JPH0545977Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はステツプモータを駆動源とする針式表
示装置に係り、特に指針の動きを滑らかにし視認
性を向上させた針式表示装置に関する。

〔従来の技術〕

車載用のスピードメータ、回転数計としてステ
ツプモータを用いた針式表示装置が知られてい
る。ステツプモータは、回転角が非常に正確で回
転数制御や位置制御がオープンループで制御可能
なため、針式表示装置に用いることができる。

この種の針式表示装置は、例えば速度検出手段
から供給される速度信号を演算・制御手段により
演算処理して当該速度に対応するステツプモータ
のステツプ数を計算して駆動パルスを生成し、こ
れをステツプモータに供給することにより指針を
駆動する。この指針の駆動動作は、所定の単位時
間（以下更新時間Ｔという）毎にくり返されて更
新され、これにより指針は逐次変化する速度信号
に対応して駆動変位される構成とされていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来の針式表示装置では、駆動
パルスのパルス周波数は常に一定でありこれを変
えることができなかつたため、指針の動きが段階
的になつてしまい、視認性（指針の表示の視覚を
通した認識性）が劣化するという問題点があつ
た。

この問題点を具体例を挙げて説明する。いま仮
に更新時間Ｔを1sec、駆動パルスの周期ｔを
0.01secとする。また、針式表示装置を自動車の
スピードメータとして使用した場合を想定し、ひ
とつの駆動パルスがステツプモータに供給される
と指針が１Km／ｈに対応する変位をするものとす
る。

ここで自動車のスピードが０Km／ｈから20Km／
ｈに変化したとすると、演算・制御手段は速度信
号よりこの速度変化を検知し、この速度変化に対
応し得る駆動パルス数（この場合、スピードの変
化は20Km／ｈであるから駆動パルス数Ｎは20）を
演算し、ステツプモータに供給する。ステツプモ
ータはこの駆動パルスにより駆動されて指針を20
Km／ｈを表示する位置に変位させる。この時、指
針が20Km／ｈを表示する位置まで変位するのに要
する時間をT₁とすると、T₁＝ｔ×Ｎであり、T₁
＝0.2secである。よつて、指針が20Km／ｈを表示
した後、次の更新処理が開始されるまでのＴ−
T₁の時間（0.8sec）、指針は停止した状態となる。

このように、従来の針式表示装置では更新時間
Ｔ内に指針の停止時間が生じ、針式表示装置を見
る者にとつては、この停止時間に起因して指針が
段階的に変位するように見え視認性が悪いという
問題点があつた。

本考案は上記の点に鑑みて創作されたものであ
り、視認性の向上を図つた針式表示装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上記問題点を解決するために本考案では指針を
駆動するステツプモータと、このステツプモータ
のステツプ数を位置データとし、指針の現在の位
置データを基準に次の表示位置までの駆動ステツ
プ数を演算し、この駆動ステツプ数に対応した駆
動パルスを供給することにより上記ステツプモー
タを所定の更新時間単位毎に駆動制御する演算・
制御手段とを具備してなる針式表示装置に、駆動
パルス周波数変調・制御手段を設けたことを特徴
とする。

この駆動パルス周波数変調・制御手段は、上記
駆動パルスのパルス周波数を上記駆動ステツプ数
に対応させて変調すると共に、上記更新時間内に
おける最初の駆動パルスを発生するタイミングを
制御する。

針式表示装置を上記構成とすることにより、駆
動パルスの周期は平均化され、更新時間内におけ
る指針の停止時間を無くすることができる。

〔実施例〕

次に本考案になる針式表示装置の実施例につい
て図面と共に以下説明する。第１図は本考案の一
実施例である針式表示装置１（以下、単に装置と
いう）の構成図である。同図に示されるように、
装置１は大略してメータ表示部２、ステツプモー
タ３、演算・制御装置４等より構成されており、
本考案の要部となる駆動パルス周波数変調・制御
回路５（以下、単に変調・制御回路という）は演
算・制御装置４内に組込まれている。この装置１
は、例えば車載用のスピードメータとして用いら
れるものである。

メータ表示部２、ステツプモータ３は第２図、
第３図に示す如くユニツト化されており、メータ
ユニツト６を構成している。この内、メータ表示
部２は第２図に示されるように表示（化粧）パネ
ル７及び指針８とにより構成されている。表示パ
ネル７の表面部には表示文字９が配設されてお
り、回動する指針８と協働してスピード表示を行
なう。

メータ表示部２の背面部には、第３図に示すよ
うに、ステツプモータ３がホルダ１０を用いて取
付けられている。ステツプモータ３は周知の構造
とされており、供給される駆動パルスに対応して
駆動軸３ａを所定角度づつ回動させる。この駆動
軸３ａにはギヤ１１が取付けられている。

指針８が取付けられた回転軸１２には歯車１３
が設けられ、この歯車１３はギヤ１１と嵌合して
いる。よつて、ステツプモータ３の回転により指
針８が駆動される。

演算・制御装置４は、第１図に示すように、入
力処理回路１４、指示値換算回路１５、モータ駆
動量演算回路１６、モータ制御回路１７、モータ
駆動回路１８、発振回路１９及び本考案の要部と
なる変調・制御回路５等より構成されており、ス
テツプモータ３のステツプ数を表示位置データと
して、指針８の駆動制御を行なう装置である。入
力処理回路１４は、例えば自動車の車軸に設けら
れた速度検出手段（図示せず）より供給される速
度信号の波形成形処理、増幅処理を行なう回路で
ある。指示値換算回路１５は入力処理回路から供
給される信号を数値に変換すると共に、次の表示
位置をステツプモータ３のステツプ数に換算し
て、次の表示位置データを生成する。

モータ駆動量演算回路１６は、指針８が現在指
示している位置をステツプモータ３のステツプ数
としてメモリ（図示せず）に記憶しており（これ
を現在の表示位置データＭという）、現在の表示
位置データＭ及び、次の表示位置データＮより、
指針８を次の表示位置まで駆動させるための駆動
ステツプモータ３の駆動ステツプ数及び回転方向
を演算する回路である。

変調・制御回路５は、発振回路１９から供給さ
れる発振信号及びモータ駆動量演算回路１６から
供給される駆動ステツプ数を基にステツプモータ
３を駆動する駆動パルスを生成する回路である。
この変調・制御回路５は後に詳述するように、発
振回路１９からの発振信号の周期を駆動ステツプ
数に対応させて変調処理すると共に、所定の更新
時間において最初にステツプモータ３に供給され
る駆動パルスの供給のタイミングを制御する回路
である。

モータ制御回路１８は変調・制御回路５で生成
された適宜なパルス周波数に対応してステツプモ
ータ３が正確に回転するよう、その回転制御を行
なう回路であり、モータ駆動回路１８は駆動パル
スに対応してステツプモータ３を直接駆動するた
めの回路である。

上記の装置１は、所定の更新時間Ｔ毎に指針８
の表示位置を更新することによりスピード表示を
行なう構成とされている。これを具体例を挙げて
説明する。

いま、指針８の表示位置が10Km／ｈであり、現
在の表示位置データＭが10ステツプ（１ステツプ
を１Km／ｈに対応させた場合）であつたと仮定す
る。また、速度検出信号を入力処理回路１４及び
指示値換算回路１５で処理した結果、次の表示位
置が25Km／ｈであり、よつて次の表示位置データ
Ｎが25ステツプであつたとすると、モータ駆動量
換算回路１６は現在の表示位置データＭを基準と
して次の表示位置までの駆動ステツプ数を演算
（Ｎ−Ｍ）する。そして演算された15ステツプだ
け変調・制御回路５、モータ制御回路１７、モー
タ駆動回路１８を介してステツプモータ３を駆動
して指針８を回転させることにより、25Km／ｈの
表示を行なう構成となつている。また、上記更新
時間Ｔが経過すると、次の表示位置データＮ（25
ステツプ）は現在の表意位置データＭに置換さ
れ、次に入来する速度検出信号に対して上記と同
様の処理をくり返すことによりスピード表示を行
なう。

次に本考案の要部となる変調・制御回路５の動
作について、第１図、第４図、第５図を用いて説
明する。第４図は変調・制御回路５が行なう処理
の手順を示しており、また第５図は演算・制御装
置４からステツプモータ３に向け出力される駆動
パルス（図中、ひとつの駆動パルスを１本の矢印
で示す）の出力タイミングを示している。

モータ駆動量演算回路１６より駆動ステツプ数
（以下、符号Ｋで示す）が供給されると、まず変
調・制御回路５はＫ＝０かどうかを判断する（第
４図にS1で示す）。Ｋ＝０である場合、速度信号
に変化はなく指針８を駆動する必要はない。よつ
てこの場合、変調・制御回路５は更新時間Ｔが経
過するのを待ち（S2）、処理は終了する。

一方、S1においてＫ≠０と判断された場合、
変調・制御回路５はステツプモータ３を駆動する
ための適正周期ｔを求める。この適正周期ｔは更
新時間Ｔを駆動ステツプ数Ｋで割る（ｔ＝Ｔ／
Ｋ）ことにより求められる（S3）。また、変調・
制御回路５はS3で得られた周期ｔを２で割り、
遅延時間Δtを演算する（S4）。

続いて変調・制御回路５は発振回路１９から供
給されるクロツクパルス周波数を変調して、周期
ｔの駆動パルスを生成する（S5）。そして、更新
開始時間より遅延時間Δtだけ待つた後（S6）、上
記変調された駆動パルスをモータ制御回路１７に
供給する（S7）。この時、変調制御回路５は供給
される駆動パルス数（符号ｋで示す）をカウント
し（S8）、この駆動パルス数ｋが駆動ステツプ数
Ｋと等しくなるまで駆動パルスを供給し（S7〜
S10で示されるループ）、ｋ＝Ｋとなつた時、駆
動パルスの供給を停止する（S11）。

続いて、再後の駆動パルスの出力時より遅延時
間Δtだけ待つた後（S12）、処理を終了する。

上記の如く動作する変調・制御回路５を具備し
た演算・制御装置４より出力される駆動パルスの
出力タイミングを、従来の装置における出力タイ
ミングと比較しつつ第５図を用いて以下説明す
る。尚、同図は更新が３回行なわれた状態を表わ
しており、Ａは従来の出力タイミング、Ｂはパル
ス変調のみを行なつた場合の出力タイミング、Ｃ
は本実施例の出力タイミングを夫々示している。
また同図で、１回目の更新を示す各符号には１の
文字を添記し（t₁，Δt₁等）、２回、３回目の更新
を示す各符号には２，３の文字を添記した。更
に、説明の便宜上、１回目の更新時間における駆
動ステツプ数K₁を３、同様にK₂＝２，K₃＝３と
して説明する。

第５図Ａに示されるように、従来の装置ではス
テツプモータ３が所定ステツプ数駆動した後、更
新時間Ｔ内に指針の停止時間が生じてしまい、こ
れに起因して視認性が低下していた。

また第５図Ｂは、第４図に示す各処理よりS4，
S6，S11を除いた場合の出力タイミングを示して
いる。この場合、最初の駆動パルスは更新開始と
同時に出力され、以後ポルス変調された周期毎に
駆動パルスが出力され、よつて当該更新時間Ｔ内
における駆動パルス出力は平均化され、停止時間
のない滑らかな指針の駆動を実現することができ
る。しかるに、一の更新時間と次の更新時間との
境（例えば１回目の更新時間と２回目の更新時間
の境）においては、１回目の周期t₁と２回目の周
期t₂のさが大である時、やはり指針の駆動の段階
的な動きとなり視認性が劣化する。

第５図Ｃに示す本実施例の出力タイミングは、
第４図におけるS6の処理により更新開始時間よ
り最初の駆動パルスが出力されるまで、遅延時間
Δtを有している。またS11の処理により最後の駆
動パルスが出力されてから更新時間Ｔが終了する
まで、やはり遅延時間Δtを有している。よつて、
一の更新時間における最後の駆動パルスが出力さ
れたタイミングと、次の更新時間における最初の
駆動パルスが出力されたタイミングとの間の時間
を平均化することができる。

即ち、第５図Ｃにおける１回目の更新時間にお
ける最後の駆動パルス（図中、矢印P₁で示す）
の出力タイミングと２回目の更新時間における最
初の駆動パルス（図中、矢印P₂で示す）の出力
タイミングの間の時間は、 Δt₁＋Δt₂＝（t₁＋t₂）／２ となり、１回目の更新時間における周期t₁と２回
目の更新時間における周期t₂を平均値した時間と
なつている。よつて、更新時間の切換時において
も指針は滑らかな駆動を行ない得、指針の動きは
常に安定した滑らかな動きとなり視認性を向上さ
せることができる。

〔考案の効果〕

上述の如く、本考案になる針式表示装置によれ
ば、駆動パルスのパルス周波数を駆動ステツプ数
に対応させて変調できるため、更新時間内に指針
の駆動が停止する停止時間がなくなり、指針の動
きは滑らかになり、かつ、最初の駆動パルスを発
生するタイミングを制御することにより更新開始
時及び終了時に遅延時間を設けることが可能とな
り、これにより更新時間の切換時においても指針
の動きは滑らかとなるため装置の視認性を向上さ
せることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる装置の一実施例の構成
図、第２図は表示パネルの正面図、第３図はメー
タユニツトの側面図、第４図は変調・制御回路の
処理を説明するためのフローチヤート、第５図は
演算・制御装置から出力される駆動パルスの出力
タイミングを説明するためのタイミングチヤート
である。 １……装置、２……メータ表示部、３……ステ
ツプモータ、４……演算・制御装置、５……変
調・制御回路、８……指針、１４……入力処理回
路、１５……支持値換算回路、１６……モータ駆
動量演算回路、１８……モータ駆動回路、１９…
…発振回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 指針を駆動するステツプモータと、 ステツプモータのステツプ数を位置データと
   し、指針の現在の位置データを基準に次の表示位
   置までの駆動ステツプ数を演算し、この駆動ステ
   ツプ数に対応した駆動パルスを供給することによ
   り上記ステツプモータを所定の更新時間単位毎に
   駆動制御する演算・制御手段とを設けてなる針式
   表示装置において、 上記駆動パルスのパルス周波数を上記駆動ステ
   ツプ数に対応させて変調すると共に、上記更新時
   間内における最初の駆動パルスを発生するタイミ
   ングを制御する駆動パルス周波数変調・制御手段
   を設けてなる針式表示装置。