JPH03113378A - 指示計器の駆動方法 - 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） 本発明は指示計器の駆動方法に関するものである。

（従来の技術） 指示計器において被測定対象からの表示用出力を適宜な
電気信号（周波数、電圧値等）に変換し、この信号に基
づいて指示計器の指針を動作せしめるものが多用されて
いる。この内特に被測定対象の出力を君１器駆動出力に
変換するに際して、所定の演算処理を必要とする計器に
於ては、被測定対象からの出力信号のデジタル化をなす
変換部と、変換部からのデジタルイコ号入力に応じて所
定の駆動出力をなす駆動処理部と、駆動出力を受けて指
針を動作せしめる表示部を備えてなる。

前記の変換部については、特にスピードメータのように
測定対象が所定量変化する毎にパルス信号を発する周波
数出力の場合ｌよ、Ｆ−Ｖ変換部及びＡ−Ｄ変換部から
構成され、Ｆ−Ｖ変換部はコンデンサ及び抵抗を組み合
わせパルス信号を平滑して電圧値に変換する所謂積分回
路が多用されており、Ａ−Ｄ変換部は前記の電圧値に対
応するデジタル数値に変換し、このデジタル数値を次の
駆動処理部に出力しているものである。

（発明が解決しようとする課題） 前述したデジタル処理を用いる指示ｚ１器におけろＦ−
Ｖ変換部は、コンデンサと抵抗で構成され、特にコンデ
ンサの精度のバラツキが大きいので実際のＦ−Ｖ変換部
の出力数値と設計で求めた出力値とが異なる場合が屡々
見受けられる。

そこでＦ−Ｖ変換及びＡ−Ｄ変換を行わずに、直接デジ
タル変換する手段を先に提案した（特願平１−１３７６
７９号）。これは被測定対象からパルスイ二号が発せら
れる毎に被演算値に定数値を加算し、且つパルス（＝号
とは無関係に発せられる一定周期毎に前記被演算値の一
定の割合に相当する減算値又は一定値である減算値を加
算する処理を行い、処理結果（被演算値）を前記の変換
部出力をするもので、この変換部出力は加算値と減算値
との釣り合いがとれる数値に略安定するので変換部出力
（デジタル数値）は、被測定対象のパルス信号の発生周
波数と対応することになるものである。

この周波数のデジタル変換手段に在っては、被測定対象
からのパルス信号周期の幅が広く、低周波入力も高周波
入力も同様の処理を行うと、種々の不都合が生ずる。例
えばパルス信号周期が長くなると演算処理結果となる変
換部出力にリップルが発生し、このリップルに基づく指
針ブレが生ずる。この指針ブレについて次に１６ビツト
（以下００００〜ＦＦＦＦで表示する）での演算処理例
を用いて具体的に説明ずろ。

設定条件を、 Ｖ（ｎ） ■減算処理式　Ｖ　（ｎ　−１−１）”　Ｖ　（ｎ　）
　　２ｇＶ（ｎ）：任意時における被演算値 ■減算処理周期　Ｔ＝１ｍｓｅｃ ■入力１パルス当たり加算する値　Ｃ、−ｏｇｏ。

■出力は演算結果Ｖ（ｎｌの上位８　ｂｉｔとする。

と定め、入力パルス周期をＩｏｎ　ｓｅｃと］ＯＯｍ　
ｓｅｃの場合をグラフにすると、第５図に示す通りとな
る。

但し初期値はｒ　０ＯＯＯＪとする。

第６図（イ）に示すように入力パルス周期がＩＯ＋ｎ５
ｅｅの場合は変換部出力は１０＋ｗｓｅｃ毎に突出する
が、指針がこの周期変動に追従できないため、実際には
指針ブレが生じない。これに対して第６図（υ）に示す
ような入力パルス周期は１００ｒｎ　ｓｅｃの場合１０
０ｍ　ｓｅｅ毎変換部出力が突出し、指示計器の指針は
この変換部出力に対応して駆動せしめられるので、当然
指針ブレが生ずることになる。

この対策として、加算値を小さくし、且つ減算を緩やか
に行うこと、並びに加算時の突出を防止するため加算を
分割して行うこと等が考えられる。

しかし前記手段を採用すると、パルス信号の高周波入力
時に不都合が生ずる。即ち前者に在っては入力パルス周
期が短いと充分な減算が行われずに変換部出力の安定が
得られないし、また後者に在っては入力パルス周期内に
分割加算が終了しない状態となり、所望の変換部出力を
得られないと云うことになる。

そこで演算処理周期の切り換えによってパルス信号の低
周波入力並びに高周波入力に対応せしめることも可能で
ある。しかし切り換えの判別基準を入力パルス信号の周
波数にのみ求めると、高周波入力が低周波入力に急激に
変動した場合、不都合が生ずる虞がある。例えば指示ｔ
Ｉ器をエンジン回転計とし、エンジン回転数が急激に低
下したときに、入力パルス信号が低周波入力であると判
別して前記の演算処理周期を長い周期に切り換えてしま
い、演算処理時間が長くなり、エンジン回転数が明らか
に低いのに指針指示がまた高い回転数を示すと云う状態
が発生する。また前記の判断基準を、変換部出力即ち演
算した処理結果にのみ求めると、前記の場合とは逆にエ
ンジンが急激に回転数を増加しているのに、回転言１の
指示は緩やかに増加しているにすぎないと云うような状
況が発生ずる。

（課題を解決するための手段） 本発明は周期数入力を直接デジタル変換して計器の駆動
基準とする手段における前記の問題点を鑑み、これを改
善する提案をしたものである。

本発明に係る指示計器の駆動方法は、被測定対象が所定
量変化する毎にパルスイご号が発せられ、パルス信号入
力倍波演算値に定数値を加算すると共に、一定周期を以
て所定値を減算し、演算した処理結果に基づいて指示計
器の指度を決定する指示計器の駆動方法に於て、前記処
理結果と設定値の大小を比較し、且つ前記パルス信号の
入力周期と設定周期との長短を比較する判定部を有し、
処理結果が設定値より大きい場合又はパルス信号の入力
周期が設定周期よりも短いと判別された場合、定数値の
分割加算周期或いは所定値の減算周期等の演算処理周期
を所定の高周波処理用周期に変更してなることを特徴と
するものである。

（作　用） 被測定対宋からのバルスイ＝号の低周波入力対策として
、パルス信号が入力する毎に被演算値に対しての定数値
の分割加算を行い、一定周期で所定値の減算を行うと、
演算した処理結果の数値は入力パルス信号の周波数と対
応することになり、特に入力するパルス信号の周期が長
くとも定数値自体が分割されて加算されるため、演算し
た処理結果において突出値が生じない。また低周波入力
対策として、前記分割加算を行わずに加算値を小さくし
、これに伴って減算周期を長くし、減算を緩やかになす
と云う低周波用演算処理周期での演算処理を行う等、高
周波入力と低周波入力の際の演算処理周期を切り換える
ことで、計器の駆動基準となる変換部出力の安定を図っ
ているものである。

更に本発明は前記の演算処理周期の切り換えを判定部の
判別で行うもので、判定部の判別は演算した処理結果が
予め定めた設定値以上か、またパルス信号の入力周期が
設定周期より短いかのいずれかの判別をなした場合には
、分割加算の周期を短くするか又は減算処理を短くする
と云う高周波用演算処理周期で処理するものである。

表　　１ 即ち入力パルス信号が表１のように安定した低周波入力
の場合（表ではＬ）、判定部の各判別は共に低周波入力
と判別するので、演算処理周期は低周波用処理周期（Ｌ
　）とし２、また安定した高周波入力の場合（Ｈ）には
判定部の各判別が高周波入力と判別するので高周波用処
理周期（Ｈ）を以て演算処理をなす。更に低周波入力か
ら高周波入力へ急激に変動した場合（Ｌ−４８）には、
処理結果判別が低周波（Ｌ）と判別し、入力パルス信号
の周期判別では高周波（Ｈ）と判別することがあるが、
このときは低周波用演算処理周期を高周波用演算処理周
期に切り換えて演算処理し、また高周波入力から低周波
入力に急激に変動（Ｈ−Ｌ）した場合には、処理結果判
別では高周波（Ｈ）、パルス（＝号周期判別では低周波
（Ｌ）と判別されても、高周波用演算処理周期で演算処
理するものである。従って入力パルス（＝号が急激に変
化したとしても高周波用演算処理周期による素早い処理
を行うものであるから、指示計器の指針指示は被測定対
象の急激な変化に対して素早い応答性を備えろと共に、
パルヌイπ号の低周波入力に際しても安定した指示をな
すものである。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は計器全体のブロック図であり、第２図は変換部
の詳細で第３図は分割定数値の出力を示すグラフで、第
４図は変換部の第二実施例を示すブロック図で、第５図
は第４図の実施例の場合の減算周期の変更による変換部
の出力グラフである。

以下第１図乃至第３図に示した実施例について説明する
。

指示計器の全体の構成は、変換部１．駆動処理部２及び
表示部３よりなり、変換部１は被測定対象の動作に応じ
て発生するパルス信号が入力すると、パルス周波数に応
じたデジタル数値を出力するもので、その詳細は後述す
る。駆動処理部２はＲＯＭ部２］、Ｄ−Ａ変換部２２．
駆動出力部２３からなり、ＲＯＭ部２１は前記した変換
部１の出力信号（デジタル数値）と対応するデジタル出
力をメモリしたもので、前記変換部出力を受けるとメモ
リしたデジタル数値の出力をなし、次のＤ−Ａ変換部２
２で前記デジタル数値信号をＤ−Ａ変換し、駆動出力部
２３に送る。駆動出力部２３では指針を駆動せしめるた
めの駆動電流を出力するものである。

また表示部３は指針２表示板、駆動コイル等からなり、
前記した駆動出力部２３からの駆！Ｄｌ＋電流で動作せ
しめられるものである。

変換部１の詳細は第２図に示す通りで、定数設定器１１
．タイミングパルス発生器１２．ラッチ回路１３、減算
値設定器１４１と加算器＋４２とで構成されろ演算器１
４．加算器１５２判定器１６よりなる。定数設定器１１
は被測定対象からのパルス信号ａの入力を受けると、予
め設定した定数値を所定数に分割し、タイミングパルス
発生器】２からの信号と同期して分割定数値を順次出力
し、加算器１５に送り込むものである。タイミングパル
ス発生器１２は変換部１内の総ての回路に出力されるも
ので、各回路はこのタイミングパルスの基準毎に動作す
るもので、基準パルス発生部Ａ（周Ｊ　１　ａ＋５ｅｅ
）　、演算タイミング出力部Ｂ（周期１ｍ５ｅｅ）、加
算タイミング出力部Ｃｔ（周期４　ｍ５ｅｃ）　、同Ｃ
２（周期１　ｍ５ｅｃ）で構成されている。ラッチ回路
１３は変換部出力数値をラッチするもので、演算器１４
に出力する。演算器１４はラッチ回路１３からの出力数
値を減算値設定器＋４１で定めた減算値の加算を加算器
１４２で行い、加算器１５に出力する。加算器１５は定
数設定器１１と加算器】４】の各出力値の加算を行い、
変換部１の出力数値とするものである。判定器Ｉ６は処
理結果が予め定めた設定値の以上か息下によって高周波
入力か低周波入力かを判別する第−判定部と、パルス信
号ａの入力を受けるとカウントを開始し、所定のカラン
）・数（設定周期）以上となったとき、低周波入力と判
別し、それ以外は高周波入力と判別する第二判定部とを
備え、第−判定部及び第二判定部のいずれかで高周波入
力と判別されたときには、タイミングパルス発生器１２
の高周波用演算処理周期を出力する加算タイミング出力
部Ｃ２を動作させ、それ以外は低周波用演算処理周期を
出力する加算タイミング出力部ＣＩを動作せしめるもの
である。

次に前記の動作を説明する。

まず定数設定ｉｌｌの出力がない場合について説明する
。

タイミングパルス発生器Ｉ２の演算タイミング出力部Ｂ
の出力は一定の周期を持つタイミングパルス信号を各回
路（但し定数設定器１１は除く）へ出力し、各回路はこ
のパルス信号に同期して各回路の所定の演算処理を行う
ものである。このタイミングパルス信号が出力されると
、ラッチ回Ｆ￥１１３に保持されていた被演算値が演算
器１４内の減算値設定器１４１及び加算器１４２へ出力
される。減算値設定器１４１では、出力された被演算値
の一定の割合に相当する値を負の値にして減算値として
設定する回路であり、加算器１４２ではこの減算値と被
演算値を加算して加算器１５へ出力する。加算器Ｉ５は
演算器１４の加算器１４２から出力された被演算値と定
数設定器１１が出力する定数を加算する回路であるが、
このときの定数設定器１】からの出力がないので加算器
１５の出力は前記加算器１４２の被演算値がそのまま出
力される。この出力は前記ラッチ回路１３に新たな被演
算値として出力されると共に、この被演算値を第１図に
示したＲＯＭ部６へ出力する。

従って、演算タイミング出力部Ｂからのタイミングパル
ス信号が出力される毎（１ｍ５ｅｃ毎）に前記処理を繰
り返すと、被演算値は徐々に減少する値となる。

次に定数設定器１１から数値出力がある場合部ら被測定
対象から変換部１にパルス信号ａが入力したときについ
て説明する。

まず判定器１６に於て、第−判定部及び第二判定部が共
に低周波入力と判別した場合には、変換部１内の定数設
定＠ｇ１１に被測定対象からのパルス信号が入力すると
、定数設定器１１から分割加算値が加算器１５へ出力さ
れ（第３図（イ）参照）、この分割加算値と演算器１４
から出力される被演算値とが加算されることになる。こ
の加算処理は加算クィミンゲ出力部Ｃ８からの出力パル
ス信号（４ｏ＋５ｅｅ）の周期（長期加算周期）を以て
所定回数加算する。

従ってパルス信号が定数設定器１１に入力すると、長期
加算周期を以て加算器】５で演算器１４の出力値と定数
設定器１１の出力値の加算がなされ、その間にこの加算
の周期よりも短い周期で前記しｔ：減算処理が行われる
。このため変換部１の出力は加算値と減算値とが釣り合
う数値となる。

次に判定器１６において第−判定部及び第二判定部のい
ずれかが高周波入力であると判別された場合は、判定器
１６からの判別結果をタイミングパルス発生器１２に送
り、加算タイミング出力を加算タイミング発生部Ｃ１か
らの信号（周期４　ｍ５ｅｃ）から加算タイミング発生
部Ｃ２の出力イス号（周期ｉ　ｍ５ｅｃ）に切り換える
ものである。これによって入力パルスイス号が高周波入
力となってもバルスイ＝号ａの１回の入力に対応する定
数値が必ず加算されるもので（第３図（ロ））、その処
理結果（変換部出力）は必ず入力パルス信号に対応する
ものである。

従って定数値全部−回で加算するよりも定数値を分割し
て加算すると、低周波入力における突出値が生じなく、
また分割加算の周期を第−判定部及び第二判定部の判別
結果によって切り換え変更するものであるから、特に入
力パルス信号が急激に高周波入力となっても第二判定部
の判別によって素早い確実な分割加算がなされるので、
次のパルス信号ａが入力するまでに必ず入力パルスに対
応した素早く確実な定数値加算がなされるものである。

次に第４図及び第５図に示した第二実施例について説明
する。

第二実施例は、前記した分割加算を採用せずに、減算処
理周期の切り換えによって低周波入力及び高周波入力の
幅広い入力に対応せしめたものである。

この実施例に於ては、定数設定器１１の出力を分割定数
値出力とせずに、指針ブレが生じない程度の定数値出力
とし、タイミングパルス発生器１２を第４図に示すよう
に基準パルス発生部Ａ、演算タイミング出力部Ｂｌ（周
期４ｍ５ｅｃ）、同Ｂ２（周期１　＋ｍ５ｅｃ）　、加
算タイミング出力部Ｃ（周期１　ｍ５ｅｃ）とし、前述
した第一実施例と同様の第−判定部及び第二判定部を有
する判定器１６の判別結果によって演算タイミング出力
部Ｂ、、Ｂ、の切ゆ換えを行うものである。

前記構成の動作について説明する。

演算方式は前述した分割加算の実施例と同様で、パルス
信号ａの入力がある毎に加算器１５に定数値が加算され
、演算タイミング出力部Ｂ□又は同Ｂ２の出力信号のあ
る毎に所定値の減算がなされるものである。この減算は
判定ＶＢ１６の第−判定部及び第二判定部のいずれも高
周波入力でないと判別したときは、長期周期（低周波用
演算処理周期）たる演算タイミング出力部Ｂ１を出力さ
せ、出力部Ｂ１の出力信号のタイミングによって処理さ
れるものである。また判定器１６のいずれかの判定部が
高周波入力と判別したときは、短期周期（高周波用演算
処理周期）たる演算タイミング出力部Ｂ２に切り換え演
算処理するものである。

従って高周波入力処理と同様の演算タイミングで低周波
入力を処理すると第５図（イ）のような不安定な変換部
出力となるが、減算タイミングを緩やかにすることで同
図（ロ）に示すように安定した変換部出力を得ることが
できるものである。而も特に入力パルス信号が急激に低
周波入力となっても、第−判定部の判別によって短期周
期で減算がなされるので、計器の指針指示の追随性が良
好となるものである。

尚本発明は前記実施例に限定されるものでなく、低周波
対策としての変更対象が加算周期でも減算周期でも良い
ことは勿論両者の組み合わせに適用しても良く、更には
演算処理周期の切り換えは二段階でなく多段階でも良い
ものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように周波数入力となる被測定対象から
の表示用パルス信号出力を受けろと、その入力短波演算
値に定数値を加算し、ぼり一定周期を以て所定値を減算
することで周波数入力と対応する出力数値を得て計器を
駆動せしめる手法に於て、前記加算を分割加算にして、
パルス信号低周波時の出力数値変動による指示計型の指
針フレを防止したり、或いは減算周期を長くする等の演
算処理周期の変更によって、低周波入力等の指針ブレを
防止すると共に、高周波入力の場合は勿論のこと、パル
ス信号の急激な変化に対しても演算処理周期を短い周期
として、高周波入力にも対応させると共に指示計器の指
針指示追随性を高めたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した計器の全体のブロック図、第
２図は変換部のブロック図、第３図は定数設定器の出力
を示すグラフで（イ）は低周波入力を示し、（ロ）は高
周波入力を示す。第４図は別の実施例を示す変換部の一
部ブロック図、第５図は第４図の実施に際して低周波入
力時の変換部出力を示すグラフで（イ）は本発明を採用
しない場合を示し、（ロ）は本発明を用いた場合を示し
、第６図は本発明を実施しない場合の変換部出力を示す
グラフで（イ）は高周波入力、（ｔりは低周波入力を示
す。 １は変換部 ］１は定数設定器 １２はタイミングパルス発生器 １３はラッチ回路 １４は演算器 １４１は減算値設定器 １４２は加算器 １５は加算器 １６は判定器 ２は駆動処理部 ２１はＲＯＭ部 ２２はＤ−Ａ変換部 ２３は駆動出力部 ３は表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定対象が所定量変化する毎にパルス信号が発
   せられ、このパルス信号入力毎被演算値に定数値を加算
   すると共に、一定周期を以て所定値を減算し、演算した
   処理結果に基づいて指示計器の指度を決定する指示計器
   の駆動方法に於て、前記処理結果と設定値との大小を比
   較し、且つ前記パルス信号の入力周期と設定周期との長
   短を比較する判定部を有し、処理結果が設定値より大き
   い場合又はパルス信号の入力周期が設定周期よりも短い
   と判別された場合、定数値の分割加算周期或いは所定値
   の減算周期等の演算処理周期を所定の高周波処理用周期
   に変更してなることを特徴とする指示計器の駆動方法。