JPH0697176B2

JPH0697176B2 - コイル式ゲ−ジを用いた変位量表示装置

Info

Publication number: JPH0697176B2
Application number: JP61300726A
Authority: JP
Inventors: 光弘齋藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: US4799047A; JPS63151823A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は変位量が検出される被検出部分の変位レベルに
応じて抵抗値が変化するセンサ用抵抗を有し、このセン
サ用抵抗の抵抗値変化によって複数のコイルに流れる電
流分布を変化させて、この電流分布が作り出す磁界によ
って指針を駆動し、この指針によって前述の電位レベル
を表示するコイル式ゲージを用いた電位量表示装置に関
するものであり、例えば、自動車の燃料液面の表示装置
に使用されるものである。

〔従来の技術〕

従来、機械的な変位を検出するために、この変位量に基
づいて可変抵抗器を操作し、この可変抵抗器の抵抗値変
化に基づいて、ゲージの指針を移動させて変位量を表示
する表示装置が一般的に使用されていが、変位量が急激
に変動すると指針が大きく振動し、この指針の動きをみ
る観測者に不快感を与えたり、変位量を正しく認識しに
くくするという問題点があった。

例えば、車両の燃料タンク内の液面レベルを表示する表
示装置においては、車両走行中の車両振動に基づいて液
面が激しく振動することがあるが、このような場合に液
面レベルを表示する指針が大きく変動すると、車両の運
転者に不快感を与える結果となったり、正確な燃料残存
量を把握しにくくしていた。このため、種々の装置が開
発されており、例えばセンサとこのセンサからの信号を
表示する表示部分との間に、遅延回路を設け、かつこの
遅延回路の遅延作動の大きさを選択的に切り換えて、車
両走行時等、比較的大きな液面変動がある場合には大き
な遅延作動を与えて、急激な液面変動よって指針が振動
しないようにした装置が開発されている。例えば、実公
昭59−37699号公報には、第10図に示した回路が記載さ
れており、液面レベルセンサ71からの信号がディレイ回
路74を介して増巾器73に伝えられ、この増巾器で信号を
増巾して電流計型のメータ72が駆動されるようになって
いるものである。そして、キースイッチ２からの信号に
よって、液面レベルセンサ71から信号が出されると、そ
の時から所定時間の間、プリセット回路75はディレイ回
路74の遅延作動を小さくし、これにより液面レベルセン
サがとらえた液面レベルを素早くメータ72に伝達して表
示させ、一方、キースイッチ２が投入されてから所定時
間経過した後の液面レベルが比較的振動しやすい状態の
場合には、プリセット回路75はディレイ回路74の遅延作
動を大きくして、液面レベルが急激に変動してもメータ
72がそれに追従して急激に指針が動かないようにしたも
のが考えられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この回路は基本的には液面レベルセンサとメー
タとの間に遅延回路を設けてこの遅延回路の遅延作動を
切り換えるものである。よって、メータが液面レベル
を、液面レベルセンサからの信号に基づいて速やかに表
示したい場合でも、ある程度の遅延が作用することは避
けがたく、例えばキースイッチを投入した直後、すぐに
その時点のガソリンタンク内の液面レベルを表示するこ
とができなかった。すなわち、このような場合でもある
程度の遅延作動が行われうる回路構成しか構成し得なか
ったのである。すなわち、遅延回路の遅延時間を切り換
える構成では、遅延回路内のコンデンサの充電を急速充
電から緩慢な充電に切り換える構成をとるものである
が、急速充電といえどもある程度の時間を必要とし、充
電時間を極端に大きくすることは、回路の大型化を伴
い、不可能である。よって、急速充電が行われ、遅延回
路の遅延作動が小さい時といえども、ある程度の遅延作
動がかかってしまい、液面レベルセンサの信号を速やか
にメータにて表示することが困難となるのである。もう
一つの問題点は、このような回路構成では遅延回路が必
要とされない場合には、単に遅延回路を除去したのでは
メータが全く作動しなくなってしまうという点である。
すなわち、例えば車両の燃料液面表示装置では、車両の
グレードによって上述のような遅延回路を必要としない
安価なタイプのものも望まれる。このような場合、遅延
回路を単に除去したのでは、液面レベルセンサと増巾器
およびメータとの間の配線関係が除去されてしまい、表
示装置としては不完全な構成となって作動しない。した
がって、遅延回路が設けられたグレードの高い表示装置
と遅延回路が除去されたグレードの低い表示装置とは、
別個に製造する必要があり、簡単に一方から他方へ、他
方から一方へと回路構成を変更して、車両の仕様に合っ
た表示装置を最終的に構成するというわけにはいかず、
それぞれ専用の製造ラインを要するという問題点があっ
た。

したがって本発明は、被検出部分の変位レベルに応じて
ただちに指針を移動させて、その変位レベルを表示した
い場合には不要な遅延作動を働かせないで速やかに表示
し、この結果、表示装置を目視する者に対して、速やか
に被検出部分の変位量を認識させることができ、かつ被
検出部分の変位量が短時間のうちに大きく外乱によって
変動した場合には、その変動をただちに指針に伝えず、
指針の触れを少なくして、表示装置を目視する観察者が
不快な思いをしたり、正確に被検出部分の変位量を把握
しにくくなるといった弊害を除去することのできるコイ
ル式ゲージを用いた変位量表示装置を提供することを目
的とするものである。

〔発明の構成〕

このために本発明は、基本的には変位量が検出される被
検出部分の変位レベルに応じて抵抗値が変化するセンサ
用抵抗の抵抗値変化によって、複数のコイルに流れる電
流分布が変化し、この電流分布の変化によって指針を駆
動し、変位レベルを指針の変位位置で表示する表示装置
を用いるものである。

そして、センサ用抵抗はブリッジを構成する四辺のうち
一辺に設けられ、他の三辺にそれぞれ複数のコイルと抵
抗要素が接続され、センサ用抵抗の抵抗値の変化によっ
て複数のコイルが形成する合成磁界の向きを変化させる
ことにより指針を駆動し、前記被検出部分の変位レベル
を表示するコイル式ゲージ回路（70）を有する。そし
て、このコイル式ゲージ回路のセンサ用抵抗（Ｒ_Ｓ）の
一端の電圧を検出し、この電圧と実質的に同電圧となる
ようにコンデンサ（C₁）を第１と第２の時定数で充電す
る電位追従回路（40）を有する。また、コイル式ゲージ
回路に電源を接続するスイッチ手段（２）が投入されて
からの時間を計測し、前記スイッチ手段（２）投入後、
所定時間までは電位追従回路に信号を与えて、第１の時
定数で急速にコンデンサを充電させ、所定時間経過後は
第２の時定数でコンデンサを緩やかに充電するタイマー
回路（50）を有する。

また、コイル式ゲージ回路（70）のセンサ用抵抗の一端
の電圧（VR_Ｓ）と電位追従回路のコンデンサの一端の電
圧とが導かれる回路を有し、この回路は両電圧を比較し
て、コイル式ゲージ回路のセンサ用抵抗の一端の電圧が
急激に大きく変動したかどうかを検出する外乱検出回路
（60）を構成している。さらに、この外乱検出回路から
の信号によって制御され、コイル式ゲージ回路のセンサ
用抵抗の一端の電圧の急激な大変動を抑えるように、コ
イル式ゲージ回路に電流を流し込むか、またはコイル式
ゲージ回路からの電流を放出させ、前記センサ用抵抗の
一端の電位を強制的に増減させる電位増減回路（80）を
有するものである。

〔作用〕

以上の構成により、電位増減回路（80）がコイル式ゲー
ジ回路（70）に対して信号を提供しないときは、コイル
式ゲージ回路はセンサ用抵抗の抵抗値の変化からただち
にコイルの電流分布が決定されて、ある方向の合成磁界
を発生し、これにより速やかにセンサ用抵抗が把握した
被検出部分の変位量を表示することができる。したがっ
て、このコイル式ゲージ回路に電源を供給するスイッチ
手段（２）が投入された時に、ただちにその時点の被検
出部分の変位量を把握することができ、時間遅れがない
ため表示装置の観察者に不快感を与えることがない。ま
た、コイル式ゲージ回路のセンサ用抵抗の一端の電圧
は、電位追従回路（40）によってモニタされ、この電位
追従回路（40）内のコンデンサの充電電圧がセンサ用抵
抗の一端の電圧と等しくなるように充電放電を制御する
電位追従回路が設けられている。そして、この電位追従
回路内のコンデンサ（C₁）の充電を急速充電とするか、
緩やかな充電とするかを制御するタイマー回路（50）が
設けられている。このタイマー回路はスイッチ手段
（２）が投入されてから所定時間の間は急速充電を可能
とし、コンデンサ（C₁）が素早くセンサ用抵抗の一端の
電圧に近づくことを可能としたものである。また、所定
時間が経過すると、コンデンサ（C₁）の充電は緩慢なも
のとなる。したがって、センサ用抵抗の抵抗値が外乱に
よって、例えば液面表示装置の場合には、振動等によっ
て液面が急激に動いた場合の抵抗値変化によって、セン
サ用抵抗の一端の電圧が急激に大変動しても、電位追従
回路（40）内のコンデンサ（C₁）の一端の電圧は急激に
は変化しないで緩やかにセンサ用抵抗の一端の電圧と等
しくなるように作動する。したがって、このコンデンサ
の一端の電圧とコイル式ゲージ回路内のセンサ用抵抗の
一端の電圧とを比較することによって、センサ用抵抗に
表れる大きな外乱の有無を判別することが可能になる。
すなわち、コンデンサ（C₁）の充電電圧に対して、セン
サ用抵抗の一端の電圧が大きく移動した場合には、被検
出部分に何らかの外乱が働いて、急激にセンサ用抵抗の
抵抗値が変動した場合と判断できる。この場合には、外
乱有と判断し、この外乱検出のために外乱検出回路（6
0）が設けられている。よって、外乱検出回路（60）が
外乱有と判断した場合には、この外乱によるコイル式ゲ
ージ回路のセンサ用抵抗の一端の電圧の急激な大変動を
補正すべく、電位増減回路が作動する。そして、この電
位増減回路は、コイル式ゲージ回路から電流を放出させ
るか、あるいはコイル式ゲージ回路に外部から電流を流
し込んで、センサ用抵抗の一端の電圧を補正し、コイル
式ゲージの指針が外乱によって急激に大きく振動するこ
とを防止するようにしたものである。すなわち本発明
は、電位増減回路（80）が作動していない時は通常のコ
イル式ゲージ回路として作動し、速やかにセンサ用抵抗
が検出した変位量を表示することができるものである
が、外乱が発生した場合には、この外乱による指針の大
変動を抑制すべく、電位増減回路が作動するものであ
る。したがって電位増減回路が作動するのは、外乱が発
生した時だけであり、通常時は作動しないので、電位増
減回路の消費電力は極めて小さなものとすることができ
る。また、電位増減回路が作動していない時は、コイル
式ゲージ回路は何ら遅延作動をすることなく、速やかに
被検出部分の変位量を表示することが可能になる。さら
に、電位増減回路と電位追従回路とタイマー回路と外乱
検出回路とを取り外せば、外乱に対して指針の変動を防
止する機能を有しないグレードの低いコイル式ゲージを
得ることができる。よって、本発明の機能を持ったグレ
ードの高いコイル式ゲージと、そのような機能を持たな
いグレードの低いコイル式ゲージとが回路の一部の脱着
によって簡単に切り換えて製造できる。

〔実施例〕

本発明装置の一実施例について説明する。

まずこの一実施例において使用するコイル式ゲージにつ
いて説明する。第１図（ｂ）はコイル式ゲージの基本的
な回路図であり、１はバッテリ、２は車両のキースイッ
チである。R₀,R_Ｃは固定抵抗、Ｒ_Ａ,R_ＢはコイルT₁ない
しT₄のそれぞれの抵抗である。すなわち、コイルT₃とT₄
の抵抗をＲ_Ｂ、コイルT₁とコイルT₂の抵抗をＲ_Ａで示し
ている。またI₁はコイルT₃,T₄を流れる電流、I₂はコイ
ルT₁、コイルT₂を流れる電流である。また、Ｒ_Ｓは液面
センサの抵抗であり、ガソリンタンク内のガソリンの液
面に応じて上下に変位するフロートによって駆動される
可変抵抗器よりなる周知のものである。

そして第１図（ｂ）のコイル式ゲージは、抵抗Ｒ_Ａ,
R_Ｂ,R_Ｃ,R_Ｓでブリッジを形成しており、センサの抵抗
Ｒ_Ｓの変化によって電流I₁,I₂の大きさが変わるように
なっている。

次に第２図ないし第５図はコイルに流れる電流I₁,I₂に
よって生じる磁界の向きを示している。第２図はコイル
T₁と電流I₂によって作られる磁界の向きを矢印T₁I₂で示
したものである。また、第３図はコイルT₂と電流I₂とで
作られる磁界の向きを矢印T₂I₂で示したものである。さ
らに第４図はコイルT₃と電流I₁とで作られる磁界の向き
を矢印T₃I₁で示したものである。さらに第５図は、コイ
ルT₄と電流I₁とで示される磁界の向き矢印T₄I₁で示した
ものである。このように、電流I₁,I₂が流れると、各コ
イルT₁ないしT₄はそれぞれ異なる方向に磁界を生じる。
これらの磁界を合成した合成磁界が、全体のコイルT₁な
いしT₄から生じることになる。そして、図示していない
が、この合成磁界によって、指針が結合されたマグネッ
トが回転し、合成磁界の方向と一致するように指針が移
動するようになっている。これを具体的に示したのが第
６図ないし第８図である。第６図はガソリンタンク内の
燃料の残量が実質的に空の状態を示し、第１図（ｂ）に
おけるセンサの抵抗Ｒ_Ｓの値が大きい状態である。この
状態では、第１図（ｂ）から判明するごとく、抵抗Ｒ_Ｓ
が大きいので、電流I₂が大きくなり、電流I₂によって、
コイルT₁およびT₂から生じる磁界F₂が大きくなる。ま
た、F₁はコイルT₃,T₄に電流I₁が流れることによって形
成された磁界である。そして、合成磁界F₀は第６図の場
合、指針ｐがメータの左端に位置し、ガソリンの残量が
実質的に空の状態であることを示す。

次に、燃料タンク内にガソリンが入れられ、タンク内に
燃料がある程度溜まると、抵抗Ｒ_Ｓの値が小さくなり、
電流I₁と電流I₂とが実質的に等しい値となる。これよっ
て、電流I₂の作る合成磁界F₂と電流I₁が作る合成磁界F₁
とは第７図のようになり、これらF₁,F₂による合成磁界
も第７図のようになって指針Ｐはゲージのほぼ真ん中位
置を示すようになる。

次に、さらに燃料の液面が上昇し、ガソリンタンク内の
フロートが上方に移動して、可変抵抗器の抵抗値Ｒ_Ｓの
値が小さくなると、電流I₁が大きくなり、電流I₂は比較
的小さくなる。これによって、電流I₁の作る磁界F₁と電
流I₂の作る磁界F₂とは第８図のようになる。これらの磁
界F₁,F₂の合成磁界は第８図のようにゲージの右側に偏
り、燃料が満タン状態により近づいたことを表示する。
このように第１図（ｂ）のごときブリッジ回路を持つコ
イル式ゲージは、電流I₁が増加すると指針が右側に移動
して第８図のごとき状態となる。一方、電流I₂が増加す
ると、指針が左側に移動して第６図のような状態になる
ことが理解できる。また、第１図（ｂ）に示すように、
電流I₂を電流I₁に比べて増加させ、ゲージの指針を左端
すなわち燃料残量が少ない方に移動させたい場合には、
矢印３のごとく電流を接続点５に送りこめばよく、ま
た、電流I₂を少なくして電流I₁が電流I₂に比べて大きく
なるようにし、ゲージの指針を一層右方向に移動させて
燃料残量が大きくなるようにしたい場合は、第１図の矢
印４のごとく、接続点５から電流を外部へ放出すればよ
いことが判明した。すなわち第１図（ｂ）において、電
流を外部回路により矢印３のごとく接続点５に送りこめ
ば、コイルT₁,T₂を流れる電流I₂が増加する。また、接
点５から電流を矢印４のごとく外部回路に放出すれば、
抵抗Ｒ_Ｂおよび抵抗Ｒ_Ｃを流れた電流の一部が矢印４の
ごとく放出されるので、電流I₂はその分減少することに
なる。そして、電流I₂が電流I₁より大きい状態を第６図
で示し、電流I₁が電流I₂よりも大きい状態を第８図で示
している。なお、第１図（ｂ）においては矢印3,4のご
とく、電流を接続点５に導入する、および導出するとい
うことで説明したが、これは接続点５の電位を外部回路
によって高くしたり低くしたりすることによって電流I₁
と電流I₂の分布状態が変化するといっても良いことにな
る。

そして、この第１実施例では、ガソリンタンク内の液面
が車両振動等によって急激に大きく変動しない時、たと
えば車両の運転者がキースイッチを入れた直後において
は、接続点５（第１図（ｂ））に何ら外部から電圧を与
えず、第１図（ｂ）の単なるコイル式ゲージとして作動
させて、液面によって変化した抵抗Ｒ_Ｓにより、電流
I₁,I₂の大きさを決定し、速やかにガソリンタンク内の
燃料量を表示するものである。そして、運転者がキース
イッチを投入してから所定時間経過した後は、車両走行
等によりガソリンタンク内の液面が急激に大きく変動
し、ゲージの指針が液面変動によって激しく左右に触れ
るので、これを防止するために、所定量以上の急激な液
面変動、すなわち抵抗Ｒ_Ｓの変化があった場合には、こ
の抵抗Ｒ_Ｓの変動に基づいて、接続点５の電位が急激に
変化するので、これを検出し、外部から接続点５に電流
を流し込む、あるいは接続点５から電流を放出すること
により、接続点５の電位の急激な変化を抑制し、これに
より指針の急激な触れを防止して、運転者が燃料タンク
内の燃料残量を確認するのを容易にしたものである。

以下、第１図（ａ）に基づいて本発明の第１実施例を具
体的に説明する。第１図（ａ）において、１はバッテ
リ、２は車両のキースイッチである。また40は電位追従
回路であり、内部にコンデンサC₁を持ち、コイル式ゲー
ジ回路70の接続点５の電位とコンデンサC₁の一端の電位
Ｖ_C1とが同じになるように遅れて追従する回路である。
また80は電位増減回路であり、接続点５の電位を外部か
ら強制的に増減するものであって、接続点５は外部から
電流を送り込むトランジスタＴ_r2と、接続点５から外部
に電流を放出させるトランジスタＴ_r3とを備えるもので
ある。次に50はタイマー回路であって、車両の運転者が
キースイッチを投入してからの時間を計測し、所定時間
経つと電位追従回路40に信号与え、この電位追従回路40
の遅延作動をつかさどる時定数を切り換えるように作動
する。次に60は外乱検出回路であり、接続点５からの電
位信号と電位追従回路40が把握している電圧、すなわち
電圧Ｖ_C1に基づく電圧とを比較し、急激な抵抗Ｒ_Ｓの変
動を検出するものであって、このＲ_Ｓの変動値に応じて
電位増減回路80に信号を送り、接続点５の電位を増減さ
せるものである。

次に上記回路は、基本的には次のように作動する。すな
わち、キースイッチ２を投入すると、バッテリ１の電源
はコイル式ゲージ回路70に印加され、コイル式ゲージ回
路は第１図（ｂ）に示した回路と同様に抵抗Ｒ_Ｓの値に
よってただちに電流I₁,I₂の大きさが決定され、その時
の燃料の残量に応じた位置まで指針が移動する。そして
この時には、トランジスタＴ_r2,T_r3はいずれもOFFして
おり、電位増減回路80から接続点５の電位が強制的に変
化させられることがないので、コイル式ゲージ回路は単
独で速やかに燃料タンク内の燃料残量を表示する。次に
このコイル式ゲージ回路70が速やかに燃料タンク内の燃
料残量を表示している間に、キースイッチ２を介してタ
イマー回路50内のコンデンサC₂が充電されはじめる。し
かし、コンデンサC₂に充分な電荷が蓄積されるまでの
間、トランジスタＴ_r6,T_r5がONし、電位追従回路40内の
コンデンサC₁はバッテリ１、キースイッチ２、トランジ
スタＴ_r5、抵抗R₁₇、コンデンサC₁を経由する急速充電
回路によって急速に充電される。これによりコンデンサ
C₁は、急速に接続点５の電位まで充電される。電位追従
回路40の比較器CP₁とトランジスタＴ_r1は、接続点５の
電位を検出し、コンデンサC₁の電圧Ｖ_C1が接続点５の電
圧に等しくなるように制御するものである。キースイッ
チ２を投入した後所定時間経過すると、タイマー回路50
内のコンデンサC₂に充分な電荷が蓄積されるため、トラ
ンジスタＴ_r6,T_r5がOFFし、コンデンサC₁の急速充電は
停止され、コンデンサC₁は抵抗R₆,R₇を介する緩やかな
充電状態で電荷が蓄積されるようになる。したがって、
接続点５の電位が液面の急激な変動により、すなわち車
両の振動等の外乱によって液面が激しく振動し、急激に
抵抗Ｒ_Ｓが変化したことによって、接続点５の電位が急
激に変動しても、コンデンサC₁は緩やかに抵抗R₆、S₇を
介して充電されるため、接続点５の電位が変化しても、
急には追従できず、遅れてゆっくりと追従することにな
る。そしてこのコンデンサC₁の電圧Ｖ_C1は、外乱検出回
路60に導かれ、このコンデンサC₁の電圧Ｖ_C1に基づいて
２つの基準電圧が設定される。そして、この２つの基準
電圧と接続点５の電位とが２つの比較器CP₃,CP₄によっ
てそれぞれ比較され、トランジスタＴ_r7,T_r8がそれぞれ
制御されている。この結果、トランジスタＴ_r7,T_r8に接
続された電位増減回路80のトランジスタＴ_r2,T_r3が制御
され、接続点５の電位を外部回路、すなわち電位増減回
路80によって強制的に制御し、外乱によって接続点５の
電位が急激に変化するのを強制的に阻止し、これにより
コイル式ゲージ回路の指針が燃料タンク内の液面変動に
よって急激に触れることを防止するものである。

以下、回路図に沿って説明する。まず燃料メータを構成
するコイル式ゲージ回路70の動作を説明すると、センサ
の抵抗Ｒ_Ｓが液面の上下によって変化すると、この抵抗
Ｒ_Ｓの抵抗値の高低により、コイルＲ_Ｂ,R_Ａに流れる電
流比が変化することにより、合成磁界の向きが変化し、
指針が移動する。

キースイッチ２を投入した時、タイマー回路50のコンデ
ンサC₂にバッテリ１、キースイッチ２、抵抗R₁₁、コン
デンサC₂の経路で電流が流れ、時定数C₂×R₁₁でコンデ
ンサC₂に電荷が蓄積されるが、このコンデンサC₂の電圧
がＶ_CC×R₁₀/（R₉＋R₁₀）（ここで、Ｖ_CCはターミナル
Ｔ_Ｃの電圧で、図示しない定電圧回路からの電圧であ
る。また、R₁₀およびR₉は、それぞれ抵抗R₁₀,R₉の抵抗
値である。）に達するまでの間、比較器CP₂の出力はハ
イレベルとなるため、抵抗R₁₄を介してトランジスタＴ
_r6にベース電流が供給され、トランジスタＴ_r6がONす
る。これにより、抵抗R₁₆とトランジスタＴ_r6を介して
トランジスタＴ_r5のベース電流が流れ、トランジスタＴ
_r5もONする。よって、電位追従回路40のコンデンサC₁は
バッテリ１、キースイッチ２、トランジスタＴ_r5、抵抗
R₁₇、コンデンサC₁の経路で、早い時定数C₁×R₁₇で電荷
が蓄積され、接続点５の電圧と同じ電圧まで充電され
る。そして、この充電が行われている間中、電位追従回
路40内の比較器CP₁の出力はローレベルである。すなわ
ち、比較器CP₁の反転入力には、接続点５が接続され、
比較器CP₁の非反転入力にはコンデンサC₁の一端が接続
されているので、接続点５の変位がコンデンサC₁の電位
Ｖ_C1より高いと、この間中比較器CP₁の出力はローレベ
ルとなる。よって、タイマー回路50内のトランジスタＴ
_r4がOFFし、これによりバッテリ１、キースイッチ２、
抵抗R₁₃、抵抗R₂₀または抵抗R₂₁を経由してトランジス
タＴ_r9,T_r10にベース電流が供給されるため、トランジ
スタＴ_r9,T_r10がONする。また、トランジスタＴ_r9,T_r10
のONによってこれらのトランジスタにベース側が接続さ
れたトランジスタＴ_r2,T_r3がOFFする。これにより、電
位増減回路80内のトランジスタＴ_r2,T_r3は、共にOFFし
ていいため、接続点５の電位は電位増減回路から電位を
増減されることなく、すなわち、外部回路から干渉を受
けることがない。よって、コイル式ゲージ回路70は単独
で作動し、速やかに燃料タンク内の残存燃料値を表示す
ることができる。

次に電位追従回路40内のコンデンサC₁が、接続点５の電
位を等しくなった時点で、比較器CP₁の出力がハイレベ
ルとなる。これにより、抵抗R₅を介してトランジスタＴ
_r1にベース電流が供給され、トランジスタＴ_r1がONす
る。また、比較器CP₁から抵抗R₁₂を介してトランジスタ
Ｔ_r4にベース電流が供給されるため、トランジスタＴ_r4
もONする。このトランジスタＴ_r4のONにより、ベース側
がトランジスタＴ_r4に接続されたトランジスタＴ_r6がOF
Fし、このトランジスタＴ_r6のOFFにより、トランジスタ
Ｔ_r5もOFFする。そして、このトランジスタＴ_r5のOFFに
よって、トランジスタＴ_r5とR₁₇とを経由していたコン
デンサC₁の急速充電電流は遮断される。また、この時、
トランジスタＴ_r1のONにより、抵抗R₆を介してコンデン
サC₁に充電されるのも防止される。すなわち、コンデン
サC₁の電圧Ｖ_C1が接続点５の電圧と等しくなった時点を
比較器CP₁が検出した時に、トランジスタＴ_r1をONし、
トランジスタＴ_r4をONして、コンデンサC₁の充電経路を
遮断し、コンデンサC₁の充電をその時点でストップする
のである。このようにしてコンデンサC₁の一端の電圧Ｖ
_C1は、接続点５の電位に所定の遅延作動を伴って追従し
ようとする。そして、接続点５の電位が低下した場合に
はトランジスタＴ_r1が比較器CP₁の出力によってONする
ので、コンデンサC₁の電荷は抵抗R₇、トランジスタＴ_r1
を介して放電し、接続点５の電位にコンデンサC₁の電位
が等しくなろうとするのである。

キースイッチ２を投入してからしばらく経過すると、コ
ンデンサC₂の電圧が上昇するため、次に比較器CP₂の出
力はハイレベルからローレベルに反転する。この結果、
トランジスタＴ_r6,T_r7はいずれもOFFし、コンデンサC₁
は抵抗R₁₇を介する急速充電が行われなくなり、抵抗R₆,
R₇を経由する電流によって緩やかに充電されて、接続点
５の電位を追従することになる。コンデンサC₁の電位Ｖ
_C1は、外乱検出回路60のオペアンプのOP₁の非反転入力
に接続され、このオペアンプOP₁によって増巾される。
そして、この増巾された電圧は抵抗R₂₂,R₂₃およびR₂₄で
分割される。その結果、分割点D₁,D₂には２つの基準電
圧Ｖ_Ref1とＶ_Ref2を得ることができる。

ここで、基準電圧Ｖ_Ref1はＶ_Ref1＝Ｖ_C1×｛１＋（R₁₈/R₁₉）｝ ×（R₂₃＋R₂₄）／（R₂₂＋R₂₃＋R₂₄）となり、また、Ｖ_Ref2＝Ｖ_C1×｛１＋（R₁₈/R₁₉）｝ ×｛R₂₄/（R₂₂＋R₂₃＋R₂₄）｝となる。

今、コンデンサC₁の電圧が接続点５の電圧よりも大きく
なって、比較器CP₁からハイレベルの信号が出、トラン
ジスタＴ_r1,T_r4がONしている状態とすれば、この時はト
ランジスタＴ_r9,T_r10は、トランジスタＴ_r4のONによっ
てOFFしている。よって、コイル式ゲージ回路を外部か
ら強制的に制御するトランジスタＴ_r2,T_r3はトランジス
タT₇,T₈のON、OFFに依存して制御されることになる。

車両走行モードにおいて、車両が平坦な道路を走行して
おり、車両振動がない時は、コンデンサC₁の電圧Ｖ_C1は
Ｖ_Ref1＜Ｖ_c1＜Ｖ_Ref2の大きさとなる様にR₁₈,R₁₉,R₂B,
R₂₃,R₂₄を設定してある。すなわち、分割点D₁に得られ
る基準電圧Ｖ_Ref1と分割点D₂に表れる基準電圧Ｖ_Ref2と
の間にコンデンサC₁の電圧値が設定されている。この結
果、比較器CP₃,CP₄の出力は、共にハイレベルとなり、
トランジスタＴ_r7,T_r8は共にONする。よって、トランジ
スタＴ_r2,T_r3は共にOFFし、接続点５の電位は電位増減
回路からの干渉を受けることがない。したがってコイル
式ゲージ回路は単独で動作し、燃料の液面レベルに応じ
た抵抗値を示す抵抗Ｒ_Ｓによって合成磁界が決定され、
指針がその位置を指示することになる。

一方、車両走行モードで路面の凹凸等の外乱によって車
両振動が生じ、燃料タンク内の液面レベルが激しく変動
して、抵抗Ｒ_Ｓの両端電圧が大きく変動し、比較器CP₃,
CP₄に接続された接続点５の電位が変化して、第１図の
比較器CP₃の反転入力の電圧VR_Ｓおよび比較器CP₄の非反
転入力の電圧（これもVR_Ｓ）が、前述の基準電圧Ｖ_Ref1
よりも高くなると、比較器CP₃の出力は、ハイレベルか
らローレベルに反転し、比較器CP₄の出力は、ハイレベ
ルを維持する。よって、トランジスタＴ_r7はOFFし、ト
ランジスタＴ_r8はONしたままである。トランジスタＴ_r7
のOFFによって、トランジスタT₃がONし、トランジスタ
Ｔ_r8のONによってトランジスタＴ_r2がOFFとなる。した
がって、このトランジスタＴ_r3のONによって接続点５の
電位は強制的に下げられ、VR_Ｓの電圧とＶ_C1が同一にな
るようにトランジスタＴ_r3は接続点５から電流を外部に
放出させる。これによって、第１図で説明すれば、電流
I₂が減少し、コイル式ゲージの指針が大きく第６図の左
側に触れるのを抑制する。以上の作動を言い換えれば、
車両走行中において、液面レベルが大きく変動し、液面
レベルが急激に低下したとすると、センサの抵抗値Ｒ_Ｓ
が急激に増加するので、接続点５の電圧VR_Ｓが高くな
り、基準電圧Ｖ_Ref1を越えることになる。そして、この
時コイル式ゲージの指針は急激に第６図の左側に移動し
ようとするが、前述のごとくトランジスタＴ_r3がONし
て、接続点５の電位を下げるため、言い換えれば接続点
５から外部にトランジスタＴ_r3を介して電流を放出させ
るため、第１図の電流I₂が減少し、指針が大きく左側に
触れようとするのを抑止するのである。

次に、逆に道路上の凹凸によって液面が上昇し、センサ
の抵抗Ｒ_Ｓが減少して、接続点５の電圧VR_Ｓが基準電圧
Ｖ_Ref2より低くなった場合は、比較器CP₃はハイレベル
となり、比較器CP₄はローレベルを出力する。これによ
り、トランジスタＴ_r7がONし、トランジスタＴ_r8はOFF
する。この結果、トランジスタＴ_r2がONし、トランジス
タＴ_r3はOFFする。よって、トランジスタＴ_r2と抵抗R₈
を介してバッテリ２から接続点５に電流が流れ込み、第
１図（ｂ）において矢印３で示した状態となって、電流
I₂が増加し、指針が急激な液面上昇によって第６図の右
側に触れようとするのを抑制する。すなわち、接続点５
の電圧VR_ＳをコンデンサC₁の電圧Ｖ_C1とが同一となるよ
うに、トランジスタＴ_r2は電流を流し込み、コイル式ゲ
ージの指針の大変動を抑えるのである。

よって、第１図の電位増減回路80のトランジスタＴ_r2,T
_r3はコイル式ゲージの指針の大変動を抑制する時しかON
せず、消費電力が少なくなるようになっている。

なお上記一実施例で用いたコイル式ゲージは、４つのコ
イルが巻回されたステータの内部を回転子となる円盤状
のマグネットが設けられたものであり、この円盤状のマ
グネットには回転軸が取り付けられ、この回転軸の先端
にゲージの指針が取り付けられている。そして、マグネ
ットは粘性のあるシリコンオイル中で回転するようにな
っており、センサの抵抗Ｒ_Ｓの値が変化しても、ただち
に指針が動かず、シリコンオイルの粘性によって若干の
遅延作動を生ずるようになっていが、車両振動による燃
料タンク内の液面の急激は変動による指針の急激な振動
を防止できる程度のシリコンオイルの粘性があるわけで
はない。

なお第９図に一実施例で用いたコイル式ゲージの機械的
構成を模式的に図示した。この第６図において、Ｐはゲ
ージの指針であり、この指針は回転軸61に固定されてお
り、回転軸61の下には円盤状のマグネット62が設けられ
ている。このマグネットは、容器63内のシリコンオイル
64中に回転自在に設置されている。65,66はコイルであ
り、第１図（ｂ）のコイルT₁ないしコイルT₄で構成され
たものである。なお、シリコンオイルは必ずしも必要な
ものではなく、ゲージの指針が振動するのを抑制するた
めに設けられる種々の公知の構成、例えば回転軸61に羽
を設け、この羽によって回転軸61が回転した時に、空気
抵抗による制動力が作用するようにして、指針Ｐの振動
を防止する構成等を採用することができる。

また、上記一実施例においては、燃料タンク内の燃料液
面を被検出部分とし、液面変動量を変位量として説明し
たが、本発明は液面レベルを検出するものに限らず、物
体の機械的変位を可変抵抗器によって抵抗値の変動に変
換する種々の変位量測定部分に採用できるものである。
また、キースイッチ２によってコイル式ゲージ回路に電
源を接続するスイッチ手段を構成したが、このスイッチ
手段はキースイッチ以外のメータ用の専用スイッチによ
って構成することも可能である。

また、コイル式ゲージ回路は第１図（ｂ）に示すように
電源をなすバッテリの一極に接続された第１接続点67と
電源１の他極に接続された第２接続点69とを有し、前記
第１接続点に抵抗要素をなす抵抗Ｒ_Ｃが接続され、ま
た、この第１接続点67はコイルの一部をなす一対の第１
コイル分T₃,T₄の一端が接続されている。そしてこの第
１コイル分T₃,T₄の他端と抵抗要素Ｒ_Ｃの他端との間が
配線によって短絡されて、短絡点68が形成されており、
この短絡点68と第２接続点69との間にセンサ用抵抗Ｒ_Ｓ
が接続されている。また、短絡点68と第２接続点69との
間に、センサ用抵抗Ｒ_Ｓと並列的に接続されたコイルの
他の部分をなす一対の第２コイル分T₁,T₂が接続されて
いる。

また第１図（ａ）に示すように、短絡点68、すなわち接
続点５に電位増減回路80と電位追従回路40と、外乱検出
回路60が接続されている。

また、電位増減回路80には、短絡点68に接続された電流
供給用のトランジスタＴ_r2と電流放出用のトランジスタ
Ｔ_r3とが接続されている。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、コイル式ゲージ回
路にスイッチ手段により電源が投入された時にただちに
データを表示できるから、表示遅れがなく、表示装置の
観察者に不快感を与えることがない。また、一部回路の
除去によって、コイル式ゲージとしてのグレードを簡単
に切り換えて製造することが可能になるので、製造時間
並びに製造ラインの短縮が可能となる。また、電位増減
回路は外乱が生じた場合のみ作動するので、この部分の
電力消費を小さくできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明装置の一実施例を構成する電気回
路図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示したコイル式ゲ
ージ回路の詳細回路図、第２図ないし第５図は前記一実
施例のコイル式ゲージ回路のコイルが発生する磁界の向
きを模式的に説明した説明図、第６図ないし第８図は前
記一実施例のコイル式ゲージ回路のコイルに流れる電流
分布の変化によって、ゲージの指針がどのように移動す
るかを説明するための模式説明図、第９図は前記一実施
例に用いたコイル式ゲージの構成を模式的に示す模式断
面図、第10図は従来回路図である。Ｒ_Ｓ……センサ用抵抗,T₁,T₂,T₃,T₄……コイル,P……指
針,R_Ｃ……抵抗要素,2……スイッチ手段をなすキースイ
ッチ,70……コイル式ゲージ回路,C₁……コンデンサ,40
……電位追従回路,50……タイマー回路,VR_Ｓ……センサ
用抵抗の一端の電圧,V_C1……コンデンサの一端の電圧,6
0……外乱検出回路,80……電位増減回路,67……第１接
続点,68……短絡点,69……第２接続点,T₃,T₄……第１コ
イル分,T₁,T₂……第２コイル分,T_r2……電流供給用のト
ランジスタ,T_r3……電流放出用のトランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変位量が検出される被検出部分の変位レベ
ルに応じて抵抗値が変化するセンサ用抵抗（Ｒ_Ｓ）の抵
抗値変化によって複数のコイルに流れる電流分布が変化
して指針を駆動し、前記変位レベルを前記指針の変位位
置で表示する表示装置であって、前記センサ用抵抗がブリッジを構成する四辺のうちの一
辺に設けられ、他の三辺に夫々前記複数のコイルと抵抗
要素とが接続され、前記センサ用抵抗の抵抗値の変化に
よって前記複数のコイルが形成する合成磁界の向きを変
化させることにより、指針を駆動し前記被検出部分の前
記変位レベルを表示するコイル式ゲージ回路（70）、前記コイル式ゲージ回路に電源を接続するスイッチ手段
（２）、前記コイル式ゲージ回路（70）のセンサ用抵抗（Ｒ_Ｓ）
の一端の電圧を検出し、この電圧と実質的に同電圧とな
るように、コンデンサ（C₁）を第１と第２の時定数で充
電する電位追従回路（40）、前記スイッチ手段（２）が投入されてからの時間を計測
し、前記スイッチ手段（２）投入後から所定時間までは
前記電位追従回路（40）に信号を与えて前記第１の時定
数で急速に前記コンデンサを充電させ、前記所定時間経
過後は前記第２の時定数で前記コンデンサを緩やかに充
電するタイマー回路（50）、前記コイル式ゲージ回路（70）のセンサ用抵抗（Ｒ_Ｓ）
の一端の電圧（VR_Ｓ）と前記電位追従回路（40）の前記コンデンサ（C₁）の一端
の電圧（Ｖ_C1）とが導かれ、これらの両電圧を比較して
前記コイル式ゲージ回路のセンサ用抵抗の一端の電圧が
急激に大きく変動したことを検出する外乱検出回路（6
0）、前記外乱検出回路からの信号によって制御され前記コイ
ル式ゲージ回路のセンサ用抵抗の一端の電圧の急激な大
変動を抑止すべく前記コイル式ゲージ回路に電流を流し
込むか、又は前記コイル式ゲージ回路から電流を放出さ
せ、前記センサ用抵抗の一端の電位を強制的に増減させ
る電位増減回路（80）を備えたことを特徴とするコイル
式ゲージを用いた変位量表示装置。
【請求項２】前記被検出部分は車両内の燃料タンク内の
燃料液面であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のコイル式ゲージを用いた変位量表示装置。
【請求項３】前記コイル式ゲージ回路は前記電源の一極
に接続された第１接続点と、前記電源の他極に接続され
た第２接続点とを持ち、前記第１接続点に抵抗要素の一
端と前記コイルの一部をなす一対の第１コイル群の一端
とが接続され、この第１コイル群の他端と前記抵抗要素
の他端との間が配線によって短絡されて、短絡点が形成
されており、該短絡点と前記第２接続点との間に前記セ
ンサ用抵抗が接続されており、かつ前記短絡点と前記第
２接続点との間に前記センサ用抵抗と並列的に前記コイ
ルの他部をなす一対の第２コイル群が接続されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のコイル式
ゲージを用いた変位量表示装置。
【請求項４】前記短絡点に前記電位追従回路と、前記外
乱検出回路と前記電位増減回路とが接続され、前記短絡
点の電位が急激に大変動したときに、前記電位増減回路
によって電位変動が小さくなるよう補正されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のコイル式ゲージ
を用いた変位量表示装置。
【請求項５】前記外乱検出回路は、前記電位追従回路内
のコンデンサの一端の電圧を増幅し、かつ、分割して第
１と第２の基準電圧を作る回路を有し、前記コイル式ゲ
ージ回路の前記センサ用抵抗の一端の電圧が前記第１と
第２の基準電圧の間にある時を急激な大変動のない時と
して判別し、前記センサ用抵抗の一端の電圧が前記第１
と第２の基準電圧の間から外れたときに急激な大変動が
発生した時として判別して、前記電位増減回路に制御信
号を発生することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のコイル式ゲージを用いた変位量表示装置。
【請求項６】前記電位増減回路は前記コイル式ゲージ回
路のセンサ用抵抗の一端と前記電源との間に接続された
電流供給用のトランジスタと、電流放出用のトランジス
タとを有することを特徴とする特許請求の範囲第５項に
記載のコイル式ゲージを用いた変位量表示装置。