WO1998000684A1

WO1998000684A1 - Dispositif de commande d'un appareil du type moteur pas a pas

Info

Publication number: WO1998000684A1
Application number: PCT/JP1997/002126
Authority: WO
Inventors: Youji Maruyama; Kouichi Sato
Original assignee: Nippon Seiki Co., Ltd.
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1998-01-08
Also published as: DE69708835T2; DE69708835D1; EP0863382A4; EP0863382A1; EP0863382B1; CN1196792A; KR19990044202A; CN1088832C; JP2953502B2; ATE210278T1; KR100293115B1; US5994893A; JPH1019598A

Description

明細書ステツピングモータ式計器の駆動装置技術分野

この発明は、可動コイル式あるいは交差コイル式回転マグネット型等からなる電流計に代ってデジタル制御の容易な計器ムーブメン卜として用いられ、たとえば、車輛用の走行速度やエンジン回転数のごとき測定量をこれに比例した周波数信号入力に基づいて計測指示するステッビングモータ式計器の駆動装置に関するものである，背景技術

一般にこの種の計器装置にあっては、計器ムーブメントの駆動軸端に固着した指針を入力信号に対応して回動し、計測する測定量を表す数字や目盛を施した文字板との対比判読にて測定指示するよう構成される，

特に、ステッピングモータは、くし歯ヨークの黹数やその形成ビツチによってマグネットロータのステップ動作が決定し、円滑な回転動作を得るためには、歯数を多くしてくし歯のピッチを微小にするかあるいは動信号により所謂マイクロステツフ'駆動する必要があり、使用条件に応じたステツビングモータ本体の許容できる大きさや駆動回路を含むコス卜によってそれらの形態が選択される,：また、こうしたステッピングモータは、その使用用途の如何にかかわらず小型であることが望まれており、所謂 P M型ステッヒングモータが簡単な構成のため、ロータマグネットやくし歯ヨークの改良によって使い易くなっている _r

さらに、処理回路のデジタル化（マイクロコンヒユータによる制御）に対して、パルス信号制御がなされるこうしたステッビングモータは、指針による文字板目盛との対比読み取りを行なう指示計器のム一ブメントとしても注目され、たとえば、自動車用の走行速度計やエンジン回転計さらには検出信号の AZ 1)処理により燃料計や温度計にも利用が可能であり、特開昭 6 1— 1 2 9 5 7 5号，特開平 1 - 2 2 3 3 1 2号等にて開示されているように実用化に向けての種々の提案がなされている

ところで、このように計器装置のムーブメントとしてステッピングモータを用いる場合、交差コイル式計器のようにコイル磁界の合成べクトル方向に回転マグネットが追従するべクトル追従式と違って、多くは入力信号の所定周期毎の変化量を求めこの変化 i分ずつステップ駆動するものであり、回転マグネットの磁極がくし齒ヨークのピッチ毎もしくはこのピッチ間のマイクロステップ処理によつて駆動するため、たとえば電源スィッチオン時の回転マグネッ卜の位置を初期値 (指示計器としては、文字板のゼロ位置に強制復帰する等して起点初期化処理を行なう ) としてこの起点位置からの入力信号の増減分ずっステップ駆動する構成が一般的である

従って、計器装置への外部振動による回転マグネッ卜への機械的影響によって本来起点からのステッフ'駆動によって駆動制御された角度位置すなわちくし歯ョ —クと回転マグネッ卜の磁極との正しい位置関係から外れ、一ピッチ分角度ずれが生じる可能性もあり、一旦こうした角度ずれ所謂脱調が発生すると電源の再投入による起点初期化を行なわない限り本来の正しい角度位置を示さず、常に脱調誤差分を含んだ角度にて指示してしまう.

このような脱調現象は、前述した外部振動等による機械的変動の他に、入力信号の変化に対して回転マグネットが追従しないときにも発生するすなわち、ステツヒングモータの回転マグネットに対するステッブ駆動トルクが構造的あるいは駆動電流制限等によって大きく取れない場合、またそうした駆動トルクの限界に対して入力信号の変化すなわち角速度が大きい場合に回転マグネッ卜が追従しきれず脱調が繰り返され結果として大きな角度誤差を生じてしまうという問題を有している..

特に、ステツビングモータは、くし歯ヨークの歯のピッチに対応したステップ動作を基本として、駆動信号波形の補正によって円滑性を得るようにしている力、このような円滑性処理もあくまでくし歯ヨークの極歯ピッチ間での円滑化にすぎず、ピッチォ一バーでの脱調はそのまま発生するため、測定量の変化が早くそれに伴う入力信号の変化が回転マグネットの追従限界を越えて早いときにはステツピンダモータの回転マグネットが追従しきれず指示計器としての正確な指示特性が得られない c

本発明は、測定デ一タを演算処理し指示角信号に変換出力する処理手段において求めた指示角データに対して、測定量の変化に対応するデータ変化が大きい場合はステッピングモータへの更新信号に遅延を与え、回転マグネットの追従が確実に行われるようにし脱調しにくくすることを目的とする,，発明の開示

本発明は、測定量に対応したデジタル信号に基づいてステッビンダモータを駆動する駆動回路を有し、このステツビングモータの駆動軸端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測定量を表示する計器装置であって、前記測定量に対応したデジタル信号を入力し、所定の周期にて指示角信号に変換する処理手段と、この処理手段での変換周期にて出力される連続する前後の指示角信号に対してその差を求めるとともに、その差が所定値より大きい場合は前記所定値以下の変化となるよう信号変換し連続する指示角信号として出力する遅延手段を備えることを特徴とする

また本発明は、測定量に対応したデジタル信号に基づいてステッピングモータを駆動する駆動回路を有し、このステッピングモータの駆動軸端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測定量を表示する計器装置であって、前記測定量に対応したデジタル信号 I)を入力し、所定の周期にて指示角データ Λに変換すろ処理手段と、この処理手段にて出力された最新の指示角データ An+1 の前回の指示角データ Λη に対する差 Δ Αを求め、この差 Δ Aが所定値 Cよりその絶対値において大きい場合、前記最新の指示角データ Λ n+1 を、その増減状態に応じて An+ Cあるいは An—じに書き換えて出力しかつこのデータを次回の処理における前記前回の指示角データ A n として順次指示角データの更新出力をなす遅延手段を備えることを特徴とする

また本発明は、測定量に対応したデジタル信号に基づいてステッビングモータを駆動する駆動回路を有し、このステツビングモータの駆動軸端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測定量を表示する計器装置であって、前記測定量に対応したデジタル信号 Dを入力し、所定の周期にて指示角デ一タ Λに変換する処理手段と、この処理手段にて出力された最新の指示角データ An+1 の前回の指示角データ An に対する差 Δ An の変化率と、前回の指示角データ An の前々回の指示角データ An-1 に対する差 ΔΑη-l の変化率とを求め、さらにこれら変化率の差が所定値 Xよりその絶対値において大きい場合、前記最新の指示角データ An+1 を、その增减状態に応じて 2 An— Λη-1 + Κあるいは 2 An— An-1— Κ (ただし、 0く K = <X) に書き換えて出力しかつこのデータを次回の処理における前記前回の指示角データ An として順次指示角データの更新出力をなす遅延手段を備えることを特徴とする。

また本発明は、前記遅延手段が、前記指示角データ Λη の更新周期 Τに対してそれよりも短い周期 T r m は 2以上の整数）にて、（An+1 - An ) /m - Bh ごとの分解ステップ処理を行い、かつ Bh+1 — Bh の差の絶対値 ΔΒΙι が所定値 Εよりも大きい場合、前記指示データ Bh+1 を、その増減状態に応じて B h+Kあるいは Bh— ί·:に書き換えて出力しかっこのデ一タを次回の処理における指示角データ Bh として順次指示角データの更新処理をなすことを特徴とする

また本発明は、前記遅延手段が、前記指示角データ Anの更新周期 '「に対してそれよりも短い周期 TZm(m は 2以上の整数）にて、（Λη+l — Λη ) /m = Bh ごとの分解ステップ処理を行い、力、つ Bh+1 — Bh の差 AEihの変化率および Bh - Bh-1 の差 ΔΒΙι-l の変化率を求めこれら変化率の差が所定値 Υよりも大きい場合、前記指示データ Bh+1 を、その増減状態に応じて 2 Bh—Bh-l + L あるいは 2 Bh— Bh-l— L (ただし、 0くし-く Y) に書き換えて出力しかつこのデータを次回の処理における指示角データ Bh として順次指示角データの更新処理をなすことを特徴とする図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の一実施例を示す回路プロック図であり、第 2図は、本発明のステッビングモータ駆動信号波形の一例を示す駆動波形図であり、第 3図は、本発明における指示データの変換周期での遅延動作を説明するステツブ波形図であり、第 4図は、本発明における指示データの分割周期での遅延処理を説明する分割ステップ波形図である。発明を実施するための最良の形態

図 1は、本発明の基本的構成を示すもので、車輛用の速度計を例にとって説明すると、測定量である走行速度に比例した周波数信号が入力端子 1から入力されると、計数手段 2において入力信号の立上がりや立下がりを検出してこれを所定のゲートタイムにてカウント（ゲ一卜タイム方式）するかもしくは別の高周波クロック信号を入力信号にてカウント（周期測定方式）し、刻々と変化する走行速度をデジタルデータ Dとして算出する

前記計数手段 2にて求められた測定量は、処理手段 3にて所定の変換周期 Tで指示角データ Λに変換され、遅延手段 4によつて前記変換周期 Tごとに前回の指示角データ A n と最新の指示角データ Λη+l の差の絶対値 Δ Αとその増減状態を求められる。

この差 Δ Λが、ステッビングモータの回転マグネットの機械構造的あるいは駆動回路による駆動トルクと追従限界との関係にて設定した所定値 Cより大きいとき、すなわち Λη+ 1— Λη =厶 A > Cのときで増加方向に変化しているときは、遅延手段 4は Λη+l = An + Cの処理によって最新の指示角データ An+1 を決定し出力する .

この出力データ Αη+1 = Λη+ Cは、次回の更新時における前回時データ Λη として採用され、同様の演算にて最新指示角データ An+1 との比較と更新が繰り返される。

所定値 Cは、ステッピングモータの回転マグネッ卜が脱調を起すことなく容易に追従できる程度のステップ角度に設定してあり、従って An から An+1への変化が大きく実際の変化に合わせてデータ出力した場合には回転マグネッ卜が追従できず脱調するようなときでも遅延手段 4における遅延処理によつて脱調することのなレ、駆動が可能となる, _

こうした遅延処理駆動による指示角データ Λの変化は、図 2に示すように実際の測定量に対応したデジタルデータ Dの変化に対して遅れた指示を与えることになる力;、現実には通常の加速時ゃ滅速時における指示計器指針の角速度が極端に大きくなることはなく、本発明における遅延を含んだ指示も実走上での影饗はほとんどない.

以上説明してきた遅延手段 4より遅延処理された指示角データ Aは、出力手段 5を介してステツビングモータの 2相励磁コイルに適宜の波形処理（マイクロステツプ波形や位相変換）を行なって供給されこれによりステッピングモータ式計器 6を駆動し、文字板 7の目盛 8に対応した角度指示にて駆動軸端に固着した指針 9を回動するものである。

前記各手段は駆動回路として入力信号を適宜処理しステツピングモ一タ式計器 6を駆動すろものであり、処理手段 3は、計器指示特性を任意に設定して走行速度を指示できるよう計数手段 2や遅延手段 4を含んでマイクロコンビユータにて構成することができ、計数した前記デジタルデータ Dに対応した指示角データ Λ を記憶したメモリ（R OM) 1 0を備え、所定の変換周期にて前記デジタルデ一タ Π»を取り込みこれに対応したメモリアドレスの指示角データ Aを読み出して出力するものである、

この処理手段 3は、ここで説明する走行速度計のような単一の指示計器駆動に対して処理速度の遅い安価な I Cを用いる場合や、図示しない他の指示計器たとえばエンジン回転計、燃料計、温度計、油圧計、電圧計（これら指示計器は、全てをステツビングモータ式計器としてもよいし、あるいは交差コイル式計器や可動コイル式計器等の他の計器ムーブメン卜を併用してもよい）を同時に時分割駆動する場合に、走行速度計に割り振られる処理周期が円滑な応答性を得るに不+ 分な処理能力のものに有効である.

また、処理回路 3のメモリ 1 ()への指示角データ Λの記憶は、測定量に対応したデジタルデータ Dの M 1 Nから M A Xまでの前指示領域に対応して所望の分解能を得るためのデータ数を持たせ、たとえば指示角（）度（M I N) から 3 6 0度 (M A X ) に対して 0 . 5度単位の指示角データ Λを記憶させておき、デジタルデータ Dに対応してこの記憶した指示角データ Λ nを所定の変換周期 Tで読み出すものである。

遅延回路 4は、処理回路 3からの変換周期 Tで出力された指示角データ A nに対し、たとえば前回の指示角データ Λ 0から変換周期 T後に出力される変化した指示角データ A 1の差すなわち連続する前後の指示角データの角度差 Δ A = ( A 1一 A O ) を求め、この差が所定値 Cより大きいときはこの所定値 Cを A Oに加えて更新データとするとともに、さらに変換周期 Tより短い分割周期 T/m ( m は 2以上の整数）毎に Δ ΑΖηι相当の角度データ B hを順次出力する分割回路] 1 と、この分割回路 1 1にて出力される分割周期 TZm毎の指示角データ Bに基づきステツピングモータ式計器 6を駆動するための 2相の駆動信号に変換出力する電圧メモリ 1 2とから構成され、ステッピングモータの 2相の励磁コイルに加える電圧信号に変換する出力回路 5を介して、たとえば図 2に示すような電圧信号を生成する,

ステッングモータを駆動する信号波形はそのくし歯ヨークの歯数やピッチによって任意の 2相信号を設定でき、 3 6 0度の全指示角度に対応した全駆動波形のデータを電圧メモリ 1 2に記憶させておくこともできる力;、ここでは、ステツビングモータ式計器 6のステッピングモータ駆動信号として 3 6 0度を 1 / 6 した 6 ()度分の電圧データを電圧メモリ 1 2に用意し、このデータを各角度領域に展開使用する方式でメモリ容量を軽減する構成をとつている- すなわち、ステツビングモータ式計器 6の指針 9 (連結したマグネッ卜ロータ）の回動角 3 β 0度に対して 2相式励磁コイル Λ， Βに加える駆動信号の電圧波形は、図 2に示すごとく、 6 0度の角度内で略 S 1 N， C O S波形の変化を呈し、この電圧波形にて各 6 0度の全角度領域 a〜 f に展開するこの展開処理はデジタルデータ 1)の指示領域に対応した指示角データ Λによって判定すればよく、電圧メモリ 1 2には 6 0度を 1 2 8分割した分解能の駆動電圧データ V ( ()度に対する A Oから 6 0度に対する Λ 60 まで 6 0ダ 1 2 8度の角度差でデータを記憶）を記憶させておき、デジタルデータ Dに対応してこの電圧データ Vを読み出すとともに指示角領域 b〜 f のデジタルデータ I)に対しては、各指示領域の判定とともに、その判定領域内における電圧データ Vを電圧メモリ 1 2力、ら読み出し、その判定領域との組み合わせで指示計器としての指示位置を求めることができるこれについては、ステッピングモータはそのくし歯ヨークの歯が図 2の各指示領域に少なくとも一組づっ配置されていれば、マグネットロータの磁極位置はその領域内での励磁位置に移動するだけであるため、駆動信号が各指示領域にて異なるということではなく、デジタルデータ Dに基づく指示領域の判定により、電圧メモリ 1 2から読み出す電圧データ Vを読み出せばよいということであり、たとえばデジタルデータ Dが指示角 1 5 0度に相当するとすれば、指示領域は cと判定し、この領域内での 3 0度相当のデータを電圧メモリ 1 2から読み出すことによって、駆動信号としては図 2に示したようになる。

ここで、図 2に示した駆動波形は、ステッピングモータのくし歯ヨークのくし歯ビッチで決定する機械的ステップ動作を所謂マイクロステツプ駆動によって円滑な動作を得るための典型的な近似波形であり、実際には S I N, C O S波形はデジタル的な微細階段波形となつており、そのマイク口ステップのビツチは指示計器にて指示する測定量の変化速度すなわち指針の角速度と処理回路の処理能力にて設定される.

本出願人は、こうした基本的構成に基づいて、具体的な指示計器の制作と特性の実験を行なってきたが、こうしたステッピングモ一タ式計器 6に用いる計器ムーブメントとしてのステッピングモータ本体としては、積層した 2つの榭脂製ボビンに 2相の駆動波形を通電する励磁コイルを卷装し、各ボビンの上下にくし歯ヨークを重ね、このボビンの積層体中空部にマグネットロータを回転自在に軸支した周知の構造の P M型を用いた。

各くし歯ヨークには、 6本のくし歯を形成し、これを各相ごとに対向して位置合わせし、全周にて 2 4本のくし歯が並ぶようにしており、 1 5度の機械的ステツフヒツチを有し、図 2にて示した指示領域 a〜 ίの各 6 0度の角度範囲で 4 本のくし歯が対応する構成とした

処理回路 3は、マイクロコンビュータにて他の指示計器や警報表示等も同時に駆動処理する時分割駆動をなすもので、ここでの走行速度計に割り振る変換周期

Τを 1 6 m s e cに設定し、デジタルデータ Dを様々な角速度で変化させたときの、指針 9の動きを観測した

さらに遅延回路 4における分割回路 1 〗での分割周期 TZmの設定を、 mの変更により段階的に行い、こうして設定した分割周期 TZmの下で角速度を変化させ、デジタルデータ Dの急速な変化に対して脱調することなく円滑に指針 9が回動していることを確認した.: 実際には、変換周期 Tを 1 6 m s e cにて仮設定するとともに、角速度 ωを 1 0度 Z s e cから 1 0 8 0度ノ s e cな範囲で低速域 1 0度 Z s e c単位、高速域 1 0 0度/ s e c単位で変化させ、この条件下にて 1 6 m s e cからこれより短い周期として 1 m s e c単位で周期を增加設定し、指針 9の回動円滑性を確認した。

結果、このように順次設定したいずれの角速度においても、最終的安定指示値は脱調することなく入力した指示データに対応する指示位置を示した.すなわち、本発明による入力値の変化の大きさに対応した書き換え補正のない、従来のような所定の更新周期のみによる更新処理では角速度が大きレ、ときにはステツビングモータ式計器 6の可動部であるマグネッ卜ロータが追従しきれず脱調していたものが、本発明の遅延処理を行うことによって若干の追従遅延は生ずるものの脱調することなく正しい位置を指示することができたものである.

つまり、ステツビングモータの構造によって機械的に追従不可能となり結果的に脱調してしまう角速度すなわち測定量の変化を力ゥント計測した計数手段 2のデジタルデータ Dを処理手段 3にて指示角データ Λ ηに変換し、これを指示している状態にて遅延手段 4により最新の指示角データ Λ η +l への変化 =差 Δ Αが上記の脱調する角速度相当の変化に対応して設定した所定値 Cよりその絶対値において大きい場合には、その変化の増減方向の判定とともに Λ η +l を Λ η + C もしくは A n— Cに書き換えて出力しかっこのデータを次回の処理における指示角データ Λ ηとして順次更新出力することにより、本来なら脱調してしまう角速度に対応する入力データの変化に対して十分に追従可能な小さレ、変化分である所定値 Cだけの增減補正（遅延処理）を行うことで、脱調のない正確な指示動作が可能となった。こうした遅延処理による指示データの変化は、図 3に示した変化特性によっても説明される。

また、処理手段 3の処理能力によって変換周期 Τが短くできない場合には、遅延手段 4により更新出力周期の分割処理を行うことで、さらに指示の円滑性と脱調の防止が向上できる。

すなわち、変換周期 Τが短くできない場合、測定量の急速な変化に対する更新データの変化幅が細かく分解できず大きく変化してしまうため、単純に Λ n + C の遅延処理を行ったとするとその遅延作用により脱調は防げるものの追従がきわめて遅くなり、結果としてマグネットロータの次に入力される新たなデータ変化に対しても同様の比較加算による遅延処理にて大きな遅れが生じてしまう, このように変換周期 τに制限があるときには、本発明の分割回路 1 1にて行う分割周期 T/mによる分割処理とこの分割周期 T/ m毎の同様の遅延処理にて解消することが可能となる,，

つまり、連続する前後の指示角データの差（Λη+l — Λη) をその分割数 mで割った分割データ B hを求め、この分割にて通常の周期 Tにおける遅延処理と同様の処理を行うものであり、 B h+1 - H hの差の絶対値 Δ B h が所定値 Eより大きいときは通常周期 Tでの変化幅がきわめて大きいと判断し、その增減状態に応じて B h + Kあるレ、は B h—Ι':に書き換えて出力し」かつ二のデータを次回の処理における指示角データ Ii hとして順次指示角データの更新処理を行うものである- 図 4は、変換周期 Tに対して、 m = 4にして分割周期 T mを設定した場合の指示角データ B hの変化特性をしめすものであり、走行速度に対応するデジタルデータ Dをメモリ 1 ()のデータテーブルにより変換する処理回路 3における走行速度計への割り振り可能な変換周期 Tの変化に対して、 TZ 4の分割周期でデータ更新するが、この変換周期 Tにおける指示角データの変化すなわち連続する前後の指示角データの差 Δ Λが大きいとすれば、分割周期 TZ 4毎のデータ B hの変化も大きくなり、この li hの変化（ B h+1一 13 h ) が所定値 Γ':より大きいときには B h + ί':の加算処理を行って順次周期 T Z 4毎に同様の遅延処理を行うものである，

従って、図 3に示すように、周期 Τ毎に変換出力される指示角データ Λ ηが点線のように変化し、 Λ 0から Λ 1、さらに A 1から Λ 2への更新データの差が C より大きい脱調の可能性のある変化を呈するときには、実線で示すように所定値 Cを加算した更新処理にて遅延を行うことにより、マグネットロ一タは脱調することなく最終指示位置に追従することになり、さらに、周期 Tでの指示角データ Λ 4から Λ 5のようにその変化がきわめて大きいときには、図のように追従がきわめて遅くなるのに対し、図 4にて示すように、分割周期 T / 4での指示角デ一タ B h (B Oから B4) にて同様の遅延処理がなされ、所定値 Eの加算処理によつて追従がより円滑となり脱調の発生も良好に防止できるものである：

こうした分割周期による遅延処理の必要性およびその分割数については、採用するステッピングモータの本体特性と測定する対象の変化条件によって、通常の計測指示における範囲での脱調を防止できるように決定すればよく、また処理手段のサンプリングゃ変換処理能力によってもそれを力バーする目的をもって適宜設定してやればよい,，

また、遅延処理のやり方としてこれまで説明してきた連続する指示角データ A nや B nの単純差による所定値 Cや Eを加減算し遅延を行う方法に対して、連続する指示角データ Anや B nの差をさらに連続して求め、それらの各変化率を比較し、その変化率の差が所定値 Xや Yより大きいとき、それぞれその増減方向に対応して 2 Λη—Λη-1+Κあるいは 2 Λη— Λη-1— K (ただし、（）<Κ =く X) や、 2 Bh— Bh-1+ L あるレ、は 2 Bh— Bh-1— L (ただし、（）くし = <Y) に書き換えて出力しかつこのデータを次回の処理における指示角データ A ηや 13h として順次指示角データの更新処理をなすことで同様の脱調防止を可能とする遅延処理を行うことができる.

この構成と処理ステップについては詳細を省く力;、この方法は周期 Tや分割周期 T / mにおける測定量に対応した指示角データ Λ nや B nの変化率から脱調しにくい変化率に抑えることを構成の基本とし、連続するデータの変化率が急速に変動している場合には変化特性が大きく傾く方向に変化していること力、ら、現在の指示角データ A nからこれに続く指示角データ Λ n + 1 をそのまま採用せず、まず（2 Λη—Λη-1) =Λη + (An -Λη-l) にて前回の変化と同一の変化分だけ変更し、その後変化率の増減に応じて所定値 Κ =く Xだけ加減算処理すること、また、分割指示角データ Β ηについてもまず（2 B h— Bh-1) =B n + (B h -Bh-1) にて前回の変化と同一の変化分だけ変更し、その後変化率の増減に応じて所定値し = < Yだけ加減算処理することで、変化率が大きくなるような変化特性においてその変化に追従するべく直前の変化率にてそのまま変化させるとともにそれに小さい增減を与えて遅延追従させることができ、これにより同様に追従不可による脱調が発生することを防止できるものである。以上のように、本発明になるステッビングモータ式計器の駆動装置によれば、測定量の変化に対応するデ一タ変化が大きい場合はステツビングモータへの更新信号に遅延を与え、回転マグネッ卜の追従が確実に行われるようにし脱調しにくくすることができ、脱調に対する復帰対策、たとえば電源投入時に一且強制的にフルスケール分だけゼロ復帰させストツパピンなどを用意してこのス卜ツバでの停止による起点位置へのリセット機構を備えたり、あるいは脱調を常に監視し補正をかけるためにエンコーダなどを組み込んだりといつた複雑な構成を持つ必要がなく、結果として小型で安価な指示計器を提供することができるものである：産業上の利用可能性

以上のように、本発明は物理的計測量を電気信号として入力し、指針による文字板上の目盛対応指示を行うための、薄型化をねらいとした指示計器の電気式ム一ブメン卜に用い、特に急変化する計測量に対する円滑な追従動作をなす指示計器に適している：

Claims

請求の範囲

1 . 測定量に対応したデジタル信号に基づいてステッピングモータを駆動する駆動回路を有し、このステッピングモータの駆動軸端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測定量を表示する計器装置であつて、前記測定量に対応したデジタル信号を入力し、所定の周期にて指示角信号に変換する処理手段と、この処理手段での変換周期にて出力される連続する前後の指示角信号に対してその差を求めるとともに、その差が所定値より大きい場合は前記所定値以下の変化となるよう信号変換し連続する指示角信号として出力する遅延手段を備えてなるステッピングモータ式計器の駆動装置

2 - 測定量に対応したデジタル信号に基づいてステツビングモ一タを駆動する駆動回路を有し、このステツビングモータの駆動軸端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測定量を表示する計器装置であつて、前記測定量に対応したデジタル信号 Dを入力し、所定の周期にて指示角デ —タ Λに変換する処理手段と、この処理手段にて出力された最新の指示角データ An+1 の前回の指示角データ An に対する差厶 Aを求め、この差 Δ Aが所定値 C よりその絶対値において大きい場合、前記最新の指示角データ An+1 を、その増減状態に応じて A n+ Cあるいは An— Cに書き換えて出力しかっこのデータを次回の処理における前記前回の指示角データ Λη として順次指示角データの更新出力をなす遅延手段を備えてなるステツヒングモータ式計器の駆動装置，

3 . 測定量に対応したデジタル信号に基づいてステッビングモータを駆動する駆動回路を有し、このステッピングモータの駆動軸端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測定量を表示する計器装置であつて、前記測定量に対応したデジタル信号 Dを入力し、所定の周期にて指示角デ —タ Αに変換する処理手段と、この処理手段にて出力された最新の指示角データ An+1 の前回の指示角データ Λη に対する差 Δ Λη の変化率と、前回の指示角デ —タ An の前々回の指示角データ Λη-l に対する差 Δ Λη-l の変化率とを求め、さらにこれらの変化率の差が所定値 Xよりその絶対値において大きい場合、前記最新の指示角データ An+1 を、その增減状態に応じて 2 An— Αη-1 + Κあるいは 2 Λη-Αη-1-Κ (ただし、 0く K = <X) に書き換えて出力しかっこのデータを次回の処理における前記前回の指示角データ An として順次指示角データの更新出力をなす遅延手段を備えてなるステッピングモータ式計器の駆動装置。

4. 前記遅延手段は、前記指示角データ An の更新周期 Tに対してそれよりも短い周期 TZm ( m は 2以上の整数）にて、（Λη+】一 An ) /m =Bh ごとの分解ステップ処理を行い、かつ Bh+1 — Bh の差の絶対値 ΔΒΙι が所定値 Εよりも大きい場合、前記指示データ Bh+1 を、その増減状態に応じて Bh+Eあるいは Bh— Eに書き換えて出力しかつこのデータを次回の処理における指示角デ —タ Bh として順次指示角データの更新処理をなす請求の範囲第 2項もしくは請求の範囲第 3項記載のステツヒングモータ式計器の駆動装置

5. 前記遅延手段は、前記指示角データ An の更新周期丁に対してそれよりも短い周期 TZm ( m は 2以上の整数）にて、（An+1 -An ) /m =Bh ごとの分解ステップ処理を行い、力、つ Bh+1 — Bh の差 ΔΒΙι の変化率および Bh— Β h-1 の差 ABh-l の変化率を求めこれら変化率の差が所定値 Yよりも大きい場合、前記指示角データ Bh+1 を、その增減状態に応じて 2 Bh— Bh-1+しあるいは 2 Bh-Bh-1-L (ただし、（）くし二く Y) に書き換えて出力しかっこのデータを次回の処理における指示角データ Bh として順次指示角データの更新処理をなす請求の範囲第 2項もしくは請求の範囲第 3項記載のステツヒングモータ式計器の駆動装置。