JPH0815324A - クロスコイルメータ - Google Patents

クロスコイルメータ

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JPH0815324A
JPH0815324A JP14647294A JP14647294A JPH0815324A JP H0815324 A JPH0815324 A JP H0815324A JP 14647294 A JP14647294 A JP 14647294A JP 14647294 A JP14647294 A JP 14647294A JP H0815324 A JPH0815324 A JP H0815324A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度が変化等により、クロスコイルの抵抗値
が変化してもクロスコイルメータへの通電量を所望のも
のに維持する。 【構成】 メモリ24には、コイルLs、Lcの抵抗値
変化を補正するための補正係数が記憶されている。抵抗
値検出回路50によりクロスコイルメータ30のクロス
コイルの抵抗値を検出し、マイコン20からの出力をメ
モリ24から得られる補正係数によって補正する。そこ
で、補正された指令値に応じてクロスコイルメータ30
への供給電流が制御され、温度が変化しても所望の電流
をクロスコイル30に供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の車速表示など
に用いられるクロスコイルメータ、特にクロスコイルへ
所定のパルス列を供給して通電量を制御するものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、各種センサにより計測された
計測値をアナログ表示するメータがあり、例えば自動車
のインスツルメントパネルには、スピードメータやタコ
メータ等にアナログ表示のメータが良く利用されてい
る。
【0003】そして、スピードメータやタコメータ等
は、針の振れる範囲が広く、その動きも速い。このよう
なメータに好適な駆動機構として、直交する2つのコイ
ルに対する通電量を制御して指示針の位置を制御するク
ロスコイルメータがある。
【0004】このクロスコイルメータは、図8に示すよ
うに、直交する2個のコイルLs,Lcで形成される磁
界内に針に固定した磁石Mを配置している。そして、コ
イルLs,Lcへの通電量を制御して、磁石Mを回動位
置を決定し、針を振らせている。例えば、コイルLsに
のみ通電すれば磁石Mは縦を向き、コイルLcにのみ通
電すれば磁石Mは横を向き、両コイルLs,Lcへの通
電量の比を制御することによって磁石は斜めを向く。ま
た、電流の方向を逆転することによって、磁石Mの方向
は180°異なったものになる。そこで、コイルLs,
Lcへの通電量を制御することによって、針を360°
の範囲で振らせることができる。
【0005】このようなクロスコイルメータにおいて
は、通電量を0〜100%の範囲で変更しなければなら
ない。このような広範囲の通電量制御には、PWM(パ
ルス幅変調)制御方式が好適であり、クロスコイルメー
タの駆動電流制御にPWM制御が利用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、PWM制御
は、所定電圧のパルスのデューティー比を制御するもの
であり、電圧が一定であることを前提にして、コイルへ
の電流量を制御するものである。また、クロスコイルメ
ータは、2つのコイルへの通電量の比により、磁石の位
置(メータ指示値)が決定されるため、電圧が変化して
もメータ指示値は変化しない。すなわち、電圧が変化し
た場合、両コイルへの通電量は変化するが、両者の比は
変化せず、指示値は変化しない。ところが、通電量が少
なくなると、振動等により針が振れやすくなってしまう
という問題点があった。また、電圧を高くすると電流量
が大きくなり、発熱等の問題が生じる。このため、クロ
スコイルメータにおいてもコイルへの通電量を所定のも
のに維持したいという要求がある。そして、実際に自動
車に搭載したクロスコイルメータを調査したところ、使
用状態において、電流量が減少し、針が振れやすくなっ
ている場合があった。
【0007】この点について、調査したところ、使用状
態において、クロスコイルメータの温度が変化し、これ
に応じてクロスコイルの抵抗値が変化し、電流量が変化
するためであることが分かった。
【0008】本発明は、このような認識に基づきなされ
たものであり、クロスコイルメータへの通電量を所望の
ものに維持することができるクロスコイルメータを提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、クロスコイル
への通電量を制御し、入力値に応じた指示を行うクロス
コイルメータであって、上記入力値に応じた電流をクロ
スコイルに供給するための電流指令値を発生する電流指
令値発生手段と、上記クロスコイルの抵抗値を検出する
抵抗値検出手段と、この抵抗値検出手段により検出した
クロスコイルの抵抗値に応じて、上記電流指令値発生手
段により発生される電流指令値を補正するための補正値
を記憶する補正値記憶手段と、補正値記憶手段に記憶さ
れた補正値に基づいて上記電流指令値を補正する補正手
段と、補正された電流指令値に応じてクロスコイルに供
給するパルス列を発生するパルス列発生手段と、を有
し、クロスコイルの温度変化によらず所定の駆動電流を
得ることを特徴とする。
【0010】また、上記パルス列発生手段は、供給され
る補正された電流指令値に応じて所定パターンのパルス
列を所定の繰り返し周期で繰り返し発生するものであ
り、上記抵抗値検出手段は、上記所定パターンのパルス
列の多数の繰り返し周期の中の1周期において、パルス
列の供給に代え、抵抗値測定用の電流を流し、抵抗値を
測定するものであり、間欠的に抵抗値を測定することを
特徴とする。
【0011】また、本発明は、上記入力値は、自動車の
車速センサで得られた車速についての値であり、クロス
コイルの通電によって車速を表示することを特徴とす
る。
【0012】
【作用】このように、本発明によれば、抵抗値検出手段
により検出されたクロスコイルの抵抗値に応じて、コイ
ルへ供給するパルス列を制御する。従って、温度変化に
よるクロスコイルの抵抗値変化に起因する電流量変化を
補償することができ、所望の電流供給を行うことができ
る。そこで、針を所定位置に保持する力が少なくなった
り、必要以上の電流がコイルに流れ、発熱を起こしたり
することを防止できる。
【0013】また、抵抗値検出を間欠的に電流供給に代
えて行うことによって、簡単な装置によって抵抗値を検
出することができる。すなわち、クロスコイルに所定の
電圧を印加した際の電流量検出によって、抵抗値を検出
することができる。
【0014】さらに、このような構成のクロスコイルメ
ータにより、自動車の振動にも安定した指示が可能な好
適な車速メータを提供することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図1は、自動車のスピードメータに適用
したクロスコイルメータの一例を示すブロック図であ
る。車速センサ10は、タイヤの回転数に応じた車速パ
ルスを発生するものであり、この車速パルスがマイコン
20に供給される。速度メータは、例えば図2に示すよ
うなものであり、速度とメータ指示位置(磁石の角度)
が1対1に対応付けられている。そこで、車速パルスに
応じてメータ指示位置、すなわち磁石角度が決定され
る。一方、クロスコイルメータ30は、従来例と同様
に、2つの直交するコイルLs、Lcおよび磁石Mから
なり、サインコイルLsおよびコサインコイルLcへの
通電量の制御により、磁石Mの角度が決定される。すな
わち、図3に示すように、サインコイルLsおよびコサ
インコイルLcへの電流量の制御により、磁石の角度が
決定される。例えば、角度0°に場合には、サインコイ
ルLsへの通電量は0、コサインコイルLcへの通電量
は1とする。同様に、角度45°の場合サインコイルL
sおよびコサインコイルLcへの通電量は共に1/√2
というように、通電量により角度(メータ指示値)が決
定される。
【0016】マイコン20は、車速センサ10からの車
速パルスをカウントし、所定時間のカウント値から車速
を算出する。そして、図2に示す対応関係に基づきメー
タ指示角度を算出する。なお、車速とメータ指示角度の
対応は、予めメモリにテーブルとして記憶しておくと良
い。そして、メータ指示角度に応じたサインコイルLs
およびコサインコイルLcへの通電量を図3に基づいて
算出し、サインPWM発生器40およびコサインPWM
発生器42にそれぞれ供給する。この通電量の算出は、
サイン、コサイン演算で行っても良いし、対応関係をテ
ーブルとして記憶しておいても良い。
【0017】サインPWM発生器40およびコサインP
WM発生器42は、マイコン20から供給される電流指
令値に応じて、図4に示すようなパルス列(PWM出力
電圧波形)を発生する。図示の例は、メータ指示角度4
5°の場合を示しており、図3に示すように、サインコ
イルLsおよびコサインコイルLcに1/√2の電流を
流す。このために、サインPWM発生器40およびコサ
インPWM発生器42は、繰り返し周期毎のパルス幅を
制御する。すなわち、この例では、1繰り返し周期の間
に1024単位の高レベルが存在する状態が電流量1に
設定されており、高レベル0単位が電流量0に対応す
る。従って、指示角度45°の場合1024×1/√2
=724単位の高レベルが1周期中に存在する。なお、
この例では1周期が20msecに設定されている。ま
た、このようなPWM発生器40、42は、発振器から
のパルスをゲートすることによって、容易に形成するこ
とができる。
【0018】そして、このようなパルス列が、サインP
WM発生器40およびコサインPWM発生器42より、
ドライバー44、46に供給される。ドライバー44、
46は、複数のトランジスタから構成されており、所定
のトランジスタをオンすることによって、クロスコイル
メータ30のコイルLs、Lcへ電流を供給する。従っ
て、供給されるパルス列をオンにすべきトランジスタの
ベースに供給することによって、当該トランジスタのオ
ンする時間が制御され、対応するコイルLs、Lcへの
平均供給電流量が制御される。これによって、クロスコ
イルメータ30の指示角が所定のものに制御され、車速
センサ10の検出値に応じた速度表示が行われる。
【0019】ここで、本実施例においては、ドライバー
46からコサインコイルLcへの電流供給路に抵抗値検
出回路50が接続されている。この抵抗値検出回路50
は、コサインコイルLcに所定の電圧を印加し、その時
の電流量から、コサインコイルLcの抵抗値を検出す
る。このために、抵抗値検出回路50は、基準電圧発生
源を内蔵していると共に、基準抵抗52が接続されてい
る。そして、基準電圧をコサインコイルLcおよび基準
抵抗52に印加し、ここに電流を流すことによって、基
準抵抗の上側に電流値に応じた電圧を得、これをA/D
変換してコイルLcの抵抗値についてデジタルデータと
してマイコン20に供給する。
【0020】そして、この抵抗値検出回路50により検
出したコイルLcの抵抗値に応じて、クロスコイルメー
タ30への供給電流量を補正する。そして、この補正に
よって、コイルLs,Lcの抵抗値が温度により変化し
ても、ここへの供給電流量が所定のものになる。なお、
抵抗値検出回路は、電気信号として検出値を出力できる
ものであれば、どのような形式のものでも良い。
【0021】マイコン20はその内部に、演算などを行
うCPU22と、コイルの抵抗値に応じた補正係数をテ
ーブルとして記憶するメモリ24を有しており、CPU
22は上述のようにして算出したPWM発生器40、4
2に供給するための電流指令値をメモリ24からの補正
係数によって補正した後、PWM発生器40、42に供
給する。
【0022】ここで、メモリ24に記憶されているテー
ブルは、図5に示すようなものであり、検出したコイル
の抵抗値Rn(n=1〜n)に応じて補正係数のデータ
C1〜Cn(数値データ)が記憶されている。この例で
は、CPU22は、検出された抵抗値がR1±αの範囲
であれば、アドレス1の内容であるC1を読みだし、こ
の補正係数C1を電流指令値に乗算し、これをPWM発
生器40、42に供給する。
【0023】なお、この補正係数は、コイルLs,Lc
の温度を変更して、この抵抗値を調査して、求めたもの
である。このため、この補正によって、コイルLs,L
cに流れる電流量が温度によらず、所定のものに維持で
きる。例えば、補正係数の最大値を1に設定しておき、
抵抗が最大となる温度において必要な電流量を上述電流
値1(1024単位)に対応させておく。そして、温度
変化により抵抗値が変化し補正係数の値が0.9であれ
ば、電流指令値に0.9を乗算し、これをPWM発生器
40、42に供給する。例えば、指示角度が45°であ
れば、補正がなかった時のPWM発生器40、42から
の1周期当たり出力パルス幅は724単位であるが、補
正により出力パルス幅は652単位になる。このような
パルス幅の減少によって、コイルLs,Lcに流れる電
流を減少され、温度の影響によって抵抗値が変化し、コ
イルLs,Lcの電流量が所定のものでなくなってしま
うことを防止することができる。
【0024】従って、クロスコイル30の温度が変化し
ても、駆動電流が所定のものに維持され、所定の駆動力
を得ることができる。なお、上述の補正は、一対のコイ
ルLs,Lcの両方へ供給する電流についてなされるた
め指示値への影響はない。
【0025】ここで、抵抗値検出回路50による抵抗値
の測定は、上述のようにして、電流指令値に応じて繰り
返し発生されるパルス列のパターンの1周期のコイルへ
の電流供給を停止し、この時に行う。例えば、繰り返し
周期が20msecである場合に、図5にRで示すよう
に、繰り返し周期の1000回に1回を定期的に抵抗値
測定の周期にする。これによって、20sec毎に20
msecの抵抗値測定の期間が設定される。そして、こ
の期間マイコン20は、電流指令値を0とする。これに
よって、ドライバー44、46のトランジスタは、オフ
状態が保たれ、この時に上述のような抵抗値検出回路5
0による抵抗値測定が行われる。
【0026】なお、抵抗値の測定は、サインコイルLs
について行っても良いし、2つのコイルLs,Lcの両
方について行ってもよい。
【0027】また、本実施例において、CPU22、P
WM発生器40、42、ドライバー44、46、抵抗値
検出回路50は、1つのIC内に形成される。そして、
基準抵抗52はICの外付けの抵抗である。
【0028】また、メモリ24は、電源のオフによって
もその記憶内容が保持される必要があり、不揮発性のメ
モリ、例えばEEPROM等が採用される。そして、こ
のメモリ24は、ICに外付けされる。
【0029】次に、上記実施例においては、PWM発生
器40、42は、繰り返し周期内におけるパルス幅を変
更してクロスコイルメータ30への電流量を制御した
が、制御の方式は、他の形式でも良い。
【0030】例えば、繰り返し周期内におけるパルス数
を電流指令値に応じて、変更しても良く、また繰り返し
周期を変更しても良い。すなわち、繰り返し周期内にお
けるパルス数を制御する場合には、図7(A)に示すよ
うに、繰り返し周期をBとし、1パルスの幅をAとした
場合に、電流指令値に応じてパルスの数nを変更する。
これによって通電量nA/Bが変更される。そしてこの
ようにした場合補正係数cが乗算されたcnA/Bにな
る。
【0031】また、繰り返し周期の制御の場合は、図7
(B)に示すように、繰り返し周期Tが電流指令値に応
じて変更される。すなわち、補正係数dにより繰り返し
周期TがT/dに補正される。これによって、繰り返し
周期内のパルス数は、同一であるが、繰り返し周期Tが
変更されることで、単位時間(例えば1秒)当たりの通
電量が変更される。
【0032】なお、上述の例では、パルスを繰り返し周
期の先頭側からつめて配置したが、繰り返し周期内のパ
ルス数が所定のものになれば、パルスをどのように配置
しても良い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
抵抗値検出手段により検出されたクロスコイルの抵抗値
に応じて、コイルへ供給するパルス列を制御する。従っ
て、温度変化によるクロスコイルの抵抗値変化に起因す
る電流量変化を補償することができ、所望の電流供給を
行うことができる。そこで、針を所定位置に保持する力
が少なくなったり、必要以上の電流がコイルに流れ、発
熱を起こしたりすることを防止できる。
【0034】また、抵抗値検出を間欠的に電流供給に代
えて行うことによって、簡単な装置によって抵抗値を検
出することができる。すなわち、クロスコイルに所定の
電圧を印加した際の電流量検出によって、抵抗値を検出
することができる。
【0035】さらに、このような構成のクロスコイルメ
ータにより、自動車が振動しても安定した指示が可能な
車速メータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図2】スピードメータを示す図である。
【図3】メータ指示角度とコイル電流の関係を示す図で
ある。
【図4】PWM出力電圧波形の例を示す図である。
【図5】抵抗値測定の周期を説明する図である。
【図6】温度と補正係数の関係についてのテーブルを示
す図である。
【図7】PWM出力電圧波形の例を示す図である。
【図8】クロスコイルメータの構成を示す図である。
【符号の説明】
10 車速センサ 20 マイコン 22 CPU 24 メモリ 30 クロスコイルメータ 50 抵抗値検出回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロスコイルへの通電量を制御し、入力
    値に応じた指示を行うクロスコイルメータであって、 上記入力値に応じた電流をクロスコイルに供給するため
    の電流指令値を発生する電流指令値発生手段と、 上記クロスコイルの抵抗値を検出する抵抗値検出手段
    と、 この抵抗値検出手段により検出したクロスコイルの抵抗
    値に応じて、上記電流指令値発生手段により発生される
    電流指令値を補正するための補正値を記憶する補正値記
    憶手段と、 補正値記憶手段に記憶された補正値に基づいて上記電流
    指令値を補正する補正手段と、 補正された電流指令値に応じてクロスコイルに供給する
    パルス列を発生するパルス列発生手段と、 を有し、 クロスコイルの温度変化によらず所定の駆動電流を得る
    ことを特徴とするクロスコイルメータ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、 上記パルス列発生手段は、供給される補正された電流指
    令値に応じて所定パターンのパルス列を所定の繰り返し
    周期で繰り返し発生するものであり、 上記抵抗値検出手段は、上記所定パターンのパルス列の
    多数の繰り返し周期の中の1周期において、パルス列の
    供給に代え、抵抗値測定用の電流を流し、抵抗値を測定
    するものであり、 間欠的に抵抗値を測定することを特徴とするクロスコイ
    ルメータ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2のいずれかに記載の装
    置において、 上記入力値は、自動車の車速センサで得られた車速につ
    いての値であり、 クロスコイルの通電によって車速を表示することを特徴
    とする車速メータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008232930A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Hitachi Ltd 磁界発生装置

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