JPH0432973B2 - - Google Patents
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- JPH0432973B2 JPH0432973B2 JP59039564A JP3956484A JPH0432973B2 JP H0432973 B2 JPH0432973 B2 JP H0432973B2 JP 59039564 A JP59039564 A JP 59039564A JP 3956484 A JP3956484 A JP 3956484A JP H0432973 B2 JPH0432973 B2 JP H0432973B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring 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 mechanical effects
- G01F1/20—Measuring 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 mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring 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 mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3287—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl circuits therefor
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、自動車エンジン等に流入する空気の
平均流量をカルマン渦式空気流量センサの出力パ
ルスを処理して検出する装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting the average flow rate of air flowing into an automobile engine or the like by processing output pulses of a Karman vortex type air flow sensor.
従来技術と問題点
一般に、内燃機関においてはその吸入空気量を
計測し、計測結果に基づいて空燃比が一定になる
ように燃料噴射量を制御している。吸入空気量を
計測する計測装置は従来より各種提案されている
が、その中で、優れた応答性を有するカルマン渦
式空気流量センサ(以下カルマンセンサという)
が注目されている。このカルマンセンサは、内燃
機関の吸気側に渦発生体を置くとその近傍に空気
流量に比例した頻度で空気の渦(カルマン渦)が
発生することを利用し、カルマン渦の発生を公知
の各種の手段にて検出し、カルマン渦の発生に関
係したタイミングでパルスを発生するものであ
り、この発明したパルス信号の周期はその時の流
入空気量に反比例したものとなる。Prior Art and Problems Generally, in an internal combustion engine, the intake air amount is measured, and the fuel injection amount is controlled based on the measurement result so that the air-fuel ratio is constant. Various measurement devices have been proposed to measure the amount of intake air, but one of them is the Karman vortex air flow sensor (hereinafter referred to as the Karman sensor), which has excellent responsiveness.
is attracting attention. This Karman sensor utilizes the fact that when a vortex generator is placed on the intake side of an internal combustion engine, air vortices (Karman vortices) are generated in the vicinity at a frequency proportional to the air flow rate. The pulse signal is detected by means of the above method and a pulse is generated at a timing related to the generation of the Karman vortex, and the period of the pulse signal of this invention is inversely proportional to the amount of inflowing air at that time.
ところで、内燃機関の空気流量は、吸気、排気
等の工程を周期として変動しており、第1図に示
すように、スロツトバルブ開度が大きくなればな
るほど、その変動幅も大きくなる。カルマンセン
サはこのような変動にも十分に追従するだけの応
答性を有するから、例えば第2図に示すように、
スロツトルバルブ開度が大きい大流量時において
は、流量大の期間に発生する周期の極めて短いパ
ルス列と、流量小の期間に生じる周期の比較的短
いパルス列とを含むものとなる。従つて、何等か
の方法でパルスの周期の平均を求める必要が生じ
る。 Incidentally, the air flow rate of an internal combustion engine fluctuates periodically during processes such as intake and exhaust, and as shown in FIG. 1, the greater the opening of the slot valve, the greater the range of variation. Since the Kalman sensor has sufficient responsiveness to follow such fluctuations, for example, as shown in Figure 2,
When the throttle valve opening is large and the flow rate is large, the pulse train includes a pulse train with a very short cycle that occurs during a period when the flow rate is large, and a pulse train that has a relatively short cycle that occurs during a period when the flow rate is small. Therefore, it is necessary to use some method to find the average pulse period.
この為の一般的な技術としては、エンジンクラ
ンク角の所定角度に相当する時間毎に前記パルス
信号を区切つてその平均を求めることが考えられ
る。これは、瞬時空気流量の一変動周期pに相当
する期間毎に平均を求めるものであり、期間の始
点、終点のタイミングはクランク角センサの所定
角度の出力で与えられる。この方式では、周期p
を第2図の符号p1に示すようにその始点、終点が
大きな周期の途中になるように設定すると、これ
ら大きな周期tlを計測することができなくなり、
平均化誤差があまりにも大きくなる。そこで、第
2図の符号p2に示すように周期pが大きな周期tl
を含むように設定するものであるが、それでも周
期pの最初と終りのパルスの周期は計測できず誤
差が残ると共に、通常、周期pの始点を検出して
からパルスを計数し得る状態になるまでにはどう
しても多少の遅れ時間があるので、パルス周期の
極めて短い場所に始点を設定することはパルス数
の計数誤差を招来し、その為の誤差も加わる不都
合がある。 As a general technique for this purpose, it is conceivable to divide the pulse signal at intervals of time corresponding to a predetermined angle of the engine crank angle and calculate the average thereof. This is to obtain an average for each period corresponding to one variation period p of the instantaneous air flow rate, and the timing of the start point and end point of the period is given by the output of a predetermined angle from the crank angle sensor. In this method, the period p
If the start and end points are set in the middle of a large cycle, as shown by symbol p 1 in Figure 2, it becomes impossible to measure these large cycles,
The averaging error becomes too large. Therefore, as shown by the symbol p 2 in Fig. 2, the period p is larger than the period tl.
However, the period of the pulse at the beginning and end of the period p cannot be measured and an error remains, and normally the pulses can be counted after detecting the start point of the period p. Since there is inevitably some delay time, setting the starting point at a place where the pulse period is extremely short will lead to an error in counting the number of pulses, and this error will also be added to the problem.
発明の目的
本発明はこのような従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、瞬時空気流量の変動が激し
い大流量時における一変動毎のカルマンセンサ出
力パルス周期の平均を精度良く検出し得るように
することにある。Purpose of the Invention The present invention has been made to improve these conventional drawbacks.The purpose of the present invention is to accurately detect the average of the Kalman sensor output pulse period for each fluctuation during a large flow rate where the instantaneous air flow rate fluctuates rapidly. It's about trying to get it.
発明の原理、構成及び作用
一般にカルマンセンサでは、大流量時の変動幅
の大きい時には、第2図に示したように、複数個
のパルスが出現すると共にパルス間隔(周期)の
大きい状態が瞬時空気流量の変動の一周期毎に現
れた。そこで、所定値(Tmax)より大きな周期
が現われる毎に平均周期を求めるようにすれば、
変動幅が大きい大流量時には変動の一周期毎に平
均を算出することができる。即ち、大流量時には
第3図aに示すようなパルス列が発生するので、
大きな周期が現れる毎に平均周期を求めるとすれ
ば符号Qで示すような間隔で平均化が行なわれ、
その間隔が瞬時空気流量の一変動周期と合致する
こととなる。ところが、実際には第3図bに示す
ように、時々大きい周期の後に比較的長い周期が
現れ、これが所定値(Tmax)以上となることに
より、同図の符号Q′に示すように平均化が行な
われ、瞬時空気流量の一変動周期毎に正確に平均
化されない場合が生じる。本発明はこの点をも考
慮したものであり、所定値(Tmax)より大きな
周期が現れると必ず平均周期を求めることはせ
ず、前回の平均処理終了パルスから所定数
(Nmin)のパルスが現れる後に所定値(Tmax)
より大きな周期が現れたときに初めて平均処理を
行なうこととしている。こうすれば、第3図bに
示したようにパルスP1の後に比較的長い間隔を
置いてパルスP2が現れても、前回の平均終了パ
ルスがこの場合P1であるからそれは無視され、
パルスP3を検出したときに平均処理が実行され
る。従つて、瞬時空気流量の一変動周期毎に平均
処理を行なうことが可能となる。Principle, structure, and operation of the invention In general, in a Kalman sensor, when the fluctuation range is large during a large flow rate, multiple pulses appear and the pulse interval (period) is large, as shown in Fig. 2. It appeared every cycle of flow rate fluctuation. Therefore, if you calculate the average period every time a period larger than a predetermined value (Tmax) appears,
When the flow rate is large and has a large fluctuation range, the average can be calculated for each period of fluctuation. That is, when the flow rate is large, a pulse train as shown in Figure 3a is generated, so
If we calculate the average period every time a large period appears, averaging will be performed at intervals as shown by the symbol Q,
The interval coincides with one fluctuation cycle of the instantaneous air flow rate. However, in reality, as shown in Figure 3b, a relatively long cycle sometimes appears after a large cycle, and when this exceeds a predetermined value (Tmax), averaging is performed as shown by Q' in the figure. is performed, and there are cases where the instantaneous air flow rate is not accurately averaged for each cycle of variation. The present invention takes this point into consideration, and does not necessarily calculate the average period when a period larger than a predetermined value (Tmax) appears, but instead calculates the predetermined number of pulses (Nmin) from the previous average processing end pulse. After the specified value (Tmax)
Averaging processing is performed only when a larger period appears. In this way, even if pulse P2 appears after a relatively long interval after pulse P1, as shown in Figure 3b, it will be ignored since the previous average ending pulse is P1 in this case.
Averaging processing is performed when pulse P3 is detected. Therefore, it is possible to perform averaging processing for each period of fluctuation of the instantaneous air flow rate.
また、小流量時におけるカルマンセンサの出力
パルスの間隔(周期)は、まばらで一般に大き
い。従つて、上述のようにすれば、小流量時には
カルマンセンサの所定数(Nmin)個のパルス毎
に平均が算出されることになり、比較的応答性良
く平均化し得るものとなる。 Furthermore, the intervals (periods) of the output pulses of the Kalman sensor when the flow rate is small are sparse and generally large. Therefore, by doing as described above, when the flow rate is small, an average is calculated for every predetermined number (Nmin) of pulses of the Kalman sensor, and averaging can be performed with relatively good responsiveness.
しかし、中流量時にはパルスの周期は適当な所
定値(Tmax)より小さなものが殆どとなる。こ
の為、所定数(Nmin)のパルス発生後の所定値
(Tmax)より大きな周期が現れる毎に平均周期
を求めるだけでは中流量時の平均化が困難とな
る。 However, at medium flow rates, the pulse period is mostly smaller than an appropriate predetermined value (Tmax). For this reason, it becomes difficult to perform averaging at medium flow rates by simply finding the average period every time a period larger than a predetermined value (Tmax) appears after a predetermined number (Nmin) of pulses are generated.
この為、本発明では、パルスが所定数
(Nmax)現れる毎にその平均を算出することを
基本とし、所定数(Nmin)のパルス発生後の所
定値(Tmax)より大きな周期を検出すれば
Nmax個になる前に平均を算出するようにしてい
る。こうすれば、低流量時、高流量時とも応答性
良くカルマンセンサの出力パルスの平均周期を求
めることが可能となり、中流量時にはTmax以上
の周期が現れなくても最低N個毎に平均が求めら
れることになる。 Therefore, in the present invention, the average is calculated every time a predetermined number (Nmax) of pulses appear, and if a cycle larger than a predetermined value (Tmax) after a predetermined number (Nmin) of pulses is detected,
The average is calculated before the number reaches Nmax. In this way, it is possible to obtain the average period of the output pulses of the Kalman sensor with good responsiveness at both low and high flow rates, and at medium flow rates, the average can be calculated for at least every N pulses even if no period greater than Tmax appears. It will be done.
第4図は本発明の構成説明図であり、カルマン
センサCSからカルマン渦の発生に関係したタイ
ミングで発生されるパルス信号は、平均周期或は
平均空気流量算出手段ATに入力される。パルス
数計数手段CNは、カルマンセンサCSから出力さ
れるパルスを計数するもので、所定数(Nmin)
だけ計数するとその旨を所定周期検出手段DEに
通知し、所定数(Nmax)だけ計数すると算出手
段ATに算出指令を発する。パルス周期検出手段
PDは、カルマンセンサCSの出力パルスの周期を
計測し所定値(Tmax)より大きい周期を検出す
るもので、検出するとその旨を所定周期検出手段
DEに通知する。所定周期検出手段DEは、パルス
数計数手段CNで所定数(Nmin)のパルスが計
数された後パルス周期検出手段PDで所定値
(Tmax)以上の周期が検出されると、算出手段
ATに算出指令を発する。この算出手段ATは、
算出指令がパルス数計数手段CNからか或は所定
周期検出手段DEから発せられる毎に平均周期或
は平均空気流量を算出する。 FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of the present invention, in which a pulse signal generated from the Karman sensor CS at a timing related to the generation of Karman vortices is input to the average period or average air flow rate calculation means AT. The pulse number counting means CN is for counting the pulses output from the Kalman sensor CS, and is a predetermined number (Nmin).
When a predetermined number (Nmax) has been counted, a calculation command is issued to the calculation means AT. Pulse period detection means
PD measures the period of the output pulse of the Kalman sensor CS and detects a period larger than a predetermined value (Tmax).When detected, it is notified to the predetermined period detection means.
Notify DE. The predetermined period detection means DE detects a predetermined number of pulses (Nmin) by the pulse number counting means CN and then detects a period equal to or greater than a predetermined value (Tmax) by the pulse period detection means PD.
Issue a calculation command to AT. This calculation means AT is
The average period or average air flow rate is calculated every time a calculation command is issued from the pulse number counting means CN or from the predetermined period detecting means DE.
第5図は本発明の動作説明図であり、(a)は瞬時
空気流量の時間的変化の一例を示し、(b)はその時
のカルマンセンサの出力パルスの一例を示す。な
お、t1〜t48はカルマンセンサの各出力パルス、
Q1〜Q8は平均化された空気流量を示す。第4図
のような構成によれば、所定時間(Tmax)を大
流量時に現れる最大周期より若干小さ目に設定す
ることにより、大流量時には変動の一周期毎に平
均が算出され(Q5〜Q7参照)、低流量時にはカ
ルマンセンサCSの出力パルスの周期が所定時間
(Tmax)以上となるが、所定数(Nmin、ここ
では3とした)の制限により平均化はカルマンン
サCSの3パルス毎に行なわれることになる
(Q1、Q2、Q8参照)。また、中流量時にはパルス
数計数手段CNが所定パルス数(Nmax、ここで
は9とした)計数する毎に平均が算出される
(Q3、Q4参照)。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the present invention, in which (a) shows an example of a temporal change in the instantaneous air flow rate, and (b) shows an example of the output pulse of the Kalman sensor at that time. In addition, t1 to t48 are each output pulse of the Kalman sensor,
Q1-Q8 indicate averaged air flow rates. According to the configuration shown in Figure 4, by setting the predetermined time (Tmax) slightly smaller than the maximum period that appears during large flow rates, the average is calculated for each cycle of fluctuation during large flow rates (see Q5 to Q7). ), at low flow rates, the period of the output pulse of the Kalman sensor CS is longer than the predetermined time (Tmax), but due to the limitation of a predetermined number (Nmin, here 3), averaging is performed every 3 pulses of the Kalman sensor CS. (See Q1, Q2, Q8). Furthermore, at medium flow rates, an average is calculated every time the pulse number counting means CN counts a predetermined number of pulses (Nmax, here 9) (see Q3 and Q4).
なお、第5図では、小流量から中流量に移行す
る際に、3パルス検出毎の平均からいきなり9パ
ルス検出毎の平均に切換わつている。これは、所
定数(Nmax)を固定とした為であり、この部分
で応答性が多少損なわれることは否めない。これ
を改善するには、平均を算出したときのパルス数
計数手段CNの計数値に関連して所定数(Nmax)
を所定の範囲内で順次大きくすれば良い。また、
所定数(Nmin)も小流量時には例えば1とし、
中、大流量になるほど大きく例えば3と変化させ
れば小流量時に1パルス毎に平均化することが可
能となる。第6図はそのような対策を施したとき
の本発明の動作説明図であり、第5図と相違する
ところは、第5図の小流量における平均Q1、Q2
が平均Q10、Q11、Q12およびQ20、Q21、Q22に
それぞれ細分され、また小流量から中流量への移
行時の平均Q3がQ30、Q31にに細分されている点
である。この例は、所定数(Nmax)を順次3ず
つ大きくしたが、どの程度の割合で増加させるか
は任意である。 In FIG. 5, when changing from a small flow rate to a medium flow rate, the average every 3 pulses detected is suddenly switched to the average every 9 pulses detected. This is because the predetermined number (Nmax) is fixed, and it cannot be denied that the responsiveness is somewhat impaired in this part. To improve this, set a predetermined number (Nmax) in relation to the count value of the pulse number counting means CN when calculating the average.
may be increased sequentially within a predetermined range. Also,
For example, the predetermined number (Nmin) is set to 1 when the flow rate is small.
By increasing the value to 3, for example, as the flow rate increases, it becomes possible to average each pulse at a low flow rate. Fig. 6 is an explanatory diagram of the operation of the present invention when such measures are taken, and the difference from Fig. 5 is that the averages Q1 and Q2 at small flow rates in Fig. 5 are
is subdivided into average Q10, Q11, Q12 and Q20, Q21, Q22, respectively, and average Q3 at the time of transition from small flow rate to medium flow rate is subdivided into Q30 and Q31. In this example, the predetermined number (Nmax) is sequentially increased by 3, but the rate of increase is arbitrary.
更に、所定値(Nmax)の増加割合を、加速時
には少し小さくなるようにすれば、過度時とくに
小流量から大流量に急速する時により応答が良く
なるので好適である。 Furthermore, it is preferable to make the increase rate of the predetermined value (Nmax) a little smaller during acceleration, since the response will be better in transient situations, especially when the flow rate rapidly changes from a small flow rate to a large flow rate.
また、エンジン回転数によつて、空気流量の変
動周期が決定され、従つて瞬時空気流量の変動幅
の大きい大流量時に現れるパルス間隔(周期)の
大きい状態も必然的に異なつてくる。従つて、パ
ルス周期検出手段PDにおける所定周期(Tmax)
はそのときのエンジン回転数に応じて最適値に設
定することが望ましい。即ち、エンジン回転数が
高いほど所定周期(Tmax)を小さくすると良
い。 Furthermore, the period of fluctuation of the air flow rate is determined by the engine rotational speed, and therefore, the state in which the pulse interval (period) is large, which appears when the instantaneous air flow rate has a large fluctuation range and a large flow rate, also inevitably differs. Therefore, the predetermined period (Tmax) in the pulse period detection means PD
is preferably set to an optimal value according to the engine speed at that time. That is, the higher the engine speed, the smaller the predetermined period (Tmax) is.
発明の実施例
第7図は本発明の実施例の要部ブロツク図であ
り、1は内燃機関、2はエアクリーナ、3はカル
マセンサであり、カルマン渦が発生する毎にその
出力信号aを“1”とするものである。4はスロ
ツトチヤンバ、5はインテークマニホールド、6
は電磁式のフユーエルインジエクタ、7は吸入空
気の流れを制御するスロツトルバルブ、8はクラ
ンク角センサ、9はマイクロプロセツサ、10は
メモリ、11はクランク角センサ8の出力や他の
エンジンパラメータ例えば冷却水温、吸気温、ス
ロツトルバルブ開度、アイドルスイツチ等各種ス
イツチのオンオフ情報等をマイクロプロセツサ9
に入力する為のデータ入力部、12はデータ出力
部である。Embodiment of the Invention FIG. 7 is a block diagram of essential parts of an embodiment of the present invention, in which 1 is an internal combustion engine, 2 is an air cleaner, and 3 is a karma sensor, which outputs an output signal a every time a Karman vortex is generated. 1”. 4 is the slot chamber, 5 is the intake manifold, 6
is an electromagnetic fuel injector, 7 is a throttle valve that controls the flow of intake air, 8 is a crank angle sensor, 9 is a microprocessor, 10 is a memory, and 11 is the output of the crank angle sensor 8 and other engine components. Parameters such as cooling water temperature, intake temperature, throttle valve opening, on/off information of various switches such as idle switch, etc. are sent to the microprocessor 9.
12 is a data output section.
吸入空気は、エアクリーナ2よりカルマンセン
サ3、スロツトチヤンバ4を経てインテークマニ
ホールド5の各ブランチより各シリンダに供給さ
れ、燃料はフユーエルインジエクタ6により内燃
機関1内に噴射される。また、吸入空気量は、内
燃機関の状態に応じて、第5図、第6図に示した
ように変化するものであり、その変化に応じて出
力信号aも変化する。カルマンセンサ3の出力信
号aはマイクロプロセツサ9の割込み端子INT
に入力され、出力信号aの例えば立上がり時に割
込みがかけられる。 Intake air is supplied from an air cleaner 2 to each cylinder through each branch of an intake manifold 5 via a Kalman sensor 3 and a slot chamber 4, and fuel is injected into the internal combustion engine 1 by a fuel injector 6. Further, the intake air amount changes as shown in FIGS. 5 and 6 depending on the state of the internal combustion engine, and the output signal a also changes in accordance with the change. The output signal a of the Kalman sensor 3 is connected to the interrupt terminal INT of the microprocessor 9.
, and an interrupt is generated when the output signal a rises, for example.
第8図はこの割込み処理の一例を示すフローチ
ヤートであり、S1〜S14は各ステツプを示す。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of this interrupt processing, and S1 to S14 indicate each step.
マイクロプロセツサ9は割込みがかかると、先
ずその時の時刻を最新パルス時刻T1として記憶
し(S1)、パルスカウント数Nを+1カウントア
ツプする(S2)。次に、パルスカウント数Nが所
定数(Nmax)以上であるか否かを判別し、所定
数(Nmax)以上であればステツプS6へ移行し、
所定数未満であれば、所定数(Nmin)以上であ
るか否か判別する(S4)。ここで、所定数
(Nmin)未満と判別されると、最新パルス時刻
T1の値を1パルス前の割込み時刻T3として
(S13)、メインルーチンへ復帰する。また所定数
(Nmin)以上と判別されると、最新パルス時刻
T1から1パルス前の割込み時刻T3を引いて今回
のパルス周期T2を求め(S5)、T2が所定周期
(Tmax)以上であるか否かを判別する(S6)。そ
して、T2が所定周期(Tmax)以上であればス
テツプ7へ移行し、所定周期(Tmax)未満であ
ればステツプS14へ移行する。 When the microprocessor 9 receives an interrupt, it first stores the current time as the latest pulse time T1 (S1), and increments the pulse count number N by one (S2). Next, it is determined whether the pulse count number N is greater than or equal to a predetermined number (Nmax), and if it is greater than or equal to the predetermined number (Nmax), the process proceeds to step S6.
If it is less than a predetermined number, it is determined whether it is greater than or equal to a predetermined number (Nmin) (S4). Here, if it is determined that it is less than the predetermined number (Nmin), the latest pulse time
The value of T1 is set as the interrupt time T3 one pulse before (S13), and the process returns to the main routine. Also, if it is determined that the number is greater than a predetermined number (Nmin), the latest pulse time
The current pulse period T2 is obtained by subtracting the interrupt time T3 one pulse before from T1 (S5), and it is determined whether T2 is greater than or equal to a predetermined period (Tmax) (S6). If T2 is greater than or equal to the predetermined period (Tmax), the process proceeds to step 7, and if it is less than the predetermined period (Tmax), the process proceeds to step S14.
ステツプS7では、最新パルス時刻T1から前回
の平均化終了時の時刻T5を引いて平均化するパ
ルス間時間T4を求め、このT4をパルスカウント
数Nで割ることにより平均パルス周期T6を算出
する(S8)。そして、最新パルス時刻T1を平均化
終了時の時刻T5として記憶し(S9)、所定数
(Nmax)の値を、今回のパルス数Nに常数αを
足した値に変更する(S10)。また、Nmaxの最
大値を制限する為にNmaxを所定値βと比較し、
βより大きくなればβの値にクランプする処理を
行なう(S11、S12)。平均化処理を完了したとき
は、パルスカウント数Nを零にクリアして次回の
処理に備える(S13)。 In step S7, the inter-pulse time T4 to be averaged is obtained by subtracting the time T5 at the end of the previous averaging from the latest pulse time T1, and the average pulse period T6 is calculated by dividing this T4 by the pulse count number N. S8). Then, the latest pulse time T1 is stored as the time T5 at the end of averaging (S9), and the value of the predetermined number (Nmax) is changed to the value obtained by adding the constant α to the current number of pulses N (S10). Also, in order to limit the maximum value of Nmax, Nmax is compared with a predetermined value β,
If it becomes larger than β, processing is performed to clamp it to the value of β (S11, S12). When the averaging process is completed, the pulse count number N is cleared to zero in preparation for the next process (S13).
また、マイクロプロセツサ9は第8図のフロー
チヤートに示すように、メインルーチンにおいて
Q=f1(T6)なる公知の関係式より平均パルス周
期T6から平均空気流量Qを求め(S20)、且つ
Tmax=f2(エンジン回転数)なる関係式(エン
ジン回転数が大きくなるほどTmaxが小さくなる
ような関係式)によりエンジン回転数に応じて
Tmaxの値を変更する処理を行なう(S21)。更
に、Nmin=f3(1/T6×エンジン回転数)なる
関係式(小流量時が例えば1で中から大流量にな
るほど大きく例えば3となるような関係式)によ
りNminの値を変更し(S22)、α=f4(1/T6×
エンジン回転数)なる関係式(小流量時には例え
ば1と小さく中から大流量になるほど例えば4と
大きくなる関係式)により所定値(Nmax)の増
量値αを変更する(S23)。大流量時にαの値を
大きくするのは、瞬時空気流量の変動幅の大きい
箇所では一変動周期当りに発生するカルマンセン
サの出力パルス数がバラツクからである。また、
平均周期或は平均空気流量の変化率等により加速
状態であるか否かを判別し(S24)、加速状態で
あればαを1だけ減じる処理を行なう(S25)。
ステツプS26、S27はαの値を1にクランプする
為の処理である。なお、1/T6×エンジン回転
数はQ/n(Qは平均流入空気量、nはエンジン
回転数)と等価であるから、前者の代りに後者を
流量の大小を判別するパラメータに使用しても良
い。 Further, as shown in the flowchart of FIG. 8, the microprocessor 9 calculates the average air flow rate Q from the average pulse period T6 from the known relational expression Q=f 1 (T6) in the main routine (S20), and
According to the relational expression Tmax=f 2 (engine speed) (a relational expression in which Tmax decreases as the engine speed increases),
Processing to change the value of Tmax is performed (S21). Furthermore, the value of Nmin is changed using the relational expression Nmin=f 3 (1/T6×engine speed) (a relational expression in which, for example, 1 is used when the flow rate is small, and increases to 3, for example, as the flow rate increases from medium to large). S22), α=f 4 (1/T6×
The increase value α of the predetermined value (Nmax) is changed according to a relational expression (for example, a relational expression that is small, for example, 1 when the flow rate is small, and becomes large, for example, 4, as the flow rate increases from medium to high) (engine rotation speed) (S23). The reason why the value of α is increased when the flow rate is large is because the number of output pulses of the Kalman sensor generated per fluctuation period varies at locations where the instantaneous air flow rate has a large fluctuation range. Also,
It is determined whether or not the vehicle is in an accelerated state based on the average cycle or the rate of change in the average air flow rate (S24), and if it is in an accelerated state, α is reduced by 1 (S25).
Steps S26 and S27 are processes for clamping the value of α to 1. Note that 1/T6 x engine speed is equivalent to Q/n (Q is the average amount of incoming air, n is the engine speed), so instead of the former, use the latter as a parameter to determine the size of the flow rate. Also good.
発明の効果
以上説明したように、本発明は、カルマン渦式
空気流量センサからカルマン渦の発生に関係した
タイミングで発生されるパルス信号の周期に基づ
き内燃機関に流入する平均空気流量を検出する装
置において、発生する前記パルス信号の個数を計
数するパルス数計数手段と、発生する前記パルス
信号の周期を計数するパルス周期検出手段とを備
え、前記パルス数計数手段により所定数
(Nmax)のパルスが計数されるか或は前記パル
ス数計数手段により所定数(Nmax)より小さい
所定数(Nmin)が計数された後前記パルス周期
検出手段により所定時間(Tmax)以上の周期が
検出される毎に平均周期或は平均空気流量を算出
するようにしたものであり、一般にカルマンセン
サでは、大流量時の変動幅の大きい時には、第2
図、第3図に示したように、パルス間隔(周期)
の大きい状態が瞬時空気流量の変動の一周期毎に
現れ、且つ、小流量時におけるカルマンセンサの
出力パルスの間隔(周期)は一般に大きいから、
本発明のように、パルスが所定数(Nmax)現れ
る毎にその平均を算出することを基本とし、所定
数(Nmin)個のパルス発生後に所定値
(Tmax)より大きな周期を検出すればN個にな
る前に平均を算出するようにすれば、変動幅が大
きい大流量時には第3図bの如く大きな周期が連
続しても、変動の一周期毎に平均が算出され、小
流量時にはカルマンセンサの数パルス毎に平均が
算出されることになり、低流量時、高流量時とも
応答性良くカルマンセンサの出力パルスの平均周
期を求めることが可能となる。また、中流量時も
少なくともNmax個毎に平均が算出されることに
なる。このように、本発明によれば、カルマンセ
ンサの出力信号のみ処理するだけで、低流量時、
高流量時とも応答性良くカルマンセンサの出力パ
ルスの平均周期、平均空気流量を算出することが
可能となる。Effects of the Invention As explained above, the present invention provides an apparatus for detecting the average air flow rate flowing into an internal combustion engine based on the period of a pulse signal generated from a Karman vortex air flow sensor at a timing related to the generation of a Karman vortex. comprises a pulse number counting means for counting the number of the generated pulse signals, and a pulse period detection means for counting the period of the generated pulse signal, and the pulse number counting means generates a predetermined number (Nmax) of pulses. or after the pulse number counting means has counted a predetermined number (Nmin) smaller than the predetermined number (Nmax), each time a period of a predetermined time (Tmax) or more is detected by the pulse period detection means, the average is calculated. It is designed to calculate the period or average air flow rate, and generally in Kalman sensors, when the fluctuation range is large during large flow rates, the second
As shown in Figure 3, the pulse interval (period)
A state where a large amount of air is generated appears every cycle of fluctuation in the instantaneous air flow rate, and the interval (period) of output pulses of the Kalman sensor is generally large when the flow rate is small.
As in the present invention, the average is calculated every time a predetermined number (Nmax) of pulses appear, and if a cycle larger than a predetermined value (Tmax) is detected after a predetermined number (Nmin) of pulses are generated, the If the average is calculated before the fluctuation range is large, even if there are continuous large cycles as shown in Figure 3b, the average will be calculated for each period of fluctuation, and at small flow rates, the Kalman sensor The average is calculated every several pulses of , and it is possible to obtain the average cycle of the output pulses of the Kalman sensor with good responsiveness both at low flow rates and at high flow rates. Furthermore, even at medium flow rates, the average is calculated at least every Nmax. As described above, according to the present invention, by only processing the output signal of the Kalman sensor,
It becomes possible to calculate the average cycle of the output pulses of the Kalman sensor and the average air flow rate with good responsiveness even at high flow rates.
第1図はスロツトルバルブ開度と内燃機関に流
入する瞬時空気流量の変動との関係を示す線図、
第2図は大流量時の瞬時空気流量とそのときのカ
ルマンセンサの出力パルスの状態を示す線図、第
3図は大流量時におけるカルマンセンサの出力パ
ルスの状態を示す図、第4図は本発明の構成説明
図、第5図及び第6図は本発明の動作説明図、第
7図は本発明の実施例の要部ブロツク図、第8図
はマイクロプロセツサ9の割込み処理の一例を示
すフローチヤート、第9図はマイクロプロセツサ
9のメインルーチンの要部を示すフローチヤート
である。
1は内燃機関、2はエアクリーナ、3はカルマ
ンセンサ、4はスロツトルチヤンバ、5はインテ
ークマニホールド、6は電磁式のフユーエルイン
ジエクタ、7は吸入空気の流れを制御するスロツ
トバルブ、8はクランク角センサ、9はマイクロ
プロセツサ、10はメモリ、11はデータ入力
部、12はデータ出力部である。
Figure 1 is a diagram showing the relationship between the throttle valve opening and the instantaneous flow rate of air flowing into the internal combustion engine.
Figure 2 is a diagram showing the instantaneous air flow rate at a large flow rate and the state of the output pulse of the Kalman sensor at that time, Figure 3 is a diagram showing the state of the output pulse of the Kalman sensor at a time of large flow rate, and Figure 4 is a diagram showing the state of the output pulse of the Kalman sensor at the time of a large flow rate. 5 and 6 are explanatory diagrams of the structure of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a main part of an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an example of interrupt processing of the microprocessor 9. FIG. 9 is a flowchart showing the main part of the main routine of the microprocessor 9. 1 is an internal combustion engine, 2 is an air cleaner, 3 is a Kalman sensor, 4 is a throttle chamber, 5 is an intake manifold, 6 is an electromagnetic fuel injector, 7 is a slot valve that controls the flow of intake air, and 8 is a crank An angle sensor, 9 a microprocessor, 10 a memory, 11 a data input section, and 12 a data output section.
Claims (1)
の発生に関係したタイミングで発生されるパルス
信号の周期に基づき内燃機関に流入する平均空気
流量を検出する装置において、発生する前記パル
ス信号の個数を計数するパルス数計数手段と、発
生する前記パルス信号の周期を計数するパルス周
期検出手段とを備え、前記パルス数計数手段によ
り所定数(Nmax)のパルスが計数されるか或は
前記パルス数計数手段により所定数(Nmax)よ
り小さい所定数(Nmin)が計数された後前記パ
ルス周期検出手段により所定時間(Tmax)以上
の周期が検出される毎に平均周期或は平均空気流
量を算出するようにしたことを特徴とするカルマ
ン渦式空気流量センサによる平均空気流量検出装
置。 2 特許請求の範囲第1項記載のカルマン渦式空
気流量センサによる平均空気流量検出装置におい
て、前記所定時間(Tmax)は、エンジン回転数
等の機関パラメータで決定されることを特徴とす
るカルマン渦式空気流量センサによる平均空気流
量検出装置。 3 特許請求の範囲第1項記載のカルマン渦式空
気流量センサによる平均空気流量検出装置におい
て、前記所定数(Nmax)は、平均周期或は平均
空気流量を算出したときのパルスカウント数
(N)に関係して決定されることを特徴とするカ
ルマン渦式空気流量センサによる平均空気流量検
出装置。 4 特許請求の範囲第3項記載のカルマン渦式空
気流量センサによる平均空気流量検出装置におい
て、前記所定数(Nmin)は、小流量時には小さ
く中流量から大流量になるにつれて大きくなるよ
うな値であることを特徴とするカルマン渦式空気
流量センサによる平均空気流量検出装置。 5 特許請求の範囲第4項記載のカルマン渦式空
気流量センサによる平均空気流量検出装置におい
て、前記所定数(Nmin)を、算出した平均周期
或は平均空気流量の変化率等の内燃機関の過度状
態に応じて補正することを特徴とするカルマン渦
式空気流量センサによる平均空気流量検出装置。[Scope of Claims] 1. In a device for detecting an average air flow rate flowing into an internal combustion engine based on the cycle of a pulse signal generated from a Karman vortex air flow sensor at a timing related to the generation of a Karman vortex, the pulse generated comprising a pulse number counting means for counting the number of signals and a pulse period detection means for counting the period of the generated pulse signal, and a predetermined number (Nmax) of pulses are counted by the pulse number counting means, or After the pulse number counting means counts a predetermined number (Nmin) smaller than the predetermined number (Nmax), each time the pulse period detection means detects a period longer than a predetermined time (Tmax), the average period or average air flow rate is calculated. An average air flow rate detection device using a Karman vortex type air flow sensor, characterized in that the average air flow rate is calculated by a Karman vortex type air flow sensor. 2. In the average air flow rate detection device using a Karman vortex type air flow sensor as set forth in claim 1, the predetermined time (Tmax) is determined by an engine parameter such as engine speed. Average air flow rate detection device using a type air flow sensor. 3. In the average air flow rate detection device using the Karman vortex type air flow sensor according to claim 1, the predetermined number (Nmax) is the number of pulse counts (N) when calculating the average period or the average air flow rate. An average air flow rate detection device using a Karman vortex type air flow sensor, characterized in that the average air flow rate is determined in relation to. 4. In the average air flow rate detection device using a Karman vortex type air flow sensor according to claim 3, the predetermined number (Nmin) is a value that is small at a small flow rate and increases as the flow rate increases from a medium flow rate to a large flow rate. An average air flow rate detection device using a Karman vortex type air flow sensor. 5. In the average air flow rate detection device using the Karman vortex type air flow sensor as set forth in claim 4, the predetermined number (Nmin) is calculated based on an excess of the internal combustion engine such as a calculated average period or a rate of change of the average air flow rate. An average air flow rate detection device using a Karman vortex type air flow sensor, which is characterized by correction according to the state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039564A JPS60183524A (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Average air flow rate detecting apparatus by karman's vortex street type air flow rate sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039564A JPS60183524A (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Average air flow rate detecting apparatus by karman's vortex street type air flow rate sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60183524A JPS60183524A (en) | 1985-09-19 |
| JPH0432973B2 true JPH0432973B2 (en) | 1992-06-01 |
Family
ID=12556574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039564A Granted JPS60183524A (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Average air flow rate detecting apparatus by karman's vortex street type air flow rate sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60183524A (en) |
-
1984
- 1984-03-01 JP JP59039564A patent/JPS60183524A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60183524A (en) | 1985-09-19 |
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