(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ値を下限値から上限値にかけて円弧状に表示してなる表示部を有する目盛り盤と、
この目盛り盤の面に沿い回動する指針と、
交流の駆動信号を入力されて交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて前記交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備えるステップモータと、
前記マグネットロータの回転に伴い減速回転しこれに応じて前記指針を回動する減速歯車手段と、
前記指針が前記アナログ値の前記下限値に対応する帰零位置まで戻ったとき前記減速歯車手段の減速回転を停止するストッパ手段と、
アナログ入力に応じて前記駆動信号を前記界磁巻線に出力する駆動信号出力手段と、
前記指針を前記帰零位置に戻すとき交流の帰零信号を前記界磁巻線に出力する帰零信号出力手段とを備える車両用指示計器において、
前記帰零信号が、前記帰零信号出力手段による出力の際に零位相角に調整されて前記界磁巻線に出力された後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んで前記界磁巻線から遮断されたとき、この遮断時に生ずる前記界磁巻線の誘起電圧が前記ストッパ手段による前記減速歯車手段の減速回転の停止を特定する所定の低電圧以下になるときの前記帰零信号の位相角を零点電気角補正値として記憶する記憶手段と、
前記帰零信号の位相角を前記零点電気角補正値だけ調整する位相角調整手段（と、  前記帰零信号が前記位相角調整手段による調整後前記帰零信号出力手段により前記界磁巻線に出力された状態にて当該帰零信号の位相角と前記マグネットロータの磁極との間の同期化を行う同期化手段と、
前記帰零信号が、前記帰零信号出力手段による前記界磁巻線への出力後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んだか否かにつき判定する第１判定手段と、
この第１判定手段による進んだとの判定に伴い前記界磁巻線が前記帰零信号から遮断されて生ずる誘起電圧が前記ストッパ手段による前記減速歯車手段の減速回転の停止を表す所定の低電圧以下か否かを判定する第２判定手段とを備え、
前記駆動信号出力手段は、前記第２判定手段による前記所定の低電圧以下との判定に対応する位相角から前記駆動信号を出力することを特徴とする車両用指示計器。
【請求項２】
アナログ値を下限値から上限値にかけて円弧状に表示してなる表示部を有する目盛り盤と、
この目盛り盤の面に沿い回動する指針と、
交流の駆動信号を入力されて交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて前記交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備え、当該マグネットロータの回転に応じて前記指針を回動するステップモータと、
前記指針が前記アナログ値の前記下限値に対応する帰零位置まで戻ったとき当該指針を停止させるストッパ手段と、
アナログ入力に応じて前記駆動信号を前記界磁巻線に出力する駆動信号出力手段と、
前記指針を前記帰零位置に戻すとき交流の帰零信号を前記界磁巻線に出力する帰零信号出力手段とを備える車両用指示計器において、
前記帰零信号が、前記帰零信号出力手段による出力の際に零位相角に調整されて前記界磁巻線に出力された後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んで前記界磁巻線から遮断されたとき、この遮断時に生ずる前記界磁巻線の誘起電圧が前記ストッパ手段による前記指針の停止を特定する所定の低電圧以下になるときの前記帰零信号の位相角を零点電気角補正値として記憶する記憶手段と、
前記帰零信号の位相角を前記零点電気角補正値だけ調整する位相角調整手段と、
前記帰零信号が前記位相角調整手段による調整後前記帰零信号出力手段により前記界磁巻線に出力された状態にて当該帰零信号の位相角と前記マグネットロータの磁極との間の同期化を行う同期化手段と、
前記帰零信号が、前記帰零信号出力手段による前記界磁巻線への出力後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んだか否かにつき判定する第１判定手段と、
この第１判定手段による進んだとの判定に伴い前記界磁巻線が前記帰零信号から遮断されて生ずる誘起電圧が前記ストッパ手段による前記指針の停止を表す所定の低電圧以下か否かを判定する第２判定手段とを備え、
前記駆動信号出力手段は、前記第２判定手段による前記所定の低電圧以下との判定に対応する位相角から前記駆動信号を出力することを特徴とする車両用指示計器。
【請求項３】
前記同期化手段による同期化のもと、前記帰零信号をその位相角を所定の戻し角だけ戻すように前記界磁巻線に出力して前記ステップモータに加速区間を与える加速区間付与手段を備えて、
前記帰零信号出力手段は、前記所定の戻し角から前記帰零信号を前記界磁巻線に出力し、
前記第１判定手段は、前記帰零信号が前記所定の戻し角から少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んだか否かにつき判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用指示計器。
【請求項４】
前記同期化手段は、
前記帰零信号が前記位相角調整手段による調整後前記帰零信号出力手段により前記界磁巻線に出力された状態にて所定の位相角だけ進んだか否かを判定する進み判定手段と、
この進み判定手段による進んだとの判定に伴い前記帰零信号をその位相角にて前記零点電気角補正値に対応する位相角に戻すように前記界磁巻線に出力する戻し信号入力手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両用指示計器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステップモータを駆動源として採用する車両用指示計器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、乗用車用指示計器では、目盛り盤の裏面側にステップモータ及び減速歯車列を配設したものがある。この指示計器では、減速歯車列の出力段歯車がその回動軸にて目盛り盤を通り指針軸として回動可能に延出されており、この指針軸の先端部には、指針がその回動基部にて同軸的に支持されて目盛り盤の表面に沿い回動するようになっている。
【０００３】
ここで、減速歯車列の入力段歯車は、ステップモータのマグネットロータに同軸的に支持されている。また、出力段歯車の端面には、指針が目盛り盤の目盛りの零位置（帰零位置）に戻ったときの当該指針の回動位置に対応する位置にてストッパが突設されており、このストッパには、目盛り盤の裏面側にて静止部材に支持された腕が、その先端部にて係止して指針を帰零位置にて停止するようになっている。なお、上記ストッパが、上記腕と共にストッパ機構を構成し、その先端部にて当該腕に係止したときが上記ストッパ機構の係止に相当する。
【０００４】
このように構成した指示計器においては、ステップモータに、例えば、入力に応じた余弦波状駆動電圧を印加して減速歯車列を介し指針を回動することで指示を行うようになっている。また、指針をその帰零位置に戻すにあたっては、ステップモータに互いに位相を異にする各帰零電圧（図１９参照）を強制的に印加するようにしている。そして、マグネットロータが帰零位置に向けて回転する過程においてこのマグネットロータの回転速度に応じてステップモータのステータの界磁巻線に発生する誘起電圧が所定の閾値電圧以下になったとき指針が帰零位置に戻ったものと判定し、ステップモータに対する帰零電圧の印加を停止するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記指示計器において、指針を帰零位置に戻すにあたり、ストッパ機構が係止する位置までのマグネットロータの回転角範囲が狭い場合には、指針が帰零位置に達するまでにマグネットロータの回転速度が十分には上昇しないことがある。この場合、界磁巻線に生ずる誘起電圧が低いため、指針が、帰零位置に達していないにもかかわらず、当該帰零位置に達したと誤判定するという不具合が生ずる。
【０００６】
また、上述のように指針を帰零位置に戻すにあたりステップモータに各帰零電圧を印加するときにステップモータが脱調しないようにするため、ステップモータへの給電遮断前における界磁巻線への印加電圧の電気角或いはマグネットロータの磁極と当該印加電圧との同期を維持し得る電気角から、各帰零電圧の印加を開始する必要がある。
【０００７】
しかし、ステップモータへの給電遮断状態で指示計器に機械的衝撃等の外乱が加わると、マグネットロータが、任意の角度、回転してしまうことがある。このような状態にて、ステップモータに対し上述のように各帰零電圧を印加しても、各帰零電圧の印加開始時の位相がこれに対応すべきマグネットロータの磁極との間にずれ（図１９参照）を生じて同期せず、その結果、ステップモータが脱調して、指針が帰零位置に戻ったという判定が正しく行えないという不具合が生ずる。
【０００８】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、指針を帰零位置に戻すためにステップモータへの交流の帰零信号の出力を開始する前に、当該ステップモータのマグネットロータの磁極と帰零信号の位相との間の同期をとるようにした車両用指示計器を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、指針を帰零位置に戻すためにステップモータへの帰零信号の出力を開始する前に、当該ステップモータのマグネットロータの磁極と帰零信号の位相との間の同期をとりかつ指針が帰零位置に戻ったときマグネットロータの回転速度が十分に上昇しているように当該マグネットロータに加速区間を与えるようにした車両用指示計器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明に係る車両用指示計器では、アナログ値を下限値から上限値にかけて円弧状に表示してなる表示部を有する目盛り盤と、この目盛り盤の面に沿い回動する指針と、交流の駆動信号を入力されて交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備えるステップモータと、マグネットロータの回転に伴い減速回転しこれに応じて指針を回動する減速歯車手段と、指針がアナログ値の下限値に対応する帰零位置まで戻ったとき減速歯車手段の減速回転を停止するストッパ手段と、アナログ入力に応じて駆動信号を界磁巻線に出力する駆動信号出力手段と、指針を帰零位置に戻すとき交流の帰零信号を界磁巻線に出力する帰零信号出力手段とを備える。
【００１１】
当該指示計器において、帰零信号が、帰零信号出力手段による出力の際に零位相角に調整されて界磁巻線に出力された後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んで界磁巻線から遮断されたとき、この遮断時に生ずる界磁巻線の誘起電圧がストッパ手段による減速歯車手段の減速回転の停止を特定する所定の低電圧以下になるときの帰零信号の位相角を零点電気角補正値として記憶する記憶手段と、帰零信号の位相角を零点電気角補正値だけ調整する位相角調整手段と、帰零信号が位相角調整手段による調整後帰零信号出力手段により界磁巻線に出力された状態にて当該帰零信号の位相角とマグネットロータの磁極との間の同期化を行う同期化手段と、帰零信号が、帰零信号出力手段による界磁巻線への出力後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んだか否かにつき判定する第１判定手段と、この第１判定手段による進んだとの判定に伴い界磁巻線が帰零信号から遮断されて生ずる誘起電圧がストッパ手段による減速歯車手段の減速回転の停止を表す所定の低電圧以下か否かを判定する第２判定手段とを備え、駆動信号出力手段は、第２判定手段による所定の低電圧以下との判定に対応する位相角から駆動信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
このように、予め記憶手段に記憶した零点電気角補正値だけ帰零信号の位相角を調整した上で帰零信号の位相角とマグネットロータの磁極との間の同期化し、帰零信号が上述のように少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んたとき界磁巻線から誘起電圧を発生させて、この誘起電圧がストッパ手段による減速歯車手段の減速回転の停止を表す所定の低電圧以下になったときの位相角から駆動信号を界磁巻線に出力する。
【００１３】
従って、指針を帰零位置に戻す際にステップモータの脱調が上記同期化でもって確実に防止され得るので、ストッパ手段による減速歯車手段の減速回転の停止、即ち、指針の帰零位置での停止を精度よく判定できる。その結果、上記所定の低電圧以下との判定に対応する位相角からアナログ入力に応じた駆動信号を出力することで、指針の指示精度を向上できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明に係る車両用指示計器では、アナログ値を下限値から上限値にかけて円弧状に表示してなる表示部を有する目盛り盤と、この目盛り盤の面に沿い回動する指針と、交流の駆動信号を入力されて交流磁束を発生する界磁巻線を備えたステータと、このステータ内で同軸的に回転可能に支持されて交流磁束に応じて回転するマグネットロータとを備え、当該マグネットロータの回転に応じて指針を回動するステップモータと、指針がアナログ値の下限値に対応する帰零位置まで戻ったとき当該指針を停止させるストッパ手段と、アナログ入力に応じて駆動信号を界磁巻線に出力する駆動信号出力手段と、指針を帰零位置に戻すとき交流の帰零信号を界磁巻線に出力する帰零信号出力手段とを備える
【００１５】
当該指示計器において、帰零信号が、帰零信号出力手段による出力の際に零位相角に調整されて界磁巻線に出力された後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んで界磁巻線から遮断されたとき、この遮断時に生ずる界磁巻線の誘起電圧がストッパ手段による指針の停止を特定する所定の低電圧以下になるときの帰零信号の位相角を零点電気角補正値として記憶する記憶手段と、帰零信号の位相角を零点電気角補正値だけ調整する位相角調整手段と、帰零信号が位相角調整手段による調整後帰零信号出力手段により界磁巻線に出力された状態にて当該帰零信号の位相角とマグネットロータの磁極との間の同期化を行う同期化手段と、帰零信号が、帰零信号出力手段による界磁巻線への出力後、少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んだか否かにつき判定する第１判定手段と、この第１判定手段による進んだとの判定に伴い界磁巻線が帰零信号から遮断されて生ずる誘起電圧がストッパ手段による指針の停止を表す所定の低電圧以下か否かを判定する第２判定手段とを備え、駆動信号出力手段は、第２判定手段による所定の低電圧以下との判定に対応する位相角から駆動信号を出力することを特徴とする。
【００１６】
これにより、請求項１に記載の発明とは異なり、歯車減速手段を採用していなくても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、同期化手段による同期化のもと、帰零信号をその位相角を所定の戻し角だけ戻すように界磁巻線に出力してステップモータに加速区間を与える加速区間付与手段を備えて、帰零信号出力手段は、上記所定の戻し角から帰零信号を界磁巻線に出力し、第１判定手段は、帰零信号が所定の戻し角から少なくとも二回目以後の零レベルに対応する位相角に進んだか否かにつき判定することを特徴とする。
【００１８】
このように、帰零信号の位相角とマグネットロータの磁極との間の同期化をとった上で、ステップモータに所定の戻し角だけ加速区間を与えた後、帰零信号を界磁巻線に出力してステップモータの回転速度上記加速区間の間に上昇させるようにしたので、ストッパ手段による停止位置までのマグネットロータの回転角範囲が狭くても、ステップモータの回転速度を十分に上昇させることができる。その結果、ストッパ手段の停止位置であるステップモータの帰零位置を常に精度よく判定でき、請求項１又は２に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の発明において、同期化手段は、帰零信号が位相角調整手段による調整後帰零信号出力手段により界磁巻線に出力された状態にて所定の位相角だけ進んだか否かを判定する進み判定手段と、この進み判定手段による進んだとの判定に伴い帰零信号をその位相角にて零点電気角補正値に対応する位相角に戻すように界磁巻線に出力する戻し信号入力手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
これにより、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明が乗用車用指示計器に適用された例を示しており、この指示計器は、車速計として、当該乗用車の車室内に設けたインストルメントパネルに配設されている。
【００２３】
当該指示計器は、図１及び図２にて示すごとく、計器板１０を備えている。この計器板１０は、図１にて示すごとく、目盛り盤１０ａを備えており、この目盛り盤１０ａには、車速を下限値（車速零ｋｍ／ｈ）から上限値（車速１８０ｋｍ／ｈ）にかけて円弧状に表示する車速表示部１１が形成されている。
【００２４】
また、指示計器は、図１及び図２にて示すごとく、指針２０、回動内機３０及び配線板４０を備えている。指針２０は、その回動基部２１にて、後述する指針軸３０ｂの先端部に支持されて目盛り盤１０ａの表面に沿い回動するようになっている。この指針２０は、目盛り盤１０ａの円弧状車速表示部１１の全範囲に亘り回動するようになっており、当該指針２０は、その帰零位置、即ち、目盛り盤１０ａの円弧状車速表示部１１の下限値（車速零ｋｍ／ｈ）に対応する位置にて、後述のように停止するようになっている。
【００２５】
回動内機３０は、内機本体３０ａと、指針軸３０ｂとを備えている。内機本体３０ａは、目盛り盤１０ａに対応する位置にて、配線板４０にその裏面側から組み付けられている。当該内機本体３０ａは、ケーシング３０ｃ（図２参照）内に、２相式ステップモータＭ（図３乃至図５参照）、減速歯車列Ｇ（図３参照）及びストッパ機構Ｓ（図３参照）を内蔵してなるもので、この内機本体３０ａは、ステップモータＭの回転に伴う減速歯車列Ｇの減速回転により、この減速歯車列Ｇの出力段歯車３４（後述する）と同軸的に支持した指針軸３０ｂを回動する。
【００２６】
なお、ケーシング３０ｃは、その上壁にて配線板４０にその裏面側から支持されている。また、指針軸３０ｂは、ケーシング３０ｃの上壁及び下壁にて回動可能に支持されており、この指針軸３０ｂは、ケーシング３０ｃの上壁、配線板４０及び目盛り盤１０ａの貫通穴部１２を通り回動可能に延出している。また、配線板４０は、計器板１０の裏面側にてこれに並行に配設されている。
【００２７】
ステップモータＭは、図３及び図４にて示すごとく、ステータＭｓと、マグネットロータＭｒとを備えている。ステータＭｓは、ケーシング３０ｃ内にて計器板１０に並行に支持されており、このステータＭｓは、ヨーク３１と、両界磁巻線３２、３３とを備えている。ヨーク３１は、ポール状の両磁極３１ａ、３１ｂを備えており、磁極３１ａには界磁巻線３２が巻装され、磁極３１ｂには界磁巻線３３が巻装されている。
【００２８】
また、マグネットロータＭｒは、ヨーク３１内にて、後述する回転軸３５ａに同軸的に支持されており、このマグネットロータＭｒの外周面にはその周方向に沿い、Ｎ極とＳ極とが交互に多数着磁して形成されている。ここで、回転軸３５ａは、ケーシング３０ｃの上下両壁に指針軸３０ｂに平行にかつ回転可能に支持されている。なお、マグネットロータＭｒは、その回転に伴い、そのＮ極又はＳ極でもって、ヨーク３１の各磁極３１ａ、３１ｂの先端面に狭隙を介して対向するようになっている。
【００２９】
このように構成したステップモータＭにおいて、互いに位相を例えば、９０度異にする各余弦波状駆動電圧（後述する）が対応の各界磁巻線３２、３３に印加されると、これら各界磁巻線３２、３３に流れる電流により生ずる余弦波状磁束が互いに位相を異にして発生し、ヨーク３１及びマグネットロータＭｒの磁極を通り流れる。これにより、マグネットロータＭｒが正転する。
【００３０】
減速歯車列Ｇは、上述した出力段歯車３４、入力段歯車３５及び両中間歯車３６及び３７を備えており、これら各出力段歯車３４、入力段歯車３５及び両中間歯車３６及び３７は、ステップモータＭの回転速度を所定の低速に落とすような減速比を減速歯車列Ｇに与えるように構成されている。
【００３１】
両中間歯車３６、３７は、出力段歯車３４と入力段歯車３５との間に位置して、ケーシング３０ｃの上下両壁に回転可能にかつ指針軸３０ｂに平行に支持した回転軸３６ａに同軸的に支持されている。ここで、中間歯車３６は出力段歯車３４と噛合しており、この中間歯車３６の径は中間歯車３７の径及び出力段歯車３４の径よりも小さい。入力段歯車３５は、回転軸３５ａに同軸的に支持されており、この入力段歯車３５は、中間歯車３７と噛合している。ここで、入力段歯車３５の径は中間歯車３７の径よりも小さい。
【００３２】
ストッパ機構Ｓは、短冊板状ストッパ３８と、Ｌ字状腕３９とを備えている。ストッパ３８は、指針２０の帰零位置に対応する位置にて、出力段歯車３４の表面に突出形成されている。詳細には、ストッパ３８は、指針２０の指針軸３０ｂの先端部からの延出方向に対応するように、指針軸３０ｂから半径方向に向け出力段歯車３４の表面に突出形成されている。
【００３３】
腕３９は、ケーシング３０ｃ内にその低壁から指針軸３０ｂに平行に延出しており、この腕３９は、その先端部３９ａにて、指針２０の長手方向の直下においてＬ字状に出力段３４の表面上に向け延出している。ここで、腕３９の先端部３９ａの図３にて図示時計方向端面３９ｂが指針２０の帰零位置に対応している。これにより、指針２０がステップモータＭの逆転により帰零位置に戻ったとき、ストッパ３８が、その図３にて図示反時計方向面３８ａにて腕３９の時計方向端面３９ｂに係止する。以下、この係止をストッパ機構Ｓの係止という。
【００３４】
次に、ステップモータＭのための電気回路構成について図５を参照して説明する。マイクロコンピュータ５０は、図６及び図７にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、この実行中において、車速センサ６０の検出出力及びＥＥＰＲＯＭ９０の記憶データに基づき、両駆動回路７０、８０を介しステップモータＭを駆動する処理及びストッパ機構Ｓの係止判定処理等を行う。なお、マイクロコンピュータ５０はバッテリＢから直接給電されて作動する。また、上記コンピュータプログラムはマイクロコンピュータ５０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３５】
車速センサ６０は当該乗用車の車速を検出する。駆動装置７０は、駆動回路７０ａと、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃとを備えている。駆動回路７０ａは、マイクロコンピュータ５０による制御のもと、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを切り替え駆動する。なお、駆動回路７０ａはその両入力端子にてマイクロコンピュータ５０の両出力端子５１、５２に接続されている。
【００３６】
切り替えスイッチ７０ｂは、マイクロコンピュータ５０により切り替え制御されるもので、この切り替えスイッチ７０ｂは、両固定接点７１、７２と、これら両固定接点７１、７２のいずれかに切り替え投入される切り替え接点７３とにより構成されている。この切り替えスイッチ７０ｂにおいて、固定接点７１への切り替え接点７３の投入状態を第１投入状態といい、固定接点７２への切り替え接点７３の投入状態を第２投入状態といい、切り替え接点７３の両固定接点７１、７２からの解離状態を開放状態という。
【００３７】
また、切り替えスイッチ７０ｃは、マイクロコンピュータ５０により切り替え制御されるもので、この切り替えスイッチ７０ｃは、両固定接点７４、７５と、これら両固定接点７４、７５のいずれかに切り替え投入される切り替え接点７６とにより構成されている。この切り替えスイッチ７０ｃにおいて、固定接点７４への切り替え接点７６の投入状態を第１投入状態といい、固定接点７５への切り替え接点７６の投入状態を第２投入状態といい、切り替え接点７６の両固定接点７４、７５からの解離状態を開放状態という。
【００３８】
ここで、両切り替え接点７３、７６の間には、ステップモータＭの界磁巻線３２が接続されている。本実施形態では、界磁巻線３２をＡ相巻線３２ともいう。これに伴い、Ａ相巻線３２への駆動電圧をＡ相駆動電圧という。また、両固定接点７２、７５はマイクロコンピュータ５０の両出力端子５５、５６に接続され、両固定接点７１、７４は駆動回路７０ａの両出力端子に接続されている。
【００３９】
駆動装置８０は、駆動回路８０ａと、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃとを備えている。駆動回路８０ａは、マイクロコンピュータ５０による制御のもと、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを切り替え駆動する。なお、駆動回路８０は、その両入力端子にて、マイクロコンピュータ５０の両出力端子５３、５４に接続されている。
【００４０】
切り替えスイッチ８０ｂは、マイクロコンピュータ５０により切り替え制御されるもので、この切り替えスイッチ８０ｂは、両固定接点８１、８２と、これら両固定接点８１、８２のいずれかに切り替え投入される切り替え接点８３とにより構成されている。この切り替えスイッチ８０ｂにおいて、固定接点８１への切り替え接点８３の投入状態を第１投入状態といい、固定接点８２への切り替え接点８３の投入状態を第２投入状態といい、切り替え接点８３の両固定接点８１、８２からの解離を開放状態という。
【００４１】
また、切り替えスイッチ８０ｃは、マイクロコンピュータ５０により切り替え制御されるもので、この切り替えスイッチ８０ｃは、両固定接点８４、８５と、これら両固定接点８４、８５のいずれかに切り替え投入される切り替え接点８６とにより構成されている。この切り替えスイッチ８０ｃにおいて、固定接点８４への切り替え接点８６の投入状態を第１投入状態といい、固定接点８５への切り替え接点８６の投入状態を第２投入状態といい、切り替え接点８６の両固定接点８４、８５からの解離を開放状態という。
【００４２】
ここで、両切り替え接点８３、８６の間には、ステップモータＭの界磁巻線３３が接続されている。本実施形態では、界磁巻線３３をＢ相巻線３３ともいう。これに伴い、Ｂ相巻線３３への駆動電圧をＢ相駆動電圧という。また、両固定接点８２、８５はマイクロコンピュータ５０の両出力端子５７、５８に接続され、両固定接点８１、８４は駆動回路８０ａの両出力端子に接続されている。なお、本実施形態では、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧は上述のように互いに位相を９０度だけ異にする各余弦波状駆動電圧である。
【００４３】
ＥＥＰＲＯＭ９０には、後述のように指針２０の帰零位置を表すデータが帰零位置データとして書き込まれている。
【００４４】
以上のように構成した本実施形態において、ＥＥＰＲＯＭ９０への帰零位置データの書き込みは以下のようにして行う。当該帰零位置データのＥＥＰＲＯＭ９０への書き込みは、通常、指示計器の製造工場においてなされるが、この書き込みにあたり、図１１にて示すような回路（以下、書き込み回路Ｅという）を準備する。
【００４５】
この書き込み回路Ｅは、図５にて示す回路において、マイクロコンピュータ５０、イグニッションスイッチＩＧ及びバッテリＢに代えて、マイクロコンピュータ５０ａ、操作スイッチＳＷ、直流電源Ｂａ、カメラ５０ｂ及び画像処理回路５０ｃを採用し、また、車速センサ６０を除いた構成となっている。
【００４６】
マイクロコンピュータ５０ａは、図１２乃至図１７にて示すフローチャートに従い、書き込みプログラムを実行し、この実行中において、ステップモータＭの帰零位置への駆動処理やカメラ５０ｂの画像処理回路５０ｃを介する出力に基づくＥＥＰＲＯＭ９０への書き込み処理等を行う。なお、マイクロコンピュータ５０ａは、直流電源Ｂａから操作スイッチＳＷを介し給電されて作動する。また、上記書き込みプログラムはマイクロコンピュータ５０ａのＲＯＭに予め記憶されている。
【００４７】
カメラ５０ｂは、指針２０の車速表示部１１上の位置を撮像する。画像処理回路５０ｃは、カメラ５０ｂの撮像出力を画像処理して、指針２０の車速表示部１１上の位置を表す画像信号をマイクロコンピュータ５０ａに出力する。また、マイクロコンピュータ５０ａと両駆動装置７０、８０との間の接続は、上述したマイクロコンピュータ５０と両駆動装置７０、８０との間の接続と同様になされている。
【００４８】
このような書き込み回路Ｅを用いてＥＥＰＲＯＭ９０への書き込みは以下のようにして行う。操作スイッチＳＷをオンすれば、マイクロコンピュータ５０ａは直流電源Ｂａから給電されて作動し書き込みプログラムの実行を図１２乃至図１７のフローチャートに従い開始する。すると、図１２のステップ１００において、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ及び８０ｃを第１投入状態に切り替える処理がなされる。
【００４９】
これに伴い、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ及び８０ｃが、共に、マイクロコンピュータ５０ａにより第１投入状態に切り替えられる。このため、駆動回路７０ａの両出力端子が両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを通してステップモータＭのＡ相巻線３２の両端に接続されるとともに、駆動回路８０ａの両出力端子が両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを通してステップモータＭのＢ相巻線の両端に接続される。
【００５０】
ステップ１００での処理後、ステップ１１０において、Ａ相巻線３２及びＢ相巻線３３への各帰零電圧の零位相角への調整処理が次のようにしてなされる。即ち、切り替えスイッチ７０ｂの固定接点７１にローレベルの電圧を印加し切り替えスイッチ７０ｃの固定接点７４にハイレベルの電圧を印加するように駆動回路７０ａを駆動処理し、かつ、切り替えスイッチ８０ｂの固定接点８１及び切り替えスイッチ８０ｃの固定接点８５にローレベルの電圧を印加するように駆動回路８０ａを駆動処理する。これにより、Ａ相巻線３２及びＢ相巻線３３への帰零電圧を印加するための各位相角が零位相角に調整される。
【００５１】
然る後、ステップ１２０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力処理がなされる。ここで、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧は、上述したＡ相及びＢ相の各駆動電圧をそれぞれステップモータＭを逆転させる方向に位相を反転した各電圧に相当する（図１８参照）。
【００５２】
このようにステップ１２０の処理が終了すると、マイクロコンピュータ５０ａからのＡ相帰零電圧が駆動回路７０ａにより両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを通してステップモータＭのＡ相巻線３２に印加されるとともに、マイクロコンピュータ５０ａからのＢ相帰零電圧が駆動回路８０ａにより両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを通してステップモータＭのＢ相巻線３３に印加される。
【００５３】
これに伴い、Ａ相巻線３２にはＡ相帰零電圧に基づく電流が流れて余弦波状磁束が発生し、また、Ｂ相巻線３３にはＢ相帰零電圧に基づく電流が流れて余弦波状磁束が発生する。これら両磁束は、その位相の変化に応じて、互いに異なるレベルにて変化しつつマグネットロータＭｒを通る。よって、マグネットロータＭｒが逆転する。従って、回動内機３０は、マグネットロータＭｒの逆転に伴い指針軸３０ｂを介し指針２０を帰零位置に向けて回動する。なお、指針２０の回動角とＡ相及びＢ相の各帰零電圧の位相との関係は、互いに一義的に定められている。
【００５４】
然る後、ステップ１３０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角は共に１８０度だけ進んだか否かが判定される。ここで、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角が１８０度進んでおれば、ステップ１３０における判定はＹＥＳとなる。一方、ステップ１３０での判定がＮＯとなる場合には、ステップ１３１において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がステップ１３０でＹＥＳと判定されるまでなされる。このため、ステップ１３０でのＹＥＳとの判定までステップモータＭはさらに逆転する。但し、本実施形態において、Ａ相帰零電圧の位相角が１８０度であるとは、当該Ａ相帰零電圧の位相角が半周期後の位相角にあることをいう。
【００５５】
以上のような状態において、ステップ１３０における判定がＹＥＳになると、次のステップ１３２において、切り替えスイッチ７０ｂの第２投入状態への切り替え及び切り替えスイッチ７０ｃの開放状態への切り替えの各処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ５０ａによって、切り替えスイッチ７０ｂが第１投入状態から第２投入状態に切り替えられるとともに切り替えスイッチ７０ｃが開放状態に切り替えられる。
【００５６】
このため、Ａ相巻線３２は、その一端にて、開放され、その他端にて、切り替えスイッチ７０ｂの切り替え接点７３及び固定接点７２を通してマイクロコンピュータ５０ａの出力端子５５に接続される。このため、Ａ相巻線３２には、誘起電圧が発生する。
【００５７】
次に、ステップ１３３において、現段階におけるＡ相巻線３２からの誘起電圧がマイクロコンピュータ５０ａに入力される。すると、ステップ１４０（図１３参照）において、当該誘起電圧が所定の閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。本実施形態では、上記閾値電圧Ｖｔｈは零電圧に近い所定の低電圧に設定されている。
【００５８】
ここで、上記閾値電圧Ｖｔｈとして、上記所定の低電圧を採用とした理由について説明する。Ａ相帰零電圧のレベルは当該Ａ相帰零電圧の位相の変化に伴い余弦波状に変化する。当該Ａ相帰零電圧のレベルは、半周期に対応する位相で零となり、その位相の前後では正から負又は負から正に変化する。従って、この変化に起因するＡ相帰零電圧に対応する磁束密度も同様に変化するから、当該磁束密度の変化率は大きい（マグネットロータＭｒの回転角に対応する電気角１８０度参照）。よって、この大きな変化率の磁束密度に起因してＡ相巻線３２に誘導される電圧（誘導電圧）は大きく変化する。
【００５９】
一方、Ａ相帰零電圧のレベルは、そのピーク時に対応する位相（マグネットロータＭｒの回転角に対応する電気角９０度参照）の前後では極値にほぼ維持される。従って、このときのＡ相帰零電圧に対応する磁束密度は殆ど変化しないから、当該磁束密度の変化率は非常に小さい。よって、この小さな変化率の磁束密度に起因して界磁巻線３２に誘導される電圧（誘導電圧）も非常に小さい。
【００６０】
また、指針２０が帰零位置に戻ることでストッパ機構Ｓが係止したときにはマグネットロータＭｒの逆転は停止する。従って、このマグネットロータＭｒがＡ相帰零電圧に対応する磁束を切ることがないから、このときのＡ相巻線３２の誘導電圧は零である。
【００６１】
以上より、ストッパ機構Ｓが係止したことを判定するには、上記磁束密度の変化率が大きいときを利用すれば、精度よくかつタイミングよく判定できる。そこで、本実施形態では、ステップ１４０における判定基準である所定の閾値電圧Ｖｔｈとして、大きな変化率の磁束密度を生ずるＡ相帰零電圧の零レベルに近い上記所定の低電圧を採用した。従って、当該低電圧は、指針２０の帰零位置への到達を正しく判定し得る値に相当する。
【００６２】
しかして、上記誘起電圧が上記閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、ステップ１４１において、指針２０がストッパ機構Ｓの係止により停止したとの判定がなされる。このことは、指針２０が帰零位置にて停止したことを意味する。
【００６３】
上述のように、ステップ１４１における処理が終了すると、ステップ１５１において、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０ａにより、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃが第１投入状態に切り替えられる。
【００６４】
ステップ１５１の処理後、ステップ１５２において、上述したＡ相及びＢ相の各駆動電圧の出力処理が所定位相角分Δφなされる。ここで、所定位相角分Δφは、カメラ５０ｂの撮像分解能よりも少し大きめに設定されている。本実施形態では、当該所定位相角分Δφは、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧を電気角にて２４度分ずつに分割したものに相当する。
【００６５】
しかして、このようなマイクロコンピュータ５０ａでの処理のもと、図１８にて図示矢印Ｒで示すごとく、駆動回路７０ａが、Ａ相駆動電圧を、最初の所定位相角分ΔφだけＡ相巻線３２に切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを介し印加するとともに、駆動回路８０ａが、Ｂ相駆動電圧を、最初の所定位相角分ΔφだけＢ相巻線３３に切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを介し印加すると、指針２０は、ステップモータＭの正転に伴う減速歯車列Ｇの減速回転に応じて、ストッパ機構Ｓの係止に伴う停止位置から図１にて図示時計方向へ離れる方向へ回動しようとする。このような状態はカメラ５０ｂにより撮像されて画像処理回路５０ｃを介し画像データとしてマイクロコンピュータ５０ａに入力される。
【００６６】
しかして、現段階では、指針２０が帰零位置から離れていないとすれば、画像処理回路５０ｃからの画像データに基づきステップ１５０での判定がＮＯになる。以後、ステップ１５１においてＡ相及びＢ相の各駆動電圧の出力処理が、上記所定位相角Δφ分に続いて順次所定位相角Δφ分ずつ、ステップ１５０でのＮＯとの判定の下になされる。これに伴い、指針２０はさらに帰零位置から離れようとする。
【００６７】
然る後、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の出力処理が、図１８にて図示左側の所定位相角分Δφを基準に４つ目の位相角分Δφから５つ目の所定位相角分Δφに達したとき、指針２０が帰零位置から離れると、この指針２０の帰零位置からの分離が、カメラ５０ｂにより撮像されて画像処理回路５０ｃを介し画像データとしてマイクロコンピュータ５０ａに入力される。すると、当該画像データに基づき、ステップ１５０における判定がＹＥＳとなる。
【００６８】
これに伴い、ステップ１５３において、指針２０が帰零位置から離れる直前におけるＡ相及びＢ相の各駆動電圧の値の出力処理がなされる。このため、当該各駆動電圧の位相角がＥＥＰＲＯＭ９０に書き込まれる。具体的には、図１８にて図示左側から５つ目の所定位相角Δφ分の出力処理がなされたとき、その直前の４つ目の所定位相角Δφ分に相当するＡ相及びＢ相の各駆動電圧の値がＥＥＰＲＯＭ９０に書き込まれる。本実施形態では、当該Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の位相角が、指針２０を原点である帰零位置から駆動するにあたりＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加するときの印加開始点を特定する零電気角補正値（以下、零電気角補正値αという）に相当する。
【００６９】
なお、零電気角補正値αとして、上記５つ目の所定位相角Δφ分に相当するＡ相及びＢ相の各駆動電圧の位相角を採用し、指針２０を帰零位置から回動するにあたり、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の印加を開始する際に、当該零電気角補正値αから５つ目の所定位相角Δφ分を減じた場合のＡ相及びＢ相の駆動電圧の位相角を零電気角補正値αとして用いてもよい。
【００７０】
次に、上述のごとくステップ１４０での判定がＮＯとなる場合には、指針２０が帰零位置に達していないことから、コンピュータプログラムは図１４のステップ１５４以後の処理に進む。
【００７１】
ステップ１５４では、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。この処理により、ステップ１５１（図１３参照）での処理による場合と同様に両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃが第１投入状態にマイクロコンピュータ５０ａにより切り替えられる。
【００７２】
これに伴い、ステップ１５５において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。このため、マグネットロータＭは上述と同様に切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを介する駆動回路７０ａからのＡ相帰零電圧及び切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを介する駆動回路８０ａからのＢ相帰零電圧に基づきさらに回転する。
【００７３】
然る後、ステップ１６０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角はさらに９０度進んだか否かが判定される。ここで、当該各帰零電圧がさらに９０度進んでいれば、ステップ１６０での判定はＹＥＳとなる。一方、当該ステップ１６０での判定がＮＯとなる場合には、ステップ１６１においてＡ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。これに伴い、ステップモータＭがさらに回転する。両ステップ１６０、１６１の循環処理の過程において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相が進みステップ１６０での判定がＹＥＳになると、ステップ１６２において、切り替えスイッチ８０ｂの第２投入状態への切り替え及び切り替えスイッチ８０ｃの開放状態への切り替えの各処理がなされる。
【００７４】
これに伴い、マイクロコンピュータ５０ａによって、切り替えスイッチ８０ｂが第２投入状態に切り替えられるとともに切り替えスイッチ８０ｃが開放状態に切り替えられる。このため、Ｂ相巻線３３は、その一端にて、開放され、その他端にて、切り替えスイッチ８０ｂの固定接点８３及び切り替え接点８２を通してマイクロコンピュータ５０ａの出力端子５７に接続される。このため、Ｂ相巻線３３には、誘起電圧が発生する。
【００７５】
次に、ステップ１６３において、Ｂ相巻線３３の誘起電圧がマイクロコンピュータ５０ａに入力される。すると、ステップ１７０において、Ｂ相巻線３３の誘起電圧は閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。ここで、ステップ１７０での判定がＹＥＳとなるなるときには、ステップ１７１において、指針２０のストッパ機構Ｓの係止による停止と判定される。このことは、指針２０が帰零位置にて停止したことを意味する。
【００７６】
上述のようにステップ１７１の処理が終了すると、ステップ１５１（図１３参照）以後の処理がなされる。但し、現段階では、ステップ１５１において、切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃに代えて切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０ａによる当該切り替え処理に基づき、切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃが第１投入状態に切り替わる。
【００７７】
然る後は、上述したステップ１４１の処理に伴うステップ１５１の処理後と同様の処理がステップ１５２及びステップ１５０においてなされる。しかして、ステップ１５０において、カメラ５０ｂの撮像出力に対する画像処理回路５０ｃからの画像処理データ（指針２０の帰零位置からの分離を表す）に基づき、ＹＥＳと判定されると、ステップ１５３において、上述と同様に、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の位相角が、指針２０を帰零位置から駆動するにあたりＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加するときの印加開始点を特定する零電気角補正値αとして出力されてＥＥＰＲＯＭ９０に書き込まれる。
【００７８】
次に、上述のようにステップ１７０の判定がＮＯとなる場合には、指針２０が帰零位置に達していないことから、コンピュータプログラムは、図１５のステップ１７２以後に進む。このステップ１７２では、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。これに伴い、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃは、マイクロコンピュータ５０ａにより、第１投入状態に切り替えられる。
【００７９】
ステップ１７２の処理後、ステップ１７３において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。このため、ステップモータＭは、上述と実質的に同様に、さらに回転する。然る後、ステップ１８０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角はさらに９０度進んだか否かが判定される。ここで、ステップ１８０における判定がＮＯとなる場合には、ステップ１８１にてＡ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。これに伴い、ステップモータＭはさらに回転する。
【００８０】
両ステップ１８０、１８１の循環処理の過程において、ステップ１８０の判定がＹＥＳになると、ステップ１８２において、切り替えスイッチ７０ｃの第２投入状態への切り替え及び切り替えスイッチ７０ｂの開放状態への切り替えの各処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０ａによって、切り替えスイッチ７０ｃは第２投入状態に切り替えられるとともに、切り替えスイッチ７０ｂは開放状態に切り替えられる。従って、Ａ相巻線３２は、その一端にて、開放され、その他端にて、切り替えスイッチ７０ｃの切り替え接点７６及び固定接点７５を介しマイクロコンピュータ５０ａの出力端子５６に接続される。このため、Ａ相巻線３２には誘起電圧が発生する。
【００８１】
次に、ステップ１８３において、Ａ相巻線３２の誘起電圧がマイクロコンピュータ５０ａに入力される。すると、ステップ１９０において、Ａ相巻線３２の誘起電圧は閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。ここで、ステップ１９０での判定がＹＥＳとなるなるときには、ステップ１９１において、指針２０のストッパ機構Ｓの係止による停止と判定される。このことは、指針２０が帰零位置にて停止したことを意味する。
【００８２】
上述のようにステップ１９１の処理が終了すると、ステップ１５１（図１３参照）以後の処理がなされる。ステップ１５１において、切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０ａにより、切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃが第１投入状態に切り替えられる。
【００８３】
然る後は、上述したステップ１４１の処理に伴うステップ１５１の処理後と同様の処理がステップ１５２及びステップ１５０においてなされる。しかして、ステップ１５０において、カメラ５０ｂの撮像出力に対する画像処理回路５０ｃからの画像処理データ（指針２０の帰零位置からの分離を表す）に基づき、ＹＥＳと判定されると、ステップ１５３において、ｂ点の場合と実質的に同様に、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の位相角が、指針２０を帰零位置から駆動するにあたりＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加するときの印加開始点を特定する零電気角補正値αとして出力されてＥＥＰＲＯＭ９０に書き込まれる。
【００８４】
次に、上述のようにステップ１９０の判定がＮＯとなる場合には、指針２０が帰零位置に達していないことから、コンピュータプログラムは、図１６のステップ１９２以後に進む。ステップ１９２では、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。これに伴い、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃは、マイクロコンピュータ５０ａにより、第１投入状態に切り替えられる。
【００８５】
ステップ１９２の処理後、ステップ１９３において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。このため、ステップモータＭは、上述と実質的に同様に、さらに回転する。然る後、ステップ２００において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角はさらに９０度進んだか否かが判定される。ここで、ステップ２００における判定がＮＯとなる場合には、ステップ２０１にてＡ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。これに伴い、ステップモータＭはさらに回転する。
【００８６】
両ステップ２００、２０１の循環処理の過程において、ステップ２００での判定がＹＥＳになると、ステップ２０２において、切り替えスイッチ８０ｃの第２投入状態への切り替え及び切り替えスイッチ８０ｂの開放状態への切り替えの各処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ５０ａにより、切り替えスイッチ８０ｃが第２投入状態に切り替えられるとともに、切り替えスイッチ８０ｂが開放状態に切り替えられる。従って、Ｂ相巻線３３は、その一端にて開放され、その他端にて、切り替えスイッチ８０ｃの切り替え接点８６及び固定接点８５を介しマイクロコンピュータ５０ａの出力端子５８に接続される。このため、Ｂ相巻線３３には誘起電圧が発生する。
【００８７】
次に、ステップ２０３において、Ｂ相巻線３３の誘起電圧がマイクロコンピュータ５０ａに入力される。すると、ステップ２１０において、Ｂ相巻線３３の誘起電圧は閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。ここで、ステップ２１０での判定がＹＥＳとなる場合には、ステップ２１１において、指針２０のストッパ機構Ｓの係止による停止と判定される。このことは、指針２０が帰零位置にて停止したことを意味する。
【００８８】
上述のようにステップ２１１の処理が終了すると、ステップ１５１（図１３参照）以後の処理がなされる。ステップ１５１においては、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃに代えて両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０ａにより、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃが第１投入状態に切り替えられる。
【００８９】
然る後は、上述したステップ１４１の処理に伴うステップ１５１の処理後と同様の処理がステップ１５２及びステップ１５０においてなされる。しかして、ステップ１５０において、カメラ５０ｂの撮像出力に対する画像処理回路５０ｃからの画像処理データ（指針２０の帰零位置からの分離を表す）に基づき、ＹＥＳと判定されると、ステップ１５３において、上述と実質的に同様に、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の位相角が、指針２０を帰零位置から駆動するにあたりＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加するときの印加開始点を特定する零電気角補正値αとして出力されてＥＥＰＲＯＭ９０に書き込まれる。
【００９０】
次に、上述のようにステップ２１０の判定がＮＯとなる場合には、指針２０が帰零位置に達していないことから、コンピュータプログラムはステップ２１２（図１７参照）以後に進む。このステップ２１２では、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。これに伴い、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃは、マイクロコンピュータ５０ａにより、第１投入状態に切り替えられる。
【００９１】
ステップ２１２の処理後、ステップ２１３において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。このため、ステップモータＭは、上述と実質的に同様に、さらに回転する。然る後、ステップ２２０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角はさらに９０度進んだか否かが判定される。ここで、ステップ２２０での判定がＮＯとなる場合には、ステップ２２１において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。これに伴い、ステップモータＭはさらに回転する。
【００９２】
両ステップ２２０、２２１の循環処理の過程において、ステップ２２０での判定がＹＥＳになると、ステップ２２２において、切り替えスイッチ７０ｂの第２投入状態への切り替え及び切り替えスイッチ７０ｃの開放状態への切り替えの各処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ５０ａにより、切り替えスイッチ７０ｂが第２投入状態に切り替えられるとともに切り替えスイッチ７０ｃが開放状態に切り替えられる。従って、Ａ相巻線３２は、その一端にて、開放され、その他端にて、切り替えスイッチ７０ｂの切り替え接点７３及び固定接点７２を介してマイクロコンピュータ５０ａの出力端子５５に接続される。このため、Ａ相巻線３２には誘起電圧が発生する。
【００９３】
次に、ステップ２２３において、Ａ相巻線３２の誘起電圧がマイクロコンピュータ５０ａに入力される。すると、ステップ２３０において、Ａ相巻線３２の誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。ここで、ステップ２３０での判定がＹＥＳとなる場合には、ステップ２３１において、指針２０のストッパ機構Ｓの係止による停止と判定される。このことは、指針２０が帰零位置にて停止したことを意味する。一方、ステップ２３０での判定がＮＯとなる場合には、コンピュータプログラムはステップ１５４（図１４参照）に戻る。上述のようにステップ２３１の処理が終了すると、ステップ１５１（図１３参照）以後の処理が、上述したステップ１４１の処理後と同様になされ、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧の位相角が零電気角補正値αとしてＥＥＰＲＯＭ９０に書き込まれる。
【００９４】
以上説明したように、指示計器の製造工場での製造段階において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧をステップモータＭに印加した後、当該Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角が１８０度及びこの１８０度に９０度の整数倍を加算した位相角のいずれかに達したときにＡ相及びＢ相の両巻線３２、３３の一方に生ずる誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合、このときの位相角を、ステップモータＭのストッパ機構Ｓの係止に伴う停止位置に対応する電気角であるとし、予め、零電気角補正値αとしてＥＥＰＲＯＭ９０に書き込むようにした。
【００９５】
ここで、当該零電気角補正値αは、本実施形態における指示計器に設けたストッパ機構Ｓの係止位置に伴うステップモータＭの停止位置に対応して、設定される。換言すれば、ストッパ機構Ｓの係止位置に、当該指示計器の各部品の出来上がりや組み付け状態によるばらつきがあっても、指針２０を帰零位置からＡ相及びＢ相の各駆動電圧のもとに回動させる際、上述のように予め設定したストッパ機構の係止に対応するステップモータへの帰零電圧の電気角である零電気角補正値αからＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加することとなる。
【００９６】
次に、上述のようにＥＥＰＲＯＭ９０に書き込んだ状態において、図５の回路構成のもと、本実施形態の作動について説明する。マイクロコンピュータ５０は、バッテリＢとの直結に伴い、図６及び図７のフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、ステップ３００においてＮＯとの判定を繰り返している。このような状態において、当該乗用車を、そのイグニッションスイッチＩＧのオンのもと、走行状態におくものとする。また、イグニッションスイッチＩＧのオンにより、ステップ３００での判定がＹＥＳとなり、ステップ３０１において、零点電気角補正値αが、ＥＥＰＲＯＭ９０から読み込まれる。
【００９７】
ついで、ステップ３１０において、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８００ｂ、８０ｃの第１投入状態への切り替え処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ５０によって、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８００ｂ、８０ｃが共に第１投入状態に切り替えられる。なお、現段階においては、指針２０を帰零位置に戻すためにＡ相巻線３２及びＢ相巻線３３に印加すべきＡ相及びＢ相の各帰零電圧（図１０参照）の位相角は、図８にてＰ点で示す位置にあるものとする。
【００９８】
ステップ３１０の処理後、ステップ３２０において、Ａ相巻線３２及びＢ相巻線３３に対し、零点電気角補正値αに相当する位相角駆動電圧を印加する処理がなされる。これに伴い、上記各帰零電圧の位相角は、図８にて図示ｃ点に移動する。このような状態において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧をｃ点の位相角から出力する処理がステップ３３０においてなされる。このため、駆動回路７０ａは、マイクロコンピュータ５０からのＡ相帰零電圧をｃ点の位相角からＡ相巻線３２に切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを介し印加するとともに、駆動回路８０ａは、マイクロコンピュータ５０からのＢ相帰零電圧をｃ点の位相角からＢ相巻線３３に切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを介し印加する。このため、ステップモータＭは逆転し減速歯車列Ｇの減速回転のもと指針２０を帰零位置の方向に向けて回動する。
【００９９】
ステップ３３０での処理後、ステップ３４０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角は、（α＋β）度だけ進んだか否かが判定される。現段階において、当該各帰零電圧の位相角が（α＋β）度進んでいなければ、ステップ３４０での判定がＮＯとなり、ステップ３４１において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。このため、ステップモータＭ及び減速歯車列Ｇはさらに逆転する。本実施形態では、位相角βは、マグネットロータＭｒの磁極と界磁巻線３２、３３の磁界の磁極との同期化を確保するに要する電気角である。例えば、位相角βは、図８においてＰ点の位置と両ｄ、ａ点の間の位置との間に与えられる位相角に相当する。
【０１００】
然る後、ステップ３４０での判定がＹＥＳになると、ステップ３４２において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧がその位相角にてステップモータＭの正転方向に戻るようにして出力される処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０からのＡ相帰零位置が駆動回路７０ａにより切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを介しＡ相巻線３２に位相角にて戻すように印加されるとともに、マイクロコンピュータ５０からのＢ相帰零電圧が駆動回路８０ａにより切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを介しＢ相巻線３３に位相角にて戻すように印加される。これに伴い、ステップモータＭは正転方向に回転し減速歯車列Ｇ減速回転のもと指針２０が図１にて図示時計方向に回動する。
【０１０１】
ステップ３４２での処理後、ステップ３５０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角は、位相角βだけ戻ったか、即ち、零点電気角補正値α（図８にてＰ点の位置）に戻ったか否かが判定される。ここで、ステップ３５０での判定がＮＯとなれば、ステップ３５１において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角戻し出力継続処理がなされる。このため、ステップモータＭ及び減速歯車列Ｇがさらに上記時計方向に回転する。その後、ステップ３５０における判定がＹＥＳになると、ステップ３５２において、マグネットロータＭｒの磁極と界磁巻線３２、３３の磁界との同期化の終了との判定がなされる。これにより、マグネットロータＭｒの磁極と界磁巻線３２、３３の磁界とが同期化する。
【０１０２】
このような同期化後、ステップ３５３において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角戻し出力継続処理がなされる。これに伴い、ステップ３６０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角は（α−γ）度に戻ったか否かが判定される（図８にて図示Ｑ点参照）。ここで、γ度は、指針２０の帰零位置への到達を判定するにあたり、マグネットロータＭｒを十分に加速するに要する電気角であるが、本実施形態では、γ度は、次のように設定されている。指針２０の回動にはヒステリシスが一般に伴う。図９はこの指針２０の回動のヒステリシスを示す。指針２０の回動角である出力角は、車速に比例する回動角である入力角の増大に伴い直線Ｌｕに沿い図示矢印方向に増大し、一方、当該入力角の減少に伴い直線Ｌｄに沿い図示矢印方向に減少する。そして、両直線Ｌｕ、Ｌｄの間にはヒステリシス幅ΔＨが存在するが、横軸上の幅０．５度をγとすれば、出力角度はほぼ零に維持できることが分かる。そこで、本実施形態では、γ＝０．５度と設定してある。
【０１０３】
上記ステップ３６０での判定がＮＯであれば、ステップ３６１においてＡ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角戻し出力継続処理がなされる。このため、上述と同様に、ステップモータＭは正転方向に回転し減速歯車列Ｇの減速回転のもと指針２０が図１にて図示時計方向に回動する。以後、両ステップ３６０、３６１の循環処理がなされ、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角が（α−γ）度に戻ると、ステップ３６０での判定がＹＥＳとなり、ステップ３６２（図７参照）において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０は、Ａ相帰零電圧を駆動装置７０を介しＡ相巻線３２に印加するとともに、Ｂ相帰零電圧を駆動装置８０を介しＢ相巻線３３に印加する。これに伴い、ステップモータＭは逆転し減速歯車列Ｇの減速回転のもと指針２０を帰零位置方向に向けて回動させる。
【０１０４】
ついで、ステップ３７０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角は（１８０−γ）だけ進んだかについて判定される。このことは、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角は、図８のＱ点からａ点まで進んだかが判定されることを意味する。ここで、進んでいなければ、ステップ３７０での判定はＮＯとなり、ステップ３７１において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。このため、ステップモータＭはさらに正転方向に回転する。両ステップ３７０、３７１の循環処理中において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角が（１８０−γ）だけ進むと、ステップ３７０の判定がＹＥＳとなる。このとき、上述のようにステップモータＭの加速のために予めγ度の位相角を帰零電圧に確保してあり、かつ、図８のｄ点ではなく、ａ点で判定するので、マグネットロータＭｒの回転速度は十分に上昇している。
【０１０５】
しかして、次のステップ３７２において、両切り替えスイッチ７０ｂ、８０ｂの開放状態への切り替え処理及び両切り替えスイッチ７０ｃ、８０ｃの第２投入状態への切り替えの各処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ５０によって、両切り替えスイッチ７０ｂ、８０ｂが開放状態に切り替えられるとともに、両切り替えスイッチ７０ｃ、８０ｃが第２投入状態に切り替えられる。このため、Ａ相及びＢ相の各巻線３２、３３に誘起電圧がそれぞれ発生する。ここで、ステップ３７０でＹＥＳと判定したときのマグネットロータＭｒの回転速度は上述のように十分に上昇しているので、当該各誘起電圧は、上述のようにマグネットロータＭｒの回転速度不足に依るものではなく、正常な値になっている。
【０１０６】
しかして、ステップ３７３において、Ａ相及びＢ相の各巻線３２、３３の誘起電圧のうち高い方の誘起電圧がマイクロコンピュータ５０に入力される。この入力後、ステップ３８０において、当該入力誘起電圧は閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。当該入力誘起電圧は閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、ステップ３８０での判定はＹＥＳとなり、一方、上記入力誘起電圧は閾値電圧Ｖｔｈ以下でなければ、ステップ３８０での判定はＮＯとなる。このようなステップ３８０での判定は、上述のように誘起電圧が正常な値になっているため、精度よくなされ得る。
【０１０７】
また、上述のようにステップ３８０での判定がＮＯとなる場合には、指針２０が帰零位置に達していないことから、ステップ３８１において、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃを第１投入状態に切り替える処理がなされる。このため、マイクロコンピュータ５０によって、、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃは第１投入状態に切り替えられる。ついで、ステップ３８２において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力継続処理がなされる。
【０１０８】
これに伴い、マイクロコンピュータ５０は、Ａ相帰零電圧を駆動回路７０ａ及び両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを介しＡ相巻線３２に印加するとともに、Ｂ相帰零電圧を駆動回路８０ａ及び両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを介しＢ相巻線３３に印加する。このため、ステップモータＭはさらに逆転する。そして、ステップ３９０において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角はさらに９０度進んだか否かが判定される。このことは、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角が図８のｂ点に進んだか否かが判定されることを意味する。ここで、進んでいなけば、ステップ３９０での判定はＮＯとなり、ステップ３８２の処理がなされ、ステップモータＭはさらに逆転する。
【０１０９】
両ステップ３９０、３８２の循環処理中において、ステップ３９０での判定がＹＥＳになると、ステップ３７２乃至３８０の処理が上述と同様になされる。ここで、ステップ３８０での判定がＹＥＳになると、ステップ３８３において、指針２０がストッパ機構Ｓの係止により停止したとの判定がなされる。このことは、指針２０の帰零位置への到達を意味する。これに伴い、当該ステップ３８３において、この指針２０の帰零位置への到達時のＡ相及びＢ相の各帰零電圧の位相角が所定の電気角と設定され、次のステップ３８４において、Ａ相及びＢ相の各帰零電圧の出力が停止される。
【０１１０】
その後、ステップ４００において、通常処理がなされる。即ち、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃが共に第１投入状態に切り替えられた上で、Ａ相及びＢ相の各駆動電圧が、上記所定の電気角に相当する位相角から、車速センサ６０の検出出力に応じて、各駆動装置７０、８０を介しＡ相及びＢ相の各界磁巻線３２、３３に印加される。このため、ステップモータＭは正転し減速歯車列Ｇの減速回転のもと指針２０は時計方向に回動して車速を指示する。
【０１１１】
また、上述のように、ステップモータＭにおいて、零電気角補正値α及び位相角β度を用いて、上記各駆動電圧の印加の際に当該各駆動電圧に与える電気角とマグネットロータＭｒの磁極位置とを正しく一致させて、マグネットロータＭｒをＡ相及びＢ相の各駆動電圧と正しく同期させるので、ステップモータＭは、指針２０の帰零位置への戻し調整にあたり、脱調することがない。しかも、上述のようにマグネットロータＭｒの加速区間としてγ度の位相角を設定し、かつ図８のＰ点直後のｄ点ではなくａ点で、界磁巻線の誘起電圧を閾値電圧Ｖｔｈと比較判定するので、このときのステップモータＭの回転速度は十分に上昇している。よって、当該判定、換言すれば、指針２０の帰零位置への到達との判定は精度よく行える。その結果、当該精度のよい判定を前提とする上記通常処理で、車速センサ６０の検出出力に基づきステップモータＭにＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加すれば、上述のごとく所定の電気角に相当する位相角（即ち、ステップ３８３での判定時の位相角）から印加されることを前提に、ステップモータＭは上記帰零位置に精度よく対応する回転位置から正常に起動して、指針２０の指示精度を大幅に向上させ得る。
【０１１２】
また、上述のようにγ＝０．５度と設定してあるので、指針２０を上述のように帰零位置から離す方向にステップモータＭを回転しても当該指針２０は殆ど動かない。従って、当該指針２０を見ても何ら違和感はない。
【０１１３】
なお、ステップ４００での通常処理はステップ４１０でのＮＯとの判定のもとに繰り返され、イグニッションスイッチＩＧがオフされると、ステップ４１０においてＹＥＳと判定される。
【０１１４】
なお、本発明の実施にあたり、上記γ度は、上記実施形態とは異なり、ヒステリシス幅ΔＨとしても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。また、指針２０が動いてもよい場合には、上記γ度は、０．５度よりも大きくしてもよい。
【０１１５】
なお、上記実施形態では、指針２０が、ストッパ機構Ｓの係止に伴い停止するときの帰零電圧の位相角を零電気角補正値αとする例について説明したが、これに代えて、指針２０のストッパ機構Ｓの係止に伴う停止状態において、ステップモータＭにＡ相及びＢ相の各駆動電圧を印加することで、ストッパ機構Ｓの係止が解除されるときにＡ相及びＢ相の両巻線の一方に生ずる誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下になる際、当該各駆動電圧の一方の位相角を上記零電気角補正値αとしてＥＥＰＲＯＭ９０に書き込むようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【０１１６】
また、本発明の実施にあたり、ステップモータＭの各界磁巻線に印加する駆動電圧や帰零電圧は、余弦波状電圧に限ることなく、正弦波状電圧、台形波状電圧、三角波状電圧等の交流電圧や交流電流等の交流信号であればよい。
【０１１７】
また、本発明の実施にあたり、指示計器は、車速を指示するものに限ることなく、乗用車のエンジンの回転数や燃料の残量等のアナログ値を指示するものであってもよい。
【０１１８】
また、本発明の実施にあたり、乗用車用指示計器に限ることなく、バス、トラックや自動二輪車等の各種車両用指示計器その他各種の指示計器に本発明を適用して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乗用車用指示計器の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の指示計器の部分断面図である。
【図３】図２の指針並びに回動内機に内蔵したステップモータ及びストッパ機構の斜視図である。
【図４】図３のステップモータの平面図である。
【図５】上記実施形態の電気回路構成図である。
【図６】図５のマイクロコンピュータの作用を表すフローチャートの前段部である。
【図７】図５のマイクロコンピュータの作用を表すフローチャートの後段部である。
【図８】指針の帰零位置への到達を判定するための過程を示す説明図である。
【図９】指針の回動に伴うヒステリシスを示すグラフである。
【図１０】帰零電圧の波形を示すタイミングチャートである。
【図１１】ＥＥＰＲＯＭに零電気角補正値を書き込むための電気回路構成図である。
【図１２】図１１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの一部である。
【図１３】図１１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの一部である。
【図１４】図１１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの一部である。
【図１５】図１１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの一部である。
【図１６】図１１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの一部である。
【図１７】図１１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの一部である。
【図１８】Ａ相及びＢ相の各帰零電圧及び各駆動電圧を示すタイミングチャートである。
【図１９】従来の指示計器において指針を帰零位置に戻す際の動作を各帰零電圧との関係で説明するための図である。
【符号の説明】
１０ａ…目盛り盤、１１…車速表示部、２０…指針、
３２、３３…界磁巻線、５０…マイクロコンピュータ、
７０、８０…駆動装置、７０ａ、８０ａ…駆動回路、
７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃ…切り替えスイッチ、９０…ＥＥＰＲＯＭ、
Ｍ…ステップモータ、Ｍｒ…マグネットロータ、Ｍｓ…ステータ、
Ｓ…ストッパ機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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