液体状態検知センサ
【課題】電源部と発熱抵抗体との間の通電経路で万が一グランドショートが発生しても、発熱抵抗体への通電回路および発熱抵抗体に繋がるバッテリに負荷がかかることを防止することができる液体状態検知センサを提供する。
【解決手段】電源部２２０と発熱抵抗体１１４との間の通電経路上の測定点Ａはマイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に接続され、測定点Ａの電位が測定されている。万が一電源部２２０と発熱抵抗体１１４との間にてグランドショートが発生した場合、発熱抵抗体１１４への通電時に測定点Ａの電位はグランド電位となる。この状態（グランド電位）が検知されると直ちにトランジスタ２３０がＯＦＦに制御され、発熱抵抗体１１４への通電が停止される。これにより、上記通電経路上に配置された電子部品等に高電圧が印加されたり、バッテリに負荷がかかったりするのを防止できる。
【解決手段】電源部２２０と発熱抵抗体１１４との間の通電経路上の測定点Ａはマイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に接続され、測定点Ａの電位が測定されている。万が一電源部２２０と発熱抵抗体１１４との間にてグランドショートが発生した場合、発熱抵抗体１１４への通電時に測定点Ａの電位はグランド電位となる。この状態（グランド電位）が検知されると直ちにトランジスタ２３０がＯＦＦに制御され、発熱抵抗体１１４への通電が停止される。これにより、上記通電経路上に配置された電子部品等に高電圧が印加されたり、バッテリに負荷がかかったりするのを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれる特定成分の濃度などの液体の状態を検知する液体状態検知センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル自動車から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害なガスに還元する排ガス浄化装置にＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ）を用いる場合があるが、その還元剤として尿素水溶液が用いられる。この還元反応を効率よく行うには、尿素濃度が３２．５ｗｔ％の尿素水溶液を用いるとよいことが知られている。しかし、自動車に搭載される尿素水タンクに収容される尿素水溶液は、過酷な環境条件下で保管され、また経時変化などにより、その尿素濃度に変化を生ずる場合がある。また、尿素水タンクに誤って異種水溶液（例えば軽油）あるいは水が混入される可能性もある。こうしたことから、尿素水溶液の尿素濃度を管理できるように、尿素濃度を検知するための濃度センサ（液体状態検知センサ）が尿素水タンクに取り付けられ、濃度検知が行われている。
【０００３】
ところで、尿素水溶液の熱伝導率は、自身に含まれる尿素の濃度により差異が生ずることが知られており、温度に応じて抵抗値が変化する性質を有する発熱抵抗体を所定時間加熱した場合、発熱抵抗体の周囲における尿素水溶液の尿素の濃度によって発熱抵抗体の抵抗値変化の度合が異なってくる。つまり、尿素の濃度によって発熱抵抗体の放熱特性が変化するため、発熱抵抗体の抵抗値変化の度合が異なってくるのである。このことから、発熱抵抗体を一定時間加熱したときの発熱抵抗体の抵抗値変化の度合いを捉えれば、尿素水溶液に含まれる尿素の濃度を検知することができる（例えば、特許文献１参照。）。具体的に、特許文献１では、発熱抵抗体への通電開始後、電流値の安定する１０ｍｓｅｃ後に初回の発熱抵抗体の電圧値を検出し、さらに７００ｍｓｅｃ後に２回目の電圧値を検出し、両者の差分に基づく換算により尿素濃度の検出が行われている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体への通電を開始して初回の電圧値の検出が行われると、その電圧値に基づく換算により、尿素水溶液の初期の温度の検出が行われている。そして尿素水溶液の温度が凍結温度以下であれば発熱抵抗体の通電が停止され、再凍結に起因するヒータの故障からの保護が行われる。ここで発熱抵抗体への通電経路に異常が生じた場合、回路の構成上、検出される発熱抵抗体の電圧値が通常時とは異なった値を示すこととなる。例えば、発熱抵抗体の通電経路において、その上流側（バッテリ側）にてグランドとのショートが発生した場合（以下、このような状態を、「グランドショート」が発生した状態という。）、特許文献１の液体状態検知センサではそのことを検知できないが、発熱抵抗体の両端がグランド電位（つまり同電位）となるため、結果的に、尿素水溶液の温度が凍結温度以下と判定されて、発熱抵抗体への通電が停止される。
【特許文献１】特開２００７−１１４１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように発熱抵抗体への通電経路において発熱抵抗体よりも上流側で万が一グランドショートが発生した場合、本来なら発熱抵抗体に消費される電力が、バッテリと発熱抵抗体との間の通電経路上に配置される電子部品にかかることとなる。こうした場合、特許文献１に記載の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体への通電開始から初回の電圧値検出までの１０ｍｓｅｃの間、通電が継続され、電子部品やバッテリ自身に比較的大きな負荷がかかった状態となってしまい、これら部品の故障を招く可能性があった。一方、これら故障の防止の観点から、このような通電経路上に配置する電子部品に耐性の高い部品を用いることが考えられるが、部品コストの高騰を招く虞があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、電源部と発熱抵抗体との間の通電経路で万が一グランドショートが発生しても、発熱抵抗体への通電回路および発熱抵抗体に繋がるバッテリに負荷がかかることを防止することができる液体状態検知センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の液体状態検知センサは、電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、当該切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段とを備えている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の液体状態検知センサは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電をオフとするように前記切替手段を制御する通電停止制御手段を備えている。
【０００９】
また、請求項３に係る発明の液体状態検知センサは、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記異常判定手段は、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段とを備えている。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の液体状態検知センサは、電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、当該切替手段の両端に接続されて前記電源部と前記発熱抵抗体との通電経路を形成し、前記切替手段による前記発熱抵抗体への通電がオフとなった場合でも、前記発熱抵抗体へ微弱な通電状態を維持する通電維持手段と、前記切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段とを備えている。
【００１１】
また、請求項５に係る発明の液体状態検知センサは、請求項４に記載の発明の構成に加え、前記異常判定手段は、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の液体状態検知センサでは、切替手段によって発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、発熱抵抗体と電源部との間の電位を測定し、通電時の電位がグランド電位であった場合に、通電経路に異常が生じたと判定している。従って、万が一通電経路に異常が生じても、発熱抵抗体への通電を開始してから初回の電圧値の検出までの期間が経過するのを待たずして、その異常の発生を判定することができる。これにより、通電経路に上記異常が生じた場合にも、電源部や、発熱抵抗体に至るまでの通電回路に大きな電流負荷がかからないように、その後の処置（例えば切替手段をオフとするなど）を行うことができる。
【００１３】
なお、本発明の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体に所定時間通電したときの液体に対する発熱抵抗体の放熱特性に基づいて液体の状態を検知するものであるが、発熱抵抗体の放熱特性をもとに状態検知される対象としては、液体中に含まれる特定成分の濃度検知や液体の種別検知などが挙げられる。
【００１４】
そして請求項２に係る発明のように、電源部と発熱抵抗体との間の通電経路に異常が生じたと判定された場合に、切替手段を制御して速やかに発熱抵抗体への通電をオフとすれば、電源部や発熱抵抗体に至るまでの通電回路に大きな負荷が継続してかからないように保護することができる。
【００１５】
ところで、発熱抵抗体と電源部との間の電位を測定するにあたって発熱抵抗体への通電を行う必要があるため、異常判定手段による異常発生の有無の判定は、発熱抵抗体への通電開始後、速やかに行われることが望ましいが、電位の測定が通電開始直後の電圧の不安定な時期に行われると、誤判定が生ずる虞がある。そこで請求項３に係る発明のように、一回の異常状態の判定を仮判定として複数回繰り返し、異常状態が仮に判定された回数に基づき異常状態の決定を行えば、異常状態の判定に対する信頼性を高め、誤判定を防止することができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体への通電がオフの状態でも、通電維持手段により発熱抵抗体と電源部との間で微弱な通電状態を維持することができる。これにより、発熱抵抗体への通電を行う前に、発熱抵抗体と電源部との間がグランド電位であるか否かを測定することができる。万が一、通電経路に異常が生じた場合、発熱抵抗体への通電を行わない等の処置を行えば、電源部や、発熱抵抗体に至るまでの通電回路に大きな電流負荷がかからないように保護することができる。
【００１７】
なお、本明細書でいう「微弱な通電状態」とは、発熱抵抗体を常温下の液体中に晒した上で、発熱抵抗体に対し１分間通電したときに、通電前の発熱抵抗体の抵抗値から１分間通電したときの抵抗値の変化が５％以内に収まる範囲の通電状態をいうものとする。
【００１８】
そして請求項５に係る発明のように、一回の異常状態の判定を仮判定として複数回繰り返し、異常状態が仮に判定された回数に基づき異常状態の決定を行えば、異常状態の判定に対する信頼性を高め、誤判定を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した液体状態検知センサの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照し、第１の実施の形態として、液体状態検知センサ１００を例にその構造について説明する。図１は、液体状態検知センサ１００の一部を切り欠いてみた縦断面図である。なお、液体状態検知センサ１００においてレベル検知部７０（外筒電極１０および内部電極２０から構成されるコンデンサ）の長手方向を軸線Ｏ方向とし、液体性状検知部３０が設けられる側を先端側、取付金具４０が設けられる側を後端側とする。
【００２０】
第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００は、ディーゼル自動車の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元に使用される尿素水溶液の状態を検知するためのセンサである。具体的には、尿素水溶液のレベル（液位）、温度、およびその溶液に含まれる特定成分としての尿素の濃度を検知するものである。図１に示すように、液体状態検知センサ１００は、円筒形状を有する外筒電極１０、およびその外筒電極１０の内部にて外筒電極１０と同軸状に設けられた円筒状の内部電極２０から構成されるレベル検知部７０を有する。また、内部電極２０の先端側に設けられた液体性状検知部３０と、液体状態検知センサ１００を尿素水タンク９８（図２参照）に取り付けるための取付金具４０とを備えている。
【００２１】
外筒電極１０は金属材料からなり、軸線Ｏ方向に延びる長細い円筒形状を有する。外筒電極１０の外周上にて周方向に等間隔となる３本の母線上には、各母線に沿ってそれぞれ複数の細幅のスリット１５が断続的に開口されている。また、外筒電極１０の先端部１１において、上記スリット１５が形成された各母線上には、後述する内部電極２０との間に介在されるゴムブッシュ８０の抜け防止のための開口部１６がそれぞれ設けられている。さらに、外筒電極１０の後端側の基端部１２に近い位置で、スリット１５が形成された各母線とは異なる母線上には、１つの空気抜孔１９が形成されている。
【００２２】
外筒電極１０の先端部１１は、後述する液体性状検知部３０のセラミックヒータ１１０の径方向周囲を、そのセラミックヒータ１１０を覆って保護するプロテクタ１３０ごと包囲するように、開口部１６の位置よりさらに軸線Ｏ方向先端側に延長されている。そして外筒電極１０の最先端部（図中最下部）は開口されている。
【００２３】
また、外筒電極１０の基端部１２は、金属製の取付金具４０の先端に設けられた電極支持部４１に、その外周に係合した状態で溶接されている。取付金具４０は尿素水タンク９８（図２参照）に液体状態検知センサ１００を固定するための台座として機能し、取り付けボルトを挿通するための取り付け孔（図示外）が、電極支持部４１の後端側で鍔状に設けられた鍔部４２に開口されている。
【００２４】
取付金具４０の鍔部４２を挟んで電極支持部４１の反対側には、鍔部４２から直立する壁面に囲われ凹部状をなす収容部４３が形成されている。収容部４３には、後述する尿素水溶液９９（図２参照）のレベル、温度、尿素濃度を検知するための回路や、図示外の外部回路（本実施の形態では、自動車のエンジン制御装置（ＥＣＵ））との電気的な接続を行うための入出力回路等が搭載された回路基板６０などが収容される。なお、この取付金具４０は、回路基板６０に対し、そのグランド電位をなす配線部（図示しない）と同電位となるように接続されているため、外筒電極１０は取付金具４０を介して接地されている。
【００２５】
回路基板６０は、収容部４３の内壁面の四隅より突出する基板載置部（図示外）上に載置されている。収容部４３はカバー４５に覆われ保護されており、そのカバー４５は、鍔部４２に固定されている。また、カバー４５の側面にはコネクタ６２が固定されており、コネクタ６２の接続端子（図示外）と回路基板６０上のパターン（後述する入出力回路部１５０）とが配線ケーブル６１によって接続されている。このコネクタ６２を介し、回路基板６０とＥＣＵとの接続が行われる。
【００２６】
取付金具４０の電極支持部４１には収容部４３内に貫通する孔４６が開口されており、この孔４６内に、内部電極２０の基端部２２が挿通されている。第１の実施の形態の内部電極２０は軸線Ｏ方向に延びる長細い円筒形状をした金属材料からなる。この内部電極２０の外周面上には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等のフッ素系樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などからなる絶縁性被膜２３が形成されている。この内部電極２０と外筒電極１０との間で、尿素水溶液９９（図２参照）のレベルに応じて静電容量が変化するコンデンサを形成してなるレベル検知部７０が構成されている。
【００２７】
内部電極２０の軸線Ｏ方向後端側の基端部２２には、内部電極２０を取付金具４０に固定するためのパイプガイド５５とインナーケース５０が配置されている。パイプガイド５５は内部電極２０の基端部２２の端縁寄りに接合された環状のガイド部材である。インナーケース５０は内部電極２０と外筒電極１０とが確実に絶縁されるように内部電極２０を位置決め支持する鍔付き筒状の樹脂製部材であり、先端側が取付金具４０の電極支持部４１の孔４６に内挿されている。インナーケース５０には径方向外側に向かって突出する鍔部５１が形成されており、インナーケース５０が電極支持部４１に係合される際には、収容部４３側から電極支持部４１の孔４６に挿通される。そして、鍔部５１が収容部４３内の底面に当接することで、インナーケース５０が孔４６内を通り抜けることが防止される。また、内部電極２０は、収容部４３側からインナーケース５０の内側に挿通されるが、パイプガイド５５が鍔部５１に当接することで、インナーケース５０からの脱落が防止される。
【００２８】
さらに、インナーケース５０の外周と内周とには、それぞれ、Ｏリング５３とＯリング５４とが設けられている。Ｏリング５３は、インナーケース５０の外周と取付金具４０の孔４６との間の隙間を密閉し、Ｏリング５４は、インナーケース５０の内周と内部電極２０の基端部２２の外周との間の隙間を密閉している。これにより、液体状態検知センサ１００が尿素水タンク９８（図２参照）に取り付けられた際に、尿素水タンク９８の内部と外部とが収容部４３を介して連通しないように、その水密性および気密性が保たれる。なお、取付金具４０の鍔部４２の先端側の面には図示外の板状のシール部材（例えばゴムパッキン）が装着され、液体状態検知センサ１００を尿素水タンク９８に取り付けた際に、鍔部４２と尿素水タンク９８との間の水密性および気密性が保たれるようになっている。
【００２９】
そして、内部電極２０の取付金具４０への組み付けの際には、２枚の押さえ板５６，５７によって、パイプガイド５５がインナーケース５０の鍔部５１に対して押圧される。絶縁性の押さえ板５６は、パイプガイド５５との間に押さえ板５７を挟み、パイプガイド５５を押圧した状態で、ネジ５８によって収容部４３内に固定される。これにより、パイプガイド５５に接合された内部電極２０が電極支持部４１に固定されることとなる。押さえ板５６，５７には中央に孔５９が開口されており、内部電極２０の電極引出線５２と、後述するセラミックヒータ１１０との電気的な接続を行う２本のリード線９０（図１では一方のリード線９０のみを表示している）を内包する２芯のケーブル９１とが挿通され、それぞれ回路基板６０上のパターンに電気的に接続されている。回路基板６０のグランド側の電極（図示外）は取付金具４０に接続されており、取付金具４０に溶接された外筒電極１０がグランド側に電気的に接続される。
【００３０】
次に、内部電極２０の先端部２１に設けられた液体性状検知部３０は、第１の実施の形態では尿素水溶液９９（図２参照）の温度および含有される尿素の濃度の検出を行う液体性状検出素子としてのセラミックヒータ１１０を有する。セラミックヒータ１１０は、絶縁性セラミックからなる２枚の板材で、ＰｔまたはＷを主体とする発熱抵抗体１１４（図２参照）を挟んで埋設し、焼成したものである。このセラミックヒータ１１０は、内部電極２０の先端部２１に装着される絶縁性樹脂製のホルダ１２０に支持されている。ホルダ１２０は、外径が段違い状２段に構成された円筒形状を有し、小径となる先端側にて、発熱抵抗体１１４の埋設された側を露出した状態のセラミックヒータ１１０を、接着剤からなる固定部材１２５，１２６で固定している。そして大径側となる後端側が内部電極２０の先端部２１に装着されており、その内部電極２０の外周面とホルダ１２０の内周面との間にシールリング１４０が介在され、内部電極２０の内部の水密性および気密性が確保されている。また、セラミックヒータ１１０のホルダ１２０から露出された部分は、プロテクタ１３０によって周囲を覆われ保護されている。
【００３１】
ところで、ホルダ１２０の装着前に、セラミックヒータ１１０の中継端子１１９にはケーブル９１の２本のリード線９０の芯線がそれぞれ加締めまたは半田付けにより接合される。さらに絶縁性の保護部材９５により、中継端子１１９とリード線９０とが接合部位ごと覆われ保護される。そして、２つのリード線９０は筒形状の内部電極２０内を挿通され、上記回路基板６０に接続されている。
【００３２】
次に、プロテクタ１３０は、有底円筒形状に形成された金属製の保護部材である。開口側がホルダ１２０の小径部分の外周に嵌合されている。また、プロテクタ１３０の外周上には液体流通孔（図示外）が開口されており、プロテクタ１３０の内外での尿素水溶液９９（図２参照）の交換が行われる。そして、上記した液体性状検知部３０は、内部電極２０の先端部２１にホルダ１２０を介し装着され、さらにゴムブッシュ８０によって、外筒電極１０内で弾性的に支持される。ゴムブッシュ８０は円筒形状を有し、その外周面上に形成された突起部８７が、外筒電極１０の開口部１６に係合されて固定される。また、ゴムブッシュ８０の外周面と内周面とのそれぞれには、軸線Ｏ方向に沿った複数の溝（図示外）が溝設されている。液体状態検知センサ１００が尿素水タンク９８に取り付けられた際に、この溝を介し、ゴムブッシュ８０の先端側に流入する尿素水溶液９９と、後端側に流入する尿素水溶液９９との液交換や、気泡抜きが行われる。
【００３３】
次に、図２を参照して、液体状態検知センサ１００の電気的な構成について説明する。図２は、液体状態検知センサ１００の電気的な構成を示す図である。図２に示すように、液体状態検知センサ１００は液体収容容器としての尿素水タンク９８に取り付けられ、一対の電極（外筒電極１０および内部電極２０）を備えたレベル検知部７０と、発熱抵抗体１１４が埋設されたセラミックヒータ１１０を備えた液体性状検知部３０とが、尿素水タンク９８に収容された状態検知対象の液体としての尿素水溶液９９に浸漬される。
【００３４】
液体状態検知センサ１００の回路基板６０上には、公知の構成のＣＰＵ１７０、ＲＯＭ１８０、ＲＡＭ１９０等を有するマイクロコンピュータ１６０が搭載されている。このマイクロコンピュータ１６０には、レベル検知部７０の制御を行うレベル検知回路部２００と、液体性状検知部３０の制御を行う液体性状検知回路部２１０と、ＥＣＵとの通信を行う入出力回路部１５０とが接続されている。
【００３５】
入出力回路部１５０は、液体状態検知センサ１００とＥＣＵとの間での信号の入出力を行うため、通信プロトコルの制御を行う。また、レベル検知回路部２００は、マイクロコンピュータ１６０の指示に基づき、レベル検知部７０の外筒電極１０と内部電極２０との間に交流電圧を印加し、レベル検知部７０をなすコンデンサを流れた電流を電圧変換して、その電圧信号をマイクロコンピュータ１６０に出力する回路部である。
【００３６】
次に、液体性状検知回路部２１０は、マイクロコンピュータ１６０の指示に基づき、液体性状検知部３０のセラミックヒータ１１０に定電流を流し、発熱抵抗体１１４の両端に発生する検出電圧をマイクロコンピュータ１６０に出力する回路部である。液体性状検知回路部２１０は、電源部２２０、トランジスタ２３０、リミッタ回路部２４０、レベルシフタ２５０、定電流回路部２７０、および差動増幅回路部２８０から構成される。
【００３７】
電源部２２０は、自動車のバッテリ（図示外）から供給される直流電源を昇圧または降圧し、通電のための電力を生成する回路部であり、出力ポートＢ１からは、例えば１６Ｖの電圧（電力）が供給され、出力ポートＢ２からは、例えば５Ｖの電圧（電力）が供給される。電源部２２０の出力ポートＢ１はトランジスタ２３０のエミッタに接続されており、このトランジスタ２３０のベースはレベルシフタ２５０を介してマイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１に接続され、コレクタはセラミックヒータ１１０の発熱抵抗体１１４の一端に接続されている。トランジスタ２３０は、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１から出力されるローレベル信号またはハイレベル信号に応じてエミッタ−コレクタ間を流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチとして機能する。より具体的には、出力ポートＭ１からハイレベル信号（５Ｖ）が出力されると、レベルシフタ２５０により１６Ｖの信号にシフトされた電位がトランジスタ２３０のベースに供給され、トランジスタ２３０はオフとなり、発熱抵抗体１１４に対する通電は行われない。一方、出力ポートＭ１からローレベル信号（０Ｖ）が出力されると、トランジスタ２３０のベースに０Ｖの電位が供給され、トランジスタ２３０はオンとなり、発熱抵抗体１１４が通電される。なお、トランジスタ２３０が、本発明における「切替手段」に相当する。
【００３８】
発熱抵抗体１１４の他端は、定電流回路部２７０を介して接地されている。定電流回路部２７０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ２７１、電流検出抵抗２７２、オペアンプ２７３および基準電源２７４から構成される。発熱抵抗体１１４の他端はＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のドレインに接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のソースには電流検出抵抗２７２の一端が接続されており、電流検出抵抗２７２の他端はグランドに接続されている。また、オペアンプ２７３の出力端子はＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のゲートに接続され、このオペアンプ２７３の反転入力端子に電流検出抵抗２７２の一端が接続されており、さらに、非反転入力端子に基準となる電圧を発生する基準電源２７４を接続されている。この回路構成により、定電流回路部２７０では、オペアンプ２７３に基準となる電圧と電流検出抵抗２７２の一端の電圧とが入力され、両電圧の比較結果がオペアンプ２７３の出力としてＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のゲートに入力され、ゲート電圧が調整されて発熱抵抗体１１４に定電流を流すようにフィードバック制御が行われる。
【００３９】
さらに、発熱抵抗体１１４の両端には、差動増幅回路部２８０が接続されている。差動増幅回路部２８０は、発熱抵抗体１１４の一端に現れる電位Ｐｉｎと他端に現れる電位Ｐｏｕｔとの差分を検出電圧としてＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ３に対して出力する。
【００４０】
また、トランジスタ２３０と発熱抵抗体１１４との間における電位を検出するため、両者間に設けられた測定点Ａに、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２が接続されており、この測定点Ａと入力ポートＭ２との間にはリミッタ回路部２４０が介在されている。リミッタ回路部２４０は、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に測定点Ａにおける電位を入力する回路部であり、その際の出力電位がマイクロコンピュータ１６０の入力上限電位を超えないように、出力ポートＢ２の電位を用いて調整する保護回路として機能する。なお、測定点Ａが、本発明における「接続点」に相当し、入力ポートM２に入力される電位を測定するマイクロコンピュータ１６０が、本発明における「電位測定手段」に相当する。
【００４１】
ここで、発熱抵抗体１１４による尿素水溶液９９の状態の検知原理について簡単に説明する。発熱抵抗体１１４への通電開始後間もない時間内では、発熱抵抗体の発熱がまだ大きくなされていないため、発熱抵抗体自身の温度は、自身の周囲に存在する尿素水液体の温度とほぼ同一である。そして時間の経過と共に、発熱抵抗体１１４自身の温度は連続的に上昇していく。従って、通電開始から短期間における発熱抵抗体１１４の抵抗値変化と周囲に存在する尿素水溶液９９の温度との相関関係を予め確認しておくことにより、尿素水溶液９９の温度を測定することが可能である。また、尿素水溶液９９は、その濃度（溶液中の尿素濃度）に応じて熱伝導率に違いが生ずることが知られている。つまり、発熱抵抗体１１４の温度上昇率（放熱特性）は、尿素水溶液９９の熱伝導率、すなわち濃度に応じて異なってくる。このことから、発熱抵抗体１１４を一定時間加熱したときの、発熱抵抗体１１４の抵抗値変化の度合いに基づき、尿素水溶液９９の尿素濃度を得ることができる。
【００４２】
このような原理に基づいて、液体状態検知センサ１００では、発熱抵抗体１１４への通電開始直後（詳細には、通電開始後１０ｍｓ経過後）に差動増幅回路部２８０により検出される検出電圧値Ｖ１をもとに、尿素水溶液９９の温度の測定をマイクロコンピュータ１６０にて行う。さらに、この液体状態検知センサ１００では、発熱抵抗体１１４に通電を開始してから７００ｍｓといった通電時間経過後に、差動増幅回路部２８０により検出される検出電圧値Ｖ２と、発熱抵抗体１１４への通電開始直後に検出された上記検出電圧値Ｖ１との差分値をマイクロコンピュータ１６０にて演算し、この差分値をもとに尿素濃度の測定を行う。
【００４３】
このように、発熱抵抗体１１４を用いて尿素水溶液９９の尿素濃度および温度の測定を行うには、発熱抵抗体１１４に比較的大きな電圧を印加する必要がある。ここで、電源部２２０から発熱抵抗体１１４への通電経路において万が一ショートが発生してグランド電位となった場合（グランドショートが発生した場合）、その通電経路上の電子部品や電源部２２０のバッテリに大きな負荷がかかる虞がある。そこで第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００では、この通電経路上に設けた測定点Ａの電位を測定し、グランドショートの発生を検出したら直ちに通電を停止して通電経路上の電子部品の保護を行う通電制御を行っている。この制御は、尿素水溶液９９の温度および濃度を検出するための性状検知プログラムの実行に従って行われる。性状検知プログラムは、液体状態検知センサ１００の制御を行うメインプログラム（図示外）からコールされるサブルーチンのうちの１つであり、マイクロコンピュータ１６０のＣＰＵ１７０によって実行される。
【００４４】
以下、性状検知プログラムについて説明を行うが、これに先立ち、性状検知プログラムにおいて使用される変数やフラグ、カウンタについて、図３，図４を参照して説明する。図３は、マイクロコンピュータ１６０のＲＯＭ１８０の記憶エリアの構成を示す概念図である。図４は、マイクロコンピュータ１６０のＲＡＭ１９０の記憶エリアの構成を示す概念図である。
【００４５】
性状検知プログラムで使用される電圧正常値および異常判定回数は、図３に示す、マイクロコンピュータ１６０のＲＯＭ１８０に設けられた電圧正常値記憶エリア１８１、異常判定回数記憶エリア１８２にそれぞれ記憶される。電圧正常値は、入力ポートＭ２に入力される測定点Ａの電位が、グランドショート発生時の電位であるか否かを判定するためのしきい値として用いられる電圧値である。一般的にはリミッタ回路部２４０にて制限される上限の電位（電源部２２０の出力ポートＢ２の電位）とグランド電位（例えば０Ｖ）との中間値が用いられ、第１の実施の形態においては、例えば２．５Ｖが設定されている。異常判定回数は、グランドショートが発生したと検知した回数によって、グランドショートが実際に発生したか否かを判定する際のしきい値として用いられる回数（例えば５回）である。ＲＯＭ１８０には、他にも、各種の制御プログラムやそれらで用いられる初期値等が記憶されている。
【００４６】
また、性状検知プログラムで使用される異常状態フラグ、判定時間タイマ、および異常発生回数カウンタは、図４に示す、マイクロコンピュータ１６０のＲＡＭ１９０に設けられた異常状態フラグ記憶エリア１９１、判定時間タイマ記憶エリア１９２、および異常発生回数カウンタ記憶エリア１９３に、それぞれ記憶される。異常状態フラグは、性状検知プログラムの実行によってグランドショートの発生が検知され異常状態にあると判定された場合に立てられるフラグであり、初期状態では０となっている。判定時間タイマは、通電開始直後の電圧が不安定な時期に測定点Ａの電位が測定された場合に、グランドショートが発生したと誤検知（誤判定）されることがないように、異常状態の有無の判定を行うまでの待ち時間を計測するためのタイマである。異常発生回数カウンタは、グランドショートの発生を検知した回数を数えるためのカウンタである。ＲＡＭ１９０には、他にも、各種の制御プログラムで用いられるフラグ、カウンタ、変数等が記憶されている。
【００４７】
次に、性状検知プログラムについて、図２〜図５を参照して説明する。図５は、液体状態検知センサ１００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。なお、フローチャートの各ステップについては「Ｓ」と略記する。
【００４８】
液体状態検知センサ１００のメインプログラム（図示外）では、第１の実施の形態の性状検知プログラムやレベル検知のためのプログラム等を含む複数のサブルーチンを実行する時期や条件の管理を行っており、図５に示す、性状検知プログラムは、メインプログラムからコールされることにより実行される。性状検知プログラムがコールされると、まず、異常状態フラグの値が参照される（Ｓ１１）。以前の性状検知プログラムの実行により既にグランドショートの発生が検知されて異常が生じたと判断されている場合には、異常状態フラグが１となっており（Ｓ１１：ＹＥＳ）、尿素水溶液９９の温度や濃度の測定を行うことなくメインプログラムに戻る。性状検知プログラムの初回実行時には異常状態フラグが０となっているので（Ｓ１１：ＮＯ）、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１からハイレベル信号が出力されてトランジスタ２３０がオンとされ、発熱抵抗体１１４への通電が開始される（Ｓ１２）。また、判定時間タイマが始動され、通電開始からの経過時間の計測が行われる（Ｓ１３）。
【００４９】
測定点Ａの電位はリミッタ回路部２４０を介して入力ポートＭ２に入力されており、次のＳ１５では、入力ポートＭ２にかかる電圧が、電圧正常値記憶エリア１８１の電圧正常値よりも大きいか否かの判定が行われる。通常状態（グランドショートが発生していない状態）では測定点Ａの電位は電源部２２０の出力ポートＢ１の電位（例えば１６Ｖ）となり、リミッタ回路部２４０の通過によって、出力ポートＢ２の電位（例えば５Ｖ）に制限されて、入力ポートＭ２に入力される。従って、測定点Ａの電位（測定電圧）は電圧正常値（例えば２．５Ｖ）よりも大きくなり、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあると判断される（Ｓ１５：ＹＥＳ）。
【００５０】
この場合には、判定時間の計測が不要となるため判定時間タイマが停止される（Ｓ１９）。そして、上記した原理に基づいて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度を測定するプログラム（図示外）が実行されて、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われる（Ｓ２１）。尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が終われば、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１からハイレベル信号が出力されてトランジスタ２３０がオフとされ、発熱抵抗体１１４への通電が停止される（Ｓ２２）。さらに異常発生回数カウンタ記憶エリア１９３に０が記憶されて異常発生回数がクリアされ（Ｓ２３）、メインプログラムに戻る。
【００５１】
一方、Ｓ１５において、測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値以下であった場合（Ｓ１５：ＮＯ）、グランドショートが発生している虞がある。もっとも、通電開始直後の電圧が不安定な時期に測定点Ａの電位が測定されたことによる誤検知の虞もあるため、判定時間タイマが参照されて通電開始から判定時間（例えば２ｍｓｅｃ）が経過したか確認され、経過していなければＳ１５に戻り（Ｓ１６：ＮＯ）。Ｓ１５，Ｓ１６が繰り返される。判定時間の経過前に測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値より大きくなれば、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあったものとして、上記したＳ１９以降の処理が行われて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われる。
【００５２】
しかし、判定時間が経過しても測定電圧が電圧正常値以下であれば（Ｓ１５：ＮＯ，Ｓ１６：ＹＥＳ）、グランドショートが発生していると判断されて、トランジスタ２３０をオフするために出力ポートＭ１からハイレベル信号を出力することによって、直ちに発熱抵抗体１１４への通電が停止される（Ｓ２５）。また、判定時間の計測が終了したため判定時間タイマも停止される（Ｓ２６）。そして異常発生回数の更新が行われ、異常発生回数カウンタが１加算される（Ｓ２７）。なお、Ｓ１５において測定電圧が電圧正常値以下であると判定（Ｓ１５：ＮＯ）した結果、Ｓ２５において発熱抵抗体１１４への通電を停止するＣＰＵ１７０が、本発明における「通電停止制御手段」に相当する。
【００５３】
次に、一回のグランドショートの発生の検知（判定）でグランドショートの発生を断定しないように、異常発生回数と異常判定回数との比較が行われる（Ｓ２９）。異常発生回数が異常判定回数未満であるうちはそのまま性状検知プログラムを終了し（Ｓ２９：ＮＯ）、メインプログラムへ戻る。次回以降の性状検知プログラムの実行時に、同様にグランドショートの発生が検知されると、今回同様に異常発生回数が加算されていく。その過程において測定電圧が電圧正常値より大きくなり、グランドショートの発生が否定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、上記したように異常発生回数はクリアされる（Ｓ２３）。
【００５４】
そして異常発生回数が異常判定回数以上となると（Ｓ２９：ＹＥＳ）、グランドショートが発生したと断定（決定）され、異常状態フラグを１にしてメインプログラムに戻る（Ｓ３０）。次回以降、性状検知プログラムがコールされても、異常状態フラグが１となっているので（Ｓ１１：ＹＥＳ）、発熱抵抗体１１４への通電が行われることなくメインプログラムに戻る。なお、Ｓ１５において測定電圧が電圧正常値以下であると判定（Ｓ１５：ＮＯ）した結果、最終的に、Ｓ３０において発熱抵抗体１１４への通電経路に異常が生じたとするＣＰＵ１７０が、本発明における「異常判定手段」に相当する。詳細には、Ｓ１５において測定電圧が電圧正常値以下であると判定（Ｓ１５：ＮＯ）するＣＰＵ１７０が、本発明における「仮異常判定手段」に相当し、その結果、Ｓ２７でインクリメントされる異常発生回数が、異常判定回数に達したときに（Ｓ２９：ＹＥＳ）、Ｓ３０において発熱抵抗体１１４への通電経路に異常が生じたとするＣＰＵ１７０が、本発明における「異常決定手段」に相当する。
【００５５】
このように、性状検知プログラムでは、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定を行うために通電を行う発熱抵抗体１１４への通電経路においてグランドショートの発生を検知すると、直ちに通電を停止し、その通電経路上に設けられた電子部品等に高電圧が印加されたり、バッテリに負荷がかかったりするのを防止することができる。そしてグランドショート発生の一度の検知（判定）ではグランドショートが発生したと断定せず、複数回（異常判定回数として定められた回数）連続して検知した場合にグランドショートが発生したと断定（決定）することで、検知結果（判定結果）に対する信頼性を高め、誤検知（誤判定）を防止することができる。なお、このときのグランドショートの発生の一回の判定における通電時間は非常に短く、グランドショートの発生を断定するまでの複数回の通電は断続的な通電となるため、通電経路上に設けられた電子部品等やバッテリにかかる負荷は小さい。
【００５６】
次に液体状態検知センサの第２の実施の形態について、液体状態検知センサ３００を例に、図６，図７を参照して説明する。図６は、液体状態検知センサ３００の電気的な構成を示す図である。図７は、液体状態検知センサ３００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。
【００５７】
なお、第２の実施の形態の液体状態検知センサ３００と第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００との違いは、回路基板３６０上に設けた性状検知回路部３１０における電気的な構成の一部と、性状検知プログラムの一部のステップのみであり、機械的な構造については同一である。従って、以下では、液体状態検知センサ３００の機械的な構造についての説明を省略する。また、電気的な構成および動作の異なる部分については説明を行うが、同一の部分については同一の符号やステップ番号を付し、その説明について省略または簡略化する。
【００５８】
図６に示す、第２の実施の形態の液体状態検知センサ３００と、図２に示した第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００との電気的な構成の違いは、回路基板３６０上に設けた性状検知回路部３１０において、トランジスタ２３０のエミッターコレクタ間をバイパスするモニタ抵抗２９０を設けた点である。この構成により、第２の実施の形態では、発熱抵抗体１１４への通電（この場合、発熱のための通電を意味する。）を行わないようにトランジスタ２３０がＯＦＦに制御されている場合でも、このモニタ抵抗２９０を介して発熱抵抗体１１４に微弱な電流が流される。つまり、グランドショートが発生していない状態では、常に、測定点Ａにおける電位がグランド電位より高い電位となっている。なお、消費電力低減のため、モニタ抵抗２９０の抵抗値は比較的大きな値に設定されている。なお、モニタ抵抗２９０が、本発明における「通電維持手段」に相当する。
【００５９】
次に、第２の実施の形態の性状検知プログラムについて説明する。液体状態検知センサ３００では、グランドショートが発生した場合にのみ、測定点Ａにおける電位がグランド電位となる。このことを利用して、第２の実施の形態の性状検知プログラムでは、発熱抵抗体１１４に発熱のための通電が行われる前に、測定点Ａにおける電位がグランド電位でないことの確認を行っている。
【００６０】
図７に示す、性状検知プログラムはメインプログラム（図示外）からのコールによって実行され、異常状態でなければ（Ｓ１１：ＮＯ）、判定時間タイマが始動される（Ｓ１３）。次に測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧通常値と比較される（Ｓ１５）。第２の実施の形態において、測定電圧は、発熱抵抗体１１４への発熱のための通電を行う前の状態、すなわちトランジスタ２３０がＯＦＦに制御された状態における測定点Ａの電位であり、上記のように消費電力低減のため、非常に低い電位となっている（例えば０．５Ｖ）。従って電圧正常値も低い値に設定されている（例えば０．２５Ｖ）。マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に入力された電位がこの電圧正常値よりも大きければ、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあると判断される（Ｓ１５：ＹＥＳ）。
【００６１】
この場合には、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われるため、判定時間タイマが停止された後（Ｓ１９）、出力ポートＭ１からローレベル信号が出力されてトランジスタ２３０がオンとされ、発熱抵抗体１１４への通電が開始される（Ｓ２０）。そして上記の原理に基づいて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度を測定するプログラム（図示外）が実行されて、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われたら（Ｓ２１）、発熱抵抗体１１４への通電が停止される（Ｓ２２）。さらに異常発生回数がクリアされて（Ｓ２３）、メインプログラムに戻る。
【００６２】
一方、Ｓ１５において、測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値以下であった場合（Ｓ１５：ＮＯ）、誤検知の防止のため、判定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）が経過するまでＳ１５に戻り（Ｓ１６：ＮＯ）。Ｓ１５，Ｓ１６が繰り返される。判定時間の経過前に測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値より大きくなれば、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあったものとして、上記したＳ１９以降の処理が行われて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われる。
【００６３】
しかし、判定時間が経過しても測定電圧が電圧正常値以下であれば（Ｓ１５：ＮＯ，Ｓ１６：ＹＥＳ）、グランドショートが発生していると判断される。第２の実施の形態では発熱抵抗体１１４への発熱のための通電が行われる前にグランドショートの検知が行われるため、そのまま、判定時間タイマの停止（Ｓ２６）、異常発生回数の更新が行われる（Ｓ２７）。そして、異常発生回数が異常判定回数を上回るまで、第１の実施の形態と同様に、繰り返しグランドショートの発生の確認が繰り返されて（Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５：ＮＯ，Ｓ１６：ＹＥＳ，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２９：ＮＯ）、上回ったら（Ｓ２９：ＹＥＳ）、グランドショートが発生の断定（決定）とともに異常状態フラグを１にしてメインプログラムに戻る（Ｓ３０）。次回以降、性状検知プログラムがコールされても、異常状態フラグが１となっているので（Ｓ１１：ＹＥＳ）、発熱抵抗体１１４への発熱のための通電が行われることなくメインプログラムに戻る。
【００６４】
このように、第２の実施の形態の性状検知プログラムでは、発熱抵抗体１１４への通電経路においてグランドショートの発生が検知されない場合に限り、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定に必要な発熱のための通電が行われる。従ってグランドショートが発生した場合には通電が行われないため、その通電経路上に設けられた電子部品等に高電圧が印加されたり、バッテリに負荷がかかったりするのを防止することができる。そしてグランドショート発生の１度の検知ではグランドショートが発生したと断定せず、複数回（異常判定回数として定められた回数）連続して検知した場合にグランドショートが発生したと断定（決定）することで、検知結果（判定結果）に対する信頼性を高め、誤検知（誤判定）を防止することができる。
【００６５】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、リミッタ回路部２４０は、測定点Ａにおける電位がマイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に入力されるにあたってリミッタ制御を行ったが、このリミッタ回路部２４０に代えて、測定点Ａの電位をＡ／Ｄ変換し、測定結果をデータとして入力ポートＭ２に対し出力する回路を設けてもよい。あるいは、測定点Ａの電位がグランド電位であるか否かを検出し、グランド電位であればローレベル信号を、そうでなければハイレベル信号を、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に対し出力する回路を設けてもよい。
【００６６】
また、液体状態検知センサ１００，３００は、レベル検知部７０を有さないタイプのセンサであってもよい。また、上記の実施形態の液体状態検知センサ１００，３００では、尿素水溶液９９の温度検知と尿素の濃度検知とを行ったが、尿素水溶液９９の温度検知を行わないものであってもよい。さらに、尿素の濃度検知に代えて、液体の種別検知を行うようにしてもよい。また、検知対象の液体として用いた尿素水溶液９９は一例に過ぎず、他の液体であってもよい。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ２７１の代わりにＮＰＮ型のトランジスタや他のスイッチング素子を用いてもよい。
【００６７】
また、異常状態が複数回連続して発生した場合に初めてグランドショートが発生したと断定（決定）したが、異常状態の累積的な発生回数に基づいて、グランドショートの発生を断定（決定）してもよい。
【００６８】
また、定電流回路部２７０の高速フィードバック制御を行って、発熱抵抗体１１４に流す定電流の安定化を図るために、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１からのローレベル信号／ハイレベル信号を、定電流回路部２７０に供給するようにしてもよい。具体的には、図２に示すように、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１と、定電流回路部２７０のオペアンプ２７３の反転入力端子とを、適宜の回路素子を介して結線すればよい（分岐点Ｃ，Ｄ間を１点鎖線Ｅで示すように接続する回路を設ければよい。）。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】液体状態検知センサ１００の一部を切り欠いてみた縦断面図である。
【図２】液体状態検知センサ１００の電気的な構成を示す図である。
【図３】マイクロコンピュータ１６０のＲＯＭ１８０の記憶エリアの構成を示す概念図である。
【図４】マイクロコンピュータ１６０のＲＡＭ１９０の記憶エリアの構成を示す概念図である。
【図５】液体状態検知センサ１００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。
【図６】液体状態検知センサ３００の電気的な構成を示す図である。
【図７】液体状態検知センサ３００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
９９ 尿素水溶液
１００ 液体状態検知センサ
１１４ 発熱抵抗体
１７０ ＣＰＵ
２２０ 電源部
２３０ トランジスタ
２９０ モニタ抵抗
３００ 液体状態検知センサ
Ａ 測定点
Ｍ２ 入力ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれる特定成分の濃度などの液体の状態を検知する液体状態検知センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル自動車から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害なガスに還元する排ガス浄化装置にＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ）を用いる場合があるが、その還元剤として尿素水溶液が用いられる。この還元反応を効率よく行うには、尿素濃度が３２．５ｗｔ％の尿素水溶液を用いるとよいことが知られている。しかし、自動車に搭載される尿素水タンクに収容される尿素水溶液は、過酷な環境条件下で保管され、また経時変化などにより、その尿素濃度に変化を生ずる場合がある。また、尿素水タンクに誤って異種水溶液（例えば軽油）あるいは水が混入される可能性もある。こうしたことから、尿素水溶液の尿素濃度を管理できるように、尿素濃度を検知するための濃度センサ（液体状態検知センサ）が尿素水タンクに取り付けられ、濃度検知が行われている。
【０００３】
ところで、尿素水溶液の熱伝導率は、自身に含まれる尿素の濃度により差異が生ずることが知られており、温度に応じて抵抗値が変化する性質を有する発熱抵抗体を所定時間加熱した場合、発熱抵抗体の周囲における尿素水溶液の尿素の濃度によって発熱抵抗体の抵抗値変化の度合が異なってくる。つまり、尿素の濃度によって発熱抵抗体の放熱特性が変化するため、発熱抵抗体の抵抗値変化の度合が異なってくるのである。このことから、発熱抵抗体を一定時間加熱したときの発熱抵抗体の抵抗値変化の度合いを捉えれば、尿素水溶液に含まれる尿素の濃度を検知することができる（例えば、特許文献１参照。）。具体的に、特許文献１では、発熱抵抗体への通電開始後、電流値の安定する１０ｍｓｅｃ後に初回の発熱抵抗体の電圧値を検出し、さらに７００ｍｓｅｃ後に２回目の電圧値を検出し、両者の差分に基づく換算により尿素濃度の検出が行われている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体への通電を開始して初回の電圧値の検出が行われると、その電圧値に基づく換算により、尿素水溶液の初期の温度の検出が行われている。そして尿素水溶液の温度が凍結温度以下であれば発熱抵抗体の通電が停止され、再凍結に起因するヒータの故障からの保護が行われる。ここで発熱抵抗体への通電経路に異常が生じた場合、回路の構成上、検出される発熱抵抗体の電圧値が通常時とは異なった値を示すこととなる。例えば、発熱抵抗体の通電経路において、その上流側（バッテリ側）にてグランドとのショートが発生した場合（以下、このような状態を、「グランドショート」が発生した状態という。）、特許文献１の液体状態検知センサではそのことを検知できないが、発熱抵抗体の両端がグランド電位（つまり同電位）となるため、結果的に、尿素水溶液の温度が凍結温度以下と判定されて、発熱抵抗体への通電が停止される。
【特許文献１】特開２００７−１１４１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように発熱抵抗体への通電経路において発熱抵抗体よりも上流側で万が一グランドショートが発生した場合、本来なら発熱抵抗体に消費される電力が、バッテリと発熱抵抗体との間の通電経路上に配置される電子部品にかかることとなる。こうした場合、特許文献１に記載の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体への通電開始から初回の電圧値検出までの１０ｍｓｅｃの間、通電が継続され、電子部品やバッテリ自身に比較的大きな負荷がかかった状態となってしまい、これら部品の故障を招く可能性があった。一方、これら故障の防止の観点から、このような通電経路上に配置する電子部品に耐性の高い部品を用いることが考えられるが、部品コストの高騰を招く虞があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、電源部と発熱抵抗体との間の通電経路で万が一グランドショートが発生しても、発熱抵抗体への通電回路および発熱抵抗体に繋がるバッテリに負荷がかかることを防止することができる液体状態検知センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の液体状態検知センサは、電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、当該切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段とを備えている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の液体状態検知センサは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電をオフとするように前記切替手段を制御する通電停止制御手段を備えている。
【０００９】
また、請求項３に係る発明の液体状態検知センサは、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記異常判定手段は、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段とを備えている。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の液体状態検知センサは、電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、当該切替手段の両端に接続されて前記電源部と前記発熱抵抗体との通電経路を形成し、前記切替手段による前記発熱抵抗体への通電がオフとなった場合でも、前記発熱抵抗体へ微弱な通電状態を維持する通電維持手段と、前記切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段とを備えている。
【００１１】
また、請求項５に係る発明の液体状態検知センサは、請求項４に記載の発明の構成に加え、前記異常判定手段は、前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の液体状態検知センサでは、切替手段によって発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、発熱抵抗体と電源部との間の電位を測定し、通電時の電位がグランド電位であった場合に、通電経路に異常が生じたと判定している。従って、万が一通電経路に異常が生じても、発熱抵抗体への通電を開始してから初回の電圧値の検出までの期間が経過するのを待たずして、その異常の発生を判定することができる。これにより、通電経路に上記異常が生じた場合にも、電源部や、発熱抵抗体に至るまでの通電回路に大きな電流負荷がかからないように、その後の処置（例えば切替手段をオフとするなど）を行うことができる。
【００１３】
なお、本発明の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体に所定時間通電したときの液体に対する発熱抵抗体の放熱特性に基づいて液体の状態を検知するものであるが、発熱抵抗体の放熱特性をもとに状態検知される対象としては、液体中に含まれる特定成分の濃度検知や液体の種別検知などが挙げられる。
【００１４】
そして請求項２に係る発明のように、電源部と発熱抵抗体との間の通電経路に異常が生じたと判定された場合に、切替手段を制御して速やかに発熱抵抗体への通電をオフとすれば、電源部や発熱抵抗体に至るまでの通電回路に大きな負荷が継続してかからないように保護することができる。
【００１５】
ところで、発熱抵抗体と電源部との間の電位を測定するにあたって発熱抵抗体への通電を行う必要があるため、異常判定手段による異常発生の有無の判定は、発熱抵抗体への通電開始後、速やかに行われることが望ましいが、電位の測定が通電開始直後の電圧の不安定な時期に行われると、誤判定が生ずる虞がある。そこで請求項３に係る発明のように、一回の異常状態の判定を仮判定として複数回繰り返し、異常状態が仮に判定された回数に基づき異常状態の決定を行えば、異常状態の判定に対する信頼性を高め、誤判定を防止することができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明の液体状態検知センサでは、発熱抵抗体への通電がオフの状態でも、通電維持手段により発熱抵抗体と電源部との間で微弱な通電状態を維持することができる。これにより、発熱抵抗体への通電を行う前に、発熱抵抗体と電源部との間がグランド電位であるか否かを測定することができる。万が一、通電経路に異常が生じた場合、発熱抵抗体への通電を行わない等の処置を行えば、電源部や、発熱抵抗体に至るまでの通電回路に大きな電流負荷がかからないように保護することができる。
【００１７】
なお、本明細書でいう「微弱な通電状態」とは、発熱抵抗体を常温下の液体中に晒した上で、発熱抵抗体に対し１分間通電したときに、通電前の発熱抵抗体の抵抗値から１分間通電したときの抵抗値の変化が５％以内に収まる範囲の通電状態をいうものとする。
【００１８】
そして請求項５に係る発明のように、一回の異常状態の判定を仮判定として複数回繰り返し、異常状態が仮に判定された回数に基づき異常状態の決定を行えば、異常状態の判定に対する信頼性を高め、誤判定を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した液体状態検知センサの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照し、第１の実施の形態として、液体状態検知センサ１００を例にその構造について説明する。図１は、液体状態検知センサ１００の一部を切り欠いてみた縦断面図である。なお、液体状態検知センサ１００においてレベル検知部７０（外筒電極１０および内部電極２０から構成されるコンデンサ）の長手方向を軸線Ｏ方向とし、液体性状検知部３０が設けられる側を先端側、取付金具４０が設けられる側を後端側とする。
【００２０】
第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００は、ディーゼル自動車の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元に使用される尿素水溶液の状態を検知するためのセンサである。具体的には、尿素水溶液のレベル（液位）、温度、およびその溶液に含まれる特定成分としての尿素の濃度を検知するものである。図１に示すように、液体状態検知センサ１００は、円筒形状を有する外筒電極１０、およびその外筒電極１０の内部にて外筒電極１０と同軸状に設けられた円筒状の内部電極２０から構成されるレベル検知部７０を有する。また、内部電極２０の先端側に設けられた液体性状検知部３０と、液体状態検知センサ１００を尿素水タンク９８（図２参照）に取り付けるための取付金具４０とを備えている。
【００２１】
外筒電極１０は金属材料からなり、軸線Ｏ方向に延びる長細い円筒形状を有する。外筒電極１０の外周上にて周方向に等間隔となる３本の母線上には、各母線に沿ってそれぞれ複数の細幅のスリット１５が断続的に開口されている。また、外筒電極１０の先端部１１において、上記スリット１５が形成された各母線上には、後述する内部電極２０との間に介在されるゴムブッシュ８０の抜け防止のための開口部１６がそれぞれ設けられている。さらに、外筒電極１０の後端側の基端部１２に近い位置で、スリット１５が形成された各母線とは異なる母線上には、１つの空気抜孔１９が形成されている。
【００２２】
外筒電極１０の先端部１１は、後述する液体性状検知部３０のセラミックヒータ１１０の径方向周囲を、そのセラミックヒータ１１０を覆って保護するプロテクタ１３０ごと包囲するように、開口部１６の位置よりさらに軸線Ｏ方向先端側に延長されている。そして外筒電極１０の最先端部（図中最下部）は開口されている。
【００２３】
また、外筒電極１０の基端部１２は、金属製の取付金具４０の先端に設けられた電極支持部４１に、その外周に係合した状態で溶接されている。取付金具４０は尿素水タンク９８（図２参照）に液体状態検知センサ１００を固定するための台座として機能し、取り付けボルトを挿通するための取り付け孔（図示外）が、電極支持部４１の後端側で鍔状に設けられた鍔部４２に開口されている。
【００２４】
取付金具４０の鍔部４２を挟んで電極支持部４１の反対側には、鍔部４２から直立する壁面に囲われ凹部状をなす収容部４３が形成されている。収容部４３には、後述する尿素水溶液９９（図２参照）のレベル、温度、尿素濃度を検知するための回路や、図示外の外部回路（本実施の形態では、自動車のエンジン制御装置（ＥＣＵ））との電気的な接続を行うための入出力回路等が搭載された回路基板６０などが収容される。なお、この取付金具４０は、回路基板６０に対し、そのグランド電位をなす配線部（図示しない）と同電位となるように接続されているため、外筒電極１０は取付金具４０を介して接地されている。
【００２５】
回路基板６０は、収容部４３の内壁面の四隅より突出する基板載置部（図示外）上に載置されている。収容部４３はカバー４５に覆われ保護されており、そのカバー４５は、鍔部４２に固定されている。また、カバー４５の側面にはコネクタ６２が固定されており、コネクタ６２の接続端子（図示外）と回路基板６０上のパターン（後述する入出力回路部１５０）とが配線ケーブル６１によって接続されている。このコネクタ６２を介し、回路基板６０とＥＣＵとの接続が行われる。
【００２６】
取付金具４０の電極支持部４１には収容部４３内に貫通する孔４６が開口されており、この孔４６内に、内部電極２０の基端部２２が挿通されている。第１の実施の形態の内部電極２０は軸線Ｏ方向に延びる長細い円筒形状をした金属材料からなる。この内部電極２０の外周面上には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等のフッ素系樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などからなる絶縁性被膜２３が形成されている。この内部電極２０と外筒電極１０との間で、尿素水溶液９９（図２参照）のレベルに応じて静電容量が変化するコンデンサを形成してなるレベル検知部７０が構成されている。
【００２７】
内部電極２０の軸線Ｏ方向後端側の基端部２２には、内部電極２０を取付金具４０に固定するためのパイプガイド５５とインナーケース５０が配置されている。パイプガイド５５は内部電極２０の基端部２２の端縁寄りに接合された環状のガイド部材である。インナーケース５０は内部電極２０と外筒電極１０とが確実に絶縁されるように内部電極２０を位置決め支持する鍔付き筒状の樹脂製部材であり、先端側が取付金具４０の電極支持部４１の孔４６に内挿されている。インナーケース５０には径方向外側に向かって突出する鍔部５１が形成されており、インナーケース５０が電極支持部４１に係合される際には、収容部４３側から電極支持部４１の孔４６に挿通される。そして、鍔部５１が収容部４３内の底面に当接することで、インナーケース５０が孔４６内を通り抜けることが防止される。また、内部電極２０は、収容部４３側からインナーケース５０の内側に挿通されるが、パイプガイド５５が鍔部５１に当接することで、インナーケース５０からの脱落が防止される。
【００２８】
さらに、インナーケース５０の外周と内周とには、それぞれ、Ｏリング５３とＯリング５４とが設けられている。Ｏリング５３は、インナーケース５０の外周と取付金具４０の孔４６との間の隙間を密閉し、Ｏリング５４は、インナーケース５０の内周と内部電極２０の基端部２２の外周との間の隙間を密閉している。これにより、液体状態検知センサ１００が尿素水タンク９８（図２参照）に取り付けられた際に、尿素水タンク９８の内部と外部とが収容部４３を介して連通しないように、その水密性および気密性が保たれる。なお、取付金具４０の鍔部４２の先端側の面には図示外の板状のシール部材（例えばゴムパッキン）が装着され、液体状態検知センサ１００を尿素水タンク９８に取り付けた際に、鍔部４２と尿素水タンク９８との間の水密性および気密性が保たれるようになっている。
【００２９】
そして、内部電極２０の取付金具４０への組み付けの際には、２枚の押さえ板５６，５７によって、パイプガイド５５がインナーケース５０の鍔部５１に対して押圧される。絶縁性の押さえ板５６は、パイプガイド５５との間に押さえ板５７を挟み、パイプガイド５５を押圧した状態で、ネジ５８によって収容部４３内に固定される。これにより、パイプガイド５５に接合された内部電極２０が電極支持部４１に固定されることとなる。押さえ板５６，５７には中央に孔５９が開口されており、内部電極２０の電極引出線５２と、後述するセラミックヒータ１１０との電気的な接続を行う２本のリード線９０（図１では一方のリード線９０のみを表示している）を内包する２芯のケーブル９１とが挿通され、それぞれ回路基板６０上のパターンに電気的に接続されている。回路基板６０のグランド側の電極（図示外）は取付金具４０に接続されており、取付金具４０に溶接された外筒電極１０がグランド側に電気的に接続される。
【００３０】
次に、内部電極２０の先端部２１に設けられた液体性状検知部３０は、第１の実施の形態では尿素水溶液９９（図２参照）の温度および含有される尿素の濃度の検出を行う液体性状検出素子としてのセラミックヒータ１１０を有する。セラミックヒータ１１０は、絶縁性セラミックからなる２枚の板材で、ＰｔまたはＷを主体とする発熱抵抗体１１４（図２参照）を挟んで埋設し、焼成したものである。このセラミックヒータ１１０は、内部電極２０の先端部２１に装着される絶縁性樹脂製のホルダ１２０に支持されている。ホルダ１２０は、外径が段違い状２段に構成された円筒形状を有し、小径となる先端側にて、発熱抵抗体１１４の埋設された側を露出した状態のセラミックヒータ１１０を、接着剤からなる固定部材１２５，１２６で固定している。そして大径側となる後端側が内部電極２０の先端部２１に装着されており、その内部電極２０の外周面とホルダ１２０の内周面との間にシールリング１４０が介在され、内部電極２０の内部の水密性および気密性が確保されている。また、セラミックヒータ１１０のホルダ１２０から露出された部分は、プロテクタ１３０によって周囲を覆われ保護されている。
【００３１】
ところで、ホルダ１２０の装着前に、セラミックヒータ１１０の中継端子１１９にはケーブル９１の２本のリード線９０の芯線がそれぞれ加締めまたは半田付けにより接合される。さらに絶縁性の保護部材９５により、中継端子１１９とリード線９０とが接合部位ごと覆われ保護される。そして、２つのリード線９０は筒形状の内部電極２０内を挿通され、上記回路基板６０に接続されている。
【００３２】
次に、プロテクタ１３０は、有底円筒形状に形成された金属製の保護部材である。開口側がホルダ１２０の小径部分の外周に嵌合されている。また、プロテクタ１３０の外周上には液体流通孔（図示外）が開口されており、プロテクタ１３０の内外での尿素水溶液９９（図２参照）の交換が行われる。そして、上記した液体性状検知部３０は、内部電極２０の先端部２１にホルダ１２０を介し装着され、さらにゴムブッシュ８０によって、外筒電極１０内で弾性的に支持される。ゴムブッシュ８０は円筒形状を有し、その外周面上に形成された突起部８７が、外筒電極１０の開口部１６に係合されて固定される。また、ゴムブッシュ８０の外周面と内周面とのそれぞれには、軸線Ｏ方向に沿った複数の溝（図示外）が溝設されている。液体状態検知センサ１００が尿素水タンク９８に取り付けられた際に、この溝を介し、ゴムブッシュ８０の先端側に流入する尿素水溶液９９と、後端側に流入する尿素水溶液９９との液交換や、気泡抜きが行われる。
【００３３】
次に、図２を参照して、液体状態検知センサ１００の電気的な構成について説明する。図２は、液体状態検知センサ１００の電気的な構成を示す図である。図２に示すように、液体状態検知センサ１００は液体収容容器としての尿素水タンク９８に取り付けられ、一対の電極（外筒電極１０および内部電極２０）を備えたレベル検知部７０と、発熱抵抗体１１４が埋設されたセラミックヒータ１１０を備えた液体性状検知部３０とが、尿素水タンク９８に収容された状態検知対象の液体としての尿素水溶液９９に浸漬される。
【００３４】
液体状態検知センサ１００の回路基板６０上には、公知の構成のＣＰＵ１７０、ＲＯＭ１８０、ＲＡＭ１９０等を有するマイクロコンピュータ１６０が搭載されている。このマイクロコンピュータ１６０には、レベル検知部７０の制御を行うレベル検知回路部２００と、液体性状検知部３０の制御を行う液体性状検知回路部２１０と、ＥＣＵとの通信を行う入出力回路部１５０とが接続されている。
【００３５】
入出力回路部１５０は、液体状態検知センサ１００とＥＣＵとの間での信号の入出力を行うため、通信プロトコルの制御を行う。また、レベル検知回路部２００は、マイクロコンピュータ１６０の指示に基づき、レベル検知部７０の外筒電極１０と内部電極２０との間に交流電圧を印加し、レベル検知部７０をなすコンデンサを流れた電流を電圧変換して、その電圧信号をマイクロコンピュータ１６０に出力する回路部である。
【００３６】
次に、液体性状検知回路部２１０は、マイクロコンピュータ１６０の指示に基づき、液体性状検知部３０のセラミックヒータ１１０に定電流を流し、発熱抵抗体１１４の両端に発生する検出電圧をマイクロコンピュータ１６０に出力する回路部である。液体性状検知回路部２１０は、電源部２２０、トランジスタ２３０、リミッタ回路部２４０、レベルシフタ２５０、定電流回路部２７０、および差動増幅回路部２８０から構成される。
【００３７】
電源部２２０は、自動車のバッテリ（図示外）から供給される直流電源を昇圧または降圧し、通電のための電力を生成する回路部であり、出力ポートＢ１からは、例えば１６Ｖの電圧（電力）が供給され、出力ポートＢ２からは、例えば５Ｖの電圧（電力）が供給される。電源部２２０の出力ポートＢ１はトランジスタ２３０のエミッタに接続されており、このトランジスタ２３０のベースはレベルシフタ２５０を介してマイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１に接続され、コレクタはセラミックヒータ１１０の発熱抵抗体１１４の一端に接続されている。トランジスタ２３０は、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１から出力されるローレベル信号またはハイレベル信号に応じてエミッタ−コレクタ間を流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチとして機能する。より具体的には、出力ポートＭ１からハイレベル信号（５Ｖ）が出力されると、レベルシフタ２５０により１６Ｖの信号にシフトされた電位がトランジスタ２３０のベースに供給され、トランジスタ２３０はオフとなり、発熱抵抗体１１４に対する通電は行われない。一方、出力ポートＭ１からローレベル信号（０Ｖ）が出力されると、トランジスタ２３０のベースに０Ｖの電位が供給され、トランジスタ２３０はオンとなり、発熱抵抗体１１４が通電される。なお、トランジスタ２３０が、本発明における「切替手段」に相当する。
【００３８】
発熱抵抗体１１４の他端は、定電流回路部２７０を介して接地されている。定電流回路部２７０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ２７１、電流検出抵抗２７２、オペアンプ２７３および基準電源２７４から構成される。発熱抵抗体１１４の他端はＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のドレインに接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のソースには電流検出抵抗２７２の一端が接続されており、電流検出抵抗２７２の他端はグランドに接続されている。また、オペアンプ２７３の出力端子はＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のゲートに接続され、このオペアンプ２７３の反転入力端子に電流検出抵抗２７２の一端が接続されており、さらに、非反転入力端子に基準となる電圧を発生する基準電源２７４を接続されている。この回路構成により、定電流回路部２７０では、オペアンプ２７３に基準となる電圧と電流検出抵抗２７２の一端の電圧とが入力され、両電圧の比較結果がオペアンプ２７３の出力としてＭＯＳ−ＦＥＴ２７１のゲートに入力され、ゲート電圧が調整されて発熱抵抗体１１４に定電流を流すようにフィードバック制御が行われる。
【００３９】
さらに、発熱抵抗体１１４の両端には、差動増幅回路部２８０が接続されている。差動増幅回路部２８０は、発熱抵抗体１１４の一端に現れる電位Ｐｉｎと他端に現れる電位Ｐｏｕｔとの差分を検出電圧としてＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ３に対して出力する。
【００４０】
また、トランジスタ２３０と発熱抵抗体１１４との間における電位を検出するため、両者間に設けられた測定点Ａに、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２が接続されており、この測定点Ａと入力ポートＭ２との間にはリミッタ回路部２４０が介在されている。リミッタ回路部２４０は、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に測定点Ａにおける電位を入力する回路部であり、その際の出力電位がマイクロコンピュータ１６０の入力上限電位を超えないように、出力ポートＢ２の電位を用いて調整する保護回路として機能する。なお、測定点Ａが、本発明における「接続点」に相当し、入力ポートM２に入力される電位を測定するマイクロコンピュータ１６０が、本発明における「電位測定手段」に相当する。
【００４１】
ここで、発熱抵抗体１１４による尿素水溶液９９の状態の検知原理について簡単に説明する。発熱抵抗体１１４への通電開始後間もない時間内では、発熱抵抗体の発熱がまだ大きくなされていないため、発熱抵抗体自身の温度は、自身の周囲に存在する尿素水液体の温度とほぼ同一である。そして時間の経過と共に、発熱抵抗体１１４自身の温度は連続的に上昇していく。従って、通電開始から短期間における発熱抵抗体１１４の抵抗値変化と周囲に存在する尿素水溶液９９の温度との相関関係を予め確認しておくことにより、尿素水溶液９９の温度を測定することが可能である。また、尿素水溶液９９は、その濃度（溶液中の尿素濃度）に応じて熱伝導率に違いが生ずることが知られている。つまり、発熱抵抗体１１４の温度上昇率（放熱特性）は、尿素水溶液９９の熱伝導率、すなわち濃度に応じて異なってくる。このことから、発熱抵抗体１１４を一定時間加熱したときの、発熱抵抗体１１４の抵抗値変化の度合いに基づき、尿素水溶液９９の尿素濃度を得ることができる。
【００４２】
このような原理に基づいて、液体状態検知センサ１００では、発熱抵抗体１１４への通電開始直後（詳細には、通電開始後１０ｍｓ経過後）に差動増幅回路部２８０により検出される検出電圧値Ｖ１をもとに、尿素水溶液９９の温度の測定をマイクロコンピュータ１６０にて行う。さらに、この液体状態検知センサ１００では、発熱抵抗体１１４に通電を開始してから７００ｍｓといった通電時間経過後に、差動増幅回路部２８０により検出される検出電圧値Ｖ２と、発熱抵抗体１１４への通電開始直後に検出された上記検出電圧値Ｖ１との差分値をマイクロコンピュータ１６０にて演算し、この差分値をもとに尿素濃度の測定を行う。
【００４３】
このように、発熱抵抗体１１４を用いて尿素水溶液９９の尿素濃度および温度の測定を行うには、発熱抵抗体１１４に比較的大きな電圧を印加する必要がある。ここで、電源部２２０から発熱抵抗体１１４への通電経路において万が一ショートが発生してグランド電位となった場合（グランドショートが発生した場合）、その通電経路上の電子部品や電源部２２０のバッテリに大きな負荷がかかる虞がある。そこで第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００では、この通電経路上に設けた測定点Ａの電位を測定し、グランドショートの発生を検出したら直ちに通電を停止して通電経路上の電子部品の保護を行う通電制御を行っている。この制御は、尿素水溶液９９の温度および濃度を検出するための性状検知プログラムの実行に従って行われる。性状検知プログラムは、液体状態検知センサ１００の制御を行うメインプログラム（図示外）からコールされるサブルーチンのうちの１つであり、マイクロコンピュータ１６０のＣＰＵ１７０によって実行される。
【００４４】
以下、性状検知プログラムについて説明を行うが、これに先立ち、性状検知プログラムにおいて使用される変数やフラグ、カウンタについて、図３，図４を参照して説明する。図３は、マイクロコンピュータ１６０のＲＯＭ１８０の記憶エリアの構成を示す概念図である。図４は、マイクロコンピュータ１６０のＲＡＭ１９０の記憶エリアの構成を示す概念図である。
【００４５】
性状検知プログラムで使用される電圧正常値および異常判定回数は、図３に示す、マイクロコンピュータ１６０のＲＯＭ１８０に設けられた電圧正常値記憶エリア１８１、異常判定回数記憶エリア１８２にそれぞれ記憶される。電圧正常値は、入力ポートＭ２に入力される測定点Ａの電位が、グランドショート発生時の電位であるか否かを判定するためのしきい値として用いられる電圧値である。一般的にはリミッタ回路部２４０にて制限される上限の電位（電源部２２０の出力ポートＢ２の電位）とグランド電位（例えば０Ｖ）との中間値が用いられ、第１の実施の形態においては、例えば２．５Ｖが設定されている。異常判定回数は、グランドショートが発生したと検知した回数によって、グランドショートが実際に発生したか否かを判定する際のしきい値として用いられる回数（例えば５回）である。ＲＯＭ１８０には、他にも、各種の制御プログラムやそれらで用いられる初期値等が記憶されている。
【００４６】
また、性状検知プログラムで使用される異常状態フラグ、判定時間タイマ、および異常発生回数カウンタは、図４に示す、マイクロコンピュータ１６０のＲＡＭ１９０に設けられた異常状態フラグ記憶エリア１９１、判定時間タイマ記憶エリア１９２、および異常発生回数カウンタ記憶エリア１９３に、それぞれ記憶される。異常状態フラグは、性状検知プログラムの実行によってグランドショートの発生が検知され異常状態にあると判定された場合に立てられるフラグであり、初期状態では０となっている。判定時間タイマは、通電開始直後の電圧が不安定な時期に測定点Ａの電位が測定された場合に、グランドショートが発生したと誤検知（誤判定）されることがないように、異常状態の有無の判定を行うまでの待ち時間を計測するためのタイマである。異常発生回数カウンタは、グランドショートの発生を検知した回数を数えるためのカウンタである。ＲＡＭ１９０には、他にも、各種の制御プログラムで用いられるフラグ、カウンタ、変数等が記憶されている。
【００４７】
次に、性状検知プログラムについて、図２〜図５を参照して説明する。図５は、液体状態検知センサ１００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。なお、フローチャートの各ステップについては「Ｓ」と略記する。
【００４８】
液体状態検知センサ１００のメインプログラム（図示外）では、第１の実施の形態の性状検知プログラムやレベル検知のためのプログラム等を含む複数のサブルーチンを実行する時期や条件の管理を行っており、図５に示す、性状検知プログラムは、メインプログラムからコールされることにより実行される。性状検知プログラムがコールされると、まず、異常状態フラグの値が参照される（Ｓ１１）。以前の性状検知プログラムの実行により既にグランドショートの発生が検知されて異常が生じたと判断されている場合には、異常状態フラグが１となっており（Ｓ１１：ＹＥＳ）、尿素水溶液９９の温度や濃度の測定を行うことなくメインプログラムに戻る。性状検知プログラムの初回実行時には異常状態フラグが０となっているので（Ｓ１１：ＮＯ）、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１からハイレベル信号が出力されてトランジスタ２３０がオンとされ、発熱抵抗体１１４への通電が開始される（Ｓ１２）。また、判定時間タイマが始動され、通電開始からの経過時間の計測が行われる（Ｓ１３）。
【００４９】
測定点Ａの電位はリミッタ回路部２４０を介して入力ポートＭ２に入力されており、次のＳ１５では、入力ポートＭ２にかかる電圧が、電圧正常値記憶エリア１８１の電圧正常値よりも大きいか否かの判定が行われる。通常状態（グランドショートが発生していない状態）では測定点Ａの電位は電源部２２０の出力ポートＢ１の電位（例えば１６Ｖ）となり、リミッタ回路部２４０の通過によって、出力ポートＢ２の電位（例えば５Ｖ）に制限されて、入力ポートＭ２に入力される。従って、測定点Ａの電位（測定電圧）は電圧正常値（例えば２．５Ｖ）よりも大きくなり、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあると判断される（Ｓ１５：ＹＥＳ）。
【００５０】
この場合には、判定時間の計測が不要となるため判定時間タイマが停止される（Ｓ１９）。そして、上記した原理に基づいて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度を測定するプログラム（図示外）が実行されて、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われる（Ｓ２１）。尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が終われば、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１からハイレベル信号が出力されてトランジスタ２３０がオフとされ、発熱抵抗体１１４への通電が停止される（Ｓ２２）。さらに異常発生回数カウンタ記憶エリア１９３に０が記憶されて異常発生回数がクリアされ（Ｓ２３）、メインプログラムに戻る。
【００５１】
一方、Ｓ１５において、測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値以下であった場合（Ｓ１５：ＮＯ）、グランドショートが発生している虞がある。もっとも、通電開始直後の電圧が不安定な時期に測定点Ａの電位が測定されたことによる誤検知の虞もあるため、判定時間タイマが参照されて通電開始から判定時間（例えば２ｍｓｅｃ）が経過したか確認され、経過していなければＳ１５に戻り（Ｓ１６：ＮＯ）。Ｓ１５，Ｓ１６が繰り返される。判定時間の経過前に測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値より大きくなれば、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあったものとして、上記したＳ１９以降の処理が行われて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われる。
【００５２】
しかし、判定時間が経過しても測定電圧が電圧正常値以下であれば（Ｓ１５：ＮＯ，Ｓ１６：ＹＥＳ）、グランドショートが発生していると判断されて、トランジスタ２３０をオフするために出力ポートＭ１からハイレベル信号を出力することによって、直ちに発熱抵抗体１１４への通電が停止される（Ｓ２５）。また、判定時間の計測が終了したため判定時間タイマも停止される（Ｓ２６）。そして異常発生回数の更新が行われ、異常発生回数カウンタが１加算される（Ｓ２７）。なお、Ｓ１５において測定電圧が電圧正常値以下であると判定（Ｓ１５：ＮＯ）した結果、Ｓ２５において発熱抵抗体１１４への通電を停止するＣＰＵ１７０が、本発明における「通電停止制御手段」に相当する。
【００５３】
次に、一回のグランドショートの発生の検知（判定）でグランドショートの発生を断定しないように、異常発生回数と異常判定回数との比較が行われる（Ｓ２９）。異常発生回数が異常判定回数未満であるうちはそのまま性状検知プログラムを終了し（Ｓ２９：ＮＯ）、メインプログラムへ戻る。次回以降の性状検知プログラムの実行時に、同様にグランドショートの発生が検知されると、今回同様に異常発生回数が加算されていく。その過程において測定電圧が電圧正常値より大きくなり、グランドショートの発生が否定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、上記したように異常発生回数はクリアされる（Ｓ２３）。
【００５４】
そして異常発生回数が異常判定回数以上となると（Ｓ２９：ＹＥＳ）、グランドショートが発生したと断定（決定）され、異常状態フラグを１にしてメインプログラムに戻る（Ｓ３０）。次回以降、性状検知プログラムがコールされても、異常状態フラグが１となっているので（Ｓ１１：ＹＥＳ）、発熱抵抗体１１４への通電が行われることなくメインプログラムに戻る。なお、Ｓ１５において測定電圧が電圧正常値以下であると判定（Ｓ１５：ＮＯ）した結果、最終的に、Ｓ３０において発熱抵抗体１１４への通電経路に異常が生じたとするＣＰＵ１７０が、本発明における「異常判定手段」に相当する。詳細には、Ｓ１５において測定電圧が電圧正常値以下であると判定（Ｓ１５：ＮＯ）するＣＰＵ１７０が、本発明における「仮異常判定手段」に相当し、その結果、Ｓ２７でインクリメントされる異常発生回数が、異常判定回数に達したときに（Ｓ２９：ＹＥＳ）、Ｓ３０において発熱抵抗体１１４への通電経路に異常が生じたとするＣＰＵ１７０が、本発明における「異常決定手段」に相当する。
【００５５】
このように、性状検知プログラムでは、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定を行うために通電を行う発熱抵抗体１１４への通電経路においてグランドショートの発生を検知すると、直ちに通電を停止し、その通電経路上に設けられた電子部品等に高電圧が印加されたり、バッテリに負荷がかかったりするのを防止することができる。そしてグランドショート発生の一度の検知（判定）ではグランドショートが発生したと断定せず、複数回（異常判定回数として定められた回数）連続して検知した場合にグランドショートが発生したと断定（決定）することで、検知結果（判定結果）に対する信頼性を高め、誤検知（誤判定）を防止することができる。なお、このときのグランドショートの発生の一回の判定における通電時間は非常に短く、グランドショートの発生を断定するまでの複数回の通電は断続的な通電となるため、通電経路上に設けられた電子部品等やバッテリにかかる負荷は小さい。
【００５６】
次に液体状態検知センサの第２の実施の形態について、液体状態検知センサ３００を例に、図６，図７を参照して説明する。図６は、液体状態検知センサ３００の電気的な構成を示す図である。図７は、液体状態検知センサ３００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。
【００５７】
なお、第２の実施の形態の液体状態検知センサ３００と第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００との違いは、回路基板３６０上に設けた性状検知回路部３１０における電気的な構成の一部と、性状検知プログラムの一部のステップのみであり、機械的な構造については同一である。従って、以下では、液体状態検知センサ３００の機械的な構造についての説明を省略する。また、電気的な構成および動作の異なる部分については説明を行うが、同一の部分については同一の符号やステップ番号を付し、その説明について省略または簡略化する。
【００５８】
図６に示す、第２の実施の形態の液体状態検知センサ３００と、図２に示した第１の実施の形態の液体状態検知センサ１００との電気的な構成の違いは、回路基板３６０上に設けた性状検知回路部３１０において、トランジスタ２３０のエミッターコレクタ間をバイパスするモニタ抵抗２９０を設けた点である。この構成により、第２の実施の形態では、発熱抵抗体１１４への通電（この場合、発熱のための通電を意味する。）を行わないようにトランジスタ２３０がＯＦＦに制御されている場合でも、このモニタ抵抗２９０を介して発熱抵抗体１１４に微弱な電流が流される。つまり、グランドショートが発生していない状態では、常に、測定点Ａにおける電位がグランド電位より高い電位となっている。なお、消費電力低減のため、モニタ抵抗２９０の抵抗値は比較的大きな値に設定されている。なお、モニタ抵抗２９０が、本発明における「通電維持手段」に相当する。
【００５９】
次に、第２の実施の形態の性状検知プログラムについて説明する。液体状態検知センサ３００では、グランドショートが発生した場合にのみ、測定点Ａにおける電位がグランド電位となる。このことを利用して、第２の実施の形態の性状検知プログラムでは、発熱抵抗体１１４に発熱のための通電が行われる前に、測定点Ａにおける電位がグランド電位でないことの確認を行っている。
【００６０】
図７に示す、性状検知プログラムはメインプログラム（図示外）からのコールによって実行され、異常状態でなければ（Ｓ１１：ＮＯ）、判定時間タイマが始動される（Ｓ１３）。次に測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧通常値と比較される（Ｓ１５）。第２の実施の形態において、測定電圧は、発熱抵抗体１１４への発熱のための通電を行う前の状態、すなわちトランジスタ２３０がＯＦＦに制御された状態における測定点Ａの電位であり、上記のように消費電力低減のため、非常に低い電位となっている（例えば０．５Ｖ）。従って電圧正常値も低い値に設定されている（例えば０．２５Ｖ）。マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に入力された電位がこの電圧正常値よりも大きければ、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあると判断される（Ｓ１５：ＹＥＳ）。
【００６１】
この場合には、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われるため、判定時間タイマが停止された後（Ｓ１９）、出力ポートＭ１からローレベル信号が出力されてトランジスタ２３０がオンとされ、発熱抵抗体１１４への通電が開始される（Ｓ２０）。そして上記の原理に基づいて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度を測定するプログラム（図示外）が実行されて、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われたら（Ｓ２１）、発熱抵抗体１１４への通電が停止される（Ｓ２２）。さらに異常発生回数がクリアされて（Ｓ２３）、メインプログラムに戻る。
【００６２】
一方、Ｓ１５において、測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値以下であった場合（Ｓ１５：ＮＯ）、誤検知の防止のため、判定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）が経過するまでＳ１５に戻り（Ｓ１６：ＮＯ）。Ｓ１５，Ｓ１６が繰り返される。判定時間の経過前に測定点Ａの電位（測定電圧）が電圧正常値より大きくなれば、グランドショートは発生しておらず正常な状態にあったものとして、上記したＳ１９以降の処理が行われて尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定が行われる。
【００６３】
しかし、判定時間が経過しても測定電圧が電圧正常値以下であれば（Ｓ１５：ＮＯ，Ｓ１６：ＹＥＳ）、グランドショートが発生していると判断される。第２の実施の形態では発熱抵抗体１１４への発熱のための通電が行われる前にグランドショートの検知が行われるため、そのまま、判定時間タイマの停止（Ｓ２６）、異常発生回数の更新が行われる（Ｓ２７）。そして、異常発生回数が異常判定回数を上回るまで、第１の実施の形態と同様に、繰り返しグランドショートの発生の確認が繰り返されて（Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５：ＮＯ，Ｓ１６：ＹＥＳ，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２９：ＮＯ）、上回ったら（Ｓ２９：ＹＥＳ）、グランドショートが発生の断定（決定）とともに異常状態フラグを１にしてメインプログラムに戻る（Ｓ３０）。次回以降、性状検知プログラムがコールされても、異常状態フラグが１となっているので（Ｓ１１：ＹＥＳ）、発熱抵抗体１１４への発熱のための通電が行われることなくメインプログラムに戻る。
【００６４】
このように、第２の実施の形態の性状検知プログラムでは、発熱抵抗体１１４への通電経路においてグランドショートの発生が検知されない場合に限り、尿素水溶液９９の尿素濃度や温度の測定に必要な発熱のための通電が行われる。従ってグランドショートが発生した場合には通電が行われないため、その通電経路上に設けられた電子部品等に高電圧が印加されたり、バッテリに負荷がかかったりするのを防止することができる。そしてグランドショート発生の１度の検知ではグランドショートが発生したと断定せず、複数回（異常判定回数として定められた回数）連続して検知した場合にグランドショートが発生したと断定（決定）することで、検知結果（判定結果）に対する信頼性を高め、誤検知（誤判定）を防止することができる。
【００６５】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、リミッタ回路部２４０は、測定点Ａにおける電位がマイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に入力されるにあたってリミッタ制御を行ったが、このリミッタ回路部２４０に代えて、測定点Ａの電位をＡ／Ｄ変換し、測定結果をデータとして入力ポートＭ２に対し出力する回路を設けてもよい。あるいは、測定点Ａの電位がグランド電位であるか否かを検出し、グランド電位であればローレベル信号を、そうでなければハイレベル信号を、マイクロコンピュータ１６０の入力ポートＭ２に対し出力する回路を設けてもよい。
【００６６】
また、液体状態検知センサ１００，３００は、レベル検知部７０を有さないタイプのセンサであってもよい。また、上記の実施形態の液体状態検知センサ１００，３００では、尿素水溶液９９の温度検知と尿素の濃度検知とを行ったが、尿素水溶液９９の温度検知を行わないものであってもよい。さらに、尿素の濃度検知に代えて、液体の種別検知を行うようにしてもよい。また、検知対象の液体として用いた尿素水溶液９９は一例に過ぎず、他の液体であってもよい。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ２７１の代わりにＮＰＮ型のトランジスタや他のスイッチング素子を用いてもよい。
【００６７】
また、異常状態が複数回連続して発生した場合に初めてグランドショートが発生したと断定（決定）したが、異常状態の累積的な発生回数に基づいて、グランドショートの発生を断定（決定）してもよい。
【００６８】
また、定電流回路部２７０の高速フィードバック制御を行って、発熱抵抗体１１４に流す定電流の安定化を図るために、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１からのローレベル信号／ハイレベル信号を、定電流回路部２７０に供給するようにしてもよい。具体的には、図２に示すように、マイクロコンピュータ１６０の出力ポートＭ１と、定電流回路部２７０のオペアンプ２７３の反転入力端子とを、適宜の回路素子を介して結線すればよい（分岐点Ｃ，Ｄ間を１点鎖線Ｅで示すように接続する回路を設ければよい。）。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】液体状態検知センサ１００の一部を切り欠いてみた縦断面図である。
【図２】液体状態検知センサ１００の電気的な構成を示す図である。
【図３】マイクロコンピュータ１６０のＲＯＭ１８０の記憶エリアの構成を示す概念図である。
【図４】マイクロコンピュータ１６０のＲＡＭ１９０の記憶エリアの構成を示す概念図である。
【図５】液体状態検知センサ１００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。
【図６】液体状態検知センサ３００の電気的な構成を示す図である。
【図７】液体状態検知センサ３００のメインプログラム（図示外）からコールされる性状検知プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
９９ 尿素水溶液
１００ 液体状態検知センサ
１１４ 発熱抵抗体
１７０ ＣＰＵ
２２０ 電源部
２３０ トランジスタ
２９０ モニタ抵抗
３００ 液体状態検知センサ
Ａ 測定点
Ｍ２ 入力ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、
前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、
当該切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする液体状態検知センサ。
【請求項２】
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電をオフとするように前記切替手段を制御する通電停止制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体状態検知センサ。
【請求項３】
前記異常判定手段は、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、
当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体状態検知センサ。
【請求項４】
電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、
前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、
当該切替手段の両端に接続されて前記電源部と前記発熱抵抗体との通電経路を形成し、前記切替手段による前記発熱抵抗体への通電がオフとなった場合でも、前記発熱抵抗体へ微弱な通電状態を維持する通電維持手段と、
前記切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする液体状態検知センサ。
【請求項５】
前記異常判定手段は、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、
当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の液体状態検知センサ。
【請求項１】
電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、
前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、
当該切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする液体状態検知センサ。
【請求項２】
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電をオフとするように前記切替手段を制御する通電停止制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体状態検知センサ。
【請求項３】
前記異常判定手段は、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオンとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、
当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体状態検知センサ。
【請求項４】
電源部とグランドとをつなぐ通電経路に配置された発熱抵抗体を所定時間通電したときの液体への前記発熱抵抗体の放熱特性に基づいて、前記発熱抵抗体の周囲における前記液体の状態を検知する液体状態検知センサにおいて、
前記電源部と前記発熱抵抗体との間に接続されて、前記発熱抵抗体への通電のオンオフを切り替える切替手段と、
当該切替手段の両端に接続されて前記電源部と前記発熱抵抗体との通電経路を形成し、前記切替手段による前記発熱抵抗体への通電がオフとなった場合でも、前記発熱抵抗体へ微弱な通電状態を維持する通電維持手段と、
前記切替手段と前記発熱抵抗体との接続点における電位を測定する電位測定手段と、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記通電経路に異常が生じたと判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする液体状態検知センサ。
【請求項５】
前記異常判定手段は、
前記切替手段によって前記発熱抵抗体への通電がオフとなったときに、前記電位測定手段から入力される前記発熱抵抗体の前記電源部側の電位の測定結果がグランド電位であった場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定する仮異常判定手段と、
当該仮異常判定手段によって、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと仮に判定された回数が予め設定された異常決定回数に達した場合に、前記発熱抵抗体への通電経路に異常が生じたと決定する異常決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の液体状態検知センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１０３６６５（Ｐ２００９−１０３６６５Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７８２０６（Ｐ２００７−２７８２０６）
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【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２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【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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