JPH0690060B2 - カルマン渦センサの出力信号処理装置 - Google Patents
カルマン渦センサの出力信号処理装置Info
- Publication number
- JPH0690060B2 JPH0690060B2 JP60155083A JP15508385A JPH0690060B2 JP H0690060 B2 JPH0690060 B2 JP H0690060B2 JP 60155083 A JP60155083 A JP 60155083A JP 15508385 A JP15508385 A JP 15508385A JP H0690060 B2 JPH0690060 B2 JP H0690060B2
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- JP
- Japan
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- karman vortex
- flow rate
- output signal
- vortex sensor
- cycle
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はたとえばエンジンの吸入空気量を測定するため
のエアフローメータとして用いられるカルマン渦センサ
の出力処理装置に関する。
のエアフローメータとして用いられるカルマン渦センサ
の出力処理装置に関する。
一般に、エンジンの吸入空気量を測定するためのエアフ
ローメータとしてはベーン式流量計が主流であったが、
最近、小型等の利点を有するカルマン渦センサが開発さ
れつつある。カルマン渦センサにおいては、たとえば、
特開昭58-80524号および特開昭58-80525号に示すよう
に、流体が流れる管路内にカルマン渦発生体を挿入し、
そのカルマン渦発生体の両側面近傍に交互に発生する圧
力変動を１対の圧力伝達通路を介して管路外の振動板に
伝達し、この振動板の回転変位を光電的に検出すること
により流体の速度を検出している。この場合、振動板の
回転変位に応じた正弦波状の電気信号を得、流体の速度
を得ている。
ローメータとしてはベーン式流量計が主流であったが、
最近、小型等の利点を有するカルマン渦センサが開発さ
れつつある。カルマン渦センサにおいては、たとえば、
特開昭58-80524号および特開昭58-80525号に示すよう
に、流体が流れる管路内にカルマン渦発生体を挿入し、
そのカルマン渦発生体の両側面近傍に交互に発生する圧
力変動を１対の圧力伝達通路を介して管路外の振動板に
伝達し、この振動板の回転変位を光電的に検出すること
により流体の速度を検出している。この場合、振動板の
回転変位に応じた正弦波状の電気信号を得、流体の速度
を得ている。
上述のカルマン渦センサの出力信号の周波数から流体の
流量を得る場合、周波数と空気量が完全に比例しないた
め、周波数に応じて流量を補正するのが一般的である。
（参照：特開昭56-616号公報）。
流量を得る場合、周波数と空気量が完全に比例しないた
め、周波数に応じて流量を補正するのが一般的である。
（参照：特開昭56-616号公報）。
しかしながら、エンジンのエアフローメータは高応答か
つ低流量域で特に高精度が要求される。したがって、従
来の周波数で流量を補正する方式では低流量域ほど周波
数が低くなるために正確な値を得るのに時間がかかり、
また、どの周波数域も均一な重みで補正することになる
ので応答性が悪く、さらに低流量域で補正精度不足、高
流量域で過剰精度となるアンバランスが生じるという問
題点があった。
つ低流量域で特に高精度が要求される。したがって、従
来の周波数で流量を補正する方式では低流量域ほど周波
数が低くなるために正確な値を得るのに時間がかかり、
また、どの周波数域も均一な重みで補正することになる
ので応答性が悪く、さらに低流量域で補正精度不足、高
流量域で過剰精度となるアンバランスが生じるという問
題点があった。
本発明の目的は、応答性を確保しつつ低流量域ほど高精
度に補正し、エンジンに適用した場合に全域に亘って高
い空燃比制御精度を得ることにあり、その手段は第１図
に示される。
度に補正し、エンジンに適用した場合に全域に亘って高
い空燃比制御精度を得ることにあり、その手段は第１図
に示される。
第１図において、カルマン渦センサは流体の流量に応じ
た周期Tiの出力信号を発生し、周期検出手段はカルマン
渦センサの出力信号の周期Tiを検出する。補正係数演算
手段は周期Tiに応じて補正係数Ｋを演算する。この結
果、流量演算手段は機関の吸入空気量の流量特性のずれ
を補正する補正係数Ｋおよび周期Tiに応じて流体の流量
Ｑ＝K/Tiを演算するものである。
た周期Tiの出力信号を発生し、周期検出手段はカルマン
渦センサの出力信号の周期Tiを検出する。補正係数演算
手段は周期Tiに応じて補正係数Ｋを演算する。この結
果、流量演算手段は機関の吸入空気量の流量特性のずれ
を補正する補正係数Ｋおよび周期Tiに応じて流体の流量
Ｑ＝K/Tiを演算するものである。
上述の手段によれば、流量Ｑは周期Tiに反比例するの
で、周期Tiに応じて流量の誤差を補正すれば低流量域ほ
ど高精度に補正される。
で、周期Tiに応じて流量の誤差を補正すれば低流量域ほ
ど高精度に補正される。
以下、第２図以降の図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
明する。
第２図（Ａ）はカルマン渦センサの一例を示す断面図で
ある。第２図（Ａ）において、管路１内の中央に渦発生
体２が設けられており、この渦発生体２には、一対の渦
圧取入孔３と、この取入孔３の圧力変動を管路１外に伝
達する圧力伝達通路４とが設けられている。この結果、
圧力伝達通路４の圧力変動によって振動板５に回転モー
メントが生じる。
ある。第２図（Ａ）において、管路１内の中央に渦発生
体２が設けられており、この渦発生体２には、一対の渦
圧取入孔３と、この取入孔３の圧力変動を管路１外に伝
達する圧力伝達通路４とが設けられている。この結果、
圧力伝達通路４の圧力変動によって振動板５に回転モー
メントが生じる。
なお、振動板５は、第２図（Ｂ）に示すように、一対の
スパンバンド6a,6bによってその重心を含む回転軸上に
支持され、さらに、スパンバンド6a,6bは枠部７に保持
されている。従って、振動板５は外部振動による枠部７
の上下振動ではほとんど振動せず、従って、カルマン渦
による圧力伝達通路４内の圧力変動のみ応じて回転振動
することになる。
スパンバンド6a,6bによってその重心を含む回転軸上に
支持され、さらに、スパンバンド6a,6bは枠部７に保持
されている。従って、振動板５は外部振動による枠部７
の上下振動ではほとんど振動せず、従って、カルマン渦
による圧力伝達通路４内の圧力変動のみ応じて回転振動
することになる。
第２図（Ａ）において、８は発光手段としての発光ダイ
オード、９は受光手段としてのフォトダイオードであ
る。つまり、この場合、振動板５が光の反射板として作
用し、従って、カルマン渦圧によって振動板５が回転振
動すると、フォトダイオード９の出力信号は渦周波数ｆ
の正弦波状となる。本発明はフォトダイオード９の正弦
波状の出力信号の処理に関するものである。
オード、９は受光手段としてのフォトダイオードであ
る。つまり、この場合、振動板５が光の反射板として作
用し、従って、カルマン渦圧によって振動板５が回転振
動すると、フォトダイオード９の出力信号は渦周波数ｆ
の正弦波状となる。本発明はフォトダイオード９の正弦
波状の出力信号の処理に関するものである。
第３図は本発明に係るカルマン渦センサの出力信号処理
装置の一実施例を示す回路図であって、たとえばマイク
ロコンピュータによって構成されているものである。な
お，第３図において、１点鎖線にて囲まれた部分はマイ
クロコンピュータとして構成されるが、波形整形回路34
はカルマン渦センサ31内に設けてもよい。
装置の一実施例を示す回路図であって、たとえばマイク
ロコンピュータによって構成されているものである。な
お，第３図において、１点鎖線にて囲まれた部分はマイ
クロコンピュータとして構成されるが、波形整形回路34
はカルマン渦センサ31内に設けてもよい。
カルマン渦センサ31の正弦波状の出力信号は波形整形回
路34に供給され、ここで、正弦波状信号は矩形波信号に
変換される。この矩形波信号はCPU35の１つの割込み入
力に供給される。この結果、CPU35は矩形波信号の立上
りに応じて後述の第４図に示す割込みルーチンを実行す
る。36はクロック信号CLKを計数して常に現在時刻CNTを
発生するフリーランカウンタ、37はプログラム、定数等
を予め記憶するROM、38はデータを一時的に記憶するRA
M、39は入出力インターフェイスである。入出力インタ
ーフェイス39にはたとえばクランク角センサ32、燃料噴
射弁33等が接続されている。
路34に供給され、ここで、正弦波状信号は矩形波信号に
変換される。この矩形波信号はCPU35の１つの割込み入
力に供給される。この結果、CPU35は矩形波信号の立上
りに応じて後述の第４図に示す割込みルーチンを実行す
る。36はクロック信号CLKを計数して常に現在時刻CNTを
発生するフリーランカウンタ、37はプログラム、定数等
を予め記憶するROM、38はデータを一時的に記憶するRA
M、39は入出力インターフェイスである。入出力インタ
ーフェイス39にはたとえばクランク角センサ32、燃料噴
射弁33等が接続されている。
第３図の回路動作を第４図を参照して説明する。
第４図は吸入空気量演算ルーチンであって、第５図に示
すような波形整形回路34の矩形波信号の立上りによって
スタートする。ステップ401ではフリーランカウンタ36
より現在時刻CNTを読出し、ステップ402にて渦の発生周
期Tiを、 Ti←CNT−CNTO ただし、CNTOは前回割込み時の時刻 により演算する。ステップ403では次回の割込みに備え
て今回の時刻CNTをCNTOとする。
すような波形整形回路34の矩形波信号の立上りによって
スタートする。ステップ401ではフリーランカウンタ36
より現在時刻CNTを読出し、ステップ402にて渦の発生周
期Tiを、 Ti←CNT−CNTO ただし、CNTOは前回割込み時の時刻 により演算する。ステップ403では次回の割込みに備え
て今回の時刻CNTをCNTOとする。
ステップ404では、ROM37に格納された第６図に示す一次
元マップにより機関の吸入空気量の流量特性のずれを補
正する補正係数Ｋを補間計算し、ステップ405にて吸入
空気量Ｑを、 Ｑ←K/Ti により演算する。
元マップにより機関の吸入空気量の流量特性のずれを補
正する補正係数Ｋを補間計算し、ステップ405にて吸入
空気量Ｑを、 Ｑ←K/Ti により演算する。
そして、ステップ406にてこのルーチンは終了する。
なお、上述の吸入空気量Ｑは、たとえば、クランク角セ
ンサ32の出力信号にもとづいて演算されたエンジン回転
速度Neと共に、燃料噴射量TAUの演算に用いられ、所定
タイミングにて燃料噴射弁33を動作させることになる。
ンサ32の出力信号にもとづいて演算されたエンジン回転
速度Neと共に、燃料噴射量TAUの演算に用いられ、所定
タイミングにて燃料噴射弁33を動作させることになる。
第６図に示すごとく、補正係数Ｋのマップを周期Tiによ
り等間隔で作成すると、補正係数Ｋのマップを渦周波数
ｆにより等間隔で作成した場合に比較して、低流量域で
補正係数Ｋの精度が向上することが分かる。つまり、低
流量域では、渦周波数ｆにより等間隔で作成した場合に
は、鎖線で示す量だけ誤差を発生する。
り等間隔で作成すると、補正係数Ｋのマップを渦周波数
ｆにより等間隔で作成した場合に比較して、低流量域で
補正係数Ｋの精度が向上することが分かる。つまり、低
流量域では、渦周波数ｆにより等間隔で作成した場合に
は、鎖線で示す量だけ誤差を発生する。
以上説明したように本発明によれば、流体の流量を渦発
生周期Tiにもとづいて補正しているので、周期が長い低
流量測定領域でも流量検出精度を高めることができ、カ
ルマン渦センサを内燃機関のエアフローメータとして用
いた場合には空燃比制御が改善され、アイドリングの安
定性等に役立つものである。
生周期Tiにもとづいて補正しているので、周期が長い低
流量測定領域でも流量検出精度を高めることができ、カ
ルマン渦センサを内燃機関のエアフローメータとして用
いた場合には空燃比制御が改善され、アイドリングの安
定性等に役立つものである。
第１図は本発明の構成を示すブロック図、 第２図（Ａ）はカルマン渦センサの一例を示す断面図、 第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）の振動板５の平面図、 第３図は本発明に係るカルマン渦センサの出力信号処理
装置の一実施例を示す回路図、 第４図は第３図の回路動作を説明するためのフローチャ
ート、 第５図は第３図の波形整形回路の出力信号のタイミング
図、 第６図は第４図のステップ405における補正係数Ｋを説
明するグラフである。 １……管路、２……渦発生体、 ３……渦圧取入孔、４……圧力伝達通路、 ５……振動板、８……発光手段、 ９……受光手段、31……カルマン渦センサ。
装置の一実施例を示す回路図、 第４図は第３図の回路動作を説明するためのフローチャ
ート、 第５図は第３図の波形整形回路の出力信号のタイミング
図、 第６図は第４図のステップ405における補正係数Ｋを説
明するグラフである。 １……管路、２……渦発生体、 ３……渦圧取入孔、４……圧力伝達通路、 ５……振動板、８……発光手段、 ９……受光手段、31……カルマン渦センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】流体の流量に応じた周期の出力信号を発生
するカルマン渦センサと、 該カルマン渦センサの出力信号の周期を検出する周期検
出手段と、 該周期に応じて機関の吸入空気量の流量特性のずれを補
正する補正係数を演算する補正係数演算手段と、 該補正係数および前記周期に応じて前記流体の流量を演
算する流量演算手段と、 を具備するカルマン渦センサの出力信号処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155083A JPH0690060B2 (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
| DE19863623262 DE3623262A1 (de) | 1985-07-16 | 1986-07-10 | Durchflussmesssystem mit einem karman-wirbeldurchflussmesser |
| US06/884,187 US4819490A (en) | 1985-07-16 | 1986-07-10 | Karman vortex sensor type flow rate measuring system |
| US07/241,219 US4878386A (en) | 1985-07-16 | 1988-09-07 | Karman vortex sensor type flow rate measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155083A JPH0690060B2 (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217619A JPS6217619A (ja) | 1987-01-26 |
| JPH0690060B2 true JPH0690060B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=15598283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60155083A Expired - Fee Related JPH0690060B2 (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690060B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0827201B2 (ja) * | 1988-06-06 | 1996-03-21 | トキコ株式会社 | タービン式流量計の流量補正装置 |
| CN116642700B (zh) * | 2022-02-16 | 2026-03-24 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 获得发动机试车台稳态工况下燃油流量的方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5493717A (en) * | 1978-01-06 | 1979-07-25 | Hitachi Ltd | Electronic fuel feeder |
| JPS55106314A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Signal processor for karman sensor |
| JPS56616A (en) * | 1979-02-22 | 1981-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Flow rate detecting unit |
| JPS58173429A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-12 | Nissan Motor Co Ltd | カルマン渦流量センサの信号処理装置 |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP60155083A patent/JPH0690060B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6217619A (ja) | 1987-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |