專利名稱：流量測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)空氣等流體的流量進(jìn)行測量的裝置。
背景技術(shù)：
作為具有輸出與流量相對(duì)應(yīng)的非線性信號(hào)的檢測元件的代表性的流 量測定裝置，公知有熱式流量計(jì)。熱式流量計(jì)例如可直接檢測汽車等的內(nèi) 燃機(jī)的吸入空氣的質(zhì)量流量，該流量測量值用于電子控制式的燃料噴射控 制的運(yùn)算數(shù)據(jù)。
熱式空氣流量計(jì)的檢測元件中使用的發(fā)熱電阻具有溫度依賴性，例如
存在如下類型將鉑線巻繞到繞線筒上并用玻璃進(jìn)行覆蓋的熱線式；在陶
瓷基板上或硅基板上形成薄膜電阻的薄膜式。
作為流量的測量方法，存在如下方式。 一個(gè)方式為對(duì)根據(jù)空氣流量 而吸收熱的發(fā)熱電阻進(jìn)行加熱控制，使其相對(duì)于空氣溫度具有一定的溫度 差，將該發(fā)熱電阻中流動(dòng)的電流變換為電壓，來直接檢測空氣流量。另一 個(gè)方式為在發(fā)熱電阻的空氣流向的兩側(cè)配置溫度檢測電阻(感溫電阻)， 根據(jù)該溫度檢測電阻的溫度差來檢測空氣流量。
流經(jīng)引擎的吸氣管的空氣伴隨引擎的吸氣閥的開閉動(dòng)作而脈動(dòng)，因此 被檢測的傳感器(流量計(jì))輸出信號(hào)也伴隨脈動(dòng)。另一方面，熱式流量計(jì) 的輸出電壓在低流量域急劇地變化(靈敏度高)，隨著變?yōu)楦吡髁坑蚨?慢地變化(靈敏度低)，具有所謂的非線性輸出特性。
在該非線性輸出特性中，流量的四次方根可表現(xiàn)為傳感器輸出電壓 (金氏公式年y夕'O式)。圖20表示該輸出特性Qref。縱軸是傳感器輸出電壓(V)，橫軸是空氣流量。在圖20中，作為一例，表示了與脈動(dòng)比 較大的流量Qa相對(duì)的傳感器輸出電壓Vin、和與脈動(dòng)比較小的流量Qaf 相對(duì)的傳感器輸出電壓Vinf。實(shí)際上，即使描繪如Sin波的曲線的脈動(dòng)流 量，傳感器輸出電壓也會(huì)變成在正的一側(cè)壓縮而在負(fù)的一側(cè)拉伸的稍微變 形了的波形。若將包含這樣的脈動(dòng)成分的輸出電壓直接平均值化，則表面 來看流量的平均值會(huì)減少(誤差)。脈動(dòng)越大該誤差越大。例如，在圖20 中，傳感器輸出電壓Vin的本來的平均值應(yīng)是Vavel，但表面來看的平均 值是Vave2，產(chǎn)生誤差Vavel—Vave2。但是，若脈動(dòng)明顯包含逆流，則流 量的平均值從表面來看會(huì)增加。尤其是，四汽缸以下的引擎在低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn) 域或重負(fù)載時(shí)，吸入空氣量的脈動(dòng)振幅大，存在產(chǎn)生伴隨一部分逆流的脈 動(dòng)流的情況。在該情況下，從表面來看，流量檢測信號(hào)中會(huì)產(chǎn)生正方向的 脈動(dòng)誤差。脈動(dòng)誤差將成為測量精度低下的原因。另外，脈動(dòng)的程度(脈 動(dòng)率)與傳感器輸出的誤差的關(guān)系，參照?qǐng)D8、圖10在后面描述。
在特開2000—161122號(hào)公報(bào)中記載了為降低這樣的脈動(dòng)誤差而采用 可變?yōu)V波器的方式。
另外，作為現(xiàn)有的降低脈動(dòng)誤差的技術(shù)，公知有對(duì)傳感器輸出電壓進(jìn) 行線性化處理的技術(shù)。線性化處理通常實(shí)際測量相對(duì)于流量的傳感器的電 壓信號(hào)，將成為基準(zhǔn)的特性曲線(稱作主(master)特性Qref)存儲(chǔ)到引 擎控制單元等，利用該特性曲線進(jìn)行線性化處理(V—Q變換處理)。
傳感器輸出電壓的脈動(dòng)成分還包括噪聲等的誤差成分。為了減少該誤 差成分，公知有如下方法在進(jìn)行所述線性化處理之前，利用硬件濾波器 (hard filter)對(duì)信號(hào)進(jìn)行平滑處理，然后進(jìn)行線性處理化。
如圖21所示，該方法進(jìn)行平滑化使得振幅減小(例如，將VI振幅變 為V2振幅)，而不改變輸出電壓值(發(fā)熱電阻的檢測信號(hào))的平均值本身。 這樣，若在對(duì)檢測信號(hào)濾波(平滑處理)之后進(jìn)行線性化(V—Q變換處 理)，則如圖21所示，換算空氣量的平均值也產(chǎn)生誤差。
為了減小這樣的誤差，在特開平11一316145號(hào)公報(bào)和特開平ll一 337382號(hào)公報(bào)中，提出了一種在對(duì)傳感器輸出電壓進(jìn)行線性處理化(V— Q變換)之后，通過濾波器進(jìn)行平滑化處理的方式。另外，通過濾波器降 低了脈動(dòng)振幅后的流量信號(hào)，再次被非線性化處理(Q—V變換)，并被D一A變換，輸入到引擎控制單元。
在特開2004—20454號(hào)公報(bào)中提出了如下方式在根據(jù)調(diào)整用參數(shù)對(duì) 檢測元件的非線性輸出信號(hào)進(jìn)行了輸出調(diào)整之后，進(jìn)行平均值調(diào)整的不均 等線性化處理。該方式能夠根據(jù)脈動(dòng)的大小來適當(dāng)調(diào)整平均值，可獲得精 度更高的空氣流量信號(hào)。
專利文獻(xiàn)l:特開2000—161122號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:特開平11—316145號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:特開平11一337382號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:特開2004—20454號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于在內(nèi)燃機(jī)等的脈動(dòng)和逆流大的環(huán)境下對(duì)應(yīng)于脈動(dòng)的大小或頻率 而流量計(jì)的脈動(dòng)誤差變大的狀況，本發(fā)明想要通過代替如上述那樣的不均 等線性化處理的方式來改善該狀況。
本發(fā)明的方式與現(xiàn)有的降低流量檢測(測量信號(hào))的脈動(dòng)誤差的基本 的不同之處如下。現(xiàn)有方式對(duì)非線性的流量檢測信號(hào)(源信號(hào))進(jìn)行線性 化處理、或平滑處理—線性處理、或線性處理一平滑處理，將這樣加工后 的信號(hào)本身用作流量檢測信號(hào)。另一方面，本發(fā)明對(duì)流量檢測信號(hào)進(jìn)行加 工，求取脈動(dòng)誤差修正量。然后，在源的流量檢測信號(hào)上，加減法運(yùn)算該 脈動(dòng)誤差修正量，從而對(duì)流量檢測信號(hào)進(jìn)行修正。作為這樣的修正方法， 提出了如下方案。
(1 )本發(fā)明的脈動(dòng)誤差修正量例如通過下面描述的第一信號(hào)處理系 統(tǒng)、第二信號(hào)處理系統(tǒng)而獲得。
第一信號(hào)處理系統(tǒng)在對(duì)流量檢測元件的非線性的輸出信號(hào)(輸出電 壓)進(jìn)行積分之后，調(diào)整該輸出信號(hào)的靈敏度而獲得第一信號(hào)。該非線性 輸出的積分例如通過使用了濾波器的平滑處理(濾波處理)來執(zhí)行，使脈 動(dòng)(換而言之，包含交流成分)的非線性輸出信號(hào)產(chǎn)生平均值誤差(非線 性誤差)。輸出靈敏度的調(diào)整例如通過線性處理來執(zhí)行。
第二信號(hào)處理系統(tǒng)在對(duì)流量檢測元件的輸出信號(hào)(源信號(hào))進(jìn)行線性 化之后進(jìn)行積分(平滑處理)，然后再次進(jìn)行非線性化而得到第二信號(hào)。在該第二信號(hào)處理系統(tǒng)中，流量檢測元件的輸出信號(hào)最初被線性化，信號(hào) 靈敏度被調(diào)整，變?yōu)閹缀醪划a(chǎn)生平均值誤差的第二信號(hào)。另外，通過該線 性處理后的積分處理(平滑處理)而第二信號(hào)與第一信號(hào)的相位差被匹配 (相位差匹配機(jī)構(gòu))。
該第一信號(hào)與第二信號(hào)的差信號(hào)被放大而成為脈動(dòng)誤差修正量。通過 在流量檢測元件的輸出信號(hào)(源信號(hào))上加減法運(yùn)算該脈動(dòng)誤差修正量，
從而包含脈動(dòng)誤差的非線性源信號(hào)被修正。例如，參照?qǐng)D3。 (2)另一方法按照如下那樣來獲得脈動(dòng)誤差修正量。 例如，對(duì)檢測元件的非線性源信號(hào)進(jìn)行濾波處理。求取該被濾波處理
后的信號(hào)與所述源信號(hào)的差信號(hào)的絕對(duì)值。對(duì)所述差信號(hào)的絕對(duì)值進(jìn)行濾
波處理。放大被濾波處理后的所述差信號(hào)。將被放大后的差信號(hào)用于所述
源信號(hào)的修正。 (發(fā)明效果)
根據(jù)本發(fā)明，流量測定裝置可降低由脈動(dòng)引起的測量誤差，而無損傳 感器輸出的基本特性。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的流量測定裝置的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖2是第一實(shí)施例中使用的脈動(dòng)誤差修正的數(shù)字處理框圖； 圖3是第一實(shí)施例的脈動(dòng)修正量算出處理的信號(hào)處理框圖； 圖4(a)是表示第一實(shí)施例中使用的V—Q變換函數(shù)的特性的圖，(b)
是表示Q—V變換函數(shù)的特性的圖5是表示第一實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正處理中的波形的動(dòng)作的圖； 圖6 (a)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例中使用的V —Q變換函數(shù)的特性
的圖，(b)是表示Q—V變換函數(shù)的特性的圖7是表示配置于本發(fā)明的第三實(shí)施例中使用的吸氣通路的旁路通路
和流量檢測元件的剖視圖8是表示第三實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正的效果的圖9是表示于本發(fā)明的第四實(shí)施例中使用的吸氣通路配置的旁路通路
和流量檢測元件的剖視圖；圖IO是表示第四實(shí)施例的效果的圖；(第四實(shí)施例) 圖11是表示本發(fā)明的第五實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正量算出處理的信號(hào) 處理框圖12是表示第五實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正量算出處理的信號(hào)處理框圖； 圖13是表示本發(fā)明的第六實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正量算出處理的信號(hào) 處理框圖14是表示第六實(shí)施例中使用的脈動(dòng)特征量算出處理的動(dòng)作的說明
圖15是表示第六實(shí)施例中使用的脈動(dòng)特征量算出處理的動(dòng)作的說明
圖16是表示本發(fā)明的第七實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正量算出處理的信號(hào) 處理框圖17是表示第七實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正的波形動(dòng)作的說明圖； 圖18是表示第一實(shí)施例的變形例的脈動(dòng)誤差修正處理的框圖； 圖19是表示圖19的實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正處理的波形動(dòng)作圖； 圖20是表示熱式空氣流量計(jì)的輸出特性的圖21是表示傳感器輸出、空氣流量和流量平均值的關(guān)系的說明圖。 圖中l(wèi)一傳感器電路；2 —輸出修正部；3—電源電路；4 —流量測定 裝置；5 —引擎控制單元；ll一發(fā)熱電阻(檢測元件)；12 —溫度補(bǔ)償電阻； 40 —脈動(dòng)誤差修正處理部(運(yùn)算處理部)；44一脈動(dòng)誤差修正量算出部； 46—調(diào)整用參數(shù)；401 —彎曲旁路通路；402 —吸氣管；403 —旁路(bypass) 通路。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 (實(shí)施例一)
圖l表示本發(fā)明所涉及的流量測定裝置的構(gòu)成圖，圖2表示該裝置中 的用于流量修正的數(shù)字處理框圖。作為一例，對(duì)流量測定裝置例示了測定 汽車用內(nèi)燃機(jī)的吸氣管中流動(dòng)的空氣流量的熱式空氣流量計(jì)。
流量測定裝置4由輸出流量信號(hào)的傳感器電路部1、和流量信號(hào)的輸出修正部(數(shù)字處理部信號(hào)處理裝置)2構(gòu)成，與車輛用內(nèi)燃機(jī)的引擎 控制單元5電連接。
傳感器電路部1具備發(fā)熱電阻11和空氣溫度補(bǔ)償電阻12，作為流量 檢測元件。傳感器電路部1例如具備組入了發(fā)熱電阻11和空氣溫度補(bǔ) 償電阻12的公知的橋接電路(省略圖示)、對(duì)橋接電路的中點(diǎn)電位差進(jìn)行 放大的工作放大器(省略圖示)、據(jù)此而對(duì)發(fā)熱電阻ll中流動(dòng)的發(fā)熱電流 進(jìn)行控制的晶體管(省略圖示)。發(fā)熱電阻11和空氣溫度補(bǔ)償電阻12是 具有溫度依賴性的感溫電阻，配置在引擎的吸入空氣流路中。
傳感器電路部1與電源10連接，按照使發(fā)熱電阻11的發(fā)熱溫度相對(duì) 于空氣溫度保持規(guī)定溫度差的方式來控制發(fā)熱電流。即，發(fā)熱電阻11根 據(jù)空氣流量而吸收熱，電阻值發(fā)生變化，按照使上述橋接電路的中點(diǎn)電位 差變?yōu)榱愕姆绞娇刂瓢l(fā)熱電阻11中流動(dòng)的發(fā)熱電流。由此，按照使發(fā)熱 電阻11的發(fā)熱溫度相對(duì)于空氣溫度保持規(guī)定溫度差的方式控制發(fā)熱電流。 將該電流直接進(jìn)行電壓變換，形成流量檢測信號(hào)，從而測定流量。另外， 也可在發(fā)熱電阻的空氣流向的兩側(cè)配置溫度檢測電阻，從而根據(jù)其溫度差
電源電路3形成用于驅(qū)動(dòng)傳感器電路部1和輸出修正部2的基準(zhǔn)電壓。
輸出修正部2由微型計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ眠壿嬰娐返葦?shù)字電路構(gòu)成，具備
模擬/數(shù)字變換器(A/D變換器)21、運(yùn)算電路22、改寫存儲(chǔ)器23、數(shù)字/ 模擬變換器(D/A變換器)24、驅(qū)動(dòng)用振蕩器25、串行通信處理部26， 進(jìn)行如下處理。
來自傳感器電路部l的輸出信號(hào)(流量檢測信號(hào)非線性模擬信號(hào))
Vin，通過模擬/數(shù)字變換器(A/D變換器)21而被變換為數(shù)字值。運(yùn)算電 路22利用存儲(chǔ)于改寫存儲(chǔ)器23中的修正數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)字化后的流量檢測信 號(hào)的脈動(dòng)誤差進(jìn)行修正。修正后的流量檢測信號(hào)通過數(shù)字/模擬變換器 (D/A變換器)24而被再次變換為模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)是與傳感器電路 部1同樣的非線性的電壓值，被輸出到引擎控制單元5。這樣將修正后的 流量檢測信號(hào)再次進(jìn)行模擬變換是由于，現(xiàn)有的引擎控制單元5具有模擬 /數(shù)字變換器(A/D變換器)21。
輸出修正部2可經(jīng)串行通信處理26而與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在引擎控制單元5中，流量測定裝置4的輸出信號(hào)Vout通過模擬/數(shù) 字變換器51而變換為數(shù)字值，用于引擎控制。引擎控制單元5可通過串 行通信處理52向流量測定裝置4發(fā)送誤差修正用的參數(shù)。
下面，利用圖2，對(duì)由流量修正部2執(zhí)行的運(yùn)算處理40的流程進(jìn)行說明。
A/D變換器21輸入傳感器電路1的輸出信號(hào)(流量檢測信號(hào))Vin， 執(zhí)行模擬/數(shù)字變換處理41，將流量信號(hào)Vin從模擬值變換為數(shù)字值。輸 出信號(hào)Vin是包含脈動(dòng)成分、還包括由非線性帶來的誤差的非線性信號(hào)。
運(yùn)算電路22實(shí)施如下處理根據(jù)需要對(duì)數(shù)字化后的流量信號(hào)實(shí)施輸 出調(diào)整處理42;對(duì)輸出調(diào)整處理后的數(shù)字流量信號(hào)Vx實(shí)施算出脈動(dòng)誤差 的修正量Vy的處理(脈動(dòng)誤差修正量算出處理)44;以及利用該修正量 對(duì)非線性輸出信號(hào)(傳感器輸出信號(hào)Vx)實(shí)施加法運(yùn)算或減法運(yùn)算處理 43。數(shù)字流量信號(hào)Vx相當(dāng)于流量檢測元件的源信號(hào)(非線性輸出信號(hào))。 根據(jù)特性來改變(區(qū)分修正量Vy相對(duì)于傳感器輸出信號(hào)Vx的加法運(yùn)算、 減法運(yùn)算的情況)使用加減法運(yùn)算處理43的修正量的符號(hào)，從而在正的 方向和負(fù)的方向都能實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)誤差的改善。在本實(shí)施例中，作為一例，脈 動(dòng)誤差設(shè)為正的方向，例示減法運(yùn)算處理。另外，修正量Vy的符號(hào)的變 換可通過根據(jù)傳感器輸出特性來改變后述的修正量算出用的加減法運(yùn)算 處理67的符號(hào)而實(shí)現(xiàn)。
在脈動(dòng)誤差修正量算出處理44中，對(duì)流量信號(hào)Vx中包含的脈動(dòng)成分 的非線性誤差的修正量進(jìn)行計(jì)算，該修正量被作為修正信號(hào)Vy而供給到 加減法運(yùn)算處理43。在加減法運(yùn)算處理43中，修正信號(hào)Vy被從流量信 號(hào)(源信號(hào))Vx中減去(Vx—Vy)，得到修正后的流量信號(hào)Vz。修正后 的流量信號(hào)Vz通過D/A變換器24實(shí)施數(shù)字/模擬變換處理45，將模擬信 號(hào)輸出到引擎控制單元5。在脈動(dòng)誤差修正量算出處理44中，可根據(jù)來自 引擎控制單元等的調(diào)整參數(shù)數(shù)據(jù)來調(diào)整脈動(dòng)誤差的修正量。
這里，根據(jù)圖3，對(duì)脈動(dòng)誤差修正量算出處理44的具體例進(jìn)行說明。 一般，使用了發(fā)熱電阻的熱式流量計(jì)的傳感器輸出與空氣流量的關(guān)系 通過稱作金氏公式的下式表示。
Ih*Ih*Rh= (Cl+C2#) (Th—Ta) …(1)在此，Ih是發(fā)熱電阻中流動(dòng)的發(fā)熱電流，Rh是發(fā)熱電阻的電阻值，
Th是發(fā)熱電阻的表面溫度，Ta是空氣的溫度，Q是空氣流量，Cl、 C2是 由發(fā)熱電阻確定的常數(shù)。傳感器的輸出一般是使發(fā)熱電流值Ih通過檢測電 阻而作為電壓值進(jìn)行檢測。在內(nèi)燃機(jī)的控制中使用的引擎控制單元5中， 根據(jù)(1)式的關(guān)系，將傳感器的輸出電壓值(在本實(shí)施例中是脈動(dòng)誤差 修正處理后的輸出電壓)變換為流量值，控制內(nèi)燃機(jī)的空氣和燃料的比例 等。由于熱式流量計(jì)的傳感器輸出信號(hào)與實(shí)際的流量的關(guān)系是(1)式的 非線性關(guān)系(流量的四次方根是電壓值)，因此在使用信號(hào)作為流量時(shí)需 要一些線性化方法。
傳感器電路部1的輸出信號(hào)Vin是將發(fā)熱電阻11中流動(dòng)的發(fā)熱電流進(jìn) 行電壓變換后的輸出，是非線性輸出信號(hào)。輸出信號(hào)Vin包含因引擎的吸 氣閥的開閉動(dòng)作而引起的空氣脈動(dòng)。該輸出信號(hào)在非線性的狀態(tài)(源信號(hào) 在此是數(shù)字變換后的輸出Vx)下，若直接進(jìn)行濾波處理，則該濾波處理 后的信號(hào)包含誤差，在最終變換為流量時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些流量誤差(正的方向 或負(fù)的方向的誤差)。具體而言，在通過低通濾波器(LPF)對(duì)非線性信號(hào) Vx進(jìn)行濾波處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)的平均值誤差。另外，在通過高通濾波器 (HPF)進(jìn)行濾波處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生正的平均值誤差。若調(diào)整濾波器的時(shí)間 常數(shù)，則該誤差可用于一定量的脈動(dòng)信號(hào)的修正。
在原本響應(yīng)性慢的傳感器的情況下，因非線性引起的脈動(dòng)誤差的修正 量由于濾波的源信號(hào)的振幅小所以其效果減小。在本實(shí)施例中，將該濾波 后的信號(hào)的微小的振幅作為與成為基準(zhǔn)的信號(hào)的差信號(hào)來求出，并放大差 信號(hào)。通過使該放大率最佳化，可最佳地算出脈動(dòng)誤差的修正量。在此， 根據(jù)圖3、圖4和圖5，對(duì)脈動(dòng)誤差修正處理44的信號(hào)處理的詳細(xì)情況進(jìn) 行說明。
將輸出調(diào)整處理后的信號(hào)Vx (非線性輸出信號(hào))分配到第一信號(hào)系統(tǒng) 和第二信號(hào)系統(tǒng)實(shí)施加工，得到第一信號(hào)與第二信號(hào)的差信號(hào)dVx。放大 所得到的差信號(hào)dVx，得到脈動(dòng)修正信號(hào)Vy，通過加減法運(yùn)算處理43而 得到修正后的信號(hào)Vz。
第一信號(hào)系統(tǒng)由低通濾波器(LPF1)、 V—Q變換處理部(基于fl函 數(shù)的線性化處理部)62、 Q—V變換處理部(基于G函數(shù)的非線性化處理部)63構(gòu)成。在該第一信號(hào)系統(tǒng)中，根據(jù)非線性輸出信號(hào)Vx的脈動(dòng)的大 小，有意地產(chǎn)生負(fù)的誤差。S卩，通過低通濾波器(LPF1) 61對(duì)流量檢測 元件的非線性輸出信號(hào)Vx進(jìn)行平滑處理。利用圖4 (a)所示的函數(shù)fl (二 維映射(也可以是表))，通過V—Q變換處理部(fl) 62使該平滑化后的 信號(hào)Vxf線性化，得到第一信號(hào)即流量信號(hào)(qvxf)。平滑化后的信號(hào)Vxf 在圖21中相當(dāng)于發(fā)熱體的檢測信號(hào)中的脈動(dòng)振幅小的一方V2，脈動(dòng)振幅 大的一方Vl相當(dāng)于平滑前的源信號(hào)Vx。線性化后的流量信號(hào)(qvxf)在 圖21中相當(dāng)于流量信號(hào)Q2， Ql相當(dāng)于對(duì)源信號(hào)Vx (VI)進(jìn)行流量變換 后的信號(hào)。并且，如從圖21的Q2與Q1的關(guān)系可以明確，在平滑化后被 線性化的流量信號(hào)(qvxf)的平均值產(chǎn)生平均值誤差(減少方向的誤差)。 通過Q—V變換處理部(f2) 63，利用圖4 (b)所示的函數(shù)f2 (或二維映 射(也可以是表))，流量信號(hào)(qvxf)被變換為電壓，得到如圖5 (a)所 示的非線性處理后的第一信號(hào)(Vvxfl)。
另一方面，第二信號(hào)系統(tǒng)由V—Q變換處理部(基于fl函數(shù)的線性化 處理部)64、低通濾波器(LPF2)、 Q—V變換處理部(基于f2函數(shù)的非 線性化處理部)66構(gòu)成。通過V—Q變換處理部(fl) 64，與所述處理部 62同樣利用函數(shù)fl (或二維映射(也可以是表))，首先使非線性的源信號(hào) Vx線性化。通過該線性化處理，源信號(hào)被變換為流量信號(hào)(qx)。
該流量信號(hào)(qx)通過fl函數(shù)的靈敏度調(diào)整而可視作幾乎不包含脈動(dòng) 誤差的信號(hào)。流量信號(hào)(qx)通過與所述LPF1同樣的低通濾波器(LPF2) 65而被平滑處理，得到信號(hào)(qxf)。通過該平滑處理，信號(hào)(qxf)與第 一信號(hào)系統(tǒng)的信號(hào)(qvxf)相位同步化。信號(hào)(qvxf)的平均值比信號(hào)(qvxf) 大。該信號(hào)(qvxf)通過Q—V變換處理部(f2) 66，利用函數(shù)f2 (或二 維映射(也可以是表))而被變換為非線性電壓，由此，如圖5 (a)所示， 得到第二信號(hào)(Vvxf2)。
如上所述，由于第一信號(hào)(Vvxfl)在對(duì)非線性信號(hào)濾波處理之后線 性化，因此產(chǎn)生負(fù)的誤差，相對(duì)于此，由于第二信號(hào)(Vvxf2)在對(duì)非線 性信號(hào)線性化之后進(jìn)行濾波處理，因此不產(chǎn)生誤差。這兩個(gè)信號(hào)(Vvxfl、 Vvxf2)如上述那樣被調(diào)整靈敏度并且相位被同步化，通過加減法運(yùn)算處 理部67而被運(yùn)算(Vvxf2—Vvxfl)。由此，如圖5 (a)所示，得到差信號(hào)(dVx)。
該差信號(hào)(dVx)還存在根據(jù)源信號(hào)的波形形狀而變動(dòng)的情況，因此 再次通過低通濾波器(LPF3) 68進(jìn)行平滑處理，得到信號(hào)(dVxf)。信號(hào) (dVxf)在放大處理69中根據(jù)最佳化的增益(放大率K)而被放大，得 到脈動(dòng)修正量Vy。
低通濾波器(LPF3) 68不是必需的，但在抑制修正量的變動(dòng)時(shí)可以說 是希望進(jìn)行的處理。同樣，第一信號(hào)路徑的V—Q變換處理(fl) 62、 Q 一V變換處理(f2) 63也可以不是完全的反函數(shù)的關(guān)系。但是，在下面所 描述的理由的情況下希望是完全反函數(shù)的關(guān)系。
優(yōu)選圖4的V—Q變換處理(fl)與Q—V變換處理(f2)是反函數(shù) 的關(guān)系。由于根據(jù)函數(shù)的近似精度來降低修正量的誤差，從而實(shí)現(xiàn)第一信 號(hào)處理系統(tǒng)與第二信號(hào)處理系統(tǒng)的各自的信號(hào)的靈敏度、和相位的匹配。 通過這樣設(shè)定，即使在獲得更小的差信號(hào)dVx時(shí)，也可極力減少各種修正 誤差影響的原因。
如圖5 (b)所示，加減法運(yùn)算處理部43通過對(duì)檢測元件的源信號(hào)Vx 減去修正量Vy，可獲得修正后的信號(hào)Vz。
根據(jù)本實(shí)施例，對(duì)流量檢測信號(hào)進(jìn)行加工，求出脈動(dòng)誤差修正量，在 源的流量檢測信號(hào)上加減該脈動(dòng)誤差修正量，可實(shí)現(xiàn)降低流量檢測信號(hào)的 脈動(dòng)。由于修正后的信號(hào)Vz是通過對(duì)未進(jìn)行濾波處理的源信號(hào)添加修正 量Vy而得到的，因此沒有平均值誤差，而且，可去除脈動(dòng)成分中的噪聲， 獲得反映于檢測信號(hào)(源信號(hào))的脈動(dòng)的振幅的大小、頻率中的精度高的 平均值。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，流量測定裝置可降低由脈動(dòng)引起的測量誤差， 而無損傳感器輸出的基本特性。
尤其是，通過放大本來微小的加工信號(hào)，能有效修正脈動(dòng)誤差。 在本發(fā)明中，利用非線性誤差根據(jù)脈動(dòng)的大小而增加(在低通濾波器 (LPF)時(shí)負(fù)的誤差增加)的特征，根據(jù)真實(shí)系統(tǒng)上的脈動(dòng)誤差的程度來 改變與匹配了相位和靈敏度后的基準(zhǔn)信號(hào)的差，并根據(jù)特性來改變(區(qū)分 兩個(gè)信號(hào)的加法運(yùn)算、減法運(yùn)算的情況)在放大處理69中最佳化后的增 益(放大率K)和加減法運(yùn)算處理67的符號(hào)，從而在正的方向和負(fù)的方向都能實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)誤差的改善。當(dāng)傳感器輸出Vin (Vx)為正的誤差特性時(shí)， 加減法運(yùn)算處理67變?yōu)?Vvxfl—Vvxf2)，當(dāng)為負(fù)的誤差特性時(shí)，圖3的 加減法運(yùn)算處理67的符號(hào)變?yōu)榕c(Vvxfl—Vvxf2)相反。
到此為止的濾波處理用低通濾波器(LPF)進(jìn)行了說明，但即使為高 通濾波器(HPF)在效果的程度上有變化但原理上可獲得同樣的效果。但 是，在使用高通濾波器(HPF)的情況下噪聲也上升，因此通常希望使用 低通濾波器(LPF)來實(shí)現(xiàn)。
圖18表示使用了高通濾波器的脈動(dòng)誤差修正量算出部44。與圖3的 脈動(dòng)誤差修正量算出部44的不同之處在于，第一信號(hào)處理系統(tǒng)與第二信 號(hào)處理系統(tǒng)中代替低通濾波器而使用了高通濾波器(HPF1) 61，和高通濾 波器(HPF2) 65'，其他構(gòu)成與圖3相同。圖19表示圖18的脈動(dòng)誤差修 正量算出的加工信號(hào)狀態(tài)和誤差修正后的傳感器輸出信號(hào)。 (實(shí)施例二)
對(duì)第二實(shí)施例進(jìn)行說明。即使先前的V—Q變換處理(fl)與Q—V 變換處理(f2)為非對(duì)稱函數(shù)也能實(shí)現(xiàn)。在圖6中，作為非對(duì)稱的函數(shù)的 一例，表示了使用電壓的三次方(V*V*V)函數(shù)作為相當(dāng)于V—Q變換處 理(fl)的處理，使用根函數(shù)(f)等代替Q—V變換處理(G)，但即 使在這樣的情況下，只要采用本發(fā)明的構(gòu)成則可實(shí)現(xiàn)。若這樣簡化函數(shù)， 則具有簡化在生成函數(shù)時(shí)的數(shù)字處理的效果。 (實(shí)施例三)
圖7和圖8中表示第三實(shí)施例。本實(shí)施例是將上述的第一、第二實(shí)施 例的空氣流量測定裝置中使用的檢測元件(發(fā)熱電阻11、溫度補(bǔ)償電阻 12)配置在彎曲通路形狀的旁路空氣通路401的情況。流量測定裝置的電 路構(gòu)成與圖1 圖3的電路構(gòu)成相同。圖7是包括在吸氣通路402內(nèi)配置 的旁路通路401的流量計(jì)4的剖視圖。在這樣的旁路通路401配置有檢測 元件的情況下，可降低來自引擎?zhèn)鹊哪媪髟斐傻牧鲃?dòng)影響，并且通過由旁 路帶來的流動(dòng)的慣性效應(yīng)，來自檢測元件的輸出信號(hào)Vin (Vx)中在脈動(dòng) 狀態(tài)下整體性地包括正的誤差。
另一方面，當(dāng)沒有旁路通路401而將檢測元件配置在吸氣通路的情況 下，隨著表示脈動(dòng)的大小的指標(biāo)的脈動(dòng)率((最大值一最小值)/平均值)變大，檢測信號(hào)的輸出特性變?yōu)樨?fù)的誤差。但是，若產(chǎn)生逆流且逆流變大 則檢測信號(hào)的輸出特性表示正的誤差。
旁路通路401是模制成形體(樹脂成形體)。通過使用旁路通路401， 檢測元件的輸出特性可整體性地表現(xiàn)正的誤差，但根據(jù)試驗(yàn)條件和外部的 流動(dòng)的組合，正的誤差從低脈動(dòng)率而過剩地產(chǎn)生。這使得存在如下問題-尤其是存在根據(jù)空氣凈化器等的形狀而產(chǎn)生設(shè)想以上的誤差的情況，在達(dá) 到系統(tǒng)適合的階段發(fā)生旁路通路的改變，因模型改造等的開發(fā)費(fèi)上升、構(gòu) 造的差異而通用性喪失，導(dǎo)致制造成本上升，開發(fā)周期增大等。
即使產(chǎn)生如以上那樣的正的誤差的傳感器輸出特性，也可通過本發(fā)明 的流量測定裝置來實(shí)現(xiàn)修正參數(shù)的最佳化，若據(jù)此形成負(fù)的脈動(dòng)修正量 Vy則可降低達(dá)到一定量的脈動(dòng)率為止的誤差。這樣，根據(jù)本發(fā)明，即使 是現(xiàn)有的旁路形狀，也能根據(jù)作為對(duì)象的空氣凈化器等的外部條件進(jìn)行輸 出調(diào)整(脈動(dòng)誤差修正)。因此，可提供通用性高、有助于成本降低的流 量測定裝置。
(實(shí)施例四)
圖9和圖10中表示第四實(shí)施例。本實(shí)施例是將上述的第一、第二實(shí) 施例的空氣流量測定裝置中使用的檢測元件(發(fā)熱電阻11、溫度補(bǔ)償電阻 12)配置在沒有彎曲的直的通路形狀的旁路空氣通路403的情況。在旁路 通路沒有彎曲的情況下，與先前的實(shí)施例相反，不能期待由旁路通路帶來 的慣性效應(yīng)。因此，直至逆流穩(wěn)定地增大，傳感器輸出為產(chǎn)生負(fù)的誤差的 特性。在該情況下，如上所述，設(shè)圖3的加減法運(yùn)算處理部67的符號(hào)與 (Vvxfl—Vxf2)相反，使得在產(chǎn)生脈動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正的修正量。這樣，可改 善脈動(dòng)時(shí)的輸出信號(hào)的負(fù)的誤差特性。在此，通過改變加減法運(yùn)算處理67 的符號(hào)而得到了誤差少的特性，但利用高通濾波器(HPF)直接對(duì)符號(hào)進(jìn) 行濾波處理也可實(shí)現(xiàn)。
另外，在沒有彎曲的直的構(gòu)造的旁路通路403中，由于容易掌握逆流 時(shí)的脈動(dòng)誤差的傾向，因此通過組合本發(fā)明的流量測定裝置、和現(xiàn)有的基 于脈動(dòng)誤差的特征提取的脈動(dòng)誤差的修正機(jī)構(gòu)，還可實(shí)現(xiàn)整體性誤差的降 低。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的流量測定裝置，根據(jù)旁路通路的特征，具有進(jìn)行了脈動(dòng)特性的最佳化的系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)的自由度提高等效果。 (實(shí)施例五)
圖11和圖12表示第五實(shí)施例。本實(shí)施例采用可通過時(shí)間分割來切換
圖3中記述的第一信號(hào)處理系統(tǒng)和第二信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。另外，V— Q變換處理部(基于fl函數(shù)的線性化處理部)62和Q—V變換處理部(基 于f2函數(shù)的非線性化處理部)63兼用于第一信號(hào)處理系統(tǒng)和第二信號(hào)處 理系統(tǒng)，由此，省略了圖3中使用的V—Q變換處理部(基于fl函數(shù)的線 性化處理部)64和Q—V變換處理部(基于f2函數(shù)的非線性化處理部) 65。本實(shí)施例意在兼用處理部(處理塊)的一部分來降低處理部的數(shù)量。
艮P，在各處理中，對(duì)運(yùn)算負(fù)荷比較大的V—Q變換處理(fl) 62、 Q 一V變換處理(f2) 63，通過開關(guān)71、 72、 73、 74以時(shí)間分割來進(jìn)行切換， 使其可用于第一和第二信號(hào)處理系統(tǒng)。另外，在Q—V變換處理部(f2) 63與加減法運(yùn)算處理部67之間設(shè)置有采樣保持處理部75、 76，該采樣保 持處理部75、 76可通過開關(guān)74來切換。采樣保持處理部75屬于第一信 號(hào)處理系統(tǒng)，采樣保持處理部76屬于第二信號(hào)處理系統(tǒng)。
圖11表示第一信號(hào)處理系統(tǒng)的動(dòng)作，在最初的系統(tǒng)時(shí)鐘，開關(guān)71、 72、 73、 74切換到第一信號(hào)處理系統(tǒng)。由此，構(gòu)成與圖3的第一信號(hào)處理 系統(tǒng)同樣的處理系統(tǒng)，第一信號(hào)(Vvxfl)通過采樣保持處理部75而被采 樣保持。該被采樣保持的第一信號(hào)表示為(Vvxfsl)。在下一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘， 開關(guān)71、 72、 73、 74切換到第二信號(hào)處理系統(tǒng)。由此，構(gòu)成與圖3的第 二信號(hào)處理系統(tǒng)同樣的處理系統(tǒng)，第二信號(hào)(Vxf2)通過采樣保持處理部 76而被采樣保持。該被采樣保持的第二信號(hào)表示為(Vvxfs2)。在對(duì)兩個(gè) 信號(hào)的差進(jìn)行采樣保持之后，用加減法運(yùn)算處理部67進(jìn)行加減或減法運(yùn) 算，從而可獲得與到此為止所描述的實(shí)施例同樣的作用、效果。在本方式 中，結(jié)果的反映僅延遲了一個(gè)時(shí)鐘，若以非?？斓南到y(tǒng)時(shí)鐘動(dòng)作，則幾乎 不會(huì)受到延遲的影響。這樣，若以時(shí)間分割來實(shí)現(xiàn)處理，則能夠以少的程 序區(qū)域來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，具有部件的成本降低的效果。 (實(shí)施例六)
圖13、圖14、圖15表示第六實(shí)施例。圖13所示的脈動(dòng)誤差修正處 理部44基本上與圖3所示的結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于添加了脈動(dòng)特征量算出處理80。作為脈動(dòng)特征量的算出結(jié)果，放大處理部69對(duì)增益Km進(jìn) 行可變?cè)O(shè)定，根據(jù)反映了可變?cè)鲆鍷m的放大率，放大已經(jīng)描述過的差信 號(hào)dVxf，得到脈動(dòng)修正量Vy。
在此，利用圖14，對(duì)脈動(dòng)特征量算出處理部44的動(dòng)作進(jìn)行說明。
由于傳感器的輸出信號(hào)Vx在脈動(dòng)時(shí)是接近正弦波形的反復(fù)的波形， 因此例如通過數(shù)字的方法緩沖一定時(shí)間，并通過檢索該數(shù)據(jù)等來求出輸出 信號(hào)Vx的最大值(Vmax)和最小值(Vmin)。
結(jié)果，求出所獲得的最大值(Vmax)與最小值(Vmin)的差，作為 振幅值(Vamp)。通過根據(jù)振幅值(Vamp)來改變?cè)鲆鍷m，還可根據(jù)脈 動(dòng)的大小來增大脈動(dòng)修正量Vy。這樣，在逆流后產(chǎn)生的大的正的誤差也 可通過根據(jù)逆流量來增大修正量而有效地降低。在圖14的例子中，設(shè)振 幅值(Vamp)為脈動(dòng)特征量，以可變?cè)鲆鍷m緩慢增加的函數(shù)，來獲得更 大的效果。但是，由于差信號(hào)dVxf也是通過脈動(dòng)的大小來反映的信號(hào)， 因此為了防止可變?cè)鲆鍷m過大導(dǎo)致過修正，而設(shè)置了限幅區(qū)域，以一定 值以上的振幅值(Vamp)使可變?cè)鲆鍷m為一定。
脈動(dòng)特征量的算出，對(duì)振幅值(Vamp)用平均值(Vave= (Vmin十 Vamp/2))來除(Rt=Vamp/Vave)，脈動(dòng)的大小使用由平均值(Vave)規(guī) 格化后的信號(hào)(Rt)也可以。在該情況下，可進(jìn)一步改善依賴于流量的誤 差特性因而希望采用，但運(yùn)算負(fù)荷也會(huì)增加。因此，在流量范圍不太廣的 用途等中，即使不用也十分有效。
在圖15中進(jìn)一步說明將本實(shí)施例用于與旁路通路的組合的情況，尤 其是說明通過利用了振幅值(Vamp)和最小值(Vmin)的運(yùn)算，使脈動(dòng) 特征量的算出最佳化時(shí)的一個(gè)例子。
圖15 (a)表示檢測元件的輸出信號(hào)的脈動(dòng)誤差產(chǎn)生時(shí)的條件劃分。 在圖15的曲線圖中，橫軸是脈動(dòng)率，縱軸是脈動(dòng)誤差。
若考慮相對(duì)于脈動(dòng)率的脈動(dòng)誤差特性(利用旁路進(jìn)行修正后的誤差特 性)，則分成如下區(qū)域在沒有逆流的區(qū)域，因脈動(dòng)而產(chǎn)生小的正的誤差 的區(qū)域1;因旁路通路產(chǎn)生的逆流閉塞效應(yīng)而將脈動(dòng)誤差抑制在中等程度 的區(qū)域2;和因逆流而誤差增大的區(qū)域3。具有這種區(qū)域的誤差特性，是 在沒有逆流檢測功能的單向的探測器中使用了旁路通路的情況下的代表特性。
在此，若考察圖15(b)所示的脈動(dòng)誤差產(chǎn)生時(shí)的特征，則振幅值(Vamp) 在直到產(chǎn)生逆流為止的區(qū)域1以最大的斜率增加。在產(chǎn)生逆流的區(qū)域2， 在具有閉塞效應(yīng)的狀態(tài)下，斜率減小。在旁路通路的閉塞效應(yīng)消失的區(qū)域 3變?yōu)閹缀鯖]有變化的飽和的特性。
這樣的特征可根據(jù)如下的理由進(jìn)行說明。
根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的脈動(dòng)，最大值(Vmax)伴隨脈動(dòng)率的上升而以 一定的比例上升。另一方面，最小值(Vmin)在沒有逆流的區(qū)域l，伴隨 脈動(dòng)率的上升而以一定的比例減小。最小值(Vmin)在產(chǎn)生逆流的區(qū)域2， 在使用無法進(jìn)行逆流檢測的單向的探測器時(shí)，信號(hào)飽和。這是由于雖然 產(chǎn)生逆流，但由旁路通路的閉塞而逆流時(shí)的信號(hào)不輸入，所以最小值飽和。 對(duì)此，在沒有旁路通路的閉塞效應(yīng)的區(qū)域3，通過逆流的輸入，脈動(dòng)最小 值表現(xiàn)從飽和而增加的特征。這樣的結(jié)果，即使對(duì)先前所示的振幅值
(Vamp)用平均值(Vave= (Vmin+Vamp/2))來除(Rt二Vamp/Vave)， 脈動(dòng)的大小使用由平均值(Vave)規(guī)格化后的信號(hào)(Rt)，在沒有旁路通 路的閉塞效應(yīng)的區(qū)域3中的修正效應(yīng)也減少。
在本實(shí)施例中，使最小值(Vmin)的n倍(例如n=2)與振幅值(Vamp) 相乘，得到圖15 (c)所示的可變?cè)鲆鍷m (Km=Vamp* (Vmin*n))。其 結(jié)果，在脈動(dòng)誤差大的區(qū)域3可獲得最大的可變?cè)鲆鍷m (在本例中也與 先前相同，希望對(duì)可變?cè)鲆鍷m設(shè)置限幅區(qū)域來防止過修正)。實(shí)際的修 正量如由虛線所示的未按比例的差分dVx的趨勢那樣，在無逆流區(qū)域，即 使可變?cè)鲆鍷m大，由于本來的差分dVx小所以修正量也小。其結(jié)果，在 圖15 (d)所示的脈動(dòng)率從小的區(qū)域到大的區(qū)域，可降低逆流誤差。在本 發(fā)明中，具有如下效果能夠以大范屈的脈動(dòng)率降低逆流誤差，在用于引 擎控制的情況下能夠以大范圍的條件降低排氣。 (實(shí)施例七)
圖16和圖17表示第七實(shí)施例。本實(shí)施例使脈動(dòng)誤差修正處理部44 的構(gòu)成比已經(jīng)描述過的實(shí)施例更簡化。
利用圖16，對(duì)脈動(dòng)誤差修正處理部44的構(gòu)成和動(dòng)作的詳細(xì)情況進(jìn)行 說明。另外，在本實(shí)施例的流量測定裝置中，脈動(dòng)誤差修正處理部44以外的構(gòu)成與已經(jīng)描述過的各實(shí)施例通用，因此省略說明。
在已經(jīng)描述過的實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正處理部44中，用圖4所示的V 一Q變換處理(fl)、 Q—V變換處理(f2)、濾波處理的組合來求出脈動(dòng)時(shí) 的傳感器輸出信號(hào)的修正量。而在本實(shí)施例的脈動(dòng)誤差修正處理部44中， 不使用V—Q變換處理(fl)和Q—V變換處理(f2)，而通過如下的系統(tǒng) 來進(jìn)行信號(hào)處理。數(shù)字變換后的傳感器輸出信號(hào)Vx通過濾波處理61 (低 通濾波器LPF1)被濾波處理，加減法運(yùn)算處理部67求取濾波處理后的 信號(hào)(Vxf)與本來的信號(hào)Vx的差信號(hào)dVx。圖17表示求取該差信號(hào)時(shí) 的波形圖。本來的輸出信號(hào)Vx和濾波處理后的信號(hào)(Vxf)具有相位差， 與之前的第一、第二信號(hào)不同，因此差信號(hào)dVx變?yōu)橐哉拓?fù)進(jìn)行動(dòng)作的 波形信號(hào)。由于該平均值變?yōu)榱悖虼酥苯舆M(jìn)行放大也無法獲得脈動(dòng)修正 量Vy。因此，差信號(hào)dVx通過絕對(duì)值處理部77而被變換成絕對(duì)值，艮P， 變換成僅為正號(hào)的信號(hào)(dVxabs)。將該信號(hào)(dVxabs)通過濾波處理68 (低通濾波器LPF3)平滑化之后，用放大處理部69放大。該放大利用 可從外部調(diào)整的增益Ku而進(jìn)行，求出修正量Vy作為結(jié)果。這種構(gòu)成也與 之前的實(shí)施例同樣，可降低脈動(dòng)誤差。差信號(hào)dVx比之前的實(shí)施例更容易 受到濾波處理68 (低通濾波器LPF3)的截止頻率(fc)的影響。因此， 若根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速等使截止頻率可變，則可在更大范圍實(shí)現(xiàn)誤差小的修正。 即使是如本實(shí)施例的簡單的方式，若除去脈動(dòng)率特別大的區(qū)域(在脈動(dòng)大 的區(qū)域，在波形的趨勢上修正量減少)則可有效利用，是有效的。若使用 先前的脈動(dòng)特征量等，當(dāng)然誤差可進(jìn)一步降低。尤其是，可以說本實(shí)施例 在引擎控制單元5的內(nèi)部執(zhí)行是有效的方式。
此外，在本實(shí)施例中，接受來自引擎控制單元5的調(diào)整數(shù)據(jù)，來改變 濾波器(LPF1)的截止頻率(fc)、放大率(Ku)。這樣的構(gòu)成如之前所說 明的那樣，可作為流量計(jì)4內(nèi)部的信號(hào)處理而實(shí)現(xiàn)，但若處理被簡化，則 作為引擎控制單元5內(nèi)的軟件實(shí)現(xiàn)也是容易的。在本實(shí)施例中，作為流量 計(jì)4內(nèi)部處理進(jìn)行說明，但若在引擎控制單元5內(nèi)部實(shí)現(xiàn)則無需將調(diào)整數(shù) 據(jù)傳輸?shù)搅髁坑?jì)4，具有可減少布線等優(yōu)點(diǎn)。
(工業(yè)實(shí)用性)本發(fā)明涉及空氣和氣體流量計(jì)的輸出信號(hào)的信號(hào)處理方法，還可應(yīng)用 于作為汽車用流量計(jì)與空氣凈化器組合使用的用途中。其結(jié)果，用于引擎 控制的情況下可實(shí)現(xiàn)精度更高的控制，具有降低排氣和提高每公升燃料行 駛的公里數(shù)等效果。
權(quán)利要求
1. 一種流量測定裝置，具有輸出與流量相對(duì)應(yīng)的非線性信號(hào)的檢測元件，該流量測定裝置具備第一濾波器，對(duì)所述檢測元件的非線性的源信號(hào)進(jìn)行濾波處理；信號(hào)處理部，求取所述被濾波處理后的信號(hào)與所述源信號(hào)的差信號(hào)的絕對(duì)值；第二濾波器，對(duì)所述差信號(hào)的絕對(duì)值進(jìn)行濾波處理；放大部，放大被濾波處理后的所述差信號(hào)；和修正部，將被放大的差信號(hào)用于所述源信號(hào)的修正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流量測定裝置，其中，所述第一、第二濾波器由對(duì)高頻帶截止而形成信號(hào)的相位延遲的低通 濾波器構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流量測定裝置，其中，所述第一、第二濾波器由對(duì)低頻帶截止而形成信號(hào)的相位超前的高通 濾波器構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的流量測定裝置，其中， 所述濾波處理通過根據(jù)輸入信號(hào)的大小而頻帶可變的可變?yōu)V波器進(jìn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流量測定裝置，其中，按照依賴于由流量信號(hào)的脈動(dòng)引起的交流信號(hào)成分的大小、或單位時(shí) 間的變化量的大小的方式，對(duì)放大差信號(hào)的所述信號(hào)放大部中的放大率進(jìn) 行可變?cè)O(shè)定，該放大率根據(jù)函數(shù)或映射而被可變?cè)O(shè)定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流量測定裝置，其中，所述濾波處理通過根據(jù)輸入信號(hào)的大小而頻帶可變的可變?yōu)V波器進(jìn)行，使放大差信號(hào)的所述信號(hào)放大部中的放大率，根據(jù)所述可變?yōu)V波器的 頻帶而可變。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 3、 5、 6的任一項(xiàng)所述的流量測定裝置，其中， 所述檢測元件配置于在流體通路設(shè)置的旁路通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的流量測定裝置，其中，使放大差信號(hào)的所述信號(hào)放大部的放大率，根據(jù)來自外部的引擎控制 器的信號(hào)或外部的調(diào)整裝置而可改變。
全文摘要
一種流量測定裝置，其中第一信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)流量檢測元件的非線性的輸出信號(hào)(輸出電壓)(Vx)進(jìn)行積分處理(平滑處理)(61)，通過線性處理(62)調(diào)整該輸出信號(hào)的靈敏度，得到第一信號(hào)。第二信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)流量檢測元件的非線性的輸出信號(hào)(源信號(hào))(Vx)進(jìn)行線性處理(64)之后進(jìn)行積分處理(平滑處理)(65)，然后再次進(jìn)行非線性化而得到第二信號(hào)。該第一信號(hào)與第二信號(hào)的差信號(hào)被放大處理(69)，變?yōu)槊}動(dòng)誤差修正量。在流量檢測元件的輸出信號(hào)(源信號(hào))上加減法運(yùn)算處理(43)該脈動(dòng)誤差修正量，從而包含脈動(dòng)誤差的非線性的源信號(hào)被修正。在脈動(dòng)或逆流大的環(huán)境下，根據(jù)脈動(dòng)的大小或頻率，高精度地對(duì)流量計(jì)的脈動(dòng)誤差進(jìn)行修正。
文檔編號(hào)G01F1/696GK101424556SQ20081018551
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日
發(fā)明者三木崇裕, 半澤惠二, 菅家厚 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所