JP5459349B2 - 車両用指示計器 - Google Patents

Description

本発明は、車両用指示計器に関する。

従来、ステップモータにより指針を回転駆動することで、零位置及び最大位置の間における当該指針の回転位置に応じて車両状態値を指示する車両用指示計器が、知られている。例えば特許文献１には、電気角に応じた駆動信号をステップモータの界磁巻線へ印加することで、指針を回転駆動する車両用指示計器が、開示されている。

さて、特許文献１に開示の車両用指示計器では、ストッパ機構により指針を零位置にて停止させている。これにより、指針を零位置まで回転させたときの電気角を自動で更新して、駆動信号の電気角制御を高精度に実行することを可能にしている。

特許第４７６０９２４号公報

上述の如くステップモータによって指針が回転駆動される車両用指示計器では、零位置及び最大位置の間において指針の回転異常が生じると、たとえ駆動信号の電気角制御を高精度に実行しても、車両状態値の指示不良を招いてしまう。こうした問題を引き起こす指針の回転異常は、例えば指針やステップモータが機械的な干渉を受ける等の要因により生じることになるが、特許文献１に開示の車両用指示計器では、当該回転異常の有無までは自動で判定することができない。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、指針の回転異常の有無を自動で判定する車両用指示計器を提供することにある。

本発明は、零位置（Ｐ０）及び最大位置（Ｐｍａｘ）の間における回転位置に応じて、車両状態値を指示する指針（２０）と、界磁巻線（３２，３３）を有し、電気角に応じた駆動信号が界磁巻線へ印加されることにより、指針を回転駆動するステップモータ（Ｍ）と、零位置において指針を停止させるストッパ機構（Ｓ）と、界磁巻線へ印加する駆動信号の電気角を制御する制御手段であって、零位置から最大位置まで指針を回転させるように電気角を変化させる離零制御の後、最大位置から零位置まで指針を回転させるように電気角を変化させる帰零制御を、実行する制御手段（５０，Ｓ１０２〜Ｓ１０７，Ｓ２０１〜Ｓ２０５）と、指針の停止を検出する検出手段（５０）と、帰零制御中に検出手段が指針の停止を検出したときの電気角に基づいて、指針の回転異常の有無を判定する判定手段（５０，Ｓ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１０）とを、備えることを特徴とする。

このような本発明によると、零位置から最大位置まで指針を回転させるように駆動信号の電気角を変化させる離零制御の後、最大位置から零位置まで指針を回転させるように当該電気角を変化させる帰零制御が、実行される。ここで、帰零制御中に指針の回転異常が生じると、指針がストッパ機構により停止する前に、当該回転異常により停止することで、検出される電気角が正規の電気角とは異なる角度となる。故に、帰零制御中においては、指針停止を検出したときの電気角に基づくことで、回転異常の有無を自動で判定できるのである。

また、本発明のさらなる特徴としては、判定手段（５０，Ｓ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１０，Ｓ２０１〜Ｓ２０６）は、離零制御中に検出手段が指針の停止を検出したときの電気角に基づいて、指針の回転異常の有無を判定する。この特徴によると、離零制御中に指針の回転異常が生じると、当該回転異常により指針が停止することで検出される電気角は、最大位置まで指針が回転できたとしたときの正規の電気角よりも、小さくなる。故に、離零制御中においては、指針停止を検出したときの電気角に基づくことで、帰零制御を待たずに回転異常の有無を自動で判定できるのである。

第一実施形態による車両用指示計器を示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 第一実施形態による車両用指示計器の電気回路構成を示すブロック図である。 図１とは異なる作動状態を示す正面図である。 図１とは異なる作動状態を示す正面図である。 図１とは異なる作動状態を示す正面図である。 第一実施形態による車両用指示計器の要部を示す斜視図である。 第一実施形態による車両用指示計器の要部を示す平面図である。 第一実施形態による車両用指示計器の駆動信号について説明するための特性図である。 第一実施形態によるチェック処理の制御フローを示すフローチャートである。 第一実施形態における正常時の作動例を示す特性図である。 第一実施形態における離零異常時の作動例を示す特性図である。 第一実施形態における帰零異常時の作動例を示す特性図である。 第二実施形態によるチェック処理の制御フローを示すフローチャートである。 第二実施形態における離零異常時の作動例を示す特性図である。 第一実施形態の変形例７によるチェック処理の制御フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、本発明の第一実施形態による車両用指示計器１（以下、単に「計器１」という）は、車速計として、車両内の運転席前方に設置される。

（構成）
以下、計器１の構成を詳細に説明する。図１〜３に示すように計器１は、表示板１０、指針２０、回動内機３０、基板４０及び制御ユニット５０を備えている。

図１，２に示す表示板１０は、その表示面１０ａを運転席側に向けて配置されている。表示板１０は、「車両状態値」として図１の如き車速値を表示する車速表示部１１を、有している。車速表示部１１は複数の車速値を、その下限値である零値（０ｋｍ／ｈ）から上限値（１８０ｋｍ／ｈ）に到るまで、円弧状に表示している。

指針２０は、基端部２１と回動内機３０との連結により、表示面１０ａに沿って帰零方向Ｘと離零方向Ｙとに回転可能となっている。指針２０は、車速表示部１１に表示される車速値のうち回転位置に応じた値を、先端部２２により指示する。ここで、図４に示すように帰零方向Ｘの回転限界となる零位置Ｐ０は、図１に示すように零値を指示する下限指示位置Ｐｌから帰零方向Ｘの所定範囲（下限指示位置Ｐｌも含む）内に、予め設定されている。また一方、図５に示すように離零方向Ｙの回転限界となる最大位置Ｐｍａｘは、図６に示すように上限値を指示する上限指示位置Ｐｕから離零方向Ｙの所定範囲（上限指示位置Ｐｕも含む）内に、予め設定されている。

図２に示す回動内機３０は、内機本体３０ａ、指針軸３０ｂ及びケーシング３０ｃを備えている。内機本体３０ａは、表示板１０に略平行な基板４０の背面に固定されている。内機本体３０ａは、二相式ステップモータＭ、減速歯車機構Ｇ及びストッパ機構Ｓ（図７参照）をケーシング３０ｃに内蔵している。指針軸３０ｂは、基板４０及び表示板１０を貫通して指針２０の基端部２１に連結されている。

図３，７，８に示すステップモータＭは、ステータＭｓ及びマグネットロータＭｒを組み合わせてなる。ステータＭｓは、ヨーク３１及び二相の界磁巻線３２，３３を有している。ヨーク３１は、図７，８の如くポール状を呈する一対の磁極３１ａ，３１ｂを、形成している。磁極３１ａには、Ａ相の界磁巻線３２が巻装され、また磁極３１ｂには、Ｂ相の界磁巻線３３が巻装されている。各磁極３１ａ，３１ｂとの間に隙間をあけるマグネットロータＭｒの外周面には、磁極としてのＮ，Ｓ極が回転方向に交互に着磁されている。

このような構成のステップモータＭにおいて、Ａ相の界磁巻線３２に印加されるＡ相駆動信号の信号電圧は、図９に示すように、電気角に応じて余弦関数状に交番する。また一方、Ｂ相の界磁巻線３３に印加されるＢ相駆動信号の信号電圧は、図９に示すように、電気角に応じて正弦関数状に交番する。こうして互いに９０度位相のずれたＡ，Ｂ各相の駆動信号が印加されることで、各界磁巻線３２，３３に発生する交流磁束は、ヨーク３１及びマグネットロータＭｒ間を通過して、当該ロータＭｒの回転位置を決めることになる。

図７に示す減速歯車機構Ｇは、複数の歯車３４，３５，３６，３７を有している。出力段歯車３４は、指針軸３０ｂに同軸上に連結されている。入力段歯車３５は、マグネットロータＭｒに同軸上に連結されている。中間歯車３６，３７は、互いに同軸上に連結されて、それぞれ出力段歯車３４と入力段歯車３５とに噛合している。

このような構成により減速歯車機構Ｇは、マグネットロータＭｒの回転を減速して、当該減速回転を指針２０に伝達する。したがって、電気角に応じたＡ，Ｂ各相の駆動信号の信号電圧に従ってマグネットロータＭｒの回転位置が決まることにより、指針２０の回転位置も決まることになる。尚、図９に示すように本実施形態では、電気角を減少させる方向が指針２０の帰零方向Ｘに対応し、電気角を増大させる方向が指針２０の離零方向Ｙに対応している。

図７に示すストッパ機構Ｓは、回転部材３８及びストッパ部材３９ａ，３９ｂを有している。回転部材３８は、出力段歯車３４に一体回転可能に形成されている。帰零ストッパ部材３９ａはケーシング３０ｃに形成され、回転部材３８の回転軌道上において回転部材３８よりも帰零方向Ｘの対応側に配置されている。離零ストッパ部材３９ｂはケーシング３０ｃに形成され、回転部材３８の回転軌道上において回転部材３８よりも離零方向Ｙの対応側に配置されている。

このようなストッパ機構Ｓの構成下、帰零方向Ｘへの指針２０の回転中に回転部材３８が帰零ストッパ部材３９ａに係止されるときには、当該指針２０が零位置Ｐ０にて停止することとなる。そこで本実施形態では、回転部材３８が帰零ストッパ部材３９ａに係止される零位置Ｐ０まで指針２０を回転させたときの電気角を、図９に示す零角θ０として定義している。また一方、離零方向Ｙへの指針２０の回転中に回転部材３８が離零ストッパ部材３９ｂに係止されるときには、当該指針２０が最大位置Ｐｍａｘにて停止することとなる。そこで本実施形態では、回転部材３８が離零ストッパ部材３９ｂに係止される最大位置Ｐｍａｘまで指針２０を回転させたときの電気角を、図９に示す最大角θｍａｘとして定義している。そして、以上のように定義される零角θ０及び最大角θｍａｘについては、零位置Ｐ０及び最大位置Ｐｍａｘの間隔に応じた固定の角度差Δθｃとなるように、設定されるのである。

図２に示す制御ユニット５０は、マイクロコンピュータを主体に構成され、基板４０に実装されている。制御ユニット５０は、図３に示すようにメモリ５２を有している。メモリ５２には、後に詳述するチェック処理等の所定処理を実行するためのプログラムが、予め記憶されている。それと共にメモリ５２には、零角θ０や最大角θｍａｘ等の各種パラメータが、随時記憶されるようなっている。

制御ユニット５０は、各界磁巻線３２，３３と電気接続されている。チェック処理等の所定処理において制御ユニット５０は、各界磁巻線３２，３３へ印加するＡ，Ｂ各相の駆動信号を制御しつつ、それら界磁巻線３２，３３に発生する誘起電圧を測定するために、経路のスイッチング機能を実現する。具体的に制御ユニット５０は、界磁巻線３２，３３のうち駆動信号の信号電圧を零電圧（０Ｖ）にする巻線に対しては、駆動信号の印加用経路との電気接続を遮断すると共に、誘起電圧の測定用経路を電気接続する。また一方で制御ユニット５０は、界磁巻線３２，３３のうち駆動信号の信号電圧を零電圧よりも大きくする巻線に対しては、駆動信号の印加用経路を電気接続すると共に、誘起電圧の測定用経路との電気接続を遮断する。

こうしたスイッチング機能により制御ユニット５０は、本実施形態では、Ａ，Ｂ各相の駆動信号が零電圧となる電気角、即ち図９に黒丸で示す零角θ０並びに零角θ０から９０度間隔ずつずれた電気角を、誘起電圧の測定角θｍｅに設定する。その結果、後に詳述する図１０の如く、測定角θｍｅにて測定された誘起電圧Ｖｍｅが設定電圧Ｖｔｈ以下となった場合には、制御ユニット５０は、指針２０の停止を検出したと判定することになる。以上より、指針２０の停止を検出する制御ユニット５０は、「検出手段」に相当する。

さらに制御ユニット５０は、図３に示すように、車両の車速センサ６０と電気接続されている。車両のエンジン運転中の所定処理において制御ユニット５０は、指針２０の零位置Ｐ０に対応する零角θ０に基づいてＡ，Ｂ各相の駆動信号を制御することで、車速センサ６０の検出車速値を指針２０により逐次指示する。

（チェック処理）
次に、制御ユニット５０によりチェック処理を実施するための制御フローについて、図１０を参照しつつ詳細に説明する。尚、この制御フローは、計器１の製品出荷前においてチェック作業者から始動指令が入力されるのに応じて、スタートする。

まず、Ｓ１０１では、零角θ０及び最大角θｍａｘを初期設定する初期制御を、実行する。具体的には、指針２０を離零方向Ｙへ回転させた後、帰零方向Ｘへ回転させて零位置Ｐ０に停止させるように、Ａ，Ｂ各相駆動信号の電気角（以下、単に「電気角」ともいう）を漸次調整しながら、測定角θｍｅ毎に誘起電圧を測定する。このとき、指針２０を離零方向Ｙへ回転させるための電気角は、最大角θｍａｘよりも十分に小さく、且つ本実施形態では、下限指示位置Ｐｌに対応する電気角よりも小さくなるように、例えば２７３°等に設定される。こうした結果、測定された誘起電圧が設定電圧Ｖｔｈ以下となった場合には、ストッパ機構Ｓによる指針２０の停止を検出したとして、当該検出時の測定角θｍｅを零角θ０に初期設定する。それと共に、初期設定された零角θ０との間に角度差Δθｃを与えるように、最大角θｍａｘを初期設定する。以上より、Ｓ１０１を実行する制御ユニット５０が「初期設定手段」に相当する。

次にＳ１０２では、指針２０を離零方向Ｙへ回転させる離零制御を、実行する。具体的には、指針２０を零位置Ｐ０から最大位置Ｐｍａｘまで回転させるように、Ａ，Ｂ各相駆動信号の電気角を零角θ０から最大角θｍａｘまで漸次変化させる。

さらにＳ１０３では、後の帰零制御における電気角の変化量を監視するために、帰零角度変化量Δθｖｒを、零度（０°）に設定する。続いてＳ１０４では、指針２０を帰零方向Ｘへ回転させる帰零制御を、実行する。具体的には、指針２０を現在の回転位置から帰零方向Ｘへ回転させるように、測定角θｍｅ同士の間隔である９０°分、Ａ，Ｂ各相駆動信号の電気角を当該方向Ｘの対応側（即ち、減少側）へと変化させる。また、続くＳ１０５では、帰零角度変化量Δθｖｒに９０°を加算する。

さらに、続くＳ１０６では、帰零角度変化量Δθｖｒが零角θ０及び最大角θｍａｘの角度差Δθｃを大きく超過しているか否かを、判定する。具体的には、Δθｖｒ，Δθｃ間の差分値が許容限界δｔｈよりも大きいか否かを、判定する。その結果、否定判定が下された場合には、Ｓ１０７へ移行して誘起電圧を測定し、当該測定電圧Ｖｍｅが設定電圧Ｖｔｈ以下であるか否かにより、指針２０の停止を検出したか否かを判定する。尚、許容限界δｔｈについては、正規の角度差Δθｃに対する帰零角度変化量Δθｖｒの超過分として許容可能な限界値に、適宜設定される。

Ｓ１０７により否定判定が下された場合には、Ｓ１０４及びその後続ステップが実行される一方、Ｓ１０７により肯定判定が下された場合には、Ｓ１０８へ移行する。このＳ１０８では、現在の帰零角度変化量Δθｖｒが零角θ０及び最大角θｍａｘ間の角度差Δθｃと許容範囲内で一致しているか否かを、判定する。具体的には、マイナス側許容限界δｍ以上且つプラス側許容限界δｐ以下の範囲に、Δθｖｒ，Δθｃ間の差分値が収まっていれば、Δθｖｒ，Δθｃは一致と判断し、当該範囲にΔθｖｒ，Δθｃ間の差分値が収まっていなければ、Δθｖｒ，Δθｃは相異と判断する。以上より、Ｓ１０８への移行時現在の測定角θｍｅである電気角θｍｅｒ（後に詳述する図１１〜１３参照）が、指針２０の停止検出時の帰零停止検出角θｍｅｒであり、Ｓ１０８への移行時現在の帰零角度変化量Δθｖｒが最大角θｍａｘと当該停止検出角θｍｅｒとの間の角度差Δθｖｒとなる。尚、許容限界δｍ，δｐについては、一致しているとしてΔθｖｒ，Δθｃ間に許容可能な差分値の限界値に、適宜設定される。

Ｓ１０８によりΔθｖｒ，Δθｃの一致判定が下された場合には、Ｓ１０９へ移行することにより、指針２０の回転異常の無判定を下して、警告灯乃至は音声等により当該回転異常のないことをチェック作業者に報知する。一方、Ｓ１０８によりΔθｖｒ，Δθｃの相異判定が下された場合には、Ｓ１１０へ移行することにより、指針２０の回転異常の有判定を下して、警告灯乃至は音声等により当該回転異常の発生をチェック作業者に報知する。尚、このとき有判定される回転異常は、指針２０や減速歯車機構Ｇ、ステップモータＭが機械的な干渉（例えば引っ掛かり）を受けることによる異常の他、ステップモータＭの電気角と機械角とのずれによる異常等となる。

以上、Ｓ１０６により否定判定が下された場合に実行されるステップについて説明したが、Ｓ１０６により肯定判定が下された場合にも、Ｓ１１０へ移行する。但し、このとき有判定される回転異常については、ステップモータＭの電気角と機械角とのずれによる異常等となる。

ここまで説明したように第一実施形態では、Ｓ１０２〜Ｓ１０７を実行する制御ユニット５０が「制御手段」に相当し、Ｓ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１０を実行する制御ユニット５０が「判定手段」に相当する。

（作動例）
次に、チェック処理時の作動例について、図１１〜１３を参照しつつ説明する。

（正常時の作動例）
図１１は、指針２０の回転異常がない場合の作動例を、示している。

チェック処理がスタートすると、まず、初期制御により指針２０が零位置Ｐ０に停止して、零角θ０及び最大角θｍａｘが初期設定される（ｔ１）。次に、離零制御により電気角が零角θ０から最大角θｍａｘまで漸次変化することで、指針２０が零位置Ｐ０から最大位置Ｐｍａｘまで正常に回転する（ｔ２〜ｔ３）。続いて、帰零制御により電気角が最大角θｍａｘから零角θ０まで漸次変化することで、指針２０が最大位置Ｐｍａｘから零位置Ｐ０まで正常に回転する（ｔ４〜ｔ５）。その結果、指針２０の停止検出時の帰零停止検出角θｍｅｒが零角θ０と実質等しくなることで、帰零角度変化量Δθｖｒと正規の角度差Δθｃとが許容範囲内で一致するので（ｔ５）、回転異常の無判定が下されてチェック作業者に報知される。

（離零異常時の作動例）
図１２は、指針２０の回転異常が離零制御中に発生する場合の作動例を、示している。

チェック処理がスタートすると、まず、正常時と同様に零角θ０及び最大角θｍａｘが初期設定される（ｔ１）。次に、離零制御により電気角は零角θ０から最大角θｍａｘまで漸次変化するが、指針２０が機械的な干渉を受ける等して零位置Ｐ０及び最大位置Ｐｍａｘ間の中間位置Ｐｍｉｄで停止すると（ｔ２〜ｔ３）、指針の回転位置（Ｐｍｉｄ）と電気角（θｍａｘ）との間にずれが生じる。その後、帰零制御により電気角が最大角θｍａｘから漸次変化することで、指針２０が中間位置Ｐｍｉｄから零位置Ｐ０まで回転する（ｔ４〜ｔ５）。その結果、指針２０の停止検出時の帰零停止検出角θｍｅｒが零角θ０よりも大きいことで、帰零角度変化量Δθｖｒが正規の角度差Δθｃよりも小さくなるので（ｔ５）、回転異常の有判定が下されてチェック作業者に報知される。

（帰零異常時の作動例）
図１３は、指針２０の回転異常が帰零制御中に発生する場合の作動例を、示している。

チェック処理がスタートすると、まず、正常時と同様に零角θ０及び最大角θｍａｘが初期設定される（ｔ１）。次に、正常時と同様に指針２０が零位置Ｐ０から最大位置Ｐｍａｘまで回転する（ｔ２〜ｔ３）。続いて、帰零制御により電気角が最大角θｍａｘから漸次変化するが、最大位置Ｐｍａｘから回転する指針２０が機械的な干渉を受ける等して中間位置Ｐｍｉｄで停止する（ｔ４〜ｔ５）と、停止検出時の帰零停止検出角θｍｅｒは零角θ０よりも大きな角度となる。その結果、帰零角度変化量Δθｖｒが正規の角度差Δθｃよりも小さくなるので（ｔ５）、回転異常の有判定が下されてチェック作業者に報知されるのである。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態によると、零位置Ｐ０から最大位置Ｐｍａｘまで指針２０を回転させるようにＡ，Ｂ各相駆動信号の電気角を変化させる離零制御の後、最大位置Ｐｍａｘから零位置Ｐ０まで指針２０を回転させるように当該電気角を変化させる帰零制御が、実行される。ここで、離零制御中に機械的な干渉等による指針２０の回転異常が生じると、指針２０の回転位置と電気角との間にずれが生じるため、その後の帰零制御中においてストッパ機構Ｓによる指針２０の停止が検出されるときの帰零停止検出角θｍｅｒは、正規の零角θ０とは異なる角度となる。また一方、帰零制御中に機械的な干渉等による指針２０の回転異常が生じると、指針２０がストッパ機構Ｓにより停止する前に、当該回転異常により停止することで、検出される帰零停止検出角θｍｅｒが正規の零角θ０とは異なる角度となる。これらのことから、離零制御中及び帰零制御中のいずれにおいても、指針２０の停止を検出したときの帰零停止検出角θｍｅｒに基づくことで、回転異常の有無を自動で判定できるのである。

ここで第一実施形態では、零位置Ｐ０まで指針２０を回転させたときの零角θ０と、最大位置Ｐｍａｘまで指針２０を回転させたときの最大角θｍａｘとは、零位置Ｐ０及び最大位置Ｐｍａｘの間隔に応じた角度差Δθｃを形成する。これに対し、帰零制御中に指針２０の停止を検出したときの帰零停止検出角θｍｅｒと、最大位置Ｐｍａｘまで指針２０を回転させたときの最大角θｍａｘとは、指針２０の回転異常の有無に応じた角度差Δθｖｒを形成する。したがって、帰零停止検出角θｍｅｒと最大角θｍａｘとの間の角度差Δθｖｒは、離零制御中又は帰零制御中に指針２０が停止するいずれの回転異常時においても、正規の帰零停止検出角θｍｅｒである零角θ０と最大角θｍａｘとの間の角度差Δθｃよりも、小さくなる。故に、帰零停止検出角θｍｅｒ及び最大角θｍａｘ間の角度差Δθｖｒが零角θ０及び最大角θｍａｘ間の角度差Δθｃと異なると判断されることによれば、回転異常の正確な有判定を自動で下すことができるのである。

また、第一実施形態では、初期制御での電気角調整により零位置Ｐ０に到達した指針２０の停止が検出されると、当該検出時の測定角θｍｅにより零角θ０が初期設定されると共に、先述の角度差Δθｃを零角θ０との間に与えるように最大角θｍａｘが初期設定される。こうした初期制御後に順次実行される離零制御中及び帰零制御中においては、直前に初期設定された零角θ０及び最大角θｍａｘに基づいて回転異常の有無を自動判定できるので、当該判定の正確性を高めることが可能となる。

さらに第一実施形態によると、Ａ，Ｂ各相駆動信号の信号電圧が９０°間隔の測定角θｍｅ毎に零電圧に設定される構成下、当該零電圧を実現する測定角θｍｅでは、Ａ，Ｂ各相の界磁巻線３２，３３に発生する誘起電圧に関して、指針２０の停止に伴う低下を識別できる。そこで、帰零制御中に零電圧を実現する測定角θｍｅにおいて、設定電圧Ｖｔｈ以下への誘起電圧低下により指針２０の停止を検出することによれば、当該零電圧の測定角θｍｅである帰零停止検出角θｍｅｒに基づいた回転異常判定の正確性を、高めることが可能となる。

（第二実施形態）
図１４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。

（チェック処理）
まず、第二実施形態によるチェック処理の制御フローについて、説明する。この制御フローでは、Ｓ１０２の代わりに、Ｓ２０１〜Ｓ２０６が実行される。

具体的に、Ｓ１０１から移行するＳ２０１では、離零制御における電気角の変化量を監視するために、離零角度変化量Δθｖｅを、零度（０°）に設定する。続いてＳ２０２では、指針２０を離零方向Ｙへ回転させる離零制御を、実行する。具体的には、指針２０を現在の回転位置から離零方向Ｙへ回転させるように、測定角θｍｅ同士の間隔である９０°分、Ａ，Ｂ各相駆動信号の電気角を当該方向Ｙの対応側（即ち、増大側）へと変化させる。また、続くＳ２０３では、離零角度変化量Δθｖｅに９０°を加算する。

さらに、続くＳ２０４では、離零角度変化量Δθｖｅが零角θ０及び最大角θｍａｘ間の角度差Δθｃに到達したか否かを、判定する。その結果、否定判定が下された場合には、Ｓ２０５へ移行する。このＳ２０５では、誘起電圧を測定し、当該測定電圧Ｖｍｅが設定電圧Ｖｔｈ以下であるか否かにより、指針２０の停止を検出したか否かを判定する。

Ｓ２０５により否定判定が下された場合には、Ｓ２０２及びその後続ステップが実行される。一方、Ｓ２０５により肯定判定が下された場合、即ち離零角度変化量Δθｖｅが角度差Δθｃと異なっている状態で指針２０の停止を検出したと判断される場合には、Ｓ２０６へ移行する。以上より、Ｓ２０６への移行時現在の測定角θｍｅである電気角θｍｅｅ（後に詳述する図１５参照）が、指針２０の停止検出時の離零停止検出角θｍｅｅであり、Ｓ２０６への移行時現在の離零角度変化量Δθｖｅが零角θ０と当該停止検出角θｍｅｅとの間の角度差Δθｖｅとなる。

Ｓ２０６では、指針２０の回転異常の有判定を下して、警告灯乃至は音声等により当該回転異常の発生をチェック作業者に報知する。尚、このとき有判定される回転異常は、指針２０や減速歯車機構Ｇ、ステップモータＭが機械的な干渉を受けることによる異常の他、ステップモータＭの電気角と機械角とのずれによる異常等となる。

以上、Ｓ２０４により否定判定が下された場合に実行されるステップについて説明したが、Ｓ２０４により肯定判定が下された場合には、Ｓ１０３及びその後続ステップが第一実施形態と同様に実行されるのである。そして、ここまで説明したように第二実施形態では、Ｓ２０１〜Ｓ２０５，Ｓ１０３〜Ｓ１０７を実行する制御ユニット５０が「制御手段」に相当し、Ｓ２０１〜Ｓ２０６，Ｓ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１０を実行する制御ユニット５０が「判定手段」に相当する。

（離零異常時の作動例）
図１５は、指針２０の回転異常が離零制御中に発生する場合の作動例を、示している。

チェック処理がスタートすると、まず、第一実施形態で説明した正常時と同様に零角θ０及び最大角θｍａｘが初期設定される（ｔ１）。次に、離零制御により電気角は零角θ０から最大角θｍａｘに向かって漸次変化するが、指針２０が機械的な干渉を受ける等して中間位置Ｐｍｉｄで停止すると（ｔ２〜ｔ３）、停止検出時の離零停止検出角θｍｅｅは最大角θｍａｘよりも小さな角度となる。その結果、離零角度変化量Δθｖｅが正規の角度差Δθｃよりも小さくなるので（ｔ３）、回転異常の有判定が下されてチェック作業者に報知されるのである。

（作用効果）
以上説明した第二実施形態に特有の作用効果を、以下に説明する。

第二実施形態によると、離零制御中に機械的な干渉等による指針２０の回転異常が生じると、当該回転異常により指針２０が停止することで検出される離零停止検出角θｍｅｅは、最大位置Ｐｍａｘまで指針２０が正規に回転できたとしたときの最大角θｍａｘよりも、小さくなる。故に、離零制御中においては、指針２０の停止を検出したときの離零停止検出角θｍｅｅに基づくことで、帰零制御を待たずに回転異常の有無を自動で判定できるのである。

ここで第二実施形態でも、零位置Ｐ０まで指針２０を回転させたときの零角θ０と、最大位置Ｐｍａｘまで指針２０を回転させたときの最大角θｍａｘとは、零位置Ｐ０及び最大位置Ｐｍａｘの間隔に応じた角度差Δθｃを形成する。これに対し、零位置Ｐ０まで指針２０を回転させたときの零角θ０と、離零制御中に指針２０の停止を検出したときの離零停止検出角θｍｅｅとは、指針２０の回転異常の有無に応じた角度差Δθｖｅを形成する。したがって、零角θ０と離零停止検出角θｍｅｅとの間の角度差Δθｖｅは、離零制御中に指針２０が停止する回転異常時において、零角θ０と最大角θｍａｘとの間の角度差Δθｃよりも、小さくなる。故に、零角θ０及び離零停止検出角θｍｅｅ間の角度差Δθｖｅが零角θ０及び最大角θｍａｘ間の角度差Δθｃと異なると判断されることによれば、回転異常の正確な有判定を自動で下すことができるのである。

また、第二実施形態では、離零制御中に零電圧を実現する測定角θｍｅにおいて、設定電圧Ｖｔｈ以下への誘起電圧低下により指針２０の停止を検出する。これによれば、零電圧の測定角θｍｅである離零停止検出角θｍｅｅに基づいた回転異常判定の正確性につき、高めることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に、第一及び第二実施形態の変形例１としては、車両の各種状態に関する値であれば、例えば燃料残量や冷却水温度、エンジン回転数等を、車両状態値として指針２０により指示してもよい。また、第一及び第二実施形態の変形例２としては、電気角に応じて信号電圧が変化する駆動信号であれば、例えば台形波状や三角波状等に変化する駆動信号を、採用してもよい。さらに、第一及び第二実施形態の変形例３としては、指針２０を直接的に係止して停止させるストッパ機構Ｓを、採用してもよい。またさらに、第一及び第二実施形態の変形例４としては、減速歯車機構Ｇを設けずに、ステップモータＭの回転を指針２０へ直接的に伝達する回動内機３０を、採用してもよい。

第一及び第二実施形態の変形例５としては、指針２０の停止検出時の帰零停止検出角θｍｅｒを正規の零角θ０と直接的に比較して、それらθｍｅｒ，θ０が異なる場合に、回転異常の有判定を下してもよい。また、第二実施形態の変形例６としては、指針２０の停止検出時の離零停止検出角θｍｅｅを正規の最大角θｍａｘと直接的に比較して、それらθｍｅｅ，θｍａｘが異なる場合に、回転異常の有判定を下してもよい。さらに、第一及び第二実施形態の変形例７としては、図１６（同図は第一実施形態の変形例７）に示すようにＳ１０１の初期制御を実行しないで、予め設定された零角θ０及び最大角θｍａｘを利用するチェック処理を、実施してもよい。またさらに、第一及び第二実施形態の変形例８としては、離零ストッパ部材３９ｂを設けなくてもよく、その場合、上限指示位置Ｐｕから離零方向Ｙの所定範囲（上限指示位置Ｐｕも含む）内の最大位置Ｐｍａｘを、例えばステップモータＭの最大回転位置等に設定してもよい。

第一及び第二実施形態において指針２０の停止検出については、所定間隔の電気角（第一及び第二実施形態では、９０°間隔の測定角θｍｅ）毎に測定した誘起電圧に基づく以外にも、例えばカメラによる撮影結果に基づく変形例９や、振動又は音の測定結果に基づく変形例１０を採用してもよい。また、第一及び第二実施形態のチェック処理については、製品出荷前に実施する以外にも、例えば製品修理時に実施する変形例１１や、計器１の始動時等の所定処理中に実施する変形例１２を採用してもよい。

１ 車両用指示計器、２０ 指針、３０ 回動内機、Ｍ ステップモータ、３２，３３ 界磁巻線、Ｇ 減速歯車機構、Ｓ ストッパ機構、３８ 回転部材、３９ａ 帰零ストッパ部材、５０ 制御ユニット、Ｐ０ 零位置、Ｐｍａｘ 最大位置、Ｖｔｈ 設定電圧、Ｘ 帰零方向、Ｙ 離零方向、θ０ 零角、θｍａｘ 最大角、θｍｅ 測定角、θｍｅｒ 帰零停止検出角、θｍｅｅ 離零停止検出角、Δθｃ 角度差、Δθｖｒ 帰零角度変化量、Δθｖｅ 離零角度変化量

Claims (6)

1. 零位置（Ｐ０）及び最大位置（Ｐｍａｘ）の間における回転位置に応じて、車両状態値を指示する指針（２０）と、
   界磁巻線（３２，３３）を有し、電気角に応じた駆動信号が前記界磁巻線へ印加されることにより、前記指針を回転駆動するステップモータ（Ｍ）と、
   前記零位置において前記指針を停止させるストッパ機構（Ｓ）と、
   前記界磁巻線へ印加する前記駆動信号の前記電気角を制御する制御手段であって、前記零位置から前記最大位置まで前記指針を回転させるように前記電気角を変化させる離零制御の後、前記最大位置から前記零位置まで前記指針を回転させるように前記電気角を変化させる帰零制御を、実行する制御手段（５０，Ｓ１０２〜Ｓ１０７，Ｓ２０１〜Ｓ２０５）と、
   前記指針の停止を検出する検出手段（５０）と、
   前記帰零制御中に前記検出手段が前記指針の停止を検出したときの前記電気角に基づいて、前記指針の回転異常の有無を判定する判定手段（５０，Ｓ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１０）とを、備えることを特徴とする車両用指示計器。
2. 前記零位置まで前記指針を回転させたときの前記電気角を、零角（θ０）と定義し、
   前記最大位置まで前記指針を回転させたときの前記電気角を、最大角（θｍａｘ）と定義し、
   前記帰零制御中に前記検出手段が前記指針の停止を検出したときの前記電気角を、帰零停止検出角（θｍｅｒ）と定義すると、
   前記判定手段は、前記帰零停止検出角及び前記最大角の間の角度差（Δθｖｒ）が前記零角及び前記最大角の間の角度差（Δθｃ）と異なると判断した場合、前記回転異常の有判定を下すことを特徴とする請求項１に記載の車両用指示計器。
3. 前記判定手段（５０，Ｓ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１０，Ｓ２０１〜Ｓ２０６）は、前記離零制御中に前記検出手段が前記指針の停止を検出したときの前記電気角に基づいて、前記指針の回転異常の有無を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用指示計器。
4. 前記零位置まで前記指針を回転させたときの前記電気角を、零角（θ０）と定義し、
   前記最大位置まで前記指針を回転させたときの前記電気角を、最大角（θｍａｘ）と定義し、
   前記離零制御中に前記検出手段が前記指針の停止を検出したときの前記電気角を、離零停止検出角（θｍｅｅ）と定義すると、
   前記判定手段は、前記零角及び前記離零停止検出角の間の角度差（Δθｖｅ）が前記零角及び前記最大角の間の角度差（Δθｃ）と異なると判断した場合、前記回転異常の有判定を下すことを特徴とする請求項３に記載の車両用指示計器。
5. 前記制御手段は、前記指針を前記零位置に停止させるように前記電気角を調整する初期制御の後、前記離零制御及び前記帰零制御を順次実行し、
   前記初期制御による前記指針の停止を前記検出手段が検出した場合に、当該検出時の前記電気角により前記零角を初期設定すると共に、前記零位置及び前記最大位置の間隔に応じた角度差を前記零角との間に与えるように前記最大角を初期設定する初期設定手段（５０，Ｓ１０１）を、備えることを特徴とする請求項２又は４に記載の車両用指示計器。
6. 前記制御手段は、前記駆動信号の信号電圧を、所定間隔の前記電気角（θｍｅ）毎に零電圧に設定し、
   前記検出手段は、前記零電圧を実現する前記電気角において、前記界磁巻線に発生する誘起電圧が設定電圧（Ｖｔｈ）以下に低下することにより、前記指針の停止を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用指示計器。

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