CN112204359A - 物理量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的物理量检测装置能够减少加热状态切换后、流量变化后的精度降低。物理量检测装置具备：流量测定元件，其具有发热体，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个；以及信号处理部，其包含缓冲器及频率分析块，使用频率分析块计算出的主频率来处理流量测定元件的测定值，在缓冲器中记录有过去规定的期间内的测定值，频率分析块通过对记录在缓冲器中的测定值进行频率分析来计算出主频率，信号处理部在检测到事件的发生时，在从事件的发生起的规定的期间内，使用之前刚刚计算出的主频率来进行运算，事件是指测定值的急剧变化、以及发热体控制部进行的控制状态的切换。

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中公开了一种空气流量计，其具备：通路形成构件，其形成供被吸入到发动机的进气的一部分通过的通路；流量传感器，其测定通过所述通路的进气流量；以及进气温度传感器，其测定进气温度，该空气流量计的特征在于，该空气流量计具备：第二温度传感器，其与所述进气温度传感器独立地设置，在受到传递到所述通路形成构件的热影响的部位进行温度测定；以及响应补偿单元，其根据所述流量传感器测定到的流量信号，补偿所述进气温度传感器测定到的进气温度信号和所述第二温度传感器测定到的第二温度信号的输出差的响应延迟，该空气流量计根据由该响应补偿单元补偿的输出差，校正所述进气温度传感器测定到的进气温度信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-109625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，在加热状态切换后、流量变化后，测定精度会降低。

用于解决问题的技术手段

本发明的第一方式的物理量检测装置具备：流量测定元件，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个；以及信号处理部，其包含缓冲器及频率分析块，使用所述频率分析块计算出的主频率来处理所述流量测定元件的测定值，在所述缓冲器中记录有过去规定的期间内的所述测定值，所述频率分析块通过对记录在所述缓冲器中的测定值进行频率分析来计算所述主频率，所述信号处理部在检测到事件的发生时，在从所述事件的发生起的规定的期间内，使用之前刚刚计算出的所述主频率来进行运算，所述事件是指所述测定值的急剧变化、以及所述发热体控制部进行的所述控制状态的切换。

发明的效果

根据本发明，能够减少加热状态切换后、流量变化后的精度降低。

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是表示第一实施方式中的ECU200及物理量检测装置300的构成的图。

图4是表示流量检测电路601的输出特性的图。

图5是表示第一流量特性调整块800的输出特性的图。

图6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7是表示物理量检测装置300的动作例的图。

图8是表示第二实施方式中的ECU200及物理量检测装置300的构成的图。

图9是表示流量有无判定部839的动作概要的图。

图10是表示第三实施方式中的ECU200及物理量检测装置300的构成的图。

图11是表示第四实施方式中的ECU200及物理量检测装置300的构成的图。

图12是表示第五实施方式中的ECU200及物理量检测装置300的构成的图。

具体实施方式

-第一实施方式-

以下，参照图1～图7说明物理量检测装置的第一实施方式。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固定在供内燃机的吸入空气流动的进气管上；外部连接部321，其从凸缘311突出并具有连接器，该连接器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朝向进气管的中心突出的方式延伸。在物理量检测装置300和ECU200的通信中可以使用各种通信单元，例如使用作为车载网络的一种的LIN(Local Interconnect Network，内部互联网络)。

在测量部331上，在对壳体302进行模制成型时，通过嵌件成型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和第二突出部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450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和湿度传感器。

(功能构成)

图3是表示ECU200及物理量检测装置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。关于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。其中，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。其中，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和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的指示控制发热体608，将测定值输出到第一流量调整块800。其中，与发热体控制内部指示部832的指示内容无关地进行测定值的输出。

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指示控制状态的发热状态和发热抑制状态的切换。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进行发热控制桥640不使发热体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，发热体控制内部指示接收部833在被指示了发热状态的情况下向发热体608供给电力，在被指示了发热抑制状态的情况下切断向发热体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经由被测量气体被发热体608加热，电阻值变化。在被指示了发热状态的情况下，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℃。在被指示了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。其中，在被指示了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、发热体控制切换控制处理部837、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、第一振幅量计算块804a、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，其接受来自ECU200所具备的发热体控制外部指示部201的指示；以及发热体控制内部指示部832。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判断当前的状态相当于以下所述的第一状态～第三状态中的哪一个状态。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频率分析块806。另外，以下，将发热体控制内部指示部832的指示从发热抑制状态变更为发热状态的情况、以及从发热状态变更为发热抑制状态的情况都称为“事件”。

第一状态是紧接在检测到从发热抑制状态到发热状态的变更之后的规定的期间Tres内的状态。第二状态是紧接在检测到从发热状态到发热抑制状态的变更之后的规定的期间Tres内的状态。第三状态是其他状态，换言之，是检测到从发热抑制状态向发热状态的变更后经过比规定的期间Tres长的时间，并且检测到从发热状态向发热抑制状态的变更后经过比规定的期间Tres长的时间的状态。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，在微机415中存储有该信息。

(微机|第一流量特性调整块800)

第一流量特性调整块800对从流量检测电路601输出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4及图5是说明第一流量特性调整块800的动作的图。图4是表示流量检测电路601的输出特性的图，图5是表示第一流量特性调整块800的输出特性的图。如图4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的输出的增加幅度不一定是恒定的，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对从流量检测电路601输出的流量信号赋予所希望的特性，以成为图5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。另外，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。

(微机|第二流量缓冲器802)

第二流量缓冲器802从最新的输出起至少保持流量的脉动周期量以上。其中，第二流量缓冲器802的尺寸可以与第一流量缓冲器801相同，也可以不同。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。以下，将第二流量缓冲器802中存储的信息全部替换的时间称为“第二缓冲时间”。换言之，在第二流量缓冲器802中存储有从当前时刻追溯第二缓冲时间的时刻以后的第一流量特性调整块800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|第一振幅量计算块804a)

第一振幅量计算块804a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作为振幅量。第一振幅量计算块804a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通过将第一振幅量计算块804a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向第一滤波器选择部807和脉动误差降低滤波器813输出计算结果。

(微机|频率分析块806)

频率分析块806根据发热体控制切换控制处理部837的输出进行两种动作。频率分析块806在发热体控制切换控制处理部837的输出为第三状态的情况下进行主动作，在发热体控制切换控制处理部837的输出为第一状态或第二状态的情况下进行从动作。频率分析块806的主动作是指，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，得到每个分析频率的频谱，如后述那样输出脉动频率。从动作是指，反复输出之前刚刚输出的脉动频率。

对主动作的详细情况进行说明。主动作中的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及第二流量缓冲器802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以及脉动误差降低滤波器813，并且在未图示的临时存储区域中记录最新的脉动频率。

当进行从动作的情况下，频率分析块806从上述临时存储区域中读出脉动频率，并输出该脉动频率。其中，在第一滤波器选择部807以及脉动误差降低滤波器813通过读入存储器上的预先确定的区域的数据来获取脉动频率的信息的情况下，频率分析块806也可以不进行任何处理作为从动作。这是因为写入到存储器上的数据是主动作的数据，只要不进行新的写入，写入的数据就不会被擦除。

(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，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计算出的脉动频率与频率阈值807b的比较。第一滤波器选择部807根据它们的比较，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。为了便于说明，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计算出的振幅比为振幅比阈值807a以下、平均流量计算块803计算出的流量平均值为频率阈值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计算出的脉动频率为频率阈值807b以下的情况下，以及振幅比计算块805计算出的振幅比为振幅比阈值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为流量阈值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6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。在图6中，区域被分割成4大块，左下的区域进一步被分割成2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。

(微机|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。参照预先确定的第一表，基于振幅比计算块805的输出以及频率分析块806的输出来决定频率特性增益。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。参照预先确定的第二表，基于频率特性校正流量以及振幅比计算块805的输出来决定流量依赖性校正增益。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。另外，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，但在搭载怠速停止功能的车辆、混合动力汽车等中，有时内燃机停止，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的发热的功耗的浪费，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7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的频率分析块806的输出的图。其中，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的输出以及单纯地进行了频率分析的结果。在图7中，横轴表示时间。在图7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7的(a)～图7的(c)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7的(d)～图7的(f)中，被测定流体的实际流量在曲线图所示的范围内始终为恒定值。

图7的(a)及图7的(d)表示流量检测电路601的输出，图7的(b)及图7的(e)表示单纯的频率分析的结果，图7的(c)及图7的(f)表示频率分析块806的输出。图7的(b)及图7的(e)所示的单纯的频率分析的结果是假设忽略发热体控制切换控制处理部837的输出而始终进行频率分析时的脉动频率。从流量检测电路601向微机415输入图7的(a)所示的信号，通过发热体控制切换控制处理部837及频率分析块806的处理，输出图7的(c)所示的信号。图7的(d)和图7的(f)的关系也相同。

如图7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。另外，整定是指例如达到稳定值的正负2％的范围。

在该情况下，如果继续由频率分析块806进行的脉动频率的运算，则如图7的(b)所示，输出以时刻t12为界反复增减，一段时间后稳定在恒定值。其中，频率分析块806根据发热体控制切换控制处理部837的输出而改变动作，在该例中，在时刻t12，发热体控制切换控制处理部837的输出从第三状态切换到第一状态。因此，频率分析块806在从时刻t12起的期间Tres内继续即将达到t12之前的输出。若从时刻t12经过期间Tres，则发热体控制切换控制处理部837的输出成为第三状态，因此重新开始运算并输出运算结果。因此，可知作为频率分析块806的输出的图7的(c)与继续运算的图7的(b)相比，输出不稳定的期间短。

另外，如图7的(d)～图7的(f)所示，在被测量流体的流量取某恒定值的情况下，也能够得到同样的效果。即，如图7的(d)所示，流量检测电路601的输出从时刻t12起逐渐增加，在继续运算的情况下，如图7的(e)所示，输出不稳定的期间较长。但是，通过根据发热体控制切换控制处理部837的输出停止运算，如图7的(f)所示，能够缩短输出不稳定的期间。

根据上述的第一实施方式，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，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以及发热抑制状态；以及微机415，其包含第二流量缓冲器802及频率分析块806，是使用频率分析块806计算出的脉动频率来处理流量检测部602的测定值的信号处理部。在第二流量缓冲器802中记录过去规定的期间内的测定值。频率分析块806通过对记录在第二流量缓冲器802中的测定值进行频率分析来计算脉动频率。当微机415检测到发热体控制内部指示接收部833进行的控制状态的切换时，在从切换起的规定的期间Tres内，使用之前刚刚计算出的脉动频率进行运算。因此，如图7所示，能够缩短控制状态切换后的输出不稳定的期间，减少测定精度的降低。

(2)当微机415检测到发热体控制内部指示接收部833进行的控制状态的切换时，使频率分析块806的动作停止，继续使用即将切换控制状态之前的脉动频率。因此，可以减少频率分析块806的功耗。

(3)在经过规定的期间Tres后，微机415使用频率分析块806的计算值进行处理。因此，微机415能够获取最新的脉动频率，并基于该频率进行运算。

(4)规定的期间Tres为流量检测部602的温度响应所需的期间以上的期间。因此，通过将作为物理制约的温度响应所需的期间以上的期间设为规定的期间Tres，能够减少精度的降低。

(5)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进行适当的电力节约。例如，在使用物理量检测装置300的输出的ECU200于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选择移动平均滤波器811以及低通滤波器812中的任一个。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，可以不具备第二滤波器选择部808。

(变形例2)

在上述第一实施方式中，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4个物理量中的其他至少1个。

(变形例3)

当微机415检测到发热体控制内部指示部832的指示从发热抑制状态变更为发热状态、或者从发热状态变更为发热抑制状态时，也可以不更新第二流量缓冲器802而继续频率分析块806的动作。例如，第一流量特性调整块800也可以参照发热体控制切换控制处理部837的输出，仅在输出为第三状态的情况下向第二流量缓冲器802进行输出。在该情况下，由于频率分析块806的动作继续，所以能够简化控制频率分析块806的动作的逻辑，能够使设计多样化。

(变形例4)

规定的期间Tres也可以是第二缓冲时间以上的期间，即，是存储在第二流量缓冲器802中的所有数据全部替换的时间以上的期间。其中，优选规定的期间Tres为流量检测部602的温度响应所需的期间以上的期间，且为第二缓冲时间以上的期间。在规定的期间Tres为第二缓冲时间以上的期间的情况下，在频率分析块806重新开始频率分析时，在第二流量缓冲器802中没有残留控制状态变更前的以往的测定值，因此能够进行稳定的输出。

(变形例5)

频率分析块806也可以在发热体控制切换控制处理部837的输出为第二状态的情况下进行主动作。换言之，频率分析块806可以仅在第一状态、即紧接在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以内反复输出之前刚刚输出的脉动频率。

-第二实施方式-

参照图8～图9说明物理量检测装置的第二实施方式。在以下的说明中，对与第一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。没有特别说明的方面与第一实施方式相同。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这一点上与第一实施方式不同。

图8是表示第二实施方式的物理量检测装置300的构成的图。本实施方式中的物理量检测装置300的硬件构成与第一实施方式相同。本实施方式中的物理量检测装置300的功能构成与第一实施方式不同，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，并且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的计算值和第一振幅量计算块804a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的计算值和第一振幅量计算块804a的计算值判定实际流量的有无。

图9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、以及第一振幅量计算块804a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，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，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，或者在第一振幅量计算块804a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，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计算出的平均流量为平均流量阈值845a以下、且第一振幅量计算块804a的计算值为振幅量阈值845b以下的情况下，流量有无判定部839判定为实际流量为零，向发热体控制内部指示部832指示发热抑制状态的控制。

根据上述的第二实施方式，能够得到以下的作用效果。

(6)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；第一振幅量计算块804a；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。在平均流量为平均流量阈值845a以下、且振幅量为振幅量阈值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，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不从外部的ECU200接收动作指示地控制发热体608，所以能够进行符合实际环境的控制，实现流量检测桥650的进一步的耐污损性提高、进一步的省电化。

-第三实施方式-

参照图10，说明物理量检测装置的第三实施方式。在以下的说明中，对与第一实施方式及第二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。没有特别说明的方面与第一实施方式相同。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这一点上与第二实施方式不同。

图10是表示第三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的硬件构成与第三实施方式相同。本实施方式中的物理量检测装置300的功能构成与第三实施方式不同，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三实施方式不同。

发热体控制外部指示接收部831的动作与第一实施方式相同。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。

根据上述的第三实施方式，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。进而，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。

(第三实施方式的变形例)

在上述的第三实施方式中，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的功耗。

-第四实施方式-

参照图11说明物理量检测装置的第四实施方式。在以下的说明中，对与第一实施方式～第三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。没有特别说明的方面与第三实施方式相同。在本实施方式中，与第三实施方式的不同点主要在于，还具备振幅量判定部860，使得在流量的变化大的情况下也不进行频率分析。

图11是表示第四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的硬件构成与第三实施方式相同。本实施方式中的物理量检测装置300的功能构成与第三实施方式不同，还具备振幅量判定部860。

(微机|振幅量判定部860)

振幅量判定部860判断作为第一振幅量计算块804a的输出的振幅量是否大于规定的阈值，并将该判断结果输出到频率分析块806。例如，在振幅量大于规定的阈值的情况下，振幅量判定部860输出表示振幅过大的信号，在振幅量为规定的阈值以下的情况下，振幅量判定部860不输出表示振幅过大的信号。在本实施方式中，将作为第一振幅量计算块804a的输出的振幅量大于规定的阈值的情况，换言之将测定值急剧变化的情况也称为发生了“事件”。

频率分析块806在振幅量判定部860输出振幅过大的信号的期间、以及振幅过大的信号的输出结束后起的第二缓冲时间以内也进行从动作。换言之，在发热体控制切换控制处理部837的输出为第一状态的情况、发热体控制切换控制处理部837的输出为第二状态的情况、振幅量判定部860输出振幅过大的信号的情况、以及振幅量判定部860结束振幅过大的信号的输出后起的第二缓冲时间以内的情况中的任一种情况下，振幅量判定部860进行从动作。

根据上述第四实施方式，除了第一实施方式的作用效果之外，还可以得到以下的作用效果。即，即使在测定值急剧变化的情况下，频率分析块806也反复输出之前刚刚计算出的脉动频率，因此，能够缩短控制状态切换后的输出不稳定的期间，减少测定精度的降低。

-第五实施方式-

参照图12说明物理量检测装置的第五实施方式。在以下的说明中，对与第一实施方式～第四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。没有特别说明的方面与第四实施方式相同。本实施方式与第四实施方式的不同点主要在于，本实施方式还具备第二振幅量计算块861。

图12是表示第五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的硬件构成与第四实施方式相同。本实施方式中的物理量检测装置300的功能构成与第四实施方式不同，还具备第二振幅量计算块804b。第二振幅量计算块804b计算存储在第二流量缓冲器802中的流量值的最大值和存储在第二流量缓冲器802中的流量值的最小值的差分作为振幅量，并输出到振幅量判定部860。

在本实施方式中，振幅量判定部860判断第二振幅量计算块804b的输出是否大于规定的阈值，而不是第一振幅量计算块804a的输出是否大于规定的阈值，并将该判断结果输出到频率分析块806。频率分析块806的动作与第四实施方式相同。在本实施方式中，将作为第二振幅量计算块804b的输出的振幅量大于规定的阈值的情况也称为发生了“事件”。

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考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。

符号说明

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、640…发热控制桥、650…流量检测桥、803…平均流量计算块、804a…第一振幅量计算块、804b…第二振幅量计算块、805…振幅比计算块、806频率分析块、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、837…发热体控制切换控制处理部、839…流量有无判定部、860…振幅量判定部。

Claims (9)

1.一种物理量检测装置，其特征在于，具备：

流量测定元件，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个；

信号处理部，其包含缓冲器及频率分析块，使用所述频率分析块计算出的主频率来处理所述流量测定元件的测定值，

在所述缓冲器中记录有过去规定的期间内的所述测定值，

所述频率分析块通过对记录在所述缓冲器中的测定值进行频率分析来计算所述主频率，

所述信号处理部在检测到事件的发生时，在从所述事件发生起的规定的期间内，使用之前刚刚计算出的所述主频率进行运算，

所述事件是指所述测定值的急剧变化、以及所述发热体控制部进行的所述控制状态的切换。

2.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述信号处理部在检测到所述事件的发生时，不更新所述缓冲器而继续所述频率分析块的动作，或者使所述频率分析块的动作停止而继续使用所述事件即将发生之前的所述主频率。

3.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，使用所述频率分析块的计算值进行处理。

4.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述规定的期间是所述流量测定元件的温度响应所需的期间以上的期间。

5.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述规定的期间是所述缓冲器全部被更新的期间以上的期间。

6.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。

7.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，计算流量的平均即平均流量；

振幅量计算块，其参照所述缓冲器，计算流量的振幅即振幅量；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，

在所述平均流量为预先确定的第一阈值以下且所述振幅量为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。

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：

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，计算流量的平均即平均流量；

振幅量计算块，参照所述缓冲器，计算流量的振幅即振幅量；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，

在所述平均流量为预先确定的第一阈值以下且所述振幅量为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。

9.根据权利要求8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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