JP6464709B2 - Air flow meter - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン(内燃機関)に吸い込まれる吸気の温度を検出する吸気温度センサを搭載するエアフロメータに関する。 The present invention relates to an air flow meter equipped with an intake air temperature sensor that detects the temperature of intake air sucked into an engine (internal combustion engine).
(従来技術)
吸気温度センサを搭載するエアフロメータが知られていが、エアフロメータが取り付けられる吸気ダクトは、エンジンの熱を受けて高温になり、伝熱により通路形成部材(内部通路を形成する部材)が昇温し、この通路形成部材の熱影響を吸気温度センサが受けて吸気温度を正確に測定できなくなる懸念がある。
同様に、エアフロメータの内部に搭載されるセンサ回路が自己発熱し、その影響を受けて通路形成部材が昇温し、この通路形成部材の熱影響を吸気温度センサが受けて吸気温度を正確に測定できなくなる懸念もある。
(Conventional technology)
Although an air flow meter equipped with an intake air temperature sensor is known, the intake duct to which the air flow meter is attached becomes hot due to the heat of the engine, and the passage forming member (the member forming the internal passage) rises in temperature due to heat transfer. However, there is a concern that the intake air temperature sensor may not be able to accurately measure the intake air temperature due to the heat effect of the passage forming member.
Similarly, the sensor circuit mounted inside the air flow meter self-heats, and the temperature of the passage forming member rises under the influence of the sensor circuit, and the intake air temperature sensor receives the thermal effect of this passage forming member to accurately determine the intake air temperature. There is also concern that it will be impossible to measure.
そこで、吸気温度センサとは別に、通路形成部材に伝わる熱影響を受ける箇所(例えば、吸気温度センサの取付箇所や、吸気通路部材の内部に配置されるセンサ回路上など)にて温度測定を行う第2温度センサを設け、この第2温度センサが測定した第2温度信号に基づいて、吸気温度センサに及ぶ伝熱の影響を補正により抑える技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, temperature measurement is performed separately from the intake temperature sensor at a location (for example, an installation location of the intake temperature sensor or a sensor circuit disposed inside the intake passage member) that is affected by heat transmitted to the passage formation member. A technique has been proposed in which a second temperature sensor is provided and the effect of heat transfer on the intake air temperature sensor is suppressed by correction based on a second temperature signal measured by the second temperature sensor (see, for example, Patent Document 1). .
(従来技術の問題点)
「冷間始動時等にエンジンの熱を吸気ダクトが受けた場合」、「センサ回路の発熱状態が変化した場合」、「エアフロメータへの到達吸気温度が変化した場合」などでは、各部(吸気温度センサ、第2温度センサ、通路形成部材等)の温度が安定するのに、数十秒から数分がかかってしまい、この間は上記温度補正を実施することが困難となる。その結果、吸気温度センサ及び第2温度センサの計測部分の温度が安定するまでの間(温度変化期:過渡期)は、熱伝達遅れによって吸気温度を正確に補正することができない。
(Problems of conventional technology)
In each case (intake air when the intake duct receives heat from the engine during cold start, etc.), when the heat generation state of the sensor circuit changes, or when the intake air temperature reaching the air flow meter changes, etc. It takes several tens of seconds to several minutes for the temperature of the temperature sensor, the second temperature sensor, the passage forming member, and the like to stabilize, and during this time, it becomes difficult to perform the temperature correction. As a result, the intake air temperature cannot be accurately corrected due to the heat transfer delay until the temperatures of the measurement portions of the intake air temperature sensor and the second temperature sensor are stabilized (temperature change period: transient period).
理解補助の目的で、「エアフロメータへの到達吸気温度が変化した場合」を例に用いて説明する。
吸気温度が変化すると(図6の実線A参照)、吸気温度センサの検出温度は熱容量による応答遅れが生じるとともに(図6の実線B参照)、第2温度センサの検出温度も熱容量の違いによる応答遅れが生じる(図6の実線C参照)。
For the purpose of assisting understanding, a case where “the intake air temperature reaching the air flow meter has changed” will be described as an example.
When the intake air temperature changes (see the solid line A in FIG. 6), the detected temperature of the intake air temperature sensor has a response delay due to the heat capacity (see the solid line B in FIG. 6), and the detected temperature of the second temperature sensor also responds due to the difference in heat capacity. A delay occurs (see solid line C in FIG. 6).
特許文献1には、吸気温度センサの出力(吸気温度信号)を、流量センサの出力(流量信号)に応じて応答補償する技術が開示されている(特許文献1の請求項9及び図6参照)。
この特許文献1に開示される技術は、吸気温度センサの出力を直接応答補償するものであった。
The technique disclosed in
しかし、温度変化を受ける場合には、吸気温度センサの出力が安定するのと、第2温度センサの出力が安定するのとの間にも熱容量、熱伝達の違いにより時間差(応答遅れ)が生じるため、吸気温度センサと第2温度センサの出力差(偏差)が安定するのに時間を要してしまう。
具体的に、エアフロメータへの到達吸気温度が変化した場合は、通路形成部材の温度が安定するまでに時間がかかってしまう。このため、通路形成部材の内部に設けられる第2温度センサの出力が安定するのに長い時間がかかってしまい、吸気温度センサの応答遅れよりも、第2温度センサの応答遅れが大きくなってしまう。
However, when a temperature change is received, a time difference (response delay) occurs due to the difference in heat capacity and heat transfer between the stabilization of the output of the intake temperature sensor and the stabilization of the output of the second temperature sensor. Therefore, it takes time for the output difference (deviation) between the intake air temperature sensor and the second temperature sensor to stabilize.
Specifically, when the temperature of the intake air reaching the air flow meter changes, it takes time until the temperature of the passage forming member is stabilized. For this reason, it takes a long time for the output of the second temperature sensor provided in the passage forming member to stabilize, and the response delay of the second temperature sensor becomes larger than the response delay of the intake air temperature sensor. .
特許文献1に開示される技術は、吸気温度センサの出力を応答補償するものであるため、吸気温度センサに対する第2温度センサの熱容量・熱伝達の違いによる応答遅れや、センサ自体の応答遅れが補償されていない。このため、特許文献1に開示される技術を用いても、温度変化期に高い補正精度が得られない不具合がある。
Since the technology disclosed in
具体的には、特許文献1に開示される技術を採用して、吸気温度信号を補正する場合、図6の実線Jに示すように、実際の吸気温度(実線A)に対して応答遅れが生じるとともに、過剰補正によるオーバーシュートが発生する不具合が生じてしまい、温度変化期に高い補正精度が得られない不具合が生じてしまう。
Specifically, when the technique disclosed in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化期(過渡期)における吸気温度の検出精度を向上できるエアフロメータの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an air flow meter capable of improving the detection accuracy of the intake air temperature in the temperature change period (transition period).
本発明は、上述した従来技術とは異なり、第2温度センサ(32)の応答遅れを補償して吸気温度を補正するため、従来技術に比較して吸気温度の検出精度を高めることができる。
具体的には、「吸気温度センサ(31)の測定した吸気温度信号(ta)」と「第2温度センサ(32)の測定した第2温度信号(tb)」の出力差(tc)の応答遅れを補償し、応答補償した出力差(tc)を用いて吸気温度の補正を行うことにより、温度変化期における吸気温度の検出精度を高めることができる。
Unlike the prior art described above, the present invention compensates for the response delay of the second temperature sensor (32) and corrects the intake air temperature, so that the detection accuracy of the intake air temperature can be improved compared to the prior art.
Specifically, the response of the output difference (tc) between the “intake air temperature signal (ta) measured by the intake air temperature sensor (31)” and the “second temperature signal (tb) measured by the second temperature sensor (32)”. By correcting the intake air temperature using the output difference (tc) compensated for the delay and compensated for the response, the detection accuracy of the intake air temperature during the temperature change period can be improved.
以下において「発明を実施するための形態」を詳細に説明する。 Hereinafter, “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” will be described in detail.
本発明の具体的な一例(実施例)を図面に基づき説明する。なお、以下の「実施例」は具体的な一例を開示するものであり、本発明が「実施例」に限定されないことは言うまでもない。 A specific example (example) of the present invention will be described with reference to the drawings. The following “Example” discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the “Example”.
[実施例1]
実施例1を図1〜図6参照して説明する。
エアフロメータは、車両走行用エンジンへ吸気(燃焼用の空気)を導く吸気ダクト1(エアクリーナのアウトレットや吸気管等)に搭載されるものであり、少なくともエンジンに吸い込まれる吸気流量(空気流量)の測定を行う。
[Example 1]
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
The air flow meter is mounted on an intake duct 1 (air cleaner outlet, intake pipe, etc.) that guides intake air (combustion air) to a vehicle running engine, and at least an intake air flow (air flow) sucked into the engine. Measure.
エアフロメータは、
・蓋部2が設けられる通路形成部材3と、
・この通路形成部材3の内部に組付けられる流量センサ4と、
を備えて構成される。
Air flow meter
A
A
It is configured with.
吸気ダクト1の側面には、内外を貫通するエアフロメータ装着穴が形成されており、このエアフロメータ装着穴の外部より通路形成部材3を吸気ダクト1内に挿入配置した後、蓋部2によってエアフロメータ装着穴を閉塞し、蓋部2をタッピングスクリュ等の固定手段を用いて吸気ダクト1に固定することで吸気ダクト1にエアフロメータが組付けられる。
An airflow meter mounting hole penetrating the inside and outside is formed on the side surface of the
通路形成部材3は、例えば樹脂材料によって形成されるものであり(限定しない)、通路形成部材3の内部には、吸気ダクト1の内部(主空気通路)を流れる吸気の一部が通過するバイパス通路5(副空気通路)およびサブバイパス通路6(副々空気通路)が形成される。
The
バイパス通路5は、吸気ダクト1内を流れる空気の一部が通過する空気通路であり、吸気ダクト1における吸気の流れ方向に沿うように通路が形成される。そして、バイパス通路5の吸気上流側に空気取入口5aが設けられ、バイパス通路5の吸気下流側に空気排出口5bが設けられる。なお、空気排出口5bには、バイパス通路5を通過する空気流を絞るための出口絞りが形成される。
The
サブバイパス通路6は、出口絞り(空気排出口5b)で絞られたバイパス通路5の空気流の一部が流入する入口6aと、サブバイパス通路6を通過した空気流を吸気ダクト1内へ戻す出口とを備え、入口6aから流入した空気を通路形成部材3の内部で回転させて吸気ダクト1内へ戻す迂回路を形成するものである。
なお、図1では、サブバイパス通路6の出口(図示しない)を独立して設ける例を開示するが、限定するものではなく、例えば出口をバイパス通路5内に開口させて、サブバイパス通路6を通過した空気流を再びバイパス通路5内に戻すものであっても良い。
The
FIG. 1 discloses an example in which an outlet (not shown) of the
通路形成部材3と一体に設けられる蓋部2は、ECU(エンジン・コントロール・ユニット)接続用のコネクタを備えるものであり、蓋部2と通路形成部材3は共通の樹脂材料によって設けられる。
The
流量センサ4は、アッシー化されて通路形成部材3の内部に配置されるものであり、
・吸気流量を測定する流量検出部7が設けられるセンサ基板8と、
・通路形成部材3に形成されたコネクタを介して電気的に接続されるセンサ回路9と、
・このセンサ回路9を収容する回路ハウジング10と、
を備えて構成される。
The
A
A
A
It is configured with.
具体的に、流量センサ4は、熱量に基づいて吸気量を測定する熱式であり、
・吸気の一部を加熱するヒータ制御ブリッジ11と、
・加熱された吸気から流量に応じた流量信号を得る流量検出ブリッジ12と、
・流量信号から流量演算を行うデジタル回路13と、
を備えて構成される。
Specifically, the
A
A flow
A
It is configured with.
ヒータ制御ブリッジ11の一例は、
・センサ基板8に設けられる3つの抵抗体と、
・センサ回路9に設けられる2つの増幅手段と、
で構成される。
An example of the
Three resistors provided on the
Two amplifying means provided in the
Consists of.
ヒータ制御ブリッジ11における3つの抵抗体は、
・通電による発熱によってサブバイパス通路6を通過する空気の一部を加熱する発熱ヒータ14と、
・発熱ヒータ14の近傍に配置されて、発熱ヒータ14によって加熱された空気の温度(加熱吸気温度)に応じた電圧値V1を発生させる傍熱抵抗体15と、
・発熱ヒータ14によって加熱されていない吸気の温度(非加熱吸気温度)を測定する吸気温度抵抗体16と、
・この吸気温度抵抗体16に直列に接続されて非加熱吸気温度に応じた電圧値V2を発生させる分圧抵抗体17と、
で構成される。
The three resistors in the
A
An indirectly
An intake
A
Consists of.
ヒータ制御ブリッジ11における2つの増幅手段は、電圧値V1と電圧値V2の電圧差に応じた出力を発生するオペアンプ18と、このオペアンプ18の出力に応じた電流を発熱ヒータ14に印加するトランジスタ19とで構成されるものであり、電圧値V1と電圧値V2の電圧差が、予め設定された電圧差となるように発熱ヒータ14を通電制御することで発熱ヒータ14を基準温度に保つ。
The two amplifying means in the
流量検出ブリッジ12の一例は、
・センサ基板8に設けられる4つの抵抗体と、
・センサ回路9に設けられる1つの増幅手段と、
で構成される。
An example of the
Four resistors provided on the
One amplifying means provided in the
Consists of.
流量検出ブリッジ12における4つの抵抗体は、
・発熱部(発熱ヒータ14および傍熱抵抗体15)の上流側に設けられる第1、第2上流抵抗体21、22と、
・発熱部の下流側に設けられる第1、第2下流抵抗体23、24と、
で構成される。
なお、第1上流抵抗体21と第1下流抵抗体23は直列に接続されて吸気量に応じた電圧値V3を発生させるものであり、第2上流抵抗体22と第2下流抵抗体24も直列に接続されて吸気量に応じた電圧値V4を発生させるものである。
The four resistors in the
First and second
First and second
Consists of.
The first
サブバイパス通路6で空気が流れると、吸気流量および吸気の流れ方向に応じて、第1、第2上流抵抗体21、22の検出温度と、第1、第2下流抵抗体23、24の検出温度とに温度差が生じるため、この温度差に基づいて吸気量および吸気の流れ方向を測定することができる。
具体的に、第1、第2上流抵抗体21、22の検出温度と、第1、第2下流抵抗体23、24の検出温度とに温度差が生じた場合、第1、第2上流抵抗体21、22の抵抗値と、第1、第2下流抵抗体23、24の抵抗値とが変化することにより電圧値V3、V4が変化する。
When air flows through the
Specifically, when a temperature difference occurs between the detected temperature of the first and second
流量検出ブリッジ12における1つの増幅手段は、電圧値V3、V4の電位差に応じた出力を発生するオペアンプ25である。
One amplifying means in the flow
デジタル回路13は、流量検出ブリッジ12の出力する流量信号を、メモリに保存された補正値に基づいて補正を行い、補正後の流量信号vfを周波数変調して外部のECUへ出力する(一例であり、限定しない)。
The
(吸気温度センサ31の説明)
この実施例のエアフロメータは、吸気ダクト1内を通過する吸気の温度(エンジンに吸い込まれる吸気の温度)を測定する吸気温度センサ31を備える。
この実施例の吸気温度センサ31は、図1(a)に示すように、通路形成部材3の外部に配置されて、吸気ダクト1の内部を流れる吸気の温度を測定する。具体的に、吸気温度センサ31は、通路形成部材3の伝熱影響を極力抑えるように、吸気温度センサ31が通路形成部材3から所定量離れた中空に配置される。
(Description of intake air temperature sensor 31)
The air flow meter of this embodiment includes an intake
As shown in FIG. 1A, the intake
具体的な一例として、この実施例の吸気温度センサ31は、ボビン型の抵抗体形状を呈するサーミスタ素子であり、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ本体と、このサーミスタ本体から延びる2本のリード線とを備える。そして、2本のリード線が蓋部2または通路形成部材3によって支持されることで、サーミスタ本体が通路形成部材3から所定量離れた中空に支持される。
そして、吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号ta(吸気温度に応じた信号)は、後述する吸気温度補正手段50によって補正を行った後に、流量信号vfと同様、デジタル回路13で周波数変調してECUへ出力される(限定しない)。
As a specific example, the intake
The intake air temperature signal ta (signal corresponding to the intake air temperature) measured by the intake
(第2温度センサ32の説明)
この実施例のエアフロメータは、通路形成部材3に伝わる熱影響を受ける箇所にて温度測定を行う第2温度センサ32を備える。即ち、吸気温度センサ31が通路形成部材3から受ける熱影響より、第2温度センサ32が通路形成部材3から受ける熱影響の方が大きくなるように設けられる。
この第2温度センサ32は、上述した吸気温度センサ31とは独立して設けられるものである。
(Description of the second temperature sensor 32)
The air flow meter of this embodiment includes a
The
第2温度センサ32の搭載箇所は、限定するものではないが、具体的な一例として、流量センサ4に設けられる。
さらに、流量センサ4における第2温度センサ32の搭載箇所も限定するものではなく、一例としてこの実施例ではセンサ回路9に第2温度センサ32を搭載する例を示す。このように、第2温度センサ32をセンサ回路9に搭載することで、既存のエアフロメータに第2温度センサ32を搭載するための仕様変更(通路形成部材3や回路ハウジング10の仕様変更等)を無くすことができるとともに、第2温度センサ32のリード配線の引き回しを簡素化する効果が得られる。
Although the mounting location of the
Furthermore, the mounting location of the
(吸気温度補正手段40の説明)。
この実施例のエアフロメータには、第2温度センサ32が測定した第2温度信号tbに基づいて、吸気温度センサ31に及ぶ伝熱の影響(通路形成部材3から吸気温度センサ31に及び熱影響)を補正する吸気温度補正手段40が設けられている。
(Description of intake air temperature correction means 40).
In the airflow meter of this embodiment, the influence of heat transfer to the intake air temperature sensor 31 (from the
ここで、「冷間始動時にエンジンの熱を吸気ダクト1が受けた場合」や、「センサ回路9の発熱状態が変化した場合」、あるいは「吸気ダクト1内においてエアフロメータへの到達吸気温度が変化した場合」などでは、吸気温度センサ31及び第2温度センサ32の出力に応答遅れが生じるとともに、通路形成部材3にも温度変化が生じる。
このため、各部の温度が安定するのに、数十秒から数分の応答遅れが生じてしまう。このように温度変化を受ける場合、各部の温度が安定するまでの期間(温度変化期)は、温度が安定するまでの応答遅れによって吸気温度を正確に補正することが困難になる。
Here, “when the
For this reason, although the temperature of each part is stabilized, a response delay occurs for several tens of seconds to several minutes. When the temperature change is received in this way, it is difficult to accurately correct the intake air temperature during a period until the temperature of each part is stabilized (temperature change period) due to a response delay until the temperature becomes stable.
この不具合を解決する手段として、この実施例のエアフロメータは、温度変化期の応答遅れを補償する手段を備える。
具体的に、この実施例のエアフロメータは、応答遅れを補償する手段として、「流量センサ4の測定した流量信号vf」に基づいて「吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号taと第2温度センサ32の測定した第2温度信号tbの出力差tc」の応答遅れを補償する応答補償手段41を備える。そして、応答補償手段41で補償した出力差tcに基づいて吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号taを補正するように設けられている。
As means for solving this problem, the air flow meter of this embodiment includes means for compensating for a response delay in the temperature change period.
Specifically, in the air flow meter of this embodiment, as means for compensating for the response delay, “the intake air temperature signal ta measured by the intake
具体的な吸気温度補正手段40の構成を、図4参照して説明する。
吸気温度補正手段40は、デジタル回路13に設けられる(限定しない)。
デジタル回路13には、上述した応答補償手段41の他に、
・「吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号ta」と「第2温度センサ32の測定した第2温度信号tb」の出力差tcを求める出力差算出手段42と、
・流量検出部7の出力信号(オペアンプ25の出力信号)から吸気流量を算出する流量算出手段43と、
・応答補償手段41で補償した出力差tc(補償後の信号)を用いて吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号taの補正を行う補正実行手段44と、
が設けられる。
A specific configuration of the intake air temperature correction means 40 will be described with reference to FIG.
The intake air
In addition to the response compensation means 41 described above, the
An output difference calculating means 42 for obtaining an output difference tc between “the intake temperature signal ta measured by the
A flow rate calculation means 43 for calculating the intake flow rate from the output signal of the flow rate detector 7 (the output signal of the operational amplifier 25);
Correction execution means 44 for correcting the intake air temperature signal ta measured by the intake
Is provided.
出力差算出手段42は、「吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号ta」から「第2温度センサ32の測定した第2温度信号tb」を減算することで出力差tcを求める減算手段である。
The output difference calculating means 42 is a subtracting means for obtaining the output difference tc by subtracting the “second temperature signal tb measured by the
流量算出手段43は、
・吸気脈動により生じる流量変化の周波数である流量周波数を求める周波数算出部43aと、
・吸気脈動により生じる流量変化幅である流量振幅を求める振幅算出部43bと、
・計測流量を単位時間あたりで平均化した平均流量を求める平均流量算出部43cと、
・上記で求めた流量周波数、流量振幅、平均流量から流量信号vfを求める特性変換部43dと、
を備えて構成される。
The flow rate calculation means 43 is
A
An
An average flow
- above determined flow rate frequency, flow amplitude, a characteristic converting
It is configured with.
このように、この実施例で採用する流量算出手段43は、「流量周波数」、「流量振幅」、「平均流量」を用いて流量信号vfを求めることにより、吸気流量の絶対値(時間経過とともに変動する値)を求める従来技術に比較して、安定した流量信号vfを得ることができる。
なお、この流量算出手段43は、エアフロメータの出力する流量信号vfを求める手段であっても良いし、応答補償を行うために専用に設けるものであっても良い。
As described above, the flow rate calculation means 43 employed in this embodiment obtains the flow rate signal vf using the “flow rate frequency”, “flow rate amplitude” , and “ average flow rate ”, thereby obtaining the absolute value of the intake flow rate (with time passage). A stable flow rate signal vf can be obtained as compared with the conventional technique for obtaining a variable value).
The flow rate calculation means 43 may be a means for obtaining a flow rate signal vf output from the air flow meter, or may be provided exclusively for performing response compensation.
応答補償手段41は、温度変化期における特性の乱れによって生じる応答遅れを補償によって進める「位相進み補償」であり(一例であり、限定しない)、減算手段で求めた出力差tcの応答遅れを位相進み補償により補償するものである。
応答補償手段41(位相進み補償)の具体的な構成は限定するものではないが、理解補助を目的に一例を説明する。
The response compensation means 41 is “phase advance compensation” that advances the response delay caused by the characteristic disturbance during the temperature change period by compensation (which is an example and not limited), and the response delay of the output difference tc obtained by the subtraction means is the phase. Compensation is made by lead compensation.
Although the specific configuration of the response compensation means 41 (phase advance compensation) is not limited, an example will be described for the purpose of assisting understanding.
この実施例の応答補償手段41は、
・補償に用いるゲインを周波数(時間軸に対して吸気温度変化をフーリエ変換した周波数)に応じて算出するゲイン算出手段と、
・算出したゲインを用いて応答補償を実行する時間(時定数)を吸気流量に基づいて算出する時定数算出手段と、
・求めたゲインと時定数に基づいて出力差tcを補正する乗算手段と、
を備える。
The response compensation means 41 of this embodiment is
Gain calculating means for calculating the gain used for compensation according to the frequency (frequency obtained by Fourier transforming the intake air temperature change with respect to the time axis);
Time constant calculating means for calculating a time (time constant) for executing response compensation using the calculated gain based on the intake flow rate;
Multiplication means for correcting the output difference tc based on the obtained gain and time constant;
Is provided.
ゲイン算出手段は、上述したように、周波数に応じてゲインを求めるものであり、具体的な一例は、図5(a)に示すように、周波数が低いときにゲインを小さくし、周波数が高いときにゲインを大きくするものである。なお、周波数に応じたゲインは、マップにより付与しても良いし、演算式により付与しても良い。 As described above, the gain calculation means calculates the gain according to the frequency. As shown in FIG. 5A, a specific example is that the gain is reduced when the frequency is low, and the frequency is high. Sometimes it increases the gain. The gain according to the frequency may be given by a map or may be given by an arithmetic expression.
時定数算出手段は、吸気流量が低速になるほど出力差tcの応答性が悪化するのを防ぐものであり、具体的な一例は、図5(b)に示すように、吸気流量が少ない時ほど時定数を長く設定し、吸気流量が多くなるに従い時定数を短く設定するものである。なお、吸気流量に応じた時定数は、マップにより付与しても良いし、演算式により付与しても良い。 The time constant calculating means prevents the response of the output difference tc from deteriorating as the intake air flow rate becomes lower. A specific example is as shown in FIG. The time constant is set longer and the time constant is set shorter as the intake flow rate increases. The time constant corresponding to the intake flow rate may be given by a map or may be given by an arithmetic expression.
補正実行手段44は、「吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号ta」に「応答補償手段41で補償した出力差tc」を加算して補正後の吸気温度信号taを出力する加算手段である。
なお、補正後の吸気温度信号taは、上述したように、周波数変調した後にECUへ出力される(限定しない)。
The
The corrected intake air temperature signal ta is output to the ECU after frequency modulation (not limited) as described above.
(実施例1の効果1)
実施例1のエアフロメータは、上述したように、「流量センサ4の測定した流量信号vf」に基づいて「吸気温度センサ31の測定した吸気温度信号taと第2温度センサ32の測定した第2温度信号tbの出力差tc」の応答遅れを応答補償する。即ち、吸気温度が変化するなど、出力差tcに応答遅れが生じる場合であっても、その出力差tcの応答遅れを応答補償手段41により補償する。
この結果、第2温度センサ32の応答遅れを含んで吸気温度を補正することができるため、従来技術に比較して温度変化期(過渡期)における吸気温度の検出精度を高めることができる。
(
As described above, the air flow meter according to the first embodiment is based on “the flow rate signal vf measured by the
As a result, since the intake air temperature can be corrected including a response delay of the
具体的な効果の一例を、図6を参照して説明する。
吸気温度が変化すると(図6の実線A参照)、吸気温度センサ31の検出温度は熱容量による応答遅れが生じるとともに(図6の実線B参照)、第2温度センサ32の検出温度も熱容量による応答遅れが生じる(図6の実線C参照)。
このようにエアフロメータへの到達吸気温度が変化する場合、通路形成部材3の内部に設けられる第2温度センサ32の出力が安定するのに長い時間がかかるため、吸気温度センサ31の応答遅れよりも、第2温度センサ32の応答遅れが大きくなってしまう。即ち、吸気温度信号taに対して第2温度信号tbに応答遅れが生じてしまい、出力差tcに応答遅れが生じてしまう。
An example of a specific effect will be described with reference to FIG.
When the intake air temperature changes (see the solid line A in FIG. 6), the detected temperature of the intake
In this way, when the temperature of the intake air reaching the air flow meter changes, it takes a long time for the output of the
そこで、この実施例では、「吸気温度信号taと第2温度信号tbの出力差tc」を応答補償することにより、吸気温度信号taが第2温度センサ32の応答遅れを含んで補正される。このため、補正後の吸気温度信号taを、図6の実線Dに示すように、実際の吸気温度(実線A)に極めて近似させることができる。
即ち、本発明を採用することにより、出力差tcに応じた補正の応答性を高めることができ、温度変化期であっても吸気温度の検出精度を高めることができる。
Therefore, in this embodiment, response compensation is performed for the “output difference tc between the intake air temperature signal ta and the second temperature signal tb”, so that the intake air temperature signal ta is corrected including the response delay of the
That is, by adopting the present invention, it is possible to improve the responsiveness of the correction according to the output difference tc, and it is possible to improve the detection accuracy of the intake air temperature even in the temperature change period.
(実施例1の効果2)
この実施例とは異なり、応答補償に用いる吸気流量として、流量検出部から検出される信号から直接的に求められる吸気流量を用いる場合(即ち、応答補償に吸気流量の絶対値を用いる場合)、応答補償に用いる吸気流量が安定せず、結果的に応答補償が安定し難い。
これに対し、この実施例1のエアフロメータは、上述したように、流量周波数、流量振幅、平均流量から求めた安定した吸気流量(具体的には、安定した流量信号vf)を用いて応答補償を実施する。これにより、安定した応答補償を実施することができ、応答補償を行った後の吸気温度(即ち、補正後の吸気温度ta)の測定精度を高めることができる。
(
Unlike this embodiment, when an intake air flow obtained directly from a signal detected from the flow rate detector is used as the intake air flow used for response compensation (that is, when the absolute value of the intake air flow is used for response compensation), The intake flow rate used for response compensation is not stable, and as a result, response compensation is difficult to stabilize.
In contrast, the air flow meter of the first embodiment, as described above, the flow rate frequency, flow amplitude, flat Hitoshiryu amount or al obtained a stable intake air flow rate (specifically, stable flow rate signal vf) using Response compensation. Thereby, stable response compensation can be performed, and the measurement accuracy of the intake air temperature after the response compensation (that is, the corrected intake air temperature ta) can be increased.
[実施例2]
実施例2を図7、図8を参照して説明する。なお、以下の実施例では、上記実施例1と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の実施例1では、吸気温度センサ31が通路形成部材3の外部に設けられる例を示した。
これに対し、この実施例2の吸気温度センサ31は、図8に示すように、センサ基板8に設けられるものであり、流量検出部7とともにサブバイパス通路6内に配置されるものである。なお、第2温度センサ32は、上記実施例1と同様、流量センサ4に設けられるものである。
[Example 2]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same functions.
In the first embodiment, the example in which the intake
On the other hand, as shown in FIG. 8, the intake
このように、吸気温度センサ31を通路形成部材3からの熱影響を受け易いサブバイパス通路6に配置するものであっても、第2温度センサ32が測定した第2温度信号tbに基づいて、吸気温度センサ31に及ぶ伝熱の影響を補正することで、吸気温度センサ31に及ぶ伝熱の影響を排除した吸気温度を測定することが可能になる。
もちろん、上記実施例1で開示した応答補償を実施することにより、温度変化期であっても吸気温度の検出精度を高めることができる。
As described above, even if the intake
Of course, by implementing the response compensation disclosed in the first embodiment, it is possible to improve the detection accuracy of the intake air temperature even in the temperature change period.
[実施例3]
実施例3を図9を参照して説明する。
上記実施例1は、第2温度センサ32を流量センサ4に設ける例を示した。
これに対し、この実施例3のエアフロメータは湿度センサ51を搭載するものであり、第2温度センサ32として湿度センサ51が内蔵する環境温度センサを利用するものである。即ち、この実施例3は、湿度センサ51に予め内蔵される環境温度センサを第2温度センサ32として利用するものである。
[Example 3]
A third embodiment will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, the
In contrast, the air flow meter of the third embodiment is equipped with a
具体的に、湿度センサ51は、周知の静電容量式である。この種の湿度センサ51は、環境温度(湿度センサ51の搭載箇所の温度)に応じて検出湿度を補正する手段として環境温度センサを内蔵する。そこで、この実施例3は、湿度センサ51に搭載される環境温度センサを第2温度センサ32として利用するものである。
Specifically, the
このように、湿度センサ51を搭載するエアフロメータでは、湿度センサ51が搭載する環境温度センサを第2温度センサ32として利用することができるため、専用の第2温度センサ32を設ける必要がない。このため、上記実施例1と同様の効果を得ることができるとともに、エアフロメータに湿度センサ51を搭載する場合における本発明の実施コストを抑えることができる。
As described above, in the air flow meter equipped with the
なお、この実施例3は、湿度センサ51の搭載箇所の一例として、図8に示すように、センサ基板8の下流側のサブバイパス通路6の内壁に湿度センサ51を搭載する例を示す。
In addition, this Example 3 shows the example which mounts the
[実施例4]
実施例4を図10を参照して説明する。
この実施例4は、上記実施例3とは異なる部位に湿度センサ51を搭載する具体例を示すものであり、湿度センサ51をセンサ基板8の上流側のサブバイパス通路6の内壁に配置すものである。
このように設けても、実施例3と同様の効果を得ることができる。
[Example 4]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The fourth embodiment shows a specific example in which the
Even if it provides in this way, the same effect as Example 3 can be acquired.
上記の実施例では、流量検出部7の具体例として、センサ基板8を用いたチップタイプを例に示したが、チップタイプに限定されるものではなく、ボビン型の抵抗体を用いるなど、他の構成の流量検出部7を採用しても良い。
In the above embodiment, a chip type using the
上記の実施例では、通路形成部材3の内部に2つの空気通路(バイパス通路5とサブバイパス通路6)が形成されるエアフロメータを示したが、通路形成部材3の内部に1つの空気通路(吸気量測定通路)だけが形成されるエアフロメータに本発明を適用しても良い。
In the above embodiment, an air flow meter in which two air passages (
上記の実施例では、流量検出部7を通過する被測定空気の流れ方向が吸気ダクト1を流れる空気の流れ方向とは逆向きの例を示したが、流量検出部7を通過する被測定空気の流れ方向は、吸気ダクト1を流れる空気の流れ方向に沿う順方向や、吸気ダクト1を流れる空気の流れ方向に対して垂直方向など、限定されるものではない。
In the above embodiment, an example in which the flow direction of the air to be measured passing through the flow
3 通路形成部材
4 流量センサ
5 バイパス通路(通路形成部材の内部に形成される通路の一例)
6 サブバイパス通路(通路形成部材の内部に形成される通路の一例)
31 吸気温度センサ
32 第2温度センサ
41 応答補償手段
3
6 Sub-bypass passage (an example of a passage formed inside the passage forming member)
31 Intake
Claims (5)
このエアフロメータは、
前記吸気温度センサ(31)とは独立して設けられ、前記通路形成部材(3)に伝わる熱影響を受ける箇所にて温度測定を行う第2温度センサ(32)と、
前記流量センサ(4)の測定した流量信号(vf)に基づいて、前記吸気温度センサ(31)の測定した吸気温度信号(ta)と前記第2温度センサ(32)の測定した第2温度信号(tb)の出力差(tc)の応答遅れを補償する応答補償手段(41)とを備え、
この応答補償手段(41)で補償した出力差(tc)に基づいて前記吸気温度センサ(31)の測定した吸気温度信号(ta)を補正することを特徴とするエアフロメータ。 A passage forming member (3) for forming a passage (5, 6) through which a part of the intake air sucked into the engine passes, a flow rate sensor 4 (4) for measuring an intake air flow rate passing through the passage (6), and an intake air In an air flow meter comprising an intake air temperature sensor (31) for measuring temperature,
This air flow meter
A second temperature sensor (32) which is provided independently of the intake air temperature sensor (31) and performs temperature measurement at a location affected by heat transmitted to the passage forming member (3);
Based on the flow rate signal (vf) measured by the flow rate sensor (4), the intake temperature signal (ta) measured by the intake temperature sensor (31) and the second temperature signal measured by the second temperature sensor (32). Response compensation means (41) for compensating the response delay of the output difference (tc) of (tb),
An air flow meter for correcting an intake air temperature signal (ta) measured by the intake air temperature sensor (31) based on an output difference (tc) compensated by the response compensation means (41).
前記吸気温度センサ(31)は、前記通路形成部材(3)の外部に配置されることを特徴とするエアフロメータ。 The air flow meter according to claim 1,
The air flow meter, wherein the intake air temperature sensor (31) is disposed outside the passage forming member (3) .
前記流量センサ(4)は、吸気流量を測定する流量検出部(7)が設けられるセンサ基板(8)を備え、
前記吸気温度センサ(31)は、前記センサ基板(8)上に設けられ、前記流量検出部(7)とともに前記通路(6)内に配置されることを特徴とするエアフロメータ。 The air flow meter according to claim 1 ,
The flow sensor (4) includes a sensor substrate (8) provided with a flow rate detector (7) for measuring the intake flow rate.
The air flow meter is characterized in that the intake air temperature sensor (31) is provided on the sensor substrate (8) and is disposed in the passage (6) together with the flow rate detector (7) .
前記第2温度センサ(32)は、前記流量センサ(4)に設けられることを特徴とするエアフロメータ。 In the air flow meter according to any one of claims 1 to 3 ,
The air flow meter, wherein the second temperature sensor (32) is provided in the flow rate sensor (4) .
このエアフロメータは、吸気の湿度を測定する湿度センサ(51)を備え、
前記第2温度センサ(32)は、前記湿度センサ(51)に内蔵される環境温度センサを用いることを特徴とするエアフロメータ。
In the air flow meter according to any one of claims 1 to 3 ,
This air flow meter includes a humidity sensor (51) for measuring the humidity of intake air,
The second temperature sensor (32), air flow meter, characterized in Rukoto using an environmental temperature sensor which is built the humidity sensor (51).
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018179810A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
JP2018179809A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
JP2018179811A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
JP2019132866A (en) * | 2019-05-21 | 2019-08-08 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2019023611A (en) * | 2017-07-24 | 2019-02-14 | 株式会社デンソー | Method of manufacturing physical quantity measurement device, molding apparatus, and physical quantity measurement device |
WO2019021762A1 (en) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | 株式会社デンソー | Physical quantity measurement device and measurement control device |
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Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
JPS58110826A (en) * | 1981-12-24 | 1983-07-01 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | Intake air temperature signal generating device for internal-combustion engine |
JP5350413B2 (en) * | 2011-01-31 | 2013-11-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Intake air temperature sensor and thermal air flow meter having the same |
DE102013212013A1 (en) * | 2013-06-25 | 2015-01-08 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for determining a temperature of a gas flowing past a sensor |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018179810A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
JP2018179809A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
JP2018179811A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
JP2019132866A (en) * | 2019-05-21 | 2019-08-08 | 株式会社デンソー | Air flow rate meter |
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