JPS6195216A - バイメタルメ−タの駆動装置 - 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】 く産業上の利用分野） 本発明は、バイメタル式電圧レギュレータにより電源供
給を受けるバイメタルメータの電力駆動で燃料残量等の
測定量をアナログ的に指針表示させるバイメタルメータ
の・駆動装置に関する。

（従来技術） 従来、バイメタルメータの駆動装置として、例えば燃料
残量計を例にとると第３図に示すものが知られている（
昭和５８年５月自動車技術会発行「自動車工学便覧」第
７編６０頁）。

第３図において、１はバッテリー電圧ＶＢを安定化する
ためのバイメタル式電圧レギュレータ（機械式）であり
、スイッチ接点のオン・オフ制御により出力電圧の実効
値を一定に保つ。バイメタル式電圧レギュレータ１で安
定化した電ｉ電圧は、センサ３を直列接続したバイメタ
ルメータ２に供給され、センサ３の抵抗値ｒが燃料残量
に応じて変化することから、センサ抵抗値ｒで定まる駆
動電流で直接バイメタルメータ２を電力駆動して燃料残
量を指針表示させている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような従来のバイメタルメータ駆動装置は
、センサ自体にもメータの駆動電流が流れるため定格容
量の大きいセンサを使用しなければならず、そのためセ
ンサ自身の発熱の問題があり、またセンサ抵抗巻線の径
も太くなることでセンサ自体が大型化し、更に線径が太
いことで巻線ピッチが粗くなって分解能が低いために検
出精度が下がり、回路的には簡単であるが性能的には不
十分であった。

一方、近年においては、エンジン、オートマチックトラ
ンスミッション等の各種の車両制御のためにマイクロコ
ンピュータが搭載されており、燃料残量等の測定表示等
についてもマイクロコンピュータの空き時間またはメー
タ表示専用のマイクロコンピュータを利用した制御処理
が可能であり、バイメタルメータによる燃料表示等につ
いてもマイクロコンピュータを利用することが望ましく
、また、マイクロコンピュータを使用してバイメタルメ
ータを駆動制御する場合には、信頼性、コスト面若しく
は設置スペースの点から従来のバイメタル式電圧レギュ
レータをそのまま使用したい場合があり、バイメタル式
電圧レギュレータは周知のようにの電子式の電圧レギュ
レータに比ベバツテリイ電圧ＶＢが変動したときの出力
変動が大きく、電源変動により表示誤差を生ずる虞れが
ある。

そこで、バツテリイ電圧ＶＢの変動を検出すればマイク
ロコンピュータによるプログラム制御で電源の変動を補
正したバイメタルメータの駆動が簡単にできるので、通
常は、バツテリイ電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル信
号に変換してマイクロコンピュータに入力させることが
考えられる。

しかしながら、Ａ／Ｄコンバータを使用してバツテリイ
検出電圧をデジタル信号へ変換していたのでは、Ａ／Ｄ
コンバータを設けた分だけ回路の複雑化とコストアップ
を招き、むしろバイメタル式電圧レギュレータを電子式
電圧レギュレータに変更ルた方がコスト的にも安価で済
み、且つ実用的である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、スイッチ接点のオン・オフ制御で安定化出力を生
ずるバイメタル式電圧レギュレータの特性を活用してＡ
／Ｄコンバータを使用することなくバッテリー電圧を検
出してバイメタルメータの電源変動による表示誤差を補
正するようにしたバイメタルメータ駆動装置を提供する
ことを目的とし、次のように構成したものである。

即ち、スイッチ接点のオン・オフ制御でバツテリイ電圧
の変動を安定化する電圧レギュレータによってバイメタ
ルメータに電源を供給し、センサ検出信号をマイクロコ
ンピュータ等で演算処理して得た表示データをアナログ
変換して駆動手段によりバイメタルメータを電力駆動す
ると共に、バイメタル式電圧レギュレータのオン・オフ
デューティがバツテリイ電圧に依存していることから、
このオン・オフデューティから演算によってバッテリー
電圧を検出して電源変動による表示誤差を補正すること
でＡ／Ｄコンバータを使用しなくても済むようにしたも
のである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図であ
り、燃料残量の計測表示を例に−とる。

まず構成を説明すると、１０は燃料タンクにおける燃料
残量を検出するセンサであり、例えば液面によるフロー
トの上下移動を機械的に検出してポテンショメータの抵
抗値を可変させる抵抗センサ等が用いられ、燃料タンク
の液面レベルに応じたセンサ検出信号を出力する。１１
はＡ／Ｄコンバータであり、センサ１０からのアナログ
検出信号をデジタル信号に変換する。

１２はマイクロコンピュータを使用したコントロールユ
ニットであり、Ａ／Ｄコンバータ１１からのセンサ検出
データ、即ち液面データを測定演算手段１３に入力し、
測定演算手段１３において液面データに燃料タンクの底
面積を掛は合せる測定演算を実行することで燃料残量を
算出し、算出した燃料残量を表示データとして出力する
。

測定演算手段１３の出力データは、後の説明で明らかに
する補正手段１４を介してＤ／Ａコンバータ１５に供給
され、表示データをアナログ表示信号に変換した後、駆
動手段としてのパワートランジスタ１６に供給している
。パワートランジスタ１６はエミッタ負荷としてバイメ
タルメータ２を接続しており、このバイメタルメータ２
にはバイメタル式電圧レギュレータ１で安定化されたバ
ッテリー電圧ＶＢが供給されており、従って、Ｄ／Ａコ
ンバータ１５からの表示信号に基づいたパワートランジ
スタ１６の作動でバイメタルメータ２を電力駆動し、セ
ンサ１０の検出信号に基づいて得られた燃料残量を指針
表示するようにしている。

バイメタル式電圧レギュレータ１は、バツテリイ電圧Ｖ
Ｂが通常１０〜１６ボルト程度の範囲で変動することか
ら、このバツテリイ電圧ＶＢの変動に対するスイッチ接
点のオン・オフ制御により１　　　　安定化出力を得る
機能をもち、スイッチ接点のオン・オフ制御による出力
の安定化であることから、その安定化出力は実効値で例
えば８ボルトとなる。

この実効値８ボルトとなるバイメタル式電圧レギュレー
タ１０安定化出力は、スイッチ接点のオン・オフ制御に
よりバツテリイ電圧ＶＢをデユーティ制御したことに相
当し、バツテリイ電圧Ｖｎ　が上昇したときにはオンデ
ユーテイを下げ、一方、バッテリー電圧ＶＢが減少した
ときにはオンデユーテイを大きクシ、常に実効値で８ボ
ルトとなる安定化出力を得ている。従って、バイメタル
式電圧レギュレーターにおける出力安定化のためのオン
・オフ制御におけるオンデユーテイは、変動づるバッテ
リー電圧ＶＢの値に依存しており、レギュレータ出力の
オンデユーテイからそのときのバッテリー電圧ＶＢを知
ることができ、コントロールユニット１２はこのような
バイメタル式電圧レギュレータ１の安定化出力から所定
周期間におけるオンデユーテイの伝送時間を検出して、
そのときのバツテリイ電圧ＶＢを検出する手段を備える
。

即ち、コントロールユニット１２にはバイメタル式電圧
レギュレーターの安定化出力を直接入カン したデユーティ検出手段１７が設けられ、デユー　　　
　・ティ検出手段１７はスイッチ手段のオン・オフ制御
出力として得られる安定化出力のオンデユーテイを検出
する。デユーティ検出手段１７で検出されたオンデユー
テイは、電源電圧検出手段１８に与えられ、電源電圧検
出手段１８はレギュレータ安定化出力のオンデユーテイ
に対するバツテリイ電圧ＶＢの予め定められ、た相関関
係に基づいてそのときのバッテリー電圧ＶＢを検出する
。電源電圧検出手段１８で検出されたバツテリイ電圧Ｖ
Ｂは補正手段１４に与えられ、補正手段１４においては
基準バッテリー電圧Ｖｒ、＝１２ボルトに対する検出バ
ッテリー電圧ＶＢ′どの偏差±Δ■を検出し、この偏差
１応じて測定演算手段１３で演算された燃料残量の表示
データを補正する。例えばバッテリー電圧ＶＢが基準電
圧ｖｒを上回っているときには、バイメタル式電圧レギ
ュレータ１の安定化出力が実効値８ボルトより高い、例
えば実効値８．３ボルトとなっており、測定演算手段１
３の表示データに基づいたそのままの電力駆動ではバイ
メタルメータ３の燃料残量表示が多めになってしまう。

そこで、補正手段１４においては、バッテリー電圧ＶＢ
が増加したときの偏差＋ΔＶに応じて表示データを少な
くするように補正する。

また、バッテリー電圧ＶＢが基準電圧■ｒより小さいと
きには、そのときの偏差−ΔＶに基づいて表示データを
増加させる補正を行なう。この補正によってバッテリー
電圧ＶＢの変動に応じてバイメタル式電圧レギュレータ
１の安定化出力が変動しても、常に正しい燃料残量をバ
イメタルメータ３に表示できるようにする。

次に、第１図の実施例の動作を、第２図のフローチャー
トを参照して説明する。

イグニッションスイッチのオン操作等によりバツテリイ
電圧が供給されると、まずブロック１９でＡ／Ｄコンバ
ータ１１によりデジタル信号に変換されたセンサ１０の
検出データをコントロールユニット１２の測定演算手段
１３に読み込む。測定演算手段１３は、次のブロック２
０でセンサ検出データとして与えられる燃料タンクの液
面レベルにタンク底面積を掛は合せて燃料残量を演算し
、この燃料残量に応じた表示データを出力する。また、
測定演算手段１３においては、給油以外の条件、例えば
走行撮動や坂道走行等でセンサ１０で検出した液面レベ
ルが上昇したときの燃料残量の増加を禁止させる演算処
理も行なっている。

このような燃料残量の演峰処理が終了すると、ブロック
２１でデユーティ検出手段１７によって、そのときバイ
メタル式電圧レギュレータ１のオン・オフ制御で得られ
ている安定化出力のデユーティ比、即ちオンデユーテイ
を検出し、次のブロック２２で検出したオンデユーテイ
に曇づいてバッテリー電圧ＶＢを検出する。この電源電
圧検出手段１８で検出したバッテリー電圧ＶＢは補正手
段１４に与えられ、まず判別ブロック２３でバッテリー
基準電圧Ｖｒと比較され、両者が等しければブロック２
４に進んで補正は行なわず、測定演算手段１３で得られ
た燃料残量の表示データをそのまま出力してＤ／Ａコン
バータ１５でアナログ信号に変換し、パワートランジス
タ１６によるバイメタルメータ３の電力駆動で測定燃料
残量をアナログ表示するブロック２５の出力処理を実行
する。

一方、判別ブロック２２でバッテリー電圧ＶＢが基準電
圧ｖｒより大きかったときには、ブロック２６に進み、
バッテリー電圧ＶＢと基準電圧■ｒとの偏差＋ΔＶに応
じて測定演算手段１３からの燃料残量に対応した表示デ
ータを低い１直に減少させる補正を行ない、ブロック２
５の出力処理をもってパワートランジスタ１６によるバ
イメタルメータ３の電力駆動で補正された表示データの
アナログ表示を行なう。即ら、バッテリー電圧＋ＶＢが
大ぎい値に変動しているときには、バイメタル式電圧レ
ギュレータ１の安定化出力（実効値）は基準電圧Ｖｒ＝
１２Ｖのときより高めとなっており、補正されない表示
データに基づく電力駆動では燃料残量を高めに表示して
しまう。しかし、本発明にあっては、高めのバッテリー
電圧ＶＢのときには表示データを低めに補正しているた
め、バイメタルメータ３に対゛する電源電圧が高くなっ
ても測定演算手段１３で演算された表示データに対応す
る正確な燃料残量表示を行なうことができる。

また、判別ブロック２３においてバッテリー電圧ＶＢが
基準電圧■ｒより小さかった場合には、ブロック２７に
進み、測定ＩＲ手段１３からの燃料残量に対応した表示
データを輪差−ΔＶに応じて増加させるデータ補正を行
なう。この表示データを増加させる補正にあっては、バ
ッテリー電圧ＶＢの減少でバイメタルレギュレータ３に
対する安定化された電源電圧も低下しており、測定演算
手段１３からの表示データに基づいたそのままの電力駆
動にあっては低めの燃料残量を表示してしまうが、表示
データを増加させる補正が施されていることから、バイ
メタルメータ３の電源電圧が減少しても表示データの増
加補正で測定演算手段１３で演算された燃料残量を正確
に表示することができる。

更に、表示データを補正するためのバッテリー電圧ＶＢ
の検出がバイメタル式電圧レギュレータ１の安定化出力
となるスイッチ接点のオン・オフ制御で１ｑられるパル
スデューティから求めているため、バッテリー電圧ＶＢ
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを使用する
必要がなく、安定化出力のパルスデューティの検出及び
このパルスデューティに基づいたバッテリー電圧の検出
の全てはコントロールユニット１２を構成するマイクロ
コンピュータのプログラム制御で達成され、Ａ／Ｄコン
バータを使用する必要がないことからバイメタル式電圧
レギュレータ１をそのまま使用していても、バッテリー
電圧の変動によるバイメタルメータ３の表示誤差を補正
した正確な燃料残量の測定表示を簡単に実現することが
で、きる。

尚、上記の実施例はバイメタルメータによる燃料残量の
表示を例にとるものであったが、本発明はこれに限定さ
れず、バイメタル式電圧レギュレータで安定化電源を作
り出してバイメタル式メータに電源供給を行なう装置で
あれば適宜の装置についてそのまま適用することができ
る。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、スイッチ接点
のオン・オフ制御でバッテリー電圧の変動を安定化づる
電圧レギュレータによってバイメタルメータに電源を供
給し、センサ検出信号をマイクロコンピュータ等で演算
処理して得た表示デ−夕をアナログ変換して駆動手段に
よりバイメタルメータを電力駆動すると共に、スイッチ
接点のオン・Ａノ制御で得られるバイメタル式電圧レギ
ュレータの安定化出力となるデユーティパルスのデユー
ティ比、例えばオンデユーテイを検出し、この検出オン
デユーテイからバツテリイ電圧を求めてバイメタル式メ
ータの表示駆動を補正するようにしたため、デジタル処
理による電源変動に応じた表示データの補正についてＡ
／Ｄコンバータによってバツテリイ電圧をデジタルデー
タに変換しなくとも、バイメタル式電圧レギュレータの
バッテリー電圧に依存したオン・オフ特性から実際のバ
ッテリー電圧を検出することができ、Ａ／Ｄコンバータ
を使用しない分だけ回路構成が簡単で、且つコストも安
くなる。その結果、従来、使用さ１　　　　れていたバ
イメタル式電圧レギュレータをそのま□ □１　　　　ま使用しても電圧変動により表示誤差を生
ずることのないバイメタルメータの電力駆動を行な“う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図、第
２図は第１図の制御処理を示したフローチャート、第３
図は従来例を示した回路ブロック図である。 １：バイメタル式電圧レギュレータ ２：バイメタルメータ １０：センサ １１：Ａ／Ｄコンバータ １２：コントロールユニット １３：測定演算手段 １４：補正手段 １５　：　Ｄ／Ａコンバータ １６：パワートランジスタ １７：デユーティ検出手段 １８：電源電圧検出手段 特許出願人　日産自動車株式会社　　　　　　　　　　
１；同　　上　　ナイルス部品株式会社 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スイッチ接点のオン・オフ制御によりバッテリー電圧の
   変動を安定化して出力するバイメタル式電圧レギュレー
   タと、該電圧レギュレータの安定化出力による電源供給
   を受けるバイメタルメータと、センサ検出信号を所定の
   演算処理により表示データに変換して出力する測定演酸
   手段と、該測定演算手段の出力データに基づいて前記バ
   イメタルメータを電力駆動する駆動手段と、 前記電圧レギュレータのオン・オフデューティからバッ
   テリー電圧を検出するバッテリー電圧検出手段と、該バ
   ッテリー電圧検出手段の検出電圧に基づいて前記測定演
   算手段の出力データを補正する補正手段とを設けたこと
   を特徴とするバイメタルメータの駆動装置。