JPH11351938A - 発熱抵抗体式流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発熱抵抗体式空気流量計内部に演算機能を持た
せて、応答特性の誤差を予め発熱抵抗体式空気流量計内
部に配設した電気的に記録可能な回路に書き込んで、随
時適正に補正を施し、高精度の空気流量信号を供給す
る。 【解決手段】従来の発熱抵抗体式空気流量計駆動回路の
後段に、演算回路と演算回路のプログラムを記憶してお
く読み出し専用メモリと電気的に随時読み書き可能なメ
モリーを配設し演算回路の信号を出力する出力回路によ
り構成する発熱抵抗体式空気流量計。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸入空
気流量を計測する発熱抵抗体式空気流量計の出力特性の
補正手段についてであり、応答特性が優良な性能を有す
る発熱抵抗体式空気流量計に掛かる。

【０００２】本発明は、内燃機関の吸入空気流量を計測
する発熱抵抗体式空気流量計の出力特性の補正手段にか
かり、出力応答性の優良な発熱抵抗体式空気流量計に掛
かる。

【０００３】

【従来の技術】従来の発熱抵抗体式空気流量計の出力応
答の制御方法は、発熱抵抗体の発熱量を制御するアナロ
グ回路のフィードバック特性を調整することで対応して
いた。このため、発熱抵抗体の放熱特性によるところ
の、出力応答の遅れは解消されていなかった。従って、
出力応答性で立ち上がり特性と立ち下がり特性で応答性
が異なる値を示していた。

【０００４】本発明による応答特性の補正手段によれ
ば、立ち上がり，立ち下がりの出力応答性に差のない、
応答特性の優良な発熱抵抗体式空気流量計を提供でき
る。

【０００５】また、フィードバック回路を構成する、集
積回路のポップアップノイズや被検出空気の小刻みな乱
れに起因するノイズにより、単純にフィードバック回路
を改良し応答特性を改善しても、出力信号のノイズまで
増大させてしまい、かえって特性劣化の要因となってし
まうが、本発明は、出力ノイズを低減しつつ応答特性を
向上できる発熱抵抗体式空気流量計を提供できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】発熱抵抗体の放熱状態
は、被測定空気がステップ的に増加するいわゆる立ち上
がり時の場合、流れる空気に奪われる熱量を一定に保と
うとフィードバックされるために急激に温度を上昇させ
る方向で制御される。この場合の発熱抵抗体式空気流量
計の出力応答性は発熱抵抗体の発熱性能及び発熱を制御
するフィードバック回路の設定に依存する。

【０００７】また、被測定空気がステップ的に減少する
いわゆる立ち下がり時の場合は、被測定空気に奪われる
熱量が圧倒的に少なくなる。このため出力応答性は、被
測定空気の量に依存することになる。よって、立ち上が
り時の出力応答性と立ち下がり時の出力応答性に差が出
ることになる。通常は、立ち下がり時より立ち上がり時
の方が、シャープな応答特性を示すことになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による出力応答性
の補正手段によれば、立ち上がり時と立ち下がり時の出
力応答性を別々の条件で補正するため、均一な出力応答
性能を有する発熱抵抗体式空気流量計を提供できる。

【０００９】ここで、発熱抵抗体式空気流量計が計測す
る被測定空気の状態は何時も安定した状態ではない。特
に発熱抵抗体式空気流量計の発熱抵抗部分の被測定空気
の流れは細かく振動している。この振動は、発熱抵抗体
式空気流量計の出力特性ノイズとして出力される。従っ
て、素直に発熱抵抗体式空気流量計の応答特性を補正す
ると出力特性ノイズを大きくしてしまう。同様に、発熱
抵抗体を駆動する集積回路も、集積回路特有のポップア
ップノイズを発生し得る。

【００１０】本発明による発熱抵抗体式空気流量計の応
答特性の補正手段によれば、同一方向に少なくとも２回
以上出力特性の変化が起こった場合のみ出力応答性の補
正を施すことにより被測定空気の小刻な乱れに起因す
る、単純な出力特性ノイズや集積回路のポップアップノ
イズを差別化し、応答特性のみ向上させることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図を用いて具体
的に説明する。

【００１２】図１は、本発明による発熱抵抗体式流量測
定装置の代表的なシステム構成の例である。また、図２
は、本発明による発熱抵抗体式空気流量計の具体的な部
品構成の一例である。ここで、本発明の主たるクレーム
は出力特性を補正するための発熱抵抗体式空気流量計の
基本的な構成と、補正する手段であり発熱抵抗体式空気
流量計の形状等については限定しない。

【００１３】本発明によれば、発熱抵抗体５と感熱抵抗
体６及び該抵抗体素子を駆動する駆動回路２により空気
流量に応じた電圧信号を発生する。この電圧信号をＡ／
Ｄ変換器３によりデジタル化して演算回路１に取り込ま
れ計算処理される。ＲＯＭ７には、本発明による出力特
性の補正処理のプログラムが記憶される。EEPROM8 に
は、発熱抵抗体式空気流量計の出力特性を補正するのに
必要な補正データが格納されており、必要な補正データ
を演算回路の要求により受け渡す。

【００１４】ここで、本発明による流量補正の流れを図
３を用いて説明する。

【００１５】発熱抵抗体式空気流量計が電源投入される
と、電源投入から一定時間経過後に演算回路１にリセッ
ト信号が伝達され演算回路が駆動を始める。発熱抵抗素
子５と感熱抵抗素子６を用いた空気流量検出用の駆動回
路の出力電圧は発熱抵抗体式空気流量計内に内蔵された
Ａ／Ｄ変換器３に接続され、アナログ電圧をデジタル化
する。

【００１６】演算回路１はＡ／Ｄ変換器３を介して入力
された駆動回路２の出力値から出力応答性の補正係数
を、あらかじめEEPROM8 に格納された補正値テーブルか
ら読み込む。ここで、一定時間前の発熱抵抗体式空気流
量計の出力信号を一時的に演算回路内に記録しておき、
前期の一定時間前の出力信号が、例えば前々回の出力信
号から増加方向であり、且つ今回の出力信号が前回の出
力信号から増加方向である条件を満たしている場合、出
力応答を補正する。

【００１７】さらに、出力応答が立ち上がり方向か立ち
下がり方向かを微分係数から判断し、各々に適した補正
係数をあらかじめ立ち上がり，立ち下がりを個別にEEPR
OM8に補正値テーブルとして格納しておき、これを参照
して補正計算を行う。ここで、立ち上がりと立ち下がり
での補正量の違いを発熱抵抗体式空気流量計の応答特性
の相違を用いて説明する。

【００１８】図４は、発熱抵抗体式空気流量計の応答特
性の一例である。

【００１９】これより、被測定空気のステップ変化に対
して一定時間後の発熱抵抗体式空気流量計の出力値は、
立ち上がり時９０％ＦＳであるのに対し、立ち下がり時
は７０％ＦＳとなることがわかる。即ち、立ち上がり時
は１０％の補正を行うべきであり、立ち下がり時は３０
％の補正を各々の状態で分離して行う必要がある。本発
明においては、この現象をあらかじめEEPROM8 に格納し
た別々のテーブルを参照し、補正計算を行うことでキャ
ンセルする方法を採用している。補正に要する補正条件
は、今回補正する一定時間前からの出力信号の平均値に
よって、あらかじめ演算回路内に設定された補正条件に
基づいて、さらに補正される。これは、応答特性は被測
定空気のステップ的な変化が起こる直前の状態にも影響
されるからである。

【００２０】即ち、被測定空気があまり流れていない状
態から、極端に大きな空気流量に変化した場合は、発熱
抵抗体を駆動するフィードバック回路がフルにエネルギ
ーを供給するため、フィードバック回路の能力に依存し
た応答特性を示すが、被測定空気がある程度流れている
状態からの空気流量変化の場合、既に発熱抵抗体が加熱
されているため、発熱抵抗体の放熱状態に依存した応答
特性を示すことになるからである。

【００２１】図５に被測定空気の変化が起こる直前の流
量と、応答時間の関係を示す。

【００２２】これより、応答時間には直前の平均空気流
量に依存した特性を示すことがわかる。本発明では、被
測定空気の変化が起こる前の一定時間の平均空気流量か
ら、あらかじめEEPROM8 に格納しておいた応答特性の補
正量を参照し補正演算する。出力応答性の補正方法の具
体例を説明する。

【００２３】図６は、被測定空気の流量が急激に増加し
た場合の出力信号の補正の一例である。

【００２４】本実施例では、発熱抵抗体式空気流量計の
流量値補正の手段として流量値変化の微分値を求め、該
微分値に対して相当する係数を用いて微分値を演算処理
し補正された微分値を用いて発熱抵抗体式空気流量計が
検出する流量値を補正する。図７は、発熱抵抗体式空気
流量計の補正前の出力信号と補正後の出力信号を比較し
たものである。

【００２５】ここで、補正前の出力信号には被測定空気
の乱れた流れによって出力信号にノイズが発生する。本
発明による出力応答性の補正方法によれば、連続した少
なくとも２回以上の同一方向への変化がなければ、出力
応答特性を補正しない。従って、図７に示す通り被測定
空気の急激な変化以外の被測定空気の乱れを大きく拡大
せず、応答特性のみを改善できる。

【００２６】本実施例では、発熱抵抗体式空気流量計の
発熱抵抗体の駆動回路の出力値をＡ／Ｄ変換器３を介し
て、デジタル化して演算回路１に取り込み、然る後に流
量値に変換し、該流量値に対して、出力応答の補正量を
計算処理する方式を説明したが、出力応答補正を発熱抵
抗体式空気流量計の発熱抵抗体駆動回路出力値に施す方
式でも良いということは言うまでもない。

【００２７】また、本実施例においては補正に使用する
計数をEEPROMに格納する手段を採用したが、計数を格納
する手段が、その他の手段たとえばプログラムを書き込
むＲＯＭの内部等であっても良いということは言うまで
もない。

【００２８】

【発明の効果】本発明による効果は、発熱抵抗体式空気
流量計の被測定空気の急激な変化においてもの信号劣化
がなく、より正確な内燃機関の吸入空気流量の検出が可
能になることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す発熱抵抗体式空気流量
計のシステム構成図。

【図２】本発明の一実施例を示す発熱抵抗体式空気流量
計の部品構成の例を示す部分斜視図。

【図３】本発明による出力特性補正の流れを示すフロー
チャート。

【図４】発熱抵抗体式空気流量計の応答特性の一例を示
す応答特性図。

【図５】発熱抵抗体式空気流量計の初期流量と応答時間
の関係を示す特性図。

【図６】応答特性補正の一例を示す特性図。

【図７】応答特性補正の一例を示す特性図。

【符号の説明】 １…演算回路、２…発熱抵抗体駆動回路、３…Ａ／Ｄ変
換器、４…出力回路、５…発熱抵抗体、６…感熱抵抗
体、７…ＲＯＭ、８…EEPROM、９…ハウジング、１０…
外部コネクタ、１１…主空気通路、１３…発熱抵抗体お
よび感熱抵抗体の支持部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気通路内に設けられる少なく
   とも１個以上の感熱抵抗体を吸気通路に設置し、吸入空
   気量を計測する発熱抵抗体式空気流量計の出力応答を演
   算回路により補正する手段を有し、出力応答性を立ち上
   がり時と立ち下がり時と別々の条件で補正演算を施すこ
   とを特徴とする発熱抵抗体式流量測定装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の発熱抵抗体式空気流量計に
   おいて、出力応答性を補正する条件として、一定時間の
   間隔の発熱抵抗体式空気流量計の出力信号が、同一方向
   に、少なくとも２回以上の変化をした場合に応答特性の
   演算補正を行うよう制御されることを特徴とする発熱抵
   抗体式流量測定装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の発熱抵抗体式空気流
   量計において、出力応答性の補正状態が、発熱抵抗体式
   空気流量計の補正前の一定区間における出力信号の平均
   値に応じて可変に設定され演算補正されることを特徴と
   する発熱抵抗体式流量測定装置。