JPH03191874A

JPH03191874A - 周期検出回路

Info

Publication number: JPH03191874A
Application number: JP33228189A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murase; 浩村瀬; Keiji Ishizuka; 石塚　恵司; Masakazu Kobayashi; 正和小林; Masanori Narita; 正則成田
Original assignee: Rohm Co Ltd; Kanto Seiki Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1991-08-21
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0786516B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は周期検出回路、特に自動車のスピードメータや
タコメータ等に用いられるクロスコイルメータを駆動す
るために入力信号の周期を検出する周期検出回路に関す
る。

［従来の技術］従来より、互いに直交する２つの励磁コイルに入力量に
応じた電流を流して磁界を発生させ、所定の角度方位を
指示するクロスコイルメータが周知であり、自動車のス
ピードメータやタコメータ等に広く用いられている。

第２図及び第３図にこのクロスコイルメータの概略構成
図を示す。互いに直交するように配置された２つの励磁
コイルＬ　並びにＬ　は、スビーＳ　　　　　　　　　
　ｅド等の入力量に応じたパルス電流が通電されることによ
り所定の角度方位に磁界を発生する。

そして、回動自在に支持された永久磁石Ｍが２つの励磁
コイルＬｓ、Ｌｃによって発生した磁界によってトルク
を受ける。すると、この永久磁石Ｍに固定された指示針
は、第３図に示すようにメータ指示されるべき物理量（
第３図においては、スピード）が表示されたメータ指示
板の所定位置を示すように基準位置からθだけ回動し、
入力量に応じた指示値を示す。

自動車のスピードメータやタコメータ等に用いられるこ
れらのクロスコイルメータを駆動するための装置・は、
一般に以下のような構成を有している。すなわち、例え
ばスピードや回転数に応じた周波数のパルス信号を発生
する速度センサや回転数センサからの信号を入力し、一
方、基準クロック発生器からの所定の周波数を有する基
準クロック信号を入力して、カウンタにより入力パルス
信号の１周期をこの基準クロック信号のパルス数をカウ
ントして周期を検出する。そして、周期の逆数である周
波数を演算し、演算された周波数に応じた電流をパルス
幅変調器にてパルス幅変調（ＰＷＭ）Ｌ、、前記の直交
する２つの励磁コイルＬ、Ｌ　　に通電して入力量に応
じたメータ指示ｅを行うのである。

［発明が解決しようとする課題］このように、クロスコイルメータを駆動する際には、速
度センサや回転数センサからの入力パルス信号の周期を
所定の基準周波数（例えば２ＭＨｚ）を有する基準クロ
ック信号のパルス数をカウントすることにより検出し、
検出された周期に基づいて２つの励磁コイルに通電する
が、一般にスピードメータやタコメータが搭載される自
動車の車種によっては、周期検出されるべき入力信号の
最高周波数、すなわち、最小周期が異なるため、基準ク
ロック信号のパルス数をカウントするカウンタのビット
数が増大してしまうという問題があった。

いま、周期検出すべき入力パルス信号の最高周波数がメ
ータが搭載される自動車の車種によって例えば２５０Ｈ
ｚ、５００Ｈｚ、ＩＫＨｚ及び２ＫＨｚと異なる場合を
考えてみる。基準クロック信号によって入力パルス信号
の周期をカウンタにてカウントする際に、このカウント
時の量子化誤差に伴う入力パルス信号の周期の検出誤差
を所定値以下（通常１／１０００以下）にしようとする
と、１０００以上の基準クロックパルス数を含む必要が
生じてくる。従って、最高入力周波数をｆ　ｓａｘとし
た時、基準クロック周波数は１０００・ｆ　ｌｌａｘ以
上に設定しなければならず、前述の場合のようにｆｓａ
ｘ−２ＫＨｚなるときは２ＭＨｚ以上となる。

そこで、基準クロック信号の周波数を２ＭＨｚとすると
、この基準クロック信号のパルス数をカウントするカウ
ンタはメータ表示の分解能を１／１０００とすると入力
周波数がＯＨｚか２Ｈｚかを判定する必要があり、判定
ラインをＩＨｚに設定すると得られるカウント数は２．
Ｏｏｏ、ｏｏｏとなって２１ビツト分のカウンタが必要
となる。

しかしながら、このようにある所定の周波数２ＭＨｚを
有する基準クロック信号で入力パルス信号の周期をカウ
ントする場合、最高周波数が２ＫＨｚの入力信号に対し
ては、２１ビツトのカウンタで済むが、最高周波数がＩ
ＫＨｚの入力パルス信号に対しては、周期が２ＫＨｚ信
号の２倍となるため２２ビツトのカウンタが必要となる
。

更に、最高周波数が５００Ｈｚの入力パルス信号に対し
ては、４倍、すなわち２３ビツトが必要となり、最高周
波数が２５０Ｈｚの入力パルス信号に至っては、８倍、
すなわち２４ビツトのカウンタが必要となってしまうの
である。

もちろん、このようにビット数を増やせば精度は向上す
るが、このように精度をいたずらに上げてもメータの分
解能との関係により指示される角度方位はほとんど影響
されず、従ってこのように必要以上に精度を上げるのは
実用的でない。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的はカウンタのビット数を増やすことなく、１つの
回路にて種々の最高周波数を有する入力パルス信号の周
期を検出することができる周期検出回路を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の周期検出回路は入
力信号の最小周期に応じた分周比で基準クロック信号の
周波数を分周する分周器を設け、分周器により周波数分
周された基準クロック信号で入力信号の周期を検出する
ことを特徴としている。

Ｃ作用〕このように、本発明の周期検出回路は従来のようにある
所定の周波数を有する基準クロック信号で入力信号の周
期をカウントするのではなく、メータによって異なる入
力信号の最小周期、すなわち最高周波数に応じて適宜基
準クロック信号の周波数を分周し、この分周された基準
クロック信号で入力信号の周期をカウントするものであ
る。

すなわち、入力信号の最小周期がＴ　　、すなｓｌｎわち最高周波数がｆ　　なる入力信号の周期を力■ａｘラントする際に用いる基準クロック信号の周波数をｆ　
　とした場合、最小周期が２Ｔ　　　、すなｒｅｒ　　
　　　　　　　　　　　　ｓｌｎわち最高周波数がｆ　
　　／２なる入力信号の周期ａｘをカウントする際には、基準クロック信号を分周してそ
の周波数をｆ、、、／２とする。

このように、入力信号の最高周波数に比例して基準クロ
ック信号の周波数を分周させることにより、最高周波数
が異なる入力信号をカウントする際にも同一のカウント
数が得られるため、カウンタのビット数を増やすことな
く、同一精度でその周期を検出することが可能となる。

［実施例］以下、図面を用いながら本発明の周期検出回路の一実施
例を自動車のスピードメータに用いられるクロスコイル
メータを駆動するための駆動装置に適用した場合を例に
とり説明する。

第１図は、本実施例の構成ブロック図である。

速度センサ１０は、自動車のトランスミッションケース
等に取り付けられ、ドリブンギアの回転数に応じたパル
スを出力する。速度センサ１０としては、電流が流れて
いる導体や半導体に磁界を作用させることによって生ず
る電気抵抗の変化、いわゆる磁気抵抗効果を利用した磁
気抵抗素子（ＭＲＥ）を利用した磁気センサが広く用い
られており、ドリブンギアとともに回転するマグネット
リングによって生ずる磁界の向きの変化によってドリブ
ンギアの回転数、すなわち車速に応じたパルス信号が出
力される。そして、速度センサ１０からのパルス信号は
、周期検出回路１４に入力される。

一方、基準クロック発生器１６は、２ＭＨｚの周波数を
有する基準クロック信号を発生するが、本実施例におい
て特徴的なことは、この基準クロック発生器１６からの
基準クロック信号を速度センサ１０からの入力パルス信
号の最高周波数に応じた分周比で分周させる分周器２０
を設け、この分周器２０から送られる分周された基準ク
ロック信号によって前記周期検出回路１４が周期Ｔをカ
ウントする構成としたことにある。本実施例においては
、速度センサ１０からの入力パルス信号の最高周波数ｆ
　　が、車種によって２ＫＨｚ。

■ａｘＩＫＨｚ、５００Ｈｚ並びに２５０Ｈｚと異なる場合に
対応すべく、分周器２０の分周比をそれぞれ１．１／２
．１／２２−１／４．１／２３−１／８の４段階に設定
することができる。そして、この４つの分周比のデータ
は電気的に消去、書込み可能なＥ２ＦＲＯＭ２２に予め
記憶させておき、制御用ＣＰＵ１２によって読出し分周
器２０に供給することにより人力パルス信号の最高周波
数が２ＫＨｚのときには分周比を１、すなわち基準クロ
ック信号の周波数を２ＭＨｚ、ＩＫＨｚのときには分周
比を１／２、すなわち基準クロック信号の周波数をＩＭ
Ｈｚ、５００Ｈｚのときには分周比を１／４、すなわち
基準クロック信号の周波数を５００ＫＨｚ、そして、２
５０Ｈｚのときには分周比を１／８、すなわち基準クロ
ック信号の周波数を２５０ＫＨｚに設定することができ
る。そして、このように適宜分周された基準クロック信
号は周期検出回路１４に入力される。

周期検出回路１４は、その内部に２１°ビツトのラッチ
カウンタを有しており、このカウンタにより基準クロッ
ク信号のパルス数をカウントして入力パルス信号の周期
Ｔを検出する。

さて、本実施例においては、前述したように入力パルス
信号の最高周波数ｆ　　によって基準りａｘロック信号を分周させているため、１／１０００以下の
量子化誤差という仕様を満足し、かつカウンタのビット
数を２１ビツトに抑えることが可能となっている。すな
わち、最高周波数が２ＫＨｚの人力パルス信号の周期を
カウントする際には、基準クロック周波数が２ＭＨｚ　
　（分周比１）であり、メータ表示の分解能１／１００
０を満足するために必要なＩＨｚをカウントするカウン
ト数は２．０００，０００となり、２１ビツトでカウン
トすることができる。そして、最高入力周波数が例えば
ＩＫＨｚの入力パルス信号の周期をカウントする際にも
基準クロック信号の周波数が１／２、すなわちＩＭＨｚ
となっているため、メータ表示の分解能１／１０００を
満足するために必要な人力周波・数をカウントするカウ
ント数は最高人力周波数が２ＫＨｚと同様に２，０００
，０００でよく、従って２１ビツトでカウントすること
ができる。最高入力周波数が５００Ｈｚ、２５０Ｈｚの
場合も同様にして基準クロック周波数が５００ＫＨｚ、
２５０ＫＨｚとなるため、ビット数を増やすことなく２
１ビツトでカウントできることが理解される。

周期検出回路１４のカウンタによってカウントされた入
力パルス信号の周期Ｔは、各種の演算処理を行う演算処
理ブロック１８に送られる。演算処理ブロック１８は周
期検出回路１４より送られてきた周期Ｔの逆数を演算し
て周波数を算出する。

そして、算出された周波数に応じて制御用ＣＰＵから供
給されるパラメータを用いてメータの振れ角θを演算す
る。さらに演算された振れ角θのｓｌｎ　ｅｏｓ演算を
行い、駆動手段２４に出力する。

駆動手段２４は演算処理ブロック１８からの出力信号を
パルス幅変調するｓｌｎ用、ＣＯ８用の２つのパルス幅
変調回路２４ａ５象限決定部２４ｂ及びクロスコイルＬ
　　、Ｌ　　を直接駆動する出カドｅコイル２４Ｃから構成されており、駆動すべきクロスコ
イル数と同数配設され、変調されたパルス電流をクロス
コイルＬ　　ＳＬ　　に通電することにＳ　　　　　Ｃより励磁してメータを駆動し、入力量に応じたメータ指
示が行われる。

このように、本発明は所定の周波数を有する基準クロッ
ク信号で入力パルス信号の周期Ｔをカウントするのでは
なく、搭載される車種によって異なる入力パルス信号の
最高周波数に応じて適正なパルスのカウント数を得るべ
く基準クロック信号の周波数を分周させてカウントする
ものであり、カウンタのビット数を増加することなく、
十分な精度で入力パルス信号の周期Ｔを検出することが
できる。

なお、本実施例においては、自動車のスピードメータに
用いられるクロスコイルメータを駆動するための装置に
適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、任意のデジタる信号の周期Ｔを検出し、こ
れを利用する装置に用いることが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、本発明に係る周期検出回路によれ
ば、カウンタのビット数を増加させることなく、広範囲
の周波数の入力パルス信号に対応できるため、−の回路
で種々の入力パルス信号に対応できる汎用性を有すると
共に、ハードウェアのパスライン幅を少なくすることが
でき、回路規模を縮小することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る周期検出回路の一実施例の構成
ブロック図、第２図及び第３図は、クロスコイルメータの動作を説明
するための作用説明図である。　２４６８０２４制御用ＣＰＵ周期検出回路基準クロック発生路演算処理ブロック分周器２ＦＲＯＭ駆動手段

Claims

【特許請求の範囲】

入力信号の周期を基準クロック信号のパルス数をカウン
トすることにより検出する周期検出回路であって、入力
信号の最小周期に応じて基準クロック信号の周波数を分
周する分周器を設け、周波数分周された基準クロック信
号で入力信号の周期を検出することを特徴とする周期検
出回路。