JPH09301500A

JPH09301500A - 液体貯蔵タンクの較正装置及び方法

Info

Publication number: JPH09301500A
Application number: JP9003521A
Authority: JP
Inventors: Robert P Hart; ロバート・ピー・ハート; Leonid M Malinin; レオニード・エム・マリーニン
Original assignee: BIIDAA LE TO CO; BIIDAA LE-TO CO; Veeder Root Co
Current assignee: BIIDAA LE TO CO; BIIDAA LE-TO CO; Veeder Root Co
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1997-11-25
Also published as: MX9700362A; CA2194747A1; CA2194747C

Abstract

(57)【要約】【課題】液体貯蔵タンクの高さ全体に亘って正確に較
正することができる較正装置を提供する。【解決手段】液体燃料分配システム１０は、タンク１
２内の液体（燃料）を分配する分配装置１８、１９と分
配された液体の体積を測定する計量器２１、２３とタン
ク１２内の液位を測定する液位センサ２６、及び演算処
理装置３２を備える。演算処理装置３２は、タンク１２
内の液体が出入する際に、液位センサ２６によって測定
された液体の高さ変化の単位当りの計量器２１と２３に
よって測定された液体の体積変化量を表す第１のデータ
集合を蓄積する。さらに、所定のプログラムを実行して
液体の高さ変化の単位当りの液体の体積変化量を評価し
た値を表す第２のデータ集合を生成する。そして、第１
のデータ集合と第２のデータ集合との誤差に基づいて較
正パラメータを最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願に関する参照】本出願は、１９９５年６月２
日出願の米国出願番号０８／４５９，１２２号の同時係
属出願の一部係属出願である。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯蔵タンク内の液
体の量を決定するために設計された較正システムのため
の技術、特に、貯蔵タンクの上部から低部までの高さ全
体に亘って正確に較正を行うための技術に関する。

【０００３】

【従来の技術】タンク較正の目的は一般に高さを体積に
変換するタンクチャート（tank chart）を発展させるこ
とにある。タンクストラップチャート（tank strap cha
rt）としても知られているこのタンクチャートとは、長
さの単位（たとえばミリやインチ）での液位の読み取り
を体積単位（たとえばリットルやガロン）での体積に変
換するものである。

【０００４】タンクストラップチャートはガソリンスタ
ンドで使用されており、タンク内にあるガソリン量を決
定するのに用いる。また、この情報により、スタンド員
はタンクの補充の時を知ることができる。タンクストラ
ップチャートはまた、ビジネス目的のためにタンクシス
テムが完全かどうかをチェックしたり、在庫量をチェッ
クしたりする上で、分配量メータの値とタンクの読み取
り値との整合をとるのに有用である。

【０００５】こうした目的から、タンクチャートは食い
違いを最小化する上で高度に正確である必要がある。タ
ンクストラップチャートは、タンクに漏れが発生してい
なかか、いかなる割合でタンク内の液体が流入または流
出しているかを決定する上で役立つことが解かってき
た。タンクストラップチャートのこの後者の有用性は環
境への関心の高まりから最近重要性を増してきている。

【０００６】通常、タンクストラップチャートを較正す
るには、計量器及び液位センサで測定されたタンクにお
ける単位高さ変化当りの体積変化、あるいは体積と、タ
ンクストラップチャートを使って見積もられた体積また
はタンクにおける単位高さ変化当りの体積変化とを比較
する。

【０００７】こうした技術では、タンクへの液体の出入
量を測定するためのタンク分配装置（ディスペンサ）に
一体化された計量器が使われる。測定を行う装置が正確
であるが故に一般には測定は正確であると考えられる。
液位センサはまたタンク内の液の高さを測定する目的で
使用される。これはタンクの中に配設され、全く正確で
あると考えられている。

【０００８】高さ測定に基づいて、タンクストラップチ
ャートを使用して見積もられた体積または体積変化を決
定する。「真」の体積変化を見積もられた体積変化と比
較して、データ間の誤差を決定する。次いでこれらの誤
差をタンクストラップチャートをさらに正確にするのに
使用する。また、こうした体積変化を比較しタンクスト
ラップチャートをさらに正確にするステップを「真」の
体積変化と見積もられた体積変化との誤差が許容範囲内
に達するまで繰り返す。一度これがなされたなら、タン
クチャートが較正されたことになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の較
正技術にはいくつかの欠点が存在する。問題の一つは、
入力データがある限られた高さ領域、通常は中間部（分
配または供給の作業がもっとも盛んに行われる部分）で
しか有効でないので、（測定結果の）チャートが底部と
上部に正確には外挿できない、ということである。この
底部と上部は、最も大きな食い違いが発生し、正確性が
要求される場所である。たとえば、タンクを補充する量
を決定するのには低位での正確性が必要とされる。ま
た、補充した量を明確にするには低位と高位の正確性が
必要とされる。

【００１０】他の従来技術では、タンク容積に基づいた
理論モデルからタンクストラップチャートを作成する。
これに関連した技術は米国特許第４，９７７，５２８号
に開示されている。ここに開示された技術では、マイク
ロプロセッサが用いられており、このマイクロプロセッ
サは、測定器によって測定されたタンク内の液体体積と
想定されたタンク容積に基づいて計算された液量との誤
差を減少させることによりタンク容積を決定するように
プログラムされている。

【００１１】しかしながら、これらの従来技術において
は重力場の方向に対するタンクの傾斜やタンク内に配設
されたセンサの位置等の要素が考慮されていない。こう
した要素はどちらも特にタンクの底部と上部における見
積値の正確性に影響を与えるものである。さらに、これ
らの従来技術はアウトライア(outliers)を取り除くこと
にも失敗している。アウトライアとは、とりわけ、測定
誤差やタンク内の液体表面の波が原因となって生じるも
ので、信号からノイズまでの、割合としては小さなデー
タポイントのことである。

【００１２】さらに、従来の有用とされた較正技術にお
ける他の欠点としては、そのいずれについても瞬間的に
（分配装置のバルブの）開閉時の読み取りがなされた場
合のタンク内の液体の力学的な条件に配慮していないこ
とが挙げられる。

【００１３】そこで本発明が解決する課題は、正確な較
正に必要とされるさまざま要素を考慮して、液体貯蔵タ
ンクの高さ全体に亘って較正を正確に行うことができる
液体貯蔵タンクの較正技術を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様におい
て、液体貯蔵タンクの構成装置を提供する。この装置に
は、タンク内の液位を感知して、第１の信号を演算処理
装置に対して出力するセンサが含まれる。このセンサ
は、静電容量プローブまたは磁気歪みプローブ、あるい
はその他の高さまたは体積測定技術を含むことができ
る。この装置には、さらに、タンクに接続されてタンク
へまたはタンクからの液体分配量を測定して第２の信号
を演算処理装置へと出力する一以上の計測器を含む。分
配装置に由来する第３の信号は、分配期間の始めと終わ
りに関する情報を伝達する。

【００１５】この演算処理装置は、これらの出力信号を
全て受け取り、最近操作が行われた高さの範囲のみなら
ず、可能な燃料の高さの全域にわたるタンクチャートを
自動的に生成するための数式を含むアルゴリズムを用い
る。このタンク形状関数を近似するために、いくつかの
数学的関数（例えば、ｎ次多項式）を利用することがで
きるが、円筒形タンクのための、形状に関連した体積対
高さの多変数方程式が最も誤差が小さい。このことは、
特に、中間部におけるデータをもとに、タンクの底部お
よび上部におけるチャートを予測しようとするときに当
てはまる。適度の正確さでもって高さを体積に変換する
ために知られている必要がある変数の集合は、「較正パ
ラメータ」と呼ばれる。この較正パラメータには、例え
ば、タンクの寸法、プローブのオフセットと傾きが含ま
れる。ドーム形状の端部を有する円筒形状の液体貯蔵タ
ンクについて、タンクの長さ、直径、および、理論的半
球状端部の体積に対するドームの体積の比として定義さ
れる端部形状が大きさの概念に含まれる。直径と、長
さ、プローブオフセット、傾き、端部形状（いくつかの
場合ではこれらの変数のサブセット）を知ることによ
り、いかなる高さでも正確な体積が計算できる。

【００１６】もしタンクの較正パラメータが知られてお
り、データ中にノイズがなければ、高さの減少は測定さ
れた体積変化に正確に整合する（見積られた）体積の変
化へと変換される。この較正プロセスの次のステップに
より、測定された体積変化と見積もられた体積変化との
最も近い一致または合致が得られる較正パラメータを見
いだすことができる。もちろん、較正パラメータは、あ
る妥当な範囲内に収まっていなければならない。例え
ば、オフセット(offset)は、直径の何分の１程度かの大
きさ以下であるべきである。この範囲は、これらの変数
を求める場合に、考慮する必要がある。タンク内の高さ
が異なると体積変化が異なるので、データは通常のタン
ク内の液位の変動の範囲内にわたって蓄積する必要があ
る。適切なデータが蓄積されたときには、既存のタンク
チャートを調整することにより、または、新たなタンク
チャートを作ることにより、タンク較正を行うことがで
きる。しかし、集められたデータが高さの範囲のほんの
一部をカバーすることができるとき、ある限られた時間
間隔の経過後、タンク較正が必要となる。本発明は、限
られたデータしか得られない場合でも、タンクの高さ全
体にわたって、正確なタンク較正を提供するものであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。ここでは、特に本発明をガ
ソリンなどの液体燃料を貯蔵タンクから分配する燃料分
配システムに適用した場合を説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施形態である参照番号
１０で全体的に示す燃料分配システムの構成を示した図
である。この燃料分配システム１０は、従来通りに構成
されたガソリンなどの液体燃料（以下、液体）を貯蔵す
るためのタンク１２を含んでいる。貯蔵タンク１２は全
体的にはシリンダ形状であり、両端部は平坦か半球体、
あるいは楕円体形状になっている。また、これは鉄ある
いはプラスチックで強化されたファイバグラスなどから
できている。

【００１９】一つ以上の分配装置、ここではたとえば図
１に示されているように２つの分配装置１８、１９が分
配ライン２０を介してタンク１２に接続されている。分
配装置１８、１９は従来通りに構成されたものであり、
それぞれ、（タンク１２の中の液体中でも機能し得る、
あるいは分配装置の中から吸い上げることができる）ポ
ンプや図示されていないバルブ、そして分配された液体
を計量するための計量器２１、２３を備えている。な
お、サイト制御装置２２に対しては複数の分配装置を接
続することができる。当業者に理解されるように、分配
装置１８、１９は他のタンクに接続してもよい。サイト
制御装置２２は従来通りに構成されたものであり、各分
配装置からの分配量の体積やコストを表示するための手
段、そしてすべての分配装置から分配された液体の総量
を表示するための手段を備えている。後者の手段は、分
配された液体の総体積に対する読み取り値のようなデー
タを与えるための従来通りに構成された回路構成を有す
る。この情報は伝達線２４、２５を介してそれぞれ接続
されたサイト制御装置２２に送られるようになってい
る。

【００２０】本発明は、タンク構成システムに関する。
このシステムにおいては、計量器２１、２３はそれぞれ
伝達線２４、２５を介してサイト制御装置２２に接続さ
れている。さらに、燃料分配システム１０は、タンク１
２の内部に配設された公知の構造を有する液位センサ２
６を備える。液位センサ２６は、タンク１２内における
液位の変化に応答した電気信号を出力するトランスデュ
ーサ（たとえば、磁気ひずみプローブあるいは多静電容
量プローブ）を有する。このような液位センサの例とし
ては、アメリカ合衆国コネチカット州（P.O.Box 2003,
Simsbury, CT,06070, U.S.A.)のヴィーダー‐ルート社
(Veeder-Root）製のＭＡＧ１及びＭＡＧ２磁気ひずみプ
ローブなどが挙げられる。

【００２１】液位センサ２６から出力される液位信号は
伝達線２８を介してタンク計量器３０に伝えられる。さ
らにこの液位信号は伝達線３４を経由して演算処理装置
３２に供給される。演算処理装置３２はまた、タンク１
２に接続している分配装置１８、１９によって分配され
た液体の「計量値」、または分配された液体の総量を表
すデータ信号をサイト制御装置２２から伝達線３６を介
して受信する。演算処理装置３２はまた、信号入力がデ
ジタルではなくアナログである場合に必要とされる１つ
以上のＡ／Ｄ（デジタル／アナログ）変換器を備える。
タンク１２の液量を表示するものであるタンク計量器３
０は、伝達線３４を介して液位センサ２６から演算処理
装置３２に向けて液位信号の受渡しを行う。オプション
として、タンク計量器３０は図示されていないプリンタ
に接続することもできる。演算処理装置３２は、上記デ
ータの伝達がなされた場合にサイト制御装置２２または
タンク計量器３０によってオプションで機能が実行する
ことができる。

【００２２】演算処理装置３２は以下の２つの仮定に基
づいてプログラムされている。その一つ目は、（ａ）サ
イト制御装置２２におけるトータライザによって表示さ
れた体積の誤差が無視できること（分配された液体にた
いして正しいコストが表示されることを保証するために
これが実際に実現されていなければならない）、そして
２つ目は、（ｂ）液位センサ２６よって感知された液位
の誤差が無視できることである。

【００２３】これらの仮定は実際のところ以下の２つの
理由から妥当なものである。理由の一つ目は、（ａ）分
配装置１８、１９における計量器２１、２３は一般的に
±０．３％の範囲まで正確であり、しかも極めてわずか
な短期的ドリフトしか生じないということ、理由の２つ
目は、（ｂ）液位センサ２６による液位または液量の
「感知出力」が正確でないとしても、感知または検出の
再現性が高いということである。

【００２４】液位センサ２６で測定された液位とととも
にサイト制御装置２２からの読み取り（計量）をタンク
１２に対する較正データを導出するのに使用する。この
較正データを追加的な「測定値」として訂正し、液位を
収集する。

【００２５】演算処理装置３２に対して、タンク１２の
較正に使われるデータを生成するように以下のようにプ
ログラミングする。最初に、分配作業期間の前後におい
て液位センサ２６により感知された液位（バルブの開閉
時の高さ）を収集する。これらの液位から、分配期間内
での液位の下降量を決定することができる。信用できる
データを得るには、開閉時の液位に対していくつかの制
限を置く必要がある。第１に、液位下降量が見積もられ
る誤差またはノイズの量に関して最小量を上回る必要が
ある。好ましくは、記録されるべき分配期間における液
位下降量の誤差またはノイズの評価値の３倍を上回るよ
うにする。第２に、記録される分配期間が、その開閉時
の液位がタンク１２において落ち着くだけの長さのアイ
ドル時間の間にあること。この場合には、分配あるいは
他の動作の結果として生じる液面上の波が消えてしまう
か、あるいはこの波をフィルタリングあるいは統計的な
手段によって十分に最小化することができる。こうした
「良い性質」を持った分配期間を生成するため、演算処
理装置３２は未処理の稼働時間(busy period) を合流、
合体、あるいは多重化してこの必要条件を満足する一つ
の稼働期間を作りだす。

【００２６】しかしながら、あまりにも長すぎる分配期
間は別の性質の誤差の原因にもなるので、この過程にお
いてあるトレードオフが必要である。演算処理装置３２
は、データポイント数に隣り合ったデータポイントの間
隔時間を掛け合わせて分配期間の長さを監視して、たと
えば１時間といったような、あるしきい値を越える稼働
期間から得られるデータポイントに対しては小さな重み
因子を割当てる。

【００２７】図２は、アイドル期間の間、液体の蒸発ロ
スと（あるいは）温度収縮等によってどのように液位が
変化するかを示した図である。図から明らかなように、
適当なスムーズ関数１００（たとえば、直線や指数関
数）をすでに知られた曲線フィッティング技術によりア
イドル液位ポイントにフィットさせることができる。ア
イドル期間中、液位には不可避的な揺らぎが存在するの
で、スムーズ関数１００は即時的に得られた「未処理の
(raw)」開閉時高さよりもより良い見積を与える。開閉
時の高さはそれぞれ稼働時間の開始時と終了時における
スムーズ関数の縦座標で決定される。また稼働時間の開
始終了時は計量器２１、２３から受信した出力信号から
演算処理装置３２によって決定される。

【００２８】演算処理装置３２が測定されているときに
非常に短いアイドル期間が発生した場合（例えば、取得
したサンプル数が少なかった場合）は、このプロセスは
実行されず、即時的なあるいは「未処理の」開閉時高さ
を用いなければならない。このような状況において、こ
れら開閉時の高さに付随したデータポイントからなる第
１の集合には低い重み因子を割り当てる、すなわち、第
１の集合のデータポイントはより信用性のある開閉時の
高さに付随したデータポイントほど重みが科されないの
である。

【００２９】分配が頻繁に行われている状況では、（あ
るとすれば）引き続く稼働期間の合間には単に短いアイ
ドル期間しか存在しない。こうした場合、開閉時の高さ
について信用できる導出が可能になるように、複数の稼
働期間を連結して、その前後において十分なアイドル期
間を有する一つの稼働区間を生成する。

【００３０】しかしながら、ある点以後、稼働期間の有
用性が実際問題として継続的に減少する場合がある。そ
のため、連結された稼働期間があるしきい値（たとえば
１時間）を越えたならば、短いアイドル期間を受け入れ
なければならないが、そのときの稼働期間の閉時の高さ
には再び低い重みを割当てられることとなる。

【００３１】一方、長い（連結された）稼働期間（たと
えば、夜間休止の間の日中の稼働期間）の前後に長いア
イドル期間があれば、開閉時の高さには高い重みを割り
当てる。これらのステップにより、タンク１２に対して
正確な較正を実現するための稼働期間の連結方法が記述
される。

【００３２】演算処理装置３２は、開閉時の高さを決定
すると、これらを使って液体そのものの体積変化量（あ
るいは、高さ変化の単位当りの液体の体積変化量）であ
るデータポイントの第１の集合を構成する。またこれら
は、複数の分配期間において液位センサ２６によって測
定されたタンク１２における複数の高さで計量器２１と
２３によって計量されたものである。図３に示されたグ
ラフは、平均液高（ｈ _av＝（ｈｏｐ＋ｈｃｌ）／２、た
だし、ｈｏｐ、ｈｃｌは開閉時の高さ）を横軸にして、
高さ変化の単位当りの液体の体積変化量ｄＶ／ｄｈ、す
なわち（Ｖｏｐ−Ｖｃｌ）／（ｈｏｐ−ｈｃｌ）（デー
タポイントの第１の集合）を縦軸にプロットしたもので
ある。また、図４に示されたグラフは、高さを横軸にし
て、与えられた高さｈに対する液体そのものの体積Ｖを
縦軸にプロットしたものである。図４は、それぞれの処
理における、開時の高さに対する開時の体積Ｖｏｐと閉
時の高さに対する閉時の体積Ｖｃｌを示している。この
とき、データの第１の集合は体積変化量Ｖｏｐ−Ｖｃｌ
である。演算処理装置３２はデータの第１の集合として
これらの量のいずれかを蓄積する。どの量を取るかにつ
いては最終的な較正ルーチンにとっては決定的ではな
い。

【００３３】次のステップで、演算処理装置３２はタン
ク１２に出入した液体そのものの体積変化量（あるい
は、高さ変化の単位当りの液体の体積変化量）の見積も
りの計算を行う。こうした見積はタンク１２内の液体の
高さの関数によって行う。ｄＶ／ｄｈとｄＶの間にある
差異が存在する。どのような稼働期間からもちょうど一
点のｄＶ／ｄｈが生成されるので、その見積値ｄＶ／ｄ
ｈ_estに対して（開閉時の高さの組ではなく）一つの高
さが付随していなければならない。こうした理由から、
平均液高ｈ_avを採用することが妥当である。一方、液体
そのものの体積変化量ｄＶ＝Ｖｏｐ−Ｖｃｌにフィッテ
ィングさせる場合は、開閉時の体積Ｖｏｐ、Ｖｃｌが個
別に見積もられ、測定された体積変化量ｄＶと比較され
るので、このようなことは問題とならない。

【００３４】演算処理装置３２は、タンク１２の高さ領
域全体、つまりタンク１２の底部から上部、に渡って適
用し得るさまざまな較正パラメータに基づいて液体の体
積変化量の見積を行う。これを行わないと、較正結果は
高さが読み取られたタンク１２の高さ領域に渡ってのみ
有効である。較正結果をタンク１２の高さ領域全体に渡
って有効にするには、タンク１２内の液体体積を測定さ
れた液位に関係付ける数学的な表現をタンク１２に対す
る特別な幾何学的モデルに対して導出しなければならな
い。その際、プローブによる読み取りに適用する必要の
あるいかなる補正（例えばオフセット）も、ある与えら
れた高さに対する体積に影響を与え得る他の要因（例え
ば、タンク１２の傾斜）と同様に考慮する。なお、その
ような数学的な表現の一例については下記の補遺Ａで説
明する。

【００３５】データの第２の集合も演算処理装置３２に
よって蓄積される。このデータの第２の集合はデータの
第１の集合とデータポイント数が等しい。このため、デ
ータの第１の集合から一つのポイントが除去されたとき
は、（それと同一の高さとｄＶ／ｄｈあるいはＶｏｐ／
Ｖｃｌの評価値に）付随した第２の集合のポイントは生
成されない。

【００３６】この実施形態をあるシステムの一部で実現
しようとすればデータの第１の集合と第２の集合の処理
で必要とされるプロセッサメモリが不足する事態が生じ
ことがある。この問題を解決するには、図５に示されて
いるように、演算処理装置３２をデータの第１の集合か
らのデータポイント１０２をタンク１２の高さに沿って
取られた範囲にあるより小さい数のセグメント（あるい
はスライス）１０４に集約(collapse)させるようにプロ
グラムする。これにより結果の正確さを犠牲にすること
なく蓄積されるデータ量を減少させることができる。つ
まりどのスライスにおいても、データポイントをスムー
スな曲線（たとえば、直線）１０６でフィットさせるこ
とが可能であり、スライスに含まれた未処理のデータポ
イントではなく、スライスの中心での曲線の縦座標とそ
れに付随した高さとを続く較正処理に使用する。

【００３７】図６に示されているように、主たるスライ
ス１０９に属するデータポイント数が少数の場合には、
それと左右に隣り合ったスライス１０７、１０８からデ
ータを融通させるといったような、より手の込んだ技術
も開発可能である。他の技術、例えばスプライン近似も
また適用可能である。このアプローチでは、あらゆるス
ライスに対していくつかのレジスタ（通常、１０以下の
レジスタ）を割り当てる。これらのレジスタにはスライ
ス内での曲線フィッティング係数を記憶させる。一つの
スライスの中に一つの新たなポイントが加えられたとき
は、これらのレジスタを更新させるがポイントそのもの
は保存させる必要はなく、このため配分されたメモリ量
は前記レジスタによって決まっている。

【００３８】較正以前により信用できるデータを取得す
るには、データの第１の集合におけるアウトライアポイ
ント(outlier point) の効果を除去ないし最小化するよ
うな付加的な測定を必要とする。これを実行する一つの
方法は、フィルタにかけ入力データに対してさまざな重
みを割り当てることである。たとえば、あらゆるスライ
スに対して信用範囲（confidence bound）を設ける。そ
の結果、これらの範囲の外側に位置するポイントは無効
になる。最初からスライスの中に（もしあれば）少数の
ポイントしか存在しないときは、これらの範囲を、たと
えば、２９，８００または３７，０００立方センチ／セ
ンチ（２０または２５ガロン／インチ）のように相対的
に広く設定する。スライス内に蓄積したポイント数が多
くなるほど、範囲は狭くなる。図７〜図１２はこの過程
を示している。図７は信用範囲（無効しきい値）とデー
タポイント（較正記録）に対する残余誤差１１２を示し
ている。高さが下降すれば新たなスライスが現れ、しき
い値が指数関数的に初期値から減少する。なお、符号１
１４は信用範囲からはずれたポイントを指し示してい
る。

【００３９】図８では、データポイント数に対にする測
定されたｄＶ／ｄｈがプロットされている。符号１２０
はアウトライアを表す。示されたアウトライア以外は、
測定されたｄＶ／ｄｈのサンプルのほとんどが実際のタ
ンク１２の形状に合致した経路に落ち着いている。見積
もられたｄＶ／ｄｈデータ値は、はずれていない（アウ
トライアでない）測定されたｄＶ／ｄｈボックスの中心
に凡そ沿った曲線としてプロットされている。図１１に
おいてこの曲線を最良に見て取ることができる。

【００４０】図９では、較正回数に対する液体の高さを
プロットしている。ここからわかるように、補給によっ
てリセットされるまで液位が徐々に減少している。タン
ク１２の中間の高さはｄＶ／ｄｈの曲線においてｄＶ／
ｄｈが最大に近づく領域（タンク１２の幅が最も広がっ
た部分）で決定する。較正回数が約２００のところでこ
れが発生している。

【００４１】図１０〜図１２は、サンプルポイントをも
っと詳細にみるためにそれぞれ図７〜図９に示されたグ
ラフの一部を水平方向に拡大したものである。たとえ
ば、測定されたｄＶ／ｄｈサンプル（ボックス）と無効
しきい値（図１０）と見積もられた真のｄＶ／ｄｈ（図
１１）との間の関係はより明かとなる。真のｄＶ／ｄｈ
曲線はｄＶ／ｄｈの残存誤差を見積るのに用いられる。

【００４２】新たに一つのデータポイントが加わった場
合は、ポイント数が多くなるに従って狭くなるような信
用範囲にそれがマッチする。このように、一つのスライ
ス上に存在するポイント数が多くなれば、アウトライア
を受け入れ難くなる。こうした手続きの下では、（広い
範囲をもって）早期に取得されたポイントほど信用しに
くいものとなる。なぜなら、低い重み因子は早期のポイ
ントに割り当てられるものであるからである。図１３の
曲線で示されているように、より多くのデータポイント
が取得されれれば、重み因子は増大する。

【００４３】（第１の集合としての）データポイントを
正しく集め、場合によってはこれらをスライスに集約さ
せれば、データポイントの第１の集合と第２の集合との
比較が可能になる。もしポイントがスライスに集約され
たときは、これが第１の集合の最終的な形である。も
し、そうならない場合は、較正処理の過程において、よ
り多くのアウトライアポイント(outlier point) を無効
としなければならない。いずれにせよ、この点におい
て、データの第２の集合は、第１の集合のポイントと同
じ高さと較正パラメータのある初期評価値に対しての液
体の体積変化量（ｄＶ／ｄｈまたはＶｏｐ−Ｖｃｌ）と
して生成される。その後、演算処理装置３２はデータの
第１の集合と第２の集合を最もよく一致させる、すなわ
ちベストフィットさせる較正パラメータを選び出す。

【００４４】演算処理装置３２は、データの第２の集合
を解析的モデルにフィットさせることによって較正パラ
メータを探し出すようにプログラムされている。この解
析モデルは、高さｈとタンク１２の較正パラメータとの
関数として、体積Ｖ（Ｖ（ｈ、較正パラメータ））また
は体積Ｖの高さに関する微分ｄＶ／ｄｈとのいずれかを
表現する。ｄＶ／ｄｈの好ましい関数形については下記
の補遺Ａで説明する。

【００４５】当業者に容易に認識されるように、さまざ
まな較正パラメータの選出の仕方がある。データをスラ
イスに集約し（コラプスさせ）、さらに演算処理装置３
２が制限されたメモリしか持たない場合の特に妥当な進
み方としては、較正パラメータの部分集合を同時に探し
出すのがよい。どのパラメータをこの部分集合に含ませ
るかは、その時点での有効な高さ領域に依存している。
パラメータをフィットさせるには較正パラメータを高さ
領域の低い順位で、１）長さ、２）プローブオフセッ
ト、３）終端形状、４）直径、そして５）傾斜、のよう
にランク付けする。このランクは多くのタンク較正の結
果として見いだされるものである。

【００４６】このアプローチを説明する。図１４〜図１
９は、較正パラメータの内４つのパラメータの誤差に起
因するｄＶ／ｄｈ（全高さ領域における液位についての
微分量）の相対誤差（真の値での％）を高さｈに対して
サンプルプロットした図である。特に、図１４は、１
５．２ｃｍ（６インチ）の傾きに対して、１０．２ｃｍ
から２４４．０ｃｍまでの中心的な高さ領域で無傾斜に
なっている相対誤差（％）を示した図である。図１５
は、２．０３ｃｍ（０．８インチ）のオフセットに対し
て、同じ中心的な高さ領域でオフセットのない相対誤差
（％）を示した図である。図１６は、２．０３ｃｍ（＋
０．８インチ）の直径誤差に対して、同じ中心的な高さ
領域で直径２ｍ４４ｃｍ（９６インチ）についての相対
誤差（％）を示した図である。図１７は、＋１．０の終
端因子（end factor）に対して、同じ中心的な高さ領域
で終端因子誤差がない相対誤差（％）を示した図であ
る。図１８は、＋０．５の終端因子に対して、同じ中心
的な高さ領域で終端因子誤差がない相対誤差（％表示）
を示した図である。図１９は、−０．５の終端因子に対
して、同じ中心的な高さ領域で終端因子誤差がない相対
誤差（％表示）を示した図である。

【００４７】図１４と図１５とを比較すると、タンク１
２の上端部における誤差の傾きや形が両者のプロットで
似通っているが、底部では異なっている。それ故、タン
ク１２の上部と底部におけるデータが有効であるなら
ば、タンク１２の傾きによる誤差かオフセットによる誤
差かを区別することは可能である。フィッティングの過
程において、本実施形態によれば、次にフィットする較
正パラメータを選択することは誤差プロットの形に基づ
くものである。図２０から図２２はその単純化された較
正処理の手順を示したもので、図２３から図２５はアウ
トライアポイントを除去する手順を示した図である。

【００４８】より一般的なアプローチでは、較正パラメ
ータを導出する際に非線形フィッティングルーチンを使
用することができる。（後述する関数は較正パラメータ
に関して非線形関数であり、非線形フィッチングルーチ
ンを必要とする。）このルーチンによってデータの第１
の集合と第２の集合の間、すなわち測定されたｄＶ（ま
たはｄＶ／ｄｈ）と見積もられたｄＶ（またはｄＶ／ｄ
ｈ）の間、の誤差の自乗和（ＳＳＲ）を最小化する較正
パラメータが拘束条件（たとえば、終端形状は０と１の
間で変化することができるというような条件）付きで探
し出される。容易に認識されるように、他の計算の上で
メリットがある関数、たとえば絶対値の和、も使用でき
る。これ以外にもさまざまな関数がある。非線形フィッ
チングの問題に適用し得る商業的に有用な拘束条件付き
の最小化ルーチンの例として、アメリカ合衆国マッサー
セッツ州（24 Prime Park Way, Natick, MA, 01760, U.
S.A.）のマスワークス社（The Math Works Inc.)製のオ
プティカルツールボックス（Optical Toolbox）やアメ
リカ合衆国イリノイ州（1440 Opus, Suit 200, Downers
Grove, IL 60515, U.S.A.)のニューメリカルアルゴリ
ズムグループ社製のＮＡＧＣライブラリ(NAG C Lib
rary) が挙げられる。

【００４９】測定データがスライスに集約できない場合
は、アウトライアポイント（かけ離れた実測値）を含む
と考えられる。こうした状況では、非線形フィッティン
グルーチンに沿った荒っぽい評価方法によりアウトライ
アポイントを無効にする必要がある。たとえば、アウト
ライアポイントを排除するには以下のようにすればよ
い。各逐次代入において、拘束条件付きの最小化ルーチ
ンを使って曲線をデータポイントにフィットさせ、標準
誤差を計算する。そして、フィットした曲線の回りにα
＊（標準誤差）で与えられる幅を持った信用範囲を描
く。ここでαは入力「幅パラメータ」であり、たとえば
α＝３とする。信用範囲を越えるすべての実測値をアウ
トライアと見做し、無効とする。そして曲線を残ったデ
ータポイントにフィットさせる。無矛盾であれば、逐次
代入は収束する。（たとえば、ｎ次の逐次代入では１％
以下のポイントが取り除かれる。この場合、コンシステ
ンシーは０．９９となる。）

【００５０】いわゆる当業者は、本願の開示の利益を受
けて、本発明がたくさんの形式と態様をとすことができ
ることを理解するであろう。ある実施例は、本発明を理
解させるために、ここに記載されている。これらの実施
例は、説明用のもので、本願発明を限定するものではな
い。むしろ、本発明は、すべての変更、代替、均等のも
のは添付の請求の範囲に定義された本発明の範囲と精神
の中に入るものであることが意図されている。

【００５１】［補遺Ａ］［燃料の高さの関数としての液体貯蔵タンク内の燃料の
体積］図２６に本発明において用いられる液体貯蔵タン
クの寸法を示す略図がある。１．タンク１２の傾斜していない場合の燃料の体積 α＝０である場合、タンク１２の部分ごとの体積（Ｖ
_middle、Ｖ_left、Ｖ_righ _tについて公式を求めることが
できる。

【数１】式中、Ｒ＝Ｄ／２はタンク１２のシリンダ部の半径であ
り、ｈ_m＝ｈ＋０はタンク１２の中心部の高さを表す。

【００５２】２．傾きがゼロでない場合のタンク中の燃
料の体積この場合、中心部分の体積Ｖ_middleについては正確な式
を、左右の体積Ｖ_left、Ｖ_rightについては近似的な式
を使用する。ただし、Ｖ_left、Ｖ_rightで用いる高さ
は、それぞれ（ｈ_L＋ｈ₊）／２と（ｈ_R＋ｈ_-）／２
とする。図２７に示されているように、ｈ_Lとｈ_Rは、
それぞれシリンダ部分の左右の終端における高さ、ｈ₊
とｈ_-はそれぞれタンク１２の左右の楕円体表面と液と
が交差する高さを表す。なお、液面がタンク１２のシリ
ンダ部分の表面と交差しない場合を正則(regular）と呼
ぶ。正則でないときは、公式に少し修正を施す。修正の
仕方は以下の公式に基づく。まず、図２７を参照してｈ
_Lとｈ_Rをそれぞれ次式で決定する。

【数２】ここで、Ｌはシリンダ部分の長さを表す。

【００５３】オフセットを考慮に入れると、ｈ_mが意味
を有するには以下の式を満たさなければならない。

【数３】ｈ_mがこれらの限度より小さいかあるいは大きいとき
は、それぞれ、タンク１２が空あるいは満杯を意味して
いる。そして、どちらの場合もｄＶ／ｄｈはゼロであ
る。

【００５４】図２７に示されているように、ｈ_Lがシリ
ンダ部分の直径Ｄ以下で、しかもｈ _Rがゼロ以上である
場合は正則である。正則でかつ傾きが存在する場合にお
いて、中心部分の体積Ｖ_middleについては次式が成り立
つ。

【数４】なお、積分範囲はｘ₁からｘ₂（ｘ₁＜ｘ₂）までであ
り、またｘ₁＝（ｈ_L−Ｒ）／Ｒ、ｘ₂＝（ｈ_R−Ｒ）
／Ｒである。

【００５５】一方、楕円体の部分においての左右の体積
Ｖ_left、Ｖ_rightは、それぞれ次式で与えられる。

【数５】ここで図２７を参照すると、ｈ_LO＝（ｈ_L＋ｈ₊）／
２、ｈ_RO＝（ｈ_R＋ｈ_-）／２である。

【００５６】さらに、ｈ₊、ｈ_-、そしてｘ_Lはそれぞ
れ次式で与えられる。

【数６】

【００５７】非正則(irregular）の場合（図２８と図２
９に示されている場合）は、以下の公式が成立する。ま
ず、ｈ_L＞Ｄ（図２８の場合）のときは次式が成立す
る。

【数７】

【００５８】一方、ｈ_R＜０（図２９の場合）のときは
次式が成立する。

【数８】

【００５９】［補遺Ｂ］［液体貯蔵タンク内の燃料の体積の、燃料の高さについ
ての微分］１．傾きがゼロの場合のタンクについての微分まず、微分は次式で与えられる。

【数９】ここで、ｘ＝（ｈ_m−Ｒ）／Ｒであり、Ｒ＝Ｄ／２が半
径、ｈ_m＝ｈ＋０はタンクの中央部分での燃料の高さで
ある。

【００６０】２．傾きがゼロではないタンクについての
微分同様に、中央部分の体積Ｖ_middleの左右に位置する他の
２つの液体体積の高さについての微分は次式で与えられ
る。一方、図２７に示されているように、タンク１２に
傾きが存在する場合では、タンク１２の中心部分の液体
体積の高さに関する微分は次式で与えられる。

【数１０】ただし、ここでｘ₁＝（ｈ_L−Ｒ）／Ｒ、ｘ₂＝（ｈ_R
−Ｒ）／Ｒである。

【００６１】微分∂Ｖ_left／∂ｈと∂Ｖ_right／∂ｈ
は、次のように近似される。

【数１１】

【００６２】次いで、図２８や図２９に示されているよ
うな非正則の場合における公式を与える。２８に示され
ているようなｈ_L＞Ｄの場合、

【数１２】

【００６３】∂Ｖ_left／∂ｈ＝０、∂Ｖ_right／∂ｈ
は、その正則表現で与えられる。ここで、ｌ（ｘ₁，ｘ
₂）は、補遺Ａのセクション２で定義されている。も
し、ｈ_R＜０（図２９）であるならば、

【数１３】である。∂Ｖ_left／∂ｈ＝０、∂Ｖ_right／∂ｈはその
正則表現により与えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一本実施形態による液体燃料分配シス
テムの構成図。

【図２】アイドル期間に対する液位の変化及びそれにフ
ィットする曲線を示した図。

【図３】高さ変化の単位当りの液体体積変化ｄＶ／ｄｈ
の平均液高ｈ_avに対する変化の一例を示した図。

【図４】それぞれ開閉時の液高ｈｏｐ、ｈｃｌの関数で
ある開閉時の液体体積Ｖｏｐ、Ｖｃｌと体積変化Ｖｏｐ
−Ｖｃｌを示した図。

【図５】タンクの高さに沿って取られたスライスによっ
て分断された第１の集合に属するデータポイントとそれ
にフィットした曲線の一例を示した図。

【図６】図５に示された曲線の一部分における拡大図。

【図７】データポイント数に対する信用範囲の変化の一
例を示した図。

【図８】データポイント数に対する測定されたｄＶ／ｄ
ｈの変化の一例を示した図。

【図９】データポイント数に対する液高の変化の一例を
示した図。

【図１０】図７の水平方向への部分拡大図。

【図１１】図８の水平方向への部分拡大図。

【図１２】図９の水平方向への部分拡大図。

【図１３】サンプル数に対する重み因子の変化の一例を
示した図。

【図１４】タンクの傾斜に起因する高さ変化の単位当り
の液体体積変化ｄＶ／ｄｈについての相対誤差の液高に
対する変化の一例を示した図。

【図１５】オフセットに起因する高さ変化の単位当りの
液体体積変化ｄＶ／ｄｈの相対誤差の液高に対する変化
の一例を示した図。

【図１６】直径誤差に起因する高さ変化の単位当りの液
体体積変化ｄＶ／ｄｈの相対誤差の液高に対する変化の
一例を示した図。

【図１７】終端因子の誤差に起因する高さ変化の単位当
りの液体体積変化ｄＶ／ｄｈの相対誤差の液高に対する
変化の一例を示した図。

【図１８】終端因子の誤差に起因する高さ変化の単位当
りの液体体積変化ｄＶ／ｄｈの相対誤差の液高に対する
変化の他の一例を示した図。

【図１９】終端因子の誤差に起因する高さ変化の単位当
りの液体体積変化ｄＶ／ｄｈについての相対誤差の液高
に対する変化のさらに他の一例を示した図。

【図２０】演算処理装置によって実行される較正処理に
ついての手順説明図（フローが上から下へと３図に分解
されている）。

【図２１】演算処理装置によって実行される較正処理に
ついての手順説明図（フローが上から下へと３図に分解
されている）。

【図２２】演算処理装置によって実行される較正処理に
ついての手順説明図（フローが上から下へと３図に分解
されている）。

【図２３】演算処理装置によって実行されるアウトライ
ア除去処理についての手順説明図（フローが上から下へ
と３図に分解されている）。

【図２４】演算処理装置によって実行されるアウトライ
ア除去処理についての手順説明図（フローが上から下へ
と３図に分解されている）。

【図２５】演算処理装置によって実行されるアウトライ
ア除去処理についての手順説明図（フローが上から下へ
と３図に分解されている）。

【図２６】本実施形態によるタンクの容積を説明するた
めのタンクの断面図。

【図２７】正則な場合の一例におけるタンクの断面図。

【図２８】非正則な場合の一例におけるタンクの断面
図。

【図２９】非正則な場合の他の一例におけるタンクの断
面図。

【符号の説明】

１０液体燃料分配システム１２タンク１８、１９分配装置２０分配ライン２１、２３計量器２２サイト制御装置２４、２５、２８、３４、３６伝達線２６液位センサ３０タンク計量器３２演算処理装置

【手続補正書】

【提出日】平成９年５月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２８】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２９】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンク内の液体の液位を感知して、感知
した液位に比例する第１の信号を出力するセンサと、前記タンクに出入りした液量に比例する第２の信号を出
力するとともに、液体の各分配時間に対してその開始の
時間と終了の時間についての情報を表す第３の信号を出
力する少なくとも一つの計量器と、前記第１、第２、及び第３の信号を受信する多重入力を
備えた演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記センサによって測定された単
位高さ変化当りの前記少なくとも一つの計量器によって
測定された前記タンクに出入りする液体の体積変化量を
表す第１のデータ集合を蓄積し、液体の単位高さ変化当りの出入した液体の体積変化量の
見積を表す第２のデータ集合を生成し、ここで、前記演
算処理装置は、前記タンクの容積と、重力場の方向に対
する少なくとも一つの傾斜と、前記センサの前記タンク
内における位置とを含む複数の較正パラメータおよび前
記測定された液位の関数として液体の単位高さ変化当り
の出入した液体の体積変化量を表す前記第２のデータ集
合を計算するための数式を用いたアルゴリズムによりプ
ログラミングされており、その出力する誤差値が減少するにしたがって前記蓄積さ
れた第１のデータ集合と前記生成された第２のデータ集
合との誤差が減少する利益関数であって、この誤差値の
最小値が最小誤差値として定義される、誤差値を出力す
る利益関数に基づいて、前記第１のデータ集合と前記第
２のデータ集合との誤差が最小となるような較正パラメ
ータを探し出すことにより前記タンクを較正するように
したことを特徴とする液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項２】前記演算処理装置は、さらに、複数の分
配作業期間における前記センサによって測定された液位
と前記少なくとも一つの計量器によって読み取られた液
体体積とから前記第１のデータ集合を取得するようした
ことを特徴とする請求項１に記載の液体貯蔵タンクの較
正装置。
【請求項３】前記演算処理装置は、さらに、前記セン
サによって所定のアイドル時間の間に測定された液位に
滑らかな曲線をフィットさせ、該フィットさせた曲線に
基づいて前記第１のデータ集合を導出するために使われ
る開閉時の高さを選択することを特徴とする請求項２に
記載の液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項４】前記演算処理装置は、さらに、複数の分
配作業期間を併合して前記複数の分配作業期間の数をよ
り少なくしたことを特徴とする請求項２に記載の液体貯
蔵タンクの較正装置。
【請求項５】前記演算処理装置は、さらに、前記第１
のデータ集合に属するデータポイントを前記タンクの高
さに沿って取られたより限定的な数のセグメントに集約
させることを特徴とする請求項４に記載の液体貯蔵タン
クの較正装置。
【請求項６】前記演算処理装置は、さらに、前記第１
のデータ集合に属する各データポイントに対して異なる
重みを付与し、前記第１のデータ集合に対応する前記タ
ンクの高さ領域に依存する範囲の外側に位置するデータ
ポイントを破棄することを特徴とする請求項５に記載の
液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項７】前記演算処理装置は、さらに、前記第１
のデータ集合に対応する前記タンクの高さ領域で前記較
正パラメータの中から一つの部分集合を決定し、その時
点において該部分集合を同時に改良することを特徴とす
る請求項１に記載の液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項８】前記利益関数は、前記第１のデータ集合
と前記第２のデータ集合との残余誤差の自乗の和を使用
することを特徴とする請求項１に記載の液体貯蔵タンク
の較正装置。
【請求項９】タンク内の液体の液位を感知して、感知
した液位に比例する第１の信号を出力するセンサと、前
記タンクに出入りした液量に比例する第２の信号を出力
するとともに、液体の各分配時間に対してその開始の時
間と終了の時間についての情報を表す第３の信号を出力
する少なくとも一つの計量器と、前記第１、第２、及び
第３の信号を受信する多重入力を備えた演算処理装置と
を用いた較正方法であって、前記センサによって測定された関連する単位高さ変化当
りの前記少なくとも一つの計量器によって測定された前
記タンクに出入りする液体の体積変化量を表す第１のデ
ータ集合を蓄積する段階と、液体の単位高さ変化当りの出入した液体の体積変化量の
見積を表す第２のデータ集合を生成する段階であって、
ここで、前記タンクの容積と、重力場の方向に対する少
なくとも一つの傾斜と、前記センサの前記タンク内にお
ける位置とを含む複数の較正パラメータおよび前記測定
された液位の関数として液体の単位高さ変化当りの出入
した液体の体積変化量を表す前記第２のデータ集合を計
算するための数式を用いたアルゴリズムにより前記第２
のデータ集合を生成する段階と、その出力する誤差値が減少するにしたがって前記蓄積さ
れた第１のデータ集合と前記生成された第２のデータ集
合との誤差が減少する利益関数であって、この誤差値の
最小値が最小誤差値として定義される、誤差値を出力す
る利益関数に基づいて、前記第１のデータ集合と前記第
２のデータ集合との誤差が最小となるような較正パラメ
ータを探し出す段階と、を含む液体貯蔵タンクの較正方
法。
【請求項１０】前記演算処理装置が、複数の分配作業
期間における前記センサによって測定された液位と前記
少なくとも一つの計量器によって読み取られた液体体積
とから前記第１のデータ集合を取得する段階をさらに含
むことをことを特徴とする請求項９に記載の液体貯蔵タ
ンクの較正方法。
【請求項１１】前記センサによって所定のアイドル時
間の間に測定された液位に滑らかな曲線をフィットさせ
る段階と、前記フィットさせた曲線に基づいて前記第１のデータ集
合を導出するために使われる開閉時の高さを選択する段
階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載
の液体貯蔵タンクの較正方法。
【請求項１２】複数の分配作業期間を併合して前記分
配時間の数をより小さくする段階をさらに含むこと特徴
とする請求項１０に記載の液体貯蔵タンクの較正方法。
【請求項１３】さらに、前記第１のデータ集合に属す
るデータポイントを前記タンクの高さに沿って取られた
より限定的な数のセグメントに集約させることを含むこ
とを特徴とする請求項１２に記載の液体貯蔵タンクの較
正方法。
【請求項１４】前記第１のデータ集合に属する各デー
タポイントに対して異なる重みを付与する段階と、前記第１のデータ集合に対応する前記タンクの高さ領域
に依存する範囲の外側に位置するデータポイントを破棄
する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記
載の液体貯蔵タンクの較正方法。
【請求項１５】前記演算処理装置が、前記第１のデー
タ集合に対応する前記タンクの高さ領域で前記較正パラ
メータの中から一つの部分集合を決定し、その時点にお
いて該部分集合を同時に改良する段階をさらに含むこと
を特徴とする請求項９に記載の液体貯蔵タンクの較正方
法。
【請求項１６】タンク内の液体の液位を感知して、感
知した液位に比例する第１の信号を出力するセンサと、前記タンクにおいて出入りした液量に比例する第２の信
号を出力するとともに、液体の各分配時間に対してその
開始の時間と終了の時間についての情報を表す第３の信
号を出力する少なくとも一つの計量器と、前記第１、第２、及び第３の信号を受信する多重入力を
備えた演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記センサにより測定されたタンク内の異なる液位にお
いて測定される、前記少なくとも一つの計量器によって
測定された前記タンクに出入りする液体の変化量を表す
第１のデータ集合を蓄積し、液体の単位高さ変化当りの出入した液体の体積変化量の
見積を表す第２のデータ集合を生成し、ここで、前記演
算処理装置は、前記タンクの容積と、重力場の方向に対
する少なくとも一つの傾斜と、前記センサの前記タンク
内における位置とを含む複数の較正パラメータおよび前
記測定された液位の関数として液体の単位高さ変化当り
の出入した液体の体積変化量を表す前記第２のデータ集
合を計算するための数式を用いたアルゴリズムによりプ
ログラミングされており、その出力する誤差値が減少するにしたがって前記蓄積さ
れた第１のデータ集合と前記生成された第２のデータ集
合との誤差が減少する利益関数であって、この誤差値の
最小値が最小誤差値として定義される、誤差値を出力す
る利益関数に基づいて、前記第１のデータ集合と前記第
２のデータ集合との誤差が最小となるような較正パラメ
ータを探し出すことにより前記タンクを較正するように
したことを特徴とする液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項１７】さらに、複数の分配作業期間において
前記少なくとも一つの計量器によって読み取られた分配
された液体体積から前記第１のデータ集合を取得するよ
うしたことを特徴とする請求項１６に記載の液体貯蔵タ
ンクの較正装置。
【請求項１８】さらに、複数の分配作業期間を併合し
て前記複数の分配作業期間の数をより少なくしたことを
特徴とする請求項１７に記載の液体貯蔵タンクの較正装
置。
【請求項１９】前記演算処理装置は、さらに、前記第
１のデータ集合に属するデータポイントを前記タンクの
高さに沿って取られた一定数の断片にコラプスさせるよ
うにしたことを特徴とする請求項１８に記載の液体貯蔵
タンクの較正装置。
【請求項２０】前記演算処理装置は、さらに、前記第
１のデータ集合に属する各データポイントに対して異な
る重みを付与し、前記第１のデータ集合に対応する前記
タンクの高さ領域に依存する範囲の外側に位置するデー
タポイントを無効とするようにしたことを特徴とする請
求項１９に記載の液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項２１】前記演算処理装置は、さらに、前記第
１のデータ集合に対応する前記タンクの高さ領域で前記
較正パラメータの中から一つの部分集合を決定し、その
時点において該部分集合を同時に改良するようにしたこ
とを特徴とする請求項１６に記載の液体貯蔵タンクの較
正装置。
【請求項２２】前記利益関数は、前記第１のデータ集
合と前記第２のデータ集合との残余誤差の自乗の和を使
用することを特徴とする請求項１６に記載の液体貯蔵タ
ンクの較正装置。
【請求項２３】タンク内の液体の液位を感知して、感
知した液位に対応する第１の信号を出力するセンサと、前記タンクにおいて出入りした液量に対応する第２の信
号を出力するとともに、液体の各分配時間に対してその
開始の時間と終了の時間についての情報を表す第３の信
号を出力する少なくとも一つの計量器と、前記第１、第２、及び第３の信号を受信する多重入力を
備えた演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記タンクにおいて液体が出入す
る際に、前記センサによって測定された（液体の）高さ
変化の単位当りの前記少なくとも一つの計量器によって
測定された液体の体積変化量を表す第１の未処理のデー
タ集合を生成し、前記第１の未処理のデータ集合に属するデータポイント
を前記タンクの高さに沿って取られた一定数の断片にコ
ラプスさせて第２のデータ集合を生成し、前記生成された第２のデータ集合を蓄積し、複数の較正パラメータと前記測定された液位とを引き数
とした液体の高さ変化の単位当りの出入した液体の体積
変化量を与える評価関数に基づいて、該評価関数による
算出結果を表す第３のデータ集合を生成し、その出力する値が減少するにしたがって前記蓄積された
第２のデータ集合と前記生成された第３のデータ集合と
の誤差が減少する利益関数に基づいて、前記第１のデー
タ集合と前記第２のデータ集合との誤差が該利益関数の
最小値となるような較正パラメータを探し出すことによ
り前記タンクを較正するようにしたことを特徴とする液
体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項２４】前記複数の較正パラメータは、前記タ
ンクの容積と重力場の方向に対する少なくとも一つの傾
斜、及び前記センサの前記タンク内における位置を含む
ことを特徴とする請求項２３に記載の液体貯蔵タンクの
較正装置。
【請求項２５】前記演算処理装置は、さらに、前記第
１のデータ集合に対応する前記タンクの高さ領域で前記
較正パラメータの中から一つの部分集合を決定し、その
時点において該部分集合を同時に改良するようにしたこ
とを特徴とする請求項２４に記載の液体貯蔵タンクの較
正装置。
【請求項２６】前記利益関数は、前記第２のデータ集
合と前記第３のデータ集合との残余誤差の自乗の和を使
用することを特徴とする請求項２３に記載の液体貯蔵タ
ンクの較正装置。
【請求項２７】前記演算処理装置は、さらに、前記第
１の未処理のデータ集合に属する各データポイントに対
して異なる重みを付与し、前記第１のデータ集合に対応
する前記タンクの高さ領域に依存する範囲の外側に位置
するデータポイントを無効とするようにしたことを特徴
とする請求項２３に記載の液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項２８】前記演算処理装置は、さらに、複数の
分配作業期間を併合して前記複数の分配作業期間の数を
より小さくしたことを特徴とする請求項２３に記載の液
体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項２９】タンク内の液体の液位を感知して、感
知した液位に対応する第１の信号を出力するセンサと、前記タンクにおいて出入りした液量に対応する第２の信
号を出力するとともに、液体の各分配作業期間について
その開始の時間と終了の時間の情報を表す第３の信号を
出力する少なくとも一つの計量器と、前記第１、第２、及び第３の信号を受信する多重入力を
備えた演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記センサによって測定されたさまざまな液位におい
て、複数の分配作業期間の間に前記少なくとも一つの計
量器によって測定された前記タンク内の液体の体積の変
化量を表す第１の未処理のデータ集合を生成し、前記第１の未処理のデータ集合に属するデータポイント
を前記タンクの高さに沿って取られたより少ない量のセ
グメントに集約させて第２のデータ集合を生成し、前記生成された第２のデータ集合を蓄積し、液体の高さ変化の単位当りの出入した液体の体積変化量
の見積を表す第３のデータ集合を生成し、ここで、前記
演算処理装置は、複数の較正パラメータおよび前記測定
された液位の関数として液体の単位高さ変化当りの出入
した液体の体積変化量を表す前記第３のデータ集合を計
算するための数式を用いたアルゴリズムによりプログラ
ミングされており、その出力する誤差値が減少するにしたがって前記蓄積さ
れた第２のデータ集合と前記生成された第３のデータ集
合との誤差が減少する利益関数であって、この誤差値の
最小値が最小誤差値として定義される、誤差値を出力す
る利益関数に基づいて、前記第２のデータ集合と前記第
３のデータ集合との誤差が最小となるような較正パラメ
ータを探し出すことにより前記タンクを較正するように
したことを特徴とする液体貯蔵タンクの較正装置。
【請求項３０】前記複数の較正パラメータは、前記タ
ンクの容積と、重力場の方向に対する少なくとも一つの
傾斜と、前記センサの前記タンク内における位置とを含
むことを特徴とする請求項２９に記載の液体貯蔵タンク
の較正装置。
【請求項３１】前記利益関数は、前記第２のデータ集
合と前記第３のデータ集合との残余誤差の自乗の和を使
用することを特徴とする請求項２９に記載の液体貯蔵タ
ンクの較正装置。