DE112019002432T5

DE112019002432T5 - Detektionsvorrichtung für physikalische grössen

Info

Publication number: DE112019002432T5
Application number: DE112019002432.9T
Authority: DE
Inventors: Yuki ISOYA; Hiroaki Hoshika
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2021-02-11
Also published as: US20210247219A1; JP6899488B2; CN112204359A; JPWO2019239726A1; WO2019239726A1

Abstract

Es ist möglich, eine Verschlechterung der Genauigkeit nach dem Umschalten eines Heizzustands oder nach dem Ändern der Durchflussmenge zu verringern.Eine Detektionsvorrichtung für physikalische Größen enthält ein Durchflussmengenmesselement, das mit einem Heizelement ausgestattet ist und eine Durchflussmenge eines Messzielfluids misst; eine Heizelementsteuereinheit, die einen Steuerzustand des Heizelements entweder zu einem Wärmeerzeugungszustand oder zu einem Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand schaltet; und eine Signalverarbeitungseinheit, die einen Puffer und einen Frequenzanalyseblock enthält und einen Messwert des Durchflussmengenmesselements unter Verwendung einer Hauptfrequenz, die durch den Frequenzanalyseblock berechnet wird, verarbeitet, wobei der Messwert für einen vergangenen vorgegebenen Zeitraum im Puffer aufgezeichnet wird, der Frequenzanalyseblock die Hauptfrequenz durch Durchführen einer Frequenzanalyse des Messwerts, der im Puffer aufgezeichnet ist, berechnet, wenn ein Auftreten eines Ereignisses detektiert wird, die Signalverarbeitungseinheit eine Berechnung unter Verwendung der Hauptfrequenz, die unmittelbar zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum ab dem Auftreten des Ereignisses berechnet wurde, durchführt und das Ereignis eine plötzliche Änderung des Messwerts und ein Schalten des Steuerzustands, das durch die Heizelementsteuereinheit durchgeführt wird, ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Detektionsvorrichtung für physikalische Größen.
Technischer Hintergrund
Eine Detektionsvorrichtung für physikalische Größen, die ein Heizelement erhitzt und eine Durchflussmenge misst, ist bekannt. PTL 1 offenbart ein Luftdurchflussmessgerät, das mit einem Durchlasssbildungselement, das einen Durchlass bildet, durch den ein Teil von Einlassluft, die in eine Kraftmaschine gesaugt wird, verläuft, einem Durchflussmengensensor, der eine Einlassluftdurchflussmenge, die durch den Durchlass verläuft, misst, und einem Einlasslufttemperatursensor, der eine Einlasslufttemperatur misst, ausgestattet ist, wobei das Luftdurchflussmessgerät einen zweiten Temperatursensor, der unabhängig vom Einlasslufttemperatursensor vorgesehen ist und die Temperatur bei einem Ort, der durch Wärme, die zum Durchlasssbildungselement übertragen wird, beeinflusst wird, misst, und ein Antwortausgleichsmittel zum Ausgleichen einer Antwortverzögerung einer Ausgabedifferenz zwischen einem Einlasslufttemperatursignal, das durch den Einlasslufttemperatursensor gemessen wird, und einem zweiten Temperatursignal, das durch den zweiten Temperatursensor gemessen wird, auf der Grundlage eines Durchflussmengensignals, das durch den Durchflussmengensensor gemessen wird, enthält und das Einlasslufttemperatursignal, das durch den Einlasslufttemperatursensor gemessen wird, auf der Grundlage einer Ausgabedifferenz, die durch das Antwortausgleichsmittel ausgeglichen wird, korrigiert wird.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2016-109625
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der Erfindung, die in PTL 1 beschrieben ist, wird die Messgenauigkeit verschlechtert, nachdem ein Heizzustand gewechselt worden ist oder nachdem eine Durchflussmenge geändert worden ist.
Lösung des Problems
Eine Detektionsvorrichtung für physikalische Größen gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Durchflussmengenmesselement, das mit einem Heizelement ausgestattet ist und eine Durchflussmenge eines Messzielfluids misst; eine Heizelementsteuereinheit, die einen Steuerzustand des Heizelements entweder zu einem Wärmeerzeugungszustand oder zu einem Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand schaltet; und eine Signalverarbeitungseinheit, die einen Puffer und einen Frequenzanalyseblock enthält und einen Messwert des Durchflussmengenmesselements unter Verwendung einer Hauptfrequenz, die durch den Frequenzanalyseblock berechnet wurde, verarbeitet, wobei der Messwert für einen vergangenen vorgegebenen Zeitraum im Puffer aufgezeichnet wird, der Frequenzanalyseblock die Hauptfrequenz durch Durchführen einer Frequenzanalyse des Messwerts, der im Puffer aufgezeichnet ist, berechnet, die Signalverarbeitungseinheit dann, wenn ein Auftreten eines Ereignisses detektiert wird, eine Berechnung, unter Verwendung der Hauptfrequenz, die unmittelbar zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum ab dem Auftreten des Ereignisses berechnet wurde, durchführt und das Ereignis eine plötzliche Änderung des Messwerts und ein Wechseln des Steuerzustands, das durch die Heizelementsteuereinheit durchgeführt wird, ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Genauigkeitsverschlechterung nach dem Umschalten des Heizzustands oder nach dem Ändern der Durchflussmenge zu verringern.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Querschnittansicht einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300.
[2] 2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Leiterplatte 400.
[3] 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer ECU 200 und einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
[4] 4 ist ein Diagramm, das eine Ausgangscharakteristik einer Durchflussmengendetektionsschaltung 601 zeigt.
[5] 5 ist ein Diagramm, das eine Ausgangscharakteristik eines ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 zeigt.
[6] 6 ist ein Diagramm, das die Auswahl einer ersten Filterauswahleinheit 807 und einer zweiten Filterauswahleinheit 808 zeigt.
[7] 7 ist ein Diagramm, das ein Betriebsbeispiel der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 zeigt.
[8] 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer ECU 200 und einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
[9] 9 ist ein Diagramm, das einen Überblick des Betriebs einer Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge zeigt.
[10] 10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer ECU 200 und einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
[11] 11 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer ECU 200 und einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
[12] 12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer ECU 200 und einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
-Erste Ausführungsform-
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist, obwohl die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen auf eine Einlassluft einer Brennkraftmaschine abzielt, das Messziel der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 nicht darauf beschränkt.
(Hardware-Konfiguration)
1 ist eine Querschnittansicht der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300. Die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 enthält ein Gehäuse 302, eine vordere Abdeckung 303 und eine rückwärtige Abdeckung 304. Das Gehäuse 302 ist durch Formen ein synthetischen Harzmaterials gebildet. Das Gehäuse 302 besitzt einen Flansch 311 zum Befestigen der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 an einer Einlassleitung, durch die Einlassluft einer Brennkraftmaschine strömt, eine Außenverbindungseinheit 321, die vom Flansch 311 vorsteht und einen Verbinder besitzt, um eine elektrische Verbindung zu einer elektronischen Steuereinheit (die im Folgenden als ECU bezeichnet wird) 200 herzustellen, und eine Messeinheit 331, die derart verläuft, dass sie vom Flansch 311 zum Zentrum der Einlassleitung vorsteht. Verschiedene Kommunikationsmittel können zur Kommunikation zwischen der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 und der ECU 200 verwendet werden und z. B. wird ein LIN (lokales Verbindungsnetz), das eine Art eines fahrzeuginternen Netzes ist, verwendet.
Die Messeinheit 331 wird mit einer Leiterplatte 400 durch Einspritzgießen einteilig versehen, wenn das Gehäuse 302 geformt wird. Die Leiterplatte 400 enthält eine Durchflussmengendetektionsschaltung 601, die die Durchflussmenge eines Messzielgases misst, und eine Temperaturdetektionseinheit 451, die die Temperatur des Messzielgases detektiert. Die Durchflussmengendetektionsschaltung 601 enthält eine Durchflussmengendetektionseinheit 602 und eine Verarbeitungseinheit 604. Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 und die Temperaturdetektionseinheit 451 sind bei Positionen angeordnet, die zum Messzielgas freiliegen.
2 ist eine vergrößerte Ansicht der Leiterplatte 400. Die Leiterplatte 400 enthält einen Plattenhauptkörper 401, einen ersten Vorsprung 403 und einen zweiten Vorsprung 450. Ein Mikrocomputer 415 ist auf dem Plattenhauptkörper 401 montiert, eine Durchflussmengendetektionsschaltung 601, die mit einem synthetischen Harzmaterial 418 beschichtet ist, ist am ersten Vorsprung 403 montiert und eine Temperaturdetektionseinheit 451 ist am zweiten Vorsprung 450 montiert. Der Mikrocomputer 415 ist mit der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 und der Temperaturdetektionseinheit 451 durch eine Signalleitung (die nicht gezeigt ist) verbunden. Die Durchflussmengendetektionsschaltung 601 enthält ein Heizelement 608, das später beschrieben werden soll, und misst die Durchflussmenge, wenn das Heizelement 608 mit einem Messzielfluid in einem Wärmeerzeugungszustand in Kontakt gelangt. Ein Drucksensor und ein Feuchtigkeitssensor, die Detektionselemente sind, sind auf einer Rückseite des Plattenhauptkörpers 401 vorgesehen.
(Funktionskonfiguration)
3 ist ein Diagramm, das die Konfigurationen der ECU 200 und der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 zeigt.
(ECU 200)
Die ECU 200, die mit der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 verbunden ist, enthält eine Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 und eine Durchflussmengenempfangseinheit 202. Die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 betreibt die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 durch einen vorgegebenen Betriebsalgorithmus, um den Steuerzustand des Heizelements 608, das in der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 vorgesehen ist, anzugeben. Speziell wird das Heizelement 608 zu einem Wärmeerzeugungszustand oder einem Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand gesteuert. Allerdings gibt die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 ungeachtet des Steuerzustands des Heizelements 608 einen Messwert zur ECU 200 aus.
(Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300)
Die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 enthält eine Durchflussmengendetektionsschaltung 601 und einen Mikrocomputer 415, der den Ausgangswert der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 verarbeitet. Die Funktionskonfigurationen der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 und des Mikrocomputers 415 werden unten beschrieben. Jede Funktion der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 wird durch jeweils Hardware oder Software realisiert, wie später beschrieben wird. Jede Funktion des Mikrocomputers 415 wird durch eine Hardware-Schaltung realisiert. Allerdings kann die Funktion des Mikrocomputers 415 durch eine Software-Verarbeitung realisiert werden.
(Durchflussmengendetektionsschaltung 601)
Die Durchflussmengendetektionsschaltung 601 enthält eine Verarbeitungseinheit 604 und eine Durchflussmengendetektionseinheit 602. Die Verarbeitungseinheit 604 enthält eine Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833, ein Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 und eine CPU 612, die eine Zentralarithmetikeinheit ist. Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 enthält ein Heizelement 608 und eine Durchflussmengendetektionsbrücke 650. Die Durchflussmengendetektionsschaltung 601 steuert das Heizelement 608 gemäß der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832, die im Mikrocomputer 415 vorgesehen ist, und gibt den Messwert zum ersten Durchflussmengeneinstellblock 800 aus. Allerdings wird das Ausgeben des Messwerts ungeachtet des Anweisungsinhalts der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 durchgeführt.
Die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 der Verarbeitungseinheit 604 ist eine Hardware, die mit der Heizelementsteuerungs-Verarbeitungseinheit 830 kommuniziert. Die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 veranlasst die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640, das Heizelement 608 in Übereinstimmung mit den Anweisungen der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 zu steuern. Speziell gibt die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 eine Anweisung zum Schalten zwischen dem Wärmeerzeugungszustand des Steuerzustands und dem Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand. Wenn die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 von der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 angewiesen wird, zum Heizzustand zu schalten, veranlasst die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640, einen Heizwert des Heizelements 608 derart zu steuern, dass die Temperatur des Messzielgases eine vorgegebene Temperatur wird, die höher als eine Ausgangstemperatur ist, z. B. um 100 °C steigt. Diese Steuerung wird als „Wärmeerzeugungszustands“-Steuerung bezeichnet.
Wenn die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 von der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 angewiesen wird, zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zu schalten, führt die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 eine Steuerung des Nicht-Durchführens der Wärmeerzeugung des Heizelements 608 unter Verwendung der Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 durch. Diese Steuerung wird als eine Steuerung des „Wärmeerzeugungsunterdrückungszustands“ bezeichnet. Ferner steuert die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 die Stromversorgung zum Heizelement 608 gemäß der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832. Speziell liefert die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 dann, wenn der Wärmeerzeugungszustand angewiesen ist, Strom zum Heizelement 608 und schaltet die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 dann, wenn der Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand angewiesen ist, die Stromversorgung zum Heizelement 608 ab.
Die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 der Verarbeitungseinheit 604 ist eine Brückenschaltung, die vier Temperaturmesswiderstände enthält. Die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 wird durch das Heizelement 608 über das Messzielgas erhitzt und der Widerstandswert ändert sich. Wenn der Wärmeerzeugungszustand angewiesen wird, überwacht die CPU 612 den Widerstandswert der Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 und steuert den Heizwert des Heizelements 608 derart, dass die Temperatur des Messzielgases eine vorgegebene Temperatur wird, die höher als die Ausgangstemperatur ist, z. B. um 100 °C steigt. Wenn der Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand angewiesen ist, steuert die CPU 612 den Heizwert des Heizelements 608, um das Heizelement 608 nicht zu veranlassen, die Wärmeerzeugung durchzuführen. Die CPU 612 realisiert die oben beschriebene Funktion durch Erweitern und Ausführen eines Programms, das in einem ROM (der nicht gezeigt ist) gespeichert ist, zu einem RAM (der nicht gezeigt ist). Allerdings muss die CPU 612 keine Steuerung durchführen, wenn der Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand angewiesen wird.
Die Durchflussmengendetektionsbrücke 650 der Durchflussmengendetektionseinheit 602 ist eine Brückenschaltung, die vier Temperaturmesswiderstände enthält. Die vier Temperaturmesswiderstände sind entlang des Stroms des Messzielgases angeordnet. Speziell sind zwei Temperaturmesswiderstände stromaufwärts des Heizelements 608 im Strömungsweg des Messzielgases angeordnet und sind die weiteren zwei Temperaturmesswiderstände stromabwärts des Heizelements 608 im Strömungsweg des Messzielgases angeordnet. Deshalb wird der Temperaturmesswiderstand, der auf der stromaufwärts liegenden Seite des Heizelements 608 installiert ist, durch den Strom des Messzielgases gekühlt und wird der Temperaturmesswiderstand, der auf der stromabwärts liegenden Seite des Heizelements 608 installiert ist, durch das Messzielgas, das durch das Heizelement 608 erwärmt wird, erwärmt. Die Durchflussmengendetektionsbrücke 650 gibt eine Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturmesswiderständen als eine Potentialdifferenz aus.
(Mikrocomputer 415)
Der Mikrocomputer 415 enthält eine Heizelementsteuerungs-Verarbeitungseinheit 830, eine Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837, einen ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800, einen ersten Durchflussmengenpuffer 801, einen zweiten Durchflussmengenpuffer 802, einen Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803, einen ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a, einen Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805, einen Frequenzanalyseblock 806, einen zweiten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 809 und ein Durchflussmengenkorrekturfilter 810.
(Mikrocomputer | Heizelementsteuerungs-Verarbeitungseinheit 830)
Die Heizelementsteuerungs-Verarbeitungseinheit 830 enthält eine Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831, die Anweisungen der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201, die in der ECU 200 enthalten ist, empfängt, und eine Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832. Die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 weist die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 an, den Steuerzustand des Heizelements 608 in Übereinstimmung mit der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201, die über die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 gesendet wurde, zu ändern.
(Mikrocomputer | Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837)
Die Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 überwacht die Anweisung der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 und detektiert eine Änderung vom Wärmeerzeugungsunterdrückungssteuerzustand zum Wärmeerzeugungszustand und eine Änderung vom Wärmeerzeugungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand. Dann bestimmt die Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837, welcher des ersten bis dritten Zustands, die unten beschrieben werden sollen, dem aktuellen Zustand entspricht. Ferner überträgt die Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 den bestimmten Zustand zum Frequenzanalyseblock 806. Im Folgenden werden die Änderung der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 vom Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zum Wärmeerzeugungszustand und die Änderung vom Wärmeerzeugungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand auch als „Ereignis“ bezeichnet.
Ein erster Zustand ist ein Zustand in einem vorgegebenen Zeitraum Tres unmittelbar nach dem Detektieren der Änderung vom Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zum Wärmeerzeugungszustand. Ein zweiter Zustand ist ein Zustand in einem vorgegebenen Zeitraum Tres unmittelbar nach dem Detektieren der Änderung vom Wärmeerzeugungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand. Ein dritter Zustand ist ein weiterer Zustand, mit anderen Worten, ein Zustand, der länger als ein vorgegebener Zeitraum Tres verläuft, nachdem die Änderung vom Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand detektiert worden ist, und länger als ein vorgegebener Zeitraum Tres verläuft, nachdem die Änderung vom Wärmeerzeugungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand detektiert worden ist. Der vorgegebene Zeitraum Tres ist ein Zeitraum, der aus der Temperaturantwort des Heizelements 608 und der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 erhalten wird, und Informationen davon, die durch ein Experiment, das im Voraus durchgeführt worden ist, berechnet wurden, sind im Mikrocomputer 415 gespeichert.
(Mikrocomputer | Erster Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800)
Der erste Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800 gibt dem Durchflussmengensignal, das aus der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 ausgegeben wird, gewünschte Eigenschaften. Der erste Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800 gibt den Durchflussmengenwert, dem Eigenschaften gegeben wurden, zum ersten Durchflussmengenpuffer 801 und zum zweiten Durchflussmengenpuffer 802, zur ersten Filterauswahleinheit 807, zum Gleitdurchschnittsfilter 811 und zum Tiefpassfilter 812 und zu einem Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 aus.
4 und 5 sind Diagramme zum Erläutern des Betriebs des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800. 4 ist ein Diagramm, das die Ausgangscharakteristik der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 zeigt, und 5 ist ein Diagramm, das die Ausgangscharakteristik des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 zeigt. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Ausgabe der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 eine Tendenz auf, in Bezug auf eine Zunahme der Ist-Durchflussmenge monoton zuzunehmen. Allerdings ist die Zunahmebreite der Ausgabe der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 nicht immer konstant in Bezug auf die Zunahmebreite der Ist-Durchflussmenge und stört die Verarbeitung im Mikrocomputer 415. Deshalb gibt der erste Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800 dem Durchflussmengensignal, das von der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 ausgegeben wird, gewünschte Eigenschaften derart, dass es die Eigenschaften aufweist, die in 5 gezeigt sind.
(Mikrocomputer | Erster Durchflussmengenpuffer 801)
Der erste Durchflussmengenpuffer 801 speichert vorübergehend den Ausgangswert des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800. Der erste Durchflussmengenpuffer 801 enthält den Durchflussmengenwert, der durch den ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800 um die Durchflussmenge mindestens des Pulsationszyklus oder mehr von der jüngsten Ausgabe umgewandelt wurde. Der Pulsationszyklus der Durchflussmenge wird durch die Berechnung des Frequenzanalyseblocks 806, die später beschrieben werden soll, erhalten.
(Mikrocomputer | Zweiter Durchflussmengenpuffer 802)
Der zweite Durchflussmengenpuffer 802 enthält die Durchflussmenge mindestens des Pulsationszyklus oder mehr ab der jüngsten Ausgabe. Allerdings kann die Größe des zweiten Durchflussmengenpuffers 802 dieselbe wie die oder verschieden von der des ersten Durchflussmengenpuffers 801 sein. Der zweite Durchflussmengenpuffer 802 löscht den alten Ausgangswert, wenn die Anzahl von gespeicherten Ausgangswerten eine vorgegebene Anzahl überschreitet. Im Folgenden wird die Zeit, während die gesamten Daten, die im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 gespeichert sind, ersetzt werden, als eine „zweite Pufferzeit“ bezeichnet. Mit anderen Worten speichert der zweite Durchflussmengenpuffer 802 den Ausgangswert des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 nach der Zeit, die um die zweite Pufferzeit von der aktuellen Zeit zurückgeht.
(Mikrocomputer | Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803)
Der Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 nimmt auf den ersten Durchflussmengenpuffer 801 Bezug und berechnet einen Durchschnittswert der Ausgangswerte des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800. Der Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 gibt das Berechnungsergebnis zum Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805, zur zweiten Filterauswahleinheit 808 und zum Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 aus.
(Mikrocomputer | Erster Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a)
Der erste Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a berechnet eine Differenz zwischen einem Höchstwert des Durchflussmengenwerts, der im ersten Durchflussmengenpuffer 801 gespeichert ist, und einem Mindestwert des Durchflussmengenwerts, der im ersten Durchflussmengenpuffer 801 gespeichert ist, als einen Amplitudenbetrag. Der erste Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a gibt das Berechnungsergebnis zum Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 aus.
(Mikrocomputer | Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805)
Der Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet das Amplitudenverhältnis durch Teilen des Amplitudenbetrags, der durch den ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a berechnet wird, durch den Durchflussdurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird. Der Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 gibt das Berechnungsergebnis zur ersten Filterauswahleinheit 807 und zum Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 aus.
(Mikrocomputer | Frequenzanalyseblock 806)
Der Frequenzanalyseblock 806 führt zwei Operationen auf der Grundlage der Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 durch. Der Frequenzanalyseblock 806 führt eine Hauptoperation durch, wenn die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 im dritten Zustand ist, und der Frequenzanalyseblock 806 führt eine Sekundäroperation durch, wenn die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 im ersten Zustand oder im zweiten Zustand ist. Die Hauptoperation des Frequenzanalyseblocks 806 ist, ein Spektrum für jede Analysefrequenz durch Durchführen einer diskreten Fouriertransformation am Durchflussmengenwert, der im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 gespeichert ist, zu erhalten und die Pulsationsfrequenz auszugegeben, wie später beschrieben wird. Die Sekundäroperation ist, die Pulsationsfrequenz, die unmittelbar zuvor ausgegeben wurde, wiederholt auszugegeben.
Die Details der Hauptoperationen werden beschrieben. Die Analysefrequenz in der Hauptoperation wird auf der Grundlage der Eigenschaften des Messzielfluids, das ein Messziel der bekannten Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 ist, bestimmt. Zum Beispiel wird dann, wenn das Messzielfluid ein Abgas der Kraftmaschine ist, die Messfrequenz aus der Anzahl von Zylindern der Kraftmaschine und dem Bereich der Kraftmaschinendrehzahl berechnet. Ferner wird auf die spektrale Leistungsdichte für jede Analysefrequenz, die erhalten wird, Bezug genommen und wird die dominante Frequenz, d. h. die Frequenz, die die maximale spektrale Leistungsdichte aufweist, als die Pulsationsfrequenz des Messzielgases gesetzt. Ein Kehrwert der Pulsationsfrequenz ist der Pulsationszyklus, der die Anzahl von Durchflussmengenwerten, die durch den ersten Durchflussmengenpuffer 801 und den zweiten Durchflussmengenpuffer 802 vorübergehend aufgezeichnet werden, bestimmt. Der Frequenzanalyseblock 806 gibt die Pulsationsfrequenz zur ersten Filterauswahleinheit 807 und zum Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 aus und zeichnet die jüngste Pulsationsfrequenz in einem vorläufigen Speicherbereich (der nicht gezeigt ist) auf.
Der Frequenzanalyseblock 806 liest die Pulsationsfrequenz aus dem oben erwähnten vorläufigen Speicherbereich und gibt sie aus, wenn die Sekundäroperation durchgeführt wird. Allerdings muss dann, wenn die erste Filterauswahleinheit 807 und das Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 Informationen der Pulsationsfrequenz durch Lesen der Daten des vorgegebenen Bereichs im Datenspeicher detektieren, der Frequenzanalyseblock 806 keine Verarbeitung als eine Sekundäroperation durchführen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Daten aufgrund der Hauptoperation in den Datenspeicher geschrieben werden und die geschriebenen Daten nicht gelöscht werden, sofern kein neuer Schreibvorgang durchgeführt wird.
(Mikrocomputer | Zweiter Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 809)
Der zweite Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 809 vermittelt dem Ausgangswert nach dem Durchflussmengenkorrekturfilter gewünschte Eigenschaften, um die Berechnung unter Verwendung der Ausgabe der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in einem späteren Prozess zu ermöglichen. Das heißt, die Berechnung des zweiten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 809 vermittelt die Eigenschaften auch abhängig von der ECU 200, in der die Nachverarbeitung ausgeführt wird.
(Mikrocomputer | Durchflussmengenkorrekturfilter 810)
Das Durchflussmengenkorrekturfilter 810 enthält ein Gleitdurchschnittsfilter 811, ein Tiefpassfilter 812, eine erste Filterauswahleinheit 807, eine zweite Filterauswahleinheit 808 und ein Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813. Das Gleitdurchschnittsfilter 811 berechnet den gleitenden Durchschnitt mit einer vorgegebenen Anzahl Probenentnahmen an der Ausgabe des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 als das Verarbeitungsziel und gibt den gleitenden Durchschnitt zur zweiten Filterauswahleinheit 808 aus. Das Tiefpassfilter 812 wendet ein vorgegebenes Tiefpassfilter auf die Ausgabe des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 als ein Verarbeitungsziel an und gibt die Ausgabe zur zweiten Filterauswahleinheit 808 aus.
Die erste Filterauswahleinheit 807 vergleicht das Amplitudenverhältnis, das durch den Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet wurde, mit einem Amplitudenverhältnisschwellenwert 807a und vergleicht die Pulsationsfrequenz, die durch einen Frequenzanalyseblock 806 berechnet wurde, mit einem Frequenzschwellenwert 807b. Die erste Filterauswahleinheit 807 gibt die Ausgaben sämtlicher des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800, der zweiten Filterauswahleinheit 808 und des Pulsationsfehlerverringerungsfilters 813 auf der Grundlage dieser Vergleiche zum zweiten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 809 aus. Als Erinnerung kann die erste Filterauswahleinheit 807 die Ausgabe des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 zum zweiten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 809 ausgegeben, wie die Dinge liegen, ohne durch ein Filter zu verlaufen.
Wenn das Amplitudenverhältnis, das durch den Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet wird, größer als der Amplitudenverhältnisschwellenwert 807a ist und die Pulsationsfrequenz, die durch einen Frequenzanalyseblock 806 berechnet wird, größer als der Frequenzschwellenwert 807b ist, wählt die erste Filterauswahleinheit 807 die Ausgabe des Pulsationsfehlerverringerungsfilters 813. Wenn das Amplitudenverhältnis, das durch den Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet wird, gleich oder kleiner als der Amplitudenverhältnisschwellenwert 807a ist und der Durchflussmengendurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, gleich oder kleiner als der Frequenzschwellenwert 807b ist, wählt die erste Filterauswahleinheit 807 die Ausgabe der zweiten Filterauswahleinheit 808. Wenn das Amplitudenverhältnis, das durch den Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet wird, größer als der Amplitudenverhältnisschwellenwert 807a ist und die Pulsationsfrequenz, die durch einen Frequenzanalyseblock 806 berechnet wird, gleich oder kleiner als der Frequenzschwellenwert 807b ist und wenn das Amplitudenverhältnis, das durch den Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet wird, gleich oder kleiner als der Amplitudenverhältnisschwellenwert 807a ist und der Durchflussmengendurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, größer als der Frequenzschwellenwert 807b ist, führt die erste Filterauswahleinheit 807 die Filterverarbeitung nicht durch. Das heißt, in diesem Fall wird die Ausgabe des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 zum zweiten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 809 ausgegeben, wie die Dinge liegen.
Die zweite Filterauswahleinheit 808 vergleicht den Durchflussmengendurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, mit dem Durchflussmengenschwellenwert 808a. Die zweite Filterauswahleinheit 808 gibt die Ausgabe des Tiefpassfilters 812 zur ersten Filterauswahleinheit 807aus, wenn der Durchflussmengendurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, größer als der Durchflussmengenschwellenwert 808a ist. Die zweite Filterauswahleinheit 808 gibt die Ausgabe des Gleitdurchschnittsfilters 811 zur ersten Filterauswahleinheit 807 aus, wenn der Durchflussmengendurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, gleich oder kleiner als der Durchflussmengenschwellenwert 808a ist.
6 ist ein Diagramm, das die Auswahl der ersten Filterauswahleinheit 807 und der zweiten Filterauswahleinheit 808 zeigt. In 6 ist ein Bereich im Wesentlichen viergeteilt und ein linker unterer Bereich ist ferner zweigeteilt. Die erste Filterauswahleinheit 807 bestimmt, welcher der vier großen Bereiche gewählt wird, und die zweite Filterauswahleinheit 808 bestimmt, welcher der zwei im linken unteren Bereich gewählt wird. Auf diese Weise bewerten die zwei Filterauswahleinheiten eine Betragskorrelation zwischen dem Amplitudenverhältnis, das durch den Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock 805 berechnet wird, und dem Amplitudenverhältnisschwellenwert 807a, eine Betragskorrelation zwischen der Pulsationsfrequenz, die durch einen Frequenzanalyseblock 806 berechnet wird, und dem Frequenzschwellenwert 807b und eine Betragskorrelation zwischen dem Durchflussmengendurchschnittswert, der durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, und dem Durchflussmengenschwellenwert 808a.
(Mikrocomputer | Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813)
Das Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 berechnet einen Messwert, der durch Verringern des Einflusses einer Pulsation aus der Ausgabe des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 erhalten wird, unter Verwendung der Ausgaben des Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblocks 803, des Amplitudenverhältnis-Berechnungsblocks 805 und des Frequenzanalyseblocks 806 und gibt den Messwert zur ersten Filterauswahleinheit 807 aus. Speziell gibt das Pulsationsfehlerverringerungsfilter 813 einen aus, in dem eine Frequenzgang-Korrekturdurchflussmenge und eine Durchflussmengenabhängigkeit-Korrekturdurchflussmenge, die unten beschrieben werden sollen, zur Ausgabe des ersten Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblocks 800 hinzugefügt werden.
Die Frequenzgang-Korrekturdurchflussmenge ist das Produkt der Frequenzgangverstärkung und der Ausgabe des Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblocks 803. Die Frequenzgangverstärkung wird auf der Grundlage der Ausgabe des Amplitudenverhältnis-Berechnungsblocks 805 und der Ausgabe des Frequenzanalyseblocks 806 unter Bezugnahme auf eine vorgegebene erste Tabelle bestimmt. In der ersten Tabelle wird z. B. die Ausgabe des Amplitudenverhältnis-Berechnungsblocks 805 auf einer horizontalen Achse beschrieben und wird die Ausgabe des Frequenzanalyseblocks 806 auf einer vertikalen Achse beschrieben. Beliebige Interpolationsoperationen wie z. B. Verhältnisinterpolation werden nach Bedarf durchgeführt.
Die Durchflussmengenabhängigkeit-Korrekturdurchflussmenge ist das Produkt der Fluktuation der Durchflussmengenabhängigkeit-Korrekturverstärkung und der Frequenzgang-Korrekturdurchflussmenge. Die Durchflussmengenabhängigkeit-Korrekturverstärkung wird auf der Grundlage der Frequenzgang-Korrekturdurchflussmenge und der Ausgabe des Amplitudenverhältnis-Berechnungsblocks 805 unter Bezugnahme auf eine vorgegebene zweite Tabelle bestimmt. In der zweiten Tabelle wird z. B. die Frequenzgang-Korrekturdurchflussmenge auf einer horizontalen Achse beschrieben und wird die Ausgabe des Amplitudenverhältnis-Berechnungsblocks 805 auf einer vertikalen Achse beschrieben.
Beliebige Interpolationsoperationen wie z. B. Verhältnisinterpolation werden nach Bedarf durchgeführt. Die „Fluktuation“ der Durchflussmengenabhängigkeit-Korrekturverstärkung ist eine Differenz von 1, z. B. ist dann, wenn die Durchflussmengenabhängigkeit-Korrekturverstärkung „1,5“ ist, die Fluktuation der durchflussabhängigen Korrekturverstärkung „0,5“.
(Betriebsbeispiel)
Die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 detektiert die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine. Da allerdings die Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug, das mit einer Leerlaufstoppfunktion ausgestattet ist, oder einem Hybridfahrzeug gestoppt sein kann, existiert ein Zeitraum, in dem die Einlassluft nicht vorhanden ist. Wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine gestoppt ist, besteht das Risiko einer Verunreinigung der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 aufgrund des Eintreffens unverbrannten Benzins von der Brennkraftmaschineseite bei der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300. Ferner ist es in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen denkbar, die Wärmeerzeugung des Heizelements 608 zu unterbinden, um die Verschwendung von Leistungsaufnahme aufgrund der Wärmeerzeugung des Heizelements 608 in einem Zustand, in dem klar ist, dass die Einlassluft nicht vorhanden ist, zu verhindern. Obwohl dann, wenn die Ausgabe der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 verwendet wird, wie die Dinge liegen, während der Betrieb der Brennkraftmaschine neu gestartet wird oder dergleichen, ein Problem auftreten kann, löst die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 dieses Problem.
7 ist ein Diagramm, das ein Betriebsbeispiel der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300, speziell eine Ausgabe des Frequenzanalyseblocks 806 der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 zeigt. Allerdings werden, um die Wirkung der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 zu erläutern, die Ausgabe der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 und das Ergebnis des einfachen Durchführens der Frequenzanalyse auch gemeinsam beschrieben. In 7 repräsentiert eine horizontale Achse die Zeit. In 7 repräsentiert eine Zeit t12 den Zeitpunkt des Schaltens vom Wärmeerzeugungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand. Ferner ist in 7(a) bis 7(c) die Ist-Durchflussmenge des Messzielfluids in dem Bereich, der im Graph gezeigt ist, immer null und ist in 7(d) bis 7(f) die Ist-Durchflussmenge des Messzielfluids in dem Bereich, der im Graph gezeigt ist, immer ein konstanter Wert.
7(a) und 7(d) zeigen die Ausgabe der Durchflussmengendetektionsschaltung 601, 7(b) und 7(e) zeigen die Ergebnisse einer einfachen Frequenzanalyse und 7(c) und 7(f) zeigen die Ausgabe des Frequenzanalyseblocks 806. Die Ergebnisse der einfachen Frequenzanalyse, die in 7(b) und 7(e) gezeigt sind, sind Pulsationsfrequenzen, wenn die Frequenzanalyse immer die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 ignorierend durchgeführt wird. Das Signal, das in 7(a) gezeigt ist, wird von der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 in den Mikrocomputer 415 eingegeben und das Signal das in 7(c) gezeigt ist, wird durch eine Verarbeitung der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 und des Frequenzanalyseblocks 806 ausgegeben. Das Gleiche gilt auch für eine Beziehung zwischen 7(d) und 7(f).
Wie in 7(a) gezeigt ist, nimmt dann, wenn der Steuerzustand des Heizelements 608 in einem Zustand, in dem die Ist-Durchflussmenge des Messzielfluids null ist, vom Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zum Wärmeerzeugungszustand geschaltet wird, der Durchflussmengenmesswert zur Schaltzeit t12 stark zu, nimmt dann allmählich ab und wird zu einem stabilen Wert gesetzt. Der Zeitraum von der Zeit t12 bis der Durchflussmengenmesswert gesetzt wird, ist Tres und dieser Zeitraum repräsentiert die Temperaturantwort zwischen dem Heizelement 608 und der Durchflussmengendetektionsbrücke 650. Die Einstellung erreicht z. B. den Bereich von plus oder minus 2 % des stabilen Werts.
In diesem Fall nimmt, wenn die Berechnung der Pulsationsfrequenz durch den Frequenzanalyseblock 806 fortgesetzt wird, die Ausgabe um die Zeit t12 wiederholt zu und ab, wie in 7(b) gezeigt ist, und nach einer kurzen Zeit pendelt sie sich bei einem konstanten Wert ein. Allerdings ändert der Frequenzanalyseblock 806 den Betrieb abhängig von der Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837. In diesem Beispiel wird die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 zum Zeitpunkt t12 vom dritten Zustand zum ersten Zustand geschaltet. Deshalb setzt der Frequenzanalyseblock 806 die Ausgabe unmittelbar vor der Zeit t12 ab der Zeit t12 zum Zeitraum Tres fort. Wenn der Zeitraum Tres ab der Zeit t12 verstreicht, wird, da die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 den dritten Zustand erreicht, die Berechnung neu gestartet und das Berechnungsergebnis wird ausgegeben. Deshalb ist ersichtlich, dass 7(c), die die Ausgabe des Frequenzanalyseblocks 806 ist, einen kürzeren Zeitraum, in dem die Ausgabe nicht stabil ist, im Vergleich zu 7(b), in der die Berechnung fortgesetzt wird, besitzt.
Ferner kann, wie in 7(d) bis 7(f) gezeigt ist, dieselbe Wirkung bestätigt werden, selbst wenn die Durchflussmenge des Messzielfluids einen bestimmten konstanten Wert besitzt. Das heißt, die Ausgabe der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 nimmt ab der Zeit t12 allmählich zu, wie in 7(d) gezeigt ist, und wenn die Berechnung fortgesetzt wird, ist der Zeitraum, in dem die Ausgabe nicht stabil ist, eine lange Zeit, wie in 7(e) gezeigt ist. Allerdings kann durch Stoppen der Berechnung auf der Grundlage der Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 der Zeitraum, in dem die Ausgabe nicht stabil ist, verkürzt werden, wie in 7(f) gezeigt ist.
Gemäß der genannten ersten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(1) Die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 enthält eine Durchflussmengendetektionseinheit 602, die ein Heizelement 608 enthält und die Durchflussmenge des Messzielfluids misst; eine Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833, die den Steuerzustand des Heizelements 608 zu einem Wärmeerzeugungszustand und einem Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand schaltet; und einen Mikrocomputer 415, der einen zweiten Durchflussmengenpuffer 802 und einen Frequenzanalyseblock 806 enthält und eine Signalverarbeitungseinheit ist, die einen Messwert der Durchflussmengendetektionseinheit 602 unter Verwendung der Pulsationsfrequenz, die durch den Frequenzanalyseblock 806 berechnet wird, verarbeitet. Die Messwerte für den vergangenen vorgegebenen Zeitraum werden im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 aufgezeichnet. Der Frequenzanalyseblock 806 berechnet die Pulsationsfrequenz durch Durchführen der Frequenzanalyse des Messwerts, der im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 aufgezeichnet ist. Wenn der Mikrocomputer 415 das Schalten des Steuerzustands durch die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 detektiert, führt der Mikrocomputer 415 eine Berechnung unter Verwendung der Pulsationsfrequenz, die unmittelbar zuvor berechnet wurde, für einen vorgegebenen Zeitraum Tres ab dem Schalten durch. Deshalb ist es, wie in 7 gezeigt ist, möglich, den Zeitraum, in dem die Ausgabe instabil ist, nach dem Umschalten des Steuerzustands zu verkürzen und die Abnahme der Messgenauigkeit zu verringern.
(2) Wenn das Schalten des Steuerzustands durch die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 detektiert wird, stoppt der Mikrocomputer 415 den Betrieb des Frequenzanalyseblocks 806 und verwendet kontinuierlich die Pulsationsfrequenz unmittelbar vor dem Schalten des Steuerzustands. Entsprechend kann die Leistungsaufnahme des Frequenzanalyseblocks 806 verringert werden.
(3) Der Mikrocomputer 415 führt die Verarbeitung unter Verwendung des berechneten Werts des Frequenzanalyseblocks 806 nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums Tres durch. Deshalb kann der Mikrocomputer 415 die jüngste Pulsationsfrequenz detektieren und eine Berechnung auf der Grundlage der Frequenz durchführen.
(4) Der vorgegebene Zeitraum Tres ist gleich oder länger als der Zeitraum, der für die Temperaturantwort der Durchflussmengendetektionseinheit 602 erforderlich ist. Deshalb ist es möglich, die Verschlechterung der Genauigkeit zu verringern, indem der Zeitraum oder mehr, der für die Temperaturantwort erforderlich ist, was eine physikalische Einschränkung ist, zum vorgegebenen Zeitraum Tres eingestellt wird.
(5) Der Mikrocomputer 415 enthält eine Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831, die ein Signal zum Steuern des Heizelements 608 von der Außenseite empfängt. Die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 ändert den Steuerzustand des Heizelements 608 auf der Grundlage der Betriebsanweisung der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831. Deshalb ist es möglich, Leistung gemäß der Betriebsanweisung der Vorrichtung, die die Ausgabe der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 verwendet, geeignet zu sparen. Zum Beispiel kann dann, wenn die ECU 200, die die Ausgabe der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 verwendet, für einen bestimmten Zeitraum nicht auf die Ausgabe der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 Bezug nimmt, durch Anweisen des Wärmeerzeugungsunterdrückungszustands zur Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 ein unnötiges Heizen des Heizelements 608 vermieden werden.
(Geändertes Beispiel 1)
In der genannten ersten Ausführungsform enthält der Mikrocomputer 415 eine zweite Filterauswahleinheit 808, die entweder das Gleitdurchschnittsfilter 811 oder das Tiefpassfilter 812 wählt. Allerdings kann der Mikrocomputer 415 lediglich eines des Gleitdurchschnittsfilters 811 und des Tiefpassfilters 812 enthalten. In diesem Fall muss auch die zweite Filterauswahleinheit 808 nicht vorgesehen sein.
(Geändertes Beispiel 2)
In der genannten ersten Ausführungsform misst die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 die Durchflussmenge, die Temperatur, den Druck und die Luftfeuchtigkeit. Allerdings muss die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 lediglich mindestens die Durchflussmenge messen und muss mindestens eine der weiteren vier physikalischen Größen nicht messen.
(Geändertes Beispiel 3)
Wenn der Mikrocomputer 415 detektiert, dass die Anweisung der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 vom Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zum Wärmeerzeugungszustand oder vom Wärmeerzeugungszustand zum Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand geändert wird, kann der Mikrocomputer 415 den Betrieb des Frequenzanalyseblocks 806 ohne Aktualisieren des zweiten Durchflussmengenpuffers 802 fortsetzen. Zum Beispiel kann der erste Durchflussmengencharakteristik-Anpassungsblock 800 auf die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 Bezug nehmen und die Ausgabe kann lediglich zum zweiten Durchflussmengenpuffer 802 geliefert werden, wenn die Ausgabe im dritten Zustand ist. In diesem Fall kann, da der Betrieb des Frequenzanalyseblocks 806 fortgesetzt wird, die Logik zum Steuern des Betriebs des Frequenzanalyseblocks 806 vereinfacht werden und kann der Entwurf diversifiziert werden.
(Geändertes Beispiel 4)
Der vorgegebene Zeitraum Tres kann gleich oder länger als die zweite Pufferzeit sein, d. h. die Zeit, in der alle Daten, die im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 gespeichert sind, ersetzt werden. Allerdings ist wünschenswert, dass der vorgegebene Zeitraum Tres gleich oder länger als der Zeitraum, der für die Temperaturantwort der Durchflussmengendetektionseinheit 602 erforderlich ist, und gleich oder länger als die zweite Pufferzeit ist. Wenn ein vorgegebener Zeitraum Tres gleich oder länger als die zweite Pufferzeit ist, ist dann, wenn der Frequenzanalyseblock 806 die Frequenzanalyse neu startet, eine stabile Ausgabe möglich, da der vorherige Messwert vor der Änderung des Steuerzustands nicht im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 verbleibt.
(Geändertes Beispiel 5)
Der Frequenzanalyseblock 806 kann eine Hauptoperation durchführen, wenn die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 im zweiten Zustand ist. Mit anderen Worten kann der Frequenzanalyseblock 806 die Pulsationsfrequenz, die unmittelbar zuvor ausgegeben wird, lediglich in einem vorgegebenen Zeitraum Tres unmittelbar nach dem Detektieren der Änderung vom ersten Zustand, d. h. vom Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zum Wärmeerzeugungszustand, wiederholt ausgegeben.
-Zweite Ausführungsform-
Eine zweite Ausführungsform der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen wird unter Bezugnahme auf 8 bis 9 beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hauptsächlich die Differenzen beschrieben. Punkte, die nicht besonders beschrieben sind, sind gleich wie in der ersten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist hauptsächlich dahingehend von der ersten Ausführungsform verschieden, dass die Heizelementsteuerungs-Verarbeitungseinheit 830 der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 nicht enthält.
8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Eine Hardware-Konfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist gleich der ersten Ausführungsform. Eine Funktionskonfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist von der der ersten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 entfernt ist, eine Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge hinzugefügt ist und der Betrieb der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 verschieden ist.
Die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge bestimmt, ob die Durchflussmenge, die durch die Durchflussmengendetektionseinheit 602 detektiert wird, ein Wert ist, der null angibt, mit anderen Worten, ob die Ist-Durchflussmenge null ist, unter Verwendung des berechneten Werts des Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblocks 803 und des berechneten Werts des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a. Ferner weist die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge dann, wenn bestimmt wird, dass die Ist-Durchflussmenge nicht null ist, die Steuerung des Wärmeerzeugungszustands an und weist dann, wenn bestimmt wird, dass die Ist-Durchflussmenge null ist, die Steuerung des Wärmeerzeugungsunterdrückungszustands an. Die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge bestimmt die Anwesenheit und Abwesenheit der Ist-Durchflussmenge aus dem berechneten Wert des Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblocks 803 und dem berechneten Wert des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a wie folgt.
9 ist ein Diagramm, das eine Betriebsübersicht der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge zeigt. Die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge vergleicht den berechneten Wert des Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblocks 803 mit dem Durchschnittsdurchflussmengen-Schwellenwert 845a und vergleicht den berechneten Wert des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a mit dem Amplitudenbetrag-Schwellenwert 845b. Ferner bestimmt dann, wenn bestimmt wird, dass beide berechnete Werte unter dem Schwellenwert liegen, die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, dass die Ist-Durchflussmenge null ist, und gibt eine Anweisung zum Steuern der Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand. In weiteren Fällen bestimmt die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, dass die Ist-Durchflussmenge nicht null ist, und gibt eine Anweisung, den Wärmeerzeugungszustand zu steuern. Allerdings bedeutet die Anwesenheit und Abwesenheit der Ist-Durchflussmenge, die durch die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge bestimmt wird, nicht streng null, sondern bedeutet „relativ klein“.
Speziell bestimmt dann, wenn die Durchschnittsdurchflussmenge, die durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, größer als der Durchschnittsdurchflussmengen-Schwellenwert 845a ist oder wenn der berechnete Wert des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a größer als der Amplitudenbetrag-Schwellenwert 845b ist, die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, dass die Ist-Durchflussmenge nicht null ist, und weist die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 an, den Wärmeerzeugungszustand zu steuern. Wenn die Durchschnittsdurchflussmenge, die durch den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803 berechnet wird, gleich oder kleiner als der Durchschnittsdurchflussmengen-Schwellenwert 845a ist und der berechnete Wert des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a gleich oder kleiner als der Amplitudenbetrag-Schwellenwert 845b ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, dass die Ist-Durchflussmenge null ist, und weist die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 an, den Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand zu steuern.
Gemäß der genannten zweiten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(6) Die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 enthält den ersten Durchflussmengenpuffer 801, den Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock 803, den ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804a und die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, die die Anwesenheit und Abwesenheit der Durchflussmenge des Messzielfluids bestimmt und eine Betriebsanweisung zu der Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 und der CPU 612 über die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 ausgibt. Die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 und die CPU 612 arbeiten auf der Grundlage der Betriebsanweisung der Bestimmungseinheit 389 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge. Wenn die Durchschnittsdurchflussmenge gleich oder kleiner als der Durchschnittsdurchflussmengen-Schwellenwert 845a ist und der Amplitudenbetrag gleich oder kleiner als der Amplitudenbetrag-Schwellenwert 845b ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, dass die Durchflussmenge des Messzielfluids null ist, und wird derart gesteuert, dass sie den Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand erreicht. Wenn die Durchschnittsdurchflussmenge größer als der Durchschnittsdurchflussmengen-Schwellenwert 845a ist oder wenn der Amplitudenbetrag größer als der Amplitudenbetrag-Schwellenwert 845b ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, dass die Durchflussmenge des Messzielfluids nicht null ist, und wird derart gesteuert, dass sie den Wärmeerzeugungszustand erreicht. Deshalb kann, da die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 das Heizelement 608 steuert, ohne eine Bedienanweisung von der externen ECU 200 zu empfangen, die Steuerung auf der Grundlage der tatsächlichen Umgebung durchgeführt werden und ferner werden eine Verbesserung der Fleckenbeständigkeit und ferner ein Leistungssparen der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 realisiert.
-Dritte Ausführungsform-
Eine dritte Ausführungsform der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen festgelegt und werden hauptsächlich die Differenzen beschrieben. Punkte, die nicht besonders beschrieben sind, sind gleich wie in der ersten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist hauptsächlich dahingehend von der zweiten Ausführungsform verschieden, dass sie eine Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 enthält.
10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Eine Hardware-Konfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist gleich der der dritten Ausführungsform. Die Funktionskonfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist von der der dritten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass eine Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 hinzugefügt ist und der Betrieb der Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 verschieden ist.
Der Betrieb der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 ist gleich wie in der ersten Ausführungsform. Die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 weist die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit 833 in Übereinstimmung mit der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201, die über die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit 831 gesendet wird, und der Anweisung der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge an, den Steuerzustand des Heizelements 608 zu ändern. Wenn die Anweisung des Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 und die Anweisung der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge voneinander verschieden sind, gibt die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 Priorität.
Gemäß der genannten dritten Ausführungsform kann die Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nicht nur verwendet werden, indem sie mit einer ECU, die mit der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 ausgestattet ist, verbunden wird, sondern auch, indem sie mit einer ECU, die nicht mit der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 ausgestattet ist, verbunden wird. Ferner kann dann, wenn die zu verbindende ECU die Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 enthält, ein Leistungssparen auf der Grundlage des Betriebs der ECU erreicht werden, da die Anweisung der ECU für den Betrieb des Heizelements 608 priorisiert ist.
(Geändertes Beispiel der dritten Ausführungsform)
In der genannten dritten Ausführungsform gibt die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 dann, wenn die Anweisung der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 und die Anweisung der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge voneinander verschieden sind, der Anweisung der Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 Priorität. Allerdings kann die Heizelementsteuerungs-Innenanweisungseinheit 832 dann, wenn die Anweisung des Heizelementsteuerungs-Außenanweisungseinheit 201 und die Anweisung der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge voneinander verschieden sind, der Anweisung der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge Priorität geben. Gemäß diesem geänderten Beispiel kann, da der Übergang in den Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand durch den Bestimmung der Bestimmungseinheit 839 der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge durchgeführt wird, die Leistungsaufnahme der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 unterdrückt werden.
-Vierte Ausführungsform-
Eine vierte Ausführungsform der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben Komponenten wie in der ersten bis dritten Ausführungsformen durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hauptsächlich die Differenzen beschrieben. Die Punkte, die nicht besonders beschrieben sind, sind gleich wie in der dritten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist hauptsächlich dahingehend von der dritten Ausführungsform verschieden, dass auch eine Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 derart vorgesehen ist, dass die Frequenzanalyse nicht durchgeführt wird, selbst wenn eine Änderung der Durchflussmenge groß ist.
11 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Eine Hardware-Konfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist gleich der der dritten Ausführungsform. Eine Funktionskonfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist von der der dritten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass ferner die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 vorgesehen ist.
(Mikrocomputer | Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860)
Die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 bestimmt, ob der Amplitudenbetrag, der die Ausgabe des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a ist, größer als ein vorgegebener Schwellenwert Wert ist, und gibt das Bestimmungsergebnis davon zum Frequenzanalyseblock 806 aus. Zum Beispiel gibt die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 ein Signal aus, das eine übermäßige Amplitude angibt, wenn der Amplitudenbetrag größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, und gibt kein Signal aus, das eine übermäßige Amplitude angibt, wenn der Amplitudenbetrag gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Tatsache, dass der Amplitudenbetrag, der die Ausgabe des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a ist, größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, mit anderen Worten, dass der Messwert sich plötzlich ändert, auch als das bezeichnet, als dass ein „Ereignis“ auftritt.
Der Frequenzanalyseblock 806 führt die Sekundäroperation selbst in dem Zeitraum, in dem die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 das Signal, das eine übermäßige Amplitude aufweist, ausgibt und in der zweiten Pufferzeit, nachdem die Ausgabe des Signals, das eine übermäßige Amplitude aufweist, beendet ist, durch. Mit anderen Worten führt die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 die Sekundäroperation in einem Fall durch, der einem der folgenden Fälle entspricht: ein Fall, in dem die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 sich im ersten Zustand befindet, ein Fall, in dem die Ausgabe der Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit 837 sich im zweiten Zustand befindet, ein Fall, in dem die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 ein Signal ausgibt, das eine übermäßige Amplitude aufweist, und ein Fall, in dem die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 sich in der zweiten Pufferzeit, nachdem das Ausgegeben des Signals, das die übermäßige Amplitude aufweist, beendet ist, befindet.
Gemäß der genannten vierten Ausführungsform können die folgenden operativen Wirkungen zusätzlich zur ersten Ausführungsform erhalten werden. Das heißt, selbst wenn der Messwert sich abrupt ändert, da der Frequenzanalyseblock 806 die unmittelbar zuvor berechnete Pulsationsfrequenz wiederholt ausgibt, ist es möglich, den Zeitraum, in dem die Ausgabe nach dem Umschalten des Steuerzustands instabil ist, zu verkürzen und eine Verschlechterung der Messgenauigkeit zu verringern.
-Fünfte Ausführungsform-
Eine fünfte Ausführungsform der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Komponenten wie in der ersten bis vierten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hauptsächlich die Differenzen beschrieben. Die Punkte, die nicht besonders beschrieben sind, sind gleich der vierten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist hauptsächlich dahingehend von der vierten Ausführungsform verschieden, dass sie einen zweiten Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 861 enthält.
12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Eine Hardware-Konfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist gleich der vierten Ausführungsform. Eine Funktionskonfiguration der Detektionsvorrichtung für physikalische Größen 300 in der vorliegenden Ausführungsform ist von der der vierten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass ferner ein zweiter Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804b vorgesehen ist. Der zweite Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804b berechnet eine Differenz zwischen einem Höchstwert des Durchflussmengenwerts, der im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 gespeichert ist, und einem Mindestwert des Durchflussmengenwerts, der im zweiten Durchflussmengenpuffer 802 gespeichert ist, als einen Amplitudenbetrag und gibt sie zur Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit 860, ob die Ausgabe des zweiten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804b statt der Ausgabe des ersten Amplitudenbetrags-Berechnungsblocks 804a größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, und gibt das Bestimmungsergebnis zum Frequenzanalyseblock 806 aus. Der Betrieb des Frequenzanalyseblocks 806 gestaltet sich wie in der vierten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Zustand, in dem der Amplitudenbetrag, der die Ausgabe des zweiten Amplitudenbetrags-Berechnungsblock 804b ist, größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, auch als das bezeichnet, als dass ein „Ereignis“ auftritt.
Sämtliche oben erwähnten Ausführungsformen und geänderten Beispiele können miteinander kombiniert werden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen und geänderte Beispiele oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Inhalte davon beschränkt. Weitere Aspekte, die im Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind auch im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
Bezugszeichenliste

300: Detektionsvorrichtung für physikalische Größen
415: Mikrocomputer
601: Durchflussmengendetektionsschaltung
602: Durchflussmengendetektionseinheit
604: Verarbeitungseinheit
608: Heizelement
640: Wärmeerzeugungssteuerbrücke
650: Durchflussmengendetektionsbrücke
803: Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock
804a: erster Amplitudenbetrags-Berechnungsblock
804b: zweiter Amplitudenbetrags-Berechnungsblock
805: Amplitudenverhältnis-Berechnungsblock
806: Frequenzanalyseblock
810: Durchflussmengenkorrekturfilter
811: Gleitdurchschnittsfilter
812: Tiefpassfilter
813: Pulsationsfehlerverringerungsfilter
830: Heizelementsteuerungs-Verarbeitungseinheit
831: Heizelementsteuerungs-Außenanweisungsempfangseinheit
832: Heizelementsteuerungs-Innenanzeigeeinheit
833: Heizelementsteuerungs-Innenanweisungsempfangseinheit
837: Heizelementsteuerungs-Schaltsteuerungsverarbeitungseinheit
839: Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge
860: Amplitudenbetrags-Bestimmungseinheit

Claims

Detektionsvorrichtung für physikalische Größen, die Folgendes umfasst: ein Durchflussmengenmesselement, das mit einem Heizelement ausgestattet ist und eine Durchflussmenge eines Messzielfluids misst; eine Heizelementsteuereinheit, die einen Steuerzustand des Heizelements entweder zu einem Wärmeerzeugungszustand oder zu einem Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand schaltet; und eine Signalverarbeitungseinheit, die einen Puffer und einen Frequenzanalyseblock enthält und einen Messwert des Durchflussmengenmesselements unter Verwendung einer Hauptfrequenz, die durch den Frequenzanalyseblock berechnet wurde, verarbeitet, wobei der Messwert für einen vergangenen vorgegebenen Zeitraum im Puffer aufgezeichnet wird, der Frequenzanalyseblock die Hauptfrequenz durch Durchführen einer Frequenzanalyse des Messwerts, der im Puffer aufgezeichnet ist, berechnet, die Signalverarbeitungseinheit dann, wenn ein Auftreten eines Ereignisses detektiert wird, eine Berechnung unter Verwendung der Hauptfrequenz, die unmittelbar zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum ab dem Auftreten des Ereignisses berechnet wurde, durchführt, und das Ereignis eine plötzliche Änderung des Messwerts und ein Schalten des Steuerzustands, das durch die Heizelementsteuereinheit durchgeführt wird, ist.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungseinheit dann, wenn das Auftreten des Ereignisses detektiert wird, den Betrieb des Frequenzanalyseblocks ohne Aktualisieren des Puffers fortsetzt oder den Betrieb des Frequenzanalyseblocks stoppt und die Hauptfrequenz unmittelbar bevor das Ereignis auftritt ständig verwendet.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungseinheit eine Verarbeitung unter Verwendung eines berechneten Werts des Frequenzanalyseblocks nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums durchführt.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Zeitraum gleich oder länger als ein Zeitraum, der für eine Temperaturantwort des Durchflussmengenmesselements erforderlich ist, ist.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Zeitraum gleich oder länger als ein Zeitraum, in dem der Puffer vollständig aktualisiert wird, ist.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: eine Signalempfangseinheit, die ein Signal zum Steuern des Heizelements von außerhalb empfängt, wobei die Heizelementsteuereinheit die Steuerung des Heizelements auf der Grundlage des Signals ändert.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Puffer, der Messwerte für einen vergangenen vorgegebenen Zeitraum vorübergehend aufzeichnet; einen Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock, der eine Durchschnittsdurchflussmenge, die ein Durchschnitt der Durchflussmenge ist, unter Bezugnahme auf den Puffer berechnet; einen Amplitudenbetrags-Berechnungsblock, der ein Amplitudenbetrag, der eine Amplitude der Durchflussmenge ist, unter Bezugnahme auf den Puffer berechnet; und eine Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, die eine Anwesenheit und Abwesenheit der Durchflussmenge des Messzielfluids bestimmt und eine Betriebsanweisung zur Heizelementsteuereinheit ausgibt, wobei die Heizelementsteuereinheit auf der Grundlage der Betriebsanweisung arbeitet, und die Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge dann, wenn die Durchschnittsdurchflussmenge gleich oder kleiner als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und der Amplitudenbetrag gleich oder kleiner als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert ist, bestimmt, dass die Durchflussmenge des Messzielfluids null ist, und die Heizelementsteuereinheit derart steuert, dass sie den Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand erreicht, und die Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge dann, wenn die Durchschnittsdurchflussmenge größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist oder wenn der Amplitudenbetrag größer als der vorgegebene zweite Schwellenwert ist, bestimmt, dass die Durchflussmenge des Messzielfluids nicht null ist, und die Heizelementsteuereinheit derart steuert, dass sie den Wärmeerzeugungszustand erreicht.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: eine Signalempfangseinheit, die ein Signal zum Steuern des Heizelements von außerhalb empfängt; einen Puffer, der Messwerte für einen vergangenen vorgegebenen Zeitraum vorübergehend aufzeichnet; einen Durchschnittsdurchflussmengen-Berechnungsblock, der die Durchschnittsdurchflussmenge, die ein Durchschnitt der Durchflussmenge ist, unter Bezugnahme auf den Puffer berechnet; einen Amplitudenbetrags-Berechnungsblock, der ein Amplitudenbetrag, der eine Amplitude der Durchflussmenge ist, unter Bezugnahme auf den Puffer berechnet; und eine Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge, die die Anwesenheit und Abwesenheit der Durchflussmenge des Messzielfluids bestimmt und eine Betriebsanweisung zur Heizelementsteuereinheit ausgibt, wobei die Heizelementsteuereinheit auf der Grundlage des Signals und der Betriebsanweisung arbeitet, und die Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge dann, wenn die Durchschnittsdurchflussmenge gleich oder kleiner als ein vorgegebener erster Schwellenwert ist und der Amplitudenbetrag gleich oder kleiner als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert ist, bestimmt, dass die Durchflussmenge des Messzielfluids null ist und die Heizelementsteuereinheit derart steuert, dass sie den Wärmeerzeugungsunterdrückungszustand erreicht, und die Bestimmungseinheit der Anwesenheit und Abwesenheit einer Durchflussmenge dann, wenn die Durchschnittsdurchflussmenge größer als der vorgegebene erste Schwellenwert ist oder wenn der Amplitudenbetrag größer als der vorgegebene zweite Schwellenwert ist, bestimmt, dass die Durchflussmenge des Messzielfluids nicht null ist, und die Heizelementsteuereinheit derart steuert, dass sie den Wärmeerzeugungszustand erreicht.
Detektionsvorrichtung für physikalische Größen nach Anspruch 8, wobei die Heizelementsteuereinheit das Signal über die Betriebsanweisung priorisiert.