(57)【要約】  本発明は、変動する圧力降下を有し連続的に作動するフローセンサ、好ましくはマスフローセンサによって、動的なフルード消費量、特に燃料消費量を連続的に計測するための方法であって、圧力がフローセンサの後方で検出され、フルード搬送の調整のために援用される方法に関する。可能な限り簡易な構造で、連続的で正確かつ高い時間解像度の消費量計測とハイダイナミックな流量値の特定を可能とするために、少なくとも一時点において、フローセンサの直前の圧力、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変動する圧力降下を有し連続的に作動するフローセンサ（７）、好ましくはマスフローセンサによって、動的なフルード消費量、特に燃料消費量を連続的に計測するための方法であって、圧力がフローセンサ（７）の後方で検出され、フルード搬送の調整のために援用される方法において、
少なくとも一時点において、フローセンサ（７）の直前の圧力、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることを特徴とする方法。
【請求項２】
連続的に、前もって定めることが可能な時間解像度でもって、フローセンサ（７）の後方の圧力、フローセンサ（７）の直前の圧力、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フローセンサ（７）によって平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして計測の妥当性チェックが行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
フローセンサ（７）によって平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして別のフルードパラメータが検出されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
フローセンサ（７）のシグナルがローパスフィルタを、両圧力値の差のシグナルがハイパスフィルタを通され、その後フィルタを通されたシグナルが一つの広い周波数帯域幅を有するシグナルに集結されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
動的なフルード消費量、特に燃料消費量を連続的に計測するための装置であって、
タンク（２）と、場合によっては検査装置と、好ましくは調整可能なポンプ（６）と、
連続的に作動するフローセンサ（７）、好ましくはコリオリセンサと、フローセンサ（７）の直後にあって、その出口が少なくともフルード流れの調整装置、例えば調整可能なポンプと接続されている圧力センサ（１１）と、を備える装置において、
さらに別の圧力センサ（１０）がフローセンサ（７）の直前に設定され、その際、両センサ（１０，１１）が評価ユニット（１２）に接続され、この評価ユニット内で、少なくとも一時点において、両センサ（１０，１１）によって検出された値の差が特定され、この差からフルードの流量のための値が検出されることを特徴とする装置。
【請求項７】
フローセンサ（７）のステップ応答より速いステップ応答を有するセンサー（１０，１１）が使用されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
評価ユニット（１２）内で、連続的に、前もって定めることが可能な時間解像度でもって、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。  
【請求項９】
評価ユニット（１２）内で、フローセンサ（７）のシグナルから平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして計測の妥当性チェックが行われることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
評価ユニット（１２）内で、フローセンサ（７）のシグナルから平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして他のフルードパラメータが検出されることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
フローセンサ（７）の計測管路内にローパスフィルタが、圧力値の差のためのシグナルの計測管路内でハイパスフィルタが実現され、その際、評価ユニット（１２）内でフィルタを通されたシグナルから一つのシグナルが構成されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
有効なフィルタ特性が上限周波数まで一定の値を有し、この値が好ましくは１付近であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変動する圧力降下を有し連続的に作動するフローセンサ、好ましくはマスフローセンサによって、動的なフルード消費量、特に燃料消費量を連続的に計測するための方法であって、圧力がフローセンサの後方で検出され、フルード搬送の調整のために援用される方法、並びに動的なフルード消費量、特に燃料消費量を連続的に計測するための装置であって、タンクと、場合によっては検査装置と、好ましくは調整可能なポンプと、連続的に作動するフローセンサ、好ましくはコリオリセンサと、フローセンサの直後にあって、その出口が少なくともフルード流れの調整装置、例えば調整可能なポンプと接続されている圧力センサとを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の消費量の計測のために、特にテストベンチ上でのエンジンの燃料消費量のための使用において、はかりを基礎とした連続的に作動するシステムが知られている。これらは、オープンシステムの長所を持っており、その際、供給される燃料の量のみならず戻される燃料の量も計測技術的に把握され、消費量の報告の際に考慮される。このようなはかりは欠点として、何度も注ぎ足さなければならず、これによって連続的な計測運転が不可能であるとがわかっている。そこで、燃料消費量の連続的な計測のためには、流量の容積計測を行う計測器がしばしば援用される。追加的な密度計測によって、これから本来必要とされる計測量である消費燃料質量が算出される。追加的な密度計測の欠点を回避する消費質量の直接的な計測は、はかり方式によって断続的に、並びにコリオリセンサを使って連続的に実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】オーストリア共和国実用新案ＡＴ３３５０Ｕ２号公報
【特許文献２】オーストリア共和国実用新案ＡＴ６１１７Ｕ２号公報
【０００４】
現代の内燃機関は、規定どおりの運転をするためにたいていは、燃料供給配管内においてのみならず場合によっては存在する燃料リターン配管内においても、定められておりかつ流量に依存しない圧力態様を要求する。そこで、特許文献１または特許文献２にもそれぞれすでに、流量計測の前または後に一のみの圧力センサ、ならびに、要求される低いかつ一定の圧力をコンシューマとの接続箇所で発生可能とするために、マスフローセンサの供給圧力の安定のための圧力安定装置とを有する、流量計測のための装置、あるいは流量計測のキャリブレーションのための装置が提案されている。特に、周波数が高く、急な、またはパルス状の除去（Ｅｎｔｎａｈｍｅｎ）はただちに考慮されなければならない。したがって、圧力安定化のために、上述した燃料計測の連続的な方法においては、フローセンサの下流に圧力調整装置（プレッシャレギュレータ）が設置され、この圧力調整装置は計測システム出口における流量に依存する圧力を、一定の出口圧力に調節（Ａｂｒｅｇｅｌｎ）する。この機械的なプレッシャレギュレータは、しかしながら、“油圧的なダイオード”のように働く。つまり、流れるメディアはレギュレータを一方へのみ、すなわち流れの下流へのみ流れることができ、そのようなプレッシャレギュレータを含めて構築された計測システムはオープンシステムを意味しない。燃料が噴射装置から計測システムへ戻される場合、または燃料が熱膨張する場合のためには、費用のかかる圧力補償装置が設定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、可能な限り簡易な構造で、連続的で正確かつ高い時間解像度の消費量計測とハイダイナミックな流量値の特定を可能とする方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、冒頭に記載した方法は本発明に従い、少なくとも一時点において、フローセンサの直前の圧力、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることを特徴とする。その結果、いずれにせよ圧力調整のために必要である圧力計測を援用して、非常に正確な長期的流量の計測から、ハイダイナミックな流量値の検出との、時間的に高解像が可能な圧力シグナルによるコンビネーションが生じる。
【０００７】
有利な方法のバリエーションは、連続的に、前もって定めることが可能な時間解像度でもって、フローセンサの後方の圧力、フローセンサの直前の圧力、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることを意図している。その結果、圧力計測から定められる流量値の解像度が調整されることができる。
【０００８】
他の発明のバリエーションによると、連続的に、前もって定めることが可能な時間解像度でもって、フローセンサの後方の圧力、フローセンサの直前の圧力、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることが意図されている。極めて正確な計測は、繰り返しの流量特定に基づいても、計測妥当性という意味において、やはり良好にチェックされることができる。
【０００９】
他の実施例に従い、フローセンサによって平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして別のフルードパラメータが検出される場合、両方の異なる流量計測を他のフルードパラメータ、例えば密度や粘性の検出のために援用する可能性が存在する。
【００１０】
有利には、フローセンサのシグナルがローパスフィルタを、両圧力値の差のシグナルがハイパスフィルタを通され、その後フィルタを通されたシグナルが一つの広い周波数帯域幅を有するシグナルに集結されることもまた意図される。
【００１１】
流量計測を行うための装置は本発明に従い、さらに別の圧力センサがフローセンサの直前に設定され、その際、両センサが評価ユニットに接続され、この評価ユニット内で、少なくとも一時点において、両センサによって検出された値の差が特定され、この差からフルードの流量のための値が検出されることを特徴とする。
【００１２】
差圧計測に関して、フローセンサのシグナルに対してよりハイダイナミックな値を検出することができるよう、本発明の更なる特徴に従って、フローセンサのステップ応答より速いステップ応答を有するセンサーが使用される。
【００１３】
有利には、評価ユニット内で、連続的に、前もって定めることが可能な時間解像度でもって、両圧力値の差、およびこの差からフルードの流量のための値が検出されることが意図されることができる。
【００１４】
本発明に係る装置の他の特徴によると、評価ユニット内で、フローセンサのシグナルから平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして計測の妥当性チェックが行われる。
【００１５】
適用範囲の再度の拡張が本発明に係る装置のために提供され、この装置において評価ユニット（１２）内で、フローセンサ（７）のシグナルから平均のフルード消費量が特定され、圧力値の差から求められるフルードの流量のための値と結び付けられ、このようにして他のフルードパラメータが検出される。
【００１６】
非常に高い周波数帯域幅を有する流量シグナルを達成するために、フローセンサの計測管路内にローパスフィルタが、圧力値の差のためのシグナルの計測管路内でハイパスフィルタが実現され、その際、評価ユニット内でフィルタを通されたシグナルから一つのシグナルが構成されることが意図されることができる。
【００１７】
その際、有効なフィルタ特性が上限周波数まで一定の値を有し、この値が好ましくは１付近である場合有利である。  
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明を一実施例に基づき添付の図面と関連して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る連続的な燃料消費量計測装置としての装置の図による例を示し、特にエンジンのテストベンチのためのものである。
【００２０】
配管Ａと、好ましくは電磁的に操作可能な供給弁1を介して、リザーバーとしてのタンク２は、液体すなわち燃料を供給される。タンク２はさらに換気装置３および供給弁１と接続された供給状況センサ４を備えている。
【００２１】
タンク２から、好ましくは調整可能な燃料ポンプ６を使って、連続的に作動するフローセンサ７、好ましくはコリオリセンサに、配管Ｂを介して燃料が供給される。それに続いて燃料は、好ましくはカットオフバルブ８（Ａｂｓｃｈａｌｔｖｅｎｔｉｌ）を介して放出箇所に至る。この放出箇所ではコンシューマとしてのエンジン（図示せず）が接続され、燃料は所定の前もって定められた圧力で自由に使えるようになっているべきである。
【００２２】
フローセンサ７とカットオフバルブ８の間で配管Ｃは分岐しており、この配管は例えば機械油圧式のプレッシャレギュレータ９の調整入口へと導かれる。プレッシャレギュレータ９を介して、配管Dを通る流量が、フローセンサ７の後方の配管の中の圧力に応じて調整される。この配管Dは燃料ポンプ６とフローセンサ７の間で配管Ｂから分岐しており、プレッシャレギュレータ９を通って燃料タンク２へと戻っている。これによって、フィードバックを有する調整ループが実現され、この調整ループで、プレッシャレギュレータ９で調節可能な基準値に対する、フローセンサ７の後方においてのあらゆる圧力変化が、その液体流れの同じ方向の変化に変換される。この液体流れは、配管Ｃを通って、フローセンサ７の前で配管Ｂから分岐され、このセンサ７を通って流れること無しに、再びタンク２へ戻り導かれる。この量変化とともにフローセンサ７の前の進入圧も調整され、しかも、フローセンサ７の後方の圧力変化と逆の方向に調整され、その結果、調節された値からの圧力の偏差は迅速かつ確実に補正されることができる。場合によっては、コンシューマへの放出箇所での圧力調整もポンプ６の調整により実現され得る。
【００２３】
ポンプ６とフローセンサ７の間に、配管Ｂ内の圧力を検出するための第一の圧力センサ１０が設定されている。第二の圧力センサ１１がフローセンサ７の後方の配管系の圧力を特定するために設定されている。両圧力センサ１０，１１は好ましくは使用されるフローセンサ７よりも早いステップ応答を有している。両センサ１０，１１は評価ユニット１２と接続されており、この評価ユニット内では、少なくともある時点における、両センサ１０，１１を使って検出した値の差が特定され、この差からフルードの流量のための値が算出される。
【００２４】
確実に配線された回路により、またはソフトウェア制御を介して実現され、評価ユニット内では、両センサ１０，１１の圧力値の差が、例えば前もって定めた時間解像度でもって連続的に算出されることができ、その際、この差から再びフルードの流量のための値が算出されることができる。平均のフルード消費量もまた、フローセンサ７のシグナルと、このシグナルを圧力値の差から求めたフルードの流量のための値と結びつけること（Ｖｅｒｋｎｕｅｐｆｕｎｇ）から、評価ユニット１２内で計測の妥当性チェックのために特定されることができる。
【００２５】
他方、評価ユニット１２内でフローセンサ７のシグナルから平均のフルード消費量を特定し、センサ１０，１１の圧力値の差から求めたフルードの流量のための値と結び付け、このようにしてまた別のフルードパラメータ、例えばフルードの密度や粘性を算出する可能性もまた提供される。
【００２６】
有利には、フローセンサ７の計測管路内にローパスフィルタが、センサ１０，１１の圧力値の差のためのシグナルの計測管路内にハイパスフィルタが実現される。さらに評価ユニット１２内で、個々のフィルタを通されたシグナルから一つの広い周波数帯域幅を有するシグナルが構成される。その際、有効なフィルタ特性が上限周波数まで一定の値を有し、この値が好ましくは１付近である場合有利である。
【符号の説明】
【００２７】
１    供給弁
２    タンク
３    換気装置
４    供給状況センサ
６    ポンプ
７    フローセンサ
８    カットオフバルブ
９    プレッシャレギュレータ
１０  第一の圧力センサ
１１  第二の圧力センサ
１２  評価ユニット
【図１】
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【国際調査報告】
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