JP2001174304A

JP2001174304A - 演算装置内蔵センサ

Info

Publication number: JP2001174304A
Application number: JP35577699A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ota; 健治太田; Atsushi Sugaya; 菅家　　厚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】調整時に補正定数を設定する際、調整工程で現
れる誤差分も考慮した調整データを設定可能とし、セン
サ自身が有する数値演算手段によって、設定された補正
定数を最適化することが可能な演算装置内蔵センサを実
現する。【解決手段】ＰＣ等の外部からの補正データをデータ記
憶手段４００に設定し、記憶手段４００に設定した補正
データを調整データ補正手段３５０で通信手段３３０に
より流量点を１回だけ誤差分調整する。誤差分調整した
流量点を新たな流量点として記憶手段４００に設定す
る。この状態で数値演算手段３００自らが算出した流量
を記憶手段４００の流量点と誤差との関係から自分自身
の誤差を推定し、誤差が許容範囲内かを判断し範囲内で
あればその調整データを記憶手段４００に設定する。誤
差が許容範囲外と判断したときは再度、設定流量データ
を誤差分に基づいて修正して新たな調整データとし記憶
手段４００に設定する動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用のセンサ
であって、数値演算手段と、測定誤差を補正する手段と
を有するセンサに係わり、特に、自動車の内燃機関エン
ジンに吸入される空気流量を測定するのに好適な発熱抵
抗体式空気流量センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、例えば自動車用アナログ信号を
検出するセンサの中で、特に発熱抵抗体式空気流量測定
装置においては、オペアンプ等を用いた駆動回路により
熱線の温度が所定の温度となるように熱線等に流れる電
流を制御し、この熱線等に流れる電流を用いて空気流量
を測定するようにしている。

【０００３】ここで、駆動回路に用いるオペアンプは、
個々にオフセットを有しており、また、駆動回路に用い
る抵抗も抵抗値のバラツキを有している。従って、従来
の発熱抵抗体式空気流量測定装置においては、これらの
オフセットや抵抗値のバラツキによって、個々の発熱抵
抗体式空気流量測定装置毎に測定誤差を有することにな
る。

【０００４】そこで、発熱抵抗体式空気流量測定装置の
出荷時には、１台毎に特性をチェックし、出力が仕様範
囲内に入るように調整を行っている。

【０００５】この出荷時の調整方法としては、従来は、
抵抗トリミングが行われていた。この抵抗トリミングに
より、発熱抵抗体式空気流量測定装置の出力のゼロ点と
スパンが仕様範囲内に収まるように調整している。しか
しながら、抵抗トリミングは、調整作業が容易でないと
ともに、調整誤差を含むことになる。

【０００６】そこで、例えば、米国特許第４、６６９、
０５２号明細書に記載されているように、数値演算手段
を用いてデジタルデータによる多点補正を行う電子トリ
ミングが知られている。

【０００７】また、空気流量の測定装置であって、計測
誤差を逆変換処理等により補正する例としては、特開平
１１−１４４１８号公報、特開平１０−１９６２５号公
報、特開平９−２７３９５１号公報、特開平５−２８８
１１３号公報、特開平１１−２７１１２６号公報に記載
されたものがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記米国特
許４、６６９、０５２号明細書に記載された空気流量測
定装置における多点補正による調整は、抵抗トリミング
に相当する補正定数の設定が重要になる。

【０００９】通常調整作業においては、出力誤差を検証
して、誤差を最小にするように補正定数を設定する。そ
の方法の一例として、流量点における誤差を計測して、
その誤差をキャンセルするための定数を流量点に合わせ
て設定していた。

【００１０】しかしながら、実際の測定においては、調
整作業で設定した流量点とは異なる流量点で測定する場
合があるために、設定した定数が流量点のずれのために
誤差を高精度に補正することが困難であった。

【００１１】また、計測誤差を逆変換処理等により補正
する技術においても、補正するためのデータに誤差が生
じてしまい、高精度の補正が困難であった。

【００１２】そこで、一旦補正データを設定した後に、
真値と比較して、補正データが最適値となるまでフィー
ドバックして外部から新たな補正データを設定すること
が考えられる。

【００１３】しかしながら、このようなフィードバック
作業は、煩雑であり、センサの製造工程を複雑化してし
まう。

【００１４】本発明の目的は、数値演算手段を有し、調
整にデジタルデータによる２点以上の多点補正を実施す
るセンサであって、調整時に補正定数を設定する際、調
整工程で現れる誤差分も考慮した調整データを設定可能
とし、さらに、センサ自身が有する数値演算手段によっ
て、設定された補正定数を最適化することが可能な演算
装置内蔵センサを実現することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成される。（１）測定対象を測定するセンサであって、測定誤差を
補正するための数値演算手段を有する演算装置内蔵セン
サにおいて、上記センサの測定誤差を補正する補正定数
を補正するための調整データ補正手段を備える。

【００１６】（２）測定対象を測定するセンサであっ
て、測定誤差を補正するための数値演算手段を有する演
算装置内蔵センサにおいて、上記センサの測定誤差を補
正する補正定数を、外部からの信号に基づいて内部調整
を行う調整データ補正手段を備える。

【００１７】（３）測定対象を測定するセンサであっ
て、測定誤差を補正するための数値演算手段を有する演
算装置内蔵センサにおいて、上記センサの測定誤差を補
正する補正定数を、上記数値演算手段自身が算出した誤
差量に基づいて、最適値に再設定する調整データ補正手
段を備える。

【００１８】（４）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサを有し、この空気流量センサの
出力信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の
補正を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流
量測定装置において、上記流量誤差を補正する補正定数
を補正するための調整データ補正手段を備える。

【００１９】（５）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサを有し、この空気流量センサの
出力信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の
補正を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流
量測定装置において、上記流量誤差を補正する補正定数
を、外部からの信号に基づいて内部調整を行う調整デー
タ補正手段を備える。

【００２０】（６）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサを有し、この空気流量センサの
出力信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の
補正を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流
量測定装置において、上記流量誤差を補正する補正定数
を、上記数値演算手段自身が算出した誤差量に基づい
て、最適値に再設定する調整データ補正手段を備える。

【００２１】（７）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサと、この空気流量センサの出力
信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正
を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測
定装置において、上記流量誤差を補正するための補正定
数は、流量信号と誤差データとから構成される誤差マッ
プである。

【００２２】（８）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサと、この空気流量センサの出力
信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正
を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測
定装置において、上記数値演算手段により、外部から入
力される流量信号と空気流量センサの出力から換算され
る流量とから誤差が算出され、空気流量センサの出力か
ら換算される流量と求めた誤差とにより、上記流量誤差
を補正する補正定数を設定する誤差マップを備える。

【００２３】（９）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサと、この空気流量センサの出力
信号をデジタル信号に変換する手段を有するとともに流
量誤差の補正を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体
式空気流量測定装置において、上記数値演算手段によ
り、外部から入力される流量信号と空気流量センサの出
力から換算される流量とから誤差が算出され、空気流量
センサの出力から換算される流量と求めた誤差とによ
り、上記流量誤差を補正する補正定数を設定する誤差マ
ップを備え、上記数値演算手段は、再び上記誤差マップ
を用いて換算した流量と入力された流量信号とから、誤
差マップを再設定する。

【００２４】（１０）好ましくは、上記（７）から
（９）において、上記誤差マップは、データ記憶手段に
記憶される。

【００２５】（１１）測定対象を測定するセンサであっ
て、測定誤差を補正するための数値演算手段を有する演
算装置内蔵センサにおいて、誤差を補正する補正定数と
して設定されているデータを、直線補間によりマップ検
索する際に、分母になる項目を等間隔に設定すること
で、データ検索時の直線補間演算を簡略化する。

【００２６】（１２）測定誤差を補正する数値演算手段
を有する演算装置内蔵センサの測定誤差補正定数を補正
する処理プログラムを記憶する処理プログラム記録媒体
において、上記センサの測定誤差を補正する補正定数
を、外部からの信号に基づいて内部調整して記憶手段に
格納させ、格納させた補正定数を用いて、測定した値を
補正し、補正して得られた値と真の値とを比較し、補正
して得られた値と真の値との差異が所定範囲内になるま
で、補正定数を調整し、得られた補正定数を新たな補正
定数として記憶手段に格納する処理プログラムを記憶す
る。

【００２７】（１３）発熱抵抗体を用いて吸入空気流量
を検出する空気流量センサを有し、この空気流量センサ
の出力信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差
の補正を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気
流量測定装置の測定誤差補正定数を補正する処理プログ
ラムを記憶する処理プログラム記録媒体において、上記
空気流量センサの測定誤差を補正する補正定数を、外部
からの信号に基づいて内部調整して記憶手段に格納さ
せ、格納させた補正定数を用いて、測定した空気流量値
を補正し、補正して得られた空気流量値と真の値とを比
較し、補正して得られた値と真の値との差異が所定範囲
内になるまで、補正定数を調整し、得られた補正定数を
新たな補正定数として記憶手段に格納する処理プログラ
ムを記憶する。

【００２８】調整工程時にマップ化される調整データを
入力する事で、数値演算手段が誤差分を自己補正し調整
データである補正定数を最適に再設定し直す手段を有す
る事で、補正定数を最適化することが可能となる。

【００２９】特に、発熱抵抗体を用いて内燃機関の吸入
空気流量を検出する空気流量センサと、この空気流量セ
ンサの出力信号をディジタル的に空気流量信号に変換す
るとともにディジタル的に流量誤差の補正を行う数値演
算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定装置におい
ては、調整工程時に流量点と誤差を入力する事で、数値
演算手段が誤差分を自己補正し補正定数を最適に再設定
し直す手段を有する事で、補正定数を最適化することが
可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】アナログ信号を検出するセンサ
は、その信号を検出するための回路構成によって、部品
精度のばらつきの影響を受けるため、製品個々に調整を
して精度確保する必要がある。

【００３１】自動車用のアナログ信号を検出するセンサ
の一つとして、例えば、発熱抵抗体式空気流量測定装置
がある。以下、この発熱抵抗体式空気流量測定装置を一
実施形態として、本発明の説明を行う。

【００３２】まず、図６、図７と本発明の比較例として
本発明の機能を有していない空気流量装置を示す図１２
を参照して、本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空
気流量測定装置の構成について説明する。

【００３３】最初に、図７を用いて、本発明の一実施形
態による発熱抵抗体式空気流量測定装置の空気流量セン
サ回路１００の構成について説明する。図７において、
空気流量センサ回路１００は、吸気管ＴＢ内に配置され
た吸入空気流量測定を行うための発熱抵抗体ＲＨと、吸
入空気温度を補償するための感温抵抗体ＲＣ及び駆動回
路１１０とから構成されている。

【００３４】駆動回路１１０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。発熱抵
抗体ＲＨと感温抵抗体ＲＣ及び抵抗Ｒ１、Ｒ２によって
ブリッジ回路を構成している。

【００３５】また、抵抗Ｒ１の両端電圧と抵抗Ｒ２の両
端電圧とをオペアンプＯＰ１に入力することで、オペア
ンプＯＰ１は、フィードバックをかけながら発熱抵抗体
ＲＨと感温抵抗体ＲＣとの間に一定温度差を保つよう
に、発熱抵抗体ＲＨに加熱電流Ｉｈを流すフィードバッ
ク回路を構成している。

【００３６】ここで、吸気管ＴＢ中を流れる空気の流速
の速い場合には、発熱抵抗体ＲＨから奪われる熱量が多
くなり、加熱電流Ｉｈが多く流れる。また、吸気管ＴＢ
中を流れる空気の流速が遅い場合には、発熱抵抗体ＲＨ
から奪われる熱量が少ないため、加熱電流Ｉｈも少なく
なる。

【００３７】すなわち、加熱電流Ｉｈが、吸気管ＴＢ中
を流れる空気流量に比例することになる。

【００３８】そこで、加熱電流Ｉｈを抵抗Ｒ１の両端電
圧として検出し、空気流量センサ電圧（ＡＦＳ電圧）ａ
ＶｔＡｆｓとして出力する。従来は、この信号をそのま
まエンジン制御装置であるＥＣＵへ出力していたが、本
発明の一実施形態においてはこの信号を一度、図１２に
示すＡ／Ｄ変換手段２００で取りこみ、その信号を数値
演算手段３００で補正処理を実施してから空気流量補正
信号ＶｔＱａとして出力する。

【００３９】この補正処理を施す点が、従来の空気流量
測定装置（ＡＦＳ）と異なる点で、従来型と区別するた
めに、Ｉ−ＡＦＳ（インテリジェント型ＡＦＳ）と呼称
している。

【００４０】次に、図６及び図１２を用いて、本発明の
一実施形態による発熱抵抗体式空気流量測定装置の全体
構成と主な動作について説明する。

【００４１】図６は、本発明の一実施形態による発熱抵
抗体式空気流量測定装置の吸気管への取付状態を示す部
分横断面図である。図６に示すように、吸気管ＴＢを構
成する主空気構成部材の壁面には穴があけられており、
発熱抵抗体式空気流量測定装置Ｉ−ＡＦＳは、吸気管Ｔ
Ｂの外部より壁面の穴から挿入され、吸気管ＴＢの壁面
にネジ等で機械的強度を保つように固定されている。

【００４２】この発熱抵抗体式空気流量測定装置Ｉ−Ａ
ＦＳの構成部品としては、図１２に示すシステム構成図
に示すように、Ａ／Ｄ変換手段２００や数値演算手段３
００、図７に示した駆動回路１１０を含む空気流量セン
サ回路１００を構成する回路基板ＣＢを内蔵するハウジ
ング部材ＨＯＳと、非導電性部材により形成される副空
気通路構成部材ＢＰ等がある。

【００４３】副空気通路構成部材ＢＰの中には、空気流
量検出のための発熱抵抗体ＲＨ及び吸入空気温度を補償
するための感温抵抗体ＲＣが配置されている。

【００４４】発熱抵抗体ＲＨ及び感温抵抗体ＲＣは、導
電性部材により構成された支持体ＨＣＷを介して、回路
基板ＣＢと電気的に接続されている。ハウジングＨＯ
Ｓ、回路基板ＣＢ、副空気通路ＢＰ、発熱抵抗体ＲH、
感温抵抗体等ＲC等は、発熱抵抗体式空気流量測定装置
Ｉ−ＡＦＳとして、一体のモジュールとして構成されて
いる。

【００４５】空気流量センサ回路１００は、吸気管ＴＢ
に吸入される空気流量を測定し、空気流量センサ電圧
（ＡＦＳ電圧：ａＶｔＡｆｓ）を出力する。空気流量セ
ンサ回路１００が出力するＡＦＳ電圧は、Ａ／Ｄ変換手
段２００によりデジタル信号に変換され、数値演算手段
３００に入力される。

【００４６】数値演算手段３００は、図１２に示すよう
に、Ａ／Ｄ手段２００を内蔵する場合もあるし、独立し
て構成する場合も有る。空気流量センサ回路１００から
の信号をＡ／Ｄ変換手段２００に入力し、そのデータに
基づいて、補正手段３１０によって補正した結果を空気
流量補正信号（ＡＦＳ電圧補正値：ＶｔＱａ）として、
エンジン制御装置であるＥＣＵへ出力している。

【００４７】このとき、ＥＣＵ側は、従来通りアナログ
の信号で受けることがほとんどであることを考慮し、Ｉ
−ＡＦＳ側では、補正処理を実施後、デジタルデータで
扱っていた補正後信号（ＱａＲｅｆ）をアナログ信号
（ＶｔＱａ）に変換するためのＤ／Ａ変換手段５００を
介してＥＣＵへ出力する。

【００４８】補正手段で補正する前に、Ａ／Ｄ変換手段
２００に入力された信号は、アナログの電圧値からデジ
タルデータに換算される。そのデジタルデータに基づい
て、数値演算手段３００内で補正するために、流量変換
手段３２０で流量データに変換する。

【００４９】その方法は、図８の（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように、予めマップとして設定しているデータに基づい
て、データ間は、図８の（Ｃ）に示す式で表されるよう
な式による直線補間によって、Ａ／Ｄ変換手段２００か
らのＡＦＳ電圧（ＶｔＡｆｓ）から空気流量データ（Ｑ
ａＴｂｌ）に換算する。図８に示した例では、マップデ
ータを６４点としてあるが、６４点以外の数でもよく、
６４点に限定されるものではない。

【００５０】また、マップとして設定しているデータの
間隔（ΔＶｔＡｆｓ）は固定値として等間隔に設定して
いるが、このように設定することでΔＶｔＡｆｓを定数
として扱えるため、図８の（ｃ）に示す式で、ｄＹを演
算する際、除算をしなくても済み、演算が簡略化でき
る。

【００５１】流量に変換したデータＱａＴｂｌは個々の
特性差による誤差を含んでいる。その要因は上述したよ
うに、図７に示すオペアンプＯＰ１の特性や抵抗値のバ
ラツキなどが原因となっている。その個々の特性を調整
するのが、従来は抵抗トリミングによる抵抗調整であっ
たが、Ｉ−ＡＦＳでは、１台毎の特性をチェックし誤差
分を補正できるデータを調整データとしてデータ記憶手
段４００に記憶させておくことが可能な構成としてい
る。

【００５２】補正時には、データ記憶手段４００に記憶
されている調整データによって個々の特性差による誤差
を補正する。そして、この流量誤差を補正する調整デー
タは図９の（Ａ）に示すように、誤差マップとしてデー
タ記憶手段４００に設定している。

【００５３】データ記憶手段４００に記憶されたデータ
は、外部のＰＣ（パソコン）等からＩ−ＡＦＳが有する
通信手段３３０によってデータの設定が外部から可能な
構成とすることで、製品組み立て後、外部から調整が可
能となっている。

【００５４】すなわち、空気流量センサの出荷試験時
に、この調整データを１台毎に個別に設定することで、
調整すなわちデジタルトリミングしている。本発明の一
実施形態では、調整データとしてテーブル化しているデ
ータは１０点の多点で、流量点とその点での勾配と切片
とから構成する。

【００５５】図９の（Ｃ）に示すように、入力される流
量データＱａＴｂ１から、直線補間（データｑ（ｎ）と
ｑ（ｎ−１）とから傾きａ（ｎ）と切片ｂ（ｎ）とを算
出）により流量誤差ＣｍＱａを算出する。そして、算出
した誤差ＣｍＱａと流量データ（補正前）ＱａＴｂｌと
から補正後の流量値ＱａＲｅｆを算出するアルゴリズム
としている。

【００５６】調整データに設定する勾配は、最上位ビッ
トを符号ビットとして扱う１６ビットデータで、０％を
Ｈ‘８０００（１６進数）で表し、最大±２５％表現で
きるように定義している。

【００５７】すなわち、Ｈ‘００００（１６進数）が−
２５％、Ｈ’ＦＦＦＦ（１６進数）が＋２５％と定義す
る。また、切片も同じく１６ビットデータで、最小値が
−２５％（Ｈ‘００００）、最大値が＋２５％（Ｈ’Ｆ
ＦＦＦ）、中点を０％（Ｈ‘８０００）で定義する。設
定しているデータ間は直線補間によってデータ（この場
合流量誤差ＣｍＱａ）を算出する。

【００５８】直線補間は、図９の（Ｃ）に示すように、
流量データＱａＴｂｌの値から、図９の（Ａ）に示すテ
ーブルのどの範囲にあるかを検索し（図９ではｑ（ｎ）
とｑ（ｎ−１）の間にある）、その定義されている２点
間のデータから流量誤差ＣｍＱａを算出する。ここで、
ａ（ｎ）はデータｎ（ｑ（ｎ））で定義されている勾
配、ｂ（ｎ）はデータｎ（ｑ（ｎ））で定義されている
切片を表す。

【００５９】以上のように求めた流量誤差ＣｍＱａに基
づいて、補正前流量ＱａＴｂｌを補正後流量ＱａＲｅｆ
に補正するための演算式を式（１）に示す。ＱａＲｅｆ
＝ＱａＴｂｌ×(１−ＣｍＱａ) −−−（１）上記
（１）式により、抵抗トリミングによって調整された流
量信号と同様に個別バラツキが調整された流量信号とし
て、出力可能になる。

【００６０】ここで、一例として補正を実施しない状態
（補正前）での誤差が図３に示すように、最大で−１０
％程度発生しているＩ−ＡＦＳに関して説明する。

【００６１】例えば、図３の特性を示すＡＦＳの場合
は、流量３８Ｋｇ／ｈと５５Ｋｇ／ｈで−９．８％、流
量１００Ｋｇ／ｈで−２％の誤差を示しているので、流
量に対応する誤差データを補正定数として設定する。

【００６２】一例として補正データ１を設定した結果を
図４に示す。ここで、補正後の結果は実線で示し、補正
前の誤差データは破線で示し、補正用のデータ１を黒丸
及び破線で示す。この結果から、誤差は最大２．３％程
度まで縮まったが、まだ目標（本例ではバンドで２％以
下、つまり±２％以内を目標としている）に達していな
い。

【００６３】このように、誤差が完全にキャンセルでき
ない原因としては、測定した誤差データがＩ−ＡＦＳ内
部で認識している流量とずれていることが考えられる。
すなわち、流量３８Ｋｇ／ｈで誤差が−９．８％という
誤差データとなっているが、実際の誤差は、この誤差デ
ータとは差異が生じており、測定上、誤差が完全には消
去できない可能性があった。

【００６４】このため、一つの対策としては、補正デー
タ設定時流量点を、実際の値との誤差を考慮して設定す
ることが考えられる。しかし、この方法では、補正デー
タ設定のたびに誤差を測定し、設定値が最適になるまで
フィードバックしながら、その結果を見て外部より新た
な補正データを設定していくというように調整工程を進
めていかなければならず、煩雑な作業が必要で、作業工
数が増大してしまうという不具合があった。

【００６５】実際に、カットアンドトライで調整してい
き、補正後データの誤差を縮小していった結果を、図５
に示す。このように、何度か再測定しながら調整データ
をマッチングしていけば、補正後の誤差を縮小化するこ
とは可能である。

【００６６】しかし、これでは、従来の抵抗トリミング
方式と調整工数が同程度となり、調整工数の低減をもね
らっているデジタルトリミング方式の効果を得ることが
できない。

【００６７】そこで、本発明においては、補正時流量点
と補正データとを外部より設定はするが、その入力され
たデータに基づいて、演算手段自身が流量の誤差分を自
己補正して、最適な補正値になるように、内部演算によ
って調整し直す手段を新たに設けた。

【００６８】それを図１を用いて説明する。図１の例
は、図１２に示した比較例であるＩ−ＡＦＳに、調整デ
ータ補正手段３５０が追加されているところが特徴であ
る。補正データを調整工程で設定するところまでは、図
１２に示した例と同様に行われる。

【００６９】ここで、Ｉ−ＡＦＳは設定された調整デー
タから流量と誤差との関係をマップ化（図４の補正デー
タを内部で線形化）する。このとき、流量データを、実
際の誤差に近ずくように、誤差分調整して設定データの
流量点を変更して記憶する。そのアルゴリズムを図１０
に示す。ここに示すアルゴリズムは、調整データ補正手
段３５０で実施する。

【００７０】図１０において、ステップ９１でＰＣ等の
外部から補正データがデータ記憶手段４００に設定され
る。次に、ステップ９２において、データ記憶手段に設
定された補正データが、調整データ補正手段３５０で、
設定した補正データが実際の誤差に近ずくように、フィ
ードバック等により、流量点を１回だけ誤差分調整す
る。

【００７１】そして、誤差分調整した、流量点を新たな
流量点として、ステップ９３でデータ記憶手段４００に
設定する。このように、設定した補正データを、調整デ
ータ補正手段３５０により、誤差分調整することを追加
することで、Ｉ−ＡＦＳが有する調整誤差を小さくする
ことが可能となる。

【００７２】一方、以上に説明してきた方法は、外部か
ら設定した誤差データに基づいて、１回のみで調整する
オープン制御なため、まだ、誤差が残る可能性がある。

【００７３】そこで、調整データ設定時の調整工程で補
正手段３１０で実際に演算した流量を調整データ補正手
段３５０にフィードバックすることで、実際に演算した
流量と真の流量との誤差のデータを補正定数として設定
することで、さらに調整誤差を排除できる。

【００７４】そのシステム構成図を図２に示し、アルゴ
リズムを図１１に示す。図２及び図１１に示した例と、
図１及び図１０に示した例との違いは、補正データを調
整後、補正手段３１０からの信号で誤差をチェックする
構成を追加している点である。なお、図１１に示すステ
ップ１０１からステップ１０３までは図１０に示すステ
ップ９１からステップ９３と同じである。

【００７５】この状態で、調整工程（空気を流すとか、
擬似電流を印加する等のＩ−ＡＦＳが出力できる条件を
与える）において、数値演算手段３００自らが算出した
（ステップ１０４）流量をデータ記憶手段４００に設定
されている流量点と誤差との関係から自分自身の誤差を
推定する。

【００７６】そして、誤差が許容範囲に（この例ではバ
ンドで±２％以内）入っているかをステップ１０５で判
断し、許容範囲内であると判断した時にはステップ１０
７に進み、その調整データを改めてデータ記憶手段４０
０に設定して調整工程を終了する。

【００７７】ステップ１０５で誤差が許容範囲外と判断
されたときは、ステップ１０６に進み、設定の流量デー
タを、その時の誤差分に基づいて修正して新たな調整デ
ータとしデータ記憶手段４００に設定するためステップ
１０３へ戻る。

【００７８】以降、ステップ１０３〜１０５の処理を誤
差が許容範囲内に収まるまで繰り返すことで、自分自身
で調整データの最適化を実行できる。

【００７９】以上説明してきたように、誤差が大きい時
には再度補正データを調整し、その後、記憶手段４００
に改めて設定し直すことが可能である。また、このアル
ゴリズムは、補正データの調整を数値演算手段３００内
部で実施するため、外部からは初めのデータ設定だけ
で、その後の外部からのデータ設定等の作業は実施しな
いため、工数が増えることもなく、誤差を最小にできる
補正データの設定が可能になる。

【００８０】以上の説明により、最初に設定した補正定
数でも、Ｉ−ＡＦＳの数値演算手段によって補正定数自
体を自己調整してしまうため、一度の定数設定でも精度
向上が図れ、調整工程の工数低減も達成することが可能
となった。

【００８１】すなわち、本発明の一実施形態によれば、
数値演算手段を有し、調整にデジタルデータによる２点
以上の多点補正を実施する空気流量センサであって、調
整時に補正定数を設定する際、調整工程で現れる誤差分
も考慮した調整データを設定可能とし、さらに、センサ
自身が有する数値演算手段によって、設定された補正定
数を最適化することが可能な演算装置内蔵センサである
空気流量測定センサを実現することができる。

【００８２】なお、上述した例は、発熱抵抗体式空気流
量測定センサ（装置）を例として説明したが、本発明
は、発熱抵抗体式空気流量測定装置以外のアナログ信号
を検出するセンサにも適用可能である。

【００８３】発熱抵抗体式空気流量測定装置以外のアナ
ログ信号を検出するセンサとしては、圧力センサがあ
る。この圧力センサは、空気流量の代わりに、インテー
クマニホールド内の圧力や、エンジンオイルの吐出圧等
を検出している。この圧力センサにも上述した発熱抵抗
体式空気流量測定装置と同様な数値演算手段を有するこ
とで、デジタル多点補正が可能となり、調整工程の簡略
化と精度向上が達成できる。

【００８４】なお、圧力センサの場合には、図１及び図
２における空気流量センサ回路１００を圧力センサ回路
とし、流量変換手段３２０を圧力変換手段とすればよ
い。

【００８５】また、上述した例において、数値演算手段
３００の演算処理等は、プロセッサ等が、処理プログラ
ムに基づいて処理するように構成することができる。こ
の場合には、処理プログラムを記憶する手段に、その処
理プログラムを外部から記憶させることが可能である。

【００８６】そして、その処理プログラムを記憶する記
録媒体も本発明の他の実施形態として、実現可能であ
る。

【００８７】つまり、測定誤差を補正する数値演算手段
を有する演算装置内蔵センサの測定誤差補正定数を補正
する処理プログラムを記憶する処理プログラム記録媒体
である。

【００８８】この処理プログラム記録媒体には、センサ
の測定誤差を補正する補正定数を、外部からの信号に基
づいて内部調整して記憶手段に格納させ、格納させた補
正定数を用いて、測定した値を補正し、補正して得られ
た値と真の値とを比較し、補正して得られた値と真の値
との差異が所定範囲内になるまで、補正定数を調整し、
得られた補正定数を新たな補正定数として記憶手段に格
納する処理プログラムが記憶される。

【００８９】また、処理プログラム記録媒体の他の例と
しては、発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出する空
気流量センサを有し、この空気流量センサの出力信号を
デジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正を行う
数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定装置
の測定誤差補正定数を補正する処理プログラムを記憶す
る処理プログラム記録媒体がある。

【００９０】この処理プログラム記録媒体には、空気流
量センサの測定誤差を補正する補正定数を、外部からの
信号に基づいて内部調整して記憶手段に格納させ、格納
させた補正定数を用いて、測定した空気流量値を補正
し、補正して得られた空気流量値と真の値とを比較し、
補正して得られた値と真の値との差異が所定範囲内にな
るまで、補正定数を調整し、得られた補正定数を新たな
補正定数として記憶手段に格納する処理プログラムが記
憶される。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、内燃機関への流入吸気
流量を測定する発熱抵抗体式空気流量測定装置におい
て、デジタル式多点補正時の調整工程が一度で済み、調
整工程時の工数低減が達成できるとともに、空気流量測
定装置の精度向上も可能になる。

【００９２】また、同様に、数値演算手段を有するアナ
ログ信号を検出するセンサでも、調整工程の簡略化と精
度向上が達成可能になる。

【００９３】つまり、数値演算手段を有し、調整にデジ
タルデータによる２点以上の多点補正を実施するセンサ
であって、調整時に補正定数を設定する際、調整工程で
現れる誤差分も考慮した調整データを設定可能とし、さ
らに、センサ自身が有する数値演算手段によって、設定
された補正定数を最適化することが可能な演算装置内蔵
センサを実現することができる。

【００９４】また、測定誤差を補正する数値演算手段を
有する演算装置内蔵センサの測定誤差補正定数を補正す
る処理プログラムを記憶する処理プログラム記録媒体で
あって、デジタル式多点補正時の調整工程が一度で済
み、調整工程時の工数低減が達成できるとともに、演算
装置内蔵センサの精度向上も可能な処理プログラムを記
録した記録媒体を実現することができる。

【００９５】また、発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を
検出する空気流量センサを有し、この空気流量センサの
出力信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の
補正を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流
量測定装置の測定誤差補正定数を補正する処理プログラ
ムを記憶する処理プログラム記録媒体であって、デジタ
ル式多点補正時の調整工程が一度で済み、調整工程時の
工数低減が達成できるとともに、空気流量測定装置の精
度向上も可能な処理プログラムを記録した記録媒体を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置の他の例のシステム構成を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置の補正前の出力特性を示す特性図である。

【図４】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置の補正前後の出力特性比較と補正定数を示す
特性図である。

【図５】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置の補正前後の出力特性比較と補正定数を示す
他の例の特性図である。

【図６】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置の吸気管への取付状態を示す部分横断面図で
ある。

【図７】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置を説明するための回路構成図である。

【図８】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置で使用する電圧から流量への変換マップを説
明するための図である。

【図９】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流
量測定装置で使用する流量毎の誤差を設定する調整デー
タとしての誤差マップを説明するための図である。

【図１０】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気
流量測定装置のアルゴリズムを表すフローチャートであ
る。

【図１１】本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気
流量測定装置の他の例のアルゴリズムを表すフローチャ
ートである。

【図１２】本発明の機能を有していない発熱抵抗体式空
気流量測定装置のシステムの一例であって、本発明と比
較するためのブロック図である。

【符号の説明】

１００空気流量センサ１１０駆動回路２００Ａ／Ｄ変換手段３００数値演算手段３１０流量補正手段３２０流量変換手段３３０通信手段３５０調整データ補正手段４００データ記憶手段５００Ｄ／Ａ変換手段ＲＨ発熱抵抗体ＲＣ感温抵抗体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象を測定するセンサであって、測定
誤差を補正するための数値演算手段を有する演算装置内
蔵センサにおいて、上記センサの測定誤差を補正する補正定数を補正するた
めの調整データ補正手段を備えることを特徴とする演算
装置内蔵センサ。
【請求項２】測定対象を測定するセンサであって、測定
誤差を補正するための数値演算手段を有する演算装置内
蔵センサにおいて、上記センサの測定誤差を補正する補正定数を、外部から
の信号に基づいて内部調整を行う調整データ補正手段を
備えることを特徴とする演算装置内蔵センサ。
【請求項３】測定対象を測定するセンサであって、測定
誤差を補正するための数値演算手段を有する演算装置内
蔵センサにおいて、上記センサの測定誤差を補正する補正定数を、上記数値
演算手段自身が算出した誤差量に基づいて、最適値に再
設定する調整データ補正手段を備えることを特徴とする
演算装置内蔵センサ。
【請求項４】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出す
る空気流量センサを有し、この空気流量センサの出力信
号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正を
行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定
装置において、上記流量誤差を補正する補正定数を補正するための調整
データ補正手段を備えることを特徴とする発熱抵抗体式
空気流量測定装置。
【請求項５】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出す
る空気流量センサを有し、この空気流量センサの出力信
号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正を
行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定
装置において、上記流量誤差を補正する補正定数を、外部からの信号に
基づいて内部調整を行う調整データ補正手段を備えるこ
とを特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項６】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出す
る空気流量センサを有し、この空気流量センサの出力信
号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正を
行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定
装置において、上記流量誤差を補正する補正定数を、上記数値演算手段
自身が算出した誤差量に基づいて、最適値に再設定する
調整データ補正手段を備えることを特徴とする発熱抵抗
体式空気流量測定装置。
【請求項７】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出す
る空気流量センサと、この空気流量センサの出力信号を
デジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正を行う
数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定装置
において、上記流量誤差を補正するための補正定数は、流量信号と
誤差データとから構成される誤差マップであることを特
徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項８】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出す
る空気流量センサと、この空気流量センサの出力信号を
デジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正を行う
数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定装置
において、上記数値演算手段により、外部から入力される流量信号
と空気流量センサの出力から換算される流量とから誤差
が算出され、空気流量センサの出力から換算される流量
と求めた誤差とにより、上記流量誤差を補正する補正定
数を設定する誤差マップを備えることを特徴とする発熱
抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項９】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出す
る空気流量センサと、この空気流量センサの出力信号をデジタル信号に変換す
る手段を有するとともに流量誤差の補正を行う数値演算
手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測定装置におい
て、上記数値演算手段により、外部から入力される流量信号
と空気流量センサの出力から換算される流量とから誤差
が算出され、空気流量センサの出力から換算される流量
と求めた誤差とにより、上記流量誤差を補正する補正定
数を設定する誤差マップを備え、上記数値演算手段は、
再び上記誤差マップを用いて換算した流量と入力された
流量信号とから、誤差マップを再設定することを特徴と
する発熱抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項１０】請求項７から請求項９記のうちのいずれ
か一項記載の空気流量測定装置において、上記誤差マッ
プは、データ記憶手段に記憶されることを特徴とする発
熱抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項１１】測定対象を測定するセンサであって、測
定誤差を補正するための数値演算手段を有する演算装置
内蔵センサにおいて、誤差を補正する補正定数として設定されているデータ
を、直線補間によりマップ検索する際に、分母になる項
目を等間隔に設定することで、データ検索時の直線補間
演算を簡略化することを特徴とする演算装置内蔵セン
サ。
【請求項１２】測定誤差を補正する数値演算手段を有す
る演算装置内蔵センサの測定誤差補正定数を補正する処
理プログラムを記憶する処理プログラム記録媒体におい
て、上記センサの測定誤差を補正する補正定数を、外部から
の信号に基づいて内部調整して記憶手段に格納させ、格
納させた補正定数を用いて、測定した値を補正し、補正
して得られた値と真の値とを比較し、補正して得られた
値と真の値との差異が所定範囲内になるまで、補正定数
を調整し、得られた補正定数を新たな補正定数として記
憶手段に格納する処理プログラムを記憶することを特徴
とする処理プログラム記録媒体。
【請求項１３】発熱抵抗体を用いて吸入空気流量を検出
する空気流量センサを有し、この空気流量センサの出力
信号をデジタル信号に変換する手段と、流量誤差の補正
を行う数値演算手段とを有する発熱抵抗体式空気流量測
定装置の測定誤差補正定数を補正する処理プログラムを
記憶する処理プログラム記録媒体において、上記空気流量センサの測定誤差を補正する補正定数を、
外部からの信号に基づいて内部調整して記憶手段に格納
させ、格納させた補正定数を用いて、測定した空気流量
値を補正し、補正して得られた空気流量値と真の値とを
比較し、補正して得られた値と真の値との差異が所定範
囲内になるまで、補正定数を調整し、得られた補正定数
を新たな補正定数として記憶手段に格納する処理プログ
ラムを記憶することを特徴とする処理プログラム記録媒
体。