JPH033889B2 - - Google Patents

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JPH033889B2
JPH033889B2 JP57197811A JP19781182A JPH033889B2 JP H033889 B2 JPH033889 B2 JP H033889B2 JP 57197811 A JP57197811 A JP 57197811A JP 19781182 A JP19781182 A JP 19781182A JP H033889 B2 JPH033889 B2 JP H033889B2
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JP
Japan
Prior art keywords
period
kalman
engine
flow rate
output
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57197811A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5988620A (en
Inventor
Hatsuo Nagaishi
Kimitake Sone
Takeshi Kitahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5988620A publication Critical patent/JPS5988620A/en
Publication of JPH033889B2 publication Critical patent/JPH033889B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/20Measuring 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
    • G01F1/32Measuring 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
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G01F1/3287Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl circuits therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のカルマン渦流量センサの出
力平滑化装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an output smoothing device for a Karman vortex flow sensor for an internal combustion engine.

従来この種装置としては例えば第1図に示すよ
うなものがある。これはカルマン渦流量センサ
(以下単にカルマンセンサという)からのカルマ
ン波形信号を周期−デイジタル変換器1に与えて
デイジタル変換しカルマン周期上下カツト装置2
に与え、連続した4個のカルマンセンサ周期のう
ち最大と最小を除き(上、下カツトし)、残る2
個の平均周期を求めるものである(特開昭56−
32047号公報)。
A conventional device of this type is one shown in FIG. 1, for example. This is a Kalman waveform signal from a Kalman vortex flow rate sensor (hereinafter simply referred to as Kalman sensor) which is applied to a period-to-digital converter 1 for digital conversion, and a Kalman period upper and lower cut device 2.
The maximum and minimum of the four consecutive Kalman sensor periods are removed (upper and lower cuts), and the remaining 2
This method calculates the average period of
Publication No. 32047).

しかしながら、この従来装置ではエンジンの吸
気脈動周期が長い運転条件下において吸気脈動に
より流量出力が大きく変動する場合に、検出時間
(サンプル時間)が余りに短かいと、変動中の出
力のどの範囲についての平均をとるか決まらない
構成となつているため、エンジン全開近傍時と
か、ブローバイ・ブリザーホースからの脈動があ
る低負荷時等の吸気脈動が大きい条件下では出力
の変動の影響が大きく残り、これを小さくするた
めにたとえば、サンプル時間を長くとれば、機関
の応答性を低下させることになるという欠点があ
る。
However, with this conventional device, when the flow rate output fluctuates greatly due to intake pulsation under operating conditions where the engine has a long intake pulsation cycle, if the detection time (sampling time) is too short, it is difficult to determine which range of output is fluctuating. Since the configuration is such that it is not determined whether or not to take the average, under conditions where intake pulsation is large, such as when the engine is near full throttle or when there is pulsation from the blow-by/breather hose at low load, the influence of output fluctuations remains. For example, if the sample time is lengthened in order to reduce the amount of time, there is a drawback that the responsiveness of the engine will be reduced.

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされ
たもので、吸気脈動の周期を機関運転条件、例え
ばエンジン回転速度、エンジン気筒数およびエン
ジンサイクルから予想しておき、該吸気脈動の周
期の整数倍時間をサンプル期間としてこの期間に
おけるカルマン周期出力信号を平均して流量を演
算する構成として上記問題点を解決したカルマン
渦流量センサの出力平滑化装置を提供することを
目的としている。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the period of the intake pulsation is predicted from the engine operating conditions, such as the engine rotation speed, the number of engine cylinders, and the engine cycle, and the period of the intake pulsation is calculated by predicting the period of the intake pulsation. It is an object of the present invention to provide an output smoothing device for a Karman vortex flow sensor that solves the above-mentioned problems by using a doubling time as a sample period and calculating the flow rate by averaging the Karman periodic output signals during this period.

以下第2図乃至第6図を参照して本発明を実施
例につき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 6.

第2図は本発明の一実施例の構成を示したブロ
ツク線図である。この装置では、周期−デイジタ
ル変換器1でデイジタル化したカルマン波形信号
を周期加算装置31に与える。周期加算装置31
には、エンジン回転信号が与えられてサンプル時
間設定を行うサンプル時間設定装置5の出力が与
えられ、この設定時間中のカルマン周期のトータ
ル値とサンプル数とを除算装置32に出力する。
除算装置32ではカルマン周期のトータル値をサ
ンプル数で除算しその値を流量計算装置4に与え
る。そして流量計算装置4の出力に基き燃料噴射
量が定まる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. In this device, a Kalman waveform signal digitized by a period-to-digital converter 1 is supplied to a period adder 31. Period adding device 31
is supplied with the output of a sample time setting device 5 which sets a sample time in response to an engine rotation signal, and outputs the total value of the Kalman period and the number of samples during this set time to a dividing device 32.
The division device 32 divides the total value of the Kalman period by the number of samples and provides the resulting value to the flow rate calculation device 4. Then, the fuel injection amount is determined based on the output of the flow rate calculation device 4.

第3図は第2図の実施例における演算動作をコ
ンピユータで行う場合のフローチヤートにより示
したものである。
FIG. 3 is a flowchart showing the case where the arithmetic operation in the embodiment of FIG. 2 is performed by a computer.

この演算はまずカルマン周期の平均時間目標値
TLの計算を行う。これはエンジン回転速度から TL=エンジン1回転に要する時間/エンジン1回転当り
の吸気行程回数×n (ただし、nは整数) として算出され、4気筒4サイクルガソリンエン
ジンではエンジンが1/2回転、1回転、1 1/2回
転、2回転の何れかに要する時間に近くすればよ
い。
This calculation first calculates the average time target value of the Kalman period.
Calculate T L. This is calculated from the engine rotation speed as T L = Time required for one engine rotation / Number of intake strokes per engine rotation x n (where n is an integer). , 1 rotation, 1 1/2 rotations, or 2 rotations.

次に逐時与えられるカルマン周期を順次加算し
た上でその平均値を求める。これは上記目標値を
越えるまでカルマン周期の加算を行い、この加算
対象のカルマン周期のサンプル数でカルマン周期
総加算数を除すことにより行う。これをフローチ
ヤートで順を追つて説明する。前記平均時間目標
値TLの演算を行ない(ステツプS1)、メモリの全
ての番地に連続するカルマン周期のデータを書き
込んだ後、カルマン周期Tの新データが与えられ
る度にその時点で一番古いデータが記憶されてい
るメモリの番地に新データを書き込みこの番地を
I・Xとする(ステツプS2)。この新データはア
キユムレータAccに送られると共に、カルマン周
期数カウンタNCNTによりサンプル数が計数さ
れる(ステツプS3)。次に二番目に新らしいデー
タが書き込まれている番地を新たにI・Xとし、
このデータをアキユームレータAccに転送して前
記最新のデータと加算すると共にカウンタ
NCNTを+1カウントする。ここで、最新のデ
ータがメモリの先頭の番地に書き込まれている時
は二番目に新しいデータは最後の番地に書き込ま
れているためこの番地をI・Xとする(ステツプ
S4、S5、S6、S7)。そして、前記アキユームレー
タAccの加算値がTLを超すまでは、前記ステツ
プS1〜S8のフローを繰り返してカルマン周期のデ
ータを新しいものから順に加算し、かつ、加算さ
れた周期のサンプル数をカウントし続け、周期の
総加算値が前記目標値TLを超えたときに総加算
値をカウンタNCNT計数値で除してカルマン周
期Tの平均値が求められる(ステツプS8、S9)こ
の平均値から空気流量Qaが算出される(ステツ
プS10)。かかるフローが所定のクランク角又は時
間毎に行なわれ、エンジン回転数の変化に対応し
て変化する空気流量を応答性よく求めることがで
きる。このようにして得られた空気流量Qaは例
えば、第5図に示したように吸気脈動の丁度2山
分に略々等しいため変動は小さい。
Next, the Kalman periods given one by one are added up one after another, and the average value is calculated. This is done by adding the Kalman periods until the target value is exceeded, and dividing the total number of Kalman periods added by the number of samples of the Kalman periods to be added. This will be explained step by step using a flowchart. After calculating the average time target value T L (step S 1 ) and writing continuous Kalman period data to all addresses in the memory, each time new data of Kalman period T is given, the most New data is written to the memory address where the old data is stored, and this address is designated as I.X (step S2 ). This new data is sent to the accumulator Acc, and the number of samples is counted by the Kalman cycle number counter NCNT (step S3 ). Next, set the address where the second most recent data is written as a new I/X,
This data is transferred to the accumulator Acc and added to the latest data, and the counter
Count NCNT by +1. Here, when the latest data is written to the first address of the memory, the second newest data is written to the last address, so this address is designated as I.X (step
S4 , S5 , S6 , S7 ). Then, until the added value of the accumulator Acc exceeds T L , the flow of steps S 1 to S 8 is repeated to add the Kalman period data in order from the newest one, and the samples of the added period are When the total value of the cycles exceeds the target value TL , the average value of the Kalman cycles T is obtained by dividing the total value by the count value of the counter NCNT (steps S 8 and S 9 ) . ) The air flow rate Qa is calculated from this average value (step S10 ). This flow is performed at predetermined crank angles or time intervals, and the air flow rate, which changes in response to changes in engine speed, can be determined with good responsiveness. The air flow rate Qa obtained in this way is, for example, approximately equal to exactly two peaks of the intake pulsation, as shown in FIG. 5, and thus has small fluctuations.

第4図は4気筒4サイクルガソリンエンジンの
1回転についてのカルマン周期平均時間目標値
TLをエンジン回転数0から約6000まで求めたも
のである。この目標値TLはエンジン1回転分の
時間よりも幾分小さくした方がよい結果が得られ
る。それは、カルマン周期の加算結果が必ずTL
を越えてしまうため、TLを小さ目にしておいた
方がエンジン1回転分により近いカルマン周期の
加算結果となり、最終的にカルマン周期の真の平
均値に近い値が得られるためである。
Figure 4 shows the Karman period average time target value for one revolution of a 4-cylinder 4-stroke gasoline engine.
T L was calculated from engine speed 0 to approximately 6000. Better results can be obtained by setting this target value T L to be somewhat smaller than the time required for one rotation of the engine. This means that the addition result of the Kalman period is always T L
This is because if T L is set small, the result of addition of the Karman period will be closer to one rotation of the engine, and in the end, a value closer to the true average value of the Karman period will be obtained.

第5図は第3図のフローチヤートで示した演算
による結果とカルマンセンサ波形、吸気脈動の関
係を示したものである。すなわち図の最上部に示
すように吸気脈動があるときカルマンセンサの出
力波形はそれに対応したもの(流速の増大に応じ
てカルマン周期が小)となる。
FIG. 5 shows the relationship between the calculation results shown in the flowchart of FIG. 3, the Kalman sensor waveform, and the intake pulsation. That is, as shown at the top of the figure, when there is intake pulsation, the output waveform of the Kalman sensor corresponds to it (the Kalman period becomes smaller as the flow velocity increases).

この例で示した運転状態の場合カルマン周期サ
ンプル数は18であり、従来のように運転状態に拘
らず2サンプル分の平均を求める場合と比べると
吸気脈動の影響が少ない真の平均値に近い値が得
られることが明らかである。
In the operating state shown in this example, the number of Kalman cycle samples is 18, which is closer to the true average value with less influence of intake pulsation than the conventional method of calculating the average of two samples regardless of the operating state. It is clear that a value is obtained.

第6図は本発明の他の演算例を示したもので、
クランク角センサの360゜毎の信号によつてエンジ
ン1回転分のカルマン周期を平均化するフローチ
ヤートである。この場合は、エンジンの360゜信号
が入ると(ステツプS11)、その前に前回360゜信号
が入つてから入力された、カルマン周期の総加算
値TTと周期数カウンタNCNTの値NTとをメモリ
に記憶する(ステツプS12)。そして、次の周期の
入力に備えてカルマン周期の全てとNCNTとを
クリアしゼロにする(ステツプS13)。
FIG. 6 shows another calculation example of the present invention.
This is a flowchart that averages the Karman period for one engine rotation using the crank angle sensor's signal every 360 degrees. In this case, when the engine's 360° signal is input (step S 11 ), the total sum of the Kalman periods T T and the value of the cycle number counter NCNT, N T , which have been input since the last 360° signal was input, are and is stored in memory (step S12 ). Then, in preparation for inputting the next cycle, all Kalman cycles and NCNT are cleared to zero (step S13 ).

360゜信号が与えられて次の360゜信号が与えられ
るまでの間カルマンパルスの立上り毎にカルマン
センサの周期を計算して(ステツプS14、S15)、
新しいカルマン周期が前のカルマン周期の2倍以
上の場合歯抜けと判断して新周期×1/2とする歯
抜け補正を行う(ステツプS16)。この後得られた
カルマン周期データを順番にメモリに記憶すると
共に周期数カウンタNCNTにて周期数を計数す
る。
Calculating the period of the Kalman sensor at every rise of the Kalman pulse from when a 360° signal is applied until the next 360° signal is applied (steps S 14 and S 15 );
If the new Karman period is twice or more than the previous Karman period, it is determined that there is a missing tooth, and the missing tooth is corrected by multiplying the new period by 1/2 (step S16 ). Thereafter, the obtained Kalman period data are sequentially stored in a memory, and the number of periods is counted by a period number counter NCNT.

これにより得られたカルマン周期総加算値TT
とカルマン周期数NTとから平均値TAを求めるわ
けであるが、この演算は10ミリ秒毎にタイマによ
つて割込みルーチンRQが行われることによる
(ステツプS19、S20)。そして平均値TAに基き空
気流量Qaが計算される。
The total Kalman period addition value T T obtained from this
The average value T A is calculated from the Kalman period number N T and the average value T A is calculated by the interrupt routine RQ being performed by a timer every 10 milliseconds (steps S 19 and S 20 ). Then, the air flow rate Qa is calculated based on the average value T A.

上記実施例では4気筒4サイクルガソリンエン
ジンにつき1回転分の平均を求める例を示したが
これは応答性との兼合いで1〜2回転分が適当な
ためであり、6気筒では2/3回転〜2回転程度が
よい。
In the above example, an example was shown in which the average value for one revolution is calculated for a four-cylinder four-stroke gasoline engine, but this is because 1 to 2 revolutions is appropriate in view of responsiveness, and for a 6-cylinder engine, 2/3 About 2 rotations is best.

本発明は上述のように、吸気脈動の周期をエン
ジン回転から予想しその整数倍期間をサンプル期
間として、この期間におけるカルマン周期出力信
号を平均するようにして、流量を求めるようにし
たため、吸気脈動が特に大きなエンジンの全開近
傍時やブローバイシステムによる低負荷時等の運
転条件下でもカルマンセンサの出力変動による流
量演算値の変動が小さく応答性の良好な空気流量
信号を形成することができ、燃料噴射装置におけ
る燃料制御に好適な信号が得られるものである。
As described above, the present invention predicts the period of intake pulsation from the engine rotation, uses an integer multiple period of the period as a sample period, and averages the Karman period output signal during this period to obtain the flow rate. Even under operating conditions such as when a large engine is near full throttle or when a blow-by system is operating at low load, the flow rate calculation value does not fluctuate due to fluctuations in the output of the Kalman sensor, making it possible to form an air flow signal with good responsiveness. A signal suitable for fuel control in the injection device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のカルマン渦流量センサの出力平
滑化装置の構成を示すブロツク線図、第2図は本
発明の一実施例の構成を示すブロツク線図、第3
図は本発明における出力平滑化の演算処理を示す
フローチヤート、第4図は4気筒4サイクルガソ
リンエンジンの1回転についてのカルマン周期平
均時間目標値対回転数特性を示す図、第5図は吸
気脈動時のカルマン波形とその平滑化処理後の波
形とを示す説明図、第6図は本発明における他の
演算処理方法を示すフローチヤートである。 1……カルマン周期−デイジタル変換装置、2
……カルマン周期上下カツト装置、3……平均計
算装置、4……流量計算装置、5……サンプル時
間設定装置、31……周期加算装置、32……除
算装置。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an output smoothing device for a conventional Karman vortex flow sensor, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
Figure 4 is a flowchart showing the calculation process for output smoothing in the present invention, Figure 4 is a diagram showing the Karman period average time target value versus rotation speed characteristic for one revolution of a 4-cylinder 4-stroke gasoline engine, and Figure 5 is a diagram showing the characteristics of the intake air An explanatory diagram showing a Kalman waveform during pulsation and a waveform after smoothing processing, and FIG. 6 is a flowchart showing another arithmetic processing method in the present invention. 1...Kalman period-digital conversion device, 2
. . . Kalman period upper and lower cut device, 3 . . . Average calculation device, 4 . . . Flow rate calculation device, 5 .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 内燃機関回転信号に基いてサンプル時間を設
定するサンプル時間設定装置と、前記サンプル時
間中にカルマン渦流量センサから与えられる出力
の周期を順次加算する装置と、前記サンプル時間
中における前記周期の数を計数するカウンタと、
前記加算装置の出力を前記カウンタの計数値で除
して平均値を求める装置とを設けて構成したこと
を特徴とする内燃機関用カルマン渦流量センサの
出力平滑化装置。
1. A sample time setting device that sets a sample time based on an internal combustion engine rotation signal, a device that sequentially adds the cycles of the output given from the Karman vortex flow rate sensor during the sample time, and the number of cycles during the sample time. a counter that counts
An output smoothing device for a Karman vortex flow rate sensor for an internal combustion engine, comprising a device for dividing the output of the adding device by the count value of the counter to obtain an average value.
JP57197811A 1982-11-12 1982-11-12 Output smoothing apparatus of karman's vortex flow rate sensor for internal combustion engine Granted JPS5988620A (en)

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JPS5988620A JPS5988620A (en) 1984-05-22
JPH033889B2 true JPH033889B2 (en) 1991-01-21

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0695028B2 (en) * 1985-09-03 1994-11-24 トヨタ自動車株式会社 Karman vortex sensor output signal processor

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JPS5988620A (en) 1984-05-22

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