JPWO2008143013A1 - 検知部モールドパッケージ及びそれを用いた流体判別センサーモジュール - Google Patents

Abstract

被測定液体との熱交換のため該被測定液体と接触する板状突出部（２１Ｐ，２２Ｐ）を備えている検知部モールドパッケージ（２Ａ）。板状突出部（２１Ｐ，２２Ｐ）は、少なくとも感温体を含む薄膜チップからなる液種検知部（２１ａ）および液温検知部（２２ａ）ならびにこれらの検知部が接合された金属製ダイパッド（２１ｃ，２２ｃ）を、これらが表面に露出することのないように封止材（２３）で封止することで形成されている。板状突出部（２１Ｐ，２２Ｐ）の両主面は金属製ダイパッド（２１ｃ，２２ｃ）と平行である。

Description

本発明は、流体の熱的性質を利用して当該流体を判別する流体判別装置、たとえば液体の熱的性質を利用して当該液体が所定のものであるか否かを識別する液種識別装置に関するものであり、特にそれに用いられる検知部モールドパッケージ及びそれを用いた流体判別センサーモジュールたとえば液種識別センサーモジュールに係るものである。

本発明の検知部モールドパッケージ及びそれを用いた液種識別センサーモジュールを有する液種識別装置は、例えば自動車の内燃エンジンなどから排出される排ガスを浄化するシステムにおいて窒素酸化物（ＮＯｘ）の分解のために排ガス浄化触媒に対し所定濃度の尿素水溶液であるとして噴霧される液体が真に所定濃度の尿素水溶液であるか否かを識別するのに利用することができる。

自動車の内燃エンジンではガソリンや軽油などの化石燃料が燃焼される。これに伴って発生する排ガス中には、水や二酸化炭素などと共に、未燃焼の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）や、硫黄酸化物（ＳＯｘ）や、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の環境汚染物質が含まれる。近年、特に環境保護及び生活環境の汚染防止のため、これら自動車の排ガスを浄化すべく各種の対策が講じられている。

このような対策の１つとして、排ガス浄化触媒装置の使用が挙げられる。これは、排気系の途中に排ガス浄化用三元触媒を配置し、ここで、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を酸化還元反応により分解して、無害化を図るものである。触媒装置でのＮＯｘの分解を継続的に維持するために、排気系の触媒装置のすぐ上流側から触媒に対して尿素水溶液が噴霧される。この尿素水溶液は、ＮＯｘ分解の効果を高めるためには特定の尿素濃度範囲にあることが必要とされ、特に尿素濃度３２．５％が最適であるとされている。

尿素水溶液は、自動車に積載される尿素水溶液タンクに収容されるのであるが、経時的に濃度変化が生ずることがあり、また、タンク内において局所的に濃度分布の不均一が発生することもある。タンクからポンプにより供給管を介して噴霧ノズルへと供給される尿素水溶液は、一般にタンクの底部に近い出口から採取されるので、この領域のものが所定の尿素濃度であることが触媒装置の効率を高めるためには重要である。

また、尿素水溶液タンクに誤って尿素水溶液以外の液体が収容されることも現実にはあり得る。このような場合、液体が所定の尿素濃度の尿素水溶液以外であることを素早く検知して警告を発することが、触媒装置の機能発揮のためには必要である。

このような目的のために、特開２００５−３３７９６９号公報（特許文献１）には、被測定液体が所定のものであるか否かの識別を行う液種識別装置として、発熱体及び感温体を含んでなる傍熱型液種検知部と被測定液体の温度を検知する液温検知部とを有するものが記載されている。この液種識別装置では、傍熱型液種検知部の発熱体に対して単一パルス電圧を印加して発熱体を発熱させ、傍熱型液種検知部の感温体と液温検知部とを含んでなる液種検知回路の出力に基づき被測定液体の識別を行う識別演算部を備えている。ここで、液温検知部として液種検知部と同様な構成のものを使用することが開示されている。

この特許文献１に記載されている液種識別装置において、傍熱型液種検知部と液温検知部とが、モールド樹脂によって一体化されて、検知部モールドパッケージの形態をなしている。発熱体及び感温体を含んでなる液種検知部としての薄膜チップが熱伝達部材としての金属製フィンに接合されており、該金属製フィンの一端部が被測定液体との熱交換のためにモールド樹脂から突出している。感温体を含んでなる液温検知部としての薄膜チップが熱伝達部材としての金属製フィンに接合されており、該金属製フィンの一端部が被測定液体との熱交換のためにモールド樹脂から突出している。

以上のような液種識別装置の検知部モールドパッケージにおいては、被測定液体中に溶存する空気等が温度上昇などにより気化して気泡となり、この気泡が金属製フィンの外面に付着することがある。また、液体がタンク内に収容されていて該タンク内に液体の自由表面があると、該タンク内液体が揺動することで液面が波立って、該液面に接する空気などの気体が液体中に巻き込まれて液体中に気泡となって残留し、この気泡が金属製フィン外面に付着することもある。特に、上記自動車に搭載されるタンク中の尿素水溶液の場合には、自動車走行時に外力に基づく激しい揺動が繰り返されるので、上記金属製フィン外面への気泡の付着は著しい。

金属製フィンに気泡が付着すると、検知部モールドパッケージの傍熱型液種検知部の発熱体から発せられる熱が金属製フィンを介して液体に良好に伝達されなくなり、また液体から金属製フィンを介して感温体に良好に熱伝達がなされなくなる。このように、金属製フィンと被測定液体との間の熱伝達が正常になされなくなると、被測定液体の濃度測定値に大きな誤差が発生して測定精度が変動して安定せず測定の信頼性が著しく低下するおそれがある。

このような問題を解決すべく、特開２００６−２９９５６号公報（特許文献２）には、被測定液体と接する金属製フィン等の表面に酸化シリコン膜等の親水性膜を付与することが提案されている。また、特許文献２には、検知部モールドパッケージの更に別の形態も記載されている。即ち、濃度検知部用及び液温検知部用の熱伝達部材を、モールド樹脂から突出させるのではなく片面のみをモールド樹脂から露出させるものである。
特開２００５−３３７９６９号公報 特開２００６−２９９５６号公報

しかるに、上記特許文献１に記載されている検知部モールドパッケージは、繰り返し使用されると、熱伝達部材とモールド樹脂との熱膨張率に差異があること等に基づき、これら熱伝達部材とモールド樹脂との間に被測定液体が浸入し、該被測定液体が薄膜チップへと到達するおそれがある。

また、上記特許文献２に別の形態として記載されている検知部モールドパッケージでは、被測定液体と接する表面部分に酸化シリコン膜等の親水性膜が付与されているものの、その厚さは例えば０．０１μｍ〜１μｍと薄い。従って、特許文献１に記載の検知部モールドパッケージと同様に、繰り返し使用されると、熱伝達部材とモールド樹脂との間に被測定液体が浸入し、該被測定液体が薄膜チップへと到達するおそれがある。

検知部モールドパッケージにおいて以上のような被測定液体の浸入が発生すると、検知誤差が大きくなり検知精度が低下することがある。

また、気泡付着防止のために特許文献２に記載のように表面に酸化シリコン膜等の親水性膜を付与することは、液種識別装置用検知部モールドパッケージの作製工程を複雑化する。

本発明の第１の目的は、以上のような現状に鑑みて、長期にわたる使用に際しても、被測定液体などの被測定流体の浸入が抑制され、検知精度の低下が少ない液種識別装置用などの流体判別装置用の検知部モールドパッケージを、作製工程を複雑化することなく提供することにある。

本発明の第２の目的は、とくに被測定液体などの被測定流体が水性液体である場合において、外面への気泡の付着が低減され、測定精度の向上及び安定化が可能な液種識別装置用などの流体判別装置用の検知部モールドパッケージを、作製工程を複雑化することなく提供することにある。

本発明の第３の目的は、以上のような液種識別装置用などの流体判別装置用の検知部モールドパッケージを用いた液種識別センサーモジュールなどの流体判別センサーモジュールを提供することにある。

本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
被測定流体の判別を行う流体判別装置に用いられ、前記被測定流体に浸漬する突出部を備えている検知部モールドパッケージであって、
前記突出部は、前記検知部及び該検知部が接合されたダイパッドを封止することで形成されていることを特徴とする検知部モールドパッケージ、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記判別は前記被測定流体が所定のものであるか否かの識別であり、前記突出部は板状突出部であり、前記検知部は少なくとも感温体を含む薄膜チップからなり、前記板状突出部の両主面は前記ダイパッドと平行である。

また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
被測定液体が所定のものであるか否かの識別を行う液種識別装置に用いられ、且つ、前記被測定液体との熱交換のため該被測定液体と接触する板状突出部を備えている上記の検知部モールドパッケージであって、
前記板状突出部は、少なくとも感温体を含む薄膜チップからなる検知部及び該検知部が接合された金属製ダイパッドを、これらが表面に露出することのないように封止材で封止することで形成されており、前記板状突出部の両主面は前記金属製ダイパッドと平行であることを特徴とする液種識別装置用検知部モールドパッケージ、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記検知部の電極と電気的に接続され且つ前記板状突出部とは反対側に前記封止材から突出する外部電極端子を備えている。本発明の一態様においては、前記金属製ダイパッドの前記検知部の接合された第１の主面を覆う前記封止材の厚さと、前記金属製ダイパッドの前記第１の主面と反対側の第２の主面を覆う前記封止材の厚さとの比が、０．５〜２．０の範囲内にある。

また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
被測定液体が所定のものであるか否かの識別を行う液種識別装置に用いられ、且つ、前記被測定液体との熱交換のため該被測定液体と接触する第１の板状突出部及び第２の板状突出部を備えている上記の検知部モールドパッケージであって、
前記第１の板状突出部は、少なくとも発熱体と感温体とを含む薄膜チップからなる液種検知部及び該液種検知部が接合された第１の金属製ダイパッドを、これらが表面に露出することのないように封止材で封止することで形成されており、前記第１の板状突出部の両主面は前記第１の金属製ダイパッドと平行であり、
前記第２の板状突出部は、少なくとも感温体を含む薄膜チップからなる液温検知部及び該液温検知部が接合された第２の金属製ダイパッドを、これらが表面に露出することのないように封止材で封止することで形成されており、前記第２の板状突出部の両主面は前記第２の金属製ダイパッドと平行であり、
前記第１の板状突出部及び第２の板状突出部は同一平面上にて互いに隔てられて配置されていることを特徴とする液種識別装置用検知部モールドパッケージ、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記液種検知部の電極及び前記液温検知部の電極とそれぞれ電気的に接続され且つ前記板状突出部とは反対側に前記封止材から突出する外部電極端子を備えている。本発明の一態様においては、前記第１または第２の金属製ダイパッドの前記液種検知部または液温検知部の接合された第１の主面を覆う前記封止材の厚さと、前記第１または第２の金属製ダイパッドの前記第１の主面と反対側の第２の主面を覆う前記封止材の厚さとの比が、０．５〜２．０の範囲内にある。

また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、上記の検知部モールドパッケージを含んでなることを特徴とする流体判別センサーモジュール、が提供される。

また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
上記の液種識別装置用検知部モールドパッケージと、該液種識別装置用検知部モールドパッケージを前記板状突出部または前記第１及び第２の板状突出部が突出するようにして支持する第１部材と、前記板状突出部または前記第１及び第２の板状突出部が突出する側と反対の側にて前記第１部材に嵌合され且つ前記第１部材との間に収容空間を形成する第２部材と、前記収容空間内に収容され且つ前記液種識別装置用検知部モールドパッケージの前記検知部または前記液種検知部及び前記液温検知部と電気的に接続された液種検知回路基板と、該液種検知回路基板と電気的に接続され且つ前記第２部材を貫通して外部へと延出する端子ピンとを備えていることを特徴とする液種識別センサーモジュール、
が提供される。

また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、上記の検知部モールドパッケージまたは上記のセンサーモジュールを含んでなることを特徴とする流体判別装置、が提供される。

また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、上記の流体判別装置を用いて前記被測定流体を判別することを特徴とする流体判別方法、が提供される。

本発明の一態様においては、前記被測定流体を加熱し、加熱開始からの互いに異なる複数の時間経過時における前記検知部の複数の検知信号に基づき前記流体を判別する。

本発明の検知部モールドパッケージ及びそれを用いた流体判別センサーモジュールによれば、突出部は検知部及び該検知部が接合されたダイパッドを封止することで形成されているので、長期にわたる使用に際しても、ダイパッドと封止材との間への被測定流体の浸入が抑制され、検知精度の低下は少ない。

本発明の液種識別装置用検知部モールドパッケージ及びそれを用いた液種識別センサーモジュールによれば、検知部モールドパッケージにおいて検知部または液種検知部及び液温検知部が接合された金属製ダイパッドまたは第１及び第２の金属製ダイパッドが表面に露出することのないように封止材で封止することで、被測定液体と接触する板状突出部または第１及び第２の板状突出部を形成しているので、長期にわたる使用に際しても、金属製ダイパッドまたは第１及び第２の金属製ダイパッドと封止材との間への被測定液体の浸入が抑制され、検知精度の低下は少ない。

本発明による液種識別装置用検知部モールドパッケージの一実施形態を示す模式的斜視図である。 図１の検知部モールドパッケージの模式的断面図である。 図１の検知部モールドパッケージの液種検知部を含む第１の板状突出部を示す模式的部分断面図である。 図１の検知部モールドパッケージを用いた液種識別センサーモジュールを示す模式的斜視図である。 図４の液種識別センサーモジュールの模式的断面図である。 図４の液種識別センサーモジュールを用いた液種識別装置を示す模式的断面図である。 図６の液種識別装置の使用状態を示す模式的断面図である。 液種検知部の分解斜視図である。 尿素水溶液タンクへの識別センサーモジュールの取り付けの他の形態を示す模式的断面図である。 液種識別ための回路の構成図である。 発熱体に印加される単一パルス電圧Ｐとセンサー出力Ｑとの関係を示す図である。 尿素濃度が所定範囲内の尿素水溶液で得られる液種対応第１電圧値Ｖ０１の範囲内には、或る砂糖濃度範囲内の砂糖水溶液の液種対応第１電圧値が存在することを示す図である。 尿素水溶液及び砂糖水溶液及び水についての液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２を、尿素濃度３０％の尿素水溶液のものを１．０００とした相対値で示す図である。 第１の検量線の例を示す図である。 第２の検量線の例を示す図である。 液温対応出力値Ｔの一例を示す図である。 液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の組み合わせによる所定液体識別の判定基準が温度に応じて変化することを模式的に示すグラフである。 液種識別プロセスを示すフロー図である。 本発明による検知部モールドパッケージを用いた液種識別装置のタンクへの取り付け状態を示す図である。 図１９の装置の検知部モールドパッケージ部分の拡大断面図である。

符号の説明

１ 液種識別装置
２ 液種識別センサーモジュール
２Ａ 検知部モールドパッケージ
２Ｂ 底板
２Ｃ Ｏ−リング
２Ｄ カバー部材
２Ｅ 液種検知回路基板
２Ｆ 蓋板
２Ｆ’ 防水シール部材
２Ｇ 側壁板
２Ｈ 端子ピン
２Ｉ 配線部材
２１ 液種識別センサー部
２１Ｐ 第１の板状突出部
２１ａ 液種検知部
２１ａ１ チップ基板
２１ａ２ 感温体
２１ａ３ 層間絶縁膜
２１ａ４ 発熱体
２１ａ５ 発熱体電極
２１ａ６ 保護膜
２１ａ７ 電極パッド
２１ｂ 接合材
２１ｃ 第１の金属製ダイパッド
２１ｄ ボンディングワイヤ
２１ｅ 外部電極端子
２２ 液温センサー部
２２Ｐ 第２の板状突出部
２２ａ 液温検知部
２２ａ２ 感温体
２２ｃ 第２の金属製ダイパッド
２２ｅ 外部電極端子
２３ モールド樹脂
２４ 被測定液体導入路
３ 液位センサーモジュール
３１ 端子ピン
４ 防水ケース
４Ｓ シールリング
４１ 電源回路部
４１ａ 回路基板
５ 防水配線
５１ コネクター
６４，６６ 抵抗体
６８ ブリッジ回路
７０ 差動増幅器
７１ 液温検知増幅器
７２ マイコン（マイクロコンピュータ）
７４ スイッチ
７６ 出力バッファ回路
１００，１００’ 尿素水溶液タンク
１０１ 壁部材
２’ 識別センサー部
２ａ 基体
２ｃ Ｏ−リング
２ｄ カバー部材
４’ 支持部
８ 蓋部材
１０２ 開口部
１０４ 液種識別装置
１０６ 入口配管
１０８ 出口配管
１１０ 尿素水溶液供給ポンプ
ＵＳ 被測定液体

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態では、流体として液体が使用され、流体判別として液種識別がなされているが、本発明においては、流体として気体その他の流動性を持つものを使用することができ、流体判別として気体種類の識別や流体の有無の検知その他の判別を行うことができる。

図１は本発明による液種識別装置用検知部モールドパッケージの一実施形態を示す模式的斜視図であり、図２はその模式的断面図であり、図３はその液種検知部を含む第１の板状突出部を示す模式的部分断面図である。また、図４は本実施形態の検知部モールドパッケージを用いた液種識別センサーモジュールを示す模式的斜視図であり、図５はその模式的断面図である。また、図６はこの液種識別センサーモジュールを用いた液種識別装置を示す模式的断面図であり、図７はその使用状態を示す模式的断面図である。

図７に示されているように、液種識別装置１は、たとえば自動車に搭載された排ガス浄化システムを構成するＮＯｘ分解用の尿素水溶液タンク１００の内部に配置されたドージングパイプユニット部を構成する壁部材１０１に取り付けられる。この取り付けは、ネジ止めまたはバンド締めにより行うことができる。図６および図７に示されているように、液種識別装置１は、液種識別センサーモジュール（以下、単に「識別センサーモジュール」ということがある）２、液位センサーモジュール３、防水ケース４および防水配線５を備えている。

識別センサーモジュール２を構成する液種識別装置用検知部モールドパッケージ２Ａは、図１〜図３に示されているように、液種識別センサー部２１及び液温センサー部２２を備えている。

液種識別センサー部２１では、発熱体及び感温体を含んでなる薄膜チップからなる後述の液種検知部２１ａが、接合材２１ｂにより第１の金属製ダイパッド２１ｃに接合されている。また、液種検知部２１ａの発熱体の電極及び感温体の電極と外部電極端子（リード）２１ｅとが、それぞれボンディングワイヤ２１ｄにより電気的に接続されている。液温センサー部２２も、同様な構成を有している。即ち、発熱体及び感温体を含んでなる薄膜チップからなる液温検知部２２ａが、接合材により第２の金属製ダイパッド２２ｃに接合されている。また、液温検知部２２ａの発熱体の電極及び感温体の電極と外部電極端子（リード）２２ｅとが、それぞれボンディングワイヤ２２ｄにより電気的に接続されている。

図８に液種検知部２１ａの分解斜視図を示す。液種検知部２１ａは、たとえばＡｌ_２Ｏ_３からなるチップ基板２１ａ１と、Ｐｔからなる感温体２１ａ２と、ＳｉＯ_２からなる層間絶縁膜２１ａ３と、ＴａＳｉＯ_２からなる発熱体２１ａ４及びＮｉからなる発熱体電極２１ａ５と、ＳｉＯ_２からなる保護膜２１ａ６と、Ｔｉ／Ａｕからなる電極パッド２１ａ７とを、順に適宜積層したものからなる。感温体２１ａ２は、図示はされていないが蛇行パターン状に形成されている。感温体２１ａ２および発熱体電極２１ａ５に接続された電極パッド２１ａ７は、図２及び図３に示されるようにして、ボンディングワイヤ２１ｄを介して外部電極端子２１ｅに接続されている。尚、液温検知部２２ａも液種検知部２１ａと同様な構成とすることができる。但し、液温検知部２２ａの場合には、発熱体に対する通電を行わないので、液種検知部２１ａと同様な構成から層間絶縁膜２１ａ３、発熱体２１ａ４及び発熱体電極２１ａ５を除外したものを使用してもよい。液種検知部２１ａ及び液温検知部２２ａの厚さは、例えば０．２ｍｍ〜１ｍｍである。

図１〜図３に示されているように、液種識別センサー部２１と液温センサー部２２とは、封止材としてのモールド樹脂２３によって一体化されている。モールド樹脂２３の材質としては、シリカ及び／またはカーボン含有エポキシ樹脂が例示される。この樹脂は、金属製ダイパッド２１ｃ，２２ｃよりも高い親水性をもつ。尚、モールド樹脂２３に代えて、セラミックその他の材質からなる封止材を使用してもよい。外部電極端子２１ｅ，２２ｅの先端が、モールド樹脂２３から突出している。モールド樹脂２３は、液種識別センサー部２１及び液温センサー部２２に対応して、外部電極端子２１ｅ，２２ｅとは反対側（図では下側）に、第１の板状突出部２１Ｐ及び第２の板状突出部２２Ｐを備えている。これらの板状突出部２１Ｐ，２２Ｐは、被測定液体に浸漬され該被測定液体との熱交換のため該被測定液体と接触する。

第１の板状突出部２１Ｐは、液種検知部２１ａ及び第１の金属製ダイパッド２１ｃを、これらが表面に露出することのないようにモールド樹脂２３で封止することで形成されている。第１の板状突出部２１Ｐの両主面は第１の金属製ダイパッド２１ｃと平行である。同様に、第２の板状突出部２２Ｐは、液温検知部２２ａ及び第２の金属製ダイパッド２２ｃを、これらが表面に露出することのないようにモールド樹脂２３で封止することで形成されている。第２の板状突出部２２Ｐの両主面は第２の金属製ダイパッド２２ｃと平行である。第１の板状突出部２１Ｐ及び第２の板状突出部２２Ｐは、同一平面上（図２の紙面上）にて互いに隔てられて配置されている。

第１及び第２の金属製ダイパッド２１ｃ，２２ｃ及び外部電極端子２１ｅ，２２ｅは、リードフレームからの切断により得ることができる。金属製ダイパッド２１ｃ，２２ｃの厚さは例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。

第１及び第２の板状突出部２１Ｐ，２２Ｐにおいて、金属製ダイパッド２１ｃ，２２ｃの第１の主面（液種検知部２１ａまたは液温検知部２２ａの接合された主面）を覆うモールド樹脂２３の厚さはＴ１であり、該金属製ダイパッドの第２の主面を覆うモールド樹脂２３の厚さはＴ２である。液種検知部２１ａ及び接合材２１ｂの合計厚さ又は液温検知部２２ａ及びその接合材の合計厚さはｔ０であり、液種検知部２１ａ又は液温検知部２２ａの上のモールド樹脂２３の厚さはｔ１であり、ここでｔ０＋ｔ１＝Ｔ１である。厚さｔ１は、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。厚さＴ２は、被測定液体と金属製ダイパッドとの熱交換を高める観点からはできるだけ小さい方が好ましいが、経時劣化によるひび割れ等の損傷の発生を防止する観点からはできるだけ大きい方が好ましい。厚さＴ２を、例えば０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとすることで、被測定液体と金属製ダイパッドとの熱交換を高め且つ損傷発生を防止する効果を良好に発揮することができる。

また、第１及び第２の板状突出部２１Ｐ，２２Ｐにおける温度変化による熱膨張収縮に基づく反りの発生を抑制するためには、厚さＴ１と厚さＴ２との比を０．５〜２．０の範囲内にするのが好ましい。

尚、液種検知部２１ａ及び液温検知部２２ａの寸法は例えば縦横２ｍｍ〜４ｍｍであり、第１及び第２の板状突出部２１Ｐ，２２Ｐの主面の寸法は例えば縦横３ｍｍ〜５ｍｍである。

以上のような本実施形態の液種識別装置用検知部モールドパッケージによれば、液種検知部２１ａ及び液温検知部２２ａが接合された金属製ダイパッド２１ｃ，２２ｃが表面に露出していないので、長期にわたる使用に際しても、内部への被測定液体の浸入が抑制され、検知精度の低下は少ない。また、本実施形態によれば、液種識別装置用検知部モールドパッケージの外面が金属製ダイパッド２１ｃ，２２ｃよりも高い親水性をもつモールド樹脂２３により形成されるので、被測定液体が尿素水溶液のような水性液体である場合において外面への気泡の付着が低減され、検知精度の低下及び変動は少ない。更に、本実施形態の液種識別装置用検知部モールドパッケージの作製工程は、特許文献２のものの作製工程に比べて簡単化されている。

また、本発明によれば、液種識別装置用検知部モールドパッケージの外面は金属製ダイパッドまたは第１及び第２の金属製ダイパッドよりも高い親水性をもつ封止材たとえばモールド樹脂及びモールドセラミックにより形成されるので、被測定液体が水性液体である場合において外面への気泡の付着が低減され、検知精度の低下は少ない。しかも、このような液種識別装置用検知部モールドパッケージは、その作製において工程を複雑化させることがない。

以上のような検知部モールドパッケージ２Ａを用いて、図４及び図５に示されるような識別センサーモジュール２を構成することができる。

図５に示されているように、検知部モールドパッケージ２Ａは、大略円板形状の底板２Ｂにより支持されている。即ち、底板２Ｂの中央には下向きに凹部が形成されており、該凹部内に、シールのためのＯ−リング２Ｃを介して、検知部モールドパッケージ２Ａが収容されている。但し、上記板状突出部２１Ｐ，２２Ｐはこの凹部より下に位置しており、即ち板状突出部２１Ｐ，２２Ｐは底板２Ｂの下面より下方に突出している。底板２Ｂの下面には、該底板から突出して露出する板状突出部２１Ｐ，２２Ｐを囲むように、カバー部材２Ｄがネジ止めにより付設されている。図６にも示されているように、このカバー部材２Ｄにより、板状突出部２１Ｐ，２２Ｐの近傍の領域を通って底板２Ｂの下面（図６では横向き状態にある）に沿って延びた両端開放の被測定液体導入路２４が形成される。

図５において、底板２Ｂの上方には、大略円板形状の液種検知回路の基板（液種検知回路基板）２Ｅが配置されている。該基板２Ｅには、不図示のカスタムＩＣ（ＡＳＩＣ）その他の所要の素子または部品が載置されている。このカスタムＩＣは、後述のように、液種検知回路の一部および識別演算部を作り込んでなるものである。液種検知回路基板２Ｅの上方には、大略円板形状の蓋板２Ｆが配置されている。該蓋板の周囲には防水シール部材２Ｆ’が配置されており、該防水シール部材を介して蓋板２Ｆには大略円筒形状の側壁板２Ｇの上端部がカシメにより取り付けられている。側壁板２Ｇの下端部は、底板２Ｂの上面の外周部に嵌合されている。側壁板２Ｇの側面には、上端部と下端部との間の位置において内側に凹の環状溝が形成されている。この環状溝内に液種検知回路基板２Ｅの外周部が適合しており、これにより液種検知回路基板２Ｅが保持されている。底板２Ｂ、側壁板２Ｇ及び蓋板２Ｆは、耐腐食性材料たとえばステンレススチール等の金属からなる。

尚、上記の底板２Ｂが本発明の第１部材を構成し、側壁板２Ｇ、蓋板２Ｆ及び防水シール部材２Ｆ’が本発明の第２部材を構成する。該第２部材と第１部材との間には収容空間が形成されている。該収容空間内には、上記液種検知回路基板２Ｅが収容されており、更に上記検知部モールドパッケージ２Ａの液種識別センサー部２１及び液温センサー部２２の外部電極端子２１ｅ，２２ｅが収容されている。また、図５に示されているように、上記収容空間内において、液種検知回路基板２Ｅの下面には、配線部材２Ｉが取り付けられている。該配線部材は、外部電極端子２１ｅ，２２ｅの先端と液種検知回路基板２Ｅの回路とを接続する。更に、配線部材２Ｉには、複数の端子ピン２Ｈの一端が取り付けられている。該端子ピンの一端は配線部材２Ｉを介して液種検知回路基板２Ｅの回路と接続されている。端子ピン２Ｈは、液種検知回路基板２Ｅ及び蓋板２Ｆを貫通して外部へと延出している。尚、端子ピン２Ｈと蓋板２Ｆとの間には防水シールが介在している。

以上のような識別センサーモジュール２を用いて、上記のような図６及び図７に示される液種識別装置１を構成することができる。

液位センサーモジュール３は、従来公知の圧力センサーからなり、タンク内液体から受ける水圧を検知し、その検知信号（液位に対応する）を端子ピン３１から出力する。

図６に示されているように、防水ケース４内には電源回路部４１が配置されており、該電源回路部４１は不図示の支持手段により支持されている。電源回路部４１は、回路基板４１ａに所要の回路素子を搭載してなるものであり、外部電源から供給される例えば直流２４Ｖに基づき、液種識別装置１の各回路部分の駆動に適した例えば直流５Ｖを作るものである。回路基板４１ａの回路には、上記識別センサーモジュール２の端子ピン２Ｈおよび液位センサーモジュール３の端子ピン３１がそれぞれ接続されている。

防水配線５は防水ケース４から上方へと延びており、タンク１００の天板を貫通して端部がタンク外に位置している。防水配線５の端部には、外部回路との接続のためのコネクター５１が付されている。防水配線５は、電源回路部４１への給電線、並びに回路基板４１ａを介しての識別センサーモジュール２および液位センサーモジュール３のそれぞれからの出力信号線を含んでいる。

尚、図５に示されているように、防水ケース４への識別センサーモジュール２の取り付けに際しては、シールリング４Ｓが介在せしめられる。図示はしないが、防水ケース４への液位センサーモジュール３の取り付けに際しても、同様なシールリングが介在せしめられる。

識別センサーモジュール２は、被測定液体導入路２４が鉛直方向を向くようにして、防水ケース４へ取り付けられる。この状態では、板状突出部２１Ｐが板状突出部２２Ｐの上方に位置する。

以上の説明では、識別センサーモジュール２が防水ケース４に取り付けられ、該防水ケースが尿素水溶液タンク１００の内部に位置する壁部材１０１に取り付けられるものとしているが、本発明においては、その他の取り付け形態も可能である。

図９は、尿素水溶液タンクへの識別センサーモジュールの取り付けの他の形態を示す模式的断面図である。この形態においては、尿素水溶液タンク１００’の外板に直接識別センサーモジュール２を取り付けている。この取り付けは、上記防水ケース４に対する取り付けと同様にして行うことができる。尚、図示はしないが、液位センサーモジュールも同様にして尿素水溶液タンク１００’の外板に直接取り付けることができる。そして、これらの識別センサーモジュール及び液位センサーモジュールを用いて、基本的には図６及び図７に示されるものと同様な液種識別装置を構成することができる。

さて、図１０に、以上説明したような実施形態における液種識別ための回路の構成を示す。上記の液種識別センサー部２１の感温体２１ａ２、液温センサー部２２の感温体２２ａ２、及び２つの抵抗体６４，６６によりブリッジ回路（液種検知回路）６８が形成されている。このブリッジ回路６８の出力が差動増幅器７０に入力され、該差動増幅器の出力（液種検知回路出力またはセンサー出力ともいう）が不図示のＡ／Ｄ変換器を介して識別演算部を構成するマイコン（マイクロコンピュータ）７２に入力される。また、マイコン７２には、液温センサー部２２の感温体２２ａ２から液温検知増幅器７１を経て被測定液体の温度に対応する液温対応出力値が入力される。一方、マイコン７２からは、液種識別センサー部２１の発熱体２１ａ４への通電経路に位置するスイッチ７４に対してその開閉を制御するヒーター制御信号が出力される。

本実施形態においては、図１０にて一点鎖線で囲まれる部分が上記カスタムＩＣに作り込まれている。

図１０には、簡単のために、スイッチ７４が単なる開閉を行うものとして記載されているが、カスタムＩＣに作り込む際に、互いに異なる電圧の印加が可能な複数の電圧印加経路を形成しておき、ヒーター制御に際していずれかの電圧印加経路を選択できるようにしてもよい。このようにすることで、液種識別センサー部２１の発熱体２１ａ４の特性の選択の幅が大幅に広がる。すなわち、発熱体２１ａ４の特性に応じて識別に最適な電圧を印加することが可能となる。また、ヒーター制御に際して互いに異なる複数の電圧の印加を行うことができるので、識別対象液体の種類を広げることが可能となる。

また、図１０には、簡単のために、抵抗体６４，６６が抵抗値一定のものとして記載されているが、カスタムＩＣに作り込む際に、これら抵抗体６４，６６のそれぞれを抵抗値可変なものに形成しておき、識別に際して抵抗体６４，６６の抵抗値を適宜変更できるようにしてもよい。同様に、カスタムＩＣに作り込む際に、差動増幅器７０および液温検知増幅器７１について特性調節が可能なようにしておき、識別に際して増幅器特性を適宜変更できるようにしてもよい。このようにすることで、液種検知回路の特性を最適なものに設定することが容易になり、液種識別センサー部２１および液温センサー部２２の製造上の個体ばらつきとカスタムＩＣの製造上の個体ばらつきとに基づき発生する識別特性のばらつきを低減することができ、製造歩留まりが向上する。

以下、本実施形態における液種識別動作につき説明する。

タンク１００内に被測定液体ＵＳが収容されると、識別センサーモジュール２を覆うカバー部材２Ｄにより形成される被測定液体導入路２４内にも被測定液体ＵＳが満たされる。被測定液体導入路２４内を含めてタンク１００内の被測定液体ＵＳは実質上流動しない。

マイコン７２からスイッチ７４に対して出力されるヒーター制御信号（スイッチ閉信号）により、該スイッチ７４を所定時間（たとえば８秒間）閉じることで、発熱体２１ａ４に対して所定高さ（たとえば１０Ｖ）の単一パルス電圧Ｐを印加して該発熱体を発熱させる。この時の差動増幅器７０の出力電圧（センサー出力）Ｑは、図１１に示されるように、発熱体２１ａ４への電圧印加中は次第に増加し、発熱体２１ａ４への電圧印加終了後は次第に減少する。

マイコン７２では、図１１に示されているように、発熱体２１ａ４への電圧印加の開始前の所定時間（たとえば０．１秒間）センサー出力を所定回数（たとえば２５６回）サンプリングし、その平均値を得る演算を行って平均初期電圧値Ｖ１を得る。この平均初期電圧値Ｖ１は、感温体２１ａ２の初期温度に対応する。

また、図１１に示されているように、発熱体への電圧印加の開始から比較的短い時間である第１の時間（例えば単一パルスの印加時間の１／２以下であって０．５〜３秒間；図１１では２秒間）経過時（具体的には第１の時間の経過の直前）に所定時間（たとえば０．１秒間）センサー出力を所定回数（たとえば２５６回）サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均第１電圧値Ｖ２を得る。この平均第１電圧値Ｖ２は、感温体２１ａ２の単一パルス印加開始から第１の時間経過時の第１温度に対応する。そして、平均初期電圧値Ｖ１と平均第１電圧値Ｖ２との差Ｖ０１（＝Ｖ２−Ｖ１）を液種対応第１電圧値として得る。

また、図１１に示されているように、発熱体への電圧印加の開始から比較的長い時間である第２の時間（例えば単一パルスの印加時間；図１１では８秒間）経過時（具体的には第２の時間の経過の直前）に所定時間（たとえば０．１秒間）センサー出力を所定回数（たとえば２５６回）サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均第２電圧値Ｖ３を得る。この平均第２電圧値Ｖ３は、感温体２１ａ２の単一パルス印加開始から第２の時間経過時の第２温度に対応する。そして、平均初期電圧値Ｖ１と平均第２電圧値Ｖ３との差Ｖ０２（＝Ｖ３−Ｖ１）を液種対応第２電圧値として得る。

ところで、以上のような単一パルスの電圧印加に基づき発熱体２１ａ４で発生した熱の一部は被測定液体を介して感温体２１ａ２へと伝達される。この熱伝達には、パルス印加開始からの時間に依存して異なる主として２つの形態がある。即ち、パルス印加開始から比較的短い時間（例えば３秒とくに２秒）内の第１段階では、熱伝達は主として伝導が支配的である（このため、液種対応第１電圧値Ｖ０１は主として液体の熱伝導率による影響を受ける）。これに対して、第１段階後の第２段階では、熱伝達は主として自然対流が支配的である（このため、液種対応第２電圧値Ｖ０２は主として液体の動粘度による影響を受ける）。これは、第２段階では、第１段階で加熱された被測定液体による自然対流が発生し、これによる熱伝達の比率が高くなるからである。

上記のように、排ガス浄化システムにおいて使用される尿素水溶液の濃度［重量パーセント：以下同様］は３２．５％が最適とされている。従って、尿素水溶液タンク１００に収容されるべき尿素水溶液の尿素濃度の許容範囲を、たとえば３２．５％±５％と定めることができる。この許容範囲の幅±５％は、所望により適宜変更可能である。即ち、本実施形態では、所定の液体として、尿素濃度が３２．５％±５％の範囲内の尿素水溶液を定めている。

上記液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２は、尿素水溶液の尿素濃度が変化するにつれて変化する。従って、尿素濃度３２．５％±５％の範囲内の尿素水溶液に対応する液種対応第１電圧値Ｖ０１の範囲（所定範囲）及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の範囲（所定範囲）が存在する。

ところで、尿素水溶液以外の液体であっても、その濃度によっては、上記の液種対応第１電圧値Ｖ０１の所定範囲内及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の所定範囲内の出力が得られる場合がある。即ち、液種対応第１電圧値Ｖ０１または液種対応第２電圧値Ｖ０２がそれぞれ所定範囲内であったとしても、その液体が所定の尿素水溶液であるとは限らない。例えば、図１２に示されているように、尿素濃度が所定範囲内３２．５％±５％の尿素水溶液で得られる液種対応第１電圧値Ｖ０１の範囲内（即ち、センサー表示濃度値に換算して３２．５％±５％の範囲内）には、砂糖濃度が２５％±３％程度の範囲内の砂糖水溶液の液種対応第１電圧値が存在する。

しかしながら、この砂糖濃度範囲内の砂糖水溶液から得られる液種対応第２電圧値Ｖ０２の値は、所定の尿素濃度範囲内の尿素水溶液で得られる液種対応第２電圧値Ｖ０２の範囲とはかけ離れたものとなる。即ち、図１３に示されているように、２５％±３％程度の砂糖濃度範囲を包含する１５％〜３５％の砂糖濃度範囲内の砂糖水溶液では、液種対応第１電圧値Ｖ０１が所定の尿素濃度範囲内の尿素水溶液と重複するものがあるが、液種対応第２電圧値Ｖ０２は所定の尿素濃度範囲内の尿素水溶液とは大きく異なる。尚、図１３では、液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の双方が、尿素濃度３０％の尿素水溶液のものを１．０００とした相対値で示されている。かくして、液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の双方についてそれぞれの所定範囲内にあることを所定の液体であるか否かの判定基準とすることで、上記砂糖水溶液が所定の液体ではないと確実に識別することができる。

また、液種対応第２電圧値Ｖ０２が所定の液体のものと重複する場合もあり得る。しかし、この場合には、液種対応第１電圧値Ｖ０１が所定の液体のものと異なるので、上記判定基準により当該液体が所定のものではないと確実に識別することができる。

本発明は、以上のように液種対応第１電圧値Ｖ０１と液種対応第２電圧値Ｖ０２との関係が溶液の種類により異なることを利用して、液種の識別を行うものである。即ち、液種対応第１電圧値Ｖ０１と液種対応第２電圧値Ｖ０２とは液体の互いに異なる物性即ち熱伝導率と動粘度との影響を受け、これらの関係は溶液の種類により互いに異なるので、以上のような液種識別が可能となる。尿素濃度の所定範囲を狭くすることで、更に識別の精度を高めることができる。

即ち、本発明の実施形態では、尿素濃度既知の幾つかの尿素水溶液（参照尿素水溶液）について、温度と液種対応第１電圧値Ｖ０１との関係を示す第１検量線及び温度と液種対応第２電圧値Ｖ０２との関係を示す第２検量線を予め得ておき、これらの検量線をマイコン７２の記憶手段に記憶しておく。第１及び第２の検量線の例を、それぞれ図１４及び図１５に示す。これらの例では、尿素濃度ｃ１（例えば２７．５％）及びｃ２（例えば３７．５％）の参照尿素水溶液について、検量線が作成されている。

図１４及び図１５に示されているように、液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２は温度に依存するので、これらの検量線を用いて被測定液体を識別する際には、液温センサー部２２の感温体２２ａ２から液温検知増幅器７１を介して入力される液温対応出力値Ｔをも用いる。液温対応出力値Ｔの一例を図１６に示す。このような検量線をもマイコン７２の記憶手段に記憶しておく。

液種対応第１電圧値Ｖ０１の測定に際しては、先ず、測定対象の被測定液体について得た液温対応出力値Ｔから図１６の検量線を用いて温度値を得る。得られた温度値をｔとして、次に、図１４の第１の検量線において、温度値ｔに対応する各検量線の液種対応第１電圧値Ｖ０１（ｃ１；ｔ），Ｖ０１（ｃ２；ｔ）を得る。そして、測定対象の被測定液体について得た液種対応第１電圧値Ｖ０１（ｃｘ；ｔ）のｃｘを、各検量線の液種対応第１電圧値Ｖ０１（ｃ１；ｔ），Ｖ０１（ｃ２；ｔ）を用いた比例演算を行って、決定する。即ち、ｃｘは、Ｖ０１（ｃｘ；ｔ），Ｖ０１（ｃ１；ｔ），Ｖ０１（ｃ２；ｔ）に基づき、以下の式（１）
ｃｘ＝ｃ１＋
（ｃ２−ｃ１）［Ｖ０１（ｃｘ；ｔ）−Ｖ０１（ｃ１；ｔ）］
／［Ｖ０１（ｃ２；ｔ）−Ｖ０１（ｃ１；ｔ）］・・・・（１）
から求める。

同様にして、液種対応第２電圧値Ｖ０２の測定に際しては、図１５の第２の検量線において、以上のようにして被測定液体について得た温度値ｔに対応する各検量線の液種対応第２電圧値Ｖ０２（ｃ１；ｔ），Ｖ０２（ｃ２；ｔ）を得る。そして、被測定液体について得た液種対応第２電圧値Ｖ０２（ｃｙ；ｔ）のｃｙを、各検量線の液種対応第２電圧値Ｖ０２（ｃ１；ｔ），Ｖ０２（ｃ２；ｔ）を用いた比例演算を行って、決定する。即ち、ｃｙは、Ｖ０１（ｃｙ；ｔ），Ｖ０１（ｃ１；ｔ），Ｖ０１（ｃ２；ｔ）に基づき、以下の式（２）
ｃｙ＝ｃ１＋
（ｃ２−ｃ１）［Ｖ０２（ｃｙ；ｔ）−Ｖ０２（ｃ１；ｔ）］
／［Ｖ０２（ｃ２；ｔ）−Ｖ０２（ｃ１；ｔ）］・・・・（２）
から求める。

尚、図１４及び図１５の第１及び第２の検量線として温度の代わりに液温対応出力値Ｔを用いたものを採用することで、図１６の検量線の記憶及びこれを用いた換算を省略することもできる。

以上のように、液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２のそれぞれについて、温度に応じて変化する所定範囲を設定することができる。上記のようにｃ１を２７．５％とし、且つｃ２を３７．５％とすることで、図１４及び図１５のそれぞれにおける２つの検量線で囲まれた領域が、所定の液体（即ち尿素濃度３２．５％±５％の尿素水溶液）に対応するものとなる。

図１７は、液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の組み合わせによる所定液体識別の判定基準が温度に応じて変化することを模式的に示すグラフである。温度がｔ１，ｔ２，ｔ３と上昇するにつれて、所定の液体と判別される領域ＡＲ（ｔ１），ＡＲ（ｔ２），ＡＲ（ｔ３）が移動する。

図１８は、マイコン７２での液種識別プロセスを示すフロー図である。

先ず、ヒーター制御による発熱体２１ａ４へのパルス電圧印加の前に、マイコン内にＮ＝１を格納し（Ｓ１）、次いでセンサー出力をサンプリングし平均初期電圧値Ｖ１を得る（Ｓ２）。次に、ヒーター制御を実行し、発熱体２１ａ４への電圧印加の開始から第１の時間経過時にセンサー出力をサンプリングし、平均第１電圧値Ｖ２を得る（Ｓ３）。次に、Ｖ２−Ｖ１の演算を行って、液種対応第１電圧値Ｖ０１を得る（Ｓ４）。次に、発熱体２１ａ４への電圧印加の開始から第２の時間経過時にセンサー出力をサンプリングし、平均第２電圧値Ｖ３を得る（Ｓ５）。次に、Ｖ３−Ｖ１の演算を行って、液種対応第２電圧値Ｖ０２を得る（Ｓ６）。

次に、被測定液体について得た温度値ｔを参照して、液種対応第１電圧値Ｖ０１が当該温度での所定範囲内にあり且つ液種対応第２電圧値Ｖ０２が当該温度での所定範囲内にあるという条件が満たされるか否かを判断する（Ｓ７）。Ｓ７において液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２のうちの少なくとも一方がそれぞれの所定範囲内にない（ＮＯ）と判断された場合には、上記格納値Ｎが３であるか否かを判断する（Ｓ８）。Ｓ８においてＮが３ではない［即ち現測定ルーチンが３回目ではない（具体的には１回目または２回目である）］（ＮＯ）と判断された場合には、続いて格納値Ｎを１だけ増加させ（Ｓ９）、Ｓ２へと戻る。一方、Ｓ８においてＮが３である［即ち現測定ルーチンが３回目である］（ＹＥＳ）と判断された場合には、被測定流体が所定のものではないと判定する（Ｓ１０）。

一方、Ｓ７において液種対応第１電圧値Ｖ０１及び液種対応第２電圧値Ｖ０２の双方がそれぞれの所定範囲内にある（ＹＥＳ）と判断された場合には、被測定流体が所定のものであると判定する（Ｓ１１）。

本実施形態においては、Ｓ１１に続いて、尿素水溶液の尿素濃度を算出する（Ｓ１２）。この濃度算出は、液温センサー部２２の出力即ち被測定液体について得た温度値ｔと、液種対応第１電圧値Ｖ０１と、図１４の第１の検量線とに基づき、上記式（１）を用いて行うことができる。或いは、濃度算出は、液温センサー部２２の出力即ち被測定液体について得た温度値ｔと、液種対応第２電圧値Ｖ０２と、図１５の第２の検量線とに基づき、上記式（２）を用いて行うこともできる。

以上のようにして液種の識別を正確に且つ迅速に行うことができる。この液種識別のルーチンは、自動車のエンジン始動時に、或いは定期的に、或いは運転者または自動車（後述のＥＣＵ）側からの要求時に、或いは自動車のキーＯＦＦ時等に、適宜実行することができ、所望の様式にて尿素タンク内の液体が所定の尿素濃度の尿素水溶液であるか否かを監視することができる。このようにして得られた液種を示す信号（所定のものであるか否か、更には所定のもの［所定の尿素濃度の尿素水溶液］である場合の尿素濃度を示す信号）が不図示のＤ／Ａ変換器を介して、図１０に示される出力バッファ回路７６へと出力され、ここから端子ピン２Ｈ、電源回路基板４１ａおよび防水配線５を介して、アナログ出力として不図示の自動車のエンジンの燃焼制御などを行うメインコンピュータ（ＥＣＵ）へと出力される。液温対応のアナログ出力電圧値も同様な経路でメインコンピュータ（ＥＣＵ）へと出力される。一方、液種を示す信号は、必要に応じてデジタル出力として取り出して、同様な経路で表示、警報その他の動作を行う機器へと入力することができる。

更に、液温センサー部２２から入力される液温対応出力値Ｔに基づき、尿素水溶液が凍結する温度（−１３℃程度）の近くまで温度低下したことが検知された場合に警告を発するようにすることができる。

なお、以上の液種識別は、自然対流を利用しており、尿素水溶液等の被測定液体の動粘度とセンサー出力とが相関関係を有するという原理を利用している。このような液種識別の精度を高めるためには、液種検知部２１ａおよび液温検知部２２ａと被測定液体との間の熱伝達がなされる板状突出部２１Ｐ，２２Ｐの周囲の被測定液体にできるだけ外的要因に基づく強制流動が生じにくくするのが好ましく、この点からカバー部材２Ｄにより特に上下方向（鉛直方向）の被測定液体導入路を形成するようにしたものは好ましい。尚、カバー部材２Ｄは、異物の接触を防止する保護部材としても機能する。

液位センサーモジュール３により検知される液位を示す信号（液位信号）は、端子ピン３１、電源回路基板４１ａおよび防水配線５を介して、上記の自動車のエンジンの燃焼制御などを行うメインコンピュータ（ＥＣＵ）へと出力される。得られた液位信号が液位の許容下限値を下回った場合には、尿素水溶液の補充を要求する警告を発するようにすることができる。

以上の実施形態では、液種識別装置用検知部モールドパッケージが液種識別センサー部２１に対応する第１の板状突出部２１Ｐと液温センサー部２２に対応する第２の板状突出部２２Ｐとの双方を有するのであるが、本発明は、これらのうちの一方のセンサー部に対応する板状突出部のみを有する液種識別装置用検知部モールドパッケージをも包含するものである。

また、以上の実施形態では所定の流体として所定の尿素濃度の尿素水溶液が用いられているが、本発明では、所定の液体は溶質として尿素以外を用いた水溶液その他の液体であってもよい。

以上の実施形態では、検知部モールドパッケージ２Ａを用いて液種識別センサーモジュール２を構成し、該液種識別センサーモジュール２を用いて液種識別装置１を構成しているが、センサーモジュールを形成することなく本発明の検知部モールドパッケージを用いて液種識別装置を構成することもできる。図１９にそのような液種識別装置のタンクへの取り付け状態を示し、図２０にその検知部モールドパッケージ部分の拡大断面図を示す。

図１９に示されているように、尿素水溶液タンク１００の上部には開口部１０２が設けられており、該開口部に液種識別装置１０４が取り付けられている。タンク１００には、尿素水溶液が注入される入口配管１０６および尿素水溶液が取り出される出口配管１０８が設けられている。出口配管１０８は、タンク１００の底部に近い高さ位置にてタンクに接続されており、尿素水溶液供給ポンプ１１０を介して不図示の尿素水溶液噴霧器に接続されている。排気系において排ガス浄化用触媒装置の直前に配置された上記尿素水溶液噴霧器により触媒装置に対する尿素水溶液の噴霧が行われる。

液種識別装置は、識別センサー部２’と支持部４’とを備えている。支持部４’の一方の端部（下端部）に識別センサー部２’が取り付けられており、支持部４’の他方の端部（上端部）にはタンク開口部１０２へ取り付けるための取り付け部が設けられており、該取り付け部上には液種検知回路などを構成する回路基板が配置されており、該回路基板を覆って蓋部材８が取り付けられている。

識別センサー部２’は、支持部４’の下端部に取り付けられた基体２ａを有しており、該基体２ａの側面にＯ−リング２ｃを介して上記のような検知部モールドパッケージ２Ａが取り付けられている。基体２ａには、上記実施形態におけるセンサーモジュールのカバー部材２Ｄと同様な機能を有するカバー部材２ｄが付されている。

尚、基体２ａには、検知部モールドパッケージ２Ａより下方において、上記実施形態における液位センサーモジュールと同様な液位検知機能を有する液位センサーを取り付けることができる。

この実施形態は、液種検知回路その他の構成が上記実施形態のものと基本的には同等であり、上記実施形態のものと基本的に同様な動作を行う。

Claims (17)

1. 被測定流体の判別を行う流体判別装置に用いられ、前記被測定流体に浸漬する突出部を備えている検知部モールドパッケージであって、
   前記突出部は、前記検知部及び該検知部が接合されたダイパッドを封止することで形成されていることを特徴とする検知部モールドパッケージ。
2. 前記判別は前記被測定流体が所定のものであるか否かの識別であり、前記突出部は板状突出部であり、前記検知部は少なくとも感温体を含む薄膜チップからなり、前記板状突出部の両主面は前記ダイパッドと平行であることを特徴とする、請求項１に記載の検知部モールドパッケージ。
3. 被測定液体が所定のものであるか否かの識別を行う液種識別装置に用いられ、且つ、前記被測定液体との熱交換のため該被測定液体と接触する板状突出部を備えている請求項１に記載の検知部モールドパッケージであって、
   前記板状突出部は、少なくとも感温体を含む薄膜チップからなる検知部及び該検知部が接合された金属製ダイパッドを、これらが表面に露出することのないように封止材で封止することで形成されており、前記板状突出部の両主面は前記金属製ダイパッドと平行であることを特徴とする液種識別装置用検知部モールドパッケージ。
4. 前記検知部の電極と電気的に接続され且つ前記板状突出部とは反対側に前記封止材から突出する外部電極端子を備えていることを特徴とする、請求項３に記載の液種識別装置用検知部モールドパッケージ。
5. 前記金属製ダイパッドの前記検知部の接合された第１の主面を覆う前記封止材の厚さと、前記金属製ダイパッドの前記第１の主面と反対側の第２の主面を覆う前記封止材の厚さとの比が、０．５〜２．０の範囲内にあることを特徴とする、請求項３に記載の液種識別装置用検知部モールドパッケージ。
6. 被測定液体が所定のものであるか否かの識別を行う液種識別装置に用いられ、且つ、前記被測定液体との熱交換のため該被測定液体と接触する第１の板状突出部及び第２の板状突出部を備えている請求項１に記載の検知部モールドパッケージであって、
   前記第１の板状突出部は、少なくとも発熱体と感温体とを含む薄膜チップからなる液種検知部及び該液種検知部が接合された第１の金属製ダイパッドを、これらが表面に露出することのないように封止材で封止することで形成されており、前記第１の板状突出部の両主面は前記第１の金属製ダイパッドと平行であり、
   前記第２の板状突出部は、少なくとも感温体を含む薄膜チップからなる液温検知部及び該液温検知部が接合された第２の金属製ダイパッドを、これらが表面に露出することのないように封止材で封止することで形成されており、前記第２の板状突出部の両主面は前記第２の金属製ダイパッドと平行であり、
   前記第１の板状突出部及び第２の板状突出部は同一平面上にて互いに隔てられて配置されていることを特徴とする液種識別装置用検知部モールドパッケージ。
7. 前記液種検知部の電極及び前記液温検知部の電極とそれぞれ電気的に接続され且つ前記板状突出部とは反対側に前記封止材から突出する外部電極端子を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の液種識別装置用検知部モールドパッケージ。
8. 前記第１または第２の金属製ダイパッドの前記液種検知部または液温検知部の接合された第１の主面を覆う前記封止材の厚さと、前記第１または第２の金属製ダイパッドの前記第１の主面と反対側の第２の主面を覆う前記封止材の厚さとの比が、０．５〜２．０の範囲内にあることを特徴とする、請求項６に記載の液種識別装置用検知部モールドパッケージ。
9. 請求項１に記載の検知部モールドパッケージを含んでなることを特徴とする流体判別センサーモジュール。
10. 請求項３に記載の液種識別装置用検知部モールドパッケージと、該液種識別装置用検知部モールドパッケージを前記板状突出部が突出するようにして支持する第１部材と、前記板状突出部が突出する側と反対の側にて前記第１部材に嵌合され且つ前記第１部材との間に収容空間を形成する第２部材と、前記収容空間内に収容され且つ前記液種識別装置用検知部モールドパッケージの前記検知部と電気的に接続された液種検知回路基板と、該液種検知回路基板と電気的に接続され且つ前記第２部材を貫通して外部へと延出する端子ピンとを備えていることを特徴とする液種識別センサーモジュール。
11. 請求項６に記載の液種識別装置用検知部モールドパッケージと、該液種識別装置用検知部モールドパッケージを前記第１及び第２の板状突出部が突出するようにして支持する第１部材と、前記第１及び第２の板状突出部が突出する側と反対の側にて前記第１部材に嵌合され且つ前記第１部材との間に収容空間を形成する第２部材と、前記収容空間内に収容され且つ前記液種識別装置用検知部モールドパッケージの前記液種検知部及び前記液温検知部と電気的に接続された液種検知回路基板と、該液種検知回路基板と電気的に接続され且つ前記第２部材を貫通して外部へと延出する端子ピンとを備えていることを特徴とする液種識別センサーモジュール。
12. 請求項１に記載の検知部モールドパッケージを含んでなることを特徴とする流体判別装置。
13. 請求項９に記載のセンサーモジュールを含んでなることを特徴とする流体判別装置。
14. 請求項１０に記載のセンサーモジュールを含んでなることを特徴とする流体判別装置。
15. 請求項１１に記載のセンサーモジュールを含んでなることを特徴とする流体判別装置。
16. 請求項１２〜１５のいずれかに記載の流体判別装置を用いて前記被測定流体を判別することを特徴とする流体判別方法。
17. 前記被測定流体を加熱し、加熱開始からの互いに異なる複数の時間経過時における前記検知部の複数の検知信号に基づき前記流体を判別することを特徴とする、請求項１６に記載の流体判別方法。

Images