特許 7616526 物体量検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】物体量検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/263 20220101AFI20250109BHJP

   G01N 27/22 20060101ALI20250109BHJP

   B60S 1/62 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G01F23/263

G01N27/22 B

G01N27/22 C

B60S1/62 120B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024502855

(86)(22)【出願日】2022-12-15

(86)【国際出願番号】 JP2022046257

(87)【国際公開番号】W WO2023162420

(87)【国際公開日】2023-08-31

【審査請求日】2024-03-05

(31)【優先権主張番号】P 2022028511

(32)【優先日】2022-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】正木 毅

【審査官】羽飼 知佳

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３７６８３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ ２３／２６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凝固可能な液状の物体が入れられる容器と、
前記容器内で上下方向にわたって設けられ、前記物体の液面又は凝固した前記物体の表面の上下方向における位置の変化に伴う容量値の変化を検出可能な電極と、
前記電極の容量値に基づいて前記容器内における前記物体の液面又は表面の位置を連続的又は間欠的に検出して前記電極の容量値から前記物体の誘電率を求め、当該求めた誘電率に基づいて前記物体の状態を判定する判定部と
を含み、
前記電極は、前記容器の側面に対して配置される表面の形状が四角形を対角線で分割して得る三角形の部分を有する電極対を複数有する板状電極であり、
前記判定部は、前記複数の電極対の容量値と位置の加重平均に基づいて前記物体の液面又は表面の位置を検出するとともに、検出した前記物体の液面又は表面の位置と、前記物体の液体状態又は固体状態における比誘電率とに基づいて前記物体の状態を判定する、物体量検出装置。

【請求項2】

前記複数の電極対は、上下方向に配置される、請求項１に記載の物体量検出装置。

【請求項3】

前記電極に対して、シールド電極を介して前記容器とは反対側に配置される参照電極をさらに含み、
前記判定部は、前記参照電極の容量値に基づいて前記電極対の容量値を補正する、請求項１に記載の物体量検出装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記複数の電極対の容量値の１つが所定値を超えた場合、当該電極対より上方に位置する電極の容量値をゼロとする、請求項２に記載の物体量検出装置。

【請求項5】

前記判定部は、前記物体の液面又は表面の位置が所定高さ以下のときの前記電極対の容量値を補正する、請求項２に記載の物体量検出装置。

【請求項6】

前記判定部は、前記複数の電極対の下側に仮想的に設けた電極対の容量値を、計算値に含めて水位高さを計算する、請求項２に記載の物体量検出装置。

【請求項7】

前記判定部は、時間経過とともに複数回にわたって前記物体の液面又は表面の位置を検出し、複数回にわたって検出した前記物体の液面又は表面の位置の平均値を前記物体の液面又は表面の位置とする、請求項１に記載の物体量検出装置。

【請求項8】

前記判定部によって前記物体の状態が凍結状態であると判定されると、前記凍結状態であることを表す情報を外部装置に通知する通知部をさらに含む、請求項１に記載の物体量検出装置。

【請求項9】

前記物体は、車両のウォッシャー液である、請求項８に記載の物体量検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、凝固可能な液体などの物体量検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、水等の量を検出する物体量検出装置が知られており、該物体量検出装置は製氷装置などに設けられて使用されている。該従来の製氷装置においては、絶縁体で形成された製氷皿と、この製氷皿に水を供給する給水手段と、前記製氷皿に取り付けられる各々絶縁された二以上の電極を有する静電容量センサと、前記給水手段から供給された前記製氷皿内の水量を前記静電容量センサの電極間における静電容量の変化により検出する水量検出部と、前記製氷皿内の水が凍ったことを検出した後、前記製氷皿の開口が下方に向いた状態まで前記製氷皿を回転させることで前記製氷皿を弾性変形させる製氷皿駆動手段と、を備え、前記静電容量センサの電極は、前記製氷皿に密着した状態かつ前記製氷皿に接合されていない状態で、弾性変形可能な変位吸収部材を介して前記製氷皿の外側に取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２０７８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、製氷装置に用いられていた従来の物体量検出装置では、水量の検出と、水が凍ったことの検出とを行っているが、どの程度凍った状態で、どの程度の量があるのかを判定することはできない。

【0005】

そこで、凝固可能な液状の物体の容器内における量と状態とを判定可能な物体量検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態の物体量検出装置は、凝固可能な液状の物体が入れられる容器と、前記容器内で上下方向にわたって設けられ、前記物体の液面又は凝固した前記物体の表面の上下方向における位置の変化に伴う容量値の変化を検出可能な電極と、前記電極の容量値に基づいて前記容器内における前記物体の液面又は表面の位置を連続的又は間欠的に検出して前記電極の容量値から前記物体の誘電率を求め、当該求めた誘電率に基づいて前記物体の状態を判定する判定部とを含む。

【発明の効果】

【0007】

凝固可能な液状の物体の容器内における量と状態とを判定可能な物体量検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の物体量検出装置１００の構成を示す図である。

【図2】静電センサ１１０を示す図である。

【図3】水面高さの計算結果の一例を示す図である。

【図4】ウォッシャー液２０Ａの表面の高さの違いによる静電センサ１１０の容量値の違いを説明する図である。

【図5A】第３の補正方法に用いる静電センサ１１０を示す図である。

【図5B】第３の補正方法によって実際に測定した結果を示す図である。

【図6】第６の補正方法を説明する図である。

【図7】ウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨと凍結状態を検出するための処理を表すフローチャートを示す図である。

【図8】傾斜による容量値の変化を補正する方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の物体量検出装置を適用した実施形態について説明する。

【0010】

＜実施形態＞
図１は、実施形態の物体量検出装置１００の構成を示す図である。図１には物体量検出装置１００に加えて車両システム１０を示す。車両システム１０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１と電源１２とを含む。車両システム１０は、一例として車両の電子機器の制御を行うシステムであり、電子機器はどのようなものであってもよい。例えば、ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ：先進運転支援システム）であってもよい。ＥＣＵ１１は、車両システム１０の制御を行う。電源１２は、車両のバッテリ等の電力供給源から１２Ｖの直流電力を供給する電源である。

【0011】

物体量検出装置１００は、車両のウォッシャー液用のタンク２０に貯容されるウォッシャー液２０Ａの量を検出する装置である。ＡＤＡＳのような車両システム１０を搭載する自律走行車又は自動運転機能付きの車両に搭載されるカメラや光学式センサ等に泥、埃、虫等が付着すると、適切な画像や光学情報等を取得できなくなるため、カメラや光学式センサ等をウォッシャー液で洗浄するシステムが開発されている。

【0012】

車両システム１０は、安全に走行できる状態であるかどうかを判断するために、タンク２０におけるウォッシャー液２０Ａの液量を検出する。ところで、冬のように外気温が低いとウォッシャー液が凍結し得る。ウォッシャー液２０Ａが凍結すると、液体として噴射することができなくなる可能性がある。

【0013】

そこで、物体量検出装置１００は、ウォッシャー液２０Ａの液面、又は、少なくとも一部が凍結している状態におけるウォッシャー液２０Ａの表面の高さ位置を検出するとともに、ウォッシャー液２０Ａが凍結しているかどうかを判定する。

【0014】

ここでは、ウォッシャー液２０Ａの状態とは、凍結していない液体の状態、又は、凍結している状態のいずれかであることをいう。凍結している状態とは、完全に凍結している状態であってもよいが、ウォッシャー液２０Ａをタンク２０から噴射するのが困難になる程度であってもよい。ここでは、凍結している状態とは、ウォッシャー液２０Ａをタンク２０から噴射するのが困難な状態であることとする。

【0015】

また、ウォッシャー液２０Ａは、凝固（凍結）可能な液状の物体の一例である。以下では、ウォッシャー液２０Ａと記載した場合に、液体の状態に限らず、固体の状態、又は、液体と固体が混じっている状態が有り得ることとする。また、ウォッシャー液２０Ａの表面の高さとは、液体の状態におけるウォッシャー液２０Ａの液面の高さ位置、又は、凍結している状態におけるウォッシャー液２０Ａの表面の高さ位置のことをいう。

【0016】

物体量検出装置１００は、制御ボード１０１、静電センサ１１０、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ１２０、及びＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐｏｕｔ）１３０を含む。一例として、静電センサ１１０、ＩＣチップ１２０、及びＬＤＯ１３０は、１つの制御ボード１０１に実装されているが、別々の制御ボード等に実装されていてもよい。制御ボード１０１は、配線基板である。なお、静電センサ１１０については、図１に加えて図２を用いて説明する。図２は、静電センサ１１０を示す図であり、静電センサ１１０を正面方向から見た図を示す。

【0017】

静電センサ１１０は、絶縁性の基板(図示省略)上に、図２に示すように電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２を有して構成され、プラスチック製のタンク２０の外側面にテープや接着剤等で取り付けられる。図１では電極ＳＳ１及びＳＳ２を省いた形で簡易化して示す。静電センサ１１０は、図１に示すようにタンク２０の側壁において、上下方向にわたって延在するように設けられている。上下に変化する液面を検出可能にするためである。図２に示す電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の形状は、タンク２０の側面に対して配置される表面の形状である。電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２は、板状電極である。

【0018】

電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２は、車両システム１０及び物体量検出装置１００が搭載される車両のボディ等のグランド電位の金属部（グランド部）と容量結合している。以下では、電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の容量値とは、電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２と、車両のグランド部との間の静電容量の値である。

【0019】

電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２は、ＩＣチップ１２０に接続されている。電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、ウォッシャー液２０Ａの液面の上下方向における位置を検出するとともに、ウォッシャー液２０Ａの状態を検出するために設けられている。電極ＳＳ１及びＳＳ２は、電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の容量値の補正に用いるために設けられている。

【0020】

電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、下側から上側にかけて、この順で設けられている。電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、タンク２０の側面に対して配置される表面の形状が上下に長い長方形に対して、３本の平行な斜めの直線で分割した形状を有する。３本のうちの最も下と最も上の直線は、長方形の上下の頂点を通り、真ん中の１本の直線の長さの中心は、長方形の中心を通っている。

【0021】

電極Ｓ０及びＳ３は、タンク２０の側面に対して配置される表面の形状が三角形であり、互いに等しい形状を有する。電極Ｓ０及びＳ３の三角形は、四角形を対角線で分割して得る三角形である。

【0022】

電極Ｓ１及びＳ２は、タンク２０の側面に対して配置される表面の形状が互いに等しく、電極Ｓ０及びＳ３を２つ合わせて得られる平行四辺形の形状を有する。このため、電極Ｓ１及びＳ２は、四角形を対角線で分割して得る三角形を２つ含む形状である。

【0023】

電極Ｓ０の下端と電極Ｓ１の下端の高さは等しく、タンク２０の下端よりも上側に位置する。電極Ｓ３の上端と電極Ｓ２の上端の高さは等しく、タンク２０の上端よりも下側に位置する。電極Ｓ０の下端と電極Ｓ１の下端の高さはＸ０であり、電極Ｓ３の上端と電極Ｓ２の上端の高さはＸ３である。タンク２０内のウォッシャー液２０Ａの表面が高さＸ０以上、Ｘ３以下のときに、ウォッシャー液２０Ａの表面は、常に電極Ｓ０～Ｓ３のうちの２つと重なる。このため、上下方向において隣り合う電極Ｓ０及びＳ１は電極対の一例であり、電極Ｓ１及びＳ２は電極対の一例であり、電極Ｓ２及びＳ３は電極対の一例である。なお、高さＸ０～Ｘ３の詳細については後述する。また、電極Ｓ０及び電極Ｓ１の間と、電極Ｓ１及び電極Ｓ２の間と、電極Ｓ２及び電極Ｓ３の間との隙間は、絶縁性を確保し実際の測定において無視できるほど、十分に小さく形成されている。

【0024】

ＩＣチップ１２０は、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１２０Ａと、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｕｎｉｔ）１２０Ｂを有するチップ部品である。ＩＣチップ１２０は、一例としてＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用の通信ケーブル４０を介して車両システム１０のＥＣＵ１１に接続されている。

【0025】

ＡＦＥ１２０Ａは、静電センサ１１０の電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２に接続されており、電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の容量値をデジタル変換してＭＣＵ１２０Ｂに出力する。なお、静電センサ１１０の電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の電圧の印加は、図示を省略した電源、あるいは図示を省略したシールド電極に交流電圧を印加し、該シールド電極に容量結合させる事で行われる。

【0026】

ＭＣＵ１２０Ｂは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。

【0027】

ＭＣＵ１２０Ｂは、判定部１２１、通知部１２２、及びメモリ１２３を有する。判定部１２１及び通知部１２２は、ＭＣＵ１２０Ｂが実行するプログラムの機能（ファンクション）を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１２３は、ＭＣＵ１２０Ｂのメモリを機能的に表したものである。なお、ＭＣＵ１２０Ｂの判定部１２１及び通知部１２２以外の処理部については、ここでは省略する。

【0028】

判定部１２１は、ウォッシャー液２０Ａの液面、又は、少なくとも一部が凍結している状態におけるウォッシャー液２０Ａの表面の高さを連続的又は間欠的な高さの値として検出する。また、判定部１２１は、検出した表面の高さと、ウォッシャー液２０Ａの凍結状態における比誘電率と、静電センサ１１０の容量値とに基づいて、ウォッシャー液２０Ａが凍結しているかどうかを判定する。ウォッシャー液２０Ａが凍結しているかどうかを判定する際には、ウォッシャー液２０Ａの液体状態における比誘電率（８０．４）と、凍結状態における比誘電率（４．２）との差を利用する。

【0029】

判定部１２１は、ウォッシャー液２０Ａの高さを求める際に、ウォッシャー液２０Ａの重心の高さを求め、重心の高さを２倍することによってウォッシャー液２０Ａの表面の高さを求める。判定部１２１は、ウォッシャー液２０Ａの重心の高さを求める際に、図２に示す高さＸ０～Ｘ３を用いる。

【0030】

Ｘ０は、電極Ｓ０の下端の高さである。Ｘ１は、電極Ｓ１の上下方向における中心の高さである。Ｘ２は、電極Ｓ２の上下方向における中心の高さである。Ｘ３は、電極Ｓ３の上端の高さである。一例として、電極Ｓ０～Ｓ３の下端から上端までの高さが３００ｍｍの場合には、Ｘ０＝０ｍｍ、Ｘ１＝１００ｍｍ、Ｘ２＝２００ｍｍ、Ｘ３＝３００ｍｍであり、Ｘ０～Ｘ３の値は固定値である。

【0031】

判定部１２１は、次式（１）でウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを求める。

【0032】

【数1】

【0033】

式（１）において、Ｘｎは、上述のＸ０～Ｘ３である。Ａｎは、電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の静電容量である。

【0034】

次に、式（１）の意味について説明する。まず、各電極の静電容量の値は各電極が接する液体或いは固体の高さ方向の面積に比例する。そして高さ方向の面積は各電極の高さ方向の範囲の液体或いは固体の質量に比例する。すなわち、各電極の静電容量の値は、各電極に対応する液体或いは固体の範囲の質量に対応する。ところで、一般的に質量の重心位置は、要素ごとの質量と距離の加重平均で求める事が出来る。これらのことから、液体或いは固体の重心位置は、各電極の容量値（質量に対応）と距離の加重平均（Σ（Ｘｎ×Ａｎ）／ΣＡｎ）で求める事が出来る。そして、液体或いは固体の表面の高さは、重心位置（Σ（Ｘｎ×Ａｎ）／ΣＡｎ）の２倍となるので、（１）式によって、表面高さを求める事が可能となる。

【0035】

次に、（１）式を使って、実際にウォッシャー液が液状である場合の水面高さの計算した結果を例示し、該（１）式で実際に水面高さが求められることを説明する。図３は、水面高さの計算結果の一例を示す図である。表１は、水面高さの計算結果の例を示す図である。

【0036】

仮に、図３に示すように２５０ｍｍの高さに水面があることを想定して表１に例１を示す。表１には、例１以外の４つの計算結果を示す。

【0037】

【表1】

【0038】

ウォッシャー液の比誘電率は水と同等であり空気の誘電率に比べて十分に大きいので、各電極で測定される容量値は、液体中に浸漬している電極面積に比例する。電極Ｓ０の全てが液体に浸漬している際の容量値を仮に５０ｐＦが測定されるとすると、例１において電極Ｓ０，Ｓ１は全て液体中に浸漬していて、電極Ｓ１は電極Ｓ０の面積の２倍なので、Ｓ０＝５０ｐＦ，Ｓ１＝１００ｐＦが測定される。また、電極Ｓ２では、１００ｍｍ－２００ｍｍの範囲の電極に対応する５０ｐＦと、２００ｍｍ－２５０ｍｍの範囲に対応して、２００－３００ｍｍの範囲の面積に対応した容量値、すなわち５０ｐＦ×（１－１／２×１／２）＝３７．５ｐＦとなり、電極Ｓ２の容量値は５０＋３７．５＝８７．５Ｐｆとなる。電極Ｓ３の容量値は２００ｍｍ－２５０ｍｍの範囲に対応した面積となるので５０ｐＦ×（１／２×１／２）＝１２．５ｐＦとなる。

【0039】

そして、測定される各電極の測定値から（１）式を用いて水面高さを計算するとＨ＝２×（０×５０＋１００×１００＋２００×８７．５＋３００×１２．５）／（５０＋１００＋８７．５＋１２．５）＝２５０ｍｍが求められ、想定した例１の水面高さと一致する。このように各電極の容量値から液面高さを求める事が出来る。

【0040】

同様に、想定する水面高さを変えて各電極の容量値を求め結果と、この各電極の容量値から求めた水面の計算結果の例を表１に示す。表１からも明らかなように想定した水面の高さと、容量値から計算した水面高さは一致し、（１）式から水面高さが求める事が可能であることが確認できる。なお、誘電率が変わっても容量値は誘電率に比例するので、式（１）より明らかなように、Ｈの計算値自体は変わらない。なお、（１）式で電極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の容量値が共に０の時は分母が０となってしまうが、その際は水位高さを０とする。

【0041】

更に、また、判定部１２１は、次式（２）に基づいて、検出した表面の高さと、静電センサ１１０の容量値と、ウォッシャー液２０Ａの凍結状態における比誘電率、或いは液体状態での比誘電率とに基づいて、ウォッシャー液２０Ａが凍結しているかどうか或いは液体であるかどうかを判定する。係数Ｃは、ウォッシャー液２０Ａが液体状態の比誘電率と凍結した状態の比誘電率とを考慮して設定される。タンク２０の形状や容量等に応じて、どの程度凍結した時点でウォッシャー液２０Ａの噴射が困難になるのかを決めることによって、係数Ｃの値を設定すればよい。すなわち、容量値は誘電率に比例するので、表面高さに応じて測定されるべき容量値が少なく、式（２）が成立すれば、誘電率が低いものと見なして、判定部１２１は、ウォッシャー液２０Ａは凍結していると判定することになる。

【0042】

なお、水の比誘電率は８０．４、氷の比誘電率４．２であり、ウォッシャー液２０Ａの液体状態の比誘電率と凍結した状態の比誘電率もこれと同等である。このように、比誘電率は液体状態と凍結した状態で値が大きく異なるので、係数Ｃを適切に設定する事で、容易にウォッシャー液２０Ａが凍結しているかの判定が可能となる。

【0043】

【数2】

【0044】

なお、同様にして表面高さに応じて測定されるべき容量値が、凍結した場合に比べて大きいかを確認して液体状態であるか判定するようにしても良い。また、閾値を適切に判定する事によって、液体から固体になるまでのシャーベット状などの状態の途中経過を判定する事もできる。

【0045】

通知部１２２は、判定部１２１が算出したウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを表すデータを車両システム１０のＥＣＵ１１に通知する。また、通知部１２２は、判定部１２１がウォッシャー液２０Ａが凍結したと判定した場合に、凍結したことを表すデータを車両システム１０のＥＣＵ１１に通知する。

【0046】

メモリ１２３は、電極Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の容量値、Ｘ０～Ｘ３、及び、ウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨ等のデータを格納する。高さＨの移動平均を求めたり、凍結判定の際には過去５秒間の判定結果が連続的に凍結していることを参照するため、メモリ１２３には過去に求めた高さＨのデータや、過去の判定結果等のデータが格納される。

【0047】

ＬＤＯ１３０は、電力ケーブル３０を介して車両システム１０の電源１２に接続されている。ＬＤＯ１３０は、入力電圧より低い一定の電圧を出力することができるレギュレータであり、電源ＩＣである。ＬＤＯ１３０は、車両システム１０の電源１２から供給される直流電力の電圧を１２Ｖから５Ｖに低下させてＭＣＵ１２０Ｂに供給する。

【0048】

次に、補正について説明する。なお、補正は必ずしも必要としない。

【0049】

＜第１の補正方法＞
まず、第１の補正方法について説明する。前述のように水位の高さは基本的には（１）式で求める事が可能であるが、（１）式では分母を各電極の測定値としている為、特に各電極の全ての測定値が小さい範囲、すなわち水位が低い場合においては、表面高さの計算値と、実際の水面高さの誤差が大きくなってしまうという問題があり、水位が低い場合にも高精度に検知が必要な場合に課題となる。その原因の１つは、センサが設けられている測定範囲以下に存在する水に起因する容量値Ｃ２が挙げられる。すなわち、センサが設けられている測定範囲以下では本来各電極の容量値はゼロであるべきだが、実際には、測定範囲以下の水に起因する容量値Ｃ２が測定される。これらのことから、実際に水位を求める際に用いる容量値の値は、測定される測定値からＣ２を引いた値とする必要がある。なお、前述のように水位が少ない範囲においての補正の為、電極Ｓ０に補正を行う場合を説明するが、同様の補正を電極Ｓ１に行っても良い。以下、図４を用いて説明する。

【0050】

図４は、ウォッシャー液２０Ａの表面の高さの違いによる静電センサ１１０の電極Ｓ０の容量値の違いを説明する図である。なお、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の図示は省略する。図４（Ａ）に示す例では、グランド部であるＧＮＤからタンクまでの上下方向の距離は２０ｍｍ、タンク２０の底から電極Ｓ０の下端までの上下方向の距離は２０ｍｍ、電極Ｓ０の下端から上端までの上下方向の距離は１００ｍｍであることとする。これは、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）においても同様である。

【0051】

図４（Ａ）では、タンク２０にウォッシャー液２０Ａは入っていない。この場合に、電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間の容量値Ｃ１は、タンク２０の厚さを無視して考えると、電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間に空気が存在している場合の容量値Ｃａ０に等しいと考えることができ、Ｃａ０＝１×ε０×Ｓ／１４０で近似できる。ε０に乗じた１は、空気の比誘電率である。Ｓは静電センサ１１０の電極Ｓ０～Ｓ３の表面積である。１４０はＧＮＤから電極Ｓ０までの距離を示す。

【0052】

図４（Ｂ）では、タンク２０に入っているウォッシャー液２０Ａ（液体状態）の表面の高さは、電極Ｓ０の下端と同じ高さである。この場合に、電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間の容量値Ｃ２は、ウォッシャー液２０Ａよりも上側の部分の容量値Ｃａ１と、ウォッシャー液２０Ａの内部の部分の容量値Ｃｗと、タンク２０とグランド部ＧＮＤとの間の部分の容量値Ｃａ２との合計になる。Ｃａ１＝１×ε０×Ｓ／１００、Ｃｗ＝８０．４×ε０×Ｓ／２０、Ｃａ２＝１×ε０×Ｓ／２０で近似できる。Ｃｗについてε０に乗じた８０．４は、液体状態のウォッシャー液２０Ａの比誘電率である。

【0053】

図４（Ｃ）では、タンク２０に入っているウォッシャー液２０Ａ（液体状態）の表面の高さは、電極Ｓ０の上端と等しい状態である。この場合に、電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間の容量値Ｃ３は、ウォッシャー液２０Ａの内部の部分の容量値Ｃｗと、タンク２０とグランド部ＧＮＤとの間の部分の容量値Ｃａ２との合計になる。Ｃｗ＝８０．４×ε０×Ｓ／１２０、Ｃａ２＝１×ε０×Ｓ／２０で近似できる。

【0054】

以上より、図４（Ａ）に示す状態における電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間の容量値Ｃ１と、図４（Ｂ）に示す状態における電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間の容量値Ｃ２と、図４（Ｃ）に示す状態における電極Ｓ０とグランド部ＧＮＤとの間の容量値Ｃ３との比は、１００：１１６：６５１となる。

【0055】

ウォッシャー液２０Ａの表面が電極Ｓ０の下端よりも高い場合は、ウォッシャー液２０Ａの水位に応じた容量値の変化を適切に検出できると考えられるが、ウォッシャー液２０Ａの表面が電極Ｓ０の下端よりも低い場合は、ウォッシャー液２０Ａと電極Ｓ０とが高さ方向において重なっていないため、電極Ｓ０で測定される値は誤差が大きくなると考えられ、（１）式で求める水位も誤差が大きくなると考える。このため、ここでは、電極Ｓ０で測定される容量値が、水がタンク２０に入っていない状態の容量値以上となった場合に補正を行う。

【0056】

具体的には、Ｃ１の容量値をｋ×１００（ｋは定数）Ｆとすると、Ｃ２はｋ×１１６Ｆ，Ｃ３はｋ×６５１Ｆとなる。なお、ここでＣ３は、電極Ｓ０で測定される容量値の最大値の為、５００ｐＦである。よって本実施例の場合、ｋ＝０．７７であり、Ｃ１＝７７ｐＦ，Ｃ２＝８９ｐＦ，Ｃ３＝５００ｐＦである。そして、電極Ｓ０の容量値がＣ１以上Ｃ２以下の場合、すなわちウォッシャー液２０Ａが入っていない状態から電極Ｓ０の下端と同じ高さの場合は、測定値は引かれ、電極Ｓ０の容量値はゼロに補正される。また、電極Ｓ０の値がＣ２を超えＣ３以下の場合、すなわち、ウォッシャー液２０Ａが電極Ｓ０の下端と同じ高さとなった状態から電極Ｓ０の上端以上の高さとなった場合は、電極Ｓ０の測定値はＣ２を引いて補正される。

【0057】

なお、電極Ｓ０の測定値がＣ２以下の場合は値をゼロとする補正を行い、Ｃ２を超えた場合はＣ２を引く補正を行うようにしても良い。また、電極Ｓ１についても同様の補正を行っても良い。また、電極Ｓ０の値がＣ２を超えＣ３以下の場合、単純にＣ２を引いた補正だけだと、容量値の最大値が、Ｃ３－Ｃ２となってしまう為、電極Ｓ０の値がＣ２を超えた場合にはＣ２を引いた後に、Ｃ３／（Ｃ３－Ｃ２）をかけるような補正を行っても良い。そして、このように測定した容量値を補正した値を用いて（１）式で水位を求め、（２）式を用いてウォッシャー液の凍結状態を判断する。

【0058】

＜第２の補正方法＞
次に、水位が少ない場合の第２の補正方法について説明する。本補正方法においては、水位の測定領域の下側に電極を延長するものである。すなわち、図４（Ａ）～図４（Ｃ）で示す例では、タンク２０の底から電極Ｓ０の下端までの上下方向の距離は２０ｍｍであり、その間に電極は存在しないが、この範囲にも電極Ｓ０を延長して設ける。このようにすれば、図４（Ｂ）に示すようにウォッシャー液２０Ａの表面がタンク２０の底から２０ｍｍの位置にあっても電極Ｓ０の容量値を大きくできる。そして、タンク２０の底からのウォッシャー液の表面を求めて、求めた表面高さから２０ｍｍを引いて、実際のＸ０からの水面高さとすれば良い。このようにすれば水位の測定領域における測定精度を高めることができる。

【0059】

＜第３の補正方法＞
次に、水位が少ない場合の第３の補正方法について説明する。該第３の補正方法は、第２の補正方法が実際に電極を設けたものであるが、実際には電極を設けず、計算によって、第２の補正と同様の事を行うものである。図５Ａは、第３の補正方法に用いる静電センサ１１０を示す図である。

【0060】

具体的には、図５Ａで示すような高さＸ０－Ｘ１における電極Ｓ１，Ｓ０と同等形状の電極Ｓ０１，ＳＸを仮想的に設け、高さＸＡから高さＸ０のウォッシャー液に対応して計算で求めた電極Ｓ０１の容量値を電極Ｓ０の実測値に加え、また、高さＸＡから高さＸ０のウォッシャー液に対応する電極ＳＸの容量値を求める。そして（１）式を用いて、高さＸＡからの表面高さを求める。そして、求めた表面高さから、高さＸＡから高さＸ０までの高さを引いて、実際の高さＸ０からの表面の高さとする。そして、このようにすれば水位の測定領域においては（１）式の分母を大きくできるので測定精度を高めることができる。

【0061】

図５Ｂは、第３の補正方法によって実際に測定した結果を示す図である。図５Ｂにおいて、横軸は実際の水位、縦軸は、実測した各電極データから計算によって求められる水位の計算値を示す。細い実践は計算値が実際の水位と一致する理想値を示し、点線は補正を行わない水位の計算値を示し、太い実線は該第３の補正方法によって水位を計算した結果を示す。水位が低い部分で実際の水位の値と計算値とがほぼ一致する結果となった。

【0062】

＜第４の補正方法＞
第４の補正方法として、２など１より大きい指数で、容量値にγ補正を行って、小さい容量値の場合は、大きな容量値に比べて、より小さな値として扱われるように補正して、水位を求めるようにしても良い。このようにすれば、ウォッシャー液がある範囲の電極の影響が大きくなる。なお、その際には、全ての測定範囲の表面高さの測定に適用するのではなく、水位が低い範囲にのみ該γ補正を適用する等しても良い。

【0063】

＜第５の補正方法＞
次に、各電極は浮遊容量などの影響でウォッシャー液が入っていない状態でも、所定の値を示し、これが計算した際の誤差となる為、この補正方法として、第５の補正方法を説明する。

【0064】

該第５の補正方法においては、Ｓｎの電極の値が所定値以下の場合、Ｓ（ｎ＋１），Ｓ（ｎ＋２），Ｓ（ｎ＋３）の電極の値を全て、ゼロに補正する方法である。すなわち、電極Ｓｎの値が所定値以下は、該電極Ｓｎの下端付近に、表面が位置するので、電極Ｓｎより上方に位置する電極Ｓ（ｎ＋１），Ｓ（ｎ＋２），Ｓ（ｎ＋３）がウォッシャー液で浸漬されていないと判断できるので容量値をゼロに補正することで、ウォッシャー液が無い状態で測定される容量値の影響を低減できる。

【0065】

＜第６の補正方法＞
次に、第５の補正方法と同様の目的の第６の補正方法を示す。該第６の補正方法においては図６で示す静電センサ２１０を用いる。図６は、第６の補正方法を説明する図であり静電センサ２１０の断面図である。

【0066】

なお、静電センサ１１０と同等の部材については同じ符号を付して説明する。また、実際には、電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２は別の部材であり、参照電極ＳＲも複数の部分からなるが、図６においては、１つの部材として図示する。参照電極ＳＲは参照電極の一例である。静電センサ２１０は、静電センサ１１０に対して、参照電極ＳＲとシールド電極ＳＳを設けた点が異なり、以下、その点も含めて説明する。

【0067】

電極Ｓ０～Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２は静電センサ１１０と同様、基板Ｂの同じ面に形成されていてタンク２０に向けて配置される。参照電極ＳＲは、電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２と同じ形状であり、電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２が設けられている面と反対の面に設けられている。シールド電極ＳＳは、基板Ｂの板厚方向で、電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２と参照電極ＳＲの間に設けられている。シールド電極ＳＳはグランドに接続される、或いは交流駆動されて、電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２、参照電極ＳＲと容量結合されている。この為、電極Ｓ０～Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の容量値は、タンク２０内のウォッシャー液２０Ａの影響を受けるが、電極ＳＲはウォッシャー液２０Ａの影響を受けない。

【0068】

そして、電極Ｓ０～Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２の容量値から、それぞれの電極と同じ形状の参照電極部分の容量値を差し引く補正を行う。これによって、ウォッシャー液２０Ａが存在することによる容量値を求める事が出来る。すなわち、ウォッシャー液が無い状態でも、所定の容量値が測定され、又温度変化等に伴ってその値は変化するが、その影響を削減できる。そして、補正した値を（１）式に適用して水位を求め、又（２）式によって、凍結しているかを判定する。

【0069】

なお、本実施例においては、参照電極は電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２と同じ形状としたが、それには限定されず、例えば面積が違う１つの電極としても良い。その場合には、電極Ｓ０～Ｓ３の面積に換算して測定値から引く。

【0070】

また、本実施例においては、シールド電極ＳＳは、基板Ｂの絶縁層を介して、参照電極ＳＲと電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２の間に配置したが、更に、シールド電極を、基板Ｂの絶縁層を介して参照電極ＳＲの電極Ｓ０～Ｓ３，ＳＳ１，ＳＳ２と反対の面にも配置しても良い。すなわち、２つのシールド電極で参照電極ＳＲを基板の絶縁層を介して挟みこむようにしても良い。

【0071】

また、静電センサ２１０を用いて、該補正を行った後に図４で示す電極の下端以下のウォッシャー液２０Ａの補正を行うようにしても良い。

【0072】

なお、第１～４の補正の一つと、第５～６の補正の一つを組み合わせて行う事が可能であり、その場合には、各電極の容量値に対して第５～６のいずれかの補正を行った後に、第１～４のいずれかの補正を行う。その他、組み合わせる事が可能な場合は適宜組み合わせて、補正しても良い。

【0073】

図７は、静電センサ１１０、或いは静電センサ２１０において、ウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨと凍結状態を検出するための処理を表すフローチャートを示す図である。この処理は、判定部１２１が行う。なお静電センサ１１０、或いは静電センサ２１０における判定部１２１の処理内容は異なるものであるが、同様の処理については同じ符号で示す。

【0074】

判定部１２１は、処理をスタートさせると、パワーオンリセットの処理を行う（ステップＳ１）。具体的にはＲＯＭやＲＡＭの値をリセットする等の処理を行う。

【0075】

判定部１２１は、高さＨの検出回数を表すカウント値ｉを０（ｉ＝０）に設定する（ステップＳ２）。

【0076】

判定部１２１は、電極Ｓ０～Ｓ３の容量値を検出する（ステップＳ３）。

【0077】

判定部１２１は、静電センサ１１０の場合は、前述した第５の補正を行い、さらに前述した第１の補正、すなわちＳ０の容量値が７７ｐＦ～８９ｐＦの場合は値をゼロとし、それを超える場合は８９ｐＦを減算する補正を行う（ステップＳ４）。この際、前述したように、第１の補正においては、電極Ｓ１についても同様の補正を行っても良い。

【0078】

また、静電センサ２１０の場合は、前述した第６の補正を行い、前述した第１の補正を行う（ステップＳ４）。

【0079】

なお、前述のように補正自体は、要求される精度によって、必ずしも必要ではなく、また、補正については前述した補正の方法の１つ或いは複数を組み合わせても良い。

【0080】

判定部１２１は、式（１）に従って高さＨを計算する（ステップＳ５）。式（１）に従って高さＨを計算することは、高さＨを検出することと同義である。

【0081】

判定部１２１は、ステップＳ５で計算した高さＨと、過去１９回にわたって計算した高さＨとの移動平均を算出する（ステップＳ６）。移動平均は、次式（３）で求めることができる。ただしｊは今回のステップＳ５から１９回前のステップＳ５までの２０回分の高さＨをそれぞれ示す１～２０の整数である。また、Ｎは高さＨの値の数を表し、Ｎ＝２０である。

【0082】

【数3】

【0083】

ステップＳ６において、判定部１２１は、時間経過とともに複数回にわたってウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを検出し、複数回にわたって検出した高さＨの平均値をウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨとする。

【0084】

判定部１２１は、カウント値ｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する（ステップＳ７）。

【0085】

判定部１２１は、２５０ｍｓ待機する（ステップＳ８）。

【0086】

判定部１２１は、ｉ≧２０であるかどうかを判定する（ステップＳ９）。すなわち、高さＨを２０回以上検出したかどうかを判定する。

【0087】

判定部１２１は、ｉ≧２０ではない（Ｓ９：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ３にリターンする。高さＨの検出を繰り返し行うためである。なお、ｉが２０未満の場合は、判定部１２１は、ステップＳ６の処理をスキップする。移動平均を求めるのに必要が高さＨのデータが集まっていないからである。

【0088】

判定部１２１は、ステップＳ９においてｉ≧２０である（Ｓ９：ＹＥＳ）と判定すると、式（２）に従って凍結しているかどうか判定する（ステップＳ１０）。

【0089】

判定部１２１は、凍結していない（Ｓ１０：ＮＯ）と判定すると、凍結判定を行ったカウンタ値ｆを０に設定する（ステップＳ１１）。すなわち、ｆ＝０にする。

【0090】

判定部１２１は、通知部１２２に、ステップＳ６で求めた高さＨの移動平均値を車両システム１０のＥＣＵ１１に通知させる（ステップＳ１２）。高さＨのみを通知する場合は、凍結が生じていないことを表すが、高さＨとともに凍結が生じていないことを表すデータ（非凍結情報）を通知してもよい。判定部１２１は、ステップＳ１２の処理を終えるとフローをステップＳ３にリターンする。

【0091】

判定部１２１は、ステップＳ１０において凍結している（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定すると、カウンタ値ｆをインクリメントする（ステップＳ１３）。すなわち、ｆ＝ｆ＋１となる。

【0092】

判定部１２１は、今回のステップＳ１０よりも１９回前のステップＳ１０から連続して２０回にわたって凍結している（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定したかどうかを判定する（ステップＳ１４）。２５０ｍｓ毎に判定を繰り返し行っているため、ステップＳ１４の処理は、過去５秒間にわたって凍結している（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定し続けたかどうかを判定する処理である。

【0093】

判定部１２１は、連続して２０回にわたって凍結している（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定していない（Ｓ１４：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ１２に進行させる。

【0094】

判定部１２１は、ステップＳ１４において、連続して２０回にわたって凍結している（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定した（Ｓ１４：ＹＥＳ）と判定すると、タンク２０内のウォッシャー液２０Ａが凍結したと判定し、通知部１２２に、ステップＳ６で求めた高さＨの移動平均値と、凍結が生じたことを表すデータ（凍結情報）とを車両システム１０のＥＣＵ１１に通知させる（ステップＳ１５）。以上で一連の処理が終了する。

【0095】

以上のように、判定部１２１は、式（１）でウォッシャー液２０Ａの重心の高さに基づいてウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを求める。また、判定部１２１は、式（２）に基づいて、検出した表面の高さと、ウォッシャー液２０Ａの凍結状態における比誘電率と、静電センサ１１０の容量値とに基づいて、ウォッシャー液２０Ａが凍結しているかどうかを判定する。

【0096】

したがって、凝固可能な液状の物体（ウォッシャー液２０Ａ）の容器（タンク２０）内における量と状態とを判定可能な物体量検出装置１００を提供することができる。

【0097】

また、電極Ｓ０～Ｓ３は、タンク２０の側面に対して配置される表面の形状が四角形を対角線で分割して得る三角形の部分を有する電極対を有する板状電極であるので、ウォッシャー液２０Ａの表面がどのような高さにあっても、常に電極Ｓ０～Ｓ３のうちの上下方向において隣り合う２つ（電極対）が表面と重なることになる。このため、仮に表面が電極に重ならない範囲があると検出値が殆ど変わらない部分が生じてしまうが、常に表面が電極と重なるようにしているので、水位の検出値に無変化部分が生じず、水位の減少に伴って水位の検出値を減少させることが可能となり水位を精度よく測定できる。

【0098】

また、判定部１２１は、複数の電極Ｓ０～Ｓ３の容量値の加重平均に基づいてウォッシャー液２０Ａの表面を検出するとともに、検出したウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨと、静電センサ１１０の容量値と、ウォッシャー液２０Ａの液体状態又は固体状態における比誘電率に基づく係数Ｃとに基づいてウォッシャー液２０Ａの状態を判定する。複数の電極の容量値と高さの加重平均によって表面位置を判定しているので、固体と液体など誘電率が異なっていたとしても表面の高さを測定できる。また、求めた高さと静電容量の値から誘電率が特定でき、水の比誘電率（８０．４）と氷の比誘電率（４．２）は大きく異なるため、比誘電率の差を利用して、ウォッシャー液２０Ａの状態を高精度に検出することができる。

【0099】

また、電極Ｓ０～Ｓ３は、電極対を複数有し、複数の電極対は、上下方向に配置されるため、上下方向のある程度広い範囲にわたってウォッシャー液２０Ａの表面の高さが連続的に変化しても、高さＨとウォッシャー液２０Ａの状態を求めることができる。

【0100】

また、静電センサの下端に対応するウォッシャー液の容量値を減じて、表面高さを算出した。このため、ウォッシャー液２０Ａの量が少ない場合であっても高精度にウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを検出することができる。

【0101】

また、電極Ｓ０～Ｓ３をタンク２０に向けて配置し、シールド電極を介して反対側に参照電極ＳＲを設け、電極Ｓ０～Ｓ３の容量値から参照電極ＳＲの容量値を減じゼロ補正して、表面高さを算出した。このため、高精度にウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを検出することができる。

【0102】

また、判定部１２１は、時間経過とともに複数回にわたってウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを検出し、複数回にわたって検出した高さＨの平均値をウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨとするので、容量値に含まれ得るノイズ等の影響を抑制して、高精度に高さＨを検出することができる。

【0103】

また、判定部１２１によってウォッシャー液２０Ａの状態が凍結状態であると判定されると、凍結状態であることを表す凍結情報を車両システム１０のＥＣＵ１１に通知する通知部１２２を含むので、車両システム１０のＥＣＵ１１にウォッシャー液２０Ａを利用可能かどうかを通知することができる。特に、ＡＤＡＳのような車両システム１０を搭載する自律走行車又は自動運転機能付きの車両に搭載されるカメラや光学式センサ等に付着した泥、埃、虫等をウォッシャー液２０Ａで洗浄する場合には、ウォッシャー液２０Ａが凍結すると洗浄できない状態になるため、車両の安全な運行に貢献可能な物体量検出装置１００を提供することができる。

【0104】

また、本実施例において表面位置の測定の処理のスタートは、所定の時間間隔で行うが、ウォッシャー液を噴射させるポンプが稼働した直後に行うようにしても良い。或いは、長周期で測定しウォッシャー液を噴射させるポンプが稼働すると短周期で行うようにしても良い。このようにした場合は、表面が変化するタイミングで測定を行うので、精度よく測定でき、また消費電力を抑えることができる。

【0105】

また、車両を一時的に停止させアイドリングを停止させた際に、水位の測定の周期を少なくする或いは行わないようにしても良い。このようにした場合は、発電量が少ない時に消費電力を低減できる。

【0106】

また、センサで測定するノイズの量が少ない場合に、車両の停止と判断して水位の測定の周期を少なくする或いは行わないようにしても良い。

【0107】

なお、車両が走行している際には、水平面に対して車両が傾斜する場合があり、このような場合にはタンク２０も傾斜し、ウォッシャー液２０Ａの表面が静電センサ１１０に対して傾斜することがある。このような傾斜による容量値の変化を電極ＳＳ１、ＳＳ２を用いて補正してもよい。

【0108】

図８は、傾斜による容量値の変化を補正する方法を説明する図である。図８には、タンク２０が傾斜し、電極ＳＳ１及びＳＳ２がウォッシャー液２０Ａに浸かる部分の位置が異なっている状態を示す。電極ＳＳ１、ＳＳ２は、傾斜検出用電極の一例である。

【0109】

この場合に、タンク２０の傾斜による勾配Ｄ（％）は次式（４）で求めることができる。

【0110】

【数4】

【0111】

このような勾配Ｄを用いて、電極Ｓ０～Ｓ３の容量値を補正し、補正後の容量値に基づいてウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを求めてもよい。また、さらに、補正後の容量値に基づいてウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを用いて、ウォッシャー液２０Ａの状態を判定してもよい。

【0112】

具体的には、式（４）に基づいて勾配Ｄを求め、電極ＳＳ１、ＳＳ２の間に位置する電極Ｓ０～Ｓ３のどの区間にウォッシャー液２０Ａの表面があるかを勾配Ｄに基づいて補正し、補正後の容量値に基づいてウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを求めればよい。そして、補正後の容量値に基づいてウォッシャー液２０Ａの表面の高さＨを用いて、ウォッシャー液２０Ａの状態を判定すればよい。

【0113】

なお、前述の説明においては、複数の電極を上下方向に配置し、上下方向のある程度広い範囲にわたってウォッシャー液２０Ａの表面の高さを連続的にもとめたが、例えば、１０ｍｍ間隔毎に検出電極が設け、１０ｍｍ毎の高さ、すなわち間欠的な高さを求めるようにしても良い。

【0114】

以上、本発明の例示的な実施形態の物体量検出装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【0115】

なお、本国際出願は、２０２２年２月２５日に出願した日本国特許出願２０２２－０２８５１１に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。

【符号の説明】

【0116】

１０ 車両システム
２０ タンク
２０Ａ ウォッシャー液
１００ 物体量検出装置
１１０ 静電センサ
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２ 電極
１２０ ＩＣチップ
１２０Ｂ ＭＣＵ
１２１ 判定部
１２２ 通知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】