JPH0145301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は自動車に装備される電子機器（以
下、車載電子機器と称す）に関し、とくに検出器
への給電を制御する車載電子機器の検出器給電制
御回路に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の車載電子機器として、特開昭57−
187616号のような表示装置が提案されている。こ
の従来装置は燃料センサによつて、検出した燃料
残量をＡ−Ｄ（アナログ・デイジタル）変換器に
よつてデジタル信号に変換し、デジタル表示器に
表示するもので、通常燃料センサは燃料タンク内
に装備され、また、Ａ−Ｄ変換器やデジタル表示
器等の電子回路部はインストルメントパネル内に
装備していたため電源は前記の電子回路部から燃
料センサに対して給電されるよように構成してい
た。

上述の燃料センサのように給電を必要とする検
出器の場合には、予め外部入力する電源電圧に合
わせて検出器の最大定格電力を定め、この定格値
を充分満足する素子を採用するようにしている。

一方、一般的に検出器の出力インピーダンスは
低い方が電気的雑音に強い。したがつて、検出器
に使用する電気素子は定格電力の大き目のものが
必要となる。

上述の従来例における電子回路部は内部に定電
圧電源回路を持ち、蓄電器からの給電を受け、Ａ
−Ｄ変換器などに定電圧を供給し、一方検出器に
対しては、上記の定電圧電源を、または別の定電
圧電源などを供給する。

例えば一般に乗用車の蓄電器の定格電圧は12V
であるが、機関動作時には発電機からの充電を受
けるため略13.5V程度に昇圧する、よつて通常の
電子回路部は余裕をみて蓄電器からの入力電圧を
15〜16Vとして電源回路を設計している。また、
電子回路部で消費される電力は低消費電力のIC
やLCD（液晶表示素子）を用いることによつて低
く抑えられるように設計されているが、検出器へ
の給電量は前記の電子回路部に比べて多いため、
所定の定電圧を検出器へ供給するためには定電圧
電源回路の定格電力を大きくする必要がある。

さらには、発電機が故障した場合や、機関始動
不良時において使用者が故意に蓄電器を２個直列
接続した場合等には、電子回路部の電源回路は電
力損失が大きくなつて発熱量が増大する。よつて
上述の如き不測の事態を考慮し給電回路に余有を
もたせ設計しているため電力容量の大なる素子の
採用に加え、放熱手段の装備等から装置全体がど
うしても大型化し、高価になるという欠点があつ
た。

〔発明の概要〕

この発明は上述のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、蓄電器からの給電
電圧が所定値を超過している場合には、検出器へ
の給電を一時中断するように制御してやることに
より装置を小形化して重量を軽減し、検出器への
給電回路を小電力化した車載電子機器の検出器給
電制御回路を提供することを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図は第１の実施例を示す概略構成図で、
図において１は燃料センサで、燃料タンク１ａを
内蔵し、燃料液面上に浮くフロート１ｂの移動に
連動して摺動子１ｃが動作するよう構成されたポ
テンシヨメータ１ｄ、および摺動子１ｃに接続さ
れたレジスタR₁より成る。２は演算・表示部で、
定電圧回路３、Ａ−Ｄ変換回路４、マイクロコン
ピユータ５、駆動回路６、表示素子７、トランジ
スタTr₁、レジスタR₂〜R₄から構成され、インス
トルメントパネル（図示せず）に装備される。

この演算・表示部２は蓄電器８よりイグニツシ
ヨンスイツチ９を介して給電される。

また、定電圧回路３はイグニツシヨンスイツチ
９の一端に接続され、出力定電圧Vccをマイクロ
コンピユータ５などに供給する。Ａ−Ｄ変換回路
４の１つの入力端はポテンシヨメータ１ｄとレジ
スタR₁との接続点に接続され、他の入力端は定
電圧回路３の入力端と接地間とをレジスタR₃，
R₄とで分圧した接続点につなぎ、また、Ａ−Ｄ
変換回路の出力端はマイクロコンピユータ５に接
続され信号の授受を行なう。マイクロコンピユー
タ５は駆動回路６に表示信号を送出し、駆動回路
６は上記表示信号を受けてLCDなどの表示素子
７を駆動する。トランジスタTr₁は、そのエミツ
タが定電圧回路３の出力端に接続され、コレクタ
はレジスタR₁に、ベースはレジスタR₂の一端に
接続され、前記レジスタR₂の他端はマイクロコ
ンピユータ５の出力端子Ｐに接続され、前記出力
端子Ｐの電位差（略定電圧Vccの電位、または略
接地電位）によつて切換わるスイツチ素子として
作動する。

次に第１図に示した本発明の動作を第２図のフ
ローチヤートを参照しながら説明する。なお、第
２図はマイクロコンピユータ５の実行プログラム
の概略を示したものである。

まず、イグニツシヨンスイツチ９を閉成する
と、演算・表示部２は蓄電器８から電源電圧V_B
（例えば12V）の供給を受ける。上記の電源電圧
を定電圧回路３が受け、所定の定電圧Vccを出力
し、Ａ−Ｄ変換回路４、マイクロコンピユータ
５、駆動回路６およびトランジスタTr₁等に与
え、トランジスタTr₁の出力は燃料センサ１に電
圧を供給する。一方、蓄電器９からの電源電圧
V_BはレジスタR₃，R₄によつて分圧されその分圧
された電圧（以下、蓄電器分圧電圧と称す）V_BD
をＡ−Ｄ変換回路４に入力している。

そして、マイクロコンピユータ５が定電圧回路
３からの電源の給電を受けると同時に、パワーオ
ンリセツト回路（図示せず）が働き、第２図のフ
ローチヤートの開始点S₁よりプログラムが実行さ
れる。

まず、ステツプS₂で平均化処理（後述する）さ
れた燃料残量を表わす変数f_oをゼロクリアーす
る。ステツプS₃では内蔵タイマー（図示せず）に
よつて計数される時刻用メモリーｔをゼロクリア
ーし、ステツプS₄では前記の蓄電器分圧電圧V_BD
をＡ−Ｄ変換回路４によつて読み込む。

つぎに、ステツプS₅では、蓄電器８の出力電圧
V_Bと予め定めた基準電圧V_BCとの大小比較を行な
い、V_B≦V_BCであればステツプS₆〜S₁₁を、また
V_B＞V_BCの時にはステツプS₁₂を実行する。すな
わち前記ステツプS₅は演算・表示部２が入力する
電源電圧V_Bを監視するもので、前述したように、
蓄電器８に並列接続されている発電機（図示せ
ず）の故障などにより異常に高い電圧を入力した
場合に後述する所定の動作を行なうための判断を
するものである。なお、蓄電器８の電圧V_Bはス
テツプS₄で得た蓄電器分圧電圧V_BDからレジスタ
R₃，R₄の分圧比を考慮して容易に算出できる。
また基準電圧V_BCは例えば予め18Vに設定されて
いるものとする。

前記ステツプS₅で蓄電器８の出力電圧V_Bが基
準電圧V_BC以下と判断された場合には、ステツプ
S₆が実行され、マイクロコンピユータ５の出力端
子Ｐを略接地電位（以下ロウ電位と称す）に設定
する。この動作によりトランジスタTr₁がオンし
燃料センサ１に定電圧V_CCが供給される。したが
つて、燃料センサ１は燃料残量に対応した抵抗値
を示すポテンシヨメータ１ｄとレジスタR₁とに
よつて前記の定電圧V_CCを分圧し、分圧電圧（以
下、燃料残量電圧と称す）V_FをＡ−Ｄ変換回路
４に入力する。

ステツプS₇では、この燃料残量電圧V_FをＡ−
Ｄ変換回路４に読み込む。ステツプS₈では、予め
記憶した上記電圧V_Fと実際の燃料残量との関係
からその時の燃料残量u_oを求め、ステツプS₉では
マイクロコンピユータ５によつて(1)式の平均化処
理演算を行う。

f_o＋１＝ｅ×ｐ（−Ｔ／γ）・f_o ＋｛１−ｅ×ｐ（−Ｔ／γ）｝u_o …(1) 上記の平均化処理は、走行中における燃料液面
の微小変動を吸収するためのもので、時定数γの
一次遅れ要素に時刻nTにおいて燃料残量u_oを入
力した時の時刻（ｎ＋１）Ｔにおける出力値f_o＋
１を計算することを表わしている。なお、Ｔはサ
ンプリング周期で、例えば500msとする。

上記ステツプS₉の実行後は、ステツプS₁₀で次
回の平均化処理のためにメモリー内容の移送が行
なわれ、ステツプS₁₁では表示素子７の表示内容
をf_o＋１に更新するための表示信号を駆動回路６
へ送出する処理を行なう。駆動回路６はこの表示
信号を一時記憶し、表示素子７を駆動して表示内
容を更新する。

ステツプS₁₃では上記サンプリング周期Ｔが経
過するまで時間待ちを行ない、経過後ステツプS₃
へ戻り、以後同様の動作を繰り返し実行する。

ところで、蓄電器８の電圧V_Bが異常に高くな
つた場合には、ステツプS₅の判断で、ステツプ
S₁₂が実行され、マイクロコンピユータ５の出力
端子Ｐを略V_CC電位（以下、ハイ電位と称す）に
設定する。これによりトランジスタTr₁がオフさ
れ、燃料センサ１への給電が中断される。このス
テツプS₁₂の実行後はステツプS₁₃へ飛び、周期Ｔ
の時間待ちを行なう。以後は蓄電器８の電圧V_B
が正常な値に復帰するまで、ステツプS₃〜S₅，
S₁₂，S₁₃を繰り返し実行する。この間は、駆動回
路６が一時記憶している表示内容を表示素子７に
表示するので、燃料残量の変化にかかわらず表示
素子７に表示された値は同一のものとなる。

上述の異常状態がなくなり、正常な状態に復帰
した場合には、再び燃料センサ１が給電され、引
き続き燃料残量を算出し、表示を行ない速やかに
新しい情報を使用者に伝える。

このように、蓄電器８の電圧V_Bが異常に高く
なつた場合（上述の例では18V以上の場合）、燃
料センサ１への給電が一時的に中断されるため、
定電圧回路３はその分だけ電力損失が小さくな
る。したがつて定電圧回路３は従来よりも小電力
の電気素子を用いて構成することができ、また発
熱量も小さくなるために、放熱手段を小形にする
ことができ、装置の小形化、低廉化が可能とな
る。さらに、異常状態から正常状態に復帰した時
には、異常前の制御動作、すなわち燃料残量の検
出動作を継続して行なうため、使用者に対し速や
かに情報を伝達することができる。

つぎに、この発明の第２の実施例について以下
に説明する。第３図はその概略構成図を示すもの
で、第１図と同一部分または相当部分は同一符号
を付したので説明は省略する。さて、第３図にお
いて、蓄電器８の出力電圧V_Bが基準電圧V_BC以上
に至つた時にトランジスタTr₂がオンするようレ
ジスタR₅，R₆の定数を設定しておき、マイクロ
コンピユータ５の入力端子Ｑがロウ電位（V_BC＜
V_Bの場合）、ハイ電位（V_B≦V_BCの場合）のいず
れかを検出することによつて蓄電器８の電圧V_B
の異常を検出する。

一方、蓄電器８の出力電圧V_Bが正常であれば、
マイクロコンピユータ５の出力端子Ｐは第１実施
例と同様ロウ電位に設定され、トランジスタTr₃
はオフ状態となつている。したがつて燃料センサ
１にはレジスタR₉，R₁₀によつて分圧された電圧
V_Dが演算増幅器Qp₁、トランジスタTr₄、レジス
タR₁₁によつて構成されるボルテージフオロワ回
路１０によつて電力増幅されて供給されている。

次に第３図の動作について説明する。第４図に
第３図のフローチヤートを示す。まずステツプ
S₁₄で入力端子Ｑの電位を判断し、ロウ電位の場
合、すなわち蓄電器８の出力電圧V_Bが異常に高
い場合、ステツプS₁₂を実行し、出力端子Ｐをハ
イ電位に設定し、これによりトランジスタTr₃が
オンし、演算増幅器Qp₁の正端子が略接地電位と
なり、したがつて燃料センサ１への給電が中断さ
れるものである。

この第２の実施例においては燃料センサ１など
の検出器に対し、任意の電圧V_Dを簡単に供給で
きる構成をとつており、また蓄電器８の出力電圧
V_Bの異常をＡ−Ｄ変換回路４を介さずにトラン
ジスタTr₂などによつてデジタル符号化すること
によつてマイクロコンピユータ５が直接入力し易
いようにしている点に回路上の特徴がある。

第５図はこの発明の第３の実施例を示す概略構
成図で、燃料センサ１には蓄電器８の出力電圧
V_BがトランジスタTr₅を介して供給されるよう回
路構成されており、その他の部分は第１図と同一
である。動作についても第１の実施例とほぼ同様
であるが、蓄電器８の出力電圧V_Bは発電機や並
列接続されている他の車載電子機器の影響により
絶えず微小変動を繰り返しているので、第２図の
ステツプS₈においては、入力した燃料残量電圧
V_Fをその時の蓄電器８の電圧V_Bによつて正規化
する必要がある。

この第３の実施例においては、定電圧回路３は
Ａ−Ｄ変換回路４、マイクロコンピユータ５、駆
動回路６など低消費電力素子だけに電源を供給す
ればよいから制御素子は低電力用素子で構成で
き、またトランジスタTr₅はスイツチング素子と
して機能するため電力損失は非常に少なくこれに
ついても低電力用素子で構成できる。さらに、燃
料センサ１に用いるポテンシヨメータ１ｄ、レジ
スタR₁も定格電力の小さい素子が使用可能とな
る。

なお、以上の実施例では、電子燃料計について
説明を行なつたが、これに限らず電子水温計（水
温検出器としてサーミスタが用いられる）などに
ついても同様に通用することが可能である。ま
た、上述のような電子表示システムに限らず検出
器で得た値を基にアクチエータなどを制御する装
置など車載電子機器全般についても言及できるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば蓄電器８
からの給電々圧V_Bが所定の基準値V_BCを超過して
いる場合には、検出器への給電を一時中断するよ
うにトランジスタあるいはコンピユータ等によつ
て制御回路を構成したため、定電圧回路３などに
小電力用の回路素子を採用できることになつて熱
設計が簡単となり装置の小形化と相俟つて低廉化
が図れる優れた効果がある また、検出器の検出結果に基づいてマイクロコ
ンピユータ回路から出力された表示信号を駆動回
路に一時記憶して表示素子に表示するように構成
したので、検出器に対する給電が停止した後も停
止直前における検出結果が表示され続け、使用者
はその表示情報によつて一応被検出体の状態例え
ば燃料残量を把握することができて便利であると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第５図はこの発明の第１、第
２、第３の実施例を示す車載電子機器の検出器給
電制御回路の構成図、第２図及び第４図は第１及
び第２の実施例の動作を説明するためのフローチ
ヤート図である。 １……燃料センサ、２……演算・表示部、３…
…定電圧回路、４……Ａ−Ｄ変換回路、５……マ
イクロコンピユータ、６……駆動回路、７……表
示素子、８……蓄電器、Tr₁〜Tr₅……トランジ
スタ、R₁―R₁₃……レジスタ、Qp₁……演算増幅
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両に搭載された蓄電器と、イグニシヨンス
   イツチを介して取出した前記蓄電器の出力電圧を
   入力とする定電圧回路と、前記定電圧回路の入力
   電圧を予め電圧設定された基準電圧値と比較して
   該入力電圧が所定値より超過したことを判断する
   監視判断回路と、前記監視判断回路の出力信号に
   基づいて検出器の給電回路に設けたスイツチ回路
   の開閉を制御するマイクロコンピユータ回路と、
   前記検出器の検出結果に基づいて前記マイクロコ
   ンピユータ回路から出力された表示信号を一時記
   憶して表示素子に表示する駆動回路とを備えた車
   載電子機器の検出器給電制御回路。