JP2016095191A - 液位特定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体が分離し得る状況において、適切に液位を特定し得る技術を提供する。【解決手段】 制御装置８０は、燃料が燃料タンク内に供給され、かつ、燃料が供給された後の燃料の密度が、燃料が供給される前の燃料の密度よりも高い場合に、燃料が燃料タンク内に供給されることによって上昇する液位上昇量を特定し（Ｓ３２）、液位上昇量を、燃料が供給される前の燃料タンク内の液位に加算する（Ｓ３４）特定処理を実行して、燃料が燃料タンク内に供給された後の液位を特定する。【選択図】 図３

Description

本明細書では、燃料の液位を特定する液位特定装置に関する。

特許文献１に、液面レベルセンサが開示されている。液面レベルセンサは、容器内に配置され、液面の変位方向に延在するメインセンサと、容器の底部に配置されるリファレンスセンサと、回路ユニットと、を備える。回路ユニットは、リファレンスセンサの出力に基づいて液体の比誘電率を求める。また、回路ユニットは、比誘電率及びメインセンサの出力に基づいて液面レベルを求める。

特開２００８−２６１６６号公報

容器内に既に貯留されている液体（以下では「貯留液体」と呼ぶ）と異なる液体（以下では「供給液体」と呼ぶ）が容器に新たに供給される場合、容器内で、貯留液体と供給液体とが容器の深さ方向に分離する可能性がある。本明細書では、液体が分離し得る状況において、適切に液位を特定し得る技術を提供する。

本明細書は、液位特定装置である。液位特定装置は、第１センサと、第２センサと、演算装置と、を備える。第１センサは、液体の電気的特性を利用して、容器内の液体の液位を検出する。第２センサは、液体の電気的特性を利用して、容器内の液体の液質を検出する。演算装置は、第１センサの検出結果と、第２センサの検出結果と、を用いて、液位を特定する。演算装置は、液体が容器内に供給され、かつ、液体が供給された後の液体の密度が、液体が供給される前の容器内の液体の密度よりも高い場合に、液体が容器内に供給されることによって上昇する液位上昇量を特定し、液位上昇量を、液体が供給される前の容器内の液位に加算する特定処理を実行して、液体が容器内に供給された後の容器内の液位を特定する。

容器内に液体が供給された直後では、既に容器内に貯留されている液体（以下「貯留液体」と呼ぶ）と、新たに供給された液体（以下「供給液体」と呼ぶ）と、が十分に混合されていない。この結果、貯留液体の密度（即ち単位体積当たりの質量）と供給液体の密度とが異なる場合、貯留液体と供給液体とが、容器内で容器の深さ方向に分離する可能性がある。容器に供給液体が勢いよく供給されると、供給液体は、容器の底部に向かって流れる。このため、供給液体の密度が貯留液体の密度よりも高い場合、供給液体は、容器の底部に滞留して、貯留液体と供給液体とが、容器内で容器の深さ方向に分離する。貯留液体の電気的特性と供給液体の電気的特性とが異なると、容器の深さ方向で、液体の電気的特性が変化する。

上記の構成では、演算装置は、液体が供給された後の液体の密度が、液体が供給される前の液体の密度よりも高い場合、供給液体による液位上昇量を特定し、液体が供給される前の液位に加算する特定処理を実行して、液位を特定する。この結果、液体の電気的特性を利用して、適切に液位を特定し得る。

第１実施例の燃料タンク周辺の構成を示す。 第１実施例の制御装置が実行する液位特定処理のフローチャートを示す。 第１実施例の特定処理のフローチャートを示す。 第１実施例の特定処理を説明するための概要図を示す。 第１実施例の特定処理を説明するための概要図を示す。 第２実施例の燃料タンク周辺の構成を示す。 第２実施例の特定処理のフローチャートを示す。 第２実施例の特定処理を説明するための概要図を示す。 第２実施例の特定処理を説明するための概要図を示す。 第３実施例の特定処理のフローチャートを示す。 第４実施例の特定処理のフローチャートを示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）液位特定装置では、第２センサは、全体に亘って容器内の液体に浸漬されてもよい。この構成によれば、容器内の液体の液位に依存して、第２センサの検出結果が変動することを回避することができる。

（特徴２）液位特定装置では、第２センサは、第１センサの鉛直方向下方に配置されていてもよい。この構成によれば、第２センサを第１センサの横に並べて配置する構成と比較して、第１センサと第２センサとの水平方向の面積を小さくすることができる。この結果、第１センサと第２センサとを容器内に配置し易くすることができる。

（特徴３）液位特定装置は、容器内の液体の液質を検出する第３センサであって、第２センサと離れた位置に配置される第３センサを備えていてもよい。演算装置は、液体が容器内に供給され、かつ、第２センサの検出結果と第３センサの検出結果との差が、予め決められた差よりも大きい場合に、特定処理を実行して、液体が供給された後の液位を特定してもよい。容器内で液質が不均一である場合、第２センサの検出結果と第３センサの検出結果との差が大きくなる。この場合、容器内の液体が分離している可能性がある。上記の構成では、第２センサの検出結果と第３センサの検出結果との差が大きい場合、特定処理を実行することによって、液位を特定する。この構成によれば、液位を適切に特定し得る。

（特徴４）液位特定装置では、第１センサは、第３センサの下流側に配置されており、第３センサによって検出対象となった液体を用いて、液体の液位および液質を検出してもよい。

（特徴５）液位特定装置では、演算装置は、第２センサの検出結果の単位時間当たりの変化が予め決められた変化量よりも大きい場合に、特定処理を実行して、液体が供給された後の液位を特定してもよい。この構成によれば、容器内の液質が均一化されるまで、特定処理を実行することによって、液位を特定することができる。

（特徴６）液位特定装置では、第１センサは、容器の深さ方向に伸びる第１電極対を備えていてもよい。第２センサは、第１電極対とは異なる第２電極対を備えていてもよい。演算装置は、第１センサの静電容量と、第２センサの静電容量と、を用いて、液位を特定してもよい。この構成によれば、液体の電気的特性を用いて、適切に液位を特定することができる。

（特徴７）液位特定装置の液位を特定する対象の液体は、ガソリンとアルコールとの少なくとも一方を含む車両用の燃料であってもよい。この場合、液質は、燃料に含まれるアルコールの濃度を含んでいてもよい。演算装置は、第２センサの検出結果を用いて、アルコール濃度を特定し、液体が供給された後の液体のアルコール濃度が、液体が供給される前の液体のアルコール濃度よりも高い場合に、液体が供給された後の液体の密度が、液体が供給される前の液体の密度よりも高いと判断してもよい。アルコールは、ガソリンと比較して密度が高い。このため、アルコール濃度を利用して、燃料の密度の高低を適切に判断することができる。

（第１実施例）
図１に示すように、本実施例の燃料供給ユニット１は、自動車等の車両に搭載され、図示省略したエンジンに燃料を供給する。燃料供給ユニット１は、燃料タンク２と、燃料ポンプユニット３０と、燃料センサユニット１０と、を備える。燃料タンク２には、ガソリンあるいはガソリンとアルコール（例えばエタノール）との混合燃料が貯留される。燃料タンク２には、図示省略した給油口から燃料が給油される。

燃料ポンプユニット３０は、燃料ポンプ３４及びフィルタ等を備える。燃料ポンプユニット３０は、燃料ポンプ３４を用いて、リザーブカップ２０内の燃料をフィルタで濾過し、パイプ４０及び吐出ポート１２を介して、エンジンに供給する。燃料ポンプ３４から吐出される燃料は、プレッシャーレギュレータ４２によって調圧される。これにより、エンジンに供給される燃料の圧力を一定圧力に調整する。プレッシャーレギュレータ４２によって調圧された燃料は、パイプ４０から吐出ポート１２を通過して、エンジンに圧送される。プレッシャーレギュレータ４２は、燃料ポンプ３４から吐出される燃料の一部を、パイプ５２に放出する。パイプ５２の一端には、プレッシャーレギュレータ４２が接続され、パイプ５２の他端には、濃度センサユニット６０が接続されている。

燃料センサユニット１０は、燃料タンク２の上端の開口を閉塞するセットプレート１４に取り付けられている。燃料センサユニット１０は、制御装置８０と、濃度センサユニット６０と、液位センサユニット７０と、を備える。なお、変形例では、燃料センサユニット１０は、濃度センサユニット６０を備えていなくてもよい。

濃度センサユニット６０は、電極対を有するセンサを備える。電極対は、外側電極と内側電極を有する。外側電極と内側電極とは、それぞれ、円筒形状を有している。内側電極は、外側電極に収容されている。内側電極と外側電極とは、隙間を有して対向している。内側電極と外側電極との隙間には、プレッシャーレギュレータ４２から伸びるパイプ５２が連通している。燃料ポンプ３４が駆動している間、内側電極と外側電極との隙間は、パイプ５２を介してプレッシャーレギュレータ４２から供給される燃料で満たされている。

濃度センサユニット６０の内側電極と外側電極との隙間は、パイプ５４を介して、液位センサユニット７０に連通する。液位センサユニット７０は、燃料タンク２内であって、リザーブカップ２０の外側に配置されている。液位センサユニット７０は、液位センサ１００と、リファレンスセンサ１１０と、を備える。

液位センサ１００は、２個の電極１０２，１０４を備える。電極１０２は、導電部材で作製されており、円柱形状を有する。電極１０２の中心軸は、燃料タンク２の深さ方向に伸びている。電極１０２は、燃料タンク２の深さ方向の延在している。電極１０２の外周には、電極１０４が配置されている。電極１０４は、導電部材で作製されており、円筒形状を有する。電極１０４は、電極１０２を収容している。電極１０４の中心軸は、電極１０２の中心軸に一致している。電極１０４の内周面は、電極１０２の外周面と間隔を有して配置されている。

電極１０４の上下端は、それぞれ、端壁７２，７３によって閉塞されている。端壁７３の下端は、燃料タンク２の底面に接触している。電極１０４の内周面と、電極１０２の外周面と、端壁７２の下面と、端壁７３の上面と、によって、貯留空間７５が画定されている。貯留空間７５は、パイプ５４を介して、濃度センサユニット６０の内側電極と外側電極との隙間と連通している。また、貯留空間７５は、端壁７２，７３を貫通する貫通孔によって、燃料タンク２内と連通している。

電極１０２，１０４は、燃料タンク２の下端付近から上端付近まで伸びている。このため、燃料タンク２内の燃料の液位に応じて、電極１０２，１０４の一部は、燃料から露出する。貯留空間７５は、燃料タンク２内に連通しているため、貯留空間７５内の燃料の液位は、貯留空間７５外の燃料の液位に一致する。即ち、燃料タンク２内の燃料の液位に応じて、貯留空間７５の一部には、燃料タンク２内の気体が存在することとなる。

リファレンスセンサ１１０は、２個の電極１１２，１１４を備える。電極１１２は、導電部材で作製されており、円柱形状を有する。電極１１２の中心軸は、燃料タンク２の深さ方向に伸びている。電極１１２は、燃料タンク２の深さ方向の延在している。電極１０２の外周には、電極１１４が配置されている。電極１１４は、導電部材で作製されており、円筒形状を有する。電極１１４は、電極１１２を収容している。電極１１４の中心軸は、電極１１２の中心軸に一致している。電極１１４の内周面は、電極１１２の外周面と間隔を有して配置されている。なお、電極１１２，１１４の中心軸は、燃料タンク２の深さ方向に伸びていなくてもよい。例えば、電極１１２，１１４の中心軸は、燃料タンク２の深さ方向に直交する方向に伸びていてもよい。同一の条件で、同一の燃料を検出する場合、濃度センサユニット６０の静電容量とリファレンスセンサ１１０の静電容量とが一致するように、電極１１２，１１４の大きさ及び間隔が調整されている。

電極１１４の上下端は、それぞれ、端壁７６，７７によって閉塞されている。端壁７７の下端は、燃料タンク２の底面に接触している。電極１１４の内周面と、電極１１２の外周面と、端壁７６の下面と、端壁７７の上面と、によって、貯留空間７９が画定されている。貯留空間７９は、端壁７６，７７を貫通する貫通孔によって、燃料タンク２内と連通している。

電極１１２，１１４の中心軸方向の長さは、燃料タンク２の深さに対して十分に短い。このため、通常、電極１１２，１１４は、常に燃料に浸漬されている。従って、通常、貯留空間７９は、燃料タンク２の底部付近の燃料によって満たされている。

濃度センサユニット６０及び液位センサユニット７０、即ち、液位センサ１００及びリファレンスセンサ１１０は、制御装置８０によって制御される。制御装置８０は、セットプレート１４上に配置されている。制御装置８０は、ＣＰＵ、メモリ等を含む回路を有する。制御装置８０は、図示省略したハーネスによって、濃度センサユニット６０及び液位センサユニット７０のそれぞれに電気的に接続されている。制御装置８０は、図示省略したバッテリに接続されている。制御装置８０は、バッテリから供給される電力を、予め決められた周波数（例えば、１０Ｈｚ〜３ＭＨｚ）の信号（交流電流）に変換して、濃度センサユニット６０及び液位センサユニット７０のそれぞれに供給する。制御装置８０は、車両の制御部（例えばＥＣＵ（Engine Control Unitの略））（ともに図示省略）に通信可能に接続されている。

制御装置８０のメモリは、後述の計測処理を実行するための様々な情報を格納している。例えば、制御装置８０のメモリは、濃度計測データベースと、静電容量Ｃ_{ｌｆｕｌｌ}、Ｃ_{ｒｆｕｌｌ}、Ｃ_ｌａｉｒ、Ｃ_ｒａｉｒを格納している。濃度計測データベースは、予め実験によって得られた濃度センサユニット６０の電極対の静電容量と燃料中のアルコール濃度との相関関係を示すデータベースである。なお、制御装置８０のメモリは、濃度計測データベースに代えて、予め実験によって得られた濃度センサユニット６０の電極対の静電容量と燃料中のアルコール濃度との相関関係を示す数式を格納していてもよい。

静電容量Ｃ_{ｌｆｕｌｌ}、Ｃ_{ｒｆｕｌｌ}、Ｃ_ｌａｉｒ、Ｃ_ｒａｉｒは、予め実験によって特定された静電容量である。具体的には、静電容量Ｃ_{ｌｆｕｌｌ}は、アルコール濃度が既知のＸ％（０≦Ｘ≦１００）の燃料が、貯留空間７５に満たされている場合の液位センサ１００の静電容量である。静電容量Ｃ_{ｒｆｕｌｌ}は、アルコール濃度が既知のＸ％の燃料が、貯留空間７９に満たされている場合のリファレンスセンサ１１０の静電容量である。静電容量Ｃ_ｌａｉｒは、貯留空間７５が大気に満たされている場合の液位センサ１００の静電容量である。静電容量Ｃ_ｒａｉｒは、貯留空間７９が大気に満たされている場合のリファレンスセンサ１１０の静電容量である。

（燃料供給ユニット１の動作）
次いで、燃料供給ユニット１の動作について説明する。運転者が、例えば、イグニションスイッチを操作して、エンジンを始動させると、燃料供給ユニット１は駆動する。最初に、燃料供給ユニット１が駆動している間の燃料の流れについて説明する。燃料供給ユニット１が駆動すると、リザーブカップ２０内の燃料は、燃料ポンプ３４内に吸引される。燃料は、燃料ポンプ３４によって昇圧され、パイプ４０に吐出される。パイプ４０に吐出された燃料の一部は、吐出ポート１２からエンジンに供給される。パイプ４０に吐出された燃料の他の一部は、プレッシャーレギュレータ４２から、パイプ５２を介して、濃度センサユニット６０に吐出される。

濃度センサユニット６０に吐出された燃料は、濃度センサユニット６０内を通過して、パイプ５４に放出される。そして、パイプ５４内の燃料は、端壁７２の貫通孔を介して、貯留空間７５に流入する。貯留空間７５内の燃料は、燃料タンク２内の燃料の液位に応じて、貯留空間７５外に排出される。

次に、図２を参照して、制御装置８０が実行する計測処理を説明する。燃料ポンプ３４の駆動中、制御装置８０は、計測処理を実行する。具体的には、制御装置８０は、濃度センサユニット６０を用いて、燃料タンク２内の燃料に含まれるアルコール濃度を検出する。また、制御装置８０は、液位センサユニット７０を用いて、燃料タンク２内の燃料の液位を計測する。制御装置８０は、エンジンが停止されるまで、計測処理を繰り返し実行する。

Ｓ１２において、制御装置８０は、燃料中のアルコール濃度を計測する。具体的には、制御装置８０は、濃度センサユニット６０に交流電力を供給し、濃度センサユニット６０の電極対の静電容量を特定する。濃度センサユニット６０の電極対の隙間は、燃料が充満している。このため、濃度センサユニット６０の電極対の静電容量は、燃料の誘電率に相関して変動する。その一方で、燃料タンク２内の液位の高低によっては変動しない。制御装置８０には、特定済みの濃度センサユニット６０の電極対の静電容量と、濃度計測データベースとを用いて、燃料中のアルコール濃度を計測する。制御装置８０は、計測済みのアルコール濃度を、ＥＣＵに出力する。ＥＣＵは、燃料中のアルコール濃度に応じて、エンジンに供給する燃料量を調整する。

次いで、Ｓ１４において、制御装置８０は、液位センサ１００に交流電圧を供給し、液位センサ１００の静電容量を算出する。制御装置８０は、算出済みの液位センサ１００の静電容量を制御装置８０のメモリに格納する。貯留空間７５内の燃料の液位は、燃料タンク２内の燃料の液位と一致する。燃料と燃料タンク２内の気体との誘電率が異なるため、貯留空間７５の燃料の液位に相関して、液位センサ１００の静電容量は変動する。さらに、液位センサ１００の静電容量は、燃料の誘電率に相関して変動する。

次いで、Ｓ１６において、制御装置８０は、リファレンスセンサ１１０に交流電圧を供給し、リファレンスセンサ１１０の静電容量を算出する。制御装置８０は、算出済みのリファレンスセンサ１１０の静電容量を制御装置８０のメモリに格納する。貯留空間７９には、燃料が充満している。このため、リファレンスセンサ１１０の静電容量は、燃料の誘電率に相関して変動する。その一方で、燃料タンク２内の液位の高低によっては変動しない。

Ｓ２０では、制御装置８０は、Ｓ１６で算出済みのリファレンスセンサ１１０の静電容量（以下では「静電容量Ｃ_ｒｍｅ２」と呼ぶ）が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が算出される直前に算出済みの静電容量（以下では「静電容量Ｃ_ｒｍｅ１」と呼ぶ）よりも大きいか否かを判断する。

静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ１よりも大きくない場合、即ち、静電容量Ｃ_ｒｍｅ１に等しい、あるいは静電容量Ｃ_ｒｍｅ１より小さい場合（Ｓ２０でＮＯ）、Ｓ２２において、制御装置８０は、通常処理によって、液位を特定して、Ｓ１２に戻る。

具体的には、制御装置８０は、Ｓ１４で算出済みの静電容量（以下では静電容量「Ｃ_ｌｍｅ２」と呼ぶ）と、Ｓ１６で算出済みの静電容量Ｃ_ｒｍｅ２と、予め制御装置８０に格納されている静電容量Ｃ_{ｌｆｕｌｌ}、Ｃ_{ｒｆｕｌｌ}、Ｃ_ｌａｉｒ、Ｃ_ｒａｉｒと、を用いて、以下の数式１によって液位Ｌを特定する。なお、液位Ｌは、貯留空間７５が燃料で満たされている状態に対する割合を示す。

一方、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ１よりも大きい場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、Ｓ２４において、制御装置８０は、特定処理を実行して、Ｓ１２に戻る。

Ｓ２０の処理の直前のＳ１６で算出済みのリファレンスセンサ１１０の静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が算出されたＳ１６の処理の直前のＳ１６で算出済みのリファレンスセンサ１１０の静電容量Ｃ_ｒｍｅ１と異なる場合とは、既に貯留されていた燃料（即ち静電容量Ｃ_ｒｍｅ１に対応する燃料）とは異なるアルコール濃度を有する燃料が、燃料タンク２内に給油された可能性が高い。

さらに、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ１よりも大きい場合（Ｓ２０でＹＥＳ）には、既に貯留されていた燃料（即ち静電容量Ｃ_ｒｍｅ１に対応する燃料）よりも密度が高い燃料、即ちアルコール濃度が高い燃料が燃料タンク２内に給油された可能性が高い。燃料タンク２内に燃料が給油される状況では、給油ノズルから吐出される燃料は、昇圧されているため、燃料タンク２内に燃料が貯留されている状態でも、燃料タンク２内の底部側に流れる。アルコールの密度（即ち単位体積当たりの質量）は、ガソリンの密度よりも大きい。このため、新たに給油された燃料（以下『給油燃料』と呼ぶ）のアルコール濃度が、既に燃料タンク２内に貯留されている燃料（以下『貯留燃料』と呼ぶ）のアルコール濃度よりも高い場合、給油燃料は燃料タンク２の底側に留まる一方、貯留燃料は給油燃料の上方に移動される。この結果、給油燃料と貯留燃料とが、燃料タンク２の深さ方向に分離する。

図４には、給油前の貯留空間７５，７９内の燃料の状態が模式的に示されており、図５には、給油後の貯留空間７５，７９内の燃料の状態が模式的に示されている。図４と図５を比較して明らかなように、貯留燃料ＯＦは、より密度の高い給油燃料ＳＦの上方に分離している。この状態では、給油後のリファレンスセンサ１１０の静電容量Ｃ_ｒｍｅ２は、給油燃料ＳＦの誘電率に応じた静電容量となる。一方、液位センサ１００の静電容量Ｃ_ｌｍｅ２は、貯留燃料ＯＦに応じた静電容量と、給油燃料ＳＦに応じた静電容量と、を組み合わせた静電容量となる。貯留燃料ＯＦに応じた静電容量は、給油前の液位Ｌｖ１（図４参照）に対応する範囲Ｌｖ１（図５参照）における静電容量Ｃ_ｌｍｅ１であり、給油燃料ＳＦに応じた静電容量は、液位センサ１００の範囲ｄＬｖ（即ち液位上昇量ｄＬｖに対応する範囲）における静電容量ｄＣ_ｌｖ（即ち静電容量Ｃ_ｌｍｅ２と静電容量Ｃ_ｌｍｅ１との差）である。

この状態では、液位センサ１００の計測対象の燃料の誘電率が、リファレンスセンサ１１０の計測対象の燃料の誘電率と一致することを前提とするＳ２２の通常処理を実行することによって、液位を特定したのでは、正確な液位を特定することが難しい。以下では、図３を参照して、Ｓ２４の特定処理を説明する。

制御装置８０は、以下の数式２を利用して、Ｓ３２において、図５の液位上昇量ｄＬｖを算出する。

次いで、Ｓ３４において、給油直前の図２のＳ２２で特定済みの液位Ｌｖ１にＳ２４で算出済みの液位上昇量ｄＬｖを加算して、液位Ｌｖ２を特定して、特定処理を終了する。

（本実施例の効果）
静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ１よりも大きい場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、即ち、既に貯留されていた燃料よりも密度が高い燃料、即ちアルコール濃度が高い燃料が燃料タンク２内に給油されたために貯留燃料と給油燃料とが分離する場合に、特定処理を実行することによって、給油後の液位を適切に特定することができる。

なお、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２が、静電容量Ｃ_ｒｍｅ１よりも小さい場合（Ｓ２０でＮＯ）には、貯留燃料よりも密度が低い給油燃料、即ちアルコール濃度が低い給油燃料が燃料タンク２内に給油された可能性が高い。この場合、給油燃料は、一旦、燃料タンク２の底部付近に移動した後、燃料タンク２内を上昇する。この結果、貯留燃料と給油燃料とが混合するため、図２のＳ２２の通常処理を実行することによって、液位を適切に特定することができる。

上記の構成では、図２のＳ２０において、制御装置８０は、リファレンスセンサ１１０の静電容量を用いて、燃料の密度の高低を判断している。リファレンスセンサ１１０の静電容量は、燃料のアルコール濃度に応じて変化することから、Ｓ２０の処理は、燃料のアルコール濃度に応じて燃料の密度の高低を判断していると言うことができる。この構成によれば、燃料の密度を適切に判断することができる。

（第２実施例）
本実施例では、液位センサユニット２７０の構成が第１実施例の液位センサユニット７０の構成と異なる。第１実施例と同様の構成については、説明を省略する。

図６に示すように、液位センサユニット２７０は、液位センサ２００と、リファレンスセンサ２１０と、を備える。液位センサ２００は、液位センサ１００の電極１０２，１０４と同様の電極２０２，２０４を備える。電極２０４の上下端は、それぞれ、端壁７２，７３と同様の端壁２７２，２７３によって閉塞されている。電極２０４の内周面と、電極２０２の外周面と、端壁２７２の下面と、端壁２７３の上面と、によって、貯留空間２７５が画定されている。貯留空間２７５は、パイプ５４を介して、濃度センサユニット６０の内側電極と外側電極との隙間と連通している。また、貯留空間２７５は、端壁２７３を貫通する貫通孔によって、後述する貯留空間２７９に連通している。

端壁２７３の下端には、リファレンスセンサ２１０が配置されている。即ち、リファレンスセンサ２１０は、液位センサ２００の鉛直方向下方に配置されている。この構成によれば、リファレンスセンサ２１０と液位センサ２００とを横に並べて配置する構成と比較して、液位センサユニット２７０の水平方向の面積を小さくすることができる。この結果、液位センサユニット２７０を燃料タンク２の開口から燃料タンク２内に配置し易くすることができる。

リファレンスセンサ２１０は、リファレンスセンサ１１０の電極１１２，１１４と同様の電極２１２，２１４を備える。電極２１４の上下端は、それぞれ、端壁２７３，２７７によって閉塞されている。電極２１４の内周面と、電極２１２の外周面と、端壁２７３の下面と、端壁２７７の上面と、によって、貯留空間２７９が画定されている。貯留空間２７９は、端壁２７７を貫通する貫通孔によって、燃料タンク２内と連通している。

また、本実施例では、計測処理の内容が、第１実施例と異なる。詳細には、図７に示すように、Ｓ２２２で実行される通常処理が、Ｓ２２で実行される通常処理と異なる。Ｓ２２の通常処理では、以下の数式３を利用して、液位Ｌｖを算出する。

数式３から明らかなように、Ｓ２２２では、Ｓ１２で算出済みの液位センサ２００の静電容量Ｃ_ｌｍｅ２に、Ｓ１４で算出済みのリファレンスセンサ２１０の静電容量Ｃ_ｒｍｅ２を加算した静電容量を用いて、液位Ｌｖを算出する。この構成によれば、リファレンスセンサ２１０を液位センサ２００の鉛直方向下方に配置しても、液位センサ２００とリファレンスセンサ２１０とを用いて、適切に液位Ｌｖを算出することができる。

（本実施例の効果）
図８には、給油前の貯留空間２７５，２７９内の燃料の状態が模式的に示されており、図９には、給油後の貯留空間２７５，２７９内の燃料の状態が模式的に示されている。なお、端壁２７３，２７７の厚みは、燃料タンク２の深さに対して十分小さいため、考慮していない。そのため、図９では、静電容量Ｃ_ｌｍｅ１＋Ｃ_ｒｍｅ１が、液位Ｌｖ１に対応して記載されている。

図８と図９を比較して明らかなように、貯留燃料ＯＦは、より密度の高い給油燃料ＳＦの上方で、給油燃料ＳＦと分離している。この状態では、リファレンスセンサ１１０の静電容量Ｃ_ｒｍｅ２は、給油燃料ＳＦの誘電率に応じた静電容量となる。一方、液位センサ１００の静電容量Ｃ_ｌｍｅ２は、貯留燃料ＯＦに応じた静電容量と、給油燃料ＳＦに応じた静電容量と、を組み合わせた静電容量となる。貯留燃料ＯＦに応じた静電容量は、液位センサ１００の液位Ｌｖ１（図８参照）に対応する範囲Ｌｖ１（図９参照）の範囲における静電容量であり、給油燃料ＳＦに応じた静電容量ｄＣ_ｌｖは、液位センサ１００の範囲ｄＬｖ（即ち液位上昇量ｄＬｖに対応する範囲）における静電容量（即ち静電容量Ｃ_ｌｍｅ２と静電容量Ｃ_ｌｍｅ１＋Ｃ_ｒｍｅ１との差）である。

本実施例では、特定処理によって、貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが分離した状態であっても、適切に液位Ｌｖ２を特定することができる。

（第３実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。第３実施例では、特定処理の内容が、第１実施例と異なる。図１０に示すように、第３実施例の特定処理では、Ｓ３４において液位が特定されると、Ｓ３３６において、制御装置８０は、濃度センサユニット６０の静電容量とリファレンスセンサ１１０の静電容量とが一致するか否かを判断する。なお、多少の検出誤差を考慮して、予め決められた誤差範囲を設定してもよい。濃度センサユニット６０の検出対象の燃料のアルコール濃度と、リファレンスセンサ１１０の検出対象の燃料のアルコール濃度と、が一致する場合、濃度センサユニット６０の静電容量とリファレンスセンサ１１０の静電容量とは一致する。即ち、燃料タンク２の底部付近の燃料のアルコール濃度と、濃度センサユニット６０に供給される燃料のアルコール濃度と、が一致している。このため、燃料タンク２内の貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合された状態である可能性が高い。即ち、Ｓ２６の通常処理によって、適切に液位を特定することができる。制御装置８０は、濃度センサユニット６０の静電容量が一致する場合（Ｓ３３６でＹＥＳ）、特定処理を終了する。

一方、静電容量が一致しない場合（Ｓ３３６でＮＯ）、燃料タンク２内の貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合されていない可能性が高い。この場合、Ｓ３２に戻って、制御装置８０は、特定処理を実行することによって、液位を特定する。この構成によれば、燃料タンク２内の貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合されるまで、特定処理を実行することによって液位を特定することができ、一方、貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合されると、通常処理を実行することによって液位を特定することができる。

（第４実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。第４実施例の液位センサユニット７０は、液位センサ１００を備える一方、リファレンスセンサ１１０を備えていない。第３実施例では、制御装置８０は、計測処理において、Ｓ１６の処理を実行しない。また、制御装置８０は、Ｓ１２で算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量を用いて、Ｓ２０の処理を実行する。具体的には、制御装置８０は、Ｓ１２で算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量（以下では「静電容量Ｃ_ｃｍｅ２」と呼ぶ）が、静電容量Ｃ_ｃｍｅ２が算出される直前に算出済みの静電容量（以下では「静電容量Ｃ_ｃｍｅ１」と呼ぶ）よりも大きいか否かを判断し、大きい場合にＳ２４に進み、大きくない場合にＳ２６に進む。Ｓ２６では、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２に代えて、静電容量Ｃ_ｃｍｅ２を用いて、液位を特定する。

図１１は、本実施例の特定処理を示すフローチャートを示す。Ｓ３２、Ｓ３４の処理は、第１実施例の特定処理における図３のＳ３２、Ｓ３４の処理と同様である。但し、Ｓ３２では、静電容量Ｃ_ｒｍｅ２に代えて、静電容量Ｃ_ｃｍｅ２を用いて、液位を特定する。

Ｓ３４において液位が特定されると、Ｓ４３６において、制御装置８０は、濃度センサユニット６０の静電容量を算出し、直前に算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量と一致するか否かを判断する。なお、今回のＳ４３６の直前に、Ｓ４３６が実行されておらず、Ｓ１２が実行されている場合、Ｓ１２で算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量が、「直前に算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量」であり、今回のＳ４３６の直前に、Ｓ４３６が実行されている場合、Ｓ４３６で算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量が、「直前に算出済みの濃度センサユニット６０の静電容量」である。

濃度センサユニット６０の静電容量が一致する場合（Ｓ４３６でＹＥＳ）、濃度センサユニット６０に流入する燃料のアルコール濃度が変化していない。即ち、燃料タンク２内の貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合された状態である可能性が高い。即ち、Ｓ２６の通常処理によって、適切に液位を特定することができる。制御装置８０は、濃度センサユニット６０の静電容量が一致する場合（Ｓ４３６でＹＥＳ）、特定処理を終了する。

一方、濃度センサユニット６０の静電容量が一致しない場合（Ｓ４３６でＮＯ）、濃度センサユニット６０に流入する燃料のアルコール濃度が変化している。即ち、燃料タンク２内の貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合されていない可能性が高い。この場合、Ｓ３２に戻って、制御装置８０は、特定処理を実行することによって、液位を特定する。この構成によれば、燃料タンク２内の貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合されるまで、特定処理を実行することによって液位を特定することができ、一方、貯留燃料ＯＦと給油燃料ＳＦとが十分に混合されると、通常処理を実行することによって液位を特定することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（変形例）
（１）電極１０２等の形状は、円筒形状、円柱形状に限定されない。例えば、電極１０２，１０４は、互いに対向する平板形状であってもよいし、多角形の筒状であってもよい。

（２）上記の各実施例では、貯留空間７５等の一部は、電極によって画定されている。しかしながら、貯留空間７５等は、電極以外の壁部、例えば、端壁７２，７３の間に配置される側壁によって、画定されていてもよい。この場合、電極は、貯留空間に収容されていてもよい。

（３）上記の各実施例では、プレッシャーレギュレータ４２から吐出される燃料が、ケース７１に供給される。しかしながら、燃料ポンプ３４から吐出される燃料が、プレッシャーレギュレータ４２を介さずに、ケース７１に供給されてもよい。例えば、パイプ４０とケース７１とを連通する連通パイプが配置されており、燃料が、連通パイプから、ケース７１に供給されてもよい。あるいは、燃料ポンプ３４のペーパジェットとケース７１とを連通する連通パイプが配置されており、ペーパジェットから吐出された燃料が、ケース７１に供給されてもよい。

（４）「液位計測装置」は、燃料以外の液体、例えば、冷却水の液位、エンジンオイルの液位を検出するために用いられてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：燃料供給ユニット、２：燃料タンク、１０：燃料センサユニット、３０：燃料ポンプユニット、３４：燃料ポンプ、６０：濃度センサユニット、７０：液位センサユニット、７１：ケース、７４：流路空間、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ：燃料流路、７６：計測空間、７７：貯留空間、１００：電極対、１０２、１０４：電極

Claims (8)

1. 液体の電気的特性を利用して、容器内の前記液体の液位を検出する第１センサと、
   前記液体の前記電気的特性を利用して、前記容器内の前記液体の前記液質を検出する第２センサと、
   前記第１センサの検出結果と、前記第２センサの検出結果と、を用いて、前記液位を特定する演算装置と、を備え、
   前記演算装置は、前記液体が前記容器内に供給され、かつ、前記液体が供給された後の前記液体の密度が、前記液体が供給される前の前記容器内の前記液体の密度よりも高い場合に、前記液体が前記容器内に供給されることによって上昇する液位上昇量を特定し、前記液位上昇量を、前記液体が供給される前の前記容器内の前記液位に加算する特定処理を実行して、前記液体が前記容器内に供給された後の前記容器内の前記液位を特定する、液位特定装置。
2. 前記第２センサは、全体に亘って前記容器内の前記液体に浸漬される、請求項１に記載の液位特定装置。
3. 前記第２センサは、前記第１センサの鉛直方向下方に配置されている、請求項１又は２に記載の液位特定装置。
4. 前記容器内の前記液体の前記液質を検出する第３センサであって、前記第２センサと離れた位置に配置される前記第３センサを、さらに備え、
   前記演算装置は、前記液体が前記容器内に供給され、かつ、前記第２センサの検出結果と前記第３センサの検出結果との差が、予め決められた差よりも大きい場合に、前記特定処理を実行して、前記液体が供給された後の前記液位を特定する、請求項２又は３に記載の液位特定装置。
5. 前記第１センサは、前記第３センサの下流側に配置されており、前記第３センサによって検出対象となった液体を用いて、前記液体の前記液位および前記液質を検出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の液位特定装置。
6. 前記演算装置は、前記第２センサの検出結果の単位時間当たりの変化が予め決められた変化量よりも大きい場合に、前記特定処理を実行して、前記液体が供給された後の前記液位を特定する、請求項１から４に記載の液位特定装置。
7. 前記第１センサは、前記容器の深さ方向に伸びる第１電極対を備え、
   前記第２センサは、前記第１電極対とは異なる第２電極対を備え、
   前記演算装置は、前記第１センサの静電容量と、前記第２センサの静電容量と、を用いて、前記液位を特定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の液位特定装置。
8. 前記液体は、ガソリンとアルコールとの少なくとも一方を含む車両用の燃料であり、
   前記液質は、燃料に含まれるアルコールの濃度を含み、
   前記演算装置は、
   前記第２センサの検出結果を用いて、前記アルコール濃度を特定し、
   前記液体が供給された後の前記液体のアルコール濃度が、前記液体が供給される前の前記液体の前記アルコール濃度よりも高い場合に、前記液体が供給された後の前記液体の密度が、前記液体が供給される前の前記液体の密度よりも高いと判断する、請求項１から７のいずれか一項に記載の液位特定装置。

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