DE112012006615T5

DE112012006615T5 - Fluidmessvorrichtung

Info

Publication number: DE112012006615T5
Application number: DE112012006615.4T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Car Engineering Ltd. Hanzawa Keiji; c/o Hitachi Ltd. Asano Satoshi; c/o Hitachi Ltd. Matsumoto Masahiro; c/o Hitachi Ltd. Nakano Hiroshi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2015-03-26
Also published as: US20150377676A1; JP5853102B2; CN104412076A; WO2014002198A1; CN104412076B; US9574925B2; JPWO2014002198A1

Abstract

Eine Fluidmessvorrichtung wird geschaffen, die eine hohe Messgenauigkeit aufweist. Die Fluidmessvorrichtung weist eine Schaltungseinheit auf, in die ein erstes Signal S1, das aus einem ersten Detektionselement ausgegeben wird, und ein zweites Signal S2, das aus einem zweiten Detektionselement ausgegeben wird, eingegeben werden sollen, wobei die Schaltungseinheit ein Signalverarbeitungsmittel, das ein drittes Signal S3 gemäß dem ersten Signal und dem zweiten Signal ausgibt, ein Zustandsbestimmungsmittel, das einen Zustand des ersten Signals bestimmt, und ein Steuermittel, das einen Betrag einer Änderung, die eine Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht, gemäß einem Ergebnis der Bestimmung durch das Zustandsbestimmungsmittel steuert, umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidmessvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, mindestens einen Fluidparameter zu messen.
Stand der Technik
Um zukünftige Umweltbelastungen an Kraftfahrzeugen zu verringern, ist eine Verbrennungssteuertechnik, um zu ermöglichen, die Erzeugung einer toxischen Substanz bei der zylinderinternen Verbrennung einer Kraftmaschine stark zu kontrollieren, erforderlich. Daher ist es erforderlich, eine Menge an Saugluft in die Kraftmaschine genau zu erfassen, wobei bei einer Fluidmessvorrichtung, die durch einen Durchflusssensor dargestellt wird, eine höhere Genauigkeit erwünscht ist.
Als Fluidmessvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist ein Durchflusssensor vom thermischen Typ bekannt. Der Durchflusssensor vom thermischen Typ ist eine Vorrichtung, in der ein Heizelement in einem Fluid angeordnet ist und eine Durchflussrate durch Detektieren einer Temperaturänderung um das Heizelement, die durch eine Strömung verursacht wird, gemessen wird. Es ist bekannt, dass die Ausgangscharakteristik dieses Durchflusssensors vom thermischen Typ gemäß der Temperatur, dem Druck und so weiter des Fluids schwankt, und Korrekturtechniken gemäß der Temperatur, dem Druck und so weiter wurden bisher vorgeschlagen. Eine Technik ist beispielsweise durch die Patentliteratur 1 offenbart.
Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Durchflusssensor vom thermischen Typ besitzt eine Temperaturdetektionseinheit, die eine Temperatur t eines Fluids erhält, das durch einen Durchgang strömt, um einen detektierten Parameter v zu korrigieren, und ein Korrekturmittel, das mit einer Korrekturtabelle versehen ist, in der ein Korrekturwert ΔX(v, t) pro Einheitstemperatur in Bezug auf den detektierten Parameter v und die Fluidtemperatur t gespeichert ist, und den Parameter v auf einen Durchfluss bei einer Referenztemperatur t_θ korrigiert durch Setzen einer Durchflussrate V, nachdem sie korrigiert ist, als V = v + ΔX(v, t)·(t – t_θ ) gemäß v und t und ΔX(v, t).
Außerdem gilt dasselbe auch für die Druckkorrektur und er besitzt eine Druckdetektionseinheit, die einen Druck p des Fluids erhält, das durch den Durchgang strömt, um den detektierten Parameter v zu korrigieren, und ein Korrekturmittel, das mit einer Korrekturtabelle versehen ist, in der ein Korrekturwert ΔY(v, p) pro Einheitstemperatur in Bezug auf den detektierten Parameter v und den Fluiddruck p gespeichert ist, und den Parameter v auf eine Durchflussrate bei einem Referenzdruck p_θ korrigiert durch Setzen der Durchflussrate V, nachdem sie korrigiert ist, als V = v + ΔY(v, p)·(p – p_θ) gemäß v und p und ΔY(v, p)
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur: Japanisches Patent Nr. 4269046

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Übrigen weist der in der Patentliteratur beschriebene Durchflusssensor vom thermischen Typ eine Konfiguration auf, in der detektierte Werte, die zum Korrigieren des Durchflussratenwerts verwendet werden und durch die Temperaturdetektionseinheit und die Druckdetektionseinheit detektiert werden, direkt einen Einfluss auf den Durchflussratenwert nach der Korrektur ausüben. Im Fall des Durchflusssensors vom thermischem Typ, der die in der Patentliteratur 1 beschriebene Korrekturtechnik verwendet hat, ist es folglich wichtig zu erfassen, ob ein Parameter (nachstehend als ”Korrekturparameter” bezeichnet), der für die Korrektur verwendet wird, eine sehr zuverlässige Information ist, und es wird wichtig zu erfassen, ob das Messmittel, das den Korrekturparameter misst, den Korrekturparameter normal misst.
Das heißt, in einem Fall, in dem der Korrekturparameter einen Wert hatte, der von jenem in einer normalen Periode verschieden ist, bedeutet dies, dass eine Überkorrekturverarbeitung unter Verwendung eines Werts durchgeführt wird, der vom ursprünglichen Korrekturparameter verschieden ist. Folglich wird der zu detektierende Durchflussratenwert ein Wert mit einem Fehler, der durch die Überkorrekturverarbeitung verursacht wird, und ein solches Problem tritt auf, dass die Messgenauigkeit verringert wird. Für das vorstehend erwähnte Problem ist jedoch in der Patentliteratur 1 nichts berücksichtigt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fluidmessvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Messgenauigkeit aufweist.
Lösung für das Problem
Um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, ist die Fluidmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Fluidmessvorrichtung, die eine Schaltungseinheit aufweist, in die ein erstes Signal, das aus einem ersten Detektionselement ausgegeben wird, und ein zweites Signal, das aus einem zweiten Detektionselement ausgegeben wird, eingegeben werden, wobei die Schaltungseinheit ein Signalverarbeitungsmittel, das ein drittes Signal gemäß dem ersten Signal und dem zweiten Signal ausgibt, ein Zustandsbestimmungsmittel, das einen Zustand des ersten Signals bestimmt, und ein Steuermittel, das einen Betrag der Änderung, die eine Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht, gemäß einem Ergebnis der Bestimmung durch das Zustandsbestimmungsmittel steuert, umfasst.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fluidmessvorrichtung, die eine hohe Messgenauigkeit aufweist, erhalten werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Struktur einer Fluidmessvorrichtung.
2 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die eine erste Ausführungsform bildet.
3 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die eine zweite Ausführungsform bildet.
4 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die eine dritte Ausführungsform bildet.
5 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die eine vierte Ausführungsform bildet.
6 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die ein erstes modifiziertes Beispiel bildet.
7 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die ein zweites modifiziertes Beispiel bildet.
8 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die ein drittes modifiziertes Beispiel bildet.
9 ist ein Schaltungsblock einer Fluidmessvorrichtung, die ein viertes modifiziertes Beispiel bildet.
10 ist ein konzeptionelles Diagramm eines Bestimmungsverfahrens einer Bestimmungseinheit 23 der Durchflussmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet.
11 ist ein Beziehungsdiagramm von S1 zu (S3–S2) der Fluidmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet.
12 ist ein Beziehungsdiagramm von S1 zu (S3–S2) der Fluidmessvorrichtung, die die vierte Ausführungsform bildet.
13 ist ein Konfigurationsbeispiel eines Systems mit einer Fluidmessvorrichtung und einer ECU.
14 ist ein Ablaufplan der Fluidmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, unter Verwendung von 1, 2, 10, 11 und 14 beschrieben.
Zuerst wird eine allgemeine Struktur einer Fluidmessvorrichtung unter Verwendung von 1 beschrieben.
Ein Hauptfluid 200 kann durch das Innere eines Hauptdurchgangs 101 strömen, der durch eine Rohrleitung 100 gebildet ist, und ein Gehäuse 102 ist in den Hauptdurchgang 101 eingesetzt, um eine Durchflussrate dieses Hauptfluids 200 zu messen. Das Gehäuse 102 ist mit einem Temperatursensor 1 versehen und ist am Hauptdurchgang 101 derart befestigt, dass der Temperatursensor 1 dem Hauptfluid 200 ausgesetzt ist. Außerdem ist das Gehäuse 102 mit einem Unterdurchgang 103 versehen, in den ein Teil des Hauptfluids 200 eingeführt werden kann. Im Unterdurchgang 103 ist ein Durchflusssensor 2 so angeordnet, dass er einem Zuflussfluid 201 ausgesetzt ist, das in ihn eingeführt wurde. Der Durchflusssensor 2 ist durch einen Träger 3 abgestützt und ein Schaltungselement 4 ist auch am Träger 3 bestückt. Das Schaltungselement 4 spielt eine Rolle zum Umsetzen eines Ausgangssignals vom Durchflusssensor 2 in Durchflussrateninformationen und Ausgeben derselben an eine externe Ausrüstung.
Als nächstes wird ein Detektionsschaltungsblock der Fluidmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet, in 2 gezeigt.
Das andere Ende eines Thermistors 7, der an einem Ende davon geerdet wurde, und ein Ende eines festen Widerstandes 8 sind miteinander verbunden und das andere Ende des festen Widerstandes 8 ist mit einer vorbestimmten Spannung Vcc verbunden. Ein analoges Signal eines Mittelpunktpotentials des Thermistors 7 und des festen Widerstandes 8 wird in das Schaltungselement 4 eingegeben und das analoge Signal des Mittelpunktpotentials wird durch einen AD-Umsetzer 10, der am Schaltungselement 4 vorgesehen wurde, in ein digitales Signal S1 umgesetzt. Ein analoges Signal, das aus dem Durchflusssensor 2 ausgegeben wird, wird auch in das Schaltungselement 4 eingegeben und wird durch einen AD-Umsetzer 11, der ebenso am Schaltungselement 4 vorgesehen wurde, in ein digitales Signal S2 umgesetzt. Als nächstes werden S1 und S2 in einen Digitalsignalprozessor 20 (nachstehend als DSP 20 bezeichnet) eingegeben, werden in analoge Signale unter Verwendung von DA-Umsetzern 12 und 13 umgesetzt, nachdem sie einer vorbestimmten digitalen Rechenverarbeitung unterzogen wurden, und werden an eine elektronische Steuereinheit 90 (nachstehend als ECU 90 bezeichnet) ausgegeben, die ein Hauptrechnersystem ist.
Im Übrigen ist der DSP 20 mit einer Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 versehen, die einen Korrekturbetrag zum Korrigieren von S2 bestimmt und den Korrekturbetrag auf der Basis von S1 und S2 bestimmt. Dieser Korrekturbetrag wird durch eine Additionseinheit 22 zu S2 addiert.
Die Fluidmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmungseinheit 23, die eine Anomalität von S1 bestimmt, und ein Schalter 24, der entweder eine Ausgabe aus der Additionseinheit 22 oder S2 auswählt und dies in den DA-Umsetzer 13 als digitales Signal S3 eingibt, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Konfigurationen hinzugefügt wurden. Im Folgenden werden Operationen der Bestimmungseinheit 23 und des Schalters 24 erläutert.
Der Temperatursensor 1 der Fluidmessvorrichtung in der ersten Ausführungsform ist im Hauptdurchgang 101 angeordnet, wie in 1 gezeigt, und befindet sich in einem Zustand, in dem er direkt dem Hauptfluid 200 ausgesetzt ist. Daher wird befürchtet, dass Fremdstoffe wie z. B. Staub und Öl, die im Hauptfluid 200 enthalten sind, mit dem Temperatursensor 1 zusammenstoßen oder an diesem anhaften können und die Temperaturdetektionsgenauigkeit des Temperatursensors 1 verringert werden kann. In einem Fall, in dem die Verdrahtung 40, die den Thermistor 7 erdet, wie in 2 gezeigt, aufgrund einer Kollision des Fremdstoffs und so weiter mit dieser unterbrochen wurde, wird beispielsweise das Mittelpunktpotential des Thermistors 7 und des festen Widerstandes 8 auf Vcc geändert. Da eine Änderung des Mittelpunktpotentials an S1 widergespiegelt wird, kann die Bestimmungseinheit 23 die Änderung von S1 detektieren und sie als Anomalität diagnostizieren.
Ein Anomalitätsbestimmungsverfahren durch die Bestimmungseinheit 23 in der ersten Ausführungsform wird unter Verwendung von 10 beschrieben. Die Bestimmungseinheit 23 kann beispielsweise unter Verwendung eines Fensterkomparators implementiert werden und die Bestimmungseinheit 23 in der ersten Ausführungsform gibt 0 (normal) in einem Fall aus, in dem S1 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs S1_L bis S1_H liegt, und gibt 1 (anomal) in einem Fall aus, in dem es vom vorstehend erwähnten vorbestimmten Bereich abweicht, wie in 10 gezeigt.
Als nächstes werden vorteilhafte Effekte, die durch den Schalter 24 herbeigeführt werden, unter Verwendung von 11 beschrieben. Der Schalter 24 kann den Inhalt von S3 selektiv entweder mit dem Ausgangswert der Additionseinheit 22 oder S2 gemäß einem Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23 verbinden, und er wurde derart hergestellt, dass S2 als S3 aus dem vorstehend erwähnten vorbestimmten Bereich S1_L bis S1_H in der ersten Ausführungsform dient. Obwohl der vorbestimmte Korrekturbetrag gemäß der Änderung von S1 zu S2 addiert wird, um S3 innerhalb des vorstehend erwähnten vorbestimmten Bereichs zu erzeugen, kann folglich der Einfluss der Änderung von S1 auf S3 aus dem vorstehend erwähnten vorbestimmten Bereich unterdrückt werden und es wird möglich, eine Überkorrekturverarbeitung zu verhindern, die durch die Anomalität des Temperatursensors 1 verursacht wird.
Die Details der obigen Verarbeitung werden unter Verwendung eines in 14 gezeigten Ablaufplans beschrieben. S1 und S2, die in den DSP 20 eingegeben wurden, werden in die Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 eingegeben und die Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 bestimmt den Korrekturbetrag auf der Basis von S1 und S2. Andererseits wird S2 in die Bestimmungseinheit 23 eingegeben und die Anomalitätsbestimmung von S1 wird auf der Basis von S1_L und S1_H durchgeführt. In einem Fall, in dem S1 als normal bestimmt wurde, wird ein Ergebnis, dass der Korrekturbetrag zu S2 addiert wurde, als S3 ausgegeben und in einem Fall, in dem S1 als anomal bestimmt wurde, wird S2 als S3 ausgegeben.
Die Fluidmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet, weist die folgenden Vorteile durch Durchführen der obigen Operationen auf. Der erste Vorteil liegt in dem Punkt, dass in einer Situation, in der die Zuverlässigkeit von S1 verringert ist, wie in einem Fall, in dem der Temperatursensor 1 ruiniert wurde und so weiter, ein Zustand durch die Bestimmungseinheit 23 erfasst werden kann. Der zweite Vorteil liegt in dem Punkt, dass in der Situation, in der die Zuverlässigkeit von S1 verringert ist, wie in dem Fall, in dem der Temperatursensor 1 ruiniert wurde und so weiter, die Korrekturverarbeitung unter Verwendung von S1 durch den Schalter 24 unterdrückt werden kann. Der dritte Vorteil liegt in dem Punkt, dass, da die Bestimmungseinheit 23 und der Schalter 24 durch die Digitalsignalverarbeitung unter Verwendung des DSP 20 implementiert werden können, die Technik der vorliegenden Erfindung ohne Hinzufügen einer Schaltung im großen Maßstab angewendet werden kann. Der vierte Vorteil liegt in dem Punkt, dass, da die Bestimmungseinheit 23 und der Schalter 24 durch die Digitalsignalverarbeitung unter Verwendung des DSP 20 implementiert werden können, S1_L und S1_H, die Bestimmungsschwellenwerte der Bestimmungseinheit 23 sind, leicht geändert werden können.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, unter Verwendung von 3 beschrieben. Im Übrigen bezeichnet in jeder folgenden Ausführungsform dasselbe Bezugszeichen, das einmal in jeder Ausführungsform beschrieben wurde, dieselbe Konfiguration, selbst wenn seine Figurennummer unterschiedlich gemacht ist, und weist denselben Betriebseffekt auf. Daher wird in einigen Fällen hinsichtlich der Konfiguration, die bereits beschrieben wurde, nur deren Bezugszeichen in der Zeichnung markiert und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
Eine Fluidmessvorrichtung, die die zweite Ausführungsform bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Signalgenerator 25, der einen festen Wert ausgibt, und ein Schalter 26, der zwischen der Korrekturbetrag-Rechenoperatianseinheit 21 und der Additionseinheit 22 vorgesehen ist, anstelle des Schalters 24, der an der Fluidmessvorrichtung vorgesehen ist, die die erste Ausführungsform bildet, hinzugefügt wurden. Im Folgenden werden Operationen des Signalgenerators 25 und des Schalters 26 beschrieben. Im Übrigen wird, da die anderen Konfigurationen als die vorstehende dieselben wie jene in der ersten Ausführungsform sind, auf die Erläuterung der Operationen davon verzichtet.
Der Schalter 26 wählt die Ausgabe aus der Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 und den festen Wert, den der Signalgenerator 25 ausgegeben hat, gemäß dem Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23 aus und überträgt sie zur Additionseinheit 22. Daher wird es möglich, den festen Wert, den der Signalgenerator 25 ausgegeben hat, als Korrekturbetrag bei der Anomalität des Temperatursensors 1 zu verwenden, und folglich kann die Überkorrekturverarbeitung, die durch die Anomalität des Temperatursensors 1 verursacht wird, unterdrückt werden.
Da der Ausgangswert aus dem Signalgenerator 25 auf einen optionalen Wert manipuliert werden kann, wird es außerdem möglich, S3, die Ausgabe auf einen Wert wie z. B. lauter 1-en, lauter 0-en und so weiter festzulegen. Folglich wird es möglich, die externe Ausrüstung durch Manipulieren von S3 bei der Anomalität des Temperatursensors 1 über den Zustand zu benachrichtigen.
Im Übrigen kann ein vom Signalgenerator 25 zu erzeugendes vorbestimmtes Signal ein fester Wert eins sein und kann ein periodisches Impulssignal sein.
Als nächstes werden Vorteile der Fluidmessvorrichtung, die die zweite Ausführungsform bildet, erläutert. Der erste bis vierte Vorteil sind dieselben wie jene der Fluidmessvorrichtung, die die erste Ausführungsform bildet. Der fünfte Vorteil liegt in dem Punkt, dass die Meldung des Zustandes an die externe Ausrüstung bei der Anomalität des Temperatursensors 1 möglich wird.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, unter Verwendung von 4 beschrieben.
Eine Fluidmessvorrichtung, die die dritte Ausführungsform bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter 27, der die Ausgabe aus dem Signalgenerator 25 und die Ausgabe aus der Additionseinheit 22 auswählt und sie zum DA-Umsetzer 13 überträgt, anstelle des Schalters 26, der an der Fluidmessvorrichtung vorgesehen ist, die die zweite Ausführungsform bildet, hinzugefügt wurde. Im Folgenden wird eine Operation des Schalters 27 erläutert.
Der Schalter 27 wählt die Ausgabe aus der Additionseinheit 22 und den festen Wert, den der Signalgenerator 25 ausgegeben hat, gemäß dem Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23 aus und überträgt sie zum DA-Umsetzer 13. Da der feste Wert, den der Signalgenerator 25 ausgegeben hat, bei der Anomalität des Temperatursensors 1 als S3 verwendet werden kann, kann daher der optionale Wert an die externe Ausrüstung bei der Anomalität des Temperatursensors 1 ausgegeben werden. Das heißt, die Meldung des Zustandes an die externe Ausrüstung wird über S3 möglich.
Als nächstes werden Vorteile der Fluidmessvorrichtung, die die dritte Ausführungsform bildet, beschrieben. Der erste bis fünfte Vorteil sind dieselben wie jene der Fluidmessvorrichtung, die die zweite Ausführungsform bildet. Der sechste Vorteil liegt in dem Punkt, dass der optionale Wert bei der Anomalität des Temperatursensors 1 an die externe Ausrüstung ausgegeben werden kann.
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, unter Verwendung von 5 und 12 beschrieben.
Eine Fluidmessvorrichtung, die die vierte Ausführungsform bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Begrenzer 28, der einen Zahlenwertbereich von S1 begrenzt, zwischen dem AD-Umsetzer 10 und der Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 anstelle der Bestimmungseinheit 23 und des Schalters 24, die an der Fluidmessvorrichtung vorgesehen sind, die die erste Ausführungsform bildet, hinzugefügt wurde. Im Folgenden wird eine Operation des Begrenzers 28 unter Verwendung von 12 erläutert.
Der Begrenzer 28 kann einen begrenzten Bereich S1_L bis S1_H von S1 festlegen und den Zahlenwertbereich von S1 begrenzen, der in die Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 eingegeben werden soll. Da ein digitales Signal S1', das innerhalb des vorstehend erwähnten begrenzten Bereichs liegt, in die Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 eingegeben wird, kann dadurch der auf die Korrektur anzuwendende Korrekturbetrag innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden, selbst in einem Fall, in dem der Wert von S1 erheblich geändert wurde, was durch die Anomalität des Temperatursensors 1 verursacht wird, und daher kann ein Fehler des Durchflussratenwerts, der durch die Überkorrektur verursacht wird, verringert werden.
Im Übrigen gibt es Fälle, in denen ein erforderlicher Korrekturbetrag in Abhängigkeit von der Durchflussrate unterschiedlich gemacht wird, und in diesen Fällen existiert der begrenzte Bereich S1_L bis S1_H, der für jede Durchflussrate geeignet ist. Daher ist es bevorzugt, dass der Begrenzer 28 in der Lage ist, den begrenzten Bereich S1_L bis S1_H gemäß S2 festzulegen.
Als nächstes werden Vorteile der Fluidmessvorrichtung, die die vierte Ausführungsform bildet, erläutert. Der erste Vorteil liegt in dem Punkt, dass in der Situation, in der die Zuverlässigkeit von S1 verringert ist, wie in dem Fall, in dem der Temperatursensor 1 ruiniert wurde und so weiter, der Fehler des Durchflussratenbetrags, der durch die Überkorrektur verursacht wird, durch den Begrenzer 28 verringert werden kann. Der zweite Vorteil liegt in dem Punkt, dass, da der Begrenzer 28 durch die Digitalsignalverarbeitung unter Verwendung des DSP 20 implementiert werden kann, die Technik der vorliegenden Erfindung ohne Hinzufügen der Schaltung im großen Maßstab angewendet werden kann. Der dritte Vorteil liegt in dem Punkt, dass, da der Begrenzer 28 durch die Digitalsignalverarbeitung unter Verwendung des DSP 20 implementiert werden kann, der begrenzte Bereich des Begrenzers 28 leicht geändert werden kann.
Als nächstes wird ein erstes modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform unter Verwendung von 6 beschrieben.
Eine Fluidmessvorrichtung, die das erste modifizierte Beispiel bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein DA-Umsetzer 14, der das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23, die an der Fluidmessvorrichtung vorgesehen ist, die die erste Ausführungsform bildet, in ein analoges Signal umsetzt, hinzugefügt wurde, wodurch es möglich gemacht wird, das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23 direkt zur ECU 90 zu übertragen. Dadurch kann die Anomalität des Temperatursensors 1 durch die ECU 90 detektiert werden.
Als nächstes wird ein zweites modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform unter Verwendung von 7 beschrieben.
Eine Fluidmessvorrichtung, die das zweite modifizierte Beispiel bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationsschnittstelle 15 anstelle des DA-Umsetzers 12 und des DA-Umsetzers 13, die an der Fluidmessvorrichtung vorgesehen sind, die die erste Ausführungsform bildet, hinzugefügt wurde, wodurch es möglich gemacht wird, ein Signal des Ergebnisses der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23 zusammen mit S1 und S3 digital auszugeben. Dadurch können mehrere Teile von Detektionsinformationen zur ECU 90 über einen einzelnen digitalen Kommunikationsbus übertragen werden.
Als nächstes wird ein drittes modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform unter Verwendung von 8 beschrieben.
Eine Fluidmessvorrichtung, die das dritte modifizierte Beispiel bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor 6, ein AD-Umsetzer 16, der die Ausgabe aus dem Temperatursensor 6 digital umsetzt, und eine Rechenoperationseinheit 29, die ein Differenzsignal S5 zwischen einem digitalen Signal S4, das der AD-Umsetzer 16 ausgibt, und S1 ausgibt, zur Fluidmessvorrichtung hinzugefügt sind, die die erste Ausführungsform bildet, und die Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit 21 den Korrekturbetrag auf der Basis von S2 und S5 ableitet.
Auch in der Fluidmessvorrichtung, die das dritte modifizierte Beispiel bildet, wird, da S1 bei der Anomalität des Temperatursensors 1 geändert wird, S5, das das Differenzsignal zwischen S1 und S4 ist, auch geändert. In einem Fall, in dem eine Korrektur mit dem Korrekturbetrag gemäß S5 durchgeführt wurde, besteht daher ein Risiko, dass ein Überkorrekturfehler auftreten kann. Selbst in diesem Fall ist es möglich, den Überkorrekturfehler durch Bestimmen von S1 durch die Bestimmungseinheit 23 und Betätigen des Schalters 24 gemäß dem Ergebnis der Bestimmung ähnlich zur ersten Ausführungsform zu unterdrücken.
Im Übrigen ist es bevorzugt, dass eine Bestimmungseinheit, die S4 bestimmt, zur Fluidmessvorrichtung hinzugefügt wird, die das dritte modifizierte Beispiel bildet, um zu konfigurieren, dass der Schalter 24 in einem Fall betätigt wird, in dem entweder S1 oder S4 als anomal bestimmt wurde. Dadurch wird es möglich, eine ausgezeichnetere Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Als nächstes wird ein viertes modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform unter Verwendung von 9 und 13 beschrieben.
Eine Fluidmessvorrichtung, die das vierte modifizierte Beispiel bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Signalgenerator 30 und ein Schalter 31, der entweder die Ausgabe aus dem Signalgenerator 30 oder S1 gemäß dem Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 23 auswählt und es in den DA-Umsetzer 12 eingibt, zur Fluidmessvorrichtung hinzugefügt wurden, die die erste Ausführungsform bildet. Dadurch wird es möglich, ein vorbestimmtes Signal, das durch den Signalgenerator 30 erzeugt wird, zur ECU 90 über den DA-Umsetzer 12 anstelle von S1 bei der Anomalität des Temperatursensors 1 auszugeben. Im Übrigen kann das vom Signalgenerator 30 zu erzeugende vorbestimmte Signal ein fester Wert eins sein und kann ein periodisches Impulssignal sein.
Vorteile des vierten modifizierten Beispiels werden unter Verwendung von 13 erläutert. 13 zeigt eine Konfiguration, dass in einem Fall, in dem die Fluidmessvorrichtung und die ECU 90 miteinander kombiniert wurden, die Anomalität des Temperatursensors 1 auf der Seite der ECU 90 bestimmt wird. Das heißt, es ist die Konfiguration, die kein Zustandsbestimmungsmittel für den Temperatursensor 1 in einer Sensorvorrichtung 5 aufweist. Das Detektionssignal des Temperatursensors 1, das aus dem Schaltungselement 4 ausgegeben wird, wird in die ECU 90 über einen Kabelbaum 41 eingegeben und wird in eine Bestimmungseinheit 94, die an der ECU 90 vorgesehen ist, eingegeben, um die Anomalität zu bestimmen. Die ECU 90 ist mit Schaltern 91 und 92 an der vorderen Stufe versehen, damit die Detektionssignale des Temperatursensors 1 und des Durchflusssensors 2, die aus dem Schaltungselement 4 ausgegeben werden, in eine Signalverarbeitungseinheit 93 eingegeben werden, und führt eine intermittierende Steuerung gemäß einem Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 94 durch.
In der in 13 gezeigten Konfiguration kann jedoch ein Ausfallmodus, dass die Verdrahtung 40, die den Thermistor 7 erdet, der den Temperatursensor 1 konfiguriert, unterbrochen ist, nicht von einem Ausfallmodus unterschieden werden, dass der Kabelbaum 41, der das Detektionssignal des Temperatursensors 1 zur ECU 90 überträgt, unterbrochen ist. Dies liegt daran, dass sowohl der Thermistor 7 als auch der Kabelbaum 41 mit einer Leistungsquelle über einen Pull-up-Widerstand verbunden sind und daher ein in die ECU 90 einzugebendes Signal auf einen Wert in der Nähe des Leistungsquellenpotentials festgelegt ist, ungeachtet dessen, welches unterbrochen wurde. Folglich bestimmt die Bestimmungseinheit 94, dass der Temperatursensor 1 ruiniert wurde, selbst ungeachtet dessen, welche der Verdrahtung 40 und des Kabelbaums 42 ruiniert wurde, und unterbricht das Signal durch die Schalter 91 und 92.
Andererseits kann im vierten modifizierten Beispiel das periodische Impulssignal, das durch den Signalgenerator 30 erzeugt wurde, an die ECU 90 über den Schalter 31 bei der Anomalität des Temperatursensors 1 ausgegeben werden. Daher liegt der erste Vorteil der Fluidmessvorrichtung, die das vierte modifizierte Beispiel bildet, in dem Punkt, dass es möglich wird, den Fall, in dem der Temperatursensor 1 ruiniert wurde, von dem Fall, in dem der Kabelbaum 41 unterbrochen wurde, zu unterscheiden. In einem Fall des Ausfallmodus, dass der Kabelbaum 41 unterbrochen ist, führt außerdem der DSP 20 geeignet eine Korrekturoperation durch. Daher liegt der zweite Vorteil in dem Punkt, dass das Detektionssignal des Durchflusssensors 2 in der ECU 90 selbst in dem Fall des Ausfallmodus, dass der Kabelbaum 41 unterbrochen ist, verwendet werden kann.
Obwohl in den vorstehend angeführten Ausführungsformen die Operationen hinsichtlich eines Falls, in dem die Ausgabe aus dem Durchflusssensor mit der Ausgabe aus dem Temperatursensor korrigiert wird, erläutert wurden, ist es auch auf einen Fall, in dem die Ausgabe aus dem Durchflusssensor mit einer Ausgabe aus einem Drucksensor korrigiert werden soll, und einen Fall, in dem eine Ausgabe aus einem Feuchtigkeitssensor mit der Ausgabe aus dem Temperatursensor korrigiert werden soll, anwendbar. Außerdem kann eine Kombination der Temperatursensoren zugelassen sein und sie ist nicht auf Kombinationen der Sensoren begrenzt, die in den Ausführungsformen angeführt wurden.
Bezugszeichenliste

1, 6: Temperatursensor
2: Durchflusssensor
3: Träger
4: Schaltungselement
5: Sensorvorrichtung
7: Thermistor
8: fester Widerstand
10, 11, 16: AD-Umsetzer
12 bis 14: DA-Umsetzer
15: Kommunikationsschnittstelle
20: Digitalsignalprozessor (DSP)
21: Korrekturbetrag-Rechenoperationseinheit
22: Additionseinheit
23: Bestimmungseinheit
24, 26, 27, 31, 91, 92: Schalter
25, 30: Signalgenerator
28: Begrenzer
29: Rechenoperationseinheit
40: Verdrahtung
41: Kabelbaum
90: ECU
93: Signalverarbeitungseinheit
94: Bestimmungseinheit
100: Rohrleitung
101: Hauptdurchgang
102: Gehäuse
103: Unterdurchgang
200: Hauptfluid
201: Zuflussfluid

Claims

Fluidmessvorrichtung mit einer Schaltungseinheit, in die ein erstes Signal, das aus einem ersten Detektionselement ausgegeben wird, und ein zweites Signal, das aus einem zweiten Detektionselement ausgegeben wird, eingegeben werden, wobei die Schaltungseinheit umfasst: ein Signalverarbeitungsmittel, das ein drittes Signal gemäß dem ersten Signal und dem zweiten Signal ausgibt; ein Zustandsbestimmungsmittel, das einen Zustand des ersten Signals bestimmt; und ein Steuermittel, das einen Betrag einer Änderung, die eine Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht, gemäß einem Ergebnis der Bestimmung durch das Zustandsbestimmungsmittel steuert.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel: den Betrag der Änderung, die dem dritten Signal verliehen werden soll, derart steuert, dass ein Korrelationskoeffizient eines Betrages der Änderung des ersten Signals mit einem Betrag der Änderung der Differenz zwischen dem zweiten Signal und dem dritten Signal in eine solche Beziehung eingeht, dass er konstant oder kontinuierlich innerhalb eines Bereichs, der angibt, dass sich das erste Signal in einem normalen Zustand befindet, im Ergebnis der Bestimmung durch das Zustandsbestimmungsmittel geändert wird; und den Betrag der Änderung, die dem dritten Signal verliehen werden soll, derart steuert, dass der Korrelationskoeffizient des Betrages der Änderung des ersten Signals mit dem Betrag der Änderung der Differenz zwischen dem zweiten Signal und dem dritten Signal sich diskontinuierlich ändert, aus dem Bereich, der angibt, dass das erste Signal sich in einem normalen Zustand befindet, im Ergebnis der Bestimmung durch das Zustandsbestimmungsmittel.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuermittel mit einem Mittel versehen ist, das eine obere Grenze für den Betrag der Änderung festlegt, die die Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuermittel mit einem Mittel versehen ist, das eine untere Grenze für den Betrag der Änderung festlegt, die die Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuermittel mit einem Mittel versehen ist, das eine obere Grenze und eine untere Grenze für den Betrag der Änderung festlegt, die die Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuermittel mit einem Aufhebungsmittel versehen ist, das den Betrag der Änderung auf null verringert, die die Änderung des ersten Signals dem dritten Signal verleiht.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Aufhebungsmittel mit einem Mittel versehen ist, das das zweite Signal als drittes Signal festlegt.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Aufhebungsmittel mit einem Mittel versehen ist, das einen vorbestimmten Wert als drittes Signal festlegt.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zustandsbestimmungsmittel mit einem Mittel versehen ist, das in einem Fall als anomal bestimmt, in dem das erste Signal größer ist als ein vorbestimmter Wert.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zustandsbestimmungsmittel mit einem Mittel versehen ist, das in einem Fall als anomal bestimmt, in dem das erste Signal kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zustandsbestimmungsmittel mit einem Mittel versehen ist, das in einem Fall als anomal bestimmt, in dem das erste Signal von einem vorbestimmten Bereich abgewichen ist.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Benachrichtigungsmittel, das das die Außenseite über das Ergebnis der Bestimmung durch das Zustandsbestimmungsmittel benachrichtigt.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Benachrichtigungsmittel mit einem vorbestimmten Kommunikationsmittel versehen ist.
Fluidmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Detektionselement ein Element ist, das eine Temperatur eines Fluids detektiert, und das zweite Detektionselement ein Element ist, das eine Durchflussrate des Fluids detektiert.