(57)【要約】【課題】送信した超音波の液面での反射波を液面の位置によらず良好に受信できるようにしつつ、超音波を送信するための電力の無駄を低減することが可能な液面検出装置を提供する。【解決手段】液面検出装置１００は、液体１５０の中へ超音波を送信、及び液体１５０を介して伝搬される超音波を受信する。液面検出装置１００は、超音波を送信してから、その超音波が液体１５０の液面で反射した液面反射波が受信されるまでの、液面反射時間を計測する。液面検出装置１００は、計測された液面反射時間に基づいて、液面の位置である液位を算出する。液面検出装置１００は、液位が高いほど高い強度の超音波を送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される駆動信号に基づいて液体（１５０）の中へ超音波を送信、及び前記液体を介して伝搬される超音波を受信するように構成された送受信部（１１）と、
前記送受信部が前記駆動信号に基づいて超音波を送信してから、その超音波が前記液体の液面で反射した液面反射波が前記送受信部で受信されるまでの、液面反射時間を計測するように構成された液面反射計測部（４１，Ｓ１３０，Ｓ２４０，Ｓ５００，Ｓ５６０）と、
前記液面反射計測部により計測された前記液面反射時間に基づいて、前記液面の位置である液位を算出するように構成された液位算出部（４１，Ｓ１７０，Ｓ２６０，Ｓ５１０）と、
前記駆動信号を生成するように構成された駆動信号生成部であって、前記液位が高いほど高い強度の超音波が前記送受信部から送信されるように前記駆動信号を生成するように構成された駆動信号生成部（４１，４２，Ｓ２２０〜Ｓ２３０，Ｓ４８０〜Ｓ４９０，Ｓ５４０〜Ｓ５５０）と、
を備える液面検出装置（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の液面検出装置であって、
さらに、前記液位算出部により算出された前記液位を記憶する記憶部（４１ａ）を備え、
前記駆動信号生成部は、前記記憶部により記憶された前記液位に基づいて前記駆動信号を生成するように構成されている、
液面検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液面検出装置であって、
さらに、
特定の初期強度の超音波を送信させるための前記駆動信号である起動時駆動信号を生成するように構成された起動時駆動部（４１，４２，Ｓ１１０〜Ｓ１２０）と、
前記起動時駆動信号に基づいて前記送受信部から送信された超音波に対応した前記液面反射波が前記送受信部で受信されたか否か判断するように構成された受信判断部（４１，Ｓ１４０）と、
前記受信判断部により前記液面反射波が受信されたと判断されないことに応じて、前記受信判断部により前記液面反射波が受信されたと判断されるように、前記起動時駆動信号を、前記送受信部から送信される超音波の強度が高くなるように変化させるように構成された強度上昇部（４１，Ｓ１５０）と、
前記受信判断部により前記液面反射波が受信されたと判断されたときの前記液面反射波に対応した前記液面反射時間に基づいて前記液位算出部により算出された前記液位を初期液位に設定するように構成された初期液位設定部（４１，Ｓ１９０）と、
を備え、
前記駆動信号生成部は、特定の駆動タイミング毎に前記駆動信号を生成し、初回の前記駆動タイミングでは、前記初期液位設定部により設定された前記初期液位に応じた前記駆動信号を生成し、２回目以降の各前記駆動タイミングでは、前回液位に応じた前記駆動信号を生成し、前記前回液位は、前回の前記駆動タイミングで生成された前記駆動信号により送信された超音波に対応した前記液面反射時間に基づいて前記液位算出部により算出された前記液位である、
液面検出装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置であって、
前記駆動信号生成部は、パルス状の電圧である駆動パルスを含む前記駆動信号を生成するように構成され、
前記送受信部は、前記駆動パルスの電圧値が高いほど高い強度の超音波を送信するように構成され、
前記駆動信号生成部は、前記液位が高いほど高い電圧値の前記駆動パルスを生成するように構成されている、
液面検出装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置であって、
前記駆動信号生成部は、１つ以上のパルス状の駆動パルスを含む前記駆動信号を生成するように構成され、
前記送受信部は、前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスの数が多いほど高い強度の超音波を送信するように構成されており、
前記駆動信号生成部は、前記液位が高いほど、前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスの数を多くするように構成されている、
液面検出装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置であって、
前記駆動信号生成部は、１つ以上のパルス状の駆動パルスを含む前記駆動信号を生成するように構成され、
前記送受信部は、前記駆動パルスの電圧値が高いほど高い強度の超音波を送信し、前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスの数が多いほど高い強度の超音波を送信するように構成され、
前記駆動信号生成部は、前記液位が高いほど、前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスの電圧値を高くし且つ前記駆動信号に含まれる前記駆動パルスの数を多くするように構成されている、
液面検出装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液面検出装置であって、
さらに、伝搬経路（４，５）を有するハウジング（２）を備え、
前記伝搬経路は、前記送受信部から送信された超音波が前記液面まで伝搬され、前記液面反射波が前記液面から前記送受信部まで伝搬されるように構成され、
前記伝搬経路は、さらに、前記伝搬経路における前記液面よりも前記送受信部側の特定の基準位置に設けられた基準面であって、前記送受信部から送信された超音波の一部が反射して前記送受信部で受信されるように構成された基準面（２２１）を備え、
前記液面検出装置は、さらに、
前記送受信部が前記駆動信号に基づいて超音波を送信してから、その超音波が前記基準面で反射した基準面反射波が前記送受信部で受信されるまでの、基準面反射時間を計測するように構成された基準面反射計測部（４１，Ｓ１３０，Ｓ２４０，Ｓ５６０）と、
前記基準面反射計測部により計測された前記基準面反射時間に基づいて、前記液体中における超音波の伝搬速度を算出する伝搬速度算出部（４１，Ｓ１６０，Ｓ２５０，Ｓ５７０）と、
を備え、
前記液位算出部は、前記液面反射計測部により計測された前記液面反射時間、及び前記伝搬速度算出部により算出された前記伝搬速度に基づいて、前記液位を算出するように構成されている、
液面検出装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液面検出装置であって、
さらに、伝搬経路（４，５）を有するハウジング（２）を備え、
前記伝搬経路は、前記送受信部から送信された超音波が前記液面まで伝搬され、前記液面反射波が前記液面から前記送受信部まで伝搬されるように構成され、
前記伝搬経路は、さらに、前記伝搬経路における前記液面よりも前記送受信部側の特定の基準位置に設けられた基準面であって、前記送受信部から送信された超音波の一部が反射して前記送受信部で受信されるように構成された基準面（２２１）を備え、
前記液面検出装置は、さらに、
前記駆動信号生成部とは別に設けられた基準駆動信号生成部であって、特定の基準強度の超音波を送信させるための前記駆動信号である基準駆動信号を生成するように構成された基準駆動信号生成部（４１，Ｓ４３０，Ｓ４４０）と、
前記送受信部が前記基準駆動信号に基づいて超音波を送信してから、その超音波が前記基準面で反射した基準面反射波が前記送受信部で受信されるまでの、基準面反射時間を計測するように構成された基準面反射計測部（４１，Ｓ４５０）と、
前記基準面反射計測部により計測された前記基準面反射時間に基づいて、前記液体中における超音波の伝搬速度を算出する伝搬速度算出部（４１，Ｓ４６０）と、
を備え、
前記液位算出部は、前記液面反射計測部により計測された前記液面反射時間、及び前記伝搬速度算出部により算出された前記伝搬速度に基づいて、前記液位を算出するように構成されている、
液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液面の位置を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、液体を貯蔵するタンク内における液面の位置を検出する液面検出装置が開示されている。この液面検出装置では、タンク内の底部に設けられた超音波発振素子が超音波を送信し、その超音波が液面で反射した反射波を超音波発振素子が受信することにより、液面の位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０６５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、上述した特許文献１に記載の構成では、以下に述べるような課題が見いだされた。
即ち、超音波発振素子から液面までの超音波の伝搬距離は、液面の位置が高くなるほど長くなる。一方、超音波発振素子から送信された超音波は、伝搬距離が長くなるにつれて減衰していく。
【０００５】
そのため、超音波の強度が弱いと、液面の位置によっては、超音波発振素子から送信された超音波が液面で反射されて超音波発振素子に到達するまでに減衰して、超音波発振素子でその反射波を良好に受信できなくなる可能性がある。
【０００６】
液面の位置によらず反射波を良好に受信できるようにするために、例えば、液面の位置が最高位のとき、即ち発信されてから受信されるまでの伝搬距離が最長距離になるときにも超音波発振素子で反射波が良好に受信され得る程度の、高い強度の超音波を送信するようにしてもよい。
【０００７】
しかし、液面の位置によらず一定の高い強度の超音波を送信するようにすると、液面の位置が低くなればなるほど、過剰な強度の超音波が送信されることになって、電力の無駄が生じ得る。
【０００８】
本開示の一局面は、送信した超音波の液面での反射波を液面の位置によらず良好に受信できるようにしつつ、超音波を送信するための電力の無駄を低減することが可能な液面検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一局面における液面検出装置（１００）は、送受信部（１１）と、液面反射計測部（４１，Ｓ１３０，Ｓ２４０，Ｓ５００，Ｓ５６０）と、液位算出部（４１，Ｓ１７０，Ｓ２６０，Ｓ５１０）と、駆動信号生成部（４１，４２，Ｓ２２０〜Ｓ２３０，Ｓ４８０〜Ｓ４９０，Ｓ５４０〜Ｓ５５０）とを備える。
【００１０】
送受信部は、入力される駆動信号に基づいて液体（１５０）の中へ超音波を送信、及び液体を介して伝搬される超音波を受信する。液面反射計測部は、送受信部が駆動信号に基づいて超音波を送信してから、その超音波が液体の液面で反射した液面反射波が送受信部で受信されるまでの、液面反射時間を計測する。液位算出部は、液面反射計測部により計測された液面反射時間に基づいて、液面の位置である液位を算出する。駆動信号生成部は、駆動信号を生成する。具体的には、駆動信号生成部は、液位が高いほど高い強度の超音波が送受信部から送信されるように駆動信号を生成する。
【００１１】
このような構成によれば、液位が高いほど、送信される超音波の強度が高くなる。そのため、送信した超音波の液面での反射波を液面の位置によらず良好に受信できるようにしつつ、超音波を送信するための電力の無駄を低減することが可能な液面検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の液面検出装置の側断面図である。
【図２】液面検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の液面検出装置の、第１の動作例を示す説明図である。
【図４】駆動パルスのバースト回数と送信される超音波の波高値増加率との関係の一例を示す説明図である。
【図５】液面の高さＬｘと駆動パルスのバースト回数との関係の一例を示す説明図である。
【図６】第１実施形態の液面検出装置の、第２の動作例を示す説明図である。
【図７】初期検出処理のフローチャートである。
【図８】第１実施形態の通常検出処理のフローチャートである。
【図９】駆動電圧値と送信される超音波の波高値増加率との関係の一例を示す説明図である。
【図１０】液面の高さＬｘと駆動電圧値との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】第３実施形態の液面検出装置の、高液位時の動作例を示す説明図である。
【図１２】第３実施形態の通常検出処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
（１−１）液面検出装置の構成
図１に示す液面検出装置１００は、車両に搭載される。車両には、液体の燃料１５０を貯蔵するタンク２００が搭載されている。液面検出装置１００は、タンク２００内における燃料１５０の液面の位置である液位Ｌｘを検出するためにタンク２００内の底部に設けられる。液面検出装置１００は、燃料１５０の中へ超音波を送信し、その送信した超音波が液面で反射した反射波である液面反射波を受信することにより、液位Ｌｘを検出する。
【００１４】
液位Ｌｘは、例えば、タンク２００内における底面２００ａから液面までの距離、即ち液面の高さを示す。そのため、液位Ｌｘについて「高い」とは、底面２００ａから液面までの距離が長いこと、即ち底面２００ａを基準とした液面の位置が高いことを意味し、液位Ｌｘについて「低い」とは、底面２００ａから液面までの距離が短いこと、即ち底面２００ａを基準とした液面の位置が低いことを意味する。
【００１５】
なお、図１に示す液面検出装置１００の一部については、内部構造を分かりやすく示すため、断面ではなく側面を示している。液面検出装置１００は、機能的な見地から見て、大きく２つの機能部、具体的には、センサ部１と、ハウジング部２と、を備える。
【００１６】
センサ部１は、全体として超音波の送受信部として機能するアセンブリである。センサ部１は、超音波発振素子１１、２つの内部端子１３、弾性体１４、ケース１５、蓋１６及び２つの外部端子１７を備える。
【００１７】
超音波発振素子１１は、超音波を送受信する素子である。超音波発振素子１１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸）などのピエゾ効果を有する物質によって、円盤状に構成されている。ピエゾ効果とは、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のことである。超音波発振素子１１の両面にはそれぞれ、ほぼ全面に印刷された電極が設けられている。
【００１８】
超音波発振素子１１には、後述する駆動回路４２から駆動信号が入力される。駆動信号は、本実施形態では例えばパルス状の電圧である駆動パルスを含む。駆動パルスは、超音波発振素子１１の両面の電極間に、リード線３を介して印加される。超音波発振素子１１は、駆動パルスが入力されると、上述したピエゾ効果により、板厚方向である中心軸Ａ方向に振動することにより、超音波を発振する。
【００１９】
超音波発振素子１１が超音波を発振すると、その超音波が燃料１５０の中へ送信され、燃料１５０中を伝搬する。規定強度以上の超音波が送信されると、その超音波は、後述するように、液面まで伝搬し、液面で反射する。そして、その液面で反射した液面反射波が、燃料１５０中を超音波発振素子１１まで伝搬し、超音波発振素子１１で受信される。なお、前述の規定強度とは、超音波発振素子１１から送信された超音波に対応した液面反射波が超音波発振素子１１で受信され得る特定の強度を示す。超音波発振素子１１は、絶縁部材と共にケース１５に収容されている。
【００２０】
内部端子１３は、超音波発振素子１１と外部端子１７とを電気的に接続する。内部端子１３は、金属板で形成されている。超音波発振素子１１と内部端子１３とは、はんだ付けにより電気的に接続されている。本実施形態では、２つの内部端子１３が、超音波発振素子１１及び弾性体１４を挟んでこれらの両側に設けられている。
【００２１】
弾性体１４は、超音波発振素子１１の中心軸Ａと同軸に配置された概略円柱状の部材である。弾性体１４は、軸方向両側の２つの端面のうち、第１の端面が超音波発振素子１１に当接し、第２の端面が蓋１６に当接する。弾性体１４は、例えば柔軟な樹脂やゴムなどの弾性材料で形成されている。
【００２２】
ケース１５は、超音波発振素子１１、２つの内部端子１３及び弾性体１４を収容する収容室を有する有底円筒状のケースである。
蓋１６は、ケース１５の収容室を閉じる部材である。蓋１６がケース１５に係止された状態において、弾性体１４は、蓋１６により圧縮される。弾性体１４は、蓋１６によって圧縮されることにより弾性変形した状態でケース１５の収容室に収容されるように、中心軸Ａに沿った方向の寸法が大きめに設計されている。このため、超音波発振素子１１は、ケース１５内において、弾性体１４の弾性力によりケース１５の底面に押し付けられた状態で固定される。蓋１６に設けられた孔には、内部端子１３が挿通されている。内部端子１３の先端部は、その孔を介して、ケース１５の収容室の外側へ突出している。
【００２３】
外部端子１７は、内部端子１３とリード線３とを電気的に接続する。外部端子１７は、金属板で形成されている。外部端子１７の第１端は、内部端子１３の先端部と溶接により接合されている。外部端子１７の第２端は、リード線３と、圧着等によりかしめられて接続されている。外部端子１７は、ケース１５の収容室の外側において蓋１６に固定されている。
【００２４】
次に、ハウジング部２について説明する。ハウジング部２は、内部に超音波を伝搬する伝搬経路を有することで、全体として超音波の伝搬経路として機能するアセンブリである。図１に示すように、ハウジング部２は、ボディ２１、ガイドパイプ２２、ガイドパイプ２３及び反射板２４を有する。
【００２５】
ボディ２１は、例えば樹脂製の部材である。ボディ２１は、センサ部１、ガイドパイプ２２、ガイドパイプ２３及び反射板２４を保持及び固定する。ガイドパイプ２２、ガイドパイプ２３及び反射板２４は、ボディ２１に装着されている。ボディ２１は、タンク２００内の底面２００ａに固定されている。センサ部１は、超音波発振素子１１の中心軸Ａがガイドパイプ２２の中心軸と同軸となるように、かつケース１５がボディ２１の内面との間に所定の間隔を空けて配置されるように、ボディ２１に取り付けられている。
【００２６】
ガイドパイプ２２は、概略円錐台状の金属製の筒である。ガイドパイプ２２は、ガイドパイプ２２の第１端、即ち図１における右側の端部が、センサ部１と対向するように設けられている。ガイドパイプ２２は、ガイドパイプ２２の中心軸Ａと直交する方向における断面が円形である。ガイドパイプ２２は、その内部に第１の経路４を有する。第１の経路４は、前述の伝搬経路の一部であり、超音波発振素子１１が設けられる位置から、タンク２００の底面２００ａに沿って延びている。
【００２７】
第１の経路４は、円錐部２６、直線部２７及び段部２８を有する。円錐部２６は、超音波発振素子１１から離れるにつれて断面積が徐々に縮小する円錐台状の部分である。換言すると、円錐部２６は、中心軸Ａと直交する方向における断面の直径が、超音波発振素子１１から離れるにつれて縮小する。直線部２７は、断面積が一定の、直管状の部分である。
【００２８】
段部２８は、第１の経路４における特定の基準位置に設けられる。段部２８は、円錐部２６と直線部２７とを連結する。段部２８は、円錐部２６における超音波発振素子１１側の端部とは反対側の端部において、ステップ状に断面積が縮小する部分である。段部２８の存在により、ガイドパイプ２２には、中心軸Ａと同軸である円環状の基準面２２１が形成されている。
【００２９】
ガイドパイプ２３は、直管状の金属製の筒である。ガイドパイプ２３は、ガイドパイプ２３の中心軸Ｂが中心軸Ａと直交し、かつガイドパイプ２２における直線部２７側の端部と、ボディ２１を介して連続するように設けられている。ガイドパイプ２３は、中心軸Ｂと直交する方向における断面が円形である。
【００３０】
ガイドパイプ２３の上方端部は、タンク２００に規定最大貯蔵量の燃料が貯蔵されているとき、即ち液位Ｌｘが規定最高位であるときの液面よりも、所定長さだけ上方に突出するように位置する。なお、ここでいう「上方」とは、タンク２００の底面２００ａに垂直であって、タンク２００内において底面２００ａから離れる方向である。ガイドパイプ２３は、その内部に第２の経路５を有する。第２の経路５は、前述の伝搬経路の他の一部であり、タンク２００の底部から上方へ伸びている。
【００３１】
ここで、車両が水平面上に置かれている状態を車両水平状態と称する。タンク２００は、本実施形態では、車両において、車両水平状態で底面２００ａが水平面と平行となるように搭載されている。よって、車両水平状態では、燃料１５０の液面はタンク２００の底面２００ａと平行になる。第２の経路５の断面の直径は、本実施形態では、直線部２７の断面の直径と等しい。
【００３２】
反射板２４は、金属製の板である。反射板２４は、ボディ２１に保持及び固定された状態において、ガイドパイプ２２の中心軸Ａとガイドパイプ２３の中心軸Ｂとが、反射板２４の反射面２４１にて交差するように配置されている。
【００３３】
反射板２４は、超音波発振素子１１から送信された超音波を燃料１５０の液面に向けて反射させる。具体的には、反射板２４は、ガイドパイプ２２の中心軸Ａに沿って反射板２４に入射した超音波を、車両水平状態における液面への入射角が０°となる方向、すなわち車両水平状態における液面に直交する方向に向けて反射するように設置されている。本実施形態では、反射板２４は、車両水平状態における液面に対して４５°傾斜するように設けられている。
【００３４】
したがって、超音波発振素子１１から送信された超音波は、第１の経路４、反射面２４１及び第２の経路５を経て液面まで伝搬され、液面で反射した液面反射波が、第２の経路５、反射面２４１及び第１の経路４を経て超音波発振素子１１へ伝搬される。さらに、超音波発振素子１１から送信された超音波の一部は、基準面２２１で反射し、その反射した基準面反射波が超音波発振素子１１で受信される。
【００３５】
（１−２）液面検出装置１００の電気的構成
液面検出装置１００の電気的構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、液面検出装置１００は、制御回路４１と、駆動回路４２と、受信回路４３と、超音波発振素子１１とを備える。
【００３６】
制御回路４１は、不図示のＣＰＵ及び記憶部４１ａ等を含むマイコンを備えている。記憶部４１ａは、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの各種半導体メモリのうちの少なくとも１つが含まれる。また、記憶部４１ａは、データを電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを含む。  記憶部４１ａには、後述する図７の初期検出処理のプログラム、及び図８の通常検出処理のプログラムが記憶される。これら各プログラムが実行されることにより、液位Ｌｘが検出される。
【００３７】
制御回路４１における各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、記憶部４１ａが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御回路４１は、１つのマイクロコンピュータを備えていてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えていてもよい。
【００３８】
制御回路４１が各種機能を達成する手法は、ソフトウェアに限定されるものではなく、制御回路４１の機能の一部又は全部は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。
【００３９】
駆動回路４２は、制御回路４１から入力される駆動指令に従って、超音波発振素子１１へ駆動信号を出力することにより、超音波発振素子１１から超音波を送信させる。駆動信号は、本実施形態では前述の通り駆動パルスである。
【００４０】
本実施形態では、駆動パルスの電圧値は一定値であり、パルス幅Ｔｗ（図３参照）も一定値である。一方、１つの駆動信号に含まれる駆動パルスの数は、後述するように、液位Ｌｘによって変化する。
【００４１】
駆動信号は、リード線３、外部端子１７及び内部端子１３を介して超音波発振素子１１に入力される。超音波発振素子１１に駆動信号が入力されると、超音波発振素子１１が振動し、ケース１５の底面を介して超音波が第１の経路４へ送信される。
【００４２】
超音波発振素子１１から送信された超音波は、前述の通り液面で反射して液面反射波として超音波発振素子１１へ伝搬されてくると共に、送信された超音波の一部は、基準面２２１で反射して基準面反射波として超音波発振素子１１へ伝搬されてくる。
【００４３】
液面反射波又は基準面反射波がケース１５の底面を介して超音波発振素子１１で受信されると、超音波発振素子１１は、その受信した超音波に応じて振動し、これにより電圧を発生する。超音波発振素子１１が発生した電圧（以下、「受信信号」と称する）は、内部端子１３、外部端子１７及びリード線３を介して受信回路４３へ入力される。なお、本実施形態では、液面反射波又は基準面反射波がセンサ部１に入射すると、その圧力作用によりケース１５の底面が振動し、これに伴って超音波発振素子１１が振動する。
【００４４】
図３及び図６に、受信信号の一例が示されている。図３には、駆動信号に含まれる駆動パルスが１つである場合の受信信号が例示され、図６には、駆動信号に含まれる駆動パルスが３つである場合の受信信号が例示されている。図３及び図６に示すように、駆動信号が出力される毎に、基準面反射波及び液面反射波が順次受信される。
【００４５】
なお、図３及び図６における受信信号のうち、駆動信号の発生と同じタイミングで発生している受信信号は、駆動信号によって超音波発振素子１１が発振した超音波自体に対応する。つまり、超音波発振素子１１が超音波を発振すると、超音波発振素子１１は、その自ら発振した超音波に応じた電気信号を発生する。その電気信号も受信信号として受信回路４３に入力される。
【００４６】
受信回路４３は、増幅回路４６と、検波回路４７と、比較回路４８とを備える。増幅回路４６は、超音波発振素子１１から入力された受信信号を所定の増幅率にて増幅する。
検波回路４７は、増幅回路４６で増幅された受信信号を検波する。検波回路４７は、どのような検波方法で受信信号を検波してもよい。本実施形態では、検波回路４７は、例えば半波整流検波方式にて受信信号を検波する。図３及び図６には、検波回路４７によって検波された受信信号（以下、「検波信号」と称する）が例示されている。
【００４７】
比較回路４８は、検波回路４７から出力された検波信号の電圧値と、閾値Ｖｒｅｆとを比較し、その比較結果に応じた検出信号を制御回路４１へ出力する。比較回路４８は、より具体的には、図３及び図６に例示するように、検波信号の電圧値が閾値Ｖｒｅｆより低い場合はＬレベルの検出信号を出力し、検波信号の電圧値が閾値Ｖｒｅｆ以上の場合はＨレベルの検出信号を出力する。閾値Ｖｒｅｆは、本実施形態では、制御回路４１によって設定される。
【００４８】
制御回路４１は、基本的には、検出周期Ｔごとに駆動指令を出力することにより超音波を送信させる。制御回路４１は、検出周期Ｔごとの、超音波を送信させる駆動タイミングで、当該駆動タイミングに対応した駆動指令を生成して駆動回路４２へ出力する。
【００４９】
制御回路４１は、駆動タイミング毎に、駆動指令に基づいて送信された超音波に対応した基準面反射波及び液面反射波を順次受信する。そして、液面反射波に対応した受信信号に基づいて、超音波発振素子１１から超音波が送信されてから液面反射波が超音波発振素子１１で受信されるまでの時間である液面反射時間Ｔｘ（図３及び図６参照）を計測する。
【００５０】
制御回路４１は、計測した液面反射時間Ｔｘと超音波の伝搬速度ｖとに基づいて、液位Ｌｘを算出する。このとき、制御回路４１は、例えば、伝搬速度ｖを一定値に固定し、その一定の伝搬速度ｖを用いて液位Ｌｘを算出してもよい。
【００５１】
しかし、燃料１５０を伝搬する超音波の伝搬速度ｖは、例えば燃料１５０の組成、温度などの諸条件によって変動し得る。そのため、本実施形態では、液位Ｌｘを精度よく検出できるように、基準面反射波に基づいて超音波の伝搬速度ｖを算出し、その算出した伝搬速度ｖを用いて液位Ｌｘを算出する。
【００５２】
即ち、制御回路４１は、基準面反射波に対応した受信信号に基づいて、超音波発振素子１１から超音波が送信されてから基準面反射波が超音波発振素子１１で受信されるまでの時間である基準面反射時間Ｔｒ（図３及び図６参照）を計測する。一方、超音波発振素子１１から基準面２２１までの超音波の伝搬距離である基準面距離Ｌｏは、一定であり既知である。制御回路４１は、計測した基準面反射時間Ｔｒと、既知の基準面距離Ｌｏとに基づいて、燃料１５０中における超音波の伝搬速度ｖを算出する。制御回路４１は、その算出した伝搬速度ｖと、液面反射時間Ｔｘとに基づいて、液位Ｌｘを算出する。
【００５３】
伝搬速度ｖは、次式（１）で算出される。
ｖ＝Ｌｏ／Ｔｒ  ・・・（１）
そして、液位Ｌｘは、所定の定数をＡとすると、次式（２）で算出される。
Ｌｘ＝Ａ・Ｔｘ・ｖ  ・・・（２）
制御回路４１が出力する駆動指令には、送信させる超音波の強度を示す情報、具体的には駆動パルスの数を示す情報が含まれる。駆動回路４２は、駆動指令が入力される毎に、その駆動指令が示す駆動パルスの数に従った駆動信号、即ちその数の駆動パルスを、超音波発振素子１１へ出力する。駆動パルスの数が複数である場合、各駆動パルスは、例えば、図６に例示するように、パルス周期Ｔｐで順次出力される。図６は、１回の駆動タイミングにおいて３つの駆動パルスを含む駆動信号が出力される例を示している。
【００５４】
１つの駆動信号に含まれる駆動パルスの数を、以下、バースト回数とも称する。１つの駆動信号におけるバースト回数が多いほど、その駆動信号に基づいて送信される超音波の強度が高くなる。なお、超音波の強度とは、本実施形態では、例えば超音波の振幅を表し、強度が高いほど振幅が大きい。
【００５５】
図４に示すように、バースト回数が多いほど、超音波の波高値の増加率が大きくなる。図４における波高値の増加率とは、バースト回数が１回のとき（図３参照）における受信信号の波高値を基準とした倍率を意味する。なお、図４において、実線は、バースト回数を１回、２回、３回及び４回としたときのそれぞれの波高値増加率の実測値に対応する点を通る近似曲線であり、破線は、その近似曲線を所定の線形変換方法にて直線に線形近似したものである。
【００５６】
本実施形態の制御回路４１は、液位Ｌｘに応じてバースト回数を制御する。即ち、液位Ｌｘが高いほど、超音波の伝搬距離が長くなり、超音波の減衰量も大きくなる。そのため、液位Ｌｘが高いほど高い強度の超音波が送信されるように、液位Ｌｘが高いほどバースト回数を多くする。
【００５７】
逆に、液位Ｌｘが低いほど、超音波の伝搬距離が短くなり、超音波の減衰量も小さくなる。このような場合においても液位Ｌｘが規定最高位のときと同じ強度の超音波を発生させると、電力が無駄に消費され得る。そのため、制御回路４１は、液位Ｌｘが低いほど低い強度の超音波が送信されるように、液位Ｌｘが低いほどバースト回数を少なくする。
【００５８】
つまり、制御回路４１は、液位Ｌｘにかかわらず液面反射波を良好に受信できるようにしつつ、液位Ｌｘに応じた適切な強度の超音波を送信させるようにすることで、超音波送信で消費される電力の無駄を抑制している。具体的に、本実施形態では、制御回路４１は、図５に例示するように、液位Ｌｘに応じてバースト回数を変化させる。
【００５９】
ここで、制御回路４１が液位Ｌｘに応じて超音波の強度を変化させるためには、制御回路４１は、現在の液位Ｌｘに関する情報が必要である。そこで、制御回路４１は、例えば、駆動タイミング毎に、算出した液位Ｌｘを記憶部４１ａに記憶させる。そして、駆動タイミング毎に、例えば前回の駆動タイミングで算出されて記憶部４１ａに記憶された液位Ｌｘ（以下、「前回液位Ｌｘ０」と称する）を読み出し、その前回液位Ｌｘ０に応じたバースト回数を示す駆動指令を出力することにより、前回液位Ｌｘ０に応じた適切な強度の超音波を送信させる。
【００６０】
なお、制御回路４１の起動後最初の駆動タイミングでは、前回液位Ｌｘ０がまだ記憶部４１ａに記憶されていない場合もあり得る。また、前回液位Ｌｘ０が記憶されているとしても、その記憶されている前回液位Ｌｘ０が現在の液位Ｌｘ０を適正に反映していない可能性もあり得る。
【００６１】
そこで、制御回路４１は、例えば制御回路４１が起動した直後の最初の駆動タイミング、或いはタンク２００に燃料１５０が補給された直後の最初の駆動タイミングなどの、特定の初回駆動タイミングにおいては、その初回駆動タイミングの前に、後述する初期検出処理（図７参照）を実行することにより、現在の液位Ｌｘを検出し、前回液位Ｌｘ０として記憶部４１ａに記憶する。なお、初期検出処理で検出される液位Ｌｘは、初期液位に相当する。
【００６２】
そして、制御回路４１は、初回駆動タイミングでは、初期検出処理により検出されて記憶部４１ａに記憶された前回液位Ｌｘ０に基づいて駆動指令を生成、即ち超音波の強度を設定する。初回駆動タイミングの次の駆動タイミング以降は、前回の駆動タイミングで算出された前回液位Ｌｘ０に基づいて駆動指令を生成する。
【００６３】
（１−３）初期検出処理
次に、制御回路４１が実行する初期検出処理について、図７を用いて説明する。制御回路４１は、前述の通り、特定の初回駆動タイミングの前に、図７の初期検出処理を実行することにより、液位Ｌｘを検出する。
【００６４】
制御回路４１は、初期検出処理を開始すると、Ｓ１１０で、超音波の強度を特定の初期強度に設定する。初期強度は、例えば、液位Ｌｘが最も低い場合に液面反射波を適正に受信し得る最低限度の強度であってもよい。本実施形態では、初期強度は、例えばバースト回数が１回のときの強度に設定される。ただし、初期強度はどのような強度であってもよく、例えば液位Ｌｘが最も高い場合に液面反射波を適正に受信し得る強度であってもよい。
【００６５】
Ｓ１１０で超音波の強度を初期強度に設定した後の最初のＳ１２０では、Ｓ１１０で設定した初期強度に対応した駆動信号である初期駆動信号を駆動回路４２から出力させる。具体的には、初期強度に対応した駆動指令を出力する。これにより、駆動回路４２から、初期強度に対応した駆動信号（例えば１つの駆動パルス）が出力され、これにより超音波発振素子１１から超音波が送信される。
【００６６】
Ｓ１３０では、反射波受信処理を行う。具体的に、Ｓ１２０の処理により送信された超音波に対応した基準面反射波及び液面反射波を順次受信し、それぞれに基づいて、基準面反射時間Ｔｒと液面反射時間Ｔｘとを算出する。
【００６７】
Ｓ１４０では、Ｓ１３０で基準面反射波及び液面反射波が共に受信されたか否か判断する。Ｓ１４０では、例えば、Ｓ１３０において基準面反射時間Ｔｒと液面反射時間Ｔｘとが共に適正に算出された場合に、基準面反射波及び液面反射波が共に受信されたと判断してもよい。
【００６８】
Ｓ１４０で、基準面反射波及び液面反射波が共に受信されたと判断されなかった場合、即ち、基準面反射波及び液面反射波のうち少なくとも一方が受信されなかった場合は、Ｓ１５０に移行する。
【００６９】
Ｓ１５０では、超音波の強度を、現在設定されている強度よりも増加させる。ここで増加させる強度はどの程度であってもよい。本実施形態では、例えば、現在設定されている強度に対応したバースト回数よりも１つ多いバースト回数に対応した強度に増加させる。Ｓ１５０の処理後は、Ｓ１２０に移行する。
【００７０】
Ｓ１５０からＳ１２０に移行した場合、Ｓ１２０では、Ｓ１５０で増加された強度に対応した駆動指令を出力することにより、その強度に対応した駆動信号を駆動回路４２から出力させる。このように、Ｓ１４０で肯定判定されるようになるまで、Ｓ１４０で否定判定される毎にＳ１５０で超音波の強度を段階的に高くしていく。
【００７１】
Ｓ１４０で、基準面反射波及び液面反射波が共に受信されたと判断された場合は、Ｓ１６０に移行する。Ｓ１６０では、Ｓ１３０で算出された基準面反射時間Ｔｒに基づき、上述の式（１）を用いて、超音波の伝搬速度ｖを算出する。なお、Ｓ１６０に移行する前にＳ１３０の処理が複数回行われた場合は、例えば、Ｓ１６０に移行する直前のＳ１３０で算出された基準面反射時間Ｔｒに基づいて伝搬速度ｖを算出してもよい。
【００７２】
Ｓ１７０では、Ｓ１６０で算出した伝搬速度ｖと、Ｓ１３０で算出された液面反射時間Ｔｘとに基づいて、上述の式（２）を用いて、液位Ｌｘを算出する。
Ｓ１８０では、Ｓ１７０で算出された液位Ｌｘを示す情報を、不図示の表示装置に表示する。Ｓ１９０では、Ｓ１７０で算出された液位Ｌｘを、前回液位Ｌｘ０として、記憶部４１ａに記憶する。
【００７３】
（１−４）通常検出処理
次に、制御回路４１が実行する通常検出処理について、図８を用いて説明する。制御回路４１は、前述の初期検出処理の実行後、通常検出処理を検出周期Ｔで繰り返し実行することにより、液位Ｌｘを検出する。なお、初期検出処理の実行後、最初に通常検出処理が実行される駆動タイミングは、前述の初回駆動タイミングに対応する。
【００７４】
制御回路４１は、通常検出処理を開始すると、Ｓ２１０で、記憶部４１ａから前回液位Ｌｘ０を取得する。Ｓ２２０では、強度設定処理を実行する。強度設定処理は、超音波の強度を、Ｓ２１０で取得した前回液位Ｌｘ０に応じた強度に設定する処理である。具体的には、例えば図５に示した液位Ｌｘとバースト回数との対応関係に基づき、Ｓ２１０で取得した前回液位Ｌｘ０に対応したバースト回数を設定する。これにより、Ｓ２２０では、超音波の強度が、前回液位Ｌｘ０が高いほど高い強度に設定される。
【００７５】
Ｓ２３０では、Ｓ２２０で設定した強度に対応した駆動信号を駆動回路４２から出力させる。具体的には、Ｓ２２０で設定した強度に対応した駆動指令を出力する。これにより、超音波発振素子１１から、Ｓ２２０で設定した強度の超音波が送信される。
【００７６】
Ｓ２４０では、Ｓ１３０と同様に、反射波受信処理を行う。具体的に、Ｓ２３０の処理により送信された超音波に対応した基準面反射波及び液面反射波を順次受信し、それぞれに基づいて、基準面反射時間Ｔｒと液面反射時間Ｔｘとを算出する。
【００７７】
Ｓ２５０〜Ｓ２８０の処理は、基本的に、Ｓ１６０〜Ｓ１９０の処理と同様である。即ち、Ｓ２５０では、Ｓ２４０で算出された基準面反射時間Ｔｒに基づき、上述の式（１）を用いて、超音波の伝搬速度ｖを算出する。Ｓ２６０では、Ｓ２５０で算出した伝搬速度ｖと、Ｓ２４０で算出した液面反射時間Ｔｘとに基づいて、上述の式（２）を用いて、液位Ｌｘを算出する。Ｓ２７０では、Ｓ２６０で算出された液位Ｌｘを示す情報を、不図示の表示装置に表示する。Ｓ２８０では、Ｓ２６０で算出された液位Ｌｘを、前回液位Ｌｘ０として、記憶部４１ａに記憶する。なお、Ｓ２８０では、既に記憶されている前回液位Ｌｘ０を残して新たな前回液位Ｌｘ０を記憶してもよいし、既に記憶されている前回液位Ｌｘ０を新たな前回液位Ｌｘ０に上書き、即ち更新してもよい。
【００７８】
（１−５）第１実施形態の効果
以上説明した第１実施形態によれば、以下の（１ａ）〜（１ｄ）の効果を奏する。
（１ａ）制御回路４１は、液位Ｌｘが高いほど高い強度の超音波が超音波発振素子１１から送信されるように駆動指令を生成する。これの駆動指令により、駆動回路４２からは、液位Ｌｘが高いほど高い強度の超音波が超音波発振素子１１から送信されるように駆動信号が出力される。
【００７９】
したがって、本実施形態の液面検出装置１００によれば、液面の位置によらず液面反射波を良好に受信できるようにしつつ、超音波を送信するための電力の無駄を低減することが可能となる。
【００８０】
（１ｂ）制御回路４１は、駆動タイミング毎に、その駆動タイミングで算出した液位Ｌｘを前回液位Ｌｘ０として記憶部４１ａに記憶する。そして、次回の駆動タイミングでは、記憶部４１ａに記憶されている前回液位Ｌｘ０に応じた強度の超音波を超音波発振素子１１から発振させる。そのため、実際の液位Ｌｘにより適応した適切な強度の超音波を送信させることができる。
【００８１】
（１ｃ）制御回路４１は、初回駆動タイミングの前に、初期検出処理（図７参照）を実行することにより、前回液位Ｌｘ０の初期値を設定する。これにより、初回駆動タイミングで通常検出処理が実行される時にも、現在の液位Ｌｘと同じ又はより近い前回液位Ｌｘ０が記憶された状態となっており、初回駆動タイミングから、実際の液位Ｌｘに応じた適切な強度の超音波を送信させることができる。
【００８２】
（１ｄ）制御回路４１は、駆動信号に含まれる駆動パルスの数を調整することにより、超音波の強度を調整する。即ち、図５に例示したように液位Ｌｘが高いほど、駆動パルスの数を多くすることによって超音波の強度を高くする。そのため、超音波の強度調節を容易に行うことができる。
【００８３】
［２．第２実施形態］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比較して、超音波の強度を調整する方法が相違する。
【００８４】
即ち、前述した第１実施形態では、制御回路４１は、超音波の強度を、駆動パルスのバースト回数、即ち駆動信号に含まれる駆動パルスの数を調整することによって変化させた。これに対し、第２実施形態では、制御回路４１は、駆動信号に含まれる駆動パルスの数は一定とし、駆動パルスの電圧値である駆動電圧値を変化させることによって、超音波の強度を変化させる。駆動パルスの数は、例えば１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。
【００８５】
図９に示すように、駆動電圧値が高くなればなるほど、超音波の波高値の増加率が大きくなる。図９における波高値の増加率とは、駆動電圧値が基準値（例えば５Ｖ）のときにおける受信信号の波高値を基準とした倍率を意味する。なお、図９において、実線は、駆動電圧値を５Ｖ、８Ｖ、１１Ｖ、１４Ｖとしたときのそれぞれの波高値増加率の実測値に対応する点を通る近似曲線であり、破線は、その近似曲線を所定の線形変換方法にて直線に線形近似したものである。
【００８６】
第２実施形態では、制御回路４１は、液位Ｌｘに応じて駆動電圧値を制御する。即ち、液位Ｌｘが高いほど高い強度の超音波が送信されるように、図１０に例示するように、液位Ｌｘが高いほど駆動電圧値を高くする。より具体的には、図７のＳ１２０及び図８のＳ２３０において、設定した強度に対応した駆動電圧値の駆動パルスを含む駆動信号を出力させる。
【００８７】
従って、第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｃ）を奏する。さらに、第２実施形態によれば、制御回路４１は、駆動電圧値を調整することにより超音波の強度を調整する。そのため、超音波の強度調節を容易に行うことができる。
【００８８】
［３．第３実施形態］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。
【００８９】
第３実施形態では、液位Ｌｘのレベルを、液位Ｌｘが相対的高い高液位と、液位Ｌｘが相対的に低い低液位とに二分する。そして、高液位時には、図１１に例示するように、同じ検出周期Ｔ内で基準面反射時間Ｔｒ及び液面反射時間Ｔｘの両方を計測せず、基準面反射時間Ｔｒ及び液面反射時間Ｔｘをそれぞれ異なる検出周期Ｔ内で個別に計測する。
【００９０】
即ち、図１１に例示するように、例えば連続する２つの検出周期Ｔを１つの検出周期グループとして、検出周期グループにおける一つ目の検出周期Ｔ（以下、「第１検出周期Ｔ」と称する）では、基準面反射波に基づいて基準面反射時間Ｔｒを計測する。第１検出周期Ｔでは、液面反射波は無視し、液面反射時間Ｔｘは計測しない。
【００９１】
そして、検出周期グループにおける二つ目の検出周期Ｔ（以下、「第２検出周期Ｔ」と称する）では、液面反射波に基づいて液面反射時間Ｔｘを計測する。また、第１検出周期Ｔ又は第２検出周期Ｔにおいて、第１検出周期Ｔで計測した基準面反射時間Ｔｒに基づいて、伝搬速度ｖを算出する。第２検出周期Ｔでは、さらに、算出した伝搬速度ｖと、計測した液面反射時間Ｔｘとに基づいて、液位Ｌｘを算出する。第２検出周期Ｔでは、基準面反射波は無視し、基準面反射時間Ｔｒは算出しない。
【００９２】
なお、送信される超音波の強度によっては、基準面反射波が複数回に分けて受信されることがある。図１１は、１次基準面反射波が受信された後に、２次基準面反射波が受信された例を示している。２次基準面反射波は、１次基準面反射波がセンサ部１で反射されて再び基準面２２１側へ伝搬し、その１次基準面反射波が基準面２２１で再び反射してセンサ部１に戻ってきたものである。
【００９３】
このように、基準面反射波が複数回に渡って受信される場合、２回目以降の基準面反射波の強度と閾値Ｖｒｅｆとの関係によっては、２回目以降の基準面反射波に対応した検出信号も出力されることが起こり得る。しかし、本実施形態では、超音波の送信後に最初に受信された基準面反射波に対応した検出信号を有効とし、その検出信号に基づいて基準面反射時間Ｔｒを計測する。そして、２回目以降の基準面反射波（即ち２次基準面反射波以降）に対応した検出信号が出力されても、その検出信号は無効とする。
【００９４】
具体的に、制御回路４１は、駆動信号の出力後、時間Ｔ１が経過した後に最初に検出された反射波を、１次基準面反射波と認識する。なお、時間Ｔ１は、駆動信号により発振された超音波の残響が十分に低くなるか或いは完全になくなり、且つ１次基準面反射波がまだセンサ部１に到達しない時間である。
【００９５】
また、第２検出周期Ｔでは、制御回路４１は、駆動信号の出力後、時間Ｔ３が経過した後、第２検出周期Ｔが経過するまでの間において、最初に検出された反射波を、液面反射波と認識する。なお、時間Ｔ３は、例えば、駆動信号が出力されてから２次基準面反射波が検出されるまでの時間Ｔ０よりも十分に長い時間である。３次基準面反射波あるいはそれ以上の高次の基準面反射波が受信される可能性がある場合は、それら高次の基準面反射波が受信され得る時間が経過した後に液面反射波を検出するように時間Ｔ３を設定してもよい。
【００９６】
第１検出周期Ｔで送信する超音波は、基準面反射波を良好に受信し得る程度の強度があればよい。そのため、第１検出周期Ｔでは、超音波の強度を一定強度に固定する。例えば、駆動パルスの数に応じて強度を調整する場合は、例えば駆動パルスを１つ含む駆動信号を出力してもよい。また例えば、駆動電圧値に応じて強度を調整する場合は、例えば、前述の基準値（例えば５Ｖ）の駆動電圧値を有する駆動信号を出力してもよい。
【００９７】
一方、第２検出周期Ｔで送信する超音波は、第１実施形態又は第２実施形態と同様、液位Ｌｘに応じて強度が調整される。
液位Ｌｘが低液位の場合は、第１実施形態又は第２実施形態と同様に、同じ１つの検出周期Ｔ内で、基準面反射波と液面反射波をそれぞれ検出し、それらに基づいて液位Ｌｘを算出する。
【００９８】
次に、第３実施形態の通常検出処理について、図１２を用いて説明する。制御回路４１は、図１２の通常検出処理を開始すると、Ｓ４１０で、記憶部４１ａから前回液位Ｌｘ０を取得する。Ｓ４２０では、Ｓ４１０で取得した前回液位Ｌｘ０が高液位又は低液位のどちらであるかを判断する。
【００９９】
前回液位Ｌｘ０が低液位である場合は、Ｓ５４０に移行する。Ｓ５４０〜Ｓ５７０の処理は、図８の通常検出処理におけるＳ２２０〜Ｓ２５０と基本的に同様である。即ち、Ｓ５４０では、強度設定処理を実行する。具体的に、超音波の強度を、Ｓ４１０で取得した前回液位Ｌｘ０に応じた強度に設定する。Ｓ５５０では、Ｓ５４０で設定した強度に対応した駆動信号を駆動回路４２から出力させる。これにより、超音波発振素子１１から、Ｓ５４０で設定した強度の超音波が送信される。
【０１００】
Ｓ５６０では、反射波受信処理を行う。即ち、Ｓ５５０の処理により送信された超音波に対応した基準面反射波及び液面反射波を順次受信し、それぞれに基づいて、基準面反射時間Ｔｒと液面反射時間Ｔｘとを算出する。Ｓ５７０では、Ｓ５６０で算出された基準面反射時間Ｔｒに基づき、上述の式（１）を用いて、超音波の伝搬速度ｖを算出する。Ｓ５６０の処理後は、Ｓ５１０に移行する。
【０１０１】
Ｓ５１０〜Ｓ５３０の処理は、基本的に、図８の通常検出処理におけるＳ２６０〜Ｓ２８０の処理と同様である。即ち、Ｓ５１０では、Ｓ５７０で算出した伝搬速度ｖと、Ｓ５６０で算出した液面反射時間Ｔｘとに基づいて、上述の式（２）を用いて、液位Ｌｘを算出する。Ｓ５２０では、Ｓ５１０で算出された液位Ｌｘを示す情報を、不図示の表示装置に表示する。Ｓ５３０では、Ｓ５１０で算出された液位Ｌｘを、前回液位Ｌｘ０として、記憶部４１ａに記憶する。
【０１０２】
Ｓ４２０で、前回液位Ｌｘ０が高液位である場合は、Ｓ４３０に移行する。Ｓ４３０〜Ｓ４６０では、前述の第１検出周期Ｔに対応した処理を実行する。即ち、Ｓ４３０では、基準面反射波を検出するために必要な超音波の所定の強度（例えば前述の一定強度）を設定する。
【０１０３】
Ｓ４４０では、基準駆動信号に相当する、Ｓ４３０で設定した強度に対応した駆動信号を、駆動回路４２から出力させる。これにより、超音波発振素子１１から、Ｓ４３０で設定した強度の超音波が送信される。
【０１０４】
Ｓ４５０では、基準面反射波受信処理を行う。即ち、Ｓ４４０の処理により送信された超音波に対応した基準面反射波を受信し、基準面反射時間Ｔｒを算出する。Ｓ４６０では、Ｓ４５０で算出された基準面反射時間Ｔｒに基づき、上述の式（１）を用いて、超音波の伝搬速度ｖを算出する。Ｓ４６０の処理後は、Ｓ４７０に移行する。
【０１０５】
Ｓ４７０では、次の検出周期Ｔに到達したか否か判断する。なお、ここでいう次の検出周期Ｔとは、前述の第２検出周期Ｔに対応する。次の検出周期Ｔに到達するまでは、Ｓ４７０の判断処理を繰り返す。次の検出周期Ｔに到達した場合は、Ｓ４８０に移行する。
【０１０６】
Ｓ４８０〜Ｓ５００では、前述の第２検出周期Ｔに対応した処理を実行する。即ち、Ｓ４８０では、液面反射波を検出するために必要な超音波の強度を設定する。具体的には、Ｓ５４０と同様に、超音波の強度を、Ｓ４１０で取得した前回液位Ｌｘ０に応じた強度に設定する。
【０１０７】
Ｓ４９０では、Ｓ４８０で設定した強度に対応した駆動信号を駆動回路４２から出力させる。これにより、超音波発振素子１１から、Ｓ４８０で設定した強度の超音波が送信される。Ｓ５００では、液面反射波受信処理を行う。即ち、Ｓ４９０の処理により送信された超音波に対応した液面反射波を受信し、液面反射時間Ｔｘを算出する。Ｓ５００の処理後は、Ｓ５１０に移行する。
【０１０８】
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果１ａ〜１ｄ、及び前述した第２実施形態の効果を奏する。さらに、第３実施形態によれば、高液位時には、同じ１つの検出周期で基準面反射波と液面反射波の双方を検出せず、異なる検出周期Ｔで基準面反射波及び液面反射波を個別に検出する。そのため、基準面反射波及び液面反射波をそれぞれ個別に精度よく検出できる。
【０１０９】
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【０１１０】
（４−１）図７の初期検出処理を実行することは、必須ではない。即ち、初回駆動タイミングで送信する超音波の強度は、どのような強度であってもよい。例えば、図７の初期検出処理を省き、図８の通常検出処理において、初回駆動タイミングにおけるＳ２１０〜Ｓ２２０では、現在の液位Ｌｘが最高液位であると仮定して、最高液位を検出可能な強度の超音波を送信してもよい。そして、２回目以降は、前回液位Ｌｘ０に応じた強度の超音波を送信するようにしてもよい。
【０１１１】
（４−２）前回液位Ｌｘ０は、駆動タイミング毎に毎回更新しなくてもよい。また、Ｓ２１０で取得する前回液位Ｌｘ０は、必ずしも、直前のく同タイミング（即ち直前の検出周期Ｔ）で算出した液位Ｌｘでなくてもよい。
【０１１２】
例えば、ｎ（ｎは１以上の自然数）＋１回前の検出周期で算出した液位Ｌｘを前回液位Ｌｘ０として用いてもよい。また例えば、ｎ回前〜ｎ＋ｍ（ｍは１以上の自然数）回前までに算出されたｍ個の液位Ｌｘに基づく所定の算出方法（例えば平均演算）にて前回液位Ｌｘ０を取得してもよい。また例えば、ある駆動タイミングで検出した液位Ｌｘを、次回以降の規定回数は使い続けるようにしてもよい。
【０１１３】
（４−３）第１実施形態では駆動パルスのバースト回数を変化させることによって超音波の強度を変化させ、第２実施形態では駆動パルスの駆動電圧値を変化させることによって超音波の強度を変化させたが、これらを組み合わせてもよい。
【０１１４】
即ち、例えば液位Ｌｘが所定の第１範囲にあるときはバースト回数を１回、駆動電圧値をＶ１とし、液位Ｌｘが第１範囲よりも高い第２範囲にあるときは、バースト回数を２回、駆動電圧値をＶ１よりも大きいＶ２とし、液位Ｌｘが第２範囲よりも高い第３範囲にあるときは、バースト回数を３回、駆動電圧値をＶ２よりも大きいＶ３としてもよい。
【０１１５】
また、液位Ｌｘのレベル変化に応じてバースト回数及び駆動電圧値の双方を高くすることは必須ではなく、バースト回数及び駆動電圧値のうちいずれか一方のみ高くなるようなレベルアップがあってもよい。
【０１１６】
（４−４）基準面反射時間Ｔｒを用いて伝搬速度ｖを算出することは必須ではない。規定の伝搬速度ｖを用いて、液面反射時間Ｔｘに基づく液位Ｌｘを算出するようにしてもよい。
【０１１７】
（４−５）液位Ｌｘは、タンク２００内における底面２００ａから液面までの距離とは異なる物理量であってもよい。例えば、液位Ｌｘは、超音波発振素子１１から第１の経路４及び第２の経路５を経て液面へ到達するまでの超音波の伝搬距離であってもよい。或いは、液位Ｌｘは、その伝搬距離に対応した他の物理量、あるいは底面２００ａから液面までの距離に対応した他の物理量であってもよい。
【０１１８】
（４−６）上記各実施形態では、タンク２００内の燃料１５０の液位検出に用いられる液面検出装置１００を例示した。しかしながら、液面検出装置の用途は特に限定されるものではない。液面検出装置は、車両に搭載される他の液体、例えば、エンジンオイル、ブレーキフルード、ウィンドウォッシャ液等の液面検出に用いられてもよい。また例えば、液面検出装置は、液体輸送用車両に備えられた液体輸送用タンク内や車両以外の各種民生用機器の液体容器内などの液面検出に用いられてもよい。
【０１１９】
（４−７）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１…センサ部、２…ハウジング部、４…第１の経路、５…第２の経路、１１…超音波発振素子、２２，２３…ガイドパイプ、２４…反射板、４１…制御回路、４１ａ…記憶部、４２…駆動回路、４３…受信回路、１００…液面検出装置、１５０…燃料、２００…タンク、２００ａ…底面、２２１…基準面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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