JPH0690060B2 - Karman vortex sensor output signal processor - Google Patents
Karman vortex sensor output signal processorInfo
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- JPH0690060B2 JPH0690060B2 JP60155083A JP15508385A JPH0690060B2 JP H0690060 B2 JPH0690060 B2 JP H0690060B2 JP 60155083 A JP60155083 A JP 60155083A JP 15508385 A JP15508385 A JP 15508385A JP H0690060 B2 JPH0690060 B2 JP H0690060B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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
の出力処理装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an output processing device of a Karman vortex sensor used as an air flow meter for measuring an intake air amount of an engine, for example.
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ベ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58-80525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する圧
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
回転変位に応じた正弦波状の電気信号を得、流体の速度
を得ている。Generally, a vane type flow meter was the mainstream as an air flow meter for measuring the intake air amount of the engine,
Recently, a Karman vortex sensor having advantages such as small size is being developed. In the Karman vortex sensor, for example,
As shown in JP-A-58-80524 and JP-A-58-80525, a Karman vortex generator is inserted in a pipe through which a fluid flows,
By transmitting the pressure fluctuations alternately generated in the vicinity of both sides of the Karman vortex generator to the diaphragm outside the conduit via a pair of pressure transmission passages, the rotational displacement of this diaphragm is photoelectrically detected. The velocity of the fluid is detected. In this case, a sinusoidal electric signal corresponding to the rotational displacement of the diaphragm is obtained to obtain the fluid velocity.
上述のカルマン渦センサの出力信号の周波数から流体の
流量を得る場合、周波数と空気量が完全に比例しないた
め、周波数に応じて流量を補正するのが一般的である。
(参照:特開昭56-616号公報)。When the flow rate of the fluid is obtained from the frequency of the output signal of the Karman vortex sensor described above, the frequency and the air amount are not completely proportional, and therefore the flow rate is generally corrected according to the frequency.
(Reference: JP-A-56-616).
しかしながら、エンジンのエアフローメータは高応答か
つ低流量域で特に高精度が要求される。したがって、従
来の周波数で流量を補正する方式では低流量域ほど周波
数が低くなるために正確な値を得るのに時間がかかり、
また、どの周波数域も均一な重みで補正することになる
ので応答性が悪く、さらに低流量域で補正精度不足、高
流量域で過剰精度となるアンバランスが生じるという問
題点があった。However, an engine air flow meter is required to have high response and particularly high accuracy in a low flow rate region. Therefore, in the conventional method of correcting the flow rate with the frequency, the lower the flow rate, the lower the frequency, so it takes time to obtain an accurate value.
In addition, since the correction is performed with uniform weight in any frequency range, there is a problem that the response is poor, and further, the correction accuracy is insufficient in the low flow rate range, and the unbalance becomes excessive accuracy in the high flow rate range.
本発明の目的は、応答性を確保しつつ低流量域ほど高精
度に補正し、エンジンに適用した場合に全域に亘って高
い空燃比制御精度を得ることにあり、その手段は第1図
に示される。It is an object of the present invention to correct the lower flow rate region with higher accuracy while ensuring responsiveness, and to obtain high air-fuel ratio control accuracy over the entire range when applied to an engine. The means is shown in FIG. Shown.
第1図において、カルマン渦センサは流体の流量に応じ
た周期Tiの出力信号を発生し、周期検出手段はカルマン
渦センサの出力信号の周期Tiを検出する。補正係数演算
手段は周期Tiに応じて補正係数Kを演算する。この結
果、流量演算手段は機関の吸入空気量の流量特性のずれ
を補正する補正係数Kおよび周期Tiに応じて流体の流量
Q=K/Tiを演算するものである。In FIG. 1, the Karman vortex sensor generates an output signal having a period Ti corresponding to the flow rate of the fluid, and the period detecting means detects the period Ti of the output signal of the Karman vortex sensor. The correction coefficient calculation means calculates the correction coefficient K according to the cycle Ti. As a result, the flow rate calculating means calculates the flow rate Q = K / Ti of the fluid according to the correction coefficient K for correcting the deviation of the flow rate characteristic of the intake air amount of the engine and the cycle Ti.
上述の手段によれば、流量Qは周期Tiに反比例するの
で、周期Tiに応じて流量の誤差を補正すれば低流量域ほ
ど高精度に補正される。According to the above-described means, the flow rate Q is inversely proportional to the cycle Ti, and therefore, if the error of the flow rate is corrected according to the cycle Ti, the correction is performed with higher accuracy in the lower flow range.
以下、第2図以降の図面を参照して本発明の実施例を説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings starting from FIG.
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、一対の渦
圧取入孔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. 2A is a sectional view showing an example of the Karman vortex sensor. In FIG. 2 (A), a vortex generator 2 is provided in the center of the pipeline 1, and the vortex generator 2 has a pair of vortex pressure intake holes 3 and pressures of the intake holes 3. A pressure transmission passage 4 for transmitting the fluctuation to the outside of the pipe 1 is provided. As a result,
A rotation moment is generated in the diaphragm 5 due to the pressure fluctuation in the pressure transmission passage 4.
なお、振動板5は、第2図(B)に示すように、一対の
スパンバンド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,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内の圧力変動のみ応じて回転振動
することになる。As shown in FIG. 2 (B), the diaphragm 5 is supported by a pair of span bands 6a and 6b on the rotating shaft including the center of gravity thereof, and the span bands 6a and 6b are held by the frame portion 7. Has been done. Therefore, the vibrating plate 5 has a frame portion 7 due to external vibration
Almost no vibration occurs in the up-and-down vibration, and therefore, rotational vibration occurs only in accordance with the pressure fluctuation in the pressure transmission passage 4 due to the Karman vortex.
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. 2A, 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 vibrating plate 5 acts as a light reflecting plate. Therefore, when the vibrating plate 5 rotationally vibrates due to the Karman vortex pressure, the output signal of the photodiode 9 causes the vortex frequency f
Becomes a sine wave. The present invention relates to processing a 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るが、波形整形回路34
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 the output signal processing device of the Karman vortex sensor according to the present invention, which is constituted by, for example, a microcomputer. In FIG. 3, the portion surrounded by the one-dot chain line is configured as a microcomputer, but the waveform shaping circuit 34
May be provided in 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34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CPU35の1つの割込み入
力に供給される。この結果、CPU35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。36はクロック信号CLKを計数して常に現在時刻CNTを
発生するフリーランカウンタ、37はプログラム、定数等
を予め記憶するROM、38はデータを一時的に記憶するRA
M、39は入出力インターフェイスである。入出力インタ
ーフェイス39にはたとえばクランク角センサ32、燃料噴
射弁33等が接続されている。The sinusoidal output signal of the Karman vortex sensor 31 is supplied to the waveform shaping circuit 34, where the sinusoidal signal is converted into a rectangular wave signal. This rectangular wave signal is supplied to one interrupt input of the CPU 35. As a result, the CPU 35 executes the interrupt routine shown in FIG. 4 described later in response to the rising edge of the rectangular wave signal. 36 is a free-run counter that counts the clock signal CLK and always generates the current time CNT, 37 is a ROM that stores programs and constants in advance, and 38 is a RA that temporarily stores data
M and 39 are input / output interfaces. A crank angle sensor 32, a fuel injection valve 33, and the like are connected to the input / output interface 39.
第3図の回路動作を第4図を参照して説明する。The circuit operation of FIG. 3 will be described with reference to FIG.
第4図は吸入空気量演算ルーチンであって、第5図に示
すような波形整形回路34の矩形波信号の立上りによって
スタートする。ステップ401ではフリーランカウンタ36
より現在時刻CNTを読出し、ステップ402にて渦の発生周
期Tiを、 Ti←CNT−CNTO ただし、CNTOは前回割込み時の時刻 により演算する。ステップ403では次回の割込みに備え
て今回の時刻CNTをCNTOとする。FIG. 4 shows an intake air amount calculation routine, which is started by the rising edge of the rectangular wave signal of the waveform shaping circuit 34 as shown in FIG. In step 401, free-run counter 36
Then, the current time CNT is read out, and in step 402, the vortex generation period Ti is calculated by Ti ← CNT−CNTO, where CNTO is calculated according to the time of the last interrupt. In step 403, the current time CNT is set to CNTO in preparation for the next interrupt.
ステップ404では、ROM37に格納された第6図に示す一次
元マップにより機関の吸入空気量の流量特性のずれを補
正する補正係数Kを補間計算し、ステップ405にて吸入
空気量Qを、 Q←K/Ti により演算する。In step 404, the correction coefficient K for correcting the deviation of the flow rate characteristic of the intake air amount of the engine is interpolated by the one-dimensional map shown in FIG. 6 stored in the ROM 37, and in step 405, the intake air amount Q is ← Calculate with K / Ti.
そして、ステップ406にてこのルーチンは終了する。Then, in step 406, this routine ends.
なお、上述の吸入空気量Qは、たとえば、クランク角セ
ンサ32の出力信号にもとづいて演算されたエンジン回転
速度Neと共に、燃料噴射量TAUの演算に用いられ、所定
タイミングにて燃料噴射弁33を動作させることになる。The above-described intake air amount Q is used for calculating the fuel injection amount TAU together with the engine rotation speed Ne calculated based on the output signal of the crank angle sensor 32, and the fuel injection valve 33 is set at a predetermined timing. It will be operated.
第6図に示すごとく、補正係数Kのマップを周期Tiによ
り等間隔で作成すると、補正係数Kのマップを渦周波数
fにより等間隔で作成した場合に比較して、低流量域で
補正係数Kの精度が向上することが分かる。つまり、低
流量域では、渦周波数fにより等間隔で作成した場合に
は、鎖線で示す量だけ誤差を発生する。As shown in FIG. 6, when the map of the correction coefficient K is created at regular intervals by the period Ti, the correction coefficient K is calculated in the low flow rate region as compared with the case where the map of the correction coefficient K is created at regular intervals by the vortex frequency f. It can be seen that the accuracy of is improved. That is, in the low flow rate region, when the vortex frequency f is created at equal intervals, an error occurs by an amount indicated by a chain line.
以上説明したように本発明によれば、流体の流量を渦発
生周期Tiにもとづいて補正しているので、周期が長い低
流量測定領域でも流量検出精度を高めることができ、カ
ルマン渦センサを内燃機関のエアフローメータとして用
いた場合には空燃比制御が改善され、アイドリングの安
定性等に役立つものである。As described above, according to the present invention, since the flow rate of the fluid is corrected based on the vortex generation cycle Ti, the flow rate detection accuracy can be improved even in the low flow rate measurement region where the cycle is long, and the Karman vortex sensor can be used as an internal combustion engine. When used as an air flow meter of an engine, the air-fuel ratio control is improved, which is useful for idling stability and the like.
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)は第2図(A)の振動板5の平面図、 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、 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図は第3図の波形整形回路の出力信号のタイミング
図、 第6図は第4図のステップ405における補正係数Kを説
明するグラフである。 1……管路、2……渦発生体、 3……渦圧取入孔、4……圧力伝達通路、 5……振動板、8……発光手段、 9……受光手段、31……カルマン渦センサ。1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 (A) is a sectional view showing an example of a Karman vortex sensor, and FIG. 2 (B) is a plan view of the diaphragm 5 of FIG. 2 (A). 3 is a circuit diagram showing an embodiment of an output signal processing device for a Karman vortex sensor according to the present invention, FIG. 4 is a flow chart for explaining the circuit operation of FIG. 3, and FIG. 5 is FIG. 6 is a timing chart of the output signal of the waveform shaping circuit, and FIG. 6 is a graph for explaining the correction coefficient K in step 405 of FIG. 1 ... Pipe line, 2 ... Vortex generator, 3 ... Eddy pressure intake hole, 4 ... Pressure transmission passage, 5 ... Vibration plate, 8 ... Light emitting means, 9 ... Light receiving means, 31 ... Karman vortex sensor.
Claims (1)
するカルマン渦センサと、 該カルマン渦センサの出力信号の周期を検出する周期検
出手段と、 該周期に応じて機関の吸入空気量の流量特性のずれを補
正する補正係数を演算する補正係数演算手段と、 該補正係数および前記周期に応じて前記流体の流量を演
算する流量演算手段と、 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 for generating an output signal of a cycle corresponding to a flow rate of a fluid, a cycle detecting means for detecting a cycle of an output signal of the Karman vortex sensor, and an intake air amount of an engine according to the cycle. Output signal processing of a Karman vortex sensor, which comprises: a correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient for correcting the deviation of the flow rate characteristic of the above; and a flow rate calculating means for calculating the flow rate of the fluid according to the correction coefficient and the cycle. apparatus.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155083A JPH0690060B2 (en) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | Karman vortex sensor output signal processor |
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| US06/884,187 US4819490A (en) | 1985-07-16 | 1986-07-10 | Karman vortex sensor type flow rate measuring system |
| US07/241,219 US4878386A (en) | 1985-07-16 | 1988-09-07 | Karman vortex sensor type flow rate measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155083A JPH0690060B2 (en) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | Karman vortex sensor output signal processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217619A JPS6217619A (en) | 1987-01-26 |
| JPH0690060B2 true JPH0690060B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=15598283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60155083A Expired - Fee Related JPH0690060B2 (en) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | Karman vortex sensor output signal processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5493717A (en) * | 1978-01-06 | 1979-07-25 | Hitachi Ltd | Electronic fuel feeder |
| JPS55106314A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Signal processor for karman sensor |
| JPS56616A (en) * | 1979-02-22 | 1981-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Flow rate detecting unit |
| JPS58173429A (en) * | 1982-04-05 | 1983-10-12 | Nissan Motor Co Ltd | Signal processing device of karman's vortex street flow rate sensor |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP60155083A patent/JPH0690060B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6217619A (en) | 1987-01-26 |
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