JP2004254426A

JP2004254426A - メータ装置

Info

Publication number: JP2004254426A
Application number: JP2003042211A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yokoyama; 裕横山
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】ステッピングモータの脱調により指針のスイープ動作が変動してメータ装置が故障したとの誤解を防止する。
【解決手段】メータ装置１は、表示板５に回動自在に突設された回転軸７の先端部に設けられた指針９を有したメータ本体部３と、回転軸７を回動させるステッピングモータ２０と、センサ４５からの検出信号に応じて指針９を表示板５の所定位置に回動させるためステッピングモータ２０を作動制御するコントローラ３０とを有してなる。コントローラ３０は、バッテリＢの出力電圧値が中止電圧値以上になったときから所定時間経過時の出力電圧値が中止電圧値以下であるときにステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止し、スイープ作動制御を中止した後のバッテリＢの出力電圧値が再開電圧値以上になったときから所定時間経過時の出力電圧値が再開電圧値以上であるときにスイープ作動制御を再開する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メータ装置に関し、特に、メータの指針がスイープ動作するようにステッピングモータが作動するメータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなメータ装置には、イグニションスイッチが操作されると、スイープ信号を発生し、このスイープ信号に応じて指針がスイープ動作するようにコントローラがステッピングモータの作動制御を行なうように構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなコントローラはバッテリからの電力供給を受けて作動するが、この供給された電力の電圧値が負荷（例えば、エンジンをクランキングする場合）の影響を受けて一時的に低下した場合、この低下した電圧値が短時間でもコントローラを作動不能状態にする電圧値（最低作動電圧値）よりも低くなると、コントローラは非作動状態となってステッピングモータの作動制御を行なうことが困難になる。そこで、メータ内にコンデンサを接続し、バッテリからの供給電圧が一時的に低下した場合には、コンデンサからの放電によりバッテリの電圧低下を抑制するように構成されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−２２５２４６号公報（第３頁、第４図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、イグニションスイッチは、バッテリからの電力をコントローラに供給する電力供給位置（ＯＮの位置）と、コントローラ及びクランキングを行なうスタータに電力供給をするＳＴＡＲＴ位置に少なくとも選択操作可能に構成され、コントローラは、イグニションスイッチが電力供給位置に選択操作されると指針をスイープ動作させるようにステッピングモータの作動制御を行なうように構成されている場合、コントローラにより指針のスイープ作動制御が行なわれているときに、イグニションスイッチがＳＴＡＲＴ位置に操作されると、大電流がスタータに流れてバッテリの出力電圧値が急激に低下する。
【０００６】
この場合、バッテリが劣化していると、バッテリの出力電圧値の低下量は劣化していなバッテリよりも大きくなり、コンデンサでは補うことができない程に、出力電圧値が長時間にわたってコントローラの最低作動電圧値を下回る場合がある。このような場合には、コントローラは作動不能状態になり、指針をスイープ動作させていたステッピングモータが脱調して、指針がカクカク動き、メータ装置が故障したと誤解されるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ステッピングモータの脱調により指針のスイープ動作が変動してメータ装置が故障したと誤解されることのないメータ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係わる発明は、指針を移動自在に保持するメータ本体部と、指針を移動させるステッピングモータと、入力信号に応じて指針をメータ本体部の所定位置に移動させるため、ステッピングモータの作動を制御するモータ作動制御手段（例えば、実施形態における作動制御回路３１）とを有し、モータ作動制御手段は、電源（例えば、実施形態におけるバッテリＢ）からの電力をモータ作動制御手段に供給後（例えば、実施形態におけるイグニションスイッチがＯＮの位置に操作される時）、指針をスイープ動作させるようにステッピングモータの作動を制御するようにしてなるメータ装置であって、モータ作動制御手段は、クランキングするスタータに電源からの電力が供給される時の（例えば、実施形態におけるイグニションスイッチがＳＴＡＲＴの位置に操作される時）電源の出力電圧値に応じて指針をスイープ動作させるステッピングモータのスイープ作動制御を変更可能とするように構成される。
【０００９】
上記構成のメータ装置によれば、モータ作動制御手段は電源の出力電圧値に応じてステッピングモータのスイープ作動制御を変更可能とすることで、電源の出力電圧値がモータ作動制御手段を非作動状態にするような小電圧である場合には、モータ作動制御手段によるステッピングモータの作動制御が困難となってステッピングモータが脱調する虞が生じるので、ステッピングモータのスイープ作動制御を中止する。また出力電圧値がモータ作動制御手段を作動可能状態にする大きさである場合には、一旦中止したステッピングモータのスイープ作動制御を再開させる。その結果、指針がスイープ動作しているときにこの動作が変動する事態の発生を無くすことができ、メータ装置が故障したと誤解される事態を未然に防止することができる。また、指針がスイープ動作をするときにはこのスイープ動作をスムースに行なせることができる。
【００１０】
また、上記構成のメータ装置において、モータ作動制御手段は、アクセサリ装置への電力供給状態からスタータに電力が供給されたと判断するようにしてもよい。
【００１１】
上記構成のメータ装置によれば、アクセサリ装置への電力供給状態からスタータに電力供給がされたことを直接的に検出しなくても間接的に検出することができる。
【００１２】
また、上記構成のメータ装置において、モータ作動制御手段は、電源の出力電圧値が、ステッピングモータのスイープ作動制御を中止するために予め設定された中止電圧値（例えば、実施形態における中止電圧値Ｖｔ）以下になったときから、所定時間経過時の出力電圧値が、中止電圧値以下であるときにステッピングモータのスイープ作動制御を中止し、ステッピングモータのスイープ作動制御を中止した後の電源の出力電圧値が、スイープ作動制御を再開するために予め設定された再開電圧値（例えば、実施形態における再開電圧値Ｖｓ）以上になったときから所定時間経過時の出力電圧値が、再開電圧値以上であるときにステッピングモータのスイープ作動制御を再開するようにしてもよい。
【００１３】
上記構成のメータ装置によれば、出力電圧値が中止電圧値以下になっても所定時間経過時にも同様の関係でなければステッピングモータのスイープ作動制御の中止を行なわず、出力電圧値が再開電圧値以上になっても所定時間経過時にも同様の関係でなければステッピングモータのスイープ作動制御の再開を行なわないようにすることで、ノイズにより出力電圧値が変動した場合にスイープ作動制御が中止され及び再開される誤作動を未然に防止して、信頼性の高いメータ装置を提供することができる。
【００１４】
また、上記構成のメータ装置において、ステッピングモータのスイープ作動制御を中止した後の電源の出力電圧値が略ゼロになった場合には、ステッピングモータのスイープ作動制御を再開するようにしてもよい。
【００１５】
上記構成のメータ装置によれば、スイープ作動を中止した後の電源の出力電圧値が略ゼロになった場合には、電源が新しいものと交換されたとみなすことができる。このため、電源の出力電圧値が略ゼロになればスイープ作動制御の再開を判断することができ、スイープ作動制御の再開判断を簡易にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、メータ装置の一例であるアナログ指針式のスピードメータやタコメータ等の態様について説明する。
【００１７】
先ず、本発明に係わるメータ装置を説明する前に、図１に示すように、メータ装置１に電気的に接続されるセンサ４５、イグニションスイッチ５０、バッテリＢ、アクセサリ装置６０（ＡＣＣ装置６０）、点火装置等６５（ＩＧ装置等６５）及びスタータ７０について概説する。センサ４５は、スピードメータやタコメータに応じて、例えば、走行速度やエンジン回転数を検出する機能を有し、走行速度やエンジン回転数に応じた検出信号を出力する。バッテリＢは電力供給源である。アクセサリ装置６０は車両に搭載されるオーディオ、ワイパ装置等の電力被供給装置であり、点火装置等６５（ＩＧ装置等）はエンジンＥのシリンダ内の混合気を点火させるための装置やメータ装置１に搭載される後述するコントローラ３０等である。スタータ７０はエンジンＥを駆動させる電気モータである。
【００１８】
イグニションスイッチ５０はエンジンＥの始動・停止を制御するためのスイッチであり、ＯＦＦ、ＡＣＣ、ＯＮ、ＳＴＡＲＴの４段切替位置を有し、挿入されたイグニションキーＫを回動自在に保持して４段切替位置のいずれかの位置にイグニションキーＫを固定保持可能に構成されている。イグニションキーＫがＯＦＦの位置にあるときには、図２に示すように、バッテリとアクセサリ装置、点火装置等及びスタータとの電気的接続を遮断し、図１に示すイグニションキーＫがＡＣＣの位置にあるときには、バッテリとアクセサリ装置とを電気的に接続し、イグニションキーＫがＯＮの位置にあるときには、バッテリとアクセサリ装置及び点火装置等を電気的に接続し、イグニションキーＫがＳＴＡＲＴの位置にあるときには、バッテリと点火装置等及びスタータを電気的に接続する。また、イグニションスイッチ５０には、図１に示すように、イグニションキーＫがＯＮの位置及びＳＴＡＲＴの位置にあるときに、コントローラ３０の後述する作動制御回路３１に点火装置等６５及びスタータ７０に電力が供給されていることを知らせる電気信号を流すためのＩｇラインＬ１及びＳｔラインＬ２が、作動制御回路３１との間において電気的に接続されている。
【００１９】
次に、本発明に係わるメータ装置１について説明する。メータ装置１は、表面に文字等が表示された表示板５と表示板５から先端部が延出して回動自在に保持された回転軸７と回転軸７の先端部に取り付けられた指針９とを有してなるメータ本体部３と、回転軸７の基部側に繋がれて指針９を回動させるステッピングモータ２０と、センサ４５からの検出信号に応じて指針９を表示板５の所定位置に回動させるため、ステッピングモータ２０の作動を制御する前述したコントローラ３０とを有して構成されている。
【００２０】
ステッピングモータ２０は回転駆動する駆動軸２１を有し、この駆動軸２１が回転軸７の後端部側には連結されている。ステッピングモータ２０はコントローラ３０から出力されるパルス数に応じた角度だけ駆動軸２１を回転動するように構成されている。
【００２１】
コントローラ３０は前述した作動制御回路３１と駆動制御回路３３とを有して構成されている。作動制御回路３１は、センサ４５からの検出信号に応じて指針９を表示板５の所定位置に回動させるため前述したパルス数に変換したパルス信号を出力し、駆動制御回路３３はこのパルス信号に応じてステッピングモータ２０の駆動軸２１を回転駆動させるように構成されている。作動制御回路３１は、さらにイグニションスイッチ５０がＯＮの位置に操作されると、指針９をスイープ動作させるようなパルス信号を出力するように構成されている。ここで、スイープ動作とは、指針９が表示板５に表示された初期位置５ａから表示板５に表示された最大位置５ｂまで回転動し、さらに最大位置５ｂから逆方向に回転動して初期位５ａに戻る動作をいう。
【００２２】
また、作動制御回路３１は、イグニションスイッチ５０がＯＮの位置からＳＴＡＲＴの位置に切り替えられたときに、バッテリＢの出力電圧値がステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止するために予め設定された中止電圧値以下になったときから所定時間経過時の出力電圧値も中止電圧値以下であるときにステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止し、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止した後のバッテリＢの出力電圧値がスイープ作動制御を再開するために予め設定された再開電圧値以上になったときから所定時間経過時の出力電圧値が再開電圧値以上であるときにスイープ作動制御を再開するように構成されている。
【００２３】
前述したように、イグニションスイッチ５０がＯＮの位置からＳＴＡＲＴの位置に切り替えられると、コントローラ３０にバッテリＢから電力供給がされるとともに、スタータ７０にバッテリＢからの電力が供給される。ここで、スタータ７０を駆動するときには、通常、スタータ７０に大電流が流れるので、バッテリＢの出力電圧は降下して、コントローラ３０に供給される電圧も低下する。その結果、バッテリＢの出力電圧の降下量が大きいときには、コントローラ３０は作動不能状態になり、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御を行なうことが困難になる。そこで、本発明に係わるメータ装置１の作動制御回路３１はバッテリＢの出力電圧に応じてステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止し及び再開するようにした。
【００２４】
この作動制御回路３１の作動内容について図３をさらに追加して説明する。なお、図３（ａ）はバッテリＢの出力電圧と経過時間との関係を示し、縦軸がバッテリ電圧であり、横軸が経過時間を示している。また、図３（ｂ）は同図（ａ）中のＡで示した部分の部分拡大図を示している。イグニションスイッチ５０がＯＮの位置からＳＴＡＲＴの位置に切り替えられると、スタータ７０に大電流が流れてバッテリＢの出力出圧値は図３（ａ）に示すＶ０から低下する。なお、Ｖ０はイグニションスイッチ５０がＯＮの位置にあるときのバッテリＢの出力電圧値を示している。
【００２５】
そして、作動制御回路３１は、低下したバッテリＢの出力電圧値がステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止するために予め設定された図３（ｂ）に示す中止電圧値Ｖｔ以下になったときから所定時間ｔ１が経過した時の出力電圧値が中止電圧値Ｖｔ以下であるときに、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止する。ここで、中止電圧値Ｖｔとはコントローラ３０が作動可能な下限の電圧（以下、「最低作動電圧Ｖｒ」と記す。）よりも高い電圧値をいい、中止電圧値Ｖｔ及び所定時間ｔ１は任意の値に設定可能である。
【００２６】
また作動制御回路３１は、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止した後のバッテリＢの出力電圧値がスイープ作動制御を再開するために予め設定された図３（ｂ）に示す再開電圧値Ｖｓ以上になったときから所定時間ｔ２の経過時の出力電圧値が再開電圧値Ｖｓ以上であるときに、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御を再開する。ここで、再開電圧値Ｖｓとは、作動制御回路３１によりステッピングモータ２０のスイープ作動制御を行ったときにステッピングモータ２０を脱調させない電圧値をいい、中止電圧値Ｖｔよりも高い電圧値に設定する。なお、再開電圧値Ｖｓ及び所定時間ｔ２は任意の値に設定可能である。
【００２７】
このように、イグニションスイッチ５０がＯＮの位置からＳＴＡＲＴの位置に切り替えられたときに、バッテリＢの出力電圧値が中止電圧値Ｖｔ以下になり且つ所定時間（ｔ１）の経過時も同様の関係になると、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御が中止されるので、バッテリＢの出力電圧値が低い状態で、作動制御回路３１がステッピングモータ２０のスイープ作動制御を行なうことはなく、ステッピングモータ２０が脱調して指針９がカクカク動き、その結果としてメータ装置１が故障したと誤解される事態を未然に防止することができる。また、一旦中止したスイープ作動制御が再開されるときのバッテリＢの出力電圧値（Ｖｓ）は最低作動電圧Ｖｒよりも高い電圧値に設定されているので、作動制御回路３１が作動不能状態になることはなく、指針９のスイープ動作をスムースに行なせることができる。さらにステッピングモータ２０のスイープ作動制御の中止及び再開は、バッテリＢの出力電圧値が中止電圧値Ｖｔ以下になる、もしくは出力電圧値が再開電圧値Ｖｓ以上になっても所定時間ｔ１，ｔ２の経過時にも同様の関係でなければスイープ作動制御の中止及び再開が行なわないので、ノイズによりバッテリＢからの出力電圧値が変動した場合にスイープ作動制御が中止され及び再開される誤作動を未然に防止して、信頼性の高いメータ装置１を提供することができる。
【００２８】
ここで、イグニションスイッチ５０がＯＮの位置からＳＴＡＲＴの位置に切り替えられて、スタータ７０に電圧が供給された状態にあるか否かの判断は、イグニションスイッチ５０がＳＴＡＲＴの位置にくるとイグニションスイッチ５０からＳｔラインＬ２に電気信号が流れるので、この電気信号の有無により判断される。
【００２９】
このスタータ７０に電力が供給されたか否かの判断は次のようにしてもよい。即ち、イグニションスイッチ５０がＡＣＣの位置にくると、バッテリＢとアクセサリ装置６０とが電気的に接続され、イグニションスイッチ５０がＯＮの位置にくると、アクセサリ装置６０はバッテリＢと電気的に接続されたままの状態でバッテリＢと点火装置等６５とがさらに電気的に接続される。しかしながら、イグニションスイッチ５０がＳＴＡＲＴの位置にくると、点火装置等６５の接続状態はそのままでアクセサリ装置６０の電気的接続状態は遮断状態にされるので、点火装置等６５が接続状態にあり、アクセサリ装置６０が非接続状態にあることを検出することで、イグニションスイッチ５０がＳＴＡＲＴの位置にあると判断することができる。そこで、イグニションスイッチ５０がＡＣＣの位置にあるときに、イグニションスイッチ５０から作動制御回路３１に電気信号が流れるように、イグニションスイッチ５０と作動制御回路３１との間をＡＣＣラインＬ３で電気的に接続し、前述したような電圧信号の組み合わせの状態になると（即ち、点火装置等６５が電気的に接続状態にあり、アクセサリ装置６０が電気的に非接続状態になる）、作動制御回路３１はイグニションスイッチ５０がＳＴＡＲＴの位置にあると判断し、スタータ７０に電力供給されたと判断する。
【００３０】
なお、ステッピングモータ２０のスイープ作動制御の再開の判断は、スイープ作動制御を中止した後のバッテリＢの出力電圧値が略ゼロになった場合には、スイープ作動制御を再開するようにしてもよい。より具体的には、図１に示すように、作動制御回路３１をバッテリＢと電気的に接続し、このバッテリＢと作動制御回路３１との電気的接続が遮断状態にされると（例えば、バッテリＢが交換された場合）、作動制御回路３１は初期化されて中止していたステッピングモータ２０のスイープ作動制御を再開するように構成する。このようにすれば、作動制御回路３１は、スイープ作動制御を中止した後に、例えば、バッテリＢが交換された場合には、バッテリＢと作動制御回路３１とが電気的に遮断された状態になるので、作動制御回路３１は初期化され、その後にイグニションスイッチ５０がＯＮの位置からＳＴＡＲＴの位置に操作されたときに、作動制御回路３１はステッピングモータ２０のスイープ作動制御を再開する。このように、バッテリＢからの出力電圧が略０Ｖになる場合には、中止したスイープ作動制御が再開されるので、作動制御回路３１によるスイープ作動制御の再開の判断を簡易にすることができる。
【００３１】
なお、前述した実施の形態では、バッテリＢの出力電圧値の大きさによりステッピングモータ２０のスイープ作動制御を中止し及び再開するように変更可能としたが、バッテリＢから流れ出る電流値や電力を基準として、作動制御回路３１がスイープ作動制御の中止及び再開を判断するようにしてもよい。また前述した実施の形態では指針９が回動する場合を示したが、ステッピングモータ２０の作動により指針９が直線動するようにしてもよい。また、スイープ動作の実施形態としては前述した実施の形態以外にも、例えば指針を最小値から最大値までの間を複数回往復移動させたり、３６０度回転させたりしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わるメータ装置によれば、イグニションスイッチが電圧供給位置からスタータ位置に切り替えられると、モータ作動制御手段は電源の出力電圧値に応じてステッピングモータのスイープ作動制御を中止し及び再開することで、電源の出力電圧値がモータ作動制御手段を非作動状態にするような小電圧である場合には、ステッピングモータのスイープ作動制御を中止し、出力電圧値がモータ作動制御手段を作動可能状態にする大きさである場合には、一旦中止したステッピングモータのスイープ作動制御を再開させることができる。その結果、指針がスイープ動作しているときにこの動作が変動する事態の発生を無くすことができ、メータ装置が故障したと誤解される事態を未然に防止することができる。また、電源の出力電圧値に応じてスイープ作動制御が中止及び再開されるため、ユーザーはスイープ動作の有無により電源の劣化状態を確認する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わるメータ装置の概略構成図を示す。
【図２】このメータ装置に接続されたイグニションスイッチの作動内容を説明するための図を示す。
【図３】メータ装置に搭載されたコントローラの作動内容を説明するための図であり、同図（ａ）はバッテリ電圧と時間との関係を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＡ部拡大図を示す。
【符号の説明】
１メータ装置
３メータ本体部
９指針
２０ステッピングモータ
３１作動制御回路（モータ作動制御手段）
５０イグニションスイッチ
６０アクセサリ装置
７０スタータ
Ｂバッテリ（電源）
Ｖｓ再開電圧値（再開電圧値）
Ｖｔ中止電圧値（中止電圧値）

Claims

指針を移動自在に保持するメータ本体部と、前記指針を移動させるステッピングモータと、入力信号に応じて前記指針を前記メータ本体部の所定位置に移動させるため、前記ステッピングモータの作動を制御するモータ作動制御手段とを有し、
前記モータ作動制御手段は、電源からの電力を前記モータ作動制御手段に供給後、前記指針をスイープ動作させるように前記ステッピングモータの作動を制御するようにしてなるメータ装置であって、
前記モータ作動制御手段は、クランキングするスタータに前記電源からの電力が供給される時の前記電源の出力電圧値に応じて前記指針をスイープ動作させる前記ステッピングモータのスイープ作動制御を変更可能とすることを特徴とするメータ装置。
前記モータ作動制御手段は、アクセサリ装置への電力供給状態から前記スタータに電力が供給されたと判断することを特徴とする請求項１に記載のメータ装置。
前記モータ作動制御手段は、
前記電源の出力電圧値が、前記ステッピングモータのスイープ作動制御を中止するために予め設定された中止電圧値以下になったときから、所定時間経過時の出力電圧値が、前記中止電圧値以下であるときに前記ステッピングモータのスイープ作動制御を中止し、
前記ステッピングモータのスイープ作動制御を中止した後の前記電源の出力電圧値が、スイープ作動制御を再開するために予め設定された再開電圧値以上になったときから所定時間経過時の出力電圧値が、前記再開電圧値以上であるときに前記ステッピングモータのスイープ作動制御を再開することを特徴とする請求項１又は２に記載のメータ装置。
前記モータ作動制御手段は、前記ステッピングモータのスイープ作動制御を中止した後の前記電源の出力電圧値が略ゼロになった場合には、前記ステッピングモータのスイープ作動制御を再開することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のメータ装置。