JP2019007450A - 空気流量計測装置及び空気流量計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気流量の計測精度を向上させることができる空気流量計測装置を提供する。【解決手段】エアフロメータの処理部は、吸入空気の脈動周波数を取得する脈動推定部３０を有している。脈動推定部３０は、検出値を取得する信号取得部３１と、特定期間について検出ピーク値を取得する検出ピーク取得部３５と、検出値を減衰させるフィルタ部３６と、特定期間について減衰ピーク値を取得する減衰ピーク取得部３７とを有している。また、脈動推定部３０は、検出ピーク値と減衰ピーク値とを比較して比較値を取得する比較部３８と、検出振幅を取得する振幅取得部４２と、比較値及び検出振幅に基づいて脈動周波数を取得する周波数取得部４３とを有している。周波数取得部４３は、脈動周波数を取得する際に、比較値と検出振幅と脈動周波数との関係を示す周波数特性を用いる。【選択図】図５

Description

この明細書による開示は、空気流量計測装置及び空気流量計測方法に関する。

従来、空気流量計測装置の一例として、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。ここで、この制御装置は、クランク角センサからの信号を用いて内燃機関の回転数を演算し、この回転数を用いて脈動周波数を演算する。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、上記特許文献１では、クランク角センサからの信号が脈動周波数の演算に用いられることになるが、この信号にノイズ等の外乱が含まれていると、脈動周波数の演算精度が低下することが懸念される。このように脈動周波数を安定的に取得することができない場合は、補正誤差が増加するなどして空気量の取得精度も低下してしまう。

本開示の主な目的は、空気流量の計測精度を向上させることができる空気流量計測装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、開示された第１の態様は、
空気の流れに応じてセンシング部（２５）により検出される検出値（Ｓａ）に基づいて空気流量を計測する空気流量計測装置（２６）であって、
所定の特定期間（Ｔｓ）について、検出値の最大値（Ａｐ）及び最小値（Ａｕ）の少なくとも一方に関連した検出関連値（Ａｐ）を取得する検出取得部（３５）と、
検出値を所定のフィルタ（３６）により減衰させた減衰値（Ｓｂ）について、特定期間について、検出関連値に対応し且つ減衰値の最大値（Ｂｐ）及び最小値（Ｂｕ）の少なくとも一方に関連した減衰関連値（Ｂｐ）を取得する減衰取得部（３７）と、
検出関連値と減衰関連値とを比較し、その比較結果として比較値（Ｃ）を取得する比較部（３８）と、
比較値に基づいて空気の脈動周波数（Ｆ）を取得する周波数取得部（４３）と、
を備えている空気流量計測装置である。

本発明者は、検出関連値と減衰関連値とを比較した比較値と脈動周波数との間に所定の関係が存在するという知見を得た。この知見によれば、上記第１の態様のように、比較値に基づいて脈動周波数を推定する構成が実現される。この場合、脈動周波数の推定に微分演算を用いる必要がないため、仮にノイズ等の外乱が検出値に含まれていたとしても、外乱の存在によって脈動周波数の推定精度が低下するということを抑制できる。そして、この脈動周波数を用いることで空気流量の計測精度を向上させることができる。

なお、脈動周波数の推定に微分演算が用いられる構成としては、例えば、検出値が増加から減少に切り替わるタイミングを検出値の微分演算により取得し、この取得結果に基づいて脈動周波数を推定する、という構成が挙げられる。この構成では、検出値が外乱による小さな増減を繰り返しながら全体として増加して最大値に到達する場合に、外乱による小さな増減の最大値と検出値の最大値とを判別できないことが懸念される。これは、空気の脈動による検出値の最大値も、外乱による検出値の最大値も、検出値が増加から減少に切り替わる値である、ということに変わりがないためである。このように、脈動周波数の推定に検出値の微分演算が用いられると、外乱による検出値の最大値の存在によって脈動周波数の推定精度が低下しやすくなってしまう。

第２の態様は、
空気の流れに応じてセンシング部（２５）により検出される検出値（Ｓａ）に基づいて空気流量を計測する空気流量計測方法であって、
所定の特定期間（Ｔｓ）について、検出値の最大値（Ａｐ）及び最小値（Ａｕ）の少なくとも一方に関連した検出関連値（Ａｐ）を取得し（３５）、
検出値を所定のフィルタ（３６）により減衰させた減衰値（Ｓｂ）について、特定期間について、検出関連値に対応し且つ減衰値の最大値（Ｂｐ）及び最小値（Ｂｕ）の少なくとも一方に関連した減衰関連値（Ｂｐ）を取得し（３７）、
検出関連値と減衰関連値とを比較し、その比較結果として比較値（Ｃ）を取得し（３８）、
比較値に基づいて空気の脈動周波数（Ｆ）を取得する（４３）、空気流量計測方法である。

第２の態様によれば、上記第１の態様と同様の効果を奏する。

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、１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、本開示の技術的範を限定するものではない。

第１実施形態におけるエアフロメータ及びＥＣＵの概略構成を示すブロック図。 燃焼システムの構成を示す概略図。 検出値の変化態様及び減衰値の変化態様を示す図。 周波数特性を示す図。 脈動推定部の構成を示すブロック図。 第３実施形態における周波数特性を示す図。 第４実施形態における脈動推定部の構成を示すブロック図。 別の脈動推定部の構成を示すブロック図。 別の脈動推定部の構成を示すブロック図。 第５実施形態における脈動推定部の構成を示すブロック図。 特定期間の設定について説明するための図。 第６実施形態における脈動推定部の構成を示すブロック図。 流量補正部の構成を示すブロック図。 第７実施形態における１次元の補正係数マップを示す図。 脈動振幅と脈動誤差との関係を示す図。 第８実施形態における２次元の補正係数マップを示す図。 第９実施形態における３次元の補正係数マップを示す図。 第１０実施形態における３次元の補正係数マップを示す図。 第１１実施形態における脈動振幅と脈動誤差との関係を示す図。 補正係数マップを示す図。 第１２実施形態における脈動振幅と脈動誤差との関係を示す図。 補正係数マップを示す図。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第１実施形態）
図２に示す燃焼システム１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関１１、吸気通路１２、排気通路１３、エアクリーナ１４、エアフロメータ１５及びＥＣＵ２０を有しており、例えば車両に搭載されている。エアフロメータ１５は、吸気通路１２に設けられており、内燃機関１１に供給される吸入空気の流量や温度、湿度といった物理量を計測する機能を有している。エアフロメータ１５は、流体としての吸入空気を計測対象とした物理量計測装置に相当する。吸入空気は、内燃機関１１の燃焼室１１ａに供給される空気であり、気体に相当する。なお、吸入空気を吸気と称することもできる。

エアフロメータ１５は、エアクリーナ１４の下流側において、吸気通路１２を形成する吸気管１２ａに取り付けられている。エアクリーナ１４は、吸入空気に混じった異物を取り除くエレメント１４ａを有しており、エアフロメータ１５にはエアクリーナ１４により清浄化された吸入空気が到達するようになっている。エレメント１４ａ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ている。

図１、図２に示すＥＣＵ（Engine Control Unit）２０は、燃焼システム１０の動作制御を行う制御装置である。ＥＣＵ２０は、プロセッサ２０ａ、記憶部２０ｂ、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。記憶部２０ｂとしては、ＲＡＭ等の記憶媒体が挙げられる。ＥＣＵ２０においては、燃焼システム１０の動作制御を行うためのプログラムが記憶部２０ｂ等に記憶されており、このプログラムがプロセッサ２０ａにより実行される。ＥＣＵ２０は、エアフロメータ１５による計測結果を用いて、スロットルバルブ１７の開度の制御や、インジェクタ１８の燃料噴射量の制御といったエンジン制御を行う。このため、ＥＣＵ２０をエンジン制御装置と称し、燃焼システム１０をエンジン制御システムと称することもできる。

なお、燃焼システム１０には、図示しないＥＧＲシステムが含まれている。このＥＧＲシステムが有するＥＧＲバルブは、ＥＣＵ２０に電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲバルブの動作制御も行う。

エアフロメータ１５は、燃焼システム１０に含まれる複数の計測部の１つであり、このエアフロメータ１５を含めて複数の計測部がＥＣＵ２０に電気的に接続されている。これら計測部としては、空燃比センサ２１やクランク角センサ２２、カム角センサ２３などが挙げられ、これらセンサ２１〜２３は、それぞれ検出信号をＥＣＵ２０に対して出力する。空燃比センサ２１は、内燃機関１１の排気系に設けられており、排気通路１３を流れる排気の空燃比を検出する。クランク角センサ２２は、例えばシリンダブロックに取り付けられており、クランクシャフトの回転角を検出する。カム角センサ２３は、例えばシリンダヘッドに取り付けられており、カムシャフトの回転角を検出する。ＥＣＵ２０は、クランク角センサ２２やカム角センサ２３の検出信号を用いてエンジン回転数を取得する。

吸気通路１２での吸入空気の流量を空気流量と称すると、エアフロメータ１５は、空気流量に応じた検出信号を出力するセンシング部２５と、センシング部２５からの検出信号に基づいて空気流量を計測する処理部２６とを有している。

エアフロメータ１５は、吸気通路１２を流れる吸入空気の一部を取り込むバイパス流路を有しており、センシング部２５は、このバイパス流路に設けられている。この場合、センシング部２５は、吸入空気が流れる環境において吸入空気に触れるように設けられていることになる。センシング部２５は、処理部２６に電気的に接続されており、バイパス流路での吸入空気の流速や流量に応じた検出信号を処理部２６に対して出力する。この検出信号を出力信号と称することもできる。センシング部２５は、発熱抵抗体や測温抵抗体などを有する熱式のセンサ素子であり、流量検出部と称することもできる。本実施形態では、バイパス流路は、吸入空気が通過する通過流路と、通過流路から分岐した分岐流路とを有しており、センシング部２５は分岐流路に設けられている。

処理部２６は、ＥＣＵ２０と同様に、プロセッサ２６ａ、記憶部２６ｂ、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有しており、ＥＣＵ２０に電気的に接続されている。記憶部２６ｂとしては、ＲＡＭ等の記憶媒体が挙げられる。処理部２６においては、空気流量を計測するためのプログラムが記憶部２６ｂ等に記憶されており、このプログラムがプロセッサ２６ａにより実行される。処理部２６は、空気流量計測装置に相当し、計測した空気流量に関する情報をＥＣＵ２０に対して出力する。

吸気通路１２を流れる吸入空気においては、内燃機関１１でのピストンの往復運動などにより、逆流を含む脈動が発生する。この脈動を吸気脈動と称すると、センシング部２５の検出信号には、吸気脈動の影響を受けて、真の空気流量に対する誤差が含まれる。特に、センシング部２５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。ここで、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。

本発明者は、センシング部２５により検出された検出値と、この検出値をフィルタ処理で減衰させた減衰値とを比較した場合に、この比較結果と検出値の脈動周波数との間に所定の関係がある、という知見を得た。この知見によれば、検出値と減衰値との比較結果を用いることで脈動周波数を推定することができる。ここで、検出値は、センシング部２５からの検出信号を数値化した値であり、この検出信号に基づいて取得された補正前の空気流量を示す値と言うこともできる。また、脈動周波数は、検出振動に含まれる脈動の周波数のことであり、吸気脈動の周波数のことでもある。

本実施形態では、検出値及び減衰値のそれぞれに含まれる最大値を検出ピーク値及び減衰ピーク値と称し、これら検出ピーク値及び減衰ピーク値を用いて比較を行う。例えば、図３に示す検出値Ｓａについては、あらかじめ定められた特定期間Ｔｓでの最大値を検出ピーク値Ａｐと称し、同じく特定期間Ｔｓでの最小値を検出ボトム値Ａｕと称し、同じく特定期間Ｔｓでの平均値を検出平均値Ａａと称する。この場合、特定期間Ｔｓにおいて検出値Ｓａに含まれる脈動の振幅を検出振幅Ａａｍと称すると、この検出振幅Ａａｍは、検出ピーク値Ａｐと検出平均値Ａａとの差として算出される。この関係は、Ａａｍ＝Ａｐ−Ａａという数式で示すこともできる。

なお、検出ピーク値Ａｐは最大流量を示す値であり、検出ボトム値Ａｕは最小流量を示す値であり、検出平均値Ａａは平均流量を示す値である。これら値は、いずれも補正前の空気流量についての値である。また、検出ピーク値Ａｐが検出関連値に相当する。

また、図３に示す減衰値Ｓｂについては、検出値Ｓａと同様に特定期間Ｔｓでの最大値を減衰ピーク値Ｂｐと称し、同じく特定期間Ｔｓでの最小値を減衰ボトム値Ｂｕと称し、同じく特定期間Ｔｓでの平均値を減衰平均値Ｂａと称する。この場合、特定期間Ｔｓにおいて減衰値Ｓｂに含まれる脈動の振幅を減衰振幅Ｂａｍと称すると、この減衰振幅Ｂａｍは、減衰ピーク値Ｂｐと減衰平均値Ｂａとの差として算出される。この関係は、Ｂａｍ＝Ｂｐ−Ｂａという数式で示すこともできる。

なお、検出ピーク値Ａｐ、検出ボトム値Ａｕ、減衰ピーク値Ｂｐ及び減衰ボトム値Ｂｕは、いずれもゼロと基準とした値になっている。本実施形態では、検出ボトム値Ａｕがゼロになっている。この場合、検出ピーク値Ａｐ、減衰ピーク値Ｂｐ及び減衰ボトム値Ｂｕは、検出ボトム値Ａｕを基準とした値になっていると言うこともできる。また、減衰ピーク値Ｂｐが減衰関連値に相当する。

本実施形態では、検出値Ｓａと減衰値Ｓｂとの比較結果として、検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとを比較した比較値Ｃを用いる。また、比較値Ｃとして、減衰ピーク値Ｂｐを検出ピーク値Ａｐで除した比率を比較値Ｃとする。この関係は、Ｃ＝Ｂｐ／Ａｐという数式で示すこともできる。

検出値Ｓａに含まれる脈動周波数Ｆについて、この脈動周波数Ｆを取得する方法としては、検出値Ｓａの微分演算を行って検出値Ｓａが増加から減少に切り替わるピークのタイミングを取得する、という方法が挙げられる。ところが、この方法では、検出値Ｓａにノイズ等の外乱が含まれていると、検出値Ｓａについて、外乱による小さなピークと吸気脈動による大きなピークとを誤認識することが懸念される。この場合、吸気脈動について脈動周波数Ｆを取得するのではなく、外乱について脈動周波数を取得することになってしまう。

これに対して、本発明者は、微分演算を行わずに脈動周波数Ｆを特定できるようにするために周波数特性を新規に作成した。周波数特性においては、比較値Ｃと検出振幅Ａａｍと脈動周波数Ｆとの関係が特定されており、この周波数特性を用いることで、比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍに基づいて脈動周波数Ｆを推定することができる。

本実施形態では、周波数特性をマップ化しており、このマップを脈動マップと称する。図４に示す脈動マップにおいては、横軸が検出振幅Ａａｍを示し、縦軸が比較値Ｃを示し、さらに、検出振幅Ａａｍと比較値Ｃと脈動周波数Ｆとの関係を示す周波数線が示されている。この脈動マップにおいては、比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍの両方が大きいほど脈動周波数Ｆが大きくなっており、検出値Ｓａについて比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍがプロットされると、このプロット位置が検出値Ｓａの脈動周波数Ｆを示す。例えば、検出振幅ＡａｍがＸであり、比較値ＣがＹである場合、脈動周波数Ｆが８０［Ｈｚ］であることを示す。

処理部２６は、検出値Ｓａについて脈動周波数Ｆを推定するための脈動推定処理を行う。処理部２６は、脈動推定処理を実行する機能を有しており、この機能を脈動推定部３０と称する。図５に示す脈動推定部３０は、脈動推定処理に含まれる複数の処理を実行する複数の機能を有している。なお、処理部２６においては、脈動推定部３０が実行する脈動推定処理の手順が空気流量計測方法に相当する。

脈動推定部３０は、信号取得部３１、期間設定部３２、検出ピーク取得部３５、フィルタ部３６、減衰ピーク取得部３７、比較部３８、平均取得部４１、振幅取得部４２、周波数取得部４３及び補正量取得部４４を有している。処理部２６は、推定した脈動周波数Ｆに関する情報をＥＣＵ２０に対して出力する。

脈動推定部３０において、信号取得部３１は、センシング部２５からの検出信号を取得することで、センシング部２５により検出された検出値Ｓａを取得する。期間設定部３２は、所定の長さを有する期間を特定期間Ｔｓとして設定する。ここでは、過去の脈動推定部３０が推定した脈動周波数Ｆに関する情報が記憶部２６ｂに記憶されており、この情報を記憶部２６ｂから読み込み、この情報に基づいて特定期間Ｔｓを設定する。例えば、脈動推定部３０が前回の処理にて特定期間Ｔｓとして取得した値を、今回の処理にて特定期間Ｔｓに設定する。検出ピーク取得部３５は、検出値Ｓａについて特定期間Ｔｓでの検出ピーク値Ａｐを取得する。なお、検出ピーク取得部３５が検出取得部に相当する。

フィルタ部３６は、検出値Ｓａについてフィルタ処理を行うフィルタであり、フィルタ処理の結果として減衰値Ｓｂを取得する。ここでは、フィルタ処理として、検出値Ｓａについて１次遅れ系をなますなまし処理を行う。このなまし処理を、１次遅れ系を減衰させる減衰処理と称することもできる。このなまし処理においては、例えば図５のフィルタ部３６に示す数式のｙ（ｔ）を減衰値Ｓｂとして取得する。この数式においては、Ｔを時定数としている。

減衰ピーク取得部３７は、減衰値Ｓｂについて特定期間Ｔｓでの減衰ピーク値Ｂｐを取得する。なお、減衰ピーク取得部３７減衰取得部に相当する。比較部３８は、検出ピーク取得部３５が取得した検出ピーク値Ａｐと、減衰ピーク取得部３７が取得した減衰ピーク値Ｂｐとの比率を算出し、この算出結果を比較値Ｃとして取得する。

平均取得部４１は、検出値Ｓａについて検出平均値Ａａを取得する。振幅取得部４２は、検出ピーク取得部３５が取得した検出ピーク値Ａｐと、平均取得部４１が取得した検出平均値Ａａと、を用いて検出振幅Ａａｍを取得する。

周波数取得部４３は、比較部３８が取得した比較値Ｃと、振幅取得部４２が取得した検出振幅Ａａｍと、を用いて脈動周波数Ｆを取得する。ここで、図４に示すような脈動マップが記憶部２６ｂに記憶されており、周波数取得部４３は、記憶部２６ｂから脈動マップを読み込み、この脈動マップを用いて脈動周波数Ｆを取得する。具体的には、比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍをプロットし、複数の周波数線のうちこのプロット位置に最も近い周波数線を脈動周波数Ｆとして取得する。

補正量取得部４４は、脈動周波数Ｆを用いて検出値Ｓａの補正量Ｑを取得する。ここでは、脈動周波数Ｆに加えて、検出ピーク値Ａｐや検出振幅Ａａｍなどを用いて補正量Ｑを算出する。補正量Ｑは、特定期間Ｔｓでの複数のタイミングについて取得されている。特定期間Ｔｓについて、補正量Ｑの連続的な変化に関する情報を有する信号を補正信号Ｓｑと称すると、検出値Ｓａを補正信号Ｓｑで補正することで、補正後信号Ｓｑａを取得することができる。なお、補正量Ｑは、補正値及び補正結果に相当する。

脈動推定部３０は、補正量Ｑを用いて検出値Ｓａを補正する補正部を有している。この補正部は、補正量取得部４４が補正量Ｑを取得した後に、補正後信号Ｓｑａを取得し、この補正後信号Ｓｑａを用いて空気流量を算出することで、この算出値を、真の空気流量に近付けることができる。なお、空気流量の脈動が有する特性を脈動特性と称すると、補正部は、補正量Ｑを用いて脈動特性を補正することになる。また、補正量取得部４４及び補正部が検出補正部を構成している。

ここまで説明した本実施形態によれば、脈動周波数Ｆの推定に際して、検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとがそれぞれ最大値として比較されるため、検出値Ｓａの微分演算を行う必要がない。このため、吸気脈動による検出値Ｓａのピークと、外乱による検出値Ｓａのピークと、を検出値Ｓａの微分演算を行うことでかえって誤認識しやすくなってしまう、ということを回避できる。したがって、検出値Ｓａに外乱が含まれていたとしても、外乱の存在によって脈動周波数Ｆの推定精度が低下するということを抑制できる。

また、脈動周波数Ｆの推定に比較値Ｃが用いられるため、ＥＣＵ２０が取得するエンジン回転数等のエンジン制御情報を用いる必要がない。すなわち、脈動周波数Ｆを推定する脈動推定処理をＥＣＵ２０で行う必要がない。このように、脈動推定処理をエアフロメータ１５の処理部２６にて行うことで、ＥＣＵ２０の処理負担を低減することができる。また、処理部２６が脈動周波数Ｆを推定する構成を実現するためにＥＣＵ２０がエンジン回転数等のエンジン制御情報を処理部２６に対して出力するという必要もないため、ＥＣＵ２０が情報の出力処理を行うことに関しても、処理負担を低減できる。

さらに、処理部２６にて取得された脈動周波数Ｆを含む情報がＥＣＵ２０に入力される。この場合、ＥＣＵ２０は、自身が取得したエンジン回転数の示すエンジン回転周波数と、処理部２６から入力された脈動周波数Ｆとを比較することで、燃焼システム１０についての異常発生を検出することが可能になる。この異常としては、例えば、気筒停止や、バルブタイミングの異常、バルブリフト量の異常、ＥＧＲバルブの故障などが挙げられる。また、燃焼システムにターボチャージャが含まれている構成では、ターボチャージャにて発生したサージングと呼ばれる現象も、上記異常として挙げられる。

本実施形態によれば、脈動周波数Ｆの推定には、比較値Ｃに加えて検出振幅Ａａｍが用いられるため、比較値Ｃと検出振幅Ａａｍと脈動周波数Ｆとの間に所定の関係がある、という本発明者の知見を活用して脈動周波数Ｆの推定精度を高めることができる。しかも、脈動周波数Ｆの推定には、比較値Ｃと検出振幅Ａａｍと脈動周波数Ｆとの相互関係を示す周波数特性が用いられているため、比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍに基づいて脈動周波数Ｆを精度良く推定することができる。

本実施形態によれば、周波数特性においては、検出振幅Ａａｍが所定値である場合に比較値Ｃが大きいほど脈動周波数Ｆが小さい、という関係が成立している。ここで、比較値Ｃが大きいということは、検出ピーク値Ａｐに対する減衰ピーク値Ｂｐの比率が大きい、すなわち、検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとの差が小さい、ということになる。このため、検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとの差が小さいほど脈動周波数Ｆが小さい、という関係を利用することで、脈動周波数Ｆの推定精度を高めることができる。

本実施形態によれば、比較値Ｃが検出ピーク値Ａｐに対する減衰ピーク値Ｂｐの比率とされている。この場合、仮に減衰ピーク値Ｂｐが検出ピーク値Ａｐより大きい値になっていたとしても、比較値Ｃが、マイナスの値になるのではなく、「１」よりも大きい値になる。このため、何らかの異常発生により減衰ピーク値Ｂｐが検出ピーク値Ａｐになったとすると、比較値Ｃが「１」よりも大きくなったことで異常発生を把握することができる。換言すれば、比較値Ｃがマイナスになることを想定しておかなくても、異常発生を把握することができる。

本実施形態によれば、比較値Ｃを取得する際に、特定期間Ｔｓでの最大値という共通要素を有する項目として、検出ピーク値Ａｐ及び減衰ピーク値Ｂｐが用いられているため、これら検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとを適正に比較することができる。しかも、特定期間Ｔｓという１つの条件さえ共通していれば、検出値Ｓａ及び減衰値Ｓｂのそれぞれについて単に大きさを検出することで、検出ピーク値Ａｐ及び減衰ピーク値Ｂｐを容易に取得することができる。したがって、比較値Ｃを取得する際の処理部２６での処理負担を低減することができる。

本実施形態によれば、期間設定部３２により特定期間Ｔｓが設定されるため、脈動周波数Ｆにできるだけ近い値を特定期間Ｔｓとして選択することが可能になっている。このため、脈動周波数Ｆの推定精度を適正化することができる。例えば、特定期間Ｔｓが脈動周波数Ｆに比べて短いと、検出値Ｓａが増加から減少に切り替わるピークが特定期間Ｔｓに含まれず、ピークでない値が検出ピーク値Ａｐとして選択されることが懸念される。その一方で、減衰値Ｓｂが増加から減少に切り替わるピークが特定期間Ｔｓに含まれていると、減衰値Ｓｂについては、ピークの値が減衰ピーク値Ｂｐとして選択されることになり、比較値Ｃの算出精度や脈動周波数Ｆの推定精度が低下してしまう。

本実施形態によれば、比較値Ｃを用いることで脈動周波数Ｆの推定精度が高められているため、脈動周波数Ｆを用いて補正される空気流量の計測精度を高めることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、周波数特性を示す脈動マップにおいて脈動周波数Ｆを示す周波数線が示されていたが、第２実施形態では、脈動マップにおいて脈動周波数Ｆを示す周波数エリアが示されている。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図６に示す脈動マップでは、複数の周波数エリアが検出振幅Ａａｍと比較値Ｃと脈動周波数Ｆの関係を示している。例えば、複数の周波数エリアには、第１エリアＡＲ１及び第２エリアＡＲ２が含まれており、第１エリアＡＲ１は、脈動周波数Ｆが１００［Ｈｚ］であることを示し、第２エリアＡＲ２は、脈動周波数Ｆが６０［Ｈｚ］であることを示す。この脈動マップにおいて、検出値Ｓａについて比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍがプロットされると、このプロット位置を含む周波数エリアが脈動周波数Ｆを示す。例えば、検出振幅ＡａｍがＸ１であり、比較値ＣがＹ１である場合、脈動周波数Ｆが１００［Ｈｚ］であることを示す。また、検出振幅ＡａｍがＸ２であり、比較値ＣがＹ２である場合、脈動周波数Ｆが６０［Ｈｚ］であることを示す。

本実施形態によれば、脈動マップにおいて複数の周波数エリアが配置されているため、比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍのプロット位置がどの周波数エリアに含まれているのかを判定することで、検出値Ｓａについて脈動周波数Ｆを推定できる。このため、上記第１実施形態のように複数の周波数線が示された脈動マップとは異なり、プロット位置がいずれの周波数線に最も近いかという判定処理を行う必要がない。このため、脈動周波数Ｆを推定する際の処理負担を低減することが可能になる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、周波数特性をマップ化した脈動マップを用いて脈動周波数Ｆを推定したが、第３実施形態では、周波数特性を数式化した数式を用いて脈動周波数Ｆを推定する。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。

脈動周波数Ｆの推定に用いる数式は、比較値Ｃと検出振幅Ａａｍと脈動周波数Ｆとの関係を規定しており、例えば、ｆａ＝Ｆ（Ｃ，Ａａｍ）で示される。この数式を用いることで、脈動周波数Ｆが算出される。このように、周波数特性が数式化されると、周波数取得部４３は、単に数式の演算を行うことで脈動周波数Ｆを取得することになるため、処理部２６での処理負担を低減することが可能になる。

なお、係数化した係数を用いて脈動周波数を推定してもよい。また、脈動周波数Ｆの取得については、マップ化した周波数特性及び数式化や係数化した周波数特性の両方が用いられてもよい。例えば、周波数取得部４３は、脈動マップを用いて脈動周波数Ｆを第１推定値として推定し、数式を用いて脈動周波数Ｆを第２推定値として推定し、さらに、これら第１推定値と第２推定値との平均値を脈動周波数Ｆとして取得する、という構成にする。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、補正量取得部４４が脈動周波数Ｆを用いて補正量Ｑを取得したが、第４実施形態では、補正量取得部４４は、脈動周波数Ｆに加えて他のパラメータを用いて補正量Ｑを取得する。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。

例えば、図７に示す補正量取得部４４は、周波数取得部４３が取得した脈動周波数Ｆに加えて、振幅取得部４２が取得した検出振幅Ａａｍに基づいて補正量Ｑを取得する。この構成では、脈動周波数Ｆや検出振幅Ａａｍに依存する脈動特性を補正することができる。換言すれば、補正部による検出値Ｓａの補正処理が脈動周波数Ｆに依存する度合いを検出振幅Ａａｍにより低減させることができる。

また、図８に示す補正量取得部４４は、周波数取得部４３が取得した脈動周波数Ｆに加えて、平均取得部４１が取得した検出平均値Ａａに基づいて補正量Ｑを取得する。この構成では、脈動周波数Ｆや検出平均値Ａａに依存する脈動特性を補正することができる。換言すれば、補正部による検出値Ｓａの補正処理が脈動周波数Ｆに依存する度合いを検出平均値Ａａにより低減させることができる。

さらに、図９に示す補正量取得部４４は、周波数取得部４３が取得した脈動周波数Ｆに加えて、振幅取得部４２が取得した検出振幅Ａａｍ及び平均取得部４１が取得した検出平均値Ａａに基づいて補正量Ｑを取得する。この構成では、脈動周波数Ｆや検出振幅Ａａｍ、検出平均値Ａａに依存する脈動特性を補正することができる。換言すれば、補正部による検出値Ｓａの補正処理が脈動周波数Ｆに依存する度合いを検出振幅Ａａｍ及び検出平均値Ａａにより低減させることができる。

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、脈動推定部３０において特定期間Ｔｓが更新されなかったが、第５実施形態では、推定された脈動周波数Ｆに応じて特定期間Ｔｓが更新される。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図１０に示すように、脈動推定部３０は、特定期間Ｔｓを更新する期間更新部４７を有している。期間更新部４７は、周波数取得部４３が取得した脈動周波数Ｆを用いて、吸気脈動の周期である脈動周期を推定し、この脈動周期を用いて特定期間Ｔｓを更新する。具体的には、脈動周波数Ｆの逆数を脈動周期として取得し、脈動周期の値を特定期間Ｔｓとする。

期間更新部４７は、特定期間Ｔｓを更新した情報を検出ピーク取得部３５、減衰ピーク取得部３７及び平均取得部４１に付与する。脈動推定部３０において、脈動推定処理において脈動周波数Ｆを１回目に推定する場合は、取得部３５，３７，４１に特定期間Ｔｓの更新情報が付与されず、期間設定部３２にて設定された特定期間Ｔｓの値を用いる。しかし、脈動周波数Ｆを１度推定した後は、取得部３５，３７，４１が、期間設定部３２にて設定された値を特定期間Ｔｓとして用いるのではなく、期間更新部４７にて更新された値を特定期間Ｔｓとして用いる。

例えば、期間設定部３２にて設定された特定期間Ｔｓを１回目期間Ｔｓ１（図１１参照）と称すると、脈動推定部３０においては、脈動周波数Ｆを１回目に推定する場合には特定期間Ｔｓとして１回目期間Ｔｓ１を用いる。そして、期間更新部４７は、１回目に推定された脈動周波数Ｆの逆数である２回目期間Ｔｓ２（図１１参照）を特定期間Ｔｓとして取得部３５，３７，４１に付与する。この場合、検出ピーク取得部３５、減衰ピーク取得部３７及び平均取得部４１は、それぞれ２回目期間Ｔｓ２を用いて検出ピーク値Ａｐ、減衰ピーク値Ｂｐ及び検出平均値Ａａを取得する。

本実施形態によれば、特定期間Ｔｓが脈動周波数Ｆの推定結果を用いて更新されるため、吸気脈動の振幅や周期が徐々に大きくなったり小さくなったりするように吸気脈動が徐変していたとしても、その脈動周波数Ｆを精度良く推定できる。これは、特定期間Ｔｓが吸気脈動の実際の周期とほぼ同じ値に設定されると、検出ピーク値Ａｐや検出平均値Ａａなどを精度良く取得できるためである。例えば、本実施形態とは異なり、吸気脈動の実際の周期に対して特定期間Ｔｓが短過ぎたり長過ぎたりすると、検出ピーク値Ａｐや検出平均値Ａａなどを精度良く取得できないことに起因して、脈動周波数Ｆの推定精度が低下することが懸念される。

（第６実施形態）
第６実施形態では、脈動推定部３０が流量補正部４９を有している。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。図１２に示す脈動推定部３０は、補正量取得部４４に代えて流量補正部４９を有しており、流量補正部４９は、複数の処理を実行する複数の機能を有している。なお、流量補正部４９が検出補正部に相当する。

図１３に示す流量補正部４９は、補正前の空気流量を取得する補正前取得部５０を有している。補正前取得部５０は、Ａ／Ｄ変換部５１、サンプリング部５２及び第１変換テーブル５３を有している。Ａ／Ｄ変換部５１には、センシング部２５により検出された検出値ＳａをＡ／Ｄ変換してデジタル値を取得する。サンプリング部５２は、デジタル値をサンプリングし、第１変換テーブル５３は、デジタル値を空気流量に変換する。このようにして、補正前取得部５０において、補正前の空気流量が取得される。

また、流量補正部４９は、増幅部５５、第２変換テーブル５６、サンプリング記憶部５７、振幅演算部５８、脈動誤差算出部６１及び脈動補正部６２を有している。増幅部５５は、周波数取得部４３により取得された脈動周波数Ｆを用いて、Ａ／Ｄ変換部５１にて減衰したデジタル値を増幅させることで減衰前の値に戻す。第２変換テーブル５６は、増幅部５５にて増幅されたデジタル値を、第１変換テーブル５３と同様に空気流量に変換する。サンプリング記憶部５７は、第２変換テーブル５６にて変換された空気流量を記憶しておく。振幅演算部５８は、特定期間Ｔｓについての空気流量の最大値、最小値、平均値をサンプリング記憶部５７から読み込み、これら値を用いて脈動振幅比を演算する。

脈動誤差算出部６１は、周波数取得部４３が取得した脈動周波数Ｆと、振幅演算部５８が演算した脈動振幅比とを用いて脈動誤差を推定する。そして、脈動補正部６２は、脈動誤差算出部６１が算出した脈動誤差と、補正前取得部５０が取得した補正前の空気流量とを用いて、脈動誤差が小さくなるようにその脈動誤差を補正することで、補正後の空気流量を取得する。

（第７実施形態）
第７実施形態では、吸気脈動による空気流量の誤差を脈動誤差Ｅｒｒ［％］と称し、補正量取得部４４が脈動誤差Ｅｒｒを算出する。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。ここでは、検出平均値Ａａを平均流量Ｇ［ｇ／ｓ］と称し、検出振幅Ａａｍを脈動振幅Ａと称する。また、補正量取得部４４は、上記第４実施形態の図９に示すように、平均流量Ｇ、検出振幅Ａａｍ及び脈動周波数Ｆを用いて脈動誤差Ｅｒｒを予測する。

補正量取得部４４は、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに基づいて傾きＡｎｎ及び切片Ｂｎｎを算出し、これら傾きＡｎｎ及び切片Ｂｎｎに加えて脈動振幅Ａに基づいて脈動誤差Ｅｒｒを予測値として算出する。例えば、補正量取得部４４は、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに基づいて傾きＡｎｎを算出する場合に、図１４に示す補正係数マップを用いる。この補正係数マップは、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＡｎｎとの関係を示す１次元マップである。この１次元マップにおいては、縦軸に平均流量ＧとしてＧ１〜Ｇｎが並んでおり、横軸に脈動周波数ＦとしてＦ１〜Ｆｎが並んでいる。傾きＡｎｎとしては、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに対応してＡ１１〜Ａｎｎが配置されている。

なお、この補正係数マップは、実験等により得られたデータを用いて作成されたものであり、あらかじめ記憶部２６ｂ等に記憶されている。また、切片Ｂｎｎについても、傾きＡｎｎと同様にマップを用いて算出する。

補正量取得部４４は、傾きＡｎｎ、切片Ｂｎｎ及び脈動振幅Ａに基づいて脈動誤差Ｅｒｒを算出する場合に、誤差予測式として下記（式１）を用いる。
Ｅｒｒ＝Ａｎｎ×Ａ＋Ｂｎｎ…（式１）

傾きＡｎｎは、脈動振幅Ａに依存する値であり、補正係数マップに示すように平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆごとに変更される値である。

図１５に示すように、実線で示す補正値、及び破線で示す脈動特性については、いずれも脈動振幅Ａが大きくなるほど脈動誤差Ｅｒｒが大きくなっている。図１５においては、横軸が脈動振幅Ａであり、縦軸が脈動誤差Ｅｒｒである。

（第８実施形態）
上記第７実施形態では、補正係数マップとして１次元マップを用いたが、第８実施形態では、２次元マップを用いる。本実施形態では、上記第７実施形態との相違点を中心に説明する。図１６に示す補正係数マップは、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＡｎｎと切片Ｂｎｎとの関係を示す２次元マップである。この２次元マップにおいては、傾きＡｎｎと切片Ｂｎｎとが互いに対応する一対として、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆとの組み合わせに対して関連付けられている。

２次元の補正係数マップにおいては、上記第７実施形態の１次元マップと同様に、縦軸が平均流量Ｇであり、横軸が脈動周波数Ｆである。傾きＡｎｎ及び切片Ｂｎｎとしては、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに対応してＡ１１，Ｂ１１〜Ａｎｎ，Ｂｎｎが配置されている。また、補正量取得部４４は、脈動誤差Ｅｒｒを算出する場合に、上記第７実施形態と同様に上記（式１）を用いる。

（第９実施形態）
上記第８実施形態では、補正係数マップとして２次元マップを用いたが、第９実施形態では、３次元マップを用いる。本実施形態では、上記第８実施形態との相違点を中心に説明する。図１７に示す補正係数マップは、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと補正量Ｑと脈動振幅Ａとの関係を示す３次元マップである。この３次元マップにおいては、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと補正量Ｑとの関係を示す２次元マップが脈動振幅Ａごとに複数設けられている。この場合、３次元の補正係数マップは、２次元の補正係数マップを複数有していることになる。

２次元の補正係数マップにおいては、上記第８実施形態の２次マップと同様の縦軸及び横軸であり、脈動振幅Ａ１〜Ａｎのそれぞれについて個別に設けられている。例えば、脈動振幅Ａ１についての２次元の補正係数マップにおいては、補正量Ｑとして、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに対応させてＱ１１１〜Ｑ１ｎｎが配置されている。また、脈動振幅Ａｎについての２次元の補正係数マップにおいては、補正量Ｑとして、Ｑｎ１１〜Ｑｎｎｎが配置されている。

補正量取得部４４は、平均流量Ｇ、脈動周波数Ｆ及び脈動振幅Ａに基づいて補正量Ｑを算出する場合に、回帰式として下記（式２）を用いる。
Ｑ＝αＧ＋βＦ＋γＡ…（式２）

この（式２）においては、α，β，γがいずれも定数とされている。

（第１０実施形態）
上記第９実施形態では、３次元マップのパラメータが平均流量Ｇ、脈動周波数Ｆ、補正量Ｑ及び脈動振幅Ａであったが、第１０実施形態では、補正量Ｑ及び脈動振幅Ａに代えて、傾きＡｎｎ、切片Ｂｎｎ及びダクト径Ｄがパラメータに含まれている。本実施形態では、上記第９実施形態との相違点を中心に説明する。

図１８に示す３次元の補正係数マップにおいては、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＡｎｎｎと切片Ｂｎｎｎとの関係を示す２次元マップがダクト径Ｄごとに複数設けられている。ダクト径Ｄは吸気管１２ａの内径であり、ダクト径Ｄに関する情報は、あらかじめ記憶部２６ｂに記憶されている。

２次元の補正係数マップは、上記第８実施形態の２次元マップと同様の縦軸及び横軸であり、ダクト径Ｄ１〜Ｄｎのそれぞれについて個別に設けられている。例えば、ダクト径Ｄ１についての２次元マップにおいては、傾きＡｎｎｎ及び切片Ｂｎｎｎとして、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに対応させてＡ１１１，Ｂ１１１〜Ａ１ｎｎ，Ｂ１ｎｎが配置されている。また、ダクト径Ｄｎについての２次元マップにおいては、傾きＡｎｎｎ及び切片Ｂｎｎｎとして、Ａｎ１１，Ｂｎ１１〜Ａｎｎｎ，Ｂｎｎｎが配置されている。

（第１１実施形態）
上記第８実施形態では、補正量取得部４４が脈動誤差Ｅｒｒの算出に用いる誤差予測式を１つとしていたが、第１１実施形態では、補正量取得部４４が用いる誤差予測式を２つとする。本実施形態では、上記第８実施形態との相違点を中心に説明する。

図１９に破線で示すように、本実施形態の脈動特性は、脈動振幅Ａが大きいほど脈動誤差Ｅｒｒが小さくなる領域と、脈動振幅Ａが大きいほど脈動誤差Ｅｒｒも大きくなる領域とを有しており、これら領域の境界部に対して脈動振幅Ａの閾値Ａｓが設定されている。そこで、補正量取得部４４は、脈動振幅Ａが閾値Ａｓより小さい場合（以下、Ａ＜Ａｓとも記載する）と、大きい場合（以下、Ａ＞Ａｓとも記載する）とで、補正係数マップ及び誤差予測式をそれぞれ使い分ける。なお、閾値Ａｓを設定する必要がある場合としては、吸気通路１２において空気流量の逆流が発生した場合が挙げられる。

図２０に示すように、２次元の補正係数マップとしては、Ａ＜Ａｓの場合に用いる第１マップと、Ａ＞Ａｓの場合に用いる第２マップとがある。第１マップにおいては、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＡｎｎと切片Ｂｎｎとの関係が示されている。一方、第２マップにおいては、第１マップでの傾きＡｎｎ及び切片Ｂｎｎに代えて、傾きＣｎｎ及び切片Ｄｎｎが含まれており、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＣｎｎと切片Ｄｎｎとの関係が示されている。第２マップにおいては、傾きＣｎｎ及び切片Ｄｎｎとして、Ｃ１１，Ｄ１１〜Ｃｎｎ，Ｄｎｎが配置されている。

補正量取得部４４は、脈動誤差Ｅｒｒを算出する際に、Ａ＜Ａｓの場合には上述した（式１）を用い、Ａ＞Ａｓの場合に下記（式３）を誤差予測式として用いる。
Ｅｒｒ＝Ｃｎｎ×Ａ＋Ｄｎｎ…（式３）

補正量取得部４４は、Ａ＜Ａｓの場合に、第１マップ及び上述した（式１）を用いることで、上記第８実施形態と同様に脈動誤差Ｅｒｒを算出する。一方、Ａ＞Ａｓの場合には、第２マップを用いることで、平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆに対応した傾きＣｎｎ及び切片Ｄｎｎを算出し、上記（式３）を用いることで傾きＣｎｎ及び切片Ｄｎｎに応じた脈動誤差Ｅｒｒを算出する。

本実施形態によれば、脈動誤差Ｅｒｒを計測する際に、吸気通路１２での逆流の発生の有無に応じて、補正係数マップ及び誤差予測式を使い分けることができる。このため、逆流の有無に関係なく脈動誤差Ｅｒｒの計測に同じ補正係数マップ及び誤差予測式が用いられる構成に比べて、脈動誤差Ｅｒｒの計測精度を高めることができる。

（第１２実施形態）
上記第１１実施形態では、脈動振幅Ａの大きさに応じて補正係数マップを使い分けたが、第１２実施形態では、脈動率Ｐの大きさに応じて補正係数マップを使い分ける。本実施形態では、上記第１１実施形態との相違点を中心に説明する。

図２１に示す脈動特性は、上記第１１実施形態とは異なり、横軸が脈動振幅Ａではなく脈動率Ｐになっている。脈動率Ｐは、脈動振幅Ａを平均流量Ｇで除した値である。この関係は、Ｐ＝Ａ／Ｇ×１００［％］で示すこともできる。また、脈動特性は、脈動率Ｐが大きいほど脈動誤差Ｅｒｒが小さくなる領域と、脈動率Ｐが大きいほど脈動誤差Ｅｒｒが大きくなる領域とを有しており、これら領域の境界部に対して脈動率Ｐの閾値Ｐｓが設定されている。そこで、補正量取得部４４は、脈動率Ｐが閾値Ｐｓより小さい場合（以下、Ｐ＜Ｐｓとも記載する）と、大きい場合（以下、Ｐ＞Ｐｓとも記載する）とで、補正係数マップ及び誤差予測式をそれぞれ使い分ける。なお、閾値Ｐｓを設定する必要がある場合としては、吸気通路１２において空気流量の逆流が発生した場合が挙げられる。

図２２に示すように、２次元の補正係数マップとしては、Ｐ＜Ｐｓの場合に用いる第３マップと、Ｐ＞Ｐｓの場合に用いる第４マップとがある。第３マップにおいては、上記第１１実施形態の第１マップと同様に、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＡｎｎと切片Ｂｎｎとの関係が示されている。第４マップにおいては、上記第１１実施形態の第２マップと同様に、平均流量Ｇと脈動周波数Ｆと傾きＣｎｎと切片Ｄｎｎとの関係が示されている。

補正量取得部４４は、脈動誤差Ｅｒｒを算出する場合に、Ｐ＜Ｐｓの場合には誤差予測式として下記（式４）を用い、Ｐ＞Ｐｓの場合には誤差予測式として下記（式５）を用いる。
Ｅｒｒ＝Ａｎｎ×Ｐ＋Ｂｎｎ…（式４）
Ｅｒｒ＝Ｃｎｎ×Ｐ＋Ｄｎｎ…（式５）

傾きＡｎｎ，Ｃｎｎは、脈動率Ｐに依存する値であり、補正係数マップに示すように平均流量Ｇ及び脈動周波数Ｆごとに変更される値である。

本実施形態によれば、上記第１１実施形態と同様に、吸気通路１２での逆流の有無に応じて、補正係数マップ及び誤差予測式を使い分けることで、脈動誤差Ｅｒｒの計測精度を高めることができる。

本実施形態によれば、補正係数マップ及び誤差予測式について、脈動振幅Ａではなく脈動率Ｐが用いられている。このため、脈動率Ｐについては、吸気通路１２での逆流の有無に応じて補正係数マップや誤差予測式を使い分ける際に、平均流量Ｇに関係なく閾値Ｐｓを１００［％］に設定することができる。この場合、補正係数マップや誤差予測式を使い分ける際に、閾値Ｐｓを平均流量Ｇに応じて変更するという必要がないため、脈動誤差Ｅｒｒを算出するための演算を簡略化できる。すなわち、脈動誤差Ｅｒｒを算出する際の処理負担を低減できる。これに対して、例えば上記第１１実施形態のように、補正係数マップ及び誤差予測式について脈動振幅Ａが用いられる構成では、閾値Ａｓを平均流量Ｇに応じて変更する必要が生じると考えらえる。

（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

変形例１として、周波数特性には、検出振幅Ａａｍに代えて検出振幅率として脈動振幅率が含まれていてもよい。脈動振幅率は、検出ピーク値Ａｐと検出平均値Ａａとの差を検出平均値Ａａで除した値である。この脈動振幅率は、（Ａｐ−Ａａ）／Ａａ×１００と表現することもできる。脈動周波数Ｆの推定に脈動振幅率を用いた構成でも、上記各実施形態のように脈動周波数Ｆの推定に検出振幅Ａａｍを用いた構成と同様の効果を奏することができる。なお、検出振幅Ａａｍに加えて脈動振幅率も振幅関連値に相当する。

変形例２として、検出関連値及び減衰関連値として検出ピーク値Ａｐ及び減衰ピーク値Ｂｐを用いて比較値Ｃを算出していたが、比較値Ｃの算出にはこれらピーク値Ａｐ，Ｂｐとは異なる検出関連値及び減衰関連値を用いてもよい。例えば、ピーク値Ａｐ，Ｂｐを所定値又は所定率だけ増減させた値を検出関連値及び減衰関連値として用いる構成とする。

また、所定タイミングでの検出値Ｓａ及び減衰値Ｓｂを検出関連値及び減衰関連値としてもよい。例えば、検出ピーク値Ａｐを検出関連値とし、検出ピーク値Ａｐを検出した検出タイミングでの減衰値Ｓｂを減衰関連値とする。この場合でも、検出関連値と減衰関連値とを互いに対応する値として比較することで比較値を取得できる。

さらに、検出関連値及び減衰関連値として検出ボトム値Ａｕ及び減衰ボトム値Ｂｕを用いて比較値Ｃを算出してもよい。例えば、検出ボトム値Ａｕをゼロより大きい値であれば、比較値Ｃとして減衰ボトム値Ｂｕと検出ボトム値Ａｕとの比率を算出することもできる。また、ボトム値Ａｕ，Ｂｕについても、ピーク値Ａｐ，Ｂｐと同様に、ボトム値Ａｕ，Ｂｕを所定値又は所定率だけ増減させた値を検出関連値及び減衰関連値として比較値を算出してもよい。

変形例３として、検出ピーク値Ａｐに対する減衰ピーク値Ｂｐの比率（例えばＢｐ／Ａｐ）を比較値Ｃとするのではなく、減衰ピーク値Ｂｐに対する検出ピーク値Ａｐの比率（例えばＡｐ／Ｂｐ）を比較値としてもよい。

変形例４として、比較値Ｃは、検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとの比率ではなく、検出ピーク値Ａｐと減衰ピーク値Ｂｐとの差分であってもよい。例えば、検出ピーク値Ａｐから減衰ピーク値Ｂｐを引いた値を比較値Ｃとする。この構成では、検出ピーク値Ａｐ等の検出関連値又は減衰ピーク値Ｂｐ等の減衰関連値がゼロであったとしても、比較値Ｃを算出することができるため、比較値Ｃを用いて脈動周波数Ｆを推定する際の推定精度が低下することを抑制できる。例えば、上記第１実施形態のように検出関連値と減衰関連値との比率が比較値とされた構成では、検出関連値又は減衰関連値がゼロの場合に比較値の算出を適正に行うことができないことが懸念される。

変形例５として、比較値Ｃと脈動周波数Ｆと検出振幅Ａａｍとの関係を示す周波数特性において、検出振幅Ａａｍに代えて検出振幅Ａａｍとは異なる値が振幅関連値として含まれていてもよい。検出関連値としては、検出振幅Ａａｍを所定値又は所定率だけ増減させた値や、検出ピーク値Ａｐと検出ボトム値Ａｕとの差、検出平均値Ａａと検出ボトム値Ａｕとの差、などが挙げられる。

変形例６として、上記各実施形態では、検出値Ｓａを減衰させるフィルタ部３６が処理部２６の機能の１つとして実現されていたが、フィルタ部３６は、電気回路等により構造として実現されていてもよい。

変形例７として、フィルタ部３６は、検出値Ｓａではなく、センシング部２５からの検出信号を対象として減衰処理を行ってもよい。この場合は、検出信号と検出信号を減衰させた減衰信号とを比較した比較結果を比較値として、脈動周波数Ｆの推定に用いることになる。

変形例８として、上記各実施形態では、比較値Ｃ及び検出振幅Ａａｍの両方を用いて脈動周波数Ｆを推定したが、検出振幅Ａａｍを用いずに比較値Ｃに基づいて脈動周波数Ｆを推定してもよい。例えば、比較値Ｃから直接的に脈動周波数Ｆを推定できるように、比較値Ｃに対する数式や係数が設定された構成とする。

変形例９として、上記第５実施形態では、周波数取得部４３の前回の処理で取得された脈動周波数Ｆから今回の特定期間Ｔｓが設定されたが、今回の特定期間Ｔｓは、前回よりも更に過去の処理で周波数取得部４３が取得した脈動周波数Ｆにて設定されてもよい。また、特定期間Ｔｓは、脈動周波数Ｆの逆数とは異なる値に設定されていてもよい。例えば、脈動周波数Ｆの逆数から所定値又は所定率だけ増減させた値が特定期間Ｔｓとして設定される構成とする。

変形例１０として、上記各実施形態では、脈動推定部３０がエアフロメータ１５の処理部２６に含まれていたが、脈動推定部３０はＥＣＵ２０に含まれていてもよい。この場合、ＥＣＵ２０が空気流量計測装置に相当することになる。また、脈動推定部３０が有する機能の一部が処理部２６に含まれ、残りの機能がＥＣＵ２０に含まれていてもよい。この場合、処理部２６及びＥＣＵ２０が複数の演算装置として協働で空気流量計測装置としての機能を発揮することになる。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリやハードディスク等の非遷移的実体的記憶媒体に各種プログラムが記憶されていてもよい。

変形例１１として、ＥＣＵ２０や処理部２６は、少なくとも１つの集積回路や受動素子を有する専用の電気回路部を含んで構成されていてもよい。例えば、処理部２６が専用の電気回路部を複数有している構成では、処理部２６において脈動推定部３０が有する信号取得部３１等の複数の機能が、少なくとも１つの専用の電気回路部により構成されている。

２５…センシング部、２６…空気流量計測装置としての処理部、３２…期間設定部、３５…検出取得部としての検出ピーク取得部、３６…フィルタとしてのフィルタ部、３７…減衰取得部としての減衰ピーク取得部、３８…比較部、４２…振幅取得部、４３…周波数取得部、４４…検出補正部を構成する補正量取得部、４９…検出補正部としての流量補正部、Ａａ…検出平均値、Ａａｍ…振幅関連値としての検出振幅、Ａｐ…検出関連値及び最大値としての検出ピーク値、Ａｕ…最小値としての検出ボトム値、Ｂｐ…減衰関連値及び最大値としての減衰ピーク値、Ｂｕ…最小値としての減衰ボトム値、Ｃ…比較値、Ｆ…脈動周波数、Ｑ…補正値としての補正量、Ｓａ…検出値、Ｓｂ…減衰値、Ｔｓ…特定期間。

Claims (11)

1. 空気の流れに応じてセンシング部（２５）により検出される検出値（Ｓａ）に基づいて空気流量を計測する空気流量計測装置（２６）であって、
   所定の特定期間（Ｔｓ）について、前記検出値の最大値（Ａｐ）及び最小値（Ａｕ）の少なくとも一方に関連した検出関連値（Ａｐ）を取得する検出取得部（３５）と、
   前記検出値を所定のフィルタ（３６）により減衰させた減衰値（Ｓｂ）について、前記特定期間について、前記検出関連値に対応し且つ前記減衰値の最大値（Ｂｐ）及び最小値（Ｂｕ）の少なくとも一方に関連した減衰関連値（Ｂｐ）を取得する減衰取得部（３７）と、
   前記検出関連値と前記減衰関連値とを比較し、その比較結果として比較値（Ｃ）を取得する比較部（３８）と、
   前記比較値に基づいて前記空気の脈動周波数（Ｆ）を取得する周波数取得部（４３）と、
   を備えている空気流量計測装置。
2. 前記特定期間について、前記検出値の振幅に関連した振幅関連値（Ａａｍ）を取得する振幅取得部（４２）を備え、
   前記周波数取得部は、前記比較値に加えて前記振幅関連値を用いて前記脈動周波数を推定する、請求項１に記載の空気流量計測装置。
3. 前記周波数取得部は、
   前記検出値を減衰させる前記フィルタについてあらかじめ定められ且つ前記比較値と前記振幅関連値と前記脈動周波数との関係を示す周波数特性を用いて、前記比較値及び前記振幅関連値に基づいて前記脈動周波数を推定する、請求項２に記載の空気流量計測装置。
4. 前記周波数特性は、前記振幅関連値が所定値である場合に、前記比較値が前記検出関連値と前記減衰関連値との差が小さいことを示すほど前記脈動周波数が小さいという関係を示す、請求項３に記載の空気流量計測装置。
5. 前記比較部は、
   前記検出関連値と前記減衰関連値との比率を前記比較値として取得する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の空気流量計測装置。
6. 前記比較部は、
   前記検出関連値と前記減衰関連値との差分を前記比較値として取得する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の空気流量計測装置。
7. 前記検出取得部は、前記検出関連値として、前記特定期間について前記検出値の最大値を検出ピーク値（Ａｐ）として取得し、
   前記減衰取得部は、前記減衰関連値として、前記特定期間について前記減衰値の最大値を減衰ピーク値（Ｂｐ）として取得し、
   前記比較部は、前記検出ピーク値と前記減衰ピーク値とを比較し、その比較結果として前記比較値を取得する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の空気流量計測装置。
8. 過去に前記周波数取得部により推定された前記脈動周波数を用いて前記特定期間を設定する期間設定部（３２）を備えている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の空気流量計測装置。
9. 前記脈動周波数を用いて前記検出値を補正し、その補正結果として補正値（Ｑ）を取得する検出補正部（４４）を備えている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の空気流量計測装置。
10. 前記検出補正部は、前記脈動周波数に加えて、前記検出値の振幅（Ａａｍ）に関連した値（Ａａｍ）と前記特定期間での前記検出値の平均値（Ａａ）に関連した値（Ａａ）との少なくとも一方を用いて、前記検出値を補正する、請求項９に記載の空気流量計測装置。
11. 空気の流れに応じてセンシング部（２５）により検出される検出値（Ｓａ）に基づいて空気流量を計測する空気流量計測方法であって、
    所定の特定期間（Ｔｓ）について、前記検出値の最大値（Ａｐ）及び最小値（Ａｕ）の少なくとも一方に関連した検出関連値（Ａｐ）を取得し（３５）、
    前記検出値を所定のフィルタ（３６）により減衰させた減衰値（Ｓｂ）について、前記特定期間について、前記検出関連値に対応し且つ前記減衰値の最大値（Ｂｐ）及び最小値（Ｂｕ）の少なくとも一方に関連した減衰関連値（Ｂｐ）を取得し（３７）、
    前記検出関連値と前記減衰関連値とを比較し、その比較結果として比較値（Ｃ）を取得し（３８）、
    前記比較値に基づいて前記空気の脈動周波数（Ｆ）を取得する（４３）、空気流量計測方法。

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