JPH02141670A

JPH02141670A - メータ駆動装置

Info

Publication number: JPH02141670A
Application number: JP63296604A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Fukuda; 和幸福田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1990-05-31
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: US5017861A; JPH0675077B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、自動車用等のタコメータ、スピードメータ
等に使用されるメータ駆動装置に関する。

（ロ）従来の技術一般に、自動車用のスピードメータには、第３図に示す
ように、直交する２個のコイルＬ、　、Ｌｃで形成され
る磁界内に針を振らせるための磁石Ｍを配置し、コイル
Ｌ、　、Ｌｃには、スピード等の人力量に応じた電流を
流し、磁石Ｍを回動させて、針を振らせている。この種
のスピードメータにおけるメータ駆動装置は、入力量、
つまりスピードに応じて、周期の変化するパルス信号を
入力し、一方、基本クロック発生器で発生されるクロッ
ク信号も入力し、パルス信号の１周期に亘り、カウンタ
のクロック信号をカウントし、先ずパルス信号の周期Ｔ
を求め、この周期Ｔより、ｆ＝１／Ｔの演算を行い、周
波数「を算出していた。このデジタルデータｆは、入力
量に比例するものであるから、このデジタル値ｆに応じ
た電流をコイルＬｓ、、Ｌｃに流し、コイルＬｒ、、Ｌ
ｃによって発生する磁界によって、磁石である針を、前
記デジタル値によって決まる角度方位まで振らせるもの
であった。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記従来のメータ駆動装置は、スピードに応じて変化す
るパルス信号の周期をクロック信号のカウントにより算
出し周波数を求め、デジタル信号に変換し、その値に応
じた角度方位を指定するためにｓｉｎ、　　ｃｏｓ演算
を行っているので、例えば入力が急に高速から低速に変
化した場合、入力されるパルス信号の周波数が高周波か
ら低周波になり、周期が長くなるので、１周期分のクロ
ック信号をカウントするまでは、変化後の周波数が算出
されず、それまで針が動かず、極めて応答が悪いという
問題があった。

また、周波数、つまりデジタルデータに応じ、ｓｉｎ演
算、ｃｏｓ演算を行い、直交するコイルに入力量に応じ
た電流を流して、針を振らせるものであるから、例えば
第４図に例示する速度１４５ｋｍ／Ｈから、２５ｋｍ／
Ｈに急激に）旨示を変化させる場合、針は経路Ａを通り
、２０ｋｍ／Ｈに向かおうとせず、経路Ｂを通ろうとし
、低速に変化しているにもかかわらず、指示が振り切れ
る方向に向かうという不都合があった。

この発明は上記問題点に着目してなされたものであって
、入力量が低下しても、応答速度が遅くならず、また、
指示の働きが自然な動き方となるメータ駆動装置を提供
することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明のメ
ータ駆動装置は、互いに直交する第１．第２のコイルと
、入力量に応じた周波数のパルス信号を入力する手段と
、クロック信号発生手段と、このクロック信号発生手段
からのクロック信号をカウントし、このカウント値に基
づいて前記入力量に比例したデジタル値を算出する演算
部と、この演算部から出力されるデジタル値に応じた電
流を前記第１、第２のコイルに流す駆動回路と、前記第
１と第２のコイルに電流が流れることにより発生する磁
界によって角度方位が決定される針とを有し、前記入力
量の大きさに比例した値を指示するものにおいて、前記
演算部は所定の時間経過毎にカウントアツプする時間カ
ウンタと、前記パルス信号の各周期の切換りを検出する
切換り検出手段と、前記切換りの検出あるいは時間カウ
ンタのカウントアツプに応答して前記カウント手段の内
容を取込み記憶する記憶手段と、前記時間カウンタのカ
ウントアツプ毎に前記記憶手段の内容に基づいて前記入
力量に比例したデジタル値を演算する演算手段と、この
演算手段による今回のデジタル値と前回出力のデジタル
値の差値を算出する差値演算手段と、前記デジタル値が
切換り検出における記憶データに基づいて演算されたも
のであるか否か判別する手段と、この判別手段による判
別がＮＯである場合に応答し、前記差値の正負を判別し
、差値が正なら処理を終了させる差値正負判別手段と、
前記判別手段のＹＥＳ判別あるいは前記差値正負判別手
段の差値が負である判別に応答し、差値の絶対値が所定
値以上であるか否かを判別する差値大小判別手段と、差
値の絶対値が所定値以上の場合は今回のデジタル値と前
回のデジタル値の間にある所定値を今回の出力デジタル
値と決定し、差値の絶対値が所定値より小さい場合には
、今回の算出されたデジタル値を出力デジタル値と決定
する出力決定手段とを備えている。

このメータ駆動装置では、入力されるパルス信号の周期
が切換り、この切換りが検出されるか、あるいは切換り
が検出される以前に時間カウンタの２回目以降のカウン
トアツプでカウンタのカウント値が記憶手段に記憶され
る。そして、時間カウンタのカウントアツプ毎に記憶手
段に記憶されるカウントデータに基づいて、入力量に比
例したデジタル値が演算手段で算出される。そして、今
回算出のデジタル値と前回算出のデジタル値の差値が差
値算出手段で算出され、また、上記デジタル演算が切換
り検出における記憶データに基づいて演算されたものか
否か判別される。

入力量が比較的大なる場合、つまり高速の場合は、所定
の時間が経過する前に、入力パルス信号の一周期が到来
するので、この場合の判別結果はＮＯである。一方、入
力量が所定値よりも小の場合、つまり低速の場合は入力
パルス信号の一周期が到来する前に、所定の時間が経過
するので、この場合は、差値正負判別手段で差値が正か
負かを判別する。今回のデジタル値はまだ１周期分をカ
ウントしていないカウント手段のカウント値に基づいて
算出するので、真の周波数より高い目のデジタル値とな
る。それゆえ、差値が正の場合は、これを無視し、処理
を終了させる。しかし、差値が負の場合は、前記よりも
小さく出力するものであるから、あるいは上記判別結果
がＮＯの場合には、差値の絶対値が所定値を越えている
か否か、差値大小判別手段で判別する。差値の絶対値が
所定値より小さい場合は変化分が小さいものであるとし
て、今回のデジタル値がそのまま出力される。

差値の絶対値が所定値を越えていると、変化分が大であ
るとして、いきなり、今回のデジタル値を出力して針を
急激に振らせようとせず、前回値と今回値の間の所定値
、例えば、前回値に差値の１／８を加算した値を出力す
る。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明の一実施例を示すメータ駆動装置の
ブロック図である。同図において、入力信号回路ｌは、
車輪の回転に同期して発生するパルス信号をデータ演算
部２に人力している。一方、基準クロック信号発生器３
からのクロック信号もデータ演算部２に入力されている
。

データ演算部２は、第１図に示すように、クロック信号
をカウントするカウンタ２０、入力されるパルス信号の
立上り（周期切換り）を検出し、転送信号及びリセット
信号を発生する立上り検出回路２１．２０ｍ５ｅｃ経過
する毎にカウントアツプするカウンタ２２、このカウン
タ２２のカウントアツプ信号でセットされ、上記リセッ
ト信号でリセットされるフリップフロップ２３、このフ
リップフロップ２３がセット状態でカウンタ２２よりカ
ウントアツプ信号を受けると、転送信号を出力するＡＮ
Ｄ回路２４、このＡＮＤ回路２４の出力、あるいは立上
り検出回路２１よりの転送信号をカウンタ２０に与える
ＯＲ回路２５、転送信号を受ける度にカウンタ２０のカ
ウント値を取込み記憶するメモリ２６、カウンタ２２の
カウントアツプ毎にメモリ２６の記憶するカウント値Ｔ
に基づき、１／Ｔの演算、つまり周波数演算を行う周波
数演算部２７、今回算出の周波数ｆ、から前回算出の周
波数ｆ　ｉ−１を減算し、その差値ｆｄを算出する減算
部２８、差値ｆｄを算出した時点でフリ・ノブフロップ
２３のセット／リセット状態を判別する判別部２９、こ
の判別部２９でフリップフロップ２３のセット状態が判
別されると、前記差値ｆ４が０以上か否かを判別する判
別部３０を備えている。判別部２９でフリップフロップ
２３のリセット状態が判別されると、判別部３０による
判別処理がスキップされるようになっている。

また、データ演算部２は、判別部３０でｆｄ＞０でない
と判別されると、っまりｆ　ｔ　＜　ｆ　ｔ−＋である
と判別され、また判別部２９でＱ＝０（リセット状態）
であると判別されると、差値ｆ４の絶対値が、所定値に
以上であるか否かを判別する判別部３１、この判別部３
１でＫ＞ｌｆ、ｌでないと判別されると、差値ｒ４を１
／８　ｆ、に更新し、判別部３１でＫ＞ｌｆ、ｌと判別
されると、更新処理がスキップされる差値更新部３２、
差値ｆ４と前回の周波数ｒｔ−＋を加算する加算部３３
、この加算値ｆ！を記憶し、今回の周波数ｆ、として出
力するメモリ３４を備えている。

データ演算部２のメモリ３４より出力される周波数デー
タｆ、は、１０ビツトのデジタルデータであり、このう
ち上位２ビツトは、１周分を４分割したいずれの象限か
を決定するものであり、この２ビツトにより象限決定部
１０で振らせるべき針の属する象限が決定され、象限決
定部１０は、決定された象限により決まる方向信号を出
力する。

下位８ビット分は、各象限におけるＯ°〜９０゜に対応
するデータであり、これらがｓｉｎ演算部４とｃｏｓ演
算部５に入力され、それぞれｓｉｎ演算、ｃｏｓ演算が
なされ、それぞれパルス幅変調回路６．７を介してドラ
イバ（駆動回路）８．９に入力されている。ドライバ８
はｓｉｎ演算部４からの信号に応じた値と、方向信号に
応じた極性の電極をコイルし、に流し、ドライバ９はｃ
ｏｓ演算部５からの信号に応じた値と方向信号に応じた
極性の電流をコイルＬｃに流すようになっている。コイ
ルＬ８とＬｃに電流が流れることにより、合成磁界が発
生し、この合成磁界によって針が振れ、入力量に応じた
角度方位の指示を示す。

次に、上記実施例メータ駆動装置の動作について説明す
る。

入力信号回路１より、車輪の回転に応じたパルス信号が
入力されると、立上り検出部２１でパルス信号の立上り
が検出され、先ず、転送信号をカウンタ２０に供給する
とともに、続いてリセット信号をカウンタ２０とフリッ
プフロップ２３に入力する。カウンタ２０は、転送信号
によりそれまでカウントしていたカウント値をメモリ２
６に転送するとともに、リセット信号によりリセットさ
れ、以後次のり七ノド信号が来るまで、基串クロック発
生器３からのクロック信号をカウントする。

また、カウンタ２２は、入力パルスとは非同期で、時間
カウントを行い２９ｍ５ｅｃ毎にカウントアツプ出力を
出し、フリップフロップ２３をセットするとともに、フ
リップフロップ２３がセット状態で、カウントアツプ出
力が出ると、これによりカウンタ２０のカウント内容が
メモリ２６に転送される。また、カウンタ２２のカウン
トアラ・プに応じ、周波数演算部２７が今回の周波数ｆ
、を演算する。

入力パルス信号の周波数が非常に高い状態、つまり１周
期の小さい状態では、立上り検出部２１で立上りを検出
し、カウンタ２０の内容を転送しリセットした状態から
次のリセット信号が入るまでの期間の方が、２０ｍ５ｅ
ｃカウンタ２３をカウントアツプする時間よりも短いの
で、カウンタ２０からの出力は、常にカウンタ２０のリ
セット前の転送指令によるものであり、したがって、パ
ルス信号の１周期間に相当するクロック信号のカウント
値、つまり１周期分のデータＴがメモリ２６に記憶され
る。

周波数演算部２７では、１／Ｔの演算を行い、今回の周
波数ｆ、を算出し、減算部２８に入力する。減算部２８
は、メモリ３４に記憶されている前回の周波数ｆ、−１
を他方の入力に受け、今回の周波数ｆえから前回の周波
数ｒｔ−＋を減算し、その差値ｆ４を算出する。

次に、判別部２９でフリップフロップ２３のＱ出力が０
であるか否かを判定する。通常、入力パルスの周波数が
高い場合に、フリップフロップ２３は、リセット状態に
あり、したがって、この場合にＱ＝０の出力により、判
別部３０をスキップして、判別部３１で差値ｆ４の絶対
値が所定値によりも小さいか否かを判定する。

今、例えば、針の振れが比較的小さい、つまり入力信号
の周波数の小さい状態から針が大きく振れる、つまり周
波数の高い方に針が移動する場合であって、振れ幅が急
激に大なる場合に、判別部３１による判別はＮＯとなり
、これに続いて差値ｆａの１／８を差値更新部３２で算
出し、加算部３３で前回の周波数ｆ　ｉ−１に１／８の
差値に相当するｒ４を加算して、今回の周波数ｆＬとす
る。

つまり、前回の周波数を目的とする周波数にわずかその
差値の１／８分近づけた周波数ｆ、をメモＩＪ３４に記
憶し、この周波数ｆ、をｓｉｎ演算部４、ＣＯ３演算部
５及び象限決定部１０にそれぞれ出力する。そして、ｓ
ｉｎ演算部４、ｃｏｓ演算部５及び象限決定部１０の出
力に応じ、ドライバ８及びドライバ９に電流が流れ、コ
イルＬ８及びＬｃに流れる電流により、所定方向の磁界
が発生し、これにより針が前回の振れと、次に目標とす
る振れに差の１／８近づいた値に相当するところまで振
れることになる。

次に再び２０ｍ５ｅｃカウンタ２２がカウントアツプす
ると、応じて周波数演算部２７における周波数ｆ、の演
算、減算部２８における差値演算が行われ、再び差値ｆ
４が導出され、同じく判別部２９でＱ＝０かの判別がな
され、判別部３１で差値ｆ４の絶対値かに以下であるが
否か判定される。

なお、差値ｆ４かに以上の場合、つまり前回値と目標と
する今回値ｆ、が大なる差をもつ場合には、さらに、そ
の差値の１　／　８　ｆ　ａを求め、加算部３３で前回
のｆｉ−１に対し、さらに差値ｆ４を加算して新たなｆ
ｌとし、これをメモリ３４に記憶して、前回と同様ｓｉ
ｎ演算部４、ｃｏｓ演算部５及び象限決定部１０にそれ
ぞれ出力する。

以上の処理を２Ｑｍｓｅｃ毎に繰返し、差値の１／８ず
つ指示目標に対し近づけ、針を目標とする変化値にスム
ーズに近づけて行く。やがて、差値ｆ４がＫよりも小さ
くなると、判別部３１の判定がＹＥＳとなり、この場合
には、差値ｆｄを１／８処理する差値更新部３２の処理
をスキップし、加算部３３で差値ｆ４に前回のｆ、−１
を加算した今回値ｆｚを求め、これをメモリ３４に記憶
し、そのまま最終指示メモリとして出力することになる
。

次に、今回人力されるパルス信号の周期が非常に大とな
り、つまり周波数が低くなると、立上り検出部２１によ
る立上り検出、つまり１周期の検出よりも、リセット後
の２０ｍ５ｅｃカウンタ２２のカウントアツプの方が速
くなり、２０ＩＷｓｅｃカウンタ２２がカウントアツプ
するとフリップフロップ２３がセットされ、Ｑ＝１とな
り、この状態でカウンタ２２が再度カウントアツプし、
転送信号がＡＮＤ回路２４、ＯＲ回路２５を経て出力さ
れるので、カウンタ２０はまだ１周期分のクロック信号
をカウントしていなくても、それまでのカウント値を一
応１周期のカウント値であると擬制し、メモリ２６に記
憶し、さらに周波数演算部２７で周波数演算を行い、擬
制の今回周波数ｆ、を算出し、減算部２８で前回の周波
数と今回の周波数の差値ｒ４を算出する。そして、フリ
ップフロップ２３のＱ出力がＯであるか否か判別部２９
で判別するが、今回はフリップフロップ２３がセットさ
れているので、Ｑ＝１の出力が出され、判別部３０でｆ
、が０以上であるか否か判別する。差値ｆ６が０以上で
ある場合は、今回の周波数の方が前回の周波数より大き
い場合であり、この時は、針がＯから大なる振れ方向に
移動しているものであり、カウント値２０がまだ１周期
を数えていないカウント値をもって、周波数演算を行う
時は、目標とする周波数よりもより見掛は上、周波数の
大なるｆ、が求められるため、この場合は、周波数ｆａ
の処理を無視し、処理を終了する。

しかし、例えばそれまでの周波数が大であり、入力信号
の周波数が低くなったがために、フリップフロップ２３
がセットされた場合には、今回の周波数ｆ、と前回の周
波数ｒ、−１の差値ｒ４はとなる。そのため、判別部３
０における判定はＮＯとなり、次に、差値ｆｄの絶対値
かに以下であるか否かを判別部３１で判別する。差値ｆ
、の絶対値が非常に大きく、つまり、高い周波数から非
常に低い周波数に変化し、針の振れを極端に小さくする
場合には、差値ｆｄの１／８を新たなｆａとし、このｆ
ｄを前回の周波数ｒ、−１に加算し、新たな今回周波数
ｒｉとして、メモリ３４に記憶する。なお、この場合は
ｆｄは−であるので、新たな周波数ｒ、は前回の周波数
ｆ　ｔ−１よりも周波数が低く、目標とする周波数と前
回の周波数との間の値の周波数がメモリ３４に記憶され
、やはり、ｓｉｎ演算４、ｃｏｓ演算部５及び象限決定
部１０に出力される。そして、それぞれ間の値に相当す
る電流がドライバ８及び９により、コイルＬ、、し、に
流れ、針が前回の高い周波数に対応する振れと、目標と
する低い周波数指示との間の値を指示するように磁界が
発生する。１／８ずつなので、順次スムーズに移動して
ゆくことになる。

このメモリ３４の出力がなされるとともに、・やはり以
後、２Ｑｍｓｅｃ間隔であるいは１周期毎に差値ｒ４を
導出し、判別部２９、判別部３４、判別部３１の処理を
行い、絶対値ｆ４が所定値によりも小さくない間は、差
値ｆ４に１／８の演算処理を施し、順次１／８ずつ目標
とする振れ角に近づけていくことになる。

（へ）発明の効果この発明によれば、たとえ周波数が高い周波数から極端
に低い周波数に変化し、カウンタが１周期分のカウント
値に応じ得なくても、増数えずそれまでカウントした値
でもって仮の出力を導出するものであるから、応答性を
確保し得るとともに、極端に周波数が大きく変化する場
合には、出力値直ちに目標とする周波数に対応するもの
とせず、前回値と今回値の間に属する所定値の振れとな
るように順次出力するものであるから、スムーズな、自
然な針の振れを得ることができるという利点がある。

また、目標とする周波数が低く、入力パルス信号の１周
期に達しない期間でのカウント値で仮の周波数を算出す
る場合でも差値が正となる場合は処理を終了させて、そ
の算出周波数を出力しないので、見かけの周波数が真値
より大きくなることにより振れが目標値よりオーバラン
して大きく振れるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例メータ駆動装置のデータ演
算部の機能構成を示すブロック図、第２図は、この発明
の一実施例を示すメータ駆動装置の概略ブロック図、第
３図は、このメータ装置の２つのコイルと針との関係を
示す図、第４図は、従来のメータ駆動装置の不具合を説
明するための説明図である。ｌ：入力信号回路、　　　２：データ演算部、３：基準
クロック発生器、８・９：ドライバ、２０：カウンタ、
　　　　　２１：立上り検出部、２２：時間カウンタ、
　　　２８二減算部、３１：差値絶対値大小判別部、３３：加算部、　　　　　　Ｌｌ　・Ｌｃ　：コイル。特許出願人　　　　　　ローム株式会社代理人　　弁理
士　　　中　村　茂　信第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに直交する第１、第２のコイルと、入力量に
応じた周波数のパルス信号を入力する手段と、クロック
信号発生手段と、このクロック信号発生手段からのクロ
ック信号をカウントし、このカウント値に基づいて前記
入力量に比例したデジタル値を算出する演算部と、この
演算部から出力されるデジタル値に応じた電流を前記第
１、第２のコイルに流す駆動回路と、前記第１と第２の
コイルに電流が流れることにより発生する磁界によって
角度方位が決定される針とを有し、前記入力量の大きさ
に比例した値を指示するためのメータ駆動装置において
、前記演算部は、所定の時間経過毎にカウントアップする
時間カウンタと、前記パルス信号の各周期の切換りを検
出する切換り検出手段と、前記切換りの検出あるいは時
間カウンタのカウントアップに応答して前記カウント手
段の内容を取込み記憶する記憶手段と、前記時間カウン
タのカウントアップ毎に前記記憶手段の内容に基づいて
前記入力量に比例したデジタル値を演算する演算手段と
、この演算手段による今回のデジタル値と前回出力のデ
ジタル値の差値を算出する差値演算手段と、前記デジタ
ル値が切換り検出における記憶データに基づいて演算さ
れたものであるか否か判別する手段と、この判別手段に
よる判別がＮＯである場合に応答し、前記差値の正負を
判別し、差値が正なら処理を終了させる差値正負判別手
段と、前記判別手段のＹＥＳ判別あるいは前記差値正負
判別手段の差値が負である判別に応答し、差値の絶対値
が所定値以上であるか否かを判別する差値大小判別手段
と、差値の絶対値が所定値以上の場合は今回のデジタル
値と前回のデジタル値の間にある所定値を今回の出力デ
ジタル値と決定し、差値の絶対値が所定値より小さい場
合には、今回の算出されたデジタル値を出力デジタル値
と決定する出力値決定手段とを備えたことを特徴とする
メータ駆動装置。