JPH0282119A

JPH0282119A - 検出回路

Info

Publication number: JPH0282119A
Application number: JP1212016A
Authority: JP
Inventors: Daniel G Lasley; ダニエル　ジー．ラスリイ; Keith W Kawate; ケイス　ダブリュ．カワテ
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1990-03-22
Also published as: EP0360405A3; EP0360405A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液面レベルセンナに関し、特に、主として自
動車機構内に用いられ、２導線のみを使用して動作しつ
る、液面レベルセンサに関する。

［従来の技術〕タンク内の導電液の液面レベルを決定するための、また
は、タンク内のｙｌ、電液の液面レベルが所定レベルよ
り低下したことを決定するための、液面レベルセンサす
なわち液面レベル検出器は公知であり、このような液面
レベルを測定および／または検出するための多くの装置
は古くから知られている。

このような液面レベル検出器は、導電液のタンり内の液
面レベルが、ある所定レベルより低下したことを決定し
、それに応答して指示または警報を与えるために、しば
しば必要とされる。このような必要性がある場合として
、液面レベルがある所定の最低値より高いことが必要な
自動車のラジェータの場合を挙げることができるが、こ
れは単なる１例に過ぎずこの場合に限られるわけではな
い。この問題に対する液面レベル検出および警報装置は
、従来から設Ｓ］されているが、それらの装置は通常、
３導線を要し、そのうらの１つは電力用、１つは出力用
、１つは接地用に用いられる。

自動車においては特に、しだいに多数の導線が使用され
るようになってきているので、選択された数の機能を行
なうために必要とされる導線数を最小にできれば極めて
有利である。これは、少数の導線を導出するのみで幼年
しうる回路を作ることによって達成できる。

［発明の要約］本発明においては、導電液の液面レベル、例えば、それ
に限るわけではないが、特に自ｌ！ＩＩ車のラジェータ
内の導電性冷却液の液面レベルを、従来技術における３
導線’Ｊ＝ＶＢとは対照的な２導線装置を用いて測定す
るための複数の回路が促供される。

簡単にいえば、以上のことは、警報信号の発生のために
白熱ランプを用い、回路を付勢するのに必要な電力がそ
のランプを経て供給されるようにし、従ってランプと回
路とを電池の端子（すなわち、電池の正端子および負端
子または接地）の間に直列に接続することによつ°（達
成される。さらに、警報回路には、発振回路を備え、そ
の発振器が、ブＣ１−グを経た検出用信号の供給と、ラ
ンプを制′ａする出力トランジスタ用の駆！ｅ信号の供
給との２重の機能を行なうようにする。

本発明においては、発振器は約１％から約５０％までの
デユーティサイクルと、約６０１）ｚから約１０．０Ｏ
ＯＨｚまでの周波数とを有するパルスを発生し、これら
のパルスは、ランプ用出力回路をＩｌｌ　ａｌｌするた
めの制御信号をなすと共に、プローブの状態を決定する
ためにプローブへ送られる信号パルスをもなす。シュミ
ットトリガがプローブの状態を決定し、それに応答して
発振器からのパルスで出力をオン状態にしてランプをオ
ン状態にするか、またはパルスを出力から分路せしめて
出力をオフ状態にする。回路に対づる電力は、ランプが
照明状態にあるか否かにかかわらず常にランプを通過す
る。

本発明の第２実施例においては、出力回路は、いったん
ラッチ状態になると電力供給がなくなるまでオン状態に
留まるＳＣＲである。演算増幅器を用いて、Ｉ３準イン
ピーダンスと、プローブに存在するインピーダンスとの
比較が行なわれる。さらに、この演算増幅器の出力から
入力へ正帰還および負帰還が行なわれ、正帰還路は、プ
ローブの抵抗が小さくなるとＭ、　＊電位（接地）へ分
路され、それによって演算増幅器を無出力とするので、
ＳＣＲはオフ状態に保たれる。プローブの抵抗が増大す
ると、正帰還がｔｅｌ勢になり、演の増幅器の出力を発
生せしめてＳＣＲをオン状態にするので、ランプもオン
状ｆＰＡになる。

［実施例１第１図は、装置の概略図であり、そこには本発明の第１
実施例である回路の大部分を含む集積回路（ｉｃ）１が
示されている。このＩＣは８端子を有し、頂部端子は、
キャパシタＣ１を経て基準電圧に接続されると共に、ラ
ンプ３を経て電池の正または負の端子に接続される（選
択される特定の電池端子は、ＩＣ内の半導体装置による
）。

ＩＣへの入力は、抵抗として表示されている負荷５から
取られ、これは実際は液を含有するタンク内にあるプロ
ーブであって、監視されている液の内部にある時は低抵
抗を示し、液の外部にある時は高抵抗を示づ。出力は、
比較のために後述のにうに用いられる基準抵抗７に接続
されている。接地のための接続も図示されているが、自
動中ｎ構の場合においては、これはシャシでありうる。

電池の他の１端子もシャシに接続される。発振器の端子
はキャパシタＣ３を経て基準電圧に接続され、キャパシ
タＣ３は発振器の周波数を整定するのに必要なキャパシ
タンスを与える。さらに、Ｐ／Ｓ端子、雑音端子、およ
び遅延端子は、それぞれ別個のキャパシタＣ２，Ｃ５お
よびＣ６を経て基準電圧源に接続される。これらのキャ
パシタは通常はＩＣの内部にはないので、ＩＣの端子に
接続されているように示されており、これらのキャパシ
タを部品として含む回路に関連してさらに侵述される。

第２図には、ＩＣ１のブロック図が、関連するチップ外
要素と共に示されている。図示されているように、ＩＣ
は、発振器１）、調整器１３、検出器１５、および遅延
回路１７を含む。この遅延回路は、調整器１３と基準電
圧（例えば接地）との間に接続されたバイポーラまたは
電界効果トランジスタ１９の形式の出力ドライバを制御
する。

次に、第３図には、本発明の実施例であるＩｃ１内に含
まれた回路の回路図が示されている。この回路は分圧回
路であり、もし液面レベルが正常レベルまで回復すれば
、ランプ３は付勢された俊オフ状態になる。

第３図の回路は、抵抗７７に並列にダイオード７３Ｊ３
よび抵抗７５を含む帰還回路網と、積分キ％ｙバシタ７
９とを有するシュミットトリガインバータ７１を用いて
発振信号を発生する。発振器の出力は、基準抵抗８１を
通過した模、キャパシタ８３を経て冷却液（図示されて
いない）の内部に配置されたプローブへ送られる。これ
によって、抵抗８１と、冷却液のインピーダンスとの闇
の分圧各が形成される。キャパシタ８３はＨａ阻止キＶ
バシタであり、これを用いるのは、直流電流が冷却液内
の他の金属の望ましくない腐食を生ぎしめるからである
。抵抗８５およびキャパシタ８７は、周凹の電磁放射線
の影響をフィルタ除去する。

シュミットトリガ検出器８９は、プローブの抵抗が、基
準抵抗８１より大きくなると、そのことを検出する。

プローブの抵抗が、基準抵抗８１より人ぎくなると、そ
れは感知されつつある液面レベルが所定レベルより低く
なったことを示し、シュミツ１−トリガ８９への入力電
圧がそのスレッショルドを超え、その出力が低下するの
で、キャパシタ９３はダイオード９１を経て放電する。

そのため、シュミットトリガインバータ９７の出力は高
くなってダイオード１０１を逆方向にバイアスし、発振
器の出力信号を、シュミットトリガインバータ９９およ
び抵抗１００を通してシュミットトリガインバータ１０
３および１０５に伝達し、更に、抵抗１０７を経て、ラ
ンプドライバトランジスタ１０９のゲートに達せしめ、
これによって１−ランジスタ１０９を導通させてランプ
３を点燈せしめる。

プローブの抵抗が基準抵抗８１より小さくなった時は、
シュミットトリガ９７の出力が低下するのでダイオード
１０１は順方向にバイアスされ、発振器からのパルスは
トランジスタ１０９へ達しえなくなり、そのためランプ
はオフ状態になる。ランプの点燈していない回路を十分
に動作せしめるための電流（ま、ランプを通してのみ供
給される。

デユーティサイクルは、ランプの輝度にｌＥ’ｌを与え
る。

以上かられかるように、単一の発振器は２つの機能を行
なっている。これらは、ブロー１による検出のための信
号の供給と、出力トランジスタ１０９に対する駆動信号
の供給と、である。この理由で、大きいデユーティサイ
クルのパルス列（例えば、デユーティサイクルが８０％
の方形波）が要求される。オフ期間中においては、Ｉ・
ランジスタ１０９に加わる電圧はほぼ電池の重任に等し
く、これによって蓄電キＡ７パシタ１）３はダイオード
１）７および抵抗１）５を紅て充電され、ツェナダイオ
ード１）１はキャパシタ１）３に基準電圧を与える。ダ
イオード１）７は、トランジスタ１０９がＡン状因にな
った時、キャパシタ１）３の１）ｉ電を阻止する。ツェ
ナダイオード１）１の代わりに、調整器を用いることも
できる。

抵抗９５およびキＡ７バシタ９３は、回路への電力がオ
ン状態にされた時に、ランプ３を所定時間（例えば１秒
）の開発光させるためのものである。

次に、第４図には、本発明の第２実施例の回路図が示さ
れている。この回路は、準安定光Ｓ器が用いられている
点を除外すれば、第３図の回路に類似している。この回
路においては、発振λ；の演σ増幅器回路１２５は、抵
抗１２７を経ての正帰還と、抵抗１２９を経ての負帰還
との双方を有する。演算増幅器１２５への正入力は、抵
抗１３１および１３３から成る分圧器と正帰還路に接続
されている。正帰還路はまた、直流阻止キャパシタ１３
５と、抵抗１３７およびキャパシタ、１３９から構成さ
れた電磁放射線用フィルタと、を杼でプローブに接続さ
れている。比較器への負入力は、抵抗１２９を経ての負
！１Ｉｉｌ遼路から、また同時にキャパシタ１４３を経
て基準電位に接続された基準抵抗１４１からも取られて
いる。

正帰還路は、冷却液の液面が所定レベルまたはそれ以上
のレベルにある時は、冷却液の低インピーダンス路を経
て接地へ短絡される（接地への低抵抗路内に置かれる）
。従って、負帰還路がｆ！Ｊ勢になって、演算増幅器１
２５の出力端子には交流出力がなくなる。冷却液の液面
が所定レベルより低く、プローブのインピーダンスが高
い時は、正帰還路が負帰還路より優勢になって、この装
置はパルスすなわち発振の形式の出力を発生する。この
発撮器の出力は、キャパシタ１４５を経て供給され、ダ
イオード１４７および１４９によって整流され、５ＣＲ
１２１をオン状態にする。Ｓ　ＣＲ１２１のゲートは、
常態においては抵抗１５１により低７Ｗ　（ｆｆｌに保
たれている。キャパシタ１）３、ツェナダイオード１）
１、抵抗１）５、およびダイオード１）７は、第３図の
同番号の要素について述べた機能と同じ機能を有する。

ランプをオフ状態にする唯一の方法は、電池へのスイッ
チ１２３を１）１）＜などして、ランプへ供給される電
力を除去することである。

以上、本発明を特定の実施例に関して説明してきたが、
本技術分野に精通でる６者にとっては明らかなように、
多くの変形および改変が可能である。

従って、特許請求の範囲は、従来技術を考慮し、全ての
そのような変形および改変を含むよう、できるだけ広く
解釈されうるようにしである。

以上の説明に圓して更に以下の項を開示する。

（１）　　次の各項記載のものから構成される検出回路
。

（イ）電気エネルギ源。

（ロ）該エネルギ源に直列に接続された指示器。

（ハ）該指示器と前記電気エネルギ源とに直列に接続さ
れ、該電気エネルギ源から電力を受け、以下の各項記載
のものを含む回路装置。

（ニ）所定の周波数およびデユーティサイクルを有する
パルス列を発生するパルスＳ装置。

（ホ）該パルスｌ装置からのパルスと、所定状態の変化
とに応答して、該変化の指示を生じる装置。

（へ）該装置の所定状態と、前記パルス装置からのパル
スとに応答して、前記指示器の動作を制御するｉ置。

（２）　　第１項において、前記指示器が白熱ランプで
ある検出回路。

（３）　　第１項において、前記パルス装置が１％から
５０％までの範囲内のデユーティサイクルを有する検出
回路。

（４）　　第２項において、前記パルス装置が１％から
５０％までの範囲内のデユーティサイクルを右する検出
回路。

（５）　　第１項において、前記パルス装置が約６０Ｈ
２から約１０，０ＯＯｌｌｚまでの周波数で動作する検
出回路。

（６）　　第２項において、前記パルスＩ装置が約６０
１）ｚから約１０．０ＯＯＩＩｚまでの周波数で動作す
る検出回路。

（７）　　第３項において、前記パルス装置り号約６０
１）ｚから約１０．０ＯＯｔｌｚまでの周波数で動作す
る検出回路。

（８）　　第４項において、前記パルス装置が約６０Ｈ
ｚから約１０，０ＯＯＩｌｚまでの周波数で動作する検
出回路。

（９）　　第１項にｄ３いて、前記所定状態が液面レベ
ルであり、前記回路装置が、基準電圧に結合された容器
内にある導電液の所定液面レベルに応答してその指示を
生じる装置と、該指示に応答して前記支持器の動作の前
記制御を行なう装２と、を含む検出回路。

（１０）第３項において、前記所定状態が液面レベルで
あり、前記回路装置が、基準電圧に結合された容器内に
ある導電液の所定液面レベルに応答して、その指示を生
じる装置と、該指示に応答して前記指示器の動作の前記
制御を行なう装置と、を含む検出回路。

（１））第８項において、前記所定状態が液面レベルで
あり、前記回路装置が、基準電圧に結合された容器内に
ある導電液の所定液面レベルに応答してその指示を生じ
る装置と、該指示に応答して前記指示器の動作の前記制
御を行なう装置と、を含む検出回路。

（１２）次の各項記載のものから構成される検出回路。

（イ）電気エネルギ源。

（ロ）該エネルギ源に接続された指示器。

（ハ）該指示器と前記電気エネルギ源とに接続され、該
電気エネルギ源から電力を受け、以下の各項記載のもの
を含む回路Ｍ置。

（ニ）所定の周波数およびデユーティサイクルを有する
パルス列を発生するパルス発生装置。

（ホ）該パルス発生装置からのパルスと、所定状態の変
化とに応答して、該変化の指示を生じる検出装置。

〈へ）該検出装置の所定状態と、前記パルス発生装置か
らのパルスとに応答して、前記指示器の動作を制御する
出力装置。

（１３）第１２項において、前記検出装置が前記指示器
と前記電気エネルギ源との間に直列に接続されている検
出回路。

（１４）第１２項において、前記パルス発生ｖ装置が約
１％から約５０％までのデユーティサイクルを有プる発
振器である検出回路。

（１５）第１３項において、前記パルス発生装置が約１
％から約５０％までのデユーティサイクルを有する発振
器である検出回路。

（１６）第１２項において、前記所定状態が液面レベル
であり、前記回路装置が、容器内にある液の所定液面レ
ベルに応答してその指示を生じる装置と、該指示に応答
して前記指示器の動作の前記制御を行なう装置と、を含
む検出回路。

（１））第１３項において、前記所定状態が液面レベル
であり、前記回路装置が、容器内にある液の所定液面レ
ベルに応答してその指示を生じる装置と、該指示に応答
して前記指示器の動作の前記υ制御を行なう装置と、を
含む検出回路。

（１８）第１４項において、前記所定状態が液面レベル
であり、前記回路装置が、容器内にある液の所定液面レ
ベルに応答してその指示を生じる装置と、該指示に応答
して前記指示器の動作の前記制御を行なう装置と、を含
む検出回路。

（１９）第１５項において、前記所定状態が液面レベル
であり、前記回路装置が、容器内にある液の所定液面レ
ベルに応答してその指示を生じる′ＩＡ置と、該指示に
応答して前記指示器の動作の前記制御を行なう装置と、
を含む検出回路。

（２０）次の各項記載のものから構成される検出回路。

（イ）正端子と比較的負端子とを有する電気エネルギ源
。

（ロ）該電気エネルギ源の一方の前記端子に接続された
指示器。

（ハ）所定状態に応答する回路装置であって、前記指示
器と前記電気エネルギ源の他方の前記端子とに接続され
、該電気エネルギ源から該指示器を経て電力を受け、前
記所定状態に応答して該指示器の動作をυＪｉＸＩする
ようになっている前記回路装置。

（２１）第２０項において、前記所定状態が液面レベル
であり、前記回路装置が、容器内にある液の所定液面レ
ベルに応答してその指示を生じるＱｆｆｉと、該指示に
応答して前記指示器の動作の前記制御を行なう装置と、
を含む検出回路。

（２２）自動車内における液面レベルを指示するための
２１＄１！ｉｆ回路であり、警報信号の発生のために白
熱ランプが用いられ、回路を付勢するのに必要な電力は
、そのランプを経て供給され、従って、ランプと回路と
は電池の端子の間に直列に接続される。この警報回路に
は発振回路が備えられ、この発振回路は、プローブを経
ての検出用信号の供給と、ランプを制御する出力トラン
ジスタ用の駆動信号の供給との二重の機能を行なう。第
１実施例においては、発振器からの信号パルスが、出力
回路への、また検出プローブへの、パルスの形式の信号
をなし、プロー１への信号はシュミットトリガの出力に
応答するラッチを制御する。このシュミットトリガの出
力は、発振器からプローブへ供給される信号に応答し、
プローブの状態によって決定される。遅延回路および出
力回路が同時に、同じ発振器のパルスおよび前記ラッチ
の出力によって制御され、ランプの動作を制御する。常
にランプを経て、回路の残余部分へ電力を供給するのに
十分な電流が流れている。第２実施例においては、出力
回路は、ＳＣＲであり、このＳＣＲは、いったんラッチ
されるとこれに加わる電力が除去されるまではオン状態
に留まる。さらに、演算増幅器の出力から入力へ正およ
び負の帰還が行なわれ、正帰還路は、プローブの抵抗が
小さい時は基準上位へ分路されることによって演算増幅
器から出力が発生しないようにし、従ってＳＣＲをオフ
状態に保持する。プローブの抵抗が増大すると、正帰還
が優勢になって、演算増幅器から発振を生ぜしめ、これ
がＳＣＲをオン状態にし、従ってランプをもオン状態に
する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例である装置の概略図、第２図は
本発明の実施例のブロック図、第３図は本発明の実施例
の回路図、第４図は本発明の第２実施例の回路図である
。符号の説明１・・・集積回路、３・・・白熱ランプ、５・・・負荷
（プローブ）、１）・・・発振器、１５・・・検出器、
１９・・・トランジスタ、７１・・・シュミットトリガ
インバータ、８９・・・シュミットトリガ検出器、１０
９・・・ランプドライバトランジスタ、１２１・・・５
ＣＲ１）２５・・・演算増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次の各項記載のものから構成される検出回路。（イ）電気エネルギ源。（ロ）該エネルギ源に接続された指示器。（ハ）該指示器と前記電気エネルギ源とに接続され、該
電気エネルギ源から電力を受け、以下の各項記載のもの
を含む回路装置。（ニ）所定の周波数およびデューティサイクルを有する
パルス列を発生するパルス発生装置。（ホ）該パルス発生装置からのパルスと、所定状態の変
化とに応答して、該変化の指示を生じる検出装置。（へ）該検出装置の所定状態と、前記パルス発生装置か
らのパルスとに応答して、前記指示器の動作を制御する
出力装置。
（２）請求項１において、前記検出装置が前記指示器と
前記電気エネルギ源との間に直列に接続されている検出
回路。
（３）請求項２において、前記所定状態が、液面レベル
であり、前記回路装置が、容器内にある液の所定液面レ
ベルに応答してその指示を生じる装置と、該指示に応答
して前記指示器の動作の前記制御を行なう装置と、を含
む検出回路。