专利名称：电阻式液位检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻式液位检测装置，该装置通过与设置在燃料箱内在液面上浮动的浮子连动的活动触点的接触位置对应的电阻的电阻值检测出液位。
现有技术利用汽油或甲醇等燃料行驶的车辆，一般安装有承载燃料的燃料箱，通过从燃料箱供给燃料驱动发动机，在驾驶座前方的仪表盘上设置显示燃料剩余量的燃料表，驾驶员通过识别燃料表判断出燃料不足并加油。
作为这样的显示燃料箱内的燃料剩余量的燃料表，使用利用指针显示的交叉线圈式仪表和步进电机式仪表或者利用条形图表和数字数值显示的液晶显示器和荧光显示管等，作为检测出燃料箱内的燃料剩余量，一般被人所知的有把结构简单并构成成本低廉的电阻式传感器设置在燃料箱中的液位传感器，驾驶员在驾驶过程中能够在驾驶座上时常识别该燃料表显示的燃料剩余量，能够根据到目的地的距离判断是否需要加油。
可是，利用这样的电阻式传感器构成的借助燃料表的燃料剩余量检测，通过与根据液位浮动的浮子相连的臂使活动触点做角度回转，或者固定到环状浮子上的触点上的接触位置上下移动，绝缘基板上的电阻与相连的多个导体电极之间的连接位置处根据液位变化的电阻值通过电压求出，但是由于在汽油或甲醇等燃料中浸泡状态下触点位置变化，所以既然该触点部分已作成通电，上述触点部分可能发生接触摩损或接触不良的问题，但是通过改良触点材料得到改善。可是，人们已经知道这样的导体电极，如日本第1682/1992号实用新型专利公报所述，由AgPd(银钯)粉末与玻璃的混合物构成，使Ag(银)粉末、钯(Pd)粉末和玻璃粉末混合成膏状物质，并印刷在绝缘基板上，干燥后烧结形成。Ag(银)的电阻小，导电性好，但是在燃料中使用时，由于例如燃料中的硫份、水分、酒精成份等，发生恶化或者腐蚀，成为导电不良的原因。
特别是劣质汽油等燃料中，由于所述燃料中的硫成份，使电极或触点的Ag(银)成份发生硫化，由于电极或触点表面上堆积硫化银，触点间电阻增大，影响触点间通电电流，将活动触点接地或者将该活动触点作为输出端子使用的，例如日本第23709/1985号实用新型专利公报所述的分压方式检测方法中，由于这样产生的硫化物影响触点间电阻，不能通过可变电阻的活动触点获得实际分压，存在作为燃料表的燃料量指示产生误差这样的问题。即，从电阻值最大的E点(低液位空侧)到对应最小位置的F点(满箱满侧)过程中，特别是会产生下述现象。即F点处由于硫化银对触点间电阻产生影响，尽管加了满箱油，但燃料表的指示不能正确显示F点。
这样的现象，在指针式仪表中指示距文字板F点刻度位置相当低的液位侧，另外在通过如液晶显示器的电子显示器利用多个部分的条形显示中，会产生下述的不可靠的指示，F点相当的部分不工作，显示低液位侧的部分，尽管加满箱，但是不能到达F点指示。低液位的E点侧也会产生负指示的现象，产生一种如同在F点的指示处于负值的情况下，加油时给一种不真实感一样的问题，即使在里面剩余若干燃料的情况下仍指示E点，所以没有达到油不足的情况，在实用中不会产生特别大的问题。
而且，这样现象在下述构成方式中同样发生，其构成方式指例如如同摩托车等的燃料箱中使用的具有主燃料箱和副燃料箱，各个燃料箱内设置电阻式传感器，通过将这样的电阻式传感器串联，由此求两个燃料箱内的燃料剩余量的和，由于硫化银接触电阻增加的显示误差作为两个电阻式传感器的和进一步给影响。
本申请的发明人，为了搞清楚这样的硫化银生成装置，准备了多个电阻式传感器，浸到含有硫成份的液体内，检测由于硫化银的触点间电压、即由于堆积硫化银而产生的降电压，研究对燃料表的指示产生的影响。作为实验对象的电阻式传感器，导体电极材料含有AgPb，触点材料是以CuNi(铜镍)为主要成份的合金，或者以CuNiZn(铜镍锌)为主要成份的合金，或者是含有这些的合金，若用电源电压为5v，分压电阻RO的电阻值＝120Ω，电阻R1的电阻值为E点位置130Ω～F点位置13Ω，检测由于硫化银堆积的触点间降电压VS的变化，由于硫化银的堆积该降电压VS缓慢增加，大约0.4v～0.6v，从此以上不再增加，呈现出饱和电压的现象，而且为了证实这种现象，反复进行一边继续堆积硫化银一边变化电源电压V等实验，结果清楚了解到仍然是0.4v-0.6v水平时变成一定的，从此不再增加。这里，通过电极表面堆积硫化银的通电机械装置实现类似半导体的作用，正好具有二极管的功能，可以推出与堆积量没有关系，而且表现出与电源电压大小无关的0.4v这样的一定的电压降现象。而且，作为触点材料使用含有AgPb(银钯)合金、AgCu(银铜)合金、AgNi(银镍)合金等，由于同样的作用，由于硫化银堆积产生的降电压仍然为0.4v水平。
这样的降电压VS＝0.4v，在电源电压V＝5v时将分压电阻RO与电阻R1的触点作为检测电压VO而获得的情况下，VO＝(5-0.4)×R1/(RO+R1)+0.4，液位满箱的电压VF与低液位相当的电压为VE时，得出VF＝(5-0.4)×13/(120+13)+0.4＝0.85v，VE＝(5-0.4)×130/(120+130)+0.4＝2.79v。与这样获得的检测电压VO的指示范围对应的变化幅度大约为2v水平，如果想把该2v的变化从指针式仪表的刻度E点到F点来实施变换指示，由于硫化银产生的0.4v的误差，会达到全程指示角度的25％，并相对在几乎没有由于硫化银的接触电阻增加的降电压VS的正常情况下，从满箱相当的输出电压VF＝5×13/(120+13)＝0.49v到低液位相当的输出电压VE＝5×130/(120+130)＝2.6v，特别是在满箱时通过所述0.4v的降电压VS从F点较大地朝向E点侧偏移，并变成作为刻度上的指示误差不能允许的值，例如产生尽管加油满箱仍比F点更大地指示下方位置这样的问题。
本发明人针对由于硫化银引起的电压降现象，不采取作为抑制硫化银的生成措施的导体电极材料的变更或改造，或者一方面保留最小限度的材料措施，另一方面把构思转到作为下述电阻式传感器能够充分利用的类型，这种电阻式传感器是指只要能够接受这种产生硫化银的现象的情况下，能够把由于上述电压降现象对燃料指示的影响限制在现实使用中可以忽视的程度，则可与指示仪表配套使用。而且，如果抑制实用上最受影响的F点的由于硫化银产生的0.4v降电压的电压指示误差，就可以改进成解决实用中的问题。
发明内容
本发明中的电阻式液位检测装置由电阻式传感器1构成。电阻式传感器1由绝缘基板6与滑动体8(活动触点)构成。安装板3安装在燃料箱2的开口处，安装板3的下面设置有绝缘基板6，绝缘基板6通过含银例如AgPd(银钯)合金构成的导体电极4和电阻5印刷在陶瓷上形成，滑动体8(活动触点)具有在导体电极4上滑动的触点部7。导体电极4由在绝缘基板6上按照适当间隔沿着触点部7的旋转轨道呈扇形(大致平行)排列的多个电极图形(多个导体电极4)构成，电阻5，由例如氧化钯为主要成份的印刷层烧结而成，并将构成导体电极4的多列的电极图形的每一个的一部分连续覆盖。
液面的上下变动通过浮子9和臂10传递到滑动体8，通过触点部7在导体电极4上滑动，由此绝缘基板6上的导体电极4与触点部7接触，所接触的导体电极4的位置与一端之间构成的有效电阻的电阻值变化，决定触点部7与导体电极4之间流过的电流。该电流值的变化通过输出端子作为电压值的检测信号被输出。这里，各个电阻的电阻值设定为分压电阻11的电阻值RO＝420Ω，电阻5中与低液位相当上的电阻值RE＝447Ω，与满箱相当时的电阻值RF＝13Ω。而且，此时的电源电压V为10v。
这样，含有硫成份的燃料中使用电阻式传感器1时，对于滑动体8(活动触点)与导体电极4之间由于堆积硫化银产生VS＝0.4v的降电压，检测电压VO为与液位满箱相当的电压VF及与低液位相当的电压VE时，获得|VF-VE|＞4v(伏特)的电压输出，由于硫化银产生的降电压VS变成检测电压VO的15％以下，能够作为指示误差抑制得很小。
而且，作为电阻式传感器1的其他实施例，在构成绝缘基板6上的导体电极4的大致呈扇形平行设置的电极图形的各个导体电极P中，将位于对应液位的满液位相当的F点的导体电极PF和与此相邻的低液位侧的导体电极P1之间的电阻5的电阻值，设定成比位于其他低液位侧导体电极P之间的电阻值大，使活动触点8与导体电极PF和导体电极P1接触时的上述触点处的检测电压VF与V1的电压差ΔVF之和为0.4v(伏特)以上，使指示部102的指示特性，在下述情况下指示F点，其情况指在没有发生硫化时的导体触点PF处的检测电压VO上施加至0.4v(伏特)以上的电压，由此至少在F点处位置的指示，即使由于硫化银产生降电压，也不成为误差显示出来，不会发生加油时尽管加满箱油仍不显示F点这样不适当的情况。
而且，除了上述F点处的误差消除构造以外，通过合用下述的结构，即在检测电压VO为与液位满箱相当的电压VF及与低液位相当的电压VE时，获得|VF-VE|＞4v(伏特)的电压输出，由于硫化银产生的降电压VS变成检测电压VO的15％以下，由此能够消除F点的误差，而且能够实用上将在整个指示范围的指示误差抑制在非常小。
图1是根据本发明第一实施例的液位检测装置的正视图；图2是放大示出图1中的主要部分的正视图；图3是沿着图2中的A-A线的剖视图；图4是示出图2中的滑动体后部的正视图；图5是根据本发明的液位检测装置的电路图；图6是示出根据本发明的液位检测装置的显示系统的一个例子的方块图；图7是示出根据本发明的液位检测装置的其他实施例的电阻式传感器的构造图；图8是利用图7中的电阻式由传感器检测的电压与指示之间的关系的特性图；图9(A)与图9(B)是图7中的由电阻式传感器检测的位置与指示之间的关系的特性图；图10是构成本发明的双燃料箱式液位检测装置的将电阻式传感器安装在燃料箱内的结构图；图11是示出图10中的双燃料箱式液位检测装置的连接关系的电路图；图12(A)与图12(B)是说明根据本发明的液位检测装置的条形显示型实施例的显示正面图和检测显示特性的说明图。
发明的最佳实施形式图1中作为电阻式液位检测装置的电阻式传感器1，设置在安装板3上，安装板3收装在燃料箱2内，并安装在燃料箱2的开口处。安装板3的下部安装有检测部，检测部由绝缘基板6和滑动体8构成，所述绝缘基板6由印刷形成有导体电极4和电阻5的陶瓷构成，滑动体8具有在导体电极4上滑动的触点部7。
如图2所示，导体电极4由在绝缘基板6上按照适当间隔沿着触点部7的旋转轨道呈扇形排列的多个电极图形构成。
电阻5，例如由氧化钯为主要成份的印刷层烧结而成，并如图2所示，以连续覆盖方式粘附在构成导体电极4的多个排列电极的电极图形中每个部分上。
如图3和图4所示，触点部7由滑动部71和触点部件73构成，滑动部71由与导体电极4相对的滑动接触部位构成，触点部件73具有加在滑动部71反面上的结合部72，触点部7通过结合部72固定到构成活动触点的滑动体8上。
滑动体8，由具有弹性的金属板构成，例如由磷青铜形成的金属板构成，以连动方式支持固定到根据燃料的液面上下移动的浮子9和臂10构成活动体上，并相对绝缘基板6，以安装固定在滑动体8上的触点部7相应于上述液面在绝缘基板6上移动的方式被支撑固定。
因此，液面的上下变动通过浮子9和臂10传递到滑动体8，通过触点部7在导体电极4上滑动，绝缘基板6上的导体电极4与触点部7接触，所接触的导体电极4的位置与一端之间构成的有效电阻的电阻值变化，决定触点部7与导体电极4之间流过的电流。该电流值的变化通过输出端子的检测信号以电压形式输出，这样构成电阻式液位检测装置的作为电阻式传感器1使用的电路连接的例子在图5中示出。
车辆用的燃料箱内的所定位置上安装的构成电阻式液位检测装置的电阻式传感器1，具有与在燃料箱内的液面上浮动的浮子臂相连的转动的活动触点8(滑动体)，例如陶瓷绝缘基板6上平行形成的多个导体电极4，在绝缘基板6上设置有电阻5，通过印刷形成在两端之间具有相同电阻值的电阻材料构成，活动触点8以在上述导体电极4上滑动方式构成。活动触点8连接到车载电源BA的负极，从电源BA的正极出发，电阻5以与分压电阻11串联方式连接，检测并输出分压电阻11与电阻5的连接点的检测电压VO。
另外，此时的电源电压V为10～16v(伏特)，这里为10v，分压电阻11的电阻值RO为300Ω以上，这里为420Ω，电阻5的与低液位相当时的电阻值RE为300Ω以上，这里为447Ω，与满箱相当的电阻值RF为RE×0.1，这里为13Ω。因此，电源电压V＝10v时，能够求出分压电阻11的电阻值RO和电阻5的电阻值R1的连接点处的检测电压VO，VO＝(10-0.4)×R1/(RO+R1)+0.4，当液位满箱相当的电压为VF，与低液位相当的电压为VE时，VF＝(10-0.4)×13/(420+13)+0.4＝0.69v，VE＝(10-0.4)×447/(420+447)+0.4＝5.35v。这样检测电压VO中与液位满箱相当的电压为VF，与低液位相当的电压为VE时，E点和F点的输出电压的变化幅度为|VF-VE|＞4v(伏特)，由于硫化银产生的降电压VS＝0.4v的误差，为相应指示仪表刻度的E点和F点之间偏转角度的10％以下，相对于以前的包含25％误差的指示，精度大幅度提高了，实际中能够抑制在大致允许的范围之内。
即利用根据这样的检测信号的指示仪表进行指示的步骤在图6中说明，100是作为运算部的微型计算机，101是根据微型计算机100的指令信号输出相应所定电压的驱动器，102是根据驱动器101输出的驱动电压使指针P做角度运动的显示部，例如由交叉线圈式仪表构成的显示部。电阻式传感器101的检测信号通过微型计算机100、驱动器101变换为对应液体量的驱动信号，根据该驱动信号使显示部102的指针P转动到所定的偏转角度，显示燃料箱2内的液体量。而且，虽然图中没有示出，微型计算机100一般设计成通过来自电源BA的恒压电源例如5v的电压驱动，最好作为它的输入电压的分压电阻11和电阻5的连接点的检测电压VO的变化幅度为5v以下。而且，在图5中，电阻5的一端连接到分压电阻11，另一端连接到微型计算机100上，但是这是与微型计算机100共同连接到接地端子的类型，实际上，所述另一端子不连接，处于开路状态也可以。
通过这样的构成，如果与电阻式传感器1中检测的液位对应的检测电压VO在液位满箱相当的电压为VF，低液位相当的电压为VE时，F点与E点的输出电压的变化幅度VF和VE由微型计算机100变换成分别相应地指示显示部102的刻度盘的F点和E点的指示角度，但是由于该输出电压幅值为4v以上，相对于与4v幅度相应的F点和E点的指示角度，硫化银产生0.4v这样的误差电压，角度误差抑制在10％以下，所以实用上没有大的影响，也可不讲究为了防止产生硫化银而变换电极材料的麻烦而采取高价措施。
而且，采用上述电阻值，进而在上述活动触点位置中液位满箱相当时流经活动触点的电流为IF，低液位相当时流过的电流为IE时，根据经验不需要将电流值变大，如果IF值小于40mA，IE值小于40mA，能够很好地抑制这种构造的各电阻和触点部发热等原因。通过上述结构，电源电压为10v时，10v/(420+13)Ω＝23mA～10v/(420+447)Ω＝12mA，即使电源电压为16v，根据相同的式子变为37mA～18mA，能够使电流值足够小。而且，根据电源电压为16v时的检测电压VO，由于VF和VE的电压差，即对应指示角度的检测电压的幅度与对应于10v时的比较变大，所以因硫化银产生的降电压VS＝0.4v的误差更小，因此实际上能够无故障显示。
根据经验，即使对于长时间浸泡在汽油中的状态下，由于少量的硫化银的降电压为0.6v的情况下，在以前的构造中，对偏转角度产生接近30％的误差，本发明中对于4v以上的电压幅度，能够抑制在15％，能够根据使用用途以容许范围内的误差进行显示。
这里，将分压电阻11的电阻值RO变为300Ω以上，将电阻5的与低液位相当时的电阻值RE变为300Ω以上的是，由于电源电压为10v时，如上所述通电电流值不大，检测电压VO为5v以下，为了能够适合后面的微型计算机100检测，即使将电阻值设定为使检测电压VO为5v以上，如果通过与微型计算机100之间的分压电阻等的电压变换电路，能够将由于硫化银产生0.4v降电压的影响抑制得更小。例如，不考虑电阻或电路发热，并可以使通电电流增大为一定程度情况下，即使分压电阻11的电阻值RO为100Ω，电阻5与低液位相当的电阻值RE为1000Ω，满箱相当的电阻值RE为500Ω，电源电压为10v时，F点的检测电压VF＝10v×50/(100+50)Ω＝3.3v，低液位相当的E点的检测电压VE＝10v×1000/(100+1000)Ω＝9.1v，由于能够检测6v水平的电压幅度，所以将由于硫化银产生的VS＝0.4～0.6v的降电压，实际中也能够将指示误差抑制在10％水平，不会产生问题。
这样，实施例中的分压电阻和电阻的电阻值，虽然对于汽车用装载的标准电源的电源电压设定为实验中的良好值，但是可以根据电源电压的大小，设定为VF和VE的检测电压的幅度使由于硫化银产生的降电压抑制在15％以下的数值，最好是设定为抑制在10％以下的数值。特别是，它的大小不是限定的。而且，在实施例中，是臂连接到浮子上的结构，但是也可以是把长尺状的绝缘基板上下垂直放在燃料箱内，使带有活动触点的环状浮子在它的周围浮动所构成的液位检测装置，以同样方式设定电阻值，也能够获得相同的结果。
图7示出本发明的另一个实施例，电阻式传感器1的基本结构与上述实施例的图1至图5所示相同，但是为了说明电阻值，将导体电极4和与其之间的电阻值用等效电阻表示，在电阻绝缘基板6上形成的多个导体电极4的各导体电极P中位于与满箱相当的F点对应的导体电极PF和与之相邻的低液位侧的导体电极P1之间的电阻5的电阻值r1的大小设置成比位于其他低液位侧的导体电极P之间的电阻值r2～re大，构成活动触点的滑动体8的触点部7在导体电极PF与导体电极P1接触时的连接点的检测电压VF与V1之间的电压差ΔVF在与硫化银产生的0.4v降电压以上。
即，对于电源电压V，检测电压VF与V1之间的电压差ΔVF与分压电阻11的电阻值RO、F点的导体电极PF与相邻的导体电极P1之间的电阻值r1，F点的检测电阻rf(F点相当的导体电极PF与引出电极PO之间的电阻值)之间的关系为ΔVF＝V×((r1+rf)/(r1+rf+RO)-rf/(rf+RO))≥0.4v，这样来设定电阻值。
作为一个具体的例子，如果电源电压V＝5v，分压电阻11的电阻值RO＝120Ω，F的检测电阻rf＝5Ω，F点的导体电极PF与相邻的导体电极P1之间的电阻值r1＝14Ω，其他低液位侧的导体电极之间的电阻值r2～re＝2.4Ω(在这种情况下，导体电极P的数目为52个，r2～re相当于50个)，在这样的构成中，在没有发生硫化的正常情况下，连接点的检测电压VO中在F点时的电压VF和与相邻导体电极P1接触时的电压V1之间的电压差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。而且，由于发生硫化时的接触电阻产生0.4v的降电压时，加上该降电压的检测电压为1.08v和0.6v，它的电压差ΔVF为0.48v。因此，通过运算部中的微型计算机100，F点的导体电极PF上没有发生硫化时的检测电压为0.2v，这里加上0.4v，检测电压VO达到0.6v水平，产生了指示部102中的指针P保持指示刻度盘上与F点的相当位置的指示特性，同时通过从0.6v开始的与触点部7的接触位置对应的检测电压VO进行指示，这样，假设即使发生硫化反应产生0.4v的降电压，能够以叠加上该电压后的达检测电压0.6v的表示F点，由于加油触点部7与满箱相当的导体电极PF接触的情况下，即使叠加由于硫化产生的0.4v降电压，该电压在低液位侧不产生指示误差。
上述指示特性在图8和图9中说明。图8是与X轴的检测电压VO对应的Y轴上的指示部102中的指针P的指示特性，检测电压VO如上所述，达0.6v的电压通过作为运算部的微型计算机100表示F点，对于根据与这以下的低液位侧接触时对应的电阻5的检测电阻的指示特性如图9所示，在没有发生硫化的正常情况下，与F点的导体电极PF接触时的检测电压VO为0.2v，由于直到相邻导体电极P1实际的电阻值变化大，检测电压VO也如同虚线所示，在此之间变化很大，由于对于满箱时F点指示显示部102上的刻度盘上与F点相当的刻度，因此实际用上没有问题。而且，在希望指示特性上的F点到E点的指示是线性的情况下，微型计算机100内的ROM等存储器内存储对应于检测电压VO的指示特性数据，例如使VO＝0.6v这样的检测电压指示F点的指示数据，具有在其后保持对应检测电压VO的一定电压变化指示角变化1度单位这样的显示数据，能够实现如图9(A)的实线所示线性指示特性。
实际中，燃料箱的形状是复杂变化的，通过电阻式传感器1检测出液位即测定液面高度的检测方式中，由于不能如实地指示燃料箱内燃料容量，根据需要，预先检测根据燃料箱的形状液面高度和与其高度对应的燃料容量之间的关系，存储对应该关系的指示数据，进行与检测电压VO对应的指示，能够如实地指示燃料容量。
因此，如果构成为按照如图9(A)的实线所示的指示特性进行检测指示，即使由于硫化在触点之间产生0.4v的降电压，检测电压VO达0.6v之前，通过微型计算机100指示与0.2v相当的F点，通过加油满箱时，即使发生硫化也指示F点，不发生由于硫化银产生0.4v降电压的原因而产生低液位侧指示误差，不会给驾驶员不可靠感。而且，为了使硫化时的指示特性根据如图9(A)中的实线所示的指示特性进行指示，如果超过0.6v，利用微型计算机100变换指示与此对应，图9(B)所示的由于硫化叠加0.4v的检测电压VO部分只是低液位侧的指示发生偏移，但是F点指示没有误差，实用上没有问题。
而且，上述实施例中，对于与没有发生硫化的正常情况下的F点对应的检测电压VO，达到只是叠加0.4v的电压之前指示F点，指示上不会由于硫化而产生0.4v的误差，根据由于硫化产生的降电压设定所叠加的电压就可以，例如，如果由于硫化产生0.6v水平的降电压，加上0.6v的电压，例如达0.8v的检测电压VO通过微型计算机100指示F点，进行特性设定也可以。实验中如果这样设定为0.4v以上，能够消除由于硫化产生的F点指示误差，通过F点相当的导体电极PF与相邻的导体电极P1之间的电压差ΔVF设定为0.4v以上情况下，因此至少在F点由于硫化产生的0.4～0.6v的降电压对于指示不产生影响。
而且，由于硫化产生的降电压的影响部分只有例如0.4v，加到正常时的F点的检测电压VO上所得的电压具有指示F点的指示特性，但是F点相当的导体电极PF与相邻的导体电极P1接触时发生硫化情况下的检测电压达0.68v，在构成为生成由指示部102的指示F点的指示特性的情况，也能够获得相同的效果。即，在这里由于将电阻值设定为使F点的导体电极PF和相邻导体电极P1之间的电压差ΔVF为0.68-0.2＝0.48v，所以即使假设发生硫化产生的降电压为0.4v，但仍在达到叠加了该电压的检测电压达到0.6v以上的0.68v之前，也能够指示F点，在由于加油触点部7与满箱相当的导体电极PF接触情况下，即使叠加由于硫化产生0.4v的降电压，低位侧也能够不产生指示误差。这是在上述实施例只是将与由于硫化产生的降电压相当的预先确定电压加到正常时的F点检测电压VO上所获得的电压之前，使之相应地指示F点，把电压差ΔVF设定在由于硫化产生的降电压以上即0.4v以上，相邻导体电极P1上的实际检测电压VO指示F点，根据该相邻导体电极P1上的检测电压VO的变化点能够容易地设定指针P的指示特性的变换数据，根据需要采用这样的电压也可以。
上述实施例中的具体电阻值并不限于这里给出的数值，电源电压V也按照5v计算，但是即使是10v情况下设定为同样的条件，也能够达到相同的目的。图7中说明的电阻式传感器1的构成中电源电压V为10v情况下，在不发生硫化的正常情况下，连接点的检测电压VO的F点时的电压VF与相邻导体电极P1接触时的电压V1之间的电压差ΔVF＝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，变为0.4v以上，由于大小变成能够消除硫化时的0.4v降电压，同样能够抑制硫化时的指示误差。
图10中，燃料箱采用摩托车的鞍座类型情况下，燃料箱T的主燃料箱TM和副燃料箱TS中分别设置电阻式传感器1M和1S，二者的电阻式传感器1M和1S通过串联检测和显示整个燃料箱内的剩余燃料。在这种情况下，电路如图11所示，电阻式传感器1M的活动触点8M与副燃料箱TS的电阻式传感器1S的电阻串联，这样，检测电压VO相应于两个燃料箱内的电阻式传感器1M、1S的各自剩余量的电阻值相加计算出来，作为VO＝V×(RM+RS)/(RO+RM+RS)输出。
在这种情况下，各个电阻式传感器1M、1S中，如果分别发生硫化，各个触点部分产生0.4v这样的降电压，通过各个传感器1M、1S二者串联产生的检测电压VO在二者的传感器1M、1S发生硫化时，整个燃料箱的检测电压VO产生0.4v×2＝0.8v这样的误差，但是本发明中，如同图7中代表性地说明那样，由于导体电极PF、P1之间的电阻值r1设置成大值，二者之间的降电压变为0.4v以上，所以各个电阻式传感器1M、1S的活动触点8M、8S与F点相当的导体电极PF接触时的检测电压VO＝0.4v情况下，通过微型计算机100检测的指示特性设定为达0.4v+0.8v的之前指示F点，由此即使两个电阻式传感器1M、1S发生硫化情况下，F点由于硫化产生的降电压仍在指示上反映不出来，与图8和图9中所述的指示特性相同，至少在F点处不表现出低值侧的指示误差。
另外，通过使各个电阻式传感器1M、1S的导体电极PF、P1之间的电阻值r1变大，并二者之间的降电压分别为0.4v，由此作为整体由于硫化产生的降电压设定为0.8v这样的判断阈值，在这种燃料箱形状的情况下，作为整体设定为0.8v就可以了，例如，设定为电阻式传感器1M中的导体电极PF和P1之间的降电压为0.2v，电阻式传感器1S中的导体电极PF和P1之间的降电压为0.6v，如果作为整体产生0.8v的降电压，同样可通过微型计算机100把由于硫化产生的0.8v这样的降电压进行特性处理。
图12(A)和图12(B)示出本发明的指示部102例如液晶显示器这样的电子显示器，是用多个部分条形显示液位的实施例，图12(A)中是指示部102的条形显示的一个例子，图12(B)说明用于驱动该条形显示的部分S的微型计算机100中的指示特性的输出一侧。
指示部102由液晶显示器构成，通过驱动控制条形显示部103中的多个部分S，根据部分S的点亮数量指示液位。在这种情况下，在有10个部分情况下，F点部分SF～E点部分SE之间的8个部分S1-S8横向并列设置。
电阻式传感器1基本上与图1和图2所示部件构成，导体电极4与电阻之间的关系也采用与图7所示相同方式，但是在这种情况下导体电极的构造例如导体电极4的数目成为50个，条形显示部103的10个部分对应的各个部分S是每5个导体电极4对应相同比例的条形表示就可以了。这样的条形表示中的电阻式传感器1的导体电极4的构成，由与各个部分S对应的数个电极构成，或者也可以将每5个导体电极4呈梳齿状连接。但是，由于部分的数目和均匀比例分配的导体电极4，实际上尽管未满箱，但提前将F点部分S点亮，所以为了使F点部分SF尽量靠近满箱附近区域点亮，最好将与F点部分SF对应的导体电极4设为2～3个程度。而且，任意变更指示特性时能够容易地变换各个部分S对应的导体电极4的个数或者电阻的各个部分的电阻值。
总之，F点部分SF和与此相邻的低液位侧部分S1的变换点对应的导体电极4之间的电阻值r，设定为该导体电极之间的检测电压VO为0.4v以上，而且微型计算机100中的检测出检测电压VO，在条形显示部103中进行条形显示时，F点部分SF点亮的检测电压VF(该电压，F点部分SF对应的导体电极例如PF～P4为止的5个电极每次变化0.1v方式构成，与电极PF接触时的电压在这里对应于0.2v+0.5v上加0.4v的检测电压达VO＝1.1v，F点部分SF点亮，对于从此以上的检测电压VO，根据与各个部分S对应的导体电极4的接触位置的阈值判断控制，在不发生硫化的正常情况下，检测电压VO＝0.7v的F点部分SF对应的导体电极PF～P4接触输出，保持0.4v这样的电压差，与相邻部分S1对应的导体电极P5接触达1.1v，F点部分SF点亮，能够进行通常表示，假设即使硫化继续发生，由于硫化银增加，触点间电阻增大的原因，产生VS＝0.4V的降电压，F点部分SF对应的导体电极P4处的检测电压达VO＝1.1v，能够点亮F点部分SF，由于硫化产生的0.4v降电压在相邻部分S1处不产生指示误差(F点部分SF熄灭)。而且，在所述硫化状态下，燃料被消耗，如果活动触点与相邻的部分S1对应的导体电极P5接触，检测电压VO为1.1v+0.4v＝1.5v，F点部分SF完全熄灭，即使发生硫化，满箱时确实F点部分SF能够点亮，不象以前那样由于硫化而尽管满箱的情况下仍指示在低液位侧的指示误差问题。
以上的指示特性在图12(B)中说明了，X轴表示包含导体电极PF～P4的5个导体序列，Y轴表示条形表示部103的10个用于表示的部分SF、S1～SE，表示各个导体电极接触时各个部分S的点亮关系。活动触点中的通过与导体电极接触的检测电压VO，通过与F点相当的导体电极PF接触时输出0.2v的方式调整电阻的电阻值和分压电阻的电阻值，并设定成电极之间的降电压为0.1v的形式，由此简单地，与导体电极PF～P4对应的0.2v～0.6v的电压点亮直到SF部分的所有部分S，变成与导体电极P5对应的0.7v以上，部分SF熄灭，而且燃料消耗时活动触点点亮直到部分S1，变成对应导体电极P5～P9的0.7v～1.1v开始，变换下面的部分点亮变换点的导体电极P10对应的1.2v时，微型计算机100在该检测电压VO的范围内与此对应的部分S熄灭控制，本发明的情况下，F点相当的部分SF对应的导体电极PF～P4与低值侧相邻的部分S1对应的导体电极P5之间的检测电压VO的差为0.4v以上，这里把电阻值设定成使之为0.4v的大值，检测电压VO从导体电极PF～P4变化为0.2～0.6v，但是移动到导体电极P5时变为1.0v，以后由于在导体电极之间以0.1v变化方式上升，利用微型计算机1000变换与这样的输入特性相应的显示特性。
即，微型计算机100中，将检测电压VO进行A/D变换进行数字化输入，但是0.2v～0.6v+0.4v＝1.0v，最大达1.0，部分SF点亮，超过此点时开始与各个形式部分S对应的5个导体电极上的降电压变化0.5v，这样以从部分SF开始顺次熄灭方式的指示特性的条形显示部103控制。而且，各个部分S对应的导体电极P呈连续梳齿状电极的一体化情况下，由于它的导体电极上的电位是一定的，例如电源电压为5v时，F点与E点的检测电压差设定为4v程度，10个部分S对应的导体电极群每个产生0.4v的电压差，部分SF对应的导体电极群PF～P4电位相同，为0.2v，顺次下个部分S1对应的导体电极群P5～P9的电位为0.2v+0.4v＝0.6v，部分S2对应的导体电极群P10～P14的电位为0.6v+0.4v＝1.0v，作为检测电压VO输出，微型计算机10对应该检测电压VO的水平预先设定点亮部分S的点亮信号的输出(最大为F点部分点亮达0.6v)。在这种情况下，由于F点对应的导体电极群与下个部分对应的导体电极群之间的检测电压差为0.4v，结果本发明确保检测电压差在由于硫化银产生VS＝0.4v的降电压相当电压0.4v以上，这样在硫化银产生0.4v降电压时，触点处即使产生降电压，在与F点部分对应的导体电极群接触的情况下，确实点亮F点部分SF。而且，低液位侧部分S1对应的导体电极群的检测电压为0.6v，由于与用于点亮F点部分SF的检测电压0.6v一致，因此实际上电阻值设定为使F部分SF对应的导体电极群与后面的部分S1对应的导体电极群之间的检测电压差0.45v以上，确实能够切换成点亮后面的部分S1处。
因此，在没有发生硫化的情况下，能够正确指示包含上述检测电压VO对应的F点，而且，即使由于硫化触点间降电压VS＝0.4v，与F点部分SF对应的导体电极PF～P4的检测电压VO叠加上由于硫化产生的0.4v降电压变成0.6～1.0v输出，但在微型计算机100中在达到1.0v之前设定成点亮部分SF的特性，这样不会由于硫化原因产生指示误差。
而且，关于F点相当的部分SF以后的低液位部分S1～SE，由于同样的硫化原因叠加0.4v输出，例如与相邻导体电极P5接触时对于正常情况下的输出1.0v加上0.4v变成1.4v输出。微型计算机100中，检测电压达到VO＝1.0v～1.5v水平时，设定成部分直到S1的显示特性。因此，叠加由于硫化产生的0.4v降电压导体电极P6处的检测电压VO＝1.5v时部分S1熄灭，但是该检测点使用上不会发生故障，最重要的是，在随着硫化时加油满箱时能够确实点亮F点部分SF，不会给驾驶员不真实的感觉。
以上说明了考虑由于硫化产生的降电压叠加0.4v的电压，但是由于燃料的好坏或所使用的电极材料、与燃料的相性、使用环境等，证实很少情况下上升到0.6v水平，因此根据情况设定切换点处导体电极之间的检测电压为0.6v，结合运算部中的特性设定也同样能够进行指示，根据这样设定的电压根据各种环境适当选择0.4v～0.6v并进行加法计算就可以实现。
最后，虽然本发明说明了指针式仪表和条形显示的具体实施例，但也可适用于例如以升为单位粗略地数字表示。而且在指针式仪表中，文字板上的F点刻度大致是满箱附近，但是实际上，也存在加油满箱时指针指示F点以上刻度的刻度显示特性的情况，在这种情况下，F点刻度以上的最大偏转角位置作为满箱相当的指示位置，与此对应的导体电极PF和相邻导体电极P1之间的检测电压差变成0.4v以上也可以，或者刻度盘上的F点刻度以上作为满箱相当的指示位置，构成为与F点刻度对应的导体电极和与之相邻的导体之间的检测电压变成0.4v以上也可以。归根到底，使位于指示满箱相当的指示位置和与此相邻的低液位侧显示位置的切换点上的导体电极之间的检测电压VO的差，通过构成由于硫化银产生的降电压以上的结构，满箱时低液位侧不产生显示误差。
而且，显示部是指针式的，或者是条形显示这样的电子显示器中都可以采用以下的方式，所说明的预先使F点相当的导体电极与相邻导体电极之间的检测电压差保持作为F点没有显示误差方式，而且将电阻值设定为由于硫化银产生的降电压为0.4v的电压下降部分相对于F点～E点的偏转角成15％以下的偏转角的方式。特别是，条形显示形式中F点显示刻度和低液位侧刻度之间的变换能够很清楚分别情况下，前一种是最好，低液位侧部分即使产生误差，在使用上也不会产生问题，发生硫化时满箱时的F点部分能够确实点亮。
而且，指针式仪表中，燃料表的刻度偏转角在90度前后大致掌握燃料的剩余量就可以了，硫化银产生的0.4v降电压部分对偏转角的影响在15％以下，在采用后种方式时，能够获得实用上可以承受的精度，即使发生硫化时，F点刻度以上的满箱附近的指示能够稳定，而且在要求F点指示无误差、更准确情况下采用前种方式较好。
产业上的利用可能性如上所述，本发明的电阻式液位检测装置，对于由于燃料中的硫份使电极和触点的Ag(银)成份硫化、在电极和触点表面上堆积硫化银的液位检测装置特别有效。
权利要求
1.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，该液位检测装置由电阻式传感器构成；所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极的绝缘基板、随着上述浮子的运动进行连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成；上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，其特征在于分压电阻与上述电阻串联方式连接到电源上，该分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，同时以如下方式设定上述分压电阻和电阻的电阻值，使上述导体电极和活动触点之间由于硫化银产生的降电压VS，相对于液位的满箱相当电压VF和低液位相当电压VE之间的差在15％以下，理想的是在10％以下。
2.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，该液位检测装置由电阻式传感器构成；所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极绝缘基板、随着上述浮子的运动进行连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成；上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，其特征在于分压电阻与上述电阻串联方式连接到电源上，该分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，而且，在根据上述活动触点位置在上述连接点输出的检测电压VO，与液位满箱相当的电压为VF，与低液位相当的电压为VE，电源电压V＝10～16V(伏特)时，以如下方式设定上述分压电阻的电阻值RO、上述电阻的与低液位相当时的电阻值RE以及与满箱相当时的电阻值RF，即满足|VF-VE|＞4v(伏特)。
3.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，该液位检测装置由电阻式传感器构成；所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极绝缘基板、随着上述浮子的运动进行连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成；上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，其特征在于分压电阻与上述电阻串联方式连接到电源上，该分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，而且在电源电压为V时，根据上述活动触点位置在上述连接点输出的检测电压VO与满箱液位相当的电压为VF，与低液位相当的电压为VE时，为了满足|VF-VE|＞4(伏特)，将上述分压电阻的电阻值RO设定为RO≥300Ω，上述电阻的与低液位相当时的电阻值RE设定为RE≥300Ω，与满箱相当时的电阻值设定为RF≤RE×0.1。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的电阻式液位检测装置，其特征在于上述活动触点的材料使用含铜和镍的合金或者含铜、镍和锌的合金。
5.根据权利要求1～3中任何一项所述的电阻式液位检测装置，其特征在于电源电压V设定在10v～16v范围内，分压电阻RO的电阻值设定在350Ω～450Ω范围内，上述电阻的与低液位相当时的电阻值RE设定在400Ω～500Ω范围内，而且与满箱相当时的电阻值RF设定10Ω～20Ω范围内。
6.根据权利要求1～3中任何一项所述的电阻式液位检测装置，其特征在于具有输入上述连接点的检测电压VO、通过与电源电压V比较检测出液位的运算部和通过该运算部的输出指示检测液位的指示部。
7.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，该液位检测装置由电阻式传感器构成；所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极绝缘基板、随着上述浮子的运动进行连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成；上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，其特征在于分压电阻与上述电阻串联方式连接到电源上，该分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，而且上述导体电极中与满箱液位相当时活动触点接触的导体电极PF和与之相邻低液位侧的导体电极P1之间的电阻的电阻值设定成比位于其他低液位侧的导体电极P之间的电阻值大，以便上述活动触点与上述导体电极PF及导体电极P1接触时上述连接点的检测电压VF和V1之间的电压差ΔVF为0.4v(伏特)以上。
8.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，其特征在于该液位检测装置由电阻式传感器构成；所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极的绝缘基板、随着上述浮子运动进行连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成；上述电阻式传感器设置在燃料箱的主燃料箱和副燃料箱内，同时以如下方式构成，即各个电阻式传感器的电阻相对于电源串联连接，一方活动触点的输出端连接到另一方的导体电极，上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，分压电阻与上述一方的电阻串联连接到电源上，该分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，而且上述各电阻式传感器的导体电极中与满箱液位相当时与活动触点接触的导体电极PF和与之相邻低液位侧的导体电极P1之间的电阻的电阻值设定成比位于其他的低液位侧的导体电极P之间的电阻值大，以便上述活动触点与上述导体电极PF及导体电极P1接触时上述连接点中各电阻式传感器的检测电压VF和V1之间的电压差ΔVF的和为0.8v(伏特)以上。
9.根据权利要求7或8所述的电阻式液位检测装置，其特征在于具有输入上述连接点的检测电压VO、通过与电源电压V比较检测出液位的运算部和通过该运算部的输出指示检测液位的指示部，而且上述运算部产生如下指示特性，即上述检测电压VO为将没有发生硫化的正常情况下的上述导体电极PF上的一有达到检测电压VF加上0.4v(伏特)以上或者0.8v(伏特)的电压水平，指示指示部的相当于满箱的F点。
10.根据权利要求7或8所述的电阻式液位检测装置，其特征在于具有输入上述连接点的检测电压VO、通过与电源电压V比较检测出液位的运算部和通过该运算部的输出显示检测液位的显示部，而且运算部产生如下显示特性，即上述检测电压VO为上述活动触点和与上述导体电极PF相邻的导体电极P1接触时上述连接点上一有达到电阻式传感器的检测电压V1或者检测电压V1的和电压水平，指示指示部上相当于满箱的F点。
11.根据权利要求7～10中任何一项所述的电阻式液位检测装置，其特征在于以如下方式设定上述分压电阻和电阻的电阻值，即使上述导体电极和活动触点之间由于硫化银产生的降电压VS，相对于液位的满箱相当电压VF和低液位相当的电压VE之间的差在15％以下，理想地是在10％以下。
12.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，其特征在于该液位检测装置由电阻式传感器构成；所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极的绝缘基板、随着上述浮子运动而连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成；上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，分压电阻与上述电阻串联方式连接到电源上，构成为所述分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，而且具有输入上述连接点的检测电压VO、通过该检测电压VO检测出液位的运算部和通过该运算部的输出指示检测液位的指示部，上述指示部由多个根据电子式显示器的部分构成条形显示，而且驱动与满箱相当的指示部分和与此相邻的低液位侧部分的切换点位置上的电阻式传感器的导体电极之间的检测电压VO之差设定在0.4v(伏特)以上。
13.一种电阻式液位检测装置，是设置在燃料箱内检测燃料箱内燃料量的液位检测装置，其特征在于该液位检测装置由电阻式传感器构成，所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子、具有与电阻连接的多个导体电极绝缘基板、随着上述浮子运动进行连动的与上述绝缘基板上的导体电极接触的活动触点构成，上述导体电极或者活动触点使用含有银的材料，分压电阻与上述电阻以串联方式连接电源上，所述分压电阻与上述电阻的连接点电压作为与液位对应的信号输出，并具有输入上述连接点的检测电压VO、通过该检测电压VO检测出液位的运算部和通过该运算部的输出指示检测液位的指示部，上述指示部以如下方式设定指示与满箱相当的显示位置和与此相邻的低液位侧显示位置的切换点位置上的电阻式传感器的导体电极之间的检测电压VO之差在发生硫化时由于硫化银产生的降电压以上。
全文摘要
提供了一种电阻式液位检测装置,能够把由于硫化银产生的检测电压误差抑制在使用上允许范围,以这样的检测精度进行检测和显示,该液位检测装置由电阻式传感器构成,所述电阻式传感器由根据液位浮动的浮子(9)、具有与电阻(5)连接的多个导体电极(4)的绝缘基板(6)、随着上述浮子(9)运动进行连动的与上述绝缘基板(6)上的导体电极(4)接触的活动触点构成,导体电极(4)或者活动触点使用含有银的材料,分压电阻(11)与电阻(5)以和串联方式连接到电源BA上,该分压电阻(11)与电阻(5)的连接点电压作为与液位对应的信号输出,而且以如下方式设定分压电阻(11)和电阻(5)的电阻值,即使导体电极(4)和活动触点之间由于硫化银产生的降电压VS,相对于液位的满箱相当电压VF和低液位相当电压VE之间的差在15%以下,理想的是10%以下。
文档编号B60K15/077GK1386191SQ01802236
公开日2002年12月18日 申请日期2001年7月18日 优先权日2000年7月31日
发明者佐藤浩一, 榎本清 申请人:日本精机株式会社