JPS63231222A - エンジンの吸気量測定装置 - Google Patents
エンジンの吸気量測定装置Info
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- JPS63231222A JPS63231222A JP62064904A JP6490487A JPS63231222A JP S63231222 A JPS63231222 A JP S63231222A JP 62064904 A JP62064904 A JP 62064904A JP 6490487 A JP6490487 A JP 6490487A JP S63231222 A JPS63231222 A JP S63231222A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- 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
-
- G—PHYSICS
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- 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
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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〕
この発明は、自動車用エンジンの電子制御燃料噴射装置
の吸入空気量針として使用されろエンジンの吸気量測定
装置に関する。
の吸入空気量針として使用されろエンジンの吸気量測定
装置に関する。
導管内に渦発生体を設け、その下流に発生したカルマン
渦の発生周波数より流体の流量を測定する方法として、
たと丸ば、実開昭54−41665号公報がある。これ
は流路を介して送受波される超音波信号波が流体中に発
生するカルマン渦により位相変調されることを利用した
ものであり、この変調された位相を復調することにより
、渦信号をアナログ電気信号として検出するようにした
ものである。
渦の発生周波数より流体の流量を測定する方法として、
たと丸ば、実開昭54−41665号公報がある。これ
は流路を介して送受波される超音波信号波が流体中に発
生するカルマン渦により位相変調されることを利用した
ものであり、この変調された位相を復調することにより
、渦信号をアナログ電気信号として検出するようにした
ものである。
このアナログ電気信号は一般には、その用途からさらに
電圧比較器にて所定の電圧と比較することにより、2値
化され、上記渦周波数をもったカルマン渦パルスとして
出力される。
電圧比較器にて所定の電圧と比較することにより、2値
化され、上記渦周波数をもったカルマン渦パルスとして
出力される。
ところで、このカルマン渦流量センサをエンジンの吸気
量センサとして使用した場合、次のような問題を生じる
。すなわち、スロットル弁が高開度に位置するとき、エ
ンジンの吸気動作による空気の脈動が吸気通路およびこ
の吸気脈動に応動して前記アナログ電気信号の出力レベ
ルが大きく変動する。
量センサとして使用した場合、次のような問題を生じる
。すなわち、スロットル弁が高開度に位置するとき、エ
ンジンの吸気動作による空気の脈動が吸気通路およびこ
の吸気脈動に応動して前記アナログ電気信号の出力レベ
ルが大きく変動する。
このような出力信号を前述したような方法にてパルス化
すると、所謂「パルスの歯抜け」を生じるが、この問題
を解決するためになされた考案としては、たとえば、実
開昭57−72119号公報がある。これは、上記アナ
ログ電気信号を微分回路に通すことにより吸気脈動によ
る変動分を除去しようとするものであるが、このように
すると、41号の周波数が低い領域では信号のレベルも
同時低減されてしまう。
すると、所謂「パルスの歯抜け」を生じるが、この問題
を解決するためになされた考案としては、たとえば、実
開昭57−72119号公報がある。これは、上記アナ
ログ電気信号を微分回路に通すことにより吸気脈動によ
る変動分を除去しようとするものであるが、このように
すると、41号の周波数が低い領域では信号のレベルも
同時低減されてしまう。
したがって、上記実開昭57−72119号公報におい
ては、装置自身が発生するカルマン渦パルスの周波数に
応じて上記微分回路の特性を変化させるようにしている
が、これはパルス回路の出力によりその入力特性を変化
させているものであり、一旦パルスの歯抜けが生じた場
合には、以降その歯抜は状態を持続し続けるという問題
を生じる。
ては、装置自身が発生するカルマン渦パルスの周波数に
応じて上記微分回路の特性を変化させるようにしている
が、これはパルス回路の出力によりその入力特性を変化
させているものであり、一旦パルスの歯抜けが生じた場
合には、以降その歯抜は状態を持続し続けるという問題
を生じる。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、エンジンの吸気脈動の影響を受けることなく、常
に吸入空気量に正確に対応したカルマン渦パルスを出力
し得るエンジンの吸気量測定装置を得ることを目的とす
る。
ので、エンジンの吸気脈動の影響を受けることなく、常
に吸入空気量に正確に対応したカルマン渦パルスを出力
し得るエンジンの吸気量測定装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係るエンジンの吸気量測定装置は、エンジン
の吸気通路内に挿入された渦発生体の後方に発生するカ
ルマン渦の渦信号をディジタル信号として検出して所定
の周期に記憶手段に格納する渦検出手段と、この渦検出
手段の出力値を2値化してカルマン渦パルスを得るとと
もに、この出力値の変化が所定値以上になるとカルマン
渦パルスをセットまたはリセットする2値化手段とを設
けたものである。
の吸気通路内に挿入された渦発生体の後方に発生するカ
ルマン渦の渦信号をディジタル信号として検出して所定
の周期に記憶手段に格納する渦検出手段と、この渦検出
手段の出力値を2値化してカルマン渦パルスを得るとと
もに、この出力値の変化が所定値以上になるとカルマン
渦パルスをセットまたはリセットする2値化手段とを設
けたものである。
この発明においては、渦発生手段の後方に発生するカル
マン渦信号をディジタル量の電気信号として検出して所
定の周期に記憶手段に格納し、この記憶手段の出力値を
2値化してカルマン渦パルスを発生させ、渦検出手段の
出力値が減少から増加へ移行した後所定値以上に増加す
るとカルマン渦パルスをセットまたはリセットし、逆に
渦検出手段の出力値が増加から減少へ移行した後所定値
以上減少すると、カルマン渦パルスをリセットまたはセ
ットする。
マン渦信号をディジタル量の電気信号として検出して所
定の周期に記憶手段に格納し、この記憶手段の出力値を
2値化してカルマン渦パルスを発生させ、渦検出手段の
出力値が減少から増加へ移行した後所定値以上に増加す
るとカルマン渦パルスをセットまたはリセットし、逆に
渦検出手段の出力値が増加から減少へ移行した後所定値
以上減少すると、カルマン渦パルスをリセットまたはセ
ットする。
以下、この発明のエンジンの吸気量測定装置の実施例を
図について説明する。第1図はこの発明の一実施例の構
成を示すブロック図である。この第1図において、エン
ジンの吸気通路内の所定位置に渦発生体2が配置されて
おり、この渦発生体2の後方に発生するカルマン渦を超
音波受波用振動子4で検出するようになっている。
図について説明する。第1図はこの発明の一実施例の構
成を示すブロック図である。この第1図において、エン
ジンの吸気通路内の所定位置に渦発生体2が配置されて
おり、この渦発生体2の後方に発生するカルマン渦を超
音波受波用振動子4で検出するようになっている。
この超音波受波用振動子4は約40凸の周波数にて共振
点を有し、超音波送波用振動子3と対向してエンジンの
吸気通路1に設けられ、吸気通路1を通して約401&
の周波数にて共振点をもつ超音波送波用振動子3を励振
させて、超音波を超音波受波用振動子4で受波するよう
になっている。
点を有し、超音波送波用振動子3と対向してエンジンの
吸気通路1に設けられ、吸気通路1を通して約401&
の周波数にて共振点をもつ超音波送波用振動子3を励振
させて、超音波を超音波受波用振動子4で受波するよう
になっている。
この超音波送波用振動子3がその共振点にて励振されて
いるか否かを共振点検出回路5で検出し、その検出出力
を電圧制御発振器6に出力するようになっている。
いるか否かを共振点検出回路5で検出し、その検出出力
を電圧制御発振器6に出力するようになっている。
この電圧制御発振器6は共振点検出回路5にて制御され
、約20 MF[zの周波数にて発振するものであり、
この電圧制御発振器6の出力パルスをカウンタ7で計数
することにより、512分周するようになっており、カ
ウンタ7は9ピツトからなるものである。
、約20 MF[zの周波数にて発振するものであり、
この電圧制御発振器6の出力パルスをカウンタ7で計数
することにより、512分周するようになっており、カ
ウンタ7は9ピツトからなるものである。
乙のカウンタ7で分周されたパルスにて駆動回路8は前
記超音波送波用振動子3を励振するようになっている。
記超音波送波用振動子3を励振するようになっている。
一方、前記超音波受波用振動子4の正弦洩出カイ:号を
波形整形回路9で波形整形してパルスを得るようになっ
ている。この波形整形回路9で得られたパルスの立ち上
がりのタイミングにて、ラッチ回路10は前記カウンタ
7の内容を取り込むもので、9ビツトからなるものであ
る。
波形整形回路9で波形整形してパルスを得るようになっ
ている。この波形整形回路9で得られたパルスの立ち上
がりのタイミングにて、ラッチ回路10は前記カウンタ
7の内容を取り込むもので、9ビツトからなるものであ
る。
このラッチ回路10の出力、すなわち位相復調43号の
増減をマイクロプロセッサ11で判定するようになって
おり、このマイクロプロセッサ11の判定結果に応じて
、フリップフロップ回路12(以下、FF、という)が
セット、リセットされるようになっている。FF12の
出力がカルマン渦パルスとなっている。
増減をマイクロプロセッサ11で判定するようになって
おり、このマイクロプロセッサ11の判定結果に応じて
、フリップフロップ回路12(以下、FF、という)が
セット、リセットされるようになっている。FF12の
出力がカルマン渦パルスとなっている。
次に動作について説明する。第2図は前記第1図の各部
信号の様子を示したタイミングチャートであって、第2
図(5)は電圧制御発振器6の出力a1すなわち、カウ
ンタ7のクロック入力を示し、第2図(B)はカウンタ
7の計数値すを示し、第2図(Qtよこのカウンタ7の
最上位ビットすなわち、超音波送波用振動子3の駆動パ
ルスを示し、第2図p)は波形整形回路9の出力dを示
し、第2図(131のe(よラッチ回路10のラッチ内
容eを示している。
信号の様子を示したタイミングチャートであって、第2
図(5)は電圧制御発振器6の出力a1すなわち、カウ
ンタ7のクロック入力を示し、第2図(B)はカウンタ
7の計数値すを示し、第2図(Qtよこのカウンタ7の
最上位ビットすなわち、超音波送波用振動子3の駆動パ
ルスを示し、第2図p)は波形整形回路9の出力dを示
し、第2図(131のe(よラッチ回路10のラッチ内
容eを示している。
この第2図(B+に示すように、9ピツ)・からなるカ
ウンタ7はそのクロック入力、すなわち、電圧制御発振
器6の出力aを0から511の間で循環的に計数する。
ウンタ7はそのクロック入力、すなわち、電圧制御発振
器6の出力aを0から511の間で循環的に計数する。
したがって、その最上位ビットは電圧制御発振器6の出
力aを512分周した駆動パルスCとなっている。
力aを512分周した駆動パルスCとなっている。
超音波送波用振動子3は駆動回路8を介してこの駆動パ
ルスCにて励振される。電圧制御発振器6はこのパルス
Cによる励振周波数が超音波送波用振動子3の共振周波
数と一致するように共振点検出回路5により帰還制御さ
れている。
ルスCにて励振される。電圧制御発振器6はこのパルス
Cによる励振周波数が超音波送波用振動子3の共振周波
数と一致するように共振点検出回路5により帰還制御さ
れている。
この共振周波数は前述したように約40脂であるので、
電圧制御発振器6の発振周波数はこの40冊を512倍
した値、すなわち約20MHzに制御されている。
電圧制御発振器6の発振周波数はこの40冊を512倍
した値、すなわち約20MHzに制御されている。
このようにして、超音波送波用振動子3より発せられた
超音波は吸気通路1内にてカルマン渦により位相変調さ
れた後、超音波受波用振動子4に伝わる。
超音波は吸気通路1内にてカルマン渦により位相変調さ
れた後、超音波受波用振動子4に伝わる。
乙の超音波受波用振動子4の出力波形は周波数約4oI
&のほぼ正弦波となっているが、これを波形整形回路9
により整形すると、位相変調された受信パルスd(第2
図(D))が得られる。このパルスdの立ち上がりタイ
ミングにてカウンタ7の内容をラッチ回路10に取り込
むと、その出力e(第2図CBl )は位相復調信号と
なっている。
&のほぼ正弦波となっているが、これを波形整形回路9
により整形すると、位相変調された受信パルスd(第2
図(D))が得られる。このパルスdの立ち上がりタイ
ミングにてカウンタ7の内容をラッチ回路10に取り込
むと、その出力e(第2図CBl )は位相復調信号と
なっている。
すなわち、カウンタ7は前述したような分局器として動
作するとともに、送信波Cの1周期の位相360度を5
12分割して計数する位相カウンタとしても機能してい
るので、受信パルスdの立ち上がりタイミングにてその
カウント値をラッチすれば、その内容は自ずと位相復調
信号となっている。
作するとともに、送信波Cの1周期の位相360度を5
12分割して計数する位相カウンタとしても機能してい
るので、受信パルスdの立ち上がりタイミングにてその
カウント値をラッチすれば、その内容は自ずと位相復調
信号となっている。
以上のようにしてカルマン渦信号はディジタル量の電気
信号(位相復調信号e)として検出される。この位相復
調信号eの周波数、すなわちカルマン渦周波数は実使用
上約10七〜2500 Hzとなっている。
信号(位相復調信号e)として検出される。この位相復
調信号eの周波数、すなわちカルマン渦周波数は実使用
上約10七〜2500 Hzとなっている。
次に、マイクロプロセッサ11にてこの位相復調信号e
よりその増減を判定することにより、カルマン渦パルス
を得る動作について述べる。
よりその増減を判定することにより、カルマン渦パルス
を得る動作について述べる。
第3図に位相復調信号eとFF12の出力端Qの出力、
すなわちカルマン渦パルスfのタイミングチャートを示
す。なお、第3図人の位相復調信号eを微視的に見たの
が第2図[Blに対応している。
すなわちカルマン渦パルスfのタイミングチャートを示
す。なお、第3図人の位相復調信号eを微視的に見たの
が第2図[Blに対応している。
この第3図人に示すように、マイクロプロセッサ11は
位相復調信号eの値が減少から増加に反転した後、その
増加量が2以上になるとFF12をセットし、次に、こ
の値が増加から減少に反転した後、その減少量が2以上
になるとFF12をリセットする。
位相復調信号eの値が減少から増加に反転した後、その
増加量が2以上になるとFF12をセットし、次に、こ
の値が増加から減少に反転した後、その減少量が2以上
になるとFF12をリセットする。
なお、ここで述べた数値「2」とは前記ラッチ回路10
のラッチ内容に対応した値であって、振動子の駆動パル
スCの1周期360度を512として計数したときの「
2」である。
のラッチ内容に対応した値であって、振動子の駆動パル
スCの1周期360度を512として計数したときの「
2」である。
次に、以上のマイクロプロセンサ11による処理を第4
図に示すフローチャートにしたがって詳述する。マイク
ロプロセンサ11はまず処理S1にて前記受信パルスd
の立ち上がりが到来するまで待期する。
図に示すフローチャートにしたがって詳述する。マイク
ロプロセンサ11はまず処理S1にて前記受信パルスd
の立ち上がりが到来するまで待期する。
次に、この立ち上がりが到来すると、その時点では前記
ラッチ回路10には位相復調信号eがラッチされている
ので、処理S2にてそのラッチデータを読み込み、メモ
リM1に格納しておく。
ラッチ回路10には位相復調信号eがラッチされている
ので、処理S2にてそのラッチデータを読み込み、メモ
リM1に格納しておく。
次に処理S3にて、この読み込まれた復調信号の値の増
減極性の反転を判定する。すなわち、この値が増加から
減少へ、または減少から増加へ反転したか否かを判定す
る。そして、反転したことが判定されたならば、処理S
4にて先のメモリM1の内容、すなわち、その時点の位
相復調信号eの値を他のメモリM2へ格納する。
減極性の反転を判定する。すなわち、この値が増加から
減少へ、または減少から増加へ反転したか否かを判定す
る。そして、反転したことが判定されたならば、処理S
4にて先のメモリM1の内容、すなわち、その時点の位
相復調信号eの値を他のメモリM2へ格納する。
したがって、このメモリM2は、位相復調信号eの値の
増加時には、その「谷」の値(第3図中DI)を記憶し
、位相復調信号Cの値の減少時にはその「山」の値(第
3図中D2)を記憶している。
増加時には、その「谷」の値(第3図中DI)を記憶し
、位相復調信号Cの値の減少時にはその「山」の値(第
3図中D2)を記憶している。
灰に処理S5およびS6にて、メモリM1に格納された
位相復調信号eの値が、このメモIJ M 2に記憶さ
れた値よりも「2」以上増加していれば、外部のFF1
2をセットし、また処理S7およびS8にてこの位相復
調信号eの値がメモIJ M 2の値より「2」以上減
少していれば、FF12をリセットする。
位相復調信号eの値が、このメモIJ M 2に記憶さ
れた値よりも「2」以上増加していれば、外部のFF1
2をセットし、また処理S7およびS8にてこの位相復
調信号eの値がメモIJ M 2の値より「2」以上減
少していれば、FF12をリセットする。
以降、以上一連の処理を受信パルスdの立ち上がりに同
期して循環的に繰り返す。
期して循環的に繰り返す。
なお、第5図に受信パルスdの立ち上がりタイミングと
、マイクロプロセッサ11による処理の実行タイミング
との関係を示す。
、マイクロプロセッサ11による処理の実行タイミング
との関係を示す。
このように、マイク回プロセッサ11による処理を受信
パルスdに同期して行なわないと、処理S2にてラッチ
回路10の出力データすなわち位相復調信号eを読み込
む際、この読み込み動作中に受信パルスdの立ち上がり
が到来すると、誤まったデータを読み込んでしまう可能
性がある。
パルスdに同期して行なわないと、処理S2にてラッチ
回路10の出力データすなわち位相復調信号eを読み込
む際、この読み込み動作中に受信パルスdの立ち上がり
が到来すると、誤まったデータを読み込んでしまう可能
性がある。
したがって、この発明のように、マイクロプロセッサ1
1の処理を受信パルスdに同期して行なうことは重要な
ことである。
1の処理を受信パルスdに同期して行なうことは重要な
ことである。
以上のようにして、位相復調信号eからこれを2値化し
てカルマン渦パルスが得られるが、この2値化処理は上
述したように位相復調信号eの増減量をマイクロプロセ
ッサ11により検出することにより行なっており、その
信号レベル依存していないため、従来例に見られたよう
な吸気脈動による影響は受けない。
てカルマン渦パルスが得られるが、この2値化処理は上
述したように位相復調信号eの増減量をマイクロプロセ
ッサ11により検出することにより行なっており、その
信号レベル依存していないため、従来例に見られたよう
な吸気脈動による影響は受けない。
また、この増減量の検出をこのようにマイクロプロセッ
サ11にて行なっているので、従来装置のような復調信
号の周波数による影響もない。
サ11にて行なっているので、従来装置のような復調信
号の周波数による影響もない。
この発明は以上説明したとおり、カルマン渦信号の変化
分を検出することにより2値化を行ない、かつ、この2
値化処理をディジタル的に行なうようにしたので、吸気
脈動の影響を受けることなく、常に真価のカルマン渦パ
ルスを出力し得るという効果がある。
分を検出することにより2値化を行ない、かつ、この2
値化処理をディジタル的に行なうようにしたので、吸気
脈動の影響を受けることなく、常に真価のカルマン渦パ
ルスを出力し得るという効果がある。
第1図はこの発明のエンジン吸気量測定装置の一実施例
の構成を示すブロック図、第2図および第3図はそれぞ
れ同上実施例の各部の信号を示すタイミングチャート、
第4図は同上実施例の信号処理の手順を示すフローチャ
ート、第5図は同上信号処理手順のタイミングチャート
である。 1・・・エンジンの吸気通路、2・・・渦発生体、3・
・・超音波送波用振動子、4・・・超音波受波用振動子
、5・・・共振点検出回路、6・・・電圧制御発振器、
7・・・カウンタ、8・・・駆動回路、9・・・波形整
形回路、10・・・ラッチ回路、11・・・マイクロプ
ロセッサ、12・・・フリップフロップ回路。
の構成を示すブロック図、第2図および第3図はそれぞ
れ同上実施例の各部の信号を示すタイミングチャート、
第4図は同上実施例の信号処理の手順を示すフローチャ
ート、第5図は同上信号処理手順のタイミングチャート
である。 1・・・エンジンの吸気通路、2・・・渦発生体、3・
・・超音波送波用振動子、4・・・超音波受波用振動子
、5・・・共振点検出回路、6・・・電圧制御発振器、
7・・・カウンタ、8・・・駆動回路、9・・・波形整
形回路、10・・・ラッチ回路、11・・・マイクロプ
ロセッサ、12・・・フリップフロップ回路。
Claims (2)
- (1)エンジンの吸気通路内に挿入された渦発生体と、
この渦発生体の後方に発生するカルマン渦の渦信号をデ
ィジタル量の電気信号として検出し、所定の周期にて記
憶手段に格納する渦検出手段と、上記記憶手段に格納さ
れた渦検出手段の出力値を2値化してカルマン渦パルス
を得るとともに上記渦検出手段の出力値が減少から増加
へ移行した後、所定値以上増加したときに上記カルマン
渦パルスをセットまたはリセットし、かつ上記渦検出手
段の出力値が増加から減少へ移行した後、所定値以上減
少したときに上記カルマン渦パルスをリセットまたはセ
ットする2値化手段とを備えてなることを特徴とするエ
ンジンの吸気量測定装置。 - (2)2値化処理は予めプログラムされた手順にしたが
って実行するマイクロプロセッサを備え、その処理の実
行を上記記憶手段への格納タイミングに同期して行なう
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のエンジンの吸気量測定装置。
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---|---|---|---|
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JP62064904A JPH06103196B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | エンジンの吸気量測定装置 |
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