JP2018179810A - 空気流量測定装置 - Google Patents

空気流量測定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2018179810A
JP2018179810A JP2017080778A JP2017080778A JP2018179810A JP 2018179810 A JP2018179810 A JP 2018179810A JP 2017080778 A JP2017080778 A JP 2017080778A JP 2017080778 A JP2017080778 A JP 2017080778A JP 2018179810 A JP2018179810 A JP 2018179810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulsation
air flow
pulsation error
unit
standard deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017080778A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018179810A5 (ja
JP6540747B2 (ja
Inventor
昇 北原
Noboru Kitahara
昇 北原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2017080778A priority Critical patent/JP6540747B2/ja
Priority to DE112018002002.9T priority patent/DE112018002002T5/de
Priority to PCT/JP2018/009852 priority patent/WO2018190060A1/ja
Publication of JP2018179810A publication Critical patent/JP2018179810A/ja
Publication of JP2018179810A5 publication Critical patent/JP2018179810A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6540747B2 publication Critical patent/JP6540747B2/ja
Priority to US16/592,942 priority patent/US20200033173A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/72Devices for measuring pulsing fluid flows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/69Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/04Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
    • G01F15/043Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means
    • G01F15/046Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means involving digital counting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28Interface circuits
    • F02D2041/281Interface circuits between sensors and control unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28Interface circuits
    • F02D2041/281Interface circuits between sensors and control unit
    • F02D2041/285Interface circuits between sensors and control unit the sensor having a signal processing unit external to the engine control unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】空気流量の補正精度を向上できる空気流量測定装置を提供すること。【解決手段】AFMは、空気が流れる環境に配置されるセンシング部の出力値に基づいて、空気の流量である空気流量を測定する。AFMは、出力値における空気の脈動波形の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータから標準偏差を算出する標準偏差演算部36と、標準偏差に相関した、空気流量の脈動誤差を予測する脈動誤差予測部38と、を備えている。さらに、AFMは、脈動誤差予測部38にて予測した脈動誤差を用いて、脈動誤差が小さくなるように空気流量を補正する脈動誤差補正部39を備えている。【選択図】図2

Description

本開示は、空気流量測定装置に関する。
従来、空気流量測定装置の一例として、特許文献1に開示された内燃機関の制御装置がある。この制御装置は、脈動振幅比と脈動周波数とを演算し、脈動振幅比と脈動周波数から脈動誤差を算出する。そして、制御装置は、脈動振幅比と脈動周波数とから脈動誤差を補正するために必要な補正係数を脈動誤差補正マップから参照し、脈動誤差を補正した空気量を演算する。
特開2014−20212号公報
しかしながら、吸気脈動は、正弦波だけではなく波形の変形(高次成分を含む)により脈動誤差の傾向も変化する。つまり、吸気脈動は、脈動振幅比と脈動周波数とが同じであっても、脈動誤差の傾向が変化する。
ところが、上記制御装置は、脈動振幅比と脈動周波数とから脈動誤差を補正するために必要な補正係数を取得して、この補正係数を用いて脈動誤差を補正した空気量を演算する。このため、制御装置は、脈動波形が変形した場合における脈動誤差の変化に対応できず、補正精度が悪化する可能性がある。
本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、空気流量の補正精度を向上できる空気流量測定装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本開示は、
空気が流れる環境に配置されるセンシング部(10)の出力値に基づいて空気流量を測定する空気流量測定装置であって、
出力値における空気の脈動波形の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータから標準偏差を算出する標準偏差演算部(36)と、
標準偏差に相関した、空気流量の脈動誤差を予測する脈動誤差予測部(38,38a〜38f)と、
脈動誤差予測部にて予測した脈動誤差を用いて、脈動誤差が小さくなるように空気流量を補正する脈動誤差補正部(39)と、備えている空気流量測定装置。
このように、本開示は、空気の脈動波形の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータから標準偏差を算出する。これによって、本開示は、センシング部の出力の最大値、最小値、平均値が同じであるが、波形が異なる場合に、各波形のばらつき具合を把握することができる。そして、本開示は、この標準偏差に相関した脈動誤差を予測するので、上記のような波形のそれぞれに適した脈動誤差を得ることができる。
本開示は、このようにして予測した脈動誤差を用いて、脈動誤差が小さくなるように空気流量を補正するため、上記のように波形が異なる場合であっても、各波形に対応して、脈動誤差が小さくなるように空気流量を補正することができる。つまり、本開示は、空気流量の補正精度を向上できる。
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
第1実施形態におけるAFMの概略構成を示すブロック図である。 第1実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第1実施形態における計測期間の決定方法を説明するための波形図である。 平均値、最大値、最小値が同じで標準偏差が異なることを説明する波形図である。 第2実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第2実施形態の変形例における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第3実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第4実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第4実施形態における2次元マップを示す図面である。 第4実施形態における標準偏差‐脈動誤差を示す図面である。 第5実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第6実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第7実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第8実施形態におけるAFMの概略構成を示すブロック図である。
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
(第1実施形態)
図1〜図4を用いて、第1実施形態の空気流量測定装置に関して説明する。本実施形態では、図1に示すように、空気流量測定装置をAFM(air flow meter)100に適用した例を採用する。つまり、AFM100は、空気流量測定装置に相当する。
AFM100は、例えば内燃機関(以下、エンジン)を備えた車両に搭載される。また、AFM100は、エンジンの気筒に吸入される吸気の流量(以下、空気流量)を測定する熱式の空気流量測定機能を有している。よって、AFM100は、熱線式エアフロメータと言える。また、空気流量は、吸気流量とも言える。
AFM100は、主に、センシング部10と処理部20とを含んでいる。また、AFM100は、ECU(Electronic Control Unit)200に電気的に接続されている。ECU200は、内燃機関制御装置に相当し、AFM100からの検出信号などに基づいてエンジンを制御する機能を備えたエンジン制御装置である。この検出信号は、後程説明する脈動誤差補正部39によって補正された空気流量を示す電気信号である。
センシング部10は、空気が流れる環境として、例えば、エアクリーナのアウトレットや吸気管等の吸気ダクト内に配置される。例えば、センシング部10は、特開2016−109625号公報などに開示されているように、通路形成部材に取り付けられた状態で吸気ダクトに配置される。つまり、センシング部10は、吸気ダクトの内部(主空気通路)を流れる吸気の一部が通過するバイパス通路(副空気通路)及びサブバイパス通路(副々空気通路)が形成される通路形成部材に取り付けられることで、サブバイパス通路に配置される。しかしながら、本開示は、これに限定されず、センシング部10が直接、主空気通路に配置されていてもよい。
また、センシング部10は、周知の発熱抵抗体や測温抵抗体などを含んでいる。センシング部10は、サブバイパス流路を流れる空気流量に対応したセンサ信号(出力値、出力流量)を処理部20に対して出力する。なお、センシング部10は、サブバイパス流路を流れる空気流量に対応した電気信号である出力値を処理部20に対して出力するとも言える。
ところで、吸気ダクト内では、エンジンにおけるピストンの往復運動などにより、逆流を含む吸気脈動が発生する。センシング部10は、吸気脈動の影響を受けて、出力値に真の空気流量に対する誤差が生じる。特に、センシング部10は、スロットル弁が全開側に操作されると吸気脈動の影響を受けやすくなる。さらに、吸気脈動は、正弦波だけではなく波形の変形(高次成分を含む)により誤差の傾向も変化する。以下においては、この吸気脈動による誤差を脈動誤差Errとも称する。また、真の空気流量とは、吸気脈動の影響を受けていない空気流量である。
処理部20は、センシング部10の出力値に基づいて空気流量を測定して、測定した空気流量をECU200へ出力する。処理部20は、少なくともひとつの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶装置とを有する。例えば、処理部20は、コンピュータによって読み取り可能な記憶装置を備えるマイクロコンピュータで実現される。処理部20は、演算処理装置が記憶媒体に記憶されているプログラムを実行することで各種演算を行って空気流量を測定して、測定した空気流量をECU200へ出力する。
記憶装置は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。この記憶装置は、記憶媒体と言い換えることもできる。また、処理部20は、データを一時的に格納する揮発性メモリを備えていてもよい。
また、処理部20は、脈動誤差Errが生じた出力値を補正する機能を有している。言い換えると、処理部20は、脈動誤差Errが生じた空気流量を、真の空気流量に近づけるように補正する。よって、処理部20は、検出信号として、脈動誤差Errを補正した空気流量をECU200へ出力する。なお、処理部20は、空気流量を示す電気信号をECU200に出力するとも言える。
処理部20は、プログラムを実行することによって、複数の機能ブロックとして動作する。言い換えると、処理部20は、複数の機能ブロックを有している。処理部20は、図2に示すように、複数の機能ブロック31〜40を含んでいる。処理部20は、機能ブロックとして、センサ出力A/D変換部31、サンプリング部32、出力空気流量変換テーブル33を含んでいる。処理部20は、センシング部10から出力された出力値を、センサ出力A/D変換部31によってA/D変換する。そして、処理部20は、A/D変換された出力値をサンプリング部32でサンプリングし、出力空気流量変換テーブル33によって出力値を空気流量に変換する。
さらに、処理部20は、機能ブロックとして、サンプリング記憶部34、上極値判定部35、標準偏差演算部36、平均空気量演算部37、脈動誤差予測部38、脈動誤差補正部39、脈動補正後流量出力部40を含んでいる。
サンプリング記憶部34は、上極値判定部35によって判定された2つの上極値間における複数のサンプリング値を記憶する。上極値判定部35は、例えば図3に示すように、複数のサンプリング値のうち、サンプリング値に対応する空気流量が上昇から下降に切り替わる最初のサンプリング値を第1上極値と判定する。そして、上極値判定部35は、複数のサンプリング値のうち、次にサンプリング値に対応する空気流量が上昇から下降に切り替わるサンプリング値を第2上極値と判定する。言い換えると、上極値判定部35は、第1ピーク時間T1のサンプリング値を第1上極値と判定し、次のピーク時間である第2ピーク時間T2のサンプリング値を第2上極値と判定する。第1上極値と第2上極値との間の空気流量の波形は、脈動波形の1サイクルとみなすことができる。なお、この上側極値の誤検出を防止することを目的とし適切なローパスフィルタを用いることで検出精度を向上させることができる。また、脈動波形は、空気が脈動した際の空気流量の波形とも言える。
そして、サンプリング記憶部34は、第1上極値と第2上極値との間のサンプリング値を記憶する。つまり、サンプリング記憶部34は、脈動波形の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータを含んでいる。また、1サイクル分のサンプリングデータは、第1上極値と第2上極値との間の複数のサンプリング値とみなすことができる。
これは、平均空気量Gaveと標準偏差σの計測期間(算出期間)を決定し、この計測期間で平均空気量Gaveと標準偏差σを算出するためである。ここでは、第1上極値と第2上極値との間が計測期間となる。また、サンプリング数は、できるだけ多い方が正確な平均空気量Gaveと標準偏差σを算出することができる。なお、平均空気量Gaveは、所定期間における空気流量の平均値である。一方、標準偏差σは、脈動波形における、平均空気量Gaveに対するばらつき具合を表す値である。また、標準偏差σは、上記サンプリング値の平均空気量Gaveに対するサンプリングデータのばらつき具合を表す値とも言える。
なお、本実施形態では、一例として、第1上極値と第2上極値との間を計測期間としている。しかしながら、本開示は、これに限定されない。処理部20は、出力空気流量変換テーブル33によって変換された空気流量を用いて脈動周期を演算し、得られた脈動周期(1周期)を計測期間としてもよい。この場合、処理部20は、サンプリング記憶部34と上極値判定部35のかわりに、脈動周期を演算する機能ブロックと、計測期間を決定する機能ブロックとを備える。
標準偏差演算部36は、出力値における空気脈動の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータから標準偏差σを算出する。つまり、標準偏差演算部36は、サンプリング記憶部34で記憶された複数のサンプリング値と、数1、数2を用いて空気流量の標準偏差σを演算(取得)する。AFM100は、脈動補正を行うための脈動誤差Errを得るために、標準偏差演算部36で標準偏差σを取得する。
空気流量の波形は、図4に示すように、センシング部10における出力流量の最大値、最小値、平均値が同じであっても異なる波形となることがある。このように異なる波形では、脈動誤差Errも異なってくるため、補正量Qを変える必要がある。
標準偏差σは、例えば図4のサンプリング点(三角点)すべての情報を使うことで、波形の違いを出すことができる。つまり、標準偏差σは、最大値、最小値、平均値が同じであっても波形が異なる場合に、この波形の違いを表すことができるパラメータと言える。よって、処理部20は、標準偏差σを用いて脈動誤差Errを予測することで、最適な誤差補正ができる。さらに、処理部20は、脈動波形を統計量で把握して、高精度な脈動補正を行うために、標準偏差演算部36で標準偏差σを算出すると言える。
Figure 2018179810
Figure 2018179810
:サンプリング値、x〜x:母集団、n:サンプリング数(データ数)、xave:母集団の平均値
平均空気量演算部37は、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値から、空気流量の平均値を算出する。つまり、平均空気量演算部37は、センシング部10の出力値から、計測期間における空気流量の平均空気量Gaveを算出する。
平均空気量演算部37は、例えば、積算平均を用いて平均空気量Gaveを算出する。ここでは、一例として、図3に示す波形を用いて平均空気量Gaveを算出に関して説明する。この例では、第1ピーク時間T1から第2ピーク時間T2を計測期間とし、第1ピーク時間T1の空気流量をG(1)、第2ピーク時間T2の空気流量をG(n)とする。そして、平均空気量演算部37は、数3を用いて、平均空気量Gaveを算出する。この場合、サンプリング数が少ない場合よりも、多い場合の方が、検出精度が比較的低い脈動最小値の影響が低減された平均空気量Gaveを算出できる。
Figure 2018179810
また、平均空気量演算部37は、計測期間における空気流量の最小値である脈動最小値と最大値である脈動最大値との平均によって平均空気量Gaveを算出してもよい。つまり、平均空気量演算部37は、数4を用いて平均空気量Gaveを算出する。
Figure 2018179810
脈動最大値は、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値のうち、最も空気流量が大きいサンプリング値である。逆に、脈動最小値は、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値のうち、最も空気流量が小さいサンプリング値である。
なお、平均空気量演算部37は、空気流量の最大値よりも検出精度が低い脈動最小値、又は脈動最小値と脈動最小値の前後数個の空気量を用いることなく、平均空気量Gaveを算出してもよい。後程説明するが、処理部20は、平均空気量Gaveを対象として、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正する。よって、処理部20は、平均空気量演算部37が脈動最小値を用いずに平均空気量Gaveを算出することで、脈動最小値の影響が低減された空気流量を計測できる。
脈動誤差予測部38は、標準偏差σに相関した、空気流量の脈動誤差Errを予測する。脈動誤差予測部38は、例えば、標準偏差σと脈動誤差Errとが関連付けられたマップなどを用いて、標準偏差σに相関した、空気流量の脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38は、標準偏差演算部36によって標準偏差σが得られると、得られた標準偏差σに相関する脈動誤差Errをマップから抽出する。また、脈動誤差予測部38は、標準偏差σに相関する脈動誤差Errを取得するとも言える。
この場合、AFM100は、複数の標準偏差σと、各標準偏差σに相関した脈動誤差Errとが関連付けられたマップを備えている。また、マップは、実機を用いた実験やシミュレーションなどによって、各標準偏差σと、各標準偏差σに相関した脈動誤差Errとの関係を確認しておくことで作成できる。つまり、各脈動誤差Errは、標準偏差σの値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、標準偏差σ毎に得られた値と言える。なお、以下に説明する実施形態におけるマップは、同様に、実機を用いた実験やシミュレーションなどによって作成できる。
AFM100は、上記のように、センシング部10が通路形成部材に取り付けられた状態で吸気ダクトに配置される。よって、AFM100は、通路形成部材の形状の影響などによって、標準偏差σが大きくなるに連れて脈動誤差Errが大きくなるだけでなく、標準偏差σが大きくなるに連れて脈動誤差Errが小さくなることもありうる。このため、AFM100では、標準偏差σと脈動誤差Errとの関係を関数で表すことができない場合がある。従って、AFM100は、上記のようにマップを用いることで、正確な脈動誤差Errを予測することができるので好ましい。なお、マップは、複数の標準偏差σと、各標準偏差σに相関した補正量Qとが関連付けられていてもよい。
しかしながら、AFM100は、センシング部10が直接、主空気通路に配置されている場合など、標準偏差σと脈動誤差Errとの関係を関数で表すことができる場合もある。この場合、AFM100は、この関数を用いて脈動誤差Errを算出してもよい。AFM100は、関数を用いて脈動誤差Errを算出することで、マップを持つ必要がないため、記憶装置の容量を減らすことができる。この点は、以下の実施形態でも同様である。つまり、以下の実施形態では、マップのかわりに関数を用いて脈動誤差Errを得てもよい。
なお、脈動誤差Errは、出力値によって得られた補正していない空気流量と、真の空気流量との差を予測した値である。つまり、脈動誤差Errは、出力値が出力空気流量変換テーブル33によって変換された空気流量と、真の空気流量との差に相当するとも言える。また、脈動誤差Errは、誤差の予測値や理論値とも言える。よって、補正前の空気量を真の空気流量に近づけるための補正量Qは、脈動誤差Errがわかれば得ることができる。
脈動誤差補正部39は、脈動誤差予測部38にて予測した脈動誤差Errを用いて、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正する。つまり、脈動誤差補正部39は、吸気脈動の影響を受けた空気流量を、真の空気流量に近づけるように空気流量を補正する。ここでは、空気流量の補正対象として、平均空気量Gaveを採用する。
例えば、脈動誤差補正部39は、演算や、複数の脈動誤差Errと各脈動誤差Errに相関する補正量Qとが関連付けられたマップなどを用いて、予測した脈動誤差Errから補正量Qを得る。そして、例えば、脈動誤差補正部39は、平均空気量Gaveに補正量Qを加算することで、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正することができる。
つまり、補正量QがマイナスQ1の場合、脈動誤差補正部39は、平均空気量GaveにマイナスQ1を加算、すなわち、平均空気量GaveからQ1を減算することで、脈動誤差Errが低減された補正後の空気流量を得ることができる。また、補正量QがプラスQ2の場合、脈動誤差補正部39は、平均空気量GaveにQ2を加算することで、脈動誤差Errが低減された補正後の空気流量を得ることができる。しかしながら、本開示は、これに限定されず、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正することができれば採用できる。
なお、本実施形態では、平均空気量Gaveを対象として、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。脈動誤差補正部39は、図2の破線で示すように、平均空気量演算部37で演算される前の値を対象として、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正してもよい。
脈動補正後流量出力部40は、脈動誤差補正部39によって補正された空気流量を出力する。本実施形態では、脈動誤差補正部39によって補正された空気流量をECU200に出力する脈動補正後流量出力部40を採用している。
このように、AFM100は、脈動波形の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータから標準偏差σを算出する。これによって、AFM100は、センシング部10の出力の最大値、最小値、平均値が同じであるが、波形が異なる場合に、各波形のばらつき具合を把握することができる。そして、AFM100は、この標準偏差σに相関した脈動誤差Errを予測するので、上記のような波形のそれぞれに適した脈動誤差Errを得ることができる。
AFM100は、このようにして予測した脈動誤差Errを用いて、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正するため、上記のように波形が異なる場合であっても、各波形に対応して、脈動誤差Errが小さくなるように空気流量を補正することができる。つまり、AFM100は、空気流量の補正精度を向上できる。
なお、本実施形態では、一例として、処理部20に加えて、センシング部10を備えたAFM100を採用した。しかしながら、本開示は、センシング部10の出力値に基づいて空気流量を測定するもので、標準偏差演算部36、脈動誤差予測部38、脈動誤差補正部39を含んだ処理部20を備えていればよい。
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、第2実施形態〜第8実施形態に関して説明する。上記実施形態及び第2実施形態〜第8実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
なお、処理部20によって実現されていた機能は、前述のものとは異なるハードウェア及びソフトウェア、又はこれらの組み合わせによって実現してもよい。処理部20は、たとえば他の制御装置、たとえばECU200と通信し、他の制御装置が処理の一部又は全部を実行してもよい。処理部20は、電子回路によって実現される場合、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって実現することができる。
(第2実施形態)
図5を用いて、第2実施形態のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20aの一部がAFM100と異なる。AFMは、図5に示すように、周波数分析部41を備えており、周波数分析部41で得られた脈動周波数Fが脈動誤差予測部38aに入力される点がAFM100と異なる。つまり、処理部20aは、処理部20に加えて、周波数分析部41を備えている。
脈動誤差予測部38aは、標準偏差σと脈動周波数Fとを用いて脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38aは、標準偏差σに加えて、さらに脈動周波数Fにも相関した脈動誤差Errを予測する。なお、周波数分析部41は、特許請求の範囲における周波数取得部に相当する。また、脈動周波数Fは、空気における脈動波形の周波数であり、空気流量の周波数とも言える。また、脈動周波数Fは、1次波だけでなく、2次波、3次波など高次の周波数も分析することで、より高精度な補正が実現できる。
周波数分析部41は、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値から脈動周波数Fを算出する。周波数分析部41は、例えば、脈動波形の2つのピークの間隔によって脈動周波数Fを算出する。ひとつ目のピークの時間を第1ピーク時間T1、2つ目のピークの時間を第2ピーク時間T2とする。この場合、脈動周波数F[Hz]=1/(T2−T1)である。よって、周波数分析部41は、1/(T2−T1)を演算することで、脈動周波数Fを得ることができる。
また、周波数分析部41は、閾値を跨ぐ時間によって脈動周波数Fを算出してもよい。閾値と交差するひとつ目の時間を第1交差時間T11、閾値と交差する2つ目の時間を第2交差時間T12とする。この場合、脈動周波数F[Hz]=1/(T12−T11)である。よって、周波数分析部41は、1/(T12−T11)を演算することで、脈動周波数Fを得ることができる。さらに、周波数分析部41は、フーリエ変換によって脈動周波数Fを算出してもよい。
脈動誤差予測部38aは、例えば、脈動周波数Fと標準偏差σとに脈動誤差Errが関連付けられたマップなどを用いて、脈動周波数Fと標準偏差σとに相関した脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38aは、周波数分析部41によって脈動周波数Fが得られ、標準偏差演算部36によって標準偏差σが得られると、得られた脈動周波数Fと標準偏差σとに相関する脈動誤差Errをマップから抽出する。
この場合、AFMは、脈動周波数Fと標準偏差σの複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した脈動誤差Errとが関連付けられた2次元マップを備えている。ここでの2次元マップは、例えば、一方の軸に脈動周波数F1〜Fnをとり、他方の軸に標準偏差σ1〜σnをとり、脈動周波数Fと標準偏差σの各組み合わせに脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれが関連付けられている。例えば、脈動周波数F1と標準偏差σ1とには、脈動誤差Err1が関連付けられている。また、脈動周波数Fnと標準偏差σnとには、脈動誤差Errnが関連付けられている。脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれは、脈動周波数Fと標準偏差σの値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、脈動周波数Fと標準偏差σの各組み合わせで得られた値と言える。
このように構成された本実施形態のAFMは、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、脈動誤差Errは、脈動周波数Fにも影響される。このため、本実施形態では、標準偏差σと脈動周波数Fに相関した脈動誤差Errを予測して、この脈動誤差Errを用いて補正するため、標準偏差σに相関した脈動誤差Errだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
(変形例)
ここで、図6を用いて、第2実施形態における変形例のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20bの一部が第2実施形態と異なる。処理部20bは、図6に示すように、周波数分析部41aがECU200からの信号に基づいて脈動周波数を取得する点が処理部20aと異なる。
周波数分析部41aは、例えば、ECU200からエンジンの運転状態を示す情報として、エンジン出力軸の回転速度(つまり、エンジン回転速度)を示す信号や、クランク角センサのセンサ信号などを取得する。そして、周波数分析部41aは、ECU200から取得した信号に基づいて脈動周波数を算出する。この場合、周波数分析部41aは、例えば、エンジン回転速度と脈動周波数Fとが関連付けられたマップなどを用いて、脈動周波数Fを取得してもよい。なお、周波数分析部41aは、ECU200から取得する信号として、エンジンの運転状態を示す情報である、エンジン回転数、スロットル開度、VCT開度などを採用して脈動周波数を算出してもよい。VCTは登録商標である。
変形例のAFMは、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例のAFMは、ECU200からの情報に基づいて脈動周波数を取得するため、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値から脈動周波数を算出する場合よりも、AFM内での処理負荷を低減できる。
(第3実施形態)
図7を用いて、第3実施形態のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20cの一部がAFM100と異なる。AFMは、図7に示すように、平均空気量演算部37で得られた平均空気量Gaveが脈動誤差予測部38bに入力される点がAFM100と異なる。
脈動誤差予測部38bは、平均空気量Gaveと標準偏差σとを用いて脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38bは、標準偏差σに加えて、さらに平均空気量Gaveにも相関した脈動誤差Errを予測する。
この場合、脈動誤差予測部38bは、例えば、平均空気量Gaveと標準偏差σとに脈動誤差Errが関連付けられたマップなどを用いて、平均空気量Gaveと標準偏差σとに相関した脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38bは、平均空気量演算部37によって平均空気量Gaveが得られ、標準偏差演算部36によって標準偏差σが得られると、得られた平均空気量Gaveと標準偏差σとに相関する脈動誤差Errをマップから抽出する。
この場合、AFMは、複数の平均空気量Gaveと標準偏差σの複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した脈動誤差Errとが関連付けられた2次元マップを備えている。ここでの2次元マップは、例えば、一方の軸に平均空気量Gave1〜Gavenをとり、他方の軸に標準偏差σ1〜σnをとり、平均空気量Gave1〜Gavenと標準偏差σ1〜σnの各組み合わせに脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれが関連付けられている。例えば、平均空気量Gave1と標準偏差σ1とには、脈動誤差Err1が関連付けられている。また、平均空気量Gavenと標準偏差σnとには、脈動誤差Errnが関連付けられている。脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれは、標準偏差σと平均空気量Gaveの値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、標準偏差σと平均空気量Gaveの各組み合わせで得られた値と言える。
このように構成された本実施形態のAFMは、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、脈動誤差Errは、平均空気量Gaveにも影響される。このため、本実施形態では、標準偏差σと平均空気量Gaveに相関した脈動誤差Errを予測して、この脈動誤差Errを用いて補正するため、標準偏差σに相関した脈動誤差Errだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
(第4実施形態)
図8、図9、図10を用いて、第4実施形態のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20dの一部がAFM100と異なる。AFMは、図8に示すように、平均空気量演算部37で得られた平均空気量Gaveと周波数分析部41で得られた脈動周波数Fとが脈動誤差予測部38cに入力される点がAFM100と異なる。
つまり、処理部20dは、処理部20aと同様に、周波数分析部41を備えており、周波数分析部41で得られた脈動周波数Fが脈動誤差予測部38cに入力される。また、処理部20dは、処理部20cと同様に、平均空気量演算部37で得られた平均空気量Gaveが脈動誤差予測部38cに入力される。なお、処理部20dは、周波数分析部41のかわりに周波数分析部41aを備えていてもよい。
脈動誤差予測部38cは、脈動周波数Fと平均空気量Gaveと標準偏差σとを用いて脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38cは、標準偏差σに加えて、さらに脈動周波数Fと平均空気量Gaveにも相関した脈動誤差Errを予測する。よって、第4実施形態は、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態を組み合わせた実施形態とみなすことができる。
この場合、脈動誤差予測部38cは、例えば、図9に示す2次元マップと、下記の誤差予測式とを用いて脈動周波数Fと平均空気量Gaveと標準偏差σとに相関した脈動誤差Errを予測する。つまり、AFMは、図9に示す2次元マップを備えている。誤差予測式は、脈動誤差Err=Cnn×A+Bnnで表すことができる。なお、誤差予測式は、Cnnが傾きであり、Bnnが切片である。
脈動誤差Err[%]と標準偏差σとの関係は、複数の脈動周波数Fと複数の標準偏差σの各組み合わせで異なる。つまり、図10の傾きと切片は、複数の脈動周波数Fと複数の標準偏差σの各組み合わせで異なる。なお、図10における実線は、補正後の脈動誤差Errと標準偏差σとの関係を示している。一方、破線は、補正前の脈動誤差Errと標準偏差σの関係、つまり脈動特性を示している。
マップは、図9に示すように、平均空気量Gaveと脈動周波数Fとの各組み合わせに相関する、傾きCnnと切片Bnnの組み合わせが関連付けられている。詳述すると、2次元マップは、例えば、一方の軸に平均空気量Gave1〜Gavenをとり、他方の軸に脈動周波数F1〜Fnをとり、平均空気量Gave1〜Gavenと脈動周波数F1〜Fnの各組み合わせに傾きCnnと切片Bnnの組み合わせそれぞれが関連付けられている。傾きCnnと切片Bnnのそれぞれは、実機を用いた実験やシミュレーションによって得ることができる。
マップは、脈動誤差Errを算出する際における、傾きCnnと切片Bnnを取得するためのものと言える。言い換えると、マップは、誤差予測式における係数が、各平均空気量Gaveと各標準偏差σとに関連付けられている。
脈動誤差予測部38cは、例えば、標準偏差σ1、脈動周波数F1、平均空気量Gave1の場合、マップを用いることで傾きC11と切片B11を取得する。そして、脈動誤差予測部38cは、誤差予測式を用いて、C11×標準偏差σ1+B11を演算することで、脈動誤差Errを得ることができる。
このように構成された本実施形態のAFMは、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態では、標準偏差σと平均空気量Gaveと脈動周波数Fに相関した脈動誤差Errを予測して、脈動誤差Errを用いて補正するため、標準偏差σに相関した脈動誤差Errだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
(第5実施形態)
図11を用いて、第5実施形態のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20eの一部がAFM100と異なる。AFMは、図11に示すように、尖度演算部42を備えており、尖度演算部42で得られた尖度Kuが脈動誤差予測部38dに入力される点がAFM100と異なる。つまり、処理部20eは、処理部20に加えて、尖度演算部42を備えている。
脈動誤差予測部38dは、標準偏差σと尖度Kuとを用いて脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38aは、標準偏差σに加えて、さらに尖度Kuにも相関した脈動誤差Errを予測する。
尖度演算部42は、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値から尖度Kuを算出する。例えば、尖度演算部42は、数5を用いて尖度Kuを算出する。
Figure 2018179810
尖度Kuは、分布の形が、先が尖っているか扁平かを表す指標である。つまり、尖度Kuは、脈動波形の山や谷が尖っているか扁平かを表す指標と言える。
空気流量の波形は、上記のように、センシング部10における出力流量の最大値、最小値、平均値が同じであっても異なる波形となる、すなわち尖度Kuが異なると補正量Qを変える必要がある。尖度Kuは、例えば図4のサンプリング点(三角点)すべての情報を使うことで、波形の違いを出すことができる。つまり、尖度Kuは、最大値、最小値、平均値が同じであっても波形が異なる場合に、この波形の違いを表すことができるパラメータと言える。よって、処理部20eは、標準偏差σに加えて尖度Kuを用いて脈動誤差Errを予測することで、最適な誤差補正ができる。さらに、処理部20eは、脈動波形を統計量で把握して、高精度な脈動補正を行うために、尖度演算部42で尖度Kuを算出すると言える。
脈動誤差予測部38dは、例えば、尖度Kuと標準偏差σとに脈動誤差Errが関連付けられたマップなどを用いて、尖度Kuと標準偏差σとに相関した脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38dは、尖度演算部42によって尖度Kuが得られ、標準偏差演算部36によって標準偏差σが得られると、得られた尖度Kuと標準偏差σとに相関する脈動誤差Errをマップから抽出する。
この場合、AFMは、尖度Kuと標準偏差σの複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した脈動誤差Errとが関連付けられた2次元マップを備えている。ここでの2次元マップは、例えば、一方の軸に尖度Ku1〜Kunをとり、他方の軸に標準偏差σ1〜σnをとり、尖度Kuと標準偏差σの各組み合わせに脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれが関連付けられている。例えば、尖度Ku1と標準偏差σ1とには、脈動誤差Err1が関連付けられている。また、尖度Kunと標準偏差σnとには、脈動誤差Errnが関連付けられている。脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれは、尖度Kuと標準偏差σの値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、尖度Kuと標準偏差σの各組み合わせで得られた値と言える。
このように構成された本実施形態のAFMは、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、脈動誤差Errは、尖度Kuにも影響される。このため、本実施形態では、標準偏差σと尖度Kuに相関した脈動誤差Errを予測して、この脈動誤差Errを用いて補正するため、標準偏差σに相関した脈動誤差Errだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
(第6実施形態)
図12を用いて、第6実施形態のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20fの一部がAFM100と異なる。AFMは、図12に示すように、歪度演算部43を備えており、歪度演算部43で得られた歪度Skが脈動誤差予測部38eに入力される点がAFM100と異なる。つまり、処理部20fは、処理部20に加えて、歪度演算部43を備えている。
脈動誤差予測部38eは、標準偏差σと歪度Skとを用いて脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38eは、標準偏差σに加えて、さらに歪度Skにも相関した脈動誤差Errを予測する。
歪度演算部43は、サンプリング記憶部34で記憶した複数のサンプリング値から歪度Skを算出する。また、歪度演算部43は、脈動波形の歪度を取得するとも言える。例えば、歪度演算部43は、数6を用いて歪度Skを算出する。
Figure 2018179810
歪度Skは、データの非対称性を表す指標である。つまり、歪度Skは、脈動波形の非対称性を表す指標と言える。
空気流量の波形は、上記のように、センシング部10における出力流量の最大値、最小値、平均値が同じであっても異なる波形となる、すなわち歪度Skが異なると補正量Qを変える必要がある。歪度Skは、例えば図4のサンプリング点(三角点)すべての情報を使うことで、波形の違いを出すことができる。つまり、歪度Skは、最大値、最小値、平均値が同じであっても波形が異なる場合に、この波形の違いを表すことができるパラメータと言える。よって、処理部20fは、標準偏差σに加えて歪度Skを用いて脈動誤差Errを予測することで、最適な誤差補正ができる。さらに、処理部20fは、脈動波形を統計量で把握して、高精度な脈動補正を行うために、歪度演算部43で歪度Skを算出すると言える。
脈動誤差予測部38eは、例えば、歪度Skと標準偏差σとに脈動誤差Errが関連付けられたマップなどを用いて、歪度Skと標準偏差σとに相関した脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38dは、歪度演算部43によって歪度Skが得られ、標準偏差演算部36によって標準偏差σが得られると、得られた歪度Skと標準偏差σとに相関する脈動誤差Errをマップから抽出する。
この場合、AFMは、歪度Skと標準偏差σの複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した脈動誤差Errとが関連付けられた2次元マップを備えている。ここでの2次元マップは、例えば、一方の軸に歪度Sk1〜Sknをとり、他方の軸に標準偏差σ1〜σnをとり、歪度Skと標準偏差σの各組み合わせに脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれが関連付けられている。例えば、歪度Sk1と標準偏差σ1とには、脈動誤差Err1が関連付けられている。また、歪度Sknと標準偏差σnとには、脈動誤差Errnが関連付けられている。つまり、脈動誤差Err1〜Errnのそれぞれは、歪度Skと標準偏差σの値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、尖度Kuと標準偏差σの各組み合わせで得られた値と言える。
このように構成された本実施形態のAFMは、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、脈動誤差Errは、歪度Skにも影響される。このため、本実施形態では、標準偏差σと歪度Skに相関した脈動誤差Errを予測して、この脈動誤差Errを用いて補正するため、標準偏差σに相関した脈動誤差Errだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
(第7実施形態)
図13を用いて、第7実施形態のAFM(以下、単にAFM)に関して説明する。AFMは、処理部20gの一部がAFM100と異なる。AFMは、周波数分析部41、尖度演算部42、歪度演算部43を備えており、これらで得られた脈動周波数F、尖度Ku、歪度Sk、さらに平均空気量演算部37で得られた平均空気量Gaveが脈動誤差予測部38fに入力される点がAFM100と異なる。
処理部20gは、処理部20dと同様に、周波数分析部41を備えており、周波数分析部41で得られた脈動周波数Fと平均空気量演算部37で得られた平均空気量Gaveとが脈動誤差予測部3fに入力される。また、処理部20gは、処理部20e及び処理部20fと同様に、尖度演算部42で得られた尖度Kuが脈動誤差予測部38fに入力され、歪度演算部43で得られた歪度Skが脈動誤差予測部38fに入力される。なお、処理部20gは、周波数分析部41のかわりに周波数分析部41aを備えていてもよい。
脈動誤差予測部38fは、脈動周波数Fと平均空気量Gaveと尖度Kuと歪度Skと標準偏差σとを用いて脈動誤差Errを予測する。つまり、脈動誤差予測部38fは、標準偏差σに加えて、さらに脈動周波数Fと平均空気量Gaveと尖度Kuと歪度Skにも相関した脈動誤差Errを予測する。よって、第7実施形態は、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、第5実施形態、第6実施形態を組み合わせた実施形態とみなすことができる。
AFMは、例えば、複数の尖度Kuと複数の歪度Skの組み合わせ毎に図9に示す2次元マップが設けられた多次元マップと、上記誤差予測式とを用いて、脈動周波数Fと平均空気量Gaveと尖度Kuと歪度Skと標準偏差σとに相関した脈動誤差Errを予測する。つまり、多次元マップは、尖度Kuと歪度Skの各組み合わせに、平均空気量Gaveと脈動周波数Fとの各組み合わせに相関する、傾きCnnと切片Bnnの組み合わせが関連付けられている。AFMは、このような多次元マップを備えている。なお、各2次元マップにおける傾きCnnと切片Bnnのそれぞれは、実機を用いた実験やシミュレーションによって得ることができる。
このように構成された本実施形態のAFMは、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、脈動誤差Errは、上記のように、標準偏差σだけでなく、平均空気量Gave、脈動周波数F、尖度Ku、歪度Skにも影響される。このため、本実施形態では、これらに相関した脈動誤差Errを予測して、この脈動誤差Errを用いて補正するため、標準偏差σに相関した脈動誤差Errだけを用いて補正する場合よりも、より精度の高い補正が可能となる。
なお、本開示は、少なくとも標準偏差σを用いて脈動誤差Errを予測するものであれば目的を達成することができる。よって、処理部20gは、平均空気量Gaveを用いることなく脈動誤差Errを予測してもよい。例えば、処理部20gは、標準偏差σと脈動周波数Fと尖度Kuとに相関した脈動誤差Errを予測するものであってもよい。また、処理部20gは、標準偏差σと脈動周波数Fと歪度Skとに相関した脈動誤差Errを予測するものであってもよい。また、処理部20gは、標準偏差σと脈動周波数Fと尖度Kuと歪度Skに相関した脈動誤差Errを予測するものであってもよい。
さらに、処理部20gは、脈動周波数Fを用いることなく脈動誤差Errを予測してもよい。例えば、処理部20gは、標準偏差σと平均空気量Gaveと尖度Kuとに相関した脈動誤差Errを予測するものであってもよい。また、処理部20gは、標準偏差σと平均空気量Gaveと歪度Skとに相関した脈動誤差Errを予測するものであってもよい。また、処理部20gは、標準偏差σと平均空気量Gaveと尖度Kuと歪度Skに相関した脈動誤差Errを予測するものであってもよい。
(第8実施形態)
ここで、図14を用いて、第8実施形態の変形例に関して説明する。第8実施形態は、AFM110にセンシング部10が設けられており、ECU210に処理部20が設けられている点が第1実施形態と異なる。つまり、本実施形態では、本開示をECU210に設けられた処理部20に適用した例とみなすことができる。なお、本開示(空気流量測定装置)は、処理部20に加えて、センシング部10を含んでいてもよい。
このため、AFM110とECU210は、AFM100と同様の効果を奏することができる。さらに、AFM110は、処理部20を備えていないため、AFM100よりも処理負荷を低減できる。
第8実施形態は、第2〜第7実施形態に適用することもできる。この場合、各実施形態における処理部20a〜20fは、ECU210に設けられることになる。よって、ECU210は、脈動周波数Fの分析や、尖度Kuの演算などを行うことになる。
10…センシング部、20,20a〜20g…処理部、31…センサ出力A/D変換部、32…サンプリング部、33…出力空気流量変換テーブル、34…サンプリング記憶部、34a…脈動周期演算部、34b…計測期間演算部、35…上極値判定部、36…標準偏差演算部、37…平均空気量演算部、38,38a〜38f…脈動誤差予測部、39…脈動誤差補正部、40…脈動補正後流量出力部、41,41a…周波数分析部、42…尖度演算部、43…歪度演算部、100,110…AFM、200,210…ECU

Claims (6)

  1. 空気が流れる環境に配置されるセンシング部(10)の出力値に基づいて空気流量を測定する空気流量測定装置であって、
    前記出力値における前記空気の脈動波形の少なくとも1サイクル分のサンプリングデータから標準偏差を算出する標準偏差演算部(36)と、
    前記標準偏差に相関した、前記空気流量の脈動誤差を予測する脈動誤差予測部(38,38a〜38f)と、
    前記脈動誤差予測部にて予測した前記脈動誤差を用いて、前記脈動誤差が小さくなるように前記空気流量を補正する脈動誤差補正部(39)と、を備えている空気流量測定装置。
  2. 前記脈動波形の周波数である脈動周波数を取得する周波数取得部(41、41a)を備えており、
    前記脈動誤差予測部が、さらに、前記脈動周波数にも相関した前記脈動誤差を予測する請求項1に記載の空気流量測定装置。
  3. 前記脈動誤差補正部で補正された前記空気流量を用いて内燃機関を制御する内燃機関制御装置から前記内燃機関の運転状態を示す信号を取得可能に構成されており、
    前記周波数取得部が、前記内燃機関制御装置からの前記信号を取得し、取得した前記信号に基づいて前記脈動周波数を取得する請求項2に記載の空気流量測定装置。
  4. 前記出力値から前記空気流量の平均値である平均空気量を算出する平均空気量演算部(37)を備えており、
    前記脈動誤差予測部が、さらに、前記平均空気量にも相関した前記脈動誤差を予測する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
  5. 前記出力値から前記脈動波形の尖度を算出する尖度演算部(42)を備えており、
    前記脈動誤差予測部が、さらに、前記尖度にも相関した前記脈動誤差を予測する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
  6. 前記出力値から前記脈動波形の歪度を算出する歪度演算部(43)を備えており、
    前記脈動誤差予測部が、さらに、前記歪度にも相関した前記脈動誤差を予測する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
JP2017080778A 2017-04-14 2017-04-14 空気流量測定装置 Active JP6540747B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017080778A JP6540747B2 (ja) 2017-04-14 2017-04-14 空気流量測定装置
DE112018002002.9T DE112018002002T5 (de) 2017-04-14 2018-03-14 Luftströmungsratenmessvorrichtung
PCT/JP2018/009852 WO2018190060A1 (ja) 2017-04-14 2018-03-14 空気流量測定装置
US16/592,942 US20200033173A1 (en) 2017-04-14 2019-10-04 Air flow rate measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017080778A JP6540747B2 (ja) 2017-04-14 2017-04-14 空気流量測定装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018179810A true JP2018179810A (ja) 2018-11-15
JP2018179810A5 JP2018179810A5 (ja) 2019-06-06
JP6540747B2 JP6540747B2 (ja) 2019-07-10

Family

ID=63792379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017080778A Active JP6540747B2 (ja) 2017-04-14 2017-04-14 空気流量測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200033173A1 (ja)
JP (1) JP6540747B2 (ja)
DE (1) DE112018002002T5 (ja)
WO (1) WO2018190060A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6531774B2 (ja) 2017-04-14 2019-06-19 株式会社デンソー 空気流量測定装置
JP6952577B2 (ja) * 2017-11-02 2021-10-20 日立Astemo株式会社 気体センサ装置
DE102018204450B4 (de) * 2018-03-22 2021-12-23 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors
DE112019003406T9 (de) * 2018-07-05 2021-05-12 Denso Corporation Messsteuerungsvorrichtung und Strömungsvolumenmessvorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08219839A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Tokyo Gas Co Ltd 流速センサの出力補正装置および流量計
JP2003505673A (ja) * 1999-07-17 2003-02-12 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 脈動する量を検出する装置
JP5851358B2 (ja) * 2012-07-12 2016-02-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
JP6464709B2 (ja) * 2014-12-09 2019-02-06 株式会社デンソー エアフロメータ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017080778A (ja) 2015-10-28 2017-05-18 ユニバーサル製缶株式会社 缶蓋用シェル成形装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08219839A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Tokyo Gas Co Ltd 流速センサの出力補正装置および流量計
JP2003505673A (ja) * 1999-07-17 2003-02-12 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 脈動する量を検出する装置
JP5851358B2 (ja) * 2012-07-12 2016-02-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
JP6464709B2 (ja) * 2014-12-09 2019-02-06 株式会社デンソー エアフロメータ

Also Published As

Publication number Publication date
US20200033173A1 (en) 2020-01-30
WO2018190060A1 (ja) 2018-10-18
JP6540747B2 (ja) 2019-07-10
DE112018002002T5 (de) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6531774B2 (ja) 空気流量測定装置
JP6540747B2 (ja) 空気流量測定装置
WO2019093040A1 (ja) 空気流量計測装置、及び空気流量計測システム
JP6531773B2 (ja) 空気流量測定装置
CN108351235B (zh) 空气流量测定装置
US11365996B2 (en) Measurement control device and flow measurement device
JP3627564B2 (ja) 吸入空気流量計測装置
JP6678182B2 (ja) 異常検知装置
JP5854131B2 (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
JP5494435B2 (ja) 空気流量測定装置
US8849591B2 (en) Method for processing a signal from a flow meter for measuring a gas flow in an internal combustion engine
US10385754B2 (en) Method and apparatus for monitoring flow resistance in an exhaust aftertreatment system
JP6702484B2 (ja) 空気流量測定装置
JP2013019400A (ja) 吸入空気量演算方法
US20220326058A1 (en) Measurement control device
JP5861291B2 (ja) 空気流量センサ校正装置
JP7052230B2 (ja) 空気流量計測装置及び空気流量計測方法
CN102597467A (zh) 用于废气再循环的方法
JP2013514478A5 (ja)
CN113748320A (zh) 空气流量计
JP2022181013A (ja) 空気流量演算システム
JP6106654B2 (ja) 気体流量測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190423

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190527

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6540747

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250