JP2005140689A - 感熱式流量計および燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感熱式流量計において、エンジンの吸気脈動が発生したとき、流量計より算出される平均流量と実際の平均流量との誤差をより低減することを目的とする。
【解決手段】この発明は、内燃機関に設けられた流管内を通過する流体の流量を計測する感熱式流量計であって、前記流管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎを入力し、当該流量信号Ｖｉｎに所定の処理を行うフィルタ７（固定抵抗３およびコンデンサ４から構成）と、前記流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎとフィルタ７を通過したフィルタ信号Ｖｆとの比較を行って、大きい方を新たな流量信号として選択する選択手段８（固定抵抗２、演算増幅器５およびダイオード６から構成）とを備えた感熱式流量計である。
【選択図】図１

Description

この発明は感熱式流量計およびそれを用いた燃料制御装置に関するものである。

一般に、自動車等の内燃機関の吸入空気量等の流体を測定する感熱式流量計においては、流量計の出力信号の大きさは流量に対して比例関係（線型モデル）とならずに、流量が増加すればするほど流量計の出力信号の増加率が緩やかに変化する非線型関係となることが知られている。このとき、感熱式流量計おいて、流量検出部の熱容量が大きいことによる影響、あるいは、流量計と燃料制御装置へのインターフェイスに設置されている低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦとする。）の影響で、流量計の応答性が遅れる場合、上述した流量計の流量に対する出力信号の非線型性と相まって、エンジンの吸気脈動が発生したとき、流量計より算出される平均流量は実際の平均流量よりも少なくなることが知られている。

このため、流量検出部より得られた信号を遅らせる場合、流速が増加する方向と流速が減少する方向の出力のうち、流速が減少する方向の出力を遅延させる遅れ手段備える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

当該特許文献１では、ダイオードにより流速の増加／減少の判別を行い、流速が減少する時の応答性を流速が増加する時の応答性よりも遅くするようにしている。
すなわち、当該特許文献１の一実施の形態では、流速が増加する時は応答性を遅延させることなく信号を伝達し、流速が減少する時はコンデンサおよび抵抗で決まる時定数により応答性を遅延させる構成としている。
また、当該特許文献１の他の実施の形態では、流速が増加する時と流速が減少する時の伝達信号経路を切り替えることにより抵抗定数を切り替え、時定数を切り替えている。

特公昭６２−３６５２２号公報

上記の特許文献１においては、流速が減少する時の応答性を流速が増加する時の応答性よりも遅くするようにしているため、例えば、高調波が重畳したような脈動信号では十分な効果が得られないという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、エンジンの吸気脈動が発生したとき、流量計より算出される平均流量と実際の平均流量との誤差の低減を図る感熱式流量計およびそれを用いた燃料制御装置を得ることを目的とする。

この発明は、内燃機関に設けられた吸気管内を通過する流体の流量を計測する感熱式流量計であって、前記吸気管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号を入力し、当該流量信号にフィルタ処理を行うフィルタ手段と、前記流量検出手段より出力される流量信号と前記フィルタ手段より出力されるフィルタ信号の比較を行い、前記流量信号と前記フィルタ信号のうち大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段とを備えた感熱式流量計である。

この発明においては、流量検出手段より出力される流量信号とフィルタ手段より出力されるフィルタ信号との比較を行って、前記流量信号と前記フィルタ信号のうち大きい方を新たな流量信号として選択するようにしたので、エンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を、より出力増加させることができ、エンジンの実吸気量と流量計の出力との誤差をより低減することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態を図１に基づき説明する。この発明の流量計は感熱抵抗体を用いて流体の流量を検出する感熱式流量計である。すなわち、自動車等の内燃機関に設けられた流管内に流量検出手段が設置され、吸入空気量等の流体を測定する当該流量検出手段の発熱体からの測定対象の流体への熱伝達現象に基づいて、当該流管内を通過する流体の流量あるいは流速を計測するものである。

図１の説明を行う前に、この発明に係る感熱式流量計を適用する内燃機関の全体構成の一例について図１３を用いて説明する。図１３に示すように、エンジン１０１には、後述する空気を吸入する吸気管１０４を介して、エンジン１０１が吸入する空気を浄化するエアクリーナー１０２が設けられ、エアクリーナー１０２を通過した吸入空気の空気量を計量するエアフローセンサ１０３が設けられている。このエアフローセンサ１０３が、この発明の感熱式流量計における流量検出手段である。吸気管１０４には、スロットルバルブ１０５が設けられている。スロットルバルブ１０５は、吸入する空気量を調節し、エンジン１０１の出力をコントロールする。スロットルバルブ１０５には、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１１２が設けられている。また、スロットルバルブ１０５の下流は、分岐されたインテークマニホルド１０９となっている。インテークマニホルド１０９には、インジェクタ１０６が設けられている。インジェクタ１０６は、吸入した空気量に見合った燃料を供給する。また、インテークマニホルド１０９内のインテークマニホルド圧を検出するための圧力センサ１１５が設けられている。また、エンジン１０１の上部には、燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する点火プラグ１１１と、点火プラグ１１１に高電圧エネルギを供給する点火コイル１１０とが設けられている。また、吸気管１０４の反対側には、燃焼した排気ガスを排出する排気管１０７が設けられている。排気管１０７にはＯ２センサ１０８が設けられ、Ｏ２センサ１０８は排気ガス内の残存酸素量を検出する。エンジン１０１の下部にはクランク角検出用のセンサプレート１２１が設けられている。センサプレート１２１は、所定位置に突起（図示なし）が設けられており、クランクシャフトに取り付けられクランクシャフトと一体で回転している。センサプレート１２１には回転センサ１２２が設けられている。回転センサ１２２は、クランクシャフトの位置を検出することによりエンジン回転数を検出する。すなわち、センサプレート１２１の突起（図示なし）が回転センサ１２２を横切る時に信号を発するようになっており、これによりエンジンの回転数を検出する。吸気管１０４の出口部分および排気管１０７の入口部分には、アクチュエータ（バルブタイミング調整装置）１１３が設けられている。アクチュエータ１１３は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対角度を変化させるものである。オイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶ）１１４は、カム位相アクチュエータ１１３への供給油圧を調整して、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対角度（カム位相）を制御する。また、オイルポンプ１１８は、カム位相アクチュエータ１１３を駆動する油圧を発生すると共に、エンジン１０１の機構部品の潤滑油を各部に圧送する。また、当該オイルのオイル通過管には、当該油圧を検出するための油圧センサ１１９、及び、油温を検出する油温センサ１２０が設けられている。ＥＣＵ１１７は、各種センサからの検出値が入力されて、それに基づいた制御を行う。以上が、内燃機関の説明である。図１の説明に戻る。

図１は、この発明の実施の形態１に係る感熱式流量計の構成を示す回路図の一例であり、当該回路は上記特許文献１等に示される一般的な感熱式流量計（以下、流量検出手段と呼ぶ。ここでは、図示省略。）に接続されるもので、図１の回路１と流量検出手段とを合わせて、この発明の感熱式流量計が構成される。なお、以下の他の実施の形態においても、流量検出手段については図示せず、この発明による回路部分のみを説明する。図１に示すように、この発明による回路１は、固定抵抗２とその他の部分が並列に接続されている。当該その他の部分とは、固定抵抗３と、コンデンサ４と、演算増幅器５と、ダイオード６とから構成された回路である。なお、この発明の図１の回路１は、当該流量検出手段より出力された流量信号の電圧値Ｖｉｎ（以下、流量信号Ｖｉｎと呼ぶ。）が入力され、出力Ｖｏｕｔを得る。なお、固定抵抗３とコンデンサ４とは、流量信号を所定の時定数だけ遅らせる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）７（以下、フィルタ７とする）を構成している。

従って、図に示すように、流量検出手段により得られた流量信号Ｖｉｎは、固定抵抗２を通過する信号と、フィルタ７（固定抵抗３とコンデンサ４とから構成）、演算増幅器５およびダイオード６で構成された回路を通過する信号との２系統となる。このとき、フィルタ７を通過した信号Ｖｆは、コンデンサ４の静電容量をＣ、固定抵抗３の抵抗値をＲ１としたとき、流量信号Ｖｉｎを
時定数τ＝Ｃ×Ｒ１
で遅らせた信号となる。流量信号Ｖｉｎと信号Ｖｆとは、周波数は同じであるが、振幅は信号Ｖｆの方が信号Ｖｉｎよりも小さくなっている（図２参照）。

信号Ｖｆは、演算増幅器５とダイオード６で構成された理想ダイオードを通過後、固定抵抗２を通過したＶｉｎ信号と合流するため、出力Ｖｏｕｔは、演算増幅器５、ダイオード６および固定抵抗２の働きにより、信号Ｖｉｎと信号Ｖｆのうちの電圧の高い方の信号を選択することになる。このように、本実施の形態においては、フィルタ７（コンデンサ４と固定抵抗３から構成）が、流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎを入力し、当該流量信号Ｖｉｎに所定の処理を行うフィルタ手段を構成しており、演算増幅器５、ダイオード６および固定抵抗２が、流量信号Ｖｉｎとフィルタ７を通過した信号Ｖｆとにおけるそれぞれの電圧値（および流量値のいずれか一方）の比較を行って、その値が大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段８を構成している。

図２は各部の信号波形であり、細線が信号Ｖｉｎ、破線が信号Ｖｆ、太線がＶｏｕｔであり、この図からも明らかなように、出力Ｖｏｕｔは、信号Ｖｉｎと信号Ｖｆの高い信号を選択する事になっている。具体的には、流量信号の増加時においては、信号Ｖｏｕｔとして信号Ｖｉｎが選択されている。流量信号の減少時においては、信号Ｖｆと信号Ｖｉｎが交差する時点までは信号Ｖｉｎが選択され、それ以降は、信号Ｖｆが選択されている。

以上のように、この発明によれば、流量検出手段より出力された流量信号にフィルタ７を通過させ、フィルタ７の通過前後の信号波形で電圧が高い方を新たな流量信号Ｖｏｕｔとして用いるようにしたので、エンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を出力増加させることができ、エンジンの実吸気量と流量計の出力との誤差を低減することができる。なお、本実施の形態１の構成であれば、固定抵抗２，３、コンデンサ４、演算増幅器５、ダイオード６から構成されているため、比較的安価に構成することができる。

実施の形態２．
図３に実施の形態２に係る感熱式流量計の構成を示す。図３はこの発明を示す回路図の一例であり、図に示すように、本実施の形態においては、フィルタ１０及び固定抵抗１２と、演算増幅器１５及びダイオード１６とが、並列に接続されている。フィルタ１０は、演算増幅器１７と、固定抵抗１３と、コンデンサ１４とから構成された、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）である。上述の実施の形態１ではフィルタ構成をＬＰＦとしていたが、本実施の形態においては、図３に示すように、フィルタ構成をＨＰＦとしている。なお、図３の回路は、流量検出手段より出力された流量信号Ｖｉｎが入力され、出力Ｖｏｕｔを得る。

本実施の形態においては、図に示すように、流量検出手段により得られた流量信号Ｖｉｎは、フィルタ１０（演算増幅器１７、固定抵抗１３、コンデンサ１４から構成）および固定抵抗１２を通過する信号と、演算増幅器１５およびダイオード１６からなる理想ダイオードを通過する信号との２系統となる。このとき、フィルタ１０を通過した信号Ｖｆは、コンデンサ１４の静電容量をＣ、固定抵抗１３の抵抗値をＲ１としたとき、流量信号Ｖｉｎを
時定数τ＝Ｃ×Ｒ１
だけ進めた信号となる。流量信号Ｖｉｎと信号Ｖｆとは、周波数は同じであるが、振幅は信号Ｖｆの方が信号Ｖｉｎよりも大きくなっている（図４参照）。

信号Ｖｆは、さらに、固定抵抗１２を通過した後に、演算増幅器１５とダイオード１６とからなる理想ダイオードを通過したＶｉｎ信号と合流するため、出力Ｖｏｕｔは、固定抵抗１２、演算増幅器１５およびダイオード１６の働きにより、信号Ｖｉｎと信号Ｖｆのうちの電圧の高い方の信号を選択することになる。このように、本実施の形態においては、フィルタ１０が、流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎを入力し、当該流量信号Ｖｉｎに所定の処理を行うフィルタ手段を構成しており、固定抵抗１２、演算増幅器１５およびダイオード１６が、流量信号Ｖｉｎとフィルタ１０を通過した信号Ｖｆとにおけるそれぞれの電圧値（および流量値のいずれか一方）の比較を行って、その値が大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段１１を構成している。

図４は各部の信号波形であり、細線が信号Ｖｉｎ、破線が信号Ｖｆ、太線がＶｏｕｔであり、この図からも明らかなように、出力Ｖｏｕｔは、信号Ｖｉｎと信号Ｖｆの高い信号を選択する事になっている。具体的には、流量信号の増加時においては、信号Ｖｆと信号Ｖｉｎが交差する時点から信号Ｖｆの頂点までの間、信号Ｖｏｕｔとして信号Ｖｆが選択されている。流量信号の減少時においては、信号Ｖｆと信号Ｖｉｎが交差する時点までは信号Ｖｆが選択され、それ以降は、信号Ｖｆと信号Ｖｉｎが交差する時点までの間、信号Ｖｉｎが選択されている。

このように、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、流量信号Ｖｉｎとフィルタ通過後の信号Ｖｆのうちの電圧の高い方を信号Ｖｏｕｔとして選択する。

以上のように、この発明によれば、流量検出手段より出力された流量信号にフィルタ１０を通過させ、フィルタ１０の通過前後の信号波形で電圧が高い方を新たな流量信号Ｖｏｕｔとして用いるようにしたので、エンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を出力増加させることができ、エンジンの実吸気量と流量計の出力との誤差を低減することができる。また、本実施の形態によれば、遅れた流量信号を進めることにより、見かけ上の応答性を向上する効果がある。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る感熱式流量計の構成を示す回路図の一例であり、図に示すように、フィルタ２０、演算増幅器２７およびダイオード２６からなる回路と、固定抵抗２２とが並列に接続されている。フィルタ２０は、固定抵抗２３と、コンデンサ２４と、演算増幅器２５と、電池２８とから構成されている。なお、この発明の回路は、流量検出手段より出力された流量信号Ｖｉｎが入力され、出力Ｖｏｕｔを得る。

従って、図に示すように、流量検出手段により得られた流量信号Ｖｉｎは、固定抵抗２２を通過する信号と、フィルタ２０（固定抵抗２３と、コンデンサ２４と、演算増幅器２５と、電池２８とから構成）と、演算増幅器２７と、ダイオード２６とで構成された回路を通過する信号との２系統となる。このとき、コンデンサ２４と固定抵抗２３で構成されたフィルタを通過した信号Ｖａｖｅは、コンデンサ２４の静電容量をＣ、固定抵抗２３の抵抗値をＲ１としたとき、流量信号Ｖｉｎを
時定数τ＝Ｃ×Ｒ１
で遅らせた信号となる。

信号Ｖａｖｅは、さらに、演算増幅器２５を通過した後、電池２８により所定の電圧Ｖｃ１を減算された後に、演算増幅器２７とダイオード２６とで構成された理想ダイオードを通過後、固定抵抗２２を通過したＶｉｎ信号と合流する。

このように、図５の構成では、流量信号の平均値Ｖａｖｅより予め設定された所定値Ｖｃ１だけ低い値をクリップすることにより、脈動振幅がクリップ値を越える信号となった時に、見かけ上の平均流量を増加させることができる。このように、本実施の形態においては、フィルタ２０が、流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎを入力し、当該流量信号Ｖｉｎに所定の処理（流量信号の平均値より所定値だけ低い値を演算して出力）を行うフィルタ手段を構成しており、固定抵抗２２、演算増幅器２７およびダイオード２６が、流量信号Ｖｉｎとフィルタ手段を通過した信号Ｖｆとにおけるそれぞれの電圧値（および流量値のいずれか一方）の比較を行って、その値が大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段２１を構成している。

図６は各部の信号波形であり、細線が信号Ｖｉｎ、破線が流量信号の平均値Ｖａｖｅ、太線がＶｏｕｔであり、この図からも明らかなように、出力Ｖｏｕｔは、平均値Ｖａｖｅから所定値Ｖｃ１低い値を制限値として設定しておき、流量信号が当該設定値以下になった場合には、その部分の出力Ｖｏｕｔを信号（Ｖａｖｅ−Ｖｃ１）とするようにした。すなわち、信号Ｖｉｎと信号（Ｖａｖｅ−Ｖｃ１）のうちの電圧の高い信号を出力Ｖｏｕｔとして選択する事になっている。

また、本実施の形態の構成を、図７に示すように簡略化しても良い。図７の構成は、図５の構成における、演算増幅器２５、電池２８、演算増幅器２７、および、ダイオード２６の代わりに、ダイオード２９を設けたものである。固定抵抗２３およびコンデンサ２４により流量信号の平均値Ｖａｖｅを得て、ダイオード２９の働きにより、信号（Ｖａｖｅ−Ｖｃ１）を求める。これにより、図６と同様の各部の信号波形を得ることができる。なお、この場合においては、固定抵抗２３とコンデンサ２４とからなるフィルタ２０がフィルタ手段を構成しており、固定抵抗２２とダイオード２９とが選択手段２１を構成している。

また、図８の構成のようにすれば、流量信号の平均値より、予め設定された所定比率だけ低い値をクリップすることができる。すなわち、図８の構成においては、図５の構成における電池２８の代わりに、２つの固定抵抗２１ａおよび２１ｂが設けられている。これら２つの固定抵抗２１ａおよび２１ｂの抵抗値Ｒ３，Ｒ４の設定の仕方により、所望の所定比率（Ｒ３／Ｒ４）を得ることができる。なお、この場合においては、固定抵抗２３、コンデンサ２４、演算増幅器２５、固定抵抗２１ａおよび固定抵抗２１ｂからなるフィルタ２０がフィルタ手段を構成しており、固定抵抗２２、演算増幅器２７およびダイオード２６が選択手段２１を構成している。

このように、図８の構成においては、流量信号の平均値Ｖａｖｅより、予め設定された所定比率だけ低い値（Ｖａｖｅ×（Ｒ３／Ｒ４））をクリップすることにより、脈動振幅がクリップ値を越える信号となった時に、見かけ上の平均流量を増加させることができる。すなわち、信号Ｖｉｎと信号（Ｖａｖｅ−Ｖａｖｅ×（Ｒ３／Ｒ４））のうちの電圧の高い信号を選択する事になっている。

以上のように、この発明によれば、流量検出手段より出力された流量信号にフィルタ２０を通過させ、フィルタ２０の通過前後の信号波形で電圧が高い方を新たな流量信号Ｖｏｕｔとして用いるようにしたので、エンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を出力増加させることができ、エンジンの実吸気量と流量計の出力との誤差を低減することができる。また、本実施の形態３によれば、脈動振幅が大きいときのみ信号補正を行うため、脈動振幅が小さい場合は、従来の特性を流用できる効果がある。

実施の形態４．
上述の実施の形態１〜３においては回路構成によりエンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を出力増加させる例について述べたが、本実施の形態においては、ソフトウエアを用いた処理により同様の処理を行う例について説明する。図９、図１０および図１１は、本実施の形態におけるソフト処理の流れを示した流れ図である。

図９の処理は、流量検出手段より燃料制御装置に入力された信号をソフト処理するものであり、Ｖｉは流量検出手段から出力される流量計信号、Ｑｉは流量計信号Ｖｉを流量変換した流量変換信号、Ｑｆは流量変換信号Ｑｉをフィルタ処理したフィルタ信号である。

図９の処理においては、まず、ステップＳ１において、流量検出手段により検出された流量計信号Ｖｉが入力される。次に、ステップＳ２において、入力された流量計信号Ｖｉを、流体の流量を示す信号である流量変換信号Ｑｉに変換する。次に、ステップＳ３において、流量変換信号Ｑｉに所定のフィルタ処理を施し、フィルタ信号Ｑｆ（＝ｆ（Ｑｉ）、ここでｆはフィルタ関数である。）を得る。なお、当該、フィルタ処理とは、上述の実施の形態１または２で示したフィルタ１またはフィルタ１０における処理の結果に相当する結果が得られるソフト処理である。すなわち、信号Ｑｉを所定の時定数で遅らせる、または、進めて、周波数は同じで振幅の異なる信号波形を得る。次に、ステップＳ４において、流量変換信号Ｑｉとフィルタ信号Ｑｆとの大小比較を行う。比較の結果、流量変換信号Ｑｉが大きかった場合には、ステップＳ５に進み、特に処理を行わない（Ｑｉ＝Ｑｉ）。一方、比較の結果、流量変換信号Ｑｉが小さかった場合には、ステップＳ６に進み、Ｑｉの値にＱｆの値を入れる（Ｑｉ＝Ｑｆ）。これにより、ステップＳ７において、燃料制御用流量変換信号Ｑｉとして、信号Ｑｉと信号Ｑｆのうちの値の大きい方が新たなＱｉとして用いられる。このように、図９においては、ステップＳ１〜Ｓ３が、流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎを入力し、当該流量信号Ｖｉｎに所定の処理を行うフィルタ手段を構成しており、ステップＳ４〜Ｓ７が、流量信号とフィルタ手段を通過した信号とにおけるそれぞれの電圧値および流量値のいずれか一方の比較を行って、その値が大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段を構成している。

なお、図１０のように流量変換前の流量計信号Ｖｉにフィルタ処理を行い、図９と同様に、フィルタ前後の大きい信号を選択するようにしても良い。

図１０の処理においては、まず、ステップＳ１１において、流量検出手段により検出された流量計信号Ｖｉが入力される。次に、ステップＳ１２において、流量計信号Ｖｉに所定のフィルタ処理を施し、フィルタ信号Ｖｆ（＝ｆ（Ｖｉ）、ここでｆはフィルタ関数である。）を得る。なお、当該、フィルタ処理とは、上述の実施の形態１または２で示したフィルタ１またはフィルタ１０における処理の結果に相当する結果（すなわち、図２および図４に示す信号Ｖｆの信号波形）が得られる処理である。次に、ステップＳ１３において、流量計信号Ｖｉとフィルタ信号Ｖｆとの大小比較を行う。比較の結果、流量計信号Ｖｉが大きかった場合には、ステップＳ１４に進み、特に処理を行わない（Ｖｉ＝Ｖｉ）。一方、比較の結果、流量計信号Ｖｉが小さかった場合には、ステップＳ１５に進み、Ｖｉの値にＶｆの値を入れる（Ｖｉ＝Ｖｆ）。次に、ステップＳ１６において、燃料制御用流量計信号Ｖｉとして、信号Ｖｉと信号Ｖｆのうちの値の大きい方が新たなＶｉとして設定される。次に、ステップＳ１７において、設定された新たな流量計信号Ｖｉを流量を示す流量変換信号Ｑｉに変換する。これにより、燃料制御用流量変換信号Ｑｉとして、信号Ｖｉと信号Ｖｆのうちの値の大きい方を流量変換した信号が新たなＱｉとして用いられる。このように、図１０においては、ステップＳ１１〜Ｓ１２が、流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉを入力し、当該流量信号Ｖｉに所定の処理を行うフィルタ手段を構成しており、ステップＳ１３〜１７が、流量信号Ｖｉとフィルタ手段を通過した信号Ｖｆとにおけるそれぞれの電圧値（および流量値のいずれか一方）の比較を行って、その値が大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段を構成している。

なお、図１１のように、流量変換信号を、平均流量Ｑａｖｅよりあらかじめ設定された流量Ｑｃｌだけ低い値と比較し、Ｑｉが（Ｑａｖｅ−Ｑｃｌ）以下の場合はＱｉを（Ｑａｖｅ−Ｑｃｌ）でクリップしても良い。なお、これにより、上述の実施の形態３と同様の結果が得られる。

図１１の処理においては、まず、ステップＳ２１において、流量検出手段により検出された流量計信号Ｖｉが入力される。次に、ステップＳ２２において、入力された流量計信号Ｖｉを流量を示す流量変換信号Ｑｉに変換する。次に、ステップＳ２３において、流量変換信号Ｑｉと平均流量Ｑａｖｅよりあらかじめ設定された流量Ｑｃｌだけ低い値との大小比較を行う。なお、平均流量Ｑａｖｅは、後述するステップＳ２７において、次回の処理のために予め演算して用意しておくものとする。ステップＳ２３における比較の結果、流量変換信号Ｑｉが大きかった場合には、ステップＳ２４に進み、特に処理を行わない（Ｑｉ＝Ｑｉ）。一方、比較の結果、流量変換信号Ｑｉが小さかった場合には、ステップＳ２５に進み、Ｑｉの値にＱｍｉｎ＝Ｑａｖｅ−Ｑｃｌの値を入れる（Ｑｉ＝Ｑｍｉｎ）。これにより、ステップＳ２６において、燃料制御用流量変換信号Ｑｉとして、信号Ｑｉと信号Ｑｍｉｎのうちの値の大きい方が新たなＱｉとして用いられる。次に、今回の測定の結果と過去の測定の結果とを用いて平均流量Ｑａｖｅを次回の処理のために演算しておく。このように、図１１においては、ステップＳ２１〜Ｓ２２およびステップＳ２３における信号（Ｑａｖｅ−Ｑｃ１）を求める処理が、流量検出手段より出力される流量信号Ｖｉｎを入力し、当該流量信号Ｖｉｎに所定の処理を行うフィルタ手段を構成しており、ステップＳ２３の大小比較処理〜Ｓ２７の処理が、流量信号Ｖｉｎとフィルタ７を通過した信号Ｖｆとにおけるそれぞれの電圧値（および流量値のいずれか一方）の比較を行って、その値が大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段を構成している。

以上のように、本実施の形態によれば、上述の実施の形態１〜３と同様に、流量検出手段より出力された流量信号に所定のソフト処理を施し、ソフト処理の前後の信号波形で電圧が高い方を新たな流量信号Ｖｏｕｔとして用いるようにしたので、エンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を出力増加させることができ、エンジンの実吸気量と流量計の出力との誤差を低減することができる。さらに、本実施の形態によればソフト処理で行うため安価になる。

実施の形態５．
本実施の形態においても、上述の実施の形態４と同様に、ソフトウエアを用いた処理による例について説明する。図１２は、本実施の形態におけるソフト処理の流れを示した流れ図である。一般に、エンジン１０１への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１０５の開度（以下、スロットル開度とする。）は、エンジン１０１の回転数に基づいて、内燃機関に設けられた制御装置であるＥＣＵ１１７の制御により、スロットルバルブ１０５に対して設けられているスロットルアクチュエータ（図示せず）を駆動することにより制御される。これにより、本実施の形態においては、エンジン回転数毎に、スロットル開度の設定値を予め設定しておき、スロットル開度が、エンジンの回転数毎にあらかじめ設定された設定値以上となった場合に、あらかじめ設定された流量以下をクリップするようにする。

図１２の処理においては、まず、ステップＳ３１において、流量検出手段により検出された流量計信号Ｖｉが入力される。次に、ステップＳ３２において、入力された流量計信号Ｖｉを流量を示す流量変換信号Ｑｉに変換する。次に、ステップＳ３３において、スロットル開度センサ１１２によって検出されるスロットル開度Ｖｔｐｓと、所定の設定値Ｖｔｐｓｍｉｎとの大小比較を行う。なお、当該設定値Ｖｔｐｓｍｉｎは、エンジンの回転数に対応して予め設定されたスロットル開度信号の設定値であり、例えば、データテーブルを作成して、各エンジンの回転数に対応させて当該スロットル開度信号の設定値をＥＣＵのメモリ内に記憶しておく。なお、エンジンの回転数は図１３の説明において述べたように、回転センサ１２２により検出される。ステップＳ３３の比較の結果、スロットル開度Ｖｔｐｓの方が大きかった場合には、ステップＳ３４に進む。一方、スロットル開度Ｖｔｐｓの方が小さかった場合には、ステップＳ３８に進み、特に処理を行なわずに（Ｑｉ＝Ｑｉ）、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３４においては、ステップＳ３２で得られた流量変換信号Ｑｉを所定の設定値Ｑｍｉｎと大小比較を行う。Ｑｍｉｎについては、上記実施の形態４のような方法を一例として、適宜、適切な値に設定する。ステップＳ３４における比較の結果、流量変換信号Ｑｉが大きかった場合には、ステップＳ３５に進み、特に処理を行わない（Ｑｉ＝Ｑｉ）。一方、比較の結果、流量変換信号Ｑｉが小さかった場合には、ステップＳ３６に進み、Ｑｉの値にＱｍｉｎの値を入れる（Ｑｉ＝Ｑｍｉｎ）。これにより、ステップＳ３７において、燃料制御用流量変換信号Ｑｉとして、スロットル開度が所定の設定値以上となった場合に、信号Ｑｉと信号Ｑｍｉｎのうちの値の大きい方が新たなＱｉとして用いられる。これにより、エンジンの回転数毎にあらかじめ設定されたスロットル開度の設定値以上となった場合、あらかじめ設定された流量以下をクリップすることができる。

なお、本実施の形態においては、ステップＳ３３が、スロットル開度とエンジン回転数とを入力し、前記スロットル開度が前記エンジン回転数に対応して予め設定されたスロットル開度の設定値以上であるか否かを判定する判定ステップを構成している。ステップＳ３４〜Ｓ３７が、スロットル開度が前記設定値以上である場合、前記吸気管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号が、予め設定された流量信号の設定値以下であるか否かを判定し、前記流量信号が前記設定値以下であれば、前記設定値を新たな流量信号として選択する選択ステップを構成している。

以上のように、本実施の形態によれば、上述の実施の形態４と同様に、流量検出手段より出力された流量信号に所定のソフト処理を施し、ソフト処理の前後の信号波形で電圧が高い方を新たな流量信号Ｖｏｕｔとして用いるようにしたので、エンジン脈動等の影響で生じる流量計の出力低減現象を出力増加させることができ、エンジンの実吸気量と流量計の出力との誤差を低減することができる。また、本実施の形態によれば、ソフト処理で行うため、実施の形態４と同様に、安価になる。さらに、本実施の形態においては、エンジン回転数毎にクリップ値を設定できるため、設定の自由度が向上する。さらに、エンジン脈動により流量計の誤差が生じない領域はスロットル開度で設定できるため従来通りの燃料精度を維持することができる。

なお、本実施の形態においては、スロットル開度が、回転数毎に予め設定されたスロットル開度以上となったときに所定の流量以下をクリップする例について説明したが、その場合に限らず、インテークマニホルド圧を用いるようにしてもよい。一般に、スロットルバルブ１０５の下流の吸気管１０４の吸気圧である、インテークマニホルド１０９内の圧力（以下、インテークマニホルド圧とする。）は、エンジン回転数に基づいて、スロットル開度をＥＣＵ１１７により調整することによって制御される。このため、本実施の形態の変形例として、インテークマニホルド圧について、エンジンの回転数毎に設定値を予め設定しておいて、インテークマニホルド１０９に設けられた圧力センサ１１５により検出されたインテークマニホルド圧が、回転数毎に予め設定されたインテークマニホルド圧の設定値以上となったときに所定の流量以下をクリップするようにする。この場合にも、同様の効果が得られる。

また、上記の実施の形態１〜５で説明した感熱式流量計を、自動車等の内燃機関の燃料制御装置に用いると、エンジンの実吸入空気流量と流量計の出力との誤差が少ないため、高精度の燃料制御を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る感熱式流量計の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１に係る感熱式流量計における信号波形を示した説明図である。 この発明の実施の形態２に係る感熱式流量計の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態２に係る感熱式流量計における信号波形を示した説明図である。 この発明の実施の形態３に係る感熱式流量計の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態３に係る感熱式流量計における信号波形を示した説明図である。 この発明の実施の形態３に係る感熱式流量計の構成の変形例を示す回路図である。 この発明の実施の形態３に係る感熱式流量計の構成の他の例を示す回路図である。 この発明の実施の形態４に係る感熱式流量計における処理の流れを示す流れ図である。 この発明の実施の形態４に係る感熱式流量計における処理の流れの変形例を示す流れ図である。 この発明の実施の形態４に係る感熱式流量計における処理の流れの他の例を示す流れ図である。 この発明の実施の形態５に係る感熱式流量計における処理の流れを示す流れ図である。 この発明に係る感熱式流量計を適用する内燃機関の構成の一例を示した後生図である。

符号の説明

７，１０，２０ フィルタ、２，３，１２，１３，２１ａ，２１ｂ，２２，２３ 固定抵抗、４，１４，２４ コンデンサ、５，１５，１７，２５，２７ 演算増幅器、６，１６，２６，２９ ダイオード、２８ 電池、１０１ エンジン、１０２ エアクリーナー、１０３ エアフローセンサ（感熱式流量計）、１０４ 吸気管、１０５ スロットルバルブ、１０６ インジェクタ、１０７ 排気管、１０８ Ｏ２センサ、１０９ インテークマニホルド、１１０ 点火コイル、１１１ 点火プラグ、１１２ スロットル開度センサ、１１３ アクチュエータ、１１４ オイルコントロールバルブ、１１５ 圧力センサ、１１７ ＥＣＵ、１１８ オイルポンプ、１１９ 油圧センサ、１２０ 油温センサ、１２１ センサプレート、１２２ 回転センサ。

Claims (11)

1. 内燃機関に設けられた吸気管内を通過する流体の流量を計測する感熱式流量計であって、
   前記吸気管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号を入力し、当該流量信号にフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
   前記流量検出手段より出力される流量信号と前記フィルタ手段より出力されるフィルタ信号の比較を行い、前記流量信号と前記フィルタ信号のうち大きい方の信号を新たな流量信号として選択する選択手段と
   を備えたことを特徴とする感熱式流量計。
2. 前記フィルタ手段は低域通過フィルタから構成されて、前記フィルタ処理は前記流量信号を所定の時定数で遅らせる処理である
   ことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量計。
3. 前記フィルタ手段は高域通過フィルタから構成されて、前記フィルタ処理は前記流量信号を所定の時定数で進ませる処理である
   ことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量計。
4. 前記フィルタ手段による前記フィルタ処理は、前記流量信号の平均値より所定値だけ低い値を演算して出力する処理であることを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量計。
5. 内燃機関に設けられた吸気管内を通過する流体の流量を計測する感熱式流量計であって、
   前記吸気管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号と、予め設定されたフィルタ関数を用いて前記流量信号にフィルタ処理を行ったフィルタ信号とを比較し、前記流量信号と前記フィルタ信号のうち大きい方の信号を新たな流量信号として選択するステップを含むことを特徴とする感熱式流量計。
6. 前記フィルタ処理は前記流量信号を所定の時定数で遅らせる処理であることを特徴とする請求項５に記載の感熱式流量計。
7. 前記フィルタ処理は前記流量信号を所定の時定数で進ませる処理であることを特徴とする請求項５に記載の感熱式流量計。
8. 前記フィルタ処理は、前記流量信号の平均値より所定値だけ低い値を演算して出力する処理であることを特徴とする請求項５に記載の感熱式流量計。
9. 内燃機関に設けられた吸気管内を通過する流体の流量を計測する感熱式流量計であって、
   前記内燃機関のスロットル開度及び前記内燃機関の回転数とを入力し、前記スロットル開度が、前記回転数に対応して予め設定されたスロットル開度の設定値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記スロットル開度が前記設定値以上である場合、前記吸気管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号が、予め設定された流量信号の設定値以下であるか否かを判定し、前記流量信号が前記設定値以下であれば、前記設定値を新たな流量信号として選択するステップとを含むことを特徴とする感熱式流量計。
10. 内燃機関に設けられた吸気管内を通過する流体の流量を計測する感熱式流量計であって、
    前記吸気管内の吸気圧及び前記内燃機関の回転数とを入力し、前記吸気圧が、前記回転数に対応して予め設定された吸気圧の設定値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
    前記吸気圧が前記設定値以上である場合、前記吸気管内に設置された流量検出手段より出力される流量信号が、予め設定された流量信号の設定値以下であるか否かを判定し、前記流量信号が前記設定値以下であれば、前記設定値を新たな流量信号として選択するステップとを含むことを特徴とする感熱式流量計。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の感熱式流量計を用いて燃料制御を行うことを特徴とする燃料制御装置。

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