JPS6254125A - 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
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- JPS6254125A JPS6254125A JP60193207A JP19320785A JPS6254125A JP S6254125 A JPS6254125 A JP S6254125A JP 60193207 A JP60193207 A JP 60193207A JP 19320785 A JP19320785 A JP 19320785A JP S6254125 A JPS6254125 A JP S6254125A
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- Japan
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- flow rate
- pulse
- period
- pulse signal
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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】
〔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。
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。
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、５
３８１２号公報）。
、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、５
３８１２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、
応答性は向上するものの、ｔｔｆｆｔ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−′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、
応答性は向上するものの、ｔｔｆｆｔ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−′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２ｉｔ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２ｉｔ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。
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一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
一定時間内でのパルス信号の周期の総和５ＴＱＦを演算
する。
数ＣＫＲＭＮを計数し、パルス周期総和演算手段は上記
一定時間内でのパルス信号の周期の総和５ＴＱＦを演算
する。
この結果、一定時間内でのパルス数がＯ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５ＴＱ
Ｆをパルス数ＣＫＲＭＮで除算することにより上記一定
時間内の平均周期Ｔを演算し、なまじ値演算手段はこの
平均周期ＴＯなまし値ＴＱＦ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ｆｆ１
Ｑ＝に／ＴＱＦ（Ｋ：定数）を演算するものである。
、平均周期演算手段はパルス信゛号の周期の総和５ＴＱ
Ｆをパルス数ＣＫＲＭＮで除算することにより上記一定
時間内の平均周期Ｔを演算し、なまじ値演算手段はこの
平均周期ＴＯなまし値ＴＱＦ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ｆｆ１
Ｑ＝に／ＴＱＦ（Ｋ：定数）を演算するものである。
上述の手段によれば、一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、一定時間内での平均周期処理によ
っで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Ｏ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、上記一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、一定時間内での平均周期処理によ
っで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Ｏ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、上記一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詳細な説明する。
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ＩＱと
カルマン渦周波数「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ＩＱと
カルマン渦周波数「との比例特性を向上せしめている。
渦発生体１２には、一対の過圧取入孔と、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ｒ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。
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ｒ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ｌ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。
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ＣＰＵ ５２の１つの割込み入力に供
給される。この結果、ＣＰＬＩ ５２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Ｃ
ＰＵ５２の１つの割込み入力に供給され、この結果、Ｃ
ＰＵ ５２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。
給される。この結果、ＣＰＬＩ ５２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Ｃ
ＰＵ５２の１つの割込み入力に供給され、この結果、Ｃ
ＰＵ ５２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は人出力インター
フェイス、５６はプログラム、定数等を予め記憶するＲ
ＯＭ、５７はデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
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は人出力インター
フェイス、５６はプログラム、定数等を予め記憶するＲ
ＯＭ、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１・を参照して第２図の
制御回路の動作を説明する。
制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５ＴＱＦ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ＣＫ Ｒ
Ｍ Ｎを１歩進し、ステップ３０２にてカウンタ５４よ
りパルス周期りを取込み、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！ＩＩＩ総和カウンタ５ＴＱＦにステップ３
０２にて取込まれたパルス周！ｔＩＩＤをカロ算し、ス
テップ３０４にてこのルーチンは終了する。
総和カウンタ５ＴＱＦ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ＣＫ Ｒ
Ｍ Ｎを１歩進し、ステップ３０２にてカウンタ５４よ
りパルス周期りを取込み、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！ＩＩＩ総和カウンタ５ＴＱＦにステップ３
０２にて取込まれたパルス周！ｔＩＩＤをカロ算し、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０．２５ｍ５信号を計数して歩進されるもの
である。
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０．２５ｍ５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Ｏ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４０
８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。Ｏ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５ＴＱＦ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 、 ５ＴＱＦ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と今までのなまじ値ＴＱＦとを重
みなしで平均した値を新たなＴＱＦとし、ずなわら、 ＴＱＦ←（ＴＱＦ十Ｔ）／２ とする。次に、ステップ４０７にて流［ＱをＱ−−に／
ＴＱＦ にて演算してＲＡＭ ５７に格納する。そし°ζ、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Ｏ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４０
８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。Ｏ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５ＴＱＦ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 、 ５ＴＱＦ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と今までのなまじ値ＴＱＦとを重
みなしで平均した値を新たなＴＱＦとし、ずなわら、 ＴＱＦ←（ＴＱＦ十Ｔ）／２ とする。次に、ステップ４０７にて流［ＱをＱ−−に／
ＴＱＦ にて演算してＲＡＭ ５７に格納する。そし°ζ、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、 ′［’ Ｑ Ｆ←（３ＴＱＦ＋Ｔ）／４のように重み付
けすることもできる。
しない場合には、 ′［’ Ｑ Ｆ←（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′Ｉ゛が演算され、なまじ
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′Ｉ゛が演算され、なまじ
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。 第３図
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。 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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 true JPS6254125A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0695028B2 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) |
Cited By (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 |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0695028B2 (ja) | 1994-11-24 |
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