液体検知センサ
【課題】従来よりも被測定液体が特定種類の液体であるか否かの判定を精度よく行えるようにすること。
【解決手段】状態検知素子３２のうち、ヒータ部４４が配置される部分のセラミック絶縁基体の外表面（昇温領域）を被測定液体に接触させることで、従来のようにフィンを介して間接的に被測定液体との熱の伝達を行う必要がなく、被測定液体の判定を従来よりも短時間で実現できる。また、状態検知素子３２の昇温領域周辺を取り囲むプロテクタ３６が設けられており、これにより昇温領域周辺における被測定液体の流れを制限することで発熱抵抗体の熱が液流によって奪われにくくなる。これにより、状態検知素子３２の昇温領域４６を被測定液体に接触させて当該被測定液体の判定に要する時間を短縮させる効果と相俟って、発熱抵抗体による温度に応じた抵抗値の変化が表れやすくなり、被測定液他の判定を精度よく行うことができる。
【解決手段】状態検知素子３２のうち、ヒータ部４４が配置される部分のセラミック絶縁基体の外表面（昇温領域）を被測定液体に接触させることで、従来のようにフィンを介して間接的に被測定液体との熱の伝達を行う必要がなく、被測定液体の判定を従来よりも短時間で実現できる。また、状態検知素子３２の昇温領域周辺を取り囲むプロテクタ３６が設けられており、これにより昇温領域周辺における被測定液体の流れを制限することで発熱抵抗体の熱が液流によって奪われにくくなる。これにより、状態検知素子３２の昇温領域４６を被測定液体に接触させて当該被測定液体の判定に要する時間を短縮させる効果と相俟って、発熱抵抗体による温度に応じた抵抗値の変化が表れやすくなり、被測定液他の判定を精度よく行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判定する液体検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発熱抵抗体（発熱体）および感温抵抗体（感温体）をセラミック絶縁基体内に封止した傍熱型の状態検知素子（傍熱型液種検知部）を用いて、この発熱抵抗体に対する通電に応じた感温抵抗体の出力変化に基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否か（具体的には、尿素水であるか砂糖水であるか）を判定する液体検知センサ（液種識別装置）が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３７９６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の液体検知センサでは、状態検知素子に被測定液体との熱交換のためのフィンをつなげ、このフィンを被測定液体に接触させている。即ち、状態検知素子による熱交換は直接被測定液体に触れることなくフィンを介しての熱伝導に依存することになる。
【０００４】
そのため、特許文献１に記載の液体検知センサでは、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判別するにあたり、比較的長い時間を要するが、このように上記判別に長い時間を要すると、被測定液体が液体検知センサ周辺を激しく流れるような環境下では、被測定液体の液流によりフィンにて伝導される熱が奪われる機会が増してしまう。その結果、感温抵抗体の抵抗値に応じた出力の変化が充分に表れなくなってしまう場合があり、被測定液体の判定が精度よく行えなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、従来よりも被測定液体が特定種類の液体であるか否かの判定を精度よく行えるようにするための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に記載の液体検知センサは、平板状のセラミック絶縁基体内に、このセラミック絶縁基体の板面に沿って配置すると共に、自身の温度に応じて抵抗値が変化するヒータ部、および、このヒータ部から延びる一対のリード部を有する発熱抵抗体を封止してなり、前記セラミック絶縁基体外表面のうち少なくとも前記ヒータ部が配置される昇温領域を被測定液体に接触させた状態で使用する状態検知素子と、該状態検知素子の発熱抵抗体への通電を行う通電実行手段と、該通電実行手段による前記発熱抵抗体への通電が開始された以降、該発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す出力値に基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判定する種類判定手段と、を備えている。
【０００７】
さらに、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲むように配置することにより、該状態検知素子周辺における被測定液体の流れを制限する第１プロテクタを備えている。
このように構成された液体検知センサによれば、発熱抵抗体をセラミック絶縁基体内に封止した状態検知素子のうち、ヒータ部が配置される部分のセラミック絶縁基体の外表面（つまり、昇温領域の外表面）を少なくとも被測定液体に接触させることで、従来のようにフィンを介して間接的に被測定液体との熱の伝達を行う必要がなくなり、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを従来よりも短時間で判定することが可能となる。
【０００８】
ただし、このように被測定液体の判定に要する時間が短縮できるとしても、被測定液体が状態検知素子（接液部）周辺を流れる環境下では、昇温領域は自身の外表面が被測定液体に接触する関係から、被測定液体の液流が激しい場合には通電により発熱された発熱抵抗体の熱が奪われ易く、被測定液体の判定精度を向上させる効果が得られないことがある。
【０００９】
そこで、本発明の液体検知センサでは、上記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲むように第１プロテクタを設けており、この第１プロテクタにより昇温領域周辺における被測定液体の流れを制限することで、発熱抵抗体の熱を液流によって奪われにくくしている。
【００１０】
これにより、本発明の液体検知センサによれば、状態検知素子の昇温領域を被測定液体に接触させて当該被測定液体の判定に要する時間を短縮させる効果と相俟って、発熱抵抗体による温度に応じた抵抗値の変化が表れやすくなり、被測定液他の判定を精度よく行うことができる。
【００１１】
また、上記構成における種類判定手段は、発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す出力値に基づいて判定するのであれば、その具体的な判定方法については特に限定されない。
例えば、通電実行手段が、前記状態検知素子の発熱抵抗体への通電を検出時間にわたり行う、ように構成されているのであれば、請求項２に記載のような構成とすることが考えられる。
【００１２】
請求項２に記載の液体検知センサは、上記構成に加えて、前記検出時間内に前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す基準値を取得する基準取得手段と、前記検出時間内で且つ前記基準値の取得後に、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第１出力値を取得する第１出力取得手段と、前記第１出力値と前記基準値との差である第１出力差を算出する第１出力差算出手段と、前記検出時間が経過した時点において、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第２出力値を取得する第２出力取得手段と、前記第２出力値と前記基準値との差である第２出力差を算出する第２出力差算出手段と、を備えている。そして、前記種類判定手段は、前記第１出力差と前記第２出力差とに基づいて、前記被測定液体が前記特定種類の液体であるか否か判定する、ように構成されている。
【００１３】
このように構成すれば、発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力値として、その発熱抵抗体に通電した場合における異なるタイミングで取得された出力値それぞれに基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを精度よく判定することができる。
【００１４】
また、上述した第１プロテクタは、状態検知素子の周辺における被測定液体の流れを制限することができればよく、その具体的な構造については特に限定されないが、請求項３に記載のように、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲む筒状の部材にて構成しつつ、該昇温領域のうちで前記ヒータ部の形成面に沿った表面および裏面と正対しない領域に、当該第１プロテクタの内外に被測定液体を流通させるための流通孔を形成した構造とするとよい。
【００１５】
このように構成すれば、流通孔が形成された筒状の第１プロテクタが状態検知素子の昇温領域を取り囲んでいるため、その第１プロテクタの壁面により昇温領域周辺における被測定液体の流れを制限することができる。
【００１６】
ここで、第１プロテクタの流通孔は、昇温領域のうちヒータ部の形成面に沿った表面および裏面と正対しない領域に形成されているため、被測定液体が状態検知素子周辺を流れる環境下においても、その被測定液体の流れがそのままの勢いで昇温領域の表面および裏面に当たることを防止できる。これにより、通電によって発熱された発熱抵抗体の熱が被測定液体の流れにより奪われる，といったことをより効果的に防止できる。
【００１７】
なお、この構成において、第１プロテクタに形成された流通孔は、状態検知素子における昇温領域の表面および裏面と正対しない領域に形成されていればよく、その具体的な形状，位置および数については特に限定されない。
【００１８】
また、上記構成においては、請求項４に記載のように、前記第１プロテクタをさらに取り囲む筒状の第２プロテクタが備えられていてもよい。この場合、前記第２プロテクタには、該第２プロテクタの内外に被測定液体を流通させるための流通孔が１以上形成されているとよい。
【００１９】
このように構成すれば、状態検知素子を取り囲む２つのプロテクタによって、より効果的に状態検知素子周辺における被測定液体の流れを制限することができる。
なお、この構成においては、各プロテクタをどのような位置関係で取り付けてもよいが、例えば、請求項５に記載のように、前記状態検知素子における昇温領域の表面および裏面から前記第１プロテクタの流通孔を通るように延びる直線を想定した場合に、該直線全てが、前記第２プロテクタにおける流通孔以外の領域に到達するような位置関係で取り付けられている、ことが望ましい。
【００２０】
このように構成すれば、被測定液体が第２プロテクタの流通孔を介してその内部へと浸入してから、第１プロテクタの流通孔を介してその内部へと浸入するまでの経路を長くすることができる。そのため、状態検知素子周辺における被測定液体の流れをより効果的に制限することができる。
【００２１】
また、上記各プロテクタは、筒状の部材における端部側が開放された構造であってもよいが、筒状の部材における端部側を閉鎖し、その閉鎖した端部に流通孔を形成した構造としてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
液体検知センサ１は、タンク内に貯留された液体の状態を検出するために用いられるものであって、図１に示すように、箱状の基体１０，この基体１０の下端（図１における下端）から突出する筒状の電極構造体２０，この電極構造体２０内に配置された素子構造体３０などで構成されている。
【００２３】
なお、本実施形態においては、尿素水を貯留するタンクにつき、このタンク内に貯留された液体（被測定液体）の状態を検出するために用いる場合について例示する。
基体１０には、液体検知センサ１全体を制御するための制御基板１２が内蔵されており、この制御基板１２（の後述するマイコン７４）が、後述する状態検知処理を実行する。
【００２４】
また、この基体１０は、その下端に、タンクの被取付部（図示されない）との取付を実現するための取付部１４が形成されており、この取付部１４を介してタンク上部に基体１０が取り付けられる。これにより、その被取付部からタンク内部へと、電極構造体２０および素子構造体３０を配置させることができる。
【００２５】
電極構造体２０は、タンク内部に貯留された被測定液体の液面レベルを検出するためのセンサとして用いられるものであって、それぞれ外径の異なる２つの筒状部材２２，２４と、それら筒状部材２２，２４がその長さ方向（図１における上下方向）と直交する断面において同心状に配置されるように位置決めをするスペーサー２６と、外側の筒状部材２２の下端側に嵌め込まれた整流部材２８と、からなる。
【００２６】
これらのうち、筒状部材２２，２４は、それぞれ導電性を有する一対の電極として機能するものであって、外側に位置する筒状部材２２が、基体１０を介してグランドレベルに接続されており、内側に位置する筒状部材２４が、基体１０における制御基板１２に接続されている。なお、内側に位置する筒状部材２４は、その外周面のうち、被測定液体に接触する領域に、フッ素樹脂からなる絶縁被膜２５が形成されている。
【００２７】
また、外側の筒状部材２２は、内側の筒状部材２４よりも下方向への突出量が多く、この内側の筒状部材２４を、その下端側に取り付けられた素子構造体３０と共に内部に収めている。なお、この外側の筒状部材２２には、その内外にタンク内の液体を流通させるために複数の流通孔２３が形成されている。
【００２８】
また、スペーサー２６は、絶縁材料（例えば、ゴムなど）で形成されており、両者間の電気的な絶縁を実現すると共に、筒状部材２２，２４を所定の間隔で配置すべく位置決めを行う。
【００２９】
また、整流部材２８は、外側の筒状部材２２における下端側の中央部分を塞ぐように配置された板状の部材であって、タンク内の液体に急激な流れが発生した場合に、その急激な被測定液体の流れが筒状部材２２内部に至ることを抑制する。
【００３０】
このような電極構造体２０においては、筒状部材２２，２４がそれぞれ間隔を空けて配置された電極として機能しているため、これら電極対をコンデンサとした場合におけるその静電容量は、筒状部材２２，２４がその長さ方向において液体に浸漬している割合により変化することとなる。そのため、この筒状部材２２，２４からなる電極対に電圧を印加した場合におけるその出力電流に基づいて、タンク内部における液体の液面レベルを検出することができる。
【００３１】
素子構造体３０は、図２に示すように、板状の状態検知素子３２と、この状態検知素子３２を内側の筒状部材２４下端側に固定するためのホルダ３４と、状態検知素子３２の周辺における被測定液体の流れを制限するためのプロテクタ３６と、からなる。
【００３２】
これらのうち、状態検知素子３２は、図３に示すように、それぞれ同一方向に延びる一対の絶縁セラミック層の間に導体層４０を封止して形成された板状の素子である。なお、一対の絶縁セラミック層の積層により、平板状のセラミック絶縁基体３９が形成される。
【００３３】
この導体層４０は、状態検知素子３２の長さ方向（図３における上下方向）に沿って延びる一対のリード部４２と、発熱抵抗体のパターンとしてリード部４２の下端（図３における下端）から延びるヒータ部４４と、からなる。このヒータ部４４は、状態検知素子３２の下端側においてその表面および裏面に沿って拡がるヒータパターンとして形成されている。なお、セラミック層表面のうち、ヒータ部４４が配置される領域は、この発熱抵抗体への通電に応じて発熱する昇温領域４６となる（図３参照）。
【００３４】
この導体層４０において、ヒータ部４４の抵抗値は、その温度に応じて変化するが、この導体層４０に定電流で通電すると、ヒータ部４４の両端電圧（出力電圧）は、その抵抗値に応じた値となる。この抵抗値は、状態検知素子３２の周辺に存在する被測定液体の状態（具体的には種類，濃度，温度）に応じて異なったものとなるため、その出力電圧も被測定液体の状態に応じて異なった値となる。こうして、ヒータ部４４に通電した場合におけるその出力電圧に基づいて、後述のように、タンク内部における被測定液体の状態を検出することができる。
【００３５】
なお、この導体層４０への通電は、制御基板１２によって、リード部４２の上端（図３における上端）側から制御基板１２へと至るケーブル３７および中継端子３８を介して実現される。
【００３６】
また、ホルダ３４は、下端（図１における下端）に向けてその外径および内径が小さくなった筒状の樹脂部材からなり、環状のシール部材５２を介して、この筒状部材２４の下端側に被せるようにして取り付けられている。
【００３７】
また、このホルダ３４の下端には、状態検知素子３２を通すことができる程度の大きさの素子用孔５４が形成されており、この素子用孔５４から内側の筒状部材２４内部に至る位置関係で状態検知素子３２が固定されている。この状態検知素子３２の固定は、ホルダ３４内側と状態検知素子３２との間に接着剤５６を充填することにより実現されている。
【００３８】
また、プロテクタ３６は、筒状の部材からなり、ホルダ３４下端から突出する状態検知素子３２のうち、少なくとも昇温領域４６を取り囲むような位置関係で、ホルダ３４の下端側の外面に取り付けられている。
【００３９】
このプロテクタ３６の側面には、図４に示すように、その内外にタンク内の被測定液体が流通できるようにすべく、その上端（図１における上端）側に側面流通孔６２が複数形成されている。また、このプロテクタ３６の側面には、いずれかの側面流通孔６２の下側に、この側面流通孔６２からプロテクタ３６の長さ方向に沿って延びるスリット６４が形成されている。そして、プロテクタ３６は、側面流通孔６２およびスリット６４が、状態検知素子３２のうちでヒータ部４４のヒータパターンと向かい合う面にあたる表面および裏面と正対しないような位置関係で取り付けられている。
【００４０】
また、このプロテクタ３６の底面には、その内外にタンク内の被測定液体が流通できるようにすべく、上述した側面流通孔６２よりも径の小さい底面流通孔６６が複数形成されている。これら底面流通孔６６は、プロテクタ３６の底面に投影した状態検知素子３２（図４における波線参照）と重ならない位置にそれぞれ配置されている。
【００４１】
なお、プロテクタ３６および外側の筒状部材２２は、状態検知素子３２の表面および裏面からプロテクタ３６の流通孔６２，６４を通るように延びる直線を想定した場合に、その直線全てが、外側の筒状部材２２における流通孔２３以外の領域に到達するような位置関係で取り付けられている。つまり、液体検知センサ１外部から、外側の筒状部材２２に形成された流通孔２３を介して内部を覗いたとしても、プロテクタ３６の流通孔６２，６４を介して状態検知素子３２が直接見えてしまうことがない。
【００４２】
このような構成の液体検知センサ１において、基体１０に内蔵された制御基板１２は、図５に示すように、液体検知センサ１外部回路（具体的にはＥＣＵ）との情報の入出力を制御する入出力回路７２，液体検知センサ１全体の動作を制御するためのマイコン７４，電極構造体２０に対する電圧の印加および出力電流の検出を行う液面検知回路７６，素子構造体３０の状態検知素子３２に対する通電および出力電圧の検出を行う状態検知回路７８などからなる。
【００４３】
これらのうち、液面検知回路７６は、マイコン７４からの指令を受けて電極構造体２０に対する電圧の印加を行い、そのときに流れた出力電流を電圧値に変換し、その値をマイコン７４へと出力する。マイコン７４側では、電極構造体２０への指令後、この電極構造体２０から出力されてくる電圧値に基づいて、その時点における液面レベルを周知の手法にて特定する。
【００４４】
また、状態検知回路７８は、素子構造体３０の導体層４０への定電流による通電を行う定電流出力部８２と、定電流出力部８２による導体層４０への通電経路を導通または開放させるスイッチ部８４と、導体層４０におけるヒータ部４４両端の電位差を検出してマイコン７４へと出力する差動増幅部８６と、からなる。そして、マイコン７４側では、状態検知回路７８（のスイッチ部８４）に対する指令後、この状態検知回路７８（の差動増幅部８６）から出力される電圧値に基づいて、その時点における被測定液体の状態を後述する状態検知処理にて特定する。
（２）マイコンによる状態検知処理
以下に、制御基板１２のマイコン７４が内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って実行する状態検知処理の処理手順を図６に基づいて説明する。この状態検知処理は、液体検知センサ１外部回路（ＥＣＵ）からの指令を受けた際に開始される。
【００４５】
この状態検知処理が起動されると、まず、素子構造体３０への通電が開始される（ｓ１１０）。ここでは、状態検知回路７８のスイッチ部８４に対し、通電経路を導通させるべき旨が指令され、この指令を受けたスイッチ部８４が、定電流出力部８２から素子構造体３０の導体層４０に至る経路を導通させることにより、この導体層４０への通電が開始される。
【００４６】
次に、ｓ１１０による通電の開始から所定の第１基準時間ｔｄ１（本実施形態では、１０ｍｓ）だけ経過するまで待機状態となり（ｓ１２０：ＮＯ）、基準時間ｔｄ１が経過したら（ｓ１２０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される基準電圧値Ｖｄ１が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として取得される（ｓ１３０）。
【００４７】
次に、ｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１から素子構造体３０における状態検知素子３２の温度が演算され、この温度に基づいてタンク内における被測定液体の温度が算出される（ｓ１４０）。
【００４８】
次に、ｓ１４０にて特定された被測定液体の温度が、被測定液体としてタンクに貯留されるべき尿素水の凍結する温度（−１１°Ｃ）以下であるか否かがチェックされ（ｓ１５０）、その凍結する温度以下であると判定された場合（ｓ１５０：ＹＥＳ）、ｓ１１０にて開始された状態検知素子３２への通電が終了される（ｓ１６０）。
【００４９】
ここでは、状態検知回路７８のスイッチ部８４に対し、定電流出力部８２による導体層４０への通電経路を開放させるべき旨が指令され、この指令を受けたスイッチ部８４が、定電流出力部８２から導体層４０に至る経路を開放させることにより、導体層４０への通電が終了される。
【００５０】
そして、所定の待機時間が経過するまで待機状態となった後（ｓ１７０：ＮＯ）、待機時間が経過したら（ｓ１７０：ＹＥＳ）、プロセスがｓ１１０へと戻る。
一方、上記ｓ１５０で、ｓ１４０にて特定された温度が凍結する温度より大きいと判定された場合（ｓ１５０：ＮＯ）、ｓ１１０により通電が開始された以降の経過時間が所定の第２基準時間ｔｄ２（本実施形態においては３００ｍｓｅｃ）を経過するまで待機状態となる（ｓ１８０：ＮＯ）。
【００５１】
その後、第２基準時間ｔｄ２を経過したら（ｓ１８０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される基準電圧値Ｖｄ２が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として取得される（ｓ１９０）。
【００５２】
次に、ｓ１９０にて取得された基準電圧値Ｖｄ２とｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１との電位差を示す値ΔＶ１（＝Ｖｄ２−Ｖｄ１）が算出される（ｓ２００）。
次に、ｓ２００にて算出された電位差ΔＶ１が、第２基準時間ｔｄ２を経過した時点における電位差として通常到達し得ないしきい値Ｑを超えている（Ｑ＜ΔＶ１）か否かがチェックされる（ｓ２１０）。この「しきい値Ｑ」は、状態検知素子３２の過昇温を判定するためのしきい値であって、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている場合（いわゆる空焚き状態）や、水以外の熱伝導率が小さな液体（例えば、軽油）が貯留されている場合に、上記ｓ２００にて算出されうる電位差としてあらかじめ定められた値である（図７参照）。
【００５３】
なお、このｓ２１０で電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていると判定されるということは、ヒータ部４４の両端電圧が大きくなり、ヒータ部４４が過昇温している恐れがあるということを意味している。つまり、このｓ２１０では、第２基準時間ｔｄ２を経過した時点で電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていることをもって、過昇温が発生していると推定，判定することになる。
【００５４】
このｓ２１０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていると判定された場合（ｓ２１０：ＹＥＳ）、ｓ１６０と同様、上記ｓ１１０にて開始された状態検知素子３２への通電が終了される（ｓ２２０）。
【００５５】
次に、リセットフラグに「０」がセットされた後（ｓ２３０）、ｓ２００にて算出された電位差ΔＶ１が、しきい値Ｑよりも所定値だけ大きいしきい値Ｒを超えている（Ｒ＜ΔＶ１）か否かがチェックされる（ｓ２４０）。この「しきい値Ｒ」は、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている場合に上記ｓ２００において算出されうる電位差としてあらかじめ定められた値である（図７参照）。
【００５６】
このｓ２４０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｒを超えていると判定された場合（ｓ２４０：ＹＥＳ）、第１異常カウンタＫ１に「１」が加算される（ｓ２５０）。
次に、この第１異常カウンタＫ１のカウント値が所定値（例えば、５）以上（Ｋ１≧５）となっていれば（ｓ２６０：ＹＥＳ）、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている（換言すれば、空焚き状態である）旨を通知するための第１異常通知信号が、入出力回路７２を介してＥＣＵへと出力された後（ｓ２７０）、所定の待機時間（例えば、６０ｓｅｃ）が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００５７】
この第１異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている旨の報知などを行うことにより、ユーザに対してタンクへの尿素水の補給を促すことができる。
【００５８】
その後、上記ｓ２８０にて所定の待機時間が経過したら（ｓ２８０：ＹＥＳ）、プロセスがｓ１１０へと戻る。
一方、上記ｓ２６０で、第１異常カウンタＫ１のカウント値が所定値以上となっていなければ（ｓ２６０：ＮＯ）、ｓ２７０が行われることなく、プロセスがｓ２８０へ移行し、所定の待機時間が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００５９】
また、上記ｓ２４０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｒを超えていないと判定された場合（ｓ２４０：ＮＯ）、第２異常カウンタＫ２に「１」が加算される（ｓ２９０）。
次に、この第２異常カウンタＫ２のカウント値が所定値（例えば、５）以上（Ｋ２≧５）となっていれば（ｓ３００：ＹＥＳ）、水以外の熱伝導率が小さな液体（例えば、軽油）がタンクに貯留されている旨を通知するための第２異常通知信号が、入出力回路７２を介してＥＣＵへと通知された後（ｓ３１０）、プロセスがｓ２８０へと移行し、所定の待機時間が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００６０】
この第２異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、水以外の熱伝導率が小さな液体がタンクに貯留されている旨の報知などを行うことにより、ユーザに対してタンク内の液体の入れ替えを促すことができる。
【００６１】
一方、第２異常カウンタＫ２のカウント値が所定値以上となっていなければ（ｓ３００：ＮＯ）、ｓ３１０が行われることなく、プロセスがｓ２８０へ移行し、所定の待機時間が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００６２】
また、上記ｓ２１０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていないと判定された場合（ｓ２１０：ＮＯ）、ｓ１１０により通電が開始された以降の経過時間が、第２基準時間ｔｄ２よりも長い第１しきい値時間ｔｔ１（本実施形態においては７００ｍｓｅｃ）を経過するまで待機状態となる（ｓ３２０：ＮＯ）。
【００６３】
その後、第１しきい値時間ｔｔ１を経過したら（ｓ３２０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される第１判定電圧値Ｖｔ１が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として取得される（ｓ３３０）。
【００６４】
次に、ｓ３３０にて取得された第１判定電圧値Ｖｔ１とｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１との電位差を示す値ΔＶ２（＝Ｖｔ１−Ｖｄ１）が算出される（ｓ３４０）。
次に、ｓ３４０にて算出された電位差ΔＶ２をその時点における被測定液体の濃度（尿素濃度）に換算した濃度判定値Ｎ１が特定される（ｓ３５０）。
【００６５】
濃度が異なる尿素水をタンク内に貯留した状態それぞれについて、導体層４０への定電流による通電を行った場合、図８に示すように、いずれの濃度のときも通電時間に応じて出力電圧が上昇することとなるが、その上昇パターンは、濃度に応じて異なる。そして、各濃度の尿素水について、第１しきい値時間ｔｔ１が経過した時点における電位差ΔＶ２に着目すると、図９に示すように、濃度に比例して電位差ΔＶ２の値が大きくなるといった相関関係を示すことが分かる。そのため、このｓ３５０では、その相関関係を示すデータ（データテーブルなど）としてあらかじめ用意された濃度情報に基づいて、ｓ３４０にて算出された電位差ΔＶ２のときにおける濃度が特定される。
【００６６】
ただし、電位差ΔＶ２に基づいて尿素水の濃度判定値Ｎ１を特定した場合、例えば、濃度２５％の砂糖水がタンク内に入っていたとしても、濃度３３．１％の尿素水と電位差ΔＶ２が同等のため、尿素水の濃度判定値Ｎ１は３３．１％と特定されることになる（図９参照）。そのため、尿素水の濃度判定値Ｎ１のみを用いていては、タンク内の被測定液体が特定種類の液体（即ち、適正濃度の尿素水）であるか否かを判定することができない。
【００６７】
そこで、本実施形態の状態検知処理では、尿素水の濃度判定値Ｎ１のみでタンク内の被測定液体が特定種類の液体（即ち、適正濃度の尿素水）であるか否かを判定せずに、ｓ３５０の処理が終了すると、次の処理へ移行する。
【００６８】
具体的には、ｓ３５０にて濃度判定値Ｎ１が特定された後、ｓ１１０により通電が開始された以降の経過時間が、第１しきい値時間ｔｔ１よりも長い第２しきい値時間ｔｔ２（本実施形態においては３０００ｍｓｅｃ）を経過するまで待機状態となる（ｓ３６０：ＮＯ）。
【００６９】
その後、第２しきい値時間ｔｔ２を経過したら（ｓ３６０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される第２判定電圧値Ｖｔ２が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として特定される（ｓ３７０）。
【００７０】
次に、ｓ３７０にて取得された第２判定電圧値Ｖｔ２とｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１との電位差を示す値ΔＶ３（＝Ｖｔ２−Ｖｄ１）が算出される（ｓ３８０）。
次に、ｓ３８０にて算出された電位差ΔＶ３をその時点における液体の濃度（尿素濃度）に換算した濃度判定値Ｎ２が特定される（ｓ３９０）。ここでは、上述した出力電圧の上昇パターン（図８）のうち、第２しきい値時間ｔｔ２が経過した時点における電位差ΔＶ３にのみ着目した場合の相関関係（図１０参照）を示すデータ（データテーブルなど）としてあらかじめ用意された濃度情報に基づいて、ｓ３８０にて算出された電位差ΔＶ３のときにおける尿素水の濃度が特定される。
【００７１】
なお、電位差ΔＶ３に基づいて尿素水の濃度判定値Ｎ２を特定した場合には、例えば、濃度２５％の砂糖水がタンク内に入っていると、尿素水の濃度判定値Ｎ２は図１０には示していないが７５％と特定される。即ち、タンク内の液体が濃度２５％の砂糖水であった場合に、電位差ΔＶ２に基づいて特定される尿素水の濃度判定値Ｎ１と、電位差ΔＶ３に基づいて特定される濃度判定値Ｎ２とは大きくかけ離れた値となる。
【００７２】
こうして、ｓ３９０にて濃度判定値Ｎ２が特定された後、この時点におけるリセットフラグに「１」がセットされていれば（ｓ４００：ＹＥＳ）、第１，第２異常カウンタＫ１，Ｋ２がリセットされて（ｓ４１０）から次の処理（ｓ４３０）へ移行する一方、リセットフラグに「０」がセットされていれば（ｓ４００：ＮＯ）、リセットフラグに「１」がセットされて（ｓ４２０）から次の処理（ｓ４３０）へ移行する。
【００７３】
次に、ｓ３５０にて特定された濃度判定値Ｎ１が所定のしきい値Ｔ以上であるか否かがチェックされる（ｓ４３０）。この「しきい値Ｔ」は、タンク内に貯留されている被測定液体を水とみなすことのできる程度の低い濃度として定められた値である。
【００７４】
このｓ４３０にて所定のしきい値Ｔ以上でないと判定されたら（ｓ４３０：ＮＯ）、タンク内に貯留されている被測定液体が水であると判定され（ｓ４４０）、その旨を通知するための第３異常通知信号が、入出力回路７２を介して液体検知センサ１外部のＥＣＵへと出力された後（ｓ４５０）、プロセスがｓ２８０へと移行する。
【００７５】
この第３異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、タンク内に貯留されている被測定液体が水である旨の報知などを行うことにより、ユーザに対して液体の入れ替えを促すことができる。
【００７６】
一方、ｓ４３０にて所定のしきい値Ｔ以上であると判定されたら（ｓ４３０：ＹＥＳ）、ｓ３５０にて特定された濃度判定値Ｎ１とｓ３９０にて特定された濃度判定値Ｎ２との差の絶対値が所定のしきい値ＳＨ（｜Ｎ１−Ｎ２｜≦ＳＨ）以下であるか否かがチェックされる（ｓ４６０）。この「しきい値ＳＨ」は、タンク内に貯留された被測定液体が尿素水以外の不適切な液体（具体的には、砂糖水）である場合に、濃度判定値Ｎ１と濃度判定値Ｎ２との差の絶対値として到達しうる値として定められた値である。つまり、このｓ４６０では、被測定液体が尿素水であるか否かを、濃度判定値Ｎ１，Ｎ２の近似度に基づいて判定していることになる。
【００７７】
このｓ４６０にて所定のしきい値ＳＨ以下であると判定された場合（ｓ４６０：ＹＥＳ）、タンク内に貯留されている被測定液体が特定濃度の尿素水であると判定され（ｓ４７０）、その旨を通知するための正常通知信号が、入出力回路７２を介して液体検知センサ１外部へと出力された後（ｓ４８０）、プロセスがｓ２８０へと移行する。
【００７８】
この正常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、正常である旨をユーザに報知する処理を行うことができる。
一方、上記ｓ４６０にて所定のしきい値ＳＨより大きいと判定された場合（ｓ４６０：ＮＯ）、タンク内に貯留されている被測定液体が不適切な液体（具体的には、砂糖水）であると判定され（ｓ４９０）、その旨を通知するための第４異常通知信号が、入出力回路７２を介してＥＣＵへと出力された後（ｓ５００）、プロセスがｓ２８０へと移行する。
【００７９】
この第４異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、タンク内に貯留されている被測定液体が不適切な液体である旨の報知などを行うことにより、ユーザに対してタンク内の液体の入れ替えを促すことができる。
【００８０】
このようにして本実施形態の状態検知処理では、尿素水の濃度判定値Ｎ１，Ｎ２の近似度に基づいて、タンク内の被測定液体が特定種類の液体，即ち適正濃度の尿素水であるか否かを判定することができる。
（３）作用，効果
このように構成された液体検知センサ１によれば、発熱抵抗体をセラミック絶縁基体３９内に封止した状態検知素子３２のうち、ヒータ部４４が配置される部分のセラミック絶縁基体３９の外表面（つまり、昇温領域４６の外表面）を少なくとも被測定液体に接触させることで、従来のようにフィンを介して間接的に被測定液体との熱の伝達を行う必要がなくなり、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを従来よりも短時間で判定することが可能となる。
【００８１】
ただし、このように被測定液体の判定に要する時間が短縮できるとしても、被測定液体が状態検知素子３２周辺を流れる環境下では、その昇温領域４６は自身の外表面が被測定液体に接触する関係から、被測定液体の液流が激しい場合には通電により発熱された発熱抵抗体の熱が奪われ易く、被測定液体の判定精度を向上させる効果が得られないことがある。
【００８２】
そこで、本発明の液体検知センサ１では、上記状態検知素子３２の昇温領域４６周辺を取り囲むようにプロテクタ３６を設けており、このプロテクタ３６により昇温領域４６周辺における被測定液体の流れを制限することで、発熱抵抗体の熱を液流によって奪われにくくしている。
【００８３】
これにより、本発明の液体検知センサ１によれば、状態検知素子３２の昇温領域４６を被測定液体に接触させて当該被測定液体の判定に要する時間を短縮させる効果と相俟って、発熱抵抗体による温度に応じた抵抗値の変化が表れやすくなり、被測定液他の判定を精度よく行うことができる。
【００８４】
また、上記構成では、状態検知素子３２におけるヒータ部４４の出力電圧として、そのヒータ部４４に通電した場合における異なるタイミング（ｔｄ１，ｔｔ１，ｔｔ２）で取得された電圧値（Ｖｄ１，Ｖｔ１，Ｖｔ２）それぞれに基づいて、被測定液体が尿素水であるか否かを精度よく判定することができる。
【００８５】
また、上記構成では、状態検知素子３２を取り囲むプロテクタ３６だけでなく、このプロテクタ３６を取り囲むように配置された外側の筒状部材２２が備えられている。そのため、このようにして状態検知素子３２を取り囲む２つの部材によって、より効果的に状態検知素子３２周辺における被測定液体の流れを制限することができる。
【００８６】
また、上記構成において、プロテクタ３６および外側の筒状部材２２は、状態検知素子３２の表面および裏面からプロテクタ３６の流通孔６２，６４，６６を通るように延びる直線を想定した場合に、その直線全てが外側の筒状部材２２における流通孔２３以外の領域に到達する、といった位置関係で取り付けられている。
【００８７】
そのため、被測定液体が外側の筒状部材２２の流通孔２３を介してその内部へと浸入してから、プロテクタ３６の流通孔６２，６４，６６を介してその内部へと浸入するまでの経路を長くすることができる。これにより、状態検知素子３２周辺における被測定液体の流れをより効果的に制限することができる。
（４）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００８８】
例えば、上記実施形態においては、プロテクタ３６が、状態検知素子３２を取り囲む筒状の部材により形成された場合を例示した。しかし、このプロテクタ３６は、状態検知素子３２の周辺における被測定液体の流れを制限することができればよく、その具体的な構造については特に限定されない。
【００８９】
また、上記プロテクタ３６に形成された流通孔６２，６４は、状態検知素子３２の表面および裏面と正対しない領域に形成されていればよく、その具体的な形状，位置および数については特に限定されない。
【００９０】
また、上記実施形態においては、外側の筒状部材２２が、プロテクタ３６を取り囲む筒状の部材により形成された場合を例示した。しかし、この筒状部材２２は、状態検知素子３２の周辺における被測定液体の流れを制限することができればよく、その具体的な構造については特に限定されない。
【００９１】
また、上記外側の筒状部材２２に形成された流通孔２３の具体的な形状，位置および数については特に限定されない。
（５）本発明との対応関係
以上説明した実施形態において、図６のｓ１１０は本発明の通電実行手段であり、同図ｓ１３０は本発明の基準取得手段であり、同図ｓ３３０は本発明の第１出力取得手段であり、同図ｓ３４０は本発明の第１出力差算出手段であり、同図ｓ３７０は本発明の第２出力特定手段であり、同図ｓ３８０は本発明の第２出力差算出手段であり、同図ｓ４６０，ｓ４７０，ｓ４９０は本発明の種類判定手段である。
【００９２】
また、第２しきい値時間ｔｔ２が本発明における検出時間である。
また、図６のｓ１３０にて取得される第１基準電圧値Ｖｄ１が本発明における基準値であり、同図ｓ３３０にて取得される第１判定電圧値Ｖｔ１が本発明における第１出力値であり、同図ｓ３７０にて取得される第２判定電圧値Ｖｔ２が本発明における第２出力値である。
【００９３】
また、図６のｓ３４０にて算出される電位差ΔＶ２が本発明における第１出力差であり、同図ｓ３８０にて算出される電位差ΔＶ３が本発明における第２出力差である。
また、プロテクタ３６が本発明の第１プロテクタであり、外側の筒状部材２２が本発明の第２プロテクタである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】液体検知センサの側面図（一部破断した断面となっている）
【図２】電極構造体２０および素子構造体３０の部分的な縦断面図
【図３】状態検出用素子の正面図
【図４】プロテクタの三面図
【図５】液体検知センサの全体構成を示すブロック図
【図６】状態検知処理を示すフローチャート
【図７】ヒータ部への通電時間と出力電圧との関係を示す図（尿素水，軽油，空焚き）
【図８】ヒータ部への通電時間と出力電圧との関係を示す図（水，尿素水，砂糖水）
【図９】第１しきい値時間ｔｔ１経過時点における出力電圧の変化量と被測定液体の濃度との関係を示す図
【図１０】第２しきい値時間ｔｔ２経過時点における出力電圧の変化量と被測定液体の濃度との関係を示す図
【符号の説明】
【００９５】
１…液体検知センサ、１０…基体、１２…制御基板、１４…取付部、２０…電極構造体、２２…筒状部材、２３…流通孔、２４…筒状部材、２５…絶縁被膜、２６…スペーサー、２８…整流部材、３０…素子構造体、３２…状態検知素子、３４…ホルダ、３６…プロテクタ、３７…ケーブル、３８…中継端子、３９…セラミック絶縁基体、４０…導体層、４２…リード部、４４…ヒータ部、４６…昇温領域、５２…シール部材、５４…素子用孔、５６…接着剤、６２…側面流通孔、６４…スリット、６６…底面流通孔、７２…入出力回路、７４…マイコン、７６…液面検知回路、７８…状態検知回路、８２…定電流出力部、８４…スイッチ部、８６…差動増幅部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判定する液体検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発熱抵抗体（発熱体）および感温抵抗体（感温体）をセラミック絶縁基体内に封止した傍熱型の状態検知素子（傍熱型液種検知部）を用いて、この発熱抵抗体に対する通電に応じた感温抵抗体の出力変化に基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否か（具体的には、尿素水であるか砂糖水であるか）を判定する液体検知センサ（液種識別装置）が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３７９６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の液体検知センサでは、状態検知素子に被測定液体との熱交換のためのフィンをつなげ、このフィンを被測定液体に接触させている。即ち、状態検知素子による熱交換は直接被測定液体に触れることなくフィンを介しての熱伝導に依存することになる。
【０００４】
そのため、特許文献１に記載の液体検知センサでは、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判別するにあたり、比較的長い時間を要するが、このように上記判別に長い時間を要すると、被測定液体が液体検知センサ周辺を激しく流れるような環境下では、被測定液体の液流によりフィンにて伝導される熱が奪われる機会が増してしまう。その結果、感温抵抗体の抵抗値に応じた出力の変化が充分に表れなくなってしまう場合があり、被測定液体の判定が精度よく行えなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、従来よりも被測定液体が特定種類の液体であるか否かの判定を精度よく行えるようにするための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に記載の液体検知センサは、平板状のセラミック絶縁基体内に、このセラミック絶縁基体の板面に沿って配置すると共に、自身の温度に応じて抵抗値が変化するヒータ部、および、このヒータ部から延びる一対のリード部を有する発熱抵抗体を封止してなり、前記セラミック絶縁基体外表面のうち少なくとも前記ヒータ部が配置される昇温領域を被測定液体に接触させた状態で使用する状態検知素子と、該状態検知素子の発熱抵抗体への通電を行う通電実行手段と、該通電実行手段による前記発熱抵抗体への通電が開始された以降、該発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す出力値に基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判定する種類判定手段と、を備えている。
【０００７】
さらに、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲むように配置することにより、該状態検知素子周辺における被測定液体の流れを制限する第１プロテクタを備えている。
このように構成された液体検知センサによれば、発熱抵抗体をセラミック絶縁基体内に封止した状態検知素子のうち、ヒータ部が配置される部分のセラミック絶縁基体の外表面（つまり、昇温領域の外表面）を少なくとも被測定液体に接触させることで、従来のようにフィンを介して間接的に被測定液体との熱の伝達を行う必要がなくなり、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを従来よりも短時間で判定することが可能となる。
【０００８】
ただし、このように被測定液体の判定に要する時間が短縮できるとしても、被測定液体が状態検知素子（接液部）周辺を流れる環境下では、昇温領域は自身の外表面が被測定液体に接触する関係から、被測定液体の液流が激しい場合には通電により発熱された発熱抵抗体の熱が奪われ易く、被測定液体の判定精度を向上させる効果が得られないことがある。
【０００９】
そこで、本発明の液体検知センサでは、上記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲むように第１プロテクタを設けており、この第１プロテクタにより昇温領域周辺における被測定液体の流れを制限することで、発熱抵抗体の熱を液流によって奪われにくくしている。
【００１０】
これにより、本発明の液体検知センサによれば、状態検知素子の昇温領域を被測定液体に接触させて当該被測定液体の判定に要する時間を短縮させる効果と相俟って、発熱抵抗体による温度に応じた抵抗値の変化が表れやすくなり、被測定液他の判定を精度よく行うことができる。
【００１１】
また、上記構成における種類判定手段は、発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す出力値に基づいて判定するのであれば、その具体的な判定方法については特に限定されない。
例えば、通電実行手段が、前記状態検知素子の発熱抵抗体への通電を検出時間にわたり行う、ように構成されているのであれば、請求項２に記載のような構成とすることが考えられる。
【００１２】
請求項２に記載の液体検知センサは、上記構成に加えて、前記検出時間内に前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す基準値を取得する基準取得手段と、前記検出時間内で且つ前記基準値の取得後に、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第１出力値を取得する第１出力取得手段と、前記第１出力値と前記基準値との差である第１出力差を算出する第１出力差算出手段と、前記検出時間が経過した時点において、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第２出力値を取得する第２出力取得手段と、前記第２出力値と前記基準値との差である第２出力差を算出する第２出力差算出手段と、を備えている。そして、前記種類判定手段は、前記第１出力差と前記第２出力差とに基づいて、前記被測定液体が前記特定種類の液体であるか否か判定する、ように構成されている。
【００１３】
このように構成すれば、発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力値として、その発熱抵抗体に通電した場合における異なるタイミングで取得された出力値それぞれに基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを精度よく判定することができる。
【００１４】
また、上述した第１プロテクタは、状態検知素子の周辺における被測定液体の流れを制限することができればよく、その具体的な構造については特に限定されないが、請求項３に記載のように、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲む筒状の部材にて構成しつつ、該昇温領域のうちで前記ヒータ部の形成面に沿った表面および裏面と正対しない領域に、当該第１プロテクタの内外に被測定液体を流通させるための流通孔を形成した構造とするとよい。
【００１５】
このように構成すれば、流通孔が形成された筒状の第１プロテクタが状態検知素子の昇温領域を取り囲んでいるため、その第１プロテクタの壁面により昇温領域周辺における被測定液体の流れを制限することができる。
【００１６】
ここで、第１プロテクタの流通孔は、昇温領域のうちヒータ部の形成面に沿った表面および裏面と正対しない領域に形成されているため、被測定液体が状態検知素子周辺を流れる環境下においても、その被測定液体の流れがそのままの勢いで昇温領域の表面および裏面に当たることを防止できる。これにより、通電によって発熱された発熱抵抗体の熱が被測定液体の流れにより奪われる，といったことをより効果的に防止できる。
【００１７】
なお、この構成において、第１プロテクタに形成された流通孔は、状態検知素子における昇温領域の表面および裏面と正対しない領域に形成されていればよく、その具体的な形状，位置および数については特に限定されない。
【００１８】
また、上記構成においては、請求項４に記載のように、前記第１プロテクタをさらに取り囲む筒状の第２プロテクタが備えられていてもよい。この場合、前記第２プロテクタには、該第２プロテクタの内外に被測定液体を流通させるための流通孔が１以上形成されているとよい。
【００１９】
このように構成すれば、状態検知素子を取り囲む２つのプロテクタによって、より効果的に状態検知素子周辺における被測定液体の流れを制限することができる。
なお、この構成においては、各プロテクタをどのような位置関係で取り付けてもよいが、例えば、請求項５に記載のように、前記状態検知素子における昇温領域の表面および裏面から前記第１プロテクタの流通孔を通るように延びる直線を想定した場合に、該直線全てが、前記第２プロテクタにおける流通孔以外の領域に到達するような位置関係で取り付けられている、ことが望ましい。
【００２０】
このように構成すれば、被測定液体が第２プロテクタの流通孔を介してその内部へと浸入してから、第１プロテクタの流通孔を介してその内部へと浸入するまでの経路を長くすることができる。そのため、状態検知素子周辺における被測定液体の流れをより効果的に制限することができる。
【００２１】
また、上記各プロテクタは、筒状の部材における端部側が開放された構造であってもよいが、筒状の部材における端部側を閉鎖し、その閉鎖した端部に流通孔を形成した構造としてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
液体検知センサ１は、タンク内に貯留された液体の状態を検出するために用いられるものであって、図１に示すように、箱状の基体１０，この基体１０の下端（図１における下端）から突出する筒状の電極構造体２０，この電極構造体２０内に配置された素子構造体３０などで構成されている。
【００２３】
なお、本実施形態においては、尿素水を貯留するタンクにつき、このタンク内に貯留された液体（被測定液体）の状態を検出するために用いる場合について例示する。
基体１０には、液体検知センサ１全体を制御するための制御基板１２が内蔵されており、この制御基板１２（の後述するマイコン７４）が、後述する状態検知処理を実行する。
【００２４】
また、この基体１０は、その下端に、タンクの被取付部（図示されない）との取付を実現するための取付部１４が形成されており、この取付部１４を介してタンク上部に基体１０が取り付けられる。これにより、その被取付部からタンク内部へと、電極構造体２０および素子構造体３０を配置させることができる。
【００２５】
電極構造体２０は、タンク内部に貯留された被測定液体の液面レベルを検出するためのセンサとして用いられるものであって、それぞれ外径の異なる２つの筒状部材２２，２４と、それら筒状部材２２，２４がその長さ方向（図１における上下方向）と直交する断面において同心状に配置されるように位置決めをするスペーサー２６と、外側の筒状部材２２の下端側に嵌め込まれた整流部材２８と、からなる。
【００２６】
これらのうち、筒状部材２２，２４は、それぞれ導電性を有する一対の電極として機能するものであって、外側に位置する筒状部材２２が、基体１０を介してグランドレベルに接続されており、内側に位置する筒状部材２４が、基体１０における制御基板１２に接続されている。なお、内側に位置する筒状部材２４は、その外周面のうち、被測定液体に接触する領域に、フッ素樹脂からなる絶縁被膜２５が形成されている。
【００２７】
また、外側の筒状部材２２は、内側の筒状部材２４よりも下方向への突出量が多く、この内側の筒状部材２４を、その下端側に取り付けられた素子構造体３０と共に内部に収めている。なお、この外側の筒状部材２２には、その内外にタンク内の液体を流通させるために複数の流通孔２３が形成されている。
【００２８】
また、スペーサー２６は、絶縁材料（例えば、ゴムなど）で形成されており、両者間の電気的な絶縁を実現すると共に、筒状部材２２，２４を所定の間隔で配置すべく位置決めを行う。
【００２９】
また、整流部材２８は、外側の筒状部材２２における下端側の中央部分を塞ぐように配置された板状の部材であって、タンク内の液体に急激な流れが発生した場合に、その急激な被測定液体の流れが筒状部材２２内部に至ることを抑制する。
【００３０】
このような電極構造体２０においては、筒状部材２２，２４がそれぞれ間隔を空けて配置された電極として機能しているため、これら電極対をコンデンサとした場合におけるその静電容量は、筒状部材２２，２４がその長さ方向において液体に浸漬している割合により変化することとなる。そのため、この筒状部材２２，２４からなる電極対に電圧を印加した場合におけるその出力電流に基づいて、タンク内部における液体の液面レベルを検出することができる。
【００３１】
素子構造体３０は、図２に示すように、板状の状態検知素子３２と、この状態検知素子３２を内側の筒状部材２４下端側に固定するためのホルダ３４と、状態検知素子３２の周辺における被測定液体の流れを制限するためのプロテクタ３６と、からなる。
【００３２】
これらのうち、状態検知素子３２は、図３に示すように、それぞれ同一方向に延びる一対の絶縁セラミック層の間に導体層４０を封止して形成された板状の素子である。なお、一対の絶縁セラミック層の積層により、平板状のセラミック絶縁基体３９が形成される。
【００３３】
この導体層４０は、状態検知素子３２の長さ方向（図３における上下方向）に沿って延びる一対のリード部４２と、発熱抵抗体のパターンとしてリード部４２の下端（図３における下端）から延びるヒータ部４４と、からなる。このヒータ部４４は、状態検知素子３２の下端側においてその表面および裏面に沿って拡がるヒータパターンとして形成されている。なお、セラミック層表面のうち、ヒータ部４４が配置される領域は、この発熱抵抗体への通電に応じて発熱する昇温領域４６となる（図３参照）。
【００３４】
この導体層４０において、ヒータ部４４の抵抗値は、その温度に応じて変化するが、この導体層４０に定電流で通電すると、ヒータ部４４の両端電圧（出力電圧）は、その抵抗値に応じた値となる。この抵抗値は、状態検知素子３２の周辺に存在する被測定液体の状態（具体的には種類，濃度，温度）に応じて異なったものとなるため、その出力電圧も被測定液体の状態に応じて異なった値となる。こうして、ヒータ部４４に通電した場合におけるその出力電圧に基づいて、後述のように、タンク内部における被測定液体の状態を検出することができる。
【００３５】
なお、この導体層４０への通電は、制御基板１２によって、リード部４２の上端（図３における上端）側から制御基板１２へと至るケーブル３７および中継端子３８を介して実現される。
【００３６】
また、ホルダ３４は、下端（図１における下端）に向けてその外径および内径が小さくなった筒状の樹脂部材からなり、環状のシール部材５２を介して、この筒状部材２４の下端側に被せるようにして取り付けられている。
【００３７】
また、このホルダ３４の下端には、状態検知素子３２を通すことができる程度の大きさの素子用孔５４が形成されており、この素子用孔５４から内側の筒状部材２４内部に至る位置関係で状態検知素子３２が固定されている。この状態検知素子３２の固定は、ホルダ３４内側と状態検知素子３２との間に接着剤５６を充填することにより実現されている。
【００３８】
また、プロテクタ３６は、筒状の部材からなり、ホルダ３４下端から突出する状態検知素子３２のうち、少なくとも昇温領域４６を取り囲むような位置関係で、ホルダ３４の下端側の外面に取り付けられている。
【００３９】
このプロテクタ３６の側面には、図４に示すように、その内外にタンク内の被測定液体が流通できるようにすべく、その上端（図１における上端）側に側面流通孔６２が複数形成されている。また、このプロテクタ３６の側面には、いずれかの側面流通孔６２の下側に、この側面流通孔６２からプロテクタ３６の長さ方向に沿って延びるスリット６４が形成されている。そして、プロテクタ３６は、側面流通孔６２およびスリット６４が、状態検知素子３２のうちでヒータ部４４のヒータパターンと向かい合う面にあたる表面および裏面と正対しないような位置関係で取り付けられている。
【００４０】
また、このプロテクタ３６の底面には、その内外にタンク内の被測定液体が流通できるようにすべく、上述した側面流通孔６２よりも径の小さい底面流通孔６６が複数形成されている。これら底面流通孔６６は、プロテクタ３６の底面に投影した状態検知素子３２（図４における波線参照）と重ならない位置にそれぞれ配置されている。
【００４１】
なお、プロテクタ３６および外側の筒状部材２２は、状態検知素子３２の表面および裏面からプロテクタ３６の流通孔６２，６４を通るように延びる直線を想定した場合に、その直線全てが、外側の筒状部材２２における流通孔２３以外の領域に到達するような位置関係で取り付けられている。つまり、液体検知センサ１外部から、外側の筒状部材２２に形成された流通孔２３を介して内部を覗いたとしても、プロテクタ３６の流通孔６２，６４を介して状態検知素子３２が直接見えてしまうことがない。
【００４２】
このような構成の液体検知センサ１において、基体１０に内蔵された制御基板１２は、図５に示すように、液体検知センサ１外部回路（具体的にはＥＣＵ）との情報の入出力を制御する入出力回路７２，液体検知センサ１全体の動作を制御するためのマイコン７４，電極構造体２０に対する電圧の印加および出力電流の検出を行う液面検知回路７６，素子構造体３０の状態検知素子３２に対する通電および出力電圧の検出を行う状態検知回路７８などからなる。
【００４３】
これらのうち、液面検知回路７６は、マイコン７４からの指令を受けて電極構造体２０に対する電圧の印加を行い、そのときに流れた出力電流を電圧値に変換し、その値をマイコン７４へと出力する。マイコン７４側では、電極構造体２０への指令後、この電極構造体２０から出力されてくる電圧値に基づいて、その時点における液面レベルを周知の手法にて特定する。
【００４４】
また、状態検知回路７８は、素子構造体３０の導体層４０への定電流による通電を行う定電流出力部８２と、定電流出力部８２による導体層４０への通電経路を導通または開放させるスイッチ部８４と、導体層４０におけるヒータ部４４両端の電位差を検出してマイコン７４へと出力する差動増幅部８６と、からなる。そして、マイコン７４側では、状態検知回路７８（のスイッチ部８４）に対する指令後、この状態検知回路７８（の差動増幅部８６）から出力される電圧値に基づいて、その時点における被測定液体の状態を後述する状態検知処理にて特定する。
（２）マイコンによる状態検知処理
以下に、制御基板１２のマイコン７４が内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って実行する状態検知処理の処理手順を図６に基づいて説明する。この状態検知処理は、液体検知センサ１外部回路（ＥＣＵ）からの指令を受けた際に開始される。
【００４５】
この状態検知処理が起動されると、まず、素子構造体３０への通電が開始される（ｓ１１０）。ここでは、状態検知回路７８のスイッチ部８４に対し、通電経路を導通させるべき旨が指令され、この指令を受けたスイッチ部８４が、定電流出力部８２から素子構造体３０の導体層４０に至る経路を導通させることにより、この導体層４０への通電が開始される。
【００４６】
次に、ｓ１１０による通電の開始から所定の第１基準時間ｔｄ１（本実施形態では、１０ｍｓ）だけ経過するまで待機状態となり（ｓ１２０：ＮＯ）、基準時間ｔｄ１が経過したら（ｓ１２０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される基準電圧値Ｖｄ１が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として取得される（ｓ１３０）。
【００４７】
次に、ｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１から素子構造体３０における状態検知素子３２の温度が演算され、この温度に基づいてタンク内における被測定液体の温度が算出される（ｓ１４０）。
【００４８】
次に、ｓ１４０にて特定された被測定液体の温度が、被測定液体としてタンクに貯留されるべき尿素水の凍結する温度（−１１°Ｃ）以下であるか否かがチェックされ（ｓ１５０）、その凍結する温度以下であると判定された場合（ｓ１５０：ＹＥＳ）、ｓ１１０にて開始された状態検知素子３２への通電が終了される（ｓ１６０）。
【００４９】
ここでは、状態検知回路７８のスイッチ部８４に対し、定電流出力部８２による導体層４０への通電経路を開放させるべき旨が指令され、この指令を受けたスイッチ部８４が、定電流出力部８２から導体層４０に至る経路を開放させることにより、導体層４０への通電が終了される。
【００５０】
そして、所定の待機時間が経過するまで待機状態となった後（ｓ１７０：ＮＯ）、待機時間が経過したら（ｓ１７０：ＹＥＳ）、プロセスがｓ１１０へと戻る。
一方、上記ｓ１５０で、ｓ１４０にて特定された温度が凍結する温度より大きいと判定された場合（ｓ１５０：ＮＯ）、ｓ１１０により通電が開始された以降の経過時間が所定の第２基準時間ｔｄ２（本実施形態においては３００ｍｓｅｃ）を経過するまで待機状態となる（ｓ１８０：ＮＯ）。
【００５１】
その後、第２基準時間ｔｄ２を経過したら（ｓ１８０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される基準電圧値Ｖｄ２が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として取得される（ｓ１９０）。
【００５２】
次に、ｓ１９０にて取得された基準電圧値Ｖｄ２とｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１との電位差を示す値ΔＶ１（＝Ｖｄ２−Ｖｄ１）が算出される（ｓ２００）。
次に、ｓ２００にて算出された電位差ΔＶ１が、第２基準時間ｔｄ２を経過した時点における電位差として通常到達し得ないしきい値Ｑを超えている（Ｑ＜ΔＶ１）か否かがチェックされる（ｓ２１０）。この「しきい値Ｑ」は、状態検知素子３２の過昇温を判定するためのしきい値であって、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている場合（いわゆる空焚き状態）や、水以外の熱伝導率が小さな液体（例えば、軽油）が貯留されている場合に、上記ｓ２００にて算出されうる電位差としてあらかじめ定められた値である（図７参照）。
【００５３】
なお、このｓ２１０で電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていると判定されるということは、ヒータ部４４の両端電圧が大きくなり、ヒータ部４４が過昇温している恐れがあるということを意味している。つまり、このｓ２１０では、第２基準時間ｔｄ２を経過した時点で電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていることをもって、過昇温が発生していると推定，判定することになる。
【００５４】
このｓ２１０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていると判定された場合（ｓ２１０：ＹＥＳ）、ｓ１６０と同様、上記ｓ１１０にて開始された状態検知素子３２への通電が終了される（ｓ２２０）。
【００５５】
次に、リセットフラグに「０」がセットされた後（ｓ２３０）、ｓ２００にて算出された電位差ΔＶ１が、しきい値Ｑよりも所定値だけ大きいしきい値Ｒを超えている（Ｒ＜ΔＶ１）か否かがチェックされる（ｓ２４０）。この「しきい値Ｒ」は、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている場合に上記ｓ２００において算出されうる電位差としてあらかじめ定められた値である（図７参照）。
【００５６】
このｓ２４０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｒを超えていると判定された場合（ｓ２４０：ＹＥＳ）、第１異常カウンタＫ１に「１」が加算される（ｓ２５０）。
次に、この第１異常カウンタＫ１のカウント値が所定値（例えば、５）以上（Ｋ１≧５）となっていれば（ｓ２６０：ＹＥＳ）、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている（換言すれば、空焚き状態である）旨を通知するための第１異常通知信号が、入出力回路７２を介してＥＣＵへと出力された後（ｓ２７０）、所定の待機時間（例えば、６０ｓｅｃ）が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００５７】
この第１異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、タンク内に貯留されている被測定液体が少なくなっている旨の報知などを行うことにより、ユーザに対してタンクへの尿素水の補給を促すことができる。
【００５８】
その後、上記ｓ２８０にて所定の待機時間が経過したら（ｓ２８０：ＹＥＳ）、プロセスがｓ１１０へと戻る。
一方、上記ｓ２６０で、第１異常カウンタＫ１のカウント値が所定値以上となっていなければ（ｓ２６０：ＮＯ）、ｓ２７０が行われることなく、プロセスがｓ２８０へ移行し、所定の待機時間が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００５９】
また、上記ｓ２４０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｒを超えていないと判定された場合（ｓ２４０：ＮＯ）、第２異常カウンタＫ２に「１」が加算される（ｓ２９０）。
次に、この第２異常カウンタＫ２のカウント値が所定値（例えば、５）以上（Ｋ２≧５）となっていれば（ｓ３００：ＹＥＳ）、水以外の熱伝導率が小さな液体（例えば、軽油）がタンクに貯留されている旨を通知するための第２異常通知信号が、入出力回路７２を介してＥＣＵへと通知された後（ｓ３１０）、プロセスがｓ２８０へと移行し、所定の待機時間が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００６０】
この第２異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、水以外の熱伝導率が小さな液体がタンクに貯留されている旨の報知などを行うことにより、ユーザに対してタンク内の液体の入れ替えを促すことができる。
【００６１】
一方、第２異常カウンタＫ２のカウント値が所定値以上となっていなければ（ｓ３００：ＮＯ）、ｓ３１０が行われることなく、プロセスがｓ２８０へ移行し、所定の待機時間が経過するまで待機状態となる（ｓ２８０：ＮＯ）。
【００６２】
また、上記ｓ２１０で、電位差ΔＶ１がしきい値Ｑを超えていないと判定された場合（ｓ２１０：ＮＯ）、ｓ１１０により通電が開始された以降の経過時間が、第２基準時間ｔｄ２よりも長い第１しきい値時間ｔｔ１（本実施形態においては７００ｍｓｅｃ）を経過するまで待機状態となる（ｓ３２０：ＮＯ）。
【００６３】
その後、第１しきい値時間ｔｔ１を経過したら（ｓ３２０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される第１判定電圧値Ｖｔ１が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として取得される（ｓ３３０）。
【００６４】
次に、ｓ３３０にて取得された第１判定電圧値Ｖｔ１とｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１との電位差を示す値ΔＶ２（＝Ｖｔ１−Ｖｄ１）が算出される（ｓ３４０）。
次に、ｓ３４０にて算出された電位差ΔＶ２をその時点における被測定液体の濃度（尿素濃度）に換算した濃度判定値Ｎ１が特定される（ｓ３５０）。
【００６５】
濃度が異なる尿素水をタンク内に貯留した状態それぞれについて、導体層４０への定電流による通電を行った場合、図８に示すように、いずれの濃度のときも通電時間に応じて出力電圧が上昇することとなるが、その上昇パターンは、濃度に応じて異なる。そして、各濃度の尿素水について、第１しきい値時間ｔｔ１が経過した時点における電位差ΔＶ２に着目すると、図９に示すように、濃度に比例して電位差ΔＶ２の値が大きくなるといった相関関係を示すことが分かる。そのため、このｓ３５０では、その相関関係を示すデータ（データテーブルなど）としてあらかじめ用意された濃度情報に基づいて、ｓ３４０にて算出された電位差ΔＶ２のときにおける濃度が特定される。
【００６６】
ただし、電位差ΔＶ２に基づいて尿素水の濃度判定値Ｎ１を特定した場合、例えば、濃度２５％の砂糖水がタンク内に入っていたとしても、濃度３３．１％の尿素水と電位差ΔＶ２が同等のため、尿素水の濃度判定値Ｎ１は３３．１％と特定されることになる（図９参照）。そのため、尿素水の濃度判定値Ｎ１のみを用いていては、タンク内の被測定液体が特定種類の液体（即ち、適正濃度の尿素水）であるか否かを判定することができない。
【００６７】
そこで、本実施形態の状態検知処理では、尿素水の濃度判定値Ｎ１のみでタンク内の被測定液体が特定種類の液体（即ち、適正濃度の尿素水）であるか否かを判定せずに、ｓ３５０の処理が終了すると、次の処理へ移行する。
【００６８】
具体的には、ｓ３５０にて濃度判定値Ｎ１が特定された後、ｓ１１０により通電が開始された以降の経過時間が、第１しきい値時間ｔｔ１よりも長い第２しきい値時間ｔｔ２（本実施形態においては３０００ｍｓｅｃ）を経過するまで待機状態となる（ｓ３６０：ＮＯ）。
【００６９】
その後、第２しきい値時間ｔｔ２を経過したら（ｓ３６０：ＹＥＳ）、この時点において状態検知回路７８の差動増幅部８６から出力される第２判定電圧値Ｖｔ２が、状態検知素子３２（詳細にはヒータ部４４）からの出力電圧を示す値として特定される（ｓ３７０）。
【００７０】
次に、ｓ３７０にて取得された第２判定電圧値Ｖｔ２とｓ１３０にて取得された基準電圧値Ｖｄ１との電位差を示す値ΔＶ３（＝Ｖｔ２−Ｖｄ１）が算出される（ｓ３８０）。
次に、ｓ３８０にて算出された電位差ΔＶ３をその時点における液体の濃度（尿素濃度）に換算した濃度判定値Ｎ２が特定される（ｓ３９０）。ここでは、上述した出力電圧の上昇パターン（図８）のうち、第２しきい値時間ｔｔ２が経過した時点における電位差ΔＶ３にのみ着目した場合の相関関係（図１０参照）を示すデータ（データテーブルなど）としてあらかじめ用意された濃度情報に基づいて、ｓ３８０にて算出された電位差ΔＶ３のときにおける尿素水の濃度が特定される。
【００７１】
なお、電位差ΔＶ３に基づいて尿素水の濃度判定値Ｎ２を特定した場合には、例えば、濃度２５％の砂糖水がタンク内に入っていると、尿素水の濃度判定値Ｎ２は図１０には示していないが７５％と特定される。即ち、タンク内の液体が濃度２５％の砂糖水であった場合に、電位差ΔＶ２に基づいて特定される尿素水の濃度判定値Ｎ１と、電位差ΔＶ３に基づいて特定される濃度判定値Ｎ２とは大きくかけ離れた値となる。
【００７２】
こうして、ｓ３９０にて濃度判定値Ｎ２が特定された後、この時点におけるリセットフラグに「１」がセットされていれば（ｓ４００：ＹＥＳ）、第１，第２異常カウンタＫ１，Ｋ２がリセットされて（ｓ４１０）から次の処理（ｓ４３０）へ移行する一方、リセットフラグに「０」がセットされていれば（ｓ４００：ＮＯ）、リセットフラグに「１」がセットされて（ｓ４２０）から次の処理（ｓ４３０）へ移行する。
【００７３】
次に、ｓ３５０にて特定された濃度判定値Ｎ１が所定のしきい値Ｔ以上であるか否かがチェックされる（ｓ４３０）。この「しきい値Ｔ」は、タンク内に貯留されている被測定液体を水とみなすことのできる程度の低い濃度として定められた値である。
【００７４】
このｓ４３０にて所定のしきい値Ｔ以上でないと判定されたら（ｓ４３０：ＮＯ）、タンク内に貯留されている被測定液体が水であると判定され（ｓ４４０）、その旨を通知するための第３異常通知信号が、入出力回路７２を介して液体検知センサ１外部のＥＣＵへと出力された後（ｓ４５０）、プロセスがｓ２８０へと移行する。
【００７５】
この第３異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、タンク内に貯留されている被測定液体が水である旨の報知などを行うことにより、ユーザに対して液体の入れ替えを促すことができる。
【００７６】
一方、ｓ４３０にて所定のしきい値Ｔ以上であると判定されたら（ｓ４３０：ＹＥＳ）、ｓ３５０にて特定された濃度判定値Ｎ１とｓ３９０にて特定された濃度判定値Ｎ２との差の絶対値が所定のしきい値ＳＨ（｜Ｎ１−Ｎ２｜≦ＳＨ）以下であるか否かがチェックされる（ｓ４６０）。この「しきい値ＳＨ」は、タンク内に貯留された被測定液体が尿素水以外の不適切な液体（具体的には、砂糖水）である場合に、濃度判定値Ｎ１と濃度判定値Ｎ２との差の絶対値として到達しうる値として定められた値である。つまり、このｓ４６０では、被測定液体が尿素水であるか否かを、濃度判定値Ｎ１，Ｎ２の近似度に基づいて判定していることになる。
【００７７】
このｓ４６０にて所定のしきい値ＳＨ以下であると判定された場合（ｓ４６０：ＹＥＳ）、タンク内に貯留されている被測定液体が特定濃度の尿素水であると判定され（ｓ４７０）、その旨を通知するための正常通知信号が、入出力回路７２を介して液体検知センサ１外部へと出力された後（ｓ４８０）、プロセスがｓ２８０へと移行する。
【００７８】
この正常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、正常である旨をユーザに報知する処理を行うことができる。
一方、上記ｓ４６０にて所定のしきい値ＳＨより大きいと判定された場合（ｓ４６０：ＮＯ）、タンク内に貯留されている被測定液体が不適切な液体（具体的には、砂糖水）であると判定され（ｓ４９０）、その旨を通知するための第４異常通知信号が、入出力回路７２を介してＥＣＵへと出力された後（ｓ５００）、プロセスがｓ２８０へと移行する。
【００７９】
この第４異常通知信号を入力したＥＣＵ側では、例えば、タンク内に貯留されている被測定液体が不適切な液体である旨の報知などを行うことにより、ユーザに対してタンク内の液体の入れ替えを促すことができる。
【００８０】
このようにして本実施形態の状態検知処理では、尿素水の濃度判定値Ｎ１，Ｎ２の近似度に基づいて、タンク内の被測定液体が特定種類の液体，即ち適正濃度の尿素水であるか否かを判定することができる。
（３）作用，効果
このように構成された液体検知センサ１によれば、発熱抵抗体をセラミック絶縁基体３９内に封止した状態検知素子３２のうち、ヒータ部４４が配置される部分のセラミック絶縁基体３９の外表面（つまり、昇温領域４６の外表面）を少なくとも被測定液体に接触させることで、従来のようにフィンを介して間接的に被測定液体との熱の伝達を行う必要がなくなり、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを従来よりも短時間で判定することが可能となる。
【００８１】
ただし、このように被測定液体の判定に要する時間が短縮できるとしても、被測定液体が状態検知素子３２周辺を流れる環境下では、その昇温領域４６は自身の外表面が被測定液体に接触する関係から、被測定液体の液流が激しい場合には通電により発熱された発熱抵抗体の熱が奪われ易く、被測定液体の判定精度を向上させる効果が得られないことがある。
【００８２】
そこで、本発明の液体検知センサ１では、上記状態検知素子３２の昇温領域４６周辺を取り囲むようにプロテクタ３６を設けており、このプロテクタ３６により昇温領域４６周辺における被測定液体の流れを制限することで、発熱抵抗体の熱を液流によって奪われにくくしている。
【００８３】
これにより、本発明の液体検知センサ１によれば、状態検知素子３２の昇温領域４６を被測定液体に接触させて当該被測定液体の判定に要する時間を短縮させる効果と相俟って、発熱抵抗体による温度に応じた抵抗値の変化が表れやすくなり、被測定液他の判定を精度よく行うことができる。
【００８４】
また、上記構成では、状態検知素子３２におけるヒータ部４４の出力電圧として、そのヒータ部４４に通電した場合における異なるタイミング（ｔｄ１，ｔｔ１，ｔｔ２）で取得された電圧値（Ｖｄ１，Ｖｔ１，Ｖｔ２）それぞれに基づいて、被測定液体が尿素水であるか否かを精度よく判定することができる。
【００８５】
また、上記構成では、状態検知素子３２を取り囲むプロテクタ３６だけでなく、このプロテクタ３６を取り囲むように配置された外側の筒状部材２２が備えられている。そのため、このようにして状態検知素子３２を取り囲む２つの部材によって、より効果的に状態検知素子３２周辺における被測定液体の流れを制限することができる。
【００８６】
また、上記構成において、プロテクタ３６および外側の筒状部材２２は、状態検知素子３２の表面および裏面からプロテクタ３６の流通孔６２，６４，６６を通るように延びる直線を想定した場合に、その直線全てが外側の筒状部材２２における流通孔２３以外の領域に到達する、といった位置関係で取り付けられている。
【００８７】
そのため、被測定液体が外側の筒状部材２２の流通孔２３を介してその内部へと浸入してから、プロテクタ３６の流通孔６２，６４，６６を介してその内部へと浸入するまでの経路を長くすることができる。これにより、状態検知素子３２周辺における被測定液体の流れをより効果的に制限することができる。
（４）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００８８】
例えば、上記実施形態においては、プロテクタ３６が、状態検知素子３２を取り囲む筒状の部材により形成された場合を例示した。しかし、このプロテクタ３６は、状態検知素子３２の周辺における被測定液体の流れを制限することができればよく、その具体的な構造については特に限定されない。
【００８９】
また、上記プロテクタ３６に形成された流通孔６２，６４は、状態検知素子３２の表面および裏面と正対しない領域に形成されていればよく、その具体的な形状，位置および数については特に限定されない。
【００９０】
また、上記実施形態においては、外側の筒状部材２２が、プロテクタ３６を取り囲む筒状の部材により形成された場合を例示した。しかし、この筒状部材２２は、状態検知素子３２の周辺における被測定液体の流れを制限することができればよく、その具体的な構造については特に限定されない。
【００９１】
また、上記外側の筒状部材２２に形成された流通孔２３の具体的な形状，位置および数については特に限定されない。
（５）本発明との対応関係
以上説明した実施形態において、図６のｓ１１０は本発明の通電実行手段であり、同図ｓ１３０は本発明の基準取得手段であり、同図ｓ３３０は本発明の第１出力取得手段であり、同図ｓ３４０は本発明の第１出力差算出手段であり、同図ｓ３７０は本発明の第２出力特定手段であり、同図ｓ３８０は本発明の第２出力差算出手段であり、同図ｓ４６０，ｓ４７０，ｓ４９０は本発明の種類判定手段である。
【００９２】
また、第２しきい値時間ｔｔ２が本発明における検出時間である。
また、図６のｓ１３０にて取得される第１基準電圧値Ｖｄ１が本発明における基準値であり、同図ｓ３３０にて取得される第１判定電圧値Ｖｔ１が本発明における第１出力値であり、同図ｓ３７０にて取得される第２判定電圧値Ｖｔ２が本発明における第２出力値である。
【００９３】
また、図６のｓ３４０にて算出される電位差ΔＶ２が本発明における第１出力差であり、同図ｓ３８０にて算出される電位差ΔＶ３が本発明における第２出力差である。
また、プロテクタ３６が本発明の第１プロテクタであり、外側の筒状部材２２が本発明の第２プロテクタである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】液体検知センサの側面図（一部破断した断面となっている）
【図２】電極構造体２０および素子構造体３０の部分的な縦断面図
【図３】状態検出用素子の正面図
【図４】プロテクタの三面図
【図５】液体検知センサの全体構成を示すブロック図
【図６】状態検知処理を示すフローチャート
【図７】ヒータ部への通電時間と出力電圧との関係を示す図（尿素水，軽油，空焚き）
【図８】ヒータ部への通電時間と出力電圧との関係を示す図（水，尿素水，砂糖水）
【図９】第１しきい値時間ｔｔ１経過時点における出力電圧の変化量と被測定液体の濃度との関係を示す図
【図１０】第２しきい値時間ｔｔ２経過時点における出力電圧の変化量と被測定液体の濃度との関係を示す図
【符号の説明】
【００９５】
１…液体検知センサ、１０…基体、１２…制御基板、１４…取付部、２０…電極構造体、２２…筒状部材、２３…流通孔、２４…筒状部材、２５…絶縁被膜、２６…スペーサー、２８…整流部材、３０…素子構造体、３２…状態検知素子、３４…ホルダ、３６…プロテクタ、３７…ケーブル、３８…中継端子、３９…セラミック絶縁基体、４０…導体層、４２…リード部、４４…ヒータ部、４６…昇温領域、５２…シール部材、５４…素子用孔、５６…接着剤、６２…側面流通孔、６４…スリット、６６…底面流通孔、７２…入出力回路、７４…マイコン、７６…液面検知回路、７８…状態検知回路、８２…定電流出力部、８４…スイッチ部、８６…差動増幅部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のセラミック絶縁基体内に、このセラミック絶縁基体の板面に沿って配置すると共に自身の温度に応じて抵抗値が変化するヒータ部、および、このヒータ部から延びる一対のリード部を有する発熱抵抗体を封止してなり、前記セラミック絶縁基体外表面のうち少なくとも前記ヒータ部が配置される昇温領域を被測定液体に接触させた状態で使用する状態検知素子と、
該状態検知素子の発熱抵抗体への通電を行う通電実行手段と、
該通電実行手段による前記発熱抵抗体への通電が開始された以降、該発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す出力値に基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判定する種類判定手段と、を備えており、
さらに、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲むように配置することにより、該状態検知素子周辺における被測定液体の流れを制限する第１プロテクタを備えている
ことを特徴とする液体検知センサ。
【請求項２】
前記通電実行手段は、前記状態検知素子の発熱抵抗体への通電を検出時間にわたり行う、ように構成され、
さらに、
前記検出時間内に前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す基準値を取得する基準取得手段と、
前記検出時間内で且つ前記基準値の取得後に、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第１出力値を取得する第１出力取得手段と、
前記第１出力値と前記基準値との差である第１出力差を算出する第１出力差算出手段と、
前記検出時間が経過した時点において、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第２出力値を取得する第２出力取得手段と、
前記第２出力値と前記基準値との差である第２出力差を算出する第２出力差算出手段と、を備えており、
前記種類判定手段は、前記第１出力差と前記第２出力差とに基づいて、前記被測定液体が前記特定種類の液体であるか否か判定する、ように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体検知センサ。
【請求項３】
前記第１プロテクタは、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲む筒状の部材であって、該昇温領域のうちで前記ヒータ部の形成面に沿った表面および裏面と正対しない領域に、当該第１プロテクタの内外に前記被測定液体を流通させるための流通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体検知センサ。
【請求項４】
前記第１プロテクタをさらに取り囲む筒状の第２プロテクタを備えており、
該第２プロテクタには、該第２プロテクタの内外に被測定液体を流通させるための流通孔が１以上形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の液体検知センサ。
【請求項５】
前記第１プロテクタおよび前記第２プロテクタは、前記状態検知素子における昇温領域の表面および裏面から前記第１プロテクタの流通孔を通るように延びる直線を想定した場合に、該直線全てが、前記第２プロテクタにおける流通孔以外の領域に到達するような位置関係で取り付けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の液体検知センサ。
【請求項１】
平板状のセラミック絶縁基体内に、このセラミック絶縁基体の板面に沿って配置すると共に自身の温度に応じて抵抗値が変化するヒータ部、および、このヒータ部から延びる一対のリード部を有する発熱抵抗体を封止してなり、前記セラミック絶縁基体外表面のうち少なくとも前記ヒータ部が配置される昇温領域を被測定液体に接触させた状態で使用する状態検知素子と、
該状態検知素子の発熱抵抗体への通電を行う通電実行手段と、
該通電実行手段による前記発熱抵抗体への通電が開始された以降、該発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す出力値に基づいて、被測定液体が特定種類の液体であるか否かを判定する種類判定手段と、を備えており、
さらに、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲むように配置することにより、該状態検知素子周辺における被測定液体の流れを制限する第１プロテクタを備えている
ことを特徴とする液体検知センサ。
【請求項２】
前記通電実行手段は、前記状態検知素子の発熱抵抗体への通電を検出時間にわたり行う、ように構成され、
さらに、
前記検出時間内に前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す基準値を取得する基準取得手段と、
前記検出時間内で且つ前記基準値の取得後に、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第１出力値を取得する第１出力取得手段と、
前記第１出力値と前記基準値との差である第１出力差を算出する第１出力差算出手段と、
前記検出時間が経過した時点において、前記発熱抵抗体の抵抗値に応じた出力を示す第２出力値を取得する第２出力取得手段と、
前記第２出力値と前記基準値との差である第２出力差を算出する第２出力差算出手段と、を備えており、
前記種類判定手段は、前記第１出力差と前記第２出力差とに基づいて、前記被測定液体が前記特定種類の液体であるか否か判定する、ように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体検知センサ。
【請求項３】
前記第１プロテクタは、前記状態検知素子の昇温領域周辺を取り囲む筒状の部材であって、該昇温領域のうちで前記ヒータ部の形成面に沿った表面および裏面と正対しない領域に、当該第１プロテクタの内外に前記被測定液体を流通させるための流通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体検知センサ。
【請求項４】
前記第１プロテクタをさらに取り囲む筒状の第２プロテクタを備えており、
該第２プロテクタには、該第２プロテクタの内外に被測定液体を流通させるための流通孔が１以上形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の液体検知センサ。
【請求項５】
前記第１プロテクタおよび前記第２プロテクタは、前記状態検知素子における昇温領域の表面および裏面から前記第１プロテクタの流通孔を通るように延びる直線を想定した場合に、該直線全てが、前記第２プロテクタにおける流通孔以外の領域に到達するような位置関係で取り付けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の液体検知センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１７０３９７（Ｐ２００８−１７０３９７Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６３２８（Ｐ２００７−６３２８）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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