(57)【要約】【課題】析出を抑制しつつ、液体の残量を連続的に検出できるようにする。【解決手段】容器１に貯蔵された液体２の液面の位置が低くなるにつれてそれぞれ液体２と接触する面積が減少するように第１、第２の電極３０ａ、３０ｂが配置され、第１の電極３０ａに交流信号を印加し、第２の電極３０ｂより入力される交流信号を検波回路４０により検波して、容器１に貯蔵された液体２の残量に応じて連続的に変化する電圧を出力する検波回路４０を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器（１）に貯蔵された液体（２）の残量を検出する液体残量検出装置であって、
前記容器（１）に貯蔵された前記液体（２）の液面の位置が低くなるにつれてそれぞれ前記液体（２）と接触する面積が減少するように配置された第１、第２の電極（３０ａ、３０ｂ）と、
前記第１の電極（３０ａ）に印加する交流信号を生成する交流信号発生部（１０）と、
前記第２の電極（３０ｂ）より入力される交流信号を検波して、前記容器（１）に貯蔵された前記液体（２）の残量に応じて連続的に変化する電圧を出力する検波回路（４０）と、を備えたことを特徴とする液体残量検出装置。
【請求項２】
前記第１、第２の電極（３０ａ、３０ｂ）の間には、絶縁性の網目状部材（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体残量検出装置。
【請求項３】
前記検波回路により検波された信号を増幅する増幅部（５０）を備え、
前記残量特定部（６０）は、前記増幅部（５０）により増幅された信号の電圧値に基づいて前記容器（１）に貯蔵された前記液体（２）の残量を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の液体残量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に貯蔵された液体の残量を検出する液体残量検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液面変化を感知する異なった長さの複数の電極を有し、複数の電極間の導通状態に基づいて液面変化を示す警告信号を出力するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された装置は、異なった長さの複数の電極を有し、複数の電極間の導通状態に基づいて液面変化を示す警告信号を出力するようになっており、液面変化を連続的に検出することができないため、液体の残量を精度良く検出することができないという問題があった。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載された装置は、電極間に直流の電圧を印加する構成なっているので、例えば、車両の窓を洗浄するための洗浄液の液面変化を検出する場合、電気分解により比較的多くの粘性物質が析出され、この粘性物質が電極に付着してしまうといった問題もあった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みたもので、析出を抑制しつつ、液体の残量を連続的に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、容器（１）に貯蔵された液体（２）の残量を検出する液体残量検出装置であって、容器（１）に貯蔵された液体（２）の液面の位置が低くなるにつれてそれぞれ液体（２）と接触する面積が減少するように配置された第１、第２の電極（３０ａ、３０ｂ）と、第１の電極（３０ａ）に印加する交流信号を生成する交流信号発生部（１０）と、第２の電極（３０ｂ）より入力される交流信号を検波して、容器（１）に貯蔵された液体（２）の残量に応じて連続的に変化する電圧を出力する検波回路（４０）と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、容器（１）に貯蔵された液体（２）の液面の位置が低くなるにつれてそれぞれ液体（２）と接触する面積が減少するように第１、第２の電極（３０ａ、３０ｂ）が配置され、第１の電極（３０ａ）に交流信号を印加し、第２の電極（３０ｂ）より入力される交流信号を検波する検波回路（４０）より、容器（１）に貯蔵された液体（２）の残量に応じて連続的に変化する電圧が出力されるので、析出を抑制しつつ、液体（２）の残量を連続的に検出することができる。
【０００９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体残量検出装置の構成を示す図である。
【図２】洗浄液の深さと検出電圧の特性例を表した図である。
【図３】洗浄液の深さと第１、第２の電極間の見かけ上の抵抗の大きさの関係について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る液体残量検出装置の構成を図１に示す。本液体残量検出装置は、車両の窓を洗浄するウィンドウ洗浄装置に用いられる。本液体残量検出装置は、洗浄液２を貯蔵するタンク（容器に相当する）１と、タンク１に貯蔵された洗浄液２と接触するように配置された第１、第２の電極３０ａ、３０ｂと、検出回路３を備えている。なお、洗浄液２は、メチルアルコールおよび界面活性剤等を含む導電性の液体により構成されている。
【００１２】
また、電極３０ａ、３０ｂは、ステンレス線により構成されている。また、電極３０ａ、３０ｂは、それぞれ先端がタンク１の底部の近くまで延びるようにタンク１内に配置されており、それぞれタンク１に貯蔵された洗浄液２の液面の位置が低くなるにつれて洗浄液２と接触する面積が減少するように配置されている。
【００１３】
電極固定部３１は、電極３０ａと電極３０ｂの短絡を防止するためのものであり、樹脂製の網目状部材を用いて構成されている。電極固定部３１には、電極３０ａを挿通させるための穴部と、電極３０ｂを挿通させるための穴部（いずれも図示せず）が形成されている。
【００１４】
電極３０ａを挿通させるための穴部に電極３０ａを挿通させ、電極３０ｂを挿通させるための穴部に電極３０ｂを挿通させ、電極３０ａと電極３０ｂとが直接短絡しないように電極固定部３１に固定される構造となっている。
【００１５】
検出回路３は、交流信号を生成する交流信号発生部１０と、第１、第２の電極３０ａ、３０ｂを接続するためのコネクタ２０と、第２の電極３０ｂより入力される交流信号を検波する検波回路４０と、検波回路４０により検波された交流信号を増幅する増幅部５０と、洗浄液２の残量を特定する残量特定部６０を備えている。
【００１６】
交流信号発生部１０は、インバータ１１、インダクタンス１２、コンデンサ１３〜１５を備えている。
【００１７】
インバータ１１の入力端子と出力端子の間にインダクタンス１２が設けられている。また、インバータ１１の入力端子は、コンデンサ１３を介して接地されており、インバータ１１の出力端子は、コンデンサ１４を介して接地されている。また、インバータ１１の出力端子は、コンデンサ１５およびコネクタ２０の一方の端子を介して第１の電極３０ａに接続されている。
【００１８】
インバータ１１の入力端子の電圧がローレベルの場合、インバータ１１の出力端子の電圧はハイレベルになる。この場合、インダクタンス１２およびコンデンサ１３によりインバータ１１の入力端子の電圧は徐々に上昇する。そして、インバータ１１の入力端子の電圧が閾値電圧まで上昇すると、インバータ１１の出力端子の電圧はローレベルとなる。この場合、インダクタンス１２およびコンデンサ１３によりインバータ１１の入力端子の電圧は徐々に低下してインバータ１１の入力端子の電圧が閾値電圧まで低下すると、インバータ１１の出力端子の電圧はハイレベルになる。このような動作が繰り返し行われ、インバータ１１の出力端子からハイレベルとローレベルを交互に繰り返す交流信号が出力される。
【００１９】
検波回路４０は、ダイオード４１、４２、抵抗４３、４６、コンデンサ４４、４５を備えている。第１の電極３０ａに交流信号を印加した状態で、タンク１に貯蔵された洗浄液２を介して第１の電極３０ａと第２の電極３０ｂとの間が導通状態になると、第１の電極３０ａから第２の電極３０ｂを介して検波回路４０に交流信号が入力される。検波回路４０は、第２の電極３０ｂより入力された交流信号を検波し、タンク１に貯蔵された洗浄液２の残量に応じて連続的に変化する電圧を出力する。
【００２０】
増幅部５０は、オペアンプ５１、抵抗５２〜５４を備えている。増幅部５０は、非反転増幅器として動作する。すなわち、検波回路４０より出力された電圧を予め定められた増幅率で増幅し、増幅した検出電圧Ｖｏを出力する。
【００２１】
残量特定部６０は、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ等（いずれも図示せず）を備えたコンピュータとして構成されている。残量特定部６０は、増幅部５０より増幅された検出電圧Ｖｏをデジタル信号に変換し、このデジタル信号に変換した電圧値に基づいてタンク１に貯蔵された洗浄液２の残量を特定する。
【００２２】
上記した構成において、交流信号発生部１０により生成された交流信号が第１の電極３０ａに印加され、タンク１に貯蔵された洗浄液２を介して第１の電極３０ａと第２の電極３０ｂとの間が導通状態になると、第１の電極３０ａから第２の電極３０ｂを介して検波回路４０に交流信号が入力される。この交流信号は検波回路４０により半波整流され、検波回路４０により半波整流された信号は、増幅部５０により増幅される。また、増幅部５０より増幅された信号は、残量特定部６０に入力され、残量特定部６０にて洗浄液２の残量の特定が行われる。
【００２３】
なお、タンク１に貯蔵された洗浄液２が減少して第１の電極３０ａと第２の電極３０ｂとの間が非導通状態となった場合、検波回路４０に交流信号が入力されなくなり、増幅部５０より出力される検出電圧Ｖｏは予め定められた閾値未満となる。残量特定部６０は、このように増幅部５０より出力される検出電圧Ｖｏが閾値未満となった場合、洗浄液２の残量が極めて少ないことを示す警告信号を出力する。
【００２４】
上記した構成の液体残量検出装置において、図２に示すように、洗浄液２の深さが深くなるほど増幅部５０より出力される検出電圧Ｖｏが大きくなるという実験結果が得られた。また、洗浄液２の残量が少ない場合には、洗浄液２の残量が多い場合と比較して、増幅部５０より出力される検出電圧Ｖｏの単位深さ当たりの変化量が大きくなることも確認できた。
【００２５】
これは、図３に示すように、洗浄液２の深さが深くなるほど、第１の電極３０ａと第２の電極３０ｂの間の見かけ上の抵抗の大きさ（合成抵抗値）が小さくなるためと考えられる。
【００２６】
本液体残量検出装置は、図２に示したように、洗浄液２の深さが深くなるほど増幅部５０より出力される検出電圧Ｖｏが大きくなるという点に着目し、検出電圧Ｖｏに基づいてタンク１に貯蔵された洗浄液２の残量を連続的に特定する。具体的には、図２に示した特性を表した関数（例えば、近似式）がメモリに記憶されており、残量特定部６０のＣＰＵは、メモリに記憶された上記関数を用いて、検出電圧Ｖｏからタンク１に貯蔵された洗浄液２の残量をほぼ連続的に特定し、洗浄液２の残量を示す信号を出力する。
【００２７】
また、本実施形態においては、第１、第２の電極３０ａ、３０ｂを網目状部材を用いて構成された電極固定部３１に固定する構造となっており、車両の加減速や走行時の振動等により洗浄液２の液面に揺らぎが発生した場合に、この揺らぎにより洗浄液２の残量の検出値が短い周期で変化してしまうことを防止している。
【００２８】
車両の加減速や走行時の振動により一時的に洗浄液２の液面に揺らぎが生じると、揺らぎが生じる前よりも電極固定部３１の高い位置まで洗浄液２が付着する。この状態は、時間が経過して揺らぎが生じる前よりも電極固定部３１の高い位置に付着した洗浄液２が蒸発等によってなくなるまで継続される。
【００２９】
このように、第１、第２の電極３０ａ、３０ｂを網目状部材を用いて構成された電極固定部３１に固定することにより、車両の加減速や走行時の振動による洗浄液２の液面の揺らぎにより洗浄液２の残量の検出値が短い周期で変化してしまうことを防止している。
【００３０】
上記した構成によれば、タンク１に貯蔵された洗浄液２の液面の位置が低くなるにつれてそれぞれ洗浄液２と接触する面積が減少するように第１、第２の電極３０ａ、３０ｂが配置され、第１の電極３０ａに交流信号を印加し、第２の電極３０ｂより入力される交流信号を検波する検波回路４０より、タンク１に貯蔵された洗浄液２の残量に応じて連続的に変化する電圧が出力されるので、洗浄液２の残量を連続的に検出することができる。
【００３１】
また、複数の電極間に直流信号を印加して洗浄液の残量を検出する構成では、電気分解により比較的多くの粘性物質が析出され、この粘性物質が電極に付着するが、本液体残量検出装置のように、第１の電極３０ａに交流信号を印加し、第２の電極３０ｂより入力される交流信号を検波回路４０により検波する構成では、電気分解の進行が抑制され、析出を抑制することができる。
【００３２】
また、第１、第２の電極３０ａ、３０ｂの間には、絶縁性の網目状部材３１が設けられているので、車両の加減速や走行時の振動による洗浄液２の液面の揺らぎにより、洗浄液２の残量の検出値が短い周期で変化してしまうことを防止することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
【００３４】
例えば、上記第1〜第３実施形態では、車両の窓を洗浄するウィンドウ洗浄装置で使用される洗浄液２の残量を検出する構成を示したが、例えば、水道水、飲料水等、導電性の各種液体の残量を検出する残量検出装置として構成することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１    容器
２    洗浄液
３    検出回路
１０  交流信号発生部
２０  コネクタ
３０ａ  第１の電極
３０ｂ  第２の電極
４０  検波回路
５０  増幅部
６０  残量特定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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