流量检测装置转让专利

申请号 : CN201080068304.1

文献号 : CN103154676B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 青柳真介

申请人 : 丰田自动车株式会社

摘要 :

本发明的流量检测装置具备输出与气体的流量对应的输出值Vd的流量计(11),通过基于从流量计输出的输出值算出气体流量来检测气体的流量。在本发明中,基于通过流量计的气体的流量及其变化率来判断是否应该校正从流量计输出的输出值。在此,当判断为应该校正从流量计输出的输出值时,从流量计输出的输出值被校正,基于该校正后的输出值来算出气体的流量。

权利要求 :

1.一种流量检测装置,具备输出与气体的流量对应的输出值的流量计,通过基于从该流量计输出的输出值算出气体流量来检测气体的流量,基于通过所述流量计的气体的流量和该流量的变化率来判断是否应该校正从所述流量计输出的输出值,在判断为应该校正从所述流量计输出的输出值时,从所述流量计输出的输出值被校正,基于该校正后的输出值来算出气体的流量,其中,基于通过所述流量计的气体的流量和该流量的变化率来判断通过所述流量计的气体的状态是否从层流状态向紊流状态转移或者是否从紊流状态向层流状态转移、或者通过所述流量计的气体的流动方向是否发生了逆转,在判断为通过所述流量计的气体的状态从层流状态向紊流状态转移或者从紊流状态向层流状态转移、或者通过所述流量计的气体的流动方向发生了逆转时,判断为应该对从所述流量计输出的输出值进行校正,预先求出由通过所述流量计的气体的状态从层流状态向紊流状态转移时的通过所述流量计的气体的流量和该流量的增大率而规定的点,作为流量增大时迁移点,预先求出由通过所述流量计的气体的状态从紊流状态向层流状态转移时的通过所述流量计的气体的流量和该流量的减少率而规定的点,作为流量减少时迁移点,在通过所述流量计的气体的流量增大时,判断由该流量和该流量的增大率规定的点是否处于所述流量增大时迁移点,在判断为由通过所述流量计的气体的流量和该流量的增大率规定的点处于所述流量增大时迁移点时,判断为通过所述流量计的气体的状态已从层流状态向紊流状态转移,在通过所述流量计的气体的流量减少时,判断由该流量和该流量的减少率规定的点是否处于所述流量减少时迁移点,在判断为由通过所述流量计的气体的流量和该流量的减少率规定的点处于所述流量减少时迁移点时,判断为通过所述流量计的气体的状态已从紊流状态向层流状态转移。

2.根据权利要求1所述的流量检测装置,其中,

预先求出在气体的流量的变化率为零或者大致为零时从所述流量计输出的输出值与此时的气体的流量之间的关系,基于从所述流量计输出的输出值或者所述校正后的输出值,根据所述预先求出的关系来算出气体的流量。

3.根据权利要求1或2所述的流量检测装置,其中,

从所述流量计输出的输出值被校正时的针对该输出值的校正的程度根据通过所述流量计的气体的流量和该流量的变化率中的至少一个来决定。

4.根据权利要求1或2所述的流量检测装置,其中,

在从所述流量计输出的输出值被校正之前除去该输出值的一次延迟,在判断为应该校正从所述流量计输出的输出值时,校正所述一次延迟被除去后的输出值,基于该校正后的输出值来算出气体的流量。

5.根据权利要求1或2所述的流量检测装置,其中,

所述流量计是硅芯片型的流量计。

6.根据权利要求1或2所述的流量检测装置,其中,

所述流量计具有被施加电压而发热的发热电阻体,所述发热电阻体被施加与通过所述流量计的气体从所述发热电阻体获取的热量对应的电压,所述流量计输出与由通过该流量计的气体从所述发热电阻体获取的热量对应的输出值。

说明书 :

流量检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及流量检测装置。

背景技术

[0002] 已知在内燃机中,当要进入燃烧室的空气在进气通路内流动时,该空气会产生所谓的脉动。而且,在从燃烧室向排气通路排出的废气被导入到进气通路的情况下,在进气通路内流过的空气所产生脉动变大。
[0003] 这里,在进气通路内流过的空气产生了脉动的情况下,该空气的流动在顺流方向(即,朝向燃烧室的方向)和逆流方向(即,与顺流方向相反的方向)之间变化。而且,近年来,例如为了降低从内燃机排出的排放,不仅希望检测在进气通路内沿着顺流方向流动的空气的流量,还希望检测在进气通路内沿着逆流方向流动的空气的流量。
[0004] 这里,专利文献1中记载了不仅能够检测沿着顺流方向流动的流体的流量,还能够检测沿着逆流方向流动的流体的流量的流量检测装置。该流量检测装置是所谓的硅芯片型的流量检测装置,具有一个发热电阻体和两个温度检测体。一方的温度检测体检测到达其所在位置的空气的温度(以下将该温度检测体称为“流体温度检测体”),另一方的温度检测体检测发热电阻体的温度(以下将该温度检测体称为“发热电阻体温度检测体”)。而且,在该流量检测装置中,将相对于由流体温度检测体检测出的流体的温度高出一定温度的温度设定为基准温度,能够基于该基准温度与由发热电阻体温度检测体检测出的发热电阻体的温度之间的关系,来判别通过流量检测装置的流体是朝向顺流方向流动还是朝向逆流方向流动,而且,能够基于基准温度和由发热电阻体温度检测体检测出的发热电阻体的温度之差,检测通过流量检测装置的空气的流量。
[0005] 因此,如果将专利文献1所记载的流量检测装置配置在内燃机的进气通路,则利用该流量检测装置不仅能够检测在进气通路内沿着顺流方向流动的空气的流量,还能够检测在进气通路内沿着逆流方向流动的空 气的流量。
[0006] 专利文献1:日本特开2000-193505号公报
[0007] 专利文献2:日本实开平2-69721号公报
[0008] 专利文献3:日本特开2008-26203号公报
[0009] 当在内燃机的进气通路内流过的空气产生了脉动时,如上所述,在进气通路内流过的空气的流动方向会在顺流方向与逆流方向之间变化。在此,当在进气通路内流过的空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化时,对空气的流量而言,在空气在进气通路内沿着顺流方向流动的期间会从比较多的流量慢慢变少,而且,当空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化时会瞬间为零,而且,在空气的流动变化为逆流方向之后会从零慢慢地变得比较多。另一方面,当在进气通路内流过的空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化时,在空气在进气通路内沿着逆流方向流动的期间会从比较多的流量慢慢变少,而且,当空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化时会瞬间为零,而且,空气的流动变化为顺流方向之后会从零慢慢变得比较多。即,当在进气通路内流过的空气的流动方向在顺流方向与逆流方向之间变化时,在进气通路内流过的空气的流量发生减少,然后在暂且变为零后增大。
[0010] 在此,已知当流体的流量比较多时,流体以紊流的状态流动,当流体的流量比较少时,流体以层流的状态流动。因此,如上所述,在进气通路内流过的空气会产生脉动,从而在该空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化时,该空气的流动按顺序变化成以紊流状态向顺流方向流动,以层流状态向顺流方向流动,然后经由以层流状态向逆流方向流动而向以紊流状态向逆流方向流动。另一方面,在进气通路内流过的空气会产生脉动,因此当该空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化时,该空气的流动按照顺序变化成以紊流状态向逆流方向流动,以层流状态向逆流方向流动,然后经由以层流状态向顺流方向流动而以紊流状态向顺流方向流动。
[0011] 因此,当利用专利文献1所记载的流量检测装置来检测在进气通路内流过的空气时,流量检测装置必须能够准确地检测以紊流状态沿着顺 流方向流动的空气的流量、以层流状态沿着顺流方向流动的空气的流量、以紊流状态沿着逆流方向流动的空气的流量以及以层流状态沿着逆流方向流动的空气的流量。
[0012] 如上所述,专利文献1所记载的流量检测装置基于基准温度和由发热电阻体温度检测体检测出的发热电阻体的温度之间的关系,来判别通过流量检测装置的流体是沿着顺流方向流动还是沿着逆流方向流动,而且,基于基准温度和由发热电阻体温度检测体检测出的发热电阻体的温度之差(以下将该差称为“与基准温度的温度差”),来检测通过流量检测装置的空气的流量。
[0013] 在此,即使从专利文献1所记载的流量检测装置通过的流体的流动方向是相同方向(即,顺流方向和逆流方向中的任意一方),当该流体处于紊流状态时该流体从发热电阻体获得的热量、和当该流体处于层流状态时该流体从发热电阻体获得的热量彼此也是不同的。因此,利用能够基于流体以层流状态通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差来算出该流体的准确流量的变换系数(即,用于将与基准温度的温度差变换成流体的流量的系数),对在流体以紊流状态通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差进行变换而得到的流量不是准确的流量。当然,反过来利用能够基于当流体以紊流状态通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差来算出该流体的准确流量变的换系数,对在流体以层流状态通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差进行变换而得到的流量不是准确的流量。
[0014] 另外,即使从专利文献1记载的流量检测装置通过的流体的流动的状态是相同状态(即,紊流状态和层流状态中的任意一方),该流体沿着顺流方向流动时的与基准温度的温度差和该流体沿着逆流方向流动时的与基准温度的温度差彼此也是不同的。因此,利用能够基于当流体沿着逆流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差来算出该流体的准确流量的变换系数,对当流体沿着顺流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差进行变换而得到的流量不是准确的流量。当然,反过来利用能够基于当流体沿着顺流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差来算出该流体的准确流量的变换系数,对当流体沿着逆流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差 进行变化而得到的流量不是准确的流量。
[0015] 鉴于此,一般在想利用专利文献1所记载的流量检测装置与流体的流动方向以及流体的状态无关地检测流体的准确流量的情况下,会准备:能够将流体以紊流状态沿着顺流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差变换成该流体的准确流量的变换系数、能够将流体以层流状态沿着顺流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差变换成该流体的准确流量的变换系数、能够将流体以紊流状态沿着逆流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差变换成该流体的准确流量的变换系数、以及能够将流体以层流状态沿着逆流方向通过流量检测装置时得到的与基准温度的温度差变换成该流体的准确流量的变换系数。
[0016] 上述变换系数是为了能够基于把通过流量检测装置的流体的流量以及该流体的流动方向变成各种流量以及方向时得到的与基准温度的温度差、和通过流量检测装置的流体的流量之间的关系,将与基准温度的温度差变换成准确的流量而准备的。在此,与基准温度的温度差和通过流量检测装置的流体的流量之间的关系分别是将通过流量检测装置的流体的流动方向设为一定方向,并把该流体的流量维持在一定流量的状态下得到的关系。因此,在通过流量检测装置的流体的流量变化小的情况下,即在该流体的流动方向并不是从顺流方向向逆流方向变化或者从逆流方向向顺流方向变化、且该流体的状态并不是从紊流状态向层流状态变化或者从层流状态向紊流状态变化的情况下,利用如此准备好的变换系数对与基准温度的温度差进行变换而得到的流量才是准确的流量。
[0017] 但是,通过流量检测装置的流体的流量变化大,因此在该流体的流动方向从顺流方向向逆流方向变化或者从逆流方向向顺流方向变化的期间,利用如上所述那样准备好的变换系数来对与基准温度的温度差进行变换而得到的流量不是准确的流量,另外,在该流体的状态从紊流状态向层流状态变化或者从层流状态向紊流状态变化的期间,利用如上所述那样准备好的变换系数来对与基准温度的温度差进行变换而得到的流量也不是准确的流量。
[0018] 即,在利用如上所述那样准备好的变换系数对与基准温度的温度差进行变换来算出流量的情况下,当通过流量检测装置的流体的状态处于该流体的流量变化比较小的稳定状态时能够算出准确的流量,但当通过流量检测装置的流体的状态处于该流体的流量变化比较大的过渡状态时无法算出准确的流量。

发明内容

[0019] 因此,本发明的目的在于,准确地检测处于过渡状态的流体的流量。
[0020] 本申请的第一发明涉及的流量检测装置具备输出与气体的流量对应的输出值的流量计,通过基于从该流量计输出的输出值算出气体的流量来检测气体流量。在此,在本发明的流量检测装置中,能够基于通过所述流量计的气体的流量和该流量的变化率,来判断是否应该校正从所述流量计输出的输出值。而且,在判断为应该校正从所述流量计输出的输出值时,从所述流量计输出的输出值被校正,基于该校正后的输出值来算出气体的流量。
[0021] 而且,在本发明的流量检测装置中,基于通过所述流量计的气体的流量和该流量的变化率,来判断通过所述流量计的气体的状态是否从层流状态向紊流状态转移或者是否从紊流状态向层流状态转移、或者通过所述流量计的气体的流动方向是否发生了逆转。而且,在判断为通过所述流量计的气体的状态从层流状态向紊流状态转移或者从紊流状态向层流状态转移、或者通过所述流量计的空气的流动方向发生了逆转时,判断为应该校正从所述流量计输出的输出值。
[0022] 而且,在本发明的流量检测装置中,预先求出由通过所述流量计的气体的状态从层流状态向紊流状态转移时的通过所述流量计的气体的流量和该流量的增大率规定的点,作为流量增大时迁移点。另外,预先求出由通过所述流量计的气体的状态从紊流状态向层流状态转移时的通过所述流量计的气体的流量和该流量的减少率规定的点,作为流量减少时迁移点。而且,在通过所述流量计的气体流量增大时,判断由该流量和该流量的增大率规定的点是否处于所述流量增大时迁移点。在此,当判断为由通过所述流量计的气体的流量和该流量的增大率规定的点处于所述流量增大时迁移点时,判断为通过所述流量计的气体的状态已从层流状态向紊流状态转移。另一方面,当通过所述流量计的气体流量 减少时,判断由该流量和该流量的减少率规定的点是否处于所述流量减少时迁移点。在此,当判断为由通过所述流量计的气体的流量和该流量的减少率规定的点处于所述流量减少时迁移点时,判断为通过所述流量计的气体的状态已从紊流状态向层流状态转移。
[0023] 根据本发明,能够得到以下效果。即,气体根据其流量而以层流状态流动或者以紊流状态流动。在此,本申请的发明人经研究判明:气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时的流量计的输出特性(以及自气体的状态从层流状态向紊流状态转移到经过一定期间的流量计的输出特性)与气体的状态稳定地处于紊流状态时的流量计的输出特性不同。另外,本申请的发明人经研究还判明:气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时的流量计的输出特性(以及自气体的状态从紊流状态向层流状态转移到经过一定期间的流量计的输出特性)也与气体的状态稳定地处于层流状态时流量计的输出特性不同。
[0024] 另外,通过流量计的气体的流动方向有时会发生逆转。在此,本申请的发明人经研究判明:通过流量计的气体的流动方向从某个特定方向向与其相反的方向逆转时的流量计的输出特性(以及自气体的流动方向发生逆转到经过一定期间的流量计的输出特性)与气体的流动方向稳定地处于上述相反的方向时的流量计的输出特性不同。
[0025] 因此,为了在气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时(或者自气体的状态从层流状态向紊流状态转移开始经过一定期间的期间)利用流量检测装置准确地检测气体的流量,优选当气体的状态从层流状态向紊流状态转移时(或者从该转移时到经过一定期间的期间),以与气体的状态稳定地处于紊流状态时对来自流量计的输出值的处理方式不同的方式,处理来自流量计的输出值,来检测气体流量。另外,为了当气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时(或者自气体的状态从紊流状态向层流状态转移开始经过一定期间的期间)利用流量检测装置准确地检测气体的流量,优选当气体的状态从紊流状态向层流状态转移时(或者从该转移时到经过一定期间的期间),以与气体的状态稳定地处于层流状态时对来自流量计的输出值的处理方式不同的方式,处理来自流量计的输出值,来检测气体流量。另外,优选当气体的流动方向发生了逆转时(或者自气体的流动方向发生逆转到经过一定期间的值),以与气 体的流动方向稳定地处于逆转后的方向时对来自流量计的输出值的处理方式不同的方式,处理来自流量计的输出值,来检测气体流量。
[0026] 而且,本申请的发明人经研究判明:气体的状态是否从层流状态向紊流状态转移或者气体的状态是否从紊流状态向层流状态转移、或者气体的流动方向是否产生了逆转依赖于气体的流量和该流量的变化率。
[0027] 在此,在本发明中,基于通过流量计的气体的流量及其变化率来判断是否应该对来自流量计的输出值进行校正。而且,当判断为应该校正来自流量计的输出值时、即当考虑了通过流量计的气体流量及其变化率时,判明为产生了气体的状态从层流状态向紊流状态转移或者气体的状态从紊流状态向层流状态转移(或者已产生了该转移,或者将要产生该转移)或者气体的流动方向发生了逆转(或者气体的流动方向已经逆转,或者气体的流动方向将要逆转),结果,在判明了应该以与气体的状态稳定地处于紊流状态或者层流状态时或者气体的流动方向稳定地为一定方向时对来自流量计的输出值的处理方式不同的方式,处理来自流量计的输出值(即,应该校正来自流量计的输出值)时,来自流量计的输出值被校正,基于该校正后的输出值来算出气体流量。
[0028] 因此,根据本发明,能够得到如下效果:即使气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时及气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时以及气体的流动方向发生了逆转时、即气体的状态处于过渡状态时,也能够利用流量检测装置准确地算出气体的流量。
[0029] 尤其是在为了对进入到内燃机的燃烧室的空气流量进行检测而利用本发明的流量检测装置的情况下,当进入燃烧室的空气的流量不恒定、该空气的流量过渡性地增大或者减少时,或者该空气产生了所谓的脉动使得该空气的流动方向从顺流方向(即朝向燃烧室的方向)向逆流方向(即与顺流方向相反的方向)变化或者从逆流方向向顺流方向变化时,根据本发明的流量检测装置,可获得能够准确地算出空气的流量这一效果。
[0030] 另外,根据本发明,能够得到以下效果。即,如上所述,气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时的流量计的输出特性与气体的状态稳定地处于紊流状态时的流量计的输出特性不同,而且,气体的状态从 紊流状态向层流状态转移了时的流量计的输出特性与气体的状态稳定地处于层流状态时的流量计的输出特性不同。另外,气体的流动方向从一个方向向与其相反的方向变化时的流量计的输出特性与气体的流动方向稳定地处于上述相反的方向时的流量计的输出特性不同。因此,为了利用流量检测装置准确地检测气体流量,应该可靠地把握气体的状态从层流状态向紊流状态转移了的情况或者气体的状态从紊流状态向层流状态转移了的情况、或者气体的流动方向发生了逆转的情况,在把握了该情况时校正来自流量计的输出值,并基于该校正后的输出值来算出气体的流量。
[0031] 在此,在本发明中,根据通过流量计的气体的状态从层流状态向紊流状态转移了的情况或者从紊流状态向层流状态转移了的情况、或者气体的流动方向发生了逆转的情况,判断为应该校正来自流量计的输出值。因此,当可靠地把握了气体的状态从层流状态向紊流状态转移了的情况或者气体的状态从紊流状态向层流状态转移了的情况、或者气体的流动方向发生了逆转的情况时,来自流量计的输出值被校正,基于该校正后的输出值来算出气体流量。
[0032] 因此,根据本发明,能够得到如下效果:即使在气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时及气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时以及气体的流动方向发生了逆转时,也能够利用流量检测装置更为准确地算出气体的流量。
[0033] 另外,根据本发明,能够得到以下效果。即,如上所述,气体根据其流量以层流状态流动或者以紊流状态流动。而且,具体而言,在气体的流量比较少时气体以层流状态流动,在气体的流量比较多时气体以紊流状态流动。因此,气体的状态从层流状态向紊流状态的转移在气体的流量增大时发生,气体的状态从紊流状态向层流状态的转移在气体的流量减少时发生。
[0034] 在此,在本发明中,预先求出由气体的状态从层流状态向紊流状态转移时的气体的流量及其增大率规定的点,作为流量增大时迁移点。即,如果气体的流量增大时由气体的流量及其增大率规定的点到达流量增大时迁移点,则产生气体的状态从层流状态向紊流状态的转移。而且,在本发明中,当通过流量计的气体流量增大时,基于由气体的流量及其 增大率规定的点是否到达了流量增大时迁移点,来判断通过流量计的气体的状态是否已从层流状态向紊流状态转移。由此,可得到能够简单且可靠地把握气体的状态从层流状态向紊流状态转移这一效果。
[0035] 另外,在本发明中,预先求出由气体的状态从紊流状态向层流状态转移时的气体的流量及其减少率规定的点,作为流量减少时迁移点。即,如果气体的流量减少时由气体的流量及其减少率规定的点到达流量减少时迁移点,则产生气体的状态从紊流状态向层流状态的转移。而且,在本发明中,当通过流量计的气体流量减少时,基于由气体的流量及其减少率规定的点是否到达了流量减少时迁移点,来判断通过流量计的气体的状态是否已从紊流状态向层流状态转移。由此,可得到能够简单且可靠地把握气体的状态从紊流状态向层流状态转移这一效果。
[0036] 本申请的第四发明根据上述第一发明的流量检测装置而提出,预先求出在气体流量的变化率为零或者大致为零时从所述流量计输出的输出值与此时的气体流量之间的关系。而且,基于从所述流量计输出的输出值或者所述校正后的输出值,根据所述预先求出的关系来算出气体的流量。
[0037] 根据本发明,能够得到以下效果。即,在本发明中,预先求出当气体流量的变化率为零或者大致为零时、即气体的流动方向总处于一个方向或者与其相反的方向并且气体的状态稳定地处于层流状态或者紊流状态时,从流量计输出的输出值与此时的气体流量之间的关系。而且,当判断为不应该校正来自流量计的输出值时,直接利用来自流量计的输出值从上述预先求出的关系算出气体的流量。另一方面,在判断为应该校正来自流量计的输出值时,来自流量计的输出值被校正,利用该校正后的输出值从上述预先求出的关系算出气体的流量。即,即使在应该对来自流量计的输出值进行校正的情况下,也能够利用无需对来自流量计的输出值进行校正时所使用的上述预先求出的关系来算出气体的流量。
[0038] 因此,在气体流量的变化比较大时或者气体的流动方向发生了逆转时,不用重新求出从流量计输出的输出值与此时的气体流量之间的关系,能够利用气体流量的变化为零或者大致为零时从流量计输出的输出值与此时的气体流量的关系。因此,根据本发明,能够得到如下效果:能够不大幅变更利用气体流量的变化为零或者大致为零时从流量计输 出的输出值与此时的气体流量之间的关系来算出气体流量的流量检测装置的构成,就准确地算出气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时或者气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时、或者气体的流动方向发生了逆转时的气体的流量。
[0039] 本申请的第五发明根据上述第一或第四发明中的流量检测装置而提出,从所述流量计输出的输出值被校正时的针对该输出值的校正程度根据通过所述流量计的气体的流量和该流量的变化率中的至少一个来决定。
[0040] 根据本发明,能够得到以下效果。即,经过本申请的发明人的研究判明:气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时的流量计的输出特性(以及自气体的状态从层流状态向紊流状态转移到经过一定期间的流量计的输出特性)与气体的状态稳定地处于紊流状态时的流量计的输出特性不同的程度、及气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时的流量计的输出特性(以及自气体的状态从紊流状态向层流状态转移到经过一定期间的流量计的输出特性)与气体的状态稳定地处于层流状态时流量计的输出特性不同的程度、以及气体的流动方向发生了逆转时的流量计的输出特性(以及自气体的流动方向发生逆转到经过一定期间的流量计的输出特性)与气体的流动方向稳定地处于一个方向时的流量计的输出特性不同的程度由气体的流量及其变化率决定。
[0041] 在此,在本发明中,能够得到如下效果:来自流量计的输出值被校正时的针对输出值的校正程度根据通过流量计的气体的流量及其变化率的至少一个来决定。因此,根据本发明,在气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时或者气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时、或者气体的流动方向发生了逆转时,能够利用流量检测装置更准确地算出气体的流量。
[0042] 本申请的第六发明根据上述第一、第四、第五发明中的任意一个流量检测装置而提出,在校正从所述流量计输出的输出值之前除去该输出值的一次延迟。而且,在判断为应该对从所述流量计输出的输出值进行校正时,对所述一次延迟被除去后的输出值进行校正,基于该校正后的输出值来算出气体的流量。
[0043] 本申请的第七发明根据上述第一、第四~第六发明中的任意一个流量检测装置而提出,所述流量计是硅芯片型的流量计。
[0044] 根据本发明,能够得到以下效果。即,一般硅芯片型的流量计具有其大小小且其耗电量少这一有利的特性。并且,硅芯片型的流量计还具有针对应该检测的气体的流量变化输出响应性高这一有利的特性。
[0045] 在此,由于进入内燃机燃烧室的空气会产生所谓的脉动,所以该空气的流动方向在顺流方向(即朝向燃烧室的方向)和逆流方向(即与顺流方向相反的方向)之间以极短的周期变化。即,在进入燃烧室的空气产生了脉动的情况下,沿着顺流方向流动的空气的流量减少而为零,然后该空气的流动方向立刻向逆流方向变化,随后沿着逆流方向流动的空气的流量暂时增大之后减少到零,之后该空气的流动方向向顺流方向变化,之后沿着顺流方向流动的空气的流量暂时增大之后减少到零,之后该空气的流动方向立刻再次向逆流方向变化,这样的空气流量的变化和空气的流动方向的变化在极短的周期内重复。因此,在想要准确地检测进入内燃机燃料室的空气的流量的情况下,需要针对空气流量的变化的输出响应性高、且即使在空气的状态处于其流量(以及其流动方向)大幅变化的所谓过渡状态时,也能够准确地检测该空气的流量的流量检测装置。在此,由于本发明的流量检测装置的流量计是针对气体流量的变化的输出响应性高的硅芯片型的流量计,并且本发明的流量检测装置在气体状态处于其流量(以及其流动方向)大幅变化的过渡状态时,也能够基于适当校正后的来自流量计的输出值来准确地检测气体的流量,所以在本发明的流量检测装置被利用于对进入内燃机燃烧室的空气的流量进行检测的情况下,可得到能够准确地检测进入燃烧室的空气的流量这一效果。
[0046] 本申请的第八发明根据上述第一、第四~第七发明中的任意一个流量检测装置而提出,所述流量计具有被施加电压而发热的发热电阻体,所述发热电阻体被施加与通过所述流量计的气体从所述发热电阻体获取的热量对应的电压,所述流量计输出与由通过该流量计的气体从所述发热电阻元件获取的热量对应的输出值。
[0047] 根据本发明,能够得到以下效果。即,处于层流状态的气体从发热电阻元件获取的热量与处于紊流状态的气体从发热电阻元件获取的热 量彼此不同。因此,在流量计是输出与由通过其的气体从发热电阻元件获取的热量对应的输出值的流量计的情况下,流量计的输出特性受到应该检测的气体的状态从层流状态向紊流状态的转移以及应该检测的气体的状态从紊流状态向层流状态的转移的影响比较较大。
[0048] 但是,在本发明中,当应该检测的气体的状态从层流状态向紊流状态转移了时或者应该检测的气体的状态从紊流状态向层流状态转移了时,来自流量计的输出值被适当地校正,基于该校正后的输出值来算出气体流量。因此,根据本发明,能够得到如下效果:利用具备输出与由通过流量计的气体从发热电阻元件获取的热量对应的输出值的流量计的流量检测装置,也能够准确地检测气体的流量。
[0049] 附图说明
[0050] 图1是表示了本发明的实施方式的流量检测装置的空气流量计的图。
[0051] 图2是详细地表示了本发明的实施方式的空气流量计的发热电阻元件的图。
[0052] 图3是表示了应用本发明的实施方式的流量检测装置的内燃机的图。
[0053] 图4(A)是表示了为了基于元件温度差来取得顺流时AFM通过空气流量所采用的映射的图,(B)是表示为了基于元件温度差来取得逆流时AFM通过空气流量所采用的映射的图。
[0054] 图5(A)是表示为了基于AFM通过空气流量及其增大率来取得顺流增大时校正系数所采用的映射的图,(B)是表示为了基于AFM通过空气流量及其减少率来取得顺流减少时校正系数所采用的映射的图,(C)是表示为了基于AFM通过空气流量及其增大率取得逆流/顺流增大时校正系数所采用的映射的图。
[0055] 图6(A)是表示为了基于AFM通过空气流量及其增大率来取得逆流增大时校正系数所采用的映射的图,(B)是表示为了基于AFM通过空气流量及其减少率来取得逆流减少时校正系数所采用的映射的图,(C)是表示为了基于AFM通过空气流量及其增大率来取得顺流/逆流增大时校正系数所采用的映射的图。
[0056] 图7是表示本发明的实施方式涉及的执行AFM通过空气流量的算出的程序的一例的一部分的图。
[0057] 图8是表示本发明的实施方式涉及的执行AFM通过空气流量的算出的程序的一例的一部分的图。
[0058] 图9是表示本发明的实施方式涉及的执行AFM通过空气流量的算出的程序的一例的一部分的图。
[0059] 图10是表示本发明的实施方式涉及的执行AFM通过空气流量的算出的程序的一例的一部分的图。

具体实施方式

[0060] 以下,参照附图来说明本发明的流量检测装置的实施方式。本实施方式的流量检测装置具有图1所示的空气流量计11。该空气流量计11例如被配置在图3所示的内燃机20的进气通路30中。而且,流量检测装置输出与从进气通路30的进入口31进入到进气通路30并通过空气流量计11的空气的流量(即,进入到内燃机20的燃烧室21的空气的流量)对应的输出值。另外,空气流量计11与内燃机20的电子控制装置60连接,从空气流量计11输出的输出值被输入到电子控制装置60。
[0061] 其中,在图3中,22表示燃料喷射阀,23表示对燃料喷射阀22供给燃料的燃料通路,24表示对燃料喷射阀22供给燃料的燃料泵,25表示对内燃机20的曲轴(未图示)的旋转相位进行检测的曲轴位置传感器,32表示对在进气通路30中流动的空气进行冷却的内部冷却器,33表示对进入到燃烧室21的空气的量进行控制的节气门,34表示空气过滤器,40表示排气通路,AP表示加速器踏板,75表示对加速器踏板AP的踩踏量进行检测的加速器踩踏量传感器,50表示排气再循环装置。
[0062] 排气再循环装置(以下将该装置称为“EGR装置”)50具有从排气通路40延伸到进气通路30的通路(以下将该通路称为“EGR通路”)51。在EGR通路51中,配置有对流过其的废气的流量进行控制的控制阀(以下将该控制阀称为“EGR控制阀”)52。另外,在EGR通路51 中,配置有用于对流过其的废气进行冷却的冷却器53。
[0063] 另外,电子控制装置60具有微型处理器(CPU)61、只读存储器(ROM)62、随机读取存储器(RAM)63、备份RAM(Back up RAM)64以及接口65。接口65与燃料喷射阀22、燃料泵24、节气门33以及EGR控制阀52连接,从电子控制装置60经由接口65来供给对它们的动作进行控制的控制信号。另外,除了连接着空气流量计11之外,接口65还与曲轴位置传感器25以及加速器踩踏量传感器75连接,与由曲轴位置传感器25检测到的曲轴的旋转相位对应的信号、以及与由加速器踩踏量传感器75检测到的加速器踏板AP的踩踏量对应的信号被输入给接口65。
[0064] 另外,在以下的说明中,“上游侧”是指“与朝向燃烧室21在进气通路30内流动的空气的流动方向相关的上游侧”,“下游侧”是指“与朝向燃烧室21在进气通路30内流动的空气的流动方向相关的下游侧”。而且,在以下的说明中,“AFM通过空气”是指“通过空气流量计的空气”,“AFM通过空气流量”是指“通过空气流量计的空气的流量”,“内燃机运转中”是指“内燃机20的运转过程中”。
[0065] 空气流量计11是所谓的硅芯片型的空气流量计。而且,该空气流量计11具有两个温度检测元件12U、12D和一个发热电阻元件13。各温度检测元件12U、12D输出与各自的周围温度对应的电压。流量检测装置能够基于从各温度检测元件12U、12D输出的电压来算出各温度检测元件12U、12D的周围温度(即能够把握)。因此,换言之,各温度检测元件12U、12D也可以称为是对各自的周围温度进行检测的元件。另一方面,发热电阻元件13被施加电压。而且,当对发热电阻元件13施加电压时,发热电阻元件13发热。另外,温度检测元件12U、12D以及发热电阻元件13沿着特定的方向按照一个温度检测元件12U、另一个温度检测元件12D、发热电阻元件13这一顺序配置。而且,远离发热电阻元件13的温度检测元件12U以不受到正在发热的发热电阻元件13的温度的影响的程度,被配置在远离发热电阻元件13的位置。另一方面,靠近发热电阻元件13的温度检测元件12D以受到正在发热的发热电阻元件13的温度的影响的程度,被配置在靠近发热电阻元件13的位置。另外,温度检测元件12U、12D以及发热电阻元件13以被两个 绝缘保护膜14U、14L夹持的形式配置在这两个绝缘保护膜14U、14L之间。另外,由绝缘保护膜14U、14L夹持的温度检测元件12U、
12D以及发热电阻元件13被配置在硅基板15上。即,如果换种表达,则在硅基板15上形成有一层绝缘保护膜14L,在该绝缘保护膜14L上配置有两个温度检测元件12U、12D以及一个发热电阻元件13,按照覆盖这些温度检测元件12U、12D以及发热电阻元件13的方式再形成一层绝缘保护膜14U。
[0066] 其中,如图2所示,发热电阻元件13由按照形成有在与温度检测元件12U、12D以及发热电阻元件13排列的方向(即,上述特定的方向)垂直的方向延伸的多个部分的方式弯折多次而成的连续部分构成。另外,发热电阻元件13具有热不会立刻从该发热电阻元件13的一个端部传导到另一个端部的程度的长度。
[0067] 另外,远离发热电阻元件13的温度检测元件12U和发热电阻元件13通过桥电路相互连接。而且,由此对发热电阻元件13施加电压,以使发热电阻元件13的温度成为相对于距离发热电阻元件13远的温度检测元件12U周围的温度(即,能够基于从距离发热电阻元件13远的温度检测元件12U输出的电压而把握的温度)高出一定温度的温度。
[0068] 在流量检测装置被应用到图3所示的内燃机的情况下,空气流量计11以AFM通过空气按顺序通过距离发热电阻元件13远的温度检测元件12U、距离发热电阻元件13近的温度检测元件12D、发热电阻元件13的方式被配置在进气通路30。而且,如上所述,距离发热电阻元件13远的温度检测元件12U(以下将该温度检测元件称为“上游侧温度检测元件”)以不受正在发热的发热电阻元件13的温度的影响的程度,被配置在远离发热电阻元件13的位置。因此,上游侧温度检测元件12U输出与来到此处的空气的温度对应的电压。因此,流量检测装置能够基于从上游侧温度检测元件12U输出的电压,来算出来到上游侧温度检测元件12U的空气的温度(即能够把握)。另一方面,如上所述,距离发热电阻元件13近的温度检测元件12D(以下将该温度检测元件称为“下游侧温度检测元件”)以受到发热的发热电阻元件13的温度的影响的程度,被配置在靠近发热电阻元件13的位置。因此,下游侧温度检测元件12D输出与发热电阻元件13的温度对应的电压。因此,流量检测装 置能够基于从下游侧温度检测元件12D输出的电压,来算出发热电阻元件13的温度(即能够把握)。
[0069] 另外,如上所述,上游侧温度检测元件12U和发热电阻元件13通过桥电路相互连接。而且,由此对发热电阻元件13施加电压,以使发热电阻元件13的温度成为相对于上游侧温度检测元件12U周围的温度(即,能够基于从上游侧温度检测元件12U输出的电压而把握的温度),高出一定温度的温度。因此,在空气流量计11被配置在进气通路30的情况下,对发热电阻元件13施加电压,以使发热电阻元件13的温度相对于来到上游侧温度检测元件12U的空气的温度,高出一定温度的温度(以下将该温度称为“基准温度”)。
[0070] 接着,对空气流量计11被配置在图3所示的内燃机20的进气通路30时的发热电阻元件13的温度的举动进行说明。
[0071] 当空气流量计11被配置在进气通路30,空气从进入口31朝向燃烧室21通过该空气流量计11时(即,空气沿着顺流方向通过空气流量计11时),AFM通过空气从发热电阻元件13获取热。此时,被AFM通过空气从发热电阻元件13的上游侧部分(即,沿着空气以顺流方向通过空气流量计11时的空气流动进行观察时,位于上游侧的发热电阻元件13的部分13U)获取的热量大于被AFM通过空气从发热电阻元件13的下游侧部分(即,沿着空气以顺流方向通过空气流量计11时的空气流动进行观察时,位于下游侧的发热电阻元件13的部分13D)获取的热量。即,当AFM通过空气沿着顺流方向通过发热电阻元件13时,来到发热电阻元件的下游侧部分13D的AFM通过空气是从发热电阻元件的上游侧部分13U获取热量而其温度上升的空气。因此,与来到发热电阻元件的上游侧部分13U的AFM通过空气的温度相比,来到发热电阻元件的下游侧部分13D的AFM通过空气的温度较高。因此,当AFM通过空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,被AFM通过空气从发热电阻元件的上游侧部分13U获取的热量大于被AFM通过空气从发热电阻元件的下游侧部分13D获取的热量。因此,当AFM通过空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度低于发热电阻元件的下游侧部分13D的温度。而且,只要发热电阻元件13的平均温度低于上述基准温度,施加给发热电阻元件13的电压就变 高,如果发热电阻元件13的平均温度高于基准温度,则施加给发热电阻元件13的电压就变低。因此,通过这样控制施加给发热电阻元件13的电压,在空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度变得低于上述基准温度、且发热电阻元件的下游侧部分13D的温度高于上述基准温度。
[0072] 而且,AFM通过空气流量越多,AFM通过空气从发热电阻元件的上游侧部分13U获取的热量就越大。因此,沿着顺流方向通过空气流量计11的AFM通过空气的流量越多,则发热电阻元件的上游侧部分13U的温度与基准温度之差(以下将该差值称为“元件温度差”)越大。
[0073] 另一方面,在空气沿着与顺流方向相反的反方向(以下将该方向称为“逆流方向”)通过空气流量计11时,AFM通过空气也从发热电阻元件13获取热。此时,AFM通过空气从发热电阻元件的上游侧部分13U获取的热量小于AFM通过空气从发热电阻元件的下游侧部分13D获取的热量。即,当AFM通过空气沿着逆流方向通过发热电阻元件13时,来到发热电阻元件的上游侧部分13U的AFM通过空气是从发热电阻元件的下游侧部分13D获取热而其温度上升的空气。因此,相比于来到发热电阻元件的下游侧部分13D的AFM通过空气的温度,来到发热电阻元件的上游侧部分13U的AFM通过空气的温度较高。从而,当AFM通过空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,AFM通过空气从发热电阻元件的上游侧部分13U获取的热量小于AFM通过空气从发热电阻元件的下游侧部分13D获取的热量。因此,当AFM通过空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度高于发热电阻元件的下游侧部分13D的温度。而且,只要发热电阻元件13的平均温度低于上述基准温度,施加给发热电阻元件13的电压就变高,如果发热电阻元件13的平均温度高于基准温度,则施加给发热电阻元件13的电压变低。因此,通过这样控制施加给发热电阻元件13的电压,使得在空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度高于上述基准温度、且发热电阻元件的下游侧部分13D的温度低于上述基准温度。
[0074] 而且,AFM通过空气流量越多,AFM通过空气从发热电阻元件的下游侧部分13D获取的热量就越大。而且,施加给发热电阻元件13的 电压变高与AFM通过空气从发热电阻元件的下游侧部分13D获取的热量变大的量对应电压。而且,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度变高与施加给发热电阻元件13的电压提高的量对应的温度。因此,沿着逆流方向通过空气流量计11的AFM通过空气的流量越多,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度与基准温度之差(即元件温度差)越大。
[0075] 下面,对空气沿着顺流方向通过空气流量计11时的AFM通过空气流量的算出进行说明。
[0076] 如上所述,下游侧温度检测元件12D被配置在比发热电阻元件13靠上游侧的位置且接近该发热电阻元件13的位置。因此,下游侧温度检测元件12D输出与发热电阻元件的上游侧部分13U的温度对应的电压。另外,如上所述,沿着顺流方向通过空气流量计11的AFM通过空气的流量越多,则元件温度差越大。因此,能够基于根据空气沿着顺流方向通过空气流量计11时从下游侧温度检测元件12D输出的电压而把握的温度与基准温度之差(即元件温度差),来算出AFM通过空气流量(即检测能够)。
[0077] 鉴于此,在本实施方式中,预先通过实验等求出空气沿着顺流方向通过空气流量计11时的相对于元件温度差的AFM通过空气流量,该求出的AFM通过空气流量如图4(A)所示,作为顺流时AFM通过空气流量FRF,被以元件温度差ΔT的函数的映射的形式储存在电子控制装置60中。而且,当在内燃机运转中判断为空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,基于元件温度差ΔT从上述图4(A)的映射取得AFM通过空气流量FRF(即算出AFM通过空气流量)。
[0078] 其中,由于在空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度低于上述基准温度,所以元件温度差为正值。因此,根据元件温度差为正值能够把握空气沿着顺流方向通过空气流量计11。鉴于此,在本实施方式中,当元件温度差ΔT为正值时,可根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量。
[0079] 另外,元件温度差ΔT越大(即,元件温度差ΔT的绝对值越大),根据图4(A)的映射算出的AFM通过空气流量FRF越多。而且,在图4(A)的映射中,与元件温度差ΔT小于某个值ΔTth时的AFM通 过空气流量FRF相对于元件温度差ΔT的变化率相比,元件温度差ΔT大于上述某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRF相对于元件温度差ΔT的变化率较小。
[0080] 接着,对空气沿着逆流方向通过空气流量计11时的AFM通过空气流量的算出进行说明。
[0081] 如上所述,下游侧温度检测元件12D被配置在比发热电阻元件13靠上游侧的位置且接近该发热电阻元件13的位置。因此,下游侧温度检测元件12D输出与发热电阻元件的上游侧部分13U的温度对应的电压。另外,如上所述,沿着逆流方向通过空气流量计11的AFM通过空气的流量越多,则元件温度差越大。因此,能够基于根据空气沿着逆流方向通过空气流量计11时从下游侧温度检测元件12D输出的电压而把握的温度与基准温度之差(即元件温度差),来算出AFM通过空气流量(即能够检测)。此时,元件温度差越大,则算出的AFM通过空气流量越多。
[0082] 鉴于此,在本实施方式中,预先通过实验等求出空气沿着逆流方向通过空气流量计11时的相对于元件温度差的AFM通过空气流量,该求出的AFM通过空气流量如图4(B)所示,作为逆流时AFM通过空气流量FRB,被以元件温度差ΔT的函数的映射的形式储存在电子控制装置60中。而且,当在内燃机运转中判断为空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,基于元件温度差ΔT从上述图4(B)的映射取得AFM通过空气流量FRB(即,算出AFM通过空气流量)。
[0083] 其中,由于当空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度高于上述基准温度,所以元件温度差为负值。因此,根据元件温度差为负值能够把握空气沿着逆流方向通过空气流量计11。鉴于此,在本实施方式中,当元件温度差ΔT为负值时,可根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量。
[0084] 另外,元件温度差ΔT越小(即元件温度差ΔT的绝对值越大),则根据图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量FRB越多。而且,在图4(B)的映射中,相比于元件温度差ΔT大于某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRB相对于元件温度差ΔT的变化率,元件温度差ΔT 小于上述某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRB相对于元件温度差ΔT的变化率较小。
[0085] 当通过空气流量计11的空气的流量(即,在进气通路30内流动的空气的流量)比较少时,空气以层流的状态通过空气流量计11。另一方面,当通过空气流量计11的空气的流量比较多时,空气以紊流的状态通过空气流量计11。而且,空气以层流的状态通过空气流量计11时的发热电阻元件13的温度的举动、与空气以紊流的状态通过空气流量计11时的发热电阻元件13的温度的举动彼此不同。
[0086] 接着,对空气以层流状态通过空气流量计11时的发热电阻元件13的温度的举动、和空气以紊流状态通过空气流量计11时的发热电阻元件13的温度的举动进行说明。其中,在以下的说明中,前提是发热电阻元件的上游侧部分13U的温度越低,则从下游侧温度检测元件12D输出的电压越高。另外,在以下的说明中,“AFM输出值”是“从下游侧温度检测元件12D输出的电压的值”,是与从下游侧温度检测元件12D输出的电压的值成比例的值。
[0087] 当空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,该空气处于层流状态的情况下AFM通过空气从发热电阻元件13获取的热量小于该空气处于紊流状态的情况下AFM通过空气从发热电阻元件13获取的热量。因此,当空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,无论该空气是层流状态还是紊流状态,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度均低于基准温度,但与空气处于层流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度相比,空气处于紊流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度较低。
[0088] 同样,当空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,该空气处于层流状态的情况下AFM通过空气从发热电阻元件13获取的热量小于该空气处于紊流状态的情况下AFM通过空气从发热电阻元件13获取的热量。因此,当空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,无论该空气是层流状态还是紊流状态,发热电阻元件的下游侧部分13D的温度均低于基准温度,但与空气处于层流状态的情况的发热电阻元件的下游侧部分13D的温度相比,空气处于紊流状态的情况的发热电阻元件的下游侧部分13D的温度较低。结果,当空气沿着逆流方向通过空气流量计11时, 无论该空气是层流状态还是紊流状态,发热电阻元件的上游侧部分13U的温度均高于基准温度,但与空气处于层流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度相比,空气处于紊流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度较高。
[0089] 这样,空气以层流状态通过空气流量计11时的发热电阻元件13的温度的举动、与空气以紊流状态通过空气流量计11时的发热电阻元件13的温度的举动相互不同。
[0090] 如上所述,当空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,与空气处于层流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度相比,空气处于紊流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度较低。因此,即使发热电阻元件的上游侧部分13U的温度是相同的温度,AFM通过空气处于紊流状态的情况与AFM通过空气处于层流状态的情况相比,AFM通过空气流量较少。另外,当空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,与空气处于层流状态情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度相比,空气处于紊流状态的情况的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度较高。因此,即使发热电阻元件的上游侧部分13U的温度是相同的温度,AFM通过空气处于紊流状态的情况与AFM通过空气处于层流状态的情况相比,AFM通过空气流量也较少。
[0091] 因此,为了基于发热电阻元件的上游侧部分13U的温度来算出准确的AFM通过空气流量,应该考虑AFM通过空气是处于层流状态还是AFM通过空气流量处于紊流状态。
[0092] 关于此,在本实施方式中,当空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,基于此时的元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量。在此,图4(A)的映射是通过实验等求出一边使空气沿着顺流方向通过空气流量计11一边将AFM通过空气流量改变成各种流量时的元件温度差与AFM通过空气流量的关系,并基于该求出的关系而创建的。即,当在实验等中使AFM通过空气流量为特定的流量,并使空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,如果AFM通过空气是层流状态,则求出反映了AFM通过空气处于层流状态的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系,当在实验等中使AFM通过空气流量为特定的流量,并使空气沿着顺流方向通过空气流量计11时,如果AFM通过 空气是紊流状态,则求出反映了AFM通过空气处于紊流状态的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系。因此,图4(A)的映射规定了反映AFM通过空气处于层流状态还是AFM通过空气处于紊流状态的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系。而且,由此在图4(A)的映射中,与元件温度差ΔT小于某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRF相对于元件温度差ΔT的变化率相比,元件温度差ΔT大于上述某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRF相对于元件温度差ΔT的变化率较小。因此,基于空气沿着顺流方向通过空气流量计11时的元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射算出的AFM通过空气流量是反映了AFM通过空气处于层流状态还是AFM通过空气处于紊流状态的流量。
[0093] 其中,在空气沿着顺流方向通过空气流量计11情况下,当AFM通过空气流量是与比图4(A)的值ΔTth小的元件温度差ΔT对应的AFM通过空气流量时,空气以层流状态通过空气流量计11,当AFM通过空气流量是与图4(A)的值ΔTth以上的元件温度差ΔT对应的AFM通过空气流量时,空气以紊流状态通过空气流量计11。即,与图4(A)的值ΔTth对应的AFM通过空气流量是构成AFM通过空气处于层流状态时的AFM通过空气流量、与AFM通过空气处于紊流状态时的AFM通过空气流量之间的边界的流量。鉴于此,在以下的说明中,将元件温度差ΔT为图4(A)的值ΔTth时的AFM通过空气流量称为“稳定时迁移流量”。
[0094] 另外,在本实施方式中,当空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,基于此时的元件温度差ΔT并根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量。在此,图4(B)的映射是通过实验等求出一边使空气沿着逆流方向通过空气流量计11一边将AFM通过空气流量改变成各种流量时的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系,并基于该求出的关系而创建的。即,当在实验等中使AFM通过空气流量为特定的流量并使空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,如果AFM通过空气处于层流状态,则求出反映了AFM通过空气处于层流状态的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系,当在实验等中使AFM通过空气流量为特定的流量并使空气沿着逆流方向通过空气流量计11时,如果AFM通过空气处于紊流状态,则求出反映了AFM通过空气处于紊流状态的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系。因此,图4(B)的映射规 定了反映AFM通过空气处于层流状态还是AFM通过空气处于紊流状态的元件温度差与AFM通过空气流量之间的关系。而且,由此在图4(B)的映射中,与元件温度差ΔT大于某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRB相对于元件温度差ΔT的变化率相比,元件温度差ΔT小于上述某个值ΔTth时的AFM通过空气流量FRB相对于元件温度差ΔT的变化率较小。因此,基于空气沿着逆流方向通过空气流量计11时的元件温度差ΔT并根据图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量是反映了AFM通过空气是处于层流状态还是AFM通过空气处于紊流状态的流量。
[0095] 其中,在空气沿着逆流方向通过空气流量计11情况下,当AFM通过空气流量是与比图4(B)的值ΔTth大的元件温度差ΔT对应的AFM通过空气流量时,空气以层流状态通过空气流量计11,当AFM通过空气流量是与图4(B)的值ΔTth以下的元件温度差ΔT对应的AFM通过空气流量时,空气以紊流状态通过空气流量计11。即,与图4(B)的值ΔTth对应的AFM通过空气流量也是构成AFM通过空气处于层流状态时的AFM通过空气流量、与AFM通过空气处于紊流状态时的AFM通过空气流量之间的边界的流量。鉴于此,在以下的说明中,将元件温度差ΔT是图4(B)的值ΔTth时的AFM通过空气流量称为“稳定时迁移流量”。
[0096] 当AFM通过空气流量一定或者大致一定时(即,AFM通过空气流量的变化率为零或者大致为零时),如上所述,如果AFM通过空气流量少于稳定时迁移流量,则空气以层流状态通过空气流量计11,如果AFM通过空气流量在稳定时迁移流量以上,则空气以紊流状态通过空气流量计11。因此,当AFM通过空气流量一定或者大致一定时,基于元件温度差并根据图4(A)或者图4(B)的映射算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0097] 然而,在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,当如上所述那样基于元件温度差并根据图4(A)或者图4(B)的映射算出AFM通过空气流量时,有时算出的AFM通过空气流量的一部分与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0098] 更详细而言,当在AFM通过空气流量从少于稳定时迁移流量的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,AFM通过空气的状态从层流状态转向紊流状态时,在AFM通过空气的状态从层流状态转移到紊流状态的期间,会发生如上所述那样基于元件温度差并根据图4(A)或者图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致的现象。
[0099] 可认为这样的现象是基于以下的理由而产生的。即,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,AFM通过空气的状态从层流状态转向紊流状态时,AFM通过空气的状态不是瞬时完全地从层流状态向紊流状态转移,而是AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态慢慢地转移。换言之,在AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移的情况下,AFM通过空气的状态从层流状态到完全转移到紊流状态要花费一定的时间。因此,该情况下,在AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态的期间,AFM通过空气的状态是层流状态与紊流状态混在的状态。因此,在AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态的期间,当根据以AFM通过空气的状态处于层流状态和紊流状态中任意一方的状态为前提而创建的(或者校正后的)图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差来算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。这被认为是产生上述现象的理由之一。
[0100] 另外,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,AFM通过空气的状态从层流状态转移到紊流状态时,有可能不是在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移,而是在比AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻靠后的时刻AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移。即,在从AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻经过一定时间为止的期间,AFM通过空气的状态有可能被维持为层流状态。因此,该情况下,即使AFM通过空气的状态从层流状态瞬时完全地转移到紊流状态,至少在从AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量开始到AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移为止的期间,当根据在AFM 通过空气流量超过稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态处于紊流状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量也与实际的AFM通过空气流量不一致。该情况也是产生上述现象的理由之一。
[0101] 当然,该情况(即,在比AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻靠后的时刻,AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移的情况)下,AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态为止花费一定的时间的可能性也较高。因此,该情况下,在AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态的期间,当根据以AFM通过空气的状态处于层流状态和紊流状态中任意一方的状态为前提创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0102] 另外,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移时,有可能在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻AFM通过空气的状态不从层流状态开始向紊流状态转移,而是在比AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻靠前的时刻AFM通过空气的状态开始从层流状态向紊流状态转移。即,有可能在从比AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻靠前的时刻到AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻为止的期间,AFM通过空气的状态未被维持为层流状态。因此,该情况下,与AFM通过空气的状态从层流状态瞬时完全地转移为紊流状态或者AFM通过空气的状态从层流状态完全转移为紊流状态花费一定的时间无关,至少在AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移的时刻到AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻为止的期间,当根据以AFM通过空气的状态在AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量之前处于层流状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。该情况也被认为是产生上述现象的理由之一。
[0103] 而且,该情况(即,在比AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量 的时刻靠前的时刻AFM通过空气的状态开始从层流状态向紊流状态转移的情况)下,也存在AFM通过空气的状态从层流状态到完全转移到紊流状态为止要花费一定的时间,在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻AFM通过空气的状态未从层流状态完全转移到紊流状态的可能性。因此,该情况下,在从AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻到AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态的期间,当根据以AFM通过空气流量超过了稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态处于紊流状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0104] 总之,当在AFM通过空气流量从少于稳定时迁移流量的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移时,因为AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态为止要花费一定的时间,或者在AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量之前AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移,或者在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移,所以如果利用与AFM通过空气流量为一定或者大致一定时的AFM通过空气流量的计算方法相同的方法来算出AFM通过空气流量,则有时算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0105] 在此,存在算出的AFM通过空气流量多于实际的AFM通过空气流量的情况,也存在算出的AFM通过空气流量少于实际的AFM通过空气流量的情况。而且,经过本申请的发明人的研究而明确了:AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量为止的期间中的各个时刻的AFM通过空气流量及其增大率是决定算出的AFM通过空气流量多于或者少于实际的AFM通过空气流量的因素。
[0106] 鉴于此,在本实施方式中,在使AFM通过空气持续地沿着顺流方向通过空气流量计的状态下,按照产生使AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移的方式,以各种增大率使AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量,基于此时 的元件温度差ΔT并根据从图4(A)的映射算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量之间的关系,预先通过实验等求出为了对元件温度差ΔT进行校正而应该对元件温度差ΔT乘以的系数,使得即使根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量,算出的AFM通过空气流量也与实际的AFM通过空气流量一致。而且,如此求出的系数如图5(A)所示那样作为顺流增大时校正系数KFi,被以AFM通过空气流量FR及其增大率ΔFRfi的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中。
[0107] 而且,在实际检测AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空气持续地沿着顺流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量增大时,基于AFM通过空气流量FR及其增大率ΔFRfi并根据图5(A)的映射取得顺流增大时校正系数KFi。而且,通过该取得的校正系数KFi与元件温度差ΔT相乘来对元件温度差ΔT进行校正。而且,基于该校正后的元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射来算出AFM通过空气流量。
[0108] 由此,即使在AFM通过空气持续地沿着顺流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量增大的期间,AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移,也可算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0109] 其中,根据图5(A)的映射取得的顺流增大时校正系数KFi有时是比1大的值,有时是比1小的值,当然也有时为1。但是,推测为顺流增大时校正系数KFi大致是AFM通过空气流量越多则为越小的值,AFM通过空气流量的增大率越大则为越小的值。另外,推测为顺流增大时校正系数KFi大致在AFM通过空气流量即将到达稳定时迁移流量之前为1,AFM通过空气流量即将到达稳定迁移流量之后是比1小的值,AFM通过空气流量到超过稳定时迁移流量一定流量之前是比1小的值,AFM通过空气流量超过稳定时迁移流量一定的流量以上则变成1。另外,推测为在AFM通过空气流量超过了稳定时迁移流量之后顺流增大时校正系数KFi成为比1小的值的AFM通过空气流量的范围,依赖于AFM通过空气流量的增大率,具体而言,推测为AFM通过空气流量的增大率越大则上述AFM通过空气流量的范围越宽。
[0110] 同样,在本实施方式中,在使AFM通过空气持续地沿着逆流方向通过空气流量计的状态下,按照产生AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移的方式,以各种增大率使AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量,基于此时的元件温度差ΔT并根据从图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量和实际的AFM通过空气流量之间的关系,预先通过实验等求出为了校正元件温度差ΔT而应该对元件温度差ΔT乘以的系数,使得即使根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量,算出的AFM通过空气流量也与实际的AFM通过空气流量一致。而且,如此求出的系数如图6(A)所示那样作为逆流增大时校正系数KBi,被以AFM通过空气流量FR及其增大率ΔFRbi的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中。
[0111] 而且,在实际检测AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空气持续地沿着逆流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量增大时,基于AFM通过空气流量FR及其增大率ΔFRbi并根据图6(A)的映射取得顺流增大时校正系数KFi。而且,通过该取得的校正系数KFi与元件温度差ΔT相乘来对元件温度差ΔT进行校正。而且,基于该校正后的元件温度差ΔT并根据图4(B)的映射来算出AFM通过空气流量。
[0112] 由此,即使在AFM通过空气持续地沿着逆流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量增大的期间,AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移的情况下,也可算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0113] 其中,根据图6(A)的映射取得的逆流增大时校正系数KBi有时是比1大的值,有时是比1小的值,当然也有时是1。但是,推测为逆流增大时校正系数KBi大致是AFM通过空气流量越多则越小的值,AFM通过空气流量的增大率越大则越小的值。另外,推测为逆流增大时校正系数KBi大致在AFM通过空气流量即将到达稳定时迁移流量之前是1,在AFM通过空气流量即将到达稳定时迁移流量之后是比1小的值,在AFM通过空气流量超过稳定时迁移流量一定的流量之前是比1小的值,若AFM通过空气流量稳定时迁移流量超过一定的流量以上则为1。另外,推测为在AFM通过空气流量超过了稳定时迁移流量之 后逆流增大时校正系数KBi成为比1小的值的AFM通过空气流量的范围,依赖于AFM通过空气流量的增大率,具体而言,推测为AFM通过空气流量的增大率越大则上述AFM通过空气流量的范围越宽。
[0114] 公知在内燃机20中,当应该进入到燃烧室21的空气在进气通路30内流动时,该空气会产生所谓的脉动。而且,如图3所示,在从燃烧室21向排气通路40排出的废气被EGR装置50导入到进气通路30的情况下,进气通路30内流动的空气产生的脉动变大。这样,当在进气通路30内流动的空气产生了脉动时,该空气的流动在顺流方向与逆流方向之间变化。
[0115] 在此,当AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化时,AFM通过空气的状态从以层流状态沿着顺流方向流动的状态经过AFM通过空气流量为零的状态向以层流状态沿着逆流方向流动的状态变化。这样,当AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化时,不仅AFM通过空气的流动方向发生逆转,还会瞬间发生AFM通过空气流量为零这一特异的流量。因此,由于在AFM通过空气的流动方向刚刚从顺流方向向逆流方向变化之后AFM通过空气流量增大,所以在基于元件温度差ΔT并根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量的情况下,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致,即使在基于通过乘以根据图6(A)的映射取得的逆流增大时校正系数KBi而被校正了的元件温度差ΔT,并根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量的情况下,也存在算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致的可能性。
[0116] 鉴于此,在本实施方式中,按照AFM通过空气的流动方向从顺流方向刚刚向逆流方向变化之后便以各种增大率使AFM通过空气流量增大的方式,来使AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化,根据基于此时的元件温度差ΔT并根据图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量和实际的AFM通过空气流量之间的关系,预先通过实验等求出为了对元件温度差ΔT进行校正而应该对元件温度差ΔT乘以的系数,以便即使根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量,算出的AFM通过空气流量也与实际的AFM通过空气流量也一致。而且,如此求出的系数如图6(C)所示那样作为顺流/逆流增大时校正系数KFBi, 被以AFM通过空气流量FR及其增大率(该增大率是AFM通过空气的流动方向刚刚从顺流方向向逆流方向变化之后的AFM通过空气流量的增大率)ΔFRbic的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中。
[0117] 而且,在实际检测AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空气的流动方向从顺流方向变化为逆流方向时,基于AFM通过空气流量FR及其增大率ΔFRbic并根据图6(C)的映射取得顺流/逆流增大时校正系数KFBi。而且,通过该取得的校正系数KFBi与元件温度差ΔT相乘来校正元件温度差ΔT。而且,基于该校正后的元件温度差ΔT并根据图4(B)的映射来算出AFM通过空气流量。
[0118] 由此,即使在AFM通过空气的流动方向从顺流方向变化为逆流方向时,也可算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0119] 同样,在AFM通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化时,AFM通过空气的状态从以层流状态向逆流方向流动的状态经过AFM通过空气流量为零的状态向以层流状态沿着顺流方向流动的状态变化。在AFM通过空气的流动方向如此从逆流方向向顺流方向变化时,不仅AFM通过空气的流动方向发生逆转,还会瞬间产生AFM通过空气流量为零这一特异的流量。因此,由于在AFM通过空气的流动方向刚刚从逆流方向变化为顺流方向之后AFM通过空气流量增大,所以在基于元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量的情况下,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致,即使在基于通过乘以根据图5(A)的映射取得的顺流增大时校正系数KFi而被校正后的元件温度差ΔT,并根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量的情况下,算出的AFM通过空气流量也有可能与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0120] 鉴于此,在本实施方式中,按照在AFM通过空气的流动方向刚刚从逆流方向变化为顺流方向之后便以各种增大率使AFM通过空气流量增大的方式,来使AFM通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化,根据基于此时的元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量之间的关系,预先通过实验等求出为了校正元件温度差ΔT而应该对元件温度差ΔT乘以的系 数,以便即使根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量也一致。而且,如此求出的系数如图5(C)所示那样作为逆流/顺流增大时校正系数KBFi,被以AFM通过空气流量FR及其增大率(该增大率是AFM通过空气的流动方向刚刚从逆流方向变化为顺流方向之后的AFM通过空气流量的增大率)ΔFRfic的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中。
[0121] 而且,在实际检测AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空气的流动方向从逆流方向变化为顺流方向时,基于AFM通过空气流量FR及其增大率ΔFRfic并根据图5(C)的映射取得逆流/顺流增大时校正系数KBFi。而且,通过该取得的校正系数KBFi与元件温度差ΔT相乘来校正元件温度差ΔT。而且,基于该校正后的元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量。
[0122] 由此,即使在AFM通过空气的流动方向从逆流方向变化为顺流方向时,也可算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0123] 然而,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量的期间,如上述那样基于元件温度差并根据图4(A)或者图4(B)的映射算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量的一部分有时与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0124] 更详细而言,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量为止的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态转移为层流状态时,有时在AFM通过空气的状态从紊流状态向转移状态转移为止的期间,产生如上述那样基于元件温度差并根据图4(A)或者图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致的现象。
[0125] 可认为这种现象是基于以下理由而产生的。即,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量为止的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时,AFM通过空气的状态不是从紊流状态瞬时完全转移到层流状态,而是 AFM通过空气的状态从紊流状态慢慢地转移到层流状态。换言之,在AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移的情况下,AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态要花费一定的时间。因此,该情况下,在AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态为止的期间,AFM通过空气的状态处于紊流状态和层流状态混在的状态。因此,在根据以AFM通过空气的状态处于紊流状态和层流状态中任意一方的状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射,并基于元件温度差算出AFM通过空气流量的情况下,算出的AFM通过空气流量有时与实际的AFM通过空气流量不一致。该情况被认为是产生上述现象的理由之一。
[0126] 另外,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时,有可能不是在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移,而是在比AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻靠后的时刻AFM通过空气的状态开始从紊流状态向层流状态转移。即,有可能在从AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻到经过一定的时间的期间,AFM通过空气的状态被维持为紊流状态。因此,该情况下,即使AFM通过空气的状态从紊流状态瞬时完全转移到层流状态,至少在从AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量到AFM通过空气的状态开始从紊流状态向层流状态转移为止的期间,当根据以AFM通过空气流量低于稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态处于层流状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量也与实际的AFM通过空气流量不一致。该情况也是产生上述现象的理由之一。
[0127] 当然,该情况(即,在比AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻靠后的时刻AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移的情况)下,AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态为止要花费一定时间的可能性也很高。因此,该情况下,在AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态的期间,当根据以AFM通过空气的状态处于紊流状态和层流状态中任意一方的状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM 通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0128] 另外,当在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量为止的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时,有可能不是在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移,而是在比AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻靠前的时刻AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移。即,有可能在从比AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻靠前的时刻到AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻为止的期间,AFM通过空气的状态未被维持为紊流状态。因此,该情况下,与AFM通过空气的状态从紊流状态瞬时完全转移到层流状态或者AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态为止要花费一定的时间无关,至少在AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移的时刻到AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻为止的期间,当根据以在AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量之前AFM通过空气的状态处于紊流状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。该情况也被认为是产生上述现象的理由之一。
[0129] 而且,该情况(即,在比AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量的时刻靠前的时刻,AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移的情况)下,也存在到AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态为止要花费一定的时间,在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻AFM通过空气的状态未从紊流状态完全转移到层流状态的可能性。因此,该情况下,在从AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量的时刻到AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态的期间,当根据以AFM通过空气流量低于稳定时迁移流量后AFM通过空气的状态处于层流状态为前提而创建的图4(A)或者图4(B)的映射并基于元件温度差算出AFM通过空气流量时,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0130] 总之,当在从AFM通过空气流量比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量为止的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时,因为AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态为止要花费一定的时间,或者在AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量之前AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移,或者在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移,所以如果利用与AFM通过空气流量一定或者大致一定时的AFM通过空气流量的计算方法相同的方法算出AFM通过空气流量,则算出的AFM通过空气流量有时与实际的AFM通过空气流量不一致。
[0131] 在此,算出的AFM通过空气流量有时比实际的AFM通过空气流量多,算出的AFM通过空气流量也有时比实际的AFM通过空气流量少。而且,经过本申请的发明人的研究而明确了:AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量的期间的各个时刻的AFM通过空气流量及其减少率是决定算出的AFM通过空气流量比实际的AFM通过空气流量多还是少的因素。
[0132] 鉴于此,在本实施方式中,在使AFM通过空气持续地沿着顺流方向通过空气流量计的状态下,以各种减少率使AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量,以便产生AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态的转移,根据基于此时的元件温度差ΔT而从图4(A)的映射算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量之间的关系,预先通过实验等求出为了校正元件温度差ΔT而应该对元件温度差ΔT乘以的系数,以便即使根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量,算出的AFM通过空气流量也与实际的AFM通过空气流量一致。而且,如此求出的系数如图5(B)所示那样作为顺流减少时校正系数KFd,被以AFM通过空气流量FR及其减少率ΔFRfd的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中。
[0133] 而且,在实际检测AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空气持续地沿着顺流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量减少时,基于AFM通过空气流量FR及其减少率ΔFRfd并根据图5(B)的映射取得顺流减少时校正系数KFd。而且,通过使该取得的校正系数 KFd与元件温度差ΔT相乘来校正元件温度差ΔT。而且,基于该校正后的元件温度差ΔT并根据图4(A)的映射算出AFM通过空气流量。
[0134] 由此,即使在AFM通过空气持续地沿着顺流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量减少的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移,也可算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0135] 其中,根据图5(B)的映射取得的顺流减少时校正系数KFd有时是比1大的值,有时是比1小的值,当然也有时是1。但是,推测为顺流减少时校正系数KFd大致是AFM通过空气流量越多则越小的值,AFM通过空气流量的减少率越小(即,AFM通过空气流量的减少率的绝对值越大)则越大的值。另外,推测为顺流减少时校正系数KFd大致是在AFM通过空气流量即将到达稳定时迁移流量之前为1,从AFM通过空气流量刚刚到达稳定时迁移流量之后变成比1大的值,到AFM通过空气流量比稳定时迁移流量低于一定流量为止成为比1大的值,若AFM通过空气流量比稳定时迁移流量低于一定的流量以上则变成1。另外,推测为在AFM通过空气流量低于稳定时迁移流量之后顺流减少时校正系数KFd成为比1大的值的AFM通过空气流量的范围依赖于AFM通过空气流量的减少率,具体而言,推测为AFM通过空气流量的减少率越大则上述AFM通过空气流量的范围越宽。
[0136] 同样,在本实施方式中,在使AFM通过空气持续地沿着逆流方向通过空气流量计的状态下,以各种减少率使AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量,以便产生AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态的转移,根据基于此时的元件温度差ΔT而从图4(B)的映射算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量之间的关系,预先通过实验等求出为了校正元件温度差ΔT而应该对元件温度差ΔT乘以的系数,以便即使根据图4(B)的映射算出AFM通过空气流量,算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量也一致。而且,如此求出的系数如图6(B)所示那样作为逆流现象时校正系数KBd,被以AFM通过空气流量FR及其减少率ΔFRbd的函数的映射的形式储存在电子控制装置60中。
[0137] 而且,在实际检测AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空 气持续地沿着逆流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量减少时,基于AFM通过空气流量FR及其减少率ΔFRbd从图6(B)的映射取得逆流减少时校正系数KBd。而且,通过将该取得的校正系数KBd与元件温度差ΔT相乘来校正元件温度差ΔT。而且,基于该校正后的元件温度差ΔT从图4(B)的映射算出AFM通过空气流量。
[0138] 由此,即使在AFM通过空气持续地沿着逆流方向通过空气流量计并且AFM通过空气流量减少的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移,也可算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。
[0139] 其中,根据图6(B)的映射取得的逆流减少时校正系数KBd有时是比1大的值,也有时是比1小的值,当然有时是1。但是,推测为逆流减少时校正系数KBd大致是AFM通过空气流量越多则越小的值,AFM通过空气流量的减少率越小(即,AFM通过空气流量的减少率的绝对值越大)则越大的值。另外,推测为逆流减少时校正系数KBd大致是在AFM通过空气流量即将到达稳定时迁移流量之前是1,AFM通过空气流量刚刚到达稳定时迁移流量之后是比1大的值,到AFM通过空气流量比稳定时迁移流量低于一定的流量为止是比1大的值,若AFM通过空气流量比稳定时迁移流量低于一定的流量以上则变成1。另外,推测为在AFM通过空气流量低于稳定时迁移流量之后逆流减少时校正系数KBd变成比1大的值的AFM通过空气流量的范围依赖于AFM通过空气流量的减少率,具体而言,推测为AFM通过空气流量的减少率越大则上述AFM通过空气流量的范围越宽。
[0140] 根据上述的实施方式,能够得到以下的效果。即,如上所述,空气根据其流量有时以层流状态流动有时以紊流状态流动。在此,沿着特定的方向(即顺流方向或者逆流方向)流动的AFM通过空气的状态从层流状态转移为紊流状态时的下游侧温度检测元件12D的输出特性(以及自AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移起经过一定期间为止的下游侧温度检测元件12D的输出特性)和沿着与上述特定的方向相同的方向流动的AFM通过空气的状态稳定地处于紊流状态时的下游侧温度检测元件12D的输出特性不同。另外,沿着特定的方向(即顺流方向或者逆流方向)流动的AFM通过空气的状态从紊流状态转移为层 流状态时的下游侧温度检测元件12D的输出特性(以及自AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移开始到经过一定期间为止的下游侧温度检测元件12D的输出特性)也和沿着与上述特定的方向相同的方向流动的AFM通过空气的状态稳定地处于层流状态时的下游侧温度检测元件12D的输出特性不同。
[0141] 因此,为了在AFM通过空气的状态从层流状态转移为紊流状态时(或者自AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移起到经过一定期间为止的期间)利用流量检测装置准确地检测AFM通过空气流量,优选在AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移时(或者自该转移时开始到经过一定期间为止的期间),以与AFM通过空气的状态稳定地处于紊流状态时的AFM输出值的处理方式不同的方式来处理AFM输出值,检测AFM通过空气流量。另外,为了在AFM通过空气的状态从紊流状态转移为层流状态时(或者自AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移起到经过一定期间为止的期间)利用流量检测装置准确地检测AFM通过空气流量,优选在AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时(或者自该转移时开始到经过一定期间的期间),以与AFM通过空气的状态稳定地处于层流状态时的AFM输出值的处理方式不同的方式来处理AFM输出值,检测AFM通过空气流量。
[0142] 而且,是否产生AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态的转移或者AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态的转移这依赖于AFM通过空气流量及其变化率。
[0143] 在此,在上述的实施方式中,基于AFM通过空气流量及其变化率(即AFM通过空气流量的增大率或者减少率)恰当地取得校正系数(即增大时校正系数Ki或者减少时校正系数Kd),并利用该取得的校正系数来校正AFM输出值,基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。在此,在上述的实施方式中,存在根据AFM通过空气流量与其变化率的组合,AFM输出值未被校正的情况。因此,在上述的实施方式中,基于AFM通过空气流量及其变化率来判断是否应该校正AFM输出值,这里,也可以说在判断为应该校正AFM输出值时,AFM输出值被校正,基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。
[0144] 因此,根据上述的实施方式,能够得到如下效果:即使在AFM通过空气的状态从层流状态转移为紊流状态时、以及AFM通过空气的状态从紊流状态移动为层流状态转移时,也能够利用流量检测装置来准确地算出AFM通过空气流量。
[0145] 另外,在如上述那样AFM通过空气产生脉动、AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化时,AFM通过空气的状态从以紊流状态沿着顺流方向流动的状态向以层流状态沿着顺流方向流动的状态变化,并且自该状态向AFM通过空气流量为零的状态变化,进而自该状态向以层流状态沿着逆流方向流动的状态变化,然后,自该状态向以紊流状态沿着逆流方向流动的状态变化。即,此时AFM通过空气的状态出现5个完全不同的状态。而且,此时每当AFM通过空气的状态从上述的一个状态向上述的另一个状态变化时,元件温度差与AFM通过空气流量之间的对应关系都与稳定地处于同一状态时的该对应关系不同。因此,如果在AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向变化的期间,根据以AFM通过空气的状态处于一定的状态(即稳定的状态)为前提的元件温度差与AFM通过空气流量之间的对应关系算出AFM通过空气流量,则尤其存在该期间算出的AFM通过空气流量的总量大幅偏离实际的AFM通过空气流量的总量的可能性。但是,根据上述的实施方式,由于根据AFM通过空气的状态适当地校正元件温度差,基于该校正后的元件温度差来算出AFM通过空气流量,所以总是能够算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。因此,能够抑制算出的AFM通过空气流量的总量大幅偏离实际的AFM通过空气流量的总量的情况。
[0146] 同样,当AFM通过空气产生脉动、AFM通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化时,AFM通过空气的状态从以紊流状态沿着逆流方向流动的状态向以层流状态沿着逆流方向流动的状态变化,并且自该状态向AFM通过空气流量为零的状态变化,进而自该状态向以层流状态沿着顺流方向流动的状态变化,然后,自该状态以紊流状态向沿着顺流方向流动的状态变化。即,此时AFM通过空气的状态也出现5个完全不同的状态。而且,此时每当AFM通过空气的状态从上述一个状态向上述另一个状态变化,元件温度差与AFM通过空气流量之间的对应关系都与稳定地处于相同状态时的该对应关系不同。因此,在AFM 通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向变化的期间,如果根据以AFM通过空气的状态处于一定的状态(即稳定的状态)为前提的元件温度差与AFM通过空气流量之间的对应关系算出AFM通过空气流量,则尤其存在该期间算出的AFM通过空气流量的总量大幅偏离实际的AFM通过空气流量的总量的可能性。但是,根据上述的实施方式,由于根据AFM通过空气的状态恰当地校正元件温度差,并基于该校正后的元件温度差来算出AFM通过空气流量,所以总是能够算出与实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量。因此,能够抑制算出的AFM通过空气流量的总量大幅偏离实际的AFM通过空气流量的总量的情况。
[0147] 其中,如果考虑以上的内容,可以说上述实施方式的流量检测装置是广义上具备输出与AFM通过空气流量对应的AFM输出值的空气流量计,并通过基于AFM输出值算出AFM通过空气流量来检测AFM通过空气流量的流量检测装置,其基于AFM通过空气流量及其变化率来判断是否应该校正AFM输出值,在判断为应该校正AFM输出值时,对AFM输出值进行校正,并基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。
[0148] 其中,在上述实施方式中判断为应该校正AFM输出值的情况是指,在考虑了AFM通过空气流量及其变化率时,判明为产生了AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态的转移或者AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态的转移或者AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向的转移或者AFM通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向的转移(或者,产生了这样的AFM通过空气的状态的转移,或者要产生这样的AFM通过空气的状态的转移,或者产生了这样的AFM通过空气的流动方向的转移,或者要产生这样的AFM通过空气的流动方向的转移),结果,可以说判明了应该以与AFM通过空气的状态稳定地处于紊流状态或者处于层流状态时、或者AFM通过空气的流动方向稳定地处于顺流方向或者处于逆流方向时的AFM输出值的处理方式不同的方式来处理元件温度差(即应该校正元件温度差)。
[0149] 然而,如上所述,AFM通过空气的状态从层流状态转移为紊流状态时的下游侧温度检测元件12D的输出特性与AFM通过空气的状态稳 定地处于紊流状态时的该输出特性不同,而且,AFM通过空气的状态从紊流状态转移为层流状态时的下游侧温度检测元件12D的输出特性与AFM通过空气的状态稳定地处于层流状态时的该输出特性不同。因此,为了利用流量检测装置准确地检测AFM通过空气流量,应该可靠地把握AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移了或者AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移了的情况,在该情况被把握时校正元件温度差,基于该校正后的元件温度差来算出AFM通过空气流量。
[0150] 同样,AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向转移了时的下游侧温度检测元件12D的输出特性与AFM通过空气的流动方向稳定地处于逆流方向时的该输出特性不同,而且,AFM通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向转移了时的下游侧温度检测元件12D的输出特性与AFM通过空气的流动的状态稳定地处于顺流方向时的该输出特性不同。
因此,为了利用流量检测装置来准确地检测AFM通过空气流量,应该可靠地把握AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向转移了或者AFM通过空气的流动方向从逆流方向向顺流方向转移了的情况,在该情况被把握时校正元件温度差,基于该校正后的元件温度差来算出AFM通过空气流量。
[0151] 在此,在上述的实施方式中,基于AFM通过空气流量及其变化率(即,AFM通过空气的流动方向是顺流方向时的AFM通过空气流量的增大率或者减少率,或者AFM通过空气的流动方向是逆流方向时的AFM通过空气流量的增大率或者减少率)适当地取得校正系数(即,顺流增大时校正系数KFi、顺流减少时校正系数KFd、逆流/顺流增大时校正系数KBFi、逆流增大时校正系数KBi、逆流减少时校正系数KBd、或者顺流/逆流增大时校正系数KFBi),并利用该取得的校正系数来校正元件温度差,基于该校正后的元件温度差来算出AFM通过空气流量。在此,在上述的实施方式中判断为应该校正元件温度差的情况相当于判断为AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移或者从紊流状态向层流状态转移或者AFM通过空气的流动方向从顺流方向向逆流方向转移或者从逆流方向向顺流方向转移了。
[0152] 因此,如果考虑以上情况,可以说上述实施方式的流量检测装置 广义上是具备输出与AFM通过空气流量对应的AFM输出值的空气流量计,并通过基于AFM输出值算出AFM通过空气流量来检测AFM通过空气流量的流量检测装置,其基于AFM通过空气流量及其变化率来判断AFM通过空气的状态是否从层流状态向紊流状态转移、或者AFM通过空气的状态是否从紊流状态向层流状态转移、或者AFM通过空气的流动方向是否发生了逆转,在判断为AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移、或者AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移、或者AFM通过空气的流动方向发生了逆转时,校正AFM输出值,基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。
[0153] 在上述的实施方式中,基于AFM通过空气流量及其变化率(即,AFM通过空气流量的增大率或者减少率)取得校正系数(即,增大时校正系数Ki或者减少时校正系数Kd),并利用该取得的校正系数来校正AFM输出值,基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。在此,由与1以外的值的增大时校正系数对应的AFM通过空气流量及其增大率规定的点相当于AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移时的AFM通过空气流量及其增大率,由与1以外的值的减少时校正系数对应的AFM通过空气流量及其减少率规定的点相当于AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时的AFM通过空气流量及其增大率。
[0154] 因此,也可以说当将由相对于1以外的值的增大时校正系数的AFM通过空气流量及其增大率规定的点称为“流量增大时迁移点”时,在上述实施方式中,预先求出流量增大时迁移点,当AFM通过空气流量增大时,判断由AFM通过空气流量及其增大率规定的点是否位于流量增大时迁移点,在此,当判断为由AFM通过空气流量及其增大率规定的点位于流量增大时迁移点时,判断为AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移了,利用1以外的值的增大时校正系数Ki来校正AFM输出值,并基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。
[0155] 另外,也可以说当将根据相对于1以外的值的减少时校正系数的AFM通过空气流量及其减少率规定的点称为“流量减少时迁移点”时,在上述实施方式中,预先求出流量减少时迁移点,当AFM通过空气流 量减少时,判断由AFM通过空气流量及其减少率规定的点是否位于流量减少时迁移点,在此,当判断为由AFM通过空气流量及其减少率规定的点位于流量减少时迁移点时,判断为AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移了,利用1以外的值的减少时校正系数Kd来校正AFM输出值,并基于该校正后的AFM输出值来算出AFM通过空气流量。
[0156] 另外,在上述实施方式中,基于AFM通过空气流量的变化率为零或者大致为零时的AFM输出值而算出的元件温度差与此时的AFM通过空气流量之间的关系被规定在图4(A)的映射以及图4(B)的映射中。而且,当AFM通过空气流量的变化率为零或者大致为零时基于元件温度差从图4(A)的映射或者图4(B)的映射算出AFM通过空气流量,在AFM通过空气流量的变化率不为零或者不大致为零时利用校正系数校正元件温度差,并基于该校正后的元件温度差从图4(A)或者图4(B)的映射算出AFM通过空气流量。
[0157] 因此,在上述实施方式中,也可以说预先求出AFM通过空气流量的变化率为零或者大致为零时的元件温度差与此时的AFM通过空气流量之间的关系,基于元件温度差或者校正后的元件温度差从上述关系算出AFM通过空气流量。
[0158] 另外,在上述实施方式中,顺流增大时校正系数KFi、逆流增大时校正系数KBi、逆流/顺流增大时校正系数KBFi以及顺流/逆流增大时校正系数KFBi对应于AFM通过空气流量及其增大率而分别取不同的值,顺流减少时校正系数KFd以及逆流减少时校正系数KBd对应于AFM通过空气流量及其减少率而分别取不同的值。
[0159] 因此,在上述实施方式中,可以说利用校正系数校正元件温度差时的针对元件温度差的校正程度根据AFM通过空气流量及其变化率(即增大率或者减少率)而决定。
[0160] 另外,在上述实施方式中,当AFM通过空气流量增大或者减少时或者AFM通过空气的流动方向发生了逆转时,利用校正系数来校正元件温度差。但是,在AFM通过空气流量的变化率为零或者大致为零时,根据AFM通过空气流量而得到的输出值与实际的AFM通过空气 流量之间的关系被预先判明,在基于根据AFM通过空气流量而得到的输出值从上述关系算出实际的AFM通过空气流量的情况下,当AFM通过空气流量增大或者减少时或者AFM通过空气的流动方向发生了逆转时,利用校正系数来校正上述输出值,只要基于该校正后的输出值从上述关系算出实际的AFM通过空气流量即可。
[0161] 如果考虑该情况,则在上述实施方式中,广义上可以说为了能够利用AFM通过空气流量的变化率为零或者大致为零时的AFM通过空气流量与特定的参数(即在上述实施方式中为元件温度差)之间的关系,算出与AFM通过空气流量增大或者减少或者AFM通过空气的流动的状态发生了逆转时的实际的AFM通过空气流量一致的AFM通过空气流量,而对上述特定的参数或者为了得到该特定的参数而利用的其他参数进行校正,并基于该校正后的参数从上述关系算出AFM通过空气流量。
[0162] 其中,在上述实施方式中,为了在AFM通过空气流量的增大中校正元件温度差而利用的校正系数KFi、KBi、KBFi、KFBi基于AFM通过空气流量及其增大率来设定。这基于下述见解:当如上所述,在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量少的流量增大到比稳定时迁移流量多的流量的期间,AFM通过空气的状态从层流状态向紊流状态转移时,因为AFM通过空气的状态从层流状态完全转移到紊流状态为止要花费一定的时间,或者在AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量之前AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移,或者在AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态从层流状态开始向紊流状态转移,或者在AFM通过空气的流动状态发生了逆转的情况下随后的AFM通过空气的状态立刻处于特异的状态,所以如果利用与AFM通过空气流量一定或者大致一定时的AFM通过空气流量的计算方法相同的方法来算出AFM通过空气流量,则有时会产生算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致的现象。
[0163] 关于此,也可认为上述现象的产生受到大气压的影响。鉴于此,在上述实施方式中,可以基于AFM通过空气流量及其增大率和大气压来设定校正系数KFi、KBi、KBFi、KFBi。另外,也可认为这种现象的产生受到AFM通过空气的温度的影响。鉴于此,在上述实施方式中, 也可以基于AFM通过空气流量及其增大率和AFM通过空气的温度来设定校正系数KFi、KBi、KBFi、KFBi。当然,在上述实施方式中,还可以基于AFM通过空气流量及其增大率、大气压以及AFM通过空气的温度来设定校正系数KFi,KBi、KBFi、KFBi。
[0164] 其中,可认为在校正系数KFi、KBi、KBFi、KFBi的设定中大气压被作为一个参数而加以利用的情况下,大致为大气压越高则校正系数被设定成越小的值。另外,可认为在校正系数KFi、KBi、KBFi、KFBi的设定中AFM通过空气的温度被作为一个参数而加以利用的情况下,大致为AFM通过空气的温度越高则校正系数被设定成越小的值。
[0165] 另一方面,在上述实施方式中,为了在AFM通过空气流量的减少中校正AFM输出值而利用的校正系数KFd、KBd基于AFM通过空气流量及其减少率而设定。这基于如下见解:当如上所述,在AFM通过空气流量从比稳定时迁移流量多的流量减少到比稳定时迁移流量少的流量的期间,AFM通过空气的状态从紊流状态向层流状态转移时,因为AFM通过空气的状态从紊流状态完全转移到层流状态为止要花费一定的时间,或者在AFM通过空气流量到达稳定时迁移流量之前AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移,或者AFM通过空气流量到达了稳定时迁移流量之后AFM通过空气的状态从紊流状态开始向层流状态转移,所以如果利用与AFM通过空气流量为一定或者大致一定时的AFM通过空气流量的计算方法相同的方法来算出AFM通过空气流量,则有可能产生算出的AFM通过空气流量与实际的AFM通过空气流量不一致的现象。
[0166] 关于此,也可认为该现象的产生受到大气压的影响。鉴于此,在上述实施方式中,可以基于AFM通过空气流量及其减少率和大气压来设定校正系数KFd、KBd。另外,也可认为这种现象的产生受到AFM通过空气的温度的影响。鉴于此,上述实施方式中,也可以基于AFM通过空气流量及其减少率和AFM通过空气的温度来设定校正系数KFd、KBd。当然,在上述实施方式中,还可以基于AFM通过空气流量及其减少率、大气压以及AFM通过空气的温度来设定校正系数KFd、KBd。
[0167] 其中,在校正系数KFd、KBd的设定中作为一个参数而利用大气 压的情况下,大致可认为大气压越高则校正系数被设定成越大的值。另外,在校正系数KFd、KBd的设定过程中作为一个参数而利用AFM通过空气的温度的情况下,大致可认为AFM通过空气的温度越高则校正系数被设定为越大的值。
[0168] 另外,优选在AFM输出值是相对于发热电阻元件的上游侧部分13U的温度的变化而伴随着一次延迟的输出值的情况下,在通过对元件温度差乘以上述校正系数来对元件温度差进行校正之前,校正AFM输出值,以便消除AFM输出值的一次延迟,然后通过对基于该校正后的AFM输出值而算出的元件温度差乘以上述校正系数,来校正元件温度差。
[0169] 因此,该情况下,当在AFM通过空气流量增大或者减少时元件温度差应该通过1以外的值的校正系数校正时,在元件温度差被校正前除去AFM输出值的一次延迟,基于该一次延迟被除去后的AFM输出值来算出元件温度差,该算出的元件温度差被校正系数校正,并基于该校正后的元件温度差来算出AFM通过空气流量。
[0170] 另外,上述实施方式的流量检测装置是检测空气的流量的装置。但是,与上述实施方式的流量检测装置有关的想法也能够应用于检测空气以外的气体流量的流量检测装置。因此,可以说本发明广义上能够应用于检测气体流量的流量检测装置。
[0171] 另外,上述实施方式的流量检测装置具有硅芯片型的空气流量计。但是,与上述实施方式的流量检测装置有关的想法也能够应用于具有硅芯片型的空气流量计以外的空气流量计(例如热线式空气流量计、卡曼(Karmann)涡旋式空气流量计等)的流量检测装置。另外,上述实施方式的流量检测装置具有具备了上述构成的硅芯片型的空气流量计。但是,与上述实施方式的流量检测装置有关的想法还可以应用于具备上述的构成以外的构成的硅芯片型的空气流量计的流量检测装置。因此,本发明在广义上可以说能够应用于具备下述空气流量计的流量检测装置,所述空气流量计不仅能够检测以层流状态流动的气体流量,还能够检测以紊流状态流动的气体流量,并且不仅能够检测沿着顺流方向流动的气体流量,还能够检测沿着逆流方向流动的气体流量,气体的状态没有变化时的空气流量计的输出值的特性、与气体的状态在层流状态与紊流状 态之间变化时或者气体的流动方向发生了逆转时的空气流量计的输出值的特性不同。
[0172] 其中,在上述实施方式中,作为用于校正元件温度差的校正系数,根据在AFM通过空气的流动状态刚从逆流状态向顺流状态变化之后AFM通过空气流量是否比较大幅增大;在AFM通过空气的流动状态从顺流状态刚向逆流状态变化之后AFM通过空气流量是否比较大幅增大;是否AFM通过空气的流动状态持续地处于顺流状态且AFM通过空气流量比较大幅增大或者减少;或是否AFM通过空气的流动状态持续地处于逆流状态且AFM通过空气流量比较大幅增大或者减少,来准备分别不同的校正系数。但是,为了简化AFM通过空气流量的计算,也可以采用相同值的校正系数作为这些校正系数中的几个。
[0173] 下面,对上述实施方式涉及的执行AFM通过空气流量的算出的程序的一个例子进行说明。该程序如图7~图10所示。其中,该程序每隔规定时间间隔便被执行。
[0174] 若开始图7~图10的程序,则在步骤100中,取得当前的上游侧温度检测元件12U的输出值Vu、当前的AFM输出值(即,当前的下游侧温度检测元件12D的输出值)Vd、通过上次执行本程序而算出的AFM通过空气流量FR(k-1)以及通过大上次执行本程序而算出的AFM通过空气流量FR(k-2)。接着,在步骤101中,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和大上次的AFM通过空气流量FR(k-2),算出从大上次执行本程序的时刻到上次执行本程序的时刻的AFM通过空气流量的变化率,作为本次执行本程序的时刻的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)。接着,在步骤102中,判别本次执行本程序的时刻的AFM通过空气的流动方向是否是顺流方向。在此,当判别为AFM通过空气的流动方向是顺流方向时,程序进入到图8的步骤103。另一方面,当判别为AFM通过空气的流动方向不是顺流方向(即是逆流方向)时,程序进入到图10的步骤119。其中,在步骤102中,当在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)是正值时,判别为AFM通过空气的流动是顺流方向,当该AFM通过空气流量FR(k-1)是负值时,判别为AFM通过空气的流动不是顺流方向。
[0175] 当在步骤102中判别为AFM通过空气的流动方向是顺流方向,程序进入到图8的步骤103时,判别在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)是否比规定的正的变化率ΔFRfith大(ΔFR(k)>ΔFRfith)。在此,当判别为ΔFR(k)>ΔFRfith时,程序进入到步骤104。另一方面,当判别为ΔFR(k)≤ΔFRfith时,程序进入到步骤109。其中,在当程序进入到步骤103时AFM通过空气流量增大的情况下,由于在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)为正值,而且在步骤103中利用的规定的变化率ΔFRfith为正值,所以当在步骤103中判别为ΔFR(k)>ΔFRfith时,沿着顺流方向流动的AFM通过空气的流量比较大幅增大,当在步骤103中判别为ΔFR(k)≤ΔFRfith时,沿着顺流方向流动的AFM通过空气的流量至少不比较大幅增大。另外,步骤103中利用的规定的变化率ΔFRfith被设定成接近于零的值。但是,也可以取代该规定的变化率ΔFRfith而采用零。
[0176] 当在步骤103中判别为ΔFR(k)>ΔFRfith,程序进入到步骤104时,判别本次执行本程序的时刻的AFM通过空气的流动方向是否处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向。在此,当判别为AFM通过空气的流动方向处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向时,程序进入到步骤105。另一方面,在判别为AFM通过空气的流动方向不处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向(即,在上次执行本程序的时刻AFM通过空气的流动方向已经是顺流方向)时,程序进入到步骤107。其中,在步骤104中,当在步骤100中取得的大上次的AFM通过空气流量FR(k-2)为负值时,判别为AFM通过空气的流动方向处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向,当该AFM通过空气流量FR(k-2)为正值时,判别为AFM通过空气的流动方向不处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向。
[0177] 当在步骤104中判别为AFM通过空气的流动方向处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向,程序进入到步骤105时,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k),从图5(C)的映射取得逆流/顺流增大时校正系数KBFi。接着,在步骤106中,通过步骤105取得的逆流/顺流增大时校正系数KBFi被输入给最终校正系数K, 程序进入到图9的步骤113。
[0178] 另一方面,当在步骤104中判别为AFM通过空气的流动方向不处于从逆流方向刚向顺流方向变化之后的顺流方向,程序进入到步骤107时,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k),从图5(A)的映射取得顺流增大时校正系数KFi。接着,在步骤108中,通过步骤107取得的顺流增大时校正系数KFi被输入给最终校正系数K,程序进入到图9的步骤113。
[0179] 另一方面,当在步骤103中判别为ΔFR(k)≤ΔFRfith,程序进入到步骤109时,判别在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)是否小于规定的负的变化率ΔFRfdth(ΔFR(k)<ΔFRfdth)。在此,当判别为ΔFR(k)<ΔFRfdth时,程序进入到步骤110。另一方面,当判别为ΔFR(k)≥ΔFRfdth时,程序进入到步骤112。其中,在当程序进入到步骤109时AFM通过空气流量减少的情况下,由于在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)为负值,而且,在步骤109中利用的规定的变化率ΔFRfdth为负值,所以当在步骤109中判别为ΔFR(k)<ΔFRfdth时,AFM通过空气流量比较大幅地减少,当在步骤109中判别为ΔFR(k)≥ΔFRfdth时,AFM通过空气流量至少不比较大幅地减少。另外,步骤109中利用的规定的变化率ΔFRfdth被设定成接近于零的值。但是,也可以取代该规定的变化率ΔFRfdth而采用零。
[0180] 当在步骤109中判别为ΔFR(k)<ΔFRfdth,程序进入到步骤110时,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k),从图5(B)的映射取得顺流减少时校正系数KFd。接着,在步骤110中,通过步骤110取得的顺流减少时校正系数KFd被输入到最终校正系数K输入,程序进入到图9的步骤113。
[0181] 另一方面,当在步骤109中判别为ΔFR(k)≥ΔFRfdth(即,判别为AFM通过空气流量的变化小),程序进入到步骤112时,最终校正系数K被输入“1”,程序进入到图9的步骤113。
[0182] 另一方面,当在图7的步骤102中判别为AFM通过空气的流动方向不是顺流方向(即是逆流方向),程序进入到图10的步骤119时,判别在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)是否小于规定的负的变化率ΔFRbith(ΔFR(k)<ΔFRbith)。在此,在判别为ΔFR(k)<ΔFRdith时,程序进入到步骤120。另一方面,在判别为ΔFR(k)≥ΔFRbith时,程序进入到步骤125。其中,在当程序进入到步骤119时AFM通过空气流量增大的情况下,由于在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)是负值,而且在步骤119中利用的规定的变化率ΔFRbith是负值,所以当在步骤119中判别为ΔFR(k)<ΔFRbith时,沿着逆流方向流动的AFM通过空气的流量比较大幅地增大,当在步骤119中判别为ΔFR(k)≥ΔFRbith时,沿着逆流方向流动的AFM通过空气的流量至少不比较大幅地增大。另外,在步骤119中利用的规定的变化率ΔFRbith被设定成接近于零的值。但是,也可以取代该规定的变化率ΔFRbith而采用零。
[0183] 当在步骤119中判别为ΔFR(k)<ΔFRbith,程序进入到步骤120时,判别在本次执行本程序的时刻的AFM通过空气的流动方向是否处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向。在此,在判别为AFM通过空气的流动方向处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向时,程序进入到步骤121。另一方面,在判别为AFM通过空气的流动方向不处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向(即,在上次执行本程序的时刻AFM通过空气的流动方向已经处于逆流方向)时,程序进入到步骤123。其中,在步骤120中,当在步骤100中取得的大上次的AFM通过空气流量FR(k-2)为正值时,判别为AFM通过空气的流动方向处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向,当该AFM通过空气流量FR(k-2)为负值时,判别为AFM通过空气的流动方向不处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向。
[0184] 当在步骤120中判别为AFM通过空气的流动方向处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向,程序进入到步骤121时,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k),从图6(C)的映射取得顺流/逆流增大时校正系数KFBi。接着,在步骤122中,通过步骤121取得的顺流/逆流增大时校正系数KFBi被输入给最终校正系数K, 程序进入到图9的步骤113。
[0185] 另一方面,当在步骤120中判别为AFM通过空气的流动方向不处于从顺流方向刚向逆流方向变化之后的逆流方向,程序进入到步骤123时,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k),从图6(A)的映射取得逆流增大时校正系数KBi。接着,在步骤124中,通过步骤107取得的顺流增大时校正系数KBi被输入给最终校正系数K,程序进入到图9的步骤113。
[0186] 另一方面,当在步骤119中判别为ΔFR(k)≥ΔFRbith,程序进入到步骤125时,判别在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)是否大于规定的正的变化率ΔFRbdth(ΔFR(k)>ΔFRbdth)。在此,当判别为ΔFR(k)>ΔFRbdth时,程序进入到步骤126。另一方面,当判别为ΔFR(k)≤ΔFRbdth时,程序进入到步骤128。其中,在当程序进入到步骤125时AFM通过空气流量减少的情况下,由于在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k)是正值,而且,在步骤125中利用的规定的变化率ΔFRbdth是正值,所以当在步骤125中判别为ΔFR(k)>ΔFRbdth时,AFM通过空气流量比较大幅地减少,当在步骤125中判别为ΔFR(k)≤ΔFRbdth时,AFM通过空气流量至少不比较大幅地减少。另外,步骤125中利用的规定的变化率ΔFRbdth被设定为接近于零的值。但是,也可以取代该规定的变化率ΔFRbdth而采用零。
[0187] 当在步骤125中判别为ΔFR(k)>ΔFRbdth,程序进入到步骤126时,基于在步骤100中取得的上次的AFM通过空气流量FR(k-1)和在步骤101中算出的AFM通过空气流量的变化率ΔFR(k),从图6(B)的映射取得逆流减少时校正系数KBd。接着,在步骤127中,通过步骤126取得的逆流减少时校正系数KBd被输入给最终校正系数K,程序进入到图9的步骤113。
[0188] 另一方面,当在步骤125中判别为ΔFR(k)≤ΔFRbdth(即,判别为AFM通过空气流量的变化小),程序进入到步骤128时,最终校正系数K被输入“1”,程序进入到图9的步骤113。
[0189] 当程序进入到图9的步骤113时,基于在步骤100中取得的AFM输出值Vd来算出发热电阻元件的上游侧部分13U的温度Tu。接着,在步骤114中,基于在步骤100中取得的上游侧温度检测元件12U的输出值Vu,来算出通过上游侧温度检测元件12U的空气的温度Ta。接着,在步骤115中,基于在步骤114中算出的空气的温度Ta来算出基准温度Tb。接着,在步骤116中,算出在步骤113中算出的发热电阻元件的上游侧部分13U的温度Tu与在步骤115中算出的基准温度Tb之差(即元件温度差)ΔT。
[0190] 接着,在步骤117中,通过对在步骤116中算出的元件温度差ΔT乘以最终校正系数K来校正温度差ΔT。在此,当程序从步骤106进入到步骤113时,对在步骤116中算出的元件温度差ΔT乘以逆流/顺流增大时校正系数KBFi,当程序从步骤108进入到步骤113时,对元件温度差ΔT乘以顺流增大时校正系数KFi,当程序从步骤111进入到步骤113时,对元件温度差ΔT乘以顺流减少时校正系数KFd,当程序从步骤122进入步骤113时,对元件温度差ΔT乘以顺流/逆流增大时校正系数KFBi,当程序从步骤124进入到步骤113时,对元件温度差ΔT乘以逆流增大时校正系数KBi,当程序从步骤127进入到步骤113时,对元件温度差ΔT乘以逆流现象时校正系数KBd。其中,当程序从步骤112或者步骤128进入到步骤113时,由于对元件温度差ΔT乘以“1”,所以实质上可以说元件温度差ΔT未被校正。
[0191] 接着,在步骤118中,基于在步骤117中校正后的元件温度差ΔT来算出AFM通过空气流量FR(k),然后结束程序。