JPH0280968A

JPH0280968A - メータ駆動装置

Info

Publication number: JPH0280968A
Application number: JP23307088A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Fukuda; 和幸福田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1988-09-17
Filing date: 1988-09-17
Publication date: 1990-03-22

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等には、第６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、スピード等の入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
種のメータにおける従来の駆動装置は、入力量を例えば
１０ビットのデジタルデータに変換し、上位３ビットで
第７図に示すように１周分を８分割した１つの領域を指
定し、さらに下位の７ビットで、その８分割された１つ
の領域内での細分化された角度データがＲＯＭに記憶さ
れているのをアドレス指定して、対応するデータを読出
するようになっている。そして、上位３ビットで指定さ
れる領域と、下位７ビットでＲＯＭより読出されるデー
タに応じた電流を２個のコイル、つまりｓｉｎコイルＬ
ｓとＣＯＳコイルＬｃに流している。ｓｉｎコイルＬｓ
とｃｏｓコイルＬＣへの電流の流し方は、第８図に示す
ように、角度がＯｏから４５°の範囲では、ｃｏｓコイ
ルＬｃに■。の電流を流し、コイルＬ、には、０°から
の角度θに応じてＩ、ｓｉｎθ（Ｉ、１→１□。

→１３５、→・・・）を流している。したがって、θ−
４５°ではコイルし、には■。、コイルＬ、にはｔ、（
Ｉゎ＝■５）が流れる。次に、角度が４５°〜９０″の
範囲では、コイルし、、に■５の電流を、コイルＬＣに
は４５″からの角度θに応じて、Ｔ、ｃｏｓ　θを流し
ている。以下、他の８分割された角度領域も同様、一方
のコイルに流れる電流を固定し、他方のコイルに流れる
電流を角度に応じて変化させている。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記した従来のメータ駆動装置では、３６０゜を８分割
した各角度領域で一方のコイルに流す電流を固定し、他
方のコイルに流れる電流を変化させるものであるから、
両コイルによる合成磁界により、針に得られるトルクの
変化軌跡は、第８図に示すように四角形となり、角度に
よりトルクむらが生じる。この種のメータ駆動装置では
、入力量が有、針が振れている状態から入力量が消滅し
、零となったとき、針を零点復帰させるため、復帰バネ
を設けているが、上記したトルクむらが存在すると、復
帰バネとのバランスが取れず、針の静止位置にずれを生
じるという問題がある。

また、上記した従来のメータ駆動装置では８分割された
各角度領域内での各角度データは、ＲＯＭに記憶してお
り、入力データの下位ビア）でアドレス指定して、ＲＯ
Ｍのデータを読出すようにしているため、精度を例えば
１ビット向上させようとすると、ＲＯＭの容量を２倍に
せねばならず。

チップ面積が増大するという問題があった。

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、トルク軌跡が円形になり、トルクむらが生じない、
しかも精度を向上させる場合に、チップ面積の拡大を少
なくし得るメータ駆動装置をも？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、入力量に応動して、この入力量に比例
した信号を発生する信号発生回路を含み、磁界を形成す
るための直交した第１と第２のコイルと、この磁界によ
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、入力量に比
例したデジタル信号を出力するデジタル信号発生回路と
、この出力されるデジタル信号の上位２ビットにより、
１周を４象限に分割したうちの、指示すべき針の角度の
属する象限を決定する象限決定手段と、前記出力された
デジタル信号の前記上位２ビットを除く下位ビットにｓ
ｉｎ演算を行う第１の演算回路と、前記下位ビットにｃ
ｏｓ演算を行う第２の演算回路と、前記象限決定手段で
決定される象限と前記第１の演算結果に応じた電流を第
１のコイルに流す第１の駆動回路と、前記象限決定手段
で決定される象限と前記第２の演算結果に応じた電流を
第２のコイルに流す第２の駆動回路とを備えている。

このメータ駆動装置では、デジタル信号発生回路より、
入力量に比例したデジタル信号が出力される。このデジ
タル信号は１周を４象限に分割したうちの一つを示す上
位２ビットと、その他の演算用の下位ビットからなり、
上位２ビットが象限決定手段に入力され、針の指示すべ
き、角度の属する象限が決定される。一方、下位ビット
データが第１の演算回路に入力され、ｓｉｎ演算が行わ
れ、また同様に下位ビットデータが第２の演算回路に入
力され、ｃｏｓ演算が行われる。そして、第１の演算回
路の演算結果に応じた電流が第１のコイルに、第２の演
算回路の演算結果に応じた電流が第２のコイルに、それ
ぞれ象限決定手段で決定された象限によって定まる極性
で流される。これにより、第１と第２のコイルの合成磁
界は、ｓｉｎ波とｃｏｓ波の合成されたものとなり、入
力量に比例して円運動し、トルク軌跡は円形となる。

（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１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、入力信号源１は車輪
の回転に同期して、正弦波状の入力信号が発生されるも
のであり、この入力信号が波形整形回路２で波形整形さ
れてパルス状の信号となり、カウンタ３に入力されてい
る。カウンタ３は、２０ビットのカウントセルからなり
、入力信号パルスの一周期間、基準クロック発生器４か
らのクロック信号をカウントする。このカウンタ３のカ
ウンタ値は、入力信号の周期に相当し、したがって、こ
のカウント値を周波数演算回路５が逆数演算し、周波数
を演算する。この周波数演算回路５は２０ビット構成で
あり、得られた周波数は、入力量（スピード等）に比例
したデジタルデータであり、このデータを１０ビット構
成のメモリ６に記憶するようになっている。

メモリ６に記ｆ、αされたデータは、乗算回路７で、係
数設定器８で設定される係数Ａが乗算される。

係数Ａが１の場合は、メモリ６のデジタルデータは乗算
回路７よりそのまま出力されるが、係数が例えば０．５
の場合は、メモリ６のデジタルデータの１／２のデータ
が乗算回路７より出力される。

つまり、この係数設定器８により、人力量に対する振れ
角の度合を調整している。

乗算回路７から出力されるデジタルデータの上位２ビッ
トがステアリングロジック（象限決定手段）９に入力さ
れ、デジタルデータの下位８ビットが、インバータ１０
を介して、ｓｉｎ演算回路１２に、また、インバータ１
１を介して、ｃｏｓ演算回路１３に入力されている。ｓ
ｉｎ演算回路１２の出力は、パルス幅変調回路１４に入
力され、幅変調された信号がドライバ１６に入力されて
いる。

また、ｃｏｓ演算回路１３の出力が、パルス幅変調回路
１５に入力され、幅変調された信号がドライバ１７に入
力されている。

ステアリングロジック９は、乗算回路８がらの上位２ビ
ットを受け、この２ビットが００．０１．１０．１１の
いずれであるかにより、第２図に示す０″〜９０＠、９
０＠〜１８０°　１８０”〜２７０°、２７０°〜０°
の４つの象限の１つを決定する。そして、そのいずれの
象限であるかに応じ、ドライバＩ６．１７に方向信号を
入力するとともに、インバータ１０．１１に反転動作の
要否を示す信号を入力している。一般に０°〜９０゜の
角度に対するｓｉｎ波は第３図（Ａ）に、また、０°〜
９０°の角度に対するｃｏｓ波は第３図（Ｂ）に示すも
のとなるから、例えばステアリングロジック９に入力さ
れる上位ビットが００であり、０９〜９０°の象限が決
定されると、インバータ１０には反転否の信号を送り、
乗算回路７の下位８ビットのデータを、インバータ１０
で反転せず、そのままｓｉｎ演算回路１２に入力し、ｓ
ｉｎ演算を行う。一方、０°〜９０’の象限の決定でイ
ンバータ１１では反転して、ｃｏｓ演算回路１３に入力
する。ｃｏｓ演算回路１３は実質的には、ｓｉｎ演算回
路１２と同様のｓｉｎ演算を行う回路を採用しており、
インバータ１３で反転された信号につき、ｓｉｎ演算を
行うと、下位８ビットのデータに対し第３図（Ｂ）に示
すｃｏｓ演算された出力が得られる。したがって、０°
〜９０°の象限における下位８ビットのデータの０１〜
９０’の変化に対するｓｉｎ演算回路１２及びｃｏｓ演
算回路１３の出力は、第４図に示す変化特性となる。

次に、例えばステアリングロジック９に入力される上位
２ビットが０１であり、９０”〜１８ｏ。

の象限が決定されると、インバータ１ｏには反転要の信
号を送り、乗算回路７からの下位８ビットのデータをイ
ンバータ１０で反転して、ｓｉｎ演算回路１２に入力す
る。ｓｉｎ演算回路１２は、反転されたデータにつきｓ
ｉｎ演算を行うので、下位８ビットのデータ変化に対す
る結果は、第３図（Ｂ）に示すｃｏｓ波と等価な波形と
なる。一方、９０″〜１８０°の象限が決定されると、
インバータ１１に反転否の信号を送り、乗算回路７の下
位８ビットのデータをインバータ１１で反転せず、その
ままｃｏｓ演算回路１３に入力し、ｓｉｎ演算を行う。

これにより、ｃｏｓ演算回路１３からは絶対値が第３図
（Ａ）の特性と等価な信号が出力される。

もっとも、９０°〜１８０°の象限では、ドライバ１７
に一極性の方向信号を入力するので、ドライバ１７には
、第３図（Ａ）と逆極性の電流が流れる。したがって、
９０°〜１８０°の象限における下位８ビットのデータ
の変化に対するコイルＬｓとＬｃに流れる電流の変化は
第４図に示す特性となる。

なお、１８０°６〜２７０°の象限では、インバータ１
１に反転要の信号を、ドライバ１６．１７に一極性の方
向信号を入力し、２７０°〜０゜の象限では、インバー
タｌＯに反転要、インバータ１１に反転否の信号を、ド
ライバ１６に一極性の方向信号を入力することにより、
コイルＬ、、Ｌ、にそれぞれの象限に対応するｓｉｎθ
とｃｏｓθの電流を流すことができる。

このメータ制御装置において、今、入力量がＯから上昇
し、針がＯｏより９０°振れるまで変化する場合を想定
すると、その変化に応じて、乗算回路７より出力される
ＩＯビットのデジタルデータも変化する。もっとも、上
位２ビットは針の触れが０〜９０°の変化なので００で
あり変化はない。下位８ビットによる角度値がθ１→θ
２→θ３→・・・と上昇するにつれ、ｓｉｎ演算回路１
２で、ｓｉｎθ１→ｓｉｎθ２→ｓｉｎθ３→・・・の
演算がなされ、この演算結果に応じ、ドライバ１６によ
りコイルＬ、に！５．→■、２→Ｉｓ３→・・・の電流
が流れる。

同様に、ｃｏｓ演算回路１３で、ｃｏｓθ１−）　ｃｏ
ｓθ２→ｃｏｓθ、→・・・の演算がなされ、この演算
結果に応じ、ドライバ１７によりコイルＬｃに１，１→
Ｉｃ２→■ｃ３→・・・の電流が流れる。そして、これ
らコイルＬ、、ＬＣに流れる電流によって発生する合成
磁界によって針に生じるトルクはＴ１→Ｔ２→Ｔ３→・
・・となる。入力量が増加し、９０’〜１８０°　１８
０６〜２７０°、２７０°〜０°と針が振れる場合も同
様に考えられる。トルクの変化は、絶対値が同じ方向に
回転する。つまり、トルクの軌跡が円形を呈するものと
なる。

（へ）発明の効果二の発明によれば、入力量に応じたデジタルデータの上
位２ビットで、１周を４象限に分割したうちの１象限を
指定し、他の下位ビットでｓｉｎ演算とｃｏｓ演算を行
い、ｓｉｎ演算結果に応じた電流を決定された象限に応
じた極性で第１のコイルに流し、ｃｏｓ演算結果に応じ
た電流を決定された象限に応じた極性で第２のコイルに
流し、両コイルの合成磁界により、針を駆動するもので
あるから、トルクはｓｉｎ波とＣＯ５波の合成されたも
のとなり、入力量に対するトルクの変化軌跡は円形とな
りトルクむらが生じることがない。

その上、各象限における各コイルに流す電流の抽出は、
ＲＯＭを使用することなく、演算を行うものであるから
、ｎビットのものに、さらに１ビット分の精度を向上さ
せるのに、チップ面積の増加は１・１　／　ｎに抑え得
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１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、第２図は、同メータ駆動装置の人力量に対
応するデジタルデータの上位２ビットと針の振れ角との
関係を説明する説明図、第３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）
は、−船釣なｓｉｎ波とｃｏｓ波を示す図、第４図は、
上記実施例メータ駆動装置の針の振れ角とコイルに流れ
る電流の関係を示す図、第５図は同メータ駆動装置の針
の振れ角と、トルクの変化を説明する図、第６図は、メ
ータ駆動装置の直交する２つのコイルを示す図、第７図
は従来のメータ駆動装置の入力量に対応するデジタルデ
ータの上位３ビットと針の振れ角との関係を説明する説
明図、第８図は従来のメータ駆動装置の針の振れ角とト
ルクの変化を説明する説明図である。３：カウンタ、４：基準クロック発生器、５；周波数演算回路、９ニステアリングロジツク、１２：ｓｔｎ演算回路、　　１３　：　　ｃｏｓ演算回
路、１６・１’７：ドライバ、Ｌｓ　　・ｔ、ｃ：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（Ａ）第図（Ｂ）第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力量に応動して、この入力量に比例した信号を
発生する信号発生回路を含み、磁界を形成するための直
交した第１と第２のコイルと、この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、入力量に比例したデジタル信号を出力するデジタル信号
発生回路と、この出力されるデジタル信号の上位２ビッ
トにより、１周を４象限に分割したうちの、指示すべき
針の角度の属する象限を決定する象限決定手段と、前記
出力されたデジタル信号の前記上位２ビットを除く下位
ビットにｓｉｎ演算を行う第１の演算回路と、前記下位
ビットにｃｏｓ演算を行う第２の演算回路と、前記象限
決定手段で決定される象限と前記第１の演算結果に応じ
た電流を第１のコイルに流す第１の駆動回路と、前記象
限決定手段で決定される象限と前記第２の演算結果に応
じた電流を第２のコイルに流す第２の駆動回路とを備え
たことを特徴とするメータ駆動装置。