JPH03253750A - 電子式過給圧計とそのピークホールド回路 - Google Patents

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〉 本発明は自動車のターボエンジンを効率良く作動させる
ために使用する電子式過給圧計とこの過給圧針に使用す
るピークホールド回路に係り、特に変動するターボ圧力
のピーク値を容易に知ることが出来しかも長期に亘って
ピーク値をホールドすることが出来るように改良された
信号表示回路に関する。

〈従来の技術〉 自動車のターボエンジンのターボ圧力は変動が大きく、
特に大きすぎるとエンジンの破損を導く事態を引き起こ
す。また、適正なターボ圧力は燃費の改良に役立つ。

このため、従来はこの圧力を検出するため、メカニカル
的なものとしては廃ガスの圧力をパイプで計器盤まで導
き小型圧力計を用いて監視するだけであり、格別ピーク
ホールド機能を持っていない また、電気的なものとしては圧力を電気信号に変換する
圧力センサを取り付け、アナログ方式或いはデジタル方
式で指示させ電気的にピークホルトを実行して過大過給
圧を監視している６く本発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、メカニカル方式のものはピークホールド
機能かないので過大過給圧を知ることが雑しく、また電
気的なものはピークホールド機能はある。

しかし、電気的なもののうちアナログ方式のものは、変
動の激しい圧力信号の瞬時判読には適しているか長時間
のホールではコンデンサのリーク電流によりドリフトが
生じて正確なピーク圧力を知ることが難しい上に長時間
のホールドか難しく、デジタル方式のものは逆に数字で
表示されるので変動の激しい圧力信号の瞬時判読が出来
ないという問題がある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、以上の課題を解決するために、第１発明とし
て、圧力信Ｊ号を基準電位に対して正負に変化する電気
信号に変換するレベル変換手段と−この電気信号の絶対
値を演算して絶対値信号を出力する絶対値回路と、この
絶対値信号のゼロ点を中心とした所定範囲の出力をゼロ
クリップしてクリップ信号を出力するゼロクリップ手段
と、絶対値信号がこのクリップ信号で制御された第１ス
イッチを介して入力されこれを第１デジタル信号に変換
する第１アナログ／デジタル変換手段と、この第１デジ
タル信号を用いてアナログ表示をする瞬時表示手段とへ
電気信号を第２デジタル信号に変換する第２アナログ／
デジタル変換手段と、この第２デジタル信号をアナログ
出力に変換するアナログ変換手段と、このアナログ出力
と電気信号とを比較してこの電気信号が大きいときに第
２アナログ／デジタル変換手段をホールド状態にする比
較信号を出力する比較手段と、このホールド状態のアナ
ログ出力を第３デジタル信号に変換する第３アナログ／
デジタル変換手段と、この第３デジタル信号を用いてデ
ジタル表示をするピークデジタル表示手段とを具備する
過給圧計とし、また、第２発明として、電気信号を第２
デジタル信号に変換する第２アナログ／デジタル変換手
段と、この第２デジタル信号をアナログ出力に変換する
アナログ変換手段と、このアナログ出力と前記電気信号
とを比較してこの電気信号が大きいときに前記第２アナ
ログ／デジタル変換手段をホルト状態にする比較信号を
出力する比較手段とを具備するピークホールド回路とし
たものである。

く作　用〉 第１発明については以下のように作用する。

レベル変換手段を用いて圧力信号を基準電位に対して正
負に変化する電気信号に変換し、この電気信号の絶対値
を絶対値回路で演算して絶対値信じ°を出力する。

つぎに、ゼロクリップ手段によりこの絶対値信号のゼロ
点を中心とした所定範囲の出力をゼロクリップしてクリ
ップ信号を出力する。

第１アナログ／デジタル変換手段はこのクリップ信号で
制御された第１−スイッチを介して入力された絶対値信
号を第１デジタル信号に変換し、この第１デジタル信号
を用いて瞬時表示手段はアナログ表示をする。

一方、第２アナログ／デジタル変換手段は電気信号を第
２デジタル信号に変換し、アナログ変換手段によりこの
第２デジタル信号をアナログ出力に変換する。この第２
デジタル信号をアナログ出力に変換するアナログ変換手
段と、このアナログ出力と電気信号とを比較手段により
比較してこの電気信号か大きいときに第２アナログ／デ
ジタル変換手段をホールド状態にする比較信号を出力す
る。

第３アナログ／デジタル変換手段はこのホールド状態の
アナログ出力が入力されるがこれを第３デジタル信号に
変換し、この第３デジタル信号を用いてピークデジタル
表示手段は圧力信号のピク値を示すデジタル表示をする
。

第２発明としては以下のように作用する。

第２アナログ／デジタル変換手段により電気信号を第２
デジタル信−弓に変換し、この第２デジタル信号をアナ
ログ変換手段によりアナログ出力に変換する。

そして、比較手段によりアナログ出力と電気値はとを比
較してこの電気信号が大きいときに第２アナログ／デジ
タル変換手段をホールド状態にする比較信号を出力する
。

〈実施例〉 以下、本発明の実態例について図を用いて説明する。第
１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図である
。

１０は自動車のターボエンジンのターボ圧力を圧力信号
Ｓｐに変換する圧力センサであり、この圧力信号Ｓｐと
しては、例えは−１気圧〜＋２気圧の測定範囲に対して
１〜２〜４■などのレンジに変換される。

この圧力信号ｓｐはレベル変換回路１１によりレベル変
換されて電気値９ＥＳとされる。

レベル変換回路１１は、増幅器Ｑ１、この入力端に接続
された抵抗Ｒ１、この出力端と入力端との間に接続され
た抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１との並列回路、電源電圧−
Ｖｓを印加する電源端と入力端との間に接続された可変
抵抗Ｒ３などで構成され、圧力信号Ｓｐを例えば１〜０
〜−２Ｖなどのように基準値ＣＯＭに対して正と負に変
化する電気信号Ｅｓにレベル変換をする。

この電気信号Ｅｓは絶対値回路１２に出力され、ここで
電気値’１３Ｅｓの絶対値が演算されてＩＥｓとして出
力される。

絶対値回路］２は、極性弁別回路］３と加算口ｂ’Ｐｒ
　］　／ｌとで構成されている。

極性弁別回路１３は増幅器Ｑ２、この入力端に接続され
た抵抗Ｒ４、この入力端と出力端との間に接続された抵
抗Ｒ５とカソード開が出力端になる極性に選定されたタ
イオードＤ１との直列回路、入力端と出力端との間に接
続された抵抗Ｒ６とアノード測か出力端になる極性に選
定されたタイオドＤ２との直列回路で構成され、抵抗Ｒ
５とタイオー　ドＤ１の接続点Ａに抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５
とで決定される大きさの負の電圧−Ｅｓ”を、抵抗Ｒ６
とダイオードＤ２の接続点ＢにＲ抵抗４と抵抗Ｒ６とで
決定される大きさの正の電圧＋Ｅｓをそれぞれ出力する
。

加算回路１４は、増幅器Ｑ３、抵抗Ｒ５とダイオードＤ
１の接続点と増幅器Ｑ３の入力端との間に接続された抵
抗Ｒ７、入力端と出力端との間に接続された抵抗Ｒ８と
コンデンサＣ２との並列回路、及び増幅器Ｑ１の出力端
と増幅器Ｑ３の入力端との間に接続された抵抗Ｒ９とで
構成され、電気信号Ｅｓと−Ｅｓ−との和を抵抗Ｒ７〜
Ｒ９で決まる所定の比率で演算してその出力端に絶対値
電圧１Ｅｓｌとして出力する。

この絶対値電圧１Ｅｓｌは次段のゼロクリップ回路１５
に入力され、絶対ｇｉ雷電圧Ｅｓｌのうちゼロに近い所
定の範囲の電圧をゼロ値にクリップしてゼロ点付近での
出力の揺動を抑圧する。

ゼロクリップ回路Ｊ５は、増幅器Ｑ４、この出力端と非
反転入力＠（十）との間に抵抗ＲＩＯとＲ１１で電圧分
圧して印加しヒステリシスを付与する分圧回路、絶対値
電圧ｌＥｓ１を反転入力端（−）に印加する抵抗Ｒ１２
、電源電圧−Ｖｓが抵抗Ｒ１３とＲ１４で分圧された分
圧電圧を入力端に印加してバイアス電圧を印加する抵抗
Ｒ１５などで構成され、出力端に絶対値電圧１Ｅｓｌを
ゼロサプレスするクリップ信号■０を得る。

絶対値電圧ＩＥＳ１は抵抗Ｒ１６を介してクリップ信号
ｖＯでその開閉か制御されるスイッチＳＷ１の一端に印
加され、その他端に得られる電圧はアナログ／デジタル
変換器１６でデジタル信号ＤＳＩに変換される。

このデジタル信号ＤＳＬは表示器１７に入力され、ここ
で圧力信号Ｓｐの瞬時値がアナログのセグメントバーグ
ラフとして表示される。

］８はデユティ５０％のクロック信号ＣＬＫを発生ずる
りロック発生器であり、このクロック信号ＣＬ　Ｋはパ
ルス発生器１つのクロック＠ＣＩ−に入力されてここで
このタロツク信号ＣＬ　Ｋに同期した幅の狭いパルスＰ
１を発生する。このパルスＰ１はパルス発生器１つのホ
ールド端Ｈに印加される比較信号ＣＯの論理レベルによ
りその送出が制御される。

２０はアナログ／デジタル変換器であり、パルスＰ１が
入力されることによりアナログ／デジタル変換か開始さ
れ、入力されないときはその出力をホールドする。その
変換の時間は抵抗Ｒ］、　７とコンデンサＣ３で決まる
内部クロックで決定される。また、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０
により電圧を分圧してアナログ／デジタル変換器２０に
入力することによりアナログ／デジタル変換のスパン設
定かなされる。

ピークホールド動作が必要なのは正の電気信号Ｅｓのと
きであるので２アナログ／デジタル変換は極性判別回路
１３で電気信号Ｅｓのうち正電圧＋Ｅｓ−のみを分離し
、この正電圧−１−Ｅｓ−を抵抗Ｒ２１を介してアナロ
グ／デジタル変換器２０に印加している。この場合でも
ゼロクリップ動作が必要であるので、この正電圧子Ｅｓ
−を電界効果１ヘランジスタＱ５を介して基準電位点に
落とし、この電界効果トランジスタＱ５のゲートにゼロ
クリップ回路１５から出力されるクリップ信号ＶＯを抵
抗Ｒ２２を介して印加することによりゼロクリップをす
る。

しかし、電気信号Ｅｓが負のときはピークホルト動作は
必要がないが、その値を瞬時データとして出力する。こ
の瞬時データもゼロクリップする必要かあるので、負電
圧−Ｅｓ−を抵抗Ｒ２３と電界効果１−ランジスタＱ６
を介して基準電位点に落とし、この電界効果トランジス
タＱ６のゲトにゼロクリップ回路１５から出力されるク
リソ１ ２ プ信号■Ｏを抵抗Ｒ２４を介して印加する二ンによりゼ
ロクリップを行う。

アナログ／デジタル変換器２０は、変換されたデジタル
信号を抵抗Ｒ２５〜Ｒ３０を介して出力端と入力端との
間に抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ４の並列回路が接続され
た増幅器Ｑ７の入力端に印加し、これによりデジタル／
アナログ変換がなされる。換言すれば、抵抗Ｒ２５〜Ｒ
３０と増幅器Ｑ７などでデジタル／アナログ変換器２１
を構成している。

また、この増幅器Ｑ７の入力端にはゼロクリップかされ
た負電圧−Ｅｓ−がピークホールドのオン／オフを操作
するスイッチＳＷ２と抵抗Ｒ３２を介して印加され負の
電気信号が出力される。

増幅器Ｑ７の出力信号Ｖ　Ｈと電気信号Ｅｓとはそれぞ
れ抵抗Ｒ３３、Ｒ３４を介してその入出力端にダイオー
ドＤ３か接続された比較器２２の入力端に印加され、こ
の出力端に得られる比較信号ＣＯはスイッチＳＷ３を介
して抵抗Ｒ３５でプルアップされたパルス発生器１つの
ホールド端Ｈに印加されている。

ピークホールドのオン／オフを操作する際に、このスイ
ッチＳＷ３はスイッチＳＷ２と連動して動作する。

増幅器Ｑ７の出力端に得られる出方信号Ｖｌ−ｒはアナ
ログ／デジタル変換器２３を介してデジタル表示器２４
に出力され、同時に出方信号Ｖ　Ｈの符号もアナログ／
デジタル変換器２３がらＳＧとしてデジタル表示器２４
に出力される。

次に、本実施例の要部であるピークホールド機能の動作
について第２図に示す波形図を用いて説明する。

第２図（イ）はクロック信−ＱｃＬＫの波形、第２図（
ロ）はパルスＰ１の波形、第２図（ハ）は比較器りＣＯ
の波形である。

クロック発生器１８はクロック信号ＣＬ　Ｋを発生しこ
れをパルス発生器１つのクロック端ＣＬに印加する。ホ
ールド端）−Ｉが比較信号ｃｏによりハイレベル（第２
図（ハ））に維持されている間は、パルス発生器１９は
第２図（０）に示すようにパルスＰ】をアナログ／デジ
タル変換器２０に出力し続ける。

アナログ／デジタル変換器２ｏはこのパルスＰ１が入力
されるたびに抵抗Ｒ２１を介して入力される正電圧子Ｅ
ｓ″をデジタル変換して抵抗Ｒ２５〜Ｒ３０と増幅器Ｑ
７を介してその出力端に出力信号Ｖ　Ｈを出力する。

比較器２２はこの出力信号Ｖ　Ｉ−１と入力信号である
電気信号Ｅｓとを比較し、出力信号ＶＨか電気信号Ｅｓ
に対して小さいときは比較信号ＣＯをハイレベルに保持
して前述の様に正電圧＋Ｅｓ−をデジタル変換して出力
する。逆に、出力信号ＶＨか電気信号Ｅｓに対して大き
いときは比較信号ＣＯをローレベルに保持してホールド
状態とするので、パルス発生器１つはパルスＰ１を発生
せず（第２図（ロ））、このためアナログ／デジタル変
換器２０はアナログ／デジタル変換することなく前の値
をホールドする。

このホールドされた電圧はアナログ／デジタル変換器２
３を介してデジタル表示器２４にデジタル表示される。

したがって、出力信号Ｖ　Ｈと入力された電気信号Ｅｓ
は比較器２２で比較され、ＶＨ＞Ｅｓの関係が満たされ
るときにアナログ／デジタル変換器２０でホールドされ
るので、常に圧力信号ＳＰのピーク値かデジタル表示器
２４に表示される。

なお、電界効果トランジスタＱ５、Ｑ６の作用により、
ゼロ近傍の所定範囲は第３図（イ）に示すように抑圧さ
れ、エンジンがかかっていないのに出力信号か出るのを
防いだ形でデジタル表示器２４に表示される。

また、ピークホールドは過給圧か正の領域ＳＰだけ行わ
れ、負の領域ＳＮては行われない。さらに、アナログの
出力は絶対値か演算されて出力されるので第３図（ロ）
に示す形で表示器１７で表示される。しかし、正の領域
だけ表示するようにしても良い。

第４図は第１図に示す過給圧針の外観を示したものであ
り、ここにはアナログの表示器１７、デジタルの表示器
２４、ピークホールド値を指示さ５ ６ せるか否かの選択を行うスイッチＳＷ２／ＳＷ３などか
表面に配置されている。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明は、
最大の過給圧をデジタル値て正確に読みとることが出来
る上にデジタル値でピークホールドを実行するのでホー
ルド時間に制限のないホルトか可能であり、また瞬時情
報はアナログのバクラフ表示で読み取るので視認性が良
い。

さらに、ゼロクリップ回路を設けているのでエンジンか
かかっていないのにゼロ気圧付近で出力がフラッフのを
防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図は
第１図に示す全体構成のうちその要部の動作を説明する
波形図、第３図は第１図に示す表示器で表示される範囲
を示す特性図、第４図は第１図に示す実施例の全体の外
観を示す外形図である。 １０・・・圧力センサ、１１・・・レベル変換回路、１
２・・・絶対値回路、１５・・・ゼロクリップ回路、１
７・・・表示器、１８・・・クロック発生器、１９・・
・パルス発生器、２０・・・アナログ／デジタル変換器
、２１・・デジタル／アナログ変換器、２２・・・比較
器、２４・・・デジタル表示器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力信号を基準電位に対して正負に変化する電気
   信号に変換するレベル変換手段と、この電気信号の絶対
   値を演算して絶対値信号を出力する絶対値回路と、この
   絶対値信号のゼロ点を中心とした所定範囲の出力をゼロ
   クリップしてクリップ信号を出力するゼロクリップ手段
   と、前記絶対値信号がこのクリップ信号で制御された第
   １スイッチを介して入力されこれを第１デジタル信号に
   変換する第１アナログ／デジタル変換手段と、この第１
   デジタル信号を用いてアナログ表示をする瞬時表示手段
   と、前記電気信号を第２デジタル信号に変換する第２ア
   ナログ／デジタル変換手段と、この第２デジタル信号を
   アナログ出力に変換するアナログ変換手段と、このアナ
   ログ出力と前記電気信号とを比較してこの電気信号が大
   きいときに前記第２アナログ／デジタル変換手段をホー
   ルド状態にする比較信号を出力する比較手段と、このホ
   ールド状態の前記アナログ出力を第３デジタル信号に変
   換する第３アナログ／デジタル変換手段と、この第３デ
   ジタル信号を用いてデジタル表示をするピークデジタル
   表示手段とを具備することを特徴とする電子式過給圧計
   。
2. （２）電気信号を第２デジタル信号に変換する第２アナ
   ログ／デジタル変換手段と、この第２デジタル信号をア
   ナログ出力に変換するアナログ変換手段と、このアナロ
   グ出力と前記電気信号とを比較してこの電気信号が大き
   いときに前記第２アナログ／デジタル変換手段をホール
   ド状態にする比較信号を出力する比較手段とを具備した
   ことを特徴とするピークホールド回路。