JPH0285764A

JPH0285764A - メータ駆動装置

Info

Publication number: JPH0285764A
Application number: JP23722088A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Fukuda; 和幸福田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-27
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2742270B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、自動車用等のタコメータ、スピードメータ
等に使用されるメータ駆動装置に関する。

（ロ）従来の技術 −ＩＩに、自動車用のスピードメータには、第３図に示
すように、直交する２個のコイルＬ、　、Ｌｃで形成さ
れる磁界内に針を振らせるための磁石Ｍを配置し、コイ
ルＬ、　、Ｌｃには、スピード等の入力量に応じた電流
を流し、磁石Ｍを回動させて、針を振らせている。この
種のスピードメータにおけるメータ駆動装置は、入力量
、つまりスピードに応じて、周期の変化するパルス信号
を入力し、一方、基本クロック発生器で発生されるクロ
ック信号も入力し、パルス信号の１周期に亘り、カウン
タでクロック信号をカウントし、先ずパルス信号の周期
Ｔを求め、この周期Ｔより、ｆ＝１／Ｔの演算を行い、
周波数ｆを算出していた。このデジタルデータｆは、入
力量に比例するものであるから、このデジタル値ｒに応
じた電流をコイルＬ、、ＬＣに流し、コイルＬ、　、Ｌ
ｃによって発生する磁界によって、磁石である針を、前
記デジタル値によって決まる角度方位まで振らせるもの
であった。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記従来のメータ駆動装置は、スピードに応じて変化す
るパルス信号の周期をクロック信号のカウントにより算
出し周波数を求め、デジタル信号ｉこ変換し、その値に
応じた角度方位を指定するためにｓｉｎ　、　　ｃｏｓ
演算を行っているので、例えば人力が急に高速から低速
に変化した場合、人力されるパルス信号の周波数が高周
波から低周波になり、周期が長くなるので、１周期分の
クロック信号をカウントするまでは、変化後の周波数が
算出されず、それまで針が動かず、極めて応答が悪いと
いう問題があった。

また、周波数、つまりデジタルデータに応じ、ｓｉｎ演
算、ｃｏｓ演算を行い、直交するコイルに入力量に応じ
た電流を流して、針を振らせるものであるから、例えば
第４図に例示する速度１４５Ｋｍ／Ｈから、２５　ＫＩ
ｌ／　Ｈに象、激に指示を変化させる場合、針は経路Ａ
を通り、２０Ｋｍ／Ｈに向かおうとせず、経路Ｂを通ろ
うとし、低速に変化しているにもかかわらず、指示が振
り切れる方向に向かうという不都合があった。

この発明は上記問題点に着目してなされたちのであって
、入力量が低下しても、応答速度が遅くならず、また、
指示の動きが自然な動き方となるメータ駆動装置を提供
することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明のメ
ータ駆動装置は、互いに直交する第１、第２のコイルと
、入力量に応じた周波数のパルス信号を入力する手段と
、り、ロック信号発生手段と、このクロック信号発生手
段からのクロック信号をカウントするカウント手段と、
このカウント手段のカウント値に基づいて前記入力量に
比例したデジタル値を算出する演算手段と、この演算手
段から出力されるデジタル値に応じた電流を前記第１、
第２のコイルに流す駆動回路と、前記第１と第２のコイ
ルに電流が流れることにより発生する磁界によって角度
方位が決定される針とを有し、前記入力量の大きさに比
例した値を指示するものにおいて、前記パルス信号の各
周期の切換りを検出する切換り検出手段と、この切換り
時点から所定の時間が経過したか否かを判別する時間経
過判別手段と、前記周期切換りの検出あるいは時間経過
のいずれか早い方に応答して、前記演算手段による今回
のデジタル値と前回のデジタル値の差値を算出する差値
演算手段と、算出された差値の絶対値が所定値以上であ
るか否かを判別する差値大小判別手段と、差値の絶対値
が所定値以上の場合は今回のデジタル値と前回のデジタ
ル値の間にある所定値を今回の出力デジタル値と決定し
、差値の絶対値が所定値より小さい場合には、今回の算
出されたデジタル値を出力デジタル値と決定する出力値
決定手段と、前記差値演算、差値の大小判別、出力デジ
タル値の決定の各処理を所定時間毎に繰返すように制御
する繰返し制御手段とを特徴的に備えている。

このメータ駆動装置では、入力されるパルス信号の周期
が切換り、この切換りが切換り検出手段で検出されると
、以後は同じく切換り検出手段で切換りが検出されるか
、あるいは時間経過判別手段で所定時間の経過が判別さ
れるか、いずれか早い方に応答して、今回算出のデジタ
ル値と前回算出のデジタル値の差値が差値算出手段で算
出される。入力量が比較的大なる場合、つまり高速の場
合は、所定の時間が経過する前に、入力パルス信号の一
周期が到来するので、この場合は、周期切換り検出手段
の切換り検出に応答して差値演算が行われる。一方、入
力量が所定値よりも小の場合、つまり低速の場合は入力
パルス信号の一周期が到来する前に、所定の時間が経過
するので、この場合は時間経過判別手段の判別出力に応
答して差値演算が行われる。この場合、今回のデジタル
値は、まだ１周期分をカウントしていないカウント手段
のカウント値に基づいて算出するので、真の周波数より
高い目のデジタル値となる。いずれにせよ、差値が算出
されると、次にこの差値の絶対値が所定値を越えている
か否か、差値大小判別手段で判別する。差値の絶対値が
所定値より小さい場合は変化分が小さいものであるとし
て、今回のデジタル値がそのまま出力される。差値の絶
対値が所定値を越えていると、変化分が大であるとして
、いきなり、今回のデジタル値を出力して針を急激に振
らせようとせず、前回値と今回値の間の所定値、例えば
中間値を出力する。そして、以後も所定時間毎に、例え
ばその都度、今回と前回の中間値に相当するデジタル値
を出力し、針を順次振らせてゆき、差値の絶対値が所定
値より小さくなると、最終的に今回のデジタル値を出力
する。これにより、針が逆方向に動こうとせず自然に振
れる。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明の一実施例を示すメータ駆動装置の
ブロック図である。同図において、入力信号回路１は、
車輪の回転に同期して発生するパルス信号をデータ演算
部２に入力している。一方、基準クロック信号発生器３
からのクロック信号もデータ演算部２に入力されている
。

データ演算部２は、第１図に示すように、クロック信号
をカウントするカウンタ２０、入力されるパルス信号の
立上り（周期切換り）を検出し、転送信号及びリセット
信号を発生する立上り検出回路２１、リセット信号を受
けてスタートする１０ＩＩｌｓｅｃタイマ２２、この１
０ｍ５ｅｃタイマ２２のタイムアツプ出力でセットされ
、上記リセット信号でリセットされるフリップフロップ
２３、前記立上り検出回路２１あるいは１０ｍ５ｅｃタ
イマ２２からの転送信号で、カウンタ２０からのカウン
ト値Ｔを受け、１／Ｔの演算、つまり周波数演算を行う
周波数演算部２４、周波数演算部２４の出力「８、つま
り今回算出の周波数ｆ、から前回算出の周波数ｆ、−１
を減算し、その差値ｆ６を算出する減算部２５、その算
出した差値ｆ４を記憶するメモリ２６、差値ｆ４を記憶
した時点のフリップフロップ２３のセット／リセット状
態を判別する判別部２７、この判別部２７で、フリップ
フロップ２３のセット状態が判別されると、前記差値ｆ
。

が０以上か否かを判別する判別部２８を備えている。判
別部２７でフリップフロップ２３のリセット状態が判別
されると、判別部２８による判別処理がスキップされる
ようになっている。

また、データ演算部２は、判別部２８でｆｄ＞０でない
と判別されると、っまりｒ　ｉ　＜　ｒ　４−ｔ　テあ
ると判別され、また判別部２７でＱ＝Ｏ（リセット状Ｂ
）であると判別されると、差値ｒ４の絶対値が、所定（
ＩＫ以上であるか否かを判別する判別部２９、この判別
部２９でＫ＞ｌｆ、１でないと判別されると、差値ｆ、
を１／２　ｆ、に更新し、判別部２９でＫ＞ｌｆ、Ｉと
判別されると、更新処理がスキップされる差値更新部３
ｏ、差値ｒ４と前回の周波数ｒｔ−＋を加算する加算部
３１、この加算値ｆ、を記憶し、今回の周波数ｆ、とし
て出力するメモリ３２、このメモリ３２の出力パルスに
応答して、スタートする１０ｍ５ｅｃクイマ３３を備え
ている。１０ｍ５ｅｃタイマ３３のタイムアツプで、メ
モリ２６の出力が再導出されるようになっている。

データ演算部２のメモリ３２より出力される周波数デー
タｆ！は、１０ビツトのデジタルデータであり、このう
ち上位２ビツトは、１周分を４分割したいずれの象限か
を決定するものであり、この２ビツトにより象限決定部
１０で振らせるべき針の属する象限が決定され、象限決
定部１ｏは、決定された象限により決まる方向信号を出
力する。

下位８ビット分は、各象限における０１〜９０　。

に対応するデータであり、これらがｓｉｎ演算部４とｃ
ｏｓ演算部５に入力され、それぞれｓｉｎ演算とｃｏｓ
演算がなされ、それぞれパルス幅変調回路６．７を介し
てドライバ（駆動回路）８．９に入力されている。ドラ
イバ８はｓｉｎ演算部４からの信号に応じた値と、方向
信号に応じた極性の電流をコイルＬ９に流し、ドライバ
９はｃｏｓ演算部５からの信号に応じた値と方向信号に
応じた極性の電流をコイルＬｅに流すようになっている
。コイルし。

とＬｃに電流が流れることにより、合成磁界が発生し、
この合成磁界によって針が振れ、入力量に応じた角度方
位の指示を示す。

次に、上記実施例メータ駆動装置の動作について説明す
る。

入力信号回路１より、車輪の回転に応じたパルス信号が
入力されると、立上り検出部２１でパルス信号の立上り
が検出され、先ず、転送信号をカウンタ２０に供給する
とともに、続いてリセット信号をカウンタ２０とｌｏｍ
ｓｅｃタイマ２２及びフリップフロップ２３に入力する
。カウンタ２０は、転送信号によりそれまでカウントし
ていたカウント値を周波数演算部２４に転送するととも
に、リセット信号によりリセットされ、以後衣のリセッ
ト信号が来るまで、基準クロック発生器３からのクロッ
ク信号をカウントする。

また、立上り検出によるリセット信号により、ｌＱｍｓ
ｅｃタイマ２２がリセットされ、スタートするとともに
、フリップフロップ２３がリセットされる。、ｌＯ…ｓ
ｅｃタイマ２２がタイムアツプすると、そのタイムアツ
プ出力により、フリップフロップ２３がセットされると
ともに、カウンタ２０に転送信号を供給する。カウンタ
２０はこの転送信号によっても、それまでカウントして
いた内容を周波数演算部２４に出力する。

人力パルス信号の周波数が非常に高い状態、つまり１周
期の小さい状態では、立上り検出部２１で立上りを検出
し、カウンタ２０をリセットし、転送した状態から次の
リセット信号が入るまでの期間の方が、１０ｍ５ｅｃタ
イマ２２をタイムアンプする時間よりも短いので、カウ
ンタ２０からの出力は、常にカウンタ２０のリセット前
の転送指令によるものであり、したがって、パルス信号
の１周期間に相当するクロック信号のカウント値、つま
り１周期分のデータＴが周波数演算部２４に入力される
。

周波数演算部２４では、１／Ｔの演算を行い、今回の周
波数ｒ、を算出し、減算部２５に入力する。減算部２５
は、メモリ３２に記憶されている前回の周波数ｆ！−１
を他方の入力に受け、今回の周波数ｆｔから前回の周波
数ｆ、−１を減算し、その差値ｆ、を算出する。そして
、この差値ｆ４がメモリ２６に記憶される。

次に、判別部２７でフリップフロップ２３のＱ出力がＯ
であるか否かを判定する。通常、入力パルスの周波数が
高い場合に、フリップフロップ２３は、リセット状態に
あり、したがって、この場合にＱ＝Ｏの出力により、判
別部２８をスキップして、判別部２９で差値ｆ４の絶対
値が所定値によりも小さいか否かを判定する。

今、例えば、針の振れが比較的小さい、つまり入力信号
の周波数の小さい状態から針が大きく振れる、つまり周
波数の高い方に針が移動する場合であって、振れ幅が急
激に大なる場合に、判別部２９による判別はＮｏとなり
、これに続いて差値ｒ、の１／２を差値更新部３０で算
出し、加算部３１で前回の周波数ｆ、−１に１／２の差
値に相当するｆ４を加算して、今回の周波数ｆ、とする
。

つまり、前回の周波数と今回の周波数との中間値に相当
する算出された周波数ｆ、をメモリ３２に記憶し、この
周波数ｒｔをｓｉｎ演算部４、ｃｏｓ演算部５及び象限
決定部１０にそれぞれ出力する。

そして、ｓｉｎ演算部４、ｃｏｓ演算部５及び象限決定
部１０の出力に応じ、ドライバ８及びドライバ９に電流
が流れ、コイルし、及びＬｃに流れる電流により、所定
方向の磁界が発生し、これにより針が前回の振れと、次
に目標とする振れの中間値に相当するところまで振れる
ことになる。

一方、メモリ３２より出力される出力パルスに応答して
、ｌＱｍｓｅｃタイマ３３がスタートし、このタイムア
ツプ信号により、再びメモリ２６の差値ｆｄが導出され
、同じく判別部２７でＱ＝Ｏかの判別がなされ、判別部
２９で差値ｆａの絶対値かに以下であるか否か判定され
る。なお、差値「。

かに以上の場合、つまり中間値と目標とする今回値ｆ、
が大なる差をもつ場合には、さらに、その差値の１／２
ｆ、ｔを求め、加算部３１で前回のｒ２−５の、つまり
中間値に対し、さらに差値ｆａを加算して新たなｆ、と
じ、これをメモリ３２に記憶して、前回と同様ｓｉｎ演
算部４、ｃｏｓ演算部５及び象限決定部１０にそれぞれ
出力する。

以上の処理を１０ｍ５ｅｃ毎に繰返し、１／２ずつ中間
値を指示目標とし、針を目標とする変化値にスムーズに
近づけて行く。やがて、差値ｒ４がＫよりも小さくなる
と、判別部２９の判定がＹＥＳとなり、この場合には、
差値ｆ４を１／２処理する判別部３０の処理をスキップ
し、差値ｆ、に前回のｆ、−１を加算した今回値ｆ１を
求め、これをメモリ３２に記憶し、そのまま最終指示メ
モリとして出力することになる。

次に、今回入力されるパルス信号の周期が非常に大とな
り、つまり周波数が低くなると、立上り検出部２１によ
る立上り検出、つまり１周期の検出よりも、リセット後
のｌＱｍｓｅｃタイマ２２のタイムアツプの方が速くな
り、１０ｍ５ｅｃタイマ２２がタイムアツプするとフリ
ップフロップ２３がセットされ、Ｑ＝１となる。一方、
ＬＯｍｓｅｃタイマ２２の出力で転送信号が出されるの
で、カウンタ２０はまだ１周期分のクロンク信号をカウ
ントしていなくても、それまでのカウント値を一応１周
期のカウント値であると擬制し、周波数演算部２４に入
力し、周波数演算を行い、擬制の今回周波数ｒ正を算出
し、減算部２５で前回の周波数と今回の周波数の差値ｆ
４を算出し、メモリ２６に記憶する。記憶後、フリップ
フロップ２３のＱ出力がＯであるか否か判別部２７で判
別するが、今回はフリップフロップ２３がセットされて
いるので、Ｑ＝１の出力が出され、判別部２８でｆｄが
０以上であるか否か判別する。差値「４が０以上である
場合は、今回の周波数の方が前回の周波数より大きい場
合であり、この時は、針が０から大なる振れ方向に移動
しているものであり、この場合に々ラント値２０がまだ
１周期を数えていないカウント値をもって、周波数演算
を行う時は、目標とする周波数よりもより見掛は土間波
数の大なる「、が求め゛られるため、この場合は、周波
数ｆ４の、処理を無視しメモリ２６の記憶部に戻り、今
回の処理を無視する。

しかし、例えばそれまでの周波数が大であり、入力信号
の周波数が低くなったがために、フリップフロップ２３
がセットされた場合には、今回の周波数ｆ！と前回の周
波数ｆｉ−１の差値ｆ６は−となる。そのため、判別部
２日における判定はＮＯとなり、次に、差値ｒ４の絶対
値かに以下であるか否かを判別部２９で判別する。差値
ｆ、の絶対値が非常に大きく、つまり、高い周波数から
非常に低い周波数に変化し、針の振れを極端に小さくす
る場合には、差値ｆ４の１／２を新たな［ｄとし、この
ｆ４を前回の周波数ｒ、−１に加算し、新たな今回周波
数ｒ、とじて、メモリ３２に記憶する。なお、この場合
は［４は−であるので、新たな周波数ｒ、は前回の周波
数１．−１よりも周波数が低（、目標とする周波数と前
回の周波数との中間値の周波数がメモリ３２に記憶され
、やはり、ｓｉｎ演算部４、ｃｏｓ演算部５及び象限決
定部１０に出力される。そして、それぞれ中間値に相当
する電流がトライバ８及び９により、コイルＬｉ％Ｌｃ
に流れ、針が前回の高い周波数に対応する振れと、目標
とする低い周波数の指示との中間値を指示するように磁
界が発生する。

このメモリ３２の出力がなされるとともに、やはり１０
ｍ５ｅｃタイマ３３を経て、１０ｍ５ｅｃ間隔でメモリ
２６の差値ｆａを導出し、判別部２７、判別部２８、判
別部２９の処理を行い、絶対値ｆ。

が所定値によりも小さくない間は、差値「４に１／２の
演算処理を施し、順次１／２ずつ目標とする振れ角に近
づけていくことになる。

（へ）発明の効果この発明によれば、入力パルス信号の各周期の切換りを
検出する切？Ａり検出手段と、この切換り時点から所定
の時間が経過したが否かを判別する時間経過判別手段と
を備え、いずれか早い方の検出あるいは判別出力に応答
して、カウンタのカウント値を導出し、これに応じて周
波数演算を行い、周波数に対応する電流を各ドライバに
流し、針を振らせるものであるから、たとえ周波数が高
い周波数から極端に低い周波数に変化し、カウンタが１
周期分のカウント値に応じ得なくても、取敢えずそれま
でカウントした値でもって仮の出力を導出するものであ
るから、応答性を確保し得るとともに、極端に周波数が
大きく変化する場合には、出力値を直ちに目標とする周
波数に対応するものとせず、前回値と今回値の間に属す
る所定値の振れとなるように順次出力するものであるか
ら、スムーズな、自然な針の振れを得ることができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例メータ駆動装置のデータ演
算部の機能構成を示すブロック図、第２図は、この発明
の一実施例を示すメータ駆動装置の概略ブロック図、第
３図は、このメータ装置の２つのコイルと針との関係を
示す図、第４図は、従来のメータ駆動装置の不具合を説
明するための説明図である。１：入力信号回路、　　　２：データ演算部、３：基準
クロック発生器、８・９：ドライバ、２０：カウンタ、
　　　　２１：立上り検出部、２２・３３：タイマ、　
　２５：減算部、２９：差値絶対値大小判別部、３１：加算部、　　　　　Ｌ、−Ｌｃ　：コイル。特許出願人　　　　　ローム株式会社代理人　　弁理士　　中　村　茂　信第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに直交する第１、第２のコイルと、入力量に
応じた周波数のパルス信号を入力する手段と、クロック
信号発生手段と、このクロック信号発生手段からのクロ
ック信号をカウントするカウント手段と、このカウント
手段のカウント値に基づいて前記入力量に比例したデジ
タル値を算出する演算手段と、この演算手段から出力さ
れるデジタル値に応じた電流を前記第１、第２のコイル
に流す駆動回路と、前記第１と第２のコイルに電流が流
れることにより発生する磁界によって角度方位が決定さ
れる針とを有し、前記入力量の大きさに比例した値を指
示するためのメータ駆動装置において、前記パルス信号の各周期の切換りを検出する切換り検出
手段と、この切換り時点から所定の時間が経過したか否
かを判別する時間経過判別手段と、前記周期切換りの検
出あるいは時間経過のいずれか早い方に応答して、前記
演算手段による今回のデジタル値と前回のデジタル値の
差値を算出する差値演算手段と、算出された差値の絶対
値が所定値以上であるか否かを判別する差値大小判別手
段と、差値の絶対値が所定値以上の場合は今回のデジタ
ル値と前回のデジタル値の間にある所定値を今回の出力
デジタル値と決定し、差値の絶対値が所定値より小さい
場合には、今回の算出されたデジタル値を出力デジタル
値と決定する出力値決定手段と、前記差値演算、差値の
大小判別、出力デジタル値の決定の各処理を所定時間毎
に繰返すように制御する繰返し制御手段とを備えたこと
を特徴とするメータ駆動装置。