JPS63233322A - エンジンの吸気量測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カルマン渦流量センサによす吸入空気量を
測定するエンジンの吸気量測定装置に関する。

〔従来の技術〕

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は従来よ
り種々のものが提案されており、たとえば実開昭５４−
４１６６５号公報や実開昭５７−１６０６２５号公報な
どがある。

実開昭５４−４１６６５号公報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、また、実開
昭５７−１６０６２５号公報は、流路内に配設され定電
流加熱されたサーミスタの抵抗値がカルマン渦に応動し
て変化する乙とを利用したものである。

このいずれの従来例においても、その出力はカルマン渦
に応動して変化するアナログ電気信号であるが、これを
エンジンの燃料噴射制御の吸気量センサとして使用する
場合、その用途から通常２値化され上記カルマン渦の発
生周波数をもったカルマン渦パルス列に変換して使用さ
れる。

このパルス列への変換は、たとえば、特開昭５８−７０
１３１号公報に示されているように、通常、アナログ信
号を所定の基準電圧と電圧比較器にて比較することによ
り行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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、エンジンのスロットル弁が低開度に位置す
るとき、吸気が高速にてこのスロットル弁を通過するこ
とにより所謂「風切音ノイズ」が発生し、これが吸気通
路内のカルマン渦流量センサに影響し、その出力には高
周波ノイズが重畳した形となって現われる。

このような出力信号を、たとえば上述した特開昭５８−
７０１３１号公報にて示されているような方法にて２値
化した場合、重畳された高周波ノイズをパルス化して出
力することになる。

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、エンジンの吸気系より発生されるノイズの影響を
受けることなく、常に真値のカルマン渦パルスを出力す
るエンジンの吸気量測定装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るエンジンの吸気量測定装置は、エンジン
の吸気通路内に配置されたカルマン渦流量センサと、こ
のカルマン渦流量センサの出力を２値化してカルマン渦
パルスを出力しかつカルマン渦流量センサの出力の周波
数と振幅との関係が予め物理的に定まっている所定の関
係を満たさないときカルマン渦パルスの出力を禁止する
手段とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、カルマン渦の強さと周波数との関
係が物思的に常に定まっており、カルマン渦流量センサ
の出力の振幅と周波数も正常作動時には所定の関係を満
たしており、この正常時にはカルマン渦流量センサの出
力を２値化し、かつこの所定の関係を満たさないときは
ノイズ信号と判定してカルマン渦パルスの出力を禁止す
る。

〔実施例〕

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図はその一実施例におけろカ
ルマン渦流量センサと、その出力を２値化する手段とを
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１内にカルマ
ン渦流量センサ２が配置されているとともに、このカル
マン渦流量センサ２の下流側には、スロットル弁３が配
置されている。

このカルマン渦流量センサ２のセンサ出力ａは２値化回
路４に入力されるようになっている。２値化回路４は乙
のセンサ出力ａを２値化してカルマン渦パルスｂｉｅｓ
るものである。

この２値化回１ｓ４は、センサ出力ａを所定の電圧と比
較することにより２値化する電圧比較器４１と、センサ
出力ａの振幅を検出する振幅検出器４２と、センサ出力
ａの周期を検出する周期検出器４３と、センサ出力ａの
正常動作時の周期Ｔ１すなわちカルマン渦の周波数ｆの
逆数と振幅Ｖとの関係をマツピングして記憶しているテ
ーブル４４と、このテーブル４４の出力ＡＴと振幅検出
＠Ｍ４２の出力Ａとを比較することにより、センサ出力
ａにノイズが含まれているか否かを判定する判定器４５
と、この判定９４５の判定結果に応じて電圧比較器４１
の出力を禁止または許可するゲート４６とからなってい
る。

すなわち、電圧比較器４１の（へ）入力端にセンサ出力
ａが入力されるようになっており、電圧比較器４１の（
ト）入力端は抵抗Ｒ１とＲ２との接続点に接続され所定
の基準電圧が印加されている。抵抗Ｒ１とＲ２は電源と
アース間に接続されている。

この電圧比較器４１の（ト）入力端と出力端間には、抵
抗Ｒ３が接続されている。電圧比較器４１の出力端はゲ
ート４６の第１入力端に接続されている。

また、振幅検出器４２の出力Ａは判定器４５に送出され
るようになっており、周期検出器４３の出力（周期Ｔ）
はテーブル４４に送出するようになっている。テーブル
４４の出力ＡＴは判定ｆａ４５に送出するようになって
いる。

判定器４５の出力はゲート４６の第２入力端に加えられ
るようになっており、このゲート４６の出力端からカル
マン渦パルスｂを出力するようになっている。

次に動作について説明する。エンジンの吸気通路１内に
配設されたカルマン渦流量センサ２はこのエンジン吸気
通路１内を通過する空気の流量に比例した周波数ｆをも
つアナログ電気信号のセンサ出力ａを出力する。

このセンサ出力ａば２値化回路４の電圧比較器４１によ
りパルス化される。また、このセンサ出力ａは振幅検出
器４２によりその振幅が検出され、さらに周期検出器４
３によりその周期が検出される。

テーブル４４には、カルマン渦流量センサ２が正常に動
作しているとき、すなわちそのセンサ出力ａにノイズ信
号が含まれていないときの周期Ｔと振幅ＡＴとの関係が
マツピングされており、周期検出器４３の出力（周期Ｔ
）を変数として振幅ＡＴが検索され出力される。

判定器４５はこのテーブル４４より検索された振幅ＡＴ
と、振幅検出器４２にて検出された振幅Ａとを比較し、
その差が第２図に示すように所定値ＡＥ以上あるときセ
ンサ出力ａをノイズと判定する。

このようにノイズと判定された間、電圧比較器４１の出
力パルスはゲート４６によ性禁止され、それ以外の間は
許可される。以上のようにしてノイズ信号はカルマン渦
パルスに変換されることなく除去されろ。

以上のノイズ除去の様子を第２図に示す。この第２図は
振幅Ａと周期Ｔとの関係を示したものであり、図中実線
にて示す特性がカルマン渦流量センサ２の正常動作時の
振幅ＡＴであって、テーブル４４にマツピングされてい
るものである。

この振幅ＡＴを中心として所定の輻ＡＥ以内にあるセン
サ出力ａは正常な信号と判定され、図中斜線にて示す領
域にある他の信号はノイズ信号と判定され、そのパルス
化が禁止される。

ところで、以上述べたこの発明の実施例においては、セ
ンサ出力ａに含まれるノイズ振幅が正常動作時の振幅よ
りも大きい場合、すなわち、前記第２図において領域Ｎ
Ｈに信号がある場合にも、これをノイズ信号と判定して
除去するようにしているが、実使用上このような過大な
振幅をもったノイズが到来することはあまりなく、多く
の場合、ノイズは正常動作時の振幅以下、すなわち、第
２図中、ＮＬにて示されろ領域内に存在する。

この実使用上のノイズ振幅に着目してなされた他の実施
例を第３図以下により説明する。

第３図はこの他の実施例を示すブロック図であって、同
図においてエンジンの吸気通路１１この吸気通路内に配
設されたカルマン渦流量センサ２、ス彎ットル弁３は第
１図と同様であり、また、２値化回路４はカルマン渦流
量センサ２のセンサ出力ａを２値化して、カルマン渦パ
ルスｂを得るものである。

この２値化回路４内において、フィルタ４７にセンサ出
力ｎが入力されるようになっている。フィルタ４７はセ
ンサ出力ａに含まれるノイズ成分を減衰させるものであ
り、このフィルタ４７の出力は電圧比較器４１の（ハ）
入力端に加えるようになっている。

電圧比較器４１ばフィルタ４７の出力ｄと抵抗Ｒ１とＲ
２とにより得られる所定の基準電圧とを比較して、カル
マン渦パルスｂを出力するようになっている。電圧比較
器４１の出力端と（ト）入力端間には、抵抗Ｒ，が接続
されている。

次に動作について説明する。カルマン渦流量センサ２よ
り出力されたアナログ電気信号の出力センサａは２値化
回路４のフィルタ４７を経た後、電圧比較器４１にて２
値化され、カルマン渦パルスｂに変換されろ。

ところで、この電圧比較器４１は抵抗Ｒ１にて示されろ
抵抗により定められる所定のヒステリシス幅ＶＨ（第５
図（Ｃ１）をもっており、その入力信号ｄ（第５図（２
））の振幅がこのヒステリシス幅り未満であるとき、こ
の電圧比較器４１の入力信号ｄはパルス化されない。

したがって、フィルタ４７の減衰率（出力信号の振幅を
入力信号の振幅で除去したもの）の周波数特性を、セン
サ出力ａ（第５図（５））の振幅の逆数に比例するよう
に定めておけば、ノイズ信号はパルス化されることなく
除去される。

すなわち、センサ出力ａの正常動作時の振幅の周波数特
性をｖＡ（ｆ）としたとき、フィルタ４７の減衰率の周
波数特性をＶ。／ＶＡ（ｆ）と設定しておけば、フィル
タ４７の通過後の信号ｄの振幅はＶ、　（ｆ）　ｘ〔ｖ
ｏ／ｖＡ（ｆ）〕＝ｖｏとなり、コノｖ０ヲ前記ヒステ
リシス幅以上にしておけば、正常動作時のセンサ出力ａ
はカルマン渦パルスに変換され、それよりも小さい振幅
をもつ信号、すなわち、ノイズはパルス化されず、除去
されることになる。

以上のノイズ除去の様子を第４図および第５図に示す。

第４図は前記第２図と同様、センサ出力ａの周波数ｆと
振幅入との関係を示したものである。なお、第２図では
横軸を周波数ｆではなく、その逆の周期Ｔにとっである
。

この第４図において、実線は正常動作時、すなわち、セ
ンサ出力ａにノイズが含まれていないときの振幅の周波
数特性ｖＡ（ｆｌを示し、斜線の領域はパルス化されな
い領域、すなわち、除去し得るノイズ領域を示している
。

第５図は第３図中の各部波形の様子を示したタイミング
チャートであって、高周波ノイズを含んだセンサ出力ａ
（第５図（５））は、図中信号ｄ（第５図（Ｂｌ）にて
示すように、フィルタ４７により、そのノイズ分が前記
ヒステリシス幅り以下に減衰サレ、第５図（Ｃ）に示す
ように、カルマン渦パルスｂには現われることなく除去
されている。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、カルマン渦流量センサ
の出力の振幅と周波数との関係が予め物理的に定まって
いる関係を満たさないとき、それをノイズ信号と判定し
てカルマン渦パルスに変換しないようにしたので、常に
真値のカルマン渦パルスを発生し得るという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエンジンの吸気量測定装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は同上実施例におけるセン
サ出力の周波数特性図、第３図はこの発明のエンジンの
吸気量測定装置の他の実施例のブロック図、第４図は同
上他の実施例におけるセンサ出力の周波数特性図、第５
図は同上他の実施例における各部の信号を示すタイミン
グチャートである。 １・・・エンジンの吸気通路、２・・・カルマン渦流量
センサ、３・・・スロットル弁、４・・・２値化回路、
４１・・・電圧比較器、４２・・・振幅検出器、４３．
＝周期検出器、４４・・・テーブル、４５川判定器、４
６・・・ゲート、４７・・・フィルタ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸気通路内に配設されたカルマン渦流
   量センサと、このカルマン渦流量センサの出力の周波数
   と振幅との関係が予め物理的に定まっている所定の関係
   を満たしているときカルマン渦パルスを出力しかつこの
   所定の関係を満たさないとき上記カルマン渦パルスの出
   力を禁止する２値化手段とを備えたことを特徴とするエ
   ンジンの吸気量測定装置。
2. （２）２値化手段は任意の周波数において上記センサ出
   力の振幅の逆数に比例した減衰率を持つフィルタと、こ
   のフィルタの出力と所定の基準値と比較しかつ所定のヒ
   ステリシス幅をもつ電圧比較器とを備えてなることを特
   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。
3. （３）２値化手段は上記センサ出力と所定の電圧とを比
   較してカルマン渦パルスを出力する電圧比較器と、上記
   センサ出力の振幅を検出する振幅検出器と、上記センサ
   出力の周期を検出する周期検出器と、上記センサ出力の
   正常動作時の周期と振幅との関係をマッピングして記憶
   するテーブルと、このテーブルの出力と上記振幅検出器
   の出力とを比較して振幅器の出力とテーブルの出力の差
   が所定の範囲内にあるか否かにより上記センサ出力にノ
   イズが含まれているか否かを判定する判定器と、この判
   定器の判定結果に応じて上記比較器から出力されるカル
   マン渦パルスの出力を許可または禁止するゲートとを備
   えてなる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。