JPS5853723B2 - 自動車のデジタル式燃料残量表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車等の車両に搭載された燃料タンクの
液面レベルを計測し、燃料残量をデジタル量で地汚する
デジタル式燃料残量表示装置に関するものである。

一般に、自動車等の車両において燃料残量表示のため、
燃料タンクの液面レベルに応じてその抵抗値が変化する
可変抵抗型のレベルセンサに接続され上記抵抗値に比例
した指針の振れ角を示すバイメタル式あるいは差動コイ
ル式計器が使用され、燃料残量をアナログ量で表示する
ようになっている。

近年、このようなアナ口、グ式の燃料残量表示装置に変
えて、燃料残量をデジタル表示素子を用いてデジタル量
で表示するデジタル式の燃料残量表示装置が採用される
傾向にある。

ところが、自動車等の車両に搭載された燃料タンクの液
面レベルは車両の走行振動により大きく変動することが
あるため、アナログ式のもののように燃料残量表示用計
器のおくれ特性ｔコより液面が変動してもその表示はさ
ほど変動しないように作用する変動抑止機能のないデジ
タル式のものは燃料残量の表示が液面の変動に伴なって
変動する欠点を有する。

この欠点は、液面レベルを計測するレベルセンサを、液
面変動の影響を受けにくい構造とするが、レベルセンサ
の出力を積分するかすればよいが液面の変動は比較的大
きく、上記両方法によりその変動を吸収するには特殊な
装置あるいは回路を特徴とする特に後者方法はその信号
を一連のデジタルデータ信号処理するものでなく、汎用
のＩＣ回路あるいはマイクロコンピュータによる信号処
理に不向きであり、結局上記両方法はデジタル式の燃料
残量表示方式における表示変動を抑止する方法として最
適なものではない。

したがって、この発明は、デジタルデータ信号の処理に
より上記表示変動を抑止できる新規な表示装置を提供し
、上記課題に対処することを目的としている。

上記目的から、この発明は、燃料残量を示すデジタルデ
ータ信号を一定のタイミング毎に発し、現タイミングと
前回タイミングとにおけるデジタルデータ信号を比較し
、この比較結果に基づいて現行表示のデジタルデータ信
号を制御するようにしたものである。

以下、この発明の実施例につき図面にしたがって説明す
る。

第１図は、この発明にかかるデジタル式燃料残量表示装
置の概要を示すブロック図であり、図中１は燃料タンク
（図示しない）の液面レベルを計測し、燃量残量を示す
アナログ信号を発するレベルセンサである。

このレベルセンサ１は例えば、液面レベルに応じてその
抵抗値が変化する公知の可変抵抗型レベルセンサにより
構成される。

２は上記レベルセンサ１により発せられるアナログ信号
をｎビットのデジタルデータ信号に変換するＡ−Ｄ変換
器で、レベルセンサ１とＡ−Ｄ変換器２とでデジタルデ
ータ信号発生手段が構成されている。

３は上記デジタルデータ信号のデジタル量を比較する手
段である信号比較器、４は上記Ａ−Ｄ変換器２および信
号比較器３を制御するタイミングパルスを発するタイミ
ングゼネレータ、５は上記信号比較器３より発せられる
デジタルデータ信号に応じその表示が切換えられる例え
ば７セグメントのデジタル表示素子（具体的には図示し
ない）Ｉコより構成される燃料残量表示手段である表示
部である。

なお、６は上記表示部５の表示をエンジン始動時期にイ
ニシャルセットするイニシャルライズ部である。

したがって、先ずエンジン始動時期に、イニシャルライ
ズ部６より発せられるイニシャルセットパルスを受け、
信号比較器３は後述する信号比較を行なわずＡ−Ｄ変換
器２の出力信号である燃料残量を示すデジタルデータ信
号を表示部５に印加し、表示部５は上記デジタルデータ
信号が示すイニシャル値を表示する。

この後、Ａ−Ｄ変換器２は、タイミングゼネレータ４よ
り発せられるタイミングパルスを受け、燃料残量を示す
デジタルデータ信号を一定のタイミング毎に出力する。

一方、信号比較器３は、上記タイミングゼネレータ４よ
り発せられるタイミングパルスにしたがって、後述する
信号比較を実行するとともに、その比較結果が後述する
条件を満足するか否かによって表示部５に印加されてい
る上記デジタルデータ信号をＡ−Ｄ変換器２より発せら
れるデジタルデータ信号に応じて変化させる。

このようにして、表示部５での表示が液面の変動に伴な
って変動するのを抑止するのであるが、この詳細を第１
図ブロックの具体的回路とともに説明する。

第２図は第１図ブロックの具体的回路例を示す回路図で
あり、同図中第１図の各ブロックと対応する部分を一点
鎖線で囲み第１図と同じ符号で示している。

レベルセンサ１は、上記したとおり液面レベルに応じて
その抵抗値が変化する可変抵抗１１および、この可変抵
抗１１に電源電圧（Ｖｃｃ）を印加する抵抗１２とから
戊り、その出力端子１３より燃料残量）コ比例した電圧
値のアナログ信号を発する。

上記レベルセンサ１の出力端子１３はＡ−Ｄ変換器２の
入力端子に接続されている。

このＡ−Ｄ変換器２は、その変換指令信号入力端子ｃｏ
ｎｖがか後述するタイミングゼネレータ４の出力端子Ｑ
４に接続されており、上記入力端子ｃｏｎｖに上記出力
端子Ｑ４より発せられるタイミングパルスが変換指令信
号として入力される毎に上記アナログ信号をｎビットの
デジタルデータ信号に変換する。

一方、信号比較器３は、ラッチ回録３１．アップダウン
カウンタ３２および比較回路３３とから構成されている
。

上記ラッチ回路３１は、クロック端子Ｔがオア回路３４
の出力端子に接続されており、クロック端子Ｔにオア回
路３４の出力がトリガパルスとして入力されると、デー
タ端子に印加されている上記Ａ−Ｄ変換器２の出力信号
を読み込み出力端子より出力する。

このラッチ回路３１の出力信号は後述するデコーダ５１
および上記カウンタ３２に入力されている。

上記カウンタ３２のロード端子りはインバータ３５を介
して上記Ａ−Ｄ変換器２の変換完了信号出力端子５ｔａ
ｆこ、ダウンカウント入力端子ｄｏｗおよびアップカウ
ント入力端子ｕｐは上記タイミングゼネレータ４の出力
端子Ｑ１およびオア回路４１の出力端子にそれぞれ接続
されており、まず、ロード端子りにインバータ３５の出
力がプリセットパルスとして入力されると、カウンタ出
力は上記ラッチ回路３１の出力Ｅこプリセットされる。

この後、カウンタ３２は両カウント入力端子ｄｏｗおよ
びｕｐに入力されるカウントパルスを受け、■ステップ
カウントダウンおよびカウントアツプし、上記カウント
出力を変化する。

このカウンタ３２のカウント出力は上記Ａ−Ｄ変換器２
の出力ととも（こ上記比較回路３３に入力される。

上記比較回路３３は、上記入力信号のビット数に応じて
設けられたエクスクル−ジブオア回路等により構成され
る２人力の一致を検出する回路であり、その出力端子Ｑ
は上記オア回路３４の一方の入力端子に接続され、上記
カウンタ３２とＡＤ変換器２との両出力が一致したとき
出力を発しラッチ回路３１をトリガする。

したがって、この信号比較器３は、上記デコーダ５１に
印加されているデジタルデータ信号とＡＤ変換器２より
発せられる燃料残量を示すデジタルデータ信号との両デ
ジタル量の大小を比較する。

タイミングゼネレータ４は、リセット端子Ｒおよびタイ
ミングパルス出力端子Ｑ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３ 。

Ｑ４を有しており、上記リセット端子Ｒは上記Ａ−Ｄ変
換器２の変換完了信号出力端子ｓｔａに、出力端子Ｑ１
は上記カウンタ３２のダウンカウント入力端子に、出力
端子Ｑ２およびＱ３は上記オア回路４１の両入力端子に
、出力端子Ｑ４は上記ＡＤ変換器２の変換指令信号入力
端子ｃ ｏｎｖにそれぞれ接続されている。

このタイミングゼネレータ４は具体的ｌこは図示しない
が、発振器、カウンタおよびデコーダ等により構成され
ており、リセット端子ＲにＡ−Ｄ変換器２より発せられ
る変換完了信号が入力されている間（Ａ−Ｄ変換器の信
号変換動作中の間）リセットサれ、この後各出力端子Ｑ
１〜Ｑ４より順次タイミングパルスを発する。

表示部５は、デコーダ５１と少なくとも２桁の１０進数
を表示する例えば７セグメントのデジタル表示素子５２
とから構成されている。

上記デコーダ５１は信号比較器３のラッチ回路３１の出
力をＢＣＤ入力とし、１０進数表示用コード信号を発す
る。

一方、デジタル表示素子５２は上記コード信号を受け、
燃料残量を示す数字を表示する。

なお、上記表示部５での燃料残量表示の最小刻みは、燃
料タンクの容量を上記デジタルデータ信号の最大値で除
算した量（リットル）であり、必ずしも１リットル刻み
ではない。

イニシャルライズ部６は、キースイッチ６１と抵抗６２
およびコンデンサ６３とからなる微分回路とで構成され
、キースイッチ６１のスイッチ信号を微分した微分パル
スを出力端子６４より出力する。

この出力端子６４は、出力端子が上記オア回路３４の他
方の入力端子に接続されたアンド回ン 路６５の一方の
入力端子に接続されている。

なお、上記アンド回路６５の他方の入力端子は上記タイ
ミングゼネレータ４の出力端子Ｑ１に接続されている。

次に、上記のごとく構成された第２図回路の作１ 動を
第３図に示すタイムチャートに基づいて説明する。

なお、第３図中イはイニシャルライズ部６の出力端子６
４の出力を、口、ハ、二、ホはタイミングゼネレータ４
の各出力端子Ｑ１．Ｑ２．Ｑ３．Ｑ４の出力を、へはＡ
−Ｄ変換器２の変換完了信号出力端子ｓｔａの出力を、
トはアンド回路６５の出力を、チは比較回路３３の出力
端子Ｑの出力をそれぞれ示している。

エンジンを始動するに際して、時点ｔ。

でキースイッチ６１がオンされると、イニシャルライズ
部６の出力端子６４より微分パルスＰ。

〔第３図イ参照〕が発せられる。

したがって、アンド回路６５はいま一つの入力信号であ
るタイミングゼネレータ４の出力端子Ｑ１より出力され
るタイミングパルスＰ１〔第３図口参照〕が発せられる
とイニシャルセットパルスＰ６〔第３図ト参照〕を出カ
スる。

このイニシャルセットパルスＰ６バオア回路３４を介し
て信号比較器３のラッチ回路３１のクロック端子Ｔに印
加される。

これにより上記ラッチ回路３１は、時点ｔ。

以前におけるレベルセンサ１のアナログ信号をデジタル
データ信号に変換しているＡ−Ｄ変換器２の出力を読み
込み、上記デジタルデータ信号を出力する。

このデジタルデータ信号は表示部５のデコーダ５１に印
加されしたがって、デジタル表示素子５２による燃料残
量表示は、上記デジタルデータ信号で示されるイニシャ
ル値となる。

次いで、時点ｔ１において、上記タイミングゼネレータ
４の出力端子Ｑ４よりタイミングパルスＰ４〔第３図ホ
参照〕が発せられると、上記Ａ−Ｄ変換器２はこのタイ
ミングパルスＰ４を変換指令信号として受は上記時点ｔ
１におけるレベルセンサ１のアナログ信号をデジタルデ
ータ信号に変換する動作（以下単にＡ−Ｄ変換動作と呼
称する）を開始する。

上記Ａ−Ｄ変換動作が完了するまでの間、変換完了信号
出力端子ｓｔａからはｓｔａ パルスＰ５ （第３図
へ参照〕が出力されており、上記タイミングゼネレータ
４をリセットする。

一方、カウンタ３２のロード端子りには、上記ｓｔａパ
ルスＰ５の反転パルスがプリセットパルスとして印加さ
れており、時点ｔ１におけるタイミングパルスＰ４）コ
基づく上記Ａ−Ｄ変換動作が完了した時（ｓｔａパルス
の立下時）カウンタ３２の出力は上記ラッチ回路３１の
出力換言すれば現在表示部５で表示されているデジタル
データ信号にプリセットされる。

この後、タイミングゼネレータ４の上記リセットが解除
され、時点ｔ２までタイミングパルスＰ１．Ｐ２．Ｐ３
が各出力端子Ｑ１゜Ｑ２．Ｑ３より発せられ、このタイ
ミングパルスＰ１〜Ｐ３を受け、上記カウンタ３２はま
ず１ステツプカウントダウンし、次いで２ステツプカウ
ントアツプする。

したがって カウンタ３２の出力はタイミングパルスＰ
１を受けてプリセットされたデジタル信号のデジタル量
より「１」を減算したものに、続いて、タイミングパル
スＰ２．Ｐ３を受けて上記減算したデジタル量に順次「
１」を加算したデジタル量に変化する。

今、時点ｔ。

と時点ｔ１とｔこおけるレベルセンサ１の出力が同じで
あるとすると、比較回路３３はタイミングパルスＰ２が
発せられる時トリガパルスＰ７ Ｃ第３図チ参照〕を出
力する。

このトリガパルスＰ７を受は上記ラッチ回路は当該時点
のＡＤ変換器２の出力を読み込むが、この出力は上記現
行表示のデジタルデータ信号と同一であり、表示部５で
の表示は上記イニシャル値のままである。

時点ｔ２において、上記タイミングゼネレータ４の出力
端子ｑより再びタイミングパルスＰ４が発せられると、
以後上記と同様の作動を行なう。

仮に、時点ｔ２において燃料残量が減少しているとすれ
ば、Ａ−Ｄ変換器より発せられるデジタルデータ信号の
デジタル量は現行表示のデジタルデータ信号のデジタル
量より小さくなり、したがつて、比較回路３３は、カウ
ンタ３２の出力がプリセットされたデジタルデータ信号
（時点ｔ１における計測値）のデジタル量より「１」を
減算したものに変化した時換言すればタイミングパルス
Ｐ１が発せられた時、第３図チにおいて破線で示すトリ
ガ゛パルスＰ７１を出力する。

このトリガ゛パルスＰ７′を受は上記ラッチ回路３１は
当該時点のＡＤ変換器２の出力を読み込み、表示部５に
出力する。

この結果、上記表示部５での表示は「１」を減算した燃
料残量の表示へと変化する。

上記のように燃料が順次減少していく場合の作動を具体
的に数値を挙げて説明する。

時点ｔ。Ｉコおけるデジタルデータ信号が燃料残量「２
０リツトル」のデジタル量を示すものであり、この状態
から順次燃料が減少していくものと仮定すると、レベル
センサ１からのアナログ量が直線的に変化していくのに
対しＡ−Ｄ変換器２で変換されるデジタル量は階段状に
変化していくものであるため、レベルセンサ１のアナロ
グ量が刻々減少している場合でもその減少量がデジタル
量でいう「１」の量に達しなければ例えば時点ｔ１にお
いてタイミングパルスＰ４が発せられるとＡ−Ｄ変換器
は「２０リツトル」のデジタル量を示すデジタルデータ
信号を出力する。

その後、カウンタ３２はタイミングパルスＰ１．Ｐ２．
Ｐ３を受けて順次「１９リツトル」、「２０リツトル」
、「２１リツトル」のデジタル量を示すデジタルデータ
信号を出力する。

そして、２人力の一致を検出する比較回路３３はＡ−Ｄ
変換器２からのデータ信号とカウンタ３２からのデータ
信号が一致した時、言い換えればカウンタ３２がタイミ
ングパルスＰ２を受けて「２０リツトル」のデジタル量
を示すデジタルデータ信号を発した時、トリガパルスＰ
７を出力する。

これによりラッチ回路３１は現タイミングにおけるＡ＝
Ｄ変換器２の出力「２０リツトル」のデジタル量を示す
デジタルデータ信号を読み込み表示部５に出力する。

したがってこの時点ｔ。における表示は変化しない。

次に、レベルセンサ１からのアナログ量がさらに減少し
その減少量がアナログ量でいう「１」の量に達した状態
になり時点ｔ２においてタイミングパルスＰ４が発せら
れるとＡ−Ｄ変換器２は「１９リツトル」のデジタル量
を示すデジタルデータ信号を出力する。

これに対して、カウンタ３２は現行表示のデジタル量を
示すデジタルデータ信号Ｉこｒ−ｉＪ、ｒｏＪ、ｒ＋ｉ
、Ｊを加減算した信号を発するものであるから、時点ｔ
２においても「１９リツトル」、「２０リツトル」、「
２１リツトル」のデジタルデータ信号を順次出力する。

したがって、比較回路３３はカウンタ３２がタイミング
パルスＰ１を受けて「１９リツトル」のデジタル量を示
すデジタルデータ信号を発した時トリガパルスＰ７゛を
出力する。

これによりラッチ回路３１は現タイミングにおけるＡ−
Ｄ変換器２の出力「１９リツトル」のデジタル量を示す
デジタルデータ信号を読み込み表示部５に出力する。

したがって、この時点ｔ２１こおける表示はｒ ２０１
Ｊツトル」から「１９リツトル」ｆこ変化する。

上記の作動例とは逆ＩＩ、時点ｔ２において燃料が例え
ば給油により増加しているとすれば、今度はＡ−Ｄ変換
器２より発せられるデジタルデータ信号のデジタル量は
現行表示のデジタルデータ量より大きくなり、したがっ
て、比較回路３３は、カウンタ３２の出力がプリセット
サれたデジタルデータ信号（時点ｔ１における計測値）
のデジタル量に「１」を加算したものに変化した時換言
すればタイミングパルスＰ３が発せられた時、第３図チ
において破線で示すトリガパルスＰ７ｎを受は上記ラッ
チ回路３１は当該時点のＡ−Ｄ変換２の出力を読み込み
、表示部５に出力する。

この結果、上記表示部５での表示は「１」を加算した科
料残量の表示へと変化する。

また、時点ｔ２において液面変動のためＡ−Ｄ変換器２
の出力が大巾に減少あるいは増加している場合、この変
動量はデジタル量のｒ＋ｌ１ｒ−Ｉ Ｊを越えているた
めこの変動による出力は上記カウンタ３２の出力と一致
することはなく、上記比較条件は満足されない。

したがって比較回路３３よりトリガパルスＰ７′１ある
いはＰ７′１は出力されず表示部５の表示は前回表示を
持続することとなり、上記液面変動の影響でその表示が
変動することが抑止される。

このような、燃料残量を示すデジタルデータ信号と現行
表示のデジタルデータ信号との両デジタル量の大小を比
較する信号比較が、時点ｔ３以後繰り返し実行され、そ
の比較結果にしたがって表示部５での表示を変化させ、
液面変動の影響を受けず安定した燃料残量の表示がなさ
れる。

上記実施例の説明中、燃料残量の計測タイミングすなわ
ちタイミングパルスの周波数については特に触れなかっ
たが、燃料残量の減少あるいは増加は比較的緩慢に推移
することからして、上記計測タイミングを秒単位とする
すなわちタイミングパルスの周波数を１〜１０Ｈｚ程度
とすることで、表示部での表示は上記燃料残量の変化に
十分追従できるものである。

また、上記実施例において、表示部での表示を例えばキ
ースイッチと連動させ、エンジンの動作中においてのみ
燃料残量を表示するようにすることが望ましい。

さら（こ、上記実施例において、レベルセンサがデジタ
ル式のレベルセンサである場合、当然ながらＡ−Ｄ変換
器は不要となる。

但し、レベルセンサの出力を計測タイミング毎に記憶す
るラッチ回路等が必要である。

なお、上記第２図回路により実行される上記信号処理は
、例えばマイクロコンピュータを所定のプログラムにし
たがって動作させることによっても実行でき、したがっ
て、この発明は上記回路例に限定されるものではない。

以上説明したとおり、この発明ｌこよれば、一定のタイ
ミング毎に燃料残量を示すデジタルデータ信号を発し、
現タイミングの上記デジタルデータ信号と現行表示のデ
ジタルデータ信号との両デジタル量の大小を比較する信
号比較を行ない、この比較結果をこしたがって現行表示
のデジタルデータ信号を変化させるようをこしたので、
一連のデジタルデータ信号処理によって、液面変動に伴
なう燃料残量表示の変動を抑止する機能を持たすことが
でき、上記従来の欠点を一掃した応答性の良いデジタル
式燃料残量表示装置とすることができる。

なお、この発明は一連のデジタルデータ信号処理による
デジタル式燃料残量表示装置であり、自動車Ｆコ各種負
荷等の制御の目的からＩＣ回路あるいはマイクロコンピ
ュータ等が搭載される場合、これを利用して容易に実施
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるデジタル式燃料残量表示装置
を示すブロック図、第２図は第１図ブロックの具体的回
路例を示す回路図、第３図は第２図回路の動作説明用の
タイムチャートである。 １・・・・・・レベルセンサ、２・・・・・・Ａ−Ｄ’
Ｘ［１％！、３・・・・・・信号比較器、 ４・・・・・・タイ ミングゼネレータ ５・・・・・・表示部、 ６・・・・・・イニシャルライズ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両に搭載された燃料タンクの燃料残量を一定のタ
   イミング毎に計測し、該燃料残量を示すデジタルデータ
   信号を発するデジタルデータ信号発生手段と、現計測タ
   イミングｔこおける上記デジタルデータ信号発生手段か
   らのデジタルデータ信号のデジタル量と現行表示のデジ
   タルデータ信号に「＋１」、ｒｏｌ、「−１」を加減算
   したデジタル量との一致を検出して現計測タイミングに
   おけるデジタルデータ信号を発する信号比較手段と、信
   号比較手段からのデジタルデータ信号を受けて表示を変
   化する燃料残量表示手段とを備えていることを特徴とす
   る自動車のデジタル式燃料残量表示装置。