JP2001324364A - Thermal air, flow rate measurement device, its flow meter, internal combustion engine using it, and thermal air flow rate measurement method - Google Patents
Thermal air, flow rate measurement device, its flow meter, internal combustion engine using it, and thermal air flow rate measurement methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な熱式空気流
量測定装置とその測定方法及び熱式空気流量計、並びに
それを用いた内燃機関と、その吸気量検出に好適な空気
流量測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel thermal air flow measuring device, a measuring method thereof, a thermal air flow meter, an internal combustion engine using the same, and an air flow measuring method suitable for detecting an intake air amount thereof. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より自動車などの内燃機関の電子制
御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流
量装置として、熱式のものが質量空気量を直接検知でき
ることから多数使われている。この際、発熱抵抗体は白
金線をボビンに巻きつけてガラスでコーティングする、
薄膜抵抗体をセラミック基板上やシリコン基板上に形成
する等により構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an air flow device which is provided in an electronically controlled fuel injection device of an internal combustion engine of an automobile or the like and measures an intake air amount, a thermal type air flow device is widely used because it can directly detect a mass air amount. . At this time, the heating resistor is coated with glass by winding a platinum wire around a bobbin,
The thin film resistor is formed on a ceramic substrate or a silicon substrate.
【0003】流量の検出方法としては発熱抵抗体を一定
温度に加熱し、流れが生じた際に流れる電流を直接検出
する方式と、発熱抵抗体の両側に温度検出抵抗体を配置
し、温度検出抵抗体の温度差により検出する方式等が上
げられる。[0003] The flow rate is detected by heating the heating resistor to a constant temperature and directly detecting the current flowing when the flow is generated, or by arranging the temperature sensing resistor on both sides of the heating resistor. A method of detecting the temperature based on the temperature difference between the resistors may be used.
【0004】特に、自動車において、4気筒以下のエン
ジンの低回転数、重負荷時のように、吸入空気量の脈動
振幅が大きく一部逆流を伴う脈動流の場合、従来の空気
流量装置では精度が低下するため流れの方向に応じた出
力が要求される。発熱抵抗体の両側に温度検出抵抗体を
配置し、温度検出抵抗体の温度差により検出する方式
は、流れの方向に応じた出力が得られるため、逆流等の
出力の検出に適している。[0004] In particular, in the case of a pulsating flow in which the pulsating amplitude of the intake air amount is large and a partial backflow occurs, such as when the engine has a low rotational speed and a heavy load of an engine having four cylinders or less, the accuracy of the conventional air flow device is high. Therefore, an output according to the flow direction is required. The method of arranging the temperature detecting resistors on both sides of the heating resistor and detecting the temperature based on the temperature difference between the temperature detecting resistors can obtain an output according to the flow direction, and is suitable for detecting an output such as a backflow.
【0005】いずれの方式も用途に応じて一長一短があ
るため、アナログ回路で組み合わせて使う方式が特開平
9-318412、特開平11-51954等に記載され
ている。これは、比較的感度の良い温度検出抵抗体の温
度差出力が、高流量側では感度が飽和して劣化するた
め、低流量側で感度が悪く高流量側で感度の良い直接検
出する方式の出力と差動増幅器で加算して出力するもの
である。[0005] Since each system has advantages and disadvantages depending on the application, systems used in combination with analog circuits are described in JP-A-9-318412 and JP-A-11-51954. This is because the temperature difference output of the temperature sensing resistor with relatively high sensitivity is saturated at the high flow rate side and deteriorates, so the direct detection with low sensitivity at the low flow rate side and high sensitivity at the high flow rate side is used. The output and the differential amplifier are added and output.
【0006】このように、比較的感度の良い温度検出抵
抗体の温度差出力を補償するやり方としては、先の感度
を補償するやり方以外に、ヒータの上昇温度により割り
算して出力を補償するやり方が特公平6-63801
に、温度補償するやり方が特公平6-64080等に記
載されている。As described above, as a method of compensating the temperature difference output of the temperature detecting resistor having relatively high sensitivity, a method of compensating the output by dividing the temperature by the rise temperature of the heater, besides the method of compensating for the sensitivity described above. Is Tokuhei 6-63801
The method of temperature compensation is described in Japanese Patent Publication No. 6-64080.
【0007】他に、特に自動車用に温度検出抵抗体の温
度差出力を補償するやり方として媒体温度を検出して補
償するやり方が特開平6-160142等に記載されて
いる。In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 6-160142 discloses a method for compensating for the temperature difference output of the temperature detecting resistor for a vehicle, in particular, by detecting the medium temperature.
【0008】一方、AD変換を用いたデジタル的なやり
方として、測温抵抗体の出力によりゼロ点を補正するや
り方が、特開平6-230021に記載されている。ま
た、デジタル的に温度を補正するやり方が、特開平11
-94620に記載されている。On the other hand, as a digital method using AD conversion, a method of correcting a zero point by an output of a resistance temperature detector is described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-230021. A method of digitally correcting the temperature is disclosed in
-94620.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、特に温度検出抵抗体の温度差出力の精度を補償する
やり方として、主にアナログ回路を用いた方式がこれま
で色々と提案されている。アナログ回路においては、色
々な用途に応じて流量の測定範囲の異なる装置を得、か
つ精度を向上させるには回路や調整が複雑となり、コス
トアップ要因となっていた。デジタル的にゼロ点を補償
する方式や、温度補償する方式も検討されていたが、セ
ンサ全体の感度の調整に関してはあまり考慮されていな
かった。In the above-mentioned prior art, as a method for compensating the accuracy of the temperature difference output of the temperature detecting resistor, various methods mainly using an analog circuit have been proposed. In the case of an analog circuit, in order to obtain a device having a different flow rate measurement range according to various uses and to improve the accuracy, the circuit and adjustment become complicated, which has caused a cost increase. Although a method of digitally compensating for a zero point and a method of compensating for temperature have been studied, adjustment of the sensitivity of the entire sensor has not been considered much.
【0010】本発明の目的は、出力特性の異なる特性の
センサを用いデジタル化された信号を用いた演算手段に
より感度向上が図られ、また流体の流れの向きに応じて
出力でき、感度及び温度補正の容易な測定精度の高い熱
式空気流量測定装置及び熱式空気流量計並びにそれを用
いた内燃機関とその熱式空気流量測定方法を提供するに
ある。[0010] It is an object of the present invention to improve the sensitivity by means of arithmetic means using digitalized signals using sensors having different output characteristics, and to output in accordance with the direction of the flow of the fluid. It is an object of the present invention to provide a thermal air flow measuring device and a thermal air flow meter with easy measurement and high measurement accuracy, an internal combustion engine using the same, and a thermal air flow measuring method therefor.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、気体の流体中
に配置される少なくとも1つの発熱抵抗体と、該発熱抵
抗体の前記流体の上流部及び下流部に形成された測温抵
抗体と、 前記流体の流量に関係する少なくとも2つの
信号を検出する手段及び該検出された値を量子化(デジ
タル変換)する量子化手段(デジタル化手段)と、 前
記量子化された信号に基づいて前記流量を演算する演算
手段とを備えたこと、又は前記2つ以上の量子化(デジ
タル変換)された信号に基づいて少なくとも2つのパラ
メータを用いて演算する演算手段と、該演算された信号
が合成されて出力される出力手段とを備えたこと、又は
前記2つ以上の量子化デジタル変換)された信号に基づ
いて少なくとも2つのパラメータを用いて演算する演算
手段と、該演算された信号が合成されて出力される出力
手段とを備え、前記流量に関係した少なくとも2つの信
号は前記発熱抵抗体の発熱量及び前記上流部及び下流部
に形成された測温抵抗体の温度差であることことを特徴
とする熱式空気流量測定装置にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides at least one heating resistor disposed in a gaseous fluid, and a temperature measuring resistor formed at an upstream portion and a downstream portion of the heating resistor at the fluid. Means for detecting at least two signals related to the flow rate of the fluid, quantization means (digitization means) for quantizing (digital-converting) the detected value, and based on the quantized signal. Computing means for computing the flow rate, or computing means for computing using at least two parameters based on the two or more quantized (digital-converted) signals; and Output means for combining and outputting, or operation means for performing an operation using at least two parameters based on the two or more quantized digitally converted signals; and Output means for synthesizing and outputting signals, wherein at least two signals related to the flow rate are based on a calorific value of the heating resistor and a temperature difference between the temperature measuring resistors formed in the upstream portion and the downstream portion. There is provided a thermal air flow measuring device.
【0012】更に、本発明は、気体の流体中に配置され
る少なくとも1つの発熱抵抗体と、温度補償抵抗により
前記発熱抵抗体を定温度駆動し前記流体の流量を検出す
る前記発熱抵抗体による流量検出手段と、前記発熱抵抗
体の両側に温度検出抵抗体を配置し両者の温度差により
前記流量を検出する流量検出手段と、前記発熱抵抗体か
らの値と前記温度差にとる値とを量子化(デジタル変
換)する量子化手段(ディジタル化手段)と、該量子化
(デジタル変換)された値を演算する演算手段と、該演
算された値に基づいて補正する補正手段とを備えたこと
を特徴とする。Further, the present invention comprises at least one heating resistor disposed in a gaseous fluid, and the heating resistor for detecting a flow rate of the fluid by driving the heating resistor at a constant temperature by a temperature compensation resistor. Flow rate detecting means, a temperature detecting resistor arranged on both sides of the heating resistor, and a flow rate detecting means for detecting the flow rate based on a temperature difference between the two, and a value from the heating resistor and a value taken as the temperature difference. Quantizing means (digitizing means) for quantizing (digital converting), calculating means for calculating the quantized (digital converted) value, and correcting means for correcting based on the calculated value are provided. It is characterized by the following.
【0013】又、本発明は、気体の流体中に配置される
少なくとも1つの発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流
体の上流部及び下流部に形成された測温抵抗体とを備
え、該測温抵抗体は前記上流部及び下流部の各々に前記
発熱抵抗体の長手方向に沿って複数段に配置されている
熱式空気流量計にあり、そしてこれに前記発熱抵抗体と
測温抵抗体とから前記流体の流量に関係する少なくとも
2つの信号を出力する出力手段と、該出力された値を量
子化する量子化手段と、前記量子化された信号に基づい
て前記流量と方向とを演算する演算手段とを備えたこと
を特徴とする熱式空気流量測定装置にある。Further, the present invention comprises at least one heating resistor disposed in a gaseous fluid, and a temperature measuring resistor formed on an upstream portion and a downstream portion of the heating resistor with respect to the fluid, The temperature measuring resistor is provided in a thermal air flow meter arranged in a plurality of stages along the longitudinal direction of the heating resistor at each of the upstream portion and the downstream portion, and the heating resistor and the temperature measuring device are connected thereto. Output means for outputting at least two signals related to the flow rate of the fluid from the resistor, quantizing means for quantizing the output value, and the flow rate and direction based on the quantized signal. And a calculating means for calculating the following formula.
【0014】本発明は、気体の流体中に配置される少な
くとも1つの発熱抵抗体による発熱量に関する信号と、
前記発熱抵抗体の前記流体の上流部及び下流部の各々に
複数段に形成された測温抵抗体の前記上流部及び下流部
での温度差に関する信号と、前記温度差以外の前記流体
の流れの差に応じた信号とに基づいて、又、これに、こ
れらの前記信号を量子化(デジタル変換)して、該量子
化された信号に基づいて前記流量と方向とを演算するこ
とを特徴とする空気流量の熱式測定方法にある。According to the present invention, there is provided a signal relating to an amount of heat generated by at least one heat generating resistor disposed in a gaseous fluid;
A signal relating to a temperature difference between the upstream portion and the downstream portion of the temperature measuring resistor formed in a plurality of stages at each of an upstream portion and a downstream portion of the fluid of the heating resistor, and a flow of the fluid other than the temperature difference And quantizing (digital-converting) these signals based on a signal corresponding to the difference between the two, and calculating the flow rate and direction based on the quantized signal. Thermal measurement method of the air flow rate.
【0015】即ち、本発明は、発熱抵抗体と、温度補償
抵抗により発熱抵抗体を定温度駆動し流量を検出する手
段と、発熱抵抗体の両側に温度検出抵抗体を配置し温度
検出抵抗体の温度差により流量を検出する手段と、発熱
抵抗体の流量に応じた信号と温度差の流量に応じた信号
を入力する量子化手段(ディジタル化手段)と、双方の
信号入力により量子化演算(デジタル演算)して補正及
び調整を施す手段とを有するものである。That is, according to the present invention, there is provided a heating resistor, means for driving the heating resistor at a constant temperature by means of a temperature compensating resistor to detect a flow rate, and a temperature sensing resistor provided on both sides of the heating resistor. Means for detecting a flow rate based on a temperature difference between the two elements, a quantization means (digitizing means) for inputting a signal corresponding to the flow rate of the heating resistor and a signal corresponding to the flow rate of the temperature difference, and a quantization operation based on both signal inputs. (Digital operation) to perform correction and adjustment.
【0016】本発明により、測定範囲の異なる用途にお
いても、2つの異なる検出原理を用いた流量信号を用
い、ディジタル的な最適化演算により、容易に出力感度
を調整し、精度を向上するすることが可能となる。According to the present invention, even in applications having different measurement ranges, output sensitivity can be easily adjusted by digital optimization calculation using flow rate signals using two different detection principles, thereby improving accuracy. Becomes possible.
【0017】本発明における前述の一次式以上の関数
は、(q1=a1×f1+b1、q2=f2、…)、
(q1=f1、q2=a2×f2+b2、…)及び(q
1=a1×f1+b1、q2=a2×f2+b2、…)
のいずれかで表されるものであり、温度に対する関数
は、(a1=c1×Ta+d1、b1=c2×Ta+d
2、…)、及び前記量子化された信号に対する関数は、
(a1=g1×f1+h1、b1=g2×f1+h2、
…)である。前述の関数は二次式又は三次式の関数を用
いる事が出来る。In the present invention, the function of the above-mentioned linear expression or higher is (q1 = a1 × f1 + b1, q2 = f2,...)
(Q1 = f1, q2 = a2 × f2 + b2,...) And (q
1 = a1 × f1 + b1, q2 = a2 × f2 + b2,...)
And the function for the temperature is (a1 = c1 × Ta + d1, b1 = c2 × Ta + d
2,...) And the function for the quantized signal are:
(A1 = g1 × f1 + h1, b1 = g2 × f1 + h2,
…). As the above function, a quadratic or cubic function can be used.
【0018】本発明により、測定範囲の異なる用途にお
いても、2つの異なる検出原理を用いた流量信号を用
い、ディジタル的な最適化演算により、容易に出力感度
を調整し、精度を向上することが可能となる。According to the present invention, it is possible to easily adjust output sensitivity and improve accuracy by digital optimization calculation using flow rate signals using two different detection principles even in applications having different measurement ranges. It becomes possible.
【0019】自動車などの内燃機関の吸入空気量を測定
する熱線式空気流量計において、色々な用途に応じて流
量の測定範囲の異なる装置を提供し、かつセンサ全体の
感度を調整して精度を向上させると共に回路や調整を単
純にしたものである。In a hot-wire type air flow meter for measuring an intake air amount of an internal combustion engine of an automobile or the like, a device having a different flow rate measurement range according to various applications is provided, and the sensitivity of the whole sensor is adjusted to improve accuracy. It is an improvement and a simplified circuit and adjustment.
【0020】以上の様なデジタル的な補正により感度が
良好で精度の良い空気流量計を得ることで、自動車のエ
ンジン制御における最適化が図られエンジンからの排ガ
スを低減できるといった効果がある。By obtaining an air flow meter with good sensitivity and high accuracy by the digital correction as described above, there is an effect that the optimization of the engine control of the automobile is achieved and the exhaust gas from the engine can be reduced.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】(実施例1)図1は本発明の熱式
空気流量計の駆動回路図である。熱線駆動回路1は電源
101に接続され空気流量に応じた出力する。熱線駆動
回路1は発熱抵抗体211a、温度補償抵抗211c、
抵抗13、14、17からなるホイーストンブリッジ回
路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように差
動増幅器15、トランジスタ16によって発熱抵抗体2
11aに流れる電流を調整するように構成されている。
発熱抵抗体211aの加熱温度が低いと、差動増幅器1
5の出力が大きくなり、更に加熱するように動作する。
この構成により空気流速によらず発熱抵抗体211aの
抵抗値は一定に、すなわち温度が一定値になるように発
熱抵抗体211aに流れる電流が制御される。このと
き、発熱抵抗体211aによる空気流速に対応する信号
は、発熱抵抗体211aを流れる電流を抵抗13で電圧
に変換することで電圧信号V2を得、デジタル補正回路
220に入力する。(Embodiment 1) FIG. 1 is a drive circuit diagram of a thermal air flow meter according to the present invention. The hot-wire drive circuit 1 is connected to the power supply 101 and outputs an output according to the air flow rate. The heating wire driving circuit 1 includes a heating resistor 211a, a temperature compensation resistor 211c,
The Wheatstone bridge circuit composed of the resistors 13, 14, and 17 generates the heating resistor 2 by the differential amplifier 15 and the transistor 16 so that the potential difference at the bridge midpoint becomes zero.
It is configured to adjust the current flowing through 11a.
If the heating temperature of the heating resistor 211a is low, the differential amplifier 1
The output of No. 5 increases, and it operates to further heat.
With this configuration, the current flowing through the heating resistor 211a is controlled so that the resistance value of the heating resistor 211a is constant regardless of the air flow velocity, that is, the temperature is kept constant. At this time, a signal corresponding to the air flow velocity by the heating resistor 211a is obtained by converting a current flowing through the heating resistor 211a into a voltage by the resistor 13 to obtain a voltage signal V2 and input to the digital correction circuit 220.
【0022】ここで発熱抵抗体211aは、例えば板型
のガラスやセラミック基板上に、発熱体として白金やタ
ングステンの薄膜や厚膜が形成されたものである。The heating resistor 211a is formed, for example, by forming a thin film or a thick film of platinum or tungsten as a heating element on a plate-shaped glass or ceramic substrate.
【0023】特に、発熱抵抗体211aはシリコンなど
の半導体基板上に、発熱体として白金やタングステンの
薄膜や厚膜、ポリシリコン抵抗体や、単結晶シリコンの
抵抗体が形成されたものである。In particular, the heating resistor 211a is formed by forming a thin film or thick film of platinum or tungsten, a polysilicon resistor, or a single crystal silicon resistor as a heating element on a semiconductor substrate such as silicon.
【0024】発熱抵抗体211aは自動車等の内燃機関
の吸気通路内に設けられ、吸気通路に流れる空気流量に
対応した電圧出力V2が得られる。この電圧を差動増幅
器で増幅して使うのが通常の直接検出するタイプの熱式
空気流量計の構成である。The heating resistor 211a is provided in an intake passage of an internal combustion engine of an automobile or the like, and obtains a voltage output V2 corresponding to a flow rate of air flowing through the intake passage. Amplifying this voltage with a differential amplifier and using it is the configuration of a normal direct detection type thermal air flow meter.
【0025】一方、発熱抵抗体211aの両側に温度検
出抵抗体211d、211e、211f、211gを配
置し、温度検出抵抗体211d、211e、211f、
211gでブリッジを構成し中点の電位Vb1、Vb2
の差より抵抗体の温度差を検出する方式は、流れの方向
に応じた出力が得られる。ここで温度検出抵抗体211
d、211e、211f、211gは電源電圧Vref
1により一定電圧で駆動されるものである。この抵抗体
の温度差を検出する方式は、差動で検出するため低流量
側の感度が良く、逆流といった双方向の流れの検出に適
しているが、定電圧で駆動されるため高流量側の感度が
制限されやすい。On the other hand, temperature detecting resistors 211d, 211e, 211f, 211g are arranged on both sides of the heating resistor 211a, and the temperature detecting resistors 211d, 211e, 211f,
A bridge is constituted by 211g and the potentials Vb1 and Vb2 at the middle point
In the method of detecting the temperature difference of the resistor from the difference, the output according to the flow direction can be obtained. Here, the temperature detection resistor 211
d, 211e, 211f, 211g are the power supply voltage Vref
1 is driven at a constant voltage. This method of detecting the temperature difference of the resistor has good sensitivity on the low flow rate side because it is differentially detected, and is suitable for detecting bidirectional flow such as reverse flow. Sensitivity is likely to be limited.
【0026】図2は発熱抵抗体211aをシリコン半導
体基板上211に薄膜で構成したパターン図の一例であ
る。発熱抵抗体211aは縦長で抵抗が折り返したパタ
ーンで、この両側に温度検出用の抵抗体211d、21
1e、211f、211gが配置された構造となってい
る。この、発熱抵抗体211aと、温度検出用の抵抗体
211d、211e、211f、211gは、例えばシリコ
ン基板211の裏面からエッチングされ熱容量が小さな
ダイヤフラム構造部に抵抗体が配置されたものである。
温度補償抵抗211cは、発熱抵抗体211aの加熱によ
る温度影響が受けにくい場所に配置されている。FIG. 2 is an example of a pattern diagram in which a heating resistor 211a is formed on a silicon semiconductor substrate 211 by a thin film. The heating resistor 211a has a vertically elongated pattern in which the resistance is turned back.
1e, 211f, and 211g are arranged. The heat generating resistor 211a and the temperature detecting resistors 211d, 211e, 211f, and 211g are, for example, formed by etching the back surface of the silicon substrate 211 and disposing the resistors in a diaphragm structure having a small heat capacity.
The temperature compensating resistor 211c is disposed in a place where the temperature of the heating resistor 211a is not easily affected by the temperature.
【0027】具体的な温度差の流量検出の原理を説明す
る。ここで通常空気の流れは、AからBに対して流れる。
流れの無い場合でも、発熱抵抗体211aにより加熱さ
れヒータに温度分布が生じる。温度検出用の抵抗体21
1d、211e、211f、211gは流れの無い状態で
は、理想的には抵抗値がすべて同じでありブリッジ回路
を構成しても出力は発生しない。ここで空気の流れが生
じると、発熱抵抗体211aの両側の温度分布が変わ
り、流量に応じた出力が得られる。具体的には、発熱抵
抗体211aの上流側の温度検出用の抵抗体211d、2
11eの抵抗値が温度が下がることにより下がり、下流
側の温度検出用の抵抗体211f、211gの抵抗値が、
発熱抵抗体211aの熱を受けて温度が上がることによ
り上がり、上下流で生じた温度差を抵抗値の変化として
得ることができる。A specific principle of detecting the flow rate of the temperature difference will be described. Here, the normal air flow flows from A to B.
Even when there is no flow, the heater is heated by the heating resistor 211a and a temperature distribution occurs in the heater. Resistor 21 for temperature detection
In a state where there is no flow, 1d, 211e, 211f, and 211g ideally have the same resistance values, and no output is generated even if a bridge circuit is configured. Here, when air flow occurs, the temperature distribution on both sides of the heating resistor 211a changes, and an output corresponding to the flow rate is obtained. More specifically, the temperature detecting resistors 211d, 2d on the upstream side of the heating resistor 211a,
The resistance value of the resistor 11e decreases as the temperature decreases, and the resistance values of the temperature detecting resistors 211f and 211g on the downstream side decrease.
When the temperature rises due to the heat of the heating resistor 211a, the temperature rises, and a temperature difference between the upstream and downstream sides can be obtained as a change in the resistance value.
【0028】以上の様に、温度検出用の抵抗体を、発熱
抵抗体211あの長手方向に複数用いてブリッジを構成
すれば特に温度差の検出感度を向上させることができ
る。原理的には、上流側、下流側に2つの温度検出用の
抵抗体を配置し、特に温度検知しない2つの抵抗体と組
み合わせてブリッジを構成しても同様の検知が可能であ
る。ただし、温度検出用の抵抗体の変化に対する出力電
圧の感度が、先の発熱抵抗体211aの長手方向に温度
検出用の抵抗体を複数用いた場合よりも低下することに
なる。温度検出用の抵抗体の温度依存性が高いような場
合では、上流側、下流側に各1つの合計2つの温度検出
用の抵抗体を設けただけでも構わないが、温度検出用の
抵抗体の温度依存性が低く出力感度が得にくい場合は、
温度検出用の抵抗体を上流側と下流側とに各々複数、特
に2個づつ設けるのが望ましい。As described above, if a bridge is formed by using a plurality of resistors for temperature detection in the longitudinal direction of the heating resistor 211, the sensitivity for detecting a temperature difference can be particularly improved. In principle, the same detection is possible even if two resistors for temperature detection are arranged on the upstream side and the downstream side, and a bridge is formed in combination with two resistors that do not detect temperature in particular. However, the sensitivity of the output voltage to the change of the temperature detecting resistor is lower than the case where a plurality of temperature detecting resistors are used in the longitudinal direction of the heating resistor 211a. In the case where the temperature dependency of the temperature detecting resistor is high, it is sufficient to provide a total of two temperature detecting resistors, one each for the upstream side and the downstream side. If it is difficult to obtain output sensitivity due to low temperature dependency of
It is desirable to provide a plurality of, especially two, resistors for temperature detection on the upstream side and on the downstream side, respectively.
【0029】図3はシリコン基板上に形成した抵抗体の
断面図である。抵抗パターンのある場所が最も厚みがあ
る構造となっている。本実施例においては、この温度検
出抵抗体211d、211e、211f、211gのブ
リッジ中点の電位Vb1、Vb2も、デジタル補正回路
220に入力する。デジタル補正回路220は、2つの
アナログ・ディジタル変換器221a、221bを有
し、流量に応じた電圧値をデジタル値に変換して読み取
り、ディジタル量として演算により調整し、ディジタル
・アナログ変換器224の出力電圧Voutとしてエンジン
コントロールユニット等に信号を送るものである。ここ
でデジタル補正回路220は、CPU222a、RAM
222b、ROM222cからなる演算回路222と、発
振器226、PROM223等により構成される。ここ
でPROM223は、個別センサの出力感度のばらつき
等を調整値として一回以上記録することができるもので
あればよく、電気的な書き換え可能なEEPROMやフ
ラッシュROM等にのみ限定されるものではない。FIG. 3 is a sectional view of a resistor formed on a silicon substrate. The location where the resistance pattern is located has the thickest structure. In this embodiment, the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoints of the temperature detecting resistors 211d, 211e, 211f, and 211g are also input to the digital correction circuit 220. The digital correction circuit 220 has two analog / digital converters 221a and 221b, converts a voltage value corresponding to the flow rate into a digital value, reads it, adjusts it as a digital quantity by calculation, and adjusts the digital / analog converter 224. A signal is sent to the engine control unit or the like as the output voltage Vout. Here, the digital correction circuit 220 includes a CPU 222a, a RAM,
An arithmetic circuit 222 including a ROM 222c and a ROM 222c, an oscillator 226, a PROM 223, and the like. Here, the PROM 223 is not limited to an electrically rewritable EEPROM, a flash ROM, or the like as long as the PROM 223 can record a variation or the like of the output sensitivity of the individual sensor as an adjustment value at least once. .
【0030】また、外部から供給される電圧Vccを電
源として内部の電源・保護回路228に入力し、外部電
圧Vccに依存した電源電圧Vref1としてスイッチ
225a、225bを介し、アナログ・ディジタル変換
器221a、221b、ディジタル・アナログ変換器2
24に接続され基準として用いられている。ここでスイ
ッチ225a、225bは、デジタル補正回路220の
内部の基準電圧回路229で発生した電圧Vref2
と、先の外部電圧Vccに依存した電源電圧Vref1
を切り替えるものである。ここでアナログ・ディジタル
変換器221a、221bは、ブリッジ回路の出力Vb
1、Vb2、V2等を直接入力しているため精度が必要
となるが、精度を確保し、かつ回路規模を小さくするに
は例えばΔΣ型のアナログ・ディジタル変換器を用いれ
ばよい。The voltage Vcc supplied from the outside is input to the internal power supply / protection circuit 228 as a power supply, and the power supply voltage Vref1 depending on the external voltage Vcc is supplied to the analog / digital converter 221a via the switches 225a and 225b. 221b, digital / analog converter 2
24 and used as a reference. Here, the switches 225a and 225b are connected to the voltage Vref2 generated by the reference voltage circuit 229 inside the digital correction circuit 220.
And a power supply voltage Vref1 depending on the external voltage Vcc.
Is to switch. Here, the analog / digital converters 221a and 221b output the output Vb of the bridge circuit.
Since 1, Vb2, V2, etc. are directly input, accuracy is required. However, in order to ensure accuracy and reduce the circuit scale, for example, a ΔΣ type analog-digital converter may be used.
【0031】本実施例では、先の発熱抵抗体211aを
流れる電流を抵抗13で電圧に変換することにより得た
電圧信号V2と、温度検出抵抗体211d、211e、
211f、211gの流量に応じた温度差を示すブリッ
ジ中点の電位Vb1、Vb2のデジタル化のアナログ・
ディジタル変換器を分離して設けている。これは、双方
の流量検出の原理によるものからで、それぞれに最適化
し易い構成としたものである。In this embodiment, the voltage signal V2 obtained by converting the current flowing through the heating resistor 211a into a voltage by the resistor 13 and the temperature detection resistors 211d, 211e,
The analog of digitalization of the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoint indicating the temperature difference according to the flow rates of 211f and 211g.
The digital converter is provided separately. This is based on the principle of both flow rate detections, and is configured to be easily optimized for each.
【0032】電圧信号V2は、フィードバックにより熱
線駆動回路1のブリッジの電圧を変えているものであ
り、出力はデジタル補正回路220の電源Vcc等には
依存しない。そのため、アナログ・ディジタル変換の際
には独立した基準電圧が必要となり、基準電圧Vref
2を設けてアナログ・ディジタル変換器221bに基準
として印可するものである。The voltage signal V2 changes the bridge voltage of the hot-wire drive circuit 1 by feedback, and its output does not depend on the power supply Vcc of the digital correction circuit 220 or the like. Therefore, an independent reference voltage is required for analog-to-digital conversion, and the reference voltage Vref
2 is provided for application as a reference to the analog / digital converter 221b.
【0033】これに対し、温度検出抵抗体211d、2
11e、211f、211gは電源電圧Vref1によ
り一定電圧で駆動されるものであるが、電源電圧Vre
f1の変動によりブリッジ中点の電位Vb1、Vb2が
増減する。これを取り除くための一つの方法が、アナロ
グ・ディジタル変換器221aの基準電圧を電源電圧V
ref1として、電源電圧Vref1と同様にデジタル
変換の際の読み値を変化させるものである。本実施例で
は、特にスイッチ225aを設けてアナログ・ディジタ
ル変換器221aの基準電圧を切り替えられる構成とし
ている。電源電圧Vref1の変動が非常に少ない場合
は、基準電圧回路229の基準電圧Vref2でも構わ
ない。On the other hand, the temperature detecting resistors 211d,
11e, 211f, and 211g are driven at a constant voltage by the power supply voltage Vref1.
Due to the fluctuation of f1, the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoint increase or decrease. One method for removing this is to change the reference voltage of the analog / digital converter 221a to the power supply voltage V.
As ref1, the read value at the time of digital conversion is changed similarly to the power supply voltage Vref1. In this embodiment, in particular, a switch 225a is provided to switch the reference voltage of the analog / digital converter 221a. When the fluctuation of the power supply voltage Vref1 is very small, the reference voltage Vref2 of the reference voltage circuit 229 may be used.
【0034】また、ディジタル・アナログ変換器224
も同様に、スイッチ225bにより基準電圧を変えるこ
とが出来るようになっている。これは、アナログ値でイ
ンターフェイスする場合の基準を自由に選択するためで
あり、接続されるコントロールユニット側のアナログ・
ディジタル変換器の基準電圧と、外部から供給される電
圧Vccが同様もしくは、同期して変動する場合は電源
電圧Vref1を基準とし、コントロールユニット側と
は関連性が無い場合は独立した基準電圧Vref2を選
択し、対応するコントロールユニットによって対応が容
易でアナログインターフェイスのアンマッチングによる
誤差の少ない構成としたものである。The digital / analog converter 224
Similarly, the reference voltage can be changed by the switch 225b. This is to freely select the standard when interfacing with analog values.
When the reference voltage of the digital converter and the voltage Vcc supplied from the outside fluctuate in the same or synchronous manner, the power supply voltage Vref1 is used as a reference, and when there is no relation with the control unit, an independent reference voltage Vref2 is used. The configuration is such that it is easily handled by the selected and corresponding control unit, and the error due to the unmatching of the analog interface is small.
【0035】デジタル補正回路220を、以上の様な構
成とすることで出力の感度が向上し、調整の容易な空気
流量計を得ることができる。詳細な動作を図4により説
明する。先に説明した、発熱抵抗体211aを流れる電
流を抵抗13で電圧に変換することにより得た電圧信号
V2の流量に対する出力特性をf1とし、温度検出抵抗
体211d、211e、211f、211gの流量に応
じた温度差を示すブリッジ中点の電位Vb1、Vb2の
差電圧dVの、流量に対する出力特性をf2としてい
る。With the above-described configuration of the digital correction circuit 220, the output sensitivity is improved, and an air flow meter that can be easily adjusted can be obtained. The detailed operation will be described with reference to FIG. The output characteristic with respect to the flow rate of the voltage signal V2 obtained by converting the current flowing through the heating resistor 211a into a voltage by the resistor 13 as described above is represented by f1, and the flow rate of the temperature detection resistors 211d, 211e, 211f, and 211g is obtained. The output characteristic of the difference voltage dV between the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoint indicating the corresponding temperature difference with respect to the flow rate is represented by f2.
【0036】出力特性をf1は、流量がゼロの状態でも
発熱抵抗体211aの加熱電流が流れるため、原点を通
らないオフセットした出力電圧特性となる。出力特性
は、流量がゼロの状態では自己加熱時の自然対流等によ
るゼロ点変動が生じ易いが、高流量においては電源電圧
が許す範囲で出力が飽和しない特性となる。このため、
熱容量の小さな発熱抵抗体211aを用いた場合には特
に、低流量側の感度が悪化することになるが高流量側に
関しては感度が良好な特性となる。The output characteristic f1 is an offset output voltage characteristic that does not pass through the origin because the heating current of the heating resistor 211a flows even when the flow rate is zero. The output characteristics are such that when the flow rate is zero, the zero point fluctuates easily due to natural convection or the like during self-heating, but at high flow rates, the output does not saturate within the range permitted by the power supply voltage. For this reason,
In particular, when the heat generating resistor 211a having a small heat capacity is used, the sensitivity on the low flow rate side is deteriorated, but the sensitivity is excellent on the high flow rate side.
【0037】これに対して、出力特性f2はブリッジの
差の出力をとるため、理想的には流量ゼロで原点を通る
特性となる。特に、流量ゼロからの低流量側の感度が良
好となるが、高流量側においては抵抗の温度差が付きに
くくなり、変化が小さく出力が飽和する様な特性となり
やすい。On the other hand, the output characteristic f2 takes the output of the difference between the bridges, and ideally has a characteristic of passing the origin at zero flow rate. In particular, the sensitivity on the low flow rate side from zero flow rate becomes better, but on the high flow rate side, the temperature difference of the resistance is less likely to occur, and the characteristics tend to be small and the output is saturated.
【0038】以上の特性を実際に用いるには通常、差動
増幅器等で増幅しゼロ点を調整するゼロスパン調整をア
ナログ的に施す。それによって見かけ上の感度特性は比
較的良くなるが、出力特性f1、f2の基本的な感度の
傾向は変わらない。すなわち、出力特性f1は、低流量
の感度が悪く高流量側の感度が良いのに対し、出力特性
f2は、低流量の感度が良く高流量側の感度が悪いと相
反する特性となる。これらの特性を改善するために、差
動増幅器等で構成するアナログ的な演算回路により特性
を変化させることが考えられる。しかしながら感度補償
のためのアナログ的に複雑な演算と、センサの個体差を
補償するための調整等を全てアナログ的にすることは調
整回路を複雑にし、調整方式も複雑となりコスト増の要
因となる。To actually use the above characteristics, a zero span adjustment for amplifying with a differential amplifier or the like and adjusting a zero point is usually performed in an analog manner. As a result, the apparent sensitivity characteristics are relatively improved, but the basic sensitivity trends of the output characteristics f1 and f2 do not change. That is, the output characteristic f1 has low sensitivity at the low flow rate and has high sensitivity on the high flow rate side, whereas the output characteristic f2 has the sensitivity at the low flow rate and good sensitivity at the high flow rate side. In order to improve these characteristics, it is conceivable to change the characteristics using an analog arithmetic circuit composed of a differential amplifier or the like. However, making all analog calculations for sensitivity compensation and adjustments for compensating for individual differences among sensors all analog requires a complicated adjustment circuit, a complicated adjustment method, and an increase in cost. .
【0039】以上の点を改善すべく、先に述べたデジタ
ル補正回路220を用いてデジタル的な演算を施すこと
により目的を達成できる。具体的には、出力特性f1、
f2を一次以上の関数式によりそれぞれの感度を補正す
る。In order to improve the above points, the object can be achieved by performing a digital operation using the digital correction circuit 220 described above. Specifically, the output characteristics f1,
The respective sensitivities of f2 are corrected by a first-order or higher functional expression.
【0040】 [0040]
【0041】次に感度を補正した結果どうしを乗算す
る。Next, the results of sensitivity correction are multiplied by each other.
【0042】 [0042]
【0043】その結果、出力特性f1、f2の基本的な
感度の傾向に対し、低流量側から高流量側まで感度の良
好な特性を得ることが出来るようになる。図5に示すよ
うに、As a result, it is possible to obtain a good sensitivity characteristic from the low flow rate side to the high flow rate side with respect to the basic sensitivity tendency of the output characteristics f1 and f2. As shown in FIG.
【式3】の演算結果を実際に用いるには、さらにインタ
ーフェイスの際に出力レベルの調整が必要となる。In order to actually use the calculation result of Equation 3, it is necessary to further adjust the output level at the time of interface.
【0044】 但し、A=ga・a1・a2,B=ga・a1・b2,C=ga・a2・b1,D=ga・b1・b2+
offとする。[0044] However, A = ga ・ a1 ・ a2, B = ga ・ a1 ・ b2, C = ga ・ a2 ・ b1, D = ga ・ b1 ・ b2 +
Set to off.
【0045】以上の様に、デジタル的な補正手段を設け
ることで、基本的なセンサの感度補正と出力補正が同時
にかつ容易に可能となる。以上の様なAs described above, the provision of digital correction means makes it possible to simultaneously and easily perform basic sensor sensitivity correction and output correction. Like above
【式1】からFrom Equation 1
【式4】までを、順番に計算してもよいし、Up to Equation 4 may be calculated in order,
【式5】のように、一括して計算しても良い。The calculation may be performed collectively, as in Equation 5.
【式5】の場合は、事前にパラメータを計算し、その結
果を記録することで、個別に補正パラメータを持つより
も変数の数が少なくてすむという利点がある。In the case of the formula (5), by calculating the parameters in advance and recording the results, there is an advantage that the number of variables can be reduced as compared with the case where the correction parameters are individually provided.
【0046】本実施例によれば、特に出力特性f1、f
2の異なる特性のセンサを用いた場合にデジタル的な演
算手段により感度向上が図られ、また感度補正のための
変数が少なくなり調整が簡素化されるといった効果があ
る。According to this embodiment, the output characteristics f1, f
When two sensors having different characteristics are used, the sensitivity is improved by digital operation means, and the number of variables for the sensitivity correction is reduced, and the adjustment is simplified.
【0047】図6は、本発明の実施例によるセンサ出力
電圧特性補正の一例を示す線図である。空気流量の流れ
の向きを考慮してデジタル的な補正手段を用いた場合の
実施例である。先に述べた、温度検出抵抗体211d、
211e、211f、211gの流量に応じた温度差を
示すブリッジ中点の電位Vb1、Vb2の差電圧dVの
流量に対する出力特性をf2は、流れの方向に応じて出
力が符号付きで得られる。図6には出力特性f1、f2
を一次以上の関数式により感度を補正した出力、q1、
q2を示す。FIG. 6 is a diagram showing an example of sensor output voltage characteristic correction according to the embodiment of the present invention. This is an embodiment in the case where digital correction means is used in consideration of the flow direction of the air flow rate. As described above, the temperature detection resistor 211d,
An output characteristic f2 of the output characteristic with respect to the flow rate of the difference voltage dV between the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoint indicating the temperature difference according to the flow rates of 211e, 211f, and 211g is obtained with a sign according to the flow direction. FIG. 6 shows output characteristics f1 and f2.
Is an output obtained by correcting the sensitivity by a first-order or higher functional expression, q1,
q2.
【0048】温度差式の出力q2は流量がプラスの場合
はプラスの出力で、流量がマイナスの場合はマイナスの
出力となる。これは、例えば先のデジタル補正回路22
0のアナログ・ディジタル変換器221aが差動入力可
能な構成であり、プラスマイナスのアナログ差動入力に
対して符号付きのデジタル信号に変換するような構成の
場合に達成される。特に、流れの向きにより感度が異な
る場合は、The output q2 of the temperature difference equation is a positive output when the flow rate is positive, and a negative output when the flow rate is negative. This is because, for example, the digital correction circuit 22
This is achieved in the case where the analog-to-digital converter 221a of "0" is capable of differential input, and converts positive and negative analog differential inputs into signed digital signals. In particular, if the sensitivity differs depending on the direction of the flow,
【式2】においてパラメータa2、b2を流れの向きに
応じてa2u、b2u、a2d、b2dと複数用意し、
感度を変えることで最適化を図ることも可能である。In Equation 2, a plurality of parameters a2, b2 are prepared as a2u, b2u, a2d, b2d according to the direction of the flow,
It is also possible to optimize by changing the sensitivity.
【0049】これに対し、直熱式の出力q1は流量がプ
ラスの場合でも、マイナスの場合でもプラスの出力で流
れの方向に対して符号が付かない。これは、例えば先の
デジタル補正回路220のアナログ・ディジタル変換器
221bがグランド基準に入力可能な構成であり、プラ
スのアナログ入力に対して符号無しのデジタル信号に変
換するような構成の場合に達成される。この場合特にOn the other hand, the output q1 of the direct heating type has a positive output regardless of whether the flow rate is positive or negative, and has no sign in the flow direction. This is achieved, for example, in a configuration in which the analog-to-digital converter 221b of the digital correction circuit 220 can be input with reference to the ground, and the positive analog input is converted into an unsigned digital signal. Is done. Especially in this case
【式1】において、パラメータa1、b1によりq2の
ゼロ点と、q1のゼロ点を一致させるように感度を調整
する。In the formula (1), the sensitivity is adjusted by the parameters a1 and b1 so that the zero point of q2 and the zero point of q1 coincide.
【0050】以上の様な符号付きの温度差式の出力q2
と、符号無しの直熱式の出力q1を用いた場合にでも、
先の実施例に述べたようにThe output q2 of the signed temperature difference equation as described above
And even if the unsigned direct heat output q1 is used,
As mentioned in the previous embodiment
【式3】により感度補正の演算をすればよいが、乗算結
果q3も符号付きとする必要がある。The calculation of the sensitivity correction may be performed by Equation 3, but the multiplication result q3 must also be signed.
【0051】本実施例によれば、特に出力特性f1、f
2が異なり、かつ符号無しの出力と符号付きの出力とい
った符号の異なる特性であっても、ディジタル的に補正
することで容易に符号付きの演算を実現でき、流量の流
れの向きによらず感度補正ができ、性能が向上するとい
った効果がある。According to this embodiment, the output characteristics f1, f
2, even if the characteristics are different in sign such as unsigned output and signed output, it is possible to easily realize signed operation by digitally correcting, and to achieve sensitivity regardless of the flow direction of flow. There is an effect that correction can be made and performance is improved.
【0052】図7は、空気流量の流れの向きを考慮して
デジタル的な補正手段を用いた場合のセンサ出力電圧と
流量との関係を示す線図である。先に述べた、温度差式
の出力q2は流れの方向に応じて出力が符号付きで得ら
れる。これに対し、直熱式の出力q1は流れの方向に対
して符号が付かない。しかしながら、この場合特にFIG. 7 is a diagram showing the relationship between the sensor output voltage and the flow rate when digital correction means is used in consideration of the flow direction of the air flow rate. As described above, the output q2 of the temperature difference equation is obtained with a sign depending on the flow direction. On the other hand, the output q1 of the direct heat type has no sign with respect to the flow direction. However, especially in this case
【式1】においてパラメータa1、b1により、高流量
側で温度差式の出力q2を超え、q2のゼロ点と、q1
のゼロ点を一致させるように感度を調整する。また、温
度差式の出力q2の符号を判定することで、流量がマイ
ナスの場合に直熱式の出力q1に符号を付けた出力−q
1を準備する。In the equation 1, the output q2 of the temperature difference equation is exceeded on the high flow rate side by the parameters a1 and b1, and the zero point of q2 and q1
Adjust the sensitivity to match the zero point of. Further, by determining the sign of the output q2 of the temperature difference equation, the output −q obtained by adding a sign to the output q1 of the direct heat type when the flow rate is negative.
Prepare 1
【0053】低流量側の感度と高流量側の感度を両立す
るために、温度差式の出力q2と直熱式の出力q1とを
大小判定する。これは、例えば流量がプラスの場合は大
きい方を、流量がマイナスの場合は小さい方を選択する
といった条件判定により実現される。この場合は、次の
様になる。In order to make the sensitivity on the low flow rate side and the sensitivity on the high flow rate side compatible, the magnitude of the output q2 of the temperature difference type and the output q1 of the direct heat type are determined. This is realized by, for example, a condition determination that a larger flow rate is selected when the flow rate is positive and a smaller flow rate is selected when the flow rate is negative. In this case, it is as follows.
【0054】 [0054]
【0055】ここで、マイナスは符号付きを現してい
る。パラメータを最適化することにより、流量に応じて
選択した流量出力q3は、切り替え時の段差の少ない滑
らかな曲線を得ることも出来る。また、判定演算により
先のHere, the minus sign indicates a sign. By optimizing the parameters, the flow rate output q3 selected according to the flow rate can also obtain a smooth curve with few steps when switching. In addition, the determination
【式3】に示すような乗算処理を省くことができる。The multiplication process as shown in Expression 3 can be omitted.
【0056】本実施例によれば、特に出力特性f1、f
2が異なり、かつ符号無しの出力と符号付きの出力とい
った符号の異なる特性であっても、ディジタル的な補正
及び判定手段により感度補正ができ、簡単に性能が向上
するといった効果がある。According to this embodiment, the output characteristics f1, f
2, the sensitivity can be corrected by digital correction and determination means even if the characteristics have different signs, such as an unsigned output and a signed output.
【0057】図8は、吸気温度による誤差と特性補正の
一例を示す線図である。特に出力特性f1、f2が異な
る特性を組み合わせて用いた場合の温度特性の改善を図
るものである。常温時に対して吸気温度が変化した場合
の出力誤差を考えると、直熱式の出力ft1は吸気温度
に応じて加熱温度も上昇するため吸気温度に対してプラ
スの温度特性を持ちやすい傾向がある。これに対し、温
度差式の出力ft2は定電圧で駆動した場合マイナスの
温度特性を持ちやすい傾向がある。これらの温度特性の
中で直熱式の出力ft1は、ブリッジ内の温度補償抵抗
17の変更により特性を変えることができる。しかしそ
の場合では、必ずしも温度特性が一様でないため調整が
複雑となる。これに対し、デジタル的に演算補正をする
ことで、各特性の温度に対する誤差の割合を変えること
で温度特性を改善が容易に可能となる。FIG. 8 is a diagram showing an example of an error due to the intake air temperature and characteristic correction. In particular, the temperature characteristics are improved when a combination of characteristics having different output characteristics f1 and f2 is used. Considering the output error when the intake air temperature changes with respect to the room temperature, the direct heating type output ft1 tends to have a positive temperature characteristic with respect to the intake air temperature because the heating temperature also increases according to the intake air temperature. . On the other hand, the output ft2 of the temperature difference equation tends to have negative temperature characteristics when driven at a constant voltage. Among these temperature characteristics, the output ft1 of the direct heating type can be changed by changing the temperature compensation resistor 17 in the bridge. However, in that case, the adjustment becomes complicated because the temperature characteristics are not always uniform. On the other hand, by performing digital operation correction, the temperature characteristics can be easily improved by changing the ratio of the error of each characteristic to the temperature.
【0058】これは、先に述べたThis is described above.
【式1】[Equation 1]
【式2】において吸気温度に対する変化の割合に応じ
て、各パラメータを設定することで可能となる。例え
ば、直熱式の出力ft1が温度差式の出力ft2よりも
極性が逆で2倍大きいとすると、In Equation 2, it becomes possible by setting each parameter according to the rate of change with respect to the intake air temperature. For example, assuming that the output ft1 of the direct heating type is opposite in polarity to the output ft2 of the temperature difference type and is twice as large,
【式1】[Equation 1]
【式2】のパラメータを調整し、温度特性が逆となる特
性qt1、qt2を得る。これをThe parameters qt1 and qt2 having the opposite temperature characteristics are obtained by adjusting the parameters of the equation (2). this
【式3】を用いて演算することで、吸気温度特性の良好
な特性qt3を得ることが出来る。By performing the calculation using Equation 3, it is possible to obtain a good characteristic qt3 of the intake air temperature characteristic.
【式1】のパラメータは例えば次のように吸気温度Taに
対して補正される。The parameters of the equation (1) are corrected for the intake air temperature Ta as follows, for example.
【0059】 [0059]
【0060】本実施例によれば、特に出力特性f1、f
2が異なり、かつ温度特性が異なる特性であっても、デ
ィジタル的な補正手段を用いることで温度特性性能が向
上するといった効果がある。According to this embodiment, the output characteristics f1, f
2 and the temperature characteristics are different, the use of digital correction means has the effect of improving the temperature characteristic performance.
【0061】図9は、流量による誤差と特性補正の一例
を示す線図である。特に出力特性f1、f2が異なる特
性を組み合わせて用いた場合の流量依存特性の改善を図
るものである。これは、流量に応じた出力の基本特性に
対して周囲温度や、素子のバラツキ等による変動の具合
を示す。一般に、直熱式の出力fe1、温度差式の出力
fe2共に低流量側での誤差が大きくなる。これは、相
対的な誤差であるため流量が小さくなるほど変動に対す
る許容量が減り、見かけ上の変動が同じでも誤差の割合
が増加するためである。この様な場合でも、先の吸気温
度の補正と同様にパラメータを調整することで、流量依
存性が改善される。例えば、直熱式の出力fe1が温度
差式の出力fe2の誤差がに対して、流量依存性が最小
となる特性qe1、qe2を得る。これをFIG. 9 is a diagram showing an example of error due to flow rate and characteristic correction. In particular, the present invention is intended to improve the flow rate dependency when the output characteristics f1 and f2 are used in combination. This indicates how the basic characteristics of the output according to the flow rate fluctuate due to ambient temperature, variations in elements, and the like. In general, both the direct heat type output fe1 and the temperature difference type output fe2 have a large error on the low flow rate side. This is because, because of a relative error, the smaller the flow rate, the smaller the allowable amount for the fluctuation, and the higher the ratio of the error even if the apparent fluctuation is the same. Even in such a case, the flow rate dependency is improved by adjusting the parameters in the same manner as in the correction of the intake air temperature. For example, characteristics qe1 and qe2 in which the flow rate dependency is minimized with respect to the error of the output fe1 of the direct heat type and the output fe2 of the temperature difference type are obtained. this
【式3】を用いて演算することで、流量依存性の良好な
特性qe3を得ることが出来る。By performing the calculation using Expression 3, it is possible to obtain the characteristic qe3 having a good flow rate dependency.
【式1】のパラメータは例えば次のように直熱式の出力
f1に対して補正される。The parameters of the formula (1) are corrected for the output f1 of the direct heating type, for example, as follows.
【0062】 [0062]
【0063】これまで述べた、各特性に対して最適なパ
ラメータを予め計算し各センサに最適なパラメータを用
いてディジタル的な補正を施すことで、感度が最適で吸
気温度特性、流量依存性が良好な空気流量計を得ること
が可能となる。By previously calculating the optimum parameters for each characteristic and performing digital correction using the optimum parameters for each sensor as described above, the sensitivity is optimum and the intake air temperature characteristics and flow rate dependency are improved. A good air flow meter can be obtained.
【0064】本実施例によれば、特に出力特性f1、f
2が異なるセンサを用いて、各使用条件に対してディジ
タル的な補正手段を用いて最適化を図ることで、感度が
最適で吸気温度特性、流量依存性が良好な空気流量計を
低コストで得ることができるといった効果がある。According to this embodiment, the output characteristics f1, f
(2) By using different sensors and optimizing each use condition using digital correction means, an air flow meter with optimum sensitivity, good intake air temperature characteristics and good flow rate dependency can be manufactured at low cost. There is an effect that it can be obtained.
【0065】特に出力特性f1、f2の異なる特性のセ
ンサを用いた場合にデジタル的な演算手段によりより感
度向上が図られ、また感度補正のための変数が少なくな
り調整が簡素化されるといった顕著な効果がある。同時
に、流量の流れの向きに応じて感度補正、温度補正が容
易となり性能が向上するといった効果がある。更に、空
気流量測定精度が向上するので、自動車のエンジン制御
に用いる際にはエンジンの排ガスを低減できる効果があ
る。In particular, when sensors having output characteristics f1 and f2 different from each other are used, the sensitivity is further improved by digital calculation means, and the number of variables for sensitivity correction is reduced, and adjustment is simplified. Has a significant effect. At the same time, sensitivity correction and temperature correction are facilitated according to the flow direction of the flow rate, and the performance is improved. Further, since the air flow measurement accuracy is improved, there is an effect that the exhaust gas of the engine can be reduced when used for controlling the engine of an automobile.
【0066】(実施例2)図10は本発明の熱式空気流
量計の駆動回路図である。これは、先の図1に対してデ
ジタル補正回路220内の基準電圧を外部に設けた場合
の構成の一例である。熱線駆動回路1は電源101に接
続され空気流量に応じた出力する。電源回路5も同様
に、電源101に接続され基準電圧回路51により電圧
Vref3を発生する。この電圧Vref3はデジタル
補正回路220、温度検出抵抗体211d、211e、
211f、211gによるブリッジ回路の電源として供
給される。(Embodiment 2) FIG. 10 is a drive circuit diagram of a thermal air flow meter according to the present invention. This is an example of a configuration in the case where a reference voltage in the digital correction circuit 220 is provided externally with respect to FIG. The hot-wire drive circuit 1 is connected to the power supply 101 and outputs an output according to the air flow rate. Similarly, the power supply circuit 5 is connected to the power supply 101 and generates the voltage Vref3 by the reference voltage circuit 51. This voltage Vref3 is supplied to the digital correction circuit 220, the temperature detection resistors 211d and 211e,
The power is supplied to the bridge circuit of 211f and 211g.
【0067】本実施例においては、この温度検出抵抗体
211d、211e、211f、211gのブリッジ中
点の電位Vb1、Vb2は、抵抗32、33、34、3
5、36、37と、差動増幅器31によりオフセット電
圧Voffを基準として増幅された温度差電圧Vb3と
して、デジタル補正回路220のアナログ・ディジタル
変換器221cに入力する。In the present embodiment, the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoints of the temperature detecting resistors 211d, 211e, 211f and 211g are determined by the resistors 32, 33, 34, 3
5, 36, and 37, and a temperature difference voltage Vb3 amplified by the differential amplifier 31 with reference to the offset voltage Voff, and input to the analog / digital converter 221c of the digital correction circuit 220.
【0068】また、先の発熱抵抗体211aを流れる電
流を抵抗13で電圧に変換することにより得た電圧信号
V2と、熱線駆動回路1のブリッジ回路の印可電圧V1
を抵抗212、213で分圧した電圧Vr1を、同様に
デジタル補正回路220のアナログ・ディジタル変換器
221cに入力する。アナログ・ディジタル変換器22
1cは、基準電圧回路51により発生した電圧Vref
3を基準とし、流量に応じた電圧値をデジタル値に変換
して読み取りディジタル量として演算により調整し、デ
ィジタル・アナログ変換器224の出力電圧Voutとして
エンジンコントロールユニット等に信号を送るものであ
る。The voltage signal V 2 obtained by converting the current flowing through the heating resistor 211 a into a voltage by the resistor 13, and the applied voltage V 1 of the bridge circuit of the hot-wire drive circuit 1.
The voltage Vr1 obtained by dividing the voltage by the resistors 212 and 213 is similarly input to the analog / digital converter 221c of the digital correction circuit 220. Analog-to-digital converter 22
1c is a voltage Vref generated by the reference voltage circuit 51.
3, a voltage value corresponding to the flow rate is converted into a digital value, read and adjusted as a digital amount by calculation, and a signal is sent to the engine control unit or the like as the output voltage Vout of the digital / analog converter 224.
【0069】ここでディジタル・アナログ変換器224
は、基準電圧回路51により発生した電圧Vref3
と、外部電圧Vccをスイッチ225bにより切り替え
可能な構成としている。これは、アナログ値でインター
フェイスする場合の基準を自由に選択するためであり、
接続されるコントロールユニット側のアナログ・ディジ
タル変換器の基準電圧と、外部から供給される電圧Vc
cが同様もしくは、同期して変動する場合はを電圧Vc
c基準とし、コントロールユニット側とは関連性が無い
場合は独立した基準電圧Vref3を選択し、対応する
コントロールユニットによって対応が容易でアナログイ
ンターフェイスのアンマッチングによる誤差の少ない構
成としたものである。Here, the digital / analog converter 224
Is the voltage Vref3 generated by the reference voltage circuit 51.
And the external voltage Vcc can be switched by the switch 225b. This is to freely select the standard when interfacing with analog values.
Reference voltage of analog / digital converter on the control unit side to be connected and voltage Vc supplied from outside
If c is the same or fluctuates synchronously, the voltage Vc
When the reference is not related to the control unit side, an independent reference voltage Vref3 is selected, and the configuration is such that the corresponding control unit can easily deal with the reference voltage Vref3 and the error due to the unmatching of the analog interface is small.
【0070】ここでアナログ・ディジタル変換器221
a、221bは、入力が多数となるため一つのアナログ
・ディジタル変換器をスイッチで切り替えて使う様な構
成とすることが望ましい。変換スピードを確保し、かつ
回路規模を小さくするには例えば逐次比較型のアナログ
・ディジタル変換器を用いればよい。その場合、アナロ
グ・ディジタル変換器221cはグランド基準に入力可
能な構成であり、プラスのアナログ入力に対して符号無
しのデジタル信号に変換するような構成となる。Here, the analog / digital converter 221
Since a and 221b have a large number of inputs, it is desirable that one analog-digital converter be used by switching with a switch. To secure the conversion speed and reduce the circuit scale, for example, a successive approximation type analog-to-digital converter may be used. In this case, the analog-to-digital converter 221c is configured to be able to input with reference to ground, and to convert a positive analog input into a digital signal without a sign.
【0071】図11は双方向の空気流量に対するセンサ
出力電圧特性演算補正の一例を示す線図である。デジタ
ル補正回路220を、以上の様な構成とすることでも先
の実施例と同様に出力の感度が向上し、調整の容易な空
気流量計をより小さな回路規模で得ることができる。先
に説明した、発熱抵抗体211aを流れる電流を抵抗1
3で電圧に変換することにより得た電圧信号V2の流量
に対する出力特性をf1とし、温度検出抵抗体211
d、211e、211f、211gのブリッジ中点の電
位Vb1、Vb2をオフセット電圧Voffを基準とし
て増幅した温度差電圧Vb3の流量に対する出力特性を
f2としている。FIG. 11 is a diagram showing an example of sensor output voltage characteristic calculation correction for a bidirectional air flow rate. Even when the digital correction circuit 220 is configured as described above, the output sensitivity is improved as in the previous embodiment, and an easily adjustable air flow meter can be obtained with a smaller circuit scale. As described above, the current flowing through the heating resistor 211a is
The output characteristic with respect to the flow rate of the voltage signal V2 obtained by converting the voltage into the voltage at 3 is f1, and the temperature detection resistor 211
The output characteristic with respect to the flow rate of the temperature difference voltage Vb3 obtained by amplifying the potentials Vb1 and Vb2 at the bridge midpoints of d, 211e, 211f and 211g with reference to the offset voltage Voff is defined as f2.
【0072】ここで、出力特性をf1には電圧信号V2
の代わりにブリッジ回路の印可電圧V1を抵抗212、
213で分圧した電圧Vr1を用いても構わない。V
2、V1の違いは温度特性の違いであり、抵抗17によ
り温度特性が調整されるがV2よりもV1の方が温度依
存性を小さくし易いという特徴がある。また、発熱抵抗
体211aの両端の電圧を測定することで、発熱抵抗体
211aの加熱温度Thを計算でき、温度依存性を低減
するために加熱温度Thを用いた温度補償を施すことも
できる。この場合の各パラメータの演算は例えば次のよ
うになる。Here, when the output characteristic is f1, the voltage signal V2
Instead of applying the bridge circuit applied voltage V1 to the resistor 212,
The voltage Vr1 divided in step 213 may be used. V
2. The difference between V1 and V1 is a difference in temperature characteristics. The temperature characteristics are adjusted by the resistor 17, but V1 is easier to reduce the temperature dependency than V2. Further, by measuring the voltage at both ends of the heating resistor 211a, the heating temperature Th of the heating resistor 211a can be calculated, and the temperature compensation using the heating temperature Th can be performed to reduce the temperature dependency. The calculation of each parameter in this case is as follows, for example.
【0073】 [0073]
【0074】流量に対する出力特性をf2は、流れの方
向に応じて出力が増減して得られる。温度差式の出力q
2は、オフセットした流量q0に対して流量がプラスの
場合はプラスの出力で、流量がマイナスの場合はマイナ
スの出力となる。特に符号が付かないためオフセットし
た流量q0を考慮した補正演算が必要となる。直熱式の
出力q1は流量がプラスの場合でも、マイナスの場合で
もプラスの出力のみで、流れの方向を考慮する必要が無
い。The output characteristic f2 with respect to the flow rate is obtained by increasing or decreasing the output according to the flow direction. Output q of temperature difference equation
Reference numeral 2 denotes a positive output when the flow rate is positive with respect to the offset flow rate q0, and a negative output when the flow rate is negative. In particular, since there is no sign, a correction calculation considering the offset flow rate q0 is required. The output q1 of the direct heating type has only a positive output regardless of whether the flow rate is positive or negative, and there is no need to consider the flow direction.
【0075】以上の様な符号無しのオフセットされた温
度差式の出力q2と、符号無しの直熱式の出力q1を用
いた場合には、流れの向きを考慮した補正演算とする必
要がある。When the output q2 of the unsigned offset temperature difference equation as described above and the output q1 of the unsigned direct heat equation are used, it is necessary to perform a correction operation in consideration of the flow direction. .
【0076】一例として、先のAs an example, the
【式1】[Equation 1]
【式2】により出力特性f1、f2より、感度補正され
たq1、q2を得る。ここで流量がプラスの範囲を領域
aとし、その場合の温度差式の出力をq2a、直熱式の
出力をq1aとし、流量がマイナスの範囲を領域bと
し、その場合の温度差式の出力をq2b、直熱式の出力
をq1bとする。これらを、乗算して得られる補正出力
は流量により条件を分離して行う。## EQU2 ## From the output characteristics f1 and f2, q1 and q2 with sensitivity corrected are obtained. Here, the range where the flow rate is positive is defined as area a, the output of the temperature difference equation in that case is q2a, the output of the direct heat type is q1a, and the range of negative flow rate is area b, and the output of the temperature difference equation in that case. Is q2b, and the output of the direct heating type is q1b. The correction output obtained by multiplying these is performed by separating the conditions according to the flow rate.
【0077】 [0077]
【0078】図12は双方向の空気流量に対するセンサ
出力電圧特性判定補正の一例を示す線図である。図12
に示すように、これはオフセットした流量及び、流れの
向きによる領域判定を用いて大小判定により感度補正を
施すものである。いずれも先の実施例と同様の効果が得
られる。FIG. 12 is a diagram showing an example of the sensor output voltage characteristic determination correction with respect to the bidirectional air flow rate. FIG.
As shown in (1), this is to perform sensitivity correction by magnitude determination using region determination based on the offset flow rate and the flow direction. In each case, the same effects as those of the previous embodiment can be obtained.
【0079】本実施例によれば、特に出力特性f1、f
2が異なり、かつ符号無しの出力特性であっても、ディ
ジタル的に補正することで容易に符号付きの相当の演算
を実現でき、流量の流れの向きによらず感度補正がで
き、性能が向上するといった効果がある。また、これを
実現するためのデジタル補正回路220の構成が簡単に
なるため、汎用性のあるマイクロコンピュータを用いて
も達成が容易であるといった効果がある。According to this embodiment, the output characteristics f1, f
2, even if the output characteristics are different and have no sign, it is possible to easily realize a considerable operation with a sign by digitally correcting it, and to perform sensitivity correction regardless of the flow direction of the flow rate, improving performance. It has the effect of doing. Further, since the configuration of the digital correction circuit 220 for realizing this is simplified, there is an effect that the achievement is easy even if a general-purpose microcomputer is used.
【0080】(実施例3)図13は本発明の熱式空気流
量計の駆動回路図である。図13に示すように外部電圧
Vccをアナログ・ディジタル変換器221cに直接入
力して、外部電圧に対する依存性の演算をデジタル補正
回路220の中で演算しても、これまでと同様の効果が
容易に得られる。また、温度補償抵抗211cの両端電
圧を入力することで吸気温度が計算でき、吸気温度の補
正及び吸気温度の出力に用いることができる。本実施例
ではディジタル・アナログ変換器224bを設け吸気温
度のアナログ出力を実現している。本実施例によれば、
チャンネル数の多いアナログ・ディジタル変換器を用い
ることで、より高精度にかつ高機能な空気流量計を得る
ことができる。(Embodiment 3) FIG. 13 is a drive circuit diagram of a thermal air flow meter according to the present invention. As shown in FIG. 13, even if the external voltage Vcc is directly input to the analog-to-digital converter 221c and the calculation of the dependence on the external voltage is performed in the digital correction circuit 220, the same effect as before can be easily obtained. Is obtained. Also, by inputting the voltage between both ends of the temperature compensation resistor 211c, the intake air temperature can be calculated, and can be used for correcting the intake air temperature and outputting the intake air temperature. In this embodiment, a digital / analog converter 224b is provided to realize an analog output of the intake air temperature. According to the present embodiment,
By using an analog / digital converter having a large number of channels, a more accurate and highly functional air flow meter can be obtained.
【0081】(実施例4)図14は本発明の熱式空気流
量計の駆動回路図である。図14に示すようにブリッジ
電圧V1を分圧して検出する際、分圧抵抗の片方を、温
度補償抵抗211cと同様の温度係数を持つ抵抗体21
1hや、サーミスタ等を用いることで、V1出力の温度
特性を別途改善することも可能となる。この様にするこ
とで、温度検出抵抗体211d、211e、211f、2
11gの温度特性に対し、より汲め細かく温度依存性を
あらかじめ所望の特性に改善できる。分圧抵抗の配置を
変えれば、温度特性の方向性(プラス温度特性か、マイ
ナス温度特性か)も変えることができる。また、吸気通
路内に配置された温度補償抵抗体211hに対し、分圧
抵抗213をディジタル補正回路220内部、もしくは
ディジタル補正回路220が実装された基板内に配置さ
れ、基板温度を検出するために所望の温度係数を持つ抵
抗体とすることで、基板温度の影響も低減することが可
能となる。(Embodiment 4) FIG. 14 is a drive circuit diagram of a thermal air flow meter according to the present invention. As shown in FIG. 14, when the bridge voltage V1 is divided and detected, one of the voltage dividing resistors is replaced with a resistor 21 having a temperature coefficient similar to that of the temperature compensating resistor 211c.
By using 1h, a thermistor, or the like, the temperature characteristics of the V1 output can be separately improved. By doing so, the temperature detecting resistors 211d, 211e, 211f,
With respect to the temperature characteristics of 11 g, the temperature dependency can be more finely improved to the desired characteristics in advance. By changing the arrangement of the voltage dividing resistors, the directionality of the temperature characteristic (whether the temperature characteristic is positive or negative) can be changed. In addition, for the temperature compensation resistor 211h disposed in the intake passage, the voltage dividing resistor 213 is disposed inside the digital correction circuit 220 or on the substrate on which the digital correction circuit 220 is mounted, in order to detect the substrate temperature. By using a resistor having a desired temperature coefficient, the influence of the substrate temperature can be reduced.
【0082】図15は吸気温度に対する各抵抗体の温度
依存性を示す線図である。図に示すように、本来の直熱
式の温度特性vt1に対し、温度補償抵抗体211hに
より特性を改善したvtaを得る。これに対し、基板温
度を補償したvtmにより吸気温度、基板温度を補償し
た出力vt3を得ることができる。FIG. 15 is a diagram showing the temperature dependence of each resistor with respect to the intake air temperature. As shown in the figure, vta obtained by improving the characteristics of the original direct heat type temperature characteristics vt1 by the temperature compensation resistor 211h is obtained. On the other hand, the output vt3 in which the intake air temperature and the substrate temperature are compensated can be obtained by the vtm in which the substrate temperature is compensated.
【0083】以上の結果をデジタル補正回路220の中
で演算することで、温度特性の良好な出力をえることが
できる。本実施例では吸気温度に依存した抵抗体211
hを設け吸気温度の補償をあらかじめ施すことで、チャ
ンネル数の少ないアナログ・ディジタル変換器を用いて
も、温度特性の良好な空気流量計を得ることができる。By calculating the above result in the digital correction circuit 220, it is possible to obtain an output with good temperature characteristics. In this embodiment, the resistor 211 depending on the intake air temperature is used.
By providing h and compensating the intake air temperature in advance, an air flow meter with good temperature characteristics can be obtained even if an analog / digital converter having a small number of channels is used.
【0084】(実施例5)図16は、演算補正と出力切
り替え出力の一例を示す回路図である。本発明の入出力
のソフトウェア処理を説明する。図16は、アナログデ
ィジタル変換処理311a、311bにより得た信号f
2、f1を、先の実施例で説明したようにディジタル演
算補正処理312によりパラメータa1,a2,b1,
b2等を用いて特性を改善した信号q3を得る。この信
号q3を空気流量変換処理313aにより空気流量に変
換した信号qv3を得る。ここで、例えばこの空気流量
は電圧―流量変換マップと呼ぶテーブルにより電圧を流
量に変換したものである。この、電圧―流量変換マップ
と呼ぶテーブルはセンサ毎に個別に用意するものであっ
てもよいし、代表特性を用いてセンサ毎に個別に補正テ
ーブルを別途用意するものであってもよい。これらは、
一度以上の書き込みが可能で電源がなくても記録が保持
されるPROMと呼ぶ記憶素子等にに記録される。(Embodiment 5) FIG. 16 is a circuit diagram showing an example of calculation correction and output switching output. The input / output software processing of the present invention will be described. FIG. 16 shows the signal f obtained by the analog-to-digital conversion processing 311a, 311b.
2 and f1 are converted into parameters a1, a2, b1, by the digital operation correction process 312 as described in the previous embodiment.
A signal q3 with improved characteristics is obtained using b2 and the like. A signal qv3 obtained by converting the signal q3 into an air flow rate by the air flow rate conversion processing 313a is obtained. Here, for example, the air flow rate is obtained by converting a voltage into a flow rate using a table called a voltage-flow rate conversion map. This table called a voltage-flow rate conversion map may be prepared individually for each sensor, or a correction table may be separately prepared separately for each sensor using the representative characteristics. They are,
The data is recorded in a storage element or the like called a PROM which can be written once or more and retains the record even without a power supply.
【0085】本実施例において、信号に関しては演算後
の信号q3、空気流量に変換された信号qv3を外部か
らの信号により切り替え可能なソフトスイッチ316a
で切り替え、出力に関してはパルス変換処理314によ
り周波数に変換された出力fout、ディジタル・アナ
ログ変換処理315された電圧値Voutをソフトスイ
ッチ316b,316cにより切り替えることで図17
に示すような出力を任意に得ることが可能となる。これ
は、ディジタル化することにより容易に実現できるもの
であり、複数の出力インターフェイスを一つのディジタ
ル補正回路220により実現することで部品の共通化が
図られ低コスト化が可能となる効果がある。In this embodiment, as for the signal, the software switch 316a which can switch the signal q3 after the calculation and the signal qv3 converted into the air flow rate by an external signal.
As for the output, the output fout converted into the frequency by the pulse conversion processing 314 and the voltage value Vout subjected to the digital / analog conversion processing 315 are switched by the soft switches 316b and 316c, as shown in FIG.
Can be arbitrarily obtained. This can be easily realized by digitization. By realizing a plurality of output interfaces by one digital correction circuit 220, the components can be shared and the cost can be reduced.
【0086】(実施例6)図18は、演算補正と出力切
り替え出力の一例を示す回路図である。別の入出力のソ
フトウェア処理を説明する。図18は、アナログディジ
タル変換処理311a、311bにより得た信号f2、
f1を、個別に図19に示すような電圧―流量変換マッ
プと呼ぶテーブルにより電圧を流量に変換する。これ
は、二つの信号の特徴が異なるため、別々にテーブルを
用意するものである。個別に空気流量変換処理313
b,313cにより変換された信号qv2,qv1は、
演算処理312により先の実施例のように出力の感度を
補償した信号qv3を得、パルス変換処理314により
ディジタル信号をパルス信号のデューティに変換する。
これを、外部からの信号により切り替え可能なソフトス
イッチ316dで複数の異なる特性をもったフィルタ3
17a,317b、フィルタなし等を切り替え、パルス
出力もしくは平滑されたアナログ信号を得ることが可能
となる。特に、フィルタの特性を用途に応じて変えるこ
とで高精度なアナログ出力を得ることも可能となる。一
般的に、このようなパルスをフィルタ変換した場合は、
精度と応答性の関係がトレードオフとなるため、応答性
を要求する場合や、制度を要求する場合でもディジタル
化により容易に対応が可能となる。図20に出力特性の
一例を示すが、流量に対しての出力信号をディユーティ
α、出力電圧ともに同様な直線化した出力を得ることが
できる。以上の結果により、低コストで高精度の出力を
得ることができるという効果がある。(Embodiment 6) FIG. 18 is a circuit diagram showing an example of calculation correction and output switching output. Another input / output software process will be described. FIG. 18 shows a signal f2 obtained by the analog-digital conversion processing 311a, 311b,
f1 is individually converted into a voltage by using a table called a voltage-flow rate conversion map as shown in FIG. This is to prepare separate tables because the characteristics of the two signals are different. Individual air flow conversion processing 313
b, 313c, the signals qv2, qv1 are
The signal qv3 in which the output sensitivity is compensated as in the previous embodiment is obtained by the arithmetic processing 312, and the digital signal is converted into the duty of the pulse signal by the pulse conversion processing 314.
This is changed by a soft switch 316d that can be switched by an external signal to a filter 3 having a plurality of different characteristics.
By switching between 17a, 317b, no filter, etc., a pulse output or a smoothed analog signal can be obtained. In particular, it is possible to obtain a highly accurate analog output by changing the characteristics of the filter according to the application. Generally, when such a pulse is subjected to filter conversion,
Since the relationship between the accuracy and the responsiveness is a trade-off, even when the responsiveness is required or the accuracy is required, it is possible to easily cope with the digitization. FIG. 20 shows an example of the output characteristic. An output signal corresponding to the flow rate can be obtained by linearizing the output signal in the same manner for both the duty α and the output voltage. According to the above result, there is an effect that a high-precision output can be obtained at low cost.
【0087】(実施例7)図21は、演算補正と空気流
量変換後の切り替え出力の一例を示す回路図である。他
別の入出力のソフトウェア処理を説明する。図21は、
アナログディジタル変換処理311a、311bにより
得た信号f2、f1を、個別に図19に示すような電圧
―流量変換マップと呼ぶテーブルにより電圧を流量に変
換する。これは、二つの信号の特徴が異なるため、別々
にテーブルを用意するものである。個別に空気流量変換
処理313b,313cにより変換された信号qv2,
qv1は、演算処理312により先の実施例のように出
力の感度を補償した信号qv3を得る。これを、外部か
らの信号により切り替え可能なソフトスイッチ316e
で3つの異なる空気流量を、ディジタル・アナログ変換
処理315された電圧値Voutとして得ることが可能
となる。出力特性を図22に示す。また、演算処理31
2においては複数の補正パラメータをk1,k2,k
3,k4....を用意することで、2つの流量信号q
v2,qv1と演算後の出力qv3の相互関係を調整で
きる。これは、出力の調整等において特に有効であり、
容易にかつ精度よい調整が可能となる。一例を示すが、
初期特性において異なる特性、異なる温度特性を持つ信
号qv2,qv1を先にソフトスイッチ316eにより
アナログ値として読み取り、補正パラメータa1,a
2,b1,b2,k1,k2,k3,k4....を用
いて補正後の信号qv3を得る。信号qv2,qv1が
ばらついたりした場合に特に、パラメータの抽出が容易
になり、感度、温度に対してより精度のよい信号を得る
ことができる。(Embodiment 7) FIG. 21 is a circuit diagram showing an example of switching output after calculation correction and air flow rate conversion. Another input / output software process will be described. FIG.
The signals f2 and f1 obtained by the analog-to-digital conversion processes 311a and 311b are individually converted into voltages by using a table called a voltage-flow rate conversion map as shown in FIG. This is to prepare separate tables because the characteristics of the two signals are different. The signal qv2, which is individually converted by the air flow rate conversion processes 313b and 313c,
As for qv1, a signal qv3 in which the sensitivity of the output is compensated by the operation processing 312 as in the previous embodiment is obtained. This is changed to a soft switch 316e that can be switched by an external signal.
Thus, three different air flow rates can be obtained as the voltage value Vout subjected to the digital / analog conversion processing 315. FIG. 22 shows the output characteristics. In addition, the arithmetic processing 31
2, a plurality of correction parameters k1, k2, k
3, k4. . . . By preparing the two flow rate signals q
The correlation between v2, qv1 and the output qv3 after the operation can be adjusted. This is particularly effective in adjusting the output, etc.
Easy and accurate adjustment is possible. Here is an example,
First, the signals qv2 and qv1 having different characteristics and different temperature characteristics in the initial characteristics are read as analog values by the soft switch 316e, and correction parameters a1 and a
2, b1, b2, k1, k2, k3, k4. . . . To obtain a corrected signal qv3. In particular, when the signals qv2 and qv1 vary, parameters can be easily extracted, and a signal with higher accuracy with respect to sensitivity and temperature can be obtained.
【0088】これは特に、汚れ等により特性が変化する
ような場合に信号qv2,qv1、qv3を個別に得る
ことで、誤差の補正、再調整が容易になり長期的な特性
を補償することができるようになる。本実施例において
は、より高度な調整により高精度なセンサを低コストで
提供することが可能となる。In particular, when the characteristics change due to dirt or the like, the signals qv2, qv1, and qv3 are individually obtained, so that the error can be easily corrected and readjusted, and the long-term characteristics can be compensated. become able to. In the present embodiment, it is possible to provide a highly accurate sensor at a low cost by performing more advanced adjustment.
【0089】以上の様なデジタル的な補正により感度が
良好で精度の良い空気流量計を得ることで、自動車のエ
ンジン制御における最適化が図られエンジンからの排ガ
スを低減できるといった効果がある。By obtaining an air flow meter with good sensitivity and high accuracy by the digital correction as described above, there is an effect that the engine control of the automobile is optimized and the exhaust gas from the engine can be reduced.
【0090】[0090]
【発明の効果】本発明によれば、出力特性の異なる特性
のセンサを用いデジタル化された信号を用いた演算手段
により感度向上が図られ、また流体の流れの向きに応じ
た出力が得られ、それによる感度及び温度補正が容易な
測定精度の高い熱式空気流量測定装置とその測定方法及
び熱式空気流量計が得られる。更に、以上のデジタル的
な補正により感度が良好で精度の良い空気流量計を得る
ことで、自動車のエンジン制御の最適化が図られるの
で、エンジンからの排ガスを低減できる効果がえられ
る。According to the present invention, the sensitivity can be improved by the arithmetic means using digitalized signals using sensors having different output characteristics, and an output corresponding to the direction of fluid flow can be obtained. Thus, it is possible to obtain a thermal air flow measuring device, a measuring method thereof, and a thermal air flow meter having high measurement accuracy, which facilitates sensitivity and temperature correction thereby. Furthermore, by obtaining an air flow meter with good sensitivity and high accuracy by the above digital correction, the control of the engine of the vehicle is optimized, so that the effect of reducing the exhaust gas from the engine can be obtained.
【図1】本発明の熱式空気流量測定装置の駆動回路図。FIG. 1 is a drive circuit diagram of a thermal air flow measuring device according to the present invention.
【図2】シリコン基板上に形成された発熱抵抗体を有す
る熱式空気流量計のパターン図。FIG. 2 is a pattern diagram of a thermal air flow meter having a heating resistor formed on a silicon substrate.
【図3】図2のA−Bの断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along a line AB in FIG. 2;
【図4】本発明の熱式空気流量計の出力電圧特性補正の
一例を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing an example of output voltage characteristic correction of the thermal air flow meter of the present invention.
【図5】空気流量に対する熱式空気流量計の出力電圧特
性の出力調整の有無。FIG. 5 shows the presence or absence of output adjustment of the output voltage characteristic of the thermal air flow meter with respect to the air flow rate.
【図6】双方向の空気流量に対する熱式空気流量計の出
力電圧特性の演算補正の一例を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing an example of calculation correction of output voltage characteristics of a thermal air flow meter with respect to a bidirectional air flow rate.
【図7】双方向の空気流量に対する熱式空気流量計の出
力電圧特性の判定補正の一例を示す線図。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of determination correction of output voltage characteristics of a thermal air flow meter with respect to a bidirectional air flow rate.
【図8】吸気温度による誤差と特性補正の一例を示す線
図。FIG. 8 is a diagram showing an example of an error due to intake air temperature and characteristic correction.
【図9】流量による誤差と特性補正の一例を示す線図。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an error due to a flow rate and characteristic correction.
【図10】本発明の熱式空気流量測定装置の駆動回路
図。FIG. 10 is a drive circuit diagram of the thermal air flow measuring device of the present invention.
【図11】双方向の空気流量に対する熱式空気流量計の
出力電圧特性の演算補正の一例を示す線図。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of calculation correction of output voltage characteristics of a thermal air flow meter with respect to a bidirectional air flow rate.
【図12】双方向の空気流量に対する熱式空気流量計の
出力電圧特性の判定補正の一例を示す線図。FIG. 12 is a diagram showing an example of determination correction of output voltage characteristics of a thermal air flow meter with respect to a bidirectional air flow rate.
【図13】本発明の熱式空気流量測定装置の駆動回路
図。FIG. 13 is a drive circuit diagram of the thermal air flow measuring device of the present invention.
【図14】本発明の熱式空気流量測定装置の駆動回路
図。FIG. 14 is a drive circuit diagram of the thermal air flow measuring device of the present invention.
【図15】吸気温度、基板温度による誤差と特性補正の
一例を示す線図。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an error due to an intake air temperature and a substrate temperature and a characteristic correction.
【図16】演算補正と出力切り替え出力の一例を示す線
図。FIG. 16 is a diagram showing an example of calculation correction and output switching output.
【図17】空気流量に対するセンサ出力特性の一例を示
す線図。FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a sensor output characteristic with respect to an air flow rate.
【図18】演算補正と出力切り替え出力の一例を示す線
図。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of calculation correction and output switching output.
【図19】アナログディジタル変換入力値に対する空気
流量への変換特性を示す線図。FIG. 19 is a diagram showing conversion characteristics of an analog-to-digital conversion input value into an air flow rate.
【図20】空気流量に対するセンサ出力特性の一例を示
す線図。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a sensor output characteristic with respect to an air flow rate.
【図21】演算補正と空気流量変換後の切り替え出力の
一例を示す線図。FIG. 21 is a diagram showing an example of switching output after calculation correction and air flow rate conversion.
【図22】空気流量に対するセンサ出力特性の一例を示
す線図。FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a sensor output characteristic with respect to an air flow rate.
1・・熱線駆動回路,5・・電源回路,101・・電
源,211・・シリコン基板,211a・・抵抗発熱
体,211c・・温度補償抵抗,211d、211e、2
11f、211g・・温度検出抵抗体,13,14,1
7, 32,33,35,36,37,212,213
・・抵抗,15,31・・差動増幅器,16・・トラン
ジスタ,51・・基準電圧, 220・・デジタル補正
回路,221a,221b,221c・・アナログ・デ
ィジタル変換器,222・・演算回路,222a・・C
PU,222b・・RAM,222c・・ROM ,2
23・・PROM,224,224b・・ディジタル・
アナログ変換器,225a,225b・・スイッチ,2
26・・発振器,227・・シリアルコミュニケーショ
ンインターフェイス,228・・電源・保護回路、31
1a,311b・・アナログディジタル変換処理,31
2・・演算処理,313a,313b,313c・・空
気流量変換処理,314・・パルス変換処理,315・
・ディジタルアナログ変換処理,316a,316b,
316c,316d,316e・・ソフトスイッチ,3
17a,317b・・フィルタ。1. hot wire drive circuit, 5 power supply circuit, 101 power supply, 211 silicon substrate, 211a resistance heating element, 211c temperature compensation resistance, 211d, 211e, 2
11f, 211g ··· Temperature detection resistor, 13, 14, 1
7, 32, 33, 35, 36, 37, 212, 213
..Resistance, 15, 31 .. differential amplifier, 16 .. transistor, 51 .. reference voltage, 220 .. digital correction circuit, 221a, 221b, 221c .. analog-digital converter, 222 .. arithmetic circuit, 222a C
PU, 222b..RAM, 222c..ROM, 2
23 ··· PROM, 224, 224b · · · digital
Analog converter, 225a, 225b, switch, 2
26 .. oscillator, 227 .. serial communication interface, 228 .. power supply and protection circuit, 31
1a, 311b ... analog-to-digital conversion processing, 31
2 ··· Calculation processing, 313a, 313b, 313c ··· Air flow conversion processing, 314 ··· Pulse conversion processing, 315 ·
・ Digital-to-analog conversion processing, 316a, 316b,
316c, 316d, 316e, soft switch, 3
17a, 317b filter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 雅通 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (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 (72)発明者 米田 浩志 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 (72)発明者 太田 健治 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Fターム(参考) 2F035 AA02 EA05 EA08 EA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masamichi Yamada 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shinya Igarashi 2477 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Hitachi Car Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Yoneda 2477 Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. Hitachi Car Engineering Co., Ltd. (72) Kenji Ota 2520 Odaikoba, Hitachinaka-city, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. F term in the automotive equipment group (reference) 2F035 AA02 EA05 EA08 EA09
Claims (25)
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流体の上流部及び
下流部に形成された測温抵抗体と、前記発熱抵抗体と測
温抵抗体とから前記流体の流量に関係する少なくとも2
つの信号を出力する出力手段と、該出力された値を量子
化する量子化手段と、前記量子化された信号に基づいて
前記流量を演算する演算手段とを備えたことを特徴とす
る熱式空気流量測定装置。At least one heat generating resistor disposed in a gaseous fluid, a temperature measuring resistor formed at an upstream portion and a downstream portion of the heat generating resistor with respect to the fluid, and measuring the heat generating resistor. At least two related to the flow rate of said fluid from the thermal resistor
Thermal means, comprising: output means for outputting two signals; quantizing means for quantizing the output values; and calculating means for calculating the flow rate based on the quantized signal. Air flow measurement device.
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流体の上流部及び
下流部に形成された測温抵抗体と、前記発熱抵抗体と測
温抵抗体とから前記流体の流量に関係する少なくとも2
つの信号を出力する出力手段と、該出力された値を量子
化する量子化手段と、前記2つ以上の量子化された信号
を少なくとも2つのパラメータを用いて演算する演算手
段と、該演算された信号を合成して出力する合成出力手
段とを備えたことを特徴とする熱式空気流量測定装置。2. A heating element disposed in a gaseous fluid, a temperature measuring resistor formed on an upstream portion and a downstream portion of the heating resistor with respect to the fluid, and the heating resistor. At least two related to the flow rate of said fluid from the thermal resistor
Output means for outputting two signals, quantization means for quantizing the output values, operation means for operating the two or more quantized signals using at least two parameters, And a combining output means for combining and outputting the combined signals.
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の近傍に設けられた温度
補償抵抗体により前記発熱抵抗体を定温度駆動し前記流
体の流量に関する信号を出力する出力手段と、前記発熱
抵抗体の前記流体の上流部及び下流部の各々に形成され
た測温抵抗体間の温度差により前記流量に関する信号を
出力する出力手段と、前記発熱抵抗体からの信号と前記
温度差による信号とを量子化する量子化手段と、該量子
化された値を少なくとも2つのパラメータを用いて演算
する演算手段と、該演算された値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする熱式空気流量測定装置。3. The method according to claim 1, wherein the heating resistor is driven at a constant temperature by at least one heating resistor disposed in a gaseous fluid and a temperature compensating resistor provided near the heating resistor to control the flow rate of the fluid. An output unit that outputs a signal; an output unit that outputs a signal related to the flow rate based on a temperature difference between a temperature measuring resistor formed at each of an upstream portion and a downstream portion of the fluid of the heating resistor; Quantizing means for quantizing a signal from a body and a signal based on the temperature difference; calculating means for calculating the quantized value using at least two parameters; and correcting means for correcting the calculated value And a thermal air flow measuring device.
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流体の上流部及び
下流部の各々に形成された測温抵抗体と、前記発熱抵抗
体と測温抵抗体とから前記流体の流量に関係する少なく
とも2つの信号を出力する出力手段と、該出力された値
を量子化する量子化手段と、前記2つ以上の量子化され
た信号を少なくとも2つのパラメータを用いて演算する
演算手段と、該演算された信号を合成して出力する合成
出力手段とを備え、前記流量に関係した少なくとも2つ
の信号は前記発熱抵抗体の発熱量及び前記上流部及び下
流部に形成された測温抵抗体の温度差に関する信号であ
ることを特徴とする熱式空気流量測定装置。4. A heating resistor disposed in a gaseous fluid, a temperature measuring resistor formed at each of an upstream portion and a downstream portion of the heating resistor, and the heating resistor. And output means for outputting at least two signals related to the flow rate of the fluid from the resistance temperature detector, quantizing means for quantizing the output value, and outputting the two or more quantized signals. Computing means for computing using at least two parameters, and combining output means for combining and outputting the computed signals, wherein at least two signals related to the flow rate are the amount of heat generated by the heating resistor and A thermal air flow measuring device, which is a signal relating to a temperature difference between a resistance temperature detector formed at an upstream portion and a downstream portion.
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流体の上流部及び
下流部に形成された測温抵抗体と、前記発熱抵抗体と測
温抵抗体とから前記流体の流量に関係する少なくとも2
つの信号を出力する出力手段と、該出力された値を量子
化する量子化手段と、前記量子化された信号に基づいて
前記流体の流量と方向とを演算する演算手段とを備え、
前記測温抵抗体は前記上流部及び下流部の各々に前記発
熱抵抗体の長手方向に沿って複数段に配置されているこ
とを特徴とする熱式空気流量測定装置。5. At least one heating resistor disposed in a gaseous fluid, a temperature measuring resistor formed at an upstream portion and a downstream portion of the heating resistor with respect to the fluid, and measuring the heating resistor. At least two related to the flow rate of said fluid from the thermal resistor
Output means for outputting two signals, quantizing means for quantizing the output value, and calculating means for calculating the flow rate and direction of the fluid based on the quantized signal,
The thermal air flow measuring device, wherein the temperature measuring resistors are arranged in a plurality of stages along the longitudinal direction of the heating resistor in each of the upstream portion and the downstream portion.
子化手段によって量子化された信号の少なくとも1つ
が、一次式以上の関数で表される複数のパラメータで調
整され、該調整された複数の信号を各々乗算して出力す
ることを特徴とする熱式空気流量測定装置。6. The apparatus according to claim 1, wherein at least one of the signals quantized by said quantizing means is adjusted by a plurality of parameters represented by a function of a linear expression or higher. A thermal air flow measuring device, wherein a plurality of signals are multiplied and output.
化手段によって量子化された信号の少なくとも1つが、
前記一次式以上の関数で表される複数のパラメータで調
整され、該調整された前記複数の信号の大小を判定し
て、前記信号の大きな方を出力することを特徴とする熱
式空気流量測定装置。7. The method according to claim 1, wherein at least one of the signals quantized by said quantization means is:
Thermal air flow measurement characterized by adjusting by a plurality of parameters represented by a function equal to or greater than the linear expression, determining the magnitude of the adjusted plurality of signals, and outputting a larger one of the signals. apparatus.
によって量子化された前記信号の少なくとも1つが、前
記流体の流れの向きに関する符号であり、該符号の種類
によって前記関数を選択し、前記信号に符号を付加して
調整された信号により前記流体の複数の流れ方向を検知
可能としたことを特徴とする熱式空気流量測定装置。8. The method according to claim 6, wherein at least one of the signals quantized by the quantization means is a code related to a direction of a flow of the fluid, and the function is selected according to a type of the code. A thermal air flow measuring device, wherein a plurality of flow directions of the fluid can be detected by a signal adjusted by adding a sign to the signal.
て量子化される信号の少なくとも1つが、前記流体の流
れ方向に対する基準点を有し、該基準点に対する信号の
大小によって前記関数を選択し、前記信号に符号を付加
して調整された前記信号を用いたことを特徴とする熱式
空気流量測定装置。9. The method according to claim 8, wherein at least one of the signals quantized by said quantizing means has a reference point with respect to the flow direction of said fluid, and said function is selected according to the magnitude of the signal with respect to said reference point. A thermal air flow measuring device, wherein the signal adjusted by adding a sign to the signal is used.
複数のパラメータの少なくとも1つが、温度に関する関
数であることを特徴とする熱式空気流量測定装置。10. The thermal air flow measuring device according to claim 1, wherein at least one of the plurality of parameters is a function relating to temperature.
記量子化手段によって量子化される2つ以上の信号を前
記複数のパラメータと外部からの信号とにより調整可能
としたことを特徴とする熱式空気流量測定装置。11. The apparatus according to claim 1, wherein two or more signals quantized by said quantizing means are adjustable by said plurality of parameters and an external signal. Thermal air flow measurement device.
記量子化手段は、量子化の基準となる基準電圧に対して
独立して設定される複数の量子化手段から構成されるこ
とを特徴とする熱式空気流量測定装置。12. The method according to claim 1, wherein said quantizing means comprises a plurality of quantizing means independently set with respect to a reference voltage which is a reference for quantization. Thermal air flow measurement device.
記複数の量子化手段の少なくとも一つが差動入力を有す
る符号付きの量子化手段であることを特徴とする熱式空
気流量測定装置。13. A thermal air flow measuring device according to claim 1, wherein at least one of said plurality of quantizing means is a signed quantizing means having a differential input.
記複数の信号の少なくとも一つが、温度補償抵抗体によ
りあらかじめ温度特性が付加されていることを特徴とす
る熱式空気流量測定装置。14. A thermal air flow measuring apparatus according to claim 1, wherein at least one of said plurality of signals has a temperature characteristic previously added by a temperature compensating resistor.
記量子化した複数の信号を前記複数のパラメータで演算
した後空気流量に変換したもので、外部信号により出力
が選択可能なことを特徴とする熱式空気流量測定装置。15. An apparatus according to claim 1, wherein said plurality of quantized signals are calculated with said plurality of parameters and then converted into an air flow rate, and an output can be selected by an external signal. Thermal air flow measurement device.
記量子化した複数の信号を予め空気流量に変換した後、
パラメータで演算したもので、外部信号により出力が選
択可能なことを特徴とする熱式空気流量測定装置。16. The method according to claim 1, wherein said plurality of quantized signals are converted into an air flow rate in advance.
A thermal air flow measurement device characterized in that the output is selectable by an external signal, calculated by parameters.
記量子化した複数の信号を予め空気流量に変換した後、
パラメータで演算した値及び空気流量に変換した個別の
空気流量の値を、外部信号により出力が選択可能なこと
を特徴とする熱式空気流量測定装置。17. The method according to claim 1, wherein said plurality of quantized signals are converted into an air flow rate in advance.
A thermal air flow measuring device, wherein an output can be selected by an external signal from a value calculated by a parameter and an individual air flow value converted into an air flow.
前記選択する出力が、空気流量に応じた量子化したデジ
タル値をアナログ変換したアナログ値又は前記ディジタ
ル値をパルス変換した周波数、又は前記ディジタル値を
PWMパルス変換したデューティのいずれかであること
を特徴とする熱式空気流量測定装置。18. The method according to claim 15, wherein
The output to be selected is any of an analog value obtained by converting a quantized digital value corresponding to an air flow rate into an analog value, a frequency obtained by converting the digital value into a pulse, or a duty obtained by converting the digital value into a PWM pulse. Thermal air flow measurement device.
前記選択する出力が、量子化したディジタル値をパルス
変換後にアナログ変換する際のフィルタが選択可能であ
ることを特徴とする熱式空気流量測定装置。19. The method according to claim 15, wherein
A thermal air flow measuring device, wherein the output to be selected is selectable from a filter for converting a quantized digital value into an analog signal after pulse conversion.
つの発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流体の上流部及
び下流部に形成された測温抵抗体とを備え、該測温抵抗
体は前記上流部及び下流部の各々に前記発熱抵抗体の長
手方向に沿って複数段に配置されていることを特徴とす
る熱式空気流量計。20. At least one member disposed in a gaseous fluid.
Two heating resistors, and a temperature measuring resistor formed at an upstream portion and a downstream portion of the fluid of the heating resistor. A thermal air flow meter, which is arranged in a plurality of stages along the longitudinal direction of the thermal air flow meter.
つの発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の前記流体の上流部及
び下流部に形成された測温抵抗体と、該測温抵抗体の上
流側に設けられた温度補償抵抗体とを備え、前記測温抵
抗体は前記流体の上流部及び下流部の各々に前記発熱抵
抗体の長手方向に沿って複数段に配置されていることを
特徴とする熱式空気流量計。21. At least one member disposed in a gaseous fluid.
A heating resistor, a temperature measuring resistor formed at an upstream portion and a downstream portion of the fluid of the heating resistor, and a temperature compensating resistor provided at an upstream side of the temperature measuring resistor. A thermal air flowmeter, wherein the temperature measuring resistors are arranged in a plurality of stages along the longitudinal direction of the heating resistor at each of an upstream portion and a downstream portion of the fluid.
空気流量測定装置、又は請求項20又は21に記載の熱
式空気流量計を搭載したことを特徴とする内燃機関。22. An internal combustion engine equipped with the thermal air flow measuring device according to claim 1 or the thermal air flow meter according to claim 20 or 21.
つの発熱抵抗体による発熱量に関する信号と、前記発熱
抵抗体の前記流体の上流部及び下流部の各々に前記発熱
抵抗体の長手方向に対して複数段に形成された測温抵抗
体の前記上流部及び下流部での温度差に関する信号と、
前記温度差以外の前記流体の流れの差に応じた信号とに
基づいて前記流体の流量及び方向を検出することを特徴
とする熱式空気流量測定方法。23. At least one member disposed in a gaseous fluid.
A signal relating to the amount of heat generated by the two heating resistors, and the upstream of the temperature measuring resistor formed in a plurality of stages in the longitudinal direction of the heating resistor at each of an upstream portion and a downstream portion of the fluid of the heating resistor. A signal regarding the temperature difference between the upstream and downstream sections,
A method of measuring a thermal air flow rate, comprising detecting a flow rate and a direction of the fluid based on a signal corresponding to a difference in flow of the fluid other than the temperature difference.
つの発熱抵抗体による発熱量に関する信号と、前記発熱
抵抗体の前記流体の上流部及び下流部の各々に複数段に
形成された測温抵抗体の前記上流部及び下流部での温度
差に関する信号と、前記温度差以外の前記流体の流れの
差に応じた信号と、これらの前記信号を量子化して、該
量子化された信号に基づいて前記流体の流量及び方向を
演算することを特徴とする熱式空気流量測定方法。24. At least one member disposed in a gaseous fluid.
A signal related to the amount of heat generated by the two heating resistors, and a signal related to a temperature difference between the upstream portion and the downstream portion of the temperature measuring resistor formed in a plurality of stages in each of the upstream portion and the downstream portion of the fluid of the heating resistor. And a signal corresponding to a difference in the flow of the fluid other than the temperature difference, quantizing these signals, and calculating a flow rate and a direction of the fluid based on the quantized signal. Thermal air flow measurement method.
量測定方法により空気流量を測定することを特徴とする
内燃機関の空気流量測定方法。25. A method for measuring the air flow rate of an internal combustion engine, comprising measuring the air flow rate by the thermal air flow rate measuring method according to claim 23.
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---|---|---|---|
JP2000141749A JP3752962B2 (en) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | Thermal air flow measuring device, internal combustion engine using the same, and thermal air flow measuring method |
PCT/JP2001/006479 WO2003012376A1 (en) | 2000-05-15 | 2001-07-26 | Thermal air flow rate measuring apparatus and its flowmeter and internal combustion engine and thermal air flow rate measuring method using it |
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