(57)【要約】【課題】  グランド電位差にかかわらず精度の高い計測値の算出ができる車両用計測装置を提供する。【解決手段】  車両の燃料タンク内の燃料残量に応じて抵抗値Ｒｓを変える燃料センサＣを介して車体側のグランドに接続される信号配線Ｅと、信号配線Ｅからの検出信号に基づいて前記燃料残量を計測する制御手段２と、信号配線Ｅに接続し、プルアップ抵抗を介して燃料センサＣへ電流を供給する電源供給部１と、前記プルアップ抵抗の抵抗値について第１の抵抗値Ｒａと、この第１の抵抗値Ｒａと異なる第２の抵抗値Ｒｂとを制御手段２からの制御信号に基づいて切り換えるスイッチ手段３と、を備える。【選択図】図１
2014006172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の状態に応じて抵抗値を変える検出手段を介して車体側のグランドに接続される信号配線と、
前記信号配線からの検出信号に基づいて前記車両の状態を計測する制御手段と、
前記信号配線に接続し、プルアップ抵抗を介して前記検出手段へ電流を供給する電源供給部と、
前記プルアップ抵抗における第１の抵抗値と、この第１の抵抗値と異なる第２の抵抗値とを前記制御手段からの制御信号に基づいて切り換えるスイッチ手段と、
を備えることを特徴とする車両用計測装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の抵抗値の抵抗体を介してプルアップした状態の検出信号と、前記第２の抵抗値を介してプルアップした状態の検出信号とに基づいて、前記車両の状態を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用計測装置に関し、例えば、車載センサからの検出信号を車両情報として車両利用者に知らせる車両用計測装置に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用計測装置は、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この車両用計測装置は、車両の燃料の変化を抵抗値変化(アナログ信号)として出力する燃料センサと、前記アナログ信号を所定の周期によりサンプリングしデジタル信号に変換して被測定量を算出する演算処理部から構成されており、燃料残量を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２２９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の車両用計測装置は、燃料センサと計測装置が離れた位置にある場合が多く、燃料センサのグランド電位と計測装置のグランド電位とが完全に一致するとは限らないため、燃料センサのグランド電位と計測装置のグランド電位とに差異が生じる場合には精度の高い被測定量を検出できないといった問題点があった。
【０００５】
例えば、ヘッドライトなどの高負荷などの影響によって、燃料センサ側のグランド電位と、演算処理部を含む計器側のグランド電位とで差異があることがあり、計測値に大きく影響してしまう。そのため、燃料センサ側のグランドと演算処理部のグランドとをハーネスにて接続して各グランド電位の差を無くすることが考えられるが、燃料センサから計器までの接続線が増えることによって、ハーネスの引き回しが煩雑になるだけでなく、車両としてのコストや重量を高めてしまう問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、前記問題点を解消し、グランド電位差にかかわらず精度の高い計測値を算出することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用計測装置は、車両の状態に応じて抵抗値を変える検出手段を介して車体側のグランドに接続される信号配線と、前記信号配線からの検出信号に基づいて前記車両の状態を計測する制御手段と、前記信号配線に接続し、プルアップ抵抗を介して前記検出手段へ電流を供給する電源供給部と、前記プルアップ抵抗における第１の抵抗値と、この第１の抵抗値と異なる第２の抵抗値とを前記制御手段からの制御信号に基づいて切り換えるスイッチ手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記第１の抵抗値の抵抗体を介してプルアップした状態の検出信号と、前記第２の抵抗値を介してプルアップした状態の検出信号とに基づいて、前記車両の状態を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、車両用計測装置に関し、簡易な構成にて、車載センサのグランド電位の変動にかかわらず精度の高い計測値を算出することを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における回路構成を示す図。
【図２】同上実施の形態の各種信号に基づく動作例について示す図。
【図３】同上実施の形態の別例の回路構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態として、車両用計器装置に適用したものを例に挙げて、図面を用いて説明する。
【００１２】
車両用計器装置（車両用計測装置）Ａは、車載バッテリＢを駆動電源として、各種センサが検出する計測値（車両の状態）を車両利用者に報知するものであり、例えば、車速計や燃料計などを備えている。また、この場合、車両用表示装置Ａは、燃料計を作動するための燃料残量の計測に用いる燃料センサ（検出手段）Ｃへ電流を供給している。
【００１３】
なお、燃料センサＣは、車両の燃料タンク内に設けられる液面センサを適用でき、燃料の変化とともにフロートが浮き沈みし、例えば、セラミック基板等からなるベース基板上に印刷形成された抵抗体上に前記フロートの動きと同期して摺動する摺動子を備え、前記抵抗体の抵抗値変化を検出するものが適用できる。この場合、燃料センサＣの抵抗体の一端は、車体側のグランドに接続され、他端を車両用計器装置Ａに接続する信号配線Ｅに接続されている。
【００１４】
車両用計器装置Ａは、図１に示すように、電源供給部１と、制御手段２と、スイッチ手段３と、表示手段４とを備えている。
【００１５】
電源供給部１は、車載バッテリＢに接続される電源配線Ｆや、ダイオードからなり、車両用計器装置Ａの駆動電力を入出力するとともに、プルアップ抵抗を介して燃料センサＣに電流を供給する。また、電源配線Ｆは、信号配線Ｅとともに、コネクタを介して車両側機器（車載バッテリＢや燃料センサＣ）と接続される。
【００１６】
制御手段２は、マイクロコンピュータ等の演算手段を適用でき、ＲＯＭ等の記憶部に格納されたプログラムや、入出力インターフェースを介して入力される車両情報や電圧検出用の信号に基づいて、表示手段４を用いて燃料残量を含む所望の出力を促す制御信号を生成して発することができる。例えば、制御手段２は、車速や走行距離などの情報を表示手段４に表示させるための制御部として兼用される。
【００１７】
スイッチ手段３は、ＦＥＴなどのトランジスタを適用でき、制御手段２からの制御信号に基づいて、プルアップ抵抗における２種類の抵抗値を切り換えることができ、燃料センサＣへ供給する電力を変化させるものである。この場合、プルアップ抵抗は、直列に接続された２つの抵抗素子が用意され、スイッチ手段３によって、抵抗値（第１の抵抗値）Ｒａの抵抗素子を介した電流の供給と、合成抵抗値（第２の抵抗値）Ｒｂの２つの抵抗素子を介した電流の供給とを切り換えるようにしている。
【００１８】
表示手段４は、制御手段２からの制御信号に基づいて燃料残量を表示する燃料計を適用でき、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの画像表示する表示器であってもよいし、計測値に応じて回動する指針と、この指針の指示対象となる目盛りや数値などの指標部とによって対比判読可能な指針表示器であってもよい。
【００１９】
次に、制御手段２による燃料残量の演算方法について説明する。
【００２０】
制御手段２は、所定の周期（例えば、１００ｍ秒毎）にて、スイッチ手段３をオン／オフさせて、プルアップ抵抗の抵抗値を交互に切り換えるように制御する。また、制御手段２は、スイッチ手段３がオン状態の時、即ち、電源供給部１から抵抗値Ｒａを介して信号配線Ｅに電流が供給された状態における、信号配線Ｅの電位を検出信号Ｖｘとして入力する。そして、制御手段２は、スイッチ手段３がオフ状態の時、即ち、電源供給部１から合成抵抗値Ｒｂを介して信号配線Ｅに電流が供給された状態における、信号配線Ｅの電位を検出信号Ｖｙとして入力する。
【００２１】
また、制御手段２は、電源供給部１の出力電圧Ｖｅを入力しており、この出力電圧Ｖｅと、２つの検出信号Ｖｘ，Ｖｙとから、燃料センサＣの抵抗値Ｒｓを算出することができる。
【００２２】
Ｒｓ＝（Ｖｘ−Ｖｙ）／［（Ｖｅ−Ｖｘ）／Ｒａ−（Ｖｅ−Ｖｙ）／Ｒｂ］  ・・・式１
【００２３】
例えば、上記式１に基づいて抵抗値Ｒｓを算出することができるため、燃料センサＣ側のグランド電位と、制御手段２側のグランド電位とに差があったとしても、正確な燃料センサＣの抵抗値Ｒｓを算出でき、別途抵抗値Ｒｓに基づく燃料残量の演算によって、正確な燃料残量の計測を行うことができる。また、制御手段２は、この燃料残量を表示するように表示手段４を駆動制御する処理を行う。
【００２４】
なお、燃料残量の演算は、車両走行時の液面揺れなどを考慮し、過去複数回の燃料センサＣの算出値（Ｒｓ０、Ｒｓ１、・・・Ｒｓｎ）を平均処理するなどして、抵抗値Ｒｓを算出している。また、燃料残量として、燃料センサＣの抵抗値Ｒｓに基づく燃料タンク内の残量計測の他にもエンジン制御ユニットからの燃料消費量（燃料噴射量）の情報も用いて、燃料残量を演算し正確性を高めることもできる。また、検出信号Ｖｘ，Ｖｙのサンプリングは、液面揺れを考慮して、なるべく短い時間（例えば、１０〜１００ｍ秒）がよい。
【００２５】
ΔＶｇ＝［Ｖｙ（Ｖｅ−Ｖｘ）Ｒａ−Ｖｘ（Ｖｅ−Ｖｙ）Ｒｂ］／［（Ｖｅ−Ｖｘ）Ｒａ−（Ｖｅ−Ｖｙ）Ｒｂ］  ・・・式２
【００２６】
また、上記式２により、燃料センサＣ側と制御手段２側との電位差ΔＶｇを算出することができるため、例えば、１Ｖ以上の異常の大きな電位差がある場合など、異常状態を推定することもできる。制御手段２は、上記異常状態を判定した場合には、燃料センサＣの信頼性が欠如するものとして、表示手段４による燃料残量の表示を止めて計測値と異なる値（例えば、零点）を表示させたり、警報を表示させるなどの制御を行うことができる。
【００２７】
斯かる車両用計器装置Ａは、車両の燃料タンク内の燃料残量に応じて抵抗値Ｒｓを変える燃料センサＣを介して車体側のグランドに接続される信号配線Ｅと、信号配線Ｅからの検出信号に基づいて前記燃料残量を計測する制御手段２と、信号配線Ｅに接続し、プルアップ抵抗を介して燃料センサＣへ電流を供給する電源供給部１と、前記プルアップ抵抗の抵抗値について第１の抵抗値Ｒａと、この第１の抵抗値Ｒａと異なる第２の抵抗値Ｒｂとを制御手段２からの制御信号に基づいて切り換えるスイッチ手段３と、を備える。
【００２８】
従って、燃料センサＣのグランド電位と車両用計器装置Ａのグランド電位とが一致しない場合であっても、精度の高い被測定量を検出できる。例えば、ヘッドライトなどの高負荷などの影響によって、燃料センサＣ側のグランド電位と、制御手段２を含む計器側のグランド電位とで差異がある場合であっても、ハーネスの引き回しなど煩雑にしたり、車両としてのコストや重量を高めてしまうことなく簡易な構成にて、精度の高い燃料残量を検出できる。
【００２９】
また、制御手段２は、第１の抵抗値Ｒａの抵抗体を介してプルアップした状態の検出信号Ｖｘと、第２の抵抗値Ｒｂの抵抗体を介してプルアップした状態の検出信号Ｖｙとに基づいて、前記燃料残量を算出することによって、簡易な構成にて、燃料センサＣ側のグランド電位の変動などによるグランド電位差に関係なく精度の高い燃料残量を検出できる。
【００３０】
なお、本発明の車両用計測装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。例えば、上記式１による抵抗値の算出でなくとも、これに近似する演算や、テーブルデータに基づいて算出するものであっても実現でき、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、図３に示すように、電源供給部１０として安定化電源を用いるものであってもよく、この場合、出力電圧Ｖｅが一定であるため、この電圧値を検出する必要がなくなり、より簡単な演算処理となる点で有利である。なお、図３において上述実施の形態と同様部分については、同符号を付して詳細な説明を省く。
【００３２】
また、プルアップ抵抗として、直列に接続された２つの抵抗素子を用いた例を挙げたが、２種の抵抗値Ｒａ，Ｒｂを切り換えることができる構成であればよく、例えば、図３のように、異なる抵抗値Ｒａ，Ｒｂの抵抗素子にそれぞれ対応するトランジスタ３１，３２を複数用いて切り換えることもできる。この場合、検出信号Ｖａ，Ｖｂの入力不要時に、燃料センサＣへの電流供給を止めることもできる。
【００３３】
また、上述した実施の形態においては、燃料計を例に挙げ、車両の状態として燃料残量を計測するものを例に挙げて説明したが、サーミスタを用いた水温計に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、車両用計測装置に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される燃料計や水温計等の抵抗値変化により検出する車載センサを用いた車両用計測装置に適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  電源供給部
２  制御手段
３  スイッチ手段
４  表示手段
Ａ  車両用計器装置（車両用計測装置）
Ｂ  車載バッテリ
Ｃ  燃料センサ（検出手段）
【図１】
2014006172.tif 000003
【図２】
2014006172.tif 000004
【図３】
2014006172.tif 000005