(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁信号に応答して回転運動をすることにより被駆動部材を位置制御するステッパモータと、
帰零指令に応答して、前記被駆動部材を予め定められた基準零位置に戻すための前記励磁信号を前記ステッパモータに供給することにより前記ステッパモータを駆動させ、前記被駆動部材の挙動に伴って発生する誘導電圧を検出することなく、前記被駆動部材を前記基準零位置に戻す帰零処理を行う帰零処理手段と、
零検指令に応答して、前記被駆動部材をストッパで定められたストッパ零位置に戻すための前記励磁信号を前記ステッパモータに供給することにより前記ステッパモータを駆動させ、前記誘導電圧に基づいて前記被駆動部材が前記ストッパ零位置に復帰したか否かを判定しつつ、前記被駆動部材を前記ストッパ零位置に戻すと共に、計測の内容に応じた前記励磁信号を生成する計測処理手段の計数機構を初期設定する零検処理を行う零検処理手段と、を有するステッパモータ駆動制御回路であって、
前記帰零指令及び前記零検指令を受信し、前記帰零処理及び前記零検処理の処理状態に応じて、受信した前記帰零指令及び前記零検指令をそれぞれ前記帰零処理手段及び前記零検処理手段に供給制御する零検帰零制御手段、を有し、前記零検帰零制御手段は前記帰零処理中に受信した前記零検指令を前記零検処理手段に供給しないように制御する
ことを特徴とするステッパモータ駆動制御回路。
【請求項２】
請求項１記載のステッパモータ駆動制御回路において、
車載され、
前記帰零指令及び前記零検指令はそれぞれ、イグニッションスイッチのＯＦＦ及びＯＮに応答して発生する
ことを特徴とするステッパモータ駆動制御回路。
【請求項３】
請求項２記載のステッパモータ駆動制御回路において、
前記零検帰零制御手段は、
前記零検処理手段に前記零検指令を供給後、所定の監視時間経過しても前記零検処理手段が前記零検処理を開始したことを認識できない場合、異常処理を行う機能をさらに有する
ことを特徴とするステッパモータ駆動制御回路。
【請求項４】
請求項２記載のステッパモータ駆動制御回路において、
前記零検帰零制御手段は、
前記零検処理手段が前記零検処理を開始後、前記零検処理が完了するのに十分な監視時間経過しても、前記零検処理が完了してない場合、異常処理を行う機能をさらに有する
ことを特徴とするステッパモータ駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッパモータ駆動制御回路に関し、特に、表示指針を零位置に戻す帰零処理を行う帰零処理、及び表示指針を零位置に戻すと共に計数機構を初期設定する零検処理を効率的に行うことのできるステッパモータ駆動制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車速を表示するスピードメータや燃料の残量を表示する燃料メータ等の車載メータには、応答性や価格的な理由でステッパモータが多用されている。しかしながら、ステッパモータを搭載する車両の振動やエンジンノイズ等により発生する誤った駆動信号等により、ステッパモータの回転に連動する指針の本来移動すべき移動量と実際の移動量との間に差異が生じてしまう場合がある。このような場合を想定して、例えば、イグニッションスイッチのＯＮのタイミングで、ステッパモータを駆動させ、指針をストッパで定められる零位置に戻すと共に、このときの指針の位置に同期させて計数機構の初期設定を行う零検処理が行われる。この零検処理において、指針が零位置に戻ったかどうか、すなわち、指針がストッパに接触したかどうかを判定するために、ステッパモータの回転により発生する誘導電圧が検出される。
【０００３】
また、通常時ステッパモータは、例えば、車両の燃料タンク内のレベルセンサから出力される燃料の残量を示すセンサ出力信号に基づいて生成された励磁信号に応答して、指針を燃料計のメータ上に割り振られた速度目盛りの所定値を指示するように位置移動させる。そして、イグニッションスイッチがＯＦＦにされると、指針を零位置位に復帰に戻すための励磁信号がステッパモータに供給され、ステッパモータの駆動により指針を零位置位に戻す帰零処理が行われる。
【０００４】
ところで、上記零検処理では、指針を零位置方向に位置移動する制御スピードは、上記誘導電圧を確実に検知するための最適なステッパモータ回転速度等も考慮され、約２０度／秒である。すなわち、脱調等で指針が零位置から最大角度振れた位置、例えば、振れ角３２０度の位置から零位置に復帰するまで約１６秒かかる。
【０００５】
一方、上記帰零処理は、図６に示す指針振れ角（角度）と帰零時間の関係からわかるように、指針が零位置から最大角度振れた位置、例えば、振れ角３２０度の位置から零位置位に復帰するまでにはせいぜい２秒で十分である。つまり、帰零処理時には、零検処理時のように誘導電圧検出の必要はなく、ステップモータの最大応答周波数のみを考慮して指針を位置制御すればよいので、短時間で零位置復帰可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のような、従来のステッパモータ駆動制御回路では、指針が零位置から最大角度振れた位置、例えば、燃料メータが満タン値を示しているときに、誤ってイグニッションスイッチをＯＦＦにし、その直後に慌ててイグニッションスイッチをＯＮに戻した場合、上記制御により帰零処理中に零検処理が開始されてしまう。
【０００７】
すなわち、上記イグニッションスイッチＯＦＦに応答した帰零処理による指針の零位置位復帰中に、突然イグニッションスイッチＯＮに応答した零検処理が開始割り込むので、指針は異常な動きをしてしまう。また、既にイグニッションスイッチはＯＮに戻されているので、指針はできるだけ速く正常な値を表示する必要があるにも関わらず、この正常表示までに要する時間は、上記零検処理の割り込みにより上述の最長時間１６秒以上要してしまう場合もある。
このような指針の異常な動きは、運転中の運転者にとって非常に煩わしく、注意力も散漫になり、事故の原因にもなりかねない。
また、上記零検処理中に処理装置に異常が発生した場合、指針の動きはさらに異常になり、運転者は非常に混乱する。
【０００８】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、上記帰零処理と零検処理を効率的に制御し指針の異常な動きを防止したステッパモータ駆動制御回路を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載のステッパモータ駆動制御回路は、図１の基本構成図に示すように、励磁信号に応答して回転運動をすることにより被駆動部材５Ａ、６Ａを位置制御するステッパモータ３Ａと、帰零指令に応答して、前記被駆動部材５Ａ、６Ａを予め定められた基準零位置に戻すための前記励磁信号を前記ステッパモータ３Ａに供給することにより前記ステッパモータ３Ａを駆動させ、前記被駆動部材の挙動に伴って発生する誘導電圧を検出することなく、前記被駆動部材５Ａ、６Ａを前記基準零位置に戻す帰零処理を行う帰零処理手段２Ｂと、零検指令に応答して、前記被駆動部材５Ａ、６Ａをストッパで定められたストッパ零位置に戻すための前記励磁信号を前記ステッパモータ３Ａに供給することにより前記ステッパモータ３Ａを駆動させ、前記誘導電圧に基づいて前記被駆動部材が前記ストッパ零位置に復帰したか否かを判定しつつ、前記被駆動部材５Ａ、６Ａを前記ストッパ零位置に戻すと共に、計測の内容に応じた前記励磁信号を生成する計測処理手段の計数機構を初期設定する零検処理を行う零検処理手段２Ａと、を有するステッパモータ駆動制御回路であって、前記帰零指令及び前記零検指令を受信し、前記帰零処理及び前記零検処理の処理状態に応じて、受信した前記帰零指令及び前記零検指令をそれぞれ前記帰零処理手段２Ｂ及び前記零検処理手段２Ａに供給制御する零検帰零制御手段１Ａ、を有し、前記零検帰零制御手段１Ａは前記帰零処理中に受信した前記零検指令を前記零検処理手段２Ａに供給しないように制御することを特徴とする。なお、前記基準零位置及び前記ストッパ零位置は、同じ位置に設けてもよいし別の位置に設けてもよい。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、零検帰零制御手段１Ａは、帰零指令及び零検指令を受信し、帰零処理及び零検処理の処理状態に応じて、受信した帰零指令及び零検指令をそれぞれ帰零処理手段２Ｂ及び零検処理手段２Ａに供給制御する。そして、零検帰零制御手段１Ａは帰零処理中に受信した零検指令を零検処理手段２Ａに供給しないように制御する。
零検帰零制御手段１Ａは帰零処理中に受信した零検指令を零検処理手段２Ａに供給しないようにしたので、帰零処理中に零検処理の割り込みがなくなる。零検処理の割り込みをなくしたので、指針の異常な動きもなくなり、指針も即座に零位置に復帰し本来のメータ値を指示するようになるので、運転者を混乱させることがなくなる。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載のステッパモータ駆動制御回路は、図１の基本構成図に示すように、請求項１記載のステッパモータ駆動制御回路において、車載され、前記帰零指令及び前記零検指令はそれぞれ、イグニッションスイッチのＯＦＦ及びＯＮに応答して発生することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、本ステッパモータ駆動制御回路は車載され、帰零指令及び零検指令はそれぞれ、イグニッションスイッチのＯＮ及びＯＦＦに応答して発生するので、脱調の原因が多く存在し、かつ、イグニッションスイッチに連動して零検処理及び帰零処理が行われる車載されるメータ類に本発明は非常に有効となる。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載のステッパモータ駆動制御回路は、図１の基本構成図に示すように、請求項２記載のステッパモータ駆動制御回路において、前記零検帰零制御手段１Ａは、前記零検処理手段２Ａに前記零検指令を供給後、所定の監視時間経過しても前記零検処理手段２Ａが前記零検処理を開始したことを認識できない場合、異常処理を行う機能をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、零検指令を供給後、所定の監視時間経過しても零検処理手段２Ａが零検処理を開始したことを認識できない場合、警報する等の異常処理をして、異常を運転者に喚起することが可能になる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載のステッパモータ駆動制御回路は、図１の基本構成図に示すように、請求項２記載のステッパモータ駆動制御回路において、前記零検帰零制御手段１Ａは、前記零検処理手段２Ａが前記零検処理を開始後、前記零検処理が完了するのに十分な監視時間経過しても、前記零検処理が完了してない場合異常処理を行う機能をさらに有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、零検処理を開始後、零検処理が完了するのに十分な監視時間経過しても、零検処理が完了してない場合、警報する等の異常処理をして、異常を運転者に喚起することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明のステッパモータ駆動制御回路を含むシステム全体を示すブロック図である。
【００１８】
まず、本発明に関わるシステムの動作概要を説明する。図中、ドライバ制御回路１は、例えば、車両の燃料タンク内のレベルセンサから出力される燃料の残量を示すセンサ出力信号をセンサ信号入力端子ＲＸＲに受信する。受信したセンサ出力信号に応答してドライバ制御回路１は、ステッパモータをセンサ出力信号の内容に応じた角度だけ回転させるための角度データを生成し、角度データ出力端子ＴＸＤに出力する。
【００１９】
この角度データを角度データ入力端子ＲＸＤに受信したステッパモータドライバ２は、後述する所定の変換処理をして、ステッパモータの回転子３をセンサ出力信号の内容に応じた角度だけ回転させるための励磁信号が励磁信号出力端子Ｓ＋、Ｓ−、Ｃ＋及びＣ−に供給する。励磁信号出力端子Ｓ＋、Ｓ−、Ｃ＋及びＣ−から出力される各励磁信号はそれぞれ、Ｈレベル（５ボルト）又はＬレベル（０ボルト）により１ステップが構成されている。
【００２０】
各励磁信号はそれぞれ、駆動コイル３１及び３２のそれぞれの両端に印加される。コイルＣ１及びコイルＣ２は励磁信号に応じてそれぞれの端部がＮ又はＳ極になり、回転子３に交互に均等に着磁されたＮ極及びＳ極との吸引又は反発作用によって、回転子３を回転駆動する。この回転子３は中間ギア４を介して出力ギア５に機械的に連結され、出力ギア５を回転駆動する。この回転駆動される出力ギア５は、この回転駆動に連動して燃料計のメータ８上に割り振られた速度目盛りの所定値を指示する指針６を有している。例えば、残量が増えた時には回転子３、ギア４、５及び指針６は図中矢印で示す方向に回転移動し、減った時又は後述する零検時はこれとは逆方向に回転移動する。
【００２１】
通常時には、指針６は、センサ出力信号に対応するメータ８上の所定の目盛りを指示する。この指針６は、ストッパ７で定められ、これ以上指針６が図中矢印と逆方向に移動できない位置を零位置としている。なお、目盛り上の表示原点、すなわち、残量０状態を示す点は通常上記零位置よりやや正転方向に移動した点に設けられていることもあるが、本実施形態では説明を簡単にするために、表示原点と上記零位置とは一致しているものと想定している。
【００２２】
上述のような通常時の動作に対して、この駆動回路１を搭載する車両の振動やエンジンノイズ等により発生した誤った駆動信号等により、指針６が本来移動すべき移動量と実際の移動量との間に差異が生じてしまう場合がある。このような場合を想定して、例えば、イグニッションスイッチのＯＮのタイミングで、ステッパモータの回転子３を駆動させ、指針６をストッパ７で定められる零位置に戻すと共に、このときの指針６の位置に同期させてドライバ制御回路１の計数機構の初期設定を行う零検処理が行われる。この零検処理において、指針６が零位置に戻ったかどうか、すなわち、指針６がストッパ７に接触したかどうかを判定するために、回転子３の回転により発生する誘導電圧が検出される。この誘導電圧は、回転子３に相対して配設された検出コイル３３により検出され、ＲＣ回路９でフィルタリングされた後、誘導電圧入力端子ＲＸＩに供給される。
【００２３】
一方、イグニッションがＯＮからＯＦＦになった際には、上記指針６を表示零点に戻す帰零処理が行われる。すなわち、端子ＲＸＩＧに入力される信号によりイグニッションがＯＮからＯＦＦになったことを検知したドライバ制御回路１は、指針６を表示零点に戻す帰零処理のための角度データを生成し、角度データ出力端子ＴＸＤに供給する。この帰零処理のための角度データを角度データ入力端子ＲＸＤに受信したステッパモータドライバ２は、所定の変換処理をして、帰零のための励磁信号を励磁信号出力端子Ｓ＋、Ｓ−、Ｃ＋及びＣ−に供給する。この励磁信号に応答して、回転子３は図中、矢印と逆方向に回転駆動し、中間ギア４及び出力ギア５を回転させて、指針６を矢印と逆方向に位置移動させ表示零点に復帰させ、帰零処理が完了する。
【００２４】
次にドライバ制御回路１の構成に関して説明する。
ドライバ制御回路１は、中央演算制御装置（ＣＰＵ）１０及びこれに接続された不揮発メモリ（ＮＶＭ）１１を含む。このＮＶＭ１１には、センサ出力値とステッパモータ回転子の回転角データの対応テーブルが格納されている。
【００２５】
上記ＣＰＵ１０は、読み出し書き込み自在のメモリ（ＲＡＭ）１０２及び読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）１０３を含む。ＲＡＭ１０２はＣＰＵ１０の処理の過程で発生する各種のデータを格納する各種格納エリア、例えば、エラーカウンタ値を格納するエラーカウンタ格納エリア、零検要求を格納する零検要求格納エリア、及び状態を示す状態フラグを格納する状態格納エリア等を有している。またＲＯＭ１０３は後述する本発明に関わる処理を行うプログラムや固定データ等が格納されている。ＣＰＵ１０はＲＯＭ１０３に予め格納された制御プログラムに従って、動作する。また、ＣＰＵ１０は基本的に各部に応じた電圧変換機能を有する各インターフェース回路（図示しない）を介して、各端子ＲＸＲ、ＲＸＩＧ、ＴＸＤ、ＴＸＺ及びＲＸＭに接続されている。
【００２６】
ＣＰＵ１０はセンサ信号入力端子ＲＸＲを介してセンサ出力信号を受信すると、ＮＶＭ１１に格納されている上記対応テーブルを参照して目標回転角を算出し、この目標回転角にステッパモータを回転制御するための角度データを生成し角度データ出力端子ＴＸＤに出力する。またＣＰＵ１０は、イグニッションスイッチ等の電源ＯＮ信号をトリガーとして、ゼロ検指令信号を生成しゼロ検指令信号出力端子ＴＸＺから出力する。
【００２７】
さらにＣＰＵ１０は、零検モニタ信号受信端子ＲＸＭを介して、ステッパモータ駆動回路１から零検モニタ信号を受信する。零検モニタ信号のＬからＨへの変化に応答して、ＣＰＵ１０はＲＯＭ１０３に格納されている角度データの計数値を初期状態に設定する。そして、この零検モニタ信号の状態（零検モニタ信号がＨ）でＣＰＵ１０に入力してきたセンサ出力は、上述のように角度データに変換されて角度データ出力端子ＴＸＤに供給される。このドライバ制御回路１は、零検モニタ信号がＬの期間は、センサ出力には応答せず、上記角度データの生成は行わず出力端子ＴＸＤにはデータの送出は行わない。
【００２８】
このＣＰＵ１０は、上述したようにイグニッションスイッチのＯＮ（零検指令に相当）のタイミングで零検開始指令を送出しステッパモータドライバ２に零検を行わせ、またイグニッションがＯＮからＯＦＦ（帰零指令に相当）になった際には帰零処理のための角度データを生成しステッパモータドライバ２に帰零処理を行わせるが、ステッパモータドライバ２が帰零処理を行っている最中にイグニッションスイッチのＯＮ（零検指令）があっても、零検指令信号出力端子ＴＸＺから零検開始指令を送出しない。
【００２９】
また、ステッパモータドライバ２に関して説明を加えると、ステッパモータドライバ２は、データ受信部２１、駆動パターン生成部２２、ストッパ接触判定部２３及び零検制御部２４を有する。
【００３０】
データ受信部２１は角度データ入力端子ＲＸＤを介してドライバ制御回路１から送出されてくる上記角度データを受信し、コイルＣ１及びＣ２に供給する励磁信号に対応するパラレルデータに変換して駆動パターン生成部２２に供給する。
【００３１】
駆動パターン生成部２２は、図示しないフィルタ部、ＳＩＮ／ＣＯＳ変換部、（パルス幅変調）ＰＷＭ出力部から基本的に構成される。フィルタ部では受信したパラレルデータに対してそれぞれ所定の演算式に基づいてフィルタ処理をする。ＳＩＮ／ＣＯＳ変換部は、フィルタ部での演算結果を基にＳＩＮ／ＣＯＳの象限データ及びＳＩＮ／ＣＯＳデータを所定時間毎に更新してＰＷＭ出力部に出力する。ＰＷＭ出力部は、ＳＩＮ／ＣＯＳ変換部からの所定時間毎に更新されるデータをＰＷＭ信号に変換して、コイルＣ１及びＣ２に供給する励磁信号を生成して、励磁信号出力端子Ｓ＋、Ｓ−、Ｃ＋及びＣ−に供給する。駆動パターン生成部２２はまた、零検制御部２４からの指令信号に応答し零検のための励磁信号を生成して、励磁信号出力端子Ｓ＋、Ｓ−、Ｃ＋及びＣ−に供給する。
【００３２】
ストッパ接触判定部２３はコンパレータから基本的に構成されており、誘導電圧入力端子ＲＸＩに供給される誘導電圧と、上記指針６がストッパ７に接触したかどうかを検出するための基準となる予め設定された基準電圧値とを所定の検出タイミングで比較し、比較結果を零検制御部２４に供給する。
【００３３】
零検制御部２４は、ストッパ接触判定部２３からの比較結果及び零検指令信号入力端子ＲＸＺからの零検指令信号に応答して、駆動パターン生成部２２に上記零検のための励磁信号の生成を指令すると共に零検処理中であることを示す零検モニタ信号を零検モニタ信号出力端子ＴＸＭに出力する。また零検制御部２４は、零検指令信号に応答して、データ受信部２１に角度データの格納を停止するように指令を出す。
【００３４】
次に、本発明に関わるドライバ制御の概要を図３の状態遷移図を用いて説明する。
図３は、本発明のステッパモータ駆動制御回路が行うドライバ制御を示す状態遷移図である。図３において、各状態は、所定のトリガーに応答して、それに応じた処理をした後状態を遷移する。
【００３５】
バッテリがＯＮになるか、システムがリセットされたか、あるいはＣＰＵがスリープ状態でイグニッション（イグニッション）がＯＮになったかいずれかのトリガー応答して、ＣＰＵ１０は零検要求をＲＡＭ１０２の零検要求格納エリアに格納すると共にＲＡＭ１０２のエラーカウンタ格納エリアのエラーカウンター値をクリアして、許可状態Ｓ１０Ａに移行する。
【００３６】
許可状態Ｓ１０Ａにおいては、ＣＰＵ１０は上記零検要求格納エリアをチェックしてそこに零検要求があれば、零検指令信号出力端子ＴＸＺに零検指令信号を出力すると共に零検指令信号により不要になった零検要求格納エリアにある零検要求をクリアし、動作確認状態Ｓ１１Ａに移行する。
【００３７】
動作確認状態Ｓ１１Ａにおいては、上記零検指令信号に応答してステッパモータドライバ２が正常なら零検を開始しているはずであり、すなわち、正常なら零検モニタ信号が零検開始を示すＬになっているはずであるので、ＣＰＵ１０はその確認を所定のインターバル、例えば２秒、で零検モニタ信号の状態を最大３回チェックすることにより行う。すなわち、２秒毎に零検モニタ信号の状態をチェックし、チェック毎にエラーカウンタをカウントアップしていく。このチェックタイミングで零検モニタ信号がＨであり、かつ上記エラーカウンタが３より小さいならば、それに応答して零検要求を零検要求格納エリアに格納すると共にエラーカウンタ値をカウントアップし、許可状態Ｓ１０Ａに遷移する。上記チェックタイミングにおいて、零検モニタ信号がＨであり、かつ上記エラーカウンタが３以上になれば、ステッパモータドライバ２側、あるいはドライバ制御回路１とステッパモータドライバ２間に何か異常があると考えられるので、所定の異常処理を行うためにＲＡＭ１０２の所定格納エリアのステッパデータをクリアしエラー状態Ｓ１３Ａに移行する。
【００３８】
また動作確認状態Ｓ１１Ａにおいて、ＣＰＵ１０は零検モニタ信号がＬになったことを認識すると、これはステッパモータドライバ２が零検を開始したことを意味するので、終了待ち状態Ｓ１２Ａに移行する。
【００３９】
終了待ち状態Ｓ１２Ａにおいては、ステッパモータドライバ２側に異常がなければ最長２０秒後にはで零検が終了するはずであり、すなわち、最大２０秒で零検モニタがＬからＨに変化するはずであるので、ＣＰＵ１０はその確認を２０秒の監視期間を設けてチェックする。すなわち、零検モニタ信号が２０秒間ＬからＨに変化しなければ、ステッパモータドライバ２側、あるいはドライバ制御回路１とステッパモータドライバ２間に何か異常があると考えられるので、ＣＰＵ１０は所定の異常処理を行うためにタイムアウトとしてエラー状態Ｓ１３Ａに移行する。このタイムアウト前に零検モニタ信号がＬからＨに変化すれば、ステッパモータドライバ２で正常に零検が終了したことを示すので許可状態Ｓ１０Ａに移行する。
【００４０】
一方エラー状態Ｓ１３Ａにおいては、ＣＰＵ１０は零検異常を示す警報を表示する等所定の異常処理をして一連の処理を終了する。
【００４１】
ところで、ＣＰＵ１０は、上述した許可状態Ｓ１０Ａ、動作確認状態Ｓ１１Ａ、終了待ち状態Ｓ１２Ａ、エラー状態Ｓ１３Ａにおいて、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに変化したことを検出すると、上記零検要求格納エリアにある零検要求及びエラーカウンタ格納エリアのエラーカウンター値をクリアして、不許可状態Ｓ９Ａに移行する。
【００４２】
不許可状態Ｓ９Ａにおいては、ＣＰＵ１０は帰零処理のための角度データを生成する。そして、図６に示すように、最大の指針振れ角、約３２０度でも指針が表示原点に戻るのに要する十分な時間、すなわち、２秒間この不許可状態Ｓ９Ａを維持した後、許可状態Ｓ１０Ａに移行する。この不許可状態Ｓ９Ａは２秒間維持されるので、ここでイグニッションＯＮによる零検指令があっても無視され、この間に帰零処理が割り込みを受けることなく終了する。
【００４３】
このような不許可状態Ｓ９Ａに関わる処理により零検処理の割り込みがなくなるので、指針の異常な動きもなくなり、指針も即座に零位置に復帰し本来のメータ値を指示するようになるので、運転者を混乱させることがなくなる。詳述すると、零検処理では指針が零位置に復帰したことを正確に検出する必要があるため、この検出に最適な制御スピード等も考慮されるので、指針の移動速度が遅く指針振れ角から零位置に復帰するまで時間がかかる。一方、帰零処理は、上記のような検出は行われないので、指針の移動速度が速くてもよく指針振れ角から零位置に復帰するまでに時間がかからない。このため、帰零処理中に零検処理の割り込みがあると、従来の制御では指針の移動速度が突然変化する等指針が異常な動きあるうえ、指針が零位置に復帰するまでの時間も多くかかるが、本実施形態によるとこのようなことがなくなる。
【００４４】
さらに図４及び図５（ａ）〜（ｄ）を用いて、図３の状態遷移図に対応するＣＰＵ１０の処理フローを説明する。
図４は、本発明のステッパモータ駆動制御回路が行うドライバ制御を示すフローチャートである。図５（ａ）〜（ｄ）は、図４の各状態における処理を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１においては、バッテリがＯＮになるか、システムがリセットされたか、あるいはＣＰＵがスリープ状態でイグニッションがＯＮになったかいずれかの場合（ステップＳ１のＹ）、ステップＳ２に移行する。
【００４６】
ステップＳ２においては、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１０２の状態格納エリアの状態フラグを許可状態に設定して、ステップＳ３に移行する。
【００４７】
ステップＳ３においては、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１０２の零検要求格納エリアに零検要求を格納して、ステップＳ４に移行する。
【００４８】
ステップＳ４においては、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１０２のエラーカウンタ格納エリアのエラーカウンター値をクリアして、ステップＳ８に移行する。
【００４９】
ステップＳ１に戻って、ステップＳ１において、上記バッテリがＯＮになるか、システムがリセットされたか、あるいはＣＰＵがスリープ状態でイグニッションがＯＮになったかのいずれかも検出しなかった場合（ステップＳ１のＮ）、ＣＰＵ１０はステップＳ５に移行する。
【００５０】
ステップＳ５においては、ＣＰＵ１０はイグニッションがＯＦＦからＯＮに変化したかどうか判断する。ステップＳ５において、イグニッションがＯＦＦからＯＮに変化したと判断した場合（ステップＳ５のＹ）、ステップＳ３に移行する。また、イグニッションがＯＦＦからＯＮに変化したと判断しなかった場合（ステップＳ５のＮ）、ステップＳ６に移行する。
【００５１】
ステップＳ６においては、ＣＰＵ１０はイグニッションがＯＮからＯＦＦに変化したかどうか判断する。ステップＳ６において、イグニッションがＯＮからＯＦＦに変化したと判断した場合（ステップＳ６のＹ）ステップＳ７に移行し、ステップＳ７で状態格納エリアの状態フラグを不許可状態に設定して、ステップＳ４に移行する。また、イグニッションがＯＮからＯＦＦに変化したと判断しなかった場合（ステップＳ６のＮ）、ステップＳ８に移行する。
要するに、ステップＳ５及びステップＳ６においては、イグニッションスイッチの状態変化かチェックされ、それがＯＦＦからＯＮに変化した場合ステップＳ３に移行し、また、ＯＮからＯＦＦに変化した場合不許可状態を設定した後ステップＳ４に移行し、変化しなかった場合ステップＳ８に移行する。
【００５２】
ステップＳ８においては、ＣＰＵ１０は状態格納エリアの状態フラグをチェックする。このチェックにより、不許可状態と判断されればステップＳ９の不許可状態処理に移行する。同様に、ここで許可状態と判断されればステップＳ１０の許可状態処理に、動作確認状態と判断されればステップＳ１１の動作確認状態処理に、そして終了待ち状態と判断されればステップＳ１２の終了待ち状態処理にそれぞれ移行し、それぞれの処理の終了後ステップＳ１に戻る。なお、上記状態判断において、エラー状態と判断されれば、例えば、零検異常を示す警報を表示する等所定の異常処理をして一連の処理を終了する。
【００５３】
次にそれぞれの状態における処理を説明する。
図５（ａ）に示す不許可状態処理においては、まずステップＳ９１において、ＣＰＵ１０は帰零処理のための角度データの生成をする。
【００５４】
ステップＳ９２においては、ＣＰＵ１０自体が持つタイマ手段を利用してステップＳ９１により帰零処理を開始されてから２秒経過したかどうかを判断する。この２秒という時間は、上述したように最大指針振れ角でも指針が表示原点に戻るのに要する十分な時間を考慮して決定されている。この２秒が経過するまでは、ＣＰＵ１０は不許可状態を維持する（ステップＳ９２のＮ）。すなわち、この２秒の間では、帰零処理を継続すべく、零検指令信号は受け付けられない。
【００５５】
詳述すると、例えば、この２秒間にイグニッションスイッチがＯＦＦされた場合を想定する。この場合、ＣＰＵ１０はステップＳ９２のＮを経てリターンし、図４のステップＳ１に戻っても、ここではＮと判断するので、ステップＳ５及びステップＳ６の判断に移行する。イグニッションスイッチがＯＦＦされたので、ステップＳ５のＮ、ステップＳ６のＹを経てステップＳ７に移行するが、このステップＳ７では、状態は不許可のままである。従って、ステップＳ４及びステップＳ８を経て、再びステップＳ９の不許可状態処理に戻る。そして、この不許可状態処理のステップＳ９２の２秒経過判断が再度行われる。つまり、ステップＳ９２で２秒経過した判断するまで、上述のループが繰り返されることになる。従って、、この２秒間に入ってきた零検指令は却下される。
【００５６】
一方、ステップＳ９２において、ＣＰＵ１０は２秒経過した判断すると（ステップＳ９２のＹ）、ステップＳ９３において上記状態フラグを許可状態に設定して、リターンに移行する。
【００５７】
図５（ｂ）に示す許可状態処理においては、ＣＰＵ１０はステップＳ１０１において、ＲＡＭ１０２の上記零検要求格納エリアをチェックしてそこに零検要求があるかどうかをチェックする。ステップＳ１０１において、零検要求がありと判断すると（ステップＳ１０１のＹ）、ステップＳ１０２に移行する。
【００５８】
ステップＳ１０２においては、ＣＰＵ１０は零検指令信号出力端子ＴＸＺに零検指令信号（零検開始信号）を出力して、ステップＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３においては、上記状態フラグを動作確認状態に設定して、リターンに移行する。
【００５９】
一方、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０は零検要求がありと判断しない場合（ステップＳ１０１のＮ）、ステップＳ１０４に移行する。
【００６０】
ステップＳ１０４においては、ＣＰＵ１０は、上述したようにセンサ信号入力端子ＲＸＲを介して受信したセンサ出力信号をＮＶＭ１１に格納されている上記対応テーブルを参照しながら、ステッパモータをセンサ出力信号の内容に応じた角度だけ回転させるための角度データを生成し、角度データ出力端子ＴＸＤに出力する。この角度データ生成は、例えば、１２８ｍｓ毎に更新されるので、この更新のタイミング毎にリターンに移行する。そして、再度このステップＳ１０４に処理が戻ると、同様に角度データの生成が行われ、通常時の角度データの生成が繰り返されることになる。
【００６１】
図５（ｃ）に示す動作確認状態処理は、零検モニタ信号を監視してステッパモータドライバ２の異常、あるいはドライバ制御回路１とステッパモータドライバ２間の異常を検出する処理を含む。詳述すると、この動作確認状態処理は、上述の許可状態処理のステップＳ１０２における零検指令信号送出を経ているので、ここでは、この零検指令信号に応答してステッパモータドライバ２が零検を開始しているはずである。すなわち、正常なら零検モニタ信号が零検開始を示すＬになっているはずである。従って、この動作確認状態処理では、異常を検出するために所定のインターバル、例えば２秒で、零検モニタ信号の状態を最大３回チェックする。
【００６２】
まずステップＳ１１１において、ＣＰＵ１０は零検モニタ信号入力端子ＲＸＭを介して受信される零検モニタ信号の状態を上記所定のインターバルで監視する。ステップＳ１１１において、零検モニタ信号がＨであると判断すると（ステップＳ１１１のＹ）正常に零検が開始したと判断できるので、ステップＳ１１２に移行する。
【００６３】
ステップＳ１１２においては、ＣＰＵ１０は上記状態フラグを動作確認状態に設定して、リターンに移行する。
【００６４】
一方、ステップＳ１１２において、零検モニタ信号がＨであると判断すると（ステップＳ１１１のＮ）異常の可能性があるので、ステップＳ１１３に移行する。
【００６５】
ステップＳ１１３においては、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１０２のエラーカウンタ格納エリアのエラーカウンター値が３以上であるかどうかを判断する。ステップＳ１１３において、エラーカウンター値が３以上であると判断すると（ステップＳ１１３のＹ）、ステップＳ１１４に移行する。
【００６６】
ステップＳ１１４においては、エラーカウンター値が３以上になったので、異常処理を行うため、状態フラグをエラー状態に設定して、リターンに移行する。
【００６７】
一方、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ１０はエラーカウンター値が未だ３未満であると判断した場合には（ステップＳ１１３のＮ）、ステップＳ１１１における次の判断のタイミングで正常判断される可能性があるので零検を再指令すべく、ステップＳ１１５に移行する。
【００６８】
ステップＳ１１５においては、ＣＰＵ１０は上記零検要求格納エリアに零検要求を格納して、ステップＳ１１６に移行する。
【００６９】
ステップＳ１１６においては、ＣＰＵ１０はエラーカウンター値をカウントアップして、リターンに移行する。
【００７０】
上述のような動作確認状態処理がないと、ステッパモータドライバ２の異常時、あるいはドライバ制御回路１とステッパモータドライバ２間の異常時にイグニッションスイッチがＯＮされた際、零検処理がなされないまま、メータ類の指針がセンサ出力に応答して指示を開始することになってしまう。車両が動き始めても指針は誤表示し続け、これに運転者は混乱してしまい、運転の支障になる可能性がある。上記動作確認状態処理を行うことにより、異常時には異常処理に移行させ、そこで警報する等して運転者に喚起することが可能になり、この結果、上述のような問題を回避することができるようになる。
【００７１】
図５（ｄ）に示す終了待ち状態処理においては、零検モニタ信号を監視して零検開始後のステッパモータドライバ２の異常、あるいはドライバ制御回路１とステッパモータドライバ２間の異常を検出する処理を含む。詳述すると、零検開始後異常がなければ、最長２０秒後にはで零検が終了するはずであり、すなわち、最大２０秒で零検モニタがＬからＨに変化するはずであるので、その確認を２０秒の監視期間を設けてチェックする。
【００７２】
まずステップＳ１２１において、ＣＰＵ１０は零検モニタ信号入力端子ＲＸＭを介して受信される零検モニタ信号の状態をチェックする。ステップＳ１２１において、零検モニタ信号がＨであると判断すると（ステップＳ１２１のＮ）正常に零検が終了したと判断できるので、ステップＳ１２２に移行する。
【００７３】
ステップＳ１２２においては、ＣＰＵ１０は上記状態フラグを許可状態に設定して、リターンに移行する。
【００７４】
一方、ステップＳ１２１において、ＣＰＵ１０は零検モニタ信号がＬであると判断すると（ステップＳ１２１のＹ）、未だ零検が終了してないかあるいは異常の可能性があるので、それを判断すべくステップＳ１２３に移行する。
【００７５】
ステップＳ１２３においては、ＣＰＵ１０自体が持つタイマ手段を利用して零検を開始してから２０秒経過したかどうかの判断を行う。ステップＳ１２３において、２０秒経過した、すなわちタイムアウトと判断すると（ステップＳ１２３のＹ）、ステップＳ１２４に移行する。
【００７６】
ステップＳ１２４においては、タイムアウトしたので、異常処理を行うため、状態フラグをエラー状態に設定して、リターンに移行する。
【００７７】
上述のような動作確認状態処理がないと、運転者は無駄にいつまでも零検終了を待ち続けるか、あるいはそれに気づかずに車両を動かした場合指針の誤表示に混乱してしまい、運転の支障になる可能性がある。上記動作確認状態処理を行うことにより、異常時には異常処理に移行させ、そこで警報する等して運転者に喚起することが可能になり、この結果、上述のような問題を回避することができるようになる。
【００７８】
なお、本実施形態は、脱調の原因が多く存在し、かつ、イグニッションスイッチのに連動して零検処理及び帰零処理が行われる車載メータ類に適用すると非常に有効である。特に、帰零処理中以外では従来どおりイグニッションスイッチＯＮに応答して零検処理が行われるので、この時には指針振れ角の小さい位置又は零の位置で零検処理が開始され、その結果、零検処理が速く終了する。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、零検帰零制御手段１Ａは帰零処理中に受信した零検指令を零検処理手段２Ａに供給しないようにしたので、帰零処理中に零検処理の割り込みがなくなる。従って、指針の異常な動きもなくなり、指針も即座に零位置に復帰し本来のメータ値を指示するようになるので、運転者を混乱させることがなくなる。
詳述すると、零検処理では指針が零位置に復帰したことを正確に検出する必要があるため、この検出に最適な制御スピード等も考慮されるので、指針の移動速度が遅く指針振れ角から零位置に復帰するまで時間がかかる。一方、帰零処理は、上記のような検出は行われないので、指針の移動速度が速くてもよく指針振れ角から零位置に復帰するまでに時間がかからない。このため、帰零処理中に零検処理の割り込みがあると、従来の制御では指針の移動速度が突然変化する等指針が異常な動きあるうえ、指針が零位置に復帰するまでの時間も多くかかるが、本発明によるとこのようなことがなくなる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え以下の効果が得られる。すなわち、脱調の原因が多く存在し、かつ、イグニッションスイッチのに連動して零検処理及び帰零処理が行われる車載されるメータ類に本発明は非常に有効である。特に、帰零処理中以外では従来どおりイグニッションスイッチＯＮに応答して零検処理が行われるので、この時には指針振れ角の小さい位置又は零の位置で零検処理が開始され、その結果、零検処理が速く終了する。
【００８１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１及び２記載の発明の効果に加え以下の効果が得られる。すなわち、請求項３記載の発明による異常処理がないと、零検処理に関わる装置の異常時にイグニッションスイッチがＯＮされると、零検処理がなされないまま、メータ類の指針がセンサ出力に応答して指示を開始することになってしまう。車両が動き始めても指針は誤表示し続け、これに運転者は混乱してしまい、運転の支障になる可能性がある。請求項３記載の発明のような異常処理を行うことにより、例えば、警報する等して運転者に喚起することが可能になり、この結果、上述のような問題を解決することができる。
【００８２】
請求項４記載の発明によれば、請求項及び２記載の発明の効果に加え以下の効果が得られる。すなわち、請求項４記載の発明による異常処理がないと、運転者は無駄にいつまでも零検終了を待ち続けるか、あるいはそれに気づかずに車両を動かした場合指針の誤表示に混乱してしまい、運転の支障になる可能性がある。請求項４記載の発明のような異常処理を行うことにより、例えば警報する等して運転者に異常を喚起することが可能になり、この結果、上述のような問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッパモータ駆動制御回路の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のステッパモータ駆動制御回路を含むシステム全体を示すブロック図である。
【図３】本発明のステッパモータ駆動制御回路が行うドライバ制御を示す状態遷移図である。
【図４】本発明のステッパモータ駆動制御回路が行うドライバ制御を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、図４の各状態における処理を示すフローチャートである。
【図６】指針振れ角と帰零時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ドライバ制御回路
２  ステッパモータドライバ
３  回転子
４  中間ギア
５  出力ギア
６  指針
７  ストッパ
８  メータ
【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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