WO2014203832A1 - 静電容量型液位検出装置 - Google Patents

静電容量型液位検出装置 Download PDF

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WO2014203832A1
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liquid
electrode
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capacitance
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雄紀 齋藤
哲好 柴田
敬介 川出
村松　篤
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住友理工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a capacitance type liquid level detecting device for detecting the liquid level in a tank.
  • an electrode pair is arranged at each of a plurality of observation point positions along a reference line from low to high, and it is determined whether or not the capacitance of each electrode pair exceeds a reference value. Describes that the liquid level is detected by determining whether or not the liquid is present at the observation point position.
  • Patent Document 2 a plurality of detection electrode pairs and a reference electrode pair are arranged, and each of the detection electrode pairs is determined based on a capacitance difference between each of the detection electrode pairs and the reference electrode pair. It is described that the liquid level height is detected by determining whether or not it is immersed in a liquid.
  • This invention is made
  • a capacitance type liquid level detection device includes a plurality of electrode pairs arranged in a height direction in a tank for storing a liquid, and between the electrode pairs in the plurality of electrode pairs.
  • a measuring instrument for acquiring a capacitance equivalent value; and a storage unit for storing a plurality of threshold values determined based on a capacitance equivalent value between the electrode pair when air and a plurality of liquids exist, respectively.
  • a determination unit that determines a liquid level according to the liquid quality by comparing a capacitance equivalent value between each of the electrode pairs with each of the plurality of threshold values.
  • the plurality of threshold values stored in the storage unit are determined based on the capacitance equivalent value between the electrode pair when air and each of the plurality of liquids are present.
  • the capacitance between the electrode pairs shows different values depending on various factors such as the surface shape of each electrode of the electrode pair, the direction of each electrode, and the member that fixes the electrode pair. Therefore, each threshold value is determined based on the capacitance equivalent value between the electrode pair when air to be measured and each of a plurality of liquids are present. Therefore, the liquid level according to the liquid quality can be reliably determined.
  • the threshold value stored in the storage unit is a liquid quality determination threshold value according to a liquid type
  • the determination unit includes a capacitance equivalent value between each of the electrode pairs, By comparing each of the threshold values for determining liquid quality, the liquid quality of the liquid existing at the position of the electrode pair is determined.
  • the liquid quality determination threshold corresponds to the capacitance equivalent value between the electrode pair at the position where each liquid exists.
  • the liquid quality determination threshold includes a threshold corresponding to air, a threshold corresponding to gasoline, and a threshold corresponding to water.
  • a capacitance equivalent value between the electrode pair when air is present is defined as an air reference value, and a capacitance equivalent value between the electrode pair when each of a plurality of liquids is present.
  • each liquid reference value is set, each of the liquid quality determination thresholds is determined based on a value obtained by dividing each of the liquid reference values by the air reference value, and the determination unit is determined by the measuring instrument. A value obtained by dividing the acquired capacitance equivalent value by the air reference value is calculated, and a liquid level corresponding to the liquid quality is determined by comparing the value with the liquid quality determination threshold.
  • the threshold value for determining liquid quality is determined using the air reference value and each liquid reference value, even if the capacitance changes due to various factors between the electrode pairs, it is reliable without being affected by it.
  • the type of liquid present at each position can be determined.
  • the storage unit stores a plurality of liquid quality determination threshold values corresponding to the type of liquid for each of the plurality of electrode pairs, and the determination unit includes a plurality of liquid quality determination threshold values. Extracting a plurality of liquid quality determination threshold values corresponding to the electrode pair to be determined from among the plurality of extracted liquid quality determination threshold values and a capacitance equivalent value between the electrode pair Thus, the liquid quality of the liquid present at the position of the electrode pair is determined.
  • the capacitance equivalent value measured by the position of the electrode pair may change. Therefore, different liquid quality determination threshold values are stored for each electrode pair. And the liquid quality of the liquid which exists in the position of the said electrode pair can be determined reliably by comparing the threshold value for liquid quality determination corresponding to the electrode pair to be determined and the capacitance equivalent value.
  • the threshold value stored in the storage unit is a boundary surface determination threshold value corresponding to a difference in capacitance equivalent value between the electrode pair when air and a plurality of liquids exist, respectively,
  • the part differs between the height directions of the two electrode pairs by comparing the difference between the respective capacitance equivalent values between the two different electrode pairs and the plurality of boundary surface determination thresholds. Determine that fluid is present.
  • one first electrode pair unit is constituted by a plurality of first electrode pairs arranged in the tank so as to be shifted in a height direction, and a plurality of the first electrode pair units are arranged.
  • the first electrode pair units are arranged to be shifted in the height direction, and each of the first electrode pairs in one unit and one of the first electrode pairs in the other unit are connected by the same wiring.
  • a plurality of first electrode pair units, and a plurality of second electrode pairs respectively disposed at positions where the respective first electrode pair units exist.
  • the storage unit stores the threshold value corresponding to each of the first electrode pair units and stores a second determination threshold value by the second electrode pair.
  • the determination unit compares the capacitance equivalent value between each second electrode pair and the second determination threshold value, and compares the first electrode pair constituting each first electrode pair unit. Based on the comparison between the capacitance equivalent value and the threshold value, the liquid level corresponding to the liquid quality is determined.
  • the first electrode pair in one first electrode pair unit is connected to one of the first electrode pairs in the other first electrode pair unit by the same wiring. Therefore, wiring can be reduced. However, since different first electrode pairs are connected by the same wiring, it cannot be determined which of the different first electrode pairs corresponds to the first electrode pair. Thus, by using the second electrode pair, it is possible to determine which unit to apply from among the plurality of first electrode pair units.
  • the storage unit stores a threshold value corresponding to each first electrode pair unit and a second determination threshold value. Accordingly, the determination unit compares the capacitance equivalent value between the respective second electrode pairs with the second determination threshold value, and the capacitance of the first electrode pair constituting each of the first electrode pair units. By comparing the equivalent value with the threshold value, the liquid level according to the liquid quality can be determined.
  • the tank is a fuel tank of a vehicle and has a recess at the bottom, and the capacitive liquid level detection device is provided between the recess and the top surface of the tank.
  • the electrode unit includes a fixed electrode unit, the electrode unit is formed in a rod shape, includes the plurality of electrode pairs, and has a lower end disposed in the recess, and a lower end of the unit main body. And a biasing member that biases the tank against the top surface of the tank.
  • the lower end of the unit body is disposed in the recess of the tank, and the urging member provided at the upper end of the unit body is urged against the top surface of the tank so that the electrode unit is securely attached to the tank.
  • the liquid in the tank of the vehicle fluctuates due to the left-right shaking of the vehicle. Therefore, if the electrode unit is arranged in the center of the vehicle in the left-right direction in the tank, it can be made less susceptible to the influence of liquid shaking in the tank. In this case, the liquid level can be detected with high accuracy.
  • the structure of the fuel tank and electrostatic capacitance type liquid level detection apparatus in this embodiment is shown.
  • the detailed structure of the unit main body of FIG. 1 in 1st embodiment is shown.
  • storage part in 1st embodiment is shown.
  • the dielectric constant and capacitance equivalent value of air, gasoline, methanol, and water are shown. Indicates the specific gravity of air, gasoline, methanol, and water. It is a flowchart of the liquid quality determination process by the determination part in 1st embodiment.
  • storage part in 2nd embodiment is shown. It is a flowchart of the liquid quality determination process by the determination part in 2nd embodiment. It is a side view of the unit main body of the electrode unit in a third embodiment.
  • storage part in 3rd embodiment is shown. It is a flowchart of the liquid quality determination process by the determination part in 3rd embodiment.
  • storage part in 4th embodiment is shown. It is a flowchart of the liquid quality determination process by the determination part in 4th embodiment.
  • storage part in 5th embodiment is shown.
  • storage part in 6th embodiment is shown. It is a flowchart of the liquid quality determination process by the determination part in 6th embodiment.
  • the detailed structure of the unit main body in 7th embodiment is shown.
  • the detailed structure of the unit main body in 8th embodiment is shown. It is a flowchart of the liquid quality determination process by the determination part in 8th embodiment.
  • the liquid level detection device detects the liquid level and liquid quality in the fuel tank 10 of the vehicle.
  • the fuel tank 10 is mounted on a vehicle and stores gasoline as fuel.
  • the liquid to be supplied may contain water or methanol in addition to gasoline.
  • the liquid level detection device determines the liquid quality in the fuel tank 10, that is, whether the liquid is gasoline, water, methanol, or the like. Further, the liquid level detection device determines the liquid level, that is, the gasoline level, the water level, and the methanol level. Note that, for example, the present invention can also be applied to the determination of other liquids or when floating substances are present.
  • the fuel tank 10 has a recess 11 at the center bottom in the left-right direction of the vehicle, and has a recess 12 on the top surface corresponding to the recess 11. That is, the bottom recess 11 and the top recess 12 face each other in the vertical direction.
  • An opening hole 13 is formed in the upper surface of the fuel tank 10.
  • a detachable connector is connected to the opening hole 13.
  • the fuel tank 10 is provided with an electrode unit 20 constituting the capacitance type liquid level detection device 100.
  • the electrode unit 20 is positioned in the center of the fuel tank 10 in the left-right direction of the vehicle, and is fixed between the upper and lower portions of the bottom recess 11 and the top recess 12 in the fuel tank 10.
  • the electrode unit 20 includes a unit main body 21 formed in a bar shape, and an urging member 22 provided at the upper end of the unit main body 21 so as to be extendable from the upper end surface of the unit main body 21.
  • the unit body 21 is disposed at the lower end in the recess 11 at the bottom of the fuel tank 10.
  • the urging member 22 urges the recess 12 on the top surface of the fuel tank 10 (relative to the extending direction) in the extended state. In this way, the electrode unit 20 is fixed between the recess 11 at the bottom of the fuel tank 10 and the recess 12 at the top surface.
  • the electrode unit 20 is inserted into the fuel tank 10 through the opening hole 13.
  • the urging member 22 is in a contracted state.
  • the biasing member 22 is extended to bias the biasing member 22 against the recess 12 on the top surface.
  • the electrode unit 20 By configuring the electrode unit 20 as described above, even if the opening hole 13 is displaced from the center in the left-right direction of the vehicle, the electrode unit 20 can be reliably inserted into the fuel tank 10 and reliably in the left-right direction of the vehicle.
  • the electrode unit 20 can be arranged in the center.
  • the unit main body 21 includes a plurality of electrode pairs 26a to 26i that are arranged in the fuel tank 10 so as to be shifted in the vertical direction (height direction).
  • the capacitance between each of the plurality of electrode pairs 26a to 26i varies depending on the type of fluid present.
  • the liquid level detection device 100 includes a detection circuit 30 that is electrically connected to the plurality of electrode pairs 26a to 26i of the electrode unit 20.
  • the detection circuit 30 is disposed outside the fuel tank 10.
  • the detection circuit 30 applies a voltage to one electrode of each of the plurality of electrode pairs 26a to 26i, and obtains a potential at the other electrode. Based on the acquired potential, a capacitance equivalent value Cx between each of the plurality of electrode pairs 26a to 26i is calculated. Based on the calculated capacitance equivalent value Cx, the liquid level and quality of the liquid in the fuel tank 10 are determined.
  • a plurality of electrode pairs 26a to 26i are arranged on the substrate surface of the unit main body 21 so as to be shifted in the height direction.
  • the capacitances of the electrode pairs 26a to 26i are C1 to C9 in order from the bottom.
  • Wirings 27a to 27c (hereinafter referred to as application-side wirings) that are electrically connected are formed on one electrode of each of the plurality of electrode pairs 26a to 26i.
  • wirings 28a to 28c (hereinafter referred to as output-side wirings) that are electrically connected are formed on the other electrode of each electrode pair.
  • the first application side wiring 27a is connected to the electrode pairs 26a, 26d, and 26g
  • the second application side wiring 27b is connected to the electrode pairs 26b, 26e, and 26h
  • the third application side wiring 27c is connected to the electrodes.
  • the first output side wiring 28a is connected to the electrode pairs 26a, 26b, and 26c
  • the second output side wiring 28b is connected to the electrode pairs 26d, 26e, and 26f
  • the third output side wiring 28c is connected to the electrodes. Connected to the pair 26g, 26h, 26i.
  • the terminals connected to the application-side wirings 27a, 27b, and 27c are Pi1, Pi2, and Pi3, respectively, and the terminals connected to the output-side wirings 28a, 28b, and 28c are respectively Po1, Po2, and Po3. To do.
  • the detection circuit 30 includes a measuring instrument 31, a storage unit 33, and a determination unit 32.
  • the measuring instrument 31 is connected to terminals Pi1, Pi2, Pi3 of the application side wirings 27a, 27b, 27c and terminals Po1, Po2, Po3 of the output side wirings 28a, 28b, 28c via electric cables. Any one of the terminals Pi1, Pi2, Pi3 is connected to the power supply side of the measuring instrument 31, and any one of the terminals Po1, Po2, Po3 connects the output side of the measuring instrument 31.
  • the measuring instrument 31 applies the voltage Vi to the electrode pair to be measured from among the plurality of electrode pairs 26a to 26i, and measures the potential Vo on the output side. For example, when a voltage is applied to the electrode pair 26 a to be measured, the application side wiring 27 a is connected to the power supply side, and the output side wiring 28 a is connected to the output of the measuring instrument 31.
  • the output-side potential Vo measured by the measuring instrument 31 is the capacitance equivalent value Cx. That is, the measuring instrument 31 obtains the capacitance equivalent values Cx1, Cx2,..., Cx8, Cx9 of the electrode pairs 26a to 26i.
  • the potential Vo has a linear relationship with the capacitance Cf between the electrode pairs to be measured.
  • storage part 33 memorize
  • the threshold value Th1 is a threshold value for determining that the liquid quality is water
  • Th2 is a threshold value for determining that the liquid quality is methanol
  • Th3 is air whether the liquid quality is gasoline. It is a threshold value for determining whether or not.
  • the determination unit 32 Based on the capacitance equivalent values Cx of the respective electrode pairs 26a to 26i detected by the measuring instrument 31 and the liquid quality determination threshold values Th1 to Th3 stored in the storage unit 33, the determination unit 32 respectively The type of fluid existing at the positions of the electrode pairs 26a to 26i is determined.
  • the fuel tank 10 basically stores gasoline, but may contain water or methanol. In such a case, the fuel tank 10 contains gasoline, water, and methanol, and naturally contains air.
  • the dielectric constant ⁇ air of air is about 1.0
  • the dielectric constant ⁇ gas of gasoline is about 2.0
  • the dielectric constant ⁇ metha of methanol is about 33
  • the dielectric constant ⁇ water of water is about 80. It is. That is, the dielectric constant increases in the order of air, gasoline, and water.
  • the storage unit 33 (shown in FIG. 2) stores liquid quality determination thresholds Th1 to Th3 as described above.
  • the capacitance equivalent values Cx of air, gasoline, methanol, and water are Cx air , Cx gas , Cx metha , and Cx water , respectively.
  • threshold Th1 for determining that it is water is smaller than Cx water , and larger than Cx metha .
  • the threshold value Th2 for determining that it is methanol is smaller than Cx metha and larger than Cx gas .
  • the threshold value Th3 for determining whether it is gasoline or air is smaller than Cx gas and larger than Cx air . That is, the threshold values Th1, Th2, Th3 for determining liquid quality are equivalent to the capacitance equivalent values Cx air , Cx gas , Cx metha , Cx water between the electrode pairs 26a to 26i when air and a plurality of liquids exist, respectively. Is determined on the basis of
  • the determination unit 32 uses the capacitance equivalent values Cx1, Cx2,..., Cx8, Cx9 obtained by the measuring instrument 31, and the liquid quality determination thresholds Th1 to Th3 stored in the storage unit 33. The quality of the liquid present in each of the electrode pairs 26a to 26i is determined.
  • the determination unit 32 acquires the capacitance equivalent values Cx1, Cx2,..., Cx8, Cx9 obtained by the measuring instrument 31 (S11).
  • the acquired capacitance equivalent values Cx1 to Cx9 are values having a linear relationship with the capacitances C1 to C9 between the respective electrode pairs 26a to 26i.
  • n as a counter is set to an initial value 1 (S12).
  • the determination unit 32 can determine the type (fluid quality in the case of a liquid) of the fluid existing in each part of the electrode pairs 26a to 26i. Therefore, the height (liquid level) where water, gasoline, and methanol are present in the fuel tank 10 can be grasped.
  • the liquid quality is determined using threshold values Th1, Th2, and Th3 common to all of the electrode pairs 26a to 26i.
  • the liquid quality is determined using threshold values Th1 (n), Th2 (n), and Th3 (n) that are different for each of the electrode pairs 26a to 26i.
  • the storage unit 33 stores threshold values Th1 to Th3 corresponding to the type of fluid for each of the electrode pairs 26a to 26i.
  • n is a capacitance number (for example, n in the case of C1 is 1). That is, the storage unit 33 stores threshold values Th1 (1), Th2 (1), and Th3 (1) for the electrode pair 26a (C1).
  • the liquid quality determination process by the determination unit 32 is performed as shown in FIG.
  • the determination unit 32 acquires the capacitance equivalent values Cx1 to Cx9 obtained by the measuring instrument 31 (S31). Subsequently, n as a counter is set to an initial value 1 (S32).
  • the capacitance equivalent value Cxn of the nth electrode pair is equal to or less than the first threshold Th1 (n) corresponding to the nth electrode pair, and Then, it is determined whether or not it is larger than the second threshold Th2 (n) corresponding to the nth electrode pair (S35).
  • this determination is satisfied (S35: Y)
  • it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is methanol (S36).
  • the capacitance equivalent value Cxn of the nth electrode pair is equal to or less than the second threshold Th2 (n) corresponding to the nth electrode pair, and Then, it is determined whether or not it is larger than the third threshold Th3 (n) corresponding to the n-th electrode pair (S37).
  • this determination is satisfied (S37: Y)
  • it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is gasoline (S38).
  • this determination is not satisfied (S37: N)
  • it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is air (S39).
  • the determination unit 32 can determine the type (fluid quality in the case of liquid) of the fluid existing at each position of the electrode pairs 26a to 26i. Therefore, the height (liquid level) where water, gasoline, and methanol are present in the fuel tank 10 can be grasped.
  • the storage unit 33 has a plurality of liquid quality determination thresholds Th1 (1),..., Th1 corresponding to the type of fluid for each of the electrode pairs 1 to n of the plurality of electrode pairs 26a to 26i. (N), Th2 (1),... Th2 (n), Th3 (1),... Th3 (n) (here, n is written in parentheses for distinction) are stored.
  • the determination unit 32 includes a plurality of liquid quality determination thresholds Th1 (1),..., Th1 (n), Th2 (1),... Th2 (n), Th3 (1),.
  • a plurality of liquid quality determination threshold values Th1 (k), Th2 (k), Th3 (k) corresponding to the electrode pair k to be determined are extracted from (n), and a plurality of extracted liquid quality determination threshold values are extracted.
  • Th1 (k), Th2 (k), Th3 (k) and the capacitance equivalent value Cxk between the electrode pair k the quality of the liquid present at the position of the electrode pair k is determined. To do.
  • the capacitance-corresponding value Cxn measured by the positions of the electrode pairs 26a to 26i may change. Therefore, for each of the electrode pairs 1 to n, different threshold values Th1 (1), ..., Th1 (n), Th2 (1), ... Th2 (n), Th3 (1), ... ..Th3 (n) is stored. Then, by comparing the liquid quality determination thresholds Th1 (k), Th2 (k), Th3 (k) corresponding to the determination-target electrode pair k with the capacitance equivalent value Cxk, The liquid quality of the liquid existing at the position can be reliably determined.
  • Electrostatic capacitance C between each of the electrode pairs 26a to 26i is a fluid existing between one surface (the upper surface in FIG. 9) of the electrode pair, as shown in Equation (1).
  • the capacitance C subs of the base material 21a existing between the other surface of the electrode pair (the lower surface in FIG. 9).
  • the capacitance equivalent value Cx obtained by the measuring instrument 31 is affected.
  • the fluid present at the position of the electrode pair is air
  • the capacitance C1 air is expressed by Expression (2)
  • the capacitance C1 water is expressed by Expression (3).
  • the capacitance C1 metha is expressed by the equation (4).
  • the capacitance C1 gas is expressed by the equation (5). Note that ⁇ is a dielectric constant, and Ka is a constant.
  • the capacitance equivalent value Cx obtained by the measuring instrument 31 is a value as shown in Expression (6).
  • the capacitance C subs affected by the base material 21a cannot be obtained. Therefore, instead of using the capacitance equivalent value Cx, as shown in the equation (7), the detected capacitance equivalent value Cx is equivalent to the capacitance between the electrode pair in the presence of air.
  • the calculated value dCx for comparison divided by the air reference value Cx air which is the value is used. Note that the air reference value Cx air is expressed by the equation (8).
  • the comparative calculation value dCx as shown in the equation (7) can obtain the difference in the capacitance equivalent value Cx even if the capacitance C subs itself of the substrate 21a cannot be grasped.
  • the threshold values Th11, Th21, and Th31 in this case will be described below.
  • each dielectric constant is set to a value as shown in, for example, Expression (9).
  • the first threshold value Th11 is a threshold value for determining that the liquid quality is water, and is represented by Expression (10). That is, the first threshold value Th11 is a value obtained by dividing the capacitance equivalent value Cx water (liquid reference value for water) between the electrode pair when water is present by the air reference value Cx air. The value multiplied by. The multiplication factor of 0.9 can be changed as appropriate. Ka and Kb are coefficients. In this case, the first threshold Th11 is 12.75.
  • the second threshold value Th21 is a threshold value for determining that the liquid quality is methanol, and is represented by Expression (11). That is, a value obtained by dividing the capacitance equivalent value Cx metha (liquid reference value for methanol) between the electrode pair when methanol is present by the air reference value Cx air and further multiplying by 0.9. .
  • the second threshold value Th21 is 5.70.
  • the third threshold value Th31 is a threshold value for determining whether the liquid quality is gasoline or air, and is represented by Expression (12). That is, a value obtained by dividing the capacitance equivalent value Cx gas (liquid reference value for gasoline) between the electrode pair when gasoline is present by the air reference value Cx air and further multiplying by 0.9. . In this case, the third threshold value Th31 is 1.20.
  • the storage unit 33 stores the air reference value Cx air and the liquid quality determination thresholds Th11, Th21, and Th31. In this case, the process of the determination part 32 is demonstrated with reference to FIG.
  • the determination unit 32 acquires the capacitance equivalent values Cx1, Cx2,..., Cx8, Cx9 obtained by the measuring instrument 31 (S51). Subsequently, a comparative calculation value dCx is calculated according to the equation (7) (S52). At this time, a value stored in advance in the storage unit 33 is used as the air reference value Cx air . Next, n as a counter is set to an initial value 1 (S53).
  • the comparative calculated value capacitance value corresponding Cxn (liquid reference value) obtained by dividing the air reference value Cx air corresponding to the electrode pairs of the n DCxn determines whether larger than the first threshold value Th11 (S54). When this determination is satisfied (S54: Y), it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is water (S55).
  • S54 If the determination in S54 is not satisfied (S54: N), it is determined whether or not the nth comparison calculation value dCxn is equal to or smaller than the first threshold Th11 and greater than the second threshold Th21 (S56). . When this determination is satisfied (S56: Y), it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is methanol (S57).
  • S56 If the determination in S56 is not satisfied (S56: N), it is determined whether or not the nth comparison calculation value dCxn is equal to or smaller than the second threshold Th21 and greater than the third threshold Th31 (S58). . If this determination is satisfied (S58: Y), it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is gasoline (S59). If this determination is not satisfied (S58: N), it is determined that the type of fluid present at the position of the electrode pair is air (S60).
  • the determination unit 32 can determine the type (fluid quality in the case of a liquid) of the fluid existing in each part of the electrode pairs 26a to 26i.
  • the determination can be made less likely by using the comparative calculation value dCxn. Therefore, the height (liquid level) where water, gasoline, and methanol are present in the fuel tank 10 can be reliably grasped.
  • the liquid quality is determined using threshold values Th11, Th21, and Th31 common to all the electrode pairs 26a to 26i.
  • the liquid quality is determined using threshold values Th11 (n), Th21 (n), and Th31 (n) that are different for each of the electrode pairs 26a to 26i.
  • the threshold value Th11 to Th31 corresponding to the type of fluid is stored in the storage unit 33 for each of the electrode pairs 26a to 26i. And the liquid quality determination process by the determination part 32 is performed as shown in FIG.
  • the difference of the second embodiment from the first embodiment is substantially the same as the difference of the third embodiment to the third embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
  • the measured capacitance equivalent value Cx is influenced by the fluid existing on the back surface side of the base material 21a rather than the influence of the dielectric constant of the base material 21a.
  • the electrostatic capacitance C between each of the electrode pairs 26a to 26i is a fluid existing between one surface of the electrode pair (the upper surface in FIG. 9) as shown in the equation (13).
  • the electrostatic capacity C subs is assumed to be the same as the electrostatic capacity Cf of the fluid existing on the back surface side of the substrate 21a. Therefore, it becomes as shown in Expression (13).
  • the capacitance C2 air is expressed by the equation (14).
  • the capacitance C2 water is expressed by the equation (15).
  • the capacitance C2 metha is expressed by the equation (16).
  • the capacitance C2 gas is expressed by the equation (17). Note that ⁇ is a dielectric constant, and Ka is a constant.
  • the capacitance equivalent value Cx obtained by the measuring instrument 31 is a value as shown in Expression (18).
  • Kb is a constant.
  • the determination is made using the comparative calculated value dCx expressed by the equation (19).
  • the air reference value Cx2 air is expressed by the equation (20).
  • the respective threshold values Th12, Th22, and Th32 are expressed by equations (21), (22), and (23).
  • the first threshold Th12 is 72.
  • the second threshold Th22 is 29.7.
  • the third threshold Th32 is 1.8.
  • the storage unit 33 stores the air reference value Cx2 air and the liquid quality determination threshold values Th12, Th22, and Th32.
  • the liquid quality determination process by the determination part 32 is the same as that of 3rd embodiment.
  • the type of fluid present at the position of the electrode pair is determined by directly comparing the capacitance equivalent value Cx between the electrode pair and the threshold value. In the present embodiment, by determining whether or not a fluid boundary surface exists between two selected electrode pairs, it is possible to grasp which fluid interface is located where.
  • the difference ⁇ Cx (comparison difference value) between the capacitance equivalent values Cx between the electrode pairs in the case where air and a plurality of liquids are present, respectively, and the corresponding boundary surface determination threshold Th4 are directly calculated. Compare.
  • the comparison difference value ⁇ C is a difference between capacitance equivalent values Cx (up) and Cx (down) between two electrode pairs having different heights, as shown in the equation (24).
  • the two electrode pairs having different heights may target two electrode pairs adjacent in the height direction, or may target two electrode pairs separated by one or more.
  • the threshold value for boundary surface determination Th4 water-gas , Th4 water-metha , Th4 metha-air , and Th4 metha-gas is stored in the storage unit 33.
  • the respective threshold values Th4 water-gas , Th4 water-metha , Th4 metha-air , and Th4 metha-gas for determining the boundary surface are expressed by the following equations (25) (26) using equations (2) to (6) and (8) ) (27) (28) (29)
  • K is a coefficient.
  • the respective threshold values Th4 water-gas , Th4 water-metha , Th4 metha-air , and Th4 metha-gas can be obtained in advance by actually measuring the capacitance equivalent value Cx for each fluid.
  • the two electrode pairs it can be determined that there are different fluids between different height directions. That is, the level of each liquid can be determined by grasping the boundary surface of each liquid.
  • the unit body 21 includes a plurality of first electrode pair units C11 to C19, C21 to C29, C31 to C39, C41 to C49, and second electrode pairs C100, C200, C300, and C400. With.
  • Each of the first electrode pair units C11 to C19, C21 to C29, C31 to C39, and C41 to C49 has the same configuration as the electrode pairs C1 to C9 shown in FIG. 2 in the first embodiment. That is, one first electrode pair unit C11 to C19, C21 to C29, C31 to C39, and C41 to C49 is constituted by a plurality of first electrode pairs arranged in the tank so as to be shifted in the height direction.
  • the first electrode pair units C11 to C19 are located at the lowermost position, and C21 to C29, C31 to C39, and C41 to C49 are sequentially displaced in the height direction upward.
  • the first electrode pairs having the same one-digit number among the first electrode pairs constituting each first electrode pair unit are connected by the same wiring.
  • C11, C21, C31, and C41 are connected by the same wiring
  • C12, C22, C32, and C42 are connected by the same wiring.
  • the capacitance equivalent value Cx by all the first electrode pairs connected to the wiring is measured.
  • the second electrode pairs 100 to 400 are arranged so as to correspond to the respective first electrode pair units. Specifically, the second electrode pair 100 is disposed immediately below the first electrode pair units C11 to C19, and the second electrode pair 200 is above the first electrode pair units C11 to C19. Arranged immediately below the pair units C21 to C29. In this way, the respective second electrode pairs 100 to 400 are respectively arranged at positions where the respective first electrode pair units exist.
  • the storage unit 33 stores threshold values Th100, Th200, Th300, and Th400 corresponding to the first electrode pair units C11 to C19, C21 to C29, C31 to C39, and C41 to C49. Further, the storage unit 33 stores a second determination threshold value by the second electrode pairs 100 to 400.
  • the threshold values Th100, Th200, Th300, and Th400 collectively indicate the threshold values corresponding to the respective liquid qualities, as described in the above embodiment.
  • Threshold values Th100 to Th400 are different threshold values.
  • the threshold value Th100 to be compared with the first electrode pair units C11 to C19 located at the lowest position is the smallest value, and the threshold value is larger as the upper threshold value.
  • the determination process by the determination unit 32 is performed as shown in FIG.
  • the determination unit 32 first compares the capacitance equivalent value Cx between the second electrode pairs 100 to 400 with the second determination threshold value. That is, the determination unit 32 determines the liquid quality present at the position of each of the second electrode pairs 100 to 400 (S111).
  • the determination unit 32 compares the capacitance equivalent value of the first electrode pair constituting each first electrode pair unit with the threshold Th100, Th200, Th300, Th400 (S112). At this time, the determination unit 32 compares the capacitance-corresponding value Cx obtained by the first electrode pairs C11 to C19 with the threshold value according to the liquid quality among the threshold value Th100. Others are the same.
  • the same wiring can be used.
  • a plurality of connected first electrode pairs for example, C11, C21, C31, C41
  • the electrode pairs in one first electrode pair unit C11 to C19 are connected by the same wiring as any of the first electrode pairs in the other first electrode pair units C21 to C29, C31 to C39, and C41 to C49. . Therefore, wiring can be reduced. However, since different electrode pairs are connected by the same wiring, it cannot be determined to which electrode pair of the different electrode pairs the liquid exists. Therefore, as described above, by using the second electrode pairs C100 to C400, it is possible to determine which unit to apply from among the plurality of first electrode pair units.
  • Capacitance type liquid level detection device 10: Fuel tank, 11: Recess, 20: Electrode unit, 21: Unit body, 21a: Base material of electrode unit, 22: Energizing member, 26a to 26i: Electrode Pair, 30: detection circuit, 31: measuring instrument, 32: determination unit, 33: storage unit, C11-C19, C21 to C29, C31 to C39, C41 to C49: first electrode pair unit, C100 to C400: second Electrode pair, Cx: Capacitance equivalent value

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Abstract

　液位を判定すると共に、液質を判定することができる静電容量型液位検出装置を提供する。液体を貯留するタンク１０内に、高さ方向にずらして配置される複数の電極対２６ａ～２６ｉと、複数の電極対２６ａ～２６ｉにおけるそれぞれの電極対の間の静電容量相当値Ｃｘを取得する計測器３１と、空気および複数の液体のそれぞれが存在する場合における電極対２６ａ～２６ｉの間の静電容量相当値Ｃｘに基づいて決定された複数の閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３を記憶する記憶部３３と、それぞれの電極対の間の静電容量相当値Ｃｘと、複数の閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３のそれぞれとを比較することにより、液質に応じた液位を判定する判定部３２とを備える。

Description

静電容量型液位検出装置
　本発明は、タンク内における液体の液位を検出する静電容量型液位検出装置に関するものである。
　特許文献１には、低位から高位に向かう基準線に沿った複数の観測点位置のそれぞれに電極対を配置し、それぞれの電極対の静電容量が基準値を超えたか否かを判定することにより、観測点位置に液体が存在するか否かを判定することにより、液位を検出することが記載されている。
　また、特許文献２には、複数の検出用電極対と基準用電極対を配置し、検出用電極対のそれぞれと基準用電極対との静電容量差に基づいて、検出用電極対のそれぞれについて液体に浸漬しているか否かを判定することにより、液位高さを検出することが記載されている。
特開平１１－３１１５６２号公報 特開２００６－３３７１７３号公報
　ところで、タンク内に貯留されている液体が複数種類存在する場合に、その液質を把握したいという要望がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液位を判定すると共に、液質を判定することができる静電容量型液位検出装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る静電容量型液位検出装置は、液体を貯留するタンク内に、高さ方向にずらして配置される複数の電極対と、前記複数の電極対におけるそれぞれの電極対の間の静電容量相当値を取得する計測器と、空気および複数の液体のそれぞれが存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値に基づいて決定された複数の閾値を記憶する記憶部と、それぞれの前記電極対の間の静電容量相当値と、前記複数の閾値のそれぞれとを比較することにより、液質に応じた液位を判定する判定部とを備える。
　このように、記憶部に記憶される複数の閾値は、空気および複数の液体のそれぞれが存在する場合における電極対の間の静電容量相当値に基づいて決定されている。ここで、電極対の間の静電容量は、電極対のそれぞれの電極の面形状や、それぞれの電極の向き、電極対を固定する部材など、種々の要因によって異なる値を示す。そこで、計測対象である空気と複数の液体のそれぞれが存在する場合における電極対の間の静電容量相当値に基づいて、それぞれの閾値を決定する。従って、確実に、液体の液質に応じた液位を判定できる。
　本発明に係る静電容量型液位検出装置の好適態様について、以下に説明する。
　好ましくは、前記記憶部に記憶される閾値は、液体の種類に応じた液質判定用閾値であり、前記判定部は、それぞれの前記電極対の間の静電容量相当値と、前記複数の液質判定用閾値のそれぞれとを比較することにより、当該電極対の位置に存在する液体の液質を判定する。
　つまり、液質判定用閾値は、それぞれの液体が存在する位置における電極対の間の静電容量相当値に対応している。例えば、液質判定用閾値は、空気に対応する閾値、ガソリンに対応する閾値、水に対応する閾値などがある。そして、判定部により、それぞれの電極対の位置に存在する液体の液質を判定できるため、どの液体がどの高さ（位置）に存在しているかを把握できる。つまり、それぞれの液体の液位を判定できる。
　また、好ましくは、空気が存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値を空気基準値とし、複数の液体のそれぞれが存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値をそれぞれの液体基準値とした場合に、それぞれの前記液質判定用閾値は、それぞれの前記液体基準値を前記空気基準値で除した値に基づいて決定され、前記判定部は、前記計測器により取得された前記静電容量相当値を前記空気基準値で除した値を算出し、当該値と前記液質判定用閾値とを比較することにより液質に応じた液位を判定する。
　空気基準値とそれぞれの液体基準値とを用いて液質判定用閾値が決定されるため、電極対の間の種々の要因によって静電容量が変化するとしても、その影響を受けることなく、確実にそれぞれの位置に存在する液体の種類を判定できる。
　好ましくは、前記記憶部は、前記複数の電極対のそれぞれの電極対毎に、液体の種類に応じた複数の液質判定用閾値を記憶し、前記判定部は、複数の液質判定用閾値の中から判定対象の前記電極対に対応する複数の液質判定用閾値を抽出し、抽出された複数の液質判定用閾値と当該電極対の間の静電容量相当値とを比較することにより、当該電極対の位置に存在する液体の液質を判定する。
　仮に、同種の液体が存在する場合であっても、電極対の位置が異なることで計測される静電容量相当値が変化することがある。そこで、電極対のそれぞれについて、異なる液質判定用閾値を記憶しておく。そして、判定対象の電極対に対応する液質判定用閾値と、静電容量相当値とを比較することで、当該電極対の位置に存在する液体の液質を確実に判定できる。
　好ましくは、前記記憶部に記憶される閾値は、空気および複数の液体がそれぞれ存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値の差に対応する境界面判定用閾値であり、前記判定部は、異なる２つの前記電極対の間のそれぞれの静電容量相当値の差と、複数の前記境界面判定用閾値とを比較することにより、当該２つの電極対の高さ方向間に異なる流体が存在することを判定する。
　ここで、異なる２つの電極対の間のそれぞれの静電容量相当値の差が大きいときには、当該２つの電極対の高さ方向間には異なる流体が存在すると考えられる。そこで、境界面判定用閾値を用いて、上記静電容量相当値の差と比較することにより、当該２つの電極対の高さ方向間に異なる流体が存在することを判定することができる。つまり、それぞれの液体の境界面を把握することにより、それぞれの液体の液位を判定できる。
　また、好ましくは、前記静電容量型液位検出装置は、前記タンク内に高さ方向にずらして配置される複数の第一電極対により１つの第一電極対ユニットを構成し、複数の前記第一電極対ユニットを高さ方向にずらして配置されると共に、一の前記ユニットにおけるそれぞれの前記第一電極対と、他の前記ユニットにおける前記第一電極対のいずれかとは同一配線により接続される、前記複数の第一電極対ユニットと、それぞれの前記第一電極対ユニットが存在する位置にそれぞれ配置された複数の第二電極対と、を備える。
　さらに、前記記憶部は、それぞれの前記第一電極対ユニットに応じた前記閾値を記憶すると共に、前記第二電極対による第二判定用閾値を記憶する。前記判定部は、それぞれの前記第二電極対の間の静電容量相当値と前記第二判定用閾値との比較、および、それぞれの前記第一電極対ユニットを構成する前記第一電極対の静電容量相当値と前記閾値との比較に基づいて、液質に応じた液位を判定する。
　一の第一電極対ユニットにおける第一電極対は、他の第一電極対ユニットにおける第一電極対のいずれかと同一配線により接続されている。従って、配線を少なくすることができる。ただし、異なる第一電極対を同一配線で接続するため、当該異なる第一電極対のうちのどの第一電極対に該当する液体が存在しているかを判定できない。そこで、第二電極対を用いることにより、複数の第一電極対ユニットの中からどのユニットを適用するかを判定できる。
　さらに、記憶部が、それぞれの第一電極対ユニットに応じた閾値と、第二判定用閾値を記憶している。従って、判定部が、それぞれの第二電極対の間の静電容量相当値と第二判定用閾値とを比較すると共に、それぞれの第一電極対ユニットを構成する第一電極対の静電容量相当値と閾値とを比較することにより、液質に応じた液位を判定できる。
　また、好ましくは、前記タンクは、車両の燃料タンクであり、底部に凹所を有し、前記静電容量型液位検出装置は、前記タンクにおける前記凹所とその天面との上下間に固定される電極ユニットを備え、前記電極ユニットは、棒状に形成され、前記複数の電極対を備えると共に、下端を前記凹所に配置されるユニット本体と、前記ユニット本体の上端に設けられ、伸張方向に付勢すると共に、前記タンクの天面に対して付勢する付勢部材と、を備える。
　このように、ユニット本体の下端をタンクの凹所に配置すると共に、ユニット本体の上端に設けられた付勢部材によってタンクの天面に対して付勢することにより、確実に電極ユニットをタンクに固定することができる。
　ここで、車両のタンク内の液体は、車両の左右方向の揺れによって変動する。そこで、仮に電極ユニットをタンクにおいて車両の左右方向の中央に配置する場合には、タンク内の液体の揺れの影響を受けにくくすることができる。この場合には、高精度に液体の液位を検出できる。
本実施形態における燃料タンクと、静電容量型液位検出装置の構成を示す。 第一実施形態における図１のユニット本体の詳細構成を示す。 第一実施形態における記憶部に記憶される情報を示す。 空気、ガソリン、メタノール、水の誘電率および静電容量相当値を示す。 空気、ガソリン、メタノール、水の比重を示す。 第一実施形態における判定部による液質判定処理のフローチャートである。 第二実施形態における記憶部に記憶される情報を示す。 第二実施形態における判定部による液質判定処理のフローチャートである。 第三実施形態における電極ユニットのユニット本体の側面図である。 第三実施形態における記憶部に記憶される情報を示す。 第三実施形態における判定部による液質判定処理のフローチャートである。 第四実施形態における記憶部に記憶される情報を示す。 第四実施形態における判定部による液質判定処理のフローチャートである。 第五実施形態における電極ユニットのユニット本体の側面図である。 第五実施形態における記憶部に記憶される情報を示す。 第六実施形態における記憶部に記憶される情報を示す。 第六実施形態における判定部による液質判定処理のフローチャートである。 第七実施形態におけるユニット本体の詳細構成を示す。 第八実施形態におけるユニット本体の詳細構成を示す。 第八実施形態における判定部による液質判定処理のフローチャートである。
　＜第一実施形態＞
　（１．静電容量型液位検出装置の全体構造）
　図１を参照して、静電容量型液位検出装置（以下、液位検出装置と称する）の構造について説明する。液位検出装置は、車両の燃料タンク１０内の液位および液質を検出する。図１に示すように、燃料タンク１０は、車両に搭載され、燃料としてのガソリンを貯留する。ここで、供給される液体には、ガソリンの他に、水やメタノールが混在している場合がある。液位検出装置は、燃料タンク１０内の液体の液質、すなわち当該液体がガソリンであるか、水かあるか、それともメタノールなどであるかを判定する。さらに、液位検出装置は、液体の液位、すなわちガソリンの液位、水の液位およびメタノールの液位を判定する。なお、例えば、その他の液体が存在する場合や、浮遊物が存在する場合にも、これらを判定することにも適用できる。
　燃料タンク１０は、車両の左右方向の中央の底部に凹所１１を有し、凹所１１に対応する天面に凹所１２を有する。つまり、底部の凹所１１と天面の凹所１２が上下方向に対向している。また、燃料タンク１０のうち上面には、開口穴１３が形成されている。当該開口穴１３には、着脱可能なコネクタが連結される。
　燃料タンク１０には、静電容量型液位検出装置１００を構成する電極ユニット２０が設けられている。電極ユニット２０は、燃料タンク１０において車両の左右方向の中央に位置し、燃料タンク１０における底部の凹所１１と天面の凹所１２との上下間に固定される。
　電極ユニット２０は、棒状に形成されるユニット本体２１と、ユニット本体２１の上端に設けられユニット本体２１の上端面から伸張可能に設けられた付勢部材２２とを備える。ユニット本体２１は、下端を燃料タンク１０の底部の凹所１１に配置される。付勢部材２２は、伸張されている状態において、燃料タンク１０の天面の凹所１２に対して（伸張方向に対して）付勢する。このようにすることで、電極ユニット２０が、燃料タンク１０の底部の凹所１１と天面の凹所１２との間に固定される。
　ここで、図１の二点鎖線にて示すように、電極ユニット２０は、開口穴１３から燃料タンク１０内に挿入される。このとき、付勢部材２２は、収縮された状態である。この状態のまま、電極ユニット２０のユニット本体２１を底部の凹所１１に位置決めした後に、付勢部材２２を伸張させて、付勢部材２２を天面の凹所１２に対して付勢する。
　電極ユニット２０を上記構成とすることで、開口穴１３が車両の左右方向の中央からずれているとしても、確実に燃料タンク１０内に挿入することができ、かつ、確実に車両の左右方向の中央に電極ユニット２０を配置することができる。
　さらに、ユニット本体２１は、燃料タンク１０内において、上下方向（高さ方向）にずらして配置される複数の電極対２６ａ～２６ｉを備える。複数の電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対の間の静電容量は、存在する流体の種類に応じて異なる。
　液位検出装置１００は、電極ユニット２０の複数の電極対２６ａ～２６ｉに電気的に接続される検出回路３０を備える。検出回路３０は、燃料タンク１０の外に配置されている。検出回路３０は、複数の電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対の一方の電極に対して電圧を印加すると共に、他方の電極における電位を取得する。そして、取得した電位に基づいて、複数の電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対の間の静電容量相当値Ｃｘを算出する。算出した静電容量相当値Ｃｘに基づいて、燃料タンク１０内の液体の液位および液質を判定する。
　（２．電極ユニットのユニット本体）
　次に、図２を参照して、電極ユニット２０のユニット本体２１について詳細に説明する。ユニット本体２１の基材表面に、複数の電極対２６ａ～２６ｉが、高さ方向にずれて配置されている。それぞれの電極対２６ａ～２６ｉの静電容量は、下方から順に、Ｃ１～Ｃ９とする。
　複数の電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対の一方の電極に、電気的に接続される配線２７ａ～２７ｃ（以下、印加側配線と称する）が形成されている。また、それぞれの電極対の他方の電極に、電気的に接続される配線２８ａ～２８ｃ（以下、出力側配線と称する）が形成されている。
　第一の印加側配線２７ａは、電極対２６ａ，２６ｄ，２６ｇに接続され、第二の印加側配線２７ｂは、電極対２６ｂ，２６ｅ，２６ｈに接続され、第三の印加側配線２７ｃは、電極対２６ｃ，２６ｆ，２６ｉに接続される。第一の出力側配線２８ａは、電極対２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続され、第二の出力側配線２８ｂは、電極対２６ｄ，２６ｅ，２６ｆに接続され、第三の出力側配線２８ｃは、電極対２６ｇ，２６ｈ，２６ｉに接続される。
　ここで、印加側配線２７ａ，２７ｂ，２７ｃに接続されている端子は、それぞれＰｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３とし、出力側配線２８ａ，２８ｂ，２８ｃに接続されている端子は、それぞれＰｏ１，Ｐｏ２，Ｐｏ３とする。
　検出回路３０は、計測器３１と、記憶部３３と、判定部３２とを備える。計測器３１は、電気ケーブルを介して、印加側配線２７ａ，２７ｂ，２７ｃの端子Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３および出力側配線２８ａ，２８ｂ，２８ｃの端子Ｐｏ１，Ｐｏ２，Ｐｏ３に接続されている。端子Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３の何れかが計測器３１における電源側に接続されると共に、端子Ｐｏ１，Ｐｏ２，Ｐｏ３の何れかが計測器３１の出力側を接続する。
　そして、計測器３１は、複数の電極対２６ａ～２６ｉの中から計測対象の電極対に対して電圧Ｖｉを印加して、その出力側の電位Ｖｏを計測する。例えば、計測対象の電極対２６ａに電圧を印加する場合には、印加側配線２７ａが電源側に接続され、出力側配線２８ａが計測器３１の出力に接続する。
　ここで、計測器３１により計測される出力側の電位Ｖｏが、静電容量相当値Ｃｘとなる。つまり、計測器３１により、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの静電容量相当値Ｃｘ１、Ｃｘ２、・・・、Ｃｘ８、Ｃｘ９が得られる。なお、電位Ｖｏは、計測対象の電極対の間の静電容量Ｃｆに線形的な関係を有する。
　そして、記憶部３３は、図３に示すように、液質判定用閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を記憶する。閾値Ｔｈ１は、液質が水であることを判定するための閾値であり、Ｔｈ２は、液質がメタノールであることを判定するための閾値であり、Ｔｈ３は、液質がガソリンであるか空気であるかを判定するための閾値である。
　判定部３２は、計測器３１により検出されたそれぞれの電極対２６ａ～２６ｉの静電容量相当値Ｃｘと、記憶部３３に記憶されている液質判定用閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３とに基づいて、それぞれの電極対２６ａ～２６ｉの位置に存在する流体の種類を判定する。
　（３．静電容量および比重の違いの説明）
　燃料タンク１０には、基本的にはガソリンが貯留されるが、水やメタノールが含まれる場合がある。このような場合には、燃料タンク１０には、ガソリン、水およびメタノールが含まれ、当然に空気が含まれている。
　ガソリン、水、メタノール、空気の誘電率の違いについて、図４を参照して説明する。空気の誘電率εairは、１．０程度であり、ガソリンの誘電率εgasは２．０程度であり、メタノールの誘電率εmethaは３３程度であり、水の誘電率εwaterは８０程度である。つまり、誘電率は、空気、ガソリン、水の順に大きくなる。
　ここで、記憶部３３（図２に示す）には、上述したように、液質判定用閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３が記憶されている。図４の右側縦軸に示すように、空気、ガソリン、メタノール、水の静電容量相当値Ｃｘは、それぞれ、Ｃｘair、Ｃｘgas、Ｃｘmetha、Ｃｘwaterである。
　そして、水であることを判定するための閾値Ｔｈ１は、Ｃｘwaterより小さく、Ｃｘmethaより大きい。メタノールであることを判定するための閾値Ｔｈ２は、Ｃｘmethaより小さく、Ｃｘgasより大きい。ガソリンまたは空気であることを判定するための閾値Ｔｈ３は、Ｃｘgasより小さく、Ｃｘairより大きい。つまり、液質判定用閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３は、空気および複数の液体のそれぞれが存在する場合における電極対２６ａ～２６ｉの間の静電容量相当値Ｃｘair、Ｃｘgas、Ｃｘmetha、Ｃｘwaterに基づいて決定されている。
　次に、比重は、図５に示すように、空気、ガソリン、メタノール、水の順に大きくなる。そのため、燃料タンク１０内に、空気、ガソリン、メタノール、水が含まれている場合には、燃料タンク１０の底側から水、ガソリン、メタノール、空気の順に貯留されることになる。ただし、場合によっては、ガソリンがメタノールより大きな比重である場合もある。そうすると、ガソリンとメタノールの順が変わる。
　（４．判定部による処理）
　次に、図２に示す判定部３２の処理について図６を参照して説明する。判定部３２は、計測器３１により得られた静電容量相当値Ｃｘ１、Ｃｘ２、・・・、Ｃｘ８、Ｃｘ９と、記憶部３３に記憶されている液質判定用閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３とを用いて、それぞれの電極対２６ａ～２６ｉに存在する液体の液質を判定する。
　判定部３２は、計測器３１により得られたそれぞれの静電容量相当値Ｃｘ１、Ｃｘ２、・・・、Ｃｘ８、Ｃｘ９を取得する（Ｓ１１）。取得される静電容量相当値Ｃｘ１～Ｃｘ９は、それぞれの電極対２６ａ～２６ｉの間の静電容量Ｃ１～Ｃ９に線形的な関係を有する値である。
　続いて、カウンタとしてのｎを初期値１にセットする（Ｓ１２）。続いて、第ｎの電極対に相当する静電容量相当値Ｃｘｎ（例えば、ｎ＝１の場合には、第１の電極対２６ａに相当するＣｘ１となる）が、第一閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する（Ｓ１３）。この判定を満たす場合には（Ｓ１３：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、水であると判定する（Ｓ１４）。
　Ｓ１３の判定を満たさない場合には（Ｓ１３：Ｎ）、第ｎの電極対に相当する静電容量相当値Ｃｘｎが、第一閾値Ｔｈ１以下であり、かつ、第二閾値Ｔｈ２より大きいか否かを判定する（Ｓ１５）。この判定を満たす場合には（Ｓ１５：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、メタノールであると判定する（Ｓ１６）。
　Ｓ１５の判定を満たさない場合には（Ｓ１５：Ｎ）、第ｎの電極対に相当する静電容量相当値Ｃｘｎが、第二閾値Ｔｈ２以下であり、かつ、第三閾値Ｔｈ３より大きいか否かを判定する（Ｓ１７）。この判定を満たす場合には（Ｓ１７：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、ガソリンであると判定する（Ｓ１８）。この判定を満たさない場合には（Ｓ１７：Ｎ）,当該電極対の位置に存在している流体の種類は、空気であると判定する（Ｓ１９）。
　そして、Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ１９の判定後は、カウンタｎが最大値ｎｍａｘであるか否かを判定し（Ｓ２０）、最大値ｎｍａｘでなければ、ｎを１加算して、Ｓ１３から繰り返す（Ｓ２１）。
　このようにして、判定部３２は、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの部位に存在する流体の種類（液体の場合は液質）を判定することができる。従って、燃料タンク１０内において、水、ガソリン、メタノールがそれぞれ存在する高さ（液位）を把握できる。
　＜第二実施形態＞
　第一実施形態においては、電極対２６ａ～２６ｉの全てに共通する閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３を用いて液質の判定を行った。これに対して、本実施形態においては、電極対２６ａ～２６ｉ毎に異なる閾値Ｔｈ１（ｎ）、Ｔｈ２（ｎ）、Ｔｈ３（ｎ）を用いて液質の判定を行う。
　この場合、本実施形態において、記憶部３３には、図７に示すように、それぞれの電極対２６ａ～２６ｉ毎に、流体の種類に応じた閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３が記憶されている。図７において、ｎは、静電容量の番号（例えば、Ｃ１の場合のｎは１）である。つまり、記憶部３３には、電極対２６ａ（Ｃ１）について、閾値Ｔｈ１（１）、Ｔｈ２（１）、Ｔｈ３（１）が記憶されている。
　この場合、判定部３２による液質判定処理は、図８に示すように行われる。判定部３２は、計測器３１により得られたそれぞれの静電容量相当値Ｃｘ１～Ｃｘ９を取得する（Ｓ３１）。続いて、カウンタとしてのｎを初期値１にセットする（Ｓ３２）。
　続いて、第ｎの電極対の間の静電容量Ｃｎに相当する静電容量相当値Ｃｘｎが、当該第ｎの電極対に対応する第一閾値Ｔｈ１（ｎ）より大きいか否かを判定する（Ｓ３３）。この判定を満たす場合には（Ｓ３３：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、水であると判定する（Ｓ３４）。
　Ｓ３３の判定を満たさない場合には（Ｓ３３：Ｎ）、第ｎの電極対の静電容量相当値Ｃｘｎが、当該第ｎの電極対に対応する第一閾値Ｔｈ１（ｎ）以下であり、かつ、当該第ｎの電極対に対応する第二閾値Ｔｈ２（ｎ）より大きいか否かを判定する（Ｓ３５）。この判定を満たす場合には（Ｓ３５：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、メタノールであると判定する（Ｓ３６）。
　Ｓ３５の判定を満たさない場合には（Ｓ３５：Ｎ）、第ｎの電極対の静電容量相当値Ｃｘｎが、当該第ｎの電極対に対応する第二閾値Ｔｈ２（ｎ）以下であり、かつ、当該第ｎの電極対に対応する第三閾値Ｔｈ３（ｎ）より大きいか否かを判定する（Ｓ３７）。この判定を満たす場合には（Ｓ３７：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、ガソリンであると判定する（Ｓ３８）。この判定を満たさない場合には（Ｓ３７：Ｎ）,当該電極対の位置に存在している流体の種類は、空気であると判定する（Ｓ３９）。
　そして、Ｓ３４，Ｓ３６，Ｓ３８，Ｓ３９の判定後は、カウンタｎが最大値ｎｍａｘであるか否かを判定し（Ｓ４０）、最大値ｎｍａｘでなければ、ｎを１加算して、Ｓ３３から繰り返す（Ｓ４１）。
　このようにして、判定部３２は、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの位置に存在する流体の種類（液体の場合は液質）を判定することができる。従って、燃料タンク１０内において、水、ガソリン、メタノールがそれぞれ存在する高さ（液位）を把握できる。
　このように、記憶部３３は、複数の電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対１～ｎ毎に、流体の種類に応じた複数の液質判定用閾値Ｔｈ１（１）、・・・、Ｔｈ１（ｎ）、Ｔｈ２（１）、・・・Ｔｈ２（ｎ）、Ｔｈ３（１）、・・・Ｔｈ３（ｎ）（ここでは、区別するためにｎについてカッコ書きとしている）を記憶している。
　そして、判定部３２は、複数の液質判定用閾値Ｔｈ１（１）、・・・、Ｔｈ１（ｎ）、Ｔｈ２（１）、・・・Ｔｈ２（ｎ）、Ｔｈ３（１）、・・・Ｔｈ３（ｎ）の中から判定対象の電極対ｋに対応する複数の液質判定用閾値Ｔｈ１（ｋ）、Ｔｈ２（ｋ）、Ｔｈ３（ｋ）を抽出し、抽出された複数の液質判定用閾値Ｔｈ１（ｋ）、Ｔｈ２（ｋ）、Ｔｈ３（ｋ）と当該電極対ｋの間の静電容量相当値Ｃｘｋとを比較することにより、当該電極対ｋの位置に存在する液体の液質を判定する。
　仮に、同種の液体が存在する場合であっても、電極対２６ａ～２６ｉの位置が異なることで計測される静電容量相当値Ｃｘｎが変化することがある。そこで、電極対１～ｎのそれぞれについて、異なる液質判定用閾値Ｔｈ１（１）、・・・、Ｔｈ１（ｎ）、Ｔｈ２（１）、・・・Ｔｈ２（ｎ）、Ｔｈ３（１）、・・・Ｔｈ３（ｎ）を記憶しておく。そして、判定対象の電極対ｋに対応する液質判定用閾値Ｔｈ１（ｋ）、Ｔｈ２（ｋ）、Ｔｈ３（ｋ）と、静電容量相当値Ｃｘｋとを比較することで、当該電極対ｋの位置に存在する液体の液質を確実に判定できる。
　＜第三実施形態＞
　電極ユニット２０のユニット本体２１は、図９に示すように、基材２１ａの表面に電極対２６ａ～２６ｉが取り付けられているとする。この場合、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対の間の静電容量Ｃは、式（１）に示すように、当該電極対の一方面（図９の上側面）の間に存在する流体の静電容量Ｃｆと、当該電極対の他方面（図９の下側面）の間に存在する基材２１ａの静電容量Ｃｓｕｂｓとの和となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　従って、基材２１ａの誘電率によっては、計測器３１により得られる静電容量相当値Ｃｘに影響を及ぼす。当該電極対の位置に存在する流体が空気の場合には、静電容量Ｃ１airは、式（２）により表される。当該電極対の位置に存在する液体が水の場合には、静電容量Ｃ１waterは、式（３）により表される。当該電極対の位置に存在する液体がメタノールの場合には、静電容量Ｃ１methaは、式（４）により表される。当該電極対の位置に存在する液体がガソリンの場合には、静電容量Ｃ１gasは、式（５）により表される。なお、εは誘電率、Ｋａは定数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　このとき、計測器３１により得られる静電容量相当値Ｃｘは、式（６）に示すような値となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ただし、基材２１ａの影響を受けた静電容量Ｃｓｕｂｓを得ることはできない。そこで、上記静電容量相当値Ｃｘを用いるのではなく、式（７）に示すように、検出された静電容量相当値Ｃｘを、空気が存在する場合における電極対の間の静電容量相当値である空気基準値Ｃｘairで除した比較用算出値ｄＣｘを用いる。なお、空気基準値Ｃｘairは、式（８）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　式（７）に示すような比較用算出値ｄＣｘは、基材２１ａの静電容量Ｃｓｕｂｓ自体を把握できなくても、静電容量相当値Ｃｘの違いを得ることができる。この場合の閾値Ｔｈ１１、Ｔｈ２１，Ｔｈ３１について、以下に説明する。ここで、それぞれの誘電率は、例えば、式（９）に示すような値とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　この場合、第一閾値Ｔｈ１１は、液質が水であることを判定するための閾値であり、式（１０）により表される。つまり、第一閾値Ｔｈ１１は、水が存在する場合の電極対の間の静電容量相当値Ｃｘwater（水についての液体基準値）を空気基準値Ｃｘairで除した値に、さらに０．９を乗算した値とする。乗算係数の０．９は、適宜変更できる。また、Ｋａ、Ｋｂは、係数である。この場合、第一閾値Ｔｈ１１は、１２．７５となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　また、第二閾値Ｔｈ２１は、液質がメタノールであることを判定するための閾値であり、式（１１）により表される。つまり、メタノールが存在する場合の電極対の間の静電容量相当値Ｃｘmetha（メタノールについての液体基準値）を空気基準値Ｃｘairで除した値に、さらに０．９を乗算した値とする。この場合、第二閾値Ｔｈ２１は、５．７０となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　また、第三閾値Ｔｈ３１は、液質がガソリンであるか空気であることを判定するための閾値であり、式（１２）により表される。つまり、ガソリンが存在する場合の電極対の間の静電容量相当値Ｃｘgas（ガソリンについての液体基準値）を空気基準値Ｃｘairで除した値に、さらに０．９を乗算した値とする。この場合、第三閾値Ｔｈ３１は、１．２０となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　従って、記憶部３３には、図１０に示すように、空気基準値Ｃｘairと、液質判定用閾値Ｔｈ１１、Ｔｈ２１、Ｔｈ３１を記憶する。この場合に、判定部３２の処理について、図１１を参照して説明する。
　判定部３２は、計測器３１により得られたそれぞれの静電容量相当値Ｃｘ１、Ｃｘ２、・・・、Ｃｘ８、Ｃｘ９を取得する（Ｓ５１）。続いて、比較用算出値ｄＣｘを式（７）に従って算出する（Ｓ５２）。このとき、空気基準値Ｃｘairは、予め記憶部３３に記憶された値を用いる。次に、カウンタとしてのｎを初期値１にセットする（Ｓ５３）。
　続いて、第ｎの電極対に相当する静電容量相当値Ｃｘｎ（液体基準値）を空気基準値Ｃｘairで除した比較用算出値ｄＣｘｎが、第一閾値Ｔｈ１１より大きいか否かを判定する（Ｓ５４）。この判定を満たす場合には（Ｓ５４：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、水であると判定する（Ｓ５５）。
　Ｓ５４の判定を満たさない場合には（Ｓ５４：Ｎ）、第ｎの比較用算出値ｄＣｘｎが、第一閾値Ｔｈ１１以下であり、かつ、第二閾値Ｔｈ２１より大きいか否かを判定する（Ｓ５６）。この判定を満たす場合には（Ｓ５６：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、メタノールであると判定する（Ｓ５７）。
　Ｓ５６の判定を満たさない場合には（Ｓ５６：Ｎ）、第ｎの比較用算出値ｄＣｘｎが、第二閾値Ｔｈ２１以下であり、かつ、第三閾値Ｔｈ３１より大きいか否かを判定する（Ｓ５８）。この判定を満たす場合には（Ｓ５８：Ｙ）、当該電極対の位置に存在している流体の種類は、ガソリンであると判定する（Ｓ５９）。この判定を満たさない場合には（Ｓ５８：Ｎ）,当該電極対の位置に存在している流体の種類は、空気であると判定する（Ｓ６０）。
　そして、Ｓ５５，Ｓ５７，Ｓ５９，Ｓ６０の判定後は、カウンタｎが最大値ｎｍａｘであるか否かを判定し（Ｓ６１）、最大値ｎｍａｘでなければ、ｎを１加算して、Ｓ５４から繰り返す（Ｓ６２）。
　このようにして、判定部３２は、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの部位に存在する流体の種類（液体の場合は液質）を判定することができる。特に、静電容量相当値Ｃｘｎに基材２１ａの影響を受ける場合であっても、比較用算出値ｄＣｘｎを用いて判定することにより、影響を受けにくくすることができる。従って、燃料タンク１０内において、水、ガソリン、メタノールがそれぞれ存在する高さ（液位）を確実に把握できる。
　＜第四実施形態＞
　第三実施形態においては、電極対２６ａ～２６ｉの全てに共通する閾値Ｔｈ１１、Ｔｈ２１、Ｔｈ３１を用いて液質の判定を行った。これに対して、本実施形態においては、電極対２６ａ～２６ｉ毎に異なる閾値Ｔｈ１１（ｎ）、Ｔｈ２１（ｎ）、Ｔｈ３１（ｎ）を用いて液質の判定を行う。
　この場合、記憶部３３には、図１２に示すように、それぞれの電極対２６ａ～２６ｉ毎に、流体の種類に応じた閾値Ｔｈ１１～Ｔｈ３１が記憶されている。そして、判定部３２による液質判定処理は、図１３に示すように行われる。ここで、第二実施形態において第一実施形態に対する相違点が、本実施形態において第三実施形態に対する相違点と実質的に同様である。従って、詳細な説明を省略する。
　＜第五実施形態＞
　第三実施形態において、基材２１ａの厚みが厚く、計測される静電容量相当値Ｃｘが基材２１ａの誘電率の影響を大きく受ける場合について説明した。本実施形態においては、図１４に示すように、基材２１ａが薄く、その影響が小さい場合について説明する。
　この場合、計測される静電容量相当値Ｃｘは、基材２１ａの誘電率の影響よりも、基材２１ａの裏面側に存在する流体の影響を受けるものとする。このとき、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれの電極対の間の静電容量Ｃは、式（１３）に示すように、当該電極対の一方面（図９の上側面）の間に存在する流体の静電容量Ｃｆと、当該電極対の他方面（図９の下側面）の間に存在する基材２１ａの静電容量Ｃｓｕｂｓとの和となる。ただし、ここでは、静電容量Ｃｓｕｂｓは、基材２１ａの裏面側に存在する流体の静電容量Ｃｆと同一であるとする。従って、式（１３）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　従って、当該電極対の位置に存在する流体が空気の場合には、静電容量Ｃ２airは、式（１４）により表される。当該電極対の位置に存在する液体が水の場合には、静電容量Ｃ２waterは、式（１５）により表される。当該電極対の位置に存在する液体がメタノールの場合には、静電容量Ｃ２methaは、式（１６）により表される。当該電極対の位置に存在する液体がガソリンの場合には、静電容量Ｃ２gasは、式（１７）により表される。なお、εは誘電率、Ｋａは定数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　このとき、計測器３１により得られる静電容量相当値Ｃｘは、式（１８）に示すような値となる。なお、Ｋｂは定数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　本実施形態においては、基材２１ａの影響をほとんど受けないとしても、基材２１ａの裏面側の流体自身の影響を受けるとなると、実質的に２つの電極対が存在することになる。このように、電極対を基材２１ａに貼り付けることにより、単に存在する流体の静電容量だけでは判定できない。そこで、この場合も、第三実施形態と同様に、式（１９）にて表される比較用算出値ｄＣｘを用いて判定する。なお、空気基準値Ｃｘ２airは、式（２０）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　この場合、それぞれの閾値Ｔｈ１２、Ｔｈ２２、Ｔｈ３２は、式（２１）（２２）（２３）により表される。第一閾値Ｔｈ１２は、７２となる。第二閾値Ｔｈ２２は、２９．７となる。第三閾値Ｔｈ３２は、１．８となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　従って、記憶部３３には、図１５に示すように、空気基準値Ｃｘ２airと、液質判定用閾値Ｔｈ１２、Ｔｈ２２、Ｔｈ３２を記憶する。なお、判定部３２による液質判定処理は、第三実施形態と同様である。
　＜第六実施形態＞
　上記実施形態においては、電極対の間の静電容量相当値Ｃｘと閾値とを直接比較することにより、電極対の位置に存在する流体の種類を判定した。本実施形態においては、選択した２つの電極対の間に、流体の境界面が存在するか否かを判定することにより、どの流体の界面がどこに位置しているかを把握する。
　具体的には、空気および複数の液体がそれぞれ存在する場合における電極対の間の静電容量相当値Ｃｘの差ΔＣｘ（比較用差値）と、それに対応する境界面判定用閾値Ｔｈ４とを直接比較する。
　比較用差値ΔＣは、式（２４）に示すように、高さの異なる２つの電極対のそれぞれの間の静電容量相当値Ｃｘ（ｕｐ）、Ｃｘ（ｄｏｗｎ）の差である。ここで、高さの異なる２つの電極対は、高さ方向に隣接する２つの電極対を対象としてもよいし、１つ以上離れた２つの電極対を対象としてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　そして、記憶部３３には、図１６に示すように、境界面判定用閾値Ｔｈ４water-gas、Ｔｈ４water-metha、Ｔｈ４metha-air、Ｔｈ４metha-gasが記憶されている。それぞれの境界面判定用閾値Ｔｈ４water-gas、Ｔｈ４water-metha、Ｔｈ４metha-air、Ｔｈ４metha-gasは、式（２）～（６）、（８）を用いると、式（２５）（２６）（２７）（２８）（２９）に示す通りである。なお、Ｋは、係数である。それぞれの閾値Ｔｈ４water-gas、Ｔｈ４water-metha、Ｔｈ４metha-air、Ｔｈ４metha-gasは、予めそれぞれの流体についての静電容量相当値Ｃｘを実測することにより得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
　この場合の判定部３２による判定処理について、図１７を参照して説明する。まず、高さの異なる電極対の静電容量相当値Ｃｘ（ｕｐ）、Ｃｘ（ｄｏｗｎ）を取得する（Ｓ９１）。例えば、下側の電極対２６ａから上側に向かって順に判定するとよい。続いて、比較用差値ΔＣｘを式（２４）に従って算出する（Ｓ９２）。
　続いて、比較用差値ΔＣｘが、水とガソリンとの境界面判定用閾値Ｔｈ４water-gasより大きいか否かを判定する（Ｓ９３）。この判定を満たす場合には（Ｓ９３：Ｙ）、当該２つの電極対の高さ方向間に、水とガソリンとの境界面が存在すると判定する（Ｓ９４）。
　Ｓ９３の判定を満たさない場合には（Ｓ９３：Ｎ）、比較用差値ΔＣｘが、水とメタノールとの境界面判定用閾値Ｔｈ４water-methaより大きいか否かを判定する（Ｓ９５）。この判定を満たす場合には（Ｓ９５：Ｙ）、当該２つの電極対の高さ方向間に、水とメタノールとの境界面が存在すると判定する（Ｓ９６）。
　Ｓ９５の判定を満たさない場合には（Ｓ９５：Ｎ）、比較用差値ΔＣｘが、メタノールと空気との境界面判定用閾値Ｔｈ４metha-airより大きいか否かを判定する（Ｓ９７）。この判定を満たす場合には（Ｓ９７：Ｙ）、当該２つの電極対の高さ方向間に、メタノールと空気との境界面が存在すると判定する（Ｓ９８）。
　Ｓ９７の判定を満たさない場合には（Ｓ９７：Ｎ）、比較用差値ΔＣｘが、メタノールとガソリンとの境界面判定用閾値Ｔｈ４metha-gasより大きいか否かを判定する（Ｓ９９）。この判定を満たす場合には（Ｓ９９：Ｙ）、当該２つの電極対の高さ方向間に、メタノールとガソリンとの境界面が存在すると判定する（Ｓ１００）。Ｓ９９の判定を満たさない場合には（Ｓ９９：Ｎ）、当該２つの電極対の高さ方向間に、ガソリンと空気との境界面が存在すると判定する（Ｓ１０１）。
　このように、それぞれの境界面判定用閾値Ｔｈ４water-gas、Ｔｈ４water-metha、Ｔｈ４metha-air、Ｔｈ４metha-gasを用いて、比較用差値ΔＣｘと比較することにより、当該２つの電極対の高さ方向間に異なる流体が存在することを判定することができる。つまり、それぞれの液体の境界面を把握することにより、それぞれの液体の液位を判定できる。
　＜第七実施形態＞
　図２に示したように、ユニット本体２１において、電極対２６ａ～２６ｉに接続される配線は、一部共通化していた。これに対して、図１８に示すように、ユニット本体２１において、電極対２６ａ～２６ｉのそれぞれに配線を設けても良い。
　＜第八実施形態＞
　次に、ユニット本体２１は、図１９に示すように、複数の第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９と、第二電極対Ｃ１００、Ｃ２００、Ｃ３００、Ｃ４００とを備える。
　それぞれの第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９は、第一実施形態において図２に示す電極対Ｃ１～Ｃ９と同様の構成である。つまり、タンク内に高さ方向にずらして配置される複数の第一電極対により１つの第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９を構成する。そして、第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９が最も下方に位置し、上方に向かって、順に、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９が高さ方向にずれて配置される。
　さらに、それぞれの第一電極対ユニットを構成する第一電極対のうち１桁の数字が同一の第一電極対は、同一配線により接続されている。例えば、Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１は、同一配線により接続され、Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２、Ｃ４２は、同一配線により接続されている。このように、同一配線により接続される第一電極対が複数存在する場合には、当該配線に接続されている全ての第一電極対による静電容量相当値Ｃｘが計測されてしまう。
　そこで、それぞれの第一電極対ユニットを区別するために、第二電極対１００～４００を、それぞれの第一電極対ユニットに対応するように配置する。具体的には、第二電極対１００は、第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９のすぐ下に配置され、第二電極対２００は、第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９より上方であり、第一電極対ユニットＣ２１～Ｃ２９のすぐ下方に配置される。このように、それぞれの第二電極対１００～４００は、それぞれの第一電極対ユニットが存在する位置にそれぞれ配置されている。
　この場合、記憶部３３には、それぞれの第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９に応じた閾値Ｔｈ１００、Ｔｈ２００、Ｔｈ３００、Ｔｈ４００を記憶する。さらに、記憶部３３には、第二電極対１００～４００による第二判定用閾値を記憶する。ここで、閾値Ｔｈ１００、Ｔｈ２００、Ｔｈ３００、Ｔｈ４００は、上記実施形態にて説明したように、それぞれの液質に応じた閾値を総称して示している。
　そして、閾値Ｔｈ１００～Ｔｈ４００は、それぞれ異なる閾値である。例えば、最も下方に位置する第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９と比較する閾値Ｔｈ１００は、最も小さな値であり、上方の閾値ほど大きな閾値である。
　判定部３２による判定処理は、図２０に示すように行われる。判定部３２は、まず、それぞれの第二電極対１００～４００の間の静電容量相当値Ｃｘと第二判定用閾値との比較を行う。つまり、判定部３２は、それぞれの第二電極対１００～４００の位置に存在する液質を判定する（Ｓ１１１）。
　続いて、判定部３２は、それぞれの第一電極対ユニットを構成する第一電極対の静電容量相当値と閾値Ｔｈ１００、Ｔｈ２００、Ｔｈ３００、Ｔｈ４００との比較を行う（Ｓ１１２）。このとき、判定部３２は、第一電極対Ｃ１１～Ｃ１９により得られた静電容量相当値Ｃｘと閾値Ｔｈ１００のうちそれぞれの液質に応じた閾値とを比較する。他も同様である。
　このように、第二電極対１００～４００による計測と、それぞれの第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９に対して異なる閾値を用いることにより、同一配線で接続されている複数の第一電極対（例えばＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１）について、どの第一電極対の位置にどの種類の液体が存在するかを判定できる。
　さらに、一の第一電極対ユニットＣ１１～Ｃ１９における電極対は、他の第一電極対ユニットＣ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９における第一電極対のいずれかと同一配線により接続されている。従って、配線を少なくすることができる。ただし、異なる電極対を同一配線で接続するため、当該異なる電極対のどの電極対に該当する液体が存在しているかを判定できない。そこで、上述したように、第二電極対Ｃ１００～Ｃ４００を用いることにより、複数の第一電極対ユニットの中からどのユニットを適用するかを判定できる。
１００：静電容量型液位検出装置、　１０：燃料タンク、　１１：凹所、　２０：電極ユニット、　２１：ユニット本体、　２１ａ：電極ユニットの基材、　２２：付勢部材、　２６ａ～２６ｉ：電極対、　３０：検出回路、　３１：計測器、　３２：判定部、　３３：記憶部、　Ｃ１１-Ｃ１９、Ｃ２１～Ｃ２９、Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ４１～Ｃ４９：第一電極対ユニット、Ｃ１００～Ｃ４００：第二電極対、　Ｃｘ：静電容量相当値

Claims (7)

  1. 　液体を貯留するタンク内に、高さ方向にずらして配置される複数の電極対と、
    　前記複数の電極対におけるそれぞれの電極対の間の静電容量相当値を取得する計測器と、
    　空気および複数の液体のそれぞれが存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値に基づいて決定された複数の閾値を記憶する記憶部と、
    　それぞれの前記電極対の間の静電容量相当値と、前記複数の閾値のそれぞれとを比較することにより、液質に応じた液位を判定する判定部と、
    　を備える、静電容量型液位検出装置。
  2. 　前記記憶部に記憶される閾値は、液体の種類に応じた液質判定用閾値であり、
    　前記判定部は、それぞれの前記電極対の間の静電容量相当値と、前記複数の液質判定用閾値のそれぞれとを比較することにより、当該電極対の位置に存在する液体の液質を判定する、
    　請求項１の静電容量型液位検出装置。
  3. 　空気が存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値を空気基準値とし、
    　複数の液体のそれぞれが存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値をそれぞれの液体基準値とした場合に、
    　それぞれの前記液質判定用閾値は、それぞれの前記液体基準値を前記空気基準値で除した値に基づいて決定され、
    　前記判定部は、前記計測器により取得された前記静電容量相当値を前記空気基準値で除した値を算出し、当該値と前記液質判定用閾値とを比較することにより液質に応じた液位を判定する、請求項２の静電容量型液位検出装置。
  4. 　前記記憶部は、前記複数の電極対のそれぞれの電極対毎に、液体の種類に応じた複数の液質判定用閾値を記憶し、
    　前記判定部は、複数の液質判定用閾値の中から判定対象の前記電極対に対応する複数の液質判定用閾値を抽出し、抽出された複数の液質判定用閾値と当該電極対の間の静電容量相当値とを比較することにより、当該電極対の位置に存在する液体の液質を判定する、
    　請求項２または３の静電容量型液位検出装置。
  5. 　前記記憶部に記憶される閾値は、空気および複数の液体がそれぞれ存在する場合における前記電極対の間の静電容量相当値の差に対応する境界面判定用閾値であり、
    　前記判定部は、異なる２つの前記電極対の間のそれぞれの静電容量相当値の差と、複数の前記境界面判定用閾値とを比較することにより、当該２つの電極対の高さ方向間に異なる流体が存在することを判定する、
    　請求項１～４の何れか一項の静電容量型液位検出装置。
  6. 　前記静電容量型液位検出装置は、
    　前記タンク内に高さ方向にずらして配置される複数の第一電極対により１つの第一電極対ユニットを構成し、複数の前記第一電極対ユニットを高さ方向にずらして配置されると共に、一の前記ユニットにおけるそれぞれの前記第一電極対と、他の前記ユニットにおける前記第一電極対のいずれかとは同一配線により接続される、前記複数の第一電極対ユニットと、
    　それぞれの前記第一電極対ユニットが存在する位置にそれぞれ配置された複数の第二電極対と、
    　を備え、
    　前記記憶部は、それぞれの前記第一電極対ユニットに応じた前記閾値を記憶すると共に、前記第二電極対による第二判定用閾値を記憶し、
    　前記判定部は、
    　それぞれの前記第二電極対の間の静電容量相当値と前記第二判定用閾値との比較、および、それぞれの前記第一電極対ユニットを構成する前記第一電極対の静電容量相当値と前記閾値との比較に基づいて、液質に応じた液位を判定する、
    　請求項１～５の何れか一項の静電容量型液位検出装置。
  7. 　前記タンクは、車両の燃料タンクであり、底部に凹所を有し、
    　前記静電容量型液位検出装置は、前記タンクにおける前記凹所とその天面との上下間に固定される電極ユニットを備え、
    　前記電極ユニットは、
    　棒状に形成され、前記複数の電極対を備えると共に、下端を前記凹所に配置されるユニット本体と、
    　前記ユニット本体の上端に設けられ、伸張方向に付勢すると共に、前記タンクの天面に対して付勢する付勢部材と、
    　を備える、請求項１～６の何れか一項の静電容量型液位検出装置。
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