JP2015034742A - 性状検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 性状検出装置が正常であるのか否かを判定し得る技術を提供する。
【解決手段】 センサ装置は、電極６２，６４，６６と、制御装置８０と、を備える。制御装置８０の制御部８４は、第１の電極対６２，６４，６６を用いて、燃料中のエタノールの濃度を検出する。制御部８４は、第２の電極対６２，６４の静電容量と、第３の電極対決定部によって決定された第３の電極対６４，６６の静電容量と、に基づいて、センサ装置が正常に機能していないことを検出する。
【選択図】 図１

Description

本明細書では、液体の性状を検出する性状検出装置を開示する。

特許文献１に、燃料のエタノール濃度を検出する燃料アルコール濃度センサが開示されている。燃料アルコール濃度センサは、円筒状の外側電極と、有底円筒状の内側電極とを備える。外側電極は、内側電極と対向するように、内側電極を囲繞する。燃料アルコール濃度センサは、内側電極と外側電極との間に燃料が満たされた状態で、内側電極と外側電極との静電容量を検出する。

特開２０１１−１４５２０１号公報

電極を用いて液体の性状を検出する性状検出装置では、電極に異物が付着したり、断線する等、性状検出装置が正常に機能していない場合、液体の性状を、適切に検出することが難しい。本明細書では、性状検出装置が正常であるのか否かを判定し得る技術を提供する。

本明細書では、液体の性状を検出する性状検出装置が開示される。性状検出装置は、電極群と取得部と決定部とを備える。電極群は、第１の電極と、第１の電極と隙間を開けて対向する第２の電極と、第１の電極と隙間を開けて対向する第３の電極と、を含む。取得部は、電極群から検出結果を取得する。決定部は、電極群に含まれる電極の中から、検出に用いる電極対として、少なくとも２個の電極を決定する。取得部は、決定部によって決定された第１の電極対であって、第１の電極と第２の電極と第３の電極の少なくとも２個を含む第１の電極対を用いて、液体の性状を検出する。取得部は、決定部によって決定された第２の電極対であって、第１の電極と第２の電極とを含む第２の電極対を用いて得られる値と、決定部によって決定された第３の電極対であって、第１の電極と第３の電極と含む第３の電極対を用いて得られる値とに基づいて、性状検出装置が正常に機能していないことを検出する。

上記の液質検出装置では、第２の電極対と第３の電極対とを用いて、性状検出装置が正常に機能しているのか否かを判定する。この構成によれば、性状検出装置が正常に機能しているのか否かを、適切に判定し得る。また、第２の電極対と第３の電極対とは、第１の電極を共通で利用する。これにより、電極群に含めるべき電極の個数を少なくすることができる。

第１実施例の燃料タンク周辺の構成を示す。 第１実施例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第１実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第１実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第１実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第２実施例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第２実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第２実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第３実施例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第３実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第４実施例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 図１１のXII-XII断面の断面図を示す。 第４実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 第５実施例の液質検出部と制御装置との構成を示す。 図１４のXV-XV断面の断面図を示す。 第５実施例の変形例の液質検出部と制御装置との構成を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）電極群に含まれる電極のそれぞれは、平板形状を有していてもよい。この構成によれば、電極を容易に作製することができる。

（特徴２）電極群に含まれる電極のそれぞれは、円筒形状を有していてもよい。

（特徴３）性状検出装置は、電極群に含まれる各電極を支持する基板を、さらに備えていてもよい。電極群に含まれる電極のそれぞれは、基板上に配置されており、薄層の櫛歯形状を有してもいてもよい。この構成によれば、電極群のサイズを小さくし得る。

（特徴４）第１の電極対は、第２の電極対と異なる電極を含み、第１の電極対は、第３の電極対と異なる電極を含んでいてもよい。

（特徴５）第１の電極対に含まれる電極が互いに対向する対向面積は、第２の電極対に含まれる電極が互いに対向する対向面積よりも広く、第３の電極対に含まれる電極が互いに対向する対向面積よりも広くてもよい。この構成によれば、第１の電極対の静電容量を、第２の電極対及び第３の電極対と比較して、大きくすることができる。これにより、液体の性状の変化に応じて、第１の電極対の静電容量を大きく変化させることができる。この結果、液体の性状をより適切に検出することができる。

（特徴６）第１の電極は、第２の電極と第３の電極との少なくとも一部を覆っていてもよい。この構成によれば、第１の電極と第２の電極との隙間、及び、第１の電極と第３の電極との隙間に異物が侵入することを抑制することができる。この結果、液体の性状をより適切に検出することができる。

（特徴７）第１の電極は、接地されていてもよい。この構成によれば、第１の電極が、シールド電極の機能を果たすため、第２の電極対を用いて得られる値と第３の電極対を用いて得られる値とが、外部の影響を受けて変動することを抑制することができる。

（第１実施例）
本実施例の燃料供給ユニット１は、自動車に搭載され、図示省略したエンジンに燃料を供給する。燃料供給ユニット１は、燃料タンク１０と、燃料ポンプユニット３０と、センサ装置２と、を備える。燃料タンク１０には、ガソリンあるいはガソリンとエタノールとの混合燃料が貯留される。

燃料ポンプユニット３０は、低圧フィルタ３２と、ポンプ本体３４と、高圧フィルタ３６と、リザーブカップ２０と、プレッシャーレギュレータ４２と、吐出ポート１２と、を備える。低圧フィルタ３２と、ポンプ本体３４と、高圧フィルタ３６と、リザーブカップ２０と、プレッシャーレギュレータ４２と、は、燃料タンク１０内に配置される。ポンプ本体３４は、リザーブカップ２０内の燃料を、ポンプ本体３４の吸引口３４ａから吸引し、昇圧する。ポンプ本体３４は、昇圧された燃料を、排出口３４ｂから高圧フィルタ３６のケース３６ａ内に排出する。

低圧フィルタ３２は、不織布によって、袋状に作製されている。低圧フィルタ３２の内部は、ポンプ本体３４の吸引口３４ａと連通する。高圧フィルタ３６は、ケース３６ａと、フィルタ部材（図示省略）と、を備える。図１では、簡略されているが、ケース３６ａは、ポンプ本体３４の周方向を一巡するように配置されている。ケース３６ａ内に流入した燃料は、高圧フィルタ３６のフィルタ部材によって濾過され、パイプ９４に送り出される。パイプ９４には、プレッシャーレギュレータ４２が接続されている。プレッシャーレギュレータ４２は、プレッシャーレギュレータ４２内の燃料の圧力が所定圧以上になると、パイプ９４内の過剰な燃料を、燃料タンク１０に放出する。これにより、パイプ９４内の燃料の圧力を一定圧力に調整する。燃料タンク１０内の燃料は、ポンプ本体３４とプレッシャーレギュレータ４２によって一定の圧力に調整されて、吐出ポート１２から、エンジン（図示省略）に圧送される。ケース３６ａは、ポンプ本体３４の排出口３４ｂとパイプ９４とを連通する。パイプ９４は、ポンプ本体３４の排出口３４ｂと吐出ポート１２とを連通する。

ポンプ本体３４は、ベーパジェット３８を備える。ベーパジェット３８は、ポンプ本体３４内の燃料流路とポンプ本体３４の外側とを連通する。ベーパジェット３８は、ポンプ本体３４内の燃料の気泡を、ポンプ本体３４外に排出するための連通路である。ポンプ本体３４内の気泡を含む燃料が、ベーパジェット３８から放出パイプ５２に放出される。

ポンプ本体３４と高圧フィルタ３６と低圧フィルタ３２とは、リザーブカップ２０内に配置されている。リザーブカップ２０は、支柱２２によって燃料タンク１０のセットプレート１４に固定されている。リザーブカップ２０の底部にはジェットポンプ４４が配置されている。ジェットポンプ４４は、放出パイプ５２から供給される燃料の流速を利用してリザーブカップ２０外の燃料をリザーブカップ２０内に送り込む。

センサ装置２は、制御装置８０と、液質検出部６０と、液位検出部７０と、を備える。液位検出部７０は、電極部７６と、ケース７３と、を備える。ケース７３とは、リザーブカップ２０の外側に配置されている。ケース７３は、電極部７６を収容する。ケース７３の下面は、燃料タンク１０の底面付近に位置する。ケース７３の下端付近には、ケース７３の内側と外側とを連通する連通孔７８が形成されている。ケース７３は、放出パイプ５２に連通している。ベーパジェット３８から放出された燃料の一部は、ケース７３内に放出される。ケース７３内の燃料は、連通孔７８を通過して、ケース７３外に流出する。これにより、ケース７３内の燃料の液位と、燃料タンク１０内の燃料の液位とは一致する。

電極部７６は、矩形状の基板と、２個の電極対とを備える。基板の一方の面には、２個の電極対が配置されている。電極対の各電極は、薄膜の導電性の材料（例えば金、銅合金）で作製され、櫛歯形状を有する。電極対の各電極は、燃料タンク１０の深さ方向に伸びている。

液質検出部６０は、リザーブカップ２０内において、リザーブカップ２０の底部付近に配置されている。このため、通常、液質検出部６０は、全体的に燃料に浸漬されている。図２に示すように、液質検出部６０は、３個の電極６２，６４，６６を備える。各電極６２，６４，６６は、矩形状の平板である。電極６２，６４，６６は、互いに同一形状を有する。この構成によれば、電極６２，６４，６６を容易に作製することができる。電極６２，６４，６６は、等間隔に配置されている。電極６４の一方の面は、電極６２に対向しており、電極６４の他方の面は、電極６６に対向している。

制御装置８０は、発振回路８２と、制御部８４と、６個のスイッチＳ１〜Ｓ６と、を備える。発振回路８２は、導線５４を介して、バッテリ（図示省略）から供給される電力を、予め決められた周波数（例えば１０Ｈｚ〜３ＭＨｚ）の信号（即ち交流電流）に変換して、液質検出部６０に供給する。発振回路８２は、同様に、導線５６を介して、液位検出部７０にも信号を供給する。制御部８４は、ＣＰＵ、メモリ等を備える。制御部８４は、液質検出部６０及び液位検出部７０に供給される信号を取得する。

制御部８４は、スイッチＳ１〜Ｓ６を操作することによって、スイッチＳ１〜Ｓ６のＯＮとＯＦＦとを切り替える。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ１を操作することによって、電極６２が発振回路８２に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替える。同様に、制御部８４は、スイッチＳ２を操作することによって、電極６４が発振回路８２に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替え、スイッチＳ３を操作することによって、電極６６が発振回路８２に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替える。制御部８４は、さらに、スイッチＳ４を操作することによって、電極６２が接地されている状態と接地されていない状態とを切り替え、スイッチＳ５を操作することによって、電極６４が接地されている状態と接地されていない状態とを切り替え、スイッチＳ６を操作することによって、電極６６が接地されている状態と接地されていない状態とを切り替える。

（燃料供給ユニット１の動作）
運転者が、自動車を始動させると、燃料供給ユニット１は駆動する。燃料供給ユニット１が駆動すると、リザーブカップ２０内の燃料は、低圧フィルタ３２を通過して、ポンプ本体３４内に吸引される。この構成によれば、低圧フィルタ３２によって、ポンプ本体３４内に、異物が混入することを防止することができる。ポンプ本体３４内の燃料は、ポンプ本体３４内のインペラによって昇圧され、燃料の一部は、ベーパジェット３８から、燃料内の気泡と共に、放出パイプ５２に放出される。燃料は、放出パイプ５２を通過して、液位検出部７０のケース７３内に放出する。また、インペラによって昇圧された燃料の他の一部は、排出口３４ｂから高圧フィルタ３６に排出する。燃料は、高圧フィルタ３６のフィルタ部材によって濾過され、パイプ９４に送り出される。そして、燃料は、吐出ポート１２からエンジンに供給される。この構成によれば、高圧フィルタ３６によって、エンジンに、異物が混入することを抑制することができる。

制御部８４は、燃料供給ユニット１の駆動中、液質検出部６０を用いて、燃料タンク１０内の燃料に含まれるエタノール濃度を検出する。また、制御部８４は、液質検出部６０を用いて、センサ装置２が正常に機能していないこと（即ちセンサ装置２の異常）を検出する。さらに、制御部８４は、液位検出部７０を用いて、燃料タンク１０内の燃料の液位を検出する。制御部８４は、自動車のエンジンが停止されるまで、上記の処理を繰り返し実行する。

具体的には、最初に、制御部８４は、Ｓ１〜Ｓ６を操作することによって、電極６４が発振回路８２に接続されており、かつ、接地されていない状態（即ちＳ２がＯＮ、Ｓ５がＯＦＦ）であり、電極６２，６６が発振回路８２に接続されておらず、かつ、接地されている状態（即ちＳ１，Ｓ３がＯＦＦ、Ｓ４，Ｓ６がＯＮ）に切り替える。この結果、電極６２〜６６によって、第１の電極対６２，６４，６６が形成される。電極６４に信号が供給されると、第１の電極対６２，６４，６６とに、電荷が蓄積される。電極６２〜６６は、全体的に燃料に浸漬されているため、電極６４と電極６２との隙間及び電極６４と電極６６との隙間には、燃料が充満している。このため、第１の電極対６２，６４，６６の静電容量は、燃料の誘電率に相関して変動する。ガソリンの誘電率とエタノールの誘電率とは大きく異なるため、燃料の誘電率は、エタノール濃度によって変化する。これにより、第１の電極対６２，６４，６６の静電容量がエタノール濃度によって変化するため、電極６４に供給される信号は、エタノール濃度によって変化する。

制御部８４には、電極６４に供給される信号を用いて、第１の電極対６２，６４，６６の静電容量を特定するための回路、及び、特定された静電容量を、燃料の誘電率に変換するための回路が実装されている。また、制御部８４には、予め実験あるいは解析によって特定された燃料の誘電率と燃料中のエタノール濃度との関係を示すデータベースが格納されている。制御部８４は、電極６４に供給される信号を取得すると、データベースを参照して、燃料の誘電率から、燃料中のエタノール濃度を検出する。制御部８４は、検出されたエタノール濃度を、ＥＣＵ（Engine Control Unitの略）４に出力する。ＥＣＵ４は、燃料中のエタノール濃度に応じて、エンジンに供給する燃料量を調整する。

次いで、制御部８４は、Ｓ１〜Ｓ６を操作することによって、電極６４が、発振回路８２に接続されておらず、かつ、接地されている状態（即ちＳ２がＯＦＦ、Ｓ５がＯＮ）であり、電極６２が、発振回路８２に接続されており、かつ、接地されていない状態（即ちＳ１がＯＮ、Ｓ４がＯＦＦ）であり、電極６６が発振回路８２に接続されておらず、かつ、接地されていない状態（即ちＳ３、Ｓ６がＯＦＦ）に切り替える。この結果、電極６２，６４によって、第２の電極対６２，６４が形成される。電極６２に信号が供給されると、第２の電極対６２，６４に、電荷が蓄積される。制御部８４は、電極６２に供給される信号を取得する。電極６２に供給される信号は、第２の電極対６２，６４の静電容量に応じて変化する。制御部８４には、電極６２に供給される信号を用いて、第２の電極対６２，６４の静電容量を特定するための回路が実装されている。

次いで、制御部８４は、Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６を操作することによって、電極６２が、発振回路８２に接続されておらず、かつ、接地されていない状態（即ちＳ１、Ｓ４がＯＦＦ）であり、電極６６が発振回路８２に接続されており、かつ、接地されていない状態（即ちＳ３がＯＮ、Ｓ６がＯＦＦ）に切り替える。なお、電極６４は、発振回路８２に接続されておらず、かつ、接地されている状態（即ちＳ２がＯＦＦ、Ｓ５がＯＮ）に維持される。この結果、電極６４，６６によって、第３の電極対６４，６６が形成される。電極６６に信号が供給されると、電荷が第３の電極対６４，６６に蓄積される。制御部８４は、電極６６に供給される信号を取得する。電極６６に供給される信号は、第３の電極対６４，６６の静電容量に応じて変化する。制御部８４には、電極６６に供給される信号を用いて、第２の電極対６４，６６の静電容量を特定するための回路が実装されている。

制御部８４は、第２の電極対６２，６４の静電容量と第３の電極対６４，６６の静電容量とを比較する。第２の電極対６２，６４と第３の電極対６４，６６とは、同一の環境下に置かれている。さらに、電極６２〜６６は、同一の形状を有する。この結果、通常、第２の電極対６２，６４の静電容量と第３の電極対６４，６６の静電容量とは、略同一である。制御部８４は、第２の電極対６２，６４の静電容量と第３の電極対６４，６６の静電容量との相違が、予め決められた数値範囲を超える場合、センサ装置２が正常に機能していないことを検出する。センサ装置２が正常に機能していない状態とは、例えば、センサ装置２の配線の少なくとも一部が断線している状態、電極６２〜６６の少なくとも１個の電極に異物が付着しており、電極６２〜６６を用いて、適切にエタノール濃度を検出できない状態等である。変形例では、制御部８４は、さらに、第２の電極対６２，６４の静電容量と第３の電極対６４，６６の静電容量との相違が、予め決められた数値範囲を超えない場合、センサ装置２が正常に機能していることを検出してもよい。

さらに、制御部８４は、液位検出部７０に供給される信号を取得する。液位検出部７０に供給される信号は、液位検出部７０の電極対の静電容量に応じて変化する。制御部８４には、液位検出部７０に供給される信号を用いて、液位検出部７０の電極対の静電容量を特定するための回路が実装されている。ケース７３の燃料の液位は、ケース７３外の燃料タンク１０内の燃料の液位と一致する。燃料と燃料タンク１０内の気体との誘電率が異なるため、ケース７３の燃料の液位に相関して、液位検出部７０の電極対の静電容量は変動する。さらに、液位検出部７０の電極対の静電容量は、燃料の誘電率、即ち、エタノール濃度に相関して変動する。制御部８４には、液位検出部７０の電極対の静電容量と第１の電極対６２，６４，６６の静電容量とを、燃料の液位に変換するための回路が実装されている。なお、制御部８４は、特定された燃料の液位を、自動車の表示装置に出力する。この構成によれば、センサ装置２を利用して、燃料の液位を検出することができる。

（本実施例の効果）
本実施例では、第２の電極対６２，６４と第３の電極対６４，６６とを用いて、センサ装置２が正常に機能しているのか否かを判定する。この構成によれば、センサ装置２が正常に機能しているのか否かを、適切に判定することができる。また、第２の電極対６２，６４と第３の電極対６４，６６とは、電極６４を共通で利用する。これにより、液質検出部６０に含めるべき電極の個数を少なくすることができる。

また、本実施例では、第１の電極対６２，６４，６６に含まれる電極６２，６４，６６が互いに対向する対向面積は、第２の電極対６２，６４に含まれる電極６２，６４が互いに対向する対向面積よりも広く、第３の電極対６４，６６に含まれる電極６４，６６が互いに対向する対向面積よりも広い。この構成によれば、第１の電極対６２，６４，６６の静電容量を、第２の電極対６２，６４及び第３の電極対６４，６６と比較して、大きくすることができる。これにより、液体の性状の変化に応じて、第１の電極対６２，６４，６６の静電容量を大きく変化させることができる。この結果、液体の性状をより適切に検出することができる。

（対応関係）
上記のセンサ装置２が、「性状検出装置」の一例であり、制御部８４が「取得部」及び「決定部」の一例である。電極６４が「第１の電極」の一例であり、電極６２，６６のそれぞれが「第２の電極」及び「第３の電極」のいずれかの一例である。

（第１実施例の変形例）
（１）図３に示すように、電極６４は、発振回路８２に常時接続されており、接地されていなくてもよい。制御部８４は、スイッチＳ１１，Ｓ１２を操作することによって、スイッチＳ１１，Ｓ１２のＯＮとＯＦＦとを切り替えてもよい。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ１１を操作することによって、電極６２が接地されている状態と接地されていない状態とを切り替え、スイッチＳ１２を操作することによって、電極６６が接地されている状態と接地されていない状態とを切り替えてもよい。なお、電極６２，６６は、発振回路８２に接続されていなくてもよい。

制御部８４は、Ｓ１１，Ｓ１２を操作することによって、電極６２が接地されており、かつ、電極６６が接地されている状態（即ちＳ１１、Ｓ１２がＯＮ）を切り替えてもよい。この結果、電極６２〜６６によって、第１の電極対６２，６４，６６が形成されてもよい。制御部８４は、Ｓ１２を操作することによって、電極６２が接地されており、かつ、電極６６が接地されていない状態（即ちＳ１１がＯＮ、Ｓ１２がＯＦＦ）を切り替えることによって、第２の電極対６２，６４を形成してもよい。さらに、制御部８４は、Ｓ１１、Ｓ１２を操作することによって、電極６２が接地されておらず、かつ、電極６６が接地されている状態（即ちＳ１１がＯＦＦ、Ｓ１２がＯＮ）を切り替えることによって、第３の電極対６４，６６を形成してもよい。

（２）図４に示すように、制御部８４と電極６２，６４，６６との接続関係を変更してもよい。制御部８４は、第１実施例のスイッチＳ１〜Ｓ６と同様に、スイッチＳ２１〜Ｓ２６を操作することによって、スイッチＳ２１〜Ｓ２６のＯＮとＯＦＦとを切り替えてもよい。

（３）図５に示すように、電極６４は、制御部８４に常時接続されており、接地されていなくてもよい。制御部８４は、スイッチＳ３１，Ｓ３２を操作することによって、スイッチＳ３１，Ｓ３２のＯＮとＯＦＦとを切り替えてもよい。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ３１を操作することによって、電極６２が発振回路８２に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替え、スイッチＳ３２を操作することによって、電極６６が発振回路８２に接地されている状態と接地されていない状態とを切り替えてもよい。なお、電極６２，６６は、接地されていなくてもよい。

制御部８４は、Ｓ３１，Ｓ３２を操作して、電極６２と電極６６とが発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ３１、Ｓ３２がＯＮ）に切り替えることによって、第１の電極対６２，６４，６６が形成されてもよい。制御部８４は、Ｓ３２を操作することによって、電極６２が発振回路８２に接続されており、かつ、電極６６が発振回路８２に接続されていない状態（即ちＳ３１がＯＮ、Ｓ３２がＯＦＦ）に切り替えることによって、第２の電極対６２，６４を形成してもよい。さらに、制御部８４は、Ｓ３１、Ｓ３２を操作することによって、電極６２が発振回路８２に接続されておらず、かつ、電極６６が発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ３１がＯＦＦ、Ｓ３２がＯＮ）に切り替えることによって、第３の電極対６４，６６を形成してもよい。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図６に示すように、本実施例では、液質検出部１６０の構成が、液質検出部６０の構成と異なる。

液質検出部１６０は、３個の電極１６２，１６４，１６６を備える。電極１６６は、４個の矩形状の平板１６６ａ〜１６６ｄを備える。平板１６６ａは、燃料タンク１０の深さ方向に平行に配置されている。平板１６６ｂ〜１６６ｄは、平板１６６ａの一方の面から、平板１６６ａに垂直に配置されている。平板１６６ｂ〜１６６ｄは、等間隔に配置されている。

電極１６２は、矩形状の平板である。電極１６２は、平板１６６ｂと平板１６６ｃとの隙間の中央に配置される。電極１６６は、平板１６６ｂの下面と平板１６６ｃの上面とで、電極１６２と対向している。電極１６４は、平板１６６ｃと平板１６６ｄとの隙間の中央に配置される。電極１６６は、平板１６６ｃの下面と平板１６６ｄの上面とで、電極１６４と対向している。即ち、電極１６２と平板１６６ｂとの隙間と、電極１６２と平板１６６ｃとの隙間と、電極１６４と平板１６６ｃとの隙間と、電極１６４と平板１６６ｄとの隙間とは、等しい。電極１６２，１６４は、電極１６６によって覆われている。なお、変形例では、各電極１６２，１６４，１６６の間隔は、等しくなくてもよい。

電極１６４は、常時接地されている。制御部８４は、スイッチＳ４１，Ｓ４２を操作することによって、スイッチＳ４１，Ｓ４２のＯＮとＯＦＦとを切り替える。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ４１を操作することによって、電極１６２が発振回路８２に接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える。また、制御部８４は、スイッチＳ４２を操作することによって、電極１６４が発振回路８２に接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える。

制御部８４は、Ｓ４１，Ｓ４２を操作して、電極１６２と電極１６４とが発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ４１、Ｓ４２がＯＮ）に切り替えることによって、第１の電極対１６２，１６４，１６６を形成する。これにより、制御部８４は、燃料のエタノール濃度を検出する。次いで、制御部８４は、Ｓ４２を操作して、電極１６２が発振回路８２に接続されており、かつ、電極１６４が発振回路８２に接続されていない状態（即ちＳ４１がＯＮ、Ｓ４２がＯＦＦ）に切り替えることによって、第２の電極対１６２，１６６を形成する。さらに、制御部８４は、Ｓ４１、Ｓ４２を操作することによって、電極１６２が発振回路８２に接続されておらず、かつ、電極１６４が発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ４１がＯＦＦ、Ｓ４２がＯＮ）に切り替えることによって、第３の電極対１６４，１６６を形成する。これにより、制御部８４は、センサ装置２が正常に機能していないことを検出する。

本実施例のセンサ装置２によれば、第１実施例と同様の効果を奏することができる。また、本実施例では、電極１６６は、電極１６２，１６４を覆う。この構成によれば、電極１６２，１６６の隙間、及び、電極１６４，１６６の隙間に異物が侵入することを抑制することができる。この結果、エタノール濃度をより適切に検出することができる。また、電極１６６は、常時接地されている。この構成によれば、電極１６６が、シールド電極の機能を果たすため、第１の電極対〜第３の電極対の静電容量が、外部の影響を受けて変動することを抑制することができる。なお、本実施例では、電極１６６が「第１の電極」の一例であり、電極１６２，１６４のそれぞれが「第２の電極」及び「第３の電極」のいずれかの一例である。

（第２実施例の変形例）
（１）図７に示すように、電極１６６は、発振回路８２に常時接続されていてもよい。制御部８４は、スイッチＳ５１，Ｓ５２を操作することによって、スイッチＳ５１，Ｓ５２のＯＮとＯＦＦとを切り替えてもよい。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ５１を操作することによって、電極１６２が制御部８４に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替え、スイッチＳ５２を操作することによって、電極１６４が制御部８４に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替えてもよい。なお、電極１６２，１６４は、発振回路８２に接続されていなくてもよい。

制御部８４は、Ｓ５１，Ｓ５２を操作することによって、電極１６２が制御部８４に接続されており、かつ、電極１６４が制御部８４に接続されている状態（即ちＳ５１、Ｓ５２がＯＮ）に切り替えてもよい。この結果、電極１６２〜１６６によって、第１の電極対１６２，１６４，１６６が形成されてもよい。制御部８４は、Ｓ５２を操作することによって、電極１６２が制御部８４に接続されており、かつ、電極１６４が制御部８４に接続されていない状態（即ちＳ５１がＯＮ、Ｓ５２がＯＦＦ）に切り替えることによって、第２の電極対１６２，１６６を形成してもよい。さらに、制御部８４は、Ｓ５１、Ｓ５２を操作することによって、電極１６２が制御部８４に接続されておらず、かつ、電極１６４が制御部８４に接続されている状態（即ちＳ５１がＯＦＦ、Ｓ５２がＯＮ）に切り替えることによって、第３の電極対１６４，１６６を形成してもよい。

（２）図８に示すように、液質検出部１６０は、電極１６６に代えて、電極２６６を備えていてもよい。電極２６６は、５個の矩形状の平板２６６ａ〜２６６ｅを備えていてもよい。３個の平板２６６ｂ〜２６６ｄは、３個の平板１６６ｂ〜１６６ｄと同一の構成及び同一の位置関係を有してもよい。平板２６６ａは、２個の平板２６６ｂ，２６６ｃに垂直に配置されており、平板２６６ｂの一方の端辺と平板２６６ｃの一方の端辺とを接続してもよい。平板２６６ｅは、２個の平板２６６ｃ，２６６ｄに垂直に配置されており、平板２６６ｃの他方の端辺と平板２６６ｄの一方の端辺を、接続してもよい。

（第３実施例）
第２実施例と異なる点を説明する。図９に示すように、本実施例では、液質検出部３６０の構成が、液質検出部１６０の構成と異なる。

液質検出部３６０は、基板３６８と、３個の電極３６２，３６４，３６６と、を備える。基板３６８は、矩形状の平板である。基板３６８は、燃料タンク１０の深さ方向に平行に配置されている。基板３６８の一方の面には、３個の電極３６２，３６４，３６６が配置されている。電極３６６は、電極３６２，３６４の間に配置されている。

各電極３６２〜３６６は、薄膜の導電性の材料（例えば金、銅合金）で作製されている。各電極３６２〜３６６は、櫛歯形状を有する。具体的には、電極３６２は、基板３６８の上下方向に伸びる縦電極３６２ａと、縦電極３６２ａから垂直に伸びる複数個の横電極３６２ｂと、を備える。複数個の横電極３６２ｂは、縦電極３６２ａの伸張方向に等間隔に配置されている。電極３６４は、電極３６２と同様に、縦電極３６４ａと複数個の横電極３６４ｂとを備える。電極３６６は、縦電極３６２ａと同様の縦電極３６６ａと、縦電極３６６ａと直交する複数個の横電極３６６ｂとを備える。横電極３６６ｂは、隣り合う横電極３６２ｂの間に配置されると共に、隣り合う横電極３６４ｂの間に配置される。なお、横電極３６２ｂは、縦電極３６２ａから垂直に伸びていなくてもよい。横電極３６４ｂと縦電極３６４ａの位置関係及び、横電極３６６ｂと縦電極３６６ａの位置関係も同様である。この構成によれば、電極３６２，３６４，３６６のサイズを小さくすることができる。

本実施例のセンサ装置２によれば、第１実施例と同様の効果を奏することができる。本実施例では、電極３６６が「第１の電極」の一例であり、電極３６２，３６４のそれぞれが「第２の電極」及び「第３の電極」のいずれかの一例である。

（第３実施例の変形例）
図１０に示すように、液質検出部３６０は、基板３６８上に、電極３６２〜３６６に代えて、電極４６２〜４６６を備えていてもよい。電極４６２は、基板３６８の上下方向に伸びる縦電極４６２ａと、縦電極４６２ａと直交する複数個の横電極４６２ｂとを備えていてもよい。電極４６４は、電極４６２と同様に、縦電極４６４ａと複数個の横電極４６４ｂとを備えていてもよい。

電極４６６は、基板３６８の上下方向に伸びる３個の縦電極４６６ａと、複数個の横電極４６６ｂと、複数個の横電極４６６ｃと、複数個の横電極４６６ｄと、を備えていてもよい。３個の縦電極４６６ａは、互いに間隔を開けて配置されており、下端において、電気的に接続されていてもよい。電極４６２，４６４のそれぞれは、隣り合う２個の縦電極４６６ａの間に配置されていてもよい。

複数個の横電極４６６ｂは、左端に配置される縦電極４４６ａから縦電極４６２ａに向かって垂直に伸びていてもよい。各横電極４６６ｂは、隣り合う２個の横電極４６２ｂの間に配置されていてもよい。複数個の横電極４６６ｄは、右端に配置される縦電極４６６ａから縦電極４６４ａに向かって垂直に伸びていてもよい。各横電極４６６ｄは、隣り合う２個の横電極４６４ｂの間に配置されていてもよい。複数個の横電極４６６ｃは、電極４６２と電極４６４との間に配置される縦電極４６６ａから縦電極４６２ａと縦電極４６４ａとに向かって垂直に伸びていてもよい。各横電極４６６ｃは、隣り合う２個の横電極４６２ｂの間に配置されていると共に、隣り合う２個の横電極４６４ｂの間に配置されていてもよい。

（第４実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図１１に示すように、本実施例では、液質検出部５６０の構成が、液質検出部６０の構成と異なる。

液質検出部５６０は、３個の電極５６２，５６４，５６６を備える。図１２に示すように、電極５６２は、円筒形状を有する。電極５６４は、電極５６２に収容されており、円筒形状を有する。電極５６４は、電極５６２の内周面と対向している。電極５６６は、電極５６４に収容されており、円筒形状を有する。電極５６６は、電極５６４の内周面と対向している。また、電極５６６は、電極５６４を挟んで、電極５６２と対向している。３個の電極５６２，５６４，５６６は、同心上に配置されている。

図１１に示すように、電極５６２は、常時接地されている。制御部８４は、スイッチＳ６１〜Ｓ６３を操作することによって、スイッチＳ６１〜Ｓ６３のＯＮとＯＦＦとを切り替える。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ６１を操作することによって、電極５６４が発振回路８２に接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える。また、制御部８４は、スイッチＳ６２を操作することによって、電極１６４が発振回路８２に接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える。さらに、制御部８４は、スイッチＳ６３を操作することによって、電極５６６が接地されている状態と接地されていない状態とを切り替える。なお、電極５６２は、発振回路８２に接続されず、電極５６４は、接地されない。

制御部８４は、Ｓ６１〜Ｓ６３を操作して、電極５６４が発振回路８２に接続されており、電極５６６が接地されている状態（即ちＳ６１、Ｓ６３がＯＮ、Ｓ６２がＯＦＦ）に切り替えることによって、第１の電極対５６２，５６４，５６６を形成する。これにより、制御部８４は、燃料のエタノール濃度を検出する。次いで、制御部８４は、Ｓ６３を操作して、電極５６４が発振回路８２に接続されており、かつ、電極５６６が発振回路８２に接続されておらず、接地もされていない状態（即ちＳ６１がＯＮ、Ｓ６２，Ｓ６３がＯＦＦ）に切り替えることによって、第２の電極対５６２，５６４を形成する。さらに、制御部８４は、Ｓ６１，Ｓ６２を操作することによって、電極５６４が発振回路８２に接続されておらず、かつ、電極５６６が発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ６１、Ｓ６３がＯＦＦ、Ｓ６２がＯＮ）に切り替えることによって、第３の電極対５６２，５６６を形成する。これにより、制御部８４は、センサ装置２が正常に機能していないことを検出する。

本実施例のセンサ装置２によれば、第２実施例と同様の効果を奏することができる。本実施例では、電極５６２が「第１の電極」の一例であり、電極５６４，５６６のそれぞれが「第２の電極」及び「第３の電極」のいずれかの一例である。

（第４実施例の変形例）
図１３に示すように、電極５６２は、発振回路８２に常時接続されていてもよい。制御部８４は、スイッチＳ７１，Ｓ７２を操作することによって、スイッチＳ７１，Ｓ７２のＯＮとＯＦＦとを切り替えてもよい。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ７１を操作することによって、電極５６４が制御部８４に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替え、スイッチＳ７２を操作することによって、電極５６６が制御部８４に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替えてもよい。なお、電極５６４，５６６は、発振回路８２に接続されていなくてもよい。

制御部８４は、Ｓ７１，Ｓ７２を操作することによって、電極５６４と電極５６６とが制御部８４に接続されている状態（即ちＳ７１がＯＮ、Ｓ７２がＯＦＦ）に切り替えてもよい。この結果、電極５６２〜５６６によって、第１の電極対５６２，５６４が形成されてもよい。さらに、制御部８４は、Ｓ７１、Ｓ７２を操作することによって、電極５６４が制御部８４に接続されておらず、かつ、電極５６６が制御部８４に接続されている状態（即ちＳ７１がＯＦＦ、Ｓ７２がＯＮ）に切り替えることによって、第２の電極対５６２，５６６を形成してもよい。なお、制御部８４は、第１の電極対５６２，５６４の静電容量と第２の電極対５６２，５６６の静電容量とを比較することによって、センサ装置２が正常に機能していないことを検出してもよい。

（第５実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図１４に示すように、本実施例では、液質検出部６６０の構成が、液質検出部６０の構成と異なる。

液質検出部６６０は、３個の電極６６２，６６４，６６６を備える。図１５に示すように、電極６６２は、円筒形状を有する。電極６６４は、電極６６２に収容されており、円筒形状を有する。電極６６４は、電極６６２の内周面と対向している。電極６６６は、電極５６４と同一の形状を有する。図１４に示すように、電極６６６は、電極６６２に収容されており、電極６６４と間隔を開けて配置されている。３個の電極６６２，６６４，６６６は、同心上に配置されている。

電極６６４は、常時接地されている。制御部８４は、スイッチＳ８１、Ｓ８２を操作することによって、スイッチＳ８１、Ｓ８２のＯＮとＯＦＦとを切り替える。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ８１を操作することによって、電極６６２が発振回路８２に接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える。また、制御部８４は、スイッチＳ８２を操作することによって、電極６６６が発振回路８２に接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える。なお、電極６６２，６６６は、接地されない。

制御部８４は、Ｓ８１、Ｓ８２を操作して、電極６６２、６６６が発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ８１、Ｓ８２がＯＮ）に切り替えることによって、第１の電極対６６２，６６４，６６６を形成する。これにより、制御部８４は、燃料のエタノール濃度を検出する。次いで、制御部８４は、Ｓ６３を操作して、電極６６２が発振回路８２に接続されており、かつ、電極６６６が発振回路８２に接続されておらず、接地もされていない状態（即ちＳ８１がＯＮ、Ｓ８２がＯＦＦ）に切り替えることによって、第２の電極対６６２，６６４を形成する。さらに、制御部８４は、Ｓ８１，Ｓ８２を操作することによって、電極６６２が発振回路８２に接続されておらず、接地もされていない状態であり、かつ、電極６６６が発振回路８２に接続されている状態（即ちＳ８１がＯＦＦ、Ｓ８２がＯＮ）に切り替えることによって、第３の電極対６６４，６６６を形成する。これにより、制御部８４は、センサ装置２が正常に機能していないことを検出する。

本実施例のセンサ装置２によれば、第２実施例と同様の効果を奏することができる。本実施例では、電極６６４が「第１の電極」の一例であり、電極６６２，６６６のそれぞれが「第２の電極」及び「第３の電極」のいずれかの一例である。

（第５実施例の変形例）
図１６に示すように、電極６６４は、発振回路８２に常時接続されていてもよい。制御部８４は、スイッチＳ９１，Ｓ９２を操作することによって、スイッチＳ９１，Ｓ９２のＯＮとＯＦＦとを切り替えてもよい。詳細には、制御部８４は、スイッチＳ９１を操作することによって、電極６６２が制御部８４に接続されている状態と接続されていない状態とそ切り替え、スイッチＳ９２を操作することによって、電極９６６が制御部８４に接続されている状態と接続されていない状態とを切り替えてもよい。なお、電極６６２，６６６は、発振回路８２に接続されていなくてもよい。

制御部８４は、Ｓ９１，Ｓ９２を操作することによって、電極６６４と電極６６６とが制御部８４に接続されている状態（即ちＳ９１、Ｓ９２がＯＮ）に切り替えてもよい。この結果、電極６６２〜６６６によって、第１の電極対６６２，６６４，６６６が形成されてもよい。制御部８４は、Ｓ９２を操作することによって、電極６６２が制御部８４に接続されており、かつ、電極６６６が制御部８４に接続されていない状態（即ちＳ９１がＯＮ、Ｓ９２がＯＦＦ）に切り替えることによって、第２の電極対６６２，６６４を形成してもよい。さらに、制御部８４は、Ｓ９１、Ｓ９２を操作することによって、電極６６２が制御部８４に接続されておらず、かつ、電極６６６が制御部８４に接続されている状態（即ちＳ９１がＯＦＦ、Ｓ９２がＯＮ）に切り替えることによって、第３の電極対６６４，６６６を形成してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（変形例）
（１）上記の実施例では、センサ装置２は、液質検出部６０等を用いて、燃料中のエタノール濃度を検出している。しかしながら、センサ装置２は、燃料の劣化の程度（例えば、燃料の酸化の程度）、燃料の液位等を検出してもよい。本変形例では、劣化の程度、液位が、「性状」の一例である。

（２）「性状検出装置」は、燃料以外の液体、例えば、冷却水の性状（例えば劣化の程度、冷却水の種類、液位）を検出するために用いられてもよい。

（３）上記の各実施例では、制御部８４は、自動車の表示装置に、第２の電極対と第３の電極対との静電容量の比較結果として、センサ装置２に異常があることを示す情報を出力する。しかしながら、制御部８４は、第２の電極対と第３の電極対との静電容量の比較結果として、静電容量の相違の程度を示す情報（相違が比較的に大きい、又は相違が比較的に小さい）を、自動車の表示装置に出力してもよい。また、制御部８４は、比較結果から得られる情報を、音声出力装置に出力してもよい。音声出力装置は、比較結果から得られる情報を、音声で出力してもよい。本変例の構成は、「制御部は、決定部によって決定された第２の電極対であって、第１の電極と第２の電極とを含む第２の電極対を用いて得られる値と、決定部によって決定された第３の電極対であって、第１の電極と第３の電極と含む第３の電極対を用いて得られる値とに基づいて、性状検出装置が正常に機能していないことを検出する」構成の一例である。

（４）上記の各実施例では、液質検出部６０等は、３個の電極を備えている。しかしながら、液質検出部は、３個以上の電極を備えていてもよい。制御部８４は、３個以上の電極を用いて、電極対を形成してもよい。

（５）上記の各実施例では、制御部８４は、各電極対の静電容量、即ち、燃料の誘電率を用いて、エタノール濃度等を検出する。しかしながら、制御部８４は、電極対の静電容量の以外の電極対を用いて得られる値、例えば、電極対を用いて得られる燃料の導電率を用いて、エタノール濃度、センサ装置２の異常等を検出してもよい。

（６）上記の各実施例のセンサ装置２は、燃料の温度を検出するための温度検出素子（例えばサーミスタ）を備えていてもよい。例えば、液質検出部５６０では、温度検出素子は、電極５６６に収容されていてもよい。

（７）液質検出部６０は、パイプ９４あるいは吐出ポート１２よりも上流側、即ち、パイプ９４あるいは吐出ポート１２よりもポンプ本体３４側の燃料流路内に配置されていてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：燃料供給ユニット、２：センサ装置、１０：燃料タンク、２０：リザーブカップ、３２：低圧フィルタ、３４：ポンプ本体、３６：高圧フィルタ、３８：ベーパジェット、４２：プレッシャーレギュレータ、４４：ジェットポンプ、６０：液質検出部、６２，６４，６６：電極、７０：液位検出部、８０：制御装置、８２：発振回路、８４：制御部

Claims (8)

1. 液体の性状を検出する性状検出装置であって、
   第１の電極と、第１の電極と隙間を開けて対向する第２の電極と、第１の電極と隙間を開けて対向する第３の電極と、を含む電極群と、
   電極群から検出結果を取得する取得部と、
   電極群に含まれる電極の中から、検出に用いる電極対として、少なくとも２個の電極を決定する決定部と、を備え、
   取得部は、
   決定部によって決定された第１の電極対であって、第１の電極と第２の電極と第３の電極の少なくとも２個を含む第１の電極対を用いて、液体の性状を検出し、
   決定部によって決定された第２の電極対であって、第１の電極と第２の電極とを含む第２の電極対を用いて得られる値と、決定部によって決定された第３の電極対であって、第１の電極と第３の電極と含む第３の電極対を用いて得られる値とに基づいて、性状検出装置が正常に機能していないことを検出する、性状検出装置。
2. 電極群に含まれる電極のそれぞれは、平板形状を有する、請求項１に記載の性状検出装置。
3. 電極群に含まれる電極のそれぞれは、円筒形状を有する、請求項１に記載の性状検出装置。
4. 電極群に含まれる各電極を支持する基板を、さらに備え、
   電極群に含まれる電極のそれぞれは、基板上に配置されており、薄層の櫛歯形状を有する、請求項１に記載の性状検出装置。
5. 第１の電極対は、第２の電極対と異なる電極を含み、
   第１の電極対は、第３の電極対と異なる電極を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の性状検出装置。
6. 第１の電極対に含まれる電極が互いに対向する対向面積は、第２の電極対に含まれる電極が互いに対向する対向面積よりも広く、第３の電極対に含まれる電極が互いに対向する対向面積よりも広い、請求項１から５のいずれか一項に記載の性状検出装置。
7. 第１の電極は、第２の電極と第３の電極との少なくとも一部を覆う、請求項１から６のいずれか一項に記載の性状検出装置。
8. 第１の電極は、接地される、請求項７に記載の性状検出装置。

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