JPS6056220A - 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
- JPS6056220A JPS6056220A JP58163195A JP16319583A JPS6056220A JP S6056220 A JPS6056220 A JP S6056220A JP 58163195 A JP58163195 A JP 58163195A JP 16319583 A JP16319583 A JP 16319583A JP S6056220 A JPS6056220 A JP S6056220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tqf
- average period
- flow rate
- wave signal
- period
- 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
Links
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)
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。
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ヘ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し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
パルス周期を計数することによって流体の速度を得てい
る。
ローメータとしてはヘ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し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
パルス周期を計数することによって流体の速度を得てい
る。
しかしながら、上述の従来形においては、センザ信号線
の瞬断あるいは低速流域でのセンサ出ヵ低下等に伴うパ
ルス歯抜けの対策がなされてなく、この結果、パルス歯
抜けが発生した場合には、計測流量は実際の流量より少
なくなる。従って、エンジンのエアフローメータとして
用いた場合には、空燃比がリーン側に制御され、エンジ
ン出力トルクの低下、排気ガスの悪化等を招くという問
題点があった。
の瞬断あるいは低速流域でのセンサ出ヵ低下等に伴うパ
ルス歯抜けの対策がなされてなく、この結果、パルス歯
抜けが発生した場合には、計測流量は実際の流量より少
なくなる。従って、エンジンのエアフローメータとして
用いた場合には、空燃比がリーン側に制御され、エンジ
ン出力トルクの低下、排気ガスの悪化等を招くという問
題点があった。
発明の目的
本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
流量計算を平均周期により行うという構想にもとづき、
検出された周期が上記平均周期から異品に大きくなった
ときにはパルスの歯抜けがあったものとみなして前回演
算時の平均周期により流量を演算するようにし、従って
、エンジンのエアフローメークとして用いた場合には、
空燃比のリーン側制御を防止して、エンジン出力トルク
の低下、排気ガスの悪化等を防止することにある。
流量計算を平均周期により行うという構想にもとづき、
検出された周期が上記平均周期から異品に大きくなった
ときにはパルスの歯抜けがあったものとみなして前回演
算時の平均周期により流量を演算するようにし、従って
、エンジンのエアフローメークとして用いた場合には、
空燃比のリーン側制御を防止して、エンジン出力トルク
の低下、排気ガスの悪化等を防止することにある。
発明の構成
上述の目的を達成するための本発明の構成は第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信号を波形整形して矩形波信号
を発生ずる。周期検出手段は矩形波信号の一周期Ｔ叶×
を検出して比較手段に送出し、他方、乗算手段は予め演
算された平均周期ＴＱＦに所定値に１を乗算して比較手
段に送出する。比較手段は上記検出された周期ＴＱＦＸ
と所定値Ｋｌが乗算された平均周期に１・ＴＱＦとを比
較する。この結果、ＴＱＦＸ≦に１・ＴＱＦのときに、
平均周期更新手段は前記検出された周期ＴＱＦＸを用い
て前記平均周期ＴＱＦを更新する。そして、流量演算手
段は平均周期を用いて流体の流量を演算する。
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信号を波形整形して矩形波信号
を発生ずる。周期検出手段は矩形波信号の一周期Ｔ叶×
を検出して比較手段に送出し、他方、乗算手段は予め演
算された平均周期ＴＱＦに所定値に１を乗算して比較手
段に送出する。比較手段は上記検出された周期ＴＱＦＸ
と所定値Ｋｌが乗算された平均周期に１・ＴＱＦとを比
較する。この結果、ＴＱＦＸ≦に１・ＴＱＦのときに、
平均周期更新手段は前記検出された周期ＴＱＦＸを用い
て前記平均周期ＴＱＦを更新する。そして、流量演算手
段は平均周期を用いて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、１対の渦
圧取人孔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、１対の渦
圧取人孔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、１対の
スパンハンド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。
スパンハンド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路４内の圧力変動
のみ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ているが、波形整形回
路３２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ているが、波形整形回
路３２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３２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ＣＰＩＩ ３３の割
込み入力に供給され、この結果、ＣＰＵ ３３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。３４は各種のクロ１ツク信号を発生する
クロック発生回路、３５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、３６は入出力イ
ンター、フェイス、３７はプログラム、定数等を予め記
憶するＲＯＭ 、３ Ｂはデータを一時的に記憶するＲ
ＡＭである。
回路３２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ＣＰＩＩ ３３の割
込み入力に供給され、この結果、ＣＰＵ ３３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。３４は各種のクロ１ツク信号を発生する
クロック発生回路、３５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、３６は入出力イ
ンター、フェイス、３７はプログラム、定数等を予め記
憶するＲＯＭ 、３ Ｂはデータを一時的に記憶するＲ
ＡＭ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ではカウンタ３５の値ＴＩＩＦＸを取込み、
次の演算サイクルのためにカウンタ３５をリセットする
。この場合、カウンタ３５の値Ｔ叶Ｘは第５図（Ａ）に
示す矩形波信号の周期ＴＱＦＸｏ 、ＴＱＩ’ＸＩ 、
・・・の１つに相当する。
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ではカウンタ３５の値ＴＩＩＦＸを取込み、
次の演算サイクルのためにカウンタ３５をリセットする
。この場合、カウンタ３５の値Ｔ叶Ｘは第５図（Ａ）に
示す矩形波信号の周期ＴＱＦＸｏ 、ＴＱＩ’ＸＩ 、
・・・の１つに相当する。
次に、ステップ４０３では、
ＴＱＦＸ≦Ｋ １− ＴＱＦ
ただし、Ｋ１は定数であって、たとえば１，１〜１．９
の間に設定される。
の間に設定される。
ＴＱＦは所定数ｍのＴ叶Ｘの平均周期、を判別する。つ
まり、Ｔ［ＩＦＸが平均周期Ｔ［ＩＦより異常に大きく
なって Ｔ口ＦＸ＞Ｋｌ・ＴＱＦとなったときには、波
形整形回路３２の出力パルスに歯抜けが生じたとみなし
、ステップ４０５に直接進む。他方、ＴＱＦＸ≦に１・
ＴＱＦであればステップ４０４にて、平均周期ＴＱＦを
更新する。つまり、 （ｍ−１）Ｔ叶＋Ｔ［１ＦＸ ＴＱＦ ←□ とする。なお、ｍは２〜１６の範囲で設定される。
まり、Ｔ［ＩＦＸが平均周期Ｔ［ＩＦより異常に大きく
なって Ｔ口ＦＸ＞Ｋｌ・ＴＱＦとなったときには、波
形整形回路３２の出力パルスに歯抜けが生じたとみなし
、ステップ４０５に直接進む。他方、ＴＱＦＸ≦に１・
ＴＱＦであればステップ４０４にて、平均周期ＴＱＦを
更新する。つまり、 （ｍ−１）Ｔ叶＋Ｔ［１ＦＸ ＴＱＦ ←□ とする。なお、ｍは２〜１６の範囲で設定される。
ステップ４０５では、平均周期ＴＱＦを用いて、吸入空
気量Ｑを Ｑ４−に２／ＴＱＦ ただし、Ｋ２は定数 によって演算し、ステップ４０６にてこのルーチンは終
了する。
気量Ｑを Ｑ４−に２／ＴＱＦ ただし、Ｋ２は定数 によって演算し、ステップ４０６にてこのルーチンは終
了する。
このように、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、取込
まれた周期たとえばＴＯＦＸ２が平均周期ＴＱＦから大
きくずれたときには、パルス歯抜けとみなし、平均周期
ＴＱＦの更新を行わず、つまり、前回の平均周期ＴＱＦ
を維持している。なお、平均周期ＴＱＦ ’は上述の周
期ＴＱＦＸ２を用いて平均周期を更新した場合を示し、
以後、全体的に平均周期ＴＱＦ ′は平均周期ＴＱＦよ
り大きくなり、従って、計測吸入空気量Ｑは実際の吸入
空気量より小さくなる。
まれた周期たとえばＴＯＦＸ２が平均周期ＴＱＦから大
きくずれたときには、パルス歯抜けとみなし、平均周期
ＴＱＦの更新を行わず、つまり、前回の平均周期ＴＱＦ
を維持している。なお、平均周期ＴＱＦ ’は上述の周
期ＴＱＦＸ２を用いて平均周期を更新した場合を示し、
以後、全体的に平均周期ＴＱＦ ′は平均周期ＴＱＦよ
り大きくなり、従って、計測吸入空気量Ｑは実際の吸入
空気量より小さくなる。
なお、上述の装置を自動車のエアフローメータに適用し
た場合には、アイドルスイッチがオンのときに上述のフ
ローチャートのステップ４０３の判別を行うようにし、
他方、アイドルスイッチがオフのときにはステップ４０
３の判別を行わずに直接ステップ４０４に進むようにす
ることもできる。
た場合には、アイドルスイッチがオンのときに上述のフ
ローチャートのステップ４０３の判別を行うようにし、
他方、アイドルスイッチがオフのときにはステップ４０
３の判別を行わずに直接ステップ４０４に進むようにす
ることもできる。
発明の詳細
な説明したように不発゛明によれば、流量（吸入空気量
）の計算を平均周期により行い、パルスの歯抜けに伴う
大きな周期が検出されたときには前回演算時の平均周期
を用いているので、パルスの歯抜けによる流量の誤検出
を防止でき、従って、エンジンのエアフローメータとし
て用いた場合には、空燃比のリーン化を防止でき、エン
ジン出力トノリフの低下、排気ガスの悪化等を防止でき
る。
）の計算を平均周期により行い、パルスの歯抜けに伴う
大きな周期が検出されたときには前回演算時の平均周期
を用いているので、パルスの歯抜けによる流量の誤検出
を防止でき、従って、エンジンのエアフローメータとし
て用いた場合には、空燃比のリーン化を防止でき、エン
ジン出力トノリフの低下、排気ガスの悪化等を防止でき
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）
４よ第２図（Ａ＞の振動板５の平面図、第３図は本発明
に係る戸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（Ａ）、（Ｂ）は第４図の
フローチャートの補足説明を示すタイミング図である。 １：管路、２：渦発生体、３：温圧取入孔、４：圧力伝
達通路、５：振動板、８：発光手段、９：受光手段、３
１：カルマン渦センサ、３２；波形整形回路。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士函館和才 弁理士 山 口 昭 之 弁理士西山雅也
はカルマン渦センサの一例を示す断面図、第２図（Ｂ）
４よ第２図（Ａ＞の振動板５の平面図、第３図は本発明
に係る戸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（Ａ）、（Ｂ）は第４図の
フローチャートの補足説明を示すタイミング図である。 １：管路、２：渦発生体、３：温圧取入孔、４：圧力伝
達通路、５：振動板、８：発光手段、９：受光手段、３
１：カルマン渦センサ、３２；波形整形回路。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士函館和才 弁理士 山 口 昭 之 弁理士西山雅也
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
信号の一周期を検出する周期検出手段、予め演算された
平均周期に所定値を乗算する乗算手段、前記検出された
周期を前記所定値が乗算された平均周期と比較する比較
手段、前記検出された周期が前記所定値が乗算された平
均周期以下のときに前記検出された周期を用いて前記平
均周期を更新する平均周期更新手段、および、前記平均
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 |
|---|---|---|---|
| JP58163195A JPS6056220A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP58163195A JPS6056220A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056220A true JPS6056220A (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=15769076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58163195A Pending JPS6056220A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056220A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6254125A (ja) * | 1985-09-03 | 1987-03-09 | Toyota Motor Corp | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
| JP2010160138A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-07-22 | Yamatake Corp | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| JP2011106816A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Yamatake Corp | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| JP2011117860A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Yamatake Corp | 物体検出センサおよび物体検出方法 |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP58163195A patent/JPS6056220A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6254125A (ja) * | 1985-09-03 | 1987-03-09 | Toyota Motor Corp | カルマン渦センサの出力信号処理装置 |
| JP2010160138A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-07-22 | Yamatake Corp | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| JP2011106816A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Yamatake Corp | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| JP2011117860A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Yamatake Corp | 物体検出センサおよび物体検出方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20040267464A1 (en) | Flowmeter | |
| KR100192110B1 (ko) | 고온 막 공기 질량 계량기의 측정 오차 보정방법 | |
| US4450715A (en) | Method for measuring the flow of a medium | |
| JPH0613859B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPS6056220A (ja) | カルマン渦センサの出力信号処理装置 | |
| JPS59103930A (ja) | 内燃機関の制御方法 | |
| JPS6053811A (ja) | カルマン渦センサの出力信号処理装置 | |
| JP3640334B2 (ja) | 流量計およびガスメータ | |
| JPH03238323A (ja) | 熱式吸入空気量センサ | |
| JPS6217619A (ja) | カルマン渦センサの出力信号処理装置 | |
| JPH1144563A (ja) | 流量計測装置 | |
| JPH07167697A (ja) | 内燃機関の吸入空気流量検出装置 | |
| JPS6053812A (ja) | カルマン渦センサの出力信号処理装置 | |
| JP2001304930A (ja) | 超音波ガスメータ | |
| JP3624901B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JP3601523B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JP4007114B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JP2007016683A (ja) | エンジンの吸気圧力検出装置 | |
| JPS6212256Y2 (ja) | ||
| JP3528436B2 (ja) | 超音波式流量計及び流速計 | |
| JPH01190942A (ja) | エンジンの燃料制御装置 | |
| JPH0695028B2 (ja) | カルマン渦センサの出力信号処理装置 | |
| JPH034849B2 (ja) | ||
| JPH10185639A (ja) | 流量計 | |
| JPH0148370B2 (ja) |