JPS648766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば自動車の走行速度あるいは
エンジン回転数等の測定量の変化に関連して発生
するパルス信号を計数し、表示単位の異なる表示
領域毎に応答性の良好なかつちらつきのないパル
ス計数装置に関するものである。

一般に測定量の変化に比例した反復パルス信号
により測定表示するものとしては、基準クロツク
信号によるゲートタイムで上記パルス信号を計数
し、これをラツチして逐次更新表示する構成が汎
用されている。

上記構成は基準クロツク信号周期の設定により
更新可能時間が決定され、上記周期内に入力され
る反復パルス数の密度に応じて測定精度が左右さ
れるが、一般的に測定量の変化に比例した反復パ
ルスを高密度にすることは、そのパルス発生器自
体かなり高価なものとなるばかりでなく、かりに
安価に提供されたにしても高速時におけるクロツ
ク周期内の発生パルス数が極めて多くなり、カウ
ンタの容量を拡大せねばならず、総体時に極めて
大型で高価な装置となつてしまう。

また、測定精度の向上のために、クロツク周期
を長くしてこの周期内における入力パルス数を相
対的に増大させる方法も容易に達成できるが、測
定量の急激な変化に対しては上記拡大周期で追従
し得ず、測定量の変化に対応して円滑に更新表示
するための応答性に欠けるきらいがあり、特に上
記測定量の変化をパーグラフとして表示せしめる
際には跳ね上りのない円滑な表示に支障をきたす
ことが実用化のうえでの問題となつている。

そこで、一般には上述したゲートタイム方式の
計数装置におけける応答性の向上を計る方法とし
て以下に示す回路が提案される。

すなわち、反復パルスが加わりかつ同じ計数周
期を有する複数個のカウンタを並列に備え、各々
計数開始時刻を順次ずらし、それぞれの計数終了
時に出力レジスタにカウンタの出力計数値を記憶
させる構成をとるものであり、その計数動作は第
１図に示される。

同図には上記複数のカウンタを４個設置した場
合のカウンタの計数期間T₁〜T₄の循環動作を示
しており、この場合の表示更新周期はゲートタイ
ムＴの1/4に短縮される。

ところで、走行速度、エンジン回転数等の測定
量は低速域から高速域にわたつて表示可能に設定
されるが、こうした測定量の表示単位は測定領域
毎の読取り精度の必要性に応じて各々に適応した
数値で設定される場合があり、パーグラフの表示
形態においても各領域毎にセグメントのピツチを
異ならせて判読性を向上させる構成がとられる。

たとえば、エンジン回転数を表示する場合、
1000rpm以下のアイドリング設定領域と、
1000rpm以上の通常表示領域とで各表示単位を異
ならせることがある。すなわち、通常表示領域で
は、発進時あるいは加減速時における速度計表示
値との相関値として、適性回転を把握する指標の
役割を持たせればよく、回転数の増減を判読し得
る程度の表示単位を設ければ充分であり、それ程
の表示精度を必要としない。これに対し、アイド
リング設定領域では、外気温を含めた走行地域の
雰囲気あるいはシリンダ容量等に応じた適性アイ
ドリング回転数を設定する性質上、その指標とな
る表示要素には比較的徴細な表示単位が必要とな
る。

通常こうした表示領域別の表示単位の相違は、
最少表示単位の変化を判別し得る最小ゲートタイ
ムを共通検出周期として、各表示単位毎に対応す
る定数との演算処理にて算出する構成が必要とさ
れる。たとえば、上述したエンジン回転数を第１
図に示す循環計数方式で計数表示する場合各カウ
ンタのゲートタイムＴはアイドリング設定領域に
おける表示単位の変化を判別し得る大きさに設定
され、通常表示領域における表示単位はカウンタ
計数値に所定の換算処理を施して算出しなければ
ならない。

また、測定量が急俊に変化し、これに追従して
入力信号周波数がf₁〜f₂に変化した場合の応答性
は、カウンタ数を増加したとしても直線性が改善
されるだけであり、全表示領域においてゲートタ
イムＴを必要とする。すなわち、アイドリング設
定領域の表示単位に対応して設定されたゲートタ
イムは、入力信号周波数の増加する通常表示領域
においても換算データ測定期間として同様に適用
されるため、測定量の変化に対する応答性は表示
単位の如何にかかわらず常に一定であり、発進時
や加速時のように急俊な回転数の変化を呈する通
常表示領域での追従性が緩慢なものとなつてしま
う。

さらに、こうした計数方式の表示装置では、ゲ
ート信号と入力信号との同期が一定でなく、位相
ズレによる±１パルスの計数誤差が生ずることが
あり、これにより最小表示単位の増減が頻繋に発
生してちらつき現像となり極めて見づらい表示が
なされてしまう。そこで、一般には表示器にて表
示されている現表示値と最新の測定値とを比較
し、その差が最小表示単位に相当する値でかつ所
定回数続いたときはじめて表示値を更新するよう
な構成をとるものが提案されており、これにより
表示のちらつきを防止するようにしている。しか
るに、表示単位の異なる複数の表示領域を設けた
構成において、各表示領域ともに同様の差継続回
数を設定することは表示領域毎の表示単位の大き
さにより応答性が悪くなりあるいはちらつきを軽
減できないという欠点を生ずる。すなわち、差継
続回数の所定値を大きくとると、最小表示単位が
大きい表示領域において最小表示単位分の変化に
対する応答が遅くなり、回数を小さく設定すると
最小表示単位の小さい表示領域において表示がち
らつき易いという不具合を有するもので、全表示
領域における表示値の追従性あるいは視認性に一
定の精度を持たせることが極めて困難であつた。

本発明は、表示単位の異なる各表示領域に対応
して、各表示単位の変化を判別し得る最小ゲート
タイムで検出表示するため複数の並列カウンタあ
るいは複数のシフトレジスタの計測内容を表示領
域に応じて選択的に取り込み加算するとともに、
現表示領域に対応するゲートタイムでの計数内容
と表示器における表示値との差を検出し、この差
が当該表示領域の表示単位に相当する値以下の場
合には同一の差が何回継続したかを判定し、この
継続回数が各表示領域毎にあらかじめ設定した値
を越えたときのみ表示値を更新するよう構成する
ことにより、全表示領域においてちらつきのない
かつ応答性の良好な表示装置を提供せんとするも
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２図において、エンジン回転数をアイドリン
グ設定領域と通常表示領域とに1000rpmを基点と
して２分割し、各領域における表示単位を
100rpm、250rpmに設定した場合の回路構成が示
される。１はエンジン回転数に相応した周波数信
号を入力する入力端子で、たとえば一IGN端子
に発生するパルス信号を波形整形した反復パルス
が印加される。２は各直列接続され、順次初段カ
ウンタ２（１）の計数内容をシフトする複数のレ
ジスタ２（２）〜２（５）を内包し、ゲート信号
を出力する基準信号発生回路３からのゲートタイ
ムで逐次総計数内容の更新される計数回路で、
100rpmおよび250rpmの変化を判別し得る各々の
最小ゲートタイムを設定可能とするため５分割し
たゲートタイムの反復パルス数を内包する５個の
カウンタおよびレジスタ２（１）〜２（５）を備
えている。すなわち、100rpmを判別し得るゲー
トタイムＴに対し、250rpmを判別し得るゲート
タイムＴが2T／５で与えられることから、計数
回路２は基準信号発生回路３からゲートタイムｔ
＝Ｔ／５でシフトされる５個のレジスタだ構成す
る必要がある。４はゲートタイムＴ間に入力され
る反復パルス数を計測するための加算器で最小
100rpm変化の判別能力を有している。５はゲー
トタイムＴ間に入力される最新の計数値を内包す
るカウンタ２（１）、レジスタ２（２）の反復パ
ルス数を計測する加算器で、最小250rpm変化の
判別能力を有している。６はアイドリング設定領
域と通常表示領域の分割点となる1000rpmを基準
とし、ゲートタイムτの最新計数値が1000rpmを
越えたか否かを判定する判定回路で、その判定出
力によりゲート回路７を制御し、加算器４，５の
加算出力を選択通過せしめる。８はラツチ回路
で、ゲート回路７から選択されて通した加算器
４，５各れかの加算出力を判定条件により印加さ
れるロードパルスで更新保持する。９はデコーダ
ドライバを内包する表示器で、第３図に示すよう
にLCD、LED等によるバーグラフでエンジン回
転数をデジタル表示する。この場合の表示セグメ
ントは、アイドリング設定領域となる1000rpm以
下で100rpm単位の表示要素とし、通常表示領域
となる1000rpm以上で250rpm単位の表示要素と
して形成される。１０は表示器９にて表示されて
いる回転数すなわちラツチ回路８に保持されてい
る表示値とゲート回路７において選択される最新
の計数加算値とを入力して差を求め、その差が現
表示領域における表示単位分の計数差を越える場
合には表示更新指令信号を出力し、表示単位分の
計数差に等しい場合には差信号を出力する差判定
回路で判定回路６から出力される表示領域に対応
した判定信号により、各表示領域における表示単
位分の計数差に相当するデータを読み出し、ゲー
ト回路７からの加算値とラツチ回路８の表示値と
の差の比較判定値として選択する。１１は差判定
回路１０からの各信号によりラツチ回路８の表示
更新制御を行なう比較回路で、表示値と最新測定
値との差が表示単位分の計数差を越えた場合の表
示更新指令信号入力時には、ただちにラツチ回路
８へロードパルスを出力して表示値の更新を行な
い、計数差と等しい場合の差信号入力時には、こ
の差信号が何回継続して入力されたかを計数し、
この回数があらかじめ記憶させてある設定値に達
した場合にラツチ回路８へのロードパルスを出力
するよう構成している。この場合、上記設定値は
各表示領域毎に対応した継続回数として記憶させ
てあり、たとえばアイドリング設定領域について
はN₁、通常表示領域についてはN₂（N₁＞N₂）の
設定値が記憶され、判定回路６からの各表示領域
に対応した判定信号により、当該表示領域に対応
する設定値を読み出し、差判定回路１０からの差
信号の継続回数との比較判定が実行される。

上記構成において、アイドリング設定領域と通
常表示領域の各々における測定表示動作を説明す
る。

いま、キースイツチの投入によりエンジンを始
動したとすれば、700rpm程度のアイドリング状
態で安定する。入力端子１には回転数に相応した
反復パルスが入力され、計数回路２のカウンタ２
（１）にて計数が開始される。計数回路２の構成
レジスタはキースイツチ投入時にクリア状態にあ
るため、レジスタ２（２）〜２（５）の内容はす
べて０となつており、カウンタ２（１）の計数値
は基準信号発生回路３からのゲートタイム大周期
で順次後段レジスタにシフトされ、カウンタ２
（１）には常に最新の計数値が保持される。こう
して、ゲートタイムｔ周期で順次入力信号を計数
し、シフトされたカウンタ２（１）およびレジス
タ２（２）〜２（５）の内容は選択的に加算器
４，５に出力され、ゲートタイムＴおよびτ内の
入力信号数が算出される。加算器４におけるゲー
トタイムＴ内の加算値は、すなわち100rpmの変
化に対して少なくともパルスの増減を呈する判別
能力を有しており、100rpmを表示単位とするア
イドリング設定領域の表示データとして採用され
る。

つまり、加算器５におけるゲートタイムτ内の
加算値が1000rpmの違していないため、判定回路
６からの判定出力はゲート回路７における加算器
４側のゲートを選択し、ラツチ回路８にゲートタ
イムＴ内の計数値を送出するべく作動する。従つ
て表示器９には100rpmを表示単位とするアイド
リング設定領域に適応した判別能力を有する計測
データが入力され、アイドリング時のエンジン回
転数が表示される。この場合、回転数の変化に対
する応答性はゲートタイムＴを要するが、アイド
リング設定領域における急変はほとんどなくかつ
100rpmの表示単位に必要な最小ゲートタイムと
して設定されるため、５分割したゲートタイムｔ
への短縮すなわち表示更新周期の短縮による直線
性の向上で充分この領域の表示機能を満足させる
ことができる。より具体的に回路動作を説明すれ
ば、エンジン回転数がアイドリング領域にあり、
計数回路２において計数シフトされたデータは加
算器４，５にて各表示領域の表示単位に対応する
ゲートタイム内の反復パルス数として加算され、
判定回路６にてアイドリング設定領域との判定出
力が得られると、ゲート回路７は加算器４側のゲ
ート通過状態とし、ゲートタイムＴの計測値をラ
ツチ回路８に転送する。同時に差判定回路１０で
はこの最新計測値とラツチ回路８における表示値
との差を検出し、この差が、判定回路６からの判
定出力により読みみ出された表示単位100rpm分
の計数差を越える場合には表示更新指令信号を送
出し、比較回路１１からロードパルスを発生させ
てラツチ回路８の表示値をゲート回路７からの最
新計測値に更新する。このように計測値の変化が
表示単位100rpmを越す場合にはゲートタイムＴ
の周期で更新表示し、エンジン回転数の変化を逐
次バーグラフの増減として表示することができ
る。また、エンジン回転数が安定しており、ゲー
ト信号と入力信号との同期がとれている場合、ゲ
ート回路７から選択出力される加算器４の最新計
測値とラツチ回路８の表示値とは同一であり、差
判定回路１０からは表示更新指令信号および差信
号のいずれも送出されず、従つて比較回路１１か
らのロードパルスも発生せずラツチ回路８の表示
値はそのまま保持されている。いまエンジン回転
数が不安定に変動しているかあるいはゲート信号
と入力信号との同期ズレが生じたとすると、ゲー
ト回路７で選択された最新計測値は、ラツチ回路
８に保持されている表示値と異なり、この差が表
示単位100rpm分の計数値に相当する場合、差判
定回路１０から差信号が送出され比較回路１１の
内部カウンタにて計数される。こうした計測値の
変化が一定の増減方向に上記一定幅で継続してい
るとすれば、ゲートタイムｔ周期で計数加算され
る加算器４の計測値はラツチ回路８に保持されて
いる表示値と一定の差をもつて継続し、差判定回
路１０においてあらかじめ記憶させてある設定値
との比較がなされる。この場合、判定回路６から
の判定信号によりアイドリング領域に対応する設
定値N₁が読み出されており、設定値N₁＝５とし
たときには上記計測値の差がゲートタイム周期で
５回継続した時点でロードパルスを発生する。従
つて、ラツチ回路８の表示値は上記表示単位
100rpm分の計数差をもつて変化している計測値
に更新され、表示器９のアイドリング設定領域に
おける表示単位100rpm分の一表示要素の増減が
行なわれ、エンジン回転数の変化を確実に表示す
ることが可能となる。また、エンジン回転数の変
動が極めて不安定であり、あるいはゲート信号と
入力信号の周期ズレが頻繋に発生するような場
合、加算器４で加算される計測値も表示単位
100rpm分の計数値の差をもつて頻繋に変化する
ことになるが、差判定回路１０からの差信号は継
続して送出されず、比較回路１１における設定値
N₁との比較判定によるロードパルスも出力され
ることはない。すなわち、計測値が増減方向に不
安定に変化する場合、差判定回路１０からの差信
号はラツチ回路８における表示値と計測値との差
が表示単位100rpm分に相当する計数差に同等の
とき送出されるだけであり、ゲートタイム周期で
続けて送出されるものではなく、仮に同一差が３
回連続したとしても比較回路１１の内部カウンタ
は３回分の差信号を計数するのみで、差信号が途
切れた時点においてただちにリセツトされ、差信
号の入力とともに再度計数を開始するべく構成さ
れるため、表示値に対する計測値の同一差の継続
回数が設定値N₁＝５に達しない頻繋な変動時に
は比較回路１１からのロードパルスは出力され
ず、ラツチ回路８の表示値は継続して保持された
ままとなり、表示器９における表示単位分の頻繋
な変化によるちらつきを確実に防止することがで
きる。

次にエンジン回転数を上昇し、1000rpm以上の
通常表示領域に達した場合の表示動作を説明す
る。

この場合も、計数回路２における入力信号の計
数、シフト動作はゲートタイムｔ周期で実行され
る。カウンタ２（１）およびレジスタ２（２）に
内包する入力信号数が1000rpm以上の回転数に相
応する値に達した場合には、判定回路６からの判
定出力によりゲート回路７のゲートが加算器５側
に切換わり、ラツチ回路８には加算器５における
ゲートタイムτ内の計数値が転送される。従つ
て、250rpmの表示単位からなる通常表示領域で
の応答性は、250rpmの変化を判別し得るゲート
タイムτすなわちアイドリング設定領域における
ゲートタイムT2／５となり、加連時などにおけ
るエンジン回転数の急激な変化に極めて良好な追
従性を持たせることができる。

ここで、判定回路６から出力される通常表示領
域に対応した判定信号は差判定回路１０および比
較回路１１にも転送され、差判定回路１０では通
常表示領域の表示単位250rpm分の計数差に相当
するデータが読み出されて、最新計測値とラツチ
回路８における表示値との差が上記計数差を越え
るか否かを判定し、比較回路１１では差判定回路
１０からの差信号の継続回数を比較判定するため
の通常表示領域に相応した設定値N₂が読み出さ
れて、ラツチ回路８へのロードパルスが出力制御
される。

この場合の表示更新動作は上述したアイドリン
グ設定領域と同様のプロセスを有し、ラツチ回路
８における表示値とゲート回路７で選択された最
新計測値との差を差判定回路１０で読み出された
表示単位250rpm分の計数差と比較するとともに、
これを越える場合には比較回路１１を通してラツ
チ回路８の表示値を更新し、同一差の場合には差
信号を出力してこの差の継続回数が比較回路１１
で読み出された設定値N₂と比較され、設定値N₂
に達したときラツチ回路８へロードパルスを出力
するべく構成している。比較回路１１に記憶して
いる通常表示領域に対応する設定値N₂はアイド
リング設定領域に対応する設定値N₁＝５に対し
てN₂＝２に設定してあり、ラツチ回路８の表示
値に対する最新測定値の差が表示単位250rpm分
の計数差と同一で２回継続したとき比較回路１１
からロードパルスが発生するようにしてあるた
め、アイドリング設定領域における変動吸収特性
に対して若干の緩和をもつて吸収されるようにな
る。従つて、通常表示領域におけるエンジン回転
数の微小変動に対する表示値の追従は比較的良好
となり、ゲート信号と入力信号との瞬間的な同期
ズレや極めて不安定な変動に対してのみ表示値の
ちらつき防止を行ない得るものである。

こうした各表示領域での変動吸収特性の相違は
各々の表示単位の大きさにより決定されるもの
で、本実施例においては比較回路１１に記憶させ
てある設定値を表示単依が100rpmであるアイド
リング設定領域に対してN₁＝５、表示単位が
250rpmである通常表示領域に対してN₂＝２とし
ており、表示単位の小さい表示領域における変動
吸収性を高くしてある。すなわち、表示単位が小
さいときには測定値の変動幅が小さくとも追従し
て表示値のちらつきを生じ易く、かつこうした微
小変動が頻繋に発生することからすれば、この表
示領域における比較回路１１での設定値を大きく
とることによつて吸収性を高くすることができ、
表示単位が大きいときには比較回路１１での設定
値を小さくとることにより応答性を損ねることな
く希な表示値のちらつきをも確実に防止すること
ができるものである。

以上のように、本発明は表示単位の異なる複数
の表示領域からなる表示装置において、各々の表
示単位を判別し得る最小ゲートタイムで各表示領
域の計数動作を行なわしめ、これを選択的に表示
器へ転送することにより、全表示領域にわたつて
極めて良好な追従性を持たせることができる。す
なわち、こうした応答性の向上は第５図の時間一
表示値対応グラフに示され、実線Ｆで示す回転数
の急俊な変化に対し、破線Ｄで示す表示値の変化
は、実施例における通常表示領域とアイドリング
設定領域において各々の表示単位を判別し得る最
小ゲートタイムの応答性をもつて追従するため、
従来の表示単位換算方式に比して表示単位の異な
る各領域の表示機能に適応した良好な表示が得ら
れるものである。また、各表示領域における測定
値の変動吸収性を異ならせるため、表示値に対し
て表示単位分の計測値の変化がゲートタイム周期
で何回続いたかを検出するとともに、この継続回
数を表示領域毎に適応した値で設定する構成とし
ており、これによつて表示単位の小さな領域すな
わち表示値の更新が測定値の変動に影響を受け易
い領域では上記設定値を大きくしてちらつきを確
実に防止し得かつ表示単位の大きい領域では応答
性を損うことなく測定値の変化に良好に追従し得
る極めて高精度のパルス計数装置を提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルス計数装置における計数動
作を示す説明図、第２図は本発明に係るパルス計
数装置の一実施例を示す回路構成図、第３図は同
装置におけるバーグラフ表示器の正面図、第４図
は同装置の計数動作を示す説明図、第５図は測定
量の変化に対する表示値の応答性を示す説明図で
ある。 １……入力端子、２……計数回路、２（１）…
…カウンタ、２（２）〜２（５）……シフトレジ
スタ、３……基準信号発生回路、４，５……加算
器、６……判定回路、７……ゲート回路、８……
ラツチ回路、９……表示器、１０……差判定回
路、１１……比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定量の変化に比例して発生する反復パルス
   を計数し、表示単位の異なる複数の表示領域を設
   定した表示器に上記測定量の変化を表示するよう
   にした装置であつて、最小表示単位に相当する反
   復パルス数の変化を判別し得るゲートタイムを多
   分割し、この分割したゲートタイム内に発生する
   反復パルスを循環的に内包する計数回路を設け、
   他の表示領域における表示単位の変化を判別し得
   るゲートタイム内に発生する反復パルスを計数し
   た計数内容を選択的に読み出す判定手段を備え、
   各表示領域における表示単位に適応したゲートタ
   イムで計数表示するとともに、現表示領域に対応
   するゲートタイムでの計数内容と表示器における
   表示値との差を検出し、この差が当該表示領域の
   表示単位に相当する値を越える場合には表示更新
   指令を出力し、表示単位に相当する値以下の場合
   にはこのゲートタイム周期で何回継続したかを判
   定するとともに、この継続回数が各表示領域毎に
   あらかじめ設定した値を越えたときのみ表示更新
   指令を出力する比較判定回路を設け、各表示領域
   の表示単位に適応した応答性で表示値を更新する
   ようにしたパルス計数装置。