JP4206713B2 - 指示計器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指示計器およびコンビネーションメータに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、指示計器においては、目盛り盤上を回転する指針と、指針を回転させるステップモータとを備え、制御回路がステップモータを制御して指針を回転させるようにしたものがある（特開平２００１−２６４１２３号公報参照）。
【０００３】
このものにおいて、起動時には、制御回路が、必ず、指針を目盛り盤の目盛りの下限値（帰零位置）に戻すようにステップモータを制御して、かつ、ストッパ機構により指針を下限値で停止させることにより、当該指針を基準位置に設定するようになっている。
【０００４】
このような指示計器では、指針が下限値に戻ったことを検出するため、指針が下限値に戻るとオンする機械式スイッチを設け、制御回路が、機械式スイッチからの出力信号に基づき、指針が下限値に位置していることを検出するようにしている。
【０００５】
このため、機械式スイッチの接点が汚れているときや、接点が酸化しているときには、指針が下限値に戻ってきても、機械式スイッチが正常に動作しない可能性がある。これに伴い、指針が下限値に位置していることを正確に検出できない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、指針が基準値に位置していることを正確に検出できるようにした指針装置およびコンビネーションメータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ステップモータ（３００）と、目盛り盤上を回転する指針（２０）と、ステップモータの回転に伴って回転するとともに指針を回転させる、歯車を有する回転部材（４１０）と、指針の位置を検出して検出信号を出力する検出手段（６００）と、検出手段による検出信号に基づき、指針が目盛り盤の基準位置に位置するか否かを判定する判定手段（８０３）と、指針が基準位置に位置していないことを判定手段が判定したとき、指針を基準位置に戻すようにステップモータを制御する制御手段（８０６）と、を備える指示装置であって、検出手段は、回転部材の表面に配設された磁性体片（６０１）と、回転部材側に検出磁束を出力する出力巻線（６０４）と、出力巻線から磁性体片を通して入力される検出磁束に基づき、検出信号を出力する検出巻線（６０３）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、出力巻線、磁性体片、検出巻線といった構成を用いて指針が目盛りの基準値に戻ったか否かの判定を行っている。したがって、接点の汚れ、酸化に関わりなく、当該判定を行うことができるため、指針が基準値に位置していることを正確に検出することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、外部からの磁束に対して検出巻線をシールドするためのシールド部材（９００）を有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、外部からの余分な外部磁束が、検出巻線に入力することを未然に防止できるので、外部磁束に基づく検出巻線からの出力により、指針が目盛りの基準値に戻ったことの判定を行うことを未然に防止できる。したがって、指針が目盛りの基準値に戻った否かの判定をより一層正確に行うことができる。
【００１１】
ここで、請求項３に記載の発明のように、回転部材側に向け突出するように形成され、出力巻線が巻装される出力磁極（９０１）と、回転部材側に向け突出するように形成され、検出巻線が巻装される検出磁極（９０２）と、を有するように構成してもよい。
【００１２】
具体的には、請求項４に記載の発明のように、出力磁極および検出磁極は、シールド部材から回転部材側に向け突出するように形成されるようにして、出力磁極、検出磁極およびシールド部材が一体に成形されるようにしてもよい。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、制御手段により制御されてステップモータに駆動信号を出力する駆動回路（７０３、７０４）を備え、ステップモータは、駆動回路からの駆動信号に基づき駆動磁束を出力する駆動巻線（３０６、３０７）と、駆動巻線からの駆動磁束に応じて回転部材を回転させるマグネットロータ（３０２）とを有し、検出巻線は、駆動回路からの駆動信号に基づき、検出磁束を出力することを特徴とする。
【００１４】
このようにして、駆動回路を利用して、検出巻線に駆動信号を入力させるようにしているため、検出巻線に駆動信号を入力させるための回路を駆動回路以外に設ける必要が無く、ハードウェア構成を簡素化できる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明のように、出力巻線の一端子は、検出巻線の一端子と共通接続されているようにしてもよい。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明では、指針が基準位置に戻ったとき、回転部材の回転を停止するストッパ（４５０）を有し、磁性体片は、回転部材が時計回りに回転してストッパにより停止されたとき、出力巻線からの検出磁束を検出巻線に入力するための磁路を形成し、かつ回転部材が反時計回りに回転してストッパにより停止 されたときにも、出力巻線からの検出磁束を検出巻線に入力するための磁路を形成するようになっていることを特徴とする。
【００２０】
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一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、図２は、本発明に係る車速計の第１実施形態を示す。図１は、車速計の正面図、図２は、車速計の断面図である。
【００２２】
車速計は、図１に示すように、目盛り盤１０および指針２０を備える。また、車速計には、図２に示すように、回動内機３０及び配線板４０が設けられている。
【００２３】
目盛り盤１０には、図１に示すように、車速表示部１１が形成されており、車速表示部１１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。また、指針２０は、図２に示すように、回動基部２１が、後述する指針軸３０ｂの先端部によって支持されており、指針２０は、目盛り盤１０の車速表示部１１上を回転する。
【００２４】
回動内機３０は、指針軸３０ｂおよび内機本体３０ａを備えており、内機本体３０ａは、配線板４０の裏面側に組み付けられたもので、後述するように指針軸３０ｂを回転可能に支持する。
【００２５】
次に、このような内機本体３０ａの内部構成について図３〜図５を参照して説明する。図３は、内機本体３０ａを示す斜視図、図４は、内機本体３０ａを示す上面図、図５は、内機本体３０ａの内部を構成を示す透視図である。
【００２６】
内機本体３０ａは、図３に示すように、２相式ステップモータ３００、入力歯車４２０、中間歯車４３０、４３１、出力歯車４１０、ストッパ４５０および帰零検出部６００を備えている。
【００２７】
２相式ステップモータ３００は、マグネットロータ３０２およびヨーク３０３を備えており、ヨーク３０３は、環状に形成されている。また、ヨーク３０３には、内側に突出するように形成された磁極３０４、３０５がそれぞれ設けられている。
【００２８】
磁極３０４には、図４に示すように、Ａ相巻線３０６が巻装され、磁極３０５にはＢ相巻線３０７が巻装されている。巻線３０６、３０７は、後述するように、マグネットロータ３０２を回転させるために、互いに異なる位相の余弦波状磁束を磁極３０４、３０５から出力させる。
【００２９】
マグネットロータ３０２は、ヨーク３０３内に配設されており、マグネットロータ３０２には、回転軸３１０が填め込まれている。マグネットロータ３０２および回転軸３１０は、ケースによって回転可能に支持されている。
【００３０】
マグネットロータ３０２の外周面には、その周方向にＮ極とＳ極とが交互に多数着磁されている。当該外周面には、ヨーク３０３の磁極３０４、３０５の先端面が隙間を介して対向している。また、マグネットロータ３０２は、その外周面に磁極３０４、３０５からの余弦波状磁束が流れ込むことにより、回転することになる。
【００３１】
入力歯車４２０は、図３に示すように、マグネットロータ３０２とともにケースによって回転可能に支持されており、入力歯車４２０は、中間歯車４３０と噛み合っている。また、中間歯車４３０は、中間歯車４３１とともに、ケースによって回転可能に支持されており、中間歯車４３１は、出力歯車４１０に噛み合っている。
【００３２】
出力歯車４１０には、指針軸３０ｂが填め込まれており、出力歯車４１０は、指針軸３０ｂとともに、ケースによって回転可能に支持されている。このような入力歯車４２０は、中間歯車４３０、４３１および出力歯車４１０とともに、２相式ステップモータ３００の回転速度より低い回転速度で指針軸３０ｂを回転させる役割を果たす。
【００３３】
帰零検出部６００は、図３に示すように、磁性体片６０１およびヨーク６０２を備えており、磁性体片６０１は、軟磁性体からなる薄板状の部材であって、出力歯車４１０の表面に固定されている。
【００３４】
ヨーク６０２は、出力歯車４１０の上側に配置されたもので、ケース５００により支持されている。ヨーク６０２は、コの字状に形成されたもので、ヨーク６０１の双方の先端部は、指針２０が車速下限値に戻ったときに隙間を介して磁性体片６０１に対向する。
【００３５】
また、ヨーク６０２の一片には、出力巻線６０４が巻装されており、出力巻線６０４は、ヨーク６０２の一端部から出力歯車４１０側に向けて検出磁束を出力させる。そして、ヨーク６０２の他片には、検出巻線６０３が巻装されており、検出巻線６０３は、出力歯車４１０側からヨーク６０２の他端部に入力される検出磁束に基づき検出信号を出力する。
【００３６】
ストッパ４５０は、図５に示すように、ケース５００から内側に突起するように形成されたものあり、ストッパ４５０は、指針２０が車速表示部１１の車速下限値に戻ったときに、出力歯車４１０の裏面側の突起部４５５に当たって出力歯車４１０を止める役割を果たす。
【００３７】
次に、ステップモータ３００のための電気回路構成について図６を参照して説明する。
【００３８】
車速計は、マイクロコンピュータ７００および不揮発性メモリ７０１を備えており、マイクロコンピュータ７００は、励磁回路７０２、駆動回路７０３、７０４および演算部７０５を備えている。励磁回路７０２は、パルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力する。駆動回路７０３、７０４は、互いに異なる位相で余弦波状の駆動電圧を巻線３０６、３０７に出力する。
【００３９】
演算部７０５は、車速センサ７１０の検出信号に基づき、指針２０の回転させるべき回転角を演算するとともに、当該回転角だけ指針２０を回転させるために駆動回路７０３、７０４を制御するための処理を実行する。また、演算部７０５は、イグニッションスイッチ７０５のオン時に、検出巻線６０３の出力に基づき指針２０が車速下限値に戻ったことを判定するまで、指針２０を車速下限値に戻すために駆動回路７０３、７０４を制御するための処理を実行する。
【００４０】
次に、本実施形態の作動について図７、図８を参照して説明する。
【００４１】
演算部７０５は、イグニッションスイッチ７０５のオン時に、図７に示すフローチャートに従って、帰零処理の実行を開始する。
【００４２】
先ず、駆動回路７０３、７０４によって、双方の位相差が零でパルス状の駆動電圧をそれぞれ出力させる（ステップ８００）。これに伴い、巻線３０６、３０７が、駆動回路７０３、７０４からの駆動電圧に基づき、それぞれの位相差がゼロでパルス状の磁束を出力する。したがって、マグネットロータ３０２は、巻線３０６、３０７からの磁束に基づき停止状態を保持する。
【００４３】
次に、励磁回路７０２からパルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力させると（ステップ８０１）、出力巻線６０４は、ヨーク６０２の一端部から出力歯車４１０側に向けてパルス状の検出磁束を出力する。これに伴い、検出巻線６０３の端子間電圧を検出するとともに、この検出電圧基づいて、指針２０が車速下限値に戻ったか否かについて判定する（ステップ８０３）。
【００４４】
例えば、図８（ａ）に示すように、出力歯車４１０の突起部４５５が、ストッパ４５０に到達していないとき、ヨーク６０２の両方の端部が、磁性体片６０１に対向していない。したがって、磁性体片６０１は、ヨーク６０２の両方の端部間で磁束を通す磁路になっていない。このため、図８（ｃ）に示すように、検出巻線６０３の端子間電圧が、所定閾値未満となるので、ステップ８０３でＮＯと判定する。
【００４５】
これに伴い、指針２０を車速下限値に戻すために、駆動回路７０３、７０４によって、互いに９０度の位相の異なる余弦波状の駆動電圧を出力させる（ステップ８０６）。すなわち、駆動回路７０３、７０４によって、Ａ相巻線３０６にハイレベルの駆動電圧を出力させ、かつＢ相巻線３０７にローレベルの駆動電圧を出力させる。これに加えて、駆動回路７０３、７０４によって、巻線３０６、３０７に対する駆動電圧をそれぞれ一周期分（３６０度分）だけ余弦波状に変化させる。
【００４６】
これに伴い、巻線３０６、３０７は、互いに９０度位相の異なる余弦波状磁束を磁極３０４、３０５から出力させる。このため、マグネットロータ３０２には、磁極３０４、３０５のそれぞれから余弦波状磁束が流れ込むため、マグネットロータ３０２が、回転するとともに、歯車４１０、４２０、４３０、４３１を回転させることになる。したがって、指針２０が、指針軸３０ｂとともに所定角度反時計回りに回転することになる。
【００４７】
その後、検出巻線６０３の端子間電圧が、所定閾値以上となるまで、ゼロ位相駆動電圧出力処理（ステップ８００）、検出電圧の出力処理（ステップ８０１）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２）、端子間電圧判定処理（ステップ８０３）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６）を繰り返す。
【００４８】
この後、出力歯車４１０の突起部４５５が、図８（ｂ）に示すように、ストッパ４５０に到達すると、ヨーク６０２の両方の端部が、磁性体片６０１に対向するので、磁性体片６０１は、ヨーク６０２の両方の端部間で磁束を通す磁路になる。
【００４９】
この場合、ヨーク６０２の他方の端部には、矢印１００４のように、一方の端子からの検出磁束が磁性体片６０１を通って入力されるので、図８（ｄ）に示すように、検出巻線６０３の端子間電圧が、所定閾値以上となる。したがって、ステップ８０３でＹＥＳと判定する。このことにより、指針２０が車速下限値に戻ったことが判定されることになる。
【００５０】
その後、駆動回路７０３、７０４による駆動電圧の出力を停止させて、通常の動作モードに移行する（ステップ８０４、８０５）。この通常の動作モードでは、車速を指針２０で指示させるために、車速センサ７１０の検出信号に基づいて、指針２０の回転角を演算するとともに、当該回転角だけ指針２０を回転させるために駆動回路７０３、７０４を制御する。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、機械式スイッチではなく、磁性体片６０１、ヨーク６０２、出力巻線６０４および検出巻線６０３を用いている。このため、接点の汚れや酸化に関わりなく、指針２０が車速下限値（基準値）に戻った否かを判定を行っている。したがって、当該判定を正確に行うことができるため、指針２０が下限値に位置することを正確に検出することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態においては、出力巻線６０４から検出磁束を発生させるために、励磁回路７０２からのパルス状の電圧を出力巻線６０４に入力させるようにしたものを示したが、これに代えて、本実施形態では、駆動回路７０３からの出力を利用して出力巻線６０４から検出磁束を発生させるようにする。この場合の構成を図９に示す。
【００５３】
本実施形態では、出力巻線６０４が、図９に示すように、励磁回路７０２に代わる駆動回路７０３からのパルス状の電圧に基づき、パルス状の磁束を出力する。なお、図９において、図６と同一符号は、同一のもの或いは実質的に同一のものを示す。
【００５４】
また、本実施形態の演算部７０５は、図７に示すフローチャートに代えて、図９に示すフローチャートに従って帰零処理を行う。なお、図１０において、図７中の同一符号は、同一処理を示す。
【００５５】
次に、本実施形態の作動について図９を用いて説明する。
【００５６】
先ず、演算部７０５は、イグニッションスイッチ７０５のオン時に、図１０に示すフローチャートに従って、帰零処理の実行を開始する。
【００５７】
すなわち、上記実施形態と同様、マグネットロータ３０２の停止状態を保持するために、駆動回路７０３、７０４によって、、双方の位相差が零でパルス状の駆動電圧をそれぞれ出力させる（ステップ８００）。このとき、駆動回路７０３からパルス状の駆動電圧が巻線６０４に出力されるため、出力巻線６０４が、検出磁束としてのパルス状の磁束を発生させることになる。
【００５８】
次に、検出巻線６０３の端子間電圧を検出するとともに（ステップ８０２）、この検出電圧が所定閾値以上であるか否かを判定することにより、指針２０が車速下限値に戻った否かを判定することになる（ステップ８０３）。
【００５９】
ここで、検出電圧が所定閾値未満であるためにＮＯと判定すると、検出巻線６０３の検出電圧が所定閾値以上になるまで、駆動電圧出力処理（ステップ８０６）、ゼロ位相駆動電圧出力処理（ステップ８００）、検出巻線端子間電圧の検出処理（ステップ８０２）および端子間電圧判定処理（ステップ８０３）を繰り返す。その後、検出巻線６０３の検出電圧が所定閾値以上となり、指針２０が車速下限値に戻ったとしてＹＥＳと判定すると、駆動電圧停止処理（ステップ８０４）および通常動作モード以降処理（ステップ８０５）を行う。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、駆動回路７０３からの出力信号を利用して出力巻線６０４から検出磁束を発生させるようにしている。このため、出力巻線６０４から検出磁束を発生させるための励磁回路７０２を設ける必要が無くなるため、ハードウェア構成を簡素化できる。
【００６１】
（第３実施形態）
本第３実施形態では、図１１に示すように、車速計１０１０、エンジン回転計１０１１、燃料残量計１０１２などそれぞれの指示計器を一体化したコンビネーションメータにおいて、それぞれの指示計器で帰零処理を時分割で行うようにする。
【００６２】
当該コンビネーションメータにおいて、それぞれの指示計器のうちマイクロコンピュータなどを除く構成は、上記第１実施形態で示された指示計器と実質的に同様であり、以下、コンビネーションメータの概略構成について、図１２を用いて説明する。
【００６３】
コンビネーションメータは、マイクロコンピュータ７００Ａおよび回動内機３０Ａ〜３０Ｃを備えており、回動内機３０Ａ〜３０Ｃは、それぞれの指示計器に対応して設けられたもので、上記第１実施形態で示された回動内機３０と同様の構成を有する。
【００６４】
マイクロコンピュータ７００Ａは、各駆動回路７０３、各駆動回路７０４、各励磁回路７０２および演算部７０５Ａを備えている。駆動回路７０３、７０４は、各励磁回路７０２とともに、回動内機毎に設けられたもので、上記第１実施形態で示された駆動回路７０３、７０４、励磁回路７０２と同様の回路構成を有する。
【００６５】
演算部７０５Ａは、回動内機３０Ａ〜３０Ｃの検出巻線の出力を時分割で検出するともに、この検出に基づき各指針が目盛りの下限値に戻ったか否かを時分割で判定し、かつ各指針が車速下限値に戻ったと判定するまで、各指針を車速下限値に戻すために駆動回路７０３、７０４を時分割で制御する。また、本実施形態の演算部７０５Ａは、図７に示すフローチャートに代えて、図１３〜図１６に示すフローチャートに従って、帰零処理を行う。
【００６６】
なお、図１３〜図１５中のステップ８００ａ、８００ｂ、８００ｃは、図７中のステップ８００と実質的に同様であり、図１３〜図１５中のステップ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃは、図７中のステップ８０１と実質的に同様である。図１３〜図１５中のステップ８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃは、図７中のステップ８０２と実質的に同様で、図１３〜図１５中のステップ８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃは、図７中のステップ８０３と実質的に同様である。また、図１６中ステップ８０６ａ、８０６ｂ、８０６ｃは、図７中のステップ８０６と実質的に同様である。
【００６７】
次に、本実施形態の作動について図１３〜図１５を参照して説明する。先ず、イグニッションスイッチ７０５がオンされると、演算部７０５が、第１〜第３の検知フラッグをリセットする（ステップ８１０）。第１〜第３の検知フラッグは、不揮発性メモリ７０１において、各指針が下限値に戻ったか否かをそれぞれ記憶するためのものである。その後、各駆動回路７０３、７０４による回動内機３０Ａ〜３０Ｃへの駆動電圧の出力を停止する（ステップ９００）。
【００６８】
次に、第１の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する（ステップ８１１ａ）。第１の検知フラッグがリセット状態であるとき、次のように回動内機３０Ａに対する処理を行う。すなわち、回動内機３０Ａのマグネットロータ３０２の停止状態を保持するために、駆動回路７０３、７０４によって、双方の位相差が零でパルス状の駆動電圧をそれぞれ出力させることになる（ステップ８００ａ）。
【００６９】
その後、出力巻線６０４から検出磁束を出力させるために、励磁回路７０２からパルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力させる（ステップ８０１ａ）。これに加えて、検出巻線６０３の端子間電圧を検出するとともに（ステップ８０２ａ）、この検出電圧が所定閾値以上であるとき、指針が下限値に戻っているとして（ステップ８０３ａ）、第１の検知フラッグをセットして、駆動回路７０３、７０４による電圧出力を停止する（ステップ８１２ａ、８１３ａ）。
【００７０】
その後、以上のような回動内機３０Ａに対する処理（ステップ８００ａ、８０１ａ〜８０３ａ、８１２ａ、８１３ａ）と同様の処理を、回動内機３０Ｂ、３０Ｃに対して行う（図１４中のステップ８１１ｂ、８００ｂ、８０１ｂ〜８０３ｂ、８１２ｂ、８１３ｂ、図１５中のステップ８１１ｃ、８００ｃ、８０１ｃ〜８０３ｃ、８１２ｃ、８１３ｃ）。
【００７１】
この後、図１６のステップ８１１１ａに移行して、第１の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する。当該フラッグがリセット状態であるとき、指針を下限値側に所定角度回転させるために、回動内機３０Ａに対して、駆動電圧の出力処理（ステップ８０６ａ）を行う。その後、第２の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する（ステップ８１１１ｂ）。当該フラッグがリセット状態であるとき、回動内機３０Ｂに対して、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ａ）と同様の処理（ステップ８０６ｂ）を行う。さらに、第３の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する（ステップ８１１１ｃ）。当該フラッグがリセット状態であるとき、回動内機３０Ｃに対して、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ａ）と同様の処理（ステップ８０６ｃ）を行う。
【００７２】
次に、第１〜第３の検知フラッグの全てがセット状態か否かを判定する（ステップ８１５ｃ）。全てのフラッグのいずれかがリセット状態のとき、全てフラッグがセット状態になるまで、フラッグ判定処理（ステップ８１１ａ）、ゼロ位相駆動電圧出力処理（ステップ８００ａ）、検出電圧出力処理（ステップ８０１ａ）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２ａ）、電圧判定処理（ステップ８０３ａ）、フラッグセット処理（ステップ８１２ａ）、電圧出力停止処理（ステップ８１３ａ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１ｂ）、保持電力出力処理（ステップ８００ｂ）、検出電圧出力処理（ステップ８０１ｂ）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２ｂ）、電圧判定処理（ステップ８０３ｂ）、フラッグセット処理（ステップ８１２ｂ）、電圧出力停止処理（ステップ８１３ｂ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１ｃ）、保持電力出力処理（ステップ８００ｃ）、検出電圧出力処理（ステップ８０１ｃ）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２ｃ）、電圧判定処理（ステップ８０３ｃ）、フラッグセット処理（ステップ８１２ｃ）、電圧出力停止処理（ステップ８１３ｃ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１１ａ）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ａ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１１ｂ）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ｂ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１１ｃ）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ｃ）を繰り返す。その後、各指針がそれぞれ下限値に戻り、全てのフラッグがセット状態になると通常動作モードに移行する。これに伴って、センサ７１０、７１０ｂ、７１０ｃの出力に基づき指針で車速、エンジン回転数、残燃料をそれぞれ指示させるための処理を行う（ステップ８０５Ａ）。
【００７３】
（他の実施形態）
なお、上記第３実施形態において、出力巻線６０４からパルス状の磁束を出力させるために、パルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力するための励磁回路７０２を用いたものを示したが、上記第２実施形態と同様に、駆動回路７０３からの出力を出力巻線６０４に出力させてこの出力巻線６０４からパルス状の磁束を出力させるようにしてもよい。
【００７４】
また、上記第３実施形態において、イグニッションスイッチ７０５がオンされると、演算部７０５が、各指針を所定角度回転させてから、各フラッグのリセット処理（ステップ８１０）以降の処理を行うようにしてもよい。
【００７５】
なお、上記各実施形態では、図１７に示すように、外部から入力される外部磁束が、矢印Ｙ１のように、ヨーク６０２の他の端部から出力歯車４１０側に向けて流れると、検出巻線６０３が、外部磁束に基づき出力信号を発生させる。これに伴い、マイクロコンピュータは、指針が車速下限値に戻ったことを誤って判定する可能性がある。このため、図１８に示すように、外部磁束から、磁性体片６０１および検出巻線６０３などをシールドするシールド部材９００を設けるようにしてもよい。
【００７６】
ここで、シールド部材９００は、軟磁性体材料からなるもので、図１８に示すように、出力歯車４１０、磁性体片６０１、出力巻線６０４および検出巻線６０３を囲むように環状に形成されている。このようにして、外部磁束が、図１８中矢印Ｙ２のように、磁性体片６０１および検出巻線６０３を迂回して流れるようにすることができる。
【００７７】
ここで、シールド部材９００は、内側に向けてそれぞれ突起する突起部９０１、９０２が設けられている。突起部９０１、９０２には、それぞれ、出力巻線６０４、検出巻線６０３が巻装されており、突起部９０１、９０２は、磁極としての役割を果たすことになる。このことにより、シールド部材９００は、出力巻線６０４および検出巻線６０３のそれぞれの磁極と一体に成形されていることになる。
【００７８】
また、上記各実施形態において、出力歯車４１０が反時計回りに回転して指針が下限値に戻ったとき、すなわち、図１９（ａ）に示すように、矢印Ｙ３のように出力歯車４１０が反時計回りに回転して出力歯車４１０の突起部４５５がストッパ４５０に到達したとき、磁性体片６０１が、検出磁束の磁路Ｙ３１を形成するようにしたものを示したが、例えば、指針が時計回りに回り指針が下限値を指示するものにおいては、図１９（ｂ）に示すように磁性体片６０１を円弧状に形成して、この磁性体片６０１の角度をＫを、次のようになるように設定してもよい。
【００７９】
すなわち、磁性体片６０１は、図１９（ａ）に示すように、矢印Ｙ３のように出力歯車４１０が反時計回りに回転して出力歯車４１０の突起部４１０がストッパ４５５に到達したとき、磁性体片６０１が、検出磁束の磁路Ｙ３１を形成し、かつ、図１９（ｃ）に示すように、矢印Ｙ４のように出力歯車４１０が時計回りに回転して出力歯車４１０の突起部４１０がストッパ４５５に到達したとき、磁性体片６０１が、検出磁束の磁路Ｙ３１を形成するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記各実施形態において、目盛りの下限値を指針の基準値とするものを示したが、下限値と基準値とがオフセットするようにしてもよい。
【００８１】
また、上記各実施形態において、磁性体片６０１としては、軟磁性体材料からなるものを示したが、検出磁束の磁路を形成するものであるならば、各種の磁性体からなるものを用いてもよい。
【００８２】
また、上記各実施形態において、磁性体片６０１としては、出力歯車４１０に配置したものを示したが、突起部４５５がストッパ４５０に到達したとき、検出磁束の磁路を形成するようにしたものならば、いずれに配置するようにしてもよい。
【００８３】
なお、上記各実施形態において、図２０に示すように、出力巻線６０４のグランド端子が、検出巻線６０３と共通接続されるようにしてもよい。
【００８４】
さらに、上記各実施形態において、指示計器として、車速計、あるいはコンビネーションメータに適用する場合に限らず、温度計、圧力計、電流計、電圧計など各種の計器に適用してもよい。
【００８５】
また、上記各実施形態において、ステップモータの巻線３０６、３０７に出力する出力電圧は、余弦波状電圧に限らず、各種の交流電圧を用いてもよい。また、出力電圧としては、余弦波状電圧をＰＷＭ方式で実現するようにしてもよい。さらに、出力巻線６０４に出力する電圧としては、パルス状の電圧に限らず、各種の交流電圧を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る指示計器の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に示す指示計器の断面図である。
【図３】図１に示す指示計器の回動内機の斜視図である。
【図４】図１に示す指示計器の回動内機の上面図である。
【図５】図１に示す指示計器の回動内機の透視図である。
【図６】図１に示す指示計器の電気回路構成図である。
【図７】図６に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図８】図１に示す指示計器の作動の説明するための図である。
【図９】本発明に係る指示計器の第２の実施形態の電気回路構成を示す図である。
【図１０】図９に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る指示計器の第３の実施形態の正面図である。
【図１２】上記第３の実施形態の電気回路構成を示す図である。
【図１３】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【図１８】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【図１９】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【図２０】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【符号の説明】
２０…指針、４１０…出力歯車、６０４…出力巻線、６０３…検出巻線、
６０１…磁性体片、７００Ａ…マイクロコンピュータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、指示計器およびコンビネーションメータに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、指示計器においては、目盛り盤上を回転する指針と、指針を回転させるステップモータとを備え、制御回路がステップモータを制御して指針を回転させるようにしたものがある（特開平２００１−２６４１２３号公報参照）。
【０００３】
このものにおいて、起動時には、制御回路が、必ず、指針を目盛り盤の目盛りの下限値（帰零位置）に戻すようにステップモータを制御して、かつ、ストッパ機構により指針を下限値で停止させることにより、当該指針を基準位置に設定するようになっている。
【０００４】
このような指示計器では、指針が下限値に戻ったことを検出するため、指針が下限値に戻るとオンする機械式スイッチを設け、制御回路が、機械式スイッチからの出力信号に基づき、指針が下限値に位置していることを検出するようにしている。
【０００５】
このため、機械式スイッチの接点が汚れているときや、接点が酸化しているときには、指針が下限値に戻ってきても、機械式スイッチが正常に動作しない可能性がある。これに伴い、指針が下限値に位置していることを正確に検出できない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、指針が基準値に位置していることを正確に検出できるようにした指針装置およびコンビネーションメータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ステップモータ（３００）と、目盛り盤上を回転する指針（２０）と、ステップモータの回転に伴って回転するとともに指針を回転させる、歯車を有する回転部材（４１０）と、指針の位置を検出して検出信号を出力する検出手段（６００）と、検出手段による検出信号に基づき、指針が目盛り盤の基準位置に位置するか否かを判定する判定手段（８０３）と、指針が基準位置に位置していないことを判定手段が判定したとき、指針を基準位置に戻すようにステップモータを制御する制御手段（８０６）と、を備える指示装置であって、検出手段は、回転部材の表面に配設された磁性体片（６０１）と、回転部材側に検出磁束を出力する出力巻線（６０４）と、出力巻線から磁性体片を通して入力される検出磁束に基づき、検出信号を出力する検出巻線（６０３）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、出力巻線、磁性体片、検出巻線といった構成を用いて指針が目盛りの基準値に戻ったか否かの判定を行っている。したがって、接点の汚れ、酸化に関わりなく、当該判定を行うことができるため、指針が基準値に位置していることを正確に検出することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、外部からの磁束に対して検出巻線をシールドするためのシールド部材（９００）を有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、外部からの余分な外部磁束が、検出巻線に入力することを未然に防止できるので、外部磁束に基づく検出巻線からの出力により、指針が目盛りの基準値に戻ったことの判定を行うことを未然に防止できる。したがって、指針が目盛りの基準値に戻った否かの判定をより一層正確に行うことができる。
【００１１】
ここで、請求項３に記載の発明のように、回転部材側に向け突出するように形成され、出力巻線が巻装される出力磁極（９０１）と、回転部材側に向け突出するように形成され、検出巻線が巻装される検出磁極（９０２）と、を有するように構成してもよい。
【００１２】
具体的には、請求項４に記載の発明のように、出力磁極および検出磁極は、シールド部材から回転部材側に向け突出するように形成されるようにして、出力磁極、検出磁極およびシールド部材が一体に成形されるようにしてもよい。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、制御手段により制御されてステップモータに駆動信号を出力する駆動回路（７０３、７０４）を備え、ステップモータは、駆動回路からの駆動信号に基づき駆動磁束を出力する駆動巻線（３０６、３０７）と、駆動巻線からの駆動磁束に応じて回転部材を回転させるマグネットロータ（３０２）とを有し、検出巻線は、駆動回路からの駆動信号に基づき、検出磁束を出力することを特徴とする。
【００１４】
このようにして、駆動回路を利用して、検出巻線に駆動信号を入力させるようにしているため、検出巻線に駆動信号を入力させるための回路を駆動回路以外に設ける必要が無く、ハードウェア構成を簡素化できる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明のように、出力巻線の一端子は、検出巻線の一端子と共通接続されているようにしてもよい。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明では、指針が基準位置に戻ったとき、回転部材の回転を停止するストッパ（４５０）を有し、磁性体片は、回転部材が時計回りに回転してストッパにより停止されたとき、出力巻線からの検出磁束を検出巻線に入力するための磁路を形成し、かつ回転部材が反時計回りに回転してストッパにより停止 されたときにも、出力巻線からの検出磁束を検出巻線に入力するための磁路を形成するようになっていることを特徴とする。
【００２０】
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一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、図２は、本発明に係る車速計の第１実施形態を示す。図１は、車速計の正面図、図２は、車速計の断面図である。
【００２２】
車速計は、図１に示すように、目盛り盤１０および指針２０を備える。また、車速計には、図２に示すように、回動内機３０及び配線板４０が設けられている。
【００２３】
目盛り盤１０には、図１に示すように、車速表示部１１が形成されており、車速表示部１１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。また、指針２０は、図２に示すように、回動基部２１が、後述する指針軸３０ｂの先端部によって支持されており、指針２０は、目盛り盤１０の車速表示部１１上を回転する。
【００２４】
回動内機３０は、指針軸３０ｂおよび内機本体３０ａを備えており、内機本体３０ａは、配線板４０の裏面側に組み付けられたもので、後述するように指針軸３０ｂを回転可能に支持する。
【００２５】
次に、このような内機本体３０ａの内部構成について図３〜図５を参照して説明する。図３は、内機本体３０ａを示す斜視図、図４は、内機本体３０ａを示す上面図、図５は、内機本体３０ａの内部を構成を示す透視図である。
【００２６】
内機本体３０ａは、図３に示すように、２相式ステップモータ３００、入力歯車４２０、中間歯車４３０、４３１、出力歯車４１０、ストッパ４５０および帰零検出部６００を備えている。
【００２７】
２相式ステップモータ３００は、マグネットロータ３０２およびヨーク３０３を備えており、ヨーク３０３は、環状に形成されている。また、ヨーク３０３には、内側に突出するように形成された磁極３０４、３０５がそれぞれ設けられている。
【００２８】
磁極３０４には、図４に示すように、Ａ相巻線３０６が巻装され、磁極３０５にはＢ相巻線３０７が巻装されている。巻線３０６、３０７は、後述するように、マグネットロータ３０２を回転させるために、互いに異なる位相の余弦波状磁束を磁極３０４、３０５から出力させる。
【００２９】
マグネットロータ３０２は、ヨーク３０３内に配設されており、マグネットロータ３０２には、回転軸３１０が填め込まれている。マグネットロータ３０２および回転軸３１０は、ケースによって回転可能に支持されている。
【００３０】
マグネットロータ３０２の外周面には、その周方向にＮ極とＳ極とが交互に多数着磁されている。当該外周面には、ヨーク３０３の磁極３０４、３０５の先端面が隙間を介して対向している。また、マグネットロータ３０２は、その外周面に磁極３０４、３０５からの余弦波状磁束が流れ込むことにより、回転することになる。
【００３１】
入力歯車４２０は、図３に示すように、マグネットロータ３０２とともにケースによって回転可能に支持されており、入力歯車４２０は、中間歯車４３０と噛み合っている。また、中間歯車４３０は、中間歯車４３１とともに、ケースによって回転可能に支持されており、中間歯車４３１は、出力歯車４１０に噛み合っている。
【００３２】
出力歯車４１０には、指針軸３０ｂが填め込まれており、出力歯車４１０は、指針軸３０ｂとともに、ケースによって回転可能に支持されている。このような入力歯車４２０は、中間歯車４３０、４３１および出力歯車４１０とともに、２相式ステップモータ３００の回転速度より低い回転速度で指針軸３０ｂを回転させる役割を果たす。
【００３３】
帰零検出部６００は、図３に示すように、磁性体片６０１およびヨーク６０２を備えており、磁性体片６０１は、軟磁性体からなる薄板状の部材であって、出力歯車４１０の表面に固定されている。
【００３４】
ヨーク６０２は、出力歯車４１０の上側に配置されたもので、ケース５００により支持されている。ヨーク６０２は、コの字状に形成されたもので、ヨーク６０１の双方の先端部は、指針２０が車速下限値に戻ったときに隙間を介して磁性体片６０１に対向する。
【００３５】
また、ヨーク６０２の一片には、出力巻線６０４が巻装されており、出力巻線６０４は、ヨーク６０２の一端部から出力歯車４１０側に向けて検出磁束を出力させる。そして、ヨーク６０２の他片には、検出巻線６０３が巻装されており、検出巻線６０３は、出力歯車４１０側からヨーク６０２の他端部に入力される検出磁束に基づき検出信号を出力する。
【００３６】
ストッパ４５０は、図５に示すように、ケース５００から内側に突起するように形成されたものあり、ストッパ４５０は、指針２０が車速表示部１１の車速下限値に戻ったときに、出力歯車４１０の裏面側の突起部４５５に当たって出力歯車４１０を止める役割を果たす。
【００３７】
次に、ステップモータ３００のための電気回路構成について図６を参照して説明する。
【００３８】
車速計は、マイクロコンピュータ７００および不揮発性メモリ７０１を備えており、マイクロコンピュータ７００は、励磁回路７０２、駆動回路７０３、７０４および演算部７０５を備えている。励磁回路７０２は、パルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力する。駆動回路７０３、７０４は、互いに異なる位相で余弦波状の駆動電圧を巻線３０６、３０７に出力する。
【００３９】
演算部７０５は、車速センサ７１０の検出信号に基づき、指針２０の回転させるべき回転角を演算するとともに、当該回転角だけ指針２０を回転させるために駆動回路７０３、７０４を制御するための処理を実行する。また、演算部７０５は、イグニッションスイッチ７０５のオン時に、検出巻線６０３の出力に基づき指針２０が車速下限値に戻ったことを判定するまで、指針２０を車速下限値に戻すために駆動回路７０３、７０４を制御するための処理を実行する。
【００４０】
次に、本実施形態の作動について図７、図８を参照して説明する。
【００４１】
演算部７０５は、イグニッションスイッチ７０５のオン時に、図７に示すフローチャートに従って、帰零処理の実行を開始する。
【００４２】
先ず、駆動回路７０３、７０４によって、双方の位相差が零でパルス状の駆動電圧をそれぞれ出力させる（ステップ８００）。これに伴い、巻線３０６、３０７が、駆動回路７０３、７０４からの駆動電圧に基づき、それぞれの位相差がゼロでパルス状の磁束を出力する。したがって、マグネットロータ３０２は、巻線３０６、３０７からの磁束に基づき停止状態を保持する。
【００４３】
次に、励磁回路７０２からパルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力させると（ステップ８０１）、出力巻線６０４は、ヨーク６０２の一端部から出力歯車４１０側に向けてパルス状の検出磁束を出力する。これに伴い、検出巻線６０３の端子間電圧を検出するとともに、この検出電圧基づいて、指針２０が車速下限値に戻ったか否かについて判定する（ステップ８０３）。
【００４４】
例えば、図８（ａ）に示すように、出力歯車４１０の突起部４５５が、ストッパ４５０に到達していないとき、ヨーク６０２の両方の端部が、磁性体片６０１に対向していない。したがって、磁性体片６０１は、ヨーク６０２の両方の端部間で磁束を通す磁路になっていない。このため、図８（ｃ）に示すように、検出巻線６０３の端子間電圧が、所定閾値未満となるので、ステップ８０３でＮＯと判定する。
【００４５】
これに伴い、指針２０を車速下限値に戻すために、駆動回路７０３、７０４によって、互いに９０度の位相の異なる余弦波状の駆動電圧を出力させる（ステップ８０６）。すなわち、駆動回路７０３、７０４によって、Ａ相巻線３０６にハイレベルの駆動電圧を出力させ、かつＢ相巻線３０７にローレベルの駆動電圧を出力させる。これに加えて、駆動回路７０３、７０４によって、巻線３０６、３０７に対する駆動電圧をそれぞれ一周期分（３６０度分）だけ余弦波状に変化させる。
【００４６】
これに伴い、巻線３０６、３０７は、互いに９０度位相の異なる余弦波状磁束を磁極３０４、３０５から出力させる。このため、マグネットロータ３０２には、磁極３０４、３０５のそれぞれから余弦波状磁束が流れ込むため、マグネットロータ３０２が、回転するとともに、歯車４１０、４２０、４３０、４３１を回転させることになる。したがって、指針２０が、指針軸３０ｂとともに所定角度反時計回りに回転することになる。
【００４７】
その後、検出巻線６０３の端子間電圧が、所定閾値以上となるまで、ゼロ位相駆動電圧出力処理（ステップ８００）、検出電圧の出力処理（ステップ８０１）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２）、端子間電圧判定処理（ステップ８０３）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６）を繰り返す。
【００４８】
この後、出力歯車４１０の突起部４５５が、図８（ｂ）に示すように、ストッパ４５０に到達すると、ヨーク６０２の両方の端部が、磁性体片６０１に対向するので、磁性体片６０１は、ヨーク６０２の両方の端部間で磁束を通す磁路になる。
【００４９】
この場合、ヨーク６０２の他方の端部には、矢印１００４のように、一方の端子からの検出磁束が磁性体片６０１を通って入力されるので、図８（ｄ）に示すように、検出巻線６０３の端子間電圧が、所定閾値以上となる。したがって、ステップ８０３でＹＥＳと判定する。このことにより、指針２０が車速下限値に戻ったことが判定されることになる。
【００５０】
その後、駆動回路７０３、７０４による駆動電圧の出力を停止させて、通常の動作モードに移行する（ステップ８０４、８０５）。この通常の動作モードでは、車速を指針２０で指示させるために、車速センサ７１０の検出信号に基づいて、指針２０の回転角を演算するとともに、当該回転角だけ指針２０を回転させるために駆動回路７０３、７０４を制御する。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、機械式スイッチではなく、磁性体片６０１、ヨーク６０２、出力巻線６０４および検出巻線６０３を用いている。このため、接点の汚れや酸化に関わりなく、指針２０が車速下限値（基準値）に戻った否かを判定を行っている。したがって、当該判定を正確に行うことができるため、指針２０が下限値に位置することを正確に検出することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態においては、出力巻線６０４から検出磁束を発生させるために、励磁回路７０２からのパルス状の電圧を出力巻線６０４に入力させるようにしたものを示したが、これに代えて、本実施形態では、駆動回路７０３からの出力を利用して出力巻線６０４から検出磁束を発生させるようにする。この場合の構成を図９に示す。
【００５３】
本実施形態では、出力巻線６０４が、図９に示すように、励磁回路７０２に代わる駆動回路７０３からのパルス状の電圧に基づき、パルス状の磁束を出力する。なお、図９において、図６と同一符号は、同一のもの或いは実質的に同一のものを示す。
【００５４】
また、本実施形態の演算部７０５は、図７に示すフローチャートに代えて、図９に示すフローチャートに従って帰零処理を行う。なお、図１０において、図７中の同一符号は、同一処理を示す。
【００５５】
次に、本実施形態の作動について図９を用いて説明する。
【００５６】
先ず、演算部７０５は、イグニッションスイッチ７０５のオン時に、図１０に示すフローチャートに従って、帰零処理の実行を開始する。
【００５７】
すなわち、上記実施形態と同様、マグネットロータ３０２の停止状態を保持するために、駆動回路７０３、７０４によって、、双方の位相差が零でパルス状の駆動電圧をそれぞれ出力させる（ステップ８００）。このとき、駆動回路７０３からパルス状の駆動電圧が巻線６０４に出力されるため、出力巻線６０４が、検出磁束としてのパルス状の磁束を発生させることになる。
【００５８】
次に、検出巻線６０３の端子間電圧を検出するとともに（ステップ８０２）、この検出電圧が所定閾値以上であるか否かを判定することにより、指針２０が車速下限値に戻った否かを判定することになる（ステップ８０３）。
【００５９】
ここで、検出電圧が所定閾値未満であるためにＮＯと判定すると、検出巻線６０３の検出電圧が所定閾値以上になるまで、駆動電圧出力処理（ステップ８０６）、ゼロ位相駆動電圧出力処理（ステップ８００）、検出巻線端子間電圧の検出処理（ステップ８０２）および端子間電圧判定処理（ステップ８０３）を繰り返す。その後、検出巻線６０３の検出電圧が所定閾値以上となり、指針２０が車速下限値に戻ったとしてＹＥＳと判定すると、駆動電圧停止処理（ステップ８０４）および通常動作モード以降処理（ステップ８０５）を行う。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、駆動回路７０３からの出力信号を利用して出力巻線６０４から検出磁束を発生させるようにしている。このため、出力巻線６０４から検出磁束を発生させるための励磁回路７０２を設ける必要が無くなるため、ハードウェア構成を簡素化できる。
【００６１】
（第３実施形態）
本第３実施形態では、図１１に示すように、車速計１０１０、エンジン回転計１０１１、燃料残量計１０１２などそれぞれの指示計器を一体化したコンビネーションメータにおいて、それぞれの指示計器で帰零処理を時分割で行うようにする。
【００６２】
当該コンビネーションメータにおいて、それぞれの指示計器のうちマイクロコンピュータなどを除く構成は、上記第１実施形態で示された指示計器と実質的に同様であり、以下、コンビネーションメータの概略構成について、図１２を用いて説明する。
【００６３】
コンビネーションメータは、マイクロコンピュータ７００Ａおよび回動内機３０Ａ〜３０Ｃを備えており、回動内機３０Ａ〜３０Ｃは、それぞれの指示計器に対応して設けられたもので、上記第１実施形態で示された回動内機３０と同様の構成を有する。
【００６４】
マイクロコンピュータ７００Ａは、各駆動回路７０３、各駆動回路７０４、各励磁回路７０２および演算部７０５Ａを備えている。駆動回路７０３、７０４は、各励磁回路７０２とともに、回動内機毎に設けられたもので、上記第１実施形態で示された駆動回路７０３、７０４、励磁回路７０２と同様の回路構成を有する。
【００６５】
演算部７０５Ａは、回動内機３０Ａ〜３０Ｃの検出巻線の出力を時分割で検出するともに、この検出に基づき各指針が目盛りの下限値に戻ったか否かを時分割で判定し、かつ各指針が車速下限値に戻ったと判定するまで、各指針を車速下限値に戻すために駆動回路７０３、７０４を時分割で制御する。また、本実施形態の演算部７０５Ａは、図７に示すフローチャートに代えて、図１３〜図１６に示すフローチャートに従って、帰零処理を行う。
【００６６】
なお、図１３〜図１５中のステップ８００ａ、８００ｂ、８００ｃは、図７中のステップ８００と実質的に同様であり、図１３〜図１５中のステップ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃは、図７中のステップ８０１と実質的に同様である。図１３〜図１５中のステップ８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃは、図７中のステップ８０２と実質的に同様で、図１３〜図１５中のステップ８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃは、図７中のステップ８０３と実質的に同様である。また、図１６中ステップ８０６ａ、８０６ｂ、８０６ｃは、図７中のステップ８０６と実質的に同様である。
【００６７】
次に、本実施形態の作動について図１３〜図１５を参照して説明する。先ず、イグニッションスイッチ７０５がオンされると、演算部７０５が、第１〜第３の検知フラッグをリセットする（ステップ８１０）。第１〜第３の検知フラッグは、不揮発性メモリ７０１において、各指針が下限値に戻ったか否かをそれぞれ記憶するためのものである。その後、各駆動回路７０３、７０４による回動内機３０Ａ〜３０Ｃへの駆動電圧の出力を停止する（ステップ９００）。
【００６８】
次に、第１の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する（ステップ８１１ａ）。第１の検知フラッグがリセット状態であるとき、次のように回動内機３０Ａに対する処理を行う。すなわち、回動内機３０Ａのマグネットロータ３０２の停止状態を保持するために、駆動回路７０３、７０４によって、双方の位相差が零でパルス状の駆動電圧をそれぞれ出力させることになる（ステップ８００ａ）。
【００６９】
その後、出力巻線６０４から検出磁束を出力させるために、励磁回路７０２からパルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力させる（ステップ８０１ａ）。これに加えて、検出巻線６０３の端子間電圧を検出するとともに（ステップ８０２ａ）、この検出電圧が所定閾値以上であるとき、指針が下限値に戻っているとして（ステップ８０３ａ）、第１の検知フラッグをセットして、駆動回路７０３、７０４による電圧出力を停止する（ステップ８１２ａ、８１３ａ）。
【００７０】
その後、以上のような回動内機３０Ａに対する処理（ステップ８００ａ、８０１ａ〜８０３ａ、８１２ａ、８１３ａ）と同様の処理を、回動内機３０Ｂ、３０Ｃに対して行う（図１４中のステップ８１１ｂ、８００ｂ、８０１ｂ〜８０３ｂ、８１２ｂ、８１３ｂ、図１５中のステップ８１１ｃ、８００ｃ、８０１ｃ〜８０３ｃ、８１２ｃ、８１３ｃ）。
【００７１】
この後、図１６のステップ８１１１ａに移行して、第１の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する。当該フラッグがリセット状態であるとき、指針を下限値側に所定角度回転させるために、回動内機３０Ａに対して、駆動電圧の出力処理（ステップ８０６ａ）を行う。その後、第２の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する（ステップ８１１１ｂ）。当該フラッグがリセット状態であるとき、回動内機３０Ｂに対して、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ａ）と同様の処理（ステップ８０６ｂ）を行う。さらに、第３の検知フラッグがリセット状態であるか否かを判定する（ステップ８１１１ｃ）。当該フラッグがリセット状態であるとき、回動内機３０Ｃに対して、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ａ）と同様の処理（ステップ８０６ｃ）を行う。
【００７２】
次に、第１〜第３の検知フラッグの全てがセット状態か否かを判定する（ステップ８１５ｃ）。全てのフラッグのいずれかがリセット状態のとき、全てフラッグがセット状態になるまで、フラッグ判定処理（ステップ８１１ａ）、ゼロ位相駆動電圧出力処理（ステップ８００ａ）、検出電圧出力処理（ステップ８０１ａ）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２ａ）、電圧判定処理（ステップ８０３ａ）、フラッグセット処理（ステップ８１２ａ）、電圧出力停止処理（ステップ８１３ａ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１ｂ）、保持電力出力処理（ステップ８００ｂ）、検出電圧出力処理（ステップ８０１ｂ）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２ｂ）、電圧判定処理（ステップ８０３ｂ）、フラッグセット処理（ステップ８１２ｂ）、電圧出力停止処理（ステップ８１３ｂ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１ｃ）、保持電力出力処理（ステップ８００ｃ）、検出電圧出力処理（ステップ８０１ｃ）、端子間電圧検出処理（ステップ８０２ｃ）、電圧判定処理（ステップ８０３ｃ）、フラッグセット処理（ステップ８１２ｃ）、電圧出力停止処理（ステップ８１３ｃ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１１ａ）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ａ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１１ｂ）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ｂ）、フラッグ判定処理（ステップ８１１１ｃ）、駆動電圧出力処理（ステップ８０６ｃ）を繰り返す。その後、各指針がそれぞれ下限値に戻り、全てのフラッグがセット状態になると通常動作モードに移行する。これに伴って、センサ７１０、７１０ｂ、７１０ｃの出力に基づき指針で車速、エンジン回転数、残燃料をそれぞれ指示させるための処理を行う（ステップ８０５Ａ）。
【００７３】
（他の実施形態）
なお、上記第３実施形態において、出力巻線６０４からパルス状の磁束を出力させるために、パルス状の検出電圧を出力巻線６０４に出力するための励磁回路７０２を用いたものを示したが、上記第２実施形態と同様に、駆動回路７０３からの出力を出力巻線６０４に出力させてこの出力巻線６０４からパルス状の磁束を出力させるようにしてもよい。
【００７４】
また、上記第３実施形態において、イグニッションスイッチ７０５がオンされると、演算部７０５が、各指針を所定角度回転させてから、各フラッグのリセット処理（ステップ８１０）以降の処理を行うようにしてもよい。
【００７５】
なお、上記各実施形態では、図１７に示すように、外部から入力される外部磁束が、矢印Ｙ１のように、ヨーク６０２の他の端部から出力歯車４１０側に向けて流れると、検出巻線６０３が、外部磁束に基づき出力信号を発生させる。これに伴い、マイクロコンピュータは、指針が車速下限値に戻ったことを誤って判定する可能性がある。このため、図１８に示すように、外部磁束から、磁性体片６０１および検出巻線６０３などをシールドするシールド部材９００を設けるようにしてもよい。
【００７６】
ここで、シールド部材９００は、軟磁性体材料からなるもので、図１８に示すように、出力歯車４１０、磁性体片６０１、出力巻線６０４および検出巻線６０３を囲むように環状に形成されている。このようにして、外部磁束が、図１８中矢印Ｙ２のように、磁性体片６０１および検出巻線６０３を迂回して流れるようにすることができる。
【００７７】
ここで、シールド部材９００は、内側に向けてそれぞれ突起する突起部９０１、９０２が設けられている。突起部９０１、９０２には、それぞれ、出力巻線６０４、検出巻線６０３が巻装されており、突起部９０１、９０２は、磁極としての役割を果たすことになる。このことにより、シールド部材９００は、出力巻線６０４および検出巻線６０３のそれぞれの磁極と一体に成形されていることになる。
【００７８】
また、上記各実施形態において、出力歯車４１０が反時計回りに回転して指針が下限値に戻ったとき、すなわち、図１９（ａ）に示すように、矢印Ｙ３のように出力歯車４１０が反時計回りに回転して出力歯車４１０の突起部４５５がストッパ４５０に到達したとき、磁性体片６０１が、検出磁束の磁路Ｙ３１を形成するようにしたものを示したが、例えば、指針が時計回りに回り指針が下限値を指示するものにおいては、図１９（ｂ）に示すように磁性体片６０１を円弧状に形成して、この磁性体片６０１の角度をＫを、次のようになるように設定してもよい。
【００７９】
すなわち、磁性体片６０１は、図１９（ａ）に示すように、矢印Ｙ３のように出力歯車４１０が反時計回りに回転して出力歯車４１０の突起部４１０がストッパ４５５に到達したとき、磁性体片６０１が、検出磁束の磁路Ｙ３１を形成し、かつ、図１９（ｃ）に示すように、矢印Ｙ４のように出力歯車４１０が時計回りに回転して出力歯車４１０の突起部４１０がストッパ４５５に到達したとき、磁性体片６０１が、検出磁束の磁路Ｙ３１を形成するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記各実施形態において、目盛りの下限値を指針の基準値とするものを示したが、下限値と基準値とがオフセットするようにしてもよい。
【００８１】
また、上記各実施形態において、磁性体片６０１としては、軟磁性体材料からなるものを示したが、検出磁束の磁路を形成するものであるならば、各種の磁性体からなるものを用いてもよい。
【００８２】
また、上記各実施形態において、磁性体片６０１としては、出力歯車４１０に配置したものを示したが、突起部４５５がストッパ４５０に到達したとき、検出磁束の磁路を形成するようにしたものならば、いずれに配置するようにしてもよい。
【００８３】
なお、上記各実施形態において、図２０に示すように、出力巻線６０４のグランド端子が、検出巻線６０３と共通接続されるようにしてもよい。
【００８４】
さらに、上記各実施形態において、指示計器として、車速計、あるいはコンビネーションメータに適用する場合に限らず、温度計、圧力計、電流計、電圧計など各種の計器に適用してもよい。
【００８５】
また、上記各実施形態において、ステップモータの巻線３０６、３０７に出力する出力電圧は、余弦波状電圧に限らず、各種の交流電圧を用いてもよい。また、出力電圧としては、余弦波状電圧をＰＷＭ方式で実現するようにしてもよい。さらに、出力巻線６０４に出力する電圧としては、パルス状の電圧に限らず、各種の交流電圧を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る指示計器の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に示す指示計器の断面図である。
【図３】図１に示す指示計器の回動内機の斜視図である。
【図４】図１に示す指示計器の回動内機の上面図である。
【図５】図１に示す指示計器の回動内機の透視図である。
【図６】図１に示す指示計器の電気回路構成図である。
【図７】図６に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図８】図１に示す指示計器の作動の説明するための図である。
【図９】本発明に係る指示計器の第２の実施形態の電気回路構成を示す図である。
【図１０】図９に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る指示計器の第３の実施形態の正面図である。
【図１２】上記第３の実施形態の電気回路構成を示す図である。
【図１３】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１２に示すマイクロコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【図１８】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【図１９】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【図２０】本発明の他の実施形態の作動を説明するための図である。
【符号の説明】
２０…指針、４１０…出力歯車、６０４…出力巻線、６０３…検出巻線、
６０１…磁性体片、７００Ａ…マイクロコンピュータ。
Claims (6)
- ステップモータ（３００）と、
目盛り盤上を回転する指針（２０）と、
前記ステップモータの回転に伴って回転するとともに前記指針を回転させる、歯車を有する回転部材（４１０）と、
前記指針の位置を検出して検出信号を出力する検出手段（６００）と、
前記検出手段による検出信号に基づき、前記指針が前記目盛り盤の基準位置に位置するか否かを判定する判定手段（８０３）と、
前記指針が前記基準位置に位置していないことを前記判定手段が判定したとき、前記指針を前記基準位置に戻すように前記ステップモータを制御する制御手段（８０６）と、を備え、
前記検出手段は、
前記回転部材の表面に配設された磁性体片（６０１）と、
前記回転部材側に検出磁束を出力する出力巻線（６０４）と、
前記出力巻線から前記磁性体片を通して入力される検出磁束に基づき、前記検出信号を出力する検出巻線（６０３）と、を備える指示装置であって、
前記指針が前記基準位置に戻ったとき、前記回転部材の回転を停止するストッパ（４５０）を有し、
前記磁性体片は、前記回転部材が時計回りに回転して前記ストッパにより停止されたとき、前記出力巻線からの検出磁束を前記検出巻線に入力するための磁路を形成し、かつ前記回転部材が反時計回りに回転して前記ストッパにより停止されたときにも、前記出力巻線からの検出磁束を前記検出巻線に入力するための磁路を形成するようになっていることを特徴とする指示計器。 - 外部からの磁束に対して前記検出巻線をシールドするためのシールド部材（９００）を有することを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
- 前記回転部材側に向け突出するように形成され、前記出力巻線が巻装される出力磁極（９０１）と、
前記回転部材側に向け突出するように形成され、前記検出巻線が巻装される検出磁極（９０２）と、を有することを特徴とする請求項２に記載の指示計器。 - 前記出力磁極および前記検出磁極は、前記シールド部材から前記回転部材側に向け突出するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の指示計器。
- 前記制御手段により制御されて前記ステップモータに駆動信号を出力する駆動回路（７０３、７０４）を備え、
前記ステップモータは、前記駆動回路からの駆動信号に基づき駆動磁束を出力する駆動巻線（３０６、３０７）と、前記駆動巻線からの駆動磁束に応じて前記回転部材を回転させるマグネットロータ（３０２）とを有し、
前記検出巻線は、前記駆動回路からの駆動信号に基づき、前記検出磁束を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の指示計器。 - 前記出力巻線の一端子は、前記検出巻線の一端子と共通接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の指示計器。
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