JP2010060470A - Indicating instrument for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an indicating instrument for a vehicle having higher reliability. <P>SOLUTION: A pointer 20 indicates a vehicle state value with the zero value as a reference according to the rotation position, and returns to the zero position indicating the zero value by the rotation in a return-to-zero direction. A step motor M rotates and drives the pointer 20 by applying a drive signal to field windings 32, 33. A stopper mechanism S stops the pointer 20 rotating in the return-to-zero direction at the zero position. A control unit 50 controls a return-to-zero drive signal as the drive signal for rotating and driving the pointer 20 in the return-to-zero direction so that the pointer 20 is stopped by the stopper mechanism S and the step motor M is forcibly stepped out (t3 to t5), and then continues controlling the return-to-zero drive signal to an electric angle where an update condition in which the detection result of an induction voltage generated at the field windings 32, 33 is equal to or less than a set voltage is regularly established (t6). The control unit 50 updates the zero point θ0 of the electric angle corresponding to the zero position when the update condition is established, and controls the drive signal on the basis of the zero point θ. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用指示計器に関する。   The present invention relates to an indicating instrument for a vehicle.
従来、零値を基準として設定される車両状態値を回転位置に応じて指示する指針について、ステップモータにより回転駆動するようにした車両用指示計器が知られている。こうした車両用指示計器の一種として特許文献1には、電気角に応じた交流の駆動信号をステップモータの界磁巻線へ印加することにより、指針の回転駆動を実現するものが開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vehicular indicating instrument that is driven to rotate by a step motor with respect to a pointer that indicates a vehicle state value set based on a zero value according to a rotational position. As a kind of such a vehicle indicating instrument, Patent Document 1 discloses a technique that realizes rotational driving of a pointer by applying an AC driving signal corresponding to an electrical angle to a field winding of a step motor. .
この特許文献1の車両用指示計器では、車両状態値の零値を指示する零位置に帰零方向への回転により復帰する指針を、当該零位置においてストッパ機構により間接的に停止させている。ここで、指針の帰零方向への回転中は、ステップモータの界磁巻線に誘起電圧が発生する一方、指針が停止したときには、当該界磁巻線に発生の誘起電圧が低下する。そこで、界磁巻線に発生した誘起電圧を検出し、その検出結果が設定電圧以下となった場合には、指針の零位置に対応する電気角の零点にステップモータが到達して指針がストッパ手段により停止したものと判断し、当該零点を更新している。これによれば、ステップモータへの給電開始前において機械的振動等の外乱により指針が零位置から帰零方向の反対方向へずれていても、更新された正確な零点に基づいて駆動信号の制御が可能となるのである。
特開2002−267501号公報
In the vehicle indicating instrument of Patent Document 1, the pointer that returns to the zero position that indicates the zero value of the vehicle state value by rotating in the return zero direction is indirectly stopped by the stopper mechanism at the zero position. Here, an induced voltage is generated in the field winding of the step motor while the pointer is rotating in the return-to-zero direction. On the other hand, when the pointer is stopped, the induced voltage generated in the field winding is reduced. Therefore, when the induced voltage generated in the field winding is detected and the detection result is lower than the set voltage, the step motor reaches the zero point of the electrical angle corresponding to the zero position of the pointer, and the pointer is stopped by the stopper. It is determined that the operation has been stopped by the means, and the zero point is updated. According to this, even if the pointer deviates from the zero position in the opposite direction to the zero return direction due to disturbance such as mechanical vibration before the start of power supply to the step motor, the drive signal control is performed based on the updated accurate zero point. Is possible.
JP 2002-267501 A
さて、特許文献1の車両用指示計器では、一旦、指針を帰零方向の反対方向へ回転させて振り上げた後、当該指針を帰零方向へ回転させてストッパ手段により停止させるようにしている。これは、停止するまでの指針の回転範囲が狭い場合、指針を駆動するステップモータの回転速度が上昇しないことにより、界磁巻線に発生する誘起電圧が設定電圧を超えなくなることで、電気角の零点が誤って更新されるのを回避するためである。しかしながら、零点の更新精度を高めるために、指針について振上量を十分に大きくして回転範囲を拡げると、零点の更新に要する時間が長くなるため、車両の乗員が誤動作と勘違いする事態を招いて信頼性を低下させるおそれがあった。   By the way, in the indication instrument for vehicles of patent document 1, after rotating the pointer once in the direction opposite to the zero return direction and swinging it up, the pointer is rotated in the zero return direction and stopped by the stopper means. This is because, when the rotation range of the pointer until it stops is narrow, the rotation speed of the stepping motor that drives the pointer does not increase, and the induced voltage generated in the field winding does not exceed the set voltage. This is to avoid the zero point of being updated erroneously. However, in order to increase the zero point update accuracy, if the swinging amount of the pointer is sufficiently increased to widen the rotation range, the time required to update the zero point becomes longer, which may cause the vehicle occupant to misunderstand that it is malfunctioning. And there was a risk of lowering reliability.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、信頼性が高い車両用指示計器を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a problem, The objective is to provide the indication instrument for vehicles with high reliability.
請求項1に記載の発明は、零値を基準として設定される車両状態値を回転位置に応じて指示し、零値を指示する零位置に帰零方向への回転により復帰する指針と、界磁巻線を有し、電気角に応じた交流の駆動信号が界磁巻線へ印加されることにより指針を回転駆動するステップモータと、帰零方向へ回転する指針を零位置において停止させるためのストッパ手段と、界磁巻線に発生する誘起電圧を検出する検出手段と、検出手段による誘起電圧の検出結果が設定電圧以下となる更新条件が成立した場合に、指針の零位置に対応する電気角の零点を更新する更新手段と、界磁巻線へ印加する駆動信号を更新手段により更新された零点に基づき制御する制御手段であって、帰零方向へ指針を回転駆動するための駆動信号である帰零駆動信号について、指針をストッパ手段により停止させてステップモータを強制脱調させるように制御した後、更新条件が正規に成立する電気角まで帰零駆動信号の制御を継続する制御手段と、を備えることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, the vehicle state value set with reference to the zero value is indicated according to the rotational position, the pointer returning to the zero position indicating the zero value by rotation in the return zero direction, A step motor that has a magnetic winding and that rotates the pointer by applying an AC drive signal corresponding to the electrical angle to the field winding, and a pointer that rotates in the zero return direction stops at the zero position. Corresponding to the zero position of the pointer when an update condition is established that the detection result of the induced voltage by the detecting means is equal to or lower than the set voltage. Update means for updating the zero point of the electrical angle, and control means for controlling the drive signal applied to the field winding based on the zero point updated by the update means, the drive for rotationally driving the pointer in the return zero direction About the zero return drive signal And a control means for continuing the control of the zero return drive signal until the electrical angle at which the update condition is properly established after controlling the needle motor to stop by the stopper means and forcibly stepping out the step motor. And
以上の発明によると、ステップモータの界磁巻線へ印加される駆動信号のうち帰零方向へ指針を回転駆動するための帰零駆動信号については、まず、零値指示の零位置にて指針を停止させてストッパ手段によりステップモータを強制脱調させるように、制御される。故に、帰零駆動信号の制御開始前において零位置からの指針ずれがない場合には、指針がストッパ手段により停止してステップモータが強制脱調させられる。この強制脱調により指針は零点対応の零位置よりも帰零方向の反対方向へと回転し、脱調前の電気角に対して零点を挟んで360度位相のずれた電気角と見かけ上対応する位置に到達する。故に強制脱調後、ステップモータの界磁巻線に発生する誘起電圧の検出結果が設定電圧以下となる更新条件について、正規に成立する電気角までは帰零駆動信号の制御が継続されることで、指針の停止により誘起電圧が低下する零位置対応の零点を正確に更新できる。このような発明によれば、零点更新に伴う指針の回転範囲を拡げなくても零点更新の精度が高められるので、零点更新に要する時間を短縮して信頼性を高めることが可能となる。   According to the above invention, of the drive signals applied to the field winding of the step motor, the zero return drive signal for rotationally driving the pointer in the return zero direction is first set at the zero position of the zero value indication. Is controlled so that the stepping motor is forcibly stepped out by the stopper means. Therefore, if there is no deviation of the pointer from the zero position before the control of the zero return drive signal is started, the pointer is stopped by the stopper means and the step motor is forcibly stepped out. This forced step-out causes the pointer to rotate in the direction opposite to the zero return direction from the zero position corresponding to the zero point, and apparently corresponds to an electrical angle that is 360 degrees out of phase with respect to the electrical angle before the step-out. The position to be reached is reached. Therefore, after the forced step-out, the control of the null drive signal is continued until the electrical angle that is properly established for the update condition in which the detection result of the induced voltage generated in the field winding of the step motor is below the set voltage. Thus, the zero corresponding to the zero position where the induced voltage is reduced by the stop of the pointer can be accurately updated. According to such an invention, since the accuracy of the zero point update can be improved without expanding the rotation range of the pointer accompanying the zero point update, it is possible to shorten the time required for the zero point update and improve the reliability.
請求項2に記載の発明によると、制御手段は、更新条件が正規に成立する電気角において当該更新条件が成立しない場合に、検出手段による誘起電圧の検出結果が設定電圧以下となるまで帰零駆動信号の制御を延長する。ここで、帰零駆動信号の制御開始前において零位置からの指針ずれが大きい場合には、ステップモータの強制脱調が生じないことに起因して、更新条件の正規成立の電気角まで帰零駆動信号を制御しても、界磁巻線に発生の誘起電圧が設定電圧以下とならない事態が生じ得る。故に、更新条件の正規成立の電気角において当該更新条件が成立しない場合には、誘起電圧の検出結果が設定電圧以下となるまで帰零駆動信号の制御が延長されることで、帰零駆動信号の制御開始前の指針ずれが大きい場合でも更新条件を確実に成立させて、零点を正確に更新できるのである。   According to the second aspect of the present invention, when the update condition is not satisfied at the electrical angle at which the update condition is normally satisfied, the control means returns until the detection result of the induced voltage by the detection means becomes equal to or lower than the set voltage. Extend control of drive signals. Here, when the deviation of the pointer from the zero position is large before the control of the zero return drive signal is started, the step motor is not forcedly stepped out, and the zero return to the electrical angle at which the update condition is normally established is obtained. Even if the drive signal is controlled, a situation may occur in which the induced voltage generated in the field winding does not fall below the set voltage. Therefore, when the update condition is not satisfied at the electrical angle where the update condition is normally established, the control of the zero return drive signal is extended until the detection result of the induced voltage becomes equal to or lower than the set voltage, thereby Even when the pointer deviation before the start of the control is large, the update condition can be established reliably and the zero point can be updated accurately.
請求項3に記載の発明によると、駆動信号の制御により制御手段は、指針の停止に先立って、零位置よりも帰零方向の反対方向へ指針を回転駆動して振り上げる。これによれば、ステップモータの強制脱調が生じないことに起因して、更新条件の正規成立の電気角まで帰零駆動信号を制御しても、界磁巻線に発生の誘起電圧が設定電圧以下とならない場合には、当該電気角までの指針の回転範囲が確保され得る。故に、この場合には、更新条件の正規成立の電気角にて当該更新条件を成立させることなく帰零駆動信号の制御を延長させて、零点を正確に更新することが可能となる。しかも、確保が必要な指針の回転範囲については、更新条件の正規成立の電気角にて当該更新条件を成立させないために最低限必要な範囲あればよいので、指針の振り上げ量を可及的に小さくして見栄えを向上させることも可能となる。   According to the third aspect of the present invention, the control means drives and rotates the pointer in a direction opposite to the zero return direction from the zero position prior to stopping the pointer by controlling the drive signal. According to this, because the step-out of the stepping motor does not occur, the induced voltage generated in the field winding is set even if the null drive signal is controlled to the electrical angle where the update condition is normally established. When the voltage does not fall below the voltage, the rotation range of the pointer up to the electrical angle can be ensured. Therefore, in this case, the zero point can be accurately updated by extending the control of the zero return drive signal without satisfying the update condition at the electrical angle where the update condition is normally established. Moreover, as for the rotation range of the pointer that needs to be secured, the minimum required range is required so that the update condition is not satisfied at the electrical angle where the update condition is normally established. It is also possible to improve the appearance by reducing the size.
請求項4に記載の発明によると、制制御手段は、零点に対して180度位相ずれした電気角を零点側から跨ぐように帰零駆動信号を制御した後、更新条件が成立する電気角まで帰零駆動信号の制御を継続する。ここでステップモータの強制脱調は、ストッパ手段により指針を零位置に停止させながら、当該零位置対応の零点に対して180度位相ずれした点まで電気角を変化させることで、生じることになる。故に、零点に対して180度位相ずれした電気角を零点側から跨ぐように帰零駆動信号が制御されることによれば、指針がストッパ手段により零位置に停止した状態下、当該180度位相ずれの電気角まで確実に変化させて、零点更新に必要な強制脱調をステップモータに生じさせることができるのである。   According to the fourth aspect of the present invention, the braking and controlling means controls the feedback drive signal so as to straddle the electrical angle that is 180 degrees out of phase with respect to the zero point from the zero point side, and then until the electrical angle that satisfies the update condition. Continue to control the null drive signal. Here, the forced step-out of the step motor is caused by changing the electrical angle to a point 180 degrees out of phase with respect to the zero point corresponding to the zero position while stopping the pointer at the zero position by the stopper means. . Therefore, when the zero return drive signal is controlled so as to straddle the electrical angle that is 180 degrees out of phase with respect to the zero point from the zero point side, the 180 degree phase is obtained in a state where the pointer is stopped at the zero position by the stopper means. The stepping motor can be forcedly stepped out to update the zero point by reliably changing to the electrical angle of deviation.
請求項5に記載の発明によると、制御手段は、ステップモータの強制脱調後、零点に対して360度位相ずれした電気角まで帰零駆動信号の制御を継続する。ここで、回転位置に対応する電気角が強制脱調により見かけ上360度位相ずれした指針は、当該強制脱調後の帰零駆動信号の制御により電気角が零点から360度位相ずれした点へと変化することで、零位置まで回転することになる。故にこのときには、零位置において指針がストッパ手段により停止させられることで、界磁巻線に発生の誘起電圧が設定電圧以下となる。したがって、ステップモータの強制脱調後、零点に対して360度位相ずれした電気角まで帰零駆動信号の制御が継続されることによれば、誘起電圧の検出結果が設定電圧以下となる更新条件を確実に成立させて、零点を正確に更新できるのである。   According to the fifth aspect of the present invention, the control means continues the control of the zero return drive signal up to the electrical angle that is 360 degrees out of phase with respect to the zero point after the forced step-out of the step motor. Here, the pointer in which the electrical angle corresponding to the rotational position is apparently shifted by 360 degrees due to the forced step-out is the point where the electrical angle is shifted 360 degrees from the zero point by the control of the null drive signal after the forced step-out. Changes to zero position. Therefore, at this time, the pointer is stopped by the stopper means at the zero position, so that the induced voltage generated in the field winding becomes equal to or lower than the set voltage. Therefore, after the step-out of the stepping motor, if the control of the zero return drive signal is continued until the electrical angle is shifted by 360 degrees with respect to the zero point, the update condition is such that the detection result of the induced voltage is not more than the set voltage. Thus, the zero can be accurately updated.
請求項6に記載の発明によると、制御手段は、ステップモータの強制脱調後、零点に対して360度位相ずれした点に到達する前の電気角まで帰零駆動信号の制御を継続する。ここでステップモータの強制脱調後、帰零駆動信号の制御により電気角が零点に対して360度位相ずれした点に到達する前であっても、指針を駆動するステップモータの回転速度が上昇しないことにより、界磁巻線に発生の誘起電圧が設定電圧以下となる。そこで、ステップモータの強制脱調後、零点に対して360度位相ずれした点に到達する前の電気角まで帰零駆動信号の制御が継続されることによれば、誘起電圧の検出結果が設定電圧以下となる更新条件を当該到達前に成立させて、零点更新に要する時間を短縮できる。しかも、ステップモータの強制脱調により、脱調前の電気角に対して360度以上位相のずれた電気角と見かけ上対応する位置まで指針が回転したとしても、更新条件を成立させるまでの指針の回転範囲が狭められることにより、意図しないステップモータの脱調を回避できるのである。   According to the sixth aspect of the present invention, the control means continues the control of the zero return drive signal up to the electrical angle before reaching the point 360 degrees out of phase with respect to the zero point after the stepping motor is forcibly stepped out. Here, after the stepping motor stepping out, the rotational speed of the stepping motor that drives the pointer increases even before the electrical angle reaches a point that is 360 degrees out of phase with respect to the zero point by controlling the zero return drive signal. By not doing so, the induced voltage generated in the field winding becomes lower than the set voltage. Therefore, if the control of the zero return drive signal is continued until the electric angle before reaching the point 360 degrees out of phase with respect to the zero point after the stepping motor stepping out, the detection result of the induced voltage is set. The update condition that is lower than the voltage is established before the arrival, and the time required for the zero update can be shortened. Moreover, even if the pointer rotates to a position that apparently corresponds to an electrical angle whose phase is shifted by 360 degrees or more with respect to the electrical angle before the step-out due to the forced step-out of the step motor, the pointer until the update condition is satisfied By narrowing the rotation range, unintentional step-out of the step motor can be avoided.
請求項7に記載の発明によると、検出手段は、界磁巻線へ印加される駆動信号の電圧が零となる電気角としての検出点において、当該界磁巻線に発生する誘起電圧を検出し、制御手段は、ステップモータの強制脱調後、零点に対して360度位相ずれした点に到達する前の検出点まで帰零駆動信号の制御を継続する。これにより検出点においては、界磁巻線へ印加される駆動信号の電圧が零となるので、当該界磁巻線に発生する誘起電圧の高精度な検出を容易に実現できる。故に、ステップモータの強制脱調後、零点に対して360度位相ずれした点に到達する前の検出点まで帰零駆動信号の制御が継続されることによれば、零点を短時間に、しかも正確に更新できるのである。   According to the seventh aspect of the present invention, the detecting means detects the induced voltage generated in the field winding at a detection point as an electrical angle at which the voltage of the drive signal applied to the field winding becomes zero. Then, the control means continues to control the zero return drive signal up to the detection point before reaching the point 360 degrees out of phase with respect to the zero point after the stepping motor stepping out. As a result, at the detection point, the voltage of the drive signal applied to the field winding becomes zero, so that highly accurate detection of the induced voltage generated in the field winding can be easily realized. Therefore, after the step-out of the stepping motor, the control of the zero return drive signal is continued until the detection point before reaching the point 360 degrees out of phase with respect to the zero point. It can be updated accurately.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態による車両用指示計器1を示している。車両用指示計器1は、車速計として車両内の運転席前方に設置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a vehicle indicating instrument 1 according to a first embodiment of the present invention. The vehicle indicating instrument 1 is installed as a vehicle speed meter in front of the driver's seat in the vehicle.
図1〜3に示すように車両用指示計器1は、計器板10、指針20、回動内機30、基板40及び制御ユニット50を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the vehicle indicating instrument 1 includes an instrument panel 10, a pointer 20, a rotary inner unit 30, a substrate 40, and a control unit 50.
図1,2に示す計器板10は、その表示面10aを運転席側へ向けて配置されており、車両状態値として車速値を表示する車速表示部11を有している。車速表示部11は複数の車速値を、その基準として設定された零値(0km/h)から上限値(180km/h)にかけて、円弧状に表示している。   The instrument panel 10 shown in FIGS. 1 and 2 is disposed with its display surface 10a facing the driver's seat, and has a vehicle speed display unit 11 that displays a vehicle speed value as a vehicle state value. The vehicle speed display unit 11 displays a plurality of vehicle speed values in an arc shape from a zero value (0 km / h) set as a reference to an upper limit value (180 km / h).
指針20は、回動内機30の指針軸30bに基端部21側にて連結されており、計器板10の表示面10aに沿って回転可能となっている。これにより、車速表示部11に表示される車速値のうち回転位置に応じた値を指示する指針20は、零値を指示する零位置に帰零方向X(図1参照)への回転によって復帰可能となっている。   The pointer 20 is connected to the pointer shaft 30b of the turning inner unit 30 on the base end portion 21 side, and is rotatable along the display surface 10a of the instrument panel 10. As a result, the pointer 20 indicating a value corresponding to the rotational position among the vehicle speed values displayed on the vehicle speed display unit 11 is returned to the zero position indicating the zero value by rotating in the return zero direction X (see FIG. 1). It is possible.
回動内機30は、内機本体30a、指針軸30b及びケーシング30cを備えている。内機本体30aは、計器板10に略平行な基板40の背面側に配置されている。内機本体30aは、図4に示す二相式ステップモータM、減速歯車列G及びストッパ機構Sを、ケーシング30cに内蔵してなる。指針軸30bは、基板40の背面に固定されたケーシング30cによって支持されており、基板40及び計器板10を貫通して指針20の基端部21を支持している。したがって、内機本体30aは、ステップモータMの回転に伴う減速歯車列Gの減速回転により、当該減速歯車列Gの出力段歯車34と同軸上の指針軸30b、ひいては指針20を回転駆動可能となっている。   The rotating inner unit 30 includes an inner unit main body 30a, a pointer shaft 30b, and a casing 30c. The internal unit main body 30 a is disposed on the back side of the substrate 40 substantially parallel to the instrument panel 10. The internal unit main body 30a includes a two-phase step motor M, a reduction gear train G, and a stopper mechanism S shown in FIG. 4 in a casing 30c. The pointer shaft 30 b is supported by a casing 30 c fixed to the back surface of the substrate 40, and supports the proximal end portion 21 of the pointer 20 through the substrate 40 and the instrument panel 10. Therefore, the internal unit main body 30a can rotationally drive the pointer shaft 30b coaxially with the output stage gear 34 of the reduction gear train G and thus the pointer 20 by the reduction rotation of the reduction gear train G accompanying the rotation of the step motor M. It has become.
図4,5に示すようにステップモータMは、ステータMs及びマグネットロータMrを組み合わせてなる。ステータMsは、ヨーク31及び二相の界磁巻線32,33を有している。ヨーク31は、ポール状を呈する一対の磁極31a,31bを形成しており、磁極31aにはA相の界磁巻線32が巻装される一方、磁極31bにはB相の界磁巻線33が巻装されている。マグネットロータMrは、減速歯車列Gの回転軸35aに同軸上に固定されている。ヨーク31の各磁極31a,31bの先端面との間に隙間をあけるマグネットロータMrの外周面には、磁極としてのN,S極が周方向に交互に形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the step motor M is a combination of a stator Ms and a magnet rotor Mr. The stator Ms has a yoke 31 and two-phase field windings 32 and 33. The yoke 31 forms a pair of magnetic poles 31a and 31b having a pole shape, and an A-phase field winding 32 is wound around the magnetic pole 31a, while a B-phase field winding is wound around the magnetic pole 31b. 33 is wound. The magnet rotor Mr is coaxially fixed to the rotation shaft 35a of the reduction gear train G. N and S poles as magnetic poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the magnet rotor Mr that opens a gap between the tip surfaces of the magnetic poles 31 a and 31 b of the yoke 31.
このような構成のステップモータMにおいてA相の界磁巻線32には、図6の如く電気角に対して電圧が余弦関数状に交番する交流のA相駆動信号が、印加される。一方、B相の界磁巻線33には、図6の如く電気角に対して電圧が正弦関数状に交番する交流のB相駆動信号が、印加される。このように互いに位相が90度ずれたA,B各相の駆動信号が界磁巻線32,33に印加されることで、それら各巻線32,33に発生する交流磁束がヨーク31及びマグネットロータMrの磁極間を通過することになる。したがって、マグネットロータMrの回転位置が、電気角に応じたA,B各相の駆動信号の電圧変化に従って変化することになるのである。   In the step motor M having such a configuration, an AC phase A drive signal in which the voltage alternates in a cosine function with respect to the electrical angle is applied to the A phase field winding 32 as shown in FIG. On the other hand, an AC B-phase drive signal whose voltage alternates in a sine function with respect to the electrical angle is applied to the B-phase field winding 33 as shown in FIG. Thus, the drive signals of the phases A and B, which are 90 degrees out of phase with each other, are applied to the field windings 32 and 33, so that the alternating magnetic flux generated in the windings 32 and 33 is converted into the yoke 31 and the magnet rotor. It passes between the magnetic poles of Mr. Therefore, the rotational position of the magnet rotor Mr changes in accordance with the voltage change of the drive signals of the A and B phases according to the electrical angle.
図4に示すように減速歯車列Gは、出力段歯車34、入力段歯車35及び中間歯車36,37を有している。出力段歯車34は、指針軸30bに同軸上に連結されている。入力段歯車35は、ケーシング30cに固定された回転軸35aにより同軸上に支持されている。中間歯車36,37は、ケーシング30cに固定された回転軸36aにより同軸上に支持されることで、一体に回転可能となっている。中間歯車36は出力段歯車34と噛合している一方、中間歯車37は入力段歯車35と噛合している。   As shown in FIG. 4, the reduction gear train G includes an output gear 34, an input gear 35, and intermediate gears 36 and 37. The output gear 34 is coaxially connected to the pointer shaft 30b. The input stage gear 35 is coaxially supported by a rotating shaft 35a fixed to the casing 30c. The intermediate gears 36 and 37 are coaxially supported by a rotating shaft 36a fixed to the casing 30c, so that they can rotate integrally. The intermediate gear 36 meshes with the output stage gear 34, while the intermediate gear 37 meshes with the input stage gear 35.
このような構成により減速歯車列Gは、入力段歯車35に回転軸35aを介して接続されたステップモータMのマグネットロータMrの回転を減速し、出力段歯車34に指針軸30bを介して接続された指針20へと当該減速回転を伝達する。したがって、電気角に応じたA,B各相の駆動信号の変化に従ってマグネットロータMrの回転位置が変化することにより、指針20の回転位置も変化することになる。そして、特に本実施形態では、図1に示す指針20の零位置について、図6に示す電気角の零点θ0(0度)と正確に対応するように、予め調整されている。   With such a configuration, the reduction gear train G decelerates the rotation of the magnet rotor Mr of the step motor M connected to the input stage gear 35 via the rotary shaft 35a, and is connected to the output stage gear 34 via the pointer shaft 30b. The reduced rotation is transmitted to the indicated pointer 20. Therefore, when the rotational position of the magnet rotor Mr changes according to the change of the drive signals of the A and B phases according to the electrical angle, the rotational position of the pointer 20 also changes. Particularly in this embodiment, the zero position of the pointer 20 shown in FIG. 1 is adjusted in advance so as to accurately correspond to the zero point θ0 (0 degree) of the electrical angle shown in FIG.
図4に示すようにストッパ機構Sは、当接部材38及びストッパ部材39を有している。当接部材38は、出力段歯車34から突出する短冊板状に形成されており、当該歯車34と一体に回転可能となっている。ストッパ部材39は、ケーシング30cから内部へ突出するL字状に形成されており、当該突出側の先端部39aが当接部材38の回転軌道上に位置している。これにより、当接部材38がストッパ部材39の先端部39aに当接して係止されるときには、指針20が図1の零位置に復帰し、指針20の帰零方向Xへの回転が停止することになる。このように本実施形態では、帰零方向Xへ回転して零位置に復帰した指針20が、ストッパ機構Sにより間接的に停止するようになっている。   As shown in FIG. 4, the stopper mechanism S includes a contact member 38 and a stopper member 39. The abutting member 38 is formed in a strip plate shape protruding from the output stage gear 34, and can rotate integrally with the gear 34. The stopper member 39 is formed in an L shape protruding inward from the casing 30 c, and the protruding end portion 39 a is located on the rotation track of the contact member 38. Thereby, when the abutting member 38 is abutted and locked to the tip end portion 39a of the stopper member 39, the pointer 20 returns to the zero position in FIG. 1, and the rotation of the pointer 20 in the return zero direction X is stopped. It will be. As described above, in the present embodiment, the pointer 20 that is rotated in the return zero direction X and returned to the zero position is indirectly stopped by the stopper mechanism S.
図2に示す制御ユニット50はマイクロコンピュータを主体に構成されて、基板40に実装されている。制御ユニット50は、図3に示す内蔵のメモリ52に記憶されたコンピュータプログラムを給電下にて実行することで、所定の作動を実現可能となっている。   The control unit 50 shown in FIG. 2 is mainly composed of a microcomputer and is mounted on the substrate 40. The control unit 50 can realize a predetermined operation by executing a computer program stored in the built-in memory 52 shown in FIG. 3 under power supply.
制御ユニット50は、車両のドアセンサ60、イグニッションスイッチIG及びバッテリ電源Bと電気接続されている。制御ユニット50は、ドアセンサ60により車両のドアの開放が検出された場合に、バッテリ電源Bからの直接的な給電によって始動する。始動した制御ユニット50は、設定時間(例えば2分)が経過するまでにイグニッションスイッチIGがオンされた場合、バッテリ電源Bからの給電によって作動状態を維持し、その後にイグニッションスイッチIGがオフされることによって作動停止する。また一方、始動した制御ユニット50は、設定時間が経過するまでにイグニッションスイッチIGがオンされない場合には一旦作動停止し、その後にイグニッションスイッチIGがオンされた場合には再始動して、イグニッションスイッチIGのオフによって作動停止する。尚、一度始動した後の制御ユニット50の再始動については、イグニッションスイッチIGのオンに応答して行う以外にも、例えば車両のドアの開放や、ブレーキペダルの踏み込み等に応答して行うようにしてもよい。   The control unit 50 is electrically connected to the vehicle door sensor 60, the ignition switch IG, and the battery power source B. The control unit 50 is started by direct power supply from the battery power source B when the door sensor 60 detects the opening of the vehicle door. When the ignition switch IG is turned on before a set time (for example, 2 minutes) elapses, the started control unit 50 maintains the operating state by power supply from the battery power supply B, and then the ignition switch IG is turned off. Operation is stopped. On the other hand, the started control unit 50 is temporarily stopped when the ignition switch IG is not turned on until the set time elapses, and then restarted when the ignition switch IG is turned on. Operation stops when IG is turned off. In addition to restarting the control unit 50 after starting once, it is performed in response to, for example, opening the door of the vehicle, depressing the brake pedal, etc. in addition to performing it in response to turning on the ignition switch IG. May be.
制御ユニット50は、さらにステップモータMの各界磁巻線32,33と電気接続されており、それら界磁巻線32,33への給電を作動状態において実施する。そして、特に本実施形態の制御ユニット50は、後に詳述する帰零処理として、ステップモータMの各界磁巻線32,33へ印加するA,B両相の駆動信号を制御しつつ、それら界磁巻線32,33に発生する誘起電圧を検出する。   The control unit 50 is further electrically connected to the field windings 32 and 33 of the step motor M, and feeds power to the field windings 32 and 33 in the operating state. In particular, the control unit 50 of the present embodiment controls the drive signals for both the A and B phases applied to the field windings 32 and 33 of the step motor M as the nulling process, which will be described in detail later. An induced voltage generated in the magnetic windings 32 and 33 is detected.
ここで、A,B各相の駆動信号について信号電圧が零(0V)より大きくなる電気角では、スイッチング機能により、対応する界磁巻線32,33へ信号印加するための経路を電気接続する共に、当該対応巻線に発生の誘起電圧を検出するための経路を遮断する。一方、A,B各相の駆動信号について信号電圧が零(0V)となる電気角では、スイッチング機能により、対応する界磁巻線32,33へ信号印加するための経路を遮断すると共に、当該対応巻線に発生の誘起電圧を検出するための経路を電気接続する。したがって、A,B各相の駆動信号が電気角に応じて余弦関数状及び正弦関数状に交番する本実施形態では、図6に黒丸で示す零点θ0並びに当該零点θ0から90度ずつ位相のずれた電気角が、誘起電圧の検出点θdに設定されている。即ち、本実施形態では、誘起電圧の検出間隔Δθdが電気角で90度の位相幅に設定されているのである。尚、制御ユニット50のスイッチング機能については、例えば、制御ユニット50を構成するマイクロコンピュータ内でのスイッチング処理により経路の接続及び遮断を行うものであってもよいし、当該マイクロコンピュータの入出力ポートをスイッチングすることにより経路の接続及び遮断を行うものであってもよい。   Here, at the electrical angle at which the signal voltage is greater than zero (0V) for the drive signals of the A and B phases, the path for applying a signal to the corresponding field windings 32 and 33 is electrically connected by the switching function. In both cases, the path for detecting the induced voltage generated in the corresponding winding is cut off. On the other hand, at the electrical angle where the signal voltage is zero (0V) for the drive signals of the A and B phases, the switching function cuts off the path for applying a signal to the corresponding field windings 32 and 33, and The path for detecting the induced voltage generated is electrically connected to the corresponding winding. Therefore, in this embodiment in which the driving signals of the phases A and B alternate in the form of a cosine function and a sine function according to the electrical angle, the phase shift of 90 degrees from the zero point θ0 indicated by the black circle in FIG. 6 and the zero point θ0. The electrical angle is set to the detection point θd of the induced voltage. That is, in this embodiment, the detection interval Δθd of the induced voltage is set to a phase width of 90 degrees in electrical angle. As for the switching function of the control unit 50, for example, the path may be connected and disconnected by switching processing in the microcomputer constituting the control unit 50, and the input / output port of the microcomputer may be connected. The path may be connected and disconnected by switching.
制御ユニット50は、さらに車両の車速センサ62と電気接続されている。帰零処理後の作動状態において制御ユニット50は、メモリ52に記憶されている電気角の零点θ0に基づいてA,B両相の駆動信号を制御することにより、車速センサ62の検出車速値を指針20に指示させる。ここで、メモリ52に記憶の零点θ0については、後に詳述するように、帰零処理によって更新される最新のものが利用される。   The control unit 50 is further electrically connected to a vehicle speed sensor 62 of the vehicle. In the operating state after the nulling process, the control unit 50 controls the driving signals of both phases A and B based on the zero point θ0 of the electrical angle stored in the memory 52, thereby determining the detected vehicle speed value of the vehicle speed sensor 62. The pointer 20 is instructed. Here, as the zero point θ0 stored in the memory 52, as described in detail later, the latest one updated by the nulling process is used.
以下、第一実施形態の帰零処理を制御ユニット50によって実施するための制御フローを、図7を参照しつつ詳細に説明する。尚、この制御フローは、制御ユニット50が始動することによってスタートするものであり、当該始動による界磁巻線32,33への給電開始前に生じている指針20の零位置からのずれを、以下では、「給電前指針ずれ」というものとする。   Hereinafter, the control flow for performing the nulling process of the first embodiment by the control unit 50 will be described in detail with reference to FIG. This control flow is started when the control unit 50 is started, and the deviation from the zero position of the pointer 20 occurring before the start of power feeding to the field windings 32 and 33 due to the start is as follows. Hereinafter, it will be referred to as “guideline deviation before feeding”.
まず、制御フローのS1では、A,B各相の初期駆動信号として、電気角の零点θ0に対応する電圧の駆動信号をA,B各相の界磁巻線32,33へ印加し、続くS2において、現在の電気角を基準点θbに設定する。その結果、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが零点θ0に対して180度よりも小さい場合には、電気角の零点θ0への変化によって指針20が零位置へと回転駆動され、当該零点θ0が基準点θbに設定される。一方、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが零点θ0に対して180度よりも大きい場合には、零点θ0から360度ずつ位相ずれした電気角のうちいずれかに対応する位置まで指針20が回転駆動され、当該いずれかの電気角が基準点θbに設定される。   First, in S1 of the control flow, a drive signal having a voltage corresponding to the zero point θ0 of the electrical angle is applied to the field windings 32 and 33 of the A and B phases as initial drive signals of the A and B phases. In S2, the current electrical angle is set to the reference point θb. As a result, when the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before power feeding is smaller than 180 degrees with respect to the zero point θ0, the pointer 20 is rotationally driven to the zero position by the change of the electrical angle to the zero point θ0. θ0 is set as the reference point θb. On the other hand, when the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before power feeding is greater than 180 degrees with respect to the zero point θ0, the pointer 20 moves to a position corresponding to one of the electrical angles shifted in phase by 360 degrees from the zero point θ0. It is rotationally driven and one of the electrical angles is set to the reference point θb.
次にS3では、同期サブ処理を実施する。この同期サブ処理では、A,B各相の同期駆動信号として、帰零方向Xへの指針20の回転駆動により電気角とマグネットロータMrの磁極とを同期させるための駆動信号を、A,B各相の界磁巻線32,33へ印加する。さらに同期サブ処理では、A,B各相のリターン駆動信号として、帰零方向Xとは反対となる反帰零方向Y(図1参照)への指針20の回転駆動により電気角を基準点θbに戻すための駆動信号を、A,B各相の界磁巻線32,33へ印加する。   Next, in S3, synchronous sub-processing is performed. In this synchronous sub-process, a driving signal for synchronizing the electrical angle and the magnetic pole of the magnet rotor Mr by the rotational driving of the pointer 20 in the zero return direction X is used as a synchronous driving signal for the phases A and B. Applied to the field windings 32 and 33 of each phase. Further, in the synchronous sub-process, the electrical angle is set to the reference point θb by the rotational drive of the pointer 20 in the counter-zero direction Y (see FIG. 1) opposite to the return-zero direction X as return drive signals for the phases A and B. Is applied to the field windings 32 and 33 of the phases A and B.
続くS4では、A,B各相の振上駆動信号として、指針20を反帰零方向Yへ回転駆動して振り上げるための駆動信号を、A,B各相の界磁巻線32,33へ印加する。このとき、指針20の振上量R(図8〜10参照)としては、電気角換算で180度未満とすることが好ましく、本実施形態では90度に設定されている。   In the subsequent S4, as the drive signals for the A and B phases, the drive signals for rotating and driving the pointer 20 in the counter-zero direction Y are used as the field windings 32 and 33 for the A and B phases. Apply to. At this time, the swing amount R (see FIGS. 8 to 10) of the pointer 20 is preferably less than 180 degrees in terms of electrical angle, and is set to 90 degrees in the present embodiment.
さらに続くS5では、A,B各相の帰零駆動信号として、基準点θbから180度位相のずれた電気角を基準点θb側から跨ぐようにして指針20を帰零方向Xへ回転駆動するための駆動信号を制御し、それらの信号をA,B各相の界磁巻線32,33へ印加する。ここで、上記S1,2によって基準点θbが零点θ0と一致している場合に帰零駆動信号は、当該零点θ0に対して180度位相のずれた臨界点θth(図8〜10参照)を零点θ0側から跨ぐように、制御されたものとなる。したがって、その場合には、まず、電気角が零点θ0まで変化して指針20がストッパ機構Sにより零位置に停止し、さらに当該停止状態下、零点θ0から180度位相ずれした臨界点θthまで電気角が確実に変化することで、ステップモータMの強制脱調が生じるのである。このような強制脱調によって指針20は、臨界点θthに対して零点θ0を挟んで360度位相のずれた電気角と見かけ上対応する位置まで、回転することとなる。   In the subsequent S5, the pointer 20 is rotationally driven in the zero return direction X so as to straddle the electrical angle shifted by 180 degrees from the reference point θb from the reference point θb side as a zero return drive signal for each of the phases A and B. Drive signals are applied to the A and B field windings 32 and 33. Here, when the reference point θb is coincident with the zero point θ0 by S1 and S2, the zero return drive signal indicates the critical point θth that is 180 degrees out of phase with the zero point θ0 (see FIGS. 8 to 10). It is controlled so as to straddle from the zero point θ0 side. Therefore, in that case, first, the electrical angle changes to the zero point θ0, the pointer 20 is stopped at the zero position by the stopper mechanism S, and further, under the stopped state, the electric angle is changed to the critical point θth that is 180 degrees out of phase from the zero point θ0. The step-out of the stepping motor M occurs when the angle changes reliably. By such a forced step-out, the pointer 20 rotates to a position that apparently corresponds to an electrical angle that is 360 degrees out of phase with respect to the critical point θth with the zero point θ0 interposed therebetween.
この後のS6では、A,B各相の帰零駆動信号を界磁巻線32,33に継続して印加し、続くS7において、基準点θbから360度位相ずれした検出点θdに電気角が到達したか否かを判定する。その結果、否定判定がなされた場合には、S6へと戻って当該S6及び後続のS7を繰り返すことで、帰零駆動信号の印加制御をさらに継続する一方、肯定判定がなされた場合には、S8へ移行する。   In S6 after this, the zero return drive signals of the phases A and B are continuously applied to the field windings 32 and 33, and in S7, the electrical angle is applied to the detection point θd that is 360 degrees out of phase with the reference point θb. It is determined whether or not has reached. As a result, if a negative determination is made, the process returns to S6 and repeats S6 and the subsequent S7 to further continue the application control of the null drive signal, while if an affirmative determination is made, The process proceeds to S8.
S8では、A,B各相の界磁巻線32,33のうち、基準点θbから360度位相ずれした現在の検出点θdにおいて帰零駆動信号の電圧が零となる検出対象巻線(ここでは界磁巻線33)の誘起電圧を検出し、その検出結果が設定電圧以下となる更新条件の成立を判定する。その結果、肯定判定がなされた場合にはS9へ移行する一方、否定判定がなされた場合にはS10へ移行する。   In S8, among the A and B phase field windings 32 and 33, the detection target winding in which the voltage of the null drive signal becomes zero at the current detection point θd that is 360 degrees out of phase with the reference point θb (here) Then, the induced voltage of the field winding 33) is detected, and it is determined whether the update condition is met so that the detection result is equal to or lower than the set voltage. As a result, if a positive determination is made, the process proceeds to S9, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to S10.
更新条件が成立した場合のS9では、指針20が零位置に復帰したものとして、基準点θbから360度位相ずれした現在の検出点θdにより零点θ0を更新し、その更新結果をメモリ52に記憶する。これに対し、更新条件が成立していない場合のS10では、指針20は零位置に復帰しておらず、検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧を上回る回転状態にあるとして、A,B各相の帰零駆動信号を延長して界磁巻線32,33へ印加する。そして続くS11では、直前の誘起電圧の検出点θdからさらに90度位相ずれした検出点θdに電気角が到達したか否かを、判定する。ここで、直前の誘起電圧の検出点θdとは、上記S8並びに後述するS12のうち実行時が最も近い処理によって、誘起電圧を検出したときの電気角をいう。このような判定の結果、否定判定がなされた場合には、S10へと戻って当該S10及び後続のS11を繰り返すことで、帰零駆動信号の印加制御をさらに延長する一方、肯定判定がなされた場合には、S12へと移行する。   In S9 when the update condition is satisfied, it is assumed that the pointer 20 has returned to the zero position, and the zero point θ0 is updated by the current detection point θd that is 360 degrees out of phase with the reference point θb, and the update result is stored in the memory 52. To do. On the other hand, in S10 when the update condition is not satisfied, the pointer 20 is not returned to the zero position, and it is assumed that the induced voltage of the detection target winding is in a rotating state exceeding the set voltage. The phase null drive signal is extended and applied to the field windings 32 and 33. In subsequent S11, it is determined whether or not the electrical angle has reached a detection point θd that is 90 degrees out of phase from the detection point θd of the immediately preceding induced voltage. Here, the detection point θd of the immediately preceding induced voltage refers to the electrical angle when the induced voltage is detected by the process closest to the execution time in S8 and S12 described later. If a negative determination is made as a result of such a determination, the process returns to S10 and repeats S10 and the subsequent S11, thereby further extending the application control of the null drive signal while making a positive determination. If so, the process proceeds to S12.
S12では、A,B各相の界磁巻線32,33のうち、直前のS11により到達判定された現在の検出点θdにおいて帰零駆動信号の電圧が零となる検出対象巻線の誘起電圧を検出し、その検出結果が設定電圧以下となる更新条件の成立を判定する。その結果、否定判定がなされた場合には、S10へと戻って当該S10及び後続のS11,S12を繰り返すことで、帰零駆動信号の印加制御をさらに延長する。一方、肯定判定がなされた場合には、指針20が零位置に復帰したものとしてS13へと移行し、零点θ0を現在の検出点θdにより更新且つその更新結果をメモリ52に記憶する。   In S12, among the field windings 32 and 33 of the A and B phases, the induced voltage of the detection target winding in which the voltage of the null drive signal becomes zero at the current detection point θd determined to be reached in the immediately preceding S11 Is detected, and it is determined whether or not an update condition for which the detection result is equal to or lower than the set voltage is satisfied. As a result, when a negative determination is made, the process returns to S10 and repeats S10 and subsequent S11 and S12, thereby further extending the application control of the null drive signal. On the other hand, if an affirmative determination is made, it is determined that the pointer 20 has returned to the zero position, the process proceeds to S13, the zero point θ0 is updated with the current detection point θd, and the update result is stored in the memory 52.
尚、S9,S13により零点θ0の更新並びに記憶がなされた後のS14においては、補正サブ処理を実施する。この補正サブ処理は、ストッパ機構Sにより零位置に停止された指針20の回転位置と、車速表示部11に表示される零値との間にずれが存在している場合において、メモリ52に記憶の特性データに基づき当該ずれを補正するために、実施される。そして、補正サブ処理の終了時には、電気角が最新の零点θ0に設定されるようになっており、以上にて本制御フローが終了することとなる。   In S14 after the zero point θ0 is updated and stored in S9 and S13, the correction sub-process is performed. This correction sub-process is stored in the memory 52 when there is a deviation between the rotational position of the pointer 20 stopped at the zero position by the stopper mechanism S and the zero value displayed on the vehicle speed display unit 11. This is performed to correct the deviation based on the characteristic data. At the end of the correction sub-process, the electrical angle is set to the latest zero point θ0, and this control flow ends.
以下、第一実施形態の帰零処理によって実現される作動例を、図8〜10を参照しつつ説明する。尚、図8〜10において、一点鎖線グラフは、電気角の時間変化を表したものであり、また実線グラフは、指針20の回転位置の時間変化をそれに対応する電気角の時間変化にて表したものである。   Hereinafter, an operation example realized by the nulling process of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 10, the alternate long and short dash line graph represents the time change of the electrical angle, and the solid line graph represents the time change of the rotational position of the pointer 20 by the time change of the electrical angle corresponding thereto. It is what.
(作動例I)
図8は、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも小さい90度の場合を示している。この場合において制御ユニット50が始動すると、基準点θbとなる零点θ0まで電気角が変化して、指針20が零位置まで回転駆動される(t1)。続いて、同期サブ処理が実施された(t1〜t2)後、指針20が零位置よりも反帰零方向Yへ振上量Rにて振り上げられる(t2〜t3)。
(Operation example I)
FIG. 8 shows a case where the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before feeding is 90 degrees smaller than 180 degrees. In this case, when the control unit 50 is started, the electrical angle changes to the zero point θ0 that is the reference point θb, and the pointer 20 is rotationally driven to the zero position (t1). Subsequently, after the synchronization sub-process is performed (t1 to t2), the pointer 20 is swung up by the swing amount R in the counter-zero direction Y from the zero position (t2 to t3).
次に、図11に示す如き帰零駆動信号の制御により、まず、電気角が基準点θbとしての零点θ0まで変化して指針20が帰零方向Xの零位置まで回転駆動されることで、ストッパ機構Sが当該零位置にて指針20を停止させる(t4)。さらに、ストッパ機構Sによる指針20の停止状態下、図11に示す如き帰零駆動信号の制御により、零点θ0から臨界点θthまでの180度位相がずれるように電気角が変化してステップモータMの強制脱調が生じる(t5)ことにより、指針20が反帰零方向Yへ回転する。その結果、指針20の回転位置は、臨界点θthから零点θ0を挟んで360度位相のずれた電気角に見かけ上対応する位置、即ち零点θ0から臨界点θthとは反対側へ180度位相のずれた電気角と見かけ上対応する位置となる。尚、電気角が零点θ0から臨界点θthに変化するまでの間において本実施形態の指針20は、その弾性変形等に起因して、図8の如く零位置から帰零方向Xへ僅かにずれるようになっている。   Next, by the control of the zero return drive signal as shown in FIG. 11, first, the electrical angle changes to the zero point θ0 as the reference point θb and the pointer 20 is rotationally driven to the zero position in the return zero direction X. The stopper mechanism S stops the pointer 20 at the zero position (t4). Further, under the stop state of the pointer 20 by the stopper mechanism S, the electric angle changes so that the phase from the zero point θ0 to the critical point θth is shifted by 180 degrees by the control of the zero return drive signal as shown in FIG. Is generated (t5), the pointer 20 rotates in the counterclockwise zero direction Y. As a result, the rotational position of the pointer 20 is a position that apparently corresponds to an electrical angle that is 360 degrees out of phase with respect to the zero point θ0 from the critical point θth, that is, a phase that is 180 degrees from the zero point θ0 to the opposite side of the critical point θth. It becomes a position that apparently corresponds to the shifted electrical angle. Incidentally, the pointer 20 of the present embodiment is slightly shifted from the zero position to the zero return direction X as shown in FIG. 8 due to its elastic deformation until the electrical angle changes from the zero point θ0 to the critical point θth. It is like that.
この後、図11に示す如き帰零駆動信号の制御により、基準点θbとしての零点θ0から360度位相ずれした検出点θdまで電気角が変化する、即ち強制脱調時の臨界点θthから180度位相ずれした検出点θdまで電気角が変化する(t6)。これにより、先の強制脱調時には臨界点θthから360度位相のずれた電気角の対応位置まで回転している指針20が、零点θ0に対応する零位置まで回転駆動され、当該零位置にてストッパ機構Sから停止作用を受ける。このとき本実施形態では、A,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧以下となるので、更新条件が最初の判定時に確実に成立して、零点θ0から360度位相ずれした当該成立時の検出点θdが最新の零点θ0として更新される。尚、この更新後には、補正サブ処理(t6〜t7)が実施されることになるが、それ以外にも、例えば補正サブ処理の終了時(t7)に零点θ0を実施するようにしてもよい。   Thereafter, the electrical angle changes from the zero point θ0 as the reference point θb to the detection point θd that is 360 degrees out of phase by the control of the zero return drive signal as shown in FIG. 11, that is, from the critical point θth at the time of forced step-out to 180 °. The electrical angle changes up to the detection point θd that is out of phase (t6). Thus, at the time of the previous forced step-out, the pointer 20 rotating to the corresponding position of the electrical angle that is 360 degrees out of phase from the critical point θth is driven to rotate to the zero position corresponding to the zero point θ0. A stop action is received from the stopper mechanism S. At this time, in the present embodiment, the induced voltage of the detection target winding among the field windings 32 and 33 of each of the A and B phases is equal to or lower than the set voltage. The detection point θd at the time of establishment that is 360 degrees out of phase from the zero point θ0 is updated as the latest zero point θ0. After this update, the correction sub-process (t6 to t7) is performed. In addition, for example, the zero point θ0 may be performed at the end of the correction sub-process (t7). .
このように第一実施形態では、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも小さい場合において、ステップモータMの強制脱調後に指針20が零位置まで回転することによって更新条件を正規に成立させる電気角θdを、零点θ0として正しく更新できる。これによれば、指針20の反帰零方向Yへの振上量Rを十分に大きくして零点更新に必要な指針20の回転範囲を拡げるようにしなくても、零点θ0の更新精度が高められ得る。したがって、零点θ0の更新に要する時間を短縮して信頼性を高めることができると共に、見栄えを高めることもできるのである。   As described above, in the first embodiment, when the phase shift of the electrical angle due to the deviation of the pointer before power feeding is smaller than 180 degrees, the update condition is made normal by rotating the pointer 20 to the zero position after the stepping-out of the step motor M. Can be correctly updated as the zero point θ0. According to this, the update accuracy of the zero point θ0 can be improved without increasing the amount of swing R of the pointer 20 in the reversal zero direction Y sufficiently to increase the rotation range of the pointer 20 necessary for the zero point update. Can be. Therefore, the time required for updating the zero point θ0 can be shortened to improve the reliability, and the appearance can be improved.
(作動例II)
図9は、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも大きい270度の場合を示している。この場合において制御ユニット50が始動すると、零点θ0から360度位相ずれした基準点θbまで電気角が変化して、零位置よりも反帰零方向Yにて当該基準点θbと対応する位置まで指針20が回転駆動される(t1)。続いて、同期サブ処理が実施された(t1〜t2)後、指針20が基準点θbの対応位置よりも反帰零方向Yへ振上量Rだけ振り上げられて、電気角が零点θ0から(360+R)度位相のずれた状態となる(t2〜t3)。
(Operation example II)
FIG. 9 shows a case where the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before power feeding is 270 degrees larger than 180 degrees. In this case, when the control unit 50 is started, the electrical angle changes from the zero point θ0 to the reference point θb that is 360 degrees out of phase, and the pointer reaches the position corresponding to the reference point θb in the reversal zero direction Y from the zero position. 20 is driven to rotate (t1). Subsequently, after the synchronization sub-process is performed (t1 to t2), the pointer 20 is swung up from the corresponding position of the reference point θb by the swing amount R in the return zero direction Y, and the electrical angle is changed from the zero point θ0 to ( 360 + R) degrees out of phase (t2 to t3).
この後、帰零駆動信号の制御により電気角が変化して指針20が帰零方向Xへ回転駆動されるが、更新条件の最初の判定時までの電気角変化量は(360+R)度となるので、ステップモータMの強制脱調を生じさせる臨界点θthには電気角が到達しない。また、最初の判定時までの電気角変化量が(360+R)度となることで、指針20は零位置まで回転駆動されてストッパ機構Sにより停止させられる(t6)。このとき本実施形態では、A,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧以下となるので、更新条件の成立により、当該成立時の検出点θdである零点θ0が最新の零点θ0として更新される。尚、この更新後には、補正サブ処理(t6〜t7)が実施されることになる。   Thereafter, the electrical angle is changed by the control of the null return drive signal, and the pointer 20 is rotationally driven in the null return direction X. However, the electrical angle change amount until the first determination of the update condition is (360 + R) degrees. Therefore, the electrical angle does not reach the critical point θth that causes the stepping motor M to step out. Further, since the electrical angle change amount until the first determination becomes (360 + R) degrees, the pointer 20 is rotationally driven to the zero position and stopped by the stopper mechanism S (t6). At this time, in the present embodiment, the induced voltage of the detection target winding out of the field windings 32 and 33 of the respective phases A and B is equal to or lower than the set voltage. Therefore, the detection point θd when the update condition is satisfied is satisfied. The zero point θ0 is updated as the latest zero point θ0. After this update, correction sub-processing (t6 to t7) is performed.
このように第一実施形態では、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれに起因してステップモータMの強制脱調が生じない状況にあっても、零点θ0の更新精度を高めることができるのである。   As described above, in the first embodiment, the update accuracy of the zero point θ0 can be improved even in a situation in which the step-out of the step motor M does not occur due to the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before feeding. is there.
(作動例III)
図10は、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも大きい630度の場合を示している。この場合において制御ユニット50が始動すると、電気角が零点θ0から720度位相ずれした基準点θbまで変化して、零位置よりも反帰零方向Yにて当該基準点θbと対応する位置まで指針20が回転駆動される(t1)。続いて、同期サブ処理が実施された(t1〜t2)後、指針20が基準点θbの対応位置よりも反帰零方向Yへ振上量Rだけ振り上げられて、電気角が零点θ0から(720+R)度位相のずれた状態となる(t2〜t3)。
(Operation example III)
FIG. 10 shows a case where the phase shift of the electrical angle due to the deviation of the pointer before feeding is 630 degrees which is larger than 180 degrees. In this case, when the control unit 50 is started, the electrical angle changes from the zero point θ0 to the reference point θb that is 720 degrees out of phase, and the pointer moves to the position corresponding to the reference point θb in the reversal zero direction Y from the zero position. 20 is driven to rotate (t1). Subsequently, after the synchronization sub-process is performed (t1 to t2), the pointer 20 is swung up from the corresponding position of the reference point θb by the swing amount R in the return zero direction Y, and the electrical angle is changed from the zero point θ0 to ( 720 + R) degrees out of phase (t2 to t3).
この後、帰零駆動信号の制御により電気角が変化して指針20が帰零方向Xへ回転駆動されるが、更新条件の最初の判定時までにおいては、電気角変化量が(360+R)度となり、ステップモータMの強制脱調を生じさせる臨界点θthに電気角が到達しない。また、最初の判定時までにおいては、電気角変化量が(360+R)度となることで、指針20の回転位置が零点θ0から360度位相のずれた電気角と対応する位置となる(t6)。このとき本実施形態では、指針20の振上量Rの適切な設定により、指針20を駆動するステップモータMの回転速度が十分に上昇しているため、A,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧を上回り、最初の判定時には更新条件が不成立となる。   Thereafter, the electrical angle is changed by the control of the zero return drive signal and the pointer 20 is rotationally driven in the zero return direction X. However, until the first determination of the update condition, the electrical angle change amount is (360 + R) degrees. Therefore, the electrical angle does not reach the critical point θth that causes the stepping motor M to step out. Further, until the first determination time, the electrical angle change amount is (360 + R) degrees, so that the rotational position of the pointer 20 becomes a position corresponding to the electrical angle that is 360 degrees out of phase from the zero point θ0 (t6). . At this time, in this embodiment, since the rotational speed of the step motor M that drives the pointer 20 is sufficiently increased by appropriately setting the swing amount R of the pointer 20, the field windings for the phases A and B are provided. The induced voltage of the winding to be detected out of 32 and 33 exceeds the set voltage, and the update condition is not satisfied at the first determination.
そこで本実施形態では、最初の判定時において更新条件が不成立になると、帰零駆動信号の制御が延長される。これにより、電気角が変化して指針20が帰零方向Xへ回転駆動されるが、電気角は、ステップモータMの強制脱調を生じさせる臨界点θthよりも前に零点θ0へと到達することになる。また、電気角が零点θ0へ到達するまでは、ステップモータMの回転速度が十分に上昇していることにより、A,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧を上回ることになる。したがって、電気角が零点θ0へ到達することで零位置に復帰した指針20がストッパ機構Sにより停止する(t8)と、検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧以下となって更新条件が成立し、当該成立時の検出点θdである零点θ0が最新の零点θ0として更新される。尚、この更新後には、補正サブ処理(t6〜t7)が実施されることになる。   Therefore, in the present embodiment, when the update condition is not satisfied at the time of the first determination, the control of the zero return drive signal is extended. As a result, the electrical angle changes and the pointer 20 is rotationally driven in the return zero direction X. However, the electrical angle reaches the zero point θ0 before the critical point θth that causes the stepping motor M to step out. It will be. Further, until the electrical angle reaches the zero point θ0, the rotation speed of the step motor M is sufficiently increased, so that the detection target winding among the field windings 32 and 33 of the A and B phases is induced. The voltage will exceed the set voltage. Therefore, when the pointer 20 that has returned to the zero position when the electrical angle reaches the zero point θ0 is stopped by the stopper mechanism S (t8), the induced voltage of the detection target winding becomes equal to or lower than the set voltage, and the update condition is satisfied. The zero point θ0 that is the detection point θd at the time of establishment is updated as the latest zero point θ0. After this update, correction sub-processing (t6 to t7) is performed.
以上、第一実施形態では、給電前指針ずれによる電気角の大きな位相ずれに起因してステップモータMの強制脱調が生じない状況にあっても、帰零駆動信号の延長制御によって零点θ0の更新精度を高めることができるのである。   As described above, in the first embodiment, even when there is no forced step-out of the step motor M due to the large phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before power feeding, the zero point θ0 is controlled by the extension control of the zero return drive signal. The update accuracy can be increased.
尚、ここまでの第一実施形態では、ストッパ機構Sが「ストッパ手段」に相当し、制御フローのS7,S8,S11,S12を実行する制御ユニット50が「検出手段」に相当し、制御フローのS8,S9,S12,S13を実行する制御ユニット50が「更新手段」に相当し、制御フローのS1〜S14を実行する制御ユニット50が「制御手段」に相当している。   In the first embodiment so far, the stopper mechanism S corresponds to the “stopper means”, the control unit 50 that executes the control flows S7, S8, S11, and S12 corresponds to the “detection means”, and the control flow. The control unit 50 that executes S8, S9, S12, and S13 corresponds to “update means”, and the control unit 50 that executes S1 to S14 of the control flow corresponds to “control means”.
(第二実施形態)
図12に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の制御フローでは、S6により帰零駆動信号の印加を継続させた状態下、続くS207において、基準点θbから360度位相ずれした点に到達する直前の検出点θdである特定検出点θds、即ち基準点θbから270度位相ずれした特定検出点θdsに電気角が到達したか否かを判定する。その結果、否定判定がなされた場合には、S6へと戻って当該S6及び後続のS207を繰り返すことで、帰零駆動信号の印加制御をさらに継続する一方、肯定判定がなされた場合には、S208へ移行する。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 12, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. In the control flow of the second embodiment, the specific detection that is the detection point θd immediately before reaching the point 360 degrees out of phase with the reference point θb in the subsequent S207 under the condition that the application of the null drive signal is continued in S6. It is determined whether or not the electrical angle has reached the point θds, that is, the specific detection point θds that is 270 degrees out of phase with the reference point θb. As a result, when a negative determination is made, the process returns to S6 and repeats S6 and subsequent S207 to further continue the application control of the null drive signal, while when an affirmative determination is made, The process proceeds to S208.
S208では、A,B各相の界磁巻線32,33のうち、特定検出点θdsにて帰零駆動信号の電圧が零となる検出対象巻線(ここでは界磁巻線32)の誘起電圧を検出し、その検出結果が設定電圧以下となる更新条件の成立を判定する。その結果、否定判定がなされた場合にはS10へ移行する一方、肯定判定がなされた場合にはS209へ移行する。   In S208, among the field windings 32 and 33 for the phases A and B, induction of the detection target winding (here, the field winding 32) at which the voltage of the null drive signal becomes zero at the specific detection point θds. A voltage is detected, and it is determined whether an update condition that results in a detection result equal to or lower than a set voltage is satisfied. As a result, when a negative determination is made, the process proceeds to S10, whereas when an affirmative determination is made, the process proceeds to S209.
S209では、特定検出点θdsに検出間隔Δdを加えた電気角θcal、即ち基準点θbから360度位相ずれした電気角θcalを算出し、指針20が零位置に復帰する最新の零点θ0を当該電気角θcalに更新してメモリ52に記憶する。尚、本実施形態では、S209の実行後にS14へ移行して補正サブ処理を実施することにより電気角が最新の零点θ0に設定され、制御フローが終了することとなる。   In S209, the electrical angle θcal obtained by adding the detection interval Δd to the specific detection point θds, that is, the electrical angle θcal shifted by 360 degrees from the reference point θb is calculated, and the latest zero point θ0 at which the pointer 20 returns to the zero position is calculated. The angle θcal is updated and stored in the memory 52. In the present embodiment, after the execution of S209, the process proceeds to S14 and the correction sub-process is performed, whereby the electrical angle is set to the latest zero point θ0, and the control flow ends.
以下、第二実施形態の帰零処理によって実現される作動例を、図13〜15を参照しつつ説明する。尚、図13〜15においても、一点鎖線グラフは、電気角の時間変化を表したものであり、また実線グラフは、指針20の回転位置の時間変化をそれに対応する電気角の時間変化にて表したものである。   Hereinafter, an operation example realized by the nulling process of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 15, the alternate long and short dash line graph represents the time change of the electrical angle, and the solid line graph represents the time change of the rotational position of the pointer 20 by the time change of the electrical angle corresponding thereto. It is a representation.
(作動例I)
図13は、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも小さい90度の場合を示している。この場合においては、制御ユニット50の始動直後(t1)に基準点θbとなる零点θ0の対応位置へと回転駆動された指針20の回転位置が、当該零点θ0を挟んで臨界点θthから360度位相のずれた電気角に見かけ上対応する回転位置となる(t5)まで、第一実施形態の作動例Iと同様の作動となる。
(Operation example I)
FIG. 13 shows a case where the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before power feeding is 90 degrees smaller than 180 degrees. In this case, immediately after the start of the control unit 50 (t1), the rotational position of the pointer 20 that is rotationally driven to the corresponding position of the zero point θ0 serving as the reference point θb is 360 degrees from the critical point θth across the zero point θ0. The operation is the same as that of the operation example I of the first embodiment until the rotation position that apparently corresponds to the electrical angle whose phase is shifted (t5).
そしてこの後、基準点θbとしての零点θ0から360度位相ずれした電気角の直前となる特定検出点θds、即ち零点θ0から270度位相ずれした特定検出点θdsまで、電気角が帰零駆動信号の制御により変化することで、指針20が帰零方向Xへ回転駆動される。その結果、指針20は、特定検出点θdsから零点θ0を挟んで360度位相のずれた電気角と見かけ上対応する位置、即ち零点θ0から90度位相ずれした電気角と見かけ上対応する位置まで回転駆動される(t6)。故に指針20は、ストッパ機構Sによっては停止しないものの、強制脱調されたステップモータMの回転速度が特定検出点θdsまでには十分に上昇し得ないことにより、A,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧以下となる。これにより、特定検出点θdsにおける最初の判定時には更新条件が正規に成立することになるので、指針20が零位置まで復帰するときの電気角θcalを当該復帰よりも前に特定検出点θdsに基づき算出して、零点θ0を当該電気角θcalに正しく更新し得る。尚、この更新後には、補正サブ処理(t6〜t7)が実施されることになる。   After that, the electrical angle is returned to the specific detection point θds immediately before the electrical angle shifted 360 degrees from the zero point θ0 as the reference point θb, that is, to the specific detection point θds shifted 270 degrees from the zero point θ0. The pointer 20 is rotationally driven in the return zero direction X by changing the control. As a result, the pointer 20 has a position that apparently corresponds to an electrical angle that is 360 degrees out of phase with respect to the zero point θ0 from the specific detection point θds, that is, a position that apparently corresponds to an electrical angle that is 90 degrees out of phase from the zero point θ0. Driven by rotation (t6). Therefore, although the pointer 20 is not stopped by the stopper mechanism S, the rotational speed of the stepped motor M that has been forcibly stepped out cannot sufficiently increase up to the specific detection point θds. Of the windings 32 and 33, the induced voltage of the detection target winding is equal to or lower than the set voltage. As a result, since the update condition is normally established at the first determination at the specific detection point θds, the electrical angle θcal when the pointer 20 returns to the zero position is based on the specific detection point θds before the return. By calculating, the zero point θ0 can be correctly updated to the electrical angle θcal. After this update, correction sub-processing (t6 to t7) is performed.
このような第二実施形態によれば、指針20の反帰零方向Yへの振上量Rを十分に大きくして零点θ0の更新に必要な指針20の回転範囲を拡げるようにしなくても、零点θ0の更新精度が高められ得る。したがって、零点θ0の更新に要する時間を飛躍的に短縮して信頼性を高めることができる。しかも、ステップモータMの強制脱調により、臨界点θthから360度以上位相のずれた電気角と見かけ上対応する位置まで指針20が回転したとしても、その回転位置から電気角換算で180度の位相幅内となる特定検出点θdにて、零点θ0の更新が完了する。即ち、強制脱調後において零点θ0の更新が完了するまでの指針20の回転範囲は、その電気角換算で、ステップモータMに意図しない脱調が生じる位相幅180度よりも小さくなるので、そうした意図しない脱調を回避できるのである。   According to such a second embodiment, it is not necessary to sufficiently increase the amount of swing R of the pointer 20 in the reversal zero direction Y so as to expand the rotation range of the pointer 20 necessary for updating the zero point θ0. The update accuracy of the zero point θ0 can be improved. Therefore, the time required for updating the zero point θ0 can be drastically shortened and the reliability can be improved. Moreover, even if the pointer 20 rotates to a position that apparently corresponds to an electrical angle whose phase is shifted by 360 degrees or more from the critical point θth due to the forced step-out of the step motor M, 180 degrees in terms of electrical angle from the rotational position. The update of the zero point θ0 is completed at the specific detection point θd within the phase width. That is, after the forced step-out, the rotation range of the pointer 20 until the update of the zero point θ0 is completed is smaller than a phase width of 180 degrees at which an unintended step-out occurs in the step motor M in terms of the electrical angle. Unintentional step-out can be avoided.
(作動例II)
図14は、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも大きい270度の場合を示している。この場合においては、制御ユニット50の始動直後(t1)に零点θ0から360度位相ずれした基準点θbの対応位置に回転駆動された指針20の回転位置が、振り上げにより零点θ0から(360+R)度位相のずれた電気角の対応位置となる(t3)まで、第一実施形態の作動例IIと同様な作動となる。
(Operation example II)
FIG. 14 shows a case where the phase shift of the electrical angle due to the deviation of the pointer before feeding is 270 degrees larger than 180 degrees. In this case, immediately after the control unit 50 is started (t1), the rotational position of the pointer 20 that is rotationally driven to the corresponding position of the reference point θb that is 360 degrees out of phase from the zero point θ0 is swung up from the zero point θ0 to (360 + R) degrees. The operation is the same as that of the operation example II of the first embodiment until the position corresponding to the electrical angle shifted in phase is reached (t3).
そしてこの後、帰零駆動信号の制御により電気角が変化して指針20が帰零方向Xへと回転駆動されるが、更新条件の最初の判定時までの電気角変化量は(270+R)度となる。故に、最初の判定時までには、電気角が臨界点θthへ到達することによるステップモータMの強制脱調は生じず、当該判定時には、指針20の回転位置が零点θ0から90度位相のずれた特定検出点θdsの対応位置となる(t6)。このとき、指針20の振上量Rが第一実施形態よりも90度の位相分大きな第二実施形態では、指針20を駆動するステップモータMの回転速度が十分に上昇し得た状態となる。故に、A,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧を上回るので、最初の判定時には更新条件が不成立となる。   After that, the electrical angle is changed by the control of the null return drive signal, and the pointer 20 is rotationally driven in the null return direction X. The change amount of the electrical angle until the first determination of the update condition is (270 + R) degrees. It becomes. Therefore, by the time of the first determination, the stepping motor M is not forcedly stepped out due to the electrical angle reaching the critical point θth, and at the time of the determination, the rotational position of the pointer 20 is 90 degrees out of phase from the zero point θ0. Corresponding to the specific detection point θds (t6). At this time, in the second embodiment in which the swing amount R of the pointer 20 is 90 degrees larger than that of the first embodiment, the rotational speed of the step motor M that drives the pointer 20 can be sufficiently increased. . Therefore, since the induced voltage of the detection target winding out of the field windings 32 and 33 of each phase A and B exceeds the set voltage, the update condition is not satisfied at the first determination.
そこで第二実施形態では、最初の判定時において更新条件が不成立となると、帰零駆動信号の制御が延長される。これにより、電気角が変化して指針20が帰零方向Xへ回転駆動されるが、電気角が零点θ0となって指針20が零位置に復帰するまでは、ステップモータMの強制脱調は生じず、またA,B各相の界磁巻線32,33のうち検出対象巻線にの誘起電圧は設定電圧を上回ることとなる。したがって、電気角が零点θ0となることで零位置に復帰した指針20がストッパ機構Sにより停止する(t8)と、検出対象巻線の誘起電圧が設定電圧以下となって更新条件が成立するので、当該成立時の検出点θdである零点θ0が最新の零点θ0として更新される。尚、この更新後には、補正サブ処理(t6〜t7)が実施されることになる。   Therefore, in the second embodiment, when the update condition is not satisfied at the time of the first determination, the control of the zero return drive signal is extended. As a result, the electrical angle changes and the pointer 20 is rotationally driven in the return zero direction X. However, until the electrical angle reaches the zero point θ0 and the pointer 20 returns to the zero position, the forced step-out of the step motor M is not performed. It does not occur, and the induced voltage in the detection target winding out of the field windings 32 and 33 of the A and B phases exceeds the set voltage. Therefore, when the pointer 20 that has returned to the zero position by the electrical angle reaching the zero point θ0 is stopped by the stopper mechanism S (t8), the renewal condition is satisfied because the induced voltage of the winding to be detected becomes lower than the set voltage. The zero point θ0 that is the detection point θd at the time of establishment is updated as the latest zero point θ0. After this update, correction sub-processing (t6 to t7) is performed.
このような第二実施形態では、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれに起因してステップモータMの強制脱調が生じない状況にあっても、帰零駆動信号の延長制御によって零点θ0の更新精度を高めることができるのである。   In such a second embodiment, even in a situation where the step-out of the step motor M does not occur due to the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before feeding, the zero point θ0 is controlled by the extension control of the zero return drive signal. The update accuracy can be increased.
(作動例III)
図15は、給電前指針ずれによる電気角の位相ずれが180度よりも大きい630度の場合を示している。この場合においては、以下の相違点を除き、本実施形態の作動例IIと同様な作動となる。ここで相違点の一つは、制御ユニット50の始動直後(t1)に零点θ0から720度位相ずれした基準点θbの対応位置に指針20が回転駆動されることにある。相違点の別の一つは、振り上げによる指針20の回転位置が零点θ0から(720+R)度位相のずれた電気角の対応位置となる(t3)ことにある。相違点のさらに別の一つは、最初の更新条件の判定時までの電気角変化量が(270+R)度となることで、当該判定時における指針20の回転位置が零点θ0から450度位相のずれた特定検出点θdsの対応位置となる(t6)ことにある。
(Operation example III)
FIG. 15 shows a case where the phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before feeding is 630 degrees larger than 180 degrees. In this case, the operation is the same as the operation example II of the present embodiment except for the following differences. Here, one of the differences is that immediately after the control unit 50 is started (t1), the pointer 20 is rotationally driven to a corresponding position of the reference point θb that is 720 degrees out of phase from the zero point θ0. Another difference is that the rotational position of the pointer 20 by swinging up becomes a corresponding position of an electrical angle shifted by (720 + R) degrees from the zero point θ0 (t3). Another difference is that the electrical angle change amount until the determination of the first update condition is (270 + R) degrees, so that the rotational position of the pointer 20 at the time of the determination has a phase of 450 degrees from the zero point θ0. The position corresponds to the shifted specific detection point θds (t6).
したがって、このような第二実施形態では、給電前指針ずれによる電気角の大きな位相ずれに起因してステップモータMの強制脱調が生じない状況にあっても、帰零駆動信号の延長制御によって零点θ0の更新精度を高めることができるのである。   Therefore, in such a second embodiment, even when there is no forced step-out of the step motor M due to a large phase shift of the electrical angle due to the shift of the pointer before power feeding, the extension control of the zero return drive signal is performed. The update accuracy of the zero point θ0 can be increased.
尚、ここまでの第二実施形態では、制御フローのS207,S208,S11,S12を実行する制御ユニット50が「検出手段」に相当し、制御フローのS208,S209,S12,S13を実行する制御ユニット50が「更新手段」に相当し、制御フローのS1〜S6,S10〜S14,S207〜S209を実行する制御ユニット50が「制御手段」に相当する。   In the second embodiment so far, the control unit 50 that executes S207, S208, S11, and S12 of the control flow corresponds to “detection means”, and the control that executes S208, S209, S12, and S13 of the control flow. The unit 50 corresponds to “update means”, and the control unit 50 that executes S1 to S6, S10 to S14, and S207 to S209 of the control flow corresponds to “control means”.
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the present invention. it can.
具体的には、「ストッパ手段」としては、指針20を直接的に係止して停止させるものであってもよい。また、A,B各相の駆動信号については、電気角に応じて交番する信号であれば、電圧が余弦関数状又は正弦関数状に変化する信号以外、例えば台形波状や三角波状等に変化する信号であってもよい。さらに、指針20により指示する車両状態値については、車両の各種状態に関する値であれば、例えば燃料残量や冷却水温度、エンジン回転数等であってもよい。またさらに制御フローにおいて、同期サブ処理を実施するS3、指針20を振り上げるS4、並びに補正サブ処理を実施するS14のうちいずれかについては、実行しないようにしてもよい。   Specifically, as the “stopper means”, the pointer 20 may be directly locked and stopped. In addition, as for the driving signals of the A and B phases, if the signals alternate according to the electrical angle, the voltage changes to a trapezoidal waveform, a triangular waveform, or the like other than a signal whose voltage changes to a cosine function or a sine function. It may be a signal. Further, the vehicle state value instructed by the pointer 20 may be, for example, the remaining fuel amount, the coolant temperature, the engine speed, or the like as long as it is a value relating to various vehicle states. Further, in the control flow, any one of S3 for executing the synchronization sub-process, S4 for raising the pointer 20 and S14 for executing the correction sub-process may not be executed.
本発明の第一実施形態による車両用指示計器を示す正面図である。It is a front view which shows the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の電気回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric circuit structure of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の駆動信号について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the drive signal of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の作動例Iについて説明するための特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining an operation example I of the vehicle indicating instrument according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の作動例IIについて説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the operation example II of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の作動例IIIについて説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the operation example III of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態による車両用指示計器の帰零駆動信号について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the zero return drive signal of the indicator device for vehicles by 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態による車両用指示計器の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the indicator device for vehicles by 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態による車両用指示計器の作動例Iについて説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the operation example I of the indicator device for vehicles by 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態による車両用指示計器の作動例IIについて説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the operation example II of the indicator device for vehicles by 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態による車両用指示計器の作動例IIIについて説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the operation example III of the indicator device for vehicles by 2nd embodiment of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1 車両用指示計器、10 計器板、10a 表示面、11 車速表示部、20 指針、30 回動内機、30a 内機本体、31 ヨーク、32,33 界磁巻線、38 当接部材、39 ストッパ部材、40 基板、50 制御ユニット(検出手段・更新手段・制御手段)、52 メモリ、B バッテリ電源、G 減速歯車列、M ステップモータ、Mr マグネットロータ、Ms ステータ、S ストッパ機構(ストッパ手段)、θ0 零点 1 vehicle indicating instrument, 10 instrument panel, 10a display surface, 11 vehicle speed display section, 20 pointer, 30 rotating inner machine, 30a inner machine body, 31 yoke, 32, 33 field winding, 38 abutting member, 39 Stopper member, 40 substrate, 50 control unit (detection means / update means / control means), 52 memory, B battery power supply, G reduction gear train, M step motor, Mr magnet rotor, Ms stator, S stopper mechanism (stopper means) , Θ0 zero

Claims (7)

  1. 零値を基準として設定される車両状態値を回転位置に応じて指示し、前記零値を指示する零位置に帰零方向への回転により復帰する指針と、
    界磁巻線を有し、電気角に応じた交流の駆動信号が前記界磁巻線へ印加されることにより前記指針を回転駆動するステップモータと、
    前記帰零方向へ回転する前記指針を前記零位置において停止させるためのストッパ手段と、
    前記界磁巻線に発生する誘起電圧を検出する検出手段と、
    前記検出手段による検出結果が設定電圧以下となる更新条件が成立した場合に、前記零位置に対応する前記電気角の零点を更新する更新手段と、
    前記界磁巻線へ印加する前記駆動信号を前記更新手段により更新された前記零点に基づき制御する制御手段であって、前記帰零方向へ前記指針を回転駆動するための前記駆動信号である帰零駆動信号について、前記指針を前記ストッパ手段により停止させて前記ステップモータを強制脱調させるように制御した後、前記更新条件が正規に成立する前記電気角まで前記帰零駆動信号の制御を継続する制御手段と、
    を備えることを特徴とする車両用指示計器。
    Indicating a vehicle state value set based on the zero value according to the rotational position, and a pointer that returns to the zero position indicating the zero value by rotation in the return zero direction;
    A step motor that has a field winding and rotationally drives the pointer by applying an AC drive signal according to an electrical angle to the field winding;
    Stopper means for stopping the pointer rotating in the return zero direction at the zero position;
    Detecting means for detecting an induced voltage generated in the field winding;
    An update means for updating a zero point of the electrical angle corresponding to the zero position when an update condition is established in which a detection result by the detection means is a set voltage or less;
    Control means for controlling the drive signal applied to the field winding based on the zero point updated by the update means, the return signal being the drive signal for rotationally driving the pointer in the return zero direction. With respect to the zero drive signal, the pointer is stopped by the stopper means and the step motor is forced to step out, and then the control of the null drive signal is continued until the electrical angle at which the update condition is properly established. Control means to
    A vehicle indicating instrument comprising:
  2. 前記制御手段は、前記更新条件が正規に成立する前記電気角において当該更新条件が成立しない場合に、前記検出手段による検出結果が設定電圧以下となるまで前記帰零駆動信号の制御を延長することを特徴とする請求項1に記載の車両用指示計器。   The control means extends the control of the zero return drive signal until the detection result by the detection means becomes a set voltage or lower when the update condition is not satisfied at the electrical angle at which the update condition is normally satisfied. The vehicle indicating instrument according to claim 1.
  3. 前記駆動信号の制御により前記制御手段は、前記指針の停止に先立って、前記零位置よりも前記帰零方向の反対方向へ前記指針を回転駆動して振り上げることを特徴とする請求項2に記載の車両用指示計器。   3. The control means according to claim 2, wherein the control means drives and rotates the pointer in a direction opposite to the zero return direction from the zero position before the stop of the pointer by the control of the driving signal. The vehicle indicating instrument as described.
  4. 前記制御手段は、前記零点に対して180度位相ずれした前記電気角を前記零点側から跨ぐように前記帰零駆動信号を制御した後、前記更新条件が正規に成立する前記電気角まで前記帰零駆動信号の制御を継続することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用指示計器。   The control means controls the feedback drive signal so as to straddle the electrical angle that is 180 degrees out of phase with respect to the zero point from the zero point side, and then returns the return to the electrical angle at which the update condition is properly established. The vehicle indicating instrument according to any one of claims 1 to 3, wherein the control of the zero drive signal is continued.
  5. 前記制御手段は、前記ステップモータの強制脱調後、前記零点に対して360度位相ずれした前記電気角まで前記帰零駆動信号の制御を継続することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用指示計器。   The said control means continues control of the said zero return drive signal to the said electrical angle which carried out 360 degree phase shift | offset | difference with respect to the said zero point after forced step-out of the said step motor. The vehicle indicating instrument according to claim 1.
  6. 前記制御手段は、前記ステップモータの強制脱調後、前記零点に対して360度位相ずれした点に到達する前の前記電気角まで前記帰零駆動信号の制御を継続することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用指示計器。   The control means continues the control of the zero return drive signal up to the electrical angle before reaching a point 360 degrees out of phase with respect to the zero point after the stepping motor is forcibly stepped out. Item 5. The vehicle indicating instrument according to any one of Items 1 to 4.
  7. 前記検出手段は、前記界磁巻線へ印加される前記駆動信号の電圧が零となる前記電気角としての検出点において、当該界磁巻線に発生する前記誘起電圧を検出し、
    前記制御手段は、前記ステップモータの強制脱調後、前記零点に対して360度位相ずれした点に到達する前の前記検出点まで前記帰零駆動信号の制御を継続することを特徴とする請求項6に記載の車両用指示計器。
    The detection means detects the induced voltage generated in the field winding at a detection point as the electrical angle at which the voltage of the drive signal applied to the field winding becomes zero,
    The control means continues the control of the return-to-zero drive signal until the detection point before reaching a point that is 360 degrees out of phase with respect to the zero point after the step-out of the step motor is forced. Item 7. The vehicle indicating instrument according to Item 6.
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