JP2600350Y2 - クロスコイル型計器の駆動回路 - Google Patents

クロスコイル型計器の駆動回路

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JP2600350Y2
JP2600350Y2 JP1993070695U JP7069593U JP2600350Y2 JP 2600350 Y2 JP2600350 Y2 JP 2600350Y2 JP 1993070695 U JP1993070695 U JP 1993070695U JP 7069593 U JP7069593 U JP 7069593U JP 2600350 Y2 JP2600350 Y2 JP 2600350Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、クロスコイル型計器の
駆動回路に係り、詳しくは中温域において一定の幅で安
定域を有し、車両等のエンジン冷却水の水温測定等に好
適なクロスコイル型計器の駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両等のエンジン温度を測定する
ためのアナログ計器として、一般に、クロスコイル型計
器が多く用いられている。この温度計は、二組の交差し
て巻かれたコイル内にマグネットロータが配置されてお
り、センサの信号に基づきそれぞれのコイルに発生する
磁界の合成磁界の方向にマグネットロータを回転させ、
マグネットロータの回転軸に取り付けられた指針で温度
を指示させるようにしたものである。
【0003】ところで、この温度計を車両のエンジン温
度を測定するものとして用いる場合、エンジンの適正温
度は、一般に80℃前後から100℃までであるので、
温度計の指針が温度に対してリニアに表示するようにす
ると、設定した適正な指示範囲内で、低温域の指針の立
ち上がりが遅くなり、また高温域たとえば100℃前後
を指針が示す場合にはオーバーヒートと誤認される恐れ
がある。
【0004】このため、中温域において一定の幅で安定
域を有するようにしたクロスコイル型計器が提案されて
いる。該温度計の駆動回路は、例えば図3に示すように
構成されている。
【0005】すなわち、該駆動回路は、コイルL1 、コ
イルL2 及び抵抗R2 が直列接続されたの第1の直列回
路と、コイルL3 と抵抗R3 が直列接続された第2の直
列回路と、抵抗R4 とセンサRxが直列に接続された第
3の直列回路とを有し、これらの回路はそれぞれ電源V
oとアース間に抵抗R1 を介して接続されている。ま
た、第2の直列回路のコイルL3 と抵抗R3 との接続点
および第3の直列回路の抵抗R4 とセンサRxとの接続
点の間には、コイルL4 とツェナーダイオードDzが直
列接続された直列回路が接続されている。
【0006】該駆動回路において、コイルL1 、コイル
2 の発生する磁界の方向は同一であり、コイルL3
発生する磁界の方向はコイルL1 、コイルL2 の発生す
る磁界の方向と交差するように配置されている。また、
コイルL4 の発生する磁界の方向はコイルL3 と同一方
向で、流れる電流の方向が変わるため向きが反転すると
きもある。また、ここに使用されているセンサRx は、
温度が上昇すると抵抗値が減少するタイプのサーミスタ
である。
【0007】次に、この駆動回路の動作を、図4に示す
グラフを参照して説明する。先ず、温度が低いときはセ
ンサRxの抵抗値が大きく、温度が高くなるとセンサR
xの抵抗値は小さくなるので、抵抗R4 とセンサRxと
の接続点の電圧Vaは、図に示すように直線的に変わ
る。
【0008】このとき、第2の直列回路のコイルL
抵抗Rとの接続点の電圧Vbは、Va>Vbでその差
がツェナーダイオードDzのツェナー電圧Vz以上あれ
ば、Vb≒Va−Vzとなり、図のから左側となる。
Va>Vbでその差がツェナーダイオードDzのツェナ
ー電圧Vz以内、及びVa<Vbでその差がツェナーダ
イオードDzの順方向電圧降下値Vdf(ターンオン電
圧)以内であれば、ツェナーダイオードDzはオフ状態
となっていて、Vbは電源Voを抵抗Rと抵抗R
分割した一定値を取る。この一定値となる範囲は、図4
のととで示す範囲となる。
【0009】次に、Va<Vbでその差がツェナーダイ
オードDzの順方向電圧降下値Vdf以上であれば、V
b≒Va+Vdfとなり、図のより右側となる。な
お、上記Vbの計算ではコイルL3 ,L4 の内部抵抗は
考慮していない。このように、温度が変わることによっ
てセンサRxの抵抗値が変わり、これに伴い第2の直列
回路のコイルL3 と抵抗R3 との接続点の電圧Vbが上
記のように変化して、コイルL3 ,L4 に流れる電流が
変化する。
【0010】これに対し、前記第1の直列回路のコイル
1 、コイルL2 に流れる電流は一定であって、これら
コイルL1 ,L2 とコイルL3 ,L4 とによって発生す
る磁界の合成磁界の方向を角度で表すと、図5に示すよ
うに、センサRxの変化に伴うVbの変化とは逆の形に
なる。すなわち、一定範囲の幅の温度ではセンサRX
抵抗値が変わっても指針の振れ角は変わらずに中温域を
示し、温度の変化にリニアに追従する特性のものに比べ
て中温安定域があるため視認し易いものとなる。
【0011】
【考案が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
では、図4に示すとの間の中温安定域の指示特性は
ツェナーダイオードDzの特性によって決まってしま
い、高温側変曲点,低温側変曲点や低温指示特性,高温
指示特性を任意に決めることができない。仮に、高温指
示特性の傾きを大きくした計器が必要となる場合、回路
内の抵抗値を変えて対処しようとすると、結果として高
温側変曲点がずれてしまうという問題がある。
【0012】本考案は、中温安定域の低温側変曲点や高
温側変曲点を任意に変えることができ、かつ低温特性や
高温特性も任意に変えることができるクロスコイル型計
器の駆動回路の提供を目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本考案に係るクロスコイ
ル型計器の駆動回路は、温度の変化に対応して抵抗値が
変わるセンサと、該センサからのアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器の出
力信号に定数Aを加算する第1加算回路と、該A/D変
換器の出力信号に定数Bを乗算する乗算回路と、該乗算
回路の出力に定数Cを加算する第2加算回路と、前記A
/D変換器の出力信号値を予め設定した低温側変曲点と
高温側変曲点の値と比較して、低温側変曲点以下であれ
ば第1加算回路の出力を選択し、高温側変曲点以上であ
れば第2加算回路の出力を選択し、低温側変曲点と高温
側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選択して
出力する選択手段と、該選択手段の出力をPWM変換し
てクロスコイル型計器のムーブメントに出力するPWM
変換器とを備えたことを特徴としている。
【0014】
【作用】本考案に係るクロスコイル型計器の駆動回路
は、上述のように構成されているので、センサから検出
温度に対応するアナログ信号が駆動回路に入力すると、
このアナログ信号はA/D変換器によってその値に対応
したデジタル信号に変換さされる。このデジタル信号
は、第1加算回路によって定数Aが加算されて出力さ
れ、また同じくデジタル信号は乗算回路によって定数B
が乗算され、更にこの乗算された値に定数Cが第2加算
回路によって加算されて出力される。一方、選択手段に
よって、デジタル信号の大きさが予め設定された低温側
変曲点と高温側変曲点の値と比較され、低温側変曲点以
下であれば第1加算回路の出力を選択し、高温側変曲点
以上であれば第2加算回路の出力を選択し、低温側変曲
点と高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を
選択して出力する。そして、該選択手段の出力はPWM
変換器によってPWM信号に変換されクロスコイル型計
器のムーブメントに出力される。このように、定数A,
B,Cや中温値を予め設定することによって、中温安定
域の低温側変曲点や高温側編曲点を任意に変えることが
でき、かつ低温特性や高温特性も任意に変えることがで
きる。
【0015】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。図1には、本考案の一実施例がブロック図で示され
ている。図において、Rxはセンサで温度が高くなると
抵抗値が低くなるタイプのサーミスタで構成されてお
り、抵抗R5 によってプルアップされている。また、1
はA/D変換器で、センサRxのアナログ信号を8ビッ
トでデジタル信号に変換する。2は第1加算回路で、A
/D変換器1から出力されたデジタル信号に定数Aを加
算して出力する。3は乗算回路で、A/D変換器1から
出力されたデジタル信号に定数Bを乗算して出力する。
4は第2加算回路で、乗算回路3の出力に定数Cを加算
して出力する。
【0016】5は選択器で、第1加算回路2の出力、第
2加算回路4の出力、あるいは予め設定した中温値の中
から1つを選択して出力する回路である。この場合、そ
の選択はデータ値比較回路6によって制御される。デー
タ値比較回路6は、A/D変換器1からのデジタル信号
を、予め設定しておいた低温側変曲点,高温側変曲点と
比較し、デジタル信号が低温側変曲点以下であれば、第
1加算回路2の出力を選択するように選択器5を制御
し、高温側変曲点以上であれば、第2加算回路4の出力
を選択するように選択器5を制御し、デジタル信号が低
温側変曲点と高温側変曲点と間にある場合には、予め設
定した中温値を選択するように選択器5を制御する。な
お、選択器5とデータ値比較回路6とによって、本考案
にいう選択手段を構成している。
【0017】7はPWM変換器で、選択器5から出力さ
れたデジタル信号をPWM信号に変換して、クロスコイ
ル型計器のムーブメントに巻かれているクロスコイルL
6 ,L7 に信号電流を供給するものである。
【0018】この回路において、センサRxが配置され
ているところの水温が変わると、センサRxの抵抗値が
変化して、A/D変換器1によりA/D変換されたa点
におけるデジタル信号値は、図2に示すように、直線的
に変化する。ところで、選択器5の出力であるb点の値
Yの変化は、a点における値が予め設定した低温側変曲
点以下、すなわち低温指示特性域にあるとき、a点にお
ける値をXとすると、 Y=X+A・・・・・・(1) となり、図2のから左側のようになる。なお、Aは定
数で、正負任意に選ぶことができる。
【0019】次に、a点における値が予め設定した低温
側変曲点以上で高温側変曲点以下である場合は、b点の
値Yは、 Y=D・・・・・・・・(2) となり、図2のからの間のように一定値となる。な
お、Dは中温値として予め設定した一定のデジタル信号
値であり、低温側変曲点と高温側変曲点で(1) 式と
下記の(3) 式と連続するように演算して設定する。
【0020】続いて、a点における値が予め設定した高
温側変曲点以上、すなわち高温指示特性域にあるとき、
a点における値をXとすると、 Y=B×X+C・・・・(3) となり、図2のから右側のようになる。なお、B、C
は定数で、任意に選ぶことができる。
【0021】上述のように、この駆動回路では、定数
A,B,Cの値を変えることにより、低温指示特性,中
温安定域,高温指示特性を任意に設定することができ
る。
【0022】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
定数A.B,Cや中温値を予め設定することによって、
中温安定域の低温側変曲点や高温側変曲点を任意に変え
ることができ、かつ低温特性や高温特性も任意に変える
ことができるので、要求される種々の計器特性に対応す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係るクロスコイル型計器の駆動回路の
一実施例をブロック図で示したものである。
【図2】図1に示す回路のa点とb点のデジタル信号値
を、センサRxの抵抗値の変化に対応させて表した図で
ある。
【図3】従来のクロスコイル型計器の駆動回路をブロッ
ク図で示したものである。
【図4】図3に示す回路のa点とb点の電圧値を、セン
サRxの抵抗値の変化に対応させて表した図である。
【図5】センサRxの抵抗値の変化とコイルによる合成
磁界の方向の角度との関係を表した図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2 第1加算回路 3 乗算回路 4 第2加算回路 5 選択器 6 データ値比較回路 7 PWM変換器 Rx センサ ,L クロスコイル プルアップ抵抗
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 5/16

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度の変化に対応して抵抗値が変わるセ
    ンサと、 該センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換する
    A/D変換器と、 該A/D変換器の出力信号に定数Aを加算する第1加算
    回路と、 該A/D変換器の出力信号に定数Bを乗算する乗算回路
    と、 該乗算回路の出力に定数Cを加算する第2加算回路と、 前記A/D変換器の出力信号値を予め設定した低温側変
    曲点と高温側変曲点の値と比較して、低温側変曲点以下
    であれば第1加算回路の出力を選択し、高温側変曲点以
    上であれば第2加算回路の出力を選択し、低温側変曲点
    と高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選
    択して出力する選択手段と、 該選択手段の出力をPWM変換してクロスコイル型計器
    のムーブメントに出力するPWM変換器とを備えたクロ
    スコイル型計器の駆動回路。
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