(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のイグニッションスイッチのオン時は駆動手段を制御して表示対象となる測定量に応じた指示位置まで指針を移動させ、かつ、前記イグニッションスイッチのオフ時は予め定められた初期指示位置を前記指針が指示した状態で動作を停止する指針式表示装置において、
前記イグニッションスイッチのオフに応じて、前記指針を前記初期指示位置に復帰させるように前記駆動手段を制御する復帰制御手段と、
前記指針の前記初期指示位置への前記復帰を検出する復帰検出手段と、
前記復帰制御手段の制御中における前記イグニッションスイッチのオフからオンへの状態変化を検出する状態変化検出手段と、
をさらに備え、
前記復帰制御手段が前記制御を開始した後、前記復帰検出手段が前記復帰を検出する前に、前記状態変化検出手段が前記状態変化を検出すると、前記復帰制御手段は前記制御を停止し、前記イグニッションスイッチのオン時の前記指針の移動を再開して、表示に対する前記イグニッションスイッチのチャタリングの影響を低減するようにしたことを特徴とする指針式表示装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、ステップモータを有して構成し、
前記ステップモータの指示している指示位置を示す指示位置情報を出力する指示位置情報出力手段をさらに備え、
前記復帰検出手段は、前記指示位置情報出力手段が出力した前記指示位置情報に基づいて前記検出を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の指針式表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指針式表示装置に関し、より詳細には、車両のイグニッションスイッチのオン時は駆動手段を制御して表示対象となる測定量に応じた指示位置まで指針を移動させ、前記イグニッションスイッチのオフ時は予め定められた初期指示位置を前記指針に指示させる指針式表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車速を表示するスピードメータ或いはエンジンの回転数を表示するタコメータ等に代表される指針式表示装置においては、指針を回動させるためのクロスコイル、ステップモータ等の駆動部を備え、この駆動部をマイクロコンピュータ（以下、μＣＯＭという）によって制御して計測量に応じた指示位置まで指針を回動させている。
【０００３】
例えば、車両のイグニッション（ＩＧＮ）スイッチのＯＮに応じてμＣＯＭは起動されると、プログラムにて定められた０位置等の初期指示位置を指針に指示させるための駆動信号を駆動部に出力した後、各種センサからの入力信号により定まる目標角度まで指針を回動させるための駆動信号を駆動部に出力することで、指針を駆動させている。そして、ＩＧＮスイッチのＯＦＦに応じて駆動部の駆動を停止させると、指針はヒゲゼンマイや帰零磁石等によって初期指示位置まで回動して復帰する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した指針式表示装置においては、μＣＯＭの動作中に車両の走行中の振動等によってＩＧＮスイッチのチャタリングが生じると、ＩＧＮスイッチのＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮへの状態変化をμＣＯＭが検出してしまうことがある。この場合、ＩＧＮスイッチがＯＦＦされてすぐに再度ＯＮされることとなり、指針が初期指示位置に復帰する前にＩＧＮスイッチがＯＮされると、この再起動によって０位置に強制的に復帰させるなどの初期処理を行うため、通常動作に復帰するまでに時間を要してしまい、運転者に対する表示に違和感を与えてしまう可能性があった。さらに、このチャタリングが頻発すると、表示内容の信頼性の低下にも繋がる可能性がある。特に、このチャタリングは車両の走行中に起こるため、早急な対応が求められていた。
【０００５】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、表示に対するチャタリングの影響を低減することができる指針式表示装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の指針式表示装置は、図１の基本構成図に示すように、車両のイグニッションスイッチ４０のオン時は駆動手段１４を制御して表示対象となる測定量に応じた指示位置まで指針を移動させ、かつ、前記イグニッションスイッチ４０のオフ時は予め定められた初期指示位置を前記指針が指示した状態で動作を停止する指針式表示装置において、前記イグニッションスイッチ４０のオフに応じて、前記指針を前記初期指示位置に復帰させるように前記駆動手段１４を制御する復帰制御手段２１ａと、前記指針の前記初期指示位置への前記復帰を検出する復帰検出手段２１ｂと、前記復帰制御手段２１ａの制御中における前記イグニッションスイッチ４０のオフからオンへの状態変化を検出する状態変化検出手段２１ｃと、をさらに備え、前記復帰制御手段２１ａが前記制御を開始した後、前記復帰検出手段２１ｂが前記復帰を検出する前に、前記状態変化検出手段２１ｃが前記状態変化を検出すると、前記復帰制御手段２１ａは前記制御を停止し、前記イグニッションスイッチ４０のオン時の前記指針の移動を再開して、表示に対する前記イグニッションスイッチのチャタリングの影響を低減するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１に記載した本発明の指針式表示装置によれば、イグニッションスイッチ４０がオフされると、復帰制御手段２１ａによって指針を初期指示位置に復帰させるように駆動手段１４が制御される。そして、指針の復帰動作が開始され、その後指針が初期指示位置に復帰したことが復帰検出手段２１ｂによって検出されると、初期指示位置を指針が指示した状態で動作が停止される。また、復帰制御手段２１ａが制御を開始した後、指針が初期指示位置に復帰する前に状態変化検出手段２１ｃによってイグニッションスイッチ４０のオフからオンへの状態変化が検出されると、復帰制御手段２１ａによって制御が停止され、イグニッションスイッチ４０のオン時の測定量に応じた指示位置まで指針を駆動させる制御が再開される。
【０００８】
よって、イグニッションスイッチ４０がオフされると、指針が初期指示位置に復帰するまで駆動手段１４を制御し、指針が初期指示位置に復帰する前にイグニッションスイッチ４０が再度オン状態に変化した場合は、チャタリングが発生したことを推定することができるため、チャタリングによる再起動時は０位置検出、指針の０位置への移動等の初期処理を行わないようにすることで、速やかに通常動作に復帰することができる。従って、チャタリングによってイグニッションスイッチ４０がオフ状態からオン状態に変化しても速やかに通常の表示を再開するので、表示に対するチャタリングの影響を低減させることができる。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の指針式表示装置において、前記駆動手段１４は、ステップモータを有して構成し、前記ステップモータの指示している指示位置を示す指示位置情報を出力する指示位置情報出力手段１２をさらに備え、前記復帰検出手段２１ｂは、前記指示位置情報出力手段１２が出力した前記指示位置情報に基づいて前記検出を行うことを特徴とする。
【００１０】
上記請求項２に記載した本発明の指針式表示装置によれば、指針はステップモータによって駆動され、このステップモータの指示位置は指示位置情報として指示位置情報出力手段１２によって出力される。そして、この指示位置情報に基づいて指針の初期指示位置への復帰が復帰検出手段２１ｂによって検出される。よって、指示位置情報出力手段１２をさらに備えて構成することで、指針が初期指示位置に復帰したことを確認した後に処理を終了することができるため、チャタリングの発生をより一層正確に検出できる。従って、チャタリングを正確に検出することができるため、表示に対するチャタリングの影響をより一層低減させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る指針式表示装置の一実施の形態を、図２〜図４の図面を参照して説明する。
【００１２】
ここで、図２は本発明に係る指針式表示装置の概略構成を示す構成図であり、図３はエンコーダの構成及びエンコーダ出力（グレイコード）を説明する図であり、図４は図２のＣＰＵが行う処理概要の一例を示すフローチャートである。
【００１３】
指針式表示装置は、図２に示すように、表示部１０と、制御部に相当するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）２０と、センサ部３０とを有して構成している。
【００１４】
表示部１０は、指針１１と、エンコーダ１２と、指標１３と、ステップモータ１４と、ギア群１５とから構成されている。指針１１は、基端１１１と先端１１２を有しており、基端１１１がエンコーダ１２に接合されている。この接合状態において先端１１２は指標１３に位置付けられている。
【００１５】
エンコーダ（指示位置情報出力手段に相当）１２は、回転量に応じた所定のコード情報（指示位置情報）を出力する機構として構成され、より詳細には図３に示す構成を有している。図３（ａ）の断面図に示すように、このエンコーダ１２は、スリット円盤１２１と、シャフト１２３と、軸受け１２４と、受光素子１２５と、発光素子１２６と、ホルダ１２７とから構成されている。
【００１６】
スリット円盤１２１は、図３（ｂ）に示すように、円形板状の外観を有している。そして、このスリット円盤１２１には、異径の同心円上に、所定パターンの複数のスリット１２２が形成されている。また、このスリット円盤１２１の中心には、スリット円盤１２１を支持するシャフト１２３が接合されている。
【００１７】
このシャフト１２３は、図３（ａ）に示すように、軸受け１２４を介してホルダ１２７に回転自在に取り付けられている。ホルダ１２７に取り付けられた状態において、シャフト１２３の先端はホルダ１２７外部に突出しており、この先端に上述した指針１１の基端１１１が接合される。また、スリット円盤１２１は、ホルダ１２７の内部空間に配置され、シャフト１２３とともに回転する。
【００１８】
また、ホルダ１２７には、スリット円盤１２１を挟んで上部に複数の受光素子１２５が配設され、下部に複数の発光素子１２６が配設されている。これらの受光素子１２５と発光素子１２６は互いに対をなしてフォトインタラプタを構成しており、上記スリット１２２に関連した位置、すなわち異径の同心円上にそれぞれ配置されている。
【００１９】
従って、スリット円盤１２１が回転し、受光素子１２５及び発光素子１２６の配置された場所にスリット１２２が位置付けられると、上記発光素子１２６からの光が到達して受光素子１２５は電圧信号を出力する。このように、このエンコーダ１２では、指針１１の回転に応じてスリット円盤１２１が回転し、指針１１の実際の指示位置に応じた指示位置情報が出力される。
【００２０】
このエンコーダ１２からの出力される信号は、図３（ｃ）に示す信号となっている。同図は、スピードメータにおける速度とエンコーダ出力の関係を示した模式図であり、スリット１２２が５段になっているもの、すなわち発光素子１２６及び受光素子１２５の対を５組備えたものの出力信号を例示している。
【００２１】
同図において、第１とあるのは第１番目の発光・受光素子対からの出力を示し、第２とあるのは第２番目の発光・受光素子対からの出力を示している。このように、第１〜第５とあるのは各発光・受光素子対の出力を示している。そして、これら第１〜第５の各出力は、第１の出力が第１桁目のビットに、第２の出力が第２桁目のビットに、・・・といったように、それぞれが各桁のビットに対応し、５ビットのコード情報を形成している。以下、このコード情報のことをグレイコードという。
【００２２】
そして、同図に示すように、このエンコーダ１２では、車速が０ｋｍ／ｈ以上〜５ｋｍ／ｈのときはグレイコード「０００００」が出力される。そして車速が５ｋｍ／ｈを越えた時点では第１番目の発光・受光素子対の出力がオン状態すなわち「１」に変化してグレイコード「００００１」が出力される。同様に、車速が１０ｋｍ／ｈを越えた時点で第２番目の発光・受光素子対からの出力がオン状態となりグレイコードは「０００１１」に変化する。
以下、このグレイコードは５ｋｍ／ｈ毎に切り替わり、各速度範囲に対応したグレイコードが出力される。
このように、エンコーダ１２からはグレイコードで指針１１が実際に指示している指示位置の指示範囲が出力される。
【００２３】
図２に示すように、指標１３は、指針１１の先端１１２の位置に対応して形成された目盛り（同図においては一部分のみ示す）であり、スピードメータにおいては車速の目盛りとなっている。なお、本実施の形態としてスピードメータを例示するが、本発明はこの実施形態に限ることなくタコメータなど他の針式表示装置にも適用することができる。
【００２４】
また、ステップモータ１４は、本体１４１と、駆動軸１４２とから構成されている。この駆動軸１４２は、自らの先端部分が本体１４１から突出するように本体１４１内に収容されている。この収容状態において、駆動軸１４２は本体１４１に対して軸方向を中心に回転自在となっている。そして、本体１４１にμＣＯＭ２０からの駆動情報が入力されると、この駆動情報に応じて本体１４１は、駆動軸１４２を単位角度だけ正方向（同図において符号＋にて示す）あるいは負方向（同符号−にて示す）に回転させる。
【００２５】
ギア群１５は、エンコーダ側ギア１５１と、中間ギア１５２と、モータ側ギア１５３とから構成されている。エンコーダ側ギア１５１はエンコーダ１２のシャフト１２３に接合されており、モータ側ギア１５３はステップモータ１４の駆動軸１４２に接合されている。また中間ギア１５２は、エンコーダ側ギア１５１とモータ側ギア１５３との間に、双方のギアと噛合するように配設されている。そして、このギア群１５は、ステップモータ１４からの回転をエンコーダ１２に伝達する。
【００２６】
次に、μＣＯＭ２０は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）２１、ＣＰＵ２１のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ２２、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ２１の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ２３等を有して構成している。
【００２７】
また、ＲＡＭ２３は、計測量に応じた目標振れ角、ステップモータ１４に指示した現在振れ角、エンコーダ１２からの指示位置等の各種情報を格納する格納エリアを有して構成している。
【００２８】
センサ部３０は、この装置により表示対象となる情報を取得する機構として構成されており、例えばスピードメータにあっては、車両が一定距離を走行する毎にパルス信号を出力する車速センサとして構成されている。そして、このセンサ部３０から出力されたパルス信号は、上述したμＣＯＭ２０に送出される。そして、μＣＯＭ２０内にてこのパルス信号の送出間隔を取得することにより車速が算出される。なお、このセンサ部３０は、エンジン回転センサ、燃料残量センサ等の表示対象に対応したセンサを有して構成するものである。
【００２９】
また、μＣＯＭ２０には車両のイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）４０を接続しており、μＣＯＭ２０はＩＧＮスイッチ４０のＯＮ／ＯＦＦ状態を検出可能な構成となっている。
【００３０】
次に、図２に示すＣＰＵ２１が行う本発明に係る処理概要の一例を、図４のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、本実施の形態では、説明を簡単化するために、図４のフローチャートは本発明に係る処理概要のみを示す。
【００３１】
図４において、車両のバッテリ（図示せず）からの電力の供給によりＣＰＵ２１が起動されると、初期処理などが実行され、その後ステップＳ２１において、センサ部３０からセンサ信号が測定量情報としてＲＡＭ２３に取り込まれ、その後ステップＳ２２において、この測定量情報に基づいた目標振れ角がＲＡＭ２３に算出され、その後ステップＳ２３において、現在指示している振れ角から目標振れ角までを円滑に移動させるための変化量が加算されてステップモータ１４に指示すべきＲＡＭ２３の現在振れ角が更新され、その後ステップＳ２４に進む。
【００３２】
ステップＳ２４において、更新した現在振れ角まで指針１１を回動させるための駆動情報が生成されて駆動部１０に出力されることで、指針１１は現在振れ角が示す指示位置まで回動され、その後ステップＳ２５に進む。
【００３３】
ステップＳ２５において、ＩＧＮスイッチ４０がＯＮからＯＦＦに変化したか否かが判定される。ＩＧＮスイッチ４０がＯＦＦされていないと判定された場合は（ステップＳ２５でＮ）、ステップＳ２６に進む。
【００３４】
ステップＳ２６において、ＲＡＭ２３の現在振れ角と目標振れ角が等しいか否かが判定される。現在振れ角と目標振れ角が等しくない、つまり、指針１１が目標振れ角に到達していないと判定された場合は（ステップＳ２６でＮ）、ステップＳ２３に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、現在振れ角と目標振れ角が等しい、つまり、指針１１が目標振れ角に到達したと判定された場合は（ステップＳ２６でＹ）、ステップＳ２１に戻り、新たな計測量に対して一連の処理を繰り返す。
【００３５】
また、ステップＳ２５でＩＧＮスイッチ４０がＯＦＦされたと判定された場合は（ステップＳ２５でＹ）、ステップＳ２７に進む。そして、ステップＳ２７において、ＲＡＭ２３の目標振れ角としてＲＯＭ２２に予め設定してある初期指示位置（例えば、スピードメータの０ｋｍ／ｈなど）が設定され、現在指示している振れ角から初期指示位置までを円滑に移動させるための変化量が加算されてステップモータ１４に指示すべきＲＡＭ２３の現在振れ角が更新され、この現在振れ角まで指針１１を回動させるための駆動情報が生成されて駆動部１０に出力されることで、指針１１は初期指示位置に向かって現在振れ角が示す指示位置まで回動され、その後ステップＳ２８に進む。
【００３６】
ステップＳ２８において、エンコーダ１４が出力した指示位置情報がＲＡＭ２３に取り込まれ、その後ステップＳ２９において、取り込んだ指示位置情報に基づいて指針１１が初期指示位置であるか否かが判定される。指針１１が初期指示位置であると判定された場合は（ステップＳ２９でＹ）、指針１１は初期指示位置に戻ったと見なし、指針１１の駆動制御を終了する。
【００３７】
また、ステップＳ２９で指針１１が初期指示位置ではないと判定された場合は（ステップＳ２９でＮ）、ステップＳ３０に進む。そして、ステップＳ３０において、ＩＧＮスイッチ４０がＯＦＦからＯＮに再度変化したか否かが判定される。ＩＧＮスイッチ４０がＯＮされていないと判定された場合は（ステップＳ３０でＮ）、ステップＳ２７に戻り、一連の処理を繰り返す。
【００３８】
また、ステップＳ３０でＩＧＮスイッチ４０がＯＮされたと判定された場合は（ステップＳ３０でＹ）、チャタリングの発生によってＩＧＮスイッチ４０のＯＦＦ／ＯＮが発生したものと見なし、ステップＳ２１に戻って新たな計測量に対して一連の処理を繰り返す。
【００３９】
つまり、指針１１が初期指示位置に復帰する前にＩＧＮスイッチ４０が再度ＯＮされてチャタリングの発生に応じた再起動であると判定された場合は、通常の起動時とは異なり、初期処理を行わずに指針１１の駆動制御が再開される。
【００４０】
以上の説明からも明らかなように、ステップＳ２７〜Ｓ２８によってＩＧＮスイッチ４０のオフに応じて、指針を初期指示位置に復帰させるようにステップモータ（駆動手段）１４を制御していることから、ステップＳ２７〜Ｓ２８が復帰制御手段に相当する。また、ステップＳ２９の判定処理によって、指針１１の初期指示位置への復帰を検出していることから、ステップＳ２９が復帰検出手段に相当する。また、ステップＳ３０の判定処理によって、指針１１の初期指示位置への復帰動作中にＩＧＮスイッチ４０のオフからオンへの状態変化を検出していることから、ステップＳ３０が状態変化検出手段に相当する。よって、本実施の形態では、ＣＰＵ２１が復帰制御手段、復帰検出手段、状態変化検出手段として機能している。
【００４１】
次に、上述した構成による本実施の形態の動作（作用）の一例について説明する。
【００４２】
ＩＧＮスイッチ４０がオン状態の時は、センサ部３０からの表示対象となる測定量を示すセンサ信号に基づいた指示位置に指針１１を移動させるためにステップモータ１４の制御が行われる（ステップＳ２１〜Ｓ２６）。そして、ＩＧＮスイッチ４０がオフ状態に変化したことを検出すると（ステップＳ２５でＹ）、初期指示位置に指針１１を復帰させるステップモータ１４の駆動が開始されると共に、ＩＧＮスイッチ４０における再度オン状態への変化が監視される（ステップＳ２７〜Ｓ３０）。
【００４３】
ＩＧＮスイッチ４０が再度オン状態に変化する前に、指針１１が初期指示位置に復帰したことが検出されると（ステップＳ２９でＹ）、指針式表示装置は表示を終了する、つまり、ＩＧＮスイッチ４０のオフ時は予め定められた初期指示位置を指針１１が指示した状態で指針式表示装置は動作を停止する。
【００４４】
また、指針１１が初期指示位置に復帰する前に、ＩＧＮスイッチ４０が再度オン状態に変化したことが検出されると（ステップＳ３０でＹ）、チャタリングの発生によってＩＧＮスイッチ４０にＯＦＦ／ＯＮの状態変化が発生したものと見なし、上述した測定量に指示位置への指針１１の移動制御が再開される（ステップＳ２１〜Ｓ２６）。
【００４５】
以上説明したように、ＩＧＮスイッチ４０がオフされると、指針１１が初期指示位置に復帰するまでステップモータ（駆動手段）１４を制御し、指針１１が初期指示位置に復帰する前にＩＧＮスイッチ４０が再度オン状態に変化した場合は、チャタリングが発生したことを推定することができるため、チャタリングによる再起動時は０位置検出、指針１１の０位置への移動等の初期処理を行わないようにすることで、速やかに通常動作に復帰することができる。従って、チャタリングによってＩＧＮスイッチ４０がオフ状態からオン状態に変化しても速やかに通常の表示を再開するので、表示に対するチャタリングの影響を低減させることができる。
【００４６】
また、エンコーダ（指示位置情報出力手段）１２をさらに備えて構成することで、指針１１が初期指示位置に復帰したことを確認した後に処理を終了することができるため、チャタリングの発生をより一層正確に検出できる。よって、チャタリングを正確に検出することができるため、表示に対するチャタリングの影響をより一層低減させることができる。
【００４７】
なお、上述した本実施の形態では、駆動手段にステップモータ１４を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、駆動手段にクロスコイル式計器等を用いても差し支えない。また、位置検出手段もエンコーダ１２に限定したものではなく、接点構造による検出、駆動手段に出力する駆動情報による検出など種々異なる実施の形態とすることができる。
【００４８】
また、上述した本実施の形態では、チャタリングによって再起動されると、その時点の計測量に応じた指示位置まで指針１１を移動させる場合について説明したが、チャタリング発生によってＩＧＮスイッチ４０がオフされたときにＲＡＭ２３に記憶した現在振れ角をそのまま再起動時の指示位置とする実施の形態とすることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載した本発明の指針式表示装置によれば、イグニッションスイッチがオフされると、指針が初期指示位置に復帰するまで駆動手段を制御し、指針が初期指示位置に復帰する前にイグニッションスイッチが再度オン状態に変化した場合は、チャタリングが発生したことを推定することができるため、チャタリングによる再起動時は０位置検出、指針の０位置への移動等の初期処理を行わないようにすることで、速やかに通常動作に復帰することができる。従って、チャタリングによってイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に変化しても速やかに通常の表示を再開するので、表示に対するチャタリングの影響を低減させることができるという効果を奏する。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、指示位置情報出力手段をさらに備えて構成することで、指針が初期指示位置に復帰したことを確認した後に処理を終了することができるため、チャタリングの発生をより一層正確に検出できる。従って、チャタリングを正確に検出することができるため、表示に対するチャタリングの影響をより一層低減させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の指針式表示装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明に係る指針式表示装置の概略構成を示す構成図である。
【図３】エンコーダの構成及びエンコーダ出力（グレイコード）を説明する図である。
【図４】図２のＣＰＵが行う処理概要の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２          指示位置情報出力手段（エンコーダ）
１４          駆動手段（ステップモータ）
２１ａ        復帰制御手段（ＣＰＵ）
２１ｂ        復帰検出手段（ＣＰＵ）
２１ｃ        状態変化検出手段（ＣＰＵ）
４０          イグニッションスイッチ
【図１】
0004113686.tif 000002
【図２】
0004113686.tif 000003
【図３】
0004113686.tif 000004
【図４】
0004113686.tif 000005