JP2018179809A - 空気流量測定装置 - Google Patents

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、センシング部１０と処理部２０ａとを備えており、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流量を測定するものである。処理部２０ａは、出力値を取得する補正前入力部２１と、環境内における空気の偏流状態を示す偏流情報２４を記憶している記憶部と、偏流情報２４と出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の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２２ａと、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、制御装置は、エアフローセンサが搭載される環境における偏流に起因する脈動誤差に対しては対処されていない。このため、制御装置は、この偏流に起因す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、
出力値を取得する取得部（２１）と、
環境内における空気の偏流の状態を示す偏流情報を記憶している記憶部（３０）と、
少なくともひとつの偏流情報と出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の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（２２ａ〜２２ｊ）と、を備えていることを特徴とする。

このように、本開示は、センシング部が配置される環境内における空気の偏流状態を示す偏流情報を有している。そして、本開示は、少なくともひとつの偏流情報と出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差が小さくなるように空気流量を補正するため、偏流に起因する脈動誤差の変化に応じて空気流量を補正できる。よって、本開示は、空気流量の補正精度を向上できる。また、本開示は、補正精度を向上できるため、空気流量の脈動誤差を低減できる。

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を含むシステム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ＡＦＭの搭載環境を示すイメージ図である。 第１実施形態におけるＡＦＭとエアクリーナとの関係を示すイメージ図である。 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実施形態におけるエアクリーナに搭載されたＡＦＭを示すイメージ図である。 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３実施形態における偏流度と脈動誤差の関係を示すグラフである。 第３実施形態における偏流度を説明するグラフである。 第３実施形態におけるエアクリーナの形状と平均流速分布との関係を示す図面である。 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実施形態の変形例における２次元マップを示す図面である。 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実施形態における処理部の概略構成を示すブロック図である。 第９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９実施形態の変形例１における２次元マップを示す図面である。 第９実施形態の変形例１における脈動振幅と脈動誤差との複数の関係を示すグラフである。 第９実施形態の変形例２における３次元マップを示す図面である。 第１０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１１実施形態におけるＡＦＭを含むシステム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を測定する熱式の空気流量測定機能を有している。つまり、本実施形態では、空気流量として、吸気の流量である吸気流量を測定するＡＦＭ１００を採用している。よって、空気流量は、吸気流量とも言える。しかしながら、これは、空気流量測定装置の一例に過ぎない。なお、ＡＦＭ１００は、熱線式エアフロメータとも言える。

ＡＦＭ１００は、図１に示すように、主に、センシング部１０と処理部２０ａ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、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２２ａによって補正された空気流量を示す電気信号である。

ＡＦＭ１００は、空気が流れる環境に配置されるセンシング部１０からの出力値に基づいて、処理部２０ａが脈動補正などを行いつつ空気流量を測定する。本実施形態では、一例として、図３、図４に示すように、エアクリーナ３００に搭載されたＡＦＭ１００を採用している。このため、エアクリーナ３００は、搭載対象とも言える。しかしながら、ＡＦＭ１００の搭載対象は、エアクリーナ３００に限定されない。なお、エアクリーナ３００は、図３、図４に示すように、吸気が逆流していない状況において、太線矢印で示す方向に吸気が流れる。

エアクリーナ３００は、エンジンに吸入される吸気を浄化するものであって、吸気をろ過するエレメント３４０と、このエレメント３４０を内蔵するクリーナケース３３０とを有している。また、エアクリーナ３００は、クリーナケース３３０への吸気の入口である吸気入口３１０と、エレメント３４０を通過した吸気が流れるアウトレットダクト３７０とを有している。さらに、エアクリーナ３００は、アウトレットダクト３７０の端部でありエレメント３４０を通過した吸気の出口である吸気出口３８０を有している。

エレメント３４０は、例えば合成繊維の不織布やろ紙などのろ材によって構成され、クリーナケース３３０内において、吸気入口３１０と吸気出口３８０との間に配置されている。これにより、吸気入口３１０から入った吸気は、エレメント３４０を通過して吸気出口３８０へ向かう。

図３、図４における符号３５０は、クリーナケース３３０で囲まれた空間の一部であって、エレメント３４０とアウトレットダクト３７０との間のクリーン側空間３５０である。よって、クリーン側空間３５０は、エレメント３４０でろ過された吸気が流れる。

吸気入口３１０には、エアクリーナ３００に対して上流側の吸気通路を形成する上流側吸気管が設けられている。一方、吸気出口３８０には、エアクリーナ３００に対して下流側の吸気通路を形成する下流側吸気管が設けられている。

なお、図３に示すように、下流側吸気管には、スロットル弁４００が設けられている。つまり、スロットル弁４００は、吸気通路におけるエアクリーナ３００の下流側に設けられていると言える。ところで、上流とは、吸気が逆流していない状況における、センシング部１０の上流である。一方、下流とは、吸気が逆流していない状況における、センシング部１０の下流である。

エアクリーナ３００は、例えばエレメント３４０とセンシング部１０との間に、吸気を整流するための整流格子が設けられていてもよい。エレメント３４０を通過した吸気は、クリーナケース３３０の内部の形状などによって、流れが乱れている可能性がある。このため、整流格子を設けて、センシング部１０の上流で吸気を整流することにより、ＡＦＭ１００の特性安定化を図ることができる。

センシング部１０は、空気が流れる環境として、例えば、アウトレットダクト３７０や下流側吸気管等の吸気通路を構成する吸気ダクト内に配置される。つまり、ＡＦＭ１００は、吸気ダクト内の中心などの一部流速を計測するものであり、局部流量計とも言える。ここでは、一例として、アウトレットダクト３７０内に設けられている例を採用している。しかしながら、センシング部１０は、空気が流れる環境に配置されるものであれば採用できる。

例えば、センシング部１０は、図３、図４や、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５０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２０ａ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２０ａ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４００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。

また、吸気は、エアクリーナ３００など、センシング部１０が配置される環境の形状、すなわち、吸気ダクト内における吸気が接する部位の形状などによって偏流が生じることがある。つまり、偏流は、センシング部１０が搭載された環境の上流側吸気系における吸気の流れ、又は、上流側吸気系と下流側吸気系の流れによって生じるとも言える。また、偏流は、センシング部１０が搭載された環境の上流側吸気系における吸気の流速分布、又は、上流側吸気系と下流側吸気系の流速分布によって生じるとも言える。そして、ＡＦＭ１００は、図４に示すように、流速分布に偏りがある場合、脈動条件下で流速分布が平坦化するなど変化するため、空気流量を測定する際に影響を受ける。偏流状態は、センシング部１０が配置される環境の形状、すなわち、吸気ダクト内における吸気が接する部位の形状などによって異なる。

上流側吸気系とは、センシング部１０が搭載された吸気通路や、センシング部１０よりも上流の吸気通路を構成する部材である。よって、上流側吸気系は、エアクリーナ３００などを含んでいる。一方、下流側吸気系とは、センシング部１０よりも下流の吸気通路を構成する部材である。よって、下流側吸気系は、後程説明する下流側吸気管などを含んでいる。

そこで、後程説明する処理部２０ａは、この偏流に起因する脈動誤差Ｅｒｒを低減するように脈動補正を行う。言い換えると、処理部２０ａは、偏流に起因する脈動誤差特性を、偏流状態に関連する偏流情報２４をもって補正する。なお、偏流とは、吸気の流れの偏りである。また、偏流状態とは、偏流度合いや、偏流方向などである。さらに、偏流状態は、偏流態様と言い換えることもできる。

処理部２０ａ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２０ａ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３０とを有する。例えば、処理部２０ａは、コンピュータによって読み取り可能な記憶装置３０を備えるマイクロコンピュータで実現される。処理部２０ａ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３０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３０は、記憶媒体と言い換えることもできる。また、処理部２０ａ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。

処理部２０ａ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２０ａは、複数の機能ブロックを有している。処理部２０ａは、図２に示すように、機能ブロックとして、補正前入力部２１、脈動誤差補正部２２ａ、補正後出力部２３を含んでいる。

また、処理部２０ａ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２０ａ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２０ａ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。

さらに、処理部２０ａは、脈動誤差補正部２２ａでの補正に用いられる偏流情報２４を備えている。偏流情報２４は、記憶装置３０に記憶されている。よって、記憶装置３０は、特許請求の範囲における記憶部に相当する。偏流情報２４は、センシング部１０が配置される環境内における空気の偏流状態を示す情報である。また、偏流情報２４は、センシング部１０が配置される環境内において、脈動誤差に影響をあたえる空気の偏りを示す情報とも言える。偏流情報２４は、例えばエアクリーナ３００内における空気の偏流状態を示す情報である。このため、偏流情報２４は、センシング部１０が配置される環境、例えば、配置されるエアクリーナ３００によって異なる値となる。

補正前入力部２１は、取得部に相当し、センシング部１０の出力値を取得する。補正前入力部２１は、例えば、センシング部１０から出力された出力値をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された出力値をサンプリングするとともに、出力空気流量変換テーブルによって出力値を空気流量に変換する。つまり、補正前入力部２１は、各サンプリング値を空気流量に変換するとも言える。

出力空気流量変換テーブルは、出力値を空気流量に変換するためのテーブルである。また、出力空気流量変換テーブルによって変換された空気流量は、出力値に相関する値である。よって、この空気流量は、後程説明する脈動誤差補正部２２ａで用いる出力値とみなすことができる。

なお、補正前入力部２１は、１サイクル分のサンプリング値を平均した平均値、すなわち平均空気流量を算出するものであってもよい。この場合、脈動誤差補正部２２ａは、出力値として平均空気流量を対象として、空気流量を補正してもよい。なお、平均空気流量は、平均流量とも言える。

脈動誤差補正部２２ａは、少なくともひとつの偏流情報２４と出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。ここでは、出力値と、ひとつの偏流情報２４とを用いて空気流量を補正する例を採用する。例えば、脈動誤差補正部２２ａは、偏流情報２４を用いて、マップや補正関数から偏流情報２４に相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ａは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。補正量Ｑは、脈動誤差Ｅｒｒを低減できる値である。脈動誤差補正部２２ａは、補正量Ｑを推測すると言い換えることもできる。

つまり、補正量ＱがマイナスＱ１の場合、脈動誤差補正部２２ａは、補正前入力部２１で変換された空気流量にマイナスＱ１を加算、すなわち、空気流量から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２２ａは、空気流量に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、ＡＦＭ１００は、マップを用いて補正量Ｑを取得する場合、偏流情報２４から補正量Ｑを取得可能なマップを備えていることになる。補正量Ｑを得るためのマップとしては、例えば、偏流情報２４と補正量Ｑとが関連付けられたマップを採用できる。マップは、複数の偏流情報２４と、複数の偏流情報２４のそれぞれに相関した補正量Ｑが関連付けられているとも言える。

このマップは、実機を用いた実験やシミュレーションなどによって、各偏流情報２４と、各偏流情報２４に相関した補正量Ｑとの関係を確認しておくことで作成できる。つまり、各補正量Ｑは、偏流情報２４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、偏流情報２４毎に得られた値と言える。この場合、脈動誤差補正部２２ａは、偏流情報２４を取得すると、取得した偏流情報２４に関連付けられた補正量Ｑをマップから取得する。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。

補正後出力部２３は、脈動誤差補正部２２ａによって補正された空気流量を示す電気信号を出力する。つまり、補正後出力部２３は、脈動誤差Ｅｒｒが低減された空気流量を示す電気信号を、ＥＣＵ２００に対して出力する。

このように、ＡＦＭ１００は、センシング部１０が配置される環境内における空気の偏流状態を示す偏流情報２４を有している。そして、ＡＦＭ１００は、偏流情報２４と、センシング部１０の出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正するため、偏流に起因する脈動誤差Ｅｒｒの変化に応じて空気流量を補正できる。よって、ＡＦＭ１００は、空気流量の補正精度を向上できる。また、ＡＦＭ１００は、補正精度を向上できるため、空気流量の脈動誤差Ｅｒｒを低減できる。つまり、ＡＦＭ１００は、エアクリーナ３００毎に発生する偏流に起因する脈動誤差特性を低減できるとも言える。

また、一般的に、偏流の状態は、ＡＦＭの搭載対象（ここではエアクリーナ）毎によって異なる。このため、偏流に起因する脈動誤差Ｅｒｒは、エアクリーナ毎によって異なる。通常、ＡＦＭをエアクリーナに搭載する際には、搭載対象のエアクリーナ毎に、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように脈動特性の適合を行うことが考えられる。

しかしながら、ＡＦＭ１００は、エアクリーナ３００毎に発生する偏流に起因する脈動誤差特性を低減できるため、エアクリーナ３００毎に実施されている脈動特性の適合を低減することができる。よって、ＡＦＭ１００は、エアクリーナ３００毎に発生するハードでの脈動特性適合を低減することができる。

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１１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１１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２０ａ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２０ａ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２０ａ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、図６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。本実施形態では、第１実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第１実施形態と同様の点に関しては、第１実施形態の説明を参照して採用することができる。なお、以下においては、互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向と示す。

ＡＦＭは、処理部２０ｂの構成がＡＦＭ１００と異なる。処理部２０ｂは、図５に示すように、エアクリーナ形状情報２５と、エアクリーナ形状情報２５を用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｂを備えている点が処理部２０ａと異なる。つまり、処理部２０ｂは、偏流情報２４としてエアクリーナ形状情報２５を有していると言える。本実施形態においても、センシング部１０がエアクリーナ３００内に配置されている例を採用する。エアクリーナ形状情報は、特許請求の範囲における形状情報に相当する。

まず、図６を用いて、エアクリーナ３００に関して説明する。図６に示すように、本実施形態で採用するエアクリーナ３００は、上記実施形態のものと異なる。しかしながら、本実施形態では、便宜的に、上記実施形態と同様の構成要件に、上記実施形態と同じ符号を付与する。エアクリーナ３００は、図６に示すように、吸気が逆流していない状況において、太線矢印で示す方向に吸気が流れる。なお、図６の符号３６０は、アウトレットダクト３７０におけるクリーナケース３３０側の角部である。

エアクリーナ３００は、吸気入口３１０とクリーナケース３３０との間にインレットダクト３２０が設けられている。インレットダクト３２０は、アウトレットダクト３７０とＸ方向の位置とＹ方向の位置が異なり、且つ平行に設けられている。吸気入口３１０と吸気出口３８０は、Ｘ方向に直交する開口面となっている。吸気入口３１０と吸気出口３８０は、Ｘ方向の位置とＹ方向の位置が異なる。

図６では、アウトレットダクト３７０に取り付けられた下流側吸気管３９０を図示している。下流側吸気管３９０は、一例として、直角に屈曲した形状の管を採用している。つまり、下流側吸気管３９０は、アウトレットダクト３７０に対して延長してＸ方向に延びる部位と、アウトレットダクト３７０に対して直角に折れ曲がったＹ方向に延びる部位とを含んでいる。

図６のθは、下流側吸気管３９０の曲角を示している。曲角θは、アウトレットダクト３７０の中心を通る仮想直線と、下流側吸気管３９０の折れ曲がった部位の中心を通る仮想直線のなす角である。ここでは、曲角θが９０度である例を採用している。

上記のように、吸気は、エアクリーナ３００や下流側吸気管３９０など、センシング部１０が配置される環境の形状によって偏流が生じることがある。そして、偏流状態は、この形状によって変化する。このため、エアクリーナ３００の形状を示す情報であるエアクリーナ形状情報２５は、偏流状態に相関するパラメータと言える。言い換えると、エアクリーナ形状情報２５は、センシング部１０が配置される環境の形状を示す情報であり、且つ、センシング部１０が配置される環境内において、脈動誤差Ｅｒｒに影響をあたえる空気の偏りに相関する情報とも言える。このように、エアクリーナ形状情報２５は、エアクリーナ３００の形状のみに限定されないため、環境形状情報と言うこともできる。

そこで、処理部２０ｂは、偏流情報２４として、エアクリーナ形状情報２５を有している。このエアクリーナ形状情報２５は、記憶装置３０に記憶されている。また、エアクリーナ形状情報２５は、例えば、吸気入口３１０と吸気出口３８０の位置関係、角部３６０のＲ寸法、クリーン側空間３５０の容積、曲角θなどを採用できる。本実施形態では、これらのエアクリーナ形状情報２５のうちひとつを有した処理部２０ｂを採用している。つまり、処理部２０ｂは、例えば、エアクリーナ形状情報２５としてクリーン側空間３５０の容積を有しているものなどを採用できる。

脈動誤差補正部２２ｂは、エアクリーナ形状情報２５と出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。ここでは、出力値と、ひとつのエアクリーナ形状情報２５とを用いて空気流量を補正する例を採用する。例えば、脈動誤差補正部２２ｂは、エアクリーナ形状情報２５を用いて、マップや補正関数からエアクリーナ形状情報２５に相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｂは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。

なお、この場合のマップは、上記実施形態で説明したマップの偏流情報２４がエアクリーナ形状情報２５にかえられたものである。つまり、本実施形態のマップは、複数のエアクリーナ形状情報２５と、複数のエアクリーナ形状情報２５のそれぞれに相関した補正量Ｑが関連付けられているとも言える。

これによって、第２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、第２実施形態のＡＦＭは、エアクリーナ３００の形状に起因する偏流状態を定量化できる。

（第３実施形態）
図７〜図１０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。本実施形態では、第１実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第１実施形態と同様の点に関しては、第１実施形態の説明を参照して採用することができる。なお、以下においては、互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向と示す。

ＡＦＭは、処理部２０ｃの構成がＡＦＭ１００と異なる。処理部２０ｃは、図７に示すように、偏流度２６と、偏流度２６を用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｃを備えている点が処理部２０ａと異なる。つまり、処理部２０ｃは、偏流情報２４として偏流度２６を有していると言える。本実施形態においても、センシング部１０がエアクリーナ３００内に配置されている例を採用する。

図８に示すように、脈動誤差Ｅｒｒは、偏流度２６に応じて変わる。脈動誤差Ｅｒｒは、例えば、偏流度２６が大きくなるにつれて大きくなる。この偏流度２６は、基準管３００ａと各エアクリーナ３００ｂ、３００ｃなどでの空気流量と出力値との関係を比率化したパラメータである。なお、偏流度２６と脈動誤差Ｅｒｒとは、実測やシミュレーションによって、相関があることがわかる。

図８の三角印は、基準管３００ａにＡＦＭを配置した際における偏流度２６と脈動誤差Ｅｒｒとの関係を示している。一方、図８の菱型印は、各エアクリーナ３００ｂ、３００ｃなど複数のエアクリーナにＡＦＭを配置した際における、それぞれの偏流度２６と脈動誤差Ｅｒｒとの関係を示している。なお、偏流度２６に関しては、後程詳しく説明する。

図１０に、基準管３００ａと、エアクリーナの一例とを示す。基準管３００ａは、空気が流れる所定の管径を有した管であり、ＡＦＭ１００自体の特性を検査する際などに用いられる試験用管とみなすことができる。基準管３００ａは、クリーナケース３３０ａ、整流格子３４０ａ、アウトレットダクト３７０ａなどを備えており、太線矢印の方向に空気が流れる。なお、基準管３００ａは、実際に、車両の吸気通路として用いられるものではないためエレメント３４０を有していなくてもよい。

基準管３００ａは、整流格子３４０ａが設けられていたり、クリーナケース３３０ａとのアウトレットダクト３７０ａとがなだらかに連結されていたりするため、破線で示すように、平均流速分布に近い流速分布を示す。なお、基準管３００ａは、基準管３００ａと言い換えることもできる。

第１エアクリーナ３００ｂは、クリーナケース３３０ｂ、エレメント３４０、アウトレットダクト３７０ｂなどを備えており、太線矢印の方向に吸気が流れる。第１エアクリーナ３００ｂは、実際に、車両の吸気通路として用いられるものである。第１エアクリーナ３００ｂは、エレメント３４０を通過する吸気の方向と、アウトレットダクト３７０ｂを通過する吸気の方向が異なる。言い換えると、第１エアクリーナ３００ｂは、吸入方向とアウトレットダクト３７０ｂの中心軸であるダクト軸との方向が異なる。このため、第１エアクリーナ３００ｂは、平均流速分布が偏る。具体的には、天側に偏流する。

第２エアクリーナ３００ｃは、クリーナケース３３０ｃ、エレメント３４０、アウトレットダクト３７０ｃなどを備えており、太線矢印の方向に吸気が流れる。第２エアクリーナ３００ｃは、実際に、車両の吸気通路として用いられるものである。

第２エアクリーナ３００ｃは、エレメント３４０を通過する吸気の方向と、アウトレットダクト３７０ｂを通過する吸気の方向が同じである。しかしながら、第２エアクリーナ３００ｃは、アウトレットダクト３７０ｃの入口が直角である。つまり、第２エアクリーナ３００ｃは、クリーナケース３３０ｃとアウトレットダクト３７０ｃとの角部が直角となっている。また、第２エアクリーナ３００ｃは、クリーナケース３３０ｃよりもアウトレットダクト３７０ｃの方が開口径が小さい形状を有していると言える。このため、エアクリーナ３００ｃは、平均流速分布が偏る。具体的には、平均流速分布がアウトレットダクト３７０ｃの中央に偏流する。

よって、図９に示すように、ＡＦＭは、基準管３００ａや各エアクリーナ３００ｂ、３００ｃなどで空気流量と出力値との関係が異なる。図９の実線は、基準管３００ａの空気流量と出力値との関係を示している。図９の破線は、各エアクリーナ３００ｂ、３００ｃなどの空気流量と出力値との関係を示している。

また、偏流度２６は、基準管３００ａにセンシング部１０を取り付けた際の基準出力値に対応する基準空気流量Ｇａを分子、エアクリーナ内などに配置されたセンシング部１０が基準出力値を出力した際の基準出力値に対応する個別空気流量を分母とした値である。よって、個別空気流量Ｇｂのエアクリーナでは、偏流度２６が基準空気流量Ｇａ／個別空気流量Ｇｂとなる。同様に、個別空気流量Ｇｂのエアクリーナでは、偏流度２６が基準空気流量Ｇａ／個別空気流量Ｇｃとなる。

このように、偏流度２６は、エアクリーナ３００や下流側吸気管３９０など、センシング部１０が配置される環境の形状によって異なる。また、上記のように、吸気は、エアクリーナ３００や下流側吸気管３９０など、センシング部１０が配置される環境の形状によって偏流が生じることがある。そして、偏流状態は、この形状によって変化する。このため、偏流度２６は、偏流状態に相関するパラメータと言える。言い換えると、偏流度２６は、センシング部１０が配置される環境内において、脈動誤差Ｅｒｒに影響をあたえる空気の偏りに相関する情報とも言える。

そこで、処理部２０ｃは、偏流情報２４として偏流度２６を有している。この偏流度２６は、記憶装置３０に記憶されている。そして、脈動誤差補正部２２ｃは、偏流度２６と出力値とを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。

ここでは、出力値と、ひとつの偏流度２６とを用いて空気流量を補正する例を採用する。例えば、脈動誤差補正部２２ｃは、偏流度２６を用いて、マップや補正関数から偏流度２６に相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｃは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。

なお、この場合のマップは、上記実施形態で説明したマップの偏流情報が偏流度２６にかえられたものである。つまり、本実施形態のマップは、複数の偏流度２６と、複数の偏流度２６のそれぞれに相関した補正量Ｑが関連付けられているとも言える。

これによって、第３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、第３実施形態のＡＦＭは、エアクリーナ３００の形状に起因する偏流状態を定量化できる。

（第４実施形態）
図１１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。本実施形態では、第１実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第１実施形態と同様の点に関しては、第１実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｄの構成がＡＦＭ１００と異なる。処理部２０ｄは、図１１に示すように、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂと、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｄを備えている点が処理部２０ａと異なる。つまり、処理部２０ｄは、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂを有していると言える。本実施形態においても、センシング部１０がエアクリーナ３００内に配置されている例を採用する。なお、本実施形態では、一例として、第１偏流情報２４ａと第２偏流情報２４ｂの二つを用いる処理部２０ｄを採用している。しかしながら、処理部２０ｄは、三つ以上の偏流情報を有していてもよい。

脈動誤差補正部２２ｄは、出力値と複数の偏流情報２４ａ、２４ｂとを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。例えば、脈動誤差補正部２２ｄは、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂを用いて、マップや補正関数から、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂに相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｄは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。

なお、補正関数は、補正量Ｑ＝α１×Ｄ１＋α２×Ｄ２＋α３×Ｄ３＋・・・と、多項式で表すことができる。この補正関数では、α１〜が定数で、Ｄ１〜が偏流情報である。よって、本実施形態では、α１×Ｄ１＋α２×Ｄ２を演算することで補正量Ｑを取得できる。この場合、Ｄ１が偏流情報２４ａ、Ｄ２が偏流情報２４ｂに相当する。なお、補正関数における定数α１、α２、α３などの定数は、重回帰分析などにより決めることができる。

これによって、第４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、第４実施形態のＡＦＭでは、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂを用いて空気流量を補正するため、空気流量の補正精度をより一層向上できる。これに伴って、第４実施形態のＡＦＭは、空気流量の脈動誤差Ｅｒｒをより一層低減できる。

（第４実施形態の変形例）
図１２を用いて、第４実施形態の変形例におけるＡＦＭ（以下、単にＡＦＭ）に関して説明する。本変形例では、第４実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第４実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第４実施形態と同様の点に関しては、第４実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、脈動誤差補正部２２ｄが２次元マップを用いて、出力値と複数の偏流情報２４ａ、２４ｂとから補正量Ｑを取得する点が第４実施形態と異なる。図１２に示すように、２次元マップは、複数の偏流情報Ｄａｉと複数の偏流情報Ｄｂｊの各組み合わせに、補正量Ｑｉｊが関連付けられている。ｉ、ｊは、１以上の自然数である。この各補正量Ｑｉｊは、偏流情報Ｄａｉ、Ｄｂｊ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、偏流情報Ｄａｉ、Ｄｂｊの各組み合わせで得られた値と言える。

よって、脈動誤差補正部２２ｄは、複数の偏流情報Ｄａｉ、Ｄｂｊを用いて、マップから、複数のＤａｉ、Ｄｂｊの組み合わせに相関した補正量Ｑｉｊを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｄは、取得した補正量Ｑｉｊと出力値とを用いて空気流量を補正する。例えば、脈動誤差補正部２２ｄは、偏流情報Ｄａ１、Ｄｂ１を有していた場合、補正量Ｑ１１を取得し、補正量Ｑ１１と出力値とを用いて空気流量を補正する。同様に、脈動誤差補正部２２ｄは、偏流情報Ｄａ２、Ｄｂ２を有していた場合、補正量Ｑ２２を取得し、補正量Ｑ２２と出力値とを用いて空気流量を補正する。

これによって、第４実施形態における変形例のＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。

（第５実施形態）
図１３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。本実施形態では、第４実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第４実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第４実施形態と同様の点に関しては、第４実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｅの構成が第４実施形態のＡＦＭと異なる。処理部２０ｅは、図１３に示すように、複数のエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂと、複数のエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｅを備えている点が処理部２０ｄと異なる。つまり、処理部２０ｅは、複数のエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂを有していると言える。本実施形態においても、センシング部１０がエアクリーナ３００内に配置されている例を採用する。なお、本実施形態では、一例として、第１エアクリーナ形状情報２５ａと第２エアクリーナ形状情報２５ｂの二つを用いる処理部２０ｅを採用している。しかしながら、処理部２０ｅは、三つ以上のエアクリーナ形状情報を有していてもよい。

脈動誤差補正部２２ｅは、出力値と複数のエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂとを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。例えば、脈動誤差補正部２２ｅは、第４実施形態と同様に、複数のエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂを用いて、マップや補正関数から、複数のエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂに相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｅは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。つまり、脈動誤差補正部２２ｅは、偏流情報としてエアクリーナ形状情報を用いて空気流量を補正する。よって、脈動誤差補正部２２ｅは、第４実施形態、及びその変形例の偏流情報をエアクリーナ形状情報にかえて、空気流量を補正する。

これによって、第５実施形態のＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。さらに、第５実施形態のＡＦＭは、エアクリーナ３００の形状に起因する偏流状態を定量化できる。

（第６実施形態）
図１４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。本実施形態では、第４実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第４実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第４実施形態と同様の点に関しては、第４実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｆの構成が第４実施形態のＡＦＭと異なる。処理部２０ｆは、図１４に示すように、複数の偏流度２６ａ、２６ｂと、複数の偏流度２６ａ、２６ｂを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｆを備えている点が処理部２０ｄと異なる。つまり、処理部２０ｆは、複数の偏流度２６ａ、２６ｂを有していると言える。本実施形態においても、センシング部１０がエアクリーナ３００内に配置されている例を採用する。なお、本実施形態では、一例として、第１偏流度２６ａと第２偏流度２６ｂの二つを用いる処理部２０ｆを採用している。しかしながら、処理部２０ｆは、三つ以上の偏流度を有していてもよい。

脈動誤差補正部２２ｆは、出力値と複数の偏流度２６ａ、２６ｂとを用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。例えば、脈動誤差補正部２２ｆは、第４実施形態と同様に、複数の偏流度２６ａ、２６ｂを用いて、マップや補正関数から、複数の偏流度２６ａ、２６ｂに相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｆは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。つまり、脈動誤差補正部２２ｆは、偏流情報として偏流度を用いて空気流量を補正する。よって、脈動誤差補正部２２ｆは、第４実施形態、及びその変形例の偏流情報を偏流度にかえて、空気流量を補正する。

これによって、第６実施形態のＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。さらに、第６実施形態のＡＦＭは、エアクリーナ３００の形状に起因する偏流状態を定量化できる。

（第７実施形態）
図１５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。本実施形態では、第１実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第１実施形態と同様の点に関しては、第１実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｇの構成がＡＦＭ１００と異なる。処理部２０ｇは、図１５に示すように、脈動状態算出部２７と、偏流情報２４に加えて脈動状態情報とを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｇを備えている点が処理部２０ａと異なる。つまり、偏流に起因する脈動誤差Ｅｒｒは、空気流量の脈動状態によっても異なる。そこで、ＡＦＭは、さらに、脈動状態情報を用いて空気流量を補正する。

脈動状態算出部２７は、特許請求の範囲における状態取得部に相当する。脈動状態算出部２７は、空気流量の脈動の状態を示す脈動状態情報を算出することで、脈動状態情報を取得する。脈動状態算出部２７は、補正前入力部２１の出力値に基づいて脈動状態情報を取得する。脈動状態算出部２７は、例えば、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脈動状態情報を算出する。この脈動状態情報は、センシング部１０が配置される環境内において、脈動誤差Ｅｒｒに影響をあたえる空気の脈動状態を示す情報と言える。

脈動誤差補正部２２ｇは、出力値と偏流情報２４とに加えて、脈動状態算出部２７から取得した脈動状態情報を用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。例えば、脈動誤差補正部２２ｇは、偏流情報２４と脈動状態情報を用いて、マップや補正関数から、偏流情報２４と脈動状態情報に相関した補正量Ｑを取得する。そして、脈動誤差補正部２２ｇは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。

脈動誤差補正部２２ｇは、例えば、偏流情報２４と脈動状態情報とに補正量Ｑが関連付けられたマップなどを用いて、偏流情報２４と脈動状態情報とに相関した補正量Ｑを取得する。この場合、ＡＦＭは、偏流情報２４と脈動状態情報の複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した補正量Ｑ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、一方の軸に偏流情報２４をとり、他方の軸に脈動状態情報をとり、偏流情報２４と脈動状態情報の各組み合わせに補正量Ｑのそれぞれが関連付けられている。複数の補正量Ｑのそれぞれは、偏流情報２４と脈動状態情報の値を変えて、実機を用いた実験やシミュレーションを行った場合に、偏流情報２４と脈動状態情報の各組み合わせで得られた値と言える。

これによって、第７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、第７実施形態のＡＦＭでは、偏流情報２４と脈動状態情報を用いて空気流量を補正するため、空気流量の補正精度をより一層向上できる。これに伴って、第７実施形態のＡＦＭは、空気流量の脈動誤差Ｅｒｒをより一層低減できる。また、第７実施形態のＡＦＭは、ＡＦＭ自体の脈動特性と、偏流による脈動特性の両方を補正することができるとも言える。

なお、本実施形態では、偏流情報２４として、第２実施形態のようにエアクリーナ形状情報２５を採用しても同様の効果を奏することができ、さらに、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、偏流情報２４として、第３実施形態のように偏流度２６を採用しても同様の効果を奏することができ、さらに、第３実施形態と同様の効果を奏することができる。この点は、下記の第８実施形態に関しても同様である。

（第７実施形態の変形例１）
第７実施形態のＡＦＭ（以下、単にＡＦＭ）に関して説明する。本実施形態では、第７実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第７実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第７実施形態と同様の点に関しては、第７実施形態の説明を参照して採用することができる。なお、符号に関しては、便宜的に、第７実施形態と同じ符号を用いる。

本変形例の処理部２０ｇは、脈動状態情報として標準偏差σを用いる点が第７実施形態と異なる。つまり、処理部２０ｇは、標準偏差σを算出する脈動状態算出部２７と、偏流情報２４に加えて標準偏差σを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｇを備えている点が第７実施形態と異なる。

空気流量の波形は、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。そこで、処理部２０ｇは、脈動状態情報として標準偏差σを用いて空気流量を補正する。

脈動状態算出部２７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（複数のサンプリング値）から標準偏差σを算出する。つまり、脈動状態算出部２７は、Ａ／Ｄ変換された出力値をサンプリングし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。

ｘ_ｉ：サンプリング値、ｘ_ｉ〜ｘ_ｎ：母集団、ｎ：サンプリング数、ｘave:母集団の平均値
そして、脈動誤差補正部２２ｇは、偏流情報２４と標準偏差σを用いて、マップや補正関数から、偏流情報２４と標準偏差σに相関した補正量Ｑを取得する。脈動誤差補正部２２ｇは、取得した補正量Ｑと出力値とを用いて空気流量を補正する。

変形例１は、第７実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、標準偏差σは、サンプリング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２０ｇは、標準偏差σを用いて補正量Ｑを取得することで、最適な誤差補正ができる。さらに、処理部２０ｇ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、標準偏差演算部で標準偏差σを算出すると言える。

（第７実施形態の変形例２）
第７実施形態のＡＦＭ（以下、単にＡＦＭ）に関して説明する。本実施形態では、第７実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第７実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第７実施形態と同様の点に関しては、第７実施形態の説明を参照して採用することができる。なお、符号に関しては、便宜的に、第７実施形態と同じ符号を用いる。

本変形例の処理部２０ｇは、脈動状態情報として脈動率Ｐを用いる点が第７実施形態と異なる。つまり、処理部２０ｇは、脈動率Ｐを算出する脈動状態算出部２７と、偏流情報２４に加えて脈動率Ｐを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｇを備えている点が第７実施形態と異なる。

脈動誤差Ｅｒｒは、脈動振幅Ａや脈動率Ｐによってかわる。そこで、処理部２０ｇは、脈動状態情報として脈動率Ｐを用いて空気流量を補正する。

ここで、脈動状態算出部２７による脈動率Ｐの算出方法の一例に関して説明する。脈動状態算出部２７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（複数のサンプリング値）から、空気流量の最大値を取得する。つまり、脈動状態算出部２７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最大値、すなわち最大流量である脈動最大値Ｇｍａｘを求める。なお、以下においては、計測期間における空気流量の最小値を脈動最小値とも称する。

また、脈動状態算出部２７は、上記サンプリングデータから、空気流量の平均値を算出する。つまり、脈動状態算出部２７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流量Ｇを算出する。脈動状態算出部２７は、例えば、積算平均を用いて平均流量Ｇを算出する。例えば、時間Ｔ１から時間Ｔｎを計測期間とし、時間Ｔ１の空気流量をＧ１、時間Ｔｎの空気流量をＧｎとする。そして、脈動状態算出部２７は、数３を用いて、平均流量Ｇ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流量Ｇを算出できる。

さらに、脈動状態算出部２７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、平均流量Ｇを算出してもよい。後程説明するが、処理部２０ａは、平均流量Ｇと脈動最大値Ｇｍａｘとから脈動振幅Ａ及び脈動率Ｐを算出する。よって、処理部２０ｇは、脈動状態算出部２７が脈動最小値を用いずに平均流量Ｇを算出することで、脈動最小値の影響が低減された脈動振幅Ａ及び脈動率Ｐを算出できる。言い換えると、処理部２０ｇは、脈動振幅Ａを算出する際に、検出精度が低い脈動最小値を使わずに、平均流量Ｇと検出精度が比較的高い脈動最大値Ｇｍａｘとを用いて脈動振幅Ａ及び脈動率Ｐを算出することで、脈動振幅Ａ及び脈動率Ｐの算出精度を向上できる。

脈動状態算出部２７は、脈動最大値Ｇｍａｘと平均流量Ｇとの差を取ることで空気流量の脈動振幅Ａを演算（取得）する。つまり、脈動状態算出部２７は、空気流量の全振幅ではなく、空気流量の片振幅を求める。これは、上記のように検出精度が比較的低い脈動最小値の影響を小さくするためである。そして、脈動状態算出部２７は、脈動振幅Ａを平均流量Ｇａｖｅで除して空気流量の脈動率Ｐを演算する。このように、脈動率Ｐは、脈動振幅Ａと相関関係を有したパラメータである。

脈動誤差補正部２２ｇは、脈動率Ｐに相関した補正量Ｑを取得する。この場合、脈動誤差補正部２２ｇは、例えば、脈動率Ｐと補正量Ｑとが関連付けられたマップなどを用いて、脈動率Ｐに相関した補正量Ｑを取得する。つまり、脈動誤差補正部２２ｇは、脈動状態算出部２７によって脈動率Ｐが得られると、得られた脈動率Ｐに相関する補正量Ｑをマップから抽出する。この場合、ＡＦＭは、複数の脈動率Ｐと、各脈動率Ｐに相関した補正量Ｑとが関連付けられたマップを備えている。つまり、各補正量Ｑは、脈動率Ｐ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、脈動率Ｐ毎に得られた値と言える。

変形例２は、第７実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、脈動状態算出部２７は、検出精度が低い脈動最小値を使わずに求めた脈動率Ｐを用いて、脈動率Ｐを算出している。このため、脈動状態算出部２７は、検出精度が低い空気流量の最小値の影響が低減された脈動率Ｐを得ることができる。

そして、脈動誤差補正部２２ｇは、この脈動率Ｐに相関した補正量Ｑを取得し、脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように空気流量を補正するものである。従って、変形例２のＡＦＭは、空気流量の補正精度をより一層向上できる。つまり、変形例２のＡＦＭは、脈動誤差Ｅｒｒがより一層低減された空気流量を得ることができる。また、ＡＦＭは、空気流量を補正するための引数を得る際のロバスト性を向上できるとも言える。

なお、脈動状態算出部２７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脈動最大との平均によって平均流量Ｇを算出してもよい。つまり、脈動状態算出部２７は、数４を用いて平均流量Ｇを算出する。

（第８実施形態）
図１６を用いて、第８実施形態のＡＦＭ（以下、単にＡＦＭ）に関して説明する。本実施形態では、第７実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第７実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第７実施形態と同様の点に関しては、第７実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｈの構成が第７実施形態のＡＦＭと異なる。処理部２０ｈは、図１６に示すように、エンジン運転情報４０を取得する脈動状態算出部２７ａを備えている点が処理部２０ｇと異なる。なお、脈動状態算出部２７ａは、特許請求の範囲における状態取得部に相当する。

空気の脈動は、エンジンの運転状態、言い換えるとエンジンの動作状態に影響を受ける。つまり、脈動状態は、エンジンの運転状態に相関している。そこで、脈動状態算出部２７ａは、ＥＣＵ２００からの信号であるエンジン運転情報４０に基づいて脈動状態を取得する。このように、脈動状態算出部２７ａは、補正前入力部２１の出力値ではなく、ＥＣＵ２００からの信号であるエンジン運転情報４０に基づいて脈動状態を取得する点が脈動状態算出部２７と異なる。

エンジン運転情報４０は、エンジンの運転状態を示す情報であり、エンジン回転数、スロットル開度、ＶＣＴ開度などを採用できる。そして、脈動状態算出部２７ａは、ＥＣＵ２００からのエンジン運転情報４０を取得すると、マップや演算式などを用いて、エンジン運転情報４０に相関する脈動状態情報を取得する。ＶＣＴは登録商標である。

脈動誤差補正部２２ｈは、出力値と偏流情報２４とに加えて、脈動状態算出部２７ａから取得した脈動状態情報を用いて、偏流によって生じる空気流量の脈動誤差Ｅｒｒが小さくなるように、空気流量を補正する。そして、脈動誤差補正部２２ｈは、脈動誤差補正部２２ｇと同様に空気流量を補正する。

これによって、第８実施形態のＡＦＭは、第７実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。さらに、第８実施形態のＡＦＭでは、エンジン運転情報４０を用いるため、出力値を用いる場合よりも、処理部２０ｈの処理負荷を低減できる。また、第８実施形態のＡＦＭは、第７実施形態の変形例１、２と組み合わせて実施することもできる。

（第９実施形態）
図１７を用いて、第９実施形態のＡＦＭ（以下、単にＡＦＭ）に関して説明する。本実施形態では、第７実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第７実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第７実施形態と同様の点に関しては、第７実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｉの構成が第７実施形態のＡＦＭと異なる。処理部２０ｉは、図１７に示すように、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂと、脈動状態情報に加えて複数の偏流情報２４ａ、２４ｂを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｉを備えている点が処理部２０ｇと異なる。ＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭと第７実施形態のＡＦＭとを組み合わせたものとみなすことができる。

ここでは、一例として、関数を用いて補正量Ｑを算出する例を採用する。関数は、補正量Ｑ＝（α１×Ｄ１＋α２×Ｄ２＋α３×Ｄ３＋・・・）＋βＧ＋γＦ＋ηＡの多項式で表現できる。
αｉ、β、γ、η；定数
Ｄｉ；偏流情報
Ｇ；平均流量
Ｆ；脈動周波数
Ａ；脈動振幅
ｉ；１以上の自然数である。

また、ここでは、脈動状態情報として、出力値における空気の脈動波形の振幅である脈動振幅Ａ、脈動波形の周波数である脈動周波数Ｆ、所定期間における空気流量の平均値である平均流量Ｇを採用している。脈動誤差補正部２２ｉは、補正前入力部２１の出力値に基づいて、これらの脈動状態情報を取得する。脈動誤差補正部２２ｉは、例えば、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脈動状態情報を取得する。

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２２ｉは、脈動状態情報として、脈動振幅Ａ、脈動周波数Ｆ、平均流量Ｇの少なくともひとつを用いるものであれば採用できる。

これによって、第９実施形態のＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭ及び第７実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。さらに、第９実施形態のＡＦＭでは、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂと脈動状態情報を用いて空気流量を補正するため、空気流量の補正精度をより一層向上できる。これに伴って、第９実施形態のＡＦＭは、空気流量の脈動誤差Ｅｒｒをより一層低減できる。

なお、本実施形態では、偏流情報２４ａ、２４ｂとして、第５実施形態のようにエアクリーナ形状情報２５ａ、２５ｂを採用しても同様の効果を奏することができ、さらに、第５実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、偏流情報２４ａ、２４ｂとして、第６実施形態のように偏流度２６ａ、２６ｂを採用しても同様の効果を奏することができ、さらに、第６実施形態と同様の効果を奏することができる。この点は、下記の第１０実施形態でも同様である。

また、本実施形態は、第７実施形態の変形例１や変形例２と組み合わせて実施することもできる。つまり、本実施形態は、脈動状態情報のひとつとして、標準偏差σや脈動率Ｐをさらに用いてもよい。

（第９実施形態の変形例１）
ここで、図１８、図１９を用いて、第９実施形態の変形例１に関して説明する。なお、符号に関しては、便宜的に、第９実施形態と同じ符号を用いる。変形例１の脈動誤差補正部２２ｉは、図１８に示す２次元マップと、下記の誤差予測式とを用いて補正量Ｑを決定して補正を行う点が第９実施形態と異なる。

この場合、脈動誤差補正部２２ａは、例えば、図１８に示す２次元マップと誤差予測式とを用いて、偏流情報と脈動周波数Ｆと平均流量Ｇと脈動振幅Ａとに相関した脈動誤差Ｅｒｒを取得する。

誤差予測式；脈動誤差Ｅｒｒ＝Ｃｉｎｎ×Ａ＋Ｂｉｎｎ
Ｃｉｎｎ；傾き
Ｂｉｎｎ；切片
ｉ；１以上の自然数
脈動誤差Ｅｒｒ［％］と脈動振幅Ａとの関係は、図１９に示すように、複数の脈動周波数Ｆと複数の平均流量Ｇの各組み合わせで異なる。なお、図１９における実線は、補正後の脈動誤差Ｅｒｒと脈動振幅Ａとの関係を示している。一方、破線は、補正前の脈動誤差Ｅｒｒと脈動振幅Ａの関係、つまり脈動特性を示している。

そして、図１８に示すように、２次元マップは、平均流量Ｇ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。なお、図１８では、一例として、偏流情報Ｄｉの２次元マップを図示している。偏流情報Ｄｉは、上記偏流情報２４ａや偏流情報２４ｂに相当する。例えば、偏流情報Ｄ１が偏流情報２４ａに相当し、偏流情報Ｄ２が偏流情報２４ｂに相当する。また、傾きＣ１１１、Ｃ１ｎ１、Ｃ１１ｎ、Ｃ１ｎｎなどは、偏流情報Ｄ１の場合の傾きである。同様に、傾きＣ２１１、Ｃ２ｎ１、Ｃ２１ｎ、Ｃ２ｎｎなどは、偏流情報Ｄ２の場合の傾きである。よって、変形例１のＡＦＭは、このような２次元マップを複数の偏流情報Ｄｉのそれぞれに対応して有している。

詳述すると、２次元マップは、例えば、一方の軸に平均流量Ｇ１〜Ｇｎをとり、他方の軸に脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎをとり、平均流量Ｇ１〜Ｇｎ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。

このように、２次元マップは、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、各平均流量Ｇと各脈動周波数Ｆとに関連付けられている。

脈動誤差補正部２２ｉは、例えば、偏流情報Ｄ１、脈動振幅Ａ１、脈動周波数Ｆ１、平均流量Ｇ１の場合、２次元マップを用いることで傾きＣ１１１と切片Ｂ１１１を取得する。つまり、脈動振幅Ａと脈動誤差Ｅｒｒとの関係は、図１９の左端グラフにおける実線で表すことができる。よって、脈動誤差補正部２２ｉは、誤差予測式を用いて、Ｃ１１１×脈動振幅Ａ１＋Ｂ１１１を演算することで、脈動誤差Ｅｒｒを得ることができる。

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である。つまり、脈動誤差Ｅｒｒは、例えば出力値が出力空気流量変換テーブル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。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。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。

このように構成された本変形例のＡＦＭは、第９実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。

（第９実施形態の変形例２）
ここで、図２０を用いて、第９実施形態の変形例２に関して説明する。なお、符号に関しては、便宜的に、第９実施形態と同じ符号を用いる。変形例２の脈動誤差補正部２２ｉは、図２０に示す、３次元マップを用いて補正量Ｑを取得する点が第９実施形態と異なる。３次元マップの補正量は、関数を用いて算出できる。

この関数は、補正量Ｑ_ｉｊｋ＝α１_ｉｊｋ×Ｄ１＋α２_ｉｊｋ×Ｄ２＋α３_ｉｊｋ×Ｄ３＋・・・の多項式で表現できる。
αｉ；定数
Ｄｉ；偏流情報
ｉ、ｊ、ｋ；１以上の自然数である。

脈動誤差補正部２２ｉは、図２０に示すように、例えば、脈動振幅Ａと平均流量Ｇと脈動周波数Ｆとに補正量Ｑが関連付けられたマップなどを用いて、偏流情報、脈動振幅Ａと平均流量Ｇと脈動周波数Ｆとに相関した補正量Ｑを取得する。

ＡＦＭは、図２０に示すような、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆの複数の組み合わせと、各組み合わせに相関した補正量Ｑとが関連付けられた２次元マップが、脈動振幅Ａ毎に設けられた３次元マップを備えている。例えば、脈動振幅Ａ１に関する２次元マップは、一方の軸に平均流量Ｇ１〜Ｇｎをとり、他方の軸に脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎをとり、平均流量Ｇ１〜Ｇｎと脈動周波数Ｆ１〜Ｆｎの各組み合わせに補正量Ｑ１１１〜Ｑ１ｎｎのそれぞれが関連付けられている。脈動振幅Ａ２以降に関する２次元マップも同様である。

脈動誤差補正部２２ｉは、脈動振幅Ａと平均流量Ｇと脈動周波数Ｆを取得すると、３次元マップを用いて、これらのパラメータに関連付けられた補正量Ｑを取得する。例えば、脈動誤差補正部２２ｉは、脈動振幅Ａ１と平均流量Ｇ１と脈動周波数Ｆ１を取得した場合、補正量Ｑ１１１を取得する。

このように構成された本変形例のＡＦＭは、第９実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。

（第１０実施形態）
図２１を用いて、第１０実施形態のＡＦＭ（以下、単にＡＦＭ）に関して説明する。本実施形態では、第８実施形態と同様の点に関する説明を省略し、第８実施形態と異なる点を中心に説明する。つまり、本実施形態における第８実施形態と同様の点に関しては、第８実施形態の説明を参照して採用することができる。

ＡＦＭは、処理部２０ｊの構成が第８実施形態のＡＦＭと異なる。処理部２０ｊは、図２１に示すように、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂと、脈動状態情報に加えて複数の偏流情報２４ａ、２４ｂを用いて空気流量を補正する脈動誤差補正部２２ｊを備えている点が処理部２０ｈと異なる。ＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭと第８実施形態のＡＦＭとを組み合わせたものとみなすことができる。

これによって、第１０実施形態のＡＦＭは、第４実施形態のＡＦＭ及び第８実施形態のＡＦＭと同様の効果を奏することができる。さらに、第１０実施形態のＡＦＭでは、複数の偏流情報２４ａ、２４ｂと脈動状態情報を用いて空気流量を補正するため、空気流量の補正精度をより一層向上できる。これに伴って、第１０実施形態のＡＦＭは、空気流量の脈動誤差Ｅｒｒをより一層低減できる。

（第１１実施形態）
ここで、図２２を用いて、第１１実施形態の変形例に関して説明する。第１１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２０ａ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２０ａ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２０ａ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２０ａを備えていないため、ＡＦＭ１００よりも処理負荷を低減できる。

第１１実施形態は、第２〜第１０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２０ｂ〜２０ｊは、ＥＣＵ２１０に設けられることになる。よって、ＥＣＵ２１０は、脈動状態情報やエアクリーナ形状情報２５などを用いて補正を行うことになる。

１０…センシング部、２０ａ〜２０ｊ…処理部、２１…補正前入力部、２２ａ〜２２ｊ…脈動誤差補正部、２３…補正後出力部、２４…偏流情報記憶部、２４ａ…第１偏流情報、２４ｂ…第２偏流情報、２５…エアクリーナ形状情報記憶部、２５ａ…第１エアクリーナ形状情報、２５ｂ…第２エアクリーナ形状情報、２６…偏流度記憶部、２６ａ…第１偏流度、２６ｂ…第２偏流度、２７，２７ａ…脈動状態算出部、３０…記憶装置、４０…エンジン運転情報、５０…通路形成部材、１００，１１０…ＡＦＭ、２００，２１０…ＥＣＵ、３００…エアクリーナ、３００ａ…基準管、３００ａ…第１エアクリーナ、３００ｃ…第２エアクリーナ、３１０…吸気入口、３２０…インレットダクト、３３０，３３０ａ〜３３０ｃ…クリーナケース、３４０…エレメント、３４０ａ…整流格子、３５０…クリーン側空間、３６０…角部、３７０ａ〜３７０ｃ…アウトレットダクト、３８０…吸気出口、３９０…下流側吸気管、４００…スロットル弁

Claims (10)

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、
   前記出力値を取得する取得部（２１）と、
   前記環境内における前記空気の偏流の状態を示す偏流情報を記憶している記憶部（３０）と、
   少なくともひとつの前記偏流情報と前記出力値とを用いて、前記偏流によって生じる前記空気流量の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（２２ａ〜２２ｊ）と、を備えている空気流量測定装置。
2. 前記センシング部は、内燃機関の吸気通路に設けられたエアクリーナ内に配置されており、
   前記記憶部には、前記偏流情報として、前記エアクリーナの形状を示す形状情報が記憶されている請求項１に記載の空気流量測定装置。
3. 前記センシング部は、内燃機関の吸気通路に設けられたエアクリーナ内に配置されており、
   前記記憶部には、前記偏流情報として、前記空気が流れる所定の管径を有した基準管に、前記センシング部を取り付けた際の基準出力値に対応する基準空気流量を分子とし、前記エアクリーナ内に配置された前記センシング部が前記基準出力値を出力した際の前記基準出力値に対応する個別空気流量を分母とした偏流度が記憶されている請求項１に記載の空気流量測定装置。
4. 前記脈動誤差補正部が、前記出力値と複数の前記偏流情報とを用いて、前記偏流によって生じる前記空気流量の脈動誤差が小さくなるように、前記空気流量を補正する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
5. 前記空気流量の脈動の状態を示す脈動状態情報を取得する状態取得部（２７、２７ａ）を備えており、
   前記脈動誤差補正部が、前記偏流情報と前記出力値とに加えて前記脈動状態情報を用いて、前記偏流によって生じる前記空気流量の脈動誤差が小さくなるように、前記空気流量を補正する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
6. 前記状態取得部が、前記脈動状態情報として、前記出力値における前記空気の脈動波形の振幅である脈動振幅、前記脈動波形の周波数である脈動周波数、所定期間における前記空気流量の平均値である平均流量の少なくともひとつを取得する請求項５に記載の空気流量測定装置。
7. 前記状態取得部が、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ことで、前記脈動状態情報としての前記標準偏差を取得する請求項５又は６に記載の空気流量測定装置。
8. 前記状態取得部が、前記出力値から所定期間における前記空気流量の平均値である平均流量を算出するとともに、前記空気流量の最大値である脈動最大値を求め、前記脈動最大値と前記平均流量との差を取ることで前記空気流量の脈動振幅を算出し、さらに、前記脈動振幅を前記平均流量で除して前記出力値における前記空気の脈動波形の脈動率を算出することで、前記脈動状態情報としての前記脈動率を取得する請求項５又は６に記載の空気流量測定装置。
9. 前記状態取得部が、前記出力値に基づいて前記脈動状態情報を取得する請求項５乃至８のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。
10. 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、
    前記状態取得部が、前記信号を取得し、前記信号に基づいて前記脈動状態情報を取得する請求項５乃至８のいずれか一項に記載の空気流量測定装置。

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