JPH01150864A - ゲージ駆動装置 - Google Patents

ゲージ駆動装置

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JPH01150864A
JPH01150864A JP62309878A JP30987887A JPH01150864A JP H01150864 A JPH01150864 A JP H01150864A JP 62309878 A JP62309878 A JP 62309878A JP 30987887 A JP30987887 A JP 30987887A JP H01150864 A JPH01150864 A JP H01150864A
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JP
Japan
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circuit
output
needle
coil
function generator
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JP62309878A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Kume
智宏 久米
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は磁界を形成するための直交した2つのコイルと
磁界によって角度が決定される針とをもった計量器、す
なわち、ゲージの駆動装置に関する。
従来の技術 電子回路を用いて広角度の電気ゲージを駆動するために
、自動車の速度のような入力量に応じて正弦及び余弦関
数を発生してこれによって2つのゲージコイルを駆動し
、ゲージ針の正確な位置決めを行う方法は公知である。
このシステムでは正弦波形及び余弦波形の形成のために
別々の関数発生器を必要とする。また、入力量の正接関
数に比例する電流と一定基準電流と方向決め論理回路手
段とを用いてゲージコイルを駆動することも、たとえば
、特公昭62−16381号公報によって、公知である
第3図はよく知られた空心ゲージを示している。この空
心ゲージは直交して配置された2つのコイルA9及びB
IOと、各々のコイルA9及び同BIOに印加される電
流に応じてゲージ画工を回転する針11とを含んでいる
。各コイルに印加される電流の極性と電流値によって針
11の角度が決まる。これを説明するために、コイルA
9を流れる電流IAは、第3図の上向きの方向に磁界ベ
クトルが発生する時に正とする。またコイルB10を流
れる電流IBは対応する磁界ベクトルが画面の右向きに
発生する時に正とする。また、説明の都合上、ゲージは
図の破線によって座標を8つのへ分円1〜8に分割して
表わしている。測定されている入力量が0であると、針
11は第3図のようにへ分円1と同8との境界線上にあ
る。入力量が増すと針11はへ分円1〜8の各座標位置
を時計方向に回転する。
コイルの各々の磁界は駆動電流の電流値と極性に比例す
るため、都合上磁界ベクトルを電流IA及び1Bで表す
。また、IAとIBの合成ベクトルを10とする。第4
図aに示したように、磁界ベクトルIBが負方向の極性
で最大値1.をとり、IAがOをとると、針11のベク
トル1Bに対する角θはOoである。第4図すに示した
ように、toの電流値を一定値とするように、■^を太
き(すると、θは増加して針11はへ分円1,2内を時
計方向に動く。明らかにθはIA/Inに等しい。従っ
て、Io=1■^+IB+を一定にするためには、IA
の電流値をIo/(1+tanl入力量))で変化させ
、IBの電流値をIo−IA(= Iot anl入力
量)/(1+tanl入力量)))で変化させれば、角
度θは入力量の変化に直接比例することになる。このよ
うにして、針11をへ分円1及び同2内で正確に位置決
めできる。
次の表1は、角へ分円で針11が所定のへ分円内で動作
するために必要なコイル駆動の入力関係を示している。
表の中の方向法めの二値論理入力に関する部分について
は後述する。
表   1 コイル駆動 コイル駆動で1及び−1の記号は、それぞれ正及び負方
向に最大電流1oの値とすることを意味する。第1のへ
分円1内での動作では、コイルA9の電流IAはOから
+Io/2までの範囲を変化する。コイルB10の電流
IBは、−(Io−IA)で変化する。即ち、  Io
(逆方向最大)から1o/2までの範囲を変化する。へ
分円2ではへ分円1と極性は変わらず、コイルA9の電
流は+Io/2から+1.に変化し、コイルBIOの電
流は−(Iol^)で変化する。へ分円3でコイルB1
0の極性が変化し、コイルA9の電流は+I。
から+Io/2に変化し、コイルB10の電流は(10
IA)で変化し、0からIo/2までの範囲を変化する
。以下同様にして8個のへ分円即ち360°にわたって
針11を回転させることができる。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、入力量に応動して入力量に比例した信号を発
生するための回路を含み、磁界を形成するための直交し
た2つのコイルと該磁界によって角度方位が決定される
針とを持ち入力量の大きさに比例した値を指示するため
のゲージを駆動するための装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、入力量に比例した信号を発生する回路を含み
、この信号値に対応する針の振れ角をθとした時、同信
号に応動して複数の有限範囲内の各々に於て関数発生器
が1/(1+tanθ)で変化する出力を発生し、方向
決め回路及び駆動回路が前記関数発生器出力によって制
御されて同関数発生器出力に比例した第1の可変駆動電
流と、この第1の可変駆動電流との和が駆動電流の最大
値となるような第2の可変駆動電流とを発生して、2つ
の可変駆動電流を第1.第2の両コイルに各々印加する
とともに、これら両可変駆動電流の極性を制御すること
によって入力量に依存して針の方向を決める磁界を発生
するゲージ駆動装置である。このような装置によってゲ
ージ駆動の正確さが改善されるとともに、出力電流の総
和が一定であるために電源への影響が少ない。特に駆動
電流をパルス幅変調(PWM)を用いて制御する場合に
は、一方のゲージコイルへの出力は他方のゲージコイル
の出力をインバータで反転したものでよい。この装置に
は、デジタル回路技術を用いた集積回路を利用できる。
作用 本装置によると、入力量に比例した信号を発生する関数
と、同信号(θ)に応動して 1/(1+tanθ)で変化する出力を発生する関数発
生器とこの出力に比例した第1の可変駆動電流と駆動電
流の最大値から前記第1の可変駆動電流値を引いた第2
の可変駆動電流とを発生する手段と、前記2つの可変駆
動電流を2つのコイルに各々印加するとともに、これら
両可変駆動電流の極性を制御することによって磁界ベク
トルの方向を決め、これによって針の位置を決めるため
の方向決め回路とを含んでいるので、ゲージ駆動の正確
さがいっそう向上するとともに、出力電流の総和が一定
であるために電源への影響が少ない。
実施例 第1図は本発明を実施するために有用な回路ブロック図
であり、特に車の速・度肝を対象としている。速度セン
サ12は車の速度に比例した周波数のパルス列を発生す
る。周波数即ち入力量を示すこれらのパルスはバッファ
13に印加され、更にタコメータ14に印加される。
タコメータ14の構成はタコレジスタ15及びメモリレ
ジスタ16である。このタコメータ14で測定されてい
る速度に比例した2進数が16または18ビツトのシフ
トレジスタからなるタコレジスタ15に入れられる。ま
た、メモリレジスタ16は10ビ・ントであり、タコレ
ジスタ15の上位10ビツトを蓄える。このタコレジス
タ15の10ビツト中、20から26に対応する下位7
ビツトは、インバータ17へ印加される。さらに、同1
0ビツト中の27ビツトはインバータ17の制御入力へ
印加される。インバータ17の出力はROM18のアド
レスとなる。このROM18は、入力アドレスに対して
1/(1+tan(入力量))なる関数のテーブルを持
つ。これによって針11の角度を速度センサ12からの
入力周波数に比例させることができる。ROM18は、
最上位ビットがOである7ビツト、128ワードで構成
される。ROM18の出力はレベルシフト回路19に印
加される。レベルシフト回路19はメモリレジスタ16
の上位2ビツト、27ビツトと28ビツトの論理和がO
のとき、ROM18の出力を26より減する。即ち、R
OM18の下位6ビツトを補数で置換する。
また、上述の論理和が1のとき、ROM18の出力に2
6を加える。即ち、ROM18の最上位ビットを1にす
る。これらはへ分円内のゲージ針11の現在の位置を規
定する。
パルス幅変調(PWM)回路20はレベルシフト回路1
9からの2進出力値に比例したデユーティサイクルを持
った信号、いわゆる、PWM信号を発生する。このPW
M信号は方向決めの論理回路21に印加され、ここで、
このPWM信号は、ゲージコイルを駆動する2つのゲー
ジ駆動回路22の一方へ印加され、他方には、このPW
M信号を印加した反転インバータの反転信号が印加され
る。
方向決め論理回路21はメモリレジスタ16から印加さ
れる上位2ビット即ち28ないし29ビツトによって制
御される。この上位2ビツトと27ビツトとの3ビツト
が表1に方向決め論理入力として示されている。方向決
め論理回路21の機能は、入力がOOOの場合には、コ
イルA9に流す可変PWM電流の極性と、コイルBIO
に流す反転PWM電流の極性とを正しく制御することで
ある。同様に入力が000以外の場合にも表1に従って
コイルの駆動を行う。言い替えれば、ある時点に於て有
効なゲージのへ分円は、メモリレジスタ16の上位2ビ
ツトで表される方向決め論理入力によって決定される。
ゲージ駆動回路22はトーテムポール型のプッシュプル
出力を2個用いその両出力端子間にゲージコイルを接続
したBTL構造で構成される。方向決め論理回路21か
らの出力をゲージ駆動回路22に印加することにより、
ゲージコイルに流す電流の極性とデユーティ比を制御す
る。PWM信号が印加されると、そのデユーティ比に比
例してコイル電流は変化する。また、ゲージ駆動回路2
2は電圧源の電圧が変化しても、2つのコイルの磁界ベ
クトルの比には影響を与えない。
本実施例の回路の動作について、第2図の波形を用いて
より詳しく説明する。第2図a、b、c及びdの波形は
デジタル回路の2進数をアナログで表示したものである
第2図aは、メモリレジスタ16の下位7ビツトが速度
の変化に従って不連続に繰り返し増加する様子を示して
いる。即ち、へ分円1に於て、10ビツト構成のメモリ
レジスタ16はクリアされた状態から、下位7ビツトの
容量−杯のところまで進むが、その時上位3ビツトはま
だOである。速度が7ビツト容量を越えると、7ビツト
はOにリセットされ、8番目のビット(27ビツト)が
1(=なり、第2のへ分円2内の動作となることが示さ
れ、以下同様である。この様にしてレジスタの下位7ビ
ツトの増加が不連続に繰り返される。
第2図すはインバータ17の動作を示している。このイ
ンバータ17はメモリレジスタ16の27ビツトによっ
て制御され、このビットが1であると、同メモリレジス
タ16の下位7ビツトは変化なしにインバータ17を通
過してROM 18に印加される。しかし27ビツトが
Oであると、インバータ17は下位7ビツトの補数を発
生する。これによって第2図aの不連続なパターンは第
2図すに示したような連続なのこぎり波状パターンとな
る。このインバータ17の出力はROM18のアドレス
入力に印加される。
第2図CはROM18の出力が速度によって変化する様
子を示し、第2図dはレベルシフト回路19の出力が速
度によって変化する様子を示している。各へ分円内に於
て、レベルシフト回路19の出力はインバータ17の出
力によって示される角度θに対して1/(1+tanθ
)なる関数になっている。関数値はθ:90°で1であ
り、θ:45°で1/2であり、θ:0°で0であるの
で、レベルシフト回路19の出力はアドレス入力に応じ
てこれらの上下限の間で変化する。ROM18がθ:O
°ないし45°の関数表しか持っていなくとも、正しい
レベルシフト動作と正しい極性の選択により、360°
の全範囲での動作が可能である。
第2図eはθ:O°ないし360°のゲージ位置の各々
に於て、コイルA及びBの平均電流を示している。第2
図eは表1の内容を図で表しだものになっており、この
波形は速度の増加につれて、各コイルの電流の属性とデ
ユーティ比が変化する様子を示している。
更に、θ:0°ないし45°迄の関数表を繰り返して用
いているために、大きな関数表が比較的小さなROMに
収納でき、これによって高精度と高分解能が達成されて
いる。
以上に述べた装置の実施例は速度系の回路に関するもの
であるが、同様のゲージ駆動装置は入力量の値を線形表
示する他の分野にも応用できることはいうまでもない。
発明の効果 以上のように本発明は、入力量に応動して1/(1+t
anl入力量))で変化する出力を発生する関数発生器
とこの出力に比例した第1の可変駆動電流と駆動電流の
最大値からこの第1の可変駆動電流値を引いた第2の可
変駆動電流とを発生する回路と、これら2つの可変駆動
電流を2つのコイルに各々印加するとともに、これら両
可変駆動電流の極性を制御する方向決め回路とを設ける
ことにより、高精度と高分解能を達成するとともに電源
への影響を少なくする効果を持つものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は空心ゲージを示す説明図、第2図aないしbは
本発明に従った装置の動作中に第1図のゲージ内で生じ
る磁界ベクトルを示す説明図、第3図はゲージを駆動す
るために本発明に従った装置の一実施例を含む回路のブ
ロック図、第4図aないしeは本発明に従った回路内の
デジタル値及びゲージに印加される電流を表す波形図で
ある。 12・・・・・・速度センサ、13・・・・・・バッフ
ァ、14・・・・・・タコメータ、17・・・・・・イ
ンバータ、18・・・・・・ROM、19・・・・・・
レベルシフト回路、20・・・・・・PWM回路、21
・・・・・・方向決め論理回路、22・・・・・・ゲー
ジ駆動回路。   ゛ 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第2図 遭鷹 速波 2− コイルA 10−−−コイル8 第3図      11−針 第4図 手続補正書は式) 昭和63年3 月 //日 1事件の表示 昭和62年特許願第309878号 2発明の名称 ゲージ駆動装置 3補正をする者 事件との関係      特   許   出   廓
   人任 所  大阪府門真市大字門真1006番地
名 称 (582)松下電器産業株式会社代表者   
 谷  井  昭  雄 4代理人 〒571 住 所  大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 7、補正の内容 (1)明細書の第15頁第5行目〜第11行目の「第1
図は・・・・・・である。」を以下の文章に補正します
。 「第1図はゲージを駆動するために本発明に従った装置
の一実施例を含む回路のブロック図、第2図己ないしe
は本発明に従った回路内のデジタル値及びゲージに印加
される電流を表す波形図、第3図は空心ゲージを示す説
明図、第4図aないしbは本発明に従った装置の動作中
に第3図のゲージ内で生じる磁界ベクトルを示す説明図
である。」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力量に応動して、同入力量に比例した信号を発生する
    ための回路を含み、磁界を形成するための直交した第1
    、第2の2つのコイルとこの磁界によって角度方位が決
    定される針と関数発生器と方向決め回路と駆動回路とを
    持ち、前記関数発生器が前記信号に応動して複数の有限
    範囲内の各々に於て前記信号の値に対応する前記針の振
    れ角をθとした時、1/(1+tanθ)に比例する出
    力を発生することと、前記方向決め回路及び前記駆動回
    路が前記関数発生器の出力によって制御されて、同関数
    発生器の出力に比例した第1の可変駆動電流を前記第1
    のコイルに印加し、前記第1の可変駆動電流との和が同
    第1の可変駆動電流の最大値となるような第2の可変駆
    動電流を前記第2のコイルに印加するとともに、前記第
    1、第2の2つの駆動電流の極性を制御することによっ
    て、前記入力量に従って前記針の方向を決めることを特
    徴とするゲージ駆動装置。
JP62309878A 1987-12-08 1987-12-08 ゲージ駆動装置 Pending JPH01150864A (ja)

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