JP6107697B2

JP6107697B2 - 流量計の校正方法

Info

Publication number: JP6107697B2
Application number: JP2014024840A
Authority: JP
Inventors: 英寿加藤; 高橋　正人; 正人高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: JP2015152364A

Description

本発明は、流量計の校正方法に関し、特に内燃機関への吸気量を測定する流量計の校正方法に関する。

従来から、流量計の校正方法としてソニックノズルを用いて校正を行う校正方法が周知である。ここで、ソニックノズルとは、流路に設置することで流量を高い精度で所定の値に安定させることができるものであり、ソニックノズルを用いて収集した流量計の出力値に基づく校正は信頼性が高いと考えられている（例えば、引用文献１参照。）。
しかし、１つのソニックノズルは流量を１つの値にしか安定させることができない。このため、複数の流量の値に基づき校正を行う必要がある場合、複数のソニックノズルを準備するとともに順次流路を切り替え、複数の流量の値ごとに流量を安定させて出力値を収集する必要があり、流量計の校正に時間がかかる問題があった。

特開平７−１１０２５７号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、流量計の校正方法において、複数の流量の値に基づき流量計の校正を行う場合に、校正に対する信頼性を落とすことなく出力値の収集に要する時間を短縮することにある。

本願発明によれば、流量計の校正方法は、内燃機関への吸気量を測定する流量計に関し、出力信号のレベルを示す出力値と流量の真値との相関に関わる出力特性について校正するものである。
そして、所定の校正用流路に、校正済みの流量計である基準計、および、校正対象の流量計である被校正品を配置し、校正用流路に空気の流れを発生させるとともに基準計および被校正品を動作させて校正に用いる出力値を得るものである。

この校正用流路には、複数の被校正品を、逐次、置き換えて配置するとともに、配置した被校正品によって校正に必要な出力値を収集する収集位置と、この収集位置の上流側または下流側の位置であって基準計を配置する基準位置とが設けられている。

そして、流量計の校正方法は、以下に詳述する予備工程、収集工程および後処理工程を有する。
予備工程は、基準計を基準位置に配置するとともに、基準計とは別の校正済みの流量計であるサブ基準計を収集位置に配置し、基準計およびサブ基準計を動作させるとともに所定のパターンに従って空気の流量を変化させて基準計およびサブ基準計のそれぞれの出力値の時系列データを収集する。

収集工程は、基準計を基準位置に配置した状態で被校正品を収集位置に配置し、基準計および被校正品を動作させるとともに予備行程と同じパターンに従って空気の流量を変化させて基準計および被校正品の出力値の時系列データを収集する。
後処理工程は、予備工程および収集工程で得た時系列データを用いて校正に必要な処理を行う。
そして、収集位置にて複数の被校正品を、逐次、置き換えて配置するとともに、収集行程および後処理工程を単一の被校正品ごとに実行する（以下の説明では、被校正品、サブ基準計および基準計の出力値を、それぞれ、「収集値」、「参照値」および「監視値」と呼ぶことがある。）。

これにより、後処理工程において校正に必要な処理を行う際に収集値および参照値を用いることで、複数の異なる流量の値それぞれについて、校正に必要な対比を行うことができる。
また、収集値および参照値は、各々、所定のパターンに従って流量を変化させることで、複数の異なる流量の値のそれぞれに対応した複数の出力値の列として収集することができ、さらに、監視値を用いて監視しながら収集することで、信頼性の高い時系列データとして収集することができる。このため、流量を異なる値ごとに安定させることなく、信頼性の高い収集値および参照値それぞれの時系列データを短時間で収集することができる。

また、後処理工程において校正に必要な処理を行う際に、予備工程および収集工程で得られる監視値を用いることで、校正に対する信頼性を更に高めることができる。
以上により、流量計の校正方法において、複数の流量の値に基づき流量計の校正を行う場合に、校正に対する信頼性を落とすことなく出力値の収集に要する時間を短縮することができる。

なお、後処理工程における監視値の利用は、基準位置と収集位置との位置の違いに起因する時間的な遅れ、つまり、監視値と収集値との間、および、監視値と参照値との間に存在する時間的な遅れを考慮するのが好ましい。

基準計等の校正用流路への設置説明図である（実施例）。予備工程の説明図である（実施例）。収集工程の説明図である（実施例）。

以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。

〔実施例の構成〕
実施例の流量計の校正方法を、図を用いて説明する。
流量計の校正方法は、内燃機関への吸気量を測定する流量計１に関し、出力信号のレベルを示す出力値と流量の真値との相関に関わる出力特性について校正するものである。
ここで、流量計１は流量センサ（図示せず。）を内蔵する周知の空気流量測定装置であり、出力値を、例えば、周波数信号として出力するものである。
ここで、流量センサは、空気の流量を計測して電気的な信号として出力するものであり、例えば、半導体基板の表面に薄膜抵抗体で形成された発熱素子と感温素子とを有し、これら素子が回路モジュールに内蔵される回路基板（図示せず。）に接続されている。

そして、所定の校正用流路２に、校正済みの流量計１である基準計３、および、校正対象の流量計１である被校正品４または基準計３とは別の校正済みの流量計１であるサブ基準計５を配置し、校正用流路２に空気の流れを発生させるとともに基準計３および被校正品４またはサブ基準計５を動作させて校正に用いる出力値を得る。

なお、校正用流路２は、流量変更手段６を介して真空ポンプ（図示せず。）に接続されており、空気の流れを発生させることができる。ここで、流量変更手段６は、内部に砲弾型の弁体７を収容し、弁体７と同心的に配される円筒状のハウジング８を有し、ハウジング８の内周面が空気の流れる流路の一部を形成している。
そして、弁体７が軸方向に連続的に前進後退することにより、ハウジング８の内周面との間の円環状の隙間が変化することにより、校正用流路２を流れる空気の量が連続的に変化する。

ここで、被校正品４またはサブ基準計５は、校正用流路２の収集位置１０に配置される。また、被校正品４は複数あり、逐次、置き換えて配置するとともに、配置したそれぞれの被校正品４において、校正に必要な出力値を収集する。
そして、基準計３は、収集位置１０の空気の流れ方向における上流側の基準位置１１に配されている。

流量計の校正方法は、以下に詳述する予備工程、収集工程および後処理工程を有する。
予備工程は、基準計３を基準位置１１に配置するとともに、サブ基準計５を収集位置１０に配置し、基準計３およびサブ基準計５を動作させるとともに所定のパターンに従って空気の流量を変化させて基準計３およびサブ基準計５のそれぞれの出力値の時系列データを収集する。

収集工程は、基準計３を基準位置１１に配置した状態で被校正品４を収集位置１０に配置し、基準計３および被校正品４を動作させるとともに予備行程と同じパターンに従って空気の流量を変化させて基準計３および被校正品４の出力値の時系列データを収集する。
後処理工程は、予備工程および収集工程で得た時系列データを用いて校正に必要な処理を行う。
そして、収集位置１０にて複数の被校正品４を、逐次、置き換えて配置するとともに、収集行程および後処理工程を単一の被校正品４ごとに実行する。

〔実施例の効果〕
実施例の流量計の校正方法は、以下に詳述する予備工程、収集工程および後処理工程を有する。
予備工程は、監視値および参照値の時系列データを収集する。
ここで、監視値および参照値の出力値の時系列データは、図２に示すように、基準計３の配置される基準位置１１とサブ基準計５の配置される収集位置１０との位置の違いに起因する時間的な遅れを含むため同時刻における出力値にずれが生じている。
なお、それぞれの時系列データは、離散データ間を線形補完することにより連続データとしている。

収集工程は、監視値および収集値の時系列データを収集する。
ここで、監視値および収集値の出力値の時系列データは、図３（ａ）に示すように、基準計３の配置される基準位置１１と被校正品４の配置される収集位置１０との位置の違いに起因する時間的な遅れと被校正品４の校正されるべき本来的なずれを含むため、同時刻における出力値にずれが生じている。
なお、それぞれの時系列データは、離散データ間を線形補完することにより連続データとしている。

後処理工程は、予備工程および収集工程で得た時系列データを用いて校正に必要な処理を行う。
そして、収集位置にて複数の被校正品４を、逐次、置き換えて配置するとともに、収集行程および後処理工程を単一の被校正品４ごとに実行する。

これにより、監視値に対する参照値は、予備工程において求められているため、図３（ｂ）に示すように、後処理工程において校正に必要な処理を行う際に収集値および参照値を用いることで、複数の異なる流量の値それぞれについて、校正に必要な対比を行うことができる。

また、収集値および参照値は、各々、所定のパターンに従って流量を変化させることで、複数の異なる流量の値のそれぞれに対応した複数の出力値の列として収集することができる。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、複数の出力値の列として、被校正品４の使用範囲内の複数の異なる流量の値に対応する点（図中では４点）における収集値および参照値を収集できる。
さらに、監視値を用いて監視しながら収集することで、信頼性の高い時系列データとして収集することができる。このため、流量を異なる値ごとに安定させることなく、信頼性の高い収集値および参照値それぞれの時系列データを短時間で収集することができる。

また、後処理工程において校正に必要な処理を行う際に、予備工程および収集工程で得られる監視値を用いることで、校正に対する信頼性を更に高めることができる。
以上により、流量計の校正方法において、複数の流量の値に基づき流量計の校正を行う場合に、校正に対する信頼性を落とすことなく出力値の収集に要する時間を短縮することができる。
なお、後処理工程における監視値の利用は、基準位置と収集位置との位置の違いに起因する時間的な遅れ、つまり、監視値と収集値との間、および、監視値と参照値との間に存在する時間的な遅れを考慮するのが好ましい。

また、具体例な後処理工程として、図３（ｂ）に示すように、収集された複数の異なる流量の値のそれぞれに対応した複数の出力値の列から、それぞれの収集値と参照値との差分を求め、複数のそれぞれの収集値と収集値のそれぞれに対する差分を被校正品４に記憶させることが考えられる。

［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例によれば、監視値、参照値および収集値の離散的な時系列データは、線形補完されることにより連続データとなっていたが、それぞれの離散データを最小二乗近似により近似曲線を求め、この近似曲線を連続データとして用いてもよい。
また、実施例においては、後処理工程は、複数の異なる流量の値のそれぞれに対応した複数の出力値の列から収集値と参照値の差分を求めていたが、収集された複数の出力値の列から収集値に対する参照値の比率を求め、被校正品に記憶させてもよい。

１流量計２校正用流路３基準計４被校正品５サブ基準計
１０収集位置１１基準位置

Claims

内燃機関への吸気量を測定する流量計（１）に関し、出力信号のレベルを示す出力値と流量の真値との相関に関わる出力特性について校正する流量計の校正方法であって、
所定の校正用流路(２)に、校正済みの流量計（１）である基準計（３）、および、校正対象の流量計（１）である被校正品（４）を配置し、前記校正用流路（２）に空気の流れを発生させるとともに前記基準計（３）および前記被校正品（４）を動作させて校正に用いる出力値を得るものであり、
この校正用流路（２）には、
複数の前記被校正品（４）を、逐次、置き換えて配置するとともに、配置した前記被校正品（４）によって校正に必要な出力値を収集する収集位置（１０）と、
この収集位置（１０）の上流側または下流側の位置であって前記基準計（３）を配置する基準位置（１１）とが設けられ、
前記流量計の校正方法は、
前記基準計（３）を前記基準位置（１１）に配置するとともに、前記基準計（３）とは別の校正済みの流量計（１）であるサブ基準計（５）を前記収集位置（１０）に配置し、前記基準計(３)および前記サブ基準計（５）を動作させるとともに所定のパターンに従って空気の流量を変化させて前記基準計（３）および前記サブ基準計（５）のそれぞれの出力値の時系列データを収集する予備工程と、
前記基準計（３）を前記基準位置（１１）に配置した状態で前記被校正品（４）を前記収集位置（１０）に配置し、前記基準計（３）および前記被校正品（４）を動作させるとともに前記予備行程と同じパターンに従って空気の流量を変化させて前記基準計（３）および前記被校正品（４）の出力値の時系列データを収集する収集工程と、
前記予備工程および前記収集工程で得た時系列データを用いて校正に必要な処理を行う後処理工程とを備え、
前記収集位置（１０）にて複数の前記被校正品（４）を、逐次、置き換えて配置するとともに、前記収集行程および前記後処理工程を単一の前記被校正品（４）ごとに実行することを特徴とする流量計の校正方法。