DE102010000286B4

DE102010000286B4 - Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010000286B4
Application number: DE102010000286.0A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Nakane
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: DE102010000286A1; US8111032B2; US20100192836A1

Abstract

Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, mit:
einem Schrittmotor (M), der eine Feldwicklung (32, 33) aufweist und nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung (32, 33) gedreht wird, wobei das Treibsignal ein Wechselstrom ist, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt;
einem Zeiger (20), der in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor (M) drehbar ist, wobei
der Zeiger (20) gemäß einer Drehposition des Zeigers (20) auf einen Fahrzeugzustandswert zeigt, der relativ zu einem Nullwert als einem Bezug desselben angezeigt ist; und
der Zeiger (20) in einer Null-Rückstellrichtung (X) drehbar ist, um zu einer Nullposition, die den Nullwert anzeigt, zurückzukehren;
einer Stoppervorrichtung (S) zum Stoppen des Zeigers (20), der sich in der Null-Rückstellrichtung (X) dreht, bei einer Stopperposition, die sich in der Null-Rückstellrichtung (X) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition befindet;
einer erfassenden Vorrichtung (50) zum Erfassen einer induzierten Spannung, die in der Feldwicklung (32, 33) bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten (θ0, θd), die elektrische Winkel in Intervallen von 90 Grad sind und einen Nullpunkt (00) aufweisen, der der Stopperposition entspricht, erzeugt wird; und
einer Steuerungsvorrichtung (50) zum Durchführen einer Null-Rückstellsteuerung, wodurch die Steuerungsvorrichtung (50) das Treibsignal steuert, um den Zeiger (20) in der Null-Rückstellrichtung (X) zu drehen, wobei bei einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem
die erfassende Vorrichtung (50) an dem Nullpunkt (θ0) eine induzierte Spannung erfasst, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert (Vth) ist, und
die erfassende Vorrichtung (50) bei einem zu dem Nullpunkt (θ0) nächsten erfassenden Punkt (0d) eine induzierte Spannung erfasst, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert (Vth) ist,
die Steuerungsvorrichtung (50) einen Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors (M) annimmt und die Null-Rückstellsteuerung fortsetzt, bis ein angenommener elektrischer Winkel, der einer Drehposition des Zeigers (20) entspricht, den Nullpunkt (θ0) erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug.
Ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, das einen Zeiger in einer Synchronisation mit einem Schrittmotor dreht, ist herkömmlicherweise bekannt. Der Zeiger zeigt gemäß einer Drehposition des Zeigers einen Fahrzeugzustandswert, der mit einem Nullwert als sein Bezug gezeigt wird, an. Das Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug ist beispielsweise in dem japanischen Patent JP 3770095 B2 (das der DE 102 07 652 A1 entspricht) beschrieben. Das Anzeigeinstrument dreht durch das Anlegen eines Treibsignals eines Wechselstroms, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt, an eine Feldwicklung eines Schrittmotors einen Zeiger.
Bei dem Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug gemäß dem japanischen Patent JP 3770095 B2 wird der Zeiger, der in einer Null-Rückstellrichtung gedreht wird, die eine Richtung ist, um den Zeiger zu einer Position eines Nullwerts zurückkehren zu lassen, durch eine Stoppereinrichtung bei einer Stopperposition gestoppt. Während sich der Zeiger in der Null-Rückstellrichtung dreht, wird eine induzierte Spannung in der Feldwicklung des Schrittmotors erzeugt. Wenn der Zeiger stoppt, verringert sich die induzierte Spannung. Die induzierte Spannung, die in der Feldwicklung erzeugt wird, wird dementsprechend erfasst, und wenn die erfasste Spannung gleich oder kleiner als ein eingestellter Wert ist, wird bestimmt, dass der Zeiger bei der Stopperposition gestoppt hat, und ein elektrischer Winkel, der dieser Stopperposition entspricht, wird aktualisiert. Selbst wenn als ein Resultat der Schrittmotor eine Synchronisation aufgrund einer Störung, wie zum Beispiel einer Vibration, vor einer Inbetriebnahme des Instruments verliert, sodass eine Drehposition des Zeigers versetzt ist, wird die Drehung des Zeigers basierend auf dem aktualisierten elektrischen Winkel gesteuert.
Bei dem Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug des japanischen Patents JP 3770095 B2 wird die induzierte Spannung für jeden elektrischen Winkel, bei dem eine Spannung von einem der Treibsignale, die an die Feldwicklungen in der Form einer Cosinusfunktion und in der Form einer Sinusfunktion angelegt sind, null ist, das heißt bei einem Nullpunkt, und für elektrische Winkel, deren Phasen von dem Nullpunkt alle 90 Grad verschoben sind, erfasst. Aus diesem Grund kann ein bestimmter Fehler in dem elektrischen Winkel, der basierend auf der erfassten Spannung der induzierten Spannung aktualisiert wird, in einem Phasenbereich innerhalb von weniger als 90 Grad in einer Richtung, die der Null-Rückstellrichtung entspricht, relativ zu einem elektrischen Winkel, der einer tatsächlichen Stopperposition entspricht, beobachtet werden.
Bei dem Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug des japanischen Patents JP 3770095 B2 verringert sich ferner, obwohl sich der Zeiger zu der Stopperposition gedreht hat, eine Geschwindigkeit des Zeigers, aufgrund beispielsweise seiner elastischen Verformung, nicht unmittelbar. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung wird daher nicht gleich oder kleiner als der eingestellte Wert, sodass der elektrische Winkel zu dem nächsten erfassenden Punkt vorgerückt werden kann, dessen Phase um 90 Grad weiter verschoben ist. Bei einem solchen abnormalen Zustand verliert der Schrittmotor eine Synchronisation, wenn der elektrische Winkel zu einem Punkt vorrückt, dessen Phase um 180 Grad von dem elektrischen Winkel, der der tatsächlichen Stopperposition entspricht, beispielsweise aufgrund des im Vorhergehenden beschrieben Fehlers des aktualisierten elektrischen Winkels oder einer Vibration bei der Stopperposition verschoben wird, oder wenn die Phase um 180 Grad von dem elektrischen Winkel, der der tatsächlichen Stopperposition entspricht, als ein Resultat eines Hochschnellens des Schrittmotors von einem Stopper verschoben wird. Aufgrund dieses Verlustes einer Synchronisation des Schrittmotors dreht sich der Zeiger zu einer Position, die einem elektrischen Winkel entspricht, dessen Phase um 360 Grad von einem tatsächlichen elektrischen Winkel verschoben ist. Es ist dementsprechend schwierig, die Drehung des Zeigers nach dem Verlust einer Synchronisation durch das Treibsignal, das dem elektrischen Winkel entspricht, bei dem Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug des japanischen Patents JP 3770095 B2 genau zu steuern.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in den Druckschriften JP 2006/64437 A , JP 2002/250641 A , JP 2008/5648 A , US 7 233 255 B2 , US 2003/0117100 A1 , US 7 034 495 B2 , US 6 956 351 B2 , US 6 680 597 B1 , US 5 032 781 A , US 5 723 964 A , US 7 075 290 B2 , US 7 145 309 B2 , US 5 877 694 A , US 6 677 723 B2 , und US 3 667 042 A offenbart.
Die vorliegende Erfindung widmet sich mindestens einem der vorhergehenden Nachteile. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug zum genauen Steuern einer Drehung eines Zeigers zu schaffen.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug geschaffen, das einen Schrittmotor, einen Zeiger, eine Stoppervorrichtung, eine erfassende Vorrichtung und eine Steuerungsvorrichtung aufweist. Der Schrittmotor weist eine Feldwicklung auf und wird nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung gedreht. Das Treibsignal ist ein Wechselstrom, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt. Der Zeiger ist in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor drehbar. Der Zeiger zeigt gemäß einer Drehposition des Zeigers zu einem Fahrzeugzustandswert, der mit einem Nullwert als ein Bezug desselben angezeigt wird. Der Zeiger ist in einer Null-Rückstellrichtung drehbar, um zu einer Nullposition zurückzukehren, die den Nullwert anzeigt. Die Stoppervorrichtung dient zum Stoppen des Zeigers, der sich in der Null-Rückstellrichtung dreht, bei einer Stopperposition, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung befindet. Die erfassende Vorrichtung dient zum Erfassen einer induzierten Spannung, die in der Feldwicklung bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten erzeugt wird, die elektrische Winkel in Intervallen von 90 Grad sind und einen Nullpunkt aufweisen, der der Stopperposition entspricht. Die Steuerungsvorrichtung dient zum Durchführen einer Null-Rückstellsteuerung, wodurch die Steuerungsvorrichtung das Treibsignal steuert, um den Zeiger in der Null-Rückstellrichtung zu drehen. Bei einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem die erfassende Vorrichtung an dem Nullpunkt eine induzierte Spannung erfasst, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert ist, und die erfassende Vorrichtung bei einem nächsten erfassenden Punkt zu den Nullpunkt eine induzierte Spannung erfasst, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert ist, nimmt die Steuerungsvorrichtung einen Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors an und setzt die Null-Rückstellsteuerung fort, bis ein angenommener elektrischer Winkel, der einer Drehposition des Zeigers entspricht, den Nullpunkt erreicht.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ferner ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug geschaffen, das einen Schrittmotor, einen Zeiger, eine Stoppervorrichtung, eine erfassende Vorrichtung und eine Steuerungsvorrichtung aufweist. Der Schrittmotor weist eine Feldwicklung auf und wird nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung gedreht. Das Treibsignal ist ein Wechselstrom, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt. Der Zeiger ist in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor drehbar. Der Zeiger zeigt gemäß einer Drehposition des Zeigers zu einem Fahrzeugzustandswert, der mit einem Nullwert als ein Bezug desselben angezeigt wird. Der Zeiger ist in einer Null-Rückstellrichtung drehbar, um zu einer Nullposition zurückzukehren, die den Nullwert anzeigt. Die Stoppervorrichtung dient zum Stoppen des Zeigers, der sich in der Null-Rückstellrichtung dreht, bei einer Stopperposition, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung befindet. Die erfassende Vorrichtung dient zum Erfassen einer induzierten Spannung, die in der Feldwicklung bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten, die elektrische Winkel in Intervallen von 90 Grad sind und einen Nullpunkt, der der Stopperposition entspricht, aufweisen, erzeugt wird. Die Steuerungsvorrichtung dient zum Durchführen einer Null-Rückstellsteuerung, wodurch die Steuerungsvorrichtung das Treibsignal steuert, um den Zeiger in der Null-Rückstellrichtung zu drehen. Bei einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem die erfassende Vorrichtung bei dem Nullpunkt eine induzierte Spannung erfasst, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert ist, und die erfassende Vorrichtung bei einem nächsten erfassenden Punkt zu dem Nullpunkt eine induzierte Spannung erfasst, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert ist, schaltet die Steuerungsvorrichtung von der Null-Rückstellsteuerung zu einer Umkehrsteuerung, wodurch die Steuerung eine Drehungsrichtung des Zeigers von der Null-Rückstellrichtung durch Steuern des Treibsignals zu dem Nullpunkt umkehrt.
Die Erfindung ist zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen derselben aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen am besten zu verstehen. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht, die ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug gemäß einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
2 eine vertikale Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1;
3 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer elektrischen Schaltung des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
4 eine perspektivische Ansicht, die ein Hauptmerkmal des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
5 eine Draufsicht, die das Hauptmerkmal des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
6 ein charakteristisches Diagramm, das ein Treibsignal des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
7 eine Vorderansicht, die einen Betriebszustand des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, der sich von einem in 1 dargestellten Betriebszustand unterscheidet, darstellt;
8 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsfluss des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
9 ein charakteristisches Diagramm, das einen ersten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
10 ein charakteristisches Diagramm, das einen zweiten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
11 ein charakteristisches Diagramm, das den zweiten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
12 ein charakteristisches Diagramm, das einen dritten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
13 ein charakteristisches Diagramm, das den dritten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
14 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsfluss des Anzeigeinstruments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
15 ein charakteristisches Diagramm, das einen vierten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
16 ein charakteristisches Diagramm, das einen fünften exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt; und
17 ein charakteristisches Diagramm, das einen sechsten exemplarischen Betrieb des Anzeigeinstruments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.

(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein Anzeigeinstrument 1 für ein Fahrzeug ist vor einem Fahrersitz innerhalb des Fahrzeugs als ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser angeordnet.
Eine Struktur des Anzeigeinstruments 1 ist im Detail im Folgenden beschrieben. Wie in 1 bis 3 dargestellt ist, weist das Anzeigeinstrument 1 eine Instrumententafel 10, einen Zeiger 20, eine sich drehende innere Vorrichtung 30, eine Tafel 40 und eine Steuerungseinheit 50 auf. Die Steuerungseinheit 50 kann als eine „erfassende Vorrichtung“ oder eine „Steuerungsvorrichtung“ dienen.
Die Instrumententafel 10, die in 1 und 2 dargestellt ist, ist mit ihrer Anzeigeoberfläche 10a zu dem Fahrersitz gerichtet angeordnet und weist eine Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige 11 auf, die einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert als einen Fahrzeugzustandswert anzeigt. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige 11 zeigt Fahrzeuggeschwindigkeitswerte in einer Form eines kreisförmigen Bogens von einem Nullwert (0 km/h), der als ihr Bezugswert dient, zu einer oberen Grenze (180 km/h) an.
Der Zeiger 20 ist mit einer Zeigerwelle 30b der sich drehenden inneren Vorrichtung 30 auf der Seite seines Basisendabschnitts 21 gekoppelt und in einer Null-Rückstellrichtung X und in einer Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y (siehe 1) entlang der Anzeigeoberfläche 10a der Instrumententafel 10 drehbar. Der Zeiger 20, der einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert gemäß einer Drehposition unter jenen, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige 11 angezeigt werden, anzeigt, kann durch seine Drehung in der Null-Rückstellrichtung X, wie in 1 dargestellt ist, zu einer Nullposition, die den Nullwert anzeigt, zurückkehren.
Wie in 2 dargestellt ist, weist die sich drehende innere Vorrichtung 30 einen Hauptkörper 30a der inneren Vorrichtung, die Zeigerwelle 30b und ein Gehäuse 30c auf. Der Hauptkörper 30a ist auf einer Rückoberflächenseite der Tafel 40 angeordnet, die allgemein parallel zu der Instrumententafel 10 ist. Der Hauptkörper 30a weist einen Zwei-Phasen-Schrittmotor M, eine Reduktionsgetriebeeinrichtung G und eine Stoppereinrichtung S, die als eine „Stoppervorrichtung“ (siehe 4) dienen kann, die in dem Gehäuse 30c aufgenommen sind, auf. Die Zeigerwelle 30b ist durch das Gehäuse 30c getragen, das an der Rückoberfläche der Tafel 40 befestigt ist, und geht durch die Tafel 40 und die Instrumententafel 10, um den Basisendabschnitt 21 des Zeigers 20 zu halten. Der Hauptkörper 30a kann dementsprechend durch eine Verlangsamungsdrehung der Reduktionsgetriebeeinrichtung G, die in einer Synchronisation mit einer Drehung des Schrittmotors M ist, die Zeigerwelle 30b, die koaxial zu einem Ausgangsstufengetrieberad 34 der Reduktionsgetriebeeinrichtung G ist, und schließlich den Zeiger 20 drehen.
Wie in 4 und 5 dargestellt ist, weist der Schrittmotor M einen Stator Ms und einen Magnetrotor Mr, die miteinander kombiniert sind, auf. Der Stator Ms hat ein Joch 31 und zwei Feldwicklungen 32, 33. Das Joch 31 weist ein Paar von magnetischen Polen 31a, 31b, die eine Form eines Pols haben, auf, und eine A-Phasen-Feldwicklung 32 ist um den magnetischen Pol 31a gewickelt, während eine B-Phasen-Feldwicklung 33 um den magnetischen Pol 31b gewickelt ist. Der Magnetrotor Mr ist an einer drehbaren Welle 35a der Reduktionsgetriebeeinrichtung G koaxial zu der drehbaren Welle 35a befestigt. Zwischenräume sind zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche des Magnetrotors Mr und Vorderendoberflächen der magnetischen Pole 31a, 31b des Jochs 31 gebildet, und ein Nordpol und ein Südpol, die als magnetische Pole dienen, sind in einer Drehrichtung des Rotors Mr abwechselnd auf der äußeren peripheren Oberfläche des Magnetrotors Mr gebildet.
Bei dem Schrittmotor M, der die im Vorhergehenden beschriebene Struktur hat, ist ein A-Phasen-Treibsignal eines solchen Wechselstroms, bei dem eine Spannung in der Form einer Cosinusfunktion gemäß dem elektrischen Winkel (siehe 6) wechselt, an die A-Phasen-Feldwicklung 32 angelegt. Ein B-Phasen-Treibsignal eines solchen Wechselstroms, bei dem die Spannung in der Form einer Sinusfunktion gemäß dem elektrischen Winkel wechselt (siehe 6), ist andererseits an die B-Phasen-Feldwicklung 33 angelegt. Wie im Vorhergehenden sind die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale zueinander um 90 Grad außer Phase. Magnetische Flüsse eines Wechselstroms (AC; AC = alternate current) werden folglich in den Feldwicklungen 32, 33, an denen solche A-Phasen- bzw. B-Phasen-Treibsignale angelegt sind, erzeugt. Die magnetischen Flüsse eines Wechselstroms gehen zwischen dem Joch 31 und den magnetischen Polen des Magnetrotors Mr durch. Der Magnetrotor Mr dreht sich dementsprechend gemäß Spannungsänderungen der A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale, die dem elektrischen Winkel zugeordnet sind.
Wie in 4 dargestellt ist, weist die Reduktionsgetriebeeinrichtung G ein Ausgangsstufengetrieberad 34, ein Eingangsstufengetrieberad 35 und Zwischengetrieberäder 36, 37 auf. Das Ausgangsstufengetrieberad 34 ist koaxial zu der Welle 30b mit der Zeigerwelle 30b gekoppelt. Das Eingangsstufengetrieberad 35 ist durch die drehbare Welle 35a, die an dem Gehäuse 30c befestigt ist, koaxial zu der Welle 35a getragen. Die Zwischengetrieberäder 36, 37 sind durch eine drehbare Welle 36a getragen, die an dem Gehäuse 30c koaxial zu der Welle 36a befestigt ist, sodass die Getrieberäder 36, 37 einstückig drehbar gemacht sind. Das Zwischengetrieberad 36 ist mit dem Ausgangsstufengetrieberad in Eingriff, während das Zwischengetrieberad 37 mit dem Eingangsstufengetrieberad 35 in Eingriff ist.
Aufgrund der im Vorhergehenden beschriebenen Struktur der Reduktionsgetriebeeinrichtung G reduziert die Einrichtung G eine Geschwindigkeit einer Drehung des Magnetrotors Mr des Schrittmotors M, der mit dem Eingangsstufengetrieberad 35 verbunden ist, um die verlangsamte Drehung zu dem Zeiger 20, der mit dem Ausgangsstufengetrieberad 34 verbunden ist, zu übertragen. Sowie sich daher die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale gemäß dem elektrischen Winkel ändern, ändert sich eine Drehposition des Magnetrotors Mr, sodass sich ebenfalls eine Drehposition des Zeigers 20 ändert. Wie in 6 dargestellt ist, entspricht zusätzlich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Richtung, in der sich der elektrische Winkel verringert, der Null-Rückstellrichtung X des Zeigers 20, und eine Richtung, in der sich der elektrische Winkel erhöht, entspricht der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y des Zeigers 20.
Wie in 4 dargestellt ist, weist die Stoppereinrichtung S ein Berührungsglied 38 und ein Stopperglied 39 auf. Das Berührungsglied 38 ist in der Form eines dünnen Streifens einer Platte, die von dem Ausgangsstufengetrieberad 34 vorsteht, gebildet und einstückig mit dem Getrieberad 34 drehbar. Das Stopperglied 39 ist gebildet, um eine L-förmige Struktur zu haben, die von dem Gehäuse 30c nach innen in das Gehäuse 30c vorsteht. Entlang einer Rotationsbahn des Berührungsglieds 38 befindet sich ein Vorderendabschnitt 39a des Stopperglieds 39 auf seiner Vorstehseite in einer Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, weiter weg liegend als das Berührungsglied 38. Wenn somit das Berührungsglied 38 mit dem Vorderendabschnitt 39a des Stopperglieds 39 als ein Resultat der Drehung des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X in Eingriff ist, stoppt der Zeiger 20 bei einer Stopperposition innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung X, wie in 7 dargestellt ist. Bei dem Schrittmotor M des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird dementsprechend insbesondere ein Nullpunkt θ0 (null Grad) des elektrischen Winkels auf den elektrischen Winkel, der der Stopperposition entspricht, durch eine anfängliche Verarbeitung, die in einem stärkeren Detail im Folgenden beschrieben ist, aktualisiert. Die Stopperposition wird zu der Zeit einer Erzeugung des Instruments 1 beispielsweise in einen Bereich von 450 Grad hinsichtlich des elektrischen Winkels des Schrittmotors M von der Nullposition des Zeigers 20 in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, eingestellt.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Steuerungseinheit 50 konfiguriert, um hauptsächlich einen Mikrocomputer aufzuweisen, und ist an der Tafel 40 angebracht. Die Steuerungseinheit 50 weist einen Speicher 52, der in 3 dargestellt ist, der als eine „speichernde Vorrichtung“ dienen kann, auf. Der letzte Nullpunkt θ0 wird als ein Resultat der Aktualisierung durch die anfängliche Verarbeitung kontinuierlich in dem Speicher 52 gespeichert. Ein Ausführungsprogramm zum Durchführen von verschiedenen Verarbeitungen, die die anfängliche Verarbeitung und eine normale Verarbeitung (die im stärkeren Detail im Folgenden beschrieben ist) aufweisen, und ein vorbestimmtes Phasenintervall ΔP werden im Voraus in dem Speicher 52 gespeichert. Das Phasenintervall ΔP ist ein Wert, der vorher als ein Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel des Schrittmotors M, der der Nullposition des Zeigers 20 entspricht, und dem Nullpunkt θ0 (elektrischer Winkel), der der Stopperposition des Zeigers 20 (siehe 7) zu der Zeit von beispielsweise Fabrikauslieferungen entsprechend initialisiert wird, berechnet wird.
Die Steuerungseinheit 50 ist mit einem Türsensor 60 des Fahrzeugs, einem Zündschalter IG und einer Batterieleistungsquelle B elektrisch verbunden. Die Steuerungseinheit 50 wird durch eine direkte elektrische Versorgung von der Batterieleistungsquelle B gestartet, wenn ein Öffnen einer Tür des Fahrzeugs durch den Türsensor 60 erfasst wird. Wenn der Zündschalter IG eingeschaltet wird, bevor eine eingestellte Zeitdauer (zum Beispiel zwei Minuten) verstreicht, behält die Steuerungseinheit 50, die gestartet wurde, durch die elektrische Versorgung von der Batterieleistungsquelle B einen Betriebszustand bei. Danach wird der betrieb der Steuerungseinheit 50 als ein Resultat eines Ausschaltens des Zündschalters IG gestoppt. Die Steuerungseinheit 50, die gestartet wurde, stoppt ihren Betrieb vorübergehend, wenn der Zündschalter IG, bevor der eingestellte Zeitraum verstreicht, nicht eingeschaltet wird. Wenn der Zündschalter IG danach eingeschaltet wird, wird die Steuerungseinheit 50 neu gestartet. Die Steuerungseinheit stoppt ihren Betrieb als ein Resultat des Auschaltens des Zündschalters IG. Der Neustart der Steuerungseinheit 50 wird ansprechend auf ein Einschalten des Zündschalters IG ausgeführt. Alternativ kann die Steuerungseinheit 50 ansprechend auf beispielsweise das Öffnen der Tür des Fahrzeugs oder ein Drücken eines Bremspedals des Fahrzeugs neu gestartet werden.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Steuerungseinheit 50 mit den Feldwicklungen 32, 33 des Schrittmotors M elektrisch verbunden. Bei der anfänglichen Verarbeitung erfasst die Steuerungseinheit 50 eine induzierte Spannung, die in den Feldwicklungen 32, 33 erzeugt wird, steuernd die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale, die an die Feldwicklungen 32, 33 angelegt sind.
Bei dem elektrischen Winkel, bei dem die Signalspannungen der A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale größer als null (0V) sind, wird genauer gesagt eine Leitung, um die Signale an entsprechende Feldwicklungen 32, 33 anzulegen, mit der Steuerungseinheit 50 elektrisch verbunden, und eine Leitung, um die induzierte Spannung, die in den entsprechenden Wicklungen erzeugt wird, zu erfassen, wird durch eine Umschaltfunktion geschlossen. Bei dem elektrischen Winkel, bei dem die Signalspannungen der A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale null sind, wird die Leitung, um die Signale an die entsprechenden Feldwicklungen 32, 33 anzulegen, geschlossen, und die Leitung, um die induzierte Spannung zu erfassen, die in den entsprechenden Wicklungen erzeugt wird, wird durch die Umschaltfunktion mit der Steuerungseinheit 50 elektrisch verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale in der Form der Cosinusfunktion und in der Form der Sinusfunktion gemäß dem elektrischen Winkel wechseln, wird der elektrische Winkel, bei dem die Signalspannungen null sind, das heißt der Nullpunkt θ0, und werden die elektrischen Winkel, deren Phasen von dem Nullpunkt θ0 in Intervallen von 90 Grad (die als schwarze Punkte in 6 angezeigt sind) verschoben sind, auf erfassende Punkte θd der induzierten Spannung eingestellt. Wie bei der im Vorhergehenden beschriebenen Umschaltfunktion der Steuerungseinheit 50 kann zusätzlich die Verbindung und die Unterbrechung der Leitung bei jedem erfassenden Punkt θd beispielsweise durch eine Umschaltverarbeitung in dem Mikrocomputer, der die Steuerungseinheit 50 bildet, ausgeführt werden, oder die Verbindung und Unterbrechung der Leitung können bei jedem erfassenden Punkt θd durch Umschalten zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen des Mikrocomputers ausgeführt werden.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Steuerungseinheit 50 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 62 elektrisch verbunden. Bei der normalen Verarbeitung nach der anfänglichen Verarbeitung lässt die Steuerungseinheit 50 den Zeiger 20 einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert anzeigen, der durch den Geschwindigkeitssensor 62 erfasst wird, indem die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale basierend auf dem Nullpunkt θ0 des elektrischen Winkels gesteuert werden. Hinsichtlich des Nullpunkts θ0 wird hier der letzte Nullpunkt θ0, der durch die letzte anfängliche Verarbeitung aktualisiert wird und in dem Speicher 52 gespeichert wird, genutzt.
Ein Steuerungsfluss zum Durchführen der anfänglichen Verarbeitung durch die Steuerungseinheit 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist im Detail im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Dieser Steuerungsfluss wird nach dem Start der Steuerungseinheit 50 gestartet.
Bei S1 des Steuerungsflusses wird eine Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung durchgeführt. Bei der Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung werden genauer gesagt der Nullpunkt θ0 und das Phasenintervall ΔP, die in dem Speicher 52 gespeichert sind, zuerst wiedergewonnen. Der elektrische Winkel, der von dem Nullpunkt θ0 in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, durch das Phasenintervall ΔP verschoben ist, das heißt der elektrische Winkel, der der Nullposition des Zeigers 20 entspricht, wird als Nächstes auf einen Bezugspunkt θb eingestellt. Als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale werden dann Signale, die dem Bezugspunkt θb entsprechen, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 angelegt. Signale zum Synchronisieren der magnetischen Pole des Magnetrotors Mr und des elektrischen Winkels durch die Drehung des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X werden ferner an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale werden zuletzt Signale zum Zurückkehrenlassen des elektrischen Winkels zurück zu dem Bezugspunkt θb an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 angelegt.
Bei S2, der S1 folgt, wird eine Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung durchgeführt. Bei der Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung werden genauer gesagt Signale zum Veranlassen, dass der Zeiger 20 bei einem vorbestimmten Startpunkt θs nach einer allmählichen Änderung des elektrischen Winkels von dem Bezugspunkt θb, der durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung bei S1 eingestellt wird, zu dem Startpunkt θs bereit steht, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Der Startpunkt θs kann auf einen solch kleinen Wert eingestellt sein, um die Reizlosigkeit des Anzeigeinstruments 1 aufgrund eines Aufwärtsausschlags und eines Abwärtsausschlags des Zeigers 20 bei der Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung zu begrenzen, und ferner auf einen solch großen Wert eingestellt sein, um die induzierte Spannung bei der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung, die im stärkeren Detail im Folgenden beschrieben ist, zu erfassen. Aus diesen Gründen ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise der Startpunkt θs auf den elektrischen Winkel eingestellt, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, um 273 Grad verschoben ist.
Bei dem folgenden S3 wird die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung, die hauptsächlich eine Drehungssteuerung des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X aufweist, gestartet. Der Nullpunkt θ0, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, wird wiedergewonnen, und dieser Nullpunkt θ0, der in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, weiter weg liegt als der Startpunkt θs, wird auf den derzeitigen erfassenden Punkt θd eingestellt. Bei S4 werden Signale zum allmählichen Ändern des elektrischen Winkels zu dem erfassenden Punkt θd, der bei S3 eingestellt wird, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Bei S5 wird eine induzierte Spannung einer Erfassungswicklung der A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33, deren Treibsignal eine Nullspannung bei dem derzeitigen erfassenden Punkt θd hat, erfasst, und es wird bestimmt, ob diese erfasste Spannung gleich oder kleiner als ein eingestellter Wert Vth ist.
Wenn bei S5 eine negative Bestimmung als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung größer als der eingestellte Wert Vth ist, vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S6 fort. Bei S6 wird ein elektrischer Winkel, dessen Phase von dem erfassenden Punkt 0d, der bei S3 eingestellt wird, um 90 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist, auf den derzeitigen erfassenden Punkt θd eingestellt. Bei S6 wird dementsprechend der nächste erfassende Punkt θd auf den Nullpunkt θ0 eingestellt, der bei S3 auf den erfassenden Punkt θd bei S3 eingestellt wurde. Bei S7 werden Signale zum allmählichen Ändern des elektrischen Winkels zu dem erfassenden Punkt θd, der bei S6 eingestellt wird, an die A-Phasen- und B-Phasen-Wicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Bei S8 wird entsprechend zu S5 eine induzierte Spannung einer Erfassungswicklung erfasst, und es wird bestimmt, ob diese erfasste Spannung gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist.
Wenn bei S8 eine positive Bestimmung als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S9 fort. Bei S9 wird ungeachtet dessen, ob der Schrittmotor M tatsächlich eine Synchronisation verloren hat, die Steuerung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung unter der Annahme fortgesetzt, dass der Verlust einer Synchronisation verursacht wurde. Unter der Annahme, dass der Schrittmotor M die Synchronisation verloren hat, entspricht die Drehposition des Zeigers 20, der sich in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor M dreht, offensichtlich dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem erfassenden Punkt θd, der bei S6 eingestellt wird, um 360 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist. Bei S9 werden dementsprechend die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 angelegt, um den elektrischen Winkel zu einem Fortsetzungsendpunkt θe allmählich zu ändern, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 360 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist, das heißt, bis die Phase um 270 Grad von dem eingestellten erfassenden Punkt θd verschoben ist. Als ein Resultat wird die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung fortgesetzt, bis der offensichtliche elektrische Winkel, der der Drehposition des Zeigers 20 unter der Annahme des Verlustes einer Synchronisation des Schrittmotors M entspricht, den Nullpunkt θ0 erreicht.
Nach einem Abschluss einer solchen Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung bei S9 schreitet die Steuerung zu S10 fort, um eine Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung durchzuführen. Bei der Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung wird genauer gesagt zuerst das Phasenintervall ΔP, das in dem Speicher 52 gespeichert ist, wiedergewonnen. Der elektrische Winkel, der von dem Fortsetzungsendpunkt θe der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung durch das Phasenintervall ΔP in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist, das heißt der elektrische Winkel, dessen Phase von dem Bezugspunkt θb, der durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung bei S1 eingestellt wird, um 360 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist, wird als Nächstes auf einen Korrekturpunkt θc eingestellt. Die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale werden ferner an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 auf eine Art und Weise derart angelegt, dass der elektrische Winkel, der vorübergehend größer als dieser eingestellte Korrekturpunkt θc gemacht wird, allmählich zu dem Korrekturpunkt θc geändert wird. Als eine Folge wird die Drehposition des Zeigers 20, der sich zu einer Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, bei dem Abschluss einer Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung gedreht hat, auf die Nullposition eingestellt, die dem Bezugspunkt θb entspricht. Nach dem Lesen des elektrischen Winkels des Bezugspunkts θb als der Korrekturpunkt θc wird dann die derzeitige anfängliche Verarbeitung beendet, und die normale Verarbeitung wird gestartet.
Der Fall, bei dem die positive Bestimmung bei S8 vorgenommen wird, wurde soweit beschrieben. Wenn die negative Bestimmung bei S8 als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung größer als die eingestellte Spannung Vth ist, vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S11 fort. Bei S11 wird der elektrische Winkel, dessen Phase von dem erfassenden Punkt θd (der bei S6 unmittelbar vor S11 oder bei S11 eingestellt wird, wonach die Steuerung zu den derzeitigen Schritten S11 bis S13 zurückkehrt) um 90 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist, auf den derzeitigen erfassenden Punkt θd eingestellt. Bei S12 werden Signale zum allmählichen Ändern des elektrischen Winkels zu dem erfassenden Punkt θd, der bei S11 eingestellt wird, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Bei S13, der S5 entspricht, wird eine induzierte Spannung der Erfassungswicklung erfasst, und es wird bestimmt, ob diese erfasste Spannung gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist.
Solange eine negative Bestimmung bei S13 vorgenommen wird, kehrt die Steuerung zu S11 zurück, und die Prozeduren bei S11 und die folgenden Schritte S12, S13 werden wiederholt. Wenn bei S13 eine positive Bestimmung vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S14 fort. Bei S14 wird bestimmt, dass der erfassende Punkt θd, der bei dem unmittelbar vorausgehenden Schritt S11 eingestellt wird, der derzeitige Nullpunkt θ0 ist, der der Stopperposition des Zeigers 20 entspricht, und dementsprechend wird der Nullpunkt θ0, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, durch diesen erfassenden Punkt θd aktualisiert.
Nach einem Abschluss der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführung der Prozedur S14, oder wenn bei S5 als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, die positive Bestimmung vorgenommen wird, schließt die Steuerung die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung ab, um zu S15 fortzuschreiten, bei dem die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung durchgeführt wird. Bei der Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung bei S15 wird anders als bei der Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung bei S10 der letzte Nullpunkt θ0, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, zuerst wiedergewonnen, dann wird der Bezugspunkt θb basierend auf diesem Nullpunkt θ0 gemäß dem Schritt S1 eingestellt. Die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale werden als Nächstes an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 auf eine Art und Weise derart angelegt, dass der elektrische Winkel, der vorübergehend größer als dieser eingestellte Bezugspunkt θb gemacht wird, allmählich zu dem Bezugspunkt θb geändert wird. Die Drehposition des Zeigers 20 wird dementsprechend auf die Nullposition eingestellt, die dem Bezugspunkt θb entspricht. Durch die im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren wird die derzeitige anfängliche Verarbeitung abgeschlossen, und die folgende normale Verarbeitung wird gestartet.
Exemplarische Betriebsvorgänge, die durch die im Vorhergehenden beschriebene anfängliche Verarbeitung realisiert sind, sind im Folgenden unter Bezugnahme auf 9 bis 13 beschrieben. In den grafischen Darstellungen von 9 bis 13 gibt eine kontinuierliche Linie eine Änderung des elektrischen Winkels mit der Zeit an, und eine wechselnd lang und kurz gestrichelte Linie gibt eine Änderung der Drehposition des Zeigers 20 mit der Zeit unter Verwendung ihrer entsprechenden zeitlichen Änderung des elektrischen Winkels an.
Ein erster exemplarischer Betrieb ist im Folgenden erläutert. 9 stellt ein Beispiel einer normalen Zeit dar, wenn die induzierte Spannung an dem Nullpunkt θ0 unter Bedingungen ordnungsgemäß erfasst wird, bei denen das Phasenintervall ΔP zwischen dem elektrischen Winkel, der der Nullposition des Zeigers 20 entspricht, und dem Nullpunkt θ0, der der Stopperposition entspricht, 0 (null) Grad ist, und bei denen der Zeiger 20 vor dem Start der Steuerungseinheit 50 nicht aus der Nullposition des Zeigers 20 verschoben ist.
Wenn die anfängliche Verarbeitung nach dem Start der Steuerungseinheit 50 gestartet wird, nachdem sich der elektrische Winkel zu dem Bezugspunkt θb ändert, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, sodass die Drehposition des Zeigers 20 auf die Nullposition eingestellt ist, werden der Magnetrotor Mr und der elektrische Winkel synchronisiert, und der Zeiger 20 kehrt durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung zu dieser Nullposition (t0 bis t1) zurück. Durch die Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich dann der elektrische Winkel zu dem Startpunkt θs, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 273 Grad in der Richtung verschoben ist, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, sodass der Zeiger 20 zu einer Position, die dem Startpunkt θs (t1 bis t2) entspricht, hoch ausschlägt.
Nach dem Start der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich als Nächstes der elektrische Winkel zu dem ersten erfassenden Punkt θb, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, sodass der Zeiger 20 bei der Stopperposition stoppt. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 33 ist dementsprechend gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth zu der normalen Zeit (t2 bis t3).
Die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung wird nach den im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren gestartet. Der elektrische Winkel wird folglich vorübergehend größer als der Bezugspunkt θb, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, und kehrt dann zu diesem Bezugspunkt θb zurück. Der Zeiger 20 dreht sich als Folge zu der Nullposition, und die anfängliche Verarbeitung wird beendet (t3 bis t4).
Ein zweiter exemplarischer Betrieb ist im Folgenden erläutert. 10 und 11 stellen Beispiele zu der Zeit einer abnormalen Erfassung dar, wenn die induzierte Spannung bei dem Nullpunkt 00 unter Bedingungen, bei denen das Phasenintervall ΔP 0 (null) Grad ist und der Zeiger 20 aus der Nullposition des Zeigers 20 vor dem Start der Steuerungseinheit 50 nicht verschoben ist, nicht ordnungsgemäß erfasst wird.
Wenn die anfängliche Verarbeitung nach dem Start der Steuerungseinheit 50 gestartet wird, werden ähnlich zu dem ersten exemplarischen Betrieb die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung und die Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung in dieser Reihenfolge durchgeführt (t0 bis t2).
Als Nächstes ändert sich nach dem Start der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung der elektrische Winkel zu dem ersten erfassenden Punkt θd, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, sodass der Zeiger 20 bei der Stopperposition stoppt. Zu der abnormalen Zeit wird jedoch die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 33 größer als der eingestellte Wert Vth, sodass die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung fortgesetzt wird (t2 bis t3). Als ein Resultat erreicht der elektrische Winkel den nächsten erfassenden Punkt θd, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 90 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 32 wird dementsprechend gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth (t3 bis t4).
In einem solchen Fall der abnormalen Erfassung wird unter der Annahme des Verlusts einer Synchronisation des Schrittmotors M die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung derart fortgesetzt, dass der offensichtliche elektrische Winkel, der der Drehposition des Zeigers 20 entspricht, mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt. Der elektrische Winkel ändert sich dementsprechend zu dem Fortsetzungsendpunkt 0e, dessen Phase aus dem Nullpunkt θ0 um 360 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X (t4 bis t6) entspricht, verschoben ist. Als ein Resultat dreht sich, wenn der Verlust einer Synchronisation tatsächlich verursacht wurde, wie es in 10 dargestellt ist, der Zeiger 20 zu einer Position, die dem elektrischen Winkel entspricht, dessen Phase von dem tatsächlichen elektrischen Winkel, der durch eine Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung gesteuert wird, um 360 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht (t6), verschoben ist. Wenn andererseits der Verlust einer Synchronisation tatsächlich, wie es in 11 dargestellt ist, durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung nicht verursacht wurde, wird der Schrittmotor M gezwungen, eine Synchronisation zu verlieren. Der Zeiger 20 dreht sich dementsprechend zu einer Position, die dem elektrischen Winkel entspricht, dessen Phase von dem elektrischen Winkel zu der Zeit dieses zwangsweisen Synchronisationsverlustes um 360 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y (t5) entspricht, verschoben ist. Durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung nach dem zwangsweisen Synchronisationsverlust dreht sich der Zeiger 20 ferner zu der Position, die dem elektrischen Winkel entspricht, dessen Phase von dem tatsächlich gesteuerten elektrischen Winkel um 360 Grad in der Richtung verschoben ist, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y (t6) entspricht. Ungeachtet dessen, ob der Schrittmotor M eine Synchronisation aufgrund der abnormalen Erfassung verloren hat, wird daher die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung in einem Zustand beendet, bei dem sich der Zeiger 20 zu der Position gedreht hat, die dem Nullpunkt θ0 (Nullposition bei dem derzeitigen Beispiel) entspricht.
Wenn die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung nach den im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren, wie in 10 und 11 dargestellt ist, gestartet wird, wird der elektrische Winkel vorübergehend größer als der Korrekturpunkt θc, dessen Phase um 360 Grad von dem Bezugspunkt θb verschoben ist, da der Korrekturpunkt θc mit dem Fortsetzungsendpunkt θe basierend auf dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, und dann kehrt der elektrische Winkel zu diesem Korrekturpunkt θc zurück. Der Zeiger 20 dreht sich dementsprechend zu der Nullposition, und die anfängliche Verarbeitung wird beendet, nachdem der elektrische Winkel des Bezugspunkts θb als der Korrekturpunkt θc (t6 bis t7) gelesen ist.
Ein dritter exemplarischer Betrieb ist im Folgenden erläutert. 12 und 13 stellen Beispiele zu der Zeit einer abnormalen Erfassung dar, wenn die induzierte Spannung bei dem Nullpunkt θ0 unter Bedingungen nicht ordnungsgemäß erfasst wird, bei denen das Phasenintervall ΔP 450 Grad ist, und der Zeiger 20 nicht aus der Nullposition des Zeigers 20 vor dem Start der Steuerungseinheit 50 verschoben ist.
Wenn die anfängliche Verarbeitung nach dem Start der Steuerungseinheit 50 durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung gestartet wird, ändert sich der elektrische Winkel zu dem Bezugspunkt θb, dessen Phase aus dem Nullpunkt θ0 um 450 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist, sodass die Drehposition des Zeigers 20 auf die Nullposition eingestellt ist. Danach werden der Magnetrotor Mr und der elektrische Winkel synchronisiert, und der Zeiger 20 kehrt zu dieser Nullposition zurück (t0 bis t1). Durch die Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich dann der elektrische Winkel zu dem Startpunkt 0s, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 273 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist, sodass der Zeiger 20 zu der Position, die dem Startpunkt θs entspricht (t1 bis 12), nach unten ausschlägt.
Ähnlich zu dem zweiten exemplarischen Betrieb wird als Nächstes die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu dem nächsten erfassenden Punkt θd des Nullpunkts θ0 aufgrund der Abnormalität fortgesetzt. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 32 wird gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth bei dem vorhergehenden nächsten erfassenden Punkt θd (t2 bis t4). In diesem Fall ändert sich ebenso ähnlich zu dem zweiten exemplarischen Betrieb durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung, derart, dass der offensichtliche elektrische Winkel, der der Drehposition des Zeigers 20 entspricht, mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, unter der Annahme des Verlusts einer Synchronisation des Schrittmotors M der elektrische Winkel zu dem Fortsetzungsendpunkt θe (t4 bis t6). Als eine Folge dreht sich, wenn der Verlust einer Synchronisation tatsächlich verursacht wurde, wie es in 12 dargestellt ist, der Zeiger 20 zu der Position, die dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem tatsächlichen gesteuerten elektrischen Winkel um 360 Grad (t6) verschoben ist, entspricht, und wenn der Verlust einer Synchronisation nicht verursacht wurde, wie es in 13 dargestellt ist, dreht sich der Zeiger nach der Drehung (t5) des Zeigers 20 aufgrund des zwangsweisen Synchronisationsverlustes zu der im Vorhergehenden beschriebenen entsprechenden Position (t6). Die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung wird somit in einem Zustand beendet, bei dem sich der Zeiger 20 zu der Position gedreht hat, die dem Nullpunkt θ0 entspricht.
Wenn die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung nach den im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren, wie in 12 und 13 dargestellt ist, gestartet wird, nachdem der elektrische Winkel vorübergehend größer als der Korrekturpunkt θc wird, dessen Phase um 360 Grad von dem Bezugspunkt θb als ein Resultat der Verschiebung der Phase des Korrekturpunkts θc um 450 Grad von dem Fortsetzungsendpunkt θe basierend auf dem Nullpunkt θ0 verschoben ist, kehrt der elektrische Winkel zu diesem Korrekturpunkt θc zurück. Der Zeiger 20 dreht sich dementsprechend zu der Nullposition, und die anfängliche Verarbeitung wird beendet, nachdem der elektrische Winkel des Bezugspunkts θb als der Korrekturpunkt θc gelesen ist (t6 bis t7).
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung zu merken ist, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der elektrische Winkel, dessen Phase auf die gegenüberliegende Seite des Nullpunkts θ0 von dem erfassenden Punkt θd, der dem Nullpunkt θ0 folgt, bei der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung verschoben wird, auf den Startpunkt θs der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung eingestellt. Aus diesem Grund gibt es eine Sorge, dass ein abnormaler Zustand, bei dem die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu dem nächsten erfassenden Punkt θd zu dem Nullpunkt θ0 fortgesetzt wird, ohne die Geschwindigkeit des Zeigers 20 zu reduzieren, der sich zu der Stopperposition gedreht hat, entsteht. In einem solchen abnormalen Zustand verliert der Schrittmotor M ohne Weiteres spontan eine Synchronisation. Durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung unter der Annahme des Verlusts einer Synchronisation des Schrittmotors M wird trotzdem der Zeiger 20 zu der Position gedreht, die dem Nullpunkt θ0 entspricht. Bei der Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung basierend auf dem Nullpunkt θ0 nach der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung wird die Drehposition des Zeigers 20 auf die Nullposition genau eingestellt, und eine genaue Drehungssteuerung des Zeigers 20 wird ebenso bei der anschließenden normalen Verarbeitung ausgeführt.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein Anzeigeinstrument 1 für ein Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist vor einem Fahrersitz innerhalb des Fahrzeugs als ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser angeordnet. Eine Struktur des Anzeigeinstruments 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ähnlich zu derselben des ersten Ausführungsbeispiels. Daher ist eine detaillierte Erläuterung der Struktur des Anzeigeinstruments 2 in der folgenden Beschreibung weggelassen (siehe 1 bis 7).
Ein Steuerungsfluss zum Durchführen der anfänglichen Verarbeitung durch die Steuerungseinheit 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist im Detail im Folgenden unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Dieser Steuerungsfluss wird nach dem Start der Steuerungseinheit 50 gestartet.
Bei S201 des Steuerungsflusses wird eine Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung durchgeführt. Bei der Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung werden genauer gesagt zuerst der Nullpunkt θ0 und das Phasenintervall ΔP, die in dem Speicher 52 gespeichert sind, wiedergewonnen. Der elektrische Winkel, der von dem Nullpunkt θ0 in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, durch das Phasenintervall ΔP verschoben ist, das heißt der elektrische Winkel, der der Nullposition des Zeigers 20 entspricht, wird als Nächstes auf einen Bezugspunkt θb eingestellt. Dann werden als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale Signale, die dem Bezugspunkt θb entsprechen, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 angelegt. Signale zum Synchronisieren der magnetischen Pole des Magnetrotors Mr und des elektrischen Winkels durch die Drehung des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X werden an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Zuletzt werden als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale Signale zum Zurückkehren des elektrischen Winkels zurück zu dem Bezugspunkt θb an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 angelegt.
Bei S202, der S201 folgt, wird eine Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung durchgeführt. Bei der Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung werden genauer gesagt Signale, die den Zeiger 20 bei einem vorbestimmten Startpunkt θs nach einer allmählichen Änderung des elektrischen Winkels von dem Bezugspunkt θb, der durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung bei S201 eingestellt wird, zu dem Startpunkt θs bereit stehen lassen, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Der Startpunkt θs kann auf einen solch kleinen Wert eingestellt sein, um die Reizlosigkeit des Anzeigeinstruments 1 aufgrund eines Aufwärtsausschlags und eines Abwärtsausschlags des Zeigers 20 bei der Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung zu begrenzen, und um ferner bei einem solch großen Wert die induzierte Spannung bei der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu erfassen, die in einem stärkeren Detail im Folgenden beschrieben ist. Aus diesen Gründen wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise der Startpunkt θs auf den elektrischen Winkel eingestellt, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 273 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist.
Bei dem folgenden S203 wird die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung, die hauptsächlich eine Drehungssteuerung des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X aufweist, gestartet. Der Nullpunkt θ0, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, wird wiedergewonnen, und dieser Nullpunkt θ0, der sich weiter weg liegend in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, als der Startpunkt θs befindet, wird auf den derzeitigen erfassenden Punkt θd eingestellt. Bei S204 werden Signale zum allmählichen Ändern des elektrischen Winkels zu dem erfassenden Punkt θd, der bei S203 eingestellt wird, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Bei S205 wird eine induzierte Spannung einer Erfassungswicklung der A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33, deren Treibsignal bei dem derzeitigen erfassenden Punkt θd eine Spannung von null hat, erfasst, und es wird bestimmt, ob diese erfasste Spannung gleich oder kleiner als ein eingestellter Wert Vth ist.
Wenn bei S205 als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung größer als der eingestellte Wert Vth ist, eine negative Bestimmung vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S206 fort. Bei S206 wird ein elektrischer Winkel, dessen Phase von dem erfassenden Punkt θd, der bei S203 eingestellt wird, um 90 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist, auf den derzeitigen erfassenden Punkt θd eingestellt. Bei S206 wird dementsprechend der nächste erfassende Punkt θd auf den Nullpunkt θ0 eingestellt, der bei S203 auf den erfassenden Punkt θd eingestellt wurde. Bei S207 werden Signale zum allmählichen Ändern des elektrischen Winkels zu dem erfassenden Punkt θd, der bei S206 eingestellt wird, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Bei S208, der S205 entspricht, wird eine induzierte Spannung einer Erfassungswicklung erfasst, und es wird bestimmt, ob diese erfasste Spannung gleich oder kleiner als ein eingestellter Wert Vth ist.
Wenn bei S208 als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, eine positive Bestimmung vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S209 fort. Bei S209 schaltet die Steuerung zu einer Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung, um eine Richtung einer Drehung des Zeigers 20 von der Null-Rückstellrichtung X bei der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung in die Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y umzukehren. Bei der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung bei S206 werden genauer gesagt die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 auf eine Art und Weise derart angelegt, dass der elektrische Winkel von dem erfassenden Punkt θd, der folgend dem Nullpunkt θ0 eingestellt wird, schrittweise hin zu diesem Nullpunkt θ0 geändert wird. Durch die Fortsetzung einer solchen Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung, bis der elektrische Winkel zu dem Nullpunkt θ0 zurückkehrt, wird ein Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors M vermieden.
Der Fall, bei dem die positive Bestimmung bei S208 vorgenommen wird, wurde soweit beschrieben. Wenn die negative Bestimmung bei S208 als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung größer als der eingestellte Wert Vth ist, vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S210 fort. Bei S210 wird der elektrische Winkel, dessen Phase von dem erfassenden Punkt θd um 90 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist (das heißt bei S206 unmittelbar vor S210 oder bei S210, nach dem die Steuerung zu dem derzeitigen Schritt S210 durch S212 zurückkehrt, eingestellt wird), auf den derzeitigen erfassenden Punkt θd eingestellt. Bei S211 werden Signale zum allmählichen Ändern des elektrischen Winkels zu dem erfassenden Punkt θd, der bei S210 eingestellt wird, an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 als die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale angelegt. Bei S212, der S205 entspricht, wird eine induzierte Spannung einer Erfassungswicklung erfasst, und es wird bestimmt, ob diese erfasste Spannung gleich oder kleiner als ein eingestellter Wert Vth ist.
Solange bei S212 eine negative Bestimmung vorgenommen wird, kehrt die Steuerung zu S210 zurück, und die Prozeduren bei S210 und die folgenden Schritte S211, S212 werden wiederholt. Wenn bei S212 eine positive Bestimmung vorgenommen wird, schreitet die Steuerung zu S213 fort. Bei S213 wird bestimmt, dass der erfassende Punkt θd, der bei dem unmittelbar vorausgehenden Schritt S210 eingestellt wird, der derzeitige Nullpunkt θ0 ist, der der Stopperposition des Zeigers 20 entspricht, und dementsprechend wird der Nullpunkt θ0, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, durch diesen erfassenden Punkt θd aktualisiert.
Nach einem Abschluss von S209, S213, die von S208 abzweigen, oder wenn eine positive Bestimmung bei S205 als ein Resultat dessen, dass die erfasste Spannung gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, vorgenommen wird, schreitet die Steuerung S214 fort, um eine Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung durchzuführen. Bei der Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung wird genauer gesagt der letzte Nullpunkt θ0, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, zuerst wiedergewonnen, dann wird der Bezugspunkt θb basierend auf diesem Nullpunkt θ0 gemäß dem Schritt S201 eingestellt. Die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale werden als Nächstes an die A-Phasen- und B-Phasen-Feldwicklungen 32, 33 auf eine solche Art und Weise angelegt, dass der elektrische Winkel, der vorübergehend größer als dieser eingestellte Bezugspunkt θb gemacht wird, allmählich zu dem Bezugspunkt θb geändert wird. Die Drehposition des Zeigers 20 wird dementsprechend auf die Nullposition eingestellt, die dem Bezugspunkt θb entspricht. Durch die im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren wird die derzeitige anfängliche Verarbeitung abgeschlossen, und die folgende normale Verarbeitung wird gestartet.
Exemplarische Betriebsvorgänge, die durch die im Vorhergehenden beschriebene anfängliche Verarbeitung realisiert sind, sind im Folgenden unter Bezugnahme auf 15 bis 17 beschrieben. In den grafischen Darstellungen von 15 bis 17 zeigt eine kontinuierliche Linie eine Änderung des elektrischen Winkels mit der Zeit an, und eine wechselnd lang und kurz gestrichelte Linie zeigt eine Änderung der Drehposition des Zeigers 20 mit der Zeit unter Verwendung seiner entsprechenden zeitlichen Änderung des elektrischen Winkels an.
Ein vierter exemplarischer Betrieb ist im Folgenden erläutert. 15 stellt ein Beispiel einer normalen Zeit dar, wenn die induzierte Spannung an dem Nullpunkt θ0 unter den Bedingungen ordnungsgemäß erfasst wird, bei denen das Phasenintervall ΔP zwischen dem elektrischen Winkel, der der Nullposition des Zeigers 20 entspricht, und dem Nullpunkt θ0, der der Stopperposition entspricht, 0 (null) Grad ist, und bei denen der Zeiger 20 von der Nullposition des Zeigers 20 vor dem Start der Steuerungseinheit 50 nicht verschoben ist.
Wenn die anfängliche Verarbeitung nach dem Start der Steuerungseinheit 50 gestartet wird, nachdem sich der elektrische Winkel zu dem Bezugspunkt θb ändert, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, sodass die Drehposition des Zeigers 20 auf die Nullposition eingestellt ist, werden der Magnetrotor Mr und der elektrische Winkel synchronisiert, und der Zeiger 20 durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung zu diesem Nullpunkt (t0 bis t1) zurückgeführt. Durch die Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich dann der elektrische Winkel zu dem Startpunkt 0s, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 273 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist, sodass der Zeiger 20 zu einer Position, die der Startposition θs entspricht (t1 bis t2), nach oben ausschlägt.
Nach dem Start der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich als Nächstes der elektrische Winkel zu dem ersten erfassenden Punkt θd, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, sodass der Zeiger 20 bei der Stopperposition stoppt. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 33 ist dementsprechend gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth zu der normalen Zeit (t2 bis t3).
Die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung wird nach den im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren gestartet. Der elektrische Winkel wird folglich vorübergehend größer als der Bezugspunkt θb, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, und kehrt dann zu diesem Bezugspunkt θb zurück. Als Folge dreht sich der Zeiger 20 zu der Nullposition, und die anfängliche Verarbeitung wird beendet (t3 bis t4).
Ein fünfter exemplarischer Betrieb ist im Folgenden erläutert. 16 stellt ein Beispiel der Zeit einer abnormalen Erfassung dar, wenn die induzierte Spannung an dem Nullpunkt θ0 unter den Bedingungen, bei denen das Phasenintervall ΔP 0 (null) Grad ist, und der Zeiger 20 nicht von der Nullposition des Zeigers 20 vor dem Start der Steuerungseinheit 50 verschoben ist, nicht ordnungsgemäß erfasst wird.
Wenn die anfängliche Verarbeitung nach dem Start der Steuerungseinheit 50 ähnlich zu dem vierten exemplarischen Betrieb gestartet wird, werden die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung und die Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung in dieser Reihenfolge durchgeführt (t0 bis t2).
Nach dem Start der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich als Nächstes der elektrische Winkel zu dem ersten erfassenden Punkt θd, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, so dass der Zeiger 20 bei der Stopperposition stoppt. Zu der abnormalen Zeit wird jedoch die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 33 größer als der eingestellte Wert Vth, sodass die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung fortgesetzt wird (t2 bis t3). Als ein Resultat erreicht der elektrische Winkel den nächsten erfassenden Punkt θd, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 90 Grad in der Richtung, die der Null-Rückstellrichtung X entspricht, verschoben ist. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 33 wird dementsprechend gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth (t3 bis t4).
In einem solchen Fall der abnormalen Erfassung ändert sich als ein Resultat des Schaltens von der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung der elektrische Winkel auf eine schrittweise Art hin zu dem Nullpunkt θ0, um unmittelbar den Nullpunkt θ0 zu erreichen (t4). Als ein Resultat dreht sich der Zeiger 20 zu einer Position, die dem Nullpunkt θ0 (Nullposition bei dem vorliegenden Beispiel) entspricht, und die Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung wird bei dieser Drehposition beendet.
Die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung wird nach den im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren gestartet. Der elektrische Winkel wird folglich vorübergehend größer als der Bezugspunkt θb, der mit dem Nullpunkt θ0 zusammenfällt, den der elektrische Winkel bei dem Abschluss der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung erreicht hat, und dann kehrt der elektrische Winkel zu diesem Bezugspunkt θb zurück. Der Zeiger 20 dreht sich in der Folge zu der Nullposition, und die anfängliche Verarbeitung wird beendet (t4 bis t5).
Ein sechster exemplarischer Betrieb ist im Folgenden erläutert. 17 stellt ein Beispiel der Zeit einer abnormalen Erfassung dar, wenn die induzierte Spannung an dem Nullpunkt θ0 unter der Bedingung nicht ordnungsgemäß erfasst wird, bei der das Phasenintervall ΔP 450 Grad ist, und der Zeiger 20 von der Nullposition des Zeigers 20 vor dem Start der Steuerungseinheit 50 nicht verschoben ist.
Wenn die anfängliche Verarbeitung nach dem Start der Steuerungseinheit 50 durch die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung gestartet wird, ändert sich der elektrische Winkel zu dem Bezugspunkt θb, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 450 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist, sodass die Drehposition des Zeigers 20 auf die Nullposition eingestellt ist. Danach sind der Magnetrotor Mr und der elektrische Winkel synchronisiert, und der Zeiger 20 kehrt zu dieser Nullposition zurück (t0 bis t1). Durch die Bereitschaftssteuerungs-Unterverarbeitung ändert sich dann der elektrische Winkel zu dem Startpunkt θs, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 273 Grad in der Richtung, die der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht, verschoben ist, sodass der Zeiger 20 zu einer Position, die diesem Startpunkt θs entspricht, nach unten ausschlägt (t1 bis t2).
Ähnlich zu dem fünften exemplarischen Betrieb wird als Nächstes die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu dem nächsten erfassenden Punkt θd des Nullpunkts θ0 aufgrund der Abnormalität fortgesetzt. Die erfasste Spannung der induzierten Spannung der Erfassungswicklung 32 wird gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth bei dem vorhergehenden nächsten erfassenden Punkt θd (t2 bis t4). In diesem Fall ändert sich ebenfalls ähnlich zu dem fünften exemplarischen Betrieb als ein Resultat des Schaltens von der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung der elektrische Winkel auf eine schrittweise Art hin zu dem Nullpunkt θ0, um den Nullpunkt θ0 unmittelbar zu erreichen (t4). Als ein Resultat dreht sich der Zeiger 20 zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, und die Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung wird bei dieser Drehposition beendet.
Die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung wird nach den im Vorhergehenden beschriebenen Prozeduren gestartet. Der elektrische Winkel wird folglich vorübergehend größer als der Bezugspunkt θb, dessen Phase um 450 Grad von dem Nullpunkt θ0 verschoben ist, den der elektrische Winkel bei dem Abschluss der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung erreicht hat, und dann kehrt der elektrische Winkel zu diesem Bezugspunkt θb zurück. Der Zeiger 20 dreht sich in der Folge zu der Nullposition, und die anfängliche Verarbeitung ist beendet (t4 bis t5).
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung zu erkennen ist, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der elektrische Winkel, dessen Phase auf die gegenüberliegende Seite des Nullpunkts θ0 von dem erfassenden Punkt θd, der am nächsten zu dem Nullpunkt θ0 bei der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung ist, verschoben ist, bei dem Startpunkt θs der Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung eingestellt. Aus diesem Grund besteht eine Sorge, dass ein abnormaler Zustand entstehen kann, bei dem die Null-Rückstellsteuerungs-Unterverarbeitung zu dem erfassenden Punkt θd fortgesetzt wird, der am nächsten zu dem Nullpunkt θ0 ist, ohne die Geschwindigkeit des Zeigers 20 zu reduzieren, der sich zu der Stopperposition gedreht hat. Bei einem solchen abnormalen Zustand verliert der Schrittmotor M ohne Weiteres spontan eine Synchronisation. Der Zeiger 20 dreht sich als ein Resultat des Schaltens zu der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung, um den elektrischen Winkel zu dem Nullpunkt θ0 zu steuern, trotzdem sofort zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 in der Geschwindigkeitserhöhungsrichtung Y entspricht. Dieser Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors M wird daher vermieden. Bei der Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung, die auf dem Nullpunkt θ0 nach der Umkehrsteuerungs-Unterverarbeitung basiert, wird dementsprechend die Drehposition des Zeigers 20 auf die Nullposition genau eingestellt, und eine genaue Drehungssteuerung des Zeigers 20 wird bei der anschließenden normalen Verarbeitung ebenso ausgeführt.
Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wie folgt zusammengefasst. Ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug weist einen Schrittmotor M, einen Zeiger 20, eine Stoppervorrichtung S, eine erfassende Vorrichtung 50 und eine Steuerungsvorrichtung 50 auf. Der Schrittmotor M weist eine Feldwicklung 32, 33 auf, und wird nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung 32, 33 gedreht. Das Treibsignal ist ein Wechselstrom, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt. Der Zeiger 20 ist in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor M drehbar. Der Zeiger 20 zeigt gemäß einer Drehposition des Zeigers 20 zu einem Fahrzeugzustandswert, der mit einem Nullwert als ein Bezug desselben angezeigt wird. Der Zeiger 20 ist in einer Null-Rückstellrichtung X, um zu einer Nullposition, die den Nullwert anzeigt, zurückzukehren, drehbar. Die Stoppervorrichtung S stoppt den Zeiger 20, der sich in der Null-Rückstellrichtung X dreht, bei einer Stopperposition, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung X befindet. Die erfassende Vorrichtung 50 erfasst bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten θ0, θd, die elektrische Winkel in Intervallen von 90 sind und einen Nullpunkt θ0 aufweisen, der der Stopperposition entspricht, eine induzierte Spannung, die in der Feldwicklung 32, 33 erzeugt wird. Die Steuerungsvorrichtung 50 führt die Null-Rückstellsteuerung durch, wodurch die Steuerungsvorrichtung 50 das Treibsignal steuert, um den Zeiger 20 in der Null-Rückstellrichtung X zu steuern. In einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem die erfassende Vorrichtung 50 eine induzierte Spannung erfasst, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert Vth an dem Nullpunkt θ0 ist, und die erfassende Vorrichtung 50 eine induzierte Spannung, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, bei einem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd erfasst, nimmt die Steuerungsvorrichtung 50 einen Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors M an und setzt die Null-Rückstellsteuerung fort, bis ein angenommener elektrischer Winkel, der einer Drehposition des Zeigers 20 entspricht, den Nullpunkt θ0 erreicht.
Durch die Null-Rückstellsteuerung zum Drehen des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X durch die Steuerung von Treibsignalen, die an die Feldwicklungen 32, 33 des Schrittmotors M angelegt sind, wird der Zeiger 20 bei der Stopperposition gestoppt, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung X befindet. Durch eine solche Null-Rückstellsteuerung stellt die folgende abnormale Erfassung eine Sorge dar. Die induzierte Spannung, die größer als der eingestellte Wert Vth ist, kann genauer gesagt bei dem Nullpunkt θ0 (elektrischen Winkel) erfasst werden, der der Stopperposition entsprechend eingestellt ist, und die induzierte Spannung, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, kann ferner bei dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd erfasst werden, das heißt bei dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 90 Grad verschoben ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird dementsprechend bei dem Fall der im Vorhergehenden beschriebenen abnormalen Erfassung die Null-Rückstellsteuerung unter der Annahme fortgesetzt, dass der Schrittmotor M eine Synchronisation verloren hat. Die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung wird realisiert, bis der offensichtliche elektrische Winkel, der der Drehposition des Zeigers 20 entspricht, den Nullpunkt θ0 unter der Annahme eines Verlusts einer Synchronisation des Schrittmotors M erreicht. Selbst wenn daher der Schrittmotor M eine Synchronisation als ein Resultat dessen, dass der elektrische Winkel zu dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd vorrückt, verliert, wird der Zeiger, der sich zu der Position, die dem elektrischen Winkel entspricht, dessen Phase um 360 Grad von dem tatsächlichen elektrischen Winkel verschoben ist, gedreht hat, weiter zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung gedreht. Wenn andererseits der Schrittmotor M eine Synchronisation selbst dann nicht verliert, obwohl der elektrische Winkel zu dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten Punkt θd vorrückt, wird der Schrittmotor M gezwungen, durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung die Synchronisation zu verlieren, sodass der Zeiger 20 zu der Position, die dem elektrischen Winkel, dessen Phase um 360 Grad von dem elektrischen Winkel verschoben ist, entspricht, zu der Zeit dieses zwangsweisen Synchronisationsverlustes gedreht wird. Nachdem zwangsweisen Synchronisationsverlust wird zusätzlich der Zeiger 20 zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung gedreht. Als eine Folge wird basierend auf dem Nullpunkt θ0, der der Drehposition des Zeigers 20 bei dem Abschluss der Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung offensichtlich entspricht, durch die Treibsignale gemäß dem elektrischen Winkel eine Drehungssteuerung des Zeigers 20 genau ausgeführt.
In dem Zustand einer abnormalen Erfassung kann die Steuerungsvorrichtung 50 die Null-Rückstellsteuerung bis zu einem elektrischen Fortsetzungsendwinkel θe fortsetzen, wobei eine Phase desselben von dem Nullpunkt θ0 um 360 Grad verschoben ist.
Durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung auf diese Art und Weise bei dem Fall der abnormalen Erfassung ändert sich der tatsächliche elektrische Winkel zu dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 360 Grad verschoben ist. Unabhängig von dem Fall des Verlustes einer Synchronisation des Schrittmotors M als ein Resultat dessen, dass der elektrische Winkel zu dem nächsten erfassenden Punkt θd zu dem Nullpunkt θ0 vorrückt, oder dem Fall des zwangsweisen Synchronisationsverlustes des Schrittmotors M durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung wird daher der Zeiger 20, der sich zu der Position, die dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem tatsächlichen elektrischen Winkel um 360 Grad verschoben ist, entspricht, gedreht hat, zuverlässig zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, gedreht. Als ein Resultat wird die genaue Drehungssteuerung des Zeigers 20 verfestigt, um die Zuverlässigkeit des Anzeigeinstruments 1 für ein Fahrzeug zu verbessern.
Das Anzeigeinstrument des ersten Ausführungsbeispiels kann ferner eine Speichervorrichtung 52 zum Speichern eines Phasenintervalls ΔP zwischen einem elektrischen Bezugswinkel θb, der der Nullposition entspricht, und dem Nullpunkt θ0 aufweisen. Nach einem Abschluss einer Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung, die dem Zustand einer abnormalen Fassung zugeordnet ist, kann die Steuerungsvorrichtung 50 das Treibsignal zu einem elektrischen Korrekturwinkel θc steuern, der durch das Phasenintervall ΔP von dem elektrischen Fortsetzungsendwinkel θe bei dem Abschluss der Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung verschoben ist.
Als ein Resultat der Steuerung der Treibsignale auf diese Art und Weise nach dem Abschluss der Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung gemäß der abnormalen Erfassung wird der elektrische Winkel erreicht, dessen Phase von dem elektrischen Winkel θe durch das Phasenintervall verschoben ist (die Phase des elektrischen Winkels θe wird von dem Nullpunkt θ0 um 360 Grad bei dem Abschluss der Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung verschoben), das in der Speichervorrichtung gespeichert ist, das heißt der elektrische Winkel, dessen Phase um 360 Grad von dem elektrischen Winkel θb, der der Nullposition entspricht, verschoben ist. Unabhängig von dem Fall des Verlusts einer Synchronisation als ein Resultat dessen, dass der elektrische Winkel zu dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd vorrückt, oder dem Fall des zwangsweisen Synchronisationsverlusts durch die Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung wird somit die Drehposition des Zeigers 20, nachdem sich der Zeiger 20 zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, gedreht hat, genau auf die Nullposition eingestellt. Eine ungenaue Anzeige des Nullwerts durch den Zeiger 20 bei der Nullposition wird dementsprechend vermieden.
Die Steuerungsvorrichtung 50 kann die Null-Rückstellsteuerung von einem elektrischen Startwinkel 0s, von dem eine Phase auf eine gegenüberliegende Seite des Nullpunkts θ0 von dem nächsten erfassenden Punkt θd bei der Null-Rückstellsteuerung verschoben wird, starten.
Auf diese Art und Weise wird bei der Null-Rückstellsteuerung, die von dem elektrischen Winkel gestartet wird, dessen Phase von dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd auf die gegenüberliegende Seite des Nullpunkts θ0 verschoben ist, da die Geschwindigkeit des Zeigers 20, der sich zu der Stopperposition gedreht hat, nicht reduziert ist, der elektrische Winkel ohne Weiteres zu dem nächsten erfassenden Punkt θd vorgerückt, dessen Phase um 90 Grad von dem Nullpunkt θ0 verschoben ist. Zu der Zeit der abnormalen Erfassung wird jedoch aufgrund des Vorrückens des elektrischen Winkels zu dem nächsten erfassenden Punkt θd, dessen Phase um 90 Grad von dem Nullpunkt θ0 verschoben ist, die Null-Rückstellsteuerung fortgesetzt, bis der offensichtliche elektrische Winkel, der der Drehposition des Zeigers 20 entspricht, den Nullpunkt θ0 unter der Annahme des Verlustes einer Synchronisation des Schrittmotors M erreicht. Die genaue Drehungssteuerung des Zeigers 20 wird dementsprechend ausgeführt.
Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wie folgt zusammengefasst. Ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug weist einen Schrittmotor M, einen Zeiger 20, eine Stoppervorrichtung S, eine erfassende Vorrichtung 50 und eine Steuerungsvorrichtung 50 auf. Der Schrittmotor M weist eine Feldwicklung 32, 33 auf und wird nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung 32, 33 gedreht. Das Treibsignal ist ein Wechselstrom, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt. Der Zeiger 20 ist in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor M drehbar. Der Zeiger 20 zeigt gemäß einer Drehposition des Zeigers 20 zu einem Fahrzeugzustandswert, der mit einem Nullwert als ein Bezug desselben angezeigt wird. Der Zeiger 20 ist in einer Null-Rückstellrichtung X drehbar, um zu einer Nullposition, die den Nullwert anzeigt, zurückzukehren. Die Stoppervorrichtung S stoppt den Zeiger 20, der sich in der Null-Rückstellrichtung X dreht, bei einer Stopperposition, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung X befindet. Die erfassende Vorrichtung 50 erfasst eine induzierte Spannung, die in der Feldwicklung 32, 33 bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten θ0, θd, die elektrische Winkel in Intervallen von 90 Grad sind und einen Nullpunkt θ0, der der Stopperposition entspricht, aufweisen, erzeugt wird. Die Steuerungsvorrichtung 50 führt eine Null-Rückstellsteuerung durch, wodurch die Steuerungsvorrichtung 50 das Treibsignal steuert, um den Zeiger 20 in der Null-Rückstellrichtung X zu drehen. In einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem die erfassende Vorrichtung 50 eine induzierte Spannung, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert Vth ist, bei dem Nullpunkt θ0 erfasst, und die erfassende Vorrichtung 50 eine induzierte Spanung, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, bei einem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd erfasst, schaltet die Steuerungsvorrichtung 50 von der Null-Rückstellsteuerung zu der Umkehrsteuerung, wodurch die Steuerungsvorrichtung 50 eine Drehungsrichtung des Zeigers 20 von der Null-Rückstellrichtung X durch Steuern des Treibsignals zu dem Nullpunkt θ0 umkehrt.
Durch die Null-Rückstellsteuerung zum Drehen des Zeigers 20 in der Null-Rückstellrichtung X durch die Steuerung von Treibsignalen, die an die Feldwicklungen 32, 33 des Schrittmotors M angelegt sind, wird der Zeiger 20 bei der Stopperposition, die sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition in der Null-Rückstellrichtung X befindet, gestoppt. Durch eine solche Null-Rückstellsteuerung stellt die folgende abnormale Erfassung eine Sorge dar. Die induzierte Spannung, die größer als der eingestellte Wert Vth ist, kann genauer gesagt bei dem Nullpunkt θ0 (elektrischen Winkel) erfasst werden, der entsprechend der Stopperposition eingestellt ist, und die induzierte Spannung, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, kann ferner bei dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd erfasst werden, das heißt bei dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 um 90 Grad verschoben ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel schaltet dementsprechend zu der Zeit der abnormalen Erfassung, wenn eine induzierte Spannung an dem Nullpunkt θ0, die größer als der eingestellte Wert Vth ist, und eine induzierte Spannung bei dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert Vth ist, durch die Null-Rückstellsteuerung erfasst werden, die Steuerung zu der Umkehrsteuerung, um die Drehrichtung des Zeigers 20 von der Null-Rückstellrichtung X durch die Steuerung der Treibsignale zu dem Nullpunkt θ0 umzukehren. Als ein Resultat eines solchen Schaltens in die Umkehrsteuerung kehrt der elektrische Winkel, der zu dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd durch die Null-Rückstellsteuerung vorgerückt ist, zu dem Nullpunkt θ0 zurück, sodass der Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors M vermieden wird. Nach einem Abschluss der Umkehrsteuerung wird daher die Drehungssteuerung des Zeigers 20 durch die Treibsignale gemäß dem elektrischen Winkel basierend auf dem Nullpunkt θ0, der der Drehposition des Zeigers 20 bei dem Abschluss der Umkehrsteuerung entspricht, genau ausgeführt.
Durch die Umkehrsteuerung kann die Steuerungsvorrichtung 50 den elektrischen Winkel von dem nächsten erfassenden Punkt θd bei der Null-Rückstellsteuerung hin zu dem Nullpunkt θ0 auf eine schrittweise Art ändern.
Wie im Vorhergehenden kehrt als ein Resultat der Umkehrsteuerung, um den elektrischen Winkel auf eine schrittweise Art von dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd bei der Null-Rückstellsteuerung hin zu dem Nullpunkt θ0 zu ändern, der elektrische Winkel, der zu dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punkt θd durch die Null-Rückstellsteuerung vorgerückt ist, unmittelbar zu dem Nullpunkt θ0 zurück, sodass der Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors M zuverlässig vermieden wird. Als ein Resultat wird die genaue Drehungssteuerung des Zeigers 20 verfestigt, um eine Zuverlässigkeit des Anzeigeinstruments 1 für ein Fahrzeug zu verbessern.
Das Anzeigeinstrument des zweiten Ausführungsbeispiels kann ferner eine Speichervorrichtung 52 zum Speichern eines Phasenintervalls ΔP zwischen einem elektrischen Bezugswinkel θb, der der Nullposition und dem Nullpunkt θ0 entspricht, aufweisen. Nach einem Abschluss der Umkehrsteuerung, die dem Zustand einer abnormalen Erfassung zugeordnet ist, kann die Steuerungsvorrichtung 50 das Treibsignal zu dem elektrischen Bezugswinkel θb steuern, der durch das Phasenintervall ΔP von dem Nullpunkt θ0 bei dem Abschluss der Umkehrsteuerung verschoben wird.
Als ein Resultat der Steuerung der Treibsignale auf diese Art und Weise nach dem Abschluss der Umkehrsteuerung gemäß der abnormalen Erfassung wird der elektrische Winkel, dessen Phase von dem Nullpunkt θ0 bei dem Abschluss der Umkehrsteuerung durch das Phasenintervall, das in der Speichervorrichtung gespeichert ist, das heißt den elektrischen Winkel θb, der der Nullposition entspricht, verschoben wird, erreicht. Die Drehposition des Zeigers 20, nachdem der Zeiger 20 zu der Position, die dem Nullpunkt θ0 entspricht, durch die Umkehrsteuerung zurückgekehrt ist, wird somit auf die Nullposition genau eingestellt. Eine ungenaue Anzeige des Nullwerts durch den Zeiger 20 bei der Nullposition wird dementsprechend vermieden.
Die Steuerungsvorrichtung 50 kann die Null-Rückstellsteuerung von einem elektrischen Startwinkel θs starten, wobei eine Phase desselben auf eine gegenüberliegende Seite des Nullpunkts θ0 von dem nächsten erfassenden Punkt θd bei der Null-Rückstellsteuerung verschoben wird.
Aus diese Art und Weise wird bei der Null-Rückstellsteuerung, die von dem elektrischen Winkel, dessen Phase von dem zu dem Nullpunkt θ0 nächsten erfassenden Punks θd auf die gegenüberliegende Seite des Nullpunkts θ0 verschoben ist, gestartet wird, da die Geschwindigkeit des Zeigers 20, der sich zu der Stopperposition gedreht hat, nicht reduziert ist, der elektrische Winkel ohne Weiteres zu dem nächsten erfassenden Punkt θd, dessen Phase um 90 Grad von dem Nullpunkt θ0 verschoben ist, vorgerückt. Zu der Zeit der abnormalen Erfassung aufgrund des Vorrückens des elektrischen Winkels zu dem nächsten erfassenden Punkt θd, dessen Phase um 90 Grad von dem Nullpunkt θ0 verschoben ist, schaltet jedoch die Steuerung von der Null-Rückstellsteuerung zu der Umkehrsteuerung, um die Drehrichtung des Zeigers 20 von der Null-Rückstellrichtung X durch die Steuerung der Treibsignale zu dem Nullpunkt θ0 umzukehren. Die genaue Drehungssteuerung des Zeigers 20 wird dementsprechend ausgeführt.
Modifikationen der Ausführungsbeispiele sind im Folgenden beschrieben. Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Vorhergehenden beschrieben. Die Erfindung ist jedoch trotzdem nicht sich selbst auf die im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzend zu interpretieren und kann auf verschiedene Ausführungsbeispiele, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, angewandt sein.
Eine Vorrichtung zum direkten Aktivieren und Stoppen des Zeigers 20 kann genauer gesagt als die „Stoppervorrichtung“ genutzt sein. Hinsichtlich der A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale können ferner, solange diese Signale sind, die mit einem Phasenunterschied von 90 Grad zwischen einander wechseln, die A-Phasen- und B-Phasen-Treibsignale andere Signale sein, als jene, deren Spannungen sich in der Form einer Cosinusfunktion oder Sinusfunktion ändern, zum Beispiel Signale, die sich in der Form einer Trapez- oder Dreieckwelle ändern. Hinsichtlich des Fahrzeugzustandswerts, der durch den Zeiger 20 angezeigt wird, kann zusätzlich, solange dieser ein Wert ist, der auf verschiedene Zustände des Fahrzeugs bezogen ist, der Fahrzeugzustand beispielsweise eine Menge eines verbleibenden Kraftstoffs, eine Kühlmitteltemperatur oder eine Maschinendrehungsgeschwindigkeit sein. In dem Steuerungsfluss des ersten Ausführungsbeispiels müssen letztlich mindestens entweder die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung bei S1 oder die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung bei S10, S15 nicht durchgeführt werden. Bei dem Steuerungsfluss des zweiten Ausführungsbeispiels muss mindestens entweder die Synchronsteuerungs-Unterverarbeitung bei S201 oder die Korrektursteuerungs-Unterverarbeitung bei S214 nicht ausgeführt werden.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind Fachleuten ohne Weiteres offensichtlich. Die Erfindung ist in ihrem breiteren Sinne daher nicht auf die spezifischen Details, auf die darstellende Vorrichtung und darstellende Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, begrenzt.

Claims

Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, mit: einem Schrittmotor (M), der eine Feldwicklung (32, 33) aufweist und nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung (32, 33) gedreht wird, wobei das Treibsignal ein Wechselstrom ist, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt; einem Zeiger (20), der in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor (M) drehbar ist, wobei der Zeiger (20) gemäß einer Drehposition des Zeigers (20) auf einen Fahrzeugzustandswert zeigt, der relativ zu einem Nullwert als einem Bezug desselben angezeigt ist; und der Zeiger (20) in einer Null-Rückstellrichtung (X) drehbar ist, um zu einer Nullposition, die den Nullwert anzeigt, zurückzukehren; einer Stoppervorrichtung (S) zum Stoppen des Zeigers (20), der sich in der Null-Rückstellrichtung (X) dreht, bei einer Stopperposition, die sich in der Null-Rückstellrichtung (X) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition befindet; einer erfassenden Vorrichtung (50) zum Erfassen einer induzierten Spannung, die in der Feldwicklung (32, 33) bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten (θ0, θd), die elektrische Winkel in Intervallen von 90 Grad sind und einen Nullpunkt (00) aufweisen, der der Stopperposition entspricht, erzeugt wird; und einer Steuerungsvorrichtung (50) zum Durchführen einer Null-Rückstellsteuerung, wodurch die Steuerungsvorrichtung (50) das Treibsignal steuert, um den Zeiger (20) in der Null-Rückstellrichtung (X) zu drehen, wobei bei einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem die erfassende Vorrichtung (50) an dem Nullpunkt (θ0) eine induzierte Spannung erfasst, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert (Vth) ist, und die erfassende Vorrichtung (50) bei einem zu dem Nullpunkt (θ0) nächsten erfassenden Punkt (0d) eine induzierte Spannung erfasst, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert (Vth) ist, die Steuerungsvorrichtung (50) einen Verlust einer Synchronisation des Schrittmotors (M) annimmt und die Null-Rückstellsteuerung fortsetzt, bis ein angenommener elektrischer Winkel, der einer Drehposition des Zeigers (20) entspricht, den Nullpunkt (θ0) erreicht.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, bei dem bei dem Zustand einer abnormalen Erfassung die Steuerungsvorrichtung (50) die Null-Rückstellsteuerung bis zu einem elektrischen Fortsetzungsendwinkel (0e) fortsetzt, wobei eine Phase desselben von dem Nullpunkt (θ0) um 360 Grad verschoben ist.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 2, mit ferner einer Speichervorrichtung (52) zum Speichern eines Phasenintervalls (ΔP) zwischen einem elektrischen Bezugswinkel (θb), der der Nullposition entspricht, und dem Nullpunkt (θ0), wobei nach einem Abschluss einer Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung, die dem Zustand einer abnormalen Erfassung zugeordnet ist, die Steuerungsvorrichtung (50) das Treibsignal zu einem elektrischen Korrekturwinkel (θc) steuert, der durch das Phasenintervall (ΔP) von dem elektrischen Fortsetzungsendwinkel (θe) bei dem Abschluss der Fortsetzung der Null-Rückstellsteuerung verschoben ist.
Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Steuerungsvorrichtung (50) die Null-Rückstellsteuerung von einem elektrischen Startwinkel (θs) startet, wobei eine Phase desselben auf eine gegenüberliegende Seite des Nullpunkts (θ0) von dem nächsten erfassenden Punkt (0d) bei der Null-Rückstellsteuerung verschoben ist.
Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, mit: einem Schrittmotor (M), der eine Feldwicklung (32,33) aufweist und nach einem Anlegen eines Treibsignals an die Feldwicklung (32, 33) gedreht wird, wobei das Treibsignal ein Wechselstrom ist, der gemäß einem elektrischen Winkel wechselt; einem Zeiger (20), der in einer Synchronisation mit dem Schrittmotor (M) drehbar ist, wobei der Zeiger (20) gemäß einer Drehposition des Zeigers (20) auf einen Fahrzeugzustandswert zeigt, der relativ zu einem Nullwert als einem Bezug desselben angezeigt wird; und der Zeiger (20) in einer Null-Rückstellrichtung (X) drehbar ist, um zu einer Nullposition zurückzukehren, die den Nullwert anzeigt; einer Stoppervorrichtung (S) zum Stoppen des Zeigers (20), der sich in der Null-Rückstellrichtung (X) dreht, bei einer Stopperposition, die sich in der Null-Rückstellrichtung (X) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Nullposition befindet; einer erfassenden Vorrichtung (50) zum Erfassen einer induzierten Spannung, die in der Feldwicklung (32, 33) bei jedem einer Mehrzahl von erfassenden Punkten (θ0, θd), die elektrische Winkel in Intervallen von 90 Grad sind und einen Nullpunkt (θ0) aufweisen, der der Stopperposition entspricht, erzeugt wird; und einer Steuerungsvorrichtung (50) zum Durchführen einer Null-Rückstellsteuerung, wodurch die Steuerungsvorrichtung (50) das Treibsignal steuert, um den Zeiger (20) in der Null-Rückstellrichtung (X) zu drehen, wobei bei einem Zustand einer abnormalen Erfassung, bei dem die erfassende Vorrichtung (50) bei dem Nullpunkt (θ0) eine induzierte Spannung, die größer als ein vorbestimmter eingestellter Wert (Vth) ist, erfasst, und die erfassende Vorrichtung (50) bei einem zu dem Nullpunkt (θ0) nächsten erfassenden Punkt (0d) eine induzierte Spannung, die gleich oder kleiner als der eingestellte Wert (Vth) ist, erfasst, die Steuerungsvorrichtung (50) von der Null-Rückstellsteuerung zu der Umkehrsteuerung schaltet, wodurch die Steuerungsvorrichtung (50) durch Steuern des Treibsignals zu dem Nullpunkt (θ0) eine Drehungsrichtung des Zeigers (20) von der Null-Rückstellrichtung (X) umkehrt.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 5, bei dem durch die Umkehrsteuerung die Steuerungsvorrichtung (50) den elektrischen Winkel von dem nächsten erfassenden Punkt (θd) bei der Null-Rückstellsteuerung zu dem Nullpunkt (θ0) auf eine schrittweise Art ändert.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 5 oder 6, mit ferner einer Speichervorrichtung (52) zum Speichern eines Phasenintervalls (ΔP) zwischen einem elektrischen Bezugswinkel (θb), der der Nullposition entspricht, und dem Nullpunkt (θ0), wobei nach einem Abschluss der Umkehrsteuerung, die dem Zustand einer abnormalen Erfassung zugeordnet ist, die Steuerungsvorrichtung (50) das Treibsignal zu dem elektrischen Bezugswinkel (θb) steuert, der durch das Phasenintervall (ΔP) von dem Nullpunkt (θ0) bei dem Abschluss der Umkehrsteuerung verschoben ist.
Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die Steuerungsvorrichtung (50) die Null-Rückstellsteuerung von einem elektrischen Startwinkel (θs) startet, wobei eine Phase desselben auf eine gegenüberliegende Seite des Nullpunkts (θ0) von dem nächsten erfassenden Punkt (0d) bei der Null-Rückstellsteuerung verschoben ist.