JPS6056220A - Output signal processor for karman's vortex sensor - Google Patents
Output signal processor for karman's vortex sensorInfo
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- 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
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- 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
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Abstract
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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an output signal processing device for a Karman vortex sensor used, for example, as an air flow meter for measuring the intake air amount of an engine.
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。Conventional technology In general, the Hoehn type flow meter was the mainstream air flow meter for measuring the intake air amount of an engine.
Recently, Karman vortex sensors have been developed which have advantages such as small size. In the Karman vortex sensor, for example,
JP-A-58-80524 and JP-A-58-8052
As shown in No. 5, a Karman vortex generator is inserted into a pipe through which fluid flows, and the pressure fluctuations generated alternately near both sides of the Karman vortex generator are transferred to the pipe via a pair of pressure transmission passages. The velocity of the fluid is detected by transmitting the signal to an external diaphragm and photoelectrically detecting the rotational displacement of this diaphragm. In this case, a sinusoidal electrical signal corresponding to the rotational displacement of the diaphragm is obtained, this is converted into a rectangular wave signal, and the velocity of the fluid is obtained by counting each pulse period of this rectangular wave signal.
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。However, in the conventional type described above, no measures have been taken to prevent pulse loss due to instantaneous interruption of the sensor signal line or decrease in sensor output in low-speed areas, and as a result, when pulse loss occurs, The measured flow rate will be less than the actual flow rate. Therefore, when used as an air flow meter for an engine, there is a problem in that the air-fuel ratio is controlled to the lean side, resulting in a decrease in engine output torque, deterioration of exhaust gas, etc.
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。Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to solve the problems of the conventional type described above.
Based on the concept of calculating flow rate using the average cycle,
When the detected cycle becomes unusually large from the above average cycle, it is assumed that there is a missing pulse, and the flow rate is calculated based on the average cycle from the previous calculation.Therefore, it is used as an engine air flow makeup. in case of,
The purpose is to prevent lean side control of the air-fuel ratio to prevent a decrease in engine output torque, deterioration of exhaust gas, etc.
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。Structure of the Invention The structure of the present invention for achieving the above object is shown in FIG. In FIG. 1, the Karman vortex sensor generates an output signal with a frequency corresponding to the flow rate of fluid, and the waveform shaping means shapes the output signal of the Karman vortex sensor to generate a rectangular wave signal. The period detection means is one period T of the rectangular wave signal.
is detected and sent to the comparison means, while the multiplication means multiplies the average period TQF calculated in advance by a predetermined value by 1 and sends it to the comparison means. The comparison means is the detected period TQFX.
The average period multiplied by the predetermined value Kl is compared with 1·TQF. As a result, when TQFX≦1・TQF,
The average period updating means updates the average period TQF using the detected period TQFX. Then, the flow rate calculating means calculates the flow rate of the fluid using the average period.
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。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 and subsequent drawings.
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。FIG. 2(A) is a sectional view showing an example of a Karman vortex sensor. In FIG. 2(A), a vortex generator 2 is provided at the center of the pipe 1, and this vortex generator 2 has a pair of vortex pressure intake holes 3 and an intake hole 3. A pressure transmission passage 4 for transmitting pressure fluctuations to the outside of the pipe line 1 is provided. As a result,
A rotational moment is generated in the diaphragm 5 due to pressure fluctuations in the pressure transmission passage 4 .
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。As shown in FIG. 2(B), the diaphragm 5 is supported on a rotation axis including its center of gravity by a pair of span hands 6a and 6b, and is further supported by a span band 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。6b is held by the frame portion 7. Therefore, the diaphragm 5 hardly vibrates due to the vertical vibration of the frame 7 caused by external vibration.
Therefore, rotational vibration occurs only in response to pressure fluctuations within the pressure transmission passage 4 due to the Karman vortices.
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。In FIG. 2(A), 8 is a light emitting diode as a light emitting means, and 9 is a photodiode as a light receiving means. That is, in this case, the diaphragm 5 acts as a light reflecting plate, and therefore, when the diaphragm 5 rotates and vibrates due to Karman vortex pressure, the output signal of the photodiode 9 becomes a sine wave with a vortex frequency f. The present invention relates to processing of the sinusoidal output signal of the photodiode 9.
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。FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of an output signal processing device for a Karman vortex sensor according to the present invention, which is configured by, for example, a microcomputer. In FIG. 3, the portion surrounded by the dashed line is configured as a microcomputer, but the waveform shaping circuit 32 may be provided within the Karman vortex sensor 31.
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。The sinusoidal output signal of the Karman vortex sensor 31 is supplied to a waveform shaping circuit 32, where the sinusoidal signal is converted into a rectangular wave signal. This square wave signal is supplied to the interrupt input of the CPII 33, and as a result, the CPU 33 executes an interrupt routine shown in FIG. 4, which will be described later, in response to the rise of the square wave signal. 34 is a clock generation circuit that generates various clock signals, 35 is a counter for detecting one cycle of the rectangular wave signal of the waveform shaping circuit 32, 36 is an input/output interface, and 37 is a program, constants, etc. ROM for storing data in advance, 3B is R for temporarily storing data.
It is AM.
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。FIG. 4 is a flowchart for explaining the circuit operation of FIG. 3, and is an intake air amount calculation routine. The interrupt step 401 starts with the rise of the rectangular wave signal of the waveform shaping circuit 32 as shown in FIG.
Counter 35 is reset for the next calculation cycle. In this case, the value T of the counter 35 is the period TQFXo, TQI'XI, and the period of the rectangular wave signal shown in FIG.
Corresponds to one of...
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。Next, in step 403, TQFX≦K 1- TQF, where K1 is a constant, for example, 1,1 to 1.9.
set between.
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。The TQF determines the average period of a predetermined number m of T leaves. That is, when T[IFX becomes abnormally larger than the average period T[IF and TFX>Kl·TQF, it is assumed that the output pulse of the waveform shaping circuit 32 is missing, and the process directly proceeds to step 405. On the other hand, if TQFX≦1・
If it is TQF, the average period TQF is updated in step 404. In other words, (m-1) T Kano + T [1FX TQF ←□. Note that m is set in a range of 2 to 16.
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。In step 405, the average period TQF is used to increase the intake air amount Q to Q4- by 2/TQF, where K2 is calculated using a constant, and in step 406 this routine ends.
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。In this way, as shown in FIGS. 5(A) and 5(B), when the captured period, for example, TOFX2, deviates significantly from the average period TQF, it is assumed that a pulse is missing, and the average period TQF is not updated. , that is, the previous average period TQF
is maintained. Note that the average period TQF' indicates the case where the average period is updated using the above-mentioned period TQFX2,
Thereafter, the average period TQF' becomes larger than the average period TQF as a whole, and therefore the measured intake air amount Q becomes smaller than the actual intake air amount.
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。Note that when the above-described device is applied to an automobile air flow meter, the determination in step 403 of the above-described flowchart is performed when the idle switch is on.
On the other hand, when the idle switch is off, step 40
It is also possible to directly proceed to step 404 without performing the determination in step 3.
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。As explained in the detailed description of the invention, according to the invention, the flow rate (intake air amount) is calculated using the average period, and when a large period due to missing pulses is detected, the average period from the previous calculation is used. This prevents erroneous detection of flow rate due to missing pulses, and therefore, when used as an engine air flow meter, it prevents the air-fuel ratio from becoming leaner, reducing engine output torque, deteriorating exhaust gas, etc. can be prevented.
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Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Figure 2 (A)
Figure 2 (B) is a cross-sectional view showing an example of a Karman vortex sensor.
4 is a plan view of the diaphragm 5 in FIG. A flowchart for explaining circuit operation, and FIGS. 5(A) and 5(B) are timing diagrams showing supplementary explanation of the flowchart in FIG. 4. 1: Pipeline, 2: Vortex generator, 3: Temperature pressure Intake hole, 4: Pressure transmission passage, 5: Vibration plate, 8: Light emitting means, 9: Light receiving means, 3
1: Karman vortex sensor, 32: waveform shaping circuit. Patent Applicant Toyota Motor Corporation Patent Application Agent Patent Attorney Akira Aoki Patent Attorney Hakodate Japanese Patent Attorney Akira Yamaguchi Patent Attorney Masaya Nishiyama
Claims (1)
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。1. A Karman vortex sensor that generates an output signal with a frequency corresponding to the flow rate of fluid, a waveform shaping means that shapes the output signal of the Karman vortex sensor to generate a rectangular wave signal, and detects one cycle of the rectangular wave signal. a multiplying means for multiplying a predetermined average period by a predetermined value; a comparing means for comparing the detected period with an average period multiplied by the predetermined value; an average period updating means for updating the average period using the detected period when the average period is equal to or less than the multiplied average period; and a flow rate calculation means for calculating the flow rate of the fluid using the average period. Karman vortex sensor output signal processing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58163195A JPS6056220A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Output signal processor for karman's vortex sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58163195A JPS6056220A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Output signal processor for karman's vortex sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6056220A true JPS6056220A (en) | 1985-04-01 |
Family
ID=15769076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58163195A Pending JPS6056220A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Output signal processor for karman's vortex sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6056220A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6254125A (en) * | 1985-09-03 | 1987-03-09 | Toyota Motor Corp | Signal processor for output of karman vortex sensor |
JP2010160138A (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-22 | Yamatake Corp | Physical quantity sensor and physical quantity measurement method |
JP2011106816A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Yamatake Corp | Physical quantity sensor and method for measuring physical quantity |
JP2011117860A (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Yamatake Corp | Body detection sensor and method of body detection |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP58163195A patent/JPS6056220A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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