[发明专利]热式空气流量计

说明书

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。

附图说明

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。