JPS62273458A - 交差コイル式計器の駆動回路 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の技術分野］ この発明は、自動車の速度計や回転計などとして利用さ
れる交差コイル式計器の駆動回路に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ この種の交差コイル式Ｓ１器の駆動回路については、例
えば実公昭５８−２４２１４号や特開昭５９−４３３６
４号などの技術が知られている。

交差コイル式で指針の総成れ角度を２５０°以上にした
広角の３１器においては、指示位置の指令信号である入
力信号を０°→９０’→１８０°→２７０°→と徐々に
増加させ、反対に２７０°→１８０°→９０°→０°と
徐々に減少させることで指針がこれに追従して動く。入
力信号がステップ的に変化しても長いが、そのステップ
の幅があまり大きいと、指針が入力信号に追従しなくな
る。

例えば指！１が２００’を指している状態において、入
力信号が一度に（ステップ的）にＯｏになると、指針は
０°の位置に戻らず、２００°の位置の近辺に留まった
り、最大振れ角度のストッパ位置まで動いたりし、いず
れの場合も非常に不安定な状態になる（株式会社山海堂
発行、自動車工学全書第１０巻、１０５〜１０６ページ
参照）。

自動車の速度計や回転計として用いるのであれば、入力
信号（速度や回転数の測定信号）は連続的、あるいは離
散的でも小幅に変化するので、上述したような異常事態
は発生しない。そのため従来は、上記の異常について考
膣していないのが普通である。なお、指針をＯ°位置に
戻すように弱い機械力を常時作用させる構造のものが知
られているが、これは計器の精度および信頼性を著しく
低下させるので、まったく好ましくない。

しかし実際上は、上記異常事態は次のような原因で発生
することがある。それは、速度センサや回転センサの突
発故障や、センサの信号線の断線とか短絡などである。

例えば自動車が１１００Ｋ／Ｈで走行しているときに（
指針が２００°の位置にあるとする）、速度センサ系の
断線が起きると、上記入力信号は瞬時に零（０”を指示
する信号レベル）になってしまい、上述したように指針
が追従しなくなる。

誤位置に残留した指針は、手指などで外力を加えれば零
位置に戻せる。しかし自動車に組み込まれた計器につい
て、そのような修理作業を行なうのは実際的でない。

指針を戻すもう１つの方法は、異常原因（断線など）に
ついて修理した後に、残留した指針の位置に近いレベル
の入力信号を与える方法である。

２５０°の位置に指針が残っている場合、入力信ｑを１
１０°程度のレベルまで増加させると、入力信号と指針
との追従関係が回復する。先の自動車の速度計の例に当
てはめると、入力信号を１５０°にするには、自動車を
約８０Ｋｎ＋／Ｈで実際に走行させなけれはならない。

この速度で走行するには高速道路に入らなければならず
、やはり面倒な修理作業となる。

ところで、速度センサや回転センサとしては、検出量に
対応した周波数のパルス列を出力するタイプのものを使
用することが多い。従来の交差コイル式計器の駆動回路
は、特開昭５９−４３３６４号に見られるように、セン
サからのパルス列を周波数／電圧変換回路でアナログ電
圧信号とし、これを上記入力信号として処理するアナロ
グ式の回路構成になっている。

これに対し、上記パルス列を周波数カウンタで計数する
ことで容易にディジタル化した入力信号を得られるので
、回路全体をディジタルＩＣ化すれば、価格の低減、精
度および信頼性の向上といった大きな効果が期待できる
。

従来のアナログ式の回路の場合、上記入力信号を処理す
る入力段には、意図的に設けた、あるいは意図せずに付
帯的に存在する時定数回路（遅延回路）要素があるのが
普通である。そのため、前述したような入力ラインの断
線や短絡などが起きても、入力信号のレベルはある程度
の時間遅れを伴って徐々に変化する。したがって指針を
帰零できなくなるような異常は発生しにくい。

しかし入力信号をディジタル化して処理する構成とした
場合、ディジタルデータはある値から零に瞬時に変化す
る。したがって指針を帰零できなくなる異常が発生しや
すい。

［発明の目的］ この発明は上述した問題点に鑑みなされたもので、その
目的は、少なくとも入力段をディジタル化した交差コイ
ル式計器の駆動回路において、入力信号が急に消失した
ときでも確実に指針を帰零できるようにすることにある
。

［発明の概要］ この発明に係る交差コイル式計器の駆動回路は、入力信
号を繰返しサンプリングし、そのレベルに対応した指示
位置を示すディジタルデータを一時記憶手段を介して出
力する入力処理手段と、上記ディジタルデータを２系統
の励磁レベル信号に変換する関数発生手段と、２系統の
上記励磁レベル信号を受け、その信号に対応した実効レ
ベルの励１１電流を交差コイル式計器のコイルにそれぞ
れ供給する駆動手段と、上記入力信号が印加されなくな
ったのを検出する入力消失検出手段と、この検出手段に
て入力消失が検出されたとき、上記一時記憶手段への新
データの尖き込みを禁止し、かつこれに記憶されている
ディジタルデータの値を段階的に減小させて零にする帰
零手段とを備えたものである。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の回路構成を示し、第２図
はその動作例を示している。

入力信号ＳＧは、例えば自動車の速度に比例した周波数
のパルス列信号である。このパルス列信号ＳＧは周波数
カウンタ２０１に入力され、クロック発生回路２０４か
らのクロック信号５１１０の周期でその周波数が繰返し
サンプリングされる。

周波数カウンタ２０１はバッフ７アンプ２０８と４段の
フリップフロップ２０９，２１０，２１１゜２１２で構
成され、入力信号ＳＧの周波数を４ビツトの２進コード
８１０１，８１０２．５１０３゜８１０４として出力す
る。このカウントデータ５１０１〜８１０４は一時記憶
回路２０３およびオア回路２０２に入力される。

一時記憶回路２０３は、カウントデータ５１０１〜５１
０４を単純に読み込むラッチ回路としてｆｌＪ作するほ
か、帰零時にはシフトレジスタとして動作する。この２
つの動作モードを切換えるのがオア回路２０２の出力信
号８１０５である。

オア回路２０２は上記入力消失検出手段として機能する
もので、カウントデータ５１０１〜５１０４がすべて“
０″のとき出力信号＄１０５がＯ″となり、その他の場
合は出力信号５１０５は“１′′である。つまり入力信
＠ＳＧのパルスが一定時間以上入かされなくなると、オ
ア回路２０２の出力信＠　Ｓ　１０５が０″になる。

一時記憶回路２０３は、４つのＤ型フリップフロップ２
１４，２１６，２１８．２２０と、これらの入力側にそ
れぞれ接続された切換回路２１３゜２１５．２１７．２
１９からなる。各切換回路は、オア回路２０２の出力信
号８１０５が“１″のときＢ入力を選択して対応するＤ
型フリップフロップのＤ入力に印加し、８１０５が０゛
′になるとＡ入力をＤ入力に導く。

つまり５１０５が“１′のとき、周波数カウンタ２０１
のカウントデータの８１０１が７リツプ７０ツブ２２０
に、８１０２がフリップフロップ２１８に、５１０３が
フリップフロップ２１６に、５１０４がフリップフロッ
プ２１４にそれぞれ入力され、クロック信＠５１１０に
同期して各フリップフロップに読み込まれて一時記憶さ
れる。

一時記憶回路２０３の４ピツトの２進コード＄１０６．
１０７，１０８．１０９が指示位置データ（指針の指示
位置を指令する信号）であり、これが関数発生器２０５
に入力される。関数発生器２０５はサインカーブとコサ
インカーブの波形デーｌを記ｔｉしたＲＯＭ２２３と、
ＲＯＭ２２３をアドレッシングするアドレスデコーダ２
２１とからなる。指示位置データ５１０６〜３１０９の
２進数の値をθと表現すると、関数発生器２０５からは
ｓｉｎθとＣＯＳθに対応した２つのディジタルデータ
が出力され、それぞれ駆１）Ｊ回路２０６，２０７に入
力される。

駆動回路２０６，２０７はそれぞれ、関数発生器２０５
からの入力信号に対応した実効レベルの励磁電流を交差
コイル式計器の２つのコイル３０６．３０７に供給する
。これで指針は指示位置データ５１０６〜５１０９に対
応した角度位置となる。

なお、関数発生器２０５はサイン、コサインカーブの特
性に限定されず、これに類似した特性、あるいは三角波
などの特性であってもよい。また駆動回路２０６．２０
７をディジタルＩＣ化するには、コイル３０６．３０７
への励ｌｉｆ！電流をパルス幅制御で加減する方式が適
している。もちろん、その他の回路方式であってもかま
わない。

入力信号ＳＧのパルス列が跡絶えずに供給されていれば
、その周波数がクロック信ＱＳ１１０の周期で繰返しサ
ンプリングされ、カウントデータ５１０１〜５１０４が
一時記憶回路２０３を介して指示位置データ５１０９〜
５１０６として関数発生器２０５に入力され、交差コイ
ル式計器の指針がこれに従って動く。

例えば入力信号ラインが断線したり短絡したりし、入力
信号ＳＧのパルスが印加されなくなるとく第２図におい
て点線で示したタイミング）、あるサンプリングタイミ
ングでカウントデータ５１０１〜８１０４が全て“０１
１となり、オア回路２０２の出力信号５１０５が°゛０
″となる。このとき一時記憶回路２０３はシフトレジス
タの動作モードになる。

つまり一時記憶回路２０３において、各切換回路の六入
力が各フリップ７０ツブの８入力に繋ることから、４つ
のフリップフロップ２１４，２１６．２１８．２２０は
直列に繋ってシフトレジスタを構成し、しかも左端の最
上位桁のフリップフロップ２１４のＤ入力には“Ｏ１１
が印加される。

この状態でクロック信＠５１１０が変化すると、フリッ
プフロップ２１４〜２２０のデータ５１０６〜５１０９
が１ピツト左から右ヘシフトされ、かつ最上位ビット５
１０６が“０″になる。クロック５１１０がもう１度変
化すると更に右へ１ビツトシフトし、８１０７も“０”
になる。　すなわち指示位置データ５１０６〜５１０９
の２進数の値が、クロック信号８１１０に同期して１／
２→１／４→１／８と段階的に減少し、４回目に５１０
６〜５１０９は全て“ＯＩＴになる。このように指示位
置データがある大きな値から一度にオール゛°Ｏパとは
ならず、最大４段階に減少してオール“０′′となるの
で、先に詳しく説明した指針を帰零できなくなるような
異常は生じない。

なお上記実施例では、一時記憶した指示位置データを下
位桁に向けて順次シフトすることで段階的に減少さけて
いるが、本発明はこれに限定されない。例えばマイクロ
コンピュータの演算処理を利用し、一時記憶した指示位
置データを少しづつ減算するような構成でもよい。ただ
し、価格的には先の実施例の方が右利であろう。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明による交差コイル
式計器の駆動回路にあっては、入力信号が忌に消失して
も、関数発生手段の入力となるディジタルデータは段階
的に減少して零になるので、確実に指針を零に戻すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による回路図、第２図はそ
の動作零を示すタイジングチ１１−トである。 ＳＧ・・・入力信号 ２０１・・・周波数カウンタ ２０２・・・オア回路（入力消失検出手段）２０３・・
・一時記憶回路 ２０５・・・関数発生器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を繰返しサンプリングし、そのレベルに
   対応した指示位置を示すディジタルデータを一時記憶手
   段を介して出力する入力処理手段と、上記ディジタルデ
   ータを２系統の励磁レベル信号に変換する関数発生手段
   と、２系統の上記励磁レベル信号を受け、その信号に対
   応した実効レベルの励磁電流を交差コイル式計器のコイ
   ルにそれぞれ供給する駆動手段と、上記入力信号が印加
   されなくなったのを検出する入力消失検出手段と、この
   検出手段にて入力消失が検出されたとき、上記一時記憶
   手段への新データの書き込みを禁止し、かつこれに記憶
   されているディジタルデータの値を段階的に減小させて
   零にする帰零手段とを備えたことを特徴とする交差コイ
   ル式計器の駆動回路。