JP2010181286A - 車両用指示計器 - Google Patents

Abstract

【課題】指針回転の正確制御のための車両用指示計器の提供。
【解決手段】ステップモータＭに連動して帰零方向Ｘへ回転する指針２０は、零値を指示する零位置から帰零方向Ｘの所定範囲内のストッパ位置にてストッパ機構Ｓにより停止させられる。制御ユニット５０は、ストッパ位置に対応の電気角の零点θ０と、それから９０度ずつ位相のずれた電気角とである検出点θｄ毎に、ステップモータＭの界磁巻線３２，３３での誘起電圧を検出する。そして、制御ユニット５０は、界磁巻線３２，３３へ印加する駆動信号を制御して指針２０を帰零方向Ｘへ回転させる帰零制御において、零点θ０での設定値超過の誘起電圧と、零点θ０の次の検出点θｄでの設定値以下の誘起電圧とを検出する異常検出時に、当該駆動信号を零点θ０まで制御することにより指針２０の回転方向を帰零方向Ｘから反転させる反転制御へ切換える。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両用指示計器に関する。

従来、零値を基準として表示された車両状態値を回転位置に応じて指示する指針につき、ステップモータに連動して回転させる車両用指示計器が知られている。例えば特許文献１には、電気角に応じて交番する交流の駆動信号をステップモータの界磁巻線へ印加して指針を回転させる車両用指示計器が、開示されている。

特許文献１の車両用指示計器では、零値の指示位置に復帰させるための方向である帰零方向へ回転させた指針を、ストッパ位置にてストッパ機構により停止させている。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、当該誘起電圧が低下する。そこで、界磁巻線に発生する誘起電圧を検出してその検出電圧が設定値以下となる場合には、指針がストッパ位置にて停止したものと判断し、当該ストッパ位置に対応する電気角を更新設定するようにしている。これによれば、計器の始動前においてステップモータが振動等の外乱により脱調して指針の回転位置がずれていたとしても、更新設定された電気角に基づいて指針の回転を制御することが可能となるのである。

特許第３７７００９５号公報

さて、特許文献１の車両用指示計器において誘起電圧の検出は、界磁巻線へ印加される余弦関数状及び正弦関数状の駆動信号のうち一方の信号電圧が零になる電気角毎に、即ち零点及び零点に対して９０度ずつ位相がずれた電気角において、行われている。そのため、誘起電圧の検出電圧に基づいて更新設定される電気角には、真のストッパ位置に対応する電気角に対して、帰零方向の対応側へ９０度未満の位相範囲で誤差が生じるおそれがある。

また、特許文献１の車両用指示計器では、ストッパ位置まで回転した指針であっても弾性変形等により直ぐには速度低下しないため、誘起電圧の検出電圧が設定値以下とならずに、さらに９０度位相のずれた次の検出点まで電気角が進む事態が懸念される。こうした異常事態においてステップモータは、上記更新設定される電気角の誤差及びストッパ位置での振動等に起因して、真のストッパ位置に対応する電気角とは１８０度位相のずれた点まで電気角が進むと、又はステップモータがストッパから跳上がることで、真のストッパ位置に対応する電気角とは１８０度位相がずれると、脱調してしまう。この脱調により指針は、実際の電気角とは３６０度位相のずれた電気角と対応する位置まで回転することになるので、脱調後における指針の回転を電気角に応じた駆動信号により正確に制御することは、特許文献１の車両用指示計器では困難である。

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、指針の回転を正確に制御するための車両用指示計器を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、界磁巻線を有し、電気角に応じて交番する交流の駆動信号が界磁巻線へ印加されることにより回転するステップモータと、ステップモータに連動して回転する指針であって、零値を基準として表示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、帰零方向へ回転する指針を、零位置から帰零方向の所定範囲内となるストッパ位置に停止させるストッパ手段と、ストッパ位置に対応して設定される電気角の零点と、零点に対して９０度ずつ位相がずれた電気角とを検出点として、界磁巻線に発生する誘起電圧を当該検出点毎に検出する検出手段と、界磁巻線へ印加する駆動信号を制御して指針を帰零方向へ回転させる帰零制御において、零点における設定値超過の誘起電圧と、零点の次の検出点における設定値以下の誘起電圧とを検出手段が検出する異常検出時に、界磁巻線へ印加する駆動信号を零点まで制御することにより指針の回転方向を帰零方向から反転させる反転制御へ切換える制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明において、ステップモータの界磁巻線へ印加する駆動信号を制御して指針を帰零方向へ回転させる帰零制御によれば、零位置から帰零方向の所定範囲内となるストッパ位置にて指針を停止させることができる。このような帰零制御では、ストッパ位置に対応して設定される電気角の零点において設定値超過の誘起電圧が検出され、さらに零点の次の検出点において、即ち零点に対して９０度位相がずれた電気角において設定値以下の誘起電圧が検出される異常検出が懸念される。

そこで、請求項１に記載の発明では、零点における設定値超過の誘起電圧と、零点の次の検出点における設定値以下の誘起電圧とが帰零制御にて検出される異常検出時に、駆動信号の零点までの制御により指針回転方向を帰零方向から反転させる反転制御へ切換えられる。このような反転制御への切換えによれば、帰零制御において零点の次の検出点へと進んだ電気角を零点まで戻して、ステップモータの脱調を回避することができる。したがって、反転制御の終了後においては、当該終了時の指針回転位置に対応する零点に基づいて、電気角に応じた駆動信号による指針の回転制御を正確に行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明によると、反転制御により制御手段は、帰零制御における零点の次の検出点から零点側へステップ状に電気角を変化させる。このように、帰零制御における零点の次の検出点から零点側へステップ状に電気角を変化させる反転制御によれば、帰零制御において零点の次の検出点へと進んだ電気角を即座に零点まで戻して、ステップモータの脱調を確実に回避することができる。したがって、指針についての正確な回転制御を確固たるものとして、車両用指示計器としての信頼性を高めることが可能である。

請求項３に記載の発明は、零位置に対応する電気角と、零点との間における位相間隔を記憶する記憶手段を備え、異常検出に応じた反転制御の終了後に制御手段は、当該終了時の零点に対して、記憶手段に記憶された位相間隔を挟む電気角まで、界磁巻線へ印加する駆動信号を制御する。異常検出に応じた反転制御の終了後において、このように駆動信号が制御されることによれば、当該終了時の零点に対して記憶手段に記憶の位相間隔を挟む電気角、即ち零位置の対応電気角が実現されることになる。故に、反転制御によって零点の対応位置に戻された後の指針の回転位置を、零位置に正確に設定することができる。したがって、零位置の指針による零値の指示が不正確となる事態の回避が可能である。

請求項４に記載の発明によると、制御手段は、帰零制御において零点の次の検出点となる電気角に対して零点を挟んで反対側へ位相がずれた電気角から、帰零制御を開始する。このように、零点の次の検出点となる電気角に対して零点を挟んで反対側へ位相がずれた電気角から開始される帰零制御においては、ストッパ位置まで回転した指針が速度低下しないことにより、零点よりも９０度位相のずれた次の検出点へと電気角が進み易くなる。しかし、零点よりも９０度位相のずれた次の検出点へ電気角が進むことによる異常検出時において帰零制御は、駆動信号の零点までの制御により指針の回転方向を帰零方向から反転させる反転制御へと切換えられるので、指針についての正確な回転制御が可能となる。

本発明の一実施形態による車両用指示計器を示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の一実施形態による車両用指示計器の図１とは異なる作動状態を示す正面図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の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る。

（構成）
以下、車両用指示計器１の構成について、詳細に説明する。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、並びに「検出手段」及び「制御手段」としての制御ユニット５０を備えている。

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、その基準となる零値（０ｋｍ／ｈ）から上限値（１８０ｋｍ／ｈ）にかけて円弧状に表示している。

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、図１に示す帰零方向Ｘ及び離零方向Ｙへ計器板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、図１の如く零値を指示する零位置に帰零方向Ｘへの回転によって復帰可能となっている。

図２に示すように回動内機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、減速歯車機構Ｇ、並びに「ストッパ手段」としてのストッパ機構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。これにより内機本体３０ａは、ステップモータＭの回転に連動する減速歯車機構Ｇの減速回転により、当該減速歯車機構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。

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、減速歯車機構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極が回転方向において交互に形成されている。

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は、図６の如く電気角に応じて電圧が余弦関数状に交番する交流のＡ相駆動信号を、印加される。一方、Ｂ相の界磁巻線３３は、図６の如く電気角に応じて電圧が正弦関数状に交番する交流のＢ相駆動信号を、印加される。このように互いに９０度位相のずれたＡ，Ｂ各相の駆動信号を印加される各界磁巻線３２，３３には、交流磁束が発生して当該交流磁束がヨーク３１及びマグネットロータＭｒの磁極間を通過する。したがって、マグネットロータＭｒは、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回転することになる。

図４に示すように減速歯車機構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。

このような構成により減速歯車機構Ｇは、入力段歯車３５に接続されたステップモータＭのマグネットロータＭｒの回転を減速して、出力段歯車３４に接続された指針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。尚、図６に示すように本実施形態では、電気角を減少させる方向が指針２０の帰零方向Ｘに対応し、電気角を増大させる方向が指針２０の離零方向Ｙに対応している。

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、当接部材３８の回転軌道上において突出側の先端部３９ａが当接部材３８よりも帰零方向Ｘの対応側に位置している。したがって、指針２０の帰零方向Ｘへの回転により当接部材３８がストッパ部材３９の先端部３９ａに係止されるときには、図７の如く指針２０が零位置から帰零方向Ｘの所定範囲内となるストッパ位置にて、停止することとなる。そこで、ステップモータＭについて特に本実施形態では、後に詳述の初期処理によって電気角の零点θ０（０度）が、ストッパ位置と対応する電気角に更新設定されるようになっている。尚、計器１の製造時にストッパ位置は、指針２０の零位置から帰零方向Ｘの対応側へ、ステップモータＭの電気角に換算して例えば４５０度の範囲内に設定される。

図２に示すように制御ユニット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「記憶手段」としてのメモリ５２を有している。メモリ５２には、初期処理により更新設定された最新の零点θ０が随時記憶される。また、メモリ５２には、初期処理及び後に詳述の通常処理を含む各種処理を実施するための実行プログラムと、所定の位相間隔ΔＰとが予め記憶されている。ここで位相間隔ΔＰは、指針２０の零位置に対応するステップモータＭの電気角と、工場出荷時等に指針２０のストッパ位置（図７参照）に対応して初期設定される当該電気角の零点θ０とにつき、それらの間の差分として予め算出される値である。

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。

図３に示すように制御ユニット５０は、ステップモータＭの各界磁巻線３２，３３と電気接続されている。初期処理において制御ユニット５０は、ステップモータＭの各界磁巻線３２，３３へ印加するＡ，Ｂ各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。

具体的には、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へ信号を印加するための経路を電気接続し且つ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へ信号を印加するための経路を遮断し且つ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、信号電圧が零となる電気角、即ち図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に設定されることとなる。尚、上述した制御ユニット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検出点θｄ毎に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検出点θｄ毎に行うものであってもよい。

図３に示すように制御ユニット５０は、車両の車速センサ６２と電気接続されている。初期処理後の通常処理において制御ユニット５０は、電気角の零点θ０に基づいてＡ，Ｂ各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。ここで零点θ０については、直前の初期処理により更新設定されてメモリ５２に記憶された最新のものが利用されることとなる。

（初期処理）
以下、制御ユニット５０により初期処理を実施するための制御フローについて、図８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が始動するのに伴ってスタートする。

制御フローのステップＳ１では、同期制御サブ処理を実施する。具体的に同期制御サブ処理では、まず、メモリ５２に記憶の零点θ０及び位相間隔ΔＰを読出す。次に、零点θ０に対して離零方向Ｙの対応側へ位相間隔ΔＰを挟む電気角、即ち指針２０の零位置に対応する電気角を基準点θｂに設定する。さらに、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、基準点θｂに対応する信号をＡ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。またさらに、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、帰零方向Ｘへの指針２０の回転によりマグネットロータＭｒの磁極と電気角とを同期させるための信号を、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。最後に、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、電気角を基準点θｂへ戻すための信号をＡ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。

続くステップＳ２では、待機制御サブ処理を実施する。具体的に待機制御サブ処理では、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、ステップＳ１の同期処理により設定の基準点θｂから所定の開始点θｓまで電気角を漸次変化させた後に、当該開始点θｓにて待機するための信号を、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。ここで開始点θｓについては、待機制御サブ処理にて指針２０の振上げ又は振下げによる見映えの悪化を抑制可能な程度に小さく且つ後に詳述の帰零制御サブ処理にて誘起電圧の検出が可能な程度に大きく設定することが、望ましい。そこで、例えば本実施形態では、零点θ０に対して離零方向Ｙの対向側へ２７３度位相のずれた電気角に、開始点θｓが設定される。

また続くステップＳ３では、指針２０の帰零方向Ｘへの回転制御を主体とする帰零制御サブ処理を開始してメモリ５２に記憶の零点θ０を読出し、開始点θｓよりも帰零方向Ｘの対応側となる当該零点θ０を今回の検出点θｄに設定する。さらに、ステップＳ４では、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、ステップＳ３により設定の検出点θｄまで電気角を漸次変化させるための信号を、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。この後、ステップＳ５では、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３のうち今回の検出点θｄにて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、その検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ５において検出電圧が設定値Ｖｔｈ超過であることにより否定判定がなされた場合には、ステップＳ６へと移行して、ステップＳ３により設定の検出点θｄから帰零方向Ｘの対応側へ９０度位相をずらした電気角を今回の検出点θｄに設定する。即ちステップＳ６では、ステップＳ３により検出点θｄとして設定された零点θ０に対して、次の検出点θｄを設定するのである。さらにステップＳ７では、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、ステップＳ６により設定の検出点θｄまで電気角を漸次変化させるための信号を、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。この後、ステップＳ８では、ステップＳ５に準じて検出対象巻線の誘起電圧を検出し、その検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ８において検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下であることにより肯定判定がなされた場合には、ステップＳ９へと移行する。このステップＳ９では、指針２０の回転方向を帰零制御サブ処理の帰零方向Ｘから反転させて離零方向Ｙとする反転制御サブ処理へ切換える。具体的に反転制御サブ処理では、ステップＳ６により零点θ０の次に設定された検出点θｄから当該零点θ０側へとステップ状に電気角を変化させるように、Ａ，Ｂ各相の駆動信号をＡ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。そして、こうした反転制御サブ処理を、電気角が零点θ０に戻るまで継続することにより、ステップモータＭの脱調が回避されることになる。

ここまで、ステップＳ８において肯定判定がなされた場合を説明したが、ステップＳ８において検出電圧が設定値Ｖｔｈ超過であることにより否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０へと移行する。このステップＳ１０では、直前のステップＳ６又は後述のステップＳ１２から戻る直前のステップＳ１０により設定の検出点θｄに対して帰零方向Ｘの対応側へ９０度位相をずらした電気角を、今回の検出点θｄに設定する。さらにステップＳ１１では、Ａ，Ｂ各相の駆動信号として、ステップＳ１０により設定の検出点θｄまで電気角を漸次変化させるための信号を、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。この後、ステップＳ１２では、ステップＳ５に準じて検出対象巻線の誘起電圧を検出し、その検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ１２において否定判定がなされる間は、ステップＳ１０へと戻って当該Ｓ１０及び後続ステップＳ１１，Ｓ１２が繰り返されるが、ステップＳ１２において肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１３へと移行する。このステップＳ１３では、直前のステップＳ１０により設定の検出点θｄは指針２０のストッパ位置に対応の現在の零点θ０であると判断して、当該検出点θｄによりメモリ５２に記憶の零点θ０を更新する。

以上、ステップＳ８から分岐して実行されるステップＳ９，Ｓ１３の終了後と、ステップＳ５において検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下であることにより肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１４へと移行して、補正制御サブ処理を実施する。具体的に補正制御サブ処理では、まず、メモリ５２に記憶の最新の零点θ０を読出し、ステップＳ１に準じて当該零点θ０に基づいた基準点θｂを設定する。次に、設定した基準点θｂよりも一旦大きくした電気角を当該基準点θｂまで漸次変化させるように、Ａ，Ｂ各相の駆動信号をＡ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３へ印加する。その結果、基準点θｂに対応する零位置に、指針２０の回転位置が設定されることとなる。以上により本初期処理が終了して、次の通常処理が開始されるのである。

以下、上述した初期処理により実現される作動例について、図９〜１１を参照しつつ説明する。尚、図９〜１１において、実線グラフは、電気角の時間変化を表したものであり、一点鎖線グラフは、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。

（作動例I）
図９は、零位置に対応する電気角及びストッパ位置に対応する零点θ０間の位相間隔ΔＰが０度であり且つ制御ユニット５０の始動前に指針２０の零位置からのずれが生じていない状態下、零点θ０にて誘起電圧が正しく検出される正常時の例を示している。

制御ユニット５０の始動に伴って初期処理が開始されると、まず、同期制御サブ処理により、零点θ０と一致する基準点θｂまで電気角が変化して指針２０の回転位置が零位置に設定された後、マグネットロータＭｒと電気角とが同期させられて、当該零位置に指針２０が戻される（ｔ０〜ｔ１）。次に、待機制御サブ処理により、零点θ０に対して離零方向Ｙの対応側へ２７３度位相のずれた開始点θｓまで電気角が変化して、当該開始点θｓの対応位置まで指針２０が振上げられる（ｔ１〜ｔ２）。

続いて、帰零制御サブ処理が開始されることにより、零点θ０と一致する最初の検出点θｄまで電気角が変化して指針２０がストッパ位置に停止すると、正常時には、検出対象巻線３３の誘起電圧の検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下となる（ｔ２〜ｔ３）。

以上の後に補正制御サブ処理が開始されることで電気角は、零点θ０と一致する基準点θｂよりも一旦大きくなった後、当該基準点θｂへと戻る。その結果、指針２０が零位置まで回転し、初期処理が終了する（ｔ３〜ｔ４）。

（作動例II）
図１０は、位相間隔ΔＰが０度であり且つ制御ユニット５０の始動前に指針２０の零位置からのずれが生じていない状態下、零点θ０にて誘起電圧が正しく検出されない異常検出時の例を示している。

制御ユニット５０の始動に伴って初期処理が開始されると、作動例Iの場合と同様にして、同期制御サブ処理及び待機制御サブ処理が順次実施される（ｔ０〜ｔ２）。

続いて、帰零制御サブ処理が開始されることにより、零点θ０と一致する最初の検出点θｄまで電気角が変化して指針２０がストッパ位置に停止するものの、異常時には、検出対象巻線３３の誘起電圧の検出電圧が設定値Ｖｔｈに対し超過となって帰零制御サブ処理が継続される（ｔ２〜ｔ３）。その結果、零点θ０に対して帰零方向Ｘの対応側へ９０度位相のずれた次の検出点θｄまで電気角が到達すると、検出対象巻線３２の誘起電圧の検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下となる（ｔ３〜ｔ４）。

こうした異常検出の場合、帰零制御サブ処理から反転制御サブ処理へ切換わることで、電気角が零点θ０側へステップ状に変化して即座に零点θ０となる（ｔ４）。その結果、零点θ０に対応する位置（ここでは零位置）まで指針２０が回転し、当該回転位置にて反転制御サブ処理が終了するのである。

以上の後に補正制御サブ処理が開始されることで電気角は、反転制御サブ処理終了時の零点θ０と一致する基準点θｂよりも一旦大きくなった後、当該基準点θｂへと戻る。その結果、指針２０が零位置まで回転し、初期処理が終了する（ｔ４〜ｔ５）。

（作動例III）
図１１は、位相間隔ΔＰが４５０度であり且つ制御ユニット５０の始動前に指針２０の零位置からのずれが生じていない状態下、零点θ０にて誘起電圧が正しく検出されない異常検出時の例を示している。

制御ユニット５０の始動に伴って初期処理が開始されると、まず、同期制御サブ処理により、零点θ０から離零方向Ｙの対応側へ４５０度位相のずれた基準点θｂまで電気角が変化して、指針２０の回転位置が零位置に設定された後、マグネットロータＭｒと電気角とが同期させられて、当該零位置に指針２０が戻される（ｔ０〜ｔ１）。次に、待機制御サブ処理により、零点θ０に対して離零方向Ｙの対応側へ２７３度位相のずれた開始点θｓまで電気角が変化して、当該開始点θｓの対応位置まで指針２０が振下げられる（ｔ１〜ｔ２）。

続いて、作動例IIの場合と同様にして、異常により零点θ０の次の検出点θｄまで帰零制御サブ処理が継続され、当該次の検出点θｄにて検出対象巻線３２の誘起電圧の検出電圧が設定値Ｖｔｈ以下となる（ｔ２〜ｔ４）。この場合も作動例IIの場合と同様、帰零制御サブ処理から反転制御サブ処理への切換えにより、電気角が零点θ０側へステップ状に変化して即座に零点θ０となる（ｔ４）。その結果、零点θ０に対応する位置まで指針２０が回転し、当該回転位置にて反転制御サブ処理が終了するのである。

以上の後に補正制御サブ処理が開始されることで電気角は、反転制御サブ処理終了時の零点θ０に対して４５０度位相のずれた基準点θｂよりも一旦大きくなった後、当該基準点θｂへと戻る。その結果、指針２０が零位置まで回転し、初期処理が終了する（ｔ４〜ｔ５）。

ここまでの説明から本実施形態では、帰零制御サブ処理における零点θ０の次の検出点θｄに対して零点θ０を挟んで反対側へ位相がずれた電気角を、当該サブ処理の開始点θｓとしている。そのため、ストッパ位置まで回転した指針２０であっても速度低下しないで、帰零制御サブ処理が零点θ０の次の検出点θｄまで継続される異常事態の発生が懸念される。こうした異常事態においては、ステップモータＭが自然に脱調し易くなるが、電気角を零点θ０まで制御する反転制御サブ処理への切換えにより、指針２０が離零方向Ｙの零点θ０の対応位置まで即座に回転するので、当該脱調が回避され得る。したがって、反転制御サブ処理後の零点θ０に基づく補正制御サブ処理においては、指針２０の回転位置を零位置に正確に設定して、その後の通常処理においても、指針２０の正確な回転制御が可能となるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は説明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。

具体的に「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、互いに９０度の位相差をもっ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、ステップＳ１による同期制御サブ処理及びステップＳ１４による補正制御サブ処理のうち少なくとも一方について、実施しないようにしてもよい。

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・制御手段）、５２ メモリ（記憶手段）、Ｇ 減速歯車機構、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）、Ｖｔｈ 設定値、Ｘ 帰零方向、Ｙ 離零方向、ΔＰ 位相間隔、θ０ 零点、θｂ 基準点、θｄ 検出点、θｓ 開始点

Claims (4)

1. 界磁巻線を有し、電気角に応じて交番する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回転するステップモータと、
   前記ステップモータに連動して回転する指針であって、零値を基準として表示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、
   前記帰零方向へ回転する前記指針を、前記零位置から前記帰零方向の所定範囲内となるストッパ位置に停止させるストッパ手段と、
   前記ストッパ位置に対応して設定される前記電気角の零点と、前記零点に対して９０度ずつ位相がずれた前記電気角とを検出点として、前記界磁巻線に発生する誘起電圧を当該検出点毎に検出する検出手段と、
   前記界磁巻線へ印加する前記駆動信号を制御して前記指針を前記帰零方向へ回転させる帰零制御において、前記零点における設定値超過の前記誘起電圧と、前記零点の次の前記検出点における前記設定値以下の前記誘起電圧とを前記検出手段が検出する異常検出時に、前記界磁巻線へ印加する前記駆動信号を前記零点まで制御することにより前記指針の回転方向を前記帰零方向から反転させる反転制御へ切換える制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用指示計器。
2. 前記反転制御により前記制御手段は、前記帰零制御における前記零点の次の前記検出点から前記零点側へステップ状に前記電気角を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両用指示計器。
3. 前記零位置に対応する前記電気角と、前記零点との間における位相間隔を記憶する記憶手段を備え、
   前記異常検出に応じた前記反転制御の終了後に前記制御手段は、当該終了時の前記零点に対して、前記記憶手段に記憶された前記位相間隔を挟む前記電気角まで、前記界磁巻線へ印加する前記駆動信号を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用指示計器。
4. 前記制御手段は、前記帰零制御において前記零点の次の前記検出点となる前記電気角に対して前記零点を挟んで反対側へ位相がずれた前記電気角から、前記帰零制御を開始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。

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