JP6562036B2

JP6562036B2 - 液面検出装置

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Publication number: JP6562036B2
Application number: JP2017097599A
Authority: JP
Inventors: 宮川　功; 功宮川; 篤史本田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
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Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2019-08-21
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Description

本発明は、超音波センサを用いてタンク内の液体の液面の位置を検出する液面検出装置に関するものである。

従来の液面検出装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の液面検出装置（超音波式液面計）では、タンクの外側底面に超音波センサユニットが取付けされており、この超音波センサユニットからタンク内の液面に発信される超音波の液面エコーの受信タイミングをもとに液位を検知するようになっている。

このような液面検出装置においては、タンク内の液面に対して超音波の発射方向を垂直にしないと、反射された超音波の受信が困難となり、正確な液位が検知できなくなる（計測障害を起こす）ことから、特許文献１では、超音波センサユニットには、傾斜角度センサが設けられている。この傾斜角度センサによって液面に対する超音波センサユニットの傾斜角が計測される。そして、超音波センサユニットの傾斜角が良好でない場合は、コントロールユニットの表示部にエラー表示され、取扱者が設置位置（傾斜角）を修正することで、取付け時における自己診断機能の向上や、運転時における信頼性の向上が図れるようになっている。

特開２００９−１３９２１２号公報

しかしながら、特許文献１の液面検出装置においては、傾斜角度センサによって、超音波センサユニットの傾斜角が自動で計測されるに過ぎず、傾斜角（エラー表示）に応じて取扱者の手作業によって、取付け修正が必要とされる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、液面に対する相対的な超音波センサの傾斜が発生しても、取扱者による傾斜修正の手間を不要として、精度の高い液面検出を可能とする液面検出装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、タンク（１０）内の液体（１１）の液面（１２）に対して超音波を発射する超音波センサ（１１０）と、
超音波センサに対して、超音波を発射させるための駆動信号（１）を与える駆動回路部（１４０）と、
超音波センサで受信される受信信号の中から、液面から反射される反射波に相当する反射波信号を検出する受信回路部（１５０）と、
受信回路部の反射波信号を用いて、液面の位置を演算する制御演算回路部（１６０）と、を備える液面検出装置において、
液面に向けて超音波センサから発射された超音波の方向に直交する仮想面に対する相対的な液面の傾斜を検知する傾斜検知部（１７０）と、
駆動回路部に対して、傾斜検知部によって検知される液面の傾斜が大きくなる程、駆動信号の強さを大きくするように指示する駆動条件演算回路部（１８０）とを備えることを特徴としている。

この発明によれば、傾斜検知部（１７０）と駆動条件演算回路部（１８０）とを設けており、傾斜検知部（１７０）によって検知される液面の傾斜が大きくなる程、駆動条件演算回路部（１８０）は、駆動回路部（１４０）に対して駆動信号の強さを大きくするように指示をする。駆動信号の強さが大きくされることで、超音波センサ（１１０）から発射される超音波の強度を大きくすることができ、これに伴い、反射波信号の強さを大きくすることができるので、相対的な液面の傾斜によって発生する反射波信号の減衰分を補うことができ、精度の高い液面検出が可能となる。ここでは、自動的に上記のような制御が行われるので、液面の傾斜に伴う取扱者の傾斜修正の手間を不要とすることができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

液面検出装置の全体構成を示す説明図である。超音波センサおよびその周辺を示す断面図である。図１におけるIII方向から見た矢視図である。超音波センサに対する制御回路の構成を示すブロック図である。駆動条件演算回路部、および制御演算回路部が行う液面位置検出制御における各種信号の流れを示す説明図である。第１実施形態における各信号波形を示す説明図である。受信波と閾値との関係を示す説明図である。第２実施形態における各信号波形を示す説明図である。第３実施形態における各信号波形を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の液面検出装置１００について、図１〜図７を用いて説明する。液面検出装置１００は、例えば車両用の燃料タンク１０内のガソリン等の燃料１１の液面１２の位置を検出する装置である。燃料タンク１０は本発明のタンクに対応し、また、燃料１１は本発明の液体に対応する。図１〜図５に示すように、液面検出装置１００は、超音波センサ１１０、ケース１２０、伝送管１３０、駆動回路部１４０、受信回路部１５０、制御演算回路部１６０、傾斜センサ１７０、および駆動条件演算回路部１８０等を備えている。超音波センサ１１０、ケース１２０、伝送管１３０、および傾斜センサ１７０等は、燃料タンク１０の底面１３に設けられている。

超音波センサ１１０は、燃料タンク１０内の燃料１１の液面１２、および水平経路１３２の基準面１３２ａに対して超音波を発射する超音波振動子である。超音波センサ１１０は、ピエゾ効果（電圧が印加されると体積が変化する一方、外部から力を受けると電圧を発生する特性）を有する物質、たとえばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等により円盤状に形成されている。そして、超音波センサ１１０は、ケース１２０および蓋部１２１によって形成される空間内に収容されている。

ケース１２０は、樹脂製で有底筒状を成す容器体であり、筒軸が水平方向を向くように配置されている。蓋部１２１は、樹脂製の板状の部材であり、ケース１２０の開口側を閉塞するように設けられている。蓋部１２１には、貫通孔１２１ａが２つ設けられている。超音波センサ１１０は、ケース１２０の底部１２０ａに当接するように配置されている。

超音波センサ１１０の表面および裏面（図２中の左右両端面）には、それぞれ外部と電気的に接続される電極１１１が印刷成形によって形成されている。各電極１１１は、それぞれ超音波センサ１１０の表面のほぼ全面、および裏面のほぼ全面にわたって形成されている。

各電極１１１には、リード線１１２の一端側がそれぞれ半田付けあるいは圧接等により接続されている。各リード線１１２の他端側は、蓋部１２１の貫通孔１２１ａを貫通するように延設され、各リード線１１２の他端側にはそれぞれターミナル１１３が設けられている。更に、ターミナル１１３には、リードワイヤ１１４が接続されている。

超音波センサ１１０は、両電極１１１間に電圧が印加されると、上記したピエゾ効果により板厚方向である軸方向（図１中の左右方向）に振動して超音波を発射するようになっている。

ケース１２０内において、超音波センサ１１０と、蓋部１２１との間には、防振部１１５が設けられている。防振部１１５は、柔軟な樹脂材料あるいはゴム材料等、例えば、ニトリルゴムから形成されている。防振部１１５は、ケース１２０に蓋部１２１が固定されることで、ケース１２０内において圧縮されて弾性変形した状態となっている。この防振部１１５の弾性力により、超音波センサ１１０はケース１２０の底部１２０ａに押し付けられている。

防振部１１５は、超音波センサ１１０の残響振動を抑制すると共に、超音波センサ１１０から背後（蓋部１２１側）へ漏れる超音波パルスを吸収するようになっている。よって、超音波センサ１１０から発射される超音波パルスは、後述する伝送管１３０の水平経路１３２内の燃料１１へ向けて進行するようになっている。

伝送管１３０は、超音波センサ１１０から発射される超音波を燃料１１の液面１２に向けて伝播させると共に、液面１２で反射した超音波を再び超音波センサ１１０に伝播させる経路（伝播経路）を形成するものである。伝送管１３０は、ハウジング１３１、水平経路１３２、垂直経路１３３、および反射板１３４等を有している。

ハウジング１３１は、Ｌ字状を成す筒状部材であり、例えば、燃料タンク１０内の燃料１１に対して安定性に優れる樹脂材料により形成されている。ハウジング１３１の断面形状は、円形状となっている。ハウジング１３１には、Ｌ字状の一辺を成す水平部分１３１ａと他辺を成す垂直部分１３１ｂとが設けられており、垂直部分１３１ｂの端部側が上側を向くようにして、水平部分１３１ａが燃料タンク１０の底面１３に固定されている。そして、水平部分１３１ａの端部の内側には、ケース１２０（超音波センサ１１０）が固定されている。ケース１２０の底部１２０ａは、水平部分１３１ａの端部側において、軸方向の内側に入り込むように配置されている。

水平部分１３１ａは、ケース１２０側から垂直部分１３１ｂ側に向けて、内径が順次小さく成るように（縮径されて）形成されている。また、垂直部分１３１ｂの端部は、燃料タンク１０の深さ方向の中間位置まで延びている。

水平経路１３２は、断面形状が円形状で、ハウジング１３１の水平部分１３１ａの内側に接するように設けられた筒状部材となっており、金属材、例えば、鋼材（鋼板の絞り加工）等により形成されている。尚、水平経路１３２は、樹脂材によって形成されたものとしてよい。水平経路１３２は、ハウジング１３１の水平部分１３１ａと同様に、ケース１２０側から垂直部分１３１ｂ側に向けて、内径が順次小さく成るように（縮径されて）形成されている。

水平経路１３２のケース１２０とは反対側には、基準面１３２ａが形成されている。基準面１３２ａは、超音波センサ１１０と相対位置関係が固定された本発明の所定の基準面に対応する。超音波センサ１１０から基準面１３２ａまでの距離は、予め定めた所定の基準距離Ｌとなっている。基準面１３２ａは、水平経路１３２の軸線方向に段状を成し、周方向にリング状を成し、超音波センサ１１０に対向する面として形成されている。したがって、超音波センサ１１０から発射された超音波の一部は基準面１３２ａに入射し、基準面１３２ａで反射して再び超音波センサ１１０に向かって進み、超音波センサ１１０に入射するようになっている。

水平経路１３２内には、ハウジング１３１の下側（底面１３側）に設けられた開口部から燃料１１が浸入するようになっている。

垂直経路１３３は、断面形状が円形状で、一端側がハウジング１３１の垂直部分１３１ｂの内側に接するように設けられた筒状部材となっており、水平経路１３２と同様に金属材、例えば、鋼材（鋼管）等により形成されている。尚、垂直経路１３３は、樹脂材によって形成されたものとしてよい。垂直経路１３３は、水平経路１３２に対してほぼ直交している。つまり、垂直経路１３３は、燃料タンク１０の底面１３に対して垂直に立上っている。垂直経路１３３の他端側は、燃料１１の満タン時の液面１２よりも所定長さだけ上方に突き出すように設定されている。垂直経路１３３の直径寸法は、水平経路１３２の縮径された側の直径寸法と等しく形成されている。

垂直経路１３３内には、水平経路１３２から連続して、燃料１１が浸入するようになっている。垂直経路１３３における燃料１１の上側位置は、燃料タンク１０内の液面１２と同じ位置となる。

反射板１３４は、水平経路１３２と垂直経路１３３との間に設けられた板部材であり、例えば、鉄系金属、好ましくはステンレス鋼板等の金属材料によって形成されている。反射板１３４は、燃料タンク１０の底面１３に対して、４５°程度傾斜されて配置されており、超音波センサ１１０から発射された超音波を燃料１１の液面１２に向けて反射させると共に、液面１２で反射した超音波を超音波センサ１１０に向けて反射させるようになっている。

駆動回路部１４０は、送信回路を形成し、超音波センサ１１０に対して、超音波を発射させるための駆動信号（１）を与える回路部となっている。駆動回路部１４０は、例えば、所定の周波数で発振する高周波発信器およびその発振信号を増幅する増幅回路から構成され、後述する駆動条件演算回路部１８０からの指示に基づいて、駆動信号（１）を超音波センサ１１０に対して出力して、超音波センサ１１０を駆動し、超音波を発射させるようになっている。尚、駆動回路部１４０としては、高周波発信器を省略し、駆動条件演算回路部１８０より高周波信号を重畳した信号を与えるようにしてもよい。

受信回路部１５０は、超音波センサ１１０で受信される受信信号の中から、水平経路１３２の基準面１３２ａから反射される反射波に相当する基準波信号、および液面１２から反射される反射波に相当する液面波信号を検出する回路部となっている。基準波信号は本発明の基準反射波信号に対応し、また、液面波信号は本発明の反射波信号に対応する。受信回路部１５０は、増幅回路部１５１、検波回路部１５２、および比較回路部１５３を有している。

増幅回路部１５１は、超音波センサ１１０で受信される信号（基準波信号および液面波信号）を増幅して増幅信号（２）とする回路部となっている。また、検波回路部１５２は、増幅信号（２）を半波整流して検波信号（３）に変換する回路部となっている。検波信号（３）は、半波整流された波形のそれぞれのピークを繋ぐ信号として形成される（図７）。また、比較回路部１５３は、検波信号（３）と、制御演算回路部１６０から出力される閾値信号（４）とを比較処理して、検波信号（３）において閾値信号（４）よりも大きい領域を比較信号（５）として制御演算回路部１６０に出力する回路部となっている。

制御演算回路部１６０は、受信回路部１５０からの基準波信号および液面波信号の比較信号（５）を用いて、液面１２の位置を演算する部位となっている（詳細後述）。

傾斜センサ１７０は、液面１２に向けて超音波センサ１１０から発射された超音波の方向に直交する仮想面に対する相対的な液面１２の傾斜を検知するセンサである。傾斜センサ１７０は、本発明の傾斜検知部に対応する。傾斜センサ１７０は、例えば、図３に示すように、燃料タンク１０の底面１３の近傍で、ケース１２０に隣接するように設けられている。傾斜センサ１７０は、リード線１７１によって、制御演算回路部１６０、および後述する駆動条件演算回路部１８０に接続されている。

例えば、坂道等で車両が水平面に対して傾斜した場合、燃料タンク１０の底面１３もそれに応じて傾斜し、これに伴って、垂直経路１３３も垂直方向に対して傾斜する形となる。よって、液面１２に向けて発射される超音波の方向（垂直経路１３３の方向）に直交する仮想面に対して、実際の液面１２は、相対的に傾斜する形となる。傾斜センサ１７０は、このときの傾斜角に相当する信号（以下、傾斜角信号）を、制御演算回路部１６０、および駆動条件演算回路部１８０に出力するようになっている。

駆動条件演算回路部１８０は、傾斜センサ１７０によって検知される液面の傾斜（傾斜角信号）の大きさに応じて、駆動回路部１４０に対して、駆動信号（１）の大きさを変えるように指示する回路部となっている。具体的には、駆動条件演算回路部１８０は、傾斜角信号が大きくなる程、駆動信号（１）の強さを大きくするように指示する。

加えて、本実施形態では、上記の制御演算回路部１６０は、傾斜角度信号が大きくなる程、基準波信号を検出するための閾値信号（４）を、より大きく設定するようにしている。

液面検出装置１００は、以上のように構成されており、以下、図６、図７を加えて、その作動および作用効果について説明する。

まず、駆動条件演算回路部１８０は、例えば、１００ｍｓ程度の微小時間を１周期の制御時間として、１周期の始めのタイミングで駆動回路部１４０に対して指示を送り、超音波センサ１１０に対する駆動信号（１）を出力させる。尚、制御時間は、基準波信号と、液面波信号との受信が可能となる時間としており、１００ｍｓに限定されるものではない。また、駆動信号（１）は、例えば、＋５Ｖ程度の正電位の矩形波を基本としたものとしている。駆動条件演算回路部１８０は、１周期毎に、駆動回路部１４０への指示を繰り返す。

ここで、駆動条件演算回路部１８０は、傾斜センサ１７０から得られる傾斜角信号に応じて、駆動信号（１）の大きさ（強さ）を変更するように駆動回路部１４０に指示する。例えば、傾斜角が０〜５度レベルであると、駆動信号（１）を正電位１回の駆動信号（１ａ）とし、また、傾斜角が１０度レベルであると、駆動信号（１）を連続する正電位２回の駆動信号（１ｂ）とし、また、傾斜角が２０度レベルであると、駆動信号（１）を連続する正電位３回の駆動信号（１ｃ）とするように指示する。

尚、傾斜角信号に応じて、駆動信号（１）の大きさが大きい側に変更されるに合わせて（傾斜信号が大きくなる程）、制御演算回路部１６０は、基準波信号の検波波形を検出するための閾値信号（４）を順に大きくするように設定する。

超音波センサ１１０は、駆動回路部１４０からの駆動信号（１ａ、１ｂ、１ｃ）に基づき、超音波を発射する。駆動信号（１ａ、１ｂ、１ｃ）が大きくなる程、発射される超音波は強くなる。発射された超音波は、伝送管１３０内で伝播する。

伝播される超音波のうち、一部の超音波は、水平経路１３２における基準面１３２ａで反射され、超音波センサ１１０は、基準波信号として受信する。また、伝播される超音波のうち、他の超音波は、水平経路１３２、反射板１３４、垂直経路１３３を伝播し、液面１２で反射され、更に上記とは逆方向に伝播して、超音波センサ１１０は、液面波信号として受信する。

受信回路部１５０は、超音波センサ１１０からの基準波信号、および液面波信号から、増幅信号（２）、検波信号（３）、更には比較信号（５）を生成して、比較信号（５）を制御演算回路部１６０に出力する。

制御演算回路部１６０は、超音波センサ１１０と基準面１３２ａとの間の往復距離（２×基準距離Ｌ）と、基準波信号における発射から受信までの伝播時間とから、そのときの温度に基づく超音波の基準速度（＝２Ｌ／伝播時間）を算出（把握）する。更に、制御演算回路部１６０は、算出した超音波の基準速度と、液面波信号における発射から受信までの伝播時間とから、超音波センサ１１０から液面１２までの距離（＝超音波速度×伝播時間／２）を算出し、この距離を基に、液面１２の位置を算出する。

そして、制御演算回路部１６０は、算出した液面１２の位置データを、例えば車両の液面位置表示装置（例えば、コンビネーションメータの燃料残量表示部）に送信する。車両の液面位置表示装置は、繰り返し制御の中で、液面の位置データを所定回数分（例えば３２回分）取込むと、その平均値を算出して、平均値を液面位置として表示する。

ここで、液面１２の仮想面に対する相対的な傾斜が発生すると、発射された超音波は、本来、垂直経路１３３から液面１２に対して直角に向かうべきところ、液面に対して斜めに入射して、液面１２の傾斜に相当する反射角をもって、垂直経路１３３の内周壁に当たるように反射することになる。そして、傾斜角が大きい程、液面１２で反射した超音波は垂直経路１３３の内周壁に、より多く当たるようになり、減衰を伴う超音波として超音波センサ１１０に戻る形となる。

このような超音波の減衰が発生すると、図７（ａ）に示すように、受信信号としての液面波信号の波形の高さは、減衰を伴わない場合よりも低くなり、得られる検波信号（３）が低くなり、液面波信号を検出するための閾値信号（４）に対して、達せず検出できないと言った場合や検出時間の遅れが発生して、検出精度が低下する。つまり、液面検出の精度が低下してしまう。

本実施形態では、傾斜センサ１７０と駆動条件演算回路部１８０とを設けており、傾斜センサ１７０によって検知される液面１２の相対的な傾斜が大きくなる程、駆動条件演算回路部１８０は、駆動回路部１４０に対して駆動信号（１）の強さを大きくするように指示をする。駆動信号（１）の強さが大きくされることで、超音波センサ１１０から発射される超音波の強度を大きくすることができ、これに伴い、図７（ｂ）に示すように、液面波信号の強さを大きくすることができるので、相対的な液面１２の傾斜によって発生する液面波信号の減衰分を補うことができ、精度の高い液面検出が可能となる。ここでは、自動的に上記のような制御が行われるので、液面１２の傾斜に伴う取扱者の傾斜修正の手間を不要とすることができる。

一方、液面１２に傾斜が発生しても、基準面１３２ａで反射する基準波信号は、液面１２の傾斜の影響を受けない。よって、液面１２の傾斜が大きくなる程、駆動信号（１）の強さが大きくされると、基準波信号の強度も大きくなる。それに伴って基準波信号の２次波信号も大きくなってしまい、この２次波信号を誤って液面波信号として検出してしまうおそれが生ずる。よって、液面１２の傾斜が大きくなる程、基準波信号を検出するための閾値信号（４）を大きくすることで、意図的に感度を落とし、上記のような２次波信号による誤検出を抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図８に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、液面検出装置１００の構成は同一として、駆動信号（１）の形態を変更したものである。

本実施形態では、上記第１実施形態に対して、駆動信号（１）を、正電位と負電位とを組み合わせた矩形波を基本の信号としている。そして、傾斜センサ１７０から得られる傾斜角信号に応じて、駆動信号（１）の大きさ（強さ）を変更するにあたっては、例えば、傾斜角が０〜５度レベルであると、駆動信号（１）を正負１回の駆動信号（１ｄ）とし、また、傾斜角が１０度レベルであると、駆動信号（１）を正負２回連続の駆動信号（１ｅ）とし、また、傾斜角が２０度レベルであると、駆動信号（１）を正負３回連続の駆動信号（１ｆ）としている。

また、基準波信号に対しては、傾斜角度信号が大きくなる程、上記第１実施形態と同様に、閾値信号（４）を順に大きくするようにしている。

本実施形態では、駆動信号（１）の形態を変更したものであり、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態を図９に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、液面検出装置１００の構成は同一として、駆動信号（１）の形態を変更したものである。

本実施形態では、上記第１実施形態に対して、駆動信号（１）を、正電位の矩形波を基本とする信号としている。そして、傾斜センサ１７０から得られる傾斜角信号に応じて、駆動信号（１）の大きさ（強さ）を変更するにあたっては、例えば、傾斜角が０〜５度レベルであると、駆動信号（１）を＋５Ｖ程度の駆動信号（１ｇ）とし、また、傾斜角が１０度レベルであると、駆動信号（１）を＋７．５Ｖ程度の駆動信号（１ｈ）とし、また、傾斜角が２０度レベルであると、駆動信号（１）を＋１０Ｖ程度の駆動信号（１ｉ）としている。

本実施形態においても、駆動信号（１）の形態を変更したものであり、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、傾斜検知部としての傾斜センサ１７０を燃料タンク１０の内部に設けるものとして説明したが、これに限定されることなく、燃料タンク１０の外部、あるいは車両の所定部位等の他の部位に設けるようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、傾斜検知部として、傾斜センサ１７０を用いるものとしたが、これに限定されるものではない。

例えば、傾斜検知部として振動センサ（Ｇセンサ）を用いて、車両走行時の振動の方向、大きさに対して、予め燃料タンク１０内の液面１２の変化の様子を把握しておくことで、液面１２の傾斜を検知することが可能となる。

また、傾斜検知部として、車速センサ、および操舵角センサを用いて、予め車両走行時の急発進、急停車、および右左折時の燃料タンク１０内の液面１２の変化の様子を把握しておくことで、液面１２の傾斜を検知することが可能となる。

更に、ナビゲーションシステムを搭載している車両であれば、地図データにおける走行路の勾配データをもとに、車両の傾斜を把握することで、液面１２の傾斜を検知することが可能となる。

また、上記各実施形態において、市街地走行や高速走行では、走行条件によっては、液面１２の傾斜は随時変動し、その変化は短時間で大きい。よって、得られた傾斜角信号に対して、予め定めた時間で平均化処理を行って、超音波センサ１１０に対する駆動信号（１）の設定や、基準波信号に対する閾値信号（４）の設定を行うようにする、またはある計測時間内では駆動信号（１）の動作を抑制するなどした制御をすることにより、安定した液面１２の位置の演算が可能となる。

また、上記各実施形態では、駆動信号（１）として、主に、矩形波を用いるものとして説明したが、これに限定されることなく、矩形波に代えて、台形波、サイン波の半波、あるいはサイン波等としてもよい。

また、駆動信号（１）は、傾斜角度によりリニアに変化させるだけでなく、形状的な受信信号の変化に合せノンリニア的（段階的）に変化させる場合もある。

また、上記各実施形態では、液面１２の位置を演算するにあたって、基準波信号を用いて、そのときの温度に基づく超音波の基準速度を用いるようにした。これに代えて、基準面１３２ａの設定を不要として、燃料１１の温度を把握して、その温度に対応する超音波の速度を算出して、液面波信号を用いて液面１２の位置を演算するようにしてもよい。この場合は、基準波信号の取り扱いが不要となるため、液面１２の傾斜に応じた基準波信号の閾値信号（４）を変化させる制御は不要となる。

また、上記各実施形態では、液面検出装置１００として、燃料タンク１０内の燃料１１の液面１２の位置を検出するものとして説明したが、燃料１１に限らず、その他、ウォシャ液、冷却液、ブレーキオイル、あるいはＡＴフルード等の液面位置を検出するものとしても広く使用することができる。

（１）駆動信号
（４）閾値信号
１０燃料タンク（タンク）
１１燃料（液体）
１２液面
１００液面検出装置
１１０超音波センサ
１３２ａ基準面
１４０駆動回路部
１５０受信回路部
１６０制御演算回路部
１７０傾斜センサ（傾斜検知部）
１８０駆動条件演算回路部

Claims

タンク（１０）内の液体（１１）の液面（１２）に対して超音波を発射する超音波センサ（１１０）と、
前記超音波センサに対して、前記超音波を発射させるための駆動信号（１）を与える駆動回路部（１４０）と、
前記超音波センサで受信される受信信号の中から、前記液面から反射される反射波に相当する反射波信号を検出する受信回路部（１５０）と、
前記受信回路部の前記反射波信号を用いて、前記液面の位置を演算する制御演算回路部（１６０）と、を備える液面検出装置において、
前記液面に向けて前記超音波センサから発射された前記超音波の方向に直交する仮想面に対する相対的な前記液面の傾斜を検知する傾斜検知部（１７０）と、
前記駆動回路部に対して、前記傾斜検知部によって検知される前記液面の傾斜が大きくなる程、前記駆動信号の強さを大きくするように指示する駆動条件演算回路部（１８０）とを備える液面検出装置。
前記受信回路部は、前記反射波信号に加えて、前記超音波センサと相対位置関係が固定された所定の基準面（１３２ａ）から反射される反射波に相当する基準反射波信号を検出するようになっており、
前記制御演算回路部は、前記基準反射波信号を用いて前記超音波の基準速度を把握した上で、前記反射波信号を用いて前記液面の位置を演算すると共に、前記液面の傾斜が大きくなる程、前記基準反射波信号を検出するための閾値信号（４）を大きく設定する請求項１に記載の液面検出装置。