-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Schrittmotoren, die bei einem Fahrzeug-Kombinationsanzeigegerät und dergleichen einsetzbar ist, sowie eine Anzeigeeinrichtung, welche die Antriebsvorrichtung verwendet.
-
Zum Beispiel die JP 2001-3 27 193 A beschreibt eine Antriebsvorrichtung zum Steuern des Antriebs mehrerer Schrittmotoren zum Einsatz in einem Drehzahlmesser, einer Kraftstoffanzeige und dergleichen, in einem Kombinationsanzeigegerät der voranstehend geschilderten Art. Die Antriebsvorrichtung weist mehrere Schrittmotoren auf, mehrere angetriebene Teile, mehrere Anschläge, mehrere erste Erregerteile, mehrere zweite Erregerteile, mehrere Detektorwicklungen, ein Positionsdetektorteil, und ein Steuerteil. Jeder der Schrittmotoren weist mehrere Erregerwicklungen auf, sowie einen Rotor, der so magnetisiert ist, dass er N- und S-Magnetpole aufweist, und entsprechend dem Erregungszustand der Erregerwicklungen gedreht wird. Die angetriebenen Teile bewegen sich in Reaktion auf den Drehvorgang der jeweiligen Rotoren. Die Anschläge halten mechanisch die jeweiligen angetriebenen Teile in einer Position an. Die ersten Erregerteile drehen die Rotoren vorwärts und rückwärts durch Steuern der mehreren Erregerwicklungen. Die zweiten Erregerteile steuern den Erregungszustand der mehreren Erregerwicklungen in Abhängigkeit von Erregermustern, die aus mehreren Erregerschritten bestehen, um den Erregungszustand der mehreren Erregerwicklungen festzulegen, und drehen die Rotoren in Gegenrichtung, in welcher sich die angetriebenen Teile zu den vorbestimmten Positionen bewegen. Die Detektorwicklungen erzeugen eine Induktionsspannung in Reaktion auf die Drehung der Rotoren. Das Positionsdetektorteil stellt aufeinanderfolgend das Vorhandensein oder die Abwesenheit der Induktionsspannung fest, die in den Erregerwicklungen erzeugt wird, während des Steuervorgangs, der von den zweiten Erregerteilen durchgeführt wird, und stellt fest, ob die angetriebenen Teile an den vorbestimmten Positionen anhalten, an welchen die Berührung der angetriebenen Teile gegen die Anschläge vorhanden ist, auf Grundlage des Vorhandenseins oder der Abwesenheit der festgestellten, induzierten Spannung. Das Steuerteil unterbricht den Steuervorgang, der von den ersten Erregerteilen durchgeführt wird, und veranlasst die zweiten Erregerteile dazu, mit der Steuerung zu beginnen, wenn das Steuerteil ein Befehlssignal empfängt. Das Steuerteil unterbricht den Steuervorgang, der von den zweiten Erregerteilen durchgeführt wird, und veranlasst die mehreren ersten Erregerteile, mit der Steuerung zu beginnen, wenn sämtliche angetriebenen Teile an den vorbestimmten Positionen anhalten, durch das Positionsdetektorteil.
-
Bei der Antriebsvorrichtung, die beispielsweise in der JP 2001-3 27 193 A beschrieben wird, sind die mehreren Schrittmotoren so ausgebildet, dass der Rücksetzvorgang des Zurückstellens der angetriebenen Teile (Zeiger) auf ihre Position (die Nullposition) durch ein Befehlssignal auf Grundlage der Zündung durch eine aufeinanderfolgende, vorbestimmte Zeitabweichung (beispielsweise eine Abweichung von zwei Erregerschritten) gestartet wird, und dann jeder Schrittmotor in den Normalbetrieb umgeschaltet wird, in welchem sich der Schrittmotor vorwärts oder rückwärts dreht, entsprechend Messwerten für die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Drehzahl und dergleichen, nachdem der Einstellvorgang des gesamten Schrittmotors beendet ist.
-
Andererseits ist eine Antriebsvorrichtung eines anderen Typs so ausgebildet, dass die Abfolge der Nullpunkterfassung mehrerer Schrittmotoren, die in einem Kombinationsanzeigegerät verwendet werden, so gesteuert wird, dass die Feststellung der Ausgangspositionen simultan bei den gesamten, eingebauten Schrittmotoren erfolgt. Bei einer Antriebsvorrichtung dieser Art wird, um mit dem Zeitunterschied fertig zu werden, der zur Feststellung der Ausgangspositionen der Schrittmotoren benötigt wird, so vorgegangen, dass jeder Schrittmotor, bei dem die Ausgangspositionserfassung beendet ist, darauf wartet, dass die Ausgangspositionserfassung von jedem anderen Schrittmotor beendet ist, wobei jeder der Schrittmotoren gleichzeitig mit der Abgabe einer Anzeige zu einem Zeitpunkt beginnt, wenn die gesamten Schrittmotoren die Ausgangspunkterfassung beendet haben.
-
Bei der voranstehend geschilderten Antriebsvorrichtung sinkt die Versorgungsspannung ab, die einem Computer in der Antriebsvorrichtung zugeführt wird, die zum Steuern der Antriebsvorrichtung verwendet wird, infolge des Anlassens, wenn ein Anlasser in Betrieb gesetzt wird, um eine Brennkraftmaschine anzulassen, in einem solchen Zustand, in welchem eine Kraftstoffanzeige zusammen mit einem Drehzahlmesser und einer Geschwindigkeitsanzeige, die in dem Kombinationsanzeigegerät vorhanden sind, damit begonnen hat, eine Anzeige entsprechend einem Messwert anzuzeigen. Wenn der Computer zurückgesetzt wird, um eine Störung infolge des Versorgungsspannungsabfalls zu verhindern, veranlasst der so zurückgesetzte Computer, dass die Schrittmotoren mit dem Ausgangspositionserfassungsvorgang zu dem Zeitpunkt, an welchem die Stromversorgung wieder hergestellt ist, unmittelbar nach dem Rücksetzen beginnen. Wenn der Zeiger zu einem Anzeigewert unmittelbar vor dem Rücksetzen bei der Kraftstoffanzeige ausgelenkt wurde, ist Zeit dafür erforderlich, die Ausgangsposition festzustellen, bis der Zeiger zur Ausgangsposition zurückkehrt. Daher kann der Drehzahlmesser, der damit beginnen sollte, eine Anzeige entsprechend dem Messwert abzugeben, nachdem die Brennkraftmaschine angelassen wurde, nicht mit dem Normalbetrieb zur Abgabe einer Anzeige entsprechend dem Messwert beginnen, wenn die Stromversorgung für die Antriebsvorrichtung wieder hergestellt ist, bis der Ausgangspunkterfassungsvorgang in anderen Schrittmotoren beendet ist, die für diesen Vorgang Zeit benötigen.
-
Des Weiteren beschreibt
US 2002/0185926 A1 eine Synchronisationsmethode bei der zwei oder mehrere Motoren beim Zurücksetzen mit dem langsamsten Motor synchronisiert werden. Zusätzlich beschreibt
US 6 519 999 B2 eine Anzeigen, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsanzeige, für ein Kraftfahrzeug bei welcher der Zeiger der Anzeige während des Zurücksetzens mit einer höheren Geschwindigkeit als im Normalbetrieb bewegt wird.
-
Aus
US 6 062 063 A ist ein Armaturenbrett bekannt, dessen Zeiger in einer Initialisierungsphase in eine Ausgangsposition gebracht werden.
DE 102 48 457 A1 beschreibt eine Steuerung eines Schrittmotors, in der der Schrittmotor nach einer Initialisierung in einen Standby-Zustand versetzt wird bis ein Zündschalter auf EIN geschaltet wird.
-
6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Antrieb mehrerer Schrittmotoren durch eine herkömmliche Antriebsvorrichtung als Beispiel erläutert. Mit einem Schrittmotor 111, der als Drehzahlmesser arbeitet, einem Schrittmotor 112, der als Kraftstoffanzeige arbeitet, und einem Schrittmotor 113, der als Geschwindigkeitsanzeige arbeitet, beginnt eine Antriebsvorrichtung mit der Durchführung eines Ausgangspunkt- oder Nullpunkt-Erfassungsprozesses zum Zeitpunkt t1, beginnt jedoch nicht mit der Durchführung des Normalbetriebs zur Abgabe einer Anzeige entsprechend den Werten, die von den Schrittmotoren 111 und 113 gemessen werden, obwohl die Schrittmotoren 111 und 113 den Ausgangspunkt-Erfassungsprozess zum Zeitpunkt t2 beenden. Die Antriebsvorrichtung wartet einfach auf die verzögerte Beendigung (Zeitpunkt t4) des Ausgangspunkt-Erfassungsprozesses, der von dem Schrittmotor 112 durchgeführt wird, und übernimmt dann die Steuerung, so dass die Schrittmotoren 111, 112 und 113 gleichzeitig den Normalbetrieb zum Zeitpunkt t5 aufnehmen.
-
Da der Drehzahlmesser keine Anzeige der Drehzahl der Brennkraftmaschine unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine im voranstehend geschilderten Fall abgibt, kann diese Unzulänglichkeit einem Fahrer ein unbehagliches Gefühl vermitteln.
-
Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Antriebsvorrichtung für Schrittmotoren und einer diese Antriebsvorrichtung einsetzenden Anzeigeeinrichtung, die dazu fähig sind, wirksam zwischen dem Ausgangspunkt-Erfassungsprozessbetrieb mehrerer Schrittmotoren und dem Normalbetrieb umzuschalten.
-
Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Antriebsvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche aufweist:
- mehrere Schrittmotoren, die jeweils mit einer Erregerwicklung und einem Rotor versehen sind, der sich entsprechend der Änderung des Erregungszustands der Erregerwicklung dreht;
- mehrere angetriebene Teile, die sich jeweils entsprechend der Drehung des Rotors des zugehörigen Schrittmotors bewegen;
- mehrere Anschläge, die jeweils das zugehörige, angetriebene Teil mechanisch in einer Ausgangsposition anhalten; und
- eine Steuerung, welche die jeweiligen Schrittmotoren so steuert, dass selektiv entweder ein Normalbetrieb durchgeführt wird, in welchem der Schrittmotor zur Drehung angetrieben wird, oder ein Ausgangspunkt-Erfassungsbetrieb, in welchem der Schrittmotor so angetrieben wird, dass das angetriebene Teil zum Anschlag bewegt wird, um die Ausgangsposition des angetriebenen Teils zu erfassen,
- wobei die Steuerung mit der Durchführung des Ausgangspunkt-Erfassungsvorgangs gleichzeitig bei allen Schrittmotoren beginnt; und
- die Steuerung den Schrittmotor, der den Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang beendet hat, auf den Normalbetrieb umschaltet, bevor ein anderer Schrittmotor den Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang beendet hat.
-
Mit der voranstehend geschilderten Anordnung kann die Antriebsvorrichtung wirksam zwischen dem Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang und dem Normalbetrieb bei den mehreren Schrittmotoren umschalten.
-
Vorzugsweise weist die Antriebsvorrichtung weiterhin auf:
- mehrere Detektorwicklungen, die jeweils eine induzierte Spannung in Reaktion auf die Drehung des zugehörigen Rotors erzeugen; und
- mehrere Ausgangspunkt-Detektorteile, die jeweils die Berührung des zugehörigen, angetriebenen Teils mit dem zugehörigen Anschlag in der Ausgangsposition auf Grundlage des Pegels der induzierten Spannung von der zugehörigen Detektorwicklung erfassen. Die Steuerung schaltet den Schrittmotor, der den Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang beendet hat, auf den Normalbetrieb um, auf Grundlage eines Ausgangspunkt-Erfassungssignals von dem zugehörigen Ausgangspositionsdetektorteil.
-
Bei der voranstehend geschilderten Ausbildung kann die Antriebsvorrichtung wirksam zwischen dem Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang und dem Normalbetrieb bei den mehreren Schrittmotoren umschalten.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Anzeigeeinrichtung zur Verfügung gestellt, welche die Antriebsvorrichtung aufweist, und bei welcher vorgesehen sind:
- mehrere Anzeigen, die jeweils:
- eine mit einer Skalenteilung versehene Skalenplatte aufweisen; und
- einen Zeiger, der auf dem angetriebenen Teil vorgesehen ist, und auf die Skalenteilung auf der Skalenplatte zeigt, wobei der Zeiger mechanisch durch den Anschlag an einer Ausgangsposition der Skalenteilung auf der Skalenplatte angehalten wird,
- wobei die Steuerung den Schrittmotor so steuert, dass der Zeiger zum Anschlag bei einem Skalenendwert der Anzeige in dem Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang bewegt wird.
-
Mit der voranstehend geschilderten Ausbildung kann der Ausgangspunkt-Erfassungsvorgang schnell auf den Normalbetrieb zurückgestellt werden.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
- 1 eine Anzeigeeinrichtung mit einer Antriebsvorrichtung zum Antrieb von Schrittmotoren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine Anordnung der Antriebsvorrichtung in 1;
- 3 ein Zeitablaufdiagramm mit Signalformen der jeweiligen Teile der Antriebsvorrichtung von 1;
- 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels für mehrere Schrittmotoren, die von der Antriebsvorrichtung in 1 angetrieben werden;
- 5 eine Ansicht eines Fahrzeug-Kombinationsanzeigegeräts als Anzeigeeinrichtung, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet; und
- 6 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des Antriebs mehrerer Schrittmotoren durch eine Antriebsvorrichtung nach dem Stand der Technik als Beispiel.
-
Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt eine Anzeigeeinrichtung, die eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb von Schrittmotoren gemäß der Ausführungsform der Erfindung einsetzt. Die Anzeigeeinrichtung dient als Fahrzeug-Kombinationsanzeigegerät, das einen Drehzahlmesser 1, eine Kraftstoffanzeige 2 und eine Geschwindigkeitsanzeige 3 aufweist. Die Messgeräte oder Anzeigen 1, 2 und 3 weisen jeweils einen zugehörigen Schrittmotor 11, 12 bzw. 13 auf. Die Schrittmotoren 11, 12 und 13 weisen jeweils ein Paar von Erregerwicklungen 11a1 und 11a2 auf, ein Paar von Erregerwicklungen 12a1 und 12a2, und ein Paar von Erregerwicklungen 13a1 und 13a2, sowie Rotoren 11b, 12b und 13b, die jeweils fünf Gruppen von N- und S-Magnetpolen aufweisen, die abwechselnd angeordnet sind, und entsprechend einer Änderung des Erregungszustands der Paare der Erregerwicklungen 11a1 und 11a2, 12al und 12a2, bzw. 13al und 13a2 gedreht werden.
-
Weiterhin weist die Anzeigeeinrichtung mehrere Zeiger 21, 22 und 23 auf, als angetriebene Teile, die in Reaktion auf den Drehvorgang der Rotoren 11b, 12b und 13b arbeiten; mehrere Zahnräder 31, 32 und 33 zur Übertragung des Drehmoments der Rotoren 11b, 12b und 13b auf die Zeiger 21, 22 und 23; Treiberschaltungen 4 zum Drehen der Rotoren 11b, 12b und 13b durch Steuern des Erregungszustands der Paare der Erregerwicklungen 11a1 und 11a2, 12a1 und 12a2, bzw. 13a1 und 13a2; und mehrere Anschläge 51, 52 und 53 zum mechanischen Anhalten der Zeiger 21, 22 und 23 an Positionen, die einen Nullwert anzeigen (nachstehend als Nullpositionen oder Ausgangspositionen bezeichnet).
-
Als nächstes werden die Treiberschaltungen 4 beschrieben. Wie in 2 gezeigt, weisen die Treiberschaltungen 4 einen Mikrocomputer 41 mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 41a auf, zur Durchführung verschiedener Vorgänge in Abhängigkeit von Programmen, einen ROM 41b als Nur-LeseSpeicher zum Speichern von Programmen, die von der CPU 41a verarbeitet werden sollen, Arbeitsbereiche, die von der CPU 41a in den verschiedenen Verarbeitungsstufen eingesetzt werden, und einen RAM 41c als Lese/Schreibspeicher, der einen Datenspeicherbereich zum Speichern verschiedener Arten von Daten usw. hat. Diese Bauteile sind miteinander über Busleitungen verbunden.
-
Die CPU 41a empfängt ein Winkeldatensignal D1, das entsprechend Information berechnet wird, die von einem Drehsensor (nicht gezeigt) bereitgestellt wird, in Bezug auf die Drehzahl einer Brennkraftmaschine, ein Winkeldatensignal D2, das entsprechend Information berechnet wird, die von einem Flüssigkeitsniveausensor (nicht gezeigt) bereitgestellt wird, in Bezug auf die restliche Kraftstoffmenge, ein Winkeldatensignal D3, das entsprechend Information berechnet wird, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) zur Verfügung gestellt wird, bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit, und ein Initialisierungsbefehlssignal S1 auf hohem Pegel, das bei Betätigung eines Zündschalters (nicht gezeigt) abgegeben wird. Weiterhin überträgt die CPU 41a Erregerimpulse P111-114, 121-124, 131-134 an die beiden Enden a und b der Erregerwicklungen 11a1 und 11a2, an die beiden Enden a und b von 12al und 12a2, bzw. an die beiden Enden a und b von 13al und 13a2.
-
Die Treiberschaltungen 4 weisen Schalter 42, 43 und 44 auf, mit denen eine Öffnungssteuerung durch Erfassung von Zeitsignalen S2-S4 durchgeführt wird, die von der CPU 41a jedem ihrer Steuerklemmen zugeführt wird. Die Schalter 42, 43 und 44 sind jeweils auf den Verbindungsleitungen zwischen der CPU 41a und einem Ende b der Erregerwicklungen 11a1, 12a1 und 13a1 vorgesehen.
-
Die Treiberschaltungen 4 weisen weiterhin Tiefpaßfilter 45, 46 und 47 auf, die an die einen Enden b der Erregerwicklungen 11a1, 12a1 und 13al angeschlossen sind. Das Tiefpaßfilter 45 weist einen Widerstand R1 auf, der zwischen ein Ende b der Erregerwicklung 11a1 und Masse angeschlossen ist, einen Widerstand R2, dessen eines Ende mit dem einen Ende b der Erregerwicklung 11a1 verbunden ist, und einen Kondensator C1, der zwischen das andere Ende des Widerstands R2 und Masse geschaltet ist. Das Tiefpaßfilter 46 weist einen Widerstand R3 auf, der zwischen ein Ende b der Erregerwicklung 12al und Masse geschaltet ist, einen Widerstand R4, der an ein Ende b der Erregerwicklung 12a1 angeschlossen ist, und einen Kondensator C2, der zwischen das andere Ende des Widerstands R4 und Masse geschaltet ist. Weiterhin weist das Tiefpaßfilter 47 einen Widerstand R5 auf, der zwischen ein Ende b der Erregerwicklung 13a1 und Masse geschaltet ist, einen Widerstand R6, dessen eines Ende an ein Ende b der Erregerwicklung 13a1 angeschlossen ist, und einen Kondensator C3, der zwischen das andere Ende des Widerstands R6 und Masse geschaltet ist.
-
Die Treiberschaltungen 4 empfangen die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter 45, 46 und 47, und weisen Ausgangspositionsdetektorschaltungen 48, 49 und 50 als Positionsdetektorteile auf, die dazu dienen, an die CPU 41a ein Ausgangspositionsentscheidungssignal zu übertragen, um anzugeben, dass die Berührung der Zeiger 21, 22 und 23 mit den Anschlägen 51, 52 bzw. 53 erfolgt ist, um die Ausgangsposition zu halten.
-
Der Betrieb der Anzeigeeinrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau wird nunmehr unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagramm von 3 beschrieben. Im Normalbetrieb, steuert die CPU 41a den Erregungszustand der Erregerwicklungen 11a1 und 11a2 durch die Erregerimpulse P111-114, die ein erstes Erregungsmuster aufweisen, bei einem Antriebssystem für einen halben Schritt in Reaktion auf die Eingabe des Winkeldatensignals D1, und steuert den Antrieb des Schrittmotors 11 so, dass der Rotor 11b reversibel nach vorn (Y1) oder nach hinten (Y2) entsprechend dem Winkeldatensignal D1 gedreht wird, damit der Zeiger 21 den numerischen Wert für die Drehzahl der Brennkraftmaschine anzeigt. Während des Initialisierungsvorgangs steuert die CPU 41a den Erregungszustand der Erregerwicklungen 11a1 und 11a2 so, dass das Erregungsmuster für die Erregungsimpulse P111-114 von dem ersten Erregungsmuster auf ein zweites Erregungsmuster umgeschaltet wird, in Reihenfolge der Erregungsschritte 1 → 8 → 7 → 6 → 5 → 4 → 3 → 2, wie in 3 gezeigt, in Reaktion auf die Eingabe des Initialisierungsbefehlssignals S1, und steuert den Antrieb des Schrittmotors 11 so, dass der Rotor 11b zurückgedreht wird, damit sich der Zeiger 21 in Richtung zum Anschlag 51 hin bewegt (also in Richtung Y2).
-
Während des Initialisierungsvorgangs empfängt die Ausgangspositionsdetektorschaltung 48 eine induzierte Spannung V1, die über der Erregerwicklung 11a1 erzeugt wird, die als nicht erregte Detektorwicklung arbeitet, bei der ein Ende offen ist, über das Tiefpaßfilter 45, wenn der Schalter 42, der durch das Erfassungszeitsignal S2 gesteuert wird, das von der CPU 41a zum Zeitpunkt des Erregungsschrittes 5 geliefert wird, geöffnet wird, und schickt an die CPU 41a ein Ausgangspositionsentscheidungssignal S5, zur Feststellung, dass die Berührung des Zeigers 21 mit dem Anschlag 51 erfolgt ist, um die Ausgangsposition zu halten, wenn die so zugeführte, induzierte Spannung V1 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwelle wird.
-
Beim Empfang des Ausgangspositionsentscheidungssignals S5 von der Ausgangspositionsdetektorschaltung 48 schaltet die CPU 41a das Erregungsmuster der Erregungsimpulse, die den Erregerwicklungen 11a1 und 11a2 zugeführt werden, von dem zweiten Erregungsmuster auf das erste Erregungsmuster um, und veranlasst den Rotor 11b, sich in Gegenrichtung zu drehen, entsprechend dem Winkeldatensignal D1, damit der Zeiger 21 so bewegt wird, dass er den numerischen Wert für die Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechend dem gemessenen Wert anzeigt.
-
Entsprechend steuert im Normalbetrieb die CPU 41a den Erregungszustand der Erregerwicklungen 12a1 und 12a2 durch die Erregungsimpulse P121-124, die ein erstes Erregungsmuster aufweisen, bei dem Antriebssystem für einen halben Schritt, in Reaktion auf die Eingabe des Winkeldatensignals D2, und steuert den Antrieb des Schrittmotors 12 so, dass der Rotor 12b reversibel nach vorn (Y1) oder hinten (Y2) gedreht wird, entsprechend dem Winkeldatensignal D2, damit der Zeiger 22 die verbleibende Kraftstoffmenge des Fahrzeugs anzeigt. Während des Initialisierungsvorgangs steuert die CPU 41a den Erregungszustand der Erregerwicklungen 12a1 und 12a2 durch Umschalten des Erregungsmusters der Erregungsimpulse P121-124 von dem ersten Erregungsmuster auf ein zweites Erregungsmuster (zwar nicht gezeigt, aber in der gleichen Reihenfolge wie in 3), in Reaktion auf die Eingabe des Initialisierungsbefehlssignals S1, und steuert den Antrieb des Schrittmotors 12 so, dass der Rotor 12b zurückgedreht wird, damit sich der Zeiger 22 in Richtung zum Anschlag 52 hin bewegt (also in Richtung Y2).
-
Während des Initialisierungsvorgangs empfängt die Ausgangspositionsdetektorschaltung 49 die induzierte Spannung V2, die über die Erregerwicklung 12a1 erzeugt wird, die als nicht erregte Detektorwicklung dient, bei der ein Ende offen ist, über das Tiefpaßfilter 46, wenn der Schalter 43 geöffnet wird, der durch das Detektorzeitsignal S3 gesteuert wird, das von der CPU 41a geliefert wird, und schickt an die CPU 41a ein Ausgangspositionsentscheidungssignal S6, um anzugeben, dass die Berührung des Zeigers 22 mit dem Anschlag 52 eingerichtet wurde, um die Ausgangsposition zu halten, wenn die so zugeführte, induzierte Spannung V2 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwelle geworden ist.
-
Beim Empfang des Ausgangspositionsentscheidungssignals S6 von der Ausgangspositionsdetektorschaltung 49 schaltet die CPU 41a das Erregungsmuster der Erregungsimpulse, die den Erregerwicklungen 12a1 und 12a2 zugeführt werden, von dem zweiten Erregungsmuster auf das erste Erregungsmuster um, und veranlasst den Rotor 12b dazu, reversibel entsprechend dem Winkeldatensignal D2 gedreht zu werden, damit der Zeiger 22 so bewegt wird, dass der Wert für die restliche Menge an Kraftstoff der Brennkraftmaschine entsprechend dem Messwert angezeigt wird.
-
Im Normalbetrieb steuert darüber hinaus die CPU 41a den Erregungszustand der Erregerwicklungen 13a1 und 13a2 durch die Erregungsimpulse P131-134, die ein erstes Erregungsmuster aufweisen, in dem Treibersystem für einen halben Schritt, in Reaktion auf die Eingabe des Winkeldatensignals D3, und steuert den Antrieb des Schrittmotors 13 so, dass der Rotor 13b reversibel nach vorn (Y1) oder hinten (Y2) gedreht wird, entsprechend dem Winkeldatensignal D3, damit der Zeiger 23 die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt. Während des Initialisierungsvorgangs steuert die CPU 41a den Erregungszustand der Erregerwicklungen 13a1 und 13a2 durch Umschalten des Erregungsmusters der Erregungsimpulse P131-134 von dem ersten Erregungsmuster auf ein zweites Erregungsmuster (zwar nicht gezeigt, aber in gleicher Reihenfolge wie in 3), in Reaktion auf die Eingabe des Initialisierungsbefehlssignals S1, und steuert den Antrieb des Schrittmotors 12 so, dass der Rotor 13b nach hinten gedreht wird, damit der Zeiger 23 den Anschlag 53 berührt, und sich in Richtung zum Anschlag 51 hin bewegt (also Richtung Y2).
-
Während des Initialisierungsvorgangs empfängt die Ausgangspositionsdetektorschaltung 50 die induzierte Spannung V3, die über der Erregerwicklung 13a1 erzeugt wird, die als nicht erregte Detektorwicklung dient, deren eines Ende geöffnet ist, über das Tiefpaßfilter 47, wenn der Schalter 44 geöffnet wird, gesteuert durch das Detektorzeitsignal S4, das von der CPU 41a zugeführt wird, und schickt an die CPU 41a ein Ausgangspositionsentscheidungssignal S7 zur Angabe, dass die Berührung zwischen dem Zeiger 23 und dem Anschlag 53 eingerichtet wurde, um die Ausgangsposition zu halten, wenn die so zugeführte, induzierte Spannung V3 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwelle wird.
-
Beim Empfang des Ausgangspositionsentscheidungssignals S7 von der Ausgangspositionsdetektorschaltung 50 schaltet die CPU 41a das Erregungsmuster der Erregungsimpulse, die den Erregerwicklungen 13al und 13a2 zugeführt werden, von dem zweiten Erregungsmuster auf das erste Erregungsmuster um, und veranlasst den Rotor 13b, reversibel entsprechend dem Winkeldatensignal D3 bewegt zu werden, damit der Zeiger 23 so bewegt wird, dass er die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend dem Messwert anzeigt.
-
4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für mehrere Schrittmotoren erläutert, die von der Antriebsvorrichtung gemäß der voranstehend geschilderten Erfindung angetrieben werden. In einem Fall, in welchem ein Schrittmotor 11 vorgesehen ist, der als Drehzahlmesser dient, ein Schrittmotor 12, der als Kraftstoffanzeige dient, und ein Schrittmotor 13, der als Geschwindigkeitsanzeige dient, beginnen die Treiberschaltungen 4 gleichzeitig mit dem Ausgangspositionsdetektorprozess zum Zeitpunkt t1, in Reaktion auf das Initialisierungsbefehlssignal S1, und wenn die Schrittmotoren 11 und 13 den Ausgangspositionsdetektorprozess zum Zeitpunkt t2 beendet haben, wird auch mit dem Normalbetrieb zur Abgabe von Anzeigen entsprechend den von den Schrittmotoren 11 und 13 gemessenen Werten zum Zeitpunkt t3 begonnen.
-
Andererseits steuern die Treiberschaltungen 4 den Schrittmotor 12 so, dass mit dem Normalbetrieb entsprechend dem gemessenen Wert zum Zeitpunkt t5 begonnen wird, nachdem der Schrittmotor 12, bei welchem der Ausgangspositionsdetektorprozess verzögert ist, den Ausgangspositionsdetektorprozess zum Zeitpunkt t4 beendet, der später liegt als der Zeitpunkt t3.
-
Hieraus wird deutlich, dass die Schrittmotoren 11 und 13 den Drehzahlmesser und die Geschwindigkeitsanzeige dazu veranlassen, früher eine Anzeige (um t5-t3) als bislang abzugeben, wie aus dem Vergleich zwischen 4 und 6 hervorgeht, so dass beim Fahrer kein unangenehmes Gefühl auftritt.
-
5 ist eine Ansicht eines Kombinationsanzeigegeräts für Fahrzeuge, als Anzeigeeinrichtung, welche die in den 1 bis 4 dargestellte Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung einsetzt.
-
Wie in 5 gezeigt, weist die Kombinationsanzeige für Fahrzeuge eine Skalenplatte 61 für den Drehzahlmesser 1 auf, der den Schrittmotor 11 verwendet, eine Skalenplatte 62 für die Kraftstoffanzeige 2, welche den Schrittmotor 12 einsetzt, sowie eine Skalenplatte 63 für den Tachometer 3, der den Schrittmotor 13 einsetzt. Weiterhin weist die Kombinationsanzeige für Fahrzeuge eine Skalenplatte 64 für eine Wassertemperaturanzeige auf, die ebenfalls einen Schrittmotor (nicht gezeigt) einsetzt, der gesteuert durch die Treiberschaltungen 4 betrieben wird.
-
Die Skalenplatten 61, 62, 63 und 64 weisen Skalenteilungen zum Einsatz bei der Anzeige der Drehzahl der Brennkraftmaschine auf, der verbleibenden Kraftstoffmenge, der Fahrgeschwindigkeit bzw. der Wassertemperatur, und der Maximalwert auf jeder Skalenplatte ist auf einen Winkel eingestellt, der sich von der Ausgangsposition unterscheidet. Anders ausgedrückt ist der vollständige Skalenbereich von der Ausgangsposition bis zum Maximalwert auf jeder der Skalenplatten 62 und 64 für die Kraftstoffanzeige 2 und die Wassertemperatur eng, wogegen der volle Skalenbereich auf jeder der Skalenplatten 61 und 63 für den Drehzahlmesser 31 und den Tachometer 1 größer ist als bei der Kraftstoffanzeige 2 und der Wassertemperaturanzeige.
-
Bei der Kombinationsanzeige für Fahrzeuge steuern die Treiberschaltungen 4 die zugehörigen Schrittmotoren so, dass die Schrittmotoren in Rückwärtsrichtung über den vollen Skalenbereich jeder der Skalenplatten 61, 62, 63 und 64 gedreht werden, wenn der Ausgangspositionsdetektorvorgang durchgeführt wird.
-
Der Ausgangspositionsdetektorprozess bei jener Anzeige, die einen engen Skalenbereich aufweist, kann schnell durch derartige Steuerung des Antriebs der Treiberschaltungen 4 beendet werden, so dass die Umschaltung zwischen dem Vorgang der Durchführung des Ausgangspositionsdetektorprozesses und dem Normalbetrieb bei den mehreren Schrittmotoren effizient durchgeführt werden kann.
-
Zwar wurde voranstehend eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
-
Zum Beispiel ist die Erfindung nicht auf die voranstehende Treibervorrichtung, die dazu eingesetzt wurde, als Beispiel den Antrieb von drei Schrittmotoren gemäß der Ausführungsform der Erfindung zu steuern, sondern kann auch so ausgebildet sein, dass die Antriebsvorrichtung oder Treibervorrichtung zum Steuern des Betriebs von zwei bis vier oder mehr Schrittmotoren eingesetzt wird.
