JP2001091302A

JP2001091302A - メータ装置

Info

Publication number: JP2001091302A
Application number: JP27125099A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Nakamura; 義人中村; Yoshitaka Tokuoka; 義孝徳岡; Hiroshi Ogiwara; 比呂志荻原
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Microelectronics Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ステッピングモータを用いた車載用
アナログ指針式スピードメータにおいて、脱調を防止す
るとともに、指針のスムーズな動きを実現できるように
することを最も主要な特徴とする。【解決手段】たとえば、速度データに応じた入力データ
を、データ変換回路２１により、スピードメータの指針
の指示角度に相当する、複数ビットの振れ角データＤｍ
に変換する。この振れ角データＤｍを、振れ角データ保
持回路２２によって一時的に保持した後、デジタル遅延
回路２３にて積分する。そして、そのデジタル遅延回路
２３の出力を、三角関数変換回路２４によって三角関数
データ（ＳＩＮ，ＣＯＳなど）に変換する。こうして得
た三角関数データに応じた電流量を、駆動回路２５によ
り、メータ本体３０の、ステッピングモータの電磁コイ
ルに供給する構成とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、メータ装置に関
するもので、特に、ステッピングモータを用いた車載用
アナログ指針式メータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、スピードメータやタコメータなど
の車載用アナログ指針式メータの駆動に、ステッピング
モータを使用することが検討されている。

【０００３】たとえば、従来のステッピングモータを用
いたアナログ指針式のスピードメータの場合は、入力さ
れる速度データの変化に応じてステッピングモータのロ
ータの回転を制御することにより、スピードメータの指
針の指示位置（指示角度）を決定するようになってい
る。

【０００４】図１１は、従来の、ステッピングモータを
使用したアナログ指針式のスピードメータにおける、制
御装置の概略構成を示すものである。

【０００５】この制御装置は、たとえば、データ変換回
路１０１と、振れ角データ保持回路１０２と、デジタル
遅延回路１０３と、駆動回路１０４とから構成されてい
る。また、上記デジタル遅延回路１０３は、変化量算出
回路１０３ａ、変化量保持回路１０３ｂ、加算器１０３
ｃ、加減算回路１０３ｄ、および、データ保持回路１０
３ｅを有して構成されている。

【０００６】たとえば、速度データに応じたパルス周波
数や電圧が入力されると、データ変換回路１０１にて、
上記入力が、スピードメータの指針の指示角度（指示角
の変化）に相当する複数ビットの振れ角データＤｍに変
換された後、一旦、振れ角データ保持回路１０２内に保
持される。

【０００７】今回の入力に対する振れ角データＤｍは、
デジタル遅延回路１０３内の変化量算出回路１０３ａに
送られ、前回の入力に対する振れ角データＤｍ-1との差
である、変化量Δθ（＝Ｄｍ−Ｄｍ-1）の算出に供され
る。そして、この変化量算出回路１０３ａにて算出され
た変化量Δθは、一旦、変化量保持回路１０３ｂ内に保
持される。

【０００８】次いで、上記変化量保持回路１０３ｂ内に
保持された変化量Δθは、加算器１０３ｃを介して加減
算回路１０３ｄに送られ、上記変化量Δθを１／ｎした
データΔθ／ｎが、今（現在）の位置データθｍ-1と加
算される。

【０００９】そして、その結果（新位置データθｍ）
は、一旦、データ保持回路１０３ｅ内に取り込まれた
後、この新位置データθｍにしたがってメータ本体（図
示していない）を駆動する駆動回路１０４が制御される
ことにより、該スピードメータの指針の指示位置が移動
されるように構成されている。

【００１０】また、新位置データθｍは、上記駆動回路
１０４に供給されるごとに、上記加算器１０３ｃにおい
て、上記変化量保持回路１０３ｂからの変化量Δθにも
加算される。

【００１１】このように、従来は、変化量Δθを１／ｎ
したデータΔθ／ｎが今の位置データθｍ-1に加算され
るごとに、メータ本体の駆動が行われる。これにより、
今の位置データθｍ-1に対して、変化量Δθを１／ｎし
たデータΔθ／ｎがｎ回だけ加算された時点で、スピー
ドメータの指針の指示角度はθｍ-1＋Δθとなり、今回
の入力に対する変化量Δθ分だけ、スピードメータの指
針（指示位置）が動くことになる。

【００１２】図１２は、上記メータ本体における、ステ
ッピングモータの制御波形を概略的に示すものである。

【００１３】通常、ステッピングモータは、指示角度に
したがったＳＩＮ，ＣＯＳのＤＣ的な電流値を電磁コイ
ルに流すことにより、その軸角度（機械角）が制御され
るようになっている。

【００１４】この場合、電気角（電気的角度）が３６０
°（２π）の時、ステッピングモータの機械角は３６０
°×１／Ｎとなっており、ステッピングモータの機械角
を３６０°移動させるためには、電気角を３６０°×Ｎ
°（２πＮ）だけ変化させる必要がある。

【００１５】しかしながら、従来においては、ステッピ
ングモータの特性によりスピードメータが正常に駆動さ
れず、または、スピードメータの応答性が悪くて、指針
のスムーズな動きを実現できない場合があった。

【００１６】すなわち、ステッピングモータは、たとえ
電気的角度により制御されたとしても、一定値以上の電
流量がステッピングモータの電磁コイルに与えられる
と、スピードメータの指針を制御方向に移動できない現
象（いわゆる、脱調）を引き起こす。

【００１７】図１３は、従来の、ステッピングモータを
使用したアナログ指針式のスピードメータにおける制御
装置（図１１参照）において、たとえば、入力が０、ス
ピードメータの指針の位置が０°の状態から、振れ角デ
ータＤｍに相当する入力がステップ的に変化した時の、
指針の指示角度の変化の様子を示すものである。

【００１８】たとえば、モータ動作スタート時に、電気
角の変化率（角度／sec）が大きい場合、特に、脱調を
起こしやすい。また、モータ動作中においても、電気角
の変化率が大きくなると、スピードメータの指針が指示
位置を追従できなくなって、脱調を起こす場合がある。

【００１９】すなわち、図１１に示した、従来の、ステ
ッピングモータを使用したアナログ指針式のスピードメ
ータにおける制御装置において、入力が急激に変化し
て、変化量Δθが大きくなった場合、ｎの値が小さい
と、加減算による一回のデータΔθ／ｎが大（すなわ
ち、電気角の変化率が大）となって、脱調を起こす恐れ
が出てくる。

【００２０】このような脱調が一度でも起こると、指針
が元の指示角度の位置に戻らなくなり、スピードメータ
の速度の指示に誤差となって現れる。

【００２１】また、脱調を起こさせないために、電気角
の変化率が小さくなるように、ｎの値を大きくすると、
新位置データθｍを求めるための計算（θｍ-1＋Δθ／
ｎ）を何度（ｎ回）も繰り返さなければならず、スピー
ドメータの指針の指示角度がθｍ-1＋Δθに到達するま
でに時間がかかる。その結果、入力の変化に対するスピ
ードメータの応答性が悪くなり、指針のスムーズな動き
ができなくなる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、モータ動作スタート時や入力が急激に変化
した場合に、脱調を起こしやすく、また、メータの指針
のスムーズな動きを実現するのが難しいという問題があ
った。

【００２３】そこで、この発明は、モータ動作スタート
時の脱調を防止できるとともに、入力の急変時にも脱調
することなく、指針のスムーズな動きを実現することが
可能なメータ装置を提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のメータ装置にあっては、２つの電磁コ
イルを流れる電流により発生する磁界のベクトル和に応
じて、着磁されたマグネットロータの回転を制御するこ
とによって指針の指示角が定まるように構成された、ス
テッピングモータを用いたアナログ指針式のメータ本体
と、入力信号を、前記指針の指示角の変化に相当する振
れ角データに変換するデータ変換回路と、このデータ変
換回路より供給される前記振れ角データに応じて、積分
された値を出力する積分回路を有するデジタル遅延回路
と、このデジタル遅延回路の出力を三角関数データに変
換する三角関数変換回路と、この三角関数変換回路から
の三角関数データに応じた電流量を、前記メータ本体
の、前記電磁コイルに供給するメータ駆動回路とから構
成されている。

【００２５】この発明のメータ装置によれば、フィルタ
効果により、たとえ入力信号が急変したとしても、その
直後における、指針の指示角度の変化率を小さくできる
ようになる。これにより、入力信号に異常が発生した場
合にも、制御上の指針の指示角度と実際の指針の指示角
度とを常に一致させることが可能となるものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００２７】図１は、本発明にかかる、ステッピングモ
ータを使用したアナログ指針式のスピードメータにおけ
る、制御装置の基本概念を示すものである。

【００２８】すなわち、この制御装置は、たとえば指示
角度データ生成回路１１、デジタル遅延回路（デジタル
フィルタ）１２、および、移動角度データ出力回路１３
からなり、現在のステッピングモータの位置データ（旧
指示角度データＡ）Ｄｎ-1と、今回のステッピングモー
タの位置データ（新指示角度データＢ）ｄｎとから、ス
テッピングモータの移動角量（変化量Ｂ−Ａ）を算出す
るとともに、その途中におけるいくつかの移動角度デー
タＤｎ（＝Ｄｎ-1−Ｄｎ-1／Ｍ＋ｄｎ／Ｍ）などを、上
記デジタル遅延回路１２を用いて生成するようにしたも
のである。

【００２９】デジタル遅延回路１２は、現在のステッピ
ングモータの位置データ（Ａ）と、今回のステッピング
モータの位置データ（Ｂ）との間の、時間的な加重平均
を求めるものであり、アナログ的に表現すると、抵抗と
コンデンサとで構成されるローパスフィルタの動作にほ
ぼ等しい。

【００３０】このようなフィルタを２重／３重にもつ、
デジタル遅延回路１２を採用することで、トルクが必要
な、ステッピングモータの停止状態からのモータ動作ス
タート時にも、脱調を起こしにくい移動角度データＤｎ
を生成できるようになる。

【００３１】また、モータ動作中から停止状態への移行
時においても、急制動による脱調を抑制できるようにな
る。

【００３２】なお、このような制御装置に用いられるデ
ジタル遅延回路１２としては、図２に示すようなディジ
タル演算回路１２’が、既に、同社より提案されている
（たとえば、特願昭６３−３０５７９４号参照）。

【００３３】また、制御装置としては、マイクロコンピ
ュータ（マイコン）などを用いてソフト的に構成する場
合に限らず、たとえば、ハード的にも、または、ＤＳＰ
（デジタル・シグナル・プロセッサ）などによっても構
成することが可能である。

【００３４】なお、制御装置をソフト的に構成するよう
にした場合には、マイコンの暴走、ウオッチドックタイ
マ動作などの復帰による、入力データの非連続状態が発
生するが、少なくともデジタル遅延回路をハード的に構
成するようにした場合には、入力データの非連続状態に
おいても、制御上のメータ指針の指示角度と実際のメー
タ指針の指示角度とを略一致させることが可能となる。

【００３５】次に、ステッピングモータを使用したアナ
ログ指針式のスピードメータにおける、制御装置の具体
例について説明する。

【００３６】図３は、本発明の一実施形態にかかる、ス
テッピングモータを使用したアナログ指針式のスピード
メータにおける、制御装置の概略構成を示すものであ
る。なお、ここでは、集積回路化されたメータ制御回路
２０によって、アナログ指針式のメータ本体３０を駆動
するように構成した場合を例に説明する。

【００３７】この場合、上記メータ制御回路２０は、た
とえば、データ変換回路２１、振れ角データ保持回路２
２、デジタル遅延回路２３、三角関数変換回路２４、お
よび、駆動回路２５を有して構成されている。

【００３８】データ変換回路２１は、たとえば、速度デ
ータ（回転速度情報）に応じたパルス周波数や電圧など
のデジタルの入力データを、スピードメータの指針の指
示角度に相当する、複数ビットの振れ角データＤｍに変
換するものである。

【００３９】振れ角データ保持回路２２は、たとえば、
上記データ変換回路２１にて変換された振れ角データＤ
ｍを一時的に保持するものである。

【００４０】デジタル遅延回路２３は、たとえば、上記
振れ角データ保持回路２２より供給される、上記振れ角
データＤｍに応じて積分された値を出力するもので、複
数段の積分回路（ローパスフィルタ）を有して構成され
ている。なお、デジタル遅延回路２３の詳細について
は、後述する。

【００４１】三角関数変換回路２４は、たとえば、上記
デジタル遅延回路２３の出力を三角関数データ（ＳＩ
Ｎ，ＣＯＳなど）に変換するものである。

【００４２】駆動回路２５は、上記三角関数変換回路２
４にて変換された三角関数データに応じた電流量を、上
記メータ本体３０の、ステッピングモータの電磁コイル
に供給するものである。

【００４３】図４は、上記した制御装置における、メー
タ本体３０の構成を概略的に示すものである。

【００４４】メータ本体３０は、たとえば、着磁された
マグネットロータ３１と、このマグネットロータ３１に
直交するように配設された２つの電磁コイル３２ａ，３
２ｂと、中間ギア３３と、指針４０の取り付けられた最
終ギア３４とを有して構成されている。

【００４５】そして、上記２つの電磁コイル３２ａ，３
２ｂを流れる電流により発生する磁界のベクトル和に応
じて、上記マグネットロータ３１の回転を制御し、上記
中間ギア３３を介して、上記最終ギア３４を回転させる
ことにより、上記指針４０の指示角が定まるように構成
されている。

【００４６】この場合、マグネットロータ３１と最終ギ
ア３４との回転比の関係は、マグネットロータ３１が１
８０回転すると、最終ギア３４上の指針４０が１回転
（３６０°）するようになっている。

【００４７】図５は、上記した制御装置における、デジ
タル遅延回路２３の構成例を概略的に示すものである。
なお、ここでは、３段分の積分回路を有して構成した場
合について説明する。

【００４８】このデジタル遅延回路２３は、たとえば、
各段の積分回路２３-1，２３-2，２３-3が、それぞれ、
セレクタ回路２３ａ、加減算回路２３ｂ、および、デー
タ保持回路２３ｃを有してなる構成とされている。

【００４９】図６を参照して、上記した構成のデジタル
遅延回路２３における制御動作の一例について説明す
る。

【００５０】１段目の積分回路２３-1においては、セレ
クタ回路２３ａにより、上記振れ角データ保持回路２２
から供給される振れ角データＤｍ、および、１段目の積
分回路２３-1の出力である積分出力Σ１の、１／Ｌの値
の信号（Σ１／Ｌ）が交互に選択される。

【００５１】そして、加減算回路２３ｂにより、上記セ
レクタ回路２３ａによって選択された信号Σ１／Ｌが１
段目の積分出力Σ１から減算、または、上記セレクタ回
路２３ａによって選択された振れ角データＤｍが１段目
の積分出力Σ１に加算される。

【００５２】また、データ保持回路２３ｃにより、上記
加減算回路２３ｂの出力が一時的に保持される。なお、
このデータ保持回路２３ｃにて保持される、複数ビット
の保持出力（積分出力Σ１）の一部（下位ビット）が、
１段目の積分出力Σ１の、１／Ｌの値の信号（Σ１／
Ｌ）として用いられるようになっている。

【００５３】２段目の積分回路２３-2においては、セレ
クタ回路２３ａにより、上記１段目の積分回路２３-1か
ら供給される信号（Σ１／Ｌ）、および、２段目の積分
回路２３-2の出力である積分出力Σ２の、１／Ｍの値の
信号（Σ２／Ｍ）が交互に選択される。

【００５４】そして、加減算回路２３ｂにより、上記セ
レクタ回路２３ａによって選択された信号Σ２／Ｍが２
段目の積分出力Σ２から減算、または、上記セレクタ回
路２３ａによって選択された信号Σ１／Ｌが２段目の積
分出力Σ２に加算される。

【００５５】また、データ保持回路２３ｃにより、上記
加減算回路２３ｂの出力が一時的に保持される。なお、
このデータ保持回路２３ｃにて保持される、複数ビット
の保持出力（積分出力Σ２）の一部（下位ビット）が、
２段目の積分出力Σ２の、１／Ｍの値の信号（Σ２／
Ｍ）として用いられるようになっている。

【００５６】３段目の積分回路２３-3においては、セレ
クタ回路２３ａにより、上記２段目の積分回路２３-2か
ら供給される信号（Σ２／Ｍ）、および、３段目の積分
回路２３-2の出力である積分出力Σ３の、１／Ｎの値の
信号（Σ３／Ｎ）が交互に選択される。

【００５７】そして、加減算回路２３ｂにより、上記セ
レクタ回路２３ａによって選択された信号Σ３／Ｎが３
段目の積分出力Σ３から減算、または、上記セレクタ回
路２３ａによって選択された信号Σ２／Ｍが３段目の積
分出力Σ３に加算される。

【００５８】また、データ保持回路２３ｃにより、上記
加減算回路２３ｂの出力が一時的に保持される。なお、
このデータ保持回路２３ｃにて保持される、複数ビット
の保持出力（積分出力Σ３）の一部（下位ビット）が、
３段目の積分出力Σ３の、１／Ｎの値の信号（Σ３／
Ｎ）として用いられるようになっている。

【００５９】本実施形態では、この最終段の積分回路２
３-3の出力（Σ３／Ｎ）が、デジタル遅延回路２３の出
力として用いられる。

【００６０】図７は、上記図５に示したデジタル遅延回
路２３の一構成例を、より具体化して示すものである。
なお、ここでは、Ｌ＝８、Ｍ＝５１２、Ｎ＝５１２とし
た場合を例に説明する。

【００６１】この場合、デジタル遅延回路２３’は、第
１〜第６のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４１〜
４６、第１，第２のセレクタ４７，４８、および、フル
アダー４９を有して構成されている。

【００６２】同図において、信号ＬＡは、データ変換さ
れた振れ角データＤｍをＦ／Ｆ回路４１に取り込むため
の信号であり、たとえば、周波数が６２．５Ｈｚの信号
の立ち下がりエッジに同期した信号である。

【００６３】信号φ３は、フルアダー４９の出力をＦ／
Ｆ回路４５に取り込むための信号であり、たとえば、周
波数が３２ＫＨｚである２相のクロック信号φ１，φ２
（後述する）のうち、信号φ２に同期した信号である。

【００６４】信号ＣＫ１は、演算結果（Σ１−Σ１／Ｌ
およびΣ１＋Ｄｍ）を、Ｆ／Ｆ回路４２に取り込むため
の信号である。

【００６５】信号ＣＫ２は、演算結果（Σ２−Σ２／Ｍ
およびΣ２＋Σ１／Ｌ）を、Ｆ／Ｆ回路４３に取り込む
ための信号である。

【００６６】信号ＣＫ３は、演算結果（Σ３−Σ３／Ｎ
およびΣ３＋Σ２／Ｍ）を、Ｆ／Ｆ回路４４に取り込む
ための信号である。

【００６７】信号ＣＫ４は、Ｆ／Ｆ回路４５に取り込ま
れた演算結果を、Ｆ／Ｆ回路４６に取り込むための信号
である。

【００６８】信号ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，Ｓ
Ａ５，ＳＡ６は、セレクタ４７内の信号Ｄｍ，−Σ１／
Ｌ，＋Σ１／Ｌ，−Σ２／Ｍ，＋Σ２／Ｍ，−Σ３／Ｎ
を、それぞれ選択するための信号である。

【００６９】信号ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３は、セレクタ
４８内の信号Σ１，Σ２，Σ３を、それぞれ選択するた
めの信号である。

【００７０】図８は、上記した、デジタル遅延回路２
３’の動作を説明するために示すタイミングチャートで
ある。

【００７１】たとえば、先ず、信号ＬＡによって、振れ
角データＤｍがＦ／Ｆ回路４１に取り込まれる。

【００７２】次に、セレクタ４７にて選択された信号−
Σ１／Ｌとセレクタ４８にて選択された信号Σ１とがフ
ルアダー４９にて加算され、その結果が、一旦、信号φ
３によりフリップフロップ４５に取り込まれた後、さら
に、信号ＣＫ１のエッジ１によりフリップフロップ４２
に取り込まれる。

【００７３】次に、セレクタ４７にて選択された信号Ｄ
ｍとセレクタ４８にて選択された信号Σ１とがフルアダ
ー４９にて加算され、その結果が、一旦、信号φ３によ
りフリップフロップ４５に取り込まれた後、さらに、信
号ＣＫ１のエッジ２によりフリップフロップ４２に取り
込まれる。

【００７４】次に、セレクタ４７にて選択された信号−
Σ２／Ｍとセレクタ４８にて選択された信号Σ２とがフ
ルアダー４９にて加算され、その結果が、一旦、信号φ
３によりフリップフロップ４５に取り込まれた後、さら
に、信号ＣＫ２のエッジ１によりフリップフロップ４３
に取り込まれる。

【００７５】次に、セレクタ４７にて選択された信号Σ
２／Ｍとセレクタ４８にて選択された信号Σ２とがフル
アダー４９にて加算され、その結果が、一旦、信号φ３
によりフリップフロップ４５に取り込まれた後、さら
に、信号ＣＫ２のエッジ２によりフリップフロップ４３
に取り込まれる。

【００７６】次に、セレクタ４７にて選択された信号−
Σ３／Ｎとセレクタ４８にて選択された信号Σ３とがフ
ルアダー４９にて加算され、その結果が、一旦、信号φ
３によりフリップフロップ４５に取り込まれた後、さら
に、信号ＣＫ３のエッジ１によりフリップフロップ４４
に取り込まれる。

【００７７】次に、セレクタ４７にて選択された信号Σ
３／Ｎとセレクタ４８にて選択された信号Σ３とがフル
アダー４９にて加算され、その結果が、一旦、信号φ３
によりフリップフロップ４５に取り込まれた後、さら
に、信号ＣＫ３のエッジ２によりフリップフロップ４４
に取り込まれる。

【００７８】同時に、信号ＣＫ３のエッジ２に同期した
タイミング信号ＣＫ４により、フリップフロップ４５の
内容が、フリップフロップ４６に取り込まれる。そし
て、このフリップフロップ４６の出力が、上述の三角関
数変換回路２４への出力となる。

【００７９】図９は、上記したデジタル遅延回路２３’
による、入力と出力との関係を示すものである。なお、
ここでは、時刻０において、３６０°相当の入力をステ
ップ的に印加した場合の、指針４０の指示角度（出力Σ
３／Ｎに相当）の変化の一例を示している。

【００８０】図に示すように、入力データが変化した直
後は、デジタル遅延回路２３’によるフィルタ効果によ
り、スピードメータの指針４０の指示角度はすぐには変
化しない。

【００８１】すなわち、モータ動作スタート時にはステ
ッピングモータのトルクが必要となり、脱調を起こしや
すいが、電気角の変化率が小さいため、脱調を起こすこ
となく、指針４０をスムーズに動かし始めることができ
る。

【００８２】また、非連続的に入力データが入力された
場合でも、そのデータに追従して非連続動作を起こすこ
ともない。

【００８３】上記したように、本実施形態の構成によれ
ば、スピードメータのモータ動作スタート時の脱調を防
ぐことができるとともに、異常入力による入力データの
急変時にも、デジタル遅延回路のフィルタ効果により、
制御上の指針の指示角度と実際の指針の指示角度とを常
に一致させることが可能となる結果、指針の連続したス
ムーズな動きを実現できるようになるものである。

【００８４】なお、制御装置としては、図１に示したよ
うに、マイクロコンピュータ（マイコン）などを用いて
ソフト的に構成する場合に限らない。

【００８５】図１０は、制御装置の一部を、ハード的に
構成するようにした場合を例に示すものである。

【００８６】たとえば、指示角度データをマイコン５１
でソフト的に生成するようにした場合には、ハード５２
により、指示角度データをシリアルデータとして受け取
るシリアル通信回路５２ａを有して、デジタル遅延回路
５２ｂ、および、移動角度データ出力回路５２ｃを構成
することも可能である。

【００８７】このような構成によれば、上記マイコン５
１の暴走、ウオッチドックタイマによるイニシャル動
作、もしくは、ノイズによるデータ破壊などが発生した
としても、フィルタ効果により、脱調を防止できるとと
もに、制御上の指針の指示角度と実際の指針の指示角度
との誤差を極めて小さくすることが可能となる。

【００８８】また、車載用のスピードメータに限らず、
たとえば、タコメータや燃料計／水温計などの計器類に
も適用できる。

【００８９】その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００９０】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、モータ動作スタート時の脱調を防止できるととも
に、入力の急変時にも脱調することなく、指針のスムー
ズな動きを実現することが可能なメータ装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる、ステッピングモータを使用
したアナログ指針式のスピードメータの、制御装置の基
本概念を示す概略図。

【図２】同じく、制御装置のデジタル遅延回路として用
いられる、ディジタル演算回路を示す概略構成図。

【図３】この発明の一実施形態にかかる、ステッピング
モータを使用したアナログ指針式スピードメータの、制
御装置の概略構成を示すブロック図。

【図４】同じく、制御装置における、メータ本体の構成
を示す概略図。

【図５】同じく、制御装置における、デジタル遅延回路
の構成例を示す概略図。

【図６】同じく、デジタル遅延回路における制御動作の
一例を説明するために示す概略図。

【図７】同じく、デジタル遅延回路の一構成例を、より
具体化して示す概略図。

【図８】同じく、デジタル遅延回路の動作を説明するた
めに示すタイミングチャート。

【図９】同じく、デジタル遅延回路による、入力と出力
との関係を説明するために示す概略図。

【図１０】この発明にかかる、制御装置の他の概念を示
す概略図。

【図１１】従来技術とその問題点を説明するために示
す、ステッピングモータを使用したアナログ指針式スピ
ードメータの、制御装置の概略構成図。

【図１２】同じく、従来の、スピードメータにおける、
ステッピングモータの制御波形を示す概略図。

【図１３】同じく、従来の、入力がステップ的に変化し
た時の、指針の指示角度の変化の様子を示す概略図。

【符号の説明】

１１…指示角度データ生成回路１２…デジタル遅延回路（デジタルフィルタ）１２’…ディジタル演算回路１３…移動角度データ出力回路２０…メータ制御回路２１…データ変換回路２２…振れ角データ保持回路２３，２３’…デジタル遅延回路２３-1，２３-2，２３-3…積分回路２３ａ…セレクタ回路２３ｂ…加減算回路２３ｃ…データ保持回路２４…三角関数変換回路２５…駆動回路３０…メータ本体（アナログ指針式）３１…マグネットロータ３２ａ，３２ｂ…電磁コイル３３…中間ギア３４…最終ギア４０…指針４１…第１のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４２…第２のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４３…第３のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４４…第４のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４５…第５のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４６…第６のフリップフロップ回路（Ｆ／Ｆ回路）４７…第１のセレクタ４８…第２のセレクタ４９…フルアダー５１…マイクロコンピュータ（マイコン）５２…ハード５２ａ…シリアル通信回路５２ｂ…デジタル遅延回路５２ｃ…移動角度データ出力回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳岡義孝神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地１東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者荻原比呂志神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝マイクロエレクトロニクスセンター内Ｆターム(参考） 2F041 AA01 5H580 AA08 AA10 BB06 CA02 CA12 FA13 FA14 HH01 JJ02 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの電磁コイルを流れる電流により発
生する磁界のベクトル和に応じて、着磁されたマグネッ
トロータの回転を制御することによって指針の指示角が
定まるように構成された、ステッピングモータを用いた
アナログ指針式のメータ本体と、入力信号を、前記指針の指示角の変化に相当する振れ角
データに変換するデータ変換回路と、このデータ変換回路より供給される前記振れ角データに
応じて、積分された値を出力する積分回路を有するデジ
タル遅延回路と、このデジタル遅延回路の出力を三角関数データに変換す
る三角関数変換回路と、この三角関数変換回路からの三角関数データに応じた電
流量を、前記メータ本体の、前記電磁コイルに供給する
メータ駆動回路とを具備したことを特徴とするメータ装
置。
【請求項２】前記入力信号は、回転速度情報に応じた
入力周波数あるいは入力電圧であることを特徴とする請
求項１に記載のメータ装置。
【請求項３】前記デジタル遅延回路は、複数段分の積
分回路を有して構成されることを特徴とする請求項１に
記載のメータ装置。