(57)【要約】【課題】熱線式空気量センサ出力を所定のサンプリングタイミングで取り込んで空気量に変換する場合では、吸気脈動の大きさや周波数によって検出する平均空気量が影響を受けるため誤差が生じる。その誤差は高周波数ほど応答遅れが生じるためと、所定のサンプリングタイミングの取り込みでは高周波数ほどセンサ出力を正しくトレースできないことに起因する。【解決手段】内燃機関の吸気脈動から脈動振幅比の大きさおよび脈動周波数を求め、脈動振幅比と脈動周波数とから熱線式空気量センサの周波数応答を補正する補正量を求めると共に、サンプリング誤差を補正する補正量を求め、吸気脈動に応じた補正量から検出された空気量を補正演算して最終的な空気量を求めるようにした。【選択図】図８
2013160121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路を流れる空気量を測定する熱線式空気量センサを備えた内燃機関の空気量計測装置において、
前記熱線式空気量センサの出力信号或いはこの出力信号から換算された検出空気量を所定のサンプリング期間毎に検出するサンプリング手段と、
前記出力サンプリング手段によってサンプリングされた複数の出力信号或いは検出空気量から吸気脈動の大きさ及び脈動周波数を求める吸気脈動及び脈動周波数演算段と、
前記吸気脈動及び脈動周波数演算段で得られた吸気脈動の大きさと前記脈動周波数とから前記熱線式空気量センサの周波数応答を補正する補正量を演算する周波数応答誤差補正手段と、
前記吸気脈動及び脈動周波数演算段で得られた吸気脈動の大きさと前記脈動周波数とから前記熱線式空気量センサのサンプリング誤差を補正する補正量を演算するサンプリング誤差補正手段と、
前記周波数応答を補正する補正量及び前記サンプリング誤差を補正する補正量によって前記検出空気量を補正して補正空気量を求める補正空気量演算手段と
よりなることを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の空気量計測装置において、
前記サンプリング手段は第１の所定時間毎に前記熱線式空気量センサの前記出力信号或いは前記検出空気量をサンプリングし、前記吸気脈動及び脈動周波数演算段は前記第１の所定時間より長い第２の所定時間の間にサンプリングされた複数の前記出力信号或いは検出空気量から吸気脈動の大きさ及び脈動周波数を求めることを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の空気量計測装置において、
前記吸気脈動及び脈動周波数演算段は、前記第１の所定時間毎にサンプリングされた前記出力信号或いは検出空気量を前記第２の所定時間の間に亘って記憶する記憶手段と、前記第２の所定時間内での最大値平均及び最小値平均と全体平均値とを演算する演算手段と、前記最大値平均と最小値平均の差分から脈動の振幅量を演算する演算手段と、前記振幅量と前記全体平均値とから脈動振幅の比率を求める演算手段を備えていることを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関の空気量計測装置において、
前記吸気脈動及び脈動周波数演算段は、前記第２の所定時間の間にわたってサンプリングした前記出力信号或いは検出空気量の時間的に隣り合うもの同士の差分量を正負符号付きで演算して符合の反転回数を演算する演算手段と、前記第２の所定時間と前記反転回数から前記吸気脈動の周期もしくは周波数を演算する演算手段を備えていることを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項５】
請求項３乃至請求項４に記載の内燃機関の空気量計測装置において、
前記周波数応答誤差補正手段は、前記脈動振幅比の大きさと前記脈動周波数に応じて補正量が求められ、前記脈動振幅比率が大きく、かつ前記脈動周波数が高いほど前記補正量を大きく設定することを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項６】
請求項３乃至請求項４に記載の内燃機関の空気量計測装置において、
前記サンプリング誤差補正手段は、前記脈動振幅比の大きさと前記脈動周波数に応じて補正量が求められ、前記脈動振幅比率が大きく、かつ前記脈動周波数が高いほど前記補正量を大きく設定することを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の空気量計測装置において、
前記補正空気量演算手段は、前記検出空気量の前記全体平均値に対する大きさによって決まる非線形誤差を補正する補正量を演算する非線形補正手段からの補正量によって検出空気量を補正することを特徴とする内燃機関の空気量計測装置。
【請求項８】
内燃機関の吸気通路を流れる空気量を測定する熱線式空気量センサを備えた内燃機関の空気量計測装置において、
前記空気量計測装置は、
前記熱線式空気量センサの出力信号から換算された検出空気量を所定のサンプリング期間毎にサンプリングし、
前記サンプリングされた複数の検出空気量から吸気脈動の大きさ及び脈動周波数を演算し、
前記吸気脈動の大きさと前記脈動周波数とから前記熱線式空気量センサの周波数応答を補正する補正量を演算し、
前記吸気脈動の大きさと前記脈動周波数とから前記熱線式空気量センサのサンプリング誤差を補正する補正量を演算し、
前記周波数応答を補正する補正量及び前記サンプリング誤差を補正する補正量によって前記検出空気量を補正して補正空気量を演算する
ことを特徴とする内燃機関の空気量計測方法。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の空気量計測方法において、
第１の所定時間毎に前記熱線式空気量センサの前記出力信号或いは前記検出空気量をサンプリングし、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間の間に前記サンプリングされた複数の前記検出空気量から吸気脈動の大きさ及び脈動周波数を求めることを特徴とする内燃機関の空気量計測方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の空気量計測方法において、
前記第１の所定時間毎にサンプリングされた前記検出空気量を前記第２の所定時間の間に亘って記憶し、前記第２の所定時間内での最大値平均及び最小値平均と全体平均値とを演算すると共に、前記最大値平均と最小値平均の差分から脈動の振幅量を演算し、前記振幅量と前記全体平均値とから脈動振幅の比率を演算することを特徴とする内燃機関の空気量計測方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の内燃機関の空気量計測方法において、
前記第２の所定時間の間に亘ってサンプリングした前記検出空気量の時間的に隣り合うもの同士の差分量を正負符号付きで演算して符合の反転回数を演算し、前記第２の所定時間と前記反転回数から前記吸気脈動の周期もしくは周波数を演算する
ことを特徴とする内燃機関の空気量計測方法。
【請求項１２】
請求項１１乃至請求項１２に記載の内燃機関の空気量計測方法において、
前記脈動振幅比の大きさと前記脈動周波数に応じて周波数応答誤差の補正を行う補正量が求められ、前記脈動振幅比率が大きく、かつ前記脈動周波数が高いほど前記補正量を大きく設定することを特徴とする内燃機関の空気量計測方法。
【請求項１３】
請求項１１乃至請求項１２に記載の内燃機関の空気量計測方法において、
前記脈動振幅比の大きさと前記脈動周波数に応じてサンプリング誤差の補正を行う補正量が求められ、前記脈動振幅比率が大きく、かつ前記脈動周波数が高いほど前記補正量を大きく設定することを特徴とする内燃機関の空気量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気量検出装置からの検出信号に基づき空気量を演算する内燃機関の空気量計測装置及び空気量計測方法に係り、特に、広い回転領域に亘って正確な空気量を計測することができる内燃機関の空気量計測装置及び空気量計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から内燃機関の制御装置では、内燃機関の吸入空気量を検出するため、内燃機関の吸気管に空気量検出装置を配置し、空気量検出装置によって検出された検出信号を演算して吸入空気量を求め、この吸入空気量を用いて燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を制御している。
【０００３】
内燃機関の排気ガス中の有害物質（例えば、一酸化炭素や炭化水素等）を低減させることが重要な課題となっており、従来から採用されていた吸気管圧力センサを用いて吸入空気量を体積流量として間接的に空気量を計測している手法では排気ガス中の有害物質を低減するには不利であるため，最近では質量流量を計測できる空気量検出装置の出力信号を用いるようになってきている。
【０００４】
そして、この質量流量を計測できる空気量検出装置の検出信号は所定の時間的なタイミングでサンプリングされてデジタル演算によって吸入空気量が求められているが、この計測精度を上げることが内燃機関の排出ガス中の有害物質を低減させるための重要な技術である。
【０００５】
質量流量を計測できる空気量検出装置として現在多く使用されているものは熱線式空気量センサであり、この空気量センサの検出信号としては発熱抵抗体からの信号に基づいて空気流量に応じて電圧値を変える電圧信号や、空気流量に応じて出力パルスの周期を変える周波数信号が使われることが多い。
【０００６】
一方、燃費についても更なる向上が求められており、吸気弁や排気弁の開閉位相を調整する可変バルブタイミング機構、吸気弁のリフトを調整する可変リフト機構の採用や、大量ＥＧＲガスの導入方式の採用によって内燃機関の出力と燃費の両立を図ることが提案されている。
【０００７】
ところで、多気筒内燃機関においてはピストンの往復運動により吸気管に吸気脈動が発生するため、定常状態においても熱線式空気量センサの検出信号も回転速度と吸気脈動に同期した変動が発生する。
【０００８】
特に、スロットル弁の上流に配置される熱線式空気量センサは、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り、検出信号を平滑化しても真の空気量に対して誤差を生じることが知られている。
【０００９】
このため、特許第４４６６３０９号の登録公報（特許文献１）や特開２００１−５００９０号公報（特許文献２）にあるように吸気脈動に対して空気量の補正を行う方法が提案されている。
【００１０】
尚、上述したように最近の内燃機関では可変バルブタイミング機構、可変リフト機構の採用や、大量ＥＧＲガスの導入方式の採用等によって吸気脈動が更に拡大される、あるいは発生領域が変化するなどの影響度合いが複雑化する傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４４６６３０９号の登録公報
【特許文献２】特開２００１−５００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１及び特許文献２に記載の吸入空気量を補正する方法においても、吸気の脈動率を算出する場合に、吸気管圧力、スロットル弁の操作量、あるいは内燃機関回転数に基づいて補正量を演算する方法である。
【００１３】
ここで、熱線式空気量センサは、測定対象である吸入空気流の中に配置された発熱抵抗体に流れる電流値は吸入空気量が多い時に増加し、逆に吸入空気量が少ない時に減少するようにブリッジ回路が構成されており、発熱抵抗体に流れる電流により空気量信号として電圧信号、或いは電圧−周波数変換により得られた周波数信号が取り出されるものである。
【００１４】
熱線式空気量センサは発熱抵抗体の熱収支を利用しているため、吸気脈動の影響を受けた場合に脈動の大きさや周波数によって検出精度へ影響を及ぼし、特に熱線式空気量センサの出力としては高周波数領域ほど応答遅れが生じる周波数応答特性を持っている。よって、出力特性が非線形特性を持つ場合には検出される出力平均値と真の空気量平均値が一致しなくなり誤差が生じるようになる。
【００１５】
一方、これとは別に熱線式空気量センサの検出信号を所定のサンプリングタイミング（例えば２ｍｓ毎）で取り込んで空気量に変換する場合では、吸気脈動が発生しない領域では誤差は少ないが、吸気脈動の大きさや周波数によって平均検出空気量が影響を受けて誤差が生じるようになる。
【００１６】
例えば、吸気脈動はピストンの往復運動に起因するため内燃機関の回転数によって周波数が変わるものであり、1次成分としては４気筒の内燃機関の場合はクランク軸1回転に２回分の脈動が発生する。
【００１７】
すなわち、低回転数領域では１／２回転当りにかかる時間が長いため所定のサンプリングタイミング毎のサンプリング回数（母数）は多くなって、熱線式空気量センサの出力信号のピークをサンプリングできる確率が高くなることでそれほど誤差は大きくならないが、逆に高回転数では１／２回転当りにかかる時間が短いため所定サンプリングタイミング毎のサンプリング回数（母数）は少なくなって、熱線式空気量センサの出力信号のピークをサンプリングできる確率が低くなることで誤差は大きくなるようになる。
【００１８】
尚、可変バルブタイミング機構や大量ＥＧＲとの組合せにより、運転領域によっては1次成分のみならず、０．５次成分や１．５次、２次成分と言った周波数が脈動に加味されるケースもあり、単純に内燃機関の回転数によって一義的に脈動が発生するとは限らない。
【００１９】
これらの要因により吸気脈動が加味された場合は、高周波数領域で、かつ、脈動が大きいほど熱線式空気量センサの出力値を正しくトレースすることが困難になり、擬似的にエイリアシングと呼ばれる真の空気量平均値とのずれが発生するような状態に等しくなるため、誤差が拡大されるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の特徴は、内燃機関の吸気脈動から脈動振幅比の大きさおよび脈動周波数を求め、脈動振幅比と脈動周波数とから熱線式空気量センサの周波数応答を補正する補正量を求めると共に、サンプリング誤差を補正する補正量を求め、吸気脈動に応じた補正量から検出された空気量を補正演算して最終的な空気量を求めるようにした、ところにある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、広い回転領域に亘って吸気脈動の影響を考慮して空気量を求めることができるので、吸気脈動の大きさや周波数変化にかかわらず吸入空気量を精度良く演算することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内燃機関の全体的な構成を示すシステム構成図である。
【図２】制御ユニットの構成を示す構成図である。
【図３】従来の空気量演算方法を制御ユニットで行なう場合の内部処理の概要を示す概要図である。
【図４】熱線式空気量センサの空気量と出力信号の関係を示す特性図である。
【図５】空気量と吸気脈動との関係を示す特性図である。
【図６】周波数及び脈動の大きさと空気量比の関係を示す特性図である。
【図７】サンプリングタイミングによる脈動及び周波数と誤差の関係を示す特性図である。
【図８】本発明の一実施例になる空気量演算方法を制御ユニットで行なう場合の内部処理の概要を示す概要図である。
【図９】低周波数領域の脈動状態と空気量演算処理の関係を示す説明図である。
【図１０】高周波数領域の脈動状態と空気量演算処理の関係を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施例になる空気量演算方法に使用される補正係数を説明する説明図である。
【図１２】本発明の一実施例になる空気量演算方法を実施するフローチャートを示す制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明の実施例において前提となる内燃機関の制御装置とその動作の概要について説明する。
【００２４】
図１は、いわゆるＭＰＩ（多点燃料噴射）方式の内燃機関の構成を示したものである。以下では本発明の実施例としてＭＰＩ方式の内燃機関について説明するが、気筒内に直接的に燃料を噴射する方式の内燃機関のような種々の形態の内燃機関にも適用可能である。
【００２５】
内燃機関の吸入空気量はエアクリーナ１１の出口部に設けられた熱線式空気量センサ１０によって計測される。吸入空気はエアクリーナ１１に接続された吸気管１２、吸入空気量を調節するスロットル弁１５ａを有する電制スロットルボディ１５を通り、コレクタ１０６に入る。その後、吸入空気は内燃機関１００の吸気分岐管１０１に分配されて各気筒のシリンダ１０３ｃ内に吸入される。
【００２６】
参照番号１０３ｂはシリンダ１０３ｃを形成するシリンダブロックである。シリンダ１０３ｃの吸気弁と排気弁には可変バルブタイミング機構１０１及び可変バルブタイミング機構１０２が設けてあり、吸気弁と排気弁の開閉位相を調整することができる。
【００２７】
また、内燃機関１００に供給される燃料は燃料タンク１０７から燃料ポンプ１０８で吸引、加圧され、プレッシャレギュレータ１０６により一定圧力に調圧された後に吸気分岐管１０１に設けられたインジェクタ１１０から噴射される。
【００２８】
内燃機関１００のシリンダ内１０３ｃでは、点火コイル１１１で発生された高電圧を点火プラグ１１２に印加して吸気分岐管１０１において空気と燃料の混合した混合気に着火して燃料を燃焼させる。
【００２９】
各気筒のシリンダ１０３ｃ内で燃焼した後の排気ガスは排気管１０４を通過し、三元触媒１０５によって浄化され、その後に内燃機関外へ排出される。
【００３０】
内燃機関の制御を実行する制御ユニット２００に内燃機関の状態を表す種々の信号が入力されるようになっており、図１には吸気温度センサ１４、吸入空気量センサ１０（ここでは、熱線式空気量センサである）、スロットル弁１５aの開度を検出するスロットルセンサ１３、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１１６、冷却水温度を検出する水温センサ１７、クランク角度を検出するクランク角センサ１８、ノックセンサ１１３、三元触媒１０５の上下流の酸素濃度を測定する酸素センサ１１４、１１５等を示している。
【００３１】
図２は制御ユニット２００の全体構成を示したものであり、制御ユニット２００には内燃機関の制御に必要なセンサ類、例えば内燃機関回転数と位相を検出するためのクランク角センサ１８、カム角センサ１６、内燃機関１００に吸入される空気の温度を検出する吸気温度センサ１４、内燃機関の冷却水（クーラント）温度を検出するための水温センサ１７、大気圧を検出するための大気圧センサ１２１、スロットル弁開度を検出するスロットルセンサ１３、排気ガス中の酸素濃度を検出するための空燃比センサ１１４、スタータスイッチ１１７、熱線式空気量センサ１０等の信号が入力されている。
【００３２】
これらのセンサからの検出信号は制御ユニット２００内の入力処理回路２０１に入力され、アナログ入力としてＡ/Ｄ変換器により検出されるものと、Ｈｉｇｈ/Ｌｏｗレベルで検出されるものとに分かれて処理される。
【００３３】
ＣＰＵ２０３ではＣＰＵ内のＲＯＭ２０２に格納されているプログラムによって、所定のデジタル演算処理を実行して、この演算結果から内燃機関の制御に必要な各種アクチュエータの制御信号を出力し、入力処理回路２０１の出力回路を介して各種アクチュエータを制御する機能を有している。
【００３４】
例えば、内燃機関の各インジェクタ１１０には熱線式空気量センサ１０の検出信号から計測される質量流量と、クランク角センサ１８から計測される内燃機関の回転数、および水温センサ１７から検出される水温を含む各補正量、空燃比センサ１１４によって検出される空燃比状態に応じた補正量が付加されて燃料噴射量が演算されて、最終的にはインジェクタ１１０に駆動パルス幅として出力する。
【００３５】
同様に内燃機関の燃焼に必要な点火コイル１１１への通電タイミングを制御する点火信号、スロットル弁開度を制御する電制スロットル１５への信号などである。これらの演算結果をＲＡＭ２０４や不揮発性のＲＡＭであるＥＥＰＲＯＭ２０５に保存する。
【００３６】
次に、熱線式空気量センサ１０の概要について説明すると、熱線式空気量センサは測定対象である空気流の中に配置された発熱抵抗体を主要な構成要素とし、発熱抵抗体に流れる電流値は吸入空気量が多い時に増加し、逆に吸入空気量が少ない時には減少するようにブリッジ回路が構成されており、発熱抵抗体に流れる電流により空気量を電圧信号として取り出すものである。
【００３７】
尚、空気量に対応した電圧信号は電圧値として出力されるほか、電圧-周波数変換回路によって変換することにより周波数信号に変換されて出力されるものもある。
【００３８】
図３は従来の方法による熱線式空気量センサ１０の出力信号に基づいて空気量を求める演算方法を示しており，この演算は制御ユニット２００の内部処理で実行されるものである。
【００３９】
熱線式空気量センサ１０からの検出信号がＬＳＩ２０１を介してＣＰＵ２０３に入力されると、ＣＰＵ２０３に内蔵されるＡ／Ｄ変換器３００では熱線式空気量センサ１０からの信号の電圧を０Ｖ〜５Ｖの範囲でＡ／Ｄ変換器の分解能により決まるデジタル値の電圧情報Ｖｕに変換する。
【００４０】
例えばＡ/Ｄ変換器３００の分解能を１０ビット、ＣＰＵ２０３が認識する１ビット当たりの電圧を５ｍＶ相当とすると、１．０ＶをＡ/Ｄ変換するとデジタル値は２００となる。
【００４１】
電圧情報Ｖｕは空気量変換テーブル３０２に与えられ、空気量変換テーブル３０２は電圧情報Ｖｕに対応して予め記憶された空気量を有しており、検索補間演算されて、検出空気量に変換される。以下、検出空気量はこの空気量変換テーブルで変換された空気量をしめすものとして説明する。
【００４２】
また、図示しないが電圧−周波数変換された周波数信号として入力される場合は、信号の周期をＣＰＵ２０３のポート入力で計測することによって、周期または周期から周波数に変換された値が入力となり、空気量変換テーブルは周期または周波数に応じて予め記憶された値から検索補間演算されて検出空気量に変換される。
【００４３】
空気量変換テーブル３０２で得られた空気量信号Ｑはその後に高周波成分ノイズの除去を目的としたデジタルフィルタ処理３０３を実行されて検出空気量Ｑｃを演算する。
【００４４】
燃料噴射パルス幅演算４００では検出空気量Ｑｃを別途クランク角センサ１８の信号から演算した内燃機関の回転数３０５で除算し、シリンダに吸入される空気量相当にすると共に、各補正演算をおこなったあと燃料を噴射する時間ＴＯＵＴが演算され、インジェクタ１１０にて燃料を内燃機関に供給するように動作する。
【００４５】
図４は、一般的な熱線式空気量センサ１０の吸入空気量と出力信号の関係を示したものであり、吸入空気量が少ないと出力する信号の周波数は低く、吸入空気量が多いと出力する信号の周波数は高くなる非線形関係にある特性曲線である。
【００４６】
非線形性特性とするのは、発熱抵抗体からの検出信号を空気量に変換する際に空気量Ｑは、主としてキングの式と呼ばれる次の式が採用されているためである。
Ｉh2・Ｒh ＝(α＋β・√Ｑ)・(Ｔh−Ｔa)
ここで、Ｉh は発熱抵抗体の電流値、Ｒh は発熱抵抗の抵抗値、Ｔh は発熱抵抗の表面温度、Ｔa は空気の温度、Ｑは空気流量、α、βは発熱抵抗の仕様で決まる定数である。
【００４７】
一般的には、(Ｔh−Ｔa)が一定となるように発熱抵抗の電流値Ｉhを制御するので、空気量は抵抗器の電圧降下により電圧値Ｖに変換して検出するが、結果として電圧値Ｖは４次関数式になる。このため、空気流量へ変換する場合に４次曲線の曲率すなわち出力と空気量との関係が非線形になる。
【００４８】
尚、特性曲線については内燃機関の要求空気量に合わせて熱線式空気量センサ１０の出力を設定するため、周波数と空気量あるいは電圧と空気量との関係が逆の特性の場合や、或いは線形関係のケースもあるが、演算処理については変換テーブル３０２が変わるだけである。
【００４９】
次に図５は、熱線式空気量センサ１０の出力信号に基づく検出空気量と吸気脈動の関係を示したもので、横軸を時間Ｔ（ｓ）とした場合に（ａ）は周波数が低い、すなわち周期が長く、脈動が大きい場合の真の空気量をＲＬ1、熱線式空気量センサ１０の出力から演算される検出空気量をＳＧ1で示している。同様に、（ｂ）は周波数が高い、すなわち周期が短く、脈動が大きい場合の真の空気量をＲＬ２、熱線式空気量センサ１０の出力から演算される検出空気量をＳＧ２で示している。
【００５０】
この図からわかるように、（ａ）では、脈動が大きくても周期が長いため、熱線式空気量センサ１０の出力から求められる検出空気量ＳＧ１と、真の空気量ＲＬ１との差は小さい。一方、（ｂ）では脈動が大きい場合に真の空気量ＲＬ２に対して、熱線式空気量センサ１０の出力から求められる検出空気量ＳＧ２は脈動の振幅をトレース（真の空気量ＲＬ１に検出空気量ＳＧ２が一致しない）することができない。
【００５１】
これは熱線式空気量センサ１０の発熱抵抗体の熱収支を利用しているため、吸気脈動の影響を受けた場合に、脈動の大きさや周波数によって検出精度へ影響を及ぼし、脈動が大きく、かつ高周波数ほど応答遅れが生じる周波数応答特性を持つことに起因している。
【００５２】
ここで、出力特性が非線形曲線を持つ場合に、脈動が発生している時に検出された検出空気量の平均値が真の空気量平均値と一致しなくなり誤差が生じる状況について図４を用いてより詳細に説明する。
【００５３】
図４において、横軸を真の空気量と仮定し、検出信号に点線Ｑｒで示す脈動するような正弦変動が発生しているとすると、真の空気量平均値は２点鎖線で示すＱａＶ１である。
【００５４】
一方、熱線式空気量センサ１０の出力は非線形として変動を検出するため、縦軸の点線Ｓｇ１で示す波形が出力されれば、空気量に変換したときの平均値は上述の２点鎖線で示すＱａＶ１にもどり誤差は発生しない。
【００５５】
ところが、図５で説明したような周波数応答特性を持ち、波形の振幅が実線Ｓｇ２で示すような波形に変化するとその平均値は１点鎖線で示す値をとり、空気量に変換したときの平均値はＱａＶ２で示す値をとるため、ＱａＶ１とＱａＶ２の差分ＱＥｒ１で示す空気量分がマイナス誤差になる。
図６はセンサ出力から求められる検出空気量を真の空気量で除算して求められる比率を空気量比とし、この空気量比と脈動周波数との関係を示したものである。
【００５６】
図６において、センサ出力から求められる検出空気量と真の空気量が一致している場合を空気量比１．０としており、実線Ｃｆ１は脈動が小さい場合を示し、点線Ｃｆ２は脈動が大きい場合を示している。
【００５７】
特に周波数１０Ｈｚ以上では高周波数になるほど空気量比が１．０より小さく、すなわち熱線式空気量センサ１０の出力から求められる空気量誤差がマイナスとなり、脈動が大きいほどマイナス誤差が大きくなることを示している。
【００５８】
このため、脈動の大きさと脈動周波数とに応じて逆の特性となる補正量で補正してやれば、上述のような周波数応答特性に対する誤差を低減できることがわかる。
【００５９】
したがって、一つの特徴は吸入空気の脈動の大きさと脈動周波数の変化によって決まる補正量によって検出空気量を補正すれば、周波数応答特性に起因する誤差を低減でき検出精度を向上できるようになる。
【００６０】
次に図７は、熱線式空気量センサ１０の出力を所定のサンプリングタイミング（例えば２ｍｓ毎）で取り込んで空気量に変換する場合に、吸気脈動の大きさや周波数によって検出空気量の平均値に誤差が生じることを示している。
【００６１】
図７は横軸に脈動周波数、縦軸に誤差を表している。ここで、誤差は以下の式で求められている。
誤差（％）＝｛（２ｍｓのサンプリングタイミングによる検出空気量平均値）―（真の空気量平均値）｝／（真の空気量平均値）
図７は、この誤差を周波数の変化に合わせて求め、脈動周波数と脈動の大きさによる関係を示したもので、実線Ｃｎｆ１は脈動が小さい場合を示し、点線Ｃnｆ２は脈動が大きい場合を示している。
【００６２】
図７に示すように脈動が大きく、かつ周波数が高いほど熱線式空気量センサ１０の出力から求められる空気量の誤差がマイナスとなり、誤差が大きくなることを示している。
【００６３】
このため、脈動の大きさと脈動周波数に応じて逆の特性となる補正量で補正してやれば、上述のようなサンプリングタイミングに対する誤差を低減できることがわかる。
【００６４】
したがって、もう一つの特徴は吸入空気の脈動の大きさと脈動周波数の変化によって決まる補正量によって検出空気量を補正すれば、サンプリングタイミングに起因する誤差を低減でき検出精度を向上できるようになる。
【００６５】
ここで、脈動の周波数は４気筒内燃機関の場合は内燃機関のクランク軸1回転に２回分の周期で脈動が発生するため、内燃機関の回転数として代替しても良い。ただし、可変バルブタイミング機構や大量ＥＧＲ方式の導入との組合せにより、内燃機関の運転領域によっては1次成分のみならず、０．５次成分や１．５次、２次成分と言った周波数が脈動に加味されるケースもあり、単純に内燃機関の回転数によって一義的に脈動が発生するとは限らないため、実際の検出値から脈動周波数を求めるほうが望ましい。
【００６６】
以上のような知見に基づき、本発明の一実施例になる吸気脈動やその周波数の変動を考慮した空気量演算方法について詳細に説明する。
【００６７】
吸気脈動に起因する熱線式空気量センサ１０の検出誤差を吸気脈動に応じた補正係数により補正する際に、吸気脈動の大きさや周波数によって生じる誤差を抑制する方法について図８乃至図１１を用いて説明する。
【００６８】
図８は本発明の一実施例になる、熱線式空気量センサ１０の出力信号を用いた空気量演算方法を制御ユニット２００で実行する場合の内部処理の概要を示したものである。
【００６９】
この内部処理は図面上では制御機能或いは演算機能をブロックとして表現しており、この内部処理ブロックは、Ａ／Ｄ変換器３００からの出力Ｖｕを入力として、第一の所定期間であるサンプリングタイミング（例えば２ｍｓ）でＡ/Ｄ変換値（検出出力）を参照するサンプリング手段３１０と、空気量変換テーブル３０２と、サンプリング手段３０１からの直接的な出力信号、或いは空気量変換テーブル３０２からの変換空気量を図示しないサンプリング手段によってサンプリングして、これらの結果を参照して脈動振幅比および脈動周波数を演算する脈動振幅比及び脈動周波数演算手段３２０と、更にこれらの演算結果をもとに熱線式空気量センサ１０の周波数応答を補正する周波数応答補正手段３３０と、サンプリング誤差を補正するサンプリング誤差補正手段３４０、非線形性を補正する非線形性補正手段３５０と、これらの結果から最終的に補正した空気量を演算する補正後空気量演算手段３６０とから空気量Ｑｃを演算するように構成されている。
【００７０】
更には、脈動振幅比及び脈動周波数演算手段３２０は、サンプリング手段３１０の第一の所定期間であるサンプリング時間（例えば２ｍｓ）より長い第二の所定期間（例えば２０ｍｓ）の間に亘りサンプリング手段３１０のサンプリング結果である検出空気量を記憶、保存しておくサンプリング値記憶手段３２１と、時間的に隣り合うサンプリング値の差分量を正負符号付きで演算する差分量演算手段３２２と、符合の反転回数を演算する反転回数演算手段３２３と、サンプリング値記憶手段３２１に記憶されているサンプリング値から最大、最小および第二の期間中のサンプリング値の全体平均値を演算する最大、最小、全体平均値演算手段３２４と、脈動振幅比を演算する振幅比演算手段２３５と、反転回数演算手段３２３とから脈動周波数を演算する周波数演算手段３２６とから構成されている。
【００７１】
以上の構成からなる空気量演算機能の動作、働きについて以下説明すると、図９は直列４気筒の内燃機関で低回転数領域である回転数が１２００ｒ／ｍｉｎの時の例を示している。
【００７２】
尚、以下の説明は振幅比及び脈動周波数演算手段３２０の動作について説明しており、これは、サンプリング手段３１０、サンプリング値記憶手段３２１、差分量演算手段３２２、反転回数演算手段３２３、最大、最小、全体平均値演算手段３２４、振幅比演算手段２３５、反転回数演算手段３２３、及び周波数演算手段３２６によって実行されるものである。
【００７３】
この例は周波数に単純換算すると４０Ｈｚの場合であり、低周波数領域側の脈動状態の例をあらわしたものである。縦軸に空気量Ｑ（ｋｇ／ｈ）、横軸に時間（ｍｓ）を取っており、周期的に変化する実線で示したものが時間的に変化する真の空気量Ｑｒ１、これの２０ｍｓ間の平均空気量を２点鎖線ＱａＶｒとしている。
【００７４】
一方、黒丸点ｓ1から黒丸点ｓ１１で示す各点は２ｍｓ毎のサンプリングタイミングで空気量変換テーブル３０２で空気量変換した時の値であり、この黒丸点ｓ1から黒丸点ｓ１１のそれぞれ隣り合う部分を量子化して結んだ点線を２ｍｓ毎のサンプリングタイミングで空気量変換したときの空気量Ｑｓ１、同様に２０ｍｓ間の平均値を破線ＱａＶｓとして示している。
【００７５】
これからわかるように、低周波数側の領域では黒丸点ｓ１から黒丸点ｓ１１で示したＱｓ１のサンプル空気量は真の空気量Ｑｒ１をほぼトレースすることができるため、平均空気量ＱａＶｒと平均空気量ＱａＶｓの差は小さく、両者の誤差は小さいため補正量は小さいものでも良いこととなる。
【００７６】
次に、図９に示してある波形から脈動周波数Ｐｆを求める方法について説明すると、図９の下側に示してあるように、黒丸点ｓ1から黒丸点ｓ１１で示す各黒丸点で、例えば時間的に隣り合う点どうしの差分を正負符号付きで演算すると、（ｓ２−ｓ１）は符号が（＋）、（ｓ３−ｓ２）は符号が（―）となり、a点で示す時点において符号が（＋）から（−）に反転したものと判断して反転回数を＋１する。
【００７７】
同様にｂ点で示す（ｓ１０−ｓ９）は符号が（−）から（＋）に反転するため、反転回数を＋１して２とする。（反転回数は変極点の数でもある）
したがって、第二の所定期間を２０ｍｓ間とすると、この間の反転回数を積算していくことにより第二の所定期間である２０ｍｓ間の反転回数が保存される。
【００７８】
次に、これを脈動周波数Ｐｆに換算するには、４気筒内燃機関の場合には１ｓ間の反転回数の１／２回が周波数に相当するため、２０ｍｓ間の５０倍の値を１／２倍すれば良い。
【００７９】
すなわち、図９では変極点数＝２であるので、５０×２／２＝５０（Ｈｚ）が脈動周波数Ｐｆとして求められる。図９に示す例では上述したように回転数が１２００ｒ／ｍｉｎの時では実際の周波数は４０Ｈｚであり、誤差は生じるがほぼ近い周波数として求めることができる。
【００８０】
尚、脈動周波数Ｐｆの演算精度を向上するには第二の所定期間を長く取れば良い。ただし、各黒丸点の保存数と第二の所定期間とは関連付けされており、保存数を多くとるとＲＡＭ容量が増加するため、ＲＡＭ容量と精度を考慮して設定すれば良い。
【００８１】
次に、前記第二の所定期間の最大値平均Ｑｍｘ1、最小値平均Ｑｍｎ1および全体平均値ＱａＶｓを求める方法について説明する。
【００８２】
第二の所定期間における各２ｍｓ毎のサンプリング値を記憶して保存することにより、上述した反転回数を更新するタイミングでａ点の符号により（―）の場合は、1回前のサンプリング値の黒丸点ｓ２が最大値ΣＱｍｘとして積算していくと同時に、ΣＱｍｘ回数を＋１として積算する。
【００８３】
ｂ点では符号が（＋）であり、この場合には1回前のサンプリング値黒丸点Ｓ９が最小値ΣＱｍｎとして積算していくと同時に、ΣＱｍn回数を＋１として記憶する。
【００８４】
最大値平均Ｑｍｘ1は積算された最大値ΣＱｍｘをΣＱｍｘ回数で除算すれば求められるが、図９では２０ｍｓとした第二の所定期間の反転回数がそれぞれ1回しか存在しないので、最大値平均Ｑｍｘ1は黒丸点ｓ２を意味し、同様に最小値平均Ｑｍｎ1は黒丸点ｓ９を意味し、それぞれ最大、最小値を求めることができる。
【００８５】
一方、第二の所定期間を２０ｍｓとした場合は、この間のサンプル数は２ｍｓ毎のサンプルタイミングでは１０個と固定できるため、各黒丸点ｓ１から黒丸点ｓ１０の総和値を求めてサンプル数１０で割ることにより、この間の平均値ＱａＶｓを求めることができる。
【００８６】
また、最大値平均Ｑｍｘ1と最小値平均Ｑｍｎ1の差分から脈動の振幅量ｄＱを演算し、脈動の振幅量ｄＱを平均値ＱａＶｓで除算（ｄＱ／ＱａＶｓ）することにより脈動振幅の比率である振幅比Ｐｗが求められる。
【００８７】
以上が低周波数領域の説明であるが、次に高周波数領域の場合を図１０に基づき説明する。図１０は図９の例と同様のものを示しているが、内燃機関の回転数を３０００ｒ／ｍｉｎで運転した時のものであり、周波数に単純換算すると１００Ｈｚの高周波数領域側の脈動状態を表したものである。
【００８８】
図９と同様に、それぞれ実線を真の空気量Ｑｒ１、点線を２ｍｓサンプリングタイミングで空気量変換したときの空気量Ｑｓ１、真の空気量Ｑｒ１の平均値を２点鎖線で示した平均値ＱａＶｒとし、空気量Ｑｓ１の平均値を破線で示した平均値ＱａＶｓとしている。
【００８９】
図９と比較して分かるように、図１０において空気量Ｑｓ１で示したサンプリングした検出空気量は真の空気量Ｑｒ１をトレースすることができなくなり、平均値ＱａＶｒと平均値ＱａＶｓの差はＥｒｓで示すように大きく、両者の誤差が大きくなるため補正量を大きくする必要があることがわかる。
【００９０】
波形から脈動周波数Ｐｆを求める方法についても図９で示した方法と同様であり、図１０の下側に示したように、サンプリングした時の時間的に隣り合う点どうしの差分を正負符号付きで演算し、符号が反転したものと判断した場合に反転回数を＋１とすることで積算していくことにより、２０ｍｓ間の反転回数が保存される。
【００９１】
これを脈動周波数に換算すると図１０で変極点数＝４であるので、５０×４／２＝１００（Ｈｚ）が脈動周波数Ｐｆとして求められる。
次に、第二の所定期間の最大、最小および全体平均値を求める方法についても同様に、第二の所定期間における各２ｍｓ毎のサンプリング値を記憶、保存しておき、上述した反転回数を更新するタイミングで演算される符号により（―）の場合は、1回前のサンプリング値を最大値ΣＱｍｘとして積算していくと同時に、ΣＱｍｘ回数を＋１として積算する。
【００９２】
一方、反転回数を更新するタイミングで演算される符号が（＋）の場合には1回前のサンプリング値を最小値ΣＱｍｎとして積算していくと同時に、ΣＱｍｎ回数を＋1として積算する。
【００９３】
図１０では２０ｍｓとした第二の所定期間の反転回数が４回であり、最大値平均は積算した最大値ΣＱｍｘをΣＱｍｘ回数で除算した２点による最大値平均Ｑｍｘ1、最小値平均は積算した最小値ΣＱｍｎをΣＱｍｎ回数で除算した２点による最小値平均Ｑｍｎ1として求められる。
【００９４】
一方、第二の所定期間を２０ｍｓとした場合は、図９と同様にこの間のサンプル数は２ｍｓ毎のサンプルタイミングでは１０個と固定できるため、各サンプリング値を積算して総和値を求めてサンプル数１０で割ることにより、この間の平均値ＱａＶｓを求めることができる。
【００９５】
また、最大値平均Ｑｍｘ1と最小値平均Ｑｍｎ1の差分から脈動の振幅量ｄＱを演算し、脈動の振幅量ｄＱを平均値ＱａＶｓで除算（ｄＱ／ＱａＶｓ）することにより脈動振幅の比率である振幅比Ｐｗが求められる。
【００９６】
また、本実施例では上述した脈動振幅比Ｐｗ及び脈動周波数Ｐｆの演算結果をもとに、図８に示した脈動振幅比及び脈動周波数演算手段３２０の後段にある周波数応答補正手段３３０と、サンプリング誤差補正手段３４０と、非線形性補正手段３５０とから最終的に補正した空気量を演算する補正後空気量演算手段３６０で空気量Ｑｃを演算するように構成されている。
【００９７】
図１０にはその時の補正された空気量をＱｃ1として示し、その平均値をＱａＶｃで示している。そして、補正した場合の平均値ＱaＶcと真の空気量の平均値ＱａＶｒとの差はＥｒｃで示すように小さくすることができる。
【００９８】
図１１は上述した周波数応答補正手段３３０と、サンプリング誤差補正手段３４０と、非線形性補正手段３５０の具体的な補正値を示したもので、（ａ）は熱線式空気量センサ１０の周波数応答を補正する補正係数ＫＱｆのマップであり、（ｂ）はサンプリング誤差を補正する補正係数ＫＱｓのマップであり、（ｃ）は非線形性を補正する補正係数ＫＱｂのテーブルを示している。
【００９９】
まず、熱線式空気量センサ１０の周波数応答を補正する補正係数ＫＱｆは脈動周波数Ｐｆと脈動振幅比Ｐｗとを軸とする３次元マップを参照して算出される。尚、脈動周波数Ｐｆと脈動振幅比Ｐｗとは上述したような手法よって求められている。
【０１００】
このマップでは図６で示した特性と逆関数的な補正量を設定しておけば良く、例えば周波数が高いほど係数は大きく、また脈動振幅比が大きいほど係数が大きくなるようにそれぞれ１．０より大きい値で設定される。それぞれの値は熱線式空気量センサ１０の特性として予め計測してマッピングしておけば、内燃機関によって係数を適合する必要はない。
【０１０１】
次にサンプリング誤差を補正する補正係数ＫＱｓは脈動周波数Ｐｆと脈動振幅比Ｐｗとを軸とする３次元マップを参照して算出される。このマップでも図７で示した特性の逆関数的な補正量を設定しておけば良く、例えば脈動周波数Ｐｆが高いほど係数は大きく、また脈動振幅比Ｐｗが大きいほど係数が大きくなるようにそれぞれ１．０より大きい値で設定される。補正係数は脈動振幅比Ｐｗと脈動周波数Ｐｆの読取りに対する誤差分の補正量を予め計算してマッピングしておけば、燃機関によって係数を適合する必要はない。
【０１０２】
また、非線形性を補正する補正係数ＫＱｂは、図４で示した特性において非線形の度合いの大きい部分について補正量を大きくするようになっている。
【０１０３】
線形性の度合いに応じて例えばセンサの出力電圧の所定単位当りに対する空気量Ｑの値が大きい場合に、大きくなるように設定された空気量Ｑを軸とした１．０より大きい値で２次元テーブルにより求められる。補正量はセンサ特性カーブによって予め設定しておけばよい。
【０１０４】
尚、本実施例では上述の各補正係数を１．０より大きい値としているが、これは乗算の際に補正なしの状態を１．０としたいためである。尚、各補正係数は０を基準に設定しても良いが、この場合は乗算する際に各係数に１．０を加算して求めるようにすると同様な効果が得られる。
【０１０５】
次に、上述した３つの補正係数（ＫＱｆ、ＫＱｓ、ＫＱｂ）を用いて、最終的に補正した空気量を演算する方法について説明する。
【０１０６】
補正後の空気量Ｑｃは下式（ａ）または下式（ｂ）で与えられ、本実施例では補正係数を調整する調整係数Ｃ1乃至Ｃ３は１．０以上としている。そして、補正後の空気量Ｑｃはサンプルタイミング毎に検出空気量Ｑに乗算されて求められる。
Ｑｃ＝Ｑ×｛（Ｃ１×ＫＱｆ）×（Ｃ２×ＫＱｓ）×（Ｃ３×ＫＱｂ）｝…（ａ）Ｑｃ＝Ｑ×｛1＋（Ｃ１×ＫＱｆ）＋（Ｃ２×ＫＱｓ）＋（Ｃ３×ＫＱ）｝…（ｂ）
ここで、式（ｂ）では各補正係数は０を基準に設定している場合である。
【０１０７】
式（ａ）もしくは式（ｂ）のいずれを用いるかは補正量の大きさと効果によって選択すれば良い。
【０１０８】
ここで、調整係数Ｃ1乃至Ｃ３を設定しているのは、共に脈動振幅比Ｐｗと脈動周波数Ｐｆを基に補正するため、過補正となる場合の調整分として設定しておくものである。尚、調整係数Ｃ1乃至Ｃ３を運転領域によって内燃機関の回転数あるいは負荷、スロットル弁開度に応じたマップやテーブルとし設定しておいても良いものである。
【０１０９】
更に、別な演算の方法としては、下式（ｃ）による演算方式があり、サンプリングタイミング毎に演算される。ただし、この場合は各係数を０基準に設定してお必要がある。尚、下記式（ｃ）の演算では差分を利用しているため補正の効果は小さく、係数を大きくしておく必要があるが、１．０では発散するので、大きな補正が必要な場合は適用できない。
Ｑｃ＝Ｇ×（Ｑ−Ｑｃ_ｏｌｄ）＋Ｑ…（ｃ）
Ｇ＝式（ｂ）の検出空気量Ｑに乗算される係数、（Ｃ１×ＫＱｆ）＋（Ｃ２×ＫＱｓ）＋（Ｃ３×ＫＱ）である。ただし、＜１．０の条件である。
Ｑｃ_ｏｌｄ：２ｍｓ前のＱｃ
尚、各補正係数（ＫＱｆ、ＫＱｓ、ＫＱｂ）は第二の所定期間の間から求められるため、直前の第二の所定期間における結果を使用し、次の第二の所定期間の結果が求められるまでは同じ補正係数（ＫＱｆ、ＫＱｓ、ＫＱｂ）が用いられる。
【０１１０】
次に各補正係数および補正後の空気量Ｑｃの演算について図１２のフローチャートを基づき説明する。
【０１１１】
図１２は熱線式空気量センサ１０から出力される検出信号を第一の所定期間である例えば２ｍｓ毎のサンプリングタイミングで起動する処理を示したもので、一般的にはマイコンプログラムの定時演算処理として起動するものである。
【０１１２】
まず、ステップ１０００では、２ｍｓ毎にエアフローセンサ１０から検出される信号を空気量Ｑに変換する。
【０１１３】
次に、ステップ１０1０では第二の所定期間の計測中であるかのフラグをチェックし、フラグ＝０、すなわち計測終了と判定されればステップ２０００に進み、フラグ＝１すなわち計測中であればステップ１０２０に進む。
【０１１４】
ステップ１０２０では、第二の所定期間（例えば２０ｍｓ）が計測中であり、ステップ１０００で演算された空気量Ｑは前回値に加算され、ΣＱとして積算されてステップ１０３０に進む。
【０１１５】
ステップ１０３０では、今回の空気量Ｑから保存されている前回の空気量Ｑを減算する計算によって差分量を符号付きで演算する。
【０１１６】
ステップ１０４０では、保存されている前回の空気量Ｑとその前の前々回の空気量Ｑの減算演算の結果による符合と、ステップ１０３０で演算された時の符号とを比較する。例えば空気量Ｑが２バイトデータである場合には、データのＭＳＢのビットが一致しない場合に反転したと判断する。
【０１１７】
反転したと判断した場合には、ステップ１０５０で反転回数の積算を行う。またステップ１０６０では、ステップ１０３０で演算した符号が比較（＋）であったかを比較し、（＋）の場合にはステップ１０７０へ進み、反転した直前の値が下限変極点であると判断して、反転した1回前の空気量Ｑを下限値としてΣＱｍｎへ加算し積算すると同時に、ΣＱｍｎ回数を積算する。
【０１１８】
ステップ１０６０で符号が（−）である場合は、反転した直前の値が上限変極点であると判断して、反転した1回前の空気量Ｑを上限値としてΣＱｍｘへ加算し積算すると同時に、ΣＱｍｘ回数を積算してステップ１０８０へ進む。
【０１１９】
ステップ１０４０で符号が反転していないと判断された場合は、ステップ１０５０から１０７０までの処理を行わず、ステップ１０８０へ進む。
【０１２０】
一方、ステップ１０１０で第二の所定期間の間の計測中であるかのフラグ＝０すなわち、計測終了と判定されればステップ２０００に進んで各補正係数が演算される。
【０１２１】
まずステップ２０００では、第二の所定期間中にステップ１０２０から１０７０までに演算されている最小値ΣＱｍｎとΣＱｍn回数から、最小値平均Ｑｍｎ1が最小値ΣＱｍｎをΣＱｍn回数で除算して求められる。同様に最大値平均Ｑｍｘ1が最大値ΣＱｍｘをΣＱｍｘ回数で除算して求められる。また、積算空気量ΣＱ／１０により全体平均ＱａＶｓを演算する。ここで１０は２０ｍｓ間の２ｍｓサンプリング回数から決まる値である。
【０１２２】
次にステップ２０１０では前記最大値平均Ｑｍｘ1と最小値平均Ｑｍｎ1の差分から脈動の振幅量ｄＱを演算し、脈動の振幅量ｄＱを平均値ＱａＶｓで除算（ｄＱ／ＱａＶｓ）することにより脈動振幅の比率である振幅比Ｐｗが求められる。
【０１２３】
ステップ２０２０では、脈動周波数Ｐｆに換算する演算を行い、ステップ１０５０で演算された反転回数積算値から、４気筒内燃機関の場合には１ｓ間の反転回数の１／２回が周波数に相当するため、２０ｍｓ間の５０倍の値を１／２倍して脈動周波数Ｐｆとして求めることができる。
【０１２４】
ステップ２０１０で求めた脈動振幅比Ｐｗと、ステップ２０２０で求めた脈動周波数Ｐｆを用いてステップ２０４０から２０５０によって夫々３つの補正係数（ＫＱｆ、ＫＱｓ、ＫＱｂ）が求められる。この各補正係数は図１１にあるようにマップやテーブル等から脈動振幅比Ｐｗと脈動周波数Ｐｆの大きさに応じて読み取られるものである。
【０１２５】
各補正係数を求めた後に、ステップ２０６０では第二の所定期間中の各積算値や保存されている情報を次回の計測のためにクリアし、ステップ２０７０で次回からの再計測用に第二の期間フラグをセット（１）してステップ１０２０に進む。
【０１２６】
ステップ１０８０では、ステップ２０００から２０７０で演算された各補正係数を用いて補正後の空気量Ｑｃを演算する。ここで各補正係数は、第二の所定期間の演算が更新されるまで同じ値で計算される。
【０１２７】
また、ステップ１０９０では第二の所定期間の計測が行われ、たとえば２０ｍｓである場合は２ｍｓが１０回分になるまでカウントアップする。
【０１２８】
ステップ１１００では、第二の所定期間が終了したかを判定する。例えばステップ１０９０による計測回数が１０回になったときに終了と判定する。ステップ１１００で終了と判定されない場合はそのまま処理を終了し、ステップ１１００で終了と判定されれば、ステップ１１１０で第二の所定期間のフラグをリセット（０）して、次回の２ｍｓで最初にステップ２０００から始まるルーチンで各補正係数を演算するようにする。尚、記載してしないが、初回計算時は各補正係数＝１．０、第二の所定期間フラグ＝１の状態を初期値として設定された値でステップ１０２０以降が演算されるようにする。
【０１２９】
以上説明した通り、熱線式空気量センサでは高周波数領域ほど応答遅れが生じて検出空気量平均値と真の空気量平均値が一致しなくなり誤差が生じるという現象があるが、本発明によればこの誤差を少なくする効果が期待される。
【０１３０】
また、所定のサンプリングタイミングで取り込んで空気量に変換する場合に、吸気脈動の大きさや周波数によって検出平均空気量に誤差が生じるという現象があるが、本発明によればこの誤差を少なくする効果が期待される。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…熱線式空気量センサ、１１… エアクリーナ、１５… スロットルボディ、１２… 吸気管、１７… 水温センサ、１０１…吸気分岐管、１０３c…シリンダ、１０６…コレクタ、１０７…燃料タンク、１０８…燃料ポンプ、１０６…プレッシャレギュレータ、１１１…点火コイル、１１２…点火プラグ、１０４…排気管、１０５…触媒、
１１０…インジェクタ、２００…コントロールユニット、１１４…空燃比センサ、
２０３…ＣＰＵ、２０１…Ｉ/Ｏ ＬＳＩ。
【図１】
2013160121.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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