(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸が所定角度回転するごとに定角度パルスを発生する定角度パルス発生手段と、
前記定角度パルスの発生周期Ｔおよびその変化率ΔＴを検知するパルス解析手段と、
前記発生周期Ｔに基づいて、エンジン回転数を代表する回転数信号を発生する回転数信号発生手段と、
回転数信号により駆動されてエンジン回転数を指示するエンジン回転計と、
前記検知された変化率ΔＴに応じて前記回転数信号を増減補正する増減補正手段とを具備したエンジン回転計駆動装置において、
前記増減補正中に前記エンジン回転数の極値を検知する極値検知手段と、
前記極値が検知されると、前記エンジン回転計の指示値を所定時間だけホールドするピークホールド手段とを具備し、
前記ピークホールド手段は、極大値および極小値の一方をピークホールド中に他方が検知されると、前記所定時間の経過前であってもピークホールドを解除することを特徴とするエンジン回転計駆動装置。
【請求項２】
前記増減補正手段による回転数信号の増減補正時間を計時する計時手段と、前記増減補正時間が長くなるほど、前記回転数信号に対する増減補正量を減少させる補正制限手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン回転計の駆動装置に係り、特に、エンジン回転数の急激な変化にも正しく追従すると共に、エンジン回転数のピーク値を容易に認識できるようにしたエンジン回転計の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン回転数を表示するエンジン回転計では、エンジン回転数の急激な変化に対する可動部分の応答遅れがあった。
【０００３】
このような問題点を解決するために、本出願人は、現在のエンジン回転数Ｎｅに応じた通電時間だけエンジン回転計に駆動電流を供給して指針を駆動するに際して、エンジン回転数Ｎｅの変化率ΔＮｅを検知し、検知されたエンジン回転数Ｎｅおよびその変化率ΔＮｅに応じた補正時間だけ、エンジン回転数の上昇局面では通電時間を増やし、下降局面では通電時間を減じることにより、応答遅れを解消するようにしたエンジン回転計駆動装置について出願し（特願昭６３−６４８２２号）、特許登録を受けた（第２６８５７８７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術によれば、エンジン回転計の指針をエンジン回転数の変化に精度良く追従させることが可能になるが、その一方で、例えばアクセルワークに追従してエンジン回転数が素早く変化するエンジンの搭載車両に上記した構成のエンジン回転計駆動装置を採用すると、エンジン回転数の変化に追従してエンジン回転計の指針が素早く変化するため、運転者はエンジン回転数のピーク値を認識するために、時としてエンジン回転計を注視する必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、エンジン回転計の指針をエンジン回転数の変化に正しく追従させると共に、そのピーク値の認識を容易にしたエンジン回転計駆動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明では、エンジンのクランク軸が所定角度回転するごとに定角度パルスを発生する定角度パルス発生手段と、定角度パルスの発生周期Ｔおよびその変化率ΔＴを検知するパルス解析手段と、前記発生周期Ｔに基づいて、エンジン回転数を代表する回転数信号を発生する回転数信号発生手段と、前記回転数信号により駆動されるエンジン回転計と、前記検知された変化率ΔＴに応じて前記回転数信号を増減補正する増減補正手段とを具備したエンジン回転計駆動装置において、前記増減補正中に前記エンジン回転数の極値を検知する極値検知手段と、前記極値が検知されると、前記エンジン回転計の指示値を所定時間だけホールドするピークホールド手段とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
上記した構成によれば、エンジン回転数の極値がピークホールドされるので、エンジン回転計の指針がエンジン回転数に正確に応答して素早く変化する場合でも、運転者はエンジン回転計が上昇から降下に転じる変化点（極大値）、あるいは降下から上昇に転じる変化点（極小値）を容易に読み取ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の構成および動作を詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるエンジン回転計駆動装置の主要部の構成を示したブロック図である。
【０００９】
パルス発生器１からはエンジンのクランク軸の回転に応じてＡおよびＢの２つのパルスが発生する。Ａパルスはエンジンが１回転するごとに１回発生し、Ｂパルスはクランク軸が一定角度回転するごとに１回発生する。なお、このＢパルスはエンジン回転数Ｎｅの変化によってその周期Ｔが変化するエンジン回転数信号である。各パルスは、マイクロコンピュータ１０のＣＰＵ１１に供給される。フリップフロップ１４は、トランジスタ１５をスイッチング動作させて点火コイル１６の１次側への電流供給を制御すると共に、点火プラグ１７の点火時期を調整する。
【００１０】
前記ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラムにしたがってＲＡＭ１３をワークエリアとして演算動作を実行し、演算結果に応じた通電指令信号をスイッチ駆動回路１８に供給する。スイッチ駆動回路１８は、ＣＰＵ１１から供給された通電指令信号に基づいてスイッチＳＷを開閉駆動し、エンジン回転計９への通電時間を制御する。
【００１１】
次いで、前記ＣＰＵ１１の動作を具体的に説明する。ＣＰＵ１１は、図２に示したメインルーチンを繰り返し実行し、Ｂパルスが入力される毎に、図３に示したプログラムを割込み実行する。
【００１２】
図２のメインルーチンでは、点火ステージカウント値ｓig、点火遮断トリガカウント値ｔig、通電ステージカウント値ｓcgおよび通電タイミングカウント値ｔcgが、それぞれ入力されたＢパルスの周期Ｔの関数値f1（Ｔ）、g1（Ｔ）、f2（ｔ）およびg2（Ｔ）として求められ、前記ＲＡＭ１３に書込まれる。なお、各関数値はデータマップとしてＲＯＭ１２に予め記憶しておくことができる。
【００１３】
ここで、メインルーチンの実行中にＢパルスが入力されて図３のプログラムが起動されると、前記点火プラグ１７を点火させるための点火動作処理およびエンジン回転計９の指針を駆動するためのメータ駆動処理の各処理が当該順序で行われる。点火動作処理では、前記各関数値f1（Ｔ）、g1（Ｔ）、f2（ｔ）およびg2（Ｔ）に基づいて点火動作が実行されるが、従来と同様の処理を採用することが可能なので、ここでは説明を省略する。
【００１４】
図５は、前記エンジン回転計９の駆動処理にかかる前記マイクロコンピュータ１０の機能ブロック図であり、ＣＰＵ１１が前記ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３に記憶されたプログラムあるいはデータにしたがって実行する一機能である。
【００１５】
図５において、パルス解析手段１０１は、前記パルス発生器１から出力される定角度パルス（パルスＢ）を解析し、パルス発生周期Ｔn およびその変化率ΔＴを算出する。回転数信号発生手段１０２は、前記パルス発生周期Ｔn に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを代表する回転数信号ｔ０を算出し、これを出力する。増減補正手段１０３は、エンジン回転計９の応答遅れを補正するために前記回転数信号ｔ０に加算または減算される増減補正値Δｔ１を次式(1) に基づいて算出し、これを出力する。
Δｔ１＝ｋａ・ΔＮｅ  …  (1)
ここで、エンジン回転数の変化率ΔＮｅはパルス発生周期の変化率ΔＴに置き換えることもできる。また、係数ｋａはエンジン回転数Ｎｅに応じて（すなわち、パルス発生周期Ｔn に応じて）変化するパラメータであり、本実施形態では、高回転領域ほど増減補正値Δｔ１が大きくなるように、図４に示したとおり、エンジン回転数Ｎｅが３０００回転未満であればｋ１、３０００〜５０００回転であればｋ２（＞ｋ１）、５０００回転以上であればｋ３（＞ｋ２）が選択されるようにしている。なお、前記係数ｋａは、エンジン回転数Ｎｅにかかわらず一定としても良い。
【００１６】
補正制限手段１０６はタイマ１０６ａを備え、前記回転数信号ｔ０が前記増減補正値Δｔ１によって増減される継続時間ｔｃを計時する。そして、前記増減補正値Δｔ１を継続時間ｔｃが長くなるほど漸次減少させるための減量補正値Δｔ２を、次式(2) に基づいて算出する。
Δｔ２＝ｋｂ・ｔｃ／ΔＴ  …  (2)
ここで、係数ｋｂは前記ｋａと同様にエンジン回転数に応じて変化するパラメータとしても良いし、あるいはエンジン回転数Ｎｅにかかわらず一定の定数としても良い。
【００１７】
減算部１０７は、前記増減補正手段１０３から出力される増減補正値Δｔ１と前記補正制限手段１０６から出力される減量補正値Δｔ２との差分Δｔ３（＝Δｔ１−Δｔ２）を算出して出力する。加算部１０８は、前記回転数信号発生手段１０２から出力される回転数信号ｔ０と前記差分ｔΔ３とを加算し、これを通電時間ｔonとして通電制御部１０９へ供給する。通電制御部１０９はタイマ１０９ａを備え、指示された通電時間ｔonだけ前記スイッチＳＷをオンするための制御信号を前記駆動回路１８へ供給する。
【００１８】
極値検知手段１０５は、前記パルス発生周期Ｔn に基づいて、エンジン回転数Ｎｅが上昇から降下に転じる変化点および降下から上昇に転じる変化点（以下、各変化点を極値と表現する場合もある）を検知する。ピークホールド手段１０４はタイマ１０４ａを備え、前記極値検知手段１０５によってエンジン回転数の極値が検知されると、前記エンジン回転計９の指針を所定時間だけホールドするために、前記減算部１０７による差分Δｔ３の出力を所定時間だけ制限する。
【００１９】
次いで、図６、７のフローチャートおよび図８を参照して、本実施形態の動作を詳細に説明する。なお、図８において、太実線は指針の表示値を示し、細実線は実際のエンジン回転数を示し、太破線は駆動信号（ｔon）をエンジン回転数に換算した値を示している。
【００２０】
図６において、ステップＳ３９では、パルス解析手段１０１によって定角度パルスＢが解析され、今回のパルス発生周期Ｔn およびその変化率ΔＴが算出される。ステップＳ４０では、ピークホールド時間を計時するピークホールド手段１０４のピークホールドタイマ１０４ａが計時中であるか否かが判別され、計時中ではない、すなわちピークホールド中でなければステップＳ４１へ進む。
【００２１】
ステップＳ４１では、増減補正手段１０３により、前記算出された変化率ΔＴの絶対値が基準値α１よりも大きいか否かが判別される。ここで、図８の時刻ｊ１のように、変化率ΔＴ１の絶対値が基準値α１よりも小さいと、ステップＳ５６において増減補正値Δｔ１に“０”がセットされて減算部１０７へ出力されるが、時刻ｊ２のように変化率ΔＴ２の絶対値が基準値α１を超えるとステップＳ４２へ進む。
【００２２】
ステップＳ４２では、パルス発生周期Ｔn で代表されるエンジン回転数Ｎｅが基準値α２よりも大きいか否かが判別され、Ｎｅが基準値α２以下であれば、ステップＳ５６へ進んで増減補正値Δｔ１に“０”がセットされ、Ｎｅが基準値α２を超えている場合のみステップＳ４３へ進む。このように、本実施形態ではエンジン回転数が低い場合には増減補正値Δｔ１を強制的に“０”とするので、例えばアイドリング時のようにエンジン回転数が比較的不安定な場合に指針が過剰反応することを防止できる。
【００２３】
ステップＳ４３では、スロットル開度θTHの変化率ΔθTHが基準値α３よりも大きいか否かが判別され、変化率ΔθTHが基準値α３以下であればステップＳ５６へ進んで増減補正値Δｔ１に“０”がセットされ、変化率ΔθTHが基準値α３を超えた場合のみステップＳ４４へ進む。このように、本実施形態ではスロットル開度の変化率ΔθTHが低い場合には増減補正値Δｔ１を強制的に“０”とするので、運転者が自らの意思で加速する場合のみ指針の応答性を向上させることができ、減速時等に指針が不必要に過剰反応することを防止できる。
【００２４】
上記したように、本実施形態ではスロットル開度の変化率ΔθTHが基準値α３を超えており、かつ図８の時刻ｊ３のように、エンジン回転数Ｎｅが基準値α２よりも大きく、かつ変化率ΔＴの絶対値が基準値α１よりも大きい場合のみ、増減補正値Δｔ１を演算するためにステップＳ４４へ進む。
【００２５】
ステップＳ４４では、極値検知手段１０５により、前回のパルス発生周期Ｔn-1 が極値（極大値および極小値のいずれか）であったか否かが、例えばパルス発生周期Ｔn の履歴や変化率ΔＴに基づいて判定される。ここで、時刻ｊ４のように、パルス発生周期Ｔn-1 が極値ではないと、ステップＳ４５において補正制限手段１０６の補正継続タイマ１０６ａがスタート済みか否かが判別され、スタート済みでなければ、ステップＳ５９において補正継続タイマ１０６ａをスタートさせた後にステップＳ４６へ進む。
【００２６】
ステップＳ４６では、エンジン回転計９の応答遅れを補正するために前記回転数信号ｔ０に加算される増減補正値Δｔ１が、増減補正手段１０３により、今回のパルス発生周期Ｔn および変化率ΔＴの関数値ｆ（Ｔn 、ΔＴ）として、前記式(1) に基づいて算出される。
【００２７】
この関数値ｆ（Ｔn 、ΔＴ）は、データマップとして前記ＲＯＭ１２に予め記憶しておくことができる。ステップＳ４７では、回転数信号発生手段１０２により、回転数信号ｔ０がパルス発生周期Ｔn の関数値ｇ（Ｔn ）として算出される。この関数値ｇ（Ｔn ）も、データマップとして前記ＲＯＭ１２に予め記憶しておくことができる。
【００２８】
ステップＳ４８では、前記増減補正値Δｔ１を減量補正して指針のオーバーシュートを防止するための減量補正値Δｔ２が、補正継続タイマ１０６ａの計時時間ｔｃおよび変化率ΔＴの関数値ｈ（ｔｃ、ΔＴ）として、前記式(2) に基づいて算出される。この関数値ｈ（ｔｃ、ΔＴ）も、データマップとして前記ＲＯＭ１２に予め記憶しておくことができる。
【００２９】
ステップＳ４９では、減算部１０７において、前記増減補正値Δｔ１から前記減量補正値Δｔ２が減ぜられ、その減算値（Δｔ１−Δｔ２）が新たな増減補正値Δｔ３として加算部１０８へ供給される。ステップＳ５０では、加算部１０８において、前記回転数信号ｔ０と増減補正値Δｔ３とが加算されて最終的な通電時間ｔonが算出される。
【００３０】
ステップＳ５１では、通電制御部１０９の通電時間タイマ１０９ａに前記通電時間ｔonがセットされる。ステップＳ５２では、通電指令が前記スイッチ駆動回路１８に出力される。ステップＳ５３では、前記通電時間タイマ１０９ａがカウントダウンされ、ステップＳ５４において、通電時間タイマ１０９ａのカウント値が“０”になると、ステップＳ５５において、通電停止指令が前記スイッチ駆動回路１８に出力される。
【００３１】
このように、本実施形態では、エンジン回転計の指針の応答遅れを防止するために回転数信号ｔ０に増減補正値Δｔ１を加算する継続時間ｔｃが長くなると、その増減量が継続時間ｔｃの関数として漸次減少されるので、エンジン回転計での指針のオーバーシュートが防止できるようになる。
【００３２】
一方、前記ステップＳ４４において、極値検知手段１０５により前回のパルス発生周期Ｔn-1 が極値（例えば、図８の時刻ｊ５）であったと判定されると、ステップＳ６１では、ピークホールド手段１０４のピークホールドタイマ１０４ａに所定のピークホールド時間ｔp がセットされる。ステップＳ６２では、ピークホールドタイマ１０４ａがダウンカウントを開始する。ステップＳ６３では、減算部１０７において増減補正値Δｔ３に“０”がセットされて出力される。この結果、加算部１０８から出力される通電時間信号ｔonが、パルス発生周期Ｔn-1 に基づいて算出された回転数信号ｔ０と一致することになるので、エンジン回転計９では、指針がパルス発生周期Ｔn-1 に相当する値を表示する。
【００３３】
このようにしてピークホールド処理が実行されると、その後、ステップＳ４０においてピークホールドタイマが“０”になったと判定されるか、あるいはピークホールドタイマが“０”でなくてもステップＳ５７において極値が更新されたと判定されるまで、当該処理はステップＳ４０からステップＳ５０へジャンプする。したがって、ピークホールド中は前記回転数信号ｔ０、増減補正値Δｔ１、減量補正値Δｔ２および増減補正値Δｔ３は更新されず、エンジン回転計では指針がピーク値を示したままホールドされることになる。
【００３４】
さらに、上記したピークホールド制御について詳述すると、前記ステップＳ４０において、前記ピークホールドタイマ１０４ａの値が０以外である、すなわち、未だに前記ピークホールド時間ｔp が経過しておらずピークホールド中であると判定されると、さらにステップＳ５７では、今回のパルス発生周期Ｔn で代表されるエンジン回転数が現在の極値を超えたか否かが判別され、超えていなければ前記ステップＳ５０へ進む。この結果、先のステップＳ６３で“０”がセットされた増減補正値Δｔ３が回転数信号ｔ０に加算されることになり、回転数信号ｔ０がステップＳ４７において更新されることもないので、指針は前記パルス発生周期Ｔn-1 に相当する値でピークホールド状態を保つことになる。
【００３５】
なお、前記ステップＳ５７において、極値を超えたと判定されるとステップＳ５８へ進み、前記ピークホールドタイマ１０４ａをリセット（＝“０”）した後に前記ステップＳ４１へ戻る。
【００３６】
このように、本実施形態ではエンジン回転数の極大値および極小値がピークホールドされるので、エンジン回転計９の指針をエンジン回転数に正確に応答させて素早く変化させる場合でも、そのピーク値を確実に読み取れるようになる。
【００３７】
さらに、本実施形態ではピークホールドが一定時間ｔp の経過後に解除されるようにすると共に、一定時間ｔp の経過前であっても、新たに検出されたエンジン回転数が極大値を超えたり極小値を下回るとピークホールドが解除されるようにしたので、エンジン回転数の変化を確実に認識できるようになる。
【００３８】
なお、上記した実施形態では、ピークホールド中に検出されたエンジン回転数が極大値を超えるか、あるいは極小値を下回ったときにピークホールドが解除されるものとして説明したが、その代わりに、ピークホールド中に新たな極値が検出された時点でそれまでのピークホールドを解除し、改めて新たな極値がピークホールドされるようにしても良い。
【００３９】
図９は、上記した変形例の動作を示したフローチャートであり、前記と同一の符号を付したステップでは同一または同等の処理が実行されるので、その説明は省略する。
【００４０】
本変形例では、ステップＳ４０においてピークホールド中と判定されると、ステップＳ７０では、前記ステップＳ４４と同様にして前回のパルス発生周期Ｔn-1 が極値であったか否かが判定される。
【００４１】
ここで、Ｔn-1 が極値であると判定されると当該処理はステップＳ６１へ進み、ピークホールドタイマが改めてセットされる。ステップＳ６２では、ピークホールドタイマ１０４ａがダウンカウントを開始し、ステップＳ６３では増減補正値Δｔ３に“０”がセットされて出力される。この結果、加算部１０８から出力される通電時間信号ｔonが、前記新たに検出された極値Ｔn-1 に基づいて算出された回転数信号ｔ０と一致することになるので、エンジン回転計９では、指針が前記新たに検知されたパルス発生周期Ｔn-1 （極値）に相当する値を表示することになる。
【００４２】
なお、上記した実施形態では、エンジン回転数の極大値および極小値の双方がピークホールドされるものとして説明したが、エンジン回転数では特に極大値が重要であり、極小値は極大値ほど大きな意味を持たないので、極大値のみがピークホールドされるようにしても良い。
【００４３】
さらに、上記した実施形態では、エンジン回転数を代表する回転数信号ｔ０の変化率ΔＴの絶対値が基準値α１を超えると増減補正値Δｔ１が加算されるものとして説明したが、エンジンブレーキによる制動時や、ギアのシフトチェンジに伴って発生するバックラッシュ時等に瞬間的にエンジン回転数が低下した際、不必要なまでに指針が多く触れることを防止するために、増減補正値Δｔ１は正の変化率ΔＴが基準値α１を超えた場合のみ加算されるようにしても良く、また瞬間的にエンジン回転数が上昇した際も、不必要なまでに指針が多く触れることを防止するために、スロットル開度の変化率Δθthが基準値α３を超えた場合のみ加算されるようにしても良い。
【００４４】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば以下のような効果が達成される。
(1) エンジン回転計の本来の駆動信号に増減補正を施してエンジン回転計の指針をエンジン回転数の変化に正しく追従させた際に、エンジン回転数の極値（少なくとも極大値）がピークホールドされるようにしたので、エンジン回転計の指針がエンジン回転数に応答して素早く変化する場合でも、そのピーク値を容易に読み取れるようになる。
(2) 指針のピークホールドが一定時間の経過後に解除されるようにすると共に、一定時間の経過前であっても、新たに検出されたエンジン回転数が極大値を超えたり極小値を下回るか、あるいはピークホールド中に新たな極値が検知されるとピークホールドが解除されるようにしたので、ピーク値のみならず、その後のエンジン回転数の変化も容易に認識できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるエンジン回転計駆動装置の主要部のブロック図である。
【図２】  図１の装置における制御プログラムのメインフローである。
【図３】  図１の装置におけるＢパルス割り込み処理のフローチャートである。
【図４】  エンジン回転数Ｎｅと係数ｋとの関係を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態の機能ブロック図である。
【図６】図１の装置における演算処理のフローチャート（その１）である。
【図７】図１の装置における演算処理のフローチャート（その１）である。
【図８】図１の装置により駆動される指針の軌跡を示した図である。
【図９】本発明の変形例の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１…パルス発生器、９…エンジン回転計、１０…マイクロコンピュータ、１１…ＣＰＵ、１５…トランジスタ、１６…点火コイル、１７…点火フラグ、１８…スイッチ駆動回路、１０７…減算部、１０８…加算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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