(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ値を下限目盛り値から上限目盛り値にかけて略円弧状に目盛ってなる目盛り部（１０ａ）を有する目盛り盤（１０）と、
この目盛り盤の表面に沿い回動するように支持される指針（５０）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（３２、３３）を備えたステータ（Ｍｓ）と、このステータ内で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（Ｍｒ）とを備えるステップモータ（Ｍ）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（Ｇ）と、
前記指針が前記アナログ値の前記下限目盛り値に対応する帰零位置に達し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（ＳＴ）と、
前記アナログ値を表す入力（ＳＶ）に応じて前記駆動信号を前記界磁巻線に入力する駆動信号入力手段（７０、８０、１７０）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入力する帰零信号入力手段（７０、８０、１００、１３１、１３３、１３３ａ、１３４、１３４ａ、１３５、１３５ａ）とを備える車両用指示計器において、
前記帰零信号の前記界磁巻線への入力後当該帰零信号がその零レベルに対応する位相角に進んだときの所定の電気角を予め記憶する記憶手段（９０）と、
前記帰零信号入力手段による前記帰零信号の前記界磁巻線への入力に基づく前記ステップモータの回転中に前記界磁巻線を前記帰零信号から遮断してこの遮断に伴い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表す所定の低電圧以下となったとき零位置の検知と判定する第１判定手段（１３２ａ乃至１３２ｄ、１３３ｃ乃至１３３ｆ、１３４ｃ乃至１３４ｆ、１３５ｃ乃至１３５ｆ）と、
この第１判定手段による前記零位置の検知との判定に伴い、前記帰零信号の位相角が前記所定の電気角及びこの電気角の前後の前記帰零信号の零レベルに対応する電気角のいずれかに進んだか否かにつき判定する第２判定手段（２４０）と、
この第２判定手段が前記所定の電気角及びこの電気角の前後の前記帰零信号の零レベルに対応する電気角のいずれかに進んだと判定したとき、前記第１判定手段による零位置の検知との判定は正しいと判定する第３判定手段（１４０）と、
この第３判定手段が前記零位置の検知との判定は正しくないと判定したとき、前記帰零信号入力手段による前記帰零信号の前記界磁巻線への入力及び前記第１及び第２の判定手段による判定を規定回数繰り返したか否かを判定する第４判定手段（１５０）とを備え、
この第４判定手段が前記規定回数繰り返していないと判定したときには、前記帰零信号入力手段による前記帰零信号の前記界磁巻線への入力及び前記第１及び第２の判定手段による判定を再度繰り返すことを特徴とする車両用指示計器。
【請求項２】
前記第３判定手段は、前記帰零信号入力手段による前記帰零信号の前記界磁巻線への入力及び前記第１及び第２の判定手段による判定が前記規定回数繰り返す間に前記第２判定手段が前記所定の電気角及びこの電気角の前後の前記帰零信号の零レベルに対応する電気角のいずれかに進んだと判定したとき、前記零位置の検知との判定は正しいと判定し、
前記第４判定手段は、前記帰零信号入力手段による前記帰零信号の前記界磁巻線への入力及び前記第１及び第２の判定手段による判定が前記規定回数繰り返された後、前記零位置の検知を異常と判定することを特徴とする請求項１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指針の駆動源として採用してな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、この種の車両用指示計器においては、ステップモータ及びこのステップモータにより駆動される減速歯車列が目盛り盤の裏面側に配設されたものがある。そして、減速歯車列において、その入力段歯車がステップモータにより駆動されると、出力段歯車が減速回転して指針軸を介し指針を目盛り盤の表面に沿い回動させる。これにより、指示計器は、指針でもって、アナログ入力の指示を行う。
【０００３】
ここで、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、指示計器は、そのストッパ機構により出力段歯車の回転を停止して、指針を帰零位置にて停止させることで、当該指針の基準位置を設定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記指示計器では、指針が帰零位置へ戻ったことを検出するため、ステップモータを交流的な帰零電圧で駆動する過程において当該ステップモータの界磁巻線に生ずる誘起電圧を利用して、この誘起電圧が所定の閾値電圧以下になったとき、指針が帰零位置に達したものと判定する。
【０００５】
しかし、指針が実際には帰零位置に達していないのに、例えば、界磁巻線にノイズがのると、このノイズによっても上記閾値電圧以下と判定し、当該指針が帰零位置に達したものと誤判定するという不具合を招く。
【０００６】
これに対しては、ステップモータの帰零位置に対応する所定回転角を電気角にて予め設定しておき、ステップモータの実際の回転角が電気角にて上記所定回転角に達したときにも指針が帰零位置に達したと判定することが考えられる。
【０００７】
しかし、このように、指針が帰零位置に達したと判定するにあたり上記所定回転角をも利用するようにしても、上述のようにノイズに起因する誤判定が前提となる場合には、結局のところ、指針が帰零位置に達したものとの誤判定を解消できない。
【０００８】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処すべく、ステップモータを指針の駆動源として用いる車両用指示計器において、指針の帰零位置への到達を判定するにあたり、ステップモータの帰零位置への駆動過程で当該ステップモータの界磁巻線に生ずる誘起電圧及びこのステップモータの電気角にて所定回転角への回転を利用し、誤判定となるときには、誘起電圧による判定を繰り返すことで、指針の帰零位置への到達判定精度を高めることを目的とする。
【０００９】
【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計器は、
アナログ値を下限目盛り値から上限目盛り値にかけて略円弧状に目盛ってなる目盛り部（１０ａ）を有する目盛り盤（１０）と、
この目盛り盤の表面に沿い回動するように支持される指針（５０）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（３２、３３）を備えたステータ（Ｍｓ）と、このステータ内で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（Ｍｒ）とを備えるステップモータ（Ｍ）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（Ｇ）と、
指針がアナログ値の下限目盛り値に対応する帰零位置に達し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（ＳＴ）と、
アナログ値を表す入力（ＳＶ）に応じて駆動信号を界磁巻線に入力する駆動信号入力手段（７０、８０、１７０）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入力する帰零信号入力手段（７０、８０、１００、１３１、１３３、１３３ａ、１３４、１３４ａ、１３５、１３５ａ）とを備える。
【００１０】
当該指示計器において、帰零信号の界磁巻線への入力後当該帰零信号がその零レベルに対応する位相角に進んだときの所定の電気角を予め記憶する記憶手段（９０）と、
帰零信号入力手段による帰零信号の界磁巻線への入力に基づくステップモータの回転中に界磁巻線を帰零信号から遮断してこの遮断に伴い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表す所定の低電圧以下となったとき零位置の検知と判定する第１判定手段（１３２ａ乃至１３２ｄ、１３３ｃ乃至１３３ｆ、１３４ｃ乃至１３４ｆ、１３５ｃ乃至１３５ｆ）と、
この第１判定手段による零位置の検知との判定に伴い、帰零信号の位相角が上記所定の電気角及びこの電気角の前後の帰零信号の零レベルに対応する電気角のいずれかに進んだか否かにつき判定する第２判定手段（２４０）と、
この第２判定手段が上記所定の電気角及びこの電気角の前後の帰零信号の零レベルに対応する電気角のいずれかに進んだと判定したとき、第１判定手段による零位置の検知との判定は正しいと判定する第３判定手段（１４０）と、
この第３判定手段が零位置の検知との判定は正しくないと判定したとき、帰零信号入力手段による帰零信号の界磁巻線への入力及び第１及び第２の判定手段による判定を規定回数繰り返したか否かを判定する第４判定手段（１５０）とを備え、
この第４判定手段が規定回数繰り返していないと判定したときには、帰零信号入力手段による帰零信号の界磁巻線への入力及び第１及び第２の判定手段による判定を再度繰り返すことを特徴とする。
【００１１】
このように、指針の帰零位置への到達を判定するにあたり、ステップモータの帰零位置への駆動過程で当該ステップモータの界磁巻線に生ずる誘起電圧及びこのステップモータの電気角にて所定回転角への回転を利用し、誤判定となるときには、誘起電圧による判定を繰り返すことで、指針の帰零位置への到達判定精度を高め得る。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、
第３判定手段は、帰零信号入力手段による帰零信号の前記界磁巻線への入力及び第１及び第２の判定手段による判定が規定回数繰り返す間に第２判定手段が上記所定の電気角及びこの電気角の前後の帰零信号の零レベルに対応する電気角のいずれかに進んだと判定したとき、零位置の検知との判定は正しいと判定し、
第４判定手段は、帰零信号入力手段による帰零信号の界磁巻線への入力及び第１及び第２の判定手段による判定が規定回数繰り返された後、零位置の検知を異常と判定することを特徴とする。これにより、請求項１に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【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、本発明に係る乗用車用指示計器の一例を示しており、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。
【００１５】
この指示計器は、図１及び図２にて示すごとく、目盛り盤１０を備えており、この目盛り盤１０には、略円弧状目盛り部１０ａが形成されている。ここで、当該目盛り部１０ａは、複数の目盛りでもって、車速を下限目盛り値（車速零ｋｍ／ｈ）から上限目盛り値（車速１８０ｋｍ／ｈ）にかけて目盛って形成されている。なお、目盛り盤１０は、環状の見返し板２０の底壁２１に形成した開口部２１ａにその裏面側から併設されている。
【００１６】
また、指示計器は、図１或いは図２にて示すごとく、回動内機３０、配線板４０及び指針５０を備えている。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１０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ＳＴ（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。
【００１７】
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１０の貫通穴部１１を通り回動可能に延出している。また、配線板４０は、目盛り盤１０の裏面側にてこれに並行に配設されている。
【００１８】
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内にて目盛り盤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の他いくつかの磁極を備えており、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。
【００１９】
また、マグネットロータＭｒは、ヨーク３１内に位置してこのヨークと共に磁気回路を形成するように、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、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その他の各磁極の先端面に狭隙を介して対向するようになっているが、マグネットロータＭｒの回転は、当該マグネットロータの磁極数分の１ずつなされる。なお、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。
【００２０】
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９０度にする余弦波状駆動電圧及び正弦波状駆動電圧が対応の各界磁巻線３２及び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対応の磁極３１ａ、３１ｂに余弦波状及び正弦波状磁束が発生し、マグネットロータＭｒがヨーク３１との間に磁気回路を形成して正転する。この正転は図１にて図示時計方向への回転に相当する。
【００２１】
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に与えるように噛合して構成されている。
【００２２】
ストッパ機構ＳＴ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５０の帰零位置（後述する）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。換言すれば、ストッパ３８は、指針５０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。
【００２３】
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、帰零位置にあるときの指針５０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５０の帰零位置に対応している。これにより、指針５０がステップモータＭの逆転（図１にて図示反時計方向への回転）により帰零位置に達したとき、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。本実施形態では、この係止をストッパ機構ＳＴの係止という。
【００２４】
指針５０は、その回動基部５１にて、指針軸３０ｂの先端部に支持されて目盛り盤１０の表面に沿い回動するようになっている。この指針５０は、盛り盤１０の円弧状目盛り部１０ａの全範囲に亘り回動するようになっており、当該指針５０は、その帰零位置、即ち、目盛り盤１０の円弧状目盛り部１０ａの下限目盛り値（車速零ｋｍ／ｈ）に対応する位置にて停止するようになっている。
【００２５】
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６０は、図６乃至図１０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ＳＶの検出出力及びＥＥＰＲＯＭ９０の記憶データ（後述する）に基づき、両駆動装置７０、８０を介しステップモータＭを駆動する処理や指針５０の帰零位置への到達判定処理等を行う。なお、マイクロコンピュータ６０は、当該乗用車のイグニッションスイッチＩＧを介しバッテリＢから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６０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００２６】
車速センサＳＶ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６０による制御のもと、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを介し界磁巻線３２を駆動する。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６０の両出力端子６１、６２に接続されている。
【００２７】
両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃは、マイクロコンピュータ６０により切り替え制御されるもので、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。
【００２８】
切り替えスイッチ７０ｃは、両固定接点７４、７５と、これら両切り替え接点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。
【００２９】
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への余弦波状駆動電圧をＡ相駆動電圧ともいう。また、両固定接点７２、７５はマイクロコンピュータ６０の両出力端子６５、６６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。
【００３０】
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６０による制御のもと、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを介し界磁巻線３３を駆動する。なお、駆動回路８０ａは、その両入力端子にて、マイクロコンピュータ６０の両出力端子６３、６４に接続されている。
【００３１】
両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃは、マイクロコンピュータ６０により切り替え制御されるもので、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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への正弦波状駆動電圧をＢ相駆動電圧ともいう。また、両固定接点８２、８５はマイクロコンピュータ６０の両出力端子６７、６８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。
【００３４】
ＥＥＰＲＯＭ９０には、後述のように指針５０の帰零位置への到達を判定するための判定基準が基準データでもって書き込まれている。本実施形態では、当該基準データは、ステップモータＭの所定回転角に相当する所定電気角（図１１及び図１３にて符号Ｃで示す電気角）を表すデータである。なお、図１１及び図１３において、符号Ａで示す電気角は零度であり、符号Ｂで示す電気角は９０度であり、符号Ｃで示す電気角は１８０度であり、符号Ｄで示す電気角は２７０度である。
【００３５】
以上のように構成した本実施形態において、イグニッションスイッチＩＧがオンされると、マイクロコンピュータ６０は、バッテリＢから給電されて作動し、図６乃至図１０のフローチャートに従いコンピュータプログラムの実行を開始する。なお、当該乗用車はイグニッションスイッチＩＧのオンのもと走行状態におかれるものとする。
【００３６】
しかして、図６のステップ１００において、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃを共に第１投入状態に切り替える処理がなされる。これにより、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃは、マイクロコンピュータ６０により、共に、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３３の両端に接続される。
【００３７】
然る後、同期処理ルーチン１１０において、ステップモータＭの同期処理が以下のようになされる。即ち、マイクロコンピュータ６０から各駆動回路７０ａ、８０ａへのＡ相及びＢ相の各帰零電圧（ステップモータＭを逆転させる余弦波状及び正弦波状の各電圧）の出力処理がなされると、駆動回路７０ａは、Ａ相帰零電圧を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、駆動回路８０ａは、Ｂ相帰零電圧をＢ相巻線３３に印加する。
【００３８】
これに伴い、ステップモータＭの回転角が電気角にて図１１にて符号ａで示す位置（零目盛り位置）になるとすれば、ステップモータＭが図１１にて図示反時計方向に電気角にて４０度だけ回転する。ついで、マイクロコンピュータ６０から各駆動回路７０ａ、８０ａへのＡ相及びＢ相の各駆動電圧の出力処理がなされると、ステップモータＭは、図１１にて示すごとく零目盛り位置（図１１にて符号ａで示す位置）に向けて時計方向に回転する。その後、再び、マイクロコンピュータ６０から各駆動回路７０ａ、８０ａへのＡ相及びＢ相の各帰零電圧の出力処理がなされると、ステップモータＭは、図１１にて図示反時計方向に検知零位置Ｃ（電気角Ｃに相当）に向け回転する。然る後、マイクロコンピュータ６０から各駆動回路７０ａ、８０ａへのＡ相及びＢ相の各駆動電圧の出力処理がなされると、ステップモータＭはこの検知零位置Ｃから電気角にて２７３度だけ、即ち図１１にて符号ｂで示す位置に向け時計方向に回転する。これにより、ステップモータＭの同期化処理が終了する。
【００３９】
本実施形態では、検知零位置は、各電気角Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれか（つまり、Ａ相或いはＢ相の帰零電圧のレベルが零になる各電気角のいずれか）をいい、ここでは、検知零位置は電気角Ｃに相当する。また、上記零目盛り位置は、マイクロコンピュータ６０のＲＯＭに予め記憶されているが、この零目盛り位置は、上記検知零位置を基準に３０度毎のオフセット角度を加味した値で決まる位置であり、ここでは、図１１にて符号ａで示す位置に相当する。
【００４０】
このようにして同期化処理が終了すると、次の加速処理ルーチン１２０において、ステップモータＭの加速処理が次のようにしてなされる。即ち、マイクロコンピュータ６０による各駆動回路７０ａ、８０ａへのＡ相及びＢ相の各帰零電圧の出力処理がなされると、ステップモータＭは、各駆動回路７０ａ、８０ａによる駆動のもと、同期化処理終了時の回転角（図１１及び図１３にて符号ｂ参照）から反時計方向に回転する（図１３参照）。このことは、ステップモータＭに対する加速処理がなされることを意味する。
【００４１】
この加速処理によりステップモータＭが図１３にて各回転角Ｄ、Ａを越えて回転角Ｂまで回転すると、ステップモータＭの加速区間の回転による加速が終了することから、ステップ１２１にてＹＥＳと判定される。
【００４２】
このようにしてステップモータＭの加速処理が終了すると、零位置検知処理ルーチン１３０の処理が図７乃至図１０にて示すフローチャートに従い次のようになされる。まず、図７のステップ１３１において、マイクロコンピュータ６０による各駆動回路７０ａ、８０ａへのＡ相及びＢ相の各帰零電圧の出力処理がなされる。これに伴い、ステップモータＭは、上記加速区間の回転終了角度（図１３にて符号Ｂ参照）から反時計方向に回転する。これに伴い、ステップモータＭが電気角にて４５度回転すると、ステップ１３２にてＹＥＳと判定される。
【００４３】
すると、次のステップ１３２ａにおいて、切り替えスイッチ７０ｃを第２投入状態にし切り替えスイッチ７０ｂを開放状態にする切り替え処理がなされる。このため、Ａ相巻線３２は、その一端にて、切り替えスイッチ７０ｂにより開放され、その他端にて、切り替えスイッチ７０ｃによりマイクロコンピュータ６０の出力端子６６に接続される。この状態では、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃは第１投入状態に維持されているので、ステップモータＭはさらに反時計方向に回転する。
【００４４】
これにより、ステップモータＭが電気角にて４５度回転すると、ステップ１３２ｂにおいてＹＥＳとの判定がなされ、ステップ１３２ｃにおいて、Ａ相巻線３２から現段階で生ずる誘起電圧がマイクロコンピュータ６０に入力される。この誘起電圧は、ステップ１３２ａにてＡ相巻線３２の一端が切り替えスイッチ７０ｂにより開放されたことに起因する電圧に相当する。しかして、ステップ１３２ｄにおいて、ステップ１３２ｃでの入力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、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。
【００４５】
ここで、当該閾値電圧Ｖｔｈとして、上記所定の低電圧を採用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し、４分の１周期（電気角で９０度）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。よって、この大きな変化率の磁束密度に起因して界磁巻線３２に誘起される電圧（誘起電圧）は大きく変化する。
【００４６】
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の前後では、極値にほぼ等しい。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に誘起される電圧（誘起電圧）も非常に小さい。
【００４７】
また、指針５０が帰零位置に達することでストッパ機構ＳＴが係止したときにはステップモータＭの反時計方向への回転は停止する。従って、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、このときの界磁巻線３２の誘起電圧は零である。
【００４８】
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１３２ｄの判定基準である閾値電圧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。
【００４９】
しかして、ステップ１３２ｃでの入力誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、ステップ１３２ｄでの判定はＹＥＳとなり、ステップ１３６（図１０参照）において、上記零位置の検知と判定され、この検知に係る零位置が一定期間出力として保持される。
【００５０】
一方、ステップ１３２ｄでの判定がＮＯとなる場合には、図８のステップ１３３において、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを共に第１投入状態に切り替える処理がなされる。これに伴い、駆動回路７０ａは、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを第１投入状態に切り替える。
【００５１】
しかして、ステップ１３３での処理後、ステップ１３３ａ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、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃの第１投入状態のもと、両駆動回路７０ａ、８０ａにより駆動されて、電気角Ｃに対応する回転角を越えて反時計方向に回転する。
【００５２】
これにより、ステップモータＭが電気角にて反時計方向へ４５度回転すると、ステップ１３３ｂにおける判定がＹＥＳとなる。すると、次のステップ１３３ｃにおいて、切り替えスイッチ８０ｂを第２投入状態にし切り替えスイッチ８０ｃを開放状態にする切り替え処理がなされる。このため、Ｂ相巻線３３は、その一端にて、切り替えスイッチ８０ｃにより開放され、その他端にて、切り替えスイッチ８０ｂによりマイクロコンピュータ６０の出力端子６７に接続される。この状態では、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃは第１投入状態に維持されているので、ステップモータＭはさらに反時計方向に回転する。
【００５３】
このようなステップモータＭのさらなる反時計方向への回転が４５度に達すると、ステップ１３３ｄにおいてＹＥＳとの判定がなされ、ステップ１３３ｅにおいて、Ｂ相巻線３３から現段階で生ずる誘起電圧がマイクロコンピュータ６０に入力される。この誘起電圧は、ステップ１３３ｃにてＢ相巻線３３の一端が切り替えスイッチ８０ｃにより開放されたことに起因する電圧に相当する。
【００５４】
しかして、ステップ１３３ｆにおいて、ステップ１３３ｅでの入力誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下か否かが判定される。この閾値電圧Ｖｔｈは、ステップ１３２ｄでの判定基準である閾値電圧Ｖｔｈと同様のもので、Ｂ相巻線３３に生ずる誘起電圧に対しても、Ａ相巻線３２に生ずる誘起電圧に対してと同様に適用される。
【００５５】
ここで、ステップ１３３ｅでの入力誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、ステップ１３３ｆでの判定はＹＥＳとなり、ステップ１３６において、上述と同様に、零位置の検知と判定され、この検知に係る零位置が一定期間出力として保持される。
【００５６】
一方、ステップ１３３ｆでの判定がＮＯとなる場合には、図９のステップ１３４において、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを共に第１投入状態に切り替える処理がなされる。これに伴い、駆動回路８０ａは、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃを第１投入状態に切り替える。
【００５７】
しかして、ステップ１３４での処理後、ステップ１３４ａ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、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃの第１投入状態のもと、両駆動回路７０ａ、８０ａにより駆動されて、電気角Ｄに対応する回転角を越えてさらに反時計方向に回転する。
【００５８】
これにより、ステップモータＭの反時計方向への回転が４５度に達すると、ステップ１３４ｂにおける判定がＹＥＳとなる。すると、次のステップ１３４ｃにおいて、切り替えスイッチ７０ｂを第２投入状態にし切り替えスイッチ７０ｃを開放状態にする切り替え処理がなされる。このため、Ａ相巻線３２は、その一端にて、切り替えスイッチ７０ｃにより開放され、その他端にて、切り替えスイッチ７０ｂによりマイクロコンピュータ６０の出力端子６５に接続される。この状態では、両切り替えスイッチ８０ｂ、８０ｃは第１投入状態に維持されているので、ステップモータＭはさらに反時計方向に回転する。
【００５９】
これにより、ステップモータＭの反時計方向への回転が４５度に達すると、ステップ１３４ｄにおいてＹＥＳとの判定がなされ、ステップ１３４ｅにおいて、Ａ相巻線３２から現段階で生ずる誘起電圧がマイクロコンピュータ６０に入力される。この誘起電圧は、ステップ１３４ｃにてＡ相巻線３２の一端が切り替えスイッチ７０ｃにより開放されたことに起因する電圧に相当する。
【００６０】
しかして、ステップ１３４ｆにおいて、ステップ１３４ｅでの入力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１３４ｅでの入力誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、ステップ１３４ｆでの判定はＹＥＳとなり、ステップ１３６において、上述と同様に、零位置の検知と判定され、この検知による零位置が一定期間出力として保持される。
【００６１】
一方、ステップ１３４ｆでの判定がＮＯとなる場合には、図１０のステップ１３５において、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを共に第１投入状態に切り替える処理がなされる。これに伴い、駆動回路７０ａは、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃを第１投入状態に切り替える。
【００６２】
しかして、ステップ１３５での処理後、ステップ１３５ａ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、各切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃ、８０ｂ、８０ｃの第１投入状態のもと、両駆動回路７０ａ、８０ａにより駆動されて、電気角Ａに対応する回転角を越えてさらに反時計方向に回転する。
【００６３】
これにより、ステップモータＭの反時計方向への回転が４５度に達すると、ステップ１３５ｂにおける判定がＹＥＳとなる。すると、次のステップ１３５ｃにおいて、切り替えスイッチ８０ｃを第２投入状態にし切り替えスイッチ８０ｂを開放状態にする切り替え処理がなされる。このため、Ｂ相巻線３３は、その一端にて、切り替えスイッチ８０ｂにより開放され、その他端にて、切り替えスイッチ８０ｃによりマイクロコンピュータ６０の出力端子６８に接続される。この状態では、両切り替えスイッチ７０ｂ、７０ｃは第１投入状態に維持されているので、ステップモータＭはさらに反時計方向に回転する。
【００６４】
これにより、ステップモータＭが電気角にて４５度回転すると、ステップ１３５ｄにおいてＹＥＳとの判定がなされ、ステップ１３５ｅにおいて、Ｂ相巻線３３から現段階で生ずる誘起電圧がマイクロコンピュータ６０に入力される。この誘起電圧は、ステップ１３５ｃにてＢ相巻線３３の一端が切り替えスイッチ８０ｂにより開放されたことに起因する電圧に相当する。
【００６５】
しかして、ステップ１３５ｆにおいて、ステップ１３５ｅでの入力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１３５ｅでの入力誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下であれば、ステップ１３５ｆでの判定はＹＥＳとなり、ステップ１３６において、上述と同様に、零位置の検知と判定され、この零位置が一定期間出力として保持される。一方、ステップ１３５ｆでの判定がＮＯとなる場合には、図７のステップ１３１以後の処理が再びなされる。
【００６６】
以上のようにして、零位置検知処理ルーチン１３０の処理が終了すると、コンピュータプログラムは、図６のステップ１４０に進む。このステップ１４０では、検知された零位置が正しいか否かが次のようにして判定される。本実施形態では、当該ステップモータ１４０での判定にあたり、電気角ＣがＥＥＰＲＯＭ９０に予め記憶されている。そして、検知された零位置が電気角Ｃ又はその前後の電気角Ｂ或いはＤに相当するとき、正しいとされる。
【００６７】
しかして、ステップ１４０において、検知された零位置がＥＥＰＲＯＭ９０に記憶済みの電気角Ｃ又はその前後の電気角Ｂ或いはＤに相当しなければ、ステップ１４０における判定はＮＯとなる。一方、検知された零位置が電気角Ｃ又はその前後の電気角Ｂ或いはＤに相当するとき、ＹＥＳと判定される。
【００６８】
上述のようにステップ１４０での判定がＮＯとなると、ステップ１５０において、規定回数リトライ済みか否かが判定される。ここで、規定回数リトライ済みか否かとは、ステップ１００乃至ステップ１４０の処理が規定回数（例えば、数回）試行されたか否かをいう。現段階では、ステップ１００乃至ステップ１４０の処理は１回済んだだけであるから、ステップ１５０での判定はＮＯとなる。これに伴い、ステップ１００乃至ステップ１４０の処理が上述と同様に繰り返される。そして、このような繰り返しは、ステップ１４０でのＮＯとの判定のもと、上記規定回数に達するまでなされる。
【００６９】
しかして、ステップ１５０での判定がＹＥＳとなる前に、ステップ１４０での判定がＹＥＳとなると、上述と同様にステップ１４１の処理がなされる。一方、ステップ１４０での判定がＹＥＳとなる前にステップ１５０での判定がＹＥＳとなる場合には、ステップ１５１にて、零位置検知処理ルーチン１３０での検知した零位置は異常と判定される。
【００７０】
上述のようにステップ１４１或いはステップ１５１の処理が終了すると、ステップ１６０において、検知零位置は正しいか再度判定される。このステップ１６０においてＹＥＳと判定されると、通常処理ルーチン１７０において車速センサＳＶの検出出力に応じて回動内機３０により指針５０を回動する処理がなされる。これにより、当該乗用車の車速が指針５０により指示される。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態では、零位置検知処理ルーチン１３０において、各ステップ１３２ｄ、１３３ｆ、１３４ｆ及び１３５ｆのいずれかにおいて誘起電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下と判定したとき、零位置の検知と判定し、この検知零位置が電気角Ｃ又はその前後の電気角Ｂ或いはＤに相当するとき当該検知零位置、換言すれば、零位置の検知との判定は正しいと判定し、正しくないと判定するごとに、規定回数だけステップ１００乃至１４０の処理を繰り返す。これにより、ノイズ等に影響されることなく、指針５０の帰零位置への到達精度が向上する。
【００７２】
なお、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或いは帰零電圧は、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。
【００７３】
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。
【００７４】
また、本発明の実施にあたり、駆動源としてステップモータＭを有する指示計器に限らず、交差コイル型指示計器に本発明を適用してもよい。
【００７５】
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側面図である。
【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】指示計器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示すフローチャートである。
【図７】図６の零位置検知処理ルーチンを表すフローチャートの一部である。
【図８】図６の零位置検知処理ルーチンを表すフローチャートの一部である。
【図９】図６の零位置検知処理ルーチンを表すフローチャートの一部である。
【図１０】図６の零位置検知処理ルーチンを表すフローチャートの一部である。
【図１１】ステップモータの同期化処理の過程を示す図である。
【図１２】ステップモータの零目盛り位置を決めるための図である。
【図１３】ステップモータの加速処理の過程を示す図である。
【符号の説明】
１０…目盛盤、１０ａ…目盛り部、３２、３３…界磁巻線、５０…指針、
６０…マイクロコンピュータ、７０、８０…駆動装置、
９０…ＥＥＰＲＯＭ、Ｇ…減速歯車列、Ｍ…ステップモータ、
Ｍｒ…マグネットロータ、Ｍｓ…ステータ、ＳＴ…ストッパ機構、
ＳＶ…車速センサ。
【図１】
0003736419.tif 000002
【図２】
0003736419.tif 000003
【図３】
0003736419.tif 000004
【図４】
0003736419.tif 000005
【図５】
0003736419.tif 000006
【図６】
0003736419.tif 000007
【図７】
0003736419.tif 000008
【図８】
0003736419.tif 000009
【図９】
0003736419.tif 000010
【図１０】
0003736419.tif 000011
【図１１】
0003736419.tif 000012
【図１２】
0003736419.tif 000013
【図１３】
0003736419.tif 000014