JP3726735B2 - 自動車用計器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用計器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、乗用車用計器においては、当該乗用車の車速を指針の回動により指示するにあたり、当該乗用車の車速に比例する周波数にて発生する車速パルス信号を用いて車速を算出し、この算出車速に応じてステップモータを駆動して指針を振ら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、上記計器においては、車速パルス信号が、当該乗用車の実際の車速の変化に追随して、リアルタイムで短時間で変化する。このため、このような車速パルス信号に追随してステップモータの駆動を制御しても、指針の回動度合いが大きすぎたり小さすぎたりして、指針の回動の仕方において乗員に対し違和感を与えるという不具合を招く。
【０００４】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、指針の駆動源としてステップモータを採用する自動車用計器において、入力アナログ量の変化度合いが大きくても、指針の違和感のない回動を確保するように、ステップモータの駆動を制御することを目的とする。
【０００５】
【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自動車用計器では、
目盛り盤（１０）と、
この目盛盤の裏面側に設けられてステップモータ（Ｍ）を内蔵する内機本体（３０ａ）と、この内機本体内にてステップモータと作動的に連結されて内機本体から目盛盤の貫通穴部（１１）に向け回動可能に延出する指針軸（３０ｂ）とを有する回動内機（３０）と、
この目盛り盤の表面に沿い回動するように目盛盤の貫通穴部を介し指針軸の先端部に支持される指針（４０）と、
アナログ量を検出する検出手段（５０）と、
この検出手段の検出アナログ量に基づき指針に対する要求指示角度を算出する要求指示角度算出手段（２００、２１０、３００乃至３３０）と、
要求指示角度に指針の先回の目標指示角度を複数加算してこの加算結果の加重平均値を今回の目標指示角度として算出する目標指示角度算出手段（１００）と、
今回の目標指示角度と先回の目標指示角度との間の変化量を目標指示角度変化量として算出する目標指示角度変化量算出手段（１１０）と、
今回の目標指示角度と指針の現指示角度との差の絶対値が所定値よりも大きいとき目標指示角度変化量がステップモータの先回の駆動量と所定の加速量との和以上であればステップモータの駆動量を上記加速量だけ大きく算出し、上記差の絶対値が上記所定値以下ではステップモータの駆動量を上記加速量だけ小さく算出する駆動量算出手段（１２０）と、
指針が現指示角度から今回の目標指示角度まで回動するようにステップモータの駆動を駆動量算出手段の算出駆動量に応じて制御する制御手段（１３０、７０）とを備える。
【０００６】
このように、今回の目標指示角度と現指示角度との差の絶対値が上記所定値よりも大きい間、即ち、アナログ量の増大度合い或いは減少度合いが大きい間は、目標指示角度変化量がステップモータの先回の駆動量と上記加速量との和以上であれば上記加速量分に基づき指針の回動の仕方を速くし、上記差の絶対値が上記所定値以下、即ち、アナログ量の増大度合い或いは減少度合いが小さくなったときには上記加速量分に基づき指針の回動の仕方を遅くすることで、指針の良好な応答性を維持しつつ指針の違和感のない円滑な回動の仕方を確保できる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、上記所定値は、指針をその良好な応答性を維持しつつ今回の目標指示角度まで円滑に回動させるように指針の回動の仕方を速い状態から遅い状態に切り替える位置を特定する減速開始基準値であることを特徴とする。これにより、請求項１に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１は、本発明が適用される乗用車用計器の一実施形態を示しており、この計器は、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。当該計器は、目盛り盤１０、配線板２０、回動内機３０及び指針４０を備えている。なお、配線板２０は、目盛り盤１０に沿いその裏面側に配設されている。
【００１２】
回動内機３０は、内機本体３０ａと、指針軸３０ｂとを備えており、内機本体３０ａは、その上端面にて、配線板２０にその裏面側から装着されている。この内機本体３０ａは、２相式ステップモータＭ（図２参照）及び減速歯車列（図示しない）を内蔵してなるもので、当該内機本体３０ａは、ステップモータＭの回転を上記減速歯車列により減速して指針軸３０ｂに伝達する。
【００１３】
指針軸３０ｂは、内機本体３０ａから配線板２０の貫通穴部２１及び目盛り盤１０の貫通穴部１１を通り回動可能に延出している。なお、上記減速歯車列は、その入力段歯車にて、ステップモータＭの軸と同軸的に支持されており、当該減速歯車列の出力段歯車は、指針軸３０ｂに同軸的に支持されている。指針４０は、その回動基部４１にて、指針軸３０ｂの先端部に同軸的に支持されて、目盛り盤１０の表面に沿い回動可能となっている。
【００１４】
次に、ステップモータＭを駆動制御するための電気回路構成について図２を参照して説明すると、車速センサ５０は、当該乗用車の車速を検出しこの検出車速に比例する周波数にて車速パルス信号を発生する。ここで、当該車速パルス信号は、前側の半周期の経過時に矩形波状に立ち上がり、後側の半周期の経過時に矩形波状に立ち下がるように、車速パルスセンサ５０は構成されている。
【００１５】
マイクロコンピュータ６０は、定期処理プログラムを図３にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、指針４０の目標指示角度算出処理、目標指示角度変化量算出処理、ステップモータＭの駆動量算出処理（図４及び図５参照）等を行う。上記定期処理プログラムは、マイクロコンピュータ６０に内蔵の定期処理用タイマーの計時終了毎に実行される。当該定期処理用タイマーは、マイクロコンピュータ６０の作動開始と共に所定計時時間Ｔの計時を行い、この計時の終了毎に上記所定計時時間Ｔの計時を行う。本実施形態では、所定計時時間Ｔは、例えば、２ｍｓと設定されている。
【００１６】
また、マイクロコンピュータ６０は、パルス時間算出処理プログラムを図６にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、車速センサ５０からの車速パルス信号に基づくパルス時間の算出処理及び格納処理等を行う。上記パルス時間算出処理プログラムは、マイクロコンピュータ６０に対する車速センサ５０からの車速パルス信号の入力毎にその立ち上がり時期或いは立ち下がり時期にて繰り返し実行される。
【００１７】
また、マイクロコンピュータ６０は、要求指示角度算出処理プログラムを図７にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、合計パルス時間の算出処理、平均パルス時間の算出処理、車速値の算出処理及び指針４０に対する要求指示角度への変換処理を行う。上記要求指示角度算出処理プログラムは、マイクロコンピュータ６０に内蔵の要求指示角度算出処理用タイマーの計時終了毎に実行される。当該要求指示角度算出処理用タイマーは、マイクロコンピュータ６０の作動開始と共に所定計時時間Ｔ１の計時を行い、この計時の終了毎に上記所定計時時間Ｔ１の計時を行う。本実施形態では、所定計時時間Ｔ１は、例えば、２０ｍｓと設定されている。なお、上述した定期処理プログラム（図３乃至図５のフローチャート参照）、パルス時間算出処理プログラム（図６のフローチャート参照）及び要求指示角度算出処理プログラム（図７のフローチャート参照）は、マイクロコンピュータ６０のＲＯＭに予め記憶されている。また、マイクロコンピュータ６０は、当該乗用車のイグニッションスイッチＩＧを介しバッテリＢから給電されて作動する。
【００１８】
駆動回路７０は、マイクロコンピュータ６０による制御を受けて、ステップモータＭを駆動する。
【００１９】
以上のように構成した本実施形態において、イグニッションスイッチＩＧがオンされると、マイクロコンピュータ６０はバッテリＢから給電されて作動する。これに伴い、上記定期処理用タイマーは所定計時時間Ｔの計時を繰り返し、上記要求指示角度算出処理用タイマーは所定計時時間Ｔ１の計時を繰り返す。また、車速センサ５０は、当該乗用車の車速を検出しこれに比例する周波数にて車速パルス信号を順次発生する。なお、当該乗用車はイグニッションスイッチＩＧのオンに伴い走行状態におかれるものとする。
【００２０】
上述のように当該乗用車の走行状態において車速センサ５０から順次車速パルス信号が発生すると、マイクロコンピュータ６０は、当該車速パルス信号を車速センサ５０から入力される毎に、各車速パルス信号の立ち下がり時期或いは立ち上がり時期にて、図６のフローチャートに従い、パルス時間算出処理プログラムの割り込み実行を繰り返す。
【００２１】
しかして、例えば、今回の車速パルス信号の立ち上がり時期に割り込み実行されるパルス時間算出処理プログラムでは、ステップ２００において、今回の車速パルス信号の立ち上がりエッジと先回の車速パルス信号の立ち下がりエッジとの間のパルス幅に対応する時間がパルス時間として算出され、パルス時間格納処理ルーチン２１０において、当該パルス時間がマイクロコンピュータ６０のＲＡＭにデータ（以下、パルス時間データという）として格納される。ここで、当該ＲＡＭに、既に８個のパルス時間データが格納されていれば、最古のパルス時間データが消去される。これにより、今回のパルス時間データを含む８個のパルス時間データが上記ＲＡＭに格納されていることになる。
【００２２】
ついで、今回の車速パルス信号の立ち下がり時期に割り込み実行されるパルス時間算出処理プログラムでは、ステップ２００において、今回の車速パルス信号の立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間のパルス幅がパルス時間として算出され、パルス時間格納処理ルーチン２１０において、当該パルス時間がマイクロコンピュータ６０のＲＡＭにパルス時間データとして格納される。ここで、当該ＲＡＭに、既に８個のパルス時間データが格納されているから、最古のパルス時間データが消去される。これにより、今回のパルス時間データを含む８個のパルス時間データが上記ＲＡＭに格納されていることになる。
【００２３】
このような段階において、上記要求指示角度算出処理用タイマーの計時が終了すると、マイクロコンピュータ６０は図７のフローチャートに従い要求指示角度算出処理プログラムの割り込み実行を開始する。これに伴い、ステップ３００において、上記ＲＡＭに記憶した最新の８個のパルス時間が加算されて合計パルス時間としてセットされる。
【００２４】
すると、ステップ３１０において、上記合計パルス時間から平均パルス時間（当該合計パルス時間／８）が算出され、ステップ３２０において、当該平均パルス時間と車速変換係数との積が算出され、この積が車速値とセットされる。ついで、ステップ３３０において、当該車速値が、指針４０に対する要求指示角度に変換処理される。この変換処理は、指針４０に対する要求指示角度と車速値との関係を表す直線式に基づきステップ３２０でセットされた車速値に応じて当該要求指示角度を算出することでなされる。
【００２５】
このような段階において、上記定期処理用タイマーの計時が終了すると、マイクロコンピュータ６０は図３のフローチャートに従い定期処理プログラムの割り込み実行を開始し、目標指示角度算出ルーチン１００の処理がなされる。この目標指示角度算出ルーチン１００においては、今回の目標指示角度Ａｆが数１の式に基づき先回の目標指示角度Ａｐ及び要求指示角度θｒに応じて算出される。
【００２６】
【数１】
Ａｆ＝｛Ａｐ×（ｎ−１）＋θｒ｝／ｎ
この数１の式において、ｎは加重平均数であって、本実施形態では、３２である。なお、当該数１の式はマイクロコンピュータ６０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００２７】
然る後、目標指示角度変化量算出処理ルーチン１１０において、目標指示角度変化量ΔＡが今回の目標指示角度Ａｆと先回の目標指示角度Ａｐとの間の差（Ａｆ−Ａｐ）として算出される。ついで、駆動量算出処理ルーチン１２０（図４参照）の処理が次のようになされる。
【００２８】
まず、図４のステップ１２１において、今回の目標指示角度Ａｆが現指示角度Ａａよりも大きいか否かが判定される。当該乗用車の車速が増大するために指針４０がその指示角度を増大させる方向に振れる場合には、Ａｆ＞Ａａであるから、ステップ１２１での判定はＹＥＳとなる。
【００２９】
すると、次のステップ１２２において、今回の目標指示角度Ａｆと現指示角度Ａａとの差（Ａｆ−Ａａ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）がステップモータＭの自起動可能量ΔＡｏ以下か否かが判定される。本実施形態において、自起動可能量ΔＡｏは、ステップモータＭの単位時間あたりの回転可能量を表し、例えば、１５度に相当する。
【００３０】
現段階で、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）≦自起動可能量ΔＡｏであれば、ステップ１２２における判定がＹＥＳとなり、ステップ１２２ａにて、ステップモータＭの１回あたりの駆動量ΔＢが必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）とセットされる。
【００３１】
すると、ステップ１２１でＹＥＳと判定されていることからステップ１２１ａにおいてＮＯと判定され、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、ΔＢ＝（Ａｆ−Ａａ）が駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＢ＝（Ａｆ−Ａａ）だけ、指針４０の指示角度を増大させるように回転する。ここで、上述のように（Ａｆ−Ａａ）≦自起動可能量ΔＡｏが成立することから、ステップモータＭは自起動可能な状態で回転する。従って、両ステップ１２２、１２２ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の振れ方で、今回の目標指示角度Ａｆまで指示角度を増大させるように振れる。
【００３２】
一方、駆動量算出処理ルーチン１２０が上述のようにステップ１２２に進んだとき、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）＞自起動可能量ΔＡｏの場合には、当該ステップ１２２における判定がＮＯとなり、ステップ１２３において、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下か否かが判定される。
【００３３】
ここで、減速開始基準値Ｒｔｈは、次のように設定されている。当該乗用車の加速時には、車速の増大に追随して、指針４０はその指示角度を増大させるように振れる。しかし、車速が大きく増大すると、指針４０の回動の仕方の応答性が良すぎて乗員に対し違和感を与える。このため、本実施形態では、指針４０の現指示角度の目標指示角度との差が大きい間では指針４０の回動の仕方を速くし、指針４０の現指示角度の目標指示角度との差がある程度小さい値になった後では指針４０の回動の仕方を遅くすれば、応答性の良好さを維持しつつ上記違和感を解消し得ることに着目し、この観点から減速開始基準値Ｒｔｈを設定した。即ち、減速開始基準値Ｒｔｈは、上述のような指針４０の速い回動の仕方から遅い回動の仕方への切り替えのための所定の位置を表す。
【００３４】
現段階では、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）＞減速開始基準値Ｒｔｈであれば、指針４０を現指示角度から目標指示角度に向けて回動させるにあたり、当該指針４０の回動の仕方を速くした後遅くする必要がある。このため、ステップ１２３においてＮＯと判定され、然る後、ステップ１２４において、目標指示角度変化量ΔＡ（＝Ａｆ−Ａｐ）が、ステップモータＭの先回の１回あたりの駆動量ΔＣｐ（ステップ１２５ａでのΔＣｆ）と所定の加速量ΔＡｃとの和以上か否かが判定される。ここで、ΔＡ≧ΔＣｐ＋ΔＡｃが成立すれば、ステップ１２４においてＹＥＳと判定される。
【００３５】
上述のようにステップ１２４での判定がＹＥＳになると、次のステップ１２５において、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和は、最大駆動量ΔＣｍａｘ以下か否かが判定される。ここで、最大駆動量ΔＣｍａｘは、ステップモータＭが脱調することなく回転し得る最大回転量に相当する。
【００３６】
現段階において、（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）≦ΔＣｍａｘが成立すれば、ステップ１２５においてＹＥＳと判定され、ステップ１２５ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和がステップモータＭの今回の１回あたりの駆動量ΔＣｆとセットされる。
【００３７】
以上のようにステップ１２５ａにおいて今回の駆動量ΔＣｆがセットされると、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、今回の駆動量ΔＣｆが駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、指針４０の指示角度を増大させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速量ΔＡｃ分に応じ加速状態で回転する。従って、各ステップ１２４、１２５、１２５ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の振れ方よりも速い振れ方で、今回の目標指示角度Ａｆに向け指示角度を増大させるように回動する。
【００３８】
然る後、ステップ１２４における判定がＮＯになると、ステップ１２４ａにてΔＣｆ＝ΔＣｐとセットされ、このΔＣｆが、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、先回と同様の速度で指針４０の指示角度を増大させるように回転する。
【００３９】
然る後、駆動量算出処理ルーチン１２０がステップ１２３に進んだとき、（Ａｆ−Ａａ）≦Ｒｔｈが成立すると、当該ステップ１２３において、ＹＥＳと判定される。この判定は、指針４０が、目標指示角度Ａｆに向けて指示角度を増大させるように回動する過程において、速い回動の仕方から遅い回動の仕方への切り替え位置に到達したことを意味する。
【００４０】
このようなステップ１２３でのＹＥＳとの判定に伴い、ステップ１２３ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差が今回の駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）としてセットされる。これに伴い、当該駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）が、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）だけ、指針４０の指示角度を増大させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ−ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速量ΔＡｃ分に応じ減速状態で回転する。従って、指針４０は、各ステップ１２３、１２３ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、その回動の仕方を通常よりも遅い回動の仕方で、指示角度を目標指示角度Ａｆに向け増大させるように振れる。
【００４１】
一方、定期処理プログラムが上述のようにステップ１２１に進んだとき、当該ステップ１２１での判定がＮＯとなる場合には、図５のステップ１２１ａにおいて、今回の目標指示角度Ａｆが現指示角度Ａａよりも小さいか否かが判定される。当該乗用車の車速が減少するために指針４０がその指示角度を減少させる方向に回動する場合には、Ａｆ＜Ａａであるから、ステップ１２１ａでの判定はＹＥＳとなる。
【００４２】
すると、次のステップ１２６において、現指示角度Ａａと今回の目標指示角度Ａｆとの差（Ａａ−Ａｆ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）がステップモータＭの自起動可能量ΔＡｏ以下か否かが判定される。
【００４３】
現段階で、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）≦自起動可能量ΔＡｏであれば、ステップ１２６における判定がＹＥＳとなり、ステップ１２６ａにて、ステップモータＭの１回あたりの駆動量ΔＢが必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）とセットされる。すると、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、ΔＢ＝（Ａａ−Ａｆ）が駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＢ＝（Ａａ−Ａｆ）だけ、指針４０の指示角度を減少させるように回転する。ここで、上述のように（Ａａ−Ａｆ）≦自起動可能量ΔＡｏが成立することから、ステップモータＭは自起動可能な状態で回転する。従って、両ステップ１２６、１２６ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の回動の仕方で、今回の目標指示角度Ａｆまで指示角度を減少させるように回動する。
【００４４】
一方、駆動量算出処理ルーチン１２０が上述のようにステップ１２６に進んだとき、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）＞自起動可能量ΔＡｏの場合には、当該ステップ１２６における判定がＮＯとなり、ステップ１２７において、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下か否かが判定される。
【００４５】
ここで、当該乗用車の減速時には、車速の減少に追随して、指針４０はその指示角度を減少させるように回動する。車速が大きく減少すると、指針４０の回動の仕方の応答性が良すぎて乗員に対し違和感を与える。そこで、上述した減速開始基準値Ｒｔｈは、当該ステップ１２７での判定基準としても用いられる。
【００４６】
現段階では、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）＞減速開始基準値Ｒｔｈであれば、指針４０を現指示角度から目標指示角度に向けて振れさせるにあたり、当該指針４０の回動の仕方を速くした後遅くする必要がある。このため、ステップ１２７においてＮＯと判定され、然る後、ステップ１２８において、目標指示角度変化量ΔＡが、ステップモータＭの先回の一回あたりの駆動量ΔＣｐ（ステップ１２９ａでのＣｆ）と所定の加速量ΔＡｃとの和以上か否かが判定される。ここで、ΔＡ≧ΔＣｐ＋ΔＡｃが成立すれば、ステップ１２８においてＹＥＳと判定される。
【００４７】
上述のようにステップ１２８での判定がＹＥＳになると、次のステップ１２９において、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和は、最大駆動量ΔＣｍａｘ以下か否かが判定される。現段階において、（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）≦ΔＣｍａｘが成立すれば、ステップ１２９においてＹＥＳと判定され、ステップ１２９ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和が今回の駆動量ΔＣｆとセットされる。
【００４８】
以上のようにステップ１２９ａにおいて今回の駆動量ΔＣｆがセットされると、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、今回の駆動量ΔＣｆが駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、指針４０の指示角度を減少させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速状態で回転する。従って、各ステップ１２８、１２９、１２９ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の回動の仕方よりも速い回動の仕方で、今回の目標指示角度Ａｆに向け指示角度を減少させるように回動する。
【００４９】
然る後、ステップ１２８における判定がＮＯになると、ステップ１２８ａにてΔＣｆ＝ΔＣｐとセットされ、このΔＣｆが、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、先回と同様の速度で指針４０の指示角度を減少させるように回転する。
【００５０】
然る後、駆動量算出処理ルーチン１２０がステップ１２７に進んだとき、（Ａａ−Ａｆ）≦Ｒｔｈが成立すると、当該ステップ１２７において、ＹＥＳと判定される。この判定は、指針４０が、目標指示角度Ａｆに向けて指示角度を減少させるように回動する過程において、速い回動の仕方から遅い回動の仕方への切り替え位置に到達したことを意味する。
【００５１】
このようなステップ１２７でのＹＥＳとの判定に伴い、ステップ１２７ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差が今回の駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）としてセットされる。これに伴い、当該駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）が、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）だけ、指針４０の指示角度を減少させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ−ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速量ΔＡｃ分に応じ減速状態で回転する。従って、指針４０は、各ステップ１２７、１２７ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、その回動の仕方を通常よりも遅い回動の仕方で、指示角度を目標指示角度Ａｆに向け減少させるように回動する。
【００５２】
以上説明したように、当該乗用車の加速状態において、指針４０の今回の目標指示角度Ａｆと現指示角度Ａａとの差（Ａｆ−Ａａ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈよりも大きい間には、今回の目標指示角度Ａｆと先回の目標指示角度Ａｐとの差である目標指示角度変化量ΔＡが、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和よりも小さくなるまでは、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて増大させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも速い回動の仕方で回動させる。然る後、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下になると、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて増大させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも遅い回動の仕方で回動させる。
【００５３】
一方、当該乗用車の減速状態において、指針４０の現指示角度Ａａと今回の目標指示角度Ａｆとの差（Ａａ−Ａｆ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）が減速開始基準値Ｒｔｈよりも大きい間には、今回の目標指示角度Ａｆと先回の目標指示角度Ａｐとの差である目標指示角度変化量ΔＡが、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和よりも小さくなるまでは、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて減少させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも速い回動の仕方で回動させる。然る後、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下になると、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて減少させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも遅い回動の仕方で回動させる。
【００５４】
このように、減速開始基準値Ｒｔｈを導入し、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈよりも大きい間、即ち、車速の増大度合い或いは減少度合いが大きい間は加速量ΔＡｃ分に基づき指針４０を速く振れさせ、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下になったとき、即ち、車速の増大度合い或いは減少度合いが小さくなったときには加速量ΔＡｃ分に基づき指針４０をゆっくり振れさせることで、指針４０の良好な応答性を維持しつつ指針４０の違和感のない円滑な回動の仕方を確保できる。
【００５５】
なお、本発明の実施にあたり、マイクロコンピュータ６０のＲＡＭに格納する一連のパルス幅の数は、８個に限ることなく、適宜変更してもよい。
【００５６】
また、本発明の実施にあたり、定期処理プログラムの割り込み時期は、２０ｍｓに限ることなく、必要に応じて適宜変更してもよい。
【００５７】
また、本発明の実施にあたり、今回の目標指示角度Ａｆは、数１の式によることなく、先回の目標指示角度Ａｐとステップ３３０での要求指示角度との相加平均値としてもよく、或いは、ステップ３３０での要求指示角度としてもよい。
【００５８】
また、本発明の実施にあたり、当該計器は、車速計に限ることなく、例えば、エンジンの回転計、燃料計や水温計であってもよい。即ち、当該乗用車の車速に限ることなく、当該乗用車のエンジンの回転数、当該乗用車の燃料タンク内の燃料の量や当該乗用車のエンジン冷却系統の水温等のアナログ量を指示する計器（ステップモータを指針の駆動源とする）に本発明を適用しても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００５９】
また、当該計器は、乗用車用に限ることなく、一般に、自動車等の車両用計器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乗用車用計器の一実施形態を示す部分破断側面図である。
【図２】当該計器の電気回路構成を示すブロック図である。
【図３】図２のマイクロコンピュータが実行する定期処理プログラムのフローチャートである。
【図４】図３の駆動量算出ルーチンを詳細に示すフローチャートの前段部である。
【図５】図３の駆動量算出ルーチンを詳細に示すフローチャートの後段部である。
【図６】図２のマイクロコンピュータが実行するパルス時間算出処理プログラムのフローチャートである。
【図７】図２のマイクロコンピュータが実行する要求指示角度算出処理プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…目盛盤、１１…貫通穴部、３０…回動内機、３０ａ…内機本体、
３０ｂ…指針軸、４０…指針、５０…車速センサ、
６０…マイクロコンピュータ、７０…駆動回路、Ｍ…ステップモータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用計器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、乗用車用計器においては、当該乗用車の車速を指針の回動により指示するにあたり、当該乗用車の車速に比例する周波数にて発生する車速パルス信号を用いて車速を算出し、この算出車速に応じてステップモータを駆動して指針を振ら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、上記計器においては、車速パルス信号が、当該乗用車の実際の車速の変化に追随して、リアルタイムで短時間で変化する。このため、このような車速パルス信号に追随してステップモータの駆動を制御しても、指針の回動度合いが大きすぎたり小さすぎたりして、指針の回動の仕方において乗員に対し違和感を与えるという不具合を招く。
【０００４】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、指針の駆動源としてステップモータを採用する自動車用計器において、入力アナログ量の変化度合いが大きくても、指針の違和感のない回動を確保するように、ステップモータの駆動を制御することを目的とする。
【０００５】
【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自動車用計器では、
目盛り盤（１０）と、
この目盛盤の裏面側に設けられてステップモータ（Ｍ）を内蔵する内機本体（３０ａ）と、この内機本体内にてステップモータと作動的に連結されて内機本体から目盛盤の貫通穴部（１１）に向け回動可能に延出する指針軸（３０ｂ）とを有する回動内機（３０）と、
この目盛り盤の表面に沿い回動するように目盛盤の貫通穴部を介し指針軸の先端部に支持される指針（４０）と、
アナログ量を検出する検出手段（５０）と、
この検出手段の検出アナログ量に基づき指針に対する要求指示角度を算出する要求指示角度算出手段（２００、２１０、３００乃至３３０）と、
要求指示角度に指針の先回の目標指示角度を複数加算してこの加算結果の加重平均値を今回の目標指示角度として算出する目標指示角度算出手段（１００）と、
今回の目標指示角度と先回の目標指示角度との間の変化量を目標指示角度変化量として算出する目標指示角度変化量算出手段（１１０）と、
今回の目標指示角度と指針の現指示角度との差の絶対値が所定値よりも大きいとき目標指示角度変化量がステップモータの先回の駆動量と所定の加速量との和以上であればステップモータの駆動量を上記加速量だけ大きく算出し、上記差の絶対値が上記所定値以下ではステップモータの駆動量を上記加速量だけ小さく算出する駆動量算出手段（１２０）と、
指針が現指示角度から今回の目標指示角度まで回動するようにステップモータの駆動を駆動量算出手段の算出駆動量に応じて制御する制御手段（１３０、７０）とを備える。
【０００６】
このように、今回の目標指示角度と現指示角度との差の絶対値が上記所定値よりも大きい間、即ち、アナログ量の増大度合い或いは減少度合いが大きい間は、目標指示角度変化量がステップモータの先回の駆動量と上記加速量との和以上であれば上記加速量分に基づき指針の回動の仕方を速くし、上記差の絶対値が上記所定値以下、即ち、アナログ量の増大度合い或いは減少度合いが小さくなったときには上記加速量分に基づき指針の回動の仕方を遅くすることで、指針の良好な応答性を維持しつつ指針の違和感のない円滑な回動の仕方を確保できる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、上記所定値は、指針をその良好な応答性を維持しつつ今回の目標指示角度まで円滑に回動させるように指針の回動の仕方を速い状態から遅い状態に切り替える位置を特定する減速開始基準値であることを特徴とする。これにより、請求項１に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１は、本発明が適用される乗用車用計器の一実施形態を示しており、この計器は、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。当該計器は、目盛り盤１０、配線板２０、回動内機３０及び指針４０を備えている。なお、配線板２０は、目盛り盤１０に沿いその裏面側に配設されている。
【００１２】
回動内機３０は、内機本体３０ａと、指針軸３０ｂとを備えており、内機本体３０ａは、その上端面にて、配線板２０にその裏面側から装着されている。この内機本体３０ａは、２相式ステップモータＭ（図２参照）及び減速歯車列（図示しない）を内蔵してなるもので、当該内機本体３０ａは、ステップモータＭの回転を上記減速歯車列により減速して指針軸３０ｂに伝達する。
【００１３】
指針軸３０ｂは、内機本体３０ａから配線板２０の貫通穴部２１及び目盛り盤１０の貫通穴部１１を通り回動可能に延出している。なお、上記減速歯車列は、その入力段歯車にて、ステップモータＭの軸と同軸的に支持されており、当該減速歯車列の出力段歯車は、指針軸３０ｂに同軸的に支持されている。指針４０は、その回動基部４１にて、指針軸３０ｂの先端部に同軸的に支持されて、目盛り盤１０の表面に沿い回動可能となっている。
【００１４】
次に、ステップモータＭを駆動制御するための電気回路構成について図２を参照して説明すると、車速センサ５０は、当該乗用車の車速を検出しこの検出車速に比例する周波数にて車速パルス信号を発生する。ここで、当該車速パルス信号は、前側の半周期の経過時に矩形波状に立ち上がり、後側の半周期の経過時に矩形波状に立ち下がるように、車速パルスセンサ５０は構成されている。
【００１５】
マイクロコンピュータ６０は、定期処理プログラムを図３にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、指針４０の目標指示角度算出処理、目標指示角度変化量算出処理、ステップモータＭの駆動量算出処理（図４及び図５参照）等を行う。上記定期処理プログラムは、マイクロコンピュータ６０に内蔵の定期処理用タイマーの計時終了毎に実行される。当該定期処理用タイマーは、マイクロコンピュータ６０の作動開始と共に所定計時時間Ｔの計時を行い、この計時の終了毎に上記所定計時時間Ｔの計時を行う。本実施形態では、所定計時時間Ｔは、例えば、２ｍｓと設定されている。
【００１６】
また、マイクロコンピュータ６０は、パルス時間算出処理プログラムを図６にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、車速センサ５０からの車速パルス信号に基づくパルス時間の算出処理及び格納処理等を行う。上記パルス時間算出処理プログラムは、マイクロコンピュータ６０に対する車速センサ５０からの車速パルス信号の入力毎にその立ち上がり時期或いは立ち下がり時期にて繰り返し実行される。
【００１７】
また、マイクロコンピュータ６０は、要求指示角度算出処理プログラムを図７にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、合計パルス時間の算出処理、平均パルス時間の算出処理、車速値の算出処理及び指針４０に対する要求指示角度への変換処理を行う。上記要求指示角度算出処理プログラムは、マイクロコンピュータ６０に内蔵の要求指示角度算出処理用タイマーの計時終了毎に実行される。当該要求指示角度算出処理用タイマーは、マイクロコンピュータ６０の作動開始と共に所定計時時間Ｔ１の計時を行い、この計時の終了毎に上記所定計時時間Ｔ１の計時を行う。本実施形態では、所定計時時間Ｔ１は、例えば、２０ｍｓと設定されている。なお、上述した定期処理プログラム（図３乃至図５のフローチャート参照）、パルス時間算出処理プログラム（図６のフローチャート参照）及び要求指示角度算出処理プログラム（図７のフローチャート参照）は、マイクロコンピュータ６０のＲＯＭに予め記憶されている。また、マイクロコンピュータ６０は、当該乗用車のイグニッションスイッチＩＧを介しバッテリＢから給電されて作動する。
【００１８】
駆動回路７０は、マイクロコンピュータ６０による制御を受けて、ステップモータＭを駆動する。
【００１９】
以上のように構成した本実施形態において、イグニッションスイッチＩＧがオンされると、マイクロコンピュータ６０はバッテリＢから給電されて作動する。これに伴い、上記定期処理用タイマーは所定計時時間Ｔの計時を繰り返し、上記要求指示角度算出処理用タイマーは所定計時時間Ｔ１の計時を繰り返す。また、車速センサ５０は、当該乗用車の車速を検出しこれに比例する周波数にて車速パルス信号を順次発生する。なお、当該乗用車はイグニッションスイッチＩＧのオンに伴い走行状態におかれるものとする。
【００２０】
上述のように当該乗用車の走行状態において車速センサ５０から順次車速パルス信号が発生すると、マイクロコンピュータ６０は、当該車速パルス信号を車速センサ５０から入力される毎に、各車速パルス信号の立ち下がり時期或いは立ち上がり時期にて、図６のフローチャートに従い、パルス時間算出処理プログラムの割り込み実行を繰り返す。
【００２１】
しかして、例えば、今回の車速パルス信号の立ち上がり時期に割り込み実行されるパルス時間算出処理プログラムでは、ステップ２００において、今回の車速パルス信号の立ち上がりエッジと先回の車速パルス信号の立ち下がりエッジとの間のパルス幅に対応する時間がパルス時間として算出され、パルス時間格納処理ルーチン２１０において、当該パルス時間がマイクロコンピュータ６０のＲＡＭにデータ（以下、パルス時間データという）として格納される。ここで、当該ＲＡＭに、既に８個のパルス時間データが格納されていれば、最古のパルス時間データが消去される。これにより、今回のパルス時間データを含む８個のパルス時間データが上記ＲＡＭに格納されていることになる。
【００２２】
ついで、今回の車速パルス信号の立ち下がり時期に割り込み実行されるパルス時間算出処理プログラムでは、ステップ２００において、今回の車速パルス信号の立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間のパルス幅がパルス時間として算出され、パルス時間格納処理ルーチン２１０において、当該パルス時間がマイクロコンピュータ６０のＲＡＭにパルス時間データとして格納される。ここで、当該ＲＡＭに、既に８個のパルス時間データが格納されているから、最古のパルス時間データが消去される。これにより、今回のパルス時間データを含む８個のパルス時間データが上記ＲＡＭに格納されていることになる。
【００２３】
このような段階において、上記要求指示角度算出処理用タイマーの計時が終了すると、マイクロコンピュータ６０は図７のフローチャートに従い要求指示角度算出処理プログラムの割り込み実行を開始する。これに伴い、ステップ３００において、上記ＲＡＭに記憶した最新の８個のパルス時間が加算されて合計パルス時間としてセットされる。
【００２４】
すると、ステップ３１０において、上記合計パルス時間から平均パルス時間（当該合計パルス時間／８）が算出され、ステップ３２０において、当該平均パルス時間と車速変換係数との積が算出され、この積が車速値とセットされる。ついで、ステップ３３０において、当該車速値が、指針４０に対する要求指示角度に変換処理される。この変換処理は、指針４０に対する要求指示角度と車速値との関係を表す直線式に基づきステップ３２０でセットされた車速値に応じて当該要求指示角度を算出することでなされる。
【００２５】
このような段階において、上記定期処理用タイマーの計時が終了すると、マイクロコンピュータ６０は図３のフローチャートに従い定期処理プログラムの割り込み実行を開始し、目標指示角度算出ルーチン１００の処理がなされる。この目標指示角度算出ルーチン１００においては、今回の目標指示角度Ａｆが数１の式に基づき先回の目標指示角度Ａｐ及び要求指示角度θｒに応じて算出される。
【００２６】
【数１】
Ａｆ＝｛Ａｐ×（ｎ−１）＋θｒ｝／ｎ
この数１の式において、ｎは加重平均数であって、本実施形態では、３２である。なお、当該数１の式はマイクロコンピュータ６０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００２７】
然る後、目標指示角度変化量算出処理ルーチン１１０において、目標指示角度変化量ΔＡが今回の目標指示角度Ａｆと先回の目標指示角度Ａｐとの間の差（Ａｆ−Ａｐ）として算出される。ついで、駆動量算出処理ルーチン１２０（図４参照）の処理が次のようになされる。
【００２８】
まず、図４のステップ１２１において、今回の目標指示角度Ａｆが現指示角度Ａａよりも大きいか否かが判定される。当該乗用車の車速が増大するために指針４０がその指示角度を増大させる方向に振れる場合には、Ａｆ＞Ａａであるから、ステップ１２１での判定はＹＥＳとなる。
【００２９】
すると、次のステップ１２２において、今回の目標指示角度Ａｆと現指示角度Ａａとの差（Ａｆ−Ａａ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）がステップモータＭの自起動可能量ΔＡｏ以下か否かが判定される。本実施形態において、自起動可能量ΔＡｏは、ステップモータＭの単位時間あたりの回転可能量を表し、例えば、１５度に相当する。
【００３０】
現段階で、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）≦自起動可能量ΔＡｏであれば、ステップ１２２における判定がＹＥＳとなり、ステップ１２２ａにて、ステップモータＭの１回あたりの駆動量ΔＢが必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）とセットされる。
【００３１】
すると、ステップ１２１でＹＥＳと判定されていることからステップ１２１ａにおいてＮＯと判定され、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、ΔＢ＝（Ａｆ−Ａａ）が駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＢ＝（Ａｆ−Ａａ）だけ、指針４０の指示角度を増大させるように回転する。ここで、上述のように（Ａｆ−Ａａ）≦自起動可能量ΔＡｏが成立することから、ステップモータＭは自起動可能な状態で回転する。従って、両ステップ１２２、１２２ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の振れ方で、今回の目標指示角度Ａｆまで指示角度を増大させるように振れる。
【００３２】
一方、駆動量算出処理ルーチン１２０が上述のようにステップ１２２に進んだとき、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）＞自起動可能量ΔＡｏの場合には、当該ステップ１２２における判定がＮＯとなり、ステップ１２３において、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下か否かが判定される。
【００３３】
ここで、減速開始基準値Ｒｔｈは、次のように設定されている。当該乗用車の加速時には、車速の増大に追随して、指針４０はその指示角度を増大させるように振れる。しかし、車速が大きく増大すると、指針４０の回動の仕方の応答性が良すぎて乗員に対し違和感を与える。このため、本実施形態では、指針４０の現指示角度の目標指示角度との差が大きい間では指針４０の回動の仕方を速くし、指針４０の現指示角度の目標指示角度との差がある程度小さい値になった後では指針４０の回動の仕方を遅くすれば、応答性の良好さを維持しつつ上記違和感を解消し得ることに着目し、この観点から減速開始基準値Ｒｔｈを設定した。即ち、減速開始基準値Ｒｔｈは、上述のような指針４０の速い回動の仕方から遅い回動の仕方への切り替えのための所定の位置を表す。
【００３４】
現段階では、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）＞減速開始基準値Ｒｔｈであれば、指針４０を現指示角度から目標指示角度に向けて回動させるにあたり、当該指針４０の回動の仕方を速くした後遅くする必要がある。このため、ステップ１２３においてＮＯと判定され、然る後、ステップ１２４において、目標指示角度変化量ΔＡ（＝Ａｆ−Ａｐ）が、ステップモータＭの先回の１回あたりの駆動量ΔＣｐ（ステップ１２５ａでのΔＣｆ）と所定の加速量ΔＡｃとの和以上か否かが判定される。ここで、ΔＡ≧ΔＣｐ＋ΔＡｃが成立すれば、ステップ１２４においてＹＥＳと判定される。
【００３５】
上述のようにステップ１２４での判定がＹＥＳになると、次のステップ１２５において、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和は、最大駆動量ΔＣｍａｘ以下か否かが判定される。ここで、最大駆動量ΔＣｍａｘは、ステップモータＭが脱調することなく回転し得る最大回転量に相当する。
【００３６】
現段階において、（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）≦ΔＣｍａｘが成立すれば、ステップ１２５においてＹＥＳと判定され、ステップ１２５ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和がステップモータＭの今回の１回あたりの駆動量ΔＣｆとセットされる。
【００３７】
以上のようにステップ１２５ａにおいて今回の駆動量ΔＣｆがセットされると、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、今回の駆動量ΔＣｆが駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、指針４０の指示角度を増大させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速量ΔＡｃ分に応じ加速状態で回転する。従って、各ステップ１２４、１２５、１２５ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の振れ方よりも速い振れ方で、今回の目標指示角度Ａｆに向け指示角度を増大させるように回動する。
【００３８】
然る後、ステップ１２４における判定がＮＯになると、ステップ１２４ａにてΔＣｆ＝ΔＣｐとセットされ、このΔＣｆが、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、先回と同様の速度で指針４０の指示角度を増大させるように回転する。
【００３９】
然る後、駆動量算出処理ルーチン１２０がステップ１２３に進んだとき、（Ａｆ−Ａａ）≦Ｒｔｈが成立すると、当該ステップ１２３において、ＹＥＳと判定される。この判定は、指針４０が、目標指示角度Ａｆに向けて指示角度を増大させるように回動する過程において、速い回動の仕方から遅い回動の仕方への切り替え位置に到達したことを意味する。
【００４０】
このようなステップ１２３でのＹＥＳとの判定に伴い、ステップ１２３ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差が今回の駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）としてセットされる。これに伴い、当該駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）が、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）だけ、指針４０の指示角度を増大させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ−ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速量ΔＡｃ分に応じ減速状態で回転する。従って、指針４０は、各ステップ１２３、１２３ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、その回動の仕方を通常よりも遅い回動の仕方で、指示角度を目標指示角度Ａｆに向け増大させるように振れる。
【００４１】
一方、定期処理プログラムが上述のようにステップ１２１に進んだとき、当該ステップ１２１での判定がＮＯとなる場合には、図５のステップ１２１ａにおいて、今回の目標指示角度Ａｆが現指示角度Ａａよりも小さいか否かが判定される。当該乗用車の車速が減少するために指針４０がその指示角度を減少させる方向に回動する場合には、Ａｆ＜Ａａであるから、ステップ１２１ａでの判定はＹＥＳとなる。
【００４２】
すると、次のステップ１２６において、現指示角度Ａａと今回の目標指示角度Ａｆとの差（Ａａ−Ａｆ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）がステップモータＭの自起動可能量ΔＡｏ以下か否かが判定される。
【００４３】
現段階で、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）≦自起動可能量ΔＡｏであれば、ステップ１２６における判定がＹＥＳとなり、ステップ１２６ａにて、ステップモータＭの１回あたりの駆動量ΔＢが必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）とセットされる。すると、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、ΔＢ＝（Ａａ−Ａｆ）が駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＢ＝（Ａａ−Ａｆ）だけ、指針４０の指示角度を減少させるように回転する。ここで、上述のように（Ａａ−Ａｆ）≦自起動可能量ΔＡｏが成立することから、ステップモータＭは自起動可能な状態で回転する。従って、両ステップ１２６、１２６ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の回動の仕方で、今回の目標指示角度Ａｆまで指示角度を減少させるように回動する。
【００４４】
一方、駆動量算出処理ルーチン１２０が上述のようにステップ１２６に進んだとき、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）＞自起動可能量ΔＡｏの場合には、当該ステップ１２６における判定がＮＯとなり、ステップ１２７において、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下か否かが判定される。
【００４５】
ここで、当該乗用車の減速時には、車速の減少に追随して、指針４０はその指示角度を減少させるように回動する。車速が大きく減少すると、指針４０の回動の仕方の応答性が良すぎて乗員に対し違和感を与える。そこで、上述した減速開始基準値Ｒｔｈは、当該ステップ１２７での判定基準としても用いられる。
【００４６】
現段階では、必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）＞減速開始基準値Ｒｔｈであれば、指針４０を現指示角度から目標指示角度に向けて振れさせるにあたり、当該指針４０の回動の仕方を速くした後遅くする必要がある。このため、ステップ１２７においてＮＯと判定され、然る後、ステップ１２８において、目標指示角度変化量ΔＡが、ステップモータＭの先回の一回あたりの駆動量ΔＣｐ（ステップ１２９ａでのＣｆ）と所定の加速量ΔＡｃとの和以上か否かが判定される。ここで、ΔＡ≧ΔＣｐ＋ΔＡｃが成立すれば、ステップ１２８においてＹＥＳと判定される。
【００４７】
上述のようにステップ１２８での判定がＹＥＳになると、次のステップ１２９において、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和は、最大駆動量ΔＣｍａｘ以下か否かが判定される。現段階において、（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）≦ΔＣｍａｘが成立すれば、ステップ１２９においてＹＥＳと判定され、ステップ１２９ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和が今回の駆動量ΔＣｆとセットされる。
【００４８】
以上のようにステップ１２９ａにおいて今回の駆動量ΔＣｆがセットされると、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、今回の駆動量ΔＣｆが駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、指針４０の指示角度を減少させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ＋ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速状態で回転する。従って、各ステップ１２８、１２９、１２９ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、指針４０は、通常の回動の仕方よりも速い回動の仕方で、今回の目標指示角度Ａｆに向け指示角度を減少させるように回動する。
【００４９】
然る後、ステップ１２８における判定がＮＯになると、ステップ１２８ａにてΔＣｆ＝ΔＣｐとセットされ、このΔＣｆが、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、駆動量ΔＣｆだけ、先回と同様の速度で指針４０の指示角度を減少させるように回転する。
【００５０】
然る後、駆動量算出処理ルーチン１２０がステップ１２７に進んだとき、（Ａａ−Ａｆ）≦Ｒｔｈが成立すると、当該ステップ１２７において、ＹＥＳと判定される。この判定は、指針４０が、目標指示角度Ａｆに向けて指示角度を減少させるように回動する過程において、速い回動の仕方から遅い回動の仕方への切り替え位置に到達したことを意味する。
【００５１】
このようなステップ１２７でのＹＥＳとの判定に伴い、ステップ１２７ａにおいて、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差が今回の駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）としてセットされる。これに伴い、当該駆動量ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）が、駆動信号出力処理ルーチン１３０（図３参照）において、駆動信号として駆動回路７０に出力される。このため、ステップモータＭは、駆動回路７０により当該駆動信号に応じて駆動されて、ΔＣｆ（＝ΔＣｐ−ΔＡｃ）だけ、指針４０の指示角度を減少させるように回転する。ここで、上述のようにΔＣｆ＝（ΔＣｐ−ΔＡｃ）であることから、ステップモータＭは加速量ΔＡｃ分に応じ減速状態で回転する。従って、指針４０は、各ステップ１２７、１２７ａ及び駆動信号出力処理ルーチン１３０を通る処理の繰り返しのもと、その回動の仕方を通常よりも遅い回動の仕方で、指示角度を目標指示角度Ａｆに向け減少させるように回動する。
【００５２】
以上説明したように、当該乗用車の加速状態において、指針４０の今回の目標指示角度Ａｆと現指示角度Ａａとの差（Ａｆ−Ａａ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈよりも大きい間には、今回の目標指示角度Ａｆと先回の目標指示角度Ａｐとの差である目標指示角度変化量ΔＡが、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和よりも小さくなるまでは、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて増大させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも速い回動の仕方で回動させる。然る後、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下になると、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて増大させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも遅い回動の仕方で回動させる。
【００５３】
一方、当該乗用車の減速状態において、指針４０の現指示角度Ａａと今回の目標指示角度Ａｆとの差（Ａａ−Ａｆ）、即ち、ステップモータＭの必要駆動量（Ａａ−Ａｆ）が減速開始基準値Ｒｔｈよりも大きい間には、今回の目標指示角度Ａｆと先回の目標指示角度Ａｐとの差である目標指示角度変化量ΔＡが、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和よりも小さくなるまでは、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの和である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて減少させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも速い回動の仕方で回動させる。然る後、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下になると、先回の駆動量ΔＣｐと加速量ΔＡｃとの差である今回の駆動量ＣｆでもってステップモータＭを駆動することで、指針４０の指示角度を目標指示角度Ａｆに向けて減少させるように当該指針４０をΔＣｐ分による通常の回動の仕方よりも遅い回動の仕方で回動させる。
【００５４】
このように、減速開始基準値Ｒｔｈを導入し、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈよりも大きい間、即ち、車速の増大度合い或いは減少度合いが大きい間は加速量ΔＡｃ分に基づき指針４０を速く振れさせ、必要駆動量（Ａｆ−Ａａ）が減速開始基準値Ｒｔｈ以下になったとき、即ち、車速の増大度合い或いは減少度合いが小さくなったときには加速量ΔＡｃ分に基づき指針４０をゆっくり振れさせることで、指針４０の良好な応答性を維持しつつ指針４０の違和感のない円滑な回動の仕方を確保できる。
【００５５】
なお、本発明の実施にあたり、マイクロコンピュータ６０のＲＡＭに格納する一連のパルス幅の数は、８個に限ることなく、適宜変更してもよい。
【００５６】
また、本発明の実施にあたり、定期処理プログラムの割り込み時期は、２０ｍｓに限ることなく、必要に応じて適宜変更してもよい。
【００５７】
また、本発明の実施にあたり、今回の目標指示角度Ａｆは、数１の式によることなく、先回の目標指示角度Ａｐとステップ３３０での要求指示角度との相加平均値としてもよく、或いは、ステップ３３０での要求指示角度としてもよい。
【００５８】
また、本発明の実施にあたり、当該計器は、車速計に限ることなく、例えば、エンジンの回転計、燃料計や水温計であってもよい。即ち、当該乗用車の車速に限ることなく、当該乗用車のエンジンの回転数、当該乗用車の燃料タンク内の燃料の量や当該乗用車のエンジン冷却系統の水温等のアナログ量を指示する計器（ステップモータを指針の駆動源とする）に本発明を適用しても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００５９】
また、当該計器は、乗用車用に限ることなく、一般に、自動車等の車両用計器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乗用車用計器の一実施形態を示す部分破断側面図である。
【図２】当該計器の電気回路構成を示すブロック図である。
【図３】図２のマイクロコンピュータが実行する定期処理プログラムのフローチャートである。
【図４】図３の駆動量算出ルーチンを詳細に示すフローチャートの前段部である。
【図５】図３の駆動量算出ルーチンを詳細に示すフローチャートの後段部である。
【図６】図２のマイクロコンピュータが実行するパルス時間算出処理プログラムのフローチャートである。
【図７】図２のマイクロコンピュータが実行する要求指示角度算出処理プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…目盛盤、１１…貫通穴部、３０…回動内機、３０ａ…内機本体、
３０ｂ…指針軸、４０…指針、５０…車速センサ、
６０…マイクロコンピュータ、７０…駆動回路、Ｍ…ステップモータ。
Claims (2)
- 目盛り盤（１０）と、
この目盛盤の裏面側に設けられてステップモータ（Ｍ）を内蔵する内機本体（３０ａ）と、この内機本体内にて前記ステップモータと作動的に連結されて前記内機本体から前記目盛盤の貫通穴部（１１）に向け回動可能に延出する指針軸（３０ｂ）とを有する回動内機（３０）と、
この目盛り盤の表面に沿い回動するように前記目盛盤の貫通穴部を介し前記指針軸の先端部に支持される指針（４０）と、
アナログ量を検出する検出手段（５０）と、
この検出手段の検出アナログ量に基づき前記指針に対する要求指示角度を算出する要求指示角度算出手段（２００、２１０、３００乃至３３０）と、
前記要求指示角度に前記指針の先回の目標指示角度を複数加算してこの加算結果の加重平均値を今回の目標指示角度として算出する目標指示角度算出手段（１００）と、
前記今回の目標指示角度と前記先回の目標指示角度との間の変化量を目標指示角度変化量として算出する目標指示角度変化量算出手段（１１０）と、
前記今回の目標指示角度と前記指針の現指示角度との差の絶対値が所定値よりも大きいとき前記目標指示角度変化量が前記ステップモータの先回の駆動量と所定の加速量との和以上であれば前記ステップモータの駆動量を前記加速量だけ大きく算出し、前記差の絶対値が前記所定値以下では前記ステップモータの駆動量を前記加速量だけ小さく算出する駆動量算出手段（１２０）と、
前記指針が前記現指示角度から前記今回の目標指示角度まで回動するように前記ステップモータの駆動を前記駆動量算出手段の算出駆動量に応じて制御する制御手段（１３０、７０）とを備える自動車用計器。 - 前記所定値は、前記指針をその良好な応答性を維持しつつ前記今回の目標指示角度まで円滑に回動させるように前記指針の回動の仕方を速い状態から遅い状態に切り替える位置を特定する減速開始基準値であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用計器。
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