[发明专利]流量测量装置、燃料消耗量测量装置和流量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量从例如内燃机排出的排气的流量的流量测量装置等。

背景技术

为了测量包含在内燃机的排气中的各种成分的量和燃料消耗量等，除了需要测量所述成分的浓度以外，还需要测量排气流量，以往，如专利文献1所示，在与车辆和内燃机的例如排气管串联连接的管体上安装有超声波式等的流量计来测量排气流量。

此时，设置温度传感器来对流量测量时的排气温度进行测量。作为其理由，可以例举的是，对测量到的流量进行标准(normal)换算(将测量流量换算为标准状态亦即0℃、101.325kPas·abs下的体积流量)时需要流量测量时的排气温度，不仅在超声波流量计中，在各种类型的流量计中，流体温度是流量测量时的参数。

温度传感器通常配置成其传感器主体位于流道的中央附近，测量在流道中央流动的排气的温度。

在内燃机的燃料消耗量测量和排气成分测量中，排气流的中央附近的温度就是表示该排气的温度，将该温度作为排气流量计算时的参数是一般常识。此外，并未发现这样做会产生特别的不好的问题的事实。

但是，在柴油发动机的油混入测试等特殊的测试状况下，在所述流量测量方式中，发现测量流量产生误差，作为本发明的发明人经过专心研究的结果，首次找到了其原因。

即，为了防止安装有流量计的管体在其内壁面上产生水分和THC(碳氢化合物)凝结，利用加热器将该管体加热至大约100℃。在所述油混入测试中，使内燃机的转速急速上升，在相当长的时间使最高达到300℃的排气流动并对其流量进行持续测量。在这样的特殊条件下，由于在排气流动开始后的一段时间内，与排气温度相比，管体内壁的温度相当低，排气的周围部分被管体冷却，所以与维持温度的中央附近产生大的温度差。其结果，在测量中央的温度的以往方式中，无视了因排气周围部分的温度下降产生的影响，由此产生了测量误差。

相对于此，在通常的模式行驶测试等中，例如，并不是从初期动作时起就一下子持续流动温度高的排气，在以往的测量方法中在流量测量中几乎不会产生不好的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2015-36623号

发明内容

本发明是鉴于所述的问题而做出的发明，本发明的主要目的在于提供一种流量测量装置，即使在管体内流通的试样流体沿径向产生温度不均，也能够高精度地测量其流量。

即，本发明提供一种流量测量装置，其具备温度测量器，所述温度测量器测量在管体内流动的试样流体的平均温度或所述试样流体的沿径向的温度分布，所述流量测量装置基于所述温度测量器测量到的所述平均温度或所述温度分布，测量所述试样流体的流量。

具体地说，所述试样流体是从内燃机排出并在管体内流动的排气，所述温度测量器测量从内燃机排出并在管体内流动的排气的平均温度或排气的沿径向的温度分布。

如果是这样的装置，则即使在管体内流动的作为试样流体的排气的温度存在不匀，也能够更准确地测量流量，其结果，能够减少例如作为进行标准换算时的排气流量的标准流量的误差。

更具体地说，可以举出下述的装置：所述流量测量装置具备一对超声波收发器，并且基于在所述一对超声波收发器之间传播的超声波的传播时间，测量所述试样流体的流量。此时，优选的是，所述温度测量器基于所述传播时间，计算试样流体的平均温度。

按照这种构成，由于将流量计的一部分用作温度测量器，所以可以不在管体内配置专用的温度传感器，能够实现结构的简单化，并且能够使试样流体在管体内没有阻力地流动。

更优选的是，可以举出下述的装置：所述温度测量器还基于空燃比传感器测量到的内燃机内的空燃比，计算排气的平均温度。

作为用于基于所述传播时间计算排气流量和排气温度的具体结构，可以举出下述的装置：所述流量测量装置具备一对超声波收发器，并且基于在所述一对超声波收发器之间向排气的上游方向和下游方向传播的超声波的各传播时间的倒数差，计算排气流量，还基于根据所述各传播时间的倒数和计算出的排气温度，计算排气流量。

本发明还提供一种燃料消耗量测量装置，其包括：本发明的流量测量装置；以及燃料消耗量计算器，基于所述流量测量装置测量到的排气流量，计算燃料消耗量。按照该燃料消耗量测量装置，能够基于与以往相比更准确的排气流量，实现更准确的燃料消耗量的测量。