JP2007163177A - 液体状態検知センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の液体状態検知センサ100では、発熱抵抗体117への通電開始から第2通電時間t2(700m秒)より短く且つ初期通電時間t0(100m秒)より長い第1通電時間t1(300m秒)が経過した時点で、ステップSBにおいて、ΔV1(=V2−V1)が、閾値Qより小さい値であるか否かを判定する。ΔV1<Qと判定された場合(YES)には、通電開始から第2通電時間t2(700m秒)を経過した後、第2差分値ΔV2(=V3−V1)に基づいて、尿素水溶液の尿素濃度を算出する。一方、ステップSBにおいて、第1差分値ΔV1が閾値Q以上である(NO)と判定された場合には、ステップSKに進み、発熱抵抗体117への通電を停止する。
【選択図】図6
Description
また、異常検知手段では、例えば、第1出力値と第2出力値との差分値や、第1出力値と第2出力値との比の値などに基づいて、発熱抵抗体の異常昇温を検知することができる。
また、第1出力値としては、発熱抵抗体への通電開始から初期通電時間内に出力されるものであれば良く、例えば、通電開始から100msec以内に出力された出力値であれば良い。なお、発熱抵抗体への通電開始時点においては、発熱抵抗体に流れる電流が比較的安定し難い傾向があるため、発熱抵抗体への通電開始から2msec以上100msec以内(より好ましくは50msec以内)の初期通電時間内に出力された出力値を第1出力値とするのが好ましい。
このうち、液体状態検知素子110は、図2に示すように、第1セラミック絶縁層111と、第2セラミック絶縁層112と、これらの間に位置する導体層118とを有している。詳細には、液体状態検知素子110は、同時焼成されてなり、導体層118が、第1セラミック絶縁層111と第2セラミック絶縁層112との間(セラミック基体内)に液密に封止されている。このため、液体状態検知素子110を直接、尿素水溶液Lに浸漬しても、液体状態検知素子110内に尿素水溶液Lが浸水して導体層118が短絡する虞がない。
なお、シール部材127及びホルダ120内に充填された固定部材125,126により、内筒電極20の筒内への尿素水溶液Lの浸入が防止されている。
このうち、マイクロコンピュータ220は、CPU221、ROM222、及びRAM223を有し、各種制御を行う。入出力回路部290は、マイクロコンピュータ220とECU(エンジンコントロールユニット)との間で信号の入出力を行うための、通信プロトコルの制御を行う。
まず、図5に示すように、通電開始から第2通電時間t2(本実施形態では、t2=700msec)が経過する前に、第2通電時間t2より短い第1通電時間t1(本実施形態では、t1=300msec)が経過した時点での、発熱抵抗体117の抵抗値に対応して出力された電圧信号(第2出力値V2)を検知する。次いで、先に取得した第1出力値V1と、この第2出力値V2との差分値(第1差分値)ΔV1を算出する。この第1差分値ΔV1が、閾値Q(予め、様々な濃度の尿素水溶液Lについて取得したΔVの最大値)以下であれば、尿素水タンク98内に尿素水溶液Lが適量収容されていると判定できる。この場合には、第2通電時間t2(本実施形態では700msec)が経過するまで発熱抵抗体117に通電し続けても、発熱抵抗体117が過昇温する虞がない。
まず、ステップS1において、マイクロコンピュータ220からの指令に基づいて、スイッチ260がONにされ、定電流出力部240から発熱抵抗体117への通電を開始する。次いで、ステップS2に進み、通電開始から10m秒経過したか否かを判定する。10m秒経過していないと判定された場合(NO)には、10m秒経過するまで、この処理を繰り返し行う。その後、通電開始から10m秒経過したと判定された場合(YES)には、ステップS3に進み、通電開始から10m秒経過時点の発熱抵抗体117の抵抗値に対応して出力された第1出力値V1を、マイクロコンピュータ220で取得する。次いで、ステップS4に進み、マイクロコンピュータ220において、第1出力値V1から、所定の演算式に基づいて、発熱抵抗体117の温度を算出する。さらに、発熱抵抗体117の温度から、所定の換算式に基づいて、尿素水溶液Lの温度を算出する。
例えば、実施形態の液体状態検知センサ100では、外筒電極10及び内筒電極20を設け、尿素水溶液Lの液面レベルも検知するようにしたが、外筒電極10及び内筒電極20を設けなくても良い。
110 液体状態検知素子
117 発熱抵抗体
220 マイクロコンピュータ(通電手段、状態検知手段、異常検知手段)
240 定電流出力部(通電手段)
260 スイッチ260(通電手段)
Claims (5)
- 被測定液体の状態を検知する液体状態検知センサであって、
自身の温度に応じて抵抗値が変化する発熱抵抗体を含み、上記被測定液体に浸漬される液体状態検知素子と、
上記発熱抵抗体への通電を行う通電手段と、
上記通電手段による上記発熱抵抗体への通電開始から初期通電時間内に当該発熱抵抗体の抵抗値に対応して出力される第1出力値と、上記通電手段による上記発熱抵抗体への通電開始から上記初期通電時間より長い第2通電時間が経過した時点での当該発熱抵抗体の抵抗値に対応して出力される第3出力値とに基づいて、上記被測定液体の状態を検知する状態検知手段と、
上記第2通電時間が経過する前に、
上記第1出力値と、
上記通電手段による上記発熱抵抗体への通電開始から上記第2通電時間より短く且つ上記初期通電時間より長い第1通電時間が経過した時点での当該発熱抵抗体の抵抗値に対応して出力される第2出力値と、に基づいて、
上記発熱抵抗体の異常昇温を検知する異常検知手段であって、上記発熱抵抗体の異常昇温を検知した場合、上記通電手段による上記発熱抵抗体への通電を停止させる通電停止信号を出力する異常検知手段と、を備える
液体状態検知センサ。 - 請求項1に記載の液体状態検知センサであって、
前記異常検知手段は、
前記第1出力値と前記第2出力値との差分である第1差分値と、第1閾値とが、所定の大小関係を満たした場合に、前記通電停止信号を出力するように構成されてなる
液体状態検知センサ。 - 請求項2に記載の液体状態検知センサであって、
前記異常検知手段は、
前記所定の大小関係が、前記第1差分値>前記第1閾値または上記第1差分値≧上記第1閾値であり、
上記第1差分値が、上記第1閾値よりも大きな第2閾値を上回った場合には、前記被測定液体の液面レベルが前記発熱抵抗体の下方にまで低下している第1異常状態を検出し、
上記第1差分値が、上記第2閾値を下回った場合には、前記被測定液体の熱伝導率が過少である第2異常状態を検出するように構成されてなり、または、
上記所定の大小関係が、上記第1差分値<上記第1閾値または上記第1差分値≦上記第1閾値であり、
上記第1差分値が、上記第1閾値よりも小さな第2閾値を下回った場合には、上記第1異常状態を検出し、
上記第1差分値が、上記第2閾値を上回った場合には、上記第2異常状態を検出するように構成されてなる
液体状態検知センサ。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の液体状態検知センサであって、
前記液体状態検知素子は、
前記発熱抵抗体が、セラミック基体内に液密に封止されてなる
液体状態検知センサ。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の液体状態検知センサであって、
前記被測定液体は、尿素水溶液である
液体状態検知センサ。
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