JP2814523B2 - Signal processing method of thermal flow sensor - Google Patents

Signal processing method of thermal flow sensor

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JP2814523B2
JP2814523B2 JP1056652A JP5665289A JP2814523B2 JP 2814523 B2 JP2814523 B2 JP 2814523B2 JP 1056652 A JP1056652 A JP 1056652A JP 5665289 A JP5665289 A JP 5665289A JP 2814523 B2 JP2814523 B2 JP 2814523B2
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幸信 西村
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信剛 谷口
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流体の流量を検出する熱式流量センサに
関するもので、特に、流量変化に対する応答性を改善す
る信号処理方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal type flow sensor for detecting a flow rate of a fluid, and more particularly to a signal processing method for improving responsiveness to a flow rate change.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の熱式流量センサとしては、内燃機関の吸入空気
流量を検出する熱式空気流量センサがよく知られてお
り、代表的なものとして吸気通路内に配設された白金線
の温度が一定となるように白金線への通電電流を抑制
し、この電流値に対応して空気流量信号を得るホットワ
イヤ式空気流量センサが公知である。又、該白金線の代
りにアルミナ基板やフィルムに白金を蒸着した熱式空気
流量センサがホットワイヤ式空気流量センサの廉価版と
して最近注目されてきている。
As a conventional thermal flow sensor, a thermal air flow sensor that detects an intake air flow rate of an internal combustion engine is well known, and as a typical example, a temperature of a platinum wire disposed in an intake passage is constant. A hot wire type air flow sensor is known which suppresses a current flowing through a platinum wire so as to obtain an air flow signal in accordance with the current value. In addition, a thermal air flow sensor in which platinum is deposited on an alumina substrate or film instead of the platinum wire has recently attracted attention as a low-cost version of the hot wire air flow sensor.

ところで、これらの熱式空気流量センサにおいては、
定温度に制御された温度依存抵抗への通電電流を検知し
て空気流量を計測するものであるため、該温度依存抵抗
ならびにその保持部材への熱伝導及び蓄熱により計測す
べき空気流量が変化した時出力応答が遅れ、検出特性に
誤差を生じることが知られている。
By the way, in these thermal air flow sensors,
Since the air flow is measured by detecting the current flowing through the temperature-dependent resistor controlled to a constant temperature, the air flow to be measured changes due to the temperature-dependent resistance and heat conduction and heat storage to the holding member. It is known that the time output response is delayed, causing an error in detection characteristics.

第6図は(a)はこの種の熱式空気流量センサ(1)
を示すもので、(11)は空気が流れる通路を兼ねる管状
のハウジングであり、空気の流れる方向を矢印で示して
いる。RHは空気流量を検出する為の温度依存抵抗で、第
6図(b)に示すようにアルミナ基板(14)の上に白金
を印刷あるいは蒸着した後トリミングして形成されたも
ので、他の抵抗RK,RMとともに空気通路内に配設されて
いる。RH,RM,RK,R1,R2は周知のブリッジ回路構成で抵抗
値検出装置を形成し、差動増巾器(12)とによって閉ル
ープを形成してRHの温度又は抵抗値が一定となるよう制
御される。このため、空気流量に対応してRHの通電電流
が決定され、該電流値とRMの抵抗値の積から出力電圧
(13)を得ることができる。
FIG. 6A shows a thermal air flow sensor of this type (1).
(11) is a tubular housing which also serves as a passage through which air flows, and the direction of air flow is indicated by arrows. R H is a temperature-dependent resistance for detecting an air flow rate, and is formed by printing or depositing platinum on an alumina substrate (14) and then trimming it as shown in FIG. 6 (b). resistor R K, are arranged with R M in the air passage. R H , R M , R K , R 1 , and R 2 form a resistance detecting device by a well-known bridge circuit configuration, and form a closed loop by a differential amplifier (12) to form a temperature or resistance of R H. The value is controlled to be constant. Therefore, current supplied R H is determined in accordance with the air flow rate, it is possible to obtain an output voltage from the product of the resistance value of the current value and R M (13).

次に、このような熱式空気流量センサ(1)の空気流
量変化時の応答遅れについて説明する。第7図は空気流
量をステップ状に変化させた時の熱式空気流量センサの
応答を示す図であり、その特性はA点を節とする折れ線
に略等しい応答を示す。ここで横軸はステップ変化後の
経過時間、縦軸は空気流量変化率を示す。A点までの時
間遅れは、白金抵抗RHの熱応答及び回路の応答遅れが主
として起因し、A点での目標値と偏差及びA点から目標
へ収れんするまでの時間は主として白金抵抗RHの保持部
材であるアルミナ基板(14)への熱伝導,蓄熱により生
じるものである。第8図は上記動作を説明するための図
であり、アルミナ基板(14)に対し白金抵抗RHの位置を
基準に距離を横軸にとった時のアルミナ基板(14)上の
温度分布を示す。白金抵抗RH部付近の温度は前述の回路
により空気温度に対し十分高い一定の温度に制御されて
いる。ここで、白金抵抗RHにおいて発生した熱は空気中
へ放出されるとともに白金抵抗RH部からアルミナ基板
(14)へ伝熱・蓄熱されることになる。該閉ループ回路
はこの熱損失を補って白金抵抗RHへの電流を制限する。
従って、所定の空気流量に対する熱式空気流量センサ
(1)の出力はアルミナ基板(14)への伝熱蓄熱分を含
んだものとなるが、アルミナ基板(14)上の熱の平衡が
とれた状態での特性即ち定常状態では正確な流量特性が
得られる。ところが、空気流量が変化する場合は上記熱
平衡がとれない為流量特性に誤差を生ずることになる。
第8図のl1は空気流量が少ない時の温度分布であり、l2
は空気流量が多い時を示す。ここで、l2がl1の下方にな
るのは流れる空気流量によってアルミナ基板(14)の冷
却効果が異なる為である。小流量から大流量へ空気流量
をステップ変化させた時は最終的には温度分布がl2にな
るが、初期はl2に対応する空気流量であるのにl1の温度
分布となり白金抵抗RHへの供給電力、即ち、熱式空気流
量センサ(1)の出力は本来の出力より少なくなる。即
ち、空気流量の変化があった時は変化前の空気流量に対
応する温度分布と変化後の空気流量に対応する温度分布
の差に対応した初期流量誤差を生じ、温度分布が変化後
の空気流量に対する定常状態になるまでの時間誤差が暫
減しながら継続することになる。この度合いは第6図に
示す熱式空気流量センサ(1)では、保持部材であるア
ルミナ基板(14)の伝熱・蓄熱の影響が大きく、内燃機
関の燃料噴射装置で実用化可能な程度の応答性・耐久性
をもつセンサとすべく白金抵抗RHの面積、アルミナ基板
(14)の厚みなどを考慮して製作したものでも初期流量
偏差が最大30%、偏差の継続時間が500ms程度となり、
このような応答遅れは内燃機関の燃料制御上許容し難い
ものである。
Next, the response delay of the thermal air flow sensor (1) when the air flow rate changes will be described. FIG. 7 is a diagram showing the response of the thermal air flow sensor when the air flow rate is changed stepwise, and its characteristic shows a response substantially equal to a polygonal line with the point A as a node. Here, the horizontal axis indicates the elapsed time after the step change, and the vertical axis indicates the air flow rate change rate. The time delay to the point A is mainly caused by the thermal response of the platinum resistor R H and the response delay of the circuit. The target value and the deviation at the point A and the time from the point A to the target are mainly the platinum resistance R H It is generated by heat conduction and heat storage to the alumina substrate (14) as a holding member. FIG. 8 is a diagram for explaining the above operation, and shows a temperature distribution on the alumina substrate (14) when the distance is plotted on the horizontal axis with respect to the position of the platinum resistance RH relative to the alumina substrate (14). Show. The temperature in the vicinity of the platinum resistance RH is controlled to a constant temperature sufficiently higher than the air temperature by the above-described circuit. Here, heat generated in the platinum resistance R H will be heat transfer, heat storage from platinum resistance R H portion to the alumina substrate (14) while being discharged into the air. The closed loop circuit compensates for this heat loss and limits the current to the platinum resistor RH .
Therefore, the output of the thermal air flow sensor (1) for a predetermined air flow rate includes the heat transfer heat storage component to the alumina substrate (14), but the heat on the alumina substrate (14) is balanced. Characteristics in the state, that is, accurate flow characteristics in the steady state can be obtained. However, when the air flow rate changes, an error occurs in the flow rate characteristic because the above thermal equilibrium is not achieved.
In FIG. 8, l 1 is the temperature distribution when the air flow rate is small, and l 2
Indicates when the air flow rate is high. Here, the cooling effect of the alumina substrate (14) by the air flow through the l 2 becomes lower l 1 are different. Small flow from the large flow rate when the air flow rate was changed step the temperature distribution becomes l 2 eventually, the initial temperature distribution and becomes platinum resistance of l 1 to an air flow rate corresponding to l 2 R The power supplied to H , that is, the output of the thermal air flow sensor (1) is smaller than the original output. That is, when the air flow rate changes, an initial flow rate error corresponding to the difference between the temperature distribution corresponding to the air flow rate before the change and the temperature distribution corresponding to the air flow rate after the change occurs, and the air flow after the temperature distribution changes. The time error until the steady state with respect to the flow rate is continued for a while while being reduced. In the thermal air flow sensor (1) shown in FIG. 6, the degree of this effect is so great that the heat transfer and heat storage of the alumina substrate (14) as the holding member is large, and the thermal air flow sensor (1) can be practically used in a fuel injection device of an internal combustion engine. The initial flow rate deviation is up to 30% and the duration of the deviation is about 500ms even if the sensor is manufactured taking into account the area of the platinum resistance RH and the thickness of the alumina substrate (14) in order to make the sensor responsive and durable. ,
Such a response delay is unacceptable in fuel control of the internal combustion engine.

このような欠点を改善する方法として例えば特開昭61
−26823号公報に示されるような温度依存抵抗を用いる
ものが提案されている。第9図はこの温度依存抵抗を示
すもので、円環状アルミナ基体(14)の外表面に白金薄
膜を蒸着し、レーザートリミングによりアルミナ基体
(14)の全体に白金抵抗RHを形成するとともに白金線よ
りなるリード線(15)をアルミナ基体(14)の両端開口
部より挿入し、導電ペースト(16)で固着することによ
り構成されている。このようにアルミナ基体に対する白
金抵抗RHの面積を大きくすることによって流量が変化し
たときの保持部材の温度特性への影響を小さくすること
が可能となり、応答性を向上することができる。
As a method of improving such a defect, for example,
A device using a temperature-dependent resistor as disclosed in -26823 has been proposed. FIG. 9 shows this temperature-dependent resistance. A platinum thin film is deposited on the outer surface of the annular alumina substrate (14), and a platinum resistor RH is formed on the entire alumina substrate (14) by laser trimming. A lead wire (15) made of a wire is inserted through openings at both ends of the alumina base (14), and is fixed with a conductive paste (16). By increasing the area of the platinum resistance RH with respect to the alumina substrate in this way, it is possible to reduce the influence on the temperature characteristics of the holding member when the flow rate changes, and to improve the responsiveness.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来の熱式空気流量センサ
においては、センサ自体の構造が複雑化して製造が困難
なものとなり、あるいは価格が高くなるなどの問題があ
った。
However, such a conventional thermal air flow sensor has a problem in that the structure of the sensor itself is complicated, making it difficult to manufacture, or increasing the price.

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、構造が簡単で廉価な熱式流量センサを用
い、信号処理によって応答性を改善するようにした信号
処理方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a signal processing method that uses a thermal flow sensor having a simple structure and is inexpensive to improve responsiveness by signal processing. It is.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、温度依存抵抗と該抵抗を支持する保持部
材とからなる熱式流量センサを備えたものにおいて、流
量が定常状態を維持した平衡状態にあるときの流体の流
量に対応した補正係数である第1の演算値を予じめ設定
しておき、熱式流量センサの出力から求めた流量値から
第1の演算値を求めるとともに、流体の流量が変動した
ときの上記第1の演算値の変化に追従する補正係数であ
って、かつ、流量変化量に応じて変化する補正割合い値
を用いて追従の速さが決められる第2の演算値を求め、
これら第1、第2の演算値の差により流量センサの出力
を補正するようにしたものである。
The present invention provides a thermal flow sensor including a temperature-dependent resistor and a holding member that supports the resistor, wherein a correction coefficient corresponding to the flow rate of the fluid when the flow rate is in an equilibrium state while maintaining a steady state. A certain first calculation value is set in advance, and the first calculation value is obtained from the flow value obtained from the output of the thermal flow sensor, and the first calculation value obtained when the flow rate of the fluid fluctuates. A second calculation value that is a correction coefficient that follows the change of the amount, and that determines the speed of the follow-up by using a correction ratio value that changes according to the flow rate change amount,
The output of the flow sensor is corrected based on the difference between the first and second calculated values.

〔作用〕 この発明における信号処理方法は、平衡状態にあると
きの流体の流量に対応して設定された補正係数である第
1の演算値と流体の流量が変化したときの第1の演算値
の変化に追従する補正係数である第2の演算値との差に
より流量センサの出力を補正するように構成されたもの
で、温度依存抵抗及び抵抗保持部材の温度特性に伴なう
応答遅れを解消させることが可能となる。
[Operation] In the signal processing method according to the present invention, the first operation value which is a correction coefficient set corresponding to the flow rate of the fluid in the equilibrium state and the first operation value when the flow rate of the fluid changes Is configured to correct the output of the flow rate sensor by a difference from a second calculated value that is a correction coefficient that follows the change of the temperature. It is possible to eliminate it.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明を一実施例である熱式空気流量センサ
を用いた燃料噴射装置について説明する。第1図におい
て、(1)は第6図に示された形式の熱式空気流量セン
サ、(2)は該空気流量センサ(1)を収容する吸気通
路、(3)は吸入空気量を調整するスロットルバルブ、
(4)はサージタンク、(5)はインテークマニホール
ド、(6)はエンジン、(7)はエンジン(6)におけ
る気筒毎のインテークマニホールドに取付けられたイン
ジェクタ、(8)はエンジン(6)のカムシャフト軸に
取付けられたディストリービュータ内に設けられ、クラ
ンク軸の回転位置を検出するクランク角センサ、(9)
は空気流量センサ(1)からの空気流量信号及びクラン
ク角センサ(8)からのエンジン回転数信号を主に図示
しない各種センサなどによる補正演算を行ないインジェ
クタ(7)の噴射パルス巾を制御する信号処理器で、第
2図に示すように熱式空気流量センサ(1)の出力電圧
信号をディジタル変換するA/D変換器(91)とクランク
角センサ(8)の出力信号を波形整形するディジタルイ
ンタフェース(92)と、これらの出力を受けて演算処理
を行なう中央処理装置(CPU)(93)と、プログラムお
よびデータなどが記憶されたROM(94)と、データを一
時記憶するRAM(95)と、出力信号を発生する駆動回路
(96)とから構成されている。基本の演算処理方法とし
ては、空気流量センサのA/D値、クランク角センサから
の回転数信号などを用い後述する空気流量の補正演算を
行ない、これらの信号、演算値により周知の方法で燃料
噴射パルス巾を計算して駆動回路(96)によりインジェ
クタ(7)を制御することになる。
Hereinafter, a fuel injection device using a thermal air flow sensor according to an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, (1) is a thermal air flow sensor of the type shown in FIG. 6, (2) is an intake passage accommodating the air flow sensor (1), and (3) regulates an intake air amount. Throttle valve,
(4) is a surge tank, (5) is an intake manifold, (6) is an engine, (7) is an injector attached to an intake manifold for each cylinder in the engine (6), and (8) is a cam of the engine (6). A crank angle sensor provided in a distributor attached to the shaft to detect a rotational position of the crank shaft; (9)
Is a signal for controlling the injection pulse width of the injector (7) by performing a correction calculation mainly by various sensors (not shown) based on the air flow rate signal from the air flow rate sensor (1) and the engine speed signal from the crank angle sensor (8). An A / D converter (91) for digitally converting the output voltage signal of the thermal air flow sensor (1) and a digital for shaping the output signal of the crank angle sensor (8) as shown in FIG. An interface (92), a central processing unit (CPU) (93) for performing arithmetic processing by receiving these outputs, a ROM (94) storing programs and data, and a RAM (95) for temporarily storing data And a drive circuit (96) for generating an output signal. As a basic calculation processing method, an air flow rate correction calculation described later is performed by using an A / D value of an air flow rate sensor, a rotation speed signal from a crank angle sensor, and the like. The injection pulse width is calculated and the injector (7) is controlled by the drive circuit (96).

ところで、このような燃料噴射装置に用いられる熱式
空気流量センサ(1)は上述したようにアルミナ基板
(14)の伝熱・蓄熱特性により応答遅れが避けられない
ものであり、本発明による応答性改善処理が必要とな
る。
Incidentally, the thermal air flow sensor (1) used in such a fuel injection device has a response delay inevitable due to the heat transfer and heat storage characteristics of the alumina substrate (14) as described above. The property improvement processing is required.

以下、この発明の一実施例である信号処理方法を第3
図、第4図、第5図を用いて説明する。まず、第3図
(a)のステップ101において信号処理器(9)は所定
の時間間隔で空気流量センサ(1)の出力電圧をA/D変
換した値により、予め測定された流量特性に基づき上記
A/D変換値に相当する流量Qmを求めておき、クランク角
センサ(8)による割込み信号(4気筒エンジンの場
合、1000rpmの回転時は30msec毎)が入力されると、こ
れらの時間における測定空気流量Qmの積算値と積算回数
nとから回転信号間の平均空気流量Qaを演算し、RAM(9
5)に書き込む。
Hereinafter, a signal processing method according to an embodiment of the present invention will be described in a third embodiment.
This will be described with reference to FIG. 4, FIG. 4 and FIG. First, in step 101 of FIG. 3 (a), the signal processor (9) performs A / D conversion of the output voltage of the air flow sensor (1) at predetermined time intervals, based on a flow rate characteristic measured in advance. the above
To previously obtain the flow rate Q m corresponding to A / D conversion value (for 4-cylinder engines, during the rotation of 1000rpm in each 30 msec) interrupt signal by the crank angle sensor (8) is input, at these times average calculating the air flow rate Q a of between rotation signal from the integrated value of the measured air flow rate Q m and the number of integrations n, RAM (9
Write in 5).

以下は上記割込み信号とは別の一定時間間隔の割込み
による繰返し処理ルーチンを第3図(c)を用いて説明
する。ステップ301で、第3図(a)の処理ルーチンで
演算された平均空気流量QaをRAM(95)より読み出す。
空気流量センサがステップ302で熱的に平衡状態に対応
して予め求めておいた平均空気流量Qaに対する第1の補
正演算値データCQmaxをテーブルを参照して求める。こ
のテーブルは、内燃機関に用いられる実用空気流量計測
域が数g/秒〜100g/秒程度の場合、第3図(b)に示す
ように最低流量で0.3、中流量以上で0となり、しか
も、低流量域で空気流量Qaの増加に伴って減少する値を
持つように構成されている。
Hereinafter, a repetitive processing routine by interruption at a fixed time interval different from the interruption signal will be described with reference to FIG. 3 (c). In step 301, the average air flow rate Q a which is calculated by the routine of FIG. 3 (a) read from RAM (95).
Air flow sensor obtained by referring to the first correction calculation value data C Qmax table to the average air flow rate Q a which has been determined in advance corresponding to the thermal equilibrium state at step 302. This table shows that when the practical air flow rate measurement range used for the internal combustion engine is about several g / sec to 100 g / sec, the minimum flow rate is 0.3, and the medium flow rate is 0 or more, as shown in FIG. It is configured to have a value that decreases with an increase in the air flow rate Qa in a low flow rate range.

この第1の演算値CQmaxは空気流量Qに対して変化す
るアルミナ基板(14)の温度特性を表すものである。
The first calculated value C Qmax represents a temperature characteristic of the alumina substrate (14) that changes with respect to the air flow rate Q.

次に、ステップ303において、第3図(c)に示され
た繰返し処理ルーチンの前回の計算により演算された第
2の演算値CQをRAM(95)より読み出す。その後、ステ
ップ304において前回の繰返し計算による平均空気流量Q
aに対する変化分を算出し、これを単位時間あたりの流
量変化量ΔQaとして一時記憶する。次にステップ305に
おいて流量変化量ΔQaの大きさを参照して決める補正割
合値ΔCを求め、さらにステップ306においてCQmaxとCQ
が等しいか否かを判別し、両者が一致する場合は平衡状
態にあるものとしてその値CQmaxを第2の演算値CQとし
て保持する。
Next, in step 303, the second calculation value C Q calculated by the previous calculation of the iterative process routine shown in FIG. 3 (c) read from RAM (95). Then, in step 304, the average air flow rate Q obtained by the previous repetitive calculation
calculating a variation with respect to a, and temporarily stores it as the flow rate change amount Delta] Q a per unit time. Then determine the correction ratio value ΔC to determine by referring to the magnitude of the flow rate variation Delta] Q a In step 305, further C Qmax and C Q in step 306
Are determined to be equal to each other, and when they match, the value C Qmax is held as the second calculated value C Q assuming that the two are in an equilibrium state.

また、両者が不一致である場合、ステップ307におい
てCQがCQmaxよりも大きい場合はCQから予め設定したΔ
Cだけ減算し、大小関係が反対の場合は加算する。この
ようにして一定時間毎に第2の演算値CQを第1の演算値
CQmaxに近づけて追従させるように演算処理を行う。こ
こで補正割合値ΔCを平均空気流量Qaの単位時間当たり
の変化量ΔQaから求めることにより、保持部材温度の単
位時間当たりの変化量を反映した補正値とすることが可
能となる。
Also, if both do not match, if the C Q is larger than C Qmax at step 307 is set in advance from C Q delta
Only C is subtracted, and if the magnitude relation is opposite, it is added. In this way, the second calculated value C Q is changed to the first calculated value every fixed time.
Calculation processing is performed so as to follow C Qmax . By wherein obtaining the correction ratio value ΔC from the average air flow rate Q a variation Delta] Q a per unit time, it becomes possible to correct value reflecting the amount of change per holding member unit temperature time.

次にステップ310において補正係数Cを演算し、ステ
ップ311で平均空気流量Qaと補正係数Cを掛け合わせる
ことで補正された空気流量Qa が求められる。
Then calculating a correction factor C in step 310, the average air flow rate Q a correction air flow rate is corrected by multiplying the coefficient C Q a * is determined in step 311.

第4図は、このような空気流量センサ(1)を用い空
気流量が急激に増減した場合のタイムチャートを示すも
ので、時間t0にスロットルバルブ(3)を急激に開放し
たその開度状態(大流量状態)を維持し、その後、t3
にスロットルバルブ(3)を急激に閉鎖状態に復帰させ
た場合を示している。ここで、第4図(a)の実線は実
際の吸入空気流量Qの変化を示し、点線は空気流量セン
サ(1)により示される平均空気流量Qaの変化を示して
いる。すなわち、空気流量センサ(1)の出力Qaはセン
サ自体の応答特性により変化した後、A点(t1時)にお
いて、第7図に示すようなアルミナ基板(14)の温度特
性に伴なって応答性が低下し、実際の空気流量を示す信
号が得られるt2時までの時間遅れが生じる。このt1〜t2
時の時間は数100m秒〜1秒とt1〜t2時の50m秒に比して
無視できないものである。一方、空気流量センサ(1)
の出力Qaに伴なって第1の演算値CQmaxは第4図(b)
に点線で示すように変化し、また、第2の演算値CQも第
3図(c)に示す演算に伴なって実線で示すように変化
する。したがって、補正係数Cは第4図(c)に示すよ
うに第1,第2の演算値CQmax,CQの偏差に応じて変動する
ことになり、この補正係数Cを空気流量センサ(1)の
出力Qaに乗算することによって実際の吸入空気流量Qに
近似した吸入空気流量を表わす信号Qa を得ることがで
きる。
Figure 4 is such an air flow sensor (1) air flow rate used is intended to indicate a rapid time chart when increased or decreased, the opening state of rapidly opening the throttle valve (3) to time t 0 (high flow conditions) is maintained, after which illustrates a case where to return the t 3 at the throttle valve (3) to suddenly closed. Here, the solid line of FIG. 4 (a) shows the change in the actual intake air flow rate Q, the dotted line indicates the change in the average air flow rate Q a as indicated by an air flow sensor (1). That is, the output Q a of air flow rate sensor (1) After changing the response characteristics of the sensor itself, at point A (time t 1), is accompanied by the temperature characteristic of the alumina substrate as shown in FIG. 7 (14) Te decreases responsiveness, the actual time delay until t 2 the signal is obtained indicating the air flow rate occurs. This t 1 to t 2
When time is not negligible compared to several 100m 1 second and t 1 ~t 2 o'clock 50m sec. Meanwhile, an air flow sensor (1)
The first calculated value C Qmax along with the output Q a of FIG.
The changes as shown by the dotted line, also the second calculation value C Q changes as shown by the solid line is accompanied on the calculation shown in FIG. 3 (c). Accordingly, the correction coefficient C varies according to the deviation between the first and second calculated values C Qmax and C Q , as shown in FIG. 4 (c). it is possible to obtain the actual intake air flow rate Q signal representing the intake air flow rate that approximates the Q a * by multiplying the output Q a of).

また、第5図は空気流量が徐々に変化した場合のタイ
ムチャートを示すもので、第4図に示すステップ状の流
量変化に比べて単位時間当りの流量変化量ΔQaが小さい
ため、これに応じて補正割合い値ΔCを小さくし、第2
の演算値CQが第1の演算値CQmaxに徐々に追従すること
が可能となり、この結果、補正後の空気流量Qa を実際
の空気流量Qに近い値とすることができる。
FIG. 5 shows a time chart when the air flow rate changes gradually. The flow rate change per unit time ΔQ a is smaller than the stepwise flow rate change shown in FIG. Accordingly, the correction ratio value ΔC is reduced, and the second
The calculation value C Q becomes possible to gradually follow the first calculation value C Qmax, this result, the air flow rate Q a corrected * may be an actual value close to the air flow rate Q.

このように、本発明においては、空気流量センサ
(1)の出力に対してこの出力が平衡状態において発生
する第1の演算値CQmaxを予じめ記憶させておき、この
第1の演算値CQmaxの変化及び第1の演算値CQmaxとの大
小関係に応じ、かつ、流量変化量ΔQaに応じて変化する
補正割合い値ΔCを用いて第2の演算値CQを形成させる
とともにこれらの演算値によって補正係数Cを算出さ
せ、空気流量センサ(1)の出力に補正係数Cを乗算さ
せて補正させるように構成したため、温度依存抵抗を支
持する保持部材による熱的影響を解消することができ、
空気流量を検出する際の応答特性を改善することが可能
となる。
As described above, in the present invention, the first calculated value C Qmax generated when the output is in an equilibrium state is stored in advance with respect to the output of the air flow sensor (1), and the first calculated value is calculated. depending on the magnitude relationship between the change in C Qmax and the first calculated value C Qmax, and together to form a second calculation value C Q using a correction ratio had values ΔC which varies according to the flow rate change amount Delta] Q a The correction coefficient C is calculated based on these calculated values, and the output of the air flow sensor (1) is multiplied by the correction coefficient C for correction. Therefore, the thermal effect of the holding member that supports the temperature-dependent resistance is eliminated. It is possible,
It is possible to improve the response characteristics when detecting the air flow rate.

なお、上述の実施例においては、第1の演算値を空気
流量センサ(1)の出力に応じて予じめ設定するように
構成したが、この第1の演算値は空気流量に対応した値
にすぎないものであり、内燃機関において空気流量を表
わすパラメータとして用いられているブースト値と回転
数あるいはスロットル開度と回転数とによって第1の演
算値を求めるように構成してもよい。又、熱式流量セン
サとして内燃機関の空気流量センサについて説明した
が、温度依存抵抗及びその保持部材の温度又は温度分布
が流体の流量変化に対して流量に対する平衡値からずれ
を生じ、流量特性に誤差を生じる熱式流量センサであれ
ばよく、例えば、内燃機関のEGRガス流量センサにも適
用することができる。
In the above-described embodiment, the first calculation value is set in advance according to the output of the air flow sensor (1). However, the first calculation value is a value corresponding to the air flow rate. The first calculation value may be obtained from the boost value and the rotation speed or the throttle opening and the rotation speed used as parameters representing the air flow rate in the internal combustion engine. Although the air flow sensor of the internal combustion engine has been described as the thermal flow sensor, the temperature-dependent resistance and the temperature or temperature distribution of the holding member thereof deviate from the equilibrium value for the flow with respect to the change in the flow of the fluid, and the flow characteristic has Any thermal flow sensor that causes an error may be used. For example, the present invention can be applied to an EGR gas flow sensor for an internal combustion engine.

さらに、信号処理方法として、実施例では熱式空気流
量センサの流量値を補正するように構成したが、流量セ
ンサの出力値又はこの出力値をA/D変換した値を用いる
ようにしてもよい。
Further, as the signal processing method, in the embodiment, the flow rate value of the thermal air flow rate sensor is configured to be corrected, but the output value of the flow rate sensor or a value obtained by A / D converting the output value may be used. .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば熱式流量センサにお
ける温度依存抵抗及びその保持部材の熱応答遅れを信号
処理により補正することが可能となり、しかも、流量変
化量に応じて変化する補正割合い値を用いて演算するよ
うに構成したため、構造が簡単で安価な熱式流量センサ
を用いて応答性の良好な流量測定を可能とすることがで
きる。
As described above, according to the present invention, it is possible to correct the temperature-dependent resistance in the thermal type flow sensor and the thermal response delay of the holding member by the signal processing, and furthermore, the correction ratio that changes according to the flow rate change amount. Since the calculation is performed using the values, it is possible to measure the flow rate with good responsiveness by using an inexpensive thermal type flow sensor having a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例である内燃機関の燃料噴射
装置を示す基本構成図、第2図は第1図における燃料噴
射装置の信号処理器を示すブロック図、第3図は本発明
の信号処理方法を示すフローチャートおよび特性図、第
4図および第5図はタイムチャートを示す図、第6図は
内燃機関の熱式空気流量センサを示すブロック図、第7
図は空気流量をステップ変化させた時の該センサの空気
流量変化率を示す図、第8図はセンサの熱応答遅れを説
明する図、第9図は従来の温度依存抵抗を示す概要図で
ある。 図中、(1)は空気流量センサ、(3)はスロットルバ
ルブ、(6)はエンジン、(7)はインジェクタ、
(8)はクランク角センサ、(9)は信号処理器、RH
温度依存抵抗、(14)は保持部材であるアルミナ基板、
CQmaxは第1の演算値、CQは第2の演算値、ΔCは補正
割合い値を示す。
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing a fuel injection device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a signal processor of the fuel injection device in FIG. 1, and FIG. 4 and 5 are time charts, FIG. 6 is a block diagram showing a thermal air flow sensor for an internal combustion engine, and FIG.
The figure shows the air flow rate change rate of the sensor when the air flow rate is changed stepwise, FIG. 8 is a view for explaining the thermal response delay of the sensor, and FIG. 9 is a schematic view showing a conventional temperature-dependent resistance. is there. In the figure, (1) is an air flow sensor, (3) is a throttle valve, (6) is an engine, (7) is an injector,
(8) is a crank angle sensor, (9) is a signal processor, RH is a temperature-dependent resistor, (14) is an alumina substrate as a holding member,
C Qmax indicates a first calculated value, C Q indicates a second calculated value, and ΔC indicates a correction ratio value.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】温度に依存して抵抗値が変動する温度依存
抵抗とこの温度依存抵抗を支持する保持部材とを有し、
上記温度依存抵抗を介して形成される出力信号に基づ
き、流体の流量を検出する熱式流量センサを備えたもの
において、上記流体の流量が定常状態を維持した平衡状
態にあるときの上記流体の流量に対応した補正係数であ
る第1の演算値を予じめ設定しておき、上記熱式流量セ
ンサの出力から求めた流量値から上記第1の演算値を求
めるとともに、上記流体の流量が変動したときの上記第
1の演算値の変化に追従する補正係数であって、かつ、
単位時間当りの流量変化量に応じて変化する補正割合い
値を用いて上記追従の速さが決められる第2の演算値を
求め、これら第1、第2の演算値の差により上記流量セ
ンサの出力を補正するようにしたことを特徴とする熱式
流量センサの信号処理方法。
A temperature-dependent resistor whose resistance value varies depending on temperature; and a holding member for supporting the temperature-dependent resistor.
A device provided with a thermal type flow sensor for detecting a flow rate of a fluid based on an output signal formed through the temperature-dependent resistance, wherein the flow rate of the fluid is in an equilibrium state where a steady state is maintained. A first calculation value, which is a correction coefficient corresponding to the flow rate, is set in advance, and the first calculation value is obtained from the flow value obtained from the output of the thermal flow sensor, and the flow rate of the fluid is determined. A correction coefficient that follows a change in the first calculated value when the value fluctuates, and
A second operation value for determining the following speed is determined by using a correction ratio value that changes according to the flow rate change amount per unit time, and the flow rate sensor is determined by a difference between the first and second operation values. A signal processing method for a thermal flow sensor, wherein the output of the thermal flow sensor is corrected.
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