JP2007228763A - Measuring instrument - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly drive a pointer by a stepping motor, even if the data relating to the target indication point of the pointer is obtained at a period longer than a control period of the stepping motor. <P>SOLUTION: A divided target angle, corresponding to each control period t, is determined based on the division angle difference, of which the angle difference from the rotational angle of a present state of the stepping motor 40 to a target rotational angle is divided with the number of the control period t contained data input period T. A drive signal is output to the stepping motor 40 so that the rotational angle of the stepping motor 40 matches the divided target angle. The divided target angle is obtained, by substantially equally dividing the target rotational angle obtained at the data input period T to the each control period t. As a result, the amount of turning that the stepping motor 40 reaches, starting from the rotational angle of the present state up to the target rotational angle can be distributed equally to the each control period so that the pointer 50 can be driven smoothly by the stepping motor 40. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、指針の駆動をステップモータによって行う計器装置に関するものである。   The present invention relates to an instrument device that drives a pointer with a step motor.

指針の駆動源としてステップモータを採用した計器装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この計器装置は、例えば、自動車において車速を示す計器として用いられるものであって、車速を示す入力アナログ量の変化度合いが大きくても、違和感のない指針の回動を可能としたものである。具体的には、指針の今回の目標指示角度と現指示角度との差が、減速開始基準値よりも大きい間、即ち、車速の増大度合い或いは減少度合いが大きい間は、今回の目標指示角度と先回の目標指示角度との変化量が、ステップモータの先回の駆動量と所定の加速量との和以上であれば、当該加速量分に基づいて指針の回動の仕方を速くする。一方、今回の目標指示角度と現指示角度との差が減速開始基準値以下、即ち、車速の増大度合い或いは減少度合いが小さくなったときには、上述した加速量分に基づいて指針の回動の仕方を遅くする。
特開２００３−１３０８８４号公報 For example, a device described in Patent Document 1 is known as an instrument device that employs a step motor as a driving source of a pointer. This instrument device is used, for example, as an instrument that indicates a vehicle speed in an automobile, and enables the pointer to turn without a sense of incongruity even when the degree of change in the input analog amount indicating the vehicle speed is large. Specifically, while the difference between the current target instruction angle and the current instruction angle of the pointer is larger than the deceleration start reference value, that is, while the degree of increase or decrease in vehicle speed is large, If the amount of change from the previous target instruction angle is equal to or greater than the sum of the previous drive amount of the step motor and the predetermined acceleration amount, the method of rotating the pointer is accelerated based on the acceleration amount. On the other hand, when the difference between the current target instruction angle and the current instruction angle is equal to or less than the deceleration start reference value, that is, when the increase or decrease of the vehicle speed becomes small, the way of turning the pointer based on the acceleration amount described above. To slow down.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-130884

ところで、計器装置において、指針の目標指示位置を定めるために、概してセンサや他のＥＣＵ等から、その目標指示位置に関連する目標位置関連データを取得することが多い。このデータは、例えば、図６に示すようなパルス信号によって与えられる。このパルス信号は、周期が一定で、その周期中にパルス信号がオンとなる期間、すなわち、デューティ比が、目標指示位置に応じて変化するものである。   By the way, in order to determine a target indication position of a pointer in an instrument device, target position related data related to the target indication position is generally acquired from a sensor or another ECU. This data is given by, for example, a pulse signal as shown in FIG. This pulse signal has a constant cycle, and the period during which the pulse signal is turned on during the cycle, that is, the duty ratio changes according to the target indication position.

このようなパルス信号の周期が、ステップモータの制御周期に比較して相当に長い場合、具体的には、複数のステップモータの制御周期がパルス信号の周期に含まれるような場合、指針を滑らかに駆動することが困難になる。この点について、図７を用いて詳しく説明する。   When the cycle of such a pulse signal is considerably longer than the control cycle of the step motor, specifically, when the control cycle of a plurality of step motors is included in the cycle of the pulse signal, the pointer is smoothed. It becomes difficult to drive. This point will be described in detail with reference to FIG.

パルス信号における周期Ｔが経過する毎に、そのパルス信号のデューティ比から、指針の目標指示位置に対応するステップモータの目標回転角度を求めることができる。目標回転速度が求められると、ステップモータに対して、現状の回転角度からその目標回転角度へステップモータを回動させるための駆動信号が出力される。   Each time the period T of the pulse signal elapses, the target rotation angle of the step motor corresponding to the target indication position of the pointer can be obtained from the duty ratio of the pulse signal. When the target rotation speed is obtained, a drive signal for rotating the step motor from the current rotation angle to the target rotation angle is output to the step motor.

ここで、上述したパルス信号の周期Ｔよりも短い制御周期で、ステップモータへの駆動信号を更新することができる場合、その周期Ｔの初期の制御周期においては、現状の回転角度と目標回転角度との角度差が大きくなる。このため、図７に示すように、周期Ｔの初期の制御周期におけるステップモータの回動量（回転角度の量）は大きくなる。しかしながら、このステップモータの回動によって、目標回転角度との角度差が減少するため、その後の制御周期では、図７に示すように、ステップモータの回動量が相対的に小さくなってしまう。このように、同一周期Ｔ内に含まれる各制御周期における回動量が大きく変動する結果、そのステップモータによって駆動される指針は、息継ぎをしているような、それを見るものにとって違和感を生じさせるような動きとなってしまう。   Here, when the drive signal to the step motor can be updated with a control cycle shorter than the above-described pulse signal cycle T, the current rotation angle and the target rotation angle in the initial control cycle of the cycle T. And the angle difference becomes larger. For this reason, as shown in FIG. 7, the amount of rotation (the amount of rotation angle) of the step motor in the initial control cycle of the cycle T increases. However, since the angle difference from the target rotation angle is reduced by the rotation of the step motor, the rotation amount of the step motor becomes relatively small in the subsequent control cycle as shown in FIG. As described above, the amount of rotation in each control cycle included in the same cycle T greatly fluctuates. As a result, the pointer driven by the step motor makes the viewer feel uncomfortable when he / she sees it. It will move like this.

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、ステップモータの制御周期よりも長い周期で、指針の目標指示位置に関連するデータを取得する場合であっても、ステップモータによって指針を滑らかに駆動することが可能な計器装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described points. Even when data related to the target indication position of the pointer is acquired at a cycle longer than the control cycle of the step motor, the pointer is smoothed by the step motor. It is an object of the present invention to provide an instrument device that can be driven in a simple manner.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の計器装置は、
指針と、
指針の指示位置を変化させるステップモータと、
所定の周期で、指針の目標指示位置に関連する目標位置関連データを取得し、当該目標位置関連データに基づいて、ステップモータの目標回転角度を定め、当該目標回転角度まで回動させるように、ステップモータに駆動信号を出力する駆動手段とを備えた計器装置であって、
駆動手段は、ステップモータに対して出力する駆動信号を、所定の周期よりも短い制御周期で更新するものであって、
所定の周期毎に定められる目標回転角度に基づいて、制御周期に対応するように分割した分割目標回転角度を算出する算出手段を備え、
所定の周期に含まれる制御周期毎に、分割目標回転角度に基づいて更新した駆動信号をステップモータに出力することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the instrument device according to claim 1 comprises:
Guidelines,
A step motor that changes the indicated position of the pointer;
In a predetermined cycle, target position related data related to the target indicated position of the pointer is acquired, and based on the target position related data, a target rotation angle of the step motor is determined and rotated to the target rotation angle. An instrument device comprising drive means for outputting a drive signal to a step motor,
The drive means updates the drive signal output to the step motor with a control cycle shorter than a predetermined cycle,
Based on a target rotation angle determined for each predetermined cycle, comprising a calculation means for calculating a divided target rotation angle divided so as to correspond to the control cycle,
A drive signal updated based on the division target rotation angle is output to the step motor for each control cycle included in the predetermined cycle.

上述したように、請求項１に記載の計器装置においては、所定の周期毎に定められる目標回転角度に基づいて、制御周期に対応するように分割した分割目標回転角度を算出する。そして、各制御周期においては、ステップモータをその分割目標回転角度まで回動させるように駆動信号が出力される。この結果、所定の周期毎に定められる目標回転角度と現状の回転角度との角度差が大きい場合でも、各制御周期におけるステップモータの回動量を平準化することが可能となるので、指針を滑らかに駆動することができる。   As described above, in the instrument device according to the first aspect, the divided target rotation angle divided so as to correspond to the control period is calculated based on the target rotation angle determined for each predetermined period. In each control cycle, a drive signal is output so as to rotate the step motor to the division target rotation angle. As a result, even when the angle difference between the target rotation angle determined for each predetermined cycle and the current rotation angle is large, the amount of rotation of the step motor in each control cycle can be leveled, so that the pointer is smooth. Can be driven.

上述した分割目標回転角度を算出する具体的な構成としては、例えば、請求項２に記載した構成を採用することができる。すなわち、算出手段は、ステップモータの現状の回転角度から目標回転角度までの角度範囲を、所定の周期に含まれる制御周期の数で除算した除算結果に基づいて、制御周期に対応する分割目標回転角度を算出することが可能である。このようにすれば、現状の回転角度から目標回転角度に達するための回動量を、各制御周期に均等に振り分けることができ、極めて滑らかに指針を駆動することができる。   As a specific configuration for calculating the division target rotation angle described above, for example, the configuration described in claim 2 can be adopted. That is, the calculation means calculates the divided target rotation corresponding to the control cycle based on the division result obtained by dividing the angle range from the current rotation angle of the step motor to the target rotation angle by the number of control cycles included in the predetermined cycle. It is possible to calculate the angle. In this way, the amount of rotation for reaching the target rotation angle from the current rotation angle can be evenly distributed to each control cycle, and the pointer can be driven extremely smoothly.

また、分割目標回転角度を算出する構成として、請求項３に記載の構成を採用しても良い。すなわち、算出手段は、所定の周期が経過する時間で、ステップモータの現状の回転角度から目標回転角度まで変化する目標変化率を求め、当該目標変化率及び各制御周期の開始時点までの経過時間に基づいて、制御周期に対応する分割目標回転角度を算出するようにしても良い。このようにしても、請求項２の場合と同様の効果を奏することができる。さらに、上述した構成では、目標変化率と制御周期の開始時点までの経過時間を乗算することによって各制御周期における分割目標回転角度を算出できるため、各制御周期における、分割目標回転角度算出のための演算負荷を低減することができる。   Further, as a configuration for calculating the division target rotation angle, the configuration described in claim 3 may be adopted. That is, the calculation means obtains the target change rate that changes from the current rotation angle of the step motor to the target rotation angle in the time that the predetermined cycle elapses, and the elapsed time until the start time of the target change rate and each control cycle. Based on the above, the division target rotation angle corresponding to the control cycle may be calculated. Even if it does in this way, there can exist an effect similar to the case of Claim 2. Furthermore, in the above-described configuration, the division target rotation angle in each control cycle can be calculated by multiplying the target change rate and the elapsed time until the start time of the control cycle. The calculation load can be reduced.

さらに、分割目標回転角度を算出する構成として、請求項４に記載の構成を採用しても良い。すなわち、算出手段は、制御周期が訪れる毎に、所定の周期毎に定められた最新の目標回転角度を、その制御周期に対応する目標回転角度データとして記憶し、所定の周期に対応する制御周期の数だけ、記憶された目標回転角度データを移動平均処理することにより、制御周期に対応する分割目標回転角度を算出するようにしても良い。   Furthermore, the configuration described in claim 4 may be adopted as a configuration for calculating the division target rotation angle. That is, each time the control cycle comes, the calculation means stores the latest target rotation angle determined for each predetermined cycle as target rotation angle data corresponding to the control cycle, and the control cycle corresponding to the predetermined cycle. The divided target rotation angle corresponding to the control cycle may be calculated by subjecting the stored target rotation angle data to the moving average process.

このように、各制御周期に対応する目標回転角度データを、所定の周期に対応する制御周期の数だけ移動平均処理することにより、上述した例と同様に、ステップモータの回動量を各制御周期にほぼ均等に振り分けることができることに加え、以下に説明する効果を奏することができる。   In this way, the target rotation angle data corresponding to each control cycle is subjected to a moving average process by the number of control cycles corresponding to a predetermined cycle, so that the amount of rotation of the step motor can be set to each control cycle as in the above-described example. In addition to being able to distribute almost evenly, the following effects can be achieved.

指針の目標指示位置に関連する目標位置関連データを、例えば他の制御装置などから通信により取得する場合など、目標位置関連データを取得する周期が、基本とする周期から多少前後することも考えられる。このような場合であっても、請求項４に記載の構成によれば、制御周期開始時点の最新の目標回転角度を用いて、移動平均処理によって、その制御周期における分割目標回転角度を算出することができる。すなわち、請求項４に記載の構成は、目標位置関連データの取得周期が変動した場合であっても、指針を滑らかに駆動することができる。   For example, when the target position related data related to the target indicated position of the pointer is acquired by communication from another control device or the like, the period for acquiring the target position related data may be slightly different from the basic period. . Even in such a case, according to the configuration described in claim 4, the division target rotation angle in the control cycle is calculated by the moving average process using the latest target rotation angle at the start of the control cycle. be able to. That is, the configuration according to the fourth aspect can smoothly drive the pointer even when the acquisition cycle of the target position related data varies.

以下、本発明の実施形態による計器装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による計器装置１０の全体構成を示すブロック図である。なお、計器装置１０は、指針にて指示すべき目標指示位置に関するデータが、原則として一定周期で取得され、その一定周期内にステップモータの複数の制御周期が含まれる限り、どのような量的表示にも適用できるものである。例えば、本実施形態による計器装置は、車両等において、速度、エンジン回転数、エンジン水温、燃料量、バッテリ充電量等の表示に用いることができる。   Hereinafter, an instrument device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the instrument device 10 according to the present embodiment. Note that the instrument device 10 can obtain any quantitative data as long as the data regarding the target indication position to be indicated by the pointer is acquired at a constant cycle in principle, and a plurality of control cycles of the step motor are included in the fixed cycle. It can also be applied to display. For example, the instrument device according to the present embodiment can be used for displaying speed, engine speed, engine water temperature, fuel amount, battery charge amount and the like in a vehicle or the like.

図１において、２０はマイクロコンピュータであり、図示しないセンサや他の制御装置から、指針の目標指示位置に関連する関連データを、所定の周期（データ入力周期）Ｔ毎に取得する。このデータ入力周期Ｔ枚に取得される関連データとして、図６に示すような、一定の周期を有し、そのデューティ比によって指針の目標指示位置を示すパルス信号や、目標指示位置を直接的に示す数値データを用いることができる。   In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a microcomputer, which acquires related data related to the target indicated position of the pointer every predetermined cycle (data input cycle) T from a sensor or other control device (not shown). As the related data acquired in this data input cycle T, a pulse signal having a fixed cycle as shown in FIG. 6 and indicating the target indicated position of the pointer by the duty ratio, or the target indicated position directly. The numerical data shown can be used.

マイクロコンピュータ２０は、取得した関連データに基づいて、指針５０の指示位置を目標指示位置に一致させるためのステップモータ４０の目標回転角度を算出する。そして、現状の回転角度からこの目標回転角度までステップモータ４０を回転させるための駆動量を算出し、この駆動量に応じた駆動量信号を駆動回路３０に出力する。駆動回路３０は、入力された駆動量信号に基づいて、ステップモータ４０を回転駆動するための駆動信号を生成する。   The microcomputer 20 calculates a target rotation angle of the step motor 40 for making the indicated position of the pointer 50 coincide with the target indicated position based on the acquired related data. Then, a drive amount for rotating the step motor 40 from the current rotation angle to the target rotation angle is calculated, and a drive amount signal corresponding to the drive amount is output to the drive circuit 30. The drive circuit 30 generates a drive signal for rotationally driving the step motor 40 based on the input drive amount signal.

なお、図示していないが、本実施形態による計器装置１０は、指針５０に加え、目盛り盤、減速歯車列などの構成を備えている。減速歯車列は、ステップモータ４０と指針５０との間に設けられ、ステップモータ４０の回転を減速して、指針５０の指針軸に伝達する。指針５０は、指針軸に支持されており、指針軸の回動に伴って目盛り盤の表面に沿い回動する。   Although not shown, the instrument device 10 according to the present embodiment includes a dial plate, a reduction gear train, and the like in addition to the pointer 50. The reduction gear train is provided between the step motor 40 and the pointer 50, reduces the rotation of the step motor 40, and transmits it to the pointer shaft of the pointer 50. The pointer 50 is supported by the pointer shaft, and rotates along the surface of the dial as the pointer shaft rotates.

次に、マイクロコンピュータ２０において実行される処理について、図２のフローチャートに基づき詳細に説明する。   Next, processing executed in the microcomputer 20 will be described in detail based on the flowchart of FIG.

まず、ステップＳ１００では、指針５０の目標指示位置に関連する目標位置関連データが入力されたか否かを判定する。この目標位置関連データは、原則として、データ入力周期Ｔ毎にマイクロコンピュータ２０に入力される。なお、目標位置関連データのマイクロコンピュータ２０への入力は、割込み処理によって受け付けられるようにしても良い。また、マイクロコンピュータ２０自身が、入力されるセンサ信号等に基づいて、データ入力周期Ｔ毎に目標位置関連データを算出しても良く、この場合、新たな目標位置関連データが算出されたとき、このステップＳ１００の判定が「Ｙｅｓ」となる。   First, in step S100, it is determined whether or not target position related data related to the target indicated position of the pointer 50 has been input. In principle, the target position related data is input to the microcomputer 20 every data input period T. The input of the target position related data to the microcomputer 20 may be accepted by interrupt processing. Further, the microcomputer 20 itself may calculate the target position related data for each data input period T based on the input sensor signal or the like. In this case, when new target position related data is calculated, The determination in step S100 is “Yes”.

ステップＳ１００の判定処理において、「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップＳ１１０の処理に進み、「Ｎｏ」と判定された場合には、目標位置関連データが入力されるまで待機する。ステップＳ１１０では、入力された目標位置関連データに基づいて、指針５０の指示位置を目標指示位置に一致させるためのステップモータ４０の目標回転角度を算出する。続くステップＳ１２０では、ステップモータ４０の現状の回転角度と目標回転角度との角度差を算出する。   If “Yes” is determined in the determination process of step S100, the process proceeds to step S110. If “No” is determined, the process waits until target position-related data is input. In step S110, a target rotation angle of the step motor 40 for making the indicated position of the pointer 50 coincide with the target indicated position is calculated based on the input target position related data. In the subsequent step S120, the angle difference between the current rotation angle of the step motor 40 and the target rotation angle is calculated.

そして、ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０にて算出された角度差を、データ入力周期Ｔに含まれる、ステップモータの制御周期ｔの数で除算して、除算角度差を算出する。本実施形態では、図３に示すように、データ入力周期Ｔに５つの制御周期ｔが含まれる。例えばデータ入力周期Ｔは１００ｍｓ、制御周期ｔは２０ｍｓに設定される。なお、制御周期ｔとは、マイクロコンピュータ２０及び駆動回路３０が、ステップモータ４０の駆動処理を繰返し行う際の周期に相当し、この制御周期ｔ毎に、ステップモータ４０へ出力される駆動信号が更新される。   In step S130, the angle difference calculated in step S120 is divided by the number of control periods t of the step motor included in the data input period T to calculate a divided angle difference. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the data input cycle T includes five control cycles t. For example, the data input period T is set to 100 ms, and the control period t is set to 20 ms. The control cycle t corresponds to a cycle when the microcomputer 20 and the drive circuit 30 repeatedly perform the drive processing of the step motor 40, and a drive signal output to the step motor 40 is output at each control cycle t. Updated.

ステップＳ１４０では、ステップモータ４０の現状の回転角度に対して、ステップＳ１３０にて算出された除算角度差だけ増減する角度を、今回の制御周期ｔにおける分割目標回転角度とし、この分割目標回転角度に応じた駆動量信号を駆動回路３０に出力する。そして、ステップＳ１５０では、制御周期ｔが経過したか否かを判定することで、今回の制御周期ｔの終了時点まで待機する。このステップＳ１４０及びＳ１５０の処理により、ステップモータの回転角度は、制御周期ｔ毎に、各々の制御周期ｔにおける分割目標回転角度に一致するように制御される。   In step S140, the angle that increases or decreases by the division angle difference calculated in step S130 with respect to the current rotation angle of the step motor 40 is set as the division target rotation angle in the current control cycle t, and the division target rotation angle is set to this division target rotation angle. A corresponding drive amount signal is output to the drive circuit 30. In step S150, it is determined whether or not the control cycle t has elapsed, thereby waiting until the end of the current control cycle t. By the processing of steps S140 and S150, the rotation angle of the step motor is controlled to coincide with the divided target rotation angle in each control cycle t for each control cycle t.

ステップＳ１６０では、データ入力周期Ｔに含まれる全制御周期によるステップモータの駆動処理が終了したか否かを判定する。この判定処理において「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ１４０の判定処理に戻り、そのときのステップモータの現回転角度と除算角度差とに基づいて、分割目標回転角度、ひいては駆動量信号を更新して、新たな制御周期ｔにおけるステップモータの駆動を実行する。一方、ステップＳ１６０の判定処理において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップＳ１００に戻り、目標位置関連データの入力を待機する。   In step S160, it is determined whether or not the step motor driving process in all the control cycles included in the data input cycle T has been completed. If "No" is determined in this determination process, the process returns to the determination process of step S140, and the divided target rotation angle and thus the drive amount signal are based on the current rotation angle and the division angle difference of the step motor at that time. And the step motor is driven in a new control cycle t. On the other hand, if “Yes” is determined in the determination process of step S160, the process returns to step S100 and waits for input of target position related data.

上述したフローチャートに示す処理によって、ステップモータ４０が駆動された場合の作用効果について、図３を用いて説明する。   The effect when the step motor 40 is driven by the process shown in the flowchart described above will be described with reference to FIG.

上述したように、本実施形態では、各制御周期ｔに対応する分割目標角度を定め、ステップモータ４０の回転角度がこの分割目標角度に一致するように、ステップモータ４０に駆動信号を出力する。この分割目標角度は、ステップモータ４０の現状の回転角度から目標目標回転角度までの角度差を、データ入力周期Ｔに含まれる制御周期ｔの数で除算した除算角度差に基づいて設定される。すなわち、分割目標角度は、データ入力周期Ｔで得られた目標回転角度を、各制御周期ｔに対してほぼ均等に分割したものである。この結果、図３に示すように、ステップモータ４０が現状の回転角度から目標回転角度に達するまでの回動量を、各制御周期に均等に振り分けることができるので、ステップモータ４０によって極めて滑らかに指針５０を駆動することができる。   As described above, in this embodiment, a division target angle corresponding to each control cycle t is determined, and a drive signal is output to the step motor 40 so that the rotation angle of the step motor 40 matches this division target angle. The division target angle is set based on a division angle difference obtained by dividing the angle difference from the current rotation angle of the step motor 40 to the target target rotation angle by the number of control periods t included in the data input period T. That is, the division target angle is obtained by dividing the target rotation angle obtained in the data input cycle T almost equally with respect to each control cycle t. As a result, as shown in FIG. 3, the amount of rotation until the step motor 40 reaches the target rotation angle from the current rotation angle can be evenly distributed to each control cycle. 50 can be driven.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々、変形して実施することができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、各制御周期ｔにおける分割目標角度は、上述した実施形態における手法以外の種々の方法によって定めることができる。例えば、図４に示すように、まず、データ入力周期Ｔ毎に得られる目標回転角度と、データ入力周期Ｔの時間とに基づいて、データ入力周期Ｔの終了時点で、ステップモータ４０の現状の回転角度から目標回転角度まで変化する目標変化率を求める。そして、各制御周期ｔの実行前に、その目標変化率及び制御周期ｔの開始時点までの経過時間に基づいて、当該制御周期ｔに対応する分割目標回転角度を算出する。このようにしても、データ入力周期Ｔで得られた目標回転角度を、各制御周期ｔに対してほぼ均等に分割した分割目標角度を定めることができる。さらに、この場合、目標変化率と制御周期ｔの開始時点までの経過時間を乗算することによって、各制御周期ｔにおける分割目標回転角度を算出できるため、各制御周期ｔにおける、分割目標回転角度算出のための演算負荷を低減することができる。   For example, the division target angle in each control cycle t can be determined by various methods other than the method in the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 4, first, based on the target rotation angle obtained for each data input cycle T and the time of the data input cycle T, the current state of the step motor 40 at the end of the data input cycle T is determined. A target change rate that changes from the rotation angle to the target rotation angle is obtained. Then, before the execution of each control cycle t, the divided target rotation angle corresponding to the control cycle t is calculated based on the target change rate and the elapsed time until the start time of the control cycle t. Even in this way, it is possible to determine a divided target angle obtained by dividing the target rotation angle obtained in the data input cycle T substantially equally with respect to each control cycle t. Further, in this case, the division target rotation angle in each control cycle t can be calculated by multiplying the target change rate and the elapsed time until the start time of the control cycle t. It is possible to reduce the calculation load for.

さらに、分割目標角度は、図５（ａ），（ｂ）に示す方法によって算出しても良い。図５（ａ）、（ｂ）に示す、分割目標角度の算出方法について、以下に詳細に説明する。   Further, the division target angle may be calculated by the method shown in FIGS. The method for calculating the division target angle shown in FIGS. 5A and 5B will be described in detail below.

この方法では、まず、図５（ｂ）に示すように、各制御周期ｔの開始時点で、その時に得られている最新の目標回転角度を、その制御周期ｔに対応する目標回転角度データとして記憶する。例えば、時刻Ｔ１においては、得られている最新の目標回転角度は、“Ａ”であるため、時刻Ｔ１から始まる制御周期ｔに対応する目標回転角度データとして、“Ａ”が記憶される。一方、時刻Ｔ２では、新たな目標位置関連データに基づいて、目標回転角度Ｂが算出されているので、時刻Ｔ２から始まる制御周期ｔに対応する目標回転角度データとして、“Ｂ”が記憶される。 In this method, first, as shown in FIG. 5B, at the start of each control cycle t, the latest target rotation angle obtained at that time is used as target rotation angle data corresponding to the control cycle t. Remember. For example, at time T 1, the latest target rotation angle is obtained are the "A", as the target rotational angle data corresponding to the control cycle t starting at time T 1, "A" is stored . On the other hand, at time T 2, based on the new target position related data, since the target rotational angle B is calculated, as the target rotational angle data corresponding to the control cycle t starting at time T 2, "B" is stored Is done.

そして、各制御周期ｔに対応して記憶された目標回転角度データに対して、移動平均処理を施して、各制御周期ｔの分割目標回転角度を算出する。この場合、移動平均処理の対象となる目標回転角度データの数は、データ入力周期Ｔに含まれる制御周期ｔの数に一致する。従って、図５（ｂ）に示すように、例えば時刻Ｔ１から始まる制御周期ｔに対しては、その時刻Ｔ１から始まる制御周期ｔを含む最新の５個の制御周期ｔに対応する目標回転角度データが移動平均処理の対象となり、この場合の分割目標回転角度は（Ａ+Ａ+Ａ+Ａ+Ａ）／５＝Ａとなる。また、時刻Ｔ２から始まる制御周期ｔに対しては、（４Ａ+Ｂ）／５が分割目標回転角度として算出される。 Then, a moving average process is performed on the target rotation angle data stored corresponding to each control cycle t to calculate a divided target rotation angle for each control cycle t. In this case, the number of target rotation angle data to be subjected to the moving average process matches the number of control periods t included in the data input period T. Accordingly, as shown in FIG. 5 (b), for example for the control cycle t from the time T 1 starts, the target rotation corresponding to the latest five control period t which includes a control cycle t starting from the time T 1 The angle data is the target of the moving average process, and the division target rotation angle in this case is (A + A + A + A + A) / 5 = A. Further, with respect to the control cycle t starting at time T 2, (4A + B) / 5 is computed as a split target rotation angle.

このように、データ入力周期Ｔに含まれる制御周期ｔの数の目標回転角度データを対象として移動平均処理を実施して分割目標回転角度を求めているので、原則として、データ入力周期Ｔで得られた目標回転角度を、各制御周期ｔに対してほぼ均等に分割した分割目標角度を定めることができる。   As described above, since the moving average process is performed on the target rotation angle data corresponding to the number of control cycles t included in the data input cycle T to obtain the divided target rotation angle, in principle, it is obtained in the data input cycle T. A divided target angle obtained by dividing the obtained target rotation angle substantially equally with respect to each control cycle t can be determined.

さらに、図５（ａ）、（ｂ）に示す方法では、以下に説明する効果を奏することができる。指針の目標指示位置に関連する目標位置関連データを、例えば他の制御装置などから通信により取得する場合などは、クロック誤差や通信における待機時間の発生などにより、目標位置関連データを取得する周期が、基本とする周期から多少前後することも考えられる。このような場合、基本とするデータ入力周期が経過しても、新たな目標位置関連データが取得できないことが起こりえる。このような場合でも、図５（ａ），（ｂ）に示す方法によれば、各制御周期ｔに対して、分割目標回転角度を定めることができる。すなわち、各制御周期が開始される時点において得られている最新の目標回転角度を、その制御周期ｔに対応する目標回転角度データとすることで、移動平均処理を実施することができ、その制御周期における分割目標回転角度を算出することができる。   Furthermore, the method shown in FIGS. 5A and 5B can provide the effects described below. For example, when the target position related data related to the target indicated position of the pointer is acquired by communication from another control device or the like, the cycle for acquiring the target position related data is due to the occurrence of a clock error or a standby time in communication. It is also possible that the period is slightly different from the basic period. In such a case, it may happen that new target position related data cannot be acquired even if the basic data input cycle elapses. Even in such a case, according to the method shown in FIGS. 5A and 5B, the division target rotation angle can be determined for each control cycle t. That is, the moving average process can be performed by setting the latest target rotation angle obtained at the start of each control cycle as the target rotation angle data corresponding to the control cycle t. The division target rotation angle in the cycle can be calculated.

このように、図５（ａ），（ｂ）に示す方法によれば、目標位置関連データの取得周期が変動した場合であっても、各制御周期ｔの分割目標回転角度を適切に設定して、指針を滑らかに駆動することができる。   As described above, according to the method shown in FIGS. 5A and 5B, even when the acquisition cycle of the target position related data fluctuates, the divided target rotation angle of each control cycle t is appropriately set. Thus, the pointer can be driven smoothly.

また、上述した実施形態では説明しなかったが、データ入力周期Ｔ毎に得られる目標回転角度に対して、過去に得られた目標回転角度を用いて（加重）平均処理などのフィルタ処理を行うようにしても良い。これにより、上述した制御周期ｔ毎に分割目標回転角度を定めることと相俟って、より滑らかに指針を駆動することが可能になる。   Although not described in the above-described embodiment, a filtering process such as a (weighted) averaging process is performed on the target rotation angle obtained at each data input cycle T using the target rotation angle obtained in the past. You may do it. This makes it possible to drive the pointer more smoothly in combination with determining the division target rotation angle for each control cycle t described above.

本実施形態による計器装置１０の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the instrument apparatus 10 by this embodiment. マイクロコンピュータ２０において実行される処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing processing executed in the microcomputer 20. 図２のフローチャートに示す処理によってステップモータ４０が駆動された場合の、作用効果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an effect when the step motor 40 is driven by the process shown to the flowchart of FIG. 各制御周期ｔにおける分割目標角度を算出するための、他の方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the other method for calculating the division | segmentation target angle in each control period t. 各制御周期ｔにおける分割目標角度を算出するための、その他の方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the other method for calculating the division | segmentation target angle in each control period t. 指針の目標指示位置に関連する関連データ信号の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the related data signal relevant to the target instruction | indication position of a pointer | guide. 関連データ信号の取得周期が、ステップモータの制御周期に比較して長い場合に生じる問題を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem which arises when the acquisition period of a related data signal is long compared with the control period of a step motor.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 計器装置
２０ マイクロコンピュータ
３０ 駆動回路
４０ ステップモータ
５０ 指針 10 instrument device 20 microcomputer 30 drive circuit 40 step motor 50 pointer

Claims (4)

指針と、
前記指針の指示位置を変化させるステップモータと、
所定の周期で、前記指針の目標指示位置に関連する目標位置関連データを取得し、当該目標位置関連データに基づいて、前記ステップモータの目標回転角度を定め、当該目標回転角度まで回動させるように、前記ステップモータに駆動信号を出力する駆動手段とを備えた計器装置であって、
前記駆動手段は、前記ステップモータに対して出力する駆動信号を、前記所定の周期よりも短い制御周期で更新するものであって、
前記所定の周期毎に定められる目標回転角度に基づいて、前記制御周期に対応するように分割した分割目標回転角度を算出する算出手段を備え、
前記所定の周期に含まれる前記制御周期毎に、前記分割目標回転角度に基づいて更新した駆動信号を前記ステップモータに出力することを特徴とする計器装置。 Guidelines,
A step motor for changing the indicated position of the pointer;
Target position related data related to the target indicated position of the pointer is acquired at a predetermined cycle, a target rotation angle of the step motor is determined based on the target position related data, and the target rotation angle is rotated to the target rotation angle. And a driving device for outputting a driving signal to the step motor,
The drive means updates a drive signal output to the step motor with a control cycle shorter than the predetermined cycle,
Based on a target rotation angle determined for each predetermined cycle, comprising a calculation means for calculating a divided target rotation angle divided so as to correspond to the control cycle,
An instrument device that outputs a drive signal updated based on the divided target rotation angle to the step motor for each control cycle included in the predetermined cycle. 前記算出手段は、前記ステップモータの現状の回転角度から前記目標目標回転角度までの角度範囲を、前記所定の周期に含まれる前記制御周期の数で除算した除算結果に基づいて、前記制御周期に対応する分割目標回転角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の計器装置。   The calculation means calculates the control cycle based on a division result obtained by dividing an angle range from the current rotation angle of the step motor to the target target rotation angle by the number of the control cycles included in the predetermined cycle. The instrument device according to claim 1, wherein a corresponding divided target rotation angle is calculated. 前記算出手段は、前記所定の周期が経過する時間で、前記ステップモータの現状の回転角度から前記目標回転角度まで変化する目標変化率を求め、当該目標変化率及び各制御周期の開始時点までの経過時間に基づいて、前記制御周期に対応する分割目標回転角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の計器装置。   The calculation means obtains a target change rate that changes from the current rotation angle of the stepping motor to the target rotation angle at a time when the predetermined cycle elapses, and calculates the target change rate and the start time of each control cycle. The instrument device according to claim 1, wherein a divided target rotation angle corresponding to the control cycle is calculated based on an elapsed time. 前記算出手段は、前記制御周期が訪れる毎に、前記所定の周期毎に定められた最新の目標回転角度を、その制御周期に対応する目標回転角度データとして記憶し、前記所定の周期に対応する前記制御周期の数だけ、前記記憶された目標回転角度データを移動平均処理することにより、前記制御周期に対応する分割目標回転角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の計器装置。   The calculation means stores the latest target rotation angle determined for each predetermined cycle as target rotation angle data corresponding to the control cycle every time the control cycle is visited, and corresponds to the predetermined cycle. 2. The instrument device according to claim 1, wherein a divided target rotation angle corresponding to the control cycle is calculated by performing a moving average process on the stored target rotation angle data by the number of the control cycles.
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