抑えることが出来る。
【００３８】
すなわちこのように検出した信号に基づいて指示計器により指示する構成を図６にて説明すると、１００は演算部としてのマイクロコンピュータ、１０１はマイクロコンピュータ１００の指令信号に応じて所定の電圧出力を行う駆動ドライバ、１０２は駆動ドライバ１０１からの駆動電圧出力に応じて指針Ｐを角度運動させる例えば交差コイル式計器からなる表示部であり、抵抗式センサー１の検出信号を、マイクロコンピュータ１００，駆動ドライバ１０１を通じて液量に応じた駆動信号に変換し、この駆動信号に基づいて指示部１０２の指針Ｐを所定の振れ角分回動させ、燃料タンク２内の液量を表示してなるものである。なお、図示しないが、マイクロコンピュータ１００は、電源ＢＡから定電圧電源を介してたとえば５ｖの電圧駆動として設計されるのが一般的であり、その入力電圧として分圧抵抗１１と抵抗体５の接続点の検出電圧ＶＯはその変化幅を５ｖ以下にすることが望ましい。また、図５において抵抗体５の一端を分圧抵抗１１に接続し他端をマイクロコンピュータ１００に接続しているが、これはマイクロコンピュータ１００と共通の接地端子に接続されるものであり、実際にはこの他端は接続することなく開放状態にしておけばよい。
【００３９】
このような構成にて、抵抗式センサー１にて検出された液位に対応する検出電圧ＶＯは、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたときの、Ｆ点とＥ点の出力電圧の変化幅、ＶＦとＶＥを各々表示部１０２の目盛上のＦ点とＥ点の指示角度にて対応指示するようマイクロコンピュータ１００にて変換することになるが、この出力電圧幅が４ｖ以上になるため、４ｖ幅に対応するＦ点とＥ点の指示角度に対して硫化銀による誤差電圧が０．４ｖという１０％以下の角度誤差に抑えられるため、実用上大きな影響はなくなり、硫化銀の発生そのものを防止するための電極材料の変更といった面倒なかつ高価な対策を講じなくともよくなる。
【００４０】
また、前記抵抗値を採用し、さらに前記可動接点位置にて液位の満タン相当時の可動接点に流れる電流をＩＦ，低域相当時に流れる電流をＩＥとしたとき、経験的には、電流値を大きくすることなく、ＩＦ＝＜４０ｍＡ，ＩＥ＝＜４０ｍＡとすれば、このような構造の各抵抗体や接点部における発熱等の原因を良好に抑えることができる。前記構成によれば、電源電圧１０ｖにて１０ｖ／（４２０＋１３）Ω＝２３ｍＡ〜１０ｖ／（４２０＋４４７）Ω＝１２ｍＡとなり、電源電圧１６ｖとしても、同様の式にて３７ｍＡ〜１８ｍＡとなり、十分電流値を少なくすることができる。また、電源電圧１６ｖにおける検出電圧ＶＯについても、ＶＦとＶＥの電圧差すなわち、指示角度に対応する検出電圧の幅も１０ｖの時に対してはより大きくなるため、硫化銀による降下電圧ＶＳ＝０．４ｖもより小さな誤差として実用上支障のない指示が可能となる。
【００４１】
実験的に極めて長時間ガソリン中に浸した状態での希に生じる硫化銀による降下電圧０．６ｖに対しても、従来構造では、振れ角度に対して３０％近くの誤差となってしまうが、本発明での４ｖ以上の電圧幅に対しては、１５％に抑えることができ、使用用途に応じての許容範囲に入る誤差での指示が可能となるものである。
【００４２】
ここで、分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯを３００Ω以上、抵抗体５の低域相当時の抵抗値ＲＥを３００Ω以上とするのは、１０ｖの電源電圧にて上述したように通電電流値を大きくしないことと、検出電圧ＶＯが５ｖ以下となって後段のマイクロコンピュータ１００の検出に好適であるためであり、検出電圧ＶＯが５ｖ以上となるような抵抗値設定としたとしても、マイクロコンピュータ１００との間に分圧抵抗などの電圧変換回路を介在すれば、硫化銀による降下電圧０．４ｖの影響度はより小さく押さえることができ、たとえば、抵抗や回路の発熱を気にせず通電電流値がある程度大きくなってもよい場合には、分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯを１００Ω、抵抗体５の低域相当の抵抗値ＲＥを１０００Ω、満タン相当の抵抗値ＲＥを５０Ωとしても、１０ｖ電源電圧でのＦ点検出電圧ＶＦ＝１０ｖ×５０／（１００＋５０）Ω＝３．３ｖから低域相当のＥ点検出出力ＶＥ＝１０ｖ×１０００／（１００＋１０００）Ω＝９．１ｖといった６ｖ程度の電圧幅にて検出できるため、硫化銀による降下電圧ＶＳ＝０．４〜０．６ｖも指示誤差として実用上問題のない１０％程度に押さえることができる。
【００４３】
このように、実施例での分圧抵抗や抵抗体の抵抗値は、自動車用に搭載される標準的電源の電源電圧に対して実験的にも良好な値を設定したものであるが、検出電圧ＶＯが電源電圧Ｖ＝１０〜１６ｖ（ｖｏｌｔ）にて液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥとしたとき、｜ＶＦ−ＶＥ｜＞４ｖ（ｖｏｌｔ）とするとともに、前記導体電極と可動接点間にて生じる硫化銀に起因した降下電圧ＶＳを、液位の満タン相当の電圧ＶＦと低域相当の電圧ＶＥの差に対して、１５％以下好ましくは１０％以下に抑えることのできる値に設定すればよいものであり、特にその大きさは限定されるものではない。また、実施例では、フロートにアームを連結した構造であるが、長尺の絶縁基板をタンク内の上下に垂下し、その周囲に可動接点付き環状フロートを浮遊させる構造の液位計測装置であっても同様の抵抗値設定を行うことで同様の結果を得ることができる。
【００４４】
図７は請求項６に記載の発明を示す実施例であり、抵抗式センサー１の基本構成は前記実施例の図１から図５に示したものと同様であるが、抵抗値を説明するために導体電極４とその間の抵抗値を等価的に示しており、絶縁基板６上に形成する複数の導体電極４の各導体電極Ｐのうちの満タン相当のＦ点に対応する導体電極ＰＦとそれと隣接する低域側導体電極Ｐ１との間に位置する抵抗体５の抵抗値ｒ１の大きさを、他の低域側の導体電極Ｐ間に位置する抵抗値ｒ２〜ｒｅよりも大きく設定し、可動接点を構成する摺動体８の接点部７が導体電極ＰＦと導体電極Ｐ１と接触したときの接続点の検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦが、硫化銀による降下電圧相当の０．４ｖ（ｖｏｌｔ）以上となるようにしてある。
【００４５】
すなわち、電源電圧Ｖに対して、検出電圧ＶＦとＶ１の電圧差ΔＶＦは、分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯと、Ｆ点の導体電極ＰＦと隣接する導体電極Ｐ１間の抵抗値ｒ１と、Ｆ点における検出抵抗ｒｆ（Ｆ点相当の導体電極ＰＦと引き出し電極ＰＯ間の抵抗値）との関係にて、ΔＶＦ＝Ｖ×（（ｒ１＋ｒｆ）／（ｒ１＋ｒｆ＋ＲＯ）−ｒｆ／（ｒｆ＋ＲＯ））＞＝０．４ｖとなるように抵抗値を設定するものである。
【００４６】
具体的な一例としては、電源電圧Ｖ＝５ｖとし、分圧抵抗１１の抵抗値ＲＯ＝１２０Ωとし、Ｆ点における検出抵抗ｒｆ＝５Ωとし、Ｆ点の導体電極ＰＦと隣接する導体電極Ｐ１間の抵抗値ｒ１＝１４Ωとし、その他の低域側の導体電極間抵抗値ｒ２〜ｒｅ＝２．４Ω（この場合、導体電極Ｐの数は５２本としてｒ２〜ｒｅは５０個相当にしてある）としており、こうした構成とすることで、硫化のない正常時には、接続点の検出電圧ＶＯのＦ点時の電圧ＶＦと隣接する導体電極Ｐ１との接触時の電圧Ｖ１との電圧差ΔＶＦ＝５ｖ×（（１４Ω＋５Ω）／（１４Ω＋５Ω＋１２０Ω）−５Ω／（５Ω＋１２０Ω））＝５ｖ×（１４Ω＋５Ω）／（１４Ω＋５Ω＋１２０Ω）−５ｖ×５Ω／（５Ω＋１２０Ω）＝０．６８ｖ−０．２ｖ＝０．４８ｖとなり、また、硫化時の接触抵抗による降下電圧０．４ｖが発生した時にも、この降下電圧が加わった検出電圧１．０８ｖと０．６ｖとしてもその電圧差ΔＶＦが０．４８ｖとなる。そこで、演算部であるマイクロコンピュータ１００により、Ｆ点の導体電極ＰＦにおける硫化のないときの検出電圧０．２ｖにここでは０．４ｖを加えた０．６ｖに検出電圧ＶＯが達するまでは指示部１０２における指針Ｐによる指示を目盛上のＦ点相当位置に維持するような指示特性を生成するとともに、０．６ｖからは接点部７の接触位置に対応した検出電圧ＶＯによる指示を行うようにしており、これにより仮に硫化が発生して降下電圧０．４ｖが生じたとしても、この電圧が重畳した検出電圧０．６ｖまではＦ点を指示することが可能となり、給油によって満タン相当の導体電極ＰＦに接点部７が接触している場合には、硫化による降下電圧０．４ｖの重畳があったとしてもこの電圧による低域側への指示誤差が生じることはない。
【００４７】
以上の指示特性を図８および図９にて説明すると、図８にてＸ軸の検出電圧ＶＯに対するＹ軸の指示部１０２における指針Ｐの指示特性では、検出電圧ＶＯが前述したように電圧０．６ｖまでは演算部であるマイクロコンピュータ１００によってＦ点を指示するようにし、それより低域側での接触に対しては抵抗体５の検出抵抗に応じた指示特性とすることで、図９にて示すように、硫化のない正常時には、Ｆ点の導体電極ＰＦに接触しているときの検出電圧ＶＯは０．２ｖとなり、実際の抵抗値変化は隣接する導体電極Ｐ１までが大きいため検出電圧ＶＯも破線で示すようにその間で大きく変化するものの、満タン時のＦ点指示に対しては指示部１０２での目盛上のＦ点相当を指示するため、実用上は問題ない。なお、指示特性上でもＦ点からＥ点までの指示をリニアにしたい場合には、マイクロコンピュータ１００内のＲＯＭなどのメモリに検出電圧ＶＯに対する指示特性データを対応させて記憶させ、たとえば検出電圧ＶＯ＝０．６ｖまではＦ点を指示する指示データを、その後は検出電圧ＶＯの一定の電圧変化に対応して指示角１度単位で変化するような指示データを持たせておけば、図９（Ａ）の実線で示すようなリニアな指示特性とすることもできる。
【００４８】
実際、燃料タンクの形状は複雑に変化しており、抵抗式センサー１による液位検出すなわち液面の高さを測定する方式では忠実に燃料タンク内の燃料容量を指示することにはならないため、必要に応じて、燃料タンクの形状に応じた液面高さとその高さに対応した燃料容量との関係を予め調べ、この関係に対応した指示データを記憶させておいて検出電圧ＶＯに対する指示を行うようにすることで、燃料容量により忠実な指示を行わせることもできる。
【００４９】
従って、図９（Ａ）の実線で示したような指示特性にて検出指示する構成とすれば、硫化によって接点間に０．４ｖの降下電圧が生じたとしても、検出電圧ＶＯが０．６ｖとなるまではマイクロコンピュータ１００によって０．２ｖ相当のＦ点指示をなすことになり、給油による満タン時には、硫化が発生していたとしてもＦ点を指示し、硫化銀による降下電圧０．４ｖに起因した低域側への指示誤差を生じることなく運転者に対して不信感を与えることがなくなる。なお、硫化時における指示特性は、図９（Ａ）の実線の指示特性にて指示されるため、０．６ｖを越えるとマイクロコンピュータ１００による変換指示もこれに対応したものとなり、図９（Ｂ）のように硫化による０．４ｖが重畳した検出電圧ＶＯの分だけ低域側に指示がずれてしまうが、Ｆ点指示が誤差なく行えることで実用上問題とはならない。
【００５０】
また、前記実施例では、硫化のない正常時のＦ点に対応する検出電圧ＶＯに対して、０．４ｖだけ加えた電圧まではＦ点を指示するようにして硫化による０．４ｖの誤差が指示上で生じないようにしたが、この加える電圧は硫化による降下電圧に対応させて設定すればよく、たとえば、硫化による降下電圧が０．６ｖ程度であれば、０．６ｖを加えた電圧、たとえば検出電圧ＶＯが０．８ｖまではＦ点を指示するようにマイクロコンピュータ１００により、特性設定すればよい。実験的にはこのように０．４ｖ以上を設定すれば硫化によるＦ点での指示誤差を解消することができ、Ｆ点相当の導体電極ＰＦと隣接する導体電極Ｐ１の間の電圧差ΔＶＦを０．４ｖ以上に設定することで、少なくともＦ点における０．４〜０．６ｖの硫化による降下電圧が指示に影響を与えることがなくなるものである。
【００５１】
なお、硫化による降下電圧の影響分、たとえば０．４ｖだけ正常時のＦ点における検出電圧ＶＯに加えた電圧まではＦ点を指示するような指示特性とする代わりに、Ｆ点相当の導体電極ＰＦと隣接する導体電極Ｐ１に接触しているときの硫化時の検出電圧である０．６８ｖまでは指示部１０２にてＦ点を指示するような指示特性を生成するよう構成することでも同様の効果が得られる。すなわち、Ｆ点の導体電極ＰＦと隣接する導体電極Ｐ１の間の電圧差ΔＶＦをここでは０．６８−０．２＝０．４８ｖとなるように抵抗値を設定しているため、仮に硫化が発生して降下電圧０．４ｖが生じたとしても、この電圧が重畳した検出電圧０．６ｖ以上の０．６８ｖまではＦ点を指示することが可能となり、給油によって満タン相当の導体電極ＰＦに接点部７が接触している場合には、硫化による降下電圧０．４ｖの重畳があったとしても低域側への指示誤差が生じないようにすることができる。これは、前述した実施例が硫化による降下電圧相当の予め定めた電圧だけ正常時のＦ点検出電圧ＶＯに加えた電圧までは、Ｆ点指示させるのに対して、硫化による降下電圧以上である０．４ｖ以上の電圧差ΔＶＦを設けた隣接する導体電極Ｐ１での実際の検出電圧ＶＯまではＦ点指示を行うようにすることで、この隣接する導体電極Ｐ１での検出電圧ＶＯでの変化点における指針Ｐの指示特性の変換データ設定を容易にすることができるものであり必要に応じてこうした電圧を採用すればよい。
【００５２】
以上の実施例における具体的抵抗値は、これに限定されるものではなく、電源電圧Ｖも５ｖにて計算したが、これが１０ｖとした場合にも同様の条件設定にて目的を達成できる。図７にて説明した抵抗式センサー１の構成にて電源電圧Ｖが１０ｖの場合には、硫化のない正常時に、接続点の検出電圧ＶＯのＦ点時の電圧ＶＦと隣接する導体電極Ｐ１との接触時の電圧Ｖ１との電圧差ΔＶＦは、１０ｖ×（（１４Ω＋５Ω）／（１４Ω＋５Ω＋１２０Ω）−５Ω／（５Ω＋１２０Ω））＝１０v×（１４Ω＋５Ω）／（１４Ω＋５Ω＋１２０Ω）−１０ｖ×５Ω／（５Ω＋１２０Ω）＝１．３７ｖ−０．４ｖ＝０．９７ｖとなり、０．４ｖ以上となって硫化時の降下電圧０．４ｖを吸収できる大きさとなるため、同様に硫化時の指示誤差を押さえることができる。
【００５３】
図１０及び図１１は、請求項７に記載の発明を説明するものであり、燃料タンクとして自動二輪車のように鞍型のタイプが採用される場合には、タンクＴがメインタンクＴＭとサブタンクＴＳの各々に抵抗式センサー１Ｍと１Ｓを設け、この両方の抵抗式センサー１Ｍ，１Ｓの直列接続によるタンクＴ全体の残燃料を検出表示するようにしている。この場合、回路的には図１１に示したように、抵抗式センサー１Ｍの可動接点８ＭをサブタンクＴＳの抵抗式センサー１Ｓの抵抗体に直列接続しており、これにより、検出電圧ＶＯは、両タンクの抵抗式センサー１Ｍ，１Ｓの各残量に対応した抵抗値の加算として算出され、ＶＯ＝Ｖ×（ＲＭ＋ＲＳ）／（ＲＯ＋ＲＭ＋ＲＳ）として出力される。
【００５４】
この場合も、各抵抗式センサー１Ｍ，１Ｓにおいて、各々硫化が発生したとすると、各々の接点部分に０．４ｖという電圧降下が生じ、各センサー１Ｍ，１Ｓの両方の直列接続による検出電圧ＶＯには両方のセンサー１Ｍ，１Ｓに硫化が発生したときにはタンク全体としての検出電圧ＶＯに０．４ｖ×２＝０．８ｖという誤差が生じるが、本発明においては、代表的には図７にて説明したような導体電極ＰＦ，Ｐ１間の抵抗値ｒ１を大きく設定してこの間の電圧降下が０．４ｖ以上となるようにしてあるため、各抵抗式センサー１Ｍ，１Ｓの可動接点８Ｍ，８ＳがＦ点相当の導体電極ＰＦに接触しているときの検出電圧ＶＯ＝０．４ｖとした場合には、マイクロコンピュータ１００での検出による指示特性を、０．４ｖ＋０．８ｖまではＦ点を指示するように設定することで、両方の抵抗式センサー１Ｍ，１Ｓに硫化が発生したとしても、Ｆ点においては硫化による降下電圧が指示に反映されることがなく、図８，図９にて説明した指示特性と同様に少なくともＦ点にて低域側への指示誤差が現れることがない。
【００５５】
なお、各抵抗式センサー１Ｍ，１Ｓの導体電極ＰＦとＰ１の間における抵抗値ｒ１を大きくして、この間の降下電圧を各々０．４ｖとすることで、全体としての硫化による降下電圧０．８ｖという判定閾値を設けたが、こうしたタンク形状の場合には、全体として０．８ｖを設定すればよく、たとえば、抵抗式センサー１Ｍにおける導体電極ＰＦとＰ１の間の降下電圧を０．２ｖとし、抵抗式センサー１Ｓにおける導体電極ＰＦとＰ１の間の降下電圧を０．６ｖとなるよう設定し、全体として０．８ｖという降下電圧が得られるようにすれば、硫化による０．８ｖという降下電圧を同様にマイクロコンピュータ１００にて特性処理すればよい。
【００５６】
図１２は、本発明の指示部１０２をたとえば液晶表示器のような電子式表示器とし、液位を複数セグメントによるバー表示とした実施例を示しており、図１２（Ａ）は、指示部１０２のバー表示の一例を示し、同図（Ｂ）は、このバー表示のセグメントＳを駆動するためのマイクロコンピュータ１００における指示特性の出し方を説明するものである。
【００５７】
指示部１０２は液晶表示器にて構成されており、バー表示部１０３にて複数のセグメントＳを駆動制御することにより、セグメントＳの点灯量にて液位を指示するようにしている。この場合は、セグメント数を１０本としており、Ｆ点セグメントＳＦ〜Ｅ点セグメントＳＥの間に８本のセグメントＳ１〜Ｓ８が横並びに配置されている。
【００５８】
抵抗式センサー１の構成は、基本的には図１，図２にて示したものとなり、導体電極４と抵抗体の関係も図７に示したものと同等のものを採用するが、この場合の導体電極構造は、たとえば導体電極４の数が５０本形成されているとすると、バー表示部１０３のセグメント１０本に対して各セグメントＳに５本ずつの導体電極４を対応させて均等割合でのバー表示を行うようにすればよい。このようなバー表示における抵抗式センサー１の導体電極４の構成は、各セグメントＳに対応した数のベタ電極とするかあるいは５本ずつの導体電極４を櫛歯状に接続しておくこともできる。ただし、セグメント数と均等割合で導体電極４を割り振ると実際には満タンになっていないにもかかわらず早めにＦ点セグメントＳＦが点灯するため、Ｆ点セグメントＳＦをより満タンに近い領域で点灯させるためには、Ｆ点セグメントＳＦに対応する導体電極４を２〜３本程度にすればよい。また、指示特性を任意に変更するには各セグメントＳに対応する導体電極４の本数を変更するかあるいは抵抗体の各領域での抵抗値を変えれば容易に行うことができる。
【００５９】
いずれにしても、Ｆ点セグメントＳＦとこれに隣接する低域側セグメントＳ１との切り替わり点に対応する導体電極４間の抵抗値ｒを、検出電圧ＶＯがこの導体電極間で０．４ｖ以上となるように設定するとともに、マイクロコンピュータ１００において検出電圧ＶＯを検出してバー表示部１０３にてバー表示を行うに際し、Ｆ点セグメントＳＦを点灯する検出電圧ＶＦ（この電圧は、Ｆ点セグメントＳＦに対応する導体電極たとえばＰＦ〜Ｐ４までの５本にて段階的に０．１ｖずつ変化する構成では、電極ＰＦとの接触時の電圧ここでは０．２ｖ＋０．５ｖまでが対応する）に０．４ｖを加えた検出電圧ＶＯ＝１．１ｖまではＦ点セグメントＳＦを点灯し、それ以上の検出電圧ＶＯに対しては、各セグメントＳと対応する導体電極４の接触位置に応じた閾値にて判定制御することで、硫化のない正常時には検出電圧ＶＯ＝０．7ｖというＦ点セグメントＳＦ対応導体電極ＰＦ〜Ｐ４との接触による出力から、０．４ｖという電圧差を持たせた隣接するセグメントＳ１対応導体電極Ｐ５に接触する１．１ｖまではＦ点セグメントＳＦを点灯する通常の表示を可能とし、仮に硫化が進行して硫化銀の成長による接触間抵抗増加に起因した降下電圧ＶＳ＝０．４ｖが発生したとしても、Ｆ点セグメントＳＦに対応する導体電極Ｐ４での検出電圧ＶＯ＝１．１ｖまではＦ点セグメントＳＦを点灯することができ、硫化による０．４ｖの電圧降下による隣接セグメントＳ１への指示誤差（Ｆ点セグメントＳＦの消灯）が発生することはない。また、この硫化状態で燃料が消費され、可動接点が隣接するセグメントＳ１に対応する導体電極Ｐ５と接触すれば、検出電圧ＶＯは１．１ｖ＋０．４ｖ＝１．５ｖにて完全にＦ点セグメントＳＦを消灯することとなり、硫化が発生しても満タン時には確実にＦ点セグメントＳＦを点灯することができ、従来のように満タン給油したにもかかわらず硫化による低域側への指示誤差が生じるといった不具合がなくなる。
【００６０】
以上の指示特性は、図１２（Ｂ）にて説明されるが、Ｘ軸に導体電極ＰＦ〜Ｐ４までの５本を含む導体電極列を示し、Ｙ軸にバー表示部１０３の１０本の表示用のセグメントＳＦ，Ｓ１〜ＳＥを示し、各導体電極への接触時における各セグメントＳの点灯関係を表している。可動接点での導体電極への接触による検出電圧ＶＯは、Ｆ点相当の導体電極ＰＦ接触時に０．２ｖを出力するように抵抗体の抵抗値や分圧抵抗の抵抗値を調整し、電極間での降下電圧が０．１ｖとなるよう設定することで、単純には、導体電極ＰＦ〜Ｐ４に対応する０．２ｖ〜０．６ｖの電圧ではセグメントＳＦまでのすべてのセグメントＳを点灯し、導体電極Ｐ５に対応する０．７ｖ以上となったらセグメントＳＦを消灯し、さらに燃料消費され可動接点がセグメントＳ１までを点灯する導体電極Ｐ５〜Ｐ９に対応する０．７ｖ〜１．１ｖから次のセグメントへの点灯切り替え点の導体電極Ｐ１０に対応する１．２ｖと変化していき、マイクロコンピュータ１００は、この検出電圧ＶＯの範囲でこれに対応するセグメントＳを点消灯するべく制御するが、本発明の場合は、Ｆ点相当のセグメントＳＦに対応する導体電極ＰＦ〜Ｐ４と低域側で隣接するセグメントＳ１に対応する導体電極Ｐ５の間の検出電圧ＶＯの差を０．４ｖ以上、ここでは０．４ｖとなるように抵抗値を大きく設定しており、検出電圧ＶＯは、導体電極ＰＦ〜Ｐ４までは０．２ｖ〜０．６ｖと変化するが、導体電極Ｐ５に移行した時には１．０ｖとなり、以後導体電極間０．１ｖの変化にて上昇していくため、マイクロコンピュータ１００にて、こうした入力特性に対する指示特性の変換を行う。
【００６１】
すなわち、マイクロコンピュータ１００では、検出電圧ＶＯをＡ／Ｄ変換にてデジタル化し入力するが、０．２ｖ〜０．６＋０．４ｖ＝１．０ｖまではセグメントＳＦを点灯するようにし、これを超えた時点からは各表示セグメントＳに対応する５本の導体電極での降下電圧０．５ｖの変化ごとにセグメントＳＦから順に消灯させるような指示特性にてバー表示部１０３を制御する。なお、各セグメントＳに対応する導体電極Ｐを接続し櫛歯状電極のように一体化した場合にはその導体電極での電位は一定であるため、たとえば、電源電圧５ｖにてＦ点とＥ点の検出電圧差が４ｖ程度に設計されるとすれば、１０本のセグメントＳに対応した導体電極群に０．４ｖ毎の電圧差が生じることになり、セグメントＳＦに対応する導体電極群ＰＦ〜Ｐ４が同電位にて０．２ｖとして、順次下位セグメントＳ１に対応する導体電極群Ｐ５〜Ｐ９は０．２ｖ＋０．４ｖ＝０．６ｖ，セグメントＳ２に対応する導体電極群Ｐ１０〜Ｐ１４は０．６ｖ＋０．４ｖ＝１．０ｖといった検出電圧ＶＯを出力し、マイクロコンピュータ１００はこの検出電圧ＶＯのレベルに対応して予め設定したセグメントＳの点灯信号を出力（０．６ｖまではＦ点セグメント点灯）することになる。この場合は、Ｆ点対応の導体電極群と下位セグメント対応の導体電極群との間の検出電圧差を０．４ｖとしてあるため、結果的に本発明の硫化銀による降下電圧ＶＳ＝０．４ｖ相当の検出電圧差０．４ｖ以上が確保されており、これにより硫化が発生して０．４ｖといった接点での電圧降下が生じたとしてもＦ点セグメント対応の導体電極群に接触している場合には確実にＦ点セグメントＳＦを点灯することになる。なお、低域側セグメントＳ１対応の導体電極群での検出電圧を０．６ｖとしており、Ｆ点セグメントＳＦ点灯のための検出電圧０．６ｖと一致してしまうため実際にはＦ点セグメントＳＦ対応の導体電極群と下位セグメントＳ１対応の導体電極群との間の検出電圧差を０．４５ｖとなるよう抵抗値設定することで、下位セグメントＳ１への点灯切り替えを確実なものとすることができる。
【００６２】
従って、硫化のない正常時には、前記検出電圧ＶＯに対してＦ点を含めて正確な指示を行うことができ、また、硫化によって接点間降下電圧ＶＳ＝０．４ｖが発生したとしても、Ｆ点セグメントＳＦに対応する導体電極ＰＦ〜Ｐ４での検出電圧ＶＯは、この硫化による降下電圧０．４ｖが重畳して、０．６ｖ〜１．０ｖとして出力されるが、マイクロコンピュータ１００では１．０ｖに達するまではセグメントＳＦを点灯するよう特性設定しており、このような硫化を原因とした指示誤差が発生することはない。
【００６３】
なお、Ｆ点相当のセグメントＳＦ以下の低域側セグメントＳ１〜ＳＥについても同様に硫化に起因した０．４ｖが重畳して出力され、たとえば隣接する導体電極Ｐ５への接触時には正常時における１．０ｖ出力に対して＋０．４ｖの１．４ｖが出力される。マイクロコンピュータ１００では、検出電圧ＶＯ＝１．０ｖ〜１．５ｖに達するまではセグメントＳ１までを点灯させるよう特性設定しており、このため、硫化による降下電圧０．４ｖの重畳によって導体電極Ｐ６にて検出電圧ＶＯ＝１．５ｖとなった時点でセグメントＳ１を消灯させてしまうが、この検出点は実用上支障を来たすものではなく、最も重要な給油満タン時のＦ点セグメントＳＦの点灯は硫化を伴っていても確実に行うことができ運転者に不信感を与えることがない。
【００６４】
以上説明してきた硫化による電圧降下を考慮した加算電圧を０．４ｖとしたが、燃料の粗悪度や導体電極の使用材料、燃料との相性、使用環境などで、希に０．６ｖ程度まで上昇するケースが確認されたため、状況に応じては切り替わり点にある導体電極間での検出電圧差を０．６ｖとなるように設定し、演算部での特性設定もこれに合わせることで同様の指示を行うことができ、こうした電圧設定については各々の環境に応じて０．４ｖ〜０．６ｖを適宜選択して加算するのが現実的であろう。
【００６５】
最後に、本発明は、指針式計器やバー表示にてその具体的実施例を説明してきたが、たとえば、リッター単位での粗いデジタル表示にも適用できる。また指針式計器では、文字板上のＦ点目盛を満タン領域の目安としているが、実際には、給油満タン時には指針はＦ点目盛以上を指示するような目盛特性を持たせている場合があり、このような場合は、Ｆ点目盛以上の最大振れ角位置を満タン相当指示位置として、これに対応する導体電極ＰＦと隣接する導体電極Ｐ１の間の検出電圧差を０．４ｖ以上となるようにしてもよいし、あるいは、文字板上のＦ点目盛以上を満タン相当位置として、Ｆ点目盛に対応する導体電極とこれに隣接する導体電極の間の検出電圧差を０．４ｖ以上となるように構成してもよく、要は、満タン相当の指示位置とこれに隣接する低域側指示位置を指示するための切り替わり点に位置する導体電極間の検出電圧ＶＯの差が、硫化銀による降下電圧以上となるよう構成することで、満タン時における低域側への指示誤差が発生することがない。
【００６６】
さらに、指示部が指針式計器であっても、あるいはバー表示のような電子式表示器であっても、説明してきたＦ点指示誤差をなくすように０．４ｖといった硫化銀による電圧降下分を予めＦ点相当の導体電極と隣接する導体電極間の検出電圧差として持たせる方式、また０．４ｖという硫化銀による電圧降下分がＦ点〜Ｅ点の振れ角に対して１５％以下の振れ角となるように抵抗値設定する方式のいずれも採用可能であり、両方式を採用することでＦ点での精度アップとともに全体誤差も実用上問題とならないような少ないものとすることができるが、特に、バー表示のようにＦ点指示目盛と低域側目盛との切り替わりがはっきりと分かれている場合には、前者の方式が最良であり、低域側セグメントで誤差が生じたとしても実用上問題となるものではなく、硫化時であっても満タン時のＦ点セグメントの確実な点灯を行うことができる。
【００６７】
また、指針式計器にあっては、燃料計目盛の振れ角は９０度前後と狭くおおよその残量状況が把握できれば十分なことから、０．４ｖという硫化銀による電圧降下分による振れ角への影響が１５％以下となるような後者の方式を採用することで十分実用に耐える精度が得られるため、硫化が発生したとしてもＦ点目盛以上の満タン領域の指示は安定したものとすることができるが、さらにＦ点指示を誤差のないより正確なものとしたい場合には前者の方式を採用すればよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明になる抵抗式液位計測装置において、請求項１に記載の発明によれば、可動接点と導体電極の間に堆積する硫化銀による降下電圧に対して、検出電圧が液位の満タン相当の電圧と低域相当の電圧の差が４ｖ（ｖｏｌｔ）となるように設定とすることで、硫化銀によって生じる降下電圧が検出電圧の１５％以下とすることができ、指示誤差として十分小さく押さえることができる。
【００６９】
また、請求項２に記載の発明による分圧抵抗及び抵抗体の抵抗値の設定によって容易に硫化銀の影響による指示誤差を小さく抑えることができる。
【００７０】
また、請求項３に記載の発明にて可動接点の材料を採用することで、導体電極材料が、ＡｇＰｄを含む材料で形成されている場合、硫化銀による降下電圧が大きくても０．４〜０．６ｖになることが確認され、これにより上記抵抗値設定による指示誤差の抑制を確実なものとすることができる。
【００７１】
また、請求項４に記載の発明のごとく、電源電圧及び分圧抵抗、抵抗体の液位低域と満タン相当時の抵抗値を設定することで、容易に上記同様に指示誤差を抑制することができる。
【００７２】
また、請求項５に記載の発明のごとく、演算部と指示部を備えることで、指示誤差の少ない液位計測装置を構成することができる。
【００７３】
また、請求項６に記載の発明によれば、指示部における少なくともＦ点位置における指示を、硫化銀による降下電圧が生じてもそれを誤差として指示することがなくなり、給油における満タン状態にもかかわらずＦ点を示さないという不具合が解消される。
【００７４】
また、請求項７に記載の発明によれば、メインタンクとサブタンクに各々抵抗式センサーを搭載する車両においても、指示部に置ける少なくともＦ点位置における指示を、硫化銀による降下電圧が生じてもそれを誤差として指示することがなくなり、単一の抵抗式センサーにおけると同様に例えば複数のセグメントからなるバー表示式指示部において給油における満タン状態にもかかわらずＦ点セグメントを示さないという不具合を解消することができる。
【００７５】
また、請求項８及び請求項９に記載の発明になる演算部と指示部を備えることで、硫化が生じても満タン相当のＦ点指示を行うことができる。
【００７６】
また、請求項１０に記載の発明によれば、請求項６乃至９の発明によるＦ点指示における指示誤差抑制に加え、さらにＥ点に至る指示範囲に渡って硫化による指示誤差を小さくすることができる。
【００７７】
また、請求項１１に記載の発明によれば、複数のセグメントからなるバー表示式指示部において給油における満タン状態にもかかわらずＦ点セグメントを示さないという不具合を解消することができる。
【００７８】
また、請求項１２における発明によれば、指示部における少なくともＦ点位置における指示を、硫化銀による降下電圧が生じてもそれを誤差として指示することがなくなり、給油における満タン状態にもかかわらずＦ点を示さないという不具合が解消される。
【００７９】
以上のように、本発明によれば、硫化銀の生成抑制対策となる導体電極材料の変更や改造を行うことなく、あるいは最小限の材料対策に抑えながら、硫化銀に起因した電圧降下現象による燃料計指示への影響を現実的使用上無視できる程度に抑制することができ、実用上の指示精度を確保することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液面検出装置の正面図。
【図２】図１のその要部を拡大して示す正面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】図２における摺動体の背面側を示す正面図。
【図５】本発明による液位計測装置の回路接続図。
【図６】本発明による液位計測装置の表示システムとしての一例を示すブロック図。
【図７】本発明による液位計測装置の他の実施例を示す抵抗式センサーの構造図。
【図８】図７における抵抗式センサーによる検出電圧と指示の関係を示す特性図。
【図９】図７における抵抗式センサーによる検出位置と指示の関係を示す特性図。
【図１０】本発明になるダブルタンク式液位計測装置のタンクへの抵抗式センサー装着構造図。
【図１１】図１０のダブルタンク式液位計測装置の接続関係を示す回路構成図。
【図１２】本発明による液位計測装置のバー表示型実施例の表示正面図と検出表示特性を説明する説明図。
【符号の説明】
１  液面検出装置
２  燃料タンク
３  取付板
４  導体電極
５  抵抗体
６  絶縁基板
７  接点部
８  摺動体
９  フロート
１０  アーム
１１  分圧抵抗
１００  演算部としてのマイクロコンピュータ
１０２  指示部
１０３  バー表示部
ＴＭ  メインタンク
ＴＳ  サブタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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