JP4176984B2 - ステッピングモータ用駆動装置及び指針打込方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステッピングモータ用駆動装置に係わり、特に、ステッピングモータの回転を制御するステッピングモータ用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステッピングモータを用いた車両用指示装置として、図１に示すような指示装置が知られている。同図において、指示装置は、ステッピングモータ１と、このステッピングモータ１の回転に連動する指針２と、ステッピングモータ１を正逆回転させるステッピングモータ用駆動装置３（以下、単に駆動装置３と略記する。）とを備えている。上述したステッピングモータ１は、２つの励磁コイル１ａ１及び１ａ２と、ＮＳ極が交互に３極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１及び１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂと、回転子１ｂの駆動力を指針２に伝えるギア１ｃとを備えている。
【０００３】
さらに、ステッピングモータ１は、指針２側のギア１ｃの裏側に設けられ、回転子１ｂの回転動作に連動する被駆動部材としての片１ｄと、上記励磁コイル１ａ１及び１ａ２、回転子１ｂ、ギア１ｃ及び片１ｄを収容する図示しない収容ケースに設けられ、片１ｄとの当接により、回転子１ｂの回転を機械的に停止させるストッパ１ｅとを備えている。
【０００４】
なお、片１ｄがストッパ１ｅに向かうように、ステッピングモータ１を回転させることを逆回転、逆回転中の指針２の回転方向を逆回転方向Ｙ１とする。これに対して、片１ｄがストッパ１ｅから離れるように、ステッピングモータ１を回転させることを正回転、正回転中の指針２の回転方向を正回転方向Ｙ２とする。また、ストッパ１ｅは、片１ｄと当接したとき、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように設けられている。
【０００５】
上記指示装置が例えば車速計として用いられている場合、駆動装置３は、指針２の目標位置θと、現位置θ′との差である移動量θ−θ′に応じて、回転子１ｂを回転させることにより、指針２が差分θ−θ′だけ移動して目標位置θを指示するようになる。上記目標位置θは、車速センサの出力である速度情報に基づき算出された角度データθｉ（＝請求項中のセンサ位置に相当。）が入力される毎に、当該角度データθｉに更新される。なお、上記角度データθｉは、速度情報０ｋｍ／ｈのとき、基準角度０°（＝請求項中の基準位置に相当。）が算出され、速度情報が増加するに従って、増加するデータである。
【０００６】
ところで、上記指示装置は、車両の振動あるいは雑音が重畳している角度データθｉの入力等の原因により、指針２が本来移動すべき移動量（＝差分θ−θ′）と、実際の移動量とが異なる脱調を起こしてしまうことがあった。そして、この脱調が繰り返されると、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生じ、指示装置は正確な指示を行うことができなくなってしまう。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するため、駆動装置３に後述する初期化動作を行わせる。初期化動作において、駆動装置３は、イグニッションスイッチがオンする毎に、片１ｄがストッパ１ｅ側に向かうように、ステッピングモータ１を逆回転させる。さらに、駆動装置３は、片１ｄがストッパ１ｅに当接して、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上である初期化終了位置に機械的に停止すると、励磁コイル１ａ１及び１ａ２を予め定めた初期励磁状態に保持して、ステッピングモータ１の回転を電気的に停止する。以上の初期化動作を行うことにより、現位置θ′が０°であると認識しているとき、指針２も実際に初期化終了位置である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示することとなるため、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間の差異をリセットすることができた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の駆動装置３は、以下に述べる問題点があった。即ち、図８に示すように、初期化動作終了後に指針２は、文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する位置Ｐ１に停止している。ところが、初期化動作終了後、駆動装置３が、ステッピングモータ１を一旦正回転させ、その後、０°の角度データθｉの入力や、イグニッションスイッチのオフにより、目標位置θが０°になり、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように、ステッピングモータ１を逆回転させると、０ｋｍ／ｈの目盛より、指示誤差角α分（請求項中の指示誤差量に相当。）、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ２を指示して停止してしまう。
【０００９】
つまり、初期化動作終了後であり、かつ、角度データθｉ、即ち、速度情報に応じた指示開始前に指針２が指示する位置と、速度情報に応じた指示開始後であって、０°の角度データθｉの入力時、若しくは、イグニッションスイッチのオフ時に、指針２が指示する位置とはともに、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するべきであるにも拘わらず、指示誤差角αが生じてしまうという問題があった。特に、０ｋｍ／ｈの指示は、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示しなければならず、他の例えば５０ｋｍ／ｈの指示に比べて高い精度が要求される。
【００１０】
上記指示誤差角αが発生する原因は、ギア１ｃのバックラッシュに起因する。以下、上記指示誤差角αが発生する原因の詳細を図９及び図１０を参照して以下説明する。同図に示すように、初期化動作が開始され、片１ｄがストッパ１ｅに当接すると、回転子１ｂ側のギア１ｃ２は、指針２側のギア１ｃ１に対して、一方に片寄せされた状態となっている（図９（ａ）参照）。
【００１１】
その後、駆動装置３が励磁コイル１ａ１及び１ａ２を初期励磁状態に保持すると、回転子１ｂは、初期励磁状態に応じた位置まで正回転する。このとき、回転子１ｂは、慣性等の影響により、初期励磁状態に応じた位置付近で正回転、逆回転を繰り返して振動し、その振動が収束して停止状態となる。上述したように振動した後、停止状態となるため、停止後、回転子１ｂ側のギア１ｃ１は、指針２側のギア１ｃ２に対して、ニュートラル状態となる（図９（ｂ）参照）。このとき、指針２は、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示しており、駆動装置３も現位置θ′が０°であると認識している。
【００１２】
その後、角度データθｉ（＞０°）の入力に応じて、目標位置θが角度θｉとなると、駆動装置３は、指針２が目標位置θｉを指示するようにステッピングモータ１を正回転させる。しかし、回転し始めは、ステッピングモータ１の回転に応じて、ギア１ｃ２が、ギア１ｃ１に対して、ニュートラルな状態から、他方に片寄せされた状態（図９（ｃ）参照）となる位置まで回転するだけで、ステッピングモータ１の駆動力が指針２に伝達されない。
【００１３】
このため、この間、指針２は動かない。図１０に示すように、この指針２が動かない間の範囲を不動範囲Ａとする。ところが、駆動装置３は、バックラッシュ解消のために指針２が動かない間であっても、指針２を角度α、回転させる分、ステッピングモータ１を回転させている。このため、駆動装置３は、指針２が角度０°を指示したまま動いていないにも拘わらず、指針２が初期化終了位置Ｐ１から角度α分、正回転方向Ｙ２を指示していると認識する。従って、その後、駆動装置３が、現位置θｉとなるように、ステッピングモータ１を回転すると、指針２は、角度（θｉ−α）を指示する。
【００１４】
次に、目標位置θが０°となると、駆動装置３は、指針２が０°（＝０ｋｍ／ｈの目盛上）を指示するためにステッピングモータ１の回転を反転する。しかし、反転し始めは、ステッピングモータ１の回転に応じて、ギア１ｃ２が、ギア１ｃ１に対して、他方に片寄せされた状態（図９（ｃ））から、一方に片寄せされた状態（図９（ａ））となる位置まで回転するだけで、ステッピングモータ１の駆動力が指針２に伝達されない。
【００１５】
このため、この間、指針２が動かない。図１０に示すように、反転後に指針２が動かない間の範囲を不動範囲Ｂとする。ところが、駆動装置３は、バックラッシュ解消のために指針２が動かない間であっても、指針２を角度βに回転させる分、ステッピングモータ１を回転させている。
【００１６】
このため、駆動装置３は、指針２が角度（θｉ−α）分で停止しているにも拘わらず、指針２が初期化終了位置より角度（θｉ−β）分、正回転方向Ｙ２側を指示していると認識する。従って、その後、駆動装置３が、０°を目標位置θとして、ステッピングモータ１を回転すると、指針２は、角度β−α（＝（θｉ−α）−（θｉ−β））を指示して停止する。上述したように、反転に応じて生じるバックラッシュは、初期化動作後に生じるバックラッシュより大きいため、当然角度βは、角度αより大きい。このため、角度β−α≠０°とならず、０ｋｍ／ｈの目盛上より正回転方向Ｙ２側を指示して停止してしまう。なお、図１０では説明を簡単にするため、指示誤差角β−α＝α（∵２α＝β）となっている。
【００１７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたとき、又は、イグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置との指示誤差量を小さくすることができるステッピングモータ用駆動装置を提供することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ギアを介して指針を駆動するステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように前記ステッピングモータを逆回転させる初期化回転手段と、前記逆回転によって前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記ステッピングモータの回転が機械的に停止した後に前記ステッピングモータ内の励磁コイルを初期励磁状態に保持して前記ステッピングモータの回転を電気的に停止する停止処理を行う停止手段と、前記停止処理が行われた後にメモリに格納されている指針の現位置をセンサ出力０に相当する基準位置に設定する設定処理を行う基準位置設定手段と、前記設定処理が行われた後に前記センサ出力に応じた前記指針の指示位置であるセンサ位置を順次、目標位置に設定して、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを正逆回転させる通常回転動作を行う通常回転手段と、を備えたステッピングモータ用駆動装置であって、前記被駆動部材と前記ストッパとが当接したときの文字板上の指針位置である初期化終了位置が、前記文字板上に予め定めたセンサ出力０に相当する基準位置から指示誤差量だけ逆回転側となるように設けられ、前記指示誤差量が、前記通常回転手段によって前記メモリに格納されている前記指針の目標位置が前記指針を一旦正回転させるように設定されて、前記指針が一旦正回転した後に前記基準位置に設定されるような前記通常回転動作が行われたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレと等しいものとされ、そして、前記通常回転手段により、前記設定処理が行われた後に前記ステッピングモータを正回転させても前記指針が動かない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と、前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と、を合わせた分だけ前記基準位置から前記正回転側となる所定位置が前記目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが正回転され、続いて、センサ出力に応じた前記指針の指示位置が前記所定位置よりも正回転側となると、前記通常回転動作が開始されることを特徴とするステッピングモータ用駆動装置に存する。
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、ステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように初期化回転手段がステッピングモータを逆回転させる。このストッパは被駆動部材との当接によりステッピングモータの回転を機械的に停止させると共に、指針を初期化終了位置で停止させるものである。初期化回転手段により指針を初期化終了位置で停止させた後、停止手段がステッピングモータの励磁コイルを初期励磁状態に保持してステッピングモータの回転を電気的に停止する。
【００２０】
また、指針は、停止手段による停止後に前記ステッピングモータを一旦正回転させてから前記メモリに格納されている前記指針の目標位置を前記基準位置に設定して前記ステッピングモータを回転させたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレである指示誤差量だけ、文字板上の基準位置から逆回転側が初期化終了位置となるように予めステッピングモータ内の指針軸に指針が打ち込まれている。通常回転手段は、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を停止手段による停止後の目標位置として設定してステッピングモータを回転させ、その後センサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。
【００２１】
以上のように、通常回転手段が、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を目標位置としてステッピングモータを回転させると、指針は初期化終了位置よりも初期化終了位置−基準位置間の指針移動量分、正回転側の基準位置を指示する。その後、通常回転手段はセンサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。そして、センサ位置を目標位置としてステッピングモータを正逆回転させている間に、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされると通常回転手段は基準位置を目標位置としてステッピングモータを逆回転する。
【００２２】
ところが、目標位置を基準位置としても、指針は初期化終了位置に戻らず、ギアのバックラッシュに起因して初期化終了位置より指示誤差量分、正回転側を指示する。即ち、センサ出力に応じた指示開始後にセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされると指針は初期化終了位置より指示誤差量分、正回転側を指示する。
【００２３】
従って、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも初期化終了位置より指針誤差量分、正回転側の基準位置とすることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明は、ギアを介して指針を駆動するステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように前記ステッピングモータを逆回転させる初期化回転手段と、前記逆回転によって前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記ステッピングモータの回転が機械的に停止した後に前記ステッピングモータ内の励磁コイルを初期励磁状態に保持して前記ステッピングモータの回転を電気的に停止する停止処理を行う停止手段と、前記停止処理が行われた後にメモリに格納されている指針の現位置をセンサ出力０に相当する基準位置に設定する設定処理を行う基準位置設定手段と、前記設定処理が行われた後に前記センサ出力に応じた前記指針の指示位置であるセンサ位置を順次、目標位置に設定して、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを正逆回転させる通常回転動作を行う通常回転手段と、を備えたステッピングモータ用駆動装置であって、前記被駆動部材と前記ストッパとが当接したときの文字板上の指針位置である初期化終了位置が、前記文字板上に予め定めたセンサ出力０に相当する基準位置から指示誤差量よりも大きい量だけ逆回転側となるように設けられ、前記指示誤差量が、前記通常回転手段によって前記メモリに格納されている前記指針の目標位置が前記指針を一旦正回転させるように設定されて前記指針が一旦正回転した後に前記基準位置に設定されるような前記通常回転動作が行われたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレと等しいものとされ、そして、前記通常回転手段により、前記設定処理が行われた後に前記ステッピングモータを正回転させても前記指針が動かない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と、前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と、を合わせた分だけ前記基準位置から前記正回転側となる所定位置が前記目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが正回転され、続いて、センサ出力に応じた前記指針の指示位置が前記所定位置よりも正回転側となると、前記通常回転動作が開始され、前記通常回転動作中に前記センサ位置として前記基準位置が算出されたとき又はイグニッションスイッチがオフされたとき前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と前記指示誤差量との差分だけ前記基準位置から前記正回転側となる位置が目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが回転されることを特徴とするステッピングモータ用駆動装置に存する。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、ステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように初期化回転手段がステッピングモータを逆回転させる。このストッパは被駆動部材との当接によりステッピングモータの回転を機械的に停止させると共に、指針を初期化終了位置で停止させるものである。初期化回転手段により指針を初期化終了位置で停止させた後、停止手段がステッピングモータの励磁コイルを初期励磁状態に保持してステッピングモータの回転を電気的に停止する。
【００２６】
また、指針は、停止手段による停止後にステッピングモータを一旦正回転させてからメモリに格納されている指針の目標位置を基準位置に設定してステッピングモータを回転させたときに発生する文字板上の指針の初期化終了位置からのズレである指示誤差量だけ、文字板上の基準位置から逆回転側が初期化終了位置となるように予めステッピングモータ内の指針軸に打ち込まれている。通常回転手段が、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を停止手段による停止後の目標位置として設定してステッピングモータを回転させ、その後センサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。
【００２７】
以上のように、通常回転手段が、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を目標位置としてステッピングモータを回転させると、指針は初期化終了位置よりも初期化終了位置−基準位置間の指示移動量分、正回転側の基準位置を指示する。その後、通常回転手段はセンサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。そして、センサ位置を目標位置としてステッピングモータを正逆回転させている間に、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされると通常回転手段は文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量と指示誤差量との差分、基準位置から正回転側を目標位置として指針を初期化終了位置に戻すようにステッピングモータを逆回転する。
【００２８】
上述したように目標位置を初期化終了位置−基準位置間の指針移動量と指示誤差量との差分、基準位置から正回転側とすると、指針は基準位置を指示する。即ち、センサ出力に応じた指示開始後にセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされると指針は基準位置を指示する。
【００２９】
従って、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも基準位置とすることができる。
【００３１】
請求項３記載の発明は、所定位置記憶媒体内に予め記憶された第１移動量と第２移動量とを加算する加算手段がさらに備えられ、そして、前記通常回転手段が、前記加算手段により加算された移動量だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記所定位置とすることを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータ用駆動装置に存する。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、加算手段が、所定位置記憶媒体内に予め記憶された第１移動量と第２移動量とを加算する。通常回転手段が、加算手段により加算された移動量分、基準位置よりも正回転側の位置を所定位置とする。
【００３３】
以上の構成によれば、ステッピングモータに連動して回転する指針軸に指針を打ち込む前に、第２移動量としてゼロを格納する。また、第１移動量は、上述した指針が移動しない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の移動量と指示誤差量とを合わせた分より大きくなるように設定されている。このとき、第１移動量分、基準位置よりも正回転側が所定位置となる。その後、通常回転手段が、所定位置を目標位置として、ステッピングモータを回転させた後の状態で、基準位置を指針が指示するように、指針を指針軸に打ち込む。
【００３４】
打ち込み終了後、基準位置に対する指針の打ち込み誤差分を第２移動量として格納すれば、基準位置に対する指針の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、センサ出力に応じた指示開始前に、指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに、指針が指示する位置とを、何れも、基準位置にすることができる。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のステッピングモータ用駆動装置により回転が制御されるステッピングモータ内の指針軸に指針を打ち込むための指針打込方法であって、前記指針軸に指針を打ち込む前に前記指針が移動しない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と前記指針誤差量とを合わせた分より大きい値を前記第１移動量として格納すると共にゼロを前記第２移動量として記憶させる工程と、前記設定動作後に前記通常回転手段によって前記加算手段により加算された移動量だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記目標位置として設定して前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを回転させた後、前記指針軸に前記指針を打ち込む工程と、再び前記設定動作後に前記通常回転手段によって前記加算手段により加算された移動量分だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記目標位置として設定して前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを回転させた後の前記文字板上の指針位置から前記文字板上の前記基準位置までの移動量を前記第２移動量として記憶させる工程を順次行うことを特徴とする指針打込方法に存する。
【００３６】
請求項４記載の発明によれば、指針軸に指針を打ち込む前に指針が移動しない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と指示誤差量とを合わせた分より大きい値を第１移動量として格納すると共にゼロを第２移動量として格納する。通常回転手段が、停止手段による停止後に加算手段により加算された移動量分、基準位置よりも正回転側の位置を目標位置として設定してステッピングモータを回転させた後、指針が基準位置を指示するように指針軸に指針を打ち込む。その後再び通常回転手段が、停止手段による停止後に加算手段により加算された移動量分、基準位置よりも正回転側の位置を目標位置として設定してステッピングモータを回転させた後の文字板上の指針位置から文字板上の基準位置までの移動量である打ち込み誤差を第２移動量として記憶させる。これにより、基準位置に対する指針の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、センサ出力に応じた指示開始前に、指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに、指針が指示する位置とを、何れも、基準位置にすることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ステッピングモータ用駆動装置を組み込んだ指示装置を示す図である。この指示装置は、上述した従来で説明したように、ステッピングモータ１、指針２及び駆動装置３を備えている。上記ステッピングモータ１も、従来と同様に、励磁コイル１ａ１及び１ａ２、回転子１ｂ、ギア１ｃ、片１ｄ（請求項中の被駆動部材に相当。）及びストッパ１ｅを有している。
【００３８】
上述した従来と異なる点は、ストッパ１ｅ及び片１ｄが設けられている位置である。従来では、片１ｄとストッパ１ｅとが当接したとき、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように設けられていた。しかし、本発明の第１実施形態では、ストッパ１ｅと、片１ｄとが当接したとき、図２に説明するように、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上から、上述した従来で説明した指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側の初期化終了位置Ｐ３で停止するように設けられている。
【００３９】
また、駆動装置３は、例えば、μＣＯＭなどから構成されており、プログラムに従って各種の処理を行う中央演算ユニット（ＣＰＵ）３ａと、ＣＰＵ３ａが行う処理プログラムなどを格納した読出専用メモリであるＲＯＭ３ｂと、ＣＰＵ３ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読出書込自在のメモリであるＲＡＭ３ｃなどを内蔵し、これらが図示しないバスラインによって相互接続されている。
【００４０】
また、上記駆動装置３には、イグニッションスイッチＳＷ１（以下、ＩＧスイッチＳＷ１と略記する。）が接続され、このＩＧスイッチＳＷ１がオンしたとき、Ｈレベルのオン信号Ｓonが供給される。駆動装置３には、また角度データθｉが供給されている。この角度データθｉは、上述した従来で説明した角度データθｉと同様の値である。
【００４１】
上述した構成のステッピングモータ用駆動装置を組み込んだ指示装置の動作を、ＣＰＵ３ａの処理手順を示す図３のフローチャートを参照して以下説明する。ＣＰＵ３ａは、例えば、図示しないバッテリ電源の投入によって動作を開始し、図示しない初期ステップにおいて、駆動装置３内のＲＡＭ３ｃに形成した各種のエリアの初期設定を行う。
【００４２】
その後、ＣＰＵ３ａは、ドライバーによりＩＧスイッチＳＷ１のオン操作が行われると（ステップＳ１でＹ）、初期化回転手段として働き、初期化回転処理を開始する（ステップＳ２）。初期化回転処理において、ＣＰＵ３ａは、励磁コイル１ａ１及び１ａ２の励磁状態を間欠的に変化させて、片１ｄがストッパ１ｅに向かって移動するように、ステッピングモータ１を逆回転させる。この初期化回転処理により、指針２は０ｋｍ／ｈの目盛上より指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側の初期化終了位置Ｐ３（図２参照）に向かうこととなる。なお、このときＲＡＭ３ｃ内に格納されている指針２の現位置θ′としては、０°が格納されている。
【００４３】
その後、片１ｄがストッパ１ｅに当接して、ステッピングモータ１の回転が機械的に停止したと判断すると、ＣＰＵ３ａは、停止手段として働き、励磁コイル１ａ１及び１ａ２を予め定めた初期励磁状態に保持する停止処理を行う（ステップＳ３）。この停止処理により、指針２が初期化終了位置Ｐ３で停止した状態で、ステッピングモータ１の回転が電気的に停止される。
【００４４】
ところで、上記当接判断は、例えば、回転子１ｂの近くに設けた検出用コイルに発生する誘導電圧の有無に基づき判断する。すなわち、検出用コイルに誘導電圧が発生したときは、回転子１ｂが回転中であり、片１ｄがストッパ１ｅに当接していないと判断することができる。一方、検出用コイルに誘導電圧が発生していないときは、回転子１ｂが、片１ｄとストッパ１ｅとの当接により、機械的に停止されたと判断することができる。
【００４５】
なお、本発明の実施形態では、上記検出用コイルとして、初期化回転処理において、無励磁状態に制御された励磁コイル１ａ１及び１ａ２を流用し、無励磁状態の励磁コイル１ａ１及び１ａ２に発生する誘導電圧の有無に基づき、当接を検出する位置検出回路（図示せず）が設けられている。
【００４６】
その後、ＣＰＵ３ａは、ＲＡＭ３ｃ内に格納された目標位置θを、ＲＡＭ３ｃ内の第１移動角度エリアに予め格納された角度α′に更新する（ステップＳ４）。角度α′としては、図４に示すように、停止処理終了後であり、かつ、現位置θ′が０°であるときに、目標位置θを角度α′として、ステッピングモータ１を回転させたとき、指針２が、初期化終了位置Ｐ３から指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を、実際に、指示するために必要な角度に相当する。
【００４７】
即ち、角度α′は、ステッピングモータ１を回転させても指針２が動かない不動範囲Ａを考慮して定める必要があり、指示誤差角αより大きい値に設定されている。以上のことから、角度α′が請求項中の所定位置に相当し、角度αが請求項中の指示誤差量及び実移動量に相当することがわかる。
【００４８】
そして、ＣＰＵ３ａは、通常回転手段として働き、更新された目標位置θと指針２の現位置（停止処理後は０°に設定されている）との差分に応じて、ステッピングモータ１を回転させる通常回転処理を開始する（ステップＳ５）。
【００４９】
上記ステップＳ４において、目標位置θが角度α′に更新された直後、通常回転処理が行われると、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。
【００５０】
次に、ＣＰＵ３ａは、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたか否かを判断する（ステップＳ６）。ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていれば（ステップＳ６でＹ）、現位置θ′を強制的に０°にした後（ステップＳ７）、再び、ステップＳ１に戻る。一方、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていなければ（ステップＳ６でＮ）、ＣＰＵ３ａは、角度データθｉが角度α′より大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００５１】
角度データθｉ≦角度α′であれば（ステップＳ８でＮ）、再びステップＳ６に戻る。従って、角度データθｉ≦角度α′の間、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示したままである。
【００５２】
一方、角度データθｉ＞角度α′であれば（ステップＳ８でＹ）、目標位置θを、角度データθｉに更新する（ステップＳ９）。その後、ＣＰＵ３ａは、上記ステップＳ５と同様の通常回転処理を行う（ステップＳ１０）。このステップＳ９お及びＳ１０の処理により、指針２は、角度データθｉ、即ち、車速情報に応じた指示を行う。上記ステップＳ９及びＳ１０の動作は、ＩＧスイッチＳＷ１がオフになるまで（ステップＳ１１）、繰り返し行われる。
【００５３】
なお、上記ステップＳ９において、目標位置θを、角度α′より大きい角度データθｉに更新した後、ステップＳ１０の通常回転処理を行うと、指針２は、初期化終了位置Ｐ５から角度（θｉ−α）分、正回転方向Ｙ２側を指示する（図４参照）。その後、ステップＳ９において、目標位置θを、０°の角度データθｉに更新した後、ステップＳ１０の通常回転処理を行うと、指針２は、上述した従来で説明したように、バックラッシュに起因して、初期化終了位置Ｐ３に戻らず、初期化終了位置Ｐ３より、指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。
【００５４】
一方、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされると（ステップＳ１１でＹ）、ＣＰＵ３ａは、目標位置θを０°に更新した後（ステップＳ１２）、ステップＳ５及びＳ１０と同様の通常回転処理を行って（ステップＳ１３）、ステップＳ１に戻る。このステップＳ１３の通常回転処理を行った結果も、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より、指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示して停止する。
【００５５】
以上の指示装置によれば、車速情報に応じた指示開始前に指針２が指示する位置と、車速情報に応じた指示開始後であって、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに指針２が指示する位置とを、何れも、初期化終了位置Ｐ３から指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上とすることができる。従って、車速情報に応じた指示開始前に指針２が指示する位置と、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに指針２が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができる。
【００５６】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、図１について上述した第１実施形態と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。第１実施形態と異なる所は、片１ｄとストッパ１ｅとが設けられている位置である。第１実施形態では、ストッパ１ｅと片１ｄとが当接したとき、図２に説明するように、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上から上述した従来で説明した指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側の初期化終了位置Ｐ３で停止するように設けられていた。
【００５７】
ところで、ステッピングモータ１においては、ギア１ｃと共に回転する指針軸（図示せず）に、指針２を打ち込む作業が必要である。上述した第１実施形態では、片１ｄがストッパ１ｅに当接した状態で、０ｋｍ／ｈの目盛上から指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側に指針２を打ち込む必要がある。しかしながら、この指針軸に対する指針２の打ち込みがずれていると、上述した目標位置θを角度α′に更新した直後に通常回転処理（ステップＳ５）を行っても、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上を指示せず、打ち込みのズレ分だけずれた位置を指示してしまう。
【００５８】
そこで、以下述べる第２実施形態では、図５に示すように、片１ｄがストッパ１ｅに当接した状態で、０ｋｍ／ｈの目盛上から指示誤差角αより大きい角度分、逆回転方向Ｙ１側の位置Ｐ６を目標に、指針２を打ち込む。その後、実際に指針２が打ち込まれた位置Ｐ６と、０ｋｍ／ｈの目盛上の位置Ｐ５との角度差（α＋γ）を計測し、計測した角度差（α＋γ）から指示誤差角αを差し引いた角度γを、ＲＡＭ３ｃ内の第２移動角度エリアに記録する。上述したことからもわかるように、角度γは指針２の打ち込みズレに応じて変動する値である。
【００５９】
以下、第２実施形態における指示装置の動作を、図６のＣＰＵ３ａの処理手順を示すフローチャートを参照して、説明する。なお、第１実施形態と同様の動作を行うステップについては同一符号で示してあり、第１実施形態と異なる部分に重点を置いて説明する。
まず、ＣＰＵ３ａは、上述した図３について説明したステップＳ１〜Ｓ３と同様の動作を行う。その後、ＣＰＵ３ａは、加算手段として働き、ＲＡＭ３ｃ内の第１移動角度エリアに予め格納された角度α′と、上述した指針２打ち込み後にＲＡＭ３ｃ内の第２移動角度エリアに格納した角度γとを加算した値に、目標位置θを更新する（ステップＳ２０）。
【００６０】
角度α′は、上述した第１実施形態と同様の値であり、図７に示すように、停止処理終了後であり、現位置θ′が０°であるときに、目標位置θを角度α′として、ステッピングモータ１を回転させたとき、指針２が、初期化終了位置Ｐ６から指針誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ７に、実際に、指示するために必要な角度に相当する。
【００６１】
従って、上記ステップＳ２０において、目標位置θが角度α′＋γに更新された直後、ステップＳ５の通常回転処理を行うと、指針２は、初期化終了位置Ｐ６より角度α＋γ分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ５である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。以上のことから、第２実施形態においては、角度（α′＋γ）が請求項中の所定位置に相当し、角度（α＋γ）が請求項中の実移動量に相当することがわかる。
【００６２】
次に、ＣＰＵ３ａは、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたか否かを判断する（ステップＳ６）。ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていれば（ステップＳ６でＹ）、第１実施形態と同様に、現位置θ′を強制的に０°にした後（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。一方、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていなければ（ステップＳ６でＮ）、ＣＰＵ３ａは、角度データθｉが角度α′＋γより大きいか否かを判断する（ステップＳ２１）。角度データθｉ≦角度α′＋γであれば（ステップＳ２１でＮ）、再びステップＳ６に戻る。従って、角度データθｉ≦角度α′＋γの間、指針２は、初期化終了位置Ｐ６より角度（α＋γ）分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ５である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示したままである。
【００６３】
一方、角度データθｉ＞角度α′＋γであれば（ステップＳ２１でＹ）、次に、ＣＰＵ３ａは、角度データθｉ＝０°であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１の処理を行った直後であれば、ＣＰＵ３ａは、当然、角度データθｉ＝０°でないと判断し（ステップＳ２２でＮ）、目標位置θを、角度データθｉに更新する（ステップＳ２３）。その後、ＣＰＵ３ａは、通常回転処理を行った後（ステップＳ１０）、ＩＧスイッチＳＷ１がオフでなければ（ステップＳ１１でＮ）、再びステップＳ２２に戻る。上記ステップＳ２３で更新を行った後、ステップＳ１０で通常回転処理を行うと、図７に示すように、指針２は、初期化終了位置Ｐ６から角度（θｉ−α）分、正回転方向Ｙ２側を指示する。
【００６４】
これに対して、ステップＳ２２を繰り返し行った結果、角度データθｉが０°となれば（ステップＳ２２でＹ）、ＣＰＵ３ａは、目標位置θを、強制的に、角度α＋γと指示誤差角αとの差分である角度γに更新する（ステップＳ２４）。上記ステップＳ２４で更新を行った後、ステップＳ１０で通常回転処理を行うと、図７に示すように、指針２は、初期化終了位置Ｐ６から角度α＋γ分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ５である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。
【００６５】
また、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていれば（ステップＳ１１でＹ）、ＣＰＵ３ａは、目標位置θを角度γに更新した後（ステップＳ２５）、ステップＳ１３に進み通常回転処理を行う。このステップＳ１３の通常回転処理を行った結果も、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より、角度α＋γ分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示して停止する。以上のことから角度γが、請求項中の実移動量と指示誤差量との差分に相当することがわかる。
【００６６】
以上の指示装置によれば、車速情報に応じた指示開始後に指針２が指示する位置と、車速情報に応じた指示開始後であって、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたとき、指針２が指示する位置とを、何れも、初期化終了位置Ｐ６から角度（α＋γ）（＞指示誤差角α）分、正回転方向Ｙ２側にすることができる。従って、指針２の打ち込み誤差を解消し、しかも、車速情報に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに指針２が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができる。
【００６７】
第３実施形態
次に、第２実施形態における駆動装置３により回転が制御されるステッピングモータ１に、指針２を打ち込むための指針打込方法について説明する。なお、上述した第２実施形態においては、第１移動角度エリアには、角度α′が、第２移動角度エリアには、初期化終了位置Ｐ６と０ｋｍ／ｈの目盛上の位置Ｐ５との角度差α＋γから、指示誤差角αを差し引いた角度γが格納されていた。
第３実施形態においては、まず、指針軸に対する指針２を打ち込む前に、第１移動角度エリアには、角度α′より正回転方向Ｙ２側の角度α′′（＞α′）を記憶させ、第２移動角度エリアには０°を記憶しておく。この状態で、ステップＳ１からステップＳ５まで進めた状態で、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように、打ち込みを行う。
【００６８】
指針２を打ち込んだあと、第２移動角度エリアを０°のままにし、ステップＳ１からステップＳ５まで処理を進めると、指針２は、０ｋｍ／ｈの目盛上から打ち込み誤差±ｘ°ずれた位置を指示する。従って、第２移動角度エリアに、この打ち込み誤差±ｘ°を格納すれば、ステップＳ１０で角度α′′に加算され、指針２は、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示することとなる。
【００６９】
上述した指針打込方法によれば、希望の位置である０ｋｍ／ｈの目盛に対して指針２を打ち込むことができる。しかも、０ｋｍ／ｈの目盛に対する指針２の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、車速情報に応じた指示開始前に、指針２が指示する位置と、車速情報に応じた指示開始後であって、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに、指針２が指示する位置とを、何れも、０ｋｍ／ｈの目盛上にすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも初期化終了位置より指針誤差量分、正回転側の基準位置とすることができるので、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができるステッピングモータ用駆動装置を得ることができる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも基準位置とすることができるので、打ち込み誤差を解消し、しかも、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができるステッピングモータ用駆動装置を得ることができる。
【００７３】
請求項３及び４記載の発明によれば、基準位置に対する指針の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、センサ出力に応じた指示開始前に、指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに、指針が指示する位置とを、何れも、基準位置にすることができるので、指針の打ち込みを簡単に行えるステッピングモータ用駆動装置及び指針打込方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッピングモータ用駆動装置を組み込んだ指示装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】第１実施形態における初期化終了位置Ｐ３と、０ｋｍ／ｈの目盛との位置関係を示す図である。
【図３】第１実施形態におけるＣＰＵ３ａの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における指針２の目標位置θと指針２の実際の指示位置との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態における初期化終了位置Ｐ３と、０ｋｍ／ｈの目盛との位置関係を示す図である。
【図６】第２実施形態におけるＣＰＵ３ａの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態における指針２の目標位置θと指針２の実際の指示位置との関係を示すグラフである。
【図８】従来の問題点を説明するための図である。
【図９】従来の問題点を説明するための図である。
【図１０】従来の指針２の目標位置θと指針２の実際の指示位置との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ステッピングモータ
１ｃ ギア
１ｄ 片（被駆動部材）
１ｅ ストッパ
２ 指針
３ａ ＣＰＵ（初期化回転手段、停止手段、通常回転手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステッピングモータ用駆動装置に係わり、特に、ステッピングモータの回転を制御するステッピングモータ用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステッピングモータを用いた車両用指示装置として、図１に示すような指示装置が知られている。同図において、指示装置は、ステッピングモータ１と、このステッピングモータ１の回転に連動する指針２と、ステッピングモータ１を正逆回転させるステッピングモータ用駆動装置３（以下、単に駆動装置３と略記する。）とを備えている。上述したステッピングモータ１は、２つの励磁コイル１ａ１及び１ａ２と、ＮＳ極が交互に３極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１及び１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂと、回転子１ｂの駆動力を指針２に伝えるギア１ｃとを備えている。
【０００３】
さらに、ステッピングモータ１は、指針２側のギア１ｃの裏側に設けられ、回転子１ｂの回転動作に連動する被駆動部材としての片１ｄと、上記励磁コイル１ａ１及び１ａ２、回転子１ｂ、ギア１ｃ及び片１ｄを収容する図示しない収容ケースに設けられ、片１ｄとの当接により、回転子１ｂの回転を機械的に停止させるストッパ１ｅとを備えている。
【０００４】
なお、片１ｄがストッパ１ｅに向かうように、ステッピングモータ１を回転させることを逆回転、逆回転中の指針２の回転方向を逆回転方向Ｙ１とする。これに対して、片１ｄがストッパ１ｅから離れるように、ステッピングモータ１を回転させることを正回転、正回転中の指針２の回転方向を正回転方向Ｙ２とする。また、ストッパ１ｅは、片１ｄと当接したとき、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように設けられている。
【０００５】
上記指示装置が例えば車速計として用いられている場合、駆動装置３は、指針２の目標位置θと、現位置θ′との差である移動量θ−θ′に応じて、回転子１ｂを回転させることにより、指針２が差分θ−θ′だけ移動して目標位置θを指示するようになる。上記目標位置θは、車速センサの出力である速度情報に基づき算出された角度データθｉ（＝請求項中のセンサ位置に相当。）が入力される毎に、当該角度データθｉに更新される。なお、上記角度データθｉは、速度情報０ｋｍ／ｈのとき、基準角度０°（＝請求項中の基準位置に相当。）が算出され、速度情報が増加するに従って、増加するデータである。
【０００６】
ところで、上記指示装置は、車両の振動あるいは雑音が重畳している角度データθｉの入力等の原因により、指針２が本来移動すべき移動量（＝差分θ−θ′）と、実際の移動量とが異なる脱調を起こしてしまうことがあった。そして、この脱調が繰り返されると、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生じ、指示装置は正確な指示を行うことができなくなってしまう。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するため、駆動装置３に後述する初期化動作を行わせる。初期化動作において、駆動装置３は、イグニッションスイッチがオンする毎に、片１ｄがストッパ１ｅ側に向かうように、ステッピングモータ１を逆回転させる。さらに、駆動装置３は、片１ｄがストッパ１ｅに当接して、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上である初期化終了位置に機械的に停止すると、励磁コイル１ａ１及び１ａ２を予め定めた初期励磁状態に保持して、ステッピングモータ１の回転を電気的に停止する。以上の初期化動作を行うことにより、現位置θ′が０°であると認識しているとき、指針２も実際に初期化終了位置である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示することとなるため、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間の差異をリセットすることができた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の駆動装置３は、以下に述べる問題点があった。即ち、図８に示すように、初期化動作終了後に指針２は、文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する位置Ｐ１に停止している。ところが、初期化動作終了後、駆動装置３が、ステッピングモータ１を一旦正回転させ、その後、０°の角度データθｉの入力や、イグニッションスイッチのオフにより、目標位置θが０°になり、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように、ステッピングモータ１を逆回転させると、０ｋｍ／ｈの目盛より、指示誤差角α分（請求項中の指示誤差量に相当。）、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ２を指示して停止してしまう。
【０００９】
つまり、初期化動作終了後であり、かつ、角度データθｉ、即ち、速度情報に応じた指示開始前に指針２が指示する位置と、速度情報に応じた指示開始後であって、０°の角度データθｉの入力時、若しくは、イグニッションスイッチのオフ時に、指針２が指示する位置とはともに、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するべきであるにも拘わらず、指示誤差角αが生じてしまうという問題があった。特に、０ｋｍ／ｈの指示は、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示しなければならず、他の例えば５０ｋｍ／ｈの指示に比べて高い精度が要求される。
【００１０】
上記指示誤差角αが発生する原因は、ギア１ｃのバックラッシュに起因する。以下、上記指示誤差角αが発生する原因の詳細を図９及び図１０を参照して以下説明する。同図に示すように、初期化動作が開始され、片１ｄがストッパ１ｅに当接すると、回転子１ｂ側のギア１ｃ２は、指針２側のギア１ｃ１に対して、一方に片寄せされた状態となっている（図９（ａ）参照）。
【００１１】
その後、駆動装置３が励磁コイル１ａ１及び１ａ２を初期励磁状態に保持すると、回転子１ｂは、初期励磁状態に応じた位置まで正回転する。このとき、回転子１ｂは、慣性等の影響により、初期励磁状態に応じた位置付近で正回転、逆回転を繰り返して振動し、その振動が収束して停止状態となる。上述したように振動した後、停止状態となるため、停止後、回転子１ｂ側のギア１ｃ１は、指針２側のギア１ｃ２に対して、ニュートラル状態となる（図９（ｂ）参照）。このとき、指針２は、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示しており、駆動装置３も現位置θ′が０°であると認識している。
【００１２】
その後、角度データθｉ（＞０°）の入力に応じて、目標位置θが角度θｉとなると、駆動装置３は、指針２が目標位置θｉを指示するようにステッピングモータ１を正回転させる。しかし、回転し始めは、ステッピングモータ１の回転に応じて、ギア１ｃ２が、ギア１ｃ１に対して、ニュートラルな状態から、他方に片寄せされた状態（図９（ｃ）参照）となる位置まで回転するだけで、ステッピングモータ１の駆動力が指針２に伝達されない。
【００１３】
このため、この間、指針２は動かない。図１０に示すように、この指針２が動かない間の範囲を不動範囲Ａとする。ところが、駆動装置３は、バックラッシュ解消のために指針２が動かない間であっても、指針２を角度α、回転させる分、ステッピングモータ１を回転させている。このため、駆動装置３は、指針２が角度０°を指示したまま動いていないにも拘わらず、指針２が初期化終了位置Ｐ１から角度α分、正回転方向Ｙ２を指示していると認識する。従って、その後、駆動装置３が、現位置θｉとなるように、ステッピングモータ１を回転すると、指針２は、角度（θｉ−α）を指示する。
【００１４】
次に、目標位置θが０°となると、駆動装置３は、指針２が０°（＝０ｋｍ／ｈの目盛上）を指示するためにステッピングモータ１の回転を反転する。しかし、反転し始めは、ステッピングモータ１の回転に応じて、ギア１ｃ２が、ギア１ｃ１に対して、他方に片寄せされた状態（図９（ｃ））から、一方に片寄せされた状態（図９（ａ））となる位置まで回転するだけで、ステッピングモータ１の駆動力が指針２に伝達されない。
【００１５】
このため、この間、指針２が動かない。図１０に示すように、反転後に指針２が動かない間の範囲を不動範囲Ｂとする。ところが、駆動装置３は、バックラッシュ解消のために指針２が動かない間であっても、指針２を角度βに回転させる分、ステッピングモータ１を回転させている。
【００１６】
このため、駆動装置３は、指針２が角度（θｉ−α）分で停止しているにも拘わらず、指針２が初期化終了位置より角度（θｉ−β）分、正回転方向Ｙ２側を指示していると認識する。従って、その後、駆動装置３が、０°を目標位置θとして、ステッピングモータ１を回転すると、指針２は、角度β−α（＝（θｉ−α）−（θｉ−β））を指示して停止する。上述したように、反転に応じて生じるバックラッシュは、初期化動作後に生じるバックラッシュより大きいため、当然角度βは、角度αより大きい。このため、角度β−α≠０°とならず、０ｋｍ／ｈの目盛上より正回転方向Ｙ２側を指示して停止してしまう。なお、図１０では説明を簡単にするため、指示誤差角β−α＝α（∵２α＝β）となっている。
【００１７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたとき、又は、イグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置との指示誤差量を小さくすることができるステッピングモータ用駆動装置を提供することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ギアを介して指針を駆動するステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように前記ステッピングモータを逆回転させる初期化回転手段と、前記逆回転によって前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記ステッピングモータの回転が機械的に停止した後に前記ステッピングモータ内の励磁コイルを初期励磁状態に保持して前記ステッピングモータの回転を電気的に停止する停止処理を行う停止手段と、前記停止処理が行われた後にメモリに格納されている指針の現位置をセンサ出力０に相当する基準位置に設定する設定処理を行う基準位置設定手段と、前記設定処理が行われた後に前記センサ出力に応じた前記指針の指示位置であるセンサ位置を順次、目標位置に設定して、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを正逆回転させる通常回転動作を行う通常回転手段と、を備えたステッピングモータ用駆動装置であって、前記被駆動部材と前記ストッパとが当接したときの文字板上の指針位置である初期化終了位置が、前記文字板上に予め定めたセンサ出力０に相当する基準位置から指示誤差量だけ逆回転側となるように設けられ、前記指示誤差量が、前記通常回転手段によって前記メモリに格納されている前記指針の目標位置が前記指針を一旦正回転させるように設定されて、前記指針が一旦正回転した後に前記基準位置に設定されるような前記通常回転動作が行われたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレと等しいものとされ、そして、前記通常回転手段により、前記設定処理が行われた後に前記ステッピングモータを正回転させても前記指針が動かない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と、前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と、を合わせた分だけ前記基準位置から前記正回転側となる所定位置が前記目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが正回転され、続いて、センサ出力に応じた前記指針の指示位置が前記所定位置よりも正回転側となると、前記通常回転動作が開始されることを特徴とするステッピングモータ用駆動装置に存する。
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、ステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように初期化回転手段がステッピングモータを逆回転させる。このストッパは被駆動部材との当接によりステッピングモータの回転を機械的に停止させると共に、指針を初期化終了位置で停止させるものである。初期化回転手段により指針を初期化終了位置で停止させた後、停止手段がステッピングモータの励磁コイルを初期励磁状態に保持してステッピングモータの回転を電気的に停止する。
【００２０】
また、指針は、停止手段による停止後に前記ステッピングモータを一旦正回転させてから前記メモリに格納されている前記指針の目標位置を前記基準位置に設定して前記ステッピングモータを回転させたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレである指示誤差量だけ、文字板上の基準位置から逆回転側が初期化終了位置となるように予めステッピングモータ内の指針軸に指針が打ち込まれている。通常回転手段は、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を停止手段による停止後の目標位置として設定してステッピングモータを回転させ、その後センサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。
【００２１】
以上のように、通常回転手段が、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を目標位置としてステッピングモータを回転させると、指針は初期化終了位置よりも初期化終了位置−基準位置間の指針移動量分、正回転側の基準位置を指示する。その後、通常回転手段はセンサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。そして、センサ位置を目標位置としてステッピングモータを正逆回転させている間に、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされると通常回転手段は基準位置を目標位置としてステッピングモータを逆回転する。
【００２２】
ところが、目標位置を基準位置としても、指針は初期化終了位置に戻らず、ギアのバックラッシュに起因して初期化終了位置より指示誤差量分、正回転側を指示する。即ち、センサ出力に応じた指示開始後にセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされると指針は初期化終了位置より指示誤差量分、正回転側を指示する。
【００２３】
従って、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも初期化終了位置より指針誤差量分、正回転側の基準位置とすることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明は、ギアを介して指針を駆動するステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように前記ステッピングモータを逆回転させる初期化回転手段と、前記逆回転によって前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記ステッピングモータの回転が機械的に停止した後に前記ステッピングモータ内の励磁コイルを初期励磁状態に保持して前記ステッピングモータの回転を電気的に停止する停止処理を行う停止手段と、前記停止処理が行われた後にメモリに格納されている指針の現位置をセンサ出力０に相当する基準位置に設定する設定処理を行う基準位置設定手段と、前記設定処理が行われた後に前記センサ出力に応じた前記指針の指示位置であるセンサ位置を順次、目標位置に設定して、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを正逆回転させる通常回転動作を行う通常回転手段と、を備えたステッピングモータ用駆動装置であって、前記被駆動部材と前記ストッパとが当接したときの文字板上の指針位置である初期化終了位置が、前記文字板上に予め定めたセンサ出力０に相当する基準位置から指示誤差量よりも大きい量だけ逆回転側となるように設けられ、前記指示誤差量が、前記通常回転手段によって前記メモリに格納されている前記指針の目標位置が前記指針を一旦正回転させるように設定されて前記指針が一旦正回転した後に前記基準位置に設定されるような前記通常回転動作が行われたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレと等しいものとされ、そして、前記通常回転手段により、前記設定処理が行われた後に前記ステッピングモータを正回転させても前記指針が動かない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と、前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と、を合わせた分だけ前記基準位置から前記正回転側となる所定位置が前記目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが正回転され、続いて、センサ出力に応じた前記指針の指示位置が前記所定位置よりも正回転側となると、前記通常回転動作が開始され、前記通常回転動作中に前記センサ位置として前記基準位置が算出されたとき又はイグニッションスイッチがオフされたとき前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と前記指示誤差量との差分だけ前記基準位置から前記正回転側となる位置が目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが回転されることを特徴とするステッピングモータ用駆動装置に存する。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、ステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように初期化回転手段がステッピングモータを逆回転させる。このストッパは被駆動部材との当接によりステッピングモータの回転を機械的に停止させると共に、指針を初期化終了位置で停止させるものである。初期化回転手段により指針を初期化終了位置で停止させた後、停止手段がステッピングモータの励磁コイルを初期励磁状態に保持してステッピングモータの回転を電気的に停止する。
【００２６】
また、指針は、停止手段による停止後にステッピングモータを一旦正回転させてからメモリに格納されている指針の目標位置を基準位置に設定してステッピングモータを回転させたときに発生する文字板上の指針の初期化終了位置からのズレである指示誤差量だけ、文字板上の基準位置から逆回転側が初期化終了位置となるように予めステッピングモータ内の指針軸に打ち込まれている。通常回転手段が、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を停止手段による停止後の目標位置として設定してステッピングモータを回転させ、その後センサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。
【００２７】
以上のように、通常回転手段が、停止手段による停止後にステッピングモータを正回転させても指針が動かない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量とを合わせた分だけ、基準位置から正回転側となる所定位置を目標位置としてステッピングモータを回転させると、指針は初期化終了位置よりも初期化終了位置−基準位置間の指示移動量分、正回転側の基準位置を指示する。その後、通常回転手段はセンサ出力に応じた指針の指示位置であるセンサ位置が所定位置よりも正回転側となるとセンサ位置を目標位置としてステッピングモータを回転させる。そして、センサ位置を目標位置としてステッピングモータを正逆回転させている間に、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされると通常回転手段は文字板上の初期化終了位置−基準位置間の指針移動量と指示誤差量との差分、基準位置から正回転側を目標位置として指針を初期化終了位置に戻すようにステッピングモータを逆回転する。
【００２８】
上述したように目標位置を初期化終了位置−基準位置間の指針移動量と指示誤差量との差分、基準位置から正回転側とすると、指針は基準位置を指示する。即ち、センサ出力に応じた指示開始後にセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされると指針は基準位置を指示する。
【００２９】
従って、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも基準位置とすることができる。
【００３１】
請求項３記載の発明は、所定位置記憶媒体内に予め記憶された第１移動量と第２移動量とを加算する加算手段がさらに備えられ、そして、前記通常回転手段が、前記加算手段により加算された移動量だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記所定位置とすることを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータ用駆動装置に存する。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、加算手段が、所定位置記憶媒体内に予め記憶された第１移動量と第２移動量とを加算する。通常回転手段が、加算手段により加算された移動量分、基準位置よりも正回転側の位置を所定位置とする。
【００３３】
以上の構成によれば、ステッピングモータに連動して回転する指針軸に指針を打ち込む前に、第２移動量としてゼロを格納する。また、第１移動量は、上述した指針が移動しない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の移動量と指示誤差量とを合わせた分より大きくなるように設定されている。このとき、第１移動量分、基準位置よりも正回転側が所定位置となる。その後、通常回転手段が、所定位置を目標位置として、ステッピングモータを回転させた後の状態で、基準位置を指針が指示するように、指針を指針軸に打ち込む。
【００３４】
打ち込み終了後、基準位置に対する指針の打ち込み誤差分を第２移動量として格納すれば、基準位置に対する指針の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、センサ出力に応じた指示開始前に、指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに、指針が指示する位置とを、何れも、基準位置にすることができる。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のステッピングモータ用駆動装置により回転が制御されるステッピングモータ内の指針軸に指針を打ち込むための指針打込方法であって、前記指針軸に指針を打ち込む前に前記指針が移動しない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と前記指針誤差量とを合わせた分より大きい値を前記第１移動量として格納すると共にゼロを前記第２移動量として記憶させる工程と、前記設定動作後に前記通常回転手段によって前記加算手段により加算された移動量だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記目標位置として設定して前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを回転させた後、前記指針軸に前記指針を打ち込む工程と、再び前記設定動作後に前記通常回転手段によって前記加算手段により加算された移動量分だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記目標位置として設定して前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを回転させた後の前記文字板上の指針位置から前記文字板上の前記基準位置までの移動量を前記第２移動量として記憶させる工程を順次行うことを特徴とする指針打込方法に存する。
【００３６】
請求項４記載の発明によれば、指針軸に指針を打ち込む前に指針が移動しない間のステッピングモータの回転量に相当するメモリ上の指針の現位置の指針移動量と指示誤差量とを合わせた分より大きい値を第１移動量として格納すると共にゼロを第２移動量として格納する。通常回転手段が、停止手段による停止後に加算手段により加算された移動量分、基準位置よりも正回転側の位置を目標位置として設定してステッピングモータを回転させた後、指針が基準位置を指示するように指針軸に指針を打ち込む。その後再び通常回転手段が、停止手段による停止後に加算手段により加算された移動量分、基準位置よりも正回転側の位置を目標位置として設定してステッピングモータを回転させた後の文字板上の指針位置から文字板上の基準位置までの移動量である打ち込み誤差を第２移動量として記憶させる。これにより、基準位置に対する指針の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、センサ出力に応じた指示開始前に、指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに、指針が指示する位置とを、何れも、基準位置にすることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ステッピングモータ用駆動装置を組み込んだ指示装置を示す図である。この指示装置は、上述した従来で説明したように、ステッピングモータ１、指針２及び駆動装置３を備えている。上記ステッピングモータ１も、従来と同様に、励磁コイル１ａ１及び１ａ２、回転子１ｂ、ギア１ｃ、片１ｄ（請求項中の被駆動部材に相当。）及びストッパ１ｅを有している。
【００３８】
上述した従来と異なる点は、ストッパ１ｅ及び片１ｄが設けられている位置である。従来では、片１ｄとストッパ１ｅとが当接したとき、指針２が文字板上の０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように設けられていた。しかし、本発明の第１実施形態では、ストッパ１ｅと、片１ｄとが当接したとき、図２に説明するように、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上から、上述した従来で説明した指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側の初期化終了位置Ｐ３で停止するように設けられている。
【００３９】
また、駆動装置３は、例えば、μＣＯＭなどから構成されており、プログラムに従って各種の処理を行う中央演算ユニット（ＣＰＵ）３ａと、ＣＰＵ３ａが行う処理プログラムなどを格納した読出専用メモリであるＲＯＭ３ｂと、ＣＰＵ３ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読出書込自在のメモリであるＲＡＭ３ｃなどを内蔵し、これらが図示しないバスラインによって相互接続されている。
【００４０】
また、上記駆動装置３には、イグニッションスイッチＳＷ１（以下、ＩＧスイッチＳＷ１と略記する。）が接続され、このＩＧスイッチＳＷ１がオンしたとき、Ｈレベルのオン信号Ｓonが供給される。駆動装置３には、また角度データθｉが供給されている。この角度データθｉは、上述した従来で説明した角度データθｉと同様の値である。
【００４１】
上述した構成のステッピングモータ用駆動装置を組み込んだ指示装置の動作を、ＣＰＵ３ａの処理手順を示す図３のフローチャートを参照して以下説明する。ＣＰＵ３ａは、例えば、図示しないバッテリ電源の投入によって動作を開始し、図示しない初期ステップにおいて、駆動装置３内のＲＡＭ３ｃに形成した各種のエリアの初期設定を行う。
【００４２】
その後、ＣＰＵ３ａは、ドライバーによりＩＧスイッチＳＷ１のオン操作が行われると（ステップＳ１でＹ）、初期化回転手段として働き、初期化回転処理を開始する（ステップＳ２）。初期化回転処理において、ＣＰＵ３ａは、励磁コイル１ａ１及び１ａ２の励磁状態を間欠的に変化させて、片１ｄがストッパ１ｅに向かって移動するように、ステッピングモータ１を逆回転させる。この初期化回転処理により、指針２は０ｋｍ／ｈの目盛上より指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側の初期化終了位置Ｐ３（図２参照）に向かうこととなる。なお、このときＲＡＭ３ｃ内に格納されている指針２の現位置θ′としては、０°が格納されている。
【００４３】
その後、片１ｄがストッパ１ｅに当接して、ステッピングモータ１の回転が機械的に停止したと判断すると、ＣＰＵ３ａは、停止手段として働き、励磁コイル１ａ１及び１ａ２を予め定めた初期励磁状態に保持する停止処理を行う（ステップＳ３）。この停止処理により、指針２が初期化終了位置Ｐ３で停止した状態で、ステッピングモータ１の回転が電気的に停止される。
【００４４】
ところで、上記当接判断は、例えば、回転子１ｂの近くに設けた検出用コイルに発生する誘導電圧の有無に基づき判断する。すなわち、検出用コイルに誘導電圧が発生したときは、回転子１ｂが回転中であり、片１ｄがストッパ１ｅに当接していないと判断することができる。一方、検出用コイルに誘導電圧が発生していないときは、回転子１ｂが、片１ｄとストッパ１ｅとの当接により、機械的に停止されたと判断することができる。
【００４５】
なお、本発明の実施形態では、上記検出用コイルとして、初期化回転処理において、無励磁状態に制御された励磁コイル１ａ１及び１ａ２を流用し、無励磁状態の励磁コイル１ａ１及び１ａ２に発生する誘導電圧の有無に基づき、当接を検出する位置検出回路（図示せず）が設けられている。
【００４６】
その後、ＣＰＵ３ａは、ＲＡＭ３ｃ内に格納された目標位置θを、ＲＡＭ３ｃ内の第１移動角度エリアに予め格納された角度α′に更新する（ステップＳ４）。角度α′としては、図４に示すように、停止処理終了後であり、かつ、現位置θ′が０°であるときに、目標位置θを角度α′として、ステッピングモータ１を回転させたとき、指針２が、初期化終了位置Ｐ３から指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を、実際に、指示するために必要な角度に相当する。
【００４７】
即ち、角度α′は、ステッピングモータ１を回転させても指針２が動かない不動範囲Ａを考慮して定める必要があり、指示誤差角αより大きい値に設定されている。以上のことから、角度α′が請求項中の所定位置に相当し、角度αが請求項中の指示誤差量及び実移動量に相当することがわかる。
【００４８】
そして、ＣＰＵ３ａは、通常回転手段として働き、更新された目標位置θと指針２の現位置（停止処理後は０°に設定されている）との差分に応じて、ステッピングモータ１を回転させる通常回転処理を開始する（ステップＳ５）。
【００４９】
上記ステップＳ４において、目標位置θが角度α′に更新された直後、通常回転処理が行われると、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。
【００５０】
次に、ＣＰＵ３ａは、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたか否かを判断する（ステップＳ６）。ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていれば（ステップＳ６でＹ）、現位置θ′を強制的に０°にした後（ステップＳ７）、再び、ステップＳ１に戻る。一方、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていなければ（ステップＳ６でＮ）、ＣＰＵ３ａは、角度データθｉが角度α′より大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００５１】
角度データθｉ≦角度α′であれば（ステップＳ８でＮ）、再びステップＳ６に戻る。従って、角度データθｉ≦角度α′の間、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示したままである。
【００５２】
一方、角度データθｉ＞角度α′であれば（ステップＳ８でＹ）、目標位置θを、角度データθｉに更新する（ステップＳ９）。その後、ＣＰＵ３ａは、上記ステップＳ５と同様の通常回転処理を行う（ステップＳ１０）。このステップＳ９お及びＳ１０の処理により、指針２は、角度データθｉ、即ち、車速情報に応じた指示を行う。上記ステップＳ９及びＳ１０の動作は、ＩＧスイッチＳＷ１がオフになるまで（ステップＳ１１）、繰り返し行われる。
【００５３】
なお、上記ステップＳ９において、目標位置θを、角度α′より大きい角度データθｉに更新した後、ステップＳ１０の通常回転処理を行うと、指針２は、初期化終了位置Ｐ５から角度（θｉ−α）分、正回転方向Ｙ２側を指示する（図４参照）。その後、ステップＳ９において、目標位置θを、０°の角度データθｉに更新した後、ステップＳ１０の通常回転処理を行うと、指針２は、上述した従来で説明したように、バックラッシュに起因して、初期化終了位置Ｐ３に戻らず、初期化終了位置Ｐ３より、指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。
【００５４】
一方、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされると（ステップＳ１１でＹ）、ＣＰＵ３ａは、目標位置θを０°に更新した後（ステップＳ１２）、ステップＳ５及びＳ１０と同様の通常回転処理を行って（ステップＳ１３）、ステップＳ１に戻る。このステップＳ１３の通常回転処理を行った結果も、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より、指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示して停止する。
【００５５】
以上の指示装置によれば、車速情報に応じた指示開始前に指針２が指示する位置と、車速情報に応じた指示開始後であって、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに指針２が指示する位置とを、何れも、初期化終了位置Ｐ３から指示誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上とすることができる。従って、車速情報に応じた指示開始前に指針２が指示する位置と、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに指針２が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができる。
【００５６】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、図１について上述した第１実施形態と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。第１実施形態と異なる所は、片１ｄとストッパ１ｅとが設けられている位置である。第１実施形態では、ストッパ１ｅと片１ｄとが当接したとき、図２に説明するように、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上から上述した従来で説明した指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側の初期化終了位置Ｐ３で停止するように設けられていた。
【００５７】
ところで、ステッピングモータ１においては、ギア１ｃと共に回転する指針軸（図示せず）に、指針２を打ち込む作業が必要である。上述した第１実施形態では、片１ｄがストッパ１ｅに当接した状態で、０ｋｍ／ｈの目盛上から指示誤差角α分、逆回転方向Ｙ１側に指針２を打ち込む必要がある。しかしながら、この指針軸に対する指針２の打ち込みがずれていると、上述した目標位置θを角度α′に更新した直後に通常回転処理（ステップＳ５）を行っても、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上を指示せず、打ち込みのズレ分だけずれた位置を指示してしまう。
【００５８】
そこで、以下述べる第２実施形態では、図５に示すように、片１ｄがストッパ１ｅに当接した状態で、０ｋｍ／ｈの目盛上から指示誤差角αより大きい角度分、逆回転方向Ｙ１側の位置Ｐ６を目標に、指針２を打ち込む。その後、実際に指針２が打ち込まれた位置Ｐ６と、０ｋｍ／ｈの目盛上の位置Ｐ５との角度差（α＋γ）を計測し、計測した角度差（α＋γ）から指示誤差角αを差し引いた角度γを、ＲＡＭ３ｃ内の第２移動角度エリアに記録する。上述したことからもわかるように、角度γは指針２の打ち込みズレに応じて変動する値である。
【００５９】
以下、第２実施形態における指示装置の動作を、図６のＣＰＵ３ａの処理手順を示すフローチャートを参照して、説明する。なお、第１実施形態と同様の動作を行うステップについては同一符号で示してあり、第１実施形態と異なる部分に重点を置いて説明する。
まず、ＣＰＵ３ａは、上述した図３について説明したステップＳ１〜Ｓ３と同様の動作を行う。その後、ＣＰＵ３ａは、加算手段として働き、ＲＡＭ３ｃ内の第１移動角度エリアに予め格納された角度α′と、上述した指針２打ち込み後にＲＡＭ３ｃ内の第２移動角度エリアに格納した角度γとを加算した値に、目標位置θを更新する（ステップＳ２０）。
【００６０】
角度α′は、上述した第１実施形態と同様の値であり、図７に示すように、停止処理終了後であり、現位置θ′が０°であるときに、目標位置θを角度α′として、ステッピングモータ１を回転させたとき、指針２が、初期化終了位置Ｐ６から指針誤差角α分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ７に、実際に、指示するために必要な角度に相当する。
【００６１】
従って、上記ステップＳ２０において、目標位置θが角度α′＋γに更新された直後、ステップＳ５の通常回転処理を行うと、指針２は、初期化終了位置Ｐ６より角度α＋γ分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ５である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。以上のことから、第２実施形態においては、角度（α′＋γ）が請求項中の所定位置に相当し、角度（α＋γ）が請求項中の実移動量に相当することがわかる。
【００６２】
次に、ＣＰＵ３ａは、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたか否かを判断する（ステップＳ６）。ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていれば（ステップＳ６でＹ）、第１実施形態と同様に、現位置θ′を強制的に０°にした後（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。一方、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていなければ（ステップＳ６でＮ）、ＣＰＵ３ａは、角度データθｉが角度α′＋γより大きいか否かを判断する（ステップＳ２１）。角度データθｉ≦角度α′＋γであれば（ステップＳ２１でＮ）、再びステップＳ６に戻る。従って、角度データθｉ≦角度α′＋γの間、指針２は、初期化終了位置Ｐ６より角度（α＋γ）分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ５である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示したままである。
【００６３】
一方、角度データθｉ＞角度α′＋γであれば（ステップＳ２１でＹ）、次に、ＣＰＵ３ａは、角度データθｉ＝０°であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１の処理を行った直後であれば、ＣＰＵ３ａは、当然、角度データθｉ＝０°でないと判断し（ステップＳ２２でＮ）、目標位置θを、角度データθｉに更新する（ステップＳ２３）。その後、ＣＰＵ３ａは、通常回転処理を行った後（ステップＳ１０）、ＩＧスイッチＳＷ１がオフでなければ（ステップＳ１１でＮ）、再びステップＳ２２に戻る。上記ステップＳ２３で更新を行った後、ステップＳ１０で通常回転処理を行うと、図７に示すように、指針２は、初期化終了位置Ｐ６から角度（θｉ−α）分、正回転方向Ｙ２側を指示する。
【００６４】
これに対して、ステップＳ２２を繰り返し行った結果、角度データθｉが０°となれば（ステップＳ２２でＹ）、ＣＰＵ３ａは、目標位置θを、強制的に、角度α＋γと指示誤差角αとの差分である角度γに更新する（ステップＳ２４）。上記ステップＳ２４で更新を行った後、ステップＳ１０で通常回転処理を行うと、図７に示すように、指針２は、初期化終了位置Ｐ６から角度α＋γ分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ５である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示する。
【００６５】
また、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされていれば（ステップＳ１１でＹ）、ＣＰＵ３ａは、目標位置θを角度γに更新した後（ステップＳ２５）、ステップＳ１３に進み通常回転処理を行う。このステップＳ１３の通常回転処理を行った結果も、指針２は、初期化終了位置Ｐ３より、角度α＋γ分、正回転方向Ｙ２側の位置Ｐ４である０ｋｍ／ｈの目盛上を指示して停止する。以上のことから角度γが、請求項中の実移動量と指示誤差量との差分に相当することがわかる。
【００６６】
以上の指示装置によれば、車速情報に応じた指示開始後に指針２が指示する位置と、車速情報に応じた指示開始後であって、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたとき、指針２が指示する位置とを、何れも、初期化終了位置Ｐ６から角度（α＋γ）（＞指示誤差角α）分、正回転方向Ｙ２側にすることができる。従って、指針２の打ち込み誤差を解消し、しかも、車速情報に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに指針２が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができる。
【００６７】
第３実施形態
次に、第２実施形態における駆動装置３により回転が制御されるステッピングモータ１に、指針２を打ち込むための指針打込方法について説明する。なお、上述した第２実施形態においては、第１移動角度エリアには、角度α′が、第２移動角度エリアには、初期化終了位置Ｐ６と０ｋｍ／ｈの目盛上の位置Ｐ５との角度差α＋γから、指示誤差角αを差し引いた角度γが格納されていた。
第３実施形態においては、まず、指針軸に対する指針２を打ち込む前に、第１移動角度エリアには、角度α′より正回転方向Ｙ２側の角度α′′（＞α′）を記憶させ、第２移動角度エリアには０°を記憶しておく。この状態で、ステップＳ１からステップＳ５まで進めた状態で、指針２が０ｋｍ／ｈの目盛上を指示するように、打ち込みを行う。
【００６８】
指針２を打ち込んだあと、第２移動角度エリアを０°のままにし、ステップＳ１からステップＳ５まで処理を進めると、指針２は、０ｋｍ／ｈの目盛上から打ち込み誤差±ｘ°ずれた位置を指示する。従って、第２移動角度エリアに、この打ち込み誤差±ｘ°を格納すれば、ステップＳ１０で角度α′′に加算され、指針２は、０ｋｍ／ｈの目盛上を指示することとなる。
【００６９】
上述した指針打込方法によれば、希望の位置である０ｋｍ／ｈの目盛に対して指針２を打ち込むことができる。しかも、０ｋｍ／ｈの目盛に対する指針２の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、車速情報に応じた指示開始前に、指針２が指示する位置と、車速情報に応じた指示開始後であって、角度データθｉとして０°が算出されたり、ＩＧスイッチＳＷ１がオフされたときに、指針２が指示する位置とを、何れも、０ｋｍ／ｈの目盛上にすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも初期化終了位置より指針誤差量分、正回転側の基準位置とすることができるので、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができるステッピングモータ用駆動装置を得ることができる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であってセンサ位置として基準位置が算出されたりイグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置とを何れも基準位置とすることができるので、打ち込み誤差を解消し、しかも、センサ出力に応じた指示開始前に指針が指示する位置と、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに指針が指示する位置との指示誤差を完全になくすことができるステッピングモータ用駆動装置を得ることができる。
【００７３】
請求項３及び４記載の発明によれば、基準位置に対する指針の打ち込み誤差が正逆回転何れかの方向に発生しても、センサ出力に応じた指示開始前に、指針が指示する位置と、センサ出力に応じた指示開始後であって、センサ位置として基準位置が算出されたり、イグニッションスイッチがオフされたときに、指針が指示する位置とを、何れも、基準位置にすることができるので、指針の打ち込みを簡単に行えるステッピングモータ用駆動装置及び指針打込方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッピングモータ用駆動装置を組み込んだ指示装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】第１実施形態における初期化終了位置Ｐ３と、０ｋｍ／ｈの目盛との位置関係を示す図である。
【図３】第１実施形態におけるＣＰＵ３ａの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における指針２の目標位置θと指針２の実際の指示位置との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態における初期化終了位置Ｐ３と、０ｋｍ／ｈの目盛との位置関係を示す図である。
【図６】第２実施形態におけるＣＰＵ３ａの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態における指針２の目標位置θと指針２の実際の指示位置との関係を示すグラフである。
【図８】従来の問題点を説明するための図である。
【図９】従来の問題点を説明するための図である。
【図１０】従来の指針２の目標位置θと指針２の実際の指示位置との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ステッピングモータ
１ｃ ギア
１ｄ 片（被駆動部材）
１ｅ ストッパ
２ 指針
３ａ ＣＰＵ（初期化回転手段、停止手段、通常回転手段）
Claims (4)
- ギアを介して指針を駆動するステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように前記ステッピングモータを逆回転させる初期化回転手段と、前記逆回転によって前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記ステッピングモータの回転が機械的に停止した後に前記ステッピングモータ内の励磁コイルを初期励磁状態に保持して前記ステッピングモータの回転を電気的に停止する停止処理を行う停止手段と、前記停止処理が行われた後にメモリに格納されている指針の現位置をセンサ出力０に相当する基準位置に設定する設定処理を行う基準位置設定手段と、前記設定処理が行われた後に前記センサ出力に応じた前記指針の指示位置であるセンサ位置を順次、目標位置に設定して、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを正逆回転させる通常回転動作を行う通常回転手段と、を備えたステッピングモータ用駆動装置であって、
（イ）前記被駆動部材と前記ストッパとが当接したときの文字板上の指針位置である初期化終了位置が、前記文字板上に予め定めたセンサ出力０に相当する基準位置から指示誤差量だけ逆回転側となるように設けられ、
（ロ）前記指示誤差量が、前記通常回転手段によって前記メモリに格納されている前記指針の目標位置が前記指針を一旦正回転させるように設定されて、前記指針が一旦正回転した後に前記基準位置に設定されるような前記通常回転動作が行われたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレと等しいものとされ、そして、
（ハ）前記通常回転手段により、前記設定処理が行われた後に前記ステッピングモータを正回転させても前記指針が動かない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と、前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と、を合わせた分だけ前記基準位置から前記正回転側となる所定位置が前記目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが正回転され、続いて、センサ出力に応じた前記指針の指示位置が前記所定位置よりも正回転側となると、前記通常回転動作が開始される
ことを特徴とするステッピングモータ用駆動装置。 - ギアを介して指針を駆動するステッピングモータの回転動作に連動する被駆動部材がストッパに向かうように前記ステッピングモータを逆回転させる初期化回転手段と、前記逆回転によって前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記ステッピングモータの回転が機械的に停止した後に前記ステッピングモータ内の励磁コイルを初期励磁状態に保持して前記ステッピングモータの回転を電気的に停止する停止処理を行う停止手段と、前記停止処理が行われた後にメモリに格納されている指針の現位置をセンサ出力０に相当する基準位置に設定する設定処理を行う基準位置設定手段と、前記設定処理が行われた後に前記センサ出力に応じた前記指針の指示位置であるセンサ位置を順次、目標位置に設定して、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを正逆回転させる通常回転動作を行う通常回転手段と、を備えたステッピングモータ用駆動装置であって、
（イ）前記被駆動部材と前記ストッパとが当接したときの文字板上の指針位置である初期化終了位置が、前記文字板上に予め定めたセンサ出力０に相当する基準位置から指示誤差量よりも大きい量だけ逆回転側となるように設けられ、
（ロ）前記指示誤差量が、前記通常回転手段によって前記メモリに格納されている前記指針の目標位置が前記指針を一旦正回転させるように設定されて前記指針が一旦正回転した後に前記基準位置に設定されるような前記通常回転動作が行われたときに発生する前記文字板上の前記指針の初期化終了位置からのズレと等しいものとされ、そして、
（ハ）前記通常回転手段により、前記設定処理が行われた後に前記ステッピングモータを正回転させても前記指針が動かない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と、前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と、を合わせた分だけ前記基準位置から前記正回転側となる所定位置が前記目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが正回転され、続いて、センサ出力に応じた前記指針の指示位置が前記所定位置よりも正回転側となると、前記通常回転動作が開始され、前記通常回転動作中に前記センサ位置として前記基準位置が算出されたとき又はイグニッションスイッチがオフされたとき前記文字板上の前記初期化終了位置から前記基準位置までの指針移動量と前記指示誤差量との差分だけ前記基準位置から前記正回転側となる位置が目標位置に設定され、前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータが回転される
ことを特徴とするステッピングモータ用駆動装置。 - 所定位置記憶媒体内に予め記憶された第１移動量と第２移動量とを加算する加算手段がさらに備えられ、そして、
前記通常回転手段が、前記加算手段により加算された移動量だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記所定位置とする
ことを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータ用駆動装置。 - 請求項３記載のステッピングモータ用駆動装置により回転が制御されるステッピングモータ内の指針軸に指針を打ち込むための指針打込方法であって、
（イ）前記指針軸に指針を打ち込む前に前記指針が移動しない間の前記ステッピングモータの回転量に相当する前記メモリ上の指針の現位置の指針移動量と前記指針誤差量とを合わせた分より大きい値を前記第１移動量として格納すると共にゼロを前記第２移動量として記憶させる工程と、
（ロ）前記設定動作後に前記通常回転手段によって前記加算手段により加算された移動量だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記目標位置として設定して前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを回転させた後、前記指針軸に前記指針を打ち込む工程と、
（ハ）再び前記設定動作後に前記通常回転手段によって前記加算手段により加算された移動量分だけ前記基準位置よりも正回転側の位置を前記目標位置として設定して前記メモリに格納されている指針の現位置と前記メモリに格納されている指針の目標位置との差分に応じて前記ステッピングモータを回転させた後の前記文字板上の指針位置から前記文字板上の前記基準位置までの移動量を前記第２移動量として記憶させる工程
を順次行うことを特徴とする指針打込方法。
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