DE102016121433A1

DE102016121433A1 - Thermotyp-Luftmengenmesser

Info

Publication number: DE102016121433A1
Application number: DE102016121433.7A
Authority: DE
Inventors: Naoki Morinaga; Masahiro Kawai; Yuji Ariyoshi; Shinichiro Hidaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: JP6177384B1; JP2017211283A; US10006792B2; US20170343400A1; DE102016121433B4

Abstract

Es wird ein Thermotyp-Luftmengenmesser bereitgestellt, der die Anzahl von Ausgabesignalen der Sensoreinheit reduziert, und der unterdrücken kann, dass die Genauigkeit einer Strömungsratenerfassung verschlechtert wird wegen einer nicht-linearen Sensorausgabecharakteristik und einer Reaktionsverzögerung in dem Ausgabesignal, wobei sich das Ausgabesignal zu der positiven Seite oder der negativen Seite verschiebt. Ein Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gibt eines oder beide von einem Positive-Seite-Vergleichssignal (Vfc) in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt, welcher bei der positiven Seite eines Vergleichsschwellenwertes (TH) ist, und einem Negative-Seite-Vergleichssignal (Vfc) aus, welches bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes (TH) ist, gibt ein Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk) aus, das erhalten worden ist durch Multiplizieren eines Durchschnittssignals (Vfca), das akquiriert worden ist durch Mittelung des Vergleichssignals (Vfc), mit einem Einstellungskoeffizienten (Kad), und gibt als ein Strömungsratensignal (Vout) einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Zuführen des Koeffizientenmultiplikationssignals (Vfk) zu einer Zunahmekorrektur oder Abnahmekorrektur des Amplitudenzunahmesignals.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Thermotyp-Luftmengenmesser, der die Strömungsrate von Ansaugluft in einem Verbrennungsmotor erfasst.
In einem elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzungssystem eines in einem Automobil oder dergleichen montierten Verbrennungsmotors hat ein Thermotyp-Luftmengenmesser, der zum Messen einer Massenströmungsrate der Ansaugluft fähig ist, weite Nutzung gefunden. Unter einer Fahrbedingung, wo die Drehzahl eines Verbrennungsmotors niedrig ist, und die Last hoch ist, tritt jedoch eine Pulsierungsströmung bzw. pulsierende Strömung auf, die von einer Rückwärtsströmung begleitet wird. In einem konventionellen Thermotyp-Luftmengenmesser, der nicht eine Rückwärtsströmung erfassen kann, tritt demgemäß ein großer Strömungsrate-Erfassungsfehler auf. Um den Strömungsrate-Erfassungsfehler zu einer Zeit zu reduzieren, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Pulsierungsströmung gemessen wird, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, in dem die Richtung einer Luftströmung erfasst wird, und, wenn eine Rückwärtsströmung erfasst wird, ein Strömungsratensignal korrigiert wird.
Beispielsweise ist der Brückenschaltkreis einer Sensoreinheit, wie in 4 und 5 des japanischen Patents Nr. 5558599 repräsentiert, mit einem Stromaufwärts-Heizwiderstand 61, einem Stromabwärts-Heizwiderstand 62, einem Ansauglufttemperatur-Erfassungswiderstand 9, festen Widerständen 10, 11 und 12 und dergleichen ausgestaltet. Als das Hauptausgabesignal zum Erfassen der Strömungsrate wird das Ausgabesignal Vm des Brückenschaltkreises genutzt.
Jedoch kann die Strömungsrichtung nicht aus dem Ausgabesignal Vm des Brückenschaltkreises bestimmt werden; deshalb wird zusätzlich zu dem Ausgabesignal Vm das elektrische Zwischenpotential zwischen dem Stromaufwärts-Heizwiderstand 61 und dem Stromabwärts-Heizwiderstand 62 als ein Rückwärtsströmungssignal Vd1 ausgegeben, das eine Rückwärtsströmungsrate angibt. Dann wird ein Signal, das durch Subtrahieren des Rückwärtsströmungssignals Vd1 von dem Ausgabesignal Vm des Brückenschaltkreises erhalten worden ist, als ein Strömungsratensignal Vout ausgegeben.
Weil jedoch in der im japanischen Patent Nr. 5558599 offenbarten Technologie zwei Signale, d.h. das Ausgabesignal Vm des Brückenschaltkreises und das Rückwärtsströmungssignal Vd1, genutzt werden, ist die Schaltkreisausgestaltung kompliziert und vergrößert, was eine Kosteneinsparung und eine Verkleinerung behindert. Darüber hinaus stellen die Variationen in den elektronischen Komponenten, die das Ausgabesignal Vm des Brückenschaltkreises erzeugen, und die Variationen in den elektronischen Komponenten, die das Rückwärtsströmungssignal Vd1 erzeugen, jeweilige Effekte für die vorhergehenden Signale bereit; somit kann die Genauigkeit des gesamten Signals nicht ohne weiteres aufrechterhalten werden.
Darüber hinaus wird es in der im japanischen Patent Nr. 5558599 offenbarten Technologie nicht berücksichtigt, dass, weil die Ausgabecharakteristik des Sensors nicht-linear ist, und das Ausgabesignal der Sensoreinheit eine durch eine Wärmekapazität verursachte Reaktionsverzögerung hat, das Ausgabesignal der Sensoreinheit sich zu der positiven Seite oder der negativen Seite verschiebt; somit hat es ein Problem gegeben, dass die Genauigkeit des Strömungsratensignals verschlechtert wird.
Deshalb ist ein Thermotyp-Luftmengenmesser erforderlich, der die Anzahl von Ausgabesignalen der Sensoreinheit reduziert, und der unterdrücken kann, dass die Genauigkeit einer Strömungsratenerfassung verschlechtert wird wegen der nicht-linearen Sensorausgabecharakteristik und der Reaktionsverzögerung des Ausgabesignals, wobei das Ausgabesignal sich zu der positiven Seite oder der negativen Seite verschiebt.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Thermotyp-Luftmengenmesser (Engl.: thermal-type airflow meter) gemäß der vorliegenden Erfindung enthält
einen Bypass-Strömungspfad, der in einem Ansaugrohr angeordnet ist, durch welches in einen Verbrennungsmotor hereinzunehmende Luft strömt, der einen Teil der Ansaugluft hereinnimmt, und der die Ansaugluft zum Strömen dadurch bringt;
eine Sensoreinheit mit einer Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung, die in dem Bypass-Strömungspfad angeordnet ist; und
eine Signalverarbeitungseinheit, die ein Ausgabesignal der Sensoreinheit verarbeitet,
wobei der Bypass-Strömungspfad Luft in eine Richtung zum Strömen bringt, die einer Vorwärtsströmungsrichtung oder einer Rückwärtsströmungsrichtung der Ansaugluft in dem Ansaugrohr entspricht,
wobei die Sensoreinheit als die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung einen Stromaufwärts-Heizwiderstand, der ein Heizwiderstand bei der Stromaufwärtsseite in der Vorwärtsströmungsrichtung ist, und einen Stromabwärts-Heizwiderstand hat, der ein Heizwiderstand ist, der bei der Stromabwärtsseite des Stromaufwärts-Heizwiderstands in der Vorwärtsströmungsrichtung angeordnet ist, und einen Differenzstrom-Ausgabeschaltkreis hat, der ein Ausgabesignal erschafft in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen einem Stromaufwärtsstrom, der in dem Stromaufwärts-Heizwiderstand fließt, um die Spannung über den Stromaufwärts-Heizwiderstand aufrechtzuerhalten, ein vorbereitend gesetzter Stromaufwärts-Spannungswert zu sein, und einem Stromabwärtsstrom, der in dem Stromabwärts-Heizwiderstand fließt, um die Spannung über den Stromabwärts-Heizwiderstand aufrechtzuerhalten, ein vorbereitend gesetzter Stromabwärts-Spannungswert zu sein,
wobei die Signalverarbeitungseinheit enthält
eine Antwortkorrektureinheit, die ein Amplitudenzunahmesignal ausgibt, das erhalten worden ist durch Anwenden einer Amplitudenzunahmeverarbeitung von AC-Komponenten auf ein Ausgabesignal der Sensoreinheit,
eine Vergleichssignal-Ausgabeeinheit, die das Amplitudenzunahmesignal mit einem vorbereitend gesetzten Vergleichsschwellenwert vergleicht und dann eines oder beide von einem Negative-Seite-Vergleichssignal in Übereinstimmung mit dem negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes ist, und einem Positive-Seite-Vergleichssignal in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes ist, ausgibt,
eine Mittelungsverarbeitungseinheit, die ein Durchschnittssignal ausgibt, das durch Mittelung des Vergleichssignals erhalten worden ist,
eine Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit, die ein Koeffizientenmultiplikationssignal ausgibt, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittssignals mit einem vorbereitend gesetzten Einstellungskoeffizienten, und
eine Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit, die als ein Strömungsratensignal einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmeverarbeitung oder einer Zunahmeverarbeitung auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal.
In dem Thermotyp-Luftmengenmesser gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung in der Sensoreinheit solch einen Stromaufwärts-Heizwiderstand, einen Stromabwärts-Heizwiderstand und einen Differenzstrom-Ausgabeschaltkreis, wie oben beschrieben; durch Verwendung eines einzelnen Ausgabesignals des Differenzstrom-Ausgabeschaltkreises können deshalb eine Vorwärts-Strömungsrate und eine Rückwärts-Strömungsrate unter der Bedingung erfasst werden, dass eine Unterscheidung zwischen einer Vorwärtsströmungsrichtung oder einer Rückwärtsströmungsrichtung durchgeführt werden kann. Als ein Ergebnis kann die Anzahl von Ausgabesignalen der Sensoreinheit auf eins reduziert werden; somit können eine Verkleinerung und eine Kosteneinsparung der Sensoreinheit durchgeführt werden.
Die Antwortkorrektureinheit bringt die Amplitude der AC-Komponenten einer Pulsierungsströmung, in dem Ausgabesignal enthalten, zum Zunehmen, so dass der Effekt einer Reaktionsverzögerung in der Sensoreinheit reduziert werden kann. Darüber hinaus werden eines oder beide von einem Negative-Seite-Vergleichssignal und einem Positive-Seite-Vergleichssignal, erhalten durch Vergleichen des Amplitudenzunahmesignals mit dem Vergleichsschwellenwert, ausgegeben, so dass eine Komponente, die einer oder beiden von einer Rückwärtsströmungsrate und einer Vorwärtsströmungsrate entspricht, extrahiert werden kann. Durch Ausgeben des Durchschnittssignals, das erhalten worden ist durch Mittelung des Vergleichssignals, kann ein Signal, das einem oder beiden von dem Mittelwert einer Rückwärtsströmungsrate und dem Mittelwert einer Vorwärtsströmungsrate entspricht, ausgegeben werden. Durch Ausgeben des Koeffizientenmultiplikationssignals, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittssignals mit dem Einstellungskoeffizienten, kann ein Signal entsprechend dem Positive-Seite- oder Negative-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate, welches durch eine Rückwärtsströmungsrate oder eine Vorwärtsströmungsrate verursacht ist, ausgegeben werden. Durch Ausgeben, als das Strömungsratensignal, eines Wertes, der erhalten worden ist durch Unterziehen des Koeffizientenmultiplikationssignals einer Abnahmekorrektur oder einer Zunahmekorrektur des Amplitudenzunahmesignals, kann dann das Positive-Seite- oder Negative-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate, welches durch eine Rückwärtsströmungsrate oder eine Vorwärtsströmungsrate verursacht ist, reduziert werden; somit kann unterdrückt werden, dass die Genauigkeit eines Erfassens einer Strömungsrate durch die Verschiebung verschlechtert wird.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenquerschnittansicht eines Thermotyp-Luftmengenmessers gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht einer Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittansicht der Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Satz eines Schaltkreisdiagramms einer Sensoreinheit und eines Blockdiagramms einer Signalverarbeitungseinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Ausgabecharakteristikgraph der Sensoreinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern eines Strömungsrate-Erfassungsfehlers bezüglich eines Vergleichsbeispiels gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern eines Strömungsrate-Erfassungsfehlers bezüglich des Vergleichsbeispiels gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern eines Pulsierungsfehlers bezüglich des Vergleichsbeispiels gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern jeweiliger operativer Aktionen von Einheiten gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Graph zum Erläutern einer Reduzierung eines Pulsierungsfehlers gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern eines Strömungsrate-Erfassungsfehlers bezüglich eines Vergleichsbeispiels gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Graph zum Erläutern eines Pulsierungsfehlers bezüglich des Vergleichsbeispiels gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern der jeweiligen operativen Aktionen von Einheiten gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein Graph zum Erläutern einer Reduzierung eines Pulsierungsfehlers gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
15 ist ein Schaltkreisdiagramm einer Sensoreinheit und ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungseinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Graph zum Erläutern einer Reduzierung eines Pulsierungsfehlers gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern einer Bestimmung hinsichtlich eines Umschaltens zwischen einer Abnahmekorrektur und einer Zunahmekorrektur gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern der jeweiligen operativen Aktionen von Einheiten gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
19 ist ein Satz von Diagrammen zum Erläutern der jeweiligen operativen Aktionen von Einheiten gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
20 ist ein Graph zum Erläutern eines Setzens eines Vergleichsschwellenwertes entsprechend einem Durchschnittausgabesignal gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein Graph zum Erläutern eines Setzens eines Einstellungskoeffizienten entsprechend einem Durchschnittausgabesignal gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung.
22 ist ein Graph zum Erläutern eines Setzens des Wellenhöhenwertes einer Rechteckwelle entsprechend einem Durchschnittausgabesignal gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung.
23 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Signalverarbeitungseinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1. Ausführungsform 1
Ein Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 1 wird mit Verweis auf Zeichnungen erläutert. Der Thermotyp-Luftmengenmesser 1 ist auf/an einem Ansaugrohr 35 montiert, durch welches in einen Verbrennungsmotor hereinzunehmende Ansaugluft strömt. 1 ist eine Seitenquerschnittansicht des auf dem Ansaugrohr 35 montierten Thermotyp-Luftmengenmessers 1, genommen entlang einer Ebene parallel zu einer Strömungsrichtung X der Ansaugluft. Ein Flanschabschnitt 30 des Thermotyp-Luftmengenmessers 1 ist an dem Ansaugrohr 35 derart fixiert, dass ein Hauptkörper 26 des Thermotyp-Luftmengenmessers 1 in das Ansaugrohr 35 durch ein in dem Ansaugrohr 35 bereitgestelltes Einsetzungsloch 36 eingesetzt ist.
Der Thermotyp-Luftmengenmesser 1 ist versehen mit einem Bypass-Strömungspfad 29, der in dem Ansaugrohr 35 angeordnet, einen Teil der in das Ansaugrohr 35 strömenden Ansaugluft hereinnimmt, und die Ansaugluft zum Strömen dadurch bringt, einer Sensoreinheit 25 mit einer Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24, die in dem Bypass-Strömungspfad 29 angeordnet ist, und einer Signalverarbeitungseinheit 3, die ein Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25 verarbeitet.
In dem Hauptkörper 26 sind ein Verbindungsstückabschnitt 33, ein schaltkreisenthaltender Abschnitt 27 und der Bypass-Strömungspfad 29 entlang der Richtung ausgebildet, in der der Thermotyp-Luftmengenmesser 1 in das Ansaugrohr 35 eingesetzt ist. Der schaltkreisenthaltende Abschnitt 27 enthält eine Schaltkreisplatte bzw. Platine 28, auf der ein Differenzstrom-Ausgabeschaltkreis 18 der Sensoreinheit 25, später beschrieben, und ein Verarbeitungsschaltkreis der Signalverarbeitungseinheit 3 montiert sind. Eine Antriebsleistungsquelle 22 für die Schaltkreise und ein Strömungsratensignal Vout der Signalverarbeitungseinheit 3 sind mit einer externen Leistungsquelle bzw. einer externen Steuereinrichtung durch den Verbindungsstückabschnitt 33 verbunden.
<Bypass-Strömungspfad 29>
Während der Verbrennungsmotor betrieben wird, strömt im Allgemeinen Ansaugluft in dem Ansaugrohr 35 in eine Vorwärtsströmungsrichtung X1. Die Vorwärtsströmungsrichtung X1 ist die Richtung, in der Luft von dem Lufteinlass des Ansaugrohrs 35 zu dem Verbrennungsmotor strömt. Wenn jedoch ein Drosselklappenventil, das in einem Abschnitt des Ansaugrohrs 35 bereitgestellt ist, der bei der Stromabwärtsseite des Thermotyp-Luftmengenmessers 1 in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 ist, öffnet, und daher die Differenz zwischen den Drücken bei der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite des Drosselklappenventils abnimmt, wird eine Druckpulsierung von dem Verbrennungsmotor an den Thermotyp-Luftmengenmesser 1 übertragen. Die Druckpulsierung bringt die Strömungsrate der in der Umgebung des Thermotyp-Luftmengenmessers 1 strömenden Ansaugluft zum Pulsieren. Wenn die Amplitude der übertragenen Druckpulsierung zunimmt, gibt es einen Abschnitt, in dem eine Pulsierungsströmung in einer Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömt. Die Rückwärtsströmungsrichtung X2 ist die Richtung, in der Luft von dem Verbrennungsmotor zu dem Lufteinlass des Ansaugrohrs 35 strömt.
Wie oben beschrieben, aufgrund des Effektes der Pulsierung, strömt Ansaugluft in dem Ansaugrohr 35 nicht nur in der Vorwärtsströmungsrichtung X1, sondern auch in der Rückwärtsströmungsrichtung X2. Der Bypass-Strömungspfad 29 bringt Luft zum Strömen in eine Richtung, die der Vorwärtsströmungsrichtung X1 oder der Rückwärtsströmungsrichtung X2 der Ansaugluft in dem Ansaugrohr 35 entspricht. Das heißt, dass, wenn Ansaugluft in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 in dem Ansaugrohr 35 strömt, Luft in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 in dem Bypass-Strömungspfad 29 strömt. Wenn im Gegensatz Ansaugluft in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 in dem Ansaugrohr 35 strömt, strömt Luft in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 in dem Bypass-Strömungspfad 29.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Bypass-Strömungspfad 29 einen Lufteinlass 31, der derart öffnet, um der Stromaufwärtsseite in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 gegenüberzustehen, und einen Luftauslass 32, der derart öffnet, um der Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung X entgegenzustehen (in diesem Beispiel die Richtung, in der der Hauptkörper 26 eingesetzt ist). Nach Strömen in den Lufteinlass 31 strömt ein Teil der in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 strömenden Ansaugluft in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 in dem Bypass-Strömungspfad 29; dann, nach einem Passieren durch die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24, tritt der Teil der Ansaugluft aus dem Bypass-Strömungspfad 29 zu dem Ansaugrohr 35 durch den Luftauslass 32 aus. Nach Strömen in den Luftauslass 32 strömt im Gegensatz dazu ein Teil der in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömenden Ansaugluft in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 in dem Bypass-Strömungspfad 29; dann, nach Passieren durch die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24, tritt der Teil der Ansaugluft von dem Bypass-Strömungspfad 29 zu dem Ansaugrohr 35 durch den Lufteinlass 31 aus. Weil der Luftauslass 32 derart öffnet, um der Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung X gegenüberzustehen, ist die Strömungsrate der Ansaugluft, die in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömt, die in den Luftauslass 32 strömt, niedriger als die Strömungsrate der Ansaugluft, die in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 strömt, die in den Lufteinlass 31 strömt, unter der Bedingung, dass die jeweiligen Strömungsraten der Ansaugluft, die in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 strömt, und der Ansaugluft, die in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömt, gleich zueinander sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Zusatzluftauslass 37 in dem Bypass-Strömungspfad 29 bereitgestellt; jedoch kann es zugelassen sein, dass der Zusatzluftauslass 37 nicht bereitgestellt ist.
<Sensoreinheit 25>
Die Sensoreinheit 25 hat die in dem Bypass-Strömungspfad 29 bereitgestellte Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24. 2 ist eine Draufsicht der Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24. 3 ist eine Querschnittansicht, genommen entlang der Linie A-A von 2, der Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24. Die Sensoreinheit 25 hat, als die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24, einen Stromaufwärts-Heizwiderstand 181, der ein Heizwiderstand bei der Stromaufwärtsseite in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 ist, und einen Stromabwärts-Heizwiderstand 182, der ein Heizwiderstand ist, der bei der Stromabwärtsseite des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181 in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 angeordnet ist.
In dem Fall, wo Luft in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 strömt, wird die Temperatur des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181 relativ niedriger als die des Stromabwärts-Heizwiderstands 182. In dem Fall, wo Luft in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömt, wird die Temperatur des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 relativ niedriger als die des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181. Wenn die Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 oder in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 zunimmt, nimmt die relative Temperaturdifferenz zu. Der Widerstandwert von jedem der Heizwiderstände 181 und 182 nimmt ab, wenn die Temperatur fällt. Durch Nutzung der durch die relative Temperaturdifferenz verursachten Widerstandwertdifferenz kann die Richtung einer Strömung erfasst werden, und die Strömungsrate kann erfasst werden; die Details davon werden beschrieben werden.
Die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung 24 enthält ein Siliziumsubstrat 241 und eine Isolierschicht 242, die auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 241 gebildet ist; der Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 und der Stromabwärts-Heizwiderstand 182 sind in der Isolierschicht 242 gebildet. Das Siliziumsubstrat 241 bei der Rückseite eines Abschnitts, der Isolierschicht 242, wo die Heizwiderstände 181 und 182 gebildet sind, ist durch Ätzen oder dergleichen entfernt; als ein Ergebnis hat der Abschnitt, wo die Heizwiderstände 181 und 182 gebildet sind, eine Dünnschichtstruktur.
4 ist ein Satz eines Schaltkreisdiagramms der Sensoreinheit 25 und eines Blockdiagramms der Signalverarbeitungseinheit 3. Die Sensoreinheit 25 hat den Differenzstrom-Ausgabeschaltkreis 18, der das Ausgabesignal Vm erzeugt in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen einem Stromaufwärtsstrom Ihu, der in dem Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 fließt, um die Spannung über den Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 aufrechtzuerhalten, ein vorbestimmter Stromaufwärts-Spannungswert zu sein, und einem Stromabwärtsstrom Ihd, der in dem Stromabwärts-Heizwiderstand 182 fließt, um die Spannung über den Stromabwärts-Heizwiderstand 182 aufrechtzuerhalten, ein vorbestimmter Stromabwärts-Spannungswert zu sein.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Differenzstrom-Ausgabeschaltkreis 18 einen Stromaufwärts-Festwiderstand 20, einen Stromabwärts-Festwiderstand 19, einen Operationsverstärker 23 und einen Ausgangswiderstand 21. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 23 und der negative Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 sind miteinander mittels des Ausgangswiderstands 21 verbunden. Aufgrund dieser Verbindung ist ein Rückkopplungsschaltkreis ausgestaltet, so dass in dem Fall, wo eine Potentialdifferenz zwischen dem negativen Eingangsanschluss und dem positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 auftritt, ein elektrischer Strom in dem Ausgangswiderstand 21 fließt, um die Potentialdifferenz aufzuheben.
Der Stromabwärts-Festwiderstand 19 und der Stromaufwärts-Festwiderstand 20 sind in Reihe und in dieser Reihenfolge zwischen einer Leistungsquelle 22 und der Masse geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen dem Stromabwärts-Festwiderstand 19 und dem Stromaufwärts-Festwiderstand 20 ist mit dem positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 verbunden. Demgemäß wird die Spannung, die erhalten worden ist durch Teilen der Leistungsquellenspannung Vc bei einem Teilungsverhältnis, welches durch die Widerstandwerte des Stromabwärts-Festwiderstands 19 und des Stromaufwärts-Festwiderstands 20 bestimmt wird, an den positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 eingegeben. Die Spannung über den Stromaufwärts-Festwiderstand 20 zu einer Zeit, wenn die Leistungsquellenspannung Vc aufgeteilt wird, ist der Stromaufwärts-Spannungswert; die Spannung über den Stromabwärts-Festwiderstand 19 zu einer Zeit, wenn die Leistungsquellenspannung Vc aufgeteilt wird, ist der Stromabwärts-Spannungswert. In der vorliegenden Ausführungsform haben der Stromaufwärts-Festwiderstand 20 und der Stromabwärts-Festwiderstand 19 einen einzigen und denselben Widerstandwert R; der Stromaufwärts-Spannungswert ist 1/2 der Leistungsquellenspannung Vc, welcher gleich zu dem Stromabwärts-Spannungswert ist; 1/2 der Leistungsquellenspannung Vc (Vc/2) wird an den positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 eingegeben.
Der Stromabwärts-Heizwiderstand 182 und der Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 sind in Reihe und in dieser Reihenfolge zwischen der Leistungsquelle 22 und der Masse geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen dem Stromabwärts-Heizwiderstand 182 und dem Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 ist mit dem negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 verbunden. Demgemäß wird die Spannung Vh, die erhalten worden ist durch Teilen der Leistungsquellenspannung Vc bei einem Teilungsverhältnis, welches bestimmt wird durch die Widerstandwerte des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 und des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181, an den negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 eingegeben. In der vorliegenden Ausführungsform haben der Stromabwärts-Heizwiderstand 182 und der Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 einen einzigen und denselben Widerstandwert, wenn die jeweiligen Temperaturen des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 und des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181 dieselben zueinander sind.
In dem Fall, wo Luft in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 strömt, fällt die Temperatur des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181 relativ im Vergleich mit der des Stromabwärts-Heizwiderstands 182; deshalb nimmt der Widerstandwert des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181 relativ im Vergleich mit dem des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 ab. Als ein Ergebnis wird die Spannung Vh bei dem negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 niedriger als die Spannung (Vc/2) bei dem positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23. Demgemäß wird die Spannung Vm bei dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 23 höher als die Spannung Vh bei dem negativen Eingangsanschluss; somit fließt ein elektrischer Strom Im durch den Ausgangswiderstand 21 von dem Ausgangsanschluss zu dem negativen Eingangsanschluss. Der Stromaufwärtsstrom Ihu, der in dem Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 fließt, wird größer als der Stromabwärtsstrom Ihd, der in dem Stromabwärts-Heizwiderstand 182 fließt. Der elektrische Strom Im in dem Ausgangswiderstand 21 ist durch die Gleichung (1) gegeben. Weil das Relativtemperatur-Abfallend-Ausmaß und das Relativer-Widerstandwert-Abnehmend-Ausmaß des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181 zunehmen, wenn die Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 zunimmt, nimmt der elektrische Strom Im zu. Ihu > Ihd Im = Ihu – Ihd > 0 (1)
In dem Fall, wo Luft in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömt, fällt im Gegensatz dazu die Temperatur des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 relativ im Vergleich mit der des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181; deshalb nimmt der Widerstandwert des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 relativ ab im Vergleich mit dem des Stromaufwärts-Heizwiderstands 181. Als ein Ergebnis wird die Spannung Vh bei dem negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 höher als die Spannung (Vc/2) bei dem positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23. Demgemäß wird die Spannung Vm bei dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 23 niedriger als die Spannung Vh bei dem negativen Eingangsanschluss; somit fließt der elektrische Strom Im durch den Ausgangswiderstand 21 von dem negativen Eingangsanschluss zu dem Ausgangsanschluss. Der Stromabwärtsstrom Ihd, der in dem Stromabwärts-Heizwiderstand 182 fließt, wird größer als der Stromaufwärtsstrom Ihu, der in dem Stromaufwärts-Heizwiderstand 181 fließt. Der elektrische Strom Im ist durch die Gleichung (2) gegeben. Weil das Relative-Temperatur-Abfallend-Ausmaß und das Relativer-Widerstandwert-Abnehmend-Ausmaß des Stromabwärts-Heizwiderstands 182 zunehmen, wenn die Strömungsrate in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 zunimmt, nimmt der elektrische Strom Im ab. Ihu < Ihd Im = Ihu – Ihd < 0 (2)
Die Spannung Vm bei dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 23, d.h. das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25, ist durch die Gleichung (3) gegeben. In der Gleichung (3) ist Rm der Widerstandwert des Ausgangswiderstands 21. Demgemäß, wie in 5 repräsentiert, hat das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25 eine derartige Charakteristik, dass es monoton in sowohl der Vorwärtsströmung als auch der Rückwärtsströmung zunimmt, wenn die Strömungsrate zunimmt. Vm = Vc/2 + Rm × Im (3)
5 repräsentiert die Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 gemäß Ausführungsform 1. Die Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 ist durch einen positiven Wert repräsentiert; die Strömungsrate in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 ist durch einen negativen Wert repräsentiert. Das heißt, dass die Strömungsrate von "0" zunimmt, wenn die Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 zunimmt; die Strömungsrate von "0" abnimmt, wenn die Strömungsrate in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 zunimmt. Die Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 ist eine monoton zunehmende nicht-lineare Charakteristik. Die Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 bei der Seite der Vorwärtsströmungsrichtung X1, wo die Strömungsrate größer als "0" ist, ist unterschiedlich von der Ausgabecharakteristik davon bei der Seite der Rückwärtsströmungsrichtung X2, wo die Strömungsrate kleiner als "0" ist. Genauer genommen ist die Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 bei der Seite der Vorwärtsströmungsrichtung X1 eine Charakteristik, in der der Gradient einer Zunahme in dem Ausgabesignal Vm zum Zunehmen in der Strömungsrate abnimmt, wenn die Strömungsrate von "0" zunimmt. Die Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 bei der Seite der Rückwärtsströmungsrichtung X2 ist eine Charakteristik, in der der Gradient einer Abnahme in dem Ausgabesignal Vm zum Abnehmen in der Strömungsrate abnimmt, wenn die Strömungsrate von "0" abnimmt. Aufgrund beispielswese der Differenz zwischen den jeweiligen Öffnungsrichtungen des Lufteinlasses 31 und des Luftauslasses 32 in dem Bypass-Strömungspfad 29 ist die Empfindlichkeit der Ausgabe auf die Strömungsrate in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 niedrig im Vergleich mit der Empfindlichkeit der Ausgabe auf die Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung X1, unter der Bedingung, dass die jeweiligen Strömungsraten der in der Vorwärtsströmungsrichtung X1 strömenden Ansaugluft und der in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 strömenden Ansaugluft gleich zueinander sind. Der Gradient des Ausgabesignals Vm zu der Strömungsrate in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 ist mit anderen Worten kleiner als der Gradient des Ausgabesignals Vm zu der Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung X1.
In der Temperaturänderung in jedem der Heizwiderstände 181 und 182 auf die Änderung in der Strömungsrate tritt eine Reaktionsverzögerung auf, die beispielsweise durch die Thermokapazität bzw. Wärmekapazität des Heizwiderstands verursacht ist. Demgemäß verzögert das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25 im Vergleich mit der realen Strömungsrate. Wenn eine Pulsierungsströmung auftritt, ist die Amplitude der Pulsierungsströmung, die dem Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25 entspricht, im Vergleich mit der realen Amplitude der Pulsierungsströmung reduziert.
<Signalverarbeitungseinheit>
Die Signalverarbeitungseinheit 3 verarbeitet das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25 und gibt dann das Strömungsratensignal Vout aus. Wie in 4 repräsentiert, enthält die Signalverarbeitungseinheit 3 eine Antwortkorrektureinheit 7, eine Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8, eine Mittelungsverarbeitungseinheit 9, eine Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 und eine Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11.
Die Verarbeitungseinheiten 7 bis 11 und dergleichen sind durch jeweilige Verarbeitungsschaltkreise realisiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinheit 3 aus einem Digitalverarbeitungsschaltkreis gebildet. Genauer genommen, wie in 23 repräsentiert, enthält die Signalverarbeitungseinheit 3 eine Berechnungsverarbeitungseinheit (Computer) 90, so wie einen DSP (Digital Signal Processor) und eine CPU (Central Processing Unit bzw. Zentralverarbeitungseinheit), eine Speichervorrichtung 91, die Daten mit der Berechnungsverarbeitungseinheit 90 austauscht, so wie ein RAM (Random Access Memory) und ein ROM (Read Only Memory bzw. Nur-Lese-Speicher), einen A/D-Wandler 92 (Analog-zu-Digital-Wandler), der das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25 an die Berechnungsverarbeitungseinheit eingibt, einen D/A-Wandler 93 (Digital-zu-Analog-Wandler), der das durch die Berechnungsverarbeitungseinheit 90 verarbeitete Strömungsratensignal Vout an die Außenseite davon ausgibt, und dergleichen. Die Berechnungsverarbeitungseinheit 90 implementiert in der Speichervorrichtung 91 gespeicherte Programme und arbeitet mit der Speichervorrichtung 91, dem A/D-Wandler 92 und dem D/A-Wandler 93 zusammen, so dass die jeweiligen Funktionen der Verarbeitungseinheiten 7 bis 11 der Signalverarbeitungseinheit 3 realisiert sind. Setzdatenelemente, so wie ein Vergleichsschwellenwert TH und dergleichen, genutzt in den Verarbeitungseinheiten 7 bis 11, sind als ein Teil von Programmen in der Speichervorrichtung 91 gespeichert.
Es wird ein Mechanismus erläutert werden, in dem ein Strömungsrate-Erfassungsfehler auftritt, wenn eine Pulsierungsströmung verursacht wird, die durch eine Rückwärtsströmung begleitet ist. Wie in dem rechten oberen Diagramm in 6 repräsentiert, ist in dem Fall einer Sensoreinheit, die ein von der vorliegenden Ausführungsform unterschiedliches Vergleichsbeispiel betrifft und unfähig zum Erfassen einer Rückwärtsströmung ist, das Ausgabesignal der Sensoreinheit in der Rückwärtsströmung-Auftrittsregion größer als die Keine-Luftströmung-Ausgabe. Wenn das Ausgabesignal des Sensors direkt in die Strömungsrate umgewandelt wird, wird demgemäß eine Wellenform produziert, in der die Wellenform zu einer Zeit, wenn eine Rückwärtsströmung auftritt, aussieht, wie wenn sie zu der Seite der Vorwärtsströmung zurückgefaltet wird. Die Erfassung-Durchschnittströmungsrate pro Pulsierungsperiode, die wichtig ist beim Steuern eines Verbrennungsmotors, wird größer als die reale Durchschnittströmungsrate; somit tritt ein Erfassungsfehler (hier im Nachfolgenden als ein Pulsierungsfehler) auf.
In dem Fall eines Vergleichsbeispiels, in welchem, selbst wenn wie in der vorliegenden Ausführungsform die zum Erfassen einer Rückwärtsströmung fähige Sensoreinheit 25 genutzt wird, eine Verarbeitung, die von der der vorliegenden Ausführungsform unterschiedlich ist, realisiert wird, wie in 7 repräsentiert, verursachen die vorhergehende nicht-lineare Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 und eine Reaktionsverzögerung in dem Ausgabesignal Vm einen Pulsierungsfehler, in welchem eine Erfassung-Durchschnittsströmungsrate, die auf Grundlage des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 erfasst worden ist, sich zu der positiven Seite von der realen Durchschnittströmungsrate verschiebt.
Dies ist so, weil wie oben beschrieben der Gradient des Ausgabesignals Vm zu der Strömungsrate in der Rückwärtsströmung-Auftrittsregion abnimmt, wenn die Rückwärtsströmungsrate zunimmt, und daher wird die Empfindlichkeit des Ausgabesignals Vm auf die Zunahme in der Rückwärtsströmungsrate verringert. Außerdem verursacht die Differenz zwischen den jeweiligen Öffnungsrichtungen des Lufteinlasses 31 und des Luftauslasses 32 des Bypass-Strömungspfads 29, dass die Empfindlichkeit des Ausgabesignals Vm auf die Rückwärtsströmungsrate abnimmt. In dem Fall, wo es angenommen wird, dass keine Reaktionsverzögerung existiert, nimmt demgemäß die Empfindlichkeit des Ausgabesignals Vm auf eine Zunahme in der Rückwärtsströmungsrate ab, und in dem Fall, wo eine Reaktionsverzögerung existiert, verschiebt sich das Ausgabesignal Vm zu der Seite der Vorwärtsströmungsrate (die positive Seite), wo die Empfindlichkeit davon hoch ist. Somit verschiebt sich die Erfassung-Durchschnittströmungsrate, die auf Grundlage des Ausgabesignals Vm, das eine Reaktionsverzögerung hat, erfasst worden ist, zu der positiven Seite von der realen Durschnittströmungsrate.
Wenn die horizontale Achse und die vertikale Achse das Amplitudenverhältnis bzw. den Pulsierungsfehler bezeichnen, nimmt hinsichtlich dieses Vergleichsbeispiels der Pulsierungsfehler in der Rückwärtsströmung-Auftrittsregion, wo das Amplitudenverhältnis größer als "1" ist, zu der positiven Seite zu, wenn das Amplitudenverhältnis von "1" zunimmt, wie in 8 repräsentiert. Das Amplitudenverhältnis ist das Verhältnis der Amplitude Qamp einer Pulsierungsströmung zu der Durchschnittströmungsrate Qave der Pulsierungsströmung (= Qamp/Qave); der Pulsierungsfehler ist das Verhältnis der Erfassung-Durchschnittströmungsrate zu der realen Durchschnittströmungsrate (= Erfassung-Durchschnittströmungsrate/reale Durchschnittströmungsrate – 1).
Demgemäß wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie später erläutert, um das Positive-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate zu einer Zeit, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Pulsierungsströmung auftritt, zu verringern, eine Abnahmekorrektur zum Verringern des Strömungsratensignals Vout durchgeführt. Das heißt, dass die Antwortkorrektureinheit 7 ein Amplitudenzunahmesignal ausgibt, das erhalten worden ist durch Anwenden einer Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm des Sensors 25. Die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 vergleicht das Amplitudenzunahmesignal mit dem vorbereitend gesetzten Vergleichsschwellenwert TH und gibt dann ein Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc in Übereinstimmung mit dem negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, aus. Die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 gibt ein Durchschnittssignal Vfca aus, das durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc erhalten worden ist. Die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 gibt ein Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk aus, das durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit einem vorbereitend gesetzten Einstellungskoeffizienten Kad erhalten worden ist. Die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 gibt als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk erhalten worden ist.
Aufgrund der Reaktionsverzögerung in der Sensoreinheit 25 wird die Amplitude der AC-Komponenten der Pulsierungsströmung in dem Ausgabesignal Vm reduziert. Die Antwortkorrektureinheit 7 bringt die Amplitude der AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm zum Zunehmen, so dass der Effekt der Reaktionsverzögerung in der Sensoreinheit 25 reduziert werden kann. Jedoch kann die Positive-Seite-Verschiebung der Erfassung-Durchschnittströmungsrate nicht durch ein alleiniges Anwenden der Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten eliminiert werden. Durch Ausgeben des Negative-Seite-Vergleichssignals Vc in Übereinstimmung mit dem negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, können somit die der Rückwärtsströmungsrate entsprechenden Komponenten extrahiert werden. Durch Ausgeben des Durchschnittssignals Vfca, das durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc erhalten worden ist, kann ein dem Durchschnittswert der Rückwärtsströmungsrate entsprechendes Signal ausgegeben werden. Durch Ausgeben des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, das durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem Einstellungskoeffizienten Kad erhalten worden ist, kann ein Signal, das dem Positive-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate entspricht, welches durch eine Rückwärtsströmungsrate verursacht wird, ausgegeben werden. Durch Ausgeben, als das Strömungsratensignal Vout, eines Wertes, der erhalten worden ist durch Anwenden des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk auf eine Abnahmekorrektur des Amplitudenzunahmesignals, kann dann das Positive-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate, welches durch eine Rückwärtsströmungsrate verursacht wird, reduziert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 repräsentiert, gibt die Antwortkorrektureinheit 7 ein erstes Amplitudenzunahmesignal Vf1, das erhalten worden ist durch Anwenden einer ersten Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25, und ein zweites Amplitudenzunahmesignal Vf2 aus, das erhalten worden ist durch Anwenden einer zweiten Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25. Dann vergleicht die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 mit dem Vergleichsschwellenwert TH und gibt dann das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc aus. Die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 gibt als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk.
In dieser Ausgestaltung werden zwei Amplitudenzunahmeverarbeitungen durchgeführt; deshalb kann die erste Amplitudenzunahmeverarbeitung, die geeignet ist zum Ausgeben des ersten Amplitudenzunahmesignals Vf1, welches das Basissignal des Strömungsratensignals Vout ist, implementiert werden, und die zweite Amplitudenzunahmeverarbeitung, die zur Abnahmeverarbeitung des Verschiebungsausmaßes geeignet ist, kann implementiert werden. Es kann mit anderen Worten eine Amplitudenzunahmeverarbeitung durchgeführt werden, die für jeden der Zwecke der Antwortkorrektur und der Verschiebungskorrektur geeignet ist; somit kann die Genauigkeit der Verarbeitung des Strömungsratensignals Vout angehoben werden.
9 repräsentiert einen Satz von Operationswellenformen gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In dem Fall, wo solch eine Pulsierungsströmung, die durch eine Rückwärtsströmung begleitet ist, wie in 9(a) repräsentiert, auftritt, ist das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25, welches A/D-umgewandelt worden ist, in 9(b) gezeigt. Aufgrund einer Reaktionsverzögerung ist die Amplitude der AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 reduziert.
9(c) repräsentiert das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1, dessen AC-Komponente-Amplitude größer als die des Ausgabesignals Vm ist, aufgrund der ersten Amplitudenzunahmeverarbeitung durch die Antwortkorrektureinheit 7. 9(d) repräsentiert das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2, dessen AC-Komponente-Amplitude größer als die des Ausgabesignals Vm ist, aufgrund der zweiten Amplitudenzunahmeverarbeitung durch die Antwortkorrektureinheit 7. Als die Amplitudenzunahmeverarbeitung wird eine Reaktionsvorwärtsbringungsverarbeitung oder dergleichen genutzt, die eine zu der Reaktion-Verzögert-Reaktionscharakteristik der Sensoreinheit 25 entgegengesetzte Charakteristik hat. Die Festlegungskonstanten für die Reaktionsvorwärtsbringungsverarbeitung werden auf unterschiedliche Werte in Übereinstimmung mit den jeweiligen Zwecken der ersten Amplitudenzunahmeverarbeitung und der zweiten Amplitudenzunahmeverarbeitung gesetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9(d), 9(e) und 9(f) und in der Gleichung (4) repräsentiert, vergleicht die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 mit dem Vergleichsschwellenwert TH und extrahiert dann den negativen Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2, der bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist. In dem Fall, wo ein negativer Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2, der bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, existiert, gibt dann die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc den Absolutwert des negativen Abschnitts des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 aus. In dem Fall, wo kein negativer Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 existiert, gibt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 "0" als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc aus. Das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc nimmt zu, wenn die Rückwärtsströmungsrate zunimmt.

1) In dem Fall, wo Vf2 < TH: Vfc = |Vf2 – TH|
2) In dem Fall, wo Vf2 ≧ TH(4) Vfc = 0

Wie in 9(g) repräsentiert, gibt die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 das Durchschnittssignal Vfca aus, das durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc erhalten worden ist. Die Mittelungsverarbeitung wird durch eine Gleitender-Durchschnitt-Verarbeitung, Tiefpassfilterverarbeitung oder dergleichen durchgeführt. Wie in 9(h) und in der Gleichung (5) repräsentiert, gibt die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 als das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk einen Wert aus, der durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem Einstellungskoeffizienten Kad erhalten worden ist. Vfk = Kad × Vfc (5)
Wie in 9 repräsentiert, gibt die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Subtrahieren des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, welches ein positiver Wert ist, von dem ersten Amplitudenzunahmesignal Vf1. Es wird möglich gemacht, die aus dem Strömungsratensignal Vout zu berechnende Erfassung-Durchschnittströmungsrate dazu zu bringen, sich der realen Durchschnittströmungsrate zu nähern. Weil das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk zunimmt, wenn die Rückwärtsströmungsrate zunimmt, kann das Positive-Seite-Verschiebungsausmaß, welches zunimmt, wenn die Rückwärtsströmungsrate zunimmt, zweckgemäß reduziert werden. Als ein Ergebnis kann, wie in 10 repräsentiert, der Pulsierungsfehler in der Rückwärtsströmung-Auftrittsregion reduziert werden, wo das Amplitudenverhältnis größer als "1" ist.
2. Ausführungsform 2
In Ausführungsform 1 ist ein Verfahren erläutert worden zum Korrigieren einer Verschiebung der Durchschnittströmungsrate zu einer Zeit, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Pulsierungsströmung auftritt. In Ausführungsform 2 wird ein Verfahren erläutert werden zum Korrigieren einer Verschiebung der Durchschnittströmungsrate zu einer Zeit, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung unbegleitete Pulsierungsströmung auftritt. Die grundlegenden Ausgestaltungen der Sensoreinheit 25 und der Signalverarbeitungseinheit 3 in dem Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 2 sind dieselben wie diese in Ausführungsform 1; jedoch ist die Verarbeitung in jeder der Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 und der Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 der Signalverarbeitungseinheit 3 unterschiedlich von der in Ausführungsform 1. Die Erläuterung für Bestandteilelemente, die dieselben wie diese in Ausführungsform 1 sind, wird weggelassen werden.
Zuerst wird ein Mechanismus erläutert werden, in dem ein Strömungsrate-Erfassungsfehler auftritt, wenn eine Pulsierungsströmung verursacht wird, die nicht durch eine Rückwärtsströmung begleitet ist. In dem Fall eines Vergleichsbeispiels, in dem, selbst wenn wie in der vorliegenden Ausführungsform die zum Erfassen einer Rückwärtsströmung fähige Sensoreinheit genutzt wird, wie in 11 repräsentiert, eine Verarbeitung implementiert wird, die von dieser der vorliegenden Ausführungsform unterschiedlich ist, verursachen die vorhergehende nicht-lineare Ausgabecharakteristik der Sensoreinheit 25 und eine Reaktionsverzögerung in dem Ausgabesignal Vm einen Pulsierungsfehler, in welchem eine Erfassung-Durchschnittströmungsrate, die auf Grundlage des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 erfasst worden ist, sich zu der negativen Seite von der realen Durchschnittströmungsrate verschiebt.
Dies ist so, weil wie oben beschrieben der Gradient des Ausgabesignals Vm zu der Strömungsrate in der Rückwärtsströmung-Nicht-Auftrittsregion abnimmt, wenn die Vorwärtsströmungsrate zunimmt, und daher die Empfindlichkeit des Ausgabesignals Vm auf die Zunahme in der Vorwärtsströmungsrate abgesenkt wird. In dem Fall, wo es angenommen wird, dass keine Reaktionsverzögerung existiert, nimmt demgemäß die Empfindlichkeit des Ausgabesignals Vm auf eine Zunahme in der Vorwärtsströmungsrate ab, und in dem Fall, wo es angenommen wird, dass eine Reaktionsverzögerung existiert, verschiebt sich das Ausgabesignal Vm zu der negativen Seite, wo die Empfindlichkeit davon hoch ist. Somit verschiebt sich die Erfassung-Durchschnittströmungsrate, die auf Grundlage des Ausgabesignals Vm, das eine Reaktionsverzögerung hat, erfasst worden ist, zu der negativen Seite von der realen Durchschnittströmungsrate.
Wenn die horizontale und die vertikale Achse das Amplitudenverhältnis bzw. den Pulsierungsfehler bezeichnen, wird hinsichtlich dieses Vergleichsbeispiels die Amplitude der Pulsierungsströmung in der Rückwärtsströmung-Nicht-Auftrittsregion, wo das Amplitudenverhältnis kleiner als "1" ist, größer als die Durchschnittströmungsrate, und der Pulsierungsfehler wird größer zu der negativen Seite, wenn das Amplitudenverhältnis sich "1" nähert, wie in 12 repräsentiert.
Um das Negative-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate zu einer Zeit zu verringern, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung unbegleitete Pulsierungsströmung auftritt, wird demgemäß in der vorliegenden Ausführungsform, wie später erläutert, eine Zunahmekorrektur zum Erhöhen des Strömungsratensignals Vout durchgeführt. Das heißt, dass die Antwortkorrektureinheit 7 ein Amplitudenzunahmesignal ausgibt, das erhalten worden ist durch Anwenden einer Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm des Sensors 25. Die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 vergleicht das Amplitudenzunahmesignal mit dem vorbereitend gesetzten Vergleichsschwellenwert TH und gibt dann ein Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, aus. Die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 gibt das Durchschnittssignal Vfca aus, das durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc erhalten worden ist. Die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 gibt das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk aus, das durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem vorbereitend gesetzten Einstellungskoeffizienten Kad erhalten worden ist. Die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 gibt als das Durchschnittsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk.
Die Antwortkorrektureinheit 7 bringt die Amplitude der AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm zum Zunehmen, so dass der Effekt der Reaktionsverzögerung in der Sensoreinheit 25 reduziert werden kann. Jedoch kann die Negative-Seite-Verschiebung der Erfassung-Durchschnittströmungsrate nicht eliminiert werden durch alleiniges Anwenden der Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten. Durch Ausgeben des Positive-Seite-Vergleichssignals Vfc in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, können somit die der Vorwärtsströmungsrate entsprechenden Komponenten extrahiert werden. Durch Ausgeben des Durchschnittssignals Vfca, das durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc erhalten worden ist, kann ein dem Durchschnittswert der Vorwärtsströmungsrate entsprechendes Signal ausgegeben werden. Durch Ausgeben des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem Einstellungskoeffizienten Kad, kann ein Signal ausgegeben werden, das dem Negative-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate entspricht, welches durch eine Vorwärtsströmungsrate verursacht wird. Durch Ausgeben, als das Strömungsratensignal Vout eines Wertes, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk, kann dann das Negative-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate, welches durch eine Vorwärtsströmungsrate verursacht wird, reduziert werden.
13 repräsentiert einen Satz von Operationswellenformen gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In dem Fall, wo solch eine Pulsierungsströmung, die nicht durch eine Rückwärtsströmung begleitet ist, wie in 13(a) repräsentiert, auftritt, ist das Ausgabesignal Vm der Sensoreinheit 25, welches A/D-umgewandelt worden ist, in 13(b) gezeigt. Aufgrund einer Reaktionsverzögerung ist die Amplitude der AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 reduziert.
13(c) repräsentiert das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1, dessen AC-Komponente-Amplitude größer als die des Ausgabesignals Vm ist, aufgrund der ersten Amplitudenzunahmeverarbeitung durch die Antwortkorrektureinheit 7. 13(d) repräsentiert das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2, dessen AC-Komponente-Amplitude größer als die des Ausgabesignals Vm ist, aufgrund der zweiten Amplitudenzunahmeverarbeitung durch die Antwortkorrektureinheit 7.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 13(d), 13(e) und 13(f) und in der Gleichung (6) repräsentiert, vergleicht die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 mit dem Vergleichsschwellenwert TH und extrahiert dann den positiven Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist. In dem Fall, wo ein positiver Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, existiert, gibt dann die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc den Absolutwert des positiven Abschnitts des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 aus. In dem Fall, wo kein positiver Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 existiert, gibt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 "0" als das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc aus. Das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc nimmt zu, wenn die Vorwärtsströmungsrate zunimmt. Der Vergleichsschwellenwert TH ist auf einen Wert größer als die Nicht-Luftströmung-Ausgabe Vc/2 gesetzt.

1) In dem Fall, wo Vf2 > TH: Vfc = |Vf2 – TH|
2) In dem Fall, wo Vf2 ≦ TH(6) Vfc = 0

Wie in 13(g) repräsentiert, gibt die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 das Durchschnittssignal Vfca aus, das durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc erhalten worden ist. Die Mittelungsverarbeitung wird durch eine Gleitender-Durchschnitt-Verarbeitung, eine Tiefpassfilterverarbeitung oder dergleichen durchgeführt. Wie in 13(h) repräsentiert, gibt die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk aus, das durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem Einstellungskoeffizienten Kad erhalten worden ist.
Wie in 13 repräsentiert, gibt die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Addieren des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, welches ein positiver Wert ist, zu dem ersten Amplitudenzunahmesignal Vf1. Es wird möglich gemacht, die aus dem Strömungsratensignal Vout zu berechnende Erfassung-Durchschnittströmungsrate dazu zu bringen, sich der realen Durchschnittströmungsrate zu nähern. Weil das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk zunimmt, wenn die Vorwärtsströmungsrate zunimmt, kann das Negative-Seite-Verschiebungsausmaß, das zunimmt, wenn die Vorwärtsströmungsrate zunimmt, zweckgemäß reduziert werden. Als ein Ergebnis, wie in 14 repräsentiert, kann der Pulsierungsfehler in der Rückwärtsströmung-Nicht-Auftrittsregion reduziert werden, wo das Amplitudenverhältnis kleiner als "1" ist.
3. Ausführungsform 3
In Ausführungsform 1 ist ein Verfahren erläutert worden zum Korrigieren einer Verschiebung der Durchschnittströmungsrate zu einer Zeit, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Pulsierungsströmung auftritt; in Ausführungsform 2 ist ein Verfahren erläutert worden zum Korrigieren einer Verschiebung der Durchschnittströmungsrate zu einer Zeit, wenn eine durch eine Rückwärtsströmung unbegleitete Pulsierungsströmung auftritt. In Ausführungsform 3 wird ein Verfahren erläutert werden zum Korrigieren einer Verschiebung der Durchschnittströmungsrate, welches sowohl den Fall, wo eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Pulsierungsströmung auftritt, als auch den Fall, wo eine durch eine Rückwärtsströmung unbegleitete Pulsierungsströmung auftritt, handhaben kann. Die grundlegenden Ausgestaltungen der Sensoreinheit 25 und der Signalverarbeitungseinheit 3 in dem Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 3 sind dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 1 und 2; jedoch ist die Verarbeitung in jeder der Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8, der Mittelungsverarbeitungseinheit 9, der Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 und der Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 der Signalverarbeitungseinheit 3 unterschiedlich von der in jeder der Ausführungsformen 1 und 2. Die Erläuterung für Bestandteilelemente, die dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 1 und 2 sind, wird weggelassen werden.
15 ist ein Satz des Schaltkreisdiagramms der Sensoreinheit 25 und eines Blockdiagramms einer Signalverarbeitungseinheit 3 gemäß Ausführungsform 3. In Ausführungsform 3 vergleicht die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das Amplitudenzunahmesignal mit dem vorbereitend gesetzten Vergleichsschwellenwert TH und gibt dann ein Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc1 in Übereinstimmung mit dem negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, und ein Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc2 in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, beide aus.
Die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 ist versehen mit einer Negative-Seite-Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 81, die eine Verarbeitung, ähnlich zu dieser, die durch die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 in Ausführungsform 1 durchgeführt ist, auf das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 anwendet, um das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc1 auszugeben, und einer Positive-Seite-Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 82, die eine Verarbeitung, ähnlich zu dieser, die durch die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 in Ausführungsform 2 durchgeführt ist, auf das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 anwendet, um das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc2 auszugeben. In dieser Situation kann es zugelassen sein, dass der Vergleichsschwellenwert TH in der Negative-Seite-Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 81 und der Vergleichsschwellenwert TH in der Positive-Seite-Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 82 auf jeweiligs voneinander unterschiedliche Werte gesetzt sind.
Die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 ist versehen mit einer Negative-Seite-Mittelungsverarbeitungseinheit 91, die, wie es der Fall mit Ausführungsform 1 ist, das Negative-Seite-Durchschnittssignal Vfca1 ausgibt, das durch Mittelung des Negative-Seite-Vergleichssignals Vfc1 erhalten worden ist, und einer Positive-Seite-Mittelungsverarbeitungseinheit 92, die, wie es der Fall mit Ausführungsform 2 ist, das Positive-Seite-Durchschnittssignal Vfca2 ausgibt, das durch Mittelung des Positive-Seite-Vergleichssignals Vfc2 erhalten worden ist.
Die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 ist versehen mit einer Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 101, die, wie es der Fall mit Ausführungsform 1 ist, ein Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk1 ausgibt, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Negative-Seite-Durchschnittssignals Vfca1 mit einem vorbereitend gesetzten Negative-Seite-Einstellungskoeffizienten Kad1, und einer Positive-Seite-Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 102, die, wie es der Fall mit Ausführungsform 2 ist, ein Positive-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk2 ausgibt, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Positive-Seite-Durchschnittssignals Vfca2 mit einem vorbereitend gesetzten Positive-Seite-Einstellungskoeffizienten Kad2. In dieser Situation kann es zugelassen sein, dass der Negative-Seite-Einstellungskoeffizient Kad1 und der Positive-Seite-Einstellungskoeffizient Kad2 auf jeweiligs voneinander unterschiedliche Werte gesetzt sind.
Beim Bestimmen auf Grundlage des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25, dass eine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 existiert, gibt dann die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk1, das verarbeitet worden ist mit Verwendung des Negative-Seite-Vergleichssignals Vfc1. Wenn im Gegensatz dazu auf Grundlage des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 bestimmt wird, dass keine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 existiert, gibt die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Positive-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk2, das verarbeitet worden ist mit Verwendung des Positive-Seite-Vergleichssignals Vfc2.
Die Ausgestaltung macht es möglich, dass in dem Fall, wo eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Pulsierungsströmung auftritt, das Positive-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate reduziert wird, und dass in dem Fall, wo eine durch eine Rückwärtsströmung unbegleitete Pulsierungsströmung auftritt, das Negative-Seite-Verschiebungsausmaß der Erfassung-Durchschnittströmungsrate reduziert wird. Als ein Ergebnis, wie in 16 repräsentiert, kann der Pulsierungsfehler sowohl in der Rückwärtsströmung-Auftrittsregion, wo das Amplitudenverhältnis größer als "1" ist, als auch in der Rückwärtsströmung-Nicht-Auftrittsregion, wo das Amplitudenverhältnis kleiner als "1" ist, reduziert werden.
Der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 nimmt zu, wenn die Rückwärtsströmungsrate ansteigt. In dem Fall, wo der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 groß ist, kann es bestimmt werden, dass eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Strömung aufgetreten ist; in dem Fall, wo der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 klein ist, kann es bestimmt werden, dass eine durch eine Rückwärtsströmung begleitete Strömung nicht aufgetreten ist.
In dem Fall, wo der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 größer als ein vorbereitend gesetzter Zunahme/Abnahme-Bestimmung-Schwellenwert THID ist, gibt demgemäß in Ausführungsform 3, wie in der oberen Reihe in 17 repräsentiert, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk1. In dem Fall, wo der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 kleiner als der Zunahme/Abnahme-Bestimmung-Schwellenwert THID ist, gibt im Gegensatz dazu, wie in der unteren Reihe in 17 repräsentiert, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Positive-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk2.
Das Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk1 ist ein Signal, das zum Zweck eines Reduzierens der Positive-Seite-Verschiebung der Durchschnittströmungsrate, die durch den Auftritt einer durch eine Rückwärtsströmung begleiteten Pulsierungsströmung verursacht ist, verarbeitet wird; das Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk1 ist unempfindlich auf einen durch eine Rückwärtsströmung verursachten Pulsierungsfehler. Auf Grundlage des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 kann es deshalb präzise bestimmt werden, ob oder ob nicht eine Rückwärtsströmung existiert.
4. Ausführungsform 4
In Ausführungsform 1 ist ein Fall erläutert worden, wo die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc den negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, der bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, extrahiert. Die grundlegenden Ausgestaltungen der Sensoreinheit 25 und der Signalverarbeitungseinheit 3 in dem Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 4 sind dieselben wie diese in Ausführungsform 1; jedoch ist die Verarbeitung in der Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 der Signalverarbeitungseinheit 3 unterschiedlich von der in Ausführungsform 1. In Ausführungsform 4 gibt mit anderen Worten die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc eine Rechteckwelle in Übereinstimmung mit dem negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, aus. Die Erläuterung für Bestandteilelemente, die dieselben wie diese in Ausführungsform 1 sind, wird weggelassen werden.
18 repräsentiert einen Satz von Operationswellenformen gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Weil 18(a) bis 18(e) dieselben wie 9(a) bis 9(e) in Ausführungsform 1 sind, werden deren Erläuterungen weggelassen werden.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 18(d), 18(e) und 18(f) und in der Gleichung (7) repräsentiert, vergleicht die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 mit dem Vergleichsschwellenwert TH; in dem Fall, wo ein negativer Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, existiert, gibt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Negative-Seit-Vergleichssignal Vfc einen Wellenhöhenwert Vcn aus, der vorbereitend auf einen positiven Wert gesetzt ist; in dem Fall, wo kein negativer Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 existiert, gibt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 "0" als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc aus.

1) In dem Fall, wo Vf2 < TH: Vfc = Vcn
2) In dem Fall, wo Vf2 ≧ TH(7) Vfc = 0

Wie in 18(g) repräsentiert, gibt die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 das Durchschnittssignal Vfca aus, das erhalten worden ist durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc, welches eine Rechteckwelle ist. Wie in 18(h) repräsentiert, gibt die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk aus, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem Einstellungskoeffizienten Kad. Wie in 18 repräsentiert, gibt dann die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Subtrahieren des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, welches ein positiver Wert ist, von dem ersten Amplitudenzunahmesignal Vf1.
Indem das Vergleichssignal Vfc dazu gebracht wird, eine Rechteckwelle zu sein, kann es unterdrückt werden, dass aufgrund einer Turbulenz in dem zweiten Amplitudenzunahmesignal Vfc2, verursacht durch den Effekt einer Störung, so wie Rauschen, das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk schwankt, und daher kann es unterdrückt werden, dass die Korrekturgenauigkeit verschlechtert wird.
5. Ausführungsform 5
In Ausführungsform 2 ist ein Fall erläutert worden, wo die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc den positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, extrahiert. Die grundlegenden Ausgestaltungen der Sensoreinheit 25 und der Signalverarbeitungseinheit 3 in dem Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 5 sind dieselben wie diese in Ausführungsform 2; jedoch ist die Verarbeitung in der Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 der Signalverarbeitungseinheit 3 unterschiedlich von der in Ausführungsform 2. In Ausführungsform 5 gibt mit anderen Worten die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc eine Rechteckwelle in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, aus. Die Erläuterung für Bestandteilelemente, die dieselben wie diese in Ausführungsform 2 sind, wird weggelassen werden.
19 repräsentiert einen Satz von Operationswellenformen gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Weil 19(a) bis 19(e) jeweils dieselben sind wie 13(a) bis 13(e) in Ausführungsform 2, werden deren Erläuterungen weggelassen werden.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 19(d), 19(e) und 19(f) und in der Gleichung (8) repräsentiert, vergleicht die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 mit dem Vergleichsschwellenwert TH; in dem Fall, wo ein positiver Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes TH ist, existiert, gibt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc einen Wellenhöhenwert Vcn aus, der vorbereitend auf einen positiven Wert gesetzt ist; in dem Fall, wo kein positiver Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 existiert, gibt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 "0" als das Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc aus.

1) In dem Fall, wo Vf2 > TH: Vfc = Vcn
2) In dem Fall, wo Vf2 ≦ TH(8) Vfc = 0

Wie in 19(g) repräsentiert, gibt die Mittelungsverarbeitungseinheit 9 das Durchschnittssignal Vfca aus, das erhalten worden ist durch Mittelung des Vergleichssignals Vfc, welches eine Rechteckwelle ist. Wie in 19(h) repräsentiert, gibt die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk aus, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittssignals Vfca mit dem Einstellungskoeffizienten Kad. Wie in 19 repräsentiert, gibt dann die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert aus, der erhalten worden ist durch Addieren des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, welches ein positiver Wert ist, zu dem ersten Amplitudenzunahmesignal Vf1.
Indem das Vergleichssignal Vfc dazu gebracht wird, eine Rechteckwelle zu sein, kann es unterdrückt werden, dass aufgrund einer Turbulenz in dem zweiten Amplitudenzunahmesignal Vfc2, verursacht durch den Effekt einer Störung, so wie Rauschen, das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk schwankt, und daher kann es unterdrückt werden, dass die Korrekturgenauigkeit verschlechtert wird.
6. Ausführungsform 6
In jeder der Ausführungsformen 1 bis 5 ist ein Fall erläutert worden, wo der Vergleichsschwellenwert TH vorbereitend auf einen festen Wert gesetzt ist. Die grundlegenden Ausgestaltungen der Sensoreinheit 25 und der Signalverarbeitungseinheit 3 in dem Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 6 sind dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 1 bis 5; jedoch unterscheidet sich das Verfahren zum Setzen des Vergleichsschwellenwertes TH von dem in jeder der Ausführungsformen 1 bis 5. Das heißt, dass in Ausführungsform 6 die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Vergleichsschwellenwert TH in Übereinstimmung mit einem Durchschnittausgabesignal Vma ändert, der erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25. Die Erläuterung für Bestandteile, die dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 1 und 5 sind, wird wegelassen werden.
Die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 gibt das Durchschnittausgabesignal Vma aus, das erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 durch eine Gleitender-Durchschnitt-Verarbeitung, Tiefpassfilterverarbeitung oder dergleichen. Wie beispielsweise in der Gleichung (9) und in 20 repräsentiert, setzt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Vergleichsschwellenwert TH auf einen Wert, der erhalten worden ist durch Addieren eines vorbereitend gesetzten Versatzwertes Bth zu einem Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittausgabesignals Vma mit einem vorbereitend gesetzten Proportionalverstärkungsfaktor Ath. TH = Ath × Vma + Bth (9)
Alternativ kann es zugelassen sein, dass durch Verwendung eines Kennfeldes, in dem die Beziehung zwischen dem Durchschnittausgabesignal Vma und dem Vergleichsschwellenwert TH vorbereitend gesetzt ist, eines Polynoms quadratischer oder höherer Ordnung oder dergleichen die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Vergleichsschwellenwert TH auf Grundlage des Durchschnittausgabesignals Vma setzt.
Indem eine Strömungsratenabhängigkeit dem Setzen des Vergleichsschwellenwertes TH auf eine wie oben beschriebene derartige Weise bereitgestellt wird, wird es möglich gemacht, eine Strömungsratenabhängigkeit dem Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk zum Korrigieren des ersten Amplitudenzunahmesignals Vf1 bereitzustellen; somit kann eine präzisere Pulsierungsfehlerkorrektur in Übereinstimmung mit einer Änderung in dem Amplitudenverhältnis durchgeführt werden.
7. Ausführungsform 7
In jeder der Ausführungsformen 1 bis 6 ist ein Fall erläutert worden, wo der Einstellungskoeffizient Kad vorbereitend auf einen festen Wert gesetzt ist. Die grundlegenden Ausgestaltungen der Sensoreinheit 25 und der Signalverarbeitungseinheit 3 in dem Thermotyp-Luftmengenmesser 1 gemäß Ausführungsform 7 sind dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 1 bis 6; jedoch unterscheidet sich das Verfahren zum Setzen des Einstellungskoeffizienten Kad von dem in jeder der Ausführungsformen 1 bis 6. Das heißt, dass in Ausführungsform 7 die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 den Einstellungskoeffizienten Kad in Übereinstimmung mit einem Durchschnittausgabesignal Vma ändert, das durch Mittelung des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 erhalten worden ist. Die Erläuterung für Bestandteile, die dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 1 und 6 sind, wird wegelassen werden.
Die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 gibt das Durchschnittausgabesignal Vma aus, das durch Mittelung des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 erhalten worden ist, durch eine Gleitender-Durchschnitt-Verarbeitung, Tiefpassfilterverarbeitung oder dergleichen. Wie beispielsweise in der Gleichung (10) und in 21 repräsentiert, setzt die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 den Einstellungskoeffizienten Kad auf einen Wert, der erhalten worden ist durch Addieren eines vorbereitend gesetzten Versatzwertes Bk zu einem Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittausgabesignals Vma mit einem vorbereitend gesetzten Proportionalverstärkungsfaktor Ak. Kad = Ak × Vma + Bk (10)
Alternativ kann es zugelassen sein, dass durch Verwendung eines Kennfeldes, in dem die Beziehung zwischen dem Durchschnittausgabesignal Vma und dem Einstellungskoeffizienten Kad vorbereitend gesetzt ist, eines Polynoms quadratischer oder höherer Ordnung oder dergleichen die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 den Einstellungskoeffizienten Kad auf Grundlage des Durchschnittausgabesignals Vma setzt.
Indem eine Strömungsratenabhängigkeit dem Setzen des Einstellungskoeffizienten Kad auf eine wie oben beschriebene derartige Weise bereitgestellt wird, wird es möglich gemacht, eine Strömungsratenabhängigkeit dem Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk zum Korrigieren des ersten Amplitudenzunahmesignals Vf1 bereitzustellen; somit kann eine präzisere Pulsierungsfehlerkorrektur in Übereinstimmung mit einer Änderung in dem Amplitudenverhältnis durchgeführt werden.
8. Ausführungsform 8
In Ausführungsform 6 ist ein Fall erläutert worden, wo der Vergleichsschwellenwert TH in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma geändert wird; in Ausführungsform 7 ist ein Fall erläutert worden, wo der Einstellungskoeffizient Kad in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma geändert wird. In der vorliegenden Ausführungsform ändert die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Vergleichsschwellenwert TH in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma, und die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 ändert den Einstellungskoeffizienten Kad in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma. Weil die Ausgestaltung von jeder der Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 und der Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit 10 dieselbe wie die Ausgestaltung von jeder von Ausführungsformen 6 bzw. 7 ist, werden deren Erläuterungen weggelassen werden. Im Vergleich mit jeder der Ausführungsformen 6 und 7 macht es diese Ausgestaltung möglich, eine präzisere Pulsierungsfehlerkorrektur in Übereinstimmung mit einer Änderung in der Pulsierungsbedingung durchzuführen.
9. Ausführungsform 9
In jeder von Ausführungsformen 4 und 5 ist ein Fall erläutert worden, wo der Wellenhöhenwert Vcn einer Rechteckwelle als das Negative-Seite- oder Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc auf einen vorbereitend gesetzten festen Wert gesetzt ist. In Ausführungsform 9 ändert die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Wellenhöhenwert Vcn einer Rechteckwelle als das Negative-Seite- oder Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma, das erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25. Die Erläuterung für Bestandteile, die dieselben wie diese in jeder der Ausführungsformen 4 und 5 sind, wird wegelassen werden.
Die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 gibt das Durchschnittausgabesignal Vma aus, das erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 durch eine Gleitender-Durchschnitt-Verarbeitung, Tiefpassfilterverarbeitung oder dergleichen. Wie beispielsweise in der Gleichung (11) und in 22 repräsentiert, setzt die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Wellenhöhenwert Vcn auf einen Wert, der erhalten worden ist durch Addieren eines vorbereitend gesetzten Versatzwertes Bv zu einem Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittausgabesignals Vma mit einem vorbereitend gesetzten Proportionalverstärkungsfaktor Av. Vcn = Av × Vma + Bv (11)
Alternativ kann es zugelassen sein, dass durch Verwendung eines Kennfeldes, in dem die Beziehung zwischen dem Durchschnittausgabesignal Vma und dem Wellenhöhenwert Vcn vorbereitend gesetzt ist, eines Polynoms einer quadratischen oder höheren Ordnung oder dergleichen die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 den Wellenhöhenwert Vcn auf Grundlage des Durchschnittausgabesignals Vma setzt.
In dem Fall, wo als die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 ein Komparator genutzt wird, kann es zugelassen sein, dass, wie in der Gleichung (12) repräsentiert, eine dem Komparator zu liefernde Positive-Seite-Leistungsquellenspannung Vp in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma so geändert wird, dass der Wellenhöhenwert Vcn einer Rechteckwelle, ausgegeben von dem Komparator, sich in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal Vma ändert. Vp = Ap × Vma + Bp (12)
Indem, wie oben beschrieben, eine Strömungsratenabhängigkeit dem Setzen des Wellenhöhenwertes Vcn bereitgestellt wird, wird es möglich gemacht, dass, selbst wenn eine Rechteckwelle genutzt wird, die Strömungsratenabhängigkeit des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk angehoben wird; somit kann eine präzisere Pulsierungsfehlerkorrektur in Übereinstimmung mit einer Änderung in dem Amplitudenverhältnis durchgeführt werden.
Andere Ausführungsformen
Schließlich werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Jede der unten zu erläuternden Ausgestaltungen von Ausführungsformen ist nicht auf eine separate Nutzung beschränkt, sondern kann in Kombination mit den Ausgestaltungen anderer Ausführungsformen genutzt werden, solange wie keine Diskrepanz auftritt.

(1) In jeder der vorhergehenden Ausführungsformen ist als ein Beispiel ein Fall erläutert worden, wo die Signalverarbeitungseinheit 3 aus einem Digitalverarbeitungsschaltkreis gebildet ist. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Die Signalverarbeitungseinheit 3 kann mit anderen Worten aus einem Analogverarbeitungsschaltkreis mit einem Operationsverstärker, einem Komparator, Widerständen, Kondensatoren und dergleichen gebildet sein.
(2) In der vorhergehenden Ausführungsform ist als ein Beispiel ein Fall erläutert worden, wo die Signalverarbeitungseinheit 3 als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc den Absolutwert des negativen Abschnitts des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 ausgibt, und dann als das Strömungsratensignal Vout einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Subtrahieren des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, welches ein positiver Wert ist, der verarbeitet worden ist auf Grundlage des Negative-Seite-Vergleichssignals Vfc, von dem ersten Amplitudenzunahmesignal Vf1. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 auf eine beliebige Weise ausgestaltet sein kann, solange wie sie als das Strömungsratensignal Vout einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk. Beispielsweise kann es zugelassen sein, dass die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 als das Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc direkt den negativen Abschnitt des zweiten Amplitudenzunahmesignals Vf2 ausgibt, welcher ein negativer Wert, und dann als das Strömungsratensignal Vout einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Addieren des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk, welches ein negativer Wert ist, der verarbeitet worden ist auf Grundlage des Negative-Seite-Vergleichssignals Vfc, zu dem ersten Amplitudenzunahmesignal Vf1 so, dass eine Abnahmekorrektur zum Verringern des ersten Amplitudenzunahmesignals Vf1 durchgeführt wird.
(3) In jeder der vorhergehenden Ausführungsformen ist als ein Beispiel ein Fall erläutert worden, in dem die Antwortkorrektureinheit 7 das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1, das erhalten worden ist durch Anwenden der ersten Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25, und das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 ausgibt, das erhalten worden ist durch Anwenden der zweiten Amplitudenzunahmeverarbeitung auf die AC-Komponenten des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25, in dem die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 das zweite Amplitudenzunahmesignal Vf2 mit dem Vergleichsschwellenwert TH vergleicht und dann beide oder eines von dem Negative-Seite-Vergleichssignal Vfc und dem Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc ausgibt, und in dem die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Unterziehen des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk einer Abnahmekorrektur oder Zunahmekorrektur des ersten Amplitudenzunahmesignals Vf1. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Es kann mit anderen Worten zugelassen sein, dass die Antwortkorrektureinheit 7 ein einzelnes Amplitudenzunahmesignal ausgibt, dass die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit 8 ein einzelnes Amplitudenzunahmesignal mit dem Vergleichsschwellenwert TH vergleicht und dann beide oder eines von dem Negative-Seite-Vergleichssignals Vfc und dem Positive-Seite-Vergleichssignal Vfc ausgibt, und dass die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 als das Strömungsratensignal Vout einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Unterziehen des Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk einer Abnahmekorrektur oder Zunahmekorrektur eines einzelnen Amplitudenzunahmesignals.
(4) In jeder der vorhergehenden Ausführungsformen ist als ein Beispiel ein Fall erläutert worden, in dem, wenn der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 größer als der Zunahme/Abnahme-Bestimmung-Schwellenwert THID ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 bestimmt, dass eine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten ist, und in dem, wenn der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 kleiner als der Zunahme/Abnahme-Bestimmung-Schwellenwert THID ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 bestimmt, dass keine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten sind. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 kann mit anderen Worten irgendein beliebiges Bestimmungsverfahren nutzen, solange wie sie auf Grundlage des Ausgabesignals Vm der Sensoreinheit 25 bestimmt, ob oder ob nicht eine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten ist. Beispielsweise kann es zugelassen sein, dass, wenn das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 kleiner als die Keine-Luftströmung-Ausgabe Vc/2 ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 bestimmt, dass eine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten ist, und dass, wenn das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 nicht kleiner als die Keine-Luftströmung-Ausgabe Vc/2 ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 bestimmt, dass keine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten ist. Alternativ kann es zugelassen sein, dass, wenn ein Wert, der erhalten worden ist durch Unterziehen des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals Vfk1 einer Abnahmekorrektur des ersten Amplitudenzunahmesignals Vf1, kleiner als die Keine-Luftströmung-Ausgabe Vc/2 ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 bestimmt, dass eine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten ist, und dass, wenn der Wert, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal Vf1 durch das Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal Vfk1, nicht kleiner als die Keine-Luftströmung-Ausgabe Vc/2 ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit 11 bestimmt, dass keine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung X2 aufgetreten ist.

Vielfältige Modifizierungen und Abänderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann ersichtlich sein, ohne von dem Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht auf die hierin bekannt gemachten veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5558599 [0003, 0005, 0006]

Claims

Thermotyp-Luftmengenmesser (1), umfassend: einen Bypass-Strömungspfad (29), der in einem Ansaugrohr (35) angeordnet ist, durch welches in einen Verbrennungsmotor hereinzunehmende Luft strömt, der einen Teil der Ansaugluft hereinnimmt, und der die Ansaugluft zum Strömen dadurch bringt; eine Sensoreinheit (25) mit einer Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung (24), die in dem Bypass-Strömungspfad (29) angeordnet ist; und eine Signalverarbeitungseinheit (3), die ein Ausgabesignal (Vm) der Sensoreinheit (25) verarbeitet, wobei der Bypass-Strömungspfad (29) Luft in eine Richtung zum Strömen bringt, die einer Vorwärtsströmungsrichtung (X1) oder einer Rückwärtsströmungsrichtung (X2) der Ansaugluft in dem Ansaugrohr (35) entspricht, wobei die Sensoreinheit (25) als die Strömungsrate-Erfassungsvorrichtung (24) einen Stromaufwärts-Heizwiderstand (181), der ein Heizwiderstand bei der Stromaufwärtsseite in der Vorwärtsströmungsrichtung (X1) ist, und einen Stromabwärts-Heizwiderstand (182) hat, der ein Heizwiderstand ist, der bei der Stromabwärtsseite des Stromaufwärts-Heizwiderstands (181) in der Vorwärtsströmungsrichtung (X1) angeordnet ist, und einen Differenzstrom-Ausgabeschaltkreis (18) hat, der ein Ausgabesignal (Vm) erschafft in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen einem Stromaufwärtsstrom (Ihu), der in dem Stromaufwärts-Heizwiderstand (181) fließt, um die Spannung über den Stromaufwärts-Heizwiderstand (181) aufrechtzuerhalten, ein vorbereitend gesetzter Stromaufwärts-Spannungswert zu sein, und einem Stromabwärtsstrom (Ihd), der in dem Stromabwärts-Heizwiderstand (182) fließt, um die Spannung über den Stromabwärts-Heizwiderstand (182) aufrechtzuerhalten, ein vorbereitend gesetzter Stromabwärts-Spannungswert zu sein, wobei die Signalverarbeitungseinheit (3) enthält eine Antwortkorrektureinheit (7), die ein Amplitudenzunahmesignal ausgibt, das erhalten worden ist durch Anwenden einer Amplitudenzunahmeverarbeitung von AC-Komponenten auf ein Ausgabesignal (Vm) der Sensoreinheit (25), eine Vergleichssignal-Ausgabeeinheit (8), die das Amplitudenzunahmesignal mit einem vorbereitend gesetzten Vergleichsschwellenwert (TH) vergleicht und dann eines oder beide von einem Negative-Seite-Vergleichssignal (Vfc) in Übereinstimmung mit dem negativen Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der negativen Seite des Vergleichsschwellenwertes (TH) ist, und einem Positive-Seite-Vergleichssignal (Vfc) in Übereinstimmung mit dem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals, welcher bei der positiven Seite des Vergleichsschwellenwertes (TH) ist, ausgibt, eine Mittelungsverarbeitungseinheit (9), die ein Durchschnittssignal (Vfca) ausgibt, das durch Mittelung des Vergleichssignals (Vfc) erhalten worden ist, eine Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit (10), die ein Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk) ausgibt, das erhalten worden ist durch Multiplizieren des Durchschnittssignals (Vfca) mit einem vorbereitend gesetzten Einstellungskoeffizienten (Kad), und eine Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11), die als ein Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmeverarbeitung oder einer Zunahmeverarbeitung auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk).
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk), das mit Verwendung des Negative-Seite-Vergleichssignals (Vfc) verarbeitet worden ist; alternativ die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk), das mit Verwendung des Positive-Seite-Vergleichssignals (Vfc) verarbeitet worden ist.
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim Bestimmen auf Grundlage des Ausgabesignals (Vm) der Sensoreinheit (25), dass eine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung (X2) existiert, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk), das mit Verwendung des Negative-Seite-Vergleichssignals (Vfc) verarbeitet worden ist; beim Bestimmen auf Grundlage des Ausgabesignals (Vm) der Sensoreinheit (25), dass keine Strömung in der Rückwärtsströmungsrichtung (X2) existiert, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk), das mit Verwendung des Positive-Seite-Vergleichssignals (Vfc) verarbeitet worden ist.
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Fall, wo der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals (Vfk1), das mit Verwendung des Negative-Seite-Vergleichssignals (Vfc) verarbeitet worden ist, größer als ein vorbereitend gesetzter Zunahme/Abnahme-Bestimmung-Schwellenwert (THID) ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk1); in dem Fall, wo der Absolutwert des Negative-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignals (Vfk1) kleiner als der Zunahme/Abnahme-Bestimmung-Schwellenwert (THID) ist, die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Zunahmekorrektur auf das Amplitudenzunahmesignal durch das Positive-Seite-Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk2).
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Antwortkorrektureinheit (7) ein erstes Amplitudenzunahmesignal (Vf1), das erhalten worden ist durch Anwenden einer ersten Amplitudenzunahmeverarbeitung der AC-Komponenten auf das Ausgabesignal (Vm) der Sensoreinheit (25), und ein zweites Amplitudenzunahmesignal (Vf2) ausgibt, das erhalten worden ist durch Anwenden einer zweiten Amplitudenzunahmeverarbeitung der AC-Komponenten auf das Ausgabesignal (Vm) der Sensoreinheit (25), wobei die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit (8) das zweite Amplitudenzunahmesignal (Vf2) mit dem Vergleichsschwellenwert (TH) vergleicht und dann eines oder beide von dem Negative-Seite-Vergleichssignal (Vfc) und dem Positive-Seite-Vergleichssignal (Vfc) ausgibt, und wobei die Signalkorrektur-Verarbeitungseinheit (11) als das Strömungsratensignal (Vout) einen Wert ausgibt, der erhalten worden ist durch Anwenden einer Abnahmekorrektur oder einer Zunahmekorrektur auf das erste Amplitudenzunahmesignal (Vf1) durch das Koeffizientenmultiplikationssignal (Vfk).
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Fall, wo eine Strömungsrate in der Vorwärtsströmungsrichtung (X1) auf einen positiven Wert gesetzt ist, und eine Strömungsrate in der Rückwärtsströmungsrichtung (X2) auf einen negativen Wert gesetzt ist, die Sensoreinheit (25) eine Ausgabecharakteristik hat, in der der Gradient einer Zunahme in dem Ausgabesignal (Vm) zum Zunehmen in einer Strömungsrate abnimmt, wenn die Strömungsrate von "0" zunimmt, und eine Ausgabecharakteristik hat, in der der Gradient einer Abnahme in dem Ausgabesignal (Vm) zum Abnehmen in einer Strömungsrate abnimmt, wenn die Strömungsrate von "0" abnimmt.
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Koeffizientenmultiplikation-Verarbeitungseinheit (10) den Einstellungskoeffizienten (Kad) in Übereinstimmung mit einem Durchschnittausgabesignal (Vma) ändert, das erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals (Vm) der Sensoreinheit (25).
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vergleichssignal-Ausgabeeinheit (8) den Vergleichsschwellenwert (TH) in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal (Vma) ändert, das erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals (Vm) der Sensoreinheit (25).
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Mittelungsverarbeitungseinheit (9) als das Vergleichssignal (Vfc) eine Rechteckwelle in Übereinstimmung mit einem negativen Abschnitt oder einem positiven Abschnitt des Amplitudenzunahmesignals ausgibt.
Thermotyp-Luftmengenmesser (1) gemäß Anspruch 9, wobei die Mittelungsverarbeitungseinheit (9) einen Wellenhöhenwert (Vcn) der Rechteckwelle in Übereinstimmung mit dem Durchschnittausgabesignal (Vma) ändert, das erhalten worden ist durch Mittelung des Ausgabesignals (Vm) der Sensoreinheit (25).