氣體流量測定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種將對流量信號進行修正時的修正精度提高的氣體流量測定裝置。氣體流量測定裝置具有：配置在氣體流路中的一個或多個電阻器；氣體流量檢測電路，其通過檢測在上述電阻器中流動的電流或與該電流相應地產(chǎn)生的電壓，輸出與在上述氣體流路中流動的氣體流量相應的氣體流量檢測信號；和用于檢測上述氣體流路中的氣體溫度的氣體溫度檢測元件或者設置在集成電路內(nèi)部的用于檢測基板溫度的基板溫度檢測元件，上述氣體流量測定裝置根據(jù)它們的溫度檢測信號進行流量信號的特性修正，上述氣體流量測定裝置具備信號轉(zhuǎn)換單元，該信號轉(zhuǎn)換單元對從上述氣體流量檢測信號的目標特性偏離一定量以上的特性畸變進行修正。
【專利說明】氣體流量測定裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體流量測定裝置，特別涉及發(fā)動機的吸入空氣流量測定。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車用發(fā)動機中，為了控制燃料噴射量，需要對吸入空氣流量進行測定。作為該測定吸入空氣流量的裝置的一種，存在熱阻式氣體流量測定裝置。期望該熱阻式氣體流量測定裝置的輸出信號即使溫度發(fā)生變化輸出信號變化也小、即溫度依賴誤差小。
[0003]為了減小該溫度依賴誤差，需要從氣體溫度、基板溫度檢測信號修正氣體流量檢測信號的溫度依賴誤差。
[0004]為了提高必要最小限度的分辨率，存在利用不等間隔的修正表局部地提高分辨率(分辨能力)的日本特開2007-071889號公報中記載的技術(shù)。一般在熱阻式氣體流量測定裝置中，具備運算電路，該運算電路具有與空氣流量-輸出特性相關的表數(shù)據(jù)，將該表數(shù)據(jù)的區(qū)域分割、在各個空氣流量區(qū)域改變輸出特性的修正式來計算空氣流量，上述表數(shù)據(jù)的區(qū)域分割是將空氣流量的低流量區(qū)域比高流量區(qū)域更微細地分割。由此，能夠不極端地增加表的數(shù)據(jù)數(shù)地提高低流量精度。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2007-071889號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的問題
[0009]一般在數(shù)字修正中為了降低修正誤差且在整個流量區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高精度化，需要提高表的分辨率，但是由于表的數(shù)據(jù)數(shù)增加，檢索數(shù)據(jù)增加，運算處理變慢。
[0010]在專利文獻I中，在氣體流量信號的修正和氣體溫度依賴性的修正中，通過不利用函數(shù)進行插補而使用表進行修正，能夠?qū)怏w流量信號和氣體溫度依賴性的非線性進行修正。但是，在使用表進行修正的情況下，因為根據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)決定修正精度，所以雖然數(shù)據(jù)數(shù)越多越能夠進行高精度的修正，但是當數(shù)據(jù)數(shù)少時，修正誤差變大。
[0011]因此，雖然為了提高精度而考慮增加表的數(shù)據(jù)數(shù)，但是因為運算電路變大而成本上升。此外，作為不使表的數(shù)據(jù)數(shù)增加地提高精度的方法，考慮通過令表的數(shù)據(jù)間隔成為不等間隔而局部地提高分辨率。但是，使用不等間隔的表時存在運算負荷變大、運算處理變慢的問題。
[0012]進一步，為了在低流量以外局部地提高分辨率，需要預先決定表的數(shù)據(jù)間隔。
[0013]本發(fā)明的目的在于，提高對流量信號進行修正時的修正精度。
[0014]用于解決問題的方式
[0015]為了達到上述目的，本發(fā)明的氣體流量測定裝置具有:氣體流量檢測電路，其通過檢測在配置于氣體流路中的一個或多個電阻器中流動的電流或與該電流相應地產(chǎn)生的電壓，輸出與在上述氣體流路中流動的氣體流量相應的氣體流量檢測信號；和用于檢測上述氣體流路中的氣體溫度的氣體溫度檢測元件或者設置在集成電路內(nèi)部的用于檢測基板溫度的基板溫度檢測元件，該氣體流量測定裝置根據(jù)從上述氣體溫度檢測元件或者上述基板溫度檢測元件得到的溫度檢測信號，進行上述氣體流量檢測信號的特性修正，該氣體流量測定裝置的特征在于:
[0016]具備信號轉(zhuǎn)換單元，該信號轉(zhuǎn)換單元對從上述氣體流量檢測信號的目標特性偏離一定量以上的特性畸變(特性彎曲)進行修正。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提高對流量信號進行修正時的修正精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是空氣流量測定裝置安裝至主體時的安裝圖。
[0020]圖2是圖1的A-A’截面圖。
[0021]圖3是第一實施方式的空氣流量測定裝置的電路圖。
[0022]圖4是空氣流量檢測信號的特性。
[0023]圖5是第一實施方式的檢測信號的轉(zhuǎn)換圖。
[0024]圖6是流量信號的坐標轉(zhuǎn)換圖。
[0025]圖7是第一實施方式中的空氣流量檢測信號的特性畸變。
[0026]圖8是流量信號特性轉(zhuǎn)換的圖。
[0027]圖9是使用表進行的修正的流程圖。
[0028]圖10是迂回副通路形狀的空氣流量測定裝置安裝至主體時的安裝圖。
[0029]圖11是-字形副通路形狀的空氣流量測定裝置安裝至主體時的安裝圖。
[0030]圖12是α形副通路形狀的空氣流量測定裝置安裝至主體時的安裝圖。
[0031]圖13是第二實施方式中的檢測信號的轉(zhuǎn)換圖。
[0032]圖14是第三實施方式中的檢測信號的轉(zhuǎn)換圖。
[0033]圖15是第三實施方式中的坐標轉(zhuǎn)換組合圖。
[0034]附圖標記的說明
[0035]I氣體溫度檢測元件
[0036]2空氣流量測定裝置
[0037]3 主體
[0038]4氣體流量檢測元件
[0039]5 基板
[0040]6主通路
[0041]7副通路
[0042]8空氣的流動
[0043]9固定電阻
[0044]10數(shù)字信號處理DSP
[0045]11模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADl
[0046]12集成電路內(nèi)的溫度傳感器[0047]13模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD2
[0048]14模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD3
[0049]15PROM (可編程只讀存儲器！Programmable read-only memory)
[0050]16數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DAl
[0051]17自激計數(shù)器FRCl
[0052]18數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DA2
[0053]19自激計數(shù)器 FRC2 (free running counter)
[0054]20振蕩器
[0055]21集成電路
[0056]22氣體溫度檢測電路
[0057]23調(diào)整器(regulator)
[0058]24多路調(diào)制器(multiplexer) MUXl
[0059]25多路調(diào)制器MUX2
[0060]26發(fā)動機控制單元E⑶
[0061]27副通路入口
[0062]28副通路出口
【具體實施方式】
[0063]參照附圖對本發(fā)明的空氣流量測定裝置的實施方式進行說明。以下，對空氣流量測定裝置進行說明。
[0064]首先，使用圖1至圖6說明本發(fā)明的第一實施方式。
[0065]在圖1中，設置有吸氣溫度檢測元件I的空氣流量測定裝置2被插入到氣體流路主體3中。
[0066]在圖2中，空氣流量測定裝置2構(gòu)成為，安裝在形成內(nèi)燃機的吸氣流路的氣體通路主體3中，暴露于在主通路6中流動的氣體8。因此，以氣體溫度檢測元件(還被稱為熱敏電阻(thermistor)或氣體溫度測定電阻器)I直接暴露于吸氣流體的方式設置在空氣流量測定裝置2的上游一側(cè)。此外，氣體流量檢測元件4安裝在基板5上，僅安裝有氣體流量檢測元件4的部分設置在副通路7內(nèi)。在基板5上還設置有氣體溫度檢測電路22，與副通路7隔離。
[0067]在圖3中，由氣體溫度檢測元件I檢測出的氣體溫度通過基板5上的氣體溫度檢測電路22被轉(zhuǎn)換為電壓信號，被輸入模擬轉(zhuǎn)換器AD314。此外，在集成電路21內(nèi)，為了檢測基板溫度而設置有用于檢測與基板5相當?shù)臏囟鹊募呻娐穬?nèi)的溫度傳感器12。由此，能夠檢測到氣體溫度和空氣流量測定裝置2各自的溫度。
[0068]此外，氣體溫度檢測電路22是將在吸氣流路配置的氣體溫度檢測元件I和固定電阻9串聯(lián)連接而構(gòu)成的，對氣體溫度檢測電路22供給調(diào)整器23輸出的定電壓。
[0069]此外，在進行修正時，根據(jù)利用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADlll將來自氣體流量檢測元件4的氣體流量檢測信號Ta進行轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字值、利用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD213將來自集成電路內(nèi)的溫度傳感器12的基板溫度信號進行轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字值、利用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD314將來自氣體溫度檢測元件I的氣體溫度信號Ta進行轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字值這些值的數(shù)字信號，利用表進行修正。所謂的表是指，將針對被標準化的氣體流量信號和氣體溫度信號的修正常數(shù)呈柵格狀進行排列而得到的表，將使用該表、按照流量信號和溫度信號計算修正值的方法稱為表修正。將被標準化的流量信號和溫度信號的交點稱為柵格點，賦予修正常數(shù)。表修正中使用的修正常數(shù)由數(shù)字信號處理DSPlO根據(jù)預先保存在PR0M15內(nèi)的常數(shù)進行修正運算處理。這樣被修正的氣體流量信號和氣體溫度信號的數(shù)字值，被使用數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DAl 16和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DA218進行模擬轉(zhuǎn)換，作為電壓信號被輸出。另一方面，使用自激計數(shù)器(自運行計數(shù)器:free running counter)) FRC117對氣體流量信號的數(shù)字值進行模擬轉(zhuǎn)換時，氣體流量信號的數(shù)字值作為頻率信號被輸出。同樣，使用自激計數(shù)器FRC219對氣體溫度信號的數(shù)字值進行模擬轉(zhuǎn)換時，氣體溫度信號的數(shù)字值作為頻率信號被輸出。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DAl 16和自激計數(shù)器FRCl 17的選擇能夠通過多路調(diào)制器(multiplexer) MUX124的設定進行選擇實施，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DA218和自激計數(shù)器FRC219的選擇能夠通過多路調(diào)制器(multiplexer)MUX225的設定進行選擇實施。此外，利用振蕩器20對整個電路進行驅(qū)動。進而，空氣流量測定裝置與ECU26電連接。
[0070]圖4表示氣體流量檢測信號和目標輸出。在流體存在層流和紊流(湍流)，存在層流向紊流轉(zhuǎn)變的點，在此影響下氣體流量檢測信號中產(chǎn)生特性畸變。該特性畸變根據(jù)空氣流量測定裝置的結(jié)構(gòu)，特別是氣體流量檢測元件4附近的結(jié)構(gòu)，特性畸變的大小和特性畸變的產(chǎn)生位置不同。此處所謂的特性畸變是指從圖4所示的目標特性偏離一定量以上而形成的彎曲。
[0071]圖5表示用于對特性畸變進行修正的方法。在每次使用將氣體流量信號、基板溫度信號、氣體溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的信號進行修正時，關于溫度信號，設置有能夠?qū)κ褂没鍦囟刃盘朤l和氣體溫度信號Ta中的哪一個進行選擇的開關，該開關能夠根據(jù)PR0M15內(nèi)的常數(shù)進行切換。根據(jù)第一坐標轉(zhuǎn)換表將氣體流量檢測信號Q轉(zhuǎn)換為Ql，根據(jù)第二坐標轉(zhuǎn)換表將氣體溫度檢測信號Ta轉(zhuǎn)換為Tl。此時，第一坐標轉(zhuǎn)換表是用于對氣體流量信號Q進行特性轉(zhuǎn)換的表，是具有17個柵格點的表。與此相對，第二坐標轉(zhuǎn)換表是用于對氣體溫度信號Tl進行特性轉(zhuǎn)換的表，是具有5個柵格點的表。氣體流量信號與氣體溫度信號的特性不同，因此坐標轉(zhuǎn)換表也使用不同的坐標轉(zhuǎn)換表。這樣，對原來的特性進行坐標轉(zhuǎn)換，使用進行了特性轉(zhuǎn)換的信號Q1、T1，由此與使用Q和Ta利用修正表進行修正相比，利用Ql和Tl進行修正更能夠提高利用修正表進行的特性畸變附近的分辨率。在利用修正表進行了修正的輸出Q2上加上原來的氣體流量檢測信號Q而進行輸出。通過將這些Q1、Tl作為輸入信號來對利用修正表而得的氣體流量信號和氣體溫度依賴誤差進行修正，能夠提高溫度和流量的特性畸變附近的分辨率，高精度地進行修正。圖6表示坐標轉(zhuǎn)換前后的特性。通過利用坐標轉(zhuǎn)換對特性畸變大的部分進行特性轉(zhuǎn)換，被分配到特性畸變的部分的柵格數(shù)增力口，分辨率得到提高。
[0072]另一方面，為了高精度地對局部的特性畸變部分進行修正，需要利用第一坐標轉(zhuǎn)換表和第二坐標轉(zhuǎn)換表使特性畸變部分的分辨率得到提高。因此，使用圖7說明對局部的特性畸變的大小進行判斷、根據(jù)彎曲的大小決定特性畸變的附近的分辨率的方法。圖7是橫軸表示氣體流量信號Q、縱軸表示目標輸出與利用氣體流量檢測元件4檢測到的氣體流量檢測信號之差ΛΥ的圖表。但是，該圖表表示相對于目標輸出在高流量和低流量這兩個點對氣體流量檢測信號進行零距調(diào)整時的差。此處，在特性畸變的判斷中使用(I)式的值進行判斷。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體流量測定裝置，其特征在于，包括: 氣體流量檢測電路，其通過檢測在配置于氣體流路中的一個或多個電阻器中流動的電流或者與該電流相應地產(chǎn)生的電壓，輸出與在所述氣體流路中流動的氣體流量相應的氣體流量檢測信號；和 用于檢測所述氣體流路中的氣體溫度的氣體溫度檢測元件或者設置在集成電路內(nèi)部的用于檢測基板溫度的基板溫度檢測元件， 所述氣體流量測定裝置根據(jù)從所述氣體溫度檢測元件或者所述基板溫度檢測元件得到的溫度檢測信號，進行所述氣體流量檢測信號的特性修正， 所述氣體流量測定裝置具備信號轉(zhuǎn)換單元，所述信號轉(zhuǎn)換單元對從所述氣體流量檢測信號的目標特性偏離一定量以上的特性畸變進行修正。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 所述信號轉(zhuǎn)換單元， 當令氣體流量為Q、令對作為修正后的目標的氣體流量檢測信號的輸出特性和所述電阻器的氣體流量信號的輸出進行了零距調(diào)整的值為ΛΥ、 令所述特性畸變的搜索區(qū)域的最小值為a、令所述特性畸變的搜索區(qū)域的最大值為b、令a與b之間的分割數(shù)為η、 令在a與b之間進行分割而得到的各個區(qū)間的ΛY與Q的梯度之和除以分割數(shù)而得到的值和在a與b之間Λ Y最大時的值Λ Ymax或者在a與b之間Λ Y最小時的值Λ Ymax的積為S時， 根據(jù)所述a和b搜索所述特性畸變的位置，根據(jù)所述S的大小判斷特性畸變的大小，在所述S的絕對值I S I的值為0.005以上時，根據(jù)所述a和b以及S的值對所述氣體流量檢測信號進行修正，使得I S I的值成為0.055以下。
3.如權(quán)利要求2所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 所述信號轉(zhuǎn)換單元具有修正表，所述修正表具有: 第一坐標轉(zhuǎn)換表，其用于緩和所述氣體流量檢測信號的非線性；和 第二坐標轉(zhuǎn)換表，其用于緩和所述溫度檢測信號的非線性， 所述修正表基于進行了所述坐標轉(zhuǎn)換的信號進行修正。
4.如權(quán)利要求3所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 所述第一坐標轉(zhuǎn)換表和所述第二坐標轉(zhuǎn)換表是任意分割數(shù)的等間隔表。
5.如權(quán)利要求2所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 所述氣體流量測定裝置包括集成電路，所述集成電路將來自所述氣體流量檢測電路的輸出和來自所述氣體溫度檢測元件的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將對各個信號進行了修正的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號而輸出。
6.如權(quán)利要求3所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 所述修正表中使用的氣體溫度檢測信號是來自所述氣體溫度檢測元件的氣體溫度信號。
7.如權(quán)利要求3所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 所述修正表中使用的氣體溫度檢測信號是來自設置在所述集成電路內(nèi)的基板溫度傳感器的溫度信號。
8.如權(quán)利要求2所述的氣體流量測定裝置，其特征在于: 輸入已被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的所述氣體溫度檢測信號、來自設置于所述集成電路內(nèi)的基板溫度傳感器的基板溫度檢測信號和來自所述氣體流量檢測電路的氣體流量檢測信號，根據(jù)所輸入的數(shù)字 信號進行修正運算處理。
【文檔編號】G01F1/696GK103748439SQ201280040110
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】鈴木和紀, 中田圭一, 佐藤亮 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社