DE112014004186T5

DE112014004186T5 - Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps

Info

Publication number: DE112014004186T5
Application number: DE112014004186.6T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Yamada
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2034-09-12
Also published as: US20160178413A1; WO2015037673A1; DE112014004186B4; JP2015055612A; JP6205219B2; US10041821B2

Abstract

Wenn mit der Erregung eines Schrittmotors begonnen wird, setzt eine Steuereinrichtung die Phase eines Erregungssignals auf eine vorbestimmte Erregungsstartposition und führt die Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel zurück, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung dreht, um die Anzeigenadel an einer Stopperposition zu positionieren. Dann schiebt die Steuereinrichtung die Phase des Erregungssignals um einen Ursprungsrückführwinkel zurück, um die Anzeigenadel in der Vorwärtsrichtung zu einer Ursprungsposition, die um einen vorbestimmten Winkel von der Stopperposition entfernt ist, zu drehen und dadurch die Anzeigenadel an der Ursprungsposition zu positionieren. Dabei ist der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel, der durch das Addieren eines Spielwinkels, eines vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels und eines positiven Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, erhalten wird. Diese Konfiguration sieht eine Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps vor, die den Freiheitsgrad beim Korrigieren des Platzierungsfehlers vergrößern kann.

Description

Erfindungsfeld
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps und insbesondere eine magnetische Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps, die eine Anzeigenadel unter Verwendung eines Schrittmotors und eines Getriebemechanismus antreibt.
Hintergrund
Die Patentliteratur 1 gibt eine Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps an, die eine Anzeigenadel unter Verwendung eines Schrittmotors und eines Getriebemechanismus antreibt. In der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps der Patentliteratur 1 ist eine Antriebswelle des Schrittmotors mit einer Drehwelle der Anzeigenadel über den Getriebemechanismus gekoppelt. Wenn der Schrittmotor angetrieben wird, werden Zahnräder des Getriebemechanismus gedreht, wird die Drehwelle der Anzeigenadel gedreht und wird auf diese Weise die durch die Anzeigenadel angezeigte Richtung verändert. Stufen einer Anzeigeplatte sind an Positionen angeordnet, auf welche die Spitze der Anzeigenadel zeigt. Indem die Drehposition der Anzeigenadel entsprechend gesteuert wird, können Instrumente wie etwa Geschwindigkeitsanzeigen oder Drehzahlanzeigen einen gemessenen Wert unter Verwendung der Anzeigenadel angeben.
Um die Anzeigenadel unter Verwendung des Schrittmotors anzutreiben, schaltet die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps sequentiell einen elektrischen Strom, der durch eine Vielzahl von Erregungsspulen in dem Schrittmotor fließt, um die Antriebsgröße schrittweise zu steuern. Indem ein Erregungssignal zum Erfassen der Schrittzahl in dem Antrieb gesteuert wird, kann die Drehposition der Anzeigenadel gehandhabt werden.
Aufgrund von einigen Ursachen wie etwa einer Vibration eines Fahrzeugs und einer Überlagerung von Rauschen auf Eingabedaten kann vorübergehend ein Austreten auftreten, in dem das Eingabesignal zu dem Schrittmotor und die tatsächliche Antriebsgröße nicht zusammenfallen. Wenn das Austreten wiederholt auftritt, kann das Steuersystem die tatsächliche Antriebsgröße nicht korrekt erfassen. Um dieses Problem zu lösen, enthält die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps der Patentliteratur 1 einen Stopper, der an einer Position angeordnet ist, wo ein Teil des Antriebssystems oder der Anzeigenadel (der nachfolgend als ein Anstoßteil bezeichnet wird, wobei es sich zum Beispiel um ein stiftartiges Glied handeln kann) gegen den Stopper anstoßen kann. Bei einer Initialisierung wie etwa einer Anlegung von Leistung dreht sich die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps zu der Position, an welcher der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt, sodass die tatsächliche Position der Anzeigenadel in Bezug auf die Position erfasst wird.
Bei der Übertragung der Antriebskraft des Schrittmotors zu der Anzeigenadel unter Verwendung des Getriebemechanismus tritt eine Differenz zwischen der Antriebsgröße auf der Steuerseite und der Bewegungsgröße der Anzeigenadel aufgrund des Effekts eines Spiels (Zwischenraums) auf, das an einer Position vorhanden ist, wo benachbarte Zahnräder in dem Getriebemechanismus ineinander eingreifen. Insbesondere beim Wechseln der Antriebsrichtung verhindert der Effekt des Spiels vorübergehend, dass die Antriebskraft auf ein Steuerziel übertragen wird, wodurch das Auftreten von Hystereseeigenschaften verursacht wird. Um dieses Problem zu lösen, steuert die Vorrichtung der Patentliteratur 1 die Position der Anzeigenadel unter Berücksichtigung des Effekts des Spiels.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 4176984

Zusammenfassung
Technisches Problem
Um eine durch den Effekt des Spiels verursachte Positionsabweichung zu verhindern, führt die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps in der Patentliteratur 1 am Beginn der Erregung wie etwa beim Anlegen von Leistung eine Ursprungsrückführverarbeitung durch. Mit der Ursprungrückführverarbeitung bestimmt die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps die Stopperposition, bei welcher der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt, als eine Erregungsstartposition für ein Erregungssignal. Die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps führt die Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel von der Erregungsstartposition zurück. Die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps dreht dann die Anzeigenadel aus dem Zustand, in dem der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt und der Getriebemechanismus zu einer Seite zu einer Position versetzt wird, an welcher der Effekt des Spiels beseitigt ist. Unter Verwendung dieser Position als der Ursprungsposition steuert die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps die Position der Anzeigenadel. Die Ursprungsposition ist gewöhnlich auf eine Position gesetzt, an welcher die Anzeigenadel eine 0-Stufenposition angibt. Der Umkehrwinkel ist auf einen Winkel gleich oder größer als ein Winkel in Entsprechung zu einer Steuerperiode des Erregungssignals, die für das Beseitigen der Hystereseeigenschaften erforderlich ist, gesetzt.
Mit der Ursprungsrückführverarbeitung wird die Anzeigenadel zuverlässig an der Ursprungsposition, die von der Stopperposition durch den vorbestimmten Winkel entfernt ist, am Beginn der Erregung positioniert. Nachdem die Ursprungsrückführverarbeitung durchgeführt wurde, wird eine normale Steuerung an der Position der Anzeigenadel durchgeführt. Mit der normalen Steuerung der Position der Anzeigenadel führt die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps eine Steuerung der Position der Anzeigenadel unter Berücksichtigung der Spielgröße durch, um die Anzeigenadel korrekt an einer Zielposition zu positionieren.
Um die Erregung nach dem Durchführen einer normalen Anzeigesteuerung mit der Anzeigenadel zu beenden, führt die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps die Phase des Erregungssignals zurück, sodass die Anzeigenadel in einer Rückwärtsrichtung gedreht wird, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden, und stoppt dann die Erregung zu dem Schrittmotor. Mit der Beendigungsverarbeitung wird die Anzeigenadel an der Ursprungsposition positioniert und gestoppt, wobei der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt und der Getriebemechanismus zu einer Seite versetzt ist. Daraus resultiert, dass die Anzeigenadel vor dem Start der nächsten Erregung an der Ursprungsposition positioniert ist.
Wie oben beschrieben, wird in dem Verfahren zum Steuern der Anzeigenadel der Patentliteratur 1 die Anzeigenadel vor dem Start der nächsten Erregung an der Ursprungsposition positioniert. Wenn die Erregung wieder aufgenommen wird, startet die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps eine Erregungssteuerung, indem sie die Phase des Erregungssignals an der Erregungsstartposition (Steuerursprung) setzt und die Anzeigenadel an der Stopperposition positioniert. Daraus resultiert, dass sich die Anzeigenadel am Beginn der Erregung abrupt von der Ursprungsposition zu der Stopperposition bewegt. Ein derartiges Verhalten der Anzeigenadel kann möglicherweise durch einen darauf blickenden Fahrer als eine unnatürliche Bewegung wahrgenommen werden.
Um eine derartige Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps zu befestigen, muss die Anzeigenadel an einer vorbestimmten Position einer Drehwelle platziert werden und anschließend pressgepasst und fixiert werden. In jüngster Zeit werden Anzeigenadelkappen verwendet, um eine Positionsabweichung bei der Platzierung zu vermeiden. Um eine derartige Positionsabweichung der Anzeigenadel zu beheben, wird eine Einstellungssteuerung nach dem Presspassen der Anzeigenadel wie in der Patentliteratur 1 angegeben durchgeführt. Auf diese Weise kann die Position der Anzeigenadel korrigiert werden, um eine Positionsabweichung in Bezug auf die Skalenposition zu verhindern. Insbesondere wird die Anzeigenadel zu Beginn derart angetrieben, dass die Stopperposition um einen Spielwinkel in Entsprechung zu der Spielgröße von der Ursprungsposition entfernt ist. Im Gegensatz dazu treibt die Technik der Patentliteratur 1 die Anzeigenadel derart an, dass die Stopperposition durch einen Winkel, der größer als der Spielwinkel ist, von der Ursprungsposition entfernt ist. Nach dem Platzieren der Anzeigenadel wird die Differenz zwischen den Winkeln gemessen, um eine Positionssteuerung an der Anzeigenadel unter Verwendung des Messwertes als eines Platzierungsfehlers durchzuführen. Wenn eine Anzeigeeinstellung durchgeführt wird, um den Platzierungsfehler zu korrigieren, ist die Stopperposition weiter von der Ursprungsposition entfernt als in einem Fall, in dem keine Anzeigeeinstellung durchgeführt wird. Daraus resultiert, dass die Größe der abrupten Bewegung der Anzeigenadel am Beginn der Erregung weiter vergrößert wird.
Eine Messeinheit enthält häufig eine Vielzahl von Instrumenten wie etwa eine Geschwindigkeitsanzeige und eine Drehzahlanzeige. Wenn die oben beschriebene Korrektur des Platzierungsfehlers an jedem der Instrumente durchgeführt wird, kann sich das Verhalten der entsprechenden Anzeigenadeln am Beginn der Erregung unter Umständen voneinander unterscheiden, weil die Platzierungsfehler der verschiedenen Instrumente verschieden sind. Aufgrund dieser Differenz ist es wahrscheinlicher, dass das Verhalten der Anzeigenadeln als eine unnatürliche Bewegung wahrgenommen wird. Außerdem kann die Korrektur des Platzierungsfehlers unter Umständen an einigen Instrumenten nicht durchgeführt werden.
Wenn die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers größer als die Größe in Entsprechung zu einer halben Periode des Erregungssignals ist, bewegt sich die Anzeigenadel zu Beginn von der Ursprungsposition nicht in der Rückwärtsrichtung, die der Stopperrichtung entspricht, sondern in der Vorwärtsrichtung und bewegt sich dann in der Stopperrichtung, sodass also ein Springen auftritt. Um das Springen zu verhindern, muss herkömmlicherweise die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers kleiner vorgesehen werden als die Größe in Entsprechung zu einer halben Periode des Erregungssignals.
Aufgrund dieser Umstände besteht ein Bedarf für Messvorrichtungen des Anzeigenadeltyps, die ein unnatürliches Verhalten der Anzeigenadel am Beginn der Erregung verhindern können.
Wie weiter oben beschrieben, platziert die Technik der Patentliteratur 1 die Anzeigenadel derart, dass die Stopperposition von der Ursprungsposition mit einem Winkel entfernt ist, der größer als der Spielwinkel in Entsprechung zu einer vorbestimmten Entfernungsgröße ist. Nach der Platzierung der Anzeigenadel wird die Differenz zwischen den Winkel gemessen, um eine Positionssteuerung an der Anzeigenadel durchzuführen, bei welcher der gemessene Wert als ein Platzierungsfehler verwendet wird. Das in der Patentliteratur 1 beschriebene Verfahren kann einen Platzierungsfehler in einer Richtung, in welcher die Stopperposition von der Ursprungsposition entfernt ist, aber keinen Platzierungsfehler in einer Richtung, in welcher die Stopperposition näher zu der Ursprungsposition ist, tolerieren. Deshalb muss ein Bediener (eine Herstellungsvorrichtung), die die Betätigung zum Platzieren der Anzeigenadel durchführt, die Anzeigenadel an einer Position auf der Seite in einer spezifischen Richtung in Bezug auf die vorbestimmte Position platzieren. Folglich besteht ein Bedarf für Messvorrichtungen des Anzeigenadeltyps, die den Freiheitsgrad bei der Korrektur des Platzierungsfehlers vergrößern können.
Angesichts der vorstehend geschilderten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps vorzusehen, die den Freiheitsgrad bei der Korrektur eines Platzierungsfehlers vergrößern kann.
Problemlösung
Die oben genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die folgende Konfiguration gelöst.

(1) Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps, die umfasst: eine Steuereinrichtung; einen Schrittmotor, der für eine Drehung gemäß einer Phase eines von der Steuereinrichtung empfangenen Erregungssignals angetrieben wird; eine Anzeigenadel, die sich in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Reaktion auf eine Drehung des Schrittmotors dreht; und einen Getriebemechanismus, der eine Drehantriebskraft des Schrittmotors zu der Anzeigenadel überträgt; wobei die Anzeigenadel oder der Getriebemechanismus einen Anstoßteil enthält, der gegen einen Stopper anstößt, wenn die Anzeigenadel an einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist; wobei die Steuereinrichtung am Beginn der Erregung des Schrittmotors eine Ursprungsrückführverarbeitung durchführt, die umfasst: Setzen der Phase des Erregungssignals auf eine vorbestimmte Erregungsstartposition; Zurückführen der Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung in Entsprechung zu einer Richtung dreht, in welcher sich der Anstoßteil dem Stopper nähert, um die Anzeigenadel an einer Stopperposition zu positionieren, an welcher der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt; und Vorschieben der Phase des Erregungssignals um einen Ursprungsrückführwinkel, der basierend auf einem Spielwinkel in Entsprechung zu einer Spielgröße in dem Getriebemechanismus gesetzt wird, um die Anzeigenadel in der Vorwärtsrichtung zu einer Ursprungsposition zu drehen, die von der Stopperposition durch einen vorbestimmten Winkel entfernt ist, um dadurch die Anzeigenadel an der Ursprungsposition zu positionieren; wobei die Steuereinrichtung beim Beenden der Erregung des Schrittmotors eine Beendigungsverarbeitung zum Zurückführen der Phase des Erregungssignals durchführt, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung dreht, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden, wobei der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren des Spielwinkels, eines vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels und eines positiven oder negativen Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, erhalten wird.

Die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß (1) kann den Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper in der Vorwärtsrichtung und in der Rückwärtsrichtung tolerieren, weil der vorbestimmte positive Vorversatzwinkel zu dem Ursprungsrückführwinkel addiert wird. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Bediener bei der Betätigung zum Platzieren der Anzeigenadel die Anzeigenadel an Positionen auf beiden Seiten in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Bezug auf die vorbestimmte Position platziert. Auf diese Weise kann der Freiheitsgrad beim Korrigieren des Platzierungsfehlers vergrößert werden.

(2) Die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß (1) umfasst weiterhin ein erstes Instrument und ein zweites Instrument, wobei die Anzeigenadel an dem ersten Instrument und dem zweiten Instrument jeweils als eine erste Anzeigenadel und eine zweite Anzeigenadel vorgesehen ist und wobei sich der Vorversatzwinkel zwischen der ersten Anzeigenadel und der zweiten Anzeigenadel unterscheidet.

Die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß (2) kann das Verhalten der Anzeigenadel individuell für die erste Anzeigenadel und die zweite Anzeigenadel setzen. Auch wenn das erste Instrument und das zweite Instrument mit den Anzeigenadeln, die sich im Design und Aufbau stark voneinander unterscheiden, miteinander kombiniert werden, kann die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps das Verhalten der Anzeigenadeln anpassen. Unterschiedliche Vorversatzwinkel können für jede Gruppe zum Beispiel in Abhängigkeit von der Länge und dem Design der Anzeigenadel gesetzt werden. Der Vorversatzwinkel für Instrumente mit einer langen Anzeigenadel wie etwa die Geschwindigkeitsanzeige und die Drehzahlanzeige kann kleiner gesetzt werden als der Vorversatzwinkel für Instrumente mit einer kleinen Anzeigenadel wie etwa die Kraftstoffanzeige und die Wassertemperaturanzeige.
Die oben genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die folgende Konfiguration gelöst.

(3) Eine Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps umfasst: eine Steuereinrichtung; einen Schrittmotor, der für eine Drehung gemäß einer Phase eines von der Steuereinrichtung empfangenen Erregungssignals angetrieben wird; eine Anzeigenadel, die sich in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Reaktion auf eine Drehung des Schrittmotors dreht; und einen Getriebemechanismus, der eine Drehantriebskraft des Schrittmotors zu der Anzeigenadel überträgt; wobei die Anzeigenadel oder der Getriebemechanismus einen Anstoßteil enthält, der gegen einen Stopper anstößt, wenn die Anzeigenadel an einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist; wobei die Steuereinrichtung am Beginn der Erregung des Schrittmotors eine Ursprungsrückführverarbeitung durchführt, die umfasst: Setzen der Phase des Erregungssignals auf eine vorbestimmte Erregungsstartposition; Zurückführen der Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung in Entsprechung zu einer Richtung dreht, in welcher sich der Anstoßteil dem Stopper nähert, um die Anzeigenadel an einer Stopperposition zu positionieren, an welcher der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt; und Vorschieben der Phase des Erregungssignals um einen Ursprungsrückführwinkel, der basierend auf einem Spielwinkel in Entsprechung zu einer Spielgröße in dem Getriebemechanismus gesetzt wird, um die Anzeigenadel in der Vorwärtsrichtung zu einer Ursprungsposition zu drehen, die von der Stopperposition durch einen vorbestimmten Winkel entfernt ist, um dadurch die Anzeigenadel an der Ursprungsposition zu positionieren; wobei die Steuereinrichtung beim Beenden der Erregung des Schrittmotors eine Beendigungsverarbeitung zum Zurückführen der Phase des Erregungssignals durchführt, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung dreht, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden, wobei die Erregungsstartposition eine Position ist, die nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung von der Phase des Erregungssignals um einen Startzeit-Korrekturwinkel, der kleiner als der Spielwinkel ist, vorgeschoben ist.
(4) Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach (3), wobei der Startzeit-Korrekturwinkel ungefähr halb so groß wie der Spielwinkel ist.
(5) Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach (3) oder (4), wobei der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren des Spielwinkels und eines positiven Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, erhalten wird.
(6) Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach einem der Punkte (3) bis (5), wobei der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren des Spielwinkels, eines positiven oder negativen Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, und eines vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels erhalten wird.
(7) Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach (3) oder (4), wobei der Umkehrwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren eines Basis-Umkehrwinkels, der auf einen Wert gleich oder größer als ein Winkel in Entsprechung zu einer Steuerperiode des Erregungssignals gesetzt ist, und des Startzeit-Korrekturwinkels erhalten wird, wobei die Steuereinrichtung beim Zurückführen der Phase des Erregungssignals um den Umkehrwinkel in der Ursprungsrückführverarbeitung zuerst die Phase des Erregungssignals um den Startzeit-Korrekturwinkel zurückführt, für eine vorbestimmte Zeit wartet und dann weiterhin die Phase des Erregungssignals um den Basisumkehrwinkel zurückführt.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps vorsehen, die den Freiheitsgrad beim Korrigieren eines Platzierungsfehlers vergrößern kann.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend kurz beschrieben. Weitere Details der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung verschiedener Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vorderansicht, die ein spezifisches Beispiel für das Aussehen einer Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Konfiguration einer elektrischen Schaltung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps von 1 zeigt.
3A ist eine Ansicht, die ein spezifisches Beispiel für eine Konfiguration eines Antriebsmechanismus der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps von 1 zeigt.
3B ist eine Ansicht, die ein spezifisches Beispiel für die Konfiguration des Antriebsmechanismus der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps von 1 zeigt.
3C ist eine Ansicht, die ein spezifisches Beispiel für die Konfiguration des Antriebsmechanismus der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps von 1 zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Konfiguration des Antriebsmechanismus mit einem darin enthaltenen Schrittmotor zeigt.
5 ist ein Zeitdiagramm, das ein spezifisches Beispiel eines Erregungssignals für das Antreiben des Schrittmotors zeigt.
6A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Ursprungsrückführverarbeitung in einer herkömmlichen Erregungssteuerung und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel einer Anzeigenadel zeigt.
6B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung in einer herkömmlichen Erregungssteuerung und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
6C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung in einer herkömmlichen Erregungssteuerung und die Phase des Erregungssignals zeigt.
7A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers durch die herkömmliche Erregungssteuerung durchgeführt wird, und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
7B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die herkömmliche Erregungssteuerung durchgeführt wird, und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
7C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die herkömmliche Erregungssteuerung durchgeführt wird, und die Position eines Rotors zeigt.
8 ist eine Ansicht, die eine Differenz im Verhalten zwischen Anzeigenadeln am Beginn der Erregung zeigt.
9A ist eine schematische Ansicht, die das Verhalten der Anzeigenadel, wenn ein Springen am Beginn der Erregung auftritt, und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
9B ist ein Vektordiagramm, das das Verhalten der Anzeigenadel, wenn ein Springen am Beginn der Erregung auftritt, und die Position des Rotors zeigt.
10A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Erregungssteuerung durch die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
10B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Erregungssteuerung durch die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
10C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Erregungssteuerung durch die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Phase des Erregungssignals zeigt.
11A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
11B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
11C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Phase des Erregungssignals zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsfluss in der durch die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführten Ursprungsrückführverarbeitung zeigt.
13A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung in einer Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß einer zweiten Ausführungsform und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
13B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
13C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform und die Phase des Erregungssignals zeigt.
14A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers in einer Vorwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
14B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers in der Vorwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
14C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers in der Vorwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Phase des Erregungssignals zeigt.
15A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers in einer Rückwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, und eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
15B ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers in der Rückwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt.
15C ist ein Vektordiagramm, das ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers in der Rückwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, und die Phase des Erregungssignals zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden spezifische Ausführungsformen einer Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
<Überblick über die Vorrichtung>
<Aussehen der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps>
1 zeigt ein spezifisches Beispiel für das Aussehen der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps.
Die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps von 1 wird als eine Messeinheit für die Montage in einem Fahrzeug verwendet. Die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps umfasst eine Geschwindigkeitsanzeige 11, eine Drehzahlanzeige 12, eine Kraftstoffanzeige 13 und eine Wassertemperaturanzeige 14, die alle wichtige Instrumente in einem Fahrzeug sind. Die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps umfasst weiterhin eine Warnanzeigeeinheit 15 zum Anzeigen von verschiedenen Warnungen.
Die Geschwindigkeitsanzeige 11 umfasst eine Anzeigenadel 11a und eine Skala 11b. Die Anzeigenadel 11a kann sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen um den Drehteil einer kreisrunden Anzeigeplatte drehen. Die Skala 11b ist entlang des Umfangs der Anzeigeplatte ausgebildet. Die Drehposition der Anzeigenadel 11a wird derart gesteuert, dass die Anzeigenadel 11a eine bestimmte Position auf der Skala 11b angibt, wodurch die Geschwindigkeitsanzeige 11 die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt. Die Drehzahlanzeige 12, die Kraftstoffanzeige 13 und die Wassertemperaturanzeige 14 umfassen jeweils Skalen, die verschiedene Zustandsgrößen des Fahrzeugs angeben, und eine Anzeigenadel, die sich ähnlich wie bei der Geschwindigkeitsanzeige 11 drehen kann.
Die Warnanzeigeeinheit 15 wird verwendet, um eine Warnleuchte leuchten zu lassen und verschiedene Typen von Informationen für einen Fahrer zum Beispiel in Reaktion auf das Auftreten einer Anormalität in dem Fahrzeug auszugeben.
<Beispiel für die Konfiguration der elektrischen Schaltung>
2 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration einer elektrischen Schaltung in der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps.
Wie in 2 gezeigt, enthält die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps eine Steuereinrichtung (Mikrocomputer 101), einen nicht-flüchtigen Speicher 102, eine Stromversorgungsschaltung 103, eine Schnittstellenschaltung 104, eine Anzeigeeinheit 107 und vier Schrittmotoren 111 bis 114.
Die Steuereinrichtung 101 ist zum Beispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Die Steuereinrichtung 101 führt zuvor vorgesehene Computerprogramme aus, um die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps insgesamt zu steuern.
Der nicht-flüchtige Speicher 102 ist zum Beispiel ein elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM). Der nicht-flüchtige Speicher 102 speichert Computerprogramme, die durch die Steuereinrichtung 101 ausgeführt werden, und verschiedene Konstanten, die in verschiedenen Typen von Steuerung verwendet werden. Ein Teil der Daten des nicht-flüchtigen Speichers 102 wird nach und nach bei Bedarf durch einen Zugriff von der Steuereinrichtung 101 aktualisiert.
Die Stromversorgungsschaltung 103 verwendet von einer Fahrzeugbatterie 106 zugeführten Strom für das Erzeugen einer stabilisierten Stromversorgungsspannung, die für die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps erforderlich ist.
Die Schnittstellenschaltung 104 empfängt verschiedene Kommunikationen und Signale, die aus dem Fahrzeug ausgegeben werden, und wandelt diese zu Signalen, die durch die Steuereinrichtung 101 verarbeitet werden können. Zum Beispiel wird ein von einem Zündungsschalter 105 ausgegebenes Signal durch die Steuereinrichtung 101 über die Schnittstellenschaltung 104 empfangen. Die Anzeigeeinheit 107 enthält einen Anzeigebildschirm, der ein Flüssigkristall-Anzeigepaneel ist, eine Anzeigeleuchte und andere Komponenten und kann verschiedenartige Informationen anzeigen.
Die vier Schrittmotoren 111, 112, 113 und 114 werden verwendet, um jeweils die Anzeigenadeln der Geschwindigkeitsanzeige 11, der Drehzahlanzeige 12, der Kraftstoffanzeige 13 und der Wassertemperaturanzeige 14 von 1 anzutreiben. Die Schrittmotoren 111, 112, 113 und 114 sind mit der Ausgangsseite der Steuereinrichtung 101 verbunden und werden in Reaktion auf Steuersignale von der Steuereinrichtung 101 drehend angetrieben. In einer tatsächlichen Konfiguration sind die Steuereinrichtung 101 und die Schrittmotoren 111 bis 114 über eine vorbestimmte Ansteuerschaltung (nicht in 2 gezeigt) verbunden, die den Leitungszustand von Erregungsspulen steuert.
<Beispiel für die Konfiguration des Antriebsmechanismus>
3A, 3B und 3C zeigen ein spezifisches Beispiel für eine Konfiguration eines Antriebsmechanismus der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps. 3B ist eine Ansicht des Teils innerhalb der umgebenden Linie A von 3A, und 3C ist eine Ansicht des Teils innerhalb der umgebenden Linie B von 3A. Die Ausgangswelle des Schrittmotors 111 und die Anzeigenadel 11a der Geschwindigkeitsanzeige 11 sind mechanisch über einen Getriebemechanismus 20 mit dem in 3A gezeigten Aufbau gekoppelt. Wie in 3A gezeigt, umfasst der Getriebemechanismus 20 ein Rotorzahnrad 21, Zwischenzahnräder 22 und 23 und ein Ausgabezahnrad 24.
Das Rotorzahnrad 21 ist koaxial mit der Ausgangswelle des Schrittmotors 111 gekoppelt. In dem Getriebemechanismus 20 sind das Rotorzahnrad 21 und das Zwischenzahnrad 22 an Positionen in Nachbarschaft zueinander angeordnet, wobei an ihren Umfängen vorgesehene Zähnen ineinander eingreifen.
In dem Getriebemechanismus 20 ist das Zwischenzahnrad 23 koaxial mit der Drehwelle des Zwischenzahnrads 22 gekoppelt. In dem Getriebemechanismus 20 sind das Zwischenzahnrad 23 und das Ausgabezahnrad 24 an Positionen in Nachbarschaft zueinander angeordnet, wobei an ihren Umfängen vorgesehene Zähnen ineinander eingreifen.
Eine Basis der Anzeigenadel 11a ist auf eine mit der Mitte des Ausgabezahnrads 24 gekoppelte Drehwelle 25 gepasst und an dieser fixiert. In dem Getriebemechanismus 20 wird die Anzeigenadel 11a zusammen mit der Drehung des Ausgabezahnrads 24 gedreht.
Wenn also der Schrittmotor 111 betrieben wird, dreht sich das Rotorzahnrad 21 in dem Getriebemechanismus 20. Die Antriebskraft des Rotorzahnrads 21 wird nacheinander zu dem Zwischenzahnrad 22, dem Zwischenzahnrad 23 und dem Ausgabezahnrad 24 übertragen, um die Anzeigenadel 11a anzutreiben.
In dem Getriebemechanismus 20 sind Spiele (Zwischenräume) für eine glatte Drehung der Zahnräder an den ineinander eingreifenden Teilen zwischen dem Rotorzahnrad 21 und dem Zwischenzahnrad 22 und zwischen dem Zwischenzahnrad 23 und dem Ausgabezahnrad 24 vorhanden (siehe zum Beispiel 3B und 3C).
Wie in 3A gezeigt, enthält das Ausgabezahnrad 24 einen daran fixierten Stopperstift 24a (Anstoßteil). In dem Getriebemechanismus 20 wird die Position des Stopperstifts 24a mit einer Drehung des Ausgabezahnrads 24 geändert. Die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps enthält einen Stopper 26, der an einer vorbestimmten Position fixiert ist. Die Position, an welcher der Stopper 26 angeordnet ist, befindet sich in einem Bewegungspfad des Stopperstifts 24a. Wenn sich das Ausgabezahnrad 24 weiter dreht, stößt der Stopperstift 24a gegen eine vorbestimmte Drehposition an, um die Drehung des Ausgabezahnrads 24 in diesem Zustand zu stoppen. Auf diese Weise kann die Position eines Bewegungsteils wie etwa der Anzeigenadel 11a gehandhabt werden, wobei die Position, an welcher der Stopperstift 24a gegen den Stopper 26 anstößt, als eine Referenz verwendet wird. In dieser Ausführungsform ist der Stopperstift 24a, der als der Anstoßteil dient, an dem Ausgabezahnrad 24 fixiert, sodass also der Anstoßteil in dem Getriebemechanismus 20 enthalten ist. Wenn der Stopperstift jedoch an einer Rückfläche einer Kappe ausgebildet ist, kann der Anstoßteil in der Anzeigenadel 11a enthalten sein. Alternativ hierzu kann der Anstoßteil derart vorgesehen sein, dass er sich von der Anzeigenadel 11a erstreckt.
<Beispiel für die Konfiguration des Schrittmotors>
4 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration des Antriebsmechanismus mit dem darin enthaltenen Schrittmotor 111.
Wie in 4 gezeigt, enthält der Schrittmotor 111 voneinander unabhängige zweiphasige Erregungsspulen 51a und 51b und einen Rotor 52. In dem Rotor 52 sind N-Pole und S-Pole eines Permanentmagneten alternierend in der Umfangsrichtung wie in 4 gezeigt angeordnet.
Bei dieser Konfiguration kann der Rotor 52 durch eine magnetische Anziehungskraft oder eine magnetische Abstoßungskraft, die zwischen einem Magnetfeld, das durch einen durch die zweiphasigen Erregungsspulen 51a und 51b fließenden Strom gebildet wird, und den Polen des Permanentmagneten erzeugt wird, drehend angetrieben werden.
<Spezifisches Beispiel des Erregungssignals>
5 zeigt ein spezifisches Beispiel für das Erregungssignal für das Betreiben des Schrittmotors 111.
Unter Verwendung von zweiphasigen Erregungssignalen SIN und COS mit einer Phasendifferenz von 90 Grad (π/2 [rad]) kann wie in 5 gezeigt die Drehgröße und die Drehrichtung des Schrittmotors 111 gesteuert werden. Insbesondere wird der Schrittmotor 111 angetrieben, indem das Erregungssignal SIN mit einer Sinuswellenform zu der Erregungsspule 51a zugeführt wird und das Erregungssignal COS mit einer Cosinuswellenform zu der Erregungsspule 51b zugeführt wird. Weiterhin wird die Drehrichtung des Rotors 52 gewechselt, indem zwischen einem Vorschieben/Zurückführen der Phase des Erregungssignals SIN oder COS gewechselt wird.
Eine Steuerperiode T0 des Erregungssignals ist gleich einer Periode der Wellenformen der Erregungssignale SIN und COS. Indem die Erregungssignale SIN und COS derart ausgegeben werden, dass die Steuerperiode T0 wie in 5 gezeigt wiederholt wird, kann der Schrittmotor 111 kontinuierlich oder intermittierend betrieben werden. Und indem die Phasensteuerung innerhalb von 2π [rad] der Erregungssignale SIN und COS durchgeführt wird, kann die Drehposition innerhalb der Steuerperiode T0 präzise gesteuert werden.
<Verhalten der Anzeigenadel, das am Beginn der Erregung in der herkömmlichen Erregungssteuerung verursacht wird>
Im Folgenden wird das Verhalten der Anzeigenadel am Beginn der Erregung bei der Durchführung der herkömmlichen Erregungssteuerung mit Bezug auf 6A, 6B und 6C beschrieben. 6A, 6B und 6C sind Diagramme, die ein Beispiel für eine Ursprungsrückführverarbeitung bei der herkömmlichen Erregungssteuerung zeigen. 6A ist eine schematische Ansicht, die eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt. 6B ist eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt. 6C ist ein Vektordiagramm, das die Phase des Erregungssignals zeigt. In 6A, 6B und 6C wird das Verhalten der Anzeigenadel durch die durchgezogene Linie angegeben und wird die Phase des Erregungssignals durch die unterbrochene Linie angegeben. Dies gilt auch für 7A, 7B und 7C sowie für 9A und 9B bis 14A, 14B und 14C. In der folgenden Beschreibung ist die Anzeigenadel 11a der Geschwindigkeitsanzeige 11 ein Steuerziel, wobei die gleiche Steuerung aber auch für entsprechende Anzeigenadeln von anderen Instrumenten wie etwa der Drehzahlanzeige 12, der Kraftstoffanzeige 13 und der Wassertemperaturanzeige 14 durchgeführt wird.
Im Folgenden wird der Inhalt von 6 beschrieben.
In diesem Beispiel entspricht wie in 6A, 6B und 6C gezeigt ein elektrische Winkel von 360 Grad (2π [rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0 des Erregungssignals zwei Änderungen des mechanischen Winkels. Wenn also mit anderen Worten die Phase des Erregungssignals um eine Periode durch die Steuerung der Erregungssignale SIN und COS geändert wird, ändert sich der Drehwinkel der Anzeigenadel 11a in Entsprechung zu dem mechanischen Winkel um 2 Grad.
Die Positionen P1, P2, P3 und P4 in dem Vektordiagramm von 6C entsprechen den folgenden Punkten.

P1: Die Position, an welcher das Erregungssignal COS den positiven Maximalwert annimmt und SIN den Wert 0 annimmt.
P2: Die Position, an welcher das Erregungssignal SIN den positiven Maximalwert annimmt und COS den Wert 0 annimmt.
P3: Die Position, an welcher das Erregungssignal COS den negativen Maximalwert annimmt und SIN den Wert 0 annimmt.
P4: Die Position, an welcher das Erregungssignal SIN den negativen Maximalwert annimmt und COS den Wert 0 annimmt.

Durch das Steuern des Antriebs des Schrittmotors 111 unter Verwendung der Erregungssignale SIN und COS kann der Rotor 52 an den Positionen P1, P2, P3 und P4 positioniert werden. Durch das Wechseln der Phase des Erregungssignals kann die Drehrichtung zwischen CW (im Uhrzeigersinn, Vorwärtsrichtung) und CCW (gegen den Uhrzeigersinn, Rückwärtsrichtung) gewechselt werden.
Die Beziehung zwischen der Phase des aus der Steuereinrichtung 101 ausgegebenen Erregungssignals und dem Drehwinkel (Anzeigewinkel) der Anzeigenadel 11a weist idealerweise eine lineare Form wie die als ein „theoretischer Wert” in 6B angegebene Linie auf. Während des tatsächlichen Betriebes verursacht jedoch der Effekt des Spiels in dem Getriebemechanismus 20 einen Anzeigefehler, sodass die tatsächliche Bewegung der Anzeigenadel von dem „theoretischen Wert” abweicht. Wenn die Steuerung in der Reihenfolge von I zu V wie in 6B gezeigt durchgeführt wird, bewegt sich die Anzeigenadel wie folgt.

Abschnitt I: Auch wenn die Phase des Erregungssignals von 0 vergrößert wird, ändert sich der Anzeigewinkel nicht und bleibt bei 0, während der Effekt des Spiels gegeben ist.
Abschnitt II: Der Anzeigewinkel vergrößert sich proportional zu der Vergrößerung des Phasenwinkels des Erregungssignals.
Abschnitt III: Auch wenn der Phasenwinkel des Erregungssignals verkleinert wird, ändert sich der Anzeigewinkel nicht, während der Effekt des Spiels gegeben ist.
Abschnitt IV: Der Anzeigewinkel verkleinert sich proportional zu der Verkleinerung des Phasenwinkels des Erregungssignals.
Abschnitt V: Auch wenn der Phasenwinkel des Erregungssignals von 0 vergrößert wird, ändert sich der Anzeigewinkel nicht, während der Effekt des Spiels gegeben ist.

Daraus resultiert, dass ein Anzeigefehler β in Entsprechung zu der Spielgröße zwischen dem „theoretischen Wert” und dem tatsächlichen Anzeigewinkel der Anzeigenadel 11a auftritt. Weiterhin tritt ein Anzeigefehler α zwischen der Ursprungsposition, bei welcher die Anzeigenadel die Position „0” an der Skala angibt, und der Stopperposition, bei welcher der Stopperstift 24a gegen den Stopper 26 anstößt, auf. In der herkömmlichen Steuerung wird wie in 6A, 6B und 6C gezeigt wegen des Spiels der Zwischenraum zwischen der Ursprungsposition und der Stopperposition gleich dem auftretenden Anzeigefehler α gesetzt, um die Ursprungsrückführverarbeitung am Beginn der Erregung durchzuführen.
Im Folgenden werden spezifische Inhalte der am Beginn der Erregung durchgeführten Steuerung beschrieben.
Um durch ein Austreten verursachte Positionsabweichungen zurückzusetzen, wird die Ursprungsrückführverarbeitung am Beginn der Erregung durchgeführt. In der Ursprungsrückführverarbeitung wird die durch A in 6A, 6B und 6C angegebene Position als eine Erregungsstartposition für das Erregungssignal bestimmt. Dann wird die Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel von der Erregungsstartposition wie in 6A gezeigt zurückgeführt, um die Anzeigenadel 11a zu der Stopperposition, an welcher der Stopperstift 24a gegen den Stopper 26 anstößt, zu drehen. Dabei wird der Getriebemechanismus 20 zu einer Seite versetzt. Anschließend wird die Anzeigenadel 11a aus dem Zustand, in dem sie zu einer Seite versetzt ist, nach vorne (im Uhrzeigersinn) zu einer Position gedreht, wo der Effekt des Spiels beseitigt ist. Die Position wird als die Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) für das Steuern der Position der Anzeigenadel 11a verwendet. Nachdem die Ursprungsrückführverarbeitung durchgeführt wurde, befindet sich die Phase des Erregungssignals an der durch B in 6A, 6B und 6C angegebenen Position. Mit anderen Worten ist der Winkel von B zu der Erregungsstartposition A ein Ursprungsrückführwinkel in Entsprechung zu dem Winkel von der Erregungsstartposition zu der Position nach der Durchführung der Ursprungsrückführverarbeitung. In dem in 6A, 6B und 6C gezeigten Beispiel ist der Ursprungsrückführwinkel gleich dem Spielwinkel in Entsprechung zu der Spielgröße in dem Getriebemechanismus 20. Der Umkehrwinkel wird auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer als ein Winkel in Entsprechung zu der Steuerperiode T0 des Erregungssignals, das für die Beseitigung der Hystereseeigenschaften erforderlich ist, ist. In diesem Beispiel ist der Umkehrwinkel ein Basisumkehrwinkel von 360 Grad (2π [rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0.
Um die Erregung zu beenden, nachdem die normale Anzeigenadelsteuerung durchgeführt wurde, wird die Phase des Erregungssignals derart zurückgeführt, dass die Anzeigenadel 11a in der Rückwärtsrichtung gedreht wird, um an der Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) (wie durch IV in 6B angegeben) positioniert zu werden. Dann wird die Erregung des Schrittmotors 111 gestoppt. Dabei befindet sich die Phase des Erregungssignals an der durch B2 in 6A, 6B und 6C angegebenen Position. Mit dieser Beendigungsverarbeitung wird die Anzeigenadel 11a an der Ursprungsposition positioniert und gestoppt, wobei der Stopperstift 24a gegen den Stopper 26 anstößt und der Getriebemechanismus 20 zu einer Seite versetzt ist. Daraus resultiert, dass die Anzeigenadel 11a vor dem Beginn der nächsten Erregung an der Ursprungsposition positioniert wird.
Wenn die Erregung wiederaufgenommen wird und die Ursprungsrückführverarbeitung durchgeführt wird, wird die Phase des Erregungssignals an der Erregungsstartposition A gesetzt und wird die Anzeigenadel 11a an der Stopperposition positioniert. Daraus resultiert, dass sich die Anzeigenadel 11a abrupt von der Ursprungsposition zu der Stopperposition wie in 6A gezeigt bewegt. Ein derartiges Verhalten der Anzeigenadel 11a kann durch einen darauf blickenden Fahrer als unnatürlich wahrgenommen werden. In 6A vibriert die Anzeigenadel 11a an der Stopperposition, während das Erregungssignal um den Umkehrwinkel zurückgeführt wird. Diese Erscheinung wird durch ein Rückprallverhalten der Anzeigenadel 11a verursacht, das während der Beseitigung der Hystereseeigenschaften auftritt (siehe zum Beispiel das japanische Patent Nr. 4176984 ).
Im Folgenden wird das Verhalten der Anzeigenadel am Beginn der Erregung, wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers durch die herkömmliche Erregungssteuerung durchgeführt wird, mit Bezug auf 7A, 7B und 7C beschrieben. 7A, 7B und 7C sind schematische Ansichten, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die herkömmliche Erregungssteuerung durchgeführt wird, zeigen. 7A ist eine schematische Ansicht, die eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt. 7B ist eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt. 7C ist ein Vektordiagramm, das die Position des Rotors zeigt.
In dem Beispiel von 7A, 7B und 7C wird ein Fall angenommen, in dem die Anzeigenadel 11a derart angetrieben wird, dass sie von einer Zielposition um einen mechanischen Winkel von 0,3 Grad abweicht. Mit anderen Worten wird ein Fall angenommen, in dem der Platzierungsfehler der Anzeigenadel 11a 0,3 Grad beträgt. In diesem Fall ist wie in 7A, 7B und 7C gezeigt der Ursprungsrückführwinkel in Entsprechung zu dem Winkel von der Erregungsstartposition A zu der durch C angegebenen Position nach der Durchführung der Ursprungsrückführverarbeitung ein Winkel, der durch das Addieren eines Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X basierend auf einem Platzierungsfehler von 0,3 Grad zu dem Spielwinkel erhalten wird. Der Umkehrwinkel, mit dem die Phase des Erregungssignals von der Erregungsstartposition A zurückgeführt wird, ist der Basisumkehrwinkel ähnlich wie in dem Beispiel von 6a, 6B und 6C. Wie in 7A, 7B und 7C gezeigt, ermöglicht das Durchführen der Ursprungsrückführverarbeitung eine Positionierung der Anzeigenadel 11a an der Ursprungsposition.
In diesem Fall befindet sich die Phase des Erregungssignals nach der Beendigungsverarbeitung an der durch C2 in 7A, 7B und 7C angegebenen Position. Dabei stoppt die Anzeigenadel 11a an der Ursprungsposition. Wenn die Erregung wiederaufgenommen wird und die Ursprungsrückführverarbeitung durchgeführt wird, wird die Phase des Erregungssignals an der Erregungsstartposition A gesetzt und wird die Anzeigenadel 11a an der Stopperposition positioniert. Daraus resultiert, dass sich die Anzeigenadel 11a abrupt von der Ursprungsposition zu der Stopperposition von 7A bewegt. Und wenn eine Anzeigeeinstellung (Anzeigekorrektur) für eine Korrektur des Platzierungsfehlers durchgeführt wird, ist die Stopperposition weiter entfernt von der Ursprungsposition von 7A im Vergleich zu einem Fall, in dem keine Anzeigeeinstellung (Anzeigekorrektur) durchgeführt wird. Daraus resultiert, dass die Größe der abrupten Bewegung der Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung weiter vergrößert wird.
Wie weiter oben beschrieben, bewegt sich die Anzeigenadel am Beginn der Erregung in der herkömmlichen Erregungssteuerung abrupt. Wenn die entsprechenden Anzeigenadeln der Geschwindigkeitsanzeige 11, der Drehzahlanzeige 12, der Kraftstoffanzeige 13 und der Wassertemperaturanzeige 14 sich dadurch, ob eine Korrektur des Platzierungsfehlers durchgeführt wird, oder durch die Korrekturgröße unterscheiden, kann sich das Verhalten der Anzeigenadeln am Beginn der Erregung unter Umständen voneinander unterscheiden. Der Unterschied im Verhalten kann unter Umständen durch den Fahrer als eine unnatürliche Bewegung wahrgenommen werden. Wenn zum Beispiel wie in 8 gezeigt eine Korrektur des Platzierungsfehlers an der Anzeigenadel 11a der Geschwindigkeitsanzeige 11 durchgeführt wird (Skalenkorrektur: durchgeführt), aber nicht an der Anzeigenadel der Drehzahlanzeige 12 durchgeführt wird (Skalenkorrektur: nicht durchgeführt), bewegt sich nur die Anzeigenadel 11a der Geschwindigkeitsanzeige 11 am Beginn der Erregung. Daraus resultiert, dass am Beginn der Erregung das Verhalten der Anzeigenadel 11a der Geschwindigkeitsanzeige 11 größer ist als das Verhalten der Anzeigenadel der Drehzahlanzeige 12.
Im Folgenden wird das Verhalten der Anzeigenadel in einem Fall, in dem ein Springen am Beginn der Erregung auftritt, mit Bezug auf 9A und 9B beschrieben. 9A und 9B sind schematische Ansichten, die das Verhalten der Anzeigenadel in einem Fall, in dem ein Springen am Beginn der Erregung auftritt, beschreiben. 9A ist eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt. 9B ist ein Vektordiagramm, das die Position des Rotors zeigt.
9A und 9B zeigen ein Beispiel, in dem die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers ein Drehwinkel der Anzeigenadel 11a von 1,0 Grad ist und ein elektrischer Winkel von 180 Grad (π [rad]) in Entsprechung zu einer Hälfte der Steuerperiode T0 des Erregungssignals ist. Nachdem die Ursprungsrückführverarbeitung durchgeführt wurde, befindet sich die Phase des Erregungssignals an der durch D in 9A und 9B angegebenen Position. Nachdem die Beendigungsverarbeitung durchgeführt wurde, befindet sich die Phase des Erregungssignals an der durch D2 in 9A und 9B angegebenen Position. In diesem Fall variiert die Drehrichtung der Anzeigenadel 11a in Abhängigkeit davon, ob die Phase des Erregungssignals nach der Beendigungsverarbeitung etwas auf der Seite in der Vorwärtsrichtung oder auf der Seite in der Rückwärtsrichtung in Bezug auf 1,0 Grad ist. Daraus resultiert, dass die Drehrichtung der Anzeigenadel 11a bis zum Beginn der Erregung nicht bestimmt wird. Insbesondere wenn die Phase des Erregungssignals nach der Beendigungsverarbeitung wie in 9A gezeigt größer als 1,0 Grad ist, bewegt sich die Anzeigenadel 11a zu Beginn von der Ursprungsposition nicht in der Rückwärtsrichtung (gegen den Uhrzeigersinn) in Entsprechung zu der Stopperrichtung, sondern in der Vorwärtsrichtung (im Uhrzeigersinn) und bewegt sich dann in der Stopperrichtung, sodass also ein Springen auftritt. Wenn im Gegensatz dazu die Phase des Erregungssignals nach der Beendigungsverarbeitung kleiner als 1,0 Grad ist, bewegt sich die Anzeigenadel 11a von der Ursprungsposition in der Rückwärtsrichtung in Entsprechung zu der Stopperrichtung. Ein derartiges Springen tritt auf, wenn die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers größer als der Drehwinkel der Anzeigenadel 11a von 1,0 Grad ist. Um das Springen zu verhindern, muss herkömmlicherweise die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers kleiner vorgesehen werden als die Größe in Entsprechung zu einer halben Periode des Erregungssignals.
<Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform>
Im Folgenden wird das Verhalten der Anzeigenadel am Beginn der Erregung in der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 10A, 10B und 10C beschrieben. 10A, 10B und 10C sind schematische Ansichten, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn die Erregungssteuerung durch die Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, zeigen. 10A zeigt eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 10B ist eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel zeigt. 10C ist ein Vektordiagramm, das die Phase des Erregungssignals zeigt.
In der Erregungssteuerung der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die Erregungsstartposition von derjenigen des Beispiels von 6A, 6B und 6C. In dem Beispiel von 6A, 6B und 6C ist die Erregungsstartposition die durch A in 10A, 10B und 10C angegebene Position. Im Gegensatz dazu ist in der Erregungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform die Erregungsstartposition eine Position, die von der durch B2 angegebenen Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist. Mit anderen Worten ist die Erregungsstartposition die durch A2 in 10A, 10B und 10C angegebene Position.
Die Erregungsstartposition ist die durch A2 angegebene Position, die von der durch B2 angegebenen Position um die Hälfte des Spielwinkels (um einen Startzeit-Korrekturwinkel) vorgeschoben ist. Deshalb ist der Umkehrwinkel ein Winkel, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels zu dem Basisumkehrwinkel von 360 Grad (2π [rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0 wie in 10A, 10B und 10C gezeigt erhalten wird. Der Ursprungsrückführwinkel ist der Spielwinkel ähnlich wie in dem Beispiel von 6A, 6B und 6C.
In der oben beschriebenen Erregungssteuerung der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps der ersten Ausführungsform wird die Erregungsstartposition auf die Position A2 gesetzt, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist. Bei dieser Konfiguration bewegt sich der Rotor 52 des Schrittmotors 111 innerhalb des Spiels des Getriebemechanismus 20 am Beginn der Erregung, sodass sich die Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung nicht bewegt. Nachdem die Erregung gestartet wurde, wird die Phase des Erregungssignals um den Umkehrwinkel zurückgeführt. Daraus resultiert, dass sich die Anzeigenadel 11a kontinuierlich und glatt zu der Stopperposition und dann zu der Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) bewegt, um an der Ursprungsposition wie in 10A gezeigt positioniert zu werden. Die Drehgeschwindigkeit der Anzeigenadel 11a zu der Stopperposition kann gleich oder verschieden von derjenigen von der Stopperposition zu der Ursprungsposition sein. 10A, 10B und 10C zeigen ein Beispiel, in dem die Geschwindigkeiten verschieden sind. Beim Zurückführen der Phase des Erregungssignals um den Umkehrwinkel kann sich die Anzeigenadel 11a kontinuierlich und glatt zu der Stopperposition drehen, vorübergehend für eine vorbestimmte Zeit stoppen und dann zu der Ursprungsposition drehen.
Im Folgenden wird das Verhalten der Anzeigenadel am Beginn der Erregung, wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, mit Bezug auf 11A, 11B und 11C beschrieben. 11A, 11B und 11C sind schematische Ansichten, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung in einem Fall zeigen, in dem eine Korrektur des Platzierungsfehlers durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird. 11A zeigt eine zeitliche Änderung des Erregungssignals und des Drehwinkels der Anzeigenadel. 11B zeigt die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 11C ist ein Vektordiagramm, das die Phase des Erregungssignals zeigt.
In der Erregungssteuerung in diesem Beispiel unterscheidet sich die Erregungsstartposition von derjenigen in dem Beispiel von 7A, 7B und 7C. In dem Beispiel von 7A, 7B und 7C ist die Erregungsstartposition die durch A in 11A, 11B und 11C angegebene Position. Im Gegensatz dazu ist in der Erregungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform die Erregungsstartposition eine Position, die von der durch C2 angegebenen Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist. Mit anderen Worten ist die Erregungsstartposition die durch A3 in 11A, 11B und 11C angegebene Position.
Die Erregungsstartposition ist die durch A3 angegebene Position, die von der durch C2 angegebenen Position um eine Hälfte des Spielwinkels (um den Startzeit-Korrekturwinkel) vorgeschoben ist. Deshalb ist der Umkehrwinkel ein Winkel, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels und des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X, der basierend auf einem Platzierungsfehler von 0,3 Grad gesetzt ist, zu dem Basisumkehrwinkel (2π [rad]) wie in 11A gezeigt erhalten wird. Der Ursprungsrückführwinkel ist ein Winkel, der durch das Addieren des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X zu dem Spielwinkel ähnlich wie in dem Beispiel von 7A, 7B und 7C erhalten wird.
Auch wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers wie oben beschrieben durchgeführt wird, wird die Erregungsstartposition auf die Position A3 gesetzt, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist. Bei dieser Konfiguration bewegt sich der Rotor 52 des Schrittmotors 111 innerhalb des Spiels des Getriebemechanismus 20 am Beginn der Erregung, weshalb sich die Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung nicht bewegt. Nachdem die Erregung begonnen wurde, wird die Phase des Erregungssignals um dem Umkehrwinkel zurückgeführt. Daraus resultiert, dass sich die Anzeigenadel 11a kontinuierlich und glatt zu der Stopperposition und dann zu der Ursprungsposition wie in 11A gezeigt dreht. Die Drehgeschwindigkeit der Anzeigenadel 11a zu der Stopperposition kann gleich oder verschieden von derjenigen von der Stopperposition zu der Ursprungsposition sein, ähnlich wie in dem Beispiel von 7A, 7B und 7C. 11A, 11B und 11C zeigen ein Beispiel, in dem die Geschwindigkeiten verschieden sind. Bei der Rückführung der Phase des Erregungssignals 11a kann sich die Anzeigenadel 11a kontinuierlich und glatt zu der Stopperposition drehen, vorübergehend für eine vorbestimmte Zeit stoppen und dann zu der Ursprungsposition drehen.
<Verarbeitungsfluss der Ursprungsrückführverarbeitung>
Im Folgenden wird der Verarbeitungsfluss der Ursprungsrückführverarbeitung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 12 beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss in der Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Das Betriebsprogramm für das Durchführen der Verarbeitung von 12 ist in dem nicht-flüchtigen Speicher 102 gespeichert und wird durch die Steuereinrichtung 101 ausgeführt.
In Schritt S11 bestimmt die Steuereinrichtung 101, ob die Stromversorgung der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps eingeschaltet ist. Wenn die Steuereinrichtung 101 bestimmt, dass die Stromversorgung eingeschaltet ist, führt die Steuereinrichtung 101 die Verarbeitung von Schritt S12 durch. Wenn die Steuereinrichtung 101 dagegen bestimmt, dass die Stromversorgung nicht eingeschaltet ist, führt die Steuereinrichtung 101 die Verarbeitung von Schritt S11 erneut durch.
In Schritt S12 nimmt die Steuereinrichtung 101 auf den nicht-flüchtigen Speicher 102 Bezug, um die Erregungsstartposition des an den Schrittmotor 111 zu übertragenden Erregungssignals zu lesen. Wie weiter oben beschrieben, ist die Erregungsstartposition eine Position, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist. Die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung wird in dem nicht-flüchtigen Speicher 102 durch die Steuereinrichtung 101 gespeichert, wenn die vorausgehende Beendigungsverarbeitung durchgeführt wird. Die Größe des Spielwinkels wird ebenfalls zuvor in dem nicht-flüchtigen Speicher 102 gespeichert.
In Schritt S13 startet die Steuereinrichtung 101 eine Erregung des Schrittmotors 111 und setzt die Phase des Erregungssignals auf die in Schritt S12 gelesene Erregungsstartposition. An der Erregungsstartposition wird die Anzeigenadel 11a an der Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) in Entsprechung zu der Stoppposition nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung gesetzt. Wenn die Phase des Erregungssignals auf die Erregungsstartposition gesetzt ist, bewegt sich der Rotor 52 des Schrittmotors 111 innerhalb des Spiels des Getriebemechanismus 20, weshalb sich die Anzeigenadel 11a nicht bewegt.
In Schritt S14 führt die Steuereinrichtung 101 die Phase des Erregungssignals zurück, um eine Drehung der Anzeigenadel 11a zu dem Stopper (in der Rückwärtsrichtung) zu starten.
In Schritt S15 bestimmt die Steuereinrichtung 101, ob der Winkel, der seit dem Beginn der Zurückführung der Phase des Erregungssignals in Schritt S14 gebildet wird, den vorbestimmten Umkehrwinkel überschreitet. Wenn die Steuereinheit 101 bestimmt, dass der Winkel den Umkehrwinkel überschreitet, führt die Steuereinrichtung 101 die Verarbeitung von Schritt S16 durch. Wenn die Steuereinrichtung 101 dagegen bestimmt, dass der Winkel den Umkehrwinkel nicht überschreitet, führt die Steuereinrichtung 101 die Verarbeitung von Schritt S15 erneut durch. Folglich wird die Phase des Erregungssignals um den Umkehrwinkel zurückgeführt. Wie weiter oben beschrieben, ist der Umkehrwinkel ein Winkel, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels (einer Hälfte des Spielwinkels) und, sofern ein Platzierungsfehler vorhanden ist, des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X, der basierend auf dem Platzierungsfehler gesetzt wird, zu dem Basisumkehrwinkel von 360 Grad (2π [rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0 erhalten wird. Ob ein Platzierungsfehler vorhanden ist, und die Größe des Platzierungsfehlers, werden durch einen Bediener während der Betätigung zum Platzieren der Anzeigenadel 11a gemessen und in dem nicht-flüchtigen Speicher 102 gespeichert.
Nachdem die Anzeigenadel 11a durch die Verarbeitung der Schritte S14 und S15 von der Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) zu der Stopperposition gedreht wurde, wird das Erregungssignal durch den Basisumkehrwinkel zurückgeführt, um eine Austreten-Zurücksetzung durchzuführen.
Beim Zurückführen der Phase des Erregungssignals um den Umkehrwinkel in den Schritten S14 und S15 kann die Steuereinrichtung 101 zuerst die Phase um den Winkel zurückführen, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels und, sofern ein Platzierungsfehler vorhanden ist, des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X erhalten wird. Nachdem für eine vorbestimmte Zeit gewartet wurde, kann die Steuereinrichtung 101 weiterhin die Phase um den Basisumkehrwinkel zurückführen. Bei dieser Konfiguration wird die Austreten-Zurücksetzung durchgeführt, nachdem die Anzeigenadel 11a vorübergehend an der Stopperposition stoppt.
In Schritt S16 schiebt die Steuereinrichtung 101 die Phase des Erregungssignals um den vorbestimmten Ursprungsrückführwinkel vor. Wie oben beschrieben, entspricht der Ursprungsrückführwinkel dem Spielwinkel, wenn keine Korrektur eines Platzierungsfehlers durchgeführt wird, und einem Winkel, der durch das Addieren des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X zu dem Spielwinkel erhalten wird, wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers durchgeführt wird.
Durch die Verarbeitung in Schritt S16 wird die Anzeigenadel 11a in der Vorwärtsrichtung von der Stopperposition zu der Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) gedreht, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden.
Dann beendet die Steuereinrichtung 101 die Ursprungsrückführverarbeitung.
<Funktionen und Effekte der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform>
In der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps gemäß der ersten Ausführungsform wird die Erregungsstartposition auf eine Position gesetzt, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um den Startzeit-Korrekturwinkel, der eine Hälfte des Spielwinkels ist, vorgeschoben ist. Bei dieser Konfiguration bewegt sich der Rotor 52 des Schrittmotors 111 am Beginn der Erregung innerhalb des Spiels des Getriebemechanismus 20, weshalb sich die Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung nicht bewegt. Auf diese Weise kann ein unnatürliches Verhalten der Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung verhindert werden. Und indem weiterhin veranlasst wird, dass sich die entsprechenden Anzeigenadeln der Instrumente einschließlich der Drehzahlanzeige 12, der Kraftstoffanzeige 13 und der Wassertemperaturanzeige 14 gleichzeitig und kontinuierlich von der Position am Beginn der Erregung zu der Stopperposition bewegen, bewegen sich alle Anzeigenadeln kontrolliert, sodass ein unnatürlicher Eindruck für den Fahrer reduziert werden kann. Und weil sich die Anzeigenadel am Beginn der Erregung nicht bewegt, kann dann, wenn der Platzierungsfehler die halbe Periode des Erregungssignals ist, verhindert werden, dass die Anzeigenadel am Beginn der Erregung springt. Weil auf diese Weise ein Springen verhindert werden kann, muss die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers nicht kleiner sein als die Größe in Entsprechung zu einer halben Periode des Erregungssignals. Es muss keine Grenze für die Korrekturgröße gesetzt werden.
In der ersten Ausführungsform ist der Startzeit-Korrekturwinkel eine Hälfte des Spielwinkels, wobei er jedoch allgemein einfach nur ein Wert sein muss, der kleiner als der Spielwinkel ist. Bei dieser Einstellung bewegt sich der Rotor 52 des Schrittmotors 111 innerhalb des Spiels des Getriebemechanismus 20 am Beginn der Erregung, weshalb sich die Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung nicht bewegt. Mit anderen Worten kann die Erregungsstartposition eine Position sein, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um den Startzeit-Korrekturwinkel, der kleiner als der Spielwinkel ist, vorgeschoben ist.
(Zweite Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps unterscheidet sich von der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps nur durch den Inhalt der Ursprungsrückführverarbeitung und weist die gleiche Konfiguration, z. B. die gleiche elektrische Schaltung, wie die Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps auf. Gleiche Glieder werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Glieder verzichtet wird.
Die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps unterscheidet sich von der Messvorrichtung 10 des Anzeigenadeltyps dadurch, dass die Ursprungsposition (0-Position auf der Skala) in der Vorwärtsrichtung vorversetzt ist.
<Wenn keine Korrektur eines Platzierungsfehlers durchgeführt wird>
13A, 13B und 13C sind schematische Ansichten, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung in der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform zeigen. 13a zeigt eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 13B zeigt die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 13C ist ein Vektordiagramm, das die Phase des Erregungssignals zeigt.
Wenn in der Erregungssteuerung der Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform von 13A, 13B und 13C keine Korrektur eines Platzierungsfehlers durchgeführt wird, sind der Ursprungsrückführwinkel und der Umkehrwinkel verschieden von denjenigen des Beispiels von 10A, 10B und 10C. Insbesondere wird der Ursprungsrückführwinkel auf einen Winkel gesetzt, der durch das Addieren eines vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels zu dem Spielwinkel erhalten wird. Der Umkehrwinkel wird auf einen Winkel gesetzt, der durch das Addieren des Basisumkehrwinkels von 360 Grad (2π [rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0, des Startzeit-Korrekturwinkels (einer Hälfte des Spielwinkels) und des Vorversatzwinkels erhalten wird. In dem Beispiel von 13A, 13B und 13C ist der Vorversatzwinkel auf 180 Grad (π [rad]) in dem Erregungssignal in Entsprechung zu einem Drehwinkel der Anzeigenadel 11a von 1,0 Grad gesetzt. Der Vorversatzwinkel kann auf einen gewünschten Wert gesetzt werden, solange er nicht gleich oder größer als ein Winkel ist, mit welchem die Anzeigenadel 11a von dem Stopper 26 entfernt ist, wenn die Anzeigenadel 11a in der Vorwärtsrichtung von der Stopperposition um den Vorversatzwinkel gedreht wird.
Die Erregungsstartposition ist eine Position, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung ähnlich wie in dem Beispiel von 10A, 10B und 10C um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist.
In dem Beispiel von 13A, 13B und 13C ist die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Ursprungsrückführverarbeitung die durch E angegebene Position und ist die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung die durch E2 angegebene Position. Die Erregungsstartposition ist eine von E2 um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschobene Position, d. h. die durch A4 angegebene Position.
Auch wenn wie oben beschrieben der Vorversatzwinkel zu dem Ursprungsrückführwinkel und dem Umkehrwinkel addiert wird, kann die Anzeigenadel 11a ähnlich wie in dem Beispiel von 10A, 10B und 10C an der Ursprungsposition positioniert werden.
<Wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers in der Vorwärtsrichtung durchgeführt wird>
14A, 14B und 14C sind schematische Ansichten, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers in der Vorwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, zeigen. 14A zeigt eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 14B zeigt die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 14C ist ein Vektordiagramm, das die Phase des Erregungssignals zeigt.
Wenn in der Erregungssteuerung der Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform eine Korrektur eines Platzierungsfehlers in der Vorwärtsrichtung wie in 14A, 14B und 14C gezeigt durchgeführt wird, sind der Ursprungsrückführwinkel und der Umkehrwinkel verschieden von denjenigen des Beispiels von 11A, 11B und 11C.
Insbesondere ist der Ursprungsrückführwinkel auf einen Winkel gesetzt, der durch das Addieren des vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels und eines positiven Platzierungsfehler-Korrekturwinkel zu dem Spielwinkel erhalten wird. In dem Beispiel von 14A, 14B und 14C ist der Platzierungsfehler-Korrekturwinkel auf 90 Grad (π/2 [rad]) in dem Erregungssignal in Entsprechung zu einem Drehwinkel der Angabenadel 11a von 0,5 Grad gesetzt. Der Umkehrwinkel ist auf einen Winkel gesetzt, der durch das Addieren des Basisumkehrwinkels von 360 Grad (2π [rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0, des Startzeit-Korrekturwinkels (einer Hälfte des Spielwinkels), des Vorversatzwinkels und des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels erhalten wird.
Die Erregungsstartposition ist eine Position, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels ähnlich wie in dem Beispiel von 11A, 11B und 11C vorgeschoben ist.
In dem Beispiel von 14A, 14B und 14C ist die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Ursprungsrückführverarbeitung die durch F angegebene Position und ist die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung die durch F2 angegebene Position. Die Erregungsstartposition ist eine Position, die von F2 um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschoben ist, d. h. die durch A5 angegebene Position.
Auch wenn wie oben beschrieben der Vorversatzwinkel und der positive Platzierungsfehler-Korrekturwinkel zu dem Ursprungsrückführwinkel und dem Umkehrwinkel addiert werden, kann die Position der Anzeigenadel 11a ähnlich wie in dem Beispiel von 11A, 11B und 11C an der Ursprungsposition positioniert werden.
<Wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers in der Rückwärtsrichtung durchgeführt wird>
15A, 15B und 15C sind schematische Ansichten, die ein Beispiel für die Ursprungsrückführverarbeitung, wenn eine Korrektur eines Platzierungsfehlers in der Rückwärtsrichtung durch die Erregungssteuerung der Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, zeigen. 15A zeigt eine zeitliche Änderung in dem Erregungssignal und den Drehwinkel der Anzeigenadel. 15B zeigt die Beziehung zwischen der Phase des Erregungssignals und dem Drehwinkel der Anzeigenadel. 15C ist ein Vektordiagramm, das die Phase des Erregungssignals zeigt.
Wenn in der Erregungssteuerung der Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform eine Korrektur eines Platzierungsfehlers in der Rückwärtsrichtung wie in 15A, 15B und 15C gezeigt durchgeführt wird, sind der Ursprungsrückführwinkel und der Umkehrwinkel verschieden von denjenigen der anderen Beispiele. Insbesondere ist der Ursprungsrückführwinkel auf einen Winkel gesetzt, der durch das Addieren des vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels und eines negativen Platzierungsfehler-Korrekturwinkels zu dem Spielwinkel erhalten wird. In dem Beispiel von 15A, 15B und 15C ist der Platzierungsfehler-Korrekturwinkel auf –90 Grad (–π/2 [rad]) in dem Erregungssignal in Entsprechung zu einem Drehwinkel der Anzeigenadel 11a von –0,5 Grad gesetzt. Der Umkehrwinkel ist auf einen Winkel gesetzt, der durch das Addieren des Basisumkehrwinkels von 360 Grad (2π/[rad]) in Entsprechung zu der Steuerperiode T0, des Startzeit-Korrekturwinkels (einer Hälfte des Spielwinkels), des Vorversatzwinkels und des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels erhalten wird. Der negative Platzierungsfehler-Korrekturwinkel kann auf einen Wert gesetzt werden, der kleiner als der Vorversatzwinkel ist.
Die Erregungsstartposition ist eine von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschobene Position ähnlich wie in den anderen Beispielen.
In dem Beispiel von 15A, 15B und 15C ist die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Ursprungsrückführverarbeitung die durch G angegebene Position und ist die Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung die durch G2 angegebene Position. Die Erregungsstartposition ist eine von G2 um eine Hälfte des Spielwinkels vorgeschobene Position, d. h. die durch A6 angegebene Position.
Auch wenn wie oben beschrieben der Vorversatzwinkel und der negative Platzierungsfehler-Korrekturwinkel zu dem Ursprungsrückführwinkel und dem Umkehrwinkel addiert werden, kann die Position der Anzeigenadel 11a ähnlich wie in den anderen oben beschriebenen Beispielen an der Ursprungsposition positioniert werden.
Wie oben beschrieben kann die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform den Platzierungsfehler der Anzeigenadel 11a in der Vorwärtsrichtung und in der Rückwärtsrichtung in Bezug auf den Stopper 26 tolerieren, weil der vorbestimmte positive Vorversatzwinkel zu dem Ursprungsrückführwinkel addiert wird. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Bediener bei der Betätigung zum Platzieren der Anzeigenadel 11a die Anzeigenadel 11a an Positionen auf beiden Seiten in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Bezug auf die vorbestimmte Position positioniert. Dadurch kann der Freiheitsgrad beim Korrigieren des Platzierungsfehlers vergrößert werden.
Der Vorversatzwinkel kann verschiedene Werte bei den entsprechenden Anzeigenadeln der Geschwindigkeitsanzeige 11, der Drehzahlanzeige 12, der Kraftstoffanzeige 13 und der Wassertemperaturanzeige 14 aufweisen. Es können verschiedene Vorversatzwinkel für jede Gruppe in Abhängigkeit von der Länge und dem Design der Anzeigenadeln gesetzt werden. Der Vorversatzwinkel für Instrumente mit einer langen Anzeigenadel wie etwa die Geschwindigkeitsanzeige 11 und die Drehzahlanzeige 12 kann zum Beispiel auf einen Anzeigewinkel der Anzeigenadel von 1,0 Grad gesetzt werden, und der Vorversatzwinkel für Instrumente mit einer kurzen Anzeigenadel wie etwa die Kraftstoffanzeige 13 und die Wassertemperaturanzeige 14 kann auf einen Anzeigewinkel der Anzeigenadel von 0,5 Grad gesetzt werden.
In der Ursprungsrückführverarbeitung der Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps die Phase des Erregungssignals in der Verarbeitung in Entsprechung zu den Schritten S14 und S15 von 12 kontinuierlich um den Umkehrwinkel zurückführen. Alternativ dazu kann die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps zuerst die Phase des Erregungssignals um einen Winkel, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels, des Vorversatzwinkels und, sofern ein Platzierungsfehler vorhanden ist, des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels X erhalten wird, zurückführen, für eine vorbestimmte Zeit warten und dann die Phase weiter um den Basisumkehrwinkel zurückführen. In dieser Konfiguration wird eine Beseitigung von Hystereseeigenschaften durchgeführt, nachdem die Anzeigenadel 11a vorübergehend an der Stopperposition stoppt.
Im Folgenden werden die Messvorrichtungen 10 und 10B gemäß den Ausführungsformen zusammengefasst.

(1) Die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps umfasst die Steuereinrichtung 101, den Schrittmotor 111, der basierend auf der Phase des von der Steuereinrichtung 101 empfangenen Erregungssignals drehend angetrieben wird, die Anzeigenadel 11a, die sich in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Reaktion auf eine Drehung des Schrittmotors 111 dreht, und den Getriebemechanismus 20, der eine Drehantriebskraft des Schrittmotors 111 zu der Anzeigenadel 11a überträgt. Die Anzeigenadel 11a oder der Getriebemechanismus 20 umfasst den Stopperstift 24a, der als ein Anstoßteil dient, der gegen den Stopper 26 anstößt, wenn die Anzeigenadel 11a an der vorbestimmten Drehposition positioniert ist. Wenn mit der Erregung des Schrittmotors 111 begonnen wird, setzt die Steuereinrichtung 101 die Phase des Erregungssignals auf eine vorbestimmte Erregungsstartposition. Folglich führt die Steuereinrichtung 101 die Phase des Erregungssignals um den vorbestimmten Umkehrwinkel derart zurück, dass sich die Anzeigenadel 11a in der Rückwärtsrichtung in Entsprechung zu einer Richtung dreht, in welcher der Anstoßteil dem Stopper 26 näher kommt. Die Steuereinrichtung 101 positioniert also die Anzeigenadel 11a an der Stopperposition, an welcher der Anstoßteil gegen den Stopper 26 anstößt. Dann schiebt die Steuereinrichtung 101 die Phase des Erregungssignals um den Ursprungsrückführwinkel vor, der basierend auf dem Spielwinkel in Entsprechung zu der Spielgröße in dem Getriebemechanismus 20 gesetzt wird. Die Steuereinrichtung 101 dreht die Anzeigenadel 11a in der Vorwärtsrichtung zu der Ursprungsposition, die von der Stopperposition um den vorbestimmten Winkel entfernt ist, um die Anzeigenadel 11a an der Ursprungsposition zu positionieren. Die oben beschriebene Verarbeitung ist die Ursprungsrückführverarbeitung. Wenn die Erregung des Schrittmotors 111 beendet wird, führt die Steuereinrichtung 101 eine Beendigungsverarbeitung zum Zurückführen der Phase des Erregungssignals derart durch, dass sich die Anzeigenadel 11a in der Rückwärtsrichtung dreht, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden. Der Ursprungsrückführwinkel wird durch das Addieren des Spielwinkels, des vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels und des positiven Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf dem Platzierungsfehler der Anzeigenadel 11a in Bezug auf den Stopper 26 gesetzt wird, erhalten.
(2) Die Messvorrichtung 10B des Anzeigewinkeltyps umfasst die Geschwindigkeitsanzeige 11, die als ein erstes Instrument dient, und die Kraftstoffanzeige 13, die als ein zweites Instrument dient. Die Anzeigenadel 11a ist an dem ersten Instrument und dem zweiten Instrument jeweils als eine erste Anzeigenadel und eine zweite Anzeigenadel vorgesehen. Der Vorversatzwinkel an der ersten Anzeigenadel und an der zweiten Anzeigenadel ist jeweils verschieden.
(3) In der Messvorrichtung 10 und 10B des Anzeigenadeltyps ist die Erregungsposition eine Position, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um den Startzeit-Korrekturwinkel, der kleiner als der Spielwinkel ist, vorgeschoben ist.

Die Messvorrichtungen 10 und 10B des Anzeigenadeltyps gemäß (3) können ein unnatürliches Verhalten der Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung verhindern und tolerieren den Platzierungsfehler der Anzeigenadel 11a in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung in Bezug auf den Stopper 26.
In den Messvorrichtungen 10 und 10B des Anzeigenadeltyps gemäß (3) ist die Erregungsstartposition auf eine Position gesetzt, die von der Phase des Erregungssignals nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung um den Startzeit-Korrekturwinkel, der kleiner als der Spielwinkel ist, vorgeschoben ist. Bei dieser Konfiguration bewegt sich der Rotor 52 des Schrittmotors 111 innerhalb des Spiels des Getriebemechanismus 20 am Beginn der Erregung, sodass sich die Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung nicht bewegt. Auf diese Weise kann ein unnatürliches Verhalten der Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung verhindert werden. Wenn eine Korrektur des Platzierungsfehlers an jedem der Instrumente durchgeführt wird, wird zum Beispiel veranlasst, dass sich alle Anzeigenadeln gleichzeitig und kontinuierlich von der Position am Beginn der Erregung zu der Stopperposition bewegen. Bei dieser Konfiguration bewegen sich alle Anzeigenadeln kontrolliert, sodass ein unnatürlicher Eindruck für den Fahrer reduziert werden kann. Und weil sich die Anzeigenadel am Beginn der Erregung nicht bewegt, kann auch verhindert werden, dass die Anzeigenadel am Beginn der Erregung springt, wenn die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers größer als die Größe in Entsprechung zu einer halben Periode des Erregungssignals ist. Weil das Springen auf diese Weise verhindert werden kann, muss die Korrekturgröße des Platzierungsfehlers nicht kleiner als die Größe in Entsprechung zu einer halben Periode des Erregungssignals sein. Es muss keine Grenze für die Korrekturgröße gesetzt werden.
Wenn der vorbestimmte positive Vorversatzwinkel in dem herkömmlichen Steuerverfahren einfach zu dem Ursprungsrückführwinkel addiert wird, werden die Stopperposition und die Ursprungsposition durch die Addition voneinander entfernt. Daraus resultiert, dass die Stopperposition und die Ursprungsposition weiter voneinander entfernt sind als wenn der Vorversatzwinkel nicht addiert wird, was eine weitere Vergrößerung der Größe der abrupten Bewegung der Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung zur Folge hat. Also auch wenn der Freiheitsgrad beim Korrigieren des Platzierungsfehlers vergrößert werden kann, kann unter Umständen ein unnatürlicher Eindruck für den Fahrer am Beginn der Erregung verstärkt werden.
Im Gegensatz dazu bewegt sich in den Messvorrichtungen 10 und 10B des Anzeigenadeltyps gemäß (3) die Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung nicht. Deshalb können die Messvorrichtungen 10 und 10B des Anzeigenadeltyps gemäß (3) ein unnatürliches Verhalten der Anzeigenadel 11a am Beginn der Erregung verhindern und gleichzeitig den Freiheitsgrad beim Korrigieren des Platzierungsfehlers vergrößern.
Weil der Vorversatzwinkel auf einen positiven Wert gesetzt ist, dreht sich die Anzeigenadel 11a nur in der Rückwärtsrichtung, in welcher die Anzeigenadel 11a dem Stopper 26 näher kommt, direkt nach dem Beginn der Erregung und wenn sie sich zu der Stopperposition bewegt. Mit dieser Konfiguration können die Bewegungsrichtungen der Anzeigenadeln ausgerichtet werden, wenn eine Vielzahl von Anzeigenadeln vorgesehen ist.

(4) In der Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps ist der Umkehrwinkel ein Winkel, der durch das Addieren des Basisumkehrwinkels, der auf einen Wert gleich oder größer als ein Winkel in Entsprechung zu der Steuerperiode T0 des Erregungssignals gesetzt ist, des Startzeit-Korrekturwinkels, des Vorversatzwinkels und des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels erhalten wird. Wenn die Phase des Erregungssignals in der Ursprungsrückführverarbeitung um den Umkehrwinkel zurückgeführt wird, führt die Steuereinrichtung 101 zuerst die Phase um den Winkel zurück, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels, des Vorversatzwinkels und des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels erhalten wird, wartet für die vorbestimmte Zeit und führt dann die Phase um den Basisumkehrwinkel zurück. Wenn mit anderen Worten die Phase des Erregungssignals in der Rückführverarbeitung um den Umkehrwinkel zurückgeführt wird, führt die Steuereinrichtung 101 zuerst die Phase um einen Winkel zurück der durch das Subtrahieren des Basisumkehrwinkels von dem Umkehrwinkel erhalten wird, wartet für die vorbestimmte Zeit und führt die Phase dann weiter um den Basisumkehrwinkel zurück.

Die Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß (4) führt zuerst die Phase des Erregungssignals um den Winkel zurück, der durch das Addieren des Startzeit-Korrekturwinkels, des Vorversatzwinkels und des Platzierungsfehler-Korrekturwinkels erhalten wird, wartet für die vorbestimmte Zeit und führt dann die Phase weiter um den Basisumkehrwinkel zurück. Bei dieser Konfiguration wird die Beseitigung der Hystereseeigenschaften durchgeführt, nachdem die Anzeigenadel 11a vorübergehend an der Stopperposition stoppt. Während der Beseitigung der Hystereseeigenschaften tritt ein Rückprallverhalten der Anzeigenadel 11a, die an der Stopperposition vibriert, auf, während das Erregungssignal in einer Periode geändert wird (siehe zum Beispiel das japanische Patent Nr. 4176984 ). In der Messvorrichtung 10B des Anzeigenadeltyps gemäß (4) tritt das Rückprallverhalten auf, nachdem die Anzeigenadel 11a vorübergehend an der Stopperposition stoppt, wodurch der Fahrer darauf aufmerksam gemacht werden kann, dass sich alle Anzeigenadeln bewegen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen schränken den technischen Erfindungsumfang der vorliegenden Erfindung nicht ein. Die oben beschriebenen Ausführungsformen können auf verschiedene Weise verändert, modifiziert und variiert werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
Bezugszeichenliste

10, 10B: Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps
11: Geschwindigkeitsanzeige (erstes Instrument)
11a: Anzeigenadel (erste Anzeigenadel)
11b: Skala
12: Drehzahlanzeige
13: Kraftstoffanzeige (zweites Instrument)
14: Wassertemperaturanzeige
20: Getriebemechanismus
24a: Stopperstift (Anstoßteil)
26: Stopper
101: Steuereinrichtung
102: nicht-flüchtiger Speicher
103: Stromversorgungsschaltung
104: Schnittstellenschaltung
105: Zündungsschaltung
106: Fahrzeugbatterie
107: Anzeigeeinheit
111 bis 114: Schrittmotor

Claims

Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps, die umfasst: eine Steuereinrichtung, einen Schrittmotor, der für eine Drehung gemäß einer Phase eines von der Steuereinrichtung empfangenen Erregungssignals angetrieben wird, eine Anzeigenadel, die sich in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Reaktion auf eine Drehung des Schrittmotors dreht, und einen Getriebemechanismus, der eine Drehantriebskraft des Schrittmotors zu der Anzeigenadel überträgt, wobei die Anzeigenadel oder der Getriebemechanismus einen Anstoßteil enthält, der gegen einen Stopper anstößt, wenn die Anzeigenadel an einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist, wobei die Steuereinrichtung am Beginn der Erregung des Schrittmotors eine Ursprungsrückführverarbeitung durchführt, die umfasst: Setzen der Phase des Erregungssignals auf eine vorbestimmte Erregungsstartposition, Zurückführen der Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung in Entsprechung zu einer Richtung dreht, in welcher sich der Anstoßteil dem Stopper nähert, um die Anzeigenadel an einer Stopperposition zu positionieren, an welcher der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt, und Vorschieben der Phase des Erregungssignals um einen Ursprungsrückführwinkel, der basierend auf einem Spielwinkel in Entsprechung zu einer Spielgröße in dem Getriebemechanismus gesetzt wird, um die Anzeigenadel in der Vorwärtsrichtung zu einer Ursprungsposition zu drehen, die von der Stopperposition durch einen vorbestimmten Winkel entfernt ist, um dadurch die Anzeigenadel an der Ursprungsposition zu positionieren, wobei die Steuereinrichtung beim Beenden der Erregung des Schrittmotors eine Beendigungsverarbeitung zum Zurückführen der Phase des Erregungssignals durchführt, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung dreht, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden, und wobei der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren des Spielwinkels, eines vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels und eines positiven oder negativen Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, erhalten wird.
Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach Anspruch 1, die weiterhin umfasst: ein erstes Instrument und ein zweites Instrument, wobei die Anzeigenadel an dem ersten Instrument und dem zweiten Instrument jeweils als eine erste Anzeigenadel und eine zweite Anzeigenadel vorgesehen ist, und wobei sich der Vorversatzwinkel zwischen der ersten Anzeigenadel und der zweiten Anzeigenadel unterscheidet.
Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps, die umfasst: eine Steuereinrichtung, einen Schrittmotor, der für eine Drehung gemäß einer Phase eines von der Steuereinrichtung empfangenen Erregungssignals angetrieben wird, eine Anzeigenadel, die sich in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen in Reaktion auf eine Drehung des Schrittmotors dreht, und einen Getriebemechanismus, der eine Drehantriebskraft des Schrittmotors zu der Anzeigenadel überträgt, wobei die Anzeigenadel oder der Getriebemechanismus einen Anstoßteil enthält, der gegen einen Stopper anstößt, wenn die Anzeigenadel an einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist, wobei die Steuereinrichtung am Beginn der Erregung des Schrittmotors eine Ursprungsrückführverarbeitung durchführt, die umfasst: Setzen der Phase des Erregungssignals auf eine vorbestimmte Erregungsstartposition, Zurückführen der Phase des Erregungssignals um einen vorbestimmten Umkehrwinkel, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung in Entsprechung zu einer Richtung dreht, in welcher sich der Anstoßteil dem Stopper nähert, um die Anzeigenadel an einer Stopperposition zu positionieren, an welcher der Anstoßteil gegen den Stopper anstößt, und Vorschieben der Phase des Erregungssignals um einen Ursprungsrückführwinkel, der basierend auf einem Spielwinkel in Entsprechung zu einer Spielgröße in dem Getriebemechanismus gesetzt wird, um die Anzeigenadel in der Vorwärtsrichtung zu einer Ursprungsposition zu drehen, die von der Stopperposition durch einen vorbestimmten Winkel entfernt ist, um dadurch die Anzeigenadel an der Ursprungsposition zu positionieren, wobei die Steuereinrichtung beim Beenden der Erregung des Schrittmotors eine Beendigungsverarbeitung zum Zurückführen der Phase des Erregungssignals durchführt, sodass sich die Anzeigenadel in der Rückwärtsrichtung dreht, um an der Ursprungsposition positioniert zu werden, und wobei die Erregungsstartposition eine Position ist, die nach der Durchführung der Beendigungsverarbeitung von der Phase des Erregungssignals um einen Startzeit-Korrekturwinkel, der kleiner als der Spielwinkel ist, vorgeschoben ist.
Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach Anspruch 3, wobei: der Startzeit-Korrekturwinkel ungefähr halb so groß wie der Spielwinkel ist.
Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach Anspruch 3 oder 4, wobei: der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren des Spielwinkels und eines positiven Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, erhalten wird.
Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei: der Ursprungsrückführwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren des Spielwinkels, eines positiven oder negativen Platzierungsfehler-Korrekturwinkels, der basierend auf einem Platzierungsfehler der Anzeigenadel in Bezug auf den Stopper gesetzt wird, und eines vorbestimmten positiven Vorversatzwinkels erhalten wird.
Messvorrichtung des Anzeigenadeltyps nach Anspruch 3 oder 4, wobei: der Umkehrwinkel ein Winkel ist, der durch das Addieren eines Basis-Umkehrwinkels, der auf einen Wert gleich oder größer als ein Winkel in Entsprechung zu einer Steuerperiode des Erregungssignals gesetzt ist, und des Startzeit-Korrekturwinkels erhalten wird, und die Steuereinrichtung beim Zurückführen der Phase des Erregungssignals um den Umkehrwinkel in der Ursprungsrückführverarbeitung zuerst die Phase des Erregungssignals um den Startzeit-Korrekturwinkel zurückführt, für eine vorbestimmte Zeit wartet und dann weiterhin die Phase des Erregungssignals um den Basisumkehrwinkel zurückführt.