CN111512123A - 物理量检测装置 - Google Patents

Abstract

能够减少切换加热状态后的精度降低。物理量检测装置具备：流量检测部，其具有发热体，并测定被测量流体的流量；发热体控制部，其将发热体的控制状态切换为发热状态或发热抑制状态中的某一种状态；以及信号处理部，其处理流量检测部的测定值，当发热体控制部切换控制状态时，信号处理部在刚切换之后的规定期间内对根据切换前的流量检测部的测定值决定的推定值进行处理。

Description

物理量检测装置

技术领域

本发明涉及一种物理量检测装置。

背景技术

已知有对发热体进行加热来测定流量的物理量检测装置。在专利文献1中，公开了一种流量测量方法，该流量测量方法用于控制具备对流过流路的流体间歇地加热或冷却的热源和测量所述流体的温度的温度传感器的流量传感器，并根据从所述热源的加热或冷却开始起经过了预先规定的测量时间时得到的、所述温度传感器测量出的流体温度、或者作为与该流体温度对应的值的传感器输出，来测量物理参数不同的两个流体流量，该流量测量方法的特征在于，所述两个流体具有交叉点，该交叉点是使所述流体的一方流过所述流路时得到的所述传感器输出、和使所述另一方的流体以与所述一方的流体相同的流量流过所述流路时得到的传感器输出在从所述热源的加热或冷却开始起经过了规定的交叉时间后相等，所述测量时间被规定为预先求出的所述交叉时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-240619号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的发明中，在切换加热状态后，测定精度降低。

用于解决问题的技术手段

本发明的第1形态的物理量检测装置具备：流量检测部，其具备发热体，其测定被测量流体的流量；发热体控制部，其将所述发热体的控制状态切换为发热状态或发热抑制状态中的某一种状态；以及信号处理部，其处理所述流量检测部的测定值，当所述发热体控制部切换所述控制状态时，所述信号处理部在所述切换之后起的规定期间内对根据所述切换前的所述流量检测部的测定值决定的推定值进行处理。

发明的效果

根据本发明，能够减少切换加热状态后的精度降低。

附图说明

图1是物理量检测装置300的剖面图。

图2是电路基板400的放大图。

图3是表示第1实施方式中的ECU200以及物理量检测装置300的构成的图。

图4是表示温度上升侧特性835的图。

图5是表示温度下降侧特性836的图。

图6是表示流量检测电路601的输出特性的图。

图7是表示第一流量特性调整块800的输出特性的图。

图8是表示第一滤波器选择部807及第二滤波器选择部808的选择的图。

图9是表示流量信号选择部838的输出的图。

图10是表示振幅量计算块804的输出的图。

图11是表示流量检测电路601的输出的图。

图12是表示平均流量以及振幅量的时间序列变化的图。

图13是表示第2实施方式中的ECU200以及物理量检测装置300的构成的图。

图14是表示第3实施方式中的ECU200以及物理量检测装置300的构成的图。

图15表示流量有无判定部839的动作概要的图。

图16是表示第4实施方式中的ECU200以及物理量检测装置300的构成的图。

具体实施方式

-第一实施例-

以下，参照图1～图12说明物理量检测装置的第1实施方式。在本实施方式中，物理量检测装置将内燃机的吸入空气作为测定对象，但物理量检测装置300的测定对象不限于此。

(硬件构成)

图1是物理量检测装置300的剖面图。物理量检测装置300具备壳体302、前盖303和后盖304。壳体302通过对合成树脂制材料进行模制成型而构成。壳体302具有：凸缘311，其用于将物理量检测装置300固定在内燃机的供吸入空气流动的吸气管上；外部连接部321，其具有连接器，该连接器从凸缘311突出并用于与电子控制装置(Electronic Control Unit：以下称为ECU)200进行电连接；以及测量部331，其以从凸缘311朝向吸气管的中心突出的方式延伸。在物理量检测装置300与ECU200的通信中可以使用各种通信手段，例如使用作为车载网络的一种的LIN(Local Interconnect Network，局部互联网)。

在测量部331上，在对壳体302进行模制成型时，通过嵌入成形一体地设置有电路基板400。在电路基板400上具备测定被测量气体的流量的流量检测电路601和检测被测量气体的温度的温度检测部451。流量检测电路601具备流量检测部602和处理部604。流量检测部602以及温度检测部451配置在暴露于被测量气体的位置。

图2是电路基板400的放大图。电路基板400具备基板主体401、第一突出部403、以及第二突出部450。在基板主体401上安装有微机415，在第一突出部403上安装有被合成树脂材料418覆盖的流量检测电路601，在第二突出部540上安装有温度检测部451。微机415通过未图示的信号线与流量检测电路601及温度检测部451连接。流量检测电路601具备后述的发热体608，通过发热体608在发热状态下与被测量流体接触来测定流量。在基板主体401的背面设有作为传感元件的压力传感器421和湿度传感器422。

(功能构成)

图3是表示ECU200和物理量检测装置300的构成的图。

(ECU200)

与物理量检测装置300连接的ECU200具备发热体控制外部指示部201和流量接收部202。发热体控制外部指示部201通过规定的动作算法使发热体控制外部指示部201动作，以指示物理量检测装置300所具备的发热体608的控制状态。具体而言，将发热体608控制为发热状态或发热抑制状态。然而，物理量检测装置300与发热体608的控制状态无关地向ECU200输出测定值。

(物理量检测装置300)

物理量检测装置300具备流量检测电路601和处理流量检测电路601的输出值的微机415。以下说明流量检测电路601以及微机415的功能构成。流量检测电路601所具备的各个功能如后所述通过各硬件或软件来实现。微机415所具备的各个功能通过硬件电路来实现。然而，微机415所具备的功能也可以通过软件处理来实现。

(流量检测电路601)

流量检测电路601具备处理部604和流量检测部602。处理部604具备发热体控制内部指示接收部833、发热控制桥640、以及作为中央运算装置的CPU612。流量检测部602具备发热体608和流量检测桥650。流量检测电路601按照微机415所具备的后述的发热体控制内部指示部832的指示来控制发热体608，将测定值输出到温度上升侧特性835、温度下降侧特性836以及流量信号选择部838。但是，测定值的输出与发热体控制内部指示部832的指示内容无关地进行。

处理部604的发热体控制内部指示接收部833是与发热体控制处理部830进行通信的硬件。发热体控制内部指示接收部833按照发热体控制内部指示部832的指示，使发热控制桥640进行发热体608的控制。具体而言，发热体控制内部指示部832对控制状态的发热状态和发热抑制状态的切换进行指示。当被发热体控制内部指示部832指示向发热状态切换时，发热体控制内部指示接收部833使发热控制桥640控制发热体608的发热量，使得被测量气体的温度比当初的温度提高高温的规定温度、例如提高100℃。将该控制称为“发热状态”的控制。

当被发热体控制内部指示部832指示向发热抑制状态切换时，发热体控制内部指示接收部833进行不使发热控制桥640让发热体608发热的控制。将该控制称为“发热抑制状态”的控制。另外，发热体控制内部指示接收部833按照发热体控制内部指示部832的指示，控制向发热体608的电力供给。具体而言，在被指示发热状态的情况下发热体控制内部指示接收部833向发热体608供给电力，在被指示发热抑制状态的情况下发热体控制内部指示接收部833切断向发热体608的电力供给。

处理部604的发热控制桥640是由4个测温电阻体构成的电桥电路。发热控制桥640通过被测量气体被发热体608加热，电阻值变化。在被指示发热状态的情况下，CPU612监视发热控制桥640的电阻值，控制发热体608的发热量，使得被测量气体的温度比当初的温度提高高温的规定温度、例如提高100℃。在被指示发热抑制状态的情况下，CPU612控制发热体608的发热量，以使发热体608不进行发热。CPU612通过将存储在未图示的ROM中的程序加载到未图示的RAM()中并执行该程序来实现上述功能。然而，在被指示发热抑制状态的情况下，CPU612也可以不进行任何控制。

流量检测部602的流量检测桥650是由4个测温电阻体构成的电桥电路。这4个测温电阻体沿着被测量气体的流动配置。具体而言，某两个测温电阻体相对于发热体608配置在被测量气体的流路中的上游侧，另外两个测温电阻体相对于发热体608配置在被测量气体的流路中的下游侧。因此，通过被测量气体的流动，设置在发热体608的上游侧的测温电阻体被冷却，设置在发热体608的下游侧的测温电阻体被由发热体608加热的被测量气体加热。流量检测桥650将这些测温电阻体的温度的差异作为电位差输出。

(微机415)

微机415具备发热体控制处理部830、发热体控制切换后特性834、发热体控制切换控制处理部837、流量信号选择部838、第一流量特性调整块800、第一流量缓冲器801、第二流量缓冲器802、平均流量计算块803、振幅量计算块804、振幅比计算块805、频率分析块806、第二流量特性调整块809、以及流量校正滤波器810。

(微机|发热体控制处理部830)

发热体控制处理部830具备发热体控制外部指示接收部831和发热体控制内部指示部832，该发热体控制外部指示接收部831接受来自ECU200所具备的发热体控制外部指示部201的指示。发热体控制内部指示部832按照经由发热体控制外部指示接收部831传递的发热体控制外部指示部201的指示，对发热体控制内部指示接收部833指示发热体608的控制状态的变更。

(微机|发热体控制切换后特性834)

发热体控制切换后特性834具备温度上升侧特性835和温度下降侧特性836。在发热体控制切换控制处理部837检测到从发热抑制状态向发热状态或从发热状态向发热抑制状态的变更的情况下，发热体控制切换后特性834进行处理。在检测出从发热抑制状态向发热状态的变更的情况下，发热体控制切换后特性834参照温度上升侧特性835，以发热抑制状态下的检测流量为基准，输出在发热状态下稳定时的检测流量。在检测出从发热状态向发热抑制状态的变更的情况下，发热体控制切换后特性834参照温度下降侧特性836，以发热状态下的检测流量为基准，输出在发热抑制状态下稳定时的检测流量。另外，上述的“稳定时的”也可以说是“整定后的”。对于“整定”将在下文叙述。

图4是表示温度上升侧特性835的图，图5是表示温度下降侧特性836的图。如图4及图5所示，温度上升侧特性835和温度下降侧特性836都是表示切换控制状态前的检测流量和整定后的检测流量的对应的信息。在图4及图5中，以表形式表示它们的对应，但表现方法不限于此，例如也可以用表示两者的关系的近似式来表现。另外，在图4及图5中，以10度为刻度记载了切换前的温度，但也可以以更细小的温度为刻度进行记录，也可以通过比例插值等进行补充。

(微机|发热体控制切换控制处理部837)

发热体控制切换控制处理部837监视发热体控制内部指示部832的指示，检测从发热抑制状态向发热状态的变更以及从发热状态向发热抑制状态的变更。接着，发热体控制切换控制处理部837判断当前是处于下述第1状态～第3状态中的哪一状态。然后，发热体控制切换控制处理部837将判断出的状态传递给发热体控制切换后特性834、流量信号选择部838以及第一流量缓冲器801。

第1状态是刚检测到从发热抑制状态向发热状态的变更之后的规定的期间Tres内的状态。第2状态是刚检测到从发热状态向发热抑制状态的变更之后的规定的期间Tres内的状态。第3状态是其他状态，换言之，是在检测到从发热抑制状态向发热状态的变更后经过规定的期间Tres以上，以及在检测到从发热状态向发热抑制状态的变更后经过规定的期间Tres以上的状态。规定的期间Tres是根据发热体608和流量检测桥650的温度响应求出的期间，通过预先进行的实验算出，微机415中存储有该信息。

(微机|流量信号选择部838)

流量信号选择部838按照发热体控制切换控制处理部837的判断，选择并输出三个信号中的某一个。在第1状态即刚被指示了从发热抑制状态向发热状态的变更之后的规定的期间Tres，流量信号选择部838选择由温度上升侧特性835求出的流量值。在第2状态即刚被指示了从发热状态向发热抑制状态的变更之后的规定的期间Tres，流量信号选择部838选择由温度下降侧特性836求出的流量值。在第3状态下，流量信号选择部838选择检测流量即流量检测电路601的输出。此外，以下也将流量信号选择部838的输出称为“推定值”。

(微机|第一流量特性调整块800)

第一流量特性调整块800对由流量信号选择部838选择的流量信号赋予所希望的特性。第一流量特性调整块800输出对第一流量缓冲器801、第二流量缓冲器802、第一滤波器选择部807、移动平均滤波器811、低通滤波器812、以及脉动误差降低滤波器813赋予了特性的流量值。

图6及图7是说明第一流量特性调整块800的动作的图。图6是表示流量检测电路601的输出特性的图，图7是表示第一流量特性调整块800的输出特性的图。如图6所示，流量检测电路601的输出相对于实际流量的增加具有单调增加的倾向，但相对于实际流量的增加幅度，流量检测电路601的输出的增加振幅不一定是恒定的，会对微机415中的处理带来障碍。因此，第一流量特性调整块800对由流量信号选择部838选择的流量信号赋予所希望的特性，以成为图7所示的特性。

(微机|第一流量缓冲器801)

第一流量缓冲器801暂时存储第一流量特性调整块800的输出值。第一流量缓冲器801将由第一流量特性调整块800转换后的流量值从最新的输出起至少保持流量的脉动周期量以上。此外，该流量的脉动周期通过后述的频率分析块806的运算来求出。在发热体控制切换控制处理部837检测到从发热抑制状态向发热状态、或者从发热状态向发热抑制状态的变更的情况下，第一流量缓冲器801废弃保持内容，重新开始蓄积。

(微机|第二流量缓冲器802)

第二流量缓冲器802暂时存储与第一流量缓冲器801至少同等数量的第一流量特性调整块800的输出值。在存储的输出值的数量超过预先确定的数量的情况下，第二流量缓冲器802删除旧的输出值。

(微机|平均流量计算块803)

平均流量计算块803参照第一流量缓冲器801，计算第一流量特性调整块800的输出值的平均值。平均流量计算块803向振幅比计算块805、第二滤波器选择部808以及脉动误差降低滤波器813输出计算结果。

(微机|振幅量计算块804)

振幅量计算块804计算存储在第一流量缓冲器801中的流量值的最大值和存储在第一流量缓冲器801中的流量值的最小值的差分来作为振幅量。振幅量计算块804将计算结果输出到振幅比计算块805。

(微机|振幅比计算块805)

振幅比计算块805通过将振幅量计算块804计算出的振幅量除以平均流量计算块803计算出的流量平均值来计算振幅比。振幅比计算块805将计算结果输出到第一滤波器选择部807和脉动误差降低滤波器813。

(微机|频率分析块806)

频率分析块806通过对存储在第二流量缓冲器802中的流量值进行离散傅立叶变换，来得到每个分析频率的频谱。此外，分析频率是根据已知的物理量检测装置300的测定对象即被测量流体的特性来决定的。例如，在被测定流体是发动机的排气的情况下，测定频率根据发动机的气缸数和发动机的转速的范围来计算。另外，参照所得到的每个分析频率的功率谱密度，将主导频率、即具有最大的功率谱密度的频率作为被测量气体的脉动频率。该脉动频率的倒数是决定第一流量缓冲器801暂时记录的流量值的数量的脉动周期。频率分析块806将脉动频率输出到第一滤波器选择部807。

(微机|第二流量特性调整块809)

为了在后面的工序中容易进行使用了物理量检测装置300的输出的运算，第二流量特性调整块809对流量校正滤波后的输出值赋予所希望的特性。即，第二流量特性调整块809的运算根据执行后处理的ECU200而赋予特性。

(微机|流量校正滤波器810)

流量校正滤波器810具备移动平均滤波器811、低通滤波器812、第一滤波器选择部807、第二滤波器选择部808、以及脉动误差降低滤波器813。移动平均滤波器811将第一流量特性调整块800的输出作为处理对象，以规定的采样数计算移动平均，并输出到第二滤波器选择部808。低通滤波器812将第一流量特性调整块800的输出作为处理对象，应用规定的低通滤波器，并输出到第二滤波器选择部808。

第一滤波器选择部807进行振幅比计算块805计算出的振幅比与振幅比阈值807a的比较，以及频率分析块806计算出的略动频率与频率阈值807b的比较。第一滤波器选择部807根据这些比较，将第一流量特性调整块800、第二滤波器选择部808、脉动误差降低滤波器813中的某一个的输出输出到第二流量特性调整块809。为了清楚起见，第一滤波器选择部807有时也将第一流量特性调整块800的输出不经由任何滤波器而直接输出到第二流量特性调整块809。

在振幅比计算块805计算出的振幅比大于振幅比阈值807a、频率分析块806计算出的脉动频率大于频率阈值807b的情况下，第一滤波器选择部807选择脉动误差降低滤波器813的输出。在振幅比计算块805计算出的振幅比在振幅比阈值807a以下、平均流量计算块803计算出的流量平均值在频率阈值807b以下的情况下，第一滤波器选择部807选择第二滤波器选择部808的输出。在振幅比计算块805计算出的振幅比大于振幅比阈值807a、频率分析块806计算出的脉动频率在频率阈值807b以下的情况下，以及振幅比计算块805计算出的振幅比在振幅比阈值807a以下、平均流量计算块803计算出的流量平均值大于频率阈值807b的情况下，第一滤波器选择部807不进行滤波处理。即，在该情况下，将第一流量特性调整块800的输出直接输出到第二流量特性调整块809。

第二过滤器选择部808将平均流量计算块803计算出的流量平均值与流量阈值808a进行比较。在平均流量计算块803计算出的流量平均值比流量阈值808a大的情况下，第二滤波器选择部808将低通滤波器812的输出输出到第一滤波器选择部807。在平均流量计算块803计算出的流量平均值在流量阈值808a以下的情况下，第二滤波器选择部808将移动平均滤波器811的输出输出到第一滤波器选择部807。

图8是表示第一滤波器选择部807以及第二滤波器选择部808的选择的图。在图8中，区域被分割成四大块，左下的区域进一步被分割成两块。第一滤波器选择部807决定选择四大块区域中的哪一块，而第二滤波器选择部808决定在左下区域中选择两块区域中的哪一块。这样，两个滤波器选择部评价振幅比计算块805计算出的振幅比与振幅比阈值807a的大小关系、频率分析块806计算出的脉动频率与频率阈值807b的大小关系、以及平均流量计算块803计算出的流量平均值与流量阈值808a的大小关系。

(脉动误差降低滤波器813)

脉动误差降低滤波器813使用平均流量计算块803、振幅比计算块805以及频率分析块806的输出，根据第一流量特性调整块800的输出计算降低了脉动的影响的测定值，并输出到第一滤波器选择部807。具体而言，脉动误差降低滤波器813输出在第一流量特性调整块800的输出上加上以下说明的频率特性校正流量以及流量依赖性校正流量所得的结果。

频率特性校正流量是频率特性增益和平均流量计算块803的输出的积。频率特性增益通过参照预先确定的第一表，并根据振幅比计算块805的输出以及频率分析块806的输出来决定。第一表例如在横轴上记载了振幅比计算块805的输出，在纵轴上记载了频率分析块806的输出。根据需要进行比例插值等任意的插值运算。

流量依赖性校正流量是流量依赖性校正增益的增减量与频率特性校正流量的积。流量依赖性校正增益通过参照预先确定的第二表，并根据频率特性校正流量以及振幅比计算块805的输出来决定。第二表例如在横轴上记载了频率特性校正流量，在纵轴上记载了振幅比计算块805的输出。根据需要进行比例插值等任意的插值运算。此外，流量依赖性校正增益的“增减量”是与1的差量，例如在流量依赖性校正增益为“1.5”的情况下，流量依赖性校正增益的增减量为“0.5”。

(动作例)

物理量检测装置300检测内燃机的吸入空气量，但在搭载怠速熄火功能的车辆、混合动力汽车等中，内燃机有时会被停止，有不存在吸入空气的期间。在内燃机的动作停止的情况下，有可能因未燃烧气体从内燃机侧到达物理量检测装置300而导致流量检测桥650污损。另外，在混合动力汽车等中，为了防止在明显不存在吸入空气的状态下的伴随发热体608的发热的消耗电力的浪费，考虑抑制发热体608的发热。在内燃机的动作重新开始时等，若直接使用流量检测电路601的输出，则有时会产生问题，但在物理量检测装置300中解决了该问题。

图9是表示物理量检测装置300的动作例的图，详细地说是表示物理量检测装置300的流量信号选择部838的输出的图。但为了说明物理量检测装置300的效果，还一并记载了流量检测电路601的输出。在图9中，横轴表示时间，纵轴表示流量信号选择部838的输出。在图9中，时刻t12表示从发热状态切换到发热抑制状态的时刻。另外，在图9的(a)以及图9的(b)中，被测定流体的实际流量在曲线图所示的范围内始终为零，在图9的(c)以及图9的(d)中，被测定流体的实际流量在曲线图所示的范围内为某恒定值。

图9的(a)及图9的(c)表示流量检测电路601的输出，图9的(b)及图9的(d)表示流量信号选择部838的输出。即，图9的(a)所示的信号从流量检测电路601输入微机415，通过发热体控制切换后特性834、发热体控制切换控制处理部837、以及流量信号选择部838的处理，输出图9的(b)所示的信号。图9的(c)和图9的(d)的关系也相同。

如图9的(a)所示，在被测量流体的实际流量为零的状态下，当将发热体608的控制状态从发热抑制状态切换到发热状态时，在切换的时刻t12，流量测定值大幅增加，然后缓慢减少而整定为稳定值。从时刻t12到流量测定值整定为止的期间是Tres，该期间表示发热体608和流量检测桥650的温度响应。此外，整定是指例如达到稳定值的正负2％的范围。而且，如图9的(b)所示，流量信号选择部838的输出以时刻t12为界瞬间切换，没有图9的(a)那样的过渡的输出的变化。这是因为，流量信号选择部838在从时刻t12到期间Tres之间采用发热体控制切换后特性834的输出，发热体控制切换后特性834根据即将到时刻t12之前的值来决定输出。

另外，如图9的(c)及图9的(d)所示，在被测量流体的流量取某恒定值的情况下，也能够确认同样的效果。即，流量检测电路601的输出如图9的(c)所示，从时刻t12开始逐渐增加，但流量信号选择部838的输出如图9的(d)所示，以时刻t12为界瞬时切换。

图10是表示与图9相同状况下的振幅量、即振幅量计算块804的输出的图。但是，为了进行比较，还一并记载了流量检测电路601的输出。图10的(a)及图10的(c)与图9的(a)及图9的(c)相同。图10的(b)是表示与图10的(a)相同的时间序列中的振幅量计算块804的输出的图。图10的(d)是表示与图10的(c)相同的时间序列中的振幅量计算块804的输出的图。图23(b)及图23(d)始终为零，可知计算出了符合实际状态的值。

(比较例)

图11是表示流量检测电路601的输出的图。在图11中，横轴表示时间，纵轴表示流量检测电路601的输出即流量测定值。在图11中，时刻t12表示从发热状态切换到发热抑制状态的时刻，t21表示从发热抑制状态切换到发热状态的时刻。另外，在图11的(a)及图11的(b)中，被测定流体的流量在曲线图所示的范围内始终为零，在图11的(c)及图11的(d)中，被测定流体的流量在曲线图所示的范围内为某恒定值。

如图11的(a)所示，在被测量流体的流量为零的状态下，若将发热体608从发热抑制状态切换为发热状态，则在切换的时刻t12流量测定值大幅增加，之后缓慢地整定为稳定值。从时刻t12到流量测定值稳定为止的期间是Tres，该期间表示发热体608与流量检测桥650的温度响应。此外，整定是指例如达到稳定值的正负2％的范围。图11的(b)～图11的(d)都与图17的(a)同样地表示过渡状态。此外，在图11的(a)～图11的(d)中，到整定为止的时间Tres未必一致，但在这种情况下，将最长的时间设为Tres。

图12是表示平均流量以及振幅量的时间序列变化的图。但是，为了进行比较，还一并记载了流量测定值。图12的(a)～图12的(c)分别是表示在被测量流体的流量为零的状态下将发热体608从发热抑制状态切换为发热状态时的流量测定值、平均流量以及振幅量的图。图12的(d)～图12的(f)分别是表示在被测量流体的流量为某恒定值的状态下，将发热体608从发热抑制状态切换为发热状态时的流量测定值、平均流量以及振幅量的图。即，图12的(a)和图11的(a)相同，图12的(d)和图11的(c)相同。

图12的(b)及图12的(e)也可以说是平均流量计算块803处理流量测定值的结果。图12的(c)及图12的(f)也可以说是振幅量计算块804处理流量测定值的结果。如图12所示，如果评价流量测定值本身，则可知在过渡状态下，平均流量、振幅量偏离实际状态的值也被计算出。

根据上述的第1实施方式，能够得到以下的作用效果。

(1)物理量检测装置300具备：流量检测部602，其具备发热体608并测定被测量流体的流量；发热体控制内部指示接收部833，其将发热体608的控制状态切换为发热状态及发热抑制状态；发热控制桥640；CPU612；以及微机415，其处理流量检测部602的测定值。当切换发热体608的控制状态时，微机415的流量信号选择部838在刚切换之后的规定期间内输出根据切换前的流量检测部602的测定值决定的推定值。如图9的(b)及图9的(d)所示，流量信号选择部838根据发热体608的控制状态的切换，输出发热体控制切换后特性834的输出，而不是作为测定值的流量检测部602的输出本身，因此，能够减少切换发热体608的控制状态即发热体608的过热状态后的测定精度的降低。

(2)微机415具备：第一流量缓冲器801，其暂时记录过去规定的期间内的推定值；平均流量计算块803，其参照第一流量缓冲器801来计算作为推定值的平均值的平均流量；振幅量计算块804，其参照第一流量缓冲器801来计算作为推定值的振幅的振幅量；以及振幅比计算块805，其使用平均流量计算块803及振幅量计算块804的计算结果来计算振幅比。微机415还具备：频率分析块806，其进行推定值的频率分析，计算推定值中的主导频率；以及脉动误差降低滤波器813，其使用平均流量计算块803的输出、振幅量计算块804的输出、振幅比计算块805的输出、以及频率分析块806的输出，来输出降低了推定值中的脉动的影响的推定值。因此，通过使用脉动误差降低滤波器813，能够降低包含在测定值中的脉动的影响。

(3)微机415具有：第二滤波器选择部808，其根据平均流量计算块803的输出与流量阈值808a的大小关系，输出推定值的移动平均值、或者对推定值应用了低通滤波器所得的值；以及第一滤波器选择部807，其根据振幅比计算块805的输出与振幅比阈值807a的大小关系、以及频率分析块806的输出与频率阈值807b的大小关系，输出推定值、脉动误差降低滤波器813的输出、以及第二滤波器选择部808的输出中的某一个。

因此，在由流量检测电路601的响应特性引起的脉动误差容易变大的高频率状态、且处理部604输出的信号动态地变化的状态下，能够校正响应延迟。另外，在由流量检测电路601的响应特性引起的脉动误差小的低频状态、且处理部604输出的信号本身小的状态下，能够根据信号本身的大小抑制相对变大的噪声分量。另外，在虽然是由流量检测电路601的响应特性引起的脉动误差容易变大的高频状态但处理部604输出的信号的变化小的状态下、和在虽然是由流量检测电路601的响应特性引起的脉动误差小的低频状态但处理部604输出的信号的变化大的状态下，能够通过流量检测电路601的响应特性进行响应，因此能够不应用滤波处理。

(4)当发热体608的控制状态被切换时，微机415删除记录在第一流量缓冲器801中的推定值。因此，如图10的(b)和图10的(d)所示，能够计算出符合实际状态的振幅量。假设即使发热体608的控制状态被切换，也不删除记录在第一流量缓冲器801中的推定值的情况下，存在以下问题。即，若切换控制状态前的测定值残留在第一流量缓冲器801中，则尽管实际流量没有变化，测定值也被视作变动，振幅量不再为零。

(5)微机415的发热体控制切换后特性834具备温度上升侧特性835及温度下降侧特性836，该温度上升侧特性835及温度下降侧特性836表示被测量流体的流量相同的状态下的整定时的测定值的发热状态与发热抑制状态的对应。微机415参照温度上升侧特性835及温度下降侧特性836，根据控制状态切换前的控制状态以及控制状态切换前的测定值，来决定推定值。因此，在切换发热体608的控制状态的前后实际流量不变化的情况下，即使切换发热体608的控制状态，也能够使流量信号选择部838输出的推定值与实际流量一致。

(6)微机415的流量信号选择部838在从发热体608的控制状态的切换起经过规定期间后，将测定值设为推定值。因此，从控制状态的切换起经过期间Tres后，能够将实际流量的变化反映到流量信号选择部838的输出中。

(7)微机415具备从外部接收控制发热体608的信号的发热体控制外部指示接收部831。发热体控制内部指示部832根据发热体控制外部指示接收部831的动作指令变更发热体608的控制状态。因此，能够根据使用物理量检测装置300的输出的设备的动作指令来节约适当的电力。例如，使用物理量检测装置300的输出的ECU200在某个期间不参照物理量检测装置300的输出的情况下，通过对物理量检测装置300指示发热抑制状态，能够避免不必要的发热体608的加热。

(变形例1)

在上述第一实施方式中，微机415具备第二滤波器选择部808，该第二滤波器选择部808用于选择移动平均滤波器811以及低通滤波器812中的某一个。然而，微机415也可以仅具备移动平均滤波器811以及低通滤波器812中的任一个。在这种情况下，也可以不具备第二滤波器选择部808。

(变形例2)

在上述第1实施方式中，物理量检测装置300测定了流量、温度、压力以及湿度。但是，物理量检测装置300至少测定流量即可，也可以不测定其他4个物理量中的至少1个。

-第二实施方式-

参照图13说明物理量检测装置的第2实施方式。在以下的说明中，对与第1实施方式相同的构成要素标注相同的符号，主要说明不同点。没有特别说明的点与第1实施方式相同。在本实施方式中，主要在不进行基于发热体控制内部指示部832的输出的第一流量缓冲器中存储的信息的删除这一点上，与第1实施方式不同。

图13是表示第2实施方式中的物理量检测装置300的构成的图。本实施方式中的物理量检测装置300的硬件构成以及功能构成与第1实施方式相同，第一流量缓冲器801、平均流量计算块803以及振幅量计算块804的动作与第1实施方式不同。另外，发热体控制内部指示部832的信号的输出目的地之一从第一流量缓冲器801变更为平均流量计算块803，这一点也与第1实施方式不同。

本实施方式中的第一流量缓冲器801不接收来自发热体控制内部指示部832的信号，不进行第1实施方式那样的基于发热体控制内部指示部832的输出的第一流量缓冲器中存储的信息的删除。即，本实施方式中的第一流量缓冲器801仅在有第一流量特性调整块800的新的输出时删除最旧的输出值，在其他情况下不进行删除。

平均流量计算块803原则上计算存储在第一流量缓冲器801中的流量值的平均值。但是，在发热体控制切换控制处理部837检测到从发热抑制状态向发热状态、或者从发热状态向发热抑制状态的变更的情况下，平均流量计算块803仅将保持有检测到变更后的流量值的区域作为参照范围来计算平均值。

与第1实施方式相同，振幅量计算块804将存储在第一流量缓冲器801中的流量值的最大值和存储在第一流量缓冲器801中的流量值的最小值的差分作为振幅量进行计算。但是，在发热体控制切换控制处理部837检测到从发热抑制状态向发热状态、或者从发热状态向发热抑制状态的变更的情况下，振幅量计算块804仅将保持有检测到变更后的流量值的区域作为参照范围来计算振幅量。

根据上述的第2实施方式，能够得到与第1实施方式同样的作用效果。

-第3实施方式-

参照图14～图15，说明物理量检测装置的第3实施方式。在以下的说明中，对与第1实施方式及第2实施方式相同的构成要素标注相同的符号，主要说明不同点。没有特别说明的点与第2实施方式相同。在本实施方式中，主要在物理量检测装置300的发热体控制处理部830不具备发热体控制外部指示接收部831这一点上与第1实施方式不同。此外，也可以使第一流量缓冲器801以及平均流量计算块803的动作与第1实施方式相同。

图14是表示第3实施方式中的物理量检测装置300的构成的图。本实施方式中的物理量检测装置300的硬件构成与第2实施方式相同。本实施方式中的物理量检测装置300的功能构成与第2实施方式不同，删除了发热体控制外部指示接收部831，追加了流量有无判定部839，发热体控制内部指示部832的动作不同。

流量有无判定部839使用平均流量计算块803的计算值和振幅量计算块804的计算值，判定在流量检测部602中检测出的流量是否为表示零的值，换言之，判定实际流量是否为零。然后，在判定为实际流量不为零的情况下，流量有无判定部839指示发热状态的控制，在判定为实际流量为零的情况下，流量有无判定部839指示发热抑制状态的控制。流量有无判定部839如下所述根据平均流量计算块803的计算值和振幅量计算块804的计算值来判定实际流量的有无。

图15是表示流量有无判定部839的动作概要的图。流量有无判定部839进行平均流量计算块803的计算值与平均流量阈值845a的比较、以及振幅量计算块804的计算值与振幅量阈值845b的比较。然后，在判断为双方低于阈值的情况下，流量有无判定部839判定为实际流量为零，并指示发热抑制状态的控制，在其他情况下，流量有无判定部839判定为实际流量不为零，并指示发热状态的控制。但是，流量有无判定部839所判断的实际流量的有无并不意味着严格的零，而意味着“比较少”。

具体而言，在平均流量计算块803计算出的平均流量比平均流量阈值845a大的情况下，或者振幅量计算块804的计算值比振幅量阈值845b大的情况下，流量有无判定部839判定为实际流量不为零，并向发热体控制内部指示部832指示发热状态的控制。在平均流量计算块803计算出的平均流量在平均流量阈值845a以下、且振幅量计算块804的计算值在振幅量阈值845b以下的情况下，流量有无判定部839判定为实际流量为零，并向发热体控制内部指示部832指示发热抑制状态的控制。

根据上述的第3实施方式，能够得到以下的作用效果。

(1)物理量检测装置300具备：第一流量缓冲器801；平均流量计算块803；振幅量计算块804；以及流量有无判定部839，其判定被测量流体的流量的有无并经由发热体控制内部指示部832向发热控制桥640及CPU612输出动作指令。发热控制桥640及CPU612根据流量有无判定部389的动作指令进行动作。在平均流量在平均流量阈值845a以下、且振幅量在振幅量阈值845b以下的情况下，流量有无判定部839判断为被测量流体的流量为零而控制为发热抑制状态。在平均流量比平均流量阈值845a大的情况下、或者振幅量比振幅量阈值845b大的情况下，流量有无判定部839判断为被测量流体的流量不为零而控制为发热状态。因此，物理量检测装置300在不从外部的ECU200接收动作指示的情况下控制发热体608，所以能够进行符合实际环境的控制，得以实现流量检测桥650的耐污损性的进一步提高、进一步的省电化。

-第4实施方式-

参照图16说明物理量检测装置的第4实施方式。在以下的说明中，对与第1实施方式～第3实施方式相同的构成要素标注相同的符号，主要说明不同点。没有特别说明的点与第1实施方式相同。在本实施方式中，主要在也具备发热体控制外部指示接收部831这一点上与第3实施方式不同。

图16是表示第4实施方式中的物理量检测装置300的构成的图。本实施方式中的物理量检测装置300的硬件构成与第3实施方式相同。本实施方式中的物理量检测装置300的功能构成与第3实施方式不同，在追加了发热体控制外部指示接收部831这一点、以及发热体控制内部指示部832的动作不同这一点上与第3实施方式不同。

发热体控制外部指示接收部831的动作与第1实施方式相同。发热体控制内部指示部832按照经由发热体控制外部指示接收部831传递的发热体控制外部指示部201的指示和流量有无判定部839的指示，对发热体控制内部指示接收部833指示发热体608的控制状态的变更。在发热体控制外部指示部201的指示与流量有无判定部839的指示不同的情况下，发热体控制内部指示部832使发热体控制外部指示部201的指示优先。

根据上述第4实施方式，不仅能够与具备发热体控制外部指示部201的ECU连接而使用，还能够与不具备发热体控制外部指示部201的ECU连接而使用。进一步地，在连接的ECU具备发热体控制外部指示部201的情况下，对于发热体608的动作优先ECU的指示，因此能够实现符合ECU的动作的省电化。

(第4实施方式的变形例)

在上述第4实施方式中，在发热体控制外部指示部201的指示与流量有无判定部839的指示不同的情况下，发热体控制内部指示部832使发热体控制外部指示部201的指示优先。但是，在发热体控制外部指示部201的指示与流量有无判定部839的指示不同的情况下，发热体控制内部指示部832也可以使流量有无判定部839的指示优先。根据本变形例，由于通过流量有无判定部839的判定而转移到发热抑制状态，所以能够抑制物理量检测装置300的消耗电力。

上述各实施方式及变形例也可以分别组合。以上说明了各种实施方式及变形例，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内可考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。

符号说明

200…电子控制装置

300…物理量检测装置

415…微机

601…流量检测电路

602…流量检测部

604…处理部

608…发热体

612…CPU

640…发热控制桥

650…流量检测桥

800…第一流量特性调整块

801…第一流量缓冲器

803…平均流量计算块

804…振幅量计算块

805…振幅比计算块

806…频率分析块

807…第一滤波器选择部

808…第二滤波器选择部

809…第二流量特性调整块

810…流量校正滤波器

811…移动平均滤波器

812…低通滤波器

813…脉动误差降低滤波器

830…发热体控制处理部

831…发热体控制外部指示接收部

832…发热体控制内部指示部

833…发热体控制内部指示接收部

834…发热体控制切换后特性

835…温度上升侧特性

836…温度下降侧特性

837…发热体控制切换控制处理部

839…流量有无判定部。

Claims (10)

1.一种物理量检测装置，其特征在于，具备：

流量检测部，其具有发热体，测定被测量流体的流量；

发热体控制部，其将所述发热体的控制状态切换为发热状态或发热抑制状态中的某一种状态；以及

信号处理部，其处理所述流量检测部的测定值，

当所述发热体控制部切换所述控制状态时，所述信号处理部在紧接所述切换之后的规定期间内对根据所述切换前的所述流量检测部的测定值决定的推定值进行处理。

2.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述信号处理部具备：

缓冲器，其暂时记录过去规定的期间内的所述推定值；

平均流量计算块，其参照所述缓冲器，计算作为所述推定值的平均值的平均流量；

振幅量计算块，其参照所述缓冲器，计算作为所述推定值的振幅的振幅量；

振幅比计算块，其使用所述平均流量计算块以及所述振幅量计算块的计算结果来计算振幅比；

频率分析块，其进行所述推定值的频率分析，并计算所述推定值中的主导频率；以及

脉动误差降低滤波器，其使用所述平均流量计算块的输出、所述振幅量计算块的输出、所述振幅比计算块的输出、以及所述频率分析块的输出，来输出降低了所述推定值中的脉动的影响的推定值。

3.根据权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述信号处理部还具备：

第二滤波器选择部，其根据所述平均流量计算块的输出与预先确定的第一阈值的大小关系，输出所述推定值的移动平均值、或者对所述推定值应用了低通滤波器而得的值；以及

第一滤波器选择部，其根据所述振幅比计算块的输出与预先确定的第二阈值的大小关系、以及所述频率分析块的输出与预先确定的第三阈值的大小关系，输出所述推定值、所述脉动误差降低滤波器的输出、以及所述第二滤波器选择部的输出中的某一个。

4.根据权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，

当所述发热体控制部切换所述控制状态时，所述信号处理部删除记录在所述缓冲器中的推定值，或者将所述缓冲器的参照范围限制为所述控制状态被切换之后记录的推定值。

5.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述信号处理部具备流量对应信息，该流量对应信息表示所述被测量流体的流量相同的状态下的整定时的所述测定值的发热状态与发热抑制状态的对应，

所述信号处理部参照所述流量对应信息，并根据所述控制状态切换前的控制状态以及所述控制状态切换前的测定值，来决定所述推定值。

6.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述信号处理部在经过所述规定的期间后，将所述测定值设为所述推定值。

7.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

还具备信号接收部，该信号接收部从外部接收控制所述发热体的信号，

所述发热体控制部根据所述信号变更所述发热体的控制。

8.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，具备：

缓冲器，其暂时记录过去规定的期间内的测定值；

平均流量计算块，其参照所述缓冲器，计算作为流量的平均值的平均流量；

振幅量计算块，其参照所述缓冲器，计算作为流量的振幅的振幅量；以及

流量有无判定部，其判定所述被测量流体的流量的有无，并向所述发热体控制部输出动作指令，

所述发热体控制部根据所述动作指令进行动作，

在所述平均流量在预先确定的第一阈值以下且所述振幅量在预先确定的第二阈值以下的情况下，所述流量有无判定部判断为所述被测量流体的流量为零，使所述发热体控制部控制为所述发热抑制状态，在所述平均流量大于预先确定的第一阈值的情况下、或者所述振幅量大于预先确定的第二阈值的情况下，所述流量有无判定部判断为所述被测量流体的流量不为零，使所述发热体控制部控制为所述发热状态。

9.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，具备：

信号接收部，其从外部接收控制所述发热体的信号；

缓冲器，其暂时记录过去规定的期间内的测定值；

平均流量计算块，其参照所述缓冲器，计算作为流量的平均值的平均流量；

振幅量计算块，其参照所述缓冲器，计算作为流量的振幅的振幅量；以及

流量有无判定部，其判定所述被测量流体的流量的有无，并向所述发热体控制部输出动作指令，

所述发热体控制部根据所述信号以及所述动作指令进行动作，

在所述平均流量在预先确定的第一阈值以下且所述振幅量在预先确定的第二阈值以下的情况下，所述流量有无判定部判断为所述被测量流体为零，使所述发热体控制部控制为所述发热抑制状态，在所述平均流量大于预先确定的第一阈值的情况下、或者所述振幅量大于预先确定的第二阈值的情况下，所述流量有无判定部判断为所述被测量流体不为零，使所述发热体控制部控制为所述发热状态。

10.根据权利要求9所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述发热体控制部使所述信号优先于所述动作指令。

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