(57)【要約】【課題】  複数個の電極対を備える液位検出装置において、基板を小さくすることができる技術を提供する。【解決手段】  液位検出装置２は、基板１２と、基板１２上に配置されており、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対１４，１６等と、液体の比誘電率に関する特性情報を取得し、取得される特性情報に基づいて、複数個の電極対１４，１６等のうちの１個の電極対の静電容量に関する値を特定する演算回路８と、を備える。複数個の電極対１４，１６等のそれぞれは、複数個の電極対１４，１６等のうちの異なる電極対と共通の基準電極１６を備える。【選択図】  図１
2014041009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液位を検出するための液位検出装置であって、
基板と、
基板上に配置されており、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対と、
液体の比誘電率に関する特性情報を取得する取得部と、
取得される特性情報に基づいて、複数個の電極対のうちの少なくとも１個の電極対の静電容量に関する値を特定する特定部と、を備え、
複数個の電極対のそれぞれは、複数個の電極対のうちの異なる電極対と共通の電極を備える、液位検出装置。
【請求項２】
取得部は、基板上に配置されており、特性情報を取得するための特性電極対を、備え、
特定部は、特性電極対の静電容量に関する値に基づいて、複数個の電極対のうちの１個の電極対の静電容量に関する値を特定する、請求項１に記載の液位検出装置。
【請求項３】
特性電極対は、複数個の電極対のうちの少なくとも１個の電極対と共通の電極を備える、請求項２に記載の液位検出装置。
【請求項４】
複数個の電極対のそれぞれについて、当該電極対の電極間の距離は、複数個の電極対のうちの当該電極以外の電極対の電極間の距離と異なる、請求項１から３のいずれか一項に記載の液位検出装置。
【請求項５】
複数個の電極対のそれぞれについて、当該電極対の電極のうち、当該電極対の静電容量に寄与する部分の面積は、複数個の電極対のうちの当該電極以外の電極対の電極のうち、当該電極対の静電容量に寄与する部分の面積と異なる、請求項１から４のいずれか一項に記載の液位検出装置。
【請求項６】
複数個の電極対を覆う保護膜を、さらに備え、
複数個の電極対のそれぞれについて、当該電極対を覆う保護膜の厚みは、複数個の電極対のうちの当該電極対以外の電極対を覆う保護膜の厚みと異なる、請求項１から５のいずれか一項に記載の液位検出装置。
【請求項７】
複数個の電極対のうちの一部の電極対を覆う保護膜を、さらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の液位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、容器内の液体の液位を検出するための液位検出装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、アルコール混合ガソリンのガソリンとアルコールとの混合比率を検出する液体性状センサが開示されている。液体性状センサは、基板と、基板上に配置されている複数個の電極対と、異なる比誘電率を有する複数の保護膜とを備える。液体性状センサでは、複数の保護膜のそれぞれに対応して、１個の電極対が設けられている。液体性状センサは、アルコール混合ガソリンの比誘電率との差が小さい比誘電率の保護膜に対応する電極対の静電容量を用いて、混合比率を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１１６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の液体性状センサでは、複数の電極対のそれぞれに、２個の電極が個別に設けられている。この構成では、基板上に多数の電極を配置しなければならず、基板を大きくする必要がある。本明細書では、複数個の電極対を備える液位検出装置において、基板を小さくすることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示される技術は、液位を検出するための液位検出装置である。液位検出装置は、基板と、複数個の電極対と、取得部と、特定部と、を備える。複数個の電極対は、基板上に配置されており、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる。取得部は、液体の比誘電率に関する特性情報を取得する。特定部は、取得される特性情報に基づいて、複数個の電極対のうちの少なくとも１個の電極対の静電容量に関する値を特定する。複数個の電極対のそれぞれは、複数個の電極対のうちの異なる電極対と共通の電極を備える。
【０００６】
液位の変化量に対する静電容量の変化量が小さい電極対の静電容量に関する値を用いて、液位を検出する場合、液体の比誘電率が小さいと、静電容量の変化量が小さく、液位を正確に検出できない場合がある。このため、液体の比誘電率が小さい場合、液位の変化量に対する静電容量の変化量が比較的に大きい電極対の静電容量に関する値を用いることが好ましい。一方、液体の比誘電率が大きい場合、液位の変化量に対する静電容量の変化量が大きい電極対の静電容量に関する値を用いて、液位を検出すると、静電容量の変化の範囲が大き過ぎて、適切に液位を検出できない場合がある。この液位検出装置では、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を備えるため、液体の比誘電率に応じて、複数個の電極対のうち、適切な電極対の静電容量に関する値を用いて、液位を検出し得る。この液位検出装置によれば、複数個の電極対のそれぞれが、複数個の電極対のうちの異なる電極対と共通の電極を備えるため、複数個の電極対のそれぞれが２個の電極対を備える従来技術と比較して、基板を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施例の液位検出装置の構成を示す。
【図２】第２実施例のセンサの構成を示す。
【図３】第３実施例のセンサの構成を示す。
【図４】第４実施例のセンサの構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
（特徴１）取得部は、基板上に配置されており、特性情報を取得するための特性電極対を、備えていてもよい。特定部は、特性電極対の静電容量に関する値に基づいて、複数個の電極対のうちの１個の電極対の静電容量に関する値を特定してもよい。
【００１０】
この構成によれば、取得部は、特性電極対の静電容量に関する値に基づいて、液体の比誘電率を取得することができる。この結果、特定部は、液体の比誘電率に適合する電極対の静電容量に関する値を特定することができる。
【００１１】
（特徴２）特性電極対は、複数個の電極対のうちの少なくとも１個の電極対と共通の電極を備えていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、複数個の電極対とは別に、特性電極対のための２個の電極を基板上に配置する構成と比較して、基板を小さくすることができる。
【００１３】
（特徴３）複数個の電極対のそれぞれについて、当該電極対の電極間の距離は、複数個の電極対のうちの当該電極以外の電極対の電極間の距離と異なっていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、複数個の電極対の電極間の距離を電極対毎に変更することによって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【００１５】
（特徴４）複数個の電極対のそれぞれについて、当該電極対の電極のうち、当該電極対の静電容量に寄与する部分の面積は、複数個の電極対のうちの当該電極以外の電極対の電極のうち、当該電極対の静電容量に寄与する部分の面積と異なっていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、複数個の電極対の静電容量に寄与する部分の面積を電極対毎に変更することによって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【００１７】
（特徴５）複数個の電極対を覆う保護膜を、さらに備えていてもよい。複数個の電極対のそれぞれについて、当該電極対を覆う保護膜の厚みは、複数個の電極対のうちの当該電極対以外の電極対を覆う保護膜の厚みと異なっていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、複数個の電極対を覆う保護膜の厚みを電極対毎に変更することによって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【００１９】
（特徴６）複数個の電極対のうちの一部の電極対を覆う保護膜を、さらに備えていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、複数個の電極対を覆う保護膜の有無によって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【実施例】
【００２１】
（第１実施例）
液位検出装置２は、ガソリンとエタノールとの混合燃料を燃料とする自動車に搭載される。液位検出装置２は、燃料タンク内の混合燃料の液位を検出するために用いられる。図１に示すように、液位検出装置２は、センサ１０と、発振回路４と、制御回路６と、演算回路８と、を備える。
【００２２】
センサ１０は、基板１２と４個の電極１４〜２０とを備える。４個の電極１４〜２０は、基板１２の一方の表面上に配置されている。４個の電極１４〜２０は、３個の信号電極１４，１８，２０と１個の基準電極１６とを備える。３個の信号電極のそれぞれは、１個の基準電極１６と対向している。即ち、基板１２の表面上には、信号電極１４と基準電極１６、信号電極１８と基準電極１６、及び、信号電極１８と基準電極１６の３個の電極対が設けられている。以下では、信号電極１４と基準電極１６で構成される電極対を、「電極対１４，１６」と呼び、信号電極１８と基準電極１６で構成される電極対を、「電極対１６，１８」と呼び、信号電極２０と基準電極１６で構成される電極対を、「電極対１６，２０」と呼ぶ。基準電極１６は、３個の電極対１４，１６、１６，１８、１６，２０に共通する電極である。なお、４個の電極１４〜２０は、同一の幅の導電部材で作製されている。
【００２３】
信号電極１４は、４個の電極１４〜２０のうち、基板１２上の最も左側に位置している。信号電極１４は、複数個（図１では２１個）の横電極部分１４ａ（なお、図１では１個の横電極部分１４ａのみに符号を付している）と、縦電極部分１４ｂとを備える。縦電極部分１４ｂは、基板１２の長手方向（燃料タンクの深さ方向）に、直線状に伸びている。縦電極部分１４ｂの上端は、基板１２の上端部に位置する。縦電極部分１４ｂは、複数個の横電極部分１４ａの一方の端（図１の左側の端）に接続されている。これにより、複数個の横電極部分１４ａは、縦電極部分１４ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分１４ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分１４ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分１４ａは、基板１２の長手方向（即ち縦電極部分１４ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。
【００２４】
信号電極１４の右側には、基準電極１６が信号電極１４に対向して配置されている。基準電極１６は接地されている。基準電極１６は、複数個（図１では２０個）の横電極部分１６ａ（なお、図１では１個の横電極部分１６ａのみに符号を付している）と、縦電極部分１６ｂとを備える。縦電極部分１６ｂは、基板１２の長手方向に伸びている。縦電極部分１６ｂの上端は、縦電極部分１４ｂと同様に、基板１２の上端部に位置する。縦電極部分１６ｂは、縦電極部分１４ｂよりも長い。縦電極部分１６ｂの下端は、基板１２の下端部に位置する。縦電極部分１６ｂは、複数個の横電極部分１６ａの一方の端（図１の右側の端）に接続されている。言い換えると、複数個の横電極部分１６ａは、縦電極部分１６ｂから、信号電極１４側に伸びている。これにより、複数個の横電極部分１６ａは、縦電極部分１６ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分１６ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分１６ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分１６ａは、基板１２の長手方向（即ち縦電極部分１６ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。基板１２の上端から下方に見たときに、横電極部分１４ａと横電極部分１６ａとは、交互に配置されている。
【００２５】
基準電極１６は、複数個（図１では１２個）の横電極部分１６ｃを、さらに備える。縦電極部分１６ｂは、複数個の横電極部分１６ｃの一方の端（図１の左側の端）に接続されている。言い換えると、複数個の横電極部分１６ｃは、縦電極部分１６ｂから、信号電極１８側に伸びている。これにより、複数個の横電極部分１６ｃは、縦電極部分１６ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分１６ｃは、互いに平行に、かつ、縦電極部分１６ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分１６ａは、基板１２の長手方向（即ち縦電極部分１６ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。隣り合う横電極部分１６ｃの間隔は、隣り合う横電極部分１６ａの間隔よりも広い。
【００２６】
基準電極１６は、複数個（図１では３個）の横電極部分１６ｄを、さらに備える。縦電極部分１６ｂは、複数個の横電極部分１６ｄの一方の端（図１の左側の端）に接続されている。言い換えると、複数個の横電極部分１６ｄは、縦電極部分１６ｂから、信号電極２０側に伸びている。これにより、複数個の横電極部分１６ｄは、縦電極部分１６ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分１６ｄは、複数個の電極部分１６ｃよりも下方であって、かつ、信号電極１８よりも下方に位置する。複数個の横電極部分１６ｄは、互いに平行に、かつ、縦電極部分１６ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分１６ｄは、基板１２の長手方向（即ち縦電極部分１６ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。隣り合う横電極部分１６ｄの間隔は、横電極部分１６ｃの間隔と同一である。また、横電極部分１６ｄの長さは、横電極部分１６ｃよりも長い。
【００２７】
基準電極１６の右側には、信号電極１８が基準電極１６に対向して配置されている。信号電極１８は、複数個（図１では１３個）の横電極部分１８ａ（なお、図１では１個の横電極部分１８ａのみに符号を付している）と、縦電極部分１８ｂとを備える。縦電極部分１８ｂは、基板１２の長手方向に伸びている。縦電極部分１８ｂの上端は、縦電極部分１４ｂ、１６ｂと同様に、基板１２の上端部に位置する。縦電極部分１６ｂは、縦電極部分１４ｂと同一の長さを有する。縦電極部分１８ｂは、複数個の横電極部分１８ａの一方の端（図１の右側の端）に接続されている。言い換えると、複数個の横電極部分１８ａは、縦電極部分１８ｂから、基準電極１６側に伸びている。これにより、複数個の横電極部分１８ａは、縦電極部分１８ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分１８ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分１８ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分１８ａは、基板１２の長手方向（即ち縦電極部分１８ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。基板１２の上端から下端に沿って見たときに、横電極部分１６ａと横電極部分１８ａとは、交互に配置されている。隣り合う横電極部分１８ａの間隔は、隣り合う横電極部分１４ａの間隔よりも広い。なお、最も下方に位置する横電極部分１８ａは、最も下方に位置する横電極部分１４ａと同一の高さに位置する。
【００２８】
上記の説明から明らかなように、隣り合う横電極部分１４ａと横電極部分１６ａとの間隔は、隣り合う横電極部分１６ｃと横電極部分１８ａとの間隔よりも狭い。この構成によでは、信号電極１４，１８に同一の信号（電圧）が入力される場合、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対して、電極１４，１６の電極対の方が、電極１６，１８の電極対よりも静電容量の変化量が大きい。この構成によれば、複数個の電極対１４，１６等の電極間の距離を電極対毎に変更することによって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【００２９】
信号電極１８の右側には、信号電極２０が配置されている。信号電極２０は、複数個（図１では２個）の横電極部分２０ａ（なお、図１では１個の横電極部分２０ａのみに符号を付している）と、縦電極部分２０ｂとを備える。縦電極部分２０ｂは、基板１２の長手方向に伸びている。即ち、４個の縦電極部分１４ｂ〜２０ｂは、平行に設けられている。縦電極部分２０ｂの上端は、縦電極部分１４ｂ等と同様に、基板１２の上端部に位置する。縦電極部分２０ｂは、左隣に配置されている信号電極１８よりも下方まで伸びており、縦電極部分１６ｂと同一の長さを有する。縦電極部分２０ｂは、複数個の横電極部分２０ａの一方の端（図１の右側の端）に接続されている。これにより、複数個の横電極部分２０ａは、縦電極部分２０ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分２０ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分２０ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分２０ａのうち、最も上方に位置する横電極部分２０ａは、信号電極１４，１８及び横電極部分１６ａ，ｃよりも下方に位置する。複数個の横電極部分２０ａは、基板１２の長手方向（即ち縦電極部分２０ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。基板１２の上方から下方に見たときに、横電極部分１６ｄと横電極部分２０ａとは、交互に配置されている。
【００３０】
電極１６，２０の電極対のうち、横電極部分１６ｄと横電極部分２０ａが位置する範囲は、基板１２の下方に位置する。基板１２の下端は、燃料タンクの底部に位置する。横電極部分１６ｄと横電極部分２０ａが位置する範囲の全体は、通常、燃料タンク内の混合燃料に常時浸かっている。
【００３１】
発振回路４は、予め決められた周期（例えば、１０Ｈｚ〜３ＭＨｚ）の信号（交流電圧）を発生する。発振回路４は、抵抗器Ｒ１を介してスイッチＳ１に接続されている。スイッチＳ１は、発振回路４を、信号電極１４に接続する状態と信号電極１８に接続する状態とに切り替える。発振回路４が信号電極１４に接続されている状態では、発振回路４は、信号電極１４に信号を供給する。発振回路４が信号電極１８に接続されている状態では、発振回路４は、信号電極１８に信号を供給する。発振回路４は、さらに、抵抗器Ｒ２を介して信号電極２０に接続されている。発振回路４は、信号電極２０に信号を供給する。
【００３２】
演算回路８は、抵抗器Ｒ１と信号電極１４，１８との間、及び、抵抗器Ｒ２と信号電極２０との間に接続されている。演算回路８は、整流部と増幅部と演算部とを備える。演算回路８には、発振回路４に接続されている信号電極１４，１８，２０に供給される信号と同一の信号が入力される。演算回路８は、入力された信号を整流し、増幅して、演算部（ＭＣＵ）に供給する。
【００３３】
演算回路８は、信号電極２０に供給される信号と同一の信号を用いて、混合燃料の比誘電率を特定する。信号電極２０に供給される信号は、電極対１６，２０の静電容量に相関する。横電極部分１６ｄと横電極部分２０ａが位置する範囲の全体が混合燃料に浸かっているため、電極対１６，２０の静電容量は、混合燃料の比誘電率と、高い相関関係にある。混合燃料の比誘電率は、ガソリン（比誘電率≒２）中のエタノール（比誘電率≒２４．５）の濃度によって変化する。混合燃料中のエタノール濃度が高くなる程、混合燃料の比誘電率は高くなる。この関係から、演算回路８は、信号電極２０に供給される信号と同一の信号を用いて、混合燃料の比誘電率を特定する。例えば、演算回路８は、演算回路８に予め記憶されている信号電極２０に供給される信号と混合燃料の比誘電率との関係を示すデータベースを用いて、比誘電率を特定してもよい。あるいは、演算回路８は、信号電極２０に供給される信号と混合燃料の比誘電率との相関を示す数式を演算することによって、比誘電率を特定してもよい。なお、データベースは、液位検出装置２のベンダが演算回路８に予め記憶させていてもよい。
【００３４】
演算回路８は、特定された比誘電率を制御回路６に出力する。制御回路６は、演算回路８とスイッチＳ１とに接続されている。制御回路６は、比誘電率の閾値を予め記憶している。比誘電率の閾値は、液位検出装置２のベンダが制御回路６に予め記憶させていてもよい。制御回路６は、演算回路８から入力された比誘電率に基づいて、スイッチＳ１を切り替える。具体的には、比誘電率が、制御回路６に記憶されている閾値よりも高い場合、スイッチＳ１を制御して、発振回路４と信号電極１８とを接続させる。一方、比誘電率が、制御回路６に記憶されている閾値よりも低い場合、スイッチＳ１を制御して、発振回路４と信号電極１４とを接続させる。
【００３５】
発振回路４と信号電極１８とが接続されている状態では、演算回路８には、信号電極１８に供給される信号と同一の信号が入力される。演算回路８は、信号電極１８に供給される信号と同一の信号を用いて、燃料タンク内の混合燃料の液位を検出する。信号電極１８に供給される信号は、電極対１６，１８の静電容量に相関する。燃料タンク内の混合燃料の液位が変化すると、混合燃料に浸かっている電極対１６，１８の長さが変化する。このため、電極対１６，１８の静電容量は、混合燃料の液位と、高い相関関係にある。この関係から、演算回路８は、信号電極１８に供給される信号と同一の信号を用いて、混合燃料の液位を検出することができる。
【００３６】
発振回路４と信号電極１４とが接続されている状態では、演算回路８には、信号電極１４に供給される信号と同一の信号が入力される。演算回路８は、信号電極１４に供給される信号と同一の信号を用いて、燃料タンク内の混合燃料の液位を検出する。信号電極１４に供給される信号は、電極対１４，１６の静電容量に相関する。燃料タンク内の混合燃料の液位が変化すると、混合燃料に浸かっている電極対１４，１６の長さが変化する。このため、電極対１４，１６の静電容量は、混合燃料の液位と、高い相関関係にある。この関係から、演算回路８は、信号電極１４に供給される信号と同一の信号を用いて、混合燃料の液位を検出することができる。
【００３７】
例えば、演算回路８は、演算回路８に予め記憶されている信号電極１４，１８に供給される信号と混合燃料の液位との関係を示すデータベースを用いて、液位を検出してもよい。あるいは、演算回路８は、信号電極１４，１８に供給される信号と混合燃料の液位との相関を示す数式を演算することによって、液位を検出してもよい。この場合、演算回路８は、信号電極１４，１８に供給される信号と混合燃料の比誘電率とから混合燃料の液位を算出するための数式を演算することによって、液位を検出してもよい。
【００３８】
液位検出装置２では、混合燃料の比誘電率が小さい場合（即ち混合燃料内のエタノール濃度が低い場合）、混合燃料の変化量に対する静電容量の変化量が小さい電極対１６，１８に供給される信号と同一の信号（即ち電極対１６，１８の静電容量に関する値）を用いて、液位を検出しようとすると、静電容量の変化量が小さく、液位を正確に検出できない場合がある。このため、混合燃料の比誘電率が小さい場合、混合燃料の変化量に対する静電容量の変化量が比較的に大きい電極対１４，１６に供給される信号と同一の信号（即ち電極対１４，１６の静電容量に関する値）を用いて、液位を検出する。この構成によれば、混合燃料の比誘電率が小さい場合に、液位を比較的正確に検出することができる。
【００３９】
一方、混合燃料の比誘電率が大きい場合（即ち混合燃料内のエタノール濃度が高い場合）、液位の変化量に対する静電容量の変化量が大きい電極対１４，１６に供給される信号と同一の信号（即ち電極対１４，１６の静電容量に関する値）を用いて、液位を検出しようとすると、電極対１４，１６に供給される信号の範囲が広くなる。この場合、広範囲の信号を処理（整流、増幅等）するための回路を備える必要がある。
【００４０】
本実施例の液位検出装置２は、混合燃料の比誘電率が大きい場合、混合燃料の変化量に対する静電容量の変化量が比較的に小さい電極対１６，１８に供給される信号と同一の信号（即ち電極対１６，１８の静電容量に関する値）を用いて、液位を検出する。この構成によれば、演算回路８に入力される信号の範囲を狭くすることができる。この結果、広範囲の信号を処理（整流、増幅等）するための回路を備えなくても、液位を比較的に正確に検出することができる。
【００４１】
センサ１０では、液位を検出するための２個の電極対１４，１６、１６，１８は、共通の基準電極１６を備える。この構成によれば、電極対毎に、別個に２個の電極を設けなくて済む。このため、基板１２を小さくすることができる。同様に、電極対１６，２０は、液位を検出するための２個の電極対１４，１６、１６，１８と共通する基準電極１６を備えるため、基板１２を小さくすることができる。
【００４２】
（第２実施例）
第２実施例の液位検出装置２は、第１実施例の液位検出装置２と比較して、センサ３０が異なる。センサ３０以外の構成は、第１実施例の液位検出装置２と同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００４３】
図２に示すように、センサ３０は、基板３２と４個の電極３４〜４０とを備える。４個の電極３４〜４０は、基板３２の一方の表面上に配置されている。４個の電極３４〜４０は、３個の信号電極３４，３８，４０と１個の基準電極３６とを備える。３個の信号電極３４，３８，４０のそれぞれは、１個の基準電極３６と対向している。即ち、基板３２の表面上には、信号電極３４と基準電極３６、信号電極３８と基準電極３６、及び、信号電極４０と基準電極３６の３個の電極対が設けられている。以下では、信号電極３４と基準電極３６で構成される電極対を、「電極対３４，３６」と呼び、信号電極３８と基準電極３６で構成される電極対を、「電極対３６，３８」と呼び、信号電極４０と基準電極３６で構成される電極対を、「電極対３６，４０」と呼ぶ。基準電極３６は、３個の電極対３４，３６、３６，３８、３６，４０に共通する電極である。
【００４４】
信号電極３８は、信号電極１８と同様の構成を有する。横電極部分３８ａは横電極部分１８ａに対応し、横電極部分３８ｂは横電極部分１８ｂに対応する。信号電極４０は、信号電極２０と同様の構成を有する。横電極部分４０ａは横電極部分２０ａに対応し、横電極部分４０ｂは横電極部分２０ｂに対応する。
【００４５】
信号電極３４は、基板３２上において、４個の電極３４〜４０のうち、最も左側に位置している。信号電極３４は、複数個（図２では１０個）の横電極部分３４ａ（なお、図２では１個の横電極部分３４ａのみに符号を付している）と、縦電極部分３４ｂとを備える。横電極部分３４ａ及び縦電極部分３４ｂは、信号電極３８よりも幅の広い導電部材で作製されている。縦電極部分３４ｂは、基板３２の長手方向（燃料タンクの深さ方向）に、直線状に伸びている。縦電極部分３４ｂの上端は、縦電極部分３８ｂと同様に、基板３２の上端部に位置する。縦電極部分３４ｂは、複数個の横電極部分３４ａの一方の端（図２の左側の端）に接続されている。これにより、複数個の横電極部分３４ａは、縦電極部分３４ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分３４ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分３４ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分３４ａは、基板３２の長手方向（即ち縦電極部分３４ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。
【００４６】
信号電極３４の右側には、基準電極３６が信号電極３４に対応して配置されている。基準電極３６は接地されている。基準電極３６は、複数個（図１では９個）の横電極部分３６ａ（なお、図２では１個の横電極部分３６ａのみに符号を付している）と、複数個の横電極部分３６ｃ（なお、図２では１個の横電極部分３６ａのみに符号を付している）と、複数個の横電極部分３６ｄ（なお、図２では１個の横電極部分３６ｄのみに符号を付している）と、縦電極部分３６ｂとを備える。縦電極部分３６ｂ及び横電極部分３６ｃ，３６ｄは、縦電極部分１６ｂ及び横電極部分１６ｃ，１６ｄと同様の構成を有する。
【００４７】
縦電極部分３６ｂは、複数個の横電極部分３６ａの一方の端（図１の右側の端）に接続されている。言い換えると、複数個の横電極部分３６ａは、縦電極部分３６ｂから、信号電極３４側に伸びている。これにより、複数個の横電極部分３６ａは、縦電極部分３６ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分３６ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分３６ｂに対して垂直に配置されている。横電極部分３６ａは、信号電極３４と同一の幅であり、信号電極３８及び横電極部分３６ｃ、３６ｄよりも幅の広い導電部材で作製されている。
【００４８】
複数個の横電極部分３６ａは、基板３２の長手方向（即ち縦電極部分３６ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。基板３２の上端から下方に見たときに、横電極部分３４ａと横電極部分３６ａとは、交互に配置されている。
【００４９】
電極対３４，３６の静電容量に寄与する部分の面積、即ち、横電極部分３４ａと横電極部分３６ａとの面積の合計は、電極対３６，３８の静電容量に寄与する部分の面積、即ち、横電極部分３６ｃと横電極部分３８ａとの面積の合計よりも大きい。言い換えると、電極対３４，３６の２個の電極３４，３６のうち、電極対３４，３６の静電容量に寄与する部分の面積は、電極対３６，３８の２個の電極３６，３８のうち、電極対の静電容量に寄与する部分の面積と異なる。この構成では、信号電極３４，３８に同一の信号（電圧）が入力される場合、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対して、電極３４，３６の電極対の方が、電極３６，３８の電極対よりも静電容量の変化量が大きい。この構成によれば、複数個の電極対３４，３６等の静電容量に寄与する部分の面積を電極対毎に変更することによって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【００５０】
この構成によっても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
（第３実施例）
第３実施例の液位検出装置２は、第１実施例の液位検出装置２と比較して、センサ５０が異なる。センサ５０以外の構成は、第１実施例の液位検出装置２と同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００５２】
図３に示すように、センサ５０は、基板５２と４個の電極５４〜６０と保護膜７０とを備える。４個の電極５４〜６０は、基板５２の一方の表面上に配置されている。４個の電極５４〜６０は、３個の信号電極５４，５８，６０と１個の基準電極５６とを備える。３個の信号電極５４，５８，６０のそれぞれは、１個の基準電極５６と対向している。即ち、基板５２の表面上には、信号電極５４と基準電極５６、信号電極５８と基準電極５６、及び、信号電極６０と基準電極５６の３個の電極対が設けられている。以下では、信号電極５４と基準電極５６で構成される電極対を、「電極対５４，５６」と呼び、信号電極５８と基準電極５６で構成される電極対を、「電極対５６，５８」と呼び、信号電極６０と基準電極５６で構成される電極対を、「電極対５６，６０」と呼ぶ。基準電極５６は、３個の電極対に共通する電極である。
【００５３】
信号電極５８は、信号電極１８と同様の構成を有する。横電極部分５８ａは横電極部分１８ａに対応し、横電極部分５８ｂは横電極部分１８ｂに対応する。信号電極６０は、信号電極２０と同様の構成を有する。横電極部分６０ａは横電極部分２０ａに対応し、横電極部分６０ｂは横電極部分２０ｂに対応する。
【００５４】
信号電極５４は、基板５２上において、４個の電極５２〜６０のうち、最も左側に位置している。信号電極５４は、複数個（図３では１３個）の横電極部分５４ａ（なお、図３では１個の横電極部分５４ａのみに符号を付している）と、縦電極部分５４ｂとを備える。横電極部分５４ａ及び縦電極部分５４ｂは、信号電極５８と同一の幅の導電部材で作製されている。縦電極部分５４ｂは、縦電極部分１４ｂと同様の構成を有する。縦電極部分５４ｂは、複数個の横電極部分５４ａの一方の端（図３の左側の端）に接続されている。これにより、複数個の横電極部分５４ａは、縦電極部分５４ｂに電気的に接続される。複数個の横電極部分５４ａは、互いに平行に、かつ、縦電極部分５４ｂに対して垂直に配置されている。複数個の横電極部分５４ａは、基板５２の長手方向（即ち縦電極部分５４ｂの伸張方向）に等間隔に配置されている。複数個の横電極部分５４ａのそれぞれは、複数個の横電極部分５８ａ（即ち複数個の横電極部分１８ａ）のそれぞれと同じ高さに位置している。
【００５５】
信号電極５４の右側には、基準電極５６が信号電極５４に対応して配置されている。基準電極５６は接地されている。基準電極５６は、複数個（図３では１２個）の横電極部分５６ａ（なお、図３では１個の横電極部分５６ａのみに符号を付している）と、複数個の横電極部分５６ｃ（なお、図３では１個の横電極部分５６ｃのみに符号を付している）と、複数個の横電極部分５６ｄ（なお、図３では１個の横電極部分５６ｄのみに符号を付している）と、縦電極部分５６ｂとを備える。縦電極部分５６ｂ及び横電極部分５６ｃ，５６ｄは、縦電極部分１６ｂ及び横電極部分１６ｃ，１６ｄと同様の構成を有する。
【００５６】
複数個の横電極部分５６ａは、縦電極部分５６ｂを挟んで、複数個の横電極部分５６ｃと対称に配置されている。基板５２の上端から下方に見たときに、横電極部分５４ａと横電極部分５６ａとは、交互に配置されている。
【００５７】
保護膜７０は、基板５２の表面全体を覆っている。保護膜７０は、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂で作製されている。保護膜７０は、２個の部分保護膜７０ａ、７０ｂを備える。２個の部分保護膜７０ａ、７０ｂは、縦電極部分５６ｂ上で連なっている。２個の部分保護膜７０ａ、７０ｂの境界は、縦電極部分５６ｂ上を伸びている。部分保護膜７０ａは、電極対５４，５６の全体を覆っている。部分保護膜７０ｂは、電極対５６，５８を覆っている。部分保護膜７０ａは、部分保護膜７０ｂよりも薄い。
【００５８】
この構成では、電極対５４，５６及び電極対５６，５８が、保護膜７０で覆われていない場合、信号電極５４，５８に同一の電圧が入力される場合、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対して、電極５４，５６の電極対と電極５６，５８の電極対とは、静電容量の変化量は等しい。部分保護膜７０ａが、部分保護膜７０ｂよりも薄いため、信号電極５４，５８に同一の電圧が入力される場合、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対して、電極５４，５６の電極対の方が、電極５６，５８の電極対よりも静電容量の変化量が大きくなる。この構成によれば、複数個の電極対５４，５６等を覆う保護膜７０の厚みを電極対毎に変更することによって、液位の変化量に対する静電容量の変化量が異なる複数個の電極対を作製することができる。
【００５９】
この構成によっても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
（第４実施例）
第４実施例の液位検出装置２は、第１実施例の液位検出装置２と比較して、センサ８０が異なる。センサ８０以外の構成は、第１実施例の液位検出装置２と同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００６１】
図４に示すように、センサ８０は、センサ５０の各部５２〜６０と同様の構成を備える。図４では、センサ５０と同様の構成については、同一の符号が付されている。即ち、センサ８０は、センサ５０と比較して、保護膜９０の構成が、保護膜７０の構成と異なる。
【００６２】
センサ８０は、保護膜９０を備える。保護膜９０は、電極対５６、５８を覆う。即ち、電極対５２，５６は、保護膜９０を含めいかなる保護膜にも覆われていない。なお、保護膜９０は、電極５６の縦電極部分５６ｂを覆っている。しかしながら、変形例では、保護膜９０は、縦電極部分５６ｂを覆っていなくてもよい。
【００６３】
この構成によれば、２個の電極対５４，５６及び電極対５６，５８のうち、一方の電極対５６，５８のみを保護膜９０で覆うことにより、信号電極５４，５８に同一の電圧が入力される場合、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対して、電極５４，５６の電極対の方が、電極５６，５８の電極対よりも静電容量の変化量が大きくなる。
【００６４】
この構成によっても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。また、保護膜９０が電極対５４，５６のみを覆うことによって、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対する電極５４，５６の電極対の静電容量の変化量と、電極５６，５８の電極対の静電容量の変化量とを相違させることができる。
【００６５】
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。
【００６６】
（変形例）
（１）上記の各実施例では、液位検出装置２は、液位を検出するために用いられる２個の電極対１４，１６及び電極対１６，１８等を備える。しかしながら、液位検出装置２は、液位を検出するために用いられる３個以上の電極対を備えていてもよい。例えば、基板１２上には、電極対１４，１６及び電極対１６，１８の他に、１個の特定の電極対を備えていてもよい。この場合、信号電極１４は、縦電極部分１４ｂの左側に、縦電極部分１４ｂから垂直に伸びる複数個の横電極部分を備えてよい。この横電極部分の間隔は、横電極部分１４ａの間隔よりも小さくてもよい。信号電極１４の左側には、他の基準電極が配置されていてもよい。他の基準電極は、スイッチを介して接地されていてもよい。他の基準電極は、基板１２の上端から下端に沿って見たときに、縦電極部分１４ｂの左側の横電極部分と交互に配置される横電極部分を備えていてもよい。基準電極１６は、スイッチを介して接地されていてもよい。この構成では、信号電極１４，１８に同一の電圧が入力される場合、燃料タンク内の混合燃料の液位の変化量に対して、特定の電極対、電極対１６，１８、電極対１４，１６の順に、静電容量の変化量が大きくなっていてもよい。
【００６７】
制御回路６は、比誘電率の閾値として、第１の閾値と第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを予め記憶していてもよい。制御回路６は、演算回路８から入力された比誘電率に基づいて、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを切り替えてもよい。具体的には、比誘電率が、第１の閾値よりも高い場合、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを制御して、発振回路４と信号電極１８とを接続させ、基準電極１６を接地させると共に、他の基準電極を接地させなくてもよい。比誘電率が、第１の閾値よりも低く、かつ、第２の閾値よりも高い場合、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを制御して、発振回路４と信号電極１４とを接続させ、基準電極１６を接地させると共に、他の基準電極を接地させなくてもよい。比誘電率が、第２の閾値よりも低い場合、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを制御して、発振回路４と信号電極１４とを接続させ、他の基準電極を接地させると共に、基準電極１６を接地させなくてもよい。この構成によれば、混合燃料の比誘電率に合わせて、３個の電極対に供給される信号のいずれかを用いて、液位を検出することができる。
【００６８】
（２）上記の変形例（１）において、制御回路６は、比誘電率の閾値として、第１の閾値と第２の閾値の他に、さらに、第２の閾値よりも小さい第３の閾値とを予め記憶していてもよい。制御回路６は、演算回路８から入力された比誘電率に基づいて、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを切り替えてもよい。具体的には、比誘電率が、第１の閾値よりも高い場合、及び、第１の閾値よりも低く、かつ、第２の閾値よりも高い場合、制御回路６は、上記の変形例（１）と同様に、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを切り替えてもよい。比誘電率が、第２の閾値よりも低く、かつ、第３の閾値よりも高い場合、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを制御して、発振回路４と信号電極１４とを接続させ、他の基準電極を接地させると共に、基準電極１６を接地させなくてもよい。比誘電率が、第３の閾値よりも低い場合、スイッチＳ１と２個の基準電極のスイッチとを制御して、発振回路４と信号電極１４とを接続させ、他の基準電極を接地させると共に、基準電極１６を接地させてもよい。即ち、比誘電率が、第３の閾値よりも低い場合、演算回路８は、電極対１４，１６及び信号電極１４と他の基準電極によって構成される電極対に供給される信号を用いて、液位を検出してもよい。この構成では、演算回路８には、電極対１４，１６の静電容量と、信号電極１４と他の基準電極によって構成される電極対の静電容量と、に関する値を用いて、液位を検出することができる。同様に、演算回路８は、複数個の電極対１４，１６等のうちの２個以上の電極対１４，１６等の静電容量に関する値を用いて、液位を検出してもよい。
【００６９】
（３）上記の各実施例では、演算回路８と電極対１６，２０等とは、電極対１６，２０によって、混合燃料の比誘電率に相関する静電容量（正確には静電容量に相関する信号）を取得する。即ち、演算回路８と電極対１６，２０とが、「取得部」の一例である。しかしながら、演算回路８は、例えば、自動車の運転者が、混合燃料の比誘電率に関する情報を入力するためにインターフェイスに接続されていてもよい。演算回路８とインターフェイスとは、運転者がインターフェイスを操作することによって、入力された混合燃料の比誘電率に関する情報（例えば、ガソリンとエタノールとの混合比）を取得してもよい。本変形例では、演算回路８とインターフェイスとが、「取得部」の一例である。
【００７０】
（４）上記の第３実施例では、保護膜７０は、基板１２の表面全体を覆う。しかしながら、保護膜７０は、基板１２全体を覆っていなくてもよい。保護膜７０は、少なくとも、電極１４，１６，１８の横電極部分１４ａ，１６ａ，１６ｃ，１８ａを覆っていればよい。
【００７１】
（５）上記の各実施例では、制御回路６は、スイッチＳ１を切り替える。演算回路８は、入力される信号（即ち信号電極１４，１８に入力される信号と同一の信号）を取得する。即ち、演算回路８が「特定部」の一例であり、信号電極１４，１８に入力される信号と同一の信号の信号が「静電容量に関する値」の一例である。しかしながら、制御回路６は、一定の時間間隔でスイッチＳ１を制御して、発振回路４と信号電極１８とが接続する状態と、発振回路４と信号電極１４とが接続する状態とに、切り替えてもよい。これにより、演算回路８には、信号電極１８に供給される信号と同一の信号と、信号電極１４に供給される信号と同一の信号とが入力される。この場合、演算回路８は、信号電極２０に供給される信号（即ち混合燃料の比誘電率）に基づいて、液位の検出に用いるために、信号電極１８に供給される信号と同一の信号と、信号電極１４に供給される信号と同一の信号（即ち複数個の電極対の静電容量に関する値）とのうちのいずれかの信号（値）を特定してもよい。
【００７２】
（６）基板１２の表面には、液位を検出するために用いられる３個以上の電極対を備えていてもよい。また、３個以上の電極対のうち、１個の電極対は、保護膜で覆われておらず、その他の電極対は、保護膜で覆われていてもよい。この場合、この場合、保護膜の厚みは、電極対毎に異なっていてもよい。
【００７３】
（７）本明細書の液位検出装置２は、混合燃料以外に、濃度、環境等によって比誘電率が変化する液体の液位を検出するために用いることができる。
【００７４】
（８）上記の各実施例では、信号電極２０に供給される信号と同一の信号を用いて、混合燃料の比誘電率を特定する。しかしながら、演算回路８は、信号電極２０に供給される信号と同一の信号を用いて、混合燃料中のエタノール濃度を特定してもよい。例えば、演算回路８に予め記憶されている信号電極２０に供給される信号と混合燃料中のエタノール濃度との関係を示すデータベース等を用いて、混合燃料中のエタノール濃度を特定してもよい。演算回路８は、特定されたエタノール濃度を、制御回路６に出力してもよい。制御回路６は、エタノール濃度の閾値を予め記憶していてもよい。制御回路６は、入力されたエタノール濃度に応じて、スイッチＳ１を切り替えてもよい。本変形例では、エタノール濃度が、「特性情報」の一例である。
【００７５】
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。
【符号の説明】
【００７６】
２：液位検出装置
６：制御回路
８：演算回路
１０：センサ
１４，１８，２０：信号電極
１６：基準電極
Ｒ１，Ｒ２：抵抗器
Ｓ１：スイッチ
【図１】
2014041009.tif 000003
【図２】
2014041009.tif 000004
【図３】
2014041009.tif 000005
【図４】
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