JP6779422B1 - 温度計特性情報生成システム及び温度計特性情報生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度計が高応答に温度を計測できるようにするための温度計特性情報を生成する温度計特性情報生成システムを提供する。【解決手段】温度計特性情報を算出する計測装置１１０を備えた温度計特性情報生成システムＷ１であって、計測装置１１０は、エンジン試験装置１がエンジンＥを燃焼させずにエンジンシリンダ１１に空気を流入して圧縮動作を行わせている最中に、温度計１０１が計測したシリンダ１１の筒内温度、圧力計１０１が計測したシリンダ１１の筒内圧力、及び流量計１０３が計測したエンジン１１に流入する空気流量を取得するデータ取得部１１２と、理想気体の状態方程式と、取得した筒内圧力及び空気流量とを用いて、エンジンシリンダ１１内の温度の真値としてリファレンス温度を算出し、リファレンス温度及び取得した筒内温度を用いて温度計の伝達関数を算出する温度計特性算出部１１２とを有している。【選択図】図１

Description

本発明は、温度計特性情報生成システム及び温度計特性情報生成方法に関し、例えば、温度計が高応答に温度を計測できるようにするための温度計特性情報を生成する温度計特性情報生成システム及び温度計特性情報生成方法に関する。

従来から、エンジン等の供試体にダイナモメータを接続し、シミュレーションにより、エンジンの各種特性を計測するエンジン試験装置が利用されている。また、エンジン試験装置を用いたエンジン試験においては、高速応答の温度計により、エンジンシリンダの筒内温度や吸排気温度を計測して把握することも行われている。

また、上記のエンジン試験では、温度計に、例えば、「米国のメドサーム社（ＭＥＤＴＨＥＲＭ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ）」の「高速応答 電極細熱電対プローブ（ＴＣＦＷ）」が用いられている。なお、メドサーム社（ＭＥＤＴＨＥＲＭ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ）の「高速応答 電極細熱電対プローブ」は、非特許文献１に開示されている。

熱流計の専門商社テクノオフィス ＭＥＤＴＨＥＲＭ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ ガス温度計測用 高速応答極細熱電対プローブ（ＴＣＦＷ）、［令和２年２月２５日］、インターネット<ＵＲＬ：http://www.techno-office.com/medtherm-fw.html>

ところで、上述したエンジン試験において、非特許文献１に記載された温度計を用いてエンジンシリンダの筒内温度や吸排気温度を計測したとしても、当該温度計は、高応答に温度を検知できず、正確な温度が取得できないことがあるという技術的課題を有している。そのため、上述したエンジン試験のような環境で用いられる温度計において、高応答に温度を計測できる技術が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、温度計が高応答に温度を計測できるようにするための温度計特性情報を生成する温度計特性情報生成システム及び温度計特性情報生成方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の第１態様は、エンジン試験装置に設置されたエンジンのエンジンシリンダの筒内温度を計測する温度計と、前記エンジンシリンダの筒内圧力を計測する圧力計と、前記エンジンシリンダに流入される空気流量を計測する流量計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを備えた温度計特性情報生成システムであって、前記計測装置は、前記エンジン試験装置が前記エンジンを燃焼させずに、前記エンジンシリンダに空気を流入して圧縮動作を行わせている最中に、前記温度計が計測した筒内温度、前記圧力計が計測した筒内圧力、及び前記流量計が計測した空気流量を取得するデータ取得部と、予め記憶している理想気体の状態方程式と、前記取得した筒内圧力及び空気流量とを用いて、前記エンジンシリンダ内の温度の真値としてリファレンス温度を算出し、該リファレンス温度及び前記取得した筒内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出する温度計特性算出部とを有することを特徴とする。

また、前記温度計特性算出部は、前記リファレンス温度を入力値とし、該リファレンス温度に対応する前記温度計が計測した筒内温度を出力値として、フーリエ解析演算を行い前記温度計の伝達特性を算出し、該算出した伝達特性から前記伝達関数を算出するようになっていることが望ましい。
また、前記温度計特性算出部は、前記算出した伝達関数から回帰伝達関数を算出するようになっており、前記計測装置は、前記回帰伝達関数を用いて前記温度計が計測した計測値を補正する温度補正部を有していることが望ましい。

このように、本発明の第１態様によれば、温度計の温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）が得られるため、エンジン試験のような環境で用いられる温度計測においても、この温度計特性情報を用いて温度計による計測値を補正することにより、高応答で温度計測を行うことができる。

また、本発明の第２態様は、第１バルブ及び第２バルブが設置された配管を備え且つ該配管に加圧空気を供給すると共に前記第１、第２バルブの開閉動作を制御して該配管の管内の圧力をステップ状に変化させる圧力ステップ応答装置と、該配管の管内温度を計測する第１温度計と、該配管の管内圧力を計測する第１圧力計と、該配管の管壁温度を計測する第２温度計と、外気温を計測する第３温度計と、外気圧を計測する第２圧力計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを備えた温度計特性情報生成システムであって、前記計測装置は、前記配管の寸法情報と、前記加圧空気の組成情報と、該配管の管内の初期圧力及び初期温度と、前記第１、第２バルブの流路抵抗を示すバルブ情報とが含まれるシミュレーション条件情報を記憶していると共に、前記圧力ステップ応答装置が前記配管の圧力をステップ状に変化させている最中に、前記第１温度計が計測した管内温度と、前記第１圧力計が計測した管内圧力と、前記第２温度計が計測した管壁温度と、前記第３温度計が計測した外気温と、前記第２圧力計が計測した外気圧とを取得するデータ取得部と、前記シミュレーション条件情報と、前記取得した管壁温度、外気温及び外気圧とを用いた一次元の流体解析を用いたシミュレーションにより前記配管を流れる熱流体モデルを生成し、前記取得した管内圧力と、前記シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、前記配管内の温度の真値としてリファレンス温度を算出する流体解析処理部と、前記算出したリファレンス温度及び前記取得した管内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出する温度計特性算出部とを有することを特徴とする。

このように、本発明の第２態様によれば、上述した第１態様と同様、温度計の伝達関数が得られるため、伝達関数から算出した回帰伝達関数を用いて、温度計が計測した計測値を補正することにより、高応答で温度計測を行うことができる。さらに、第２態様は、第１態様のようにエンジンを設けて駆動させる必要がないため、第１態様と比べて、コストをかけずに、省スペース且つ簡易な設備により、温度計特性情報を算出することができる。

また、前記圧力ステップ応答装置は、前記配管に加圧空気を供給する加圧空気供給装置と、前記第１、第２バルブの開閉動作を制御するバルブ操作装置とを有し、前記第１バルブが前記配管の一端部側に設置され、前記第２バルブが前記配管の他端部側に設置され、前記バルブ操作装置は、前記第１、第２バルブの開閉状態を制御することにより、前記第１、第２バルブの間に、前記加圧空気供給装置から供給された加圧空気を閉じ込め、その後、前記第２バルブの開閉状態を制御して、前記配管の加圧空気の圧力をステップ状に変化させるようになっていることが望ましい。
このように、本発明によれば、比較的に簡易な構成により、配管の管内の圧力をステップ状に変化させる環境を実現させることができる。
なお、上記の構成において、より正確な温度計特性情報を取得するため、流速が「０ｍ/ｓ」に近いポイント(レイノルズ数2000以下)で、配管・管内の温度計測をすることが望ましい。

また、前記圧力ステップ応答装置は、前記配管に加圧空気を供給する加圧空気供給装置と、前記第１、第２バルブの開閉動作を制御するバルブ操作装置とを有し、前記配管は、第１方向に延設されている第１直管部と、該第１直管部の他端部に接続され且つ該第１直管部に対して直角方向に延設されている第２直管部とを備え、前記第１直管部は、両端が貫通しており、その一端部が前記加圧空気供給装置に接続され、その他端部が前記第２直管部の他端部側の側面に接続され、前記第２直管部は、一端部が封鎖された封鎖面になっており且つ他端部が開口しており、前記第１バルブは、前記第１直管部に設置され、前記第２バルブは、前記第２直管部の他端部に設置されて、該他端部の開口を開閉できるようになっており、前記温度計は、前記第２直管部の一端部側の封鎖面の近傍に設置されており、前記バルブ操作装置は、前記第１、第２バルブの開閉状態を制御することにより、前記第１、第２バルブ及び前記第２直管部の一端部の封鎖面の間で形成される領域に、前記加圧空気供給装置から供給された加圧空気を閉じ込めて、その後、前記第２バルブの開閉状態を制御して、前記配管の加圧空気の圧力をステップ状に変化させるようになっていることが望ましい。
上記の構成によれば、流速が「０ｍ/ｓ」に近いポイント(レイノルズ数2000以下)で、配管・管内の温度を計測できるようになるため、より正確な温度計特性情報を生成することができる。

また、本発明の第３態様は、エンジン試験装置に設置されたエンジンのエンジンシリンダの筒内温度を計測する温度計と、前記エンジンシリンダの筒内圧力を計測する圧力計と、前記エンジンシリンダに流入される空気流量を計測する流量計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを用いた温度計特性情報生成方法であって、前記エンジン試験装置が、前記エンジンを燃焼させずに前記エンジンシリンダに空気を流入して圧縮動作を行わせるステップと、前記計測装置が、前記エンジンシリンダに空気を流入して圧縮動作を行わせている最中に、前記温度計が計測した筒内温度、前記圧力計が計測した筒内圧力、及び前記流量計が計測した空気流量を取得するステップと、前記計測装置が、予め記憶している理想気体の状態方程式と、前記取得した筒内圧力及び空気流量とを用いて、前記エンジンシリンダ内の温度の真値としてリファレンス温度を算出し、該リファレンス温度及び前記取得した筒内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出するステップとを実行することを特徴とする。

また、本発明の第４態様は、第１バルブ及び第２バルブが設置された配管を備え且つ該配管に加圧空気を供給すると共に前記第１、第２バルブの開閉動作を制御して該配管の管内の圧力をステップ状に変化させる圧力ステップ応答装置と、該配管の管内温度を計測する第１温度計と、該配管の管内圧力を計測する第１圧力計と、該配管の管壁温度を計測する第２温度計と、外気温を計測する第３温度計と、外気圧を計測する第２圧力計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを用いた温度計特性情報生成方法であって、前記計測装置には、前記配管の寸法情報と、前記加圧空気の組成情報と、該配管の管内の初期圧力及び初期温度と、前記第１、第２バルブの流路抵抗を示すバルブ情報とが含まれるシミュレーション条件情報が記憶されており、前記圧力ステップ応答装置が、前記配管の管内の圧力をステップ状に変化させるステップと、前記計測装置が、前記配管の管内の圧力がステップ状に変化している最中に、前記第１温度計が計測した管内温度と、前記第１圧力計が計測した管内圧力と、前記第２温度計が計測した管壁温度と、前記第３温度計が計測した外気温と、前記第２圧力計が計測した外気圧とを取得するステップと、前記計測装置が、前記シミュレーション条件情報と、前記取得した管壁温度、外気温及び外気圧とを用いた一次元の流体解析を用いたシミュレーションにより前記配管を流れる熱流体モデルを生成し、前記取得した管内圧力と、前記シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、前記配管内の流体の温度の真値としてリファレンス温度を算出するステップと、前記計測装置が、前記算出したリファレンス温度及び前記取得した管内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出するステップとを実行することを特徴とする。

本発明によれば、温度計が高応答に温度を計測できるようにするための温度計特性情報を生成する温度計特性情報生成システム及び温度計特性情報生成方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態の温度計特性情報生成システムの構成を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の温度計特性情報生成システムの温度計特性情報生成処理の手順を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態の温度計特性情報生成システムが算出する温度計の伝達特性の入出力の関係を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の温度計特性情報生成システムが温度計の伝達特性に伝達関数をフィッテングして同定する処理を説明するためのイメージ図である。 本発明の第２実施形態の温度計特性情報生成システムの構成を示した模式図である。 本発明の第２実施形態の温度計特性情報生成システムの温度計特性情報生成処理の手順を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態の温度計特性情報生成システムが算出する温度計の伝達特性の入出力の関係を示した模式図である。 本発明の第２実施形態の変形例の温度計特性情報生成システムの構成を示した模式図である。

以下、本発明の実施形態（第１実施形態、第２実施形態）の温度計特性情報生成システムについて図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
先ず、本発明の第１実施形態の温度計特性情報生成システムの構成について、図１〜４を参照しながら説明する。

ここで、図１は、第１実施形態の温度計特性情報生成システムの構成を示した模式図である。図２は、第１実施形態の温度計特性情報生成システムの温度計特性情報生成処理の手順を示したフローチャートである。図３は、第１実施形態の温度計特性情報生成システムが算出する温度計の伝達特性の入出力の関係を示した模式図である。図４は、１実施形態の温度計特性情報生成システムが温度計の伝達特性に伝達関数をフィッテングして同定する処理を説明するためのイメージ図である。

図１に示すように、第１実施形態の温度計特性情報生成システムＷ１は、エンジンベンチ（エンジン試験装置）１に設置されたエンジンＥのエンジンシリンダ１１の筒内の温度（筒内温度（Ｔ’））を計測する温度計１０１と、エンジンシリンダ１１の筒内の圧力（筒内圧力（Ｐ））を計測する圧力計１０２と、エンジンシリンダ１１に流入される空気流量（ｎ）を計測する流量計１０３と、各センサ（温度計１０１、圧力計１０２及び流量計１０３）が計測した計測値を用いて、温度計１０１の温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出する計測装置１１０とを有している。
なお、エンジンベンチ１は、温度計１０１の温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出するための計測値を各センサ（温度計１０１、圧力計１０２及び流量計１０３）で計測する工程において、エンジンＥを燃焼させずに、エンジンＥに空気を流入してエンジンシリンダ１１をダイナモ回転制御によって、圧縮させる動作を行わせるようになっている。

また、温度計１０１、圧力計１０２及び流量計１０３は、それぞれ、計測装置１１０と有線或いは無線で接続されており、計測装置１１０との間で信号の授受が行えるようになっている。
また、温度計１０１は、エンジンシリンダ１１の筒内に設置されており、エンジンＥのエンジンシリンダ１１の筒内温度（Ｔ’）を計測して、計測装置１１０に、計測した筒内温度（Ｔ’）を送信する。また、圧力計１０２は、エンジンシリンダ１１の筒内に設置されており、エンジンＥのエンジンシリンダ１１の筒内圧力（Ｐ）を計測して、計測装置１１０に、計測した筒内圧力（Ｐ）を送信する。また、流量計１０３は、エンジンシリンダ１１に空気を送り込むインテークマニホールド３に接続されたインテークパイプ（吸気管）５の管内に設置されており、エンジンＥに流入される空気の空気流量（ｎ）を計測して、計測装置１１０に、計測した空気流量（ｎ）を送信する。

なお、温度計１０１は、エンジン試験等において汎用的に用いられているものであれば、どのようなものでもかまわないが、第１実施形態では、一例として、温度計１０１に、上述した非特許文献１に示した温度計を用いている。
また、図中の符号７がスロットルバルブを示し、符号９がエンジンＥから空気を排出させる排出管を示している。

計測装置１１０は、各センサ（温度計１０１、圧力計１０２及び流量計１０３）からそれぞれ送信されてくる計測値（筒内温度（Ｔ’）、筒内圧力（Ｐ）、空気流量（ｎ））を受信する。また、制御装置１１０は、受信した計測値のうち、筒内圧力（Ｐ）、空気流量（ｎ）と、予め記憶している「理想気体の状態方程式（以下、単に「状態方程式」という）」とを用いて、リファレンス温度（Ｔ）を算出する。

また、後段で詳細に説明するが、計測装置１１０は、上記のリファレンス温度（Ｔ）と、温度計１０１から取得した筒内温度（Ｔ’）とを用いて温度計１０１の伝達関数（Ｇｘ（ｓ））を算出し、その伝達関数（Ｇｘ（ｓ））から回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を生成して記憶する。このように、温度計１０１の回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を求めて、計測装置１１０に設定しておけば、その後に行う、エンジンＥの性能試験等において、温度計１０１が計測した筒内温度（Ｔ’）に対して、回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を用いて補正することで、応答性が良い筒内温度が得られるようになる。

また、エンジンベンチ１は、試験対象であるエンジンＥに負荷を与えるダイナモメータ１０と、ダイナモメータ１０の回転軸とエンジンＥの回転軸とを連結するシャフト１５と、ダイナモメータ１０の動作を制御するダイナモ制御装置１１と、エンジンの動作を制御するエンジン制御装置（図示せず）とを備えている。
なお、エンジンベンチ１は、周知技術のものを用いているため、詳細な説明は省略する。また、試験対象となるエンジンＥは、周知の構成のものであるため、図中においては、第１実施形態の温度計特性情報生成システムＷ１に直接的に関係する部分だけを示している。

次に、第１実施形態の温度計特性情報生成システムＷ１を構成する計測装置１１０の機能構成について説明する。
計測装置１１０は、制御部１１１と、データ取得部１１２と、温度計特性算出部１１３と、温度補正部１１４とを有している。

なお、計測装置１１０のハードウェア構成について特に限定しないが、計測装置１１０は、例えば、ＣＰＵ、補助記憶装置、主記憶装置、ネットワークインターフェース及び入出力インターフェースを備えるコンピュータ（１台或いは複数台のコンピュータ）により構成することができる。この場合、入出力インターフェースには、各センサ（温度計１０１、圧力計１０２及び流量計１０３）が接続されている。また、補助記憶装置には、「制御部１１１、データ取得部１１２、温度特性算出部１１３及び温度補正部１１４」の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。そして、「制御部１１１、データ取得部１１２、温度特性算出部１１３及び温度補正部１１４」の機能は、前記ＣＰＵが前記プログラムを前記主記憶装置にロードして実行することにより実現される。

また、上記の制御部１１１は、計測装置１１０の全体の動作を制御するもので、ユーザからの各種設定や入力を受け付けたり、温度計特性情報生成システムＷ１の操作要求を受け付けたりする。

データ取得部１１２は、所定の計測タイミングで、各センサ（温度計１０１、圧力計１０２及び流量計１０３）が計測した計測値（筒内温度（Ｔ’）、筒内圧力（Ｐ）、空気流量（ｎ））を取得する。

また、温度計特性算出部１１３には、下記の（式１）に示す状態方程式を記憶している。
〔数１〕
ＰＶ＝ｎＲＴ・・・（式１）
Ｒ：気体定数
そして、温度計特性算出部１１３は、データ取得部１１２が取得した計測値（筒内温度（Ｔ’）、筒内圧力（Ｐ）、空気流量（ｎ））のうち、「筒内圧力（Ｐ）及び空気流量（ｎ）」と、（式１）に示す状態方程式とを用いてリファレンス温度（Ｔ）を算出する。
また、温度計特性算出部１１３は、算出したリファレンス温度（Ｔ）及び筒内温度（Ｔ’）を用いて温度計の伝達関数（Ｇｘ（ｓ））を算出する。また、温度特性算出部１１３、その伝達関数（Ｇｘ（ｓ））から回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を生成して記憶する。

また、温度補正部１１４は、温度計１０１の回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））が算出された後、別途で行うエンジン試験等において、算出された回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を用いて、温度計１０１が計測したエンジンシリンダ１１の筒内温度（Ｔ’）の補正を行う。

次に、第１実施形態の温度計特性情報生成システムＷ１が行う、温度計特性情報生成処理の手順について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図２に示すように、先ず、温度計特性情報生成システムＷ１は、データ計測処理（Ｓ１）を行う。
このデータ計測処理（Ｓ１）では、エンジンベンチ１を駆動させて、エンジンベンチ１に設置されたエンジンＥを燃焼させずに、エンジンＥに空気を流入してエンジンシリンダ１１の筒内をダイナモ回転制御によって圧縮させる動作を行わせる。なお、エンジンシリンダ１１の筒内圧縮中は略断熱状態であると仮定できる。
そして、エンジンシリンダ１１の筒内を圧縮させる動作をさせている最中に、温度計特性情報生成システムＷ１を構成する計測装置１１０のデータ取得部１１２が、エンジンシリンダ１１の筒内温度（Ｔ’）及び筒内圧力（Ｐ）と、エンジンＥに流入される空気（流体）の空気流量（ｎ）とを取得する。

具体的には、Ｓ１では、計測装置１１０のデータ取得部１１２が、所定の計測タイミングで、所定の計測時間（モニタリング時間）、エンジンシリンダ１１の筒内に設置された温度計１０１からエンジンシリンダ１１の筒内温度（Ｔ’）を取得し、エンジンシリンダ１１の筒内に設置された圧力計１０２からエンジンシリンダ１１の筒内圧力（Ｐ）を取得し、インテークパイプ（吸気管）５の管内に設置された流量計１０３からエンジンＥに流入される空気流量（ｎ）を取得する。
また、データ取得部１１２は、計測時間毎に、取得した計測値（筒内温度（Ｔ’）、筒内圧力（Ｐ）、空気流量（ｎ））を対応付けて記憶する（例えば、図示しないメモリ（計測装置１１０の補助記憶装置及び主記憶装置）に記憶させる）。

次に、温度計特性情報生成システムＷ１は、リファレンス温度の算出処理を行う（Ｓ２）。
このリファレンス温度の算出処理（Ｓ２）では、温度計特性情報生成システムＷ１を構成する計測装置１１０の温度計特性算出部１１３が、データ取得部１１２が取得し、計測時間毎に対応付けて記憶している計測値（筒内温度（Ｔ’）、筒内圧力（Ｐ）、空気流量（ｎ））のうち、「筒内圧力（Ｐ）及び空気流量（ｎ）」と、幾何学計算で算出されるエンジンシリンダ１１の容積（Ｖ）と、上述した状態方程式（ＰＶ＝ｎＲＴ）とを用いてリファレンス温度（Ｔ）を算出する（リファレンス温度（Ｔ）を計測時間毎に算出する）。

なお、上述したように、エンジンシリンダ１１の筒内圧縮中は略断熱状態になっていると仮定できるため、状態方程式により算出された算出値（Ｔ）が真値（リファレンス温度）になると推定している。

また、温度計特性算出部１１３には、予め「エンジンシリンダ１１の機械的情報（形状、寸法等の機械的情報）と、下記の（式２）、（式３）、（式４）、（式５）とが設定されている。
そして、エンジンシリンダ１１の容積（ピストン１５よりも上方（図中における上方）の領域の容積（Ｖ（Ｖ（θ）））は、エンジンシリンダの機械的情報と、下記の（式２）、（式３）、（式４）、（式５）に示す計算式を用いた幾何学計算により算出される。
〔数２〕

V ： シリンダー容積 [m³]
L ： コンロッド長 [m]
R ： クランク半径 [m]
Q : 全オフセット長 [m]
Θ : 修正クランク角度 [deg ATDC]
B : ボア径[m]
CR ： 圧縮比
V_Disp : 変位容積[m³]
O_Pin : スラスト方向を正としたピストンピンオフセット [m]
O_Crank : スラスト方向を正としたクランクオフセット [m]

また、データ取得部１１２が取得した空気流量（ｎ）は、体積流量で計測された値[L/s]であるため、温度計特性算出部１１３は、以下の計算をした上で、状態方程式に空気流量（ｎ）を代入している。具体的には、温度計特性算出部１１３は、体積流量で計測された空気流用（ｎ）の値[L/s]に対して、大気圧、大気温度、湿度から算出した密度を乗算することで質量流量[g/s]に変換し、その後、空気の分子量(モル質量) 28.966[g/mol]で変換した上で状態方程式に代入している。

次に、温度計特性情報生成システムＷ１は、伝達関数の算出処理を行う（Ｓ３）。
この伝達関数の算出処理（Ｓ３）では、温度計特性情報生成システムＷ１を構成する計測装置１１０の温度計特性算出部１１３が、図３に示すように、状態方程式から算出したリファレンス温度（Ｔ）を入力値とし、当該リファレンス温度（Ｔ）に対応する計測時間に温度計１０１が計測した筒内温度（Ｔ’）を出力値として、フーリエ解析演算を行い、温度計の伝達特性（Ｇｘ’（ｓ））を算出する。
なお、図４のゲイン図において、上記のフーリエ解析演算により得られた伝達特性（Ｇｘ’（ｓ））の一例を示している。

さらに、Ｓ３では、温度特性算出部１１３は、算出した伝達特性（Ｇｘ´（ｓ））に、下記の（式６）に示す任意の伝達関数（Ｇｘ（ｓ））でフィッテングして、「Ｇｘ´（ｓ）＝Ｇｘ（ｓ）」になるように、（式６）に示すパラメータ（α、β）を同定する（図３参照）。
〔数３〕

次に、温度計特性情報生成システムＷ１は、回帰伝達関数の算出処理を行う（Ｓ４）。
この回帰伝達関数の算出処理（Ｓ４）では、温度計特性情報生成システムＷ１を構成する計測装置１１０の温度計特性算出部１１３が、Ｓ３で算出した伝達関数（Ｇｘ（ｓ））を用いて、下記の（式７）に示す回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を算出する。
なお、「Lowpassfilter」は、Gx(s)の帯域より、より高周波にカットオフを設定したフィルタを用いることでGx(s)に干渉しない特性とする。
〔数４〕

なお、温度計特性算出部１１３は、図示しないメモリ（計測装置１１０の補助記憶装置及び主記憶装置）に、Ｓ３で算出した「伝達特性（Ｇｘ’（ｓ））、伝達関数（Ｇｘ（ｓ））」と、Ｓ４で算出した回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））に記憶させる。

続いて、温度計１０１の回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））が算出された後、第１実施形態の温度計特性情報生成システムＷ１が行う、温度補正処理について説明する。

この温度補正処理では、先ず、計測装置１１０のデータ取得部１１２が、エンジンベンチ１に設置されたエンジンＥの性能試験において、エンジンシリンダ１１の筒内に設置された温度計１０１が計測した筒内温度（Ｔ’）を取得する。
次に、計測装置１１０の温度補正部１１４が、図示しないメモリ（計測装置１１０の補助記憶装置及び主記憶装置）に記憶している「回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））」を読み出し、データ取得部１１２に取得した筒内温度（Ｔ’）に、読み出した「回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））」を印加することにより、温度計１０１が測定した筒内温度（Ｔ’）を補正筒内温度（Ｔｈ）に補正する。

このように、第１実施形態の温度計特性情報生成システムＷ１によれば、温度計が高応答に温度を計測できるようにするための温度計特性情報「伝達関数（Ｇｘ（ｓ））、回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））」を生成することができる。そのため、例えば、エンジン試験のような環境における温度計測においても、この回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を用いて温度計１０１による計測値を補正することにより、高応答で温度計測を行うことができる。

《第２実施形態》
次に、本発明の第２実施形態の温度計特性情報生成システムの構成について、図５〜図７を参照しながら説明する。

ここで、図５は、第２実施形態の温度計特性情報生成システムの構成を示した模式図である。また、図６は、第２実施形態の温度計特性情報生成システムの温度計特性情報生成処理の手順を示したフローチャートである。図７は、第２実施形態の温度計特性情報生成システムが算出する温度計の伝達特性の入出力の関係を示した模式図である。
なお、第２実施形態の構成のうち、第１実施形態と同じ構成（或いは相当する構成）には、同じ符号を付して、説明を簡略化或いは省略し、主に、第１実施形態と異なる内容について詳細に説明する。

図５に示すように、第２実施形態の温度計特性情報生成システムＷ２は、配管（円管）２０を備え且つ配管２０に加圧空気を供給して配管２０の管内の圧力をステップ状に変化させる圧力ステップ応答装置Ｚと、配管２０の管内の温度（管内温度（Ｔ’））を計測する温度計（第１温度計）１０１と、配管２０の管内の圧力（管内圧力（Ｐ））を計測する圧力計（第１圧力計）１０２と、配管２０の管壁温度（Ｔｗ）を計測する温度計（第２温度計）１０５と、外気温（Ｔо）を計測する温度計（第３温度計）１０６と、外気圧（Ｐо）を計測する圧力計（第２圧力計）１０７と、温度計１０１の温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出する計測装置１２０とを有している。

圧力ステップ応答装置Ｚは、両端が貫通している配管（円管）２０と、配管２０に加圧空気を供給する加圧空気供給装置３０と、配管２０の一端部側（加圧空気の流入口側）の管内に設置された第１バルブ２１と、配管２０の他端部側（加圧空気の流出口側）の管内に設置された第２バルブ２２と、各バルブ（第１、第２バルブ２１、２２）の開閉動作を制御するバルブ操作装置４０とを備えている。

また、加圧空気供給装置３０は、配管２０の一端部に接続されており、配管２０の一端部から配管２０の管内に所定圧力の加圧空気を流入する。
また、配管２０は、両端が貫通していると共に、加圧空気供給装置３０に接続され且つ第１方向（図中のＹ方向）に延びる第１直管部２０ａと、第１直管部２０ａから略直角に屈曲して第２方向（図中のＸ方向）に延びる第２直管部２０ｂとを備えた略Ｌ字状に形成されている。また、配管２０の外部が大気圧になっている。

また、２つのバルブ（第１、第２バルブ２１、２２）は、配管２０のうちの第２方向に延びる第２直管部２０ｂに設けられている。
具体的には、第１バルブ２１は、配管２０を構成する第２直管部２０ｂの一端部側（加圧空気供給装置３０側）に設けられている。また、第２バルブ２２は、配管２０を構成する第２直管部２０ｂの他端部に設けられており、第２バルブ２２を開状態にすると、配管２０の他端部の開口が外部に開放される。

また、バルブ操作装置４０は、バルブ（第１、第２バルブ２１、２２）に、開閉制御信号を送信して、２つのバルブ（第１、第２バルブ２１、２２）の開閉状態を制御することにより、２つのバルブ（第１、第２バルブ２１、２２）の間に、加圧空気供給装置３０から供給された加圧空気を閉じ込め、その後、第２バルブ２２の開閉状態を制御して、配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させる。

計測装置１２０は、圧力ステップ応答装置Ｚが配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させている最中に、センサ（温度計１０１、圧力計１０２）から当該センサが計測した配管２０の管内の計測値（管内温度（Ｔ’）、管内圧力（Ｐ））を取得する。また、計測装置１２０は、圧力ステップ応答装置Ｚが配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させている最中に、センサ（温度計１０５、温度計１０６、圧力計１０７）から当該センサが計測した計測値（管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо））を取得する。
また、計測装置１２０は、後述するシミュレーション条件情報と、取得した「管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо）」とを用いた一次元の流体解析を用いたシミュレーション（コンピュータシミュレーション）により配管２０を流れる熱流体モデルを生成し、圧力計１０１が計測した管内圧力（Ｐ）と、シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、配管２０内の温度の真値（リファレンス温度（Ｔ））を算出する。また、計測装置１１０は、シミュレーションにより算出した配管２０内の温度の真値（リファレンス温度（Ｔ））と、温度計１０１が計測した管内温度（Ｔ’））とを用いて、温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出する。

なお、温度計１０１は、加圧空気の流入口側の第１バルブ２１の近傍で且つ配管２０の壁・近傍に設置されており、流速が「０（ｍ/ｓ）」付近のポイント（レイノルズ数が２０００以下のポイント）の温度が計測できるようになっている。
このようにするのは、流速が「０（ｍ/ｓ）」付近以外の他のポイントでは、「流速＝０（ｍ/ｓ）」と、「流速＞０（ｍ/ｓ）」とが混在した計測値になるため、シミュレーションにおいて、高精度に流体解析ができなくなるためである。
また、図示する例では、圧力計１０２は、第１バルブの近傍に設置されているが、これは一例に過ぎない。圧力計１０２は、配管２０の管内において、２つのバルブ（第１、第２バルブ２１、２２）の間の位置に設置されていれば良い。
また、温度計１０５は、配管２０の外周側面で且つ第１バルブ２１と第２バルブ２２の間の位置に設置されており、配管２０の管壁温度（Ｔｗ）を計測できるように設定されている。また、温度計１０６及び圧力計１０７は、配管２０の外部の位置（例えば、温度計特性情報生成システムＷ２が設置されている試験室内の任意の位置）に設置されており、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо）を計測できるように設定されている。

次に、第２実施形態の温度計特性情報生成システムＷ２を構成する計測装置１２０の機能構成について説明する。
計測装置１２０は、制御部１１１と、データ取得部１１２と、流体解析処理部１２１と、温度計特性算出部１２２と、温度補正部１１４とを有している。
なお、制御部１１１及び温度補正部１１４は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

また、計測装置１２０のハードウェア構成について特に限定しないが、第１実施形態の計測装置１１０と同様、計測装置１２０は、例えば、ＣＰＵ、補助記憶装置、主記憶装置、ネットワークインターフェース及び入出力インターフェースを備えるコンピュータ（１台或いは複数台のコンピュータ）により構成することができる。この場合、入出力インターフェースには、各センサ（温度計１０１、圧力計１０２、温度計１０５、温度計１０６、圧力計１０７）が接続されている。また、補助記憶装置には、「制御部１１１、データ取得部１１２、流体解析処理部１２１、温度特性算出部１２２及び温度補正部１１４」の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。そして、「制御部１１１、データ取得部１１２、流体解析処理部１２１、温度特性算出部１２２及び温度補正部１１４」の機能は、前記ＣＰＵが前記プログラムを前記主記憶装置にロードして実行することにより実現される。

データ取得部１１２は、所定の計測タイミングで、各センサ（温度計１０１、圧力計１０２、温度計１０５、温度計１０６、圧力計１０７）が計測した計測値（管内温度（Ｔ’）、管内圧力（Ｐ）、管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо））を取得する。

また、流体解析処理部１２１には、温度計特性情報生成処理の前段階の処理において、シミュレーション条件情報が設定されている（前段階の処理において、計測装置１２０に、シミュレーション条件情報を記憶させている）。
このシミュレーション条件情報には、配管２０の寸法情報（厚さ寸法、長さ寸法、径寸法等の寸法情報）と、配管２０に流入される空気の組成情報と、配管２０内の初期圧力及び初期温度と、バルブ（第１バルブ２１、第２バルブ２２）の流路抵抗を示すバルブ情報とが含まれている。なお、上記のバルブの流路抵抗は圧力挙動から同定する。
そして、流体解析処理部１２１は、「シミュレーション条件情報」及び「管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо）」を用いた一次元の流体解析処理によるシミュレーションにより配管２０を流れる熱流体モデル（数学的な熱流体モデル）を生成する。なお、管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）及び外気圧（Ｐо）は、熱流体モデルの境界条件として使用されている。
また、流体解析処理部１２１は、データ取得手段１１２が取得した「圧力計１０１が計測した管内圧力（Ｐ）」と、シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、配管２０内の温度の真値（リファレンス温度（Ｔ））を算出する。

なお、流体解析処理部１２１の機能は、市販されている「一次元の流体解析処理を用いたコンピュータシミュレーションソフトウェア」により実現される。例えば、流体解析処理部１２１の機能は、「米国 Gamma Technologies社」が開発した「ＧＴ‐ＰＯＷＥＲ」」により実現される。また、流体解析処理部１２１の機能は、周知技術であるため、詳細な説明は省略するが、Ｎavier-Stokesを方程式として、運動量、エネルギーの式等を連立して計算を実行している。また、一次元解析として離散化は、流体の流れの方向のみであり、断面内にて圧力、流速、温度などの物理量は分布しないものとして計算を実行するようになっている。

また、温度計特性算出部１２２は、流体解析処理部１２１が算出したリファレンス温度（Ｔ）と、データ取得部１１２が取得した管内温度（Ｔ’）を用いて温度計の伝達関数（Ｇｘ（ｓ））を算出する。また、温度特性算出部１１３、その伝達関数（Ｇｘ（ｓ））から回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を生成して記憶する。

次に、第２実施形態の温度計特性情報生成システムＷ２が行う、温度計特性情報生成処理の手順について、図６〜図７を参照しながら説明する。

図６に示すように、先ず、温度計特性情報生成システムＷ２は、データ計測処理（Ｓ１１）を行う。
このデータ計測処理（Ｓ１１）では、圧力ステップ応答装置Ｚを駆動させて、配管２０の管内の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させる。具体的には、圧力ステップ応答装置Ｚのバルブ操作装置４０により、第１バルブ２１を「開」にして、第２バルブ２２を「閉」にした状態にして、加圧空気供給装置３０を駆動させて配管２０に、所定時間、加圧空気を流入させる。また、バルブ操作装置４０は、所定時間経過すると、第１バルブ２１を「閉」にして、２つのバルブ（第１、第２バルブ２１、２２）の間に、加圧空気供給装置３０から供給された加圧空気（流体）を閉じ込める。その後、バルブ操作装置４０が、第２バルブ２２の開閉状態を制御して、配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させる。
また、計測装置１２０のデータ取得部１１２は、配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させている最中に、温度計１０１が計測した配管２０の管内温度（Ｔ’）と、圧力計１０２が計測した配管２０の管内圧力（Ｐ）とを取得する。また、データ取得部１１２は、圧力ステップ応答装置Ｚが配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させている最中に、センサ（温度計１０５、温度計１０６、圧力計１０７）から当該センサが計測した（管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо））を取得する。
なお、データ取得部１１２は、計測時間毎に、取得した計測値（管内温度（Ｔ’）、菅内圧力（Ｐ）、管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо））を対応付けて記憶する（例えば、図示しないメモリ（計測装置１１０の補助記憶装置及び主記憶装置）に記憶させる）。

次に、温度計特性情報生成システムＷ２は、リファレンス温度の算出処理を行う（Ｓ１２）。
このリファレンス温度の算出処理（Ｓ１２）では、計測装置１２０の流体解析処理部１２１が、予め設定されている「シミュレーション条件情報（配管２０の寸法情報、配管に流入する空気の組成情報、配管２０内の初期圧力及び初期温度、バルブ情報）」と、Ｓ１１で取得した「管壁温度（Ｔｗ）、外気温（Ｔо）、外気圧（Ｐо）」とを用いた一次元の流体解析処理によるシミュレーションにより配管２０を流れる熱流体モデルを生成する。また、流体解析処理部１２１は、データ取得手段１１２が取得した「圧力計１０２が計測した管内圧力（Ｐ）」と、シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、配管２０内の温度の真値（リファレンス温度（Ｔ））として、熱流体モデルの温度（Ｔ）を算出する。

なお、Ｓ１２において、配管２０内の温度の真値（リファレンス温度（Ｔ））として、シミュレーションで生成した熱流体モデルの温度（Ｔ）を用いているのは以下の理由による。
温度計１０１及び圧力計１０２が設置されているは、流速が「０（ｍ/ｓ）」に近いポイント（レイノルズ数が２０００以下のポイント）であり、このポイントでの熱伝達率に寄与するヌッセルト数Nuは、円筒状の管内の層流条件におけるヌッセルト数Ｎｕ＝３．６６（Ｃｏｎｓｔａｎｔ（一定））になると推定できる。
そのため、温度計１０１が計測する温度の応答性の緩いポイントでヌッセルト数Ｎｕを微調整し熱流体モデルと計測値を合わせる。圧力変化が出ているポイントも同現象のため、ヌッセルト数Nuは同じ値となり、熱伝達率は外挿補間される。すなわち、シミュレーションで生成した熱流体モデルの温度（Ｔ）を配管２０内の温度の真値（リファレンス温度（Ｔ））として取り扱うことができる。

次に、温度計特性情報生成システムＷ２は、伝達関数の算出処理を行う（Ｓ１３）。
この伝達関数の算出処理（Ｓ１３）では、計測装置１２０の温度計特性算出部１２２が、図７に示すように、Ｓ１２においてシミュレーションの熱流体モデルを用いて算出したリファレンス温度（Ｔ）を入力値とし、当該リファレンス温度（Ｔ）に対応する計測時間に温度計１０１が計測した管内温度（Ｔ’）を出力値として、フーリエ解析演算を行い、温度計の伝達特性（Ｇｘ’（ｓ））を算出する。また、Ｓ１３では、温度特性算出部１２２は、算出した伝達特性（Ｇｘ´（ｓ））に、任意の伝達関数（Ｇｘ（ｓ））でフィッテングして、「Ｇｘ´（ｓ）＝Ｇｘ（ｓ）」になるように、伝達関数（Ｇｘ（ｓ））のパラメータ（α、β）を同定する。
なお、Ｓ１３の上記処理は、上述した第１実施形態のＳ３の処理と同じ手順であるため、詳細な説明を省略する。

次に、温度計特性情報生成システムＷ２は、上述した第１実施形態のＳ４の処理と同じ手順で、回帰伝達関数の算出処理を行う（Ｓ１４）。
この回帰伝達関数の算出処理（Ｓ１４）では、計測装置１２０の温度計特性算出部１２２が、Ｓ１３で算出した伝達関数（Ｇｘ（ｓ））を用いて、回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を算出する（第１実施形態で示した（式７）参照）。

このように、第２実施形態の温度計特性情報生成システムＷ２においても、上述した第１実施形態と同様、温度計１０１の回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））が得られるため、エンジン試験のような環境における温度計測においても、この回帰伝達関数（Ｇｙ（ｓ））を用いて温度計１０１による計測値を補正することにより、高応答で温度計測を行うことができる。

さらに、第２実施形態の温度計特性情報生成システムＷ２では、第１実施形態のように、実際のエンジンＥを用いることなく、配管２０を備える圧力ステップ応答装置Ｚにより、配管２０内の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させる物理環境を作り、その物理環境下の温度（Ｔ’）及び圧力（Ｐ）を計測している。

具体的には、第２実施形態では、一次元の流体解析処理によるシミュレーションにより、圧力ステップ応答装置Ｚの配管２０を流れる加圧空気（流体）の熱流体モデルを生成して（コンピュータシミュレーションにより配管２０を流れる加圧空気（流体）の熱流体を再現し）、実測した管内圧力（Ｐ）及び熱流体モデルから熱流体モデルの温度を算出し、その温度を真値（リファレンス温度（Ｔ））としている。そして、第２実施形態では、リファレンス温度（Ｔ）及び実測した管内温度（Ｔ’）を用いて、温度計１０１の温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出している。
すなわち、第２実施形態では、第１実施形態のようにエンジンＥを用いる必要がないため、第1実施形態と比べて、コストをかけずに、省スペース且つ簡易な設備により、温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出することができる。その結果、第２実施形態では、省スペースで実現できる簡易な設備で且つ低コストで、温度計１０１の温度計測の高応答化が可能になる。

《第２実施形態の変形例》
次に、本発明の第２実施形態の温度計特性情報生成システムの変形例の構成について、図８を参照しながら説明する。

ここで、図８は、第２実施形態の変形例の温度計特性情報生成システムのシステム構成を示した模式図である。
なお、第２実施形態の変形例の構成のうち、第１、２実施形態と同じ構成（或いは相当する構成）には、同じ符号を付して、説明を簡略化或いは省略し、主に、第１、２実施形態と異なる部分を説明する。

第２実施形態の変形例の温度計特性情報生成システムＷ２’は、上述した第２実施形態のものから、配管２０の構成を変形すると共に、バルブ（第１バルブ２１、第２バルブ２２）の位置を変更し、温度計１０１及び圧力計１０２の設置位置を変更した構成になっている。

具体的には、図８に示すように、第２実施形態の変形例の温度計特性情報生成システムＷ２’は、配管（円管）２０を備え且つ配管２０に配管に加圧空気を供給して配管２０の管内の圧力をステップ状に変化させる圧力ステップ応答装置Ｚと、配管２０の管内の温度（管内温度（Ｔ’））を計測する温度計１０１と、配管２０の管内の圧力（管内圧力（Ｐ））を計測する圧力計１０２と、配管２０の管壁温度（Ｔｗ）を計測する温度計１０５と、外気温（Ｔо）を計測する温度計１０６と、外気圧（Ｐо）を計測する圧力計１０７と、温度計１０１の温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出する計測装置１２０とを有している。

第２実施形態の変形例では、配管２０は、第１方向（図中のＹ方向）に延設されている第１直管部２０ｃと、第１直管部２０ｃの他端部に接続され且つ第１直管部２０ｃに対して直角な第２方向（図中のＸ方向）に延設されている第２直管部２０ｄとを備えている。

また、第１直管部２０ｃは、両端が貫通しており、その一端部（図中の下端部）が加圧空気供給装置３０に接続され、加圧空気供給装置３０から管内に所定圧力の加圧空気が供給されるようになっている。また、第１直管部２０ｃは、その他端部（図中の上端部）が「第２直管部２０ｄの他端部側の側面」に接続されており、第１直管部２０ｃの管内と第２直管部２０ｃの管内とが連通している。
また、第２直管部２０ｄは、一端部が封鎖された封鎖面２０ｄ１になっており、他端部が開口している。そして、加圧空気供給装置３０からの加圧空気は、第１直管部２０ｃを経由して、第２直管部２０ｄの管内に流入するようになっている。

第１バルブ２１は、配管２０を構成する第１直管部２０ｃの管内に設けられている。
また、第２バルブ２２は、配管２０を構成する第２直管部２０ｄの他端部の管内に設けられており、他端部の開口を開閉できるようになっている。

また、温度計１０１は、第２直管部２０ｄの一端部側の封鎖面２０ｄ１の近傍（壁面の近傍）に設置される。また、圧力計１０２は、第２直管部２０ｄの一端部側に設置されている。
このような位置に、温度計１０１を設置したのは、配管２０の管内において、図５に示した第２実施形態よりもさらに、流速が「０ｍ/ｓ」に近いポイントで、配管２０の管内の温度を計測できるようにするためである。なお、図示する例では、圧力計１０２は、第２直管部２０ｄの一端部側に設置されているが、これは一例であり、設置位置を限定するものではない。

また、第２実施形態の変形例は、上述した図６の第２実施形態と同様の手順にしたがい、温度計特性情報生成処理を行うようになっているため、説明を省略するが、Ｓ１１のデータ計測処理では、以下のようにして配管２０の管内の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させる。

具体的には、圧力ステップ応答装置Ｚのバルブ操作装置４０により、第１バルブ２１を「開」にして、第２バルブ２２を「閉」にした状態にして、加圧空気供給装置３０を駆動させて配管２０に、所定時間、加圧空気を流入させる。また、バルブ操作装置４０は、所定時間経過すると、第１バルブ２１を「閉」にする。これにより、第１直管部２０ｃの第１バルブ１１と、第１直管部２０ｄの一端部の封鎖面２０ｄ１と、第１直管部２０ｄの他端部の第２バルブ２２との間で形成される領域に、加圧空気供給装置３０から供給された加圧空気（流体）を閉じ込められる。その後、バルブ操作装置４０が、第２バルブ２２の開閉状態を制御して、配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させる。
そして、上述した第２実施形態と同様、計測装置１２０のデータ取得部１１２は、配管２０の加圧空気（流体）の圧力をステップ状に変化させている最中に、温度計１０１が計測した配管２０の管内温度（Ｔ’）と、圧力計１０２が計測した配管２０の管内圧力（Ｐ）と、温度計１０５が計測した管壁温度（Ｔｗ）と、温度計１０６が計測した外気温（Ｔо）と、圧力計１０７が計測した外気圧（Ｐо）とを取得する。

このように、第２実施形態の変形例においても、上述した第２実施形態と同様の作用効果が得られる。
また、第２実施形態の変形例では、第２実施形態と比べて、流速が「０ｍ/ｓ」に近いポイントで、配管２０の管内の温度及び圧力を計測できるため、第２実施形態と比べて、より正確に、温度計１０１が計測した計測値（Ｔ’）を補正するための温度計特性情報（伝達関数、回帰伝達関数）を算出することができる。

以上、説明したように、本発明の実施形態及びその変形例によれば、温度計１０１が高応答に温度を計測できるようにするための温度計特性情報を生成する温度計特性情報生成システム及び温度計特性情報生成方法を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変更が可能である。

Ｗ１、Ｗ２、Ｗ２’…温度計特性情報生成システム
１０１…温度計
１０２…圧力計
１０３…流量計
１０５…温度計
１０６…温度計
１０７…圧力計
１１０、１２０…計測装置
１１１…制御部
１１２…データ取得部
１１３…温度計特性算出部
１１４…温度補正部
１２１…流体解析処理部
１２２…温度計特性算出部

１…エンジンベンチ
１０…ダイナモメータ
１１…ダイナモ制御装置
１５…シャフト

Ｅ…エンジン
３…インテークマニホールド
５…インテークパイプ（吸気管）
７…スロットルバルブ
９…排出管
１１…エンジンシリンダ

Ｚ…圧力ステップ応答装置
２０…配管
２０ａ、２０ｃ…第１直管部
２０ｂ、２０ｄ…第２直管部
２０ｄ１…封鎖面
２１…第１バルブ
２２…第２バルブ
３０…加圧空気供給装置
４０…バルブ操作装置

Claims (8)

1. エンジン試験装置に設置されたエンジンのエンジンシリンダの筒内温度を計測する温度計と、前記エンジンシリンダの筒内圧力を計測する圧力計と、前記エンジンシリンダに流入される空気流量を計測する流量計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを備えた温度計特性情報生成システムであって、
   前記計測装置は、
   前記エンジン試験装置が前記エンジンを燃焼させずに、前記エンジンシリンダに空気を流入して圧縮動作を行わせている最中に、前記温度計が計測した筒内温度、前記圧力計が計測した筒内圧力、及び前記流量計が計測した空気流量を取得するデータ取得部と、
   予め記憶している理想気体の状態方程式と、前記取得した筒内圧力及び空気流量とを用いて、前記エンジンシリンダ内の温度の真値としてリファレンス温度を算出し、該リファレンス温度及び前記取得した筒内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出する温度計特性算出部とを有することを特徴とする温度計特性情報生成システム。
2. 前記温度計特性算出部は、前記リファレンス温度を入力値とし、該リファレンス温度に対応する前記温度計が計測した筒内温度を出力値として、フーリエ解析演算を行い前記温度計の伝達特性を算出し、該算出した伝達特性から前記伝達関数を算出するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の温度計特性情報生成システム。
3. 前記温度計特性算出部は、前記算出した伝達関数から回帰伝達関数を算出するようになっており、
   前記計測装置は、前記回帰伝達関数を用いて前記温度計が計測した計測値を補正する温度補正部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度計特性情報生成システム。
4. 第１バルブ及び第２バルブが設置された配管を備え且つ該配管に加圧空気を供給すると共に前記第１、第２バルブの開閉動作を制御して該配管の管内の圧力をステップ状に変化させる圧力ステップ応答装置と、該配管の管内温度を計測する第１温度計と、該配管の管内圧力を計測する第１圧力計と、該配管の管壁温度を計測する第２温度計と、外気温を計測する第３温度計と、外気圧を計測する第２圧力計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを備えた温度計特性情報生成システムであって、
   前記計測装置は、
   前記配管の寸法情報と、前記加圧空気の組成情報と、該配管の管内の初期圧力及び初期温度と、前記第１、第２バルブの流路抵抗を示すバルブ情報とが含まれるシミュレーション条件情報を記憶していると共に、
   前記圧力ステップ応答装置が前記配管の圧力をステップ状に変化させている最中に、前記第１温度計が計測した管内温度と、前記第１圧力計が計測した管内圧力と、前記第２温度計が計測した管壁温度と、前記第３温度計が計測した外気温と、前記第２圧力計が計測した外気圧とを取得するデータ取得部と、
   前記シミュレーション条件情報と、前記取得した管壁温度、外気温及び外気圧とを用いた一次元の流体解析を用いたシミュレーションにより前記配管を流れる熱流体モデルを生成し、前記取得した管内圧力と、前記シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、前記配管内の温度の真値としてリファレンス温度を算出する流体解析処理部と、
   前記算出したリファレンス温度及び前記取得した管内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出する温度計特性算出部とを有することを特徴とする温度計特性情報生成システム。
5. 前記圧力ステップ応答装置は、前記配管に加圧空気を供給する加圧空気供給装置と、前記第１、第２バルブの開閉動作を制御するバルブ操作装置とを有し、
   前記第１バルブが前記配管の一端部側に設置され、前記第２バルブが前記配管の他端部側に設置され、
   前記バルブ操作装置は、前記第１、第２バルブの開閉状態を制御することにより、前記第１、第２バルブの間に、前記加圧空気供給装置から供給された加圧空気を閉じ込め、その後、前記第２バルブの開閉状態を制御して、前記配管の加圧空気の圧力をステップ状に変化させるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の温度特性情報生成システム。
6. 前記圧力ステップ応答装置は、前記配管に加圧空気を供給する加圧空気供給装置と、前記第１、第２バルブの開閉動作を制御するバルブ操作装置とを有し、
   前記配管は、第１方向に延設されている第１直管部と、該第１直管部の他端部に接続され且つ該第１直管部に対して直角方向に延設されている第２直管部とを備え、
   前記第１直管部は、両端が貫通しており、その一端部が前記加圧空気供給装置に接続され、その他端部が前記第２直管部の他端部側の側面に接続され、
   前記第２直管部は、一端部が封鎖された封鎖面になっており且つ他端部が開口しており、
   前記第１バルブは、前記第１直管部に設置され、
   前記第２バルブは、前記第２直管部の他端部に設置されて、該他端部の開口を開閉できるようになっており、
   前記温度計は、前記第２直管部の一端部側の封鎖面の近傍に設置されており、
   前記バルブ操作装置は、前記第１、第２バルブの開閉状態を制御することにより、前記第１、第２バルブ及び前記第２直管部の一端部の封鎖面の間で形成される領域に、前記加圧空気供給装置から供給された加圧空気を閉じ込めて、その後、前記第２バルブの開閉状態を制御して、前記配管の加圧空気の圧力をステップ状に変化させるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の温度特性情報生成システム。
7. エンジン試験装置に設置されたエンジンのエンジンシリンダの筒内温度を計測する温度計と、前記エンジンシリンダの筒内圧力を計測する圧力計と、前記エンジンシリンダに流入される空気流量を計測する流量計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを用いた温度計特性情報生成方法であって、
   前記エンジン試験装置が、前記エンジンを燃焼させずに前記エンジンシリンダに空気を流入して圧縮動作を行わせるステップと、
   前記計測装置が、前記エンジンシリンダに空気を流入して圧縮動作を行わせている最中に、前記温度計が計測した筒内温度、前記圧力計が計測した筒内圧力、及び前記流量計が計測した空気流量を取得するステップと、
   前記計測装置が、予め記憶している理想気体の状態方程式と、前記取得した筒内圧力及び空気流量とを用いて、前記エンジンシリンダ内の温度の真値としてリファレンス温度を算出し、該リファレンス温度及び前記取得した筒内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出するステップとを実行することを特徴とする温度計特性情報生成方法。
8. 第１バルブ及び第２バルブが設置された配管を備え且つ該配管に加圧空気を供給すると共に前記第１、第２バルブの開閉動作を制御して該配管の管内の圧力をステップ状に変化させる圧力ステップ応答装置と、該配管の管内温度を計測する第１温度計と、該配管の管内圧力を計測する第１圧力計と、該配管の管壁温度を計測する第２温度計と、外気温を計測する第３温度計と、外気圧を計測する第２圧力計と、温度計特性情報を算出する計測装置とを用いた温度計特性情報生成方法であって、
   前記計測装置には、前記配管の寸法情報と、前記加圧空気の組成情報と、該配管の管内の初期圧力及び初期温度と、前記第１、第２バルブの流路抵抗を示すバルブ情報とが含まれるシミュレーション条件情報が記憶されており、
   前記圧力ステップ応答装置が、前記配管の管内の圧力をステップ状に変化させるステップと、
   前記計測装置が、前記配管の管内の圧力がステップ状に変化している最中に、前記第１温度計が計測した管内温度と、前記第１圧力計が計測した管内圧力と、前記第２温度計が計測した管壁温度と、前記第３温度計が計測した外気温と、前記第２圧力計が計測した外気圧とを取得するステップと、
   前記計測装置が、前記シミュレーション条件情報と、前記取得した管壁温度、外気温及び外気圧とを用いた一次元の流体解析を用いたシミュレーションにより前記配管を流れる熱流体モデルを生成し、前記取得した管内圧力と、前記シミュレーションにより生成した熱流体モデルとを用いて、前記配管内の流体の温度の真値としてリファレンス温度を算出するステップと、
   前記計測装置が、前記算出したリファレンス温度及び前記取得した管内温度を用いて前記温度計特性情報として前記温度計の伝達関数を算出するステップとを実行することを特徴とする温度計特性情報生成方法。
   
   
   

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