JPH01201168A - 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】 産業上の利用分野 本発明は交差コイル式計器の駆動回路に係り、例えば自
動車のエンジン回転数、車速等の指示計として用いられ
る交差コイル式計器の駆動回路に関する。

従来の技術 自動車などのエンジン回転数、車速等を指示する指示８
１蔦として、その構造が簡単で、丈夫で信頼性が高い等
の理由から交差コイル式計器が用いられている。交差コ
イル式計器は例えば第８図に示すようにコイル１．２を
機械的交差角が９０’となるように配置し、そのコイル
１．２の内部空間に一端に指針５が固定され指針軸４の
他端が固定された可動永久磁石３を配設し、駆動回路６
によりコイル１．２に第９図に実線■及び破線■で示寸
ようなｎいに９０”の位相差を有し、電気角に対してレ
ベルが正弦波又は正弦波に近似した特性で変化する信号
を供給し、被測定量に対し電気角を変化させ、コイル１
．２により発生する磁束の合成ベクトルの角度を変化さ
せることにより、指針５を回動させ、被測定量に応じて
指示をする構成とされている。

交差コイル式計器を駆動する駆動信号としては正弦波信
号が最も理想的なものとして知られている。しかし、正
弦波信号を駆動信号とするためにはマイクロコンピュー
タ等を利用した場合、電気角に対応するレベル値をディ
ジタル信号として記憶させるため、記憶（至）は膨大な
ものとなり、人容聞の記憶システムが必要となるため、
コスト、スペース等の点で車載用の計器として不向きで
ある。

このため、通常、駆動信号としては例えば、特開昭６０
−３６８号公報に示すような台形波等の正弦波に近似し
た特性の信号が用いられている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、駆動信号に台形波等の信号を用いた場合、指
示精度が劣るばかりが、２つのコイルに発生ずる磁束の
合成ベクトルの大きさが不均一なものとなるため、指針
が滑らかに回動しない等の問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたも゛ので比較内部φ
な回路構成で指示粘度がよく、指針の移動滑らかとなる
交差コイル式計器の駆動回路を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 被測定量に応じてディジタル信号を発生するディジタル
信号発生回路と、 ディジタル信号発生回路よりディジタル信号が供給され
、亙いに位相が異なり、かつ、電気角に対してレベルが
正弦波又は正弦波に近似した特性で変化し、ディジタル
信号に応じた電気角のレベルの複数の駆動信号を発生す
る駆動信号発生回路とよりなり、 駆動信号発生回路より取り出された複数の駆動信号を、
指針軸に固定された可動永久磁石を包囲するよう交差配
置された複数のコイルに別々に供給する交差コイル式計
器駆動回路において、電気角に対応した階差値が記憶さ
れている階差値記憶回路と、 電気角の基準角よりディジタル信号までの階差値を一連
の階差値データとして階差値記憶回路から読み出す階差
値読み出し回路と、 階差値読み出し回路により階差値記憶回路から読み出さ
れ階差値データに応じて駆動信号を発生し、複数のコイ
ルに供給する駆動信号供給回路とより駆動信号発生回路
を構成してなる。

作用 階差１２憶回路は電気角に対応した階差値が記憶されて
いて、階差値は階差値読み出し回路により読み出される
。

階差値読み出し回路は電気角の基準角より入力ディジタ
ル信号までの階差値を一連の階差値データとして階差値
記憶回路より読み出す。

駆動信号供給回路は階差値データに応じて複数の駆動信
号を発生し、複数のコイルに供給する。

実施例 第７図は本発明の一実施例のブロック図を示す。

波形整形回路７はエンジン回転数、車速などに応じて発
生する被測定信号を波形整形してパルス信号として、周
波数カウント回路８に供給する。

周波数カウント回路８は波形整形回路７の出カバルス信
号を所定時間毎にカウントして、カウント数に応じた１
０ピツトのディジタルデータＤｆｏを出力する。波形整
形回路７及び周波数カウント回路８はディジタル信号発
生回路を構成している。

周波数カウント回路８の出力ディジタルデータＤｉｎは
本発明の要部をなす正弦波変換回路９に供給される。正
弦波変換回路９は後述するように１０ビツトのディジタ
ルデータＤｉｎに対応して、正弦波Ｓｉｒ＋Ｘ及び余弦
波Ｃ０３Ｘに対応した信号を発生し、夫々、ｓｉｎ×駆
動回路１０及びＣ０３Ｘ駆動回路１１を介して、互いに
機械的交差角が９０゜をなし、その内部に可動永久磁石
を内包する２つのコイルに供給する。なお、正弦波変換
回路９及び５ｉｎＸ駆動回路１０、Ｃ０３Ｘ駆動回路１
１は駆動信号発生回路を構成している。

次に本発明の一実施例の要部をなす正弦波変換回路につ
いて説明する。第３図は正弦波変換回路の第１の実施例
のブロック図、第４図は第３図に示す正弦波変換回路の
タイミングチャートを示す。

正弦波変換回路９に入力された１０ビツトのディジタル
データＤｉｎは下位の８ビツトのｍＡを反転回路１２に
、上位２ビツトを選択反転回路１８に供給される。基本
回路１３は侵述するように反転回路１２からの８ビツト
のディジタルデータＡに応じた、１ビツトの階差値デー
タを出力する。

次に本発明の要部をなす正弦波変換基本回路１３につい
て第１図、第２図と共に説明する。

第１図に示すように正弦波変換基本回路１３（以下単に
基本回路と呼ぶ）は階差ＩＩａ読み出し回路を構成し、
基本回路１３のタイミングを決定する発振回路１９及び
第１のカウンタ２０と、入力データ△によって出力デー
タを制御する一致検出回路２１、ＲＳフリップノロツブ
回路２３及びＡＮＤ論理回路２４と、入力データＡに対
する階差値を記憶した階差値記憶回路を構成する階差値
ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２２とより構成され
ている。

第１のカウンタ２０は発成回路１９からのクロックパル
スをカウントし、９ビツトのディジタルデータを出力す
る２進カウンタで９ビツトのディジタルデータのうちＦ
位８ビットは一致検出回路２１及び階差（ｆｉＲＯＭ２
２のアドレス入力に入力され、第９ビツト目の信号は反
転信号として反転回路１２に入力される。さらに、第１
のカウンタはカウント（直の下位８ビツトが零になると
カウント値零信号を発生する。

一致検出回路２１は第１のウンタ２０の出力ディジタル
データと他に入力ディジタルデータＡとを比較して、両
方のディジタルデータが一致したときにハイ又はローレ
ベル信号を出力する。ＲＳフリップフロップ２３は第１
のカウンタ２０からのカウント値零信号がセット入力に
、−数枚出回路２１の出力信号がリセット入力に入力さ
れていて、出力はＡＮＣ）回路２４に出力されている。

ＡＮＤ論理回路２４には、ＲＳフリップフロップ２３の
出力信号と階差値ＲＯＭ２２の出力データとが入力され
ていて、ＲＳフリップフロップ２３の出力状態により階
差（ｆＩＲＯＭ２２の出力データがマスクされるよう構
成されている。

階差ｈｆｊＲＯＭ２２の内容は例えば、入力データＡを
８ビツトの分解能で処理する場合、電気角Ｘ＝９０”　
　（π／２）に対し、８ビツト、すなわち、２５６を対
応させ、 ｆ（Ａ）　＝に一５ｉｎ（Ａ／　２５６・π／２）とす
る。ここで、回路構成を簡単にするために階差値の最大
値が１く申位階差伯）となるようＫを求めてみる。

正弦波関数の特性上 ｆ（１）　　−ｆ（０）　　＝１ より、Ｋ＝１６３ となる。

したがって、ｆ　（Ａ）　−＋　５ｉｎ（Ａ）として、
５ｉｎ（Ａ）の階差値を算出し、階差値ＲＯＭのアドレ
ス入力に対応して１ビツトの階差値データとて出力され
るよう構成されている。計算値の一部を表１に示す。

表１ 次に第２図のタイミングチャートにより動作を説明する
。まず、第１のカウンタ２０の出力ディジタルデータ（
第２図（ａ））の下位８ビツトが０になるとカウント値
零信号（第２図（ｂ））が発生し、ＲＳフリップフロッ
プ２３をセットすることにより、ＡＮＤ論理回路２４の
一方の入力がハイレベルとなり、階差値ＲＯＭ２２の出
力データが出力可能な状態となる。

第１のカウンタ２０は発振回路１つからのクロックパル
スをカウントし、出力ディジタルデータは順次カウント
アツプされ、階差値ＲＯＭ２２の内容が順次出力される
（第２図（ｄ））。第１のカウンタ２０の出力データが
入力データＡと一致すると一致検出回路２１によりＲＳ
フリップフロップ２３がリセットされ、その出力がロー
にされ、（第２図（ｅ））、ＡＮＤ論理回路２４の出力
もローに固定される（第２図（ｆ））。

第１のカウンタ２０のカウントがさらに進み、その出力
データの下位８ビツトが０に戻ると、上記動作が繰り返
される。なお、このとき、反転信号は１コーレベルのと
きは、ハイレベルに、ハイレベルのときは０−レベルと
され、下位８ビツトが０となるたびに反転出力される（
第２図（Ｃ））。

第３図は上記基本回路１３を使用した第１の実施例のブ
ロック図、第４図はそのタイミングチャートを示す。

周波数カウント回路８からの１０ビツトのディジタルデ
ータＤｉｎは下位８ビツトのディジタルデータＡを反転
回路１２に、上位２ビツトを選択反転回路１８に供給さ
れる。反転回路１２は基本回路１３からｃｏｓ（八）出
力を得るための回路で基本回路１３からの反転信号応じ
て Ｃ０３Ｘ　＝　ｓｉｎ　（ｙｒ　／　２−　Ｘ　）を前
記変換式に対応させて ５ｉｎ（八）出力時・・・反転信号＝“Ｌ　”反転回路
１２の出力データＡｒ＝Ａ ｃｏｓ（Ａ）出力時・・・反転信号＝　”　ｌ−１”△
ｒ＝２５６−Ａ として基本回路１３に出力する。

なお、回路構成を簡単にするために（ｏｓ（Ａ）出力時
に、 Ａ　ｒ　＝　２ｂＳ−Ａ としてもよい。

ラッチ信号回路１４はカウント値零信号及び反転信号に
より第４図に示すような５ｉｎ（Ａ）ラッチ１２号及び
ｃｏｓ（Ａ）ラッチ信号を発生し、夫々５ｉｎ（Ａ）ラ
ッチ回路１６及びｃｏｓ（Ａ）ラッチ回路１７に供給す
る。第２０カウンタ１５は基本回路１３の１ビツトの出
ツノ階差値データをカウントし、カウント数に応じたデ
ィジタルデータを出力する。

ｓ　ｉ　ｒ＋　（＾）ラッチ回路１６及びＣ０５（Δ）
ラッチ回路１７はラッチ信号回路１４の出力ラッチ信号
に応じて、第２のカウンタ１５の出力ディジタルデータ
をラッチする。ラッチされたディジタルデータｔま選択
反転回路１８に供給され、符号データを付加された後、
駆動信号供給回路の一部を構成づるｓｉｎ×駆動回路１
０及びｃｏｓＸ駆動回路１１に供給され、５ｉｎＸコイ
ル１及びＣ０３Ｘコイル２に供給される。

次に動作を説明する。まず反転ｆｓ号がローとなり同時
にカウント値零信号が出力されると、第２のカウンタ１
５がリセットされると共に基本回路１３の変換が開始さ
れる。このとぎ、反転回路１２の出力Ａｒ＝Ａとなり基
本回路１３は５ｉｎ（八）の変換が行なわれ５ｉｎ（Ａ
）に応じた階差値が順次出力され第２のカウンタ１５に
よって、カウントされる。

変換が終了すると５ｉｎ（Ａ）ラッチ信号によりカウン
ト値が５ｉｎ（Ａ）ラッチ回路１６にラッチされる。ま
た、反転信号はハイとなり、反転回路１２の出力データ
はＡｒ＝２５６−Ａとなり基本回路］３によりｃｏｓ（
Ａ）変換が行われる。このとき、第２のカウンタ１５も
カウント値零信号により、リセットされｃｏｓ（Ａ）に
応じた階差値のカウントが開始される。変換の終了後は
前記同様にｃｏｓ（八）ラッチ回路１７にカウント値が
ラッチされる。

ラッチされた５ｉｎ（Ａ）　、　　ｃｏｓ（＾）データ
は入力ｆ−タＤｉｎの上位２ビツトの値にしたがって選
択反転回路１８により表２に示すように符号が付加され
、出力される。符号が付加された５ｉｎ（Ａ）及びＣ０
５（＾）データは５ｉｎＸ駆動回路１０及びＣ０５Ｘ駆
動回路１１で夫々ＤＡ変換され、５ｉｎＸコイル１及び
Ｃ０３Ｘコイルにて駆動信号として供給される。

表２ 第５図は前記基本回路１３を使用した正弦波変換回路の
第２の実施例のブロック図、第６図はそのタイミングチ
ャートを示す。

第２の実施例において、反転回路１２は第１の実施例の
反転回路１２と構成、動作とも同様である。本実施例に
おいては基本回路１３の出力データを２つのＯＲ論理回
路２５．２７、及び１つのインバータ回路２６により分
離して、５ｉｎ（Ａ）及びｃｏｓ（Ａ）出力を得ている
。また、反転信号により５ｉｎ（Ａ）変換時はＣ０３（
Ａ）出力を、ｃｏｓ（Ａ）変換時は５ｉｎ（＾）出力を
ハイレベルに固定する。

次に本実廠例の動作について説明する。まず、基本回路
１３よりローレベルの反転信号が反転回路１２に供給さ
れ、反転回路１２の出力データＡｒがＡｒ＝Ａとなり５
ｉｎ（八）の変換が開始され、基本回路１３より５ｉｎ
（八）に対応して１ビツトの１１１’ｉ差値データが出
力される。このとき、第６図に示すように反転信号がロ
ーであるため、ＯＲ論理回路２５より階差値データが選
択反転回路２８に供給され、一方インバータ回路２６に
よりＯＲ論理回路２７の出力はハイに固定される。

５ｉｎ（Ａ）の変換が終了すると反転信号はハイレベル
となるため、反転回路１２の出力ＡｒはＡｒ−２５６〜
Ａとなり基本回路１３はｃｏｓ（八）変換を行なう。ま
た、ＯＲ論理回路２５の出力はハイに固定され、ＯＲ論
理回路２７より階差値データが選択反転回路２８に供給
され５゜ 選択反転回路２８は第１の実施例同様、入力データＤｉ
ｎの上位２ビツトの値にしたがって、表２に示すように
選択反転して出ツノする。

基本回路１３の出力データは入力ディジタルデータＤ１
ｎに応じて、階差値データの出力数が異なっているため
、一種のパルス幅変調された出力データとなり、これに
選択反転回路２８により入力ディジタルデータＱｉｎの
上位２ビツトの値に従って、表２に示すように選択反転
され、出力される。

階差値データは一種のパルス幅変調された形となってい
るため、フィルタ等でパルスを平滑化して、夫々のコイ
ルに供給する。

本実施例によれば、出力が既にＤＡ変換された値として
出力されるため、ＤＡ変換回路が不用となり、低価格で
、かつ、コンパクトに駆動回路が構成できる。

なお、基本回路１３の分解能は８ビツトにかかわらず必
要に応じて増減が可能である。また、階差値ＲＯＭ２２
の値は必ずしも正弦波特性の階差である必要はなく、コ
イル等の特性に応じて変更可能である。さらに階差値Ｒ
ＯＭ２２は論理回路等によって構成してもよく、さらに
、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）によって構
成し、必要に応じてデータを変更しつつ駆動することも
ＩＪ能である。

また、第１及び第２の実膿例では主に論理回路による構
成を示したが、マイクロ−】ンピコー′７刀により構成
することも可能である。

発明の効果 １述の如く、本発明によれば、階差値により、より少な
い記憶容譬でより正弦波に近似した特性の駆動信号を得
ることができるため、指示精度が大幅に改善され、かつ
、前記駆動信号により発生する磁束の合成ベクトルの大
きさを均一にでき、指針のより円滑な回動が可能となり
、また記憶させる階差値データを変えることにより、ｆ
Ｉ意の波形の駆動信号を得ることができる等の特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部である正弦波変換基本
回路のブロック図、第２図は第１図示の正弦波変換基本
回路のタイミングチャート、第３図は本発明の一実施例
の要部である正弦波変換回路の第１の実施例のブロック
図、第４図は第１の実施例の正弦波変換回路のタイミン
グチャート、第５図は本発明の一実施例の要部である正
弦波変換回路の第２の実施例のブロック図、第６図は第
２の実施例の正弦波変換回路のタイミングチャート、第
７図は本発明の一実施例のブロック図、第８図は交差コ
イル式計器の一例の概略図、第９図は交差コイル式Ｓ１
器の駆動信号の一例の波形図である。 ］・・・５ｉｎＸコイル、２・・・ｃｏｓＸコイル、３
・・・可動永久磁石、４・・・指針軸、５・・・指針、
６・・・駆動回路、７・・・波形整形回路、８・・・周
波数カウント回路、９・・・正弦波変換回路、１０・・
・３ｉｎＸ駆動回路、１１・・・ｃｏｓ　Ｘ駆動回路、
１２・・・反転回路、１３・・・正弦波変換基本回路、
１４・・・ラッチ信号回路、１５・・・第２のカウンタ
、１６・・・５ｉｎ（Ａ）ラッチ回路、１７・・・ＣＯ
２（Ａ）ラッチ回路、１８・・・選択反転回路、１９・
・・発撮回路、２０・・・第１のカウンタ、２１・・・
−数構出回路、２２・・・階差１ａＲＯＭ、２３・・・
ＲＳフリップフロップ、２４・・・ＡＮＤ論理回路。 ・シ゛Ｃ８図 パ３ 第≦１し１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定量に応じたディジタル信号を発生するディ
   ジタル信号発生回路と、 該ディジタル信号発生回路より該ディジタル信号が供給
   され、互いに位相が異なり、かつ、電気角に対してレベ
   ルが正弦波又は正弦波に近似した特性で変化し、該ディ
   ジタル信号に応じた電気角のレベルの複数の駆動信号を
   発生する駆動信号発生回路とよりなり、 該駆動信号発生回路より取り出された該複数の駆動信号
   を、指針軸に固定された可動永久磁石を包囲するよう交
   差配置された複数のコイルに別々に供給する交差コイル
   式計器の駆動回路において、 該電気角に対応した階差値が記憶されている階差値記憶
   回路と、 該電気角の基準角より該ディジタル信号までの階差値を
   一連の階差値データとして該階差値記憶回路から読み出
   す階差値読み出し回路と、該階差値読み出し回路により
   該階差値記憶回路から読み出された該階差値データに応
   じて該駆動信号を発生し、該複数のコイルに供給する駆
   動信号供給回路とより該駆動信号発生回路を構成したこ
   とを特徴とする交差コイル式計器の駆動回路。
2. （２）該階差値の最大値を単位階差値としたことを特徴
   とする請求項１記載の交差コイル式計器の駆動回路。