(57)【要約】ソレノイドボディ（２０，１２０）、コイル（３０，１３０）及びこのコイルで取り巻かれたアーマチュア（４４，１４４）を含む流体状態兼流体レベルセンサ（１２，１１２）を提供する。ソレノイドボディには、コイルの励磁に応答してアーマチュアが移動することができるアーマチュアチャンバ（４２，１４２）が形成されている。センサは、ソレノイドボディの第１部分（２４，１２４）がリザーバによって定められるキャビティ（６０，１６０）内に延び、かつ、アーマチュアがリザーバ内の流体レベルの変化する方向をほぼ横切る方向に移動するように、リザーバ（１５，１１５）に装着されている。ソレノイドボディの第１部分には、キャビティとアーマチュアチャンバとの間を流体連通させる開口（６２，１６２）が形成されており、アーマチュアが移動すると、流体は、開口を介して、アーマチュアチャンバに流出入して、アーマチュアチャンバ内のアーマチュアの移動は、リザーバ内の流体レベルに影響される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体収容リザーバ（１５，１１５）用の流体状態兼流体レベルセンサ（１２，１１２）であって、該流体状態兼流体レベルセンサは、
前記リザーバに装着されるように構成されたソレノイドボディ（２０，１２０）と、
前記ソレノイドボディに接続されたコイル（３０，１３０）と、
前記コイルによって取り巻かれたアーマチュア（４４，１４４）と、
磁極片（３２，１３２）と、
前記アーマチュアを、前記磁極片から離すと共に前記ソレノイドボディの第１部分に向けて付勢する付勢部材（５３，１５３）と、を含んでおり、
前記ソレノイドボディには、前記コイルの励磁に応答して前記アーマチュアが移動可能なアーマチュアチャンバ（４２，１４２）が形成され、
前記ソレノイドボディの少なくとも第１部分（２４，１２４）は、前記ソレノイドボディが前記リザーバに装着された際に、前記リザーバによって定められたキャビティ（６０，１６０）内に延びており、
前記付勢部材と前記コイルは、前記コイルが周期的に励磁された場合に、前記アーマチュアを前記アーマチュアチャンバ内で往復動させるように構成されており、
前記キャビティ内に配置された前記ソレノイドボディの前記第１部分には、前記アーマチュアが移動すると、流体が、前記開口を通って前記アーマチュアチャンバ内に流出入するように、また、前記リザーバ内の流体のレベルに対応する前記アーマチュアチャンバ内の流体レベル、前記アーマチュアチャンバ内のアーマチュアの移動が、前記リザーバの流体レベルによって影響を受けるように、前記キャビティと前記アーマチュアチャンバとの間を流体連通させる開口（６２，１６２）が形成されている、ことを特徴とする流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項２】
前記センサは、前記アーマチュアの移動が、前記リザーバ内の流体レベルの変位する方向をほぼ横断する方向となるように、装着されていることを特徴とする請求項１に記載の流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項３】
前記開口は、前記アーマチュアチャンバ内での前記アーマチュアの全移動範囲で、流体が第１開口を通って流れることができるように、前記アーマチュアから十分に間隔があけられていることを特徴とする請求項１に記載の流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項４】
前記ソレノイドボディと前記アーマチュアは、前記アーマチュアが前記チャンバ内で移動したときに、前記アーマチュアチャンバ内で流体を移動させることができる隙間（６７，１６７）を定めていることを特徴とする請求項１に記載の流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項５】
前記開口（１６２）は第１開口であり、前記アーマチュアチャンバと前記キャビティとの間の流体連結を確立しており、前記ソレノイドボディは、前記キャビティと前記アーマチュアチャンバの第２部分との間を流体連通させる第２開口（１６４）を定めており、前記第１部分と前記第２部分は前記アーマチュアの対向する側部（１４５，１４７）であり、前記アーマチュアの両側部が前記リザーバ（１１５）に流体連通していることを特徴とする請求項１に記載の流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項６】
前記ソレノイドボディが前記リザーバに装着された際に、前記第１開口は、前記第２開口よりも高い流体レベルで前記リザーバに連通されていることを特徴とする請求項５に記載の流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項７】
前記アーマチュアには、前記アーマチュアチャンバと前記リザーバとの間の流体連通を確立する如何なるオリフィスも存在しないことを特徴とする請求項１に記載の流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項８】
流体収容リザーバ（１５，１１５）用の流体状態および流体レベルを検知するシステム（１０，１１０）であって、該システムは、
前記リザーバに装着されるように構成されたソレノイドボディ（２０，１２０）と、コイル（３０，１３０）と、アーマチュア（４４，１４４）と、磁極片（３２，１３２）と、を有し、前記ソレノイドボディに、前記アーマチュアと前記磁極片との間にアーマチュアチャンバ（４２，１４２）を形成して、前記アーマチュアを前記コイルの励磁に応答して前記アーマチュアチャンバ内で移動させる、流体レベルセンサ（１２，１１２）を含んでおり、
前記ソレノイドボディには、該ソレノイドボディが装着された場合に、前記アーマチュアチャンバと前記リザーバによって定められたキャビティ（６０，１６０）との間の流体連通を確立する第１開口（６２，１６２）が形成されており、
前記アーマチュアチャンバ内での前記アーマチュアの移動時間は、前記リザーバ内の流体レベルに影響を受けており、また、
前記コイルに動作可能に接続され、流体温度、流体粘度および流体レベルの少なくとも一つを決定するように動作可能なコントローラ（１６，１１６）を含んでいることを特徴とする流体状態および流体レベルを検知するシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記コイルの電気抵抗に基づいて、流体温度を決定するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の流体状態および流体レベルを検知するシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、アーマチュアの移動時間と、既定の粘度値に対応する既定のアーマチュア移動時間とを比較するにより、流体粘度を決定するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の流体状態および流体レベルを検知するシステム。
【請求項１１】
前記アーマチュアは、前記ソレノイドボディが前記リザーバに装着された場合に、前記リザーバ内の流体レベルを実質的に横切って移動するように位置合わせされていることを特徴とする請求項８に記載の流体状態および流体レベルを検知するシステム。
【請求項１２】
ソレノイドボディ（１２０）、コイル（１３０）、アーマチュア（１４４）及び磁極片（１３２）を含む、流体収容リザーバ（１１５）と組み合わせる流体状態兼流体レベルセンサ（１１２）であって、
前記ソレノイドボディは、前記アーマチュアと前記磁極片との間にアーマチュアチャンバ（１４２）を定めており、前記アーマチュアは、前記コイルの励磁に応答して前記アーマチュアチャンバ内で移動し、前記ソレノイドボディには、前記アーマチュアの対向する側部（１４５，１４７）のそれぞれに、前記リザーバ内の流体と前記アーマチュアチャンバとの間を流体連通させる第１開口（１６２）と第２開口（１６２）が形成されており、
各開口は、前記アーマチュアが移動すると、前記チャンバと前記開口を通って流体が確実に変位して、前記開口を通る流体の流れの抵抗に対応して前記アーマチュアチャンバ内の前記アーマチュアの移動時間に影響を与えるように形成されている、ことを特徴とする流体状態兼流体レベルセンサ。
【請求項１３】
さらに、前記コイルに動作可能に接続された前記コントローラ（１１６）と組み合わせる請求項１２に記載の流体状態兼流体レベルセンサとリザーバであって、前記流体状態兼流体レベルセンサは、既定の第１流体レベルで、少なくとも部分的に流体内に浸されるように構成されたセンサを備えたリザーバに接続され、前記リザーバ内の前記第２開口は前記第１開口より低い位置にあり、前記アーマチュアの移動時間は、前記コントローラによって前記リザーバ内の流体が前記第１開口を超えた場合に既定の第１流体レベルと相互に関連しており、かつ、前記リザーバ内の流体が前記第２開口よりも低い場合に、第２の流体レベルは、前記第１流体レベルよりも低い、ことを特徴とする流体状態兼流体レベルセンサ及びリザーバ。
【請求項１４】
前記第１流体レベルは、前記リザーバ内の流体が使用されていない場合の静的流体レベルに対応しており、また、前記第２流体レベルは、流体が使用されている場合の動的な流体レベルに対応していることを特徴とする請求項１３に記載のコントローラと組み合わせた流体状態兼流体レベルセンサ及びリザーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンのオイルレベルセンサなどの流体レベルセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体レベルを監視することは種々のシステムやメカニズムにおいて重要なことである。例えば、多くの流体システムでは、リザーバ内の流体レベルは、流体が使用されていない場合には静的レベルで、また、流体がポンプでシステムを通って循環されているような使用時には、静的レベルよりも低い動的レベルで達成される。適正な静的レベル及び動的レベルを維持することは、システムの効率性及び機能に対して重要である。自動車用エンジンなどの一つのシステムでは、定期的なオイル充填は、適正なメンテナンスのために必要である。オイルレベルセンサは、オイルを追加する必要がある場合に、運転者に注意を促すために、車両に組み込むことができる。
【発明の概要】
【０００３】
ソレノイドボディとこのソレノイドボディ内にコイルを有する流体状態兼流体レベルセンサが提供される。アーマチュアはコイルによって取り巻かれている。ソレノイドボディには、コイルの励磁に応答してアーマチュアが移動することができるアーマチュアチャンバが形成されている。流体状態兼流体レベル検知システムでは、コイルは、流体温度、流体粘度、流体レベル及び流体変化の発生の内の少なくとも一つを決定することができるコントローラに動作可能に接続されている。センサは、ソレノイドボディの第１部分が、リザーバに形成されたキャビティ内に延びるように、流体収容リザーバに装着することができる。センサは、アーマチュアの移動が、リザーバ内の流体レベルの変化の方向をほぼ横切るように配置されている。キャビティ内のソレノイドボディの第１部分には、キャビティとアーマチュアチャンバとの間を流体連通させるように開口が形成され、アーマチュアチャンバ内でのアーマチュアの移動はリザーバの流体レベルに影響を受ける。
【０００４】
センサは、多数の検知機能が一つのセンサの中に一体化され、統合された流体状態兼流体レベルセンサとして参照することができる。センサは、流体レベル、流体粘度及び／または流体温度を計測する必要がある多くの異なる用途、例えば、エンジン、トランスミッション、ディファレンシャル、食品加工、固定プレスのオイルギアボックス及び流体冷却システムなどで使用することができる、
【０００５】
ある実施の形態では、ソレノイドボディには第２開口が形成され、アーマチュアの対向する各端部で、かつ、リザーバ内の異なるレベルで、リザーバの流体とアーマチュアチャンバとの間を流体連通させるように、第１開口と第２開口が配置される。アーマチュアチャンバ内のアーマチュアの移動時間は、各開口を通る流体の流れの抵抗に一致する。それぞれの開口を通る「流体の流れ」は、空気、オイルなどの液体、または、両方の組合せであり、リザーバ内の流体レベル（すなわち、液体レベル）に左右される。
【０００６】
例えば、液体レベルが低い場合には、液体よりもむしろ空気が、アーマチュアチャンバ内に引き込まれる。空気は、液体よりもより自由に流れるため、応答時間としても参照される平均アーマチュア移動時間は、液体レベルが低い場合により短くなる。このように、チャンバ内で開口を通る「流体の流れ」は、ここで説明するように、リザーバ内の液体レベルに左右される空気または液体である。
【０００７】
本発明の上述した特徴と利点並びに他の特徴と利点は、添付した図面と関連させた、以下の本発明を実施するためのベストモードの詳細な説明から容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、部分断面で示された流体収容リザーバに装着される流体状態兼流体レベルセンサを含む第１の実施の形態に係る流体状態及び流体レベル検知システムの概略断面図である。
【図２】図２は、流体状態兼流体レベルセンサを含む第２の実施の形態に係る流体状態及び流体レベル検知システムの概略断面図である。
【図３】図３は、図２の流体状態兼流体レベルセンサの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
各図を参照すると、同様の参照番号は同じまたは類似の構成部材に対応している。図１には、リザーバ１５の側壁１４を通って延びる流体状態兼流体レベルセンサ１２を含む流体状態及び流体レベル検知システム１０が示されている。流体リザーバ１５は、エンジンまたはトランスミッションのオイルパンであり、ディファレンシャル、食品加工コンテナまたは任意の流体リザーバである。センサ１２は、車両のエンジンオイルパンなどのリザーバ１５に固定されており、さらに、以下で説明するように、流体状態兼流体レベルセンサ１２は、流体温度、流体粘度、流体のフルレベル及び流体の低レベルを含む多くの流体の状態を検知することができるように、リザーバ１５に配置されている。この流体状態兼流体レベルセンサ１２は、車両のエンジンまたは車両の他の場所などのリザーバ１５の内側または外側に収容することができる電子制御装置（コントローラ）１６に動作可能に接続されている。
【００１０】
図１を参照すると、流体状態兼流体レベルセンサ１２は、缶としても参照される外側部分２２、基部部分２４、コイル支持部分２６、延長部分２８及びキャップ部分３４を含むソレノイドボディ２０を有している。コイル支持部分（ボビンとしても参照される）２６は、コイル３０を支持している。外側部分２２、基部部分２４、コイル支持部分２６、延長部分２８及びキャップ部分３４は、鋳造、成形または他の工程により、互いに一体に製造されるか、或いは、集合体として製造される。
【００１１】
磁極片３２は、圧入または他の方法で、外側部分２２の内側に固定される。キャップ部分３４は、磁極片３２の端部を取り囲むと共に電気コネクタ３６を有しており、電気コネクタは、バッテリーなどの電源３８及びコントローラ１６に動作可能に接続されている。フラックスコレクタ４０は、磁極片３２とキャップ部分３４との間に配置されている。
【００１２】
ソレノイドボディ２０の基部部分２４と延長部分２８は、磁極片３２と共に、アーマチュアチャンバ４２を定めており、このアーマチュアチャンバ内で、アーマチュア４４が、基部部分２４の端面４６と磁極片３２の端面４８との間で移動する。アーマチュア４４には、ボディ部分５０と、このボディ部分から延びるロッド部分５２が含まれる。スプリング５３などの付勢部材が、磁極片３２とアーマチュアのボディ部分５０との間に配置されており、アーマチュア４４を、磁極片３２から離れるように、図示された非励磁位置（すなわち、コイル３０が励磁されていない場合のアーマチュア４４の位置）に付勢している。
【００１３】
取付フランジ５１は、リザーバの側壁１４の開口５４を介してセンサ１２を固定している。ボルトまたは他の締結具（図示省略）が、フランジ５１の接合開口５６と側壁１４の接合開口５８を通って延びている。センサがリザーバ１５に固定されると、基部部分２４は、リザーバ１５に形成されたキャビティ６０内に延びる。センサ１２の残りの部分は、リザーバ１５の外側にある。基部部分２４は上側開口６２と下側開口６４を有している。ここでは、上側開口６２は、第１開口として参照される。
【００１４】
アーマチュア４４は、リザーバ１５内の流体レベルが変化する方向をほぼ横切る方向に移動する。つまり、アーマチュア４４は、流体レベルが減少する方向（レベルＡから、レベルＢ、レベルＣ、レベルＤに）、或いは、流体レベルが増加する方向（レベルＤから、レベルＣ、レベルＢ、レベルＡに）をほぼ横切る（直交する）ように、アーマチュアチャンバ４２内を前後に移動する。或いは、センサ１２は、アーマチュアがリザーバ１５に対して異なる角度で移動するように装着することができる。
【００１５】
磁極片３２、外側部分２２、コイル３０、フラックスコレクタ４０、フランジ５１及びアーマチュア４４は、電磁石を形成する。コイル３０が電源３８で励磁された場合に、磁束線が磁極片３２とアーマチュア４４との間のギャップ６６に形成される。コイル３０が励磁されると、磁束が、アーマチュア４４を磁極片３２に向けて駆動して、磁極片の端面４８とアーマチュア４４との間のアーマチュアチャンバの部分を減少させる。コイル３０に対するエネルギがなくなると、スプリング５３が、磁極片の端面４８とアーマチュア４４との間のアーマチュアチャンバの部分を増加するように、図示された非励磁位置にアーマチュア４４を戻すように駆動する。アーマチュア４４が移動すると、流体、すなわち、空気または液体のどちらかが、開口６２，６４を介して押し出される。アーマチュア４４が往復動すると、アーマチュアチャンバ４２のギャップ６６内の流体には、アーマチュア４４の外径と延長部分２８の内径との間の隙間６７を介して力が作用する。流体には、同様に、アーマチュア４４の溝６９を介して力が作用する。隙間６７と溝６９は、開口６２、６４よりも流体の流れにより抵抗するように形成されている。このように、アーマチュアの移動時間は、隙間６７と溝６９を通る流体の流れに対する抵抗の関数であり、アーマチュアチャンバ４２内に空気または液体が存在するか、隙間６７及び溝６９を介して力が作用するかにより、順次左右される。
【００１６】
ソレノイドボディ２０は、特有のインダクティブキックを有しており、このインダクティブキックは、既知の流体温度と流体フルレベルの下で、アーマチュア４４が移動の終点に近づいたことを示す電流引き込みの増加に続く、電流引き込みの明らかな落ち込みである。ソレノイドボディ２０が励磁された後のインダクティブキックに対する時間期間は、アーマチュア４４が遭遇する移動に対する抵抗の影響を受ける。
【００１７】
上述したチャンバ４２、隙間６７、溝６９及び開口６２，６４は、流体粘度や流体変化の発生などの種々の流体状態の他に、以下に説明するリザーバ１５内の種々の流体レベルを示すアーマチュアの移動時間を確立する。インダクティブキックまで時間を追跡することによって、また、時間を、コントローラ１６に記憶させたルックアップテーブルの既定の時間と比較することによって、コントローラ１６は、液体レベルと液体粘度を決定することができる。センサ１２は、また、電流に基づいてオイル温度を決定するように動作することができる。
【００１８】
流体粘度
コイル３０が励磁された場合に、また、非励磁となった場合に、アーマチュア４４はチャンバ４２内で移動する。アーマチュア４４が磁極片３２から離れるように移動すると、流体は、隙間６７と溝６９を介して、チャンバ４２から押し出される。隙間６７と溝６９を通る流体の流れに対する全抵抗と可動部の摩擦を合計することによって、アーマチュアの移動が遅くなり、アーマチュアの移動時間を測定して、次に、コントローラ１６に記憶したアルゴリズムを適用することにより、応答時間が流体の粘度を示す値に一致することになる。流体粘度が高くなると、アーマチュアの応答時間を増加させるように、アーマチュア４４をよりゆっくりと移動させる。アーマチュアの移動行程の終了で発生するインダクティブ「キック」は、コイル３０に接続されたコントローラ１６によって検知される。流体が濃くなればなるほど、インダクティブキックが発生するための時間が長くなる。続いて、アーマチュアの全応答時間が、流体の相対粘度を取得するために、コントローラ１６に記憶されたルックアップテーブルで照合される。このようにして、液体の流体レベルが超低レベル（すなわち、開口６４より下方のレベルＤ）にある場合を除いて、センサ１２を使用して流体粘度を測定することができる。
【００１９】
センサ１２の抵抗が測定され、エンジンコントローラの電圧が、センサ１２に対して一定の動作電流を維持すると共に、アーマチュア４４の一定の力を維持するように制御される。このようにして、アーマチュアの応答時間に関する電流変動の影響を減少させる。電圧を１２ボルト以下に制限することにより、応答時間と粘度の関係をさらに修正して、アーマチュア４４を遅くして、センサの感度を向上させることができる。
【００２０】
流体レベル
リザーバ１５内の液体の流体が、レベルＡなどの既定のフルレベルＢを超えた場合、アーマチュアの移動時間は、わずかな効果を有するアーマチュア４４上の粘性抵抗を伴う、隙間６７と溝６９を通る流体移動に対する抵抗の合計の関数である。開口６２，６４は、流体の流れを相対的に自由にさせるために十分な寸法であり、隙間６７と溝６９を通る流れが、アーマチュアの移動時間を決定する。これらの抵抗は、液体の流体レベルの変化に従って変化するため、流体状態システム１０は、第１レベル（フルレベルＢ）以上と第２レベル（低レベルＣ）以下の二つの範囲の内の一つである現在の液体レベルを認識する、リザーバ１５内の液体の流体レベルを監視して、記録することができる。この情報は、必要に応じて、インストルメントパネルスクリーンなどのディスプレイモニターをコントローラ１６に接続して、監視している流体レベルに一致するディスプレイ信号をモニターに送信するようにコントローラ１６をプログラムすることによって、車両の運転手などのシステムオペレータに伝達することができる。
【００２１】
パン１５内の液体レベルは、図１の流体レベルＤの「超低」で示されるように、どのレベルにおいても、開口６４（すなわち、レベルＣ以下）よりも下にある場合、アーマチュアの最初の行程で、チャンバ４２内のいかなる流体も開口６２，６４から押し出される。アーマチュア４４が循環（往復動）すると、開口６２，６４が液体レベルよりも上にあるため、液体の代わりに空気がチャンバ４２内に引き込まれる。後続の循環サイクルでは、空気だけが、開口６２，６４、隙間６７及び溝６９を通って移動するため、アーマチュアの移動時間は比較的速い。このようにして、コントローラ１６は、アーマチュアの移動時間が、「超低」の液体の流体レベルを示すことを認識して、この情報を記憶して、流体を追加する必要があることを車両のオペレータに知らせるために、ディスプレイに通知するようにプログラムすることができる。
【００２２】
液体の流体が開口６２を超える任意のレベル（すなわち、レベルＢ以上）の場合、チャンバ４２は、アーマチュア４４が移動すると、常に液体で充填され、液体は、隙間６７と溝６９を介して力を受ける。この場合、このアーマチュアの移動時間が、液体の流体のフルレベルを示すとしてコントローラ１６に認識され、隙間６７と溝６９を通る流体の流れに対する抵抗の合計の関数となる。センサ１２は、レベルＢが、望ましい最低の静的液体レベルを表すと共に、レベルＣが望ましい最低の動的液体レベルを表すように、リザーバ１５に装着される。
【００２３】
流体温度
コイル３０の温度は流体によって影響を受ける。流体温度を測定するために、コイルの抵抗が測定され、続いて、流体の温度を決定するために、コントローラに記憶された温度のルックアップテーブルに対して照合される。或いは、センサ１２は、所定の電圧で繰り返される。電流を測定することによって、コイルの抵抗を計算することができ、温度と関連付けさせることができる。
【００２４】
第２の実施の形態
図２を参照すると、流体状態及び流体レベルを検知するシステム１１０の他の実施の形態では、リザーバ１１５の側壁１１４を通って延びる流体状態兼流体レベルセンサ１１２を含んでいる。センサ１１２は、流体状態兼流体レベルセンサ１１２が、流体温度、流体粘度及び多数の流体レベルを含む多数の流体状態を検知することができるように、車両のエンジンオイルパンなどのリザーバ１１５に固定されている。流体状態兼流体レベルセンサ１１２は、例えば、車両のエンジンまたは車両の他の場所などのリザーバ１１５の内側または外側に収容することができる電子制御装置１１６に動作可能に接続されている。
【００２５】
図２を参照すると、流体状態兼流体レベルセンサ１１２は、缶としても参照される外側部分１２２、基部部分１２４、コイル支持部分１２６及びキャップ部分１３４を含むソレノイドボディ１２０を有している。コイル支持部分（ボビンとしても参照される）１２６はコイル１３０を支持している。外側部分１２２、基部部分１２４、コイル支持部分１２６及びキャップ部分１３４は、鋳造、成形または他の工程により、互いに一体に製造されるか、或いは、集合体として製造される。
【００２６】
磁極片１３２は、圧入または他の方法で、外側部分１２２の内側に固定される。キャップ部分１３４は、磁極片１３２の端部を取り囲むと共に電気コネクタ１３６を有しており、電気コネクタは、バッテリーなどの電源１３８及びコントローラ１１６に動作可能に接続されている。フラックスコレクタ１４０は、磁極片１３２とキャップ部分１３４との間に配置されている。ワッシャー１４１は、コイル支持部分１２６と基部部分１２４との間に配置されている。
【００２７】
ソレノイドボディ１２０の基部部分１２４は、磁極片１３２と共に、アーマチュアチャンバ１４２を定めており、このアーマチュアチャンバ内で、アーマチュア１４４は、（基部部分１２４の端面１４６の近傍）で示される非励磁位置と（磁極片１３２の端面１４８に近い）励磁位置との間で移動する。スプリング１５３などの付勢部材が、磁極片１３２とアーマチュア１４４との間に配置されており、アーマチュア１４４を、磁極片１３２から離れるように、図示された非励磁位置（すなわち、コイル１３０が励磁されていない場合のアーマチュア１４４の位置）に付勢している。
【００２８】
取付フランジ（図示省略）は、リザーバの側壁１１４の開口１５４を介してセンサ１１２を固定している。ボルトまたは他の締結具（図示省略）が、フランジと側壁１１４の接合開口を通って延びている。センサがリザーバ１１５に固定されると、基部部分１２４は、リザーバ１１５に形成されたキャビティ１６０内に延びる。センサ１１２の残りの部分は、リザーバ１１５の外側にある。
【００２９】
基部部分１２４は、上側開口１６２と下側開口１６４を備えた延長部１６１を有している。ここでは、上側開口１６２は、第１開口として参照される。図３に最も良く示されるように、下側開口１６４は、軸方向に延びており、半径方向スロット１６５に連通している。
【００３０】
この実施の形態では、アーマチュア１４４は、リザーバ１１５内の流体レベルが変化する方向をほぼ横切る方向に移動する。つまり、アーマチュア１４４は、流体レベルが、レベルＡＡから、レベルＢＢ、レベルＣＣ、レベルＤＤに減少する方向、或いは、流体レベルが、レベルＤＤから、レベルＣＣ、レベルＢＢ、レベルＡＡに増加する方向をほぼ横切る（直交する）ように、アーマチュアチャンバ１４２内を前後に移動する。或いは、センサは、アーマチュアが流体レベルに関して他の角度で移動するように配置することができる。
【００３１】
磁極片１３２、外側部分１２２、コイル１３０、フラックスコレクタ１４０、ワッシャー１４１及びアーマチュア１４４は、電磁石を形成する。コイル１３０が電源１３８で励磁された場合に、磁束が形成される。磁束は、アーマチュア１４４を磁極片１３２に向けて駆動して、端面１４６とアーマチュア１４４の側部１４５との間のアーマチュアチャンバの部分を増加させる。コイル１３０に対するエネルギがなくなると、スプリング１５３が、端面１４６とアーマチュア１４４との間のアーマチュアチャンバ１４２の部分を減少させるように、図示された非励磁位置にアーマチュア１４４を戻すように駆動する。アーマチュア１４４が移動すると、空気またはオイルなどの液体のどちらかが、開口１６２，１６４を介して押し出される。開口１６２は、アーマチュア１４４の第１側部１４５で、チャンバ１４２の空気または液体と連通する。開口１６４は、リザーバ１１５内のレベルＤＤ以下で、アーマチュア１４４の第２側部１４７で空気または液体と連通する。空気は、チャンバ１４２を形成するキャビティの内径とアーマチュア１４４の外径との間の隙間１６６を介して、アーマチュア１４４の二つの側部１４５，１４７でチャンバ１４２各部分間に連通することができる。隙間１６６は、そこを介していかなる液体も連通しないように設計されている。このように、アーマチュアの移動時間は、開口１６２、１６４を通る流体の流れに抵抗する関数であり、空気または液体が各開口を通って流れるかどうかに左右される。ソレノイド１１２が励磁された後のインダクティブキックに対する時間期間は、各開口１６２，１６４を通る流体の流れに抵抗することによって影響を受ける。上述したチャンバ１４２と開口１６２，１６４は、流体粘度、流体の変化の発生などの種々の流体状態を示すと同様に、以下に説明するように、リザーバ１１５の種々の流体レベルを示すアーマチュアの移動時間を確立する。インダクティブキックまで時間を追跡することによって、また、時間を、コントローラ１１６に記憶させたルックアップテーブルの既定の時間と比較することによって、コントローラ１１６は、液体レベルと液体粘度を決定することができる。センサ１１２は、また、電流に基づいてオイル温度を決定するように動作することができる。
【００３２】
流体粘度
コイル１３０の（励磁及び非励磁）が繰り返された場合、アーマチュア１４４はチャンバ１４２内で前後に移動する。コイル１３０が励磁され、また、非励磁となった場合に、アーマチュア１４４が磁極片１３２に向かうように、また、磁極片から離れるように移動すると、流体は、各開口１６２，１６４を介してチャンバ１４２から押し出される。各開口１６２，１６４を通る流体の流れに対する全抵抗と可動部の摩擦が、アーマチュアの移動を遅らせるので、アーマチュアの移動時間を測定して、次に、コントローラ１１６に記憶したアルゴリズムを適用することにより、応答時間が流体の粘度を示す値に一致することになる。流体粘度が高くなると、アーマチュアの応答時間を増加させるように、アーマチュア１４４をよりゆっくりと移動させる。磁極片１３２に向かうアーマチュアの移動行程の終了で発生するインダクティブ「キック」は、コイル１３０に接続されたコントローラ１１６によって検知される。流体が濃くなればなるほど、インダクティブキックが発生するための時間が長くなる。続いて、アーマチュアの全応答時間が、流体の相対粘度を取得するために、コントローラ１１６に記憶されたルックアップテーブルで照合される。このようにして、流体粘度は、（流体が超低レベル（すなわち、開口１６４より下方のレベルＤＤ）にある場合を除いて）センサ１１２を使用して測定することができる。
【００３３】
センサ１１２の抵抗が測定され、エンジンコントローラの電圧が、センサ１１２に対して一定の動作電流を維持すると共に、アーマチュア１４４の一定の力を維持するように制御される。このようにして、アーマチュアの応答時間に関する電流変動の影響を減少させる。電圧を１２ボルト以下に制限することにより、応答時間と粘度の関係をさらに修正して、アーマチュア１４４を遅くして、センサの感度を向上させることができる。
【００３４】
流体レベル
リザーバ１１５内の液体が、既定のフルレベルＢＢを超えた場合、アーマチュアの移動時間は、わずかな効果を有するアーマチュア１４４上の粘性抵抗を伴う、各開口１６２，１６４を通る流体移動に対する抵抗の合計の関数である。これらの抵抗は、液体の流体レベルの変化に従って変化するため、流体状態システム１１０は、レベルＡＡ（すなわち、過充填レベル）以上、レベルＤＤ（すなわち、低レベル）以下、及び、レベルＡＡとレベルＤＤ（すなわち、フルレベル）の三つの範囲の内の一つである現在の液体レベルを認識する、リザーバ１１５内の液体の流体レベルを監視して、記録することができる。この情報は、必要に応じて、インストルメントパネルスクリーンなどのディスプレイモニターをコントローラ１１６に接続して、監視している液体の流体レベルに一致するディスプレイ信号をモニターに送信するようにコントローラ１１６をプログラムすることによって、車両の運転手などのシステムオペレータに伝達することができる。
【００３５】
リザーバ１１５内の流体レベルは、どのレベルにおいても、開口１６４以下（すなわち、図２のレベルＤＤ以下のレベル）の場合、アーマチュアの最初の行程で、チャンバ１４２内のどの液体の流体も押し出される。アーマチュア１４４が循環（往復動）すると、開口１６２，１６４が液体の流体レベルよりも上にあるため、液体の代わりに空気がチャンバ１４２内に引き込まれる。後続の循環サイクルでは、空気だけが、開口１６２，１６４を通って移動するため、アーマチュアの移動時間は比較的速い。このようにして、コントローラ１１６は、アーマチュアの移動時間が、「超低」液体流体レベルを示すことを認識して、この情報を記憶して、流体を追加する必要があることを車両のオペレータに知らせるために、ディスプレイに通知するようにプログラムすることができる。
【００３６】
パン１１５内の液体の流体レベルが、開口１６２以下で開口１６４以上の任意のレベルにある場合（すなわち、レベルＢＢやレベルＣＣなどのレベルＡＡとレベルＢＢとの間のレベル）、アーマチュア１４４は、最初のアーマチュアの移動で、チャンバ１４２から液体の流体の少なくともある部分を移動させる。スプリング１５３が、アーマチュア１４４を付勢すると、開口１６４は流体を引き込む。開口１６２は、液体の流体レベルの上にあるため、チャンバ１４２内の少なくともある部分は、液体の流体レベルよりも上にあり、センサ１１２が励磁されると、いくらかの空気がチャンバ１４２内に引き込まれる。そのため、アーマチュアの移動時間は、液体の流体が超低レベルＤＤにある場合よりも遅くなるが、流体レベルが開口１６２より上にある場合ほどには遅くならない。コントローラ１１６は、アーマチュアの移動時間と記憶された値とを比較して、アーマチュアの移動時間が、レベルＡＡとレベルＤＤとの間にあることを認識する。
【００３７】
液体の流体が、レベルＡＡ以上のような開口１６２を超える任意のレベルにある場合、チャンバ１４２は、アーマチュア１４４が移動すると常に液体の流体で充填され、液体は、開口１６２、１６４を介して力を受ける。この場合、リザーバ１１５内に装着されるセンサ１１２の位置にもよるが、このアーマチュア移動時間が、過充填レベルを示すことがコントローラ１１６に認識され、各開口１６２，１６４を通る流体の流れに対する抵抗の合計の関数となる。
【００３８】
流体温度
コイル１３０の温度は流体によって影響を受ける。流体温度を測定するために、コイルの抵抗が測定され、続いて、流体の温度を決定するために、コントローラに記憶された温度のルックアップテーブルに対して照合される。或いは、センサ１１２は、所定の電圧で繰り返される。電流を測定することによって、コイルの抵抗を計算することができ、温度と関連付けさせることができる。
【００３９】
本発明を実施するための最適な実施の形態を詳細に説明したが、本発明に関連する当業者であれば、添付した請求の範囲内にある発明を実施するための種々の他のデザインや実施の形態を認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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