JPS6053812A - 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
- JPS6053812A JPS6053812A JP58160411A JP16041183A JPS6053812A JP S6053812 A JPS6053812 A JP S6053812A JP 58160411 A JP58160411 A JP 58160411A JP 16041183 A JP16041183 A JP 16041183A JP S6053812 A JPS6053812 A JP S6053812A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- detecting
- rectangular wave
- wave signal
- karman vortex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
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力（１） 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力（１） ルマン渦センサの出力信号処理装置に関する。
従来技術
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５８−８０５２
５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
互に発生ずる圧力変動を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、これを矩形波信号に変換させ、この矩形波信号の各
パルス周期を検出することによって流体の速度を得てい
る。従来、上述の矩形波信号の各パルス周期を検出する
場合、立上り周期もしくは立下り周期のいずれか一方の
みを検出していたために、特に周期の長い低流量測定領
域では（２） 流量データの更新が遅く、流量検出粘度が低いとい・う
問題点があった。
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５８−８０５２
５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
互に発生ずる圧力変動を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、これを矩形波信号に変換させ、この矩形波信号の各
パルス周期を検出することによって流体の速度を得てい
る。従来、上述の矩形波信号の各パルス周期を検出する
場合、立上り周期もしくは立下り周期のいずれか一方の
みを検出していたために、特に周期の長い低流量測定領
域では（２） 流量データの更新が遅く、流量検出粘度が低いとい・う
問題点があった。
発明の目的
本発明の目的は、−上述の従来形の問題点に鑑の、パル
スの立１−り周期および立下り周期の両方を検出するご
とにより、周期が長い低流量測定領域でも流Ｖデータの
更新を早め、流量検出精度を高めるごとにある。
スの立１−り周期および立下り周期の両方を検出するご
とにより、周期が長い低流量測定領域でも流Ｖデータの
更新を早め、流量検出精度を高めるごとにある。
発明の構成
−Ｌ述のｌ」的を達成するだめの本発明の構成は第１図
にポされる。第１図において、カルマン渦センリーし、
１流体の流量に応じた周波数の出力信号を発／Ｉ： Ｌ
、、波形整形手段番、１カルマン渦センザの出力信１Ｊ
を波形整形して矩形波信号を発生ずる。立上り検出り段
（３１矩形波信％Ｊの）ｆにりを検出し、他方、１′Ｌ
ｌ−′り検出手段ＩＪ： Ｘ、ｌｊ形波信号の立下りを
検出する。
にポされる。第１図において、カルマン渦センリーし、
１流体の流量に応じた周波数の出力信号を発／Ｉ： Ｌ
、、波形整形手段番、１カルマン渦センザの出力信１Ｊ
を波形整形して矩形波信号を発生ずる。立上り検出り段
（３１矩形波信％Ｊの）ｆにりを検出し、他方、１′Ｌ
ｌ−′り検出手段ＩＪ： Ｘ、ｌｊ形波信号の立下りを
検出する。
また、第１の周期検出手段は矩形波信号の立−１りに応
じて矩形波信’１ｊＯ）−周期、つまり、立」二り周期
を検出し、他方、第２の周期検出手段は矩形波信号の立
下りに応Ｕ７て矩形波信号の一周期、つま（３） り立下り周期を検出する。そして、第１．第２の周期検
出手段によって検出された周期を用いて流量演算手段は
流体の流量を演算する。
じて矩形波信’１ｊＯ）−周期、つまり、立」二り周期
を検出し、他方、第２の周期検出手段は矩形波信号の立
下りに応Ｕ７て矩形波信号の一周期、つま（３） り立下り周期を検出する。そして、第１．第２の周期検
出手段によって検出された周期を用いて流量演算手段は
流体の流量を演算する。
実施例
以下、第２図以降の図面を参照して本発明の詳細な説明
する。
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、一対の温
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、一対の温
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、スパンパンＦ’６ａ。
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、スパンパンＦ’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（４） ＋Ｉ８ 、Ｉ内の圧力変４！１１のめに応じて回転振動
することになる。
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（４） ＋Ｉ８ 、Ｉ内の圧力変４！１１のめに応じて回転振動
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−１゛、１）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−］−９の出力信号は渦周波
数ｆの正弦波状吉なる。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−１゛、１）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−］−９の出力信号は渦周波
数ｆの正弦波状吉なる。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図ぼ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
ｌ：１．’７ンピユータによって構成されζ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３２はカルマン渦センザ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
ｌ：１．’７ンピユータによって構成されζ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３２はカルマン渦センザ３１内に設けてもよい。
カルマン渦センリー３１の正弦波状の出力信号は波形整
形回路３２に供給され、ここで、正弦波状信号は矩形波
信νＪに変換される。この矩形波信号（５） は立上り検出回路３３および立下り検出回路３４に供給
され、これら２つの回路３３ 、３４の出力信号はＣＰ
Ｕ ３５の１つの割込み入力に供給される。この結果、
ＣＰＵ ３５は矩形波信号の立上りおよび立下りの両方
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は各種のクロック信号を発生するクロック発生回
路、３７ 、３８は波形整形回路３２の矩形波信号の一
周期を検出するためのカウンタである。たとえば、カウ
ンタ３７は矩形波信号の立上り周期を検出するためのも
のであり、カウンタ３８は矩形波信号の立下り周期を検
出するためのものである。３９は入出力インターフェイ
ス４０はプログラム、定数等を予め記憶するＲＯＭ、４
１はデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
形回路３２に供給され、ここで、正弦波状信号は矩形波
信νＪに変換される。この矩形波信号（５） は立上り検出回路３３および立下り検出回路３４に供給
され、これら２つの回路３３ 、３４の出力信号はＣＰ
Ｕ ３５の１つの割込み入力に供給される。この結果、
ＣＰＵ ３５は矩形波信号の立上りおよび立下りの両方
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は各種のクロック信号を発生するクロック発生回
路、３７ 、３８は波形整形回路３２の矩形波信号の一
周期を検出するためのカウンタである。たとえば、カウ
ンタ３７は矩形波信号の立上り周期を検出するためのも
のであり、カウンタ３８は矩形波信号の立下り周期を検
出するためのものである。３９は入出力インターフェイ
ス４０はプログラム、定数等を予め記憶するＲＯＭ、４
１はデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
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
ートであって、吸入空気量演算ルーチンである。割込み
ステップ４０１は第５図（Ａ）に示すような波形整形回
路３２の矩形波信号の立上りによってスタートし、ステ
ップ４０２ではフラグＦが“１″か否かを判別する。た
とえば、Ｆ＝“１°゛（６） であればステップ４０３にてフラグＦをクリアし、ステ
ップ４０４にてカウンタ３７の値ＴＯＦＸを取込み、次
の演算り・イクルのためにカウンタ３７をリセットする
。この場合、カウンタ３７の値ＴＱＦＸは第５図（Ａ）
に示す矩形波信号の周期Ｔ（ＩＦＸＯ、ＴＱＦＸ２ 。
ートであって、吸入空気量演算ルーチンである。割込み
ステップ４０１は第５図（Ａ）に示すような波形整形回
路３２の矩形波信号の立上りによってスタートし、ステ
ップ４０２ではフラグＦが“１″か否かを判別する。た
とえば、Ｆ＝“１°゛（６） であればステップ４０３にてフラグＦをクリアし、ステ
ップ４０４にてカウンタ３７の値ＴＯＦＸを取込み、次
の演算り・イクルのためにカウンタ３７をリセットする
。この場合、カウンタ３７の値ＴＱＦＸは第５図（Ａ）
に示す矩形波信号の周期Ｔ（ＩＦＸＯ、ＴＱＦＸ２ 。
・・・の１つに相当する。次に、ステップ４０７にて値
Ｔ叶にを用いて吸入空気１ｉＱを Ｑ←−に／ＴＱＦＸ ただし、Ｋは定数 によって演嘗し、ステップ４０８にてこのルーチンは終
γする。
Ｔ叶にを用いて吸入空気１ｉＱを Ｑ←−に／ＴＱＦＸ ただし、Ｋは定数 によって演嘗し、ステップ４０８にてこのルーチンは終
γする。
再び第４図のルーチンが実行されると、Ｆ＝“０゛′で
あるのでステップ４０２からステップ４０３へのフロー
はステップ４０２からステップ４０５へのフローに切替
わる。ステップ４０５にてフラグＦを立て、ステップ４
０６にてカウンタ３８の値ＴＱＦＸを取込め、次の演算
サイクルのためにカウンタ３８をリセットする。この場
合、カウンタ３８の値Ｔ叶Ｘは第５図（Ａ）に示す矩形
波信号の周期Ｔ叶×Ｉ 、Ｔ叶Ｘ３ 、・・・の１つに
相当する。
あるのでステップ４０２からステップ４０３へのフロー
はステップ４０２からステップ４０５へのフローに切替
わる。ステップ４０５にてフラグＦを立て、ステップ４
０６にてカウンタ３８の値ＴＱＦＸを取込め、次の演算
サイクルのためにカウンタ３８をリセットする。この場
合、カウンタ３８の値Ｔ叶Ｘは第５図（Ａ）に示す矩形
波信号の周期Ｔ叶×Ｉ 、Ｔ叶Ｘ３ 、・・・の１つに
相当する。
（７）
このようにして、ステップ４０４とステップ４０６とが
交互に実行されることになる。従って、計測された周期
は第５図（Ｂ）の実線のごとく変化し、周期検出精度が
高くなる。なお、第５図（Ｂ）の点線はたとえば立上り
周期を計測した従来形を示す。
交互に実行されることになる。従って、計測された周期
は第５図（Ｂ）の実線のごとく変化し、周期検出精度が
高くなる。なお、第５図（Ｂ）の点線はたとえば立上り
周期を計測した従来形を示す。
発明の効果
以−ト説明したように本発明によれば、パルスの立上り
周期および立下り周期の両方を検出しているので、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。
周期および立下り周期の両方を検出しているので、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）
はカルマン渦センナ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（８） ３図の回路動作を説明するだめのフローチャート、第５
図（Δ） 、Ｕ３）は第４図のフローチャー１・の補足
説明を示すタイミング図である。 ｌ：管路、２：渦発生体、３：渦圧取入孔、４：圧力伝
達油１−８．５：振動板、８：発光手段、９：受光手段
、３１：カルマン渦センサ、３２：波形整形回１７１４
゜ 特許出願人 ］・ヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 山 口 昭 之 弁理士西山雅也 （９） ６３
はカルマン渦センナ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（８） ３図の回路動作を説明するだめのフローチャート、第５
図（Δ） 、Ｕ３）は第４図のフローチャー１・の補足
説明を示すタイミング図である。 ｌ：管路、２：渦発生体、３：渦圧取入孔、４：圧力伝
達油１−８．５：振動板、８：発光手段、９：受光手段
、３１：カルマン渦センサ、３２：波形整形回１７１４
゜ 特許出願人 ］・ヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 山 口 昭 之 弁理士西山雅也 （９） ６３
Claims (1)
- 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、該カルマン渦センサの出力信号を波形
整形して矩形波信号を発生する波形整形手段、該矩形波
信号の立上りを検出する立上り検出手段、前記矩形波信
号の立下りを検出する立下り検出手段、前記矩形波信号
の立上りに応じて該矩形波信号の一周期を検出する第１
の周期検出手段、前記矩形波信号の立下りに応じて該矩
形波信号の一周期を検出する第２の周期検出手段、およ
び、該検出された周期を用いて前記流体の流量を演算す
る流量演算手段を具備するカルマン渦センサの出力信号
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160411A JPS6053812A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160411A JPS6053812A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053812A true JPS6053812A (ja) | 1985-03-27 |
Family
ID=15714351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58160411A Pending JPS6053812A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053812A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3623262A1 (de) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Toyota Motor Co Ltd | Durchflussmesssystem mit einem karman-wirbeldurchflussmesser |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114475A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-10-31 | ||
| JPS52146279A (en) * | 1976-05-26 | 1977-12-05 | Bosch Gmbh Robert | Circuit for continuously measuring pulse repetition frequency |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP58160411A patent/JPS6053812A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114475A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-10-31 | ||
| JPS52146279A (en) * | 1976-05-26 | 1977-12-05 | Bosch Gmbh Robert | Circuit for continuously measuring pulse repetition frequency |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3623262A1 (de) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Toyota Motor Co Ltd | Durchflussmesssystem mit einem karman-wirbeldurchflussmesser |
| US4819490A (en) * | 1985-07-16 | 1989-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Karman vortex sensor type flow rate measuring system |
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