JPS63256820A - 渦流量計 - 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、機関に用いる渦流量計に関し、特にスロッ
トル弁の閉時に発生するノイズを誤計測することなく正
しい渦周波数を検出することができるようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、機関に用いる渦流量計に関してはたとえば、特公
昭５８　１５０４５号公報、特公昭５９−２４３６３号
公報、特公昭５９−１８３３２号公報、特公昭５８−５
６４１５号公報などが知られている。第１図は後述する
この発明の渦流量計を示すブロック図であるが、〔従来
の技術〕の説明に際し、この第１図を援用して述べる。

この第１図は従来の技術の部分も含まれている。

まず、第１図において上記特公昭５８−５６４１５号公
報に示された部分を既述する。この第１図において、渦
発生体２を有する流量計１を介して超音波発信子４と超
音波受信子５が対向して配置されており、渦発生体２の
下流側に発生するカルマン渦列３の流れを横切って超音
波が伝播するように超音波発振回路６で超音波発信子４
を励振させる。

カルマン渦列の流れを横切る超音波はカルマン渦列３に
より位相変調され、超音波受信子５で受信される。この
受信信号は波形整形回路８で波形整形した後、位相比較
器９に出力する。

一方、超音波発信子４を励振する超音波発振回路６の出
力は電圧制御位相偏移回路７に加える。

この電圧制御位相偏移回路７は超音波発振周波数信号の
高い周波数安定性をそのまま維持して、位相偏移角のみ
を制御するものである。この電圧制御位相偏移回路７で
超音波発振回路４の出力を位相偏移して位相比較器９に
加える。

位相比較器９、超音波発振回路６、電圧制御位相偏移回
路７およびループフィルタ１０により位相同期ループを
構成している。なお、１１はローパスフィルタである。

位相比較器９で波形整形回路８の出力と電圧制御位相偏
移回路７の出力との位相比較を行って、その比較結果を
ループフィルタ１０に加え、この比較結果の不要周波数
成分をループフィルタ１０で除去する。

このループフィルタ１０の出力電圧に応じて、電圧制御
位相偏移回路７は超音波発振回路６の出力信号の位相偏
移角を制御して、位相比較器９に出力するようにしてい
る。

これにより、電圧制御位相偏移回路７の出力を超音波受
信信号に同期させるようにしており、その結果、ループ
フィルタ１０の出力はそのまま位相復調出力となる。

しかし、この公報の場合には、超音波受信子５が受ける
信号以外のノイズや流体の流れ方に起因する低周波のう
ねりによって渦周波数が乱される。

これを解決するために１本発明の出願人と同一出願人に
より「渦流量計」が提案されている。この先願の渦流量
計についてさらに第１図を援用して述べる。この先願の
発明は符号１〜１１で示す構成に加えて、さらに以下に
述べる部分が新たに付加されたものである。

すなわち、位相比較器９の出力はループフィルタ１０に
入力されるとともに、ローパスフィルタ１１を介して第
１の周波数可変フィルタ１２にも入力する。

この第１の周波数可変フィルタ１２はハイパスフィルタ
であり、ローパスフィルタ１１の出力信号のうち、周波
数の高い成分を通過して第２の周波数可変フィルタ１３
に送出する。

この第２の周波数可変フィルタ１３はローパスフィルタ
であり、周波数の低い成分を通過して波形整形回路１４
に出力するようＫしている。

この第１．第２の周波数可変フィルタ１２．１３におい
て、ハイパスフィルタとなる＠１の可変周波数フィルタ
１２は第２図に示すようにその下限の通過周波数【Ｌ以
下の周波数のノイズ成分は除され、また、ローパスフィ
ルタとなる第２の周波数可変フィルタ１３はその上限の
通過周波数ｆＵ以上の周波数の機関によるノイズ成分が
除去されることになる。したがってこの下限の通過周波
数ｆＬと上限の通過周波数句との間が第１．第２の周波
数可変フィルタ１２．１３の通過帯域となる。

この機関のノイズは、空気の流れの脈動によって生ずる
比較的周波数の低いノイズ空気が空気弁を通過するとき
に発生するいわゆる風切音によって生ずる出力周波数の
低い、すなわち、流量の少ないときの比較的高周波のノ
イズ、あるいはターゼチャージなどの作動時に発生する
出力周波数の高いノイズである。

これらのノイズは発生領域が変動し、また、空気流量も
機関の瞬時の挙動によって変動しているため、渦周波数
の帯域幅は相当広く、シたがって、第１．第２の周波数
可変フィルタ１２．１３を組み合わせている。

この第１．第２の周波数可変フィルタ１２．１３を通過
した渦周波数信号は波形整形増幅回路１４で波形整形お
よび増幅されて渦周波数信号が出力される。

これと同時に渦周波数信号は周波数−電圧（以下、ｆ−
Ｖという）変換回路１５でその周波数に対応した′ａ圧
に変換され、この電圧により第１゜第２の周波数可変フ
ィルタ１２．１３の通過帯域が制御されるようにしてい
る。

これにより、第１．第２の周波数可変フィルタの通過帯
域が変わり、第２図の斜線を施して示す通過帯域の巾が
変化することになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この渦流量計は過給機を有する機関の吸入空気量を計測
するとき、過給機の発する超音波ノイズによって渦信号
波が乱れる。この乱れは過給機の回転の増大にともなっ
て大きくなるが、通常では吸入空気量も増大し、その乱
れは第４図（ａ）に示す第１の周波数可変フィルタ１２
０入力端の信号Ａに対して、第４図１ｂ）　Ｋ示すよう
に第２の周波数可変フィルタ１３を通過した信号Ｂには
歪が除去される。

しかし、スロットル弁が急激に閉じると、吸入空気量は
減少するにもかかわらず、過給機の回転は慣性などによ
り急に低下しないため、第５図ｔａ＋に示す第１の周波
数可変フィルタ１２の入力端の信号に対して単５図（ｂ
）のように第２の周波数可変フィルタ１３の出力端の信
号はＳへか極めて悪い波形となる。

この波形では、ノイズを信号と誤判断し、第２の周波数
可変フィルタ１３の通過後は極めて高い周波数が出力さ
れてしまう。このため、機関停止やラフアイドルを生ず
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、スロットル弁の閉時に発生するノイズを誤計測す
ることなく、正しい渦周波数を検出するととができ、機
関にとって極めてすぐれた渦流量計を得ることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る渦流量計は、被測定流体の流量に応動し
て生ずる渦信号を受けてハイパスする第１の周波数可変
フィルタとこの第１の周波数可変フィルタの出力をロー
パスする篤２の周波数可変フィルタと、この第２の周波
数可変フィルタの出力を波形整形および増幅する波形整
形増幅回路と、この波形整形増幅回路から出力される渦
周波数出力を電圧に変換して第１．第２の周波数可変フ
ィルタの通過帯域を制御する周波数−電圧変換回路と機
関の空気量を制御するスロットル弁の開度が所定量以下
になると第１および第２の周波数可変フィルタの通過帯
域を所定通過帯域に固定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、被測定流体の流量に応動して生ず
る渦信号を第１の周波数可変フィルタに導入して周波数
の高い成分のみをハイパスして第２の周波数可変フィル
タで周波数の低い成分のみを通過してノイズ成分を除去
した渦信号成分のみを抽出し、この渦信号成分を波形整
形および増幅して所望の渦信号を出力し、この渦信号の
周波数に対応する電圧を周波数−電圧変換回路で変換し
、この電圧で第１．、Ｗ２の周波数可変フィルタの通過
帯域を制御し、スロットル弁の弁開度が所定以下になる
と、第１および第２の周波数可変フィルタの通過帯域を
所定通過帯域に固定する。

〔実施例〕

以下、この発明の渦流量計の実施例について図面に基づ
き説明する。第１図はその一実施例のブロック図である
。この第１図において〔従来の技術〕の欄で説明した部
分は重複を避けるためにその説明を省略する。

この発明では、第１図において符号１〜１５で示す部分
以外に新たにゲート回路１６を付加したものであり、波
形整形増幅回路１４の出力はゲート回路１６に加えられ
、このゲート回路１６の出力がｆ−Ｖｉ換回路１５に加
えられるようになっている。ｆ−Ｖ変換回路１５の出力
電圧により、第１．巣２の周波数可変フィルタ１２．１
３の通過帯域を制御するようになっている。

また、ゲート回路１Ｇには、機関の空気量を制御するス
ロットル弁〔図示せず〕の弁開度信号が図示しないスロ
ットルセンサから入力されるようになっている。このス
ロットルセンサは可変レジスタなどが用いられている。

、このスロットル弁の弁開度が所定以下になった旨の弁
開度信号がゲート回路１６に加えられると、ゲート回路
１６はｆ−ｖ変換回路１５の入力を側路させて第１およ
び第２の周波数可変フィルタ１２．１３の通過帯域を所
定通過帯域、すなわち、初期値である低域に固定するよ
うになっている。

次に、この発明の動作について説明するが、第１、第２
の周波数可変フィルタ１２．１３の通過帯域中の制御を
行うまでの動作についてはすでに述べたとおりであり、
ここでは、この発明の特徴とする部分のみについて説明
する。

従来の問題発生領域は急速減速域のみであるため、スロ
ットル弁の開度を検出し、このスロットル弁の弁開度が
所定量以下になったときその弁開度信号によりゲート回
路１６はｆ　−Ｖ変換回路１５の入力を側路させて第１
および第２の周波数可変フィルタ１２．１３を第２図に
示すように低域りに固定する。

これにより、強制的に高周波成分が除去され、第３図（
ａ）Ｋ示すようなノイズの重畳した信号波が第１の周波
数可変フィルタ１２に入力されても、第２の周波数可変
フィルタ１３の出力端には、第３図（ｂ）に示すような
ノイズの除去された信号が取り出される。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、スロットル弁の弁開度
が所定開度以下のときに第１および第２の周波数可変フ
ィルタの通過帯域を所定通過帯域に固定するようにした
ので、スロットル弁の閉時に発生するノイズを渦周波数
として誤計測することなく、正しい渦周波数を検出する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の渦流量計の一実施例のブロック図、
第２図はこの発明および従来の渦流量計を説明するため
の出力周波数対可変フィルタ通過周波数の関係を示す図
、！３図は機関の急減速後の低回転時におけるこの発明
の渦流量計の周波数可変フィルタの入力側と出力側の波
形図、第４図は機関の高回転時における従来の渦流量計
の周波数可変フィルタの入力側と出力側の波形図、第５
図は機関の急減速後の低回転時における従来の渦流量計
の周波数可変フィルタの入力側と出力側の波形図である
。 １・−・流量計、２・・・渦発生体、３・・・カルマン
渦列、４・・・超音波発信子、５・・・超音波受信子、
６・・・超音波発振回路、７・・・電圧制御位相偏移回
路、８・・・波形整形回路、９・・・位相比較器、１０
・・・ループフィルタ、１１・・・ローノゼスフィルタ
、１２・・・第１Ｏ周波数可変フィルタ、１３・・・Ｉ
！２０周波数可変フィルタ、１４・・・波形整形増幅回
路、１５・・・ｆ　−Ｖ変換回路、１６・・・ゲート回
路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関が吸入する空気量に応動して生ずる渦信号を
   検出する検出手段、この検出手段の出力をハイパスする
   第１の周波数可変フィルタ回路、この第１の周波数可変
   フィルタ回路の出力をローパスする第２の周波数可変フ
   ィルタ回路、この第２の周波数可変フィルタの出力信号
   を波形整形および増幅して機関の吸入空気量に応動した
   渦周波数を出力する波形整形増幅回路、上記渦周波数出
   力を受けてその周波数に対応した電圧に変換するととも
   にこの電圧により、上記第１および第２の周波数可変フ
   ィルタの通過帯域を制御する周波数−電圧変換回路、上
   記機関の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度が所
   定量以下になると上記第１および第２の周波数可変フィ
   ルタの通過帯域を所定通過帯域に固定する手段を備えて
   なることを特徴とする渦流量計。
2. （２）固定する手段は上記スロットル弁の弁開度が所定
   以下になると上記周波数−電圧変換回路の入力を側路す
   るゲート回路であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の渦流量計。