WO2017081987A1 - 空気流量測定装置 - Google Patents

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松本　昌大
中野　洋
善光 柳川
晃 小田部
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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    • G06F17/141—Discrete Fourier transforms
    • G06F17/142—Fast Fourier transforms, e.g. using a Cooley-Tukey type algorithm

Definitions

  • the present invention relates to an air flow rate measuring device that outputs an air flow rate signal in accordance with an output signal of an air flow rate detector, and more particularly to an air flow rate measuring device that can reduce a pulsation error caused by pulsation.
  • Patent Document 1 As a method for reducing the pulsation error in the air flow measurement device, for example, there is a method described in Patent Document 1.
  • an average value is obtained by an average processing unit based on a signal from an air flow rate detector, a frequency and a pulsation amplitude are obtained by using a fast Fourier transform in a high-frequency analysis unit, and an average value obtained therefrom.
  • the correction amount is calculated from the frequency and the pulsation amplitude, and the pulsation error caused by the pulsation of the signal from the air flow detector is corrected.
  • fast Fourier transform is used for the high-frequency analysis unit.
  • the fast Fourier transform when obtaining a desired frequency analysis range and resolution, an observation time and a sampling frequency of a predetermined length are required, and the amount of calculation increases exponentially according to the frequency analysis range and resolution. For this reason, since a predetermined observation time and a predetermined calculation time are required until the result of the fast Fourier transform is output, it takes a long time to calculate the correction amount and cannot follow the change of the pulsation state. That is, the technique of Patent Document 1 leaves room for study with respect to changes in the pulsation state.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air flow rate measuring apparatus having a pulsation error correction process capable of following a change in a pulsation state at high speed.
  • the output signal of the filter whose characteristics change according to the representative value of the output signal of the air flow rate detector is waveform-calculated, and the air flow rate signal is output based on the waveform-calculated output. Is achieved.
  • an air flow rate measuring apparatus having a pulsation error correction process capable of following a change in pulsation state at high speed.
  • the figure which shows the structure of LPF (low-pass filter) 4 The figure which shows arrangement
  • the figure which shows the operation waveform of each part Diagram showing pulsation frequency dependence of correction amount The figure which shows the structure of the air flow measuring device of 2nd Example.
  • the figure which shows the operation waveform of each part Diagram showing pulsation frequency dependence of correction amount The figure which shows the structure of the air flow measuring device of 3rd Example.
  • the figure which shows the frequency characteristic of LPF40 Diagram showing pulsation frequency dependence of correction amount The figure which shows the structure of the air flow measuring device of 4th Example.
  • the figure which shows the output waveform of the maximum value detector 33 and the minimum detector 34 The figure which shows Vsen-Vmax and Vsen-Vmin in various states
  • the air flow rate measuring apparatus 1 of the present embodiment includes an air flow rate detector 2 that generates an output signal Vsen corresponding to the air flow rate to be measured, an amplitude detector 3 that detects a pulsation amplitude Vp from the output signal Vsen, and a pulsation amplitude Vp.
  • a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 4 whose cutoff frequency changes according to the value of, and a waveform calculator 5 that performs waveform calculation of the output signal Vlpf and output signal Vsen of the LPF 4.
  • the waveform calculator 5 includes multipliers 6 and 7, an adder 8, and a condition determination process 9. As shown in FIG.
  • the LPF 4 includes a subtracter 10, a multiplier 11, an adder 12, and a delay element 13.
  • the cutoff frequency of the LPF 4 changes according to the pulsation amplitude Vp.
  • the output signal Vsen of the air flow rate measuring device 1 has a pulsation error caused by pulsation, and this pulsation error is influenced by the average flow rate, pulsation amplitude, pulsation frequency, and the like.
  • the air flow rate measuring device 1 includes a bypass passage 16, a flow rate detector 2 disposed in the bypass passage 16, and a signal processing circuit 17 that processes a signal from the flow rate detector 2.
  • An engine control unit 19 that receives a flow signal from the air flow measuring device 1 and performs various controls is disposed.
  • the operation of the air flow rate measuring device 1 will be described with reference to FIGS.
  • the output signal Vsen of the air amount detector 2 has a pulsation waveform as shown in FIG. 4, the amplitude of the output signal Vlpf of the LPF 4 decreases according to the frequency of the output signal Vsen and the cutoff frequency of the LPF 4.
  • the average value of the output signal Vout changes in the positive direction, and an error caused by the pulsation of the air flow rate detector 2 is corrected by the change in the positive direction, and the output of the air flow rate measuring device 1 is obtained.
  • the correction amount is determined by the pulsation frequency and the cut-off frequency fc of the LPF 4 as shown in FIG. 5, and when the cut-off frequency fc of the LPF 4 is increased, the correction amount is decreased. To increase.
  • the correction amount is changed according to the pulsation amplitude Vp and the pulsation frequency.
  • the inflow of air into the bypass passage 16 is accompanied by an increase in the pulsation frequency. Decrease. This occurs because the viscosity of air inside the bypass passage 16 is larger than the viscosity of air outside the bypass passage 16. In other words, when the pulsation amplitude increases, the inflow of air into the bypass passage 16 decreases as the pulsation frequency increases, and a negative error occurs in the output signal Vsen of the air amount detector 2.
  • the air flow measurement device 1 of the present invention when the pulsation amplitude Vp is large, the pulsation error of the air flow measurement device 1 is reduced by increasing the correction amount in the positive direction according to the increase of the pulsation frequency. can do. That is, when the pulsation amplitude Vp is small, the cutoff frequency fc of the LPF 4 is increased to reduce the correction amount, and when the pulsation amplitude Vp is large, the cutoff frequency fc of the LPF 4 is decreased to increase the correction amount. Further, since this correction amount increases in the positive direction when the pulsation frequency increases, the pulsation error of the air amount detector 2 can be canceled out. Thereby, the pulsation error of the air flow rate measuring device 1 can be reduced.
  • the pulsation frequency dependence of the pulsation error is corrected using the frequency characteristics of the LPF 4, so that the change in the pulsation state can be followed at high speed.
  • the engine speed is required, it is necessary to arrange a processing circuit for correcting pulsation in the engine control unit 19 that can easily obtain the engine speed.
  • the engine speed is not required, so that the pulsation correction can be performed on the air flow rate measuring device 1 side, and a highly accurate signal in which the pulsation error is corrected is transmitted to the engine control unit 19. It is possible.
  • the LPF 4 calculates the vector sum of each frequency for a plurality of frequency signals, it works in the direction of reducing the pulsation error due to the influence of harmonics. For this reason, in the present invention, the pulsation error can be reduced even when a harmonic exists in the pulsation.
  • FIGS. 6 shows the configuration of the air flow rate measuring apparatus according to the second embodiment
  • FIG. 7 shows the operation waveform of each part
  • FIG. 8 shows the pulsation frequency dependence of the correction amount.
  • the air flow measuring device 20 of this embodiment includes an air flow detector 21 that generates an output signal Vsen corresponding to the air flow to be measured, an amplitude detector 22 that detects a pulsation amplitude Vp from the output signal Vsen, and a pulsation amplitude Vp.
  • LPF 23 whose cut-off frequency changes according to the value
  • waveform calculator 24 that calculates the waveform of output signal Vlpf and output signal Vsen of LPF 23, multiplier 28 that amplifies the output of waveform calculator 24, and multiplier 28 Of the output signal Vsen and the adder 30 for adding the outputs of the LPF 29.
  • the waveform calculator 24 includes subtractors 25 and 26 and a condition determination process 27.
  • the configuration of the LPF 23 is the same as that of the LPF 4 shown in the first embodiment, and the cut-off frequency changes according to the pulsation amplitude Vp.
  • the output signal Vsen of the air amount detector 21 has a pulsation waveform as shown in FIG. 7, the amplitude of the output signal Vlpf of the LPF 23 decreases according to the frequency of the output signal Vsen and the cutoff frequency of the LPF 23.
  • the output signal Vsen and the output signal Vlpf are waveform-calculated by the waveform calculator 24.
  • the gain k of the multiplier 18 is 1, the output signal of the multiplier 28 is like a full-wave rectification as shown in FIG. Waveform.
  • the output signal of the multiplier 28 is converted into a direct current by the LPF 29 and has a waveform shown in FIG.
  • the output signal (correction signal) of the LPF 29 is added to the output signal Vsen of the air flow rate detector 21 by the adder 30 to obtain the output signal Vout of the air flow rate measuring device 20.
  • the air flow measurement device in the second embodiment has basically the same configuration as the air flow measurement device in the first embodiment, but the following improvements have been made.
  • the waveform calculator 24 outputs a waveform such as full-wave rectification to facilitate DC conversion in the LPF 29. Further, an LPF 29 is provided to make the correction signal DC. This limited the signal band of the correction signal.
  • the waveform calculator 5 as used in the first embodiment is employed, there is no problem while the correction amount is small, but when the gain k is increased and the correction amount is increased, noise due to waveform computation increases. .
  • the correction signal is converted into a direct current by the LPF 29, so that an increase in noise can be reduced.
  • the correction amount is determined by the pulsation frequency and the cut-off frequency fc of the LPF 23 as shown in FIG. 8, and when the cut-off frequency fc of the LPF 23 is increased, the correction amount decreases.
  • the cut-off frequency fc of the LPF 23 is lowered, the correction amount increases. That is, the pulsation amplitude Vp is detected from the output signal Vsen by the amplitude detector 22 and the cut-off frequency fc of the LPF 23 is changed according to the pulsation amplitude Vp, thereby changing the correction amount according to the pulsation amplitude Vp and the frequency. be able to.
  • the air flow rate measuring device 20 of the present invention when the pulsation amplitude is large, a minus error occurs with the increase of the pulsation frequency. Therefore, by using the air flow rate measuring device 20 of the present invention, the pulsation is obtained. Since the correction amount can be increased according to the frequency, the pulsation error caused by the pulsation of the air flow rate measuring device 1 can be reduced.
  • FIGS. 9 shows the configuration of the air flow rate measuring apparatus according to the third embodiment
  • FIG. 10 shows the frequency characteristics of the LPF 40
  • FIG. 11 shows the pulsation frequency dependence of the correction amount.
  • the air flow rate measuring device 31 of the present embodiment includes an air flow rate detector 32 that generates an output signal Vsen corresponding to the air flow rate to be measured, a maximum value detection circuit 33 that detects a maximum value from the output signal Vsen, and an output signal Vsen.
  • the minimum value detection circuit 34 for detecting the minimum value the adder 35 for calculating the sum of the outputs of the maximum value detection circuit 33 and the minimum value detection circuit 34, and the output of the adder 35 is halved to determine the median value Med.
  • LPF 40 whose cut-off frequency changes according to cut-off frequency fc applied, rectifier 41 for full-wave rectification of the output of LPF 40, rectifier 42 for full-wave rectification of the output of HPF 39, and outputs of rectifier 41 and rectifier 42
  • the subtractor 43 for obtaining the difference between the two, the multiplier 44 for amplifying the output of the subtractor 43 by changing the amplification factor in accordance with the amplification factor Gain output from the two-dimensional map 38, and converting the output of the multiplier 44 to DC LPF 45, an adder 46 for adding the offset value Offset output from the two-dimensional map 38 to the output of the LPF 45, and an adder 47 for adding the output of the adder 46 to the output signal Vsen to obtain the output signal Vout.
  • the configuration of the LPF 40 is the same as that of the LPF 4 shown in the first embodiment, and the cutoff frequency can be changed according to the cutoff frequency fc output from the two-dimensional map 38.
  • the air flow measuring device in the third embodiment is basically the same structure as the air flow measuring device in the second embodiment, but the following improvements were added.
  • a maximum value detection circuit 33 and a minimum value detection circuit 34 are provided, and the median value Med and amplitude Amp are obtained by calculating these outputs, and the median value Med and amplitude Amp are input.
  • a two-dimensional map 38 is provided to output a cutoff frequency fc, an amplification factor Gain, and an offset value Offset.
  • the cutoff frequency of the LPF 40 can be adjusted not only by the amplitude information of the output signal Vsen but also by the two types of information of the median value Med and the amplitude Amp as in the second embodiment.
  • the correction amount can be controlled more freely by using the two-dimensional map 38.
  • the input of the two-dimensional map 38 may be a value that represents the characteristics of the output signal Vsen, the average value, median value, amplitude, maximum value, minimum value, sum of the maximum value and minimum value of the output signal Vsen, Either the maximum value or the minimum value may be used.
  • the cutoff frequency of the LPF 40 but also the gain Gain and the offset value Offset can be manipulated so that the correction amount can be controlled more freely. As a result, the pulsation error of the air flow measuring device 1 can be further reduced.
  • the outputs of the LPF 40 and the HPF 39 are each subjected to full-wave rectification, and the difference between them is output.
  • the LPF 40 has a frequency characteristic of 1 at a low frequency and decreases from 1 after a predetermined frequency. Accordingly, the subtractor 43 obtains the difference between the signal of the rectifier 41 obtained by full-wave rectifying the output signal of the LPF 40 from the signal of the rectifier 42 obtained by full-wave rectifying the output of the HPF 39, and the output characteristics of the subtractor 43 are as shown in FIG.
  • the correction amount is zero at a low frequency, and the correction amount increases after a predetermined frequency.
  • the frequency characteristic approximated by the frequency characteristic of the pulsation error can be realized, so that the pulsation error of the air flow rate measuring device 31 can be further reduced.
  • the pulsation error can be further reduced when harmonics exist.
  • FIGS. 12 shows the configuration of the air flow measuring device of the fourth embodiment
  • FIG. 13 shows the configuration of the pulsation determination device 48
  • FIG. 14 shows the output waveforms of the maximum value detector 33 and the minimum detector 34
  • FIG. Vsen-Vmax and Vsen-Vmin shows the configuration of the maximum value detector 33 and the minimum detector 34.
  • the air flow rate measuring device of the fourth embodiment is basically the same structure as the sensor device of the third embodiment, but the following improvements have been made.
  • a pulsation determination unit 48 is added, and when the pulsation state is not established, the correction signal is set to 0 by the switch 49.
  • the pulsation determiner 48 includes a subtractor 50 for obtaining a difference between the output signal Vsen and the output Vmax of the maximum value detector 33, a hold circuit 51 for holding the output of the subtractor 50 for a certain time, A comparator 52 for determining whether the output of the circuit 51 is larger or smaller than a predetermined value, a subtractor 54 for obtaining a difference between the output signal Vsen and the output Vmin of the minimum value detector 34, and a constant output of the subtractor 54 It comprises a hold circuit 55 that holds time, a comparator 56 that determines whether the output of the hold circuit 55 is larger or smaller than a predetermined value, and a logical sum circuit 53 that obtains the logical sum of the comparator 52 and the comparator 56.
  • the pulsation determiner 48 includes a subtractor 50 for obtaining a difference between the output signal Vsen and the output Vmax of the maximum value detector 33, a hold circuit 51 for holding the output of the subtractor 50 for a certain time, A comparator 52 for
  • the outputs of the maximum value detector 33 and the minimum value detector 34 change as shown in FIG.
  • the maximum value detector 33 rises quickly but falls slowly.
  • the minimum value detector 34 falls early but rises slowly.
  • the maximum value detector 33 and the minimum value detector 34 cause an operation delay with respect to the amplitude change of the output signal Vsen.
  • an unnecessary signal may be output in an air flow transient state.
  • a pulsation determination unit 48 is added in this embodiment, and the correction signal is set to 0 by the switching unit 49 when not in a pulsation state.
  • FIG. 15 shows Vsen-Vmax and Vsen-Vmin in various states.
  • both Vsen ⁇ Vmax and Vsen ⁇ Vmin are large.
  • only one of Vsen ⁇ Vmax and Vsen ⁇ Vmin increases in the transient state.
  • both Vsen ⁇ Vmax and Vsen ⁇ Vmin are almost zero. Utilizing this fact, the pulsation determination unit 48 determines the pulsation state.
  • FIG. 16 shows the configuration of the air flow measuring device of the fifth embodiment.
  • the sensor device of the fifth embodiment has basically the same structure as the sensor device of the third embodiment, but has the following improvements.
  • the steady state determination unit 54 is added, and the LPF 55 is added to the signal path of the output signal Vout by the switching unit 56 in the steady state.
  • the steady state determination unit 54 has basically the same structure as the pulsation determination unit 48 described above, but it is used that both Vsen-Vmax and Vsen-Vmin are almost zero in the steady state as shown in FIG. Is determined to be in a steady state.
  • the steady state determination unit 54 determines that the steady state is present, and in the steady state, the LPF 55 is added to the signal path of the output signal Vout, thereby reducing the noise of the output signal Vout in the steady state. I was able to do it. Further, since the steady state determination unit 54 does not operate in the transient state, the LPF 55 is not added to the signal path of the output signal Vout. For this reason, the noise of the output signal Vout in the steady state can be reduced without impairing the responsiveness in the transient state.
  • FIG. 17 shows the configuration of the air flow rate measuring apparatus according to the sixth embodiment
  • FIG. 18 shows the pulsation frequency dependence of the correction amount.
  • the sensor device of the sixth embodiment has basically the same structure as the sensor device of the third embodiment, but has the following improvements.
  • the secondary LPF 57 and the primary all-pass filter 58 are arranged, and the waveform calculator 59 calculates the waveform of the outputs of the secondary LPF 57 and the primary all-pass filter 58.
  • the waveform calculator 59 includes subtracters 60 and 61 and a condition determination process 62.
  • the cutoff frequency of the secondary LPF 57 and the time constant of the primary all-pass filter 58 are changed at a constant ratio, the output waveform of the secondary LPF 57 and the output waveform of the primary all-pass filter 58 are the same at low frequencies. Therefore, as shown in FIG. 18, it is possible to obtain a characteristic that the correction amount increases rapidly when the correction amount at low frequency is 0 and the predetermined frequency is exceeded. In addition, the pulsation error hardly occurs at low frequency, and the error tends to increase from a specific frequency. By using the air flow measuring device of this embodiment, the frequency characteristic approximated by the frequency characteristic of the pulsation error is realized. Therefore, the pulsation error of the air flow rate measuring device 31 can be further reduced.
  • the engine control unit 19 is provided with the pulsation correction processing circuit 64 detailed in each embodiment.
  • the output signal Vsen detected by the flow rate detector 65 of the air flow rate measuring device 63 may be input to the engine control unit 19 and pulsation correction may be performed on the engine control unit 19 side.
  • Detecting element 19 engine control unit, 20 air flow measuring device, 21 air flow detector, 22 amplitude detector, 23 LPF, 24 waveform calculator, 25 subtractor, 26 subtractor, 27 ⁇ Condition determination processing, 28 ⁇ Multiplier, 29 ⁇ LPF, 30 ⁇ Adder, 31 ⁇ Air flow measurement device ⁇ 32 ⁇ Air flow detector ⁇ 33 ⁇ Maximum value detection circuit ⁇ 34 ⁇ Minimum value detection circuit ⁇ 35 ⁇ Addition 36, subtractor, 37, multiplier, 38 2-dimensional map, 39 HPF (high pass filter), 40 LPF, 41 rectifier, 42 rectifier, 43 subtractor, 44 multiplier, 45 LPF, 46 adder, 47 adder, 48. Pulsation judging device, 49 ... Switcher, 50 ... Subtractor, 51 ...
  • Hold circuit, 52 ... Comparator, 53 ... OR circuit, 54 ... Subtractor, 55 ... Hold circuit, 56 ... Comparator, 57 ... Secondary LPF , 58... Primary all pass filter, 59... Waveform calculator, 60. Subtracter, 61.

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Abstract

従来の空気流量測定装置では脈動誤差の補正に高速フーリエ変換を使用するため、高速フーリエ変換に必要な観測時間と演算時間の為に補正が遅れ、脈動状態の変化に高速に追従することが困難であった。　本発明による空気流量測定装置は測定する空気流量に応じた出力信号Ｖｓｅｎを発生させる空気流量検出器２と、出力信号Ｖｓｅｎから脈動振幅Ｖｐを検出する振幅検出器３と、脈動振幅Ｖｐの値に応じてカットオフ周波数の変化するＬＰＦ４と、ＬＰＦ４の出力信号Ｖｌｐｆと出力信号Ｖｓｅｎの波形演算をする波形演算器５とで構成される。なお、波形演算器５は乗算器６、７と加算器８と条件判定処理９から構成される。また、ＬＰＦ４は減算器１０、乗算器１１、加算器１２、遅延素子１３により構成され、乗算器１１のゲインを脈動振幅Ｖｐにより変化させることでカットオフ周波数が脈動振幅Ｖｐに応じて変化する

Description

空気流量測定装置
　本発明は空気流量検出器の出力信号に応じて空気流量信号を出力する空気流量測定装置に係り、特に、脈動によって生じる脈動誤差を低減できる空気流量測定装置に関する。
　空気流量測定装置において脈動誤差を低減する方法として、例えば特許文献１に記載された方法がある。特許文献１によれば、空気流量検出器からの信号に基づいて平均処理部で平均値を求め、高周波分析部では高速フーリエ変換を用いて周波数と脈動振幅を求め、これらから得られた平均値、周波数、脈動振幅から補正量を算出し、空気流量検出器からの信号の脈動によって生じる脈動誤差を補正している。
特開平２０１２－１１２７１６号公報
　特許文献１の技術では高周波分析部に高速フーリエ変換を使用している。高速フーリエ変換において、所望の周波数分析範囲と分解能を得ようとすると、所定の長さの観測時間とサンプリング周波数を必要とし、演算量も周波数分析範囲と分解能に応じて指数的に増加する。この為、高速フーリエ変換の結果が出力されるまでには所定の観測時間と所定の演算時間を必要とするので補正量の算出までに長時間を要してしまい脈動状態の変化に追従できない。つまり、特許文献１の技術では、脈動状態の変化に対して検討の余地が残されている。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的は、脈動状態の変化に高速に追従できる脈動誤差補正処理を有する空気流量測定装置を提供することにある。
　上記課題を解決するためには、前記空気流量検出器の出力信号の代表値に応じて特性の変化するフィルタの出力信号を波形演算し、波形演算した出力に基づいて空気流量信号を出力することにより達成される。
　本発明によれば、脈動状態の変化に高速に追従できる脈動誤差補正処理を有する空気流量測定装置を提供することが可能となる。
第１の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 ＬＰＦ（ローパスフィルタ）４の構成を示す図 空気流量測定装置１の吸気管への配置を示す図 各部の動作波形を示す図 補正量の脈動周波数依存性を示す図 第２の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 各部の動作波形を示す図 補正量の脈動周波数依存性を示す図 第３の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 ＬＰＦ４０の周波数特性を示す図 補正量の脈動周波数依存性を示す図 第４の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 脈動判定器４８の構成を示す図 最大値検出器３３と最小検出器３４の出力波形を示す図 各種状態でのＶｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎを示す図 第５の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 第６の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 補正量の脈動周波数依存性を示す図 第７の実施例の空気流量測定装置の構成を示す図 空気流量測定装置１の吸気管への配置を示す図
　以下，本発明の実施の形態について，図面を参照して説明する。
　まず，本発明の第１の実施例である空気流量測定装置を図１から図５を用いて説明する。
　本実施例の空気流量測定装置１は、測定する空気流量に応じた出力信号Ｖｓｅｎを発生させる空気流量検出器２と、出力信号Ｖｓｅｎから脈動振幅Ｖｐを検出する振幅検出器３と、脈動振幅Ｖｐの値に応じてカットオフ周波数が変化するローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）４と、ＬＰＦ４の出力信号Ｖｌｐｆと出力信号Ｖｓｅｎの波形演算をする波形演算器５と、を備える。波形演算器５は、乗算器６、７と、加算器８と、条件判定処理９を備える。また、図２に示す様に、ＬＰＦ４は減算器１０と、乗算器１１と、加算器１２と、遅延素子１３とを備えている。乗算器１１のゲインを脈動振幅Ｖｐにより変化させることで、ＬＰＦ４のカットオフ周波数が脈動振幅Ｖｐに応じて変化する。なお、空気流量測定装置１の出力信号Ｖｓｅｎには脈動によって生じる脈動誤差があり、この脈動誤差は平均流量、脈動振幅、脈動周波数などに影響される。
　次に、図３を用いて、空気流量測定装置１の吸気管への配置を説明する。吸気管１４には空気流が流入し、この吸気管１４に空気流量測定装置１が取り付けられている。空気流量測定装置１は、バイパス通路１６と、バイパス通路１６内に配置された流量検出器２と、流量検出器２からの信号を処理する信号処理回路１７から構成される。また、空気流量測定装置１からの流量信号を受け取り、各種制御を行うエンジン制御ユニット１９が配置される。
　次に、図４，５を用い空気流量測定装置１の動作を説明する。空気量検出器２の出力信号Ｖｓｅｎが、図４に示すような脈動波形となる場合、ＬＰＦ４の出力信号Ｖｌｐｆは出力信号Ｖｓｅｎの周波数とＬＰＦ４のカットオフ周波数に応じて振幅が減少する。ここで、出力信号Ｖｓｅｎと出力信号Ｖｌｐｆは波形演算器５により波形演算され、ｋ＝１の場合には図４に示す空気流量測定装置１の出力信号Ｖｏｕｔになり、波形の上半分が間延びした様な波形になる。この結果、出力信号Ｖｏｕｔの平均値はプラス方向に変化し、このプラス方向の変化により空気流量検出器２の脈動による誤差を補正して空気流量測定装置１の出力を得る。この時、補正量は図５に示す様に脈動周波数とＬＰＦ４のカットオフ周波数ｆｃで決まり、ＬＰＦ４のカットオフ周波数ｆｃを高くすると補正量は減り、ＬＰＦ４のカットオフ周波数ｆｃを低くすると補正量は増加する。つまり、出力信号Ｖｓｅｎから脈動振幅Ｖｐを振幅検出器３で検出し、脈動振幅Ｖｐに応じてＬＰＦ４のカットオフ周波数ｆｃを変化させることで、脈動振幅Ｖｐと脈動周波数に応じて、補正量を変化させることができる。
　また、バイパス通路１６を持つ空気流量測定装置では、脈動振幅が大きくなると（特に、脈動振幅が平均値の４倍以上ある場合）、バイパス通路１６への空気の流入は脈動周波数の増加と伴に減少する。これは、バイパス通路１６内部での空気の粘性が、バイパス通路１６の外部での空気の粘性に比べて大きいために生じる。つまり、脈動振幅が大きくなると、脈動周波数の増加に伴いバイパス通路１６への空気の流入は減少し、空気量検出器２の出力信号Ｖｓｅｎにマイナス誤差が生じる。従って、本発明の空気流量測定装置１を用いることで、脈動振幅Ｖｐが大きい場合に脈動周波数の増加に応じてプラス方向への補正量を増加させることで空気流量測定装置１の脈動誤差を低減することができる。つまり、脈動振幅Ｖｐが小さい場合にはＬＰＦ４のカットオフ周波数ｆｃを高くして補正量を小さくし、脈動振幅Ｖｐが大きい場合にはＬＰＦ４のカットオフ周波数ｆｃを低くして補正量を大きくする。また、この補正量は脈動周波数が高くなるとプラス方向に増加するので、空気量検出器２の脈動誤差を打ち消すことができる。このことにより、空気流量測定装置１の脈動誤差を低減できる。
　また、本発明の空気流量測定装置１ではＬＰＦ４の周波数特性を用いて、脈動誤差の脈動周波数依存性を補正するので、脈動状態の変化に対して高速に追従することができる。
　従来例ではエンジン回転数を必要としたので、エンジン回転数を容易に得られるエンジン制御ユニット１９に脈動補正をする処理回路を配置する必要があった。一方で、本発明では従来例の様にエンジン回転数を必要としないので、空気流量測定装置１側で脈動補正が可能となり、脈動誤差を補正した精度の高い信号をエンジン制御ユニット１９に送信することが可能である。
　また、ＬＰＦ４は複数の周波数信号に対して各周波数のベクトル和を求めるので、高調波の影響による脈動誤差を低減する方向に働く。この為、本発明では脈動に高調波が存在した場合にも脈動誤差を低減できる。
　次に，本発明の第２の実施例である空気流量測定装置を図６から図８により説明する。なお，図６は第２の実施例の空気流量測定装置の構成、図７は各部の動作波形、図８は補正量の脈動周波数依存性である。
　本実施例の空気流量測定装置２０は測定する空気流量に応じた出力信号Ｖｓｅｎを発生させる空気流量検出器２１と、出力信号Ｖｓｅｎから脈動振幅Ｖｐを検出する振幅検出器２２と、脈動振幅Ｖｐの値に応じてカットオフ周波数の変化するＬＰＦ２３と、ＬＰＦ２３の出力信号Ｖｌｐｆと出力信号Ｖｓｅｎの波形演算をする波形演算器２４と、波形演算器２４の出力を増幅する乗算器２８と、乗算器２８の出力を直流化するＬＰＦ２９と、出力信号ＶｓｅｎとＬＰＦ２９の出力を加算する加算器３０とで構成される。なお、波形演算器２４は減算器２５、２６と条件判定処理２７から構成される。なお、ＬＰＦ２３の構成は第１の実施例で示したＬＰＦ４と同一の構成でカットオフ周波数が脈動振幅Ｖｐに応じて変化する。
　次に、図７，８を用い空気流量測定装置１の動作を説明する。空気量検出器２１の出力信号Ｖｓｅｎが図７に示すような脈動波形となる場合、ＬＰＦ２３の出力信号Ｖｌｐｆは出力信号Ｖｓｅｎの周波数とＬＰＦ２３のカットオフ周波数に応じて振幅が減少する。ここで、出力信号Ｖｓｅｎと出力信号Ｖｌｐｆは波形演算器２４により波形演算され、乗算器１８のゲインｋが１の場合には乗算器２８の出力信号は図７に示す様な全波整流の様な波形になる。乗算器２８の出力信号はＬＰＦ２９により直流化され図7に示す波形になる。このＬＰＦ２９の出力信号（補正信号）は加算器３０で空気流量検出器２１の出力信号Ｖｓｅｎと加算され、空気流量測定装置２０の出力信号Ｖｏｕｔを得る。
　第２の実施例における空気流量測定装置は第1の実施例における空気流量測定装置と基本的に同じ構成であるが、以下の改良を加えた。第２の実施例における空気流量測定装置では波形演算器２４で全波整流の様な波形を出力させ、ＬＰＦ２９における直流化を容易にした。また、ＬＰＦ２９を設けて補正信号を直流化した。このことで、補正信号の信号帯域を制限した。第1の実施例で採用した様な波形演算器５を採用した場合、補正量が小さい間は問題ないが、ゲインｋを大きくして補正量を大きくした場合には波形演算によるノイズが大きくなる。これに対して、本実施例では補正信号をＬＰＦ２９で直流化するのでノイズの増加を低減できる。
　本実施例においても、第1の実施例と同様に補正量は図８に示す様に脈動の周波数とＬＰＦ２３のカットオフ周波数ｆｃで決まり、ＬＰＦ２３のカットオフ周波数ｆｃを高くすると補正量は減り、ＬＰＦ２３のカットオフ周波数ｆｃを低くすると補正量は増加する。つまり、出力信号Ｖｓｅｎから脈動振幅Ｖｐを振幅検出器２２で検出し、脈動振幅Ｖｐに応じてＬＰＦ２３のカットオフ周波数ｆｃを変化させることで、脈動振幅Ｖｐと周波数に応じて、補正量を変化させることができる。また、先に説明したようにバイパス通路を持つ空気流量検出器では、脈動振幅が大きい場合、脈動周波数の増加に伴いマイナス誤差が生じるので、本発明の空気流量測定装置２０を用いることで、脈動周波数に応じて補正量を増加させられるので、空気流量測定装置１の脈動によって生じる脈動誤差を低減することができる。
　次に，本発明の第３の実施例である空気流量測定装置を図９から図１１により説明する。なお，図９は第３の実施例の空気流量測定装置の構成、図１０はＬＰＦ４０の周波数特性、図１１は補正量の脈動周波数依存性である。
　本実施例の空気流量測定装置３１は測定する空気流量に応じた出力信号Ｖｓｅｎを発生させる空気流量検出器３２と、出力信号Ｖｓｅｎから最大値を検出する最大値検出回路３３と、出力信号Ｖｓｅｎから最小値を検出する最小値検出回路３４と、最大値検出回路３３と最小値検出回路３４の出力の和を求める加算器３５と、加算器３５の出力を１／２にして中央値Ｍｅｄを求める乗算器３７と、最大値検出回路３３と最小値検出回路３４の出力の差を演算して振幅Ａｍｐを求める減算器３６と、中央値Ｍｅｄと振幅Ａｍｐを入力としてカットオフ周波数ｆｃと増幅率Ｇａｉｎとオフセット値Ｏｆｆｓｅｔを出力する２次元マップ３８と、出力信号Ｖｓｅｎの直流成分を除去するＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３９と、２次元マップ３８から出力されるカットオフ周波数ｆｃに応じてカットオフ周波数の変化するＬＰＦ４０と、ＬＰＦ４０の出力を全波整流する整流器４１と、ＨＰＦ３９の出力を全波整流する整流器４２と、整流器４１と整流器４２の出力の差を求める減算器４３と、２次元マップ３８から出力される増幅率Ｇａｉｎに応じて増幅率を変化させて減算器４３の出力を増幅する乗算器４４と、乗算器４４の出力を直流化するＬＰＦ４５と、ＬＰＦ４５の出力に２次元マップ３８から出力されるオフセット値Ｏｆｆｓｅｔを加算する加算器４６と、加算器４６の出力を出力信号Ｖｓｅｎに加算し出力信号Ｖｏｕｔを求める加算器４７から構成される。なお、ＬＰＦ４０の構成は第１の実施例で示したＬＰＦ４と同一の構成でカットオフ周波数を２次元マップ３８から出力されるカットオフ周波数ｆｃに応じて変化させることができる。
　第３の実施例における空気流量測定装置は第２の実施例における空気流量測定装置と基本的に同じ構造であるが、以下の改良を加えた。第３の実施例における空気流量測定装置では最大値検出回路３３と最小値検出回路３４を設け、これらの出力を演算することで中央値Ｍｅｄと振幅Ａｍｐ求め、中央値Ｍｅｄと振幅Ａｍｐを入力する２次元マップ３８を設けカットオフ周波数ｆｃと増幅率Ｇａｉｎとオフセット値Ｏｆｆｓｅｔを出力した。このことにより、第２の実施例の様に出力信号Ｖｓｅｎの振幅情報だけでは無く中央値Ｍｅｄと振幅Ａｍｐの２種類の情報でＬＰＦ４０のカットオフ周波数を調整できるようにした。また、２次元マップ３８を用いることでより自由に補正量を制御できるようにした。なお、２次元マップ３８の入力は出力信号Ｖｓｅｎの特徴を代表する値であれば良いので、出力信号Ｖｓｅｎの平均値、中央値、振幅、最大値、最小値、最大値と最小値の和、最大値と最小値の差のいずれでも良い。また、本実施例ではＬＰＦ４０のカットオフ周波数だけでは無く、増幅率Ｇａｉｎとオフセット値Ｏｆｆｓｅｔも操作できる様にしてより自由に補正量を制御できるようにした。このことにより空気流量測定装置１の脈動誤差をより低減することができる。
　また、脈動による誤差は低周波数ではほとんど生じず、特定の周波数から誤差が増加する傾向がある。これに対応するため本実施例ではＬＰＦ４０とＨＰＦ３９の出力を各々全波整流し、これらの差分を出力する構成にした。ＬＰＦ４０の周波数特性は図１０に示す様に低周波ではゲインが１で所定の周波数を過ぎるとゲインが１から小さくなる。従って、ＨＰＦ３９の出力を全波整流した整流器４２の信号からＬＰＦ４０の出力信号を全波整流した整流器４１の信号の差を減算器４３で求めることで、減算器４３の出力特性は図１１の様な周波数特性になり、低周波では補正量が０で所定の周波数を過ぎると補正量が増加する。このことにより、脈動誤差の周波数特性により近似した周波数特性を実現することができるので、空気流量測定装置３１の脈動誤差をより低減することができる。
　また、第２の実施例同様に、高調波が存在した場合にも脈動誤差をより低減できる。
　次に，本発明の第４の実施例である空気流量測定装置を図１２から図１５により説明する。なお，図１２は第４の実施例の空気流量測定装置の構成、図１３は脈動判定器４８の構成、図１４は最大値検出器３３と最小検出器３４の出力波形、図１５は各種状態でのＶｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎである。
　第４の実施例の空気流量測定装置は第３の実施例のセンサ装置と基本的に同じ構造であるが、以下の改良を加えた。本実施例では脈動判定器４８を付加し、脈動状態で無い時には切替え器４９により補正信号を０にした。
　図１３に示すように、脈動判定器４８は、出力信号Ｖｓｅｎと最大値検出器３３の出力Ｖｍａｘの差を求める減算器５０と、減算器５０の出力を一定時間ホールドするホールド回路５１と、ホールド回路５１の出力が所定の値よりも大きいか小さいかを判定する比較器５２と、出力信号Ｖｓｅｎと最小値検出器３４の出力Ｖｍｉｎの差を求める減算器５４と、減算器５４の出力を一定時間ホールドするホールド回路５５と、ホールド回路５５の出力が所定の値よりも大きいか小さいかを判定する比較器５６と、比較器５２と比較器５６の論理和を求める論理和回路５３より構成される。
　出力信号Ｖｓｅｎの脈動振幅が変化した場合、図１４に示すように最大値検出器３３および最小値検出器３４の出力は変化する。ここで、最大値検出器３３の立ち上がりは早いが立下りは遅い。これに対して最小値検出器３４の立ち下がりは早いが立ち上がりは遅い。この動作により、出力信号Ｖｓｅｎの振幅変化に対して最大値検出器３３および最小値検出器３４は動作遅延を起こす。この結果、空気流の過渡状態において不必要な信号を出力する恐れが生じる。これを防ぐ為に本実施例では脈動判定器４８を付加し、脈動状態で無い時には切替え器４９により補正信号を０にした。
　図１５に各種状態でのＶｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎを示す。脈動状態ではＶｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎ共に大きい。これに対して、過渡状態ではＶｓｅｎ－ＶｍａｘもしくはＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎの一方だけが大きくなる。また、定常状態ではＶｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎ共にほぼ０になる。このことを利用して脈動判定器４８では脈動状態を判定する。つまり、Ｖｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎ共に大きい時を脈動状態と判定し、それ以外を脈動状態ではないと判定し、脈動状態で無い時には補正信号を０にすることで、最大値検出器３３および最小値検出器３４の動作遅延によって生じる可能性のある不必要な補正を無くすことができる。
　次に，本発明の第５の実施例である空気流量測定装置を図１６により説明する。なお，図１６は第５の実施例の空気流量測定装置の構成である。第５の実施例のセンサ装置は第３の実施例のセンサ装置と基本的に同じ構造であるが、以下の改良を加えた。本実施例では定常状態判定器５４を付加し、定常状態の時には切替え器５６により出力信号Ｖｏｕｔの信号経路にＬＰＦ５５を付加するようにした。定常状態判定器５４は先に示した脈動判定器４８と基本的には同じ構造であるが、図１５に示す様に定常状態ではＶｓｅｎ－ＶｍａｘおよびＶｓｅｎ－Ｖｍｉｎ共にほぼ０になることを利用して定常状態であることを判定している。
　本実施例では、定常状態であることを定常状態判定器５４で判定し、定常状態の場合にはＬＰＦ５５を出力信号Ｖｏｕｔの信号経路に付加することで、定常状態における出力信号Ｖｏｕｔのノイズを低減できるようにした。また、過渡状態では定常状態判定器５４は動作しないのでＬＰＦ５５は出力信号Ｖｏｕｔの信号経路に付加されない。この為、過渡状態における応答性を損なわずに定常状態における出力信号Ｖｏｕｔのノイズを低減できる。
　次に，本発明の第６の実施例である空気流量測定装置を図１７，１８により説明する。なお，図１７は第６の実施例の空気流量測定装置の構成、図１８は補正量の脈動周波数依存性である。第６の実施例のセンサ装置は第３の実施例のセンサ装置と基本的に同じ構造であるが、以下の改良を加えた。
　本実施例では２次ＬＰＦ５７と、１次オールパスフィルタ５８を配置し、２次ＬＰＦ５７と１次オールパスフィルタ５８の出力を波形演算器５９で波形演算した。なお、波形演算器５９は減算器６０，６１と条件判定処理６２で構成される。
　２次ＬＰＦ５７のカットオフ周波数と１次オールパスフィルタ５８の時定数を一定の比率で変化させた場合、低周波では２次ＬＰＦ５７の出力波形と１次オールパスフィルタ５８の出力波形は同一になる。この為、図１８に示す様に低周波数での補正量が０で所定の周波数を過ぎると補正量が急激に増加する特性を得ることができる。また、脈動誤差は低周波数ではほとんど生じず、特定の周波数から誤差が増加する傾向があり、本実施例の空気流量測定装置を使用することで、脈動誤差の周波数特性により近似した周波数特性を実現することができるので、空気流量測定装置３１の脈動誤差をより低減することができる。
　本発明の各実施形態における変形例を図１９、図２０を用いて説明する。
　図１９、図２０に示すように、エンジン制御ユニット１９に各実施例で詳述した脈動補正処理回路６４を配置している。空気流量測定装置６３の流量検出器６５で検出した出力信号Ｖｓｅｎをエンジン制御ユニット１９に入力し、エンジン制御ユニット１９側で脈動補正をしてもよい。
　１‥空気流量測定装置，２‥空気流量検出器，３‥振幅検出器，４‥ＬＰＦ（ローパスフィルタ），５‥波形演算器，６‥乗算器，７‥乗算器，８‥加算器，９‥条件判定処理，１０‥減算器，１１‥乗算器，１２‥加算器、１３‥遅延素子，１４‥吸気管，１５‥空気流量センサ，１６‥バイパス通路、１７‥信号処理回路，１８‥流量検出素子，１９‥エンジン制御ユニット、２０‥空気流量測定装置，２１‥空気流量検出器、２２‥振幅検出器，２３‥ＬＰＦ，２４‥波形演算器，２５‥減算器，２６‥減算器，２７‥条件判定処理，２８‥乗算器，２９‥ＬＰＦ、３０‥加算器，３１‥空気流量測定装置、３２‥空気流量検出器，３３‥最大値検出回路，３４‥最小値検出回路，３５‥加算器，３６‥減算器，３７‥乗算器，３８‥２次元マップ，３９‥ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、４０‥ＬＰＦ，４１‥整流器、４２‥整流器，４３‥減算器，４４‥乗算器，４５‥ＬＰＦ，４６‥加算器，４７‥加算器，４８‥脈動判定器，４９‥切替え器、５０‥減算器，５１‥ホールド回路、５２‥比較器，５３‥論理和回路，５４‥減算器，５５‥ホールド回路，５６‥比較器，５７‥２次ＬＰＦ，５８‥１次オールパスフィルタ，５９‥波形演算器，６０‥減算器，６１‥減算器，６２‥条件判定処理

Claims (9)

  1. 　空気流量検出器と、
    　前記空気流量検出器の出力信号に基づき特性の変化するフィルタと、を備え、
    　前記空気流量検出器の出力と、前記フィルタを介した出力と、に基づいて空気流量信号を出力する空気流量測定装置
  2. 　前記フィルタを介した出力を波形演算する波形演算部と、
    　前記波形演算部を介した出力と前記空気流量検出器の出力を加算する加算部と、を備える請求項１に記載の空気流量測定装置
  3. 　前記フィルタは複数あり、
    　前記波形演算手段は、
    　前記複数のフィルタからの信号が入力されており、
    　前記複数の入力された信号の波形演算をする請求項２に記載の空気流量測定装置
  4. 　前記フィルタは、前記空気流量検出器の出力信号の平均値、中央値、振幅、最大値、最小値、最大値と最小値の和、最大値と最小値の差のいずれかに応じて特性が変化する請求項１に記載の空気流量測定装置
  5. 　前記空気流量検出器の出力信号の平均値、中央値、振幅、最大値、最小値、最大値と最小値の和、最大値と最小値の差のいずれかを検出する代表値検出手段と、
    　前記代表値検出手段の検出結果に応じた前記フィルタの特性を調整する調整量を出力するマップと、を備える請求項４に記載の空気流量測定装置
  6. 　前記フィルタは、前記空気流量検出器の出力信号の脈動振幅に応じてカットオフ周波数を変化させている請求項１に記載の空気流量測定装置
  7. 　前記空気流量検出器の出力信号の最大値を検出する最大値検出器と、
    　前記空気流量検出器の出力信号の最小値を検出する最小値検出器と、を備え、
    　前記空気流量検出器の出力信号と前記最大値検出器の出力信号の差が所定の値よりも大きく、且つ、前記空気流量検出器の出力信号と前記最小値検出器の出力信号の差が所定の値よりも大きい場合には、前記出力装置の出力信号を前記空気流量検出器の出力信号と同一にする請求項１に記載の空気流量測定装置
  8. 　前記空気流量検出器の出力信号の最大値を検出する最大値検出器と、
    　前記空気流量検出器の出力信号の最小値を検出する最小値検出器と、を備え、
    　前記空気流量検出器の出力信号と前記最大値検出器の出力信号の差が所定の値よりも小さく、且つ、前記空気流量検出器の出力信号と前記最小値検出器の出力信号の差が所定の値よりも小さい場合には前記出力装置の出力信号にローパスフィルタ処理を施すことを特徴とする空気流量測定装置
  9. 　前記フィルタは、前記空気流量検出器の出力信号の複数の周波数信号に対して各周波数の補正量のベクトル和を求める請求項２に記載の空気流量測定装置
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018179811A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 株式会社デンソー 空気流量測定装置
CN113039412A (zh) * 2018-11-30 2021-06-25 日立安斯泰莫株式会社 物理量测定装置
WO2021187357A1 (ja) * 2020-03-17 2021-09-23 株式会社デンソー 計測制御装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6763823B2 (ja) * 2017-06-05 2020-09-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 空気流量計
JP2019086439A (ja) * 2017-11-08 2019-06-06 株式会社デンソー 空気流量計測装置、及び空気流量計測システム
DE112019003406T9 (de) * 2018-07-05 2021-05-12 Denso Corporation Messsteuerungsvorrichtung und Strömungsvolumenmessvorrichtung
WO2020066548A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
JP7237721B2 (ja) * 2019-05-14 2023-03-13 日立Astemo株式会社 空気流量計
WO2022130719A1 (ja) * 2020-12-16 2022-06-23 日立Astemo株式会社 電子制御装置及び流量測定システム
JP7522070B2 (ja) * 2021-04-16 2024-07-24 トヨタ自動車株式会社 データ処理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7286925B2 (en) * 2004-10-01 2007-10-23 Robert Bosch Gmbh Method for pulsation correction within a measuring device measuring a media mass flow
JP5073949B2 (ja) * 2006-02-02 2012-11-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量測定装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US50155A (en) * 1865-09-26 Improvement in hydrants
JPS5917371B2 (ja) * 1979-03-16 1984-04-20 日産自動車株式会社 流量検出装置
US5435180A (en) * 1992-10-07 1995-07-25 Hitachi, Ltd. Method and system for measuring air flow rate
JP3060861B2 (ja) * 1994-11-18 2000-07-10 株式会社日立製作所 内燃機関の吸入空気量測定装置
JP3200005B2 (ja) * 1996-02-29 2001-08-20 株式会社日立製作所 発熱抵抗式空気流量測定装置
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
JP3421245B2 (ja) * 1998-05-27 2003-06-30 株式会社日立製作所 発熱抵抗体式空気流量測定装置
JP3679938B2 (ja) * 1998-12-01 2005-08-03 株式会社日立製作所 内燃機関用発熱抵抗体式エアフローメータの信号処理方法
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
JP3350501B2 (ja) * 2000-01-26 2002-11-25 独立行政法人産業技術総合研究所 流量測定装置
JP3752962B2 (ja) * 2000-05-15 2006-03-08 株式会社日立製作所 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
DE10133524A1 (de) * 2001-07-11 2003-01-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur des Dynamikfehlers eines Sensors
JP4130877B2 (ja) * 2002-06-19 2008-08-06 株式会社日立製作所 流量計及び流量計システム
JP2005140689A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Mitsubishi Electric Corp 感熱式流量計および燃料制御装置
CN101057126B (zh) * 2004-11-11 2010-10-06 株式会社日立制作所 热式流量测定装置
JP2006242748A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Hitachi Ltd 発熱抵抗体式空気流量測定装置およびその計測誤差補正方法
JP5284864B2 (ja) * 2009-04-30 2013-09-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式空気流量計
JP5494435B2 (ja) * 2010-11-22 2014-05-14 株式会社デンソー 空気流量測定装置
JP5681072B2 (ja) * 2011-09-06 2015-03-04 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
JP5615872B2 (ja) * 2012-06-12 2014-10-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7286925B2 (en) * 2004-10-01 2007-10-23 Robert Bosch Gmbh Method for pulsation correction within a measuring device measuring a media mass flow
JP5073949B2 (ja) * 2006-02-02 2012-11-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量測定装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018179811A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 株式会社デンソー 空気流量測定装置
CN113039412A (zh) * 2018-11-30 2021-06-25 日立安斯泰莫株式会社 物理量测定装置
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
WO2021187357A1 (ja) * 2020-03-17 2021-09-23 株式会社デンソー 計測制御装置
JP2021148495A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 株式会社デンソー 計測制御装置
JP7259787B2 (ja) 2020-03-17 2023-04-18 株式会社デンソー 計測制御装置

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