JP5815841B2 - 燃料流量測定デバイス及びその較正デバイス - Google Patents

Description

本発明は、燃料流量を測定するためのデバイスに関する。

このような燃料流量を測定するためのデバイスは、特に、内燃機関（combustion motor）用テストスタンドに使用することができる。テストスタンドは、例えば、内燃機関の開発においてテストされる内燃機関の性能を記録するために用いられる。内燃機関の燃料消費量は、汚染物質放出量とともに重要なパラメータであり、テストを進行させる間においてできるだけ正確に記録すべきものである。

内燃機関の動力を評価するためには、消費された燃料量及び消費された燃料のエネルギー密度をできる限り正確に測定することが必要である。このことから、試供体として使用される内燃機関に燃料を提供する燃料流量測定デバイスが開発されており、この燃料流量測定デバイスにおいては、燃料の条件（燃料温度、燃料圧力等）は一定に維持される。内燃機関の消費量を測定するために、上述したように燃料条件を設定するとともに、燃料の流量が記録される。

テストスタンド又は燃料流量測定器の動作の間、燃料流量測定デバイスの測定品質を保証しなければならない。この要件は、技術的考察だけでなく、様々な品質条件にも基づいている（ＩＳＯ９０００；ＶＤＡガイドライン６．１及び６．４；ＧＵＭ−測定における不確実性測定ガイド）。従って、流量測定デバイスを定期的に較正する必要がある。しかしながら、実際には、この較正は非常に複雑であり、多くの場合は専門家しか処理することができない。典型的な較正実験室では、通常、必要なノウハウを有していないことから、テストスタンドの燃料流量測定器を較正することはできない。特に較正処理のトレーサビリティにおける技術的な規則及び基準要件は、較正仕様が完全文章化され、かつ、再現可能なものとされている。

そこで、従来技術として、燃料流量測定デバイスの較正に用いられる様々なデバイス及び方法が知られている。

ＥＰ １ ０９１ １９７Ａ１公報には、内燃機関の動的な燃料消費量の連続測定用デバイスが記載されておいる。このデバイスは、燃料供給管のポンプ下流に連続測定マスフローセンサを設けたものである。前記マスフローセンサは、不連続測定較正ユニットを用いて較正することができ、この較正ユニットは、較正の間に、前記マスフローセンサでも計測される燃料消費量を測定する。この較正の間、全てのシステム及びテストスタンドに関連する影響量は合計されて測定結果にて考慮され、互いに独立した個々のパラメータが見積もられる可能性はない。従って、マスフローセンサの較正における実際の狙いは、特に少ない流量において、限定的に達成されるに過ぎない。

ＥＰ １ ０９１ １９７Ａ１公報

このように、ほとんど全ての測定に対して現在用いられている較正方法では、誤差も記録されてしまう。このため、いわゆる較正カート、即ち較正デバイスが設けられたカートをテストスタンドへ移動させて、燃料流量測定デバイスの上流又は下流の燃料管に配置される。このため、この燃料管は、燃料を導出できるように開いている必要があり、これにより、テストスタンドの周囲にいる人が危険にさらされるおそれがある。更に、較正カートを設置するために、テストスタンドの動作を長時間中断しなければならない。この較正方法そのものは、資格を有する作業者に従って実行しなければならないが、テストスタンドの設置場所ではそのような有資格者は働いておらず、較正される燃料流量測定デバイスを製造する者の中から送り込まれている。従って、これらの人員を得るには制限があり、正確なタイムスケジューリングが要求される。

図７は、参照デバイス２を備えた既知の燃料流量測定デバイス１の構造を示しており、この参照デバイス２は、燃料管３における燃料流量測定デバイス１の上流又は下流に設けられている。前記参照デバイス２は、カート上に設けられ、較正すべきテストスタンドに応じて移動できるように移動可能なものである。前記燃料管３は、参照デバイス２を取り付けるために、該参照デバイス２が結合されるように開かれていなければならない。

本発明は、国内基準及び国際基準に従って容易に較正が可能であって、複雑な作業を必要とすることなく、燃料流量を測定するためのデバイスを提供することで課題を解決するものである。更に、較正仕様は、上述したようなデバイスを較正するために特別の訓練を受けていない作業者でも実行可能なものであることが望ましい。

この課題は、請求項１に記載のデバイスにより解決される。本デバイスを用いた有益な方法とともに、発明のさらなる発展形が従属クレームに記載されている。

燃料流量を測定するためのデバイスであって、導入された燃料流量を測定する測定モジュール、前記測定モジュールの下流に設けられ、前記燃料のコンディショニングを行うコンディショニングモジュール、及び、前記測定モジュールの下流に設けられ、前記測定モジュールの測定精度を検査する検査モジュールを有するデバイスである。前記検査モジュールは、デバイスと一体化されたパーツとして取り外せないように固定されて設けられるとともに、前記測定モジュールの下流から該検査モジュールへ燃料を導入できるように、パイプ又はラインを通じて前記測定モジュールに接続されており、内燃機関に燃料を注入するように作動するインジェクタを有している。

このデバイスは、特に、テストスタンドの内燃機関への燃料流量を測定するために役立つものである。測定モジュールは、デバイスの動作の間、即ち、特に試供体に燃料を供給する間に、実際の測定機能を実行する。コンディショニングモジュールは、特に圧力と温度に関する所望の品質で燃料を供給するためのものである。一定温度及び一定圧力は、内燃機関の実際の燃料消費を正確に測定するための基本条件である。

検査モジュールは、上述したデバイスと一体的に設けられており、該デバイスに固定されたパーツである。この検査モジュールは、前記測定モジュールにより測定された燃料流量の値を確認するためのものである。すなわち、この検査モジュールは、前記測定モジュールを較正するために使用されるものである。

この検査モジュールが測定デバイスに一体的に設けられているので、較正を目的とした測定デバイスの複雑な再構成は不要であり、作業を行う人を危険にさらす作業が不要になる。さらに、検査モジュールを使用することにより較正の工程を自動化することができ、訓練を受けていない作業者がこの工程を自動的に実行できるようになる。その結果、例えば、測定デバイスが作業者に対して単に「ＯＫ」サインを示すことで十分となり、このサインから、作業者は、燃料流量測定デバイスが使用可能でかつ必要な測定性能を提供していると推定することができる。

測定性能、又は、測定不確実性は、多数のパラメータに影響され得る。後述するように、上述の考えに基づき、個々の影響パラメータにより生じる精度を測定するそれぞれのユニットを検査モジュールに設けることができる。この影響パラメータとしては、例えば、周囲条件、燃料パイプ又は燃料ラインの状態、燃料温度や燃料温度調節、燃料圧力や燃料圧力調節、較正量、較正安定性や統計的影響パラメータ（標準偏差）が挙げられる。検査モジュールは、これを考慮に入れ、燃料消費量の測定不確実性全体のうち少なくとも個々の種類を正当にすることができ、そこから燃料流量測定器の全測定不確実性の正確な測定を推定することができる。このようにして、測定モジュールに設けられたセンサは、それらの測定精度又は較正状態に関して個々にチェックすることができる。

これによれば、検査モジュールは、測定モジュールの測定精度に影響する少なくとも１つのパラメータを検査するために構成されていてもよい。対応するパラメータの結果は、例えば標準作業ＧＵＭ（測定における不確実性の決定ガイド：Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ ｉｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）、国際協定に基づいた標準作業、から得られる。

検査モジュールで採取された燃料量は、流量測定デバイスによる測定値の精度を検査して較正状態を検査するために、測定モジュールにおける流量測定デバイスの燃料量と比較される。

測定モジュールとコンディショニングモジュールとの間に、測定モジュールからコンディショニングモジュールへと燃料を導入するためのメインパイプ又はメインラインが設けられてもよく、すなわち、分岐ポイントにおいてメインパイプから検査モジュールへ分岐する第２パイプ又は第２ラインを設けてもよい。

上述した分岐ポイントによって、測定モジュールの下流で燃料をコンディショニングモジュール又は検査モジュールへ選択的に導入することが可能となる。通常の試験では、燃料は、測定モジュールからコンディショニングモジュールを流れて、コンディショニングモジュールに接続可能な内燃機関へと導入されるべきである。一方、較正又は検査の間は、燃料は、測定モジュールの下流から検査モジュールへのみ導入されるべきである。

このために、分岐ポイントとコンディショニングモジュールとの間をつなぐメインパイプの一部分に、閉鎖バルブユニットを設けてもよい。この閉鎖バルブユニットを使用することで、コンディショニングモジュールへの燃料の流れを、要求に応じて遮断することが可能である。

同様に、閉鎖バルブユニットを、分岐ポイントと検査モジュールとの間をつなぐ第２ラインの一部分に設けることもできる。上述した通常の試験において、検査モジュールに燃料を導入してはならない場合には、この閉鎖バルブユニットが閉じられる。

パイプ又はラインの寸法に関しては、測定モジュールと検査モジュールとの間のパイプの体積を最小限とするために、ラインパスはできるだけ短いことが望ましい。更に、これらのパイプは、温度影響を除くために分離すべきである。

測定モジュールには、前処理ユニットと、前処理ユニットの下流において測定モジュールに流れる燃料の流量を測定燃料量として測定する流量測定ユニットとが設けられている。この前処理ユニットは、例えばこの実施形態においては燃料ポンプ等の格納タンク（燃料タンク）から供給された燃料を、下流の流量測定ユニットが所望の状態で該燃料を受けるように、圧力と温度に関するコンディショニングを行うものである。この前処理ユニットにより設定される燃料の特性は、コンディショニングモジュールにより設定される特性と同一にすることが適切である。

一実施形態においては、検査モジュールは、標準燃料量として正確に定められた燃料量を採取する採取ユニットを備えている。この工程では、測定モジュールの測定精度を決定するために、測定モジュールにより測定された燃料量と、採取ユニット（dosing unit）により採取された参照燃料量とが比較される。

つまり、この採取ユニットは、特定の精度で正確に定められた燃料量、すなわち参照燃料量を採取することができる。測定モジュールが必要な測定精度を有する場合、上流に位置する測定モジュールを介してシステム全体で圧力及び温度の条件が等しいことから、測定モジュールは、燃料量として正確に等しい燃料量（測定燃料量）を測定する。測定モジュールにより測定された測定燃料量と参照測定量とを比較することにより、測定モジュールが必要な測定精度を達成しているか、又は、測定モジュールの調節が必要か、を評価することもできる。

採取ユニットは燃料インジェクタユニットとしてもよい。燃料インジェクタユニットは、参照燃料量を高精度に採取するために特に適している。

インジェクタユニット又は燃料インジェクタは、実際に、内燃機関に対する信頼できる燃料採取ユニットであることが実証されている。インジェクタによって、予め明確に定められた様々な流量を再現することが実証されている。従って、インジェクタの使用により、検査モジュールの比較考察に必要な燃料量は、測定モジュールとコンディショニングモジュールとの間の接続パイプから取得可能である。そのようなインジェクタは、例えばＤＥ １０ ２００６ ０２７ ７８０ Ａ１に示される。

他の形態として、検査モジュールは、採取ユニットの他に、採取ユニットの上流に配置され、採取ユニット上流の燃料の圧力を測定する第１圧力センサと、採取ユニットの下流に配置され、採取ユニット下流の燃料の圧力を測定する第２圧力センサとを有するものである。更に、採取ユニットの上流又は下流の燃料温度を測定するための温度センサを有してもよい。

つまり、変形例における検査モジュールには、測定デバイスとして、採取ユニットの他に、更に３つのセンサが必要である。他のすべての情報は、以下の関係から知られている。

既に上述したように、採取ユニットは、燃料インジェクタであるものが好ましい。インジェクタから排出される燃料量ｍは、以下の結果となるよう５つの影響パラメータに依存する。
ｍ＝ｆ（Δｐ， ｔ， ρ， o_ｔ， ｋ）
ただし、
ｍ＝インジェクタにより採取される燃料量、
Δｐ＝インジェクタ前後の圧力差
ｔ＝燃料の温度
ρ＝燃料の粘度（製造者からの情報）
o_ｔ＝インジェクタの開口時間
ｋ＝インジェクタの特性ダイヤグラム（製造者により定義される）

上述の変形例では、圧力差は、採取ユニット又はインジェクタによって測定可能であり、燃料の温度もまた測定可能である。燃料の粘度は、燃料製造者により保証され、公知の特性パラメータである。インジェクタの開閉の振舞いは、製造者のインジェクタ特性ダイヤグラムにより定義され、インジェクタの初めの較正に起因する。ところで、インジェクタ特性ダイヤグラムを決定するための測定方法は、ＥＰ １ ９４４ ５０２ Ａ１にも記述されている。

ここで示される測定パラメータ（温度と圧力差）とインジェクタ及び燃料の特性とともに、インジェクタを流れる燃料量ｍは、インジェクタバルブの開口時間o_ｔにより高精度に設定することができる。従って、インジェクタは、参照燃料量の供給に非常に適している。

変形例においては、検査モジュールが、流量標準器を有するものであってもよく、この流量標準器は、いわゆる較正燃料量として採取ユニットにより採取された参照燃料量を測定する参照流量測定ユニットである。この工程では、採取ユニットの採取精度を決定するために、採取ユニットにより採取された参照燃料量と、参照流量測定ユニットにより測定された較正燃料量とが比較される。

この変形例では、検査モジュールは、流量標準器又は参照標準器によって、参照流量測定ユニットの形態で拡張され、参照体積の全流量が、参照流量測定ユニットに流れるのと同様に、測定モジュールに一体化された流量測定ユニットに流れる。このようにして、測定モジュールにより測定された体積流量を、参照流量測定ユニットにより測定された値と直接比較することができる。これにより、較正がトレース可能になる。特に、採取ユニットによって採取される予め定められた参照燃料量は、測定モジュールの流量測定ユニット及び検査モジュールの参照流量測定ユニットによって、等しい測定で記録されているので、採取ユニットの精度をこのように検査してもよい。そして、コンポーネントはそれぞれに互いに関して検査される。

他の変形例では、測定モジュールは、測定モジュールを流れる燃料の密度を測定する密度測定ユニットを有してもよい。検査モジュールは、密度標準器を有していてもよく、この密度標準器は、検査モジュールを流れる燃料の密度を参照密度として測定する参照密度測定ユニットである。この工程では、測定モジュールの測定精度を決定するために、測定モジュールの密度測定ユニットにより測定した測定密度と参照密度測定ユニットにより測定された参照密度とが比較される。

この変形例では、測定モジュールに一体的に設けられた密度測定ユニットにより測定された密度（測定密度）と、参照密度測定ユニットにより測定された密度値とを直接比較することができる。ここでも、密度測定ユニットの較正がトレース可能となり、かつ、これにより、流量測定ユニットの較正がトレース可能となる。

更なる変形例では、例えばインジェクタである採取ユニットが、特性ダイヤグラムを有する。検査モジュールは、圧力差センサ、あるいは、採取ユニットの入口と出口との圧力差を測定するための多数の、例えば２つの圧力差センサ、採取ユニット上流の燃料温度を測定するための燃料温度センサ、採取ユニットを稼働させるための電圧又は電流を測定するための電圧又は電流センサのうち少なくとも１つのセンサを更に有してもよい。これらのセンサの少なくとも１つの測定結果により、採取ユニットの特性ダイヤグラムを修正してもよい。

上述のセンサは、参照センサであり、この変形例では、いわゆるトランスファ標準器（品質表示）として使用されるものである。なお、このトランスファ標準器は、認可された較正試験所によって較正され、測定及び試験手段としてモニタされるものである。従って、確立された品質管理システムにより要求される国家規格についてトレース可能であることが保証される。

更なる変形例では、コンディショニングモジュールの下流でコンディショニングモジュールに接続可能である内燃機関を模擬するために、更なる検査モジュールをコンディショニングモジュールの下流に設けることができる。この更なる検査モジュールは、内燃機関による通常の変動燃料消費量に伴う燃料量の差異を取得するためのものである。この変形例は、測定結果からは一見して説明できない差が内燃機関又は測定環境により引き起されたか否かを判定するために有用である。内燃機関の燃料消費量の妥当性を決定するために、内燃機関は測定デバイスから分離され、更なる検査モジュールに置き換えられる。更なる検査モジュールは、内燃機関の通常の消費と類似し、異なる消費状態を模擬する。これによれば、燃料インジェクタに、内燃機関のインジェクタに相当する、更なる検査モジュールを設けてもよい。インジェクタに導入される燃料は、内燃機関により消費された燃料を模擬する。

測定デバイスでは、以下の機能の少なくとも一部を実行するために制御及び評価ユニットを設けることができる。即ち、デバイスのコンポーネントの制御、測定ユニットとセンサの操作、バルブユニットの閉鎖制御、検査モジュールの稼働、測定値の記録、測定値の評価及び比較の機能のうち少なくとも一部を実行するものである。

制御及び評価ユニットは、例えば、コンピュータ制御プログラムによって実現されるものであり、この制御プログラムは、燃料流量測定器制御のコンポーネントとなり得る。コンピュータ制御プログラムは、検査モジュールの制御によって較正状態の検査を実行し、一例としては、必要となるのは、例えばキーを押すことによりテストスタンドの作業者により稼働されることだけである。検査又は較正操作の間、作業者に対してそれ以上の測定が必要となることはない。

一実施形態では、前述の燃料流量測定デバイスのうちの１つの較正状態をチェックする方法が示される。この方法は、
測定モジュールとコンディショニングモジュールとの間のメインパイプ又はメインラインから、正確に定められた参照燃料量を採取し、
測定モジュールにより測定された燃料量として参照燃料量を供給するために必要である、測定モジュールに流れる燃料量を測定し、
参照燃料量を測定燃料量と比較して、測定燃料量と参照燃料量との差に基づいて測定モジュールにより得られる測定値の精度を決定するステップを有する。

更に、テストスタンドで使用される燃料タイプを決定する方法も示される。全く同一のテストスタンドでは、通常、各々適切な燃料タイプを必要とする異なる内燃機関のタイプがテストされる。内燃機関への燃料パイプ又はラインに含まれる燃料タイプを自動的に決定するために上述された検査モジュールを使用してもよい。テストスタンドに置かれた内燃機関に必要な燃料タイプが供給されているかどうか、つまり、「正しい」燃料タイプ、例えばディーゼル、ガソリン／ペトロール、又はエタノール、が燃料パイプに供給されているかどうかを検査するために、テストスタンド自動化システムがこの機能を使用してもよい。

燃料流量測定デバイスは、テストされる燃料貯蔵タンクと内燃機関との間の燃料パイプ又はラインに互いに連結される。最初に、内燃機関への燃料パイプは新しい燃料により洗浄される。その後、検査モジュールへの分岐ポイントの洗浄がなされる。この洗浄の間に、検査モジュールのインジェクタは、第２パイプ又は第２ラインに含まれているのと少なくとも同じ量の燃料を採取しなければならない。

洗浄の後、下記の方法によって燃料タイプを決定することができる。
これによれば、上述されたデバイスによる燃料タイプを決定する方法は、
採取ユニットにより進められた燃料量を測定するステップ、
採取ユニットの入口と出口との圧力差を測定するステップ、
燃料温度を測定するステップ、
採取ユニットの採取時間を測定するステップ、
採取ユニットの特性ダイヤグラムを提供するステップ、
燃料量、圧力差、温度、開放時間及び特性ダイヤグラムに基づいた燃料の粘度を推定するステップ、
粘度に基づいた燃料タイプを決定するステップ、により示される。

パラメータは、既に上述したｍ＝ｆ（Δｐ，ｔ，ρ，o_ｔ，ｋ）の関係に相当する。この関係は、ρ＝ｆ（Δｐ，ｔ，ｍ，o_ｔ，ｋ）と置き替えることもできる。
従って、粘度ρは、他の量に依存するが、これらはすべて公知のものである。特に、この方法は、下記ステップにより実行され、即ち、インジェクタによって、精密に定められた燃料量を採取し、上記等式による「未知の」燃料の粘度決定し、既知の粘度情報による分類によって燃料タイプを決定するステップにより実行される。例えば、ディーゼルは、２〜４．５ｍｍ^２／ｓ、ユーロスーパー９５は約０．５３ｍｍ^２／ｓ、及び、エタノールは約１．２ｍｍ^２／ｓの粘度を有する。これらの粘度は著しく異なるので、任意の現在の燃料のタイプを実質的に推定可能である。

燃料流量測定用デバイスの概略的構造を示す図。 検査モジュールの構造を示す図。 検査モジュールの他の形態を示す図。 検査モジュールの改良を示す図。 内燃機関の代りに更なる検査モジュールを備えた実施形態を示す図。 燃料タイプを決定するための配置示す図。 従来技術に係る燃料フローレート測定デバイス示す図。

本発明のこれら及び更なる利点及び特徴は、以下の実施例により、添付の図面を用いて議論される。

図１は、燃料流量を測定するための本発明に係るデバイスの構造（燃料流量測定デバイス）を概略的に示す。

このデバイスは、測定モジュール１０と、デバイスに属さない内燃機関１２が接続可能であるコンディショニングモジュール１１とを有する。

測定モジュール１０は、メインパイプ又はメインライン１３を介してコンディショニングモジュール１１に接続されている。

測定モジュール１０には、前処理ユニット１４が、流量測定ユニット１５とともに設けられている。測定モジュール１０は、該測定モジュール１０に導入された燃料流量を測定するものである。燃料は、例えば、デバイスに属さない燃料貯蔵タンク１６から導出されてもよい。

測定モジュール１０の前処理ユニット１４は、供給された燃料を特定の温度及び特定の圧力に設定するものである。続いて、燃料は、流量測定ユニット１５に導入され、メインパイプ１３を介してコンディショニングモジュール１１へと到達し、ここで、燃料が内燃機関１２に供給される前に、該燃料の温度及び圧力の新たなコンディショニングがなされる。コンポーネントは、内燃機関１２の性能がテストされるテストスタンドの構成要素である。

メインパイプ又はメインライン１３には、第２パイプ又は第２ライン１８がメインパイプ１３から分岐して検査モジュール１９ヘとつながる分岐ポイント１７が設けられている。検査モジュール１９に導入される燃料は、排出部２０を通じて連続的に排出され、例えば燃料貯蔵タンク１６に再度排出される。

分岐ポイント１７とコンディショニングモジュール１１との間のメインパイプ１３には、第１閉鎖バルブ２１が設けられている。更に、第２閉鎖バルブ２２が第２パイプ１８に設けられ、第３閉鎖バルブ２３が排出部２０に設けられている。閉鎖バルブ２１、２２及び２３によって、測定モジュール１０の下流では、燃料をコンディショニングモジュール１１だけに、又は、検査モジュール１９だけに、選択的に導入することができる。

検査モジュール１９は、デバイスと一体的に設けられたパーツであり、パイプ１３、１８を介して測定モジュール１１に強固に接続され、これらのパイプはできるだけ短く、かつ、必要ならば熱分離されている。従って、検査モジュール１９は、検査モジュール１９により実行された較正又は確認手順がいつでも実行することができるように、取り外されないように設けられている。図７による従来技術とは異なり、必要ならば、燃料ライン（例えばメインパイプ１３）を開放しなくてもよく、かつ、それぞれの検査モジュールと一体化する必要もない。

検査モジュールの構造の例を図２に示す。

第２閉鎖バルブ２２及び第２パイプ１８の下流には、第１圧力センサ２４及び温度センサ２５が設けられており、これらの下流には、採取ユニットとして作動するインジェクタ２６が設けられている。インジェクタ２６の下流には、第２圧力センサ２７が設けられている。

インジェクタ２６、既に上述したように、例えばＤＥ １０ ２００６ ０２７ ７８０により公知の燃料インジェクタである。このインジェクタは、内燃機関のシリンダーに燃料を注入するよう作動し、正確に参照燃料量を送るのに特に適しており、かつ、第２のパイプ１８の上流にあるメインパイプ１３から燃料量を送るのに適している。

理想的には、インジェクタ２６により採取された参照燃料量は、測定モジュール１０内の流量測定ユニット１５により同時に測定される量に相当する。これらの値に差がある場合、測定モジュール１０の較正がこのように調整されるように、流量測定ユニット１５を再調整することが可能である。

較正を開始する前に、コンディショニングモジュール１１への第１閉鎖バルブ２１を閉じなければならない。２つの閉鎖バルブ２２及び２３は、測定モジュール１０及び検査モジュール１９のみに燃料が送られるように、開かれなければならない。

検査処理を終了した後に、閉鎖バルブ２２及び２３の双方を再度閉じてもよく、かつ、第１閉鎖バルブ２１は、後に内燃機関１２がテストスタンド内でテスト可能となるように、開いてもよい。その後、較正された流量測定ユニット１５は、内燃機関１２により要求される高精度の燃料流量測定を行うことができるようになる。

図３は、図２の検査モジュールの変形例を示す。

既に上述したコンポーネントに加えて、流量標準器として作動する、参照流量測定ユニット２８が、インジェクタ２６の上流に設けられる。参照流量測定ユニット２８は、例えば実験室で較正された、非常に精密な計測器であり、従って、流れる燃料を高精度に測定することが可能である。

参照流量測定ユニット２８によって、一方では、双方の測定値を互いに比較することにより、流量測定ユニット１５を直接検査することが可能である。加えて、参照流量測定ユニット２８によりインジェクタ２６を較正することもまた可能である。インジェクタ２６は、特定の参照燃料量を採取するために、製造者による表示及び特性ダイヤグラムに従って操作される。この参照燃料量もまた参照流量測定ユニット２８により記録及び測定される。ここでは、測定結果を「較正燃料量」と称する。測定結果に互いに差がある場合、インジェクタ２６のインジェクタ特性ダイヤグラムを修正しなければならない。

図４は、図３の検査モジュールの更なる変形例を示す。例えば実験室で較正された、非常に精密な参照密度測定ユニット２９が、密度標準器として設けられている。これにより、測定モジュール１０に一体化された密度センサによって測定された密度を、参照密度測定ユニット２９により測定された測定値と直接比較することができる。ここでも、測定モジュール１０内の密度センサの較正がトレース可能となり、かつ、これにより、質量流量についてもまた較正がトレース可能とされている。

図２〜４の検査モジュールによれば、測定モジュール１０の単一のパラメータのそれぞれが測定モジュール１０の全般的な精度を共に決定し、これら単一のパラメータのそれぞれが検査モジュール１９の適切な構造によってどのように較正され得るかが明らかになる。

図５は、コンディショニングモジュール１１の下流において、内燃機関１２と平行に更なる（第２）検査モジュール３０が配置されている変形例を示す。

第２の検査モジュール３０は、例えば分岐部３１を通じて、内燃機関１２の代わりとしてコンディショニングモジュール１１に接続されてもよく、かつ、内燃機関１２の燃料消費の挙動を模擬し得る。これにより、必要な場合には、内燃機関１２又は全体測定デバイスが妥当性のある挙動を示すか否かをテストすることが可能である。

また、第２検査モジュール３０内でも、インジェクタを設けてもよく、このインジェクタは、定義された燃料量を正確に採取するように構成されたものである。

図６は、図１の配置の変形例を示す。

この場合、送られた燃料の粘度によって燃料タイプを決定するために、検査モジュールを代替として用いるか、又は、検査モジュールを追加して形成する。これに必要な方法は、既に上述のように議論しており、繰り返しを避けるために、ここでの議論は行わない。

１０・・・測定モジュール
１１・・・コンディショニングモジュール
１２・・・内燃機関
１３・・・メインライン
１４・・・前処理ユニット
１５・・・流量測定ユニット
１９・・・検査モジュール
２６・・・インジェクタ

Claims (15)

1. 燃料流量を測定するためのデバイスであって、
   導入された燃料流量を測定する測定モジュール（１０）、
   前記測定モジュール（１０）の下流に設けられ、前記燃料のコンディショニングを行うコンディショニングモジュール（１１）、及び、
   前記測定モジュール（１０）の下流に設けられ、前記測定モジュール（１０）の測定精度を検査する検査モジュール（１９）を有し、
   前記検査モジュール（１９）は、前記デバイスと一体化されたパーツとして取り外せないように固定されて設けられるとともに、前記測定モジュールの（１０）の下流から該検査モジュール（１９）へ前記燃料を導入できるように、前記測定モジュール（１０）に接続されており、内燃機関に燃料を注入するように作動するインジェクタを有していることを特徴とするデバイス。
2. 前記検査モジュール（１９）が、前記測定モジュール（１０）の測定精度に関するパラメータの少なくとも１つを検査することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記測定モジュール（１０）から前記コンディショニングモジュール（１１）へ前記燃料を導入するためのメインパイプ（１３）が、前記測定モジュール（１０）と前記コンディショニングモジュール（１１）との間に設けられており、
   前記メインパイプ（１３）から分岐ポイント（１７）において前記検査モジュール（１９）へと分岐する第２パイプ（１８）を有することを特徴とする請求項１又は２記載のデバイス。
4. 前記分岐ポイント（１７）と前記コンディショニングモジュール（１１）とを接続する前記メインパイプ（１３）の一部に第１閉鎖バルブユニット（２１）が設けられていること特徴とする請求項３記載のデバイス。
5. 前記分岐ポイント（１７）と前記検査モジュール（１９）とを接続する第２パイプ（１８）の一部に第２閉鎖バルブユニット（２２）が設けられていることを特徴とする請求項４記載のデバイス。
6. 前記測定モジュール（１０）が、
   前処理ユニット（１４）と、
   前記前処理ユニット（１４）の下流に設けられ、前記測定モジュール（１０）に導入された前記燃料の流量を測定燃料量として測定する流量測定ユニット（１５）とを有している請求項１乃至５のいずれかに記載のデバイス。
7. 前記検査モジュール（１９）が、正確に定められた燃料量を参照燃料量として採取するための採取ユニット（２６）を有し、
   前記測定モジュール（１０）の測定精度を決定するために、前記測定モジュール（１０）により測定された前記測定燃料量と、採取ユニット（２６）により採取された前記参照燃料量とが比較可能であることを特徴とする請求項６記載のデバイス。
8. 前記検査モジュール（１９）が、
   前記採取ユニット（２６）、
   前記採取ユニット（２６）の上流に設けられ、前記採取ユニット（２６）の上流の圧力を決定する第１圧力センサ（２４）、
   前記採取ユニット（２６）の下流に設けられ、前記採取ユニット（２６）の下流の圧力を決定する第２圧力センサ（２７）、及び、
   前記燃料の温度を決定するための温度センサ（２５）を有することを特徴とする請求項７記載のデバイス。
9. 前記検査モジュール（１９）が、前記採取ユニット（２６）により採取された前記参照燃料量を較正燃料量として測定する参照流量測定ユニット（２８）を有し、
   前記採取ユニット（２６）の採取精度を決定するために、前記採取ユニット（２６）により採取された前記参照燃料量と、前記参照流量測定ユニット（２８）により測定された前記較正燃料量とが比較可能であることを特徴とする請求項７又は８記載のデバイス。
10. 前記測定モジュール（１０）が、該測定モジュール（１０）を流れる前記燃料の密度を測定する密度測定ユニットを有し、
    前記検査モジュール（１９）が、該検査モジュール（１９）を流れる前記燃料の密度を参照密度として測定する参照密度測定ユニット（２９）を有し、
    前記測定モジュール（１０）の測定精度を決定するために、前記測定モジュール（１０）の密度測定ユニットにより測定された前記密度と、前記参照密度測定ユニット（２９）により測定された前記参照密度とが比較可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のデバイス。
11. 前記採取ユニット（２６）は、
    前記採取ユニットの入口と出口との圧力差を測定する圧力差センサ、
    前記採取ユニット上流の燃料温度を測定する燃料温度センサ、
    前記採取ユニットを稼働させるために必要な電圧を測定するための電圧センサ、又は、
    前記採取ユニットを稼働させるために必要な電流を測定するための電流センサのうち少なくとも１つを有し、
    前記採取ユニット（２６）の特性ダイヤグラムが、これらのセンサの少なくとも１つの測定結果に基づいて修正可能であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のデバイス。
12. 前記コンディショニングモジュール（１１）の下流で前記コンディショニングモジュール（１１）に接続可能な内燃機関を模擬する第２検査モジュール（３０）が、前記コンディショニングモジュール（１１）の下流に設けられ、
    前記第２検査モジュール（３０）が、前記内燃機関（１２）の燃料消費の挙動を模擬することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のデバイス。
13. 前記デバイスの構成要素の制御、
    前記測定モジュールとセンサの操作、
    前記第１及び第２閉鎖バルブユニットの制御、
    前記検査モジュールの稼働、
    測定値の記録、又は、
    測定値の評価及び比較の機能のうち少なくとも一部を実行する制御評価ユニットが設けられていることを特徴とする請求項５記載のデバイス。
14. 前記測定モジュール（１０）と前記コンディショニングモジュール（１１）との間の前記メインパイプ（１３）から、正確に定められた参照燃料量を取得するステップ、
    前記測定モジュール（１０）により前記参照燃料量を測定燃料量として供給するために、前記測定モジュール（１０）を流れる燃料量を測定するステップ、
    前記参照燃料量と前記測定燃料量とを比較するとともに、前記測定燃料量と前記参照燃料量との差に基づいて、前記測定モジュール（１０）により得られる測定値の精度を決定するステップを有する請求項３乃至５のいずれかに記載のデバイスの較正状態チェック方法。
15. 前記採取ユニット（２６）により採取された燃料量を測定するステップ、
    前記採取ユニットの（２６）の入口と出口との圧力差を測定するステップ、
    前記燃料の温度を測定するステップ、
    前記採取ユニット（２６）の採取時間を測定するステップ、
    前記採取ユニット（２６）のパラメータ特性ダイヤグラムを提供するステップ、
    前記燃料量、前記圧力差、前記温度、前記採取時間及び前記パラメータ特性ダイヤグラムに基づいて前記燃料の粘度を推定するステップ、
    粘度に従って燃料タイプを決定するステップ、を有する請求項７乃至９のいずれかに記載のデバイスによって燃料タイプを決定する方法。