(57)【要約】      （修正有）【課題】環境変動の激しい条件下において応答性の低下を抑え計測精度を向上することが可能な気体センサ装置を提供する。【解決手段】空洞部を有する基板、該空洞部を覆う薄膜部、該薄膜部に設けられた発熱体、を有するセンサ素子と、センサ素子から入力された入力信号を処理する信号処理部と、を備える気体センサ装置において、信号処理部は、脈動時には、センサ素子から入力された信号の最小値に基づく信号を出力する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部を有する基板、該空洞部を覆う薄膜部、該薄膜部に設けられた発熱体、を有するセンサ素子と、
前記センサ素子から入力された入力信号を処理する信号処理部と、を備える気体センサ装置において、
前記信号処理部は、脈動時には、前記センサ素子から入力された信号の最小値に基づく信号を出力する気体センサ装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記入力信号の最小値を出力する最小値検出部と、
前記最小値検出部から出力された信号を平滑化するローパスフィルタと、を備える請求項１に記載の気体センサ装置。
【請求項３】
前記最小値検出部は、前記入力信号の勾配を検出する微分器と、前記入力信号の応答を減衰する積分器と、を備え、前記勾配が正の場合に前記積分器を通して信号を出力し、前記勾配が負の場合には前記積分器を通さずに信号を出力する請求項２に記載の気体センサ装置。
【請求項４】
前記最小値検出部は、前記入力された信号を所定期間サンプリングし、該サンプリングしたデータの中から最小値となるデータを出力する請求項２に記載の気体センサ装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記入力信号の所定期間の最小値を出力する請求項１に記載の気体センサ装置。
【請求項６】
前記最小値は、前記入力された信号を所定期間サンプリングし、該サンプリングしたデータの中から最小値となる値である請求項５に記載の気体センサ装置。
【請求項７】
圧力センサ素子と、
前記圧力センサ素子と前記熱式センサ素子との信号が入力され、補正後の信号を出力する圧力補正部と、を備え、
前記信号処理部へ入力される信号は、前記圧力補正部から出力された補正後の信号である請求項３または４の何れかに記載の気体センサ装置。
【請求項８】
前記信号処理部は、
前記熱式センサ素子の応答速度より低い周波数の入力信号に対して、前記入力信号の最小値に基づく信号を出力する請求項１乃至６の何れかに記載の気体センサ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の気体センサ装置を、内燃機関の吸気通路に設けたスロットル弁より下流に設置した内燃機関システム。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れかに記載の気体センサ装置を、内燃機関のマニホールドにおいて複数に分岐した分岐通路のうち最初の分岐点よりも下流側に設置した内燃機関システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の濃度などを検出するための熱式のセンサ素子を備える気体センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体の濃度などの環境特性を計測する気体センサ装置は、種々の技術分野で使用されており、例えば自動車用の内燃機関においては低燃費化を図るために、吸入空気の湿度、圧力、温度を計測し最適な燃焼制御をしている。さらに内燃機関を最適に運転するために湿度や酸素濃度などの環境パラメータを高精度に計測することが求められている。
【０００３】
内燃機関の吸気通路では、燃焼室への吸入空気を制御する吸気バルブの開閉に伴い空気流に脈動が発生する。とくに内燃機関の回転数が上昇すると短時間で吸気バルブが開閉するため急激な空気流動が発生する。熱式のセンサ素子は、吸入空気の湿度などをヒータの放熱量変化や温度変化に基づいて検出している。そのため、空気流の中にセンサ素子が配置されると、空気流により放熱量が変化するため、正確な放熱量を判別できず良好な計測ができない。そのため、センサ素子の周りの空気流動の影響を低減することが必要である。
【０００４】
このような課題に対応したセンサ装置として特許文献１では、センサ素子を保護するためにセンサ装置のハウジングに形成され吸気通路に連通する第１の空洞部と、第1の空洞部に連通する第２の空洞部を設け、第２の空洞部にセンサ素子を収容している。このように、センサ素子が直接空気流に晒されない構成とすることにより、空気流による影響の低減、防塵効果、粒子の衝突によるセンサ素子の破壊を抑制している。
【０００５】
また、特許文献２では、センサ素子を覆う蓋部材を設け、蓋部材に導入孔を設け、測定ガスがセンサ素子に直接当たらないように導入孔を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−４６０９号公報
【特許文献２】特開２０１４−８１３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば内燃機関の吸気通路の環境を測定する気体センサ装置は、リアルタイムに気体の所量を測定する必要がある。そのために気体センサ装置には高速応答が望まれている。高速応答を実現するためには、センサ素子を吸気通路に直接露出すことが望ましい。しかし、センサ素子を吸気通路に露出した場合、内燃機関の高回転運転によって吸気が高速で流れ、気体の測定に悪影響を与える。
【０００８】
特許文献１のガスの濃度を計測するセンサ装置では、センサ素子を保護する効果が得られるが、吸気通路からセンサ素子までガス濃度の変化が到達する時間が遅くなる。また、特許文献２では特許文献１よりは高速ではあるものの、測定ガスが蓋部材の内部に流れ込み、高精度な計測に関しては不十分である。したがって、測定ガスが低速から高速で流れるような広い流量範囲での高精度計測が望まれる内燃機関での使用が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明では、基板の薄膜部に形成した発熱体を有する熱式センサエレメントを備えた気体濃度センサ装置において、前記熱式センサエレメントの信号を処理する信号処理部を備え、前記信号処理部は入力された信号の最小値方向へシフトした信号を出力する。これにより、計測誤差が重畳した信号の中から計測誤差の小さい信号を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、環境変動の激しい条件下において応答性の低下を抑え計測精度を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１のセンサ素子の構造を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１のセンサ素子の構造を示す平面図。
【図３】本発明の実施例１の気体センサ装置の作用・効果を説明するための図。
【図４】本発明の実施例１の気体センサ装置の作用・効果を説明するための図。
【図５】本発明の実施例１の信号処理手段を示すブロック図。
【図６】本発明の実施例１の信号処理手段を示すブロック図。
【図７】本発明の実施例１の信号処理手段の作用・効果を説明するための図。
【図８】本発明の実施例２の信号処理手段の作用・効果を説明するための図。
【図９】本発明の実施例３の信号処理手段の作用・効果を説明するための図。
【図１０】本発明の実施例３の信号処理手段の作用・効果を説明するための図。
【図１１】本発明の実施例３の信号処理手段の作用・効果を説明するための図。
【図１２】本発明の適用に好適なシステムを説明するため図。
【図１３】本発明の適用に好適なシステムを説明するため図。
【図１４】本発明の実施例２における信号処理を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る気体センサ装置の一実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１から図７を用いて、実施例１における本発明の熱式気体センサを説明する。
【００１４】
センサ素子１は、単結晶シリコンで形成された基板２を有している。基板２には、空洞部３が形成されており、この空洞部３上に、第一の発熱体４と第二の発熱体５が敷設される。これらの発熱体４、５を支持する薄膜支持体６ａ、６ｂが基板２の空洞部３を覆うように形成されている。
【００１５】
ここで、薄膜支持体６ａ、６ｂは基板２の上面に積層された絶縁膜で構成されており、これらの薄膜支持体６ａ、６ｂの間に、発熱体４、５が介在されて支持されている。発熱体５は発熱体４の周囲を取り巻くように配置されている。
【００１６】
発熱体４は、測定媒体である空気へ熱伝達することにより放熱する。湿度によって空気の熱伝導率が変化し放熱量が変化するため、発熱体４の放熱量に基づいた電圧値、または電流値を計測することにより湿度に応じた信号が得られる。発熱体５は、発熱体４の周囲温度を一定に保持する作用があり、発熱体４の放熱量の環境温度影響を排除することができる。
【００１７】
本実施例では、第１の発熱体４の周辺に第２の発熱体５を設けた構成としているが、第２の発熱体５は温度補償のために設けたものであり、必ずしも本発明の構成において必須なものではない。第１の発熱体４のみを用いた構成においても本発明の効果は得られる。
【００１８】
図２にセンサ素子１の平面図を示す。発熱体４、５は、薄膜支持体６ａ、６ｂの平面に沿って延在し、複数の折り返し部を有する微細幅の抵抗体である。発熱体４、５に加熱電流を供給するための駆動回路(図示なし)との接続のために、センサ素子１は電極７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが形成されている。
【００１９】
発熱体４、５としては、高温で安定な材料（高い融点を有する材料）を採用することが望ましく、例えば、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）等が選定される。薄膜支持体６ａ、６ｂとしては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）と窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の単層あるいは積層が選定される。また，薄膜支持体６ａ、６ｂとして、ポリイミドなどの樹脂材料やセラミック、ガラスなどが単層あるいは積層構成にて選定することもできる。また、電極７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには、アルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）等が選定される。
【００２０】
センサ素子１はフォトリソグラフィーを利用した半導体微細加工技術、異方性エッチング技術を用いて形成される。空洞部３は、基板２の異方性エッチングなどにより形成される。
【００２１】
図３（a）と図３（ｂ）を用いて、センサ素子周りの空気流動によって引き起こされる計測誤差の発生メカニズムを示す。本実施例における熱式湿度センサは第１の発熱体４の放熱量が湿度によって変化することを利用している。放熱量の変化を検知するために本実施例では、第１の発熱体４を一定温度に制御する方式を用いている。こうすれば放熱量に応じて第１の発熱体４を一定温度に保持するための加熱電力が変化するため、これを検知することで湿度を計測できる。
【００２２】
図３（ａ）に示すように発熱体４の周りの空気は静止状態であることが望ましい。この状態でセンサ素子１が置かれる環境の湿度が増加すると、第１の発熱体４の加熱電力が増加する。しかしながら、内燃機関の吸気通路の空気の流れの影響により図３（ｂ）に示すようにセンサ素子１の周りに流速Ｖが発生し、これにより第１の発熱体４の放熱量が増加する。そのため、空気流動により放熱が増加すると第１の発熱体４を一定温度に保持するための加熱電力が増加する。
【００２３】
このようなＭＥＭＳタイプの熱式湿度センサは、空気の熱伝導率が湿度により変化することを発熱体の放熱量変化から検出しているため、空気の流れ中に配置すると、空気流により放熱が変化するため、空気流による放熱と湿度による放熱を判別できず良好な計測ができない。そのため、センサ素子１の周りの空気流動の影響を低減することが必要である。特に、内燃機関の吸気通路に設置する場合、内燃機関の運転状況により吸気通路内の空気の流速が大きく変化するため重要となる。
【００２４】
センサ素子１のようなＭＥＭＳタイプの素子は検出部の熱容量を小さくすることができ応答性が向上する。一方で、熱容量が小さいため微小な空気流動による計測誤差が発生しやすい。そのため、センサ素子周りの空気流動による計測誤差を低減することが重要である。
【００２５】
一方で、センサ素子周りの空気流動を低減するために、カバーやフィルタを設けると通気性が悪化し、湿度変化に対する応答性を損なってしまう。そこで、本実施例では、下記のような構成としている。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、内燃機関の燃焼室への吸入空気を制御する吸気バルブの開閉に伴い空気流動Ｖに脈動が発生する。図示した波形は、徐々に内燃機関の回転数を上昇させた場合を一例としている。図示したように前半の低回転域では、緩やかな変動であるが、後半は回転数の上昇にともない吸気行程が短時間となるため急激な空気流動が発生する。
【００２７】
図４（ｂ）に上記の空気流動Ｖにおけるセンサ出力波形を示す。図中の点線Dinは、本発明が適用されていない形態での出力波形を示している。一定湿度環境下でのセンサ出力は一定となることが望ましいが、高回転域において空気流動Ｖのピーク値が増加するためセンサ出力Ｄinにスパイク状の計測誤差が発生する。図中の実線Ｄｆは、点線Dinにローパスフィルタ処理により平均化した波形である。点線Dinに生じる計測誤差はプラス誤差のみであるため、ローパスフィルタ処理を行うと平均値にオフセット誤差が残る。
【００２８】
図４（ｂ）における実線Doutは、本実施例を適用して得られる信号波形を示す。本実施例における実線Doutは、信号Dinの最小値Dminを追従した波形である。信号Dinが最小値となるタイミングは図４（ａ）に示すように空気流動Ｖが低下するタイミングVminと一致する。そのため、エンジンの高回転域においてスパイク状の誤差が重畳しても信号Ｄinの最小値を取得すれば空気流動が静止した状態のセンサ出力を得ることができる。
【００２９】
空気流動によって熱式湿度センサに生じる誤差は、図４（ｂ）に示したようにプラス誤差のみである。これは、空気流動による影響はセンサ素子１の第１の発熱体の放熱量の増加のみであるためである。つまり、センサ素子１から得られた信号の最小値を取得することにより、空気流動が起きていないか、微少である条件化の信号と考えられるため、計測誤差が重畳した信号の中から真値を抽出することができる。
【００３０】
本実施例では、信号Ｄiｎに高周波の変動が発生すると、信号Ｄinの最小値側に出力Doutをシフトしている。つまり、空気流動により変化する信号を打ち消す方向にシフトするものである。センサ信号の出力形態によってシフト方向が異なる場合もある。湿度の増加によるセンサ出力信号の変化と空気流による誤差による信号の変化は同一方向であることから、センサの出力信号を湿度に換算したときに、本発明の補正部は低湿側にシフトされることになる。
【００３１】
本実施例のようなセンサ素子１は、MEMSプロセスによって製造され熱容量が小さく高速応答である。そのため、脈動する空気流動に追従することができ、瞬間的に空気流動が止まったときの信号を捕らえることができるため、本発明に好適なセンサ素子である。
【００３２】
本実施例では、センサ素子１の信号を処理する処理部１０が、空気脈動下におけるセンサ信号に対して、最小値を検出し、空気脈動下に対してはこの最小値となるように処理後の信号を出力している。空気脈動の誤差が重畳した信号の中から、瞬間的に空気が止まった際の信号である最小値を取り出して利用しているため、脈動誤差の影響を低減することができる。本実施例によれば、フィルタ等を利用せずに脈動化であっても湿度を精度よく計測できるため、応答性を損なうことなく精度を向上することが可能である。
【００３３】
なお、信号処理部１０は、センサ素子１を形成する半導体基板とは別の半導体基板上に設けた例を示したが、同一の半導体基板上に形成してもよい。
【００３４】
図５に上記の計測誤差を低減する手段の具体的実施形態の一例を示す。本実施例では、湿度センサ素子１と、湿度センサ素子１と同一環境下に配置した圧力センサ素子９と、湿度センサ素子１から得られた信号に圧力補正を加えるための圧力補正部８と、信号処理部１０からなる。信号処理部１０は本発明の作用を実現するための要素である。
【００３５】
圧力補正部８は、本発明の効果を得るのに必須の要素ではない。圧力変動の激しい環境下で使用される場合には、圧力補正部８の後に本発明の信号処理部１０を設ける構成にすることが望ましい。センサ素子１に形成した第１の発熱体４は、気圧によっても放熱量が変化する。そのため、内燃機関の吸気バルブの開閉に伴い気圧の変動も生じるためセンサ出力に周期的な脈動が生じる。この脈動に対して本発明の信号処理が適用されることを防止するため、本発明の信号処理部より前段で圧力補正を実施し、圧力変動に伴う脈動成分を取り除くためである。
【００３６】
信号処理部１０は、最小値検出部１１と信号を平滑化するローパスフィルタ１２を備える。
【００３７】
図６に示すように、最小値検出部１１は、入力信号Dinの立ち上りか立ち下がりかの勾配を検出する微分器１３と、入力信号Dinの応答を減衰するための積分器１４を備える。
【００３８】
最小値検出部１１は、微分器１３が検出した信号の勾配の正負に応じて入力信号Ｄｉｎを積分器１４に通して出力するか、入力信号Ｄｉｎをそのまま出力するか選択して出力する。
【００３９】
最小値検出部１１は、微分器１３が検出した信号の勾配が正の場合に、積分器１４を通して信号を出力し、微分器１３が検出した信号の勾配が負の場合に、積分器１４を通さずに信号を出力する。
【００４０】
最小値検出部１１の出力信号Dbはローパスフィルタ１２に入力される。ローパスフィルタ１２を設けたことによる利点を以下に説明する。
図７に信号処理部１０の入出力波形を示す。入力信号Dinは、脈動化でセンサ素子１から得られたスパイク状の計測誤差を含んだ信号である。この入力信号Dinは、最小値検出部１１を通すと、Ｄinの最小値を追従する波形Dbが得られる。最小値検出部１１は信号Dinに対して立ち上り速度を低下させる作用により、図示したような入力信号Dinの最小値を含んだ鋸形の波形となる。この信号Dbをローパスフィルタ１２により平滑化すると出力信号Doutがえられ、入力信号Dinの最小値に追従する波形となる。
【００４１】
また、本実施例に示した最小値検出部１１は、湿度変化に対する応答速度が信号の立ち上がりと立ち下がりとで異なる。そのため、最小値検出部１１の後にローパスフィルタ１２を通すことによって、信号の立下りと立ち上がりの応答速度を一致させるという利点がある。しかしながら、ローパスフィルタ１２は、本センサ装置を用いるシステムによっては不要である場合もあるため、必ずしも本発明の実施において必須な構成ではない。
【実施例２】
【００４２】
図８、図１４を用いて、本発明の実施例２を示す。実施例１との主な相違点は、最小値を検出する方法である。
【００４３】
図８に示すようにセンサ素子１から得られる信号Dinを所定期間ｔcサンプリングしてメモリに格納する。サンプリングしたデータ(P1、P2…)の中から最小値となるデータをDoutを抽出して出力する方式である。サンプリング期間TCは、入力信号Dinのスパイク波形の発生期間よりも長くすることで、入力信号Din の最小値を追従した出力信号Ｄoutを得ることができる。サンプリング期間TCにおけるサンプリング数は、スパイク波形の発生期間に応じて適宜設定される。
【００４４】
図１４は上記の信号処理を示すブロック図である。センサ素子１から得られる信号Dinはサンプルホールド回路２３とAD変換器によってデジタル値に変換される。デジタル値に変換されたデータ（P1、P2…）はメモリ２４に格納される。メモリ２４には所定期間（TC）のデータ（P1、P2…）が保持され、最小値検出部２５によって、保持されたデータの中から最小値を検出し出力信号Doutとして出力される。サンプリング期間ｔｃとサンプリング数ｎは、メモリ２４の容量と、メモリの更新周期を決めるクロックCLKによって決まり、空気脈動により発生するスパイク波形に応じて適宜設定されるものである。
【００４５】
図６、図８に示したように上記実施例では入力信号Dinの最小値を取得する構成としているが必ずしも、最小値のみを取得する必要はない。つまり、入力信号の最小値側に出力信号が近づくことにより効果が得られ、どの程度最小値に近づけるかについてはセンサ装置が適用されるシステムにおいて許容される誤差範囲に応じて設計することができる。
【実施例３】
【００４６】
実施例３について、図９〜図１１を用いて説明する。実施例１、２と同様の構成については説明を省略する。
【００４７】
図９に信号処理部１０の周波数特性を示す。一定振幅で周波数が異なる入力信号Dinが信号処理部１０に入力されると、出力信号の平均値Daveは高周波側において入力信号Dinの最小値に近づく特性となる。入力信号Dinの平均値と出力信号の平均値Daveの差をΔDaveとする。図１０に示すように、周波数の上昇に伴いΔDaveがマイナス方向に徐々にシフトしている。最終的には、ΔDaveの絶対値は、入力信号Dinの振幅と一致する。すなわち、出力信号の平均値Daveは入力信号Dinの最小値に近づく特性となる。
【００４８】
ΔDaveを生じる周波数は、センサ素子１に重畳するスパイク状の誤差の周波数により決定される。つまり、スパイク状の誤差は空気流動の起きやすさ、つまりセンサ素子周りの構造に依存するものである。また、スパイク状の誤差波形はセンサ素子１の応答性にも依存する。  図１１に示すようにセンサ素子の応答性よりも早い周波数の空気流動Vでは、センサ素子１から得られる信号Dinは空気流動に追従できない。そうすると、上記実施例１または２で得られる信号の最小値が十分な最小値と言えず誤差ΔEを残してしまう。
【００４９】
そこで、本実施例では、最小値検出が最も有効に機能する被計測媒体である流体の周波数がセンサ素子１の応答速度以下であることに着目し、センサ素子１の応答速度以下の周波数の空気流動の場合には、最小値に基づいた出力を出力する。一方で、応答速度より大きい周波数の空気流動の場合には、平均値Daveを出力する。
【００５０】
センサ素子１の応答速度は、発熱体４の熱容量によって決まるため素子構造によって変化する値である。本実施例では、空洞部３のサイズは0.5〜1.0mm、薄膜支持体６a、６ｂの厚みは1〜5umとすれば100Hzから200Hzの応答性となる。従って、信号処理部１１に少なくとも100Hz以上の信号が入力されれば、出力信号の平均値Daveは入力信号Dinの最小値に近づく特性となるため、100Hz以下の場合に実施例１または２で記載した最小値側へのシフトを実施する。
【実施例４】
【００５１】
図１２、図１３に本発明を適用したセンサ装置に好適な、内燃機関のシステムを示す。内燃機関の吸気通路における吸気脈動は、吸気バルブ１７の開閉により生じる。スロットル弁１５より上流側は、スロットル弁１５により脈動が抑制される。そのため、スロットル弁１５の上流側は空気流の脈動が小さいため、本実施例のようなセンサ素子１を設置が容易である。
【００５２】
本発明が特に有効に作用するセンサ装置の環境は、空気流が脈動する環境である。つまり空気が流動したり静止したりを繰り返す環境において特に有効となる。このような環境は内燃機関の吸気通路におけるスロットル弁１５の下流側で生じやすい。スロットル弁１５の下流側は吸気バルブ１７の開閉に伴う圧力変化により空気流の脈動が激しくなる。これにより、本実施例のような熱式のセンサ素子１を設置すると脈動流による計測誤差を生じるが、本発明を適用することにより空気流動の激しい場所においても良好な計測値を得ることが可能である。
【００５３】
さらに、好適な内燃機関のシステムとしては、図１３に示すように吸気通路をそれぞれの燃焼室に分岐させた吸気マニホールド２１において、第１分岐点２２より下流側に本発明を適用した気体センサ装置を配置することが好ましい。図１３に示した３気筒エンジンの一例では、センサ素子１が搭載された気体センサ装置をスロットル弁１５から最も遠い気筒１８ｃへ向かう分岐点に配置している。それぞれの気筒１８ａから１８ｃに設けられた吸気バルブは、順番に開閉する。例えば気筒１８ａの吸気バルブが開くと気筒１８ａへ向かう空気流が発生するが、気筒１８ｃの吸気バルブは閉じているため、センサ素子１が周りの空気流動は小さくなるタイミングが得られる。吸気バルブの開閉順により空気の流れが小さい期間を確保して、このときの計測値を取得すれば良好な計測値をえることができる。
【００５４】
本発明の気体センサ装置は、自動車の内燃機関以外にも適用することが可能であり、内燃機関以外にも、種々の環境における気体の濃度を計測する場合に適用することができる。
【００５５】
上記各実施形態は、好ましい実施形態として例示したに過ぎず、上記実施形態を、適宜、組み合わせることが可能であり、また、発明の趣旨に基づいて、適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…センサ素子、２…基板、３…空洞部、４…第１の発熱体、５…第２の発熱体、６ａ、６ｂ…薄膜支持体、７ａ〜７ｄ…電極、８…圧力補正部、９…圧力センサ、１０…信号処理部、１１…最小値検出部、１２…ローパスフィルタ、１３…微分器、１４…積分器、１５…スロットル弁、１６…吸気、１７…吸気バルブ、１８…燃焼室、１９…ピストン、２０…コントローラー、２１…吸気マニホールド、２２…第１分岐点、２３…サンプルホールド回路、２４…メモリ、２５…最小値検出部、２６…AD変換器
【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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