JP2019078697A - 液面検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の混合割合を検出可能でありながら、安価な液面検出装置を提供すること。【解決手段】液面検出装置（２０）は、液体（１２）を貯留する容器（１１）の上部に設けられ振動を発生させることができる振動発生部（３０）と、振動発生部（３０）に上端部が固定され振動発生部（３０）で発生させた振動を伝えることができる伝搬体（４０）と、を有する。伝搬体（４０）は、振動発生部（３０）から下方に向かって延びる第１伝搬部（５０）と、第１伝搬部（５０）の下端から略水平方向又は斜め下方に延びる第２伝搬部（４２）と、からなる。第１伝搬部（５０）は、振動発生部（３０）から発生された振動の一部を振動発生部（３０）に向かって反射可能な反射壁部（５１ａ）を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、伝搬体に伝達される振動により、容器に貯留された液体の液面高さを検出する液面検出装置に関する。

多くの車両には、液体燃料が貯留される燃料タンクが搭載されている。このような燃料タンクに液面検出装置が搭載されることがある。液面検出装置に備えられた伝搬体に振動を伝達させ、反射に要した時間から、液体燃料の液面高さを検出することができる。検出された液面高さから、液体燃料の残量を検出することができる。液面検出装置に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に開示された液面検出装置は、液体を貯留する容器の上部に設けられ振動を発生させることができる振動発生部と、この振動発生部に上端部が固定され前記振動発生部で発生させた振動を伝えることができる伝搬体と、を有する。

一方、一部の車両において、燃料に含まれるアルコール濃度を検出可能な、燃料性状判定装置が搭載されている。燃料性状判定装置に関する従来技術として、特許文献２に開示される技術がある。

特許文献２に開示される燃料性状判定装置は、アルコール濃度を検出可能なアルコール濃度検出センサを含む。

平４−８６５２５号公報 特開２０１０−２２３７３２号公報

本発明者らは、より少ない部品によって燃料に含まれるアルコール濃度を検出しようとしたところ、アルコール濃度によって振動の伝達速度が異なるとの知見を得た。このため、振動発生部及び伝搬体が備えられた液面検出装置によって、アルコール濃度を検出することについて研究を行った。

図１１は、従来の液面検出装置を用いてアルコール濃度を検出する際の概要を説明する図である。図１１（ａ）を参照する。液面検出装置１２０は、振動を発生させることができる振動発生部１３０と、この振動発生部１３０に上端部が固定され振動発生部１３０で発生させた振動を伝えることができる伝搬体１４０と、を有する。伝搬体１４０は、振動発生部１３０から発生された振動の一部を振動発生部１３０に向かって反射可能な反射壁部１５１ａを有している。

振動発生部１３０によって発生した振動は、伝搬体１４０の内部及び表面を伝わる。ここで、伝搬体１４０の内部を伝わる振動波を内部伝搬波Ｗｉといい、伝搬体１４０の表面を伝わる振動波を表面波Ｗｓという。振動発生部１３０から振動を発生させた時間をｔ０とする。

図１１（ｂ）を参照する。内部伝搬波Ｗｉは、表面波Ｗｓよりも速く進む。内部伝搬波Ｗｉは、反射壁部１５１ａによって振動発生部１３０に向かって反射される。

図１１（ｃ）を参照する。反射された内部伝搬波Ｗｉは、振動発生部１３０まで到達する。内部伝搬波Ｗｉが振動発生部１３０に到達した時間をｔ１とする。振動発生部１３０は、時間ｔ１で内部伝搬波Ｗｉが戻ってきたことを検知する。

図１１（ｄ）を参照する。伝搬体１４０の下端部まで到達した表面波Ｗｓの一部は、振動発生部１３０に向かって反射される。また、伝搬体１４０の下端部まで到達した表面波Ｗｓ’の一部は、伝搬体１４０の下端に沿って進む。

図１１（ｅ）を参照する。伝搬体１４０の下端に沿って進んだ表面波Ｗｓ’は、伝搬体１４０の下端部の側面にて反射される。

図１１（ｆ）を参照する。反射された表面波Ｗｓは、振動発生部１３０まで到達する。表面波Ｗｓが振動発生部１３０に到達した時間をｔ２とする。振動発生部１３０は、時間ｔ２で表面波Ｗｓが戻ってきたことを検知する。

図１１（ｇ）を参照する。反射された表面波Ｗｓ’は、振動発生部１３０まで到達する。表面波Ｗｓ’が振動発生部１３０に到達した時間をｔ３とする。振動発生部１３０は、時間ｔ３で表面波Ｗｓ’が戻ってきたことを検知する。

ガソリンに含まれるエタノールの割合によって、表面波Ｗｓ、Ｗｓ’の伝わる速度が異なる。このため、ｔ３とｔ２との差から、ガソリンに含まれるエタノールの割合を導き出すことができる。

しかし、従来の液面検出装置を用いてアルコール濃度を検出する場合には、次図において説明する問題があることが分かった。

図１２を併せて参照する。図１２は、従来の液面検出装置を用いてアルコール濃度を検出する際の問題点について説明する図である。図１２（ａ）を参照する。図１２（ａ）には、振動発生部１３０が検知した振動波を記録した線図であり、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。

振動発生部１３０が振動を発生したｔ０、内部伝搬波Ｗｉが入力されたｔ１、表面波Ｗｓ、Ｗｓ’が入力されたｔ２、ｔ３において波形が記録される。ｔ３とｔ２との差であるＴｘから、ガソリンに含まれるエタノールの割合を導き出すことができる。

表面波Ｗｓ、Ｗｓ’の速度は、ガソリンの濃度が高く、エタノールの濃度が低いほど速い。このため、ｔ３とｔ２との差であるＴｘは、ガソリンが１００％であるときに最も短くなる。

図１２（ｂ）を併せて参照する。図１２（ｂ）は、振動発生部１３０に入力された波を電圧値に変換した線図である。

ここで、ガソリンの割合によっては、Ｔｘが短いため、ｔ２とｔ３とを個別に検出できないことが分かった。

仮に、これらの電圧値を個別に検出できるような受信回路を用いた場合には、高価な回路が必要になり、液面検出装置が高価なものとなる。

本発明は、液体の混合割合を検出可能でありながら、安価な液面検出装置の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、液体を貯留する容器の上部に設けられ振動を発生させることができる振動発生部と、この振動発生部に上端部が固定され前記振動発生部で発生させた振動を伝えることができる伝搬体と、を有する液面検出装置において、
前記伝搬体は、前記振動発生部から下方に向かって延びる第１伝搬部と、この第１伝搬部の下端から略水平方向又は斜め下方に延びる第２伝搬部と、からなり、
前記第１伝搬部は、下端部よりも上方の位置において前記上端部に対向するように設けられ、前記振動発生部から発生された前記振動の一部を前記振動発生部に向かって反射可能な反射壁部を有していることを特徴とする液面検出装置が提供される。

請求項１に係る発明では、振動を伝えることができる伝搬体は、第１伝搬部と、この第１伝搬部の下端から略水平方向又は斜め下方に延びる第２伝搬部と、を一体的に備えている。振動発生部で発生し伝搬体の表面を伝わる表面波は、第１伝搬部の下端部、及び、第２伝搬部の先端部で反射され、再び振動発生部に到達する。表面波が伝わる速度は、液体の混合割合によって異なる。このため、第１伝搬部の下端部及び第２伝搬部の先端部で反射された表面波が振動発生部に戻ってくるまでの時間の差から、液体の混合割合を検出することができる。このとき、一方の表面波は、第２伝搬部の先端によって反射された表面波である。第２伝搬部を往復する分、第１伝搬部の下端部によって反射された表面波よりも遅くに振動発生部に到達する。第２伝搬部を設け、振動発生部まで戻るのに必要な時間を長くすることにより、第１伝搬部の下端部によって反射された表面波が振動発生部まで戻るのに必要な時間との差を大きくすることができる。このため、安価な回路を用いた場合であっても、確実にそれぞれの表面波を個別に検出することができる。液体の混合割合を検出可能でありながら、安価な液面検出装置を提供することができる。

本発明の実施例１による液面検出装置が取付られた燃料容器の断面図である。 図１の２部拡大図である。 図１に示された液面検出装置のうち伝搬体を伝わる振動を経過時間と共に説明した図である。 図３で示された振動及び経過時間を回路出力との関係に置き換えることを説明する図である。 図１で示された燃料容器の液面高さを検出する方法を説明した図である。 図１で示された伝搬体のうち第１伝搬部の表面を伝わる振動の往復時間と液面高さとの関係を示した図である。 図１に示された第１伝搬部の内部伝搬波の往復時間と液体温度との関係を示した図である。 図１で示された伝搬体のうち第２伝搬部の表面を伝わる振動の往復時間と液体高さとの関係を示した図である。 異なる液体温度における伝搬体の表面を伝わる振動の往復時間と液体の混合割合との関係を示した図である。 本発明の実施例２による液面検出装置が取り付けられた燃料容器の断面図である。 従来の液面検出装置を用いてアルコール濃度を検出する際の概要を説明する図である。 従来の液面検出装置を用いてアルコール濃度を検出する際の問題点について説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは図面を基準として左右、を指す。また、図中Ｕｐは上、Ｄｎは下、Ｌｅは左、Ｒｉは右を示している。
＜実施例１＞

図１を参照する。液面検出装置２０は、車両に搭載される燃料タンク１１（容器１１）内に配置され、燃料タンク１１内に貯留された液体燃料１２（液体１２）の液面高さを検出する。乗員は、検出された液面高さから、液体燃料１２の残量を知ることができる。加えて、液面検出装置２０は、ガソリン及びエタノールからなる液体燃料１２の混合割合を検出する。混合割合から、液体燃料１２が好ましいものであるか否かを検出することができる。

なお、本発明において、液体燃料１２の混合割合とは、ガソリン１００％及びエタノール１００％の場合も含む。

燃料タンク１１は、下方に向かって突出したタンク凸部１１ａを有している。

液面検出装置２０は、液体を貯留する燃料タンク１１の上部に設けられ振動を発生させることができる振動発生部３０と、この振動発生部３０に上端部が固定され振動発生部３０で発生させた振動を伝えることができる伝搬体４０と、を有する。

図２を参照する。振動発生部３０は、燃料タンク１１の上部に締結部材３１、３１を介して固定されたケース３２を有している。ケース３２は、上面が蓋体３３によって閉じられている。ケース３２には、制御基板３４と、この制御基板３４にリード線３５を介して接続された圧電素子３６と、が収納されている。

制御基板３４には、所定周期で入力される駆動信号に応じて圧電素子３６に電圧を印可する送信回路部３７と、圧電素子３６から出力される電圧を検出する受信回路部３８と、この受信回路部３８の検出した検出信号が送られ液体燃料１２（図１参照）の混合割合を特定する特定部３９と、が実装されている。

圧電素子３６は、送信回路部３７から電圧を印可されることにより振動すると共に、伝搬体４０から反射された振動を検出し電圧に変換する。

圧電素子３６は、上下に延びる伝搬体４０の中心線ＣＬに対してオフセットして設けられている。上下方向を基準として、圧電素子３６の一端は、伝搬体４０の上端部に重なり、他端は、伝搬体４０の上端部とは重ならない。

特定部３９は、例えばマイクロコンピュータ（マイコン）によって構成されている。特定部３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される処理部と、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成される記憶部と、を備える。

図１を参照する。伝搬体４０は、角柱状の樹脂によって構成されている。採用される樹脂は、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）が用いられる。なお、樹脂材料は、振動を伝えることができるものであればその他の素材を採用してもよく、ポリフェニレンスルファイドに限定されない。

伝搬体４０は、振動発生部３０から下方に向かって延びる第１伝搬部５０と、この第１伝搬部５０の下端から略水平方向に延びタンク凸部１１ａの内部に位置する第２伝搬部４２と、からなる。

第１伝搬部５０は、下端部よりも上方の位置において略水平方向に向かって欠肉状に形成された欠肉部５１を有する。

欠肉部５１は、略Ｕ字状を呈し、略水平方向に延びる上壁部５１ａと、この上壁部５１ａの先端から下方に延びる底部５１ｂと、この底部５１ｂの下端から上壁部５１ａに沿って延びる下壁部５１ｃと、を有する。欠肉部５１は、第１伝搬部５０の左右の側面のうち、上方に振動発生部３０が配置されたのとは逆側の側面側に形成されている。

上壁部５１ａは、上端部に対向するように設けられ、振動発生部３０から発生された振動の一部を振動発生部３０に向かって反射可能な反射壁部、ということもできる。以下、上壁部５１ａを、適宜「反射壁部５１ａ」という。

下壁部５１ｃは、上壁部５１ａに対して、僅かに傾いている。下壁部５１ｃは、底部５１ｂの部分において最も上壁部５１ａに近く、先端に向かって徐々に上壁部５１ａから遠ざかる。これにより、伝搬体成形時の型抜きを容易にすることができる。

第２伝搬部４２は、第１伝搬部５０に対してオフセットして配置された振動発生部３０とは逆の方向に延びる。第２伝搬部４２の長さをＬ（ｍ）、受信回路部３８（回路）に入力された２つの電圧値をそれぞれ異なるものとして検出するのに必要な間隔をＴｘ（ｓ）、ガソリン１００％の際の表面波Ｗｓの速度（液体の表面波Ｗｓの速度）をＶ_ＬＲ（ｍ／ｓ）とする。このとき、Ｌ≧（Ｖ_ＬＲ×Ｔｘ）／２、が成立している。

なお、Ｖ_ＬＲにガソリン１００％の際の表面波Ｗｓの速度を採用したのは、ガソリン及び／又はエタノールが入れられた燃料タンク１１の場合、表面波Ｗｓの速度は、ガソリン１００％の際に最も速いからである。つまり、液体の表面波Ｗｓの速度Ｖ_ＬＲは、液体の種類によって取り得る最大値を採用する。

以下に、液面検出装置２０の作用について説明する。

図２及び図３（ａ）を参照する。圧電素子３６は、送信回路部３７から電圧を印可されることにより振動する。圧電素子３６によって発生した振動波において、伝搬体４０の内部を伝わる振動波を内部伝搬波Ｗｉといい、伝搬体４０の表面を伝わる振動波を表面波Ｗｓという。圧電素子３６が第１伝搬部５０に対して左右方向にオフセットされていることにより、伝搬体４０に内部伝搬波Ｗｉと、表面波Ｗｓと、を発生させることができる。圧電素子３６から振動を発生させた時間をｔ０とする。

内部伝搬波Ｗｉは、横波を含む。内部伝搬波Ｗｉは、表面波Ｗｓよりも速度が速く、液体燃料１２の影響を受けて速度が変化しない。一方、内部伝搬波Ｗｉは、液体燃料１２の温度によって、速度が変化する。

表面波Ｗｓはレイリー波（気体内で伝搬する表面波）と、漏洩レイリー波（液体内で伝搬する表面波）と、を含む。表面波Ｗｓの速度は、気体内に位置する伝搬体４０を伝わる場合に比べて、液体燃料１２に浸かる伝搬体４０を伝わる場合の方が遅い。理由は、表面波の音速は、接触する気体や液体の密度及び音速によって決まるためである。また、表面波Ｗｓは、液体燃料１２の温度によって速度が変化する。更に、表面波Ｗｓは、液体燃料１２におけるガソリンとエタノールの混合割合によって速度が変化する。

図３（ｂ）を参照する。内部伝搬波Ｗｉは、表面波Ｗｓよりも速く進む。内部伝搬波Ｗｉは、反射壁部５１ａによって振動発生部３０に向かって反射される。

図３（ｃ）を参照する。反射された内部伝搬波Ｗｉは、圧電素子３６（振動発生部３０）まで到達する。内部伝搬波Ｗｉが圧電素子３６に到達した時間をｔ１とする。圧電素子３６は、時間ｔ１で内部伝搬波Ｗｉが戻ってきたことを検知する。

図３（ｄ）を参照する。伝搬体４０の下端部まで到達した表面波Ｗｓの一部は、振動発生部３０に向かって反射される。また、伝搬体４０の下端部まで到達した表面波Ｗｓ’の一部は、第１伝搬部５０の下端部で回折し第２伝搬部４２に伝わる。

図３（ｅ）を参照する。第２伝搬部４２に伝わった表面波Ｗｓ’は、第２伝搬部４２の先端部にて反射される。

図３（ｆ）を参照する。第１伝搬部５０の下端において反射された表面波Ｗｓは、圧電素子３６まで到達する。表面波Ｗｓが圧電素子３６に到達した時間をｔ２とする。圧電素子３６は、時間ｔ２で表面波Ｗｓが戻ってきたことを検知する。

図３（ｇ）を参照する。第２伝搬部４２の先端において反射された表面波Ｗｓ’は、圧電素子３６まで到達する。表面波Ｗｓ’が圧電素子３６に到達した時間をｔ３とする。圧電素子３６は、時間ｔ３で表面波Ｗｓ’が戻ってきたことを検知する。

図３及び図４（ａ）を参照する。図４（ａ）には、振動発生部３０が検知した振動波を記録した線図であり、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。

圧電素子３６が振動を発生したｔ０、圧電素子３６に内部伝搬波Ｗｉが入力されたｔ１、第１伝搬部５０の下端で反射された表面波Ｗｓが入力されたｔ２、第２伝搬部４２の下端で反射された表面波Ｗｓ’が入力されたｔ３において波形が記録される。

図４（ｂ）を併せて参照する。図４（ｂ）は、圧電素子３６から出力される電圧を受信回路部３８において、検出した線図である。

受信回路部３８において、入力される２つの表面波Ｗｓ、Ｗｓ’の電圧値を異なるものとして検出するには、２つの表面波Ｗｓ、Ｗｓ’が検出される間隔を十分に空ける必要がある。Ｌ≧（Ｖ_ＬＲ×Ｔｘ）／２を満たす長さに第２伝搬部４２の長さＬを設定することにより、第２伝搬部４２の先端で反射される表面波Ｗｓ’を、第１伝搬部５０の下端で反射される表面波Ｗｓに対して十分に遅らせることができる。これにより、受信回路部３８において、入力される２つの表面波Ｗｓ、Ｗｓ’の電圧値を異なるものとして検出することができる。

図４及び図５を参照する。図５（ａ）は、液面高さがｈ１である場合の圧電素子３６が検出した振動波及びこれに基づいて受信回路部３８が検出した電圧値である。図５（ｂ）は、液面高さがｈ２である場合の圧電素子３６が検出した振動波及びこれに基づいて受信回路部３８が検出した電圧値である。図５（ｃ）は、液面高さがｈ３である場合の圧電素子３６が検出した振動波及びこれに基づいて受信回路部３８が検出した電圧値である。

液面高さｈ１〜ｈ３は、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３とされている。即ち、ｈ１では、燃料タンク１１（図１参照）内の液体燃料１２（図１参照）の量が少なく、ｈ３では、燃料タンク１１内の液体燃料１２の量が多い。

図３及び図５（ａ）を参照する。液面高さがｈ１である場合、第１伝搬部５０は、全長に対して殆ど液体燃料１２と接していない。即ち、第１伝搬部５０と液体燃料１２が接している割合が少ないため、表面波Ｗｓは、液体燃料１２による抵抗を受け速度が遅くなる距離が短い。従って、表面波Ｗｓが第１伝搬部５０を往復する時間Ｔ２は、短くなる。

図３及び図５（ｂ）を参照する。燃料タンク１１に貯留される液体燃料１２の液面高さがｈ１より高いｈ２である場合、より多くの部位において第１伝搬部５０と液体燃料１２が接している。より多くの部位が液体燃料１２と接するため、液体燃料１２による抵抗を受けて、表面波Ｗｓは、速度が遅くなる。従って、表面波Ｗｓが第１伝搬部５０を往復する時間Ｔ２’は、Ｔ２と比べて、長くなる。

図３及び図５（ｃ）を参照する。燃料タンク１１に貯留される液体燃料１２の液面高さがｈ２より高いｈ３である場合、より広い部位において第１伝搬部５０と液体燃料１２とが接している。より広い部位が液体燃料１２と接するため、表面波Ｗｓは、より液体燃料１２による抵抗を受ける。従って、表面波Ｗｓが第１伝搬部５０を往復する時間Ｔ２’’は、Ｔ２’と比べ、長くなる。

図５及び図６を参照する。図６は、図５に示された表面波Ｗｓの往復時間と液体燃料１２の液面高さとの関係をグラフ化した図である。表面波Ｗｓの往復時間がＴ２の場合、液面高さは、ｈ１であることが分かる。表面波Ｗｓの往復時間がＴ２’（Ｔ２’＞Ｔ２）の場合、液面の高さは、ｈ２（ｈ２＞ｈ１）であることが分かる。表面波Ｗｓの往復時間がＴ２’’（Ｔ２’’＞Ｔ２’＞Ｔ２）の場合、液面の高さは、ｈ３（ｈ３＞ｈ２＞ｈ１）であることが分かる。

表面波Ｗｓの往復時間と液体燃料１２の液面の高さとの関係についてのデータテーブルを、あらかじめ特定部３９の回路に記憶させておくことで、表面波Ｗｓの往復時間に基づく液面の高さを特定部３９において検出することができる。

なお、表面波Ｗｓの往復時間と液体燃料１２の液面の高さとの関係についてのデータテーブルは、液体燃料１２の温度に応じて記憶させておくことが望ましい。これにより、液体燃料１２の温度に応じたより正確な液面高さを検出することができる。次に、温度の検出について説明する。

図４及び図７を参照する。図７は、液体燃料１２の温度がＡ〜Ｃである場合において、内部伝搬波Ｗｉが圧電素子３６から発せられ、反射壁部５１ａに反射されて圧電素子３６に戻ってくるまでの時間を示している。温度Ａ〜Ｃの関係は、温度Ａ＜温度Ｂ＜温度Ｃである。つまり、温度Ａが最も低く、温度Ｃが最も高い。

図７（ａ）を参照する。液体燃料１２の温度が低い温度Ａの場合、内部伝搬波Ｗｉは、速度が速く、反射壁部５１ａで反射され短時間で圧電素子３６に到達する。内部伝搬波Ｗｉが圧電素子３６に往復されるまでの時間をＴ１とする。

図７（ｂ）を併せて参照する。液体燃料１２の温度がＡよりも高い温度Ｂの場合、内部伝搬波Ｗｉは、液体燃料１２の温度が温度Ａの場合と比べ、速度が遅い。内部伝搬波Ｗｉが圧電素子３６に戻ってくるまでの時間をＴ１’とすると、Ｔ１’は、Ｔ１よりも長い。

図７（ｃ）を併せて参照する。液体燃料１２の温度が高い温度Ｃの場合、内部伝搬波Ｗｉは、液体燃料１２の温度が温度Ｂの場合と比べ、速度が遅い。内部伝搬波Ｗｉが圧電素子３６に戻ってくるまでの時間をＴ１’’とすると、Ｔ１’’は、Ｔ１’よりも長い。

Ｔ１、Ｔ１’及びＴ１’’の関係についてのデータテーブルを、あらかじめ特定部３９の回路に記憶させておくことで、液体燃料１２の温度を検出することができる。これにより、液面高さを検出する際や、液体燃料１２の混合比を検出する際に補正を行うことができる。

図８を参照する。図８には、液体燃料１２におけるガソリンとエタノールとの混合比を変化させた場合における、圧電素子３６が検出した振動波及びこれに基づいて受信回路部３８が検出した電圧値が示されている。図８（ａ）は、ガソリンの割合が１００％（エタノールの割合が０％）の場合であり、図８（ｂ）は、ガソリンの割合が５０％、エタノールの割合が５０％の場合であり、図８（ｃ）はエタノールの割合が１００％（ガソリンの割合が０％）の場合である。

表面波Ｗｓ及び表面波Ｗｓ’の速度は、液体燃料１２におけるガソリンとエタノールの混合割合によって変化する。ガソリンの割合が１００％（エタノールの割合が０％）である場合に最も速く、エタノールの割合が１００％（ガソリンの割合が０％）の場合に最も遅い。

図３及び図８（ａ）を参照する。ガソリンの割合が１００％（エタノールの割合が０％）である場合、表面波Ｗｓ’の速度が速い。表面波Ｗｓが圧電素子３６まで戻るのに必要な時間ｔ２と、表面波Ｗｓ’が圧電素子３６まで戻るのに必要な時間ｔ３との差であるＴｘは、表面波Ｗｓ’が第２伝搬部４２を往復する時間Ｔｘ、ということもできる。ガソリン１００％の場合には、表面波Ｗｓ’の速度が速く、表面波Ｗｓ’が第２伝搬部４２を往復する時間Ｔｘは、短い。

図３及び図８（ｂ）を参照する。ガソリンの割合が５０％、エタノールの割合が５０％である場合、ガソリンの割合が１００％（エタノールの割合が０％）である場合に比べて、表面波Ｗｓ’の速度が遅くなる。表面波Ｗｓ’が第２伝搬部４２を往復する時間Ｔｙは、Ｔｘと比べて、長くなる。

図３及び図８（ｃ）を参照する。エタノールの割合が１００％（ガソリンの割合が０％）である場合、ガソリンの割合が５０％、エタノールの割合が５０％である場合に比べて、表面波Ｗｓ’の速度が遅くなる。表面波Ｗｓ’が第２伝搬部４２を往復する時間Ｔｚは、Ｔｙと比べて、長くなる。

図８及び図９を参照する。図９は、図８に示された表面波Ｗｓ’の第２伝搬部４２の往復時間とガソリンとエタノールとの混合比との関係を示した線図である。液体燃料１２の温度によって、表面波が第２伝搬部を往復する時間は、異なる。温度Ａ〜Ｃの関係は、温度Ａ＜温度Ｂ＜温度Ｃである。温度Ａが最も低温であり、温度Ｃが最も高温である。ガソリンとエタノールとの混合割合が同じである場合には、温度が低い方が往復するのに必要な時間が短い。即ち、温度が低いほど表面波Ｗｓ、Ｗｓ’の速度が速いことが分かる。

液体温度Ａ〜Ｃに応じたガソリン：エタノール（混合比）の関係についてのデータテーブルを、あらかじめ特定部３９の回路に記憶させておくことで、液体燃料１２におけるガソリンとエタノールとの混合割合をより正確に検出することができる。

以上に説明した本発明は、以下の効果を奏する。

図１を参照する。振動を伝えることができる伝搬体４０は、第１伝搬部５０と、この第１伝搬部５０の下端から略水平方向に延びる第２伝搬部４２と、を一体的に備えている。圧電素子３６（振動発生部３０）で発生し伝搬体４０の表面を伝わる表面波Ｗｓは、第１伝搬部５０の下端部で反射され、表面波Ｗｓ’は、第２伝搬部４２の先端部で反射され、再び振動発生部３０に到達する。表面波Ｗｓ、Ｗｓ’が伝わる速度は、液体の混合割合によって異なる。このため、第１伝搬部５０の下端部及び第２伝搬部４２の先端部で反射された表面波Ｗｓ、Ｗｓ’が振動発生部３０に戻ってくるまでの時間の差から、液体の混合割合を検出することができる。このとき、一方の表面波Ｗｓ’は、第２伝搬部４２の先端によって反射された表面波Ｗｓ’である。第２伝搬部４２を往復する分、第１伝搬部５０の下端部によって反射された表面波Ｗｓよりも遅くに振動発生部３０に到達する。第２伝搬部４２を設け、振動発生部３０まで戻るのに必要な時間を長くすることにより、第１伝搬部５０の下端部によって反射された表面波Ｗｓが振動発生部３０まで戻るのに必要な時間との差を大きくすることができる。このため、安価な受信回路（回路）を用いた場合であっても、確実にそれぞれの表面波Ｗｓ、Ｗｓ’を個別に検出することができる。液体の混合割合を検出可能でありながら、安価な液面検出装置２０を提供することができる。
＜実施例２＞

次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
図１０は、実施例２による液面検出装置２０Ａが取付られた燃料タンク１１Ａの断面図であり、上記図１に対応させて表している。

実施例２による液面検出装置２０Ａにおいては、伝搬体４０Ａのうち、第２伝搬部４２Ａが第１伝搬部５０の下端部から斜め下方に向かって延びている。その他の基本的な構成については、実施例１による液面検出装置２０と共通する。実施例１と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

なお、第１伝搬部５０と第２伝搬部４２Ａとがなす角は、９０°〜１３５°であることが好ましい。

第２伝搬部４２Ａが第１伝搬部５０の下端部から斜め下方に向かって延びている伝搬体４０Ａを用いた液面検出装置２０Ａにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。

尚、本発明による液面検出装置２０は、車両の燃料タンク１１に搭載された例を基に説明したが、車両以外の乗り物であっても適用可能である。乗り物以外にも、建機、作業機、発電機等の容器に貯留された液体燃料１２によって作動するものにも適用可能である。

さらに、液体は、液体燃料１２に限られない。容器に貯留可能であり、混合して用いられることのある液体であれば、適用可能である。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の液面検出装置２０は、車両の燃料タンク１１に貯留された液体燃料１２の液面高さ、及び、液体燃料１２の混合比を検出するのに好適である。

１１…燃料タンク（容器）
１２…液体燃料（液体）
２０…液面検出装置
３０…振動発生部
４０…伝搬体
４２…第２伝搬部
５０…第１伝搬部
５１ａ…上壁部（反射壁部）

Claims (1)

1. 液体を貯留する容器の上部に設けられ振動を発生させることができる振動発生部と、この振動発生部に上端部が固定され前記振動発生部で発生させた振動を伝えることができる伝搬体と、を有する液面検出装置において、
   前記伝搬体は、前記振動発生部から下方に向かって延びる第１伝搬部と、この第１伝搬部の下端から略水平方向又は斜め下方に延びる第２伝搬部と、からなり、
   前記第１伝搬部は、下端部よりも上方の位置において前記上端部に対向するように設けられ、前記振動発生部から発生された前記振動の一部を前記振動発生部に向かって反射可能な反射壁部を有していることを特徴とする液面検出装置。

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