JPS63256823A - 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、特に機関の
空気流量が減少するとき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５％
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−
５６４１５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グロック図であるが、〔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９％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で受波される。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。

−万、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ｌＯにより位相同期ループを
構成している。なお、１１はロー・ぐスフィルタである
。

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ｌＯ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ｌＯで除去する。

このループフィルタｌＯ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シ、その結果、ループ
フィルタｌＯ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
ねシによって渦周波数が乱される。

これを解決するために、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ｌＯに
入力されるとともに、ロー／ダメフィルタ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ｉｆの周波数フィルタ１２はハイノ５スフイルタテ
；ｈ　リ％　ローパスフィルタ１１の出力信号のうち１
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１周波数の低い成分を通過して波形整形回路１４
に出力するようにしている。

この第１．第２の周波数可変フィルタ１２．１３におい
て、バイパスフィルタとなる第１の可変周波数フィルタ
１２は第３図に示すようにその下限の通過周波数ｆＬ以
下の周波数のノイズ成分は除され、マタ、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１ｕｋ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ｔｙとの間ｄ！、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、空気が空気弁全通過すると
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、あるいはターボ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電圧
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
域が変わシ、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。仁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５図（ａ）に示す第１の周波数可変フィルタ１２
の入力端の信号Ａに対して、第５図（ｂ）に示すように
、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６図（ａ）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第６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
号は林が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５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、機関の空気流量が減少するときに発生するノイズ
を渦周波数と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、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バイパスする第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・９スする第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、渦信号の発生部上流または下流の圧力の正の動圧変
化が所定量より大きいとき少なくとも第２の周波数可変
フィルタの通過帯域を所定時間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
の高い成分のみをバイパスして第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、仁の渦信号の
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・第２の周波数可変フィルタの通過帯域
を制御し、渦信号の発生部上流または下流の圧力の正の
動圧変化が所定量よりも大きくなると、少なくとも第２
の周波数可変フィルタの通過帯域を所定時間所定通過帯
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ｒ−）回路１６．タイマ回路１７．圧力微
分値検出回路１８を付加したものであり、上記波形整形
増幅回路１４の出力はｒ−ト回路１６の入力端に加わる
ようになっている。

このｒ−）回路１６の出力Ｆｉｆ−Ｖ変換回路１５の入
力端に加わるようになっている。

−万、圧力微分値検出回路１８の入力端には、圧力セン
ナ（図示せず）の出力が入力されるようになっている。

圧力センサは渦信号発生部の上流または下流の空気流量
の圧力を検出し、圧力微分値検出回路１８に送出するよ
うになっている。

圧力微分値検出回路１８は圧力信号を入力して動圧の正
側の変化が所定より大きいことを検出したとき、タイマ
回路１７に出力するようになっている。

このタイマ回路１７は圧力微分値検出回路１８の出力に
より動作を開始してｙ−ト回路１６に所定の設定時間の
聞出力するようになっている。

Ｐ−）回路１６はこのタイマ回路１７の出力が入力され
ている間、ｆ−Ｖ変換回路１５の入力をバイパスするよ
うになってお夛、このバイパスしている間、第１．第２
の周波数可変フィルタ１２゜１３の通過帯域が所定の通
過帯域に固定され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九とおりであり、
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、渦流
量計１の上流または下流の圧力を圧力センサで検出し、
圧力センナから圧力信号が圧力微分値検出回路１８に入
力する。

この圧力微分値検出回路１８は圧力信号を受けて渦信号
発生部の上流または下流、の空気流の動圧の正規の変化
が所定量より大きいことを検出すると、タイマ回路１７
に出力する。

これにより、タイマ回路１７が所定の設定時間の開動作
して、ｒ−）回路１６に出力する。これにともない、ダ
ート回路１６はｆ−Ｖ変換回路１５の入力をバイパスし
、第１．第２の周波数可変フィルタ１３を第３図に示す
ように低域りに固定する。

これにより１強制的に高周波成分が除去され。

第４図（ｓＬ）に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４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。

第２図はこの発明の他の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図であシ、第１図における符号ｌ〜ｌＯで示す部分は
図示を省略している。

この第２図では、波形整形増幅回路１４の出力の一部は
ｆ−Ｖ変換回路１５に入力されるようになっている。こ
のｆ−Ｖ変換回路１５の出力は第１の周波数可変フィル
タ１２およびリセット回路１９に入力するようになって
いる。

−万、圧力センサからの圧力信号は圧力微分値検出回路
１８に入力されるようになっておシ、この圧力微分値検
出回路１８の出力はタイマ回路１７に送出し、タイマ回
路１７の出力はリセット回路１９に送出するようになっ
ている。リセット回路１９の出力は第２の周波数可変フ
ィルタ１３に加えるようになっている。

この第２図の実施例において、第１．第２の周波数可変
フィルタ１２．１３の通過帯域を制御する場合に社、波
形整形増幅回路１４から出力される渦周波数信号の周波
数に対応した電圧をｆ−Ｖ変換回路１５で変換・し、こ
の電圧を第１の周波数可変フィルタ１２に印加するとと
もに、リセット回路１９を経て第２の周波数可変フィル
タ１３に加える。

これにより、上記実施例と同様にして、第３図の下限の
周波数ｆＬと上限の周波数ｆＵとの間の通過帯域に制御
される。

次Ｋ、渦信号発生部の上流または下流の空気流の動圧の
正規の変化が所定量より大きいことを圧力微分値検出回
路１８で検出すると、タイマ回路１７が所定の設定時間
の間、動作を行い、リセット回路１９に出力する。

これにより−　リセット回路１９１ｊ第２の周波数可変
フィルタ１３の通過帯域をリセットして、初期値の低域
りに固定し、上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、渦信号の発生部の上流
または下流の空気流の動圧の正側の変化が所定ｉｔより
大きくなると、その時点から所定時間少なくとも第２の
周波数可変フィルタの通過帯域を所定帯域に固定するよ
うにしたので、空気流量が減少するときに発生するノイ
ズを渦周波数信号として誤計測することなく、正して渦
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グロック図、
第２図はこの発明の渦流量計の他の実施例の要部のグロ
゛ツク図、第３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
係を示す因、第４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５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６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。 ｌ・・−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、１
０・・・ループフィルタ、１１・・・ローノリフィルタ
、１２・・・第１の周波数可変フィルタ、１３・・・第
２の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・・・ｒ−ト回路、
１７・・・タイマ回路、１８・・・圧力微分値検出回路
、１９・・・リセット回路。 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）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
   ィルタ回路の通過帯域を制御する周波数−電圧変換回路
   、上記渦信号の発生部の上流または下流の空気流の圧力
   を検出し、この圧力の正の動圧変化が所定量より大きい
   とき少なくとも上記第２の周波数可変フィルタの通過帯
   域を所定時間所定帯域に固定する固定手段を備えてなる
   渦流量計。
2. （２）固定手段は上記動圧変化が所定量より大きいこと
   を検出すると出力する圧力微分値検出回路と、この圧力
   微分値検出回路の出力で所定の設定時間作動するタイマ
   回路と、このタイマ回路の出力で上記周波数−電圧変換
   回路の入力をバイパスさせるゲート回路とを備えてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦流量計
   。
3. （３）固定手段は上記動圧変化が所定量より大きいこと
   を検出すると出力する圧力微分値検出回路と、この圧力
   微分値検出回路の出力で所定の設定時間作動するタイマ
   回路と、このタイマ回路の出力で作動して上記周波数−
   電圧変換回路の出力をリセットしかつ上記第２の周波数
   可変フィルタの通過帯域を所定帯域に固定するリセット
   回路とを備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の渦流量計。