JP2009002718A - Liquid state detection sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid state detection sensor capable of determining precisely whether liquid has frozen or not by detecting an abnormality of a current carrying path including a resistor. <P>SOLUTION: When a current is made to flow through the current carrying path including the resistor provided in a liquid property detection element, the liquid state detection sensor for detecting the state of liquid stored in a liquid storage container acquires the first corresponding value corresponding to the first resistance value of the resistor, and then determines the temperature of the liquid on the periphery of the liquid state detection sensor based on the first corresponding value. Thereafter, the sensor compares the temperature of the peripheral liquid with the first temperature, to thereby determine whether the liquid has frozen or not (S52), and further compares the temperature of the peripheral liquid with the second temperature which is lower than the first temperature, to thereby determined whether the current carrying path is in an abnormal state or not (S60). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体収容容器内に収容される液体の状態、例えば液体の温度や当該液体に含まれる特定成分の濃度を検知する液体状態検知センサに関するものである。   The present invention relates to a liquid state detection sensor that detects the state of a liquid contained in a liquid container, for example, the temperature of the liquid and the concentration of a specific component contained in the liquid.

近年、例えば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、また経時変化等により、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、発熱体を有する液体状態検知素子を備えた尿素濃度検知用の濃度センサが尿素水タンクに取り付けられている。   In recent years, for example, a NOx selective reduction catalyst (SCR) is sometimes used in an exhaust gas purifying apparatus that reduces nitrogen oxide (NOx) discharged from a diesel vehicle to a harmless gas, and a urea aqueous solution is used as the reducing agent. It is known that an aqueous urea solution having a urea concentration of 32.5 wt% may be used to efficiently perform this reduction reaction. However, the urea aqueous solution stored in the urea water tank mounted on the automobile is stored under severe environmental conditions, and the urea concentration may change due to changes with time. In addition, a different aqueous solution (for example, light oil) or water may be mistakenly mixed into the urea water tank. For this reason, a urea concentration detection concentration sensor having a liquid state detection element having a heating element is attached to the urea water tank.

ところで、寒冷地等では尿素水タンクに収容された尿素水溶液が凍結することがあり、このような場合、触媒に対して尿素水溶液を噴射することができないため、尿素水溶液の解凍を待つ必要がある。しかし、尿素水溶液の凍結時に、発熱体に所定時間の通電を行って尿素濃度を検知する処理が繰り返し実行されると、濃度識別センサ部が破損してしまう虞がある。より詳細には、尿素水溶液の凍結時に発熱体に所定時間の通電を行うと、その発熱に伴い濃度識別センサ部周りにある一部の尿素水溶液が解凍されるが、解凍したその一部の尿素水溶液は、大部分の尿素水溶液が依然として凍結した状態であれば再凍結を生ずるため、そのときの凍結膨張圧によって濃度識別センサ部が破損してしまうことがある。そこで、液体の温度検知と濃度検知とを発熱抵抗体を有する一つの素子で行え、また、液体凍結時におけるその素子の破損を防止することができる液体状態検知センサが提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1の液体状態検知センサでは、液体が凍結していると判定された場合に、その後の通電手段による発熱抵抗体への通電を強制的に停止するようにしている。
特開2007−114181号公報
By the way, the urea aqueous solution stored in the urea water tank may freeze in cold districts and the like, and in such a case, the urea aqueous solution cannot be sprayed onto the catalyst, so it is necessary to wait for the urea aqueous solution to thaw. . However, when the urea aqueous solution is frozen, if the process of detecting the urea concentration by energizing the heating element for a predetermined time is repeatedly executed, the concentration identification sensor unit may be damaged. More specifically, when the heating element is energized for a predetermined time when the urea aqueous solution is frozen, a part of the urea aqueous solution around the concentration identification sensor unit is thawed due to the heat generation. If the aqueous solution is in a state in which most of the aqueous urea solution is still frozen, it will freeze again, and the concentration identification sensor unit may be damaged by the freezing expansion pressure at that time. Therefore, a liquid state detection sensor has been proposed that can perform temperature detection and concentration detection of a liquid with a single element having a heating resistor, and can prevent breakage of the element when the liquid is frozen (Patent Document). 1). In the liquid state detection sensor of Patent Document 1, when it is determined that the liquid is frozen, energization of the heating resistor by the energization means thereafter is forcibly stopped.
JP 2007-114181 A

しかしながら、上記従来の液体状態検知センサのように、発熱抵抗体の第1対応値に基づいて液体の温度情報を求める場合、発熱抵抗体等の抵抗体を含む通電経路の異常を考慮する必要がある。具体的には、通電経路がショート(グランドショート)している場合、通電経路の電流が異常に少ない場合、又は、通電経路の抵抗値が異常に低い場合等には、液体の温度に関わらず、液体の凍結温度より低い温度に対応する温度情報が得られる。また、抵抗体を含む通電経路が断線している場合、通電経路の電流が異常に多い場合、又は、通電経路の抵抗値が異常に大きい場合等には、液体の温度に関わらず、液体の沸点よりも高い温度に対応する温度情報が得られる。このように通電経路に異常がある状態で、液体の凍結の有無を判定した場合には、通電経路の異常と液体の凍結との区別がつかず、通電経路の異常を看過してしまう虞があった。   However, when the liquid temperature information is obtained based on the first corresponding value of the heating resistor as in the conventional liquid state detection sensor, it is necessary to consider the abnormality of the energization path including the resistor such as the heating resistor. is there. Specifically, when the energization path is short (ground short), when the current of the energization path is abnormally low, or when the resistance value of the energization path is abnormally low, etc., regardless of the temperature of the liquid Temperature information corresponding to a temperature lower than the freezing temperature of the liquid is obtained. In addition, when the energization path including the resistor is disconnected, when the current of the energization path is abnormally large, or when the resistance value of the energization path is abnormally large, etc. Temperature information corresponding to a temperature higher than the boiling point is obtained. When it is determined whether or not the liquid is frozen in a state where there is an abnormality in the energization path in this way, it is not possible to distinguish between the abnormality in the energization path and the freezing of the liquid, and there is a possibility of overlooking the abnormality in the energization path. there were.

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、抵抗体を含む通電経路の異常を検知し、液体が凍結しているか否かを的確に判定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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a liquid state detection sensor that can detect an abnormality in a current-carrying path including a resistor and accurately determine whether or not the liquid is frozen. The purpose is to provide.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明の液体状態検知センサは、液体収容容器内に収容される液体の状態を検知する液体状態検知センサであって、周囲の液体の温度によって自身の抵抗値が変化する抵抗体を有し、前記液体収容容器内に配置される液体性状検出素子と、前記抵抗体を含む通電経路に通電を行う通電手段と、前記通電手段により前記通電経路に通電を行っているときに、前記抵抗体の第1抵抗値に対応した第1対応値を取得する第1対応値取得手段と、前記第1対応値に基づいて前記液体の温度を求める温度取得手段と、前記温度取得手段によって得られた前記温度と第1温度とを比較して、前記液体が凍結しているか否かを判定する凍結判定手段と、前記温度取得手段によって得られた前記温度と前記第1温度よりも低い第2温度とを比較して、前記通電経路が異常状態にあるか否かを判定する第1通電経路異常判定手段とを備えている。   In order to solve the above problems, a liquid state detection sensor according to a first aspect of the present invention is a liquid state detection sensor that detects a state of a liquid stored in a liquid storage container, and the liquid state detection sensor detects its own state according to the temperature of the surrounding liquid. A liquid property detecting element having a resistor whose resistance value varies, disposed in the liquid container, energizing means for energizing an energizing path including the resistor, and energizing the energizing path by the energizing means A first corresponding value acquiring means for acquiring a first corresponding value corresponding to the first resistance value of the resistor, and a temperature acquiring means for determining the temperature of the liquid based on the first corresponding value. And a freezing determination means for determining whether or not the liquid is frozen by comparing the temperature obtained by the temperature obtaining means with the first temperature, and the temperature obtained by the temperature obtaining means From the first temperature It compares the low second temperature, and a first current path abnormality determination means for determining whether the current path is in an abnormal state.

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、前記温度取得手段によって得られた前記温度と前記第1温度よりも高い第3温度とを比較して、前記通電経路が異常状態にあるか否かを判定する第2通電経路異常判定手段を備えている。   According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the liquid state detection sensor includes the temperature obtained by the temperature acquisition means and a third temperature higher than the first temperature. In comparison, there is provided second energization path abnormality determining means for determining whether or not the energization path is in an abnormal state.

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又は2に記載の発明の構成に加え、前記抵抗体は、通電によって発熱する発熱抵抗体であり、前記通電手段は、前記通電経路に所定の検出時間通電を行うように構成され、前記第1対応値取得手段は、前記検出時間内に前記第1対応値を取得するように構成される一方、前記凍結判定手段は、前記検出時間内に前記液体が凍結しているか否かを判定するように構成されており、前記検出時間経過後に前記抵抗体の第2抵抗値に対応した第2対応値を取得する第2対応値取得手段と、前記第2対応値と前記第1対応値とに基づいて前記液体に含まれる特定成分の濃度を求める濃度取得手段と、前記凍結判定手段にて前記液体が凍結していると判定された場合に、前記検出時間経過前に前記通電手段による前記抵抗体への通電を停止する通電停止手段とを備えている。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the resistor is a heating resistor that generates heat when energized. The first corresponding value acquisition means is configured to acquire the first corresponding value within the detection time, while the freezing determination means is configured to energize the energization path for a predetermined detection time. A second response is configured to determine whether or not the liquid is frozen within the detection time, and acquires a second corresponding value corresponding to the second resistance value of the resistor after the detection time has elapsed. When the liquid is frozen by the value acquisition means, the concentration acquisition means for obtaining the concentration of the specific component contained in the liquid based on the second corresponding value and the first corresponding value, and the freezing determination means If determined, before the detection time elapses And a power supply stopping means for stopping the current supply to the resistor by the energization means.

また、請求項4に係る発明の液体状態検知センサは、請求項3に記載の発明の構成に加え、前記液体は尿素水溶液であって、前記特定成分が尿素であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect of the invention, the liquid is an aqueous urea solution, and the specific component is urea.

請求項1に係る発明の液体状態検知センサによれば、本発明の液体状態検知センサが備える抵抗体は、周囲の液体の温度によって自身の抵抗値が変化する抵抗値が変化する性質を有する。そこで、本発明では、抵抗体への通電開始後の第1抵抗値に対応した第1対応値に基づいて、周囲の液体の温度を検知している。そして、その温度に基づき、液体が凍結しているか否かに加え、通電経路に異常が生じているか否かを判定している。通電経路に異常が生じているか否かの判定に用いる第2温度は、液体が凍結しているか否かの判定に用いる第1温度よりも低い温度であり、通電経路に異常がない場合には通常の使用環境では想定されない温度が適宜設定される。したがって、本発明において検知できる通電経路の異常は、通電経路がショートしている場合、通電経路の電流が異常に少ない場合、又は、通電経路の抵抗値が異常に低い場合等(以下、これらの通電経路の異常を単に「通電経路ショート異常」と言う。)が挙げられる。このため、これらの通電経路の異常を検知することで、通電経路の異常が看過されることにより液体の実際の温度によらず液体が凍結していると誤判定され続けることを回避することができる、即ち、液体が凍結しているか否かを適切に判断することができる。   According to the liquid state detection sensor of the first aspect of the present invention, the resistor included in the liquid state detection sensor of the present invention has a property that the resistance value of which the resistance value changes according to the temperature of the surrounding liquid changes. Therefore, in the present invention, the temperature of the surrounding liquid is detected based on the first corresponding value corresponding to the first resistance value after the energization of the resistor is started. Based on the temperature, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the energization path in addition to whether or not the liquid is frozen. The second temperature used for determining whether or not there is an abnormality in the energization path is lower than the first temperature used for determining whether or not the liquid is frozen, and when there is no abnormality in the energization path A temperature that is not assumed in a normal use environment is set as appropriate. Therefore, the abnormality of the energization path that can be detected in the present invention is when the energization path is short-circuited, when the current of the energization path is abnormally small, or when the resistance value of the energization path is abnormally low (hereinafter referred to as these An abnormality in the energization path is simply referred to as “energization path short-circuit abnormality”). For this reason, by detecting the abnormality of the energization path, it is possible to avoid erroneously determining that the liquid is frozen regardless of the actual temperature of the liquid by overlooking the abnormality of the energization path. It is possible to appropriately determine whether or not the liquid is frozen.

なお、本発明における第1対応値としては、抵抗体の第1抵抗値に対応した値であればよく、具体的には電圧値や電流値、温度換算値を挙げることができる。また、液体状態検知素子を構成する「抵抗体」としては、前述したように、周囲の液体の温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体であればよく、通電によって発熱するとともに液体の温度に応じて抵抗値が変化する自己発熱型抵抗体をも含むものである。   The first corresponding value in the present invention may be a value corresponding to the first resistance value of the resistor, and specifically includes a voltage value, a current value, and a temperature converted value. Further, as described above, the “resistor” constituting the liquid state detecting element may be a resistor whose resistance value changes in accordance with the temperature of the surrounding liquid, and generates heat when energized, and at the liquid temperature. It also includes a self-heating resistor whose resistance value changes accordingly.

請求項2に係る発明の液体状態検知センサによれば、通電経路に異常が生じているか否かの判定に用いる第3温度として、液体が凍結しているか否かの判定に用いる第1温度よりも高い温度を設定し、この第3温度と温度取得手段によって得られた温度とを比較している。これにより、抵抗体を含む通電経路が断線している場合、通電経路の電流が異常に多い場合、又は、通電経路の抵抗値が異常に大きい場合等(以下、これらの通電経路の異常を単に「通電経路オープン異常」と言う。)の通電経路の異常をも検知することができる。   According to the liquid state detection sensor of the second aspect of the invention, as the third temperature used for determining whether or not an abnormality has occurred in the energization path, the first temperature used for determining whether or not the liquid is frozen. A higher temperature is set, and the third temperature is compared with the temperature obtained by the temperature acquisition means. Thereby, when the energization path including the resistor is disconnected, when the current of the energization path is abnormally large, or when the resistance value of the energization path is abnormally large, etc. It is also possible to detect an abnormality in the energization path (referred to as “energization path open abnormality”).

請求項3に係る発明の液体状態検知センサによれば、請求項1又は2に記載の発明の構成に加え、液体を発熱させる発熱体と感温体との機能を兼ねた発熱抵抗体(所謂、自己発熱型抵抗体)を有する液体性状検出素子を用いて、液体の温度検知と濃度検知とを行う構成を採用している。これにより、液体状態検知センサの小型化を図ることができ、また構造や検知回路が複雑化するのを抑制することができる。なお、第1対応値と同様に、本発明の第2対応値についても、発熱抵抗体の第2抵抗値に対応した値であればよい。ただし、本発明では、第2対応値と第1対応値とに基づいて液体に含まれる特定成分の濃度を求める必要があるため、例えば第1対応値を電圧値とする場合には、第2対応値は同様に電圧値とする必要がある。   According to the liquid state detection sensor of the invention of claim 3, in addition to the configuration of the invention of claim 1 or 2, a heating resistor (so-called so-called heating element) having both functions of a heating element that generates heat and a temperature sensing element. The liquid property detection element having a self-heating resistor) is used to detect the temperature and concentration of the liquid. As a result, the liquid state detection sensor can be reduced in size, and the structure and detection circuit can be prevented from becoming complicated. Similar to the first corresponding value, the second corresponding value of the present invention may be a value corresponding to the second resistance value of the heating resistor. However, in the present invention, since it is necessary to obtain the concentration of the specific component contained in the liquid based on the second corresponding value and the first corresponding value, for example, when the first corresponding value is a voltage value, the second value Similarly, the corresponding value needs to be a voltage value.

なお、請求項3に記載の液体状態検知センサのように、発熱抵抗体への通電を停止するにあたり凍結判定手段の判定結果を利用する場合には、凍結判定手段による判定を、第1通電経路異常判定手段による判定よりも優先させて実施することが好ましい。液体が凍結を生じている場合に、液体性状検出素子の破損をより確実に防止することができるからである。   As in the liquid state detection sensor according to claim 3, when the determination result of the freezing determination unit is used to stop energization to the heating resistor, the determination by the freezing determination unit is determined by the first energization path. It is preferable to carry out priority over determination by the abnormality determination means. This is because damage to the liquid property detecting element can be more reliably prevented when the liquid is frozen.

請求項4に係る発明の液体状態検知センサによれば、請求項3に記載の発明の構成に加え、尿素水溶液の温度と、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。   According to the liquid state detection sensor of the invention of claim 4, in addition to the configuration of the invention of claim 3, the temperature of the urea aqueous solution and the concentration of urea contained in the urea aqueous solution can be detected.

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および図2を参照して、一例としての液体状態検知センサ100の構造について説明する。図1は、液体状態検知センサ100の一部切欠縦断面図である。図2は、セラミックヒータ110のヒータパターン115を示す模式図である。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、取付部40が設けられる側を後端側とする。   Hereinafter, an embodiment of a liquid state detection sensor embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the liquid state detection sensor 100 as an example is demonstrated. FIG. 1 is a partially cutaway longitudinal sectional view of the liquid state detection sensor 100. FIG. 2 is a schematic diagram showing the heater pattern 115 of the ceramic heater 110. In the liquid state detection sensor 100, the longitudinal direction of the level detection unit 70 (capacitor constituted by the outer cylinder electrode 10 and the internal electrode 20) is the axis O direction, and the side on which the liquid property detection unit 30 is provided is the front end side and attached. The side where the portion 40 is provided is the rear end side.

本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、つまり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ためのセンサである。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の軸線O方向に沿って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と、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3参照)に取り付けるための取付部40とを備えて構成される。   The liquid state detection sensor 100 of the present embodiment is a state of an aqueous urea solution used for reduction of nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas of a diesel vehicle, that is, the level (liquid level) and temperature of the aqueous urea solution. , And a sensor for detecting the concentration of urea as a specific component contained in the solution. As shown in FIG. 1, the liquid state detection sensor 100 includes a cylindrical outer cylinder electrode 10 and a cylindrical shape provided along the axis O direction of the outer cylinder electrode 10 inside the outer cylinder electrode 10. Mounting for attaching the level detection unit 70 constituted by the internal electrode 20, the liquid property detection unit 30 provided on the tip side of the internal electrode 20, and the liquid state detection sensor 100 to the urea water tank 98 (see FIG. 3). Unit 40.

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。また、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。なお、本実施の形態では、外筒電極10の最先端部(図中最下部)は開口されてなるが、セラミックヒータ110周りの尿素水溶液の流動等の影響をより受けにくくする意味合いから、外筒電極10の開口部に、液導入口を確保した形で下蓋を設けるようにしても良い。   The outer cylinder electrode 10 is made of a metal material and has a long and thin cylindrical shape extending in the axis O direction. A plurality of narrow slits 15 are intermittently opened along each bus bar on three bus bars that are equally spaced in the circumferential direction on the outer periphery of the outer cylindrical electrode 10. Further, at the distal end portion 11 of the outer cylinder electrode 10, an opening portion 16 for preventing a rubber bushing 80 interposed between the inner electrode 20 (described later) from coming off is formed on each bus bar where the slit 15 is formed. Each is provided. Furthermore, one air vent hole 19 is formed on a bus bar different from each bus bar where the slits 15 are formed at a position close to the base end portion 12 on the rear end side of the outer cylinder electrode 10. Further, the distal end portion 11 of the outer cylindrical electrode 10 is formed so as to surround the periphery of the ceramic heater 110 in the radial direction of the liquid property detection unit 30 described later together with the protector 130 that covers and protects the ceramic heater 110. It extends further to the front end side in the axis O direction than the position. In the present embodiment, the most distal portion (the lowermost portion in the figure) of the outer cylinder electrode 10 is opened. However, in order to make it less susceptible to the influence of the flow of urea aqueous solution around the ceramic heater 110, the outer cylindrical electrode 10 is You may make it provide a lower cover in the form which ensured the liquid inlet in the opening part of the cylinder electrode 10. FIG.

次に、外筒電極10は、基端部12が金属製の取付部40の電極支持部41の外周に係合した状態で溶接されている。取付部40は尿素水タンク98(図3参照)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)が鍔部42に形成されている。また、取付部40の鍔部42を挟んで電極支持部41の反対側には、後述する尿素水溶液のレベル、温度、尿素濃度等を検知するための回路や、図示外の外部回路(例えば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等を収容する収容部43が形成されている。   Next, the outer cylinder electrode 10 is welded in a state in which the base end portion 12 is engaged with the outer periphery of the electrode support portion 41 of the metal attachment portion 40. The attachment portion 40 functions as a base for fixing the liquid state detection sensor 100 to the urea water tank 98 (see FIG. 3), and attachment holes (not shown) for inserting attachment bolts are formed in the flange portion 42. Yes. In addition, on the opposite side of the electrode support portion 41 across the flange portion 42 of the mounting portion 40, a circuit for detecting the level, temperature, urea concentration and the like of a urea aqueous solution described later, and an external circuit (not shown) such as an automobile A housing part 43 for housing a circuit board 60 and the like on which an input / output circuit and the like for electrical connection with the engine control unit (ECU) are mounted is formed.

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290)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。   The circuit board 60 is placed on a board placement portion (not shown) protruding from the four corners of the inner wall surface of the housing portion 43. The accommodating portion 43 is covered and protected by a cover 45, and the cover 45 is fixed to the flange portion 42. A connector 62 is fixed to the side surface of the cover 45, and a connection terminal (not shown) of the connector 62 and a pattern (an input / output circuit unit 290 described later) on the circuit board 60 are connected by the wiring cable 61. Yes. The circuit board 60 and the ECU are connected via the connector 62.

取付部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。本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、ポリイミド樹脂等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。   A hole 46 penetrating into the accommodating portion 43 is opened in the electrode support portion 41 of the attachment portion 40, and the base end portion 22 of the internal electrode 20 is inserted into the hole 46. The internal electrode 20 of the present embodiment is made of a long and thin cylindrical metal material extending in the direction of the axis O. On the outer peripheral surface of the internal electrode 20, an insulating coating 23 made of a fluorine resin such as PTFE, PFA, ETFE, an epoxy resin, a polyimide resin or the like is formed. Between the internal electrode 20 and the outer cylinder electrode 10, a level detection unit 70 is formed, in which a capacitor whose electrostatic capacity changes according to the level of the urea aqueous solution is formed.

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を取付部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が係合されている。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、先端側が取付部40の電極支持部41の孔46に係合する。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。   A pipe guide 55 and an inner case 50 for fixing the internal electrode 20 to the mounting portion 40 are engaged with the base end portion 22 on the rear end side in the axis O direction of the internal electrode 20. The pipe guide 55 is an annular guide member joined near the end edge of the base end portion 22 of the internal electrode 20. The inner case 50 is a flanged cylindrical resin member that positions and supports the inner electrode 20 so that the inner electrode 20 and the outer cylinder electrode 10 are reliably insulated, and the tip side of the inner case 50 is the electrode support portion 41 of the mounting portion 40. Engage with hole 46. The inner case 50 is formed with a flange portion 51 that protrudes radially outward. When the inner case 50 is engaged with the electrode support portion 41, a hole in the electrode support portion 41 is formed from the housing portion 43 side. 46 is inserted. Then, the flange portion 51 abuts against the bottom surface in the housing portion 43, thereby preventing the inner case 50 from passing through the hole 46. In addition, the internal electrode 20 is inserted into the inner case 50 from the accommodating portion 43 side, but the pipe guide 55 is brought into contact with the flange portion 51 so that the inner electrode 20 is prevented from falling off the inner case 50.

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の外周と取付部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3参照)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。   Further, an O-ring 53 and an O-ring 54 are provided on the outer periphery and the inner periphery of the inner case 50, respectively. The O-ring 53 seals a gap between the outer periphery of the inner case 50 and the hole 46 of the mounting portion 40, and the O-ring 54 is formed between the inner periphery of the inner case 50 and the outer periphery of the base end portion 22 of the internal electrode 20. The gap between them is sealed. Thereby, when the liquid state detection sensor 100 is attached to the urea water tank 98 (see FIG. 3), the water tightness and the inside of the urea water tank 98 are prevented from communicating with each other through the housing portion 43. Airtightness is maintained.

そして、内部電極20の取付部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)は取付部40に接続されており、これにより、取付部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。   When the internal electrode 20 is assembled to the mounting portion 40, the pipe guide 55 is pressed against the flange portion 51 of the inner case 50 by the two pressing plates 56 and 57. The insulating pressing plate 56 is fixed in the accommodating portion 43 with screws 58 in a state where the pressing plate 57 is sandwiched between the insulating guide plate 56 and the pipe guide 55. Thereby, the internal electrode 20 joined to the pipe guide 55 is fixed to the electrode support portion 41. A hole 59 is opened in the center of the holding plates 56 and 57, and two lead wires 90 (in FIG. 1) for electrically connecting the electrode lead wire 52 of the internal electrode 20 and a ceramic heater 110 described later. Only one of the lead wires 90 is shown.) A two-core cable 91 containing the lead wire 90 is inserted and electrically connected to the pattern on the circuit board 60, respectively. An electrode (not shown) on the ground side of the circuit board 60 is connected to the mounting portion 40, whereby the outer cylinder electrode 10 welded to the mounting portion 40 is electrically connected to the ground side.

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、本実施の形態では尿素水溶液の温度および含有される尿素の濃度の検知を行う液体性状検出素子としてのセラミックヒータ110と、セラミックヒータ110を支持するとともに、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と、ホルダ120から露出されたセラミックヒータ110の周囲を覆って保護するプロテクタ130とを備えて構成される。   Next, the liquid property detection unit 30 provided at the tip 21 of the internal electrode 20 is a ceramic heater 110 as a liquid property detection element that detects the temperature of the urea aqueous solution and the concentration of the contained urea in the present embodiment. And a holder 120 made of an insulating resin that supports the ceramic heater 110 and is attached to the tip 21 of the internal electrode 20, and a protector 130 that covers and protects the periphery of the ceramic heater 110 exposed from the holder 120. It is prepared for.

図2に示すように、セラミックヒータ110は、絶縁性セラミックからなる板状のセラミック基体111上にPtを主体とするヒータパターン115を形成し、対となるセラミック基体(図示せず)で挟みヒータパターン115を埋設した状態に形成されている。発熱抵抗体114を構成するパターンの断面積を、電圧印加のための両極となるリード部112,113のパターンよりも小さくするようにして、通電時、主に発熱抵抗体114において発熱が行われるようにしている。また、リード部112,113の両端には、それぞれセラミック基体111の表面に設けられた電極パッドに導通するビア導体(図示外)がつながっており、2本のリード線90との接続を中継する2つの中継端子119(図1ではともに一方のみを表示している。)のそれぞれと電気的に接続されている。なお、本実施形態のセラミックヒータ110は、本発明における「液体性状検出素子」に相当する。また、発熱抵抗体114,並びに、発熱抵抗体114と定電流出力部240とを結ぶ経路上の導電性部材である、リード部112,113,ビア導体、中継端子119,リード線90およびスイッチ260は、本発明における「通電経路」に相当する。この通電経路を構成する部材には、少なくとも発熱抵抗体114が含まれればよく、適宜変更可能である。   As shown in FIG. 2, the ceramic heater 110 is formed by forming a heater pattern 115 mainly composed of Pt on a plate-like ceramic base 111 made of an insulating ceramic, and sandwiching it between a pair of ceramic bases (not shown). The pattern 115 is formed in an embedded state. Heat generation is performed mainly in the heating resistor 114 during energization so that the cross-sectional area of the pattern constituting the heating resistor 114 is made smaller than the pattern of the lead portions 112 and 113 serving as both poles for voltage application. I am doing so. In addition, via conductors (not shown) connected to electrode pads provided on the surface of the ceramic substrate 111 are connected to both ends of the lead portions 112 and 113, respectively, and the connection with the two lead wires 90 is relayed. Each of the two relay terminals 119 (only one of them is shown in FIG. 1) is electrically connected. The ceramic heater 110 of the present embodiment corresponds to a “liquid property detection element” in the present invention. In addition, the heating resistor 114, and the lead parts 112 and 113, the via conductor, the relay terminal 119, the lead wire 90, and the switch 260, which are conductive members on the path connecting the heating resistor 114 and the constant current output unit 240, are provided. Corresponds to the “energization path” in the present invention. The member constituting the energization path only needs to include at least the heating resistor 114, and can be changed as appropriate.

次に、図1に示すように、セラミックヒータ110を支持するホルダ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(図2参照)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。   Next, as shown in FIG. 1, the holder 120 that supports the ceramic heater 110 has a cylindrical shape in which the outer diameter is configured to be two steps in a stepped shape, and the heating resistor 114 of the heating resistor 114 is formed on the distal end side having a small diameter. The ceramic heater 110 in a state where the embedded side (see FIG. 2) is exposed is fixed by fixing members 125 and 126 made of an adhesive. The rear end side, which is the large diameter side, is attached to the distal end portion 21 of the internal electrode 20, and a seal ring 140 is interposed between the outer peripheral surface of the internal electrode 20 and the inner peripheral surface of the holder 120. The water-tightness and air-tightness of the interior of the are secured.

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又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。   By the way, before the holder 120 is mounted, the core wires of the two lead wires 90 of the cable 91 are joined to the relay terminal 119 of the ceramic heater 110 by caulking or soldering, respectively. Further, the relay terminal 119 and the lead wire 90 are covered and protected by the insulating protection member 95 together with the joint portion. The two lead wires 90 are inserted through the cylindrical internal electrode 20 and connected to the circuit board 60.

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の交換が行われる。   Next, the protector 130 is a metal protective member formed in a bottomed cylindrical shape. The opening side is fitted to the outer periphery of the small diameter portion of the holder 120. Further, a liquid circulation hole (not shown) is opened on the outer periphery of the protector 130, and the urea aqueous solution is exchanged inside and outside the protector 130.

また、ホルダ120を支持するゴムブッシュ80は円筒形状を有しており、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。   Further, the rubber bush 80 that supports the holder 120 has a cylindrical shape, and a protrusion 87 formed on the outer peripheral surface thereof is engaged with and fixed to the opening 16 of the outer cylinder electrode 10.

次に、図3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3は、液体状態検知センサ100の電気的な構成を示すブロック図である。   Next, the electrical configuration of the liquid state detection sensor 100 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the liquid state detection sensor 100.

図3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に浸漬される。液体状態検知センサ100は、回路基板60上にマイクロコンピュータ220を搭載し、レベル検知部70の制御を行うレベル検知回路部250と、液体性状検知部30の制御を行う液体性状検知回路部280と、ECUとの通信を行う入出力回路部290とが接続されている。   As shown in FIG. 3, the liquid state detection sensor 100 is attached to a urea water tank 98 as a liquid container, and includes a level detection unit 70 including a pair of electrodes (the outer cylinder electrode 10 and the internal electrode 20), and a heating resistance. The liquid property detection unit 30 including the ceramic heater 110 in which the body 114 is embedded is immersed in a urea aqueous solution as a state detection target liquid stored in the urea water tank 98. The liquid state detection sensor 100 includes a microcomputer 220 mounted on the circuit board 60, a level detection circuit unit 250 that controls the level detection unit 70, and a liquid property detection circuit unit 280 that controls the liquid property detection unit 30. An input / output circuit unit 290 that communicates with the ECU is connected.

マイクロコンピュータ220は公知の構成からなるCPU221,ROM222,RAM223を備える。CPU221は、液体状態検知センサ100の制御を司り、ROM222には図示外の各種記憶エリアが設けられ、後述する性状検知プログラムや各種変数の初期値、閾値等が所定の記憶エリアに記憶されている。同様に、RAM223にも各種記憶エリアが設けられており、性状検知プログラムの実行時には、各種フラグ、各種変数、タイマーカウント値等が一時的に所定の記憶エリアに記憶される。   The microcomputer 220 includes a CPU 221, a ROM 222, and a RAM 223 having a known configuration. The CPU 221 governs the control of the liquid state detection sensor 100, and the ROM 222 is provided with various storage areas not shown in the figure, and property detection programs to be described later, initial values of various variables, threshold values, and the like are stored in a predetermined storage area. . Similarly, the RAM 223 is provided with various storage areas, and various flags, various variables, timer count values, and the like are temporarily stored in a predetermined storage area when the property detection program is executed.

入出力回路部290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250は、マイクロコンピュータ220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220に出力する回路部である。   The input / output circuit unit 290 controls the communication protocol in order to input and output signals between the liquid state detection sensor 100 and the ECU. Further, the level detection circuit unit 250 applied an AC voltage between the outer cylinder electrode 10 and the internal electrode 20 of the level detection unit 70 based on an instruction from the microcomputer 220, and flowed through a capacitor forming the level detection unit 70. The circuit unit converts the current into voltage and outputs the voltage signal to the microcomputer 220.

次に、液体性状検知回路部280は、マイクロコンピュータ220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220に出力する回路部である。液体性状検知回路部280は、差動増幅回路部230,定電流出力部240,スイッチ260から構成される。   Next, the liquid property detection circuit unit 280 applies a constant current to the ceramic heater 110 of the liquid property detection unit 30 based on an instruction from the microcomputer 220, and supplies the detection voltage generated at both ends of the heating resistor 114 to the microcomputer 220. It is the circuit part which outputs. The liquid property detection circuit unit 280 includes a differential amplifier circuit unit 230, a constant current output unit 240, and a switch 260.

定電流出力部240は、発熱抵抗体114に流す定電流を出力する。スイッチ260は、発熱抵抗体114への通電経路上に設けられ、マイクロコンピュータ220の制御に従ってスイッチの開閉を行う。差動増幅回路部230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マイクロコンピュータ220に出力する。   The constant current output unit 240 outputs a constant current that flows through the heating resistor 114. The switch 260 is provided on the energization path to the heating resistor 114 and opens / closes the switch according to the control of the microcomputer 220. The differential amplifier circuit unit 230 outputs a difference between the potential Pin appearing at one end of the heating resistor 114 and the potential Pout appearing at the other end to the microcomputer 220 as a detection voltage.

次に、本実施の形態の液体状態検知センサ100により、尿素水溶液のレベル、温度および尿素濃度を検知する原理について説明する。まず、図4を参照し、レベル検知部70において尿素水溶液のレベルを検知する原理について説明する。図4は、外筒電極10と内部電極20とのギャップ間に満たされた尿素水溶液の水面近傍の拡大断面図である。   Next, the principle of detecting the level, temperature, and urea concentration of the urea aqueous solution by the liquid state detection sensor 100 of the present embodiment will be described. First, the principle of detecting the level of the urea aqueous solution in the level detection unit 70 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the water surface of the urea aqueous solution filled between the gap between the outer cylinder electrode 10 and the inner electrode 20.

液体状態検知センサ100(図1参照)は、尿素水溶液を収容した尿素水タンク98(図3参照)に、その底壁側に外筒電極10および内部電極20の先端側を向けた状態で組み付けられる。つまり液体状態検知センサ100のレベル検知部70は、尿素水タンク98内で容量の変化する尿素水溶液の変位方向(尿素水溶液のレベルの高低方向)を軸線O方向とし、外筒電極10および内部電極20の先端側が尿素水溶液の容量の少ない側(低レベル側)となるように、尿素水タンク98に組み付けられる。そして、外筒電極10と内部電極20とのギャップ間の静電容量を測定し、両者間に存在する尿素水溶液が軸線O方向においてどれだけのレベルまで存在しているか検知している。これは周知のように、径方向の電位の異なる2点間において、その径の差が小さくなるほど静電容量の大きさが大きくなることに基づく。   The liquid state detection sensor 100 (see FIG. 1) is assembled in a urea water tank 98 (see FIG. 3) containing a urea aqueous solution in a state where the front end side of the outer cylinder electrode 10 and the inner electrode 20 faces the bottom wall side. It is done. That is, the level detection unit 70 of the liquid state detection sensor 100 sets the direction of displacement of the urea aqueous solution whose capacity changes in the urea water tank 98 (the level of the urea aqueous solution level) as the axis O direction, and the outer cylinder electrode 10 and the internal electrode. 20 is assembled to the urea water tank 98 so that the tip side of 20 is the side (low level side) where the volume of the urea aqueous solution is small. And the electrostatic capacitance between the gaps of the outer cylinder electrode 10 and the inner electrode 20 is measured, and it is detected to what level the urea aqueous solution existing between the two is present in the axis O direction. As is well known, this is based on the fact that the capacitance increases as the difference in diameter between two points having different potentials in the radial direction decreases.

すなわち、図4に示すように、尿素水溶液で満たされていない部分300においては、ギャップ間で電位差の生じる部位の距離は、外筒電極10の内周面と絶縁性被膜23との間に介在する空気層の厚みに相当する距離(距離Yで示す)と、絶縁性被膜23の厚みに相当する距離(距離Zで示す)との合計の距離(距離Xで示す)となる。一方、尿素水溶液が満たされた部分301において、ギャップ間で電位差の生じる部位の距離は、尿素水溶液が導電性を示すため外筒電極10と尿素水溶液との電位がほぼ等しくなることから、絶縁性被膜23の厚みに相当する距離Zとなる。   That is, as shown in FIG. 4, in the portion 300 not filled with the urea aqueous solution, the distance of the portion where the potential difference occurs between the gaps is interposed between the inner peripheral surface of the outer cylindrical electrode 10 and the insulating coating 23. The total distance (indicated by distance X) of the distance corresponding to the thickness of the air layer (indicated by distance Y) and the distance corresponding to the thickness of the insulating coating 23 (indicated by distance Z). On the other hand, in the portion 301 filled with the urea aqueous solution, the distance between the portions where the potential difference occurs between the gaps is insulative because the urea aqueous solution shows conductivity, and the potentials of the outer cylinder electrode 10 and the urea aqueous solution are almost equal. The distance Z corresponds to the thickness of the coating 23.

換言すれば、尿素水溶液で満たされていない部分300におけるギャップ間の静電容量は、電極間の距離がYで空気を誘電体(不導体)とするコンデンサの静電容量と、電極間の距離がZで絶縁性被膜23を誘電体とするコンデンサとを直列に接続したコンデンサの合成の静電容量といえる。また、尿素水溶液で満たされた部分301におけるギャップ間の静電容量は、電極間の距離がZで絶縁性被膜23を誘電体とするコンデンサの静電容量といえる。そして両者を並列に接続したコンデンサの静電容量が、レベル検知部70全体の静電容量として測定されることとなる。   In other words, the capacitance between the gaps in the portion 300 that is not filled with the urea aqueous solution is the capacitance of the capacitor in which the distance between the electrodes is Y and air is a dielectric (non-conductor), and the distance between the electrodes. It can be said that this is the combined capacitance of a capacitor in which Z is a capacitor and the capacitor having the insulating coating 23 as a dielectric is connected in series. Further, the capacitance between the gaps in the portion 301 filled with the aqueous urea solution can be said to be the capacitance of a capacitor in which the distance between the electrodes is Z and the insulating coating 23 is a dielectric. And the electrostatic capacitance of the capacitor | condenser which connected both in parallel will be measured as an electrostatic capacitance of the level detection part 70 whole.

ここで距離Zと比べ距離Yは大きく構成されているため、空気を誘電体とする電極間の単位当たりの静電容量は、絶縁性被膜23を誘電体とする電極間の単位当たりの静電容量よりも小さい。このため、尿素水溶液で満たされていない部分300の静電容量の変化よりも尿素水溶液で満たされた部分301の静電容量の変化の方が大きく、外筒電極10および内部電極20からなるコンデンサ全体としての静電容量は、尿素水溶液のレベルに比例する。   Here, since the distance Y is larger than the distance Z, the capacitance per unit between the electrodes using air as a dielectric is the electrostatic capacity per unit between the electrodes using the insulating coating 23 as a dielectric. Smaller than capacity. For this reason, the change in the capacitance of the portion 301 filled with the urea aqueous solution is larger than the change in the capacitance of the portion 300 not filled with the urea aqueous solution, and the capacitor comprising the outer cylinder electrode 10 and the inner electrode 20 The overall capacitance is proportional to the level of the aqueous urea solution.

このような尿素水溶液のレベルの測定は、レベル検知回路部250を介してマイクロコンピュータ220にて行われ、得られたレベル情報信号は、入出力回路部290から図示外のECUに対して出力される。   The measurement of the level of the urea aqueous solution is performed by the microcomputer 220 via the level detection circuit unit 250, and the obtained level information signal is output from the input / output circuit unit 290 to an ECU (not shown). The

次に、液体性状検知部30を構成するセラミックヒータ110において、尿素水溶液の温度と、尿素水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原理について説明する。   Next, the principle of detecting the temperature of the urea aqueous solution and the concentration of urea as a specific component contained in the urea aqueous solution in the ceramic heater 110 constituting the liquid property detection unit 30 will be described.

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液体の温度とほぼ同一である。そして、発熱抵抗体へ定電流を流し始めた後(ただし、通電開始後、電流値が安定となるまで約10msecを要する。)より、時間の経過とともに発熱抵抗体自身の温度が連続的に上昇していく。   Within a short period of time after the start of energization, the heating resistor has not yet generated a large amount of heat, so the temperature of the heating resistor itself is substantially the same as the temperature of the liquid present around it. The temperature of the heating resistor itself continuously increases over time after a constant current starts to flow through the heating resistor (however, it takes about 10 msec until the current value becomes stable after the start of energization). I will do it.

このことから、発熱抵抗体への通電開始から10msec経過時の抵抗値に対応した電圧値と、周囲に存在する尿素水溶液の温度との相関関係を予め確認しておけば、尿素水溶液の温度を測定することが可能である。   Therefore, if the correlation between the voltage value corresponding to the resistance value when 10 msec has elapsed from the start of energization of the heating resistor and the temperature of the urea aqueous solution existing in the surroundings is confirmed in advance, the temperature of the urea aqueous solution is determined. It is possible to measure.

次に、発熱抵抗体への通電が継続された場合、発熱抵抗体自身の温度は周囲に存在する液体に奪われるが、それら液体の熱伝導率によって発熱抵抗体の奪われる熱量は異なる。つまり、周囲に存在する液体の熱伝導率に応じて発熱抵抗体の温度上昇率は異なってくる。また、液体に含まれる特定成分の濃度によって、液体の熱伝導率が異なることが知られている。このことから、発熱抵抗体を液体に浸漬させ、その液体を一定時間加熱した場合、発熱抵抗体の抵抗値変化の度合いが求まれば周囲の液体の熱伝導率の違いを見いだすことができ、液体の濃度を得ることができる。   Next, when energization to the heating resistor is continued, the temperature of the heating resistor itself is taken away by the liquid present around, but the amount of heat taken away by the heating resistor varies depending on the thermal conductivity of the liquid. That is, the rate of temperature rise of the heating resistor varies depending on the thermal conductivity of the liquid present around. Further, it is known that the thermal conductivity of the liquid varies depending on the concentration of the specific component contained in the liquid. From this, when the heating resistor is immersed in the liquid and the liquid is heated for a certain period of time, if the degree of change in the resistance value of the heating resistor is obtained, the difference in the thermal conductivity of the surrounding liquid can be found, A liquid concentration can be obtained.

例えば、温度25℃の尿素水溶液に浸漬した発熱抵抗体に700msec通電した場合、尿素水溶液の尿素濃度が0wt%のときには発熱抵抗体の抵抗値変化に対応した電圧値変化は1220mVとなり、16.25wt%,32.5wt%のときにはそれぞれ1262mV,1298mVとなる。すなわち、尿素水溶液の尿素濃度が高くなるに従って熱伝導率が低くなり、発熱抵抗体は熱が奪われにくくなるので温度上昇率が大きくなり、その結果、発熱抵抗体の抵抗値変化が大きくなって、その抵抗値変化に対応した電圧値変化が大きくなる。そして、尿素水溶液の尿素濃度と発熱抵抗体の抵抗値変化(電圧値変化)との間には、比例関係がある。   For example, when a heating resistor immersed in a urea aqueous solution at a temperature of 25 ° C. is energized for 700 msec, when the urea concentration of the urea aqueous solution is 0 wt%, the voltage value change corresponding to the resistance value change of the heating resistor is 1220 mV, which is 16.25 wt. % And 32.5 wt% are 1262 mV and 1298 mV, respectively. That is, as the urea concentration of the urea aqueous solution increases, the thermal conductivity decreases, and the heating resistor is less likely to take heat, so the temperature rise rate increases, and as a result, the resistance value change of the heating resistor increases. The voltage value change corresponding to the resistance value change becomes large. There is a proportional relationship between the urea concentration of the urea aqueous solution and the resistance value change (voltage value change) of the heating resistor.

一方、尿素水溶液に含まれる尿素の濃度が同一であっても、尿素水溶液の温度が異なると、発熱抵抗体の温度上昇率(すなわち、電圧値変化)が異なる。つまり、発熱抵抗体の温度上昇率は、尿素水溶液の温度に対する依存性がある。例えば、発熱抵抗体に700msec通電し、尿素濃度が32.5wt%、温度が25℃の尿素水溶液を加熱した場合、発熱抵抗体の抵抗値変化に対応した電圧値変化(差分値ΔV)は1298mVとなるのに対し、同濃度で温度が80℃の尿素水溶液に対して発熱抵抗体に700msec通電した場合、電圧値変化は1440mVとなる。すなわち、尿素水溶液の尿素濃度が一定である場合、尿素水溶液の温度が低いほど発熱抵抗体の抵抗値変化が小さくなって、抵抗値変化に対応した電圧値変化が小さくなる。このように、尿素水溶液の尿素濃度と発熱抵抗体の抵抗値変化(電圧値変化)との関係には、尿素水溶液の温度に対する依存性がある。   On the other hand, even if the concentration of urea contained in the urea aqueous solution is the same, if the temperature of the urea aqueous solution is different, the temperature increase rate (that is, voltage value change) of the heating resistor is different. That is, the temperature rise rate of the heating resistor depends on the temperature of the urea aqueous solution. For example, when a heating resistor is energized for 700 msec and a urea aqueous solution having a urea concentration of 32.5 wt% and a temperature of 25 ° C. is heated, the voltage value change (difference value ΔV) corresponding to the resistance value change of the heating resistor is 1298 mV. On the other hand, when a heating resistor is energized for 700 msec to an aqueous urea solution having the same concentration and a temperature of 80 ° C., the voltage value change is 1440 mV. That is, when the urea concentration of the aqueous urea solution is constant, the lower the temperature of the aqueous urea solution, the smaller the resistance value change of the heating resistor, and the smaller the voltage value change corresponding to the resistance value change. Thus, the relationship between the urea concentration of the urea aqueous solution and the resistance value change (voltage value change) of the heating resistor is dependent on the temperature of the urea aqueous solution.

本実施の形態の液体状態検知センサ100では、このような原理に基づいて、尿素水溶液のレベル、温度および尿素濃度の検知が行われる。以下、図3,図5および図6を参照して、液体状態検知センサ100において実行される性状検知処理について説明する。図5は、性状検知処理のフローチャートである。図6は、図5の性状検知処理において実行される、凍結判定・通電経路異常判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図5および図6におけるフローチャートの各ステップを「S」と略記する。また、図5および図6のフローチャートに示す各処理を実行させるプログラムは、ROM222に記憶されており、図3に示すCPU221が実行する。また、プログラムを実行するために必要な各種情報は、ROM222から読み出され、RAM223の所定の記憶エリアに記憶されているものとする。   In the liquid state detection sensor 100 of the present embodiment, the level, temperature, and urea concentration of the urea aqueous solution are detected based on such a principle. Hereinafter, the property detection process executed in the liquid state detection sensor 100 will be described with reference to FIGS. 3, 5, and 6. FIG. 5 is a flowchart of the property detection process. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the freeze determination / energization path abnormality determination process executed in the property detection process of FIG. Each step of the flowcharts in FIGS. 5 and 6 is abbreviated as “S”. 5 and 6 is stored in the ROM 222, and is executed by the CPU 221 shown in FIG. Also, it is assumed that various information necessary for executing the program is read from the ROM 222 and stored in a predetermined storage area of the RAM 223.

図5のフローチャートに示すように、まず、マイクロコンピュータ220(図3参照)からの制御信号に基づきスイッチ260が閉じられ、定電流出力部240から発熱抵抗体114への通電が開始される(S1)。そして、別途実行されているタイマープログラム(図示外)のカウント値が参照され、通電開始から10msecが経過するまで待機が行われる(S2:NO)。前述したように本実施形態の液体状態検知センサ100では、発熱抵抗体114への通電開始後、電流値が安定となる時間である初期通電時間として10msecが設定されており、この処理により、その10msec間にS3における電圧値の測定が行われることはない。   As shown in the flowchart of FIG. 5, first, the switch 260 is closed based on a control signal from the microcomputer 220 (see FIG. 3), and energization from the constant current output unit 240 to the heating resistor 114 is started (S1). ). Then, a count value of a timer program (not shown) that is separately executed is referred to, and a standby is performed until 10 msec elapses from the start of energization (S2: NO). As described above, in the liquid state detection sensor 100 of the present embodiment, 10 msec is set as the initial energization time, which is the time when the current value becomes stable, after energization of the heating resistor 114 is started. The measurement of the voltage value in S3 is not performed during 10 msec.

そして10msecが経過すれば(S2:YES)、S3に進み、差動増幅回路部230により発熱抵抗体114の検出電圧が測定され、その検出電圧がマイクロコンピュータ220に入力される(S3)。なお、S3で差動増幅回路部230により測定された通電開始後の発熱抵抗体114の検出電圧値が、本発明の「第1対応値」に相当し、その電圧値を取得するCPU221が、本発明における「第1対応値取得手段」として機能する。   When 10 msec has elapsed (S2: YES), the process proceeds to S3, where the differential amplifier circuit 230 measures the detection voltage of the heating resistor 114, and the detection voltage is input to the microcomputer 220 (S3). Note that the detected voltage value of the heating resistor 114 after the start of energization measured by the differential amplifier circuit unit 230 in S3 corresponds to the “first corresponding value” of the present invention, and the CPU 221 that acquires the voltage value It functions as the “first corresponding value acquisition unit” in the present invention.

続いて、マイクロコンピュータ220では、入力された発熱抵抗体114の電圧値に基づき予め設定された演算式を用いて、発熱抵抗体114の周囲の尿素水溶液の温度Tが求められる。算出された温度Tは入出力回路部290からECUに対して送信される(S4)。なお、S4で尿素水溶液の温度Tの算出を行うCPU221が、本発明における「温度取得手段」として機能する。   Subsequently, in the microcomputer 220, the temperature T of the urea aqueous solution around the heating resistor 114 is obtained using an arithmetic expression set in advance based on the input voltage value of the heating resistor 114. The calculated temperature T is transmitted from the input / output circuit unit 290 to the ECU (S4). The CPU 221 that calculates the temperature T of the urea aqueous solution in S4 functions as the “temperature acquisition means” in the present invention.

続いて、S4において算出された温度Tに基づき、液体状態検知センサ100の周囲の液体が凍結しているか否かを判定するとともに、発熱抵抗体114を含む通電経路に異常があるか否かを判定する凍結判定・通電経路異常判定処理が実行される(S5)。この凍結判定・通電経路異常判定処理の詳細は、図6のフローチャートを参照して後述する。このS5において、液体状態検知センサ100の周囲の液体が凍結していると判定された場合には凍結判定フラグに1がセットされ、同液体が凍結していないと判定された場合には凍結判定フラグに0がセットされ、それぞれRAM223の所定の記憶エリアに記憶される。続いて、RAM223の所定の記憶エリアが参照され、S5において凍結判定フラグに1がセットされたか否かが判定される(S7)。   Subsequently, based on the temperature T calculated in S4, it is determined whether or not the liquid around the liquid state detection sensor 100 is frozen, and whether or not there is an abnormality in the energization path including the heating resistor 114. Freezing determination / energization path abnormality determination processing for determination is executed (S5). Details of the freeze determination / energization path abnormality determination process will be described later with reference to the flowchart of FIG. In S5, when it is determined that the liquid around the liquid state detection sensor 100 is frozen, the freezing determination flag is set to 1. When it is determined that the liquid is not frozen, the freezing determination is performed. The flag is set to 0 and is stored in a predetermined storage area of the RAM 223. Subsequently, a predetermined storage area of the RAM 223 is referred to, and it is determined in S5 whether or not the freezing determination flag is set to 1 (S7).

凍結判定フラグに1がセットされている場合には(S7:YES)、続いて、S10〜S21の処理は行わず、後述するS22の処理を行う。一方、凍結判定フラグに1がセットされていない場合には(S7:No)、タイマープログラムのカウント値の参照により、発熱抵抗体114への通電が継続されたまま、700msecが経過するまで待機が行われる(S10:NO)。   When 1 is set in the freezing determination flag (S7: YES), the processing of S22 to be described later is performed without performing the processing of S10 to S21. On the other hand, when 1 is not set in the freezing determination flag (S7: No), by referring to the count value of the timer program, the energization to the heating resistor 114 is continued until 700 msec elapses. Performed (S10: NO).

発熱抵抗体114への通電開始後700msecが経過すると(S10:YES)、S3と同様に、差動増幅回路部230により測定された発熱抵抗体114の検出電圧がマイクロコンピュータ220に入力される(S11)。この電圧測定が終了すれば、マイクロコンピュータ220からスイッチ260の制御信号が出力され、発熱抵抗体114への通電が停止される(S12)。なお、S11で、差動増幅回路部230により測定された発熱抵抗体114への通電後700msecが経過した時点での発熱抵抗体114の検出電圧値が、本発明の「第2対応値」に相当し、その電圧値を取得するCPU221が、本発明における「第2対応値取得手段」として機能する。また、S1で定電流出力部240から発熱抵抗体114への通電を開始し、S10で本発明の検出時間に相当する700msecの待機を行った後、S12で通電を停止するように、スイッチ260の制御信号を出力するCPU221が、本発明における「通電手段」として機能する。   When 700 msec has elapsed after the start of energization of the heating resistor 114 (S10: YES), the detection voltage of the heating resistor 114 measured by the differential amplifier circuit unit 230 is input to the microcomputer 220 as in S3 ( S11). When this voltage measurement is completed, a control signal for the switch 260 is output from the microcomputer 220, and energization to the heating resistor 114 is stopped (S12). In S11, the detected voltage value of the heating resistor 114 at the time when 700 msec has elapsed after energization of the heating resistor 114 measured by the differential amplifier circuit unit 230 becomes the “second corresponding value” of the present invention. Correspondingly, the CPU 221 that acquires the voltage value functions as the “second corresponding value acquisition means” in the present invention. Further, in step S1, the energization of the heating resistor 114 from the constant current output unit 240 is started, and in step S10, after waiting for 700 msec corresponding to the detection time of the present invention, the energization is stopped in step S12. The CPU 221 that outputs the control signal functions as the “energizing means” in the present invention.

そして、S3で得られた発熱抵抗体114の電圧値を、S11で得られた700msecが経過した時点での発熱抵抗体114の電圧値から減算した差分値ΔVの計算が行われる(S13)。算出された差分値ΔVが、予め実験等により決定されROM222に記憶された、尿素水溶液の尿素濃度の取りうる値に基づく電圧値変化の最大値(閾値Q)よりも小さければ(S14:YES)、差分値ΔVの値が正常な値の範囲内にある正常差分値であるとして所定の演算を行い、尿素水溶液に含まれる尿素の濃度Cが求められる。そして算出された尿素濃度は濃度情報信号として、入出力回路部290からECUに対して送信される(S18)。なお、S13で差分値ΔVの算出を行い、S18で尿素水溶液の尿素濃度Cの算出を行うCPU221が、本発明における「濃度取得手段」として機能する。   Then, a difference value ΔV is calculated by subtracting the voltage value of the heating resistor 114 obtained in S3 from the voltage value of the heating resistor 114 obtained after 700 msec obtained in S11 (S13). If the calculated difference value ΔV is smaller than the maximum value (threshold value Q) of the voltage value change based on the possible value of the urea concentration of the urea aqueous solution, which is determined in advance by experiments or the like and stored in the ROM 222 (S14: YES). Then, a predetermined calculation is performed on the assumption that the difference value ΔV is a normal difference value within the range of normal values, and the concentration C of urea contained in the urea aqueous solution is obtained. The calculated urea concentration is transmitted from the input / output circuit unit 290 to the ECU as a concentration information signal (S18). The CPU 221 that calculates the difference value ΔV in S13 and calculates the urea concentration C of the urea aqueous solution in S18 functions as the “concentration acquisition unit” in the present invention.

その後、タイマープログラムのカウント値の参照により、60secが経過するまで待機が行われる(S22:NO)。この待機時間は、700msec通電された発熱抵抗体114自身の温度が周囲の尿素水溶液の温度と同一となるのに十分な時間として設定されている。60secの経過後にはS1に戻り(S22:YES)、あらためて、尿素水溶液の温度および尿素濃度の検知が行われることとなる。   Thereafter, by referring to the count value of the timer program, standby is performed until 60 seconds elapse (S22: NO). This standby time is set as a time sufficient for the temperature of the heating resistor 114 itself energized for 700 msec to be equal to the temperature of the surrounding urea aqueous solution. After 60 seconds, the process returns to S1 (S22: YES), and the temperature of the urea aqueous solution and the urea concentration are detected again.

一方、S14において、算出された差分値ΔVが上記閾値Q以上であった場合(S14:NO)、予め実験等により決定されROM222に記憶された、発熱抵抗体114の周囲が空気である場合に取りうる電圧値変化の最小値(閾値R)よりも大きければ(S19:YES)、空焚き状態であると判断され、空焚きを報知する報知信号が入出力回路部290を介してECUに送信される(S20)。   On the other hand, in S14, when the calculated difference value ΔV is equal to or greater than the threshold value Q (S14: NO), when the surroundings of the heating resistor 114, which is determined in advance by experiments or the like and stored in the ROM 222, is air. If it is larger than the minimum value (threshold value R) of the voltage value change that can be taken (S19: YES), it is determined that the vehicle is in an empty state, and a notification signal for notifying of emptying is transmitted to the ECU via the input / output circuit unit 290. (S20).

また、差分値ΔVが閾値R以下であっても(S19:NO)、閾値Q以上であることから発熱抵抗体114の周囲の液体が尿素水溶液ではない(例えば、軽油である。)と判断され、異種液体を報知する報知信号が入出力回路部290を介してECUに送信される(S21)。そしていずれの報知が行われた場合でもS22に進み、60secの待機後にS1に戻り(S22:YES)、あらためて、尿素水溶液の温度および尿素濃度の検知が行われる。   Even if the difference value ΔV is equal to or less than the threshold value R (S19: NO), it is determined that the liquid around the heating resistor 114 is not an aqueous urea solution (for example, light oil) because it is equal to or greater than the threshold value Q. A notification signal for notifying the different liquid is transmitted to the ECU via the input / output circuit unit 290 (S21). In any case, the process proceeds to S22, returns to S1 after waiting for 60 seconds (S22: YES), and again detects the temperature and urea concentration of the urea aqueous solution.

次に、図6のフローチャートを参照して、図5の性状検知処理において実行される、凍結判定・通電経路異常判定処理を説明する。図6に示すように、凍結判定・通電経路異常判定処理ではまず、図5のS4において算出された温度Tが、発熱抵抗体114の周囲の液体が凍結していると判断される所定の凍結判定温度より低い温度であるか否かが判定される(S52)。S52において閾値として用いる凍結判定温度は、本発明の「第1温度」に相当する。この凍結判定温度は、液体の種類や、溶質の濃度、液体の凍結温度等に応じて適宜定められ、本実施形態では、液体が確実に凍結していると想定される、液体の凍結温度よりもやや低い−15℃である。   Next, the freezing determination / energization path abnormality determination process executed in the property detection process of FIG. 5 will be described with reference to the flowchart of FIG. As shown in FIG. 6, in the freezing determination / energization path abnormality determination processing, first, a predetermined freezing in which the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is determined that the liquid around the heating resistor 114 is frozen. It is determined whether or not the temperature is lower than the determination temperature (S52). The freezing determination temperature used as the threshold value in S52 corresponds to the “first temperature” of the present invention. This freezing judgment temperature is appropriately determined according to the type of liquid, the concentration of the solute, the freezing temperature of the liquid, etc., and in this embodiment, the freezing temperature of the liquid is assumed to be surely frozen. Slightly lower -15 ° C.

図5のS4において算出された温度Tが、発熱抵抗体114の周囲の液体が凍結していると判定される所定の凍結判定温度より低い温度である場合には(S52:YES)、続いて、凍結判定フラグに1がセットされ、RAM223の所定の記憶エリアに記憶される(S54)。この凍結判定フラグは、前述のように、図5のS7において参照される。続いて、液体が凍結していると判定された場合の処理として、マイクロコンピュータ220からの制御信号に基づきスイッチ260が開けられ、発熱抵抗体114への通電が停止される(S56)。なおS56において、制御信号を送信してスイッチ260を開き、発熱抵抗体114への通電を停止する、図3に示すCPU221は本発明の「通電停止手段」として機能する。   If the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is lower than a predetermined freezing determination temperature at which it is determined that the liquid around the heating resistor 114 is frozen (S52: YES), then The freezing determination flag is set to 1 and stored in a predetermined storage area of the RAM 223 (S54). This freezing determination flag is referred to in S7 of FIG. 5 as described above. Subsequently, as a process in a case where it is determined that the liquid is frozen, the switch 260 is opened based on a control signal from the microcomputer 220, and energization to the heating resistor 114 is stopped (S56). In S56, the CPU 221 shown in FIG. 3 that transmits a control signal to open the switch 260 and stops energization of the heating resistor 114 functions as the “energization stopping means” of the present invention.

一方、図5のS4において算出された温度Tが、凍結判定温度より低い温度ではない場合には(S52:NO)、続いて、凍結判定フラグに0がセットされRAM223の所定の記憶エリアに記憶される(S58)。なお、図5のS4において算出された温度Tが、凍結判定温度よりも低い温度であるか否かに基づき、凍結判定フラグに1又は0をセットする(S52,S54,S58)、図3に示すCPU221が、本発明の「凍結判定手段」として機能する。   On the other hand, if the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is not lower than the freezing determination temperature (S52: NO), then the freezing determination flag is set to 0 and stored in a predetermined storage area of the RAM 223. (S58). Note that the freezing determination flag is set to 1 or 0 based on whether or not the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is lower than the freezing determination temperature (S52, S54, S58). The CPU 221 shown functions as “freezing determination means” of the present invention.

S56又はS58に続いて、図5のS4において算出された温度Tが温度下限以下である場合には(S60:YES)、通電経路が異常状態にあると判定される(S62)。この温度下限は、本発明の「第2温度」に相当する。本実施形態の温度下限は、S52において用いた凍結判定温度(−15℃)よりも低い温度であり、通電経路に異常がない場合には通常の使用環境では想定されない温度−50℃である。S62において検知される通電経路の異常は、例えば、通電経路ショート異常が挙げられる。なお、図5のS4において算出された温度Tと温度下限とを比較して(S60)、通電経路が異常状態にあるか否かを判定する(S62,S74)、図3に示すCPU221が、本発明の「第1通電経路異常判定手段」として機能する。   Subsequent to S56 or S58, when the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is equal to or lower than the lower temperature limit (S60: YES), it is determined that the energization path is in an abnormal state (S62). This lower temperature limit corresponds to the “second temperature” of the present invention. The lower temperature limit of this embodiment is a temperature lower than the freezing determination temperature (−15 ° C.) used in S52, and is a temperature −50 ° C. that is not assumed in a normal use environment when there is no abnormality in the energization path. Examples of the abnormality in the energization path detected in S62 include an energization path short-circuit abnormality. 5 is compared with the temperature lower limit calculated in S4 (S60) to determine whether the energization path is in an abnormal state (S62, S74), the CPU 221 shown in FIG. It functions as the “first energization path abnormality determining means” of the present invention.

一方、図5のS4において算出された温度Tが、温度下限以下ではないが(S60:NO)、温度上限以上である場合には(S64:YES)、通電経路が異常状態にあると判定される(S66)。この温度上限は、本発明の「第3温度」に相当する。本実施形態の温度上限は、S52において用いた凍結判定温度(−15℃)よりも高い温度であり、通電経路に異常がない場合には通常の使用環境では想定されない温度150℃である。本実施形態の温度上限は、通常の使用環境では想定されない温度として、液体の沸点よりも高い温度を設定している。なお、S66において検知される通電経路の異常は、例えば、抵抗体を含む通電経路オープン異常が挙げられる。なお、図5のS4において算出された温度Tと温度上限とを比較して(S64)、通電経路が異常状態にあるか否かを判定する(S66,S74)、図3に示すCPU221が、本発明の「第2通電経路異常判定手段」として機能する。   On the other hand, when the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is not lower than the temperature lower limit (S60: NO), but is higher than the temperature upper limit (S64: YES), it is determined that the energization path is in an abnormal state. (S66). This upper temperature limit corresponds to the “third temperature” of the present invention. The upper temperature limit of the present embodiment is a temperature higher than the freezing determination temperature (−15 ° C.) used in S52, and is 150 ° C. which is not assumed in a normal use environment when there is no abnormality in the energization path. The upper temperature limit of the present embodiment is set to a temperature that is higher than the boiling point of the liquid as a temperature that is not assumed in a normal use environment. The abnormality in the energization path detected in S66 includes, for example, an energization path open abnormality including a resistor. 5 is compared with the temperature upper limit calculated in S4 (S64) to determine whether the energization path is in an abnormal state (S66, S74). The CPU 221 shown in FIG. It functions as the “second energization path abnormality determining means” of the present invention.

図5のS4において算出された温度Tが、温度下限以下ではなく(S60:NO)、且つ、温度上限以上でもない場合には(S64:NO)、続いて、RAM223の所定の記憶エリアに記憶されている通電経路異常検知回数がクリアされる(S74)。この処理は、通電経路が異常状態ではないと判定された場合の処理である。この処理により、連続して規定回数(例えば、5回)通電経路の異常を検知した場合に、通電経路が異常であると確定させることができる。続いて、凍結判定・通電経路異常判定処理を終了し、図5の処理に戻る。   If the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is not lower than the lower temperature limit (S60: NO) and not higher than the upper temperature limit (S64: NO), then it is stored in a predetermined storage area of the RAM 223. The current energization path abnormality detection count is cleared (S74). This process is a process when it is determined that the energization path is not in an abnormal state. By this process, when an abnormality of the energization path is detected continuously a predetermined number of times (for example, 5 times), it can be determined that the energization path is abnormal. Subsequently, the freeze determination / energization path abnormality determination process is terminated, and the process returns to the process of FIG.

S62又はS66に続いて、通電経路異常検知回数が1増加(インクリメント)され、RAM223の所定の記憶エリアに記憶される(S68)。通電経路異常検知回数の初期値は0であり、性状検知処理の起動時に初期化される。また、通電経路異常検知回数に上限値(例えば5回)を設けている場合であって、既に通電経路異常検知回数がその上限値に達している場合には、この処理が省略される。続いて、RAM223が参照され、通電経路異常検知回数が規定回数以上である場合には(S70:YES)、通電経路が異常状態にあるという判定結果が確定され、その判定結果がRAM223の所定の記憶エリアに記憶される(S72)。規定回数は、液体状態検知センサ100の用途、設置場所、通電経路の異常を検知する精度等に応じて適宜定められ、本実施形態では5回である。続いて、凍結判定・通電経路異常判定処理を終了し、図5の性状検知処理に戻る。一方、続いて、RAM223が参照され、通電経路異常検知回数が規定回数以上ではない場合には(S70:NO)、凍結判定・通電経路異常判定処理を終了し、図5の性状検知処理に戻る。   Subsequent to S62 or S66, the energization path abnormality detection count is incremented by 1 (incremented) and stored in a predetermined storage area of the RAM 223 (S68). The initial value of the energization path abnormality detection count is 0, and is initialized when the property detection process is activated. Further, when an upper limit value (for example, 5 times) is provided for the number of times of energization path abnormality detection, and when the number of energization path abnormality detection has already reached the upper limit value, this process is omitted. Subsequently, when the RAM 223 is referred to and the energization path abnormality detection count is greater than or equal to the specified number (S70: YES), a determination result that the energization path is in an abnormal state is confirmed, and the determination result is a predetermined value in the RAM 223. It is stored in the storage area (S72). The specified number of times is appropriately determined according to the application of the liquid state detection sensor 100, the installation location, the accuracy of detecting an abnormality in the energization path, and the like, and is 5 times in the present embodiment. Subsequently, the freeze determination / energization path abnormality determination process is terminated, and the process returns to the property detection process of FIG. On the other hand, when the RAM 223 is subsequently referred to and the energization path abnormality detection count is not equal to or greater than the prescribed count (S70: NO), the freezing determination / energization path abnormality determination process is terminated and the process returns to the property detection process of FIG. .

以上のように、図3に示すCPU221により凍結判定・通電経路異常判定処理が実行される。なお、上記凍結判定・通電経路異常判定処理における判定結果の一部又は全部は、入出力回路部290を介してECU等の外部機器に出力し、その外部機器において別途実行されるプログラムにより、図示しない表示ディスプレイ等の表示手段、警報器やスピーカ等の音声報知手段、警報ランプ等によりユーザに対して報知するようにしてもよい。   As described above, the CPU 221 shown in FIG. 3 executes the freezing determination / energization path abnormality determination process. Part or all of the determination result in the above-described freezing determination / energization path abnormality determination process is output to an external device such as an ECU via the input / output circuit unit 290, and is illustrated by a program separately executed in the external device. You may make it alert | report to a user by display means, such as a non-display display, audio | voice alerting means, such as an alarm device and a speaker, an alarm lamp.

以上詳述した本実施形態の液体状態検知センサ100は、通電によって発熱する発熱体と感温体との機能を兼ねた発熱抵抗体114を有する一つのセラミックヒータ110を用いて、尿素水溶液の温度と(図5のS4)、尿素水溶液に含まれる尿素の濃度を検知と(図5のS18)を行う構成を採用している。これにより、液体状態検知センサ100の小型化を図ることができ、また構造や検知回路が複雑化するのを抑制することができる。   The liquid state detection sensor 100 of the present embodiment described in detail above uses a single ceramic heater 110 having a heating resistor 114 that functions as both a heating element and a temperature sensing element that generate heat when energized, and the temperature of the urea aqueous solution. (S4 in FIG. 5), a configuration is employed in which the concentration of urea contained in the urea aqueous solution is detected and (S18 in FIG. 5) is performed. Thereby, the liquid state detection sensor 100 can be reduced in size, and the structure and detection circuit can be prevented from becoming complicated.

また、発熱抵抗体114への通電開始後の第1抵抗値に対応した第1対応値に基づいて、周囲の液体の温度を検知している(図5のS4)。そして、所定の検出時間の通電が発熱抵抗体114に実行される前に、発熱抵抗体114への通電開始後にS4において算出された温度Tに基づいて液体が凍結しているか否かを判定するようにしている(図6のS52)。そして、液体が凍結していると判定された場合に(S52:YES)、スイッチ260を開いてその後の発熱抵抗体114への通電を強制的に停止するようにしている(S56)。このようにすることで、液体が凍結した場合であっても、セラミックヒータ110が再凍結時の凍結膨張圧により破損するといった事態を回避することができ、信頼性の高い液体状態検知センサ100とすることができる。   Further, the temperature of the surrounding liquid is detected based on the first corresponding value corresponding to the first resistance value after the energization of the heating resistor 114 is started (S4 in FIG. 5). Then, before energization of the heating resistor 114 is performed for a predetermined detection time, it is determined whether or not the liquid is frozen based on the temperature T calculated in S4 after the energization of the heating resistor 114 is started. (S52 in FIG. 6). When it is determined that the liquid is frozen (S52: YES), the switch 260 is opened to forcibly stop energization to the heating resistor 114 thereafter (S56). By doing so, even when the liquid is frozen, it is possible to avoid a situation in which the ceramic heater 110 is damaged by the freezing expansion pressure at the time of refreezing, and the highly reliable liquid state detection sensor 100 and can do.

凍結判定後(S52)、通電経路が異常状態にあるか否かを判定する(S60,S64)。まず、液体が凍結しているか否かの判定に用いる第1温度(−15℃)よりも低く、通電経路に異常がない場合には通常の使用環境では想定されない第2温度(−50℃)と、図5のS4において算出された温度Tとを比較して、通電経路が異常状態にあるか否かを判定する(S60)。このS60において検知できる通電経路の異常は、通電経路ショート異常が挙げられる。続いて、液体が凍結しているか否かの判定に用いる第1温度(−15℃)よりも高く、通電経路に異常がない場合には通常の使用環境では想定されない、即ち液体の沸点よりも高い第3温度(150℃)と、図5のS4において算出された温度Tとを比較して、通電経路が異常状態にあるか否かを判定する(S64)。このS64において検知できる通電経路の異常は、通電経路オープン異常が挙げられる。   After freezing determination (S52), it is determined whether or not the energization path is in an abnormal state (S60, S64). First, the second temperature (−50 ° C.) which is lower than the first temperature (−15 ° C.) used for determining whether or not the liquid is frozen and is not assumed in a normal use environment when there is no abnormality in the energization path. Is compared with the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 to determine whether or not the energization path is in an abnormal state (S60). An abnormality of the energization path that can be detected in S60 includes an energization path short-circuit abnormality. Subsequently, it is higher than the first temperature (−15 ° C.) used for determining whether or not the liquid is frozen, and is not assumed in a normal use environment when there is no abnormality in the energization path, that is, higher than the boiling point of the liquid. The high third temperature (150 ° C.) is compared with the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 to determine whether or not the energization path is in an abnormal state (S64). The energization path abnormality that can be detected in S64 includes an energization path open abnormality.

本実施形態では、通電経路が異常状態にあると連続して規定回数(例えば、5回)判定された場合に(S70:YES)、通電経路が異常状態にあると確定するようにしている。このため、通電経路自体は正常であるが、図5のS4において換算された液体の温度が偶発的に異常値を示した場合を、通電経路が異常状態にあると誤って判定してしまう虞を回避し、より信頼性の高い判定結果を得ることができる。このように通電経路の異常の有無を判定することで、通電経路の異常を的確に検知しつつ、液体が凍結しているか否かを適切に判定することができる。   In this embodiment, when it is determined that the energization path is in an abnormal state continuously for a specified number of times (for example, 5 times) (S70: YES), it is determined that the energization path is in an abnormal state. For this reason, although the energization path itself is normal, there is a risk of erroneously determining that the energization path is in an abnormal state when the temperature of the liquid converted in S4 of FIG. 5 accidentally shows an abnormal value. Thus, a more reliable determination result can be obtained. By determining whether or not there is an abnormality in the energization path in this way, it is possible to appropriately determine whether or not the liquid is frozen while accurately detecting the abnormality in the energization path.

また本実施形態では、発熱抵抗体114への通電を停止するにあたり凍結しているか否かの判定を、通電経路が異常状態にあるか否かの判定よりも先に実施させている。このため、液体が凍結している場合に(S54:YES)、発熱抵抗体114への通電をより早く停止させることができる。このため、セラミックヒータ110の破損をより確実に防ぐことができる。   In the present embodiment, the determination as to whether or not the heating resistor 114 is frozen before stopping the energization is performed prior to the determination as to whether or not the energization path is in an abnormal state. For this reason, when the liquid is frozen (S54: YES), the energization to the heating resistor 114 can be stopped earlier. For this reason, damage to the ceramic heater 110 can be prevented more reliably.

なお、本発明は、以上詳述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、以下の(A)〜(I)に示す変更を加えてもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described in detail above, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, you may add the change shown to the following (A)-(I).

(A)上記実施形態の性状検知処理では、尿素水溶液の温度(S6)を所定の演算式に基づいて算出したが、これに限定されない。例えば、予め実験等によりテーブルを作成し、ROM222の所定の記憶エリアに記憶させ、図5のS4の処理で参照することによって求めてもよい。   (A) In the property detection process of the above embodiment, the temperature (S6) of the urea aqueous solution is calculated based on a predetermined arithmetic expression, but is not limited to this. For example, a table may be created in advance by experiments or the like, stored in a predetermined storage area of the ROM 222, and obtained by referring to the processing in S4 of FIG.

(B)図5のS2,S10,S22におけるそれぞれの待機時間は一例に過ぎず、実験等により最適な待機時間を求め設定してもよい。さらには、S4において検知された尿素水溶液の温度にあわせ、S22の待機時間がそれぞれ設定されるようにしてもよい。   (B) Each waiting time in S2, S10, and S22 in FIG. 5 is merely an example, and an optimum waiting time may be obtained and set by experiments or the like. Furthermore, the standby time in S22 may be set in accordance with the temperature of the urea aqueous solution detected in S4.

(C)回路基板60は、レベル検知部70および液体性状検知部30からの出力を中継する回路基板として設け、マイクロコンピュータ220等を搭載した外部回路と接続し、その外部回路の制御によって、レベル検知および温度・濃度検知が行われるようにしてもよい。   (C) The circuit board 60 is provided as a circuit board that relays outputs from the level detection unit 70 and the liquid property detection unit 30, and is connected to an external circuit on which the microcomputer 220 or the like is mounted, and the level is controlled by the control of the external circuit. Detection and temperature / concentration detection may be performed.

(D)上記実施の形態の液体状態検知センサ100では、外筒電極10および内部電極20を設け、尿素水溶液の液面レベルも検知するようにしたが、液体状態検知センサ100の構成、形状、大きさ、部材等は適宜変更可能である。例えば、液体状態検知センサ100では、外筒電極10および内部電極20を設けなくともよい。また例えば、温度検知と、濃度検知とを別々の素子を用いて行う、所謂傍熱型の液体状態検知センサに本発明を適用するようにしてもよい。この場合、温度検知を行う素子に液体の温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体が備えられることになるが、この抵抗体についても本発明の「抵抗体」に相当するものであり、この抵抗体を含む通電経路が本発明の「通電経路」に相当する。   (D) In the liquid state detection sensor 100 of the above embodiment, the outer cylinder electrode 10 and the internal electrode 20 are provided to detect the liquid level of the urea aqueous solution. A size, a member, etc. can be changed suitably. For example, in the liquid state detection sensor 100, the outer cylinder electrode 10 and the inner electrode 20 need not be provided. For example, the present invention may be applied to a so-called indirectly heated liquid state detection sensor that performs temperature detection and concentration detection using separate elements. In this case, the element that performs temperature detection is provided with a resistor whose resistance value changes according to the temperature of the liquid. This resistor also corresponds to the “resistor” of the present invention. The energization path including the resistor corresponds to the “energization path” of the present invention.

(E)上記実施の形態の液体状態検知センサ100では、液体性状検知回路部280に定電流出力部240を設け、発熱抵抗体114に定電流を流し、発熱抵抗体114の抵抗値に対応した電圧値を取得するようにした。しかし、例えば、液体性状検知回路部280に定電圧出力部を設け、発熱抵抗体114に定電圧をかけて、発熱抵抗体114に流れる電流に対応した電流値を出力して、尿素水溶液の温度・濃度検知を行うようにしてもよい。   (E) In the liquid state detection sensor 100 of the above embodiment, the constant current output unit 240 is provided in the liquid property detection circuit unit 280, and a constant current is passed through the heating resistor 114 to correspond to the resistance value of the heating resistor 114. The voltage value was acquired. However, for example, a constant voltage output unit is provided in the liquid property detection circuit unit 280, a constant voltage is applied to the heating resistor 114, and a current value corresponding to the current flowing through the heating resistor 114 is output, so that the temperature of the urea aqueous solution is increased. -You may make it perform density | concentration detection.

(F)上記実施形態の液体状態検知センサ100では、凍結判定・通電経路異常判定処理を、検出時間中に行うようにしていたが、取得した第1対応値に基づき、液体状態検知センサ100の周囲の液体の温度を求めた後であればよく、これに限定されない。   (F) In the liquid state detection sensor 100 of the above embodiment, the freezing determination / energization path abnormality determination process is performed during the detection time. However, based on the acquired first corresponding value, the liquid state detection sensor 100 What is necessary is just to obtain the temperature of the surrounding liquid, and is not limited to this.

(G)上記実施形態の図6のフローチャートに示す凍結判定・通電経路異常判定処理において、図5のS4において換算された液体の温度Tが温度下限以下であるか否かを判定する処理と(S60)、温度Tが温度上限以上であるか否かを判定する処理(S64)との双方を実行するようにしていたが、S60の処理のみを行うようにしてもよい。S60のみを行った場合でも、通電経路の異常が看過されることにより、液体の実際の温度によらず液体が凍結していると誤判定され続けることを回避することができる、即ち、液体が凍結しているか否かを適切に判断することができる。   (G) In the freezing determination / energization path abnormality determination process shown in the flowchart of FIG. 6 of the above embodiment, a process of determining whether or not the liquid temperature T converted in S4 of FIG. Both S60) and the process of determining whether or not the temperature T is equal to or higher than the temperature upper limit (S64) may be performed, but only the process of S60 may be performed. Even when only S60 is performed, it is possible to avoid erroneously determining that the liquid is frozen regardless of the actual temperature of the liquid by overlooking the abnormality of the energization path. It is possible to appropriately determine whether or not it is frozen.

(H)上記実施形態の図6のフローチャートに示す凍結判定・通電経路異常判定処理において、凍結判定と、通電経路異常判定とを別に行うようにしていたが、これに限定されない。例えば、凍結判定と、通電経路異常判定とを次のように組み合わせて行うようにしてもよい。図5のS4において算出された温度Tが、温度下限以下の場合を通電経路が異常にあると判定し、温度下限より高く、且つ、凍結判定温度未満の場合に液体が凍結していると判定する。さらに、図5のS4において算出された温度Tが、凍結判定温度以上、且つ、温度上限未満の場合に液体が凍結していないと判定し、温度上限以上である場合に通電経路が異常であると判定する。このようにした場合には、液体の異常と、通電経路の異常とを明確に区別することができる。   (H) In the freezing determination / energization path abnormality determination process shown in the flowchart of FIG. 6 of the above embodiment, the freezing determination and the energization path abnormality determination are performed separately, but the present invention is not limited to this. For example, freezing determination and energization path abnormality determination may be performed in combination as follows. When the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is equal to or lower than the temperature lower limit, it is determined that the energization path is abnormal, and when it is higher than the temperature lower limit and lower than the freezing determination temperature, it is determined that the liquid is frozen. To do. Further, when the temperature T calculated in S4 of FIG. 5 is equal to or higher than the freezing determination temperature and lower than the upper temperature limit, it is determined that the liquid is not frozen, and when the temperature T is higher than the upper temperature limit, the energization path is abnormal. Is determined. In this case, it is possible to clearly distinguish between a liquid abnormality and an energization path abnormality.

また上記実施形態の図6のフローチャートに示す凍結判定・通電経路異常判定処理において、図5のS4において換算された液体の温度Tが温度下限以下であり、通電経路ショート異常が疑われる場合(S60:YES,S62)、又は、温度Tが温度上限以上であり、通電経路オープン異常が疑われる場合(S64:YES,S66)に、通電経路異常検知回数を1増加させるようにしていたが、これに限定されない。例えば、想定される通電経路の異常の種類に応じて、通電経路異常検知回数を2種類設けて、それぞれ別々にカウントするようにしてもよい。この場合には、通電経路異常検知回数と比較する規定回数は、想定される通電経路の異常の種類に応じて変えてもよいし、同じ値を用いてもよい。このようにした場合には、例えば、想定される通電経路の異常の種類をECU等に出力することにより、通電経路が異常状態にあるか否かに加え、想定される通電経路の異常の原因を把握することが可能である。   Further, in the freezing determination / energization path abnormality determination process shown in the flowchart of FIG. 6 of the above embodiment, when the liquid temperature T converted in S4 of FIG. 5 is equal to or lower than the temperature lower limit, the conduction path short circuit abnormality is suspected (S60). : YES, S62), or when the temperature T is equal to or higher than the temperature upper limit and the energization path open abnormality is suspected (S64: YES, S66), the energization path abnormality detection count is increased by 1. It is not limited to. For example, two types of energization path abnormality detection times may be provided and counted separately according to the assumed energization path abnormality type. In this case, the specified number of times compared with the number of times of detection of the energization path abnormality may be changed according to the assumed type of abnormality of the energization path, or the same value may be used. In such a case, for example, by outputting the type of abnormality of the energized path assumed to the ECU or the like, in addition to whether or not the energized path is in an abnormal state, the cause of the expected energized path abnormality Can be grasped.

さらに、図6のS52では、尿素水溶液の温度Tを算出後に尿素水溶液の凍結判定温度との比較を行ったが、通電開始から10msec経過時の発熱抵抗体114の電圧値VTを、予め実験等により求めた凍結判定温度に対応する発熱抵抗体114の電圧値と比較するようにしてもよい。   Furthermore, in S52 of FIG. 6, the temperature T of the urea aqueous solution was calculated and then compared with the freezing determination temperature of the urea aqueous solution, but the voltage value VT of the heating resistor 114 when 10 msec elapsed from the start of energization was previously tested. The voltage value of the heating resistor 114 corresponding to the freezing determination temperature obtained by the above may be compared.

(I)上記実施の形態の液体状態検知センサ100では、一例として、尿素水溶液の温度・濃度検知を行う液体状態検知センサを例示したが、これに限定されない。例えば、アンモニアを特定成分として、アンモニア水の状態(水位、温度、濃度等)を検知する液体状態検知センサに本発明を適用するようにしてもよい。   (I) In the liquid state detection sensor 100 of the above embodiment, as an example, the liquid state detection sensor that detects the temperature and concentration of the urea aqueous solution is illustrated, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention may be applied to a liquid state detection sensor that detects the state of ammonia water (water level, temperature, concentration, etc.) using ammonia as a specific component.

液体状態検知センサ100の一部切欠縦断面図である。4 is a partially cutaway longitudinal sectional view of the liquid state detection sensor 100. FIG. セラミックヒータ110のヒータパターン115を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the heater pattern 115 of the ceramic heater 110. FIG. 液体状態検知センサ100の電気的な構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an electrical configuration of a liquid state detection sensor 100. FIG. 外筒電極10と内部電極20とのギャップ間に満たされた尿素水溶液の水面近傍の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the water surface of a urea aqueous solution filled between the gap between the outer cylinder electrode 10 and the inner electrode 20. 性状検知処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a property detection process. 図5のフローチャートに示す性状検知処理において実行される凍結判定・通電経路異常判定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the freezing determination / energization path | route abnormality determination process performed in the property detection process shown in the flowchart of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

90 リード線
98 尿素水タンク
100 液体状態検知センサ
110 セラミックヒータ
111 セラミック基体
112,113 リード部
114 発熱抵抗体
119 中継端子
220 マイクロコンピュータ
221 CPU
222 ROM
223 RAM
260 スイッチ
90 Lead wire 98 Urea water tank 100 Liquid state detection sensor 110 Ceramic heater 111 Ceramic base body 112, 113 Lead portion 114 Heating resistor 119 Relay terminal 220 Microcomputer 221 CPU
222 ROM
223 RAM
260 switches

Claims (4)

液体収容容器内に収容される液体の状態を検知する液体状態検知センサであって、
周囲の液体の温度によって自身の抵抗値が変化する抵抗体を有し、前記液体収容容器内に配置される液体性状検出素子と、
前記抵抗体を含む通電経路に通電を行う通電手段と、
前記通電手段により前記通電経路に通電を行っているときに、前記抵抗体の第1抵抗値に対応した第1対応値を取得する第1対応値取得手段と、
前記第1対応値に基づいて前記液体の温度を求める温度取得手段と、
前記温度取得手段によって得られた前記温度と第1温度とを比較して、前記液体が凍結しているか否かを判定する凍結判定手段と、
前記温度取得手段によって得られた前記温度と前記第1温度よりも低い第2温度とを比較して、前記通電経路が異常状態にあるか否かを判定する第1通電経路異常判定手段と
を備えたことを特徴とする液体状態検知センサ。
A liquid state detection sensor for detecting the state of the liquid stored in the liquid storage container,
A liquid property detecting element having a resistor whose resistance value changes depending on the temperature of the surrounding liquid, and disposed in the liquid container;
Energization means for energizing the energization path including the resistor;
First corresponding value acquisition means for acquiring a first corresponding value corresponding to the first resistance value of the resistor when the energization means is energizing the energization path;
Temperature acquisition means for determining the temperature of the liquid based on the first corresponding value;
Freezing determination means for comparing the temperature obtained by the temperature acquisition means with the first temperature to determine whether or not the liquid is frozen;
Comparing the temperature obtained by the temperature acquisition means with a second temperature lower than the first temperature to determine whether or not the energization path is in an abnormal state; A liquid state detection sensor comprising:
前記温度取得手段によって得られた前記温度と前記第1温度よりも高い第3温度とを比較して、前記通電経路が異常状態にあるか否かを判定する第2通電経路異常判定手段を備える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。   Comparing the temperature obtained by the temperature acquisition means with a third temperature that is higher than the first temperature, there is provided second energization path abnormality determining means for determining whether or not the energization path is in an abnormal state. The liquid state detection sensor according to claim 1. 前記抵抗体は、通電によって発熱する発熱抵抗体であり、
前記通電手段は、前記通電経路に所定の検出時間通電を行うように構成され、
前記第1対応値取得手段は、前記検出時間内に前記第1対応値を取得するように構成される一方、前記凍結判定手段は、前記検出時間内に前記液体が凍結しているか否かを判定するように構成されており、
前記検出時間経過後に前記抵抗体の第2抵抗値に対応した第2対応値を取得する第2対応値取得手段と、
前記第2対応値と前記第1対応値とに基づいて前記液体に含まれる特定成分の濃度を求める濃度取得手段と、
前記凍結判定手段にて前記液体が凍結していると判定された場合に、前記検出時間経過前に前記通電手段による前記抵抗体への通電を停止する通電停止手段と
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体状態検知センサ。
The resistor is a heating resistor that generates heat when energized,
The energization means is configured to energize the energization path for a predetermined detection time,
The first corresponding value acquisition means is configured to acquire the first corresponding value within the detection time, while the freezing determination means determines whether or not the liquid is frozen within the detection time. Configured to determine,
Second corresponding value acquisition means for acquiring a second corresponding value corresponding to the second resistance value of the resistor after the detection time has elapsed;
Concentration acquisition means for determining the concentration of a specific component contained in the liquid based on the second corresponding value and the first corresponding value;
And an energization stop unit that stops energization of the resistor by the energization unit before the detection time elapses when the freezing determination unit determines that the liquid is frozen. The liquid state detection sensor according to claim 1 or 2.
前記液体は尿素水溶液であって、前記特定成分が尿素であることを特徴とする請求項3に記載の液体状態検知センサ。   The liquid state detection sensor according to claim 3, wherein the liquid is an aqueous urea solution, and the specific component is urea.
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