专利名称：热式空气流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过热式来测量气体(空气)流量的热式空气流量计，尤其涉及适合 检测汽车发动机所吸入的空气流量的热式空气流量计。
背景技术：
作为汽车发动机吸入空气流量计的现有例，公知有如专利文献1所述的检测发热 电阻体的过热控制电流值并变换为空气流量的方式；以及检测对配置在发热电阻体上下游 的感温电阻体的热影响作为温度差信号、并将其作为桥式电路的电压来捕捉的方式。另外，在专利文献2中关于热式空气流量计所产生的输出响应性，提出了通过分 别对上升和下降特性进行补正来降低在检测部中产生的响应差的方法。专利文献1日本特开2003-185481号公报专利文献2日本特开平11-351938号公报但是，在设置并使用这些热式空气流量计的实际车辆环境下，产生与发动机旋转 同步的空气胍动。即使在这样的非稳定状态下，检测出的空气流量平均值与实际吸入发动 机的空气流量也必需一致，但由于以下要因而产生误差。举出了以下三种情况(1)基于检测元件的热容量的响应延迟(2)在流量上升和下降中的响应差(3)因为从检测元件向空气传递的热量依赖于空气流量，所以响应性具有空气流 量依赖性。对于(1)，虽然依赖于检测元件的大小和热绝缘性，但因为小型化存在界限，所以 响应延迟产生不少。对于(2)，虽然在之前的现有例试图解决，但仅利用其对策无法正确捕捉在实际发 动机中的胍动现象。对于(3)，目前为止没有发现解决策略。这样，在热式空气流量计中，因为对于流量上升和下降中的响应差及响应性具有 基于空气流量的依赖性，所以在空气胍动时检测出的流量(检测流量)中产生误差。为了 高精度地控制发动机，即使在这样的非稳定状态下，检测出的空气流量平均值与实际吸入 发动机的空气流量也必须一致。

发明内容
因此，本发明是鉴于上述课题而作出的，因为检测流量的上升和下降中的响应差 及响应性具有空气流量依赖性，所以本发明的目的是提供能够由此降低在空气胍动时产生 的检测误差的热式空气流量计。为了解决上述课题，本发明的热式流量计以如下的点为基本结构，即具有加热流 体的发热电阻体；加热驱动电路，其通过向该发热电阻体流入电流，来加热控制上述发热电阻体；以及感温电阻体，其检测利用上述发热电阻体来加热的上述流体温度，该热式空气流 量计基于通过上述发热电阻体而发热的流体热量，来检测上述流体的流量，而且还着眼于 如下的点，至少根据检测流量和检测流量的(时间)变化量来运算流量补正量，并使用该流 量补正量来补正检测流量，在以下的任意一个点中至少具有特征点。第一发明的热式流量计的特征点是，根据上述检测流量的时间变化量和依据上述 检测流量而设定的流量补正系数来运算上述流量补正量。第二发明的热式流量计的特征点是，利用与检测流量的值相应的变换率，将检测 流量的值变换为非线性，并根据已变换的检测流量的时间变化量来运算流量补正量。第三发明的热式流量计的特征点是，采用包含检测流量的时间变化量的项和以检 测流量的时间为变量的2阶微分或2阶以上高次微分的项的运算式，来运算流量补正量。(发明效果)根据这些本发明的热式空气流量计，即使是空气胍动大的发动机系统也能够正确 地检测空气流量，另外，能够获得响应性快且检测波形失真少的流量，而不损害检测元件的
可靠性。


图1是示出具备第一实施方式的热式空气流量计的空气流量测量系统结构的图。图2是图1所示的流量检测部的俯视图。图3是图2所示的流量检测部的剖视图。图4是本实施方式的热式空气流量计实际在车辆中使用的状态的安装剖面示意 图。图5是示出实际使用状态下的热式空气流量计附近的实际空气流量和现有热式 空气流量计所检测出的检测流量的胍动时的波形图。图6是图1所示的热式空气流量计的特性调整电路和发动机控制装置结构的框 图、以及图1所示的热式空气流量计的响应补偿处理运算电路的流程图。图7是本实施方式的响应补偿处理运算电路的阶段响应特性的图，(a)是使检测 流量阶段性变化的波形图，(b)是示出在(a)情况下的响应补偿滤波器60的输出的波形图， (c)是示出在采用(b)所示的响应补偿滤波器时的检测流量的补正后波形的波形图。图8是在实际的发动机安装状态下使用本实施方式的热式空气流量计时的波形 图。图9是示出流量计相对于脈动大小的检测误差特性的图。图10是在旁路通路内空气流向产生微小混乱时的热式空气流量计的波形图。图11是第二实施方式的热式空气流量计的特性调整电路和发动机控制装置结构 的框图。图12是第三实施方式的热式空气流量计的特性调整电路和发动机控制装置结构 的框图。图13是示出具有第四实施方式的热式空气流量计的空气流量测量系统结构的 图。图14是在实际发动机安装状态下使用图13所示的热式空气流量计时的波形图。
符号说明1、1A 热式空气流量计；2 发动机控制装置；3 电源；4 流量检测部(检测元 件)；5 驱动电路(加热驱动电路)；6 特性调整电路(流量运算单元)；7 加热电阻(发热 电阻体)；9:非加热电阻(感温电阻体)；8、10:固定电阻；11、12:下游侧温度传感器；13、 14 上游侧温度传感器；15 运算放大器；16 模拟数字变换电路；17 响应补偿处理运算电 路(流量补正量运算单元)；18 输出调整处理运算电路(流量补正单元)；19 数字模拟变 换电路；20 存储电路；21 电源电路；22 模拟数字变换电路；24 发动机控制处理运算电 路；25 电源电路；26 恒定电压源；40 隔板构造部；41 :硅基板；42 电极取出部；51 空气 通路管；52 空气流；53 空气取入口 ；54 旁路通路；55 旁路出口 ；56 电路基板；57 电路 元件；58 外壳；59 法兰；60、60A、60B 响应补偿滤波器；86 非线性变换电路；87 非线性 逆变换电路；90:发热电阻体；91:空气温度检测电阻体(感温电阻体)；Q:检测流量；ca: 流量补正量；tb 补正表。
具体实施例方式以下，参照附图，根据本发明的热式空气流量计的几个实施方式进行说明。〔第一实施方式〕图1示出具有本实施方式的热式空气流量计的空气流量测量系统结构。本空气流 量测量系统由空气流量计(热式空气流量计)1、发动机控制装置2以及用于驱动它们的电 源3构成。热式空气流量计1由检测空气流量并变换为电气信号的流量检测部4 ；对配置 在流量检测部内的加热电阻(发热电阻体)7进行电流加热控制的驱动电路(加热驱动电 路)5以及补正在流量检测部4中检测出的电气信号、使其成为恒定输入输出特性的特性调 整电路(流量运算单元)6构成。流量检测部4具有加热电阻(发热电阻体)7以及非加热电阻(感温电阻体)9，这 些电阻与驱动电路5连接。加热电阻7通过从后述的驱动电路5通入电流而进行发热，将 其周围的流体(空气)至少加热到高于周围温度的温度。非加热电阻9用于检测利用加热 电阻7加热后的流体温度，为了所检测到的温度成为恒定，加热电阻7通过驱动电路5进行 加热控制。此外，流量检测部4具有配置在加热电阻7下游侧附近的温度传感器(温度检测 电阻体)11、12和配置在加热电阻7上游侧附近的温度传感器(温度检测电阻体)13、14，这 些通过恒定电压源26来连接，并构成桥式电路45。驱动电路5具备配置在其内部的固定电阻8、10以及运算放大器15，由此构成为对 加热电阻7进行加热控制的加热控制电路。通过该驱动电路5，将来自运算放大器15的电 流通入加热电阻7，并根据非加热电阻9的检测温度进行加热控制，以使加热电阻7的加热 温度相对于周围温度(流体)成为恒定值。这样，在温度传感器间根据桥式电路45从平衡状态开始的变化，来检测加热电阻 7的流体温度分布的变化(热量)，作为流体的流量(检测流量Q)。在空气流量已发生变化 时，通过捕捉对这些温度传感器施加的来自加热电阻的热影响变化的情况，来获得与空气 流量和方向相应的电压信号。图2示出流量检测部4的俯视图，图3示出流量检测部4的剖视图。加热电阻7为电阻在纵长上往返的图案，该加热电阻7的构造为在其两侧配置有上述温度传感器11、12、 13、14。该加热电阻7和温度传感器11、12、13、14例如从硅基板41的背面进行刻蚀，并配 置在热容量小的隔板(diaphragm)构造部40上。非加热电阻9被配置在难以受到加热电 阻7加热所带来的温度影响的场所。因为这些元件取得与电路部的电连接，所以例如可通 过金线键合等与电极取出部42连接。另外，温度传感器11、12、13、14以及非加热电阻9中 具备图案的场所为最优厚度的构造。在本实施方式中，将温度传感器11、12、13、14的桥式 中点电位输入特性调整电路6。特性调整电路6对流量检测部4所检测出的电气信号(检测流量)进行补正来运 算流量，并具有模拟数字变换电路16、响应补偿处理运算电路17、输出调整处理运算电路 18以及数字模拟变换电路19。模拟数字变换电路16将与流量相应的电压值变换为数字值后读取，并输出至响 应补偿处理运算电路(流量补正量运算单元)17。响应补偿处理运算电路17实施用于补偿 传感器响应性的流量补正量的运算(处理内容在后面进行详细叙述)。然后，传递至输出调 整处理运算电路(流量补正单元)18，根据流量补正量来补正检测流量，由此补正检测流量 Q，将已补正的流量调整为规定的输入输出特性。已调整的数字值通过数字模拟变换电路19 变换为模拟信号之后，作为热式空气流量计1的输出信号Vout，输出至发动机控制装置2。此外，特性调整电路6还具有响应补偿处理运算电路17、预先存储用于在输出调 整处理运算电路18中进行运算的补偿数据及调整数据的存储电路20以及用于对各电路提 供电源的电源电路21。热式空气流量计1的输出信号Vout发送至发动机控制装置2内的模拟数字变换 电路22，并变换为数字信号，然后，将该数字信号变换为流量，获得流量信号Qout。以该流 量信号Qout为基础，利用发动机控制处理运算电路24进行运算处理，求出最优的燃料喷射 量。此外，在其它发动机控制装置2内，具有用于对各电路部提供电源的电源电路25。图4示出本实施方式的热式空气流量计实际在车辆中使用的状态的安装剖面示 意图。热式空气流量计1以被插入空气通路管(吸气管)51内的形式进行安装，并通过法 兰(flange) 59来固定热式空气流量计1和空气通路管51。另外，在热式空气流量计1的外壳58上，安装有已装备检测元件(流量检测部)4 及电路元件57的电路基板56。流向吸气管内的空气流52经由空气取入口 53分流到热式 空气流量计内，并通过旁路(bypass)通路54在检测元件4上迂回，从旁路出口 55返回主 通路管内。在这样的实际使用环境下，有时发生在发动机中发生的胍动流，并对热式空气流 量计的检测特性给与影响，这里，参照以下的图5对在此之前的热式流量计的检测特性进 行简单说明。图5是对实际使用状态下的热式空气流量计附近的实际空气流量和利用现有热 式空气流量计检测出的检测流量(在前述的发动机控制装置内求出的流量信号Qout)的胍 动时波形比较后示出的图。波形W1表示真的流量波形，波形W2是以流量计的输出为基础而获得的流量检测 信号的波形。所例示的波形示出包含空气胍动成分的流量越低于零流量、越较大进行脈动
6的情况(即，还存在逆流瞬间的情况)。在利用热式空气流量计来检测这样的空气流量的情况下，利用响应延迟来获得如 波形W2的信号。该信号波形W2相对于作为真值的波形W1，不仅仅是降低振幅、相位偏移这 样的区别。具体地说，首先第一个不同点是，波形的上升部分U1比波形的下降D2提前，举出 这点作为特征点。产生上述不同点的理由是因为，加热电阻7的加热速度和放热速度不相 对。即，虽然通过热式空气流量计的加热电阻7的驱动电路进行加热，但如上所述，加热电 阻7是经由放热进行冷却的。另外第二个不同点是，高流量和低流量的响应性存在差异，低流量波形的部分D3 比高流量波形的部分D2平缓，低流量方的响应性比高流量方的延迟大。这是因为，从加热 电阻7夺取的热量根据空气流量而具有差异，流量越低，越难以夺取热量。因此，在真的流 量信号波形W1的平均值(平均流量)A1和热式空气流量计的检测波形W2的平均值(平均 流量)A2之间产生差异，并将其作为检测误差。图6示出图1所示的热式空气流量计1的特性调整电路6和发动机控制装置2结 构的框图，图1所示的热式空气流量计的响应补偿处理运算电路的流程图也一并示出。此 外，省略存储电路20和电源电路21、25的图示。本实施方式所示的响应补偿处理运算电路17由响应补偿滤波器60构成，将A/D 变换后的输入信号(检测流量)设为Q、将流量补正系数设为a以及将检测流量的时间变化 量(以时间为变量对检测流量进行微分所得的值)设为dQ/dt，按照下述(1)的流量补正量 的运算式，乘以流量补正系数a和检测流量的时间变化量dQ/dt，来运算流量补正量ca。ca = a dQ/dt (1)这样，响应补偿滤波器60根据检测流量的时间变化量dQ/dt、即在时间内对检测 流量(输入信号)进行1阶微分运算的变化量(时间变化量)，来运算流量补正量，所以能 够加快检测的响应性。另外，根据流量信号(检测流量)Q的值来设定该流量补正常数a。即，流量补正系 数a为了选择根据检测流量Q的增减而不同的常数，在存储电路20的补正表tb中保持该 数据，以使能够输出至响应补偿滤波器60。该补正表tb如图6所示，在检测流量的变化量(dQ/dt)为正的情况(检测流量增 加的情况)、检测流量的变化量(dQ/dt)为负的情况(检测流量减少的情况)的各个情况 下，保持与检测流量相应的流量补正系数a的数据。例如，在检测流量的变化量为负、此时 所检测出的流量Q位于Q1彡Q < Q2范围内的情况下，将流量补正系数a设定为ami。另 外，在检测流量Q的变化量为正、此时所检测出的流量Q位于Q2 < Q < Q3范围内的情况下， 将流量补正系数a设定为ap2。如图6所示，即使在检测流量的变化量(dQ/dt)为正的情况(检测流量增加的情 况)、检测流量的变化量(dQ/dt)为负的情况(检测流量减少的情况)的任意一个情况下， 也设定流量补正系数(ami >am2> ... > amn, apl > ap2 > . . . > apn)，以使流量补正 系数a随着此时检测流量Q的值(大小)变小而变大。由此，如下所述，能够抑制热式空气 流量计的流量检测部固有的特征即与高流量相比低流量中的响应延迟。此外，在检测流量处于相同范围或相同值的情况下，检测流量Q的变化量为正(dQ/dt > 0)时的流量补正系数被设定为比检测流量Q的变化量为负时(dQ/dt < 0)的流 量补正系数小(ami > apl，am2 > ap2， amn > apn)。例如，在检测流量Q处于Q1彡Q < Q2范围、检测流量Q的变化量为正(dQ/dt > 0)时的流量补正系数ap2被设定为比检 测流量Q的变化量为负(dQ/dt < 0)时的流量补正系数am2小(ami < apl)。由此如后所 述，能够抑制热式空气流量计的流量检测部固有的特征即检测流量Q的上升和下降中响应 性的差异(下降时的响应性延迟)。此外，根据检测流量如上所述地设定流量补正系数a，但只要对应于流量的变化量 (波形的上升、下降)、流量的大小，以更接近真值的流量波形的方式通过实验或解析来设 定各流量补正系数既可。采用这样的补正表tb来运算流量补正量ca。具体地说，在阶段(st印)61中，作 为补偿处理动作(流量补正量运算处理)，首先采用所输入的流量信号(检测流量)Q和检 测流量的变化信号(检测流量变化量)dQ/dt，进行流量值判定处理，即判定(1)检测流量Q 处于哪个范围，(2)检测流量Q的变化量(时间变化量)是正还是负。接着，在阶段62中，对应于存储在补正表tb内的流量信号Q1 (最低流量)至 Qn (最高流量)的各范围和流量变化信号(流量变化量)dQ/dt的符号，来选择预先存储在 存储电路20内的响应补偿常数(流量补正系数)。例如，在检测流量的变化量(dQ/dt)为负时(即，检测流量减少时)，如果检测流 量Q是最低流量Ql < Q < Q2的范围，则选择ami的值作为流量补正系数a，如果检测流量 Q处于流量Qn-1彡Q彡最高流量Qn的范围，则选择amn的值作为流量补正系数a，这样，执 行补偿常数选择处理。然后，进入阶段63，根据所选择的流量补正系数a和检测流量的变化量dQ/dt (具 体地说，通过使它们相乘)，来执行响应补偿运算处理(运算流量补正量ca)。由此，可针对 每一检测流量来设定滤波器的特性，以使响应补偿的大小不同。并且，在输出调整处理运算 电路18中，根据流量补正量ca来补正检测流量Q(具体地说，进行补正后的流量Qa =检测 流量Q+流量补正量ca的运算)。通过构成如上的结构，可根据波形的上升和下降以及流量 值来设定最优响应补偿的大小。图7是示出本实施方式的响应补偿处理运算电路的阶段响应特性的图，(a)是使 响应补偿滤波器60的输入信号(检测流量)Q阶段性变化的波形图。如图7(a)所示，检测 流量Q将低流量侧的阶段输入信号的波形设为波形Qa、将高流量侧的阶段输入信号的波形 设为波形Qb，并分别给与相同振幅的输入信号。图7(b)示出在(a)情况下的响应补偿滤波器60的输出。如上所述，在补正表中， 将低流量侧的响应补偿常数(流量补正系数)设定为大，将高流量侧的响应补偿常数(流 量补正系数)设定为小，且与上升相比将下降的补正常数设定为大，所以响应补偿处理后 的输出值(流量补正量)ca的波形在低流量侧为波形caa，在高流量侧为波形cab，并成为 根据检测流量Q和检测流量的变化方向而不同的微分波形。图7(c)示出采用图7(b)所示的响应补偿滤波器时的检测流量在补正后的波形。 不使用本实施方式的响应补偿处理运算电路时的检测波形Qout，在高流量侧为波形Wb，在 低流量侧为波形Wa。根据流量检测部的响应延迟在检测波形中都发现延迟，并且在流量的 大小以及上升和下降中还发现差别。但是，在适用如本实施方式的响应补偿处理运算电路来补正检测流量时，在高流量侧为波形Wcb，在低流量侧为波形Wca，并能够获得不依赖于 流量值及流量的上升或下降就可以改善接近真值波形Qa、Qb的响应性的波形。图8示出在实际的发动机安装状态下使用本实施方式的热式空气流量计时的波 形。相对于真的空气流量波形为W1的情况，根据现有的热式空气流量计而获得的检测信号 Qout的波形为W2，但采用本发明的热式空气流量计的情况为波形W3，这样在改善响应性的 同时，还改善了波形的失真。通过此情况，检测流量的平均值(平均流量)A3接近真空气流 量的平均值A1，与未补正的平均值A2相比，即使在胍动大的实际使用状态下也能够检测误 差少的正确流量。此外，在本实施方式中，可通过波形上升和下降的信息(即，流量的变化量dQ/dt) 以及空气流量值(检测流量Q)的各个组合来选择响应补偿滤波器常数(流量补正系数)， 但显然通过构成为根据波形上升和下降的信息来设定流量补正系数并对其进行选择、或者 根据空气流量值的信息来设定流量补正系数并对其进行选择的结构，即使在补正检测流量 Q的情况下也能够获得一定的效果。图9是示出流量计相对于胍动大小的的检测误差特性的图。横轴取表示脉动振幅 相对于空气流量平均值的比例的胍动率，纵轴取真空气流量的平均值和根据热式空气流量 计的信号在发动机控制装置内求出的空气流量信号Qout的平均值之间的误差。右侧的区 域表示脈动大的情况，该右侧的区域为当到达某值以上时产生逆流的区域。真值的值与胍 动率无关，误差值为0。进行本实施方式的响应补偿处理之前的胍动误差特性(不进行补正的情况)，如 虚线所示根据胍动率而变化，尤其在高胍动区域表示大误差。另一方面，本实施方式的响应 补偿处理后的特性(进行了补正的情况)，通过改善检测波形，即使在胍动率大的区域内也 成为误差少的特性。通过构成为如上这样的结构，能够降低基于检测元件的响应性及放热特性所产生 的各种检测波形失真而引起的误差，尤其能够期待可较大地改善高胍动时特性这样的效^ o图10是在旁路通路内空气流向产生微小混乱时的热式空气流量计的波形图。流 量计的检测波形在未进行补正的情况下，如流量的波形W2那样产生混乱，并在流量平均值 A2’中产生误差。即使在具有这种混乱的波形中，也实施如图6所示的基于响应补正的最优 流量补正系数设定，并对其进行选择来运算流量补正量ca，补正检测流量Q，由此补正后的 流量波形为波形W3，结果，平均流量A3也能够检测出误差少的正确值。〔第二实施方式〕图11示出第二实施方式的热式空气流量计的特性调整电路和发动机控制装置的 结构的框图。以下，仅叙述与第一实施方式不同的点，对于第二实施方式中的与第一实施方 式相同的结构，省略详细说明。在本实施方式中，响应补偿滤波器60A的结构不是如第一实施方式这样的表方 式，在流量补正量的运算式中，采用由检测流量Q的变化量(1阶微分)项和将检测流量Q的 时间作为变量的2阶微分项组成的2阶微分方程式(运算式)，来运算流量补正量。即，在 本实施方式中，如第一实施方式所示，将检测流量变化量的流量补正系数a设定为恒定值， 而无需采用补正表来设定流量补正系数a，取而代之，如式子(2)所示，以时间为变量，在流量补正量的运算式中再加入对检测流量进行了 2阶微分的项b dQ2/dt2。此外，b是流量补 正系数，为恒定值。ca = a dQ/dt+b dQ2/dt2 (2)然后，可预先通过实验等对流量补正系数a、b输入最优值，因此能够使响应补偿 量(补正量)保持流量依赖性。在这种运算式的响应补正中，在降低了存储容量的状态下 能够改变与流量值相应的响应补偿量，从而获得可降低胍动时的检测误差这样的效果。在本实施方式中，将流量补正系数a、b设为常数，但也可以采用如第一实施方式 所示的、基于检测流量的变化量和检测流量的时间变化量符号的补正表tb来设定流量补 正系数a，由此，能够进一步获得正确的流量。另外，在本实施方式中，显然可利用包含2阶 微分以上的高次项的方程式来进行运算。〔第三实施方式〕图12示出第三实施方式的热式空气流量计的特性调整电路和发动机控制装置的 结构的框图。以下，仅叙述与第一实施方式不同的点，对于第三实施方式中的与第一实施方 式相同的结构，省略详细的说明。在本实施方式中，与第一实施方式不同的点是，在响应补偿滤波器60B前面设置 有将检测流量的检测波形变换为非线性的非线性变换电路(非线性变换单元)86，在响应 补偿滤波器60B后面具有使非线性性返回最初的非线性逆变换电路87。首先，非线性变换电路86通过用与检测流量Q的值相应的变换率(根据检测流量 Q变化的变换率)乘以检测流量Q的值，来变换为非线性。具体地说，设定变换率，使变换率 (> 1)的值随着检测流量Q的值变大而变小，由此变换检测流量Q来设为Qf。 结果，变换检测流量Q的波形的曲线特性，使流量的变化量随着检测流量Q变大而 变小，因此已变换的检测流量Qf可成为如下的特性，输入到响应补偿滤波器60B的特性曲 线在低流量侧变化大，在高流量侧变化小。接着，响应补偿滤波器(补正量运算单元)根据已变换的检测流量Qf的时间变化 量(dQf/dt)，来运算流量补正量ca。变化量(dQf/dt)通过非线性变换电路86，来如上所述 地进行变换(进行响应补偿滤波器运算)，所以与低流量相比，高流量方成为更大的流量补 正量ca的值，在低流量方需要更大的补偿。然后，在非线性逆变换电路87中，进行返回最初的变换，以使变换后的检测流量 Qf成为检测流量Q，在输出调整处理运算电路(流量补正单元)18中，根据流量补正量ca 来补正该检测流量Q。即使构成为如上这样的结构，在比较简易的结构中也能够改变与流量值对应的响 应补偿量，从而获得可降低脈动时的检测误差这样的效果。〔第四实施方式〕图13是示出具有第四实施方式的热式空气流量计的空气流量测量系统结构的 图。图13所示的热式空气流量计与第一实施方式的相比，流量检测部的结构不同。以下， 仅叙述与第一实施方式不同的点，对于第四实施方式中的与第一实施方式相同的结构，省 略详细的说明。本实施方式的热式空气流量计1A的流量检测部4A不具备第一实施方式的桥式电 路45，而是采用1个发热电阻体90和空气温度检测电阻体(感温电阻体)91，根据空气温度检测电阻体91的输出值，利用驱动电路5来进行加热控制，使发热电阻体90相对于空气 温度(流体温度)提高一定温度，该流量检测部4A根据与空气流量相应地补偿从发热电阻 体90夺取的热量的加热电流量，来检测空气流量。在本实施方式的热式空气流量计中无法 检测流量的方向。如本实施方式所示，即使在采用无法检测出逆流的热式空气流量计的情况下，如 图14所示，相对于真的空气流量波形W1，根据现有热式空气流量计而获得的检测信号Qout 是W2，但在采用本实施方式的热式空气流量计的情况下，为波形W3，这样在改善响应性的 同时，还能够改善波形失真。由此检测流量的平均值(平均流量)A3接近于真空气流量的 平均值A1，与未补正的平均值A2相比，即使在胍动大的实际使用状态下，也能够进行误差 少的正确流量检测。以上，采用附图来详细叙述了本发明的实施方式，但具体结构不限于此实施方式， 只要是不脱离本发明主旨的范围内的设计变更，就包含在本发明内。在第一实施方式中，采用补正表进行了设定，但也可以通过由检测流量以及检测 流量的变化量为两个变量的函数构成的运算式，求出流量补正系数。工业上的可利用性可以利用于检测空气流量和空气温度的装置例如飞机或船舶、此外空气以外的介 质例如氢气等的流量检测装置，需要高可靠性的装置。
权利要求
一种热式空气流量计，具有加热流体的发热电阻体；加热驱动电路，其通过向该发热电阻体流入电流，来加热控制上述发热电阻体；以及感温电阻体，其检测利用上述发热电阻体来加热的上述流体的温度；该热式空气流量计根据由上述发热电阻体而发热的流体热量，来检测上述流体的流量，其特征在于，具备流量补正量运算单元，其根据上述检测流量的变化量和依据上述检测流量而设定的流量补正系数，来运算流量补正量；以及流量补正单元，其根据该流量补正量来补正上述检测流量。
2.根据权利要求1所述的热式空气流量计，其特征在于，设定上述流量补正系数，以使上述流量补正系数随着上述检测流量的值变小而变大。
3.根据权利要求1或2所述的热式空气流量计，其特征在于，将上述检测流量的变化量为正时的上述流量补正系数设定为比上述检测流量的变化 量为负时的上述流量补正系数小。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的热式空气流量计，其特征在于，在运算上述流量补正量的运算式中还包含上述检测流量的2阶微分或2阶以上高次微 分的项。
5.一种热式空气流量计，具有加热流体的发热电阻体；加热驱动电路，其通过向该发 热电阻体流入电流，来加热控制上述发热电阻体；以及感温电阻体，其检测利用上述发热电 阻体来加热的流体的温度，该热式空气流量计根据由上述发热电阻体而发热的流体热量， 来检测上述流体的流量，其特征在于，具备非线性变换单元，其利用与该检测流量的值相应的变换率，将上述检测流量的值变换 为非线性；流量补正量运算单元，其根据该变换后的检测流量的变化量，来运算流量补正量；以及流量补正单元，其根据该流量补正量来补正上述检测流量。
6.一种热式空气流量计，具有加热流体的发热电阻体；加热驱动电路，其通过向该发 热电阻体流入电流，来加热控制上述发热电阻体；以及感温电阻体，其检测利用上述发热电 阻体而加热的上述流体的温度；该热式空气流量计根据由上述发热电阻体而发热的流体热 量，来检测上述流体的流量，其特征在于，具备流量补正量运算单元，其采用包含上述检测流量的变化量的项和上述检测流量的2阶 微分或2阶以上高次微分的项的运算式，来运算流量补正量；以及流量补正单元，其根据该流量补正量来补正上述检测流量。
全文摘要
本发明提供一种热式空气流量计，因为在检测流量的上升和下降的响应差及响应性中具有空气流量依赖性，所以能够降低在空气脈动时产生的检测误差。该热式空气流量计(1)具有加热流体的发热电阻体(7)、通过向发热电阻体(7)流入电流来加热控制发热电阻体(7)的加热驱动电路(5)、和检测利用发热电阻体(7)来加热的流体温度的感温电阻体(9)，并根据发热电阻体(7)所发出的流体热量来检测流体的流量Q，该热式空气流量计(1)还具有根据检测流量Q的变化量dQ/dt和依据检测流量Q而设定的流量补正系数a来运算流量补正量ca的流量补正量运算单元(17)以及根据流量补正量ca来补正检测流量Q的流量补正单元(18)。
文档编号G01F1/72GK101876563SQ20101016979
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月29日 优先权日2009年4月30日
发明者冈本拓人, 半泽惠二, 栖关浩平, 森野毅, 赤城好彦 申请人:日立汽车系统株式会社