JP4602973B2 - 熱式流量測定装置 - Google Patents

熱式流量測定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4602973B2
JP4602973B2 JP2006520551A JP2006520551A JP4602973B2 JP 4602973 B2 JP4602973 B2 JP 4602973B2 JP 2006520551 A JP2006520551 A JP 2006520551A JP 2006520551 A JP2006520551 A JP 2006520551A JP 4602973 B2 JP4602973 B2 JP 4602973B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
signal
response recovery
flow
response
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006520551A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2006051589A1 (ja
Inventor
菅家  厚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of JPWO2006051589A1 publication Critical patent/JPWO2006051589A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4602973B2 publication Critical patent/JP4602973B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • G01F1/6965Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters comprising means to store calibration data for flow signal calculation or correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6845Micromachined devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/72Devices for measuring pulsing fluid flows

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、空気等の流体の流量を検出するための熱式流量測定装置に関する。
温度特性を有する発熱抵抗体,温度補償抵抗体等の感温抵抗体を用いた熱式空気流量測定装置(熱式空気流量計)は、質量空気量を直接検知できることから、自動車などの内燃機関の吸入空気流量を測定するために広く使用されている。検出された空気流量信号は、電子制御燃料噴射装置の燃料噴射量の演算などに利用される。
発熱抵抗体などの感温抵抗体は、白金線をボビンに巻きつけてガラスでコーティングする熱線式タイプのものが広く実用化され、さらに近年では、薄膜抵抗体をセラミック基板上やシリコン基板上に形成する薄膜タイプ、ポリシリコンなどの半導体タイプが提案されている。
流量の検出方式は、流路に設置される発熱抵抗体に温度補償抵抗体との温度差が所定差になるように加熱制御し、その発熱抵抗体に流れる電流を直接検出する方式と、発熱抵抗体の上流、下流に温度検出抵抗体を配置し、温度検出抵抗体の温度差により流量を検出する方式等がある。いずれも、基本的には、感温抵抗体が流体と熱交換するときに変化する抵抗温度特性を利用している。
出力の応答遅れが比較的大きな流量検出素子を使用する場合には、応答遅れの時定数を逆変換して応答遅れを補正する必要がある。このような応答遅れの補正は、制御装置(例えばエンジン制御ユニット)に流量信号が入力される前の段階(前処理)でセンサ側で行ったり(特開平8−62012号、特開平11−14418号等)、エンジン制御ユニット側で行ったりしている(例えば特開平6−10752号、特開2003−13789号等)。
前者が、流量計(センサ)の特性をディジタル的に補正する一例で、後者がセンサの応答遅れによる計測誤差を改善するためにエンジン制御ユニット側で用いる方式の一例である。いずれも応答遅れの大きなセンサを活用する場合に、その応答遅れを改善するために用いている。
また、熱式流量センサは、非線形な出力特性を有し、かつエンジンなどの吹き返しにより脈動を伴うこともある。これらは、出力信号の誤差要因であるために、出力信号をディジタル的にセンサの回路側でディジタル補正して、エンジン制御ユニット側に出力する一例が特開平11−94620等に記載されている。
特開平8−62012号公報 特開平11−14418号公報 特開平6−10752号公報 特開2003−13789号公報 特開平11−94620号公報
一般に発熱抵抗体を用いた熱式流量計の出力と空気流量との関係は、キングの式と呼ばれる次式によって表される。
Ih・Rh=C1+C2√Q)(Th−Ta) …(1)
ここでIhは発熱抵抗体に流れる電流、Rhは発熱抵抗体の抵抗値、Thは発熱抵抗体の表面温度、Taは空気の温度、Qは空気流量、C1、C2は発熱抵抗体で決まる定数である。
空気流量計の出力は、加熱電流Ihを、検出抵抗を用いて電圧値として検出するのが一般的である。内燃機関の制御に用いるエンジン制御ユニットでは、(1)式の関係からセンサの出力電圧値を流量値に変換して内燃機関の空気と燃料の割合などを制御している。
このように、熱式流量計の出力信号と実際の流量との関係は、(1)式に示されるように、非線形な関係(流量の4乗根が電圧値)であるため、流量を検出するためには、何らかの線形化手段が必要となる。
上記従来技術においては脈動等の動的な流れの変動に対して、検出素子の応答性が遅い場合は、センサの非線形性な特性によって脈動誤差を発生するといった課題があった。
このような課題は、センサ応答性を改善する逆変換法や、信号の補正などの改善で通常の脈動動作領域においてはある程度対処することも可能であるが、高回転、高脈動等の通常の脈動動作領域よりも大きな脈動の領域においては対処が難しく、特性改善が望まれていた。
例えば、近年のエンジンにおいて、高回転域の出力アップを図るために、可変慣性吸気システムが提案されている。この方式は、エンジンの低回転域で生じやすい吸気脈動を、高回転領域でも大きくして(例えば、高回転域で吸気管の有効長を変えるなどしてエンジン吸気共鳴を生じさせ、それにより吸気脈動を大きくする)、高回転域における空気取り込み効率を高めて高出力化を図っている。
高回転域で吸気脈動を生じさせると、センサエレメント(発熱抵抗体)の応答遅れにより空気流量精度が低下するおそれがある。この吸気脈動による応答遅れを防止するために、応答遅れ回復パラメータ(進み補償ゲイン)を用いて応答遅れを解消することが考えられる。ただし、エンジンの全運転領域において、一様な応答回復処理を行なうと、脈動がさほど大きくない(共鳴のない)運転領域では、過剰応答遅れ回復処理となり、かえって空気流量精度を低下させることも考えられる。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンに吸気脈動や逆流が生じる状況において、脈動の大きさやその周波数に応じて流量計の脈動誤差を低減することにある。
本発明は、基本的には、流体の流量を検出し、かつ脈動流の順流と逆流を検出可能な流量検出素子を有する熱式流量測定装置において、前記流量検出素子から出力される信号の応答遅れに対して応答回復の処理を行なう応答回復手段と、前記流量検出素子の出力信号の脈動状態に応じて前記応答回復処理の有無を決定するか或いは応答回復のパラメータ値を変える手段とを備える。前記流量検出素子の出力信号の脈動状態は、例えば逆流発生の有無或いは逆流の推定量である。
このようにすれば、順流だけの運転領域と逆流が生じる脈動運転領域の応答遅れ補償パラメータ(進みゲイン)を、それぞれに合ったものに換えるように調整して、吸気流量信号の応答遅れ補償を行うことができる。
本発明によれば、流量の脈動時や過渡応答時において、センサの本来の信号の特性を失わずに脈動や応答時の流量の測定精度を高める。特に、応答回復補正時の補正バラツキを低減した流量計を実現することが可能となる。自動車用の場合には、運転性の向上、生産性の向上などが図りやすくなる。また、高回転時の脈動時の計測誤差を低減することで、エンジン制御に用いた場合はパワーアップやより精度の良い制御が可能となり、排ガスの低減や燃費の向上を図ることができる。
本発明の第1の実施例に係る流量測定装置のシステム構成図。 上記流量測定装置のディジタル処理装置で実行される演算処理のブロック図。 上記実施例に用いるエンジンコントロールユニットのディジタル処理を示すブロック図。 上記実施例による逆流判定の説明図。 上記実施例に用いる吸気通路およびバイパス通路を示す断面図。 上記バイパス通路に生じる脈動による流量誤差を示す説明図。 流量センサの周波数特性を示す説明図。 本発明の脈動誤差の低減を示す説明図。 上記実施例に用いる流量測定装置の回路図。 シリコン基板上に形成された抵抗体のパターンを示す平面図。 上記シリコン基板及び抵抗体の断面図。 本発明の第2の実施例に係る流量測定装置のシステム構成図。 上記第2の実施例におけるディジタル処理装置を示すブロック図。 上記第2の実施例に用いるエンジンコントロールユニットによるディジタル処理のブロック図。 本発明の第3の実施例に係る流量測定装置に用いるディジタル処理装置のブロック図。 上記第3の実施例による逆流判定の説明図。 上記第3実施例に利用する逆流相関の説明図。 本発明の第4の実施例に係る出力選択動作アルゴリズムを示す図。 上記第4の実施例におけるコントローラによる出力選択補正動作アルゴリズムを示す図。 本発明の第5の実施例に係る流量測定装置のシステム構成図。 上記流量測定装置のディジタル処理装置で実行される演算処理のブロック図。 上記実施例に用いるエンジンコントロールユニットのディジタル処理を示すブロック図。
符号の説明
1…流量検出素子の駆動回路、2…ディジタル処理装置、3…電源回路、4…流量センサ、5…エンジンコントロールユニット、11…発熱抵抗体、12…温度補償抵抗体、42…応答回復処理、211…シリコン基板、211d,211e,211f,211g…温度検出抵抗体。
本発明の好ましい実施例を図面に基づき説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係る流量測定装置のシステム構成を示し、図2に第1実施例の空気流量センサ4の出力を前処理してコントローラ(制御ユニット:信号処理ユニット)5に送るディジタル処理装置2を示す。本実施例では、流量測定装置は、流量センサ4とエンジンコントローラ5の一部で構成するが、流量センサ4だけに構成要素を集中させることも可能である。
図1において、センサ4は、熱式流量検出素子(流量測定素子)の駆動回路1と電源10とディジタル処理装置2を備える。
駆動回路1は、電源10に接続され、発熱抵抗体11に流れる電流を制御することにより、発熱抵抗体11と温度補償抵抗体12との温度差が所定温度差を保つように発熱抵抗体11を加熱制御する。発熱抵抗体11は、流量測定対象の吸気通路に配置され、流体との間で流量(流速)に応じた熱交換をする。そして、流量が増大するほど、発熱抵抗体11の奪われる熱量が増加するので、温度補償抵抗体12との温度差を一定に保つための加熱電流が大きくなる。
流量信号としては、発熱抵抗体11に流れる電流を電圧に変換した出力信号が利用されるか、或いは発熱抵抗体11の上流、下流に温度検出抵抗体(図1では、図示省略;図9〜図11に示す)を設け、これらの温度検出抵抗体の出力差の信号が利用される。
後者の方式は、流体の流れを基準にして、発熱抵抗体の上流に位置する温度検出抵抗体の温度が下流に位置する温度検出抵抗体よりも流量が増大するほど低下することに着目して、両温度検出抵抗体の出力信号の差から空気流量を求める。この方式は、流体の方向性も検出できる利点がある。
流量検出素子(発熱抵抗体或いは温度検出抵抗体)の出力は、非線形出力であり、脈動成分を含む。このような非線形、脈動は出力信号の流量誤差要因となる。ディジタル処理装置2は、このような誤差を補正するものであり、その後段のエンジンコントローラ(信号処理ユニット)5の前処理ユニットとなる。ディジタル処理装置2は、マイクロコンピュータや専用ロジックなどのディジタル手段で構成される。
ディジタル処理装置2では、駆動回路1の出力信号(流量信号)Vinをアナログ・ディジタル変換器(A/D変換器)21によりディジタル値に変換する。このディジタル信号に対して、演算回路22は、書き換えメモリ23に用意された補正データを用いて誤差補正(例えば線形化処理)する。補正されたディジタル信号は、ディジタル・アナログ変換器(D/A変換器)24により駆動回路1の出力と同等の電圧値に変換された後、出力信号選択手段(切替スイッチ)27を介してエンジンコントローラ5に出力される。
ここで、切替スイッチ27は、入出力ポート(I/O)26を介して入力されるエンジンコントローラ5からの選択信号Qsetにより切り替え動作を行なう。この切り替えにより、発振器(OSC)25の基準クロック信号fckとディジタル・アナログ変換器(D/A変換器)24の出力Voutのいずれか一つを選択して出力できる。
エンジンコントローラ5では、流量測定装置4の出力信号Voutの信号を、アナログ・ディジタル変換器51によりディジタル値に変換してエンジン制御の演算に用いる。同時に、コントローラ5は、出力信号Voutを入出力ポート(I/O)52を介して入力する。また、既述のように基準クロックfckなど、通常の出力信号Vout以外の信号も必要に応じて入力される。
ここで、ディジタル処理装置2の演算回路22が実行する演算処理の流れを図2により説明する。
センサ回路1の出力Vinが入力されると、この入力アナログ信号をアナログ・ディジタル変換処理41(図1のA/D変換器21が実行)によりディジタル値に変換する。出力切り替え用のソフトウエアによるスイッチ(ソフトスイッチ)48により応答回復処理が選択された場合、流量信号(ディジタル信号)に対し演算回路22により応答回復処理43を施したのち出力調整処理44を施す。応答回復処理43は、応答回復のための調整用パラメータT1(47)を用いてセンサ出力信号の応答遅れを補正により進み補正する。ここでは、パラメータT1は、代表的に一つの時定数としてT1のみで説明するがパラメータは複数あっても構わない。
出力調整された信号は、その後に、ディジタル・アナログ変換処理45(図1のD/A変換器24が実行)によりアナログ信号に変換され、必要に応じてソフトスイッチ49(図1のスイッチ27に相当する)を介してエンジンコントローラ5に出力される。
出力選択処理46は、ソフトスイッチ48を介して応答回復処理43の有無を選択し、また、ソフトスイッチ49を介して出力信号Voutと基準クロック信号fckを選択的に出力する。この出力選択処理46は、エンジンコントローラ5からの制御信号Qsetに基づき図1に示すI/O26およびI/O52により実行される。
上記のように、空気流量センサ4からは、スイッチ49を介して通常の電圧出力Vout、基準クロックfckなどの異なる信号を一本の信号線で出力することが可能である。この選択は、エンジンコントローラのような外部からの選択信号Qsetに代えて、ディジタル処理装置2自身が一定条件を満たす場合に実行することも可能である。
次にエンジンコントローラ5の演算処理の流れを図3により説明する。
エンジンコントローラ5において、センサ4側からのアナログ出力信号Voutは、アナログフィルタ61を経由した後にアナログ・ディジタル変換処理62(図1のA/D変換器51が行なう)によりディジタル値に変換される。その後に、出力信号Voutは、出力切替用のソフトスイッチ67により、(1)そのままV−Q変換(電圧―流量変換)処理63により流量値Q1に変換されるか、或いは(2)応答回復処理64により応答性が改善された後に(この改善された信号は、換言すれば、応答性が回復した信号或いは応答遅れが補正された信号とも称せられ、この改善された信号に相当する電圧をVspとする)、このVspがV−Q変換(電圧―流量変換)65により流量値Q2に変換される。
上記(1)の信号処理では、流量信号Qanとして特別な処理の施されない信号Q1が得られる。これに対し、(2)の信号処理では、流量信号Qanとして応答回復のための調整用パラメータT2により応答性が調整された信号Q2が得られる。ここでは、代表的に一つの時定数としてT2のみで説明するがパラメータは複数あっても構わない。Q1,Q2の選択は、ソフトスイッチ67により行なわれる。
ソフトスイッチ67の切り替えは、逆流判定処理68の判定結果に基づき実行される。
逆流判定処理68は、エンジン停止時(例えば、エンジンキースイッチにより電源投入状態で、エンジン始動前或いはエンジン停止時)の空気流量零の場合の流量センサ4の出力(ゼロフロー)VoffをV−Q変換(電圧―流量変換)66して零点流量値Q0として入力し、さらに、上記(1)(2)の変換処理で得られた流量信号Q1,Q2を入力する。そして、逆流判定処理68は、Q1,Q2,Q0を用いることで、エンジン吸気通路に流れる脈動中の空気流に、逆流が発生していない状態と逆流が発生している状態を精度良く検出することができる。この逆流判定処理の仕方を、図4を用いて説明する。
図4(a)は、脈動成分を含む流量値Q1,Q2のいずれもが零流量Q0よりも大きい場合であり。ここで、応答回復処理された流量値(点線で示す)Q2は、応答回復処理のない流量値(実線で示す)Q1より振幅が大きくなる。これら2つの信号Q1,Q2が、流量値Q0よりも大きければ(Q1>Q0;Q2>Q0)、判定処理68は、逆流がないと判定する。このような状態は、例えば、エンジンの低回転数域の吸気流の脈動流が該当する。
一方、図4(b)に示すように、流量値Q1が流量値Q0よりも大きくても、流量値Q2の下限が少なくとも流量値Q0よりも小さければ(Q2がマイナス)、判定処理68は、逆流有りと判定する。このようにすれば、逆流の発生する状態を逆流発生直前から確実に検出することができ、逆流発生検出の精度(すなわち検出感度)を向上させることができる。逆流が発生するのは、例えば既述した可変慣性吸気システムのようにエンジンの高回転数域で吸気効率を高めるために脈動を生じさせる場合が考えられる。
このように、空気流(流体)の脈動流に逆流が含まれるか否かの判定に応じて、ソフトスイッチ67は切り替え制御される。具体的には、逆流判定無しの場合には、エンジンが低回転数域のときの脈動流であり、流量検出素子の出力の応答遅れもほとんど生じないので、センサ2側ではソフトスイッチ48が応答回復処理43を選択せず、ソフトスイッチ67は、流量値Q1を選択する。逆流判定有りの場合には、エンジンが高回転数域のときに生じる脈動流であるので、流量検出素子は上記ソフトスイッチ48,67を介して応答回復処理43および64を選択し、流量値Q2を選択する。
(a)本実施例では、流量センサ4とエンジンコントローラ5とがそれぞれ応答回復処理機能を有するため、応答回復処理の負担を、センサ4側とエンジンコントローラ5とが所定の割合で分担する。
例えば、逆流判定処理68が「逆流有り」を判定した場合に、エンジンコントローラ5は、Qset信号によりスイッチ48を介してセンサ4側の応答回復処理43を選択すると共に、エンジンコントローラ5側の応答回復処理64をスイッチ67により選択する。それにより、両応答回復処理が所定の割合で実行される。このような両応答回復処理を同時に行なう利点は、次の通りである。実際の装置では、個々の装置の回路間の接続やそれに付随する各種のフィルタ処理、装置間のサンプリング等の相違などにより、センサ及びエンジンコントローラの双方の特性に応じて、センサ側、エンジンコントローラで少しずつ応答回復処理をした方が、望ましい結果(良い性能)が得られる場合がある。そのために、双方の応答回復処理の割合を、センサ側、コントローラ側が、例えばそれぞれ5:5(50%ずつ)とか、7:3とか、3:7とかにする。
なお、双方の応答回復処理を選択した場合には、逆流判定処理68に使用するQ1,Q2の値が応答回復処理43の影響で応答回復処理の選択前と変わってしまう。したがって、少なくとも応答回復処理43が選択されている場合には、逆流の判定を過剰に行い易くなるので、このような事態を防止するために逆流判定のためのゼローフローレベルQ0を零からマイナス方向に一定値減少させる。このようにすれば、逆流判定の過剰な誤判定を防ぐことができる。
また、センサ4側の応答回復処理43を主とし、コントローラ5側の応答回復処理64を従とし、後者の応答回復処理64は、逆流判定処理68に重点を置くことも可能である。この場合には、応答回復処理43が選択されると、コントローラ5側の応答回復処理64で用いられる応答回復のパラメータT2が小さな値(回復処理が小さな値)に書き換えられる。それによって、過剰な応答回復が防止され、また、逆流判定の過剰な誤判定を防ぐことができる。なお、応答回復切り替え判定(逆流判定)にハンチングを生じないように、センサ側の応答回復処理の切り替えと、コントローラ5側のパラメータ変更のタイミングにはヒステリシスを設ける。
また、上記に代わって、例えばコントローラ5で逆流の発生を判定したら、流量センサ4とコントローラ5の応答回復処理のうち、いずれか一つに選択することも可能である。
これらはいずれも、脈動時の測定誤差を低減するために実施される。
本実施例の流量測定装置は、エンジンの高回転数域でも吸気効率を高めるために脈動を生じさせるエンジンに好適である。すなわち、応答遅れがほとんど生じないエンジンの低回転数域(脈動周波数が小さい)であれば「応答回復処理無し」を選択し、一方、応答遅れが問題となるエンジンの高回転数域であれば「応答回復処理有り」を選択する。
この場合、応答回復処理の有無に代わって、低回転数域と高回転数域とで応答回復のパラメータを切り替える(低回転数域よりも高回転数域の応答回復パラメータを大きくする)ようにしてもよい。このようにすれば、上記同様にエンジン運転状態に応じた応答性により、測定誤差を改善(低減)することができる。また、逆流の発生の有無だけでなく、その程度すなわち逆流の推定量に応じて応答回復パラメータを変えてもよい。
センサ4の出力端子からは、スイッチ27の切り替えにより、通常の流量信号に関するVoutに代わって、起動時など必要に応じて基準クロック信号fckが入力される。
コントローラ5側の応答パラメータ検出処理65は、基準クロックの周波数や、一定時間内のパルスのカウント数を検出することで、基準クロックfckのばらつきを知ることができる。基準クロックのばらつきが解れば、応答回復処理64に用いるパラメータを自動的に調整することも可能となる。
クロックfckの変動やばらつきは、応答回復処理のばらつきの原因になるが、クロックに応じて応答回復の調整パラメータを変更することで、変動影響が少なく脈動誤差の最適化が図れる。同時に逆流状態の検出精度の向上が図れる。
図5に一般的なエンジン吸気通路における主通路402内に配置されたバイパス通路401の通路構造と、バイパス通路401内に配置された流量検出素子211(発熱抵抗体11、温度補償抵抗体12、温度検出抵抗体等)を示す。
バイパス通路401は、順流を通し易く、逆流を通し難い曲折した通路構造(例えば略Lの字の通路構造)にする。このようなバイパス通路構造を利用することで、流体の脈動時の流量誤差を低減することができる。
図6にバイパス通路401による低回転数での脈動誤差の改善効果を示す。図6では、横軸は脈動の大きさを示す脈動率であり、縦軸が流量測定値の脈動誤差の大きさを示す。
バイパス通路401無しの場合には、流量計は、発熱抵抗体11の熱容量などの応答遅れにより、脈動が大きくなるに従い流量測定値のマイナス誤差が大きくなる特性を有する。特に、逆流が発生すると、マイナス誤差が増加する。これに対し、バイパス通路401に流量検出素子211を配置した場合には、バイパスによる補正特性により、誤差をプラス側に補正することが可能であり、バイパスによって補正された脈動誤差は、比較的変動の少ない誤差特性となる。
しかしながら、エンジン回転数が高くなると流量検出素子211の応答遅れがより大きくなるため、バイパス通路のみでは誤差を補正しきれなくなる場合がある。
図7に横軸に脈動周波数を、縦軸にゲイン特性をとった熱式流量計の周波数特性を示す。熱式流量計の基本周波数特性f1は、脈動周波数に応じてゲインが低下するローパスフィルタ相当のゲイン特性となる。これに対し、使用する脈動周波数まで熱式流量計を活用するためには、応答回復手段の特性f2により脈動周波数−ゲイン特性を改善し、応答回復後の特性f3を得ることができる。
応答回復後の特性を用いた本実施例の特性を図8に示す。応答回復の調整前のエンジンの高回転数域(脈動周波数が高い領域)の場合には、逆流発生後の脈動率の領域における流量値の誤差は、マイナス側に増大する。この様に、回転数(脈動周波数)によって脈動誤差が大きく変わる場合は、バイパスのみでは補正が困難となる。一方、低回転数の場合では、バイパスで補正された特性で誤差が低減しており、それ以上補正は必要としない場合がある。
このように、低回転数と、高回転数では、応答改善のための補正パラメータの最適値が異なる場合がある。したがって、補正パラメータを一律に統一にすると、次のような不具合が生じる。例えば、高回転数域の流量測定誤差を改善するに適した補正パラメータで一義的に応答遅れ補正を行なうと、低回転数域の逆流のない状態での流量測定プラス誤差を増加させてしまう。
これを解決するには、既述したように高回転数と低回転数で応答改善のためのパラメータ(補正パラメータ)を変える、換言すれば逆流の発生前と後で補正パラメータを変えるなどして最適化を図ることができる。
本実施例における具体的なハードウェア構成を図9により説明する。
図9の流量測定装置は、発熱抵抗体11の熱的影響を受ける位置(発熱抵抗体11の上流、下流位置)に温度検出抵抗体211d〜211gを配置する。このような構造は、上流、下流の温度検出抵抗体の温度差に応じた電圧信号により方向性を伴った流量を得ることができ、いわゆる温度差式タイプの流量計の代表的な構成例である。この方式は、流れの向きを検知することで逆流量の検出を可能とする等、大きな脈動を含む流量の検出に適したものである。
流量検出素子の駆動回路1は電源10に接続される。駆動回路1は発熱抵抗体11、温度補償抵抗12、抵抗13、14、17からなるホイーストンブリッジ回路を有し、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように、差動増幅器15、トランジスタ16によって発熱抵抗体11に流れる電流を制御するように構成されている。
発熱抵抗体11の加熱温度が低いと、差動増幅器15の出力が大きくなり、更に加熱するように動作する。この構成により、空気の流速によらず発熱抵抗体11の抵抗値は一定に、すなわち温度が一定値になるように発熱抵抗体12に流れる電流が制御される。
発熱抵抗体11の上流、下流に配置した温度検出抵抗体211d、211e、211f、211gは、ブリッジを構成し、中点の電位Vb1、Vb2の差より抵抗体の温度差を検出する。この方式は、流れの方向に応じた出力が得られる。
ここで温度検出抵抗体211d、211e、211f、211gは、電源電圧Vref1により一定電圧で駆動される。この抵抗体の温度差を検出する方式は、差動で検出するため低流量側の感度が良く、逆流といった双方向の流れの検出に適している。
本例では、発熱抵抗体、温度検出抵抗体などの流量検出素子は、シリコン半導体基板上211aに薄膜で形成され、そのパターンの一例を図10に示す。
発熱抵抗体11は、縦長で抵抗が折り返したパターンで、この両側に温度検出用の抵抗体211d、211e、211f、211gが配置された構造となっている。この、発熱抵抗体11と、温度検出用の抵抗体211d、211e、211f、211gは、例えばシリコン基板211aの裏面からエッチングされ熱容量が小さなダイヤフラム構造部に配置されている。温度補償抵抗12は、発熱抵抗体11の加熱による温度影響が受けにくい場所に配置されている。断面構造を図11に示す。温度検出抵抗体および温度補償抵抗のパターンのある場所が最も厚みがある構造となっている。
本実施例においては、温度検出抵抗体211d、211e、211f、211gのブリッジ中点の電位Vb1、Vb2は、ディジタル処理装置2に入力される。
ディジタル処理装置2は、2つのアナログ・ディジタル変換器21a、21bを有し、流量に応じた電圧値をディジタル値に変換して読み取り、CPU22によりディジタル量として演算により調整し、ディジタル・アナログ変換器24の出力電圧Voutとしてエンジンコントローラ等に信号を送る。
ここでディジタル処理装置2は、先の実施例と同様の構成である。外部から供給される電圧Vccは、電源として内部の電源・保護回路228に入力される。電源・保護回路228は、外部電圧Vccに依存した電源電圧Vref1を、スイッチ225aを介し、アナログ・ディジタル変換器21a、21b、ディジタル・アナログ変換器24に基準電圧として供給する。
スイッチ225aは、ディジタル処理装置2の内部の基準電圧回路229で発生した電圧Vref2と、先の外部電圧Vccに依存した電源電圧Vref1とを切り替えるものである。ここでアナログ・ディジタル変換器21a、21bは、ブリッジ回路の出力Vb1、Vb2等を直接入力しているため精度が必要となる。精度を確保し、かつ回路規模を小さくするには、例えばΔΣ型のアナログ・ディジタル変換器を用いればよい。
ディジタル・アナログ変換器24も同様に、スイッチ225aにより基準電圧を変えることができる。これは、アナログ値でインターフェイスする場合の基準を、自由に選択するためである。ディジタル処理装置2と接続されるエンジンコントローラ側のアナログ・ディジタル変換器の基準電圧と、外部から供給される電圧Vccが同様もしくは、同期して変動する場合は、電源電圧Vref1を基準とし、コントローラ側とは関連性が無い場合は、独立した基準電圧Vref2を選択する。それによって、ディジタル制御装置2と対応するコントローラとの対応が容易で、アナログインターフェイスのアンマッチングによる誤差を少なくすることができる。
発熱抵抗体11は、板型のガラスやセラミック、シリコンなどの基板上に、発熱体として白金やタングステンの薄膜や厚膜、ポリシリコン抵抗体等が形成されたものである。或いはセラミックなどの熱伝導性の良い絶縁材料で作られた円筒状または円柱状のボビンの表面に、発熱体として白金やタングステンの熱線が巻かれており、被覆材としてガラスやセラミックスがコーティングされたものでも良い。
発熱抵抗体11および温度検出抵抗体211d〜211g,温度補償抵抗体12は、例えば自動車等の内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気通路に流れる空気流量に対応した電圧出力が差動増幅器を介して出力される。この出力電圧は、マイクロコンピュータや専用ロジックなどで構成されたディジタル処理装置2に内蔵するアナログ・ディジタル変換器21に入力してディジタル量として変換される。
ディジタル処理装置2内のCPU22は、変換されたディジタル値に対して必要に応じて応答回復処理を施し、その後センサ特性の個別ばらつきを吸収するための出力調整処理をする。その後センサの電圧信号を任意の第1の変換式fx1で流量に変換して平滑を、第2の変換式fx2で感度を調整する等の不均等線形化処理を施す。不均等線形化後の出力は、必要に応じて再度線形化処理を施し、エンジンコントローラ等にディジタル・アナログ変換器24用いて非線形な電圧値を出力するものである。
ディジタル処理装置2は他に、各種流量変換式等の基準となる流量変換マップやプログラムを内蔵した不揮発性メモリ222c、発熱抵抗体11の抵抗値ばらつき等の個体差情報や、平滑処理の平滑の度合い(周波数特性等)、及び不均等線形化を施すための各種関数を変更するための調整パラメータ、応答回復処理の度合い等を記録した書き換え可能なメモリ(PROM)23、CPU22の演算作業領域に用いるランダムアクセスメモリ(RAM)222b、内部クロックを発生する発振器(OSC)25等により構成される。書き換え可能なPROM23は、ディジタル処理装置2に内蔵されなくてもかまわないが、一回以上の書き込みができるものであれば、ヒューズ型のROMや電気的消去可能なEEPROM、一括消去するフラッシュROM、強誘電体膜の分極現象を利用した高速な不揮発性メモリなどであっても良い。
以上のような第1の実施例によれば、熱式流量計のセンサ出力の脈動誤差を低減でき、かつ本センサを使用するユーザにとっての使用制限(スロットル開度、回転数等の制限要素)が少なくなるという効果がある。また、応答遅れ補正(応答遅れの回復)時の補正バラツキを低減した流量計を実現することが可能となり、自動車の運転性の向上、生産性の向上などが図りやすくなる。
次に、本発明の第2の実施例を図12により説明する。これは、周波数信号をセンサ4の出力信号fout(第1実施例のVoutに相当)に用いた一例である。
先の実施例と異なるのは、D/A変換器24に代わってディジタル・周波数変換器(D/f変換器)28を用いて信号を出力することであり、パルス上の信号を扱うことで、信号の重畳などがやりやすくなるという特徴がある。コントローラ5は周波数をカウントするためのタイマー53を準備し、エンジンのクランク角などの基準信号Trefなども入力可能な構成となっている。先の実施例と同様にセンサからの出力信号foutの、応答性の選択や、基準クロック信号fck等との切り替えが可能な構成となっている。
詳細な演算処理の流れを図13により説明する。ディジタル処理装置2は、センサ1の出力Vinを入力し、その入力信号をアナログ・ディジタル変換処理41によりアナログからディジタル値に変換し、ディジタル手段により必要に応じて応答回復処理43を施したのち出力調整処理44を実行する。応答回復処理43のパラメータT1は、既述した第1実施例と同様であり、パラメータT1は、代表的に一つの時定数としてT1のみで説明するがパラメータは複数あっても構わない。また、逆流の状態(エンジン回転数)に応じてパラメータT1を変えてもよい。
応答回復処理43の有無は、ソフトスイッチ48により選択可能である。応答回復処理43を施したのち出力調整44された信号は、ディジタル・周波数変換処理45´(D/f変換器28が実行)により周波数信号に変換された後にスイッチ49を介して出力される。
本実施例の場合には、先に述べた実施例同様に、コントローラ5(或いはセンサ内部信号)からの制御信号Qsetにより動作する出力選択処理46により、流量信号(周波数変換された出力)foutと基準クロック信号fckとを切り替えて出力することや、応答回復処理の43有無を選択することが可能である。
センサ4からは、外部(又は、一定条件を満たす場合のディジタル処理装置2自身の繰り返し処理等)からの選択指令により、通常の周波数変換された出力foutと、基準クロックfckなどの異なる信号を一本の信号線で出力することが可能である。
次にエンジンコントローラ5の演算処理の流れを図14により説明する。
コントローラ5は、センサ1からの出力(周波数)foutを受け、それを同期サンプリング処理71によりディジタル値fqafに変換し、そのディジタル変換された周波数信号fqafをf−Q変換(周波数―流量変換)処理73により流量値Qf1に変換する。
また、上記周波数信号fqafに応答回復処理74を施すことにより、応答性の改善された周波数相当の信号fspを得、そのfspにf−Q変換(周波数―流量変換)処理75を施すことにより流量値Qf2に変換する。この流量値Qf2とQf1とは、切り替えスイッチ(ソフトスイッチ)77を介して選択的に出力することができる。この場合の応答回復処理74は、既述した応答回復のための調整用パラメータT2により行なわれる。ここでは、代表的に一つの時定数としてT2のみで説明するがパラメータは複数あっても構わない。同様にゼロフロー時の流量値Qf0を得る。
先の第1の実施例と同様に応答性を回復した信号等により逆流判定処理78が可能となるが、ここでは特に同時信号Trefにより一周期当たりの逆流の状態を精度良く測定することが可能となる。
周波数を信号に用いることで、アナログ信号特有のグランド側の信号浮きによる精度劣化を防ぎつつ、脈動誤差の低減などの精度向上を図ることができる。
本実施例においても、第1の実施例と同様に応答性を回復した信号等により逆流判定処理78が可能となる。逆流判定処理78に使用される信号は、Qf1,Qf2,Qf0である。Qf1,Qf2が、流量値Qf0よりも大きければ(Qf1>Qf0;Qf2>Qf0)、判定処理78は、逆流がないと判定する。
一方、流量値Qf1が流量値Qf0よりも大きくても、流量値Qf2の下限が流量値Qf0よりも小さければ(Qf0>Qf2)、判定処理78は、逆流有りと判定する。
本実施例においても、センサ4側の応答回復処理43とエンジンコントローラ5側の応答回復処理74の分担や、応答回復処理43が選択されている場合には、逆流の有無の判定基準流量値Qf0を下げる或いは応答パラメータT2を小さな値に書き換える点は、第1実施例と同様である。すなわち、第1実施例と第2実施例は、前者が電圧による流量信号、後者が周波数による流量信号であり、その他は基本的には、同様の動作をなすものである。
次に、本発明の第3の実施例を図15により説明する。ここでは、第1実施例、第2実施例との相違する点について説明する。
図15は、本発明の第3実施例における流量センサ4側のディジタル処理装置2の演算処理の内容を示す。
本実施例では、流量センサ4自身(ディジタル処理装置2)で逆流の有無の判別をするものである。ディジタル処理装置2は、駆動回路1の出力Vinを入力して、アナログ・ディジタル変換処理41によりディジタル値に変換する。変換されたディジタル値は、ソフトスイッチ(切替スイッチ)48によりそのままVin1として出力調整処理44されるか、或いはディジタル手段による応答回復処理43を施したのち(応答回復された信号をVin2とする)出力調整処理44される。
出力調整処理44を施された信号は、ディジタル・アナログ変換器45によりアナログ信号に変換され出力する。
本実施例において、応答回復処理43の有無を選択するための逆流判定処理47は、アナログ・ディジタル変換器41の出力値Vin1における脈動波形の最大値と最小値を求め、それに基づく相関kgにより逆流を判別する。相関は、図16に示すような電圧値Vin1の最大値と最小値、最大値と最小値の差等から得られる。
相関式の一例を(2)式により示す。
相関 Kg=(最小値)/(最大値−最小値) …(2)
(2)式の相関式によれば、図17に示すような相関を得ることができる。この相関の傾きが一定以下であれば、脈動流に逆流が生じていると判定(推定)することが可能となる。この場合の逆流判定基準の相関値kgは、例えば、図16(b)に示すようにVin1がVoffを下回らなくても、Vin2がVoffを下回ることを推定させるような値に設定してある。図16(a)は、逆流なしの判定の場合のVin1とVin2を示している。
本実施例によれば、エンジンコントローラからの選択指令が無くても、脈動誤差を自己判断して応答回復処理の有無を選択することにより、流量測定精度を高めることができる。また、センサ4側で、多少のソフト負担により、エンジンコントローラのソフト変更が不要となるため、従来のエンジン制御装置の前処理装置としての互換性が高まる利点がある。
なお、本実施例では電圧Vin1,Vin2の最大および最小を求めて相関を取るが、これに代わって応答回復後の出力等をV−Q変換により流量に変換して、その最大および最小の相関を求めるなどしても構わない。その際は相関関数が異なる。
また、Vin1,Vin2,Voffの関係から、少なくともVin2<Voffの条件を満足すれば逆流有りと判定することも可能である。
次に、本発明の第4の実施例を説明する。
本実施例において、逆流判定や応答回復処理の有無は、基本的には、既述した実施例と同様である。さらに、本実施例では、使用するセンサのクロックの状態(時間による劣化など)、信号伝達の種類(電圧出力、周波数出力)を、エンジンコントローラなどの外部コントローラの信号SCI(シリアル・コミュニケーション・インターフェイス)や、先に述べた選択信号Qset等によって随時調整をリアルタイムに調整可能にすることを意図している。
上記したクロックなどのリアルタイム調整、もしくは起動毎の調整が可能になれば、吸気系やセンサが劣化したような場合でもマッチング動作を容易に実施することができる。
具体的な動作を図18により説明する。図18に示す動作は、センサ側或いはコントローラ側で行なわれる。
まず電源投入時のバッテリ電圧VBの立ち上がりに着目し、例えばバッテリ電圧VB直後の一定時間Tvb1間を、VB起動直後として、既述したディジタル処理装置2自身の動作から判別する。この状態で出力選択信号Qsetが一定時間Hiとなると(Tset1)、出力選択処理48により電源投入後と判定され、出力Voutとしてクロック信号fckを選択してコントローラ5に入力する。その場合は、出力信号として、クロック信号相当の高周波数なディジタル信号が出力される。出力選択信号QsetがLoとなると、クロックの選択は終了し、通常の出力動作となる。
具体的なアルゴリズムを説明する。選択値Qsetが、1(Hi)の場合は、バッテリ電圧VB起動直後であるかを判定し、起動直後であると判定すればクロックモードとして動作し、出力Voutにクロック相当信号fckを出力する。
バッテリ電圧VB起動直後で無いと判定された場合は、通常の出力の動作モードを持続するとしている。これは出力が電圧の場合であるが、周波数の場合でも同様なことが言える。
このような動作は、コントローラ5で実行するアルゴリズム(図19(a))におけるステップ401、402に相当する。すなわち、ステップ401では、VB起動直後に出力選択値Qsetを1(Hi)にセットしてクロックモードとする。その後ステップ402では、クロック信号を読みとる。
さらに、本アルゴリズムでは、読みとったクロックからバラツキによる補正係数を算出する(403)。その結果、クロックのずれによる応答を補正する補正係数を設定し終了する(404)。
一方、VB起動直後以外の応答判別モードのアルゴリズムを図19の(b)に示す。
コントローラ5は、出力選択値Qsetを、1(Hi)か0(Lo)のいずれかに設定する(501)ことで、応答判別モードを自分自身で判別し(502)、出力選択値Qsetが1(Hi)の場合には、応答回復処理がないとして、各種の処理を施す。ここでは、例えば応答回復処理がない場合の排気の補正量を学習するものとする(505)。
これに対し、出力選択値Qsetが0(Lo)の場合には、応答回復処理(503)を施したのち、応答回復処理時の排気の補正量を学習する(504)。
本実施例によれば、応答回復処理(503)の有り無し時のいずれにおいても、排気の学習の効果を得ることができ、各種の条件による排気の適合が容易になる。これらの動作は、排気のテストなどの調整時にのみ動作するものであっても構わない。
図20は、既述した実施例に係る流量測定装置において、製造時の調整を外部調整装置80によって可能にした場合の構成を示す。
外部調整装置80は、流量測定装置の製造時の調整段階において流量測定のディジタル処理装置2と通信可能に接続され、ディジタル処理装置2からの出力信号Voutを用いて該処理装置2の調整を行なうものである。
外部調整装置80は、ディジタル処理装置2とは、例えばシリアル通信等により通信をすることで、ディジタル処理装置2内の動作モードの変更や、書き換えメモリ23のデータの書き換えを可能にする物である。具体的には、例えば外部調整装置の入力回路82は、アナログ・ディジタル変換器や、周波数カウンタ等よりなり、これを用いて調整に必要なデータをディジタル処理装置2から入力する。入力信号を外部調整装置80内で、所定の特性に最適化するか、またはクロック信号等に応じて最適化することで、最適な調整データを算出する。
算出された調整データは、通信装置81を介して、ディジタル処理装置2のシリアルコミュニケーションインターフェイス(SCI)26bに信号を伝達し、内部の書き換えメモリ23内の調整パラメータ47を書き換える。
ディジタル処理装置2の詳細な動作を図21に示す。これは先のディジタル処理装置2内のソフト動作を示す。シリアル通信で送られた信号データ(data)は、通信処理47bによってデータを解釈され、それに基づき調整パラメータ47が変更される。応答回復処理43に係る種々の動作は先の実施例と同じである。以上の実施例において演算処理40のクロック信号を読みとり、個別の流量測定装置4に応じた応答回復処理の調整定数を最適化することで、応答のバラツキを最適化することが可能となる。
図22は、調整後に上記流量測定装置2と接続されるエンジンコントローラ5の別の例を示す。
本例では、図21に示すようにセンサ4側のディジタル処理装置2で応答回復処理43を行い、エンジンコントローラ5では行なわない構成になっている。
また、応答回復処理の有無を判定するための逆流の判定(換言すれば高速回転数域で吸気脈動を生じさせた場合のその高速回転数域の判別)は、次のようにして行なっている。
スロットル開度とエンジン回転数によるマッピング等(補正のない状態でエンジンを回して、流量誤差の大きな領域を区別する等)により、逆流発生領域は予測可能である。これに吸気管負圧(ブースト圧)を使えばより正確に予測可能です。
本実施例では、このようなエンジン状態を示すデータ(スロットル開度、エンジン回転数、吸気管負圧など)に基づき、センサ4側の応答回復処理の有無を決定するか、或いは応答回復処理のパラメータを変える。
図22には、エンジンコントローラ5側の処理を示す。
本実施例のコントローラ5では、アナログフィルタ61でノイズを除去した後、通常のアナログ・ディジタル変換処理62でディジタル化した電圧信号を、V−Q変換処理63で流量に変換するといった簡単な処理で済む。本発明によれば、再現性の良い応答回復処理が得られ、エンジンコントロール側では特別な処理が不要でも一定の効果を得られるなどの、システムメリットを得ることができる。
以上の実施例によれば、エンジンや吸気系の変更により脈動誤差が変わるような場合でも、吸気系やセンサそのものの特性を大きく変えることなく、脈動誤差の低減を容易に実施することができる。その結果、エンジン吸気系の計測システムなどの開発期間を大幅に短縮できるといった効果がある。
これまで説明したいずれの実施例においても、脈動時や過渡応答の計測誤差を低減することで、エンジン制御に用いた場合はより精度の良い制御が可能となり、排ガスの低減や燃費の向上といった効果がある。
また、これまでの実施例を用いた流量計を、燃料電池等の水素ガスのガス流検知等に用いても同様の効果を得ることができる。

Claims (12)

  1. 流体の流量を検出し、かつ脈動流の順流と逆流を検出可能な流量検出素子を有する熱式流量測定装置において、
    前記流量検出素子から出力される信号の応答遅れに対して応答回復の処理を行なう応答回復手段と、
    前記流量検出素子の出力信号に基づく逆流発生の有無の判定、或いはその逆流の推定量に応じて前記応答回復処理の有無を決定するか或いは応答回復のパラメータ値を変える手段と、を備えることを特徴とする熱式流量測定装置。
  2. 請求項において、
    前記逆流発生の有無を判別するための流量信号に応答回復処理を施し、少なくともこの応答回復処理された流量信号から逆流の有無或いは逆流の推定量を算出する熱式流量測定装置。
  3. 請求項において、
    前記逆流発生の判別に、脈動を伴なう流量信号の最大値と最小値から求めた相関値を用いる熱式流量測定装置。
  4. 請求項1において、
    前記流量検出素子の出力信号の脈動状態は、該出力信号の特徴を抽出して判別する熱式流量測定装置。
  5. 請求項において、
    前記流量検出素子の出力信号に応答回復処理を施さないで出力する第1の出力手段と、
    前記流量検出素子の出力信号に応答回復処理を施して該流量信号を出力する第2の出力手段と、
    脈動が伴う流量信号に逆流の検出値が含まれない場合には、応答回復処理の施されない出力信号を選択し、逆流検出値が含まれる場合には、応答回復処理の施された流量信号を選択する流量信号選択手段と、を備える熱式流量測定装置。
  6. 請求項において、
    前記熱式流量測定装置は、内燃機関の吸気流量を測定するためのものであり、
    前記逆流の有無を、少なくともエンジンのスロットル開度とエンジン回転数を用いて判別する熱式流量測定装置。
  7. 請求項において、
    前記熱式流量測定装置は、内燃機関の吸気流量を測定するためのものであり、
    逆流を判別するために用いる基準流量を、機関停止時の零流量を用いる熱式流量測定装置。
  8. 請求項において、
    前記熱式流量測定装置は、内燃機関の吸気流量を測定するためのものであり、
    前記流量検出素子と前記応答回復手段とを備える流量センサと、前記流量検出素子の出力信号の脈動状態に応じて前記応答回復処理の有無を決定するか或いは応答回復のパラメータ値を変える手段を備えるエンジンコントローラとにより構成される熱式流量測定装置。
  9. 請求項において、
    前記エンジンコントローラは、前記流量検出素子の出力信号の脈動状態を逆流の有無或いは逆流の推定量から判別し、この判別に複数の出力電圧−流量変換テーブルを用いる熱式流量測定装置。
  10. 請求項1において、
    前記応答回復処理は、前記流量検出素子からの出力信号をディジタル信号に変換して行なわれ、
    この応答回復処理に使用されるクロック信号の変動或いはばらつきに応じて前記応答回復処理のパラメータ値を自動調整するパラメータ調整手段を備えた熱式流量測定装置。
  11. 請求項1において、
    前記応答回復処理に用いる基準となるクロック信号を計測し、応答回復のパラメータをクロック信号に応じて調整する手段を有する熱式流量測定装置。
  12. 請求項1から11のいずれか1項において、
    前記流量検出素子および応答回復手段は、シリコン基板上に一体に形成されている熱式流量測定装置。
JP2006520551A 2004-11-11 2004-11-11 熱式流量測定装置 Active JP4602973B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2004/016721 WO2006051589A1 (ja) 2004-11-11 2004-11-11 熱式流量測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2006051589A1 JPWO2006051589A1 (ja) 2008-05-29
JP4602973B2 true JP4602973B2 (ja) 2010-12-22

Family

ID=36336275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006520551A Active JP4602973B2 (ja) 2004-11-11 2004-11-11 熱式流量測定装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7613582B2 (ja)
EP (1) EP1813918B1 (ja)
JP (1) JP4602973B2 (ja)
CN (1) CN101057126B (ja)
WO (1) WO2006051589A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090322A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 空気流量測定装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100684214B1 (ko) * 2005-06-23 2007-02-20 허찬회 내연기관의 흡기 및 배기장치
JP5120289B2 (ja) * 2009-02-18 2013-01-16 株式会社デンソー 空気流量測定装置
US7946167B2 (en) * 2009-08-12 2011-05-24 Carefusion 207, Inc. Constant temperature hot-conductor anemometer
US11608618B2 (en) 2011-01-03 2023-03-21 Sentinel Hydrosolutions, Llc Thermal dispersion flow meter with fluid leak detection and freeze burst prevention
US11814821B2 (en) 2011-01-03 2023-11-14 Sentinel Hydrosolutions, Llc Non-invasive thermal dispersion flow meter with fluid leak detection and geo-fencing control
US9146172B2 (en) 2011-01-03 2015-09-29 Sentinel Hydrosolutions, Llc Non-invasive thermal dispersion flow meter with chronometric monitor for fluid leak detection
WO2014002198A1 (ja) * 2012-06-27 2014-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 流体計測装置
JP5961592B2 (ja) * 2013-08-06 2016-08-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式質量流量計
WO2015151638A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 日立金属株式会社 熱式質量流量測定方法、当該方法を使用する熱式質量流量計、及び当該熱式質量流量計を使用する熱式質量流量制御装置
JP6354538B2 (ja) * 2014-11-21 2018-07-11 株式会社デンソー 通信システム、流量測定装置および制御装置
JP6747124B2 (ja) * 2016-07-14 2020-08-26 株式会社デンソー 流量センサ
CN112119286B (zh) * 2018-05-24 2023-09-22 日立安斯泰莫株式会社 物理量检测装置
US20210247219A1 (en) * 2018-06-13 2021-08-12 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Physical quantity detection device
US11365699B2 (en) * 2018-09-26 2022-06-21 Hitachi Astemo, Ltd. Internal combustion engine control device
US10934960B2 (en) * 2018-11-02 2021-03-02 GM Global Technology Operations LLC Method and system for estimating mass airflow using a mass airflow sensor
CN113039412B (zh) * 2018-11-30 2023-09-22 日立安斯泰莫株式会社 物理量测定装置
JP7268533B2 (ja) * 2019-08-23 2023-05-08 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08218934A (ja) * 1995-02-09 1996-08-27 Mazda Motor Corp エンジンの吸入空気量検出装置
JPH10300544A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Hitachi Ltd 空気流量測定方法及び装置
JPH1183584A (ja) * 1997-09-11 1999-03-26 Hitachi Ltd 発熱抵抗体式空気流量測定装置および逆流判定方法および誤差補正方法
JP2000161122A (ja) * 1998-12-01 2000-06-13 Hitachi Ltd 発熱抵抗体式空気流量計を用いた内燃機関の燃焼制御方式
JP2002295292A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Denso Corp 燃料噴射制御装置および流体流量測定装置
JP2003004496A (ja) * 2001-06-22 2003-01-08 Denso Corp 流量測定装置
JP2004020454A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Hitachi Ltd 流量計及び流量計システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03283800A (ja) 1990-03-30 1991-12-13 Mazda Motor Corp 車両用音響装置
JP3356799B2 (ja) 1992-06-25 2002-12-16 マツダ株式会社 エンジンの吸入空気量検出装置
WO1995034753A1 (fr) 1994-06-13 1995-12-21 Hitachi, Ltd. Dispositif et procede de mesure d'un debit d'air
JP3141762B2 (ja) * 1995-12-13 2001-03-05 株式会社日立製作所 空気流量計測装置及び空気流量計測方法
JPH1114418A (ja) 1997-06-23 1999-01-22 Hitachi Ltd 発熱抵抗体式空気流量測定装置の測定誤差補正方法
DE19730580A1 (de) 1997-07-17 1999-01-21 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Bestimmung des Durchsatzes eines strömenden Mediums
JP3343509B2 (ja) * 1998-05-06 2002-11-11 株式会社日立製作所 空気流量計測装置
JP3627564B2 (ja) 1999-03-15 2005-03-09 株式会社日立製作所 吸入空気流量計測装置
JP4446630B2 (ja) 2001-07-02 2010-04-07 トヨタ自動車株式会社 エンジンの空気量検出方法
JP4223915B2 (ja) * 2003-10-01 2009-02-12 株式会社日立製作所 熱式流量計及び制御システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08218934A (ja) * 1995-02-09 1996-08-27 Mazda Motor Corp エンジンの吸入空気量検出装置
JPH10300544A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Hitachi Ltd 空気流量測定方法及び装置
JPH1183584A (ja) * 1997-09-11 1999-03-26 Hitachi Ltd 発熱抵抗体式空気流量測定装置および逆流判定方法および誤差補正方法
JP2000161122A (ja) * 1998-12-01 2000-06-13 Hitachi Ltd 発熱抵抗体式空気流量計を用いた内燃機関の燃焼制御方式
JP2002295292A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Denso Corp 燃料噴射制御装置および流体流量測定装置
JP2003004496A (ja) * 2001-06-22 2003-01-08 Denso Corp 流量測定装置
JP2004020454A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Hitachi Ltd 流量計及び流量計システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090322A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 空気流量測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006051589A1 (ja) 2006-05-18
CN101057126B (zh) 2010-10-06
US7613582B2 (en) 2009-11-03
CN101057126A (zh) 2007-10-17
EP1813918A1 (en) 2007-08-01
JPWO2006051589A1 (ja) 2008-05-29
US20080092645A1 (en) 2008-04-24
EP1813918B1 (en) 2019-03-20
EP1813918A4 (en) 2008-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4602973B2 (ja) 熱式流量測定装置
JP4223915B2 (ja) 熱式流量計及び制御システム
JP4130877B2 (ja) 流量計及び流量計システム
US7499819B2 (en) Flow measuring device
US6397673B1 (en) Air flow measuring apparatus
WO2000065315A1 (fr) Detecteur de flux thermal, procede et appareil d'identification de fluide, detecteur de flux, et procede et appareil de mesure de flux
JP4608843B2 (ja) 流量測定装置
JP2008506117A (ja) 姿勢非感応型流量装置のシステムおよび方法
US8909486B2 (en) Flow measuring device
JPH11337382A (ja) 発熱抵抗体式空気流量測定装置
US5824895A (en) Air flow meter of a heating resistor type
JPH10300544A (ja) 空気流量測定方法及び装置
JP3470620B2 (ja) 熱式空気流量計
JP3752962B2 (ja) 熱式空気流量測定装置及びそれを用いた内燃機関並びに熱式空気流量測定方法
JP5120289B2 (ja) 空気流量測定装置
JPH0915013A (ja) 熱式空気流量測定方法及び測定装置
WO2014024621A1 (ja) 熱式流量測定装置及びこれを用いた制御装置
JPH06109506A (ja) 発熱抵抗体式空気流量計
JPH075009A (ja) エンジンの空気流量測定装置、燃料噴射制御装置及びこれらに用いる流量センサ
JP3806002B2 (ja) 熱式流量計
JP2002162273A (ja) 質量流量センサ
JPH01245119A (ja) 熱線式流量測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091117

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100928

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100930

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4602973

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350