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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Durchflußmesser,
der eine Durchflußmenge von
Luft und Gas mißt,
und auf ein Durchflußmessersystem,
das den Durchflußmesser
verwendet.
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Als
Luftdurchflußmesser
zum Messen einer Ansaugluft-Durchflußmenge, der an einem elektronisch
geregelten Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeuges oder dergleichen installiert ist, war der Thermaltyp-Luftdurchflußmesser
aufgrund seiner Fähigkeit,
direkt eine Luftmassendurchflußmenge
zu erfassen, weit verbreitet. In diesem Fall wird ein Heizwiderstand
durch Wickeln eines Platindrahtes auf einem Spulenkörper und
Beschichten desselben mit Glas, oder durch Ausbilden eines Dünnschichtwiderstands
auf einem Keramiksubstrat oder auf einem Siliciumsubstrat oder dergleichen
gebildet. Als Verfahren zum Erfas sen einer Durchflußmenge kann
folgendes erwähnt werden.
Ein System besteht darin, einen Heizwiderstand auf eine konstante
Temperatur zu erwärmen und
direkt einen fließenden
Strom zu erfassen, wenn eine Strömung
auftritt. Ein weiteres besteht darin, Temperaturerfassungswiderstände an beiden
Seiten des Heizwiderstandes zu plazieren und eine Durchflußmenge durch
eine Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturerfassungswiderständen zu
erfassen.
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Im
Fall einer pulsierenden Strömung,
die eine hohe pulsierende Amplitude der Einlaßluftdurchflußmenge aufweist
und teilweise mit einer Rückwärtsströmung einhergeht,
wie z. B. im Fall einer geringen Drehzahl bei einer Maschine mit
weniger als vier Zylindern und bei Ausübung einer starken Belastung,
mangelt es der herkömmlichen
Luftdurchflußmengenmeßvorrichtung
an Genauigkeit; ferner gibt es einen wohlbekannten Durchflußmesser,
der im offengelegten
japanischen
Patent Nr. 62-821 offenbart ist.
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Um
eine dynamische Pulsationscharakteristik, die eine Rückwärtsströmung enthält, zu kompensieren,
gibt es Verfahren für
eine Maschinensteuereinheit usw., um eine Kennlinie in einem Rückwärtsströmungsbereich
zu modifizieren, indem ein Rückwärtsströmungsfeststellungssensor
verwendet wird, der in der
japanischen
Patentveröffentlichung Nr.
8-511627 und im offengelegten
japanischen
Patent Nr. 9-15013 offenbart ist.
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Als
Verfahren zum Reduzieren von Fehlern in Pulsationen ist folgendes
im offengelegten
japanischen
Patent Nr. 11-316145 und
Nr.
11-337382 usw. offenbart, in welchem eine Maschinensteuereinheit oder
ein Sensorkontrollmikrocomputer ein nichtlineares Sensor ausgangssignal
unter Verwendung eines Kennfeldes oder dergleichen in ein lineares
Signal (Durchflußmenge)
umsetzt, um es in eine Luftdurchflußmenge umzusetzen, und eine
pulsierende Amplitude mittels eines Filters reduziert, und anschließend eine
Nichtlinearisierungsverarbeitung erneut auf das Signal anwendet,
wodurch die Amplitude des endgültigen
Ausgangssignals verringert wird, um somit die Fehler zu reduzieren.
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Das
offengelegte
japanische Patent
Nr. 6-265565 und dergleichen offenbart eine Konstruktion,
bei der ein Sensorausgang eines Strommessers, der für eine Meßvorrichtung
verwendet wird, mittels eines A/D-Umsetzers in einen digitalen Wert
umgesetzt wird, wobei die Kennlinie mittels des funktionalen Ausdrucks
eines Speichers angepaßt
wird, der spezifizierte Koeffizienten aufzeichnet, wobei die Ergebnisse
auf die Anzeige gesetzt werden, oder der Sensorausgang wird mittels
eines D/A-Umsetzers in einen Analogwert umgesetzt, um ihn als Spannung auszugeben.
Mit der gleichen Konstruktion wird ein Verfahren zum Reduzieren
von Einflüssen
einer schwankenden Strömungsgeschwindigkeit
aufgrund von Druckschwankungen usw. in der veröffentlichten, ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 8-94406 offenbart,
in der der Sensorausgang mittels eines A/D-Umsetzers in einen digitalen Wert umgesetzt
wird und nach einer Linearisierung der Mittelwert berechnet wird,
wobei eine Durchflußmenge ohne
Fehler entsprechend dem Dokument präsentiert werden kann. Dies
kann verwendet werden, um ein geschlossenes System als Durchflußmengenmeßvorrichtung
zu bilden.
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DE 196 52 026 A1 zeigt
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Luftmengenmessung, bei der
ein digitales Signal, das durch A/D-Umsetzung eines Ausgangs eines thermischen
Luftmengenmessers erhalten wird, aufgeteilt und in zwei Schaltungen
eingegeben wird. Nachdem in einer Schaltung eine Zeitkonstante (τ) erhalten
worden ist, wird eine inverse Transformation ausgeführt, um
in Verbindung mit einem Ausgang der anderen Schaltung einen Fehler
zu erhalten. Das invers transformierte Signal wird auf der Grundlage
der Charakteristik des thermischen Luftmengenmessers linearisiert,
ferner wird die Strömungsrichtung
bestimmt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Im
allgemeinen wird die Beziehung zwischen einem Sensorausgang eines
Thermaltyp-Durchflußmessers,
der einen Heizwiderstand verwendet, und einer Luftdurchflußmenge durch
den folgenden Ausdruck beschrieben, der als King-Ausdruck bezeichnet
wird: Ih·Ih·Rh = (C1 + C2√Q)(Th – Ta) (1)wobei Ih
einen Hitzdrahtstrom darstellt, Rh einen Hitzdrahtwiderstand darstellt,
Th eine Oberflächentemperatur
eines Hitzdrahtes darstellt, Ta eine Temperatur der Atmosphäre darstellt,
Q eine Luftdurchflußmenge
darstellt, C1 und C2 Konstanten sind, die durch den Hitzdraht bestimmt
sind. Im allgemeinen wird der Sensorausgang in Form eines Spannungswertes
erfaßt,
der durch das Fließen
des Hitzdrahtstroms Ih durch einen Widerstand erhalten wird. Eine Maschinensteuereinheit,
die zum Steuern einer Brennkraftmaschine verwendet wird, setzt eine
Sensorausgangsspannung in eine Durchflußmenge auf der Grundlage der
Beziehung des Ausdrucks 1 um und steuert die Luft- und Kraftstoffmengen
in der Brennkraftmaschine. Die Beziehung zwischen dem Sensorausgangssignal
des Thermaltyp-Durchflußmessers
und der Durchflußmenge
ist in der Praxis jedoch nichtlinear (die vierte Wurzel der Durchflußmenge ist
der Spannungswert), was irgendein Linearisierungsmittel erfordert,
um ein Signal als Durchflußmenge
zu verwenden.
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In
der herkömmlichen
Technik gibt es zum Reduzieren des Erfassungsfehlers bezüglich der Schwankungen
in pulsierenden dynamischen Strömungen
ein Verfahren, das das Sensorspannungssignal in die Luftdurchflußmenge umsetzt,
um es zu linearisieren, im linearen Bereich der pulsierenden Amplitude
durch Verwendung eines Tiefpaßfilters und
dergleichen reduziert, und eine Mittelungsverarbeitung ausführt. Das
Verfahren führt
bei Bedarf das Ergebnis wieder auf das nichtlineare Signal zurück, das
die ursprüngliche
Signalform aufweist, und macht als endgültiges Ziel das Signal immun
gegen über
Pulsationen.
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Es
gibt ein weiteres Verfahren, das dann, wenn eine durch ein Einlaßventil
hervorgerufene Rückwärtsströmung in
einem stark pulsierenden Bereich überlappt, eine pulsierende
Strömung
unter Verwendung eines Sensors mißt, der die Rückwärtsströmung erfassen
kann, um das Spuck-Phänomen von
Luft, die aus dem Abgasventil bei einem positiven Druck zum Einlaßventil
zurückkehrt,
wenn sich der Kolben nach oben bewegt, zu erfassen. Um hierbei die
Einflüsse
durch die Differenzen in der Antwort des Sensors und in der Empfindlichkeit
der Rückwärtsströmung zu
eliminieren, modifiziert das Verfahren den charakteristischen Ausdruck
der Rückwärtsströmungsseite
im Ausdruck 1 und verringert somit den Fehler der pulsierenden Strömung, die
die Rückwärtsströmung enthält.
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Im
Fall einer neuen Brennkraftmaschine jedoch, die einen neueren Ventilmechanismus
einsetzt, der das Abgasventil variabel macht und dergleichen, treten
jedoch leicht Druckschwankungen und Störungen in der Signalform der
Strömung
auf. Die Pegel der Pulsationen und der Rückwärtsströmung sind hoch, wobei sie sich
leicht in Abhängigkeit von
den externen Bedingungen, wie z. B. der Drehzahl der Brennkraftmaschine
usw., ändern,
was ein zu lösendes
Problem darstellt. Dementsprechend wurde gewünscht, den Fehler in einem
Pulsationsbereich, der eine hohe Rückwärtsströmung enthält, zu reduzieren. Bei den
obigen herkömmlichen
Techniken wurden nicht viele Untersuchungen bezüglich des Verfahrens der Regulierung
eines hohen Pulsationsfehlers auf ein niedriges Niveau durchgeführt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, unter der Umgebung von hohen
Pulsationen und hohen Rückwärtsströmungen einer
Brenn kraftmaschine und dergleichen ein Regulierungsmittel zu schaffen, das
einen Pulsationsfehler eines Durchflußmessers gemäß den Größen und
Frequenzen der Pulsationen reduziert, und einen Durchflußmesser
mit einem reduzierten Pulsationsfehler zu schaffen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung kann zum Reduzieren der Meßfehler der Durchflußmenge in
Pulsationen der Durchflußmesser
ein Erfassungselement enthalten, das ein nichtlineares Signal entsprechend
einer Durchflußmenge
ausgibt, und/oder ein Regulierungsmittel, das ein Ausgangssignal
des Erfassungselements zur Steuerung reguliert. Ferner kann das
Regulierungsmittel eine Ausgangsregulierungsverarbeitung ausführen, die
Unregelmäßigkeiten
des Erfassungselements im Ausgangssignal reguliert, und/oder eine
Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung,
die einen Mittelwert des Ausgangssignals nach der Ausgangsregulierungsverarbeitung
mittels Regulierungsparametern reguliert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann der Durchflußmesser ein Erfassungselement
enthalten, das ein nichtlineares Signal entsprechend einer Durchflußmenge ausgibt,
und/oder ein Regulierungsmittel, das ein Ausgangssignal des Erfassungselements
zur Steuerung reguliert. Ferner kann das Regulierungsmittel eine
Regulierungsverarbeitung ausführen,
die Unregelmäßigkeiten
des Erfassungselements im Ausgangssignal reguliert, eine Trennungsverarbeitung,
die eine Gleichstromkomponente und eine Wechselstromkomponente,
die im Ausgangssignal nach der Regulierungsverarbeitung enthalten
sind, trennt, und/oder eine Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung,
die Mittelwerte der Gleichstromkomponente und der Wechselstromkomponente,
die im Ausgangssignal enthalten sind, mittels Regulierungsparametern
separat reguliert.
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Ferner
kann das Regulierungsmittel eine erste Umsetzungsverarbeitung ausführen, die
das Ausgangssignal mittels eines ersten Umsetzungsausdrucks gemäß einer
Charakterisitk zwischen einer Durchflußmenge und einem Ausgangssignal
in ein Durchflußmengensignal
umsetzt, und/oder eine Glättungsverarbeitung,
die eine Amplitude des Durchflußmengensignals
nach der ersten Umsetzungsverarbeitung verändert.
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Ferner
kann das Regulierungsmittel eine zweite Umsetzungsverarbeitung für ein Durchflußmengensignal
nach der Glättungsverarbeitung
mittels eines zweiten Umsetzungsausdrucks ausführen, die verwendet wird, um
eine Durchflußmengenempfindlichkeit
auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem ersten Umsetzungsausdruck
und einer Referenzdurchflußmenge
zu regulieren.
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Ferner
können
in dem Durchflußmesser,
der eine eine Rückwärtsströmung enthaltende
bidirektionale Durchflußmenge
erfaßt,
bezüglich
des ersten Umsetzungsausdrucks gemäß der Charakteristik zwischen
der Durchflußmenge
und dem Ausgangssignal wenigstens eine Charakteristik einer Richtung der
Charakteristik zwischen den Durchflußmengen der beiden Richtungen
und dem Ausgangssignal von einer Charakteristik zwischen der Referenzdurchflußmenge und
dem Ausgangssignal verschieden sein.
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Ferner
kann der Durchflußmesser
ein Mittel zur Wiederherstellung einer Antwort eines Ausgangssignals
vor der Regulierung enthalten.
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Ferner
kann das Ausgangssignal vom Erfassungselement eine Pulsationscharakteristik
enthalten, wobei ein Regulierungsmittel vorgese hen sein kann, das
selektiv eine regulierte Pulsationscharakteristik und eine nicht-regulierte
Pulsationscharakteristik ausgibt.
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Ferner
kann in dem Durchflußmessersystem,
das einen Durchflußmesser
und eine Steuervorrichtung umfaßt,
die eine Maschinensteuerung mittels eines Signals vom Durchflußmesser
ausführt,
ein Signal von der Steuervorrichtung die Regulierungsparameter des
Regulierungsmittels modifizieren.
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Ferner
kann die Steuervorrichtung mit einem Speichermittel versehen sein,
das den ersten und/oder den zweiten Umsetzungsausdruck speichert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Andere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden
Beschreibung der Ausführungsformen
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen, in welchen:
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1 ein
Systemkonfigurationsdiagramm eines Durchflußmessers gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 ein
Blockschaltbild der digitalen Verarbeitung gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist;
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3 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Kennlinie der Sensorausgangsspannung über der Durchflußmenge zeigt;
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4A und 4B erläuternde
Diagramme der digitalen Verarbeitung gemäß der Ausführungsform der Erfindung sind;
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5 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Kennlinie der Durchflußmenge über der
Sensorausgangsspannungsumsetzung zeigt;
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6 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Durchflußmengenempfindlichkeits-Umsetzungscharakteristik
zeigt;
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7 ein
Schaltbild gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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8A und 8B Schaltbilder
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung sind;
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9 ein
Muster von Widerstanden zeigt, die auf einem Siliciumsubstrat ausgebildet
sind;
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10 eine
Schnittansicht der auf dem Siliciumsubstrat ausgebildeten Widerstände ist;
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11 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Kennlinie der Sensorausgangsspannung über der Durchflußmenge in
einem bidirektionalen Durchflußmengensensor
zeigt;
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12 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Kennlinie der Durchflußmenge über der
Sensorausgangsspannungsumsetzung im bidirektionalen Durchflußmengensensor
zeigt;
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13 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Durchflußmengenempfindlichkeits-Umsetzungscharakteristik
im bidirektionalen Durchflußmengensensor
zeigt;
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14 eine
Schnittansicht eines Umgehungsdurchlasses ist, der in einer Einlaßleitung
installiert ist;
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15 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Kennlinie der Sensorausgangsspannung über der Durchflußmenge im
bidirektionalen Durchflußmengensensor
zeigt;
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16 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Kennlinie der Durchflußmenge über der
Sensorausgangsspannungsumsetzung im bidirektionalen Durchflußmengensensor
zeigt;
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17 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Brummfrequenzcharakteristik im Durchflußsensor zeigt;
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18 ein
Graph ist, der ein Beispiel der Fehlercharakteristik in Pulsationen
zeigt;
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19A und 19B Schaltbilder
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung sind;
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20 ein
Blockschaltbild der digitalen Verarbeitung gemäß der vierten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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21 ein
Blockschaltbild der digitalen Verarbeitung gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung ist;
und
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22 ein
Blockschaltbild der digitalen Verarbeitung gemäß der sechsten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
folgenden wird die erste Ausführungsform der
Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben. Eine Sensorschaltung 1 ist
mit einer Stromversorgung 10 verbunden, um einen Heizwiderstand 11 auf
eine konstante Temperatur aufzuheizen, und bildet einen Sensorabschnitt
eines Thermaltyp-Durchflußmessers,
der eine durch den Heizwiderstand 11 laufende Durchflußmenge über den
erzeugten Wärmeaustausch
entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit mißt. Eine
digitale Fehlerregulierungseinheit 2, die ein digitales
Mittel mit einem Mikrocomputer und dedizierte Logik enthält, empfängt ein
Ausgangssignal Vin von der Sensorschaltung 1. Das Signal
Vin wird von einem A/D-Umsetzer 21 in einem digitalen Wert umgesetzt.
Eine arithmetische Schaltung 22 wendet eine Fehlerkorrektur
auf den digitalen Wert entsprechend den Korrekturdaten an, die in
einem wiederbeschreibbaren Speicher 23 vorhanden sind.
Ein D/A-Umsetzer 24 gibt an eine Maschinensteuereinheit 5 einen
Spannungswert aus, der gleich dem Ausgangssignal Vin von der Sensorschaltung 1 ist.
Die Sensorschaltung 1, die digitale Fehlerregulierungseinheit 2 und
die Stromversorgungsschaltung 3 zum Erzeugen einer Referenzspannung
bilden eine Durchflußmengenmeßvorrichtung 4.
In der Maschinensteuereinheit 5 setzt ein A/D-Umsetzer 51 ein Ausgangssignal
Vout von der Durchflußmengenmeßvorrichtung 4 in
einen digitalen Wert um, wobei der digitale Wert für die Maschinensteuerung
verwendet wird.
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Im
folgenden wird mit Bezug auf 2 der Verarbeitungsablauf
in der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 erläutert, die
ein digitales Mittel umfaßt,
das einen Mikrocomputer und dedizierte Logik enthält. Die
Operationsverarbeitung 40 nimmt den Ausgang Vin von der Sensorschaltung 1 auf,
welcher mittels der A/D-Umsetzungsverarbeitung 41 in einen digitalen
Wert umgesetzt wird. Der digitale Wert wird bei Bedarf einer Antwortwiedergewinnungsverarbeitung 42 zugeführt, und
anschließend,
um individuelle Unregelmäßigkeit
in der Sensorcharakteristik zu beseitigen, einer Ausgangsregulierungsverarbeitung 43 unterworfen.
Wenn das Spannungssignal vom Sensor in eine Durchflußmenge umgesetzt
wird, auf die eine Glättung
angewendet wird, wird anschließend eine
Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 angewendet,
die die Mittelwerte in Pulsationen unter Verwendung von Regulierungsparametern
variabel macht. Auf den Ausgang nach der Ungleichmäßigkeit-Linearisierung
wird bei Bedarf eine Nichtlinearisierungsverarbeitung 45 angewendet.
Eine D/A-Umsetzungsverarbeitung 46 überträgt das Spannungssignal Vout
mit einem reduzierten Fehler als Ausgang der Durchflußmengenmeßvorrichtung 4 zur
Maschinensteuereinheit 5.
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Im
folgenden wird mit Bezug auf 3 vor der
Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 die
Beziehung zwischen der Durchflußmenge
und der Sensorspannung erläutert,
die im Ausdruck 1 gegeben ist. Wenn die horizontale Achse
die Durchflußmenge
repräsentiert,
zeichnet die Ausgangsspannung von einem Sensor eine nichtlineare
Kurve, derart, daß die
Empfindlichkeit einer niedrigen Durchflußmenge hoch ist und die Empfindlichkeit
mit steigender Durchflußmenge
abnimmt. In einem Sensor, dessen Ausgangskennlinie eine solche Beziehung aufweist,
wird selbst dann, wenn eine fein pulsierende Durchflußmenge als
eine Sinuswelle eingegeben wird, das erfaßte Spannungssignal aufgrund
der nichtlinearen Kurve leicht verzerrt, so daß es auf der positiven Seite
komprimiert und auf der negativen Seite expandiert wird. Wenn ein
durch die Mittelung dieses unveränderten
Spannungssignals erhaltener Wert mit dem Mittelwert der Durchflußmenge verglichen
wird, wird offensichtlich der Mittelwert der Durchflußmenge durch
den Einfluß der
nichtlinearen Kurve verringert. Diese Diskrepanz nimmt zu, wenn die
Pulsation zunimmt, und wenn die Kurve der Spannung über den
nichtlinearen Durchflußmengenkurven
größer wird.
Dementsprechend ist es ein üblicher
Schritt, daß in
Form der Sensorspannung erhaltene Signal unter Verwendung der Kennlinie
in die Durchflußmenge
umzusetzen, (zu linearisieren), und anschließend die Mittelungsverarbeitung
usw. anzuwenden. Um diese Relation zu erhalten, wird im allgemeinen
in der Praxis das Spannungssignal des Sensors über der Durchflußmenge gemessen,
wobei eine Referenzkennlinie (bezeichnet als Haupt-Kennlinie Qref)
in der Maschinensteuervorrichtung 5 oder dergleichen registriert
wird. Damit wird die Durchflußmenge
berechnet und für
verschiedene Steuerungen verwendet.
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Als
nächstes
wird das Verfahren zum Reduzieren des Pulsationsfehlers durch die
Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 mit
Bezug auf die 4A und 4B erläutert. 4A zeigt
die Verarbeitung, die zum Reduzieren von Pulsationseinflüssen und
Störungen
verwendet wird, nicht für
die Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung. Dies
ist ein Fall, in welchem eingegebene Sensorspannungssignale, die
den Durchflußmengen
gemäß einem
hohen Amplitudensignal Qa1 und einem niedrigen Amplitudensignal
Qa2 entsprechen, eingegeben werden, wobei die durchschnittlichen
Durchflußmengen
gleich Qave1 sind. In einer Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 werden
die Sensorspannungssignale in Durchflußmengen umgesetzt, entsprechend
einer Kennlinie fx1 gleich einer Referenzkennlinie Qref. In der Glättungsverarbeitung 442 reduziert
ein digitales Tiefpaßfilter
oder dergleichen die pulsierenden Amplituden der umgesetzten Durchflußmengen
und erhält
Ausgangssignale Qaf1, Qaf2. Die Mittelwerte Qavef1, Qavef2 der geglätteten Signale
werden gleich. Das heißt,
die Umsetzung in die Durchflußmenge
mittels der Kennlinie fx1, die genau gleich der Referenzkennlinie
Qref ist, erzeugt den Mittelwert der Durchflußmenge, der nicht von den Amplituden
und Frequenzen der Pulsationen abhängig ist. In einem Fall jedoch,
in dem die Durchflußmengen
und die gemessenen Spannungssignalformen in Abhängigkeit von hohen und niedrigen
Amplituden der Pulsationen verzerrt sind, und folglich die Mittelwerte
in den Pulsationen Fehler in den Mittelwerten hervorrufen, besitzt
diese Verarbeitung kein Mittel zum Regulieren der Mittelwerte in
bezug auf die Amplituden der Pulsationen.
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Im
Gegensatz hierzu zeigt 4B einen Fall, in welchem die
Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
angewendet wird, welche ein Mittel zum Regulieren der Mittelwerte
der Durchflußmengen
entsprechend den Amplituden der Pulsationen bietet. Genauer, nachdem
die Kennlinie fx1, die von der Referenzkennlinie Qref verschieden
ist, auf den gleichen Eingangssignalen wie vorher durch Regulierungsparameter
aufgebaut ist werden die Eingangssignale in der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 in
die Durchflußmengen
umgesetzt. In der Glättungsverarbeitung 442 erzeugt
ein digitales Tiefpaßfilter
oder dergleichen Signale mit reduzierten pulsierenden Amplituden.
Anschließend
ist die Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung 443 vorgesehen, die
eine Ausgangskennlinie fx2 zum Kompensieren eines Fehlers (Gleichstromempfindlichkeitscharakteristik)
in der statischen Charakteristik aufweist, welcher entsprechend
der Differenz zwischen der Referenzkennlinie Qref und der Kennlinie
fx1 in der vorherigen Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 erzeugt
wird. Mittels der Ausgangskennlinie fx2 werden die Ausgangssignale
Qaf1', Qaf2' erhalten. Die Mittelwerte
Qavef1', Qavef2' der geglätteten Signale
werden in Abhängigkeit
von den Signalamplituden verschieden. Somit wird es möglich, die
Mittelwerte gemäß der Kennlinie
fx1 in der vorherigen Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 zu
erhöhen
oder zu senken (dieses Beispiel zeigt "erhöhen"). Das heißt, es wird möglich, die
Mittelwerte frei zu erhöhen
oder zu senken, indem die Kennlinie fx1 entsprechend den Regulierungsparametern
modifiziert wird und die Ausgangskennlinie fx2 in der Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung 443 gemäß der Differenz
zwischen der Kennlinie fx1 nach der Modifizierung und der Referenzkennlinie
qref modifiziert wird. Ferner ermöglicht das Modifizieren der
Frequenzcharakteristik des Tiefpaßfilters und dergleichen in
der Glättungsverarbeitung 442 durch
die Regulierungsparameter, die Mittelwerte zu erhöhen oder
zu senken, nicht nur durch die Größe der pulsierenden Amplituden,
sondern auch durch die Differenz der Brummfrequenzen.
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5 zeigt
die Kennlinien der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 genauer.
Hierbei wird entsprechend der Beziehung zwischen der Durchflußmenge und
der Sensorspannung in 3 ein Spannungssignal Vin in
bezug auf ein Durchflußmengensignal
Qa mit einer hohen Durchflußmenge
erzeugt, wobei ein Spannungssignal Vinf in bezug auf ein Durchflußmengensignal
Qaf erzeugt wird, in welchem die Durchflußmenge geglättet ist und die Amplitude
verringert ist. In 5 werden die Spannungssignale
Vin, Vinf eingegeben, wobei die Sensorspannung auf der horizontalen
Achse angeordnet ist. Um dementsprechend die Spannungssignale Vin,
Vinf mittels der Referenzkennlinie Qref in die Durchflußmengen
umzusetzen, werden die Signale äquivalent
zu den Durchflußmengensignalen
Qa, Qaf in 3 zurückgesetzt. Wenn im Vergleich hierzu
die Spannungssignale Vin, Vinf mittels der Kennlinie fx1 mit einer
sanfteren Kurve als die Referenzkennlinie Qref in die Durchflußmengen
umgesetzt werden (oder in die Signale Q' entsprechend den Durchflußmengen),
steigen die Durchschnittswerte der Durchflußmengensignale Qa', Qaf nach der Umsetzung
deutlich an, was Fehler erzeugt, wenn sie als Gleichstromsignale
betrachtet werden (statische Charakteristik). Um die Gleichstromfehler zu
beseitigen, muß die
in 6 gezeigte Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung angewendet
werden.
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Die
Ausgangskennlinie fx2 in der Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung 443 wird
im folgenden genauer erläutert. 6 ordnet
die Signale Q' entsprechend
den Durchflußmengen
auf der vertikalen Achse der 5 auf der
horizontalen Achse an, und ordnet die richtigen Durchflußmengensignale
Q nach der Modifizierung der Empfindlichkeit auf der vertikalen
Achse an. Wenn die Empfindlichkeit der Durchflußmenge konstant ist, d. h.
die Durchflußmengensignale
befinden sich in der gleichen Relation (Q = Q'), nehmen beide vertikalen und horizontale
Achsen die gleichen Durchflußmengensignale
Qa', Qaf auf. Um
diesbezüglich
die Gleichstromempfindlichkeit zu kompensieren, indem die Ausgangskennlinie
fx2 verwendet wird, die aus der Differenz zwischen der Referenzkennlinie
Qref und der Kennlinie fx1 erhalten wird, kann die Gleichstromempfindlichkeit
gleich dem Mittelwert Qave1 gemacht werden, wenn die vorherige Referenzkennlinie
Qref verwendet wird. Der endgültige
Mittelwert Qave' in
Pulsationen, wenn z. B. das Durchflußmengensignal Qaf nach der
Glättungsverarbeitung
eingegeben wird, ist nicht gleich dem inhärenten Mittelwert Qave1. Dies
bestätigt,
daß die
Mittelwerte in Pulsationen mittels der Kennlinie fx1 durch das erste
Umsetzungsmittel und die Ausgangskennlinie fx2 durch das zweite Umsetzungsmittel
reguliert werden können, wenn
die Gleichstromkomponenten der Signale intakt bleiben. Die Regulierungsparameter
sind im wiederbeschreibbaren Speicher 23 gespeichert und
können
implementiert werden durch Definieren der ersten und der zweiten
Kennlinie mittels einer Polynomfunktion, eine Kennfeldumsetzung
zum Nähern
mittels der linearen Interpolation, einer Tabellenumsetzung oder
dergleichen.
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Wenn
daher die Nichtlinearisierungsverarbeitung 45 auf die Durchflußmengensignale
angewendet wird, nachdem die Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 ausgeführt worden
ist, welche die Durchflußmengensignale
mittels der Referenzkennlinie Qref, die als Referenz für die Durchflußmenge und
die Sensorspannung dient, wie in 3 gezeigt
ist, in die Spannungssignale umsetzt, wird es möglich, ein Signal zu erhalten,
in welchem der Fehler aufgrund der Pulsationen offensichtlich reduziert
ist. Wenn die Nichtlinearisierungsverarbeitung die Voraussetzung
ist, können
die Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung 443 in
der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 und
die Nichtlinearisierungsverarbeitung 45 mit einem Ausdruck
oder mit der Kennfeldumsetzung zum Nähern mittels linearer Interpolation
oder dergleichen implementiert werden. In diesem Fall werden die
Rechenbelastung durch die Umsetzungsverarbeitung und die Größe des beanspruchten
Speichers reduziert.
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Von
der Maschinensteuereinheit 5 aus gesehen liefert die Durchflußmengenmeßvorrichtung 4 für die Luftdurchflußmenge die
gleiche Ausgangsspannung wie die Sensorschaltung 1, in
der der schwankende Pegel der pulsierenden Amplituden reduziert ist,
während
der Fehler in den Pulsationen reguliert ist. Somit genießt das Verfahren dieser
Ausführungsform
zusätzlich
zur Fehlerreduktion einen Systemvorzug, der dem A/D-Umsetzer 51 der
Maschinensteuereinheit 5 erlaubt, eine langsamere Abtastfrequenz
zu verwenden, und dergleichen.
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Als
nächstes
wird die Hardware-Konfiguration der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 7 genauer
erläutert.
Dies ist eine typische Konfiguration eines Durchflußmessers,
der eine Durchflußmenge
direkt aus einem Spannungssignal auf der Grundlage eines Heizstroms
im Heizwiderstand 11 erhält. Die Sensorschaltung 1,
die mit der Stromversorgung 10 verbunden ist, gibt ein
Spannungssignal entsprechend einer Luftdurchflußmenge aus. In der Sensorschaltung 1 bilden
der Heizwiderstand 11, ein Temperaturkompensationswiderstand 12,
die Widerstände 13 und 14 eine
Wheatstone-Brückenschaltung.
Diese Brückenschaltung
ist so konstruiert, daß die
Potentialdifferenz der Brückenmitte
gleich 0 wird, indem ein Differentialverstärker 15 und ein Transistor 16 einen
durch den Heizwiderstand 11 fließenden Strom einstellen. Diese
Konstruktion regelt so, daß der
Widerstand des Heizwiderstands 15 unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit
konstant gehalten wird, d. h. die Temperatur wird auf einen konstanten Wert
gehalten. Anschließend
empfängt
eine Nullbereichsschaltung vom Heizwiderstand 11 ein Signal, das
einer Strömungsgeschwindigkeit
entspricht. Die Nullbereichsschaltung umfaßt einen Differentialverstärker 121,
und die Widerstände 122, 123, 124, 125, 126 und 127.
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Der
Heizwiderstand 11 wird nun so gefertigt, daß eine Heizspule
aus Platin oder Wolfram als Heizelement auf der Oberfläche eines
zylindrischen Spulenkörpers
gewickelt wird, der aus einem Isoliermaterial mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit,
wie z. B. Keramiken, gefertigt ist, woraufhin ein Glas oder Keramiken
als Ummantelungsmaterial aufgebracht werden. Der Heizwiderstand 11 kann
so gefertigt werden, daß eine
Dünnschicht
oder eine Dickschicht aus Platin oder Wolfram als Heizelement oder
ein Polysiliciumwiderstand auf einer Basis eines plattenartigen Glases,
einer Keramik, Silicium oder dergleichen ausgebildet wird.
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Der
Heizwiderstand 11 ist im Lufteinlaßdurchlaß einer Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen installiert. Eine Ausgangsspannung
entsprechend einer Luftdurchflußmenge, die
durch den Einlaßdurchlaß strömt, wird
als Ausgang des Differentialverstärkers 121 erhalten.
Diese Ausgangsspannung wird in den A/D-Umsetzer 21 eingegeben, der
in der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 enthalten
ist, die ein digitales Mittel umfaßt, welches einen Mikrocomputer
und dedizierte Logik enthält,
und wird in einen digitalen Wert umgesetzt. Eine CPU 221 in
der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 wendet die Antwortwiedergewinnungsverarbeitung
auf den digitalen Wert bei Bedarf an, und führt anschließend die
Ausgangsregulierungsverarbeitung aus, um die individuellen Unregelmäßigkeiten
der Sensorcharakteristik zu beseitigen. Anschließend wird die Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
ausgeführt,
in der das Sensorspannungssignal entsprechend dem ersten willkürlichen
Umsetzungsausdruck fx1 in die Durchflußmenge umgesetzt und geglättet wird,
wobei die Empfindlichkeit gemäß dem zweiten
Umsetzungsausdruck fx2 reguliert wird, und dergleichen. Die Linearisierungsverarbeitung
wird nach der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
nach Bedarf erneut auf den Ausgang angewendet. Der D/A-Umsetzer 24 gibt
eine nichtlineare Spannung an die Maschinensteuereinheit aus, usw.
-
Die
digitale Fehlerregulierungseinheit 2 enthält ferner
einen nichtflüchtigen
Speicher (ROM) 223, der ein Speichermittel ist, das Durchflußmengenumsetzungskennfelder
und Programme enthält,
die als Referenzen für
verschiedene Durchflußmengenumsetzungsausdrücke dienen,
sowie einen wiederbeschreibbaren Speicher (PROM) 23, in
welchem die Informationen der individuellen Differenzen, wie z.
B. die Widerstandsdispersionen des Heizwiderstands 11,
die Glättungsrate
der Glättungsverarbeitung
(Frequenzcharakteristik und dergleichen), die Regulierungsparameter
zum Modifizieren verschiedener Funktionen, mit welchem die Unregelmäßigkeits-Linearisierungsverarbeitung
angewendet wird, und die Rate der Antwortwiedergewinnungsverarbeitung
und dergleichen aufgezeichnet sind, ein Schreib/Lese-Speicher (RAM) 222,
der für
den Operationsarbeitsbereich der CPU 221 verwendet wird,
einen Oszillator (OSC) 25, der einen internen Takt erzeugt, und
dergleichen. Der wiederbeschreibbare Speicher (PROM) 23 braucht
nicht in der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 eingebaut
zu sein. Er kann ein Speicher sein, der mehr als ein Mal beschreibbar
ist, wie z. B. ein Schmelzsicherungstyp-ROM, ein elektrisch löschbarer
EEPROM, ein Batch-Lösch-Flash-ROM, und
ein nichtflüchtiger
Hochgeschwindigkeitsspeicher, der das Polarisierungsphänomen einer
ferroelektrischen Schicht nutzt, und dergleichen.
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Der
Durchflußmesser
gemäß der ersten Ausführungsform
ist somit fähig,
die Fehler aufgrund einer Nichtlinearität zu reduzieren, ohne die Grundeigenschaften
eines Sensorausgangs eines Thermaltyp-Durchflußmessers zu opfern, und die
Beschränkungen
für die
Verwendung des Sensors zu reduzieren. Wenn die Durchflußmenge und
die gemessenen Spannungssignalformen in der Größe der Pulsationen verzerrt
sind, um Fehler in den Mittelwerten in den Pulsationen zu erzeugen,
ist der Durchflußmesser
fähig,
ein Mittel zum Regulieren der Mittelwerte der Größe der Pulsationen zur Verfügung zu
stellen. Ferner ist es möglich,
den Bereich der Anwendung des Durchflußmessers zu erweitern, ohne
durch die externen Bedingungen wie z. B. das Lufteinlaßsystem
beeinflußt
zu werden.
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Als
nächstes
wird mit Bezug auf die 8A und 8B die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Dies ist eine typische Konstruktion, die eine Temperaturdifferenz
gemäß der Richtung
und Größe eines
Temperaturflusses erfaßt,
der durch einen Heizwiderstand erzeugt wird. Dieser Durchflußmesser
erhält
eine Durchflußmenge
aus einem Spannungssignal entsprechend der Temperaturdifferenz,
und wird als Temperaturdifferenztyp-Durchflußmesser bezeichnet. Der Durchflußmesser
ermöglicht ferner
die Erfassung einer Rückwärtsdurchflußmenge durch
Erfassen der Strömungsrichtung,
und ist für die
Erfassung einer Durchflußmenge
geeignet, die starke Pulsationen enthält.
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In
der gleichen Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform ist eine Heizspulen-Ansteuerschaltung 1 mit
der Stromversorgung 10 verbunden. Die Heizspulenansteuerschaltung 1,
der Heizwiderstand 211a, ein Temperaturkompensationswiderstand 211c,
die Widerstände 13, 14 und 17 bilden
die Wheatstone-Brückenschaltung.
Diese Brückenschaltung ist
so konstruiert, daß die
Potentialdifferenz der Brückenmitte
gleich 0 wird, indem ein Differentialverstärker 15 und ein Transistor 16 einen
durch den Heizwiderstand 211a fließenden Strom einstellen. Wenn
die Heiztemperatur des Heizwiderstands 211a geringer ist,
wird der Ausgang des Differentialverstärkers 15 höher, so
daß die
Heizspulenansteuerschaltung 1 den Heizwiderstand 211a weiter
aufheizt. Diese Konstruktion regelt den durch den Heizwiderstand 211a fließenden Strom
so, daß der
Widerstand des Heizwiderstands 211a unabhängig von
der Strömungsgeschwindigkeit
konstant gehalten wird, d. h. die Temperatur wird auf einem konstanten
Wert gehalten. Temperaturerfassungswiderstände 211d, 211e, 211f, 211g sind
an beiden Seiten des Heizwiderstands 211a plaziert. Die
Temperaturerfassungswiderstände 211d, 211e, 211f, 211g bilden
eine Brücke,
die eine Temperaturdifferenz eines Widerstands anhand der Potentialdifferenz
der Mittenspannungen Vp1, Vp2 erfaßt. Dieses Verfahren erlaubt,
einen Ausgang entsprechend der Strömungsrichtung zu erhalten.
Die Temperaturerfassungswiderstände 211d, 211e, 211f, 211g werden
mittels einer konstanten Spannung von der Stromversorgungsspannung
Vref1 betrieben. Dieses Verfahren zum Erfassen der Temperaturdifferenz
eines Widerstands beruht auf der Differentialoperation und weist
eine gute Empfindlichkeit im Bereich einer geringen Durchflußmenge auf,
und ist geeignet für
die Erfassung bidirektionaler Strömungen, die eine Rückwärtsströmung enthalten.
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9 zeigt
ein Beispiel eines Musters, in welchem der Heizwiderstand 211a mit
einer dünnen Schicht
auf einem Siliciumsubstrat 211 ausgebildet ist. Der Heizwiderstand 211a ist
in einem longitudinalen Muster ausgebildet, in dessen Mitte der
Widerstand zurückgefaltet
ist. Die Temperaturerfassungswiderstände 211d, 211e, 211f, 211g sind
an beiden Seiten des Heizwiderstands 211a angeordnet. Der Heizwiderstand 211a und
die Temperaturerfassungswiderstände 211d, 211e, 211f, 211g werden
z. B. durch Ätzen
der Rückseite
des Siliciumsubstrats 211 in einer solchen Form ausgebildet,
das die Widerstände
auf einer Membranstruktur mit einer geringen Wärmekapazität angeordnet sind. Der Temperaturkompensationswiderstand 211c ist
an einer Position angeordnet, die dem Einfluß der Tempe ratur durch die
Erwärmung
des Heizwiderstands 211a nicht ausgesetzt ist. 10 zeigt
eine Schnittstruktur längs
einer Linie A-B des Siliciumsubstrats 211 in 9.
Die Bereiche mit den Widerstandsmustern sind mit der maximalen Dicke
ausgeführt.
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In
dieser Ausführungsform
wird das Mittenpotential Vp1, Vp2 der Brücke von den Temperaturerfassungswiderständen 211d, 211e, 211f, 211g in
die digitale Fehlerregulierungseinheit 2 eingegeben. Die digitale
Fehlerregulierungseinheit 2 enthält zwei A/D-Umsetzer 21a, 21b.
Die A/D-Umsetzer setzen die Spannungswerte entsprechend der Durchflußmengen
in digitale Werte um und regulieren die digitalen Werte mittels
arithmetischer Operationen. Der D/A-Umsetzer 24 liefert
ein Ausgangsspannungssignal Vout zur Maschinensteuereinheit und
dergleichen. Hierbei ist die digitale Fehlerregulierungseinheit 2 so
konstruiert, wie in der vorangehenden Ausführungsform, jedoch wird die
extern zugeführte Spannung
Vcc als Stromversorgung in eine innere Stromversorgungs/Schutz-Schaltung 228 eingegeben.
Eine Stromversorgungsspannung Vref1, die von der Spannung Vcc abhängt, wird
mittels eines Schalters 225 den A/D-Umsetzern 21a, 21b und
dem D/A-Umsetzer 24 als Referenzspannung zugeführt. Der
Schalter 225 dient zum Umschalten der Stromversorgungsspannung
Vref1 in Abhängigkeit
von der Spannung Vcc und einer Spannung Vref2, die von einer Referenzspannungsschaltung 229 erzeugt
wird, die in der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 enthalten
ist. Die A/D-Umsetzer 21a, 21b nehmen direkt die
Ausgänge
Vp1, Vp2 von der Brückenschaltung auf;
dementsprechend müssen
sie genau sein. Um hierbei die Genauigkeit sicherzustellen und die Schaltungsgröße zu reduzieren,
ist es lediglich erforderlich, einen ΔΣ-Typ-A/D-Umsetzer zu verwenden.
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Der
D/A-Umsetzer 24 ist ebenfalls so konfiguriert, daß der Schalter 225 die
Referenzspannung umschalten kann. Der Grund hierfür ist, die
Referenz frei zu wählen,
wenn mit Analogwerten kommuniziert wird. Wenn die Referenzspannung
für den
A/D-Umsetzer auf der Seite der zu verbindenden Steuereinheit und
die extern zugeführte
Spannung Vcc in der gleichen Weise oder synchron variieren, wird
die Stromversorgungsspannung Vref1 als Referenz verwendet. Wenn
die Spannung Vcc für
die Seite der Steuereinheit irrelevant ist, wird die unabhängige Referenzspannung
Vref2 gewählt.
Diese Konfiguration soll eine Anpassung an eine entsprechende Steuereinheit
erleichtern und Fehler aufgrund unangepaßter Analog-Schnittstellen
reduzieren.
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Mit
der obigen Konfiguration der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 ist
es möglich,
einen Durchflußmesser
zu schaffen, der unter den Bedingungen, daß die Pulsationen sich mit
hohen Amplituden über
einen weiten Bereich von der Vorwärtsströmung bis zur Rückwärtsströmung ändern, leicht
zu regulieren ist. Im folgenden wird die Operation mit Bezug auf 11 genauer
erläutert.
Diese zeigt Referenzausgangskennlinien Qrefu, Qrefd eines Durchflußmessers,
der die Richtung einer Strömung
erfassen kann und als Temperaturdifferenztyp bezeichnet wird. Bezüglich der
Vorwärts-
oder Rückwärts-Durchflußmenge längs der
horizontalen Achse wird die Sensorspannung auch das Ausgangssignal,
begleitet von positiven oder negativen Vorzeichen. Wenn eine pulsierende
Durchflußmenge
vorhanden ist, die den Rückwärtsströmungsbereich
einschließt,
wird eine hohe Ausgangsspannung Vin für ein Eingangsdurchflußmengensignal
Qa erhalten. Der Grund hierfür
liegt darin, daß,
da die Referenzausgangskennlinien Qrefu, Qrefd eine hohe Empfindlichkeit
nahe dem Ursprung (Nullpunkt) aufweisen, die Ausgangsamplitude eines
den Nullpunkt durchquerenden Signals groß wird. Wenn das Sensorspannungssignal
unverändert
gemittelt wird, wird der Mittelwert deutlich gesenkt. Wenn das Eingangsdurchflußmengensignal
Qa mit einem geglätteten
Qaf verglichen wird, verursacht eine kleine Schwankung im Rückwärtsströmungsbereich
eine große
Spannungsschwankung. Hinsichtlich der Beziehung zwischen den Vorwärts- und Rückwärtscharakteristiken
und den Durchschnittswerten in den Pulsationen gibt es einige denkbare
Relationen in bezug auf die Spannung-Durchflußmengen-Umsetzung und die Durchflußmengenempfindlichkeitsumsetzung
in der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung,
die für
die Vorwärts-
und Rückwärts-Referenzausgangskennlinien
Qrefu, Qrefd einzurichten sind.
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Es
gibt zwei denkbare repräsentative
Fälle. Ein
Fall ist, daß die
Referenzkennlinie Qrefu für
die Vorwärtsströmung mit
der Kennlinie fx1u der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungskennlinie übereinstimmt,
und die Referenzkennlinie Qrefd für die Rückwärtsströmung nicht mit der Kennlinie
fx1d der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungskennlinie übereinstimmt.
Ein weiterer Fall ist, daß weder
die Referenzkennlinie Qrefu für
die Vorwärtsströmung mit
der Kennlinie fx1u der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungskennlinie übereinstimmt,
noch die Referenzkennlinie Qrefd für die Rückwärtsströmung mit der Kennlinie fx1d
der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungskennlinie übereinstimmt.
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In
dem Fall, daß die
Referenzkennlinie Qrefu für
die Vorwärtsströmung mit
der Kennlinie fx1u der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungskennlinie übereinstimmt, und die Referenzkennlinie
Qrefd für die
Rückwärtsströmung nicht
mit der Kennlinie fx1d der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungskennlinie übereinstimmt, wird
im folgenden die Operation der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung mit
Bezug auf 12 beschrieben. Diese Zeichnung ordnet
die große
Amplitudenspannung auf der horizontalen Achse an, die von den in 11 gezeigten Vorwärts- und
Rückwärtsdurchflußmengen
erzeugt wird, und simuliert die Operation zum Umsetzen der Spannung
in die Durchflußmenge.
Wenn die Rückwärtsseite
die Referenzkennlinie Qrefd annimmt, wird die in 11 eingegebene
Durchflußmenge
reproduziert. Wenn jedoch die Kennlinie fx1d genommen wird, wird
die Rückwärtskennlinie
erhöht
und gesenkt. Wenn nun die Amplitude des Durchflußmengensignals von der Glättungsverarbeitung
gedämpft wird
und der Mittelwert genommen wird, senkt Qave2 die Durchflußmenge gegen
den Referenzmittelwert Qave1. Anschließend wird die Durchflußmengenempfindlichkeitsumsetzung
auf das gesenkte Durchflußmengensignal
angewendet. 13 zeigt die Charakteristik
der Durchflußmengenempfindlichkeitsumsetzung,
in der die Kennlinien fx2u, fx2d, die die Empfindlichkeit der Durchflußmenge repräsentieren,
mit der Durchflußmenge
in Übereinstimmung
gebracht werden. Folglich erscheint keine Charakteristikumsetzung
durch die Empfindlichkeitsumsetzung, wobei schließlich das
Signal Qave2' mit
dem gesenkten Mittelwert in den Pulsationen erhalten wird. Der Grund
dafür,
daß die
Empfindlichkeitsumsetzung nicht auf die Rückwärtsströmungsseite angewendet wird,
liegt in dem Konzept der Anwendung, daß üblicherweise die Rückwärtsströmungsseite
nur in Pulsationen arbeitet, wobei die statische Charakteristik, die
den Gleichstrom enthält,
nur auf der Vorwärtsströmungsseite
sicher gestellt werden sollte. Wenn sie für die Steuerung einer Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges verwendet wird, ist es denkbar, daß eine Rückwärtsströmung in
Pulsationen vorhanden ist, um die in den Zylindern aufzunehmende
Luftdurchflußmenge
zu messen, jedoch keine Rückwärtsströmung in einem
Zustand vorhanden ist, bei dem während
einer geringen Last keine Einlaßpulsation
auftritt. Wenn in einem solchen Fall die Charakteristik der Rückwärtsströmungsseite
nicht unbedingt einen wahren Wert widerspiegelt, werden die Diskrepanzen
bei der Steuerung ignoriert. Was hier zu erfassen ist, ist die Luftdurchflußmenge,
die in jedem Zylinder aufgenommen wird. Es ist somit lediglich erforderlich,
daß der
Mittelwert korrekt ist. Da im Fall dieser Ausführungsform die Empfindlichkeitsumsetzung
eingespart werden kann, kann die Regulierung von Pulsationen möglicherweise
einfacher durchgeführt
werden, jedoch ist die Regulierung von Pulsationen im Zustand ohne
Rückwärtsströmung schwierig durchzuführen.
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Im
Fall der Verwendung einer Struktur, wie in 14 gezeigt
ist, so daß ein
Sensorelement 211 innerhalb eines Umgehungsdurchlasses 401 plaziert ist,
der asymmetrisch bezüglich
der Richtungen der Vorwärts-
und Rückwärtsströmungen strukturiert
ist, werden die Strömungsgeschwindigkeiten
der Vorwärts-
und Rückwärtsströmungen nicht
symmetrisch. In einem solchen Fall ist möglicherweise die ursprüngliche
Charakteristik für
die Rückwärtsströmung im
Ungleichgewicht gegenüber
der inhärenten Sensorcharakteristik.
Diesbezüglich
wird das Verfahren zum Kompensieren der Vorwärts- und Rückwärtsseiten durch verschiedene
Kennlinien als einen weiteren Anwendungsbereich aufweisend und eine größere Wirkung
aufweisend betrachtet.
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15 zeigt
eine Operation, in der die Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
für die Vorwärts- und
Rückwärtsseiten
jeweils mit verschiedenen Kennlinien ausgeführt wird. Diese Zeichnung zeigt,
daß sowohl
die Kennlinie fx1u der Vorwärtsströmung als
auch die Kennlinie fx1d der Rückwärtsströmung höhere Empfindlichkeiten gegenüber der Referenzcharakteristik
Qrefu, Qrefd in einem Niedrigdurchflußmengenbereich aufweisen, und
geringere Empfindlichkeiten (scharfe Kurve) in einem hohen Durchflußmengenbereich
aufweisen. In einem solchen Fall gibt das Verfahren in 15 eine
große Amplitudenspannung
auf der Horizontalachse ein, die von den in 11 gezeigten
Vorwärts-
und Rückwärtsdurchflußmengen
erzeugt wird, und simuliert die Operation zum Umsetzen der Spannung
in die Durchflußmenge.
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Wenn
beide Vorwärts-
und Rückwärtsseiten die
Referenzkennlinien Qrefu, Qrefd nehmen, wird die in 11 eingegebene
Durchflußmenge
reproduziert. Wenn jedoch die Kennlinien fx1u, fx1d genommen werden,
werden die Vorwärts-
und Rückwärtskennlinien
erhöht
und gesenkt. Das Dämpfen
der Amplitude der Durchflußmenge
durch die Glättungsverarbeitung
und das Nehmen des Mittelwerts Qave2 senkt nun die Durchflußmenge gegenüber dem
Referenzdurchschnittswert Qave1. Anschließend wird die Durchflußmengenempfindlichkeitsumsetzung
auf das gesenkte Durchflußmengensignal
angewendet. 16 zeigt die Charakteristik
der Durchflußmengenempfindlichkeitsumsetzung,
in der die Kennlinie fx2d, die die Durchflußmengenempfindlichkeit auf der
Rückwärtsseite
repräsentiert,
mit der Durchflußmenge
in Übereinstimmung
gebracht wird, wobei die Empfindlichkeitsumsetzung nur auf die Vorwärtskennlinie
mit der Kennlinie fx2u angewendet wird. Dies wird ausgeführt, um
pulsierende Einflüsse
zu regulieren, während
die Genauigkeit für
die Vorwärtsströmung in
der statischen Charakteristik erhalten bleibt. Als Ergebnis wird
der endgültige
Mittelwert Qave2 nach der Glättungsverarbeitung
des Durchflußmengensignals
Qave2 kleiner als der inhärente Mittelwert
Qave1, und etwas größer als
der Mittelwert Qave2, wenn die Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsver arbeitung
nicht angewendet wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist es möglich,
die Pulsationsfehler leicht zu regulieren, selbst wenn Rückwärtsströmungen und
hohe Pulsationen vorhanden sind, wobei aufgrund des Umgehungsdurchlasses
und dergleichen die Empfindlichkeiten für die Vorwärts- und Rückwärtsströmungen ursprünglich verschieden
sind. Da die Regulierung der Fehler der Pulsationen nur auf der
Sensorseite durchgeführt
wird, muß die
externe Steuervorrichtung, wie z. B. die Maschinensteuereinheit,
keine Arbeit durchführen,
um die Durchflußmengenumsetzungscharakteristik
abschließend
zu modifizieren, um sie an die Empfindlichkeitscharakteristik anzupassen,
und dergleichen, selbst wenn die individuellen Empfindlichkeiten
für die
Vorwärts- und Rückwärtsströmungen verschieden
sind.
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Im
folgenden wird mit Bezug auf 17 die dritte
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine Frequenzantwortcharakteristik über der
Brummfrequenz des Durchflußmengensensors
im Form des Bode-Diagramms. Unter der Annahme, daß die Amplitudenbedingung
der Durchflußmenge
konstant ist, klingt die Grundcharakteristik fx1 des Sensors gemäß einer
Kurve der Verzögerung
erster Ordnung ab, wobei in einem höheren Frequenzbereich die Amplitude
mit der Verzögerung
zweiter Ordnung scharf abfällt.
In einem solchen Fall erweitert ein Auftreten von Pulsationen oder
Rückwärtsströmungen in
einem weiten Brummfrequenzbereich den Meßfehler. Das Senken der Wärmekapazität durch
Plazieren des Heizwiderstands z. B. auf einer Siliciummembran verbessert die
Antwort. Im allgemeinen muß jedoch
die Siliciummembran eine gewisse Festigkeit in ihrer Struktur aufweisen,
wobei eine Beschränkung
für die
Verringerung der Wärmekapazität besteht,
welche zu einer Beschränkung
der Verbesserung der Antwort führt.
In einem solchen Fall ermöglichen
eine Ergänzung
einer Schaltung zur Rückgewinnung
der Antwort mit einer gewissen Charakteristik f2 und die digitale
Signalverarbeitung, eine Charakteristik f3 zu erhalten, in der die
Antwort bis zu einem gewissen Ausmaß wiedergewonnen worden ist.
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18 zeigt
eine Abbildung der Wirkung, wenn ein Mittel zum Wiedergewinnen der
Antwort verwendet wird. Die Zeichnung zeigt dem Brummfaktor auf
der horizontalen Achse und den Fehler der Pulsationen auf der vertikalen
Achse. Der Brummfaktor ist definiert als die Größe der Amplitude über dem Mittelwert
der Durchflußmenge,
so daß die
Größe der Rückwärtsströmung erfaßt werden
kann, wenn eine ideale Pulsation als Sinuswelle auftritt, und ist
durch den folgenden Ausdruck gegeben: Brummfaktor
= (Maximalwert der Pulsation – Minimalwert
der Pulsation)/Mittelwert (2)
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Die
Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Pulsation
zeigt die Amplitude der Pulsation. Wenn der Brummfaktor größer ist, kann
die im Durchschnittswert der Durchflußmenge auftretende Rückwärtsdurchflußmenge als
größer bezeichnet
werden. In einer Maschine eines Kraftfahrzeuges besteht z. B. eine
Tendenz, daß mit
zunehmender Maschinendrehzahl die Brummfrequenz höher wird
und bei einer niedrigen Drehzahl die Brummfrequenz niedrig wird.
In einem solchen Fall wird aufgrund der Antwortcharakteristik bei
einer hohen Drehzahl die Amplitude der Spannung mit der erfaßten Durchflußmenge niedrig,
und ist geneigt, ausgehend vom Mittelwert der Durchflußmenge einen negativen
Fehler aufzuweisen. Das vorangehende Mittel zur Wiedergewinnung
der Antwort wird für die Verbesserung
dieser Charakteristiken verwendet, wodurch die Fehler reduziert
werden können.
Jedoch wird in einem solchen Fall der Brummfaktor im niedrigen Drehzahlbereich
größer, wobei
selbst dann, wenn ein positiver Fehler aufgetreten ist, der Einfluß durch
die Wiedergewinnung der Antwort begrenzt ist (da die ursprüngliche
Verzögerung
der Antwort gering ist) und die Charakteristik sich dementsprechend nicht ändert. In
diesem Fall ermöglicht
die Verwendung des Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsmittels, den
Pulsationsfehler im Bereich eines großen Brummfaktors zu regulieren.
Durch Verwendung des Mittels zur Wiedergewinnung – der Antwort
und des Mittels zum Regulieren des Pulsationsfehlers in Kombination,
um die Optimierung der Parameter zu erreichen, wird es dementsprechend
möglich,
zur gleichen Zeit den Pulsationsfehler zu reduzieren, der durch
die Frequenzcharakteristik eines Sensors, wie z. B. eine Antwortverzögerung,
hervorgerufen wird.
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Die 19A und 19B zeigen
ein Beispiel, indem die Wiedergewinnung der Antwort mittels analoger
Schaltungen erreicht wird. Hier werden in den Zeichnungen analoge
Schaltungen verwendet, jedoch kann auch für die Wiedergewinnung der Antwort
eine digitale Verarbeitung verwendet werden. Da die Antwort eine
Durchflußmengenabhängigkeit aufweist,
ist es diesbezüglich
in jedem Fall vorzuziehen, ein Mittel zu verwenden, das direkt die
Antwort des Sensorspannungssignals für die Kompensation wiedergewinnt.
Die 19A und 19B weisen
grundsätzlich
die gleiche Schaltungskonfiguration wie die vorherigen 8A und 8B auf.
Die Referenzspannung für
die Temperaturdifferenzbrücke
wird von außen
geliefert. Zusätzlich
ist eine Antwortkompensationsschaltung 50 vorgesehen, die
einen Differentialverstärker 51,
Widerstände 52, 53, 54, 55 und
Kondensatoren 62, 63, 64, 65 umfaßt. Das
geeignete Einstellen der Konstanten der Widerstände und Kondensatoren modifiziert
die Charakteristik des Mittels zur Wiedergewinnung der Antwort.
Im Fall eines Mittels, das die digitale Verarbeitung verwendet,
wird durch die Variation der Regulierungsparameter die Antwort einfach
modifiziert. Die Veränderung
der Glättungscharakteristik
des Glättungsmittels
ist ebenfalls effektiv bei der selektiven Erhöhung und Senkung der Frequenzcharakteristik.
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Selbst
wenn gemäß dieser
Ausführungsform die
Fehlercharakteristik in Pulsationen sich aufgrund der Brummfrequenz ändert, weist
das Antwortwiedergewinnungsmittel ein synthetisches Regulierungsmittel
für Pulsationsfehler
auf, das erlaubt, den Regulierungsbereich der Pulsationsfehler zu
erweitern. Als Ergebnis wird es möglich, den Anwendungsbereich
zu erweitern, wobei die Durchflußmenge für eine Maschine mit veränderlichen
Ventilen und eine Mehrzylindermaschine und dergleichen gemessen wird.
-
Als
nächstes
wird mit Bezug auf 20 die vierte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt die Inhalte der Operationsverarbeitung 40,
in der die Regulation einschließlich
der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
in Echtzeit mittels der SCI (serielle Kommunikationsschnittstelle)
und dergleichen der externen Steuervorrichtung, wie z. B. einer
Maschinensteuereinheit (ECU), ausgeführt wird.
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Die
Operationsverarbeitung 40 empfängt zuerst die Ausgabe von
der Sensorschaltung 1 als Eingabe Vin, wobei die Eingabe
Vin durch die A/D-Umsetzungsverarbeitung 41 in einen digitalen
Wert umgesetzt wird. Auf den digitalen Wert wird die Ausgangsregulierungsverarbeitung 43 zum
Beseitigen individueller Unregelmäßigkeiten in der Sensorcharakteristik
angewendet, wobei das Ergebnis als ursprüngliches Signal S0 definiert
wird. Anschließend wird
die Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 angewendet,
um den Pulsationsfehler zu reduzieren, wobei eine Integrationsverarbeitung 48 auf den
Durchflußmengenwert
angewendet wird und ein Korrektursignal S1 erhalten wird. Anschließend wählt die
Ausgangssignalauswahlverarbeitung 49 die Eingangssignale
S0, S1 und das Ausgangsformat aus und gibt eine Frequenz fout und
ein Spannungssignal Vout aus. In Verbindung hiermit führt die
Kommunikationsverarbeitung 25, die von der Maschinensteuereinheit
Signale empfangt, wie z. B. SCI-Signal,
eine Auswahl zum Auswählen
des Ausgangs mit oder ohne der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
aus, und setzt und modifiziert die Parameter innerhalb der Regulierungsparameter 47.
Wenn die Regulierungsparameter modifiziert werden, wird das Ausgangsergebnis
verändert
und der Pulsationseinfluß kann
verändert
werden. Es wird möglich,
daß die Maschinensteuervorrichtung
das Ergebnis erneut bewertet und eine Rückkopplung ausführt, um
somit ein optimales Ergebnis zu erzielen. Wenn die Echtzeit-Anpassung
des Pulsationsfehlers auf diese Weise verwirklicht wird, kann selbst
dann, wenn die Maschine oder das Einlaßsystem verändert werden, die Anpassungsoperation
leicht ausgeführt
werden. Diese Ausführungsform
führt keine
Signalkompression und dergleichen mit der Nichtlinearisierungsverarbeitung
durch. In diesem Fall schwächt
die Integrationsverarbeitung 48 weiter das Pulsationssignal,
um somit die Signalkompression und dergleichen einzusparen. Die
Verarbeitung innerhalb der digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 kann
mit verschiedenen digitalen Verarbeitungsmitteln verwirklicht werden,
wie Z. B. einer Steuervorrichtung zum Steuern der Drosselklappe.
Die Maschinensteuereinheit kann zusätzlich zu dem in 1 gezeigten
A/D-Umsetzer 51 ein Speichermittel wie z. B. einen ROM
und eine Festplatte enthalten, und kann zur Steuerung die Umsetzungsausdrücke in der
digitalen Fehlerregulierungseinheit 2 speichern. Mit dieser
Systemkonfiguration kann die gleiche Wirkung erzielt werden.
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Selbst
wenn gemäß der Ausführungsform der
Pulsationsfehler aufgrund einer Änderung
der Maschine oder des Einlaßsystems
verändert
wird, ist es möglich,
leicht den Pulsationsfehler zu reduzieren, ohne eine große Änderung
der inhärenten
Charakteristik des Einlaßsystems
und des Sensors hervorzurufen. Als Ergebnis ist es möglich, den
Entwicklungsterm des Meßsystems
und dergleichen eines Maschineneinlaßsystems bis zu einem großen Ausmaß zu verkürzen.
-
Im
folgenden wird mit Bezug auf 21 die fünfte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Diese zeigt einen Fall, in welchem das
Eingangssignal durch die digitale Signalverarbeitung in eine Gleichstromkomponente
und eine Wechselstromkomponente zerlegt wird und eine Korrektur
angewendet wird (Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung).
-
Die
Operationsverarbeitung 40 empfängt den Ausgang von der Sensorschaltung 1 als
Eingang Vin, wobei der Eingang Vin durch die A/D-Umsetzungsverarbeitung 41 in
einen digitalen Wert umgesetzt wird. Auf den digitalen Wert wird
bei Bedarf die Antwortwiedergewinnungsverarbeitung 42 angewendet.
Anschließend
wird die Ausgangsregulierungsverarbeitung 43 zum Beseitigen
individueller Unregelmäßigkeiten
in der Sensorcharakteristik angewendet. Als nächstes wird als Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 die
Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441,
die ein Sensorspannungssignal in eine Durchflußmenge umsetzt, angewendet,
um einen Durchflußmengenwert
zu erhalten. Der Durchfluß mengenwert
wird durch die Gleichstrom-Wechselstrom-Trennungsverarbeitung 444 in
eine Gleichstromkomponente und eine Wechselstromkomponente zerlegt.
Anschließend
modifiziert die Glättungsverarbeitung 442 die Pulsationscharakteristik
der Wechselstromkomponente, wobei die Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung 443 die
Gleichstromkomponente kompensiert. Beide Komponenten werden anschließend erneut
synthetisiert und in die Nichtlinearisierungsverarbeitung 45 eingegeben.
-
Die
Veränderung
des Mittelwertes in Pulsationen mittels der Regulierungsparameter
wird verwirklicht, indem die Charakteristik der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 in
derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform und die Glättungsverarbeitung
der Wechselstromkomponente verändert
werden. Hierbei ist die Gleichstrom-Wechselstrom-Trennungsverarbeitung 444 durch
die Ausführung
einer digitalen Signalverarbeitung (DSP), die Speicherung abgetasteter
digitaler Daten für
eine bestimmte Zeit (Pufferung) und das Extrahieren des Unterschieds
der Signalformen und dergleichen implementiert. Gemäß dieser
Ausführungsform
nimmt die arithmetische Operationsverarbeitung zu, jedoch kann die
Regulierung von Fehlern selektiver für die Brummfrequenz durchgeführt werden,
wobei die Regulierungsgenauigkeit der Pulsationsfehler verbessert
werden kann.
-
Im
folgenden wird mit Bezug auf 22 die sechste
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Dieser zeigt in der gleicher Weise wie
im vorherigen Fall einen Fall, in welchem das Eingangssignal in
eine Gleichstromkomponente und eine Wechselstromkomponente zerlegt
wird, wobei eine Korrektur angewendet wird (Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung).
Der Unterschied besteht jedoch darin, daß die Trennung der Signalkomponenten
zuerst ausgeführt
wird, und anschließend
die Antwortwiedergewinnungsverarbeitung und die Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung ausgeführt werden.
In der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung 44 bleibt
die Gleichstromkomponente intakt, jedoch wird die Wechselstromkomponente
der Antwortwiedergewinnungsverarbeitung 42 unterworfen,
wobei das Ergebnis mittels der Spannung-Durchflußmengen-Umsetzungsverarbeitung 441 in
einen Durchflußmengenwert
umgesetzt wird. Anschließend
wird bei Bedarf die Durchflußmengenempfindlichkeit-Umsetzungsverarbeitung 443 angewendet.
Selbst wenn die Pulsationsamplitude besonders klein ist, kann die
Regulierung der Wechselstromkomponente mit einer guten Empfindlichkeit durchgeführt werden,
da die Wechselstromkomponente im voraus abgetrennt wird, wodurch
die gesamte Genauigkeit verbessert wird. In dem Fall, in dem die
Pulsation sehr selten auftritt, da die Empfindlichkeitskompensation
für die
Gleichstromkomponente nicht ausgeführt wird, können die Berechnungsfehler
entsprechend reduziert werden. Wenn die Kompensation durch Trennen
des Eingangssignals in die Gleichstromkomponente und die Wechselstromkomponente
ausgeführt
wird, erhöhen
beide Fälle
die Berechnungsbelastung, jedoch können die Inhalte der Ungleichmäßigkeit-Linearisierungsverarbeitung
ausgewählt
werden.
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In
jeder der bisher beschriebenen Ausführungsformen können die
Meßfehler
in Pulsationen reduziert werden, wobei die Verwendung irgendeiner von
diesen für
die Steuerung einer Maschine eine hochgenaue Steuerung ermöglicht,
die Abgasmenge reduziert und den Kraftstoffverbrauch verbessert.
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Die
Anwendung des Durchflußmessers
in den obigen Ausführungs formen
auf eine Gasdurchflußerfassung
von Wasserstoffgas einer Brennstoffzelle und dergleichen erzielt
die gleiche Wirkung.
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Gemäß der Erfindung
können
die Pulsationsfehler leicht reduziert werden, ohne die Grundcharakteristik
eines Sensorausgangs eines Thermaltyp-Durchflußmessers zu opfern, wobei ein
Benutzer dieses Sensors fähig
ist, die Pulsationsfehler leicht zu regulieren. Die Meßfehler
in den Pulsationen können
ebenfalls reduziert werden, wobei die Verwendung des Durchflußmessers
zum Steuern einer Maschine eine hochgenaue Steuerung verwirklicht,
wodurch die Abgasmenge reduziert wird und der Kraftstoffverbrauch
verbessert wird.
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Obwohl
die Erfindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden
ist, ist klar, daß die
verwendeten Begriffe der Beschreibung und nicht der Einschränkung dienen,
und daß Änderungen
innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können, ohne
vom wahren Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung in ihren
weiteren Aspekten abzuweichen.