JP2005253227A

JP2005253227A - 自動車用指示計器

Info

Publication number: JP2005253227A
Application number: JP2004062121A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hamano; 伸司浜野
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】帰零処理後の脱調補正が行える自動車用指示計器を提供する。
【解決手段】
スピードメーター１０の電源オン時と電源オフ時の少なくともいずれかの時に、ＣＰＵ部１３は、指針１１が任意の目盛りを指示している状態から零点位置に戻す帰零処理において、指針が零点位置に戻った後に、更に、零点位置から第１の所定角度に相当する角度だけ指針１１を零点位置から−方向に回転させた後に、再度、＋方向に第１の所定角度以下の第２の所定角度だけ指針１１を零点位置に戻すオーバー帰零処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモータにより指針を駆動する自動車用指示計器に関する。

従来から、ステッピングモータを用いた自動車用指示計器が知られている（特許文献１参照）。

かかる自動車用指示計器は、指針を回転させて文字板上の目盛りに指針を指示させるステッピングモータと、このステッピングモータを駆動する駆動回路と、走行速度に応じた周波数信号に基づいて前記駆動回路を制御する処理回路等とを備えている。

この自動車用指示計器は、電源投入時に指針を固定したマグネットロータを復帰方向に１脱調角の半分の角度だけ回転させる電気角でπの復帰信号を処理回路から出力させ、この復帰信号により駆動回路が指針を帰零させて脱調による指示誤差をなくすようにしたものである。
特開２０００−５０６９５号公報

しかしながら、このような自動車用指示計器にあっては、２π分の脱調が発生した場合、π分だけしか脱調を補正できないので、脱調による指針誤差をなくすことができないという問題があった。また、帰零処理において電気角２πの帰零信号を出力したときにステッピングモータへの通電が遮断されたときに、指針を停止させるストッパー突起に指針が当たったまま停止している場合がある。この場合、ステッピングモータの磁力により、指針がストッパーに押圧されているが、ステッピングモータの電源オフによって、指針が応力から解放されて、零点位置から＋方向に動いてしまい、再通電時にステッピングモータが脱調して指針が適正な位置を示さなくなるという可能性がある。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、自動車用指示計器において指針の帰零処理におけるステッピングモータの脱調を解消することにより、指針を適正な位置に指示させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本願の自動車用指示計器は、ステッピングモータの回転によって計器板上の零点位置から＋方向に回転させて前記計器板の目盛りを指示する指針と、センサの検出信号に対応した制御信号を出力する制御装置と、前記制御信号が入力されて前記制御信号に応じたパルス信号を前記ステッピングモータへ出力する駆動制御部と、前記＋方向に位置する指針が前記零点位置側に戻るときに零点位置から更に−方向に移動した指針を停止させるストッパ手段とを備え、前記駆動制御部のパルス信号によって前記ステッピングモータを回転させて前記指針を前記検出信号に対応した目盛りに指示させる自動車用指示計器であって、前記制御装置は、自動車のイグニッションスイッチのオン又はオフのいずれかの時に、前記指針を前記零点位置から第１の所定角度だけ−方向に回転させた後に、再度、＋方向に第１の所定角度以下の第２の所定角度だけ戻すことを特徴とする。

本発明の自動車用指示計器によれば、イグニッションスイッチのオン又はオフのときに、偶然に指針がストッパーに接触しても、ステッピングモータが再度第２の所定角度だけ零点方向に戻されるので、指針がストッパーに接触したまま停止することが防止される。これによって、再度ステッピングモータにパルス電流が供給されて指針が回転し始めるときに、ストッパーからの反力で指針が動いて、ステッピングモータが脱調することが防止される。

以下、この発明に係る自動車用指示計器の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１において、１０は車両に搭載される自動車用指示計器としてのスピードメーターである。このスピードメーター１０は、図示しない計器板上の目盛りに指針１１を指示させるステッピングモータ１２と、このステッピングモータ１２を駆動するための制御装置としてのＣＰＵ部１３とを備えている。計器板の裏面側にはストッパー手段としてのストッパー突起Ｓが設けられている。このストッパー突起Ｓは指針１１の零点位置（目盛りの０点となる位置）よりも−側の位置に設けられている。

ＣＰＵ部１３はマイクロプロセッサとインターフェース回路や電源回路等の周辺回路とを備えており、自動車の車速を検出する車速センサ１４の検出信号に基づいてステッピングモータ１２を駆動する。ＣＰＵ部１３には、駆動制御部１５と、脱調補正制御部１６と、車速指示制御部１７とが設けられている。

駆動制御部１５は、ＰＷＭ信号生成部１８と出力回路１９とで構成され、脱調補正制御部１６と、車速指示制御部１７と、ＰＷＭ信号生成部１８は、マイクロプロセッサのＲＯＭに組み込まれたプログラムにより構成されている。

ＣＰＵ部１３は、自動車の図示しない操作キーがオンされたときからオフするときまで、自動車の電源回路と接続される。ＣＰＵ部１３は、イグニッションスイッチがオンされたときとオフされるときに、指針１１を回転開始の基準位置となる零点位置に戻すように、駆動制御部１５に帰零制御信号を出力する。

車速指示制御部１７は、車体に設けられた車速センサ１４から車速信号が入力され、この車速信号を車速に応じたパルス信号に変えてＰＷＭ信号生成部１８に出力する。ＰＷＭ信号生成部１８は、車速指示制御部１７からのパルスの立ち上がりや立ち下がりを加速・減速処理した台形波形或いは擬似Ｓｉｎ波となるＰＷＭ信号に変換して、出力回路１９に出力する。

出力回路１９は、周知の２相ステッピングモータの励磁回路で構成され、ＣＰＵ部１３の基板上に設けられたトランジスタ及び保護回路（図示省略）を備えている。出力回路１９は、そのポートＰ１からポートＰ２へ、或いはポートＰ２からポートＰ１へＳ相コイル２０に駆動電流を供給し、そのポートＰ３からポートＰ４へ、或いはポートＰ４からポートＰ３へＣ相コイル２１に駆動電流を供給する。

脱調補正制御部１６はステッピングモータ１２の脱調を補正するための処理を行うプログラムによって構成され、帰零処理の後に、ステッピングモータ１２の脱調補正処理を行う。この場合の脱調補正処理はイグニッションスイッチのオフ又はオンに伴って行われる。

図２は指針１１の状態を示す説明図であり、図３は帰零処理の流れ図であり、図４は帰零処理におけるステッピングモータ１２の機械角の変化（第１の所定角度及び第２の所定角度を含む）を示す説明図である。

先ず、走行時において車速指示制御部１７は、指針１１が車速に応じた適正な角度を示すように、演算処理を行い、ステッピングモータの正回転（指針１１を零点位置から＋方向に回転させる）方向と逆回転（指針１１を任意の目盛りから−方向に回転させる）を制御する。

自動車が停止すると車速が０になるので、車速センサ１４の指示速度により、車速指示制御部１７は、指針１１を零点位置に戻すように、Ｓ相コイル２０及びＣ相コイル２１にＰＷＭ信号の帰零信号をＰＷＭ信号生成部１８に出力する。これによって、指針１１が零点位置へ戻って停止する（ステップＳ．１）。図４に示すモータ出力軸角度（機械角）のグラフにおいて、太線の（１）の前段階の部分はステップＳ．１のステッピングモータの機械角を示す。

自動車のキーシリンダに挿入されたイグニッションキーが、イグニッションスイッチオフの位置に操作されると、脱調補正制御部１６がステッピングモータ１２の脱調補正制御を開始する（ステップＳ．２）。脱調補正制御において、ステッピングモータ１２の機械角は、図４に示す太線（１）から（４）に示すように、変動する。尚、この脱調補正処理の期間、ＣＰＵ部１３はバッテリーから給電されている。

脱調補正制御の開始により、脱調補正制御部１６はオーバー帰零処理を行うべくＰＷＭ信号生成部１８に第１の所定角度（一例として２α（αは１ステップ角）以上の機械角であり、２α以上乃至６α以下の角度）のオーバー帰零処理を行う（ステップＳ．３）。この時、図４の太線（１）に示すように、指針１１は零点位置から約３α下がった位置に位置し、オーバー帰零処理を行ったときに、指針１１は前述のストッパー突起Ｓに当接する。

オーバー帰零処理を行った後には、ステッピングモータ１２へのＰＷＭ信号の出力を保持して（ステップＳ．４）、図４太線（２）に示すように、指針１１をストッパー突起Ｓの位置において所定時間停止させる。

指針１１をストッパー突起Ｓの位置で所定時間停止させた後には、指針１１を＋方向に第１の所定角度以下の第２の所定角度（一例として前記角度αだが、第１の所定角度以下の角度で良い）上昇させるように、ステッピングモータ１２にＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ．５）。図４太線（３）に示すように、指針１１が＋方向に第２の所定角度α上昇して零点位置に戻ったら、図４の太線（４）に示すように、この出力を維持し（ステップＳ．６）てから、ステッピングモータ１２への通電をオフさせる（ステップＳ．７）。

これによって、指針１１がストッパー突起Ｓに偶然当接しても、再度零点位置に戻ることとなるので、ステッピングモータ１２の脱調が解消される。この状態のまま指針１１が停止していると、指針１１が零点位置から角度２α下がった位置に位置しているので、再度イグニッションスイッチがオンになったときには、ステッピングモータ１２を＋方向に２α戻すことにより、指針１１が零点位置に復帰することとなり、常に適正な速度を示すことができる。

尚、上記実施例では、車速センサ１４によって説明したが、このセンサはエンジンの回転数を指示するタコメーターや、燃料計や温度計等の自動車用指示計器であってもよい。この場合、車速センサ１４の代わりにエンジン回転数センサや残量検知センサや温度センサを使用する。

この発明に係るスピードメータの構成を示したブロック図である。図２は、指針が零点位置に戻った後に、イグニッションスイッチがオフになったときのオーバー帰零処理の指針の変化を示す説明図である。図３は、通常の指針の変動動作から、イグニッションスイッチがオフになった後の脱調補正処理の流れを示す流れ図である。図４は、イグニッションスイッチがオフになった後の脱調補正処理におけるステッピングモータの機械角の変動を示す説明図であり、横軸は時間軸、縦軸に指針の機械角の変動を度で表したものである。

符号の説明

１１指針
１２ステッピングモータ
１３ＣＰＵ部
１４車速センサ
１５駆動制御部
１６脱調補正制御部
１７車速指示制御部
１８ＰＷＭ信号生成部
１９出力回路
２０Ｓ相コイル
２１Ｃ相コイル
Ｓストッパー突起

Claims

ステッピングモータの回転によって計器板上の零点位置から＋方向に回転させて前記計器板の目盛りを指示する指針と、センサの検出信号に対応した制御信号を出力する制御装置と、前記制御信号が入力されて前記制御信号に応じたパルス信号を前記ステッピングモータへ出力する駆動制御部と、前記＋方向に位置する指針が前記零点位置側に戻るときに零点位置から更に−方向に移動した指針を停止させるストッパ手段とを備え、前記駆動制御部のパルス信号によって前記ステッピングモータを回転させて前記指針を前記検出信号に対応した目盛りに指示させる自動車用指示計器であって、
前記制御装置は、自動車のイグニッションスイッチのオン又はオフのいずれかの時に、前記指針を前記零点位置から第１の所定角度だけ−方向に回転させた後に、再度、＋方向に第１の所定角度以下の第２の所定の角度だけ戻すことを特徴とする自動車用指示計器。