(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源から電源の供給を受けて検出対象である媒体の残量に応じたアナログ信号を出力する残量センサを含んでなるセンサ側回路と、
前記外部電源に一端が接続される電源供給線を有し、前記アナログ信号に対応した前記媒体の残量を計器に表示させる計器制御手段を含んでなる計器側回路と、
前記電源供給線の他端に接続され、前記外部電源から前記電源供給線を通して前記センサ側回路へ電源供給する外部信号線とを備え、
前記電源供給線には、電圧可変素子が介装され、前記電圧可変素子による電圧変化量を加味した前記外部電源の出力電圧が前記計器制御手段に取り込まれ、かつ前記外部信号線を通して前記センサ側回路へ取り込まれるように構成されており、
前記センサ側回路には、前記残量センサのアナログ信号に対応したセンサ出力電圧と前記外部電源の出力電圧との電圧差の絶対値が所定値よりも小さくなるように、前記電圧可変素子による電圧変化量を制御する制御回路が設けられていることを特徴とする車両用計器回路。
【請求項２】
外部電源から電源の供給を受けて検出対象である媒体の残量に応じたアナログ信号を出力する残量センサを含んでなるセンサ側回路と、
前記外部電源に一端が接続される電源供給線を有し、前記アナログ信号に対応した前記媒体の残量を計器に表示させる計器制御手段を含んでなる計器側回路と、
前記電源供給線の他端に接続され、前記外部電源から前記電源供給線を通して前記センサ側回路へ電源供給する外部信号線とを備え、
前記電源供給線には、電圧可変素子が介装され、前記電圧可変素子による電圧変化量を加味した前記外部電源の出力電圧が前記計器制御手段に取り込まれ、かつ前記外部信号線を通して前記センサ側回路へ取り込まれるように構成されており、
前記センサ側回路には、前記残量センサのアナログ信号に対応したセンサ出力電圧と前記外部電源の出力電圧とが一定の比となるように、前記電圧可変素子による電圧変化量を制御する制御回路が設けられていることを特徴とする車両用計器回路。
【請求項３】
前記電圧可変素子は、プルアップ抵抗であり、
前記制御回路は、前記センサ出力電圧と前記外部電源の出力電圧とを比較する比較回路と、
前記比較回路から出力された制御電圧を入力して、前記プルアップ抵抗を流れる電流を増減制御する電流制御回路とを備えてなる請求項１又は２に記載の車両用計器回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用計器回路に関し、特に残量センサにより検出された検出媒体の残量を計器に表示させる車両用計器回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用計器回路として、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載された車両用計器回路は、図３に示すように、バッテリＢ（外部電源）にワイヤハーネスＬ１（外部信号線）を介して接続された残燃料センサ１００（センサ側回路）と、この残燃料センサ１００にワイヤハーネスＬ２（外部信号線）を介して接続された計器本体２００（計器側回路）からなる。残燃料センサ１００は、バッテリＢから電源の供給を受けて、検出対象である燃料（媒体）の残量に応じたアナログ電圧を出力するホールＩＣセンサ１０１（残量センサ）と、このアナログ電圧に応じたＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ回路１０２と、ＰＷＭ信号のＨレベルとＬレベルの信号に応じて２つの定電流を一定周期のデューティ比で発生する定電流切替回路１０３を備える。計器本体２００は、燃料の残量を表示装置２０１に表示させるマイコン２０２（計器制御手段）と、ワイヤハーネスＬ２に流れる電流を検出して出力電圧をマイコン２０２に出力する電流検出抵抗２０３を備える。
【０００３】
ところで、ホールＩＣセンサは、抵抗式のものとは異なり、接点を有しない構造であるため、例えば水分を含むアルコールなどの液体を用いた燃料に幅広く適用することが可能である。ただし、ホールＩＣセンサを含むセンサ側回路を作動させるためには、通常、電源供給に必要な２本のワイヤハーネス（電源およびグランドにそれぞれ接続）と、センサの検出信号を計器側回路へ伝達するための１本のワイヤハーネスとの合計３本のワイヤハーネスが必要となって、コストが上昇する。そこで、特許文献１に記載された車両用計器回路のように、バッテリＢから残燃料センサ１００を通して計器本体２００内のグランドへの電源供給と、残燃料センサ１００から計器本体２００へのセンサ信号伝達とを１本のワイヤハーネスＬ２が兼用するように構成することで、残燃料センサ１００を作動させるために必要なワイヤハーネスを２本にすることが可能となって、コストの上昇を抑えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された車両用計器回路では、２つの定電流のデューティ信号を時間計測するためのリソースがマイコン２０２に必要となり、マイコン２０２の処理負担が大きくなるという問題があった。また、伝達されるデューティ信号における高周波成分のワイヤハーネスＬ２からの放射・誘導等によって、ノイズが発生し易いという問題もあった。
【特許文献１】特開２００６−１４５４９７号公報
【０００５】
本発明の課題は、センサ側回路を作動させるための外部信号線を２本としながら、計器側制御手段の処理負担を軽減し得る車両用計器回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の車両用計器回路は、外部電源から電源の供給を受けて検出対象である媒体の残量に応じたアナログ信号を出力する残量センサを含んでなるセンサ側回路と、前記外部電源に一端が接続される電源供給線を有し、前記アナログ信号に対応した前記媒体の残量を計器に表示させる計器制御手段を含んでなる計器側回路と、前記電源供給線の他端に接続され、前記外部電源から前記電源供給線を通して前記センサ側回路へ電源供給する外部信号線とを備え、前記電源供給線には、電圧可変素子が介装され、前記電圧可変素子による電圧変化量を加味した前記外部電源の出力電圧が前記計器制御手段に取り込まれ、かつ前記外部信号線を通して前記センサ側回路へ取り込まれるように構成されており、前記センサ側回路には、前記残量センサのアナログ信号に対応したセンサ出力電圧と前記外部電源の出力電圧との電圧差の絶対値が所定値よりも小さくなるように、前記電圧可変素子による電圧変化量を制御する制御回路が設けられていることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の車両用計器回路は、外部電源から電源の供給を受けて検出対象である媒体の残量に応じたアナログ信号を出力する残量センサを含んでなるセンサ側回路と、前記外部電源に一端が接続される電源供給線を有し、前記アナログ信号に対応した前記媒体の残量を計器に表示させる計器制御手段を含んでなる計器側回路と、前記電源供給線の他端に接続され、前記外部電源から前記電源供給線を通して前記センサ側回路へ電源供給する外部信号線とを備え、前記電源供給線には、電圧可変素子が介装され、前記電圧可変素子による電圧変化量を加味した前記外部電源の出力電圧が前記計器制御手段に取り込まれ、かつ前記外部信号線を通して前記センサ側回路へ取り込まれるように構成されており、前記センサ側回路には、前記残量センサのアナログ信号に対応したセンサ出力電圧と前記外部電源の出力電圧とが一定の比となるように、前記電圧可変素子による電圧変化量を制御する制御回路が設けられていることを特徴とする。上記の場合、例えば、前記電圧可変素子は、プルアップ抵抗であり、前記制御回路は、前記センサ出力電圧と前記外部電源の出力電圧とを比較する比較回路と、前記比較回路から出力された制御電圧を入力して、前記プルアップ抵抗を流れる電流を増減制御する電流制御回路とを備えてなるものであるとよい。
【０００７】
この車両用計器回路では、電圧可変素子による電圧変化量を加味した外部電源の出力電圧が、計器制御手段に取り込まれ、かつ外部信号線を通してセンサ側回路に取り込まれる。そして、外部電源の出力電圧が、残量センサのアナログ信号に対応したセンサ出力電圧と所定の関係となるように、制御回路によって電圧可変素子による電圧変化量が制御される。
【０００８】
これにより、外部信号線が、計器側回路からセンサ側回路への電源供給と、センサ側回路と計器側回路間の出力電圧の信号伝達とを兼用するので、センサ側回路を作動させるために必要な外部信号線を増やさずに済む。また、計器制御手段は、アナログ信号である出力電圧に基づいて表示のための処理を行えばよいので、計器制御手段の処理負担を軽減することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の車両用計器回路を採用した燃料検出回路を示すブロック図である。この燃料検出回路は、燃料（媒体）を検出するセンサ側回路１０と、センサ側回路１０からの検出信号を処理して表示部３０に燃料の残量を表示させる計器側回路２０とを備えている。センサ側回路１０と計器側回路２０とは、外部信号線である２本のワイヤハーネスＬｏ１，Ｌｏ２を介して接続されていて、バッテリＢ（外部電源）の電源が計器側回路２０、ワイヤハーネスＬｏ１、センサ側回路１０およびワイヤハーネスＬｏ２を通して計器側回路２０内にてグランド（バッテリＢのマイナス極）に供給されるようになっている。
【００１０】
センサ側回路１０は、フューエルセンダ内に設けられている。フューエルセンダは、車両の燃料タンク内に配置されていて、安定化電源１１、ホール素子１２、センサ出力電圧回路１３、比較回路１４および電流制御回路１５で構成されている。
【００１１】
安定化電源１１は、センサ側回路１０を一定の電圧で駆動するものであり、バッテリＢから計器側回路２０、ワイヤハーネスＬｏ１および信号線Ｌｓ１を通して供給された電源電圧ＶＢ（１０〜１５Ｖ）を、例えば５Ｖの一定電圧にして、ホール素子１２に供給する。
【００１２】
ホール素子１２（残量センサ）は、周知のように、燃料の液面変化に伴いフロー位置が変化することに対応して、センサに対する磁束が変化するものであり、磁束の変化に応じてアナログ信号を出力する。センサ出力電圧回路１３は、ホール素子１２から出力されたアナログ信号を増幅してアナログ電圧ＶＨに変換し、比較回路１４に出力する。比較回路１４および電流制御回路１５については、後述する。
【００１３】
計器側回路２０は、ホール素子１２により検出されたアナログ信号に応じて燃料の残量を計器の表示部３０に表示させるマイコン２１を備えている。マイコン２１（計器制御手段）は、信号線Ｌｍ１を介して電源供給線Ｌｍ２に接続されている。電源供給線Ｌｍ２は、その一端がバッテリＢのプラス極に接続されるとともに、その他端がワイヤハーネスＬｏ１に接続されている。
【００１４】
電源供給線Ｌｍ２には、電圧可変素子としてのプルアップ抵抗Ｒ０が介装されている。プルアップ抵抗Ｒ０は、センサ側回路１０の動作に支障を与えない程度に小さな抵抗値（例えば２００Ω程度）に設定されている。プルアップ抵抗Ｒ０による電圧降下量を加味したバッテリＢの出力電圧ＶＳは、信号線Ｌｍ１に介装された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とによりマイコン２１に取り込み可能な電圧レベルに分圧され、最終出力電圧ＶＦ｛＝（ＶＳ・Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）｝がマイコン２１に取り込まれる。マイコン２１は、取り込んだ最終出力電圧ＶＦをＡ／Ｄ変換し、表示部３０のための表示処理を行う。
【００１５】
上記したバッテリＢの出力電圧ＶＳは、ワイヤハーネスＬｏ１を通してセンサ側回路１０に取り込まれる。すなわち、出力電圧ＶＳは、電源を兼ねた信号であり、ワイヤハーネスＬｏ１および信号線Ｌｓ１を通して安定化電源１１および電流制御回路１５に供給されるとともに、比較回路１４に取り込まれるようになっている。
【００１６】
比較回路１４は、周知の差動増幅回路であり、センサ出力電圧回路１３からのセンサ出力電圧ＶＨと、バッテリＢの出力電圧ＶＳとを比較して、その電圧差に応じた大きさの制御電圧ＶＣを電流制御回路１５に出力する。電流制御回路１５は、周知の電圧−電流変換回路であり、一端が信号線Ｌｓ１に接続され、他端が信号線Ｌｓ２を介してワイヤハーネスＬｏ２に接続されていて、制御電圧ＶＣに応じて信号線Ｌｓ１から信号線Ｌｓ２に向けて流れる電流ＩＳを増減制御する。
【００１７】
次に、図１および図２に基づいて、上記のように構成した実施形態の作動について説明する。センサ出力電圧ＶＨとバッテリＢの出力電圧ＶＳとの電圧差（＝ＶＨ−ＶＳ）が所定値ΔＶＳよりも大きい場合（ステップＳ１１にて「Ｙｅｓ」）には、電圧差の絶対値が設定値ΔＶＳ以下となるように、比較回路１４が電圧差に応じた小さな制御電圧ＶＣを電流制御回路１５に出力し、電流ＩＳをΔＩＳだけ減少させる（ステップＳ１２）。これにより、出力電圧ＶＳは、ΔＩＳ×Ｒ０だけ電圧が上昇することとなる（ステップＳ１３）。なお、設定値ΔＶＳはゼロに設定してもよいし、ゼロに近い値に設定してもよい。設定値ΔＶＳをゼロに近い値に設定すれば、電流制御に際しての電流の発振を抑制することができる。
【００１８】
一方、センサ出力電圧ＶＨとバッテリＢの出力電圧ＶＳとの電圧差（＝ＶＨ−ＶＳ）が（−ΔＶＳ）よりも小さい場合（ステップＳ１１にて「Ｎｏ」、ステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」）には、電圧差の絶対値が設定値ΔＶＳ以下となるように、比較回路１４が電圧差に応じた大きな制御電圧ＶＣを電流制御回路１５に出力し、電流ＩＳをΔＩＳだけ増加させる（ステップＳ１５）。これにより、出力電圧ＶＳは、ΔＩＳ×Ｒ０だけ電圧が下降することとなる（ステップＳ１６）。
【００１９】
その結果、電圧差（＝ＶＨ−ＶＳ）が所定値ΔＶＳよりも大きい場合にはステップＳ１２の処理により、また電圧差（＝ＶＨ−ＶＳ）が（−ΔＶＳ）よりも小さい場合にはステップＳ１５の処理により、バッテリＢの出力電圧ＶＳがセンサ出力電圧ＶＨとほぼ同じ大きさ（ＶＳ≒ＶＨ）となる。
【００２０】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、プルアップ抵抗Ｒ０による電圧降下量を加味したバッテリＢの出力電圧ＶＳが、マイコン２１に取り込まれ、かつワイヤハーネスＬｏ１を通してセンサ側回路１０に取り込まれる。そして、バッテリＢの出力電圧ＶＳが、ホール素子１２のアナログ信号に対応したセンサ出力電圧ＶＨとほぼ等しくなるように、比較回路１４および電流制御回路１５によって、プルアップ抵抗Ｒ０による電圧降下量（プルアップ抵抗Ｒ０を流れる電流ＩＳ）が制御される。
【００２１】
これにより、ワイヤハーネスＬｏ１が、計器側回路１０からセンサ側回路２０への電源供給と、センサ側回路１０と計器側回路２０間の出力電圧ＶＳの信号伝達とを兼用するので、センサ側回路１０を作動させるために必要なワイヤハーネスを増やさずに済む。また、マイコン２１は、アナログ信号である出力電圧ＶＳに基づいて表示のための処理を行えばよいので、マイコン２１の処理負担も軽減する。
【００２２】
上記実施形態では、センサ出力電圧ＶＨとバッテリＢの出力電圧ＶＳとの電圧差の絶対値が所定値ΔＶＳよりも小さくなるように、電流制御回路１５がプルアップ抵抗Ｒ０を流れる電流を増減制御するように構成したが、これに限らず、例えばセンサ出力電圧ＶＨとバッテリＢの出力電圧ＶＳとが一定の比となるように、電流制御回路１５がプルアップ抵抗Ｒ０を流れる電流を増減制御するように構成してもよい。
【００２３】
また、上記実施形態では、本発明を燃料検出回路に適用した場合について説明したが、燃料検出回路以外にも、例えば圧力計、温度計などの各種車両用計器回路に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】は本発明の車両用計器回路を採用した燃料検出回路を示すブロック図。
【図２】図１の電流制御回路によって実行される処理の流れを示す説明図。
【図３】従来の燃料検出回路を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２５】
Ｂ  バッテリ（外部電源）
Ｌｏ１，Ｌｏ２  ワイヤハーネス（外部信号線）
１０  センサ側回路
１１  安定化電源
１２  ホール素子
１３  センサ出力電圧回路
１４  比較回路（制御回路）
１５  電流制御回路（制御回路）
Ｌｓ１，Ｌｓ２  信号線
２０  計器側回路
２１  マイコン（計器制御手段）
Ｌｍ１  信号線
Ｌｍ２  電源供給線
Ｒ０  プルアップ抵抗（電圧可変素子）
【図１】
0005013254.tif 000002
【図２】
0005013254.tif 000003
【図３】
0005013254.tif 000004