JPH0340326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、測定量の変化をデジタル的に検出表
示する装置、たとえば自動車用の燃料残量表示装
置に適用され、走行中の車体振動に伴う液面変動
に起因した表示値のチラツキを防止し、応答性の
良好な電子表示を得ることを目的とするものであ
る。

一般に測定量が外的要因により不規則に変動す
るもの、たとえば燃料タンク内の燃料残量を電気
的に検出して表示するものとしては、一つに燃料
供給経路に流量センサを配設し、タンクからの所
定燃料量の流出毎にパルス信号を発生させ、これ
を計数器に入力して初期燃料量から減算表示する
方法があり、車体揺れに伴う液面変動によるチラ
ツキもなく比較的高精度の残量表示が可能であ
る。しかるに、上記検出方法によれば、流量セン
サの検出誤差が累積されるために、上記センサ自
体に極めて高精度のものを必要とするだけでな
く、初期燃料量の設定、たとえば給油後における
燃料残量＋給油量の設定には給油設備の給油量表
示精度や人的要素が大きく影響するため、正確な
初期値を得るうえで極めて困難なものとなつてい
る。

また、タンク内にフロートおよび摺動抵抗によ
るユニツトを配設し、フロートの液面変動に伴う
上下動によつて抵抗値を変化させ、電気的分圧レ
ベルの変動を検出して燃料残量を直接得る方法が
あり、上記分圧レベルをＡ−Ｄ変換することによ
つてデジタル表示をも可能とするものであるが、
車体揺れに伴う液面の変動をたゞちに分圧レベル
の変動として検出してしまうため、表示値のチラ
ツキ現象を生じ易いといつた欠点を有している。
さらに、車輛の走行速度をデジタル的あるいは電
子アナログ的に表示しようとする場合、車輛ある
いはトランスミツシヨンにおける軸回転数に相応
した周波数信号を出力し、所定周期毎に上記出力
信号をカウントしてこの速度データを表示器に転
送する機構が一般的であるが、車輪の回転は走行
路面の凹凸状態等によつて頻繁にかつ不規則に変
化し、当然ながらこれにより出力周波数も微少な
変化を呈することになり、表示器におけるデジタ
ル表示値に極めて読み取りずらいチラツキ現象を
生ずる結果となつている。

従来では、外的要因に伴う上記表示値のチラツ
キを防止する手段として、現表示値に対応する表
示データとセンサ出力によるサンプリングデータ
との大小関係が一定時間以上続いたときに、測定
量の正常な変化として表示値を更新する方式が提
案されており、これによつて表示値の頻繁な変動
は防止し得るものゝ、測定量の正常な変化に対す
る応答性に問題が生じてくる。すなわち、上記表
示データとサンプリングデータとの大小関係を判
定する所定期間内に１回でも上記大小関係の反転
したサンプリングデータが入力された場合には、
測定量の正常な変化に相応するサンプリングデー
タの変化にもかゝわらず、外的要因による極めて
瞬間的な変動に起因したデータの反転で表示値を
更新し得ないという不具合がある。

本発明は、燃料残量等の測定量に相応したデジ
タル信号を所定周期でサンプリングする検出部
と、表示器における現表示値に対応した表示デー
タとセンサ出力におけるサンプリングデータとの
差異もしくは差異に対応した正負符号を含む数値
として出力する計数部と、上記正負符号を含む数
値を累積加算する計数部と、この累積値が所定値
に達したとき上記表示値を更新する判定部とから
構成することにより、外部要因による測定量の変
動に起因したチラツキ表示を防止し、かつ測定量
の正常な増減変化に対する応答性の良好な表示装
置を供与せんとするものである。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を詳
述する。

第１図は、本願装置を自動車用の燃料残量表示
に適用した場合の一実施例を示す回路構成図であ
る。同図において燃料センサ１はたとえばフロー
トの上下動に伴う抵抗値変化に相当した電圧レベ
ルを出力するもので、これにより得られる燃料残
量に相応したアナログ信号はＡ−Ｄ変換器２にお
いて所定のサンプリング周期でデジタル信号に変
換される。上記燃料センサ１とＡ−Ｄ変換器２と
ともに検出部を構成するラツチ回路３では、液面
変動で逐次変化するデジタル信号を上記所定周期
で更新保持し、デジタル比較器４にデータ出力す
る。デジタル比較器４は、デコーダドライバを含
んで構成されるデジタル表示器５へ表示データを
供給するラツチ回路６に接続され、表示データを
保持するラツチ回路６の現保持データと、上記ラ
ツチ回路３のサンプリングデータとを比較し、表
示データの大小の差（正負符号を含む）を計数部
としてのアツプダウンカウンタ７に転送する。ア
ツプダウンカウンタ７における加算結果は逐次デ
ジタル比較器８に供給され、この比較器８ととも
に判定部を構成するメモリ９にあらかじめ記憶さ
せてある所定値との比較を行ない、上記所定値に
達したときラツチ回路６の表示データを更新する
とともにアツプダウンカウンタ７をクリアするよ
う構成している。Ｔは時間信号発生回路であり、
上記アツプダウンカウンタ７の累積加算値が所定
時間内にメモリ９の所定値に達しないときアツプ
ダウンカウンタ７をクリアし、長時間にわたる累
積加算の結果、上記所定値に達して表示器５の表
示値が更新されるのを防止するものである。詳細
には上記時間信号発生回路Ｔは、クロツクパルス
発生器１０と、カウンタ１１およびあらかじめ所
定時間に対応する所定値を記憶せしめたメモリ１
３と、上記カウンタ１１の時間データがメモリ１
３の所定値に達したときアツプダウンカウンタ７
およびカウンタ１１にクリア信号を出力するデジ
タル比較器１２とから構成される。従つて、アツ
プダウンカウンタ７は上記メモリ１３に記憶せし
めた所定周期でクリアされ、各期間毎にデジタル
比較器４におけるサンプリングデータと表示デー
タとの差を加算し、上記期間内において累積加算
値がメモリ９の所定値に達したときのみデジタル
比較器８からラツチ回路６へデータが転送され、
ラツチ回路６の表示データを更新させるよう動作
する。

次に、液面の変動に伴う上記回路の作動を第２
図に示すフローチヤートに沿つて説明する。

いま、自動車運転席前部のメインスイツチを閉
成したとすると各回路に電圧が供給されて稼動状
態となり、燃料残量の測定が開始される。ステツ
プ１からステツプ３までに実行される処理は、メ
インスイツチ閉成時に燃料残量に相当するデジタ
ル信号をサンプリングしたラツチ回路３における
初期データをラツチ回路６に転送し、その後のサ
ンプリングデータNnとの比較対象となる表示デ
ータNoを設定するものであり、同時に表示器５
には検出した燃料残量がデジタル表示される。

ステツプ５，６は、上記ラツチ回路６に初期値
となる表示データNoが保持された後、継続して
測定される燃料残量に相応したアナログ信号をＡ
−Ｄ変換器２にてデジタル信号に変換し、ラツチ
回路３にサンプリングデータNnとして保持され
るプロセスを示し、上記サンプリングデータNn
はデジタル比較器４に出力され、ステツプ１〜３
でラツチ回路６に保持された表示データNoと比
較される（ステツプ７）。この間、時間信号発生
回路Ｔにおいてクロツクパルス発生器１０からの
クロツクパルスをカウンタ１１にてカウントする
計時動作が行なわれるが、上述したサンプリング
比較動作の前処理としてステツプ４における時間
判定が実行される。すなわち、カウンタ１１にお
いて計時された時間データｔがメモリ１３にあら
かじめ記憶せしめた所定時間に対応する所定値to
に達したか否かを比較器１２にて判定するとゝも
に、toに達した場合にはアツプダウンカウンタ７
およびカウンタ１１をクリアするステツプ11，12
に移行し、toに達しない所定時間内の場合には上
述したサンプリング比較動作を実行するステツプ
５，６，７に移行するものであり、アツプダウン
カウンタ７およびカウンタ１１のクリア後には継
続して計時動作がなされ、上記同様の時間判定が
繰り返されることになる。

表示データNoとサンプリングデータNnとの比
較判定をなすステツプ７において、液面に変動が
ない場合には表示データNo＝サンプリングデー
タNnとなるから次処理はステツプ４に移行し、
その後液面の変動が検出されるまでこのルーチン
による処理を繰り返す。

自動車の走行に伴い、車体揺れによる液面変動
が生じた場合の処理は以下のようになる。

すなわち、液面の高さは上記ラツチ回路６の表
示データNoに相当するレベルをほゞ基準として
車体の揺れに応答する固有の振動特性で上下に変
動するため、燃料センサ１により出力される電圧
レベルもそれに応じて変化する。ラツチ回路３に
保持されるサンプリング周期は、上記液面変動に
よる出力電圧の変動速度に比して短く設定してあ
り、上記サンプリング周期毎に検出されるサンプ
リングデータNnの表示データNoに対する差が正
負符号を含んでアツプダウンカウンタ７に加算さ
れる。

いま、第３図ａに示す液面変動の過程におい
て、表示データNoに相当する液位Hoからの上昇
期間ａを想定すると、燃料センサ１により測定さ
れるアナログ出力が液面の変動に応じて上昇し、
Ａ−Ｄ変換器２でデジタル信号に変換したのち、
サンプリング周期毎のサンプリングデータNnの
変化としてラツチ回路３に更新保持される。この
サンプリングデータNnはデジタル比較器４にて
ラツチ回路６の表示データNoと比較され（ステ
ツプ７）、その差が正負符号を含んでアツプダウ
ンカウンタ７に転送される。上記転送データはア
ツプダウンカウンタ７にて累積加算され（ステツ
プ８）、この加算内容の絶対値がメモリ９にあら
かじめ記憶させてある所定値Ｎに達したか否かを
デジタル比較器８にて判定する（ステツプ９）。
この段階では所定値Ｎに達してないため、次処理
はステツプ４に移行し、以降液面変動の上昇期間
ａにおいて同様のサンプリングおよび比較判定が
繰り返される。

上記上昇期間ａにおけるサンプリングデータ
Nnは全て表示データNoに対して正の増加量を有
するため、アツプダウンカウンタ７の内容は累積
加算されて同図ａの実線ｎに示すごとく増加する
が、メモリ９に記憶せしめた所定値Ｎをあらかじ
め液面変動の一周期における累積増加量あるいは
減少量に比して大きく設定しておけば、これによ
り表示データNoの更新がなされることはない。

以上の動作は液面変動過程における液位Hoか
らの下降期間ｂにおいても同様になされる。すな
わち、上記下降期間ｂにおけるサンプリングデー
タNnは常に表示データNoに対して負の減少量を
有するため、デジタル比較器４から転送される上
記データNo，Nnの差は負の符号を有してアツプ
ダウンカウンタ７に加算される。従つて、上昇期
間ａにおいて累積加算されたアツプダウンカウン
タ７の内容は同期間ｂにおいて次第に減少し、各
上昇、下降期間および上昇、下降量に応じた差異
分の値となる。

以上の動作は、車体揺れに伴う液面変動時に、
ステツプ４からステツプ９へのルーチンで繰り返
され、第３図ａの実線ｎに示すように比較的広範
囲の振動域の変化にもアツプダウンカウンタ７の
内容をメモリ９の所定値Ｎ以下に押えることがで
き、この間の表示データNoの更新すなわち液面
変動に伴う表示値のチラツキもなく安定した表示
が得られることになる。

次に、液面変動のない状態で、燃料消費による
残量の減少時における動作を第３図ｂを併用して
説明する。

自動車の走行に伴う燃料の消費で、初期の表示
データNoに相当する液位Hoから液位Hlに減少
したとすれば、デジタル比較器４から転送される
表示データNoに対するサンプリングデータNnの
差は常に負の値となり、アツプダウンカウンタ７
での加算内容はサンプリング周期で急速に減少
し、ついにはメモリ９の所定値Ｎに達することに
なる（ステツプ９）。従つて、ステツプ４からス
テツプ９において表示データNoの状態で繰り返
されたサンプリング比較動作は、液位減少に伴う
表示値の更新処理（ステツプ10）に移行し、ラツ
チ回路６の表示データNoをデジタル表示器５の
表示単位に相当する減少分を有して更新するとゝ
もに、アツプダウンカウンタ７およびカウンタ１
１をクリアするステツプ11，12を実行し、再び上
記更新された表示データNoを基準としてステツ
プ４からのサンプリング比較動作を繰り返すこと
になる。

また、上記動作は液面変動のない状態での液位
HoからHlへの段階的な変化を想定した場合の基
本的な流れを説明しているものであり、実際には
液面変動を伴う緩かな燃料残量の減少が一般的で
あるが、本願装置によれば液面変動の平均位を上
述したようなアツプダウンカウンタ７におけるカ
ウント内容の増減および累積値により測定し得る
ため、表示値のチラツキもなく燃料残量の変化を
極めて正確に表示することができる。

第３図ｃは、液面変動状態から表示データNo
に相当する液位Hoに安定した場合のアツプダウ
ンカウンタ７における処理状態を示すものであ
る。振動期間Ａにおけるアツプダウンカウンタ７
の累積値は、液面の変動幅が常に液位Hoに対し
て対称に生ずるものではないため、正あるいは負
の値として残留することが多く、安定状態Ｂを介
して再び変動状態Ａに移行したときの上記残留値
の累積による更新表示の可能性があり、この誤表
示を防止する処理がステツプ４にて実行される。

すなわち、時間信号発生回路Ｔにおいては、前
述したサンプリング比較動作の間にも継続して計
時動作がなされ、メモリ１３に記憶した所定時間
毎にアツプダウンカウンタ７のクリア動作が繰り
返されており、第３図ｃのように変動状態Ａから
安定状態Ｂに移行した場合にも、アツプダウンカ
ウンタ７における残留値は上記メモリ１３の所定
時間経過後にクリアされ、その後の変動に伴う累
積加算による誤つた更新表示を確実に防止するこ
とが可能となる。

以上のクリア動作は、第３図ｂに示す正常な液
面液面変位の際にも同様に繰り返されるものであ
り、アツプダウンカウンタ７の加算値が更新表示
に至る所定値Ｎに達する前に上記クリア動作がな
されると、液面変位に相応した更新表示が実行さ
れず正確な燃料残量表示がなされないといつた惧
れがあり、こうした誤動作を防止するためには、
表示データNoに対するサンプリングデータNnの
差異がある程度の大きさ（表示器５における最小
表示単位の変化に支障を与えない程度）を有した
ときはじめてアツプダウンカウンタ７へ転送する
べく条件設定するとゝもに、時間信号発生回路Ｔ
のメモリ１３に記憶せしめる所定時間に相応する
値toをアツプダウンカウンタ７における累積加算
値が所定値Ｎに達するに要する時間（動作上サン
プリング周期の選定により短くし得る）に比して
長く設定することが望ましい。

以上のプロセスによつて液面の状態が多様にま
た頻繁に変化したとしても、本願装置によれば極
めて安定した燃料残量表示を行なうことができ、
液面の一時的な異常変動を吸収して応答性の良好
な表示を可能とするものである。

なお、上述した実施例では表示データNoとサ
ンプリングデータNnとの差をそのまゝアツプダ
ウンカウンタ７にて加算処理していたが、たとえ
ば表示データNoに対するサンプリングデータNn
の液面変動に伴う正負を判定し、各正負条件に対
応する正負符号を含む所定の数値たとえば「＋
１」もしくは「−１」をアツプダウンカウンタ７
にて加算するようにすれば、変動が急激で変動幅
となる差異値そのものがきわめて大きくなる場合
のアツプダウンカウンタ７加算値急増による不規
則な表示値の更新動作を防ぐことができる。

また、第４図は液面状態が変動、安定を繰り返
すような条件下で、アツプダウンカウンタ７にお
ける残留値の累積加算による誤つた表示更新を防
止するための第２の実施例を示す回路構成図であ
る。同回路における誤表示防止処理は、第１図に
示した実施例が時間信号発生回路Ｔからの所定周
期のクリア信号により行なうのに対し、液面変動
時における最終サンプリングデータNnと表示デ
ータNoとの差異を別途メモリに記憶させておき、
安定状態に移行した後はアツプダウンカウンタ７
の残留値から上記差異分をサンプリング周期で減
算することにより初期状態に復帰させる構成をと
るものである。

以下に同回路のサンプリング比較動作を説明す
るが、第１図と同様の働きを有する回路には同一
符号を付するものとし、時間信号発生回路Ｔに替
えてメモリ１４および符号比較器１５を、デジタ
ル比較器４とアツプダウンカウンタ７間に付加し
た構成としてある。

同回路における処理は第５図のフローチヤート
に示されるが、ステツプ１からステツプ６までの
サンプリング比較処理は、第２図のステツプ１か
らステツプ７におけるカウンタ１１内容の判定動
作を除けば全く同様に実行される。

こゝで、液面に変動がない場合、表示データ
NoとサンプリングデータNnは等しいから次処理
はステツプ12に移行する。すなわち、アツプダウ
ンカウンタ７に液面変動による表示データNoと
サンプリングデータNnとの差が入力されている
か否か、いゝかえればアツプダウンカウンタ７の
内容が０か正負の数値かを判定し、０の場合はス
テツプ４に、０でない場合はステツプ13に移行す
る。この場合、液面変動がなく、かつメインスイ
ツチ閉成時にアツプダウンカウンタ７がクリアさ
れているため、ステツプ４に移行し、その後液面
変動が検出されるまでこのルーチンによる処理を
繰り返す。

第３図ａに示すような液面に変動が生じた場合
の処理は、ステツプ７，８において表示データ
NoをサンプリングデータNnとの差を一旦メモリ
１４に記憶させてからアツプダウンカウンタ７に
加算する動作を除けば、第２図のステツプ８から
ステツプ11における処理と全く同様の内容で実行
される。

次に、液面が変動状態から安定状態に移行した
場合のアツプダウンカウンタ７における残留値を
減算し、累積加算による誤表示を防止するための
処理を第３図ｄを併用して以下に示す。

この処理はステツプ12におけるアツプダウンカ
ウンタ７の内容の判定と、ステツプ13における上
記カウンタ７およびメモリ１４のデータ符号の比
較と、ステツプ14におけるメモリ１４のデータ符
号の反転動作のルーチンで実行される。

すなわち、安定状態Ｂにおけるサンプリングデ
ータNnは液位Hoに相当する表示データNoに等
しいため、安定状態Ｂでの最初のサンプリング以
降の処理は、ステツプ６における比較後、アツプ
ダウンカウンタ７の内容を判定するステツプ12に
移行する。こゝで、アツプダウンカウンタ７の累
積値が正の値として残留していたとすれば、この
累積値が符号比較器１５に転送され、メモリ１４
に記憶された表示データNoに対するサンプリン
グデータNnの差との符号が比較される（ステツ
プ13）。この場合のメモリ１４に記憶されたデー
タは、振動期間Ａにおける最終サンプリングデー
タとの差であり、第３図ｄに示すような上昇変動
時における正の値であつたとすれば、アツプダウ
ンカウンタ７の正の残留値との比較によりメモリ
１４の記憶データの符号を反転（ステツプ14）し
たのち、このデータをアツプダウンカウンタ７に
加えるステツプ８に移行する。従つて、アツプダ
ウンカウンタ７における残留値はメモリ１４の記
憶データ分だけ減少し、デジタル比較器８でメモ
リ９の所定値Ｎとの比較がなされ、再び燃料セン
サ１からのサンプリングを行なうステツプ４が実
行される。その後は、安定状態Ｂによりサンプリ
ングデータNnが表示データNoと等しいため、ス
テツプ５，６から、ステツプ12，13に移行し、ア
ツプダウンカウンタ７の残留値とメモリ１４のデ
ータとの符号が比較される。メモリ１４のデータ
符号は、ステツプ14での反転処理によつてアツプ
ダウンカウンタ７の残留値と異なるため、ステツ
プ８におけるアツプダウンカウンタ７への加算動
作が実行され、以降アツプダウンカウンタ７の内
容が０になるまで同様のルーチンで繰り返される
ことになる。

以上の実施例からも明らかなように、本願装置
は表示データNoに対するサンプリングデータNn
の正負符号を含んだ差を逐次検出して累積加算せ
しめ、この加算値があらかじめ定めた所定量に達
したときはじめて表示データNoを更新するよう
に構成したゝめ、外的要因による測定量の不規則
な変動を吸収し得、これによる表示値のチラツキ
を防止し、極めて判読良好にして正確な測定表示
を可能とするものであり、かつ応答性に秀れた表
示装置を提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る表示装置の一実施例を示
す回路構成図、第２図は同回路におけるサンプリ
ング比較の作動プロセスを示すフローチヤート、
第３図は液面変動に伴うデータの加算状態を示す
動作説明図、第４図は本発明の他の実施例を示す
回路構成図、第５図は同回路の作動プロセスを示
すフローチヤートである。 １……燃料センサ、２……Ａ−Ｄ変換器、３，
６……ラツチ回路、４，８，１２……デジタル比
較器、５……デジタル表示器、７……アツプダウ
ンカウンタ、９，１３，１４……メモリ、１１…
…カウンタ、１５……符号比較器、Ｔ……時間信
号発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定周期毎に測定量の変位に相応したデジタ
   ル信号としてのサンプリングデータを出力する検
   出部と、表示器における現表示値に対応する表示
   データと上記サンプリングデータとの大小差異を
   比較し、この正負符号を含む差異もしくはこの差
   異の正負に対応した正負符号を含む所定の値とし
   て出力する比較部と、上記正負符号を含む差異も
   しくは所定の値を累積加算する計数部と、この計
   数部における累積加算値があらかじめ設定した所
   定範囲を越えたか否かを判定し、上記所定範囲を
   越えたときに上記表示データを更新する判定部と
   からなる表示装置。