DE69933007T2

DE69933007T2 - Verfahren zur verschiebung des zeigers eines zählers

Info

Publication number: DE69933007T2
Application number: DE69933007T
Authority: DE
Inventors: Ltd Kouichi Nippon seiki co. JINUSHI
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: WO2000019216A1; US6510399B1; TW472155B; EP1041388A4; EP1041388B1; DE69933007D1; KR20010032458A; JP3198503B2; KR100537265B1; EP1041388A1; CN1286755A; JP2000105253A; CN1179197C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Treiben bzw. Antreiben eines Meßgeräts und genauer auf ein Verfahren zum Treiben eines Meßgeräts, wobei das Verfahren ein Wirken eines Zeigers, der auf einer Antriebseinheit festgelegt ist, durch ein Montieren bzw. Anordnen des Zeigers an der Antriebseinheit, die aus einem Schrittmotor, einem rotierenden Magnettyp-Amperemeter der Kreuzspulenart und dgl. besteht, ein Eingeben eines vorbestimmten Zyklus einer Größe einer Messung von einem zu messenden Objekt bzw. Gegenstand und ein Ausgeben zu der Treibereinheit einer Änderung in der Größe einer Messung als einen angezeigten Wert in einer vorbestimmten Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus umfaßt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Konventionell wenden analogartige Anzeigemeßgeräte einen Schrittmotor, ein rotierendes magnetartiges bzw. Magnettyp-Amperemeter der Kreuzspulenart und dgl. an. Beispielsweise umfaßt eine Treibervorrichtung für Meßgeräte, die eine Treiber- bzw. Antriebseinheit aufweisen, die aus einem Schrittmotor besteht, eine Treiberschaltung zum Antreiben bzw. Treiben des Schrittmotors auf der Basis eines digitalen Signals, das mit einer Meßgröße in Übereinstimmung steht, und einen Zeiger, der auf einem Antriebswellenende des Schrittmotors montiert bzw. festgelegt ist, um eine Abstufung auf einer Anzeigescheibe anzuzeigen, welche der Meßgröße entspricht, wodurch die Größe der Messung bzw. Meßgröße dargestellt wird.
Eine derartige Antriebseinrichtung für Meßgeräte kann beispielsweise in einem Fahrgeschwindigkeitsmeßgerät und einem Motorgeschwindigkeits- bzw. -drehzahlmeßgerät für Autos verwendet werden, und weiterhin in einem Kraftstoffmeßgerät und einem Thermometer mit einer A/D Bearbeitung eines detektierten Signals, und verschiedene Vorschläge für eine derartige Treibervorrichtung wurden zur kommerziellen Anwendung vorgeschlagen, wie dies in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 129575/1986 und 223312/1988 usw. geoffenbart wurde. Kürzlich wurde eine serielle Kommunikation in Meßgeräten für Fahrzeuge vorherrschend, und Treibervorrichtungen wurden entwickelt, welche entsprechende Meßgerätkörper durch ein Übertragen auf entsprechende Meßgeräte durch ein serielles Übertragungskabel von einer ECU (Engine Control Unit, Motor-Regel- bzw. -Steuereinheit), die an einem Fahrzeug angeordnet ist, eines digitalen Signals treiben, das mit einem Fahrzustand des Fahrzeugs übereinstimmt. Wenn entsprechende Meßgeräte durch eine serielle Kommunikationssteuerung bzw. -regelung anzutreiben sind, ist ein Problem involviert, daß selbst kleine Änderungen in Meßausmaßen bzw. Meßgrößen schnelle Änderungen auf Seiten der anzeigenden Meßgeräte werden; um keine glatte Anzeigetätigkeit auf den anzeigenden Meßgeräten zur Verfügung zu stellen, da sich ein Ausgabe-Aktualisierungszyklus selbst in Einheiten von 50 ms präsentiert, wenn ein Zyklus (Eingabezyklus) von Meßgrößen, die in eine Bearbeitungseinheit (Bearbeitungsschaltung) eingegeben sind, zum Betätigen der anzeigenden Meßgeräte 50 ms ist, selbst wenn ein Ausgabe-Aktualisierungszyklus einer Bearbeitungsschaltung selbst zum Treiben einer Treibereinheit, die aus einem Schrittmotor oder dgl. besteht, eine Fähigkeit von 5 ms in einem Geschwindigkeitsmeßgerät und einem Tachometer zum Anzeigen einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und einer Motordreh zahl aufweist, von welchen sich das Ausmaß bzw. die Größe von Messungen stark ändert.
Insbesondere stellt mit Schrittmotoren eine Korrektur von Treibersignalwellenformen eine Glätte auf der Basis einer Schrittbewegung zur Verfügung, welche einer Ganghöhe bzw. einem Abstand von Zähnen auf einem kammförmigen Joch entspricht.
Derartige Schrittmotoren involvieren ein Problem, daß eine Änderung in einem Treibersignal für einen Schrittmotor groß wird, wenn ein Aktualisierungszyklus von Meßdaten groß relativ zu einer Änderung in einem Ausmaß einer Messung bzw. einer Meßgröße ist, und der Schrittmotor selbst exzellent in seiner Antwortfähigkeit ist, wodurch, wenn eine Änderung in Daten in einem Zeitraum einer Ausgabeaktualisierung stark entgegengesetzt bzw. umgekehrt ist, eine derartige große Änderung festgestellt ist, um unmittelbar zu einer intermittierenden Bewegung an einem Zeiger zu führen, wodurch keine glatte Anzeigetätigkeit in anzeigenden Meßgeräten erhalten wird.
Hierauf nimmt die vorliegende Erfindung Notiz von dem oben erwähnten Problem und stellt ein Verfahren zum Treiben bzw. Antreiben eines Meßgeräts zur Verfügung, in welchem eine intermittierende Bewegung auf einem Zeiger verhindert ist bzw. wird und eine glatte Anzeigebewegung in einem Anzeigemeßgerät erhalten ist.
EP 0 588 582 offenbart eine Steuer- bzw. Regelschaltung für ein Zeigerinstrument in einem Armaturenbrett. Die Schaltung beinhaltet eine Datenerfassungsschaltung zum periodischen Empfangen von Datensignalen, die die gewünschte Position des Zeigers auf einer Analogskala darstellen, und eine Steuer- bzw. Regelschaltung, welche eine Zeigerposition basierend auf der gegenwärtigen Position des Zeigers und seiner gewünschten Position steuert bzw. regelt.
EP 0 465 334 offenbart ein Verfahren zum Filtern eines elektrischen Signals zum Antreiben von Kreuzspuleninstrumenten für Motorfahrzeuge. Das Ausgabesignal wird unter Verwendung eines Eingabesignals und eines vorhergehenden Ausgabesignals generiert bzw. erzeugt.
EP 0 833 131 offenbart ein Verfahren zum Antreiben eines Schrittmotors. Eine Glättungsschaltung berechnet einen Winkelunterschied von aufeinanderfolgenden, vorher liegenden und nachher liegenden Winkeldaten, die die gegenwärtige bzw. Zielposition repräsentieren.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Treiben bzw. Antreiben eines Meßgeräts durch ein Eingeben in eine Verarbeitungseinheit in einem vorbestimmten Zyklus einer Meßgröße von einem zu messenden Objekt bzw. Gegenstand, und ein Ausgeben an eine Treibereinheit einer Änderung in der Meßgröße als einen angezeigten Wert in einer vorbestimmten Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus der Be- bzw. Verarbeitungseinheit, um als ein Zeiger zu wirken, der auf der Treibereinheit montiert bzw. festgelegt ist.
Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, stellt ein Verfahren zum Treiben bzw. Antreiben eines Meßgeräts zur Verfügung, umfassend ein Verwenden einer vorbestimmten quadratischen Funktion, um eine Anzeigecharakteristik bzw. -eigenschaft, welche ein Verhalten des Zeigers bestimmt, auf der Basis eines angezeigten Werts des Zeigers in der Vergangenheit, eines angezeigten Werts des Zeigers, der zur gegenwärtigen Zeit bestimmt wird, und eines Zielwerts zu erhalten, welche den Zeiger in Antwort auf die Meßgröße betätigt, um dadurch den Zeiger mit den angezeigten Werten gemeinsam mit Anzeigecharakteristika in der Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus zu betätigen.
Das Verfahren zum Treiben umfaßt ein Eingeben eines Zielwerts, um den Zeiger in Übereinstimmung mit der Meßgröße zu betätigen, unter Verwenden einer vorbestimmten Funktion, um eine Anzeigecharakteristik zu erhalten, welche einen ersten angezeigten Wert anzeigt, wenn der Zeiger zu dem Zielwert von dem ersten angezeigten Wert des Zeigers betätigt wird, der zur gegenwärtigen Zeit bestimmt wird, und welcher einen zweiten angezeigten Wert, welcher ein Zielwert des Zeigers in der Vergangenheit wird, und den Zielwert approximiert bzw. annähert, und Betätigen des Zeigers mittels eines angezeigten Werts in der Einheit des Ausgabe-Aktualisierungszyklus in Übereinstimmung mit den Anzeigecharakteristika, so daß der Zeiger glatt verglichen mit dem Fall betätigt werden kann, wo der Zeiger durch den angezeigten Wert in einer Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus in Übereinstimmung mit den Anzeigecharakteristika betätigt wird, was durch ein einfaches lineares Verbinden von angezeigten Werten erhalten wird, die an einem vorbestimmten Eingabezyklus erhalten wurden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Treiben bzw. Treibervorrichtung in einem Meßgerät zeigt, welche das Verfahren gemäß der Erfindung anwendet.
2 ist eine Ansicht, die eine Bearbeitungsprozedur bzw. ein Bearbeitungsverfahren in der Bearbeitungseinheit gemäß der Erfindung zeigt.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
In 1 ist eine Antriebs- bzw. Treibervorrichtung 1 zum Steuern bzw. Regeln einer Treibereinheit auf der Basis von Daten (Messung) gezeigt, die durch serielle Kommunikation übertragen sind bzw. werden. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Transmissions- bzw. Übertragungseinheit zum Zählen eines Pulssignals, wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl usw. zu jeder Zeitdauer bzw. -periode, die durch eine Referenz- bzw. Bezugsuhr bzw. einen Zeitgeber bestimmt ist, unter Verwenden einer Multiplex-Kommunikations-Interfaceeinheit (nicht gezeigt) um eine parallele/serielle Umwandlung der Messung in ein Datensignal auszuführen, und Übertragen des Datensignals an eine Empfangseinheit, die später beschrieben ist, zu einem vorbestimmten Zyklus. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Empfangseinheit, welche eine Multiplex-Kommunikations-Interfaceeinheit (nicht gezeigt) verwendet, um eine parallele/serielle Umwandlung eines Datensignals entsprechend einer Meßgröße auszuführen, die von der Übertragungseinheit 2 übertragen ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Haupt- bzw. Primäreinheit, die eine Ver- bzw. Bearbeitungseinheit zum Umwandeln eines Datensignals, das durch die Empfangseinheit 3 empfangen ist, in einen angezeigten Wert in Übereinstimmung mit der Meßgröße ist und einen Mikrocomputer umfaßt. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Treiberausgabeeinheit zum Verwenden des angezeigten Werts, der durch die Bearbeitungseinheit 4 erhalten ist, um einen Schrittmotor, welcher eine Antriebs- bzw. Treibereinheit definiert, die später beschrieben ist, durch eine Spannungsum wandlung und dgl. anzutreiben. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Treibereinheit der Schrittmotorart, die eine Meßgröße eines zu messenden Objekts anzeigt, unter Verwendung eines Zeigers 6a, der an einem Ende einer Treiber- bzw. Antriebswelle des Schrittmotors festgelegt ist, um eine Abstufung auf einer Anzeigescheibe 6b anzuzeigen. Die Treibervorrichtung 1 besteht aus der Empfangseinheit 3, der Bearbeitungseinheit 4, der Treiberausgabeeinheit 5 und der Treibereinheit 6. Auch die Treibervorrichtung 1 und die Übertragungseinheit 2 sind miteinander durch eine Übertragungsleitung 7 verbunden, die aus einem seriellen Übertragungskabel besteht.
Das Bearbeitungsverfahren der Bearbeitungseinheit 4 wird unter Bezugnahme auf 2 erklärt.
Wenn ein erster Zielwert C entsprechend einer Meßgröße in dem vorbestimmten Zyklus T empfangen wird, zeigt die Verarbeitungseinheit 4 einen Zielwert B von einem angezeigten Wert A (zweiten angezeigten Wert) in der Vergangenheit, der durch den Zeiger 6a angezeigt wurde, einen Zielwert B (ersten angezeigten Wert), der zur gegenwärtigen Zeit bestimmt wurde (angezeigt später), und einen ersten Zielwert C an, und verwendet eine Funktionsformel, die später beschrieben wird, um eine Anzeigecharakteristik zu bestimmen, welche den angezeigten Wert A und den ersten Zielwert C annähert bzw. approximiert. D.h. die Bearbeitungseinheit 4 erhält die Anzeigecharakteristika x1 zwischen dem angezeigten Wert A und dem ersten Zielwert C (zwischen einer Zeit T1 und einer Zeit T3), um einen angezeigten Wert D zu bestimmen, welcher zu einer Zeit T3 anzuzeigen ist (einer Zeit, zu welcher der erste Zielwert C eingegeben wird), um ein Verhalten des Zeigers 6a zu bestimmen, in welchem der Zeiger 6a veranlaßt ist bzw. wird, zu dem ersten Zielwert C von dem angezeigten Wert B wirken, und gibt einen angezeigten Wert p gemeinsam mit den Anzeigecharakteristika x1 in einer Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus T zwischen dem zweiten angezeigten Wert B und dem angezeigten Wert D (zwischen der Zeit T2 und der Zeit T3) aus. Die Bearbeitungseinheit 4 gibt den angezeigten Wert p aus, bis ein nächster zweiter Zielwert E in Übereinstimmung mit einer Meßgröße eingegeben wird.
Wenn der zweite Zielwert E erhalten bzw. empfangen wird, bestimmt die Verarbeitungseinheit 4 einen angezeigten Wert D, wie in dem oben beschriebenen Verfahren, aus dem angezeigten Wert B (wird ein angezeigter Wert in der Vergangenheit sein), dem angezeigten Wert D, welcher später angezeigt werden wird, und einem zweiten Zielwert E zum Bestimmen einer Anzeigecharakteristik x2, welche den angezeigten Wert B und den Zielwert E annähert, um einen angezeigten Wert F zu bestimmen, welcher zu einer Zeit T4 anzuzeigen ist (einer Zeit, zu welcher der zweite Zielwert E eingegeben ist), und gibt einen angezeigten Wert p gemeinsam mit den Anzeigecharakteristika x2 in einer Einheit des Ausgabe-Aktualisierungszyklus t zwischen dem angezeigten Wert D und dem angezeigten Wert F (zwischen der Zeit T3 und der Zeit T4) aus.
Die Bearbeitungseinheit 4 kann eine glatte Anzeigetätigkeit entsprechend den Anzeigecharakteristika erhalten, indem das oben beschriebene Verfahren wiederholt wird.
Die oben beschriebenen Anzeigecharakteristika werden durch die folgende Funktionsformel bestimmt.
In dem Fall, wo eine Anzeigecharakteristik durch Verwenden einer quadratischen Funktion als eine vorbestimmte Funktion berechnet wird, kann eine Funktion f_n zum instruierenden Wirken zwischen Eingabezyklen T_n (T1, T2, T3, ---) und T_n+1 in der folgenden Weise dargestellt werden, wenn die Funktion f_n in einer Weise definiert ist, um (T_n, Y_n) zu passieren, X_n einen Zielwert bezeichnet, welcher in einem Eingabezyklus T_n angezeigt werden sollte, und Y_n einen angezeigten Wert bezeichnet, der in T_n berechnet ist. fn(ta) = An – ((ta – Tn)/(Tn+1 – Tn))2 + Bn·((ta – Tn)/(Tn+1 – Tn)) + Yn (Tn ≤ ta ≤ Tn+1)wo A_n und B_n Attribute sind, die durch eine vorbestimmte Näherungsberechnung gefunden wurden.
Auch bezeichnet ta eine angezeigte Zeit für den angezeigten Wert p in einer Einheit des Ausgabe-Aktualisierungszyklus t.
In dem Fall der Annahme, daß der angezeigte Wert in der Vergangenheit (T_n-1, Y_n-1) ist, und ein Zielwert (T_n+1, X_n+1) ist, bestimmen die Anzeigecharakteristika x Attribute A_n, B_n mit dem Verfahren der kleinsten Quadrate, so daß sie in der Nachbarschaft bzw. Nähe des oben angezeigten Werts und des obigen Zielwerts passen.
Das Bearbeitungsverfahren, das oben beschrieben ist, verwendet die vorbestimmte Funktion, um jene Anzeigecharakteristika zu erhalten, welche das Verhalten des Zeigers 6a auf der Basis eines angezeigten Werts des Zeigers 6a in der Vergangenheit, eines angezeigten Werts des Zeigers 6a, der zur gegenwärtigen Zeit bestimmt wird, und eines Zielwerts bestimmen, welcher den Zeiger 6a in Antwort auf eine Meß größe betätigt, um dadurch den Zeiger 6a sanft bzw. glatt mit dem angezeigten Wert p gemeinsam mit den oben erwähnten Anzeigecharakteristika in einer Einheit des Ausgabe-Aktualisierungszyklus t zu betätigen.
Das Bearbeitungsverfahren umfaßt ein Eingeben des Zielwerts, der einer Meßgröße entspricht, um den Zeiger 6a glatt zu betätigen, der an der Treibereinheit 6 der Schrittmotorart festgelegt bzw. montiert ist, der den ersten angezeigten Wert angezeigt, wenn der Zeiger zu den Zielwerten von dem ersten angezeigten Wert des Zeigers 6a betätigt wird, die zur gegenwärtigen Zeit bestimmt sind, unter Verwenden einer Funktion, durch welche eine Kurve einer quadratischen Funktion erhalten wird, um die angezeigten Eigenschaften bzw. Charakteristika x1, x2 zu erhalten, welche den zweiten Anzeigewert in der Vergangenheit und den Zielwert annähern, und Ausgeben eines angezeigten Werts p gemeinsam mit den Anzeigecharakteristika x1, x2 in einer Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus t der Bearbeitungseinheit 4, um ein glattes Betätigen des Zeigers 6a verglichen mit dem Fall zu ermöglichen, wo der Zeiger durch den angezeigten Wert in einer Einheit eines Ausgabe-Aktualisierungszyklus in Übereinstimmung mit den Anzeigecharakteristika betätigt wird, welche durch ein einfaches lineares Verbinden von angezeigten Werten erhalten sind, die an einem vorbestimmten Eingabezyklus erhalten werden.
Zusätzlich führt das Bearbeitungsverfahren das Verfahren, das oben beschrieben ist, nach einem Empfangen einer Meßgröße in einem vorbestimmten Zyklus von einem zu messenden Objekt aus, so daß es einige Verzögerung seit einer Eingabe der Meßgröße involviert, bis die Meßgröße in der Treibereinheit 6 angezeigt ist bzw. wird. Jedoch ist eine derar tige Verzögerung relativ als eine Tätigkeit der Treibereinheit 6 und bringt somit in keiner Weise eine Inkongruent mit sich.
Selbstverständlich kann mit dem oben beschriebenen Bearbeitungsverfahren in dem Fall, wo eine Anzeigecharakteristik in einer Zone zwischen dem angezeigten Wert des Zeigers 6a, der zur gegenwärtigen Zeit bestimmt ist, und einem Zielwert erhalten wird, eine Anzeigecharakteristik, die einen Zielwert in Übereinstimmung mit einer Meßgröße anzeigt, wie sie ist, Abhängigkeit von einer Änderung in dem nächsten Zielwert erhalten werden.
Auch kann, während eine Erklärung getätigt wurde, die die Treibervorrichtung 1 beispielhaft erläutert, welche auf eine serielle Kommunikation wirkt, die Erfindung auch auf eine Treibervorrichtung angewandt werden für Meßgeräte, die adaptiert sind, um eine Meßgröße direkt von einem zu messenden Objekt zu erhalten.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Erfindung ist nicht auf eine Vorrichtung beschränkt, die mit einer Treibereinheit der Schrittmotorart versehen ist, welche exzellent in der Nachlaufleistung eines Zeigers ist, sondern stellt ein günstiges Treiben bzw. Antreiben eines Meßgeräts mit einer Treibereinheit der Kreuzspulenart zur Verfügung.

Claims

Verfahren zum Treiben bzw. Antreiben eines Messgeräts, die Schritte aufweisend: Eingeben in eine Verarbeitungseinheit (4), in einem vorbestimmten Zyklus, eine Messgröße von einem zu messenden Objekt; Ausgeben von der Verarbeitungseinheit zu einer Treibereinheit (6) eine Änderung in der Messgröße in Bezug auf einen Wert, der an dem Messgerät angezeigt wird, in einem vorbestimmten Ausgabe-Aktualisierungszyklus; und Treiben eines Zeigers (6a), der an der Treibereinheit angebracht ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit eine vorbestimmte quadratische Funktion verwendet, um eine Anzeigecharakteristik bzw. -eigenschaft zu erzeugen, welche das Verhalten des Zeigers bestimmt, wobei die quadratische Funktion die Anzeigecharakteristik unter Verwendung eines angezeigten Werts des Zeigers in der Vergangenheit, eines angezeigten Werts des Zeigers, der zu der gegenwärtigen Zeit bestimmt ist, und einen Zielwert erzeugt; und wobei der Zeiger in Reaktion auf den Messwert in Übereinstimmung mit der Anzeigecharakteristik in dem vorbestimmten Ausgabe-Aktualisierungszyklus getrieben wird.
Verfahren zum Treiben eines Messgeräts gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Eingeben des Zielwertes, um den Zeiger in Übereinstimmung mit der Messgröße zu treiben, Verwenden der vorbestimmten quadratischen Funktion, um die Anzeigecharakteristik zu erhalten, welche einen ersten angezeigten Wert anzeigt, wenn der Zeiger in Richtung zu dem Zielwert von dem ersten angezeigten Wert des Zeigers getrieben wird, der zu der gegenwärtigen Zeit bestimmt ist, und welche einen zweiten angezeigten Wert approximiert, wobei der zweite angezeigt Wert der angezeigte Wert des Zeigers in der Vergangenheit wird, und welche den Zielwert approximiert, und Treiben des Zeigers mit Hilfe des angezeigten Werts in dem vorbestimmten Ausgabe-Aktualisierungszyklus in Übereinstimmung mit der Anzeigecharakteristik.