JP2593110Y2 - 車両用燃料計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は燃料液面のレベルに応じ
て燃料残量を表示するとともに、燃料液面の一時的な変
動や揺動による誤表示を防止する車両用燃料計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の燃料タンク内に液面レ
ベルを検出する抵抗センサを設け、このセンサからの出
力信号により燃料計の指針を動かして燃料残量を運転者
に指示する燃料計は広く知られている。この燃料計に
は、通常、車両走行時の一時的な燃料揺れや変動に伴う
指針揺れを防止するために、ユニット抵抗の一時的な変
化を抵抗とコンデンサによって平滑化する平滑回路（又
は揺動防止回路）が設けられている。また、特公昭６１
−２２８９０号公報には、平滑回路を備えた燃料計にお
いて、イグニッションスイッチＯＮ時のコンデンサへの
充電遅れによる表示器の誤動作を防止するため、イグニ
ッションスイッチＯＮ時、トランジスタによって抵抗を
ショートさせることで、時定数を変えて短時間にコンデ
ンサ充電を行うようにした燃料計が開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサ充電時間を短縮することにより電源投入時の誤表示
を防ぐ上記燃料計は、基本的に大容量のコンデンサを必
要とするため、燃料計自体をコンパクト化したりＬＳＩ
化することが困難であった。加えて、この種の燃料計の
揺動防止は、コンデンサ特有のダンピング特性に起因し
て、燃料量が少なく抵抗センサからの信号レベルが低い
場合と、燃料量が多く信号レベルが高い場合とでは、表
示器の指針の振れ幅が異なり、燃料液面が低い場合には
指針の動きが燃料量変動に対して敏感になり、液面が高
い場合には比較的緩慢に作動する問題がある。

【０００４】本考案はこのような現状に鑑み、小型化か
つＬＳＩ化が容易にできるとともに、燃料液面の高低に
拘らず、液面変動に対する指針感度が常に一定になるよ
うな燃料計を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本考
案の第１の考案の構成上の特徴は、燃料液面のレベルに
応じた信号を発生するセンサからの信号により指針を回
動して燃料残量を指示する車両用燃料計において、液面
レベルを検出するセンサに、センサ出力の変動を緩和す
る巡回式デジタルフィルタが接続され、更に、巡回式デ
ジタルフィルタの演算速度を決定する複数の演算クロッ
ク発生回路が設けられており、これら複数の演算クロッ
ク発生回路がセレクタを介して巡回式ディジタルフィル
タに接続されており、巡回式デジタルフィルタの演算速
度が、セレクタの切り換えにより、車両運転条件に応じ
て変化されることを特徴とする車両用燃料計が提供され
ることにある。また、前記目的を達成する本考案の第２
の考案の構成上の特徴は、更に、車両のイグニッション
スイッチが起動された時に、起動後の所定時間だけセレ
クタにより巡回式デジタルフィルタを、その演算速度を
高速にする高速演算クロック発生回路に接続する、初期
設定回路が設けられていることにある。更に、前記目的
を達成する本考案の第３の考案の構成上の特徴は、現在
のセンサ出力を、前回取り込まれたセンサ出力と比較す
るコンパレータと、コンパレータの比較結果に応じて現
在のセンサ出力をデジタルフィルタに取り込むか否かを
決定する制御回路とが設けられ、この制御回路は、コン
パレータの比較結果が、所定値以内の時は現在のセンサ
出力をデジタルフィルタに取り込み、所定値を越えた時
は前回取り込まれたセンサ出力をデジタルフィルタに取
り込み、更に、所定値を越えた状態が所定時間以上継続
した時には、現在のセンサ出力をデジタルフィルタに取
り込むと共に、前回取り込まれたセンサ出力として保持
することにある。

【０００６】

【作用】第１の考案によれば、液面レベルを検出するセ
ンサ出力の変動を緩和する巡回式デジタルフィルタの演
算速度が、セレクタの切り換えにより、車両運転条件に
応じて変化される。 第２の考案によれば、車両のイグニ
ッションスイッチの起動後の所定時間だけ巡回式デジタ
ルフィルタの演算速度を高速にされる。 第３の考案によ
れば、現在のセンサ出力と前回取り込まれたセンサ出力
との比較結果が、所定値以内の時は現在のセンサ出力が
デジタルフィルタに取り込まれ、所定値を越えた時は前
回取り込まれたセンサ出力がデジタルフィルタに取り込
まれ、更に所定値を越えた状態が所定時間以上継続した
時には、現在のセンサ出力をデジタルフィルタに取り込
まれると共に前回取り込まれたセンサ出力として保持さ
れる。 この結果、センサ出力の変動成分が相殺され液面
揺動に拘らず指示特性が一定となる。デジタルフィルタ
は、論理回路によって構成されるため、ＬＳＩ化が容易
でかつ小型化が可能になる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の各実施例を説
明する。図１は本考案の一実施例である燃料計の概略構
成を示している。

【０００８】燃料計は、燃料タンクＴ内に設けられ燃料
液面レベルを検出するセンサユニット１を備える。この
センサユニット１は、従来よりある燃料計用センサユニ
ットであって、燃料液面レベルによって抵抗値を変える
抵抗体１ａと、変化した抵抗値を電圧に変換するＲ／Ｖ
変換回路１ｂとによって構成されており、外部にアナロ
グの出力信号を発する。センサユニット１からの出力
は、Ａ／Ｄ変換器２によってデジタル化された後、揺動
防止巡回型デジタルフィルタ３に入力される。このデジ
タルフィルタ３は、それまで保持されていた過去のデー
タ（デジタル信号）に今回検出されたデータを加算する
加算器３ａと、加算されたデータ合計値をデータ数ｎ
（本実施例の場合、ｎ＝４）で割る除算器３ｂと、演算
されたデータを保持するデータラッチ３ｃとによって構
成される。デジタルフィルタ３によって平均化された出
力信号は、ＰＷＭ変換器（増幅器）４に入力されてＰＷ
Ｍ信号に変換され、クロスコイル（交叉コイル）５ａ，
５ｂを備えた燃料計ムーブメント５が駆動される。

【０００９】揺動防止手段として、上述したような巡回
型デジタルフィルタ３を設けた場合、イグニッションス
イッチ６がＯＮとなってからデジタルフィルタ３から平
均化されたデータが出力されるためには、通常数分の遅
れが生じ、指示誤差が大きくなるため、本実施例では、
イグニッションスイッチ６に初期通電タイマ７を接続す
る。この初期通電タイマ７は、イグニッションスイッチ
６がＯＮになった時から、数秒間に亙りセレクタ（選択
器）８に、デジタルフィルタ３に対して選択信号を出力
させるためのタイマである。

【００１０】セレクタ８には、デジタルフィルタ３にお
ける演算スピードを決定する２つのクロック発生器が接
続される。一方は、通常時の液面揺動防止に設定した周
波数特性を持たせるのに必要な通常時演算クロック発生
回路９であり、他方はイグニッションスイッチ６がＯＮ
状態になった直後の、いわゆる初期通電時においてデジ
タルフィルタ３の演算速度を通常時よりも高速にする初
期通電時演算クロック発生回路１０である。セレクタ８
は、初期通電タイマ７からの出力の有無に応じて、これ
ら２つのクロック発生回路９，１０のいずれか一方を選
択し、選択された演算速度で前記巡回型デジタルフィル
タ３を駆動させる。

【００１１】以上のように構成された燃料計の作動を説
明する。運転者によって車両のイグニッションスイッチ
６が起動されると、初期通電タイマ７は、これより所定
時間（例えば、数秒間）、セレクタ８に演算速度として
初期通電時演算クロック発生回路１０から出力される演
算タイミングを選択するように選択信号を出力する。こ
の結果、デジタルフィルタ３においては通常よりもはる
かに高速な演算タイミング（周波数特性）で燃料液面レ
ベルデータを取り込み、上述した加算・除算処理をす
る。このため、イグニッションスイッチ６が起動されて
から所定時間経過するまでは、真の燃料残量値が速やか
に指示されることになる。

【００１２】これに対し、所定時間経過後は、初期通電
タイマ７はセレクタ８に演算速度として通常時演算クロ
ック発生回路９から出力される演算タイミングを選択す
るように選択信号を出力する。この結果、デジタルフィ
ルタ３においては通常の遅い演算タイミングで燃料液面
レベルデータを取り込むようになり、これによって揺動
に伴う変動成分が平均化され、燃料計ムーブメント５に
おいては指針は緩慢な動作で応動することになる。図２
は以上説明した本実施例のデジタルフィルタ３のダンピ
ング特性を示すグラフである。本図は、燃料ゼロ（００
ｈ）から満タン状態（ＦＦｈ）までのデータ入力に対
し、運転開始時と通常時とでは真の値を指示するまでの
所要時間が異なることを示しており、高速クロック周波
数の採用により、運転開始時には迅速に真の値を指示す
ることができる（通常のクロック周波数の場合、満タン
状態では真の値を指示するまで約１２０秒要する）。

【００１３】図３は図１のデジタルフィルタを２つ備え
る本考案の第２実施例を示したものである。尚、以下説
明する各実施例において、上述した第１実施例と同様な
構成要素は同一番号を付し、その説明は省略する。

【００１４】本実施例によれば燃料計はデジタルフィル
タ３の他にもう一つのデジタルフィルタ１１を直列に接
続する。このデジタルフィルタ１１は、それまで保持さ
れていた過去のデータ（デジタル信号）にデジタルフィ
ルタ３より平均化された出力データを加算する加算器１
１ａと、加算されたデータ合計値をデータ数ｎ（例え
ば、ｎ＝４）で割る除算器１１ｂと、演算されたデータ
を保持するデータラッチ１１ｃとによって構成される。
これらのデータラッチ１１ｃは、先のデータラッチ３ｃ
のクロック周波数を１／１０にする分周器１２によって
駆動制御される。このように本実施例では、Ａ／Ｄ変換
器２から入力された信号に燃料レベル揺動による変動分
が含まれていても、２つの巡回型デジタルフィルタ３，
１１を通すことにより、過去の数多くのデータと平均化
されるためその変動成分が互いに相殺され、指針の値を
真の燃料レベル値に近似させることができる。

【００１５】図４に本考案の第３実施例を示す。この実
施例は、複数のデータを平均化するデジタルフィルタを
備えた燃料計において、燃料液面レベルの変動が大きい
場合などの特異データの演算取り込みを排除して、指示
精度を更に高めようとするものである。このため、燃料
計はＡ／Ｄ変換された出力データａを入力するウインド
コンパレータ１３とコントローラ１４とを備える。コン
パレータ１３は、出力データａと、レジスタ１５に保持
された１つ前の出力データ値ｂとを比較する。コンパレ
ータ１３での比較結果、出力データ差｜ａ−ｂ｜が所定
値Ａ以内に収まる場合、コントローラ（制御回路）１４
は今回取り込まれたデータが特異値ではないと判断し、
デジタル変換された今回のデータをそのままデジタルフ
ィルタ３に取り込むべく、データセレクタ１６に選択信
号出力する。この時、コントローラ１４は同時にレジス
タ１５に対しても、新たなデータの書き換えを実行させ
る。

【００１６】これに対し、コンパレータ１３での比較結
果が所定値Ａを越えるものであった場合でかつ、車両走
行状態を示すスピードパルス１７が入力されている時に
は、この時のデータを特異値と判定し、現在レジスタ１
５に保持されてある前のデータを、デジタルフィルタ３
に取り込むようにデータセレクタ１６に選択信号を出力
し、いわゆる異常値排除処理をする。しかしながら、こ
のような特異データが所定時間（例えば、１分間）以上
継続して出力されるような場合には、コントローラ４は
セレクタ６に対してそのデータをデジタルフィルタ３に
取り込むように選択信号を出力し、同時にレジスタ１５
にデータ保持させる。尚、この実施例では、車両が走行
中でなくスピードパルス１７が入力されないような場合
には、上述したような異常値判定は行わず、そのままデ
ータをデジタルフィルタ３に取り込むようにする。図５
は、以上説明した燃料計作動を示すフローチャートであ
り、このようにして入力され、デジタルフィルタ３によ
って演算されたデータは、その後ＰＷＭ変換器（増幅
器）４に入力されてＰＷＭ信号に変換され、クロスコイ
ル（交叉コイル）５ａ，５ｂを持つ燃料計ムーブメント
５を駆動し、燃料残量指示を行う。

【００１７】以上、本考案を、デジタルフィルタの演算
速度を変えるものと、２段のデジタルフィルタを備える
ものと、特異値排除するものとに例をとり説明してきた
が、デジタルフィルタを備えるものであれば本考案はこ
れらの実施例に限定されるものではない。

【００１８】

【考案の効果】第１の考案によれば、液面レベルを検出
するセンサ出力の変動を緩和する巡回式デジタルフィル
タの演算速度が、セレクタの切り換えにより、車両運転
条件に応じて変化されるという効果がある。 第２の考案
によれば、車両のイグニッションスイッチの起動後の所
定時間だけ巡回式デジタルフィルタの演算速度を高速に
されるという効果がある。 第３の考案によれば、現在の
センサ出力と前回取り込まれたセンサ出力との比較結果
が、所定値以内の時は現在のセンサ出力がデジタルフィ
ルタに取り込まれ、所定値を越えた時は前回取り込まれ
たセンサ出力がデジタルフィルタに取り込まれ、更に所
定値を越えた状態が所定時間以上継続した時には、現在
のセンサ出力をデジタルフィルタに取り込まれると共に
前回取り込まれたセンサ出力として保持されるという効
果がある。 この結果、センサ出力の変動成分が相殺され
液面揺動に拘らず指示特性が一定となる。デジタルフィ
ルタは、論理回路によって構成されるため、ＬＳＩ化が
容易でかつ小型化が可能になる。

【００１９】また、燃料計のデジタル回路化により、ア
ナログ回路のような製造バラツキや指示特性の温度変化
や経時変化が小さく、出力データの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例による燃料計のブロック図
である。

【図２】図１のデジタルフィルタのダンピング特性図で
ある。

【図３】本考案の第２実施例による燃料計のブロック図
である。

【図４】本考案の第３実施例による燃料計のブロック図
である。

【図５】図４の燃料計作動を説明するフローチャート図
である。

【符号の説明】

１ センサユニット ２ Ａ／Ｄ変換器 ３，１１ 巡回型デジタルフィルタ ４ ＰＷＭ変換器 ５ 燃料計ムーブメント ６ イグニッションスイッチ ７ 初期通電タイマ ８ セレクタ ９ 通常時演算クロック発生回路 １０ 初期通電時演算クロック発生回路

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料液面のレベルに応じた信号を発生す
   るセンサからの信号により指針を回動して燃料残量を指
   示する車両用燃料計において、 前記液面レベルを検出するセンサに、センサ出力の変動
   を緩和する巡回式デジタルフィルタが接続され、 更に、前記巡回式デジタルフィルタの演算速度を決定す
   る複数の演算クロック発生回路が設けられており、 これら複数の演算クロック発生回路がセレクタを介して
   前記巡回式ディジタルフィルタに接続されており、 前記巡回式デジタルフィルタの演算速度が、前記セレク
   タの切り換えにより、車両運転条件に応じて変化される
   ことを特徴とする車両用燃料計。
2. 【請求項２】 更に、車両のイグニッションスイッチが
   起動された時に、起動後の所定時間だけ前記セレクタに
   より前記巡回式デジタルフィルタを、その演算速度を高
   速にする高速演算クロック発生回路に接続する、初期設
   定回路が設けられていることを特徴とする請求項１に記
   載の車両用燃料計。
3. 【請求項３】 現在のセンサ出力を、前回取り込まれた
   センサ出力と比較するコンパレータと、 前記コンパレータの比較結果に応じて現在のセンサ出力
   を前記デジタルフィルタに取り込むか否かを決定する制
   御回路とが設けられ、この制御回路は、前記コンパレータの比較結果が、所定
   値以内の時は現在のセンサ出力を前記デジタルフィルタ
   に取り込み、所定値を越えた時は前回取り込まれたセン
   サ出力を前記デジタルフィルタに取り込み、更に、前記
   所定値を越えた状態が所定時間以上継続した時には、現
   在のセンサ出力を前記デジタルフィルタに取り込むと共
   に、前回取り込まれたセンサ出力として保持する ことを
   特徴とする請求項１または２に記載の車両用燃料計。