JP5847470B2 - Pointer device - Google Patents

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本発明は、指針装置に係り、特に、複数の励磁コイル及び前記複数の励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータから構成されたステッピングモータと、前記マグネットロータの回転に連動して移動する指針と、前記励磁コイルに供給する駆動電圧を制御して、前記マグネットロータの回転を制御する回転制御手段と、を備えた指針装置に関するものである。   The present invention relates to a pointer device, and in particular, a stepping motor including a plurality of excitation coils and a magnet rotor that rotates following a change in the excitation state of the plurality of excitation coils, and interlocks with the rotation of the magnet rotor. And a rotation control means for controlling the rotation of the magnet rotor by controlling the drive voltage supplied to the exciting coil.

従来、上述した指針装置として、例えば車両に搭載され、車速などを指示するものが知られている(特許文献1〜3)。指針装置は、ステッピングモータと、ステッピングモータの回転に連動して回転する指針と、ステッピングモータの回転を制御する回転制御手段としてのマイコンなど、を備えている。上述したステッピングモータ3は、図7に示すように、2つのA相、B相励磁コイル31a、31bと、これらA相、B相励磁コイル31a、31bを支持するステータ32と、NS極が交互に3極ずつ着磁され、A相、B相励磁コイル31a、31bの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータ33と、マグネットロータ33の回転を指針に伝えるギア34aなどを備えている。   Conventionally, as the above-described pointer device, for example, one that is mounted on a vehicle and indicates a vehicle speed or the like is known (Patent Documents 1 to 3). The pointer device includes a stepping motor, a pointer that rotates in conjunction with the rotation of the stepping motor, a microcomputer as a rotation control unit that controls the rotation of the stepping motor, and the like. As shown in FIG. 7, the stepping motor 3 described above has two A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b, a stator 32 that supports these A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b, and NS poles alternately. Are provided with a magnet rotor 33 that is magnetized by three poles each and rotates following the change in the excitation state of the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b, and a gear 34a that transmits the rotation of the magnet rotor 33 to the pointer. .

次に、上述した指針装置の動作について図10を参照して説明する。上述した指針装置全体の動作を司るマイコンは、イグニッションスイッチがオンされ、ウエイクアップされると(ステップS10でY)、A相、B相励磁コイル31a、31bに対する駆動電圧の供給が遮断した状態からA相、B相励磁コイル31a、31bに所定位相、所定デューティの駆動電圧を供給してマグネットロータ33の回転を停止させる(ステップS11)。   Next, the operation of the pointer device described above will be described with reference to FIG. When the ignition switch is turned on and wakes up (Y in step S10), the microcomputer that controls the operation of the entire pointer device described above is in a state in which the drive voltage supply to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b is cut off. A drive voltage having a predetermined phase and a predetermined duty is supplied to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b to stop the rotation of the magnet rotor 33 (step S11).

上記ステップS11では、図12の黒丸で示すように、例えば位相π/4、デューティ70%の駆動電圧を出力している。即ち、イグニッションスイッチのオンに応じてA相、B相励磁コイル31a、31bは、図11に示すように、無励磁から急にデューティ70%の大きな駆動電圧が供給された状態となる。その後、マイコンは、指針を強制的に計測値0に向かって逆回転させる初期化動作を行った後(ステップS12)、指針がセンサの計測値を指示するように駆動する通常動作を行う(ステップS13)。   In step S11, as indicated by a black circle in FIG. 12, for example, a driving voltage having a phase of π / 4 and a duty of 70% is output. That is, in response to the ignition switch being turned on, the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b are suddenly supplied with a large drive voltage with a duty of 70% from the non-excited state as shown in FIG. Thereafter, the microcomputer performs an initialization operation for forcibly rotating the pointer in the reverse direction toward the measured value 0 (step S12), and then performs a normal operation for driving the pointer to indicate the measured value of the sensor (step S12). S13).

A相、B相励磁コイル31a、31bが無励磁の場合、図7(B)又は(C)に示すように、鉄(ステータ32)とマグネットロータ33との関係からその時々で釣り合いの取れる位置で停止する。この状態で、A相、B相励磁コイル31a、31bに駆動電圧をかけてマグネットロータ33を停止させると、図7(A)に示すように、A相、B相励磁コイル31a、31bに発生する磁界に応じた位置にマグネットロータ33が回転してしまう場合がある。   When the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b are not energized, as shown in FIG. 7 (B) or (C), the position can be balanced from time to time due to the relationship between the iron (stator 32) and the magnet rotor 33. Stop at. In this state, when the magnet rotor 33 is stopped by applying a drive voltage to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b, the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b are generated as shown in FIG. In some cases, the magnet rotor 33 is rotated to a position corresponding to the magnetic field to be generated.

このとき、上述したように無励磁(図12の0点)から急にA相、B相励磁コイル31a、31bにデューティ70%の大きな駆動電圧をかけた状態(図12の黒丸)になると、図7(A)に示す位置付近でマグネットロータ33が振動し、マグネットロータ33に不要な動き(回転)が発生してしまう。結果、図13に示すように指針2が一瞬動いてしまい、見た目が悪いという問題があった。また、無励磁から急にA相、B相励磁コイル31a、31bにデューティ70%の大きな駆動電圧をかけた状態になるため、マグネットロータ33が大きく動いてしまい、初期化動作での逆回転角度が大きくなる。しかも、マグネットロータ33の振動が停止してから初期化動作を行う必要があり、初期化動作が終了するまでの時間がかかる、という問題があった。   At this time, as described above, when a large driving voltage of 70% duty is applied to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b from the non-excited state (0 point in FIG. 12), The magnet rotor 33 vibrates in the vicinity of the position shown in FIG. 7A, and unnecessary movement (rotation) occurs in the magnet rotor 33. As a result, as shown in FIG. 13, the pointer 2 moves momentarily, and there is a problem that it looks bad. Further, since a large driving voltage with a duty of 70% is applied to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b suddenly from the non-excitation, the magnet rotor 33 moves greatly, and the reverse rotation angle in the initialization operation Becomes larger. In addition, there is a problem that it is necessary to perform an initialization operation after the vibration of the magnet rotor 33 is stopped, and it takes time to complete the initialization operation.

動作に話を戻すと、その後、イグニッションスイッチがオフされ、スリープ条件が成立すると(ステップS14でY)、マイコンは、再び初期化動作を行った後(ステップS15)、A相、B相励磁コイル31a、31bに所定位相(π/4)、所定デューティ(70%)の駆動電圧を供給してマグネットロータ33の回転を停止させる(ステップS16)。次に、マイコンは、A相、B相励磁コイル31a、31bに対する駆動電圧の供給を遮断して(ステップS17)、ステップS1に戻る。即ち、イグニッションスイッチのオフに応じてA相、B相励磁コイル31a、31bは、図11に示すように、デューティ70%の大きな駆動電圧が供給された状態から無励磁となる。   Returning to the operation, after that, when the ignition switch is turned off and the sleep condition is satisfied (Y in step S14), the microcomputer performs the initialization operation again (step S15), and then the A-phase and B-phase excitation coils. A drive voltage having a predetermined phase (π / 4) and a predetermined duty (70%) is supplied to 31a and 31b to stop the rotation of the magnet rotor 33 (step S16). Next, the microcomputer cuts off the supply of the drive voltage to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b (step S17) and returns to step S1. That is, the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b are de-energized from a state where a large driving voltage with a duty of 70% is supplied as shown in FIG.

A相、B相励磁コイル31a、31bに駆動電圧をかけてマグネットロータ33を停止させた場合、図7(A)に示すように、マグネットロータ33は、A相、B相励磁コイル31a、31b(ステータ32を含む)に発生する磁界に応じた位置に停止するが、A相、B相励磁コイル31a、31bに対する駆動電圧の供給を遮断すると、鉄(ステータ32)とマグネットロータ33との関係になるため、図7(B)及び(C)に示すように、その時々で釣り合いの取れる位置に回転してしまう場合がある。   When the magnet rotor 33 is stopped by applying a drive voltage to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b, the magnet rotor 33 is configured to have the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b as shown in FIG. When the drive voltage supply to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b is cut off, the relationship between the iron (stator 32) and the magnet rotor 33 is stopped at a position corresponding to the magnetic field generated in the stator (including the stator 32). Therefore, as shown in FIGS. 7B and 7C, it may rotate to a position where it can be balanced from time to time.

このとき、上述したようにA相、B相励磁コイル31a、31bにデューティ70%の大きな駆動電圧をかけた状態(図12の黒丸)から急に無励磁(図12の0点)になると、図7(B)及び(C)に示す位置付近でマグネットロータ33が振動し、マグネットロータ33に不要な動き(回転)が発生してしまう。このため、同様に、図13に示すように指針が一瞬振動してしまい、見た目が悪いという問題があった。また、A相、B相励磁コイル31a、31bにデューティ70%の大きな駆動電圧をかけた状態から急に無励磁にするため、マグネットロータ33が大きく動いてしまい、計測値0から僅かではあるが外れた状態を指示してしまう恐れもあった。   At this time, as described above, when a large drive voltage with a duty of 70% is applied to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b (black circle in FIG. 12), suddenly no excitation (point 0 in FIG. 12) The magnet rotor 33 vibrates in the vicinity of the position shown in FIGS. 7B and 7C, and unnecessary movement (rotation) occurs in the magnet rotor 33. For this reason, similarly, as shown in FIG. 13, the pointer vibrates momentarily and there is a problem that it looks bad. In addition, since the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b are suddenly de-energized from a state in which a large driving voltage with a duty of 70% is applied, the magnet rotor 33 moves greatly, and the measured value is slightly smaller than zero. There was also a risk of instructing the disengaged state.

特開2004−347456号公報JP 2004-347456 A 特許第3828792号公報Japanese Patent No. 3828792 特開2007−232436号公報JP 2007-232436 A

そこで、本発明は、励磁コイルを無励磁状態から励磁状態に切り替えるとき、または、励磁状態から無励磁状態に切り替えるときの不要なマグネットロータの回転及び指針の挙動を低減できる指針装置を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides a pointer device that can reduce unnecessary rotation of the magnet rotor and the behavior of the pointer when the excitation coil is switched from the non-excitation state to the excitation state, or when switching from the excitation state to the non-excitation state. Is an issue.

上述した課題を解決するための請求項1記載の発明は、複数の励磁コイル及び前記複数の励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータから構成されたステッピングモータと、前記マグネットロータの回転に連動して移動する指針と、前記励磁コイルに供給する駆動電圧を制御して、前記マグネットロータの回転を制御する回転制御手段と、を備えた指針装置において、前記回転制御手段が、前記励磁コイルに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態から前記励磁コイルに対して所定位相、所定電圧の駆動電圧を供給して前記マグネットロータを停止させる状態に切り替える際に、前記所定位相の駆動電圧の電圧値を0から徐々に増加して前記所定電圧とすることを特徴とする指針装置に存する。   The invention according to claim 1 for solving the above-described problem is a stepping motor comprising a plurality of exciting coils and a magnet rotor that rotates following changes in the excitation state of the plurality of exciting coils, and the magnet rotor. In the pointer device comprising: a pointer that moves in conjunction with the rotation of the motor; and a rotation control unit that controls a rotation of the magnet rotor by controlling a drive voltage supplied to the excitation coil, the rotation control unit includes: When switching from a non-excitation state in which the supply of drive voltage to the excitation coil is stopped to a state in which a drive voltage of a predetermined phase and a predetermined voltage is supplied to the excitation coil to stop the magnet rotor, the drive of the predetermined phase is performed. The pointer device is characterized in that the voltage value is gradually increased from 0 to obtain the predetermined voltage.

請求項2記載の発明は、複数の励磁コイル及び前記複数の励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータから構成されたステッピングモータと、前記マグネットロータの回転に連動して移動する指針と、前記励磁コイルに供給する駆動電圧を制御して、前記マグネットロータの回転を制御する回転制御手段と、を備えた指針装置において、前記回転制御手段が、前記励磁コイルに所定位相、所定電圧の駆動電圧を供給して前記マグネットロータを停止させた状態から前記励磁コイルに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態に切り替える際に、前記所定位相の駆動電圧の電圧値を0まで徐々に小さくして前記駆動電圧の供給を停止することを特徴とする指針装置に存する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a stepping motor composed of a plurality of exciting coils and a magnet rotor that rotates following the change in the excitation state of the plurality of exciting coils, and moves in conjunction with the rotation of the magnet rotor. In a pointer device comprising a pointer and a rotation control means for controlling the rotation of the magnet rotor by controlling a drive voltage supplied to the excitation coil, the rotation control means has a predetermined phase and a predetermined phase on the excitation coil. When switching from the state in which the drive voltage of the voltage is supplied to stop the magnet rotor to the non-excitation state in which the supply of the drive voltage to the excitation coil is stopped, the voltage value of the drive voltage in the predetermined phase is gradually reduced to zero. The pointer device is characterized in that the supply of the driving voltage is stopped by reducing the size.

以上説明したように請求項1記載の発明によれば、回転制御手段が、励磁コイルに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態から励磁コイルに対して所定位相、所定電圧の駆動電圧を供給してマグネットロータを停止させる状態に切り替える際に、所定位相の駆動電圧の電圧値を0から徐々に増加して所定電圧とするので、無励磁状態から励磁状態に切り替えるときの不要なマグネットロータの回転及び指針の挙動を低減できる。これにより、その後行われる初期化動作の開始時間も短くなり、逆戻し角度も小さくできる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, the rotation control means supplies the drive voltage of the predetermined phase and the predetermined voltage to the excitation coil from the non-excitation state in which the supply of the drive voltage to the excitation coil is stopped. When switching to the state where the magnet rotor is stopped, the voltage value of the drive voltage of the predetermined phase is gradually increased from 0 to become the predetermined voltage, so unnecessary rotation of the magnet rotor when switching from the non-excitation state to the excitation state And the behavior of the pointer can be reduced. Thereby, the start time of the initialization operation performed thereafter is also shortened, and the reverse return angle can be reduced.

請求項2記載の発明によれば、回転制御手段が、励磁コイルに所定位相、所定電圧の駆動電圧を供給してマグネットロータを停止させた状態から励磁コイルに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態に切り替える際に、所定位相の駆動電圧の電圧値を徐々に小さくして駆動電圧の供給を停止するので、励磁状態から無励磁状態に切り替えるときの不要なマグネットロータの回転及び指針の挙動を低減できる。   According to the second aspect of the present invention, the rotation control means is the non-excitation in which the supply of the drive voltage to the excitation coil is stopped from the state where the magnet rotor is stopped by supplying the excitation coil with the predetermined phase and the predetermined voltage to the excitation coil. When switching to the state, the drive voltage supply is stopped by gradually decreasing the voltage value of the drive voltage of the predetermined phase, so unnecessary rotation of the magnet rotor and the behavior of the pointer when switching from the excited state to the non-excited state Can be reduced.

本発明の指針装置の一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the pointer apparatus of this invention. 図1に示す指針装置の部分分解斜視図である。FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the pointer device shown in FIG. 1. 図1に示すステッピングモータを構成する励磁コイル及びマグネットローラなどを示す図である。It is a figure which shows the exciting coil, magnet roller, etc. which comprise the stepping motor shown in FIG. 図1に示す指針装置を構成するマイコンの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the microcomputer which comprises the pointer apparatus shown in FIG. 電源のオンオフ、イグニッションスイッチのオンオフ、図1に示す指針装置を構成するA相、B相励磁コイルに供給される駆動電圧のタイムチャートである。It is a time chart of the drive voltage supplied to ON / OFF of a power supply, ON / OFF of an ignition switch, and the A phase and B phase excitation coil which comprise the pointer apparatus shown in FIG. 図1に示す指針装置を構成するA相励磁コイル及びB相励磁コイルに供給する駆動電圧と位相との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the drive voltage and phase which are supplied to the A phase exciting coil and B phase exciting coil which comprise the pointer apparatus shown in FIG. 図1に示す指針装置を構成するマグネットロータの挙動を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the behavior of the magnet rotor which comprises the pointer apparatus shown in FIG. 図1に示す指針装置を構成するマグネットロータの回転角度と、従来の指針装置を構成するマグネットロータの回転角度を示すグラフである。It is a graph which shows the rotation angle of the magnet rotor which comprises the pointer apparatus shown in FIG. 1, and the rotation angle of the magnet rotor which comprises the conventional pointer apparatus. 他の実施形態における駆動電圧のタイムチャートである。It is a time chart of the drive voltage in other embodiments. 従来の指針装置の制御を司るマイコンの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the microcomputer which manages control of the conventional pointer apparatus. 電源のオンオフ、イグニッションスイッチのオンオフ、従来の指針装置を構成するA相、B相励磁コイルに供給される駆動電圧のタイムチャートである。It is a time chart of on-off of a power supply, on-off of an ignition switch, and the drive voltage supplied to the A-phase and B-phase exciting coil which comprises the conventional pointer apparatus. 従来の指針装置を構成するA相、B相励磁コイルに供給する駆動電圧と位相との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the drive voltage supplied to the A-phase and B-phase exciting coil which comprises the conventional pointer apparatus, and a phase. 従来の指針装置の指針の挙動を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the behavior of the pointer of the conventional pointer apparatus.

以下、本発明の指針装置について図1〜図3を参照して説明する。図1は、本発明の指針装置の一実施形態を示すブロック図である。図2は、図1に示す指針装置の部分分解斜視図である。図3は、図1に示すステッピングモータを構成する励磁コイルおよびマグネットローラなどを示す図である。   The pointer device of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the pointer device of the present invention. 2 is a partially exploded perspective view of the pointer device shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an excitation coil, a magnet roller, and the like that constitute the stepping motor shown in FIG.

図1に示すように、指針装置1は、複数の指針2(図2参照)と、これら指針2をそれぞれ駆動する複数のステッピングモータ3と、これらステッピングモータ3の回転を制御する回転制御手段としてのマイクロコンピュータ(以下マイコン4)と、各種データを格納する不揮発性のメモリであるEEPROM5と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the pointer device 1 includes a plurality of pointers 2 (see FIG. 2), a plurality of stepping motors 3 that respectively drive the pointers 2, and rotation control means that controls the rotation of the stepping motors 3. Microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer 4) and EEPROM 5 which is a non-volatile memory for storing various data.

上記指針2は、図2に示すように、速度センサなどのセンサの計測値を示す目盛りが設けられた文字板上に設けられている。上記ステッピングモータ3は各々、図3に示すように、A相、B相励磁コイル31a、31bと、これらA相、B相励磁コイル31a、31bを支持するステータ32と、これらA相、B相励磁コイル31a、31bの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータ33と、マグネットロータ33の駆動力を指針2に伝えるギア34a〜34c(ギア34b、34cについては図2参照)と、これらを収容するケース(図2参照)と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the pointer 2 is provided on a dial plate provided with a scale indicating a measurement value of a sensor such as a speed sensor. As shown in FIG. 3, each of the stepping motors 3 includes an A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b, a stator 32 that supports these A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b, and these A-phase and B-phases. Magnet rotor 33 that rotates following the change in the excitation state of excitation coils 31a and 31b, gears 34a to 34c that transmit the driving force of magnet rotor 33 to pointer 2 (see FIG. 2 for gears 34b and 34c), and these A case (see FIG. 2).

図3に示すように、A相、B相励磁コイル31a、31bは、軸方向が90度で交差するようにステータ32に取り付けられている。ステータ32は、上記A相、B相励磁コイル31a、31bや後述するマグネットロータ33を囲むヨーク32aと、ヨーク32aから内側に突出し、A相、B相励磁コイル31a、31bが巻き付けられたコイルボビンを支持するポール32bと、を備えている。   As shown in FIG. 3, the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b are attached to the stator 32 so that the axial directions intersect at 90 degrees. The stator 32 includes a yoke 32a surrounding the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b and a magnet rotor 33 described later, and a coil bobbin projecting inward from the yoke 32a and wound with the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b. And a supporting pole 32b.

マグネットロータ33は、円盤状に設けられ、その外周に沿ってN極S極が交互に3極づつ着磁されている。ギア34aは、マグネットロータ33の回転軸に固定されている。ギア34bは、図2に示すように、指針2の回転軸に固定されている。ギア34cは、図2に示すように、マグネットロータ33に固定されたギア34aと、指針2に固定されたギア34bと、の双方に噛み合うように設けられている。これにより、マグネットロータ33が回転するとギア34a〜34cを介して指針2も回転する。   The magnet rotor 33 is provided in a disk shape, and N poles and S poles are alternately magnetized by three poles along the outer periphery thereof. The gear 34 a is fixed to the rotating shaft of the magnet rotor 33. As shown in FIG. 2, the gear 34 b is fixed to the rotating shaft of the pointer 2. As shown in FIG. 2, the gear 34 c is provided so as to mesh with both the gear 34 a fixed to the magnet rotor 33 and the gear 34 b fixed to the pointer 2. Thereby, when the magnet rotor 33 rotates, the pointer 2 also rotates via the gears 34a to 34c.

また、上記ステッピングモータ3は、図2に示すように、マグネットロータ33の回転に連動する片35と、片35と当接してステッピングモータ3の回転を機械的に停止させるストッパ36と、を有している。片35は、上述したギア34bに固定された円盤部37に突設されている。ストッパ36は、ケースに突設されている。上述した片35とストッパ36とが当接したときに指針2が文字板に設けた目盛り上の計測値0を指示するように、指針2がステッピングモータ3の回転軸に打ち込まれている。   Further, as shown in FIG. 2, the stepping motor 3 has a piece 35 that interlocks with the rotation of the magnet rotor 33 and a stopper 36 that abuts the piece 35 and mechanically stops the rotation of the stepping motor 3. doing. The piece 35 protrudes from a disk portion 37 fixed to the gear 34b described above. The stopper 36 protrudes from the case. The pointer 2 is driven into the rotating shaft of the stepping motor 3 so that the pointer 2 indicates the measured value 0 on the scale provided on the dial when the piece 35 and the stopper 36 are in contact with each other.

上記マイコン4は、図1に示すように、電源IC6からの電源供給を受けて動作する。電源IC6は、車載バッテリBからマイコン4に対する供給電圧を生成する。また、上記マイコン4には、イグニッションスイッチIGがインタフェース(以下I/F)7を介して接続されている。上記マイコン4は、駆動回路41として機能し、ステッピングモータ3のA相励磁コイル31a、B相励磁コイル31bに対して駆動電圧を出力している。なお、本実施形態では、マイコン4を駆動回路41として機能させていたが、マイコン4とは別に駆動回路41を設けても良い。   As shown in FIG. 1, the microcomputer 4 operates by receiving power from the power supply IC 6. The power supply IC 6 generates a supply voltage for the microcomputer 4 from the in-vehicle battery B. Further, an ignition switch IG is connected to the microcomputer 4 via an interface (hereinafter referred to as I / F) 7. The microcomputer 4 functions as a drive circuit 41 and outputs a drive voltage to the A-phase excitation coil 31a and the B-phase excitation coil 31b of the stepping motor 3. In the present embodiment, the microcomputer 4 functions as the drive circuit 41, but the drive circuit 41 may be provided separately from the microcomputer 4.

次に、上述した構成の指針装置1の動作について図4を参照して説明する。図4は、図1に示す指針装置1を構成するマイコン4の処理手順を示すフローチャートである。   Next, the operation of the pointer device 1 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the microcomputer 4 constituting the pointer device 1 shown in FIG.

上述したマイコン4は、イグニッションスイッチIGがオンされ、スリープモードから通常モードに移行してウエイクアップされると(ステップS1でY)、A相、B相励磁コイル31a、31bに対して所定位相の駆動電圧を供給すると共に、図5中の点線で囲んだ部分に示すように、この駆動電圧のデューティを0から徐々に大きくする(ステップS2)。本実施形態では、図6に示すように位相π/4の駆動電圧を出力している。即ち、A相、B相励磁コイル31a、31bの−側をグランドに接続し、A相、B相励磁コイル31a、31bの+側に互いに同じ大きさ(即ち同じデューティ)の駆動電圧を供給している。マイコン4は、所定デューティ(例えば70%)に達するまで駆動電圧のデューティを大きくする。   When the ignition switch IG is turned on and the microcomputer 4 described above shifts from the sleep mode to the normal mode and wakes up (Y in step S1), the microcomputer 4 has a predetermined phase with respect to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b. While supplying the drive voltage, the duty of the drive voltage is gradually increased from 0 as shown by the portion surrounded by the dotted line in FIG. 5 (step S2). In the present embodiment, a driving voltage having a phase of π / 4 is output as shown in FIG. That is, the negative side of the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b is connected to the ground, and drive voltages of the same magnitude (that is, the same duty) are supplied to the positive sides of the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b. ing. The microcomputer 4 increases the duty of the drive voltage until a predetermined duty (for example, 70%) is reached.

駆動電圧のデューティが所定デューティに達すると(ステップS3でY)、マイコン4は、指針2を強制的に計測値0に向かって逆回転させる初期化動作を行う(ステップS4)。指針2を逆回転させるようにステッピングモータ3の回転を制御すると、指針2が計測値0に達したところで片35とストッパ36とが当接して、指針2が0位置で強制的に停止する。その後、マイコン4は、指針2がセンサの計測値を指示するように駆動する通常動作を行う(ステップS5)。   When the duty of the drive voltage reaches a predetermined duty (Y in step S3), the microcomputer 4 performs an initialization operation for forcibly rotating the pointer 2 backward toward the measured value 0 (step S4). When the rotation of the stepping motor 3 is controlled so as to reversely rotate the pointer 2, the piece 35 and the stopper 36 come into contact with each other when the pointer 2 reaches the measured value 0, and the pointer 2 is forcibly stopped at the 0 position. Thereafter, the microcomputer 4 performs a normal operation in which the pointer 2 is driven so as to indicate the measured value of the sensor (step S5).

その後、イグニッションスイッチIGがオフされ、スリープ条件が成立すると(ステップS6でY)、再び初期化動作を行った後(ステップS7)、A相、B相励磁コイル31a、31bに対して所定位相(π/4)、所定デューティ(70%)の駆動電圧を供給してステッピングモータ3の回転を停止させると共に、図5忠の一点鎖線で囲んだ部分に示すように、この駆動電圧のデューティーを徐々に小さくする(ステップS8)。マイコン4は、0%に達するまで駆動電圧のデューティを小さくする。   Thereafter, when the ignition switch IG is turned off and the sleep condition is satisfied (Y in step S6), the initialization operation is performed again (step S7), and then a predetermined phase (with respect to the A phase and B phase exciting coils 31a and 31b ( π / 4), a drive voltage with a predetermined duty (70%) is supplied to stop the rotation of the stepping motor 3, and the duty of this drive voltage is gradually increased as shown in the portion surrounded by the one-dot chain line in FIG. (Step S8). The microcomputer 4 reduces the duty of the drive voltage until it reaches 0%.

駆動電圧のデューティが0%に達すると(ステップS9でY)、マイコン4は、A相励磁コイル31a及びB相励磁コイル31bが無励磁に制御されたとして、再びステップS1に戻る。   When the duty of the drive voltage reaches 0% (Y in step S9), the microcomputer 4 returns to step S1 again, assuming that the A-phase exciting coil 31a and the B-phase exciting coil 31b are controlled to be non-excited.

上述した動作の詳細を図6〜図8を参照して説明する。ウエイクアップすると、マイコン4は、A相、B相励磁コイル31a、31bの両者が無励磁となる図6中の0点からA相、B相励磁コイル31a、31bの+側にデューティ70%の駆動電圧が印加される図6中の黒丸に向かうように、0点と黒丸とを結ぶ線に従って駆動電圧のデューティを徐々に増加させる。その後、図6に示す円に沿った駆動電圧を出力することでマグネットロータ33を正回転、逆回転させて初期化動作や通常動作を行う。   Details of the above-described operation will be described with reference to FIGS. When waked up, the microcomputer 4 has a duty of 70% from the 0 point in FIG. 6 where both the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b are not excited to the + side of the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b. The duty of the drive voltage is gradually increased along the line connecting the zero point and the black circle so as to go to the black circle in FIG. 6 where the drive voltage is applied. After that, by outputting a drive voltage along the circle shown in FIG. 6, the magnet rotor 33 is rotated forward and backward to perform initialization operation and normal operation.

A相、B相励磁コイル31a、31bが無励磁の場合、図7(B)又は(C)に示すように、鉄(ステータ32)とマグネットロータ33との関係からその時々で釣り合いの取れる位置で停止するが、A相、B相励磁コイル31a、31bに位相π/4の駆動電圧を出力してマグネットロータ33を停止させると、図7(A)に示すように、A相、B相励磁コイル31a、31bに発生する磁界に応じた位置にマグネットロータ33が回転してしまう場合がある。   When the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b are not energized, as shown in FIG. 7 (B) or (C), the position can be balanced from time to time due to the relationship between the iron (stator 32) and the magnet rotor 33. However, when the magnet rotor 33 is stopped by outputting a driving voltage of phase π / 4 to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b, as shown in FIG. The magnet rotor 33 may rotate to a position corresponding to the magnetic field generated in the excitation coils 31a and 31b.

このとき、従来ではA相、B相励磁コイル31a、31bに対して無励磁から急にデューティ70%の大きな駆動電圧をかけた状態になるため、図8の点線で示すように、図7(A)に示す位置付近でマグネットロータ33が振動し、マグネットロータ33に不要な動き(回転)が発生してしまう。これに対して本実施形態では、A相、B相励磁コイル31a、31bに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態からA相、B相励磁コイル31a、31bに対して位相π/4、デューティ70%(=所定電圧)の駆動電圧を供給してマグネットロータ33を停止させる状態に切り替える際に、位相π/4の駆動電圧のデューティを徐々に増加してデューティ70%にするので、図8の実線で示すように、図7(A)に示す位置付近でマグネットロータ33の振動が低減し、無励磁状態から励磁状態に切り替えるときの不要なマグネットロータ33の回転及び指針2の挙動を低減できる。これにより、その後行われる初期化動作の開始時間も短くなり、逆戻し角度も小さくできる。   At this time, since a large driving voltage with a duty of 70% is suddenly applied from the non-excitation to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b, as shown by the dotted line in FIG. The magnet rotor 33 vibrates near the position shown in A), and unnecessary movement (rotation) occurs in the magnet rotor 33. On the other hand, in the present embodiment, from the non-excitation state in which the supply of the drive voltage to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b is stopped, the phase π / 4 and the duty are applied to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b. When the driving voltage of 70% (= predetermined voltage) is supplied to switch to the state in which the magnet rotor 33 is stopped, the duty of the driving voltage of phase π / 4 is gradually increased to 70%, so that FIG. 7A, the vibration of the magnet rotor 33 is reduced in the vicinity of the position shown in FIG. 7A, and unnecessary rotation of the magnet rotor 33 and the behavior of the pointer 2 are reduced when switching from the non-excitation state to the excitation state. it can. Thereby, the start time of the initialization operation performed thereafter is also shortened, and the reverse return angle can be reduced.

その後、スリープ条件が成立すると、マイコン4は、A相、B相励磁コイル31a、31bの+側にデューティ70%の駆動電圧が印加される図6中の黒丸からA相、B相励磁コイル31a、31bの両者が無励磁となる図6中の0点に向かうように、黒丸と0点とを結ぶ線に沿って駆動電圧のデューティを徐々に減少させる。   Thereafter, when the sleep condition is satisfied, the microcomputer 4 starts the A-phase and B-phase excitation coil 31a from the black circle in FIG. 6 in which a driving voltage with a duty of 70% is applied to the + side of the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b. , 31b, the duty of the drive voltage is gradually decreased along the line connecting the black circle and the zero point so as to go to the zero point in FIG.

A相、B相励磁コイル31a、31bに位相π/4の駆動電圧をかけてマグネットロータ33を停止させた場合、図7(A)に示すように、マグネットロータ33は、A相、B相励磁コイル31a、31b(ステータ32を含む)に発生する磁界に応じた位置に停止するが、A相、B相励磁コイル31a、31bに対する駆動電圧の供給を遮断すると、鉄(ステータ32)とマグネットロータ33との関係になるため、図7(B)又は図7(C)に示すように、その時々で釣り合いの取れる位置に回転してしまう場合がある。   When the magnet rotor 33 is stopped by applying a driving voltage of phase π / 4 to the A-phase and B-phase exciting coils 31a and 31b, the magnet rotor 33 has the A-phase and B-phase as shown in FIG. Although it stops at a position corresponding to the magnetic field generated in the excitation coils 31a and 31b (including the stator 32), if the supply of drive voltage to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b is cut off, iron (stator 32) and magnet Because of the relationship with the rotor 33, as shown in FIG. 7B or FIG. 7C, it may rotate to a position where it can be balanced from time to time.

このとき、従来ではA相、B相励磁コイル31a、31bに対してデューティ70%の駆動電圧をかけた状態から急に無励磁にするため、図8の点線で示すように、図7(B)又は(C)に示す位置付近でマグネットロータ33が振動し、マグネットロータ33に不要な動き(回転)が発生してしまう。これに対して本実施形態では、A相、B相励磁コイル31a、31bに位相π/4、デューティ70%の駆動電圧を供給してマグネットロータ33を停止させた状態からA相、B相励磁コイル31a、31bに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態に切り替える際に、所定位相の駆動電圧のデューティを徐々に小さくして駆動電圧の供給を停止するので、図8の実線で示すように、図7(B)又は図7(C)に示す位置付近でのマグネットロータ33の振動が低減し、励磁状態から無励磁状態に切り替えるときの不要なマグネットロータ33の回転及び指針2の挙動を低減できる。   At this time, conventionally, since the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b are suddenly de-energized from the state where the driving voltage of 70% is applied, as shown by the dotted line in FIG. ) Or the position shown in (C), the magnet rotor 33 vibrates, and unnecessary movement (rotation) occurs in the magnet rotor 33. On the other hand, in the present embodiment, the A-phase and B-phase excitation is performed from the state in which the magnet rotor 33 is stopped by supplying the driving voltage of phase π / 4 and duty 70% to the A-phase and B-phase excitation coils 31a and 31b. When switching to the non-excitation state in which the supply of the drive voltage to the coils 31a and 31b is stopped, the drive voltage supply is stopped by gradually decreasing the duty of the drive voltage of a predetermined phase, as shown by the solid line in FIG. The vibration of the magnet rotor 33 near the position shown in FIG. 7B or FIG. 7C is reduced, and unnecessary rotation of the magnet rotor 33 and the behavior of the pointer 2 when switching from the excited state to the non-excited state. Can be reduced.

なお、上述した実施形態では、マイコンを駆動回路として機能させ、駆動電圧のデューティを変化させることにより、駆動電圧の電圧値を変化させていたが、本発明はこれに限ったものではない。マイコンとは別の駆動回路を設けて、駆動電圧の電圧値そのものを増加させたり、減少させるものであってもよい。   In the above-described embodiment, the voltage value of the drive voltage is changed by causing the microcomputer to function as a drive circuit and changing the duty of the drive voltage. However, the present invention is not limited to this. A drive circuit different from the microcomputer may be provided to increase or decrease the voltage value itself of the drive voltage.

また、上述した実施形態では、駆動電圧のデューティを0からデューティ70%に達するまでの間やデューティ70%から0に達するまでの期間、均等にデューティを増減させていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図9(A)に示すように、駆動電圧のデューティを増加させ始める期間と、増加させた結果、デューティ70%に達する直前の期間と、をその間の期間よりもゆるやかに増加させるようにしてもよい。また、図9(B)に示すように、駆動電圧のデューティを減少し始める期間と、減少させた結果、0に達する直前の期間と、をその間の期間よりも緩やかに減少させるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the duty is uniformly increased or decreased during the period from when the driving voltage reaches 0 to 70% or during the period from 70% to 0. However, the present invention is not limited to this. It is not limited. For example, as shown in FIG. 9A, the period in which the duty of the drive voltage starts to increase and the period immediately before reaching the duty of 70% as a result of the increase are gradually increased from the period in between. May be. Further, as shown in FIG. 9B, the period in which the duty of the driving voltage starts to decrease and the period immediately before reaching 0 as a result of the decrease may be reduced more gradually than the period in between. Good.

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 指針装置
2 指針
3 ステッピングモータ
4 マイコン(回転制御手段)
31a A相励磁コイル(励磁コイル)
31b B相励磁コイル(励磁コイル)
33 マグネットロータ
1 Pointer device 2 Pointer 3 Stepping motor 4 Microcomputer (rotation control means)
31a A phase excitation coil (excitation coil)
31b B phase excitation coil (excitation coil)
33 Magnet rotor

Claims (2)

複数の励磁コイル及び前記複数の励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータから構成されたステッピングモータと、前記マグネットロータの回転に連動して移動する指針と、前記励磁コイルに供給する駆動電圧を制御して、前記マグネットロータの回転を制御する回転制御手段と、を備えた指針装置において、
前記回転制御手段が、前記励磁コイルに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態から前記励磁コイルに対して所定位相、所定電圧の駆動電圧を供給して前記マグネットロータを停止させる状態に切り替える際に、前記所定位相の駆動電圧の電圧値を0から徐々に増加して前記所定電圧とする
ことを特徴とする指針装置。
A stepping motor composed of a plurality of excitation coils and a magnet rotor that rotates following changes in the excitation state of the plurality of excitation coils, a pointer that moves in conjunction with the rotation of the magnet rotor, and a supply to the excitation coil In a pointer device provided with a rotation control means for controlling the rotation of the magnet rotor by controlling the drive voltage to be
When the rotation control unit switches from a non-excitation state in which the supply of drive voltage to the excitation coil is stopped to a state in which the magnet rotor is stopped by supplying a drive voltage having a predetermined phase and voltage to the excitation coil. The pointer device characterized by gradually increasing the voltage value of the driving voltage of the predetermined phase from 0 to the predetermined voltage.
複数の励磁コイル及び前記複数の励磁コイルの励磁状態の変化に追従して回転するマグネットロータから構成されたステッピングモータと、前記マグネットロータの回転に連動して移動する指針と、前記励磁コイルに供給する駆動電圧を制御して、前記マグネットロータの回転を制御する回転制御手段と、を備えた指針装置において、
前記回転制御手段が、前記励磁コイルに所定位相、所定電圧の駆動電圧を供給して前記マグネットロータを停止させた状態から前記励磁コイルに対する駆動電圧の供給を停止した無励磁状態に切り替える際に、前記所定位相の駆動電圧の電圧値を0まで徐々に小さくして前記駆動電圧の供給を停止する
ことを特徴とする指針装置。
A stepping motor composed of a plurality of excitation coils and a magnet rotor that rotates following changes in the excitation state of the plurality of excitation coils, a pointer that moves in conjunction with the rotation of the magnet rotor, and a supply to the excitation coil In a pointer device provided with a rotation control means for controlling the rotation of the magnet rotor by controlling the drive voltage to be
When the rotation control unit switches from a state in which a drive voltage of a predetermined phase and a predetermined voltage is supplied to the excitation coil to stop the magnet rotor to a non-excitation state in which the supply of the drive voltage to the excitation coil is stopped. The pointer device characterized in that the voltage value of the drive voltage of the predetermined phase is gradually reduced to 0 to stop the supply of the drive voltage.
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