JPH0664165U

JPH0664165U - クロスコイル式計器の駆動回路

Info

Publication number: JPH0664165U
Application number: JP502793U
Authority: JP
Inventors: 茂大石
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】センサ自体の自己発熱を抑え、精度がよく、
種々の車種に対応できるクロスコイル式計器の駆動回路
の提供を目的としている。【構成】三角波と方形波との合成波を発生する異形三
角波発生回路１と、抵抗Ｒとサーミスタ型センサＲ_Xと
が直列接続され両端に電源が印加された信号発生回路
と、前記異形三角波発生回路の出力と、前記信号発生回
路の抵抗とセンサとの接続点Ａの信号電圧とを入力して
出力するコンパレータ２と、コンパレータの出力波形を
第１のトランジスタを介して入力とする第１のコイルＬ
₁と、コンパレータ２の出力波形の反転波形を第２のト
ランジスタを介して入力とし、第１のコイルと交差して
巻かれた第２のコイルとを備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、クロスコイル式計器の駆動回路に係り、詳しくは計器の指示中域において一定の幅で安定域を有し、車両のエンジン冷却水の水温測定等に好適なクロスコイル式計器の駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、車両等の計器としてクロスコイル式計器が多数用いられており、例えば車両等のエンジン温度を測定するためのアナログ計として、一般にはクロスコイル式水温計が多く用いられている。この水温計は、二組の交差して巻かれたコイル内に指針が取り付けられたマグネットが配置されており、センサの信号に基づき発生したコイルの合成磁界の作用によりマグネットが回動して、指針が水温を指示するものである。ところで、エンジンの適正温度は、一般に８０℃前後から１００℃までであるが、水温計の指針が水温に対してリニアに表示されると、低温域での指針の立ち上がりが遅く、高温域たとえば１００℃前後を指針が示すとオーバーヒートと誤認される恐れがある。

【０００３】このため、中温域において一定の幅で安定域を有するクロスコイル式水温計が提案されている。該水温計の駆動回路は、例えば図５に示すように、電源に対してブリッジに構成されている。

【０００４】すなわち、クロスコイルの一方のコイルであるコイルＬ₃とコイルＬ₂とを直列接続した回路を作り、該回路に抵抗ＲとサーミスタからなるセンサＲ_xとを直列接続した回路を並列に接続している。該センサＲ_xはサーミスタからなり温度が上昇すると抵抗値が減少するものである。また、これらのコイルＬ₃，Ｌ₂と交叉させてコイルＬ₁を配置し、該コイルＬ₁の一端をコイルＬ₃とコイルＬ₂ との接続点に接続する。更に、コイルＬ₁の他端はツェナーダイオードＺ_Dを介して前記抵抗ＲとセンサＲ_xとの接続点に接続している。そして、コイルＬ₃とコイルＬ₂とを直列接続した回路の両端を電源供給点としている。なお、コイルＬ₃とコイルＬ₂とは磁界の発生方向が差動型となるように巻かれている。

【０００５】この電気回路の動作を説明すると、先ず水温が低くてセンサＲ_xの抵抗値が大きく、ツェナーダイオードＺ_DとコイルＬ₁の直列回路の両端の電圧Ｖ_B（＝Ｖ ₁ −Ｖ₂）が該ダイオードＺ_Dのツェナー電圧Ｖ_Zよりも大きい時、すなわちＶ _B ＞Ｖ_Zの時、コイルＬ₁には矢印Ａ方向に電流Ｉ₁が流れて、図６の左方向である−Ｆ₁方向に磁界が発生する。この磁界とコイルＬ₃，Ｌ₂によって発生する磁界Ｆ_3,2との合成磁界はＣ（Ｃｏｌｄ）点側となり、水温計の指針はこの方向を指示する。

【０００６】また、水温が上昇してセンサＲ_xの抵抗値が小さくなっていき、Ｖ_BがＶ_Zよりも小さく、かつツェナーダイオードＺ_Dのターンオン電圧Ｖ_F（Ｖ_FはツェナーダイオードＺ_Dに順方向バイアスをかけた時に電流が流れ出す電圧）の負符号をつけた値よりも大きい時、すなわちＶ_Z＞Ｖ_B＞−Ｖ_Fの時には、コイルＬ₁ には電流が流れず磁界は発生しない。このため、発生する磁界はコイルＬ₃，Ｌ ₂ に基づくもののみとなり、その方向は図６に示すＦ_3,2方向となって、指針は中温を示すことになる。

【０００７】この中温を示すＶ_Bの変化範囲である中温安定域は、図６に示すように、水温変化によるセンサＲ_Xの変化と等価なものであり、一定範囲の幅の温度ではセンサＲ_Xの抵抗値が変わっても指針の振れ角θは変わらずに中温を示す。したがって、水温の変化にリニアに追従する特性のものに比べて中温安定域を任意に設定できるため視認し易いものとなる。

【０００８】水温が更に上昇して、Ｖ_Bが−Ｖ_Fよりも小さくなると、すなわちＶ_B＜−Ｖ _F の時は、コイルＬ₁には矢印Ｂ方向に電流Ｉ₁が流れて、図６の右方向である＋Ｆ₁方向に磁界が発生する。この磁界とコイルＬ₃，Ｌ₂によって発生する磁界Ｆ_3,2との合成磁界はＨ（Ｈｏｔ）点側となり、水温計の指針はこの方向を指示する。このようにセンサＲ_Xの変化によって、コイルＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃による合成磁化の方向が変わり、センサＲ_Xの変化とコイル内のマグネットに取り付けられた指針の回動角との関係は図７に示すようになる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上述したようなクロスコイル式水温計の駆動回路では、水温が上昇するにしたがいセンサＲ_Xの抵抗値が小さくなるため、電源から流れ込む電流が大となり、抵抗ＲとセンサＲ_Xの発熱が多くなり、センサＲ_Xの自己発熱による特性ズレ等の問題が生じてくる。この場合、抵抗Ｒの値はコイルＬ₂，Ｌ₃との関係で大きくすることができない。また、ツェナーダイオードＺ_Dのツェナー電圧Ｖ_Zにバラツキがあるので、指示誤差となって現れることもあり、また車種によって中温域を変える場合にはツェナーダイオードＺ_Dを交換しなければならないという煩わしさもある。本考案は、センサ自体の自己発熱を抑え、精度がよく、種々の車種に対応できるクロスコイル式計器の駆動回路の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るクロスコイル式計器の駆動回路は、三角波と方形波との合成波を発生する異形三角波発生回路と、抵抗とサーミスタ型センサとが直列接続され両端に電源が印加された信号発生回路と、前記異形三角波発生回路の出力と、前記信号発生回路の抵抗とセンサとの接続点の信号電圧とを入力して出力するコンパレータと、前記コンパレータの出力波形を入力とする第１のコイルと、前記コンパレータの出力波形の反転波形あるいは基準電圧を入力とし、前記第１のコイルと交差して巻かれた第２のコイルとを備えたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】

上述構成に基づき、図１を参照して作用を説明すると、例えば本考案のクロスコイル式計器の駆動回路を水温計用として使用した場合に、水温が高くセンサＲ _X の抵抗値が低く、抵抗とセンサとの接続点の信号電圧が異形三角波の底辺の斜辺に位置するときは、コンパレータの出力はデューティ大の方形波となって第１のトランジスタを駆動し、第１のコイルに大きな電流を流す。一方、この方形波を反転させたものによって第２のトランジスタが駆動され、第２のコイルに小電流が流れる。両コイルの合成磁界、この場合第１のコイルによって発生する磁界の方向、すなわち高温域に水温計の指示が現れる。水温が中程度で、抵抗とセンサとの接続点の信号電圧が異形三角波の垂直域にあると、この範囲ではコンパレータの出力はデューティ一定となり、両コイルによって発生する合成磁界の方向は変動しない。すなわち、水温計の指示は中温域を示す。次に、水温が低くなってセンサＲ_Xの抵抗値が大きく、抵抗とセンサとの接続点の信号電圧が異形三角波の上部斜面に位置すると、コンパレータの出力はデューティ小の方形波となって第１のトランジスタを駆動し、第１のコイルに小さな電流を流す。一方、この方形波を反転させたものによって第２のトランジスタが駆動され、第２のコイルに大電流が流れる。両コイルの合成磁界、この場合第２のコイルによって発生する磁界の方向、すなわち低温域に水温計の指示が現れる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例について説明する。

【００１３】本発明実施例のクロスコイル式計器の駆動回路は、図１に示すように、異形三角波発生回路１を有している。この異形三角波発生回路１は、一定の周波数の三角波を発生する三角波発生回路１ａと、この三角波と同一の周波数でデューティ５０％の方形波を発生する方形波発生回路１ｂとの出力波形を合成した波形を発生する回路である。

【００１４】この異形三角波発生回路１の出力は、コンパレータ２の非反転入力端子に入力されるとともに、該コンパレータ２の反転入力端子には抵抗Ｒとサーミスタ型センサＲ_Xとが直列接続され両端に電源が印加された信号発生回路の抵抗ＲとセンサＲ_Xとの接続点Ａの信号電圧が入力される。

【００１５】コンパレータ２の出力Ｂは、第１のコイルＬ₁を負荷とする第１のトランジスタＴＲ₁のベースに印加される。一方、コンパレータ２の出力Ｂは反転回路３によって波形が反転され、第２のコイルＬ₂を負荷とする第２のトランジスタＴＲ ₂ のベースに印加されるように構成されている。

【００１６】次に、この回路を車両等の水温計用の駆動回路として用いた場合の動作を図２〜４に基づいて説明する。水温が高温となって、センサＲ_Xの抵抗値が小さくなり、抵抗ＲとセンサＲ_X との接続点Ａの信号電圧が、図２に示すように、異形三角波の底辺の斜辺に位置すなわちに位置するときは、コンパレータの出力Ｂはデューティ大の方形波となる。この方形波によって、図１に示す第１のトランジスタＴＲ₁を駆動し、第１のコイルＬ₁に大きな電流を流す。一方、コンパレータ２の出力Ｂは反転回路３によってデューティ小の方形波に反転され第２のトランジスタＴＲ₂を駆動し、第２のコイルＬ₂に小電流を流す。両コイルの合成磁界、この場合第１のコイＬ₁によって発生する磁界の方向、すなわち高温域に水温計の指針が振れる。

【００１７】水温が中程度で、抵抗Ｒとセンサ_Xとの接続点Ａの信号電圧が異形三角波の波形の垂直域すなわち〜に位置するときは、この範囲ではコンパレータ２の出力はデューティ一定となり、両コイルＬ₁，Ｌ₂によって発生する合成磁界の方向は変動しない。すなわち、水温計の指示は中温域を示す。

【００１８】次に、水温が低くなってセンサＲ_Xの抵抗値が大きく、抵抗ＲとセンサＲ_Xとの接続点Ａの信号電圧が異形三角波の上部斜面すなわちに位置するときは、コンパレータ２の出力はデューティ小の方形波となって第１のトランジスタＴＲ₁ を駆動し、第１のコイルＬ₁に小さな電流を流す。一方、この方形波を反転させたものによって第２のトランジスタＴＲ₂が駆動され、第２のコイルＬ₂に大きな電流が流れる。両コイルＬ₁，Ｌ₂の合成磁界、この場合第２のコイルＬ₂によって発生する磁界の方向、すなわち低温域に水温計の指針が振れる。

【００１９】本実施例は、このように異形三角波発生回路１とコンパレータ２とを組み合わせてＰＷＭ信号を発生させ、デジタル信号によって水温計を駆動するようにしているので、熱の発生を軽減することができる。また、異形三角波発生回路１の出力電圧を調整することにより、抵抗Ｒの値も変えることができるのでセンサＲ_X への流入電流を減らすことができ、自己発熱による特性ズレの問題を解決することができる。また、異形三角波発生回路１の三角波の傾斜や方形波のデューティを調整することにより、部品の精度のバラツキを補正することができるとともに、種々の特性の駆動回路を作ることができるため、多様の車種に対応させることができる。

【００２０】なお、本実施例では、第２のトランジスタＴＲ₁に対してコンパレータ２の出力を反転させた波形を入力し、第２のコイルＬ₂に電流を流すようにしているが、第２のトランジスタＴＲ₁に対して基準電圧を印加するようにしてもよく、直接第２のコイルＬ₂に基準電圧を加えるようにしてもよい。また、本実施例では駆動回路を水温計用としているが、これに限らず中温安定域を必要とする種々の計器の駆動回路として使用することができる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によると、クロスコイル式計器の駆動回路の発熱を軽減できるため、センサの自己発熱による特性ズレの問題を解決することができるとともに、異形三角波発生回路の三角波の傾斜や方形波のデューティを変えることにより、種々の特性の駆動回路ができるため、多様の目的の計器に対応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のクロスコイル式計器の駆動回路の一実
施例を示した回路図である。

【図２】図１に示す回路の高温域の動作を説明する図で
ある。

【図３】図１に示す回路の中温域の動作を説明する図で
ある。

【図４】図１に示す回路の低温域の動作を説明する図で
ある。

【図５】従来のクロスコイル式水温計の駆動回路を示す
図である。

【図６】各コイルの起磁力の方向と合成磁界を示す図で
ある。

【図７】センサの抵抗値と水温計の振角を示した図であ
る。

【符号の説明】

１異形三角波発生回路２コンパレータ３反転回路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】三角波と方形波との合成波を発生する異
形三角波発生回路と、抵抗とサーミスタ型センサとが直列接続され両端に電源
が印加された信号発生回路と、前記異形三角波発生回路の出力と、前記信号発生回路の
抵抗とセンサとの接続点の信号電圧とを入力して出力す
るコンパレータと、前記コンパレータの出力波形を入力とする第１のコイル
と、前記コンパレータの出力波形の反転波形あるいは基準電
圧を入力とし、前記第１のコイルと交差して巻かれた第
２のコイルとを備えたことを特徴とするクロスコイル式
計器の駆動回路。