(57)【要約】【課題】液体を収容する収容部が傾斜しても、収容部内の液体の量を推定すること。【解決手段】水位推定装置は、液体の圧力を検出する複数の液体用圧力センサＤ０１と、液体を収容する収容部１０において液体とは異なる流体が存在する領域の流体の圧力を検出する非液体用圧力センサＤ０２と、を備え、水位推定部１３は、液体用圧力センサＤ０１の検出結果と非液体用圧力センサＤ０２の検出結果とに基づいて、複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出し、収容部１０が正立な状態にあるときの基準点から液面までの距離を推定する。 【選択図】        図１
2009058282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する収容部の複数の部位から所定の方向における液面までの各距離に基づいて、前記収容部が正立な状態にあるときの基準点から前記液面までの距離を推定する水位推定手段と、
を有することを特徴とする水位推定装置。
【請求項２】
前記液体の圧力を検出する複数の液体用圧力検出手段と、
前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域の流体の圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
を備え、前記水位推定手段は、前記液体用圧力検出手段の検出結果と前記筒内圧力検出手段の検出結果とに基づいて、前記複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の水位推定装置。
【請求項３】
一方が前記収容部において前記液体が存在する領域に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する複数の連通管と、
前記複数の連通管の所定の位置に設けられると共に前記連通管を透過するように光を発する発光部と、
前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受ける受光部と、
を備え、
前記受光部は、前記光の量に基づいて前記発光部と前記発光部との間における前記液体の有無を検出し、前記水位推定手段は、前記複数の連通管に設けられた前記発光部と前記受光部との間における前記液体の有無に基づいて、前記複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の水位推定装置。
【請求項４】
前記連通管の内部に前記液体に浮遊すると共に前記発光部と前記受光部との間に位置する場合に、前記発光部から発せられる前記光を遮断するフロートを備えることを特徴とする請求項３に記載の水位推定装置。
【請求項５】
一方が前記収容部において前記液体が存在する領域に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する複数の連通管と、
前記連通管の内部に設けられ前記液体に浮遊するフロートと、
前記連通管の内部の所定の位置に設けられ、前記フロートとの接触を検出する接触検出手段と、
を備え、前記水位推定手段は、前記複数の連通管に設けられた接触検出手段が検出した各検出結果に基づいて、前記複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の水位推定装置。
【請求項６】
前記部位の個数は、少なくとも３個であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の水位推定装置。
【請求項７】
前記複数の部位は、前記収容部の周方向に沿ってそれぞれが等間隔に位置することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の水位推定装置。
【請求項８】
液体を収容する収容部の所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から液面の中心までの距離に基づいて前記収容部が正立な状態にあるときの基準点から前記液面までの距離を推定する水位推定手段と、
を有することを特徴とする水位推定装置。
【請求項９】
前記液体が存在する領域において所定の高さにおける水平な断面の中心の前記液体の圧力を検出する液体中心圧力検出手段と、
前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域の流体の圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
鉛直方向に対する前記収容部の傾きを検出する角度検出手段と、
を備え、前記水位推定手段は、前記液体中心圧力検出手段の検出結果と前記筒内圧力検出手段の検出結果と前記角度検出手段の検出結果とに基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１０】
前記液体が存在する領域において所定の高さにおける水平な断面の中心に設けられると共に、前記液面の中心に向かって光を発する発光部と、
前記液体とは異なる流体が存在する領域において前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受ける受光部と、
を備え、前記受光部は、前記光の量に基づいて前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離を検出し、前記水位推定手段は、前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１１】
前記液体とは異なる流体が存在する領域において所定の高さにおける水平な断面の中心に設けられると共に、前記液面の中心に向かって光を発する発光部と、
前記液体が存在する領域において前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受ける受光部と、
を備え、前記受光部は、前記光の量に基づいて前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離を検出す前記水位推定手段は、前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１２】
前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域に設けられると共に前記液面の中心に向かって光を発する発光部と、
前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域のうち、前記発光部が設けられた前記領域に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受け、前記液面で反射した前記光の到達時間に基づいて前記発光部から前記液面までの距離を検出する受光部と、
を備え、前記水位推定手段は、前記発光部から前記液面までの距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１３】
前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域に設けられると共に前記液面の中心に向かって超音波を発する超音波発生部と、
前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域のうち、前記超音波発生部が設けられた前記領域に設けられると共に、前記液面で反射した前記超音波発生部からの超音波に基づいて前記超音波発生部から前記液面までの距離を検出する超音波受音部と、
を備え、前記水位推定手段は、前記超音波発生部から前記液面までの距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１４】
前記液面の中心を通り、一方が前記収容部において前記液体が存在する領域の前記所定の高さにおける水平な断面の中心に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する連通管と、
前記連通管の所定の位置に設けられると共に前記連通管を透過するように光を発する発光部と、
前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記受光部からの光を受け、前記光の量に基づいて前記発光部との間における前記液体の有無を検出する受光部と、
を備え、前記水位推定手段は、前記連通管に設けられた前記発光部と前記受光部との間における前記液体の有無に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１５】
前記連通管の内部に前記液体に浮遊すると共に前記発光部と前記受光部との間に位置することにより前記発光部から発せられる前記光を遮断するフロートを備えることを特徴とする請求項１４に記載の水位推定装置。
【請求項１６】
前記液面の中心を通り、一方が前記収容部において前記液体が存在する領域の前記所定の高さにおける水平な断面の中心に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する連通管と、
前記連通管の内部に設けられ前記液体に浮遊するフロートと、
前記連通管の内部の所定の位置に設けられ、前記フロートとの接触を検出する接触検出手段と、
を備え、前記水位推定手段は、前記連通管に設けられた接触検出手段が検出した各検出結果に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することを特徴とする請求項８に記載の水位推定装置。
【請求項１７】
液体を収容する収容部と、
液体を収容部に供給する液体供給通路と、
前記収容部が正立な状態にあるときの基準点から液面までの距離を推定する請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の水位推定装置と、
前記水位推定装置が推定した前記液体の量に基づいて、前記液体供給通路を介して前記収容部に供給される前記液体の量を調節する供給液量調整手段と、
を備えることを特徴とする液体収容容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水位推定装置に関し、さらに詳しくは、傾斜及び揺動するタンク内の液体の水位を推定する水位推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液体を内部に収容するタンクを移動体に搭載すると、この移動体の動揺や傾斜などの姿勢変動にともなってタンク及びタンク内の液体も共に動揺または傾斜する。これにより、液面の水位が変動し、例えばタンクを備える加湿器では、液中における気泡の滞留時間が変動する。よって、液面の水位が変動し、これにともなって液中における気泡の滞留時間が変動する。これに起因して、移動体に搭載される加湿器では、安定した加湿性能が得られないおそれがある。
【０００３】
そこで例えば、特許文献１には、タンクの反応ガス出口の上流側に多孔体を設けることで、反応ガスによる水の同伴を抑制すると共に、中間部にドーナツ状のバッフル板を複数設けることで、気水分離や消波作用等によって気泡中への水の巻き込みを抑制する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２３１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された加湿器は、ガス吹出し口から液面までの距離を十分確保すると共に仕切り板を設けることで、加湿性能の低下を抑制する。しかしながら、タンク内の液体の量の低下による水位の低下は配慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タンクが傾斜しても、タンク内の液体の量を推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る水位推定装置は、液体を収容する収容部の複数の部位から所定の方向における液面までの各距離に基づいて、前記収容部が正立な状態にあるときの基準点から前記液面までの距離を推定する水位推定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、複数の部位から所定の方向における液面までの各距離に基づいて、収容部が鉛直方向に対して傾いた方向における基準点から液面までの距離を算出する。前記収容部が鉛直方向に対して傾いた方向における基準点から液面までの距離に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの基準点から液面までの各距離、すなわち収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【０００９】
本発明の好ましい態様としては、前記液体の圧力を検出する複数の液体用圧力検出手段と、前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域の流体の圧力を検出する筒内圧力検出手段と、を備え、前記水位推定手段は、前記液体用圧力検出手段の検出結果と前記筒内圧力検出手段の検出結果とに基づいて、前記複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出することが望ましい。
【００１０】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、筒内圧力検出手段が検出した結果と、複数の部位に設けた液体用圧力検出手段が検出した結果とに基づいて、鉛直方向における各液体用圧力検出手段から液面までの各距離を算出する。水位推定装置は、この各液体用圧力検出手段から液面までの各距離に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００１１】
本発明の好ましい態様としては、一方が前記収容部において前記液体が存在する領域に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する複数の連通管と、前記複数の連通管の所定の位置に設けられると共に前記連通管を透過するように光を発する発光部と、前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受ける受光部と、を備え、前記受光部は、前記光の量に基づいて前記発光部と前記発光部との間における前記液体の有無を検出し、前記水位推定手段は、前記複数の連通管に設けられた前記発光部と前記受光部との間における前記液体の有無に基づいて、前記複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出することが望ましい。
【００１２】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、各連通管に設けられた各受光部が受ける光の量に基づいて、各基準点から収容部が鉛直方向に対して傾いた方向における液面までの距離を算出する。水位推定装置は、この各基準点から収容部が鉛直方向に対して傾いた方向における液面までの各距離に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００１３】
本発明の好ましい態様としては、前記連通管の内部に前記液体に浮遊すると共に前記発光部と前記受光部との間に位置する場合に、前記発光部から発せられる前記光を遮断するフロートを備えることが望ましい。これにより、フロートが発光部と受光部との間に位置するとき、フロートが発光部から発せられる光をより確実に遮断する。よって、より確実に収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、一方が前記収容部において前記液体が存在する領域に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する複数の連通管と、前記連通管の内部に設けられ前記液体に浮遊するフロートと、前記連通管の内部の所定の位置に設けられ、前記フロートとの接触を検出する接触検出手段と、を備え、前記水位推定手段は、前記複数の連通管に設けられた接触検出手段が検出した各検出結果に基づいて、前記複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出することが望ましい。
【００１５】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、各連通管の所定の位置に設けられた各接触検出手段の検出結果に基づいて、各基準点から収容部が鉛直方向に対して傾いた方向における液面までの距離を算出する。水位推定装置は、この各基準点から収容部が鉛直方向に対して傾いた方向における液面までの各距離に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。また、液体の透過度に関わらず、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、前記部位の個数は、少なくとも３個であることが望ましい。一般的に面は少なくとも３点で決定する。よって、少なくとも３個の部位から液面までの所定の方向における各距離に基づくことにより、収容部がどの方向に傾いたとしても、本発明に係る水位推定装置は、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、前記複数の部位は、前記収容部の周方向に沿ってそれぞれが等間隔に位置することが望ましい。これにより、本発明に係る水位推定装置は、収容部がどの方向に傾いたとしても、収容部が正立な状態にあるときの水位を好適に推定できる。
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る水位推定装置は、液体を収容する収容部の所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から液面の中心までの距離に基づいて前記収容部が正立な状態にあるときの基準点から前記液面までの距離を推定する水位推定手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
基本的に、収容部が傾いても収容部の水平な断面の中心から液面の中心までの距離は変化しない。これにより、本発明に係る水位推定装置は、収容部の水平な断面の中心から液面の中心までの距離に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの基準点から液面までの各距離、すなわち収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００２０】
本発明の好ましい態様としては、前記液体が存在する領域において所定の高さにおける水平な断面の中心の前記液体の圧力を検出する液体中心圧力検出手段と、前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域の流体の圧力を検出する筒内圧力検出手段と、鉛直方向に対する前記収容部の傾きを検出する角度検出手段と、を備え、前記水位推定手段は、前記液体中心圧力検出手段の検出結果と前記筒内圧力検出手段の検出結果と前記角度検出手段の検出結果とに基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００２１】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、筒内圧力検出手段が検出した結果と、液体中心圧力検出手段が検出した結果とに基づいて、鉛直方向における液体用圧力検出手段から液面までの距離を算出する。水位推定装置は、この液体用圧力検出手段から液面までの距離と角度検出手段に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００２２】
本発明の好ましい態様としては、前記液体が存在する領域において所定の高さにおける水平な断面の中心に設けられると共に、前記液面の中心に向かって光を発する発光部と、前記液体とは異なる流体が存在する領域において前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受ける受光部と、を備え、前記受光部は、前記光の量に基づいて前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離を検出し、前記水位推定手段は、前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００２３】
発光部から発せられた光は、発光部と受光部との間に存在する液体の量によって減衰量が決まる。よって、本発明に係る水位推定装置は、受光部が受けた光の量に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００２４】
本発明の好ましい態様としては、前記液体とは異なる流体が存在する領域において所定の高さにおける水平な断面の中心に設けられると共に、前記液面の中心に向かって光を発する発光部と、前記液体が存在する領域において前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受ける受光部と、を備え、前記受光部は、前記光の量に基づいて前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離を検出す前記水位推定手段は、前記発光部と前記受光部との間における前記液体の占める距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００２５】
発光部から発せられた光は、発光部と受光部との間に存在する液体の量によって減衰量が決まる。よって、本発明に係る水位推定装置は、受光部が受けた光の量に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００２６】
本発明の好ましい態様としては、前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域に設けられると共に前記液面の中心に向かって光を発する発光部と、前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域のうち、前記発光部が設けられた前記領域に設けられると共に、前記発光部からの前記光を受け、前記液面で反射した前記光の到達時間に基づいて前記発光部から前記液面までの距離を検出する受光部と、を備え、前記水位推定手段は、前記発光部から前記液面までの距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００２７】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、発光部から発せられた光が液面の中心部で反射され、受光部に達するまでの時間に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００２８】
本発明の好ましい態様としては、前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域に設けられると共に前記液面の中心に向かって超音波を発する超音波発生部と、前記液体が存在する領域、または前記液体とは異なる流体が存在する領域のうち、前記超音波発生部が設けられた前記領域に設けられると共に、前記液面で反射した前記超音波発生部からの超音波に基づいて前記超音波発生部から前記液面までの距離を検出する超音波受音部と、を備え、前記水位推定手段は、前記音波発生部から前記液面までの前記受光部までの距離に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００２９】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、超音波発生部から発せられた超音波が液面の中心部で反射され、超音波受音部に達するまでの時間に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００３０】
本発明の好ましい態様としては、前記液面の中心を通り、一方が前記収容部において前記液体が存在する領域の前記所定の高さにおける水平な断面の中心に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する連通管と、前記連通管の所定の位置に設けられると共に前記連通管を透過するように光を発する発光部と、前記発光部と対向する位置に設けられると共に、前記受光部からの光を受け、前記光の量に基づいて前記発光部との間における前記液体の有無を検出する受光部と、を備え、前記水位推定手段は、前記連通管に設けられた前記発光部と前記受光部との間における前記液体の有無に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００３１】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、連通管に設けられた受光部が受ける光の量に基づいて、収容部の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。水位推定装置は、この収容部の水平な断面の中心から液面の中心までの距離に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００３２】
本発明の好ましい態様としては、前記連通管の内部に前記液体に浮遊すると共に前記発光部と前記受光部との間に位置することにより前記発光部から発せられる前記光を遮断するフロートを備えることが望ましい。これにより、フロートが発光部と受光部との間に位置するとき、フロートが発光部から発せられる光をより確実に遮断する。よって、より確実に収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００３３】
本発明の好ましい態様としては、前記液面の中心を通り、一方が前記収容部において前記液体が存在する領域の前記所定の高さにおける水平な断面の中心に開口し、他方が前記収容部において前記液体とは異なる流体が存在する領域に開口する連通管と、前記連通管の内部に設けられ前記液体に浮遊するフロートと、前記連通管の内部の所定の位置に設けられ、前記フロートとの接触を検出する接触検出手段と、を備え、前記水位推定手段は、前記連通管に設けられた接触検出手段が検出した各検出結果に基づいて、前記所定の高さにおける前記収容部の水平な断面の中心から前記液面の中心までの距離を算出することが望ましい。
【００３４】
上記構成により、本発明に係る水位推定装置は、連通管の所定の位置に設けられた接触検出手段の検出結果に基づいて、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。また、液体の透過度に関わらず、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。
【００３５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る液体収容容器は、液体を収容する収容部と、液体を収容部に供給する液体供給通路と、前記収容部が正立な状態にあるときの基準点から液面までの距離を推定する前記水位推定装置と、前記水位推定装置が推定した前記液体の量に基づいて、前記液体供給通路を介して前記収容部に供給される前記液体の量を調節する供給液量調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００３６】
上記構成により、本発明に係る液体収容容器は、収容部が鉛直方向に対して傾斜した状態であっても、収容部が正立な状態にあるときの水位を推定できる。また、液体収容容器は、前記水位と所定の値とを比較することで、収容部内の液体の水位が過少な状態になることを抑制できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る水位推定装置及び液体収容容器は、タンクが傾斜しても、タンク内の液体の量を推定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００３９】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るタンクを側面部側から示す模式図、図２は、実施形態１に係るタンクを上面部側または下面部側から示す模式図である。実施形態１に係る水位推定装置１は、複数の液体用圧力センサＤ０１を備える点に特徴がある。以下、本実施形態に係る水位推定装置１は、内部に液体を収容する液体収容容器としてのタンク１００に備えられるものとして説明する。また、タンク１００は、例えば船舶や車両などの移動体に搭載され、タンク１００が傾斜及び揺動するにともなって、内部に収容された液体も傾斜及び揺動する。
【００４０】
図１に示すように、タンク１００は、側面部１０１と、下面部１０２と、上面部１０３とによって内部に液体を収容する収容部１０を構成する。側面部１０１は、例えば中空の円筒形状に形成される。下面部１０２は、側面部１０１の一方の端部に隙間無く連結される。上面部は、側面部１０１の他方の端部に隙間無く連結される。これにより、タンク１００の内部には、収容部１０が形成される。なお、収容部１０のうち、液体が存在する領域を液体領域ＡＲｗとする。また、液体が存在しない領域を非液体領域ＡＲａとする。
【００４１】
なお、本実施形態では、収容部１０の液体領域ＡＲｗには液体を収容し、非液体領域ＡＲａには気体が収容されるものとして説明するが、本実施形態はこれに限定されない。特殊な用途においてタンク１００を使用する場合として、非液体領域ＡＲａに前記液体とは異なる液体を収容してもよい。例えば、比重の異なる液体を収容部１０に収容すると、液体領域ＡＲｗには比重の大きい第１の液体が収容され、非液体領域ＡＲａには比重の小さい第２の液体が収容される。
【００４２】
タンク１００は、さらに供給通路１０４と、供給弁１０４ａと、排出通路１０５と、排出弁１０５ａとを備える。供給通路１０４は、側面部１０１に連結され、収容部１０に開口する。これにより、液体を収容部１０に供給する。供給弁１０４ａは、供給通路１０４に設けられ、収容部１０に供給する液体の量を調節する供給液量調整手段である。排出通路１０５は、側面部１０１に連結され、収容部１０に開口する。これにより、液体を収容部１０から排出する。排出弁１０５ａは、排出通路１０５に設けられ、収容部１０から排出する液体の量を調整する排出液量調整手段である。
【００４３】
なお、供給通路１０４及び排出通路１０５は、側面部１０１に連結されるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、上面部１０３に連結されてもよいし、下面部１０２に連結されてもよい。また、タンク１００は、円筒形状であるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、中空の四角柱状でもよいし、球状でもよい。
【００４４】
本実施形態に係る水位推定装置１は、液体用圧力検出手段としての液体用圧力センサＤ０１と、筒内圧力検出手段としての非液体用圧力センサＤ０２とを備える。液体用圧力センサＤ０１は、収容部１０の液体領域ＡＲｗに突出するように、タンク１００の側面部１０１に設けられる。図２に示すように、液体用圧力センサＤ０１は、側面部１０１の周方向に沿って等間隔に８個設けられる。これにより、各液体用圧力センサＤ０１は、各設置部位の液体の圧力を検出する。非液体用圧力センサＤ０２は、収容部１０の非液体領域ＡＲａに突出するように、タンク１００の側面部１０１に設けられる。これにより、液体用圧力センサＤ０１は、本実施形態では収容部１０内の気体の圧力を検出する。
【００４５】
ここで、収容部１０の中心軸を中心軸ＣＬとする。また、中心軸ＣＬが鉛直方向ＧＬと平行な状態を、タンク１００の正立とする。なお、タンク１００が正立するとき、液体領域ＡＲｗは、下面部１０２側に位置し、非液体領域ＡＲａは、上面部１０３側に位置する。
【００４６】
なお、液体用圧力センサＤ０１は、下面部１０２の近傍の側面部１０１に設けられるとより好ましい。これにより、タンク１００の傾斜及び揺動により液面が傾斜し、液体用圧力センサＤ０１が液体から露出するおそれを抑制できる。また、側面部１０１に設けられるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、下面部１０２に設けられていてもよい。
【００４７】
図３は、実施形態１に係る水位推定装置の構成を示す概念図である。水位推定装置１は、図３に示すＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５０を備える。ＥＣＵ１５は、タンク１００が正立の状態である時の水位を推定する処理、及びタンク１００の水位を調整するための処理などを行う。ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）１５ｐと、記憶部１５ｍと、入力ポート１５ｉｎ及び出力ポート１５ｏｕｔと、入力インターフェースＩＦｉ及び出力インターフェースＩＦｏとから構成される。
【００４８】
ＥＣＵ１５は、供給弁１０４ａを制御する制御部１１と、液体用圧力センサＤ０１や非液体用圧力センサＤ０２などの各種検出手段が検出した結果、記憶部１５ｍに格納された情報などを取得する情報取得部１２と、情報取得部１２が取得した情報に基づき各種判定をする水位推定手段としての水位推定部１３と、を含んで構成される。これらが、この実施形態に係る燃料含有オイル制御を実行する部分となる。ＣＰＵ１５ｐと、記憶部１５ｍとは、バスＢｃにより接続される。ＣＰＵ１５ｐと入力ポート１５ｉｎとは、バスＢａにより接続される。ＣＰＵ１５ｐと出力ポート１５ｏｕｔとは、バスＢｂにより接続される。
【００４９】
入力ポート１５ｉｎには、入力インターフェースＩＦｉが接続されている。入力インターフェースＩＦｉには、液体用圧力センサＤ０１や非液体用圧力センサＤ０２が接続されている。これらの各種検出手段から出力される信号は、入力インターフェースＩＦｉ内のＡ／ＤコンバータＡＤＣやディジタル入力バッファＤＩＢにより、ＣＰＵ１５ｐが利用できる信号に変換されて入力ポート１５ｉｎへ送られる。これにより、ＣＰＵ１５ｐは、供給弁１０４ａの制御に必要な情報を取得できる。
【００５０】
出力ポート１５ｏｕｔには、出力インターフェースＩＦｏが接続されている。出力インターフェースＩＦｏには、制御対象として供給弁１０４ａが接続されている。出力インターフェースＩＦｏは、ＣＰＵ１５ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。これにより、前記検出手段類からの出力信号に基づき、ＥＣＵ１５のＣＰＵ１５ｐは、供給弁１０４ａの開度を制御できる。
【００５１】
記憶部１５ｍには、タンク１００が正立の状態である時の水位を推定する処理手順、及びタンク１００の水位を調整するための処理手順などを含むコンピュータプログラムや制御データマップが格納されている。ここで、記憶部１５ｍは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。
【００５２】
上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ１５ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本実施形態に係るＥＣＵ１５の処理手順を実現できるものであってもよい。また、このＥＣＵ１５は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、制御部１１の機能を実現するものであってもよい。
【００５３】
上記構成により、情報取得部１２は、各液体用圧力センサＤ０１から各部位の液体の圧力を取得する。そして、制御部１１は、この検出結果に基づいて供給弁１０４ａの開閉を制御する。
【００５４】
図４及び図５は、実施形態１に係るタンクを側面部から投影したときの模式図である。図６は、本実施形態に係る水位推定装置の制御装置の制御内容を示すフローチャートである。図４及び図５に示すタンク１００は、鉛直方向ＧＬに対して角度θを有して傾斜した状態である。なお、角度θは、中心軸ＣＬと鉛直方向ＧＬとが成す角度のうち、狭角となる方の角度とする。また、説明の便宜上、複数の液体用圧力センサＤ０１のうち、液体用圧力センサＤ０１ａから液体用圧力センサＤ０１ｅを代表として説明する。なお、液体用圧力センサＤ０１ａが最小の圧力を検出し、液体用圧力センサＤ０１ｅが最大の圧力を検出したものとする。また、角度θは、中心軸ＣＬと鉛直方向ＧＬとが成す狭角であるが、下面部１０２と水平方向ＦＬとが成す角度も角度θと同等の角度となる。
【００５５】
以下、図６を用いて、制御部１１の制御内容を説明する。ステップＳＴ１０１として、情報取得部１２は、液体用圧力センサＤ０１ａから液体用圧力センサＤ０１ｅが検出した、各部位における液体の圧力を取得する。次に、ステップＳＴ１０２として、水位推定部１３は前記各圧力に基づいて液体用圧力センサＤ０１ａから液面までの鉛直方向の距離である距離Ｌｇａを算出する。同様に、水位推定部１３は、液体用圧力センサＤ０１ｂから液体用圧力センサＤ０１ｅに対応する距離Ｌｇｂから距離Ｌｇｅを算出する。次に、ステップＳＴ１０３として、水位推定部１３は、最大値である距離Ｌｇｅから距離Ｌｇａを減算した結果とタンク１００の直径とに基づいて角度θを算出する。
【００５６】
なお、本実施形態では、水位推定部１３は、最大値である距離Ｌｇｅから距離Ｌｇａを減算した結果とタンク１００の直径とに基づいて角度θを算出するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、各部位における圧力比と、タンク１００の傾斜方向との関係をマップ化し、このマップに基づいて、角度θを算出するようにしてもよい。このように構成することで、液体用圧力センサＤ０１の個数が少ない場合には、特に精度良く角度θを算出できる。
【００５７】
次に、ステップＳＴ１０４として、水位推定部１３は、図５に示すように、距離Ｌｇａからｃｏｓθを除算して液体用圧力センサＤ０１ａから液面までの中心軸ＣＬ方向の距離である距離Ｌｃａを算出する。同様に、水位推定部１３は、距離Ｌｇｂから距離Ｌｇｅに基づいて距離Ｌｃｂから距離Ｌｃｅを算出する。次に、ステップＳＴ１０５として、水位推定部１３は距離Ｌｃａから距離Ｌｃｅまでの平均を算出し、この結果をタンク１００が正立の状態における液面の水位であるタンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈと推定する。
【００５８】
次に、ステップＳＴ１０６として、制御部１１は、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈと所定の距離αと比較する。タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈが所定の距離α未満の場合（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０７として、制御部１１は供給通路１０４から液体を供給するように供給弁１０４ａの開閉を制御する。なお、前記所定の距離αとは、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈがその値未満になるとタンク１００内の液体の量が過少な状態となる値である。
【００５９】
なお、ステップＳＴ１０７を実行後、またはタンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈが所定の距離α以上の場合（ステップＳＴ１０６、ＮＯ）、ＥＣＵ１５は１ターンを終了し、ステップＳＴ１０１からステップＳＴ１０７を繰り返す。
【００６０】
上記構成により、本実施形態に係る水位推定装置１は、タンク１００が鉛直方向ＧＬに対して傾斜していても、タンク１００が静止及び正立の状態における液面の水位を推定できる。これにより、タンク１００の状態に依存することなく、タンク１００が静止及び正立の状態における液面の水位を推定できる。
【００６１】
上記構成により、本実施形態に係るタンク１００は、水位推定装置１によって推定したタンク１００が正立の状態における液面の水位に基づいて、タンク１００内に収容する液体の量が過少な状態となることを抑制できる。
【００６２】
なお、制御部１１は、タンク１００が正立の状態の水位である距離Ｌｃｈと、ある所定の距離βと比較して、距離Ｌｃｈがこの所定の距離β以上であったら排出通路１０５から液体を排出するように、排出弁１０５ａの開閉を制御してもよい。この場合、前記所定の距離βとは、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈがその値以上になるとタンク１００内の液体の量が過多な状態となる値である。これにより、本実施形態に係るタンク１００は、水位推定装置１によって推定したタンク１００が正立の状態における液面の水位に基づいて、タンク１００内に収容する液体の量が過多な状態となることを抑制できる。
【００６３】
以上、本実施形態に係る水位推定装置１は、液体を収容する収容部１０の複数の部位から所定の方向における液面までの各距離に基づいて、収容部１０が正立な状態にあるときの基準点から液面までの距離を推定する水位推定部１３とを有する。
【００６４】
本実施形態に係る水位推定装置は、液体の圧力を検出する複数の液体用圧力センサＤ０１と、収容部１０において液体とは異なる流体が存在する領域の流体の圧力を検出する非液体用圧力センサＤ０２と、を備え、水位推定部１３は、液体用圧力センサＤ０１の検出結果と非液体用圧力センサＤ０２の検出結果とに基づいて、複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出する。
【００６５】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置２は、実施形態１の水位推定装置２とほぼ同様の構成であるが、液体用圧力センサＤ０１に代えてレベルゲージＤ０３を備える点で実施形態１とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【００６６】
図７に示すように、水位推定装置２は、タンク１００に複数のレベルゲージＤ０３を備える。レベルゲージＤ０３は、連通管２４により構成される。連通管２４の一方の端部である液体領域側端部２４ｗが液体領域ＡＲｗに開口し、他方の端部である非液体領域側端部２４ａが非液体領域ＡＲａに開口する。液体領域側端部２４ｗと非液体領域側端部２４ａとの圧力差が変化すると、レベルゲージＤ０３の通路内の液面高さが変化する。これにより、レベルゲージＤ０３は、非液体領域側端部２４ａから中心軸ＣＬ方向の液面までの高さである距離Ｌｃａから距離Ｌｃｅを計測する。
【００６７】
複数のレベルゲージＤ０３は、実施形態１に係る複数の液体用圧力センサＤ０１と同様に、タンク１００の側面部１０１の周方向に、例えば８個設けられ、それぞれ等間隔に設けられる。なお、複数のレベルゲージＤ０３のうち、レベルゲージＤ０３ａからレベルゲージＤ０３ｅを代表として説明する。
【００６８】
レベルゲージＤ０３は、発光部２２と、受光部２３とを備える。発光部２２及び受光部２３は、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向に距離α離れた位置に設けられる。距離αは、例えば、タンク１００が正立の状態の時に、液面の水位がその値以下になると、タンク１００内に収容される液体の量が過少な状態となる高さである。
【００６９】
発光部２２と受光部２３とは、レベルゲージＤ０３の通路を挟んで互いに対向して設けられる。なお、発光部２２及び受光部２３は、レベルゲージＤ０３に取り付けられてもよいし、レベルゲージＤ０３の通路を挟んで互いに対向して設けられれば他部材に取り付けられてもよい。発光部２２は、受光部２３へとレベルゲージＤ０３の通路を介して光を発する。受光部２３は、発光部２２からの光をレベルゲージＤ０３の通路を介して受ける。ＥＣＵ１５の水位推定部１３は、前記受光部が受けた前記光の量に基づいて、発光部２２と受光部２３との間のレベルゲージＤ０３の通路に液体が存在するか否か判断する。
【００７０】
受光部２３は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続されている。これにより情報取得部１２は、複数のレベルゲージＤ０３に設けたそれぞれの受光部２３から、発光部２２と受光部２３との間のレベルゲージＤ０３の通路に液体が存在するか否かの信号を取得する。なお、発光部２２は、例えば、常に光を発する構成であれば、発光部２２はＥＣＵ１５と接続されなくてもよい。
【００７１】
例えば、図７に示す図では、レベルゲージＤ０３ａ及びレベルゲージＤ０３ｂの発光部２２と受光部２３との間の通路に液体が存在しない。すると、レベルゲージＤ０３ａ及びレベルゲージＤ０３ｂの受光部２３は、液体を介さずに発光部２２からの光を受ける。つまり、前記液体により発光部２２から発せられた光は減衰されることなく、受光部２３に到達する。これにより、距離Ｌｃａ及び距離Ｌｃｂが距離α以下であると水位推定部１３は判断する。
【００７２】
水位推定部１３は、例えば、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向の液面までの距離が距離α以下という結果を検出したレベルゲージＤ０３の数に基づいて、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈを推定できる。本実施形態では、例えば、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向の液面までの距離が距離α以下という結果を検出したレベルゲージＤ０３の数がレベルゲージＤ０３の総数である８個の半数以上である５個以上となった場合に、供給弁１０４ａを開弁するように制御部１１を構成する。
【００７３】
なお、本実施形態は上記構成に限定されず、例えば、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向の液面までの距離が距離α以下という結果を検出したレベルゲージＤ０３の数が、４個以上となった場合に、供給弁１０４ａを開弁するように制御部１１を構成すると、より確実にタンク１００内に収容する液体の量が過少な状態となることを抑制できる。
【００７４】
以上、本実施形態に係る水位推定装置２は、一方が収容部１０において液体が存在する液体領域ＡＲｗに開口し、他方が収容部１０において液体とは異なる流体が存在する非液体領域ＡＲａに開口する複数の連通管２４と、複数の連通管２４の所定の位置に設けられると共に連通管２４を透過するように光を発する発光部２２と、発光部２２と対向する位置に設けられると共に、発光部２２からの光を受ける受光部２３と、を備え、受光部２３は、光の量に基づいて発光部２２と発光部２２との間における液体の有無を検出し、水位推定部１３は、複数の連通管に設けられた発光部２２と受光部２３との間における液体の有無に基づいて、複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出する。
【００７５】
（実施形態３）
図８は、実施形態３に係る水位推定装置のレベルゲージを示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置３は、実施形態２の水位推定装置２とほぼ同様の構成であるが、レベルゲージＤ０３の通路内に液体に浮遊するフロート３４を備える点で実施形態２とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【００７６】
フロート３４は、レベルゲージＤ０３内の通路内に設けられ、液体に浮遊し、かつ発光部２２からの光を遮断する材料で構成される。上記構成により、図７に示すように、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向の液面までの距離が距離α以下である場合、フロート３４が発光部２２からの光を確実に遮断する。よって、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向の液面までの距離が距離α以下であるか否かを、より確実に判定できる。つまり、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【００７７】
以上、本実施形態に係る水位推定装置は、連通管２４の内部に液体に浮遊すると共に発光部２２と受光部２３との間に位置する場合に、発光部２２から発せられる光を遮断するフロートを備える。
【００７８】
（実施形態４）
図９は、実施形態４に係る水位推定装置のレベルゲージを示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置４は、実施形態３の水位推定装置３とほぼ同様の構成であるが、発光部２２及び受光部２３に代えて、フロート３４の接触を検出する接触検出手段としての接触センサＤ０４をレベルゲージＤ０３の通路内に備える点で実施形態３とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【００７９】
接触センサＤ０４は、入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続されている。これにより、フロート３４が接触センサに接触したか否かを、情報取得部１２は、接触センサＤ０４から取得する。レベルゲージＤ０３内の液体の水位が距離α以下に低下すると、フロート３４が接触センサＤ０４に接触する。これにより、水位推定部１３は、各レベルゲージＤ０３内の通路において、液体領域側端部２４ｗから中心軸ＣＬ方向の液面までの距離が距離α以下であるか否かを判断する。
【００８０】
ここで、タンク１００の使用用途や、使用環境によっては、タンク１００内に収容する液体が汚れなどによって変色することがある。前記液体が変色すると、受光部２３が受ける光の量も変化する。しかしながら、本実施形態に係る水位推定装置Ａ１は、光の量ではなくフロート３４が接触センサＤ０４に接触したか否かに基づいてタンク１００が正立の状態時の水位を推定する。よって、タンク１００内の液体の変色状態によらず、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【００８１】
以上、本実施形態に係る水位推定装置は、一方が収容部１０において液体が存在する領域に開口し、他方が収容部１０において液体とは異なる流体が存在する領域に開口する複数の連通管２４と、連通管２４の内部に設けられ液体に浮遊するフロート３４と、連通管２４の内部の所定の位置に設けられ、フロート３４との接触を検出する接触センサＤ０４と、を備え、水位推定部１３は、複数の連通管２４に設けられた接触センサＤ０４が検出した各検出結果に基づいて、複数の部位から一定の方向における液面までの各距離を算出する。
【００８２】
（実施形態５）
図１０は、実施形態５に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置５は、実施形態１の水位推定装置１とほぼ同様の構成であるが、下面部１０２の中心と液面の中心との距離を計測する点で上述の実施形態とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【００８３】
水位推定装置５は、液体中心圧力検出手段としての液体用圧力センサＤ０１と、非液体用圧力センサＤ０２と、角度検出手段としての角度センサＤ０５とを備える。液体用圧力センサＤ０１は、中心軸ＣＬに検出素子が位置するように液体領域ＡＲｗに設けられる。本実施形態では、液体用圧力センサＤ０１を下面部１０２の中心に設ける。非液体用圧力センサＤ０２は、非液体領域ＡＲａに設けられ、非液体領域ＡＲａにおける流体の圧力を検出する。角度センサＤ０５は、タンク１００の部材、例えば側面部１０１に設けられ、中心軸ＣＬと鉛直方向ＧＬとが成す角度θを検出する。
【００８４】
図１１は、実施形態５に係るタンクを側面部から投影したときの模式図である。液体用圧力センサＤ０１は、下面部１０２の中心部における液体の圧力を検出する。なお、ここでいう中心部とは、中心軸ＣＬ上の部位である。本実施形態では、タンク１００は円柱形状であり、下面部１０２は円形となる。よって、下面部１０２の中心部は、この円の中心となる。例えば、タンク１００が四角柱形状である場合、下面部１０２は四角形状となる。この場合、下面部１０２の中心部は、下面部１０２の重心となる。
【００８５】
また、非液体用圧力センサＤ０２は、非液体領域ＡＲａの流体の圧力を検出する。水位推定部１３は、これらの検出結果から、下面部１０２の中心部から液面までの鉛直方向ＧＬ方向の距離Ｌｇｈを算出する。情報取得部１２は、角度センサＤ０５から、中心軸ＣＬと鉛直方向ＧＬとがなす角度θ、つまりタンク１００の傾斜角度を取得する。水位推定部１３は、前記角度θに基づいて下面部１０２の中心部から液面の中心までの距離を算出する。液面の中心部では、タンク１００が傾斜しても下面部１０２の中心部までの距離は基本的に変化しない。よって、下面部１０２の中心部から液面の中心までの距離を、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈとする。
【００８６】
上記構成により、本実施形態に係る水位推定装置５は、液体用圧力センサＤ０１を複数設けなくても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。よって、水位推定装置５の製造コストを削減できる。
【００８７】
なお、本実施形態では、液体用圧力センサＤ０１を下面部１０２に設けたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、下面部１０２の中心部に開口がある場合は、支持部材を用いて、上面部１０３側の液体領域ＡＲｗに液体用圧力センサＤ０１を設けてもよい。
【００８８】
以上、本実施形態に係る水位推定装置５は、液体を収容する収容部１０の所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離に基づいて収容部１０が正立な状態にあるときの基準点から液面までの距離を推定する水位推定部１３と、を有する。
【００８９】
本実施形態に係る水位推定装置５は、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗにおいて所定の高さにおける水平な断面の中心の液体の圧力を検出する液体用圧力センサＤ０１と、収容部１０において液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａの流体の圧力を検出する非液体用圧力センサＤ０２と、鉛直方向に対する収容部１０の傾きを検出する角度センサＤ０５と、を備え、水位推定部１３は、液体用圧力センサＤ０１の検出結果と非液体用圧力センサＤ０２の検出結果と角度センサＤ０５の検出結果とに基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【００９０】
（実施形態６）
図１２は、実施形態６に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置６は、実施形態５の水位推定装置５とほぼ同様の構成であるが、発光部２２及び受光部２３を備える点で、実施形態５とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【００９１】
水位推定装置６は、発光部２２と受光部２３とを備える。発光部２２は、液体領域ＡＲｗの中心軸ＣＬ上に設けられる。本実施形態では、例えば下面部１０２の中心に上面部１０３の中心に向かって光を発するように設けられる。受光部２３は、非液体領域ＡＲａの中心軸ＣＬ状に設けられる。本実施形態では、例えば上面部１０３の中心に受光面を下面部１０２の中心に向けて、設けられる。これにより、受光部２３は、発光部２２から発せられた光を受ける。
【００９２】
なお、本実施形態では、発光部２２を下面部１０２に設け、受光部２３を上面部１０３に設けたが、本実施形態はこれに限定されない。発光部２２を下面部１０２に設け、受光部２３を上面部１０３に設けても同等の効果を奏する。発光部２２は、受光部２３と液面の中心部に対して対向して設けられていればよい。つまり、発光部２２及び受光部２３は、発光部２２と受光部２３とを結ぶ線分上に液面の中心部が位置するように設ければよい。
【００９３】
受光部２３は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続される。制御部１１は、受光部２３が受けた光の量を取得する。ここで、発光部２２と受光部２３との間に存在する液体の量によって、前記液体が吸収する前記光の量も変化するので、受光部２３が受ける光の量も変化する。よって、水位推定部１３は、受光部２３から取得した光の量に基づいて、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈを推定する。なお、水位推定部１３は、例えば、受光部２３から取得した光の量と、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈとの関係をマップとして図３に示す記憶部１５ｍに収納し、このマップを利用することにより受光部２３から取得した光の量に基づいて、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈを推定してもよい。
【００９４】
以上、本実施形態に係る水位推定装置６は、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗにおいて所定の高さにおける水平な断面の中心に設けられると共に、液面の中心に向かって光を発する発光部２２と、液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａにおいて発光部２２と対向する位置に設けられると共に、発光部２２からの光を受ける受光部２３と、を備え、受光部２３は、光の量に基づいて発光部２２と受光部２３との間における液体の占める距離を検出し、水位推定部１３は、発光部２２と受光部２３との間における液体の占める距離に基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【００９５】
また、本実施形態に係る水位推定装置は、液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａにおいて所定の高さにおける水平な断面の中心に設けられると共に、液面の中心に向かって光を発する発光部２２と、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗにおいて発光部２２と対向する位置に設けられると共に、発光部２２からの光を受ける受光部２３と、を備え、受光部２３は、光の量に基づいて発光部２２と受光部２３との間における液体の占める距離を検出する水位推定部１３は、発光部２２と受光部２３との間における液体の占める距離に基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【００９６】
（実施形態７）
図１３は、実施形態７に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置７は、実施形態６の水位推定装置６とほぼ同様の構成であるが、発光部２２から受光部２３までの光の到達時間に基づいてタンク１００が正立の状態である時の水位を推定する点で、実施形態６とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【００９７】
水位推定装置７は、発光部２２と受光部２３とを備える。発光部２２は、非液体領域ＡＲａに設けられる。本実施形態では、例えば上面部１０３の中心近傍に液面の中心に向かって光を発するように設けられる。受光部２３は、非液体領域ＡＲａに設けられる。本実施形態では、例えば上面部１０３の中心近傍に受光面を液面の中心に向けて設けられる。これにより、発光部２２から発せられた光は、液面で反射し、受光部２３に向かう。
【００９８】
なお、上述の実施形態では、発光部２２は、必ずしもＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉに電気的に接続しなくてもよいとしたが、本実施形態では、発光部２２が光を発する発光時期をＥＣＵ１５の制御部が制御する。よって、本実施形態に係る水位推定装置７の発光部２２は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉに電気的に接続される。
【００９９】
なお、本実施形態では、発光部２２及び受光部２３は、非液体領域ＡＲａに設けられたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、発光部２２及び受光部２３を液体領域ＡＲｗに設けてもよい。発光部２２から発せられた光は、液体領域ＡＲｗ側の液面によって反射され、受光部２３に向かう。
【０１００】
発光部２２は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続される。これにより、情報取得部１２は、発光部２２から発光時期を取得する。または、制御部１１が発光部２２を制御し、所定のタイミングで発光させる。受光部２３は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続される。これにより、情報取得部１２は、受光部２３が光を受けた時期を取得する。水位推定部１３は、発光時期及び受光時期に基づいて、発光部２２から発せられた光が受光部２３に到達するまでの時間に基づいてタンク１００が正立の状態である時の水位を算出する。
【０１０１】
ここで、液面の水位が低下すると、発光部２２と受光部２３との間の非液体領域ＡＲａの距離が増大する。よって、発光部２２から発せられた光が液面で反射して受光部２３に到達するまでの時間も増大する。よって、制御部１１は、発光部２２から発せられた光が液面で反射して受光部２３に到達するまでの時間に基づいて、タンク１００が正立の状態である時の水位である距離Ｌｃｈを推定する。これにより、水位推定装置７は、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、水位推定装置７は、発光部２２から発せられた光が液面で反射して受光部２３に到達するまでの時間に基づいてタンク１００が正立の状態時の水位を推定したが、例えば、液面で反射して受光部２３が受けた光の量に基づいてタンク１００が正立の状態時の水位を推定してもよい。この場合、実験によりあらかじめタンク１００の傾斜角度、タンク１００が正立の状態のときの水位、及び受光部２３が受けた光の量などをパラメータとし、マップ化しておき、このマップを利用する。
【０１０３】
以上、本実施形態に係る水位推定装置７は、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗ、または液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａに設けられると共に液面の中心に向かって光を発する発光部２２と、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗ、または液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａのうち、発光部２２が設けられた領域に設けられると共に、発光部２２からの光を受け、液面で反射した光の到達時間に基づいて発光部２２から液面までの距離を検出する受光部２３と、を備え、水位推定部１３は、発光部２２から液面までの距離に基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【０１０４】
（実施形態８）
図１４は、実施形態８に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置８は、実施形態７の水位推定装置７とほぼ同様の構成であるが、発光部２２及び受光部２３に代えて、超音波発生部８２及び超音波受音部８３を備える点で実施形態７とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【０１０５】
水位推定装置８は、超音波発生部８２と、超音波受音部８３とを備える。超音波発生部８２は、非液体領域ＡＲａに設けられる。本実施形態では、例えば上面部１０３の中心近傍に液面の中心に向かって超音波を発するように設けられる。超音波受音部８３は、非液体領域ＡＲａに設けられる。本実施形態では、例えば上面部１０３の中心近傍に受音部を液面の中心に向けて設けられる。これにより、超音波発生部８２から発せられた超音波は、液面で反射し、超音波受音部８３に向かう。
【０１０６】
なお、本実施形態では、超音波発生部８２及び超音波受音部８３は、非液体領域ＡＲａに設けられたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、超音波発生部８２及び超音波受音部８３を液体領域ＡＲｗに設けてもよい。超音波発生部８２から発せられた超音波は、液体領域ＡＲｗ側の液面によって反射され、超音波受音部８３に向かう。
【０１０７】
超音波発生部８２は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続される。これにより、情報取得部１２は、超音波発生部８２から超音波の発生時期を取得する。または、制御部１１が超音波発生部８２を制御し、所定のタイミングで超音波を発生させる。超音波受音部８３は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続される。これにより、情報取得部１２は、超音波受音部８３が超音波を受けた時期を取得する。水位推定部１３は、超音波発生部８２が超音波を発生させた時期と、超音波受音部８３が超音波を受けた時期に基づいて、超音波発生部８２から発せられた超音波が超音波受音部８３に到達するまでの時間を算出する。
【０１０８】
ここで、液面の水位が低下すると、超音波発生部８２と超音波受音部８３との間の非液体領域ＡＲａの距離が増大する。よって、超音波発生部８２から発せられた超音波が液面で反射して超音波受音部８３に到達するまでの時間も増大する。よって、水位推定部１３は、超音波発生部８２から発生された超音波が液面で反射して超音波受音部８３に到達するまでの時間に基づいて、タンク１００が正立の状態である時の水位を推定する。これにより、水位推定装置８は、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、水位推定装置８は、超音波発生部８２から発せられた超音波が液面で反射して超音波受音部８３到達するまでの時間に基づいてタンク１００が正立の状態時の水位を推定したが、例えば、液面で反射して超音波受音部８３が受けた超音波の量に基づいてタンク１００が正立の状態時の水位を推定してもよい。この場合、実験によりあらかじめタンク１００の傾斜角度、タンク１００が正立の状態のときの水位、及び超音波受音部８３が受けた超音波の量などをパラメータとし、マップ化しておき、このマップを利用する。
【０１１０】
以上、本実施形態に係る水位推定装置８は、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗ、または液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａに設けられると共に液面の中心に向かって超音波を発する超音波発生部８２と、液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗ、または液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａのうち、超音波発生部８２が設けられた領域に設けられると共に、液面で反射した超音波発生部８２からの超音波に基づいて超音波発生部８２から液面までの距離を検出する超音波受音部８３と、を備え、水位推定部１３は、超音波発生部８２から液面までの距離に基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【０１１１】
（実施形態９）
図１５は、実施形態９に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置９は、実施形態２の水位推定装置２と実施形態５の水位推定装置５とを組み合わせた構成であるが、レベルゲージＤ０３によって下面部１０２の中心から液面の中心までの距離を計測する点で、上述の実施形態と異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【０１１２】
水位推定装置９は、連通管２４と、支柱９２と、発光部２２と、受光部２３とを備える。連通管２４は、一方の端部が非液体領域ＡＲａに開口し、他方の端部が液体領域ＡＲｗに開口する。さらに連通管２４は、液面の中心を通るように設けられる。支柱９２は、連通管２４を上記構成となるように、タンク１００内部に支持する部材である。発光部２２と受光部２３とは、レベルゲージＤ０３の通路を挟んで互いに対向して設けられる。発光部２２は、受光部２３へとレベルゲージＤ０３の通路を介して光を発する。受光部２３は、発光部２２からの光を受け、前記光の量に基づいて、発光部２２と受光部２３との間のレベルゲージＤ０３の通路に液体が存在するか否かの信号を発信する。
【０１１３】
受光部２３は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続されている。これにより情報取得部１２は複数のレベルゲージＤ０３に設けたそれぞれの受光部２３から、発光部２２と受光部２３との間のレベルゲージＤ０３の通路に液体が存在するか否かの信号を取得する。水位推定部１３は、前記信号に基づいて、距離Ｌｃｈを推定する。これにより、水位推定装置８は、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【０１１４】
例えば、図１５に示す図では、発光部２２と受光部２３との間の通路に液体が存在する。すると、受光部２３は、発光部２２から発せられ液体で反射した光を受ける。つまり、受光部２３が受ける光の量は、液体によって減少する。これにより、水位推定部１３は、距離Ｌｃｈが距離αより大きいと判断する。距離Ｌｃｈが距離α以下となると、制御部１１は供給弁１０４ａを開弁させ、タンク１００に液体を供給する。
【０１１５】
以上、本実施形態に係る水位推定装置９は、液面の中心を通り、一方が収容部１０において液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗの所定の高さにおける水平な断面の中心に開口し、他方が収容部１０において液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａに開口する連通管２４と、連通管２４の所定の位置に設けられると共に連通管２４を透過するように光を発する発光部２２と、発光部２２と対向する位置に設けられると共に、受光部２３からの光を受け、光の量に基づいて発光部２２との間における液体の有無を検出する受光部２３と、を備え、水位推定部１３は、連通管２４に設けられた発光部２２と受光部２３との間における液体の有無に基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【０１１６】
（実施形態１０）
図１６は、実施形態１０に係るタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置Ａ０は、実施形態９の水位推定装置９とほぼ同様の構成であるが、実施形態３に係る水位推定装置３のレベルゲージＤ０３と同様に、レベルゲージＤ０３の内部にフロートを備える点で実施形態９とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【０１１７】
フロート３４は、レベルゲージＤ０３内の通路内に設けられ、液体に浮遊し、かつ発光部２２からの光を遮断する材料で構成される。上記構成により、距離Ｌｃｈが距離αになると、フロートが発光部２２から発せられた光を遮断し、より確実にタンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【０１１８】
以上、本実施形態に係る水位推定装置Ａ０は、連通管２４の内部に液体に浮遊すると共に発光部２２と受光部２３との間に位置することにより発光部２２から発せられる光を遮断するフロート３４を備える。
【０１１９】
（実施形態１１）
図１７は、実施形態１１に係るタンクを側面部側から示す模式図、図１８は、実施形態１１に係る他のタンクを側面部側から示す模式図である。本実施形態に係る水位推定装置Ａ１は、実施形態１０の水位推定装置Ａ０とほぼ同様の構成であるが、実施形態４に係る水位推定装置４と同様に、レベルゲージＤ０３の内部に発光部２２及び受光部２３に代えて、フロート３４の接触を検出する接触センサＤ０４を備える点で実施形態１０とは異なる。なお、上述の実施形態と同一の構成は、説明を省略する。
【０１２０】
接触センサＤ０４は、ＥＣＵ１５の入力インターフェースＩＦｉと電気的に接続されている。これにより、フロート３４が接触センサに接触したか否かを、情報取得部１２は接触センサＤ０４から取得する。これにより、レベルゲージＤ０３内の液体の水位が距離α以下に低下すると、フロート３４が接触センサＤ０４に接触し、水位推定部１３は、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【０１２１】
なお、本実施形態に係る水位推定装置Ａ１は、光の量ではなくフロート３４が接触センサＤ０４に接触したか否かに基づいてタンク１００が正立の状態時の水位を推定する。よって、タンク１００内の液体の変色状態によらず、タンク１００が傾斜していても、タンク１００が正立の状態時の水位を推定できる。
【０１２２】
以上、本実施形態に係る水位推定装置Ａ１は、液面の中心を通り、一方が収容部１０において液体が存在する領域である液体領域ＡＲｗの所定の高さにおける水平な断面の中心に開口し、他方が収容部１０において液体とは異なる流体が存在する領域である非液体領域ＡＲａに開口する連通管２４と、連通管２４の内部に設けられ液体に浮遊するフロート３４と、連通管２４の内部の所定の位置に設けられ、フロート３４との接触を検出する接触センサＤ０４と、を備え、水位推定部１３は、連通管２４に設けられた接触センサＤ０４が検出した各検出結果に基づいて、所定の高さにおける収容部１０の水平な断面の中心から液面の中心までの距離を算出する。
【０１２３】
なお、実施形態９、実施形態１０、実施形態１１では、収容部１０にレベルゲージＤ０３を設けたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、図１８に示すように、タンク１００の外部にレベルゲージＤ０３を設けてもよい。この時、連通管２４の開口は中心軸ＣＬ上で開口するように構成する。これにより、レベルゲージＤ０３を目視できる。また、発光部２２及び受光部２３をレベルゲージＤ０３に設けたとき、発光部２２及び受光部２３が液体に浸からない。よって、発光部２２及び受光部２３を防水処理しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
以上のように、本発明に係る水位推定装置及び液体収容容器は、移動体に搭載される液体収容容器に有用であり、特に、液体を収容する収容部が正立の状態のときにおける液体の水位を推定することに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】実施形態１に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図２】実施形態１に係るタンクを上面部側または下面部側から示す模式図である。
【図３】実施形態１に係る水位推定装置の構成を示す概念図である。
【図４】実施形態１に係るタンクを側面部から投影したときの模式図である。
【図５】実施形態１に係るタンクを側面部から投影したときの模式図である。
【図６】本実施形態に係る水位推定装置の制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図７】実施形態２に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図８】実施形態３に係る水位推定装置のレベルゲージを示す模式図である。
【図９】実施形態４に係る水位推定装置のレベルゲージを示す模式図である。
【図１０】実施形態５に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１１】実施形態５に係るタンクを側面部から投影したときの模式図である。
【図１２】実施形態６に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１３】実施形態７に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１４】実施形態８に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１５】実施形態９に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１６】実施形態１０に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１７】実施形態１１に係るタンクを側面部側から示す模式図である。
【図１８】実施形態１１に係る他のタンクを側面部側から示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１、２、３、４、５、６、７、８、９、Ａ０、Ａ１    水位推定装置
１０    収容部
１１    制御部
１２    情報取得部
１３    水位推定部
１５    ＥＣＵ
２２    発光部
２３    受光部
２４    連通管
２４ａ    非液体領域側端部
２４ｗ    液体領域側端部
３４    フロート
８２    超音波発生部
８３    超音波受音部
９２    支柱
１００    タンク
１０１    側面部
１０２    下面部
１０３    上面部
１０４    供給通路
１０４ａ    供給弁
１０５    排出通路
１０５ａ    排出弁
ＡＲａ    非液体領域
ＡＲｗ    液体領域
ＣＬ    中心軸
ＦＬ    水平方向
ＧＬ    鉛直方向
Ｄ０１    液体用圧力センサ
Ｄ０２    非液体用圧力センサ
Ｄ０３    レベルゲージ
Ｄ０４    接触センサ
Ｄ０５    角度センサ
【図１】
2009058282.tif 000003
【図２】
2009058282.tif 000004
【図３】
2009058282.tif 000005
【図４】
2009058282.tif 000006
【図５】
2009058282.tif 000007
【図６】
2009058282.tif 000008
【図７】
2009058282.tif 000009
【図８】
2009058282.tif 000010
【図９】
2009058282.tif 000011
【図１０】
2009058282.tif 000012
【図１１】
2009058282.tif 000013
【図１２】
2009058282.tif 000014
【図１３】
2009058282.tif 000015
【図１４】
2009058282.tif 000016
【図１５】
2009058282.tif 000017
【図１６】
2009058282.tif 000018
【図１７】
2009058282.tif 000019
【図１８】
2009058282.tif 000020