JPH0695028B2 - 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
- JPH0695028B2 JPH0695028B2 JP60193207A JP19320785A JPH0695028B2 JP H0695028 B2 JPH0695028 B2 JP H0695028B2 JP 60193207 A JP60193207 A JP 60193207A JP 19320785 A JP19320785 A JP 19320785A JP H0695028 B2 JPH0695028 B2 JP H0695028B2
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- Japan
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- karman vortex
- pulse
- flow rate
- vortex sensor
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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
の出力信号処理装置に関する。
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
の出力信号処理装置に関する。
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、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5
8−80525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、これをパルス信号に変換させ、このパルス信号
を処理することによって流体の速度を得ている。なお、
流体の速度は所定条件でカルマン渦センサのパルス信号
の周波数と比例関係にある。
ローメータとしては、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5
8−80525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、これをパルス信号に変換させ、このパルス信号
を処理することによって流体の速度を得ている。なお、
流体の速度は所定条件でカルマン渦センサのパルス信号
の周波数と比例関係にある。
カルマン渦センサのパルス信号を処理する方法として
は、一定時間内でのパルス数を計数して周波数すなわち
流体の流量を直接求める方法があるが、この場合、精度
よい流体の流量を得るには、計数されるパルス数を十分
大きくしなければならず、従って、上記一定時間を大き
く設定しなければならなくなり、この結果、応答性が劣
ることになる。このため、パルス信号の各周期を検出し
てその逆数を演算することにより周波数を求めるのが通
常である（たとえば、特開昭60−53811号公報、53812号
公報）。
は、一定時間内でのパルス数を計数して周波数すなわち
流体の流量を直接求める方法があるが、この場合、精度
よい流体の流量を得るには、計数されるパルス数を十分
大きくしなければならず、従って、上記一定時間を大き
く設定しなければならなくなり、この結果、応答性が劣
ることになる。このため、パルス信号の各周期を検出し
てその逆数を演算することにより周波数を求めるのが通
常である（たとえば、特開昭60−53811号公報、53812号
公報）。
上述のパルス信号の周期を検出してその逆数を演算する
ことにより周波数すなわち流体の流量を求める方法は、
応答性を向上するものの、流量の脈動等による周期の変
動の影響が大きい。このために、このような影響を小さ
く（平滑化）するために、なまし処理を行うかあるいは
一定時間内の平均周期を得る必要がある。しかしなが
ら、なまし処理としては、周期更新毎に前回までのなま
し値と最新の値とを重み付けして平均するのが一般的で
あるので、流量が増大すると、周期の更新が早くなり、
なまし効果が得られないという問題点があり、他方、一
定時間内の平均周期を得る場合に、低流量域にて安定な
値を得ようとすれば、上記一定時間を長くしなければな
らず、従って、応答性が低くなるという問題点がある。
ことにより周波数すなわち流体の流量を求める方法は、
応答性を向上するものの、流量の脈動等による周期の変
動の影響が大きい。このために、このような影響を小さ
く（平滑化）するために、なまし処理を行うかあるいは
一定時間内の平均周期を得る必要がある。しかしなが
ら、なまし処理としては、周期更新毎に前回までのなま
し値と最新の値とを重み付けして平均するのが一般的で
あるので、流量が増大すると、周期の更新が早くなり、
なまし効果が得られないという問題点があり、他方、一
定時間内の平均周期を得る場合に、低流量域にて安定な
値を得ようとすれば、上記一定時間を長くしなければな
らず、従って、応答性が低くなるという問題点がある。
本発明の目的は、応答性を犠牲にすることなく、なまし
効果により流量の脈動等による変動を平滑化させた流量
を得るようにすることであり、その手段は第１図に示さ
れている。
効果により流量の脈動等による変動を平滑化させた流量
を得るようにすることであり、その手段は第１図に示さ
れている。
第１図において、カルマン渦センサは流体の流量に応じ
た周波数の出力信号を発生し、波形整形手段はカルマン
渦センサの出力を波形整形してパルス信号を発生する。
パルス数計数手段は所定時間内でのパルス信号のパルス
数CKRMNを計数し、パルス周期総和演算手段は上記所定
時間内でのパルス信号の周期の総和STQFを演算する。こ
の結果、所定時間内でのパルス数が０でないときのみ、
平均周期演算手段はパルス信号の周期の総和STQFをパル
ス数CKRMNで除算することにより上記所定時間内の平均
周期Ｔを演算し、なまし値演算手段は演算された平均周
期Ｔと既に演算されているなまし値（TQF）との間で重
み付けを含む平均処理を行って平均周期Ｔのなまし値TQ
Fを演算する。そして、流量演算手段はなまし値TQFを用
いて前記流体の流量Ｑ＝K/TQF（K:定数）を演算するも
のである。
た周波数の出力信号を発生し、波形整形手段はカルマン
渦センサの出力を波形整形してパルス信号を発生する。
パルス数計数手段は所定時間内でのパルス信号のパルス
数CKRMNを計数し、パルス周期総和演算手段は上記所定
時間内でのパルス信号の周期の総和STQFを演算する。こ
の結果、所定時間内でのパルス数が０でないときのみ、
平均周期演算手段はパルス信号の周期の総和STQFをパル
ス数CKRMNで除算することにより上記所定時間内の平均
周期Ｔを演算し、なまし値演算手段は演算された平均周
期Ｔと既に演算されているなまし値（TQF）との間で重
み付けを含む平均処理を行って平均周期Ｔのなまし値TQ
Fを演算する。そして、流量演算手段はなまし値TQFを用
いて前記流体の流量Ｑ＝K/TQF（K:定数）を演算するも
のである。
上述の手段によれば、所定時間毎の平均周期を得ること
となまし処理とを同時に行うことになり、従って、流量
が増大したときにも、所定時間内での平均周期処理によ
ってある程度なまし効果が保持され、低流量域では、パ
ルス数が０のときには、平均処理およびなまし値更新が
行われないので、実質的に平均処理間隔は増大し、従っ
て、上記所定時間を大きくする必要がないので応答性は
低下しない。
となまし処理とを同時に行うことになり、従って、流量
が増大したときにも、所定時間内での平均周期処理によ
ってある程度なまし効果が保持され、低流量域では、パ
ルス数が０のときには、平均処理およびなまし値更新が
行われないので、実質的に平均処理間隔は増大し、従っ
て、上記所定時間を大きくする必要がないので応答性は
低下しない。
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第２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図である。第２図においては、１
対の柱状の渦発生体11,12よりなるカルマン渦センサ１
がエンジンの吸気通路２内に垂直に挿入されている。渦
発生体11,12の上流には２重の整流格子3,4が設けられ、
これにより、広い流量範囲で流量Ｑとカルマン渦周波数
ｆとの比例特性を向上せしめている。
装置の一実施例を示す図である。第２図においては、１
対の柱状の渦発生体11,12よりなるカルマン渦センサ１
がエンジンの吸気通路２内に垂直に挿入されている。渦
発生体11,12の上流には２重の整流格子3,4が設けられ、
これにより、広い流量範囲で流量Ｑとカルマン渦周波数
ｆとの比例特性を向上せしめている。
渦発生体12には、一対の渦圧取入孔と、この取入孔の圧
力変動を吸気通路２外に伝達する圧力伝達通路とが設け
られている（図示せず）。この結果、圧力伝達通路の圧
力変動によってその中の振動板に回転モーメントが生じ
る。従って、カルマン渦による圧力伝達通路内の圧力変
動に応じて振動板が回転振動することになる。このよう
に、振動板が回転振動すると、渦周波数ｆの正弦波状の
電気信号が光電的（もしくは超音波を用いて）に発生さ
れて制御回路（たとえばマイクロコンピュータ）５に供
給される。
力変動を吸気通路２外に伝達する圧力伝達通路とが設け
られている（図示せず）。この結果、圧力伝達通路の圧
力変動によってその中の振動板に回転モーメントが生じ
る。従って、カルマン渦による圧力伝達通路内の圧力変
動に応じて振動板が回転振動することになる。このよう
に、振動板が回転振動すると、渦周波数ｆの正弦波状の
電気信号が光電的（もしくは超音波を用いて）に発生さ
れて制御回路（たとえばマイクロコンピュータ）５に供
給される。
制御回路５では、カルマン渦センサ１の正弦波状の出力
信号が波形整形回路51に供給され、ここで、正弦波状信
号はパルス信号に変換される。このパルス信号はCPU52
の１つの割込み入力に供給される。この結果、CPU52は
パルス信号のたとえば立上りに応じて後述の第３図に示
す割込みルーチンを実行する。53は各種のクロック信号
を発生するクロック発生回路であって、その１つのクロ
ック信号はCPU52の１つの割込み入力に供給され、この
結果、CPU52は所定時間たとえば4ms毎に第４図に示す割
込みルーチンを実行する。また、クロック発生回路53の
他のクロック信号は上述のパルス信号の一周期を検出す
るためのカウンタ54に供給される。このカウンタ54はパ
ルス信号の立上り周期を検出するためのものである。55
は入出力インターフェイス、56はプログラム，定数等を
予め記憶するROM、57はデータを一時的に記憶するRAMで
ある。
信号が波形整形回路51に供給され、ここで、正弦波状信
号はパルス信号に変換される。このパルス信号はCPU52
の１つの割込み入力に供給される。この結果、CPU52は
パルス信号のたとえば立上りに応じて後述の第３図に示
す割込みルーチンを実行する。53は各種のクロック信号
を発生するクロック発生回路であって、その１つのクロ
ック信号はCPU52の１つの割込み入力に供給され、この
結果、CPU52は所定時間たとえば4ms毎に第４図に示す割
込みルーチンを実行する。また、クロック発生回路53の
他のクロック信号は上述のパルス信号の一周期を検出す
るためのカウンタ54に供給される。このカウンタ54はパ
ルス信号の立上り周期を検出するためのものである。55
は入出力インターフェイス、56はプログラム，定数等を
予め記憶するROM、57はデータを一時的に記憶するRAMで
ある。
第３図，第４図のフローチャートを参照して第２図の制
御回路の動作を説明する。
御回路の動作を説明する。
第３図はパルス数カウンタCKRMNおよびパルス周期総和
カウンタSTQFを更新する演算ルーチンであって、波形整
形回路51のパルス立上り毎に実行される。すなわち、ス
テップ301にてパルス数カウンタCKRMNを１歩進し、ステ
ップ302にてカウンタ54よりパルス周期Ｄを取込み、次
の演算サイクルのためにカウンタ54をクリアする。次い
で、ステップ303では、パルス周期総和カウンタSTQFに
ステップ302にて取込まれたパルス周期Ｄを加算し、ス
テップ304にてこのルーチンは終了する。
カウンタSTQFを更新する演算ルーチンであって、波形整
形回路51のパルス立上り毎に実行される。すなわち、ス
テップ301にてパルス数カウンタCKRMNを１歩進し、ステ
ップ302にてカウンタ54よりパルス周期Ｄを取込み、次
の演算サイクルのためにカウンタ54をクリアする。次い
で、ステップ303では、パルス周期総和カウンタSTQFに
ステップ302にて取込まれたパルス周期Ｄを加算し、ス
テップ304にてこのルーチンは終了する。
なお、上述のごとく、カウンタ54は波形整形回路51のパ
ルス信号の立上り毎にクリアされ、所定クロック信号た
とえば0.25ms信号を計数して歩進されるものである。
ルス信号の立上り毎にクリアされ、所定クロック信号た
とえば0.25ms信号を計数して歩進されるものである。
第４図は流量Ｑの演算ルーチンであって、クロック発生
回路53の出力信号（4ms）毎に実行される。ステップ401
では、この割込み処理実行中に第３図のカルマン渦割込
みが発生して演算誤差が発生しないように、他の割込み
を禁止する。次に、ステップ402では、パルス数カウン
タCKRMNが０か否かを判別し、０すなわち一度もカルマ
ン渦割込みがない場合は、ステップ408にて他の割込み
を許可した後にステップ409にジャンプして割込み処理
を終了する。０でない場合には、ステップ403に進み、
それまでの周期の累積値であるパルス周期総和カウンタ
STQFの値をカルマン信号割込み回数CKRMNで割った値
Ｔ、すなわち4ms毎の平均周期を演算する。そして、ス
テップ404にて、各カウンタCKRMN,STQFをクリアし、ス
テップ405にて他の割込みを許可した後、ステップ403に
て得られた平均周期Ｔと今までのなまし値TQFとを重み
なしで平均した値を新たなTQFとし、すなわち、 TQF←（TQF＋Ｔ）/2 とする。次に、ステップ407にて流量Ｑを Ｑ←K/TQF にて演算してRAM57に格納する。そして、ステップ408に
進み、このルーチンは終了する。
回路53の出力信号（4ms）毎に実行される。ステップ401
では、この割込み処理実行中に第３図のカルマン渦割込
みが発生して演算誤差が発生しないように、他の割込み
を禁止する。次に、ステップ402では、パルス数カウン
タCKRMNが０か否かを判別し、０すなわち一度もカルマ
ン渦割込みがない場合は、ステップ408にて他の割込み
を許可した後にステップ409にジャンプして割込み処理
を終了する。０でない場合には、ステップ403に進み、
それまでの周期の累積値であるパルス周期総和カウンタ
STQFの値をカルマン信号割込み回数CKRMNで割った値
Ｔ、すなわち4ms毎の平均周期を演算する。そして、ス
テップ404にて、各カウンタCKRMN,STQFをクリアし、ス
テップ405にて他の割込みを許可した後、ステップ403に
て得られた平均周期Ｔと今までのなまし値TQFとを重み
なしで平均した値を新たなTQFとし、すなわち、 TQF←（TQF＋Ｔ）/2 とする。次に、ステップ407にて流量Ｑを Ｑ←K/TQF にて演算してRAM57に格納する。そして、ステップ408に
進み、このルーチンは終了する。
なお、ステップ406では、なまし値TQFが十分安定しない
場合には、 TQF←（3TQF＋Ｔ）/4 のように重み付けすることもできる。
場合には、 TQF←（3TQF＋Ｔ）/4 のように重み付けすることもできる。
第３図，第４図のルーチンによれば、第５図に示すよう
に、一定時間（4ms）内にカルマン渦信号の立上りが発
生したときのみ、平均周期Ｔが演算され、なまし値TQF
が更新される。つまり、流量が増大しても、なまし処理
回数は増加しないが、平均周期処理によりある程度なま
し効果が保持できる。また、低流量域では、平均周期処
理およびなまし処理回数は減少し、従って、実質的に平
均周期処理間隔は増大することになる。
に、一定時間（4ms）内にカルマン渦信号の立上りが発
生したときのみ、平均周期Ｔが演算され、なまし値TQF
が更新される。つまり、流量が増大しても、なまし処理
回数は増加しないが、平均周期処理によりある程度なま
し効果が保持できる。また、低流量域では、平均周期処
理およびなまし処理回数は減少し、従って、実質的に平
均周期処理間隔は増大することになる。
以上説明したようにに本発明によれば、流量が増大して
もなまし効果を持たせることができ、しかも、低流量域
に対しても、測定時間を大きくせずに安定な値を得るこ
とができる。
もなまし効果を持たせることができ、しかも、低流量域
に対しても、測定時間を大きくせずに安定な値を得るこ
とができる。
第１図は本発明の構成を示すブロック図、 第２図は本発明に係るカルマン渦出力信号処理装置の一
実施例を示す図、 第３図，第４図は第２図の制御回路の動作を説明するた
めのフローチャート、 第５図は第３図，第４図のフローチャートを補足説明す
るためのタイミング図である。 1:カルマン渦センサ、 11,12:渦発生体、 2:吸気通路、 3,4:整流格子、 5:制御回路。
実施例を示す図、 第３図，第４図は第２図の制御回路の動作を説明するた
めのフローチャート、 第５図は第３図，第４図のフローチャートを補足説明す
るためのタイミング図である。 1:カルマン渦センサ、 11,12:渦発生体、 2:吸気通路、 3,4:整流格子、 5:制御回路。
Claims (1)
- 【請求項１】流体の流量に応じた周波数の出力信号を発
生するカルマン渦センサと、 該カルマン渦センサの出力を波形整形してパルス信号を
発生する波形整形手段と、 一定時間内での前記パルス信号のパルス数を計数するパ
ルス数計数手段と、 前記一定時間内での前記パルス信号の周期の総和を演算
するパルス周期総和演算手段と、 前記一定時間内での前記パルス信号のパルス数が０でな
いときのみ、前記パルス信号の周期の総和を前記パルス
数で除算することにより前記一定時間内の平均周期を演
算する平均周期演算手段と、 該演算された平均周期と既に演算されているなまし値と
の間で重み付けを含む平均処理を行って平均周期のなま
し値を演算するなまし値演算手段と、 該なまし値を用い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 |
|---|---|---|---|
| JP60193207A JPH0695028B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60193207A JPH0695028B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254125A JPS6254125A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0695028B2 true JPH0695028B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=16304080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193207A Expired - Fee Related JPH0695028B2 (ja) | 1985-07-16 | 1985-09-03 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695028B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105775682A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-20 | 韦国思 | 煤磨喂料装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106314A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Signal processor for karman sensor |
| JPS55107911A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-19 | Nippon Steel Corp | Method of average calculation for thickness meter |
| JPS58103097A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | 株式会社明電舎 | 信号処理装置 |
| JPS5988620A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関用カルマン渦流量センサの出力平滑化装置 |
| JPS6056220A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-01 | Toyota Motor Corp | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP60193207A patent/JPH0695028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254125A (ja) | 1987-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |