DE112018002002T5

DE112018002002T5 - Luftströmungsratenmessvorrichtung

Info

Publication number: DE112018002002T5
Application number: DE112018002002.9T
Authority: DE
Inventors: Noboru Kitahara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2020-01-02
Also published as: WO2018190060A1; JP6540747B2; US20200033173A1; JP2018179810A

Abstract

Eine Luftströmungsratenmessvorrichtung, welche eine Luftströmungsrate basierend auf einem Ausgangswert einer Erfassungseinheit (10), die in einer Umgebung angeordnet ist, in der eine Luft strömt, misst, umfasst: eine Standardabweichungsberechnungseinheit (36), welche eine Standardabweichung aus Samplingdaten von zumindest einem Zyklus einer Pulsationswellenform der Luft in dem Ausgangswert berechnet; eine Pulsationsfehlerschätzeinheit (38, 38a bis 38f), welche einen mit der Standardabweichung korrelierten Pulsationsfehler der Luftströmungsrate abschätzt; und eine Pulsationsfehlerkorrektureinheit (39), welche die Luftströmungsrate zum Abschwächen des Pulsationsfehlers unter Verwendung des von der Pulsationsfehlerschätzeinheit geschätzten Pulsationsfehlers korrigiert.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2017-080778 , die am 14. April 2017 angemeldet wurde, und nimmt diese hierin durch Inbezugnahme mit auf.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Luftströmungsratenmessvorrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
Herkömmlich gibt es als ein Beispiel für eine Luftströmungsratenmessvorrichtung eine in Patentliteratur 1 offenbarte Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Steuerungsvorrichtung berechnet ein Pulsationsamplitudenverhältnis und eine Pulsationsfrequenz und berechnet einen Pulsationsfehler basierend auf dem Pulsationsamplitudenverhältnis und der Pulsationsfrequenz. Anschließend erhält die Steuerungsvorrichtung einen Korrekturkoeffizienten, der zum Korrigieren eines Pulsationsfehlers erforderlich ist, indem auf ein Pulsationsfehlerkorrekturkennfeld basierend auf dem Pulsationsamplitudenverhältnis und der Pulsationsfrequenz Bezug genommen wird, und berechnet eine Luftmenge, die durch Korrigieren des Pulsationsfehlers erhalten wird.
Literatur des Stands der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2014-020212 A
Kurzfassung der Erfindung
Bei der Ansaugpulsation ändert sich jedoch nicht nur die Sinuswelle, sondern auch die Tendenz des Pulsationsfehlers aufgrund der Verformung der Wellenform (einschließlich der Komponente höherer Ordnung). Mit anderen Worten, bei der Ansaugpulsation ändert sich die Tendenz des Pulsationsfehlers, auch wenn das Pulsationsamplitudenverhältnis und die Pulsationsfrequenz gleich sind.
Die Steuerungsvorrichtung erlangt jedoch einen Korrekturkoeffizienten, der zum Korrigieren des Pulsationsfehlers erforderlich ist, aus dem Pulsationsamplitudenverhältnis und der Pulsationsfrequenz, und berechnet die Luftmenge, die durch Korrigieren des Pulsationsfehlers unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten erhalten wird. Aus diesem Grund kommt die Steuerungsvorrichtung mit der Änderung des Pulsationsfehlers in dem Fall, in dem die Pulsationswellenform verformt wird, nicht zurecht, und eine Korrekturgenauigkeit kann verschlechtert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Luftströmungsratenmessvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Korrekturgenauigkeit einer Luftströmungsrate zu verbessern.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung entspricht einer Luftströmungsratenmessvorrichtung, die eine Luftströmungsrate basierend auf einem Ausgabe- bzw. Ausgangswert einer Erfassungseinheit (10) misst, die in einer Umgebung angeordnet ist, in der eine Luft strömt. Die Luftströmungsratenmessvorrichtung umfasst eine Standardabweichungsberechnungseinheit (36), die eine Standardabweichung aus Samplingdaten im Ausgangswert für zumindest einen Zyklus einer Pulsationswellenform der Luft berechnet, eine Pulsationsfehlerschätzeinheit (38, 38a bis 38f), welche einen mit der Standardabweichung korrelierten Pulsationsfehler der Luftströmungsrate abschätzt, und eine Pulsationsfehlerkorrektureinheit (39), welche die Luftströmungsrate zum Abschwächen des Pulsationsfehlers unter Verwendung des durch die Pulsationsfehlerschätzeinheit geschätzten Pulsationsfehlers korrigiert.
Wie vorstehend beschrieben ist, berechnet die vorliegende Offenbarung eine Standardabweichung aus Samplingdaten für zumindest einen Zyklus einer Pulsationswellenform von Luft. Infolgedessen kann gemäß der vorliegenden Offenbarung der Variationsgrad jeder Wellenform erhalten werden, auch wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert des Ausgangs der Erfassungseinheit gleich sind, die Wellenformen jedoch unterschiedlich zueinander sind. Da die vorliegende Offenbarung den mit der Standardabweichung korrelierten Pulsationsfehler abschätzt, kann der für jede der vorstehend beschriebenen Wellenformen geeignete Pulsationsfehler erhalten werden.
Da die vorliegende Offenbarung die Luftströmungsrate zum Abschwächen des Pulsationsfehlers unter Verwendung des auf diese Art und Weise abgeschätzten Pulsationsfehlers korrigiert, kann die Luftströmungsrate korrigiert werden, um den Pulsationsfehler entsprechend jeder Wellenform abzuschwächen, auch wenn die Wellenformen wie vorstehend beschrieben unterschiedlich sind. Das heißt, die vorliegende Offenbarung kann die Korrekturgenauigkeit der Luftströmungsrate verbessern.
Figurenliste
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration eines AFM gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt,
2 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit bei der ersten Ausführungsform zeigt,
3 ein Wellenformdiagramm, welches ein Verfahren zum Bestimmen einer Messzeitspanne bei der ersten Ausführungsform darstellt,
4 ein Wellenformdiagramm, welches darstellt, dass ein Mittelwert, ein Maximalwert und ein Minimalwert gleich sind und eine Standardabweichung unterschiedlich ist,
5 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt,
6 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit bei einer Modifikation der zweiten Ausführungsform zeigt,
7 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt,
8 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt,
9 eine Abbildung, welche ein zweidimensionales Kennfeld bei der vierten Ausführungsform zeigt,
10 ein Diagramm, welches eine Standardabweichung zu einem Pulsationsfehler gemäß der vierten Ausführungsform zeigt,
11 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt,
12 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt,
13 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt, und
14 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration eines AFM gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden eine Mehrzahl von Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben. In jeder Ausführungsform werden Abschnitte, welche denjenigen entsprechen, die bei der vorausgehenden Ausführungsform beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und in einigen Fällen entfallen sich wiederholende Beschreibungen. In jedem Modus können, wenn nur ein Teil der Konfiguration beschrieben ist, die anderen Teile der Konfiguration mit Bezug auf die anderen vorstehend beschriebenen Modi angewendet werden.
(Erste Ausführungsform)
Eine Luftströmungsratenmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, wird eine Luftströmungsratenmessvorrichtung auf einen AFM (Luftströmungsmesser) 100 angewendet. Mit anderen Worten, der AFM 100 entspricht einer Luftströmungsratenmessvorrichtung.
Der AFM 100 ist beispielsweise an einem Fahrzeug montiert, das mit einer Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden als eine Maschine bezeichnet) ausgestattet ist. Der AFM 100 verfügt über eine thermische Luftströmungsratenmessfunktion zum Messen einer Strömungsrate einer in einen Zylinder der Maschine eingebrachten Einlass- bzw. Ansaugluft (nachfolgend Luftströmungsrate). Daher kann der AFM 100 als ein Luftströmungsmesser vom Heißdraht-Typ betrachtet werden. Die Luftströmungsrate kann auch als eine Einlassluftströmungsrate bezeichnet werden.
Der AFM 100 umfasst hauptsächlich eine Erfassungseinheit 10 und eine Verarbeitungseinheit 20. Der AFM 100 ist elektrisch mit einer ECU (elektronische Steuerungseinheit) 200 verbunden. Die ECU 200 entspricht einer Verbrennungskraftmaschinensteuerungsvorrichtung und ist eine Maschinensteuerungsvorrichtung mit einer Funktion zum Steuern der Maschine basierend auf einem Erfassungssignal von dem AFM 100 und dergleichen. Das Erfassungssignal ist ein elektrisches Signal, das die durch eine Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 korrigierte Luftströmungsrate anzeigt.
Die Erfassungseinheit 10 ist beispielsweise in einem Ansaugkanal, wie einem Auslass eines Luftfilters oder einem Ansaugrohr, als eine Umgebung, in der eine Luft strömt, angeordnet. So ist die Erfassungseinheit 10, wie beispielsweise in der JP 2016-109625 A und dergleichen offenbart, im Ansaugkanal in einem Zustand angeordnet, in dem diese an einem durchlassbildenden Element angebracht ist. Mit anderen Worten, die Erfassungseinheit 10 ist in einem Sub-Bypassdurchlass angeordnet, indem diese an einem durchlassbildenden Element angebracht ist, das mit einem Bypassdurchlass (Sub-Luftdurchlass) und einem Sub-Bypassdurchlass (Sekundär-Sub-Luftdurchlass), durch die ein Teil der in einem Inneren (Hauptluftdurchlass) des Ansaugkanals strömenden Einlassluft strömt, versehen ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die vorstehende Konfiguration beschränkt, und die Erfassungseinheit 10 kann direkt in dem Hauptluftdurchlass angeordnet sein.
Die Erfassungseinheit 10 umfasst ein wärmeerzeugendes Widerstandselement, ein Temperaturmesswiderstandselement und dergleichen. Die Erfassungseinheit 10 gibt ein Sensorsignal (Ausgangswert, Ausgangsströmungsrate) entsprechend der durch den Sub-Bypass-Strömungskanal strömenden Luftströmungsrate zu der Verarbeitungseinheit 20 aus. Es ist auch vorstellbar, dass die Erfassungseinheit 10 einen Ausgangswert zu der Verarbeitungseinheit 20 ausgibt, der einem elektrischen Signal gemäß der durch den Sub-Bypass-Strömungskanal strömenden Luftströmungsrate entspricht.
Im Ansaugkanal werden Ansaugpulsationen einschließlich einer Rückströmung durch eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens in der Maschine oder dergleichen erzeugt. In der Erfassungseinheit 10 tritt durch einen Einfluss der Ansaugpulsation ein Fehler einer wahren Luftströmungsrate im Ausgangswert auf. Insbesondere wenn ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe auf eine vollständig offene Seite betätigt wird, ist die Erfassungseinheit 10 anfällig für den Einfluss der Ansaugpulsation. Darüber hinaus ändert die Ansaugpulsation die Tendenz des Fehlers nicht nur durch die Sinuswelle, sondem auch durch die Verformung der Wellenform (einschließlich Komponenten höherer Ordnung). Im Folgenden wird der durch die Ansaugpulsation hervorgerufene Fehler auch als ein Pulsationsfehler Err bezeichnet. Die wahre Luftströmungsrate entspricht einer Luftströmungsrate, die durch die Ansaugpulsation nicht beeinflusst wird.
Die Verarbeitungseinheit 20 misst die Luftströmungsrate basierend auf dem Ausgangswert der Erfassungseinheit 10 und gibt die gemessene Luftströmungsrate an die ECU 200 aus. Die Verarbeitungseinheit 20 umfasst zumindest eine Berechnungsverarbeitungsvorrichtung (CPU) und eine Speichervorrichtung zum Speichern eines Programms und von Daten. Die Verarbeitungseinheit 20 ist beispielsweise durch einen Mikroprozessor mit einer durch einen Computer lesbaren Speichervorrichtung realisiert. Die Verarbeitungseinheit 20 führt verschiedene Berechnungen mit der Ausführung von in dem Speichermedium gespeicherten Programmen durch die Berechnungsverarbeitungsvorrichtung durch, misst die Luftströmungsrate und gibt die gemessene Luftströmungsrate an die ECU 200 aus.
Die Speichervorrichtung entspricht einem nichtflüchtigen materiellen Speichermedium zur nichtflüchtigen Speicherung von computerlesbaren Programmen und Daten. Das Speichermedium ist durch einen Halbleiterspeicher, eine Magnetplatte oder dergleichen realisiert. Die Speichervorrichtung kann auch als ein Speichermedium bezeichnet werden. Die Verarbeitungseinheit 20 kann einen flüchtigen Speicher zum temporären Speichern von Daten umfassen.
Die Verarbeitungseinheit 20 besitzt eine Funktion zum Korrigieren des Ausgangswerts, bei dem der Pulsationsfehler Err auftritt. Mit anderen Worten korrigiert die Verarbeitungseinheit 20 die Luftströmungsrate, bei welcher der Pulsationsfehler Err auftritt, um eine reale Luftströmungsrate zu erhalten. Daher gibt die Verarbeitungseinheit 20 an die ECU 200 die Luftströmungsrate, die durch Korrigieren des Pulsationsfehlers Err erhalten wird, als das Erfassungssignal aus. Es ist auch denkbar, dass die Verarbeitungseinheit 20 ein elektrisches Signal zu der ECU 200 ausgibt, das die Luftströmungsrate anzeigt.
Die Verarbeitungseinheit 20 arbeitet durch Ausführen des Programms als mehrere Funktionsblöcke. Mit anderen Worten, die Verarbeitungseinheit 20 verfügt über mehrere Funktionsblöcke. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Verarbeitungseinheit 20 mehrere Funktionsblöcke 31 bis 40. Die Verarbeitungseinheit 20 umfasst als Funktionsblöcke eine Sensorausgangs-A/D-Umwandlungseinheit 31, eine Samplingeinheit 32 und eine Ausgangsluftströmungsraten-Umwandlungstabelle 33. Die Verarbeitungseinheit 20 führt eine A/D-Umwandlung bei dem von der Erfassungseinheit 10 ausgegebenen Ausgangswert durch die Sensorausgangs-A/D-Umwandlungseinheit 31 durch. Anschließend sampled die Verarbeitungseinheit 20 den A/D-umgewandelten Ausgangswert durch die Samplingeinheit 32 und wandelt den Ausgangswert durch die Ausgangsluftströmungsraten-Umwandlungstabelle 33 in eine Luftströmungsrate um.
Die Verarbeitungseinheit 20 umfasst als Funktionsblöcke ferner eine Samplingspeichereinheit 34, eine Bestimmungseinheit 35 für einen oberen Extremwert, eine Standardabweichungsberechnungseinheit 36, eine Berechnungseinheit 37 für eine mittlere Luftmenge, eine Pulsationsfehlerschätzeinheit 38, eine Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 und eine Ausgabeeinheit 40 für eine pulsationskorrigierte Strömungsrate.
Die Samplingspeichereinheit 34 speichert mehrere Samplingwerte zwischen den beiden oberen Extremwerten, die durch die Bestimmungseinheit 35 für den oberen Extremwert bestimmt werden. Wie in 3 gezeigt ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 35 für den oberen Extremwert als einen ersten oberen Extremwert beispielsweise einen ersten Samplingwert, bei dem die dem Samplingwert entsprechende Luftströmungsrate aus den mehreren Samplingwerten von einem Anstieg auf eine Abnahme gewechselt wird. Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 35 für den oberen Extremwert einen Samplingwert, bei dem die dem nächsten Samplingwert entsprechende Luftströmungsrate aus den mehreren Samplingwerten von einem Anstieg auf eine Abnahme gewechselt wird, als einen zweiten oberer Extremwert. Mit anderen Worten, die Bestimmungseinheit 35 für den oberen Extremwert bestimmt den Samplingwert zu einer ersten Spitzenzeit T1 als den ersten oberen Extremwert und bestimmt den Samplingwert zu einer zweiten Spitzenzeit T2, die der nächsten Spitzenzeit entspricht, als den zweiten oberen Extremwert. Eine Wellenform der Luftströmungsrate zwischen den ersten und zweiten oberen Extremwerten kann als ein Zyklus der Pulsationswellenform betrachtet werden. Um eine fehlerhafte Erfassung des oberen Extremwerts zu verhindern, kann eine Erkennungsgenauigkeit unter Verwendung eines geeigneten Tiefpassfilters verbessert werden. Die Pulsationswellenform kann auch als eine Wellenform der Luftströmungsrate bezeichnet werden, wenn die Luft pulsiert.
Die Samplingspeichereinheit 34 speichert einen Samplingwert zwischen dem ersten oberen Extremwert und dem zweiten oberen Extremwert. Mit anderen Worten, die Samplingspeichereinheit 34 umfasst Samplingdaten für zumindest einen Zyklus der Pulsationswellenform. Die Samplingdaten für einen Zyklus können als die mehreren Samplingwerte zwischen dem ersten oberen Extremwert und dem zweiten oberen Extremwert betrachtet werden.
Dies liegt daran, da eine Messzeitspanne (Berechnungszeitspanne) einer mittleren Luftmenge Gave und einer Standardabweichung σ bestimmt wird und die mittlere Luftmenge Gave und die Standardabweichung σ in der Messzeitspanne berechnet werden. Bei diesem Beispiel ist die Messzeitspanne zwischen dem ersten oberen Extremwert und dem zweiten oberen Extremwert vorgesehen. Wenn die Samplingzahl größer ist, können die mittlere Luftmenge Gave und die Standardabweichung σ genauer berechnet werden. Die mittlere Luftmenge Gave ist ein Mittelwert der Luftströmungsraten in einem vorbestimmten Zeitraum. Die Standardabweichung σ entspricht andererseits einem Wert, welcher den Variationsgrad in der Pulsationswellenform mit Bezug auf die mittlere Luftmenge Gave darstellt, und die Standardabweichung σ ist ein Wert, welcher den Variationsgrad in den Pulsationswellenformen mit Bezug auf die mittlere Luftmenge Gave darstellt. Darüber hinaus kann die Standardabweichung σ als ein Wert betrachtet werden, der den Variationsgrad der Samplingdaten mit Bezug auf die mittlere Luftmenge Gave des Samplingwerts darstellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Messzeitspanne als ein Beispiel zwischen dem ersten oberen Extremwert und dem zweiten oberen Extremwert eingestellt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt. Die Verarbeitungseinheit 20 kann den Pulsationszyklus unter Verwendung der durch die Ausgangsluftströmungsraten-Umwandlungstabelle 33 umgewandelten Luftströmungsrate berechnen und den erhaltenen Pulsationszyklus (ein Zyklus) als die Messzeitspanne verwenden. In diesem Fall umfasst die Verarbeitungseinheit 20 einen Funktionsblock zum Berechnen des Pulsationszyklus und einen Funktionsblock zum Bestimmen der Messzeitspanne anstelle der Samplingspeichereinheit 34 und der Bestimmungseinheit 35 für den oberen Extremwert.
Die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 berechnet die Standardabweichung σ aus den Samplingdaten für zumindest einen Zyklus der Luftpulsation in dem Ausgangswert. Mit anderen Worten, die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 berechnet (erlangt) die Standardabweichung σ der Luftströmungsrate unter Verwendung der mehreren Samplingwerte, die in der Samplingspeichereinheit 34 gespeichert sind, und von Ausdrücken 1 und 2. Der AFM 100 erlangt die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36, um den Pulsationsfehler Err zum Korrigieren der Pulsation zu erhalten.
Wie in 4 gezeigt ist, kann die Wellenform der Luftströmungsrate unterschiedliche Wellenformen aufweisen, auch wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert des Ausgangsströmungsrate in der Erfassungseinheit 10 gleich sind. Da der Pulsationsfehler Err bei solch unterschiedlichen Wellenformen auch unterschiedlich ist, ist es notwendig, einen Korrekturbetrag Q zu ändern.
Die Standardabweichung σ kann eine Differenz der Wellenformen unter Verwendung aller Informationen über die Samplingpunkte (Dreieckspunkte) in 4 schaffen. Mit anderen Worten, die Standardabweichung σ kann als ein Parameter betrachtet werden, der eine Differenz von Wellenformen ausdrücken kann, wenn die Wellenformen unterschiedlich sind, auch wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert gleich sind. Daher kann die Verarbeitungseinheit 20 eine optimale Fehlerkorrektur durchführen, indem der Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Standardabweichung σ abschätzt wird. Ferner kann erachtet werden, dass die Verarbeitungseinheit 20 die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 berechnet, um die Pulsationswellenform durch einen statistischen Betrag zu erfassen und eine hochpräzise Pulsationskorrektur durchzuführen. $σ = \sqrt{σ^{2}}$
$σ^{2} = \frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} {(x_{i} - x a v e)}^{2}$
x_i: Samplingwert, x_i bis x_n: Population bzw. Grundgesamtheit, n: Anzahl von Proben bzw. Samplingzahl (Anzahl von Daten), xave: Populationsmittelwert
Die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge berechnet aus den in der Samplingspeichereinheit 34 gespeicherten mehreren Samplingwerten einen Mittelwert der Luftströmungsrate. Mit anderen Worten, die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge berechnet die mittlere Luftmenge Gave der Luftströmungsrate in der Messzeitspanne gemäß dem Ausgangswert der Erfassungseinheit 10.
Die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge berechnet die mittlere Luftmenge Gave beispielsweise unter Verwendung eines integrierten Durchschnitts. In diesem Beispiel wird die Berechnung der mittleren Luftmenge Gave mit Bezug auf Wellenformen beschrieben, die in 3 gezeigt sind. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass eine Zeitspanne von der ersten Spitzenzeit T1 bis zu der zweiten Spitzenzeit T2 einer Messzeitspanne entspricht, die Luftströmungsrate der ersten Spitzenzeit T1 gleich G(1) ist und die Luftströmungsrate der zweiten Spitzenzeit T2 gleich G(n) ist. Anschließend berechnet die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge die mittlere Luftmenge Gave unter Verwendung von Ausdruck 3. In diesem Fall kann die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge, wenn die Anzahl von Proben bzw. Samplingzahl groß ist, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Anzahl von Proben klein ist, die mittlere Luftmenge Gave berechnen, bei welcher der Effekt des Pulsationsminimalwerts, dessen Erfassungsgenauigkeit relativ geringer ist, reduziert ist. $Mittlere Luftmenge: Gave = \frac{\sum_{1}^{n} G (t)}{n}$
Die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge kann die mittlere Luftmenge Gave berechnen, indem der Pulsationsminimalwert, welcher dem Minimalwert der Luftströmungsrate entspricht, und der Pulsationsmaximalwert, welcher dem Maximalwert entspricht, während der Messzeitspanne gemittelt werden. Mit anderen Worten, die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge berechnet die mittlere Luftmenge Gave unter Verwendung von Ausdruck 4. $Mittlere Luftmenge: Gave = \frac{(P u l s a t i o n s m a x i m a l w e r t + P u l s a t i o n s m i n i m a l w e r t)}{2}$
Der Pulsationsmaximalwert entspricht einem Samplingwert mit der größten Luftströmungsrate unter den mehreren in der Samplingspeichereinheit 34 gespeicherten Samplingwerten. Im Gegensatz dazu entspricht der Pulsationsminimalwert einem Samplingwert mit der kleinsten Luftströmungsrate unter den mehreren Samplingwerten, die in der Samplingspeichereinheit 34 gespeichert sind.
Die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge kann die mittlere Luftmenge Gave berechnen, ohne einen Pulsationsminimalwert zu verwenden, dessen Erfassungsgenauigkeit niedriger ist als der Maximalwert der Luftströmungsrate, oder mehrere Luftmengen des Pulsationsminimalwerts und vor und nach dem Pulsationsminimalwert. Die Verarbeitungseinheit 20 korrigiert die Luftströmungsrate, so dass der Pulsationsfehler Err mit Bezug auf die mittlere Luftmenge Gave klein wird. Daher kann die Verarbeitungseinheit 20 die Luftströmungsrate messen, bei welcher der Effekt des Pulsationsminimalwertes reduziert ist, indem ermöglicht wird, dass die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge die mittlere Luftmenge Gave ohne Verwendung des Pulsationsminimalwerts berechnet.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38 schätzt den mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehler Err der Luftströmungsrate ab. Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38 schätzt den mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehler Err der Luftströmungsrate beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds ab, in dem die Standardabweichung σ und der Pulsationsfehler Err miteinander in Beziehung stehen. Mit anderen Worten, wenn die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 erhalten wird, extrahiert die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38 den Pulsationsfehler Err, der mit der erhaltenen Standardabweichung σ korreliert ist, aus dem Kennfeld. Es ist auch vorstellbar, dass die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38 den mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehler Err erlangt.
In diesem Fall umfasst der AFM 100 ein Kennfeld, in dem die mehreren Standardabweichungen σ und die mit den jeweiligen Standardabweichungen σ korrelierten Pulsationsfehler Err miteinander verknüpft sind. Ferner kann das Kennfeld erstellt werden, indem eine Beziehung zwischen jeder Standardabweichung σ und dem mit jeder Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehler Err durch ein Experiment oder eine Simulation unter Verwendung einer realen Maschine bestätigt wird. Mit anderen Worten, jeder Pulsationsfehler Err kann als ein Wert aufgefasst werden, der für jede Standardabweichung σ erhalten wird, wenn das Experiment oder eine Simulation unter Verwendung der realen Maschine durchgeführt wird, während der Wert der Standardabweichung σ verändert wird. Es ist anzumerken, dass das Kennfeld bei der nachfolgend zu beschreibenden Ausführungsform gleichermaßen durch das Experiment oder die Simulation unter Verwendung der realen Maschine oder dergleichen geschaffen werden kann.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist der AFM 100 in dem Ansaugkanal angeordnet, wobei die Erfassungseinheit 10 an dem durchlassbildenden Element angebracht ist. Daher kann der AFM 100 nicht nur den Pulsationsfehler Err mit zunehmender Standardabweichung σ erhöhen, sondern den Pulsationsfehler Err mit zunehmender Standardabweichung σ aufgrund des Effekts einer Gestalt des durchlassbildenden Elements oder dergleichen auch verringern. Aus diesem Grund kann in dem AFM 100 eine Beziehung zwischen der Standardabweichung σ und dem Pulsationsfehler Err in einigen Fällen nicht durch eine Funktion ausgedrückt werden. Daher ist der AFM 100 vorzuziehen, da ein genauer Pulsationsfehler Err unter Verwendung des wie vorstehend beschriebenen Kennfelds abgeschätzt werden kann. In dem Kennfeld können die mehreren Standardabweichungen σ und die mit den jeweiligen Standardabweichungen σ korrelierten Korrekturbeträge Q miteinander verknüpft sein.
Der AFM 100 kann jedoch in der Lage sein, die Beziehung zwischen der Standardabweichung σ und dem Pulsationsfehler Err durch eine Funktion auszudrücken, wenn die Erfassungseinheit 10 direkt in dem Hauptluftdurchlass angeordnet ist. In diesem Fall kann der AFM 100 den Pulsationsfehler Err unter Verwendung der vorstehenden Funktion berechnen. Da der AFM 100 durch Berechnen des Pulsationsfehlers Err unter Verwendung der Funktion das Kennfeld nicht benötigt, kann die Speichervorrichtung hinsichtlich der Kapazität reduziert werden. Dies gilt auch für die folgenden Ausführungsformen. Mit anderen Worten, in den folgenden Ausführungsformen kann der Pulsationsfehler Err unter Verwendung einer Funktion anstelle des Kennfelds erhalten werden.
Der Pulsationsfehler Err ist ein Wert, der durch Abschätzen einer Differenz zwischen der durch den Ausgangswert erhaltenen, nicht korrigierten Luftströmungsrate und der wahren bzw. tatsächlichen Luftströmungsrate erhalten wird. Mit anderen Worten, es kann davon ausgegangen werden, dass der Pulsationsfehler Err einer Differenz zwischen der Luftströmungsrate, deren Ausgangswert durch die Ausgangsluftströmungsraten-Umwandlungstabelle 33 umgewandelt wird, und der wahren Luftströmungsrate entspricht. Ferner kann der Pulsationsfehler Err als ein Schätzwert oder ein theoretischer Wert des Fehlers betrachtet werden. Daher kann der Korrekturbetrag Q zum Annähern der Luftmenge vor der Korrektur an die wahre Luftströmungsrate erhalten werden, falls der Pulsationsfehler Err bekannt ist.
Die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 korrigiert die Luftströmungsrate, so dass der Pulsationsfehler Err unter Verwendung des von der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38 abgeschätzten Pulsationsfehlers Err abgeschwächt wird. Mit anderen Worten, die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 korrigiert die Luftströmungsrate, so dass sich die von der Ansaugpulsation betroffene Luftströmungsrate der wahren Luftströmungsrate annähert. In diesem Beispiel wird die mittlere Luftmenge Gave als ein Ziel angenommen, das für die Luftströmungsrate korrigiert werden soll.
Die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 erhält den Korrekturbetrag Q beispielsweise basierend auf dem geschätzten Pulsationsfehler Err unter Verwendung einer Berechnung, einem Kennfeld, bei dem die mehreren Pulsationsfehler Err und die mit den jeweiligen Pulsationsfehlern Err korrelierten Korrekturbeträge Q miteinander verknüpft sind, oder dergleichen. Anschließend kann beispielsweise die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 die Luftströmungsrate korrigieren, so dass der Pulsationsfehler Err reduziert wird, indem der Korrekturbetrag Q zu der mittleren Luftmenge addiert wird.
Mit anderen Worten, wenn der Korrekturbetrag Q gleich minus Q1 ist, addiert die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 minus Q1 zu der mittleren Luftmenge Gave, das heißt, subtrahiert Q1 von der mittleren Luftmenge Gave, wodurch die korrigierte Luftströmungsrate erhalten wird, bei welcher der Pulsationsfehler Err abgeschwächt ist. Wenn der Korrekturbetrag Q gleich einem positiven Q2 ist, addiert die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 Q2 zu der mittleren Luftmenge Gave, wodurch eine korrigierte Luftströmungsrate erhalten wird, bei welcher der Pulsationsfehler Err abgeschwächt ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt und kann angewendet werden, solange die Luftströmungsrate korrigiert werden kann, so dass der Pulsationsfehler Err klein wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Luftströmungsrate korrigiert, so dass der Pulsationsfehler Err für die mittlere Luftmenge Gave reduziert wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt. Wie durch eine gestrichelte Linie in 2 gezeigt ist, kann die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 die Luftströmungsrate korrigieren, so dass der Pulsationsfehler Err für einen Wert vor der Berechnung durch die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge reduziert wird.
Die Ausgabeeinheit 40 für die pulsationskorrigierte Strömungsrate gibt die durch die Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 korrigierte Luftströmungsrate aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausgabeeinheit 40 für die pulsationskorrigierte Strömungsrate eingesetzt, welche die von der Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 korrigierte Luftströmungsrate an die ECU 200 ausgibt.
Auf diese Art und Weise berechnet der AFM 100 die Standardabweichung σ aus den Samplingdaten für zumindest einen Zyklus der Pulsationswellenformen. Folglich kann der AFM 100, wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert des Ausgangs der Erfassungseinheit 10 gleich sind, die Wellenformen jedoch unterschiedlich zueinander sind, den Variationsgrad der jeweiligen Wellenformen erfassen. Da der AFM 100 den mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehler Err abschätzt, kann der für jede der vorstehend beschriebenen Wellenformen geeignete Pulsationsfehler Err erhalten werden.
Da der AFM 100 die Luftströmungsrate korrigiert, um den Pulsationsfehler Err unter Verwendung des auf diese Art und Weise abgeschätzten Pulsationsfehlers Err abzuschwächen, kann auch bei unterschiedlichen Wellenformen, wie vorstehend beschrieben, die Luftströmungsrate korrigiert werden, um den Pulsationsfehler Err entsprechend den jeweiligen Wellenformen abzuschwächen. Mit anderen Worten, der AFM 100 kann die Genauigkeit zum Korrigieren der Luftströmungsrate verbessern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der AFM 100 mit der Erfassungseinheit 10 zusätzlich zu der Verarbeitungseinheit 20 eingesetzt. Die vorliegende Offenbarung misst jedoch die Luftströmungsrate basierend auf dem Ausgangswert der Erfassungseinheit 10 und kann die Verarbeitungseinheit 20 mit der Standardabweichungsberechnungseinheit 36, der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38 und der Pulsationsfehlerkorrektureinheit 39 umfassen.
Vorstehend wurde die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch in keiner Weise auf die vorstehend erwähnte Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden, ohne von dem Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Im Folgenden werden zweite bis achte Ausführungsformen als weitere Modi der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorstehende Ausführungsform und die zweite Ausführungsform bis zur achten Ausführungsform können unabhängig implementiert sind, oder diese können gegebenenfalls in Kombination implementiert sein. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die in den Ausführungsformen gezeigten Kombinationen beschränkt, sondern kann durch verschiedene Kombinationen implementiert sein.
Die durch die Verarbeitungseinheit 20 realisierten Funktionen können durch Hard- und Software, die sich von den vorstehend beschriebenen unterscheiden, oder eine Kombination der Hard- und Software realisiert werden. Die Verarbeitungseinheit 20 kann beispielsweise mit einer weiteren Steuerungsvorrichtung, wie einer ECU 200, kommunizieren, und die weitere Steuerungsvorrichtung kann die Verarbeitung ganz oder teilweise durchführen. Die Verarbeitungseinheit 20 kann durch eine digitale Schaltung oder eine analoge Schaltung, einschließlich einer großen Anzahl von Logikschaltungen, implementiert sein, wenn die Verarbeitungseinheit 20 durch eine elektronische Schaltung implementiert ist.
(Zweite Ausführungsform)
Ein AFM gemäß einer zweiten Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) wird mit Bezug auf 5 beschrieben. Der AFM unterscheidet sich von dem AFM 100 in einem Teil der Verarbeitungseinheit 20a. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst der AFM eine Frequenzanalyseeinheit 41, und der AFM unterscheidet sich von dem AFM 100 dadurch, dass eine von der Frequenzanalyseeinheit 41 erhaltene Pulsationsfrequenz F bei einer Pulsationsfehlerschätzeinheit 38a eingegeben wird. Mit anderen Worten, die Verarbeitungseinheit 20a umfasst neben der Verarbeitungseinheit 20 eine Frequenzanalyseeinheit 41.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38a schätzt einen Pulsationsfehler Err unter Verwendung einer Standardabweichung σ und einer Pulsationsfrequenz F ab. Mit anderen Worten, die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38a schätzt den Pulsationsfehler Err ab, der neben der Standardabweichung σ auch mit der Pulsationsfrequenz F korreliert ist. Die Frequenzanalyseeinheit 41 entspricht einer Frequenzerlangungseinheit. Die Pulsationsfrequenz F entspricht einer Frequenz einer Pulsationswellenform in der Luft und kann auch als eine Frequenz der Luftströmungsrate bezeichnet werden. Darüber hinaus kann die Pulsationsfrequenz F mit höherer Genauigkeit korrigiert werden, indem nicht nur die Wellen erster Ordnung, sondern auch die Frequenzen höherer Ordnung, wie die Wellen zweiter Ordnung und die Wellen dritter Ordnung, analysiert werden.
Die Frequenzanalyseeinheit 41 berechnet die Pulsationsfrequenz F entsprechend den in einer Samplingspeichereinheit 34 gespeicherten mehreren Samplingwerten. Die Frequenzanalyseeinheit 41 berechnet die Pulsationsfrequenz F beispielsweise basierend auf einem Intervall zwischen zwei Spitzen der Pulsationswellenform. Eine Zeit einer ersten Spitze wird als eine erste Spitzenzeit T1 bezeichnet und eine Zeit einer zweiten Spitze wird als eine zweite Spitzenzeit T2 bezeichnet. In diesem Fall ist die Pulsationsfrequenz gleich F [Hz] = 1 / (T2-T1). Daher kann die Frequenzanalyseeinheit 41 die Pulsationsfrequenz F durch Berechnen von 1 / (T2-T1) erhalten.
Die Frequenzanalyseeinheit 41 kann die Pulsationsfrequenz F basierend auf einer Zeit, welche eine Schwelle aufspannt, berechnen. Die erste Zeit, welche die Schwelle kreuzt, ist als eine erste Kreuzungszeit T11 eingestellt, und die zweite Zeit, welche die Schwelle kreuzt, ist als eine zweite Kreuzungszeit T12 eingestellt. In diesem Fall ist die Pulsationsfrequenz gleich F [Hz] = 1 / (T12-T11). Daher kann die Frequenzanalyseeinheit 41 die Pulsationsfrequenz F durch Berechnen von 1 / (T12-T11) erhalten. Ferner kann die Frequenzanalyseeinheit 41 die Pulsationsfrequenz F durch eine Fourier-Transformation berechnen.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38a schätzt den Pulsationsfehler Err, welcher mit der Pulsationsfrequenz F und der Standardabweichung σ korreliert ist, beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds ab, in welchem der Pulsationsfehler Err mit der Pulsationsfrequenz F und der Standardabweichung σ verknüpft ist. Mit anderen Worten, wenn die Pulsationsfrequenz F durch die Frequenzanalyseeinheit 41 erhalten wird und die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 erhalten wird, extrahiert die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38a den Pulsationsfehler Err, der mit der erhaltenen Pulsationsfrequenz F und der erhaltenen Standardabweichung σ korreliert ist, aus dem Kennfeld.
In diesem Fall umfasst der AFM ein zweidimensionales Kennfeld, in dem mehrere Kombinationen der Pulsationsfrequenz F und der Standardabweichung σ und der mit jeder Kombination korrelierte Pulsationsfehler Err miteinander verknüpft sind. In dem zweidimensionalen Kennfeld sind beispielsweise Pulsationsfrequenzen F1 bis Fn auf einer Achse angenommen und Standardabweichungen σ1 bis σn sind auf der anderen Achse angenommen, und Pulsationsfehler Err1 bis Errn sind mit jeweiligen Kombinationen der Pulsationsfrequenzen F und der Standardabweichungen σ verknüpft. Beispielsweise ist der Pulsationsfehler Err1 mit der Pulsationsfrequenz F1 und der Standardabweichung σ1 verknüpft bzw. zugeordnet. Der Pulsationsfehler Errn ist mit der Pulsationsfrequenz Fn und der Standardabweichung σn verknüpft. Jeder der Pulsationsfehler Err1 bis Errn kann als ein Wert betrachtet werden, der durch jede von Kombinationen der Pulsationsfrequenz F und der Standardabweichung σ erhalten wird, wenn das Experiment und die Simulation unter Verwendung der realen Maschine durch Ändern der Werte der Pulsationsfrequenz F und der Standardabweichung σ durchgeführt werden.
Der AFM der vorliegenden, wie vorstehend beschrieben konfigurierten Ausführungsform kann die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Darüber hinaus wird der Pulsationsfehler Err auch durch die Pulsationsfrequenz F beeinflusst. Da der mit der Standardabweichung σ und der Pulsationsfrequenz F korrelierte Pulsationsfehler Err abgeschätzt und unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err korrigiert wird, kann die Korrektur gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus diesem Grund mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden als diese im Falle der Korrektur lediglich unter Verwendung des mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehlers Err.
(Modifikation)
Im Folgenden wird ein AFM einer Modifikation bei der zweiten Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) mit Bezug auf 6 beschrieben. Bei dem AFM unterscheidet sich ein Teil der Verarbeitungseinheit 20b von diesem der zweiten Ausführungsform. Wie in 6 gezeigt ist, unterscheidet sich die Verarbeitungseinheit 20b von der Verarbeitungseinheit 20a dadurch, dass die Frequenzanalyseeinheit 41a eine Pulsationsfrequenz basierend auf einem Signal von der ECU 200 erlangt.
Die Frequenzanalyseeinheit 41a erlangt von der ECU 200 beispielsweise ein Signal, das eine Drehzahl einer Maschinenausgangswelle (d.h. Maschinendrehzahl) angibt, ein Sensorsignal eines Kurbelwinkelsensors und dergleichen als Informationen, die einen Betriebszustand der Maschine angeben. Anschließend berechnet die Frequenzanalyseeinheit 41a die Pulsationsfrequenz basierend auf dem von der ECU 200 erlangten Signal. In diesem Fall kann die Frequenzanalyseeinheit 41a die Pulsationsfrequenz F beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds erlangen, in dem die Maschinendrehzahl und die Pulsationsfrequenz F miteinander verknüpft sind. Die Frequenzanalyseeinheit 41a kann die Pulsationsfrequenz berechnen, indem die Maschinendrehzahl, der Drosselöffnungsgrad, eine VCT-Öffnung und dergleichen, die Informationen über den Betriebszustand der Maschine entsprechen, als die von der ECU 200 erlangten Signale verwendet werden. VCT ist eine eingetragene Marke.
Der AFM der Modifikation kann die gleichen Effekte wie diese der zweiten Ausführungsform aufweisen. Da der AFM gemäß der Modifikation die Pulsationsfrequenz basierend auf den Informationen von der ECU 200 erlangt, kann ferner die Verarbeitungslast bei dem AFM im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, in dem die Pulsationsfrequenz gemäß den in der Samplingspeichereinheit 34 gespeicherten mehreren Samplingwerten berechnet wird.
(Dritte Ausführungsform)
Ein AFM gemäß einer dritten Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) wird mit Bezug auf 7 beschrieben. Der AFM unterscheidet sich von dem AFM 100 in einem Teil einer Verarbeitungseinheit 20c. Wie in 7 gezeigt ist, unterscheidet sich der AFM von dem AFM 100 dadurch, dass eine mittlere Luftmenge Gave, die durch eine Berechnungseinheit 37 für eine mittlere Luftmenge erhalten wird, bei einer Pulsationsfehlerschätzeinheit 38b eingegeben wird.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38b schätzt einen Pulsationsfehler Err unter Verwendung der mittleren Luftmenge Gave und einer Standardabweichung σ ab. Mit anderen Worten, die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38b schätzt einen Pulsationsfehler Err ab, der zusätzlich zu der Standardabweichung σ auch mit der mittleren Luftmenge Gave korreliert ist.
In diesem Fall schätzt die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38b den Pulsationsfehler Err ab, der mit der mittleren Luftmenge Gave und der Standardabweichung σ korreliert ist, beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds, in dem der Pulsationsfehler Err mit der mittleren Luftmenge Gave und der Standardabweichung σ verknüpft ist. Mit anderen Worten, wenn die mittlere Luftmenge Gave durch die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge erhalten wird und die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 erhalten wird, extrahiert die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38b den Pulsationsfehler Err, der mit der erhaltenen mittleren Luftmenge Gave und der erhaltenen Standardabweichung σ korreliert ist, aus dem Kennfeld.
In diesem Fall umfasst der AFM ein zweidimensionales Kennfeld, in dem mehrere Kombinationen der mehreren mittleren Luftmengen Gave und der mehreren Standardabweichungen σ mit den Pulsationsfehlern Err, die mit den jeweiligen Kombinationen korreliert sind, verknüpft sind. In dem zweidimensionalen Kennfeld sind beispielsweise die mittleren Luftmengen Gave1 bis Gaven auf einer Achse angenommen und die Standardabweichungen σ1 bis σn sind auf der anderen Achse angenommen, und die Pulsationsfehler Err1 bis Errn sind mit den jeweiligen Kombinationen der mittleren Luftmengen Gavel bis Gaven und der Standardabweichungen σ1 bis σn verknüpft. Beispielsweise ist der Pulsationsfehler Err1 mit der mittleren Luftmenge Gave1 und der Standardabweichung σ1 verknüpft. Die mittlere Luftmenge Gaven und die Standardabweichung σn sind mit dem Pulsationsfehler Errn verknüpft. Jeder der Pulsationsfehler Err1 bis Errn kann als ein Wert betrachtet werden, der durch jede aus Kombinationen der Standardabweichung σ und der mittleren Luftmenge Gave erhalten wird, wenn ein Experiment und eine Simulation unter Verwendung einer realen Maschine durchgeführt werden, indem die Werte der Standardabweichung σ und der mittleren Luftmenge Gave geändert werden.
Der AFM der vorliegenden Ausführungsform, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, kann die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Darüber hinaus wird der Pulsationsfehler Err auch durch die mittlere Luftmenge Gave beeinflusst. Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Pulsationsfehler Err, der mit der Standardabweichung σ und der mittleren Luftmenge Gave korreliert ist, abgeschätzt und unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err korrigiert wird, kann aus diesem Grund die Korrektur mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden als diese, wenn die Korrektur lediglich unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err durchgeführt wird, der mit der Standardabweichung σ korreliert ist.
(Vierte Ausführungsform)
Ein AFM gemäß einer vierten Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) wird mit Bezug auf die 8, 9 und 10 beschrieben. Bei dem AFM unterscheidet sich ein Teil der Verarbeitungseinheit 20d von diesem des AFM 100. Wie in 8 gezeigt ist, unterscheidet sich der AFM von dem AFM 100 dadurch, dass eine mittlere Luftmenge Gave, die durch eine Berechnungseinheit 37 für eine mittlere Luftmenge erhalten wird, und eine Pulsationsfrequenz F, die durch eine Frequenzanalyseeinheit 41 erhalten wird, bei einer Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c eingegeben werden.
Mit anderen Worten, die Verarbeitungseinheit 20d umfasst eine Frequenzanalyseeinheit 41 ähnlich der Verarbeitungseinheit 20a, und die von der Frequenzanalyseeinheit 41 erhaltene Pulsationsfrequenz F wird bei der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c eingegeben. Ähnlich wie die Verarbeitungseinheit 20c gibt die Verarbeitungseinheit 20d die mittlere Luftmenge Gave, die durch die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge erhalten wird, bei der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c ein. Die Verarbeitungseinheit 20d kann anstelle der Frequenzanalyseeinheit 41 eine Frequenzanalyseeinheit 41a umfassen.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c schätzt einen Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Pulsationsfrequenz F, der mittleren Luftmenge Gave und der Standardabweichung σ ab. Mit anderen Worten, die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c schätzt den Pulsationsfehler Err ab, der zusätzlich zu der Standardabweichung σ ferner mit der Pulsationsfrequenz F und der mittleren Luftmenge Gave korreliert ist. Daher kann die vierte Ausführungsform als eine Ausführungsform betrachtet werden, in der die erste Ausführungsform, die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform miteinander kombiniert sind.
In diesem Fall schätzt die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c den Pulsationsfehler Err ab, der mit der Pulsationsfrequenz F, der mittleren Luftmenge Gave und der Standardabweichung σ korreliert ist, beispielsweise unter Verwendung eines zweidimensionalen Kennfelds, das in 9 gezeigt ist, und eines Fehlerschätzausdrucks, der nachfolgend zu beschreiben ist. Mit anderen Worten, der AFM verfügt über das in 9 gezeigte zweidimensionale Kennfeld. Der Fehlerschätzausdruck kann durch Pulsationsfehler Err = Cnn X A + Bnn ausgedrückt werden. In dem Fehlerschätzausdruck entspricht Cnn einer Steigung und Bnn einem Achsenabschnitt.
Eine Beziehung zwischen dem Pulsationsfehler Err [%] und der Standardabweichung σ ist für jede Kombination der mehreren Pulsationsfrequenzen F und der mehreren Standardabweichungen σ unterschiedlich. Mit anderen Worten, die Steigung und der Achsenabschnitt von 10 sind für jede Kombination der mehreren Pulsationsfrequenzen F und der mehreren Standardabweichungen σ unterschiedlich. Eine durchgezogene Linie in 10 gibt eine Beziehung zwischen dem Pulsationsfehler Err nach der Korrektur und der Standardabweichung σ an. Andererseits gibt eine gestrichelte Linie eine Beziehung zwischen dem Pulsationsfehler Err vor der Korrektur und der Standardabweichung σ an, das heißt, eine Pulsationscharakteristik bzw. -kennlinie.
In dem Kennfeld, wie in 9 gezeigt, ist eine Kombination aus der Steigung Cnn und dem Achsenabschnitt Bnn, die mit entsprechenden Kombinationen der mittleren Luftmenge Gave und der Pulsationsfrequenz F korreliert ist, miteinander verknüpft. Genauer gesagt, in dem zweidimensionalen Kennfeld sind beispielsweise die mittleren Luftmengen Gave1 bis Gaven auf einer Achse angenommen und die Pulsationsfrequenzen F 1 bis Fn sind auf der anderen Achse angenommen, und die jeweiligen Kombinationen der mittleren Luftmengen Gave1 bis Gaven und der Pulsationsfrequenzen F1 bis Fn sind mit den jeweiligen Kombinationen aus der Steigung Cnn und dem Achsenabschnitt Bnn verknüpft. Sowohl die Steigung Cnn als auch der Achsenabschnitt Bnn können durch ein Experiment oder eine Simulation unter Verwendung einer realen Maschine erhalten werden.
Es kann erachtet werden, dass das Kennfeld verwendet wird, um die Steigung Cnn und den Achsenabschnitt Bnn zu erlangen, wenn der Pulsationsfehler Err berechnet wird. Mit anderen Worten, in dem Kennfeld sind die Koeffizienten in dem Fehlerschätzausdruck mit jeder mittleren Luftmenge Gave und jeder Standardabweichung σ verknüpft.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c erlangt die Steigung C11 und den Achsenabschnitt B11 unter Verwendung des Kennfelds beispielsweise dann, wenn die Standardabweichung σ1, die Pulsationsfrequenz F1 und die mittlere Luftmenge Gave 1 verwendet werden. Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38c kann den Pulsationsfehler Err erhalten, indem C11 X Standardabweichung σ1 + B11 unter Verwendung des Fehlerschätzausdrucks berechnet wird.
Der AFM der vorliegenden Ausführungsform, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, kann die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform, da der Pulsationsfehler Err, der mit der Standardabweichung σ, der mittleren Luftmenge Gave und der Pulsationsfrequenz F korreliert ist, abgeschätzt und unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err korrigiert wird, die Korrektur mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden als diese, wenn die Korrektur lediglich unter Verwendung des mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehlers Err durchgeführt wird.
(Fünfte Ausführungsform)
Ein AFM gemäß einer fünften Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) wird mit Bezug auf 11 beschrieben. In dem AFM unterscheidet sich ein Teil einer Verarbeitungseinheit 20e von diesem des AFM 100. Wie in 11 gezeigt ist, umfasst der AFM eine Kurtosisberechnungseinheit 42, und der AFM unterscheidet sich von dem AFM 100 dadurch, dass eine durch die Kurtosisberechnungseinheit 42 erhaltene Kurtosis Ku bei einer Pulsationsfehlerschätzeinheit 38d eingegeben wird. Mit anderen Worten, die Verarbeitungseinheit 20e umfasst neben der Verarbeitungseinheit 20 die Kurtosisberechnungseinheit 42.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38d schätzt den Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Standardabweichung σ und der Kurtosis Ku ab. Das heißt, die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38a schätzt einen Pulsationsfehler Err ab, der neben der Standardabweichung σ auch mit der Kurtosis Ku korreliert ist.
Die Kurtosisberechnungseinheit 42 berechnet die Kurtosis Ku gemäß den in einer Samplingspeichereinheit 34 gespeicherten mehreren Samplingwerten. Die Kurtosisberechnungseinheit 42 berechnet die Kurtosis Ku beispielsweise unter Verwendung von Ausdruck 5. $K u = \frac{\frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} {(x_{i} - x a v e)}^{4}}{σ^{4}}$
Die Kurtosis Ku ist ein Index, der angibt, ob eine Gestalt der Verteilung spitz oder flach ist. Mit anderen Worten, die Kurtosis Ku kann als ein Index betrachtet werden, der angibt, ob die Spitzen und Täler der Pulsationswellenform spitz oder flach sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist auch dann, wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert des Ausgabeströmungsrate bei der Erfassungseinheit 10 gleich sind, die Wellenform der Luftströmungsrate unterschiedlich, das heißt, falls die Kurtosis Ku unterschiedlich ist, muss der Korrekturbetrag Q geändert werden. Die Kurtosis Ku kann beispielsweise unter Verwendung aller Informationen der Samplingpunkte (Dreieckspunkte) in 4 hinsichtlich der Wellenform einen Unterschied verursachen. Mit anderen Worten, die Kurtosis Ku kann als ein Parameter betrachtet werden, der eine Differenz der Wellenformen ausdrücken kann, wenn die Wellenformen unterschiedlich sind, auch wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert gleich sind. Daher kann die Verarbeitungseinheit 20e eine optimale Fehlerkorrektur durchführen, indem der Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Kurtosis Ku zusätzlich zur Standardabweichung σ abgeschätzt wird. Ferner kann erachtet werden, dass die Verarbeitungseinheit 20e die Kurtosis Ku durch die Kurtosisberechnungseinheit 42 berechnet, um die Pulsationswellenform durch statistische Größen zu erfassen und eine hochpräzise Pulsationskorrektur durchzuführen.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38d schätzt den Pulsationsfehler Err, der mit der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ korreliert ist, beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds, in dem der Pulsationsfehler Err mit der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ verknüpft ist. Mit anderen Worten, wenn die Kurtosis Ku durch die Kurtosisberechnungseinheit 42 erhalten wird und die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 erhalten wird, extrahiert die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38d den Pulsationsfehler Err, der mit der erhaltenen Kurtosis Ku und der erhaltenen Standardabweichung σ korreliert ist, aus dem Kennfeld.
In diesem Fall umfasst der AFM ein zweidimensionales Kennfeld, in dem mehrere Kombinationen der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ mit dem mit jeder Kombination korrelierten Pulsationsfehler Err verknüpft sind. In dem zweidimensionalen Kennfeld ist die Kurtosis Ku1 bis Kun beispielsweise auf einer Achse angenommen, die Standardabweichungen σ1 bis σn sind auf der anderen Achse angenommen und die Pulsationsfehler Errl bis Errn sind mit jeder der Kombination aus der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ verknüpft. Beispielsweise ist der Pulsationsfehler Err1 mit der Kurtosis Ku1 und der Standardabweichung σ1 verknüpft. Der Pulsationsfehler Errn ist mit der Kurtosis Kun und der Standardabweichung σn verknüpft. Jeder der Pulsationsfehler Err1 bis Errn kann als ein Wert betrachtet werden, der durch Kombinieren der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ erhalten wird, wenn ein Experiment oder eine Simulation unter Verwendung einer realen Maschine durchgeführt wird, indem die Werte der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ geändert werden.
Der AFM der vorliegenden Ausführungsform, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, kann die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Darüber hinaus wird der Pulsationsfehler Err auch durch die Kurtosis Ku beeinflusst. Aus diesem Grund kann bei der vorliegenden Ausführungsform, da der Pulsationsfehler Err, der mit der Standardabweichung σ und der Kurtosis Ku korreliert ist, abgeschätzt und unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err korrigiert wird, die Korrektur mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden als diese, wenn die Korrektur lediglich unter Verwendung des mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehlers Err durchgeführt wird.
(Sechste Ausführungsform)
Ein AFM gemäß einer sechsten Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) wird mit Bezug auf 12 beschrieben. In dem AFM unterscheidet sich ein Teil der Verarbeitungseinheit 20f von diesem des AFM 100. Wie in 12 gezeigt ist, umfasst der AFM eine Schiefenberechnungseinheit 43 und unterscheidet sich von dem AFM 100 dadurch, dass eine durch eine Schiefenberechnungseinheit 43 erhaltene Schiefe Sk bei einer Pulsationsfehlerschätzeinheit 38e eingegeben wird. Mit anderen Worten, die Verarbeitungseinheit 20f umfasst neben der Verarbeitungseinheit 20 die Schiefenberechnungseinheit 43.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38e schätzt den Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Standardabweichung σ und der Schiefe Sk. Mit anderen Worten, die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38e schätzt den Pulsationsfehler Err, der zusätzlich zu der Standardabweichung σ mit der Schiefe Sk korreliert ist.
Die Schiefenberechnungseinheit 43 berechnet die Schiefe Sk entsprechend den in einer Samplingspeichereinheit 34 gespeicherten mehreren Samplingwerten. Es kann auch erachtet werden, dass die Schiefenberechnungseinheit 43 die Schiefe der Pulsationswellenform erlangt. Die Schiefenberechnungseinheit 43 berechnet die Schiefe Sk beispielsweise unter Verwendung von Ausdruck 6. $S k = \frac{\frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} {(x_{i} - x a v e)}^{3}}{σ^{3}}$
Die Schiefe Sk entspricht einem Index, welcher die Asymmetrie von Daten darstellt. Mit anderen Worten, die Schiefe Sk kann als ein Index betrachtet werden, der die Asymmetrie der Pulsationswellenform darstellt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es auch bei gleichem Maximalwert, Minimalwert und Mittelwert der Ausgangsströmungsrate bei der Erfassungseinheit 10 erforderlich, den Korrekturbetrag Q zu ändern, falls die Wellenform der Luftströmungsrate unterschiedlich ist, das heißt, die Schiefe Sk unterschiedlich ist. Die Schiefe Sk kann einen Unterschied in der Wellenform beispielsweise unter Verwendung aller Informationen über die Samplingpunkte (Dreieckspunkte) in 4 bewirken. Mit anderen Worten, die Schiefe Sk kann als ein Parameter betrachtet werden, der eine Differenz der Wellenformen ausdrücken kann, wenn die Wellenformen unterschiedlich sind, auch wenn der Maximalwert, der Minimalwert und der Mittelwert gleich sind. Daher schätzt die Verarbeitungseinheit 20f den Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Schiefe Sk zusätzlich zu der Standardabweichung σ, wodurch ermöglicht wird, eine optimale Fehlerkorrektur durchzuführen. Ferner kann erachtet werden, dass die Verarbeitungseinheit 20f die Schiefe Sk durch die Schiefenberechnungseinheit 43 berechnet, um die Pulsationswellenform durch statistische Größen zu erfassen und eine hochpräzise Pulsationskorrektur durchzuführen.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38e schätzt den Pulsationsfehler Err, der mit der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ korreliert ist, beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds, in dem der Pulsationsfehler Err mit der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ verknüpft ist. Mit anderen Worten, wenn die Schiefe Sk durch die Schiefenberechnungseinheit 43 erhalten wird und die Standardabweichung σ durch die Standardabweichungsberechnungseinheit 36 erhalten wird, extrahiert die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38d den Pulsationsfehler Err, der mit der erhaltenen Schiefe Sk und der erhaltenen Standardabweichung σ korreliert ist, aus dem Kennfeld.
In diesem Fall umfasst der AFM ein zweidimensionales Kennfeld, in dem mehrere Kombinationen der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ mit dem mit jeder Kombination korrelierten Pulsationsfehler Err verknüpft sind. In dem zweidimensionalen Kennfeld ist die Schiefe Ski bis Skn beispielsweise auf einer Achse angenommen, die Standardabweichungen σ1 bis σn sind auf der anderen Achse angenommen und die Pulsationsfehler Err1 bis Errn sind mit jeder der Kombinationen aus der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ verknüpft. Beispielsweise ist der Pulsationsfehler Err1 mit der Schiefe Ski und der Standardabweichung σ1 verknüpft. Der Pulsationsfehler Errn ist mit der Schiefe Skn und der Standardabweichung σn verknüpft. Mit anderen Worten, jeder der Pulsationsfehler Err1 bis Errn kann als ein Wert betrachtet werden, der durch Kombinieren der Kurtosis Ku und der Standardabweichung σ erhalten wird, wenn ein Experiment oder eine Simulation mit einer realen Maschine durchgeführt wird, während die Werte der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ geändert werden.
Der AFM der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, kann die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Darüber hinaus wird der Pulsationsfehler Err auch durch die Schiefe Sk beeinflusst. Aus diesem Grund kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Pulsationsfehler Err, der mit der Standardabweichung σ und der Schiefe Sk korreliert ist, abgeschätzt und unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err korrigiert wird, die Korrektur mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden als diese in dem Fall, in dem die Korrektur lediglich unter Verwendung des mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehlers Err durchgeführt wird.
(Siebte Ausführungsform)
Ein AFM gemäß einer siebten Ausführungsform (im Folgenden einfach als AFM bezeichnet) wird mit Bezug auf 13 beschrieben. In dem AFM unterscheidet sich ein Teil einer Verarbeitungseinheit 20g von diesem des AFM 100. Der AFM unterscheidet sich von dem AFM dadurch, dass der AFM eine Frequenzanalyseeinheit 41, eine Kurtosisberechnungseinheit 42 und eine Schiefenberechnungseinheit 43 umfasst, und die Pulsationsfrequenz F, die Kurtosis Ku und die Schiefe Sk, welche durch die Frequenzanalyseeinheit 41, die Kurtosisberechnungseinheit 42 und die Schiefenberechnungseinheit 43 erhalten werden, und die mittlere Luftmenge Gave, die durch die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge erhalten wird, bei der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38f in dem AFM 100 eingegeben werden.
Wie die Verarbeitungseinheit 20d umfasst die Verarbeitungseinheit 20g eine Frequenzanalyseeinheit 41, und die durch die Frequenzanalyseeinheit 41 erhaltene Pulsationsfrequenz F und die durch die Berechnungseinheit 37 für die mittlere Luftmenge erhaltene mittlere Luftmenge Gave werden bei der Pulsationsfehlerschätzeinheit 3f eingegeben. In der Verarbeitungseinheit 20g wird, ähnlich wie bei der Verarbeitungseinheit 20e und der Verarbeitungseinheit 20f, die von der Kurtosisberechnungseinheit 42 erhaltene Kurtosis Ku bei der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38f eingegeben, und die von der Schiefenberechnungseinheit 43 erhaltene Schiefe Sk wird bei der Pulsationsfehlerschätzeinheit 38f eingegeben. Die Verarbeitungseinheit 20g kann anstelle der Frequenzanalyseeinheit 41 eine Frequenzanalyseeinheit 41a umfassen.
Die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38f schätzt den Pulsationsfehler Err unter Verwendung der Pulsationsfrequenz F, der mittleren Luftmenge Gave, der Kurtosis Ku, der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ. Mit anderen Worten, die Pulsationsfehlerschätzeinheit 38f schätzt den Pulsationsfehler Err, der zusätzlich zu der Standardabweichung σ mit der Pulsationsfrequenz F, der mittleren Luftmenge Gave, der Kurtosis Ku und der Schiefe Sk korreliert ist. Daher kann die siebte Ausführungsform als eine Ausführungsform betrachtet werden, in der die erste Ausführungsform, die zweite Ausführungsform, die dritte Ausführungsform, die fünfte Ausführungsform und die sechste Ausführungsform miteinander kombiniert sind.
Der AFM schätzt den Pulsationsfehler Err, der mit der Pulsationsfrequenz F, der mittleren Luftmenge Gave, der Kurtosis Ku, der Schiefe Sk und der Standardabweichung σ korreliert ist, beispielsweise unter Verwendung eines mehrdimensionalen Kennfelds, in dem das in 9 gezeigte zweidimensionale Kennfeld für jede Kombination der mehreren Kurtosis Ku und der mehreren Schiefen Sk vorgesehen ist, und des Fehlerschätzausdrucks. Mit anderen Worten, in dem mehrdimensionalen Kennfeld ist jede Kombination aus der Kurtosis Ku und der Schiefe Sk mit einer Kombination aus der Steigung Cnn und dem Achsenabschnitt Bnn verknüpft, die mit jeder Kombination aus der mittleren Luftmenge Gave und der Pulsationsfrequenz F korreliert ist. Der AFM besitzt ein solches mehrdimensionales Kennfeld. Sowohl die Steigung Cnn als auch der Achsenabschnitt Bnn in jedem zweidimensionalen Kennfeld können durch ein Experiment oder eine Simulation unter Verwendung einer realen Maschine erhalten werden.
Der AFM der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, kann die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Darüber hinaus wird der Pulsationsfehler Err, wie vorstehend beschrieben, nicht nur durch die Standardabweichung σ, sondern auch durch die mittlere Luftmenge Gave, die Pulsationsfrequenz F, die Kurtosis Ku und die Schiefe Sk beeinflusst. Aus diesem Grund kann bei der vorliegenden Ausführungsform, da der mit den vorstehenden Parametern korrelierte Pulsationsfehler Err geschätzt und unter Verwendung des Pulsationsfehlers Err korrigiert wird, die Korrektur mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden als in dem Fall, in dem die Korrektur lediglich unter Verwendung des mit der Standardabweichung σ korrelierten Pulsationsfehlers Err durchgeführt wird.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Offenbarung die Aufgabe lösen kann, solange der Pulsationsfehler Err unter Verwendung von zumindest der Standardabweichung σ abgeschätzt wird. Daher kann die Verarbeitungseinheit 20g den Pulsationsfehler Err ohne Verwendung der mittleren Luftmenge Gave abschätzen. So kann die Verarbeitungseinheit 20g beispielsweise den Pulsationsfehler Err abschätzen, der mit der Standardabweichung σ, der Pulsationsfrequenz F und der Kurtosis Ku korreliert ist. Die Verarbeitungseinheit 20g kann den Pulsationsfehler Err abschätzen, der mit der Standardabweichung σ, der Pulsationsfrequenz F und der Schiefe Sk korreliert ist. Die Verarbeitungseinheit 20g kann den Pulsationsfehler Err abschätzen, der mit der Standardabweichung σ, der Pulsationsfrequenz F, der Kurtosis Ku und der Schiefe Sk korreliert ist.
Ferner kann die Verarbeitungseinheit 20g den Pulsationsfehler Err ohne Verwendung der Pulsationsfrequenz F abschätzen. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit 20g den Pulsationsfehler Err abschätzen, der mit der Standardabweichung σ, der mittleren Luftmenge Gave und der Kurtosis Ku korreliert ist. Die Verarbeitungseinheit 20g kann den Pulsationsfehler Err abschätzen, der mit der Standardabweichung σ, der mittleren Luftmenge Gave und der Schiefe Sk korreliert ist. Ferner kann die Verarbeitungseinheit 20g den Pulsationsfehler Err abschätzen, der mit der Standardabweichung σ, der mittleren Luftmenge Gave, der Kurtosis Ku und der Schiefe Sk korreliert ist.
(Achte Ausführungsform)
In diesem Beispiel wird eine Modifikation einer achten Ausführungsform mit Bezug auf 14 beschrieben. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass an dem AFM 110 eine Erfassungseinheit 10 vorgesehen ist und an der ECU 210 eine Verarbeitungseinheit 20 vorgesehen ist. Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Ausführungsform wird die vorliegende Offenbarung auf die in der ECU 210 vorgesehene Verarbeitungseinheit 20 angewendet. Die vorliegende Offenbarung (Luftströmungsratenmessvorrichtung) kann zusätzlich zu der Verarbeitungseinheit 20 eine Erfassungseinheit 10 umfassen.
Aus diesem Grund können der AFM 110 und die ECU 210 die gleichen Effekte wie diese des AFM 100 aufweisen. Da der AFM 110 die Verarbeitungseinheit 20 nicht umfasst, kann eine Verarbeitungslast stärker reduziert werden als diese des AFM 100.
Die achte Ausführungsform kann auch auf die zweiten bis siebten Ausführungsformen angewendet werden. In diesem Fall sind die Verarbeitungseinheiten 20a bis 20f in den jeweiligen Ausführungsformen in der ECU 210 vorgesehen. Daher analysiert die ECU 210 die Pulsationsfrequenz F, berechnet die Kurtosis Ku und dergleichen.
Obwohl die vorliegende Offenbarung gemäß den Ausführungsformen beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Ausführungsformen oder Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen und Variationen im Äquivalenzbereich. Darüber hinaus fallen verschiedene Kombinationen und Konfigurationen sowie andere Kombinationen und Konfigurationen, die nur ein Element, mehr oder weniger umfassen, in den Schutzbereich und Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017080778 [0001]
JP 2014020212 A [0004]
JP 2016109625 A [0016]

Claims

Luftströmungsratenmessvorrichtung, welche eine Luftströmungsrate basierend auf einem Ausgangswert einer Erfassungseinheit (10), die in einer Umgebung angeordnet ist, in der eine Luft strömt, misst, wobei die Luftströmungsratenmessvorrichtung aufweist: eine Standardabweichungsberechnungseinheit (36), welche eine Standardabweichung aus Samplingdaten im Ausgangswert für zumindest einen Zyklus einer Pulsationswellenform der Luft berechnet; eine Pulsationsfehlerschätzeinheit (38, 38a bis 38f), welche einen mit der Standardabweichung korrelierten Pulsationsfehler der Luftströmungsrate abschätzt; und eine Pulsationsfehlerkorrektureinheit (39), welche die Luftströmungsrate zum Abschwächen des Pulsationsfehlers unter Verwendung des durch die Pulsationsfehlerschätzeinheit geschätzten Pulsationsfehlers korrigiert.
Luftströmungsratenmessvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Frequenzerlangungseinheit (41, 41a), welche eine Pulsationsfrequenz erlangt, die einer Frequenz der Pulsationswellenform entspricht, wobei die Pulsationsfehlerschätzeinheit den Pulsationsfehler abschätzt, der ferner mit der Pulsationsfrequenz korreliert ist.
Luftströmungsratenmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Luftströmungsratenmessvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese ein Signal, das einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine anzeigt, von einer Verbrennungskraftmaschinensteuerungsvorrichtung erlangt, welche die Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung der durch die Pulsationsfehlerkorrektureinheit korrigierten Luftströmungsrate steuert, und die Frequenzerlangungseinheit derart konfiguriert ist, dass diese das Signal von der Verbrennungskraftmaschinensteuerungsvorrichtung aufnimmt und die Pulsationsfrequenz basierend auf dem aufgenommenen Signal erlangt.
Luftströmungsratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Berechnungseinheit (37) für eine mittlere Luftmenge, welche aus dem Ausgangswert eine mittlere Luftmenge berechnet, die einem Mittelwert der Luftströmungsrate entspricht, wobei die Pulsationsfehlerschätzeinheit den Pulsationsfehler abschätzt, der ferner mit der mittleren Luftmenge korreliert ist.
Luftströmungsratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend eine Kurtosisberechnungseinheit (42), welche eine Kurtosis der Pulsationswellenform aus dem Ausgangswert berechnet, wobei die Pulsationsfehlerschätzeinheit den Pulsationsfehler abschätzt, der ferner mit der Kurtosis korreliert ist.
Luftströmungsratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine Schiefenberechnungseinheit (43), welche eine Schiefe der Pulsationswellenform aus dem Ausgangswert berechnet, wobei die Pulsationsfehlerschätzeinheit den Pulsationsfehler abschätzt, der ferner mit der Schiefe korreliert ist.