JP3764658B2 - 指針式表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、指針式表示装置に関し、より詳細には、駆動手段を制御して表示対象となる測定量に応じた指示位置まで指針を移動させる指針式表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車速を表示するスピードメータ或いはエンジンの回転数を表示するタコメータ等に代表される指針式表示装置においては、指針を回動させるためのクロスコイル、ステップモータ等の駆動部を備え、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)によって駆動部を制御して計測量に応じた指示位置まで指針を回動させている。
【0003】
例えば、車両のバッテリ等の電源からの電力供給に応じてマイコンは起動されると、プログラムにて定められた0位置等の初期位置を指針に指示させるための駆動信号を駆動部に出力した後、各種センサからの入力信号により定まる目標角度まで指針を回動させるための駆動信号を駆動部に出力することで、指針を駆動させている。そして、駆動部の駆動が停止すると、指針はヒゲゼンマイや帰零磁石等によって0位置、初期位置等まで回動して復帰する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の指針式表示装置においては、エンジンのスタート時や、装置の通常動作中における他の機器の電源投入時などにバッテリ電圧が一時的に低下した場合、装置に電源を供給するコネクタの結合部にゆるみがあって振動等が与えられた場合には、瞬間的に装置に対する駆動電圧の供給が停止する電源瞬断が生じる場合がある。
【0005】
この電源瞬断が生じた場合、例えば指針が0位置等の初期位置に復帰する前にマイコンが再起動され、指針は強制的に初期位置に復帰されるため、指針の動きが大きくなってしまう等の指針振れが生じてしまい、運転者にバッテリー状態の不安を与える可能性があった。また、車両の走行中に電源瞬断が発生すると、指針の指示位置が実際の値と異なってしまうという問題が生じる。
【0006】
そこで、本出願人は、特開平9−218056号公報に示す指針式表示装置を提案している。この指針式表示装置では、電源が投入されたときにエンコーダ出力値が0でないときは、エンコーダが出力する指針指示範囲内の値に現在位置カウンタの値であるか否かを判定し、現在位置カウンタの値が指針範囲外であるときにエンコーダが出力する指針指示範囲内の値に現在位置カウンタの記録値を補正し、指針指示範囲内の値である場合に補正を禁止するよう構成して、装置に供給される駆動電圧の瞬断が生じても短時間で正確な指針の指示を可能とした。
【0007】
しかしながら、この方法を実現するには、指針の現在位置を得るためのエンコーダ等の位置検出手段を指針式表示装置の構成に加えなければならず、装置がコストアップしてしまうという問題が生じるため、前記方法の実現のためだけに指針式表示装置の構成に位置検出手段を追加することは困難であった。
【0008】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、電源瞬断による指針振れを低減することができる指針式表示装置を提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項1記載の指針式表示装置は、図1の基本構成図に示すように、駆動手段10を制御して表示対象となる測定量に応じた指示位置まで指針を移動させるとともに、電源から装置本体に対する電力の供給が停止されたときに前記指針を初期位置に復帰させる指針式表示装置において、前記電源から装置本体に対する電力の供給が停止されたときの前記指針の指示位置を示す指示位置情報を記憶する指示位置情報記憶手段23と、前記装置本体の起動に応じて、該起動が瞬間的に前記電力の供給が停止する電源瞬断の発生による再起動か否かを判定する電源瞬断判定手段21aと、前記電源瞬断判定手段21aによって前記電源瞬断の発生に応じた起動であると判定されると、前記指示位置情報記憶手段23が記憶している前記指示位置情報が示す前記指示位置まで前記指針を移動させるように前記駆動手段10を制御する制御手段21bと、を備えることを特徴とする。
【0010】
上記請求項1に記載した本発明の指針式表示装置によれば、電力の供給が停止されたときの指針の指示位置は指示位置情報記憶手段23に記憶される。そして、装置本体の起動に応じて、例えば指示位置情報記憶手段23が記憶している指示位置情報の正当性や指示位置情報記憶手段23の記憶状態に基づいて電源瞬断の発生に応じた起動であると電源瞬断判定手段21aによって判定されると、制御手段21bによって指示位置情報記憶手段23が記憶している指示位置情報が示す指示位置まで指針を移動させるように駆動手段10の制御が行われる。よって、装置本体の起動時に電源瞬断の発生に応じた再起動であることが検出されると、指示位置情報記憶手段23が記憶している指示位置情報が示す指示位置、つまり電源瞬断発生時の指示位置に指針を移動させているので、電源瞬断の発生によって指針が初期位置に復帰される前に装置本体が再起動されても強制的に指針を0位置に復帰させることを防止することができる。また、車両の走行中に電源瞬断が発生しても、再起動時に速やかに電源発生時の指示位置まで指針を復帰させることができるので、電源瞬断が発生しても指針の指示位置が実際の値と異なってしまうという問題は生じない。さらに、指針の電源瞬断時の指示位置を指示位置情報記憶手段23に記憶しているので、指針の現在位置を得るためのエンコーダ等の位置検出手段を指針式表示装置の構成に加える必要がないので、装置がコストアップすることなく、電源瞬断の発生による再起動に対応することができる。従って、電源瞬断の発生による装置本体の再起動時には、指針を強制的に初期位置に復帰させないので、電源瞬断による指針振れを低減することができる。
【0011】
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の発明は、図1の基本構成図に示すように、請求項1に記載の指針式表示装置において、前記指示位置情報記憶手段23は、前記電源からの電力の供給が停止して所定時間が経過すると記憶内容が消えてしまう構成とし、少なくとも前記指示位置情報の正当性を検査するための検査情報をさらに記憶し、前記電源瞬断判定手段21aは、前記指示位置情報記憶手段23の前記検査情報に基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
【0012】
上記請求項2に記載した本発明の指針式表示装置によれば、指示位置情報記憶手段23には、指示位置情報の正当性を検査するためのチェックサム、フラグ等の検査情報が記憶される。そして、電源瞬断されてから所定時間が経過すると、指示位置情報記憶手段23の記憶内容は消えてしまうため、検査情報が異常な場合は電源瞬断が発生していないと見なされる。一方、検査情報が正常な場合は電源断されてからすぐに再起動された、つまり電源瞬断が発生したと見なされる。よって、電源からの電力の供給が停止して所定時間が経過すると記憶内容が消えてしまう指示位置情報記憶手段23を用い、この指示位置情報記憶手段23に検査情報を記憶し、この検査情報に基づいて電源瞬断の発生を検出するようにしているので、電源瞬断をより一層正確に検出することができる。また、指示位置情報記憶手段23はダイナミックRAM等の記憶媒体で実現することができるので、簡単な装置構成で実現することができる。従って、簡単な構成で電源瞬断による指針振れを低減させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る指針式表示装置の一実施の形態を、図2〜図4の図面を参照して説明する。
【0014】
ここで、図2は本発明に係る指針式表示装置の概略構成を示す構成図であり、図3は図2のRAMの本発明に係るメモリマップの一例を示す図であり、図4は図2のCPUが行う処理概要の一例を示すフローチャートである。
【0015】
指針式表示装置は、図2に示すように、指針1を駆動する駆動部10と、駆動部10の制御を行うマイクロコンピュータ(μCOM)20と、車速やエンジンの回転数等の表示対象に応じたセンサ信号を出力するセンサ部30とを有して構成しており、この指針式表示装置は車両のバッテリ等の電源からの電力の供給によって動作している。
【0016】
駆動部10には、ステップモータ、クロスコイルドライバ等の駆動手段を用いることが可能であり、本実施の形態では、駆動部10にステップモータを用いた場合について説明する。
【0017】
例えば、駆動部10にステップモータを用いた場合、指針1が先端部に固定される指針軸を駆動するための動力源となるロータや、ステータに固定されてロータを励磁するコイル等をケース部材に収容して駆動部10を形成している。このコイルは、プラスチックなどの合成樹脂で形成されたボビンに銅線を巻き回し、ボビンに圧入された複数の端子の各々に、銅線の両端すなわち巻き始めと巻き終わりを半田付け等の手段により電気的に接続して形成している。
【0018】
そして、各端子はμCOM20に接続しており、駆動部10はμCOM20の駆動情報に応じて回転角に応じた磁界を発生させることで、ロータは吸引又は反発して磁束バランスがとれた位置で停止する。そして、このロータの回動によって指針軸も回動されることで、計測量に応じた指示位置まで指針1を移動させることとなり、指針1が停止した箇所の文字板の指示値を指示することとなる。
【0019】
また、図2に示す指標13は、指針11の先端の位置に対応して形成された目盛り(同図においては一部分のみ示す)であり、スピードメータにおいては車速の目盛りとなっている。そして、0km/hに相当する指示位置が0位置Lとなっている。なお、この実施形態としてスピードメータを例示するが、本発明はこの実施形態に限ることなくタコメータなど他の指針式表示装置にも適用することができる。
【0020】
次に、μCOM20は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置(CPU)21、CPU21のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるROM22、各種のデータを格納するとともにCPU21の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるRAM23等を有して構成している。
【0021】
RAM23は、図3に示すように、駆動部10の制御に必要なデータが格納される制御情報格納エリア23aを有している。この制御情報格納エリア23aは、計測量に応じた目標振れ角、指針1の現在振れ角、制御情報格納エリア23a内のデータ項目の集まりに対する合計が格納されるチェックサム(検査情報に相当)等の各種データを格納する格納エリアを有して構成している。
【0022】
なお、本実施の形態では、RAM23にデータの保持のために一定時間毎にデータの書き込み(リフレッシュ)動作が必要なダイナミックRAM(DRAM)を用いている。そして、起動時に算出する制御情報格納エリア23aに対する起動時チェックサムと、制御情報格納エリア23aに記憶しているチェックサムとを比較し、この比較結果が等しくない場合は、記憶内容が変化しており信用できない、つまり、長時間に渡って電源供給が断たれていたと判断する。一方、比較結果が等しい場合は、記憶内容が正当である、つまり、電源瞬断が発生したと推測する。このようにDRAMとチェックサムを用いることで、電源瞬断が発生したか否かの検出を可能としている。
【0023】
センサ部30は、この装置により表示対象となる情報を取得する機構として構成されており、例えばスピードメータにあっては、車両が一定距離を走行する毎にパルス信号を出力する車速センサとして構成されている。そして、このセンサ部30から出力されたパルス信号は、上述したμCOM20に送出される。そして、μCOM20内にてこのパルス信号の送出間隔を取得することにより車速が算出される。なお、このセンサ部30は、エンジン回転センサ、燃料残量センサ等の表示対象に対応したセンサを有して構成するものである。
【0024】
また、μCOM20には車両のイグニッションスイッチ(IGNスイッチ)40を接続しており、μCOM20はIGNスイッチ40のON/OFF状態を検出可能な構成となっている。
【0025】
次に、図2に示すCPU21が行う本発明に係る処理概要の一例を、図4のフローチャートを参照して以下に説明する。
【0026】
図4において、車両のバッテリ(図示せず)からの電力の供給によりCPU21が起動されると、ステップS1において、RAM23の制御情報格納エリア23a以外の領域に対する初期設定などが行われ、その後ステップS2において、制御情報格納エリア23a内のデータ項目の集まりに対する合計であるチェックサムが起動時チェックサムとしてRAM23に算出され、その後ステップS3に進む。
【0027】
ステップS3において、算出された起動時チェックサムと制御情報格納エリア23aに記憶しているチェックサムとが比較され、この比較結果に基づいてRAM23の記憶内容が保存されているか否かが判定される。起動時チェックサムとチェックサムが等しくない、つまり、記憶内容が保存されていないと判定された場合は(ステップS3でN)、バッテリからの電力の供給が長時間に渡って断たれていたと見なし、ステップS4に進む。
【0028】
ステップS4において、指針1の0位置Lが検出され、その後ステップS5において、指針1を検出した0位置Lまで回動させるための振れ角0゜を示す駆動情報が駆動部10に出力されることで、指針1が0位置Lまで移動され、その後ステップS7に進む。なお、駆動手段にクロスコイルドライバを用いる場合は、ステップS4の0位置Lの検出処理は不要となる。
【0029】
一方、ステップS3で起動時チェックサムとチェックサムが等しい、つまり、記憶内容が保存されていると判定された場合は(ステップS3でY)、電源瞬断が発生したと推定され、その後ステップS6に進む。そして、ステップS6において、制御情報格納エリア23aの目標振れ角及び現在振れ角に基づいて指針1の指示位置が決定され、この指示位置まで指針1を回動させるための駆動情報が生成されて駆動部10に出力されることで、指針1は瞬断発生時の指示位置まで回動され、その後ステップS7に進む。
【0030】
ステップS7において、センサ部30からセンサ信号が測定量情報としてRAM23に取り込まれ、その後ステップS8において、この測定量情報に基づいた目標振れ角が制御情報格納エリア23aに算出され、その後ステップS9において、現在指示している振れ角から目標振れ角までを円滑に移動させるための変化量が加算されて現在振れ角が更新され、その後ステップS10に進む。
【0031】
ステップS10において、更新した現在振れ角まで指針1を回動させるための駆動情報が生成されて駆動部10に出力されることで、指針1は現在振れ角が示す指示位置まで回動され、その後ステップS11に進む。
【0032】
ステップS11において、制御情報格納エリア23a内のデータ項目の集まりに対するチェックサムが算出され、制御情報格納エリア23aのチェックサムが今回算出したチェックサムに置き換えられ、その後ステップS12に進む。このように現在振れ角が更新される毎にチェックサムを更新することで、チェックサムの信頼性を向上させている。
【0033】
ステップS12において、IGNスイッチ40がONからOFFに変化したか否かが判定される。IGNスイッチ40がOFFされていないと判定された場合は(ステップS12でN)、ステップS13に進む。
【0034】
ステップS13において、RAM23の現在振れ角と目標振れ角が等しいか否かが判定される。現在振れ角と目標振れ角が等しくない、つまり、指針1が目標振れ角に到達していないと判定された場合は(ステップS13でN)、ステップS9に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、現在振れ角と目標振れ角が等しい、つまり、指針1が目標振れ角に到達したと判定された場合は(ステップS13でY)、ステップS7に戻り、新たな計測量に対して一連の処理を繰り返す。
【0035】
また、ステップS12でIGNスイッチ40がOFFされたと判定された場合は(ステップS12でY)、ステップS14に進む。そして、ステップS14において、指針1を検出した0位置Lまで復帰させるための振れ角0゜を示す駆動情報が駆動部10に出力されることで、指針1は0位置Lに復帰され、その後処理を終了する。
【0036】
以上の説明からも明らかなように、ステップS3の判定処理によって電源瞬断による再起動であるか否か判定していることから、ステップS3が電源瞬断判定手段に相当する。また、ステップS6によって電源瞬断の発生よる再起動であるとの判定に応じて、RAM(指示位置情報記憶手段)23が記憶している現在振れ角(指示位置情報)が示す指示位置まで指針1を移動させるように駆動部(駆動手段)10を制御していることから、ステップS6が制御手段に相当する。よって、本実施の形態では、CPU21が電源瞬断判定手段及び制御手段として機能している。
【0037】
次に、上述した構成による本実施の形態の動作(作用)の一例について説明する。
【0038】
バッテリ(電源)からの電力の供給によって装置本体が起動されると、制御情報格納エリア23aに対する起動時チェックサムが算出され、この起動時チェックサムと制御情報格納エリア23aのチェックサムとが等しくない、つまり長時間に渡って電源供給が停止されていた場合は(ステップS3でN)、指針1はまず初期位置である0位置Lに移動される(ステップS4〜S5)。
【0039】
そして、センサ部30からのセンサ信号の入力に応じて、指針1は測定量に応じた指示位置まで移動される(ステップS7〜S13)。また、現在振れ角の更新に対応して制御情報格納エリア23aのチェックサムも更新される。この一連の処理はIGNスイッチ40がOFFされるまでの通常時に繰り返される。
【0040】
その後、他の機器の電源投入等によってバッテリからの電力供給が断たれると指針式表示装置は初期指示位置に指針1を復帰させる復帰制御を開始する。そして、この復帰制御途中にバッテリからの電力の供給が再開されて装置本体が再度起動されると、制御情報格納エリア23aに対する起動時チェックサムが算出される。
【0041】
この場合、電力の供給が断たれてからの経過時間が少ないことから、制御情報格納エリア23aの記憶内容は保持されており、起動時チェックサムと制御情報格納エリア23aのチェックサムとが等しい、つまり電源瞬断の発生に応じた再起動であると判定される(ステップS3でY)。
【0042】
電源瞬断の発生に応じた再起動であると判定されると、瞬断時間はごく僅かであると見なし、指針1は電源の供給が断たれてから殆ど移動していないという予想から、制御情報格納エリア23aの現在振れ角及び目標振れ角に基づいて指針1は電源瞬断発生時の指示位置まで移動される。よって、再起動時に電源瞬断発生時の指示位置を指針1に指示させることで、電源瞬断が発生したことを運転者等に認識されてしまうことを防止することができる。
【0043】
以上説明したように、装置本体の起動時に電源瞬断の発生に応じた再起動であることが検出されると、RAM(指示位置情報記憶手段)23が記憶している指示位置情報が示す指示位置、つまり電源瞬断発生時の指示位置に指針1を移動させているので、電源瞬断の発生によって指針1が初期位置に復帰される前に装置本体が再起動されても強制的に指針1を0位置に復帰させることを防止することができる。また、車両の走行中に電源瞬断が発生しても、再起動時に速やかに電源発生時の指示位置まで指針1を復帰させることができるので、電源瞬断が発生しても指針1の指示位置が実際の値と異なってしまうという問題は生じない。さらに、指針の電源瞬断時の指示位置をRAM23に記憶しているので、指針1の指示位置を得るためのエンコーダ等の位置検出手段を指針式表示装置の構成に加える必要がないので、装置がコストアップすることなく電源瞬断の発生による再起動に対応することができる。従って、電源瞬断の発生による装置本体の再起動時には、指針1を強制的に初期位置に復帰させないので、電源瞬断による指針振れを低減することができる。
【0044】
また、バッテリ(電源)からの電力の供給が停止して所定時間が経過すると記憶内容が消えてしまうRAM(指示位置情報記憶手段)23を用い、このRAM23にチェックサム(検査情報)を記憶し、このチェックサムに基づいて電源瞬断の発生を検出するようにしているので、電源瞬断をより一層正確に検出することができる。また、RAM23はダイナミックRAM等の記憶媒体で実現することができるので、簡単な装置構成で実現することができる。従って、簡単な構成で電源瞬断による指針振れを低減させることができる。
【0045】
なお、上述した本実施の形態では、制御情報格納エリア23aのチェックサムに基づいて電源瞬断が発生したことを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、種々異なる実施の形態とすることができる。
【0046】
例えば、瞬断用フラグを本構成のRAM23や車両がイグニッション・オフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去/書き換え可能な読み出し専用のメモリ(EEPROM)などに設け、処理中はフラグを1とし、処理の終了時にフラグを0とすることで、電源瞬断のように突然処理を停止した場合はフラグは1のままであることから、再起動時にフラグを参照することで電源瞬断の発生を検出するような実施の形態とすることもできる。
【0047】
さらに、上述したチェックサムと同様のタイミングで更新される時刻情報を記憶し、再起動時にこの時刻情報を参照して、最後に現在振れ角を更新してからの経過時間を算出し、この経過時間が予めROM23等に記憶している判定時間よりも短い場合に電源瞬断が発生したと見なすような実施の形態とすることもできる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載した本発明の指針式表示装置によれば、装置本体の起動時に電源瞬断の発生に応じた再起動であることが検出されると、指示位置情報記憶手段が記憶している指示位置情報が示す指示位置、つまり電源瞬断発生時の指示位置に指針を移動させているので、電源瞬断の発生によって指針が初期位置に復帰される前に装置本体が再起動されても強制的に指針を0位置に復帰させることを防止することができる。また、車両の走行中に電源瞬断が発生しても、再起動時に速やかに電源発生時の指示位置まで指針を復帰させることができるので、電源瞬断が発生しても指針の指示位置が実際の値と異なってしまうという問題は生じない。さらに、指針の電源瞬断時の指示位置を指示位置情報記憶手段23に記憶しているので、指針の現在位置を得るためのエンコーダ等の位置検出手段を指針式表示装置の構成に加える必要がないので、装置がコストアップすることなく電源瞬断の発生による再起動に対応することができる。従って、電源瞬断の発生による装置本体の再起動時には、指針を強制的に初期位置に復帰させないので、電源瞬断による指針振れを低減することができるという効果を奏する。
【0049】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、電源からの電力の供給が停止して所定時間が経過すると記憶内容が消えてしまう指示位置情報記憶手段を用い、この指示位置情報記憶手段に検査情報を記憶し、この検査情報に基づいて電源瞬断の発生を検出するようにしているので、電源瞬断をより一層正確に検出することができる。また、指示位置情報記憶手段はダイナミックRAM等の記憶媒体で実現することができるので、簡単な装置構成で実現することができる。従って、簡単な構成で電源瞬断による指針振れを低減させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の指針式表示装置の基本構成を示す図である。
【図2】本発明に係る指針式表示装置の概略構成を示す構成図である。
【図3】図2のRAMの本発明に係るメモリマップの一例を示す図である。
【図4】図2のCPUが行う処理概要の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 駆動手段(駆動部)
21a 電源瞬断判定手段(CPU)
21b 制御手段(CPU)
23 指示位置情報記憶手段(RAM)
Claims (2)
- 駆動手段を制御して表示対象となる測定量に応じた指示位置まで指針を移動させるとともに、電源から装置本体に対する電力の供給が停止されたときに前記指針を初期位置に復帰させる指針式表示装置において、
前記電源から装置本体に対する電力の供給が停止されたときの前記指針の指示位置を示す指示位置情報を記憶する指示位置情報記憶手段と、
前記装置本体の起動に応じて、該起動が瞬間的に前記電力の供給が停止する電源瞬断の発生による再起動か否かを判定する電源瞬断判定手段と、
前記電源瞬断判定手段によって前記電源瞬断の発生に応じた起動であると判定されると、前記指示位置情報記憶手段が記憶している前記指示位置情報が示す前記指示位置まで前記指針を移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする指針式表示装置。 - 前記指示位置情報記憶手段は、前記電源からの電力の供給が停止して所定時間が経過すると記憶内容が消えてしまう構成とし、少なくとも前記指示位置情報の正当性を検査するための検査情報をさらに記憶し、
前記電源瞬断判定手段は、前記指示位置情報記憶手段の前記検査情報に基づいて前記判定を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の指針式表示装置。
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