JP2016075592A - 燃料性状センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 汎用性の高い燃料性状センサを提供する。【解決手段】 燃料性状センサ１００は、基板４と、第１リード線２と、第２リード線８と、配線部６と、判別部１６を備えている。基板４は、燃料と接触する位置に配置される。第１リード線２は、基板４に接続されている。第２リード線８は、基板４に接続されている。また、第２リード線８は、第１リード線２と間隔をおいて配置されている。配線部６は、基板４上に設けられている。配線部６は、第１リード線２と第２リード線８を接続している。また、配線部６は、燃料に含まれる不純物と反応して第１リード線２と第２リード線８を非導通にする。判別部１６は、第１リード線２と第２リード線８が導通しているか否かを判別する。【選択図】 図１

Description

本明細書で開示される技術は、燃料の性状を検出する燃料性状センサに関する。

特許文献１は、燃料タンク内の燃料が酸化劣化をしているか否かを検出するセンサを開示している。特許文献１のセンサは、網状の保護部材の内部に、電気伝導度が低いイオン交換物と、そのイオン交換物に接触している電極対と、を配置している。特許文献１のセンサは、燃料タンク内に水分が存在しないときは、保護部材によってイオン交換物と燃料を分離されている。燃料タンク内の水分により燃料が酸化すると、水溶性の酸化物が保護部材の外部から内部に移動する。酸化物が保護部材の内部に移動すると、酸化物と電極対によって電池が構成される。特許文献１のセンサは、電極対に電圧計を接続し、保護部材の内部で電池が構成されたことを検出することによって燃料が劣化したことを検出する。

特開２０１１−２２６８４３号公報

特許文献１のセンサは、燃料タンク内に水分が混入し、水溶性の酸化物が生じた場合に燃料の劣化を検出する。そのため、特許文献１のセンサは、水に対して難溶性の物質，燃料そのものに含まれている不純物等を検出することができない。例えば、水に対して難溶性の物質を検出するためには、特許文献１のセンサとは別のセンサを用いることが必要である。特許文献１のセンサは、燃料の性状について限定的な検出を行えるに留まり、汎用性が低い。本明細書は、汎用性の高い燃料性状センサを提供することを目的とする。

本明細書で開示する燃料性状センサは、内燃機関で用いられる燃料の性状を検出する。その燃料性状センサは、基板と、第１リード線と、第２リード線と、配線部と、判別部を備えている。基板は、燃料と接触する位置に配置される。第１リード線は、基板に接続されている。第２リード線は、基板に接続されているとともに、第１リード線と間隔をおいて配置されている。配線部は、基板上に設けられており、第１リード線と第２リード線を接続している。また、配線部は、燃料に含まれる不純物と反応して第１リード線と第２リード線を非導通にする。判別部は、第１リード線と第２リード線が導通しているか否かを判別する。

上記燃料性状センサは、燃料が正常である場合、配線部によって、第１リード線と第２リード線が導通している。しかしながら、燃料内に不純物が存在すると、配線部と不純物が反応し、第１リード線と第２リード線が非導通になる。判定部が第１リード線と第２リード線が導通状態であるか非導通状態であるかを判別し、燃料内に不純物が存在しているか否かを検出する。上記の燃料性状センサは、配線部の材料を選択することにより、水に対して難溶性の不純物（例えば硫化物）が燃料に含まれている場合であっても、不純物が存在していることを検出することができる。上記燃料性状センサは、従来の燃料性状センサと比較して、簡素で汎用性が高い。

第１実施例の燃料性状センサの概略図を示す。 燃料タンクの概略図を示す。 配線部の形状を説明する図を示す。 配線部が腐食した状態を示す。 配線部の腐食が図４より進行した状態を示す。 第１実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 配線部の変形例を示す。 図７の配線部が腐食した状態を示す。 配線部の他の変形例を示す。 図９の配線部が腐食した状態を示す。 配線部の腐食が図９より進行した状態を示す。 第１実施例の燃料性状センサの具体的な一形態を示す。 第１実施例の燃料性状センサの具体的な他の一形態を示す。 第１実施例の燃料性状センサの具体的な他の一形態を示す。 第２実施例の燃料性状センサの概略図を示す。 第２実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第２実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第２実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第３実施例の燃料性状センサの概略図を示す。 配線部と水分検知部の配置場所について説明する図を示す。 配線部と水分検知部の配置場所について説明する図を示す。 配線部と水分検知部の配置場所について説明する図を示す。 第３実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第３実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第３実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第３実施例の燃料性状センサの動作を説明する図を示す。 第４実施例の燃料性状センサの概略図を示す。 第５実施例の燃料性状センサの概略図を示す。

以下、本明細書で開示する燃料性状センサの技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

本明細書で開示する燃料性状センサは、内燃機関で用いられる燃料の性状を検出する。具体的には、燃料性状センサは、自動車の燃料タンク内に配置され、燃料に含まれている不純物、水分、燃料の劣化により生じた生成物を検出することができる。なお、燃料の一例としてガソリンが挙げられる。また、燃料（ガソリン）に含まれている不純物の一例として、硫黄（硫化物）が挙げられる。

本明細書で開示される燃料性状センサは、基板と、第１リード線と、第２リード線と、配線部と、判別部を備えていてよい。基板は、絶縁性であってよい。基板は、燃料と反応しない材料で形成されていてよい。基板は、燃料と接触する位置、例えば、燃料タンク内，サブタンク内，燃料タンクとサブタンクを連通している燃料通路に配置してよい。第１リード線及び第２リード線は、基板に接続されていてよい。第１リード線は、信号出力部に接続されていてよい。第２リード線は、第１リード線と間隔をおいて配置されていてよい。すなわち、第１リード線と第２リード線は、直接接続されていなくてよい。

配線部は、基板上に設けられていてよい。配線部は、第１リード線と第２リード線を接続していてよい。配線部は、導電性を有する材料で形成されていてよい。配線部によって、第１リード線と第２リード線が導通していてよい。また、配線部は、フィルム状であってもよい。配線部は、基板の表面に導電性材料を付着させて形成されていてよい。たとえば、配線部は、基板の表面に導電性インクを塗布して形成されていてよい。あるいは、配線部は、基板の表面の所定位置をめっき処理して形成されていてもよい。

配線部は、第１リード線と第２リード線を接続していればよい。配線部は、第１リード線と第２リード線の間の全体に設けられていてよい。あるいは、配線部が第１リード線と第２リード線を接続していれば、第１リード線と第２リード線の間に配線部が設けられていない非配線領域が設けられていてよい。非配線領域は、配線部が設けられていない基板表面に相当する。非配線領域は、第１リード線と第２リード線の間に繰り返し出現してもよい。非配線領域は、第１リード線と第２リード線を結ぶ方向（第１リード線と第２リード線を最短距離で結ぶ直線が伸びる方向，以下第１方向と称する）に平行に伸びていてよい。また、非配線領域は、第１方向の直交する第２方向に伸びていてもよい。非配線領域を有している場合、配線部は、第１リード線と第２リード線を接続する複数の導通路を有していてよい。あるいは、配線部は、第１リード線と第２リード線を接続する１個の導通路を有していてもよい。

配線部は、燃料に含まれる不純物によって腐食される材料で形成されていてよい。すなわち、配線部は、燃料に含まれる不純物と反応して第１リード線と第２リード線を非導通にしてよい。不純物と反応して配線部の材料が非導電性の物質に変化してもよいし、不純物と反応して配線部と基板の密着性が低下し、配線部が基板から剥がれてもよい。なお、不純物の一例として硫黄等が挙げられる。配線部の材料の一例として銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），鉄（Ｆｅ）等が挙げられる。また、配線部は、不純物と反応して、酸化物、塩化物、硫化物等になり得る。

判別部は、第１リード線に第１信号を出力する信号出力部と、第２リード線から第２信号を受信する信号受信部を備えていてよい。また、判別部は、第１信号と第２信号に基づいて、第１リード線と第２リード線が導通しているか否かを判別してよい。第１リード線と第２リード線が導通しているときは、信号出力部から出力された第１信号は、第１リード線，配線部を通過し、第２リード線に供給される。一方、第１リード線と第２リード線が非導通の場合、第１信号は第２リード線に供給されない。そのため、第２リード線から信号受信部に供給される第２信号を解析することにより、第１リード線と第２リード線が導通しているか否かを判別することができ、燃料中に不純物が含まれているか否かを検出することができる。

本明細書で開示する燃料性状センサは、さらに、燃料中の水分を検出する水分検知部を備えていてよい。水分検知部は、配線部が設けられている基板上に配置されていてよい。すなわち、配線部と水分検知部が、同一の基板上に設けられていてよい。水分検知部は、間隔をおいて配置されている電極対（第１電極，第２電極）であってよい。水分検知部は、第１電極と第２電極が導通しているときは周囲に水分が存在していると判定し、第１電極と第２電極が非導通のときは周囲に水分が存在していないと判定してよい。第１電極が信号出力部に接続されており、第２電極か信号受信部に接続されていてよい。すなわち、第１リード線と第２リード線が導通しているか否かと、第１電極と第２電極が導通しているか否かが、同一の判別部によって判別されてよい。また、第２電極と第２リード線は接続されていてよい。すなわち、第２電極から出力される信号が、第２リード線から出力される信号（第２信号）と合成された状態で信号受信部に受信されてもよい。

（第１実施例）
図１に示すように、燃料性状センサ１００は、基板４，第１リード線２，第２リード線８及び判定部１６を備えている。基板４は、内燃機関（図示省略）で用いられる燃料に接触する位置に配置されている。第１リード線２及び第２リード線８は、基板４に接続されている。第１リード線２と第２リード線８は、間隔をおいて配置されている。基板４の表面には、配線部６が設けられている。配線部６が、第１リード線２と第２リード線８を接続している。配線部６は導電性を有している。そのため、第１リード線２と第２リード線８は導通している。配線部６の詳細については後述する。

判定部１６は、信号出力部１４と、信号受信部１２を備えている。信号出力部１４には、電源１８が接続されている。信号出力部１４は、第１リード線２に信号（電流）を供給する。配線部６によって第１リード線２と第２リード線８が導通しているので、信号受信部１２は、信号出力部１４が出力した信号と同じ波形の信号を受信する。

ここで、燃料性状センサ１００を配置する位置について説明する。図２は、自動車で用いられている燃料タンク２０の概略図を示している。燃料タンク２０内には、サブタンク２４が配置されている。燃料タンク２０内の空間３２に貯留されている燃料（ガソリン）が、ポンプ（図示省略）によって、サブタンク２４に供給される。空間３２内の燃料は、燃料通路３０を通じてサブタンク２４内に供給される。サブタンク２４内の燃料は、ポンプ２６によって、パイプ２２を通じてエンジン（図示省略）に供給される。

燃料性状センサ１００は、燃料タンク２０内において燃料と接触することができるいずれの位置に配置してもよい。例えば、燃料性状センサ１００は、燃料が貯留されている空間３２内，燃料通路３０内，サブタンク２４内の空間２８に配置することができる。なお、燃料性状センサ１００を空間３２内に配置する場合、底面２０ａの近傍に配置してもよい。あるいは、燃料性状センサ１００を底面２０ａから３〜２０ｍｍ上方の位置に配置することが好ましい。配線部６が、底面２０ａに蓄積した分離水等の影響を受けることが抑制され、より確実に燃料と接触することができる。

図３から図５を参照し、配線部６について説明する。配線部６は、基板４の表面に導電性の材料（銅又は銅化合物）を付着させることにより形成されている。配線部６は、複数の導通路６ａを備えている。各々の導通路６ａは、第１リード線２と第２リード線８に接触している。各々の導通路６ａは、互いに間隔を置いて設けられている。そのため、各々の導通路６ａの間には、配線部が設けられていない非配線領域６ｂが現れている。各々の導通路６ａが間隔を置いて設けられているので、非配線領域６ｂは、第１リード線２と第２リード線８の間で繰り返し出現している。

配線部６の材料（銅）は硫黄（Ｓ）と反応しやすい。そのため、燃料中に硫黄が含まれている（燃料の品質が悪い）と、銅と硫黄が反応する（配線部６が硫黄に腐食される）。配線部６が硫黄に腐食されると、導通路６ａの導電性が失われ、第１リード線２と第２リード線８の間が非導通になる。あるいは、配線部６が硫黄に腐食されると、導通路６ａが基板から剥がれ、第１リード線２と第２リード線８の間が非導通になる。

図４は、配線部６の一部が硫黄によって腐食された状態を示す。配線部６の中央部分の導通路６ａが、硫黄によって腐食されている。しかしながら、配線部６の端部の導通路６ａは、腐食されていない。そのため、図４の状態では、第１リード線２と第２リード線８の間は導通している。図５のように、配線部６の腐食が進行し、全ての導通路６ａが腐食すると、第１リード線２と第２リード線８の間が非導通となる。燃料性状センサ１００は、第１リード線２と第２リード線８の間に、硫黄によって腐食される配線部６を設けることにより、燃料の品質が良好であるか否かを検出する。

次に、図６を参照し、燃料性状センサ１００の動作について説明する。波形（Ａ）は、信号出力部１４から第１リード線２に出力されている信号(電流)２ａを経時的に示している。信号２ａは、タイミングｔ１でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ２でＬｏｗ状態に立ち下がり、タイミングｔ３でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ４でＬｏｗ状態に立ち下がる。信号２ａは、このような状態変化を繰り返す。

波形（Ｂ）は、第１リード線２と第２リード線８が導通しているとき（図３，図４の状態）に信号受信部１２が受信する信号１２ａを経時的に示している。図６に示すように、信号２ａの波形と信号１２ａの波形は同一である。波形（Ｃ）は、第１リード線２と第２リード線８が非導通のとき（図５の状態）に信号受信部１２が受信する信号１２ａを経時的に示している。換言すると、波形（Ｃ）は、信号受信部１２が信号を受信していないことを示している。波形（Ｂ）と波形（Ｃ）は異なる。信号受信部１２が受信する波形の相違により、配線部６が第１リード線２と第２リード線８を接続しているか否かを検出することができる。すなわち、信号受信部１２が受信する波形を解析することによって、燃料に硫黄が含まれているか否かを検出することができる。

なお、配線部６の材料は、銅に代えて銀を用いることもできる。また、配線部６の材料として銅及び／又は銀を用いることにより、燃料中に硫黄（硫化物）が含まれているか否かだけでなく、酸化物，塩素（塩化物）が含まれているか否かを検出することもできる。

図７から図１１を参照し、配線部の変形例を示す。図７に示すように、配線部６ｃは、１つの線形であり、一方の端部が第１リード線２に接続されており、他方の端部が第２リード線８に接続されている。換言すると、配線部６ｃは、導通路を１つだけ備えている。配線部６ｃは、第１リード線２及び第２リード線８が伸びている方向に沿って、繰り返し往復している。そのため、配線部６ｃの長さは、第１リード線２と第２リード線８の間の距離より長い。

図８は、配線部６ｃの中央部分６ｄが腐食した状態を示している。配線部６ｃは導通路を１つだけ備えているので、配線部６ｃの一部が腐食するだけで第１リード線２と第２リード線８の間が非導通になる。配線部６ｃを用いることにより、複数の導通路６ａを有する配線部６を用いるよりも、硫黄等の不純物に対する感度を良好にすることができる。

図９に示すように、配線部６ｅは、多角形を構成しており、多角形の内部の全てが導通路を構成している。より具体的には、配線部６ｅは第１リード線２と第２リード線８の間の距離を一辺とする正方形である。配線部６ｅの面積は、配線部６，６ｃの面積より広い。配線部６ｅを用いることにより、意図せず配線部６ｅが傷ついたとしても、第１リード線２と第２リード線８が断線することを防止することができる。すなわち、配線部６ｅを用いることにより、燃料が不純物を含んでいないにも係らず不純物が含まれていると判断することを抑制することができる。図１０は配線部６ｅの一部が劣化している状態を示している。図１０の状態では、配線部６ｅが第１リード線２と第２リード線８を接続しているので、第１リード線２と第２リード線８の間は導通している。図１１の状態では、配線部６ｅは第１リード線２と第２リード線８を接続していない。配線部６ｅが図１１の状態に至ると、燃料中に不純物が含まれていると検出する。

ここで、図１２から図１４を参照し、燃料性状センサ１００の具体的な一形態について説明する。燃料性状センサ１００ａ，１００ｂ及び１００ｃは、判定部１６を備える回路と配線部６とが一体化されている。判定部１６は、樹脂で封止されており、基板４の表面に露出していない。樹脂として、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ），液晶ポリマー（ＬＣＰ），ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等を用いている。配線部６は、基板の表面に露出している。判定部１６と配線部６は、基板４の内部で接続されている。

燃料性状センサ１００ａは、基板４の底部と配線部６の間に、隙間４ａが設けられている。隙間４ａのサイズを調整することにより、燃料タンク２０の底面２０ａ（図２を参照）から配線部６までの距離を３〜２０ｍｍに調整することができる。燃料性状センサ１００ｂは、平面視したときに、配線部６と判定部１６がオーバーラップしている。燃料性状センサ１００ｂは、基板４のサイズを小さくすることができる。なお、燃料性状センサ１００ｂは、コネクタ４０を備えており、燃料タンク２０の内部から燃料タンク２０の上部に配置されている機器（図示省略）に接続することができる。燃料性状センサ１００ｃは、円柱状の基板４の外周面に配線部６が設けられている。燃料性状センサ１００ｃも、配線部６と判定部１６がオーバーラップしており、基板４のサイズと小さくすることができる。なお、燃料性状センサ１００ｃは、燃料タンク２０の内外を連通する連通部４２と、連通部４２に接続されているコネクタ４０ａを備えている。コネクタ４０ａは、燃料タンク２０の外部で他の機器（図示省略）に接続される。

（第２実施例）
図１５を参照し、燃料性状センサ２００について説明する。燃料性状センサ２００は、燃料性状センサ１００の変形例であり、信号発信部１４が複数のリード線に信号を発信する点が燃料性状センサ１００と異なる。燃料性状センサ２００について、燃料性状センサ１００と実質的に同一の部品には、燃料性状センサ１００と同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。

燃料性状センサ２００では、信号出力部１４が、第１リード線２と第３リード線５０に信号を出力する。なお、詳細は後述するが、第１リード線２に出力される信号と第３リード線５０に出力される信号は異なる。第３リード線５０は第２リード線８に接続されている。そのため、信号受信部１２は、第２リード線８の信号と第３リード線５０の信号の合成波を受信する。

図１６は、燃料性状センサ２００を用いて燃料の性状を測定する一態様を示している。波形（Ａ）は信号出力部１４が第１リード線２に出力している信号２ａを示し、波形（Ｂ）は信号出力部１４が第３リード線５０に出力している信号５０ａを示している。図１６から明らかなように、信号２ａと信号５０ａは逆位相である。波形（Ｃ）〜（Ｅ）は、信号受信部１２が受信する信号１２ａを示している。波形（Ｃ）は、配線部６が第１リード線２と第２リード線８を接続している状態を示している。波形（Ｄ）は、配線部６が第１リード線２と第２リード線８を非接続にしている状態を示している。波形（Ｅ）は、燃料性状センサ２００自体が故障している状態を示している。図１６から明らかなように、波形（Ｃ）〜（Ｅ）は形が異なる。燃料性状センサ２００を用いることにより、燃料内に硫黄が含まれているか否かに加え、燃料性状センサ２００自身の故障の有無も判別することができる。

図１７は、燃料性状センサ２００を用いて燃料の性状を測定する他の一態様を示している。波形（Ａ）は信号出力部１４が第１リード線２に出力している信号２ａを示し、波形（Ｂ）は信号出力部１４が第３リード線５０に出力している信号５０ａを示し、波形（Ｃ）〜（Ｅ）は、信号受信部１２が受信する信号１２ａを示している。信号２ａと信号５０ａは位相がずれている。信号２ａは、タイミングｔ１でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ２でＬｏｗ状態に立ち下がり、タイミングｔ５でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ６でＬｏｗ状態に立ち下がる。信号２ａは、このような状態変化を繰り返す。また、信号５０ａは、タイミングｔ２とｔ５の間の期間において、タイミングｔ３でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ４でＬｏｗ状態に立ち下がる。信号５０ａは、タイミングｔ６以降も同様の状態変化を繰り返す（タイミングｔ７，ｔ８も参照）。

信号１２ａは、配線部６が第１リード線２と第２リード線８を接続しているときに波形（Ｃ）を示し、配線部６が第１リード線２と第２リード線８を非接続にしているときに波形（Ｄ）を示し、燃料性状センサ２００自体が故障しているときに波形（Ｅ）を示す。信号２ａと信号５０ａの位相をずらして出力しても、燃料内に硫黄が含まれているか否かに加え、燃料性状センサ２００自身の故障の有無も判別することができる。

図１８は、燃料性状センサ２００を用いて燃料の性状を測定する他の一態様を現わしている。波形（Ａ）は信号出力部１４が第１リード線２に出力している信号２ａを示し、波形（Ｂ）は信号出力部１４が第３リード線５０に出力している信号５０ａを示し、波形（Ｃ）〜（Ｅ）は、信号受信部１２が受信する信号１２ａを示している。信号２ａと信号５０ａは位相がずれている。信号２ａは、タイミングｔ１でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ２でＬｏｗ状態に立ち下がり、タイミングｔ４でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ５でＬｏｗ状態に立ち下がる。信号２ａは、このような状態変化を繰り返す。信号５０ａは、タイミングｔ２でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、タイミングｔ２とタイミングｔ４の間のタイミングｔ３でＬｏｗ状態に立ち下がる。また、信号５０ａはタイミングｔ２でＨｉｇｈ状態に立ち上がり、その後も同様の状態変化を繰り返す。

上記したように、信号２ａがＬｏｗ状態に立ち下がるタイミングと、信号５０ａがＨｉｇｈ状態に立ち上がるタイミングは等しい（タイミングｔ２、ｔ５）。そのため、信号１２ａは。配線部６が第１リード線２と第２リード線８を接続しているときに波形（Ｃ）を示し、配線部６が第１リード線２と第２リード線８を非接続にしているときに波形（Ｄ）を示し、燃料性状センサ２００自体が故障しているときに波形（Ｅ）を示す。このように信号２ａと信号５０ａの位相をずらして出力しても、燃料内に硫黄が含まれているか否かに加え、燃料性状センサ２００自身の故障の有無も判別することができる。

（第３実施例）
図１９を参照し、燃料性状センサ３００について説明する。燃料性状センサ３００は、燃料性状センサ１００及び２００の変形例であり、水分検知部６０を備えている点が燃料性状センサ１００，２００と異なる。燃料性状センサ３００について、燃料性状センサ１００，２００と実質的に同一の部品には、燃料性状センサ１００，２００と同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。

水分検知部６０は、電極対６４を備えている。電極対６４は、基板６の表面に設けられている。電極対６４は、第１電極６４ａと、第１電極６４ａと間隔を有して配置されている第２電極６４ｂを備えている。第１電極６４ａには第３リード線６２が接続されており、第２電極６４ｂには第４リード線６６が接続されている。第３リード線６２は、信号出力部１４に接続されている。第４リード線６６は、信号受信部１２に接続されている。また、第４リード線６６は、第２リード線８に接続されている。すなわち、第２電極６４ｂは、第２リード線８に接続されている。なお、図１９では配線部６が設けられている基板４と電極対６４が設けられている基板４が分離して示されているが、実際には配線部６と基板４は同一の基板４に設けられている。

第１電極６４ａと第２電極６４ｂが接触していないので、電極対６４の周囲に水分が存在しないときは、第３リード線６２と第４リード線６６は非導通である。一方、電極対６４の周囲に水分が存在すると、第１電極６４ａと第２電極６４ｂが短絡し、第３リード線６２と第４リード線６６が導通する。水分検知部６０は、第３リード線６２と第４リード線６６が導通しているか否かによって、水分の有無を検出する。

ここで、図２０から図２２を参照し、配線部６と水分検知部６４を配置する場所の一例を説明する。なお、以下の説明では、基板４、配線部６及び水分検知部６４（第１電極６４ａ，第２電極６４ｂ）のみを示し、例えばリード線等の図示は両略する。

図２０及び図２１は、燃料性状センサ３００ａの概略を示している。燃料性状センサ３００ａでは、基板４の表裏面を用いて配線部６と水分検知部６４を配置している。配線部６は基板４の表面４ｓに配置されており、水分検知部６４は基板４の裏面４ｒに配置されている。燃料性状センサ３００ａは、基板４の表裏面を有効に利用することができる。なお、燃料性状センサ３００ａを燃料タンク２０内に配置するときに、裏面４ｒが燃料タンク２０の底面に対向するように配置することによって燃料（ガソリン）よりも比重の大きな水分を効率よく検出することができる。

図２２は、燃料性状センサ３００ｂの概略を示している。燃料性状センサ３００ｂでは、基板４の一面を用いて配線部６と水分検知部６４の両方を配置している。燃料性状センサ３００ｂは、基板４の端面４ｂが燃料タンクの底面に対向するように配置する。燃料性状センサ３００ｂは、端面４ｂと水分検知部６４までの距離ｈ１，端面４ｂから配線部６までの距離ｈ２を適宜調整することにより、燃料タンク内に蓄積する水分が所定値に達したときに水分検知部６４が機能するように調整することができる。また、配線部６の周囲が水分で覆われることなく燃料に接触するように調整することができる。

図２３から図２６を参照し、燃料性状センサ３００の動作について説明する。波形（Ａ）は信号出力部１４が第１リード線２に出力している信号２ａを示し、波形（Ｂ）は配線部６から第２リード線８に出力される信号８ａを示し、波形（Ｃ）は信号出力部１４が第３リード線６２に出力している信号６２ａを示し、波形（Ｄ）は第２電極６４ｂから第４リード線６６に出力される信号６６ａを示し、波形（Ｅ）は信号受信部１２受信する信号１２ａ（信号８ａと信号６６ａの合成波）を示している。なお、信号２ａと信号６２ａは逆位相である。

図２３は、第１リード線２と第２リード線８が導通しており、第１電極６４ａと第２電極６４ｂが非導通である状態を示している。すなわち、燃料の品質が良好であり、燃料タンク２０内に水分が蓄積していない状態を示している。信号８ａの波形は信号２ａと等しい。信号６６ａは常にＬｏｗ状態である。そのため、信号１２ａの波形は、信号２ａと同一になる。

図２４は、第１リード線２と第２リード線８が非導通であり、第１電極６４ａと第２電極６４ｂが非導通である状態を示している。すなわち、燃料に不純物が含まれており、燃料タンク２０内に水分が蓄積していない状態を示している。信号８ａ及び信号６６ａは常にＬｏｗ状態である。そのため、信号１２ａも常にＬｏｗ状態である。

図２５は、第１リード線２と第２リード線８が導通しており、第１電極６４ａと第２電極６４ｂが導通している状態を示している。すなわち、燃料の品質が良好であり、燃料タンク２０内に水分が蓄積している状態を示している。信号８ａの波形は信号２ａと等しい。また、信号６６ａの波形は信号６２ａと等しい。信号２ａと信号６２ａは逆位相であるため、信号１２ａも常にＨｉｇｈ状態である。

図２６は、第１リード線２と第２リード線８が非導通であり、第１電極６４ａと第２電極６４ｂが導通している状態を示している。すなわち、燃料に不純物が含まれており、燃料タンク２０内に水分が蓄積している状態を示している。信号８ａは常にＬｏｗ状態である。また、信号６６ａの波形は信号６２ａと等しい。そのため、信号１２ａの波形は、信号６２ａと同一になる。

以上のように、燃料性状センサ３００は、燃料に不純物が含まれているか否か、燃料タンク内に水分が蓄積しているか否かを、各々独立して検出することができる。なお、燃料性状センサ３００では、信号出力部１４は、第１リード線２と第３リード線６２に対して逆位相の信号を出力している（信号２ａ，６２ａ）。しかしながら、燃料性状センサ２００において第１リード線２と第３リード線５０に位相がずれている信号２ａと信号５０ａを出力しているように（図１７，１８も参照）、第１リード線２と第３リード線６２に対して位相がずれている信号を出力してもよい。

（第４実施例）
図２７を参照し、燃料性状センサ４００について説明する。燃料性状センサ４００は、燃料性状センサ３００の変形例であり、信号出力部４１４から出力される信号が、燃料性状センサ３００の信号出力部１４から出力される信号と異なる。燃料性状センサ４００について、燃料性状センサ３００と実質的に同一の部品には、燃料性状センサ３００と同一または下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。

信号出力部４１４は、第１リード線２と第３リード線６２に向けて同一の信号を出力する。しかしながら、信号出力部４１４と第３リード線６２の間にインバータ４１５が配置されており、信号出力部４１４から出力された信号が反転する。そのため、配線部６に供給される信号と第１電極６４ａ供給される信号は逆位相となる。燃料性状センサ４００は、燃料性状センサ３００と同様に、燃料に不純物が含まれているか否か、燃料タンク内に水分が蓄積しているか否かを、各々独立して検出することができる。燃料性状センサ４００は、燃料性状センサ３００と比較して、信号出力部４１４が出力する信号を少なくすることができる。

（第５実施例）
図２８を参照し、燃料性状センサ５００について説明する。燃料性状センサ５００は、燃料性状センサ３００の変形例であり、信号出力部５１４から出力される信号が、燃料性状センサ３００の信号出力部１４から出力される信号と異なる。燃料性状センサ５００について、燃料性状センサ３００と実質的に同一の部品には、燃料性状センサ３００と同一または下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。

信号出力部５１４は、スイッチ５１７に向けて常にＨｉｇｈ状態の信号を出力する。スイッチ５１７は、一定の間隔で、第１リード線２と第３リード線６２に交互に接続する。信号出力部５１４から出力される信号は、第１リード線２と第３リード線６２に交互に入力される。そのため、配線部６に供給される信号と第１電極６４ａ供給される信号は逆位相となる。燃料性状センサ５００は、燃料性状センサ３００，４００と同様に、燃料に不純物が含まれているか否か、燃料タンク内に水分が蓄積しているか否かを、各々独立して検出することができる。また、燃料性状センサ５００は、燃料性状センサ３００と比較して、信号出力部５１４が出力する信号を少なくすることができる。

上記実施例では、信号出力部がデジタル信号を出力している例について説明した。信号出力部はアナログ信号を出力してもよい。その場合、信号受信部に入力される信号について、特定の閾値を用いて信号を二値化してもよい。また、燃料性状センサ３００，４００及び５００では、配線部６に供給する信号と水分検知部６０（第１電極６４ａ）に供給する信号が異なる例について説明した。しかしながら、信号出力部と配線部６、及び、信号出力部と水分検知部６０（第１電極６４ａ）を共通のリード線で接続してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。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み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わ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の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。

２：第１リード線
４：基板
６：配線部
８：第２リード
１６：判別部
１００：燃料性状センサ

Claims (10)

1. 内燃機関で用いられる燃料の性状を検出する燃料性状センサであって、
   燃料と接触する位置に配置される基板と、
   前記基板に接続されている第１リード線と、
   前記基板に接続されているとともに、第１リード線と間隔をおいて配置されている第２リード線と、
   前記基板上に設けられており、第１リード線と第２リード線を接続しているとともに、燃料に含まれる不純物と反応して第１リード線と第２リード線を非導通にする配線部と、
   第１リード線と第２リード線が導通しているか否かを判別する判別部と、
   を備えている燃料性状センサ。
2. 配線部は、フィルム状である請求項１に記載の燃料性状センサ。
3. 配線部は、前記基板上に導電性材料を付着させることにより形成されている請求項１又は２に記載の燃料性状センサ。
4. 配線部は、前記基板上の導電性インクを塗布することにより形成されている請求項３に記載の燃料性状センサ。
5. 配線部は、前記基板上の所定位置をめっき処理することにより形成されている請求項３に記載の燃料性状センサ。
6. 第１リード線と第２リード線の間に、配線部が設けられていない非配線領域が繰り返し出現している請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料性状センサ。
7. 判別部は、第１リード線に第１信号を出力する信号出力部と、第２リード線から第２信号を受信する信号受信部と、を備えており、
   第１信号と第２信号に基づいて第１リード線と第２リード線が導通しているか否かを判別する請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料性状センサ。
8. さらに、燃料中の水分を検出する水分検知部を備えており、
   水分検知部は、信号出力部に接続されている第１電極と、第１電極と間隔をおいて配置されているとともに信号受信部に接続されている第２電極を有しており、
   第１電極と第２電極が導通しているか否かによって水分の有無を検出する請求項７に記載の燃料性状センサ。
9. 水分検知部が、前記基板上に配置されている請求項８に記載の燃料性状センサ。
10. 第２電極が、第２リード線に接続されている請求項８又は９に記載の燃料性状センサ。