JP2010243455A - 車両用指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】通常起動状態であるか異常状態であるかを判別して、状態に応じた適正な角度分の指針リセット処理を行う車両用指針計器を提供する。
【解決手段】制御手段１は、車両利用者によって操作されるイグニションスイッチ６の状態を判定するイグニション判定処理と、車両の起動時に作動するセルモータの作動状態を判定するセルモータ判定処理と、を設けてなり、前記所定条件下において、前記イグニション判定処理と前記セルモータ判定処理との判定結果に基づいて、イグニションスイッチ６がオン状態であり、かつセルモータが稼働状態の場合には、イグニションスイッチ６がオン状態であり、かつセルモータが停止状態の場合よりも、小さい角度分指針を回動させるように促す指針リセット処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、脱調が生じてしまう可能性がある駆動源によって指針を文字板上の起点位置から回動させることで計測値を指示する車両用指針計器に関して、特に、所定条件下において前記起点位置方向へ指針を回動させる信号を発する指針リセット処理を行う制御手段を備えた車両用指針計器に好適である。

従来、車両用指針計器における制御手段は、駆動源としてステッピングモータを用いて指針の回転角度を制御するものがある。ステッピングモータは、Ｓ極、Ｎ極の磁石が交互に配設された円形状の回転子と、該回転子の近傍に設けられた２つの励磁コイルを備え、励磁コイルに電流を流すことにより磁界を発生させて、回転子を回転させ、ひいては回転子と連動して回転するように構成された指針を所望する角度分だけ回転させる。

このようなステッピングモータは、磁界を発生させて回転子を１ステップずつ回転させる方式であるので、指針の初期位置（例えば、０目盛り位置）が正確な位置に設定されておらず、脱調状態である場合には、正確な値を表示することができない。

そこで、ステッピングモータを用いた車両用指針計器では、起動時に、ステッピングモータによる初期化（指針リセット処理）を行うことにより、指針角度が初期位置を基準とした正常な値を示すようにしている。例えば、特許文献１に開示されている。

また、従来におけるステッピングモータの初期化方法として、ステッピングモータからのフィードバック信号に基づき、指針角度が基準となる初期位置に戻ったことを確認する方法が知られている。しかし、この方法は、コスト高を招くという理由により、フィートバック信号を用いず、強制的に指針角度を初期位置まで戻す指針リセット処理方法が多く採用されている。

特開２０００−１１９０９０号公報

しかしながら、これらの従来技術を採用する場合に、通常使用では、脱調の可能性が低いにも係わらず、指針の指示可能範囲の角度分の指針リセット処理を車両起動毎に行うことによって、計測値を表示するまで長い時間を要するなど車両利用者にとって不便なものとなる。そこで、状態に応じた適正な角度分の指針リセット処理を行うことが望まれていた。

そこで本発明の目的とするところは、通常起動状態であるか異常状態であるかを判別して、状態に応じた適正な角度分の指針リセット処理を行う車両用指針計器を提供することにある。

本発明の車両用指針計器は、脱調が生じてしまう可能性がある駆動源によって指針を文字板上の起点位置から回動させることで計測値を指示し、所定条件下において前記起点位置方向へ前記指針を回動させる信号を発する指針リセット処理を行う制御手段を備えた車両用指針計器であって、前記制御手段は、車両利用者によって操作されるイグニションスイッチの状態を判定するイグニション判定処理と、車両の起動時に作動するセルモータの作動状態を判定するセルモータ判定処理と、を設けてなり、前記所定条件下において、前記イグニション判定処理と前記セルモータ判定処理との判定結果に基づいて、前記イグニションスイッチがオン状態であり、かつセルモータが稼働状態の場合には、前記イグニションスイッチがオン状態であり、かつセルモータが停止状態の場合よりも、小さい角度分指針を回動させるように促す前記指針リセット処理を行うことを特徴とする。

本発明は、脱調が生じてしまう可能性がある駆動源によって指針を文字板上の起点位置から回動させることで計測値を指示する車両用指針計器に関し、通常起動状態であるか異常状態であるかを判別して、状態に応じた適正な角度分の指針リセット処理を行うことができる。

本発明の実施の形態における速度計の構成を示すブロック図である。 同上実施の形態の速度計の要部断面図である。 同上実施の形態の速度計の平面図である。 同上実施の形態の指針リセット処理を説明する図である。

以下、本発明が適用された実施の形態について速度計に適用したものについて例にあげて、添付図面を用いて説明する。

図１は、速度計の基本構成を示すブロック図であり、速度計は、制御手段１と、駆動回路２と、表示手段３とから主に構成される。

制御手段１は、マイクロコンピュータからなるものであり、メモリ，ＣＰＵ及び入出力インターフェイス等を有する。制御手段１は、バッテリー電源４の電源ライン４ａとバッテリーヒューズ（以下、ヒューズと記す）５を介して電源が供給されるとともに、電源ライン４ａとイグニションスイッチ６を介して電源が供給されるシステムになっている。また、制御手段１は、エンジン起動時にモータを動作するセルスタータスイッチ７の状態信号を入力するように構成されている。なお、制御手段１は、バッテリー電源４からの電源電圧（＋１３Ｖ）が、マイクロコンピュータが動作する駆動電圧（＋５Ｖ）に変換するための制御手段１内の所定の電源回路（図示しない）を備えている。

また、制御手段１は、ヒューズ５の有無（外されているか否か）及びイグニションスイッチ６やセルスタータスイッチの入力の有無（オン／オフ）を確認するための各入力ポートと、図示しない回転センサからの車速パルスが入力される入力ポートとを有している。制御手段１は、計測量である走行速度に比例した車速パルス信号が入力ポートから入力されると、入力信号の立上がりや立下がりを検出してこれを所定のゲートタイムにてカウント（ゲートタイム方式）する、もしくは別の高周波クロック信号を入力信号にてカウント（周期測定方式）し、刻々と変化する走行速度をデジタルデータとして算出し、このデジタルデータを駆動回路２に出力することで、表示手段３のステッピングモータ（駆動源）３ａによる指針の回動を行うとともに、後述する処理動作を実行するものである。

駆動回路２は、制御手段１により求められるデジタルデータをステッピングモータ３ａを動作させる指示角度信号（電圧値）に変換するものである。なお、駆動回路２は、制御手段１によって求められるデジタルデータに対応する指示角度信号が設定され、この指示角度信号は、計測量に対応したデジタルデータのＭＩＮからＭＡＸまでの指示領域に対応して所望の分解能によるデータ数を有し、例えば指示角０度（ＭＩＮ）から３６０度（ＭＡＸ）に対して０．５度単位のデータからなるものである。また、駆動回路２は、駆動源であるステッピングモータ３ａの歯ヨークの歯数やピッチによって任意に設定される２相信号から指示角度信号としている。前記指示角度信号は、ステッピングモータのくし歯ヨークのくし歯ピッチで分解能が決定するものであり、機械的ステップ動作を所謂マイクロステップ駆動によって指針を円滑に動作させるための波形信号からなり、実際には微細な階調を有する正弦波形、余弦波形からなる。

表示手段３は、脱調が生じる可能性がある駆動部として、例えばＰＭ型ステッピングモータが用いられている。その構成としては、図２及び図３に示すようにＰＭ型のステッピングモータ３ａに計器指示をなすための文字板３ｂを固定し、文字板３ｂの目盛３ｂ１や数字３ｂ２を指針３ｃにより指示することで計測量を表示する構成である。ステッピングモータ３ａは、指針３ｃを固着するマグネットロータ３ａ１の回転軸３ａ２をモータ上下の軸受けにて軸支し、積層配置した上下相のくし歯ヨーク３ａ３，３ａ４を、樹脂製ボビン３ａ５に巻装した各励磁コイル３ａ６にて励磁し、マグネットロータ３ａ１をその磁気バランスでの励磁位置に順次回動するものである。なお、符号３ａ７は、例えば、アルミニウムをはじめとする非磁性材料からなるプレートであり、このプレート３ａ７により上下相の磁気干渉を防止している。

なお、前述した指示角度信号は、３６０度のデータを有することもできるが、この場合、マグネットロータ３ａ１の磁極数等の条件によって、３６０度を６等分した６０度分に対応したデジタルデータからなる指示角度信号を格納し、このデジタルデータを各角度領域に展開使用する方式を用いることで、メモリ容量を軽減することが可能となる。また、指示角度信号は、本実施の形態で用いるステッピングモータ３ａ以外の駆動源を用いた場合には、前述磁極数やギア比等を鑑みて、６０度分以外の値とすることもできる。

また、表示手段３の文字板３ｂには、指針３ｃの起点位置（初期位置）Ｐが定められている。具体的には、ステッピングモータ３ａのマグネットロータ３ａ１の一部分に突起３ｄ１を設け、この突起に当接する当接部３ｄ２をプレート３ａ７に設けることで、図３で示すように、文字板３ｂにおける車速０ｋｍ／ｈの位置を指針３ｃの起点位置Ｐとし、この起点位置Ｐから所定の角度（例えば３１５度）まで回動する指針回動領域３ｅ１が構成され、それ以外の領域は、指針非回動領域３ｅ２となる。

次に、図４を用いて、制御手段１による指針リセット処理について詳述する。

先ず制御手段１は、ヒューズ５が搭載状態において、制御手段１への電源が再投入され、初期動作がなされた場合、即ち、制御手段１がリセット等の処理後、初期プログラムを実行したか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、ヒューズ５またはバッテリー電源４が配線から外された状態から再び接続された場合や、上述した所定の電源回路からの信号に基づいて、他の機器における負荷の状態によってマイクロコンピュータの駆動電圧範囲以下（例えば、３Ｖ以下）となり、一旦稼働できない状態となった場合などの所定条件下において、制御手段１がリセットから復帰し、初期プログラムを実行するようにしている。なお、通常使用におけるイグニションスイッチ６がオフ状態からオン状態へ移行し、かつ制御手段１のリセット処理がなされなかった場合は、後述する通常処理の中で処理される。

また、制御手段１は、この判定によって制御手段１が前述初期プログラムを実行した場合には、車両利用者によって操作されるイグニションスイッチ６の状態を判定するイグニション判定処理と、車両の起動時に作動するセルモータの作動状態を判定するセルモータ判定処理とを行う。即ち、制御手段１は、イグニションスイッチ、セルスタータスイッチの入力状態を読み取り、各スイッチがオン／オフの何れの状態であるかを判定する（ステップＳ２）。

具体的には、イグニションスイッチが「オフ」で、かつセルスタータスイッチが「オフ」状態（セルモータが停止状態）である場合（状態ｘ）では、バッテリー電源４もしくはヒューズ５の脱着によって、初期プログラムが実行されたものと判別され、制御手段１は、カウンタＣにＬ（例えば、最大振れ角に相当する６回）を代入する（ステップＳ３）。また、イグニションスイッチが「オン」で、かつセルスタータスイッチが「オン」状態（セルモータが稼働状態）である場合（状態ｙ）では、エンジン起動時のクランキング動作時に、セルモータなどの負荷が大きく、制御手段１へ供給される電圧が低くなり、マイクロコンピュータがリセットされたと判別し、制御手段１は、カウンタＣにｍ（例えば、１回）を代入する（ステップＳ４）。また、イグニションスイッチが「オン」で、かつセルスタータスイッチが「オフ」状態である場合（状態ｚ）では、エンジン起動時（クランキング動作）以外の状態において、負荷が大きい、あるいはバッテリー電源４が劣化状態にあり、制御手段へ供給される電圧が低くなり、マイクロコンピュータがリセットされたと判別し、制御手段１は、カウンタＣにｎ（例えば、最大振れ角に相当する６回）を代入する（ステップＳ５）。

制御手段１は、これらステップＳ３〜Ｓ５の何れかの処理によって設定されたカウンタＣの回数分、指針リセット処理がなされる（ステップＳ６乃至Ｓ７）。制御手段１は、この処理によって指針３ｃを起点位置方向へ所望の角度分を回動させるための信号を駆動手段２へ発することができる。

制御手段１は、これらの処理がなされた後は、通常処理（ステップＳ８）として、例えば、車速パルスに応じて車両の走行速度値を演算し、指針３ｃが走行速度値に応じた所望の目盛りを指示するように回動させるための制御信号を駆動手段２へ出力する。

上述した制御手段１の処理によって、状態ｚのように、文字板３ｂにおける車速０ｋｍ／ｈの位置以外に指針３ｃが指示している状態（異常状態）で、制御手段１がリセットされた可能性がある場合と比較して、状態ｙのように、通常起動状態としてエンジンを起動のための動作中であり、停車中、即ち、文字板３ｂにおける車速０ｋｍ／ｈの位置に指針３ｃが指示している可能性が高い場合の方が、指針リセット処理の回数を少なくしているため、この指針リセット処理にかかる時間を短時間とすることができ、車両利用者に与える待ち時間を軽減できる。また、バッテリー電源４が劣化状態においては、状態ｘや状態ｚよりも状態ｙの方が発生頻度が高く想定されるため、車両利用における余計な待ち時間（計測値表示までの時間）を短縮する効果として有利である。

なお、状態ｘは、車両が長時間使用されない場合や、電装修理、車両納品時などが想定され、車両のリフトアップや積載車への乗車による振動で、指針３ｃが脱調し起点位置から移動してしまう可能性があるため、大きな角度に相当する指針リセット処理が望まれる。

斯かる車両用指針計器は、脱調が生じてしまう可能性があるステッピングモータ（駆動源）３によって指針３ｃを文字板３ｂ上の起点位置から回動させることで計測値を指示し、所定条件下において前記起点位置方向へ指針３ｃを回動させる信号を発する指針リセット処理を行う制御手段１を備えた車両用指針計器であって、制御手段１は、車両利用者によって操作されるイグニションスイッチ６の状態を判定するイグニション判定処理と、車両の起動時に作動するセルモータの作動状態を判定するセルモータ判定処理と、を設けてなり、前記所定条件下において、前記イグニション判定処理と前記セルモータ判定処理との判定結果に基づいて、イグニションスイッチ６がオン状態であり、かつセルモータがオン状態（セルモータが稼働状態）の場合には、イグニションスイッチ６がオン状態であり、かつセルモータがオフ状態（セルモータが停止状態）の場合よりも、小さい角度分指針を回動させるように促す前記指針リセット処理を行う。

従って、通常起動状態であるか異常状態であるかを判別して、状態に応じた適正な角度分の指針リセット処理ができる。

なお、本発明の発振部材の固定構造を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例えば、上述した実施の形態では、一脱調角の整数倍の回数を切り換えることで指針リセット処理を行うようにしたが、必ずしも一脱調角の整数倍の回数を切り換えるものでなくても良い。

本発明に係る車両用指針計器は、例えば、自動車やオートバイなどの移動体に搭載される車両情報を回動する指針とこの指針の指示対象によって対比判別する計器に適用できる。

１ 制御手段
３ａ ステッピングモータ（駆動源）
３ｂ 文字板
３ｃ 指針
６ イグニションスイッチ

Claims (1)

1. 脱調が生じてしまう可能性がある駆動源によって指針を文字板上の起点位置から回動させることで計測値を指示し、所定条件下において前記起点位置方向へ前記指針を回動させる信号を発する指針リセット処理を行う制御手段を備えた車両用指針計器であって、
   前記制御手段は、車両利用者によって操作されるイグニションスイッチの状態を判定するイグニション判定処理と、
   車両の起動時に作動するセルモータの作動状態を判定するセルモータ判定処理と、を設けてなり、
   前記所定条件下において、前記イグニション判定処理と前記セルモータ判定処理との判定結果に基づいて、前記イグニションスイッチがオン状態であり、かつセルモータが稼働状態の場合には、前記イグニションスイッチがオン状態であり、かつセルモータが停止状態の場合よりも、小さい角度分指針を回動させるように促す前記指針リセット処理を行うことを特徴とする車両用指針計器。

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