JP2019132600A - 空気流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気の脈動にかかわらず、吸気量を高精度に計測可能な空気流量計測装置を提供する。【解決手段】処理部８０は、内燃機関の吸気流路を流れる吸気の量である吸気量に応じた信号を出力可能なセンサ部７０が出力した信号を処理する。処理部８０は、進み処理部８１０およびなまし処理部８３０を有している。進み処理部８１０は、センサ部７０が出力した信号に対し、応答遅れを補償する進み処理を行う。なまし処理部８３０は、進み処理部８１０により処理された後の信号をなますなまし処理を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、空気流量計測装置に関する。

従来、内燃機関の吸気流路を流れる吸気の量である吸気量を計測可能な空気流量計測装置が知られている。例えば特許文献１に記載された空気流量計測装置は、吸気量に応じた信号を出力するセンサ部から出力された信号について応答遅れを補償する進み処理を行い、当該信号に基づき、吸気量を計測している。これにより、計測される吸気量と実際の吸気量との差を低減しようとしている。

特開２０００−３２０３９１号公報

特許文献１の空気流量計測装置では、応答遅れ補償を行った信号を流量に変換する際、脈動信号の振幅が増幅された信号を流量に変換することになる。しかしながら、実際には、信号と流量の変換範囲である変換マップは有限であり、より高振幅の脈動信号が入力された場合、変換可能なレンジを超え、信号を流量に変換できなくなるおそれがある。

本発明の目的は、吸気の脈動にかかわらず、吸気量を高精度に計測可能な空気流量計測装置を提供することにある。

本発明は、処理部（８０）を備えている。処理部は、内燃機関（５）の吸気流路（２）を流れる吸気の量である吸気量に応じた信号を出力可能なセンサ部（７０）が出力した信号を処理する。処理部は、進み処理部（８１０）およびなまし処理部（８３０）を有している。進み処理部は、センサ部が出力した信号に対し、応答遅れを補償する進み処理を行う。なまし処理部は、進み処理部により処理された後の信号をなますなまし処理を行う。

本発明では、センサ部が出力した信号に対し応答遅れを補償する進み処理部により、算出される吸気量と実際の吸気量との差を低減することができる。また、進み処理部により処理された後の信号をなまし処理部によりなますことで、吸気の脈動が大きくセンサ部から進み処理部に入力される信号が高振幅であっても、なまし処理部から出力される信号を、吸気量を算出可能なレンジ内に収めることができる。したがって、吸気の脈動にかかわらず、吸気量を高精度に計測することができる。

第１実施形態による空気流量計測装置を適用したエンジンシステムを示す図。 第１実施形態による空気流量計測装置を示す断面図。 第１実施形態による空気流量計測装置を示すブロック図。 第１実施形態による空気流量計測装置の進み処理部における処理について説明するための図。 第１実施形態による空気流量計測装置の変換処理部における処理について説明するための図。 第１実施形態による空気流量計測装置のなまし処理部における処理について説明するための図。 第１実施形態による空気流量計測装置の進み処理部、変換処理部、なまし処理部における処理について説明するための図。 第１実施形態による空気流量計測装置の進み処理部で用いる時定数の求め方を説明するための図。 第１実施形態による空気流量計測装置のなまし処理部で用いる吸気の脈動率を説明するための図。 第１実施形態による空気流量計測装置のなまし処理部で用いる時定数の範囲を示す図。 第２実施形態による空気流量計測装置を示すブロック図。 第２実施形態による空気流量計測装置の進み処理部およびなまし処理部により処理される信号の範囲を説明するための図。 第３実施形態による空気流量計測装置を示すブロック図。 第４実施形態による空気流量計測装置を示すブロック図。 第５実施形態による空気流量計測装置を示すブロック図。 第６実施形態による空気流量計測装置を示すブロック図。

以下、複数の実施形態による空気流量計測装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏するものとする。

（第１実施形態）
第１実施形態による空気流量計測装置を図１〜３に示す。まず、空気流量計測装置１が適用されるエンジンシステム１０について、図１に基づき説明する。図１に示すように、車両に搭載されるエンジンシステム１０は、火花点火式のエンジン５を備えている。エンジン５は、内燃機関に対応し、例えば、四気筒等の多気筒エンジンである。図１では、エンジン５のうち１気筒の断面のみを示している。

エンジン５は、エアクリーナ１２とスロットル弁１４を経由し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を燃焼室１７内で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によりピストン１８を往復運動させる。燃焼ガスは、排気マニホールド２０等を経由して大気中に放出される。

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により開閉駆動される。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。

燃焼室１７の混合気の点火は、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で火花放電を発生させて行う。

車両は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２７を備えている。ＥＣＵ２７は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力手段としてのＩ／Ｏ等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ２７は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等の情報に基づき、ＲＯＭ等に格納されたプログラムに従い演算を実行し、車両の各種装置および機器の作動を制御する。このように、ＥＣＵ２７は、ＲＯＭ等の非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行する。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。

図１に破線矢印で示すように、ＥＣＵ２７には、スロットル開度センサ２８及び空気流量計測装置１からの信号が入力される。ＥＣＵ２７は、これらのセンサからの信号に基づき、燃焼噴射時間等を算出し、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５の運転状態を制御する。このように、空気流量計測装置１からの信号は、エンジンシステム１０での運転状態を高精度に制御する上で、重要な情報である。

次に、空気流量計測装置１の構成について、図２に基づき説明する。空気流量計測装置１は、筐体７、センサ部７０、処理部８０等を備えている。図２に示すように、筐体７のバイパス形成部３０には、吸気が流通可能なバイパス流路６０が形成されている。筐体７は、筐体７と一体に形成されたセンサコネクタ９０を有している。筐体７は、例えば、樹脂成形時にセンサコネクタ９０と同時に成形される。当該樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂やエポキシ樹脂やフェノール樹脂等が用いられるが、もちろんこれらに限定される訳では無い。

筐体７は、バイパス流路６０を形成して吸気流路２に突出するバイパス形成部３０、バイパス形成部３０の根元である嵌合部３１、吸気流路２を形成するエアダクト４にネジ締結される取付け部３２を有している。

図２に示すように、バイパス流路６０を形成するバイパス形成部３０は、吸気流路２において吸気の流れの上流側に向かって開口するバイパス流路６０の入口６１を有している。また、バイパス形成部３０は、吸気流路２において吸気の流れの下流側に向かって開口するバイパス流路６０の出口６２を有している。さらに、バイパス形成部３０は、入口６１から吸気を直進させる直進路６３、直進路６３を直進した吸気をバイパス流路６０に沿って周回させる周回路６４を有している。

これにより、バイパス流路６０の流路長は、バイパス流路６０に取り込まれずに直進路６３を直進した場合の流路長よりも長くなる。周回路６４は下流側で２つに分岐しており、出口６２は２つ設けられている。直進路６３には、ダストを排出するためのダスト排出路６５が直線的に接続している。ダスト排出路６５の下端部は、吸気流路２において吸気の流れの下流側にむかって開口するダスト排出口６６を形成している。センサ部７０は、バイパス流路６０に露出するよう設けられている。

筐体７のバイパス形成部３０は、嵌合部３１の軸方向両面のうち、一方の端面から垂直に伸びており、エアダクト４の路壁３に設けられた挿入口３４から吸気流路２に挿入される。これにより、センサ部７０は、吸気流路２に位置する。すなわち、筐体７は、センサ部７０が吸気流路２に位置するようセンサ部７０を支持する。バイパス形成部３０は、筐体７の中核部分をなし、吸気流路２を流れる吸気の一部をバイパス流路６０に取り込んで通過させる。

嵌合部３１は、略円筒状に形成され、外周面にはＯリング３５が嵌まる環状の溝が設けられている。嵌合部３１がエアダクト４の路壁３の挿入口３４に嵌まることで、Ｏリング３５により吸気流路２と外部との間を気密に保持可能である。取付け部３２は、嵌合部３１に対しバイパス形成部３０とは反対側に形成され、エアダクト４にネジ締結される。

センサコネクタ９０は、電源端子９２、グランド端子９３、センサモジュール用端子９１、９５、信号出力端子９４等を有している。センサコネクタ９０は、取付け部３２に対し嵌合部３１とは反対側に形成されている。電源端子９２、グランド端子９３、センサモジュール用端子９１、９５、信号出力端子９４は、センサコネクタ９０の内部にあり、外部と接続可能な外部端子と結線されている。

センサ部７０は、バイパス流路６０に設けられ、バイパス流路６０を流れる吸気との伝熱により吸気の流量に応じた信号を出力可能である。センサ部７０は、例えば、半導体基板の表面に薄膜抵抗体で形成された発熱素子および感温素子を有している。センサ部７０は、周回路６４の最も奥側であって直進路６３から最も遠い位置においてバイパス流路６０に露出している。なお、周回路６４においてセンサ部７０が設けられる位置では、吸気の流れは、直進路６３における流れや吸気流路２における流れとは逆向きである。

電源端子９２は電源に接続され、グランド端子９３はアースに接続される。これにより、センサ部７０は、吸気流路２を流れる吸気の流量である吸気量に応じた信号を出力可能になる。センサ部７０から出力された信号は、後述する処理部８０の筐体側処理部８１に入力され、信号出力端子９４を経由してＥＣＵ２７に出力される。

処理部８０は、筐体側処理部８１および筐体外処理部８２を有している。筐体側処理部８１は、例えば筐体７のうち取付け部３２に対しバイパス形成部３０とは反対側に設けられている。筐体側処理部８１は、例えば筐体７内の専用ＩＣ等の電子部品である。筐体側処理部８１は、筐体７の内部にモールドされている。筐体側処理部８１は、センサ部７０から出力された信号を入力および処理し、処理した信号を、信号出力端子９４を経由してＥＣＵ２７に出力する。筐体外処理部８２は、ＥＣＵ２７に設けられている。筐体外処理部８２は、例えばＥＣＵ２７内の上記ＣＰＵ等の電子部品、または、専用ＩＣ等の電子部品である。筐体外処理部８２は、筐体側処理部８１により処理された信号を入力および処理する。

図３に示すように、本実施形態では、筐体側処理部８１は、概念的な機能部として、進み処理部８１０、変換処理部８２０、なまし処理部８３０を有している。また、筐体外処理部８２は、概念的な機能部として、算出部８４０を有している。センサ部７０は、吸気流路２を流れる吸気の量、すなわち、バイパス流路６０を流れる吸気の量に応じた信号Ｘを進み処理部８１０に出力する。進み処理部８１０は、センサ部７０から出力された信号Ｘを処理し、処理した信号Ｘ’を変換処理部８２０に出力する。変換処理部８２０は、進み処理部８１０から出力された信号Ｘ’を処理し、処理した信号Ｙをなまし処理部８３０に出力する。なまし処理部８３０は、変換処理部８２０から出力された信号Ｙを処理し、処理した信号Ｙ’を算出部８４０に出力する。算出部８４０は、なまし処理部８３０から出力された信号Ｙ’に基づき、吸気流路２を流れる吸気の量である吸気量を算出すなわち計測する。

次に、各処理部における具体的な処理について説明する。図４に示すように、進み処理部８１０は、センサ部７０から入力された信号である入力信号（実線）に対し、応答遅れを補償する進み処理を行い、当該処理後の信号を進み処理後信号（破線）として変換処理部８２０に出力する。具体的には、図７に示すように、進み処理部８１０は、下記式１で表される１次遅れの式の逆モデルすなわち１次遅れの逆演算（式２）により進み処理を行う。
Ｓｉｇ＿ｎ＝（Ｃｍｐ＿ｎ−Ｓｉｇ＿ｎ−１）×（１−ｅ＾（−Δｔ／τ））＋Ｓｉｇ＿ｎ−１ ・・・式１
Ｃｍｐ＿ｎ＝（Ｓｉｇ＿ｎ−Ｓｉｇ＿ｎ−１）÷（１−ｅ＾（−Δｔ／τ））＋Ｓｉｇ＿ｎ−１ ・・・式２

上記式１、２において、Ｓｉｇ＿ｎは、入力信号の今回値を表し、Ｓｉｇ＿ｎ−１は、入力信号の前回値を表し、Ｃｍｐ＿ｎは、進み処理後信号の今回値を表す。また、ｅは、自然対数の底（ネイピア数）を表し、＾は、べき乗を表し、Δｔは、進み処理部８１０における処理間隔（計算間隔）を表し、τは、時定数を表す。図７に示すように、進み処理部８１０による処理（式２）は、入力信号のＳｉｇ＿ｎの点、および、Ｓｉｇ＿ｎ−１の点の情報から進み処理後信号のＣｍｐ＿ｎの点を算出する処理である。

本実施形態では、進み処理部８１０による処理（式２）に用いる時定数τを、吸気流路２を流れる吸気の速度である流量（Ｇ）に応じて変更する。具体的には、時定数τを、下記式３または式４に基づき変更する。
τ＝ａ×Ｇ＋ｂ ・・・式３
τ＝ａ×ｌｏｇ（Ｇ）＋ｂ ・・・式４

上記式３、４において、ａ＞０、ｂ≧０である。時定数τは、流量（Ｇ）に対し正比例の関係にある。なお、実際の時定数τの算出は、実験的に求める。具体的には、図８に示すように、非常に応答性の高い高応答流量計測器と空気流量計測装置（エアフロメーター）の両方で流速（流量）を測定、例えば低流速から高流速へステップ変化させながら測定し、その結果に基づき時定数τを求める。図８において、実線は高応答流量計測器による測定結果を示し、破線はエアフロメーターによる測定結果を示している。

図５に示すように、変換処理部８２０は、進み処理部８１０から入力された信号である進み処理後信号を、流量に対し線形な相関のある信号に変換し、当該変換後の信号を変換後信号（破線）としてなまし処理部８３０に出力する（図６参照）。具体的には、図７に示すように、変換処理部８２０は、進み処理後信号の今回値Ｃｍｐ＿ｎを、流量とリニアな相関のある信号Ｍｄｌ＿ｎに変換する。

図６に示すように、なまし処理部８３０は、変換処理部８２０から入力された信号である進み処理後変換後信号（破線）をなますなまし処理を行い、当該処理後の信号をなまし処理後信号（一点鎖線）として算出部８４０に出力する。具体的には、図７に示すように、なまし処理部８３０は、下記式５に基づき、なまし処理を行う。
Ｆｌｔ＿ｎ＝（Ｍｄｌ＿ｎ−Ｆｌｔ＿ｎ−１）÷（１−ｅ＾（−Δｔ／τ））＋Ｆｌｔ＿ｎ−１ ・・・式５

上記式５において、Ｍｄｌ＿ｎは、進み処理後変換後信号の今回値を表し、Ｆｌｔ＿ｎ−１は、なまし処理後信号の前回値を表し、Ｆｌｔ＿ｎは、なまし処理後信号の今回値を表す。また、Δｔは、なまし処理部８３０における処理間隔を表し、τは、時定数を表す。図７に示すように、なまし処理部８３０による処理（式５）は、進み処理後変換後信号のＭｄｌ＿ｎの点、および、なまし処理後信号のＦｌｔ＿ｎ−１の点の情報からなまし処理後信号のＦｌｔ＿ｎの点を算出する処理である。

本実施形態では、なまし処理（式５）を行うための値であるＭｄｌ＿ｎ、すなわち、Ｓｉｇ＿ｎ−１、Ｓｉｇ＿ｎには、吸気の脈動率、吸気が脈動するときの周波数である脈動周波数、および、吸気の平均流量の情報が含まれている。つまり、なまし処理部８３０は、吸気の脈動率、吸気の脈動周波数、および、吸気の平均流量に基づき、進み処理部８１０により処理された後の信号をなます。ここで、吸気の脈動率Ａは、下記式６により表される。
Ａ＝ΔＧ／２／Ｇ＿ａｖｅ ・・・式６

上記式６において、ΔＧは、吸気の流量の全振幅を表し、Ｇ＿ａｖｅは、吸気の平均流量を表す（図９参照）。すなわち、脈動率Ａは、吸気の流量の振幅を半分にした値（ΔＧ／２）を吸気の平均流量（Ｇ＿ａｖｅ）で除した値である。

本実施形態では、なまし処理部８３０は、進み処理部８１０において進み処理（式２）をするときに用いた時定数τ以下の時定数τを用いて、進み処理後変換後信号をなます（式５）。すなわち、なまし処理部８３０がなまし処理（式５）で用いる時定数τは、図１０に示す網掛けの範囲内の値である。

算出部８４０は、なまし処理部８３０から入力された信号であるなまし処理後信号（Ｆｌｔ＿ｎ）に基づき、例えば、信号と流量の変換範囲を表す変換マップにより、吸気流路２を流れる吸気の量である吸気量を算出すなわち計測する。

以上説明したように、（１）本実施形態は、処理部８０を備えている。処理部８０は、エンジン５の吸気流路２を流れる吸気の量である吸気量に応じた信号を出力可能なセンサ部７０が出力した信号を処理する。処理部８０は、進み処理部８１０およびなまし処理部８３０を有している。進み処理部８１０は、センサ部７０が出力した信号に対し、応答遅れを補償する進み処理を行う。なまし処理部８３０は、進み処理部８１０により処理された後の信号をなますなまし処理を行う。

本実施形態では、センサ部７０が出力した信号に対し応答遅れを補償する進み処理部８１０により、算出すなわち計測される吸気量と実際の吸気量との差を低減することができる。また、進み処理部８１０により処理された後の信号をなまし処理部８３０によりなますことで、吸気の脈動が大きくセンサ部７０から進み処理部８１０に入力される信号が高振幅であっても、なまし処理部８３０から出力される信号を、吸気量を算出可能なレンジ内に収めることができる。したがって、吸気の脈動にかかわらず、吸気量を高精度に計測することができる。

また、（２）本実施形態では、処理部８０は、変換処理部８２０をさらに有している。変換処理部８２０は、進み処理部８１０により処理された信号を、流量に対し線形な相関のある信号に変換し、なまし処理部８３０に出力する。ところで、なまし処理部８３０に入力される信号と流量とが非線形の関係にある場合、なまし処理後の信号が歪むおそれがある。本実施形態では、上述のように、変換処理部８２０は、進み処理部８１０により処理された信号を、流量に対し線形な相関のある信号に変換し、なまし処理部８３０に出力する。これにより、なまし処理部８３０によるなまし処理後の信号が歪むのを抑制することができる。したがって、吸気量をより高精度に計測することができる。

また、（３）本実施形態では、進み処理部８１０は、センサ部７０が出力した信号に対し、１次遅れの逆演算をすることにより、応答遅れを補償する。これにより、進み処理部８１０は、比較的簡単な演算により進み処理を行うことができる。よって、進み処理部８１０の回路構成を簡単にすることができる。

また、（４）本実施形態では、進み処理部８１０は、センサ部７０が出力した信号に対し１次遅れの逆演算をするときに用いる時定数を、吸気流路２を流れる吸気の速度である流量に応じて変更する。一般に、吸気の流量が大きいほど、脈動時の応答性が高く、時定数は小さくなる。本実施形態では、上述したように、進み処理部８１０は、１次遅れの逆演算をするときに用いる時定数を、流量に応じて変更する。そのため、吸気量をより高精度に計測することができる。

また、（５）本実施形態では、なまし処理部８３０は、吸気の脈動率、吸気が脈動するときの周波数である脈動周波数、および、吸気の平均流量に基づき、進み処理部８１０により処理された後の信号をなます。このように、なまし処理部８３０が吸気の状態に基づき、なまし処理を行うため、なまし処理部８３０から出力される信号を、吸気量を算出可能なレンジ内に適切に収めることができる。

また、（６）本実施形態では、なまし処理部８３０は、進み処理部８１０において進み処理をするときに用いた時定数以下の時定数を用いて、進み処理部８１０により処理された後の信号をなます。これにより、なまし処理部８３０から出力される信号を、吸気量を算出可能なレンジ内に、より適切に収めることができる。

また、（８）本実施形態は、センサ部７０と筐体７とをさらに備える。筐体７は、センサ部７０が吸気流路２に位置するようセンサ部７０を支持する。処理部８０は、筐体７に設けられた筐体側処理部８１、および、筐体７以外の位置に設けられた筐体外処理部８２を有している。このように、本実施形態では、センサ部７０と処理部８０の一部である筐体側処理部８１とを一体にすることでモジュール化している。

また、（９）本実施形態では、筐体側処理部８１は、進み処理部８１０およびなまし処理部８３０を含む。本実施形態では、筐体７に設けられる筐体側処理部８１に進み処理部８１０、変換処理部８２０およびなまし処理部８３０を配置し、筐体７以外の位置であるＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２に算出部８４０を配置している。このように、センサ部７０から出力される信号のなまし処理までを筐体７側で行い、吸気量の算出をＥＣＵ２７側で行うというように、各処理が実行される部位を特定している。この構成では、処理部８０の処理についてＥＣＵ２７側の処理負担を軽くすることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による空気流量計測装置を図１１に示す。第２実施形態は、処理部８０の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、処理部８０は、判断部８０５をさらに有している。判断部８０５は、筐体側処理部８１に含まれている。判断部８０５は、センサ部７０から出力された信号Ｘが計測レンジ内の所定の上限値を超えたか否かを判断し、進み処理部８１０または算出部８４０のどちらに信号Ｘを出力するかを判断する。

図１２に示すように、センサ部７０から出力された信号Ｘが計測レンジ内の所定の上限値を超えた範囲ｒ１の値であった場合、判断部８０５は、信号Ｘが計測レンジ内の所定の上限値を超えたと判断し、信号Ｘを進み処理部８１０に出力する。その後、第１実施形態と同様の方法により、進み処理部８１０、変換処理部８２０、なまし処理部８３０において信号の処理が行われ、算出部８４０において、なまし処理部８３０から出力された信号Ｙ’に基づき、吸気量が算出すなわち計測される（図１１参照）。

一方、センサ部７０から出力された信号Ｘが計測レンジ内の所定の上限値以下の範囲ｒ０の値であった場合、判断部８０５は、信号Ｘは計測レンジ内の所定の上限値を超えていないと判断し、信号Ｘを算出部８４０に出力する。その後、算出部８４０は、信号Ｘに基づき、吸気量を算出すなわち計測する（図１１参照）。

このように、処理部８０は、センサ部７０が出力した信号Ｘが計測レンジ内の所定の上限値を超えた場合のみ、進み処理部８１０、変換処理部８２０、および、なまし処理部８３０による処理を実行し、信号Ｘが計測レンジ内の所定の上限値を超えていない場合、進み処理部８１０、変換処理部８２０、および、なまし処理部８３０による処理を実行することなく、信号Ｘに基づき算出部８４０により吸気量を算出する。

以上説明したように、（７）本実施形態では、処理部８０は、センサ部７０が出力した信号が所定の上限値を超えた場合のみ、進み処理部８１０、および、なまし処理部８３０による処理を実行する。つまり、処理部８０は、センサ部７０が出力した信号が、算出部８４０により吸気量を算出可能なレンジを超えるおそれがある場合のみ、進み処理部８１０、および、なまし処理部８３０による処理を実行し、それ以外の場合は、進み処理部８１０、および、なまし処理部８３０による処理を実行しない。これにより、状況に応じて処理部８０による処理負担を軽くすることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態による空気流量計測装置を図１３に示す。第３実施形態は、処理部８０の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、筐体７に設けられる筐体側処理部８１は、進み処理部８１０および変換処理部８２０を含んでいる。一方、ＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２は、なまし処理部８３０および算出部８４０を含んでいる。本実施形態では、センサ部７０から出力された信号Ｘは、筐体側処理部８１の進み処理部８１０および変換処理部８２０において、第１実施形態と同様の方法により処理される。変換処理部８２０から出力された信号Ｙは、筐体外処理部８２のなまし処理部８３０において、第１実施形態と同様の方法により処理される。そして、算出部８４０において、なまし処理部８３０から出力された信号Ｙ’に基づき、吸気量が算出すなわち計測される（図１３参照）。

以上説明したように、（１０）本実施形態では、筐体側処理部８１は、進み処理部８１０を含む。筐体外処理部８２は、なまし処理部８３０を含む。本実施形態では、筐体７に設けられる筐体側処理部８１に進み処理部８１０および変換処理部８２０を配置し、筐体７以外の位置であるＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２になまし処理部８３０および算出部８４０を配置している。このように、センサ部７０から出力される信号の変換処理までを筐体７側で行い、信号のなまし処理および吸気量の算出をＥＣＵ２７側で行うというように、各処理が実行される部位を特定している。この構成では、処理部８０の各処理について筐体７側とＥＣＵ２７側との間でバランスよく分担させることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態による空気流量計測装置を図１４に示す。第４実施形態は、処理部８０の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、筐体７に設けられる筐体側処理部８１は、進み処理部８１０を含んでいる。一方、ＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２は、変換処理部８２０、なまし処理部８３０および算出部８４０を含んでいる。本実施形態では、センサ部７０から出力された信号Ｘは、筐体側処理部８１の進み処理部８１０において、第１実施形態と同様の方法により処理される。進み処理部８１０から出力された信号Ｘ’は、筐体外処理部８２の変換処理部８２０、および、なまし処理部８３０において、第１実施形態と同様の方法により処理される。そして、算出部８４０において、なまし処理部８３０から出力された信号Ｙ’に基づき、吸気量が算出すなわち計測される（図１４参照）。

以上説明したように、（１０）本実施形態では、筐体側処理部８１は、進み処理部８１０を含む。筐体外処理部８２は、なまし処理部８３０を含む。本実施形態では、筐体７に設けられる筐体側処理部８１に進み処理部８１０を配置し、筐体７以外の位置であるＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２に変換処理部８２０、なまし処理部８３０および算出部８４０を配置している。このように、センサ部７０から出力される信号の進み処理を筐体７側で行い、信号の変換処理およびなまし処理ならびに吸気量の算出をＥＣＵ２７側で行うというように、各処理が実行される部位を特定している。この構成では、処理部８０の各処理について筐体７側とＥＣＵ２７側との間でバランスよく分担させることができる。

（第５実施形態）
第５実施形態による空気流量計測装置を図１５に示す。第５実施形態は、処理部８０の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、処理部８０は、出力部８００をさらに有している。出力部８００は、筐体７に設けられる筐体側処理部８１に含まれている。ＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２は、進み処理部８１０、変換処理部８２０、なまし処理部８３０および算出部８４０を含んでいる。出力部８００は、センサ部７０から出力された信号Ｘをそのまま筐体外処理部８２の進み処理部８１０に出力する。

図１５に示すように、センサ部７０から出力された信号Ｘは、出力部８００によりそのまま進み処理部８１０に出力される。その後、第１実施形態と同様の方法により、進み処理部８１０、変換処理部８２０、なまし処理部８３０において信号の処理が行われ、算出部８４０において、なまし処理部８３０から出力された信号Ｙ’に基づき、吸気量が算出すなわち計測される（図１５参照）。

以上説明したように、（１１）本実施形態では、筐体外処理部８２は、進み処理部８１０およびなまし処理部８３０を含む。本実施形態では、筐体７に設けられる筐体側処理部８１に出力部８００を配置し、筐体７以外の位置であるＥＣＵ２７に設けられる筐体外処理部８２に進み処理部８１０、変換処理部８２０、なまし処理部８３０および算出部８４０を配置している。このように、センサ部７０から出力される信号の出力処理のみを筐体７側で行い、信号の進み処理、変換処理およびなまし処理ならびに吸気量の算出をＥＣＵ２７側で行うというように、各処理が実行される部位を特定している。この構成では、処理部８０の処理について筐体７側の処理負担を軽くすることができる。

（第６実施形態）
第６実施形態による空気流量計測装置を図１６に示す。第６実施形態は、処理部８０の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、処理部８０は、第１実施形態で示した変換処理部８２０を有していない。本実施形態では、進み処理部８１０から出力された信号Ｘ’は、第１実施形態と同様の方法により、なまし処理部８３０においてなまし処理される。なまし処理部８３０においてなまし処理された信号Ｘ’’は、算出部８４０に出力される。そして、算出部８４０において、なまし処理部８３０から出力された信号Ｘ’’に基づき、吸気量が算出すなわち計測される（図１６参照）。

以上説明したように、本実施形態では、処理部８０は、変換処理部８２０を有していない。しかしながら、本実施形態では処理部８０が進み処理部８１０およびなまし処理部８３０を有しているため、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

（他の実施形態）
上述の第２〜５実施形態では、処理部８０が変換処理部８２０を有する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、上記各実施形態において、第６実施形態のように、処理部８０が変換処理部８２０を有さないこととしてもよい。

また、上述の実施形態では、進み処理部８１０が、センサ部７０が出力した信号に対し、１次遅れの逆演算をすることにより、応答遅れを補償する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、進み処理部８１０は、センサ部７０が出力した信号に対し、１次遅れの逆演算以外の方法により、応答遅れを補償することとしてもよい。

また、上述の実施形態では、進み処理部８１０が、センサ部７０が出力した信号に対し１次遅れの逆演算をするときに用いる時定数を、吸気流路２を流れる吸気の速度である流量に応じて変更する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、進み処理部８１０は、センサ部７０が出力した信号に対し１次遅れの逆演算をするときに用いる時定数を所定の値に固定してもよい。

また、上述の実施形態では、なまし処理部８３０が、吸気の脈動率、吸気が脈動するときの周波数である脈動周波数、および、吸気の平均流量に基づき、進み処理部８１０により処理された後の信号をなます例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、なまし処理部８３０は、吸気の脈動率、吸気が脈動するときの周波数である脈動周波数、および、吸気の平均流量の少なくとも１つに基づき、進み処理部８１０により処理された後の信号をなますこととしてもよい。すなわち、センサ部７０から出力される信号には、吸気の脈動率、吸気の脈動周波数、および、吸気の平均流量の情報がすべて含まれていなくてもよい。また、本発明の他の実施形態では、なまし処理部８３０は、吸気の脈動率、吸気の脈動周波数、および、吸気の平均流量のいずれにも基づくことなく、進み処理部８１０により処理された後の信号をなますこととしてもよい。

また、上述の実施形態では、なまし処理部８３０が、進み処理部８１０において進み処理をするときに用いた時定数以下の時定数を用いて、進み処理部８１０により処理された後の信号をなます例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、なまし処理部８３０は、進み処理部８１０において進み処理をするときに用いた時定数より大きい時定数を用いて、進み処理部８１０により処理された後の信号をなますこととしてもよい。また、本発明の他の実施形態では、なまし処理部８３０は、例えば処理後の信号の振幅が処理前の信号の振幅より小さくなるよう、なまされるのであれば、どのような処理により信号をなましてもよい。

また、上述の実施形態では、算出部８４０が筐体外処理部８２に含まれる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、算出部８４０は、筐体外処理部８２ではなく、筐体側処理部８１に含まれることとしてもよい。この場合、筐体７側で吸気量の算出すなわち計測まで行われる。

また、上述の第５実施形態では、筐体側処理部８１が出力部８００を有する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、筐体側処理部８１は出力部８００を有さず、センサ部７０が信号をそのまま筐体外処理部８２の進み処理部８１０に出力することとしてもよい。

また、上述の実施形態では、処理部８０の各機能部である出力部８００、判断部８０５、進み処理部８１０、変換処理部８２０、なまし処理部８３０、算出部８４０を、プログラム等によりソフトウェア的に実現する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、処理部８０の上記各機能部のうち少なくとも１つを専用回路等によりハードウェア的に実現することとしてもよい。
このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ 空気流量計測装置、７０ センサ部、８０ 処理部、８１０ 進み処理部、８３０ なまし処理部

Claims (11)

1. 内燃機関（５）の吸気流路（２）を流れる吸気の量である吸気量に応じた信号を出力可能なセンサ部（７０）が出力した信号を処理する処理部（８０）を備え、
   前記処理部は、
   前記センサ部が出力した信号に対し、応答遅れを補償する進み処理を行う進み処理部（８１０）、および、
   前記進み処理部により処理された後の信号をなますなまし処理を行うなまし処理部（８３０）を有する空気流量計測装置（１）。
2. 前記処理部は、
   前記進み処理部により処理された信号を、流量に対し線形な相関のある信号に変換し、前記なまし処理部に出力する変換処理部（８２０）をさらに有する請求項１に記載の空気流量計測装置。
3. 前記進み処理部は、前記センサ部が出力した信号に対し、１次遅れの逆演算をすることにより、応答遅れを補償する請求項１または２に記載の空気流量計測装置。
4. 前記進み処理部は、前記センサ部が出力した信号に対し１次遅れの逆演算をするときに用いる時定数を、前記吸気流路を流れる吸気の速度である流量に応じて変更する請求項３に記載の空気流量計測装置。
5. 前記なまし処理部は、前記吸気の脈動率、前記吸気が脈動するときの周波数である脈動周波数、および、前記吸気の平均流量の少なくともいずれか１つに基づき、前記進み処理部により処理された後の信号をなます請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
6. 前記なまし処理部は、前記進み処理部において進み処理をするときに用いた時定数以下の時定数を用いて、前記進み処理部により処理された後の信号をなます請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
7. 前記処理部は、前記センサ部が出力した信号が所定の上限値を超えた場合のみ、前記進み処理部および前記なまし処理部による処理を実行する請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
8. 前記センサ部と、
   前記センサ部が前記吸気流路に位置するよう前記センサ部を支持する筐体（７）と、をさらに備え、
   前記処理部は、前記筐体に設けられる筐体側処理部（８１）、および、前記筐体以外の位置に設けられる筐体外処理部（８２）を有している請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気流量計測装置。
9. 前記筐体側処理部は、前記進み処理部および前記なまし処理部を含む請求項８に記載の空気流量計測装置。
10. 前記筐体側処理部は、前記進み処理部を含み、
    前記筐体外処理部は、前記なまし処理部を含む請求項８に記載の空気流量計測装置。
11. 前記筐体外処理部は、前記進み処理部および前記なまし処理部を含む請求項８に記載の空気流量計測装置。

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