JP3654145B2 - Indicators for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はステップモータを指針の駆動源として採用してなる車両用指示計器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の車両用指示計器では、目盛り盤からその指針の帰零位置にてストッパを突出させて、指針がステップモータにより駆動されて帰零位置に戻ったときこの指針をストッパと係合させるようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記指示計器では、ステップモータに、例えば、入力に応じた余弦波状駆動電圧を印加することで、指針を回動することにより指示を行うようになっている。
【0004】
しかし、指針をその帰零位置に戻すにあたっては、ステップモータに帰零用電圧を強制的に印加するようにしている。このため、上記指示計器では、指針に通常の指示動作をさせるための余弦波状駆動電圧の他に、別途、指針をその帰零位置に強制的に戻すための帰零用電圧が必要となるという不具合がある。
【0005】
これに対し、本発明者らは、ステップモータに印加される余弦波状駆動電圧でもって当該ステップモータの界磁巻線に発生する余弦波状磁界に基づき、ステップモータのマグネットロータの外周面にて生ずる磁束密度の変化について検討してみた。
【0006】
界磁巻線の余弦波状磁界に基づき生ずるマグネットロータの外周面上の磁束の密度は、上記余弦波状磁界に同期して余弦波状に変化するが、当該磁束密度の変化率は、磁束密度のピーク時には余弦波状駆動電圧のピーク時の値の変化が小さいため最小となり、磁束密度の零時には余弦波状駆動電圧の零レベルを通る変化のため、最大となる。
【0007】
このような磁束密度の変化現象は、指針の通常の指示動作中において生ずるのであるが、指針がその帰零位置にてストッパと係合したときには、指針の停止と同時にマグネットロータも停止するから、磁束密度の変化はなくなる。
【0008】
以上のことから、指針の通常の指示動作中において、指針がストッパとは係合しないときには、磁束密度の変化率は、交互に最小及び最大となる現象を繰り返すが、指針がその帰零位置にてストッパと係合したときには、磁束密度の変化率は零となることが分かる。
【0009】
従って、ステップモータに印加される余弦波状駆動電圧を利用して、余弦波状駆動電圧が零レベルを通るときの磁束密度の変化率の変化状態を知れば、指針が帰零位置にてストッパと係合したか否かが精度よく分かる。
【0010】
そこで、本発明は、以上のようなことに着目して、ステップモータを指針の駆動源として用いる車両用指示計器において、指針に指示動作させるための交流信号をステップモータに入力しているときに当該交流信号がステップモータの界磁巻線に大きな磁束密度の変化を生じさせる現象を利用して、帰零用の余分な電圧に依存することなく、指針の帰零位置への到達を精度よく確保することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項1に記載の発明に係る車両用指示計器では、アナログ値を下限値から上限値にかけて円弧状に表示してなるアナログ値表示部と、このアナログ値表示部の下限値に対応する位置にて設けたストッパとを有する目盛り盤と、この目盛り盤の面に沿い回動するように支持されて前記下限値を特定する帰零位置にて前記ストッパに係合する指針と、交流信号の入力により交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて前記交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備え、前記マグネットロータの回転に伴い前記指針を回動するステップモータと、前記界磁巻線に前記交流信号を入力する入力手段とを備える。
【0012】
当該車両用指示計器において、入力手段から界磁巻線への交流信号の入力を許容し、交流信号が零レベルを経るときに界磁巻線を交流信号から遮断してこの遮断時に生ずる界磁巻線の誘起電圧に基づき指針のストッパとの係合に伴うマグネットロータの停止か否かを判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【0013】
このように、指針に指示動作させるための交流信号をステップモータに入力しているときに当該交流信号がステップモータの界磁巻線に大きな磁束密度の変化を生じさせる現象を利用するので、指針の帰零位置への到達、即ち、指針のストッパとの係合を精度よく確保できる。
また、請求項2、3に記載の発明においても、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図1は、本発明に係る乗用車用指示計器の一実施形態を示しており、この指示計器は、車速計として、当該乗用車の車室内に設けたインストルメントパネルに配設されている。
【0016】
この指示計器は、図1及び図2にて示すごとく、計器板10を備えている。この計器板10は、図1にて示すごとく、目盛り盤10aを備えており、この目盛り盤10aには、車速を下限値(車速零km/h)から上限値(車速180km/h)にかけて円弧状に表示する車速表示部11が形成されている。
【0017】
また、指示計器は、指針20、回動内機30及び配線板40を備えている。指針20は、その回動基部21にて、後述する指針軸31の先端部に支持されて目盛り盤10aの表面に沿い回動するようになっている。この指針20は、目盛り盤10aの円弧状車速表示部11の全範囲に亘り回動するようになっており、当該指針20は、その帰零位置にて、目盛り盤10aに設けたストッパ13に係合するようになっている。ストッパ13は、図1にて図示位置(上記帰零位置に対応する)にて、目盛り盤10aにその表面側へ向け突出されている。
【0018】
回動内機30は、目盛り盤10aに対応する位置にて、計器板10の裏面側に設けた配線板40にその裏面側から組み付けられている。回動内機30は、指針軸31と、内機本体32とを備えている。内機本体32は、2相式ステップモータM(図3及び図4参照)及び減速歯車列(図示しない)を内蔵してなるもので、この内機本体32は、ステップモータMの回転に伴う上記減速歯車列の減速回転により、この減速歯車列の出力段歯車と同軸的に支持した指針軸31を回動する。なお、指針軸31は、配線板40及び目盛り盤10aの貫通穴部12を通り回動可能に延出ている。
【0019】
ステップモータMは、図3にて示すごとく、ステータ30aと、マグネットロータ30bとを備えている。ステータ30aは、ヨーク33と、両界磁巻線34a、34bとを備えている。ヨーク33は、ポール状の両磁極33a、33bを備えており、磁極33aには界磁巻線34aが巻装され、磁極33bには界磁巻線34bが巻装されている。
【0020】
また、マグネットロータ30bは、ヨーク33内にてこのヨーク33と同軸的にかつ回転可能に支持されており、このマグネットロータ30bの外周面にはその周方向に沿い、N極とS極とが交互に複数着磁して形成されている。なお、マグネットロータ30bは、その回転に伴い、その外周面にて、そのN極及びS極又は一方でもって、ヨーク33の各磁極33a、33bの先端面に狭隙を介して対向するようになっている。
【0021】
このように構成したステップモータMにおいて、互いに位相を異にする各余弦波状駆動電圧(後述する)が対応の各界磁巻線34a、34bに印加されると、これら各界磁巻線34a、34bに流れる電流により生ずる余弦波状磁束が互いに位相を異(例えば、90度)にして発生し、ヨーク33及びマグネットロータ30bの磁極を通り流れる。これにより、マグネットロータ30bが回転する。
【0022】
次に、ステップモータMのための電気回路構成について図4を参照して説明する。マイクロコンピュータ50は、図5にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、この実行中において、車速センサSの検出出力に応じて、両駆動回路60a、60bを介しステップモータMを駆動する処理を行う。なお、マイクロコンピュータ50は、イグニッションスイッチIGを介し、バッテリBaから給電されて作動する。また、上記コンピュータプログラムはマイクロコンピュータ50のROMに予め記憶されている。
【0023】
車速センサSは、当該乗用車の車速を検出する。各駆動回路60a、60bは、マイクロコンピュータ50による制御のもと、ステップモータMの各界磁巻線34a、34bに互いに位相を異にする各余弦波状駆動電圧を印加する。なお、本実施形態では、界磁巻線34aをA相界磁巻線といい、界磁巻線34bをB相界磁巻線という。これに伴い、界磁巻線34aへの駆動電圧をA相駆動電圧といい、界磁巻線34bへの駆動電圧をB相駆動電圧という。
【0024】
ここで、駆動回路60aから界磁巻線34aへの駆動電圧の印加は両切り替えスイッチ70、80を介して行われる。両切り替えスイッチ70、80は、それぞれ、マイクロコンピュータ50により共に切り替え制御されるアナログスイッチからなるもので、切り替えスイッチ70は、駆動回路60aの一側出力端子61に接続した固定接点71と、開放状態に維持される固定接点72と、界磁巻線34aの一側端子に接続した切り替え接点73とを備えている。また、切り替えスイッチ80は、駆動回路60aの他側出力端子62に接続した固定接点81と、マイクロコンピュータ50の入力ポート51に接続した固定接点82と、界磁巻線34aの他側端子に接続した切り替え接点83とを備えている。
【0025】
これにより、これら両切り替えスイッチ70、80においては、切り替え接点73が固定接点71へ投入(以下、第1投入状態という)されるとともに切り替え接点83が固定接点81に投入(以下、第1投入状態という)されているとき、駆動回路60aはその出力電圧を界磁巻線34aに印加する。また、切り替え接点73が固定接点72へ切り替え投入(以下、第2投入状態という)されるとともに切り替え接点83が固定接点82に切り替え投入(以下、第2投入状態という)されると、界磁巻線34aは、駆動回路60aの出力電圧から遮断されるとともに、このときの界磁巻線34aの端子電圧が、切り替えスイッチ80の切り替え接点83及び固定接点82を通してマイクロコンピュータ50の入力ポート51に入力される。
【0026】
このように構成した本実施形態において、当該乗用車がイグニッションスイッチIGのオンのもと走行状態におかれるものとする。そして、マイクロコンピュータ50がイグニッションスイッチIGのオンによりバッテリBaから給電されて作動すると、当該マイクロコンピュータ50は、図5のフローチャートに従いコンピュータプログラムの実行を開始する。
【0027】
これに伴い、ステップ100において、両切り替えスイッチ70、80を共に第1投入状態に切り替える処理がなされる。これにより、両切り替えスイッチ70、80がマイクロコンピュータ50により第1投入状態に共に切り替えられて駆動回路60aを界磁巻線34aに接続する。
【0028】
ついで、ステップ110において、A相及びB相の各余弦波状駆動電圧の各駆動回路60a、60bへの出力処理がなされる。これに伴い、駆動回路60aは、マイクロコンピュータ50からのA相駆動電圧を両切り替えスイッチ70、80を介し界磁巻線34aに印加するとともに、駆動回路60bは、マイクロコンピュータ50からのB相駆動電圧を界磁巻線34bに印加する。
【0029】
このため、界磁巻線34aにはA相駆動電圧に基づく電流が流れて余弦波状磁束が発生し、また、界磁巻線34bにはB相駆動電圧に基づく電流が流れて余弦波状磁束が発生する。これら両磁束は、その位相の変化に応じて、互いに異なるレベルにて変化しつつマグネットロータ30bを通る。よって、マグネットロータ30bが回転する。従って、回動内機30は、マグネットロータ30bの回転に伴い指針軸31を介し指針20を回動する。なお、指針20の回動角とA相及びB相の各駆動電圧の位相との関係は、互いに一義的に定められている。
【0030】
このような状態において、ステップ120にてA相駆動電圧が零レベルか否かが判定される。A相駆動電圧が零レベルでなければ、ステップ120における判定がNOとなり、ステップ121において、ステップ110での両駆動電圧の出力処理が継続処理される。このため、両駆動回路60a、60bは、マイクロコンピュータ50からのA相及びB相の両駆動電圧に基づきその位相差に応じてステップモータMを回転させる。従って、指針20の回動が継続される。
【0031】
一方、上記ステップ120における判定がYESとなるときには、A相駆動電圧が零レベルにあることから、ステップ122において、両切り替えスイッチ70、80が第2投入状態に切り替え処理される。このため、両切り替えスイッチ70、80はマイクロコンピュータ50により第2投入状態に切り替えられる。
【0032】
これにより、界磁巻線34aは、その一側端子にて、切り替え接点73の固定接点72への投入により、開放状態におかれ、その他側端子にて、切り替え接点83の固定接点82への投入により、マイクロコンピュータ50の入力ポート51に接続される。また、両切り替えスイッチ70、80の第2投入状態への切り替え時に、界磁巻線34aにおいてマグネットロータ30bの回転に応じて生ずる誘導電圧が入力ポート51を介しステップ123にてマイクロコンピュータ50に入力される。
【0033】
これに伴い、ステップ130において、ステップ123での誘導電圧が閾値電圧以下か否かにつき判定される。本実施形態では、当該閾値電圧は、ほぼ零電圧に設定されている。
【0034】
ここで、ステップ120における判定基準として、A相駆動電圧が零レベルであることを採用し、かつ、ステップ130における閾値電圧をほぼ零電圧とした理由について説明する。
【0035】
A相駆動電圧のレベルは当該A相駆動電圧の位相の変化に伴い余弦波状に変化する。当該A相駆動電圧のレベルは、4分の1周期に対応する位相で零となり、その位相の前後では正から負に変化する。従って、この変化に起因するA相駆動電圧に対応する磁束密度も同様に変化するから、当該磁束密度の変化率は大きい(図6にてマグネットロータ30bの回転角90度の位置参照)。よって、この大きな変化率の磁束密度に起因して界磁巻線34aに誘導される電圧(誘導電圧)は大きく変化する(図7参照)。
【0036】
一方、A相駆動電圧のレベルは、そのピーク時に対応する位相(マグネットロータ30bの回転角180度の位置参照)の前後では極値にほぼ維持される。従って、このときのA相駆動電圧に対応する磁束密度は殆ど変化しないから、当該磁束密度の変化率は非常に小さい(図6参照)。よって、この小さな変化率の磁束密度に起因して界磁巻線34aに誘導される電圧(誘導電圧)も非常に小さい。
【0037】
また、指針20が帰零位置にてストッパ13に係合したときにはマグネットロータ30bの回転は停止する。従って、このマグネットロータ30bがA相駆動電圧に対応する磁束を切ることがないから、このときの界磁巻線34aの誘導電圧は零である。
【0038】
以上より、指針20がストッパ13に係合したことを判定するには、上記磁束密度の変化率が大きいときを利用すれば、精度よくかつタイミングよく判定できる。そこで、本実施形態では、ステップ120における判定基準として、大きな変化率の磁束密度を生ずるA相駆動電圧の零レベルを採用し、上記閾値電圧をほぼ零電圧に設定した。
【0039】
界磁巻線34aの誘導電圧が上記閾値電圧よりも高ければ、指針20はストッパ13に係合しておらず、ステップモータMは回転していることから、上記誘導電圧は磁束密度の変化率の大きい状態での電圧に相当する。従って、ステップ130における判定はNOとなる。
【0040】
一方、界磁巻線34aの誘導電圧が上記閾値電圧以下になれば、当該誘導電圧は、本来、大きな変化率の磁束密度を発生すべき電圧であるのに上記閾値電圧以下となることから、指針20のストッパ13との係合によりマグネットロータ30bが停止している。よって、ステップ131において、指針20のストッパ13との係合と判定される。
【0041】
この場合、上述のように、ステップ120においてA相駆動電圧が零レベルと判定した直後に、ステップ130において界磁巻線34aの誘導電圧が閾値電圧以下か否かを判定するので、ステップ130におけるNO或いはYESとの判定が精度よくかつタイミングよくなされ得る。従って、指針20の帰零位置への到達、換言すれば指針20のストッパ13との係合の有無を精度よく判定できる。その結果、指針20のストッパ13との係合を精度よく確保し得る。
【0042】
上述のようにステップ130における判定がNOとなるときには、ステップ140において、両切り替えスイッチ70、80の第1投入状態への切り替え処理がなされる。これに伴い、駆動回路60aから界磁巻線34aへのA相駆動電圧の印加が、ステップ122での両切り替えスイッチ70、80の第2投入状態への切り替え時の位相とほぼ同位相にて、行われる。このため、ステップモータMは、脱調することなく、正常に回転する。
【0043】
また、ステップ131での処理後、ステップ150においてイグニッションスイッチIGのオフか否かが判定される。ここで、イグニッションスイッチIGがオンであれば、ステップ150での判定がNOとなり、上述と同様のステップ140での処理がなされる。この場合も、駆動回路60aから界磁巻線34aへのA相駆動電圧の印加が、ステップ122での両切り替えスイッチ70、80の第2投入状態への切り替え時の位相とほぼ同位相にて、行われる。このため、ステップモータMは、脱調することなく、正常に回転する。なお、ステップ150における判定がYESとなれば、マイクロコンピュータ50の処理が終了する。このとき、両駆動電圧60a、60bはその出力を終了する。
【0044】
なお、本発明の実施にあたり、ステップモータMの界磁巻線に印加する駆動電圧は余弦波状電圧に限ることなく、正弦波状電圧、台形波状電圧、三角波状電圧等の交流電圧や交流電流等の交流信号であればよい。
【0045】
また、本発明の実施にあたり、指示計器は、車速を指示するものに限ることなく、乗用車のエンジンの回転数や燃料の残量等のアナログ値を指示するものであってもよい。
【0046】
また、本発明の実施にあたり、乗用車用指示計器に限ることなく、バス、トラックや自動二輪車等の各種車両用指示計器その他各種の指示計器に本発明を適用して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る乗用車用指示計器の一実施形態を示す正面図である。
【図2】図1の指示計器の部分断面図である。
【図3】図2の回動内機に内蔵したステップモータの模式的断面図である。
【図4】図3のステップモータのための電気回路構成図である。
【図5】図4のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図6】上記ステップモータに生ずる磁束密度及びその変化率をマグネットロータの回転位置の関係で示すタイミングチャートである。
【図7】マグネットロータの回転中においてA相駆動電圧が零レベルを経るときの界磁巻線の誘導電圧を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
10a、10b…目盛り盤、11…車速表示部、13…ストッパ、
20…指針、30a…ステータ、30b…マグネットロータ、
34a、34b…界磁巻線、50…マイクロコンピュータ、
60a、60b…駆動回路、70、80…切り替えスイッチ、
M…ステップモータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular indicating instrument that employs a step motor as a driving source for a pointer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of vehicle indicating instrument, a stopper is projected from the scale plate at the return zero position of the pointer, and when the pointer is driven by the step motor and returned to the return zero position, the pointer is engaged with the stopper. There is something to let you do.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the indicating instrument, for example, a cosine wave drive voltage corresponding to the input is applied to the step motor, thereby giving an instruction by rotating the pointer.
[0004]
However, when returning the pointer to the zero return position, a zero return voltage is forcibly applied to the step motor. For this reason, in addition to the cosine wave drive voltage for causing the pointer to perform a normal pointing operation, the indicator instrument requires a separate nulling voltage for forcibly returning the pointer to its nulling position. There is.
[0005]
On the other hand, the present inventors generate the cosine wave drive voltage applied to the step motor on the outer peripheral surface of the magnet rotor of the step motor based on the cosine wave magnetic field generated in the field winding of the step motor. I examined the change of magnetic flux density.
[0006]
The magnetic flux density on the outer peripheral surface of the magnet rotor generated based on the cosine wave magnetic field of the field winding changes in a cosine wave shape in synchronization with the cosine wave magnetic field, but the rate of change of the magnetic flux density is the peak of the magnetic flux density. Sometimes the minimum value of the cosine wave drive voltage is small because the change is small, and when the magnetic flux density is zero, it is the maximum because the change is through the zero level of the cosine wave drive voltage.
[0007]
Such a phenomenon of changing the magnetic flux density occurs during the normal pointing operation of the pointer, but when the pointer is engaged with the stopper at its return zero position, the magnet rotor also stops simultaneously with the stop of the pointer. The change in magnetic flux density is eliminated.
[0008]
From the above, during the normal pointing operation of the pointer, when the pointer does not engage with the stopper, the rate of change of the magnetic flux density alternately repeats the minimum and maximum phenomenon, but the pointer is at its zero return position. It can be seen that the rate of change of the magnetic flux density becomes zero when engaged with the stopper.
[0009]
Therefore, if the change state of the change rate of the magnetic flux density when the cosine wave drive voltage passes through the zero level is known using the cosine wave drive voltage applied to the step motor, the pointer is engaged with the stopper at the return zero position. It can be accurately determined whether or not the two have been matched.
[0010]
In view of the above, the present invention pays attention to the above, and in a vehicular indicating instrument using a step motor as a driving source for a pointer, when an AC signal for instructing the pointer to be operated is input to the step motor. Using the phenomenon that the AC signal causes a large change in magnetic flux density in the field winding of the step motor, it is possible to ensure that the pointer reaches the return zero position accurately without relying on the extra voltage for return zero. The purpose is to do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Upon solving the above problems, in the vehicle indicating instrument according to the invention of
[0012]
In the vehicle indicating instrument, an AC signal is allowed to be input from the input means to the field winding, and when the AC signal passes through a zero level, the field winding is cut off from the AC signal, and the field generated when the AC signal is cut off. A determination means for determining whether or not the magnet rotor is stopped due to the engagement with the pointer stopper based on the induced voltage of the winding is provided.
[0013]
Thus, when an AC signal for instructing the pointer is input to the step motor, the AC signal uses a phenomenon that causes a large change in magnetic flux density in the field winding of the step motor. Therefore, it is possible to accurately secure the arrival of the zero return position, that is, the engagement of the pointer with the stopper.
The inventions according to claims 2 and 3 also have the same effects as the invention according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a passenger car indicating instrument according to the present invention, and this indicating instrument is arranged as a vehicle speed meter on an instrument panel provided in a passenger compartment of the passenger car.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the indicating instrument includes an
[0017]
The indicating instrument also includes a
[0018]
The rotating
[0019]
As shown in FIG. 3, the step motor M includes a
[0020]
The
[0021]
In the step motor M configured as described above, when cosine-wave drive voltages (to be described later) having different phases are applied to the
[0022]
Next, an electric circuit configuration for the step motor M will be described with reference to FIG. The
[0023]
The vehicle speed sensor S detects the vehicle speed of the passenger car. The
[0024]
Here, the application of the drive voltage from the
[0025]
As a result, in both the changeover switches 70 and 80, the switching
[0026]
In the present embodiment configured as described above, it is assumed that the passenger car is in a traveling state with the ignition switch IG turned on. Then, when the
[0027]
Accordingly, in
[0028]
Next, in
[0029]
Therefore, a current based on the A phase driving voltage flows through the field winding 34a to generate a cosine wave-shaped magnetic flux, and a current based on the B phase driving voltage flows through the field winding 34b to generate a cosine wave-shaped magnetic flux. Occur. These two magnetic fluxes pass through the
[0030]
In such a state, it is determined in
[0031]
On the other hand, when the determination in
[0032]
As a result, the field winding 34a is brought into an open state by inserting the switching
[0033]
Accordingly, in
[0034]
Here, the reason why the A-phase driving voltage is zero level as the determination criterion in
[0035]
The level of the A phase driving voltage changes in a cosine wave shape with the change in the phase of the A phase driving voltage. The level of the A-phase driving voltage becomes zero at a phase corresponding to a quarter cycle, and changes from positive to negative before and after the phase. Accordingly, since the magnetic flux density corresponding to the A-phase driving voltage due to this change also changes, the rate of change of the magnetic flux density is large (see the position of the
[0036]
On the other hand, the level of the A-phase drive voltage is substantially maintained at an extreme value before and after the phase corresponding to the peak (see the position of the rotation angle of the
[0037]
When the
[0038]
As described above, in order to determine that the
[0039]
If the induced voltage of the field winding 34a is higher than the threshold voltage, the
[0040]
On the other hand, if the induced voltage of the field winding 34a is equal to or lower than the threshold voltage, the induced voltage is originally a voltage that should generate a magnetic flux density with a large change rate, but is equal to or lower than the threshold voltage. The
[0041]
In this case, as described above, immediately after determining that the A-phase driving voltage is zero level in
[0042]
As described above, when the determination in
[0043]
Further, after the processing in
[0044]
In the implementation of the present invention, the drive voltage applied to the field winding of the step motor M is not limited to the cosine wave voltage, but may be an AC voltage such as a sine wave voltage, a trapezoidal wave voltage, a triangular wave voltage, or an AC current. Any AC signal may be used.
[0045]
In implementing the present invention, the indicating instrument is not limited to indicating the vehicle speed, and may indicate an analog value such as the engine speed of the passenger car and the remaining amount of fuel.
[0046]
Further, in carrying out the present invention, the present invention may be applied to various indicating instruments for various vehicles such as buses, trucks, and motorcycles, and other various indicating instruments, without being limited to the indicating instrument for passenger cars.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a passenger car indicating instrument according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the indicating instrument of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a step motor built in the rotary inner unit of FIG. 2;
4 is an electric circuit configuration diagram for the step motor of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the microcomputer of FIG. 4;
FIG. 6 is a timing chart showing the magnetic flux density generated in the step motor and the rate of change in relation to the rotational position of the magnet rotor.
FIG. 7 is a timing chart showing the induced voltage of the field winding when the A-phase drive voltage passes through the zero level during rotation of the magnet rotor.
[Explanation of symbols]
10a, 10b ... Scale plate, 11 ... Vehicle speed display, 13 ... Stopper,
20 ... pointer, 30a ... stator, 30b ... magnet rotor,
34a, 34b ... field winding, 50 ... microcomputer,
60a, 60b ... drive circuit, 70, 80 ... changeover switch,
M: Step motor.
Claims (3)
この目盛り盤の面に沿い回動するように支持されて前記下限値を特定する帰零位置にて前記ストッパに係合する指針と、
交流信号の入力により交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、
このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて前記交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備え、前記マグネットロータの回転に伴い前記指針を回動するステップモータと、
前記界磁巻線に前記交流信号を入力する入力手段とを備える車両用指示計器において、
前記入力手段から前記界磁巻線への前記交流信号の入力を許容し、前記交流信号が零レベルを経るときに前記界磁巻線を前記交流信号から遮断してこの遮断時に生ずる前記界磁巻線の誘起電圧に基づき前記指針の前記ストッパとの係合に伴う前記マグネットロータの停止か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする車両用指示計器。A scale plate having an analog value display unit that displays an analog value in an arc shape from a lower limit value to an upper limit value, and a stopper provided at a position corresponding to the lower limit value of the analog value display unit,
A pointer that is supported so as to rotate along the surface of the scale plate and that engages the stopper at a null position that specifies the lower limit value;
A stator having a field winding that generates an AC magnetic flux by the input of an AC signal;
A stepper motor that is rotatably supported coaxially in the stator and rotates according to the alternating magnetic flux, and that rotates the pointer as the magnet rotor rotates;
In a vehicle indicating instrument comprising input means for inputting the AC signal to the field winding,
Allowing the input of the AC signal from the input means to the field winding, and shutting off the field winding from the AC signal when the AC signal passes through a zero level, and the field generated when the AC signal is cut off. An indicator for a vehicle, comprising: determination means for determining whether or not the magnet rotor is stopped when the pointer is engaged with the stopper based on an induced voltage of a winding.
この目盛り盤の面に沿い回動するように支持されて前記下限値を特定する帰零位置にて前記ストッパに係合する指針と、
交流信号の入力により交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて前記交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備え、前記マグネットロータの回転に伴い前記指針を回動するステップモータと、
前記界磁巻線に前記交流信号を入力する入力手段とを備える車両用指示計器において、
前記入力手段から前記界磁巻線への前記交流信号の入力を許容する第1投入状態と、前記界磁巻線を前記交流信号から遮断する第2投入状態とを有する切り替えスイッチと、
前記切り替えスイッチが前記第1投入状態にあるときに前記交流信号が零レベルを経るときを判定する第1の判定手段と、
この第1判定手段により前記交流信号が零レベルを経るときが判定されると、前記切り替えスイッチを前記第2投入状態に切り替え制御する切り替え制御手段と、
この切り替え制御手段により前記切り替えスイッチが前記第2投入状態に切り替えられたときに生ずる前記界磁巻線の誘起電圧を入力する手段と、
前記入力された誘起電圧に基づき前記指針の前記ストッパとの係合に伴う前記マグネットロータの停止か否かを判定する第2の判定手段とを備えることを特徴とする車両用指示計器。A scale plate having an analog value display unit that displays an analog value in an arc shape from a lower limit value to an upper limit value, and a stopper provided at a position corresponding to the lower limit value of the analog value display unit,
A pointer that is supported so as to rotate along the surface of the scale plate and that engages the stopper at a null position that specifies the lower limit value;
A stator provided with a field winding for generating an AC magnetic flux by the input of an AC signal; and a magnet rotor that is rotatably supported coaxially in the stator and rotates according to the AC magnetic flux. a step motor for rotating the pointer with the rotary,
In a vehicle indicating instrument comprising input means for inputting the AC signal to the field winding,
A change-over switch having a first closing state that allows the input of the AC signal from the input means to the field winding, and a second closing state that blocks the field winding from the AC signal;
First determination means for determining when the AC signal passes through a zero level when the changeover switch is in the first input state;
When it is determined by the first determination means that the AC signal passes through a zero level, a change control means for changing the changeover switch to the second input state;
Means for inputting an induced voltage of the field winding generated when the changeover switch is switched to the second input state by the changeover control means;
A vehicle indicating instrument comprising: a second determination unit configured to determine whether or not the magnet rotor is stopped when the pointer is engaged with the stopper based on the input induced voltage.
この目盛り盤の面に沿い回動するように支持されて前記下限直を特定する帰零立置にて前記ストッパに係合する指針と、
交流信号の入力により交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて前記交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備え、前記マグネットロータの回転に伴い前記指針を回動するステップモータと、
前記界磁巻線に駆動電圧を印加する駆動回路と、
前記界磁巻線への前記駆動電圧の入力を許容する第1投入状態と、前記界磁巻線を前記交流信号から遮断する第2投入状態とを有する切り替えスイッチと、
前記駆動電圧を前記駆動回路に出力して前記ステップモータを駆動する制御を行うマイクロコンピュータとを備え、
前記マイクロコンピュータは、
前記切り替えスイッチを前記第1投入状態に制御して、前記マグネットロータを回転させるための駆動電圧を前記駆動回路に出力する手段と、
前記駆動電圧が零レベルにあるか否かを判定する手段と、
前記駆動電圧が零レベルにあることを判定すると、前記切り替えスイッチを前記第2投入状態に切り替え制御する手段と、
前記切り替えスイッチが前記第2投入状態に切り替えられたときに生ずる前記界磁巻線の誘起電圧を入力する手段と、
前記入力された前記誘起電圧を閾直電圧以下か否かを判定し、前記閾直電圧以下であるときに前記指針の前記ストッパとの係合に伴う前記マグネットロータの停止を判定する手段とを備えることを特徴とする車両用指示計器。A scale plate having an analog display that displays an analog straight line in an arc shape from the lower limit value to the upper limit value, a stopper provided at a position corresponding to the lower limit value of the analog value display portion, and a surface of the scale plate A pointer that is supported so as to rotate along and that engages with the stopper in a nulling position that specifies the lower limit straight;
A stator provided with a field winding for generating an AC magnetic flux by the input of an AC signal; and a magnet rotor that is rotatably supported coaxially in the stator and rotates according to the AC magnetic flux. A stepping motor that rotates the pointer with rotation of
A drive circuit for applying a drive voltage to the field winding;
A changeover switch having a first input state that allows input of the drive voltage to the field winding, and a second input state that blocks the field winding from the AC signal;
A microcomputer for controlling the driving of the step motor by outputting the driving voltage to the driving circuit;
The microcomputer is
Means for controlling the changeover switch to the first input state and outputting a drive voltage for rotating the magnet rotor to the drive circuit;
Means for determining whether the drive voltage is at a zero level;
Means for controlling the changeover switch to the second on state when it is determined that the drive voltage is at a zero level;
Means for inputting an induced voltage of the field winding generated when the changeover switch is switched to the second input state;
Means for determining whether or not the input induced voltage is equal to or less than a threshold voltage, and determining whether or not the magnet rotor is stopped when the pointer is engaged with the stopper when the voltage is equal to or less than the threshold voltage. A vehicle indicating instrument characterized by comprising.
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