(57)【要約】【課題】  ステッピングモータの回転出力を減速ギア機構を介して指針に伝達して指針を回動させるようにした指示計器において、減速ギア機構のバックラッシュにより脱調リセット処理後の指針停止位置と通常制御後の指針停止位置とに差異が生じないようにする。【解決手段】  脱調リセット処理では、ステッピングモータを指針の帰零方向（逆転方向）へ駆動し、指針４の回動がストッパ位置で停止された状態（ｃ）から、ステッピングモータを指針の離零方向（正転方向）へ駆動し、指針４を目盛０位置よりも少なくともバックラッシュ分さらに上側へ移動した後に（ｄ）、ステッピングモータを指針の帰零方向（逆転方向）へ駆動して、指針４を目盛０位置に戻す。【選択図】  図８
2006064437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータの回転出力を減速ギア機構を介して指針に伝達して指針を回動させるようにした指示計器であって、前記指針の回動を機械的に停止するストッパ機構によって前記指針の回動が停止された際に前記指針が指示する位置に対して前記指針を所定角度回動させた際に前記指針が指示する位置を目盛開始位置としたものにおいて、
前記指針が前記ストッパ機構によって前記指針の回動が機械的に停止される位置へ向う方向となるように前記ステッピングモータを駆動し、前記ストッパ機構によって前記ステッピングモータの回転が停止された後に、前記指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へ前記ステッピングモータを駆動して前記指針を前記目盛開始位置よりもさらに先まで回動させた後に、前記指針がストッパ機構へ向う方向となるように前記ステッピングモータを駆動して前記指針を前記目盛開始位置まで戻して停止させる初期化手段を有することを特徴とする指示計器。
【請求項２】
ステッピングモータの回転動作に連動して減速ギア機構を介して回動される指針の回動方向が、ストッパ機構によって前記指針の回動が機械的に停止される位置へ向う方向となるように前記ステッピングモータを駆動し、前記ストッパ機構によって前記ステッピングモータの回転が停止された後に、前記指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へ前記指針を第１の角度だけ回動するように前記ステッピングモータを駆動した後に、前記指針の回動が機械的に停止される位置へ向う方向へ前記第１の角度よりも小さい第２の角度だけ回動するように前記ステッピングモータを駆動することで前記指針の指示位置を初期化することを特徴とする初期化駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの回転出力を減速ギア機構を介して指針に伝達する指示計器および初期化駆動装置に係り、詳しくは、電源のオンまたはオフ時の指針停止位置と通常制御後の指針停止位置とに差異が生じないようにした指示計器および初期化駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータを指針の駆動源として用いる指示計器では、脱調リセットを行なうために、指針を帰零位置に向け回動させストッパによって指針を帰零位置で停止させることで、指針の基準位置を設定している（特許文献１参照）。
【０００３】
指針が移動している間すなわちステッピングモータのマグネットロータ（回転子）が回転している間は、界磁巻線に誘起電圧が生ずる。指針が帰零位置で停止しマグネットロータの回転が停止したときは、界磁巻線に誘起電圧が生じない。そこで、ステッピングモータを帰零方向へ駆動する過程において、ステッピングモータの界磁巻線を無励磁状態に切り替え、界磁巻線に生ずる誘起電圧が所定のしきい値電圧以下になったときに指針が帰零位置に達したものと判定し、脱調リセット動作を終了させている（特許文献２および３参照）。
【特許文献１】特開２０００−５０６９５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１４０９９号公報
【特許文献３】特開２００２−２５０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の指示計器は、ストッパ機構によって指針の回動が機械的に停止される位置を指針の基準位置とし、その基準位置を目盛のゼロ位置としている。そして、指針の回動が機械的に停止される位置（ストッパに被駆動部材を押し付けた状態）で、交流帰零信号（ステッピングモータを逆転方向へ駆動する交流信号）の供給を停止し、脱調リセット動作を終了している。このため、停止位置でギアの遊び分が若干発生した場合など、ギアバックラッシュによって本来停止するべき被駆動部材の位置が、ギアの遊び分ずれ脱調をおこす可能性がある。
【０００５】
そこで、指針の回動が機械的に停止される位置で交流帰零信号を停止せずに、さらに所定の電気角分だけ交流帰零信号の供給を継続するオーバー帰零処理を行なった後に、指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へ指針を所定角度だけ回動させることが考えられる。指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へ指針を所定角度だけ回動させるので、ギヤバックラッシュ等によって脱調をおこすことを防止できる。
【０００６】
しかしながら、指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へ指針を所定角度だけ回動させたときの指針停止位置と通常制御後の指針の停止位置（例えば車速０）とにバックラッシュにより差異が生ずる。具体的には、脱調リセット処理を行なった場合は、ステッピングモータを例えば正転駆動して指針をゼロ目盛位置へ回動させるが、通常の制御ではステッピングモータを逆転駆動して指針をゼロ目盛位置へ戻すことになるため、ギア機構のバックラッシュにより脱調リセット処理後の指針停止位置と通常制御後の指針停止位置とに差異が生ずる。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、脱調リセット処理後の指針停止位置と通常制御後の指針停止位置とに差異が生じないようにした指示計器および初期化駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため本発明に係る指示計器は、ステッピングモータの回転出力を減速ギア機構を介して指針に伝達して指針を回動させるようにした指示計器であって、指針の回動を機械的に停止するストッパ機構によって指針の回動が停止された際に指針が指示する位置に対して指針を所定角度回動させた際に指針が指示する位置を目盛開始位置としたものにおいて、指針がストッパ機構によって指針の回動が機械的に停止される位置へ向う方向となるようにステッピングモータを駆動し、ストッパ機構によってステッピングモータの回転が停止され後に、指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へステッピングモータを駆動して指針を目盛開始位置よりもさらに先まで回動させた後に、指針がストッパ機構へ向う方向となるようにステッピングモータを駆動して指針を目盛開始位置まで戻して停止させる初期化手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る初期化駆動装置は、ステッピングモータの回転動作に連動して減速ギア機構を介して回動される指針の回動方向が、ストッパ機構によって指針の回動が機械的に停止される位置へ向う方向となるようにステッピングモータを駆動し、ストッパ機構によってステッピングモータの回転が停止された後に、指針の回動が機械的に停止される位置から離れる方向へ指針を第１の角度だけ回動するようにステッピングモータを駆動した後に、指針の回動が機械的に停止される位置へ向う方向へ第１の角度よりも小さい第２の角度だけ回動するようにステッピングモータを駆動することで指針の指示位置を初期化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電源のオンまたはオフ時等になされる脱調リセット処理で指針を目盛開始位置で停止させるときのステッピングモータの回転方向と、通常制御において指針を目盛開始位置に戻すときのステッピングモータの回転方向とを同じにしているので、バックラッシュの影響を解消することができる。これにより、脱調リセット処理後の指針停止位置と通常制御後の指針停止位置とを同じ位置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明に係る初期化駆動装置を備えた指示計器の模式構造およびブロック構成を示す図である。本実施例では、指示計器として車両用のスピードメータ（車速計）について説明する。指示計器１は、２相式のステッピングモータ２と、減速ギア機構３を介して回動される指針４と、指針４の回動を停止させるストッパ機構５と、ＣＰＵ部６と、誘起電圧検出回路７とからなる。指示計器１はバッテリ８から電源の供給を受けて動作する。ＣＰＵ部６は電源回路等を備えている。ＣＰＵ部６は、イグニッションスイッチ９がオン状態にあるときは、車速センサ１０の検出出力に基づいてステッピングモータ２を駆動し、図示しない目盛盤の車速に対応した目盛位置に指針４を回動させる。ステッピングモータ２と減速ギア機構３とストッパ機構５とでステッピングモータユニット（指針駆動装置）が構成される。
【００１３】
ステッピングモータ２は、Ｓ相コイル（励磁巻線）２１とＣ相コイル（励磁巻線）２２とを備えるステータ（図示しない）と、マグネットロータ（回転子）２３とを備える。マグネットロータ２３の外周面には、Ｎ極とＳ極とが交互に多数（１０極）着磁されている。
【００１４】
減速ギア機構３は、入力段ギア３１と、第１の中間ギア３２と、第２の中間ギア３３と、出力段ギア３４とを備える。マグネットロータ２３の回転は入力段ギア３１へ伝達され、各中間ギア３２，３３を介して出力段ギア３４へ伝達される。出力段ギア３４の回動に伴って指針４が回動される。
【００１５】
ストッパ機構５は、出力段ギア３４に取り付けられたストッパ部材５１と、ストッパ部材５１が当接することで指針４の帰零方向への回動を阻止する係止アーム５２とから構成している。なお、ストッパ機構５は、図示しない目盛盤に突起を設け、この突起に指針４が当接することで、指針４の帰零方向への回動を阻止する構造でもよい。ストッパ機構５によって指針４の帰零方向への回動が阻止された状態では、各ギア３１〜３４およびマグネットロータ２３の回動も阻止される。
【００１６】
指示計器１は、指針４の回動を機械的に停止するストッパ機構５によって指針４の回動が停止された際に指針４が指示する位置に対して、指針を所定角度回動させた際に指針が指示する位置を目盛開始位置としている。すなわち、ストッパ機構５によって指針４の回動が停止された位置が車速０キロメートルの目盛位置ではなく、その位置から指針４を所定角度（例えば１度）移動させた位置を車速０キロメートルの目盛位置としている。そして、指示計器１の目盛盤には、ストッパ機構によって指針の回動が停止された際に指針が指示する位置に対して、指針を所定角度回動させた際に指針が指示する位置を目盛開始位置として目盛が付けられている。
【００１７】
ＣＰＵ部６は、マイクロコンピュータシステムを用いて構成されており、車速指示制御手段６１と、ＰＷＭ信号生成手段６２と、ＰＷＭ信号の出力回路６３と、脱調リセット動作を制御する初期化手段（帰零処理手段）６４等を備える。初期化駆動装置は、車速指示制御手段６１を除いたＣＰＵ部６によって構成される。
【００１８】
車速指示制御手段６１は、イグニッションスイッチ９がオン状態にあるときに、車速センサ１０から供給される車速信号に基づいて指針４の回動方向および回動角度を演算し、ＰＷＭ信号生成手段６２を介してステッピングモータ２を駆動し、図示しない目盛盤の車速に対応した目盛位置に指針４を回動させる。
【００１９】
ＰＷＭ信号生成手段６２は、Ｓ相コイル２１の一端側および他端側に供給する擬似正弦波の各ＰＷＭ信号、ならびに、Ｃ相コイル２２の一端側および他端側に供給する擬似余弦波の各ＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号生成手段６２によって生成された４系統のＰＷＭ信号は、出力回路６３を介して各出力ポートＰ１〜Ｐ４へ供給される。
【００２０】
出力回路６３は、高レベル（電源電圧レベル）の電圧を出力するトランジスタ等のスイッチング素子と、グランドレベルの電圧を出力するトランジスタ等のスイッチング素子とが電源に対して直列に接続された回路が、各出力ポートＰ１〜Ｐ４に対応してそれぞれ設けられている。この出力回路６３は、各スイッチング素子をともにオフ状態に駆動することで、出力ポートを開放（高インピーダンス）状態にすることができる。
【００２１】
本実施例では、出力ポートＰ１からＳｉｎ＋側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ＋が出力され、このＳｉｎ＋側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ＋はＳ相コイル２１の一端側に供給される。出力ポートＰ２からＳｉｎ−側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ−が出力され、このＳｉｎ−側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ−はＳ相コイル２１の他端側に供給される。出力ポートＰ３からＣｏｓ＋側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ＋が出力され、このＣｏｓ＋側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ＋はＣ相コイル２２の一端側に供給される。出力ポートＰ４からＣｏｓ−側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ−が出力され、このＣｏｓ−側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ−はＣ相コイル２２の他端側に供給される。
【００２２】
初期化手段（帰零処理手段）６４は、イグニッションスイッチ９がオフに操作されたとき、およびイグニッションスイッチ９がオンに操作されたとき、ならびに、バッテリ８が接続されたときに、指針４を目盛の零（基準）位置に復帰させる処理（脱調リセット処理）を行なう。初期化手段（帰零処理手段）６４は、Ｃ相コイル２２の一端側を開放状態に制御する出力ポート開放制御手段６５と、誘起電圧検出回路７の出力に基づいてマグネットロータ２３の回転が停止されたことを検出し、これにより指針４がストッパ位置に復帰したと判定するストッパ位置判定手段６６を備える。
【００２３】
誘起電圧検出回路７は、Ｃ相コイル２２に誘起された誘起電圧に重畳されている高周波ノイズ成分を軽減または除去するための低域通過特性を有するフィルタ回路７１と、誘起電圧と予め設定したしきい値電圧とを比較して２値出力を発生する電圧比較器７２とを備える。電圧比較器７２の２値出力は、入力ポートＰ５を介してＣＰＵ部６内の初期化手段（帰零処理手段）６４へ供給される。
【００２４】
図２はステッピングモータの駆動原理を示す図である。１０極等間隔着磁されたマグネットロータ２３の周りに、２個のコイル２１，２２を９０度の間隔で配置する。各コイル２１，２２に９０度位相をずらしたＳＩＮ波形の電圧を印加すると、各コイル２１，２２に流れる電流が変化し（各コイルの巻線抵抗値は同等）、マグネットロータ２３側に発生する磁界の変化によりマグネットロータ２３が回転する。ＳＩＮ波形１周期（回路出力１周期）で、図中の（１）〜（５）に示すように、マグネットロータ２３が７２度回転する。
【００２５】
図３は減速ギア機構の動作を示す図である。入力段ギア３１と第１の中間ギア３２との減速比を１／６とし、第２の中間ギア３３と出力段ギア３４との減速比を１／６とし、全体で１／３６の減速比としている。したがって、マグネットロータ２３が７２度回転すると指針４は２度回転する。
【００２６】
図４はＰＷＭ信号の説明図であり、（ａ）はＳｉｎ＋側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ＋を示し、（ｂ）はＳｉｎ−側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ−を示し、（ｃ）はＳ相コイルに印加される信号を示している。（ｄ）はＣｏｓ＋側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ＋を示し、（ｅ）はＣｏｓ−側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ−を示し、（ｆ）はＣ相コイルに印加される信号を示している。
【００２７】
本実施例では、デューティ比が０パーセントの期間（Ｌレベルの期間）と、デューティ比が５０パーセントの期間（パルス状に示した期間）と、デューティ比が１００パーセントの期間（Ｈレベルの期間）との３段階を用いることで、Ｓ相コイル２１に略正弦波形の信号が供給され、Ｃ相コイル２２に略余弦波形の信号が供給されるようにしている。
【００２８】
指針４を離零方向に回動させる場合には、図４に示した電気角が増加する方向に各ＰＷＭ信号が生成・出力され、指針４を帰零方向に回動させる場合には、図４に示した電気角が減少する方向に各ＰＷＭ信号が生成・出力される。本実施例では、電気角３６０度が指針回転角度２度に対応する。なお、電気角と指針回転角度との関係は、ステッピングモータのステップ角度とステッピングモータの駆動方法と減速ギア機構の減速比とによって定まる。
【００２９】
本実施例では、誘起電圧の検出をＣ相側の各ＰＷＭ信号Ｃｏｓ＋，Ｃｏｓ−がともにＬレベル（グランドレベル）となる期間、すなわち、図４に示した電気角が９０度から４５度の範囲で行なう。より具体的には、誘起電圧の検出を図４に示した電気角が９０度から６７．５度の範囲で行なう。
【００３０】
図１に示した出力ポート開放制御手段６５は、図４に示した電気角が９０度になった時点でＰＷＭ信号Ｃｏｓ＋を出力する出力ポートＰ３を高インピーダンスに制御する。これにより、Ｃ相コイル２２の一端側が開放（オープン）状態となる。マグネットロータ２３が回動していれば、その回転速度に応じて磁束変化が発生しているので、磁束変化に応じて誘起電圧がＣ相コイル２２に発生する。
【００３１】
図５は誘起電圧検出回路の動作を説明する図である。（ａ）はＣ相コイル２２に発生した誘起電圧の波形を示し、（ｂ）はフィルタ回路７１の出力を示し、（ｃ）は電圧比較器７２の出力を示す。図５（ａ）に示すように、誘起電圧には高周波のノイズが重畳されていることがあるが、フィルタ回路７１によってノイズが除去される。電圧比較器７２は、図５（ｂ）に示すノイズが除去された誘起電圧と予め設定したしきい値電圧とを比較し、図５（ｃ）に示すように誘起電圧がしきい値電圧を越えている期間はＨレベルの出力を発生する。
【００３２】
図６は誘起電圧検出のタイミングチャートである。（ａ）はＳ相側のＰＷＭ信号Ｓｉｎ＋を示し、（ｂ）は出力ポートＰ３の開放期間を示している。（ｃ）は指針が回動中である場合の誘起電圧を示し、（ｄ）は指針が回動中である場合の電圧比較器の出力を示している。（ｅ）は指針が停止している場合の誘起電圧を示し、（ｆ）は指針が停止している場合の電圧比較器の出力を示している。
【００３３】
指針４を帰零方向に回動するようにステッピングモータ２を駆動している状態で、電気角が９０度から６７．５度までの間、出力ポートＰ３の高インピーダンス状態にして、Ｃ相コイル２２の一端側を開放状態にする。なお、本実施例では、指針の帰零処理時には電気角４５度を２ミリ秒で駆動しているので、出力ポートＰ３を高インピーダンス状態にする時間は１ミリ秒である。
【００３４】
図６（ｃ）および図６（ｅ）で点線はＣ相側のＰＷＭ信号Ｃｏｓ＋を示しており、誘起電圧は実線で示している。Ｃ相コイル２２には、出力ポートＰ３の開放に伴う過渡電圧が一時的に生ずることがあるが、その後はマグネットロータ２３の回動に伴う磁束変化に応じた誘起電圧が発生する。図６（ｃ）に示すように、指針が帰零途中にあり、マグネットロータ２３が回動している状態では、磁束変化に応じた誘起電圧が発生し、その誘起電圧はしきい値電圧を越えるので、図６（ｄ）に示すように、電圧比較器７２の出力はＨレベルとなる。
【００３５】
図１に示したストッパ位置判定手段６６は、出力ポートＰ３の開放を停止する直前のタイミングで電圧比較器７２の出力を取り込む。なお、ストッパ位置判定手段６６は、出力ポートＰ３の開放期間の後半において、電圧比較器７２の出力を所定の時間間隔で複数回に亘って取り込むようにしてもよい。ストッパ位置判定手段６６は、電圧比較器７２の出力がＨレベルである場合は、指針４が回動中であるものと判断し、帰零処理を継続する。
【００３６】
指針の回動がストッパ機構５によって停止され、マグネットロータ２３の回動も停止している状態では、磁束変化が生じない。そのため、図６（ｅ）に示すように、誘起電圧は発生しないので、図６（ｆ）に示すように、電圧比較器７２の出力はＬレベルとなる。
【００３７】
図１に示したストッパ位置判定手段６６は、出力ポートＰ３の開放を停止する直前のタイミングで電圧比較器７２の出力を取り込み、Ｌレベルであれば指針４がストッパ位置に復帰したものと判断し、ステッピングモータ２の駆動を停止する。
【００３８】
図７は帰零処理（脱調リセット処理）のフローチャートである。初期化手段（帰零処理手段）６４は、ＰＷＭ信号生成手段６２を介して初期角度のＰＷＭ信号（ステッピングモータ駆動信号）を所定時間に亘って出力させる（ステップＳ１）。次に、帰零処理手段６４は、指針を離零させる方向にステッピングモータ２を駆動し、指針を１度分だけ上昇させる（ステップＳ２）。次に、帰零処理手段６４は、指針４を帰零させる方向（ストッパ機構に向う方向）にステッピングモータ２を駆動する（ステップＳ３）。
【００３９】
そして、Ｓｉｎ＋側のＰＷＭ信号を出力しているタイミングで、Ｃｏｓ＋側の出力ポートＰ３を開放（高インピーダンス）状態にする（ステップＳ４，Ｓ５）。入力ポートＰ５から誘起電圧検出出力（電圧比較器７２の出力）を取り込み（ステップＳ６）、その論理レベルがＨレベルであれば指針回動中であると判定し（ステップＳ７，Ｓ８）、Ｃｏｓ＋側の出力ポートＰ３をＰＷＭ信号の出力状態に戻して（ステップＳ９）、指針の帰零方向への駆動を継続する。ステップＳ７で誘起電圧検出出力（電圧比較器７２の出力）がＬレベルであれば、指針がストッパ位置に達したものと判断し（ステップＳ１０）、Ｃｏｓ＋側の出力ポートＰ３をＰＷＭ信号の出力状態に戻す（ステップＳ１１）。そして、帰零処理手段６４はオーバー帰零処理を行なう（ステップＳ１２）。このオーバー帰零処理では、交流帰零信号（指針４を帰零させる方向（ストッパ機構に向う方向）にステッピングモータ２を駆動する交流信号）を電気角で例えば３６０度（２π）分に亘って供給する。
【００４０】
初期化手段（帰零処理手段）６４は、オーバー帰零処理が完了した後、指針４をストッパ位置から離れる方向（正転方向）へステッピングモータ２を駆動し、指針４を目盛０位置よりもさらに上側まで動かし（ステップＳ１３）、次いで、ステッピングモータ２を指針がストッパ位置へ向う方向（逆転方向）に駆動し、指針４の指示位置を目盛０の位置に戻す（ステップＳ１４）。
【００４１】
ここで、ステップＳ１３において、指針４を目盛０位置よりも上側に動かす角度は、少なくともバックラッシュによって生ずる指針４の遊び角度分としている。そして、ステップＳ１４で、指針４を目盛０位置よりも上側に動かした分だけステッピングモータを逆転方向へ駆動し、そのときの指針停止位置を初期値（目盛０指示位置）とする。これにより、通常制御後の指針停止位置（車速０のときの指示位置）と脱調リセット処理後の指針停止位置とのズレを解消できる。すなわち、毎回同じ方向から指針４を帰零させて停止することになるため、バックラッシュの影響を取り消すことができる。
【００４２】
なお、ステップＳ１３では、ストッパ位置にある指針４を所定角度（例えば１度）だけ正転方向へ動かして目盛０位置を指針４が指示する状態とし、次いで、指針４を目盛０位置よりも上側へ動かすようにしてもよい。
【００４３】
図８は帰零処理（脱調リセット処理）時の指針の動きを示す図である。図８（ａ）は帰零処理を開始する前の指針４の位置を示している。なお、図８では、指針４が目盛０を指示している状態から脱調リセット処理を行なう場合を示している。帰零処理が開始されると、図８（ｂ）に示すように、指針４は離零方向へ１度分上昇された後に、図８（ｃ）に示すように、指針４は帰零方向（ストッパ方向）へ移動される。そして、ストッパ機構５によって指針４の帰零方向への回動（ステッピングモータの回動）が停止されたことが検出されると、オーバー帰零処理がなされる。オーバー帰零処理が完了すると、図８（ｄ）に示すように、指針４は目盛０の位置をよりもさらに上側まで移動された後に、図８（ｅ）に示すように、指針４は目盛０の位置へ戻される。これにより、指針４は図示しない目盛盤の車速０の目盛位置を指し示す。
【００４４】
図９は帰零処理（脱調リセット処理）時のステッピングモータ駆動信号の説明図である。図９において横軸は時間を示し、縦軸はステッピングモータ駆動信号の電気角（回路出力角度）を示している。なお、図９では、ストッパによって指針の回動が停止されたときの電気角（回路出力角度）を０度としている。またここでは、指針が目盛０位置を指す位置を初期出力角度とし、脱調リセット開始時の初期出力角度と処理終了時に停止する回路出力角度が同じ位置になるようにしている。そのため、指針がストッパに当接した以降も交流帰零信号の供給を継続し、このオーバー帰零処理の後に、ステッピングモータを正転方向へ駆動して指針を目盛０位置よりも上側に動かしてから、ステッピングモータを逆転方向へ駆動して指針を目盛０位置に戻すようにしている。
【００４５】
具体的には、脱調リセット処理の開始時（時点ｔ１）に初期出力角度として例えば電気角１８０度のステッピングモータ駆動信号を出力して所定時間保持し、時点ｔ２から時点ｔ３で指針４を１度分上昇させるようにステッピングモータを駆動し、時点ｔ４から指針４をストッパ機構に向う方向へ移動させる。そして、時点ｔ５で指針４の回動がストッパ機構５によって停止されたことを検出すると、その検出時点から電気角３６０度（２π）分のステッピングモータ駆動信号（交流帰零信号）を出力してオーバー帰零を行ない、時点ｔ６から時点ｔ７までオーバー帰零完了時の電気角を保持し、時点ｔ７から時点ｔ８で指針４を２．５度分上昇させるようにステッピングモータを駆動し、その出力状態を時点ｔ９まで保持する。これにより、指針は目盛０位置よりも１．５度分上側を指示する。そして、時点ｔ９から時点ｔ１０で指針４を１．５度分下降させるようにステッピングモータを駆動する。これにより、指針４を逆転方向（帰零方向）に動かして、目盛０位置に戻すことができる。
【００４６】
このように、電源のオンまたはオフ時等になされる脱調リセット処理で指針を目盛０位置で停止させるときのステッピングモータの回転方向と、通常制御において指針を目盛０位置に戻すときのステッピングモータの回転方向とを同じにしているので、バックラッシュの影響を解消することができる。
【００４７】
なお、指針４を１度分離零させた後に指針を帰零させる例を示したが、帰零開始に先立って指針４を離零方向へ移動する角度は、ステッピングモータのステップ角やステッピングモータの駆動方式等に対応して適宜な角度に設定することができる。また、指針４を離零方向に駆動することなく指針を帰零させるようにしてもよい。
【００４８】
本実施例では、Ｃ相コイル２２の一端側を開放状態にし、Ｃ相コイル２２を誘起電圧検出用コイルとして利用する場合を示したが、Ｓ相コイル２１の一端側を開放状態にし、Ｓ相コイル２１側で誘起電圧を検出するようにしてもよい。なお、その場合は、Ｓ相コイル２１が無励磁となるタイミングで、Ｓ相コイル２１の一端側を開放状態にする。これにより、ステッピングモータ２の駆動に影響を与えることなく、誘起電圧を検出して指針４が回動中であるか停止状態にあるかを検知できる。
【００４９】
図１０は本発明に係る指示計器の指針の動きを示す図である。ヒステリシス量（バックラッシュ量）が０．５度、１．０度、１．５度のいずれにおいても、ストッパ位置から指針４を２．５度正転（上昇）方向へ駆動した後に指針４を１．５度逆転（下降）方向へ駆動したときの指針停止位置（オーバー帰零後の終了位置）と、走行中等の通常制御で指針４が０目盛位置に戻ってきたときの指針停止位置（通常制御時の終了位置）に違いは発生しない。
【００５０】
図１１は従来の指示計器の指針の動きを示す図である。ストッパ位置から指針４を１度正転（上昇）方向へ駆動した位置をオーバー帰零後の指針停止位置とする従来の初期化処理では、オーバー帰零後の終了位置と通常制御時の終了位置とに、ヒステリシス量により違いが生ずる。ヒステリシス量が１．５度の場合は１．０度の違いが生じ、ヒステリシス量が１．０度の場合は１．０度の違いが生じ、ヒステリシス量が０．５度の場合は０．５度の違いが生ずる。
【００５１】
本実施例は、誘起電圧に基づいてストッパ位置を判定する構成を示したが、本発明はストッパ位置を判定しない構成でも適用できる。この場合、最大目盛角よりも大きな角度分を帰零させる交流帰零信号を供給することで指針をストッパ位置まで到達させる。そして、交流離零信号を供給して指針を目盛０位置よりも上側まで回動させた後に、交流帰零信号を供給して指針を目盛０位置に戻す。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る初期化駆動装置を備えた指示計器の模式構造およびブロック構成を示す図である。
【図２】ステッピングモータの駆動原理を示す図である。
【図３】減速ギア機構の動作を示す図である。
【図４】ＰＷＭ信号の説明図である。
【図５】誘起電圧検出回路の動作を説明する図である。
【図６】誘起電圧検出のタイミングチャートである。
【図７】帰零処理（脱調リセット処理）のフローチャートである。
【図８】帰零処理（脱調リセット処理）時の指針の動きを示す図である。
【図９】帰零処理（脱調リセット処理）時のステッピングモータ駆動信号の説明図である。
【図１０】本発明に係る指示計器の指針の動きを示す図である。
【図１１】従来の指示計器の指針の動きを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  指示計器
２  ステッピングモータ
３  減速ギア機構
４  指針
５  ストッパ機構
６  ＣＰＵ部
７  誘起電圧検出回路
２１  Ｓ相コイル（界磁巻線）
２２  Ｃ相コイル（界磁巻線）
２３  マグネットロータ
６２  ＰＷＭ信号生成手段
６３  出力回路
６４  初期化手段（帰零処理手段）
６５  出力ポート開放制御手段
６６  ストッパ位置判定手段
【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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