(57)【要約】【課題】外部で空気の逆流が発生した場合でも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、空気流量を検出するセンシング部と、このセンシング部の出力信号を処理する処理部とを有している。処理部は、脈動振幅算出部５８、脈動誤差算出部６０及び脈動誤差補正部６１を有している。脈動振幅算出部５８は、脈動最大値と平均空気量との差である脈動振幅を出力信号を用いて算出する。脈動誤差算出部６０は脈動誤差算出処理を行うことで、脈動振幅に相関した脈動誤差を参照マップを用いて算出する。参照マップにおいては、脈動振幅と脈動誤差との関係を示す脈動特性が、平均空気量と脈動周波数との組み合わせに応じて設定されている。脈動誤差補正部６１は、脈動誤差算出処理により算出された脈動誤差を用いて空気流量の補正を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流量を検出するセンシング部（２２）の出力値に基づいて、空気流量を計測する計測制御装置（４５）であって、
前記空気流量にて生じる脈動の最大値である脈動最大値（ＧｍａｘＡ）と前記脈動の平均値である平均空気量（ＧａｖｅＡ）又は前記脈動の最小値である脈動最小値（ＧｍｉｎＡ）との差である脈動振幅（ＰａＡ）を、前記出力値を用いて算出する振幅算出部（５８）と、
前記空気流量の補正を行うための補正特性を用いて、前記振幅算出部により算出された前記脈動振幅に対応する補正パラメータ（ＥｒｒＫｎ）を取得する補正パラメータ取得部（Ｓ１０４）と、
前記補正パラメータ取得部により取得された前記補正パラメータ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】
前記出力値を用いて前記平均空気量を算出する平均算出部（５７）と、
複数の前記補正特性とあらかじめ定められた前記平均空気量との関係を示す参照情報について、前記補正パラメータ取得部による前記補正パラメータの取得に用いる前記補正特性を選択する特性選択部（Ｓ１０１）と、
前記平均算出部により算出された前記平均空気量と、前記特性選択部により選択された前記補正特性に対応する前記平均空気量との比である変換係数（Ｋｎ）を算出する係数算出部（Ｓ１０２）と、
前記係数算出部により算出された前記変換係数を用いて、前記振幅算出部により算出された前記脈動振幅を、前記参照情報において前記特性選択部により選択された前記補正特性に含まれる値である変換振幅（ＰａＫｎ）に変換する振幅変換部（Ｓ１０３）と、を備え、
前記補正パラメータ取得部は、前記特性選択部により選択された前記補正特性を用いて、前記振幅変換部により変換された前記変換振幅に対応する前記補正パラメータを取得する、請求項１に記載の計測制御装置。
【請求項３】
前記特性選択部は、複数の前記補正特性を選択し、
前記係数算出部は、前記特性選択部により選択された複数の前記補正特性のそれぞれについて前記変換係数を算出し、
前記振幅変換部は、前記特性選択部により選択された複数の前記補正特性のそれぞれについて前記脈動振幅を前記変換振幅に変換し、
前記補正パラメータ取得部は、前記特性選択部により選択された複数の前記補正特性のそれぞれについて前記補正パラメータを取得し、
前記流量補正部は、前記補正パラメータ取得部により取得された複数の前記補正パラメータを用いて前記空気流量の補正を行う、請求項２に記載の計測制御装置。
【請求項４】
前記補正パラメータ取得部により取得された複数の前記補正パラメータを補間することで、前記振幅算出部により算出された前記脈動振幅に対応する補間パラメータ（ＥｒｒＡ）を取得する補間パラメータ取得部（Ｓ１０５）、を備え、
前記流量補正部は、前記補間パラメータ取得部により取得された前記補間パラメータを用いて前記空気流量の補正を行う、請求項３に記載の計測制御装置。
【請求項５】
前記特性選択部は、
前記参照情報に含まれる複数の前記平均空気量のうち、前記平均算出部により算出された前記平均空気量との差が最も小さい方から数えて少なくとも２つの前記平均空気量について、これら前記平均空気量のそれぞれに対応する前記補正特性を選択する、請求項３又は４に記載の計測制御装置。
【請求項６】
前記出力値に含まれる脈動の周波数である脈動周波数（Ｆ）を算出する周波数算出部（５９）を備え、
前記参照情報は、前記平均空気量及び前記脈動周波数の両方と前記補正特性との関係を示す情報であり、
前記特性選択部は、前記平均算出部により算出された前記平均空気量と前記周波数算出部により算出された前記脈動周波数との両方に基づいて前記補正特性を選択する、請求項２〜５のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項７】
前記補正パラメータは、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（ＥｒｒＫｎ）である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の計測制御装置。
【請求項８】
空気の流量である空気流量を計測する流量計測装置（１０）であって、
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）と、
前記通過流路から流れ込んだ前記空気が流出する分岐出口（３６）を有し、前記通過流路から分岐した分岐流路（３２）と、
前記分岐流路において空気流量を検出するセンシング部（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、
前記空気流量にて生じる脈動の最大値である脈動最大値（ＧｍａｘＡ）と前記脈動の平均値である平均空気量（ＧａｖｅＡ）又は前記脈動の最小値である脈動最小値（ＧｍｉｎＡ）との差である脈動振幅（ＰａＡ）を、前記出力値を用いて算出する振幅算出部（５８）と、
前記空気流量の補正を行うための補正特性を用いて、前記振幅算出部により算出された前記脈動振幅に対応する補正パラメータ（ＥｒｒＫｎ）を取得する補正パラメータ取得部（Ｓ１０４）と、
前記補正パラメータ取得部により取得された前記補正パラメータ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９】
前記流入口と前記流出口とが並んだ並び方向（Ｚ）において、前記分岐出口は、前記並び方向に直交した方向（Ｘ）を向いている、又は前記直交した方向に対して前記流入口側に傾斜した方向を向いている、請求項８に記載の流量計測装置。
【請求項１０】
前記通過流路及び前記分岐流路を形成するハウジング（２１）を備え、
前記ハウジングは、互いに反対を向いた一対の端面（２４ｂ，２４ｃ）を有しており、
前記一対の端面のうち前記流入口が設けられた流入面（２４ｂ）に、前記分岐出口の少なくとも一部が設けられている、請求項９に記載の流量計測装置。
【請求項１１】
前記流入口と前記流出口とが並んだ方向（Ｚ）において、前記分岐出口及び前記流出口が前記流入口とは反対側を向いている、請求項８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計測制御装置として、例えば特許文献１には、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制御装置が開示されている。この制御装置は、エアフローセンサの出力値を用いて、空気流量の脈動により生じる誤差である脈動誤差を算出し、脈動誤差が小さくなるように空気流量の補正を行う。この制御装置は、脈動最大値と脈動最小値との差である脈動振幅を算出し、この脈動振幅を脈動の平均値である平均空気量で除して脈動振幅比を算出し、更に、脈動振幅比と脈動誤差との関係を示す脈動誤差特性を用いて脈動振幅比から脈動誤差を算出する。
【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】
ここで、バイパス流路に設けられたセンシング部の出力値に基づいて空気流量を算出する制御装置が、バイパス流路のバイパス出口に流入した逆流について空気流量を計測した場合、脈動の最小値は負の値になると考えられる。ところが、バイパス出口の周辺において気流の乱れが生じていることなどに起因して逆流がバイパス出口に流入しにくい場合、バイパス流路の外部においては空気の逆流が発生しているにもかかわらず、センシング部の出力値が負の値になりにくい。この場合、出力値の脈動最小値が真の最小値より大きい値になり、それに伴って、出力値の脈動振幅が真の脈動振幅より小さくなり、更に、出力値の平均空気量は真の平均空気量より大きくなる。
【０００５】
このように、外部で空気の逆流が発生することで、脈動振幅について出力値が真値より小さくなり且つ平均空気量について出力値が真値より大きくなると、脈動振幅を平均空気量で除して算出する出力値の脈動振幅比は、真の脈動振幅比に比べて小さくなる。このため、所定の脈動誤差に対応する脈動振幅比は、出力値の方が真値より大きくなる。この場合、上記特許文献１では、出力値の脈動振幅比の増減に対して脈動誤差の増減が大きくなりやすいため、脈動誤差を用いて補正される空気流量の補正精度が低下することが懸念される。
【０００６】
本開示の主な目的は、外部で空気の逆流が発生した場合でも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】
【０００７】
上記目的を達成するため、開示された第１の態様は、
空気流量を検出するセンシング部（２２）の出力値に基づいて、空気流量を計測する計測制御装置（４５）であって、
空気流量にて生じる脈動の最大値である脈動最大値（ＧｍａｘＡ）と脈動の平均値である平均空気量（ＧａｖｅＡ）又は脈動の最小値である脈動最小値（ＧｍｉｎＡ）との差である脈動振幅（ＰａＡ）を、出力値を用いて算出する振幅算出部（５８）と、
空気流量の補正を行うための補正特性を用いて、振幅算出部により算出された脈動振幅に対応する補正パラメータ（ＥｒｒＫｎ）を取得する補正パラメータ取得部（Ｓ１０４）と、
補正パラメータ取得部により取得された補正パラメータ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。
【０００８】
第１の態様によれば、脈動特性を介して脈動誤差の算出に用いられる脈動振幅は、平均空気量を分母にして算出された値ではないため、外部で空気の逆流が発生した場合でも、出力値の脈動振幅が真の脈動振幅より小さくなりにくくなっている。このため、真の脈動振幅に対する出力値の脈動振幅の誤差が大きくなりにくい。しかも、本態様によれば、補正特性を用いて出力値の脈動振幅から補正パラメータが取得されるため、補正パラメータの取得精度を高めることができる。したがって、外部で空気の逆流が発生した場合でも空気流量の補正精度を高めることができる。
【０００９】
第２の態様は、
空気の流量である空気流量を計測する流量計測装置（１０）であって、
空気が流入する流入口（３３）及び空気が流出する流出口（３４）を有する通過流路（３１）と、
通過流路から流れ込んだ空気が流出する分岐出口（３６）を有し、通過流路から分岐した分岐流路（３２）と、
分岐流路において空気流量を検出するセンシング部（２２）と、
センシング部の出力値を用いて空気流量を計測する計測制御部（４５）と、を備え、
計測制御部は、
空気流量にて生じる脈動の最大値である脈動最大値（ＧｍａｘＡ）と脈動の平均値である平均空気量（ＧａｖｅＡ）又は脈動の最小値である脈動最小値（ＧｍｉｎＡ）との差である脈動振幅（ＰａＡ）を、出力値を用いて算出する振幅算出部（５８）と、
空気流量の補正を行うための補正特性を用いて、振幅算出部により算出された脈動振幅に対応する補正パラメータ（ＥｒｒＫｎ）を取得する補正パラメータ取得部（Ｓ１０４）と、
補正パラメータ取得部により取得された補正パラメータ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。
【００１０】
第２の態様によれば、分岐流路を流れる空気についてセンシング部により空気流量が検出される。このため、流量計測装置の外部において空気の逆流が発生しても、その逆流が分岐出口から流入しにくい場合には、逆流についての空気流量がセンシング部により検出されないことが考えられる。これに対して、脈動振幅は、平均空気量で除した数値ではないため、上記第１の態様と同様に、外部で空気の逆流が発生した場合でも空気流量の補正精度を高めることができる。
【００１１】
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】
【００１２】
【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】エアフロメータの概略構成を示すブロック図。
【図６】処理部の概略構成を示すブロック図。
【図７】脈動振幅の算出方法を説明するための図。
【図８】計測期間の決定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】吸気通路で逆流が発生した場合について出力信号の波形と真の波形との違いを説明するための図。
【図１１】脈動振幅と脈動誤差との関係を示す脈動特性について説明するための図。
【図１２】脈動率と脈動誤差との関係を示す特性について説明するための図。
【図１３】脈動周波数の算出方法を説明するための図。
【図１４】脈動周波数のその他の算出方法を説明するための図。
【図１５】脈動特性と近似値との関係を示す図。
【図１６】参照マップを示す図。
【図１７】参照マップにおいて脈動振幅及び脈動誤差の各上限値を示す図。
【図１８】脈動誤差算出処理の手順を示すフローチャート。
【図１９】複数の相関点と補間面との関係を示す図。
【図２０】第２実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図。
【図２１】計測期間が短い場合の最大流量と平均空気量を示す波形図。
【図２２】長い計測期間を示す波形図。
【図２３】第３実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図。
【図２４】３次元マップを示す図面。
【図２５】脈動振幅‐脈動誤差を示す図面。
【図２６】第４実施形態におけるＡＦＭの概略構成を示すブロック図。
【図２７】第５実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図。
【図２８】空気流量と時間との関係を示す波形図。
【図２９】変形例１における処理部の概略構成を示すブロック図。
【図３０】変形例２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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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５参照）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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、発熱抵抗等の発熱部や温度検出部を有しており、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検出信号を出力する。なお、センシング部２２がセンシング部に相当する。
【００２３】
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ＳＡ本体４１を有している。ＳＡ本体４１は、センシング部２２の検出信号について各種処理を行う回路チップや、回路チップを支持するリードフレーム、これら回路チップやリードフレームを保護する樹脂製のモールド部などを有し、センシング部２２はモールド部等により支持されている。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。
【００２４】
センシング部２２は、計測流路３２での空気流量に応じた検出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の検出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。ここで、奥行き方向Ｚと通過方向αとが一致していることに起因して、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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り、上流外面２４ｂが流入面に相当する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を有している。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。
【００３４】
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、通過方向αにおいて案内路３２ｂよりも流出口３４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。
【００３５】
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、流出口３４が下流側に向けて開放されておらず、流入口３３には順流が流入しやすく、流出口３４には逆流が流入しやすくなっている。また、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。また、計測出口３６の周辺においては、計測出口３６から流出した空気により気流の乱れが発生しやすくなっており、この気流の乱れも、逆流が計測出口３６に流入しにくい要因になっている。
【００３６】
図５に示すように、エアフロメータ１０は、センシング部２２の検出信号を処理する処理部４５を有している。エアフロメータ１０は、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からの検出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。この検出信号は、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。
【００３７】
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、空気流量の値を示す出力値がこの出力信号に含まれている。
【００３８】
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の影響を受けやすくなる。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。
【００３９】
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測定して、測定した空気流量をＥＣＵ４６へ出力する。この場合、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、演算処理装置が記憶媒体に記憶されているプログラムを実行することで各種演算を行って空気流量を測定して、測定した空気流量をＥＣＵ４６へ出力する。
【００４０】
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、半導体メモリ又は磁気ディスク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。
【００４１】
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、検出信号として、脈動誤差Ｅｒｒを補正した空気流量をＥＣＵ４６へ出力する。なお、処理部４５は、空気流量を示す電気信号をＥＣＵ４６に出力するとも言える。
【００４２】
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。処理部４５は、機能ブロックとして、センサ出力Ａ／Ｄ変換部５１、サンプリング部５２、出力空気流量変換テーブル５３を有している。処理部４５は、センシング部２２から出力された出力値を、センサ出力Ａ／Ｄ変換部５１によってＡ／Ｄ変換する。そして、処理部４５は、Ａ／Ｄ変換された出力値をサンプリング部５２でサンプリングし、出力空気流量変換テーブル５３によって出力値を空気流量に変換する。
【００４３】
また、処理部４５は、機能ブロックとして、サンプリング部５４、上極値判定部５５、脈動最大値算出部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、脈動誤差補正部６１、脈動補正後流量出力部６２を有している。なお、平均空気量算出部５７が平均算出部に相当し、脈動振幅算出部５８が振幅算出部に相当し、脈動誤差補正部６１が流量補正部に相当する。
【００４４】
サンプリング部５４は、上極値判定部５５によって判定された２つの上極値間における複数のサンプリング値を取得する。上極値判定部５５は、例えば図８に示すように、複数のサンプリング値のうち、サンプリング値に対応する空気流量が上昇から下降に切り替わるサンプリング値を第１上極値と判定する。そして、上極値判定部５５は、複数のサンプリング値のうち、次に、サンプリング値に対応する空気流量が上昇から下降に切り替わるサンプリング値を第２上極値と判定する。言い換えると、上極値判定部５５は、第１ピーク時間のサンプリング値を第１上極値と判定し、次のピーク時間である第２ピーク時間のサンプリング値を第２上極値と判定する。そして、サンプリング部５４は、第１上極値と第２上極値との間のサンプリング値を取得する。
【００４５】
これは、平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘとの算出期間である計測期間を決定し、この計測期間で平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘを算出するためである。ここでは、第１上極値と第２上極値との間が計測期間となる。また、サンプリング数は、できるだけ多い方が正確な平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘを算出することができる。なお、平均空気量Ｇａｖｅは、所定期間における空気流量の平均値である。一方、脈動最大値Ｇｍａｘは、空気が脈動している際の空気流量の最大値と言える。
【００４６】
脈動最大値算出部５６は、サンプリング部５４で取得した複数のサンプリング値から、空気流量の最大値を取得する。つまり、脈動最大値算出部５６は、センシング部２２の出力値から、計測期間における空気流量の最大値、すなわち最大流量である脈動最大値Ｇｍａｘを求める。以下においては、計測期間における空気流量の最小値を脈動最小値Ｇｍｉｎとも称する。
【００４７】
脈動最大値算出部５６は、出力値から空気流量における複数の上極値を取得し、複数の上極値の平均値から脈動最大値Ｇｍａｘを求めてもよい。例えば、脈動最大値算出部５６は、第１上極値と第２上極値を取得し、第１上極値と第２上極値との平均値を脈動最大値として算出する。これによって、脈動最大値算出部５６は、第１上極値と第２上極値のいずれかに誤差が生じていても、その影響を低減することができる。このため、脈動最大値算出部５６は、脈動最大値Ｇｍａｘの算出精度を向上できる。なお、脈動最大値算出部５６は、三つ以上の上極値を取得し、取得した三つ以上の上極値の平均値から脈動最大値Ｇｍａｘを求めてもよい。
【００４８】
平均空気量算出部５７は、サンプリング部５４で取得した複数のサンプリング値から、空気流量の平均値を算出する。つまり、平均空気量算出部５７は、センシング部２２の出力値から、計測期間における空気流量の平均空気量Ｇａｖｅを算出する。
【００４９】
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、時間Ｔ１から時間Ｔｎを計測期間とし、時間Ｔ１の空気流量をＧ１、時間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の影響が低減された平均空気量Ｇａｖｅを算出できる。
【００５０】
平均空気量Ｇａｖｅ＝（脈動最大値＋脈動最小値）／２…（式２）
また、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。つまり、平均空気量算出部５７は、上記式２を用いて平均空気量Ｇａｖｅを算出する。
【００５１】
さらに、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。後程説明するが、処理部４５は、平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘとから脈動振幅Ｐａを算出する。よって、処理部４５は、平均空気量算出部５７が脈動最小値を用いずに平均空気量Ｇａｖｅを算出することで、脈動最小値の影響が低減された脈動振幅Ｐａを算出できる。言い換えると、処理部４５は、脈動振幅Ｐａを算出する際に、検出精度が低い脈動最小値を使わずに、平均空気量Ｇａｖｅと検出精度が比較的高い脈動最大値Ｇｍａｘとを用いて脈動振幅Ｐａを算出することで、脈動振幅Ｐａの算出精度を向上できる。
【００５２】
脈動振幅算出部５８は、図７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を演算する。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の影響を小さくするためである。
【００５３】
ここで、センシング部２２は、計測流路３２において順方向及び逆方向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、空気が計測流路３２において計測入口３５から計測出口３６に向けて逆方向に流れている場合には正の値になり、計測出口３６から計測入口３５に向けて順方向に流れている場合には負の値になる。
【００５４】
これに対して、上述したように、本実施形態では、バイパス流路３０の外部である吸気通路１２において逆流が発生したとしても、この逆流が計測出口３６から流入しにくくなっている。このため、図１０に示すように、吸気通路１２において真の空気量を示す波形ＷＴが逆流の発生を示す負の値になった場合でも、センシング部２２の出力値を示す波形ＷＡは負の値になりにくくなっている。この場合、出力信号の脈動最小値ＧｍｉｎＡは、真の脈動最小値ＧｍｉｎＴより大きい値になっており、それに伴って、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡが真の平均空気量ＧａｖｅＴより大きい値になりやすい。その一方で、出力信号の脈動最大値ＧｍａｘＡは、逆流の有無で真の脈動最大値ＧｍａｘＴに対して大きく増減するということが生じにくくなっている。このため、出力信号の脈動振幅ＰａＡは、真の脈動振幅ＰａＴより小さくなりやすい。
【００５５】
また、図１０の波形から分かるように、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は、図１１に示すように、脈動振幅Ｐａが大きくなるほど脈動誤差Ｅｒｒが大きくなっている。特に、本実施形態では、逆流が計測出口３６に流入しにくくなっていることに起因して、逆流が発生している場合には、逆流が発生していない場合に比べて脈動誤差Ｅｒｒが大きくなりやすい。逆流が発生している場合、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。
【００５６】
これに対して、脈動率と脈動誤差Ｅｒｒとの関係を示す特性においては、図１２に示すように、脈動率が大きくなるほど脈動誤差Ｅｒｒの増加率が大きくなっている。脈動率は、脈動振幅Ｐａを平均空気量Ｇａｖｅで除した値であり、脈動率を脈動振幅比と称することもできる。上述したように、空気の流れに脈動が生じた場合は、出力信号の脈動振幅ＰａＡが真の脈動振幅ＰａＴに比べて小さくなる一方で、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡは真の平均空気量ＧａｖｅＴに比べて大きくなる。このため、出力信号の脈動率（図１２の実線）が真の脈動率（図１２の破線）に比べて小さくなる。この場合、出力信号の脈動率に対する脈動誤差Ｅｒｒの変化率が、真の脈動率に対する脈動誤差Ｅｒｒの変化率に比べて大きくなるため、出力信号の脈動率が誤差等で僅かに増減すると、この増減に伴って脈動誤差Ｅｒｒが大きく増減することになる。したがって、本実施形態とは異なり、脈動振幅Ｐａではなく脈動率と脈動誤差Ｅｒｒとの特性を用いて空気流量の補正を行う構成では、脈動誤差Ｅｒｒの取得精度が低下し、その結果、流量の補正精度が低下すると考えられる。
【００５７】
周波数算出部５９は、サンプリング部５４で取得した複数のサンプリング値から脈動周波数Ｆを算出する。周波数算出部５９は、例えば、図１３に示すように、２つのピークの間隔によって脈動周波数Ｆを算出する。図１３の例では、１つ目のピークの時間を第１ピーク時間Ｔ１１、２つ目のピークの時間を第２ピーク時間Ｔ１２とする。この場合、脈動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝１／（Ｔ１２−Ｔ１１）である。よって、周波数算出部５９は、１／（Ｔ１２−Ｔ１１）を演算することで、脈動周波数Ｆを得ることができる。
【００５８】
また、周波数算出部５９は、図１４に示すように、閾値Ｇｓを跨ぐ時間によって脈動周波数Ｆを算出してもよい。図１４の例では、閾値Ｇｓと交差する１つ目の時間を第１交差時間Ｔ２１、閾値Ｇｓと交差する２つ目の時間を第２交差時間Ｔ２２とする。この場合、脈動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝１／（Ｔ２２−Ｔ２１）である。よって、周波数算出部５９は、１／（Ｔ２２−Ｔ２１）を演算することで、脈動周波数Ｆを得ることができる。さらに、周波数算出部５９は、フーリエ変換によって脈動周波数Ｆを算出してもよい。
【００５９】
脈動誤差算出部６０は、脈動振幅Ｐａに相関した、空気流量の脈動誤差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、脈動振幅Ｐａに相関した、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、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。脈動誤差算出部６０についての詳細な説明は後述する。
【００６０】
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。従って、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、出力値が出力空気流量変換テーブル５３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。
【００６３】
脈動誤差補正部６１は、脈動誤差算出部６０にて予測した脈動誤差Ｅｒｒ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。
【００６４】
例えば、脈動誤差補正部６１は、演算や、脈動誤差Ｅｒｒと補正量Ｑとが関連付けられたマップなどを用いて、予測した脈動誤差Ｅｒｒから補正量Ｑを得る。そして、例えば、脈動誤差補正部６１は、平均空気量Ｇａｖｅに補正量Ｑを加算することで、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正することができる。
【００６５】
つまり、補正量ＱがマイナスＱ１の場合、脈動誤差補正部６１は、平均空気量ＧａｖｅにマイナスＱ１を加算、すなわち、平均空気量ＧａｖｅからＱ１を減算することで、脈動誤差Ｅｒｒが低減された補正後の空気流量を得ることができる。また、補正量ＱがプラスＱ２の場合、脈動誤差補正部６１は、平均空気量ＧａｖｅにＱ２を加算することで、脈動誤差Ｅｒｒが低減された補正後の空気流量を得ることができる。しかしながら、本開示は、これに限定されず、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正することができれば採用できる。
【００６６】
なお、本実施形態では、平均空気量Ｇａｖｅを対象として、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。脈動誤差補正部６１は、平均空気量算出部５７で演算される前の値を対象として、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正してもよい。
【００６７】
脈動補正後流量出力部６２は、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を出力する。本実施形態では、脈動誤差補正部６１によって補正された空気流量をＥＣＵ４６に出力する脈動補正後流量出力部６２を採用している。
【００６８】
ここでは、脈動誤差算出部６０について、図６、図１５〜図１９を参照しつつ説明する。図６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。
【００６９】
Ｅｒｒ＝Ａｎｎ×Ｐａ＋Ｂｎｎ…（式３）
上述したように、脈動特性では脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとがほぼ比例関係になっており、図１５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。脈動特性の近似線については、上記式３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。なお、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。
【００７０】
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１６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、図１６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。
【００７１】
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。
【００７２】
上述したように、センシング部２２の出力値から得られる波形では、平均空気量Ｇａｖｅが大きいほど脈動振幅Ｐａが大きくなる。換言すれば、平均空気量Ｇａｖｅが小さいほど脈動振幅Ｐａが小さくなる。このため、図１７に示すように、脈動特性においては、傾きＡｎｎ及び切片Ｂｎｎに加えて、脈動振幅Ｐａの上限値Ｐａｎｎが平均空気量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。脈動誤差Ｅｒｒも、脈動振幅Ｐａの上限値Ｐａｎｎに対応した上限値Ｅｒｒｎｎを有している。
【００７３】
例えば、参照マップにおいて、平均空気量Ｇａｖｅ及び脈動周波数Ｆのマップ値Ｇ１，Ｆ１に対応する脈動特性は、傾きＡ１１、切片Ｂ１１、脈動振幅Ｐａの上限値Ｐａ１１、脈動誤差Ｅｒｒの上限値Ｅｒｒ１１を有している。同様に、マップ値Ｇ２，Ｆ１に対応する脈動特性は、傾きＡ１２、切片Ｂ１２、脈動振幅Ｐａの上限値Ｐａ１２、脈動誤差Ｅｒｒの上限値Ｅｒｒ１２を有している。
【００７４】
出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡが平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１〜Ｇｎのいずれにも該当しない場合、これらマップ値Ｇ１〜Ｇｎのうち出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡに近い値の脈動特性を用いて脈動誤差Ｅｒｒを算出する方法が考えられる。ところが、この方法では、脈動誤差Ｅｒｒの算出に用いる脈動特性が、厳密には出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡに対応する脈動特性ではないため、脈動誤差Ｅｒｒの算出誤差が大きくなることが懸念される。また、マップ値Ｇ１〜Ｇｎのうち、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡより小さい値に対応する脈動特性が選択された場合には、出力信号の脈動振幅ＰａＡが、選択された脈動特性での脈動振幅Ｐａの上限値より大きい可能性が高い。この場合、選択された脈動特性には、出力信号の脈動振幅ＰａＡに対応する脈動誤差Ｅｒｒが含まれていないため、脈動誤差Ｅｒｒを算出できない又は算出できても算出精度が低下することが懸念される。
【００７５】
そこで、本実施形態では、脈動誤差算出部６０が、参照マップのうち複数の脈動特性を用いて脈動誤差Ｅｒｒを算出する脈動誤差算出処理を行う。この脈動誤差算出処理について、図１８のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、本脈動誤差算出処理は、出力信号について、平均空気量ＧａｖｅＡ、脈動周波数ＦＡ及び脈動振幅ＰａＡを既に取得した状態で参照マップを用いて脈動誤差ＥｒｒＡを算出する処理である。
【００７６】
図１８において、ステップＳ１０１では、参照マップについて脈動特性を複数選択する。ここでは、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１〜Ｇｎのうち出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡに近いマップ値を選択し、脈動周波数Ｆのマップ値Ｆ１〜Ｆｎのうち出力信号の脈動周波数ＦＡに近いマップ値を選択する。具体的には、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１〜Ｇｎのうち、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとの差が最も小さい方から数えて少なくとも２つのマップ値を選択する。同様に、脈動周波数Ｆのマップ値Ｆ１〜Ｆｎのうち、出力信号の脈動周波数ＦＡとの差が最も小さい方から数えて少なくとも２つのマップ値を選択する。例えば、平均空気量Ｇａｖｅ及び脈動周波数Ｆについてマップ値を２つずつ選択することで、脈動特性を４つ選択する。
【００７７】
Ｋｎ＝Ｇｎ／ＧａｖｅＡ…（式４）
ステップＳ１０２では、選択した脈動特性のそれぞれについてマップ変換係数Ｋｎを算出する。マップ変換係数Ｋｎは、選択した脈動特性に対応する平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎと出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとの比であり、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎを出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡで除した値である。この場合、マップ変換係数Ｋｎを算出するための上記式４が成り立つ。なお、マップ変換係数Ｋｎが変換係数に相当する。また、処理部４５においてマップ変換係数Ｋｎを算出する機能がマップ変換係数算出部６０ａであり、このマップ変換係数算出部６０ａは脈動誤差算出部６０に含まれている（図６参照）。
【００７８】
ＰａＫｎ＝ＰａＡ×Ｋｎ…（式５）
ステップＳ１０３では、選択した脈動特性のそれぞれについて変換振幅ＰａＫｎを算出する。変換振幅ＰａＫｎは、選択した脈動特性に含まれた値であって、この脈動特性において脈動振幅Ｐａの上限値Ｐａｎｎより小さい値になっている。変換振幅ＰａＫｎは、出力信号の脈動振幅ＰａＡとマップ変換係数Ｋｎとの積により算出される。この場合、変換振幅ＰａＫｎを算出するための上記式５が成り立つ。
【００７９】
ＥｒｒＫｎ＝Ａｎｎ×ＰａＫｎ＋Ｂｎｎ…（式６）
ステップＳ１０４では、選択した脈動特性のそれぞれについて変換誤差ＥｒｒＫｎを算出する。変換誤差ＥｒｒＫｎは、選択した脈動特性において変換振幅ＰａＫｎに対応した値であって、この脈動特性において脈動誤差Ｅｒｒの上限値Ｅｒｒｎｎより小さい値になっている。この場合、変換誤差ＥｒｒＫｎを算出するための上記式６が成り立つ。なお、変換誤差ＥｒｒＫｎが補正パラメータに相当する。
【００８０】
ステップＳ１０５では、選択した脈動特性のそれぞれについて取得された、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎと脈動周波数Ｆのマップ値Ｆｎと変換誤差ＥｒｒＫｎとを用いて、変換後の脈動誤差ＥｒｒＡを算出する。ここでは、まず、選択した脈動特性のそれぞれについて、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎと脈動周波数Ｆのマップ値Ｆｎと変換誤差ＥｒｒＫｎとの関係を示す相関点Ｘｎｎを取得する。そして、出力値について脈動振幅ＰａＡに対応する脈動誤差ＥｒｒＡを、複数の相関点Ｘｎｎを補間することで算出する。
【００８１】
例えば、選択した脈動特性が４つある場合には、これら脈動特性に合わせて取得された４つの相関点Ｘｎｎを通る仮想の平坦面を補間面として設定することでこれら相関点Ｘｎｎを補間する。この補間面において、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡ及び出力信号の脈動周波数ＦＡを有する脈動誤差Ｅｒｒを、変換後の脈動誤差ＥｒｒＡとして取得する。なお、変換後の脈動誤差ＥｒｒＡが補間パラメータに相当する。
【００８２】
処理部４５の脈動誤差算出部６０は、脈動誤差算出処理の各ステップを実行する機能を有している。ステップＳ１０１の処理を実行する機能が特性選択部に相当し、ステップＳ１０２の処理を実行する機能が係数算出部及びマップ変換係数算出部６０ａに相当し、ステップＳ１０３の処理を実行する機能が振幅変換部に相当する。ステップＳ１０４の処理を実行する機能が補正パラメータ取得部に相当し、ステップＳ１０５の処理を実行する機能が補間パラメータ取得部に相当する。
【００８３】
次に、脈動誤差算出処理により変換後の脈動誤差ＥｒｒＡが算出される場合の一例について、図１７、図１８を参照しつつ説明する。ここでの説明では、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡが、参照マップにおいて平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１，Ｇ２の間の値であり、上記ステップＳ１０１にて、マップ値Ｇ１，Ｇ２，Ｆ１，Ｆ２に該当する４つの脈動特性が選択されたとする。ここでは、これら脈動特性をＭ１１，Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ２２と称する。
【００８４】
上記ステップＳ１０２にて算出されるマップ変換係数Ｋｎは、脈動特性Ｍ１１，Ｍ２１が共通でマップ変換係数Ｋ１となり、脈動特性Ｍ１２，Ｍ２２が共通でマップ変換係数Ｋ２となる。
【００８５】
同様に、上記ステップＳ１０３にて算出される変換振幅ＰａＫｎも、脈動特性Ｍ１１，Ｍ２１が共通で変換振幅ＰａＫ１となり、脈動特性Ｍ１２，Ｍ２２が共通で変換振幅ＰａＫ２となる。この場合、図１７に示すように、脈動特性Ｍ１１においては、変換振幅ＰａＫ１が、変換後の脈動誤差ＥｒｒＡより小さくなったことで上限値Ｐａ１１より小さくなっている。脈動特性Ｍ１２においては、変換振幅ＰａＫ２が、上限値Ｐａ１２より大きくならない範囲で、変換後の脈動誤差ＥｒｒＡより大きくなっている。
【００８６】
上記ステップＳ１０４にて算出される変換誤差ＥｒｒＫｎも、脈動特性Ｍ１１，Ｍ２１が共通で変換誤差ＥｒｒＫ１となり、脈動特性Ｍ１２，Ｍ２２が共通で変換誤差ＥｒｒＫ２となる。この場合、図１７に示すように、脈動特性Ｍ１１においては変換振幅ＰａＫ１に対応する脈動誤差Ｅｒｒが変換誤差ＥｒｒＫ１となり、脈動特性Ｍ１２においては変換振幅ＰａＫ２に対応する脈動誤差Ｅｒｒが変換誤差ＥｒｒＫ２となる。
【００８７】
上記ステップＳ１０５にて取得される相関点Ｘｎｎは、脈動特性Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ２２のそれぞれについて相関点Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ２１，Ｘ２２となる。また、同じくステップＳ１０５にて設定される補間面は、これら相関点Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ２１，Ｘ２２の全てを通っている。そして、図１９に示すように、この相関面において出力信号の脈動振幅ＰａＡに対応する脈動誤差Ｅｒｒが変換後の脈動誤差ＥｒｒＡとして取得される。図１９においては、Ｘ軸に脈動振幅Ｐａをとり、Ｙ軸に脈動誤差Ｅｒｒをとり、Ｚ軸に脈動周波数Ｆをとっている。そして、相関点Ｘ２１，Ｘ２２が相関点Ｘ１１，Ｘ１２に対してＺ軸方向にずれた位置にあるとして、これら相関点Ｘ２１，Ｘ２２の図示を省略している。なお、脈動振幅Ｐａ、脈動誤差Ｅｒｒ及び脈動周波数Ｆは３つの軸のいずれかにとられていればよい。
【００８８】
ここまで説明した本実施形態によれば、脈動特性を介して脈動誤差Ｅｒｒの算出に用いられる脈動振幅Ｐａは、脈動率や脈動振幅比とは異なり、平均空気量Ｇａｖｅを分母にして算出された値ではない。このため、吸気通路１２にて逆流が発生した場合に、計測出口３６に流入しにくいことに起因して出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡが真の平均空気量ＧａｖｅＴより小さくなっても、出力信号の脈動振幅ＰａＡは真の脈動振幅ＰａＴより小さくなりにくい。この場合、真の脈動振幅ＰａＴに対する出力信号の脈動振幅ＰａＡの減少度合いは、真の平均空気量ＧａｖｅＴに対する出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡの減少度合いより小さくなっている。このため、脈動振幅Ｐａを用いて脈動誤差Ｅｒｒを算出することで、脈動誤差Ｅｒｒの算出精度を高めることができる。したがって、脈動誤差Ｅｒｒを用いて空気流量の補正を行う本実施形態では、吸気通路１２において空気の逆流が発生した場合での空気流量の補正精度を高めることができる。
【００８９】
また、平均空気量Ｇａｖｅや脈動周波数Ｆ、脈動振幅Ｐａといった脈動条件を引数に↓脈動特性の回路補正に関して、脈動率ではなく脈動振幅Ｐａを用いることで、引数算出のロバスト性を向上させることができる。
【００９０】
本実施形態によれば、参照マップが有する複数の脈動特性のうち選択された脈動特性についてマップ変換係数Ｋｎが算出される。このため、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡに一致する値が、参照マップのマップ値Ｇ１〜Ｇｎに含まれていなくても、出力信号の脈動振幅ＰａＡを、選択された脈動特性の脈動振幅Ｐａに含まれる変換振幅ＰａＫｎに変換することができる。この場合、選択された脈動特性において、変換振幅ＰａＫｎに対応する脈動誤差Ｅｒｒを変換誤差ＥｒｒＫｎとして算出できるため、脈動特性を介して算出する変換誤差ＥｒｒＫｎの算出精度を高めることができる。したがって、このように算出精度の高い変換誤差ＥｒｒＫｎを空気流量の補正に用いることで、その補正精度を高めることができる。
【００９１】
本実施形態によれば、参照マップにおいて複数の脈動特性が選択されるため、選択された脈動特性のそれぞれを用いて出力信号の脈動振幅ＰａＡから変換誤差ＥｒｒＫｎを算出できる。このように、複数の脈動特性のそれぞれに対応した変換誤差ＥｒｒＫｎが複数算出されるため、変換誤差ＥｒｒＫｎを用いた空気流量の補正精度が１つの脈動特性に依存するということを回避できる。すなわち、複数の脈動特性を用いて空気流量の補正を行うことで、その補正精度を高めることができる。
【００９２】
本実施形態によれば、複数の脈動特性のそれぞれについて算出された変換誤差ＥｒｒＫｎを補間することで変換後の脈動誤差ＥｒｒＡが算出される。このため、単に複数の変換誤差ＥｒｒＫｎの平均をとることで変換後の脈動誤差ＥｒｒＡを算出する構成に比べて、変換後の脈動誤差ＥｒｒＡの算出精度を高めることができる。
【００９３】
本実施形態によれば、参照マップに含まれるマップ値Ｇ１〜Ｇｎのうち、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとの差が最も小さい方から数えて少なくとも２つのマップ値に対応する脈動特性を選択する。この場合、参照マップが有する複数の脈動特性のうち、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡが有する脈動特性に近い脈動特性を用いて、変換振幅ＰａＫｎや変換誤差ＥｒｒＫｎを算出できる。したがって、変換振幅ＰａＫｎや変換誤差ＥｒｒＫｎの算出精度を高めることができ、ひいては、空気流量の補正精度を高めることができる。
【００９４】
本実施形態によれば、参照マップにおいては、脈動特性が、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１〜Ｇｎと脈動周波数Ｆのマップ値Ｆ１〜Ｆｎの両方に対応している。このように、参照マップにおいては脈動特性がきめ細かく設定されているため、実際に吸気通路１２を流れている空気が有する脈動特性に近い脈動特性を参照マップに含ませておくことができる。このため、脈動特性を用いて変換振幅ＰａＫｎや変換誤差ＥｒｒＫｎを算出する場合の算出精度を高めることができる。
【００９５】
本実施形態によれば、脈動特性においては、脈動振幅Ｐａに対応する補正パラメータが脈動誤差Ｅｒｒとされているため、参照マップに含まれた脈動特性の信頼性を高めることができる。これは、脈動振幅Ｐａが大きくなるほど脈動誤差Ｅｒｒが大きくなると考えられるということからして、脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとの相関が比較的強いためである。例えば、脈動特性において、空気流量を補正した補正結果である補正流量が脈動振幅Ｐａに対応する補正パラメータとされた構成では、補正流量と脈動振幅Ｐａとの相関が比較的弱いため、参照マップに含まれた脈動特性の信頼性が低下することが懸念される。
【００９６】
本実施形態によれば、計測流路３２の計測出口３６においては、その一部が流出口３４とは反対側を向き、残りの部分が幅方向Ｘを向いている。すなわち、計測出口３６が流出口３４と同じ側を向いていない。この構成では、吸気通路１２にて発生した逆流が計測出口３６に流入しにくくなっており、逆流による動圧が計測流路に付与されにくくなっている。このため、逆流発生時において、出力値の平均空気量ＧａｖｅＡと真の平均空気量ＧａｖｅＴとの差異が大きくなることに起因して空気流量の補正精度が低下することが懸念される。これに対して、上述したように、平均空気量Ｇａｖｅを用いない脈動振幅Ｐａと脈動誤差Ｅｒｒとの関係を示す脈動特性が空気流量の補正に用いられる。このため、計測出口３６の向きが逆流発生時に空気流量の補正精度が低下しやすい向きになっていても、その補正精度を高めることができる。
【００９７】
（第２実施形態）
図２０、図２１、図２２を用いて、第２実施形態のエアフロメータ１０に関して説明する。本実施形態では、平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘを計測する計測期間の決め方が上記第１実施形態と異なる。エアフロメータ１０は、サンプリング部５４と上極値判定部５５のかわりに、脈動周期算出部５４ａと計測期間算出部５４ｂとを備えている。
【００９８】
脈動周期算出部５４ａは、空気の脈動周期を演算する。詳述すると、脈動周期算出部５４ａは、出力空気流量変換テーブル５３によって変換された空気流量を用いて脈動周期を演算する。
【００９９】
計測期間算出部５４ｂは、平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘを求める計測期間を、脈動周期算出部５４ａで得られた脈動周期に応じて変更する。詳述すると、計測期間算出部５４ｂは、脈動周期が長い場合、脈動周期が短い場合よりも計測期間を長くする。例えば、計測期間算出部５４ｂは、脈動周期算出部５４ａで得られた脈動周期である１周期を計測期間とする。
【０１００】
例えば、図２１に示すように、脈動周期に対して計測期間が短かった場合、真の脈動最大値ＧｍａｘＴと計測期間中の脈動最大値Ｇｍａｘに誤差が生じる。同様に、真の平均空気量ＧａｖｅＴと計測期間中の平均空気量Ｇａｖｅに誤差が生じる。よって、この場合は、脈動誤差Ｅｒｒや補正量Ｑの精度が低下する。
【０１０１】
また、図２２に示すように、脈動周期に対して計測期間が長かった場合、平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘを得るまでの時間が長くなる。よって、この場合は、脈動誤差Ｅｒｒや補正量Ｑを得るまでの時間が長く、応答性が悪化する。
【０１０２】
しかしながら、エアフロメータ１０は、上記のように脈動周期に応じて計測期間を変更するため、平均空気量Ｇａｖｅと脈動最大値Ｇｍａｘの算出精度を向上できるとともに、応答性を向上できる。当然ながら、本実施形態のエアフロメータ１０は、上記第１実施形態のエアフロメータ１０と同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
（第３実施形態）
図２３、図２４、図２５を用いて、第３実施形態のエアフロメータ１０に関して説明する。本実施形態では、図２３に示すように、処理部４５がダクト径記憶部７１を備えており、このダクト径記憶部７１は、エアフロメータ１０が搭載されるダクトの径であるダクト径Ｈを記憶している。処理部４５においては、ダクト径記憶部７１に記憶されたダクト径Ｈが脈動誤差算出部６０に入力される。
【０１０４】
脈動誤差Ｅｒｒと脈動振幅Ｐａとの関係は、複数の脈動周波数Ｆと複数の平均空気量Ｇａｖｅの各組み合わせで異なる。さらに、脈動誤差Ｅｒｒと脈動振幅Ｐａとの関係は、平均空気量Ｇａｖｅと脈動周波数Ｆとが同じであっても、ダクト径Ｈによりダクト内の流速分布が変化するため、ダクト径Ｈによって異なる。図２５には、あるダクト径Ｈである場合の脈動誤差Ｅｒｒと脈動振幅Ｐａとの関係を示している。これが、図２４で示したように、ダクト径Ｈに応じて異なる。
【０１０５】
そこで、脈動誤差算出部６０は、脈動振幅Ｐａと脈動周波数Ｆと平均空気量Ｇａｖｅとダクト径Ｈを用いて脈動誤差Ｅｒｒを予測する。つまり、脈動誤差算出部６０は、脈動振幅Ｐａ、脈動周波数Ｆ、平均空気量Ｇａｖｅに加えて、さらにダクト径Ｈにも相関した脈動誤差Ｅｒｒを予測する。この場合、脈動誤差算出部６０は、例えば、図２４に示す３次元マップと、数３に示す誤差予測式とを用いて脈動振幅Ｐａと脈動周波数Ｆと平均空気量Ｇａｖｅとダクト径Ｈとに相関した脈動誤差Ｅｒｒを予測する。
【０１０６】
エアフロメータ１０は、図２４に示すような３次元マップを備えている。この３次元マップは、ダクト径Ｈのマップ値Ｈ１〜Ｈｎのそれぞれに対応した２次元マップを有している。この２次元マップにおいては、平均空気量Ｇａｖｅと脈動周波数Ｆの複数の組み合わせと、各組み合わせに相関する傾きＣｎｎｎと切片Ｂｎｎｎの組み合わせとが関連付けられている。詳述すると、各２次元マップは、例えば、一方の軸に平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇａｖｅ１〜Ｇａｖｅｎをとり、他方の軸に脈動周波数Ｆのマップ値Ｆ１〜Ｆｎをとっている。また、２次元マップにおいては、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇａｖｅ１〜Ｇａｖｅｎと脈動周波数Ｆのマップ値Ｆ１〜Ｆｎとの各組み合わせに傾きＣｎｎｎと切片Ｂｎｎｎの組み合わせのそれぞれが関連付けられている。傾きＣｎｎｎと切片Ｂｎｎｎのそれぞれは、実機を用いた実験やシミュレーションによって得ることができる。この各２次元マップに関しては、上記第１実施形態の参照マップと同様である。
【０１０７】
脈動誤差算出部６０は、例えば、ダクト径Ｈ、脈動周波数Ｆ及び平均空気量Ｇａｖｅの各マップ値がＨ１，Ｆ１，Ｇａｖｅ１の場合、マップを用いることで傾きＣ１１１と切片Ｂ１１１を取得する。
【０１０８】
本実施形態によれば、脈動振幅Ｐａと平均空気量Ｇａｖｅと脈動周波数Ｆとダクト径Ｈに相関した脈動誤差Ｅｒｒを予測して、脈動誤差Ｅｒｒを用いて補正される。このため、脈動振幅Ｐａに対応した脈動誤差Ｅｒｒだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
【０１０９】
（第４実施形態）
図２６を用いて、第４実施形態のエアフロメータ１０に関して説明する。本実施形態では、エアフロメータ１０にセンシング部２２が設けられており、ＥＣＵ４６に処理部４５が設けられている点が上記第１実施形態と異なる。つまり、本実施形態では、本開示をＥＣＵ４６に設けられた処理部４５に適用した例とみなすことができる。なお、本開示は、処理部４５に加えて、センシング部２２を含んでいてもよい。
【０１１０】
このため、エアフロメータ１０とＥＣＵ４６は、エアフロメータ１０と同様の効果を奏することができる。さらに、エアフロメータ１０は、処理部４５を備えていないため、エアフロメータ１０よりも処理負荷を低減できる。また、本実施形態では、ＥＣＵ４６が、脈動振幅Ｐａや脈動周波数Ｆの算出などを行うことになる。
【０１１１】
（第５実施形態）
図２７、図２８を用いて、第５実施形態のエアフロメータ１０に関して説明する。本実施形態では、図２７に示すように、処理部４５がフィルタ部７２を含んでいる。
【０１１２】
フィルタ部７２は、サンプリング部５４及び上極値判定部５５よりも前に設けられている。フィルタ部７２は、出力信号である出力値にフィルタ処理を実施し、処理後出力値を出力する。本実施形態では、出力空気流量変換テーブル５３とサンプリング部５４及び上極値判定部５５との間にフィルタ部７２が設けられた処理部４５を採用している。なお、処理後出力値は、処理後出力信号とも言える。
【０１１３】
フィルタ部７２は、例えばローパスフィルタを採用できる。図２８に示す波形は、破線がフィルタ処理前の出力信号であり、実線がフィルタ処理後の出力信号である。なお、図２８におけるフィルタ処理後の出力信号は、フィルタ部７２として時定数３ｍｓのローパスフィルタを採用した場合の処理後出力信号である。
【０１１４】
このため、平均空気量算出部５７は、出力値としての処理後出力値から平均空気量Ｇａｖｅを算出する。脈動最大値算出部５６は、出力値としての処理後出力値から脈動最大値Ｇｍａｘを求める。
【０１１５】
本実施形態によれば、図２８に示すように、出力値にノイズが重畳していた場合であっても、電気ノイズや乱流による出力の乱れの影響を低減することができ、上極値の検出精度を向上できる。
【０１１６】
（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。
【０１１７】
変形例１として、周波数算出部５９がＥＣＵ４６からの信号に基づいて脈動周波数Ｆを算出してもよい。例えば、図２９に示すように、周波数算出部５９がＥＣＵ４６に電気的に接続された構成とする。周波数算出部５９は、例えば、ＥＣＵ４６からエンジン出力軸の回転速度としてエンジン回転速度を示す信号や、クランク角センサのセンサ信号などを取得する。そして、周波数算出部５９は、ＥＣＵ４６から取得した信号に基づいて脈動周波数を算出する。この場合、周波数算出部５９は、例えば、エンジン回転速度と脈動周波数Ｆとが関連付けられたマップなどを用いて、脈動周波数Ｆを取得してもよい。この構成では、ＥＣＵ４６からの情報に基づいて脈動周波数を取得するため、サンプリング部５２で取得した複数のサンプリング値から脈動周波数を算出する場合よりも、処理部４５の処理負荷を低減できる。
【０１１８】
変形例２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３０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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
変形例３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。
【０１２１】
変形例４として、脈動誤差補正部６１が空気流量の補正に用いる補正量Ｑや、脈動誤差補正部６１により補正された補正後の空気流量である補正値が、補正パラメータとして脈動特性に含まれていてもよい。この脈動特性では、脈動振幅Ｐａと補正量や補正値との関係が示されており、脈動誤差算出処理のステップＳ１０４では、変換振幅ＰａＫｎに対応した補正量や補正値が脈動特性を介して変換された変換値として取得される。
【０１２２】
変形例５として、脈動誤差算出処理のステップＳ１０１では、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１〜Ｇｎと出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとの差に関係なく脈動特性を選択してもよい。この場合でも、選択した脈動特性について、マップ変換係数Ｋｎを算出して変換振幅ＰａＫｎを算出することで、変換振幅ＰａＫｎを算出しない構成に比べて、空気流量の補正精度を高めることができる。
【０１２３】
変形例６として、脈動誤差算出処理のステップＳ１０１では、参照マップの脈動特性を複数選択していたが、選択する脈動特性は１つでもよい。例えば、選択した脈動特性が１つであっても、その１つの脈動特性について、マップ変換係数Ｋｎを算出して変換振幅ＰａＫｎを算出することで、空気流量の補正精度を高めることができる。
【０１２４】
変形例７として、マップ変換係数Ｋｎは、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとマップ値Ｇｎとの関係を数値化できれば、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎを出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡで除した値でなくてもよい。例えば、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡを平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎで除した値でもよい。また、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとマップ値Ｇ１との差を算出し、この差と出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡ又は平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇ１との比をマップ変換係数Ｋｎとしてもよい。
【０１２５】
変形例８として、参照マップにおいて、平均空気量Ｇａｖｅのマップ値Ｇｎが同じ値であっても脈動周波数Ｆのマップ値Ｆｎが異なっていれば、異なるマップ変換係数Ｋｎが設定されてもよい。例えば、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡとマップ値Ｇｎとを用いてマップ変換係数Ｋｎを算出する場合に、脈動周波数Ｆのマップ値Ｆｎが大きいほどマップ変換係数Ｋｎを大きい値に設定する、という構成にする。
【０１２６】
変形例９として、脈動誤差算出処理では、出力信号の脈動振幅ＰａＡを変換振幅ＰａＫｎに変換せずに、選択した脈動特性において出力信号の脈動振幅ＰａＡが対応する脈動誤差Ｅｒｒをそのまま空気流量の補正に用いてもよい。このように、マップ変換係数Ｋｎを用いずに空気流量の補正が行われる構成でも、脈動特性に脈動率や脈動振幅比ではなく脈動振幅Ｐａが含まれているため、空気流量の補正精度を高めることができる。
【０１２７】
変形例１０として、脈動誤差算出処理のステップＳ１０５では、出力信号の平均空気量ＧａｖｅＡや出力信号の脈動振幅ＰａＡを用いて、複数の相関点Ｘｎｎについて重み付けを行い、その重み付けに応じて湾曲した面を補間面として設定してもよい。また、複数の相関点Ｘｎｎを補間するのは面ではなく線でもよい。
【０１２８】
変形例１１として、脈動誤差算出処理のステップＳ１０５では、平均空気量Ｇａｖｅと変換誤差ＥｒｒＫｎとの相関で相関点Ｘｎｎを取得していたが、脈動振幅Ｐａと変換誤差ＥｒｒＫｎとの相関で相関点Ｘｎｎを取得してもよい。
【０１２９】
変形例１２として、脈動誤差算出処理のステップＳ１０５では、複数の相関点Ｘｎｎを補間するのではなく、これら相関点Ｘｎｎの各変換誤差ＥｒｒＫｎの平均値を変換後の脈動誤差ＥｒｒＡとして算出してもよい。また、各相関点Ｘｎｎについて、それぞれの変換振幅ＰａＫｎと出力信号の脈動振幅ＰａＡとの差に応じた重み付けを各変換誤差ＥｒｒＫｎに加えた上で、これら変換誤差ＥｒｒＫｎの平均値を変換後の脈動誤差ＥｒｒＡとしてもよい。
【０１３０】
変形例１３として、補正特性としての脈動特性を複数有する参照情報として参照マップが用いられたが、参照情報としては、補正パラメータとしての脈動誤差Ｅｒｒと脈動振幅Ｐａとの関係を示していれば、数式やデータベースなどでもよい。
【０１３１】
変形例１４として、脈動振幅算出部５８は、出力信号について脈動最大値ＧｍａｘＡと平均空気量ＧａｖｅＡとの差ではなく、脈動最大値ＧｍａｘＡと脈動最小値ＧｍｉｎＡとの差を脈動振幅ＰａＡとして算出してもよい。
【０１３２】
変形例１５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】
【０１３３】
１０…流量計測装置としてのエアフロメータ、２１…ハウジング、２４ｂ…端面及び流入面としての上流外面、２４ｄ…端面としての下流外面、２２…センシング部、３１…通過流路、３２…分岐流路としての計測流路、３３…流入口、３４…流出口、３６…分岐出口としての計測出口、４５…計測制御装置及び計測制御部としての処理部、５７…平均算出部としての平均空気量算出部、５８…振幅算出部としての脈動振幅算出部、５９…周波数算出部、６１…流量補正部としての脈動誤差補正部、ＥｒｒＡ…補間パラメータとしての変換後の脈動誤差、ＥｒｒＫｎ…補正パラメータ及び脈動誤差としての変換誤差、Ｆ…脈動周波数、ＧａｖｅＡ…出力信号の平均空気量、ＧｍａｘＡ…出力信号の脈動最大値、ＧｍｉｎＡ…出力信号の脈動最小値、Ｋｎ…変換係数としてのマップ変換係数、ＰａＡ…出力信号の脈動振幅、ＰａＫｎ…変換振幅、Ｓ１０１…特性選択部、Ｓ１０２…係数算出部、Ｓ１０３…振幅変換部、Ｓ１０４…補正パラメータ取得部、Ｓ１０５…補間パラメータ取得部、Ｘ…直交した方向としての幅方向、Ｚ…並び方向としての奥行き方向。
【図１】
2019191077.tif 000003
【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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