JP2019200181A - 気体流量測定装置および気体流量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶部の記憶容量の低減を図りつつ、流量センサの出力電圧の高精度な補正が可能な気体流量測定装置を提供する。【解決手段】気体流量測定装置１は、測定対象の空気の流量に応じて電圧Ｖを出力する流量センサ２０と、流量センサ２０の出力電圧Ｖを補正するための補正係数Ｍｉを記憶している補正係数記憶部５２と、電圧Ｖに対応する電圧ＶＤを補正係数Ｍｉにより補正する補正演算部５１とを備える。補正係数Ｍｉは、外部環境の違いおよび流量センサ２０の個体差により異なる「電圧ＶＤと吸気流量Ｇとの対応関係」に基づいて電圧ＶＤを補正するための係数である。また、補正係数Ｍｉは、電圧ＶＤを「外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ流量センサ２０の個体差によるばらつきを含まない理想電圧」に一度に補正する係数である。【選択図】図１

Description

本発明は、気体流量測定装置および気体流量測定方法に関する。

従来、例えば車両の吸気通路などに設けられ、その通路を通る気体の流量を測定する気体流量測定装置が知られている。特許文献１では、気体の温度により異なる流量センサの出力電圧と気体の流量との対応関係に基づいて、流量センサの出力電圧を所定の基準温度における電圧に補正するようになっている。

特許第４９９３３１１号公報

特許文献１では、流量センサの出力電圧を基準温度における電圧に補正することはできるが、流量センサの個体差による出力電圧のばらつきは補正できずに残ってしまう。これに対し、出力電圧を基準温度における電圧に補正するための補正係数を規定したマップとは別のマップを用いて、個体差による出力電圧のばらつきを補正することが考えられる。しかし、上記方法によるとマップを記憶する記憶部の記憶容量の増大および補正工程の煩雑さを招くため、好ましくない。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記憶部の記憶容量の低減を図りつつ、流量センサの出力電圧の高精度な補正が可能な気体流量測定装置を提供することである。

本発明の気体流量測定装置は、測定対象の気体の流量に応じて「外部環境の違いによるばらつき及び個体差によるばらつきを含む電圧」を出力する流量センサ（２０）と、流量センサの出力電圧を補正するための補正係数（Ｍｉ）を記憶している補正係数記憶部（５２、６２）と、補正係数により流量センサの出力電圧を補正する補正演算部（５１）と、を備える。補正係数は、外部環境の違いおよび流量センサの個体差により異なる「流量センサの出力電圧と前記気体の流量との対応関係」に基づいて流量センサの出力電圧を補正するための係数である。また、補正係数は、流量センサの出力電圧を「外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ流量センサの個体差によるばらつきを含まない理想電圧」に一度に補正する係数である。

これにより、外部環境の違いによるばらつきの補正と、個体差によるばらつきの補正とを別々に実施する方法とは異なり、一度に補正できるため、記憶部の記憶容量の低減を図りつつ、流量センサの出力電圧の高精度な補正が可能となる。また、演算速度の向上に効果がある。

第１実施形態による気体流量測定装置のブロック図である。 第１実施形態における補正の概念を示す第１の説明図である。 第１実施形態における補正の概念を示す第２の説明図である。 第１実施形態における補正の概念を示す第３の説明図である。 第１実施形態における補正のための補正係数を規定したマップである。 第１実施形態における補正の概念を示す第４の説明図である。 第１実施形態における補正係数算出のための線形補間の概念を示す第１の説明図である。 第１実施形態における補正係数算出のための線形補間の概念を示す第２の説明図である。 他の実施形態における補正係数算出のための３次補間の概念を示す第１の説明図である。 他の実施形態における補正係数算出のための３次補間の概念を示す第２の説明図である。 第２実施形態による気体流量測定装置のブロック図である。 第２実施形態による補正係数算出を説明するブロック図である。 第３実施形態による気体流量測定装置のブロック図である。 第３実施形態による補正係数算出を説明するブロック図である。 比較実施形態において用いられる温度特性補正係数を規定したマップである。 比較実施形態において温度特性補正係数を用いて行う第１段階の補正の概念を示す説明図である。 比較実施形態において用いられる個体差補正係数を規定したマップである。 比較実施形態において個体差補正係数を用いて行う第２段階の補正の概念を示す説明図である。

以下、気体流量測定装置の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

［第１実施形態］
第１実施形態による気体流量測定装置を図１に示す。気体流量測定装置１は、車両の吸気通路に搭載され、吸気通路の空気の流量（以下、吸気流量）を測定するために用いられる。気体流量測定装置１は、流量センサ２０と、温度センサ３０と、補正ブロック１０と、ＥＣＵ４０とを備えている。

流量センサ２０は、例えば熱線式のセンサであり、シリコン半導体からなる検出部２１を有している。検出部２１は、薄膜部が形成されたシリコン基板と、その薄膜部の中央に設置されたヒータ抵抗体と、そのヒータ抵抗体を中心にして空気吸入方向に沿った上流側および下流側にそれぞれ配置された流量検出用の温度センサとを備える。ヒータ抵抗体の温度は、吸気温度に対してある一定温度だけ高くなるように設定される。これにより、薄膜部にヒータ抵抗体を中心とした上下流対称の温度分布が生成される。空気が流入すると上流側と下流側との温度分布に温度差が生じる。測定流量はこの温度差の関数となることから、薄膜部の上下流の温度が流量検出用の温度センサで検出され、それらの温度差を算出して吸気流量が測定される。逆流の場合は、上流側と下流側との温度分布が逆になり、算出される温度差の符号も逆転するため、吸気流量の方向性を判別できる。ここでの流量Ｇは、質量流量（ｇ／ｓ）である。流量センサ２０は、吸気流量に対応する電圧Ｖを出力する。

温度センサ３０は、前述した流量検出用の温度センサとは別に設置されており、吸気温度を測定する。温度センサ３０は、吸気温度に対応する電圧Ｖｔを出力する。図示していないが、温度センサ３０は、プルアップ抵抗を介して電源電圧に接続されている。

補正ブロック１０は、増幅演算器（以下、オペアンプ）１１、バッファ１２、ＡＤ変換器（以下、ＡＤＣ）１３、補正部１４、出力変換部１５、および、クロック発生部１６を有している。補正部１４は、「デジタル信号処理回路」としてのデジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰ）１７と、例えばＥＥＰＲＯＭ等からなる調整ＲＯＭ１８とを有している。

オペアンプ１１は増幅回路を形成している。オペアンプ１１の一方の入力端子には、流量センサ２０の出力端子が抵抗器１９ｂを介して接続されている。また、この入力端子は、帰還抵抗である抵抗器１９ａを介してオペアンプ１１の出力端子に接続されている。オペアンプ１１の他方の入力端子は、抵抗器１１ａを経由して一定電位になっている。かかる構成により、オペアンプ１１は、流量センサ２０の出力する電圧Ｖを増幅して出力する。オペアンプ１１により増幅された電圧Ｖは、ＡＤＣ１３に入力される。

バッファ１２は、温度センサ３０の出力端子に接続されており、回路側のインピーダンスを切り離す。バッファ１２の出力となる電圧Ｖｔは、ＡＤＣ１３に入力される。

ＡＤＣ１３は、入力されたアナログ値をデジタル値に変換して出力する。ここでは、吸気流量に対応する電圧Ｖをデジタルの電圧ＶＤに変換して出力する。また、吸気温度に対応する電圧Ｖｔをデジタルの電圧ＶＤｔに変換して出力する。電圧ＶＤおよび電圧ＶＤｔは、補正部１４に入力される。

補正部１４は、電圧ＶＤを補正後電圧ＶＤｒに補正して出力する。ここでは、ＤＳＰ１７が、調整ＲＯＭ１８に記憶されたマップに基づいて補正を行う。補正内容については後述する。補正後電圧ＶＤｒは、出力変換部１５に入力される。

出力変換部１５は、例えば、補正後電圧ＶＤｒをＳＥＮＴ通信フォーマットに変換して出力する。具体的には、補正後電圧ＶＤｒに対応するＳＥＮＴ通信フォーマットのパルス波ＶＤoutを出力する。出力変換部１５は、「ＳＥＮＴ通信変換部」である。パルス波ＶＤoutは、ＥＣＵ４０に入力される。ＳＥＮＴは、シングル・エッジ・ニブル伝送（Single Edge Nibble Transmission）の略であり、２つのパルスの立ち下がりエッジ間の時間の長さで４ビットを表し、それをひとかたまりとしてデータを伝送する通信プロトコルである。なお、他の実施形態では、補正後電圧ＶＤｒがＳＥＮＴ通信フォーマット以外のフォーマット、例えば周波数ｆのパルス波に変換されて出力されてもよい。

クロック発生部１６は、ＤＳＰ１７をはじめ、補正ブロック１０全体を動作させるための動作クロックを発生する。この動作クロックは、補正ブロック１０全体が同期して動作するように各部へ入力されるようになっているが、煩雑になることを避けるため、動作クロックの入力経路については図示していない。

ＥＣＵ４０は、補正後電圧ＶＤｒを吸気流量に変換する「電圧−流量変換部」である。補正部１４による補正は、ＥＣＵ４０により電圧が吸気流量に変換される前に行われる。言い換えれば、補正部１４は、「流量に変換する前段の出力電圧」を補正する。

次に、気体流量測定装置１における補正処理について図１等を参照して説明する。流量センサ２０から出力される電圧Ｖは、例えば吸気温度等の外部環境の違いによるばらつき及び流量センサ２０の個体差によるばらつきを含む。つまり、同じ吸気流量であっても、外部環境の違い及び流量センサ２０の個体差により、電圧Ｖに対応する電圧ＶＤが変化する。例えば図２に示すように、同じ吸気流量Ｇ１であっても、吸気温度Ｔが−４０℃、２０℃、８０℃、１３０℃と違えば電圧ＶＤが変化する。また、図３に示すように、吸気温度Ｔが所定の基準温度（例えば２０℃）である場合において、同じ吸気流量Ｇ１であっても、流量センサ２０が個体Ａ、個体Ｂ、個体Ｃ、個体Ｄと違えば電圧ＶＤが変化する。

ＤＳＰ１７の補正演算部５１は、ＡＤＣ１３からの電圧ＶＤおよび温度センサ３０からの電圧ＶＤｔを用いて、補正係数Ｍｉにより電圧ＶＤを基準特性となる電圧に補正する。基準特性となる電圧とは、外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ流量センサ２０の個体差によるばらつきを含まない理想的な電圧（以下、理想電圧）のことである。また、補正演算部５１は、吸気温度の違いおよび流量センサ２０の個体差により異なる「電圧ＶＤと吸気流量Ｇとの対応関係」に基づいて電圧ＶＤを補正する。図４に示すように、電圧ＶＤおよび吸気温度から補正後電圧ＶＤｒが求められる。第１実施形態では、外部環境は吸気温度である。

調整ＲＯＭ１８の補正係数記憶部５２は、吸気温度の違いおよび流量センサ２０の個体差により異なる「電圧ＶＤと吸気流量Ｇとの対応関係」に基づいて電圧ＶＤを補正するための補正係数Ｍｉを記憶している。第１実施形態では、補正係数Ｍｉは、電圧ＶＤを理想電圧に一度に補正する係数である。具体的には、補正係数記憶部５２は、吸気温度Ｔおよび電圧ＶＤを引数として補正係数Ｍｉを算出するための図５に示すようなマップを記憶している。

図５のマップに規定されている補正係数Ｍｉは、ある流量点での吸気温度Ｔｂの電圧をＶＤｂとし、理想電圧をＶＤｃとしたとき、「Ｍｉ＝ＶＤｂ／ＶＤｃ」の式で計算され、電圧ＶＤｂと理想電圧ＶＤｃとの比率になっている。補正演算部５１は、図５に示すマップから、吸気温度Ｔｂおよび電圧ＶＤｂを引数として補正係数Ｍｉを求める。そして、補正演算部５１は、図６に示すように、補正係数Ｍｉを用いて電圧ＶＤｂを式「ＶＤｃ＝ＶＤｂ／Ｍｉ」により一度に理想電圧ＶＤｃに補正して、補正後電圧ＶＤｒとして出力する。

より具体的には、補正係数Ｍｉは、基準温度Ｔａの電圧ＶＤａと吸気温度Ｔｂの電圧ＶＤｂとの比率Ｋｉ＝ＶＤｂ／ＶＤａ、および、基準温度Ｔａの電圧ＶＤａと理想電圧ＶＤｃとの比率Ｌｉ＝ＶＤａ／ＶＤｃから、「Ｍｉ＝Ｋｉ×Ｌｉ（＝ＶＤｂ／ＶＤｃ）」の式で算出されたものである。比率Ｋｉは、吸気温度Ｔｂの電圧ＶＤｂを「吸気温度が基準温度Ｔａであるときの電圧」に補正するための温度特性補正係数に対応する。また、比率Ｌｉは、基準温度Ｔａの電圧ＶＤａを理想電圧ＶＤｃに補正するための個体差補正係数に対応する。

ここで、電圧ＶＤを理想電圧ＶＤｃに補正するには、以下（１）、（２）の手順を経ることも考えられる。
（１）図１５に示すようなマップから吸気温度Ｔｂおよび電圧ＶＤｂを引数として温度特性補正係数Ｋｉを求め、図１６に示すように、温度特性補正係数Ｋｉを用いて電圧ＶＤｂを式「ＶＤａ＝ＶＤｂ／Ｋｉ」により電圧ＶＤａに補正する。
（２）図１７に示すようなマップから基準温度Ｔａおよび電圧ＶＤａを引数として個体差補正係数Ｌｉを求め、図１８に示すように、個体差補正係数Ｌｉを用いて電圧ＶＤａを式「ＶＤｃ＝ＶＤａ／Ｌｉ」により理想電圧ＶＤｃに補正する。

以下、上記（１）、（２）の手順を経て電圧ＶＤを理想電圧ＶＤｃに補正する形態を、比較形態とする。このような比較形態とは異なり、第１実施形態では、電圧ＶＤｂが理想電圧ＶＤｃに一度に補正される。

図５に戻って、このマップでは、電圧ＶＤおよび吸気温度Ｔはいずれも複数の離散的な値（離散的部分集合）となっている。つまり、吸気温度Ｔの離散的部分集合と電圧ＶＤの離散的部分集合とに対応するように補正係数Ｍｉが規定されている。電圧ＶＤおよび吸気温度Ｔの数は、マップ容量を小さくするという観点（製品小型化の観点）および精度向上という観点から、５〜１０点程度とすることが例示される。この場合、補正係数Ｍｉは、マップに基づく補間計算によって算出される。第１実施形態では、近傍の２点を用いた線形補間を行う。例えば図７のマップの吸気温度Ｔ軸において、吸気温度Ｔの近傍の２点を求め、それら２点を用いて図８に示すような１次関数を導き、この１次関数を用いて間の値を演算する。同様に、図７の電圧ＶＤ軸においても１次関数を用いて間の値を演算する。このように、吸気温度Ｔと電圧ＶＤから、補間計算により補正係数Ｍｉを演算する。なお、他の実施形態では、補正係数Ｍｉは、２点以上を用いた２次以上の補間計算によって算出されてもよい。図９、図１０には、４点を用いた３次補間の例を示す。

そして、ＤＳＰ１７の補正演算部５１は、補正係数Ｍｉを用いて、補正前の電圧ＶＤを以下の式により
ＶＤｒ（補正後電圧、理想電圧）＝ ＶＤ（補正前の電圧）／Ｍｉ
補正し、理想電圧である補正後電圧ＶＤｒを出力する。この補正後電圧ＶＤｒは、前述したように、出力変換部１５でＳＥＮＴ通信フォーマット、または、周波数ｆのパルス波に変換されて、ＥＣＵ４０に出力される。

以上説明した気体流量測定装置１による気体流量測定方法は、以下（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含む。
（Ａ）測定対象の吸気流量に応じて、吸気温度によるばらつき及び流量センサ２０の個体差によるばらつきを含む電圧Ｖを流量センサ２０から取得する工程。
（Ｂ）吸気温度を温度センサ３０から取得する工程。
（Ｃ）吸気温度の違いおよび流量センサ２０の個体差により異なる「電圧ＶＤと吸気流量Ｇとの対応関係」に基づいて電圧ＶＤを補正するための補正係数Ｍｉを規定しているマップから、吸気温度および電圧ＶＤを引数として補正係数Ｍｉを算出する工程。
（Ｄ）補正係数Ｍｉに基づき電圧ＶＤを補正する工程。
（Ｅ）補正された補正後電圧ＶＤｒをＳＥＮＴ通信フォーマット、または周波数ｆのパルス波に変換する工程。

（効果）
第１実施形態では、気体流量測定装置１は、測定対象の空気の流量に応じて電圧Ｖを出力する流量センサ２０と、流量センサ２０の出力電圧Ｖを補正するための補正係数Ｍｉを記憶している補正係数記憶部５２と、電圧Ｖに対応する電圧ＶＤを補正係数Ｍｉにより補正する補正演算部５１とを備える。補正係数Ｍｉは、外部環境の違いおよび流量センサ２０の個体差により異なる「電圧ＶＤと吸気流量Ｇとの対応関係」に基づいて電圧ＶＤを補正するための係数である。また、補正係数Ｍｉは、電圧ＶＤを「外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ流量センサ２０の個体差によるばらつきを含まない理想電圧」に一度に補正する係数である。

これにより、外部環境の違いによるばらつきの補正と、個体差によるばらつきの補正とを別々に実施する前述の比較形態とは異なり、一度に補正できるため、調整ＲＯＭ１８の記憶容量の低減を図りつつ、流量センサ２０の出力電圧Ｖの高精度な補正が可能となる。また、演算速度の向上に効果がある。

また、第１実施形態では、外部環境は吸気温度である。これにより、電圧ＶＤを「吸気温度の違いによるばらつきを含まず且つ流量センサ２０の個体差によるばらつきを含まない理想電圧」に一度に補正することができる。

また、第１実施形態では、気体流量測定装置１は、吸気温度を測定する温度センサ３０を備えている。補正係数記憶部５２は、吸気温度および流量センサ２０の出力電圧Ｖに対応する電圧ＶＤを引数として補正係数Ｍｉを算出するためのマップを記憶している。これにより、吸気温度と電圧を軸とする一つのマップで補正係数を算出することができる。そのため、調整ＲＯＭ１８の記憶容量の低減、演算速度の向上に効果がある。

また、第１実施形態では、マップには、吸気温度の離散的部分集合と電圧ＶＤの離散的部分集合とに対応するように補正係数Ｍｉが規定されている。補正演算部５１は、マップに基づく補間計算を行って補正係数Ｍｉを算出する。これにより、限定されたマップ点の補正係数Ｍｉだけを調整ＲＯＭ１８に予め記憶すればよく、記憶容量の低減に効果がある。

また、第１実施形態では、マップに規定されている補正係数Ｍｉは、ある流量点での温度Ｔｂの出力電圧をＶＤｂとし、理想電圧をＶＤｃとしたとき「Ｍｉ＝ＶＤｂ／ＶＤｃ」の式で計算され、温度Ｔｂの出力電圧ＶＤｂと理想電圧ＶＤｃとの比率になっている。これにより、１つの補正係数Ｍｉにより吸気温度および流量センサ２０の個体差によるばらつきの両方を一度に補正することができる。

また、第１実施形態では、マップに規定されている補正係数Ｍｉは、基準温度Ｔａの出力電圧ＶＤａと温度Ｔｂの出力電圧ＶＤｂとの比率Ｋｉ＝ＶＤｂ／ＶＤａ、および、基準温度Ｔａの出力電圧ＶＤａと前記理想電圧ＶＤｃとの比率Ｌｉ＝ＶＤａ／ＶＤｃから、「Ｍｉ＝Ｋｉ×Ｌｉ（＝ＶＤｂ／ＶＤｃ）」の式で算出されたものである。このように補正係数Ｍｉは比較的簡単な計算で算出することができる。

また、第１実施形態では、出力変換部１５は、補正後電圧ＶＤｒをＳＥＮＴ通信フォーマット、または周波数ｆのパルス波に変換する。補正後電圧ＶＤｒをＳＥＮＴ通信フォーマット、または周波数ｆのパルス波ＶＤoutで出力することにより、ＥＣＵ４０側のさまざまなセンサ信号入力仕様に対応することができる。

また、第１実施形態では、補正演算部５１としてデジタル信号処理回路が用いられる。これにより、回路サイズを小型化しながら、高精度な演算を行うことができる。

また、第１実施形態では、気体流量測定装置１は、補正後電圧ＶＤｒを吸気流量に変換する電圧−流量変換部としてのＥＣＵ４０を備える。ＥＣＵ４０にて変換された吸気流量をエンジン制御に使用できる。

また、第１実施形態では、気体流量測定装置１による気体流量測定方法は、前記（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含む。補正係数Ｍｉは、電圧ＶＤを「外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ流量センサ２０の個体差によるばらつきを含まない理想電圧」に一度に補正する係数である。これにより、調整ＲＯＭ１８の記憶容量の低減を図りつつ、流量センサ２０の出力電圧Ｖの高精度な補正が可能となる。また、演算速度の向上に効果がある。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図１１、図１２に示すように、調整ＲＯＭ１８の補正係数記憶部６２は、吸気流量の脈動の有無および脈動状態に対応して補正係数Ｍｉ算出用のマップを記憶している。具体的には、補正係数記憶部６２は、吸気流量の脈動が無い状態に対応する状態Ａ用マップ、および、吸気流量の脈動が有り、脈動状態Ｂ−１、Ｂ−２・・・・に対応する状態Ｂ−１用マップ、状態Ｂ−２用マップ・・・・を記憶している。脈動状態Ｂ−１、Ｂ−２・・・・は、例えば脈動の大きさ等により規定されている。これらのマップの補正係数Ｍｉは、脈動条件毎に予め特性を測定して決定される。

ＤＳＰ１７の脈動判定部６３は、電圧ＶＤに基づき吸気流量の脈動の有無および脈動状態を判定する。ＤＳＰ１７のマップ選定部６４は、吸気流量の脈動の有無および脈動状態に応じてマップを選定する。これにより、吸気流量の脈動の有無および脈動状態に応じた補正係数Ｍｉを用いて電圧ＶＤを補正することができ、流量センサ２０の出力電圧Ｖの高精度な補正が可能となる。また、第２実施形態は、上記以外の構成が第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を奏する。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図１３、図１４に示すように、調整ＲＯＭ１８の調整係数記憶部７５は、吸気流量の脈動特性に影響を与える流量センサ２０の構成要素の寸法値に応じて予め決定される係数であって、吸気流量の脈動状態に対応して補正係数Ｍｉを調整するための調整係数ｒを記憶している。第３実施形態では、上記寸法値は、流量センサ内に設けられたバイパス流路の絞り部２２の通路幅Ｗである。なお、他の実施形態では、上記寸法値は、脈動状態により補正係数Ｍｉが異なる要因となるものであれば、通路幅Ｗ以外の値であってもよい。

ＤＳＰ１７の補正係数調整部７６は、吸気流量の脈動が有ると脈動判定部６３により判定された場合、調整係数ｒを用いて補正係数Ｍｉを調整する。第３実施形態では、補正係数Ｍｉに調整係数ｒが乗算される。

脈動状態により補正係数Ｍｉが異なる要因の一つとして、前述の通路幅Ｗのばらつきがある。この通路幅Ｗを測定し、この通路幅Ｗに応じた調整係数ｒを補正係数Ｍｉに乗算することにより、比較的簡素な方法で脈動時の補正係数Ｍｉを調整することができる。また、第２実施形態では脈動条件毎に予め特性を測定してマップの補正係数Ｍｉが決定されるが、第３実施形態では、上記事前測定の煩わしさが低減できる。また、第３実施形態は、上記以外の構成が第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を奏する。

［他の実施形態］
他の実施形態では、電圧−流量変換部は、ＥＣＵではなく、補正部に設けられてもよい。本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１：気体流量測定装置
２０：流量センサ
５１：補正演算部
５２、６２：補正係数記憶部
Ｍｉ：補正係数

Claims (14)

1. 測定対象の気体の流量に応じて、外部環境の違いによるばらつき及び個体差によるばらつきを含む電圧を出力する流量センサ（２０）と、
   前記外部環境の違いおよび前記流量センサの個体差により異なる、前記流量センサの出力電圧と前記気体の流量との対応関係に基づいて前記流量センサの出力電圧を補正するための補正係数（Ｍｉ）を記憶している補正係数記憶部（５２、６２）と、
   前記補正係数により前記流量センサの出力電圧を補正する補正演算部（５１）と、
   を備え、
   前記補正係数は、前記流量センサの出力電圧を、前記外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ前記流量センサの個体差によるばらつきを含まない理想電圧に一度に補正する係数である気体流量測定装置。
2. 前記外部環境は、前記気体の温度または前記気体の流量の脈動のうち少なくとも一つである請求項１に記載の気体流量測定装置。
3. 前記気体の温度を測定する温度センサ（３０）をさらに備え、
   前記補正係数記憶部は、前記気体の温度および前記流量センサの出力電圧を引数として前記補正係数を算出するためのマップを記憶している請求項２に記載の気体流量測定装置。
4. 前記マップには、前記気体の温度の離散的部分集合と前記流量センサの出力電圧の離散的部分集合とに対応するように前記補正係数が規定されており、
   前記補正演算部は、前記マップに基づく補間計算を行って前記補正係数を算出する請求項３に記載の気体流量測定装置。
5. 前記マップに規定されている前記補正係数は、ある流量点での温度Ｔｂの出力電圧をＶＤｂとし、前記理想電圧をＶＤｃとしたとき「Ｍｉ＝ＶＤｂ／ＶＤｃ」の式で計算され、温度Ｔｂの出力電圧ＶＤｂと理想電圧ＶＤｃとの比率になっている請求項３または４に記載の気体流量測定装置。
6. 前記マップに規定されている前記補正係数は、基準温度Ｔａの出力電圧ＶＤａと温度Ｔｂの出力電圧ＶＤｂとの比率Ｋｉ＝ＶＤｂ／ＶＤａ、および、基準温度Ｔａの出力電圧ＶＤａと前記理想電圧ＶＤｃとの比率Ｌｉ＝ＶＤａ／ＶＤｃから、「Ｍｉ＝Ｋｉ×Ｌｉ（＝ＶＤｂ／ＶＤｃ）」の式で算出されたものである請求項５に記載の気体流量測定装置。
7. 前記補正演算部により補正された補正後電圧を出力するための出力変換部（１５）として、周波数変換する周波数変換部をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の気体流量測定装置。
8. 前記補正演算部により補正された補正後電圧を出力するための出力変換部（１５）として、ＳＥＮＴ通信フォーマットに変換するＳＥＮＴ通信変換部をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の気体流量測定装置。
9. 前記補正演算部としてデジタル信号処理回路が用いられる請求項１〜８のいずれか一項に記載の気体流量測定装置。
10. 前記補正演算部により補正された補正後電圧を流量に変換する電圧−流量変換部（４０）をさらに備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の気体流量測定装置。
11. 前記補正係数記憶部（６２）は、前記気体の流量の脈動の有無および脈動状態に対応して前記マップを記憶しており、
    前記流量センサの出力電圧に基づき前記気体の流量の脈動の有無および脈動状態を判定する脈動判定部（６３）と、
    前記気体の流量の脈動の有無および脈動状態に応じて前記マップを選定するマップ選定部（６４）と、をさらに備える請求項３〜６のいずれか一項に記載の気体流量測定装置。
12. 前記気体の流量の脈動特性に影響を与える前記流量センサの構成要素の寸法値に応じて予め決定される係数であって、前記気体の流量の脈動状態に対応して前記補正係数を調整するための調整係数（ｒ）を記憶している調整係数記憶部（７５）と、
    前記流量センサの出力電圧に基づき前記気体の流量の脈動の有無および脈動状態を判定する脈動判定部と、
    前記気体の流量の脈動が有ると判定された場合、前記調整係数を用いて前記補正係数を調整する補正係数調整部（７６）と、をさらに備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の気体流量測定装置。
13. 前記寸法値は、前記流量センサ内に設けられたバイパス流路の絞り部（２２）の通路幅（Ｗ）である請求項１２に記載の気体流量測定装置。
14. 測定対象の気体の流量に応じて、前記気体の温度によるばらつき及び個体差によるばらつきを含む電圧を流量センサから取得する工程と、
    前記気体の温度を温度センサから取得する工程と、
    前記気体の温度および前記流量センサの個体差により異なる前記流量センサの出力電圧と前記気体の流量との対応関係に基づいて前記流量センサの出力電圧を補正するための補正係数（Ｍｉ）を規定しているマップから、前記気体の温度および前記流量センサの出力電圧を引数として前記補正係数を算出する工程と、
    前記補正係数に基づき前記流量センサの出力電圧を補正する工程と、
    補正された補正後電圧をＳＥＮＴ通信フォーマットに変換する工程と、
    を含み、
    前記補正係数は、前記流量センサの出力電圧を「前記外部環境の違いによるばらつきを含まず且つ前記流量センサの個体差によるばらつきを含まない理想電圧」に一度に補正する係数である気体流量測定方法。

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