(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高レベルと低レベルの２つの状態を含みパルス状に変化する未知の入力側二値信号を入力し、前記入力側二値信号の前記２つの状態に対応してパルス状に変化する出力側二値信号を生成する車載機器用二値信号処理装置であって、
前記入力側二値信号の２つの状態の弁別に用いる基準レベルを生成する基準レベル生成部と、
前記入力側二値信号のレベルと前記基準レベルとを比較して前記出力側二値信号を生成するアナログ比較器と、
前記入力側二値信号の波形のアナログレベルをデジタル情報に変換して入力し、前記デジタル情報から前記高レベルに相当する第１のレベルと前記低レベルに対応する第２のレベルとを検出し、前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて少なくとも１つの閾値を決定し、前記閾値に応じて前記基準レベル生成部の状態を自動的に調整する自動調整部と、
前記基準レベル生成部に配置され、前記自動調整部からのデジタル制御入力に従って抵抗値が決定される少なくとも１つのデジタルポテンショメータと、
を備えることを特徴とする車載機器用二値信号処理装置。
【請求項２】
前記基準レベル生成部は、電位が一定の所定のラインと前記アナログ比較器の入力端との間に接続された第１のデジタルポテンショメータと、前記アナログ比較器の出力端と前記アナログ比較器の入力端との間に接続された第２のデジタルポテンショメータとを含み、
前記自動調整部は、前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて２つの閾値を決定し、前記閾値に応じて前記基準レベル生成部の第１のデジタルポテンショメータ及び第２のデジタルポテンショメータの状態を自動的に調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載機器用二値信号処理装置。
【請求項３】
前記自動調整部は、予め定めた調整開始条件を満たすことを検出した時に、前記入力側二値信号の波形のアナログレベルをデジタル情報に変換して入力し、前記デジタル情報から前記高レベルに相当する第１のレベルと前記低レベルに対応する第２のレベルとを検出し、前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて少なくとも１つの閾値を決定し、前記閾値に応じて前記基準レベル生成部の状態を自動的に調整すると共に、前記閾値又は前記基準レベル生成部の状態に関する情報を所定の不揮発性メモリに保存し、電源投入直後等の初期化時には、前記不揮発性メモリに保存されている情報に基づいて前記基準レベル生成部の状態を自動的に調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載機器用二値信号処理装置。
【請求項４】
前記自動調整部は、それに接続された所定の調整ツールから予め定めた調整開始命令を受信した時に限り前記調整開始条件を満たすものと認識し調整を開始する、
ことを特徴とする請求項３に記載の車載機器用二値信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高レベルと低レベルの２つの状態を含みパルス状に変化する未知の入力側二値信号を入力し、前記入力側二値信号の前記２つの状態に対応してパルス状に変化する出力側二値信号を生成する車載機器用二値信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、営業用の車両に搭載されるデジタルタコグラフやタクシーメータ、あるいは一般車両に搭載されるカーナビゲーション装置のような各種車載機器においては、必要な車両の情報を取得するために車両側から出力される電気信号を必要とする。このような電気信号の代表例としては、車速パルス信号やエンジン回転パルス信号がある。
【０００３】
車速パルス信号は、低レベル（例えば０Ｖの電位）の状態と高レベル（例えば５Ｖの電位）の状態とが交互に現れるパルス信号、すなわち二値信号であり、一般的には車両のトランスミッション出力軸が所定量回転する毎に１つのパルスが現れる。また、エンジン回転パルス信号は、一般的にはエンジン点火装置内のイグニッションコイルに現れる断続信号を波形成形して得られる二値信号であり、エンジンが所定量回転する毎に１つのパルスが現れる。
【０００４】
車両側から取得可能な前述のような車速パルス信号やエンジン回転パルス信号は高レベルと低レベルの２つの状態が交互に現れる二値信号であるが、実際の信号は高レベル及び低レベルの各電位が一定であるとは限らず、更にノイズが含まれている場合もある。従って、もしも車両から出力される車速パルス信号等をマイクロコンピュータなどの論理回路に直接入力すると、入力された二値信号の高レベルと低レベルの２つの状態を論理回路が正しく認識できず誤動作が生じる可能性がある。
【０００５】
そのため、一般的な車載機器においては、車両側から入力された二値信号のアナログレベルが各時点で高レベルと低レベルのいずれの状態であるかをアナログ比較器（コンパレータ）で弁別し、論理回路で扱うのに適した二値信号に変換する必要がある。
【０００６】
車両側から入力される信号を論理回路で扱うのに適した二値信号に変換する技術は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１においては、イグニッションコイルの断続信号を論理回路で扱うのに適した二値信号に変換してタコメータ回路に入力している。また、信号を出力するエンジンや点火装置の違いにより信号のレベル（高レベルと低レベルの電位差）が変化してもコンパレータが高レベルと低レベルを正しく弁別できるように制御している。
【０００７】
具体的には、入力される断続信号の電圧をレベル検出回路２１で検出し、通常レベルの信号（振幅が小さい信号）と高い電圧レベルの信号（振幅が大きい信号）との２種類を自動的に区別している。そして、通常レベルの信号に対してはコンパレータＣＰの入力の抵抗器Ｒ１１を解放し、高い電圧レベルの信号に対してはコンパレータＣＰの入力の抵抗器Ｒ１１をトランジスタスイッチＱ３を介して接地してコンパレータＣＰに入力される信号の分圧比を切り替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６３−１２０１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の技術を採用すれば、通常レベルの信号と高い電圧レベルの信号との２種類のそれぞれについて、二値信号の高レベルと低レベルの２つの状態を正しく弁別することが可能である。
【００１０】
しかしながら、車両側から出力される信号については、通常レベルの信号と高い電圧レベルの信号のように、事前に把握可能な既知の振幅の違いに対応するだけでは、実際の様々な二値信号の高レベルと低レベルの２つの状態を正しく弁別できない場合もある。
【００１１】
例えば、低レベルの状態が接地電位と同等で、高レベルの状態が一定の電位（例えば接地電位に対して＋５Ｖ）の二値信号を入力する場合であっても、配線上の問題等によって車両側の回路と車載機器の回路とで接地電位に違いが生じる可能性があるため、車両側の回路が扱う二値信号の電位と車載機器の回路が扱う二値信号の電位との間に違いが生じることもある。
【００１２】
また、車両側の回路から出力される二値信号の電位に関する定格値が予め判明している場合であっても、車両側の回路の構成や特性（特に出力インピーダンス等）と車載機器の入力特性との整合性の影響により、車載機器を接続した場合にこの車載機器に実際に入力される二値信号の電位が前記定格値から大きくずれる可能性もある。
【００１３】
もしも、車両側の回路構成や各部品の特性（抵抗値など）が明らかであれば、その特性に合わせて車載機器を接続した場合に実際に入力される二値信号の電位を推定できるので、推定した電位に合わせて車載機器側のコンパレータの閾値を適正に設計することが可能である。しかし、車両側の回路構成や特性に複数の種類が存在するような場合には、車両側の回路のバリエーションに合わせてそれぞれの整合性を事前に確認するか、あるいは特性の適合する複数種類の車載機器を予め用意しなければならない。
【００１４】
また、車両側のハードウェアの回路構成や各部品の特性のような詳細な情報については、車両のユーザ等が利用可能な車両整備書のような資料には記載されておらず、車両メーカ自身が車載機器を設計する場合でない限り入手が困難な場合が多い。
【００１５】
そのため、例えば車両のユーザが車両の購入後に新たな車載機器を搭載しようとする場合には、この車載機器が正しく動作するかどうかを確認する必要がある。また、車載機器が正しく動作するかどうかを確認するためには、実機確認を行わざるを得ない場合もある。すなわち、ユーザあるいはサービスを行う整備士が、確認対象の車載機器を車両の回路と実際に接続し、車両側の回路から目的の電気信号を出力し、車載機器に入力された電気信号の電位（高レベルと低レベルの各電位）をシンクロスコープなどの計測器を用いて計測し、その結果、調整が必要であれば、計測した電位に合わせて車載機器の入力に設けられたコンパレータの閾値を手作業で修正することになる。従って、非常に作業効率が悪い。また、確認後又は修正後の閾値が適正でない場合には、条件の違い（例えば温度変化）によって誤動作が生じる可能性もあるため、車載機器の信頼性が低下する。
【００１６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両側から車載機器に実際に入力される入力側二値信号の高レベル及び低レベルの電位が未知の場合であっても、前記入力側二値信号の高レベル及び低レベルの２つの状態を正しく弁別し、高レベル及び低レベルの状態に応じてパルス状に変化する出力側二値信号を生成することが可能な車載機器用二値信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車載機器用二値信号処理装置は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）  高レベルと低レベルの２つの状態を含みパルス状に変化する未知の入力側二値信号を入力し、前記入力側二値信号の前記２つの状態に対応してパルス状に変化する出力側二値信号を生成する車載機器用二値信号処理装置であって、
前記入力側二値信号の２つの状態の弁別に用いる基準レベルを生成する基準レベル生成部と、
前記入力側二値信号のレベルと前記基準レベルとを比較して前記出力側二値信号を生成するアナログ比較器と、
前記入力側二値信号の波形のアナログレベルをデジタル情報に変換して入力し、前記デジタル情報から前記高レベルに相当する第１のレベルと前記低レベルに対応する第２のレベルとを検出し、前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて少なくとも１つの閾値を決定し、前記閾値に応じて前記基準レベル生成部の状態を自動的に調整する自動調整部と、
前記基準レベル生成部に配置され、前記自動調整部からのデジタル制御入力に従って抵抗値が決定される少なくとも１つのデジタルポテンショメータと、
を備えること。
（２）  上記（１）に記載の車載機器用二値信号処理装置であって、
前記基準レベル生成部は、電位が一定の所定のラインと前記アナログ比較器の入力端との間に接続された第１のデジタルポテンショメータと、前記アナログ比較器の出力端と前記アナログ比較器の入力端との間に接続された第２のデジタルポテンショメータとを含み、
前記自動調整部は、前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて２つの閾値を決定し、前記閾値に応じて前記基準レベル生成部の第１のデジタルポテンショメータ及び第２のデジタルポテンショメータの状態を自動的に調整すること。
（３）  上記（１）に記載の車載機器用二値信号処理装置であって、
前記自動調整部は、予め定めた調整開始条件を満たすことを検出した時に、前記入力側二値信号の波形のアナログレベルをデジタル情報に変換して入力し、前記デジタル情報から前記高レベルに相当する第１のレベルと前記低レベルに対応する第２のレベルとを検出し、前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて少なくとも１つの閾値を決定し、前記閾値に応じて前記基準レベル生成部の状態を自動的に調整すると共に、前記閾値又は前記基準レベル生成部の状態に関する情報を所定の不揮発性メモリに保存し、電源投入直後等の初期化時には、前記不揮発性メモリに保存されている情報に基づいて前記基準レベル生成部の状態を自動的に調整すること。
（４）  上記（３）に記載の車載機器用二値信号処理装置であって、
前記自動調整部は、それに接続された所定の調整ツールから予め定めた調整開始命令を受信した時に限り前記調整開始条件を満たすものと認識し調整を開始すること。
【００１８】
上記（１）の構成の車載機器用二値信号処理装置によれば、前記アナログ比較器（コンパレータ）が比較に用いる前記基準レベルが、前記デジタルポテンショメータの状態により決定される。また、前記デジタルポテンショメータの状態は、前記入力側二値信号の波形のデジタル情報から検出される前記第１のレベル及び第２のレベルに基づいて決定される前記閾値に対応するように、前記自動調整部が調整する。従って、前記入力側二値信号の高レベルおよび低レベルの電位が未知の場合であっても、適切な閾値に自動的に調整できる。
また、上記（２）の構成の車載機器用二値信号処理装置によれば、前記入力側二値信号の低レベルから高レベルへの変化と高レベルから低レベルへの変化とを互いに異なる２つの閾値を用いて弁別するので、前記アナログ比較器の動作にヒステリシス特性を持たせることができる。しかも、前記第２のデジタルポテンショメータの調整により、フィードバック量を調整できるのでヒステリシス特性を適正に調整できる。
また、上記（３）の構成の車載機器用二値信号処理装置によれば、車載装置を最初に車両上に設置する時などの特別な時以外は、前記不揮発性メモリに保存されている情報に基づいて前記基準レベル生成部の状態が調整される。従って、電源投入直後等のタイミングで実行される初期化処理にかかる時間が短縮され、車載機器の起動所要時間が短縮される。
また、上記（４）の構成の車載機器用二値信号処理装置によれば、車載機器等に所定の調整ツールを接続し、この調整ツールが調整開始命令を送信した時に限り前記閾値の再調整が実施される。従って、例えば前記調整ツールを使用しないユーザ等がスイッチ操作等により勝手に閾値を調整するのを防止でき、信頼性の維持に役立つ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車載機器用二値信号処理装置によれば、車両側から車載機器に実際に入力される入力側二値信号の高レベル及び低レベルの電位が未知の場合であっても、前記入力側二値信号の高レベル及び低レベルの２つの状態を正しく弁別し、高レベル及び低レベルの状態に応じてパルス状に変化する出力側二値信号を生成できる。
【００２０】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の車載機器用二値信号処理装置の構成例を示す電気回路図である。
【図２】図１に示した装置に入力される二値信号の波形及び閾値の例を示す波形図である。
【図３】図１に示した装置の主要な動作を表すフローチャートである。
【図４】デジタルポテンショメータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の車載機器用二値信号処理装置に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。本実施形態の車載機器用二値信号処理装置の構成例が図１に示されている。
【００２３】
図１に示した車載機器用二値信号処理装置１０については、様々な車両に搭載される車載機器、例えばデジタルタコグラフ、タクシーメータ、カーナビゲーション装置などの内部に装備される信号処理用のインタフェース回路として利用することが想定される。
【００２４】
車載機器用二値信号処理装置１０の二値信号入力端子１２には、車両側から出力される車速パルス信号やエンジン回転パルス信号のような信号、すなわち図１、図２に示すような矩形波状の二値信号ＳＧ１が入力されることを想定している。なお、図２においては横軸が時間軸を表し縦軸が電位を表している。
【００２５】
この二値信号ＳＧ１は、高レベルの状態（図２中の高電位ＶＨ）と低レベル（低電位ＶＬ）の状態とが交互に現れる矩形波状のパルス信号である。二値信号ＳＧ１の高電位ＶＨおよび低電位ＶＬは、一般的には車両メーカ等が予め定めた規格の範囲内に入るような仕様になっている。
【００２６】
但し、実際に車両側の回路と車載機器用二値信号処理装置１０の入力とを接続した状態においては、両者の回路構成の整合性の問題や回路定数の特性の違いなどの影響を受けて電位が大きく変化する場合がある。しかも、二値信号ＳＧ１を出力する車両側の電気回路
の構成や、この回路の出力インピーダンスなどの特性は一般向けの情報として公表されていない。更に、車両側で二値信号ＳＧ１を出力する電気回路のアース電位と車両のアース電位との間に配線による電位差が生じている場合があるので、車両側が出力する二値信号ＳＧ１の電位と車載機器用二値信号処理装置１０に入力される二値信号ＳＧ１の電位とが一致しない場合もある。また、二値信号ＳＧ１にノイズが重畳して波形がきれいな矩形にならない場合もある。
【００２７】
このように正確な電位等がはっきりしない未知の二値信号ＳＧ１に対しても、交互に現れる高レベルの状態と低レベルの状態との変化を正しく把握可能にするために、図１に示した車載機器用二値信号処理装置１０が利用される。
【００２８】
例えば、二値信号ＳＧ１の状態が高レベル／低レベルのいずれの状態かを弁別するための閾値として図２に示すような閾値ＶＴＨを定めた場合に、もしも二値信号ＳＧ１の高レベルの電位ＶＨが閾値ＶＴＨよりも低い状態であれば、二値信号ＳＧ１の状態の変化を検出できなくなる。また、閾値として図２に示す閾値ＶＴＬを定めた場合に、もしも二値信号ＳＧ１の低レベルの電位ＶＬが閾値ＶＴＬよりも高い状態であれば、二値信号ＳＧ１の状態の変化を検出できなくなる。従って、図１に示した車載機器用二値信号処理装置１０は閾値を自動的に適切な状態に調整する。
【００２９】
図１に示すように、車載機器用二値信号処理装置１０にはマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１１、二値信号入力端子１２、アナログ比較器（コンパレータ）１３、抵抗器１４、１５、１８、デジタルポテンショメータ１６、１７が備わっている。
【００３０】
マイクロコンピュータ１１は、予め内部メモリ（ＲＯＭ）上に用意されたプログラムを実行することにより、車載機器用二値信号処理装置１０の動作を制御する。また、マイクロコンピュータ１１の内部には、アナログ信号のレベルをサンプリングして量子化しデジタル情報に変換するＡ／Ｄ変換器の機能や、通信のための機能や、不揮発性メモリが備わっている。
【００３１】
アナログ比較器１３は、一方の入力端子１３ａに現れる信号の電位と、他方の入力端子１３ｂに印加される基準電位との大小関係を比較し、その比較結果を表す二値信号ＳＧ２を出力端子１３ｃに出力する。例えば、入力の二値信号ＳＧ１が綺麗な矩形波であり、アナログ比較器１３の閾値が適切であれば、二値信号ＳＧ２の波形は二値信号ＳＧ１とよく似た矩形波になる。
【００３２】
車両側から出力される前記二値信号ＳＧ１は二値信号入力端子１２に印加される。この二値信号入力端子１２は、アナログ比較器１３の入力端子１３ａと、マイクロコンピュータ１１のアナログ信号入力ポート１１ａと、抵抗器１４の一端とに接続されている。抵抗器１４の他端は一定の電圧（例えば＋５Ｖ）が現れる電源ライン２１と接続されている。
【００３３】
２つのデジタルポテンショメータ１６、１７のそれぞれについては、例えば図４に示すような一般的な構成の市販のデジタルポテンショメータを用いることができる。図４に示すデジタルポテンショメータは、２つの端子４６、４７の間に直列に接続された多数の抵抗器４１を有している。また、多数の抵抗器４１の各接続点に設けた多数（例えば３２個）のタップ４２のいずれかを選択的に端子４８と接続する選択スイッチ４３を有している。選択スイッチ４３は選択状態を電気的に制御可能なスイッチであり、選択スイッチ４３の制御入力はデコーダ４４の出力と接続されている。デコーダ４４の入力は、アップダウンカウンタ４５の出力と接続されている。
【００３４】
従って、外部のマイクロコンピュータ１１からアップダウンカウンタ４５に信号を与え
てアップダウンカウンタ４５の計数値を調整すれば、多数のタップ４２のうち前記計数値に対応する特定位置のタップを選択するように選択スイッチ４３が制御される。つまり、端子４６、４７と端子４８との間に接続される抵抗器４１の抵抗値を、外部からの制御入力によりステップ状に切り替えることができる。
【００３５】
図１に示す構成において、デジタルポテンショメータ１６の一方の端子（例えば図４中の端子４６に相当）がアナログ比較器１３の入力端子１３ｂと接続され、デジタルポテンショメータ１６の他方の端子（例えば図４中の端子４８に相当）がアースライン２２と接続され、デジタルポテンショメータ１６の制御入力端子（例えば図４中の端子ＣＳ、Ｕ／Ｄ等に相当）がマイクロコンピュータ１１の出力ポート１１ｃと接続されている。
【００３６】
また、図１に示すデジタルポテンショメータ１７は、一方の端子（例えば図４中の端子４６に相当）がアナログ比較器１３の出力端子１３ｃと接続され、デジタルポテンショメータ１６の他方の端子（例えば図４中の端子４８に相当）がアナログ比較器１３の入力端子１３ｂと接続され、デジタルポテンショメータ１６の制御入力端子（例えば図４中の端子ＣＳ、Ｕ／Ｄ等に相当）がマイクロコンピュータ１１の出力ポート１１ｃと接続されている。
【００３７】
図１に示すように、アナログ比較器１３の入力端子１３ｂは、抵抗器１５を介して電源ライン２１と接続され、更にデジタルポテンショメータ１６を介してアースライン２２と接続されている。従って、アナログ比較器１３の閾値を決定する入力端子１３ｂの基準電位については、電源ライン２１とアースライン２２との間の電位差を、抵抗器１５とデジタルポテンショメータ１６とで構成される分圧回路を用いて分圧した結果として決定することができる。
【００３８】
但し、閾値が１つだけの場合には、アナログ比較器１３が二値信号のレベルの弁別を行う際に微妙な電位の変化やノイズに反応して適正な出力信号（二値信号ＳＧ２）が得られない。従って、アナログ比較器１３の弁別動作にヒステリシス特性を持たせ、適正な出力信号が得られるように、図２に示す閾値ＶＴＨ、ＶＴＬのように２種類の閾値を用いる。
【００３９】
図１に示すデジタルポテンショメータ１７は、アナログ比較器１３の出力端子１３ｃ側から信号を入力端子１３ｂ側にフィードバックするために設けてある。すなわち、出力端子１３ｃの電位の変化を入力端子１３ｂ側にフィードバックすることにより、入力端子１３ｂの基準電位を二値的に切り替えることができ、それにより図２に示す閾値ＶＴＨ、ＶＴＬのような２種類の閾値の使い分けを行うことができる。
【００４０】
また、アナログ比較器１３の出力端子１３ｃは、抵抗器１８を介して電源ライン２１と接続されている。アナログ比較器１３は、入力端子１３ａの電位が入力端子１３ｂの基準電位よりも低い時には出力端子１３ｃに高レベル（例えばアースライン２２の電位に対して＋５Ｖ）を出力し、入力端子１３ａの電位が入力端子１３ｂの基準電位よりも高い時には出力端子１３ｃに低レベル（例えばアースライン２２の電位とほぼ同じ０Ｖの電位）を出力する。従って、前記基準電位が適切であれば、出力端子１３ｃに現れる二値信号ＳＧ２の波形は、入力側の二値信号ＳＧ１のレベル変化に対応して高レベルと低レベルとが交互に現れる矩形波になる。
【００４１】
アナログ比較器１３の出力端子１３ｃに現れる二値信号ＳＧ２のレベルはデジタルポテンショメータ１７を介して入力端子１３ｂにフィードバックされ、前記基準電位に影響を与える。すなわち、二値信号ＳＧ２が高レベルの時には前記基準電位が高くなり、二値信号ＳＧ２が低レベルの時には前記基準電位が低くなる。従って、入力される二値信号ＳＧ１（ＳＧ２の波形とは逆相）が低レベルの時には図２に示す閾値ＶＴＨのように前記基準
電位が高くなり、二値信号ＳＧ１が高レベルの時には図２に示す閾値ＶＴＬのように前記基準電位が低くなる。
【００４２】
このため、アナログ比較器１３の弁別動作にヒステリシス特性が表れる。つまり、二値信号ＳＧ１が低レベルから高レベルに変化する時には、その電位が閾値ＶＴＨを超える時に出力側の二値信号ＳＧ２が高レベルから低レベルに切り替わり、二値信号ＳＧ１が高レベルから低レベルに変化する時に、その電位が閾値ＶＴＬを下回る時に出力側の二値信号ＳＧ２が低レベルから高レベルに切り替わる。
【００４３】
後述するように、マイクロコンピュータ１１はアナログ比較器１３の閾値を自動調整（設定）する際に、入力側の二値信号ＳＧ１の波形およびレベルを監視する必要があるので、二値信号ＳＧ１はマイクロコンピュータ１１のアナログ信号入力ポート１１ａに入力される。
【００４４】
アナログ比較器１３から出力される二値信号ＳＧ２は、マイクロコンピュータ１１の入力ポート１１ｂに入力される。マイクロコンピュータ１１はこの二値信号ＳＧ２に基づいて必要な情報を取得する。例えば、二値信号ＳＧ１が車速パルス信号である場合には、二値信号ＳＧ２を監視して一定時間内に現れたパルス数を計数することにより、車速に比例する計数値を取得でき、この計数値を用いた計算により車速を特定できる。
【００４５】
図１に示す設定ツール３０は、図１に示す車載機器用二値信号処理装置１０を含む車載機器を最初に車両に搭載する時や、メンテナンスを行う際に、調整のために用いるツールである。設定ツール３０の具体的な構成や機能については様々なものが想定できる。本実施形態では、図示しないが設定ツール３０はマイクロコンピュータや通信機能を内蔵し、後述する調整開始命令を通信機能により送出できるように構成してある。
【００４６】
従って、車載機器を最初に車両に搭載する時や、メンテナンスを行う際には、ユーザや整備士が予め用意した設定ツール３０を、図１に示すようにマイクロコンピュータ１１の通信ポート１１ｄに接続して作業を行う。
【００４７】
図１に示した装置の主要な動作が図３に示されている。この動作は、マイクロコンピュータ１１の処理によって実現する。図３に示す動作について以下に説明する。
【００４８】
車両のイグニッションキーの操作により、図１の車載機器用二値信号処理装置１０やそれを内蔵した車載機器に電源が投入されると、あるいは所定のリセット動作が行われる時に図３のステップＳ１０で初期化が行われる。この初期化においては、マイクロコンピュータ１１の内部メモリ（ＲＡＭ）を初期化したり、出力ポートの状態を初期化したり、各種定数データの読み込みなどを行う。また、設定ツール３０が接続されている時には、通信ポート１１ｄを利用して通信ができる状態にセットする。
【００４９】
この初期化の際にマイクロコンピュータ１１が内部メモリ（ＲＯＭ）から読み込む各種定数データの中には、図１に示す各抵抗器１５、１８の抵抗値や、各デジタルポテンショメータ１６、１７の抵抗値、タップ数や、電源電圧などの情報も含まれる。
【００５０】
アナログ比較器１３の閾値を決定するデジタルポテンショメータ１６、１７の設定状態を表す調整値は、マイクロコンピュータ１１内部の不揮発性メモリ上に保存されている。図３のステップＳ１１では、マイクロコンピュータ１１は内部の不揮発性メモリからデジタルポテンショメータ１６、１７の調整値のデータを読み込む。
【００５１】
次のステップＳ１２では、マイクロコンピュータ１１は各デジタルポテンショメータ１
６、１７の制御入力に対して、ステップＳ１１で取得した調整値のデータをセットする。これにより、各デジタルポテンショメータ１６、１７の状態（抵抗値）は、設計時に定めた初期値の状態、あるいは電源を遮断する前と同じ状態に復元される。
【００５２】
ステップＳ１３では、マイクロコンピュータ１１は通信ポート１１ｄに接続された設定ツール３０から予め定めた「調整開始命令」を受信したか否かを識別する。「調整開始命令」を受信した場合はステップＳ１４に進み、受信していない時には「通常の処理」に進む。
【００５３】
「通常の処理」とは、前述の二値信号ＳＧ２を監視して必要な情報（例えば車速やエンジン回転数）を取得するための処理や、車載機器本体が実行すべき処理を意味する。また、「通常の処理」を実行している途中であっても、マイクロコンピュータ１１が通信により何らかの情報を受信すると、通信による割り込みが発生し、ステップＳ１３の処理が実行される。従って、設定ツール３０を車載機器用二値信号処理装置１０に接続して所定の操作を行った時には、車載機器用二値信号処理装置１０のマイクロコンピュータ１１はステップＳ１４以降の処理を実行する。
【００５４】
なお、ステップＳ１４以降の処理を実行する前に、前述の二値信号ＳＧ１が二値信号入力端子１２に実際に入力されている必要がある。従って、二値信号ＳＧ１がエンジン回転パルス信号である場合には、車両のエンジンを起動した後でこの処理を実行する。また、二値信号ＳＧ１が車速パルス信号である場合には、車両の車輪が動いている状態でこの処理を実行する。
【００５５】
ステップＳ１４では、マイクロコンピュータ１１は入力側の二値信号ＳＧ１をアナログポート１１ａから入力して短い周期で繰り返しサンプリングし、Ａ／Ｄ変換する動作を所定時間（波形の数周期程度の時間）に渡って実行する。これにより、二値信号ＳＧ１の波形および波形上の各点の電位を表すデジタルデータが得られる。
【００５６】
ステップＳ１５では、マイクロコンピュータ１１はステップＳ１４で取得した波形のデジタルデータから、二値信号ＳＧ１の高レベルの状態の電位ＶＨ（図２参照）および低レベルの状態の電位ＶＬを検出する。各電位ＶＨ、ＶＬの検出方法については様々な方法が考えられるが、例えば次のような方法を用いることができる。
【００５７】
Ｓ１５ａ．１周期以上の期間の波形のデジタルデータについて、最低電位と最高電位を求め、これらの中間の電位を閾値電位とする。
Ｓ１５ｂ．前記デジタルデータを前記閾値電位より電位が高いグループと低いグループとに区分する。
Ｓ１５ｃ．前記電位が高いグループに属するデジタルデータについて電位毎の頻度分布データを作成し、頻度が最大のデータの電位を電位ＶＨとして検出する。
Ｓ１５ｄ．前記電位が低いグループに属するデジタルデータについて電位毎の頻度分布データを作成し、頻度が最小のデータの電位を電位ＶＬとして検出する。
【００５８】
ステップＳ１６では、マイクロコンピュータ１１はステップＳ１５で求めた各電位ＶＨ、ＶＬに基づき、図２に示す閾値ＶＴＨ、ＶＴＬに相当する２つの閾値を計算により求める。閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを求める方法についても、様々な方法が考えられるが、例えば次に示す第(１)式及び第(２)式により閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを算出できる。
【００５９】
ＶＴＨ＝（ＶＨ−ＶＬ）×Ｋ１    ・・・（１）
ＶＴＬ＝（ＶＨ−ＶＬ）×Ｋ２    ・・・（２）
Ｋ１，Ｋ２：予め定めた定数（但し、１＞Ｋ１＞Ｋ２＞０）
【００６０】
これにより、図２に示すように２つの閾値ＶＴＨ、ＶＴＬに差が生じるので、アナログ比較器１３の弁別動作にヒステリシス特性を持たせることができる。使用する定数Ｋ１，Ｋ２の値によりヒステリシス特性を適宜変更できる。
【００６１】
ステップＳ１７では、マイクロコンピュータ１１はステップＳ１６で求めた閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを得るために必要な各デジタルポテンショメータ１６、１７の調整値（抵抗値）を算出する。閾値ＶＴＨ、すなわち出力の二値信号ＳＧ２が高レベルの時のアナログ比較器１３の入力端子１３ｂに印加される基準電位Ｖｒ１は次の第(３)式で表される。また、閾値ＶＴＬ、すなわち出力の二値信号ＳＧ２が低レベルの時のアナログ比較器１３の入力端子１３ｂに印加される基準電位Ｖｒ２は次の第(４)式で表される。
【００６２】
Ｖｒ１＝Ｖｂ×Ｒdp1／（Ｒ２＋Ｒdp1）＋Ｖｆ１    ・・・（３）
Ｖｒ２＝Ｖｂ×Ｒｐ２／（Ｒ２＋Ｒｐ２）          ・・・（４）
但し、
Ｖｂ：電源ライン２１の電圧
Ｒdp1：デジタルポテンショメータ１６の抵抗値
Ｖｆ１：ＳＧ２の高レベル電位とＲdp2により加算される電位
Ｒdp2：デジタルポテンショメータ１７の抵抗値
Ｒｐ２＝Ｒdp1×Ｒdp2／（Ｒdp1＋Ｒdp2）
Ｒdp2＞＞Ｒ５の場合を想定
【００６３】
各抵抗器１５、１８の抵抗値等は既知であるので、閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを得るために必要な抵抗値Ｒdp1、Ｒdp2を上記第(３)式、第(４)式に基づいて算出することができる。また、各デジタルポテンショメータ１６、１７は選択するタップの位置をずらす毎に抵抗値が一定量変化するので、抵抗値Ｒdp1を得るために必要なデジタルポテンショメータ１６の調整値（タップの位置）と、抵抗値Ｒdp2を得るために必要なデジタルポテンショメータ１７の調整値を求めることができる。
【００６４】
ステップＳ１８では、マイクロコンピュータ１１はステップＳ１７で求めた各デジタルポテンショメータ１６、１７の調整値のデータをマイクロコンピュータ１１内部の不揮発性メモリに保存する。実際には、この不揮発性メモリ上には該当するデータの初期値あるいは以前に調整を行った際に得られた古いデータが保持されているので、このデータを新しいデータで上書きし内容を更新する。ここで保存したデータは、次にステップＳ１１を実行する際に読み取られる。
【００６５】
ステップＳ１９では、マイクロコンピュータ１１はステップＳ１７で求めたデジタルポテンショメータ１６の調整値をデジタルポテンショメータ１６の制御入力にセットし、デジタルポテンショメータ１７の調整値をデジタルポテンショメータ１７の制御入力にセットする。
【００６６】
なお、上述の車載機器用二値信号処理装置１０においては、閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを自動的に決定しているが、ユーザ等の入力操作（マニュアル操作）により閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを変更できるようにしても良い。例えば、設定ツール３０が表示機能や入力機能を備えている場合には、ステップＳ１４でマイクロコンピュータ１１が取得した波形と、自動的に決定した閾値ＶＴＨ、ＶＴＬとを設定ツール３０上の画面上に表示し、ユーザの入力操作に従って閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを変更することも考えられる。更に、ユーザか設定ツール３０上で閾値ＶＴＨ、ＶＴＬを確認し所定の確定操作を行った後で、マイクロコンピュータ１１がステップＳ１８以降の処理を実行するように制御しても良い。
【００６７】
また、上述の車載機器用二値信号処理装置１０においては、デジタルポテンショメータ１６、１７の調整値のデータをマイクロコンピュータ１１内部の不揮発性メモリに保存しているが、不揮発性メモリを内蔵したデジタルポテンショメータを使用する場合には、デジタルポテンショメータ側の不揮発性メモリにデータを保存しても良い。
【００６８】
また、上述の車載機器用二値信号処理装置１０においては、単一の二値信号ＳＧ１を入力して処理する場合について説明したが、同様の構成の回路を複数用いることにより、種類が異なる複数の二値信号を同時に処理することもできる。
【００６９】
以上のように本発明の車載機器用二値信号処理装置は、例えばデジタルタコグラフ、タクシーメータ、カーナビゲーション装置のような各種車載機器を車両に搭載し、車両側から出力される車速パルス信号や、エンジン回転パルス信号のような二値信号を前記車載機器に入力する場合の信号処理に利用できる。本発明の実施により、実際の信号の電位、波形、車両側の回路構成や回路定数などが不明な場合であっても、適切な閾値に自動的に調整することができる。従って、未知の二値信号を扱う場合でも、シンクロスコープのような計測器を用いた調整作業をユーザや整備士が行う必要がなくなり、車両や車載機器に関するアフターサービスについての作業効率が改善され、車載機器の品質安定性も向上すると考えられる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  車載機器用二値信号処理装置
１１  マイクロコンピュータ
１２  二値信号入力端子
１３  アナログ比較器
１４，１５，１８  抵抗器
１６，１７  デジタルポテンショメータ
２１  電源ライン
２２  アースライン
３０  設定ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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