JP3654576B2 - 駆動装置及び、駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動装置及び、駆動制御装置に係わり、特に、ステッピングモータの回転により被駆動部材を駆動する駆動装置及び、ステッピングモータを回転駆動するための駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述した駆動制御装置を組み込んだ駆動装置として、例えば、車両の速度やエンジンの回転数を指示する指針を被駆動部材とする指示装置が知られている。上記指示装置は、図１に示すように、２つの励磁コイル１ａ１、１ａ２及び、ＮＳ極が交互に５極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂを有するステッピングモータ１と、回転子１ｂの回転駆動に連動する指針２と、回転子１ｂの回転駆動を指針２に伝えるギア３と、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御して、回転子１ｂを正逆回転させる駆動制御装置４とを備えている。
【０００３】
上記指示装置が例えば車速計に用いられている場合、駆動制御装置４には、車速センサが計測した車速情報に基づき算出した指針２の指示位置である目標位置θと、現位置θ′との差である移動量θ−θ′に相当する回転子１ｂの回転角度を示す角度データＤ１が供給される。そして、駆動制御装置４がこの角度データＤ１に応じて励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することにより、指針２が差分θ−θ′だけ移動して目標位置を指示するようになる。
【０００４】
ところで、上記指示装置は、車体の振動あるいは雑音が重畳している角度データＤ１の入力等の原因により、指針２が本来移動すべき移動量（＝差分θ−θ′）と、実際の移動量とが異なる脱調を起こしてしまうことがあった。そして、この脱調が繰り返されると、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生じ、指示装置は正確な指示を行うことができなくなってしまう。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、図１に示すように、指針２がゼロ（例えば０km/h）を示す位置にストッパ５を設け、イグニッションオン、オフ又はバッテリを接続するごとに、指針２をストッパ５側に移動させると共に、ストッパ５に当接させてゼロ位置に停止させることによって、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間の差異をリセットするリセット動作を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した指示装置は、指針２を確実にストッパ５に当接させるため、指針２の振れ角Ａより大きい角度（Ａ＋α）だけ指針２を移動させるように回転子１ｂを回転させる必要がある。このため、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生じていようが、いまいが必ずリセット動作に指針２を角度（Ａ＋α）移動させる分の時間を費やし、リセット動作に時間がかかり過ぎるという問題があった。
【０００７】
また、指針２がストッパ５に当接して停止しているにも拘わらず励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態が制御し続けられるため、指針２がストッパ５に当接したり離れたりを繰り返し、指針２がストッパ５に当接する毎に「カチ、カチ」という音が生じ、運転者にとってその音は不快となる。
【０００８】
そこで、リセット動作により指針２がストッパ５に当接しておらず、指針２が移動して回転子１ｂが回転している間は、無励磁状態のコイルに誘導電圧が生じ、一方、指針２がストッパ５に当接して、回転子１ｂの回転が停止したときは、コイルに誘導電圧が生じてないことに着目し、無励磁状態のコイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、指針２がストッパ５と当接したことを検出すると、指針２の移動を停止するものが考えられていた。
【０００９】
しかしながら、停止状態の回転子１ｂを回転状態に遷移させると、回転し始めは回転子１ｂの回転が安定しない。すなわち、回転子１ｂは、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に遅れて所定角度回転することになるが、回転し始めは回転子１ｂに静摩擦が生じているため、励磁状態の変化に応じた所定角度の回転が低速度で行われ、その後回転が安定すると、一定速度で所定角度づつ回転するようになる。
【００１０】
このため、低速で回転する回転し始めは、励磁コイル１ａ１、１ａ２に生じる誘導電圧も低くなり、回転し始めの回転子１ｂの回転により発生する誘導電圧を検出すると、ストッパ５に当接していないにも拘わらず、誘導電圧無しと誤検出されストッパ５方向への回転を停止させてしまう。このため、確実に指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間の差異をリセットすることができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実にリセットすることができる駆動装置及び、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実にリセットするようにステッピングモータの回転子を回転させることができる駆動制御装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、複数の励磁コイル及び、ＮＳ極が複数着磁され、前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を有するステッピングモータと、前記回転子の回転駆動に連動する被駆動部材と、前記被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパと、前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記回転子を正逆回転させる第１の励磁手段と、前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記被駆動部材が前記所定位置に向かう方向に前記回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、前記回転子の回転により誘導電圧が生じる検出コイルと、該第２の励磁手段による制御中、前記検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記所定位置で停止したことを検出する位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段により前記被駆動部材が前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる制御手段とを備える駆動装置において、前記第２の励磁手段による制御開始から所定時間、前記位置検出手段による検出を停止させる検出停止手段をさらに備えることを特徴とする駆動装置に存する。
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、第１の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、回転子を正逆回転させる。第２の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、被駆動部材が所定位置に向かう方向に回転子を逆回転させる。位置検出手段が、第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材がストッパに当接して所定位置で停止したことを検出する。制御手段が、命令信号を入力したとき、第１の励磁手段による制御を停止させると共に、第２の励磁手段による制御を開始させ、被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、第２の励磁手段による制御を停止させる。検出停止手段が、第２の励磁手段による制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させる。
【００１４】
従って、停止状態の回転子が回転し始めたとき、励磁コイルの励磁状態の変化に対する回転子の追従は、不安定であり低速である。このとき検出コイルに発生する誘導電圧は低い。以上のことに着目し、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがない。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の駆動装置であって、前記所定時間は、停止状態の回転子が回転し始めてから、前記励磁コイルの励磁状態の変化に応じて一定速度で追従するようになるまでの時間に相当することを特徴とする駆動装置に存する。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、所定時間が、停止状態の回転子が回転し始めてから、励磁コイルの励磁状態の変化に応じて一定速度で追従するようになるまでの時間に相当する。回転子は、励磁コイルの励磁状態の変化に応じて回転し始めはゆくっりと徐々に速度を上げながら追従し、その後一定速度で安定して追従する。以上のことに着目し、所定時間は、回転子が回転し始めてからその追従が一定速度となり安定となるまでの間に相当するため、位置検出手段による検出中に、回転子が回転している間は検出コイルに高い誘導電圧を発生させることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は、２記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記励磁コイルに生じる電圧を複数回検出すると共に、前記検出した電圧の平均値を算出する平均算出手段を有し、前記平均算出手段が算出した平均値に基づき、前記誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、位置検出手段において、平均値算出手段が、励磁コイルに生じる電圧を複数回検出すると共に、検出した電圧の平均値を算出し、算出した平均値に基づき、誘導電圧の有無を検出する。従って、励磁コイルの電圧の雑音が重畳していたとしても、平均値を算出することにより雑音を相殺した電圧を検出することができるため、誘導電圧の有無を誤検出することがない。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項記載の駆動装置であって、前記第１の励磁手段の制御による励磁状態の変化に応じた前記回転子の回転角度が、第２の励磁手段の制御による前記回転角度より小さいとき、前記第１の励磁手段は、前記制御手段によって制御が開始されたとき、前記回転子を所定角度だけ前記逆回転することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、第１の励磁手段の制御による励磁状態の変化に応じた回転子の回転角度が、第２の励磁手段の制御による回転角度より小さいとき、位置検出手段により被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段が、回転子を所定角度だけ逆回転させる。
【００２１】
従って、励磁状態の変化に応じた回転子の回転角度が大きい場合、被駆動部材がストッパに当接したとき跳ね返りが生じてしまう恐れがある。逆に、励磁状態の変化に応じた回転子の回転角度が、小さい場合、被駆動部材がストッパに当接したときの跳ね返りが小さい。以上のことに着目し、位置検出手段により被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段が前記被駆動部材の跳ね返り分を第２の励磁手段の制御による回転角度より小さい回転角度で回転子を回転させてストッパ側に戻すため、跳ね返りを防止することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れか１項記載の駆動装置であって、前記命令信号を入力したとき、前記回転子の回転角度のカウントを開始する計数手段を更に備え、前記制御手段は、前記カウント値が所定値を超えたとき、前記第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させることを特徴とする駆動装置に存する。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、計数手段が、命令信号を入力したとき、回転子の回転角度をカウントし、カウント値が所定値を越えたとき、制御停止手段が第２の励磁手段による制御を停止させる。従って、何らかの原因で被駆動部材がストッパに当接して、所定位置で停止しているにも拘わらず、位置検出手段による検出が行われないときであっても、第２の励磁手段の制御による回転子の回転角度のカウント値が所定値を越えれば、第２の励磁手段による制御を停止することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５何れか１項記載の駆動装置であって、前記第２の励磁手段は、前記励磁コイルの励磁状態を規定する複数の異なる励磁ステップから構成される励磁パターンに従って繰り返し励磁状態の制御することにより、前記回転子を逆回転させるものであり、前記複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁されるような励磁ステップから前記励磁パターンに従った励磁状態の制御を開始することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、回転子の位置がどんな位置にあったとしても、複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁状態となったときは、回転子はその励磁コイルと対極する位置まで回転することに着目し、第２の励磁手段が、複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁状態となるような励磁ステップから励磁パターンに従った励磁状態の制御を開始する。従って、回転子の位置がどんな位置にあったとしても、必ず励磁状態にある励磁コイルと対極する位置から回転をし始めることができるため、回転子の回転が安定するまでの時間を短くすることができる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６何れか１項記載の駆動装置であって、前記検出コイルとして、前記複数の励磁コイルの内、前記第２の励磁手段により無励磁状態に制御されているものを流用することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、検出コイルとして、複数の励磁コイルの内、第２の励磁手段により無励磁状態に制御されているものを流用するので、回転子を回転させるための励磁コイルと、誘導電圧の検出用のコイルとを別途にする必要がない。
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記回転子が停止した状態で、前記第２の励磁手段による前記励磁コイルの制御が行われ続けることにより前記回転子が正回転する前に、誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２９】
請求項８記載の発明によれば、位置検出手段が、被駆動部材がストッパに当接して回転子が停止した状態で、第２の励磁手段による励磁コイルの制御が行われ続けることにより、回転子が正回転する前に無励磁状態に制御される前記励磁コイルについて、誘導電圧の有無を検出する。
【００３０】
被駆動部材がストッパに当接して回転子が停止した状態で、第２の励磁手段による励磁コイルの制御が行われ続けると、回転子は正回転し、この正回転により被駆動部材がストッパに当接したにも拘わらず誘導電圧が発生してしまう。以上のことに着目し、回転子の正回転が起こる前に、誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧無しを検出することができる。
【００３１】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記回転子の正回転が起こる直前に無励磁状態に制御された励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００３２】
請求項９記載の発明によれば、位置検出手段が、回転子の正回転が起こる直前に無励磁状態に制御された励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出する。従って、被駆動部材がストッパに当接した直後に無励磁状態に制御された励磁コイルには、回転子の回転力を被駆動部材に伝えるギアのあそび等により若干誘導電圧が発生するが、正回転する直前まで待って誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧の有無を検出することができる。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項７項記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記第２の励磁手段により前記複数の励磁コイルの何れか１つでも無励磁状態に制御される全てのタイミングで、当該無励磁状態の励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００３４】
請求項１０記載の発明によれば、位置検出手段が、第２の励磁手段により複数の励磁コイルの何れか１つでも無励磁状態に制御される全てのタイミングで、当該無励磁状態の励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出する。従って、全てのタイミングで、誘導電圧の有無を検出することにより、誘導電圧の有無を検出するタイミングを最大にすることができる。
【００３５】
請求項１１記載の発明は、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を正逆回転させる第１の励磁手段と、前記励磁コイルの励磁状態を制御して、前記回転子の回転動作に連動する被駆動部材が、当該被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパに向かうように前記回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、該第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記所定位置で停止したことを検出する位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段により前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる制御手段とを備える駆動制御装置において、前記第２の励磁手段による制御開始から所定時間、前記位置検出手段による検出を停止させる検出停止手段をさらに備えることを特徴とする駆動制御装置に存する。
【００３６】
請求項１１記載の発明によれば、第１の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を正逆回転させる。第２の励磁手段が、励磁コイルの励磁状態を制御して、回転子の回転動作に連動する被駆動部材が、当該被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパに向かうように回転子を回転させる。位置検出手段が、該第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材が所定位置で停止したことを検出する。制御手段が、命令信号を入力したとき、第１の励磁手段による制御を停止させると共に、第２の励磁手段による制御を開始させ、位置検出手段により前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、第２の励磁手段による制御を停止させる。検出停止手段が、第２の励磁手段による制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させる。
【００３７】
従って、停止状態の回転子が回転し始めたとき、励磁コイルの励磁状態の変化に対する回転子の追従は、不安定となり低速である。このとき検出用コイルに発生する誘導電圧は低い。以上のことに着目し、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがない。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の駆動装置として駆動制御装置を組み込んだ指示装置を示す図である。指示装置は、上述した従来で説明したように、励磁コイル１ａ１、１ａ２及び、ＮＳ極が交互に５極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂを有するステッピングモータ１とを備えている。
【００３９】
指示装置はさらに、回転子１ｂの回転駆動に連動する被駆動部材としての指針２と、回転子１ｂの回転駆動を指針２に伝えるギア３と、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御して、回転子１ｂを正逆回転する駆動制御装置４と、指針２をゼロを示す位置（以下、ゼロ位置という）に機械的に停止させるストッパ５とを備えている。なお、このゼロ位置が請求項中の所定位置に相当する。
【００４０】
まず始めに、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態と回転子１ｂの回転との関係を図２を参照して以下説明する。まず、励磁ステップ▲１▼に規定された励磁状態、すなわち励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極に、励磁コイル１ａ１が無励磁状態となるように制御すると、励磁コイル１ａ２のｂ側に回転子１ｂのＳ極が吸引され安定する。
【００４１】
次に、励磁ステップ▲２▼に進んで、励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極に、励磁コイル１ａ１のａ側がＮ極になるように制御すると、回転子１ｂは励磁ステップ▲１▼の回転子１ｂの位置から矢印Ｙ１方向に９度回転した位置で安定する。この回転子１ｂの矢印Ｙ１方向の回転を以降正回転という。
【００４２】
以下、励磁コイル１ａ２のｂ側、励磁コイル１ａ１のａ側をそれぞれ無励磁、Ｎ極（励磁ステップ▲３▼）→Ｓ極、Ｎ極（励磁ステップ▲４▼）→Ｓ極、無励磁（励磁ステップ▲５▼）→Ｓ極、Ｓ極（励磁ステップ▲６▼）→無励磁、Ｓ極（励磁ステップ▲７▼）→Ｎ極、Ｓ極（励磁ステップ▲８▼）となるように制御すると、回転子１ｂは励磁状態の変化に追従して９度づつ正回転する。
【００４３】
そして、励磁ステップ▲８▼から、再び励磁ステップ▲１▼に規定された励磁状態に制御すると、回転子１ｂはまた９度正回転して安定する。従って、それぞれ異なる複数の励磁ステップ▲１▼→▲２▼→…▲８▼から構成される励磁パターンに従って繰り返し励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することによって、回転子１ｂを１ステップごと９度づつ正回転させている。なお、この正回転に応じて指針２は矢印Ｙ４方向（図１参照）に回転することとなる。
【００４４】
ここでは、８つの励磁ステップから構成される励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することにより、１ステップごとに回転子１ｂを９度づつ正回転させている例について説明したが、例えば、励磁ステップ▲８▼と励磁ステップ▲７▼との間に励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極、励磁コイル１ａ１のａ側がＳ極となるように制御し、さらに、励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極に励磁されることにより発生する磁界と、励磁コイル１ａ１のａ側がＳ極に励磁されることにより発生する磁界との比が１対√２になるような励磁状態を規定する励磁ステップ▲７▼′（図示せず）を挿入する。
【００４５】
このようにすれば、励磁コイル１ａ２のｂ側が回転子１ｂのＳ極を吸引する力が、励磁コイル１ａ１のｂ側が回転子１ｂのＮ極を吸引する力より小さくなるため、回転子１ｂは励磁ステップ▲８▼の回転子１ｂの位置から４．５度正回転した位置で上述した吸引力がつり合い安定する。
【００４６】
以上のような励磁ステップを各励磁ステップの間に挿入して、１６の励磁ステップから構成される励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御すれば、回転子１ｂを１ステップごとに４．５度づつ正回転させることができる。つまり、１ステップごとの回転角度は、励磁パターンを構成する励磁ステップ数によって設定することができる。
【００４７】
また、回転子１ｂを矢印Ｙ２に回転させるには、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を励磁ステップ▲８▼→▲７▼…→▲１▼というように上記励磁パターンと逆の逆励磁パターンに従って制御すればよい。以降、回転子１ｂの矢印Ｙ２方向の回転を逆回転といい、この逆回転を行うことにより指針２がストッパ５に向かう方向Ｙ１に移動することとなる。
【００４８】
次に、上記駆動制御装置４の構成について説明する。駆動制御装置４は、図３に示すように、すでに説明した角度データＤ１に応じて回転子１ｂを正逆回転させるため、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御する第１の励磁回路４ａ（＝第１の励磁手段）を有する。上記第１の励磁回路４ａは、車速に応じた指針２の指示精度を向上するために、例えば、３２の励磁ステップから構成される正逆励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御して、回転子１ｂが１ステップごとに２．２５度回転するようにしている。
【００４９】
また、第１の励磁回路４ａは、このように１ステップごとの回転子１ｂの回転角度を細かくするために、図示しないＰＷＭ発生器を有し、このＰＷＭ発生器によりデューティーが制御された励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４を励磁コイル１ａ１、１ａ２に対して出力している。すなわち、励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４のデューティーを制御して、励磁コイル１ａ１、１ａ２に流れる電流の実効値を制御することにより、励磁コイル１ａ１、１ａ２を各励磁ステップに規定された励磁状態にしている。
【００５０】
駆動制御装置４はまた、励磁コイル１ａ１のａ側、ｂ側にそれぞれ設けられたスイッチＳＷ１及び、ＳＷ２と、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御する励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を出力して、指針２がゼロ位置に向かう方向に回転子１ｂを逆回転させると共に、オープン信号Ｓ１１、Ｓ１２をスイッチＳＷ１及び、ＳＷ２の制御端子に出力する第２の励磁回路４ｂ（＝第２の励磁手段）とを有する。
【００５１】
上記励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４は、１ステップごとに回転子１ｂを９度逆回転させるため、図４に示すように、互いに位相の異なるパルスである。この励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を励磁コイル１ａ１、１ａ２に入力することにより、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態が図２に示すような、励磁ステップ▲８▼→…→▲１▼に対応して変化し、この励磁状態の変化に応じて回転子１ｂが追従して逆回転する。
【００５２】
また、オープン信号Ｓ１１は、図４に示すように、励磁ステップ▲１▼でＨレベルとなるパルス、オープン信号Ｓ１２は、励磁ステップ▲５▼でＨレベルとなるパルスからそれぞれ構成される信号である。
【００５３】
スイッチＳＷ１の制御端子にオープン信号Ｓ１１を、スイッチＳＷ２の制御端子にオープン信号Ｓ１２をそれぞれ入力すると、Ｈレベルのパルスの入力に応じてスイッチＳＷ１又は、ＳＷ２が開する。従って、励磁コイル１ａ１が無励磁状態に制御される励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼で励磁コイル１ａ１のａ側又は、ｂ側をオープンにすることができ（図２の励磁ステップ▲１▼又は▲５▼参照）、回転子１ｂが回転状態であれば、励磁ステップ▲１▼又は▲５▼の励磁コイル１ａ１には誘導電圧が生じるようになる。
【００５４】
駆動制御装置４はまた、図３に示すように、４つのＯＲゲートから構成され、励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４又は、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４の何れかを励磁コイル１ａ１、１ａ２に入力するセレクタ回路４ｃと、励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼となるタイミングで、励磁コイル１ａ１の両端電圧Ｖ１から誘導電圧の有無を検出すると共に、該誘導電圧の有無に基づき指針２がストッパ５に当接してゼロ位置で停止したことを検出する位置検出回路４ｄ（＝位置検出手段）と、第２の励磁回路４ｂによる制御開始から所定時間、位置検出回路４ｄによる検出を停止させるＬレベルの検出停止信号Ｓ２を第２の励磁回路４ｂに出力する検出停止回路（検出停止手段）４ｅとを有する。
【００５５】
駆動制御装置４はさらに、イグニッションオン、オフ又は、車載バッテリの接続等のタイミングで出力される命令信号Ｓ３を入力したとき、第１の励磁回路４ａによる制御を停止させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を開始させ、指針２がストッパ５に当接してゼロ位置で停止したことを位置検出回路４ｄが検出したとき、第１の励磁回路４ａによる制御を開始させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させる制御回路４ｆ（＝制御手段）とを有している。
【００５６】
次に、第２の励磁回路４ｂ及び、位置検出回路４ｄの詳細について説明する。第２の励磁回路４ｂは、図５に示すように、例えば２[ＭＨｚ]のクロック信号ＣＫを所定の分周比で分周する分周回路４ｂ１と、分周回路４ｂ１が分周した分周パルスに基づいて、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１、Ｓ１２を直列にした直列信号を出力するパターン生成回路４ｂ２と、直列信号を並列にすることにより、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１、Ｓ１２を並列に出力する６ビットのシフトレジスタ４ｂ３とを有している。
【００５７】
位置検出回路４ｄは、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２が入力されているＯＲゲート４ｄ１と、ＯＲゲート４ｄ１の出力と、Ｌレベルの検出停止信号Ｓ２とが入力されているＡＮＤゲート４ｄ２と、励磁コイル１ａ１の両端電圧Ｖ１を例えば８ビットのディジタル値Ｄ２に変換するアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）４ｄ３とを有する。
【００５８】
位置検出回路４ｄはまた、ＡＮＤゲート４ｄ２がＨレベルになる毎に、ディジタル値Ｄ２を直列に出力するシフトレジスタ４ｄ４と、シフトレジスタ４ｄ４から出力されるディジタル値Ｄ２の直列信号と、予め定めた値とをＡＮＤゲート４ｄ２がＨレベルになる毎に、比較する比較器４ｄ５とを有する。
【００５９】
上述した構成の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置としての指示装置の動作を図６のタイムチャートを参照して以下説明する。イグニッションオン、オフ又は、車載バッテリの接続時に応じて出力される命令信号Ｓ３が入力したとき（図６（ａ））、制御回路４ｆはリセット動作を開始し、第１の励磁回路４ａに角度データＤ１の入力を拒否させる拒否信号を出力して、第１の励磁回路４ａによる制御を停止させる。また、制御回路４ｆは、分周回路４ｂ１にクロック信号ＣＫの分周を開始させる（図６（ｂ））。これにより、パターン生成回路４ｂ２には分周パルスが入力され、これに応じて励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２を直列にした直列信号がシフトレジスタ４ｂ３に対して出力させる（図６（ｃ））。
【００６０】
またシフトレジスタ４ｂ３は、分周パルスが入力する毎にパターン生成回路４ｂ２から出力される直列信号を６ビットのレジスタに順次記憶すると共に、分周パルスが６個入力する毎に、各レジスタに記憶された信号を並列に出力し、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２をそれぞれ並列に出力している。
【００６１】
ところで、停止状態の回転子１ｂを回転状態に遷移する際に、高周波の励磁パルスＰ２２〜Ｐ２４を励磁コイル１ａ１、１ａ２に入力すると、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化速度が速くなり、この変化に回転子１ｂが追従することができず回転状態に遷移することができない。
【００６２】
そこで、停止状態の回転子１ｂを回転状態に遷移させるためには、回転し始めは回転子１ｂを自起動周波数以下で回転させるようにする必要がある。自起動周波数とは、停止状態の回転子１ｂが励磁状態の変化に追従して回転状態に遷移することができる回転周波数の最大値である。
【００６３】
従って、制御回路４ｆは、命令信号Ｓ３の入力に応じて、自起動周波数以下で回転子１ｂが回転するような、周波数の励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２の出力を制御する。具体的には、制御回路４ｆは、分周パルスが自起動周波数に応じた周期Ｔzごとに出力するように、分周回路４ｂ１の分周比を制御する。
【００６４】
なお、本発明の実施では、最初励磁ステップ▲８▼→…→▲１▼から構成される逆励磁パターンの１サイクル目までの間の回転子１ｂを自起動周波数で回転させ、２サイクル目から回転子１ｂを自起動周波数より高い所定周波数で回転させるようにしている。すなわち、２サイクル目から分周パルスが所定周波数に応じた周期Ｔsごとに出力するように、分周回路４ｂ１の分周比を制御する。
【００６５】
一方、命令信号Ｓ３の入力に応じて検出停止回路４ｅは、逆励磁パターンが５サイクル目となるまでの間、Ｌレベルの検出停止信号Ｓ２を出力する。このため逆励磁パターンが５サイクル目までは、ＡＮＤゲート４ｂ２は常にＬレベルであるため、比較器４ｄ５での比較は行われない。
【００６６】
これは、以下に示す問題を解決するために行っているものである。すなわち、停止状態の回転子１ｂが回転し始めたとき、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に対する回転子１ｂの追従は、不安定であり低速である。このとき励磁ステップ▲１▼又は▲５▼のタイミングで、励磁コイル１ａ１に発生する誘導電圧は低く、回転子１ｂが回転状態にあるにも拘わらず、励磁コイル１ａ１の両端電圧Ｖ１のディジタル値Ｄ２が予め定めた値以下となり、比較器４ｄ５が誘導電圧無しとしてゼロ位置に到達したと誤検出してしまう恐れがある。
【００６７】
そこで、上述したように励磁コイル１ａ１、１ａ２の制御を開始して、回転子１ｂを回転させはじめてから励磁ステップが５サイクル目になるまでの所定時間、検出停止信号Ｓ２を出力して、比較器４ｄ５による比較を行わないようにすると共に、５サイクル目以降回転子１ｂが常時回転状態となるような所定周波数で回転子１ｂを回転させることによって、位置検出回路４ｄが、停止状態の回転子１ｂが回転状態へ遷移する際に励磁コイル１ａ１に発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針２がゼロ位置で停止したことを検出することがないようにしている。
【００６８】
このため、指針２がゼロ位置に到達したことを確実に検出して第２の励磁回路４ｂによる制御を停止することでき、確実に車速センサが計測する車速情報と、指針２が示す車速との差異をリセットすることができる。
【００６９】
また、検出停止回路４ｅが位置検出回路４ｄによる検出を停止させる検出停止信号Ｓ６を出力する所定時間は、具体的には励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に応じて、停止状態の回転子１ｂが一定速度で追従するようになるまでの時間に相当する。
【００７０】
従って、位置検出回路４ｄによる検出中に、回転子１ｂが回転している間は、励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼となるタイミングでの励磁コイル１ａ１に高い誘導電圧を発生することができるので、回転子１ｂが回転しているにも拘わらず、誘導電圧なしと誤検出することがなく、確実に車速センサが計測する車速情報と、指針２が示す車速との差異をリセットすることができる。
【００７１】
その後、逆励磁パターンが５サイクル目となり、検出停止回路４ｅからのＬレベルの検出停止信号Ｓ２の出力が停止されると、オープン信号Ｓ１１又はＳ１２の何れかＨレベルになる毎に、すなわち励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼になる毎に、Ａ／Ｄ変換器４ｄ３が変換したディジタル値Ｄ２をシフトレジスタ４ｄ４により直列信号に変換して比較器４ｄ５に入力する。そして、比較器４ｄ５は、直列ディジタル値と予め定めた値との比較を行う。
【００７２】
このとき、指針２がストッパ５に当接しておらず、回転子１ｂが回転状態にあるときは無励磁状態の励磁コイル１ａ１には、誘導電圧が生じているため、比較器４ｄ５に入力する両端電圧Ｖ１のディジタル値Ｄ２は、予め定めた値より高い。このときは、比較器４ｄ５はＬレベルの信号を出力する。
【００７３】
一方、指針２がストッパ５と当接しており、回転子１ｂが停止状態にあるときは無励磁状態の励磁コイル１ａ１には、誘導電圧が発生しない。従って、比較器４ｄ５に入力する電圧Ｖ１のディジタル値Ｄ２は、予め定めた値より小さくなる。このときは比較器４ｄ５は、誘導電圧無しを検出したことを伝える旨のＨレベルの検出信号Ｓ４を出力する。
【００７４】
この出力に応じて制御回路４ｆは、リセット動作を停止して、検出信号Ｓ４が出力されたタイミングが励磁ステップ▲１▼であった場合は、第２の励磁回路４ｂのパターン生成回路４ｂ２に励磁パルスＰ２１〜Ｓ２４、オープン信号Ｓ１１及び、１２を直列にした直列信号の生成を停止させると共に、シフトレジスタ４ｂ３をリセットして第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させる。
【００７５】
ところで、本発明の実施の形態では、指針２は励磁ステップ▲２▼に示す回転子１ｂの状態でストッパ５に当接するように、組み込まれている。そこで、制御回路４ｆは、誘導電圧無しが検出されたタイミングが励磁ステップ▲５▼であった場合は、第２の励磁回路４ｂにより、励磁ステップ▲４▼→▲３▼→▲２▼→▲１▼までさらに制御した後に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させると共に、第１の励磁回路４ａによる制御を開始させる。
【００７６】
以上のように、励磁ステップ▲５▼で誘導電圧無しを検出したときは、励磁ステップ▲１▼まで制御してから第２の励磁回路４ｂによる制御を停止することにより、指針２をゼロ位置にぴったり停止させることができる。
【００７７】
また、第１の励磁回路４ａは、制御回路４ｆによる制御開始時に、回転子１ｂを例えば５度だけ逆回転させた後、角度データＤ１に応じた制御を行う。このように、第１の励磁回路４ａにより回転子１ｂを例えば５度だけ逆回転させる理由は以下に示す通りである。すなわち、上述したように第２の励磁回路４ｂは、１ステップごとに回転子１ｂが９度回転するように励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御している。
【００７８】
一方、第１の励磁回路４ａは、１ステップごとに回転子１ｂを２．２５度回転するように励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御している。つまり、１ステップごとに回転子１ｂが回転する角度は、第２の励磁回路４ｂによる制御の方が、第１の励磁回路４ａによる制御に比べて大きい角度となっている。これは、第２の励磁回路４ｂの制御中、励磁コイル１ａ１に発生させる誘導電圧をなるべく大きくするために１ステップごとの回転角度を大きくして、追従速度を大きくするためである。
【００７９】
しかしながら、このように９度という大きな回転角度で回転させると、ストッパ５に当接する際に、例えば約５度程の跳ね返りが生じてしまう。このような跳ね返りが生じると指針２は、正確にゼロ位置に停止することができず、車速センサか計測した車速情報と、指針２が指示する車速との差異を正確にリセットすることができない。そこで、このような問題を解決するために指針２がゼロ位置に到達したことを検出したとき、上述したように跳ね返り分である５度第１の励磁回路４ａにより逆回転させている。
【００８０】
第１の励磁回路４ａにより２．２５度という小さい回転角度で回転させれば、ストッパ５に当接する際にほとんど跳ね返りが生じることなく、正確に指針２がゼロ位置で停止することができる。
【００８１】
さて、パターン生成回路４ｂ２は、回転子１ｂを逆回転させるために、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁ステップ▲８▼→▲７▼…となるように制御する励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を出力すればよいが、本発明では制御開始時に最初に励磁するステップを励磁ステップ▲１▼としている。この励磁ステップ▲１▼のように、励磁コイル１ａ１、１ａ２の１つだけが励磁状態となる励磁ステップから始めると以下に示す効果を奏することとなる。
【００８２】
すなわち、励磁ステップ▲８▼から逆回転するようにした場合、図７に示すように、第２の励磁回路４ｂによる制御開始時の回転子１ｂの位置が励磁ステップ▲４▼に示すような位置であったとき、この状態で励磁コイル１ａ１、１ａ２を励磁ステップ▲８▼に規定する励磁状態に制御すると、励磁コイル１ａ２のｂ側と、このｂ側に対向するＮ極との間での反発力により矢印Ｙ１へ回転しようとする力Ｆ１が生じ、一方励磁コイル１ａ２のａ側と、このａ側に対向するＮ極との間での反発力により矢印Ｙ２へ回転しようとする力が生じる。
【００８３】
このため、励磁ステップ▲８▼の励磁状態に制御しても励磁ステップ▲８▼に示す回転子１ｂの位置まで回転することなく、励磁ステップ▲６▼に示す回転子１ｂの位置で停止したままとなる可能性がある。このように励磁ステップ▲８▼に制御したにも拘わらず回転子１ｂの位置が励磁ステップ▲６▼の位置であった場合、次に励磁ステップ▲７▼に制御すると逆回転したいにも拘わらず、正回転してしまう場合がある。
【００８４】
このように、制御開始時に正回転し、その後逆回転させると、回転子１ｂの回転が安定するまでに時間がかかってしまう。そこで、上述したように励磁ステップ▲１▼から励磁を始めれば、励磁状態となるのは励磁コイル１ａ２だけなので必ず励磁コイル１ａ２のｂ側に吸引されて、励磁ステップ▲１▼の状態から逆回転を始めることができ、回転子１ｂの回転が安定するまでの時間がかからないようになり、リセット動作にかかる時間を短くすることができる。
【００８５】
また、本発明の実施形態においては、励磁コイル１ａ１、１ａ２が励磁ステップ▲２▼に規定される励磁状態になったとき、指針２がストッパ５に当接するように、指針２は回転子１ｂに組み込まれている。このとき、上述したように励磁ステップ▲１▼又は、励磁ステップ▲５▼で励磁コイル１ａ１に生じる誘導電圧の有無を検出すると、指針２がストッパ５に当接したとき、確実に励磁コイル１ａ１に誘導電圧無しを検出することができる。
【００８６】
すなわち、指針２がストッパ５に当接して、回転子１ｂが励磁ステップ▲２▼に示す位置で停止したときに、第２の励磁回路４ｂにより、励磁ステップ▲１▼→▲８▼→▲７▼→▲６▼→▲５▼→▲４▼→▲３▼→▲２▼→▲１▼…と逆励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の制御が行われ続けると、励磁ステップ▲４▼辺りから回転子１ｂが正回転してしまう恐れがある。この回転子１ｂの正回転により励磁ステップ▲３▼では、指針２がストッパ５に当接した後であるにも拘わらず、誘導電圧が発生してしまい、指針２が所定位置に到達したことを検出することができない。
【００８７】
そこで、上述したように、励磁ステップ▲１▼又は、励磁ステップ▲５▼となるタイミングで誘導電圧の有無を検出すれば、正回転する前であり、回転子１ｂが停止しているため、確実に励磁コイル１ａ１に誘導電圧が生じなくなる。
【００８８】
また、励磁ステップ▲２▼で指針２が当接しても、ギア３のあそび等により励磁ステップ▲１▼に規定する励磁状態に制御すると、回転子１ｂがわずかに回転し、励磁ステップ▲１▼での励磁コイル１ａ１にわずかであるが誘導電圧が生じてしまう場合がある。このため、誘導電圧の有無を検出する励磁ステップは、励磁ステップ▲１▼だけでなく、回転子１ｂが正回転する直前すなわち、励磁ステップ▲５▼となるタイミングで検出する方が望ましい。
【００８９】
なお、上述した実施例では、励磁コイル１ａ１に発生する電圧Ｖ１に基づき、位置検出回路４ｄが誘導電圧の有無を検出していたが、例えば、励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼に励磁状態が制御されている間、複数回検出した電圧の平均値を算出し、その平均電圧に基づき誘導電圧の有無を検出してもよい。
【００９０】
平均値から誘導電圧の有無を検出すれば、励磁コイル１ａ１が発生する電圧Ｖ１に雑音が重畳していたとしても、平均を取ることにより雑音を相殺した電圧に基づき誘導電圧の有無を検出することができる。このため、正確に励磁コイル１ａ１に発生する誘導電圧の有無を検出することができ、より一層確実に移動量の差異をリセットすることができる。
【００９１】
また、上述した実施例によれば、制御回路４ｆは、位置検出回路４ｄが指針２がゼロ位置に到達したことを検出したときのみ、第１の励磁回路４ａによる制御を開始させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させるようにしていた。
【００９２】
しかしながら、例えば、さらに図５に示すように分周パルスをカウントすることによって、回転子１ｂの回転角度をカウントするカウンタ４ｇを設ける。そして、このカウンタのカウント値が所定値を越えたときも第１の励磁回路４ａによる制御を開始させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させるようにしてもよい。
【００９３】
所定値を例えば、指針２の振れ幅（Ａ＋α）に設定しておけば、例えば位置検出回路４ｄに不具合が生じ指針２がゼロ位置にあることを検出することができなかったとしても、指針２が振れ幅Ａを越えると第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させることができる。
【００９４】
また、上述した実施例では、誘導電圧を検出する検出コイルを第２の励磁回路４ｂにより無励磁状態に制御されている励磁コイル１ａ１を流用していたが、例えば、励磁コイル１ａ１、１ａ２と別途に設けたコイルにより誘導電圧を検出するようにしてもよい。しかしながら、コスト的には、励磁コイル１ａ１を流用する方が部品点数を増やす必要がないため好ましい。
【００９５】
また、上述した実施例では、誘導電圧の有無を検出するタイミングが励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼だけであったが、例えば、無励磁状態に制御されるタイミングは励磁ステップ▲１▼、▲５▼以外にも▲３▼、▲７▼もあるので、このときの励磁コイル１ａ１に生じる誘導電圧の有無を検出するようにしてもよい。この場合、誘導電圧の有無を検出するタイミングが１サイクルで４回できるようになり、より速く指針２がゼロ位置に到達したか否かを検出することができる。
【００９６】
また、上述した実施例では、第２の励磁回路４ｂは、励磁ステップ▲１▼から励磁状態の制御を開始していたが、例えば、励磁コイル１ａ１、１ａ２の何れか１つのみが励磁状態になるとき、すなわち励磁ステップ▲７▼、▲５▼、▲３▼から励磁状態の制御を開始するようにしても上記効果を得ることができる。
【００９７】
さらに、上述した実施例では、指針２がストッパ５に当接して回転子１ｂが停止状態で、第２の励磁回路４ｂによる制御が行われ続けたとき、正回転する直前の励磁ステップは▲５▼であったが、これは指針２がストッパ５に当接するときの回転子１ｂの位置に応じて変わる。
【００９８】
すなわち、励磁ステップ▲８▼の状態で指針２がストッパ５に当接するように回転子１ｂに指針２が組み込まれている場合、励磁ステップ▲２▼辺りで正回転が始まる恐れがあるため、励磁ステップ▲３▼が正回転する直前の励磁ステップとなる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがないので、低い誘導電圧を誘導電圧無しと誤判定することなく、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１００】
請求項２記載の発明によれば、所定時間は、回転子が回転し始めてからその追従が一定速度となり安定となるまでの間に相当するため、位置検出手段による検出中に、回転子が回転している間は検出コイルに高い誘導電圧を発生させることができるので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０１】
請求項３記載の発明によれば、励磁コイルの電圧の雑音が重畳していたとしても、平均値を算出することにより雑音を相殺した電圧を検出することができるため、誘導電圧の有無を誤検出することがないので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０２】
請求項４記載の発明によれば、位置検出手段により被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段が前記被駆動部材の跳ね返り分を第２の励磁手段の制御による回転角度より小さい回転角度で回転子を回転させてストッパ側に戻すため、跳ね返りを防止することができるので、確実に被駆動部材を所定位置で停止させることができ、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０３】
請求項５記載の発明によれば、何らかの原因で被駆動部材がストッパに当接して、所定位置で停止しているにも拘わらず、位置検出手段による検出が行われないときであっても、第２の励磁手段の制御による回転子の回転角度のカウント値が所定値を越えれば、第２の励磁手段による制御を停止することができるので、位置検出手段に不具合が生じ、被駆動部材が所定位置で停止したことを検出することができなかったとしても、第２の励磁手段が制御をし続けることがない駆動装置を得ることができる。
【０１０４】
請求項６記載の発明によれば、回転子の位置がどんな位置にあったとしても、必ず励磁状態にある励磁コイルと対極する位置から回転をし始めることができるため、回転子の回転が安定するまでの時間を短くすることができるので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０５】
請求項７記載の発明によれば、回転子を回転させるための励磁コイルと、誘導電圧の検出用のコイルとを別途にする必要がないので、コストダウンを図った駆動装置を得ることができる。
【０１０６】
請求項８記載の発明によれば、回転子の正回転が起こる前に、誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧無しを検出することができるので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０７】
請求項９記載の発明によれば、被駆動部材がストッパに当接した直後に無励磁状態に制御された励磁コイルには、回転子の回転力を被駆動部材に伝えるギアのあそび等により若干誘導電圧が発生するが、正回転する直前まで待って誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧の有無を検出することができるので、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０８】
請求項１０記載の発明によれば、全てのタイミングで、誘導電圧の有無を検出することにより、誘導電圧の有無を検出するタイミングを最大にすることができるので、より一層正確にかつ、速く被駆動部材があるべき位置との間の差異をリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０９】
請求項１１記載の発明によれば、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがないので、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実に、かつ短時間にリセットするように回転子を回転させることができる駆動制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置としての指示装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】励磁コイルの励磁状態と回転子の回転の関係を説明するための図である。
【図３】図１の指示装置を構成する駆動制御装置の詳細を示す図である。
【図４】図３の第２の励磁回路が出力する励磁パルス及び、オープン信号を説明するための図である。
【図５】図３の駆動制御装置を構成する第２の励磁回路及び、位置検出回路を示す図である。
【図６】図１の指示装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図７】励磁ステップ▲１▼から制御を開始する理由を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ１ 励磁コイル
１ａ２ 励磁コイル
１ｂ 回転子
２ 指針（被駆動部材）
４ａ 第１の励磁回路（第１の励磁手段）
４ｂ 第２の励磁回路（第２の励磁手段）
４ｄ 位置検出回路（位置検出手段）
４ｆ 制御回路（制御手段）
４ｅ 検出停止回路（検出停止手段）
４ｇ カウンタ（計数手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動装置及び、駆動制御装置に係わり、特に、ステッピングモータの回転により被駆動部材を駆動する駆動装置及び、ステッピングモータを回転駆動するための駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述した駆動制御装置を組み込んだ駆動装置として、例えば、車両の速度やエンジンの回転数を指示する指針を被駆動部材とする指示装置が知られている。上記指示装置は、図１に示すように、２つの励磁コイル１ａ１、１ａ２及び、ＮＳ極が交互に５極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂを有するステッピングモータ１と、回転子１ｂの回転駆動に連動する指針２と、回転子１ｂの回転駆動を指針２に伝えるギア３と、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御して、回転子１ｂを正逆回転させる駆動制御装置４とを備えている。
【０００３】
上記指示装置が例えば車速計に用いられている場合、駆動制御装置４には、車速センサが計測した車速情報に基づき算出した指針２の指示位置である目標位置θと、現位置θ′との差である移動量θ−θ′に相当する回転子１ｂの回転角度を示す角度データＤ１が供給される。そして、駆動制御装置４がこの角度データＤ１に応じて励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することにより、指針２が差分θ−θ′だけ移動して目標位置を指示するようになる。
【０００４】
ところで、上記指示装置は、車体の振動あるいは雑音が重畳している角度データＤ１の入力等の原因により、指針２が本来移動すべき移動量（＝差分θ−θ′）と、実際の移動量とが異なる脱調を起こしてしまうことがあった。そして、この脱調が繰り返されると、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生じ、指示装置は正確な指示を行うことができなくなってしまう。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、図１に示すように、指針２がゼロ（例えば０km/h）を示す位置にストッパ５を設け、イグニッションオン、オフ又はバッテリを接続するごとに、指針２をストッパ５側に移動させると共に、ストッパ５に当接させてゼロ位置に停止させることによって、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間の差異をリセットするリセット動作を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した指示装置は、指針２を確実にストッパ５に当接させるため、指針２の振れ角Ａより大きい角度（Ａ＋α）だけ指針２を移動させるように回転子１ｂを回転させる必要がある。このため、指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間で差異が生じていようが、いまいが必ずリセット動作に指針２を角度（Ａ＋α）移動させる分の時間を費やし、リセット動作に時間がかかり過ぎるという問題があった。
【０００７】
また、指針２がストッパ５に当接して停止しているにも拘わらず励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態が制御し続けられるため、指針２がストッパ５に当接したり離れたりを繰り返し、指針２がストッパ５に当接する毎に「カチ、カチ」という音が生じ、運転者にとってその音は不快となる。
【０００８】
そこで、リセット動作により指針２がストッパ５に当接しておらず、指針２が移動して回転子１ｂが回転している間は、無励磁状態のコイルに誘導電圧が生じ、一方、指針２がストッパ５に当接して、回転子１ｂの回転が停止したときは、コイルに誘導電圧が生じてないことに着目し、無励磁状態のコイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、指針２がストッパ５と当接したことを検出すると、指針２の移動を停止するものが考えられていた。
【０００９】
しかしながら、停止状態の回転子１ｂを回転状態に遷移させると、回転し始めは回転子１ｂの回転が安定しない。すなわち、回転子１ｂは、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に遅れて所定角度回転することになるが、回転し始めは回転子１ｂに静摩擦が生じているため、励磁状態の変化に応じた所定角度の回転が低速度で行われ、その後回転が安定すると、一定速度で所定角度づつ回転するようになる。
【００１０】
このため、低速で回転する回転し始めは、励磁コイル１ａ１、１ａ２に生じる誘導電圧も低くなり、回転し始めの回転子１ｂの回転により発生する誘導電圧を検出すると、ストッパ５に当接していないにも拘わらず、誘導電圧無しと誤検出されストッパ５方向への回転を停止させてしまう。このため、確実に指針２が指示する速度と、速度センサが計測した速度情報との間の差異をリセットすることができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実にリセットすることができる駆動装置及び、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実にリセットするようにステッピングモータの回転子を回転させることができる駆動制御装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、複数の励磁コイル及び、ＮＳ極が複数着磁され、前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を有するステッピングモータと、前記回転子の回転駆動に連動する被駆動部材と、前記被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパと、前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記回転子を正逆回転させる第１の励磁手段と、前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記被駆動部材が前記所定位置に向かう方向に前記回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、前記回転子の回転により誘導電圧が生じる検出コイルと、該第２の励磁手段による制御中、前記検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記所定位置で停止したことを検出する位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段により前記被駆動部材が前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる制御手段とを備える駆動装置において、前記第２の励磁手段による制御開始から所定時間、前記位置検出手段による検出を停止させる検出停止手段をさらに備えることを特徴とする駆動装置に存する。
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、第１の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、回転子を正逆回転させる。第２の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、被駆動部材が所定位置に向かう方向に回転子を逆回転させる。位置検出手段が、第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材がストッパに当接して所定位置で停止したことを検出する。制御手段が、命令信号を入力したとき、第１の励磁手段による制御を停止させると共に、第２の励磁手段による制御を開始させ、被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、第２の励磁手段による制御を停止させる。検出停止手段が、第２の励磁手段による制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させる。
【００１４】
従って、停止状態の回転子が回転し始めたとき、励磁コイルの励磁状態の変化に対する回転子の追従は、不安定であり低速である。このとき検出コイルに発生する誘導電圧は低い。以上のことに着目し、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがない。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の駆動装置であって、前記所定時間は、停止状態の回転子が回転し始めてから、前記励磁コイルの励磁状態の変化に応じて一定速度で追従するようになるまでの時間に相当することを特徴とする駆動装置に存する。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、所定時間が、停止状態の回転子が回転し始めてから、励磁コイルの励磁状態の変化に応じて一定速度で追従するようになるまでの時間に相当する。回転子は、励磁コイルの励磁状態の変化に応じて回転し始めはゆくっりと徐々に速度を上げながら追従し、その後一定速度で安定して追従する。以上のことに着目し、所定時間は、回転子が回転し始めてからその追従が一定速度となり安定となるまでの間に相当するため、位置検出手段による検出中に、回転子が回転している間は検出コイルに高い誘導電圧を発生させることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は、２記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記励磁コイルに生じる電圧を複数回検出すると共に、前記検出した電圧の平均値を算出する平均算出手段を有し、前記平均算出手段が算出した平均値に基づき、前記誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、位置検出手段において、平均値算出手段が、励磁コイルに生じる電圧を複数回検出すると共に、検出した電圧の平均値を算出し、算出した平均値に基づき、誘導電圧の有無を検出する。従って、励磁コイルの電圧の雑音が重畳していたとしても、平均値を算出することにより雑音を相殺した電圧を検出することができるため、誘導電圧の有無を誤検出することがない。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項記載の駆動装置であって、前記第１の励磁手段の制御による励磁状態の変化に応じた前記回転子の回転角度が、第２の励磁手段の制御による前記回転角度より小さいとき、前記第１の励磁手段は、前記制御手段によって制御が開始されたとき、前記回転子を所定角度だけ前記逆回転することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、第１の励磁手段の制御による励磁状態の変化に応じた回転子の回転角度が、第２の励磁手段の制御による回転角度より小さいとき、位置検出手段により被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段が、回転子を所定角度だけ逆回転させる。
【００２１】
従って、励磁状態の変化に応じた回転子の回転角度が大きい場合、被駆動部材がストッパに当接したとき跳ね返りが生じてしまう恐れがある。逆に、励磁状態の変化に応じた回転子の回転角度が、小さい場合、被駆動部材がストッパに当接したときの跳ね返りが小さい。以上のことに着目し、位置検出手段により被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段が前記被駆動部材の跳ね返り分を第２の励磁手段の制御による回転角度より小さい回転角度で回転子を回転させてストッパ側に戻すため、跳ね返りを防止することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れか１項記載の駆動装置であって、前記命令信号を入力したとき、前記回転子の回転角度のカウントを開始する計数手段を更に備え、前記制御手段は、前記カウント値が所定値を超えたとき、前記第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させることを特徴とする駆動装置に存する。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、計数手段が、命令信号を入力したとき、回転子の回転角度をカウントし、カウント値が所定値を越えたとき、制御停止手段が第２の励磁手段による制御を停止させる。従って、何らかの原因で被駆動部材がストッパに当接して、所定位置で停止しているにも拘わらず、位置検出手段による検出が行われないときであっても、第２の励磁手段の制御による回転子の回転角度のカウント値が所定値を越えれば、第２の励磁手段による制御を停止することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５何れか１項記載の駆動装置であって、前記第２の励磁手段は、前記励磁コイルの励磁状態を規定する複数の異なる励磁ステップから構成される励磁パターンに従って繰り返し励磁状態の制御することにより、前記回転子を逆回転させるものであり、前記複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁されるような励磁ステップから前記励磁パターンに従った励磁状態の制御を開始することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、回転子の位置がどんな位置にあったとしても、複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁状態となったときは、回転子はその励磁コイルと対極する位置まで回転することに着目し、第２の励磁手段が、複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁状態となるような励磁ステップから励磁パターンに従った励磁状態の制御を開始する。従って、回転子の位置がどんな位置にあったとしても、必ず励磁状態にある励磁コイルと対極する位置から回転をし始めることができるため、回転子の回転が安定するまでの時間を短くすることができる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６何れか１項記載の駆動装置であって、前記検出コイルとして、前記複数の励磁コイルの内、前記第２の励磁手段により無励磁状態に制御されているものを流用することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、検出コイルとして、複数の励磁コイルの内、第２の励磁手段により無励磁状態に制御されているものを流用するので、回転子を回転させるための励磁コイルと、誘導電圧の検出用のコイルとを別途にする必要がない。
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記回転子が停止した状態で、前記第２の励磁手段による前記励磁コイルの制御が行われ続けることにより前記回転子が正回転する前に、誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００２９】
請求項８記載の発明によれば、位置検出手段が、被駆動部材がストッパに当接して回転子が停止した状態で、第２の励磁手段による励磁コイルの制御が行われ続けることにより、回転子が正回転する前に無励磁状態に制御される前記励磁コイルについて、誘導電圧の有無を検出する。
【００３０】
被駆動部材がストッパに当接して回転子が停止した状態で、第２の励磁手段による励磁コイルの制御が行われ続けると、回転子は正回転し、この正回転により被駆動部材がストッパに当接したにも拘わらず誘導電圧が発生してしまう。以上のことに着目し、回転子の正回転が起こる前に、誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧無しを検出することができる。
【００３１】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記回転子の正回転が起こる直前に無励磁状態に制御された励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００３２】
請求項９記載の発明によれば、位置検出手段が、回転子の正回転が起こる直前に無励磁状態に制御された励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出する。従って、被駆動部材がストッパに当接した直後に無励磁状態に制御された励磁コイルには、回転子の回転力を被駆動部材に伝えるギアのあそび等により若干誘導電圧が発生するが、正回転する直前まで待って誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧の有無を検出することができる。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項７項記載の駆動装置であって、前記位置検出手段は、前記第２の励磁手段により前記複数の励磁コイルの何れか１つでも無励磁状態に制御される全てのタイミングで、当該無励磁状態の励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出することを特徴とする駆動装置に存する。
【００３４】
請求項１０記載の発明によれば、位置検出手段が、第２の励磁手段により複数の励磁コイルの何れか１つでも無励磁状態に制御される全てのタイミングで、当該無励磁状態の励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出する。従って、全てのタイミングで、誘導電圧の有無を検出することにより、誘導電圧の有無を検出するタイミングを最大にすることができる。
【００３５】
請求項１１記載の発明は、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を正逆回転させる第１の励磁手段と、前記励磁コイルの励磁状態を制御して、前記回転子の回転動作に連動する被駆動部材が、当該被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパに向かうように前記回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、該第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記所定位置で停止したことを検出する位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段により前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる制御手段とを備える駆動制御装置において、前記第２の励磁手段による制御開始から所定時間、前記位置検出手段による検出を停止させる検出停止手段をさらに備えることを特徴とする駆動制御装置に存する。
【００３６】
請求項１１記載の発明によれば、第１の励磁手段が、複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を正逆回転させる。第２の励磁手段が、励磁コイルの励磁状態を制御して、回転子の回転動作に連動する被駆動部材が、当該被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパに向かうように回転子を回転させる。位置検出手段が、該第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、被駆動部材が所定位置で停止したことを検出する。制御手段が、命令信号を入力したとき、第１の励磁手段による制御を停止させると共に、第２の励磁手段による制御を開始させ、位置検出手段により前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、第２の励磁手段による制御を停止させる。検出停止手段が、第２の励磁手段による制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させる。
【００３７】
従って、停止状態の回転子が回転し始めたとき、励磁コイルの励磁状態の変化に対する回転子の追従は、不安定となり低速である。このとき検出用コイルに発生する誘導電圧は低い。以上のことに着目し、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがない。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の駆動装置として駆動制御装置を組み込んだ指示装置を示す図である。指示装置は、上述した従来で説明したように、励磁コイル１ａ１、１ａ２及び、ＮＳ極が交互に５極づつ着磁され、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に追従して回転する回転子１ｂを有するステッピングモータ１とを備えている。
【００３９】
指示装置はさらに、回転子１ｂの回転駆動に連動する被駆動部材としての指針２と、回転子１ｂの回転駆動を指針２に伝えるギア３と、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御して、回転子１ｂを正逆回転する駆動制御装置４と、指針２をゼロを示す位置（以下、ゼロ位置という）に機械的に停止させるストッパ５とを備えている。なお、このゼロ位置が請求項中の所定位置に相当する。
【００４０】
まず始めに、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態と回転子１ｂの回転との関係を図２を参照して以下説明する。まず、励磁ステップ▲１▼に規定された励磁状態、すなわち励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極に、励磁コイル１ａ１が無励磁状態となるように制御すると、励磁コイル１ａ２のｂ側に回転子１ｂのＳ極が吸引され安定する。
【００４１】
次に、励磁ステップ▲２▼に進んで、励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極に、励磁コイル１ａ１のａ側がＮ極になるように制御すると、回転子１ｂは励磁ステップ▲１▼の回転子１ｂの位置から矢印Ｙ１方向に９度回転した位置で安定する。この回転子１ｂの矢印Ｙ１方向の回転を以降正回転という。
【００４２】
以下、励磁コイル１ａ２のｂ側、励磁コイル１ａ１のａ側をそれぞれ無励磁、Ｎ極（励磁ステップ▲３▼）→Ｓ極、Ｎ極（励磁ステップ▲４▼）→Ｓ極、無励磁（励磁ステップ▲５▼）→Ｓ極、Ｓ極（励磁ステップ▲６▼）→無励磁、Ｓ極（励磁ステップ▲７▼）→Ｎ極、Ｓ極（励磁ステップ▲８▼）となるように制御すると、回転子１ｂは励磁状態の変化に追従して９度づつ正回転する。
【００４３】
そして、励磁ステップ▲８▼から、再び励磁ステップ▲１▼に規定された励磁状態に制御すると、回転子１ｂはまた９度正回転して安定する。従って、それぞれ異なる複数の励磁ステップ▲１▼→▲２▼→…▲８▼から構成される励磁パターンに従って繰り返し励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することによって、回転子１ｂを１ステップごと９度づつ正回転させている。なお、この正回転に応じて指針２は矢印Ｙ４方向（図１参照）に回転することとなる。
【００４４】
ここでは、８つの励磁ステップから構成される励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御することにより、１ステップごとに回転子１ｂを９度づつ正回転させている例について説明したが、例えば、励磁ステップ▲８▼と励磁ステップ▲７▼との間に励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極、励磁コイル１ａ１のａ側がＳ極となるように制御し、さらに、励磁コイル１ａ２のｂ側がＮ極に励磁されることにより発生する磁界と、励磁コイル１ａ１のａ側がＳ極に励磁されることにより発生する磁界との比が１対√２になるような励磁状態を規定する励磁ステップ▲７▼′（図示せず）を挿入する。
【００４５】
このようにすれば、励磁コイル１ａ２のｂ側が回転子１ｂのＳ極を吸引する力が、励磁コイル１ａ１のｂ側が回転子１ｂのＮ極を吸引する力より小さくなるため、回転子１ｂは励磁ステップ▲８▼の回転子１ｂの位置から４．５度正回転した位置で上述した吸引力がつり合い安定する。
【００４６】
以上のような励磁ステップを各励磁ステップの間に挿入して、１６の励磁ステップから構成される励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御すれば、回転子１ｂを１ステップごとに４．５度づつ正回転させることができる。つまり、１ステップごとの回転角度は、励磁パターンを構成する励磁ステップ数によって設定することができる。
【００４７】
また、回転子１ｂを矢印Ｙ２に回転させるには、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を励磁ステップ▲８▼→▲７▼…→▲１▼というように上記励磁パターンと逆の逆励磁パターンに従って制御すればよい。以降、回転子１ｂの矢印Ｙ２方向の回転を逆回転といい、この逆回転を行うことにより指針２がストッパ５に向かう方向Ｙ１に移動することとなる。
【００４８】
次に、上記駆動制御装置４の構成について説明する。駆動制御装置４は、図３に示すように、すでに説明した角度データＤ１に応じて回転子１ｂを正逆回転させるため、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御する第１の励磁回路４ａ（＝第１の励磁手段）を有する。上記第１の励磁回路４ａは、車速に応じた指針２の指示精度を向上するために、例えば、３２の励磁ステップから構成される正逆励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御して、回転子１ｂが１ステップごとに２．２５度回転するようにしている。
【００４９】
また、第１の励磁回路４ａは、このように１ステップごとの回転子１ｂの回転角度を細かくするために、図示しないＰＷＭ発生器を有し、このＰＷＭ発生器によりデューティーが制御された励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４を励磁コイル１ａ１、１ａ２に対して出力している。すなわち、励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４のデューティーを制御して、励磁コイル１ａ１、１ａ２に流れる電流の実効値を制御することにより、励磁コイル１ａ１、１ａ２を各励磁ステップに規定された励磁状態にしている。
【００５０】
駆動制御装置４はまた、励磁コイル１ａ１のａ側、ｂ側にそれぞれ設けられたスイッチＳＷ１及び、ＳＷ２と、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御する励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を出力して、指針２がゼロ位置に向かう方向に回転子１ｂを逆回転させると共に、オープン信号Ｓ１１、Ｓ１２をスイッチＳＷ１及び、ＳＷ２の制御端子に出力する第２の励磁回路４ｂ（＝第２の励磁手段）とを有する。
【００５１】
上記励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４は、１ステップごとに回転子１ｂを９度逆回転させるため、図４に示すように、互いに位相の異なるパルスである。この励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を励磁コイル１ａ１、１ａ２に入力することにより、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態が図２に示すような、励磁ステップ▲８▼→…→▲１▼に対応して変化し、この励磁状態の変化に応じて回転子１ｂが追従して逆回転する。
【００５２】
また、オープン信号Ｓ１１は、図４に示すように、励磁ステップ▲１▼でＨレベルとなるパルス、オープン信号Ｓ１２は、励磁ステップ▲５▼でＨレベルとなるパルスからそれぞれ構成される信号である。
【００５３】
スイッチＳＷ１の制御端子にオープン信号Ｓ１１を、スイッチＳＷ２の制御端子にオープン信号Ｓ１２をそれぞれ入力すると、Ｈレベルのパルスの入力に応じてスイッチＳＷ１又は、ＳＷ２が開する。従って、励磁コイル１ａ１が無励磁状態に制御される励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼で励磁コイル１ａ１のａ側又は、ｂ側をオープンにすることができ（図２の励磁ステップ▲１▼又は▲５▼参照）、回転子１ｂが回転状態であれば、励磁ステップ▲１▼又は▲５▼の励磁コイル１ａ１には誘導電圧が生じるようになる。
【００５４】
駆動制御装置４はまた、図３に示すように、４つのＯＲゲートから構成され、励磁パルスＰ１１〜Ｐ１４又は、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４の何れかを励磁コイル１ａ１、１ａ２に入力するセレクタ回路４ｃと、励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼となるタイミングで、励磁コイル１ａ１の両端電圧Ｖ１から誘導電圧の有無を検出すると共に、該誘導電圧の有無に基づき指針２がストッパ５に当接してゼロ位置で停止したことを検出する位置検出回路４ｄ（＝位置検出手段）と、第２の励磁回路４ｂによる制御開始から所定時間、位置検出回路４ｄによる検出を停止させるＬレベルの検出停止信号Ｓ２を第２の励磁回路４ｂに出力する検出停止回路（検出停止手段）４ｅとを有する。
【００５５】
駆動制御装置４はさらに、イグニッションオン、オフ又は、車載バッテリの接続等のタイミングで出力される命令信号Ｓ３を入力したとき、第１の励磁回路４ａによる制御を停止させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を開始させ、指針２がストッパ５に当接してゼロ位置で停止したことを位置検出回路４ｄが検出したとき、第１の励磁回路４ａによる制御を開始させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させる制御回路４ｆ（＝制御手段）とを有している。
【００５６】
次に、第２の励磁回路４ｂ及び、位置検出回路４ｄの詳細について説明する。第２の励磁回路４ｂは、図５に示すように、例えば２[ＭＨｚ]のクロック信号ＣＫを所定の分周比で分周する分周回路４ｂ１と、分周回路４ｂ１が分周した分周パルスに基づいて、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１、Ｓ１２を直列にした直列信号を出力するパターン生成回路４ｂ２と、直列信号を並列にすることにより、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１、Ｓ１２を並列に出力する６ビットのシフトレジスタ４ｂ３とを有している。
【００５７】
位置検出回路４ｄは、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２が入力されているＯＲゲート４ｄ１と、ＯＲゲート４ｄ１の出力と、Ｌレベルの検出停止信号Ｓ２とが入力されているＡＮＤゲート４ｄ２と、励磁コイル１ａ１の両端電圧Ｖ１を例えば８ビットのディジタル値Ｄ２に変換するアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）４ｄ３とを有する。
【００５８】
位置検出回路４ｄはまた、ＡＮＤゲート４ｄ２がＨレベルになる毎に、ディジタル値Ｄ２を直列に出力するシフトレジスタ４ｄ４と、シフトレジスタ４ｄ４から出力されるディジタル値Ｄ２の直列信号と、予め定めた値とをＡＮＤゲート４ｄ２がＨレベルになる毎に、比較する比較器４ｄ５とを有する。
【００５９】
上述した構成の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置としての指示装置の動作を図６のタイムチャートを参照して以下説明する。イグニッションオン、オフ又は、車載バッテリの接続時に応じて出力される命令信号Ｓ３が入力したとき（図６（ａ））、制御回路４ｆはリセット動作を開始し、第１の励磁回路４ａに角度データＤ１の入力を拒否させる拒否信号を出力して、第１の励磁回路４ａによる制御を停止させる。また、制御回路４ｆは、分周回路４ｂ１にクロック信号ＣＫの分周を開始させる（図６（ｂ））。これにより、パターン生成回路４ｂ２には分周パルスが入力され、これに応じて励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２を直列にした直列信号がシフトレジスタ４ｂ３に対して出力させる（図６（ｃ））。
【００６０】
またシフトレジスタ４ｂ３は、分周パルスが入力する毎にパターン生成回路４ｂ２から出力される直列信号を６ビットのレジスタに順次記憶すると共に、分周パルスが６個入力する毎に、各レジスタに記憶された信号を並列に出力し、励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２をそれぞれ並列に出力している。
【００６１】
ところで、停止状態の回転子１ｂを回転状態に遷移する際に、高周波の励磁パルスＰ２２〜Ｐ２４を励磁コイル１ａ１、１ａ２に入力すると、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化速度が速くなり、この変化に回転子１ｂが追従することができず回転状態に遷移することができない。
【００６２】
そこで、停止状態の回転子１ｂを回転状態に遷移させるためには、回転し始めは回転子１ｂを自起動周波数以下で回転させるようにする必要がある。自起動周波数とは、停止状態の回転子１ｂが励磁状態の変化に追従して回転状態に遷移することができる回転周波数の最大値である。
【００６３】
従って、制御回路４ｆは、命令信号Ｓ３の入力に応じて、自起動周波数以下で回転子１ｂが回転するような、周波数の励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４、オープン信号Ｓ１１及び、Ｓ１２の出力を制御する。具体的には、制御回路４ｆは、分周パルスが自起動周波数に応じた周期Ｔzごとに出力するように、分周回路４ｂ１の分周比を制御する。
【００６４】
なお、本発明の実施では、最初励磁ステップ▲８▼→…→▲１▼から構成される逆励磁パターンの１サイクル目までの間の回転子１ｂを自起動周波数で回転させ、２サイクル目から回転子１ｂを自起動周波数より高い所定周波数で回転させるようにしている。すなわち、２サイクル目から分周パルスが所定周波数に応じた周期Ｔsごとに出力するように、分周回路４ｂ１の分周比を制御する。
【００６５】
一方、命令信号Ｓ３の入力に応じて検出停止回路４ｅは、逆励磁パターンが５サイクル目となるまでの間、Ｌレベルの検出停止信号Ｓ２を出力する。このため逆励磁パターンが５サイクル目までは、ＡＮＤゲート４ｂ２は常にＬレベルであるため、比較器４ｄ５での比較は行われない。
【００６６】
これは、以下に示す問題を解決するために行っているものである。すなわち、停止状態の回転子１ｂが回転し始めたとき、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に対する回転子１ｂの追従は、不安定であり低速である。このとき励磁ステップ▲１▼又は▲５▼のタイミングで、励磁コイル１ａ１に発生する誘導電圧は低く、回転子１ｂが回転状態にあるにも拘わらず、励磁コイル１ａ１の両端電圧Ｖ１のディジタル値Ｄ２が予め定めた値以下となり、比較器４ｄ５が誘導電圧無しとしてゼロ位置に到達したと誤検出してしまう恐れがある。
【００６７】
そこで、上述したように励磁コイル１ａ１、１ａ２の制御を開始して、回転子１ｂを回転させはじめてから励磁ステップが５サイクル目になるまでの所定時間、検出停止信号Ｓ２を出力して、比較器４ｄ５による比較を行わないようにすると共に、５サイクル目以降回転子１ｂが常時回転状態となるような所定周波数で回転子１ｂを回転させることによって、位置検出回路４ｄが、停止状態の回転子１ｂが回転状態へ遷移する際に励磁コイル１ａ１に発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針２がゼロ位置で停止したことを検出することがないようにしている。
【００６８】
このため、指針２がゼロ位置に到達したことを確実に検出して第２の励磁回路４ｂによる制御を停止することでき、確実に車速センサが計測する車速情報と、指針２が示す車速との差異をリセットすることができる。
【００６９】
また、検出停止回路４ｅが位置検出回路４ｄによる検出を停止させる検出停止信号Ｓ６を出力する所定時間は、具体的には励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の変化に応じて、停止状態の回転子１ｂが一定速度で追従するようになるまでの時間に相当する。
【００７０】
従って、位置検出回路４ｄによる検出中に、回転子１ｂが回転している間は、励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼となるタイミングでの励磁コイル１ａ１に高い誘導電圧を発生することができるので、回転子１ｂが回転しているにも拘わらず、誘導電圧なしと誤検出することがなく、確実に車速センサが計測する車速情報と、指針２が示す車速との差異をリセットすることができる。
【００７１】
その後、逆励磁パターンが５サイクル目となり、検出停止回路４ｅからのＬレベルの検出停止信号Ｓ２の出力が停止されると、オープン信号Ｓ１１又はＳ１２の何れかＨレベルになる毎に、すなわち励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼になる毎に、Ａ／Ｄ変換器４ｄ３が変換したディジタル値Ｄ２をシフトレジスタ４ｄ４により直列信号に変換して比較器４ｄ５に入力する。そして、比較器４ｄ５は、直列ディジタル値と予め定めた値との比較を行う。
【００７２】
このとき、指針２がストッパ５に当接しておらず、回転子１ｂが回転状態にあるときは無励磁状態の励磁コイル１ａ１には、誘導電圧が生じているため、比較器４ｄ５に入力する両端電圧Ｖ１のディジタル値Ｄ２は、予め定めた値より高い。このときは、比較器４ｄ５はＬレベルの信号を出力する。
【００７３】
一方、指針２がストッパ５と当接しており、回転子１ｂが停止状態にあるときは無励磁状態の励磁コイル１ａ１には、誘導電圧が発生しない。従って、比較器４ｄ５に入力する電圧Ｖ１のディジタル値Ｄ２は、予め定めた値より小さくなる。このときは比較器４ｄ５は、誘導電圧無しを検出したことを伝える旨のＨレベルの検出信号Ｓ４を出力する。
【００７４】
この出力に応じて制御回路４ｆは、リセット動作を停止して、検出信号Ｓ４が出力されたタイミングが励磁ステップ▲１▼であった場合は、第２の励磁回路４ｂのパターン生成回路４ｂ２に励磁パルスＰ２１〜Ｓ２４、オープン信号Ｓ１１及び、１２を直列にした直列信号の生成を停止させると共に、シフトレジスタ４ｂ３をリセットして第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させる。
【００７５】
ところで、本発明の実施の形態では、指針２は励磁ステップ▲２▼に示す回転子１ｂの状態でストッパ５に当接するように、組み込まれている。そこで、制御回路４ｆは、誘導電圧無しが検出されたタイミングが励磁ステップ▲５▼であった場合は、第２の励磁回路４ｂにより、励磁ステップ▲４▼→▲３▼→▲２▼→▲１▼までさらに制御した後に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させると共に、第１の励磁回路４ａによる制御を開始させる。
【００７６】
以上のように、励磁ステップ▲５▼で誘導電圧無しを検出したときは、励磁ステップ▲１▼まで制御してから第２の励磁回路４ｂによる制御を停止することにより、指針２をゼロ位置にぴったり停止させることができる。
【００７７】
また、第１の励磁回路４ａは、制御回路４ｆによる制御開始時に、回転子１ｂを例えば５度だけ逆回転させた後、角度データＤ１に応じた制御を行う。このように、第１の励磁回路４ａにより回転子１ｂを例えば５度だけ逆回転させる理由は以下に示す通りである。すなわち、上述したように第２の励磁回路４ｂは、１ステップごとに回転子１ｂが９度回転するように励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御している。
【００７８】
一方、第１の励磁回路４ａは、１ステップごとに回転子１ｂを２．２５度回転するように励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態を制御している。つまり、１ステップごとに回転子１ｂが回転する角度は、第２の励磁回路４ｂによる制御の方が、第１の励磁回路４ａによる制御に比べて大きい角度となっている。これは、第２の励磁回路４ｂの制御中、励磁コイル１ａ１に発生させる誘導電圧をなるべく大きくするために１ステップごとの回転角度を大きくして、追従速度を大きくするためである。
【００７９】
しかしながら、このように９度という大きな回転角度で回転させると、ストッパ５に当接する際に、例えば約５度程の跳ね返りが生じてしまう。このような跳ね返りが生じると指針２は、正確にゼロ位置に停止することができず、車速センサか計測した車速情報と、指針２が指示する車速との差異を正確にリセットすることができない。そこで、このような問題を解決するために指針２がゼロ位置に到達したことを検出したとき、上述したように跳ね返り分である５度第１の励磁回路４ａにより逆回転させている。
【００８０】
第１の励磁回路４ａにより２．２５度という小さい回転角度で回転させれば、ストッパ５に当接する際にほとんど跳ね返りが生じることなく、正確に指針２がゼロ位置で停止することができる。
【００８１】
さて、パターン生成回路４ｂ２は、回転子１ｂを逆回転させるために、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁ステップ▲８▼→▲７▼…となるように制御する励磁パルスＰ２１〜Ｐ２４を出力すればよいが、本発明では制御開始時に最初に励磁するステップを励磁ステップ▲１▼としている。この励磁ステップ▲１▼のように、励磁コイル１ａ１、１ａ２の１つだけが励磁状態となる励磁ステップから始めると以下に示す効果を奏することとなる。
【００８２】
すなわち、励磁ステップ▲８▼から逆回転するようにした場合、図７に示すように、第２の励磁回路４ｂによる制御開始時の回転子１ｂの位置が励磁ステップ▲４▼に示すような位置であったとき、この状態で励磁コイル１ａ１、１ａ２を励磁ステップ▲８▼に規定する励磁状態に制御すると、励磁コイル１ａ２のｂ側と、このｂ側に対向するＮ極との間での反発力により矢印Ｙ１へ回転しようとする力Ｆ１が生じ、一方励磁コイル１ａ２のａ側と、このａ側に対向するＮ極との間での反発力により矢印Ｙ２へ回転しようとする力が生じる。
【００８３】
このため、励磁ステップ▲８▼の励磁状態に制御しても励磁ステップ▲８▼に示す回転子１ｂの位置まで回転することなく、励磁ステップ▲６▼に示す回転子１ｂの位置で停止したままとなる可能性がある。このように励磁ステップ▲８▼に制御したにも拘わらず回転子１ｂの位置が励磁ステップ▲６▼の位置であった場合、次に励磁ステップ▲７▼に制御すると逆回転したいにも拘わらず、正回転してしまう場合がある。
【００８４】
このように、制御開始時に正回転し、その後逆回転させると、回転子１ｂの回転が安定するまでに時間がかかってしまう。そこで、上述したように励磁ステップ▲１▼から励磁を始めれば、励磁状態となるのは励磁コイル１ａ２だけなので必ず励磁コイル１ａ２のｂ側に吸引されて、励磁ステップ▲１▼の状態から逆回転を始めることができ、回転子１ｂの回転が安定するまでの時間がかからないようになり、リセット動作にかかる時間を短くすることができる。
【００８５】
また、本発明の実施形態においては、励磁コイル１ａ１、１ａ２が励磁ステップ▲２▼に規定される励磁状態になったとき、指針２がストッパ５に当接するように、指針２は回転子１ｂに組み込まれている。このとき、上述したように励磁ステップ▲１▼又は、励磁ステップ▲５▼で励磁コイル１ａ１に生じる誘導電圧の有無を検出すると、指針２がストッパ５に当接したとき、確実に励磁コイル１ａ１に誘導電圧無しを検出することができる。
【００８６】
すなわち、指針２がストッパ５に当接して、回転子１ｂが励磁ステップ▲２▼に示す位置で停止したときに、第２の励磁回路４ｂにより、励磁ステップ▲１▼→▲８▼→▲７▼→▲６▼→▲５▼→▲４▼→▲３▼→▲２▼→▲１▼…と逆励磁パターンに従って、励磁コイル１ａ１、１ａ２の励磁状態の制御が行われ続けると、励磁ステップ▲４▼辺りから回転子１ｂが正回転してしまう恐れがある。この回転子１ｂの正回転により励磁ステップ▲３▼では、指針２がストッパ５に当接した後であるにも拘わらず、誘導電圧が発生してしまい、指針２が所定位置に到達したことを検出することができない。
【００８７】
そこで、上述したように、励磁ステップ▲１▼又は、励磁ステップ▲５▼となるタイミングで誘導電圧の有無を検出すれば、正回転する前であり、回転子１ｂが停止しているため、確実に励磁コイル１ａ１に誘導電圧が生じなくなる。
【００８８】
また、励磁ステップ▲２▼で指針２が当接しても、ギア３のあそび等により励磁ステップ▲１▼に規定する励磁状態に制御すると、回転子１ｂがわずかに回転し、励磁ステップ▲１▼での励磁コイル１ａ１にわずかであるが誘導電圧が生じてしまう場合がある。このため、誘導電圧の有無を検出する励磁ステップは、励磁ステップ▲１▼だけでなく、回転子１ｂが正回転する直前すなわち、励磁ステップ▲５▼となるタイミングで検出する方が望ましい。
【００８９】
なお、上述した実施例では、励磁コイル１ａ１に発生する電圧Ｖ１に基づき、位置検出回路４ｄが誘導電圧の有無を検出していたが、例えば、励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼に励磁状態が制御されている間、複数回検出した電圧の平均値を算出し、その平均電圧に基づき誘導電圧の有無を検出してもよい。
【００９０】
平均値から誘導電圧の有無を検出すれば、励磁コイル１ａ１が発生する電圧Ｖ１に雑音が重畳していたとしても、平均を取ることにより雑音を相殺した電圧に基づき誘導電圧の有無を検出することができる。このため、正確に励磁コイル１ａ１に発生する誘導電圧の有無を検出することができ、より一層確実に移動量の差異をリセットすることができる。
【００９１】
また、上述した実施例によれば、制御回路４ｆは、位置検出回路４ｄが指針２がゼロ位置に到達したことを検出したときのみ、第１の励磁回路４ａによる制御を開始させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させるようにしていた。
【００９２】
しかしながら、例えば、さらに図５に示すように分周パルスをカウントすることによって、回転子１ｂの回転角度をカウントするカウンタ４ｇを設ける。そして、このカウンタのカウント値が所定値を越えたときも第１の励磁回路４ａによる制御を開始させると共に、第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させるようにしてもよい。
【００９３】
所定値を例えば、指針２の振れ幅（Ａ＋α）に設定しておけば、例えば位置検出回路４ｄに不具合が生じ指針２がゼロ位置にあることを検出することができなかったとしても、指針２が振れ幅Ａを越えると第２の励磁回路４ｂによる制御を停止させることができる。
【００９４】
また、上述した実施例では、誘導電圧を検出する検出コイルを第２の励磁回路４ｂにより無励磁状態に制御されている励磁コイル１ａ１を流用していたが、例えば、励磁コイル１ａ１、１ａ２と別途に設けたコイルにより誘導電圧を検出するようにしてもよい。しかしながら、コスト的には、励磁コイル１ａ１を流用する方が部品点数を増やす必要がないため好ましい。
【００９５】
また、上述した実施例では、誘導電圧の有無を検出するタイミングが励磁ステップ▲１▼又は、▲５▼だけであったが、例えば、無励磁状態に制御されるタイミングは励磁ステップ▲１▼、▲５▼以外にも▲３▼、▲７▼もあるので、このときの励磁コイル１ａ１に生じる誘導電圧の有無を検出するようにしてもよい。この場合、誘導電圧の有無を検出するタイミングが１サイクルで４回できるようになり、より速く指針２がゼロ位置に到達したか否かを検出することができる。
【００９６】
また、上述した実施例では、第２の励磁回路４ｂは、励磁ステップ▲１▼から励磁状態の制御を開始していたが、例えば、励磁コイル１ａ１、１ａ２の何れか１つのみが励磁状態になるとき、すなわち励磁ステップ▲７▼、▲５▼、▲３▼から励磁状態の制御を開始するようにしても上記効果を得ることができる。
【００９７】
さらに、上述した実施例では、指針２がストッパ５に当接して回転子１ｂが停止状態で、第２の励磁回路４ｂによる制御が行われ続けたとき、正回転する直前の励磁ステップは▲５▼であったが、これは指針２がストッパ５に当接するときの回転子１ｂの位置に応じて変わる。
【００９８】
すなわち、励磁ステップ▲８▼の状態で指針２がストッパ５に当接するように回転子１ｂに指針２が組み込まれている場合、励磁ステップ▲２▼辺りで正回転が始まる恐れがあるため、励磁ステップ▲３▼が正回転する直前の励磁ステップとなる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがないので、低い誘導電圧を誘導電圧無しと誤判定することなく、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１００】
請求項２記載の発明によれば、所定時間は、回転子が回転し始めてからその追従が一定速度となり安定となるまでの間に相当するため、位置検出手段による検出中に、回転子が回転している間は検出コイルに高い誘導電圧を発生させることができるので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０１】
請求項３記載の発明によれば、励磁コイルの電圧の雑音が重畳していたとしても、平均値を算出することにより雑音を相殺した電圧を検出することができるため、誘導電圧の有無を誤検出することがないので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０２】
請求項４記載の発明によれば、位置検出手段により被駆動部材が所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段が前記被駆動部材の跳ね返り分を第２の励磁手段の制御による回転角度より小さい回転角度で回転子を回転させてストッパ側に戻すため、跳ね返りを防止することができるので、確実に被駆動部材を所定位置で停止させることができ、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０３】
請求項５記載の発明によれば、何らかの原因で被駆動部材がストッパに当接して、所定位置で停止しているにも拘わらず、位置検出手段による検出が行われないときであっても、第２の励磁手段の制御による回転子の回転角度のカウント値が所定値を越えれば、第２の励磁手段による制御を停止することができるので、位置検出手段に不具合が生じ、被駆動部材が所定位置で停止したことを検出することができなかったとしても、第２の励磁手段が制御をし続けることがない駆動装置を得ることができる。
【０１０４】
請求項６記載の発明によれば、回転子の位置がどんな位置にあったとしても、必ず励磁状態にある励磁コイルと対極する位置から回転をし始めることができるため、回転子の回転が安定するまでの時間を短くすることができるので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０５】
請求項７記載の発明によれば、回転子を回転させるための励磁コイルと、誘導電圧の検出用のコイルとを別途にする必要がないので、コストダウンを図った駆動装置を得ることができる。
【０１０６】
請求項８記載の発明によれば、回転子の正回転が起こる前に、誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧無しを検出することができるので、被駆動部材の実際の位置と、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０７】
請求項９記載の発明によれば、被駆動部材がストッパに当接した直後に無励磁状態に制御された励磁コイルには、回転子の回転力を被駆動部材に伝えるギアのあそび等により若干誘導電圧が発生するが、正回転する直前まで待って誘導電圧の有無を検出すれば、被駆動部材がストッパに当接した後に、確実に誘導電圧の有無を検出することができるので、被駆動部材があるべき位置との間の差異をより一層正確にリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０８】
請求項１０記載の発明によれば、全てのタイミングで、誘導電圧の有無を検出することにより、誘導電圧の有無を検出するタイミングを最大にすることができるので、より一層正確にかつ、速く被駆動部材があるべき位置との間の差異をリセットすることができる駆動装置を得ることができる。
【０１０９】
請求項１１記載の発明によれば、検出停止手段が、第２の励磁手段による励磁状態の制御開始から所定時間、位置検出手段による検出を停止させることにより、停止状態の回転子が回転し始めに検出コイルに発生する低い誘導電圧の有無に基づき、指針が所定位置で停止したことを検出することがないので、被駆動部材があるべき位置との間の差異を確実に、かつ短時間にリセットするように回転子を回転させることができる駆動制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動制御装置を組み込んだ駆動装置としての指示装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】励磁コイルの励磁状態と回転子の回転の関係を説明するための図である。
【図３】図１の指示装置を構成する駆動制御装置の詳細を示す図である。
【図４】図３の第２の励磁回路が出力する励磁パルス及び、オープン信号を説明するための図である。
【図５】図３の駆動制御装置を構成する第２の励磁回路及び、位置検出回路を示す図である。
【図６】図１の指示装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図７】励磁ステップ▲１▼から制御を開始する理由を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ１ 励磁コイル
１ａ２ 励磁コイル
１ｂ 回転子
２ 指針（被駆動部材）
４ａ 第１の励磁回路（第１の励磁手段）
４ｂ 第２の励磁回路（第２の励磁手段）
４ｄ 位置検出回路（位置検出手段）
４ｆ 制御回路（制御手段）
４ｅ 検出停止回路（検出停止手段）
４ｇ カウンタ（計数手段）
Claims (11)
- 複数の励磁コイル及び、ＮＳ極が複数着磁され、前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を有するステッピングモータと、前記回転子の回転駆動に連動する被駆動部材と、前記被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパと、前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記回転子を正逆回転させる第１の励磁手段と、前記複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記被駆動部材が前記所定位置に向かう方向に前記回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、前記回転子の回転により誘導電圧が生じる検出コイルと、該第２の励磁手段による制御中、前記検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記所定位置で停止したことを検出する位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段により前記被駆動部材が前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる制御手段とを備える駆動装置において、
前記第２の励磁手段による制御開始から所定時間、前記位置検出手段による検出を停止させる検出停止手段を
さらに備えることを特徴とする駆動装置。 - 請求項１記載の駆動装置であって、
前記所定時間は、停止状態の回転子が回転し始めてから、前記励磁コイルの励磁状態の変化に応じて一定速度で追従するようになるまでの時間に相当する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１又は、２記載の駆動装置であって、
前記位置検出手段は、前記励磁コイルに生じる電圧を複数回検出すると共に、前記検出した電圧の平均値を算出する平均算出手段を有し、前記平均算出手段が算出した平均値に基づき、前記誘導電圧の有無を検出する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１〜３何れか１項記載の駆動装置であって、
前記第１の励磁手段の制御による励磁状態の変化に応じた前記回転子の回転角度が、第２の励磁手段の制御による前記回転角度より小さいとき、前記第１の励磁手段は、前記制御手段によって制御が開始されたとき、前記回転子を所定角度だけ前記逆回転する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１〜４何れか１項記載の駆動装置であって、
前記命令信号を入力したとき、前記回転子の回転角度のカウントを開始する計数手段を更に備え、
前記制御手段は、前記カウント値が所定値を超えたとき、前記第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１〜５何れか１項記載の駆動装置であって、
前記第２の励磁手段は、前記励磁コイルの励磁状態を規定する複数の異なる励磁ステップから構成される励磁パターンに従って繰り返し励磁状態の制御することにより、前記回転子を逆回転させるものであり、前記複数の励磁コイルの何れか１つのみが励磁されるような励磁ステップから前記励磁パターンに従った励磁状態の制御を開始する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１〜６何れか１項記載の駆動装置であって、
前記検出コイルとして、前記複数の励磁コイルの内、前記第２の励磁手段により無励磁状態に制御されているものを流用する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項７記載の駆動装置であって、
前記位置検出手段は、前記被駆動部材が前記ストッパに当接して前記回転子が停止した状態で、前記第２の励磁手段による前記励磁コイルの制御が行われ続けることにより前記回転子が正回転する前に、誘導電圧の有無を検出する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項８記載の駆動装置であって、
前記位置検出手段は、前記回転子の正回転が起こる直前に無励磁状態に制御された励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出する
ことを特徴とする駆動装置。 - 請求項７項記載の駆動装置であって、
前記位置検出手段は、前記第２の励磁手段により前記複数の励磁コイルの何れか１つでも無励磁状態に制御される全てのタイミングで、当該無励磁状態の励磁コイルに発生する誘導電圧の有無を検出する
ことを特徴とする駆動装置。 - 複数の励磁コイルの励磁状態を制御して、前記励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転する回転子を正逆回転させる第１の励磁手段と、前記励磁コイルの励磁状態を制御して、前記回転子の回転動作に連動する被駆動部材が、当該被駆動部材を所定位置に機械的に停止させるストッパに向かうように前記回転子を逆回転させる第２の励磁手段と、該第２の励磁手段による制御中、検出コイルに生じる誘導電圧の有無に基づき、前記被駆動部材が前記所定位置で停止したことを検出する位置検出手段と、命令信号を入力したとき、前記第１の励磁手段による制御を停止させると共に、前記第２の励磁手段による制御を開始させ、前記位置検出手段により前記所定位置で停止したことを検出したとき、第１の励磁手段による制御を開始させると共に、前記第２の励磁手段による制御を停止させる制御手段とを備える駆動制御装置において、
前記第２の励磁手段による制御開始から所定時間、前記位置検出手段による検出を停止させる検出停止手段を
さらに備えることを特徴とする駆動制御装置。
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