(57)【要約】【課題】センサ部の出力信号の数を少なくすると共に、非線形のセンサ出力特性、出力信号の応答遅れにより、出力信号が正側又は負側にシフトすることによる流量検出精度の悪化を抑制できる熱式空気流量計を提供する。【解決手段】比較閾値に対して正側になる振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号Ｖｆｃ、及び比較閾値に対して負側になる振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号Ｖｆｃの一方又は双方を出力し、比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数を乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力し、係数倍信号Ｖｆｋにより振幅増加信号を増加補正又は減少補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する熱式空気流量計１。【選択図】図４
2017211283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気管内に配置され、前記吸入空気の一部を取り込んで流すバイパス流路と、
前記バイパス流路内に配置された流量検出素子を有するセンサ部と、
前記センサ部の出力信号を処理する信号処理部と、を備えた熱式空気流量計であって、
前記バイパス流路は、前記吸気管内の前記吸入空気の順流方向又は逆流方向に応じた方向の空気を流し、
前記センサ部は、前記流量検出素子として、前記順流方向の上流側の発熱抵抗体である上流発熱抵抗体と、前記上流発熱抵抗体の前記順流方向の下流側に配置された発熱抵抗体である下流発熱抵抗体と、を備えると共に、前記上流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された上流電圧値に保つために前記上流発熱抵抗体に流れる上流電流と、前記下流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された下流電圧値に保つために前記下流発熱抵抗体に流れる下流電流と、の差に応じた出力信号を生成する差分電流出力回路と、を備え、
前記信号処理部は、
前記センサ部の出力信号に対して交流成分の振幅増加処理を行った振幅増加信号を出力する応答補正部と、
前記振幅増加信号と予め設定された比較閾値とを比較し、前記比較閾値に対して負側になる前記振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号、及び前記比較閾値に対して正側になる前記振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号の一方又は双方を出力する比較信号出力部と、
前記比較信号を平均化した平均信号を出力する平均化処理部と、
前記平均信号に対して予め設定された調整係数を乗算した係数倍信号を出力する係数倍処理部と、
前記係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正又は増加補正した値を、前記流量信号として出力する信号補正処理部と、を備えた熱式空気流量計。
【請求項２】
前記信号補正処理部は、前記負側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正した値を、前記流量信号として出力する、
又は、前記正側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を増加補正した値を、前記流量信号として出力する請求項１に記載の熱式空気流量計。
【請求項３】
前記信号補正処理部は、前記センサ部の出力信号に基づいて前記逆流方向の流れが生じていると判定した場合は、前記負側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正した値を、前記流量信号として出力し、
前記センサ部の出力信号に基づいて前記逆流方向の流れが生じていないと判定した場合は、前記正側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を増加補正した値を、前記流量信号として出力する請求項１又は２に記載の熱式空気流量計。
【請求項４】
前記信号補正処理部は、前記負側の比較信号を用いて処理した負側の前記係数倍信号の絶対値が予め設定された増加減少判定閾値よりも大きい場合は、前記負側の係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正した値を、前記流量信号として出力し、
前記負側の係数倍信号の絶対値が前記増加減少判定閾値よりも小さい場合は、前記正側の係数倍信号により前記振幅増加信号を増加補正した値を、前記流量信号として出力する請求項１から３のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項５】
前記応答補正部は、前記センサ部の出力信号に対して交流成分の第１の振幅増加処理を行った第１振幅増加信号を出力すると共に、前記センサ部の出力信号に対して交流成分の第２の振幅増加処理を行った第２振幅増加信号を出力し、
前記比較信号出力部は、前記第２振幅増加信号と前記比較閾値とを比較して、前記負側
の比較信号及び前記正側の比較信号の一方又は双方を出力し、
前記信号補正処理部は、前記係数倍信号により前記第１振幅増加信号を減少補正又は増加補正した値を、前記流量信号として出力する請求項１から４のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項６】
前記センサ部は、前記順流方向の流量を正の値とし、前記逆流方向の流量を負の値とすると、流量が０から増加するに従って、流量の増加に対する出力信号の増加の傾きが減少する出力特性を有し、流量が０から減少するに従って、流量の減少に対する出力信号の減少の傾きが減少する出力特性を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項７】
前記係数倍処理部は、前記センサ部の出力信号を平均化した平均出力信号に応じて前記調整係数を変化させる請求項１から６のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項８】
前記比較信号出力部は、前記センサ部の出力信号を平均化した平均出力信号に応じて前記比較閾値を変化させる請求項１から７のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項９】
前記平均化処理部は、前記比較信号として、前記振幅増加信号の負側部分又は正側部分に応じた矩形波を出力する請求項１から８のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項１０】
前記平均化処理部は、前記センサ部の出力信号を平均化した平均出力信号に応じて前記矩形波の波高値を変化させる請求項９に記載の熱式空気流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸入空気の流量を検出する熱式空気流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される内燃機関の電子制御式の燃料噴射システムにおいて、吸入空気の質量流量を計測できる熱式空気流量計が広く使用されている。しかし、内燃機関の回転数が低く、且つ高負荷の運転条件において、逆流を伴う脈動流が発生する。そのため、逆流検出が出来ない従来の熱式空気流量計では大きな流量検出誤差が発生していた。この逆流を伴う脈動流の計測時の流量検出誤差を低減するため、空気の流れ方向を検出し、逆流を検出したときに、流量信号を補正する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、特許文献１の図４、図５等に示されているように、上流発熱抵抗体６１、下流発熱抵抗体６２、吸入空気温度検出抵抗体９、及び固定抵抗１０、１１、１２等によりセンサ部のブリッジ回路が構成されている。ブリッジ回路の出力信号Ｖｍが、流量を検出するメインの出力信号とされている。しかし、ブリッジ回路の出力信号Ｖｍでは、流れ方向を判定できないため、これとは別に、上流発熱抵抗体６２と下流発熱抵抗体６２との中間電位を、逆流流量を表す逆流信号Ｖｄ１として出力するように構成されている。そして、ブリッジ回路の出力信号Ｖｍから、逆流信号Ｖｄ１を減算した信号を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５５８５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、ブリッジ回路の出力信号Ｖｍと、逆流信号Ｖｄ１との２つの信号を用いているため、回路構成が複雑化、大型化し、低コスト化、小型化の妨げとなっている。また、ブリッジ回路の出力信号Ｖｍを生成する電子部品のバラツキ、逆流信号Ｖｄ１を生成する電子部品のバラツキが、各信号に個別に影響を与えるため、信号全体の精度を保つことが容易でなった。
【０００６】
また、特許文献１の技術では、センサ部の出力特性が非線形であること、センサ部の出力信号が熱容量による応答遅れを有することにより、センサ部の出力信号が正側又は負側にシフトすることが考慮されておらず、流量信号の精度が悪化する問題があった。
【０００７】
そこで、センサ部の出力信号の数を少なくすると共に、非線形のセンサ出力特性、及び出力信号の応答遅れにより、出力信号が正側又は負側にシフトすることによる流量検出精度の悪化を抑制できる熱式空気流量計が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る熱式空気流量計は、内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気管内に配置され、前記吸入空気の一部を取り込んで流すバイパス流路と、前記バイパス流路内に配置された流量検出素子を有するセンサ部と、前記センサ部の出力信号を処理する信号処理部と、を備えた熱式空気流量計であって、前記バイパス流路は、前記吸気管内の前記吸入空気の順流方向又は逆流方向に応じた方向の空気を流し、前記センサ部は、前記流量検出素子として、前記順流方向の上流側の発熱抵抗体である上流発熱抵抗体と、前記上流発熱
抵抗体の前記順流方向の下流側に配置された発熱抵抗体である下流発熱抵抗体と、を備えると共に、前記上流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された上流電圧値に保つために前記上流発熱抵抗体に流れる上流電流と、前記下流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された下流電圧値に保つために前記下流発熱抵抗体に流れる下流電流と、の差に応じた出力信号を生成する差分電流出力回路と、を備え、前記信号処理部は、前記センサ部の出力信号に対して交流成分の振幅増加処理を行った振幅増加信号を出力する応答補正部と、前記振幅増加信号と予め設定された比較閾値とを比較し、前記比較閾値に対して負側になる前記振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号、及び前記比較閾値に対して正側になる前記振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号の一方又は双方を出力する比較信号出力部と、前記比較信号を平均化した平均信号を出力する平均化処理部と、前記平均信号に対して予め設定された調整係数を乗算した係数倍信号を出力する係数倍処理部と、前記係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正又は増加補正した値を、前記流量信号として出力する信号補正処理部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る熱式空気流量計によれば、センサ部の流量検出素子は、上記のような上流発熱抵抗体、下流発熱抵抗体、及び差分電流出力回路を備えているので、差分電流出力回路の１つの出力信号により、順流又は逆流の流れ方向を判別できる状態で、順流流量及び下流流量を検出できる。よって、センサ部の出力信号の数を１つに減少でき、センサ部の小型化、低コスト化を図ることできる。
【００１０】
また、応答補正部により、出力信号に含まれる脈動流の交流成分の振幅を増加させ、センサ部の応答遅れの影響を低減することができる。更に、振幅増加信号と比較閾値とを比較した、負側の比較信号及び正側の比較信号の一方又は双方を出力することにより、逆流流量及び順流流量の一方又は双方に対応する成分を抽出できる。比較信号を平均化した平均信号を出力することにより、逆流流量の平均値及び順流流量の平均値の一方又は双方に対応する信号を出力できる。平均信号に対して調整係数を乗算した係数倍信号を出力することにより、逆流流量又は順流流量によって生じた、検出平均流量の正側又は負側のシフト量に対応する信号を出力できる。そして、係数倍信号により振幅増加信号を減少補正又は増加補正した値を流量信号として出力することにより、逆流流量又は順流流量によって生じた、検出平均流量の正側又は負側のシフト量を低減することができ、シフトによる流量検出精度の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱式空気流量計の側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る流量検出素子の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る流量検出素子の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るセンサ部の回路図及び信号処理部のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るセンサ部の出力特性図である。
【図６】本発明の実施の形態１の比較例に係る流量検出誤差を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１の比較例に係る流量検出誤差を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１の比較例に係る脈動誤差を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る各部の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る脈動誤差の低減を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の比較例に係る流量検出誤差を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の比較例に係る脈動誤差を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る各部の動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る脈動誤差の低減を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係るセンサ部の回路図及び信号処理部のブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る脈動誤差の低減を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る減少補正及び増加補正の切り替え判定を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態４に係る各部の動作を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施の形態５に係る各部の動作を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施の形態６に係る平均出力信号に応じた比較閾値の設定を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施の形態７に係る平均出力信号に応じた調整係数の設定を説明するための図である。
【図２２】本発明の実施の形態９に係る平均出力信号に応じた矩形波の波高値の設定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る熱式空気流量計１について図面を参照して説明する。熱式空気流量計１は、内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気管３５に取り付けられる。図１は、吸気管３５に取り付けられた状態の熱式空気流量計１を、吸入空気の流れ方向Ｘに平行な平面で切断した側断面図である。熱式空気流量計１の本体部２６が、吸気管３５に設けられた挿入孔３６を通って吸気管３５内に挿入された状態で、熱式空気流量計１のフランジ部３０が吸気管３５に固定されている。
【００１３】
熱式空気流量計１は、吸気管３５内に配置され、吸気管３５内を流れる吸入空気の一部を取り込んで流すバイパス流路２９と、バイパス流路２９内に配置された流量検出素子２４を有するセンサ部２５と、センサ部２５の出力信号Ｖｍを処理する信号処理部３と、を備えている。
【００１４】
本体部２６には、熱式空気流量計１の吸気管３５内への挿入方向に沿って、コネクタ部３３、回路収納部２７、バイパス流路２９が形成されている。回路収納部２７内には、後述するセンサ部２５の差分電流出力回路１８及び信号処理部３の処理回路が搭載された回路基板２８が収納されている。各回路の駆動電源２２及び信号処理部３の流量信号Ｖｏｕｔは、コネクタ部３３を介して外部の電源及び制御装置に接続される。
【００１５】
＜バイパス流路２９＞
吸気管３５内の吸入空気は、内燃機関の運転中は、通常は、順流方向Ｘ１に流れる。順流方向Ｘ１は、吸気管３５の吸入口から内燃機関に向かって流れる方向である。しかし、熱式空気流量計１よりも順流方向Ｘ１の下流側の吸気管３５に設けられたスロットルバルブが開き、スロットルバルブの上下流の圧力差が減少すると、内燃機関側から熱式空気流量計１に圧力脈動が伝達する。この圧力脈動により、熱式空気流量計１付近を流れる吸入吸気の流量が脈動する。伝達する圧力脈動の振幅が増加すると、脈動流において逆流方向Ｘ２に流れる区間が生じる。逆流方向Ｘ２は、内燃機関から吸気管３５の吸入口に向かって流れる方向である。
【００１６】
このように吸気管３５内の吸入空気は、順流方向Ｘ１だけでなく、脈動の影響により逆流方向Ｘ２にも流れる。そして、バイパス流路２９は、吸気管３５内の吸入空気の順流方向Ｘ１又は逆流方向Ｘ２に応じた方向の空気を流すように構成されている。すなわち、吸気管３５内を吸入空気が順流方向Ｘ１に流れている場合は、バイパス流路２９内を空気が順流方向Ｘ１に流れる。一方、吸気管３５内を吸入空気が逆流方向Ｘ２に流れている場合は、バイパス流路２９内を空気が逆流方向Ｘ２に流れる。
【００１７】
本実施の形態では、バイパス流路２９は、順流方向Ｘ１の上流側に向いて開口する流入口３１と、流れ方向Ｘに直交する方向（本例では本体部２６の挿入方向）に向いて開口する流出口３２と、を備えている。順流方向Ｘ１に流れる吸入空気の一部は、流入口３１に流入した後、バイパス流路２９内を順流方向Ｘ１に流れて、流量検出素子２４を通過した後、流出口３２から吸気管３５内に流出する。一方、逆流方向Ｘ２に流れる吸入空気の一部は、流出口３２に流入した後、バイパス流路２９内を逆流方向Ｘ２に流れて、流量検出素子２４を通過した後、流入口３１から吸気管３５内に流出する。流出口３２は、流れ方向Ｘに直交する方向に開口しているので、順流方向Ｘ１及び逆流方向Ｘ２の吸入空気の流量が同じである条件において、流出口３２に流入する逆流方向Ｘ２の吸入空気の流量は、流入口３１に流入する順流方向Ｘ１の吸入空気の流量よりも少なくなる。なお、本実施の形態では、バイパス流路２９には、副流出口３７が設けられているが、副流出口３７が設けられなくともよい。
【００１８】
＜センサ部２５＞
センサ部２５は、バイパス流路２９内に配置された流量検出素子２４を有する。図２は、流量検出素子２４の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ位置の流量検出素子２４の断面図である。センサ部２５は、流量検出素子２４として、順流方向Ｘ１の上流側の発熱抵抗体である上流発熱抵抗体１８１と、上流発熱抵抗体１８１の順流方向Ｘ１の下流側に配置された発熱抵抗体である下流発熱抵抗体１８２と、を備えている。
【００１９】
空気が順流方向Ｘ１に流れる場合は、下流発熱抵抗体１８２に比べて上流発熱抵抗体１８１の温度が相対的に低くなる。空気が逆流方向Ｘ２に流れる場合は、上流発熱抵抗体１８１に比べて下流発熱抵抗体１８２の温度が相対的に低くなる。また、順流方向Ｘ１又は逆流方向Ｘ２の流量が増加するに従って、相対的な温度差が増加する。発熱抵抗体１８１、１８２は、温度が低下するに従って、抵抗値が低くなる。詳細は後述するが、相対的な温度差による抵抗差を利用することにより、流れ方向を検出することができると共に、流量の大きさを検出できる。
【００２０】
流量検出素子２４は、シリコン基板２４１と、その表面に形成された絶縁膜２４２とからなり、絶縁膜２４２の内部に、上流発熱抵抗体１８１及び下流発熱抵抗体１８２が形成されている。絶縁膜２４２における発熱抵抗体１８１、１８２の形成部分の裏面側のシリコン基板２４１は、エッチング等により除去されており、その結果、発熱抵抗体１８１、１８２の形成部分は、薄膜構造となっている。
【００２１】
図４は、センサ部２５の回路図及び信号処理部３のブロック図である。センサ部２５は、上流発熱抵抗体１８１の両端電圧を予め設定された上流電圧値に保つために上流発熱抵抗体１８１に流れる上流電流Ｉｈｕと、下流発熱抵抗体１８２の両端電圧を予め設定された下流電圧値に保つために下流発熱抵抗体１８２に流れる下流電流Ｉｈｄと、の差に応じた出力信号Ｖｍを生成する差分電流出力回路１８を備えている。
【００２２】
本実施の形態では、差分電流出力回路１８は、上流固定抵抗２０、下流固定抵抗１９、オペアンプ２３、及び出力抵抗２１を備えている。オペアンプ２３の出力端子と、オペアンプ２３の−側入力端子とは、出力抵抗２１を介して接続されている。この接続により、オペアンプ２３の−側入力端子と＋側入力端子とに電位差が生じた場合に、電位差を無くすように、出力抵抗２１に電流が流れる負帰還回路が構成されている。
【００２３】
下流固定抵抗１９及び上流固定抵抗２０は、この順で、電源２２とグランドとの間に直列接続されている。下流固定抵抗１９と上流固定抵抗２０との接続部が、オペアンプ２３の＋側入力端子に接続される。よって、電源電圧Ｖｃを下流固定抵抗１９及び上流固定抵抗２０により分圧した電圧が、オペアンプ２３の＋側入力端子に入力される。電源電圧Ｖｃを分圧した上流固定抵抗２０の両端電圧が上流電圧値となり、電源電圧Ｖｃを分圧した下流固定抵抗１９の両端電圧が下流電圧値となる。本実施の形態では、上流固定抵抗２０及び下流固定抵抗１９は、同じ抵抗値Ｒとされており、上流電圧値及び下流電圧値は、同じ電源電圧Ｖｃの１／２となり、オペアンプ２３の＋側入力端子には、電源電圧Ｖｃの１／２が入力される。
【００２４】
また、下流発熱抵抗体１８２及び上流発熱抵抗体１８１は、この順で、電源２２とグランドとの間に直列接続されている。下流発熱抵抗体１８２と上流発熱抵抗体１８１との接続部が、オペアンプ２３の−側入力端子に接続される。よって、電源電圧Ｖｃを下流発熱抵抗体１８２及び上流発熱抵抗体１８１により分圧した電圧Ｖｈが、オペアンプ２３の−側入力端子に入力される。本実施の形態では、下流発熱抵抗体１８２及び上流発熱抵抗体１８１は、同じ温度であれば、同じ抵抗値となる。
【００２５】
順流方向Ｘ１の流れの場合は、下流発熱抵抗体１８２に比べ上流発熱抵抗体１８１の温度が相対的に低下するため、下流発熱抵抗体１８２に比べ上流発熱抵抗体１８１の抵抗値が相対的に低下する。その結果、オペアンプ２３の−側入力端子の電圧Ｖｈが、オペアンプ２３の＋側入力端子の電圧（Ｖｃ／２）よりも低くなる。そのため、オペアンプ２３の出力端子の電圧Ｖｍが、−側入力端子の電圧Ｖｈよりも高くなり、出力抵抗２１を出力端子側から−側入力端子側に向かって電流Ｉｍが流れる。また、上流発熱抵抗体１８１を流れる上流電流Ｉｈｕは、下流発熱抵抗体１８２を流れる下流電流Ｉｈｄよりも大きくなる。出力抵抗２１の電流Ｉｍは、式（１）のように表せられる。順流方向Ｘ１の流量が増加するに従って、上流発熱抵抗体１８１の相対的な温度低下量及び抵抗値低下量が増加するため、電流Ｉｍが増加する。
Ｉｈｕ＞Ｉｈｄ
Ｉｍ＝Ｉｈｕ−Ｉｈｄ＞０      ・・・（１）
【００２６】
一方、逆流方向Ｘ２の流れの場合は、上流発熱抵抗体１８１に比べ下流発熱抵抗体１８２の温度が相対的に低下するため、上流発熱抵抗体１８１に比べ下流発熱抵抗体１８２の抵抗値が相対的に低下する。その結果、オペアンプ２３の−側入力端子の電圧Ｖｈが、オペアンプ２３の＋側入力端子の電圧（Ｖｃ／２）よりも高くなる。そのため、オペアンプ２３の出力端子の電圧Ｖｍが、−側入力端子の電圧Ｖｈよりも低くなり、出力抵抗２１を−側入力端子側から出力端子側に向かって電流Ｉｍが流れる。また、下流発熱抵抗体１８２を流れる下流電流Ｉｈｄは、上流発熱抵抗体１８１を流れる上流電流Ｉｈｕよりも大きくなる。電流Ｉｍは、式（２）のように表せられる。逆流方向Ｘ２の流量が増加するに従って、下流発熱抵抗体１８２の相対的な温度低下量及び抵抗値低下量が増加するため電流Ｉｍが減少する。
Ｉｈｕ＜Ｉｈｄ
Ｉｍ＝Ｉｈｕ−Ｉｈｄ＜０      ・・・（２）
【００２７】
オペアンプ２３の出力端子の電圧Ｖｍ、すなわち、センサ部２５の出力信号Ｖｍは、式（３）のように表せられる。ここで、Ｒｍは、出力抵抗２１の抵抗値である。よって、図５に示すように、センサ部２５の出力信号Ｖｍは、順流及び逆流のいずれにおいても、流量の増加に従って、単調増加する特性となる。
Ｖｍ＝Ｖｃ／２＋Ｒｍ×Ｉｍ      ・・・（３）
【００２８】
本実施の形態に係るセンサ部２５の出力特性を図５に示す。順流方向Ｘ１の流量を正の値とし、逆流方向Ｘ２の流量を負の値としている。すなわち、順流方向Ｘ１の流量の大きさが増加するに従って、流量が０から増加し、逆流方向Ｘ２の流量の大きさが増加するに従って、流量が０から減少する。センサ部２５の出力特性は、非線形の単調増加特性となっている。また、センサ部２５の出力特性は、流量が０より大きい順流方向Ｘ１側と、流量が０より小さい逆流方向Ｘ２側とで異なる特性となっている。具体的には、センサ部２５の出力特性は、順流方向Ｘ１側では、流量が０から増加するに従って、流量の増加に対する出力信号Ｖｍの増加の傾きが減少する特性となっている。センサ部２５の出力特性は、逆流方向Ｘ２側では、流量が０から減少するに従って、流量の減少に対する出力信号Ｖｍの減少の傾きが減少する特性となっている。また、バイパス流路２９の流入口３１及び流出口３２の開口方向の差異等により、順流方向Ｘ１及び逆流方向Ｘ２の吸入空気の流量の大きさが同じである条件において、順流方向Ｘ１に比べて逆流方向Ｘ２の流量に対する出力感度が低くなっている。すなわち、順流方向Ｘ１に比べて逆流方向Ｘ２の流量に対する出力信号Ｖｍの傾きが小さくなっている。
【００２９】
流量の変化に対する発熱抵抗体１８１、１８２の温度変化には、発熱抵抗体の熱容量等による応答遅れがある。そのため、真の流量に対して、センサ部２５の出力信号Ｖｍには応答遅れがある。脈動流が生じた場合に、脈動流の真の振幅に対して、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対応する脈動流の振幅が減少する。
【００３０】
＜信号処理部３＞
信号処理部３は、センサ部２５の出力信号Ｖｍを処理して、流量信号Ｖｏｕｔを出力する。信号処理部３は、図４に示すように、応答補正部７、比較信号出力部８、平均化処理部９、係数倍処理部１０、及び信号補正処理部１１を備えている。
【００３１】
信号処理部３の各処理部７〜１１等は、処理回路により実現される。本実施の形態では、信号処理部３は、デジタル処理回路により構成されている。具体的には、信号処理部３は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算処理装置、演算処理装置とデータのやり取りをする記憶装置、演算処理装置にセンサ部２５の出力信号Ｖｍを入力するＡ／Ｄ変換器（アナログ−デジタル変換器）、外部に演算処理装置が処理した流量信号Ｖｏｕｔを出力するＤ／Ａ変換器（デジタル−アナログ変換器）等を備えている。信号処理部３の各処理部７〜１１等の各機能は、演算処理装置が、記憶装置に記憶されたプログラムを実行し、記憶装置、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等と協働することにより実現される。なお、各処理部７〜１１等が用いる比較閾値ＴＨ等の設定データは、プログラムの一部として、記憶装置に記憶されている。
【００３２】
逆流を伴う脈動流が発生した場合の、流量検出誤差の発生のメカニズムを説明する。本実施の形態と異なる比較例に係る、逆流検出が不可能なセンサ部の場合、図６の右上のグラフに示すように、逆流発生域では、センサ部の出力信号は、無風時出力よりも高くなる。そのため、センサの出力信号をそのまま流量に換算すると、逆流発生時の波形が順流側に折り返されたような波形になる。内燃機関の制御にとって重要になる、脈動１周期の検出平均流量は、真の平均流量よりも大きくなり、検出誤差（以下、脈動誤差と称す）が発生する。
【００３３】
本実施の形態のように逆流検出が可能なセンサ部２５を用いても、本実施の形態と異なる処理を行う比較例の場合は、図７に示すように、上述したセンサ部２５の非線形の出力特性、及び出力信号Ｖｍの応答遅れにより、センサ部２５の出力信号Ｖｍに基づいて検出した検出平均流量が、真の平均流量に対して正側にシフトする脈動誤差が発生する。
【００３４】
これは、上述したように、逆流発生域において、逆流流量の大きさが増加するに従って、流量に対する出力信号Ｖｍの傾きが減少するため、逆流流量の大きさの増加に対する出力信号Ｖｍの感度が低下する。また、バイパス流路２９の流入口３１及び流出口３２の開口方向の差異によって、逆流流量に対する出力信号Ｖｍの感度が低くなる。そのため、応答遅れがないと仮定した場合の出力信号Ｖｍは、逆流流量の大きさの増加に対する感度が低くなり、応答遅れがある場合の出力信号Ｖｍは、感度が高い順流流量側（正側）にシフトする。よって、応答遅れがある出力信号Ｖｍに基づいて検出した検出平均流量が、真の平均流量に対して正側にシフトする。
【００３５】
この比較例の場合は、図８に示すように、横軸を振幅比とし、縦軸を脈動誤差とすると、振幅比が１より大きい逆流発生域では、振幅比が１より大きくなるに従って、脈動誤差が正側に大きくなっている。ここで、振幅比は、脈動流の平均流量Ｑａｖｅに対する脈動流の振幅Ｑａｍｐの比（＝Ｑａｍｐ／Ｑａｖｅ）であり、脈動誤差は、真の平均流量に対する検出平均流量の比（＝検出平均流量／真の平均流量−１）である。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、以下で説明するように、逆流を伴う脈動流が発生した場合の検出平均流量の正側のシフト量を低減するために、流量信号Ｖｏｕｔを減少させる減少補正を行うように構成されている。すなわち、応答補正部７は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対して交流成分の振幅増加処理を行った振幅増加信号を出力する。比較信号出力部８は、振幅増加信号と予め設定された比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して負側になる振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号Ｖｆｃを出力する。平均化処理部９は、比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力する。係数倍処理部１０は、平均信号Ｖｆｃａに対して予め設定された調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力する。信号補正処理部１１は、係数倍信号Ｖｆｋにより振幅増加信号を減少補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００３７】
センサ部２５の応答遅れにより、出力信号Ｖｍは、脈動流の交流成分の振幅が低下している。応答補正部７により、出力信号Ｖｍの交流成分の振幅を増加させ、センサ部２５の応答遅れの影響を低減することができる。しかし、交流成分の振幅増加処理を行うだけでは、検出平均流量の正側のシフトを解消することはできない。そこで、比較閾値ＴＨに対して負側になる振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号Ｖｆｃを出力することにより、逆流流量に対応する成分を抽出できる。比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力することにより、逆流流量の平均値に対応する信号を出力できる。平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力することにより、逆流流量によって生じた、検出平均流量の正側のシフト量に対応する信号を出力できる。そして、係数倍信号Ｖｆｋにより振幅増加信号を減少補正した値を流量信号Ｖｏｕｔとして出力することにより、逆流流量によって生じた、検出平均流量の正側のシフト量を低減することができる。
【００３８】
本実施の形態では、図４に示すように、応答補正部７は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対して交流成分の第１の振幅増加処理を行った第１振幅増加信号Ｖｆ１を出力すると共に、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対して交流成分の第２の振幅増加処理を行った第２振幅増加信号Ｖｆ２を出力するように構成されている。そして、比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２と比較閾値ＴＨとを比較して、負側の比較信号Ｖｆｃを出力する。信号補正処理部１１は、係数倍信号Ｖｆｋにより第１振幅増加信号Ｖｆ１を減少補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００３９】
この構成によれば、２つの振幅増加処理が行われるので、流量信号Ｖｏｕｔのベース信号となる第１振幅増加信号Ｖｆ１を出力するために適した第１の振幅増加処理を行うことができると共に、シフト量の低減処理のために適した第２の振幅増加処理を行うことができる。すなわち、応答補正及びシフト補正のそれぞれの目的に適した振幅増加処理を行うことができ、流量信号Ｖｏｕｔの処理精度を向上させることができる。
【００４０】
図９に、本実施の形態に係る動作波形を示す。図９（ａ）に示すような逆流を伴う脈動流が発生した場合、Ａ／Ｄ変換されたセンサ部２５の出力信号Ｖｍは、図９（ｂ）に示すようになる。センサ部２５の出力信号Ｖｍは、応答遅れにより交流成分の振幅が減少している。
【００４１】
図９（ｃ）に示す第１振幅増加信号Ｖｆ１は、応答補正部７の第１の振幅増加処理により、出力信号Ｖｍよりも交流成分の振幅が増加されている。また、図９（ｄ）に示す第２振幅増加信号Ｖｆ２は、応答補正部７の第２の振幅増加処理により、出力信号Ｖｍよりも交流成分の振幅が増加されている。振幅増加処理には、センサ部２５の応答遅れ特性の逆特性となる応答進み処理等が用いられる。応答進み処理の設定定数は、第１の振幅増加処理と第２の振幅増加処理とで、それぞれの目的に合わせて、異なる値に設定されている。
【００４２】
本実施の形態では、図９（ｄ）（ｅ）（ｆ）、及び式（４）に示すように、比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２と比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して負側になる第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分を抽出する。そして、比較信号出力部８は、比較閾値ＴＨに対して負側になる第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分がある場合は、第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分の絶対値を、負側の比較信号Ｖｆｃとして出力する。比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分がない場合は、０を負側の比較信号Ｖｆｃとして出力する。逆流流量が大きくなるに従って、負側の比較信号Ｖｆｃは大きくなる。
１）Ｖｆ２＜ＴＨの場合
Ｖｆｃ＝｜Ｖｆ２−ＴＨ｜
２）Ｖｆ２≧ＴＨの場合                    ・・・（４）
Ｖｆｃ＝０
【００４３】
図９（ｇ）に示すように、平均化処理部９は、比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力する。平均化処理は、移動平均処理、ローパスフィルタ処理等により行われる。図９（ｈ）、及び式（５）に示すように、係数倍処理部１０は、平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数Ｋａｄを乗算した値を、係数倍信号Ｖｆｋとして出力する。
Ｖｆｋ＝Ｋａｄ×Ｖｆｃ                    ・・・（５）
【００４４】
図９に示すように、信号補正処理部１１は、第１振幅増加信号Ｖｆ１から正の値となる係数倍信号Ｖｆｋを減算した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。流量信号Ｖｏｕｔから算出される検出平均流量を、真の平均流量に近づけることができる。また、逆流流量が大きくなるに従って係数倍信号Ｖｆｋが大きくなるため、逆流流量が大きくなるに従って増加する正側のシフト量を適切に低減することができる。その結果、図１０に示すように、振幅比が１より大きくなる逆流発生域において、脈動誤差を低減することができる。
【００４５】
２．実施の形態２
実施の形態１では、逆流を伴う脈動流が発生した場合の平均流量のシフト補正方法について説明した。本実施の形態では、逆流を伴わない脈動流が発生した場合の平均流量のシフト補正方法について説明する。本実施の形態に係る熱式空気流量計１のセンサ部２５、及び信号処理部３の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、信号処理部３の比較信号出力部８及び信号補正処理部１１の処理が異なる。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。
【００４６】
まず、逆流を伴わない脈動流が発生した場合の、流量検出誤差の発生のメカニズムを説明する。本実施の形態のように逆流検出が可能なセンサ部２５を用いても、本実施の形態と異なる処理を行う比較例の場合は、図１１に示すように、上述したセンサ部２５の非線形の出力特性、及び出力信号Ｖｍの応答遅れにより、センサ部２５の出力信号Ｖｍに基づいて検出した検出平均流量が、真の平均流量に対して負側にシフトする脈動誤差が発生する。
【００４７】
これは、上述したように、逆流未発生域において、順流流量が増加するに従って、流量に対する出力信号Ｖｍの傾きが減少するため、順流流量の増加に対する出力信号Ｖｍの感度が低下する。そのため、応答遅れがないと仮定した場合の出力信号Ｖｍは、順流流量の増加に対する感度が低くなり、応答遅れがある場合の出力信号Ｖｍは、感度が高い負側にシフトする。よって、応答遅れがある出力信号Ｖｍに基づいて検出した検出平均流量が、真の平均流量に対して負側にシフトする。
【００４８】
この比較例の場合は、図１２に示すように、横軸を振幅比とし、縦軸を脈動誤差とすると、振幅比が１より小さい逆流未発生域では、平均流量に対して脈動流の振幅が大きくなり、振幅比が１に近づくに従って、脈動誤差が負側に大きくなっている。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、以下で説明するように、逆流を伴わない脈動流が発生した場合の検出平均流量の負側のシフト量を低減するために、流量信号Ｖｏｕｔを増加させる増加補正を行うように構成されている。すなわち、応答補正部７は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対して交流成分の振幅増加処理を行った振幅増加信号を出力する。比較信号出力部８は、振幅増加信号と予め設定された比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して正側になる振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号Ｖｆｃを出力する。平均化処理部９は、比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力する。係数倍処理部１０は、平均信号Ｖｆｃａに対して予め設定された調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力する。信号補正処理部１１は、係数倍信号Ｖｆｋにより振幅増加信号を増加補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００５０】
応答補正部７により、出力信号Ｖｍの交流成分の振幅を増加させ、センサ部２５の応答遅れの影響を低減することができる。しかし、交流成分の振幅増加処理を行うだけでは、検出平均流量の負側のシフトを解消することはできない。そこで、比較閾値ＴＨに対して正側になる振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号Ｖｆｃを出力することにより、順流流量に対応する成分を抽出できる。比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力することにより、順流流量の平均値に対応する信号を出力できる。平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力することにより、順流流量によって生じた、検出平均流量の負側のシフト量に対応する信号を出力できる。そして、係数倍信号Ｖｆｋにより振幅増加信号を増加補正した値を流量信号Ｖｏｕｔとして出力することにより、順流流量によって生じた、検出平均流量の負側のシフト量を低減することができる。
【００５１】
図１３に、本実施の形態に係る動作波形を示す。図１３（ａ）に示すような逆流を伴わない脈動流が発生した場合、Ａ／Ｄ変換されたセンサ部２５の出力信号Ｖｍは、図１３（ｂ）に示すようになる。センサ部２５の出力信号Ｖｍは、応答遅れにより交流成分の振幅が減少している。
【００５２】
図１３（ｃ）に示す第１振幅増加信号Ｖｆ１は、応答補正部７の第１の振幅増加処理により、出力信号Ｖｍよりも交流成分の振幅が増加されている。また、図１３（ｄ）に示す第２振幅増加信号Ｖｆ２は、応答補正部７の第２の振幅増加処理により、出力信号Ｖｍよりも交流成分の振幅が増加されている。
【００５３】
本実施の形態では、図１３（ｄ）（ｅ）（ｆ）、及び式（６）に示すように、比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２と比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して正側になる第２振幅増加信号Ｖｆ２の正側部分を抽出する。そして、比較信号出力部８は、比較閾値ＴＨに対して正側になる第２振幅増加信号Ｖｆ２の正側部分がある場合は、第２振幅増加信号Ｖｆ２の正側部分の絶対値を、正側の比較信号Ｖｆｃとして出力する。比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２の正側部分がない場合は、０を正側の比較信号Ｖｆｃとして出力する。順流流量が大きくなるに従って、正側の比較信号Ｖｆｃは大きくなる。なお、比較閾値ＴＨは、無風時出力Ｖｃ／２よりも大きい値に設定されている。
１）Ｖｆ２＞ＴＨの場合
Ｖｆｃ＝｜Ｖｆ２−ＴＨ｜
２）Ｖｆ２≦ＴＨの場合                    ・・・（６）
Ｖｆｃ＝０
【００５４】
図１３（ｇ）に示すように、平均化処理部９は、比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力する。平均化処理は、移動平均処理、ローパスフィルタ処理等により行われる。図１３（ｈ）に示すように、係数倍処理部１０は、平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力する。
【００５５】
図１３に示すように、信号補正処理部１１は、第１振幅増加信号Ｖｆ１から正の値となる係数倍信号Ｖｆｋを加算した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。流量信号Ｖｏｕｔから算出される検出平均流量を、真の平均流量に近づけることができる。また、順流流量が大きくなるに従って係数倍信号Ｖｆｋが大きくなるため、順流流量が大きくなるに従って増加する負側のシフト量を適切に低減することができる。その結果、図１４に示すように、振幅比が１より小さくなる逆流未発生域において、脈動誤差を低減することができる。
【００５６】
３．実施の形態３
実施の形態１では逆流を伴う脈動流が発生した場合の平均流量のシフト補正方法について説明し、実施の形態２では逆流を伴わない脈動流が発生した場合の平均流量のシフト補正方法について説明した。本実施の形態では、逆流を伴う脈動流が発生した場合、及び逆流を伴わない脈動流が発生した場合の双方に対応できる平均流量のシフト補正方法について説明する。本実施の形態に係る熱式空気流量計１のセンサ部２５、及び信号処理部３の基本的な構成は実施の形態１、２と同様であるが、信号処理部３の比較信号出力部８、平均化処理部９、係数倍処理部１０、及び信号補正処理部１１の処理が異なる。上記の実施の形態１、２と同様の構成部分は説明を省略する。
【００５７】
図１５に、本実施の形態に係るセンサ部２５の回路図及び信号処理部３のブロック図を示す。本実施の形態では、比較信号出力部８は、振幅増加信号と予め設定された比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して負側になる振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号Ｖｆｃ１、及び比較閾値ＴＨに対して正側になる振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号Ｖｆｃ２の双方を出力する。
【００５８】
比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２に対して実施の形態１の比較信号出力部８と同様の処理を行って負側の比較信号Ｖｆｃ１を出力する負側の比較信号出力部８１と、第２振幅増加信号Ｖｆ２に対して実施の形態２の比較信号出力部８と同様の処理を行って正側の比較信号Ｖｆｃ２を出力する正側の比較信号出力部８２と、を備えている。ここで、負側の比較信号出力部８１の比較閾値ＴＨと、正側の比較信号出力部８２の比較閾値ＴＨとは、異なる値に設定されてもよい。
【００５９】
平均化処理部９は、実施の形態１と同様に、負側の比較信号Ｖｆｃ１を平均化した負側の平均信号Ｖｆｃａ１を出力する負側の平均化処理部９１と、実施の形態２と同様に、正側の比較信号Ｖｆｃ２を平均化した正側の平均信号Ｖｆｃａ２を出力する正側の平均化処理部９２と、を備えている。
【００６０】
係数倍処理部１０は、実施の形態１と同様に、負側の平均信号Ｖｆｃａ１に対して予め設定された負側の調整係数Ｋａｄ１を乗算した負側の係数倍信号Ｖｆｋ１を出力する負側の係数倍処理部１０１と、実施の形態２と同様に、正側の平均信号Ｖｆｃａ２に対して予め設定された正側の調整係数Ｋａｄ２を乗算した正側の係数倍信号Ｖｆｋ２を出力する正側の係数倍処理部１０２と、を備えている。ここで、負側の調整係数Ｋａｄ１と、正側の調整係数Ｋａｄ２とは、異なる値に設定されてもよい。
【００６１】
そして、信号補正処理部１１は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに基づいて逆流方向Ｘ２の流れが生じていると判定した場合は、負側の比較信号Ｖｆｃ１を用いて処理した負側の係数倍信号Ｖｆｋ１により第１振幅増加信号Ｖｆ１を減少補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。一方、信号補正処理部１１は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに基づいて逆流方向Ｘ２の流れが生じていないと判定した場合は、正側の比較信号Ｖｆｃ２を用いて処理した正側の係数倍信号Ｖｆｋ２により第１振幅増加信号Ｖｆ１を増加補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００６２】
この構成によれば、逆流を伴う脈動流が発生した場合は、検出平均流量の正側のシフト量を低減することができると共に、逆流を伴わない脈動流が発生した場合は、検出平均流量の負側のシフト量を低減することができる。よって、図１６に示すように、振幅比が１より大きくなる逆流発生域、及び振幅比が１より小さくなる逆流未発生領域の双方において、脈動誤差を低減することができる。
【００６３】
負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値は、逆流流量の大きさが増加するに従って増加する。負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値が大きい場合は、逆流を伴う脈動流が発生していると判定することができ、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値が小さい場合は、逆流を伴う脈動流が発生していないと判定することができる。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、図１７の上段のグラフに示すように、信号補正処理部１１は、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値が、予め設定された増加減少判定閾値ＴＨＩＤよりも大きい場合は、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１により第１振幅増加信号Ｖｆ１を減少補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。一方、図１７の下段のグラフに示すように、信号補正処理部１１は、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値が、増加減少判定閾値ＴＨＩＤよりも小さい場合は、正側の係数倍信号Ｖｆｋ２により第１振幅増加信号Ｖｆ１を増加補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００６５】
負側の係数倍信号Ｖｆｋ１は、逆流を伴う脈動流の発生による平均流量の正側のシフト量を低減するために処理された信号であり、逆流による脈動誤差の影響を受け難い信号である。そのため、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１に基づいて、精度よく、逆流の有無を判定することができる。
【００６６】
４．実施の形態４
実施の形態１では、比較信号出力部８は、負側の比較信号Ｖｆｃとして、比較閾値ＴＨに対して負側になる振幅増加信号の負側部分を抽出する場合について説明した。本実施の形態に係る熱式空気流量計１のセンサ部２５、及び信号処理部３の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、信号処理部３の比較信号出力部８の処理が異なる。すなわち、本実施の形態では、比較信号出力部８は、負側の比較信号Ｖｆｃとして、比較閾値ＴＨに対して負側になる振幅増加信号の負側部分に応じた矩形波を出力するように構成されている。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。
【００６７】
図１８に、本実施の形態に係る動作波形を示す。図１８（ａ）〜（ｅ）までは、実施の形態１の図９（ａ）〜（ｅ）と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
本実施の形態では、図１８（ｄ）（ｅ）（ｆ）、及び式（７）に示すように、比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２と比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して負側になる第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分がある場合は、正の値に予め設定された波高値Ｖｃｎを、負側の比較信号Ｖｆｃとして出力し、第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分がない場合は、０を負側の比較信号Ｖｆｃとして出力する。
１）Ｖｆ２＜ＴＨの場合
Ｖｆｃ＝Ｖｃｎ
２）Ｖｆ２≧ＴＨの場合                    ・・・（７）
Ｖｆｃ＝０
【００６９】
図１８（ｇ）に示すように、平均化処理部９は、矩形波とされた比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力する。図１８（ｈ）に示すように、係数倍処理部１０は、平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力する。そして、図１８に示すように、信号補正処理部１１は、第１振幅増加信号Ｖｆ１から正の値となる係数倍信号Ｖｆｋを減算した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００７０】
比較信号Ｖｆｃを矩形波とすることにより、ノイズ等の外乱の影響による第２振幅増加信号Ｖｆ２の波形の乱れにより、係数倍信号Ｖｆｋが変動することを抑制し、補正精度が悪化することを抑制できる。
【００７１】
５．実施の形態５
実施の形態２では、比較信号出力部８は、正側の比較信号Ｖｆｃとして、比較閾値ＴＨに対して正側になる振幅増加信号の正側部分を抽出する場合について説明した。本実施の形態に係る熱式空気流量計１のセンサ部２５、及び信号処理部３の基本的な構成は実施の形態２と同様であるが、信号処理部３の比較信号出力部８の処理が異なる。すなわち、本実施の形態では、比較信号出力部８は、正側の比較信号Ｖｆｃとして、比較閾値ＴＨに対して正側になる振幅増加信号の正側部分に応じた矩形波を出力するように構成されている。上記の実施の形態２と同様の構成部分は説明を省略する。
【００７２】
図１９に、本実施の形態に係る動作波形を示す。図１９（ａ）〜（ｅ）までは、実施の形態２の図１３（ａ）〜（ｅ）と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
本実施の形態では、図１９（ｄ）（ｅ）（ｆ）、及び式（８）に示すように、比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２と比較閾値ＴＨとを比較し、比較閾値ＴＨに対して正側になる第２振幅増加信号Ｖｆ２の正側部分がある場合は、正の値に予め設定された波高値Ｖｃｎを、正側の比較信号Ｖｆｃとして出力し、第２振幅増加信号Ｖｆ２の正側部分がない場合は、０を正側の比較信号Ｖｆｃとして出力する。
１）Ｖｆ２＞ＴＨの場合
Ｖｆｃ＝Ｖｃｎ
２）Ｖｆ２≦ＴＨの場合                    ・・・（８）
Ｖｆｃ＝０
【００７４】
図１９（ｇ）に示すように、平均化処理部９は、矩形波とされた比較信号Ｖｆｃを平均化した平均信号Ｖｆｃａを出力する。図１９（ｈ）に示すように、係数倍処理部１０は、平均信号Ｖｆｃａに対して調整係数Ｋａｄを乗算した係数倍信号Ｖｆｋを出力する。そして、図１９に示すように、信号補正処理部１１は、第１振幅増加信号Ｖｆ１に正の値となる係数倍信号Ｖｆｋを加算した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００７５】
比較信号Ｖｆｃを矩形波とすることにより、ノイズ等の外乱の影響による第２振幅増加信号Ｖｆ２の波形の乱れにより、係数倍信号Ｖｆｋが変動することを抑制し、補正精度が悪化することを抑制できる。
【００７６】
６．実施の形態６
実施の形態１〜５では、比較閾値ＴＨが予め設定された固定値とされている場合について説明した。本実施の形態に係る熱式空気流量計１のセンサ部２５、及び信号処理部３の基本的な構成は実施の形態１〜５と同様であるが、比較閾値ＴＨの設定方法が異なる。すなわち、本実施の形態では、比較信号出力部８は、センサ部２５の出力信号Ｖｍを平均化した平均出力信号Ｖｍａに応じて比較閾値ＴＨを変化させるように構成されている。上記の実施の形態１〜５と同様の構成部分は説明を省略する。
【００７７】
比較信号出力部８は、移動平均処理、ローパスフィルタ処理等によりセンサ部２５の出力信号Ｖｍを平均化した平均出力信号Ｖｍａを出力する。比較信号出力部８は、例えば、式（９）及び図２０に示すように、平均出力信号Ｖｍａに予め設定された比例ゲインＡｔｈを乗算した値に、予め設定されたオフセット値Ｂｔｈを加算した値を、比較閾値ＴＨとして設定する。
ＴＨ＝Ａｔｈ×Ｖｍａ＋Ｂｔｈ            ・・・（９）
【００７８】
或いは、比較信号出力部８は、平均出力信号Ｖｍａと比較閾値ＴＨとの関係が予め設定されたマップ、又は２次以上の多項式等を用いて、平均出力信号Ｖｍａに基づいて、比較閾値ＴＨを設定してもよい。
【００７９】
このように、比較閾値ＴＨの設定に流量依存性を持たせることにより、第１振幅増加信号Ｖｆ１を補正する係数倍信号Ｖｆｋに流量依存性を持たせることが可能になり、振幅比の変化に応じたより精度の高い脈動誤差の補正が可能となる。
【００８０】
７．実施の形態７
実施の形態１〜６では、調整係数Ｋａｄが予め設定された固定値とされている場合について説明した。本実施の形態に係る熱式空気流量計１のセンサ部２５、及び信号処理部３の基本的な構成は実施の形態１〜６と同様であるが、調整係数Ｋａｄの設定方法が異なる。すなわち、本実施の形態では、係数倍処理部１０は、センサ部２５の出力信号Ｖｍを平均化した平均出力信号Ｖｍａに応じて調整係数Ｋａｄを変化させるように構成されている。上記の実施の形態１〜６と同様の構成部分は説明を省略する。
【００８１】
係数倍処理部１０は、移動平均処理、ローパスフィルタ処理等によりセンサ部２５の出力信号Ｖｍを平均化した平均出力信号Ｖｍａを出力する。係数倍処理部１０は、例えば、式（１０）及び図２１に示すように、平均出力信号Ｖｍａに予め設定された比例ゲインＡｋを乗算した値に、予め設定されたオフセット値Ｂｋを加算した値を、調整係数Ｋａｄとして設定する。
Ｋａｄ＝Ａｋ×Ｖｍａ＋Ｂｋ          ・・・（１０）
【００８２】
或いは、係数倍処理部１０は、平均出力信号Ｖｍａと調整係数Ｋａｄとの関係が予め設定されたマップ、又は２次以上の多項式等を用いて、平均出力信号Ｖｍａに基づいて、調整係数Ｋａｄを設定してもよい。
【００８３】
このように、調整係数Ｋａｄの設定に流量依存性を持たせることにより、第１振幅増加信号Ｖｆ１を補正する係数倍信号Ｖｆｋに流量依存性を持たせることが可能になり、振幅比の変化に応じたより精度の高い脈動誤差の補正が可能となる。
【００８４】
８．実施の形態８
実施の形態６では、比較閾値ＴＨが、平均出力信号Ｖｍａに応じて変化され、実施の形態７では、調整係数Ｋａｄが、平均出力信号Ｖｍａに応じて変化される場合について説明した。本実施の形態では、比較信号出力部８が、平均出力信号Ｖｍａに応じて比較閾値ＴＨを変化させると共に、係数倍処理部１０が、平均出力信号Ｖｍａに応じて調整係数Ｋａｄを変化させるように構成されている。それぞれの構成は、実施の形態６と実施の形態７と同様であるので説明を省略する。この構成によれば、実施の形態６、７に比べ、脈動条件の変化に応じた更に精度の高い脈動誤差の補正が可能となる。
【００８５】
９．実施の形態９
実施の形態４、５では、負側又は正側の比較信号Ｖｆｃとしての矩形波の波高値Ｖｃｎが、予め設定された固定値とされている場合について説明した。本実施の形態では、比較信号出力部８は、センサ部２５の出力信号Ｖｍを平均化した平均出力信号Ｖｍａに応じて、負側又は正側の比較信号Ｖｆｃとしての矩形波の波高値Ｖｃｎを変化させるように構成されている。上記の実施の形態４、５と同様の構成部分は説明を省略する。
【００８６】
比較信号出力部８は、移動平均処理、ローパスフィルタ処理等によりセンサ部２５の出力信号Ｖｍを平均化した平均出力信号Ｖｍａを出力する。比較信号出力部８は、例えば、式（１１）及び図２２に示すように、平均出力信号Ｖｍａに予め設定された比例ゲインＡｖを乗算した値に、予め設定されたオフセット値Ｂｖを加算した値を、波高値Ｖｃｎとして設定する。
Ｖｃｎ＝Ａｖ×Ｖｍａ＋Ｂｖ            ・・・（１１）
【００８７】
或いは、比較信号出力部８は、平均出力信号Ｖｍａと波高値Ｖｃｎとの関係が予め設定されたマップ、又は２次以上の多項式等を用いて、平均出力信号Ｖｍａに基づいて、波高値Ｖｃｎを設定してもよい。
【００８８】
比較信号出力部８にコンパレータを用いる場合は、コンパレータに供給される＋側電源電圧Ｖｐを、式（１２）に示すように、平均出力信号Ｖｍａに応じて変化させることにより、コンパレータから出力される矩形波の波高値Ｖｃｎを平均出力信号Ｖｍａに応じて変化させるように構成されてもよい。
Ｖｐ＝Ａｐ×Ｖｍａ＋Ｂｐ            ・・・（１２）
【００８９】
このように、波高値Ｖｃｎの設定に流量依存性を持たせることにより、矩形波を用いる場合であっても係数倍信号Ｖｆｋの流量依存性を高めることができ、振幅比の変化に応じたより精度の高い脈動誤差の補正が可能となる。
【００９０】
〔その他の実施の形態〕
最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００９１】
（１）上記の各実施の形態においては、信号処理部３は、デジタル処理回路により構成されている場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、信号処理部３は、オペアンプ、コンパレータ、抵抗、コンデンサ等のアナログ処理回路により構成されてもよい。
【００９２】
（２）上記の実施の形態１においては、信号処理部３は、第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分の絶対値を、負側の比較信号Ｖｆｃとして出力し、負側の比較信号Ｖｆｃに基づいて処理した正の値となる係数倍信号Ｖｆｋを、第１振幅増加信号Ｖｆ１から減算した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、信号補正処理部１１は、係数倍信号Ｖｆｋにより第１振幅増加信号Ｖｆ１を減少させる減少補正をした値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力するように構成されればどのような構成であってもよい。例えば、比較信号出力部８は、負の値となる第２振幅増加信号Ｖｆ２の負側部分を、そのまま負側の比較信号Ｖｆｃとして出力し、負側の比較信号Ｖｆｃに基づいて処理した負の値となる係数倍信号Ｖｆｋを、第１振幅増加信号Ｖｆ１に加算した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力することにより、第１振幅増加信号Ｖｆ１を減少させる減少補正を行うように構成されてもよい。
【００９３】
（３）上記の各実施の形態においては、応答補正部７は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対して交流成分の第１の振幅増加処理を行った第１振幅増加信号Ｖｆ１を出力すると共に、センサ部２５の出力信号Ｖｍに対して交流成分の第２の振幅増加処理を行った第２振幅増加信号Ｖｆ２を出力し、比較信号出力部８は、第２振幅増加信号Ｖｆ２と比較閾値ＴＨとを比較して、負側の比較信号Ｖｆｃ及び正側の比較信号Ｖｆｃの一方又は双方を出力し、信号補正処理部１１は、係数倍信号Ｖｆｋにより第１振幅増加信号Ｖｆ１を減少補正又は増加補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、応答補正部７は、１つの振幅増加信号を出力し、比較信号出力部８は、１つの振幅増加信号と比較閾値ＴＨとを比較して、負側の比較信号Ｖｆｃ及び正側の比較信号Ｖｆｃの一方又は双方を出力し、信号補正処理部１１は、係数倍信号Ｖｆｋにより１つの振幅増加信号を減少補正又は増加補正した値を、流量信号Ｖｏｕｔとして出力するように構成されてもよい。
【００９４】
（４）上記の各実施の形態においては、信号補正処理部１１は、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値が増加減少判定閾値ＴＨＩＤよりも大きい場合は、逆流方向Ｘ２の流れが生じていると判定し、負側の係数倍信号Ｖｆｋ１の絶対値が増加減少判定閾値ＴＨＩＤよりも小さい場合は、逆流方向Ｘ２の流れが生じていないと判定するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、信号補正処理部１１は、センサ部２５の出力信号Ｖｍに基づいて、逆流方向Ｘ２の流れが生じているか否かを判定すれば、どのような判定方法を用いてもよい。例えば、信号補正処理部１１は、第１振幅増加信号Ｖｆ１が無風時出力Ｖｃ／２より小さくなる場合は、逆流方向Ｘ２の流れが生じていると判定し、第１振幅増加信号Ｖｆ１が無風時出力Ｖｃ／２より小さくならない場合は、逆流方向Ｘ２の流れが生じていないと判定するように構成されてもよい。或いは、信号補正処理部１１は、第１振幅増加信号Ｖｆ１を負側の係数倍信号Ｖｆｋ１により減少補正した値が、無風時出力Ｖｃ／２より小さくなる場合は、逆流方向Ｘ２の流れが生じていると判定し、第１振幅増加信号Ｖｆ１を負側の係数倍信号Ｖｆｋ１により減少補正した値が、無風時出力Ｖｃ／２より小さくならない場合は、逆流方向Ｘ２の流れが生じていないと判定するように構成されてもよい。
【００９５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
この発明は、内燃機関の吸入空気の流量を検出する熱式空気流量計に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１  熱式空気流量計、３  信号処理部、７  応答補正部、８  比較信号出力部、９  平均化処理部、１０  係数倍処理部、１１  信号補正処理部、１８  差分電流出力回路、１９  下流固定抵抗、２０  上流固定抵抗、２１  出力抵抗、２２  駆動電源、２３  オペアンプ、２４  流量検出素子、２５  センサ部、２９  バイパス流路、３１  流入口、３２  流出口、３５  吸気管、８１  負側の比較信号出力部、８２  正側の比較信号出力部、９１  負側の平均化処理部、９２  正側の平均化処理部、１０１  負側の係数倍処理部、１０２  正側の係数倍処理部、１８１  上流発熱抵抗体、１８２  下流発熱抵抗体、Ｉｈｄ  下流電流、Ｉｈｕ  上流電流、Ｉｍ  出力抵抗の電流、Ｋａｄ  調整係数、Ｋａｄ１
負側の調整係数、Ｋａｄ２  正側の調整係数、ＴＨ  比較閾値、ＴＨＩＤ  増加減少判定閾値、Ｖｃｎ  波高値、Ｖｆ１  第１振幅増加信号、Ｖｆ２  第２振幅増加信号、Ｖｆｃ  比較信号、Ｖｆｃ１  負側の比較信号、Ｖｆｃ２  正側の比較信号、Ｖｆｃａ  平均信号、Ｖｆｃａ１  負側の平均信号、Ｖｆｃａ２  正側の平均信号、Ｖｆｋ  係数倍信号、Ｖｆｋ１  負側の係数倍信号、Ｖｆｋ２  正側の係数倍信号、Ｖｍ  センサ部の出力信号、Ｖｍａ  平均出力信号、Ｖｏｕｔ  流量信号、Ｘ１  順流方向、Ｘ２  逆流方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月3日(2017.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気管内に配置され、前記吸入空気の一部を取り込んで流すバイパス流路と、
前記バイパス流路内に配置された流量検出素子を有するセンサ部と、
前記センサ部の出力信号を処理する信号処理部と、を備えた熱式空気流量計であって、
前記バイパス流路は、前記吸気管内の前記吸入空気の順流方向又は逆流方向に応じた方向の空気を流し、
前記センサ部は、前記流量検出素子として、前記順流方向の上流側の発熱抵抗体である上流発熱抵抗体と、前記上流発熱抵抗体の前記順流方向の下流側に配置された発熱抵抗体である下流発熱抵抗体と、を備えると共に、前記上流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された上流電圧値に保つために前記上流発熱抵抗体に流れる上流電流と、前記下流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された下流電圧値に保つために前記下流発熱抵抗体に流れる下流電流と、の差に応じた出力信号を生成する差分電流出力回路と、を備え、
前記センサ部は、前記順流方向に前記吸入空気の流量の大きさが０から増加するに従って、前記出力信号が予め設定された基準信号から増加し、前記逆流方向に前記吸入空気の流量の大きさが０から増加するに従って、前記出力信号が前記基準信号から減少する出力特性を有し、
前記信号処理部は、
前記センサ部の出力信号に対して交流成分の振幅増加処理を行った振幅増加信号を出力する応答補正部と、
前記振幅増加信号と予め設定された比較閾値とを比較し、前記比較閾値に対して負側になる前記振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号、及び前記比較閾値に対して正側になる前記振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号の一方又は双方を出力する比較信号出力部と、
前記比較信号を平均化した平均信号を出力する平均化処理部と、
前記平均信号に対して予め設定された調整係数を乗算した係数倍信号を出力する係数倍処理部と、
前記負側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正した値を、前記吸入空気の流量を表す流量信号として出力する負側減少補正処理のみを行う、
前記正側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を増加補正した値を、前記流量信号として出力する正側増加補正処理のみを行う、
又は、前記センサ部の出力信号に基づいて前記逆流方向の流れが生じていると判定した場合は前記負側減少補正処理を行うと共に前記センサ部の出力信号に基づいて前記逆流方向の流れが生じていないと判定した場合は前記正側増加補正処理を行う信号補正処理部と、を備えた熱式空気流量計。
【請求項２】
前記信号補正処理部は、前記負側の比較信号を用いて処理した負側の前記係数倍信号の絶対値が予め設定された増加減少判定閾値よりも大きい場合は、前記逆流方向の流れが生じていると判定し、
前記負側の係数倍信号の絶対値が前記増加減少判定閾値よりも小さい場合は、前記逆流方向の流れが生じていないと判定する請求項１に記載の熱式空気流量計。
【請求項３】
前記応答補正部は、前記センサ部の出力信号に対して交流成分の第１の振幅増加処理を行った第１振幅増加信号を出力すると共に、前記センサ部の出力信号に対して交流成分の第２の振幅増加処理を行った第２振幅増加信号を出力し、
前記比較信号出力部は、前記第２振幅増加信号と前記比較閾値とを比較して、前記負側の比較信号及び前記正側の比較信号の一方又は双方を出力し、
前記信号補正処理部は、前記負側減少補正処理として、前記負側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記第１振幅増加信号を減少補正した値を、前記流量信号として出力し、前記正側増加補正処理として、前記正側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記第１振幅増加信号を増加補正した値を、前記流量信号として出力する請求項１又は２に記載の熱式空気流量計。
【請求項４】
前記センサ部は、前記順流方向の流量を正の値とし、前記逆流方向の流量を負の値とすると、流量が０から増加するに従って、流量の増加に対する出力信号の増加の傾きが減少する出力特性を有し、流量が０から減少するに従って、流量の減少に対する出力信号の減少の傾きが減少する出力特性を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項５】
前記係数倍処理部は、前記センサ部の出力信号を平均化した平均出力信号に応じて前記調整係数を変化させる請求項１から４のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項６】
前記比較信号出力部は、前記センサ部の出力信号を平均化した平均出力信号に応じて前記比較閾値を変化させる請求項１から５のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項７】
前記平均化処理部は、前記比較信号として、前記振幅増加信号の負側部分又は正側部分に応じた矩形波を出力する請求項１から６のいずれか一項に記載の熱式空気流量計。
【請求項８】
前記平均化処理部は、前記センサ部の出力信号を平均化した平均出力信号に応じて前記矩形波の波高値を変化させる請求項７に記載の熱式空気流量計。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る熱式空気流量計は、内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気管内に配置され、前記吸入空気の一部を取り込んで流すバイパス流路と、前記バイパス流路内に配置された流量検出素子を有するセンサ部と、前記センサ部の出力信号を処理する信号処理部と、を備えた熱式空気流量計であって、前記バイパス流路は、前記吸気管内の前記吸入空気の順流方向又は逆流方向に応じた方向の空気を流し、前記センサ部は、前記流量検出素子として、前記順流方向の上流側の発熱抵抗体である上流発熱抵抗体と、前記上流発熱抵抗体の前記順流方向の下流側に配置された発熱抵抗体である下流発熱抵抗体と、を備えると共に、前記上流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された上流電圧値に保つために前記上流発熱抵抗体に流れる上流電流と、前記下流発熱抵抗体の両端電圧を予め設定された下流電圧値に保つために前記下流発熱抵抗体に流れる下流電流と、の差に応じた出力信号を生成する差分電流出力回路と、を備え、前記センサ部は、前記順流方向に前記吸入空気の流量の大きさが０から増加するに従って、前記出力信号が予め設定された基準信号から増加し、前記逆流方向に前記吸入空気の流量の大きさが０から増加するに従って、前記出力信号が前記基準信号から減少する出力特性を有し、前記信号処理部は、前記センサ部の出力信号に対して交流成分の振幅増加処理を行った振幅増加信号を出力する応答補正部と、前記振幅増加信号と予め設定された比較閾値とを比較し、前記比較閾値に対して負側になる前記振幅増加信号の負側部分に応じた負側の比較信号、及び前記比較閾値に対して正側になる前記振幅増加信号の正側部分に応じた正側の比較信号の一方又は双方を出力する比較信号出力部と、前記比較信号を平均化した平均信号を出力する平均化処理部と、前記平均信号に対して予め設定された調整係数を乗算した係数倍信号を出力する係数倍処理部と、前記負側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を減少補正した値を、前記吸入空気の流量を表す流量信号として出力する負側減少補正処理のみを行う、前記正側の比較信号を用いて処理した前記係数倍信号により前記振幅増加信号を増加補正した値を、前記流量信号として出力する正側増加補正処理のみを行う、又は、前記センサ部の出力信号に基づいて前記逆流方向の流れが生じていると判定した場合は前記負側減少補正処理を行うと共に前記センサ部の出力信号に基づいて前記逆流方向の流れが生じていないと判定した場合は前記正側増加補正処理を行う信号補正処理部と、を備えたものである。