JP2019128308A - 空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気流量の測定精度を向上させる空気流量測定装置を提供する。【解決手段】空気流量測定装置１は、流量検出部３０、検出流量応答補償部６０、脈動振幅演算部７３、補正値演算部７４および誤差補正部７５を備える。流量検出部３０は、内燃機関に接続される流路に流れる空気の流量Ｑに応じた出力である検出流量Ｑｄを検出可能である。検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答時間を進ませ、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償した出力である補償流量Ｑｏを演算可能である。脈動振幅演算部７３は、検出流量Ｑｄにおける脈動の振幅に相関する脈動振幅Ａｐを演算可能である。補正値演算部７４は、脈動振幅Ａｐに基づき、補償流量Ｑｏを補正する値である脈動補正値Ｅｒｒを演算可能である。誤差補正部７５は、脈動補正値Ｅｒｒに基づいて、補償流量Ｑｏを補正する。【選択図】図２

Description

本開示は、空気流量測定装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、空気流量の脈動振幅比および内燃機関の回転数に起因する脈動周波数からなる補正マップを用いて、空気流量を補正する空気流量測定装置が知られている。

特開２０１４−２０２１２号公報

特許文献１の構成では、脈動振幅比および脈動周波数のみで空気流量を補正し、センサの応答遅れに起因する誤差とバイパス流路に起因する誤差とを合わせて補正している。このため、前記脈動振幅比および脈動周波数で補正する補正の傾向が複雑になる。これにより、空気流量測定装置の測定精度が悪化する虞がある。

本開示の目的は、空気流量の測定精度を向上させる空気流量測定装置を提供することにある。

本開示の空気流量測定装置は、流量検出部（３０）、検出流量応答補償部（６０）、脈動振幅演算部（７３）、補正値演算部（７４）および誤差補正部（７５）を備える。

流量検出部は、内燃機関（１３）に接続される流路（２９）に流れる空気の流量（Ｑ）に応じた出力である検出流量（Ｑｄ、Ｖｄ）を検出可能である。検出流量応答補償部は、検出流量の応答時間を進ませ、検出流量の応答遅れを補償した出力である応答補償流量（Ｑｏ、Ｖｏ）を演算可能である。脈動振幅演算部は、検出流量における脈動の振幅に相関する脈動振幅（Ａｐ）を演算可能である。補正値演算部は、脈動振幅に基づき、応答補償流量を補正する値である脈動補正値（Ｅｒｒ）を演算可能である。誤差補正部は、脈動補正値に基づいて、応答補償流量を補正する。

検出流量応答補償部により、センサ応答遅れによる検出流量の平均値がズレることなく、脈動振幅に依存する補正量の流量依存および周波数依存を小さくできる。これにより、誤差補正部は、応答補償流量の補正を高精度に行うことができる。したがって、空気流量測定装置の空気流量の測定精度が向上する。

一実施形態による空気流量測定装置が用いられるエンジンシステムの構成図。 一実施形態による空気流量測定装置を示すブロック図。 一実施形態による空気流量測定装置の空気流量および検出流量の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置の線形変換部の処理を説明するための空気流量および検出流量の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置のフィルタの処理を説明するための時間および検出流量の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置のフィルタの処理を説明するためのエンジン回転数および周波数の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置の検出流量応答補償部の処理を説明するための時間、検出流量および応答補償流量の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置の脈動周期演算部、平均流量演算部および脈動振幅演算部の処理を説明するための時間および検出流量の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置の補正値演算部の処理を説明するための脈動率および脈動補正値の関係図。 一実施形態による空気流量測定装置の処理を説明するための時間、空気流量および検出流量の関係図。 他の実施形態による空気流量測定装置を示すブロック図。

以下、空気流量測定装置の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。本実施形態の空気流量測定装置は、内燃機関であるエンジンを備えるエンジンシステムに用いられる。まず、空気流量測定装置が用いられるエンジンシステムについて説明する。

図１に示すように、エンジンシステム１０は、火花点火式のエンジン１３を備えている。エンジン１３は、例えば、四気筒等の多気筒エンジンである。図１において、１気筒の断面のみを図示する。以下に説明する構成は、図示しない他の気筒にも同様に設けられている。

エンジン１３では、点火コイル１９から点火プラグ１１に高電圧を印加することにより、燃焼室１７の混合気の点火が発生する。点火プラグ１１に高電圧が印加されたとき、燃焼室１７で火花放電が発生する。エアクリーナ１２およびスロットル弁１４を通じて吸気マニホールド１５から供給される吸気と、インジェクタ１６から噴射される燃料と、の混合気が燃焼室１７内で燃焼する。その燃焼時の爆発力によりピストン１８が往復運動する。燃焼ガスは、排気マニホールド２０等を通じて大気中に放出される。

また、エンジン１３には、クランク角センサ８０が設けられている。クランク角センサ８０は、クランクシャフト２６のクランク角を検出し、エンジン１３の回転数であるエンジン回転数Ｎを検出可能である。

燃焼室１７の入口であるシリンダヘッド２１の吸気ポートには吸気弁２２が設けられている。燃焼室１７の出口であるシリンダヘッド２１の排気ポートには排気弁２３が設けられている。吸気弁２２および排気弁２３は、バルブ駆動機構２４におり開閉駆動される。吸気弁２２のバルブタイミングは、可変バルブ機構２５により調整される。

電子制御ユニット２７は、マイコンを主体として構成されている。電子制御ユニット２７は、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。電子制御ユニット２７の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。図中において、電子制御ユニット２７を「ＥＣＵ」と表す。

電子制御ユニット２７は、破線矢印で示すように、スロットル開度センサ２８および空気流量測定装置１からの検出信号が入力される。電子制御ユニット２７は、これらのセンサからの検出信号に基づき、燃焼噴射時間等の計算に用いて、実線矢印で示すように、スロットル弁１４およびインジェクタ１６を駆動してエンジン１３の運転状態を制御する。

（一実施形態）
空気流量測定装置１は、エアクリーナ１２およびスロットル弁１４の間の吸気流路２９に設けられている。空気流量測定装置１は、エンジンシステム１０に吸気される空気流量を測定可能である。空気流量測定装置１は、筐体を備えており、筐体に各部が収容されている。空気流量測定装置１は、電子制御ユニット２７と同様に、マイコンもしくは専用の電子回路を主体として構成されている。

図２に示すように、空気流量測定装置１は、流量検出部３０、ＡＤ変換部３３、個体バラツキ調整部３５、第１線形変換部３１、第１フィルタ４１および第１逆線形変換部５１を備える。また、空気流量測定装置１は、検出流量応答補償部６０、第２線形変換部３２、第２フィルタ４２および第２逆線形変換部５２を備える。さらに、空気流量測定装置１は、脈動周期演算部７１、平均流量演算部７２、脈動振幅演算部７３、補正値演算部７４および誤差補正部７５を備える。

図３に示すように、流量検出部３０は、アナログ回路で校正されており、吸気流路２９に流れる空気の流量である空気流量Ｑに応じた出力である検出流量Ｑｄを検出可能である。また、流量検出部３０は、吸気流路２９に流れる空気との伝熱および伝熱に伴う温度変化により、検出流量Ｑｄを検出する。検出された検出流量Ｑｄは、ＡＤ変換部３３に出力される。

ＡＤ変換部３３は、連続して変化する検出流量Ｑｄを離散化し、一定のサンプリング時間間隔Δｔで検出流量Ｑｄを測定する。サンプリング時間間隔Δｔは、任意に設定される。ＡＤ変換部３３により、ｋ番目に測定された検出流量ＱｄをＱｄ（ｋ）と記載する。なお、ｋは、自然数である。

個体バラツキ調整部３５は、検出流量Ｑｄを補正可能である。個体バラツキ調整部３５は、空気流量測定装置１の温度である装置温度Ｘを検出可能である。装置温度Ｘが上昇するに伴い、検出流量Ｑｄが上昇する。このため、個体バラツキ調整部３５は、装置温度Ｘに基づいて、検出流量Ｑｄを補正する。また、流量検出部３０およびＡＤ変換部３３には、個体バラツキがある。このため、個体バラツキ調整部３５は、基準となる空気流量Ｑに対する検出流量Ｑｄの特性に合うように、検出流量Ｑｄを補正する。個体バラツキ調整部３５により、検出流量Ｑｄは、装置温度Ｘおよび流量検出部３０の個体バラツキの影響を受けにくくなる。

図４に示すように、第１線形変換部３１は、空気流量Ｑに対する検出流量Ｑｄを線形な関係に変換可能である。第１線形変換部３１は、空気流量Ｑと線形変換前の検出流量Ｑｄの関係特性の複数点を用いて、直線近似を行う。線形変換された検出流量Ｑｄは、第１フィルタ４１、平均流量演算部７２および脈動振幅演算部７３に出力される。ここで直線近似に用いる関数は２次以上の関数でもよい。

図５に示すように、第１フィルタ４１は、第１線形変換部３１により線形変換された検出値に対し、第１周波数ｆ１以上の成分を除去または減衰可能である。第１フィルタ４１は、ローパスフィルタであり、第１周波数ｆ１以上における検出流量Ｑｄの成分を除去または減衰可能である。第１フィルタ４１の伝達関数は、以下関係式（１）のように、表される。第１フィルタ４１は、１次遅れ要素を有する。なお、τｆ１は、第１フィルタ４１に関する時定数を表し、第１周波数ｆ１と同様に、設定される。

１／（１＋τｆ１×ｓ） ・・・（１）

図６に示すように、第１周波数ｆ１は、２０Ｈｚ以上であり、エンジン回転数Ｎに基づいて、設定されている。エンジン回転数Ｎが増加するに伴い、第１周波数ｆ１は、増加するように、設定されている。第１フィルタ４１は、クランク角センサ８０からエンジン回転数Ｎを取得し、エンジン回転数Ｎに基づいて、第１周波数ｆ１を設定する。また、第１フィルタ４１は、第１周波数ｆ１に基づき、検出流量Ｑｄの比較的高い周波数帯成分を除去または減衰可能であり、ノイズを除去または減衰可能である。第１フィルタ４１を経由した検出流量Ｑｄは、第１逆線形変換部５１および脈動周期演算部７１に出力される。

第１逆線形変換部５１は、空気流量Ｑに対する検出流量Ｑｄに対して、第１線形変換部３１による変換の逆変換可能である。第１逆線形変換部５１は、第１線形変換部３１による変換の逆演算をすることによって、検出流量Ｑｄを逆変換する。逆線形変換された検出流量Ｑｄは、検出流量応答補償部６０に出力される。

図７に示すように、検出流量応答補償部６０は、第１逆線形変換部５１を経由した検出流量Ｑｄを検出流量Ｑｄの応答時間を進ませ、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償可能である。また、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの変化量である流量変化量ΔＱｄを変更可能である。検出流量応答補償部６０は、流量変化量ΔＱｄが増加するように演算し、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償した値である応答補償流量Ｑｏを演算する。図において、時間ｔに対する応答補償流量Ｑｏを実線で記載しており、時間ｔに対する検出流量Ｑｄを二点鎖線で記載している。

検出流量応答補償部６０は、以下関係式（２）に示すように、時間変化に相当するサンプリング時間間隔Δｔ、時定数τおよび検出流量Ｑｄの１次関数を用いて、流量変化量ΔＱｄを演算する。また、検出流量応答補償部６０は、流量変化量ΔＱｄおよび検出流量Ｑｄに基づき、応答補償流量Ｑｏを演算する。検出流量応答補償部６０は、１次遅れの逆演算を用いて、応答補償流量Ｑｏを演算する。なお、関係式（２）において、ΔＱｄ（ｋ）は、Ｑｄ（ｋ）に対応する変化量である。Ｑｏ（ｋ）は、Ｑｄ（ｋ）に対応する応答補償流量Ｑｏである。また、時定数τは、センサの応答性を意味し、入力に対する出力の応答時間の目安を与える量である。時定数τは、簡易的に固定値であってもよいし、検出流量Ｑｄの関数として、演算されてもよい。時定数τは、センサに合わせて、選択される。応答補償流量Ｑｏは、第２線形変換部３２に出力される。

Ｑｏ（ｋ）＝ΔＱｄ（ｋ）＋Ｑｄ（ｋ−１）
＝（Ｑｄ（ｋ）−Ｑｄ（ｋ−１））÷（１−ｅ^-(Δt/τ)）＋Ｑｄ（ｋ−１）
・・・（２）

第２線形変換部３２は、空気流量Ｑに対する応答補償流量Ｑｏの関係を線形に変換可能である。第２線形変換部３２は、応答補償流量Ｑｏを複数点用いて、直線近似を行う。線形変換された応答補償流量Ｑｏは、第２フィルタ４２に出力される。

第２フィルタ４２は、第１フィルタ４１と同様に、ローパスフィルタであり、第２周波数ｆ２以上における応答補償流量Ｑｏを除去または減衰可能である。第２周波数ｆ２は、第１周波数ｆ１と同様であり、エンジン回転数Ｎに基づいて、設定される。第２フィルタ４２は、第１フィルタ４１と同様に、エンジン回転数Ｎに基づいて、第２周波数ｆ２を設定する。また、第２フィルタ４２は、第２周波数ｆ２に基づき、応答補償流量Ｑｏの比較的高い周波数帯成分を除去または減衰可能であり、応答補償した脈動の振幅を減衰し、ノイズを除去または減衰可能である。第２フィルタ４２を経由した応答補償流量Ｑｏは、第２逆線形変換部５２に出力される。

第２逆線形変換部５２は、空気流量Ｑに対する応答補償流量Ｑｏに対して、第２線形変換部３２による変換の逆変換可能である。第２逆線形変換部５２は、第２線形変換部３２による変換の逆演算をすることによって、応答補償流量Ｑｏを逆変換する。逆線形変換された応答補償流量Ｑｏは、誤差補正部７５に出力される。

図８に示すように、脈動周期演算部７１は、時間ｔに対する、ノイズが除去された検出流量Ｑｄから脈動の周期である脈動周期Ｔｐを演算可能である。脈動周期Ｔｐは、エンジン回転数Ｎに起因する。

脈動周期演算部７１は、時間ｔに対する、ノイズが除去された検出流量Ｑｄから、接線の傾きがゼロになる点、変化量がゼロになる点、または、時間ｔに対する検出流量Ｑｄの変化量の正負が変化する点を演算する。これにより、脈動周期演算部７１は、極大値Ｑｄ＿ＬＭＡＸおよび極小値Ｑｄ＿ＬＭｉｎを検出する。なお、本明細書中、ゼロは、常識的な誤差範囲を含むものとする。

脈動周期演算部７１は、２つの極大値Ｑｄ＿ＬＭＡＸ間の時間または２つの極小値Ｑｄ＿ＬＭｉｎ間の時間を脈動周期Ｔｐとして、演算する。脈動周期Ｔｐは、平均流量演算部７２、脈動振幅演算部７３および補正値演算部７４に出力される。

平均流量演算部７２は、線形変換された検出流量Ｑｄに基づき、時間ｔに対する検出流量Ｑｄの平均値である平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥを演算可能である。平均流量演算部７２は、脈動周期Ｔｐに基づき、平均値を取るための時間ｔを設定する。演算された平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥは、脈動振幅演算部７３および補正値演算部７４に出力される。なお、図において、脈動周期Ｔｐの１周期で平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥを演算している。平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥは、脈動周期Ｔｐの２周期以上から演算されてもよい。

脈動振幅演算部７３は、極大値Ｑｄ＿ＬＭＡＸ、極小値Ｑｄ＿ＬＭｉｎおよび平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥに基づき、検出流量Ｑｄにおける脈動の振幅に相関する脈動振幅Ａｐを演算可能である。脈動振幅演算部７３は、例えば、極大値Ｑｄ＿ＬＭＡＸから平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥを減算することによって、脈動振幅Ａｐを演算する。または、脈動振幅演算部７３は、例えば、平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥから極小値Ｑｄ＿ＬＭｉｎを減算することによって、脈動振幅Ａｐを演算する。

補正値演算部７４は、脈動周期Ｔｐ、平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥおよび脈動振幅Ａｐに基づき、脈動による誤差を補正する値であり、応答補償流量Ｑｏを補正する値である脈動補正値Ｅｒｒを演算可能である。補正値演算部７４は、脈動周期Ｔｐ、平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥおよび脈動振幅Ａｐの予め設定された関係図を用いて、脈動率Ｐを演算する。

図９に示すように、例えば、脈動率Ｐが所定値Ｐ１以下であるとき、脈動補正値Ｅｒｒが一定となるように、設定されている。脈動率Ｐが所定値Ｐ１を超えたとき、脈動率Ｐが増加するに伴い、脈動補正値Ｅｒｒが増加するように、脈動補正値Ｅｒｒが設定されている。脈動補正値Ｅｒｒは、誤差補正部７５に出力される。なお、本明細書中、一定とは、常識的な誤差範囲を含むものとする。また、所定値Ｐ１は、エンジン回転数Ｎまたは脈動周期Ｔｐ、平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥおよび脈動振幅Ａｐに応じて、任意に設定される。

誤差補正部７５は、第２逆線形変換部５２を経由した応答補償流量Ｑｏを、脈動補正値Ｅｒｒに基づいて、補正する。誤差補正部７５は、例えば、以下関係式（３）を用いて、応答補償流量Ｑｏの補正値である補正流量Ｑｃを演算する。補正流量Ｑｃは、電子制御ユニット２７に出力される。

Ｑｃ＝Ｑｏ／（１＋Ｅｒｒ） ・・・（３）

従来、特許文献１に記載されているように、空気流量の脈動振幅比および内燃機関の回転数に起因する脈動周波数からなる補正マップを用いて、空気流量を補正する空気流量測定装置が知られている。特許文献１の構成では、脈動振幅比および脈動周波数のみで空気流量を補正し、センサの応答遅れに起因する誤差とバイパス流路に起因する誤差とを合わせて補正している。このため、前記脈動振幅比および脈動周波数で補正する補正の傾向が複雑になる。これにより、空気流量測定装置の測定精度が悪化する虞がある。そこで、本実施形態の空気流量測定装置１は、空気流量Ｑの測定精度を向上させる。

［１］検出流量応答補償部６０により、センサの応答遅れによる検出流量Ｑｄの平均値がズレることなく、脈動振幅Ａｐに依存する補正量の流量依存および周波数依存を小さくできる。これにより、誤差補正部７５は、応答補償流量Ｑｏの補正を高精度に行うことができる。したがって、空気流量測定装置１の空気流量Ｑの測定精度が向上する。

図１０に、空気流量Ｑに対する検出流量Ｑｄの関係である空気流量測定装置１の特性曲線Ｃを示す。時間ｔに対する空気流量Ｑをプロットしたときの曲線を空気流量曲線Ｃｑとする。空気流量曲線Ｃｑにおける周期あたりの空気流量Ｑの平均値を平均空気流量Ｑ＿ＡＶＥとする。空気流量曲線Ｃｑに対応し、時間ｔに対する検出流量Ｑｄをプロットしたときの曲線を検出流量曲線Ｃｄとする。脈動振幅比および脈動周波数のみで空気流量Ｑを補正したときにおける、時間ｔに対する検出流量Ｑｄをプロットしたときの曲線を比較検出流量曲線Ｃｄ＿ｒｅｆとする。比較検出流量曲線Ｃｄ＿ｒｅｆから換算した、時間ｔに対する空気流量Ｑをプロットしたときの曲線を比較空気流量曲線Ｃｑ＿ｒｅｆとする。図において、説明をわかりやすくするため、時間ｔを変更して、それぞれの曲線を記載している。

脈動振幅比および脈動周波数のみで空気流量Ｑを補正したとき、装置の熱容量等により、検出流量Ｑｄに対して応答遅れが生じる。このため、比較検出流量曲線Ｃｄ＿ｒｅｆにおける最大振幅が小さくなる。このため、比較検出流量曲線Ｃｄ＿ｒｅｆから検出流量Ｑｄを空気流量Ｑに換算すると、空気流量Ｑの平均値にズレが生じる。これにより、測定精度が悪化する虞がある。

空気流量測定装置１では、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答時間を進ませ、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償する。空気流量曲線Ｃｑに対応し、時間ｔに対する応答補償流量Ｑｏをプロットしたときの曲線を応答補償流量曲線Ｃｏとする。応答補償流量曲線Ｃｏに対応する空気流量Ｑの曲線を補償空気流量曲線Ｃｑ＿Ｏとする。

検出流量応答補償部６０により、応答補償流量曲線Ｃｏの振幅は、比較検出流量曲線Ｃｄ＿ｒｅｆの振幅よりも大きくなる。応答補償流量曲線Ｃｏから空気流量Ｑに換算すると、空気流量Ｑの平均値にズレが生じない。したがって、空気流量測定装置１により、空気流量Ｑの測定精度が向上する。

［２］検出流量応答補償部６０は、流量変化量ΔＱｄが増加するように演算し、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償した値である応答補償流量Ｑｏを演算する。これにより、簡易な演算により、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償できる。

［３］検出流量応答補償部６０は、サンプリング時間間隔Δｔ、時定数τを用いた検出流量Ｑｄの１次関数を用いて、応答補償流量Ｑｏを演算する。１次関数を用いることにより、簡易な演算により、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償できる。

［４］時定数τは、検出流量Ｑｄに基づいて、設定されている。これにより、時定数τは、検出流量Ｑｄにより変化するため、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答遅れを高精度に補償できる。

［５］補正値演算部７４は、脈動振幅Ａｐ、脈動周期Ｔｐおよび平均流量Ｑｄ＿ＡＶＥに基づいて、脈動補正値Ｅｒｒを演算する。これにより、誤差補正部７５は、周波数依存および流量依存による誤差をより小さくできる。したがって、誤差補正部７５は、誤差の補正を高精度にできる。

［６］第１フィルタ４１は、第１周波数ｆ１以上における検出流量Ｑｄを除去または減衰可能である。これにより、検出流量Ｑｄのノイズ成分が応答補償により増幅することなく、検出流量応答補償部６０が検出流量Ｑｄを応答補償流量Ｑｏに変換できる。ノイズによる影響を小さくできるため、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答遅れを高精度に補償できる。

［７］第１フィルタ４１は、１次遅れ要素を有する。このため、第１フィルタ４１は、簡易な演算で、第１周波数ｆ１以上における検出流量Ｑｄを除去または減衰可能である。簡易な演算になるため、処理の負荷が減少する。

［８］エンジン回転数Ｎにより、脈動周期Ｔｐおよび脈動周期Ｔｐの逆数である脈動周波数が変化する。第１フィルタ４１は、エンジン回転数Ｎに基づき、第１周波数ｆ１を設定する。これにより、脈動周波数を含む検出流量Ｑｄを除去または減衰することを防止し、第１フィルタ４１は、不要な周波数を含む検出流量Ｑｄのみを除去または減衰できる。

［９］第１線形変換部３１は、空気流量Ｑと検出流量Ｑｄとの関係を線形な関係に変換する。第１フィルタ４１は、第１線形変換部３１により線形変換された、第１周波数ｆ１以上における検出流量Ｑｄを除去または減衰する。その後、第１逆線形変換部５１は、第１フィルタ４１により処理された検出流量Ｑｄに対して、第１線形変換部３１の逆演算を行う。第１線形変換部３１および第１逆線形変換部５１により、第１フィルタ４１により処理された検出流量Ｑｄの平均値が変化しにくくなる。検出流量Ｑｄの平均値が変化しにくくなるため、検出流量応答補償部６０は、検出流量Ｑｄの応答遅れを、高精度に補償できる。

（他の実施形態）
［ｉ］流量検出部３０は、検出流量Ｑｄとして、電圧を検出してもよい。検出流量Ｑｄに対応する電圧を検出電圧Ｖｄとする。検出流量応答補償部６０は、検出電圧Ｖｄの応答遅れを補償し、応答補償流量Ｑｏに対応する応答補償電圧Ｖｏを演算してもよい。検出流量応答補償部６０は、以下関係式（４）に基づき、応答補償電圧Ｖｏを演算する。Ｖｄ（ｋ）は、ｋ番目に測定された検出電圧Ｖｄを表す。Ｖｏ（ｋ）は、Ｖｄ（ｋ）に対応する応答補償電圧Ｖｏである。αは、係数を表す。ｈ（Ｖ）は、出力電圧の入力依存性を示す関数である。係数αは、Ｖｄ（ｋ−１）とＶｄ（ｋ）との差が正または負に基づいて、設定される。係数αを異なる係数にすることにより、検出流量応答補償部６０は、検出電圧Ｖｄの応答遅れを効果的に補償できる。

Ｖｏ（ｋ）＝０．５×（Ｖｄ（ｋ−１）＋Ｖｄ（ｋ））
＋（α×ｈ（Ｖ））×（Ｖｄ（ｋ−１）−Ｖｄ（ｋ））
・・・（４）

［ｉｉ］検出流量応答補償部６０は、位相を進め、振幅を大きくするようにして、検出流量Ｑｄの応答遅れを補償してもよい。位相を進めることによって、ゲイン余裕または位相余裕である安定度が増大する。

［ｉｉｉ］検出流量応答補償部６０、第２線形変換部３２、第２フィルタ４２および第２逆線形変換部５２による処理を、電子制御ユニット２７が行ってもよい。また、脈動周期演算部７１、平均流量演算部７２、脈動振幅演算部７３、補正値演算部７４および誤差補正部７５による処理を、電子制御ユニット２７が行ってもよい。

［ｉｖ］第１フィルタ４１は、移動平均を用いて、第１周波数ｆ１以上における検出流量Ｑｄを除去または減衰してもよい。第１フィルタ４１は、ｍ個の検出流量Ｑｄを抽出し平均して、検出流量Ｑｄを変換する。なお、ｍは、２以上の自然数であり、エンジン回転数Ｎに応じて、設定される。第２フィルタ４２は、第１フィルタ４１と同様に、移動平均を用いて、第２周波数ｆ２以上における検出流量Ｑｄを除去または減衰してもよい。

［ｖ］第１フィルタ４１は、脈動周期Ｔｐに基づいて、第１周波数ｆ１を設定してもよい。このとき、脈動周期Ｔｐは、脈動周期演算部７１で演算されてもよいし、別で演算されてもよい。また、第１周波数ｆ１は、エンジン回転数Ｎまたは脈動周期Ｔｐに依存せず、固定値であってもよい。第２フィルタ４２は、第１フィルタ４１と同様に、脈動周期Ｔｐに基づいて、第２周波数ｆ２を設定してもよい。また、第２周波数ｆ２は、エンジン回転数Ｎまたは脈動周期Ｔｐに依存せず、固定値あってもよい。

［ｖｉ］脈動振幅演算部７３は、極大値Ｑｄ＿ＬＭＡＸと極小値Ｑｄ＿ＬＭｉｎの差を２で割って脈動振幅Ａｐとしてもよい。
図１１に示すように、脈動振幅演算部７３は、第２線形変換部３２により線形変換された応答補償流量Ｑｏを用いて、脈動振幅Ａｐを演算してもよい。図において、第２線形変換部３２により線形変換された応答補償流量ＱｏをＱｏ＿Ｌ２と記載している。
［ｖｉｉ］脈動補正値Ｅｒｒは、脈動率Ｐの増加に対して、２次以上の曲線でもよい。また、脈動補正値Ｅｒｒは、脈動振幅Ａｐを用いて、設定されてもよい。

以上、本開示はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１３ ・・・内燃機関、
２９ ・・・流路（吸気流路）、
３０ ・・・流量検出部、
６０ ・・・検出流量応答補償部、
７３ ・・・脈動振幅演算部、
７４ ・・・補正値演算部、 ７５ ・・・誤差補正部。

Claims (10)

1. 内燃機関（１３）に接続される流路（２９）に流れる空気の流量である空気流量（Ｑ）に応じた出力である検出流量（Ｑｄ、Ｖｄ）を検出可能な流量検出部（３０）と、
   前記検出流量の応答時間を進ませ、前記検出流量の応答遅れを補償した出力である補償流量（Ｑｏ、Ｖｏ）を演算可能な検出流量応答補償部（６０）と、
   前記検出流量における脈動の振幅に相関する脈動振幅（Ａｐ）を演算可能な脈動振幅演算部（７３）と、
   前記脈動振幅に基づき、前記補償流量を補正する値である脈動補正値（Ｅｒｒ）を演算可能な補正値演算部（７４）と、
   前記脈動補正値に基づいて、前記補償流量を補正する誤差補正部（７５）と、
   を備える空気流量測定装置。
2. 前記検出流量応答補償部は、時間変化（Δｔ）に対する前記検出流量の変化量（ΔＱｄ）が増加するように、演算する請求項１に記載の空気流量測定装置。
3. 前記検出流量応答補償部は、時間変化（Δｔ）、時定数（τ）および前記検出流量の１次関数を用いて、前記補償流量を演算する請求項１または２に記載の空気流量測定装置。
4. 前記時定数は、前記検出流量に基づいて、設定されている請求項３に記載の空気流量測定装置。
5. 時間（ｔ）に対する前記検出流量に基づき、前記検出流量における脈動の周期である脈動周期（Ｔｐ）を演算可能な脈動周期演算部（７１）と、
   前記検出流量および前記脈動周期に基づき、前記検出流量の平均値である平均流量（Ｑｄ＿ＡＶＥ）を演算可能な平均流量演算部（７２）と、
   前記補正値演算部は、前記脈動振幅、前記脈動周期および前記平均流量に基づいて、前記脈動補正値を演算する請求項１から４のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
6. 所定の周波数（ｆ１）以上における前記検出流量を除去または減衰可能なフィルタ（４１）をさらに備え、
   前記検出流量応答補償部は、前記フィルタを経由して演算された前記検出流量に基づき、前記補償流量を演算する請求項１から５のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
7. 前記フィルタは、１次遅れ要素を有する請求項６に記載の空気流量測定装置。
8. 前記フィルタは、前記検出流量に対して、移動平均を行う請求項７に記載の空気流量測定装置。
9. 時間（ｔ）に対する前記検出流量に基づき、前記検出流量における脈動の周期である脈動周期（Ｔｐ）を演算可能な脈動周期演算部（７１）をさらに備え、
   前記フィルタは、前記内燃機関の回転数（Ｎ）または前記脈動周期に基づき、前記所定の周波数を設定する請求項６から８のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
10. 前記空気流量と前記検出流量との関係を線形な関係に変換可能な線形変換部（３１）と、
    前記線形変換部の逆演算が可能な逆線形変換部（５１）と、
    をさらに備え、
    前記線形変換部は、前記流量検出部により検出された前記検出流量を線形変換し、
    前記フィルタは、前記線形変換部により線形変換された検出値に対し、前記所定の周波数以上における前記検出流量の成分を除去または減衰し、
    前記逆線形変換部は、前記フィルタにより処理された前記検出流量に対して、前記線形変換部の逆演算を行う請求項６から９のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。

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