JP3407546B2 - アナログ式計器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、入力値から演算式
により求まる出力値に基づき指針振角度にて指示を行う
アナログ式計器に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、特開平８−２１７４７号公報で
知られているように、センサの測定値のデータを入力値
ａ１として入力し、このデータを予め定められた演算式
（プログラム）によりメータの指針振角度を求め、これ
を出力値ａ２として出力するアナログ式計器があり、斯
かる構成では、図３で示すように、ａ２∝Ｋ×ａ１の関
係にある。なお、Ｋは係数である。 【０００３】例えば、各国毎の要求仕様に合わせたアナ
ログ式計器を製造する場合、前記演算式の係数Ｋを固定
係数Ｋ０に分解能ｎを乗算した可変係数とし、分解能ｎ
の値を定数として調節することにより、前記仕様を満た
すように設定していた。すなわち、特性が緩やかな仕様
（入力値ａ１に対する出力値ａ２の変化が最小）では分
解能ｎを小さくし、反対に特性が急な仕様（入力値ａ１
に対する出力値ａ２の変化が最大）では分解能ｎを大き
くすることにより、指針振角度Ｙは測定値である走行速
度Ｘが同一であっても各国毎の要求仕様に沿うものとな
る。この分解能ｎの変更は、プログラム操作で簡単に行
える。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
にあっては、図３で示すように、分解能ｎを設定するた
めのメモリ容量（ビット数）として８ビットを用意した
場合、分解能ｎ＝０〜２５５の選択が可能で、特性を２
５６段階に調節することができ、この選択により特性を
所望のものとすることができるが、この演算式による調
節では、不必要な範囲までも調節可能となっていた。 【０００５】すなわち、各国毎の要求仕様の差は、例え
ば、走行速度Ｘ＝１８０［ｋｐｈ］における指針振角度
Ｙ＝１５５〜２７０［度］の程度の差であり、この場合
には、指針振角度Ｙ＝１５５〜２７０［度］の範囲で前
記調節が行われれば十分であるのに対し、前記演算式で
は、指針振角度Ｙ＝０〜２７０［度］の範囲で前記調節
が行われてしまい、この結果、指針振角度Ｙ＝１５５〜
２７０［度］の本来調節を必要とする範囲での調節が荒
い（大きい）刻みで行われてしまい所望の精度を得るこ
とに苦心することとなる、或は、細かい刻みで調節する
場合には分解能ｎを大きく採らなければならず、それに
応じて分解能ｎを設定するためのメモリ容量（ビット
数）を大きく用意しなければならず、この結果アナログ
式計器全体としてコスト高を招くという問題があった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、センサの測定値に応じた入力値から演算
式により求まる出力値に応じた指針振角度にて前記測定
値の指示を行うアナログ式計器において、前記演算式
は、２の乗数で除算した値である固定係数と２の乗数で
除算した値である他の固定係数に分解能を乗算した値で
ある可変係数とからなり、かつ、前記分解能が最小値の
時に前記入力値に対する前記出力値の変化が最小とな
り、前記分解能が最大値の時に前記入力値に対する前記
出力値の変化が最大となる式である。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【発明の実施の形態】センサ１からの測定値を送信部２
に集め、信号線６を介して受信部（演算部）３へ伝送す
る。この受信部３で測定値に基づく入力値ｂ１からメー
タ５の指針振角度である出力値ｂ２を演算する。この演
算結果に基づき、メータ５を駆動するための電気信号を
駆動回路４が出力する。測定値Ｘ（入力値ｂ１）から指
針振角度Ｙ（出力値ｂ２）を求める演算式を、固定係数
Ｋ１と可変係数Ｋ２とからなる式で定める。これによ
り、設定したい範囲のみを従来よりも細い刻みで調節す
ることができるため、精度が向上する、或は、従来と同
程度の刻みで調節する場合には分解能ｎを従来よりも小
さくなり、分解能ｎを設定するためのメモリ容量（ビッ
ト数）を少なくすることができる。 【００１０】また、走行速度Ｘ（入力値ｂ１）から指針
振角度Ｙ（出力値ｂ２）を求める演算式を、固定係数Ｋ
１と可変係数Ｋ２とからなる式で定めることにより、可
変係数Ｋ２が最小値（分解能ｎが最小値の定数）時に入
力値ｂ１に対する出力値ｂ２の変化が最小となり、可変
係数Ｋ２が最大値（分解能ｎが最大値の定数）時に入力
値ｂ１に対する出力値ｂ２の変化が最大となることか
ら、所望する分解能ｎで可変係数Ｋ２を多段階に設定す
ることで、本来調節を必要とする範囲のみを従来よりも
細い刻みで調節することができるため、従来よりも精度
が向上する、或は、従来と同程度の刻みで調節する場合
には分解能ｎは従来よりも小さくなり、それに応じて分
解能ｎを設定するためのメモリ容量（ビット数）を少な
くすることができる。 【００１１】また、固定係数Ｋ１，Ｋ３を、２の乗数で
除算する値である近似値とすることにより、固定係数Ｋ
１，Ｋ３をそのままの値で持たないことから、メモリ容
量が少なくなり、演算処理速度も向上する。 【００１２】 【実施例】以下、本発明のアナログ式計器を車輌用計器
として用いる実施例に基づいて説明する。 【００１３】図１は実施例の概略構成を説明するための
ブロック図である。１は車両の各個所に設置されて走行
速度，エンジン回転数，燃料残量及び冷却水温度等の測
定値に応じた測定信号を出力するセンサ、２はセンサ１
からの測定信号に基づき走行速度、エンジン回転数、燃
料残量、冷却水温度を計測してビットデータｂ１として
出力する送信部、３は送信部２からのビットデータ（入
力値）ｂ１に基づき後述するアナログ式計器の指針振角
度を求めてこれをビットデータ（出力値）ｂ２として出
力する受信部（演算部）、４は受信部３からの出力値ｂ
２に基づいてメータ５を動作させるための電気信号を出
力する駆動回路である。以上がアナログ式計器を構成す
る。 【００１４】このように本実施例では、複数個のセンサ
１からの測定値を一括して送信部２に集め、単一の信号
線６を介して受信部３にシリアル時分割的に伝送し、こ
の受信部３で走行速度，エンジン回転数，燃料残量及び
冷却水温度に応じた測定信号に基づく入力値ｂ１からメ
ータ５の指針振角度である出力値ｂ２を演算し、この演
算結果に基づき、走行速度，エンジン回転数，燃料残量
及び冷却水温度を個々に指示するコンビネーションメー
タである複数個のメータ５を駆動するための電気信号を
駆動回路４が出力する。 【００１５】メータ５は、例えば、交叉コイル式計器と
呼ばれる周知な計器が用いられ、これを駆動する駆動回
路４は、測定値Ｘの演算結果に基づくメータ５の指針振
角度Ｙを得るために電気信号として演算結果に応じた向
きと大きさの電流をメータ５の交叉コイルへ供給する。
そして、受信部３はマイクロコンピュータにて構成する
ことができ、この受信部３と駆動回路４とは、駆動回路
４に縦列接続した図示しないシフトレジスタに出力値ｂ
２をシリアルにセットする構成の他、各駆動回路４にア
ドレスを予め定めておき、出力値ｂ２に相手アドレスを
付加することにより駆動回路４を並列接続する構成にす
ることもでき、図１で示したブロック図は、実際の配線
数や結線状態を示すものではなく、前述の構成を信号の
流れに沿って概略的に説明している。 【００１６】次に、測定値Ｘとして走行速度を指示する
場合を例にして、具体的な制御について説明する。セン
サ１の走行速度センサＳＰからの走行速度Ｘに応じた測
定信号は、送信部２でビットデータｂ１に変換され、信
号線６を介して受信部４へ伝送され、受信部３ではその
ビットデータ（入力値）ｂ１から予め定められた演算式
（プログラム）によりメータ５である速度計ＳＰの指針
振角度Ｙを求めてこれをビットデータ（出力値）ｂ２と
して出力し、駆動回路４では受信部３からの出力値ｂ２
に基づいて所定の向きと大きさの電流を出力する。 【００１７】ところで、入力値ｂ１と走行速度Ｘとのレ
ートｘを０．１６［ｋｐｈ／ビット］、出力値ｂ２と指
針振角度Ｙとのレートｙを０．３５［度／ビット］と設
定した場合、図２で示すように、走行速度Ｘ＝Ｘ１＝１
８０［ｋｐｈ］の時の指針振角度Ｙを仕向地や機種のバ
リエーションに対応させるために最小値Ｙ１＝１５５
［度］から最大値Ｙ２＝２７０［度］の範囲で多段階に
設定する必要がある場合、走行速度Ｘと指針振角度Ｙと
の関係を、（Ｙ／ｙ）＝（Ｋ１＋Ｋ２）×Ｘ／ｘで表さ
れる１式により定める。ここで、Ｋ１は固定係数、Ｋ２
は可変係数である。更に、Ｋ２＝Ｋ３×ｎとする。ここ
で、Ｋ３は固定係数、ｎは分解能である。従って、１式
は、Ｙ＝（Ｋ１＋Ｋ３×ｎ）×Ｘ×（ｙ／ｘ）で表され
る２式となる。そして、最小値Ｙ１から最大値Ｙ２を２
５６段階（８ビット）で設定可能とするため分解能ｎ＝
０〜２５５とした場合、２式にＸ＝Ｘ１＝１８０，ｘ＝
０．１６，ｙ＝０．３５を夫々代入し、分解能ｎをｎ＝
０の定数とした時のＹ＝Ｙ１＝１５５と、ｎ＝２５５の
定数とした時のＹ＝Ｙ２＝２７０とから、固定係数Ｋ
１，Ｋ３を計算により求めると、Ｋ１≒０．３９２０９
５，Ｋ３≒０．００１１３９となる。従って、２式は、
Ｙ＝（０．３９２０９５＋０．００１１３９×ｎ）×Ｘ
×（０．３５／０．１６）の３式になる。 【００１８】このようにして、走行速度Ｘ（入力値ｂ
１）から指針振角度Ｙ（出力値ｂ２）を求める演算式
を、固定係数Ｋ１と可変係数Ｋ２とからなる式で定める
ことにより、可変係数Ｋ２が最小値（分解能ｎが最小値
の定数）時に入力値ｂ１に対する出力値ｂ２の変化が最
小となり、可変係数Ｋ２が最大値（分解能ｎが最大値の
定数）時に入力値ｂ１に対する出力値ｂ２の変化が最大
となることから、所望する分解能ｎで可変係数Ｋ２を多
段階に設定することで、本来調節を必要とする範囲のみ
を従来よりも細い刻みで調節することができるため、従
来よりも精度が向上する、或は、従来と同程度の刻みで
調節する場合には分解能ｎは従来よりも小さくなり、そ
れに応じて分解能ｎを設定するためのメモリ容量（ビッ
ト数）を少なくすることができる。 【００１９】ところで、固定係数Ｋ１，Ｋ３は、小数点
以下が多位の多桁値であり、このままの形でメモリする
ことはメモリ容量や実際の演算処理速度の点において望
ましくない。そこで、本実施例では、固定係数Ｋ１，Ｋ
３を近似値に置き換えている。しかも、これらの近似値
は、マイクロコンピュータからなる演算部３で演算しや
すい値となるように、２の乗数で除算する値を採ってい
る。具体的には、Ｋ１＝２０１／５１２，Ｋ３＝１９／
１６３８４としている。従って、固定係数Ｋ１は２０１
の２進数を上位桁側へ９ビット（５１２は２の９乗）シ
フトすれば良く、同様に固定係数Ｋ３は１９の２進数を
上位桁側へ１４ビット（１６３８４は２の１４乗）シフ
トすれば良く、固定係数Ｋ１，Ｋ３をそのままの値で持
たないことから、メモリ容量が少なくなり、演算処理速
度も向上する。なお、この近似値を用いることにより、
計算により求めた値に対して若干の差を生じることとな
るが、斯かる差はセンサ１の誤差やメータ５の指示誤差
程度にあり、実際の使用において重大な不具合を生じる
ものではない。 【００２０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、例えば、走行速度を指示するアナログ式
計器に限定されなし、前記実施例のような複数個のセン
サからの測定値を一括してシリアル時分割的に送る構成
でなくとも良いことは言うまでもない。 【００２１】また、入力値から出力値を求める演算式
は、前記実施例で示した式に限定されず、固定係数と可
変係数とから構成されるものであれば良い。例えば、２
式又は３式において、右辺に「＋Ｃ（但し、Ｃは定
数）」を付加し、この定数Ｃを任意に調節することによ
り、特性を図２の上下方向へ平行移動させるものであっ
ても良い。 【００２２】 【発明の効果】本発明は、センサの測定値に応じた入力
値から演算式により求まる出力値に応じた指針振角度に
て前記測定値の指示を行うアナログ式計器において、前
記演算式は、２の乗数で除算した値である固定係数と２
の乗数で除算した値である他の固定係数に分解能を乗算
した値である可変係数とからなり、かつ、前記分解能が
最小値の時に前記入力値に対する前記出力値の変化が最
小となり、前記分解能が最大値の時に前記入力値に対す
る前記出力値の変化が最大となる式とすることにより、
設定したい範囲のみを従来よりも細い刻みで調節するこ
とができるため、精度が向上する。特に、所望する分解
能で可変係数を多段階に設定することで、本来調節を必
要とする範囲のみを従来よりも細い刻みで調節すること
ができるため、従来よりも精度が向上する、或は、従来
と同程度の刻みで調節する場合には分解能は従来よりも
小さくなり、それに応じて分解能を設定するためのメモ
リ容量（ビット数）を少なくすることができる。また、
前記固定係数は、２の乗数で除算する値であることによ
り、固定係数をそのままの値で持たないことから、メモ
リ容量が少なくなり、演算処理速度も向上する。 【００２３】 【００２４】

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の実施例の概略構成を説明するブロッ
ク図。 【図２】 同上実施例における特性の調節方法を説明す
る特性図。 【図３】 従来の技術における特性の調節方法を説明す
る特性図。 【符号の説明】 １ センサ ２ 送信部 ３ 受信部（演算部） ４ 駆動回路 ５ メータ ６ 信号線 Ｘ 測定値 Ｙ 指針振角度 ｎ 分解能（定数） Ｋ１ 固定係数 Ｋ２ 可変係数 Ｋ３ 固定係数 ｂ１ 入力値 ｂ２ 出力値

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 センサの測定値に応じた入力値から演算
   式により求まる出力値に応じた指針振角度にて前記測定
   値の指示を行うアナログ式計器において、前記演算式
   は、２の乗数で除算した値である固定係数と２の乗数で
   除算した値である他の固定係数に分解能を乗算した値で
   ある可変係数とからなり、かつ、前記分解能が最小値の
   時に前記入力値に対する前記出力値の変化が最小とな
   り、前記分解能が最大値の時に前記入力値に対する前記
   出力値の変化が最大となる式であることを特徴とするア
   ナログ式計器。