JPH0741471U - クロスコイル型計器の駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中温安定域の高低温側の変曲点を任意に変え
ることができ、かつ高低温特性も変えることができるク
ロスコイル型計器の駆動回路の提供を目的とする。 【構成】 温度の変化に対応して抵抗値が変わるセンサ
Ｒｘからの信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器を設け
る。Ａ／Ｄ変換器の出力信号に定数Ａを加算する第１加
算回路と、該Ａ／Ｄ変換器の出力信号に定数Ｂを乗算す
る乗算回路と、該乗算回路の出力に定数Ｃを加算する第
２加算回路とを設ける。Ａ／Ｄ変換器の出力を設定した
低温，高温側変曲点値と比較して、低温側変曲点以下で
あれば第１加算回路の出力を選択し、高温側変曲点以上
であれば第２加算回路の出力を選択し、低温側変曲点と
高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選択
して出力する選択手段５，６を設ける。選択手段の出力
をＰＷＭ変換するＰＷＭ変換器を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、クロスコイル型計器の駆動回路に係り、詳しくは中温域において一 定の幅で安定域を有し、車両等のエンジン冷却水の水温測定等に好適なクロスコ イル型計器の駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、車両等のエンジン温度を測定するためのアナログ計器として、一般に、 クロスコイル型計器が多く用いられている。この温度計は、二組の交差して巻か れたコイル内にマグネットロータが配置されており、センサの信号に基づきそれ ぞれのコイルに発生する磁界の合成磁界の方向にマグネットロータを回転させ、 マグネットロータの回転軸に取り付けられた指針で温度を指示させるようにした ものである。

【０００３】 ところで、この温度計を車両のエンジン温度を測定するものとして用いる場合 、エンジンの適正温度は、一般に８０℃前後から１００℃までであるので、温度 計の指針が温度に対してリニアに表示するようにすると、設定した適正な指示範 囲内で、低温域の指針の立ち上がりが遅くなり、また高温域たとえば１００℃前 後を指針が示す場合にはオーバーヒートと誤認される恐れがある。

【０００４】 このため、中温域において一定の幅で安定域を有するようにしたクロスコイル 型計器が提案されている。該温度計の駆動回路は、例えば図３に示すように構成 されている。

【０００５】 すなわち、該駆動回路は、コイルＬ₁ 、コイルＬ₂ 及び抵抗Ｒ₂ が直列接続さ れたの第１の直列回路と、コイルＬ₃ と抵抗Ｒ₃ が直列接続された第２の直列回 路と、抵抗Ｒ₄ とセンサＲｘが直列に接続された第３の直列回路とを有し、これ らの回路はそれぞれ電源Ｖｏとアース間に抵抗Ｒ₁ を介して接続されている。 また、第２の直列回路のコイルＬ₃ と抵抗Ｒ₃ との接続点および第３の直列回 路の抵抗Ｒ₄ とセンサＲｘとの接続点の間には、コイルＬ₄ とツェナーダイオー ドＤｚが直列接続された直列回路が接続されている。

【０００６】 該駆動回路において、コイルＬ₁ 、コイルＬ₂ の発生する磁界の方向は同一で あり、コイルＬ₃ が発生する磁界の方向はコイルＬ₁ 、コイルＬ₂ の発生する磁 界の方向と交差するように配置されている。また、コイルＬ₄ の発生する磁界の 方向はコイルＬ₃ と同一方向で、流れる電流の方向が変わるため向きが反転する ときもある。 また、ここに使用されているセンサＲ_x は、温度が上昇すると抵抗値が減少す るタイプのサーミスタである。

【０００７】 次に、この駆動回路の動作を、図４に示すグラフを参照して説明する。先ず、 温度が低いときはセンサＲｘの抵抗値が大きく、温度が高くなるとセンサＲｘの 抵抗値は小さくなるので、抵抗Ｒ₄ とセンサＲｘとの接続点の電圧Ｖａは、図に 示すように直線的に変わる。

【０００８】 このとき、第２の直列回路のコイルＬ₃ と抵抗Ｒ₃ との接続点の電圧Ｖｂは、 Ｖａ＞Ｖｂでその差がツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧Ｖｚ以上あれば、 Ｖｂ≒Ｖａ−Ｖｚとなり、図のから左側となる。 Ｖａ＞ｂａでその差がツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧Ｖｚ以内、及び Ｖａ＜Ｖｂでその差がツェナーダイオードＤｚの順方向電圧降下値Ｖｄｆ（ター ンオン電圧）以内であれば、ツェナーダイオードＤｚはオフ状態となっていて、 Ｖａは電源Ｖｏを抵抗Ｒ₁ と抵抗Ｒ₃ で分割した一定値を取る。 この一定値となる範囲は、図４のととで示す範囲となる。

【０００９】 次に、Ｖａ＜Ｖｂでその差がツェナーダイオードＤｚの順方向電圧降下値Ｖｄ ｆ以上であれば、Ｖｂ≒Ｖａ＋Ｖｄｆとなり、図のより右側となる。 なお、上記Ｖｂの計算ではコイルＬ₃ ，Ｌ₄ の内部抵抗は考慮していない。 このように、温度が変わることによってセンサＲｘの抵抗値が変わり、これに 伴い第２の直列回路のコイルＬ₃ と抵抗Ｒ₃ との接続点の電圧Ｖｂが上記のよう に変化して、コイルＬ₃ ，Ｌ₄ に流れる電流が変化する。

【００１０】 これに対し、前記第１の直列回路のコイルＬ₁ 、コイルＬ₂ に流れる電流は一 定であって、これらコイルＬ₁ ，Ｌ₂ とコイルＬ₃ ，Ｌ₄ とによって発生する磁 界の合成磁界の方向を角度で表すと、図５に示すように、センサＲｘの変化に伴 うＶｂの変化とは逆の形になる。 すなわち、一定範囲の幅の温度ではセンサＲ_X の抵抗値が変わっても指針の振 れ角は変わらずに中温域を示し、温度の変化にリニアに追従する特性のものに比 べて中温安定域があるため視認し易いものとなる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながらこの方法では、図４に示すとの間の中温安定域の指示特性は ツェナーダイオードＤｚの特性によって決まってしまい、高温側変曲点，低温側 変曲点や低温指示特性，高温指示特性を任意に決めることができない。 仮に、高温指示特性の傾きを大きくした計器が必要となる場合、回路内の抵抗 値を変えて対処しようとすると、結果として高温側変曲点がずれてしまうという 問題がある。

【００１２】 本考案は、中温安定域の低温側変曲点や高温側変曲点を任意に変えることがで き、かつ低温特性や高温特性も任意に変えることができるクロスコイル型計器の 駆動回路の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るクロスコイル型計器の駆動回路は、温度の変化に対応して抵抗値 が変わるセンサと、該センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／ Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力信号に定数Ａを加算する第１加算回路と、該 Ａ／Ｄ変換器の出力信号に定数Ｂを乗算する乗算回路と、該乗算回路の出力に定 数Ｃを加算する第２加算回路と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号値を予め設定した 低温側変曲点と高温側変曲点の値と比較して、低温側変曲点以下であれば第１加 算回路の出力を選択し、高温側変曲点以上であれば第２加算回路の出力を選択し 、低温側変曲点と高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選択して出 力する選択手段と、該選択手段の出力をＰＷＭ変換してクロスコイル型計器のム ーブメントに出力するＰＷＭ変換器とを備えたことを特徴としている。

【００１４】

【作用】

本考案に係るクロスコイル型計器の駆動回路は、上述のように構成されている ので、センサから検出温度に対応するアナログ信号が駆動回路に入力すると、こ のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器によってその値に対応したデジタル信号に変換さ れる。 このデジタル信号は、第１加算回路によって定数Ａが加算されて出力され、ま た同じくデジタル信号は乗算回路によって定数Ｂが乗算され、更にこの乗算され た値に定数Ｃが第２加算回路によって加算されて出力される。 一方、選択手段によって、デジタル信号の大きさが予め設定された低温側変曲 点と高温側変曲点の値と比較され、低温側変曲点以下であれば第１加算回路の出 力を選択し、高温側変曲点以上であれば第２加算回路の出力を選択し、低温側変 曲点と高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選択して出力する。 そして、該選択手段の出力はＰＷＭ変換器によってＰＷＭ信号に変換されクロ スコイル型計器のムーブメントに出力される。 このように、定数Ａ．Ｂ，Ｃや中温値を予め設定することによって、中温安定 域の低温側変曲点や高温側変曲点を任意に変えることができ、かつ低温特性や高 温特性も任意に変えることができる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。 図１には、本考案の一実施例がブロック図で示されている。 図において、Ｒｘはセンサで温度が高くなると抵抗値が低くなるタイプのサー ミスタで構成されており、抵抗Ｒ₅ によってプルアップされている。 また、１はＡ／Ｄ変換器で、センサＲｘのアナログ信号を８ビットでデジタル 信号に変換する。２は第１加算回路で、Ａ／Ｄ変換器１から出力されたデジタル 信号に定数Ａを加算して出力する。３は乗算回路で、Ａ／Ｄ変換器１から出力さ れたデジタル信号に定数Ｂを乗算して出力する。４は第２加算回路で、乗算回路 ３の出力に定数Ｃを加算して出力する。

【００１６】 ５は選択器で、第１加算回路２の出力、第２加算回路４の出力、あるいは予め 設定した中温値の中から１つを選択して出力する回路である。この場合、その選 択はデータ値比較回路６によって制御される。データ値比較回路６は、Ａ／Ｄ変 換器１からのデジタル信号を、予め設定しておいた低温側変曲点，高温側変曲点 と比較し、デジタル信号が低温側変曲点以下であれば、第１加算回路２の出力を 選択するように選択器５を制御し、高温側変曲点以上であれば、第２加算回路４ の出力を選択するように選択器５を制御し、デジタル信号が低温側変曲点と高温 側変曲点と間にある場合には、予め設定した中温値を選択するように選択器５を 制御する。 なお、選択器５とデータ値比較回路６とによって、本考案にいう選択手段を構 成している。

【００１７】 ７はＰＷＭ変換器で、選択器５から出力されたデジタル信号をＰＷＭ信号に変 換して、クロスコイル型計器のムーブメントに巻かれているクロスコイルＬ₆ ， Ｌ₇ に信号電流を供給するものである。

【００１８】 この回路において、センサＲｘが配置されているところの水温が変わると、セ ンサＲｘの抵抗値が変化して、Ａ／Ｄ変換器１によりＡ／Ｄ変換されたａ点にお けるデジタル信号値は、図２に示すように、直線的に変化する。 ところで、選択器５の出力であるｂ点の値Ｙの変化は、ａ点における値が予め 設定した低温側変曲点以下、すなわち低温指示特性域にあるとき、ａ点における 値をＸとすると、 Ｙ＝Ｘ＋Ａ・・・・・・(1) となり、図２のから左側のようになる。 なお、Ａは定数で、正負任意に選ぶことができる。

【００１９】 次に、ａ点における値が予め設定した低温側変曲点以上で高温側変曲点以下で ある場合は、ｂ点の値Ｙは、 Ｙ＝Ｄ・・・・・・・・(2) となり、図２のからの間のように一定値となる。 なお、Ｄは中温値として予め設定した一定のデジタル信号値であり、低温側変 曲点と高温側変曲点で(1) 式と下記の(3) 式と連続するように演算して設定 する。

【００２０】 続いて、ａ点における値が予め設定した高温側変曲点以下、すなわち高温指示 特性域にあるとき、ａ点における値をＸとすると、 Ｙ＝Ｂ×Ｘ＋Ｃ・・・・(3) となり、図２のから右側のようになる。 なお、Ｂ、Ｃは定数で、任意に選ぶことができる。

【００２１】 上述のように、この駆動回路では、定数Ａ，Ｂ，Ｃの値を変えることにより、 低温指示特性，中温安定域，高温指示特性を任意に設定することができる。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、定数Ａ．Ｂ，Ｃや中温値を予め設定す ることによって、中温安定域の低温側変曲点や高温側変曲点を任意に変えること ができ、かつ低温特性や高温特性も任意に変えることができるので、要求される 種々の計器特性に対応することができる。

【提出日】平成６年６月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 このとき、第２の直列回路のコイルＬ_３と抵抗Ｒ_３との接続点の電圧Ｖｂは、 Ｖａ＞Ｖｂでその差がツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧Ｖｚ以上あれば、 Ｖｂ≒Ｖａ−Ｖｚとなり、図のから左側となる。 Ｖａ＞Ｖｂでその差がツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧Ｖｚ以内、及び Ｖａ＜Ｖｂでその差がツェナーダイオードＤｚの順方向電圧降下値Ｖｄｆ（ター ンオン電圧）以内であれば、ツェナーダイオードＤｚはオフ状態となっていて、Ｖｂ は電源Ｖｏを抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_３で分割した一定値を取る。 この一定値となる範囲は、図４のととで示す範囲となる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【作用】

本考案に係るクロスコイル型計器の駆動回路は、上述のように構成されている ので、センサから検出温度に対応するアナログ信号が駆動回路に入力すると、こ のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器によってその値に対応したデジタル信号に変換さ される。 このデジタル信号は、第１加算回路によって定数Ａが加算されて出力され、ま た同じくデジタル信号は乗算回路によって定数Ｂが乗算され、更にこの乗算され た値に定数Ｃが第２加算回路によって加算されて出力される。 一方、選択手段によって、デジタル信号の大きさが予め設定された低温側変曲 点と高温側変曲点の値と比較され、低温側変曲点以下であれば第１加算回路の出 力を選択し、高温側変曲点以上であれば第２加算回路の出力を選択し、低温側変 曲点と高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選択して出力する。 そして、該選択手段の出力はＰＷＭ変換器によってＰＷＭ信号に変換されクロ スコイル型計器のムーブメントに出力される。 このように、定数Ａ，Ｂ，Ｃや中温値を予め設定することによって、中温安定 域の低温側変曲点や高温側編曲点を任意に変えることができ、かつ低温特性や高 温特性も任意に変えることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】 続いて、ａ点における値が予め設定した高温側変曲点以上、すなわち高温指示 特性域にあるとき、ａ点における値をＸとすると、 Ｙ＝Ｂ×Ｘ＋Ｃ・・・・（３） となり、図２のから右側のようになる。 なお、Ｂ、Ｃは定数で、任意に選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るクロスコイル型計器の駆動回路の
一実施例をブロック図で示したものである。

【図２】図１に示す回路のａ点とｂ点のデジタル信号値
を、センサＲｘの抵抗値の変化に対応させて表した図で
ある。

【図３】従来のクロスコイル型計器の駆動回路をブロッ
ク図で示したものである。

【図４】図３に示す回路のａ点とｂ点の電圧値を、セン
サＲｘの抵抗値の変化に対応させて表した図である。

【図５】センサＲｘの抵抗値の変化とコイルによる合成
磁界の方向の角度との関係を表した図である。

【符号の説明】

１ Ａ／Ｄ変換器 ２ 第１加算回路 ３ 乗算回路 ４ 第２加算回路 ５ 選択器 ６ データ値比較回路 ７ ＰＷＭ変換器 Ｒｘ センサ Ｌ₆ ，Ｌ₇ クロスコイル

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月２１日

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ Ａ／Ｄ変換器 ２ 第１加算回路 ３ 乗算回路 ４ 第２加算回路 ５ 選択器 ６ データ値比較回路 ７ ＰＷＭ変換器 Ｒｘ センサＬ_５，Ｌ_６ クロスコイルＲ_５ プルアップ抵抗

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度の変化に対応して抵抗値が変わるセ
   ンサと、 該センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換器と、 該Ａ／Ｄ変換器の出力信号に定数Ａを加算する第１加算
   回路と、 該Ａ／Ｄ変換器の出力信号に定数Ｂを乗算する乗算回路
   と、 該乗算回路の出力に定数Ｃを加算する第２加算回路と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号値を予め設定した低温側変
   曲点と高温側変曲点の値と比較して、低温側変曲点以下
   であれば第１加算回路の出力を選択し、高温側変曲点以
   上であれば第２加算回路の出力を選択し、低温側変曲点
   と高温側変曲点との間であれば予め設定した中温値を選
   択して出力する選択手段と、 該選択手段の出力をＰＷＭ変換してクロスコイル型計器
   のムーブメントに出力するＰＷＭ変換器とを備えたクロ
   スコイル型計器の駆動回路。