JP3421245B2 - 発熱抵抗体式空気流量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱抵抗体を用い
て空気流量を計測する装置に係り、特に自動車用内燃機
関の空燃比制御に好適な空気流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気など流体の流量を測定する装置の一
種に発熱抵抗体式の流量測定装置があり、従来から良く
知られている。この発熱抵抗体式の流量測定装置は、電
熱加熱されている発熱抵抗体を流量を測定すべき流体中
に設置し、発熱抵抗体から流体により奪われる熱量が流
体速度の関数になることを利用して流速を検出し、流量
を測定するものである。

【０００３】そして、この発熱抵抗体式の流量測定装置
には、以下に説明する利点があるため、近年、自動車用
エンジン(内燃機関)の空燃比制御のための吸入空気流量
測定用として広く使われている。まず、この発熱抵抗体
式の流量測定装置によれば、質量流量が直接計測でき、
このため、大気圧や温度に対する補正が不要になるとい
う利点がある。

【０００４】次に、この発熱抵抗体式の流量測定装置で
は、流量と検出信号の関係が、低流量領域では急激に変
化し、高流量領域になるに従って緩やかに変化するとい
う非線形特性をもち、このため、誤差率を変えることな
く広い計測範囲が得られ、且つ、低流量時で微少な流量
変化を示すときでも、ＡＤ変換の分解能に見合った大き
な出力電圧の変化量が得られるため、エンジンのアイド
ル回転数の安定した制御に極めて有利であるという利点
がある。

【０００５】反面、この非線形特性のため、発熱抵抗体
式の流量測定装置では、出力を直線化する補正処理が必
要になり、このため、従来技術では、例えば図１１に示
すように、流量検出部３から出力される流量信号Ｖをエ
ンジンコントロールユニット２に供給し、ここで直線化
処理し、必要に応じてフィルタで平均化処理して空気流
量Ｑを表わすデータを得るようにしていた。

【０００６】そして、エンジンコントロールユニット２
は、この空気流量Ｑを表わすデータを用い、図示されて
いるように、スロットルバルブ開度、エンジン回転数な
どの他のパラメータも考慮してエンジンの燃料噴射量を
計算し、これにより図示してないエンジンの空燃比を制
御するようになっている。ここで、流量検出部３は、発
熱抵抗体３ａを検出素子とするもので、この発熱抵抗体
３ａは、図示のように、エンジンの吸気管などの空気通
路Ａ内に、吸入空気流ＡＦに晒されるようにして、配置
されている。

【０００７】一方、このような発熱抵抗体式の流量測定
装置には、図１２に示すように、エンジンの吸気脈動に
より吸気菅内に発生する逆流の影響を補正するようにし
た従来技術がある。この図１２の従来技術では、図示の
ように、本来の発熱抵抗体３ａに加えて、逆流検出用の
発熱抵抗体３ｂを備えた流量検出部３０を用い、これに
より、逆流補正が与えられた空気流量Ｑを表わすデータ
が得られるようにしていた。

【０００８】なお、この種の補正に関する従来技術とし
ては、例えば特開平８−９４４０６号公報の記載を挙げ
ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、流量
信号の直線化処理に加えてフィルタによる平均化処理を
付加したことによる検出精度の低下について配慮がされ
ておらず、以下に説明するような問題があった。

【００１０】発熱抵抗体式の流量測定装置には、上記し
たように、利点と課題がいくつか有る。利点としては、
直接、質量流量が計測でき、大気圧や温度の変化に対し
て補正を加える必要が無いことであり、流量と出力電圧
の関係が低流量で急激で高流量が緩やかな非線形性な特
性をもつので、エンジンのアイドル流量時などの低流量
時の微少な流量変化でも、ＡＤ変換分解能に見合った出
力電圧の変化量が得られるため、アイドル回転数の安定
性に役立つことである。

【００１１】課題としては、この非線形特性が逆に計測
誤差の原因になる点がある。これは、流量と出力電圧の
関係が直線的でないため、エンジンの回転脈動などによ
り、流量の平均値に対して出力電圧の平均値が低下して
しまうために生じる現象である。この現象は、特にエン
ジン制御上では空燃比を高める(燃料が少なくなる)よう
に作用するため、出力の低下をもたらしてしまう。

【００１２】そこで、以下、この従来技術の課題につい
て説明する。図１３と図１４は、図１１に示した従来技
術による発熱抵抗体式流量測定装置の脈動振幅と発熱抵
抗体の検出電圧の関係を示したものである。これらの図
は、横軸に空気流量Ｑをとり、縦軸には発熱抵抗体３ａ
による検出信号の電圧値Ｖをとった特性図であり、ここ
で、図１３はエンジンコントロールユニット２でハード
フィルタによる平均化処理を行なわない場合の特性図
で、図１４はハードフィルタ等を使って平均化処理を行
った場合の特性図である。

【００１３】エンジンの吸気管を流れる空気は、吸気バ
ルブの開閉に伴って脈動するため、検出されてくる空気
流量も、図示のように脈動している。そして、発熱抵抗
体３ａの温度は、この空気流量の変化に対してほぼ忠実
に応答するため、検出信号も図示の如く脈動してしま
う。

【００１４】このとき、発熱抵抗体３ａの空気流量に対
する検出信号の電圧値特性は、図示のように非線形特性
を示すため、空気流量Ｑ本来の平均値に対して、検出信
号Ｖでは、その平均値が低下してしまうことになり、こ
れが発熱抵抗体の非線形と脈動振幅により生じる計測誤
差となってしまうのである。

【００１５】ところで、このように検出信号の平均値に
ずれが生じたとしても、発熱抵抗体が応答遅れ無しに吸
気脈動を検出し、それが逐次、空気流量に換算でき、平
均化したとすれば、上記のような平均値の低下は生じな
いようにできる筈である。しかし、発熱抵抗体により応
答遅れ無しに吸気脈動が検出できたとしても、これを逐
次空気流量に換算することは極めて困難で、実用上ほと
んどできない。

【００１６】その理由は、発熱抵抗体式空気流量測定装
置が自動車のエンジンルームで使用されるため、点火ノ
イズや吸気流れ自体の乱れにより誤差が生じたり、エン
ジンコントロールユニットの信号処理能力の関係で、計
算タスクに負荷が掛り過ぎになってしまうためである。

【００１７】このため、従来技術では、発熱抵抗体式空
気流量測定装置の出力電圧をエンジンコントロールユニ
ット２のＡＤコンバータに入力する際に、上記したよう
に、ハードフィルタを用いて平均化している。なお、こ
のハードフィルタとしては、通例、１〜２０ｍｓ程度の
時定数の抵抗とコンデンサからなるフィルタが用いられ
ている。

【００１８】上記したように、図１４は、このハードフ
ィルタを用いた場合の特性で、ハードフィルタは、出力
電圧値の平均値自体は変えずに、振幅が小さくなるよう
に作用するため、検出値をそのまま空気流量に換算する
と、換算空気流量の平均値も低下してしまうという誤差
が生じて、図１３の場合とは違った結果になってしま
い、この場合は、いくらＡＤコンバータが高速にサンプ
リングしたとしても、流量検出値に誤差が生じてしま
う。

【００１９】また、近年は、既に図１２に示したよう
に、２個の発熱抵抗体を用い、これにより吸気管内に発
生する空気の逆流を計測し、逆流分を補正することによ
り、精度を上げるようにした流量測定装置を用いる場合
が多くなっているが、しかし、この場合には、僅かな逆
流が生じても出力電圧の変化量が大きくなってしまうた
め、出力電圧の平均値化により過剰な逆流量の補正が与
えられてしまう。

【００２０】このことは、データのサンプリングを高速
に行い、逐次、直線化処理(リニアライズ)を行えば回避
可能であるが、そのためには、少なくとも１ｍｓ程度の
サンプリング速度で処理する必要があり、このため、エ
ンジンコントロールユニットに、他のセンサ等では要求
し得ないサンプリングスピードや演算処理等の高負荷を
要求してしまう。

【００２１】詳しく説明すると、この図１２の従来技術
では、図示のように、空気流量Ｑ＝０のときの出力電圧
Ｖｍを境にして、それ以上は順流によるものとし、それ
以下は逆流であるとして検出する方式であるが、この場
合、図１１の従来技術と同じく、ハードフィルタを用い
ずに出力値を逐次空気流量換算したときの特性は図１５
に示すようになり、このときには、出力電圧値の平均値
で見る限りは、図１２の場合以上に過大な計測誤差が生
じてしまうが、逐次空気流量に換算した後では計測値に
誤差は生じない。

【００２２】しかし、ハードフィルタを介した後では、
図１６に示すように、計測誤差が残るだけでなく逆流の
検出が不可能となってしまい、逆流検出としての本来の
機能を損なう結果となってしまう。以上のとおり、発熱
抵抗体式空気流量測定装置が有する非線形特性には一長
一短があり、現段階では利点だけの活用は困難であり、
これの解決が課題となっている。

【００２３】本発明の目的は、発熱抵抗体式空気流量測
定装置が有する利点が充分に活用でき、エンジンの制御
に適用して、高精度の制御が得られるようにした発熱抵
抗式空気流量測定装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、空気流通路
に設置した発熱抵抗体を用いて空気流量を計測する流量
検出部を備えた発熱抵抗体式空気流量測定装置におい
て、前記流量検出部から出力される非線形特性の流量信
号を入力とする線形化回路と、該線形化回路から出力さ
れる信号を入力とするフィルタ回路と、該フィルタ回路
から出力される信号を入力とし、当該信号を前記線形化
回路の特性とは反対の非線形特性により処理する非線形
変換回路とを設け、該非線形変換回路の出力を流量検出
信号として取り出すことにより、非線形特性の流量信号
を一旦線形特性化した後で平均化処理が与えられるよう
に構成すると共に、前記流量検出部が、２個の発熱抵抗
体を備え、逆流を検出するようにした流量検出部で構成
され、前記フィルタ回路により、逆流が含まれている流
量信号の波形の平均値を変えずに逆流分を含まない流量
信号が得られるまで脈動振幅が抑えられるようにして達
成される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による発熱抵抗式空
気流量測定装置について、図示の実施形態により詳細に
説明する。

【００２６】まず最初に、発熱抵抗体式空気流量測定装
置の動作原理について説明する。図８は、発熱抵抗体式
空気流量測定装置の一例における流量検出部３の回路図
で、この検出部３は、大きく分けてブリッジ回路とフィ
ードバック回路から成り立っている。

【００２７】まず、ブリッジ回路は、空気通路Ａ内に配
置した発熱抵抗体３ａと、同じく配置された吸入空気温
度補償用の感温抵抗体３ｂ、それにブリッジ形成用の抵
抗３ｃ、３ｄとで構成されている。次に、フィードバッ
ク回路は、オペアンプＯＰ１とトランジスタＴｒで構成
されている。

【００２８】そして、オペアンプＯＰ１によりブリッジ
回路から不平衡電圧を検出し、この電圧によりトランジ
スタＴｒを介してブリッジ回路に供給されている電流を
制御し、これによりフィードバックが働くようにしてい
る。このフィードバックにより、発熱抵抗体３ａと感温
抵抗体３ｂの間に一定の温度差が保たれるように、発熱
抵抗体３ａに流れる加熱電流Ｉｈが制御され、この結
果、加熱電流Ｉｈは空気流量に応じて変化することにな
る。

【００２９】つまり、吸入空気流ＡＦの流速が速いとき
は発熱抵抗体３ａから奪われる熱量が多いため、加熱電
流Ｉｈか多く流され、流速が遅いときは発熱抵抗体３ａ
から奪われる熱量が少ないため、加熱電流Ｉｈは少なく
流されることになり、この結果、加熱電流Ｉｈの値が、
吸入空気流ＡＦの流量に比例して得られるのであり、そ
こで、この加熱電流Ｉｈを抵抗３ｃにより電圧に変換
し、空気流量Ｑを表わす出力信号Ｖとして取り出すので
ある。

【００３０】次に、図９は、発熱抵抗式の空気流量計の
一例を、空気通路の上流側からみた正面図で、図１０
は、その側断面図であり、従って、図９は、図１０の左
側から見た図になる。これらの図に示されている空気流
量計は、空気通路Ａの一部を形成している管路部材２０
と、回路基板２１を内蔵させたハウジング部材２２、非
導電性材料で作られた支柱部材２３と、この支柱部材２
３と一体に形成されている副空気通路部材２４を主要な
構成部材としている。

【００３１】そして、副空気通路部材２４の中には、導
電材料の線材からなる２本の支持体２５が、回路基板２
１と電気的に接続された状態で設けてあり、これに発熱
抵抗体３ａと感温抵抗体３ｂが取付けてあり、これによ
り、管路部材２０を除いた部分で、一体のモジュールと
して空気流量計が形成されるようになっている。

【００３２】なお、これらの発熱抵抗体３ａと感温抵抗
体３ｂとしては、ガラスやセラミック、シリコンなどの
基板面上に白金、タングステンなどの薄膜、又は厚膜を
形成し、これを発熱抵抗体と感温抵抗体として用いるよ
うにしても良い。例えば、シリコンを用いてダイヤフラ
ムを形成し、その上に発熱抵抗体を配置してやれば良
い。

【００３３】管路部材２０の壁面には孔２６が形成して
あり、この孔２６から副空気通路部材２４が内部に挿入
された状態で、ハウジング部材２２がネジ２７により管
路部材２０に取付けられ、これにより管路部材２０内を
主空気通路２８とし、副空気通路部材２４内を副空気通
路２９とする空気流量計としての使用状態にされる。こ
のとき、管路部材２０の孔２６にはＯリングなどのシー
ル部材３１を設け、気密性が保たれるようにしている。

【００３４】ここで、本発明の実施形態の説明に入る前
に、まず参考例について、図１により説明する。図１に
おいて、１は発熱抵抗式空気流量測定装置の全体を表わ
す。そして、この発熱抵抗式空気流量測定装置１におい
て、４は線形化回路で、５はフィルタ回路、そして６は
非線形変換回路であり、その他の構成は、図１１で説明
した従来技術と同じである。なお、発熱抵抗式空気流量
測定装置１を構成する主要な回路は、図９と図１０に示
した回路基板２１に搭載してある。

【００３５】線形化回路４は、例えば図６に示すよう
に、２段の乗算回路で構成され、発熱抵抗体３ａから出
力される流量信号Ｖを入力し、この流量信号Ｖが有する
特性、すなわち空気流量Ｑに対して非線形な特性を、空
気流量に対して直線的な特性に変換する働きをする。

【００３６】発熱抵抗体３ａから出力される流量信号Ｖ
と空気流量Ｑの関係は、流量信号Ｖの４乗がほぼ空気流
量Ｑに比例することが知られている。従って、乗算回路
を２段通すことにより、ほぼ直線化することができ、直
線化された流量信号Ｖ１を出力することができる。

【００３７】フィルタ回路５は、例えば、１〜２０ｍｓ
程度の時定数を持つようにした、抵抗とコンデンサから
なるＣＲハードフィルタで構成され、流量信号Ｖ１の平
均値自体は変えずに振幅を抑える働きをし、これにより
平均化された流量信号Ｖ２を出力する。

【００３８】非線形変換回路６は、例えば図７に示すよ
うに、１個のオペアンプと２個の乗算回路で構成され、
フィルタ回路５から出力される流量信号Ｖ２を入力し、
それを所定の非線形特性、すなわち線形化回路４の特性
とは反対の非線形特性により処理し、線形化回路４で直
線化されている流量信号Ｖ２を、直線化される前の元の
特性と同じく、非線形特性を持った流量信号Ｖ３に変換
する働きをする。

【００３９】ここで、図７に示した非線形変換回路６
は、２段の乗算回路を通した入力信号を、オペアンプに
より、入力信号から減算することにより、線形化回路４
の特性とは反対の非線形特性が与えられるようにしたも
ので、図示のように、オペアンプの入力非反転入力に信
号Ｖin＝Ｖ２をＸ、このオペアンプの出力をＸ１、１段
目の乗算回路の出力をＸ２、２段目のオペアンプの出力
をＸ３とすると、これらは以下の関係になる。

【００４０】すなわち、 Ｘ２＝Ｘ１＾２ Ｘ３＝Ｘ２＾２＝Ｘ１＾４ Ｘ３＝Ｘ Ｘ＝Ｘ１＾４ ∴ Ｘ１＝Ｖout＝４乗根(Ｘ) となり、従って、４乗特性の線形化回路４とは反対の４
乗根特性を持った非線形変換回路６が得られることにな
る。

【００４１】エンジンコントロールユニット２は、この
流量信号Ｖ３を取込み、従来技術と同じく、この流量信
号Ｖ３を直線化して空気流量Ｑとし、その他、スロット
ルバルブ開度信号やエンジン回転数信号なども入力し、
これらの信号に基づいて、エンジンの燃焼を最適な状態
にするのに必要な燃料噴射量を演算し、それを燃料噴射
量信号としてエンジンの燃料噴射弁に供給する働きをす
る。

【００４２】次に、この参考例の動作について説明す
る。まず、この参考例では、流量検出部３から出力され
る流量信号Ｖを直線化回路４により直線化処理し、ハー
ドフィルタからなるフィルタ回路５で平均化処理し、流
量信号Ｖ２を得ている。

【００４３】ここで、上記した従来技術での検出誤差
は、何れの場合も、発熱抵抗体から得られた出力電圧値
をハードフィルタにより平均処理し、その後、空気流量
に換算しているため生じる誤差であり、従って、この参
考例のように、高速な応答特性を持つ発熱抵抗体３ａの
検出信号を、まず線形化回路４で線形化処理し、その後
でフィルタ回路５により平均化した場合には、上記の従
来技術で説明した誤差は生じなくなる。

【００４４】従って、本発明が、上記した従来技術での
誤差だけを問題にしているのであれば、流量検出部３の
出力を線形化回路４で線形化処理し、フィルタ回路５に
より平均化するだけで良い筈である。しかし、このまま
では、今度は、以下に説明する課題が生じてしまうこと
になり、このため、この参考例では、図示のように、さ
らに非線形変換回路６を設けているのである。すなわ
ち、ここで問題になるのが、アイドル回転数等の低流量
時におけるＡＤコンバータの入力分解能である。

【００４５】このＡＤコンバータは、図示されてない
が、エンジンコントロールユニット２内に設けてあり、
取込んだ流量信号をディジタル信号に変換する働きをす
るものであるが、自動車用に用いられるＡＤコンバータ
は通常１０ビットの入力分解能を持つものが使用されて
おり、この場合、入力電圧のフルスケールに対して１０
２４分割になる。一方、通常自動車用のマイコンで処理
する入力電圧は、通常、０.０Ｖ〜５.１２Ｖであり、こ
の場合、最小分解能は約５ｍＶになる。

【００４６】そこでいま、線形化処理をせずに、図２に
示すような非線形特性Ｎのままにしておいたとすると、
例えば空気流量ＱがΔＱ変化した場合の出力電圧の変化
量はΔＶ_N となり、充分に大きな変化として与えられる
ので、この場合、分解能の点からは特に問題はない。な
お、これが発熱抵抗式空気流量測定装置の大きな特長の
一であることは、既に説明した通りである。

【００４７】しかるに、線形化処理により線形特性Ｌに
した場合、つまり線形化回路４とフィルタ回路５を設け
ただけの場合には、同じΔＱの流量変化に対する検出信
号の電圧変化量はΔＶ_L になり、非線形のときの変化Δ
Ｖ_N に比して、はるかに小さな値になってしまう。

【００４８】これを、エンジンがアイドル回転数付近に
あるときで、空気流量が１％変化した場合の出力電圧の
変化量についてみると、図２の非線形特性Ｎの場合には
約５ｍＶの検出電圧変化が得られ、この場合、１０ビッ
トのＡＤ分解能をもつものであれば充分に空気流量の変
化として捉えられ、エンジン制御に反映させることがで
きる。

【００４９】しかして、線形特性Ｌの場合には、得られ
る変化量は約１ｍＶでしかなく、微少な空気流量の変化
は、捉えられなくなってしまい、この結果、エンジン制
御に適用した場合、アイドル回転数の安定性悪化につな
がってしまうのである。

【００５０】そこで、この図１の参考例では、非線形変
換回路６を設け、これにより、線形化回路４から出力さ
れる線形特性Ｌの流量信号Ｖ２を非線形処理し、線形化
回路４で線形化処理される前と同じく非線形特性Ｎをも
つ流量信号Ｖ３に戻してからエンジンコントロールユニ
ット２に入力するようにしたのである。

【００５１】従って、この図１に示す参考例によれば、
発熱抵抗体３ａの脈動振幅による出力の低下現象を充分
に防止することができ、エンジンコントロールユニット
２でのＡＤ分解能低下の虞れも確実に無くすことができ
る。また、エンジンコントロールユニット２側におい
て、高速でＡＤサンプリングを行なう必要性が無くな
り、演算処理の負荷を軽くしても計測空気流量の誤差が
大きくなる虞れも無くなる。

【００５２】このとき、従来技術では、平均空気流量を
求める際、発熱抵抗体式空気流量測定装置から得られた
出力信号を、エンジンコントロールユニット内で逐次、
空気流量に変換する処理が必要であったが、この参考例
では、発熱抵抗体式空気流量測定装置の出力電圧の平均
値から空気流量を算出することが可能となる。

【００５３】つまり、この参考例によれば、エンジンコ
ントロールユニットでは、ＡＤコンバータで処理する前
に、エンジン制御上許される範囲で大きな時定数のハー
ドフィルタを掛けることができることになり、エンジン
コントロールユニット２の負荷を大幅に低減することが
できる。

【００５４】また、この参考例によれば、点火装置など
によるノイズに強く、ノイズによる誤差の発生を充分に
抑えることができることになり、エンジンを高精度で制
御することができる。何故なら、自動車のエンジン制御
に適用した場合、空気流量検出部からコントロールユニ
ットに空気流量信号を送る際、他の機器によるノイズな
どを考慮すると、流量に対して非線形特性の信号のまま
でインターフェイスをとった方が、Ｓ／Ｎの観点から
は、かなり有利になるからである。

【００５５】ここで、本発明の実施形態について説明す
る。図３は、本発明の一実施形態で、基本的には図１の
参考例と同じであるが、流量検出部３が２個の発熱抵抗
体３ａ、３ｂを備え、それらの間での熱の授受を利用し
て逆流を検出し、補正する方式の流量検出部３０を用い
た場合のものであり、検出形式としては、図１２に示し
た従来技術と同じである。

【００５６】この図３の実施形態の場合、流量検出部３
０の出力特性は図４に示すように出力電圧のしきい値で
あるＶｍを境にして順流と逆流の出力範囲が別れてしま
うようになっており、このため前記したエンジンのアイ
ドル回転数付近の微少な空気流量変化ΔＱに対する出力
電圧の変化量ΔＶは、図５に示した逆流検知をしない検
出部３での変化量ΔＶと比した場合、かなり小さくなっ
てしまい、このままでは、やはりアイドル回転数の不安
定化の原因となってしまう。

【００５７】しかるに、この図３の実施形態では、発熱
抵抗体３ａ、３ｂによる流量検出部３０の出力である流
量信号Ｖ'を線形化回路４０で線形化した後、フィルタ
回路５０により、逆流が含まれている流量信号Ｖ１'の
波形の平均値を変えずに、逆流分を含まない信号Ｖ２'
が得られるまで脈動振幅を抑えている。このように、逆
流を含まない脈動波形にしている結果、図４に示すよう
に、ある電圧Ｖｍを境にして順逆の出力電圧範囲に分け
る必要性が無くなり、非線形変換回路６０で非線形特性
に変換する際、図５に示すように、順流だけ考慮した出
力範囲に変換できること入力なる。

【００５８】従って、この図３の実施形態によっても、
上記図１に示した参考例と同じ効果が期待できるのは勿
論、エンジン制御に適用して、既に説明したＡＤコンバ
ータ入力分解能の低下に伴うアイドル回転数の不安定現
象を回避し、更に逆流による計測誤差も充分に低減する
ことができる。

【００５９】ところで、以上の図３の実施形態では、発
熱抵抗体式空気流量測定装置１から出力される流量信号
Ｖ３、Ｖ３'は、何れも非線形特性の信号になってい
て、図１１と図１２に示した従来技術における流量信号
Ｖと、見掛け上は同じ信号になっている。

【００６０】従って、上記実施形態によれば、自動車の
エンジン制御に適用する際、従来技術による発熱抵抗体
式空気流量測定装置と同じに扱うことができ、適用すべ
きエンジンコントロールユニットに対して、従来技術に
よる発熱抵抗体式空気流量測定装置と充分な互換性を持
たせることができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、発熱抵抗体が有する非
線形特性と、エンジンの吸気脈動により生じる出力電圧
の低下を抑えることができ、かつ、エンジンコントロー
ルユニットに取り込む際のＡＤ分解能が向上できること
になり、この結果、エンジン制御に適用して、そのアイ
ドル回転数領域など、低流量域でも精度の良い制御を容
易に安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発熱抵抗体式空気流量測定装置の参考例を示す
ブロック図である。

【図２】参考例に於ける発熱抵抗体の出力電圧のアイド
ル流量における線形特性と非線形特性の分解能を説明す
るための特性図である。

【図３】本発明による発熱抵抗体式空気流量測定装置の
一実施形態を示すブロック図である。

【図４】逆流による発熱抵抗体の非線形性と脈動振幅及
びフィルタによる計測誤差を説明するための特性図であ
る。

【図５】発熱抵抗体の非線形性と脈動振幅及びフィルタ
による計測誤差を説明するための特性図である。

【図６】本発明の一実施形態に於ける線形化回路の一例
を示すブロック図である。

【図７】本発明の一実施形態に於ける非線形変換回路の
一例を示すブロック図である。

【図８】本発明の一実施形態に於ける流量検出部の一例
を示す回路図である。

【図９】本発明の一実施形態に於ける流量検出部の一例
を示す正面図である。

【図１０】本発明の一実施形態に於ける流量検出部の一
例を示す側断面図である。

【図１１】従来技術による発熱抵抗体式空気流量測定装
置の一例を示すブロック図である。

【図１２】従来技術による逆流検知方式の発熱抵抗体式
空気流量測定装置の一例を示すブロック図である。

【図１３】発熱抵抗体の非線形性と脈動振幅及びフィル
タによる計測誤差を説明するための特性図である。

【図１４】発熱抵抗体の非線形性と脈動振幅及びフィル
タによる計測誤差を説明するための特性図である。

【図１５】逆流検知方式に於ける発熱抵抗体の非線形性
と脈動振幅及びフィルタによる計測誤差を説明するため
の特性図である。

【図１６】逆流検知方式に於ける発熱抵抗体の非線形性
と脈動振幅及びフィルタによる計測誤差を説明するため
の特性図である。

【符号の説明】

１ 発熱抵抗体式空気流量測定装置 ２ エンジンコントロールユニット ３、３０ 流量検出部 ３ａ 発熱抵抗体 ３ｂ 逆流検出用の発熱抵抗体 ３ｃ 感温抵抗体 ４、４０ 線形化回路 ５ フィルタ回路 ６、６０ 非線形変換回路 ２０ 管路部材 ２１ 回路基板 ２２ ハウジング部材 ２３ 支柱部材 ２４ 副空気通路部材 ２５ 支持体 ２６ 孔 ２７ ネジ ２８ 主空気通路 ２９ 副空気通路 ３１ シール部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 信弥 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式 会社 日立カーエンジニアリング内 (56)参考文献 特開 平８−94406（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−15013（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−195722（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−172356（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−22206（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/68 F02D 35/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気流通路に設置した発熱抵抗体を用い
   て空気流量を計測する流量検出部を備えた発熱抵抗体式
   空気流量測定装置において、 前記流量検出部から出力される非線形特性の流量信号を
   入力とする線形化回路と、 該線形化回路から出力される信号を入力とするフィルタ
   回路と、 該フィルタ回路から出力される信号を入力とし、当該信
   号を前記線形化回路の特性とは反対の非線形特性により
   処理する非線形変換回路とを設け、 該非線形変換回路の出力を流量検出信号として取り出す
   ことにより、非線形特性の流量信号を一旦線形特性化し
   た後で平均化処理が与えられるように構成すると共に、 前記流量検出部が、２個の発熱抵抗体を備え、逆流を検
   出するようにした流量検出部で構成され、 前記フィルタ回路により、逆流が含まれている流量信号
   の波形の平均値を変えずに逆流分を含まない流量信号が
   得られるまで脈動振幅が抑えられる ように構成したこと
   を特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１の発明において、前記非線形変換回路が、流量信号の低流量域では傾斜が
   大で、高流量域では傾斜が緩やかな非線形に変換する回
   路 で構成されていることを特徴とする発熱抵抗体式空気
   流量測定装置。