(57)【要約】【課題】空気流量の補正精度を高めることができる計測制御装置及び流量計測装置を提供する。【解決手段】エアフロメータは、センシング部から出力信号が入力される処理部を有している。処理部は、センシング部からの出力値を補正する補正回路を有しており、補正回路は、上極値判定部５６、周波数算出部５９、脈動誤差算出部６０、補正量算出部６０ａ及び脈動誤差補正部６１を有している。上極値判定部５６は、出力値が上極値になったか否かを判定する。周波数算出部５９は、出力値が上極値になった上極タイミングを用いて上極間隔を算出し、この上極間隔を用いて脈動周波数を算出する。脈動誤差算出部６０は、脈動周波数等を用いて脈動誤差を算出し、補正量算出部６０ａは脈動誤差を用いて補正量を算出し、脈動誤差補正部６１は補正量等を用いて空気流量の補正を行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流量に応じた信号を出力するセンシング部（２２）の出力値を用いて空気流量を計測し、前記空気流量の計測結果（Ｓ２，Ｇａｖｅ３）を所定の外部装置（４６）に対して出力する計測制御装置（４５）であって、
前記空気流量に生じる脈動の状態である脈動状態を、前記外部装置から取得するのではなく前記出力値を用いて算出する脈動状態算出部（５６，５７，５８，５９，８１，８２，８３）と、
前記脈動状態算出部により算出された前記脈動状態を用いて前記空気流量の補正を行う流量補正部（６１）と、
を備えている計測制御装置。
【請求項２】
内燃機関へ吸入される空気の流量に応じた信号を出力するセンシング部（２２）の出力値を用いて空気流量を計測し、前記空気流量の計測結果（Ｓ２，Ｇａｖｅ３）を所定の外部装置（４６）に対して出力する計測制御装置（４５）であって、
前記空気流量に生じる脈動の状態である脈動状態を、前記出力値を用いて算出する脈動状態算出部（５６，５７，５８，５９，８１，８２，８３）と、
前記脈動状態算出部により算出された前記脈動状態を用いて前記空気流量の補正を行う流量補正部（６１）と、
前記出力値の時間変化を表す波形から、所定のカットオフ周波数の成分を除去するフィルタ部（７５）と、
を備え、
前記内燃機関の回転速度の時間変化を表す波形の周波数を回転変動周波数とし、
前記カットオフ周波数は、前記回転変動周波数の正の実数倍に設定されている計測制御装置。
【請求項３】
前記カットオフ周波数は、前記回転速度が速いほど大きい値に可変設定される請求項２に記載の計測制御装置。
【請求項４】
前記出力値に脈動が含まれることで前記空気流量に生じる誤差である脈動誤差（Ｅｒｒ）を算出する誤差算出部（６０）と、
前記誤差算出部により算出された前記脈動誤差を用いて補正量（Ｑ）を算出する補正量算出部（６０ａ）と、
を備え、
前記流量補正部は、前記補正量で前記出力値を補正して補正後の出力値（Ｓ２）を前記計測結果として算出する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項５】
前記出力値に脈動が含まれることで前記空気流量に生じる誤差である脈動誤差（Ｅｒｒ）を算出する誤差算出部（６０）と、
前記誤差算出部により算出された前記脈動誤差を用いて補正量（Ｑ）を算出する補正量算出部（６０ａ）と、
を備え、
前記流量補正部は、前記出力値の平均値（Ｇａｖｅ１）を算出し、前記平均値を前記補正量で補正した値（Ｇａｖｅ３）を前記空気流量の補正結果として算出する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項６】
前記脈動状態を示す脈動パラメータには、前記空気流量に生じる脈動の周波数である脈動周波数（Ｆ）が含まれており、
前記脈動状態算出部は、
前記出力値を用いて前記脈動周波数を算出する周波数算出部（５９）を有している、請求項１〜５のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項７】
前記脈動状態算出部は、
前記出力値があらかじめ定められた特定条件に該当したか否かを判定する条件判定部（５６，８１，８２，８３）を有しており、
前記周波数算出部は、前記出力値が前記特定条件に該当したタイミング（ｔａ１，ｔｂ１，ｔｃ１，ｔｄ１）と、次に前記出力値が前記特定条件に該当したタイミング（ｔａ２，ｔｂ２，ｔｃ２，ｔｄ２）との時間間隔（Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄ）を用いて前記脈動周波数を算出する、請求項６に記載の計測制御装置。
【請求項８】
前記出力値の変化態様が増加から減少に切り替わる場合の前記出力値を上極値（Ｅａ）と称すると、
前記脈動状態算出部は、前記出力値が前記上極値になったか否かを判定する上極値判定部（５６）を有しており、
前記周波数算出部は、前記出力値が前記上極値になったタイミング（ｔａ１）と、次に前記出力値が前記上極値になったタイミング（ｔａ２）との時間間隔（Ｗａ）を用いて前記脈動周波数を算出する、請求項６又は７に記載の計測制御装置。
【請求項９】
前記出力値の時間変化を表す波形に前記上極値が前回出現したタイミングから今回出現したタイミングまでの期間に、前記出力値が所定の下閾値（Ｅｅ）以下に下がらなかった場合には、前記上極値判定部は、前記今回出現の前記上極値を否定判定してキャンセルする請求項８に記載の計測制御装置。
【請求項１０】
前記下閾値は、前記空気流量の平均値および前記脈動周波数の少なくとも一方に基づき設定される、請求項９に記載の計測制御装置。
【請求項１１】
前記出力値の変化態様が減少から増加に切り替わる場合の前記出力値を下極値（Ｅｂ）と称すると、
前記脈動状態算出部は、前記出力値が前記下極値になったか否かを判定する下極値判定部（８１）を有しており、
前記周波数算出部は、前記出力値が前記下極値になったタイミング（ｔｂ１）と、次に前記出力値が前記下極値になったタイミング（ｔｂ２）との時間間隔（Ｗｂ）を用いて前記脈動周波数を算出する、請求項６〜１０のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項１２】
前記出力値の時間変化を表す波形に前記下極値が前回出現したタイミングから今回出現したタイミングまでの期間に、前記出力値が所定の上閾値（Ｅｅ）以上に上がらなかった場合には、前記下極値判定部は、前記今回出現の前記下極値を否定判定してキャンセルする請求項１１に記載の計測制御装置。
【請求項１３】
前記上閾値は、前記空気流量の平均値および前記脈動周波数の少なくとも一方に基づき設定される、請求項１２に記載の計測制御装置。
【請求項１４】
前記脈動状態算出部は、増加中の前記出力値があらかじめ定められた増加閾値（Ｅｃ）を越えたか否かを判定する増加判定部（８２）を有しており、
前記周波数算出部は、増加中の前記出力値が前記増加閾値を越えたタイミング（ｔｃ１）と、増加中の前記出力値が次に前記増加閾値を越えたタイミング（ｔｃ２）との時間間隔（Ｗｃ）を用いて前記脈動周波数を算出する、請求項６〜１３のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項１５】
増加中の前記出力値が前記増加閾値を前回越えたタイミングから今回越えたタイミングまでの期間に、前記出力値が所定の上側閾値（Ｅｇ）に達しなかった場合には、前記増加判定部は、前記今回越えたタイミングを否定判定してキャンセルする請求項１４に記載の計測制御装置。
【請求項１６】
前記脈動状態算出部は、減少中の前記出力値があらかじめ定められた減少閾値（Ｅｄ）を越えたか否かを判定する減少判定部（８３）を有しており、
前記周波数算出部は、減少中の前記出力値が前記減少閾値を越えたタイミング（ｔｄ１）と、減少中の前記出力値が次に前記減少閾値を越えたタイミング（ｔｄ２）との時間間隔（Ｗｄ）を用いて前記脈動周波数を算出する、請求項６〜１５のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項１７】
減少中の前記出力値が前記減少閾値を前回越えたタイミングから今回越えたタイミングまでの期間に、前記出力値が所定の下側閾値（Ｅｈ）に達しなかった場合には、前記減少判定部は、前記今回越えたタイミングを否定判定してキャンセルする請求項１６に記載の計測制御装置。
【請求項１８】
前記周波数算出部により算出された前記脈動周波数が、所定の周波数閾値よりも大きい場合には、前記流量補正部による補正を禁止する、請求項６〜１７のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項１９】
前記脈動状態を示す脈動パラメータには、前記空気流量に生じる脈動の振幅である脈動振幅（Ｐａ）が含まれており、
前記脈動状態算出部は、前記出力値を用いて前記脈動振幅を算出する脈動振幅算出部（５８）を有している、請求項６〜１８のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項２０】
前記脈動振幅算出部により算出された前記脈動振幅が、所定の脈動振幅閾値よりも小さい場合には、前記流量補正部による補正を禁止する、請求項１９に記載の計測制御装置。
【請求項２１】
前記脈動振幅閾値は、前記空気流量の平均値および前記脈動周波数の少なくとも一方に基づき設定される、請求項２０に記載の計測制御装置。
【請求項２２】
前記周波数算出部は、上限周波数以上または下限周波数未満の周波数を除外して、前記脈動周波数を算出する請求項６〜２１のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項２３】
前記周波数算出部は、変化率が上限変化率以上または下限変化率未満となっている周波数を除外して、前記脈動周波数を算出する請求項６〜２２のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項２４】
空気流量を計測する流量計測装置（１０）であって、
空気が流入する計測入口（３５）及び前記空気が流出する計測出口（３６）を有する計測流路（３２）と、
前記計測流路において前記空気の流量に応じた信号を出力するセンシング部（２２）と、
前記センシング部の出力値を用いて前記空気流量を計測し、前記空気流量の計測結果（Ｓ２，Ｇａｖｅ３）を所定の外部装置（４６）に対して出力する計測制御部（４５）と、を備え、
前記計測制御部は、
前記空気流量に生じる脈動の状態である脈動状態を、前記外部装置から取得するのではなく前記出力値を用いて算出する脈動状態算出部（５６，５７，５８，５９，８１，８２，８３）と、
前記脈動状態算出部により算出された前記脈動状態を用いて前記空気流量の補正を行う流量補正部（６１）と、
を備えている流量計測装置。
【請求項２５】
前記空気が流入する流入口（３３）及び前記空気が流出する流出口（３４）を有する通過流路（３１）を備え、
前記計測流路は、前記通過流路から分岐した分岐流路である、請求項２４に記載の流量計測装置。
【請求項２６】
前記計測入口側から前記センシング部に向けて前記計測流路を徐々に絞る絞り部（３７）を備えている、請求項２４又は２５に記載の流量計測装置。
【請求項２７】
前記センシング部と、前記計測制御部と、前記センシング部及び前記計測制御部を保護するボデー（４２）とを有するセンシングユニット（４０）と、
前記計測流路を形成し、前記センシングユニットを収容したハウジング（２１）と、
を備えている請求項２４〜２６のいずれか１つに記載の流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、計測制御装置及び流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気流量を計測する構成として、例えば特許文献１には、内燃機関の制御を行うＥＣＵがエアフローセンサの出力値に基づいて空気流量を算出するという構成が開示されている。このＥＣＵには、エアフローセンサの検出信号に加えて、機関回転数を検出するクランク角センサの検出信号が入力される。ＥＣＵは、クランク角センサにより検出された機関回転数を用いて空気流量の脈動周波数を算出し、この脈動周波数を用いて、空気流量の脈動により生じる誤差である脈動誤差が小さくなるように空気流量の補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、ＥＣＵが、内燃機関の制御処理に加えて空気流量の補正処理を行うため、ＥＣＵの処理負担が過剰に増加することが想定される。そこで、空気流量の補正処理をＥＣＵから独立した計測制御装置に実行させ、この計測制御装置が空気流量の補正結果をＥＣＵに対して出力する、という構成が考えられる。この構成では、ＥＣＵが空気流量の補正結果を取得でき、しかも、ＥＣＵの処理負担を低減することができる。ところが、この構成でも、計測制御装置が脈動周波数等の脈動状態を算出する場合に機関回転数を用いるのであれば、ＥＣＵは機関回転数を示す回転数情報を計測制御装置に対して出力する必要がある。このように、計測制御装置が空気流量の補正にＥＣＵからの回転数情報を用いる場合、回転数情報にノイズが含まれていることなどにより、空気流量の補正精度が低下することが懸念される。
【０００５】
本開示の主な目的は、空気流量の補正精度を高めることができる計測制御装置及び流量計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された第１の態様は、
空気の流量に応じた信号を出力するセンシング部（２２）の出力値を用いて空気流量を計測し、空気流量の計測結果（Ｓ２，Ｇａｖｅ３）を所定の外部装置（４６）に対して出力する計測制御装置（４５）であって、
空気流量に生じる脈動の状態である脈動状態を、外部装置から取得するのではなく出力値を用いて算出する脈動状態算出部（５６，５７，５８，５９，８１，８２，８３）と、
脈動状態算出部により算出された脈動状態を用いて空気流量の補正を行う流量補正部（６１）と、
を備えている計測制御装置である。
【０００７】
第１の態様によれば、外部装置から取得する脈動状態を空気流量の補正に用いるのではなく、脈動状態算出部がセンシング部の出力値を用いて算出した脈動状態を空気流量の補正に用いる。この構成では、外部装置から取得した脈動状態にノイズ等が含まれていることに起因して空気流量の補正精度が低下する、ということを回避できる。したがって、流量補正部による空気流量の補正精度を高めることができる。
【０００８】
第２の態様は、
空気流量を計測する流量計測装置（１０）であって、
空気が流入する計測入口（３５）及び空気が流出する計測出口（３６）を有する計測流路（３２）と、
計測流路において空気の流量に応じた信号を出力するセンシング部（２２）と、
センシング部の出力値を用いて空気流量を計測し、空気流量の計測結果（Ｓ２，Ｇａｖｅ３）を所定の外部装置（４６）に対して出力する計測制御部（４５）と、を備え、
計測制御部は、
空気流量に生じる脈動の状態である脈動状態を、外部装置から取得するのではなく出力値を用いて算出する脈動状態算出部（５６，５７，５８，５９，８１，８２，８３）と、
脈動状態算出部により算出された脈動状態を用いて空気流量の補正を行う流量補正部（６１）と、
を備えている流量計測装置である。
【０００９】
第２の態様によれば、上記第１の態様と同様の効果を奏することができる。
【００１０】
第３の態様は、
内燃機関へ吸入される空気の流量に応じた信号を出力するセンシング部（２２）の出力値を用いて空気流量を計測し、空気流量の計測結果（Ｓ２，Ｇａｖｅ３）を所定の外部装置（４６）に対して出力する計測制御装置（４５）であって、
空気流量に生じる脈動の状態である脈動状態を、出力値を用いて算出する脈動状態算出部（５６，５７，５８，５９，８１，８２，８３）と、
脈動状態算出部により算出された脈動状態を用いて空気流量の補正を行う流量補正部（６１）と、
出力値の時間変化を表す波形から、所定のカットオフ周波数の成分を除去するフィルタ部（７５）と、
を備え、
内燃機関の回転速度の時間変化を表す波形の周波数を回転変動周波数とし、
カットオフ周波数は、回転変動周波数の正の実数倍に設定されている計測制御装置である。
【００１１】
第３の態様によっても、上記第１の態様と同様の効果を奏することができる。また、回転変動周波数の正の実数倍に設定されたカットオフ周波数でノイズ除去されるので、空気流量の補正精度をより一層高めることができる。
【００１２】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態におけるエアフロメータを上流外面側から見た斜視図。
【図２】エアフロメータを下流外面側から見た斜視図。
【図３】吸気管に取り付けられた状態のエアフロメータの縦断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】エアフロメータの概略構成を示すブロック図。
【図７】補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図８】上極間隔の算出方法を説明するための図。
【図９】平均空気量の算出方法を説明するための図。
【図１０】脈動振幅の算出方法を説明するための図。
【図１１】脈動特性と近似値との関係を示す図。
【図１２】参照マップを示す図。
【図１３】補正後の平均空気量の算出方法を説明するための図。
【図１４】出力値のマイナス値をカットする方法を説明するための図。
【図１５】第２実施形態における補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図１６】出力値に含まれるノイズを例示するための図。
【図１７】第３実施形態における補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図１８】下極間隔の算出方法を説明するための図。
【図１９】第４実施形態における補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図２０】増加間隔の算出方法を説明するための図。
【図２１】第５実施形態における補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図２２】減少間隔の算出方法を説明するための図。
【図２３】第６実施形態における補正後の平均空気量の算出方法を説明するための図。
【図２４】変形例１における吸気管に取り付けられた状態のエアフロメータの縦断面図。
【図２５】第７実施形態において、上極間隔を算出する際のノイズ除去機能を説明する図。
【図２６】第７実施形態において、ノイズ除去のための処理手順を示すフローチャート。
【図２７】第８実施形態において、下極間隔を算出する際のノイズ除去機能を説明する図。
【図２８】第９実施形態において、増加間隔を算出する際のノイズ除去機能を説明する図。
【図２９】第１０実施形態において、減少間隔を算出する際のノイズ除去機能を説明する図。
【図３０】第１１実施形態において、上極間隔を算出する際のノイズ除去機能を説明する図。
【図３１】第１２実施形態における補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図３２】第１３実施形態における補正回路の概略構成を示すブロック図。
【図３３】第１４実施形態において、周波数算出の処理手順を示すフローチャート。
【図３４】第１５実施形態において、周波数算出の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１５】
（第１実施形態）
図１、図２に示すエアフロメータ１０は、ガソリンエンジン等の内燃機関を有する燃焼システムに含まれている。この燃焼システムは車両に搭載されている。図３に示すように、エアフロメータ１０は、燃焼システムにおいて、内燃機関に吸入空気を供給する吸気通路１２に設けられており、吸気通路１２を流れる吸入空気等の気体やガスといった流体の流量や温度、湿度、圧力等の物理量を計測する。この場合、エアフロメータ１０が流量計測装置に相当する。
【００１６】
エアフロメータ１０は、吸気通路１２を形成する吸気ダクト等の吸気管１２ａに取り付けられている。吸気管１２ａには、その外周部を貫通する貫通孔としてエアフロ挿入孔１２ｂが設けられている。このエアフロ挿入孔１２ｂには円環状の管フランジ１２ｃが取り付けられており、この管フランジ１２ｃは吸気管１２ａに含まれている。エアフロメータ１０は、管フランジ１２ｃ及びエアフロ挿入孔１２ｂに挿入されることで吸気通路１２に入り込んだ状態になっており、この状態で吸気管１２ａや管フランジ１２ｃに固定されている。
【００１７】
本実施形態では、エアフロメータ１０について、幅方向Ｘ、高さ方向Ｙ及び奥行き方向Ｚが互いに直交している。エアフロメータ１０は高さ方向Ｙに延びており、吸気通路１２は奥行き方向Ｚに延びている。エアフロメータ１０は、吸気通路１２に入り込んだ入り込み部分１０ａと、吸気通路１２に入り込まずに管フランジ１２ｃから外部にはみ出したはみ出し部分１０ｂとを有しており、これら入り込み部分１０ａとはみ出し部分１０ｂとは高さ方向Ｙに並んでいる。エアフロメータ１０においては、一対の端面１０ｃ，１０ｄのうち、入り込み部分１０ａに含まれた方をエアフロ先端面１０ｃと称し、はみ出し部分１０ｂに含まれた方をエアフロ基端面１０ｄと称する。この場合、エアフロ先端面１０ｃとエアフロ基端面１０ｄとが高さ方向Ｙに並んでいる。なお、エアフロ先端面１０ｃ及びエアフロ基端面１０ｄは高さ方向Ｙに直交している。また、管フランジ１２ｃの先端面も高さ方向Ｙに直交している。
【００１８】
図１、図２に示すように、エアフロメータ１０は、ハウジング２１と、吸入空気の流量を検出するセンシング部２２（図３、図６参照）とを有している。センシング部２２はハウジング本体２４の内部空間２４ａに設けられている。ハウジング２１は、例えば樹脂材料等により形成されている。エアフロメータ１０においては、ハウジング２１が吸気管１２ａに取り付けられていることで、センシング部２２が、吸気通路１２を流れる吸入空気と接触可能な状態になる。ハウジング２１は、ハウジング本体２４、リング保持部２５、フランジ部２７及びコネクタ部２８を有しており、リング保持部２５に対してＯリング２６（図３参照）が取り付けられている。
【００１９】
ハウジング本体２４は全体として筒状に形成され、ハウジング２１においては、リング保持部２５、フランジ部２７及びコネクタ部２８がハウジング本体２４に一体的に設けられた状態になっている。リング保持部２５は入り込み部分１０ａに含まれ、フランジ部２７及びコネクタ部２８ははみ出し部分１０ｂに含まれている。
【００２０】
リング保持部２５は、管フランジ１２ｃの内部に設けられており、Ｏリング２６を高さ方向Ｙに位置ずれしないように保持している。Ｏリング２６は、管フランジ１２ｃの内部において吸気通路１２を密閉するシール部材であり、リング保持部２５の外周面と管フランジ１２ｃの内周面との両方に密着している。フランジ部２７には、エアフロメータ１０を吸気管１２ａに固定するネジ等の固定具を固定するネジ孔等の固定孔が形成されている。コネクタ部２８は、センシング部２２に電気的に接続されたコネクタターミナルを保護する保護部である。
【００２１】
図３に示すように、ハウジング本体２４は、吸気通路１２を流れる吸入空気の一部が流れ込むバイパス流路３０を形成している。バイパス流路３０は、エアフロメータ１０の入り込み部分１０ａに配置されている。バイパス流路３０は、通過流路３１及び計測流路３２を有しており、これら通過流路３１及び計測流路３２は、ハウジング本体２４の内部空間２４ａにより形成されている。なお、吸気通路１２を主通路と称し、バイパス流路３０を副通路と称することもできる。また、図３においては、Ｏリング２６の図示を省略している。
【００２２】
通過流路３１は、奥行き方向Ｚにハウジング本体２４を貫通している。通過流路３１は、その上流端部である流入口３３と、下流端部である流出口３４とを有している。これら流入口３３と流出口３４とは奥行き方向Ｚに並べられており、この奥行き方向Ｚが並び方向に相当する。計測流路３２は、通過流路３１の中間部分から分岐した分岐流路であり、この計測流路３２にセンシング部２２が設けられている。計測流路３２は、その上流端部である計測入口３５と、下流端部である計測出口３６とを有している。通過流路３１から計測流路３２が分岐した部分はこれら通過流路３１と計測流路３２との境界部になっており、この境界部に計測入口３５が含まれていることになる。なお、計測出口３６が分岐出口に相当する。
【００２３】
センシング部２２は、回路基板とこの回路基板に搭載された検出素子とを有しており、チップ式の流量センサである。検出素子は、発熱抵抗等のヒータ部と、このヒータ部により加熱された空気の温度を検出する温度検出部とを有しており、センシング部２２は、検出素子での発熱に伴う温度の変化に応じた出力信号を出力する。なお、センシング部２２を流量検出部と称することもできる。
【００２４】
エアフロメータ１０は、センシング部２２を含んで構成されたセンササブアッセンブリを有しており、このセンササブアッセンブリをセンサＳＡ４０と称する。センサＳＡ４０はハウジング本体２４に収容されている。センサＳＡ４０は、センシング部２２に加えて、センシング部２２に電気的に接続された回路チップ４１と、センシング部２２や回路チップ４１を保護するモールド部４２とを有している。回路チップ４１は各種処理を行うデジタル回路を有しており、直方体状のチップ部品である。センサＳＡ４０においては、センシング部２２及び回路チップ４１がリードフレームにより支持されており、回路チップ４１がボンディングワイヤ等を介してセンシング部２２やリードフレームに電気的に接続されている。
【００２５】
モールド部４２は、モールド成型により成型された高分子樹脂等のモールド樹脂であり、リードフレームやボンディングワイヤに比べて高い絶縁性を有している。モールド部４２は、回路チップ４１やボンディングワイヤ等を封止した状態で回路チップ４１やセンシング部２２を保護している。センサＳＡ４０においては、モールド部４２によりセンシング部２２と回路チップ４１とが１パッケージで実装されている。また、センサＳＡ４０がセンシングユニットに相当し、モールド部４２がボデーに相当する。なお、センサＳＡ４０を検出ユニットやセンサ部と称することもできる。
【００２６】
センシング部２２は、計測流路３２での空気流量に応じた出力信号を回路チップに対して出力し、回路チップは、センシング部２２の出力信号を用いて流量を算出する。回路チップの算出結果が、エアフロメータ１０が計測した空気の流量ということになる。なお、高さ方向Ｙにおいて吸気通路１２の中央位置にエアフロメータ１０の流入口３３及び流出口３４が配置されている。高さ方向Ｙにおいて吸気通路１２の中央位置を流れる吸入空気は、奥行き方向Ｚに沿って流れている。吸気通路１２において吸入空気が流れる向きと、通過流路３１において吸入空気が流れる向きとはほぼ一致している。なお、センシング部２２は、熱式の流量センサに限定されず、超音波式の流量センサやカルマン渦式の流量センサ等であってもよい。
【００２７】
図４に示すように、ハウジング２１の外周面を形成するハウジング本体２４の外周面は、上流外面２４ｂ、下流外面２４ｃ及び一対の中間外面２４ｄを有している。ハウジング本体２４の外周面において、上流外面２４ｂは吸気通路１２の上流側を向いており、下流外面２４ｃは吸気通路１２の下流側を向いている。一対の中間外面２４ｄは、幅方向Ｘにおいて互いに反対側を向いており、奥行き方向Ｚに延びた平坦面になっている。上流外面２４ｂは、中間外面２４ｄに対して傾斜した傾斜面になっている。この場合、上流外面２４ｂは、幅方向Ｘにおいてハウジング本体２４の幅寸法を吸気通路１２での上流側に向けて徐々に小さくするように湾曲した傾斜面になっている。
【００２８】
中間外面２４ｄは、奥行き方向Ｚにおいて上流外面２４ｂと下流外面２４ｃとの間に設けられている。この場合、上流外面２４ｂと中間外面２４ｄとは奥行き方向Ｚに並べられており、これら上流外面２４ｂと中間外面２４ｄとの境界部である面境界部２４ｅは、高さ方向Ｙに延びている。上流外面２４ｂと下流外面２４ｃとは、奥行き方向Ｚにおいて互いに反対を向いた一対の端面である。
【００２９】
図３に示すように、流入口３３は上流外面２４ｂに設けられており、流出口３４は下流外面２４ｃに設けられている。この場合、流入口３３と流出口３４とは互いに反対向きに開放されている。図４に示すように、計測出口３６は、面境界部２４ｅを奥行き方向Ｚに跨ぐ位置に配置されていることで、上流外面２４ｂ及び中間外面２４ｄの両方に設けられている。計測出口３６においては、上流外面２４ｂに配置された部分が流入口３３と同じ側に向けて開放されており、中間外面２４ｄに配置された部分が幅方向Ｘに開放されている。この場合、計測出口３６は、幅方向Ｘに対して流入口３３側に傾斜した方向を向いている。また、この場合、計測出口３６は、流出口３４側に向けては開放されていない。すなわち、計測出口３６は、吸気通路１２において下流側に向けては開放されていない状態になっている。
【００３０】
計測出口３６は、面境界部２４ｅに沿って延びた縦長の偏平形状になっている。計測出口３６は、奥行き方向Ｚにおいて面境界部２４ｅを基準にすると、中間外面２４ｄ寄りの位置に配置されている。計測出口３６においては、中間外面２４ｄに配置された部分の面積が、上流外面２４ｂに配置された部分の面積より大きくなっている。この場合、奥行き方向Ｚにおいて、計測出口３６の下流端部と面境界部２４ｅとの離間距離が、計測出口３６の上流端部と面境界部２４ｅとの離間距離より大きくなっている。
【００３１】
計測流路３２の内周面は、計測出口３６を形成する形成面３８ａ〜３８ｃを有している。ハウジング本体２４の外周部には、計測出口３６を形成する貫通孔が設けられており、形成面３８ａ〜３８ｃはこの貫通孔の内周面に含まれている。形成面３８ａ〜３８ｃのうち上流形成面３８ａは計測出口３６の上流端部３６ａを形成しており、下流形成面３８ｂは計測出口３６の下流端部３６ｂを形成している。接続形成面３８ｃは、上流形成面３８ａと下流形成面３８ｂとを接続しており、これら形成面３８ａ，３８ｂを挟んで一対設けられている。
【００３２】
上流形成面３８ａは、奥行き方向Ｚに直交しており、計測出口３６の上流端部３６ａからハウジング本体２４の内部に向けて幅方向Ｘに延びている。下流形成面３８ｂは、奥行き方向Ｚに対して傾斜しており、計測出口３６の下流端部３６ｂからハウジング本体２４の内部に向けて上流外面２４ｂ側に真っ直ぐに延びた傾斜面になっている。
【００３３】
吸気通路１２においてハウジング本体２４の外周側で生じる吸入空気の流れについて簡単に説明する。吸気通路１２を下流側に向けて流れる空気のうち、ハウジング本体２４の上流外面２４ｂに到達した空気は、傾斜面である上流外面２４ｂに沿って進むことで向きを徐々に変えつつ計測出口３６に到達する。このように、上流外面２４ｂにより空気の向きが滑らかに変わるため、計測出口３６の近傍で空気の剥離が生じにくくなっている。このため、計測流路３２を流れる空気が計測出口３６から流出しやすくなり、計測流路３２内の流速が安定しやすくなる。
【００３４】
また、計測流路３２を流れて計測出口３６から吸気通路１２に流出する空気は、傾斜面である下流形成面３８ｂに沿って流れることで、吸気通路１２での下流側に向けて流れやすくなる。この場合、下流形成面３８ｂに沿って計測出口３６から流出した空気が、吸気通路１２を流れる吸入空気に合流する際に渦流など気流の乱れが発生しにくくなっているため、計測流路３２内の流速が安定しやすくなる。
【００３５】
図３に示すように、計測流路３２は、計測入口３５と計測出口３６との間にて折り返された折り返し形状になっている。計測流路３２は、通過流路３１から分岐した分岐路３２ａと、分岐路３２ａから流れ込んできた空気をセンシング部２２に向けて案内する案内路３２ｂと、センシング部２２が設けられた検出路３２ｃと、計測出口３６から空気を排出する排出路３２ｄとを有する。計測流路３２においては、上流側から分岐路３２ａ、案内路３２ｂ、検出路３２ｃ、排出路３２ｄ、の順で並べられている。
【００３６】
検出路３２ｃは、奥行き方向Ｚに延びていることで通過流路３１と平行になっており、通過流路３１からはみ出し部分１０ｂ側に離間した位置に設けられている。分岐路３２ａ、案内路３２ｂ及び排出路３２ｄは、検出路３２ｃと通過流路３１との間に設けられている。案内路３２ｂ及び排出路３２ｄは、検出路３２ｃから通過流路３１に向けて高さ方向Ｙに延びていることで互いに平行になっている。分岐路３２ａは、案内路３２ｂと通過流路３１との間に設けられており、通過流路３１に対して傾斜した傾斜分岐路に相当する。分岐路３２ａは、計測入口３５から奥行き方向Ｚに対して流出口３４側に向けて延びており、真っ直ぐな流路になっている。排出路３２ｄは、奥行き方向Ｚにおいて案内路３２ｂよりも流入口３３側に設けられており、計測出口３６から検出路３２ｃに向けて延びている。
【００３７】
図５に示すように、センサＳＡ４０はセンシング部２２が検出路３２ｃに入り込んだ位置に配置されている。センシング部２２は、幅方向Ｘにおいて一対の中間外面２４ｄの間に配置されており、奥行き方向Ｚ及び高さ方向Ｙに延びている。センシング部２２は、検出路３２ｃを幅方向Ｘに仕切った状態になっている。
【００３８】
ハウジング２１は、奥行き方向Ｚにおいてセンシング部２２に向けて徐々に検出路３２ｃを絞る検出絞り部３７を有している。検出絞り部３７は、検出路３２ｃにおいて下流外面２４ｃ側の端部からセンシング部２２に向けて検出路３２ｃの断面積を徐々に小さくしている。また、検出絞り部３７は、検出路３２ｃにおいて上流外面２４ｂ側の端部からセンシング部２２に向けて検出路３２ｃの断面積を徐々に小さくしている。検出路３２ｃにおいては、奥行き方向Ｚに直交する方向における断面の面積を断面積としている。検出路３２ｃを空気がセンシング部２２に向けて順方向に流れている場合、検出絞り部３７は、検出路３２ｃを徐々に絞ることで空気の流れる向きを整えることができ、整流機構に相当する。なお、検出絞り部３７が絞り部に相当する。
【００３９】
検出絞り部３７は、検出路３２ｃの内周面においてセンシング部２２に対向する位置に設けられている。検出絞り部３７は、ハウジング本体２４の内周面からセンシング部２２に向けて突出しており、奥行き方向Ｚでの検出絞り部３７の奥行き寸法Ｄ１は、奥行き方向Ｚでのセンシング部２２の奥行き寸法Ｄ２より大きくなっている。また、高さ方向Ｙにおいてセンシング部２２が存在する領域においては、奥行き方向Ｚでのモールド部４２の奥行き寸法Ｄ３は、検出絞り部３７の奥行き寸法Ｄ１より大きくなっている。
【００４０】
検出絞り部３７は、幅方向Ｘにおいて先細りした形状になっている。具体的には、ハウジング本体２４の内壁より幅方向Ｘに突出する検出絞り部３７の基端部が最も幅の広い部分になっており、その先端部が最も幅の狭い部分になっている。検出絞り部３７の基端部の幅寸法を上記の奥行き寸法Ｄ１としている。検出絞り部３７は、センシング部２２に向けて膨らんだ湾曲面を有している。なお、検出絞り部３７は、センシング部２２に向けて膨らんだテーパ形状であってもよい。
【００４１】
検出路３２ｃの内周面のうちハウジング先端側の面を底面と称し、ハウジング基端側の面を天井面と称すると、検出路３２ｃの底面はハウジング本体２４により形成されている一方で、天井面はセンサＳＡ４０により形成されている。検出絞り部３７は、検出路３２ｃの底面から天井面に向けて延びている。検出絞り部３７の外周面は高さ方向Ｙにおいて真っ直ぐに延びている。
【００４２】
検出路３２ｃにおいては、モールド部４２と検出絞り部３７との離間距離が、奥行き方向Ｚにおいてセンシング部２２に近付くにつれて徐々に小さくなっていく。この構成では、案内路３２ｂから検出路３２ｃに流れ込んだ吸入空気がモールド部４２と検出絞り部３７との間を通る場合、センシング部２２に近付くにつれて吸入空気の流速が大きくなりやすい。この場合、センシング部２２には適度な流速で吸入空気が付与されるため、センシング部２２の出力が安定しやすくなり、検出精度を高めることができる。
【００４３】
吸気通路１２において、エンジンの運転状態などに起因して吸入空気の流れに吸気脈動等の脈動が生じた場合、この脈動に伴って、上流側から流れる順流に加えて、下流側から順流とは逆向きに流れる逆流が発生することがある。吸気通路１２においては流入口３３が上流側に向けて開放されており、流入口３３には順流が流入しやすくなっている。また、流出口３４が下流側に向けて開放されており、流出口３４には逆流が流入しやすくなっている。さらに、吸気通路１２においては計測出口３６が下流側に向けては開放されておらず、計測出口３６には逆流が流入しにくくなっている。このため、計測出口３６から逆流が流入した場合でも、計測出口３６への逆流の流入態様が安定せず、計測流路３２での空気流量が不安定になりやすい。
【００４４】
本実施形態とは異なり、例えば、ハウジング本体２４において外周面の一部が下流側を向いた段差面であり、この段差面に計測出口３６が形成された構成では、吸気通路１２において段差面を通過する空気に渦流等の気流の乱れが発生しやすいと考えられる。これに対して、本実施形態では、計測出口３６が段差面に形成された構成ではないため、計測出口３６の周辺において気流の乱れが生じにくく、計測出口３６への逆流の進入しやすさが変動するということが生じにくくなっている。このように、計測流路３２にて不安定な逆流が発生しにくいため、エアフロメータ１０において安定した脈動計測を実現できる。
【００４５】
図６に示すように、エアフロメータ１０は、センシング部２２の出力信号を処理する処理部４５を有している。処理部４５は、回路チップ４１に設けられており、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４６に電気的に接続されている。ＥＣＵ４６は、内燃機関制御装置に相当し、エアフロメータ１０からの計測信号などに基づいてエンジンを制御する機能を備えたエンジン制御装置である。この計測信号は、後程説明する脈動誤差補正部６１によって補正された空気流量を示す電気信号である。処理部４５とＥＣＵ４６片方向通信が可能になっており、処理部４５からＥＣＵ４６への信号入力が行われる一方で、ＥＣＵ４６から処理部４５への信号入力が行われない。なお、ＥＣＵ４６は、処理部４５やエアフロメータ１０から独立して設けられており、外部装置に相当する。
【００４６】
ＥＣＵ４６は、クランク角センサやカム角センサなどのエンジンセンサに電気的に接続されている。ＥＣＵ４６は、エンジンセンサの検出信号を用いて、エンジンの回転角度や回転速度、回転数等のエンジンパラメータを取得し、このエンジンパラメータを用いてエンジン制御を行う。吸気通路１２にて吸入空気に発生する脈動は、エンジンパラメータに相関している。ただし、本実施形態のＥＣＵ４６は、エンジンパラメータを処理部４５に対して出力せず、処理部４５はセンシング部２２の出力信号について補正等の処理を行う場合にエンジンパラメータを使用しない。なお、エンジンパラメータが外部情報に相当する。
【００４７】
センシング部２２は、計測流路３２を流れる空気流量に対応した出力信号を処理部４５に対して出力する。この出力信号は、センシング部２２から出力される電気信号やセンサ信号、検出信号であり、空気流量の値に対応する出力値がこの出力信号に含まれている。センシング部２２は、計測流路３２を計測入口３５から計測出口３６に向けて順方向に流れる空気、及び計測出口３６から計測入口３５に向けて逆方向に流れる空気のいずれについても空気流量を検出可能になっている。センシング部２２の出力値は、計測流路３２において空気が順方向に流れている場合は正の値になり、逆方向に流れている場合には負の値になる。
【００４８】
吸気通路１２において空気の流れに脈動が発生した場合、センシング部２２は、脈動の影響を受けて、出力値に真の空気流量に対する誤差が生じる。特に、センシング部２２は、スロットル弁が全開側に操作されると脈動振幅や脈動率が大きくなりやすい。以下においては、この脈動による誤差を脈動誤差Ｅｒｒとも称する。また、真の空気流量とは、脈動の影響を受けていない空気流量である。なお、脈動率は、脈動振幅を平均値で割った値である。
【００４９】
処理部４５は、センシング部２２の出力値に基づいて空気流量を検出して、検出した空気流量をＥＣＵ４６へ出力する。処理部４５は、センシング部２２のヒータ部を駆動させる駆動回路４９と、センシング部２２の出力値を補正する補正回路５０と、補正回路５０の補正結果をＥＣＵ４６に対して出力する出力回路６２とを有している。駆動回路４９は、ヒータ部の駆動制御に加えて、ヒータ部の駆動などに用いられる電力をセンシング部２２に供給する。また、駆動回路４９は、補正回路５０が補正処理を行う前の段階でセンシング部２２の出力信号を増幅するなどの前処理を行う。
【００５０】
処理部４５は、空気流量を計測する計測制御装置及び計測制御部に相当する。処理部４５は、ＣＰＵ等の演算処理装置と、プログラムとデータとを記憶する記憶装置とを有する。例えば、処理部４５は、コンピュータによって読み取り可能な記憶装置を備えるマイクロコンピュータで実現される。処理部４５は、記憶装置に記憶されているプログラムを演算処理装置が実行することで各種演算を行って空気流量を算出して、算出した空気流量をＥＣＵ４６へ出力する。
【００５１】
記憶装置は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリなどによって実現される。この記憶装置は、記憶媒体と言い換えることもできる。また、処理部４５は、データを一時的に格納する揮発性メモリを備えていてもよい。
【００５２】
また、処理部４５は、脈動誤差Ｅｒｒが生じた出力値を補正する機能を有している。言い換えると、処理部４５は、出力信号の空気流量を、真の空気流量に近づけるように補正する。よって、処理部４５は、脈動誤差Ｅｒｒを補正した空気流量を計測信号としてＥＣＵ４６へ出力する。計測信号には、出力値の補正結果である計測値が含まれている。
【００５３】
処理部４５は、プログラムを実行することによって、複数の機能ブロックとして動作する。駆動回路４９、補正回路５０及び出力回路６２はいずれも機能ブロックである。図７に示すように、補正回路５０は、機能ブロックとして、Ａ／Ｄ変換部５１、サンプリング部５２、ばらつき調整部５３、変換テーブル５４を有している。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換部５１は、センシング部２２から駆動回路４９を介して補正回路５０に入力された出力値をＡ／Ｄ変換する。サンプリング部５２は、Ａ／Ｄ変換された出力値をサンプリングして、都度のタイミングでサンプリング値を取得する。これらサンプリング値は出力値に含まれている。ばらつき調整部５３は、センシング部２２の個体差などエアフロメータ１０の個体差によって計測値にばらつきが生じないように、センシング部２２の出力値のばらつきを調整する。具体的には、ばらつき調整部５３は、出力値と実際の空気流量との関係を示す流量出力特性や、流量出力特性と温度との関係を示す温度特性について個体ばらつきを低減する。
【００５５】
変換テーブル５４は、サンプリング部５２で取得したサンプリング値を空気流量に変換する。本実施形態では、変換テーブル５４にて変換された値を、空気流量ではなくサンプリング値や出力値と称することがある。変換テーブル５４は、流量出力特性を用いる変換テーブルである。
【００５６】
補正回路５０は、機能ブロックとして、上極値判定部５６、平均空気量算出部５７、脈動振幅算出部５８、周波数算出部５９、脈動誤差算出部６０、補正量算出部６０ａ、脈動誤差補正部６１を有している。
【００５７】
上極値判定部５６は、変換テーブル５４で変換されたサンプリング値が上極値Ｅａであるか否かを判定する。上極値Ｅａは、出力値が増加から減少に切り替わるタイミングでのサンプリング値である。上極値判定部５６は、サンプリング値が上極値Ｅａになったタイミングを上極タイミングｔａとして取得し、処理部４５の記憶装置に記憶させる。そして、上極値判定部５６は、上極タイミングｔａを含む情報を脈動周期を示すタイミング情報として、平均空気量算出部５７や脈動振幅算出部５８、周波数算出部５９に対して出力する。図７においては、センシング部２２の出力値に関する情報の出力を実線で図示し、タイミング情報の出力を破線で図示している。なお、出力値が上極値Ｅａになったことがあらかじめ定められた特定条件に相当し、上極値判定部５６が条件判定部に相当し、上極タイミングｔａは出力値が特定条件に該当したタイミングに相当する。
【００５８】
周波数算出部５９は、上極値判定部５６からのタイミング情報を用いて、サンプリング値が上極値Ｅａになる間隔を上極間隔Ｗａとして算出し、この上極間隔Ｗａを用いて脈動周波数Ｆを算出する。例えば、図８に示すように、サンプリング値が上極値Ｅａになった後、サンプリング値が次に上極値Ｅａになった場合について、前の上極値Ｅａを第１上極値Ｅａ１と称し、次の上極値Ｅａを第２上極値Ｅａ２と称する。この場合、周波数算出部５９は、サンプリング値が第１上極値Ｅａ１になった第１上極タイミングｔａ１と、第２上極値Ｅａ２になった第２上極タイミングｔａ２とを用いて、これら上極タイミングｔａ１，ｔａ２の間隔である上極間隔Ｗａを算出する。そして、例えばＦ［Ｈｚ］＝１／Ｗａ［ｓ］という関係を用いて脈動周波数Ｆを算出する。なお、上極間隔Ｗａが時間間隔に相当する。
【００５９】
第１上極タイミングｔａ１から第２上極タイミングｔａ２までの期間について、空気が脈動している際の空気流量の最大値である脈動最大値Ｇｍａｘ（図１０参照）は、第１上極値Ｅａ１及び第２上極値Ｅａ２のうち大きい方の値になる。これら上極値Ｅａ１，Ｅａ２が同じ値である場合は、その値が脈動最大値Ｇｍａｘになる。なお、第１上極値Ｅａ１と第２上極値Ｅａ２との平均値を脈動最大値Ｇｍａｘとしてもよい。
【００６０】
第１上極値Ｅａ１と第２上極値Ｅａ２との間には、出力値が減少から増加に切り替わるタイミングでのサンプリング値である下極値Ｅｂが存在している。第１上極タイミングｔａ１と第２上極タイミングｔａ２との間においては、下極値Ｅｂが１つしかないため、この下極値Ｅｂが脈動最小値Ｇｍｉｎ（図１０参照）になる。
【００６１】
平均空気量算出部５７は、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、上極値判定部５６からのタイミング情報とを用いて、空気流量の平均値である平均空気量Ｇａｖｅ（図１０参照）を算出する。平均空気量算出部５７は、上極値判定部５６の判定結果を用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する場合の対象期間を計測期間として設定し、この計測期間について平均空気量Ｇａｖｅを算出する。例えば、図８においては、第１上極タイミングｔａ１から第２上極タイミングｔａ２までの期間を計測期間として設定した場合、この計測期間について平均空気量Ｇａｖｅを算出する。
【００６２】
平均空気量算出部５７は、例えば、積算平均を用いて平均空気量Ｇａｖｅを算出する。ここでは、一例として、図９に示す波形を用いた平均空気量Ｇａｖｅの算出に関して説明する。この例では、タイミングｔ１からタイミングｔｎを計測期間とし、タイミングｔ１の空気流量をＧ１、タイミングｔｎの空気流量をＧｎとしている。そして、平均空気量算出部５７は、図９の式１を用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する。この場合、サンプリング数が少ない場合よりも、多い場合の方が、検出精度が比較的低い脈動最小値Ｇｍｉｎの影響が低減された平均空気量Ｇａｖｅを算出できる。
【００６３】
計測流路３２においては、実際の空気流量が十分に多いと空気が計測出口３６に向けて進む際に流線がゆらぎにくく、センシング部２２を通過する空気の進行方向や流量が安定しやすいと考えられる。このため、実際の空気流量が十分に多いことでセンシング部２２の検出精度が高くなりやすい。これに対して、実際の空気流量が少ないほど空気の進行方向や流量が不安定になりやすい。例えば、計測流路３２において実際の空気流量が逆流が発生しない範囲で最も少ない場合、空気が計測出口３６に向けて蛇行しながら進むことなどにより、空気の進行方向や流量が安定しないと考えられる。このため、実際の空気流量が少ないほどセンシング部２２の検出精度が低下しやすい。したがって、出力値のうち脈動最小値Ｇｍｉｎは、センシング部２２の検出精度が比較的低くなってしまう。
【００６４】
脈動振幅算出部５８は、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、上極値判定部５６からのタイミング情報とを用いて、空気流量にて生じる脈動の大きさである脈動振幅Ｐａを算出する。脈動振幅算出部５８は、計測期間を算出対象としており、図１０に示すように、脈動最大値Ｇｍａｘと平均空気量Ｇａｖｅとの差を取ることで空気流量の脈動振幅Ｐａを算出する。つまり、脈動振幅算出部５８は、空気流量の全振幅ではなく、空気流量の片振幅を求める。これは、上記のように検出精度が比較的低い脈動最小値Ｇｍｉｎの影響を小さくするためである。なお、脈動振幅算出部５８は、脈動最大値Ｇｍａｘと脈動最小値との差である全振幅を脈動振幅として算出してもよい。
【００６５】
センシング部２２の出力値については、上極値Ｅａや脈動周波数Ｆ、脈動振幅Ｐａ、平均空気量Ｇａｖｅが、脈動の状態である脈動状態を示しており、脈動パラメータに相当する。この場合、上極値判定部５６、平均空気量算出部５７、脈動振幅算出部５８及び周波数算出部５９は、脈動状態を算出する脈動状態算出部に相当する。
【００６６】
脈動誤差算出部６０は、空気流量について脈動振幅Ｐａに相関した脈動誤差Ｅｒｒを算出する。脈動誤差算出部６０は、例えば、脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとが関連付けられたマップなどを用いて、空気流量の脈動誤差Ｅｒｒを予測する。つまり、脈動誤差算出部６０は、脈動振幅算出部５８によって脈動振幅Ｐａが得られると、得られた脈動振幅Ｐａに相関する脈動誤差Ｅｒｒをマップから抽出する。また、脈動誤差算出部６０は、計測期間を対象として、脈動振幅Ｐａに相関する脈動誤差Ｅｒｒを取得するとも言える。なお、脈動誤差算出部６０が誤差算出部に相当する。
【００６７】
上述したように、エアフロメータ１０は、吸気通路１２を形成する吸気管１２ａに取り付けられている。よって、エアフロメータ１０は、吸気管１２ａの形状の影響などによって、脈動振幅Ｐａが大きくなるに連れて脈動誤差Ｅｒｒが大きくなるだけでなく、脈動振幅Ｐａが大きくなるに連れて脈動誤差Ｅｒｒが小さくなることもありうる。このため、エアフロメータ１０では、脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとの関係を関数で表すことができない場合がある。したがって、エアフロメータ１０は、上記のようにマップを用いることで、正確な脈動誤差Ｅｒｒを予測することができるので好ましい。なお、マップは、複数の脈動振幅Ｐａと、各脈動振幅Ｐａに相関した補正量Ｑとが関連付けられていてもよい。
【００６８】
しかしながら、エアフロメータ１０は、センシング部２２が直接、主空気通路に配置されている場合など、脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとの関係を関数で表すことができる場合もある。この場合、エアフロメータ１０は、この関数を用いて脈動誤差Ｅｒｒを算出してもよい。エアフロメータ１０は、関数を用いて脈動誤差Ｅｒｒを算出することで、マップを持つ必要がないため、記憶装置の容量を減らすことができる。この点は、以下の実施形態でも同様である。つまり、以下の実施形態では、マップのかわりに関数を用いて脈動誤差Ｅｒｒを得てもよい。
【００６９】
なお、脈動誤差Ｅｒｒは、出力値によって得られた補正していない空気流量と、真の空気流量との差である。つまり、脈動誤差Ｅｒｒは、出力値が変換テーブル５４によって変換された空気流量と、真の空気流量との差に相当する。よって、補正前の空気量を真の空気流量に近づけるための補正量Ｑは、脈動誤差Ｅｒｒがわかれば得ることができる。
【００７０】
図７に示すように、脈動誤差算出部６０には、平均空気量算出部５７で算出された平均空気量Ｇａｖｅと、脈動振幅算出部５８で算出された脈動振幅Ｐａと、周波数算出部５９で算出された脈動周波数Ｆとが入力される。脈動誤差算出部６０は、これら平均空気量Ｇａｖｅ、脈動振幅Ｐａ及び脈動周波数Ｆを用いて脈動誤差Ｅｒｒを算出する。
【００７１】
空気の流れに脈動が生じた場合、平均空気量Ｇａｖｅが大きくなるほど脈動振幅Ｐａが大きくなりやすい。脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとの関係を示す脈動特性において、脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとがほぼ比例関係になっている場合、図１１に示すように、脈動特性の近似線を直線で示すことができる。
【００７２】
Ｅｒｒ＝Ａｎｎ×Ｐａ＋Ｂｎｎ…（式２）
脈動特性の近似線については、上記式２の関係が成り立つ。この関係式は、脈動振幅Ｐａを用いて脈動誤差Ｅｒｒを予測する誤差予測式であり、この誤差予測式においては、Ａｎｎが近似線の傾きであり、Ｂｎｎが切片である。脈動特性においては、脈動誤差Ｅｒｒが補正パラメータに相当する。なお、脈動特性の近似線を曲線で示してもよい。この場合、脈動特性の近似線を示す式には、２次関数や３次関数など２次以上の関数が含まれることになる。
【００７３】
脈動特性は、平均空気量Ｇａｖｅと脈動周波数Ｆとの組み合わせごとに設定されている。図１２においては、平均空気量Ｇａｖｅと脈動周波数Ｆとの組み合わせを示す各窓のそれぞれに、脈動特性を示す傾きＡｎｎ及び切片Ｂｎｎが設定されている。このような、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆと脈動特性との関係を示すマップを参照マップと称すると、この参照マップは２次元マップであり、処理部４５の記憶装置に記憶されている。参照マップにおいては、平均空気量Ｇａｖｅ及び脈動周波数Ｆのそれぞれについて、あらかじめ定められた所定の値に対して脈動特性が設定されている。なお、参照マップは、３次元マップや４次元マップなど３次元以上のマップでもよい。例えば、平均空気量Ｇａｖｅと脈動周波数Ｆと脈動振幅Ｐａとの関係を示す３次元マップを参照マップとしてもよい。
【００７４】
図１２では、参照マップにおいて設定された平均空気量Ｇａｖｅのマップ値をＧ１〜Ｇｎとして示し、脈動周波数Ｆのマップ値をＦ１〜Ｆｎとして示している。なお、脈動特性が補正特性に相当し、参照マップが参照情報に相当する。また、参照マップを補正マップと称し、参照情報を補正情報と称してもよい。
【００７５】
参照マップは、実機を用いた実験やシミュレーションなどによって、脈動振幅Ｐａと、その脈動振幅Ｐａに相関した脈動誤差Ｅｒｒとの関係を確認しておくことで作成できる。つまり、脈動誤差Ｅｒｒは、脈動振幅Ｐａの値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、脈動振幅Ｐａ毎に得られた値と言える。なお、実施形態におけるその他のマップも、参照マップと同様に、実機を用いた実験やシミュレーションなどによって作成できる。
【００７６】
補正量算出部６０ａは、脈動誤差算出部６０により算出された脈動誤差Ｅｒｒを用いて補正量Ｑを算出する。補正量算出部６０ａは、計測期間を算出対象としており、脈動誤差Ｅｒｒと補正量Ｑとの相関を示すマップ等の相関情報を用いて補正量Ｑを算出する。補正量Ｑは、出力値に対する補正の比率を示す値になっている。例えば、空気流量が大きくなるように出力値を補正する場合には補正量Ｑが１より大きい値になり、空気流量が小さくなるように出力値を補正する場合には補正量Ｑが１より小さい値になる。なお、補正の比率をゲインと称することもできる。
【００７７】
脈動誤差補正部６１は、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、補正量算出部６０ａで算出した補正量Ｑとを用いて、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正する。つまり、脈動誤差補正部６１は、脈動の影響を受けた空気流量を、真の空気流量に近づけるように空気流量を補正する。ここでは、空気流量の補正対象として、平均空気量Ｇａｖｅを採用する。
【００７８】
脈動誤差補正部６１は、補正前の出力値Ｓ１を補正量Ｑで補正して補正後の出力値Ｓ２を算出する。本実施形態では、補正前の出力値Ｓ１に補正量Ｑを掛けることで補正後の出力値Ｓ２を算出する。この場合、Ｓ２＝Ｓ１×Ｑという関係が成り立つ。例えば、補正量Ｑが１より大きい場合、図１３に示すように、補正後の出力値Ｓ２が補正前の出力値Ｓ１より大きくなる。脈動誤差補正部６１は計測期間を算出対象としており、補正前の出力値Ｓ１には、少なくとも上極値Ｅａ及び下極値Ｅｂが含まれている。なお、空気流量について、補正後の出力値Ｓ２が計測結果に相当する。また、脈動誤差補正部６１が流量補正部に相当する。
【００７９】
補正回路５０は、脈動誤差補正部６１が算出した補正後の出力値Ｓ２を出力回路６２に対して出力する。出力回路６２は、補正後の出力値Ｓ２をＥＣＵ４６に対して出力する。ＥＣＵ４６は、出力回路６２から入力された補正後の出力値Ｓ２を用いて、補正後の出力値Ｓ２の平均値を補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２として算出する。例えば、補正量Ｑが１より大きい場合、図１３に示すように、補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２は補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１より大きくなる。
【００８０】
ここまで説明した本実施形態によれば、補正回路５０は、ＥＣＵ４６が取得するエンジンパラメータを空気流量の補正に用いるのではなく、センシング部２２の出力値を用いて算出した脈動周波数Ｆ等の脈動状態を空気流量の補正に用いる。この構成では、エンジンパラメータに含まれているノイズにより空気流量の補正精度が低下するということを回避できる。したがって、補正回路５０による空気流量の補正精度を高めることができる。
【００８１】
また、この構成では、ＥＣＵ４６から出力された信号を処理部４５が受信する必要がない。このため、処理部４５は、片方向通信を行うための回路やプログラムを有していればよく、双方向通信を行うための回路やプログラムを有している必要がない。したがって、双方向通信を行うための回路やプログラムの分だけ、メモリなどの記憶容量を削減することや、処理部４５のコストを低減すること、処理部４５の構成を簡易化することができる。
【００８２】
さらに、脈動周波数Ｆ等の脈動状態を算出する処理がＥＣＵ４６ではなくエアフロメータ１０の処理部４５にて行われるため、ＥＣＵ４６の処理負担を低減できる。また、ＥＣＵ４６が処理部４５への信号出力を行わないことでも、ＥＣＵ４６の処理負担が低減されている。これらのことからして、脈動状態を算出するためのプログラムを記憶するメモリや、演算中に用いるデータを一時的に記憶する仮メモリなどをＥＣＵ４６に搭載する必要がないため、ＥＣＵ４６のメモリなど記憶容量を削減することができる。
【００８３】
処理部４５がエンジンパラメータ等の情報を含む信号をＥＣＵ４６から受信する場合、通信に要する時間の分だけ時間遅れが生じる。このため、処理部４５がＥＣＵ４６から信号を受信したタイミングでは、この信号に含まれる情報は既に微小時間だけ過去の情報であり、処理部４５がこの情報を用いて空気流量の補正を行うと、現在の空気流量を過去の情報で補正することになる。すなわち、空気流量の補正結果が補正遅れを含んでおり、補正遅れの分だけ補正精度が低下することが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、処理部４５が空気流量の補正にＥＣＵ４６からの情報を用いないため、時間遅れや補正遅れの分だけ補正精度が低下するということを抑制できる。
【００８４】
本実施形態によれば、脈動誤差補正部６１が、補正前の出力値Ｓ１と補正量Ｑとを用いて補正後の出力値Ｓ１を計測結果として算出する。この構成では、計測期間において補正前の出力値Ｓ１の全てについて補正を行っているため、補正後の出力値Ｓ２の算出精度や、ＥＣＵ４６が算出する補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２の算出精度を高めることができる。本実施形態とは異なり、例えば、補正前の出力値Ｓ１について所定の基準値より大きい値を全て削除することで、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１に比べて補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２を小さくする、という構成を想定する。この構成では、基準値より大きい出力値Ｓ１が補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２に寄与しないため、例えば基準値より大きい出力値Ｓ１の検出精度が比較的高くなっている場合には、補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２の算出精度が低下するということが懸念される。
【００８５】
本実施形態によれば、脈動パラメータのうち脈動周波数Ｆがセンシング部２２の出力値を用いて算出される。この場合、エンジンパラメータを用いて脈動周波数Ｆを算出する構成とは異なり、エンジンパラメータに含まれるノイズにより脈動周波数Ｆの算出精度が低下するということを回避できる。エンジンパラメータを用いて脈動周波数Ｆを算出する構成では、脈動パラメータの中でも特に脈動周波数Ｆがエンジンパラメータのノイズの影響を受けやすい。このため、ＥＣＵ４６からのエンジンパラメータを用いずに脈動周波数Ｆを算出することは、脈動周波数Ｆの算出精度を高める上で効果的である。また、エアフロメータ１０の回路内で脈動周波数Ｆを引数に補正値を決定することができ、その結果、補正精度を向上することができる。
【００８６】
ここで、吸気通路１２にて吸入空気に生じる脈動とエンジン回転数とは異なることがある。例えば、吸入空気においては、吸気系や吸気バルブなどの影響によりエンジン回転数のｎ倍の脈動が主成分になる場合がある。このため、脈動誤差補正部６１は、エンジンパラメータを用いて空気流量の補正を行う場合に、エンジンパラメータに含まれるエンジン回転数をｎ倍して空気流量の補正に用いる必要がある。これに対して、本実施形態によれば、周波数算出部５９は、センシング部２２の出力値を用いることでエンジン回転数のｎ倍に当たる脈動周波数Ｆを算出することができる。このため、脈動誤差補正部６１は、この脈動周波数Ｆを用いて空気流量の補正を行う際の補正精度を高めることができる。
【００８７】
本実施形態によれば、出力値が第１上極値Ｅａ１になった第１上極タイミングｔａ１と、出力値が第２上極値Ｅａ２になった第２上極タイミングｔａ２との間隔である上極間隔Ｗａを用いて脈動周波数Ｆが算出される。この構成では、上極値判定部５６は、計測期間において上極値Ｅａに対応した上極タイミングｔａさえ記憶装置に記憶させておけば、２つの上極タイミングｔａ１，ｔａ２を記憶装置から読み出して上極間隔Ｗａを算出することができる。この場合、計測期間での全ての出力値に対応するタイミングを記憶装置に記憶させる必要がないため、記憶装置について容量の低減や小型化を実現することができる。
【００８８】
また、この構成では、上極間隔Ｗａの逆数を算出することで脈動周波数Ｆを取得できるため、例えば出力値の変化率や変化態様を用いて脈動周波数Ｆを算出する構成とは異なり、脈動周波数Ｆを算出する場合に関数やマップを用いる必要がない。この場合、これら関数やマップを記憶装置に記憶させておく必要がないため、記憶装置について容量の低減や小型化をより確実に実現することができる。
【００８９】
さらに、この構成では、脈動に伴って増減する出力値に、増加から減少に切り替わる上極値Ｅａさえ存在すれば、上極間隔Ｗａや脈動周波数Ｆを算出することができる。例えば、本実施形態とは異なり、増減を繰り返す出力値が増加中に所定の閾値を越えたタイミングの間隔を用いて脈動周波数Ｆを算出する構成では、出力値が閾値より小さい値で増減を繰り返している場合には脈動周波数Ｆの算出精度が低下することが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、出力値が上極値Ｅａになったか否かの判定結果を用いて脈動周波数Ｆが算出されるため、出力値の大きさに関係なく脈動周波数Ｆの算出精度を高めることができる。
【００９０】
加えて、この構成では、脈動周波数Ｆの算出に用いる算出パラメータが上極値Ｅａである。上述したように、計測流路３２での実際の空気流量が十分に多い場合の出力値はセンシング部２２による検出精度が高くなっている。そこで、本実施形態では、例えば下極値Ｅｂに比べて検出精度の高い上極値Ｅａを算出パラメータとしているため、脈動周波数Ｆの算出精度を高めることができる。
【００９１】
本実施形態によれば、センシング部２２が設けられた計測流路３２は通過流路３１から分岐した分岐流路である。この構成では、ダスト等の異物が空気と共に流入口３３から通過流路３１に流れ込んだとしても、異物は計測入口３５から計測流路３２に進入せずに流出口３４から外部に流出しやすくなっている。この場合、バイパス流路３０は、計測流路３２に流れ込む空気から異物を分離させる異物分離機能を有している。このため、計測流路３２においてセンシング部２２に異物が付着し、センシング部２２にて検出される脈動の大きさが付着した異物によって変化して補正回路５０が誤補正する、ということを抑制できる。すなわち、センシング部２２への異物の付着によって脈動誤差補正部６１の補正精度が低下するということを抑制できる。
【００９２】
本実施形態によれば、計測入口３５側からセンシング部２２に向けて検出絞り部３７により計測流路３２が徐々に絞られている。この構成では、計測流路３２を計測入口３５からセンシング部２２に向けて流れる空気が検出絞り部３７により整流されるため、センシング部２２に到達した空気の流れが乱れているということが生じにくくなっている。すなわち、センシング部２２の出力を安定させることができる。このため、センシング部２２により検出された脈動波形がくずれて上極値Ｅａの検出を誤り、脈動周波数Ｆに誤差が生じて補正回路５０が誤補正する、ということを抑制できる。すなわち、センシング部２２に到達した空気が不安定な状態になっていることで脈動誤差補正部６１の補正精度が低下するということを抑制できる。
【００９３】
本実施形態によれば、センサＳＡ４０が、処理部４５を有する回路チップ４１と、センシング部２２と、これら回路チップ４１及びセンシング部２２を保護するモールド部４２とを有している。このセンサＳＡ４０においては、回路チップ４１とセンシング部２２とがモールド部４２により１パッケージ化されている。この構成では、回路チップ４１とセンシング部２２とを接続するボンディングワイヤ等の配線の距離を短縮できるため、センシング部２２から処理部４５に入力される信号に電気ノイズが乗ることを低減できる。このため、補正回路５０がノイズを脈動振幅として誤検出して誤補正することや、ノイズにより脈動波形がくずれて上極値Ｅａの検出を誤って脈動周波数Ｆに誤差が生じて誤補正すること、などを抑制できる。さらに、回路チップ４１とセンシング部２２とを１パッケージ化することで、センサＳＡ４０の小型化や、小型化によるコストダウンを実現できる。
【００９４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、補正回路５０においてセンシング部２２の出力値を脈動振幅算出部５８に入力する経路が１つだけ設けられていたが、第２実施形態では、出力値を脈動振幅算出部５８に入力する経路が２つ設けられている。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９５】
図１４に示すように、補正回路５０は、変換テーブル５４にて変換された出力値を脈動振幅算出部５８に入力する第１経路７０ａと、変換テーブル５４にて変換される前の出力値を脈動振幅算出部５８に入力する第２経路７０ｂとを有している。なお、図１４では、第１経路７０ａの一部の図示を記号Ａで省略している。
【００９６】
補正回路５０は、上記第１実施形態と同じ機能ブロックに加えて、外乱除去部７１、応答補償部７２、振幅低減フィルタ部７３、変換テーブル７４、外乱除去フィルタ部７５、サンプリング数増加部７６、スイッチ部７７、マイナスカット部７８を有している。本実施形態では、変換テーブル５４を第１変換テーブル５４と称し、変換テーブル７４を第２変換テーブル７４と称する。
【００９７】
外乱除去部７１は、ばらつき調整部５３と第１変換テーブル５４との間に設けられ、ばらつき調整部５３の処理が施された出力値が入力される機能ブロックである。外乱除去部７１は、前回の出力値に対する変化率が所定の基準値を越えるほどに大きい出力値の急変を制限する急変制限部であり、例えば変化量を所定値に制限する。例えば図１５に示すノイズが出力値に含まれている場合に、このノイズが外乱除去部７１により除去される。
【００９８】
応答補償部７２は、外乱除去部７１と第１変換テーブル５４との間に設けられ、外乱除去部７１の処理が施された出力値が入力される機能ブロックである。応答補償部７２は、実際にセンシング部２２が検出した空気流量の急激な変化を出力値に忠実に再現させるフィルタであり、例えばハイパスフィルタにより形成されている。応答補償部７２により補償された出力値は、補償される前の出力値に比べて、応答が時間的に進んだ状態になり且つ周波数域が広くなっている。
【００９９】
振幅低減フィルタ部７３は、第１変換テーブル５４と脈動誤差補正部６１との間に設けられ、第１変換テーブル５４の処理が施された出力値が入力される機能ブロックである。振幅低減フィルタ部７３は、出力値の脈動振幅Ｐａをなまらせて低減するフィルタ部であり、例えばローパスフィルタにより形成されている。振幅低減フィルタ部７３の処理は、第１変換テーブル５４の処理の後に行われるため、出力値を用いて算出される平均空気量Ｇａｖｅに変化は生じない。
【０１００】
第１経路７０ａは、第１変換テーブル５４と脈動誤差補正部６１との間に接続されており、第２経路７０ｂは、外乱除去部７１と応答補償部７２との間に接続されている。これら経路７０ａ，７０ｂはいずれもスイッチ部７７を介して脈動振幅算出部５８に接続されている。スイッチ部７７は、第１経路７０ａ及び第２経路７０ｂを択一的に脈動振幅算出部５８に接続する切替部である。スイッチ部７７が第１状態にある場合に、脈動振幅算出部５８が第１経路７０ａに接続されている一方で第２経路７０ｂに対しては遮断されている。スイッチ部７７が第２状態にある場合に、脈動振幅算出部５８が第２経路７０ｂに接続されている一方で第１経路７０ａに対しては遮断されている。
【０１０１】
スイッチ部７７は、エアフロメータ１０の製造時に第１状態及び第２状態のうち一方に設定され、車両に搭載された後は基本的に状態を保持する。なお、スイッチ部７７は、車両に搭載された後にエンジン運転状態などに応じて状態が切り替えられてもよい。
【０１０２】
第２変換テーブル７４は、第２経路７０ｂにおいて外乱除去部７１とスイッチ部７７との間に設けられ、外乱除去部７１の処理が施された出力値が入力される機能ブロックである。第２変換テーブル７４は、第１変換テーブル５４とは異なり応答補償部７２の処理が施される前の段階で、サンプリング部５２で取得したサンプリング値を空気流量に変換する。
【０１０３】
外乱除去フィルタ部７５は、第２経路７０ｂから分岐した経路において、第２変換テーブル７４と上極値判定部５６との間に設けられ、第２変換テーブル７４の処理が施された出力値が入力される機能ブロックである。外乱除去フィルタ部７５は、高調波成分である高次成分に含まれる出力値をなまらせて除去するフィルタ部であり、例えばローパスフィルタにより形成されている。外乱除去フィルタ部７５は、フィルタ定数を可変設定可能になっている。
【０１０４】
サンプリング数増加部７６は、外乱除去フィルタ部７５と上極値判定部５６との間に設けられ、外乱除去フィルタ部７５の処理が施された出力値が入力される機能ブロックである。サンプリング数増加部７６は、サンプリング部５２により取得されたサンプリング値を増加させるアップサンプリング部であり、サンプリング部５２に比べて高い時間分解能を有している。サンプリング数増加部７６は、可変フィルタやＣＩＣフィルタ等のフィルタにより形成されている。
【０１０５】
周波数算出部５９は、算出した脈動周波数Ｆを脈動誤差算出部６０に加えて外乱除去フィルタ部７５に対して出力する。外乱除去フィルタ部７５は、周波数算出部５９からの脈動周波数Ｆを用いて最適フィルタ定数をフィードバック制御する。
【０１０６】
マイナスカット部７８は、補正後の出力値Ｓ２のうちマイナスの出力値Ｓ２をカットし、カット後の出力値Ｓ３を算出する。図１６に示すように、補正後の出力値Ｓ２に負の値であるマイナス値が含まれている場合、マイナスカット部７８によりマイナス値がカットされてゼロにされることで、カット後の出力値Ｓ３にはマイナス値が含まれていない。その一方で、正の値であるプラス値については、補正後の出力値Ｓ２とカット後の出力値Ｓ３とが同じ値になっている。上述したように、ハウジング２１においては、吸気通路１２にて発生した逆流が計測出口３６から流入しにくくなる位置に計測出口３６が設置されているが、計測出口３６からの逆流の進入がゼロになるとは限らない。この場合、計測出口３６から進入した逆流の空気流量が不安定になり、その空気流量を精度良く計測することが困難になる。そこで、マイナスカット部７８の処理を行うことで、空気流量の計測精度を高めることができる。
【０１０７】
補正回路５０は、脈動誤差補正部６１が算出した補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２や補正後の出力値Ｓ２に加えて、マイナスカット部７８が算出したカット後の出力値Ｓ３を、出力回路６２に対して出力する。そして、これら補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２や補正後の出力値Ｓ２、カット後の出力値Ｓ３を、出力回路６２がＥＣＵ４６に対して出力する。
【０１０８】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、補正回路５０が上極値判定部５６を有していたが、第３実施形態では、補正回路５０が下極値判定部８１を有している。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０９】
図１７に示すように、下極値判定部８１は、補正回路５０において変換テーブル５４と周波数算出部５９との間に設けられている。下極値判定部８１は、変換テーブル５４の処理が施されたサンプリング値が下極値Ｅｂであるか否かを判定する。上述したように下極値Ｅｂは、出力値が減少から増加に切り替わるタイミングでのサンプリング値である。下極値判定部８１は、サンプリング値が下極値Ｅｂになったタイミングを下極タイミングｔｂとして取得し、処理部４５の記憶装置に記憶させる。そして、下極値判定部８１は、下極タイミングｔｂを含む情報を脈動周期を示すタイミング情報として、平均空気量算出部５７や脈動振幅算出部５８、周波数算出部５９に対して出力する。なお、出力値が下極値Ｅｂになったことが特定条件に相当し、下極値判定部８１が脈動状態算出部及び条件判定部に相当し、下極タイミングｔｂは出力値が特定条件に該当したタイミングに相当する。
【０１１０】
周波数算出部５９は、下極値判定部８１からのタイミング情報を用いて、サンプリング値が下極値Ｅｂになる間隔を下極間隔Ｗｂとして算出し、この下極間隔Ｗｂを用いて脈動周波数Ｆを算出する。例えば、図１８に示すように、サンプリング値が下極値Ｅｂになった後、サンプリング値が次に下極値Ｅｂになった場合について、前の下極値Ｅｂを第１下極値Ｅｂ１と称し、次の下極値Ｅｂを第２下極値Ｅｂ２と称する。この場合、周波数算出部５９は、サンプリング値が第１下極値Ｅｂ１になった第１下極タイミングｔｂ１と、第２下極値Ｅｂ２になった第２下極タイミングｔｂ２とを用いて、これら下極タイミングｔｂ１，ｔｂ２の間隔である下極間隔Ｗｂを算出する。そして、例えばＦ［Ｈｚ］＝１／Ｗｂ［ｓ］という関係を用いて脈動周波数Ｆを算出する。なお、下極間隔Ｗｂが時間間隔に相当する。
【０１１１】
第１下極タイミングｔｂ１から第２下極タイミングｔｂ２までの期間について、脈動最小値Ｇｍｉｎは、第１下極値Ｅｂ１及び第２下極値Ｅｂ２のうち小さい方の値になる。これら下極値Ｅｂ１，Ｅｂ２が同じ値である場合は、その値が脈動最小値Ｇｍｉｎになる。なお、第１下極値Ｅｂ１と第２下極値Ｅｂ２との平均値を脈動最小値Ｇｍｉｎとしてもよい。
【０１１２】
本実施形態によれば、出力値が第１下極値Ｅｂ１になった第１下極タイミングｔｂ１と、出力値が第２下極値Ｅｂ２になった第２下極タイミングｔｂ２との間隔である下極間隔Ｗｂを用いて脈動周波数Ｆが算出される。この構成では、下極値判定部８１は、計測期間において下極値Ｅｂに対応した下極タイミングｔｂさえ記憶装置に記憶させておけば、２つの下極タイミングｔｂ１，ｔｂ２を記憶装置から読み出して下極間隔Ｗｂを算出することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に、記憶装置について容量の低減や小型化を実現することができる。
【０１１３】
また、この構成では、下極間隔Ｗｂの逆数を算出することで脈動周波数Ｆを取得できるため、例えば出力値の変化率や変化態様を用いて脈動周波数Ｆを算出する構成とは異なり、脈動周波数Ｆを算出する場合に関数やマップを用いる必要がない。したがって、上記第１実施形態と同様に、記憶装置について容量の低減や小型化をより確実に実現することができる。
【０１１４】
さらに、この構成では、脈動に伴って増減する出力値に、減少から増加に切り替わる下極値Ｅｂさえ存在すれば、下極間隔Ｗｂや脈動周波数Ｆを算出することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に、出力値の大きさに関係なく脈動周波数Ｆの算出精度を高めることができる。
【０１１５】
（第４実施形態）
上記第１実施形態では、補正回路５０が上極値判定部５６を有していたが、第４実施形態では、補正回路５０が増加閾値判定部８２を有している。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１１６】
図１９に示すように、増加閾値判定部８２は、補正回路５０において変換テーブル５４と周波数算出部５９との間に設けられている。増加閾値判定部８２は、変換テーブル５４の処理が施された出力値があらかじめ定められた増加閾値Ｅｃを増加側に跨ぐように越えたか否かを判定する。増加閾値判定部８２は、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃより大きくなった場合に、出力値が増加閾値Ｅｃに到達したタイミングを増加タイミングｔｃとして取得し、処理部４５の記憶装置に記憶させる。そして、増加閾値判定部８２は、増加タイミングｔｃを含む情報を脈動周期を示すタイミング情報として、平均空気量算出部５７や脈動振幅算出部５８、周波数算出部５９に対して出力する。なお、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃを増加側に越えたことが特定条件に相当し、増加閾値判定部８２が脈動状態算出部、条件判定部及び増加判定部に相当し、増加タイミングｔｃは出力値が特定条件に該当したタイミングに相当する。
【０１１７】
周波数算出部５９は、増加閾値判定部８２からのタイミング情報を用いて、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃを越える間隔を増加間隔Ｗｃとして算出し、この増加間隔Ｗｃを用いて脈動周波数Ｆを算出する。例えば、図２０に示すように、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃを越えた後、増加中の出力値が次に増加閾値Ｅｃを越えた場合を想定する。そして、前に出力値が増加閾値Ｅｃを越えたタイミングを第１増加タイミングｔｃ１と称し、次に出力値が増加閾値Ｅｃを越えたタイミングを第２増加タイミングｔｃ２と称する。この場合、周波数算出部５９は、第１増加タイミングｔｃ１と第２増加タイミングｔｃ２とを用いて、これら増加タイミングｔｃ１，ｔｃ２の間隔である増加間隔Ｗｃを算出する。そして、例えばＦ［Ｈｚ］＝１／Ｗｃ［ｓ］という関係を用いて脈動周波数Ｆを算出する。なお、増加間隔Ｗｃが時間間隔に相当する。
【０１１８】
本実施形態によれば、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃを越えた増加タイミングｔｃ１，ｔｃ２の間隔である増加間隔Ｗｃを用いて脈動周波数Ｆが算出される。この構成では、増加閾値判定部８２は、計測期間において増加タイミングｔｃ１，ｔｃ２さえ記憶装置に記憶させておけば、２つの増加タイミングｔｃ１，ｔｃ２を記憶装置から読み出して増加間隔Ｗｃを算出することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に、記憶装置について容量の低減や小型化を実現することができる。
【０１１９】
また、この構成では、増加間隔Ｗｃの逆数を算出することで脈動周波数Ｆを取得できるため、例えば出力値の変化率や変化態様を用いて脈動周波数Ｆを算出する構成とは異なり、脈動周波数Ｆを算出する場合に関数やマップを用いる必要がない。したがって、上記第１実施形態と同様に、記憶装置について容量の低減や小型化をより確実に実現することができる。
【０１２０】
ここで、出力値がノイズ等による微小な増減を繰り返しながら実際の空気流量の変化に伴う全体としての大きな増減を繰り返している場合を想定する。この場合、出力値の大きな増減は、上極値Ｅａと下極値Ｅｂとの真ん中に近い値の出力値ほど変化率が大きくなると考えられる。一方、出力値の微小な増減は、上極値Ｅａや下極値Ｅｂに近い値であるか否かに関係なく変化率は大きくは変わらないと考えられる。
【０１２１】
これに対して、本実施形態によれば、上極値Ｅａと下極値Ｅｂとの真ん中に近い値を狙って増加閾値Ｅｃを設定することが可能である。上述したように、極値Ｅａ，Ｅｂの真ん中に近い値では、出力値の大きな増減に伴う変化率が出力値の微小な増減に伴う変化率に比べて大きくなりやすいため、出力値の微小な増減に伴って出力値が増加閾値Ｅｃを繰り返し越えるという事象が生じにくくなっている。したがって、出力値の増減態様に関係なく、実際の空気流量の変化に伴って出力値が増加閾値Ｅｃを越えた増加タイミングｔｃを精度良く取得することができ、その結果、脈動周波数Ｆの算出精度を高めることができる。
【０１２２】
なお、上極値Ｅａや下極値Ｅｂに近い値では、出力値の大きな増減に伴う変化率が出力値の微小な増減に伴う変化率に比べて小さくなりやすい。このため、増加閾値Ｅｃが上極値Ｅａや下極値Ｅｂに近い値に設定された場合は、出力値の微小な増減に伴って出力値が増加閾値Ｅｃを繰り返し越えるという事象が生じやすいと考えられる。この場合、増加タイミングｔｃや増加間隔Ｗｃの算出精度が低下し、その結果、脈動周波数Ｆの算出精度が低下することが懸念される。このように、増加閾値Ｅｃを適正な値に設定することについて改善の余地がある。
【０１２３】
（第５実施形態）
上記第１実施形態では、補正回路５０が上極値判定部５６を有していたが、第５実施形態では、補正回路５０が減少閾値判定部８３を有している。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１２４】
図２１に示すように、減少閾値判定部８３は、補正回路５０において変換テーブル５４と周波数算出部５９との間に設けられている。減少閾値判定部８３は、変換テーブル５４の処理が施された出力値があらかじめ定められた減少閾値Ｅｄを減少側に跨ぐように越えたか否かを判定する。減少閾値判定部８３は、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄより小さくなった場合に、出力値が減少閾値Ｅｄに到達したタイミングを減少タイミングｔｄとして取得し、処理部４５の記憶装置に記憶させる。そして、減少閾値判定部８３は、減少タイミングｔｄを含む情報を脈動周期を示すタイミング情報として、平均空気量算出部５７や脈動振幅算出部５８、周波数算出部５９に対して出力する。なお、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄを減少側に越えたことが特定条件に相当し、減少閾値判定部８３が脈動状態算出部、条件判定部及び減少判定部に相当し、減少タイミングｔｄは出力値が特定条件に該当したタイミングに相当する。
【０１２５】
周波数算出部５９は、減少閾値判定部８３からのタイミング情報を用いて、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄを越える間隔を減少間隔Ｗｄとして算出し、この減少間隔Ｗｄを用いて脈動周波数Ｆを算出する。例えば、図２２に示すように、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄを越えた後、減少中の出力値が次に減少閾値Ｅｄを越えた場合を想定する。そして、前に出力値が減少閾値Ｅｄを越えたタイミングを第１減少タイミングｔｄ１と称し、次に出力値が減少閾値Ｅｄを越えたタイミングを第２減少タイミングｔｄ２と称する。この場合、周波数算出部５９は、第１減少タイミングｔｄ１と第２減少タイミングｔｄ２とを用いて、これら減少タイミングｔｄ１，ｔｄ２の間隔である減少間隔Ｗｄを算出する。そして、例えばＦ［Ｈｚ］＝１／Ｗｄ［ｓ］という関係を用いて脈動周波数Ｆを算出する。なお、減少間隔Ｗｄが時間間隔に相当する。
【０１２６】
本実施形態によれば、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄを越えた減少タイミングｔｄ１，ｔｄ２の間隔である減少間隔Ｗｄを用いて脈動周波数Ｆが算出される。この構成では、減少閾値判定部８３は、計測期間において減少タイミングｔｄ１，ｔｄ２さえ記憶装置に記憶させておけば、２つの減少タイミングｔｄ１，ｔｄ２を記憶装置から読み出して減少間隔Ｗｄを算出することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に、記憶装置について容量の低減や小型化を実現することができる。
【０１２７】
また、この構成では、減少間隔Ｗｄの逆数を算出することで脈動周波数Ｆを取得できるため、例えば出力値の変化率や変化態様を用いて脈動周波数Ｆを算出する構成とは異なり、脈動周波数Ｆを算出する場合に関数やマップを用いる必要がない。したがって、上記第１実施形態と同様に、記憶装置について容量の低減や小型化をより確実に実現することができる。
【０１２８】
本実施形態によれば、上極値Ｅａと下極値Ｅｂとの真ん中に近い値を狙って減少閾値Ｅｄを設定することが可能である。上述したように、極値Ｅａ，Ｅｂの真ん中に近い値では、出力値の大きな増減に伴う変化率が出力値の微小な増減に伴う変化率に比べて大きくなりやすいため、出力値の微小な増減に伴って出力値が減少閾値Ｅｄを繰り返し越えるという事象が生じにくくなっている。したがって、出力値の増減態様に関係なく、実際の空気流量の変化に伴って出力値が減少閾値Ｅｄを越えた減少タイミングｔｄを精度良く取得することができ、その結果、脈動周波数Ｆの算出精度を高めることができる。
【０１２９】
なお、上極値Ｅａや下極値Ｅｂに近い値では、出力値の大きな増減に伴う変化率が出力値の微小な増減に伴う変化率に比べて小さくなりやすい。このため、減少閾値Ｅｄが上極値Ｅａや下極値Ｅｂに近い値に設定された場合は、出力値の微小な増減に伴って出力値が減少閾値Ｅｄを繰り返し越えるという事象が生じやすいと考えられる。この場合、減少タイミングｔｄや減少間隔Ｗｄの算出精度が低下し、その結果、脈動周波数Ｆの算出精度が低下することが懸念される。このように、減少閾値Ｅｄを適正な値に設定することについて改善の余地がある。
【０１３０】
（第６実施形態）
上記第１実施形態では、ＥＣＵ４６が補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２を算出したが、第６実施形態では、脈動誤差補正部６１が補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３を算出する。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１３１】
脈動誤差補正部６１は、補正前の出力値Ｓ１を用いて補正後の出力値Ｓ２を算出するのではなく、補正前の出力値Ｓ１を用いて補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１を算出し、この平均空気量Ｇａｖｅ１を補正量Ｑで補正して補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３を算出する。本実施形態では、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１に補正量Ｑを掛けて、補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３を算出する。この場合、Ｇａｖｅ３＝Ｇａｖｅ１×Ｑという関係が成り立つ。例えば、補正量Ｑが１より大きい場合、図２３に示すように、補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３が補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１より大きくなる。
【０１３２】
補正量算出部６０ａにより算出される補正量Ｑは、本実施形態と上記第１実施形態とで異なる値に設定される。すなわち、補正量Ｑは、脈動誤差補正部６１が補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３の算出に用いるパラメータとして補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１を用いるか否かに応じて設定される。なお、補正量Ｑは、平均空気量Ｇａｖｅ３の算出に用いるパラメータに関係なく設定されてもよい。また、空気流量について、補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３が平均値及び計測結果に相当する。
【０１３３】
本実施形態によれば、脈動誤差補正部６１が、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１を用いて補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３を算出する。この構成では、計測期間において補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１の算出に出力値Ｓ１の全てを用いることが可能であるため、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１及び補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３の算出精度を高めることができる。本実施形態とは異なり、例えば、補正前の出力値Ｓ１について所定の基準値より大きい値を全て削除し、残りの出力値Ｓ１を用いて補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１を算出する、という構成を想定する。この構成では、基準値より大きい出力値Ｓ１が補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１及び補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３に寄与しない。このため、例えば基準値より大きい出力値Ｓ１の検出精度が比較的高くなっている場合には、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１及び補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３の算出精度が低下するということが懸念される。
【０１３４】
なお、補正量算出部６０ａは、上記第１実施形態のＥＣＵ４６と同様に、補正前の出力値Ｓ１を用いて補正後の出力値Ｓ２を算出し、この出力値Ｓ２を用いて補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２を算出してもよい。また、本実施形態では、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１を用いて補正後の平均空気量Ｇａｖｅ２を算出する処理をＥＣＵ４６が行ってもよい。さらに、補正量算出部６０ａ等が補正前の出力値Ｓ１を用いて算出するのは補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１でなくてもよい。例えば、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１より大きかったり小さかったりする特定空気量を算出する。この場合、補正量算出部６０ａ等は、補正前の特定空気量を用いて補正後の特定空気量を算出する。
【０１３５】
（第７実施形態）
本実施形態は、以下に説明するノイズ除去機能を、上記第１実施形態に係る計測制御装置に追加したものである。
【０１３６】
例えば、図２５に示すように、センシング部２２の出力値または変換テーブル５４の変換値の時間変化を表す波形に、ノイズに起因した上極値Ｅａｎが生じる場合がある。このノイズは、電気的なノイズではなく、空気の乱れにより生じたものである。具体的には、内燃機関の任意の気筒が吸気行程から圧縮行程に切り替わる等、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因して、吸気通路１２を流れる吸入空気の流量（空気流量）が、その切り替わり時に不安定になる。このような空気の乱れに起因して、図２５に示す波形において、上極値Ｅａ１の直後にノイズ起因の上極値Ｅａｎが出現する。つまり、僅かに増減を繰り返す部分が波形中に現れる。
【０１３７】
上極値判定部５６は、ノイズ起因の上極値Ｅａｎについては、上極間隔Ｗａの算出に用いる上極値ではないと否定判定してキャンセルする。具体的には、上極値Ｅａ１が前回出現した上極タイミングｔａ１から、今回の上極値Ｅａｎが出現したタイミングまでの期間に、出力値が所定の下閾値Ｅｅ以下に下がったか否かを、上極値判定部５６は判定する。下閾値Ｅｅ以下に下がっていないと判定された場合には、今回の上極値Ｅａｎをノイズ起因のものであるとみなして、上述の如くキャンセルする。
【０１３８】
下閾値Ｅｅは、平均空気量算出部５７で直前に算出された平均空気量Ｇａｖｅに設定されている。なお、下閾値Ｅｅは、平均空気量Ｇａｖｅに加えて、周波数算出部５９で直前に算出された脈動周波数Ｆに基づき設定されてもよい。例えば、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆと、下閾値Ｅｅとの対応関係を示すマップを予めメモリに記憶させておき、そのマップを参照して、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆに基づき下閾値Ｅｅを設定すればよい。或いは、下閾値Ｅｅは、脈動周波数Ｆに基づき設定されてもよい。
【０１３９】
例えば、脈動周波数Ｆが大きいほど下閾値Ｅｅを小さい値に設定し、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど下閾値Ｅｅを小さい値に設定すればよい。或いは、脈動周波数Ｆが大きいほど下閾値Ｅｅを大きい値に設定し、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど下閾値Ｅｅを大きい値に設定してもよい。
【０１４０】
上述の如くキャンセルした後、上極値判定部５６は、次回に出現する上極値Ｅａ２を検出し、その検出タイミングを、第２上極タイミングｔａ２とする。なお、前回に出現した上極値Ｅａ１の検出タイミングは、第１上極タイミングｔａ１に相当する。また、出力値が第１上極値Ｅａ１または第２上極値Ｅａ２になったことが、あらかじめ定められた特定条件に相当する。出力値がノイズ起因の上極値Ｅａｎになったことは、上述の如くキャンセルされるため、特定条件には相当しない。
【０１４１】
周波数算出部５９は、図７と同様にして、これら上極タイミングｔａ１，ｔａ２の間隔を上極間隔Ｗａとして算出する。つまり、ノイズ起因の上極値Ｅａｎは、上述の如くキャンセルされるため、周波数算出部５９による上極間隔Ｗａの算出には用いられない。
【０１４２】
脈動振幅算出部５８は、図７と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、上極値判定部５６からのタイミング情報とを用いて、脈動振幅Ｐａを算出する。この脈動振幅Ｐａ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の上極値Ｅａｎの出現タイミングは含まれない。
【０１４３】
平均空気量算出部５７は、図７と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、上極値判定部５６からのタイミング情報とを用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する。この平均空気量Ｇａｖｅ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の上極値Ｅａｎの出現タイミングは含まれない。
【０１４４】
図２６は、上極値判定部５６による処理の手順を示すフローチャートである。図２６に示す処理は、補正回路５０に出力値が入力されている期間中、マイコンにより繰り返し実行される。先ず、ステップＳ１０において、変換テーブル５４で変換されたサンプリング値の波形において、現時点でのサンプリング値が流量増加中であるか否かを判定する。
【０１４５】
増加中であると判定された場合、次のステップＳ１１において、流量が増加から減少に変化したか否かを判定する。減少に変化していないと判定された場合にはステップＳ１１の処理を繰り返す。減少に変化したと判定された場合には次のステップＳ１２の処理を実行する。つまり、流量が増加から減少に切り替わるまで、ステップＳ１２の処理を待機する。
【０１４６】
続くステップＳ１２では、現時点でのサンプリング値を上極値Ｅａとして検出する。ステップＳ１２の処理の後、或いはステップＳ１０にて増加中でないと判定された場合には、次のステップＳ１３の処理を実行する。ステップＳ１３では、流量が減少から増加に変化したか否かを判定する。増加に変化していないと判定された場合にはステップＳ１３の処理を繰り返す。増加に変化したと判定された場合には、次のステップＳ１４において、現時点でのサンプリング値が、所定の下閾値Ｅｅ以下になったか否かを判定する。
【０１４７】
下閾値Ｅｅ以下になっていないと判定された場合には、ステップＳ１３の処理に戻る。下閾値Ｅｅ以下になっていると判定された場合には、ステップＳ１０の処理から実行を再開する。したがって、このようにステップＳ１０を再開する際には、流量が増加に切り替わった直後であるため、ステップＳ１０にて流量増加と判定されることになる。そして、流量が増加から減少に切り替わるまで待機して（ステップＳ１１）、次の上極値Ｅａを検出する（ステップＳ１２）こととなる。
【０１４８】
要するに、上極値Ｅａを検出した後、増加に切り替わるまで待機して、増加に切り替わった後、次の上極値Ｅａの検出を待機する。但し、増加に切り替わった場合であっても、その時点でのサンプリング値が下閾値Ｅｅ以下になっていなければ、次の上極値Ｅａの検出を待機する状態には移行せず、増加に切り替わるまでの待機を継続する。
【０１４９】
したがって、図２６の処理によれば、前回の上極タイミングｔａ１から今回の上極タイミングまでの期間に、出力値が所定の下閾値Ｅｅ以下に下がっていない場合には、今回の上極値ＥａｎはステップＳ１２で検出されなくなる。これにより、ノイズ起因の上極値Ｅａｎは、実際の波形には出現するものの、ステップＳ１２では検出されずにキャンセルされることとなる。
【０１５０】
以上により、本実施形態によれば、上極値Ｅａ１が前回出現した上極タイミングｔａ１から、今回の上極値Ｅａｎが出現したタイミングまでの期間に、所定の下閾値Ｅｅ以下に下がったか否かを、上極値判定部５６は判定する。そして、下閾値Ｅｅ以下に下がらなかった場合には、上極値判定部５６は、今回出現の上極値Ｅａｎを否定判定してキャンセルする。そのため、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因した空気の乱れ（ノイズ）に起因して出現する上極値Ｅａｎを、補正回路５０による補正に用いないようにできる。よって、補正回路５０による空気流量の補正精度が、空気の乱れに起因して低下することを抑制できる。
【０１５１】
なお、この種の空気の乱れ（ノイズ）により波形に出現する脈動は、電気的なノイズとは異なり波長が長い。そのため、電気ノイズによる脈動の波長は、実際に空気流量が変動する際の変動波長とは大きく異なるものの、空気乱れによる脈動の波長は、変動波長に近い。よって、空気乱れに起因した脈動をフィルタ回路で除去することは、電気ノイズに起因した脈動をフィルタ回路で除去することに比べて、極めて困難である。このような課題に対し、本実施形態によれば、上述の如く、空気乱れに起因した上極値Ｅａｎをキャンセルできるので、空気流量の補正精度向上を実現可能である。
【０１５２】
さらに本実施形態において、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき下閾値Ｅｅが設定された場合、以下の効果も発揮される。すなわち、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆが動的に変化した場合であっても、空気乱れに起因した上極値Ｅａｎをキャンセルすることの確実性を向上できる。
【０１５３】
（第８実施形態）
本実施形態は、以下に説明するノイズ除去機能を、上記第３実施形態に係る計測制御装置に追加したものである。
【０１５４】
例えば、図２７に示すように、センシング部２２の出力値または変換テーブル５４の変換値の時間変化を表す波形に、ノイズに起因した下極値Ｅｂｎが生じる場合がある。このノイズも図２５と同様にして、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因して生じる、吸入空気の乱れによって生じたものである。このような空気の乱れに起因して、図２７に示す波形において、下極値Ｅｂ１の直後にノイズ起因の下極値Ｅｂｎが出現する。つまり、僅かに増減を繰り返す部分が波形中に現れる。
【０１５５】
下極値判定部８１は、ノイズ起因の下極値Ｅｂｎについては、下極間隔Ｗｂの算出に用いる下極値ではないと否定判定してキャンセルする。具体的には、下極値Ｅｂ１が前回出現した下極タイミングｔｂ１から、今回の下極値Ｅｂｎが出現したタイミングまでの期間に、出力値が所定の上閾値Ｅｆ以上に上がったか否かを、下極値判定部８１は判定する。上閾値Ｅｆ以上に上がっていないと判定された場合には、今回の下極値Ｅｂｎをノイズ起因のものであるとみなして、上述の如くキャンセルする。
【０１５６】
上閾値Ｅｆは、平均空気量算出部５７で直前に算出された平均空気量Ｇａｖｅに設定されている。なお、上閾値Ｅｆは、上記第７実施形態と同様にして、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき設定されてもよい。
【０１５７】
上述の如くキャンセルした後、下極値判定部８１は、次回に出現する下極値Ｅｂ２を検出し、その検出タイミングを、第２下極タイミングｔｂ２とする。なお、前回に出現した下極値Ｅｂ１の検出タイミングは、第１下極タイミングｔｂ１に相当する。また、出力値が第１下極値Ｅｂ１または第２下極値Ｅｂ２になったことが、あらかじめ定められた特定条件に相当する。出力値がノイズ起因の下極値Ｅｂｎになったことは、上述の如くキャンセルされるため、特定条件には相当しない。
【０１５８】
周波数算出部５９は、図１７と同様にして、これら下極タイミングｔｂ１，ｔｂ２の間隔を下極間隔Ｗｂとして算出する。つまり、ノイズ起因の下極値Ｅｂｎは、上述の如くキャンセルされるため、周波数算出部５９による下極間隔Ｗｂの算出には用いられない。
【０１５９】
脈動振幅算出部５８は、図１７と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、下極値判定部８１からのタイミング情報とを用いて、脈動振幅Ｐａを算出する。この脈動振幅Ｐａ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の下極値Ｅｂｎの出現タイミングは含まれない。
【０１６０】
平均空気量算出部５７は、図１７と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、下極値判定部８１からのタイミング情報とを用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する。この平均空気量Ｇａｖｅ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の下極値Ｅｂｎの出現タイミングは含まれない。
【０１６１】
以上により、本実施形態によれば、下極値Ｅｂ１が前回出現した下極タイミングｔｂ１から、今回の下極値Ｅｂｎが出現したタイミングまでの期間に、所定の上閾値Ｅｆ以上に上がったか否かを、下極値判定部８１は判定する。そして、上閾値Ｅｆ以上に上がらなかった場合には、下極値判定部８１は、今回出現の下極値Ｅｂｎを否定判定してキャンセルする。そのため、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因した空気の乱れ（ノイズ）に起因して出現する下極値Ｅｂｎを、補正回路５０による補正に用いないようにできる。よって、補正回路５０による空気流量の補正精度が、空気の乱れに起因して低下することを抑制できる。
【０１６２】
なお、空気乱れに起因した脈動をフィルタ回路で除去することは、電気ノイズに起因した脈動を除去することに比べて困難であることは、先述した通りである。このような課題に対し、本実施形態によれば、上述の如く、空気乱れに起因した下極値Ｅｂｎをキャンセルできるので、空気流量の補正精度向上を実現可能である。
【０１６３】
さらに本実施形態において、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき上閾値Ｅｆが設定された場合、以下の効果も発揮される。すなわち、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆが動的に変化した場合であっても、空気乱れに起因した下極値Ｅｂｎをキャンセルすることの確実性を向上できる。
【０１６４】
（第９実施形態）
本実施形態は、以下に説明するノイズ除去機能を、上記第４実施形態に係る計測制御装置に追加したものである。
【０１６５】
例えば、図２８に示すように、センシング部２２の出力値または変換テーブル５４の変換値の時間変化を表す波形中に、空気の乱れに起因して僅かに増減を繰り返すノイズ脈動部が現れる場合がある。そして、このようなノイズ脈動部が増加閾値Ｅｃの近傍で出現すると、実際の空気流量の脈動周期とは異なるタイミングで、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃを越える場合がある。図２８の例では、増加閾到達値Ｅｃｎが、ノイズ脈動に起因して増加閾値Ｅｃを越えた時の空気流量の値である。このノイズ脈動も図２５と同様にして、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因して生じる、吸入空気の乱れによって生じたものである。
【０１６６】
増加閾値判定部８２は、ノイズ起因の増加閾到達値Ｅｃｎのタイミングについては、増加間隔Ｗｃの算出に用いる値ではないと否定判定してキャンセルする。具体的には、増加閾到達値が前回出現したタイミングｔｃ１から、今回の増加閾到達値が出現したタイミングまでの期間に、出力値が所定の上側閾値Ｅｇに達したか否かを、増加閾値判定部８２は判定する。上側閾値Ｅｇに達していないと判定された場合には、今回の増加閾到達値Ｅｃｎをノイズ起因のものであるとみなして、上述の如くキャンセルする。
【０１６７】
上側閾値Ｅｇは、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき設定されている。この設定に用いられる平均空気量Ｇａｖｅには、平均空気量算出部５７で直前に算出された値が用いられる。この設定に用いられる脈動周波数Ｆには、周波数算出部５９で直前に算出された値が用いられる。
【０１６８】
例えば、脈動周波数Ｆが大きいほど上側閾値Ｅｇを大きい値に設定し、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど上側閾値Ｅｇを大きい値に設定すればよい。或いは、脈動周波数Ｆが大きいほど上側閾値Ｅｇを小さい値に設定し、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど上側閾値Ｅｇを小さい値に設定してもよい。
【０１６９】
上述の如くキャンセルした後、増加閾値判定部８２は、次回に出現する増加閾到達値を検出し、その検出タイミングを、第２増加タイミングｔｃ２とする。なお、前回に出現した増加閾到達値の検出タイミングは、第１増加タイミングｔｃ１に相当する。また、出力値が増加閾到達値になったことが、あらかじめ定められた特定条件に相当する。出力値がノイズ起因の増加閾到達値Ｅｃｎになったことは、上述の如くキャンセルされるため、特定条件には相当しない。
【０１７０】
周波数算出部５９は、図１９と同様にして、これら増加タイミングｔｃ１，ｔｃ２の間隔を増加間隔Ｗｃとして算出する。つまり、ノイズ起因の増加閾到達値Ｅｃｎは、上述の如くキャンセルされるため、周波数算出部５９による増加間隔Ｗｃの算出には用いられない。
【０１７１】
脈動振幅算出部５８は、図１９と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、増加閾値判定部８２からのタイミング情報とを用いて、脈動振幅Ｐａを算出する。この脈動振幅Ｐａ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の増加閾到達値Ｅｃｎの出現タイミングは含まれない。
【０１７２】
平均空気量算出部５７は、図１９と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、増加閾値判定部８２からのタイミング情報とを用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する。この平均空気量Ｇａｖｅ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の増加閾到達値Ｅｃｎの出現タイミングは含まれない。
【０１７３】
以上により、本実施形態によれば、増加中の出力値が増加閾値Ｅｃを前回越えたタイミングから今回越えたタイミングまでの期間に、出力値が上側閾値Ｅｇに達したか否かを、増加閾値判定部８２は判定する。そして、上側閾値Ｅｇに達しなかった場合には、増加閾値判定部８２は、今回越えたタイミングを否定判定してキャンセルする。そのため、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因した空気の乱れ（ノイズ）に起因して出現する増加閾到達値Ｅｃｎのタイミングを、補正回路５０による補正に用いないようにできる。よって、補正回路５０による空気流量の補正精度が、空気の乱れに起因して低下することを抑制できる。
【０１７４】
なお、空気乱れに起因した脈動のフィルタ回路による除去が困難であることは、先述した通りである。このような課題に対し、本実施形態によれば、上述の如く、空気乱れに起因した増加閾到達値Ｅｃｎのタイミングをキャンセルできるので、空気流量の補正精度向上を実現可能である。
【０１７５】
さらに本実施形態において、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき上側閾値Ｅｇが設定された場合、以下の効果も発揮される。すなわち、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆが動的に変化した場合であっても、空気乱れに起因した増加閾到達値Ｅｃｎのタイミングをキャンセルすることの確実性を向上できる。
【０１７６】
（第１０実施形態）
本実施形態は、以下に説明するノイズ除去機能を、上記第５実施形態に係る計測制御装置に追加したものである。
【０１７７】
例えば、図２９に示すように、先述したノイズ脈動部が減少閾値Ｅｄの近傍で出現すると、実際の空気流量の脈動周期とは異なるタイミングで、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄを越える場合がある。図２９の例では、減少閾到達値Ｅｄｎが、ノイズ脈動に起因して減少閾値Ｅｄを越えた時の空気流量の値である。
【０１７８】
減少閾値判定部８３は、ノイズ起因の減少閾到達値Ｅｄｎのタイミングについては、減少間隔Ｗｄの算出に用いる値ではないと否定判定してキャンセルする。具体的には、減少閾到達値が前回出現したタイミングｔｄ１から、今回の減少閾到達値が出現したタイミングまでの期間に、出力値が所定の下側閾値Ｅｈに達したか否かを、減少閾値判定部８３は判定する。下側閾値Ｅｈに達していないと判定された場合には、今回の減少閾到達値Ｅｄｎをノイズ起因のものであるとみなして、上述の如くキャンセルする。
【０１７９】
下側閾値Ｅｈは、上記第９実施形態と同様にして、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき設定されている。
【０１８０】
上述の如くキャンセルした後、減少閾値判定部８３は、次回に出現する減少閾到達値を検出し、その検出タイミングを、第２減少タイミングｔｄ２とする。なお、前回に出現した減少閾到達値の検出タイミングは、第１減少タイミングｔｄ１に相当する。また、出力値が減少閾到達値になったことが、あらかじめ定められた特定条件に相当する。出力値がノイズ起因の減少閾到達値Ｅｄｎになったことは、上述の如くキャンセルされるため、特定条件には相当しない。
【０１８１】
周波数算出部５９は、図２１と同様にして、これら減少タイミングｔｄ１，ｔｄ２の間隔を減少間隔Ｗｄとして算出する。つまり、ノイズ起因の減少閾到達値Ｅｄｎは、上述の如くキャンセルされるため、周波数算出部５９による減少間隔Ｗｄの算出には用いられない。
【０１８２】
脈動振幅算出部５８は、図２１と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、減少閾値判定部８３からのタイミング情報とを用いて、脈動振幅Ｐａを算出する。この脈動振幅Ｐａ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の減少閾到達値Ｅｄｎの出現タイミングは含まれない。
【０１８３】
平均空気量算出部５７は、図２１と同様にして、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、減少閾値判定部８３からのタイミング情報とを用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する。この平均空気量Ｇａｖｅ算出に用いられるタイミング情報には、ノイズ起因の減少閾到達値Ｅｄｎの出現タイミングは含まれない。
【０１８４】
以上により、本実施形態によれば、減少中の出力値が減少閾値Ｅｄを前回越えたタイミングから今回越えたタイミングまでの期間に、出力値が下側閾値Ｅｈに達したか否かを、減少閾値判定部８３は判定する。そして、下側閾値Ｅｈに達しなかった場合には、減少閾値判定部８３は、今回越えたタイミングを否定判定してキャンセルする。そのため、燃焼サイクルの各行程の切り替わりに起因した空気の乱れ（ノイズ）に起因して出現する減少閾到達値Ｅｄｎのタイミングを、補正回路５０による補正に用いないようにできる。よって、補正回路５０による空気流量の補正精度が、空気の乱れに起因して低下することを抑制できる。
【０１８５】
なお、空気乱れに起因した脈動のフィルタ回路による除去が困難であることは、先述した通りである。この課題に対し、本実施形態によれば、上述の如く、空気乱れに起因した減少閾到達値Ｅｄｎのタイミングをキャンセルできるので、空気流量の補正精度向上を実現可能である。
【０１８６】
さらに本実施形態において、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき下側閾値Ｅｈが設定された場合、以下の効果も発揮される。すなわち、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆが動的に変化した場合であっても、空気乱れに起因した減少閾到達値Ｅｄｎのタイミングをキャンセルすることの確実性を向上できる。
【０１８７】
（第１１実施形態）
本実施形態は、以下に説明するノイズ除去機能を、上記第７実施形態に係る計測制御装置に追加したものである。
【０１８８】
例えば、図３０に示す空気流量の波形には、電気的なノイズにより瞬時的に大きく変動した電気ノイズ値Ｅｎが出現している。この電気ノイズ値Ｅｎは、空気乱れ起因の上極値Ｅａｎと第１上極値Ｅａ１との間に生じている。そのため、図２６のステップＳ１４において、下閾値Ｅｅ以下になったと判定されてしまい、次の上極値ＥａｎをステップＳ１２で検出することとなる。つまり、電気ノイズ値Ｅｎが出現すると、空気乱れ起因の上極値Ｅａｎをキャンセルできないことが懸念される。
【０１８９】
この場合、第１上極値Ｅａ１と上極値Ｅａｎとの間隔が、上極間隔Ｗａ１として算出される。また、上極値Ｅａｎと第２上極値Ｅａ２との間隔が、上極間隔Ｗａ２として算出される。その結果、空気乱れ起因の上極値Ｅａｎを用いた上極間隔Ｗａ１，Ｗａ２により、空気流量が補正され、補正回路５０による空気流量の補正精度低下が懸念される。
【０１９０】
この懸念に対し、本実施形態では、周波数算出部５９により算出された脈動周波数Ｆが、所定の周波数閾値よりも大きい場合には、脈動誤差補正部６１（流量補正部）による補正を禁止する。換言すると、脈動周波数Ｆの算出に用いられる上極間隔Ｗａ１が所定の間隔閾値よりも短い場合には、脈動誤差補正部６１による補正を禁止する。上述した周波数閾値は、固定された値であってもよいし、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき可変設定される値であってもよい。
【０１９１】
このように補正を禁止するにあたり、脈動誤差補正部６１が補正を禁止することに替えて、補正量算出部６０ａにより算出される補正量を強制的にゼロにしてもよい。或いは、脈動誤差算出部６０により算出される脈動誤差を強制的にゼロにしてもよい。
【０１９２】
以上により、本実施形態によれば、周波数算出部５９により算出された脈動周波数Ｆが所定の周波数閾値よりも大きい場合には、脈動誤差補正部６１による補正を禁止する。そのため、空気乱れ起因の上極値Ｅａｎをキャンセルできないといった上記懸念を軽減できる。
【０１９３】
なお、本実施形態では、このような補正禁止を、上極値Ｅａのタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用させている。これに対し、下極値Ｅｂのタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用させてもよい。或いは、増加閾値Ｅｃを越えたタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用させてもよい。或いは、減少閾値Ｅｄを越えたタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用させてもよい。
【０１９４】
（第１２実施形態）
本実施形態は、以下に説明するノイズ除去機能を、上記第１実施形態に係る計測制御装置に追加したものである。
【０１９５】
図７を用いて先述した脈動振幅算出部５８は、変換テーブル５４で変換したサンプリング値と、上極値判定部５６からのタイミング情報とを用いて、脈動振幅Ｐａを算出する。例えば、脈動最大値Ｇｍａｘと平均空気量Ｇａｖｅとの差を取ることで空気流量の脈動振幅Ｐａを算出する。そして、図２５を用いて先述したノイズ起因の上極値Ｅａｎを、脈動振幅算出部５８が脈動振幅Ｐａの算出に用いた場合、脈動振幅Ｐａが極端に小さい値になる。その結果、補正回路５０による空気流量の補正精度が低下する。
【０１９６】
或いは、空気流量が安定しており、殆ど脈動が無い場合であっても、空気の乱れに起因して、僅かな脈動振幅Ｐａが生じる場合がある。この場合には、空気乱れ起因の脈動振幅Ｐａを空気流量の補正に反映させると、補正回路５０による空気流量の補正精度が低下する。
【０１９７】
これらの課題に対し、本実施形態では、脈動振幅算出部５８により算出された脈動振幅Ｐａが、所定の脈動振幅閾値よりも小さい場合には、脈動誤差補正部６１（流量補正部）による補正を禁止する。上述した脈動振幅閾値は、固定された値であってもよいし、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき可変設定される値であってもよい。
【０１９８】
具体的には、図３１に示す本実施形態では、図７に記載の機能ブロックに、以下に説明する脈動振幅閾値算出部６０ｂが追加されている。なお、図１４に示すマイナスカット部７８と同様の機能を有するマイナスカット部６１ａも、本実施形態では追加されている。
【０１９９】
脈動振幅閾値算出部６０ｂは、周波数算出部５９により算出された脈動周波数Ｆと、平均空気量算出部５７により算出された平均空気量Ｇａｖｅとを取得する。脈動振幅閾値算出部６０ｂは、取得した脈動周波数Ｆと平均空気量Ｇａｖｅに基づき、先述した脈動振幅閾値を算出する。
【０２００】
例えば、脈動周波数Ｆが大きいほど脈動振幅閾値を小さい値に設定し、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど脈動振幅閾値を小さい値に設定すればよい。或いは、脈動周波数Ｆが大きいほど脈動振幅閾値を大きい値に設定し、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど脈動振幅閾値を大きい値に設定してもよい。
【０２０１】
脈動誤差算出部６０は、脈動振幅閾値算出部６０ｂから脈動振幅閾値を取得し、脈動振幅算出部５８から脈動振幅Ｐａを取得する。そして、取得した脈動振幅Ｐａが脈動振幅閾値よりも小さい場合には、脈動誤差算出部６０により算出される脈動誤差Ｅｒｒを強制的にゼロにする。これにより、脈動誤差補正部６１（流量補正部）による補正が禁止される。
【０２０２】
以上により、本実施形態によれば、脈動振幅Ｐａが脈動振幅閾値よりも小さい場合には、脈動誤差補正部６１（流量補正部）による補正を禁止する。そのため、ノイズ起因の上極値Ｅａｎを脈動振幅Ｐａの算出に用いた場合であっても、補正回路５０による空気流量の補正精度が低下することを抑制できる。
【０２０３】
さらに本実施形態では、脈動振幅閾値は、平均空気量Ｇａｖｅおよび脈動周波数Ｆの少なくとも一方に基づき設定される。よって、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆが動的に変化した場合であっても、空気乱れに起因した補正の禁止を実行することの確実性を向上できる。
【０２０４】
（第１３実施形態）
上記第１２実施形態では、脈動振幅閾値算出部６０ｂにより算出された脈動振幅閾値を脈動誤差算出部６０が取得している。そして、脈動誤差算出部６０が脈動誤差Ｅｒｒを強制的にゼロにすることで、脈動誤差補正部６１による補正禁止を実現させている。これに対し本実施形態では、図３２に示すように、脈動誤差補正部６１が脈動振幅閾値を取得する。そして、脈動振幅Ｐａが脈動振幅閾値よりも小さいか否かを脈動誤差補正部６１が判定する。小さいと判定された場合には、脈動誤差補正部６１が空気流量の補正を禁止する。以上により、本実施形態によっても上記第１４実施形態と同様の効果が発揮される。
【０２０５】
なお、本実施形態の変形例として、補正量算出部６０ａが脈動振幅閾値を取得して、脈動振幅Ｐａが脈動振幅閾値よりも小さいか否かを判定するようにしてもよい。小さいと判定された場合には、補正量算出部６０ａが補正量Ｑを強制的にゼロにすることで、脈動誤差補正部６１による補正禁止を実現させればよい。
【０２０６】
本実施形態および上記第１２実施形態に係る補正禁止の機能は、上極値Ｅａのタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用されている。これに対し、上記補正禁止の機能は、下極値Ｅｂのタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用されてもよい。或いは、増加閾値Ｅｃを越えたタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用されてもよい。或いは、減少閾値Ｅｄを越えたタイミングから脈動周波数Ｆを算出する制御に適用されてもよい。
【０２０７】
（第１４実施形態）
本実施形態では、上述した周波数算出部５９に以下の機能を追加させている。すなわち、周波数算出部５９は、上限値以上の周波数と下限値未満の周波数を除外して、脈動周波数として算出する。つまり、周波数算出部５９は、上限値未満かつ下限値以上の許容範囲内の周波数を、脈動周波数として算出する。
【０２０８】
さらに周波数算出部５９は、変化率が上限変化率以上となっている周波数と下限変化率未満となっている周波数を除外して、脈動周波数として算出する。つまり、周波数算出部５９は、変化率が上限値未満かつ下限値以上の許容範囲となっている時の周波数を、脈動周波数として算出する。なお、上記「変化率」とは、単位時間あたりに変化した周波数の変化量のことである。つまり、センシング部２２の出力値または変換テーブル５４の変換値の時間変化を表す波形において、その波形の傾きに「変化率」は相当する。
【０２０９】
図３３は、補正回路５０に出力値が入力されている期間中、上記機能を発揮させるようにマイコンにより繰り返し実行される処理の手順を示す。
【０２１０】
先ず、ステップＳ２０において、先述した各実施形態の手法で周波数算出部５９が算出した脈動周波数の値を、暫定値として設定する。続くステップＳ２１では、ステップＳ２０で設定した暫定値が許容範囲内であるか否かを判定する。
【０２１１】
許容範囲内と判定された場合、続くステップＳ２２において、ステップＳ２０で設定した暫定値の変化率を算出する。具体的には、前回取得の周波数と今回取得の周波数との差分から変化率を算出する。続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で算出した変化率が許容範囲であるか否かを判定する。
【０２１２】
この変化率についても許容範囲内と判定された場合、続くステップＳ２４において、ステップＳ２０で設定した暫定値を、脈動周波数の決定値とする。換言すれば、許容範囲外の暫定値や許容範囲外の変化率となっている暫定値は、脈動周波数の決定値からは除外される。
【０２１３】
一方、暫定値が許容範囲外と判定された場合、或いは、変化率が許容範囲外と判定された場合には、ステップＳ２５において、脈動周波数の予測値を算出する。例えば、過去の脈動周波数の決定値を用いて、今回の脈動周波数の予測値を算出する。或いは、前回の脈動周波数の決定値を、今回の脈動周波数の予測値として算出する。続くステップＳ２６では、ステップＳ２５で算出した予測値を、脈動周波数の決定値とする。
【０２１４】
以上により、本実施形態では、周波数算出部５９は、許容範囲外の周波数を除外して脈動周波数を決定する。そのため、ノイズの影響を受けて許容範囲外となった周波数を脈動周波数として決定することが、回避される。
【０２１５】
さらに本実施形態では、周波数算出部５９は、変化率が許容範囲外となっている周波数を除外して脈動周波数を算出する。そのため、ノイズの影響を受けて許容範囲を超えて大きく変化または小さく変化している周波数を脈動周波数として決定することが、回避される。
【０２１６】
（第１５実施形態）
本実施形態では、上述した外乱除去フィルタ部７５に以下の機能を追加させている。すなわち、エンジン回転数の時間変化を表す波形の周波数を回転変動周波数とする。なお、エンジン回転数とは、エンジンの出力軸が所定時間当りに回転した回数のことであり、エンジン回転速度に相当する。そして、外乱除去フィルタ部７５は、サンプリング値の波形から所定のカットオフ周波数の成分を除去するように設定されている。そのカットオフ周波数は、回転変動周波数の正の実数倍に設定されている。この実数は、整数であっても整数でなくてもよい。
【０２１７】
また、外乱除去フィルタ部７５は、エンジン回転数が大きいほど、カットオフ周波数を大きい値に可変設定する機能を有する。但し、このような可変設定の機能は必須ではなく、固定して設定する場合には、特定の運転状態時の回転変動周波数に対して、その正の実数倍にカットオフ周波数は設定されている。
【０２１８】
ここで、外乱除去フィルタ部７５にはローパスフィルタが用いられており、サンプリング値の波形をなまらせて出力することは、上記第２実施形態にて先述した通りである。そして、カットオフ周波数が高周波数であるほど、上記なまらせる度合いを表す時定数は小さくなる。したがって、カットオフ周波数を可変設定することは、時定数を可変設定することを意味する。したがって、外乱除去フィルタ部７５は、エンジン回転数が大きいほど、時定数を小さい値に可変設定するとも言える。
【０２１９】
図３４は、補正回路５０に出力値が入力されている期間中、上記機能を発揮させるようにマイコンにより繰り返し実行される処理の手順を示す。
【０２２０】
先ず、ステップＳ３０において、後述するステップＳ３２による時定数の設定が為されているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ４６を起動させて補正回路５０を作動させる初期時には、時定数の設定がないと判定される。その場合には、ステップＳ３４において、時定数を、予め記憶させておいた初期値に設定する。
【０２２１】
一方、時定数の設定があると判定された場合、続くステップＳ３１において、周波数算出部５９で算出された脈動周波数の前回値を取得する。続くステップＳ３２では、ステップＳ３１で取得した脈動周波数に基づき時定数を可変設定する。具体的には、脈動周波数が高周波数であるほど時定数を小さい値に設定する。なお、脈動周波数が高周波数であるほど、エンジン回転数（回転変動周波数）が高周波数であることを意味する。よって、回転変動周波数高周波数であるほど時定数を小さい値に設定するとも言える。
【０２２２】
続くステップＳ３３では、ステップＳ３２またはステップＳ３４で設定された時定数を用いて、外乱除去フィルタ部７５によるフィルタ処理を実行する。外乱除去フィルタ部７５は、エンジン回転数の脈動周波数に起因した周波数ノイズ（高調波ノイズ）を、サンプリング波形から除去する。
【０２２３】
なお、図１４等に示す外乱除去部７１は、図１５に例示される瞬時的なノイズを除去する。外乱除去部７１のカットオフ周波数は、外乱除去フィルタ部７５のカットオフ周波数に比べて高周波数に設定されている。外乱除去部７１の時定数は、外乱除去フィルタ部７５の時定数に比べて小さい値に設定されている。
【０２２４】
ここで、図１４等に示す応答補償部７２にはハイパスフィルタが用いられており、空気流量の急激な変化を出力値に忠実に再現させるフィルタであることは、上記第２実施形態にて先述した通りである。これにより、センシング部２２による検出応答遅れによりなまっている波形が、実際の急激な変化の波形に修正される。そして、このようなハイパスフィルタの処理を実行すると、図１３に例示されるように振幅が大きくなってしまう。そこで、図１４等に示す振幅低減フィルタ部７３は、このように大きくなった振幅を低減させるフィルタ処理を実行する。
【０２２５】
但し、このように振幅を低減させた波形では、平均空気量Ｇａｖｅが実際の平均値よりもプラス側にずれてしまう。そこで、図１４等に示す平均空気量算出部５７は、第１変換テーブル５４ではなく第２変換テーブル７４で変換された値を用いて平均空気量Ｇａｖｅを算出している。つまり、平均空気量算出部５７は、応答補償部７２および振幅低減フィルタ部７３のフィルタ処理が施されていない値を用いて、平均空気量Ｇａｖｅを算出する。これにより、平均空気量Ｇａｖｅの算出精度を向上させている。
【０２２６】
以上により、本実施形態では、外乱除去フィルタ部７５で用いられるカットオフ周波数は、エンジン回転に係る回転変動周波数の正の実数倍に設定されている。そのため、エンジン回転数の脈動周波数に起因した周波数ノイズ（高調波ノイズ）を、サンプリング波形から除去できる。よって、空気流量の計測精度を向上できる。
【０２２７】
さらに本実施形態では、外乱除去フィルタ部７５で用いられるカットオフ周波数は、エンジン回転速度が速いほど大きい値に可変設定される。そのため、エンジン回転速度の変化に伴い生じる高調波ノイズの周波数に合わせて、カットオフ周波数を可変設定できる。よって、空気流量の計測精度をより一層向上できる。
【０２２８】
また、サンプリング数増加部７６によりサンプリング数を増加させることにより、サンプリング波形の分解能を高めることができる。よって、脈動周波数の算出に用いる極値の検出精度を向上でき、ひいては空気流量の計測精度を向上できる。
【０２２９】
さて、脈動状態算出部が、外部装置から取得するのではなく出力値を用いて脈動状態を算出するにあたり、以下のようなノイズがのりやすいことが懸念される。例えば、センシング部２２に水が付着することに伴い生じる検出値の急激な変化である。このようなノイズは、外乱除去フィルタ部７５により除去され得る。
【０２３０】
（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【０２３１】
変形例１として、計測出口３６は流出口３４と同様に流入口３３とは反対側を向いていてもよい。例えば、図２４に示すように、奥行き方向Ｚにおいて計測出口３６が流入口３３と流出口３４との間に設けられた構成とする。この構成では、ハウジング２１の外周面から幅方向Ｘに突出した凸部に計測出口３６が形成されていることで、計測出口３６が流出口３４と同様に吸気通路１２の下流側に向けて開放されている。吸気通路１２において、ハウジング２１の外周面に沿って順方向に流れる空気が計測出口３６を通過することで、計測出口３６の周辺で渦流等の気流の乱れが発生しやすくなっている。このため、計測出口３６が流入口３３と反対側を向いていても、吸気通路１２において空気の逆流が発生した場合に、この逆流が計測出口３６に流入しにくいと考えられる。
【０２３２】
これに対して、本変形例でも、脈動振幅Ｐａを用いて脈動誤差Ｅｒｒが算出される。このため、逆流が計測出口３６に流入しにくいことで空気流量の補正精度が低下しやすい状態になっていても、上記第１実施形態と同様に、その補正精度を高めることができる。また、上記第１実施形態において、計測出口３６は、下流外面２４ｃに設けられていることで、流入口３３とは反対側に向けて開放されていてもよい。
【０２３３】
変形例２として、ハウジング２１において、計測出口３６の一部が上流外面２４ｂに設けられ、残りの部分が中間外面２４ｄに設けられているのではなく、計測出口３６全体が上流外面２４ｂ又は中間外面２４ｄに設けられていてもよい。計測出口３６全体が上流外面２４ｂに設けられていると、計測出口３６が流出口３４とは反対側に向けて開放された構成が実現される。計測出口３６全体が中間外面２４ｄに設けられていると、計測出口３６が幅方向Ｘに開放された構成が実現される。この構成では、計測出口３６の開放向きが流入口３３の開放向き及び流出口３４の開放向きのいずれとも異なることになる。
【０２３４】
変形例３として、バイパス流路３０は計測流路３２を有する一方で通過流路３１は有していなくてもよい。この場合、計測入口３５が計測出口３６と同様にハウジング２１の外面に形成され、吸気通路１２を流れる空気が計測入口３５からバイパス流路３０に流れ込むことになる。
【０２３５】
変形例４として、検出絞り部３７等の絞り部は、計測流路３２において少なくとも一部がセンシング部２２よりも上流に設けられていれば、分岐路３２ａや案内路３２ｂに設けられていてもよい。また、検出絞り部３７は、幅方向Ｘにおいてハウジング本体２４の内壁面からセンシング部２２に向けて延びた一対の延出面と、これら延出面にかけ渡され且つ奥行き方向Ｚに真っ直ぐに延びたフラット面とを有していてもよい。延出面は、幅方向Ｘに真っ直ぐに延びた面でもよく、幅方向Ｘに対して傾斜した方向に真っ直ぐに延びた面でもよい。また、延出面は、外側に向けて膨らむように湾曲した湾曲面でもよく、内側に向けて凹むように湾曲した湾曲面でもよい。また、検出絞り部３７は、一対の延出面のうち上流側の延出面だけを有していてもよい。この構成では、フラット面が検出路３２ｃよりも下流側まで延びている。
【０２３６】
変形例５として、補正量算出部６０ａは、ゲイン量等の補正割合を示す補正量Ｑではなく、オフセット量等の補正前の出力値Ｓ１と同じ単位の補正量Ｑを算出してもよい。この場合、脈動誤差補正部６１は、補正前の出力値Ｓ１に補正量Ｑを加えることで補正後の出力値Ｓ２を算出する。上記第６実施形態においては、補正量算出部６０ａは、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１と同じ単位の補正量Ｑを算出してもよい。この場合、脈動誤差補正部６１は、補正前の平均空気量Ｇａｖｅ１に補正量Ｑを加えることで補正後の平均空気量Ｇａｖｅ３を算出する。
【０２３７】
変形例６として、補正回路５０は、上記第１実施形態の上極値判定部５６と、上記第３実施形態の下極値判定部８１と、上記第４実施形態の増加閾値判定部８２と、上記第５実施形態の減少閾値判定部８３との少なくとも２つを有していてもよい。この場合、周波数算出部５９は、上極値判定部５６、下極値判定部８１、増加閾値判定部８２及び減少閾値判定部８３の少なくとも２つの判定結果のそれぞれについて脈動周波数を算出し、これら脈動周波数の平均をとるなどして脈動周波数Ｆを算出する。
【０２３８】
変形例７として、平均空気量算出部５７は、計測期間における空気流量の最小値である脈動最小値と脈動最大値との平均によって平均空気量Ｇａｖｅを算出してもよい。また、平均空気量算出部５７は、空気流量の最大値よりも検出精度が低い脈動最小値、又は脈動最小値と脈動最小値の前後数個の空気量を用いることなく、平均空気量Ｇａｖｅを算出してもよい。
【０２３９】
変形例８として、処理部４５は、センシング部２２からの出力値をマップや関数、高速フーリエ変換ＦＦＴなどで処理して脈動周波数Ｆを算出してもよい。
【０２４０】
変形例９として、ＥＣＵ４６と処理部４５とは双方向通信が可能になっていてもよい。例えば、ＥＣＵ４６はエンジンパラメータ等の外部情報を処理部４５に対して出力してもよい。この場合でも、処理部４５では、外部情報ではなくセンシング部２２の出力値を用いて脈動周波数Ｆ等の脈動状態が算出される。
【０２４１】
変形例１０として、処理部４５によって実現されていた機能は、ハードウェア及びソフトウェア、又はこれらの組み合わせによって実現してもよい。処理部４５は、たとえば他の制御装置、たとえばＥＣＵ４６と通信し、他の制御装置が処理の一部又は全部を実行してもよい。処理部４５は、電子回路によって実現される場合、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって実現することができる。
【符号の説明】
【０２４２】
１０…流量計測装置としてのエアフロメータ、２１…ハウジング、２２…センシング部、３１…通過流路、３２…計測流路、３３…流入口、３４…流出口、３５…計測入口、３６…計測出口、３７…絞り部としての検出絞り部、４０…センシングユニットとしてのセンサＳＡ、４２…ボデーとしてのモールド部、４５…計測制御装置及び計測制御部としての処理部、４６…外部装置としてのＥＣＵ、５６…脈動状態算出部及び条件判定部としての上極値判定部、５７…脈動状態算出部としての平均空気量算出部、５８…脈動状態算出部としての脈動振幅算出部、５９…脈動状態算出部としての周波数算出部、６０…誤差補正部としての脈動誤差算出部、６０ａ…補正量算出部、６１…流量補正部としての脈動誤差補正部、８１…脈動状態算出部及び条件判定部としての下極値判定部、８２…脈動状態算出部、条件判定部及び増加判定部としての増加閾値判定部、８３…脈動状態算出部、条件判定部及び減少判定部としての減少閾値判定部、Ｅａ…上極値、Ｅｂ…下極値、Ｅｃ…増加閾値、Ｅｄ…減少閾値、Ｆ…脈動周波数、Ｇａｖｅ１…平均値としての補正前の平均空気量、Ｇａｖｅ３…計測結果及び平均値としての補正後の平均空気量、Ｑ…補正量、Ｓ２…計測結果としての補正後の出力値、ｔａ１…第１上極タイミング、ｔａ２…第２上極タイミング、ｔｂ１…第１下極タイミング、ｔｂ２…第２下極タイミング、ｔｃ１…第１増加タイミング、ｔｃ２…第２増加タイミング、ｔｄ１…第１減少タイミング、ｔｄ２…第２減少タイミング、Ｗａ…時間間隔としての上極間隔、Ｗｂ…時間間隔としての下極間隔、Ｗｃ…時間間隔としての増加間隔、Ｗｄ…時間間隔としての減少間隔。
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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