JP2015114183A - 液質検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液質センサの合理性を簡便に診断可能な技術を提供する。【解決手段】 センサ装置２は、液質センサ６０及び制御装置８０を備える。液質センサ６０は、一対の電極１００及び液位切換装置６２，６４，６６を有する。液位切換装置６２，６４，６６は、一対の電極１００に対する燃料の液位を固定された第１固定液位と第２固定液位の間で切換可能に構成されている。制御装置８０は、第１固定液位のときの一対の電極１００間の電気的特性に依存した第１検出値及び第２固定液位のときの一対の電極１００間の電気的特性に依存した第２検出値に基づいて、液質センサ６０の合理性を診断する。【選択図】 図２

Description

本明細書で開示される技術は、容器内の液体の液質を検出する液質検出装置に関する。

容器内の液体の液質を検出し、その検出結果に基づいた制御が必要とされる場面が多く存在する。例えば、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度を検出する液質検出装置が開発されている。液質検出装置は、一対の電極を有する液質センサを備える。液質センサは、燃料で浸漬された一対の電極間の電気的特性からアルコール濃度を検出する。検出されたアルコール濃度は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）に提供され、エンジンの空燃比制御のパラメータとして用いられる。

例えば、液質センサにおける配線の断線若しくは短絡又は一対の電極の経年劣化により、取得される検出値の正確性が実用上の許容範囲から外れてしまうことがある。このような事態を早期に特定するために、液質センサの合理性を診断する技術の開発が望まれており、その一例が特許文献１に開示されている。

特開２０１２−２２５１８４号公報

特許文献１の技術は、液質センサの合理性を診断するために、他の複数の装置の検出値を利用する。他の複数の装置の検出値は、液質センサの検出値に相関する。特許文献１の技術では、液質センサの検出値と他の複数の装置の検出値の相関関係が維持されているか否かにより、液質センサの合理性を診断する。複数の装置の検出値を利用するので、液質センサの合理性を診断するための処理が複雑になる。本明細書は、液質センサの合理性を簡便に診断可能な技術を提供することを目的としている。

本明細書で開示される液質検出装置は、容器内の液体の液質を検出する。液質検出装置の一実施形態は、液質センサ及び制御装置を備える。液質センサは、一対の電極及び液位切換装置を有する。液位切換装置は、一対の電極に対する液体の液位を固定された第１固定液位と第２固定液位の間で切換可能に構成されている。制御装置は、一対の電極に接続されている。制御装置は、第１固定液位のときの一対の電極間の電気的特性に依存した第１検出値及び第２固定液位のときの一対の電極間の電気的特性に依存した第２検出値に基づいて、液質センサの合理性を診断する。この液質検出装置は、液位切換装置を利用して、一対の電極に対する液体の液位を固定された少なくとも２つの液位に切換えることができる。このため、液質検出装置は、固定された液位のときの少なくとも２つの検出値を取得することができる。これにより、液質検出装置は、２つの検出値に基づいて液質センサの合理性を診断することができる。液質検出装置は、複数の装置の検出値を利用しなくても、液質センサを自己診断することができる。

燃料タンク周辺の構成を示す。 液質センサと制御装置との構成を示す。 図２のIII-III断面の断面図を示す。 合理性診断動作のフローを示す。 変形例の液質センサと制御装置との構成を示す。 変形例の液質センサと制御装置との構成を示す。 図６のVII-VII断面の断面図を示す。 変形例の液質センサと制御装置との構成を示す。 変形例の液質センサと制御装置との構成を示す。 変形例の燃料タンク周辺の構成を示す。 変形例の液質センサと制御装置との構成を示す。 変形例の燃料タンク周辺の構成を示す。 変形例の燃料タンク周辺の構成を示す。

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）本明細書で開示される液質検出装置は、容器内の液体の液質を検出する。ここで、液体の液質とは、その液体に固有の特徴を示す性質のことであり、例えば、液体に含まれる特定物質の濃度及び液体の劣化程度を含む。また、ここでいう液体とは、内燃機関に用いられる燃料であってもよい。液体が内燃機関に用いられる燃料の場合、液体の液質とは、燃料に含まれるアルコール濃度であってもよい。

（特徴２）本明細書で開示される液質センサの一実施形態は、一対の電極及び液位切換装置を有していてもよい。ここで、一対の電極は、一対の電極間の電気的特性に基づいて、液体の特定の物性値を検出するために用いられてもよい。液位切換装置は、一対の電極に対する液体の液位を固定された第１固定液位と第２固定液位の間で切換可能に構成されていてもよい。一対の電極に対する液体の液位は、一対の電極が液体に浸漬されない液位から一対の電極が液体に完全に浸漬される液位までを含む。液位切換装置は、固定配置されている一対の電極に対して液体の液位を調整することで一対の電極に対する液体の液位を切換えてもよく、液体の液位に対して一対の電極を移動させることで一対の電極に対する液体の液位を切換えてもよい。

（特徴３）制御装置は、一対の電極に接続されており、一対の電極間の電気的特性に依存した検出値を取得することができるように構成されていてもよい。例えば、制御装置が取得する検出値は、一対の電極間の静電容量であってもよく、その静電容量から演算される液体の誘電率であってもよく、あるいは、その静電容量から演算される他の指標であってもよい。

（特徴４）制御装置は、第１固定液位のときの一対の電極間の電気的特性に依存した第１検出値及び第２固定液位のときの一対の電極間の電気的特性に依存した第２検出値に基づいて、液質センサの合理性を診断してもよい。ここで、液質センサに合理性があるとは、液質センサを継続して使用することが許容されることをいう。制御装置は、第１検出値及び第２検出値の２つの出力値に基づいて液質センサの合理性を診断することができる。制御装置は、第１検出値と第２検出値の比、積、加算又は減算、あるいはこれらの組合せに基づいて、液質センサの合理性を診断してもよい。あるいは、制御装置は、第１検出値と第２検出値の各々を別個に評価し、液質センサの合理性を診断してもよい。ただし、制御装置は、第１検出値と第２検出値の比に基づいて液質センサの合理性を診断するのが望ましい。第１検出値と第２検出値の比に基づく液質センサの合理診断は、より簡便且つ正確なものとなり得る。

（特徴５）液位切換装置は、一対の電極を収容可能に構成されているとともに容器内に搭載されている液体ポンプに接続可能に構成されている液体貯留部を有していてもよい。液体貯留部は、液体ポンプが稼働しているときに一対の電極に対する液体の液位を第１固定液位となるように構成されていてもよい。液体貯留部はさらに、液体ポンプが停止しているときに一対の電極に対する液体の液位を第２固定液位となるように構成されていてもよい。この例の液位切換装置は、液体ポンプの稼働と停止を利用して、一対の電極に対する液体の液位を固定された第１固定液位と第２固定液位の間で切換えることができるので、簡易な構成となる。

（特徴６）液体貯留部は、容器内に配置可能に構成されていてもよい。この場合、液体貯留部には、液体排出口が形成されていてもよい。この液体排出口は、液体貯留部が容器内に配置されたときに、容器内の液体の残量に依存せずに容器内に形成されている空気層に露出するように構成されていてもよい。この形態の液体貯留部は、液体ポンプが停止したときに、液体排出口の位置に依存して固定された液体量を貯留することができる。このため、この形態の液体貯留部は、液体ポンプが停止したときに、一対の電極に対する液体の液位を固定させることができる。

（特徴７）液質検出装置は、容器に形成されている開口に取付けられるセットプレートを備えていてもよい。セットプレートの一例は、容器の外側に向けて突出して空気層を画定する凸部を有していてもよい。この場合、液体貯留部は、凸部内に配置可能に構成されていてもよい。セットプレートの他の一例は、容器の内側に向けて突出して空気層を画定する凹部を有していてもよい。この場合、液体貯留部は、凹部内に配置可能に構成されていてもよい。いずれの液質検出装置も、液体貯留部の液体排出口を空気層に露出させることができる。また、セットプレートが凹部を有する場合、その凹部の底壁の一部には、液体貯留部から排出される液体を凹部外に排出する開口が形成されていてもよい。開口の大きさが凹部の底壁の一部に規制されているので、このような形態の開口が形成される凹部は、液体と空気の置換を抑制し、空気層を維持することができる。

図１に示されるように、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、セットプレート１４、燃料ポンプユニット３０及びセンサ装置２を備える。

燃料タンク１０は、開口が形成されている上壁を有しており、その開口がセットプレート１４で閉塞されている。燃料タンク１０とセットプレート１４は、燃料（ガソリンあるいはガソリンとエタノールとの混合燃料）が貯留される空間を画定する。

燃料ポンプユニット３０は、低圧フィルタ３２、ポンプ本体３４、高圧フィルタ３６、リザーブカップ２０、プレッシャーレギュレータ４２及び吐出ポート１２を備える。低圧フィルタ３２、ポンプ本体３４、高圧フィルタ３６、リザーブカップ２０及びプレッシャーレギュレータ４２は、燃料タンク１０内に配置されている。吐出ポート１２は、セットプレート１４に固定されており、燃料タンク１０外に配置されている。

低圧フィルタ３２、ポンプ本体３４及び高圧フィルタ３６は、リザーブカップ２０内に配置される。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には、図示省略したジェットポンプによって、リザーブカップ２０外の燃料が送り込まれる。

低圧フィルタ３２は、袋状に作製されている不織布を有する。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。ポンプ本体３４は、リザーブカップ２０内に貯留されている燃料を吸引口３４ａから吸引して昇圧する。ポンプ本体３４は、昇圧された燃料を排出口３４ｂから排出する。高圧フィルタ３６は、ケース３６ａ及びフィルタ部材（図示省略）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の周方向に配置されており、ポンプ本体３４の排出口３４ｂとパイプ９４を連通する。高圧フィルタ３６は、ポンプ本体３４の排出口３４ｂからケース３６ａ内に流入した燃料をフィルタ部材によって濾過し、パイプ９４に送り出す。パイプ９４は、高圧フィルタ３６と吐出ポート１２を連通する。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内の過剰な燃料を放出パイプ５２に放出する。これにより、パイプ９４内の燃料の圧力は、一定圧力に調整される。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た燃料は、吐出ポート１２からエンジン（図示省略）に圧送される。

センサ装置２は、液質センサ６０及び制御装置８０を備える。制御装置８０が液質センサ６０に固定されており、液質センサ６０がセットプレート１４の開口１４ａに嵌合されている。セットプレート１４は、嵌合壁１４ｂ及び突出壁１４ｃを有している。これら嵌合壁１４ｂと突出壁１４ｃが、燃料タンク１０の外側に向けて突出する凸部１４ｄを構成する。嵌合壁１４ｂは、開口１４ａを画定しており、液質センサ６０を嵌合可能に構成されている。突出壁１４ｃは、嵌合壁１４ｂの周縁を一巡しており、円筒形状を有する。後述するように、液質センサ６０と嵌合壁１４ｂは気密に嵌合する。このため、凸部１４ｄは、燃料タンク１０内の燃料の残量に依存せずに、空気が残存する空気層を形成する。

図２に示されるように、液質センサ６０は、上壁６２、周壁６４、底壁６６、電極対１００及びサーミスタ１０８を備える。なお、上壁６２、周壁６４及び底壁６６は、特許請求の範囲に記載の液体貯留部を構成する。電極対１００は、電極１０４，１０６を有する。各電極１０４，１０６は、導電性を有する材料で作製されている。電極１０４は、円筒形状を有する（図３参照）。電極１０４の中心軸は、燃料タンク１０の深さ方向に平行である。電極１０４は、上端近傍に、電極１０４の内側と外側とを連通する連通口１０４ｂを有する。電極１０６は、電極１０４の内側に配置されている。電極１０６は、電極１０４の中心軸と同一の中心軸を有する円筒形状を有する（図３参照）。電極１０６の中心軸方向の長さは、電極１０４の中心軸方向の長さよりも短い。電極１０６の上端は、電極１０４の上端と同じ高さに位置する。電極１０６の外周面１０６ａは、全面に亘って、電極１０４の内周面と対向する。

電極１０６の内側は樹脂によって埋められている。電極１０６の内側には、サーミスタ１０８が配置されている。サーミスタ１０８は、電極１０６の下端に配置されており、電極１０６の底部に接触するとともに樹脂によって覆われている。この構成によれば、サーミスタ１０８を配置するスペースを、個別に確保せずに済む。

電極対１００は、上壁６２、周壁６４及び底壁６６によって覆われている。上壁６２は、周壁６４と一体的に成形されている。上壁６２は、セットプレート１４の開口１４ａに、Ｏリングを介して気密に嵌合されている。上壁６２の下面は、周壁６４及び電極対１００の上端に当接している。上壁６２は、上壁６２から下面から下方に突出する円筒形状の支持壁６２ａを備える。

支持壁６２ａは、電極１０４，１０６の隙間に配置されている。支持壁６２ａの下端は、全周に亘って同じ高さに位置しており、連通口１０４ｂの上端と略同じ高さに位置する。支持壁６２ａは、周壁６４と共に、電極１０４の上端部を狭持することによって、電極１０４の上端を支持している。また、支持壁６２ａは、支持壁６２ａの内側に電極１０６が嵌合されることによって、電極１０６上端を支持する。

周壁６４は、上壁６２と底壁６６の間を延びており、樹脂等の非導電材料で作製されている。周壁６４は、電極１０４の中心軸と同一の中心軸を有する円筒形状を有する（図３参照）。周壁６４の中心軸方向の長さは、電極１０４の中心軸方向の長さと同一であり、周壁６４の下端は、電極１０４の下端と同じ高さに位置する。周壁６４は、上端付近に、連通口６４ａを有する。周壁６４の連通口６４ａは、周方向において、電極１０４の連通口１０４ｂと同じ方向に配置されている。

底壁６６は、周壁６４の下端に一体的に取り付けられている。また、底壁６６の上面には、電極１０４の下端部が挿入されている。これにより、底壁６６は、電極１０４の下端を支持する。なお、底壁６６は、電極１０６の下端との間に隙間を有する。

電極１０４の対向面１０４ａ、電極１０６の対向面１０６ａ、上壁６２、詳細には、支持壁６２ｂの下面及び底壁６６の上面は、貯留空間１１０を画定する。電極１０４の外周面、周壁６４の内周面、上壁６２の下面及び底壁６６の上面は、貯留空間１２０を画定する。電極１０４と電極１０６は、貯留空間１１０を介して対向する部分において、一対の電極からなる静電容量式センサを構成する。貯留空間１１０の下端は、連通口６８によって、燃料タンク１０内に連通する。貯留空間１１０の上端は、連通口１０４ｂによって、貯留空間１２０に連通する。貯留空間１２０の下端は、連通口６７によって、放出パイプ５２に連通する。図１及び図２に示されるように、貯留空間１１０の下端に連通する連通口６８は、セットプレート１４の凸部１４ｄに存在する空気層に露出している。

上壁６２の上面には、制御装置８０が固定されている。制御装置８０は、制御回路８２及び複数の出力端子８４（この例では、１つの出力端子８４のみを図示する）を備える。制御回路８２は、ＣＰＵ、メモリ等を実装する。出力端子８４は、ＥＣＵ９０に接続されている。制御装置８０は、制御回路８２を利用して液質センサ６０に貯留する燃料の温度及び電極対１００の間の電気的特性からエタノール濃度を演算し、出力端子８４を介してそのエタノール濃度をＥＣＵ９０に提供する。また、制御装置８０は、制御回路８２を利用して液質センサ６０の合理性を診断し、出力端子８４を介してその診断結果をＥＣＵ９０に提供する。

（燃料供給ユニット１の燃料供給動作）
運転者がエンジンを始動させると、燃料供給ユニット１は駆動する。図１に示されるように、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。低圧フィルタ３２は、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、排出口３４ｂから高圧フィルタ３６に排出される。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。

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、放出パイプ５２に放出する。図２の破線矢印で示すように、放出パイプ５２内の燃料は、連通口６７を通過して貯留空間１２０に流入する。貯留空間１２０に流入した燃料は、貯留空間１２０を下方から上方に流れ、連通口１０４ｂを通過して貯留空間１１０に流入する。貯留空間１２０に流入した燃料の一部は、連通口６４ａを通過して貯留空間１２０外に放出される。連通口６４ａは、連通口１０４ｂよりも上方に配置されている。このため、貯留空間１２０に流入した燃料に含まれる気泡は、連通口６４ａを通過して貯留空間１２０外に放出にされる。これにより、貯留空間１１０に流入する燃料に気泡が含まれることが抑制される。貯留空間１１０に流入した燃料は、貯留空間１１０を上方から下方に流れ、連通口６８から貯留空間１１０外に放出される。燃料が流出する連通口６８の断面積が燃料が流入する連通口６７の断面積よりも小さく構成されているので、貯留空間１１０に流入した燃料は、貯留空間１１０を充満し、貯留空間１１０に露出する電極１０４の対向面１０４ａと電極１０６の対向面１０６ａを完全に浸漬する。

制御回路８２は、燃料供給ユニット１の駆動中、燃料に含まれるエタノール濃度を検出する。制御回路８２は、自動車のエンジンが停止されるまで、エタノール濃度の検出を繰り返し実行する。

具体的には、制御回路８２は、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、配線８６を介してその信号を電極１０６に供給する。制御回路８２は、電極１０４にも接続されている。電極１０６に供給された信号は、電極１０４から制御回路８２に戻る。この結果、電極対１００に電荷が蓄積され、静電容量が発生する。制御回路８２は、電極１０４から制御回路８２に戻ってきた信号を用いて、電極対１００の静電容量を算出する。次いで、制御回路８２は、配線８６を介してサーミスタ１０８に直流電力を供給し、サーミスタ１０８の抵抗値からサーミスタ１０８の温度を検出する。サーミスタ１０８の温度は、貯留空間１１０内の燃料の温度に略等しい。このため、制御回路８２は、サーミスタ１０８の温度を検出することによって、貯留空間１１０内の燃料の温度を検出することができる。

貯留空間１１０に燃料が充満しているため、電極対１００の静電容量は、燃料の誘電率に依存して変動する。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、燃料に含まれるガソリンとエタノールの含有比に依存して変動する。また、燃料の誘電率は、燃料の温度に依存して変動する。制御回路８２は、電極１０６に供給される信号を用いて電極対１００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を実装する。また、制御回路８２は、燃料の誘電率と燃料の温度から燃料中のエタノール濃度を算出するためのデータベースが格納されているメモリを有する。データベースは、予め実験あるいは解析によって特定されている。制御回路８２は、電極１０４から制御回路８２に戻ってきた信号を取得すると、データベースを参照して、燃料の誘電率と燃料の温度から燃料中のエタノール濃度を特定する。制御回路８２は、特定されたエタノール濃度を、出力端子８４を介してＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０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。

（燃料供給ユニット１による合理性診断動作）
次に、燃料供給ユニット１による液質センサ６０の合理性を診断する動作を説明する。例えば、液質センサ６０における配線８６の断線若しくは短絡又は電極対１００の経年劣化等の故障により、制御回路８２で取得される検出値の正確性が実用上の許容範囲から外れてしまうことがある。燃料供給ユニット１は、このような事態を早期に特定するために、以下の手順で液質センサ６０の合理性を診断する。

図４に示されるように、ステップＳ１１において、燃料供給ユニット１は、ポンプ本体３４を稼働する。このステップＳ１１は、上記したように、運転者がエンジンを始動したときのポンプ本体３４の稼働に対応する。

次に、ステップＳ１２において、制御回路８２は、電極対１００の静電容量を第１検出値として取得する。このステップＳ１２は、上記したように、燃料供給ユニット１の駆動中に繰返されるエタノール濃度の検出時に行われる。制御回路８２は、複数回の検出毎に測定される静電容量のうちの１つを第１検出値として取得してもよく、複数回の検出で測定される複数の静電容量の平均値を第１検出値として取得してもよい。上記したように、第１検出値は、貯留空間１１０が燃料で満たされたときに測定される電極対１００の静電容量である。

次に、ステップＳ１３において、燃料供給ユニット１は、ポンプ本体３４を停止する。このステップＳ１３は、運転者がエンジンを停止させたときに対応する。図１及び図２に示されるように、貯留空間１１０の連通口６８は、セットプレート１４の凸部１４ｄに形成される空気層に露出している。このため、ポンプ本体３４が停止すると、貯留空間１１０内の全ての燃料は、貯留空間１１０の下端に連通する連通口６８から燃料タンク１０内に排出され、貯留空間１１０が空気で満たされる。

次に、ステップＳ１４において、制御回路８２は、電極対１００の静電容量を第２検出値として取得する。第２検出値は、貯留空間１１０が空気で満たされたときに測定される電極対１００の静電容量である。

次に、ステップＳ１５において、制御回路８２は、第２検出値／第１検出値を演算し、その演算値が所定範囲内にあるか否かを判定する。ここで、第１検出値を測定するとき、貯留空間１１０が燃料で満たされるので、このときの静電容量を規定する要素のうちの電極対１００の対向面積及び距離は、既知の定数である。このため、第１検出値の推定変域は、ガソリンとエタノールの含有比に基づいて、実験値又は理論値から求められる。一方、第２検出値を測定するとき、貯留空間１１０が空気で満たされるので、このときの静電容量を規定する要素のうちの電極対１００の対向面積及び距離は、既知の定数である。さらに、空気の誘電率も定数なので、第２検出値の推定値は定数である。このため、第２検出値／第１検出値の推定変域は、液質センサ６０に故障が無い限り、実験値又は理論値から求められる。なお、この推定変域の設定には、温度等の影響を加味するのが望ましい。制御回路８２は、ステップＳ１２及びステップＳ１４の実測値から演算される第２検出値／第１検出値の演算値が、推定される所定範囲内にあるか否かを判定する。詳細には、制御回路８２は、第２検出値／第１検出値を演算するための回路、実験値又は理論値によって推定される所定範囲を規定する下限値及び上限値が格納されているメモリ、これら下限値及び上限値の各々と第２検出値／第１検出値の演算値を比較して第２検出値／第１検出値の演算値が所定範囲内にあるか否かを判定する回路を有する。

制御回路８２は、第２出力値／第１出力値の演算値が所定範囲内のときに、ステップＳ１６に進み、液質センサ６０に合理性があると診断する。即ち、制御回路８２は、液質センサ６０に実用上の問題がないと診断する。一方、制御回路８２は、第２出力値／第１出力値の演算値が所定範囲外のときに、ステップＳ１７に進み、液質センサ６０に合理性がないと診断する。即ち、制御回路８２は、液質センサ６０に実用上の問題があると診断する。

このように、燃料供給ユニット１は、ポンプ本体３４を稼働したときに液質センサ６０の貯留空間１１０を燃料で充満させた状態にし、ポンプ本体３４を停止したときに液質センサ６０の貯留空間１１０を空気で充満させた状態にすることができる。前者の状態のときに取得される第１検出値は、実験値又は理論値によって推定することができる。後者の状態のときに取得される第２検出値は、定数と推定することができる。このように、燃料供給ユニット１は、推定可能な検出値が得られる２つの状態を作り出すことができるので、液質センサ６０の合理性を正確に自己診断することができる。

また、制御回路８２は、第１検出値と第２検出値の比に基づいて液質センサ６０の合理性を診断する。合理性診断のための所定範囲は、第１検出値と第２検出値が同時に基準を満たすなかでもさらに狭い範囲に設定することができる。このため、合理性診断をより正確に行うことができる。さらに、第１検出値と第２検出値を個別に評価する場合に比して、合理性診断の処理が簡単化される。

（変形例）
（１）図５に示されるように、電極１０４の連通口１０４ｂは、電極１０４の周方向において、連通口６４ａとは異なる方向に配置されていてもよい。この構成によれば、連通口６７から流入した燃料が、連通口６４ａに到達するまでの間、貯留空間１２０の上下方向だけでなく、周方向にもスムースに流れる。この構成によれば、貯留空間１２０内で、燃料が滞留することを抑制することができる。

（２）図６に示されように、貯留空間１１０から液質センサ６０外に燃料を流出させるための連通口６８が、貯留空間１２０に連通していてもよい。この場合、電極１０４は、連通口１０４ｃを有していてもよい。連通口１０４ｃは、電極１０４の周方向において、連通口６４ａ、１０４ｂと異なる位置に配置されており、貯留空間１１０と貯留空間１２０とを連通してもよい。連通口１０４ｃは、貯留空間１１０の下端に配置されていてもよい。図７に示すように、貯留空間１２０は、分割壁６９によって、２個の空間１２０ａ，１２０ｂに区分されていてもよい。燃料は、連通口６７から空間１２０ａに流入し、連通口１０４ｂを通過して、貯留空間１１０に流入してもよい。貯留空間１１０の燃料は、電極１０４に形成されている連通口１０４ｃを通過して、空間１２０ｂに流入し、連通口６８から液質センサ６０外に排出されていてもよい。なお、貯留空間１２０は、分割壁６９によって、３個以上の空間に分割されていてもよい。この場合、各空間は、連通口によって、他の空間と、貯留空間１１０と、液質センサ６０外と、の少なくとも１個と連通していてもよい。

（３）図８に示すように、燃料が流入する連通口６７及び燃料が流出する連通口６８の双方が貯留空間１１０に連通していてもよい。この例では、図２，５及び６で例示した液質センサ６０が有する周壁６４及びそれによって画定される貯留空間１２０が存在しない。この例の液質センサ６０は、小型化に有利な構造である。

（４）図９に示すように、連通口１０４ｃが電極１０４の軸方向の中間部に形成されており、連通口６８が周壁６４の軸方向の中間部に形成されていてもよい。電極１０４の連通口１０４ｃと周壁６４の連通口６８の高さが一致していてもよい。この例では、ポンプ本体３４を停止したときに、連通口１０４ｃよりも下方の貯留空間１１０に燃料が残る。換言すれば、貯留空間１１０に残る燃料の液位は、連通口１０４ｃの高さと同一になる。

例えば、貯留空間１１０を介して電極対１００が対向する部分の下端から上端までの距離を「１」としたときに、連通孔１０４ｃが電極対１００の対向部分の下端から「０．８」の距離となる位置に形成されている場合、ポンプ本体３４が停止すると、電極対１００の対向部分の８０％が燃料で浸漬されることになる。このため、電極対１００の対向部分の８０％が燃料で浸漬したときの電極対１００の静電容量は、電極対１００の対向部分が燃料で完全に浸漬したときの電極対１００の静電容量の約０．８倍と推定される。したがって、この例では、第２検出値／第１検出値の推定値は、燃料に含まれるガソリンとエタノールの含有比に依存せずに、液質センサ６０に故障が無い限り、常に「０．８」となる。なお、上記例では、電極対１００の対向部分の２０％が空気で浸漬されることになるので、それが第２検出値／第１検出値の推定値に与える影響を考慮するのが望ましい。また、温度の影響等を考慮するのが望ましい。この例では、これらを考慮して、図４のステップＳ１６の所定範囲は、「０．８」に対して許容可能な下限値と上限値を規定することで設定することができる。この例であれば、第２検出値／第１検出値についての実験値又は理論値を予め求める必要がない。また、この例であれば、図１０に示すように、液質センサ６０の側面に燃料の排出口が設けられているので、セットプレート１４の凸部１４ｄを小さくできる。燃料供給ユニット１の省スペース化に有利である。なお、図１１に示すように、燃料が流入する連通口６７が貯留空間１１０に連通していてもよい。この例では、図９で例示する液質センサ６０が有する周壁６４及びそれによって画定される貯留空間１２０が存在しない。この例の液質センサ６０は、小型化に有利な構造である。

（５）図１２に示すように、セットプレート１４は、嵌合壁１１４ｂと突出壁１１４ｃと底壁１１４ｅを有しており、これら嵌合壁１４ｂと突出壁１４ｃと底壁１１４ｅが凹部１１４ｄを構成してもよい。凹部１１４ｄは、燃料タンク１０内に向けて突出する。嵌合壁１１４ｂは、開口１４ａを画定しており、液質センサ６０を嵌合可能に構成されている。突出壁１１４ｃは、嵌合壁１４ｂと底壁１１２ｅの間を延びており、円筒形状を有する。底壁１１４ｅは、放出パイプ５２が通過する開口１１４ｆを画定している。開口１１４ｆは、放出パイプ５２よりも大きく形成されており、液質センサ６０から凹部１１４ｄに排出された燃料が通過できるように構成されている。また、開口１１４ｆは、嵌合壁１４ｂの開口１４ａよりも小さいのが望ましい。このような形態の開口１１４ｆは、燃料タンク１０内の燃料と凹部１１４ｄ内の空気の置換を抑えることができるので、燃料タンク１０内の燃料の残量に依存せずに、凹部１１４ｄ内の空気層を維持することができる。

（６）上記の実施例では、セットプレート１４の凸部１４ｄ又は凹部１１４ｄによって空気層を形成していたが、この例に代えて、図１３に示すように、燃料タンク１０の上壁が凸部１０ａを有し、その凸部１０ａが空気層を形成してもよい。

（７）上記の実施例では、センサ装置２は、液質センサ６０を用いて、燃料中のエタノール濃度を検出している。この例に代えて、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）等を検出してもよい。

（８）上記の各実施例では、放出パイプ５２は、プレッシャーレギュレータ４２に接続されている。この例に代えて、放出パイプ５２は、パイプ９４から分岐していてもよいし、ポンプ本体３４のベーパジェットに接続されていてもよい。

（９）上記の各実施例では、液質センサ６０等の電極の個数が２個である。この例に代えて、液質センサ６０等は、３個以上の電極を備えていてもよい。

（１０）上記の各実施例では、制御回路８２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、制御回路８２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、エタノール濃度を検出してもよい。

（１１）上記の各実施例の液質センサ６０等は、燃料の温度を検出するために、サーミスタ以外の温度検出素子を備えていてもよい。

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。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
３０：燃料ポンプユニット
６０：液質センサ
８０：制御装置
９０：ＥＣＵ

Claims (10)

1. 容器内の液体の液質を検出する液質検出装置であって、
   一対の電極と、前記一対の電極に対する前記液体の液位を固定された第１固定液位と第２固定液位の間で切換可能に構成されている液位切換装置と、を有する液質センサと、
   前記一対の電極に接続されている制御装置と、を備えており、
   前記制御装置は、前記第１固定液位のときの前記一対の電極間の電気的特性に依存した第１検出値及び前記第２固定液位のときの前記一対の電極間の電気的特性に依存した第２検出値に基づいて、前記液質センサの合理性を診断する液質検出装置。
2. 前記制御装置は、前記第１検出値と前記第２検出値の比に基づいて、前記液質センサの合理性を診断する請求項１に記載の液質検出装置。
3. 前記液位切換装置は、前記一対の電極を収容可能に構成されているとともに前記容器内に搭載されている液体ポンプに接続可能に構成されている液体貯留部を有しており、
   前記液体貯留部は、前記液体ポンプが稼働しているときに前記一対の電極に対する前記液体の前記液位を前記第１固定液位となるように構成されており、前記液体ポンプが停止しているときに前記一対の電極に対する前記液体の前記液位を前記第２固定液位となるように構成されている請求項１又は２に記載の液質検出装置。
4. 前記液体貯留部は、前記容器内に配置可能に構成されており、
   前記液体貯留部には、液体排出口が形成されており、
   前記液体排出口は、前記液体貯留部が前記容器内に配置されたときに、前記容器内の前記液体の残量に依存せずに前記容器内に形成されている空気層に露出するように構成されている請求項３に記載の液質検出装置。
5. 前記容器に形成されている開口に取付けられるセットプレートをさらに備えており、
   前記セットプレートは、前記容器の外側に向けて突出して前記空気層を画定する凸部を有しており、
   前記液体貯留部は、前記凸部内に配置可能に構成されている請求項４に記載の液質検出装置。
6. 前記容器に形成されている開口に取付けられるセットプレートをさらに備えており、
   前記セットプレートは、前記容器の内側に向けて突出して前記空気層を画定する凹部を有しており、
   前記液体貯留部は、前記凹部内に配置可能に構成されている請求項４に記載の液質検出装置。
7. 前記凹部の底壁の一部には、前記液体貯留部から排出される前記液体を前記凹部外に排出する開口が形成されている請求項６に記載の液質検出装置。
8. 前記第１固定液位が、前記一対の電極が前記液体に完全に浸漬される液位である請求項１〜７のいずれか一項に記載の液質検出装置。
9. 前記第２固定液位が、前記一対の電極が前記液体に浸漬されない液位である請求項１〜８のいずれか一項に記載の液質検出装置。
10. 前記第２固定液位が、前記一対の電極の一部が前記液体に浸漬される液位である請求項１〜８のいずれか一項に記載の液質検出装置。

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