JP2007017255A - 静電式液体状態検知センサ - Google Patents

Abstract

【目的】 液体の状態を正確に検知できる静電式液体状態検知センサを提供すること。
【構成】 静電式液体状態検知センサ１００は、レベル測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）を構成するレベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２と、これらの周囲に形成され、接地電位とされる接地電極１３７とを有する。そして、レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２は、レベル測定出力電極１３３と接地電極１３７との間に発生する出力側寄生容量Ｃ４が、レベル測定入力電極１３３と接地電極１３７との間に発生する入力側寄生容量Ｃ３よりも小さくなる形態に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体に少なくとも自身の一部を浸漬して液体の状態を検知する静電式液体状態検知センサに関する。

従来より、自身の一部を液体に浸漬してこの液体の状態を検知する静電式液体状態検知センサが知られている。例えば特許文献１や特許文献２に、自身の一部を被測定液体に浸漬してその液面レベルを測定する液体レベルセンサが開示されている。このうち特許文献１に開示された液体レベルセンサは、金属箔からなる一対のレベル測定電極を、絶縁フィルムの層間に設けている。このレベル測定電極間に生じる静電容量は、被測定液体の液面レベルに応じて変化するため、この静電容量を測定することにより、液面レベルを測定している。

また、特許文献２に開示された液体レベルセンサは、常時被測定液体中に浸漬される一対の基準電極と、途中で被測定液体の液面と交差する一対のレベル測定電極とを、プリント基板に形成している。そして、基準電極間に発生する静電容量とレベル測定電極間に発生する静電容量との比に基づいて被測定液体の液面レベルを測定している。このような液体レベルセンサでは、基準電極を設けることで液体自体の誘電率の変化をも検知できるので、レベル測定電極しか持たない特許文献１の液体レベルセンサよりも正確に液面レベルを測定することが可能となる。更に、この液体レベルセンサでは、基準電極とレベル測定電極との間にアース電極（接地電極）を設けている。このような接地電極を設けることで、基準電極とレベル測定電極との間に発生する浮遊容量（寄生容量）を低減できるので、液面レベルの検知精度を更に向上させることができる。

特開平４−２５８７２５号公報 特開昭６３−７９０１６号公報

しかしながら、特許文献２の液体レベルセンサのように接地電極を設けると、基準電極と接地電極との間、レベル測定電極と接地電極との間にそれぞれ寄生容量が発生する。そして、これらの寄生容量が、液面レベルの検知精度に影響を及ぼす。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、液体の状態に応じて静電容量が変化する状態測定コンデンサを構成する入力電極及び出力電極の周囲に、接地電池とされる接地電極を配置してなる静電式液体状態検知センサに関して、従来よりも液体の状態を正確に検知できる静電式液体状態検知センサを提供することを目的とする。

その解決手段は、液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、前記液体の状態を検知する静電式液体状態検知センサであって、対をなす入力電極及び出力電極であって、これらの間で前記液体の状態に応じて静電容量が変化する状態測定コンデンサを構成するように配置され、入力信号が入力される入力電極、及び、前記入力信号の入力に伴って前記状態測定コンデンサに流れた出力電流が出力される出力電極と、前記入力電極及び前記出力電極の周囲に配置され、接地電位とされる接地電極と、を備え、前記入力電極及び前記出力電極は、前記出力電極と前記接地電極との間に発生する出力側寄生容量が、前記入力電極と前記接地電極との間に発生する入力側寄生容量よりも小さくなる形態に配置されてなる
静電式液体状態検知センサである。

この静電式液体状態検知センサは、一対の電極により液体の状態に応じて静電容量が変化する状態測定コンデンサを構成し、入力信号の入力に伴いこの状態測定コンデンサを流れた出力電流の大きさに基づいて状態測定コンデンサの静電容量を測定して、液体の状態を検知するものである。また、この静電式液体状態検知センサは、一対の電極の周りに配置される他部材（例えば、樹脂製のケーシング部材等）に起因する寄生容量の影響を抑えて、液体の状態の検知精度を高めるために、一対の電極の周囲に接地電位とされる接地電極を有する。

但し、このような静電式状態検知センサでは、接地電極を有するが故に、前述したように、状態測定コンデンサを構成する電極と接地電極との間に寄生容量が発生する。そして、接地電極を設けたことで液体の状態の検知精度を高められるものの、検知精度をより高めるには、この寄生容量に対しても考慮が必要となる。ここで、入力信号を入力する入力電極と接地電極との間に発生する入力側寄生容量よりも、出力電流を出力する出力電極と接地電極との間に発生する出力側寄生容量の方が、液体の状態の検知精度に影響を及ぼす。出力電極から出力された出力電流の大きさに基づいて状態測定コンデンサの静電容量を測定するにあたり、出力側寄生容量が大きいほど、接地電極側にリークする漏れ電流が大きくなる。すると、状態測定コンデンサの静電容量を反映した出力電流が目減りするため、状態測定コンデンサの静電容量が実際よりも小さく測定されるからである。

これに対し本発明のセンサでは、出力側寄生容量が入力側寄生容量よりも小さくなる形態に、入力電極及び出力電極を配置している。このため、上記のような出力側寄生容量の影響による検知精度の低下を抑制でき、出力電極と入力電極とを逆に用いた場合に比して、液体の状態をより正確に検知できる。

ここで、本発明の静電式液体状態検知センサで検知する液体の状態としては、液体の液面レベルの高低や液体の誘電率の高低などが挙げられる。また、測定対象となる液体は、空気とは異なる誘電率を持つ液体であればよく、例えば、エンジンオイル、ガソリン、機械油などが挙げられる。
また、入力電極、出力電極及び接地電極は、それぞれ上記の要件を満たしていれば、その形態等は適宜変更できる。例えば、これらの電極は、プリント基板やフレキシブルプリント基板、フィルム基板などの基板における銅箔などによる導体層として実現してもよいし、棒状や筒状、平板状等の形態の金属体として実現することもできる。

更に、上記の静電式液体状態検知センサであって、前記入力電極、前記出力電極、及び、前記接地電極は、それぞれ同一平面上に配置された平面電極からなる静電式液体状態検知センサとすると良い。

入力電極、出力電極及び接地電極が同一平面上に配置された平面電極からなる場合、入力電極と出力電極とが平面上に隣り合って配置されるため、これらによって構成される状態測定コンデンサの静電容量自体が、電極を対向させた場合に比して小さくなりがちである。そうすると、相対的に寄生容量の影響が大きく現れる。このため、上記のように、出力側寄生容量が入力側寄生容量よりも小さくなる形態に入力電極及び出力電極を配置することで、寄生容量の影響による検知精度の低下を効果的に抑制できる。

更に、上記のいずれかに記載の静電式液体状態検知センサであって、前記入力電極及び前記出力電極は、これらの間で構成する前記状態測定コンデンサの前記静電容量が、前記液体の液面レベルに応じて変化するように配置されたレベル測定入力電極及びレベル測定出力電極である静電式液体状態検知センサとすると良い。

入力電極及び出力電極が液面レベルを測定するレベル測定入力電極及びレベル測定出力電極である場合、検知すべき液面レベルはしばしば変位するため、その検知精度をできるだけ向上させたい。これに対し、本発明では、前記のように、出力側寄生容量が入力側寄生容量よりも小さくなる形態に入力電極及び出力電極を配置しているので、寄生容量の影響を抑制し、検知精度を向上させることができる。

また、他の解決手段は、液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、前記液体の状態を検知する静電式液体状態検知センサであって、対をなす第１入力電極及び第１出力電極であって、これらの間で前記液体の状態に応じて第１静電容量が変化する第１状態測定コンデンサを構成するように配置され、第１入力信号が入力される第１入力電極、及び、前記第１入力信号の入力に伴って前記第１状態測定コンデンサに流れた第１出力電流が出力される第１出力電極と、対をなす第２入力電極及び第２出力電極であって、これらの間で前記液体の他の状態に応じて第２静電容量が変化する第２状態測定コンデンサを構成するように配置され、第２入力信号が入力される第２入力電極、及び、前記第２入力信号の入力に伴って前記第２状態測定コンデンサに流れた第２出力電流が出力される第２出力電極と、前記第１入力電極、前記第１出力電極、前記第２入力電極及び前記第２出力電極の周囲に配置され、接地電位とされる接地電極と、を備え、前記第１入力電極及び前記第１出力電極は、前記第１出力電極と前記接地電極との間に発生する第１出力側寄生容量が、前記第１入力電極と前記接地電極との間に発生する第１入力側寄生容量よりも小さくなる形態に配置されてなり、前記第２入力電極及び前記第２出力電極は、前記第２出力電極と前記接地電極との間に発生する第２出力側寄生容量が、前記第２入力電極と前記接地電極との間に発生する第２入力側寄生容量よりも小さくなる形態に配置されてなる静電式液体状態検知センサである。

この静電式液体状態検知センサは、一対の電極により液体の状態に応じて第１静電容量が変化する第１状態測定コンデンサを構成し、この第１状態測定コンデンサを流れた第１出力電流の大きさに基づいて第１状態測定コンデンサの静電容量を測定するものである。また、この静電式液体状態検知センサは、他の一対の電極により液体の他の状態に応じて第２静電容量が変化する第２状態測定コンデンサを構成し、この第２状態測定コンデンサを流れた第２出力電流の大きさに基づいて第２状態測定コンデンサの静電容量を測定するものである。更に、この静電式液体状態検知センサは、２組の電極の周りに配置される他部材（例えば、樹脂製のケーシング等）に起因する寄生容量の影響を抑えて、液体の状態の検知精度を高めるために、２組の電極の周囲に接地電位とされる接地電極を有する。

但し、このような静電式状態検知センサでは、接地電極を有するが故に、第１状態測定コンデンサを構成する電極と接地電極との間に寄生容量が発生する。そして、接地電極を設けたことで液体の状態の検知精度を高められるものの、検知精度をより高めるには、この寄生容量に対しても考慮が必要となる。ここで、第１入力信号を入力する第１入力電極と接地電極との間に発生する第１入力側寄生容量よりも、第１出力電流を出力する第１出力電極と接地電極との間に発生する第１出力側寄生容量の方が、液体の状態の検知精度に影響を及ぼす。第１出力電極から出力された第１出力電流に基づいて第１状態測定コンデンサの第１静電容量を測定するにあたり、第１出力側寄生容量が大きいほど、接地電極側にリークする漏れ電流が大きくなる。すると、第１状態測定コンデンサの第１静電容量を反映した第１出力電流が目減りするため、第１状態測定コンデンサの第１静電容量が実際よりも小さく測定されるからである。

これに対し本発明のセンサでは、第１出力側寄生容量が第１入力側寄生容量よりも小さくなる形態に、第１入力電極及び第１出力電極を配置している。このため、第１出力側寄生容量の影響による検知精度の低下を抑制でき、第１入力電極と第１出力電極とを逆に用いた場合に比して、液体の状態をより正確に検知できる。

また、この静電式状態検知センサでは、第２状態測定コンデンサについても同様に、第２入力信号を入力する第２入力電極と接地電極との間に発生する第２入力側寄生容量よりも、第２出力電流を出力する第２出力電極と接地電極との間に発生する第２出力側寄生容量の方が、液体の他の状態の検知精度に影響を及ぼす。第２出力電極から出力された第２出力電流に基づいて第２状態測定コンデンサの第２静電容量を測定するにあたり、第２出力側寄生容量が大きいほど、接地電極側にリークする漏れ電流が大きくなる。すると、第２状態測定コンデンサの第２静電容量を反映した第２出力電流が目減りするため、第２状態測定コンデンサの第２静電容量が実際よりも小さく測定されるからである。

これに対し本発明のセンサでは、第２出力側寄生容量が第２入力側寄生容量よりも小さくなる形態に、第２入力電極及び第２出力電極を配置している。このため、第２出力側寄生容量の影響による検知精度の低下を抑制でき、第２入力電極と第２出力電極とを逆に用いた場合に比して、液体の状態をより正確に検知できる。

更に、上記の静電式液体状態検知センサであって、前記第１入力電極、前記第１出力電極、前記第２入力電極、前記第２出力電極、及び、前記接地電極は、それぞれ同一平面上に配置された平面電極からなる静電式液体状態検知センサとすると良い。

第１入力電極、第１出力電極、第２入力電極、第２出力電極及び接地電極が同一平面上に配置された平面電極からなる場合、第１入力電極と第１出力電極、第２入力電極と第２出力電極がそれぞれ平面上に隣り合って配置されるため、これらによって構成される第１，第２状態測定コンデンサの第１，第２静電容量自体が、対となる電極を対向させた場合に比して、それぞれ小さくなりがちである。そうすると、相対的に寄生容量の影響が大きく現れる。このため、上記のように、第１出力側寄生容量が第１入力側寄生容量よりも小さくなる形態に第１入力電極及び第１出力電極を配置することで、寄生容量の影響による検知精度の低下を効果的に抑制できる。また、第２出力側寄生容量が第２入力側寄生容量よりも小さくなる形態に第２入力電極及び第２出力電極を配置することで、寄生容量の影響による検知精度の低下を効果的に抑制できる。

更に、上記のいずれかに記載の静電式液体状態検知センサであって、前記第１入力電極及び前記第１出力電極は、これらの間で構成する前記第１状態測定コンデンサの前記第１静電容量が、前記液体の液面レベルに応じて変化するように配置されたレベル測定入力電極及びレベル測定出力電極であり、前記第２入力電極及び前記第２出力電極は、これらの間で構成する前記第２状態測定コンデンサの前記第２静電容量が、前記液体の誘電率に応じて変化するように、前記液体に常時浸漬されるように配置された基準入力電極及び基準出力電極である静電式液体状態検知センサとすると良い。

第１入力電極及び第１出力電極が液面レベルを測定するレベル測定入力電極及びレベル測定出力電極である場合、検知すべき液面レベルはしばしば変位するため、その検知精度をできるだけ向上させたい。これに対し、本発明では、前記のように、第１出力側寄生容量が第１入力側寄生容量よりも小さくなる形態に第１入力電極及び第１出力電極を配置しているので、寄生容量の影響を抑制し、検知精度を向上させることができる。

また、第２入力電極及び第２出力電極が液体の誘電率を測定する基準入力電極及び基準出力電極である場合、検知すべき液体の誘電率は経時変化や液体のつぎ足し等によって変化するため、その検知精度をできるだけ向上させたい。これに対し、本発明では、前記のように、第２出力側寄生容量が第２入力側寄生容量よりも小さくなる形態に第２入力電極及び第２出力電極を配置しているので、寄生容量の影響を抑制して、検知精度を向上させることができる。なお、第１出力電流に基づき測定される第１静電容量と第２出力電流に基づき測定される第２静電容量との比に基づいて液面レベルを検知するように構成することで、液体自体の誘電率が変化した場合でも、正確に液面レベルをすることができるため好ましい。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１〜図４に本実施形態１の液体レベルセンサ（静電式液体状態検知センサ）１００を示す。また、図７にこの液体レベルセンサ１００の概略回路構成図を示す。この液体レベルセンサ１００は、液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、液体の液面レベルを検知するセンサである。具体的には、この液体レベルセンサ１００は、図４に示すように、自動車エンジンのオイルタンク底部ＬＴに、その軸線ＡＸが鉛直方向Ｖと一致し、その先端１００ｓが鉛直方向上向きになるように取り付けて使用され、オイルタンク内のオイルＯＬの液面レベルを検知するのに用いられる。

この液体レベルセンサ１００は、図１及び図２に示すように、樹脂製のベース部材１２１と、このベース部材１２１から突出するように配設された略筒状のセンサキャップ１１１とを有する。このセンサキャップ１１１は、レベル測定コンデンサＣＰ１，ＣＰ２及び誘電率測定コンデンサ（第２状態測定コンデンサ）ＣＰ５を構成する各電極１３２，１３３，１３８，１３９等を担持するフィルム電極基板１３１（図５（ａ）参照）と、このフィルム電極基板１３１を鉛直方向Ｖに保持する基板支持部材１４１（図６参照）とを包囲している（図４参照）。また、ベース部材１２１は、基板支持部材１４１及びセンサキャップ１１１を支持している。液体レベルセンサ１００は、これら基板支持部材１４１及びセンサキャップ１１１をオイルタンク内に挿入した状態でベース部材１２１をオイルタンク底部ＬＴに固定することで、オイルタンクに装着される（図４参照）。

まず、液体レベルセンサ１００のうち、フィルム電極基板１３１について、図５を参照して説明する。このフィルム電極基板１３１は、図５（ａ）に示すように、基端１３１ｋ（図中、下端）から先端１３１ｓ（図中、上端）にかけて、長手方向（図中、上下方向）に、比較的幅広の幅広矩形部１３１ｈ、先細の台形状のテーパ部１３１ｐ、及び、比較的幅狭の細長矩形部１３１ｎが、この順で並ぶ形状を有する。

また、このフィルム電極基板１３１は、図５（ｂ）に示すように、ポリイミドからなる樹脂製のフィルム１３１ｂ、レベル測定コンデンサＣＰ１，ＣＰ２及び誘電率測定コンデンサＣＰ５を構成する電極１３２，１３３，１３８，１３９等を有する導体層１３１ｄ、及び、ポリイミドからなる樹脂製のフィルム１３１ｃをこの順に積層して形成されている。樹脂製のフィルム１３１ｂ、１３１ｃは、導体層１３１ｄを所定の位置に保持すると共に、導体層１３１ｄのオイルＯＬを介した導通（リーク）やオイルＯＬ及び大気による腐食を防止するため、導体層１３１ｄをオイルＯＬや大気から遮断している。

導体層１３１ｄは、銅箔からなり、レベル測定入力電極（第１入力電極）１３３（レベル測定入力第１電極１３３ｂ及びレベル測定入力第２電極１３３ｃ）、レベル測定出力電極（第１出力電極）１３２、接地電極１３７、基準入力電極（第２入力電極）１３８、及び、基準出力電極（第２出力電極）１３９を有する。これらの電極１３３，１３２，１３７，１３８，１３９は、それぞれ同一平面上に配置された平面電極である。

レベル測定入力電極１３３は、フィルム電極基板１３１の細長矩形部１３１ｎ及びテーパ部１３１ｐに配置されており、レベル測定入力電極連結線１５３ｄを介して接続され等電位とされたレベル測定入力第１電極１３３ｂ及びレベル測定入力第２電極１３３ｃを有する。このうちレベル測定入力第１電極１３３ｂは、レベル測定入力電極１３３の電位の取り出し口であって矩形状に形成されたレベル測定入力電極端子１５３ｔと、レベル測定入力電極接続線１５３ｆを介して電気的に接続されている。また、レベル測定出力電極１３２は、同様にフィルム電極基板１３１の細長矩形部１３１ｎ及びテーパ部１３１ｐに配置されており、その電位の取り出し口であって矩形状に形成されたレベル測定出力電極端子１５２ｔに、レベル測定出力電極接続線１５２ｆを介して電気的に接続されている。

また、レベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）は、フィルム電極基板１３１の幅方向（図中、左右方向）ＨＫにおいて、レベル測定入力第１電極１３３ｂ、レベル測定出力電極１３２、レベル測定入力第２電極１３３ｃの順に配置されている。そして、レベル測定入力第１電極１３３ｂとレベル測定出力電極１３２とは、これらの間に、フィルム電極基板１３１の長手方向に延びる所定間隔の第１ギャップ１３５を形成するように配置されている。従って、レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第１電極１３３ｂとは、オイルＯＬの液面レベルに応じて変化する静電容量Ｃ１を有するレベル測定コンデンサＣＰ１を構成する。同様に、レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第２電極１３３ｃとは、これらの間に、フィルム電極基板１３１の長手方向に延びる所定間隔の第２ギャップ１３６を形成するように配置されている。従って、レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第２電極１３３ｃとは、オイルＯＬの液面レベルに応じて変化する静電容量Ｃ２を有するレベル測定コンデンサＣＰ２を構成する。なお、これらの２つのレベル測定コンデンサＣＰ１，ＣＰ２を合わせたものが、本発明の第１状態測定コンデンサに、静電容量Ｃ１，Ｃ２を合わせたものが、本発明の第１静電容量に相当する。

基準入力電極１３８は、この電極の電位の取り出し口であって矩形状に形成された基準入力電極端子１５８ｔに、基準入力電極接続線１５８ｆを介して電気的に接続されている。同様に、基準出力電極１３９は、この電極の電位の取り出し口であり、矩形状に形成された基準出力電極端子１５９ｔに、基準出力電極接続線１５９ｆを介して電気的に接続されている。

また、基準電極（基準入力電極１３８及び基準出力電極１３９）は、クシ状に互いに噛み合うようにして、所定間隔のギャップ１４０を形成する形態を有し、フィルム電極基板１３１のうち、レベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）よりも基端１３１ｋ側に配置されている。この基準出力電極１３９と基準入力電極１３８は、オイルＯＬに常時浸漬される位置に配置され、オイルＯＬの誘電率に応じて変化する静電容量（第２静電容量）Ｃ５を有する誘電率測定コンデンサ（第２状態測定コンデンサ）ＣＰ５を構成する。

フィルム電極基板１３１の周縁には、上記の電極１３２，１３３，１３８，１３９を囲むように接地電極１３７が配置されている。この接地電極１３７は、レベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）や基準電極（基準入力電極１３８及び基準出力電極１３９）の周囲に位置する樹脂製のセンサキャップ１１１や基板支持部材１４１固有の誘電率が第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）、第２静電容量Ｃ５の測定時に寄生容量として影響する（余分に発生する）のを防止するために設けられている。この接地電極１３７は、フィルム電極基板１３１の基端１３１ｋ側に矩形状に形成された接地電極端子１５７ｔに接続されている。なお、各電極端子１５２ｔ，１５３ｔ，１５８ｔ，１５９ｔ，１５７ｔの中央には、それぞれ円形の貫通孔が設けられている。

このような接地電極１３７が存在すると、レベル測定入力電極１３３と接地電極１３７との間には、第１入力側寄生容量Ｃ３が発生する。また、レベル測定出力電極１３２と接地電極１３７との間にも、第１出力側寄生容量Ｃ４が発生する。また、基準入力電極１３８と接地電極１３７との間にも、第２入力側寄生容量Ｃ６が発生する。更に、基準出力電極１３９と接地電極１３７との間にも、第２出力側寄生容量Ｃ７が発生する。そして、これらの寄生容量Ｃ３，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ７が、オイルＯＬの誘電率や液面レベルを測定する際の検知精度に影響を及ぼす。

更に具体的には、レベル測定入力電極１３３と接地電極１３７との間に発生する入力側寄生容量Ｃ３よりも、レベル測定出力電極１３２と接地電極１３７との間に発生する第１出力側寄生容量Ｃ４の方が、オイルＯＬの液面レベルの検知精度に影響を及ぼす。後述するように、レベル測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）は、レベル測定出力電極１３２から出力された第１出力電流Ｉｏ１（図７参照）に基づいて算出しているため、第１出力側寄生容量Ｃ４が大きいほど、接地電極１３７に漏れる漏れ電流が大きくなる。すると、第１出力電流Ｉｏ１が目減りし、第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）が実際よりも小さく測定される。

同様に、基準入力電極１３８と接地電極１３７との間に発生する第２入力側寄生容量Ｃ６よりも、基準出力電極１３９と接地電極１３７との間に発生する第２出力側寄生容量Ｃ７の方が、オイルＯＬの誘電率の検知精度に影響を及ぼす。後述するように、第２状態測定コンデンサＣＰ５の第２静電容量Ｃ５は、基準出力電極１３９から出力された第２出力電流Ｉｏ２（図７参照）に基づいて算出しているため、第２出力側寄生容量Ｃ７が大きいほど、接地電極１３７に漏れる漏れ電流が大きくなる。すると、第２出力電流Ｉｏ２が目減りし、第２静電容量Ｃ５が実際よりも小さく測定される。

特に、本実施形態では、前述したように、レベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）及び基準電極（基準入力電極１３８及び基準出力電極１３９）が、それぞれ平面電極からなる。このため、レベル測定入力電極１３３とレベル測定出力電極１３２、基準入力電極１３８と基準出力電極１３９が平面上に隣り合って配置されるため、これらによって構成されるレベル測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）、及び、誘電率態測定コンデンサＣＰ５の第２静電容量Ｃ５が小さくなりがちである。そうすると、相対的に寄生容量の影響を大きく受ける。

これに対し、本実施形態では、第１出力側寄生容量Ｃ４が第１入力側寄生容量Ｃ３よりも小さくなる形態に、レベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）を配置している。具体的には、第１入力側寄生容量Ｃ３が約２．２ｐＦであるのに対して、第１出力側寄生容量Ｃ４が約１．４ｐＦと小さくなっている。また、第２出力側寄生容量Ｃ７が第２入力側寄生容量Ｃ６よりも小さくなる形態に、基準電極（基準入力電極１３８及び基準出力電極１３９）を配置している。具体的には、第２入力側寄生容量Ｃ６が約０．９ｐＦであるのに対して、第２出力側寄生容量Ｃ７が約０．７ｐＦと小さくなっている。

このため、第１，第２出力側寄生容量Ｃ４，Ｃ７の影響による検知精度の低下を抑制でき、従来よりもオイルＯＬの状態を正確に検知できる。特に、レベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）は、しばしば変位する液面レベルを検知するため、その検知精度をできるだけ向上させたいところ、第１出力側寄生容量Ｃ４が第１入力側寄生容量Ｃ３よりも小さいので、寄生容量の影響を抑制し、検知精度を向上させることができる。また、基準電極（基準入力電極１３８及び基準出力電極１３９）は、経時変化やつぎ足し等によって変化するオイルＯＬの誘電率を検知するため、その検知精度をできるだけ向上させたいところ、第２出力側寄生容量Ｃ７が第２入力側寄生容量Ｃ６よりも小さいので、寄生容量の影響を抑制し、検知精度を向上させることができる。

次に、フィルム電極基板１３１の先端１３１ｓ近傍で幅方向ＨＫにおける中央部分には、長手方向に長い長円状の上部貫通孔１３１ｆが設けられている。この上部貫通孔１３１ｆは、このフィルム電極基板１３１を後述する基板支持部材１４１に組み付ける際に、このフィルム電極基板１３１の位置決めをすると共に、フィルム電極基板１３１の先端１３１ｓ側の部分が浮き上がらないように保持するために利用される。また、フィルム電極基板１３１のテーパ部１３１ｐにも、フィルム電極基板１３１の位置決めをするための円形の中央部貫通孔１３１ｅが設けられている。

次に、基板支持部材１４１について、基板支持部材１４１にフィルム電極基板１３１を装着した状態を示す図６を参照して説明する。この基板支持部材１４１は、６６ナイロンからなり、フィルム電極基板１３１の周縁を支持可能なように、その平面形状に近似する枠の形状を有する。基板支持部材１４１は、一対の外枠部１４１ｇ，外枠部１４１ｇから互いに内側に突出する一対の突起状の一面側支持部１４１ｂ、上部支持ピン１４１ｄ、中央部支持ピン１４１ｅ、及び、下部挟持部１４１ｃを有する。

また、この基板支持部材１４１は、これにフィルム電極基板１３１を装着したときに、そのレベル測定電極（レベル測定入力電極１３３及びレベル測定出力電極１３２）と基準電極（基準入力電極１３８及び基準出力電極１３９）とを覆わない形状とされた内方突出部１４１ｆを有する。基板支持部材１４１は、フィルム電極基板１３１の一方の面の一部を内方突出部１４１ｆに当接させると共に、フィルム電極基板１３１の他方の面の一部を一面側支持部１４１ｂに当接させて、交互に挟み込む形態でフィルム電極基板１３１を支持する。更に、基板支持部材１４１は、フィルム電極基板１３１の上部貫通孔１３１ｆに上部支持ピン１４１ｄを、中央部貫通孔１３１ｅに中央部支持ピン１４１ｅを、それぞれ貫通させた上で、超音波溶着により加締めると共に、下部挟持部１４１ｃでフィルム電極基板１３１の基端１３１ｋを挟み込むことにより、フィルム電極基板１３１全体を保持している。

次に、センサキャップ１１１について図１〜図４を参照して説明する。センサキャップ１１１は、誘電体である６６ナイロンからなり、軸線ＡＸが鉛直方向Ｖと一致するように配置される。センサキャップ１１１は、ベース部材１２１側に位置する基端部１１１ｋ（図４参照）が開口し、先端１１１ｓが閉じた筒状の形態を有する。具体的には、このセンサキャップ１１１は、基端部１１１ｋ側から先端１１１ｓに向けて、幅方向（図１中、左右方向）ＨＫに比較的幅広い幅広筒部１１１ｈ、先細形状のテーパ筒部１１１ｐ、及び、幅方向ＨＫに比較的幅狭の細長筒部１１１ｎが、この順で構成された形態を有している。

図３に示すように、センサキャップ１１１のうち細長筒部１１１ｎの内側には、軸線ＡＸ方向に延びるガイド溝１１１ｇが形成されている。そして、このガイド溝１１１ｇには、基板支持部材１４１の外枠部１４１ｇが嵌合している。また、図１及び図４に示すように、センサキャップ１１１の基端部１１１ｋには、周囲のオイルＯＬをセンサキャップ１１１の内外に流通可能とする下部連通孔１１１ｃが複数形成されている。一方、センサキャップ１１１の先端１１１ｓ近傍には、空気抜き（空気流通）のための上部連通孔１１１ｂが複数形成されている。

次に、ベース部材１２１について、図１、図２及び図４を参照して説明する。センサキャップ１１１を保持すると共に、自身をオイルタンク底部ＬＴに固定するベース部材１２１は、ベース本体部１２２と、図示しない外部機器と接続するためのコネクタ端子１２３ｃを含むコネクタ部１２３と、各電極端子１５３ｔ、１５９ｔ、１５７ｔ、１５２ｔ、１５８ｔとコネクタ端子１２３ｃとの間に介在する配線基板１２４とを有する。配線基板１２４は、後述する検知回路１６１を実装するものであり、ベース本体部１２２内に収容され、樹脂を充填してなる充填部材１２８により包囲されている。また、ベース部材１２１の下方側には、充填部材１２８を覆うように、金属蓋１２７が取り付けられている。

このうちベース本体部１２２は、図２に示すようにオイルタンク底部ＬＴに取り付ける際にネジを挿通するための取付ネジ穴１２２ｂと、先端１００ｓ側（図１中、上方）に突出した形状を有し、センサキャップ１１１を保持するためのガイド溝１２２ｈが内側に形成された取付ガイド部１２２ｇとを有する。そして、ベース部材１２１とセンサキャップ１１１とは、取付ガイド部１２２ｇの内側に形成されたガイド溝１２２ｈに、センサキャップ１１１の外側に形成された突起部１１１ｊを嵌合した状態で結合されている。

図１及び図４に示すように、レベル測定入力電極端子１５２ｔと配線基板１２４とは、レベル測定入力リードピン１５２ｒを介して電気的に接続されている。また、レベル測定出力電極端子１５３ｔと配線基板１２４とは、レベル測定出力リードピン１５３ｒを介して電気的に接続されている。また、接地電極端子１５７ｔと配線基板１２４とは、接地リードピン１５７ｒを介して電気的に接続されている。また、基準出力電極端子１５９ｔと配線基板１２４とは、基準出力リードピン１５９ｒを介して電気的に接続されている。更に、基準入力電極端子１５８ｔと配線基板１２４とは、基準入力リードピン１５８ｒを介して電気的に接続されている。図１に示すように、これらのリードピン１５２ｒ，１５３ｒ，１５８ｒ，１５９ｒは、同形状をなし、互いに平行に延びるように配設され、フィルム電極基板１３１、配線基板１２４及び充填部材１２８によって包囲されている。

次に、この液体レベルセンサ１００をオイルタンク底部ＬＴに取り付けてオイルＯＬの状態を検知する方法について説明する。図４に示すように、液体レベルセンサ１００は、軸線ＡＸを鉛直方向Ｖに一致させ、その先端１００ｓが鉛直方向上向きにして、オイルタンク底部ＬＴに、パッキン組付部１２１ｐに配置されたリングパッキン１２５を介して、液密に取り付けられる。この取り付けは、ベース部材１２１の取付ネジ穴１２２ｂ（図２参照）に図示しないネジ部材を挿通し、オイルタンク底部ＬＴに設けられた図示しない雌ネジ穴に締め付けて行う。

液体レベルセンサ１００は、このようにオイルタンク底部ＬＴに液密に取り付けられる一方で、電子制御装置（ＥＣＵ）１６０（図７参照）に接続され、ＥＣＵ１６０に対してオイルタンク内のオイルＯＬの液面レベルに関する情報を送信する。ＥＣＵ１６０は、内燃機関の全体動作を制御するものであり、各種制御処理を実行する。ＥＣＵ１６０で実行される制御処理としては、例えば、この液体レベルセンサ１００で検出されたオイルＯＬの液面レベルが正常範囲を逸脱した場合に液面レベルの異常を通知するオイルレベル警報処理や、内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御処理や、ノッキングなどの異常燃焼を検出するためのノッキング判定処理などが挙げられる。

このＥＣＵ１６０から、液体レベルセンサ１００のコネクタ端子１２３ｃ、配線基板１２４、レベル測定出力リードピン１５２ｒ及びレベル測定入力リードピン１５３ｒを介して、レベル測定出力電極端子１５２ｔとレベル測定入力電極端子１５３ｔとの間に交流電圧を印加する。すると、液体レベルセンサ１００のうち細長筒部１１１ｎの水平方向Ｈ（鉛直方向Ｖに直交する方向）の断面において、レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第１電極１３３ｂとの間、及び、レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第２電極１３３ｃとの間に、電気力線が発生する。レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第１電極１３３ｂ及びレベル測定出力電極１３２とレベル測定入力第２電極１３３ｃとの間に形成されるレベル測定コンデンサＣＰ１，ＣＰ２の合計の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）は、このような電気力線が通る空間の誘電率によって変化する。

例えば、液体レベルセンサ１００がオイルＯＬに浸漬された場合、空気に晒されている部分に比して、これらの電極１３２，１３３ｂ，１３３ｃのうちオイルＯＬに浸されている部分は、鉛直方向の単位長さあたりの第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）が変化することとなる。このため、第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）は、電極１３２，１３３ｂ，１３３ｃが長手方向についてオイルＯＬに浸漬されている部分とそうでない部分との割合に応じて変化する。つまり、これらの電極１３２，１３３ｂ，１３３ｃ間の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）と、これらの電極１３２，１３３ｂ，１３３ｃがオイルＯＬに浸漬されている部分の割合との間には相関関係があるため、これらの電極１３２，１３３ｂ，１３３ｃ間の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）に基づいて、これらの電極１３２，１３３ｂ，１３３ｃがオイルＯＬに浸漬されている部分の割合（浸漬されている部分の深さ）を求めることができる。こうして、この液体レベルセンサ１００では、レベル測定出力電極１３２及びレベル測定入力電極１３３により構成されたレベル測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）の変化に基づいてオイルＯＬの液面レベルを検知できる。

なお、オイルＯＬは、経年変化や熱などによりその特性が変化したり、種類の異なったオイルＯＬを混合したりして、当初から存在するオイルＯＬに比べると誘電率が変化する場合が多い。このようにオイルＯＬの誘電率が変化すると、上記の第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）と、オイルＯＬの液面レベルとの間の相関関係も変化するため、液面レベルの測定精度が低下することとなる。

そこで、この液体レベルセンサ１００では、レベル測定出力電極１３２及びレベル測定入力電極１３３の他に、更に基準出力電極１３９及び基準入力電極１３８が設けられている。基準出力電極１３９及び基準入力電極１３８は、常に全体がオイルＯＬに浸漬された状態となるよう配設されている。そして、これら基準出力電極１３９及び基準入力電極１３８間に生ずる誘電率測定コンデンサＣＰ５の第２静電容量Ｃ５を測定することで、オイルＯＬの誘電率を計測し、これに基づいて、レベル測定電極１３２，１３３を用いて測定した第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）を補正し、正確な液面レベルを測定できる。

この液体レベルセンサ１００に含まれる配線基板１２４には、検知回路１６１（図７参照）が設けられている。この検知回路１６１は、電源回路１６３、マイコン１６５、信号出力取得回路１６７、接続先切替回路１６９、第１電極用グランド接続回路１７０、第２電極用グランド接続回路１７１を有する。この検知回路１６１は、ＥＣＵ１６０から電力供給を受けており、電源回路１６３は、ＥＣＵ１６０から供給される電力波形から高周波成分を除去した後、検知回路１６１の各部に電力（電圧値５Ｖ）を供給する。

マイコン１６５は、公知のＣＰＵ１７３、ＲＯＭ１７４、ＲＡＭ１７５、Ｉ／Ｏポート１７６、Ａ／Ｄ変換ポート１７７などを有しており、後述するオイルレベル検出制御処理を実行することで、第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）及び第２静電容量Ｃ５に基づいてオイルＯＬの液面レベルを検出する。また、マイコン１６５は、ＰＷＭ出力部１７８を有しており、ＥＣＵ１６０に対して、液面レベルの情報を付加したＰＷＭ信号を出力するよう構成されている。

信号出力取得回路１６７は、分圧回路１８１、ローパスフィルタ１８２、電流電圧変換回路１８３を有する。分圧回路１８１は、複数の抵抗素子を有しており、電源回路１６３から出力される電源電圧値（５Ｖ）を抵抗分圧により電圧変換して、第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）を測定するための第１入力電流Ｉｉ１、または、第２静電容量Ｃ５を測定するための第２入力電流Ｉｉ２を出力する。なお、分圧回路１８１は、マイコン１６５からの指令信号に基づき複数の抵抗素子の接続状態（抵抗分圧状態）が変化することで、ローパスフィルタ１８２に対する出力電圧値を変更できる。そして、分圧回路１８１は、段階的に出力電圧値を変更することで、出力電圧波形として、階段状に変化する略正弦波形状の波形を出力する。

ローパスフィルタ１８２は、分圧回路１８１が出力する階段状の略正弦波形状の波形について、低周波成分を抽出して出力するものであり、階段状に変化する正弦波波形を滑らかな正弦波波形に変換し、変換後の正弦波波形を接続先切替回路１６９に対して出力する。また、電流電圧変換回路１８３は、基準出力電極１３９から出力される、誘電率測定コンデンサＣＰ５を通った第２出力電流Ｉｏ２、または、レベル測定出力電極１３２から出力される、レベル測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）を通った第１出力電流Ｉｏ１を、電圧波形信号に変換して、変換後の電圧波形信号をマイコン１６５に出力する。なお、分圧回路１８１及びローパスフィルタ１８２の具体的な回路構成としては、特開２００３−１１０３６４号公報に開示された構成回路が挙げられる。

次に、接続先切替回路１６９は、アナログスイッチで構成されており、マイコン１６５からの指令信号（スイッチ切替タイミング信号）に応じて、信号出力取得回路１６７の接続先を、基準電極１３８，１３９またはレベル測定電極１３２，１３３のいずれかに切り替えるためのものである。このために、信号出力取得回路１６７は、接続先切替回路１６９を介して、第１入力電流Ｉｉ１をレベル測定入力電極１３３に出力し、レベル測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）を通ってレベル測定出力電極１３２から出力される第１出力電流Ｉｏ１を、電流電圧変換回路１８３で取得するように構成されている。また、信号出力取得回路１６７は、接続先切替回路１６９を介して、第２入力電流Ｉｉ２を基準入力電極１３８に出力し、誘電率測定コンデンサＣＰ５を通って基準出力電極１３９から出力される第２出力電流Ｉｏ２を、電流電圧変換回路１８３で取得するように構成されている。

次に、第１電極用グランド接続回路１７０は、２つのスイッチング素子（トランジスタ）１７２ａ，１７２ｂを有しており、マイコン１６５からの指令信号（シールド切替タイミング信号）に応じて、基準電極１３８，１３９からグランドラインに至る電流経路を通電状態または開放状態のいずれかに設定する。
また、第２電極用グランド接続回路１７１は、２つのスイッチング素子（トランジスタ）１７２ｃ，１７２ｄを有しており、マイコン１６５からの指令信号（シールド切替タイミング信号）に応じて、レベル測定電極１３２，１３３からグランドラインに至る電流経路を通電状態または開放状態のいずれかに設定する。

次に、マイコン１６５において実行されるオイルレベル検出制御処理について説明する。図８にオイルレベル検出制御処理の処理内容を表すフローチャートを示す。なお、このオイルレベル検出制御処理は、内燃機関が始動すると処理を開始する。オイルレベル検出制御処理が始まると、まずステップＳ１１０において、ＲＡＭ１７５、Ｉ／Ｏポート１７６、タイマレジスタなどを初期化するための初期化処理を実行する。また、図示しないが、接地電極１３７をグランドラインに接続し、接地電極１３７を接地電位とする。

次に、ステップＳ１２０に進み、基準測定処理を実行する。図９にこの基準測定処理の処理内容を表すフローチャートを示す。基準測定処理が開始されると、まずステップＳ２１０において、接続先を基準電極１３８，１３９に設定するためのスイッチ切替タイミング信号を出力し、接続先切替回路１６９を駆動制御することで、信号出力取得回路１６７の接続先を基準電極１３８，１３９に設定する。

次に、ステップＳ２２０において、第２電極用グランド接続回路１７１をオン状態（通電状態）に設定するためのシールド切替タイミング信号を出力し、第２電極用グランド接続回路１７１をオン状態に制御することで、レベル測定電極１３２，１３３をグランドラインに接続する。また、第１電極用グランド接続回路１７０をオフ状態（開放状態）に設定するためのシールド切替タイミング信号を出力し、第１電極用グランド接続回路１７０をオフ状態に制御することで、基準電極１３８，１３９からグランドラインに至る電流経路を遮断する。

次に、ステップＳ２３０において、信号出力取得回路１６７に対して入力波形生成指令信号を出力し、分圧回路１８１を駆動制御して、ローパスフィルタ１８２に階段状に変化する正弦波信号を出力させる。これにより、信号出力取得回路１６７（具体的には分圧回路１８１及びローパスフィルタ１８２）は、接続先切替回路１６９を介して、基準入力電極１３８に第２入力電流Ｉｉ２（正弦波信号）を出力する。

次に、ステップＳ２４０において、信号出力取得回路１６７（具体的には電流電圧変換回路１８３）から出力される信号をマイコン１６５に取り込む処理を行う。なお、このときに取り込まれる信号は、誘電率測定コンデンサＣＰ５を通過した第２出力電流Ｉｏ２を電圧変換したものである。

次に、ステップＳ２５０において、信号出力取得回路１６７（具体的には電流電圧変換回路１８３）から取り込んだ信号の波形における最大振幅値（基準側最大振幅値）を算出する処理を実行する。なお、この基準側最大振幅値は、第２静電容量Ｃ５に比例した値を示し、この第２静電容量Ｃ５はオイルＯＬの誘電率のみに応じて変化することから、基準側最大振幅値は、オイルＯＬの誘電率に応じた値を示すこととなる。このステップＳ２５０での処理が完了すると、再びオイルレベル検出制御処理に処理が移行し、ステップＳ１３０に進む（図８参照）。

このように、検知回路１６１は、基準出力電極１３９から出力された第２出力電流Ｉｏ２を取得して、第２静電容量Ｃ５に比例した基準側最大振幅値を算出しているので、基準出力電極１３９と接地電極１３７との間に発生する第２出力側寄生容量Ｃ７が大きいと、接地電極１３７に漏れ出る漏れ電流が大きくなって、取得できる第２出力電流Ｉｏ２が小さくなってしまう。そうすると、基準側最大振幅値を精度良く算出できなくなる。しかし、本実施形態では、基準出力電極１３９と接地電極１３７との間に発生する第２出力側寄生容量Ｃ７が、基準入力電極１３８と接地電極１３７との間に発生する第２入力側寄生容量Ｃ６よりも小さくされている。このため、基準出力電極１３９と基準入力電極１３８とを逆に用いた場合、つまり、基準出力電極１３９に第２入力電流Ｉｉ２を入力し、基準入力電極１３８からの第２出力電流Ｉｏ２を電源電圧変換回路１８３を用いて測定する場合に比して、寄生容量を通じた漏れ電流による第２出力電流Ｉｏ２の目減りを抑制できる。従って、基準側最大振幅値を精度良く算出できる。

ステップＳ１３０では、センサ測定処理（レベル測定処理）を実行する。図１０にセンサ測定処理の処理内容を表すフローチャートを示す。センサ測定処理が開始されると、まずＳ３１０において、接続先をレベル測定電極１３２，１３３に設定するためのスイッチ切替タイミング信号を出力し、接続先切替回路１６９を駆動制御することで、信号出力取得回路１６７の接続先をレベル測定電極１３２，１３３に設定する。

次に、ステップＳ３２０において、第２電極用グランド接続回路１７１をオフ状態（開放状態）に設定するためのシールド切替タイミング信号を出力し、第２電極用グランド接続回路１７１をオフ状態に制御することで、レベル測定電極１３２，１３３からグランドラインに至る電流経路を遮断する。また、第１電極用グランド接続回路１７０をオン状態（通電状態）に設定するためのシールド切替タイミング信号を出力し、第１電極用グランド接続回路１７０をオン状態に制御することで、基準電極１３８，１３９をグランドラインに接続する。

次に、ステップＳ３３０において、信号出力取得回路１６７に対して入力波形生成指令信号を出力し、分圧回路１８１を駆動制御して、ローパスフィルタ１８２に階段状に変化する正弦波信号を出力させる。これにより、信号出力取得回路１６７（具体的には分圧回路１８１及びローパスフィルタ１８２）は、接続先切替回路１６９を介して、レベル測定入力電極１３３に第１入力電流Ｉｉ１（正弦波信号）を出力する。

次に、ステップＳ３４０において、信号出力取得回路１６７（具体的には電流電圧変換回路１８３）から出力される信号をマイコン１６５に取り込む処理を行う。なお、このときに取り込まれる信号は、第１状態測定コンデンサ（ＣＰ１＋ＣＰ２）を通過した第１出力電流Ｉｏ１を電圧変換したものである。

次に、ステップＳ３５０において、信号出力取得回路１６７（具体的には電流電圧変換回路１８３）から取り込んだ信号の波形における最大振幅値（センサ側最大振幅値）を算出する処理を実行する。なお、このセンサ側最大振幅値は、第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）に比例した値を示し、この第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）はオイルＯＬへの浸漬割合に応じて変化することから、センサ側最大振幅幅は、オイルＯＬの液面レベルに応じた値を示すこととなる。このステップＳ３５０での処理が完了すると、再びオイルレベル検出制御処理に処理が移行し、ステップＳ１４０に進む（図８参照）。

このように、検知回路１６１は、レベル測定出力電極１３２から出力された第１出力電流Ｉｏ１を取得して、第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）に比例したセンサ側最大振幅値を算出しているので、レベル測定出力電極１３２と接地電極１３７との間に発生する第１出力側寄生容量Ｃ４が大きいと、接地電極１３７に漏れ出る漏れ電流が大きくなって、取得できる第１出力電流Ｉｏ１が小さくなってしまう。そうすると、基準側最大振幅値を精度良く算出できなくなる。しかし、本実施形態では、レベル測定出力電極１３２と接地電極１３７との間に発生する第１出力側寄生容量Ｃ４が、レベル測定入力電極１３３と接地電極１３７との間に発生する第１入力側寄生容量Ｃ３よりも小さくされている。このため、レベル測定出力電極１３２とレベル測定入力電極１３３とを逆に用いた場合、つまり、レベル測定出力電極１３２に第１入力電流Ｉｉ１を入力し、レベル測定入力電極１３３からの第１出力電流Ｉｏ１を電源電圧変換回路１８３を用いて測定する場合に比して、寄生容量を通じた漏れ電流による第１出力電流Ｉｏ１の目減りを抑制できる。従って、センサ側最大振幅値を精度良く算出できる。

ステップＳ１４０では、レベル算出処理を実行する。図１１にレベル算出処理の処理内容を表すフローチャートを示す。レベル算出処理が開始されると、まずＳ４１０において、基準測定処理にて算出された基準側最大振幅値、及び、センサ測定処理にて算出されたセンサ側最大振幅値に基づいて、オイルＯＬの液面レベルを算出する。具体的には、基準側最大振幅値に基づいて第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）を算出すると共に、センサ側最大振幅値に基づいて第２静電容量Ｃ５を算出する。そして、これら第１静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）と第２静電容量Ｃ５の比をとり、その比の値に基づいてオイルＯＬの液面レベルを算出する。このとき、前述したように、基準側最大振幅値及びセンサ側最大振幅値は、第２出力側寄生容量Ｃ７及び第１出力側寄生容量Ｃ４を小さくすることで、精度良く算出されているので、オイルＯＬの液面レベルを精度良く算出できる。

次に、ステップＳ４２０において、ＰＷＭ出力処理を実行する。ＰＷＭ出力処理の処理内容を表すフローチャートを図１２に示す。ＰＷＭ出力処理が開始されると、まずステップＳ５１０において、レベル算出処理にて算出した液面レベルに応じてパルス幅データを作製する処理を実行する。なお、パルス幅データには、ＰＷＭ信号のハイレベル出力時間を含むパルス幅Ｈｉデータと、ＰＷＭ信号のローレベル出力時間を含むパルス幅Ｌｏデータとが、少なくとも含まれている。そして、ステップＳ５１０では、オイルＯＬの液面レベルが大きい値になるに従ってハイレベル出力時間が長くなるように、パルス幅データを設定する。

次に、ステップＳ５２０において、ＰＷＭ信号の第１回目の出力であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ５３０に移行し、ＮＯの場合にはＰＷＭ出力処理を終了する。ステップＳ５３０に進んだ場合には、タイマデータレジスタに対して、ステップＳ５１０で作成したパルス幅Ｈｉデータを設定する処理を実行する。

次に、ステップＳ５４０では、ＰＷＭ信号の出力状態をハイレベル出力状態に設定し、続くステップＳ５５０では、ＰＷＭ信号の出力を開始する。そして、ステップＳ５５０での処理が完了すると、ＰＷＭ出力処理が終了する。ＰＷＭ出力処理が終了すると、再びレベル算出処理に処理が移行する。なお、ステップＳ５５０においてＰＷＭ信号の出力が開始されると、タイマによる経過時間の計測が開始され、その後、ステップＳ５３０にて設定されたパルス幅Ｈｉデータに相当する時間が経過すると、タイマ割り込み処理が実行される。

タイマ割り込み処理の処理内容を表すフローチャートを図１３に示す。タイマ割り込み処理が開始されると、まずステップＳ６１０において、ＰＷＭ信号の出力状態がハイレベル出力状態に設定されているか否かを判断する。そして、ＹＥＳの場合にはステップＳ６２０に進み、ＮＯの場合にはＳ６４０に進む。ステップＳ６２０に進んだ場合には、ＰＷＭ出力処理のステップＳ５１０で作製したパルス幅データのうちパルス幅Ｌｏデータを、タイマデータレジスタに対して設定する処理を行う。その後、ステップＳ６３０において、ＰＷＭ信号の出力状態をローレベル出力状態に設定する。

一方、ステップＳ６４０に進んだ場合には、ＰＷＭ出力処理のＳ５１０で作製したパルス幅データのうちパルス幅Ｈｉデータを、タイマデータレジスタに対して設定する処理を行う。その後、ステップＳ６５０において、ＰＷＭ信号の出力状態をハイレベル出力状態に設定する。

ステップＳ６３０またはステップＳ６５０での処理が完了すると、ステップＳ６６０に進み、ＰＷＭ信号の出力を開始する。そして、ステップＳ６６０においてＰＷＭ信号の出力が開始されると、タイマによる経過時間の計測が開始され、タイマデータレジスタに設定された時間が経過すると、タイマ割り込み処理が実行される。つまり、ＰＷＭ出力処理及びタイマ割り込み処理は、レベル算出処理において算出された液面レベルに応じてＰＷＭ信号のパルス幅データ（具体的にはハイレベル出力時間及びローレベル出力時間）を切り替える処理を行う。これにより、液体レベルセンサ１００からＥＣＵ１６０に対しては、ＰＷＭ信号を用いて、オイルＯＬの液面レベルを通知することが可能となる。

そして、ＰＷＭ出力処理が終了して、レベル算出処理におけるステップＳ４２０（図１１参照）が終了すると、再びオイルレベル検出制御処理に処理が移行し、ステップＳ１４０（図８参照）が完了すると、再びステップＳ１２０に移行する。つまり、マイコン１６５は、レベル算出処理におけるステップＳ１２０からステップＳ１４０までの処理を繰り返し実行することで、オイルＯＬの液面レベルを算出すると共に、算出結果をＥＣＵ１６０に対して出力する処理を実行する。

次いで、上記液体レベルセンサ１００の製造方法について説明する。
最初に図５に示すフィルム電極基板１３１の製造について説明する。まず、銅箔がその一面に貼り付けられたポリイミド基板に対して、公知のエッチング加工を行い、フィルム１３１ｂ上に導体層１３１ｄが形成された状態とする（図５（ｂ）中、下側部分）。その後、このフィルム１３１ｂ及び導体層１３１ｄの上からエポキシ樹脂ペーストＥＰが塗られたフィルム１３１ｃを貼り付け、これらを接着する。この状態で乾燥した後、公知の方法を用いて、上部貫通孔１３１ｆ及び中央部貫通孔１３１ｅを穿孔すると共に、各電極端子１５２ｔ，１５３ｔ，１５７ｔ，１５８ｔ，１５９ｔの中央にも穴開け加工を行い、フィルム電極基板１３１を完成させる。

次に、このフィルム電極基板１３１を、図６に示すように、基板支持部材１４１に組み付ける。具体的には、フィルム電極基板１３１の細長矩形部１３１ｎを、基板支持部材１４１の一面側支持部１４１ｂと内方突出部１４１ｆとの間に挟み込むと共に、フィルム電極基板１３１の上部貫通孔１３１ｆに、基板支持部材１４１の上部支持ピン１４１ｄを挿通する。また、フィルム電極基板１３１の幅広矩形部１３１ｈの基端１３１ｋを基板支持部材１４１の下部挟持部１４１ｃに挟み込むと共に、フィルム電極基板１３１の中央部貫通孔１３１ｅに基板支持部材１４１の中央部支持ピン１４１ｅを挿通し、加締める。

次に、フィルム電極基板１３１が組み付けられた基板支持部材１４１を、図４に示すようにベース部材１２１に組み付ける。具体的には、基板支持部材１４１の外枠部１４１ｇのうち底部（図６中、下方）に設けられた突出部１４１ｈと、ベース部材１２１の図示しない嵌合部とを嵌合させて、基板支持部材１４１とベース部材１２１とを結合させる。更に、配線基板１２４と、フィルム電極基板１３１の各電極端子１５３ｔ，１５８ｔ，１５７ｔ，１５２ｔ，１５９ｔとを、各リードピン１５３ｒ，１５８ｒ，１５７ｒ，１５２ｒ，１５９ｒを介して接続する。この配線基板１２４あるいは電極端子１５３ｔ，１５８ｔ，１５７ｔ，１５２ｔ，１５９ｔと、リードピン１５３ｒ，１５８ｒ，１５７ｒ，１５２ｒ，１５９ｒとの接続は、公知のハンダ付けで行う。

次に、配線基板１２４が配設された空間に樹脂を充填して充填部材１２８を形成した後、充填部材１２８を覆うように、ベース部材１２１の下方側に金属蓋１２７を取り付ける。その後、ベース部材１２１のうち、オイルタンク底部ＬＴに当接する面に設けられたパッキン組付部１２１ｐにリングパッキン１２５の組付けを行う。かくして、液体レベルセンサ１００が完成する。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態の液体レベルセンサ１００では、レベル測定入力電極１３３をレベル測定入力第１電極１３３ｂ及びレベル測定入力第２電極１３３ｃの２つに分け、レベル測定出力電極１３２と合わせて３つの電極により、２つのコンデンサＣＰ１，ＣＰ２を構成する形態とした。しかし、レベル測定入力電極１３３を分けないで、レベル測定入力電極１３３とレベル測定出力電極１３２の２つの電極を対向させて１つのコンデンサを構成する形態としてもよい。

実施形態に係る液体レベルセンサの正面図である。 実施形態に係る液体レベルセンサの平面図である。 実施形態に係る液体レベルセンサの図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 実施形態に係る液体レベルセンサをオイルタンクに取り付けた状態を示す説明図であり、図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 実施形態に係る液体レベルセンサを構成するフィルム電極基板を示す説明図であり、（ａ）はフィルム電極基板の平面図、（ｂ）はフィルム電極基板の製造を説明するＣ−Ｃ矢視断面図である。 実施形態に係る液体レベルセンサに関し、電極支持部材にフィルム電極を組み付けた状態を示す斜視図である。 実施形態に係る液体レベルセンサの回路構成図である。 実施形態に係り、オイルレベル検出制御処理の処理内容を表すフローチャートである。 実施形態に係り、基準測定処理の処理内容を表すフローチャートである。 実施形態に係り、センサ測定処理の処理内容を表すフローチャートである。 実施形態に係り、レベル算出処理の処理内容を表すフローチャートである。 実施形態に係り、ＰＷＭ出力処理の処理内容を表すフローチャートである。 実施形態に係り、タイマ割り込み処理の処理内容を表すフローチャートである。

符号の説明

１００ 液体レベルセンサ（静電式液体状態検知センサ）
１３２ レベル測定出力電極（第１出力電極）
１３３ レベル測定入力電極（第１入力電極）
１３３ｂ レベル測定入力第１電極
１３３ｃ レベル測定入力第２電極
１３７ 接地電極
１３８ 基準入力電極（第２入力電極）
１３９ 基準出力電極（第２出力電極）
ＯＬ オイル（液体）
ＣＰ１ レベル測定コンデンサ（状態測定コンデンサ）
ＣＰ２ レベル測定コンデンサ（状態測定コンデンサ）
ＣＰ５ 誘電率測定コンデンサ（第２状態測定コンデンサ）
Ｃ１ 静電容量
Ｃ２ 静電容量
Ｃ３ 第１入力側寄生容量
Ｃ４ 第１出力側寄生容量
Ｃ５ 第２静電容量
Ｃ６ 第２入力側寄生容量
Ｃ７ 第２出力側寄生容量
Ｉｉ１ 第１入力電流
Ｉｏ１ 第１出力電流
Ｉｉ２ 第２入力電流
Ｉｏ２ 第２出力電流

Claims (6)

1. 液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、前記液体の状態を検知する静電式液体状態検知センサであって、
   対をなす入力電極及び出力電極であって、これらの間で前記液体の状態に応じて静電容量が変化する状態測定コンデンサを構成するように配置され、入力信号が入力される入力電極、及び、前記入力信号の入力に伴って前記状態測定コンデンサに流れた出力電流が出力される出力電極と、
   前記入力電極及び前記出力電極の周囲に配置され、接地電位とされる接地電極と、
   を備え、
   前記入力電極及び前記出力電極は、
   前記出力電極と前記接地電極との間に発生する出力側寄生容量が、前記入力電極と前記接地電極との間に発生する入力側寄生容量よりも小さくなる形態に配置されてなる
   静電式液体状態検知センサ。
2. 請求項１に記載の静電式液体状態検知センサであって、
   前記入力電極、前記出力電極、及び、前記接地電極は、それぞれ同一平面上に配置された平面電極からなる
   静電式液体状態検知センサ。
3. 請求項１または請求項２に記載の静電式液体状態検知センサであって、
   前記入力電極及び前記出力電極は、
   これらの間で構成する前記状態測定コンデンサの前記静電容量が、前記液体の液面レベルに応じて変化するように配置されたレベル測定入力電極及びレベル測定出力電極である
   静電式液体状態検知センサ。
4. 液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、前記液体の状態を検知する静電式液体状態検知センサであって、
   対をなす第１入力電極及び第１出力電極であって、これらの間で前記液体の状態に応じて第１静電容量が変化する第１状態測定コンデンサを構成するように配置され、第１入力信号が入力される第１入力電極、及び、前記第１入力信号の入力に伴って前記第１状態測定コンデンサに流れた第１出力電流が出力される第１出力電極と、
   対をなす第２入力電極及び第２出力電極であって、これらの間で前記液体の他の状態に応じて第２静電容量が変化する第２状態測定コンデンサを構成するように配置され、第２入力信号が入力される第２入力電極、及び、前記第２入力信号の入力に伴って前記第２状態測定コンデンサに流れた第２出力電流が出力される第２出力電極と、
   前記第１入力電極、前記第１出力電極、前記第２入力電極及び前記第２出力電極の周囲に配置され、接地電位とされる接地電極と、
   を備え、
   前記第１入力電極及び前記第１出力電極は、
   前記第１出力電極と前記接地電極との間に発生する第１出力側寄生容量が、前記第１入力電極と前記接地電極との間に発生する第１入力側寄生容量よりも小さくなる形態に配置されてなり、
   前記第２入力電極及び前記第２出力電極は、
   前記第２出力電極と前記接地電極との間に発生する第２出力側寄生容量が、前記第２入力電極と前記接地電極との間に発生する第２入力側寄生容量よりも小さくなる形態に配置されてなる
   静電式液体状態検知センサ。
5. 請求項４に記載の静電式液体状態検知センサであって、
   前記第１入力電極、前記第１出力電極、前記第２入力電極、前記第２出力電極、及び、前記接地電極は、それぞれ同一平面上に配置された平面電極からなる
   静電式液体状態検知センサ。
6. 請求項４または請求項５に記載の静電式液体状態検知センサであって、
   前記第１入力電極及び前記第１出力電極は、
   これらの間で構成する前記第１状態測定コンデンサの前記第１静電容量が、前記液体の液面レベルに応じて変化するように配置されたレベル測定入力電極及びレベル測定出力電極であり、
   前記第２入力電極及び前記第２出力電極は、
   これらの間で構成する前記第２状態測定コンデンサの前記第２静電容量が、前記液体の誘電率に応じて変化するように、前記液体に常時浸漬されるように配置された基準入力電極及び基準出力電極である
   静電式液体状態検知センサ。

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