JP2003004496A - 流量測定装置 - Google Patents
流量測定装置Info
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- JP2003004496A JP2003004496A JP2001189859A JP2001189859A JP2003004496A JP 2003004496 A JP2003004496 A JP 2003004496A JP 2001189859 A JP2001189859 A JP 2001189859A JP 2001189859 A JP2001189859 A JP 2001189859A JP 2003004496 A JP2003004496 A JP 2003004496A
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の技術では、吸気通路の逆流をも測定す
るために、流量検出温度センサの出力を脈動周波数より
も十分速い高周波数にてＡ／Ｄ変換処理して読み込む必
要があるため、他のセンサ類では要求し得ない高速なサ
ンプリングスピードや演算処理能力を、ただでさえ演算
負荷の高い受け側の装置に要求してしまう。 【解決手段】 流量測定装置３は、高応答センサ７によ
って空気通路内に生じる脈動や逆流による空気流量の変
化を読み取り、その脈動率や逆流比によって低応答セン
サ８の出力値を補正して出力している。このため、空気
通路内に脈動や逆流が生じても、空気の流れ方向に関わ
らず高精度に空気流量を測定することができる。また、
流量測定装置３の出力は補正された低応答センサ８の出
力であるため、出力の受け側（噴射燃料演算装置１）の
負荷を軽くできる。
るために、流量検出温度センサの出力を脈動周波数より
も十分速い高周波数にてＡ／Ｄ変換処理して読み込む必
要があるため、他のセンサ類では要求し得ない高速なサ
ンプリングスピードや演算処理能力を、ただでさえ演算
負荷の高い受け側の装置に要求してしまう。 【解決手段】 流量測定装置３は、高応答センサ７によ
って空気通路内に生じる脈動や逆流による空気流量の変
化を読み取り、その脈動率や逆流比によって低応答セン
サ８の出力値を補正して出力している。このため、空気
通路内に脈動や逆流が生じても、空気の流れ方向に関わ
らず高精度に空気流量を測定することができる。また、
流量測定装置３の出力は補正された低応答センサ８の出
力であるため、出力の受け側（噴射燃料演算装置１）の
負荷を軽くできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気
系、例えば自動車用エンジンの吸気空気流量を温度特性
を利用して測定する流量測定装置に関するものであり、
特に、吸気脈動や空気の流れ方向に係わらず、空気通路
を流れる流量を高精度に検出する流量測定装置に関す
る。
系、例えば自動車用エンジンの吸気空気流量を温度特性
を利用して測定する流量測定装置に関するものであり、
特に、吸気脈動や空気の流れ方向に係わらず、空気通路
を流れる流量を高精度に検出する流量測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等のエンジンの吸気流量を
測定する手段として熱式流量計が知られている。従来の
熱式流量計は、発熱抵抗体の発熱量から吸気流量を測定
するものであり、空気流量を高精度に測定することがで
きるが、空気の流れ方向を検出することができなかっ
た。４気筒以下のエンジンのように気筒数の少ないエン
ジンでは、低回転でかつ高負荷の時に空気脈動が大きく
なり、空気が逆流することがある。このため、空気の順
方向（燃焼室に向かう空気の流れ方向）および逆方向
（燃焼室とは異なる側に向かう空気の流れ方向）に関わ
らずに空気が流れた流量のみを検出している従来の熱式
流量計では、空気の逆流量も空気流量として測定するた
め、燃焼室に吸入される空気流量を正しく検出すること
ができなかった。
測定する手段として熱式流量計が知られている。従来の
熱式流量計は、発熱抵抗体の発熱量から吸気流量を測定
するものであり、空気流量を高精度に測定することがで
きるが、空気の流れ方向を検出することができなかっ
た。４気筒以下のエンジンのように気筒数の少ないエン
ジンでは、低回転でかつ高負荷の時に空気脈動が大きく
なり、空気が逆流することがある。このため、空気の順
方向（燃焼室に向かう空気の流れ方向）および逆方向
（燃焼室とは異なる側に向かう空気の流れ方向）に関わ
らずに空気が流れた流量のみを検出している従来の熱式
流量計では、空気の逆流量も空気流量として測定するた
め、燃焼室に吸入される空気流量を正しく検出すること
ができなかった。
【０００３】空気の流れ方向を考慮して空気流量を測定
する手段として特開２０００−１９３５０５公報に開示
される技術が知られている。この公報に開示される流量
測定装置は、発熱抵抗体を、吸気温度センサによって測
定される吸気温度より一定温度高い基準温度に設定し、
流量を検出するための流量検出温度センサを発熱抵抗体
の上流部分（空気流れにおいて燃焼室とは異なる側）に
配置した構成を採用したものである。
する手段として特開２０００−１９３５０５公報に開示
される技術が知られている。この公報に開示される流量
測定装置は、発熱抵抗体を、吸気温度センサによって測
定される吸気温度より一定温度高い基準温度に設定し、
流量を検出するための流量検出温度センサを発熱抵抗体
の上流部分（空気流れにおいて燃焼室とは異なる側）に
配置した構成を採用したものである。
【０００４】このような構成を採用した流量測定装置
は、空気が順方向へ流れる場合、空気の流れによって発
熱抵抗体の上流部分に配置された流量検出温度センサが
冷却されるため、その温度と基準温度との差によって順
方向へ流れる空気流量を求めることができる。逆に、空
気が逆方向へ流れる場合、空気の流れによって発熱抵抗
体の上流部分に配置された流量検出温度センサが加熱さ
れるため、その温度と基準温度との差によって逆方向へ
流れる空気流量を求めることができる。
は、空気が順方向へ流れる場合、空気の流れによって発
熱抵抗体の上流部分に配置された流量検出温度センサが
冷却されるため、その温度と基準温度との差によって順
方向へ流れる空気流量を求めることができる。逆に、空
気が逆方向へ流れる場合、空気の流れによって発熱抵抗
体の上流部分に配置された流量検出温度センサが加熱さ
れるため、その温度と基準温度との差によって逆方向へ
流れる空気流量を求めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示された技術では、流量検出温度センサの出力を脈動周
波数よりも十分速い高周波数にてＡ／Ｄ変換処理を行っ
て読み込む必要がある。このため、他のセンサ類では要
求し得ない高速なサンプリングスピードや演算処理能力
等の高負荷を、ただでさえ演算負荷の高いエンジン制御
回路（例えば噴射量や噴射時期を算出する噴射燃料回
路）に要求してしまう。また、逆流を含む空気脈動に十
分応答する高応答センサが必要になる。しかし、このよ
うな高応答センサを用いると、空気通路内のわずかな空
気流の乱れも検出してしまうため、流量の計測精度の悪
化の要因になってしまう。
示された技術では、流量検出温度センサの出力を脈動周
波数よりも十分速い高周波数にてＡ／Ｄ変換処理を行っ
て読み込む必要がある。このため、他のセンサ類では要
求し得ない高速なサンプリングスピードや演算処理能力
等の高負荷を、ただでさえ演算負荷の高いエンジン制御
回路（例えば噴射量や噴射時期を算出する噴射燃料回
路）に要求してしまう。また、逆流を含む空気脈動に十
分応答する高応答センサが必要になる。しかし、このよ
うな高応答センサを用いると、空気通路内のわずかな空
気流の乱れも検出してしまうため、流量の計測精度の悪
化の要因になってしまう。
【０００６】上記公報の不具合を回避する技術として、
特開平１１−３１６１４５号公報、特開平１１−３３７
３８２号公報に開示された技術が知られている。これら
の技術は、高応答センサの出力を線形化処理し、さらに
フィルタ処理した後に、非線形化処理を行って出力する
ものである。しかし、これらの技術では、線形化処理、
フィルタ処理、非線形化処理を行ったことにより、実際
の流量との間に誤差が生じてしまうため、検出精度の低
下を招いてしまう。
特開平１１−３１６１４５号公報、特開平１１−３３７
３８２号公報に開示された技術が知られている。これら
の技術は、高応答センサの出力を線形化処理し、さらに
フィルタ処理した後に、非線形化処理を行って出力する
ものである。しかし、これらの技術では、線形化処理、
フィルタ処理、非線形化処理を行ったことにより、実際
の流量との間に誤差が生じてしまうため、検出精度の低
下を招いてしまう。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、高応答な出力ではなく、低応答の
出力が可能であり、出力の受け側（エンジン制御回路
等）の負荷の増加を抑えることができるとともに、高応
答の流量検出によって低応答の流量値を補正することに
よって、空気の流れ方向に関わらず高精度に空気流量を
測定することができる流量測定装置を提供することにあ
る。
もので、その目的は、高応答な出力ではなく、低応答の
出力が可能であり、出力の受け側（エンジン制御回路
等）の負荷の増加を抑えることができるとともに、高応
答の流量検出によって低応答の流量値を補正することに
よって、空気の流れ方向に関わらず高精度に空気流量を
測定することができる流量測定装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕請求
項１の手段を採用することにより、高応答センサによっ
て脈動や逆流を含む空気流量を検出して低応答センサの
流量値を補正するため、空気の流れ方向に関わらず高精
度に空気流量を測定することができる。また、出力は補
正された低応答センサの出力であるため、出力の受け側
（エンジン制御回路等）の負荷の増加を抑えることがで
きる。
項１の手段を採用することにより、高応答センサによっ
て脈動や逆流を含む空気流量を検出して低応答センサの
流量値を補正するため、空気の流れ方向に関わらず高精
度に空気流量を測定することができる。また、出力は補
正された低応答センサの出力であるため、出力の受け側
（エンジン制御回路等）の負荷の増加を抑えることがで
きる。
【０００９】〔請求項２の手段〕高応答センサを、発熱
抵抗体の上流側と下流側の温度差から空気流量を検出す
る温度差検出手段、上下流に配置された２つの発熱抵抗
体の放熱量差から空気流量を検出する放熱差検出手段、
または発熱抵抗体の上流側あるいは下流側の温度から空
気流量を検出する温度検出手段のいずれかの構成とし、
空気通路内を流れる空気流量および空気の流れ方向を検
出できるように設けても良い。そして、高応答センサの
出力から空気通路内を流れる空気の脈動率と逆流比を求
める脈動率・逆流比算出手段を設け、補正値算出手段で
脈動率と逆流比から補正値を求めるようにしても良い。
抵抗体の上流側と下流側の温度差から空気流量を検出す
る温度差検出手段、上下流に配置された２つの発熱抵抗
体の放熱量差から空気流量を検出する放熱差検出手段、
または発熱抵抗体の上流側あるいは下流側の温度から空
気流量を検出する温度検出手段のいずれかの構成とし、
空気通路内を流れる空気流量および空気の流れ方向を検
出できるように設けても良い。そして、高応答センサの
出力から空気通路内を流れる空気の脈動率と逆流比を求
める脈動率・逆流比算出手段を設け、補正値算出手段で
脈動率と逆流比から補正値を求めるようにしても良い。
【００１０】〔請求項３の手段〕高応答センサを、発熱
抵抗体の放熱量から空気流量を検出する放熱検出手段と
しても良い。そして、高応答センサの出力から空気通路
内を流れる空気の逆流部分を判別して、逆流部分の空気
流を負の値にする逆流判別手段を設けるとともに、この
逆流判別手段の出力から空気通路内を流れる空気の脈動
率と逆流比を求める脈動率・逆流比算出手段を設け、補
正値算出手段で脈動率と逆流比から補正値を求めるよう
にしても良い。
抵抗体の放熱量から空気流量を検出する放熱検出手段と
しても良い。そして、高応答センサの出力から空気通路
内を流れる空気の逆流部分を判別して、逆流部分の空気
流を負の値にする逆流判別手段を設けるとともに、この
逆流判別手段の出力から空気通路内を流れる空気の脈動
率と逆流比を求める脈動率・逆流比算出手段を設け、補
正値算出手段で脈動率と逆流比から補正値を求めるよう
にしても良い。
【００１１】〔請求項４の手段〕低応答センサを、発熱
抵抗体の上流側と下流側の温度差から空気流量を検出す
る温度差検出手段、上下流に配置された２つの発熱抵抗
体の放熱量差から空気流量を検出する放熱差検出手段、
発熱抵抗体の上流側あるいは下流側の温度から空気流量
を検出する温度検出手段のいずれかの構成とし、空気通
路内を流れる空気流量および空気の流れ方向を検出でき
るように設けても良い。そして、補正値算出手段で、高
応答センサの出力から脈動率を求め、その脈動率から補
正値を求めても良い。
抵抗体の上流側と下流側の温度差から空気流量を検出す
る温度差検出手段、上下流に配置された２つの発熱抵抗
体の放熱量差から空気流量を検出する放熱差検出手段、
発熱抵抗体の上流側あるいは下流側の温度から空気流量
を検出する温度検出手段のいずれかの構成とし、空気通
路内を流れる空気流量および空気の流れ方向を検出でき
るように設けても良い。そして、補正値算出手段で、高
応答センサの出力から脈動率を求め、その脈動率から補
正値を求めても良い。
【００１２】〔請求項５の手段〕低応答センサは、発熱
抵抗体の放熱量から空気流量を検出するものであり、補
正値算出手段に高応答センサの出力から空気通路内を流
れる空気の脈動率と逆流比を求める脈動率・逆流比算出
手段を設け、補正値算出手段で脈動率と逆流比から補正
値を求めるようにしても良い。
抵抗体の放熱量から空気流量を検出するものであり、補
正値算出手段に高応答センサの出力から空気通路内を流
れる空気の脈動率と逆流比を求める脈動率・逆流比算出
手段を設け、補正値算出手段で脈動率と逆流比から補正
値を求めるようにしても良い。
【００１３】〔請求項６の手段〕高応答センサと低応答
センサを一体に設けても良い。
センサを一体に設けても良い。
【００１４】〔請求項７の手段〕高応答センサと低応答
センサを別体に設けても良い。
センサを別体に設けても良い。
【００１５】〔請求項８の手段〕空気通路内に配置され
た少なくとも１つ以上の曲がりを有する副空気通路内に
低応答センサを設けても良い。これにより、低応答セン
サの脈動による特性誤差を低減することができ、残った
脈動および逆流による特性誤差を高応答センサから求め
た。脈動率と逆流比で補正値を求めて補正することによ
り、さらに測定される流量の精度を高めることができ
る。
た少なくとも１つ以上の曲がりを有する副空気通路内に
低応答センサを設けても良い。これにより、低応答セン
サの脈動による特性誤差を低減することができ、残った
脈動および逆流による特性誤差を高応答センサから求め
た。脈動率と逆流比で補正値を求めて補正することによ
り、さらに測定される流量の精度を高めることができ
る。
【００１６】〔請求項９の手段〕副空気通路の外部に高
応答センサを配置しても良い。
応答センサを配置しても良い。
【００１７】〔請求項１０の手段〕エンジンのインテー
クマニホールド内に高応答センサを配置しても良い。こ
のように設けることにより、エンジンのシリンダに吸入
される流量を測定することができるため、測定流量の精
度を高めることができる。
クマニホールド内に高応答センサを配置しても良い。こ
のように設けることにより、エンジンのシリンダに吸入
される流量を測定することができるため、測定流量の精
度を高めることができる。
【００１８】〔請求項１１の手段〕高応答センサと低応
答センサを熱的に絶縁して設けても良い。
答センサを熱的に絶縁して設けても良い。
【００１９】〔請求項１２の手段〕高応答センサの応答
遅れを演算によって補正しても良い。このように、高応
答センサの応答遅れを補正することにより、測定される
流量の精度を高めることができる。
遅れを演算によって補正しても良い。このように、高応
答センサの応答遅れを補正することにより、測定される
流量の精度を高めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、複数の実
施例を用いて説明する。 〔第１実施例の構成〕図１〜図３は第１実施例を示すも
のであり、図１は流量測定装置を用いた燃料噴射装置の
要部概略図、図２は流量測定装置における流量検出部の
平面図および断面図、図３は流量検出部の回路図を示す
ものである。
施例を用いて説明する。 〔第１実施例の構成〕図１〜図３は第１実施例を示すも
のであり、図１は流量測定装置を用いた燃料噴射装置の
要部概略図、図２は流量測定装置における流量検出部の
平面図および断面図、図３は流量検出部の回路図を示す
ものである。
【００２１】燃料噴射装置は、エンジンの各気筒に対し
て、車両の運転状態に適した噴射量と噴射時期を演算す
る噴射燃料演算装置１を備え、この噴射燃料演算装置１
で演算された結果に基づき、燃料噴射弁２が制御され
る。噴射燃料演算装置１は、車両の運転状態を検出する
手段の一つとして、エンジンに吸入される空気量を検出
するための流量測定装置３を搭載している。
て、車両の運転状態に適した噴射量と噴射時期を演算す
る噴射燃料演算装置１を備え、この噴射燃料演算装置１
で演算された結果に基づき、燃料噴射弁２が制御され
る。噴射燃料演算装置１は、車両の運転状態を検出する
手段の一つとして、エンジンに吸入される空気量を検出
するための流量測定装置３を搭載している。
【００２２】この流量測定装置３は、吸気管４等の内部
の空気通路５（図１０、図１１参照）に配置した発熱抵
抗体６（図２参照）の発生する熱を利用して空気通路５
内を流れる空気流量（吸入空気量）を測定するものであ
って、図１に示すように、空気通路５内の空気流量を応
答性よく検出できる高応答センサ７と、この高応答セン
サ７に比較して応答性の低い低応答センサ８と、高応答
センサ７の出力を用いて補正値（脈動率や逆流比）を求
める補正値算出手段９と、低応答センサ８の出力を、補
正値算出手段９で求めた補正値で補正する流量算出手段
１０とを備える。
の空気通路５（図１０、図１１参照）に配置した発熱抵
抗体６（図２参照）の発生する熱を利用して空気通路５
内を流れる空気流量（吸入空気量）を測定するものであ
って、図１に示すように、空気通路５内の空気流量を応
答性よく検出できる高応答センサ７と、この高応答セン
サ７に比較して応答性の低い低応答センサ８と、高応答
センサ７の出力を用いて補正値（脈動率や逆流比）を求
める補正値算出手段９と、低応答センサ８の出力を、補
正値算出手段９で求めた補正値で補正する流量算出手段
１０とを備える。
【００２３】発熱抵抗体６、高応答センサ７および低応
答センサ８は、空気通路５内に配置される流量検出部１
１に設けられるものである。この流量検出部１１を、図
２、図３を参照して説明する。流量検出部１１は、図２
（ｂ）に示すように、シリコン等による半導体基板１２
の表面に薄く形成された下層絶縁膜１３の上に蒸着技術
等によって配置されたものであり、下層絶縁膜１３の表
面に上流側から下流側に向かって低応答センサ用吸気温
度センサ１４、発熱抵抗体用吸気温度センサ１５、高応
答センサ用吸気温度センサ１６、高応答センサ７、発熱
抵抗体６、低応答センサ８が並んで設けられている。さ
らに、各センサ類の表面は薄い上層絶縁膜１７で覆われ
ており、各センサ類が保護されている。
答センサ８は、空気通路５内に配置される流量検出部１
１に設けられるものである。この流量検出部１１を、図
２、図３を参照して説明する。流量検出部１１は、図２
（ｂ）に示すように、シリコン等による半導体基板１２
の表面に薄く形成された下層絶縁膜１３の上に蒸着技術
等によって配置されたものであり、下層絶縁膜１３の表
面に上流側から下流側に向かって低応答センサ用吸気温
度センサ１４、発熱抵抗体用吸気温度センサ１５、高応
答センサ用吸気温度センサ１６、高応答センサ７、発熱
抵抗体６、低応答センサ８が並んで設けられている。さ
らに、各センサ類の表面は薄い上層絶縁膜１７で覆われ
ており、各センサ類が保護されている。
【００２４】なお、低応答センサ用吸気温度センサ１
４、発熱抵抗体用吸気温度センサ１５、高応答センサ用
吸気温度センサ１６、高応答センサ７、発熱抵抗体６
は、温度によって抵抗値が変化する感温抵抗体であり、
低応答センサ８は、放熱量により吸気流量を検出するた
めの発熱抵抗体である。
４、発熱抵抗体用吸気温度センサ１５、高応答センサ用
吸気温度センサ１６、高応答センサ７、発熱抵抗体６
は、温度によって抵抗値が変化する感温抵抗体であり、
低応答センサ８は、放熱量により吸気流量を検出するた
めの発熱抵抗体である。
【００２５】高応答センサ７および発熱抵抗体６の下面
に位置する半導体基板１２には、図２（ｂ）に示すよう
に、第１空洞部２０が形成されており、高応答センサ７
および発熱抵抗体６の熱的変化の応答性を高めている。
この第１空洞部２０が設けられた部分を第１ダイアフラ
ム部２１とする。また、発熱抵抗体６と低応答センサ８
との間の半導体基板１２にも、空気の流れ方向に対して
直交する方向に延びる第２空洞部２２が形成されてお
り、低応答センサ８が上流側の高応答センサ７および発
熱抵抗体６に対して熱的に絶縁されている。この第２空
洞部２２が設けられた部分を第２ダイアフラム部２３と
する。なお、低応答センサ８の下面には半導体基板１２
があり、低応答センサ８の熱的変化の応答性を下げてい
る。
に位置する半導体基板１２には、図２（ｂ）に示すよう
に、第１空洞部２０が形成されており、高応答センサ７
および発熱抵抗体６の熱的変化の応答性を高めている。
この第１空洞部２０が設けられた部分を第１ダイアフラ
ム部２１とする。また、発熱抵抗体６と低応答センサ８
との間の半導体基板１２にも、空気の流れ方向に対して
直交する方向に延びる第２空洞部２２が形成されてお
り、低応答センサ８が上流側の高応答センサ７および発
熱抵抗体６に対して熱的に絶縁されている。この第２空
洞部２２が設けられた部分を第２ダイアフラム部２３と
する。なお、低応答センサ８の下面には半導体基板１２
があり、低応答センサ８の熱的変化の応答性を下げてい
る。
【００２６】低応答センサ用吸気温度センサ１４、発熱
抵抗体用吸気温度センサ１５、高応答センサ用吸気温度
センサ１６、高応答センサ７、発熱抵抗体６、低応答セ
ンサ８の電気回路図を図３に示す。発熱抵抗体６は、発
熱抵抗体用吸気温度センサ１５によって検出される吸気
温度に対して所定温度高い温度となるように制御され
る。
抵抗体用吸気温度センサ１５、高応答センサ用吸気温度
センサ１６、高応答センサ７、発熱抵抗体６、低応答セ
ンサ８の電気回路図を図３に示す。発熱抵抗体６は、発
熱抵抗体用吸気温度センサ１５によって検出される吸気
温度に対して所定温度高い温度となるように制御され
る。
【００２７】高応答センサ７は、発熱抵抗体６および低
応答センサ８とは異なる一定電圧Ｖｃｃを受けており、
温度によって抵抗値が変化することによって変化する電
圧値をオペアンプ２４で増幅し、「高応答出力」として
出力している。なお、この実施例の高応答センサ７は、
発熱抵抗体６の上流側の温度から空気流量を検出する温
度検出手段である。低応答センサ８は、低応答センサ用
吸気温度センサ１４によって検出される吸気温度に対し
て所定温度だけ高い温度となるように制御される。ま
た、低応答センサ８は、放熱によって電力が変化するこ
とによって変化する電圧値を「低応答出力」として出力
している。
応答センサ８とは異なる一定電圧Ｖｃｃを受けており、
温度によって抵抗値が変化することによって変化する電
圧値をオペアンプ２４で増幅し、「高応答出力」として
出力している。なお、この実施例の高応答センサ７は、
発熱抵抗体６の上流側の温度から空気流量を検出する温
度検出手段である。低応答センサ８は、低応答センサ用
吸気温度センサ１４によって検出される吸気温度に対し
て所定温度だけ高い温度となるように制御される。ま
た、低応答センサ８は、放熱によって電力が変化するこ
とによって変化する電圧値を「低応答出力」として出力
している。
【００２８】図１で示した補正値算出手段９は、上述し
たように高応答センサ７の出力を用いて補正値を求める
ものである。ここで、補正値は、空気通路５に発生した
脈動および逆流によって生じる低応答センサ８では測定
できない空気量から求められる。この補正値を算出する
ために、補正値算出手段９は、脈動周波数よりも十分速
い高周波数にて高応答センサ７をＡ／Ｄ変換処理して、
脈動率や逆流比による空気流量の変化を測定する。
たように高応答センサ７の出力を用いて補正値を求める
ものである。ここで、補正値は、空気通路５に発生した
脈動および逆流によって生じる低応答センサ８では測定
できない空気量から求められる。この補正値を算出する
ために、補正値算出手段９は、脈動周波数よりも十分速
い高周波数にて高応答センサ７をＡ／Ｄ変換処理して、
脈動率や逆流比による空気流量の変化を測定する。
【００２９】流量算出手段１０は、低応答センサ８の出
力を補正値算出手段９で求めた補正値で補正するもので
あり、流量算出手段１０で補正された低応答センサ８の
出力は流量測定装置３から出て、噴射燃料演算装置１に
出力される。
力を補正値算出手段９で求めた補正値で補正するもので
あり、流量算出手段１０で補正された低応答センサ８の
出力は流量測定装置３から出て、噴射燃料演算装置１に
出力される。
【００３０】この実施例の流量測定装置３は、高応答セ
ンサ７によって検出される脈動や逆流による空気流量の
変化によって、低応答センサ８の出力値を補正している
ため、空気通路５内に脈動や逆流が生じても、空気の流
れ方向に関わらず高精度に空気流量を測定することがで
きる。また、流量測定装置３の出力は補正された低応答
センサ８の出力であるため、出力の受け側（噴射燃料演
算装置１）の負荷の増加を抑えることができる。
ンサ７によって検出される脈動や逆流による空気流量の
変化によって、低応答センサ８の出力値を補正している
ため、空気通路５内に脈動や逆流が生じても、空気の流
れ方向に関わらず高精度に空気流量を測定することがで
きる。また、流量測定装置３の出力は補正された低応答
センサ８の出力であるため、出力の受け側（噴射燃料演
算装置１）の負荷の増加を抑えることができる。
【００３１】〔第２実施例〕図４を参照して第２実施例
を説明する。この図４は流量測定装置３における流量検
出部１１の平面図および断面図である。なお、この第２
実施例以降における第１実施例と同一符号は同一機能物
を示すものである。第２実施例の高応答センサ７は、発
熱抵抗体６の上流側と下流側の温度差から空気通路５内
を流れる空気流量および空気の流れ方向を検出する温度
差検出手段であり、第１ダイアフラム部２１内における
発熱抵抗体６の上流側に配置された上流側高応答センサ
７ａと、第１ダイアフラム部２１内における発熱抵抗体
６の下流側に配置された下流側高応答センサ７ｂとから
なる。
を説明する。この図４は流量測定装置３における流量検
出部１１の平面図および断面図である。なお、この第２
実施例以降における第１実施例と同一符号は同一機能物
を示すものである。第２実施例の高応答センサ７は、発
熱抵抗体６の上流側と下流側の温度差から空気通路５内
を流れる空気流量および空気の流れ方向を検出する温度
差検出手段であり、第１ダイアフラム部２１内における
発熱抵抗体６の上流側に配置された上流側高応答センサ
７ａと、第１ダイアフラム部２１内における発熱抵抗体
６の下流側に配置された下流側高応答センサ７ｂとから
なる。
【００３２】なお、この実施例の上流側高応答センサ７
ａおよび下流側高応答センサ７ｂは、温度変化によって
抵抗値が変化する感温抵抗体である。そして、この第２
実施例では、上流側高応答センサ７ａによって検出され
る温度（抵抗値変化によって生じる電圧値）と、下流側
高応答センサ７ｂによって検出される温度（抵抗値変化
によって生じる電圧値）との差から、高応答に空気通路
５内の空気流量と流れ方向を検出し、脈動や逆流による
空気流量の変化を検出するものである。
ａおよび下流側高応答センサ７ｂは、温度変化によって
抵抗値が変化する感温抵抗体である。そして、この第２
実施例では、上流側高応答センサ７ａによって検出され
る温度（抵抗値変化によって生じる電圧値）と、下流側
高応答センサ７ｂによって検出される温度（抵抗値変化
によって生じる電圧値）との差から、高応答に空気通路
５内の空気流量と流れ方向を検出し、脈動や逆流による
空気流量の変化を検出するものである。
【００３３】〔第３実施例〕図５を参照して第３実施例
を説明する。なお、図５は流量測定装置３における流量
検出部１１の平面図および断面図である。第３実施例の
高応答センサ７は、上下流に配置された２つの発熱抵抗
体（上流側発熱抵抗体６ａ、下流側発熱抵抗体６ｂ）の
放熱量差から空気通路５内を流れる空気流量および空気
の流れ方向を検出する放熱差検出手段であり、第１ダイ
アフラム部２１内の上流側に配置された上流側発熱抵抗
体６ａと、第１ダイアフラム部２１内における上流側発
熱抵抗体６ａの下流に配置された下流側発熱抵抗体６ｂ
とからなる。
を説明する。なお、図５は流量測定装置３における流量
検出部１１の平面図および断面図である。第３実施例の
高応答センサ７は、上下流に配置された２つの発熱抵抗
体（上流側発熱抵抗体６ａ、下流側発熱抵抗体６ｂ）の
放熱量差から空気通路５内を流れる空気流量および空気
の流れ方向を検出する放熱差検出手段であり、第１ダイ
アフラム部２１内の上流側に配置された上流側発熱抵抗
体６ａと、第１ダイアフラム部２１内における上流側発
熱抵抗体６ａの下流に配置された下流側発熱抵抗体６ｂ
とからなる。
【００３４】なお、この実施例で高応答センサ７を構成
する上流側発熱抵抗体６ａおよび下流側発熱抵抗体６ｂ
は、放熱量によって空気流量を検出するための発熱抵抗
体であり、上流側発熱抵抗体６ａは、上流側発熱抵抗体
用吸気温度センサ６ｃによって検出される吸気温度に対
して所定温度だけ高い温度となるように制御され、下流
側発熱抵抗体６ｂは、下流側発熱抵抗体用吸気温度セン
サ６ｄによって検出される吸気温度に対して所定温度だ
け高い温度となるように制御される。
する上流側発熱抵抗体６ａおよび下流側発熱抵抗体６ｂ
は、放熱量によって空気流量を検出するための発熱抵抗
体であり、上流側発熱抵抗体６ａは、上流側発熱抵抗体
用吸気温度センサ６ｃによって検出される吸気温度に対
して所定温度だけ高い温度となるように制御され、下流
側発熱抵抗体６ｂは、下流側発熱抵抗体用吸気温度セン
サ６ｄによって検出される吸気温度に対して所定温度だ
け高い温度となるように制御される。
【００３５】また、上流側発熱抵抗体６ａは、放熱によ
って消費電力が変化することによって変化する電圧値を
「上流側高応答放熱出力」として出力し、下流側発熱抵
抗体６ｂは、放熱によって消費電力が変化することによ
って変化する電圧値を「下流側高応答放熱出力」として
出力している。そして、この第３実施例では、上流側発
熱抵抗体６ａによって出力される「上流側高応答放熱出
力」と、下流側発熱抵抗体６ｂによって出力される「下
流側高応答放熱出力」との差から、高応答に空気通路５
内の空気の流れおよび方向を検出し、脈動や逆流による
空気流量の変化を検出するものである。
って消費電力が変化することによって変化する電圧値を
「上流側高応答放熱出力」として出力し、下流側発熱抵
抗体６ｂは、放熱によって消費電力が変化することによ
って変化する電圧値を「下流側高応答放熱出力」として
出力している。そして、この第３実施例では、上流側発
熱抵抗体６ａによって出力される「上流側高応答放熱出
力」と、下流側発熱抵抗体６ｂによって出力される「下
流側高応答放熱出力」との差から、高応答に空気通路５
内の空気の流れおよび方向を検出し、脈動や逆流による
空気流量の変化を検出するものである。
【００３６】〔第４実施例〕図６を参照して第４実施例
を説明する。なお、図６は、流量測定装置３を用いた燃
料噴射装置の要部概略図である。第４実施例の流量測定
装置３は、上記第１〜第３実施例で示した流量検出部１
１の何れかを用いるものであり、図６に示すように高応
答センサ７の出力から空気通路５内を流れる空気の脈動
率と逆流比を求める脈動率・逆流比算出手段２５を設
け、補正値算出手段９は、脈動率・逆流比算出手段２５
で求めた脈動率と逆流比から補正値を求めるものであ
る。このように設けることによって、第１実施例と同様
の効果を得ることができる。
を説明する。なお、図６は、流量測定装置３を用いた燃
料噴射装置の要部概略図である。第４実施例の流量測定
装置３は、上記第１〜第３実施例で示した流量検出部１
１の何れかを用いるものであり、図６に示すように高応
答センサ７の出力から空気通路５内を流れる空気の脈動
率と逆流比を求める脈動率・逆流比算出手段２５を設
け、補正値算出手段９は、脈動率・逆流比算出手段２５
で求めた脈動率と逆流比から補正値を求めるものであ
る。このように設けることによって、第１実施例と同様
の効果を得ることができる。
【００３７】〔第５実施例〕図７および図８を参照して
第５実施例を説明する。なお、図７は流量測定装置３に
おける流量検出部１１の平面図および断面図、図８は流
量測定装置３を用いた燃料噴射装置の要部概略図であ
る。第５実施例の高応答センサ７は、発熱抵抗体（高応
答センサ７自身）の放熱量から空気流量を検出する放熱
検出手段であり、図７に示すように、第１ダイアフラム
部２１内に高応答センサ７（発熱抵抗体）が配置されて
おり、この高応答センサ７は、高応答センサ用吸気温度
センサ１６によって検出される吸気温度に対して所定温
度だけ高い温度となるように制御される。この高応答セ
ンサ７は、放熱によって消費電力が変化することによっ
て変化する電圧値を「高応答放熱出力」として出力して
いる。
第５実施例を説明する。なお、図７は流量測定装置３に
おける流量検出部１１の平面図および断面図、図８は流
量測定装置３を用いた燃料噴射装置の要部概略図であ
る。第５実施例の高応答センサ７は、発熱抵抗体（高応
答センサ７自身）の放熱量から空気流量を検出する放熱
検出手段であり、図７に示すように、第１ダイアフラム
部２１内に高応答センサ７（発熱抵抗体）が配置されて
おり、この高応答センサ７は、高応答センサ用吸気温度
センサ１６によって検出される吸気温度に対して所定温
度だけ高い温度となるように制御される。この高応答セ
ンサ７は、放熱によって消費電力が変化することによっ
て変化する電圧値を「高応答放熱出力」として出力して
いる。
【００３８】一方、第５実施例の流量測定装置３は、図
８に示すように高応答センサ７の出力から空気通路５内
を流れる空気の逆流部分を判別して、逆流部分の空気流
を負の値にする逆流判別手段２６と、この逆流判別手段
２６の出力から空気通路５内を流れる空気の脈動率と逆
流比を求める脈動率・逆流比算出手段２５とが設けられ
ており、補正値算出手段９は、脈動率・逆流比算出手段
２５で求めた脈動率と逆流比から補正値を求めるもので
ある。このように設けることによって、第１実施例と同
様の効果を得ることができる。
８に示すように高応答センサ７の出力から空気通路５内
を流れる空気の逆流部分を判別して、逆流部分の空気流
を負の値にする逆流判別手段２６と、この逆流判別手段
２６の出力から空気通路５内を流れる空気の脈動率と逆
流比を求める脈動率・逆流比算出手段２５とが設けられ
ており、補正値算出手段９は、脈動率・逆流比算出手段
２５で求めた脈動率と逆流比から補正値を求めるもので
ある。このように設けることによって、第１実施例と同
様の効果を得ることができる。
【００３９】〔第６実施例〕図９を参照して第６実施例
を説明する。なお、図９は、流量測定装置３を用いた燃
料噴射装置の要部概略図である。第６実施例の流量測定
装置３は、低応答センサ８によって空気通路５内を流れ
る空気流量および空気の流れ方向を検出できるものであ
り、この低応答センサ８の構成としては、発熱抵抗体６
の上流側と下流側の温度差から空気流量を検出する温度
差検出手段、上下流に配置された２つの発熱抵抗体６の
放熱量差から空気流量を検出する放熱差検出手段、発熱
抵抗体６の上流側あるいは下流側の温度から空気流量を
検出する温度検出手段のいずれかの構成を備えるもので
ある。
を説明する。なお、図９は、流量測定装置３を用いた燃
料噴射装置の要部概略図である。第６実施例の流量測定
装置３は、低応答センサ８によって空気通路５内を流れ
る空気流量および空気の流れ方向を検出できるものであ
り、この低応答センサ８の構成としては、発熱抵抗体６
の上流側と下流側の温度差から空気流量を検出する温度
差検出手段、上下流に配置された２つの発熱抵抗体６の
放熱量差から空気流量を検出する放熱差検出手段、発熱
抵抗体６の上流側あるいは下流側の温度から空気流量を
検出する温度検出手段のいずれかの構成を備えるもので
ある。
【００４０】この場合、図９に示すように、補正値算出
手段９は、高応答センサ７の出力から補正値として脈動
率を求めるものであり、流量算出手段１０は低応答セン
サ８の出力を補正値算出手段９で求めた補正値（脈動
率）で補正する。これによって、空気通路５内に脈動や
逆流が生じても、空気の流れ方向に関わらず高精度に空
気流量を測定することができる。つまり、第１実施例と
同様の効果を得ることができる。
手段９は、高応答センサ７の出力から補正値として脈動
率を求めるものであり、流量算出手段１０は低応答セン
サ８の出力を補正値算出手段９で求めた補正値（脈動
率）で補正する。これによって、空気通路５内に脈動や
逆流が生じても、空気の流れ方向に関わらず高精度に空
気流量を測定することができる。つまり、第１実施例と
同様の効果を得ることができる。
【００４１】〔第７実施例〕上記の各実施例では高応答
センサ７と低応答センサ８とを一体に設けた例を示した
が、高応答センサ７と低応答センサ８とを別体で設け、
空気通路５内に別々に配置しても良い。
センサ７と低応答センサ８とを一体に設けた例を示した
が、高応答センサ７と低応答センサ８とを別体で設け、
空気通路５内に別々に配置しても良い。
【００４２】〔第８実施例〕図１０、図１１を参照して
第８実施例を説明する。なお、図１０、図１１は低応答
センサ８が配置された空気通路５の断面図である。図１
０に示すように、空気通路５内に配置された少なくとも
１つ以上の曲がりを有する副空気通路２７内に低応答セ
ンサ８を配置し、副空気通路２７の外部に高応答センサ
７（符号は上記実施例参照）を配置しても良い。このよ
うに設けることによって、低応答センサ８の脈動による
特性誤差を低減することができ、残った脈動および逆流
による特性誤差を高応答センサ７から求めた脈動率と逆
流比から補正値を求めて補正することにより、さらに測
定される流量の精度を高めることができる。
第８実施例を説明する。なお、図１０、図１１は低応答
センサ８が配置された空気通路５の断面図である。図１
０に示すように、空気通路５内に配置された少なくとも
１つ以上の曲がりを有する副空気通路２７内に低応答セ
ンサ８を配置し、副空気通路２７の外部に高応答センサ
７（符号は上記実施例参照）を配置しても良い。このよ
うに設けることによって、低応答センサ８の脈動による
特性誤差を低減することができ、残った脈動および逆流
による特性誤差を高応答センサ７から求めた脈動率と逆
流比から補正値を求めて補正することにより、さらに測
定される流量の精度を高めることができる。
【００４３】〔第９実施例〕高応答センサ７をエンジン
のインテークマニホールド内に配置しても良い。このよ
うに設けることにより、エンジンのシリンダに吸入され
る流量を測定することができるため、測定流量の精度を
高めることができる。特に、第８実施例と組み合わせる
ことにより、流量の測定精度を高めることができる。
のインテークマニホールド内に配置しても良い。このよ
うに設けることにより、エンジンのシリンダに吸入され
る流量を測定することができるため、測定流量の精度を
高めることができる。特に、第８実施例と組み合わせる
ことにより、流量の測定精度を高めることができる。
【００４４】〔第１０実施例〕高応答センサ７において
も若干の応答遅れが生じる。この応答遅れを演算回路に
て算出し、算出された応答遅れ分によって高応答センサ
７の出力を補正しても良い。この実施例では、高応答セ
ンサ７の応答遅れを補正するので、さらに流量の測定精
度を高めることができる。
も若干の応答遅れが生じる。この応答遅れを演算回路に
て算出し、算出された応答遅れ分によって高応答センサ
７の出力を補正しても良い。この実施例では、高応答セ
ンサ７の応答遅れを補正するので、さらに流量の測定精
度を高めることができる。
【図１】流量測定装置を用いた燃料噴射装置の要部概略
図である。
図である。
【図２】流量測定装置における流量検出部の平面図およ
び断面図である。
び断面図である。
【図３】流量検出部の回路図を示すものである。
【図４】流量測定装置における流量検出部の平面図およ
び断面図である。
び断面図である。
【図５】流量測定装置における流量検出部の平面図およ
び断面図である。
び断面図である。
【図６】流量測定装置を用いた燃料噴射装置の要部概略
図である。
図である。
【図７】流量測定装置における流量検出部の平面図およ
び断面図である。
び断面図である。
【図８】流量測定装置を用いた燃料噴射装置の要部概略
図である。
図である。
【図９】流量測定装置を用いた燃料噴射装置の要部概略
図である。
図である。
【図１０】低応答センサが配置された空気通路の断面図
である。
である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
１ 噴射燃料演算装置（流量測定装置の出力の受け側）
３ 流量測定装置
５ 空気通路
６ 発熱抵抗体
７ 高応答センサ
８ 低応答センサ
９ 補正値算出手段
１０ 流量算出手段
２５ 脈動率・逆流比算出手段
２６ 逆流判別手段
２７ 副空気通路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｆ 1/72 Ｇ０１Ｆ 1/68 ２０１Ｚ
Ｇ０１Ｐ 13/02 Ｆ０２Ｄ 35/00 ３６６Ｅ
Ｆターム(参考） 2F030 CA10 CB07 CB09 CC14 CD05
CE04 CF09
2F034 DB09 DB15
2F035 AA02 EA03 EA04 EA05 EA08
EA09
3G084 AA03 BA04 DA00 EA04 EA11
FA02 FA08
Claims (12)
- 【請求項１】空気通路に配置した発熱抵抗体を利用して
前記空気通路内を流れる空気流量を測定する流量測定装
置であって、 前記空気通路内の空気流量を応答性よく検出できる高応
答センサと、 前記空気通路内の空気流量を検出するものであり、前記
高応答センサに比較して応答性の低い低応答センサと、 前記高応答センサの出力を用いて補正値を求める補正値
算出手段と、 前記低応答センサの出力を、前記補正値算出手段で求め
た補正値で補正する流量算出手段とを備えることを特徴
とする流量測定装置。 - 【請求項２】請求項１の流量測定装置において、 前記高応答センサは、前記発熱抵抗体の上流側と下流側
の温度差から空気流量を検出する温度差検出手段、上下
流に配置された２つの発熱抵抗体の放熱量差から空気流
量を検出する放熱差検出手段、または前記発熱抵抗体の
上流側あるいは下流側の温度から空気流量を検出する温
度検出手段のいずれかの構成を備えて、前記空気通路内
を流れる空気流量および空気の流れ方向を検出できるも
のであり、 このような構成を採用する前記高応答センサの出力から
前記空気通路内を流れる空気の脈動率と逆流比を求める
脈動率・逆流比算出手段を備え、 前記補正値算出手段は、前記脈動率・逆流比算出手段で
求めた脈動率と逆流比から補正値を求めることを特徴と
する流量測定装置。 - 【請求項３】請求項１の流量測定装置において、 前記高応答センサは、前記発熱抵抗体の放熱量から空気
流量を検出する放熱検出手段であり、 この構成を採用する前記高応答センサの出力から前記空
気通路内を流れる空気の逆流部分を判別して、逆流部分
の空気流を負の値にする逆流判別手段と、この逆流判別
手段の出力から前記空気通路内を流れる空気の脈動率と
逆流比を求める脈動率・逆流比算出手段とを備え、 前記補正値算出手段は、前記脈動率・逆流比算出手段で
求めた脈動率と逆流比から補正値を求めることを特徴と
する流量測定装置。 - 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかの流量
測定装置において、 前記低応答センサは、前記発熱抵抗体の上流側と下流側
の温度差から空気流量を検出する温度差検出手段、上下
流に配置された２つの発熱抵抗体の放熱量差から空気流
量を検出する放熱差検出手段、前記発熱抵抗体の上流側
あるいは下流側の温度から空気流量を検出する温度検出
手段のいずれかの構成を備えて、前記空気通路内を流れ
る空気流量および空気の流れ方向を検出できるものであ
り、 前記補正値算出手段は、前記高応答センサの出力から脈
動率を求め、その脈動率から補正値を求めることを特徴
とする流量測定装置。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかの流量
測定装置において、 前記低応答センサは、前記発熱抵抗体の放熱量から空気
流量を検出するものであり、 前記補正値算出手段は、前記脈動率・逆流比算出手段で
求めた脈動率と逆流比から補正値を求めることを特徴と
する流量測定装置。 - 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの流量
測定装置において、 前記高応答センサと前記低応答センサは、一体で構成さ
れていることを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれかの流量
測定装置において、 前記高応答センサと前記低応答センサは、別体で構成さ
れていることを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかの流量
測定装置において、 前記低応答センサは、前記空気通路内に配置された少な
くとも１つ以上の曲がりを有する副空気通路内に設けら
れたことを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項９】請求項８の流量測定装置において、 前記高応答センサは、前記副空気通路の外部に配置され
たことを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項１０】請求項７または請求項９のいずれかの流
量測定装置において、 前記高応答センサは、エンジンのインテークマニホール
ド内に配置されたことを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項１１】請求項１ないし請求項１０のいずれかの
流量測定装置において、 前記高応答センサと前記低応答センサは、熱的に絶縁さ
れていることを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項１２】請求項１ないし請求項１１のいずれかの
流量測定装置において、 前記高応答センサの応答遅れを演算によって補正する遅
れ補正手段を用いることを特徴とする流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001189859A JP2003004496A (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | 流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001189859A JP2003004496A (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | 流量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004496A true JP2003004496A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19028718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001189859A Withdrawn JP2003004496A (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | 流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003004496A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051589A1 (ja) * | 2004-11-11 | 2006-05-18 | Hitachi, Ltd. | 熱式流量測定装置 |
| JP2010169039A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関のｅｇｒ流量計測装置 |
| WO2019093040A1 (ja) * | 2017-11-08 | 2019-05-16 | 株式会社デンソー | 空気流量計測装置、及び空気流量計測システム |
| JP2019128308A (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 株式会社デンソー | 空気流量測定装置 |
-
2001
- 2001-06-22 JP JP2001189859A patent/JP2003004496A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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