DE10207652B4

DE10207652B4 - Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10207652B4
Application number: DE10207652.9A
Authority: DE
Inventors: Takashi Komura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2022-02-23
Also published as: KR100499729B1; FR2821424B1; DE10207652A1; FR2821424A1; US6624608B2; US20020117988A1; KR20020069176A

Abstract

Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, wobei das Anzeigeinstrument aufweist: einen Zeiger (20), der zwischen einer Nullposition entsprechend einer Minimalposition und einer Maximalposition entsprechend einem Maximalwert angeordnet ist, um sich über einen Displayabschnitt zu bewegen; einen Schrittmotor (M), der einen Stator (Ms), der eine Feldspule (32) der Phase A undA und eine Feldspule (33) der Phase B aufweist, und einen Magnetrotor (Mr) enthält, wobei der Magnetrotor (Mr) mit dem Zeiger (20) verbunden ist, zum Bewegen des Zeigers (20), wenn dem Stator (Ms) ein Ansteuerwechselsignal zugeführt wird, eine Stoppereinheit (S) zum Stoppen des Zeigers (20), wenn der Zeiger (20) die Nullposition erreicht hat; eine Speichervorrichtung (90); und eine Ansteuereinrichtung (50, 70, 80), die eingerichtet ist, den Stator (Ms) mit dem Ansteuerwechselsignal zu versorgen, wobei das Ansteuerwechselsignal aus zwei Kosinuswellensignalen besteht, die zueinander phasenverschoben sind und kombiniert zum Ansteuern der Feldspulen (32, 33) verwendet werden, wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) in einem normalen Betriebsmodus (270) eingerichtet ist, um den Zeiger (20) in Reaktion auf das analoge Signal eines Sensors zu bewegen; und wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) in einem Rückkehrmodus eingerichtet ist, um den Zeiger (20) durch Versorgen des Stators mit einem Null-Rückkehrwechselsignal als Ansteuerwechselsignal in Richtung der Nullposition zu bewegen, wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) ferner aufweist: eine erste Untersuchungseinrichtung (50), die eingerichtet ist, im Rückkehrmodus zu untersuchen, ob ein Phasenwinkel des Null-Rückkehrwechselsignals einen als Basisdaten gespeicherten Phasenwinkel des Nullpegels erreicht hat oder nicht, nachdem das Null-Rückkehrwechselsignal dem Stator zugeführt worden ist; eine Unterbrechungseinrichtung (70, 80), die eingerichtet ist, eine Versorgung beider Feldspulen (32, 33) des ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, wie beispielsweise einen PKW, LKW, Bus oder ein Motorrad, welches einen Schrittmotor als seine Leistungsantriebsquelle aufweist.
Gewöhnlicherweise besitzt diese Art von Anzeigeinstrument ein Drehzahluntersetzungsgetriebe, das mit dem Schrittmotor verbunden ist, und an der Rückseite von dessen Nummernscheibe angeordnet ist. Wenn der Schrittmotor den Getriebezug durch seine Eingangswelle antreibt, dreht die Ausgangswelle des Getriebezuges eine Zeigerwelle, um einen Zeiger über die vordere Oberfläche der Ziffernscheibe zu bewegen.
Das Anzeigeinstrument enthält eine Stoppereinheit, die einen Stopper und einen Arm aufweist. Ein derartiger Stopper ist ein Vorsprung, der an einem Abschnitt eines Abtriebszahnrads des Getriebezugs ausgebildet ist, der einer Null-Position oder einer Reset-Position der Nummernscheibe entspricht. Der Arm wird durch eine stationäres Teil an der Rückseite der Nummernscheibe gehalten, so daß seine Kante mit dem Stopper in Eingriff kommen kann, wenn er zur Null-Position zurückkehrt. Somit stoppt die Stoppereinheit den Zeiger an der Null-Position durch den Stopper.
Falls der Zeiger zu der Null-Position zurückgebracht wird, wird an dem Motor eine Kosinuswellenspannung angelegt. Anschließend beginnt der Rotor des Schrittmotors sich zu drehen oder sich umgekehrt in Richtung der Null-Position zurückzubewegen, und eine Spannung wird in einer Feldspule des Schrittmotors induziert. Mit zunehmender Drehzahl des Rotors wird die induzierte Spannung höher. Wenn die induzierte Spannung niedriger als ein Schwellwert wird, wird angenommen, daß der Zeiger zu der Null-Position zurückgekehrt ist. Folglich wird die Kosinuswellenspannung gestoppt.
Jedoch ist die Drehzahl des Rotors nachdem die Kosinuswellenspannung angelegt worden ist, so niedrig, daß die Amplitude der induzierten Spannung nicht ausreicht, um verglichen zu werden. Falls diese Spannung mit einer vorbestimmten Schwellwertspannung verglichen wird, kann die Null-Position des Zeigers nicht richtig erfaßt bzw. beurteilt werden.
Die US 52 87 050 A offenbart ein Verfahren zur Synchronisation des Zählwerks einer elektronischen Steuereinrichtung mit der durch einen mechanischen Anschlag definierten Nullposition eines Zeigers in einem Anzeigegerät, das über ein Untersetzungsgetriebe von einem Schrittmotor mit zwei zueinander senkrechten Wicklungen und einem zweipoligen Rotor angetrieben wird, wobei beide Wicklungen alternierend an eine Spannungsquelle und an ein Meßwerk zur Ermittlung der in der nicht bestromten Wicklung induzierten Spannung angeschlossen werden.
Die US 50 32 781 A offenbart ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Schrittmotors mit mehreren Wicklungen. Dabei wird die in einer jeweils nicht zum Antrieb benötigten Wicklung durch eine Bewegung des Schrittmotors induzierte Spannung ausgewertet.
Die DE 196 10 059 A1 offenbart ein Anzeigeninstrument mit einem Schrittmotor mit dem Folgenden: einem Paar Felderregerspulen und einem Permanentmagnetrotor, einer mittels des Schrittmotors drehbaren Anzeigeeinrichtung, einer Treiberschaltung zum intermittierenden Zuführen von unterschiedlichen Ansteuerungsströmen zu dem jeweiligen Paar Felderregerspulen zur Bildung eines Magnetfelds zum schrittweisen Drehen des Permanentmagnetrotors, einer Steuerungseinheit zur Steuerung der Treiberschaltung entsprechend einer mittels der Anzeigeeinrichtung anzuzeigenden vorgegebenen Bedingung, und einem Anschlag zum Anhalten der Anzeigeeinrichtung bei einer Nullposition der Anzeigeeinrichtung, wenn die Anzeigeeinrichtung zur Nullposition zurückgeführt wird, wobei die Steuerungseinheit ferner vorgesehen ist zum Steuern der Treiberschaltung zum Zuführen des Ansteuerungsstroms zu den Feldererregerspulen zum Drehen der Anzeigeeinrichtung in Richtung des Anschlags, bevor die Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der vorbestimmten Bestimmung angesteuert wird, und Auslassen eines Teils des für das Drehen der Anzeigeinrichtung in Richtung des Anschlags zugeführten Ansteuerungsstroms, der andernfalls einen Teil des Magnetfelds erzeugt zum Trennen der Anzeigeeinrichtung von dem Anschlag, nachdem die Anzeigeeinrichtung mittels des Anschlags angehalten wurde.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigeinstrument zu schaffen, bei welchem ein Zeiger immer zu der Null-Position zurückkehren kann, so daß der Zeiger einen genauen Analogwert, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch einen Sensor erfaßt wird, anzeigen kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch das Anzeigeinstrument gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausführungsformen sind Gegenstand der weiteren abhängigen Ansprüche.
Die Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, ebenso wie die Funktionen der betroffenen Teile der vorliegenden Erfindung werden aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der beiliegenden Ansprüche und der Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeuganzeigeinstrument gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Teilquerschnittsseitenansicht des in 1 gezeigten Anzeigeinstruments;
3 eine perspektivische Sicht, die einen Zeiger, eine Ansteuereinheit, einen Schrittmotor und eine Stoppereinheit des Anzeigeinstruments für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführung darstellt.
4 eine Draufsicht des in 3 gezeigten Schrittmotors;
5 ein elektrischer Schaltplan des Anzeigeinstruments gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ein Flußdiagramm der ersten Hälfte des Betriebs des in 5 gezeigten Mikrocomputers;
7 ein Flußdiagramm der zweiten Hälfte des Betriebs des in 5 gezeigten Mikrocomputers;
8 einen Schaltplan einer Schreibschaltung für das in 5 gezeigte EEPROM;
9 ein Flußdiagramm der ersten Hälfte eines Schreibprogramms, das durch den in 8 gezeigten Mikrocomputer ausgeführt wird;
10 ein Flußdiagramm der zweiten Hälfte des Schreibprogramms, das durch den in 8 gezeigten Computer ausgeführt wird;
11 ein Diagramm, das erläutert, wie man Basisdaten in des EEPROM schreibt;
12 einen modifizierten Schaltplan der Schreibschaltung des EEPROM's;
13 eine schematische Perspektivenansicht, die eine Kamera darstellt, die in der in 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird.
14 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Schreibprogramms, das durch einen Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird;
15 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Schreibprogramms, das durch einen Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird;
16 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Schreibprogramms, das durch einen Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird;
17 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Schreibprogramms, das durch einen Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird;
18 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Schreibprogramms, das durch einen Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird;
19 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Schreibprogramms, das durch einen Mikrocomputer ausgeführt wird, der in der 12 gezeigten Schreibschaltung verwendet wird;
20 ein Zeitablaufdiagramm eines Paars von Null-Rückkehrwechselsignalen;
21 ein schematisches Diagramm eines Hauptabschnittes des Anzeigeinstruments mit einem Zeiger, der die Null-Position verläßt;
22 ein schematisches Diagramm eines Hauptabschnittes des Anzeigeinstruments mit einem Zeiger, der sich in der Null-Position befindet;
23 ein Flußdiagramm der ersten Hälfte des Betriebs des Mikrocomputers eines Anzeigeinstruments gemäß einem Teilaspekt einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 ein Flußdiagramm der zweiten Hälfte des Betriebs des Mikrocomputers eines Anzeigeinstruments gemäß dem Teilaspekt der zweiten Ausführungsform;
25 ein Diagramm, das erläutert, wie untersucht wird, ob der Zeiger zu der Null-Position zurückgekehrt ist oder nicht;
26 einen Graphen, der einen Hysteresebetrieb des Zeigers zeigt; und
27 ein Zeitablaufdiagramm eines Paars von Null-Rückkehrwechselsignalen.
Ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1–11 beschrieben. Das Anzeigeinstrument gemäß der ersten Ausführungsform enthält eine Nummernscheibeneinheit 10, einen Zeiger 20, eine Antriebs- bzw. Ansteuereinheit 30 und eine Leiterplatte 40.
Die Nummernscheibeneinheit 10 weist eine Nummernscheibe 10a auf, welche einen bogenförmigen Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeigeabschnitt 11 aufweist, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 0 Kmh und 180 Kmh auf einer bogenförmigen Skala anzeigt, sowie eine Vielzahl von entlang der Skala angeordneten Ziffern.
Der Zeiger 20 weist einen Nabenabschnitt 21 auf und schwingt über den Anzeigeabschnitt 11.
Die Ansteuereinheit 11 enthält einen Treiber 30a und eine Zeigerwelle 30b. Der Treiberabschnitt 30a ist an der Rückseite der Leiterplatte 40 an einer Position befestigt, die mit der Nummernscheibe 10a übereinstimmt. Der Treiber 30a besteht aus einem in 2 gezeigten Gehäuse 30c, einem in 3–5 gezeigten Zweiphasenschrittmotor M, einem in 3 gezeigten Drehzahluntersetzungsgetriebezug G und einer in 3 gezeigten Stoppereinheit S. Der Drehzahluntersetzungsgetriebezug G weist ein Antriebszahnrad 34 auf, das mit der Zeigerwelle 30b in deren Mitte verbunden ist. Der Treiber 30a treibt die Zeigerwelle 30b über den Drehzahluntersetzungsgetriebezug G mit einer proportional zur Drehzahl des Schrittmotors M verringerten Drehzahl an. Das Gehäuse 30c ist mit seiner Oberseite an der Rückseite der Leiterplatte 40 befestigt. Die Zeigerwelle 30b ragt aus dem Gehäuse 30c nach oben hervor und erstreckt sich durch eine Öffnung der Leiterplatte 40 und einer Öffnung 12 der Nummernscheibe 10a. Die Leiterplatte 40 ist an der Rückseite der Ziffernscheibeneinheit 10 parallel dazu angeordnet.
Der Schrittmotor M besteht u. a. aus einem Stator Ms und einem Magnetrotor Mr. Der Stator ist in dem Gehäuse 30c parallel zu der Ziffenscheibeneinheit 10 angeordnet. Der Stator Ms besteht aus einem Joch 31, einer Feldspule 32 der Phase-A und einer Feldspule 33 der Phase-B. Das Joch 31 besteht aus einem Paar stationären Polen 31a und 31b. Der stationäre Pol 31a weist eine Feldspule 32 der Phase-A auf, und der stationäre Pol 32a weist eine Feldspule 33 der Phase-B auf. Der Magnetrotor Mr ist an der Mitte der Drehwelle 35a befestigt. Der Magnetrotor Mr weist eine Vielzahl von Magnetpolen N (Nordpol) und S (Südpol) auf, die abwechselnd an seinem Umfang ausgebildet sind. Der Magnetrotor Mr dreht sich jeweils um eine Polteilung der Magnetpole. Die Drehwelle 35a ist durch die gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 30c drehbar gelagert, so daß sie parallel zur Zeigerwelle 30b ist.
Wenn Kosinuswellenspannungssignale, die Phasen mit einem bestimmten Winkelunterschied zueinander (beispielsweise 90 Grad) aufweisen, jeweils an die Feldspulen 32 und 33 angelegt werden, sieht das Paar der stationären Polen 31a und 31b ein sich drehendes Magnetfeld zwischen dem magnetischen Rotor Mr und dem Joch 31 vor.
Der Drehzahluntersetzungsgetriebezug G enthält neben dem Abtriebszahnrad 34 ein Antriebszahnrad 35 und ein Paar von Zwischenzahnrädern 36 und 37. Das Paar von Zwischenzahnrädern 36 und 37 ist in dem Gehäuse 30c zwischen dem Abtriebszahnrad 34 und dem Antriebszahnrad 35 angeordnet und wird durch die Drehwelle 36a, die durch die gegenüberliegenden Enden des Gehäuses parallel zu der Zeigerwelle 30b gelagert ist, drehbar gelagert. Das Zwischenzahnrad 36 steht in Eingriff mit dem Abtriebszahnrad 34. Der Außendurchmesser des Zwischenzahnrads 36 ist kleiner als der Außendurchmesser des Zwischenzahnrads 37 sowie des Außendurchmessers des Abtriebszahnrads 34. Das Antriebszahnrad 35 steht im Eingriff mit dem Zwischenzahnrad 37. Der Außendurchmesser des Antriebszahnrads 35 ist kleiner als der Außendurchmesser des Zwischenzahnrads 37.
Die Stoppereinheit S weist einen streifenförmigen Stopper 38 und einen L-förmigen Arm 39 auf. Der Stopper 38 ragt von der vorderen Oberfläche des Abtriebszahnrads 34 an dessen Abschnitt hervor, der der Null-Position des Zeigers 20 entspricht. Mit anderen Worten, der Stopper 38 ist auf der vorderen Oberfläche des Abtriebszahnrads 34 in dessen radialer Richtung so angeordnet, daß er parallel mit der Zeigerwelle 30b hervorragt.
Der Arm 39 erstreckt sich parallel zu der Zeigerwelle 30b von dem Boden des Gehäuses 30c unter den Zeiger 20 aus und biegt sich derart, daß sein Endabschnitt 39a sich parallel zu der Oberfläche des Abtriebszahnrads 34 erstreckt. Der Endabschnitt 39a weist eine Seitenoberfläche 39b auf, die der Null-Position des Zeigers 20 gegenüberliegt. Falls der Zeiger 20 die Null-Position durch die Umkehr des Motors M erreicht, stößt der Stopper 38 an die Seitenoberfläche 39b wie es in 3 gezeigt ist.
Der Mikrocomputer 50 (im Weiteren auch als Untersuchungseinrichtung 50 verwendet) führt die in seinem ROM gespeicherten Programme aus, wie in 6 und 7 gezeigt. Der Mikrocomputer 50 wird durch die Batterie B direkt mit Energie versorgt und steuert über ein Paar von Treibern 70 und 80 (im Weiteren auch als Unterbrechungseinrichtung 70 und 80 verwendet) den Schrittmotor M entsprechend dem Ausgangssignal eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 60 und den zuvor in dem EEPROM 90 (d. h. in die Speichervorrichtung 90) gespeicherten Daten.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 60 erfaßt die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Treiber 70 besteht aus einer Treiber- bzw. Ansteuerschaltung 70a und ein Paar von Umschaltern 70b und 70c. Die Treiberschaltung 70a ist über ein Paar seiner Ausgangsanschlüsse 51 und 52 mit dem Mikrocomputer 50 verbunden und wird durch den Mikrocomputer 50 zum Ansteuern der Feldspule 32 der Phase-A über das Paar von Umschaltern 70b und 70c gesteuert. Der Umschalter 70b weist einen ersten Festkontakt 71, einen zweiten Festkontakt 72 und einen beweglichen Kontakt 73 auf. Der Umschalter 70c weist ebenso einen ersten Festkontakt 74, einen zweiten Festkontakt 75 und einen beweglichen Kontakt 76 auf. Die ersten Festkontakte 71 und 74 sehen einen ersten Verbindungszustand I vor, wenn sie mit den beweglichen Kontakten 73 und 76 verbunden sind.
Die Feldspule 32 der Phase-A wird durch die beweglichen Kontakte 73 und 76 verbunden. Der erste Festkontakt 71 des Umschalters 70b und der erste Festkontakt 74 des Umschalters 70c werden jeweils mit Ausgangsanschlüssen der Treiberschaltung 70a verbunden. Der zweite Festkontakt 72 des Umschalters 70b und der zweite Festkontakt 75 des Umschalters 70c werden jeweils mit den Ausgangsanschlüssen 55 und 56 des Mikrocomputers 50 verbunden.
Der Treiber 80 besteht aus einer Treiberschaltung 80a und einem Paar von Umschaltern 80b und 80c. Die Treiberschaltung 80b ist durch ein Paar von Ausgangsanschlüssen 53 und 54 mit dem Mikrocomputer 50 verbunden und wird durch den Mikrocomputer 50 zum Ansteuern der Feldspule 33 der Phase-B über das Paar von Umschaltern 80b und 80c gesteuert. Der Umschalter 80b weist einen ersten Festkontakt 81, einen zweiten Festkontakt 82 und einen beweglichen Kontakt 83 auf. Der Umschalter 80c weist ebenso einen ersten Festkontakt 84, einen zweiten Festkontakt 85 und einen beweglichen Kontakt 86 auf. Die ersten Festkontakte 81 und 84 sehen einen ersten Verbindungszustand vor, wenn die mit den beweglichen Kontakten 83 bzw. 86 verbunden sind.
Die Feldspule 33 der Phase-B ist zwischen den beweglichen Kontakten 83 und 86 verbunden. Der erste Festkontakt 81 des Umschalters 80b und der erste Festkontakt 84 des Umschalters 80c sind jeweils mit den Ausgangsanschlüssen der Treiberschaltung 80a verbunden. Der zweite Festkontakt 82 des Umschalters 80b und der zweite Festkontakt 85 des Umschalters 80c sind jeweils mit den Ausgangsanschlüssen 57 und 58 des Mikrocomputer 50 verbunden.
Die Feldspule 32 der A-Phase und die Feldspule 33 der B-Phase werden durch Kosinuswellenwechselspannungssignale (Kosinuswellensignale) angesteuert, die zu einander um 90° phasenverschoben sind.
Basisdaten zum Beurteilen, ob der Zeiger 20 die Null-Position erreicht hat, sind in dem EEPROM 90 mittels einer Schreibschaltung E gespeichert, mit der ein Herstellungsbetrieb, ein Dienstleistungsladen oder dergleichen ausgerüstet ist, wie in 8 gezeigt, welche ähnlich zu der in 5 gezeigten Schaltung ist. Die Schreibschaltung E besteht aus einem Mikrocomputer 50a und einem Betriebsschalter SW. Wenn der Betriebsschalter SW eingeschaltet ist, führt der Mikrocomputer 50a ein in 9 und 10 gezeigtes Schreibprogramm aus, welches einen Schritt eines Ansteuerns des Schrittmotors M durch die Treiber 70 und 80 zu der Null-Position und einen Schritt des Ausgebens der Basisdaten enthält. Wie in 9 gezeigt, werden bei Schritt 100 die ersten Festkontakte 71, 74, 81 und 84 eingeschaltet, um erste Verbindungszustände mit dem beweglichen Kontakten 73, 76, 83 und 86 zu bilden. Demgemäß ist die Feldspule 32 der Phase-A mit der Treiberschaltung 70a verbunden und die Feldspule 33 der Phase-B mit der Treiberschaltung 80a verbunden.
Bei Schritt 110 werden die Null-Rückkehrwechselspannungen jeweils an die Feldspule 32 der Phase-A bzw. der Feldspule 33 der Phase-B angelegt. Die Null-Rückkehrwechselspannungen sind Kosinuswellensignale, die zum Umkehren des Schrittmotors kombiniert werden. Jede der Null-Rückkehrwechselspannungen wird alternierend Null, so daß der Nullpegel bei jedem 90° Phasenwinkel (an einer der Winkelpositionen A bis D) vorgegeben ist, wie es in 11 gezeigt ist, in welcher die Stoppereinheit S an einem Punkt a angeordnet ist.
Danach wird die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A an die Feldspule 32 der Phase-A von dem Mikrocomputer 50a durch die Treiberschaltung 70a über die Umschalter 70b und 70c bei einem Punkt b angelegt, welcher in Uhrzeigerrichtung zu dem Punkt a verschoben ist. Zum gleichen Zeitpunkt wird die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B an die Feldspule 33 der Phase-B von dem Mikrocomputer 50a durch die Treiberschaltung 80a über die Umschalter 80b und 80c angelegt.
Demgemäß kehrt der Magnetrotor Mr um und die Antriebseinheit 30 treibt den Zeiger 20 in Richtung der Null-Position an. Der Drehwinkel des Zeigers 20 wird so eingestellt, daß er sich in Beziehung mit dem Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B befindet.
Bei Schritt 120 wird der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A oder der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B daraufhin untersucht, ob deren Phasenwinkel einen elektrischen Winkel A über einen elektrischen Winkel D erreicht hat. Falls das Ergebnis der Untersuchung NEIN ist, werden die beiden Null-Rückkehrwechselspannungen zum Umkehren bzw. zum Betreiben des Magnetmotors in entgegengesetzter Richtung solange weiterhin angelegt, bis das Ergebnis der Untersuchung JA wird.
Wenn das Ergebnis der Untersuchung bei dem Schritt 120 JA ist, werden die beiden Umschalter 70b und 80b geöffnet und die zweiten Kontakte 75 und 85 der Umschalter 70c und 80c werden mit der Feldspule 33 der Phase-B verbunden, um einen zweiten Verbindungszustand vorzusehen. Demzufolge ist ein Ende der Feldspule 32 der Phase-A geöffnet und das andere Ende mit dem Ausgangsanschluß 56 des Mikrocomputer 50a verbunden, und ein Ende der Feldspule 33 der Phase-B ist geöffnet und das andere Ende ist mit dem Ausgangsanschluß 58 des Mikrocomputers 50a verbunden. Folglich wird in der Feldspule 32 der Phase-A und in der Feldspule 33 der Phase-B eine Spannung induziert.
Bei Schritt 140 werden die in der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B induzierten Spannungen in den Mikrocomputer 50a eingegeben. Bei dem in 10 gezeigten Schritt 150 wird untersucht, ob die eingegebene Spannung niedriger als eine Schwellwertspannung Vth ist oder nicht. Die Schwellwertspannung Vth wird so niedrig wie Null Volt ausgewählt, da die Rückkehrspannung der Phase-A, welches ein Kosinuswellensignal ist, um seine Nullwertspannung herum eine große Steigerung aufweist. Außerdem ist die in der Feldspule der Phase-A induzierte Spannung null, wenn der Zeiger 20 und der Magnetrotor Mr durch die Stoppereinheit gestoppt sind, da der Magnetrotor Mr nicht die Feldspule 32 der Phase-A kreuzt.
Falls die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist, ist das Ergebnis bei Schritt 150 JA. Folglich wird bei Schritt 151 der Phasenwinkel A ausgegeben und in das EEPROM 90 als die Basisdaten eingeschrieben. Falls andererseits das Ergebnis bei dem Schritt 150 NEIN ist, werden bei Schritt 152 alle Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c umgeschaltet, um die ersten Verbindungszustände vorzusehen.
Anschließend werden bei Schritt 160 die Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B ununterbrochen ausgegeben, um den Magnetrotor Mr weiterhin entgegengesetzt zu betreiben. Nachdem die Phase der Null-Rückkehrwechselspannungen um einen elektrischen Winkel von 90° angewachsen ist, wird bei Schritt 170 JA ausgegeben, so daß die auf den Schritt 130 folgenden Schritte ausgeführt werden. Falls danach das Ergebnis der Untersuchung bei dem Schritt 150 auf JA lautet, wird der elektrische Winkel B als die Basisdaten ausgegeben und dem EEPROM 90 anstelle des elektrischen Winkels A eingegeben. Anschließend endet der Schreibvorgang des EEPROMs 90.
Falls das Ergebnis der Untersuchung bei dem Schritt 170 JA ist und das darauffolgende Ergebnis der Untersuchung bei dem Schritt 150 NEIN ist, können die elektrischen Winkel C oder D als die Basisdaten in das EEPROM eingeschrieben werden.
Falls der elektrische Winkel A in das EEPROM 90 eingeschrieben worden ist, arbeitet der Mikrocomputer 50 des Anzeigeinstruments gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in 5 gezeigt wird, wie folgt.
Wenn der Mikrocomputer 50 des Anzeigeinstruments, der das EEPROM 90 aufweist, in welchem der elektrische Winkel A eingeschrieben worden ist, durch die Batterie B mit Leistung versorgt wird, führt der Mikrocomputer 50 das Computerprogramm gemäß den Flußdiagrammen, die in den 6 und 7 gezeigt sind, aus. Falls der Zündschalter IG ausgeschaltet ist, wird bei Schritt 200 wiederholt NEIN vorgesehen. Falls der Zündschalter IG danach eingeschaltet wird, sieht der Schritt 200 ein JA vor, so daß der Mikrocomputer 50 bei Schritt 200a die Basisdaten, die den Winkel A repräsentieren, aus dem EEPROM 90 liest.
Bei Schritt 210 werden die Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c in den ersten Verbindungszustand umgeschaltet.
Bei Schritt 220 werden die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B zu den jeweiligen Treiberschaltungen 70a und 80a ausgegeben. Folglich versorgt die Treiberschaltung 70a die Feldspule 32 der Phase-A mit der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A über die Umschalter 70b und 70c, und die Treiberschaltung 80a führt die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B der Feldspule der Phase-B über die Umschalter 80b und 80c zu. Dementsprechend wird durch die Feldspule 32 der Phase-A und die Feldspule 33 der Phase-B das sich drehende Magnetfeld ausgebildet, so daß die Antriebseinheit den Zeiger 20 in Richtung der Nullposition dreht.
Bei Schritt 230 wird untersucht, ob die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B den Phasenwinkel A erreicht haben oder nicht. Falls das Ergebnis NEIN ist, werden die beiden Null-Rückkehrwechselspannungen weiterhin ununterbrochen den Spulen 32 und 33 zugeführt, um den Magnetrotor Mr weiterhin in entgegengesetzter Richtung zu betreiben.
Falls das Ergebnis bei Schritt 230 JA ist, werden die Umschalter 70b und 80b geöffnet, und die Umschalter 70c und 80c werden bei dem Schritt 232 zu dem zweiten Verbindungszustand umgeschaltet. Somit ist ein Ende der Feldspule 32 der Phase-A unverbunden und sein anderes Ende ist mit dem Ausgangsanschluß 56 des Mikrocomputers 50 über den zweiten Festkontakt 75 und den beweglichen Kontakt 76 verbunden, und ein Ende der Feldspule 33 der Phase-B ist unterbrochen und sein anderes Ende ist mit dem Ausgangsanschluß des Mikrocomputers 50 über den zweiten Festkontakt 85 und dem beweglichen Kontakt 86 verbunden. Daher werden in der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B Spannungen induziert. Bei Schritt 233 werden die induzierten Spannungen dem Mikrocomputer 50 von der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B eingegeben. Bei Schritt 240 wird untersucht, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist.
Falls das Ergebnis des Schritts 240 NEIN ist, wird angenommen, daß der Zeiger 20 die Null-Position nicht erreicht hat. Daher werden die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B weiterhin den Spulen 32 und 33 zugeführt, um den Magnetrotor Mr weiterhin in entgegengesetzter Richtung zu betreiben. Bei Schritt 250 wird untersucht, ob die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B weitere 360° der Phase durchlaufen haben. Falls das Ergebnis des Schritts 250 NEIN ist, wird Schritt 241 und Schritt 250 solange wiederholt, bis das Ergebnis bei Schritt 250 auf JA wechselt.
Falls das Ergebnis des Schritts 240 JA ist, wird angenommen, daß der Schalter 20 durch die Stoppereinheit S gestoppt worden ist. Dementsprechend werden bei Schritt 243 die Null-Rückkehrwechselspannungen gestoppt.
Der elektrische Winkel A wird zuvor in den EEPROM eingeschrieben und anschließend werden bei Schritt 230 die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B dahingehend beurteilt, ob ihre Phasenwinkel den elektrischen Winkel A erreichen. Falls danach die in der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B die induzierten Spannungen bei Schritt 240 als höher als die Schwellwertspannung Vth beurteilt werden, wird es bei dem Schritt 242 beurteilt, daß der Zeiger 20 durch die Stoppereinheit S gestoppt worden ist. Auch wenn die in der Feldspule 32 der Phase-A oder der Feldspule der Phase-B induzierte Spannung niedriger als die Schwellwertspannung Vth ist, wird die obige Beurteilung bzw. Feststellung solange nicht ausgeführt, solange die Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B den elektrischen Winkel A erreicht haben. Die Basisdaten bzw. Vergleichsdaten können jedoch durch die elektrischen Winkel B, C oder D in der gleichen Art und Weise, wie zuvor beschrieben ersetzt werden. Nach dem Schritt 243 wird bei Schritt 260 untersucht, ob der Zündschalter IG ausgeschaltet ist oder nicht. Falls der Zündschalter IG ausgeschaltet ist, ist das Ergebnis des Schritts 260 JA und beendet den Betrieb des Mikrocomputers 50.
Falls das Ergebnis des Schritts 260 NEIN ist, führt bei Schritt 270 das Computerprogramm mit einer normalen Routine fort und der Mikrocomputer 50 wechselt die Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c zu dem ersten Verbindungszustand und gibt die Ansteuerspannung der A-Phase und die Ansteuerspannung der B-Phase entsprechend zu dem Signal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 60 aus.
Die Treiberschaltung 70a führt die Treiberspannung der Phase-A zu der Feldspule 32 der Phase-A zu und die Treiberschaltung 80a führt die Treiberspannung der Phase-B zu der Feldspule 33 der Phase-B zu. Daher treibt die Antriebseinheit 30 den Zeiger 20 entsprechend dem Signal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 60 an, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Fahrzeugeschwindigkeitsanzeigeabschnitt 11 der Nummernscheibe 10a anzuzeigen.
Falls der Zündschlüssel IG eingeschaltet wird und bei dem Schritt 280 JA vorgesehen wird, während die normale Routine 270 ausgeführt wird, kehrt der Betrieb des Mikrocomputers 50 zu dem Schritt 200 zurück. Die Treiberspannungen und die Null-Rückkehrwechselspannungen sind nicht auf Kosinuswellenspannungen beschränkt. Andere Wechselwellenspannungen wie beispielsweise eine Sinuswellenspannung, eine Sägezahnspannung, eine Dreicksspannung oder dergleichen können ebenso als die Treiberspannung oder die Null-Rückkehrwechselspannung verwendet werden.
Im Folgenden wird eine andere Schreibschaltung E1, die an die Stelle der oben beschriebenen Schreibschaltung E der ersten Ausführungsform tritt, und deren Betrieb unter Bezugnahme auf die 12 bis 22 beschrieben. Dabei stellen die gleichen Bezugszeichen in den Figuren die gleichen oder im wesentlichen die gleichen Teile, Bestandteile oder Abschnitte dar, wie bei der zuvor beschriebenen Schreibschaltung E.
Die Schreibschaltung E1 weist eine Kamera 60a und eine Bildverarbeitungsschaltung 60b zusätzlich zu dem Aufbau der Schreibschaltung E gemäß der ersten Ausführungsform auf, wie in 12 gezeigt. Die Bildverarbeitungschaltung 60b gibt ein Bildsignal, das eine Position des Geschwindigkeitsanzeigeabschnitt 11 darstellt, zu dem Mikrocomputer 50a aus.
Basisdaten zum Beurteilen, ob der Zeiger 20 die Nullposition erreicht hat oder nicht, werden durch eine Schreibschaltung E1 in dem EEPROM 90 gespeichert, wie in 12 gezeigt.
Wenn der Betriebsschalter SW eingeschaltet ist, führt der Mikrocomputer Schreibprogramme, die in den 14 bis 19 gezeigt sind, aus. Wie in 14 gezeigt, werden alle ersten Festkontakte 71, 74, 81 und 84 der Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c bei Schritt 100 eingeschaltet, um so jeweils erste Verbindungszustände mit den beweglichen Kontakten 73, 74, 83 und 86 vorzusehen. Dementsprechend ist die Feldspule 32 der Phase-A mit der Treiberschaltung 70 verbunden, und die Feldspule 33 der Phase-B mit der Treiberschaltung 80a verbunden.
Bei Schritt 101 werden die Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen wie folgt eingestellt. Die Treiberschaltung 70a wird zum Versorgen des Festkontakts 71 des Umschalters 70b mit einer Low-Pegel-Spannung und zum Versorgen des Festkontakts 74 des Umschalters 70c mit einer High-Pegel-Spannung gesteuert. Zur gleichen Zeit wird die Treiberschaltung 80a zum Versorgen des Festkontakts 81 des Umschalters 80b und des Festkontakts 85 des Umschalters 80c mit einer Low-Pegel-Spannung gesteuert. Dementsprechend werden die Phasen der Null-Rückkehrwechselspannungen, die an die Feldspulen 32 und 33 der Phase-A bzw. der Phase-B angelegt werden, auf einen Nullphasenwinkel eingestellt.
Bei Schritt 110 werden die Null-Rückkehrwechselspannungen jeweils der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B zugeführt. Die Null-Rückkehrwechselspannungen sind Kosinuswellensignale, die zum entgegengesetzten Betreiben des Schrittmotors kombiniert werden, wie es vorhergehend beschrieben worden ist.
Bei Schritt 120a wird untersucht, ob der Phasenwinkel der beiden Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um 180 Grad erhöht haben oder nicht. Falls das Ergebnis bei Schritt 120a NEIN ist, werden die beiden Null-Rückkehrwechselsignale weiterhin zu den Spulen 32 und 33 ununterbrochen zugeführt, um den Magnetrotor Mr weiterhin bei Schritt 121 solange in entgegengesetzter Richtung zu betreiben, bis das Ergebnis des Schrittes 120a JA wird. Dabei entspricht der Winkel von 180 Grad einem Halbzyklus der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A oder der Phase-B.
Falls das Ergebnis des Schritts 120a JA ist, wird bei Schritt 130a der Umschalter 70b zu dem zweiten Verbindungszustand umgeschaltet und der Umschalter 70c geöffnet. Dementsprechend ist ein Ende der Feldspule 32 der Phase-A nicht verbunden und sein anderes Ende mit dem Ausgangsanschluß 55 des Mikrocomputers 50a verbunden, so daß eine Spannung durch den Magnetrotor Mr in der Feldspule 32 der Phase-A induziert wird, welche bei dem Schritt 140 zu dem Mikrocomputer 50a eingegeben wird. Darauffolgend wird bei Schritt 150 untersucht, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist.
Falls die induzierte Spannung kleiner bzw. niedriger als die Schwellwertspannung Vth ist, wird angenommen, daß der Zeiger 20 durch die Stoppereinheit S, wie zuvor beschrieben, gestoppt worden ist. Danach werden bei Schritt 152a die beiden Umschalter 70b und 70c in den ersten Verbindungszustand umgeschaltet. Bei Schritt 153 sieht der Mikrocomputer 50a darauffolgend einen Abschnitt der Kosinuswellentreiberspannungen der Phase-A und der Phase-B vor, die einem vorbestimmten Phasenwinkel ΔΦ entsprechen. Der vorbestimmte Phasenwinke ΔΦ entspricht einem 24 Grad Phasenwinkel, wieder in 20 gezeigt ist, und ist ein wenig größer als die Auflösung der Kamera 60a.
Wenn die Treiberschaltung 70a und 80a die Feldspulen der Phase-A und der Phase-B jeweils mit einer Treiberspannung der Phase-A und der Phase-B für eine Zeitdauer, die dem Phasenwinkel ΔΦ entspricht, über die Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c versorgt, dreht sich der Magnetrotor Mr so, daß der Zeiger 20 zum Verlassen der Null-Position durch den Drehzahluntersetzungsgetriebezug angetrieben wird. Die Bewegung des Zeigers 20 wird durch die Kamera 60a überwacht, durch den Bildprozessor 60b verarbeitet und dem Mikrocomputer 50a eingegeben.
Falls der Zeiger 20 die Null-Position nicht verläßt, sieht Schritt 154 ein NEIN vor, und der Schritt 153 wird solange wiederholt, bis der Schritt 154 ein JA vorsieht. Daher wird der Zeiger 20 zum Verlassen der Null-Position weiterhin angetrieben. Falls der Zeiger 20 die Null-Position bei der fünften Zuführungszeitdauer der Treiberspannungen verläßt die dem Phasenwinkel ΔΦ entspricht, wird die Bewegung dem Mikrocomputer 50a eingegeben und der Schritt 154 sieht JA vor.
Anschließend wird bei Schritt 155 der Phasenwinkel der Treiberspannung gerade bevor der Zeiger die Null-Position verläßt, als ein Null-Positionskorrekturwert α eingestellt und in dem EEPROM 90 gespeichert. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Phasenwinkel, der der vierten Zuführungszeitdauer bzw. -periode entspricht, als der Null-Positinskorrekturwert α eingestellt.
Falls die induzierte Spannung höher als die Schwellwertspannung Vth ist und folglich das Ergebnis des Schritts 150a NEIN ist, wird der Schritt 156 und die auf den Schritt 156 folgenden Schritte ausgeführt, wie in 16 gezeigt.
Das heißt, daß bei dem Schritt 156 werden beide Umschalter 70b und 70c in den ersten Verbindungszustand umgeschaltet und eine Versorgung der beiden Null-Rückkehrwechselspannungen wird bei Schritt 160 fortgesetzt. Daher wird der Magnetrotor Mr durch den Mikrocomputer 50a weiterhin in entgegengesetzter Richtung betrieben.
Danach wird bei Schritt 170 untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um weitere 90 Grad erhöht hat oder nicht. Falls das Ergebnis NEIN ist, wird bei Schritt 171 die Zufuhr der Null-Rückkehrwechselspannungen fortgesetzt, um weiterhin den Magnetrotor Mr in der umgekehrten Richtung zu betreiben.
Falls das Ergebnis JA ist, wird der Umschalter 80b bei Schritt 172 in den zweiten Verbindungszustand umgeschaltet und der Umschalter 80c wird geöffnet. Daher ist die Feldspule der Phase-B an einem Ende geöffnet und mit dem Ausgangsanschluß 57 des Mikrocomputers 50a derart verbunden, daß eine Spannung in der Feldspule der Phase-B induziert wird.
Anschließend wird die in der Feldspule 33 der Phase-B induzierte Spannung dem Mikrocomputer 50a bei Schritt 173 eingegeben und bei Schritt 180 untersucht, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist.
Falls das Ergebnis des Schritts 180 JA ist, wird bei Schritt 181 angenommen, daß der Zeiger 20 durch die Stoppereinheit S gestoppt worden ist. Nach dem Schritt 181 folgen die bereits vorhergehend beschriebenen Schritte 152a–155, die den Korrekturwert α vorsehen.
Falls andererseits das Ergebnis bei Schritt 180 NEIN ist, wird bei Schritt 182 und den darauffolgenden Schritten, die in 17 gezeigt sind, das Computerprogramm ausgeführt. Bei dem Schritt 182 werden die Umschalter 80b und 80c in den ersten Verbindungszustand umgeschaltet. Daher wird der Magnetrotor Mr weiterhin in entgegengesetzter Richtung durch den Mikrocomputer 50a betrieben.
Danach wird bei Schritt 190 untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um weitere 90 Grad erhöht hat oder nicht. Falls das Ergebnis NEIN ist, wird die Zufuhr der Null-Rückkehrwechselspannungen bei Schritt 191 fortgesetzt, um den Magnetrotor weiterhin in umgekehrter Richtung zu betreiben. Falls das Ergebnis bei Schritt 190 JA ist, wird bei Schritt 192 der Umschalter 70c in den zweiten Verbindungszustand umgeschaltet, und der Umschalter 70b geöffnet. Daher ist die Feldspule der Phase-A an einem Ende offen und mit dem Ausgangsanschluß 56 des Mikrocomputers 50a so verbunden, daß eine Spannung in der Feldspule der Phase-A induziert wird.
Folglich wird die in der Feldspule 33 der Phase-A induzierte Spannung dem Mikrocomputer 50a bei Schritt 193 eingegeben und bei Schritt 300 wird untersucht, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist.
Falls das Ergebnis bei Schritt 300 JA ist, wird bei Schritt 301 angenommen, daß der Zeiger 20 durch die Stoppereinheit S gestoppt worden ist. Nach dem Schritt 301 folgen die Schritte 152a–155, welche zuvor beschrieben worden sind, um den Korrekturwert α vorzusehen. Falls andererseits das Ergebnis des Schritts 300 NEIN ist, wird angenommen, daß der Zeiger 20 die Null-Position nicht erreicht hat. Daher fährt das Computerprogramm mit dem in 18 gezeigten Schritt fort.
Bei dem Schritt 302 werden die Umschalter 70b und 70c in den ersten Verbindungszustand umgeschaltet. Danach wird bei Schritt 303 der Magnetrotor Mr durch den Computer 50a weiterhin in umgekehrter Richtung betrieben. Darauffolgend wird es bei Schritt 310 bestimmt, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um weitere 90 Grad erhöht hat oder nicht. Falls das Ergebnis NEIN ist, wird bei Schritt 311 die Zufuhr der Null-Rückkehrwechselspannungen fortgesetzt, um den Magnetrotor Mr weiterhin in umgekehrter Richtung zu betreiben. Falls das Ergebnis des Schritts 310 JA ist, wird bei Schritt 312 der Umschalter 80c in den zweiten Verbindungszustand umgeschaltet und der Umschalter 80b wird geöffnet. Daher ist die Feldspule der Phase-B an einem Ende geöffnet und mit dem Ausgangsanschluß 57 des Mikrocomputers 50a derart verbunden, daß eine Spannung in der Feldspule der Phase-A induziert wird.
Darauffolgend wird bei Schritt 313 die in Feldspule 33 der Phase-B induzierte Spannung der Mikrocomputer 50a angegeben und bei Schritt 320 wird es untersucht, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist.
Falls das Ergebnis des Schritts 320 JA ist, wird bei Schritt 321 angenommen, daß der Zeiger 20 durch die Stoppereinheit S gestoppt worden ist. Nachdem Schritt 321 folgen die Schritte 152–155, welche zuvor beschrieben worden sind, um den Korrekturwert α vorzusehen. Falls andererseits das Ergebnis des Schritts 320 NEIN ist, wird angenommen, daß der Zeiger 20 die Null-Position nicht erreicht. Daher fährt das Computerprogramm mit dem in 19 gezeigten Schritt 322 fort.
Bei dem Schritt 322 werden die Umschalter 80b und 80c in ersten Verbindungszustand umgeschaltet. Danach wird bei Schritt 323 der Magnetrotor Mr weiterhin durch den Computer 50a in umgekehrter Richtung betrieben. Bei Schritt 330 wird darauffolgend untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um weitere 90 Grad erhöht hat oder nicht. Falls das Ergebnis NEIN ist, wird bei Schritt 331 die Zufuhr der Null-Rückkehrwechselspannungen fortgesetzt, um den Magnetrotor Mr weiterhin in umgekehrter Richtung zu betreiben. Falls das Ergebnis des Schritts 330 JA ist, wird bei Schritt 332 der Umschalter 70b in den zweiten Verbindungszustand umgeschaltet, und der Umschalter 70c wird geöffnet. Daher ist die Feldspule der Phase-A an einem Ende offen und mit dem Ausgangsanschluß 56 des Mikrocomputers 50a derart verbunden, daß eine Spannung in der Feldspule 32 der Phase-A induziert wird.
Darauffolgend wird bei Schritt 333 die in der Feldspule 32 der Phase-A induzierte Spannung dem Mikrocomputer 50a eingegeben und bei Schritt 340 wird es untersucht, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung Vth ist.
Falls das Ergebnis des Schritts 340 JA ist, wird bei Schritt 341 angenommen, daß der Zeiger 20 durch die Zeigereinheit S gestoppt worden ist. Nach dem Schritt 341 folgen die Schritte 152a bis 155, welche vorhergehend beschrieben worden sind, um den Korrekturwert α vorzusehen. Falls andererseits das Ergebnis des Schritts 340 NEIN ist, wird angenommen, daß der Zeiger 20 die Null-Position nicht erreicht hat. Danach fahrt das Computerprogramm mit dem in 16 gezeigten Schritt 156 fort.
Wie vorhergehend beschrieben, wird der Korrekturwert α in dem EEPROM 90 eingeschrieben, wenn das Anzeigeinstrument in einem Herstellungsbetrieb hergestellt wird (d. h. bei Herstellung). Die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B werden den Feldspulen 32 und 33 der Phase-A und der Phase-B zugeführt, nachdem ihr Phasenwinkel eingestellt worden ist. Daher kann genau festgestellt werden, ob die Phase der Null-Rückkehrsignale dem zweiten und den folgenden Null-Pegeln entspricht.
Auch für den Fall, daß es Dimensionsabweichungen bei den Anzeigeinstrumenten gibt, kann der Zeiger korrekt an der Null-Position durch die Stoppereinheit S gestoppt werden.
Der Korrekturwert α kann als ein Phasenwinkel einer der Feldspulen der Phase-A und der Phase-B eingestellt werden, wenn der Zeiger durch die Treiberspannung zum Verlassen der Stoppereinheit 11 angetrieben wird und eine induzierte Spannung der anderen (Feldspule) niedriger als der Schwellwert Vth wird.
Ein Betrieb der Stoppereinheit S wird in den 21 und 22 gezeigt. Die Stoppereinheit S kann auch von irgendeiner anderen Art als der in 21 und 22 gezeigten sein. Sie kann an der Ziffernscheibe 10a zum Stoppen der Kante des Zeigers 20 angeordnet sein.
Ein Anzeigeinstrument gemäß einem Teilaspekt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Da die Hardware des Anzeigeinstruments die gleiche ist wie bei dem Anzeigeinstrument der ersten Ausführungsform, wird lediglich ihr Betrieb unter Bezugnahme auf die 1–5 und 23–27 beschrieben.
Der in 5 gezeigte Mikrocomputer führt ein in den 23 und 24 gezeigtes Computerprogramm aus.
Bei Schritt 400 wird untersucht, ob der Zündschalter IG eingeschaltet ist oder nicht. Falls der Zündschalter IG eingeschaltet ist, ist das Ergebnis der Untersuchung bei Schritt 400 JA, und ein Null-Positionskorrekturwert α wird aus dem EEPROM 90 bei Schritt 401 ausgelesen. Bei Schritt 410 schalten dann die Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c in den ersten Verbindungszustand um. In 25 wird in diesem Zustand der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannung in der Phase-A und der Phase-B, die zu der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B zugeführt werden, durch die Position P gezeigt.
Danach werden bei Schritt 420 die Null-Rückkehrwechselspannungen, die den Zeiger 20 zu einem Winkel antreiben, der dem Null-Positionskorrekturwert α entspricht, jeweils der Feldspule 32 der Phase-A und Feldspule 33 der Phase-B zugeführt. Folglich verringert sich der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen um den Winkel α und bewegt sich zu der Position c. Sobald sich der Phasenwinkel zu dem Punkt c bewegt, wird die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A durch die Treiberschaltung 70a von dem Mikrocomputer 50 über die Umschalter 70b und 70c zu der Feldspule 32 der Phase-A zugeführt, und die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B wird durch die Treiberschaltung 80a von dem Mikrocomputer 50 über die Umschalter 80b und 80c zu der Feldspule 33 der Phase-B bei Schritt 430 zugeführt. Dementsprechend wird der Schrittmotor M in entgegengesetzter bzw. umgekehrter Richtung betrieben und der Zeiger 20 wird durch den Drehzahluntersetungsgetriebezug G so angetrieben, daß er sich in Richtung der Null-Position bewegt.
Bei Schritt 440 wird danach untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um einen elektrischen Winkel (α + β) erhöht haben. Falls das Ergebnis bei Schritt 440 NEIN ist, wird bei Schritt 441 die Zufuhr der Null-Rückkehrwechselspannungen fortgesetzt, um den Magnetrotor Mr und den Drehzahluntersetzungsgetriebezug G in umgekehrter Richtung zu betreiben. Hierbei ist der elektrische Winkel β ein Winkel, der zum Synchronisieren des Magnetfelds des Magnetrotors Mr und des Magnetfelds, das durch die Feldspule 32 der Phase-A und die Feldspule 33 der Phase-B ausgebildet wird, notwendig ist. Beispielsweise entspricht der elektrische Winkel β ein Phasenwinkel zwischen dem Punkt P und einem Punkt, der zwischen dem Punkt d und dem Punkt a angeordnet ist.
Falls das Ergebnis des Schritts 440 JA ist, werden bei einem Schritt 442 die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B, mit der augenblicklichen Phase jeweils durch die Treiberschaltungen 70a und 80a über die Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c zu der Feldspule 32 der Phase-A und der Feldspule 33 der Phase-B ausgegeben, um den Schrittmotor in der normalen Richtung zu drehen. Wie in 1 gezeigt, dreht daher der Drehzahluntersetzungsgetriebezug G den Zeiger in Uhrzeigerrichtung mit einer verringerten Drehzahl. Danach wird bei einem Schritt 450 untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich um den elektrischen Winkel β verringert hat oder nicht. Mit anderen Worten, bei dem Schritt 450 wird es untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B zu dem Punkt P, der dem Null-Positionskorrekturwert α entspricht, zurückkehrt oder nicht.
Falls das Ergebnis bei Schritt 450 NEIN ist, werden bei einem Schritt 451 die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B ununterbrochen ausgegeben, um den Magnetrotor Mr weiterhin in Uhrzeigerrichtung zu drehen. Falls das Ergebnis bei dem Schritt 450 JA ist, wird es bei Schritt 452 beurteilt bzw. festgestellt, daß das Magnetfeld des Magnetrotors Mr. und das Magnetfeld, das durch die Feldspulen der Phase-A und der Phase-B ausgebildet wird, miteinander synchronisiert worden sind.
Danach werden bei einem Schritt 453 die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B ununterbrochen ausgegeben, um den Schrittmotor weiterhin in der Uhrzeigerrichtung zu drehen. Bei Schritt 460 wird darauffolgend festgestellt, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B um einen elektrischen Winkel (α – γ) zu dem Punkt Q zurückkehrt. Der Winkel (α – γ) ist ein elektrischer Winkel, der ausreicht, den Magnetrotor Mr so zu beschleunigen, daß der Zeiger zu der Null-Position zurückkehrt. Wie in 26 gezeigt, vergrößert sich der Ausgabewinkel des Zeigers 20 entlang der Linie Lu, wenn sich sein Eingabewinkel, der proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen ist, vergrößert. Andererseits verringert sich der Ausgabewinkel des Zeigers 20 entlang der Linie Ld, wenn sich sein Eingabewinkel verringert. Zwischen der Linie Lu und der Linie Ld befindet sich eine Hysterese Δ(H). Falls der Eingabewinkel 0,5 Grad beträgt, ist der Ausgabewinkel 0. Daher wird der Winkel (α – γ) bei dieser Ausführungsform auf 0,5 eingestellt.
Falls das Ergebnis des Schritts 460 NEIN ist, werden bei einem Schritt 461 die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B ununterbrochen ausgegeben, um den Schrittmotor in der Uhrzeigerrichtung weiter zu drehen. Danach werden die Schritte 460 und 461 solange wiederholt, bis der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B zu dem elektrischen Winkel (α – γ) zurückkehrt und bei dem Schritt 460 JA vorgesehen wird.
Falls das Ergebnis des Schritts 460 JA ist, führt bei Schritt 462 die Treiberschaltung 70a die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A von dem Mikrocomputer 50 zu der Feldspule 32 der Phase-A über die Umschalter 70b und 70c zu, und führt die Treiberschaltung 80a die Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-B von dem Mikrocomputer 50 zu der Feldspule 33 der Phase-B über die Umschalter 80b und 80c zu. Demzufolge wird der Schrittmotor M in umgekehrter Richtung betrieben bzw. umgekehrt und der Drehzahluntersetzungsgetriebezug G treibt den Zeiger 20 in Richtung der Nullposition an.
Bei Schritt 470 wird danach untersucht, ob der Phasenwinkel der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und der Phase-B sich um einen elektrischen Winkel von (180 – γ) erhöht hat. Mit anderen Worten wird untersucht, ob die Phase der Null-Rückkehrwechselspannungen der Phase-A und der Phase-B sich von dem Punkt Q zu dem Punkt a hin verschoben hat oder nicht.
Falls das Ergebnis des Schritts 470 NEIN ist, werden bei Schritt 471 die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B ununterbrochen ausgegeben, um den Magnetrotor Mr weiterhin in umgekehrter Richtung anzutreiben. Falls das Ergebnis des Schritts 470 JA ist, werden bei Schritt 470 die Umschalter 70b und 80b geöffnet und die Umschalter 70c und 80c in den zweiten Verbindungszustand umgeschaltet. Folglich werden in den Feldspulen 32 und 33 der Phasen A bzw. B Spannungen induziert. Da der Phasenwinkel (α – γ) zuvor berücksichtigt worden ist und die Beurteilung bzw. Feststellung an Punkt a anstelle des Punkts b gemacht worden ist, ist die Drehzahl des Magnetrotors ausreichend hoch, um die induzierte Spannung korrekt zu erfassen.
Anschließend wird bei Schritt 473 die höhere der beiden induzierten Spannungen zu dem Mikrocomputer 50 eingegeben und bei Schritt 480 wird untersucht, ob die induzierte Spannung niedriger als die Schwellwertspannung VTh ist oder nicht. Falls die eingegebene induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung VTh ist, wird bei dem Schritt 480 JA vorgesehen. Dies bedeutet, daß der Zeiger 20 die Nullposition erreicht hat.
Falls andererseits die eingegebene Spannung höher als die Schwellwertspannung VTh ist, wird bei dem Schritt 480 NEIN vorgesehen. Dies bedeutet, daß der Zeiger 20 die Nullposition nicht erreicht hat. Darauffolgend werden bei Schritt 481 alle Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c in den ersten Verbindungszustand in der gleichen Art und Weise, wie vorhergehend beschrieben, geschaltet, und bei Schritt 482 werden die Null-Rückkehrsignale der Phase-A und der Phase-B ununterbrochen ausgegeben, um den Magnetrotor Mr weiterhin in umgekehrte Richtung zu betreiben. Bei Schritt 490 wird anschließend untersucht, ob die Phase der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und der Phase-B sich um 90 Grad erhöht hat oder nicht. Mit anderen Worten wird untersucht, ob die Phase der Null-Rückkehrwechselspannung der Phase-A und der Phase-B den Punkt b in dem 25 gezeigten Graphen erreicht hat.
Falls das Ergebnis des Schritts 490 NEIN ist, wird bei dem Schritt 482 der Magnetrotor Mr weiter in umgekehrter Richtung betrieben, und der nächste Schritt 490 wird solange wiederholt ausgeführt, bis das Ergebnis des Schritts 490 zu JA wechselt. Falls das Ergebnis des Schritts 490 zu JA wechselt, werden anschließend die Schritte 472, 473 und 480 ausgeführt. Falls dann das Ergebnis des Schritts 480 JA ist, wird es beurteilt bzw. festgestellt, daß der Zeiger 20 durch die Stoppereinheit S gestoppt ist. Folglich wird der Phasenwinkel der Spannungen der Phase-A und der Phase-B, wenn der Zeiger die Nullposition erreicht hat, auf einen vorgeschriebenen elektrischen Winkel eingestellt, und der Computer stoppt bei Schritt 484 die Zufuhr der Spannungen der Phase-A und der Phase-B.
Danach wird bei Schritt 500 der normale Betrieb gestartet. Das heißt: die Umschalter 70b, 70c, 80b und 80c werden in den ersten Verbindungszustand geschaltet; und die Treiberspannungen der Phase-A und der Phase-B werden mit ihrer vorgeschriebenen Phase über die Treiber 70 und 80 zu den Feldspulen 32 und 33 der Phase-A bzw. der Phase-B gemäß dem Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 60 zugeführt. Daher dreht sich der Schrittmotor M in der normalen Antriebsrichtung, und der Drehzahluntersetzungsgetriebezug G dreht den Zeiger in Uhrzeigerrichtung mit einer verringerten Geschwindigkeit, um die Fahrzeuggeschwindigkeit anzuzeigen, solange, wie der Zündschalter IG eingeschaltet ist. Falls der Zündschalter IG ausgeschaltet wird, wird bei Schritt 510 ein JA vorgesehen, und das Computerprogramm endet.
Bei dem Anzeigeinstrument gemäß dem Teilaspekt der zweiten Ausführungsform wird der Nullpositionskorrekturwert α und der Phasenwinkel β zum Synchronisieren der Treiberspannung der Phase-A und der Phase-B und dem Magnetrotor Mr verwendet. Ferner wird der Phasenwinkel (α - γ) zum Beschleunigen des Magentrotors Mr so eingestellt, daß eine ausreichende Amplitude der induzierten Spannung vorgesehen wird. Daher kann die Rückkehr des Zeigers zu der Null-Position (Null-Rückkehr) genau erfaßt werden.
Der Null-Positionskorrekturwert a kann ein Phasenwinkel einer der Treiberspannungen der Phase-A oder der Phase-B sein, wenn der Zeiger 20 die Stoppereinheit S verläßt, und folglich wird die induzierte Spannung niedriger als die Schwellwertspannung VTh.

Claims

Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, wobei das Anzeigeinstrument aufweist: einen Zeiger (20), der zwischen einer Nullposition entsprechend einer Minimalposition und einer Maximalposition entsprechend einem Maximalwert angeordnet ist, um sich über einen Displayabschnitt zu bewegen; einen Schrittmotor (M), der einen Stator (Ms), der eine Feldspule (32) der Phase A undA und eine Feldspule (33) der Phase B aufweist, und einen Magnetrotor (Mr) enthält, wobei der Magnetrotor (Mr) mit dem Zeiger (20) verbunden ist, zum Bewegen des Zeigers (20), wenn dem Stator (Ms) ein Ansteuerwechselsignal zugeführt wird, eine Stoppereinheit (S) zum Stoppen des Zeigers (20), wenn der Zeiger (20) die Nullposition erreicht hat; eine Speichervorrichtung (90); und eine Ansteuereinrichtung (50, 70, 80), die eingerichtet ist, den Stator (Ms) mit dem Ansteuerwechselsignal zu versorgen, wobei das Ansteuerwechselsignal aus zwei Kosinuswellensignalen besteht, die zueinander phasenverschoben sind und kombiniert zum Ansteuern der Feldspulen (32, 33) verwendet werden, wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) in einem normalen Betriebsmodus (270) eingerichtet ist, um den Zeiger (20) in Reaktion auf das analoge Signal eines Sensors zu bewegen; und wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) in einem Rückkehrmodus eingerichtet ist, um den Zeiger (20) durch Versorgen des Stators mit einem Null-Rückkehrwechselsignal als Ansteuerwechselsignal in Richtung der Nullposition zu bewegen, wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) ferner aufweist: eine erste Untersuchungseinrichtung (50), die eingerichtet ist, im Rückkehrmodus zu untersuchen, ob ein Phasenwinkel des Null-Rückkehrwechselsignals einen als Basisdaten gespeicherten Phasenwinkel des Nullpegels erreicht hat oder nicht, nachdem das Null-Rückkehrwechselsignal dem Stator zugeführt worden ist; eine Unterbrechungseinrichtung (70, 80), die eingerichtet ist, eine Versorgung beider Feldspulen (32, 33) des Stators (Ms) mit dem Null-Rückkehrwechselsignal zu unterbrechen, um in den beiden Feldspulen (32, 33) des Stators (Ms) eine Spannung zu induzieren; und eine zweite Untersuchungseinrichtung (50) die eingerichtet ist, im unterbrochenen Versorgungszustand der Feldspulen (32, 33) zu untersuchen, ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich einer Schwellwertspannung ist, die anzeigt, dass der Zeiger (20) gestoppt worden ist, wobei die Ansteuereinrichtung (50, 70, 80) ferner eingerichtet ist, die Basisdaten für den Phasenwinkel des Nullpegels, die zur Beurteilung des Erreichen der Nullposition durch den Zeiger (20) dienen, in die Speichervorrichtung (90) zu schreiben, wobei nacheinander die folgenden Schritte ausgeführt werden: Unterbrechung der Versorgung zur Bestimmung der induzierten Spannung durch die Unterbrechungsvorrichtung (70, 80) erstmals dann, wenn beide Kosinuswellensignale des Null-Rückkehrwechselsignals einmal einen Nullpegel erreicht haben, so dass insgesamt zwei Nullpegeldurchgänge abgewartet wurden; Untersuchen durch die zweite Untersuchungseinrichtung (50), ob die induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung ist; wobei für den Fall, dass die induzierte Spannung größer der Schwellwertspannung ist, der Phasenwinkel des Null-Rückkehrwechselsignals um einen vorbestimmten Betrag erhöht wird, Wiederholen der vorherigen Schritte solange, bis die im Untersuchungsschritt festgestellte induzierte Spannung kleiner oder gleich der Schwellwertspannung ist, und Speichern des aktuellen Phasenwinkels als die Basisdaten für den Phasenwinkel des Nullpegels in der Speichervorrichtung (90).
Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, das weiterhin einen Drehzahluntersetzungsgetriebezug (G) aufweist, der zwischen dem Magnetrotor (Mr) und dem Zeiger (20) zum Antreiben des Zeigers (20) mit einer proportional zur Drehzahl des Magnetrotors (Mr) verringerten Drehzahl verbunden ist.
Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, das weiterhin eine Nummernscheibe (10a) mit einem bogenförmigen Anzeigeabschnitt aufweist, der einen Analogwert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert anzeigt.