(57)【要約】【課題】脈動誤差を補正するために通信負荷が増加することを抑制できる空気流量計測装置、及び空気流量計測システムを提供すること。【解決手段】エアフロメータは、空気が流れる環境に配置されるセンシング部の出力信号に基づいて空気流量を測定し、空気流量をＥＣＵに出力する処理部１２０を備えている。処理部１２０は、出力信号に基づいて、空気流量を取得する吸入空気流量演算部３０と、取得した空気流量に基づいて、脈動誤差を補正するための脈動補正情報を取得する引数取得部４０及び脈動補正値演算部５０を備えている。さらに、処理部１２０は、空気流量に加えて、脈動補正情報をＥＣＵに出力するエアフロメータ出力部６０を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流れる環境に配置されるセンシング部（１１０）の出力信号に基づいて空気流量を測定し、前記空気流量を電子装置に出力する空気流量計測装置であって、
前記出力信号に基づいて、前記空気流量を取得する流量取得部（３０）と、
前記流量取得部で取得した前記空気流量に基づいて、前記空気の脈動による前記空気流量の誤差である脈動誤差を補正するための脈動補正情報を取得する補正情報取得部（４０、５０）と、
前記空気流量に加えて、前記脈動補正情報を前記電子装置に出力する出力部（６０）と、を備えている空気流量計測装置。
【請求項２】
前記補正情報取得部は、前記脈動補正情報を取得するために、前記出力信号に基づいて、前記脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数である前記空気の脈動波形における脈動率又は脈動振幅を取得する請求項１に記載の空気流量計測装置。
【請求項３】
前記補正情報取得部は、前記脈動補正情報を取得するために、前記出力信号に基づいて、前記脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数である前記空気における脈動波形の脈動周波数をさらに取得する請求項２に記載の空気流量計測装置。
【請求項４】
前記補正情報取得部は、前記脈動補正情報を取得するために、前記出力信号に基づいて、前記脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数である前記空気流量の平均流量をさらに取得する請求項２又は３に記載の空気流量計測装置。
【請求項５】
前記補正情報取得部は、前記脈動補正情報として、前記引数を用いて前記補正値を取得し、
前記出力部は、前記脈動補正情報として、前記補正値を前記電子装置に出力する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記引数を前記脈動補正情報として前記電子装置に出力する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
【請求項７】
前記流量取得部で取得した前記空気流量の脈動周期の平均値を算出する平均算出部（７０）をさらに備え、
前記出力部は、前記空気流量として、前記平均算出部にて算出した前記平均値を出力する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気流量計測装置と、前記電子装置とを備えた空気流量計測システムであって、
前記電子装置は、前記空気流量計測装置から出力された前記空気流量と前記脈動補正情報とを取得し、前記脈動補正情報に基づいて前記空気流量を補正する脈動誤差補正部（２１１）を有している空気流量計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空気流量計測装置、及び空気流量計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示された内燃機関の制御装置がある。制御装置は、エアフローセンサの出力値に基づいて吸入空気流量を演算する。制御装置は、吸入空気流量の脈動振幅量及び平均空気流量から脈動振幅比を演算する脈動振幅比演算手段と、機関の回転数に起因する脈動周波数を演算する脈動周波数演算手段と、を備えている。さらに、制御装置は、脈動振幅比演算手段と脈動周波数演算手段とを用いて脈動誤差を算出する脈動誤差算出手段を備え、脈動誤差算出手段で算出した脈動誤差補正量に基づいて吸入空気流量を補正する。
【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】
しかしながら、上記制御装置では、脈動振幅比などの情報を正確に把握するために、脈動の波形を捉えることができるようにエアフローセンサの出力信号を十分にサンプリングすることが求められる。このため、制御装置では、エアフローセンサとの通信負荷が増えるという問題がある。
【０００５】
本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、脈動誤差を補正するために通信負荷が増加することを抑制できる空気流量計測装置、及び空気流量計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本開示は、
空気が流れる環境に配置されるセンシング部（１１０）の出力信号に基づいて空気流量を測定し、空気流量を電子装置に出力する空気流量計測装置であって、
出力信号に基づいて、空気流量を取得する流量取得部（３０）と、
流量取得部で取得した空気流量に基づいて、空気の脈動による空気流量の誤差である脈動誤差を補正するための脈動補正情報を取得する補正情報取得部（４０、５０）と、
空気流量に加えて、脈動補正情報を電子装置に出力する出力部（６０）と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
このように、本開示は、空気流量に加えて、脈動誤差を補正するための脈動補正情報を電子装置に出力するため、脈動誤差を補正するために電子装置が空気流量を、脈動補正をしない場合より高速にサンプリングする必要がない。よって、本開示は、脈動誤差を補正するために、電子装置と空気流量計測装置との間における通信負荷が増加することを抑制できる。
【０００８】
また、上記目的を達成するさらなる特徴は、上記空気流量計測装置と、電子装置とを備えた空気流量計測システムであって、
電子装置は、空気流量計測装置から出力された空気流量と脈動補正情報とを取得し、脈動補正情報に基づいて空気流量を補正する脈動誤差補正部（２１１）を有していることを特徴とする。
【０００９】
このように、本開示は、上記と同様の効果を奏することができる。さらに、電子装置は、空気流量計測装置から出力された脈動補正情報を取得するため、空気流量に基づいて脈動補正状態を取得する必要がない。このため、電子装置は、処理負荷が増加することを抑制しつつ、脈動誤差を補正することができる。
【００１０】
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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であって、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】
【００１１】
【図１】第１実施形態における空気流量計測システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における燃焼システムの概略構成を示す図面である。
【図３】第１実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図４】第２実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図５】第３実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図６】第３実施形態における流量と時間との関係を示す図である。
【図７】第４実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図８】第５実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図９】第５実施形態における補正係数を示すマップである。
【図１０】第５実施形態における脈動率と脈動誤差を示す図面である。
【図１１】第５実施形態における出力と補正のタイミングを示す図面である。
【図１２】第６実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図１３】第６実施形態における出力と補正のタイミングを示す図面である。
【図１４】第７実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図１５】第８実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図１６】第９実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図１７】第１０実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図１８】第１１実施形態におけるエアフロメータとＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図１９】本開示の出力パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
【００１３】
（第１実施形態）
図１、図２、図３を用いて、第１実施形態のエアフロメータ１００、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００に関して説明する。エアフロメータ１００は、空気流量計測装置としての処理部１２０を備えており、ＥＣＵ２００と通信可能に構成されている。よって、空気流量計測システムは、処理部１２０とＥＣＵ２００を含んでいると言える。また、本実施形態では、図２に示すように、エアフロメータ１００とＥＣＵ２００を燃焼システム１０に適用した例を採用する。ＥＣＵ２００は、電子装置に相当する。
【００１４】
図２に示す燃焼システム１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関１１、吸気通路１２、排気通路１３、エアクリーナ１４、エアフロメータ１００及びＥＣＵ２００などを有しており、例えば車両に搭載されている。また、燃焼システム１０は、スロットルバルブ１６、インジェクタ１７、空燃比センサ２１、クランク角センサ２２、カム角センサ２３なども含んでいる。
【００１５】
エアフロメータ１００は、吸気通路１２に設けられており、内燃機関１１に供給される吸入空気の流量や温度、湿度といった物理量を計測する機能を有している。エアフロメータ１００は、流体としての吸入空気を計測対象とした物理量計測装置と言える。吸入空気は、内燃機関１１の燃焼室１１ａに供給される空気であり、気体に相当する。なお、吸入空気を吸気と称することもできる。
【００１６】
エアフロメータ１００は、エアクリーナ１４の下流側において、吸気通路１２を形成する吸気管１２ａに取り付けられている。エアクリーナ１４は、吸入空気に混じった異物を取り除くエレメント１５を有しており、エアフロメータ１００にはエアクリーナ１４により清浄化された吸入空気が到達するようになっている。エレメント１５は、例えば合成繊維の不織布やろ紙などのろ材によって構成されている。なお、エアフロメータ１００に関しては、後程詳しく説明する。
【００１７】
エアフロメータ１００（処理部１２０）とＥＣＵ２００とは、信号線を介して接続され、通信可能に構成されている。処理部１２０とＥＣＵ２００との通信には、例えば、処理部１２０からＥＣＵ２００への単方向で、且つ、単一の信号線で２チャンネル分の信号が送信可能な通信プロトコルなどを採用できる。このため、処理部１２０は、後程説明する検出信号と脈動補正情報を単一の信号線でＥＣＵ２００に出力することができる。つまり、処理部１２０は、検出信号と脈動補正情報を同時に出力することができる。しかしながら、処理部１２０とＥＣＵ２００との通信は、これに限定されない。
【００１８】
ＥＣＵ２００は、燃焼システム１０の動作制御を行う制御装置である。ＥＣＵ２００は、図１に示すように、ＥＣＵ側プロセッサ２１０、ＥＣＵ側記憶部２２０、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。
【００１９】
ＥＣＵ側記憶部２２０は、ＥＣＵ側プロセッサ２１０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、データを一時的に格納する揮発性メモリなどを含んでいる。つまり、ＥＣＵ側記憶部２２０としては、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体が挙げられる。ＥＣＵ側記憶部２２０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とも言える。
【００２０】
ＥＣＵ２００は、例えば燃焼システム１０の動作制御を行うためのプログラムがＥＣＵ側記憶部２２０に記憶されており、このプログラムがＥＣＵ側プロセッサ２１０により実行される。ＥＣＵ２００は、ＥＣＵ側プロセッサ２１０がプログラムを実行しつつ、エアフロメータ１００による計測結果などを用いて、スロットルバルブ１６の開度の制御や、インジェクタ１７の燃料噴射量の制御といったエンジン制御を行う。このため、ＥＣＵ２００をエンジン制御装置と称し、燃焼システム１０をエンジン制御システムと称することもできる。
【００２１】
また、ＥＣＵ２００は、図３に示すように、エアフロメータ１００による計測結果である空気流量の脈動誤差を補正する脈動誤差補正部２１１を含んでいる。言い換えると、ＥＣＵ２００は、機能ブロックとして脈動誤差補正部２１１を含んでいる。脈動誤差補正部２１１に関しては、後程詳しく説明する。なお、計測結果である空気流量は、空気流量に応じた検出信号とも言える。さらに、空気流量は、吸気通路１２での吸入空気の流量である。
【００２２】
エアフロメータ１００は、燃焼システム１０に含まれる複数の計測部のひとつであり、このエアフロメータ１００を含めて複数の計測部がＥＣＵ２００に電気的に接続されている。これら計測部としては、空燃比センサ２１やクランク角センサ２２、カム角センサ２３などが挙げられ、これらセンサ２１〜２３は、それぞれ検出信号をＥＣＵ２００に対して出力する。空燃比センサ２１は、内燃機関１１の排気系に設けられており、排気通路１３を流れる排気の空燃比を検出する。クランク角センサ２２は、例えばシリンダブロックに取り付けられており、クランクシャフトの回転角を検出する。カム角センサ２３は、例えばシリンダヘッドに取り付けられており、カムシャフトの回転角を検出する。ＥＣＵ２００は、クランク角センサ２２やカム角センサ２３の検出信号を用いてエンジン回転数を取得する。
【００２３】
エアフロメータ１００は、図１に示すように、空気流量に応じた出力信号を出力するセンシング部１１０と、センシング部１１０からの出力信号に基づいて空気流量を計測する処理部１２０とを備えている。なお、出力信号は、流量信号と言い換えることもできる。
【００２４】
エアフロメータ１００は、特開２０１６−１０９６２５号公報などに開示されているように、例えば、通路形成部材に取り付けられた状態で吸気通路１２に配置される。つまり、センシング部１１０は、吸気通路１２の内部（主空気通路）を流れる吸気の一部が通過するバイパス通路（副空気通路）及びサブバイパス通路（副々空気通路）が形成される通路形成部材に取り付けられることで、サブバイパス通路に配置される。しかしながら、本開示は、これに限定されず、センシング部１１０が直接、主空気通路に配置されていてもよい。このように、センシング部１１０は、吸入空気が流れる環境において吸入空気に触れるように設けられていることになる。つまり、センシング部１１０は、空気が流れる環境に配置されている。
【００２５】
センシング部１１０は、処理部１２０に電気的に接続されており、バイパス流路での吸入空気の空気流量に応じた出力信号を処理部１２０に対して出力する。センシング部１１０は、発熱抵抗体や測温抵抗体などを有する熱式のセンサ素子であり、流量検出部と称することもできる。本実施形態では、一例として、バイパス流路が、吸入空気が通過する通過流路と、通過流路から分岐した分岐流路とを有しており、センシング部１１０が分岐流路に設けられている例を採用する。
【００２６】
処理部１２０は、ＥＣＵ２００と同様に、処理部側プロセッサ１２１、処理部側記憶部１２２、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有しており、ＥＣＵ２００と電気的に接続されている。処理部側記憶部１２２は、処理部側プロセッサ１２１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、データを一時的に格納する揮発性メモリなどを含んでいる。つまり、処理部側記憶部１２２としては、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体が挙げられる。処理部側記憶部１２２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とも言える。
【００２７】
処理部１２０は、空気流量を計測するためのプログラムや、脈動誤差を補正するための脈動補正情報を取得するためのプログラムなどが処理部側記憶部１２２に記憶されており、このプログラムが処理部側プロセッサ１２１により実行される。つまり、処理部１２０は、処理部側プロセッサ１２１が処理部側記憶部１２２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の計測や脈動補正情報の取得などを行い、測定した空気流量に相当する検出信号や脈動補正情報をＥＣＵ２００へ出力する。なお、処理部１２０は、出力信号に基づいて空気流量を取得するとも言える。
【００２８】
吸気通路１２を流れる吸入空気は、内燃機関１１でのピストンの往復運動などにより、逆流を含む脈動が発生する。この脈動は、空気の脈動又は吸気脈動と言える。このため、センシング部１１０の検出信号は、吸気脈動の影響を受けて、真の空気流量に対する誤差、すなわち脈動誤差が含まれる。特に、センシング部１１０は、スロットル弁が全開側に操作されると吸気脈動の影響を受けやすくなる。
【００２９】
ここで、真の空気流量とは、吸気脈動の影響を受けていない空気流量である。また、脈動誤差は、出力信号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、脈動誤差は、出力値が出力空気流量変換テーブル３３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。なお、出力信号によって得られた補正していない空気流量は、吸気脈動の影響を受けた空気流量、補正前の空気流量と言い換えることもできる。よって、補正前の空気流量を真の空気流量に近づけるための補正値は、脈動誤差がわかれば得ることができる。
【００３０】
ここで、図３を用いて、処理部１２０に関して詳しく説明する。処理部１２０は、処理部側プロセッサ１２１がプログラムを実行することによって、複数の機能を実現する。つまり、処理部１２０は、図３に示すように、複数の機能ブロックとして、吸入空気流量演算部３０、引数取得部４０、脈動補正値演算部５０、エアフロメータ出力部６０を備えていると言える。
【００３１】
吸入空気流量演算部３０は、センシング部１１０の出力信号に基づいて、空気流量を取得する流量取得部に相当する。吸入空気流量演算部３０は、センサ出力Ａ／Ｄ変換部３１、サンプリング部３２、変換テーブル３３を含んでいる。処理部側プロセッサ１２１は、センシング部１１０から出力された出力信号を、センサ出力Ａ／Ｄ変換部３１によってＡ／Ｄ変換する。そして、処理部側プロセッサ１２１は、Ａ／Ｄ変換された出力信号をサンプリング部３２でサンプリングし、変換テーブル３３によって出力信号を空気流量（検出信号）に変換する。このため、変換テーブル３３は、出力空気流量変換テーブルとも言える。また、変換テーブル３３は、サンプリング部３２でサンプリングされた出力信号（電圧値）に対応して予め記憶された空気流量を有しているとも言える。
【００３２】
引数取得部４０と脈動補正値演算部５０は、脈動誤差を補正するための脈動補正情報を取得する補正情報取得部に相当する。本実施形態では、脈動補正情報の一例として、補正値を採用する。しかしながら、本開示は、これに限定されず、後程説明するように、脈動補正情報として引数を採用することもできる。
【００３３】
引数取得部４０は、脈動誤差の補正に用いる補正値を算出（取得）するための引数を取得する。つまり、処理部１２０は、引数取得部４０にて、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号に基づいて、補正値を算出するための引数を取得する。また、引数取得部４０では、検出信号から検出信号の波形を捉えて、補正値を算出するための引数、すなわち脈動誤差を得るための引数を取得するとも言える。よって、引数は、脈動誤差に相関する値である。
【００３４】
脈動補正値演算部５０は、引数取得部４０で取得した引数を用いて、演算処理を行なうことで補正値を取得する。つまり、処理部１２０は、脈動補正値演算部５０にて、引数取得部４０で取得した引数を用いて、引数に相関する補正値を取得する。また、処理部１２０は、引数に相関した脈動誤差を予測し、この脈動誤差をなくすようにするための補正値を取得すると言える。さらに、処理部１２０は、引数取得部４０で取得した引数を用いて、補正前の空気流量を真の空気流量に近づけるための補正値を取得するとも言える。
【００３５】
エアフロメータ１００は、上記のように、センシング部１１０が通路形成部材に取り付けられた状態で吸気通路１２に配置される。よって、通路形成部材の形状の影響などによって、脈動誤差は、引数が大きくなるに連れて大きくなるだけでなく、引数が大きくなるに連れて小さくなることもありうる。同様に、脈動誤差は、引数が小さくなるに連れて小さくなるだけでなく、引数が小さくなるに連れて大きくなることもありうる。
【００３６】
このため、引数と補正値との関係は、関数で表すことができない場合がある。従って、処理部１２０は、脈動補正値演算部５０にて、引数と補正値とを関連付けたマップを用いることで、正確な補正値を取得することができるので好ましい。このように、処理部１２０は、吸入空気流量演算部３０で取得した空気流量に基づいて、脈動誤差を補正するための脈動補正情報（ここでは補正値）を取得する。
【００３７】
このマップは、複数の引数と、各引数に相関した補正値とが関連付けられたものであり、処理部側記憶部１２２などに記憶されている。また、マップにおける各補正値は、引数の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、引数毎に得られた値である。
【００３８】
なお、処理部１２０は、脈動補正値演算部５０にて、引数と脈動誤差とを関連付けたマップを用いて脈動誤差を予測し、予測した脈動誤差から補正値を取得してもよい。このマップは、複数の引数と、各引数に相関した脈動誤差とが関連付けられたものであり、処理部側記憶部１２２などに記憶されている。また、マップにおける各脈動誤差は、引数の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、引数毎に得られた値である。この点は、以下の実施形態でも同様である。
【００３９】
しかしながら、引数と補正値との関係は、センシング部１１０が直接、主空気通路に配置されている場合など関数で表すことができる場合もある。この場合、処理部１２０は、この関数を用いて補正値を算出してもよい。処理部１２０は、関数を用いて補正値を算出することで、マップを持つ必要がないため、処理部側記憶部１２２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補正値を得てもよい。
【００４０】
エアフロメータ出力部６０は、空気流量に加えて、脈動補正情報をＥＣＵ２００に出力する出力部に相当する。つまり、処理部１２０は、エアフロメータ出力部６０にて、変換テーブル３３によって変換された補正前の空気流量と、脈動補正値演算部５０で得られた脈動補正情報としての補正値とを信号線を介してＥＣＵ２００に出力する。本実施形態では、上記のような通信プロトコルを採用しているため、補正前の空気流量と補正値とを単一の信号線で同時に、ＥＣＵ２００に出力することができる。
【００４１】
このように、処理部１２０は、脈動補正情報として補正値を出力する。このため、ＥＣＵ２００は、引数から補正値を得るための処理を行う必要がない。よって、処理部１２０は、ＥＣＵ２００の処理負荷を低減できる。
【００４２】
ここで、ＥＣＵ２００の説明に戻り、脈動誤差補正部２１１などに関して説明する。ＥＣＵ２００は、処理部１２０から出力された補正前の空気流量と補正値とを取得可能に構成されている。この補正前の空気流量は、処理部１２０から出力された空気流量に相当する。
【００４３】
脈動誤差補正部２１１は、取得した補正値に基づいて、取得した空気流量を補正する。つまり、ＥＣＵ側プロセッサ２１０は、脈動誤差補正部２１１にて、補正値を用いて脈動誤差がなくなるように空気流量を補正する。言い換えると、脈動誤差補正部２１１では、吸気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補正する。例えば、脈動誤差補正部２１１では、取得した空気流量に補正値を加算したり減算したりすることで、吸気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ことができる。しかしながら、本開示は、これに限定されず、補正値を用いて脈動誤差がなくなるように空気流量を補正することができればよい。
【００４４】
なお、処理部１２０によって実現されていた機能は、前述のものとは異なる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１２０は、たとえば他の制御装置、たとえばＥＣＵ２００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１２０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。
【００４５】
ここで、比較例を用いて、処理部１２０及び空気流量計測システムの効果を説明する。比較例は、エアフロメータの処理部が空気流量を出力するものの、補正値などの脈動補正情報を出力しない。また、比較例は、ＥＣＵが空気流量から補正値を得るものである。
【００４６】
比較例のＥＣＵは、空気流量から補正値を得るために、吸気脈動の影響を受けた空気流量の波形を捉えて引数を取得する必要がある。つまり、ＥＣＵは、吸気脈動の影響を受けた空気流量の波形を捉えるために、処理部で得られた空気流量を十分に高速でサンプリングする必要がある。
【００４７】
なお、脈動誤差を補正しないＥＣＵは、補正値を得る必要がないため、空気流量の波形を捉える必要がない。よって、このＥＣＵは、例えば空気流量の平均値が取れる程度にサンプリングするだけでよい。つまり、このＥＣＵは、比較例のＥＣＵよりも遅いサンプリング間隔でよい。
【００４８】
このように、比較例のＥＣＵは、脈動誤差を補正するためにサンプリング回数が多くなるので、脈動補正を行わない場合よりも処理部との通信負荷が大きくなる。
【００４９】
これに対して、処理部１２０は、空気流量に加えて、脈動誤差を補正するための補正値をＥＣＵ２００に出力するため、ＥＣＵ２００が脈動誤差を補正するために空気流量をサンプリングする必要がない。よって、処理部１２０は、脈動誤差を補正するために、処理部１２０とＥＣＵ２００との間における通信負荷と処理負荷が増加することを抑制できる。つまり、処理部１２０は、ＥＣＵ２００を例えば空気流量の平均値が取れる程度にサンプリングするだけで補正値を取得可能と、することができる。
【００５０】
空気流量計測システムは、処理部１２０とＥＣＵ２００とを含んでいるため同様の効果を奏することができる。さらに、ＥＣＵ２００は、処理部１２０から出力された脈動補正情報を取得するため、空気流量に基づいて脈動補正状態を取得する必要がない。このため、ＥＣＵ２００は、処理負荷が増加することを抑制しつつ、脈動誤差を補正することができる。
【００５１】
また、ＥＣＵ２００は、処理部１２０が補正値を出力するため、比較例のＥＣＵよりも遅いサンプリング間隔であっても、脈動誤差を補正するための情報（補正値）を得ることができる。よって、ＥＣＵ２００は、比較例のＥＣＵよりも遅いサンプリング間隔であっても脈動補正を行うことができる。言い換えると、ＥＣＵ２００は、比較例のＥＣＵよりも処理部１２０との通信回数を減らしつつ、脈動補正を行うことができる。さらに、ＥＣＵ２００は、脈動補正を行わないＥＣＵと同様のサンプリング間隔で、すなわち処理部１２０との通信回数で脈動補正を行うことができる。なお、本開示は、処理部１２０が空気流量と補正値とを同時に出力するため、ＥＣＵ２００が比較例のＥＣＵよりも遅い間隔で処理部１２０と通信を行っても、空気流量と補正値とを得ることができ、脈動誤差を補正できるとも言える。
【００５２】
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、第２〜第１１実施形態に関して説明する。上記実施形態及び第２〜第１１実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
【００５３】
（第２実施形態）
図４を用いて、第２実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ａの構成が上記実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ａは、図４に示すように、引数取得部４０の一例として脈動率算出部４１を備えている点が処理部１２０と異なる。
【００５４】
本実施形態では、処理部１２０ａにおける処理部１２０との相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、上記実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、上記実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【００５５】
脈動率算出部４１は、脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数として、吸気の脈動波形における脈動率を取得する。つまり、処理部１２０ａは、脈動率算出部４１にて、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号に基づいて、補正値を算出するための脈動率を取得する。また、脈動率算出部４１では、検出信号から検出信号の波形を捉えて、補正値を算出するための脈動率、すなわち脈動誤差を得るための脈動率を取得するとも言える。よって、脈動率は、脈動誤差に相関する値である。
【００５６】
脈動率算出部４１は、例えば空気流量の脈動振幅と平均空気流量を用いて脈動率を算出する。なお、本開示においては、算出を取得や予測という言葉に置き換えることもできる。
【００５７】
処理部１２０ａは、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号を用いて、平均空気流量を算出する。平均空気流量は、積算平均を用いて計測期間における平均空気流量を算出してもよいし、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計測期間における空気流量の最大値である脈動最大値との平均によって平均空気流量を算出してもよい。
【００５８】
さらに、処理部１２０ａ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、平均空気流量を算出してもよい。後程説明するが、処理部１２０ａは、平均空気流量と脈動最大値とから脈動振幅を算出する。よって、処理部１２０ａは、脈動最小値を用いずに平均空気量を算出することで、脈動最小値の影響が低減された脈動振幅を算出できる。言い換えると、処理部１２０ａは、脈動振幅を算出する際に、検出精度が低い脈動最小値を使わずに、平均空気量と検出精度が比較的高い脈動最大値とを用いて脈動振幅を算出することで、脈動振幅の算出精度を向上できる。平均空気量は、平均流量とも言える。
【００５９】
また、処理部１２０ａは、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号を用いて、脈動振幅を算出する。処理部１２０ａは、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号を用いて、上記のように得られた平均空気流量と脈動最大値とから脈動振幅を算出する。処理部１２０ａは、例えば脈動最大値と平均空気量との差を取ることで空気流量の脈動振幅を算出する。つまり、脈動振幅＝脈動最大値‐平均空気流量である。このように、処理部１２０ａ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。
【００６０】
なお、処理部１２０ａは、例えば、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号をサンプリングし、サンプリング値の二つの上側極値間を平均空気流量と脈動最大値の計測期間（算出期間）とする。この上側極値は、検出信号が上昇から下降に切り替わる点の値である。また、このサンプリング数は、できるだけ多い方が正確な平均空気流量と脈動最大値を算出することができる。
【００６１】
そして、脈動率算出部４１は、上記のようにして得られた脈動振幅を平均空気流量で除して空気流量の脈動率を演算する。具体的には、脈動率＝（脈動最大値‐平均空気流量）／平均空気流量×１００で得ることができる。このように、脈動率は、脈動振幅と相関関係を有したパラメータである。
【００６２】
なお、ここで説明した脈動率を得る方法は、一例に過ぎない。つまり、脈動率を得る方法は、これに限定されない。同様に、平均空気流量、脈動振幅を得る方法は、上記の方法に限定されない。
【００６３】
上記実施形態と同様に、脈動誤差は、脈動率が大きくなるに連れて大きくなるだけでなく、脈動率が大きくなるに連れて小さくなることもありうる。同様に、脈動誤差は、脈動率が小さくなるに連れて小さくなるだけでなく、脈動率が小さくなるに連れて大きくなることもありうる。脈動補正値演算部５０では、上記実施形態と同様に、脈動率と補正値とを関連付けたマップを用いることで、正確な補正値を取得することができるので好ましい。このように、処理部１２０ａは、吸入空気流量演算部３０で取得した空気流量に基づいて、脈動誤差を補正するための補正値を取得する。
【００６４】
このマップは、複数の脈動率と、各脈動率に相関した補正値とが関連付けられたものであり、処理部側記憶部１２２などに記憶されている。また、マップにおける各補正値は、脈動率の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、脈動率毎に得られた値である。また、上記実施形態と同様に、脈動率と補正値との関係を関数で表すことができる場合、処理部１２０ａは、この関数を用いて補正値を算出してもよい。
【００６５】
なお脈動振幅と脈動率は、相関する値である。このため、処理部１２０ａは、引数として、脈動率のかわりに脈動振幅を用いても同様の効果を奏することができる。この点は、下記の実施形態でも同様である。
【００６６】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ａは、処理部１２０と同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ａを含む空気流量計測システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、上記のように、補正値を得るための脈動率は、エアフロメータに設けられた処理部１２０ａで取得するので、ＥＣＵ２００への出力サンプリングより高速サンプリングデータの情報を用いることができる。この様な差が生じるのは、エアフロメータ処理部１２０ａでは他への影響なく高速サンプリングが実現できるがＥＣＵ２００への出力サンプリングを高速化するには通信負荷（ＥＣＵ演算負荷）が増加させなといけないからである。この負荷増加させないように高速サンプリングができない状態では脈動の最大値を取得できない可能性が大きくなるからである。
【００６７】
（第３実施形態）
図５、図６を用いて、第３実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｂの構成が第２実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｂは、図６に示すように、引数取得部４０の一例として脈動率算出部４１に加えて脈動周波数算出部４２を備えている点が処理部１２０ａと異なる。
【００６８】
本実施形態では、処理部１２０ｂにおける処理部１２０ａとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第２実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第２実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【００６９】
脈動周波数算出部４２は、脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数として、吸気における脈動波形の高調波を含む脈動周波数を取得する。つまり、処理部１２０ｂは、脈動周波数算出部４２にて、吸入空気流量演算部３０で取得した検出信号に基づいて、補正値を算出するための脈動周波数を取得する。また、脈動周波数算出部４２では、検出信号から検出信号の波形を捉えて、補正値を算出するための脈動周波数、すなわち脈動誤差を得るための脈動周波数を取得するとも言える。よって、脈動周波数は、脈動誤差に相関する値である。なお、脈動周波数算出部４２は、脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数として、吸気における脈動波形の高調波を含まない脈動周波数を取得してもよい。
【００７０】
脈動周波数算出部４２は、検出信号をサンプリングした複数のサンプリング値から脈動周波数を算出する。脈動周波数算出部４２は、例えば、複数のサンプリング値における２つのピークの間隔によって脈動周波数を算出する。例では、図６に示すように、ひとつ目のピークの時間を第１ピーク時間ｔ１、２つ目のピークの時間を第２ピーク時間ｔ２とする。この場合、脈動周波数［Ｈｚ］＝１／（ｔ２−ｔ１）である。よって、脈動周波数算出部４２は、１／（ｔ２−ｔ１）を演算することで、脈動周波数を得ることができる。第１ピーク時間ｔ１は、第１上限値の時間である。一方、第２ピーク時間ｔ２は、第２上限値の時間である。
【００７１】
また、脈動周波数算出部４２は、フーリエ変換によって脈動周波数を算出してもよい。なお、脈動周波数は、空気における脈動波形の周波数であり、空気流量の周波数とも言える。さらに、脈動周波数は、１次波だけでなく、２次波、３次波など高次の周波数も含んでいてもよい。
【００７２】
脈動補正値演算部５０は、脈動率と脈動周波数とを用いて脈動補正値を取得する。つまり、処理部１２０ｂは、脈動補正値演算部５０にて、脈動率算出部４１で取得した脈動率と、脈動周波数算出部４２で取得した脈動周波数とを用いて、脈動率及び脈動周波数に相関する補正値を取得する。また、処理部１２０ｂは、脈動率及び脈動周波数に相関した脈動誤差を予測し、この脈動誤差をなくすようにするための補正値を取得すると言える。
【００７３】
脈動補正値演算部５０は、例えば、脈動周波数と脈動率とに補正値が関連付けられたマップなどを用いて、脈動周波数と脈動率とに相関した補正値を取得する。つまり、脈動補正値演算部５０は、脈動周波数算出部４２によって脈動周波数が得られ、脈動率算出部４１によって脈動率が得られると、得られた脈動周波数と脈動率とに相関する補正値をマップから抽出する。
【００７４】
この場合、処理部１２０ｂは、脈動周波数と脈動率の複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した補正値とが関連付けられた２次元マップを備えている。ここでの２次元マップは、例えば、一方の軸に脈動周波数をとり、他方の軸に脈動率をとり、脈動周波数と脈動率の各組み合わせに補正値のそれぞれが関連付けられている。複数の補正値のそれぞれは、脈動周波数と脈動率の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、脈動周波数と脈動率の各組み合わせで得られた値と言える。
【００７５】
なお、処理部１２０ｂは、脈動補正値演算部５０にて、脈動周波数と脈動率の複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した脈動誤差とを関連付けたマップを用いて脈動誤差を予測し、予測した脈動誤差から補正値を取得してもよい。このマップにおける各脈動誤差は、脈動周波数と脈動率の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、脈動周波数と脈動率の組み合わせ毎に得られた値である。
【００７６】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｂは、処理部１２０ａと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｂを含む空気流量計測システムは、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。処理部１２０ｂは、高速サンプリングデータから得る周波数（高調波）情報を用いることができる。
【００７７】
さらに、脈動誤差は、脈動周波数にも影響される。このため、処理部１２０ｂは、脈動率と脈動周波数に相関した脈動誤差を予測して、この脈動誤差を用いて補正値を取得する。つまり、処理部１２０ｂは、脈動率に加えて、脈動周波数に依存した補正値を取得できる。よって、処理部１２０ｂは、脈動率だけに相関した補正値よりも、補正精度をより一層高めることが可能な補正値を得ることができる。また、ＥＣＵ２００は、脈動率だけに対応した補正値を用いて補正する場合よりも、より一層高精度に脈動誤差を補正することができる。
【００７８】
なお、脈動周波数の取得方法は、上記の例に限定されない。脈動周波数算出部４２は、例えば、ＥＣＵ２００からクランク角センサ２２やカム角センサ２３の検出結果を取得する。そして、脈動周波数算出部４２は、ＥＣＵ２００から取得した検出結果に基づいて脈動周波数を算出する。この場合、脈動周波数算出部４２は、例えば、エンジン回転速度と脈動周波数とが関連付けられたマップなどを用いて、脈動周波数を取得してもよい。
【００７９】
このようにしても、処理部１２０ｂや、処理部１２０ｂを含む空気流量計測システムは、上記と同様の効果を奏することができる。さらに、処理部１２０ｂは、ＥＣＵ２００からの検出結果に基づいて脈動周波数を取得するため、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負荷を低減できる。
【００８０】
（第４実施形態）
図７を用いて、第４実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｃの構成が第３実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｃは、図７に示すように、引数取得部４０の一例として脈動率算出部４１に加えて平均流量算出部４３を備えている点が処理部１２０ｂと異なる。
【００８１】
本実施形態では、処理部１２０ｃにおける処理部１２０ｂとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第３実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第３実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【００８２】
平均流量算出部４３は、脈動誤差の補正に用いる補正値を算出するための引数として、空気流量の平均流量を取得する。平均流量は、上記の平均空気流量と同意である。よって、平均流量算出部４３は、平均空気流量と同様の方法によって平均流量を取得できる。
【００８３】
脈動補正値演算部５０は、脈動率と平均流量とを用いて脈動補正値を取得する。つまり、処理部１２０ｃは、脈動補正値演算部５０にて、脈動率算出部４１で取得した脈動率と、平均流量算出部４３で取得した平均流量とを用いて、脈動率及び平均流量に相関する補正値を取得する。また、処理部１２０ｃは、脈動率及び平均流量に相関した脈動誤差を予測し、この脈動誤差をなくすようにするための補正値を取得すると言える。
【００８４】
脈動補正値演算部５０は、例えば、平均流量と脈動率とに補正値が関連付けられたマップなどを用いて、平均流量と脈動率とに相関した補正値を取得する。つまり、脈動補正値演算部５０は、平均流量算出部４３によって平均流量が得られ、脈動率算出部４１によって脈動率が得られると、得られた平均流量と脈動率とに相関する補正値をマップから抽出する。
【００８５】
この場合、処理部１２０ｃは、平均流量と脈動率の複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した補正値とが関連付けられた２次元マップを備えている。ここでの２次元マップは、例えば、一方の軸に平均流量をとり、他方の軸に脈動率をとり、平均流量と脈動率の各組み合わせに補正値のそれぞれが関連付けられている。複数の補正値のそれぞれは、平均流量と脈動率の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、平均流量と脈動率の各組み合わせで得られた値と言える。
【００８６】
なお、処理部１２０ｃは、脈動補正値演算部５０にて、平均流量と脈動率の複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した脈動誤差とを関連付けたマップを用いて脈動誤差を予測し、予測した脈動誤差から補正値を取得してもよい。このマップにおける各脈動誤差は、平均流量と脈動率の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、平均流量と脈動率の組み合わせ毎に得られた値である。
【００８７】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｃは、処理部１２０ｂと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｃを含む空気流量計測システムは、第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
さらに、脈動誤差は、平均流量にも影響される。このため、処理部１２０ｃは、脈動率と平均流量に相関した脈動誤差を予測して、この脈動誤差を用いて補正値を取得する。つまり、処理部１２０ｃは、脈動率に加えて、平均流量に依存した補正値を取得できる。よって、処理部１２０ｃは、脈動率だけに相関した補正値よりも、補正精度をより一層高めることが可能な補正値を得ることができる。また、ＥＣＵ２００は、脈動率だけに対応した補正値を用いて補正する場合よりも、より一層高精度に脈動誤差を補正することができる。
【００８９】
（第５実施形態）
図８〜図１１を用いて、第５実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｄの構成が第２実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｄは、図８に示すように、引数取得部４０の一例として脈動率算出部４１と脈動周波数算出部４２と平均流量算出部４３を備えている点が処理部１２０ａと異なる。つまり、処理部１２０ｄは、第２、第３、第４実施形態を組み合わせたものとも言える。
【００９０】
本実施形態では、処理部１２０ｄにおける処理部１２０ａとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第２、第３、第４実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第２、第３、第４実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【００９１】
脈動補正値演算部５０は、脈動率と脈動周波数と平均流量とを用いて脈動補正値を取得する。また、処理部１２０ｄは、脈動率と脈動周波数と平均流量に相関した脈動誤差を予測し、この脈動誤差をなくすようにするための補正値を取得すると言える。
【００９２】
なお、本実施形態では、複数の脈動率を脈動率Ｐ１〜ｎと記載する。同様に、複数の脈動周波数を脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎ、複数の平均流量を平均流量Ｇ１〜Ｇｎと記載する。ｎは、自然数である。脈動誤差を脈動誤差Ｅｒｒと記載する。
【００９３】
脈動補正値演算部５０は、例えば、図９に示す２次元マップと、数１に示す誤差予測式とを用いて脈動率と脈動周波数と平均流量とに相関した脈動誤差Ｅｒｒを予測し、予測した脈動誤差Ｅｒｒから補正値を取得する。数１は、脈動誤差Ｅｒｒ＝Ａｎｎ×脈動率Ｐ１〜ｎ＋Ｂｎｎである。
【００９４】
図９に示すような補正係数マップを用いる。この補正係数マップは、脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎと平均流量Ｇ１〜Ｇｎとの各組み合わせに傾きＡ１１〜Ａｎｎと切片Ｂ１１〜Ｂｎｎが関連付けられている。詳述すると、補正係数マップは、例えば、一方の軸に平均流量Ｇ１〜Ｇｎをとり、他方の軸に脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎをとり、平均流量Ｇ１〜Ｇｎと脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎの各組み合わせに傾きＡ１１〜Ａｎｎと切片Ｂ１１〜Ｂｎｎの組み合わせそれぞれが関連付けられている。傾きＡ１１〜Ａｎｎと切片Ｂ１１〜Ｂｎｎ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。
【００９５】
このように、補正係数マップは、脈動誤差Ｅｒｒを算出する際における、傾きＡ１１〜Ａｎｎと切片Ｂ１１〜Ｂｎｎを取得するためのものと言える。言い換えると、補正係数マップは、誤差予測式における係数が、各平均流量Ｇと各脈動周波数Ｆとに関連付けられている。
【００９６】
脈動補正値演算部５０は、例えば、脈動周波数Ｆ１、平均流量Ｇ１の場合、マップを用いることで傾きＡ１１と切片Ｂ１１を取得する。この場合、脈動周波数Ｆ１、平均流量Ｇ１の関係は、図１０のグラフにおける実線で表すことができる。このように、脈動補正値演算部５０は、脈動率Ｐ１〜ｎ依存の傾きＡｎｎを平均流量Ｇ１〜Ｇｎと脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎごとに変更する。そして、脈動補正値演算部５０は、数１を用いて、Ａ１１×脈動率Ｐ１＋Ｂ１１を演算することで、脈動誤差Ｅｒｒを得ることができる。なお、図１０の一点鎖線は、補正前の脈動誤差Ｅｒｒと脈動率の関係、つまり脈動特性を示している。本実施形態では脈動率と誤差の関係を１次式にて近似したが２次以上の近似やマップによる折れ線近似してもよい、この場合は２次以上の係数やマップ点などの情報を脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎと平均流量Ｇ１〜Ｇｎとの組み合わせ毎に設定する。
【００９７】
また、処理部１２０ｄは、図１１の上段における第１ピーク時間ｔ１から第２ピーク時間ｔ２の期間で補正値を取得して、図１１の下段に示すように次の期間で補正値を出力する。つまり、処理部１２０ｄは、脈動一周期前の情報に基づいて補正値を取得する。また、処理部１２０ｄは、図１１の上段に示す空気流量を示す各値の全てを出力せずＥＣＵとの通信間隔で出力する。例えば、処理部１２０ｄは、図１１の上段に示す空気流量を示す各値の全てを出力するわけではなく、丸（○）で囲った値を出力する。この点は、他の実施形態でも同様である。
【００９８】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｄは、処理部１２０ａと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｄを含む空気流量計測システムは、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９９】
さらに、処理部１２０ｄは、脈動率と脈動周波数と平均流量に相関した脈動誤差Ｅｒｒを予測して、この脈動誤差Ｅｒｒを用いて補正値を取得する。よって、処理部１２０ｄは、脈動率だけに相関した補正値よりも、補正精度をより一層高めることが可能な補正値を得ることができる。また、ＥＣＵ２００は、脈動率だけに対応した補正値を用いて補正する場合よりも、より一層高精度に脈動誤差を補正することができる。
【０１００】
（第６実施形態）
図１２、図１３を用いて、第６実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｅの構成が第３実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｅは、図１２に示すように、脈動周期平均演算部７０を備えている点が処理部１２０ｂと異なる。
【０１０１】
本実施形態では、処理部１２０ｅにおける処理部１２０ｂとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第３実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第３実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【０１０２】
脈動周期平均演算部７０は、平均算出部に相当する。脈動周期平均演算部７０は、吸入空気流量演算部３０で取得した空気流量における脈動周期の平均値を算出する。つまり、脈動周期平均演算部７０は、変換テーブル３３によって変換された補正前の空気流量と、脈動周波数算出部４２で得られた脈動周波数とに基づいて、補正前の空気流量の脈動周期毎の平均値を取得する。
【０１０３】
エアフロメータ出力部６０は、空気流量として、脈動周期平均演算部７０で得られた平均値を出力する。つまり、エアフロメータ出力部６０は、図１３に示すように、平均値と補正値とを出力する。
【０１０４】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｅは、処理部１２０ｂと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｅを含む空気流量計測システムは、第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０５】
（第７実施形態）
図１４を用いて、第７実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｆの構成が第２実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｆは、図１４に示すように、脈動補正値演算部５０を備えていない点が処理部１２０ａと異なる。
【０１０６】
本実施形態では、処理部１２０ｆにおける処理部１２０ａとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第２実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第２実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【０１０７】
処理部１２０ｆは、上記のように脈動補正値演算部５０を備えていない。このため、エアフロメータ出力部６０は、脈動補正情報として、引数である脈動率をＥＣＵに出力する。つまり、処理部１２０ｆは、エアフロメータ出力部６０にて、変換テーブル３３によって変換された補正前の空気流量と、脈動率算出部４１で得られた脈動補正情報としての脈動率とを信号線を介してＥＣＵ２００に出力する。
【０１０８】
この場合、ＥＣＵ２００は、脈動補正値演算部５０と同様に、処理部１２０ｆから出力された脈動率に基づいて補正値を取得する。つまり、ＥＣＵ２００は、脈動補正値演算部５０と同様の機能を備えていると言える。
【０１０９】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｆは、処理部１２０ａと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｆを含む空気流量計測システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、処理部１２０ｆは、補正値を取得する必要がないので、処理部１２０ａよりも処理負荷を低減できる。
【０１１０】
（第８実施形態）
図１５を用いて、第８実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｇの構成が第３実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｇは、図１５に示すように、脈動補正値演算部５０を備えていない点が処理部１２０ｂと異なる。
【０１１１】
本実施形態では、処理部１２０ｇにおける処理部１２０ｂとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第３実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第３実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【０１１２】
処理部１２０ｇは、上記のように脈動補正値演算部５０を備えていない。このため、エアフロメータ出力部６０は、脈動補正情報として、引数である脈動率と脈動周波数をＥＣＵに出力する。つまり、処理部１２０ｇは、エアフロメータ出力部６０にて、変換テーブル３３によって変換された補正前の空気流量と、脈動率算出部４１で得られた脈動率と、脈動周波数算出部４２で得られた脈動周波数を、信号線を介してＥＣＵ２００に出力する。この脈動周波数は、エアフロメータ内の高速でサンプリングした情報から得るので、高調波成分もＥＣＵ２００に出力することができる。
【０１１３】
この場合、ＥＣＵ２００は、脈動補正値演算部５０と同様に、処理部１２０ｇから出力された脈動率と脈動周波数に基づいて補正値を取得する。つまり、ＥＣＵ２００は、脈動補正値演算部５０と同様の機能を備えていると言える。
【０１１４】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｇは、処理部１２０ｂと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｇを含む空気流量計測システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、処理部１２０ｇは、補正値を取得する必要がないので、処理部１２０ｂよりも処理負荷を低減できる。
【０１１５】
（第９実施形態）
図１６を用いて、第９実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｈの構成が第６実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｈは、図１６に示すように、脈動補正値演算部５０を備えていない点が処理部１２０ｅと異なる。
【０１１６】
本実施形態では、処理部１２０ｈにおける処理部１２０ｅとの相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、第６実施形態と同様の個所に同じ符号を付与する。よって、第６実施形態と同じ符号の構成要素に関しては、上記実施形態を参照して適用できる。
【０１１７】
処理部１２０ｈは、上記のように脈動補正値演算部５０を備えていない。このため、エアフロメータ出力部６０は、脈動補正情報として、引数である脈動率と脈動周波数をＥＣＵに出力する。つまり、処理部１２０ｈは、エアフロメータ出力部６０にて、脈動周期平均演算部７０で取得された補正前の空気流量の脈動周期の平均値と、脈動率算出部４１で得られた脈動率と、脈動周波数算出部４２で得られた脈動周波数を、信号線を介してＥＣＵ２００に出力する。
【０１１８】
この場合、ＥＣＵ２００は、脈動補正値演算部５０と同様に、処理部１２０ｈから出力された脈動率と脈動周波数に基づいて補正値を取得する。つまり、ＥＣＵ２００は、脈動補正値演算部５０と同様の機能を備えていると言える。
【０１１９】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｈは、処理部１２０ｅと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｈを含む空気流量計測システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、処理部１２０ｈは、補正値を取得する必要がないので、処理部１２０ｅよりも処理負荷を低減できる。
【０１２０】
なお、脈動補正値演算部５０を備えない構成は、第４、第５実施形態にも適用できる。この場合、上記と同様に、処理部の処理負荷を低減できる。
【０１２１】
（第１０実施形態）
図１７を用いて、第１０実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｉの構成が第２実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｉは、図１７に示すように、脈動率算出部４１のかわりに脈動周波数算出部４２を備えている。さらに、処理部１２０ｉは、周波数応答遅れ補正部４４、変換テーブル４５、サンプリング記憶部４６、脈動振幅比演算部４７、脈動誤差算出部５１を備えている。
【０１２２】
処理部１２０ｉは、Ａ／Ｄ変換部３１からの出力信号を入力として、第１期間であるサンプリングタイミング（例えば２ｍｓ）でサンプリング部３２を用いてＡ／Ｄ変換値を参照する。このＡ／Ｄ変換部３１は、センサの応答遅れ等の周波数特性により減衰した値である。このため、処理部１２０ｉは、周波数応答遅れ補正部４４を用いて減衰前の値に戻す。そのために、処理部１２０ｉは、脈動周波数算出部４２を用いて現在の脈動周波数を演算し、脈動周波数から波形の減衰量を予測し、周波数応答遅れ補正部４４にて波形を減衰前の値に復元する。
【０１２３】
変換テーブル４５は、変換テーブル３３と同様の機能を有している。この変換テーブル４５は、変換テーブル３３と異なり、周波数応答遅れ補正部４４から出力された値を空気流量に変換する。
【０１２４】
サンプリング記憶部４６は、変換テーブル４５からの出力信号を入力として、第２期間（第１期間よりも長く、例えば２０ｍｓ）の空気流量を記憶、保持する。脈動振幅比演算部４７は、第２期間の最大空気量、最小空気量、平均空気量から脈動振幅比を演算する。
【０１２５】
脈動誤差算出部５１は、脈動周波数と脈動振幅比を引数として補正値を取得する。脈動誤差算出部５１は、脈動補正値演算部５０と同様に、マップなどを用いて脈動周波数及び脈動振幅比に相関した脈動誤差を予測し、この脈動誤差をなくすようにするための補正値を取得する。
【０１２６】
なお、ＥＣＵ２００は、脈動誤差補正部２１１に相当する空気量補正部２１１ａを備えている。
【０１２７】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｉは、処理部１２０ａと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｉを含む空気流量計測システムは、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１２８】
さらに、処理部１２０ｉは、脈動周波数と脈動振幅比とに相関した脈動誤差を予測して、この脈動誤差を用いて補正値を取得する。よって、処理部１２０ｉは、脈動率だけに相関した補正値よりも、補正精度をより一層高めることが可能な補正値を得ることができる。また、ＥＣＵ２００は、脈動率だけに対応した補正値を用いて補正する場合よりも、より一層高精度に脈動誤差を補正することができる。
【０１２９】
（第１１実施形態）
図１８を用いて、第１１実施形態のエアフロメータに関して説明する。本実施形態のエアフロメータは、処理部１２０ｊの構成が第１０実施形態と異なる。具体的には、処理部１２０ｊは、図１８に示すように、脈動誤差算出部５１を備えていない点が処理部１２０ｉと異なる。
【０１３０】
エアフロメータ出力部６０は、脈動補正情報として、引数である脈動振幅比をＥＣＵ２００に出力する。つまり、処理部１２０ｊは、エアフロメータ出力部６０にて、変換テーブル３３によって変換された補正前の空気流量と、脈動振幅比演算部４７で得られた脈動補正情報としての脈動振幅比とを信号線を介してＥＣＵ２００に出力する。
【０１３１】
一方、ＥＣＵ２００は、空気量補正部２１１ａに加えて、機関回転数取得部２１２、脈動周波数演算部２１３、脈動誤差算出部２１４を備えている。
【０１３２】
機関回転数取得部２１２は、上記のようにしてエンジン回転数を取得する。脈動周波数演算部２１３は、機関回転数取得部２１２で取得したエンジン回転数に基づいて脈動周波数を算出する。脈動誤差算出部２１４は、脈動誤差算出部５１と同様の機能を有している。
【０１３３】
このように構成された本実施形態の処理部１２０ｊは、処理部１２０ｉと同様の効果を奏することができる。また、処理部１２０ｊを含む空気流量計測システムは、第１０実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、処理部１２０ｊは、補正値を取得する必要がないので、処理部１２０ｉよりも処理負荷を低減できる。
【０１３４】
ところで、エアフロメータ出力部６０における出力パターンは、上記第１〜第１１実施形態で説明ものに限定されない。エアフロメータ出力部６０は、図１９に示すような複数の出力パターンが考えられる。つまり、エアフロメータ出力部６０は、ＦＡＳＴ１チャネル、ＦＡＳＴ２チャネル、ＳＬＯＷ１チャネル、ＳＬＯＷ２チャネルのそれぞれで、図１９に示すような情報を出力する。
【０１３５】
なお、図１９における瞬時流量は、空気流量に相当する。平均流量は、脈動周期の内部演算値の平均値やＥＣＵ２００との通信周期内の内部演算値の平均値に相当する。図１９における温度は、吸気の温度である。また、図１９における湿度は、吸気の湿度である。
【符号の説明】
【０１３６】
１１…内燃機関、１１ａ…燃焼室、１２…吸気通路、１３…排気通路、１２ａ…吸気管、１４…エアクリーナ、１５…エレメント、１６…スロットルバルブ、１７…インジェクタ、２１…空燃比センサ、２２…クランク角センサ、２３…カム角センサ、３０…吸入空気流量演算部、３１…センサ出力Ａ／Ｄ変換部、３２…サンプリング部、３３…変換テーブル、４０…引数取得部、４１…脈動率算出部、４２…脈動周波数算出部、４３…平均流量算出部、４４…周波数応答遅れ補正部、４５…変換テーブル、４６…サンプリング記憶部、４７…脈動振幅比演算部、５０…脈動補正値演算部、５１…脈動誤差算出部、６０…エアフロメータ出力部、７０…脈動周期平均演算部、１００…エアフロメータ、１１０…センシング部、１２０、１２０ａ〜１２０ｊ…処理部、１２１…処理部側プロセッサ、１２２…処理部側記憶部、２００…ＥＣＵ、２１０…ＥＣＵ側プロセッサ、２１１…脈動誤差補正部、２２０…ＥＣＵ側記憶部、２１２…機関回転数取得部、２１３…脈動周波数演算部、２１４…脈動誤差算出部
【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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