(57)【要約】【課題】検出される液体の温度に応じて、ヒータの上昇温度を可変とし、検出精度を向上する液面検出装置および液面検出方法を提供する。【解決手段】制御部１４は、サーミスタ１２でオイルパン１１内に蓄えられているエンジンオイルの温度を検出すると、あらかじめ設定されている目標上限温度と検出されたエンジンオイルの温度との差からヒータ２１を加熱する加熱温度を設定する。制御部１４は、温度検出抵抗２２で検出されるヒータ２１の温度が目標上限温度となるように電力制御部１３を介してヒータ２１に供給する電力を制御する。熱伝導度の違いから、エンジンオイルの液面位置によって、ヒータ２１が目標上限温度に達したときにヒータ２１で消費される電力は異なる。そこで、制御部１４は、ヒータ２１が目標上限温度になったときにヒータ２１で消費される電力から、エンジンオイルの液面位置を検出する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに蓄えられている液体の液面を検出する液面検出装置であって、
前記タンクの内部に設置されるヒータと、
前記ヒータに近接して配置され、前記ヒータの温度を検出するヒータ温度検出手段と、
前記タンクに蓄えられている液体の温度を検出する液温検出手段と、
前記液温検出手段で検出された前記タンク内の液体の温度とあらかじめ設定されている目標上限温度との差から、前記ヒータを加熱する上昇温度を設定する温度設定手段と、
前記温度設定手段で設定された前記上昇温度から前記ヒータを加熱するために前記ヒータに供給する電力を制御し、前記ヒータ温度検出手段で検出される前記ヒータの温度を前記目標上限温度に制御する電力制御手段と、
前記電力制御手段から前記ヒータへ供給される電力の大きさから、前記タンクに蓄えられている液体の液面位置を検出する液面位置検出手段と、
を備えることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
タンクに蓄えられている液体の液面を検出する液面検出装置であって、
前記タンクの内部に設置されているヒータと、
前記ヒータに近接して配置され、前記ヒータの温度を検出するヒータ温度検出手段と、
前記タンクに蓄えられている液体の温度を検出する液温検出手段と、
前記液温検出手段で検出された前記タンク内の液体の温度とあらかじめ設定されている目標上限温度との差から、前記ヒータを加熱する上昇温度を設定する温度設定手段と、
前記温度設定手段で設定された前記上昇温度から前記ヒータを加熱するために前記ヒータに供給する電力を制御し、前記上昇温度に対応する電力を前記ヒータへ供給する電力制御手段と、
前記電力制御手段から供給された電力により加熱された前記ヒータの温度変化を前記ヒータ温度検出手段で検出し、検出された前記ヒータの温度変化から前記タンクに蓄えられている液体の液面位置を検出する液面位置検出手段と、
を備えることを特徴とする液面検出装置。
【請求項３】
前記ヒータおよび前記ヒータ温度検出手段は、単一の基体に設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記液面位置検出手段で検出された前記タンク内の液体の液面を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１、２または３記載の液面検出装置。
【請求項５】
タンクに蓄えられている液体の温度を検出する段階と、
検出された液体の温度とあらかじめ設定されている目標上限温度との差から、前記タンク内に設置されているヒータを加熱する上昇温度を算出する段階と、
前記ヒータを前記目標上限温度まで加熱するために、電力制御手段から前記ヒータに電力を供給する段階と、
前記ヒータに近接して配置されている温度検出手段で前記ヒータの温度を検出し、前記ヒータが前記目標上限温度に到達したときに前記電力制御手段から前記ヒータへ供給される電力を検出する段階と、
前記ヒータへ供給される電力により、前記タンク内に蓄えられている液体の液面位置を検出する段階と、
を含むことを特徴とする液面検出方法。
【請求項６】
前記タンク内に蓄えられている液体の液面位置は、前記タンク内の液体の液面位置が低下するにしたがって前記ヒータに供給される電力が低減することにより検出することを特徴とする請求項５記載の液面検出方法。
【請求項７】
前記電力制御手段は、前記ヒータに印加する電圧を調整することを特徴とする請求項５または６記載の液面検出方法。
【請求項８】
前記電力制御手段は、前記ヒータの温度に対応して前記温度検出手段から出力される出力電圧に、制御電圧を加減して前記ヒータに印加する電圧を調整することを特徴とする請求項７記載の液面検出方法。
【請求項９】
前記目標上限温度は、液体の物性に基づいて設定されることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項記載の液面検出方法。
【請求項１０】
タンクに蓄えられている液体の温度を検出する段階と、
検出された液体の温度とあらかじめ設定されている目標上限温度との差から、前記タンク内に設置されているヒータを加熱する上昇温度を算出する段階と、
前記ヒータを前記目標上限温度まで加熱するために、電力制御手段から前記ヒータへ前記目標上限温度に対応する加熱電力を供給する段階と、
前記ヒータに近接して配置されている温度検出手段で前記ヒータの温度を検出し、前記電力制御手段から前記ヒータへ前記加熱電力を供給したときにおける前記ヒータの温度変化を検出する段階と、
前記ヒータの温度変化により、前記タンク内に蓄えられている液体の液面位置を検出する段階と、
を含むことを特徴とする液面検出方法。
【請求項１１】
前記タンク内に蓄えられている液体の液面位置は、前記タンク内の液体の液面位置が低下するにしたがって前記ヒータの温度変化が増大することにより検出することを特徴とする請求項１０記載の液面検出方法。
【請求項１２】
前記電力制御手段は、前記ヒータに印加する電圧を調整することを特徴とする請求項１０または１１記載の液面検出方法。
【請求項１３】
前記目標上限温度は、液体の物性に基づいて設定されることを特徴とする請求項１０、１１または１２記載の液面検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の液面位置を検出する液面検出装置および液面検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液面検出装置を利用した技術として、オイルパン内のエンジンオイルの残量を検出するものが公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている技術の場合、基準用の温度依存性の抵抗素子（以下、「基準側抵抗」という。）と、液面検出用の温度依存性の抵抗素子（以下、「検出側抵抗」という。）とを備えている。基準側抵抗および検出側抵抗にはいずれも所定の一定電流が供給されるとともに、検出側抵抗にはパルス発生器からパルス電流が供給される。基準側抵抗および検出側抵抗はオイルパン内に設置されているため、オイルパンに蓄えられるオイルの液面位置によってオイル中に浸漬される部分の長さが変化する。そのため、検出側抵抗にパルス電流を供給して所定の上限温度まで加熱すると、検出側抵抗が所定の下限温度すなわち基準側抵抗の抵抗値と同一になるまでの放熱期間は変化する。これにより、オイルパンに蓄えられているオイルの液面位置が検出される。
液面を検出するとき、検出側抵抗には上限温度まで加熱するためのパルス電流が供給される。オイルパン内の液面位置を評価する評価回路は、基準側抵抗と検出側抵抗との抵抗値を比較する比較回路の出力信号を検出し液面位置を評価する。
【０００３】
しかし、評価回路は検出側抵抗へのパルス電流の供給停止時しか比較回路からの出力信号を検出し評価することができない。そのため、検出側抵抗にパルス電流が供給されている間は検出側抵抗の抵抗値を検出することはできない。その結果、検出側抵抗の上限温度および放熱期間にはばらつきが生じ、液面位置の精密な検出は困難である。
一方、例えば特許文献２に開示されている空気流量測定装置のように、加熱された感温抵抗を利用して物理量を測定する技術も公知である。
【０００４】
【特許文献１】
独国特許ＤＥ３７４２７８３Ｃ２号
【０００５】
【特許文献２】
特開平７−１３９９８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されている技術に特許文献２に開示されている技術を適用することも考えられる。特許文献２に開示されている空気流量測定装置は、発熱抵抗体すなわちヒータと空気との間の伝熱現象を利用して空気の質量流量を測定している。ここで、電力を検出する回路では、ホイートストンブリッジの構成を採用している。そのため、発熱抵抗体の温度上昇は、温度補償用抵抗体と直列に接続される固定抵抗器の抵抗値によって決定される。すなわち、感温抵抗体である発熱抵抗体と温度補償用抵抗体とからなるホイートストンブリッジを備える空気流量測定装置では、発熱抵抗体と温度補償用抵抗体との間の温度差が一定となるように制御が行われる。
【０００７】
液面位置の検出精度を高めるためには、発熱抵抗体の上昇温度範囲は大きくなることが好ましい。すなわち、発熱抵抗体における検出前の温度と検出時の温度との差が大きくなるほど、検出精度は向上する。例えば、空気流量測定装置を利用して空気流量を測定する場合、エンジンに吸入される空気の温度は−３０℃から１００℃程度である。これに対し、発熱抵抗体の上昇温度の上限は２００℃程度に設定することができる。この場合、発熱抵抗体の温度上昇範囲は２３０℃から１００℃となり、検出精度は十分に確保される。
【０００８】
しかしながら、発熱抵抗体をエンジンオイルなどの可燃性液体の液面検出装置に適用する場合、発熱抵抗体の上限温度は制限される。例えば１６０℃付近で発煙するオイルの液面検出を行う場合、発熱抵抗体の上限温度は１６０℃以下に抑える必要がある。このオイルがエンジンの運転にともなって最低温度−３０℃から最高温度１２０℃までの範囲で変化する場合、発熱抵抗体の上昇温度は最高温度１２０℃に対応する４０℃に設定する必要がある。
【０００９】
特許文献２に開示されている技術では、発熱抵抗体と温度補償用抵抗体との間の温度差が一定となる制御が行われる。そのため、オイルの温度が常用される８０℃から１００℃の範囲で変化する場合であっても、発熱抵抗体と温度補償用抵抗体との間の温度差は常に４０℃に設定される。すなわち、オイルが１００℃の場合、発熱抵抗体の上昇温度として６０℃が許容されるにもかかわらず、発熱抵抗体の上昇温度は常に４０℃である。したがって、発熱抵抗体の上昇温度範囲は制限され、検出精度の向上は困難である。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、検出される液体の温度に応じて、ヒータの上昇温度を可変とし、検出精度を向上する液面検出装置および液面検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１、５または６記載の発明では、液温検出手段で検出されたタンクに蓄えられている液体の温度と目標上限温度との差からヒータを加熱する上昇温度を設定している。そのため、タンクに蓄えられている液体の温度にあわせてヒータの上昇温度は可変される。したがって、ヒータの加熱前と加熱後とにおけるヒータの温度変化を拡大することができ、液面の検出精度を向上することができる。また、液体は空気に比較して熱伝導率が大きいため、液体に浸漬されるヒータの長さによって目標上限温度に到達するために必要な電力は異なる。したがって、ヒータへ供給される電力の大きさからタンクに蓄えられている液体の液面位置を検出することができる。
【００１２】
請求項２、１０または１１記載の発明では、液温検出手段で検出されたタンクに蓄えられている液体の温度と目標上限温度との差からヒータを加熱する上昇温度を設定している。そのため、タンクに蓄えられている液体の温度にあわせてヒータの上昇温度は可変される。したがって、ヒータの加熱前と加熱後とにおけるヒータの温度変化を拡大することができ、液面の検出精度を向上することができる。また、液体は空気に比較して熱伝導率が大きいため、液体に浸漬されるヒータの長さによって上昇温度に対応する電力を供給したときのヒータの温度の変化量は異なる。したがって、ヒータの温度変化からタンクに蓄えられている液体の液面位置を検出することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、ヒータとヒータ温度検出手段は単一の基体に設置されている。そのため、ヒータとヒータ温度検出手段とは近接して配置され、ヒータとヒータ温度検出手段との間の温度差が低減される。したがって、加熱時のタイムラグが低減され、液面位置の検出精度を高めることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、検出された液面を表示する表示手段を備えている。例えば車両用のエンジンに適用されるオイルの液面検出に本発明の液面検出装置を適用した場合、使用者にオイルの液面位置を伝えることができる。
請求項７または１２記載の発明では、電力制御手段はヒータに印加する電圧を調整している。
【００１５】
請求項８記載の発明では、温度検出手段からはヒータの温度に対応して出力電圧が出力される。そのため、電力制御手段は、温度検出手段から出力される出力電圧に制御電圧を加減することにより、ヒータに供給する電圧を目標上限温度に対応する電圧に調整している。したがって、簡単な回路構成でヒータの温度を精密に制御することができる。
【００１６】
請求項９または１３記載の発明では、目標上限温度は液面検出の対象となる液体の物性に基づいて設定される。例えば、１６０℃付近で発煙する鉱油系のエンジンオイルの液面を検出する場合、目標上限温度は１６０℃に設定される。したがって、液体に応じてヒータの加熱前と加熱後とにおける温度変化を設定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による液面検出装置を図１に示す。図１に示す液面検出装置１０は、例えば自動車などの車両用のエンジンを潤滑するために用いられるエンジンオイルの残量を検出するものである。エンジンオイルは、図示しないエンジンの下部に設置されているタンクとしてのオイルパン１１に蓄えられる。
【００１８】
液面検出装置１０は、検出部２０、液温検出手段としてのサーミスタ１２、電力制御部１３、ならびに上限温度設定手段および液面位置検出手段としての制御部１４を備えている。制御部１４には、電源１５および表示部１６が接続されている。
検出部２０は、ヒータ２１、ならびにヒータ温度検出手段としての温度検出抵抗２２を有している。ヒータ２１および温度検出抵抗２２は、図２に示すように一枚の基体３０にそれぞれ抵抗パターンとして形成されている。ヒータ２１は、抵抗パターンを有しており、電力が供給されることにより加熱される。また、温度検出抵抗２２は、温度によって抵抗値が変化する抵抗パターンを有している。
【００１９】
ヒータ２１および温度検出抵抗２２は、それぞれ隣接して基体３０に設置されている。ヒータ２１および温度検出抵抗２２を形成する抵抗パターンが設置されている基体３０は、例えばアルミナなどのセラミックスから形成されている。アルミナなどのセラミックスからなる基体３０は熱伝導度が高く、かつヒータ２１と温度検出抵抗２２とは隣接して設置されているため、ヒータ２１に電力が供給されると短期間で温度検出抵抗２２の温度が上昇する。そのため、温度検出抵抗２２ではヒータ２１の温度が迅速かつ高精度に検出される。
【００２０】
温度検出抵抗２２は、温度によって抵抗値が変化する。そのため、ヒータ２１の温度と温度検出抵抗２２の抵抗値との間には所定の相関関係が生じる。これにより、温度検出抵抗２２に所定の電力を供給すると、温度検出抵抗２２からはヒータ２１の温度に対応した電圧が出力電圧として出力される。
【００２１】
検出部２０は、オイルパン１１の内部に設置されている。オイルパン１１にはエンジンオイルが蓄えられるため、検出部２０はエンジンオイルに浸漬される。エンジンオイルはエンジンで消費または外部から補給されることにより増減する。そのため、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面は上下に移動する。検出部２０は、エンジンオイルの増減にともなう液面の上下を検出するため、液面が上下する幅より大きな長さを有している。すなわち、検出部２０は、オイルパン１１に蓄えられるエンジンオイルの深さ以上の長さを有している。
サーミスタ１２は、検出部２０と同様にオイルパン１１内に設置されている。サーミスタ１２は、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの温度を検出する。サーミスタ１２は、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルに浸漬されている。
【００２２】
電力制御部１３は、ヒータ２１に供給する電力を制御する。電力制御部１３は、例えばスイッチング素子やトランスなどの電力制御回路を有している。電力制御部１３には、制御部１４を経由して電源１５から所定の電力が供給される。また、電力制御部１３には、温度検出抵抗２２からヒータ２１の温度に対応する出力電圧が入力される。これにより、電力制御部１３は、制御部１４から供給される電力と温度検出抵抗２２から入力される出力電圧とをあわせてヒータ２１に供給する。
【００２３】
制御部１４は、電源１５から電力の供給を受ける。制御部１４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどから構成されるマイクロコンピュータを有している。ＲＯＭには、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの物性に応じて設定された目標上限温度が記録されている。制御部１４は、サーミスタ１２で検出されたオイルパン１１内のエンジンオイルの温度とＲＯＭに記録されている目標上限温度とから上昇温度を算出する温度設定手段として機能する。また、制御部１４は、ヒータ２１に電力を供給する電力供給手段として、さらにはオイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置を検出する液面位置検出手段としても機能する。
表示部１６は、制御部１４に接続されている。表示部１６は、例えば図示しない車両のダッシュボードなどに設置されている。表示部１６は、検出されたオイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置を表示する。
【００２４】
次に、上記の構成の液面検出装置１０の作動について説明する。
電源１５からは、温度検出抵抗２２およびサーミスタ１２へ電力が供給されている。また、ヒータ２１には、電源１５から制御部１４を経由して電力が供給される。液面位置の検出が開始されると、制御部１４はサーミスタ１２によりオイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの温度を検出する。サーミスタ１２は、温度によって抵抗が変化する。そのため、制御部１４はサーミスタ１２の抵抗を検出することにより、オイルパン１１内のエンジンオイルの温度を検出する。サーミスタ１２の抵抗とエンジンオイルの温度との関係は、例えば数値マップとして制御部１４の図示しないＲＯＭに記録されている。
【００２５】
制御部１４は、エンジンオイルの温度を検出すると、検出されたエンジンオイルの温度Ｔｏと目標上限温度Ｔｔとから上昇温度Ｔｒを算出する。すなわち、上昇温度はＴｒ＝Ｔｔ−Ｔｏで算出される。第１実施形態では、エンジンオイルの発煙を防止するため、目標上限温度を１６０℃に設定している。例えば、サーミスタ１２によって検出されたオイルパン１１内のエンジンオイルの温度が１２０℃のとき、上昇温度はＴｒ＝１６０℃−１２０℃＝４０℃となる。
【００２６】
上昇温度Ｔｒが算出されると、制御部１４は電力制御部１３を介してヒータ２１に供給される電力を制御する。温度検出抵抗２２は、ヒータ２１の温度によって抵抗が異なる。そのため、温度検出抵抗２２に一定の電力を供給すると、温度検出抵抗２２から出力される出力電圧Ｖｒはヒータ２１の温度に応じて変化する。電力制御部１３では、温度検出抵抗２２からヒータ２１の温度に応じて出力される出力電圧Ｖｒが目標上限温度Ｔｔに対応する目標電圧Ｖｔとなるように、すなわちＶｒ＝Ｖｔとなるようにヒータ２１へ電力を供給する。上述のように、温度検出抵抗２２には電源１５から一定の電力が供給されているため、温度検出抵抗２２からはヒータ２１の温度に応じた出力電圧Ｖｒが出力される。そこで、電力制御部１３では、ヒータ２１へ供給される電圧Ｖｓが目標電圧Ｖｔとなるように、温度検出抵抗２２の出力電圧Ｖｒに制御電圧Ｖｃを付加する。すなわち、電力制御部１３は、Ｖｒ＋Ｖｃ＝Ｖｓ＝Ｖｔとなるように制御電圧Ｖｃを調整する。このとき、温度検出抵抗２２の出力電圧Ｖｒは目標電圧Ｖｔよりも大きな場合もあるため、制御電圧Ｖｃは正または負の値をとる。
【００２７】
ここで、制御部１４は、ヒータ２１に供給され、ヒータ２１で消費される電力を算出する。ヒータ２１で消費される電力は、ヒータ２１の両端間の電圧すなわちヒータ２１へ供給される電圧Ｖｓとヒータ２１を流れる電流とを乗算することにより算出される。電圧Ｖｓとヒータ２１を流れる電流との乗算は、例えばヒータ２１と制御部１４との回路の間に設置されている図示しない乗算回路または制御部１４で実行される。
【００２８】
制御部１４は、ヒータ２１へ供給される電力からオイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置の検出を実行する。図３に示すように、ヒータ２１で消費される電力と液面位置との間には相関関係がある。エンジンオイルは空気と比較して熱伝導率が大きい。そのため、エンジンオイルから露出するヒータ２１の長さが大きいとき、すなわち液面位置が低いとき、ヒータ２１の熱は逃げにくく、ヒータ２１の熱は基体３０を通じて温度検出抵抗２２に伝わりやすい。その結果、ヒータ２１を所定の目標上限温度Ｔｔまで加熱するためには、エンジンオイルの液面位置によってヒータ２１で消費される電力が異なり、液面位置が低いときほどヒータ２１で消費される電力は小さくなる。
【００２９】
例えばオイルパン１１内のエンジンオイルの温度が１２０℃、かつ目標上限温度が１６０℃であれば、上昇温度は４０℃となる。このとき、ヒータ２１の温度を４０℃上昇させるためにヒータ２１で消費される電力が０．５Ｗであれば、液面位置は０ｍｍとなる。一方、ヒータ２１の温度を４０℃上昇させるためにヒータ２１で消費される電力が１．３Ｗであれば、液面位置は５０ｍｍとなる。
【００３０】
また、オイルパン１１内のエンジンオイルの温度が１００℃、かつ目標上限温度が１６０℃であれば、上昇温度は６０℃となる。このとき、ヒータ２１の温度を６０℃上昇させるためにヒータ２１で消費される電力が０．７５Ｗであれば、液面位置は０ｍｍとなる。一方、ヒータ２１の温度を６０℃上昇させるためにヒータ２１で消費される電力が２Ｗであれば、液面位置は５０ｍｍとなる。
【００３１】
図３に示すような上昇温度とヒータ２１へ供給され消費される電力との間の関係は、例えば数値マップとして制御部１４の図示しないＲＯＭに記録されている。同様に、目標上限温度もＲＯＭに記録されている。そのため、制御部１４は、サーミスタ１２で検出したオイルパン１１内のエンジンオイルの温度、ならびに電力制御部１３からヒータ２１へ供給される電力すなわちヒータ２１で消費される電力からオイルパン１１内のエンジンオイルの液面位置を検出する。
【００３２】
制御部１４は、検出されたエンジンオイルの液面位置を表示部１６に表示する。表示部１６では、例えば検出されたエンジンオイルの液面位置を車両の運転者に視覚的に認識させる。表示部１６では、例えば液面計としてエンジンオイルの液面位置を常時表示する構成としてもよく、例えば警告ランプのように必要に応じて表示する構成としてもよい。
【００３３】
第１実施形態では、サーミスタ１２で検出されるエンジンオイルの温度に応じてヒータ２１を加熱する上昇温度を設定している。そのため、ヒータ２１の加熱前と加熱後とにおけるヒータ２１の温度変化の幅はエンジンオイルの温度に応じて拡大される。したがって、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置を精密に検出することができる。また、目標上限温度を設定しているため、エンジンオイルの温度が必要以上に上昇することを防止できる。
【００３４】
また、第１実施形態では、一つの基体３０にヒータ２１と温度検出抵抗２２とが隣接して設置されている。そのため、ヒータ２１の温度は温度検出抵抗２２で迅速に検出される。また、ヒータ２１および温度検出抵抗２２が設置される基体３０は熱伝導率が高いセラミックスによって形成されている。そのため、ヒータ２１と温度検出抵抗２２とは温度がほぼ同一となる。したがって、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置を迅速かつ高精度に検出することができる。さらに、一つの基体３０にヒータ２１と温度検出抵抗２２とが隣接して設置されているため、オイルパン１１に設置される検出部２０を小型化することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による液面検出装置を図４に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態は、構成は第１実施形態と概ね同様である。第１実施形態では、所定の温度までヒータ２１を加熱する際にヒータ２１で消費される電力に基づいてエンジンオイルの液面位置を検出している。これに対し、第２実施形態では、所定の電力をヒータ２１に供給した際におけるヒータ２１の温度変化に基づいてエンジンオイルの液面位置を検出する。
【００３６】
第２実施形態による液面検出装置４０の作動について説明する。
電源１５からは、温度検出抵抗２２およびサーミスタ１２へ電力が供給されている。また、ヒータ２１には、電源１５から制御部１４を経由して電力が供給されている。液面検出が開始されると、制御部１４はサーミスタ１２によりオイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの温度を検出する。
制御部１４は、サーミスタ１２によりオイルパン１１内のエンジンオイルの温度を検出すると、検出されたエンジンオイルの温度Ｔｏと目標上限温度Ｔｔとから上昇温度Ｔｒを算出する。第２実施形態では、第１実施形態と同様に目標上限温度を１６０℃に設定している。
【００３７】
上昇温度Ｔｒが算出されると、制御部１４は電力制御部１３を介してヒータ２１に供給される電力を制御する。電力制御部１３では、制御部１４で算出された目標上限温度Ｔｔに対応する電力をヒータ２１に供給する。ヒータ２１に電力が供給されると、ヒータ２１の温度は上昇する。ヒータ２１の温度は温度検出抵抗２２によって検出される。温度検出抵抗２２からは、ヒータ２１の温度に応じて出力電圧が出力される。温度検出抵抗２２から出力された出力電圧は、制御部１４に入力される。これにより、制御部１４は、ヒータ２１の温度を検出する。温度検出抵抗２２からの出力電圧とヒータ２１の温度との関係は、例えば数値マップとして制御部１４の図示しないＲＯＭに記録されている。
【００３８】
制御部１４は、温度検出抵抗２２からの出力電圧に基づいてオイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置の検出を実行する。図５に示すように、ヒータ２１の温度変化と液面位置との間には相関関係がある。エンジンオイルは空気と比較して熱伝導率が大きい。そのため、エンジンオイルから露出するヒータ２１の長さが大きいとき、すなわち液面位置が低いとき、ヒータ２１の熱は逃げにくく、ヒータ２１の熱は基体３０を通じて温度検出抵抗２２に伝わりやすい。その結果、ヒータ２１に所定の電力を供給したとき、エンジンオイルの液面位置によってヒータ２１の温度変化が異なり、液面位置が低いときほどヒータ２１の温度変化は大きくなる。
【００３９】
例えばオイルパン１１内のエンジンオイルの温度が１２０℃、かつ目標上限温度が１６０℃であれば、上昇温度は４０℃となる。そこで、制御部１４は電力制御部１３を介して、液面位置が０ｍｍであるときのヒータ２１の上昇温度が４０℃となるように、ヒータ２１に０．５Ｗの電力を供給する。このとき、４０℃の温度上昇に対応する０．５Ｗの電力をヒータ２１に供給したにもかかわらず、温度検出抵抗２２で検出されたヒータ２１の温度変化が１５℃であれば、液面位置は５０ｍｍとなる。一方、ヒータ２１の温度変化が４０℃であれば、液面位置は０ｍｍとなる。
【００４０】
また、オイルパン１１内のエンジンオイルの温度が１００℃、かつ目標上限温度が１６０℃であれば、上昇温度は６０℃となる。そこで、制御部１４は、液面位置が０ｍｍであるときのヒータ２１の上昇温度が６０℃となるように、ヒータ２１に０．７５Ｗの電力を供給する。このとき、６０℃の温度上昇に対応する０．７５Ｗの電力をヒータ２１に供給したにもかかわらず、温度検出抵抗２２で検出されたヒータ２１の温度変化が２２℃であれば液面位置は５０ｍｍとなる。一方、ヒータ２１の温度変化が６０℃であれば、液面位置は０ｍｍとなる。
【００４１】
図５に示すようなヒータ２１へ供給され消費される電力とヒータ２１の温度変化との間の関係は、例えば数値マップとして制御部１４の図示しないＲＯＭに記録されている。同様に、目標上限温度ＴｔもＲＯＭに記録されている。そのため、制御部１４は、サーミスタ１２で検出したオイルパン１１内のエンジンオイルの温度、ならびに温度検出抵抗２２で検出されるヒータ２１の温度すなわち温度検出抵抗２２の出力電圧からオイルパン１１内のエンジンオイルの液面位置を検出する。
【００４２】
第２実施形態では、第１実施形態と同様にサーミスタ１２で検出されるエンジンオイルの温度に応じてヒータ２１を加熱する上昇温度を設定している。そのため、ヒータ２１の加熱前と加熱後とにおけるヒータ２１の温度変化の幅はエンジンオイルの温度に応じて拡大される。したがって、オイルパン１１に蓄えられているエンジンオイルの液面位置を精密に検出することができる。また、目標上限温度を設定しているため、エンジンオイルの温度が必要以上に上昇することを防止できる。
【００４３】
以上、説明した複数の実施形態では、本発明による液面検出装置をオイルパンに蓄えられているエンジンオイルの液面位置の検出に適用する例について説明した。しかし、エンジンオイルの液面位置の検出に限らず、例えば冷却水の液面位置あるいは燃料の液面位置の検出に本発明による液面検出装置を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による液面検出装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による液面検出装置の検出部を示す模式図である。
【図３】オイルパン内のエンジンオイルの液面位置によって変化する上昇温度とヒータへ供給する電力との相関関係を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態による液面検出装置を示すブロック図である。
【図５】オイルパン内のエンジンオイルの液面位置によって変化するヒータへ供給する電力とヒータの温度変化との相関関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１０、４０    液面検出装置
１１    オイルパン（タンク）
１２    サーミスタ（液温検出手段）
１３    電力制御部（電力制御手段）
１４    制御部（温度設定手段、液面位置検出手段）
１５    電源
１６    表示部
２１    ヒータ
２２    温度検出抵抗（ヒータ温度検出手段）
３０    基体
【図１】
2004347396.tif 000003
【図２】
2004347396.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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