WO2014002198A1 - 流体計測装置 - Google Patents

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松本　昌大
中野　洋
半沢　恵二
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow

Definitions

  • the present invention relates to a fluid measuring device for measuring at least one fluid parameter.
  • combustion control technology that can highly control the generation of harmful substances in in-cylinder combustion is necessary.
  • it is necessary to accurately grasp the amount of intake air into the engine, and high accuracy is desired for a fluid measuring device represented by a flow sensor.
  • a thermal flow sensor is a device that arranges a heating element in a fluid and measures a flow rate by detecting a temperature change around the heating element due to a flow. It is known that the output characteristics of this thermal flow sensor vary depending on the temperature and pressure of the fluid, and so far, correction techniques corresponding to the temperature and pressure have been proposed. For example, there is a technique disclosed in Patent Document 1.
  • the thermal flow sensor described in Patent Document 1 calculates a fluid temperature t flowing through the flow path, and a correction value per unit temperature for the detected parameter v and the fluid temperature t.
  • a correction means for correcting the parameter v to a flow rate at the reference temperature t 0 is provided.
  • a correction means for correcting the parameter v to the flow rate at the reference pressure p 0 is provided.
  • the thermal flow sensor described in Patent Document 1 has a configuration in which the detection value detected by the temperature detection unit or the pressure detection unit used for correcting the flow value directly affects the corrected flow value. ing. Therefore, in the case of a thermal flow sensor using the correction technique described in Patent Document 1, it is determined whether or not a parameter used for correction (hereinafter referred to as “correction parameter”) is highly reliable information. Is important, and it is important to know whether or not the measurement means for measuring the correction parameter normally measures the correction parameter.
  • Patent Document 1 does not consider any of the above problems.
  • An object of the present invention is to provide a fluid measurement device with high measurement accuracy.
  • a fluid measurement device includes a fluid measurement device including a circuit unit to which a first signal output from a first detection element and a second signal output from a second detection element are input.
  • the circuit unit includes a signal processing unit that outputs a third signal corresponding to the first signal and the second signal, a state determination unit that determines a state of the first signal, and the state determination Control means for controlling the amount of change given to the third signal by the change of the first signal in accordance with the determination result of the means.
  • a fluid measurement device with high measurement accuracy can be obtained.
  • FIG. 1 Schematic structure of fluid measuring device.
  • FIG. 3 is a relationship diagram between S1 and (S3-S2) of the fluid measuring device according to the first embodiment.
  • the system structural example which consists of a fluid measuring device and ECU.
  • FIGS. 1, 2, 10, 11, and 14 a first embodiment, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 1, 2, 10, 11, and 14.
  • a main fluid 200 can flow through the main passage 101 formed by the pipe 100, and a casing 102 is inserted into the main passage 101 in order to measure the flow rate of the main fluid 200.
  • the casing 102 includes the temperature sensor 1 and is attached to the main passage 101 so that the temperature sensor 1 is exposed to the main fluid 200.
  • the casing 102 includes a sub passage 103 into which a part of the main fluid 200 can be introduced.
  • the flow sensor 2 is disposed so as to be exposed to the introduced branch fluid 201.
  • the flow sensor 2 is supported by a support 3, and the circuit element 4 is also mounted on the support 3.
  • the circuit element 4 plays a role of converting the output signal of the flow sensor 2 into flow information and outputting it to an external device.
  • FIG. 2 shows a detection circuit block of the fluid measuring device according to the first embodiment.
  • the other end of the thermistor 7 with one end grounded is connected to one end of the fixed resistor 8, and the other end of the fixed resistor 8 is connected to a predetermined voltage Vcc.
  • the analog signal at the midpoint potential of the thermistor 7 and the fixed resistor 8 is input to the circuit element 4, and the analog signal at the midpoint potential is converted into the digital signal S 1 by the AD converter 10 provided in the circuit element 4.
  • the analog signal output from the flow sensor 2 is also input to the circuit element 4 and converted into a digital signal S2 by the AD converter 11 provided in the circuit element 4.
  • DSP 20 digital signal processing device 20
  • ECU90 electronice control unit 90
  • the DSP 20 includes a correction amount calculation unit 21 that determines a correction amount for correcting S2, and determines the correction amount based on S1 and S2. This correction amount is added to S2 in the adding unit 22.
  • the fluid measuring device selects either the determination unit 23 for determining the abnormality of S1, the output of the addition unit 22 or S2, and the DA converter 13 as the digital signal S3.
  • a switch 24 for inputting to is added.
  • the temperature sensor 1 of the fluid measuring device in the first embodiment is disposed in the main passage 101 as shown in FIG. 1 and is directly exposed to the main fluid 200. For this reason, foreign matters such as dust and oil contained in the main fluid 200 may collide with or adhere to the temperature sensor 1, and the temperature detection accuracy in the temperature sensor 1 may be reduced.
  • FIG. 2 when the wiring 40 that grounds the thermistor 7 is disconnected due to the collision of a foreign substance or the like, the midpoint potential of the thermistor 7 and the fixed resistor 8 changes to Vcc. Since the change in the midpoint potential is reflected in S1, the determination unit 23 can diagnose the abnormality by detecting the change in S1.
  • the abnormality determination method of the determination part 23 in 1st Example is demonstrated using FIG.
  • the determination unit 23 can be realized by using, for example, a window comparator.
  • the determination unit 23 in the first embodiment is 0 (normal) when S1 is within a predetermined range S1 L to S1 H as shown in FIG. Is output, and 1 (abnormal) is output when deviating from the predetermined range.
  • the switch 24 can select and connect the content of S3 according to the determination result of the determination unit 23 to either the output value of the addition unit 22 or S2, and in the first embodiment, the predetermined range S1 L to S1 is selected. S2 was changed to S3 outside H. For this reason, while the predetermined correction amount according to the change of S1 is added to S2 within the predetermined range to generate S3, the influence of the change of S1 on S3 can be suppressed outside the predetermined range. It is possible to prevent overcorrection processing caused by the abnormality of 1.
  • S1 and S2 input to the DSP 20 are input to the correction amount calculation unit 21, and the correction amount calculation unit 21 determines a correction amount based on S1 and S2.
  • S2 is input to the determination unit 23, and S1 abnormality determination is performed based on S1 L and S1 H.
  • S1 is determined to be normal
  • S1 is determined to be normal
  • S2 is output as S3.
  • the fluid measuring device has the following advantages by performing the above operations.
  • the first advantage is that, in a situation where the reliability of S1 is lowered, such as when the temperature sensor 1 is damaged, the determination unit 23 can grasp the state.
  • the second advantage is that the correction process by S1 can be suppressed by the switch 24 in a situation where the reliability of S1 is lowered, such as when the temperature sensor 1 is damaged.
  • a third advantage is that the technology of the present invention can be applied without adding a large-scale circuit because the determination unit 23 and the switch 24 can be realized by digital signal processing by the DSP 20.
  • a fourth advantage is that since the determination unit 23 and the switch 24 can be realized by digital signal processing by the DSP 20, the determination thresholds S1 L and S1 H of the determination unit 23 can be easily changed.
  • the switch 26 selects the output of the correction amount calculation unit 21 and the fixed value output from the signal generator 25 according to the determination result of the determination unit 23 and transmits the selected value to the addition unit 22. For this reason, it becomes possible to use the fixed value output from the signal generator 25 when the temperature sensor 1 is abnormal as a correction amount, and as a result, it is possible to suppress overcorrection processing caused by the abnormality of the temperature sensor 1.
  • the output value of the signal generator 25 can be manipulated to an arbitrary value, it is possible to fix the output to a value such as all 1 or all 0 in S3. Therefore, when the temperature sensor 1 is abnormal, the state notification to the external device can be performed by operating S3.
  • the predetermined signal generated by the signal generator 25 may be a fixed value or a periodic pulse signal.
  • a fifth advantage is that a status notification to an external device is possible when the temperature sensor 1 is abnormal.
  • the fluid measuring apparatus selects the output of the signal generator 25 and the output of the adder 22 in place of the switch 26 provided in the fluid measuring apparatus according to the second embodiment, and the DA converter 13.
  • a switch 27 for transmitting to is added.
  • the operation of the switch 27 will be described.
  • the switch 27 selects the output of the adder 22 and the fixed value output from the signal generator 25 according to the determination result of the determination unit 23 and transmits the selected value to the DA converter 13. For this reason, since the fixed value output from the signal generator 25 when the temperature sensor 1 is abnormal can be used as S3, any value can be output to an external device when the temperature sensor 1 is abnormal. That is, it is possible to notify the status to an external device via S3.
  • a sixth advantage is that an arbitrary value can be output to an external device when the temperature sensor 1 is abnormal.
  • a fourth embodiment which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS.
  • a numerical value of S1 is provided between the AD converter 10 and the correction amount calculating unit 21 instead of the determination unit 23 and the switch 24 provided in the fluid measuring device according to the first embodiment.
  • a limiter 28 for limiting the range is added.
  • the operation of the limiter 28 will be described with reference to FIG.
  • the limiter 28 can set the limit range S1 L to S1 H of S1, and limit the numerical range of S1 input to the correction amount calculation unit 21. As a result, since the digital signal S1 ′ within the limit range is input to the correction amount calculation unit 21, even when the value of S1 changes significantly due to the abnormality of the temperature sensor 1, correction is performed. Since the correction amount to be applied can fall within a predetermined range, an error in the flow rate value due to overcorrection can be reduced.
  • the necessary correction amount may differ depending on the flow rate, and in this case, there are limit ranges S1 L to S1 H suitable for each flow rate. Therefore, it is preferable that the limiter 28 can set the limit ranges S1 L to S1 H according to S2.
  • the first advantage is that the error of the flow rate value due to overcorrection can be reduced by the limiter 28 in a situation where the reliability of S1 is lowered, such as when the temperature sensor 1 is broken.
  • the second advantage is that the technology of the present invention can be applied without adding a large-scale circuit because the limiter 28 can be realized by digital signal processing by the DSP 20.
  • the third advantage is that the limiter 28 can be realized by digital signal processing by the DSP 20, so that the limit range of the limiter 28 can be easily changed.
  • the fluid measurement device according to the first modification example includes a DA converter 14 that converts the determination result of the determination unit 23 provided in the fluid measurement device according to the first embodiment into an analog signal, and the determination result of the determination unit 23 is obtained. It is possible to transmit directly to the ECU 90. Thereby, the abnormality of the temperature sensor 1 can be detected by the ECU 90.
  • the fluid measuring device includes a communication interface 15 in place of the DA converter 12 and the DA converter 13 provided in the fluid measuring device according to the first embodiment, and together with S1 and S3, a determination unit It is possible to digitally output 23 determination result signals. Thereby, several detection information can be transmitted to ECU90 with a single digital communication bus.
  • the fluid measurement device includes a temperature sensor 6 in the fluid measurement device according to the first embodiment, an AD converter 16 that digitally converts the output of the temperature sensor 6, and a digital signal output by the AD converter 16.
  • a calculation unit 29 that outputs a difference signal S5 between S4 and S1 is added, and the correction amount calculation unit 21 derives a correction amount based on S2 and S5.
  • a determination unit for determining S4 may be added to the fluid measuring device according to the third modification, and the switch 24 may be operated when one of S1 and S4 is determined to be abnormal. Thereby, further excellent reliability can be ensured.
  • the fluid measurement device selects either the signal generator 30 or the output of the signal generator 30 or S1 according to the determination result of the determination unit 23 in the fluid measurement device according to the first embodiment. Then, a switch 31 for inputting to the DA converter 12 is added. Thereby, it becomes possible to output the predetermined signal generated by the signal generator 30 to the ECU 90 via the DA converter 12 instead of S1 when the temperature sensor 1 is abnormal.
  • the predetermined signal generated by the signal generator 30 may be a fixed value or a periodic pulse signal.
  • FIG. 13 shows a configuration for determining abnormality of the temperature sensor 1 on the ECU 90 side when the fluid measuring device and the ECU 90 are combined. That is, the sensor device 5 does not have a state determination unit for the temperature sensor 1 inside.
  • the detection signal of the temperature sensor 1 output from the circuit element 4 is input to the ECU 90 via the harness 41, and then input to the determination unit 94 provided in the ECU 90 to determine abnormality.
  • the ECU 90 includes switches 91 and 92 before the detection signals of the temperature sensor 1 and the flow sensor 2 output from the circuit element 4 are input to the signal processing unit 93, and intermittent control is performed according to the determination result of the determination unit 94. I do.
  • the fourth modification a periodic pulse signal generated by the signal generator 30 when the temperature sensor 1 is abnormal can be output to the ECU 90 via the switch 31. Therefore, the first advantage of the fluid measuring device according to the fourth modification is that it is possible to distinguish between when the temperature sensor 1 is damaged and when the harness 41 is disconnected. Further, in the failure mode in which the harness 41 is disconnected, the DSP 20 appropriately performs the correction operation. Accordingly, the second advantage is that the ECU 90 can use the detection signal of the flow sensor 2 even in the failure mode in which the harness 41 is disconnected.
  • the operation has been explained for correcting the output of the flow sensor with the output of the temperature sensor.
  • the output of the flow sensor is corrected with the output of the pressure sensor
  • the output of the humidity sensor is changed to the temperature sensor. It can be applied to the case of correcting with the output of.
  • the combination of temperature sensors may be sufficient and it is not limited to the combination of the sensor quoted in the Example.

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Abstract

　計測精度の高い流体計測装置を提供すること。　第１検出素子から出力される第１信号Ｓ１および第２検出素子から出力される第２信号Ｓ２が入力される回路部を有する、流体計測装置であって、回路部は、第１信号および第２信号に応じた第３信号Ｓ３を出力する信号処理手段と、第１信号の状態を判定する状態判定手段と、状態判定手段の判定結果に応じて第１信号の変化が第３信号に与える変化の量を制御する制御手段と、を備える。

Description

流体計測装置
　本発明は、少なくとも１つの流体パラメータを計測するための流体計測装置に関する。
　将来の自動車の環境負荷を低減するためには、エンジン筒内燃焼における有害物質の発生を高度に制御可能な燃焼制御技術が必要である。このためにはエンジンへの吸入空気量を正確に把握する必要があり、流量センサに代表される流体計測装置には高精度化が望まれている。
　自動車向け流体計測装置としては、熱式流量センサが知られている。熱式流量センサは、流体中に発熱体を配置し、流れによる発熱体周辺の温度変化を検出して流量を計測する装置である。この熱式流量センサの出力特性は流体の温度や圧力などによって変動することが知られており、これまで温度や圧力などに応じた補正技術が提案されている。例えば特許文献１により開示される技術がある。
　特許文献１に記載の熱式流量センサは、検出したパラメータｖを補正するため、流路を流れる流体温度ｔを求める温度検出部と、検出したパラメータｖおよび流体温度ｔに関する単位温度当たりの補正値ΔＸ（ｖ，ｔ）を記憶した補正テーブルを備え、ｖとｔとΔＸ（ｖ，ｔ）に従って補正後の流量Ｖを
　　Ｖ＝ｖ＋ΔＸ（ｖ，ｔ）・（ｔ－ｔ0）
として、パラメータｖを基準温度ｔ0における流量に補正する補正手段を有するものである。
　また、圧力補正についても同様であり、検出したパラメータｖを補正するため、流路を流れる流体圧力ｐを求める圧力検出部と、検出したパラメータｖおよび流体圧力ｐに関する単位温度当たりの補正値ΔＹ（ｖ，ｐ）を記憶した補正テーブルを備え、ｖとｐとΔＹ（ｖ，ｐ）に従って補正後の流量Ｖを
　　Ｖ＝ｖ＋ΔＹ（ｖ，ｐ）・（ｐ－ｐ0）
として、パラメータｖを基準圧力ｐ0における流量に補正する補正手段を有するものである。
特許第４２６９０４６号公報
　ところで、特許文献１に記載の熱式流量センサは、流量値を補正するために用いられる温度検出部や圧力検出部で検出される検出値が補正後の流量値に直接影響を与える構成となっている。従って、特許文献１に記載の補正技術を用いた熱式流量センサの場合、補正に用いるパラメータ（以下、「補正パラメータ」と称す。）が信頼性の高い情報であるか否かを把握することが重要であり、補正パラメータを計測する計測手段が正常に補正パラメータを計測しているか否かを把握することが重要となる。
　すなわち、補正パラメータが正常時と異なる値であった場合、本来の補正パラメータとは異なる値を用いて過補正処理を行うことになる。そのため、検出される流量値は、過補正処理による誤差を含む値となってしまい、計測精度が低下するといった問題が生じる。しかしながら、特許文献１には上記の課題に対して何ら考慮はされてはいない。
　本発明の目的は、計測精度の高い流体計測装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の流体計測装置は、第１検出素子から出力される第１信号および第２検出素子から出力される第２信号が入力される回路部を有する、流体計測装置であって、前記回路部は、前記第１信号および前記第２信号に応じた第３信号を出力する信号処理手段と、前記第１信号の状態を判定する状態判定手段と、前記状態判定手段の判定結果に応じて前記第１信号の変化が前記第３信号に与える変化の量を制御する制御手段と、を備える。
　本発明によれば、計測精度の高い流体計測装置を得ることができる。
流体計測装置の概略構造。 第１実施例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第２実施例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第３実施例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第４実施例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第１変形例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第２変形例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第３変形例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第４変形例をなす流体計測装置の回路ブロック。 第１実施例をなす流体計測装置の判定部２３の判定方法概念図。 第１実施例をなす流体計測装置のＳ１と（Ｓ３－Ｓ２）との関係図。 第４実施例をなす流体計測装置のＳ１と（Ｓ３－Ｓ２）との関係図。 流体計測装置とＥＣＵからなるシステム構成例。 第１実施例をなす流体計測装置のフローチャート。
　以下、本発明の一実施例である第１実施例について、図１、図２、図１０、図１１、図１４を用いて説明する。
　まず初めに、流体計測装置の概略構造について図１を用いて説明する。　
　配管１００により形成した主通路１０１の中は主流体２００が通流可能であり、この主流体２００の流量を測定するため主通路１０１にケーシング１０２を挿入する。ケーシング１０２は温度センサ１を備えており、温度センサ１が主流体２００にさらされるように主通路１０１に取り付けられる。また、ケーシング１０２は主流体２００の一部を導入可能な副通路１０３を備えている。副通路１０３の内部には、導入した支流体２０１にさらすように流量センサ２を配置する。流量センサ２は支持体３により支持し、支持体３には回路素子４も搭載する。回路素子４は流量センサ２の出力信号を流量情報に変換して外部機器に出力する役割を担う。
　次に、第１実施例をなす流体計測装置の検出回路ブロックを図２に示す。
　一端を接地したサーミスタ７の他端と固定抵抗８の一端を接続し、固定抵抗８の他端を所定の電圧Ｖｃｃに接続する。サーミスタ７および固定抵抗８の中点電位のアナログ信号は、回路素子４に入力され、回路素子４に備えられたＡＤ変換器１０により中点電位のアナログ信号がデジタル信号Ｓ１に変換される。流量センサ２で出力するアナログ信号も同様に、回路素子４に入力され、回路素子４に備えられたＡＤ変換器１１によりデジタル信号Ｓ２に変換される。次に、Ｓ１およびＳ２をデジタル信号処理装置２０（以下、ＤＳＰ２０）に入力し、所定のデジタル演算処理を介したのち、ＤＡ変換器１２、１３を用いてアナログ信号に変換し、上位システムである電子制御ユニット９０（以下、ＥＣＵ９０）に出力する。
　尚、ＤＳＰ２０はＳ２を補正するための補正量を決定する補正量演算部２１を備え、Ｓ１およびＳ２に基づいて補正量を決定する。この補正量は加算部２２においてＳ２に加算する。
　第１実施例をなす流体計測装置は上記構成に加えて、Ｓ１の異常を判定する判定部２３と、加算部２２の出力またはＳ２のいずれか一方を選択し、デジタル信号Ｓ３としてＤＡ変換器１３に入力するスイッチ２４を追加したことを特徴とする。以下、判定部２３とスイッチ２４の動作を解説する。
　第１実施例における流体計測装置の温度センサ１は、図１に示す様に主通路１０１中に配置しており、主流体２００に直接さらされる状態である。このため、主流体２００に含まれるダストやオイル等の異物が温度センサ１に衝突または付着し、温度センサ１における温度の検出精度が低下してしまう恐れがある。例えば、図２に示されるようにサーミスタ７を接地する配線４０が異物の衝突などにより断線した場合、サーミスタ７および固定抵抗８の中点電位はＶｃｃへ変化する。中点電位の変化はＳ１に反映されるため、判定部２３はＳ１の変化を検知して異常と診断することができる。
　第１実施例における判定部２３の異常判定方法について図１０を用いて説明する。判定部２３は、例えばウィンドウコンパレータを用いて実現可能であり、第１実施例における判定部２３は、図１０に示す様にＳ１が所定範囲Ｓ１L～Ｓ１H内にある場合は０（正常）を出力し、上記の所定範囲から逸脱した場合は１（異常）を出力する。
　次に、スイッチ２４による効果について図１１を用いて説明する。スイッチ２４は、判定部２３の判定結果に応じてＳ３の内容を、加算部２２の出力値またはＳ２のいずれか一方に選択して接続でき、第１実施例においては上記所定範囲Ｓ１L～Ｓ１H外でＳ２がＳ３となる様にした。このため、上記所定範囲内ではＳ１の変化に応じた所定の補正量がＳ２に加算されてＳ３を生成する一方で、上記所定範囲外ではＳ１の変化がＳ３へ与える影響を抑制でき、温度センサ１の異常に起因した過補正処理を防止できる様になる。
　以上の処理内容を図１４に示すフローチャートを用いて説明する。ＤＳＰ２０に入力したＳ１およびＳ２を補正量演算部２１に入力し、補正量演算部２１はＳ１およびＳ２に基づいて補正量を決定する。一方で、Ｓ２を判定部２３に入力し、Ｓ１L、Ｓ１Hに基づいてＳ１の異常判定を行う。Ｓ１が正常と判定された場合は、Ｓ２に補正量を加算した結果をＳ３として出力し、Ｓ１が異常と判定された場合は、Ｓ２をＳ３として出力する。
　第１実施例をなす流体計測装置は、以上の動作を行うことにより以下の利点を有する。第１の利点は、温度センサ１が破損した場合など、Ｓ１の信頼性が低下する状況において、判定部２３によってその状態を把握できる点である。第２の利点は、温度センサ１が破損した場合など、Ｓ１の信頼性が低下する状況において、スイッチ２４によってＳ１による補正処理を抑制できる点である。第３の利点は、判定部２３およびスイッチ２４が、ＤＳＰ２０によるデジタル信号処理で実現可能であるため、大規模な回路の追加なく本発明技術を適用できる点である。第４の利点は、判定部２３およびスイッチ２４が、ＤＳＰ２０によるデジタル信号処理で実現可能であるため、判定部２３の判定閾値であるＳ１LおよびＳ１Hを容易に変更可能である点である。
　次に、本発明の一実施である第２実施例について、図３を用いて説明する。なお、以下の各実施例において、各実施例で一度説明した同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。そのため、既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。
　第２実施例をなす流体計測装置は、第１実施例をなす流体計測装置に設けたスイッチ２４に代えて、固定値を出力する信号発生器２５と、補正量演算部２１と加算部２２との間にスイッチ２６とを追加したことを特徴とする。以下、信号発生器２５とスイッチ２６の動作を解説する。尚、上記以外の構成は第１実施例と同様のため動作解説は省略する。
　スイッチ２６は、判定部２３の判定結果に応じて補正量演算部２１の出力と信号発生器２５の出力した固定値とを選択し加算部２２へ伝達する。このため、温度センサ１の異常時に信号発生器２５の出力した固定値を補正量として用いることができるようになり、この結果、温度センサ１の異常に起因した過補正処理を抑制できる。
　また、信号発生器２５の出力値は任意の値に操作できるため、Ｓ３をオール１やオール０などの値に出力を固定することが可能となる。従って、温度センサ１の異常時にＳ３を操作し外部機器への状態通知が可能となる。
　尚、信号発生器２５によって生成する所定信号は固定値でも良いし、周期的なパルス信号でも良い。
　次に、第２実施例をなす流体計測装置の利点について解説する。第１～第４の利点は、第１実施例をなす流体計測装置と同様である。第５の利点は、温度センサ１の異常時に外部機器への状態通知が可能となる点である。
　次に、本発明の一実施例である第３実施例について、図４を用いて説明する。　
　第３実施例をなす流体計測装置は、第２実施例をなす流体計測装置に設けたスイッチ２６に代えて、信号発生器２５の出力と加算部２２の出力とを選択してＤＡ変換器１３に伝達するスイッチ２７を追加したことを特徴とする。以下、スイッチ２７の動作を解説する。
　スイッチ２７は、判定部２３の判定結果に応じて加算部２２の出力と信号発生器２５の出力した固定値とを選択しＤＡ変換器１３へ伝達する。このため、温度センサ１の異常時に信号発生器２５の出力した固定値をＳ３として用いることができるため、温度センサ１の異常時には任意の値を外部機器に出力できる。即ち、Ｓ３を介して外部機器への状態通知が可能となる。
　次に、第３実施例をなす流体計測装置の利点について解説する。第１～第５の利点は、第２実施例をなす流体計測装置と同様である。第６の利点は、温度センサ１異常時に任意の値を外部機器へ出力できる点である。
　次に、本発明の一実施例である第４実施例について、図５、図１２を用いて説明する。　
　第４実施例をなす流体計測装置は、第１実施例をなす流体計測装置に設けた判定部２３およびスイッチ２４に代えて、ＡＤ変換器１０と補正量演算部２１との間にＳ１の数値範囲を限定するリミッタ２８を追加したことを特徴とする。以下、リミッタ２８の動作を、図１２を用いて解説する。
　リミッタ２８はＳ１の制限範囲Ｓ１L～Ｓ１Hを設定し、補正量演算部２１に入力するＳ１の数値範囲を限定することができる。これにより、補正量演算部２１には上記制限範囲内のデジタル信号Ｓ１′が入力されるため、温度センサ１の異常に起因してＳ１の値が大幅に変化した場合であっても、補正に適用する補正量を所定範囲に収めることができるので過補正による流量値の誤差を低減することができる。
　尚、流量によって必要な補正量が異なる場合があり、その場合、各々の流量に適した制限範囲Ｓ１L～Ｓ１Hがある。このため、リミッタ２８はＳ２に応じて制限範囲Ｓ１L～Ｓ１Hを設定可能とすることが好ましい。
　次に、第４実施例をなす流体計測装置の利点について解説する。第１の利点は、温度センサ１が破損した場合など、Ｓ１の信頼性が低下する状況において、リミッタ２８によって過補正による流量値の誤差を低減できる点である。第２の利点は、リミッタ２８が、ＤＳＰ２０によるデジタル信号処理で実現可能であるため、大規模な回路の追加なく本発明技術を適用できる点である。第３の利点は、リミッタ２８が、ＤＳＰ２０によるデジタル信号処理で実現可能であるため、リミッタ２８の制限範囲を容易に変更可能である点である。
　次に、第１実施例の第１変形例について、図６を用いて説明する。　
　第１変形例をなす流体計測装置は、第１実施例をなす流体計測装置に設けた判定部２３の判定結果をアナログ信号に変換するＤＡ変換器１４を追加し、判定部２３の判定結果をＥＣＵ９０に直接伝送できるようにしたことを特徴とする。これにより、温度センサ１の異常をＥＣＵ９０で検知することができる。
　次に、第１実施例の第２変形例について、図７を用いて説明する。　
　第２変形例をなす流体計測装置は、第１実施例をなす流体計測装置に設けたＤＡ変換器１２、ＤＡ変換器１３に代えて、通信インターフェース１５を追加し、Ｓ１およびＳ３と共に、判定部２３の判定結果の信号をデジタル出力できるようにしたことを特徴とする。これにより、単一のデジタル通信バスでＥＣＵ９０へ複数の検出情報を伝送することができる。
　次に、第１実施例の第３変形例について、図８を用いて説明する。　
　第３変形例をなす流体計測装置は、第１実施例をなす流体計測装置に温度センサ６と、温度センサ６の出力をデジタル変換するＡＤ変換器１６と、ＡＤ変換器１６が出力するデジタル信号Ｓ４とＳ１との差分信号Ｓ５を出力する演算部２９を追加し、補正量演算部２１はＳ２およびＳ５に基づいて補正量を導出する事を特徴とする。
　第３変形例をなす流体計測装置においても、温度センサ１の異常時にはＳ１が変化するため、Ｓ１とＳ４との差分信号であるＳ５も変化する。従って、Ｓ５に応じた補正量で補正した場合、過補正誤差が発生する危険性がある。この場合も、第１実施例と同様にＳ１を判定部２３によって判定し、判定結果に応じてスイッチ２４を操作して過補正誤差を抑制することが可能である。
　尚、第３変形例をなす流体計測装置に、Ｓ４を判定する判定部を追加し、Ｓ１およびＳ４のいずれか一方が異常と判定された場合に、スイッチ２４を操作する構成をとすると良い。これによってさらに優れた信頼性を確保することができる。
　次に、第１実施例の第４変形例について、図９、図１３を用いて説明する。　
　第４変形例をなす流体計測装置は、第１実施例をなす流体計測装置に信号発生器３０と、判定部２３の判定結果に応じて信号発生器３０の出力またはＳ１のいずれか一方を選択してＤＡ変換器１２に入力するスイッチ３１を追加したことを特徴とする。これにより、温度センサ１の異常時にはＳ１に代えて、信号発生器３０で生成した所定信号をＤＡ変換器１２を介してＥＣＵ９０に出力することが可能となる。尚、信号発生器３０によって生成する所定信号は固定値でも良いし、周期的なパルス信号でも良い。
　第４変形例の利点について図１３を用いながら解説する。図１３は、流体計測装置とＥＣＵ９０を組み合わせた場合における、ＥＣＵ９０側での温度センサ１の異常を判定する構成を示したものである。すなわち、センサ装置５の内部には温度センサ１の状態判定手段をもたない構成である。回路素子４から出力される温度センサ１の検出信号をハーネス４１を介してＥＣＵ９０へ入力し、そして、ＥＣＵ９０に設けた判定部９４へと入力して異常を判定する。ＥＣＵ９０は、回路素子４から出力される温度センサ１および流量センサ２の検出信号を信号処理部９３に入力する前段にスイッチ９１，９２を備えており、判定部９４の判定結果に応じて断続制御を行う。
　しかしながら、図１３に示した構成では温度センサ１を構成するサーミスタ７を接地する配線４０が断線する故障モードと、温度センサ１の検出信号をＥＣＵ９０に伝送するハーネス４１が断線する故障モードの区別ができない。サーミスタ７とハーネス４１はどちらもプルアップ抵抗を介して電源に接続されているため、どちらが断線した場合であってもＥＣＵ９０へ入力する信号は電源電位付近の値に固定されるためである。したがって、配線４０およびハーネス４１のどちらが破損した場合であっても、判定部９４は温度センサ１の破損であると判断し、スイッチ９１，９２によって信号を遮断してしまう。
　一方、第４変形例では、温度センサ１の異常時に信号発生器３０で生成した周期的なパルス信号を、スイッチ３１を介してＥＣＵ９０へ出力できる。従って、第４変形例をなす流体計測装置の第１の利点は、温度センサ１が破損した場合と、ハーネス４１が断線した場合の区別が可能となる点である。また、ハーネス４１が断線する故障モードの場合は、ＤＳＰ２０は補正動作を適切に実施している。従って、第２の利点は、ハーネス４１が断線する故障モードの場合であっても流量センサ２の検出信号をＥＣＵ９０で利用できる点である。
　以上に挙げた実施例では、流量センサの出力を温度センサの出力で補正する場合について動作を解説したが、流量センサの出力を圧力センサの出力で補正する場合や、湿度センサの出力を温度センサの出力で補正する場合にも適用可能である。また温度センサ同士の組み合わせでも良く、実施例で挙げたセンサの組み合わせに限定されるものではない
１，６　温度センサ
２　流量センサ
３　支持体
４　回路素子
５　センサ装置
７　サーミスタ
８　固定抵抗
１０，１１，１６　ＡＤ変換器
１２～１４　ＤＡ変換器
１５　通信インターフェース
２０　デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）
２１　補正量演算部
２２　加算部
２３　判定部
２４，２６，２７，３１，９１，９２　スイッチ
２５，３０　信号発生器
２８　リミッタ
２９　演算部
４０　配線
４１　ハーネス
９０　ＥＣＵ
９３　信号処理部
９４　判定部
１００　配管
１０１　主通路
１０２　ケーシング
１０３　副通路
２００　主流体
２０１　支流体

Claims (14)

  1. 　第１検出素子から出力される第１信号および第２検出素子から出力される第２信号が入力される回路部を有する、流体計測装置であって、
    　前記回路部は、
    　前記第１信号および前記第２信号に応じた第３信号を出力する信号処理手段と、
    　前記第１信号の状態を判定する状態判定手段と、
    　前記状態判定手段の判定結果に応じて前記第１信号の変化が前記第３信号に与える変化の量を制御する制御手段と、を備える流体計測装置。
  2. 　請求項１に記載の流体計測装置において、
    　前記制御手段は、
    　前記状態判定手段の判定結果において、前記第１信号が正常状態であると示す範囲では、前記第１信号の変化量と前記第２信号と前記第３信号との差分の変化量との相関係数が一定または連続的に変化する関係となる様に前記第３信号に与える変化の量を制御し、
    　前記状態判定手段の判定結果において、前記第１信号が正常状態であると示す範囲から外れた際に、前記第１信号の変化量と前記第２信号と前記第３信号との差分の変化量との相関係数が非連続的に変化する様に前記第３信号に与える変化の量を制御する流体計測装置。
  3. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記制御手段は、前記第１信号の変化が前記第３信号に与える変化の量に上限を設ける手段を備える流体計測装置。
  4. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記制御手段は、前記第１信号の変化が前記第３信号に与える変化の量に下限を設ける手段を備える流体計測装置。
  5. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記制御手段は、前記第１信号の変化が前記第３信号に与える変化の量に上限および下限を設ける手段を備える流体計測装置。
  6. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記制御手段は、前記第１信号の変化が前記第３信号に与える変化の量をゼロとする無効化手段を備える流体計測装置。
  7. 　請求項６に記載の流体計測装置において、
    　前記無効化手段は、前記第２信号を前記第３信号とする手段を備える流体計測装置。
  8. 　請求項６に記載の流体計測装置において、
    　前記無効化手段は、所定値を前記第３信号とする手段を備える流体計測装置。
  9. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記状態判定手段は、前記第１信号が所定値よりも大きい場合に異常と判定する手段を備える流体計測装置。
  10. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記状態判定手段は、前記第１信号が所定値よりも小さい場合に異常と判定する手段を備える流体計測装置。
  11. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記状態判定手段は、前記第１信号が所定の範囲から逸脱した場合に異常と判定する手段を備える流体計測装置。
  12. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記状態判定手段の判定結果を外部に通知する通知手段を備える流体計測装置。
  13. 　請求項１２に記載の流体計測装置において、
    　前記通知手段は、所定の通信手段を備える流体計測装置。
  14. 　請求項１または２に記載の流体計測装置において、
    　前記第１検出素子は、流体の温度を検出する素子であり、
    　前記第２検出素子は、流体の流量を検出する素子である流体計測装置。
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