JPH09140193A - ステップモータの駆動装置及び指示計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステップモータの駆動力に応じて変化する負
荷部材の共振角速度範囲を有効に活用して、負荷部材の
共振を抑制するステップモータの駆動装置及びこの駆動
装置を採用した指示計器を提供することを目的とする。 【解決手段】 ステップモータに対する入力角速度αが
共振角速度範囲（１５ｎ＋２ｎ）≧α≧（１５ｎ−２
ｎ）の値になると、ステップモータの駆動力が、４０ｍ
Ａに対応する振幅値のＳＩＮ信号Ｉ_S1及びＣＯＳ信号Ｉ
_C1に応じた駆動力から２０ｍＡに対応する振幅値のＳＩ
Ｎ信号Ｉ_S2及びＣＯＳ信号Ｉ_C2に応じた駆動力に同時に
減少する。これにより、指針の共振角速度範囲が、現段
階における入力指示角速度に対応する共振角速度範囲か
ら外れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両、船舶、航空
機や産業機器等において負荷部材の駆動源として採用さ
れるステップモータの駆動装置及びこの駆動装置を採用
するに適した各種の指示計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、車両用指示計器において
は、一対のステータ内に回転自在にマグネットロータを
組み付けてなる２相励磁方式で駆動するＰＭ型ステップ
モータを採用したものがある。このような指示計器で
は、各ステータに巻装されたコイルにそれぞれ正弦波電
流及び余弦波電流を流し、これら両電流に基づき生ずる
各磁界の合成による回転磁界に応じた駆動力にてマグネ
ットロータを回転させて、この回転に連動して指針を振
らせるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
指示計器では、指針の振れ作動中における実際のある指
示角速度にて、当該指針が共振現象を起こして針振れを
生じ、指示精度や視認性の低下を招くという不具合があ
る。これに対し、ダンパオイル等を用いて、上述した指
針の共振現象を抑制することも考えられる。しかし、ダ
ンパオイルの粘性抵抗のために、指針の振れに応答速度
の低下が生ずる。

【０００４】そこで、本発明者らは、上述した指針の共
振現象の発生原因につき、種々検討を加えてみた。この
検討の結果、かかる共振現象は、上記指示角速度がステ
ップモータのトルクや負荷（指針の重量、慣性モーメン
トや摩擦抵抗等）に影響されるために、生ずることが分
かった。例えば、ステップモータの駆動トルクをＫｔと
し、指針の共振角速度及び慣性モーメントをω及びＪと
すれば、次の数１の式が成立する。但し、指針の静止摩
擦を無視するものとする。

【０００５】

【数１】Ｋｔ＝ω² ・Ｊ これによれば、駆動トルクＫｔは共振角速度ωと一定の
関係を有することが分かる。しかも、駆動トルクＫｔは
ステップモータに対する流入電流に応じて変化する。

【０００６】ここで、指針の実際の指示角速度（以下、
実指示角速度という）が、入力信号の時間的変化に基づ
くステップモータへの入力指示角速度といかなる関係を
有するかにつき調べてみた。これによれば、図８にて例
示するように、入力指示角速度が１５ｎ±２ｎ（ｒ．
ｐ．ｍ．）の共振角速度範囲にあるとき指針の共振現象
がみられた。但し、ステップモータへの流入電流を、振
幅値４０ｍＡを有する正弦波電流及び余弦波電流とし
た。なお、１５ｎ±２ｎにおいて、符号ｎは自然数を表
す。

【０００７】これに対し、正弦波電流及び余弦波電流の
各振幅値を２０ｍＡに減少させてステップモータを駆動
したところ、図９にて示すごとく、共振角速度範囲が、
振幅値４０ｍＡの場合の範囲から振幅値２０ｍＡの場合
の範囲に変化した。その結果、振幅値４０ｍＡの場合に
生ずるであろう指針の共振現象を防止できた。このよう
なことは、共振角速度範囲を、振幅値４０ｍＡの場合の
範囲から４０ｍＡよりも大きい振幅値の場合の範囲に変
化させても同様であった。

【０００８】以上のことから、入力指示角速度が共振角
速度範囲に達するとき、ステップモータの駆動力を変化
させるように制御することにより、指針の共振を未然に
防止できることが分かった。そこで、本発明は、このよ
うな点に着目し、ステップモータの駆動力に応じて変化
する負荷部材の共振角速度範囲を有効に活用して、負荷
部材の共振を抑制するステップモータの駆動装置及びこ
の駆動装置を採用した指示計器を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１及び２に記載の発明によれば、入力指示角
速度算出手段が入力信号の変化に基づき入力指示角速度
を算出し、判定手段が、入力指示角速度が指針の共振角
速度範囲の値か否かを判定する。そして、この判定手段
が共振角速度範囲の値と判定したとき、駆動制御手段
が、ステップモータを回転させる駆動力を変化させる。

【００１０】これにより、入力指示角速度がこれに対応
する共振角速度範囲から外れ、指針の共振現象が未然に
防止され得る。また、請求項３及び４に記載の発明によ
れば、入力指示角速度算出手段が、入力信号の時間的変
化に基づき入力指示角速度を算出し、判定手段が、入力
指示角速度が指針の共振角速度範囲の値か否かを判定す
る。そして、この判定手段が共振角速度範囲の値と判定
したとき、交流制御信号発生手段が、交流制御信号の振
幅値を変化させ、駆動手段が、当該変化振幅値の交流制
御信号に応じた駆動力にてステップモータを回転させ
る。

【００１１】このように交流制御信号の振幅値を変化さ
せることによっても、請求項１及びに記載の発明と同様
の作用効果を達成できる。また、請求項５に記載の発明
によれば、第１交流制御信号発生手段が、入力信号に対
応する目標振れ角に向け指針を振れさせるように第１振
幅値の交流制御信号を発生し、第２交流制御信号発生手
段が、目標振れ角に向け指針を振れさせるように第１振
幅値と異なる第２振幅値の交流制御信号を発生する。そ
して、入力指示角速度算出手段が、入力信号の時間的変
化に基づき入力指示角速度を算出し、判定手段が、入力
指示角速度が一方の交流制御信号に対応する指針の共振
角速度範囲の値か否かにつき判定する。

【００１２】そして、判定手段が一方の交流制御信号に
対応する共振角速度範囲の値と判定したとき、駆動手段
が、他方の交流制御信号に応じた駆動力にてステップモ
ータを回転させる。また、判定手段が、一方の交流制御
信号に対応する共振角速度範囲の値でないと判定したと
き、駆動手段が、一方の交流制御信号に応じた駆動力に
てステップモータを回転させる。

【００１３】このような構成によっても、請求項１及び
２に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。また、
請求項６に記載の発明によれば、入力指示角速度算出手
段が入力信号の変化に基づき入力指示角速度を算出し、
判定手段が、入力指示角速度が前記指針の共振角速度範
囲の値か否かを判定する。

【００１４】そして、この判定手段が共振角速度範囲の
値と判定したとき、制御信号発生手段が、ＳＩＮ信号及
びＣＯＳ信号の各振幅値を、上記入力指示角速度とは異
なる入力指示角速度に対応する共振角速度範囲の値とな
るように、同一比率にて変化させる。このようにＳＩＮ
信号及びＣＯＳ信号の各振幅値を同一比率で変化させる
ことでも、請求項１及び２に記載の発明と同様に指針の
共振を未然に防止できる。

【００１５】また、請求項７及び８に記載の発明によれ
ば、出力算出手段が、入力信号に対応する目標振れ角に
向け指針を振れさせるように所定振幅値及びステップモ
ータの目標回転角を出力として算出し、かつ駆動手段が
所定振幅値及び目標回転角に基づき交流制御信号を発生
しこの交流制御信号に応じた駆動力にてステップモータ
を回転させる。

【００１６】ここで、入力指示角速度算出手段が、入力
信号の変化に基づき入力指示角速度を算出し、判定手段
が、入力指示角速度が前記指針の共振角速度範囲の値か
否かを判定する。そして、この判定手段が共振角速度範
囲の値と判定したとき、出力算出手段が、上記所定振幅
値を変化させるように処理し、駆動手段が、交流制御信
号を上記変化振幅値の交流制御信号に変化させ、この変
化交流制御信号に応じた駆動力にてステップモータを回
転させる。

【００１７】これにより、所定振幅値及びその変化と、
これに基づく交流制御制御信号の発生とを、出力算出手
段及び駆動手段で役割分担することとなる。従って、交
流制御信号の振幅値の変化を応答性よく実現することが
でき、その結果、請求項１に記載の発明の作用効果をよ
り一層確実に達成し得る。また、請求項９に記載の発明
によれば、入力指示角速度算出手段が入力信号に応じて
目標角に向け負荷部材を回動するための入力指示角速度
を算出し、駆動制御手段が、ステップモータの駆動力を
表す複数の駆動パターンから入力指示角速度に基づき負
荷部材の非共振状態を表す駆動パターンを選択し、この
駆動パターンに応じてステップモータの駆動力を変化さ
せる。

【００１８】これにより、負荷部材の共振を抑制し得る
ようなステップモータの駆動装置を提供できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る車両用指
示計器の回路構成を示しており、この指示計器は、図１
乃至図３にて示すごとく、二相励磁式ＰＭ型ステップモ
ータＭを駆動源として採用している。

【００２０】このステップモータＭは、図２にて示すご
とく、円筒状ケーシング１０を備えており、このケーシ
ング１０内には、上下一対の環状ステータ２０、３０
が、図３にて示すごとく、同軸的に組み付けられてい
る。ステータ２０は、略コ字状に組み合わせた二つの環
状ヨーク２１、２２間にボビン２３を介し環状コイル２
４を収容して構成されており、これら両ヨーク２１、２
２の各内周縁には、各磁極歯２１ａ、２２ａが互いに交
互に延出形成されている。なお、交互に位置する各磁極
歯２１ａ、２２ａの周方向間隔は等角度ピッチである。

【００２１】一方、ステータ３０は、略コ字状に組み合
わせた二つの環状ヨーク３１、３２間にボビン３３を介
し環状コイル３４を収容して構成されており、これら両
ヨーク３１、３２の各内周縁には、各磁極歯３１ａ、３
２ａが互いに交互に延出形成されている。なお、各磁極
歯３１ａ、３２ａは、各磁極歯２１ａ、２２ａから１／
２ピッチずれている。

【００２２】また、ステップモータＭはマグネットロー
タ４０を備えており、このマグネットロータ４０は、両
ステータ２０、３０内に同軸的に組付けられている。こ
のマグネットロータ４０は、その出力軸４１にて、ケー
シング１０の上壁１１の中央軸受け部及び底壁の中央軸
受け部により回転自在に軸支されている。なお、マグネ
ットロータ４０の外周面には、その周方向に多数の磁極
が着磁形成されている。

【００２３】また、指示計器は、指針５０を備えてお
り、この指針５０は、その指針ボス５１にて、ケーシン
グ１０の上壁１１から上方へ延出する回転軸４１の上端
部に同軸的に軸支されている。これにより、指針５０
は、マグネットロータ４０の回転に連動して図示しない
目盛り盤の表面に沿い回動する。なお、図２にて符号１
２はストッパを示す。

【００２４】また、指示計器は、図１にて示すごとく、
マイクロコンピュータ６０を備えており、このマイクロ
コンピュータ６０は、その電源端子にて、当該車両のイ
グニッションスイッチＩＧを介しバッテリＢａの正側端
子に接続されている。このマイクロコンピュータ６０
は、図４及び図５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の実行を開始し、この実行中におい
て、ステップモータＭの各コイル２４、３４に接続した
駆動回路７０の駆動制御に必要な演算処理を行う。

【００２５】駆動回路７０は、マイクロコンピュータ６
０による制御を受けて、コイル２４に正弦波電流（以
下、ＳＩＮ電流という）を流すとともに、コイル３４に
余弦波電流（以下、ＣＯＳ電流という）を流すように構
成されている。このように構成した本実施の形態におい
て、指示計器を作動状態におけば、マイクロコンピュー
タ６０が、図４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。

【００２６】ステップ１００において、当該車両の車速
等のアナログ量が入力信号としてマイクロコンピュータ
６０に読み込まれると、次のステップ１１０において、
指針５０の目標振れ角θｏが上記入力信号に基づいて算
出される。然る後、ステップ１２０において、入力信号
の時間的変化、即ち、ステップモータＭに対する入力指
示角速度αが今回の目標振れ角θｏ及び前回の目標振れ
角θｏとの差に基づき算出される。なお、入力指示角速
度αは、入力信号の時間的変化から直接求めてもよい。

【００２７】すると、指針５０の現在振れ角θ_a と今回
の目標振れ角θｏとがステップ１３０にて比較判定され
る。ここで、現在振れ角θ_a が目標振れ角θｏよりも小
さければ、正転処理ルーチン１４０の処理がなされる
（図４及び図５参照）。しかして、図５のステップ１４
１において、入力指示角速度αが指針５０の所定の共振
角速度範囲の値であるか否かが判定される。ここで、当
該所定の共振角速度範囲は、上述した図８の共振角速度
範囲、即ち、（１５ｎ＋２ｎ）（ｒ．ｐ．ｍ．）乃至
（１５ｎ−２ｎ）（ｒ．ｐ．ｍ．）の範囲に相当する。

【００２８】ここで、入力指示角速度αが（１５ｎ＋２
ｎ）よりも大きいか（１５ｎ−２ｎ）よりも小さけれ
ば、入力指示角速度αが指針５０の共振角速度範囲には
ないとの判断のもとに、ステップ１４１における判定が
ＮＯとなる。すると、ステップ１４２において、次の数
２にて示す正弦波信号Ｉ_S1及び余弦波信号Ｉ_C1が駆動回
路７０に出力される。

【００２９】

【数２】Ｉ_S1＝Ｉ₄₀ＳＩＮ（ωｔ） Ｉ_C1＝Ｉ₄₀ＣＯＳ（ωｔ） ここで、Ｉ₄₀は、４０ｍＡの電流値に相当する振幅値で
ある。このように正弦波信号Ｉ_S1（以下、ＳＩＮ信号Ｉ
_S1という）及び余弦波信号Ｉ _C1（以下、ＣＯＳ信号Ｉ_C1
という）が駆動回路７０に出力されると、この駆動回路
７０が、コイル２４に、振幅値４０ｍＡのＳＩＮ電流を
流すとともに、コイル３４に、振幅値４０ｍＡのＣＯＳ
電流を流す。これにより、ステップモータが振幅値４０
ｍＡを有するＳＩＮ信号Ｉ_S1及びＣＯＳ信号Ｉ_C1に応じ
た駆動力にて駆動される。このため、指針５０の振れ角
が現在振れ角θ_a から目標振れ角θｏに向けて変化す
る。なお、ステップ１４２における処理が終了すると、
ステップ１６０にてＮＯと判定され、コンピュータプロ
グラムがステップ１００に戻る。

【００３０】然る後、ステップ１４１における判定がＹ
ＥＳになると、次のステップ１４３において、次の数３
にて示すＳＩＮ信号Ｉ_S2及びＣＯＳ信号Ｉ_C2が駆動回路
７０に出力される。

【００３１】

【数３】Ｉ_S2＝Ｉ₂₀ＳＩＮ（ωｔ） Ｉ_C2＝Ｉ₂₀ＣＯＳ（ωｔ） ここで、Ｉ₂₀は、２０ｍＡの電流値に相当する振幅値で
ある。このようにＳＩＮ信号Ｉ_S2及びＣＯＳ信号Ｉ_C2が
駆動回路７０に出力されると、この駆動回路７０が、コ
イル２４に、振幅値２０ｍＡのＳＩＮ電流を流すととも
に、コイル３４に、振幅値２０ｍＡのＣＯＳ電流を流
す。

【００３２】これにより、ステップモータが、振幅値２
０ｍＡを有するＳＩＮ信号Ｉ_S2及びＣＯＳ信号Ｉ_C2に応
じた駆動力にて駆動される。このように、入力指示角速
度が上記共振角速度範囲の値になると、ステップモータ
の駆動力が、振幅値４０ｍＡのＳＩＮ信号Ｉ_S1及びＣＯ
Ｓ信号Ｉ_C1に応じた駆動力から振幅値２０ｍＡのＳＩＮ
信号Ｉ_S2及びＣＯＳ信号Ｉ_C2に応じた駆動力に同時に減
少するので、現段階における入力指示角速度が、上記所
定の共振角速度範囲の値から外れる。

【００３３】これを図８及び図９に基づいて例示する
と、振幅値４０ｍＡのとき入力指示角速度が共振角速度
範囲３０±４（ｒ．ｐ．ｍ．）にあれば、振幅値を２０
ｍＡに減少させることにより、当該共振角速度範囲が、
両共振角速度範囲１５±２（ｒ．ｐ．ｍ．）及び３０±
４（ｒ．ｐ．ｍ．）の間の範囲、つまり、振幅値２０ｍ
Ａのときの共振角速度範囲にずれる。

【００３４】その結果、現段階における指針５０の共振
が防止される。これにより、指針５０の実指示精度や応
答性を高く維持して視認性を良好に維持できる。また、
コンピュータプログラムがステップ１３０からステップ
１５０に移行した場合も、正転処理ルーチン１４０の場
合と同様に、図５のフローチャートに従い、処理され
る。これにより、正転処理ルーチン１４０の場合と同様
の作用効果を達成できる。

【００３５】ちなみに、入力指示角速度とステップモー
タへの電流との関係を実験により調べてみた。ここで、
入力指示角速度が上記共振角速度範囲の値になったとき
に、振幅値４０ｍＡのＣＯＳ電流及びＳＩＮ電流でもっ
て駆動していたステップモータを、振幅値２０ｍＡのＣ
ＯＳ電流及びＳＩＮ電流でもって駆動するようにした場
合、図６及び図７にて示すような結果が得られた。

【００３６】但し、図６及び図７において、符号Ｌ１及
びＬ３は、それぞれ、ステップモータＭの駆動電流が振
幅値２０ｍＡのＣＯＳ電流及びＳＩＮ電流である場合の
電流と入力指示角速度との関係を示し、また、符号Ｌ２
及びＬ４は、それぞれ、ステップモータＭの駆動電流が
振幅値４０ｍＡのＣＯＳ電流及びＳＩＮ電流である場合
の電流と入力指示角速度との関係を示す。

【００３７】これによれば、入力指示角速度が共振角速
度範囲（１７乃至１３）（ｒ．ｐ．ｍ．）に入ると、図
６では、電流が、曲線Ｌ１で特定される電流から曲線Ｌ
２で特定される電流に減少する。一方、図７では、曲線
Ｌ３で特定される電流から曲線Ｌ４で特定される電流に
変化する。これに伴い、ステップモータの駆動力が減少
し、入力指示角速度が共振角速度範囲（１７乃至１３）
（ｒ．ｐ．ｍ．）から外れる。

【００３８】即ち、入力指示角速度が（１７乃至１３）
（ｒ．ｐ．ｍ．）の共振角速度範囲内にあるとき、上述
のような駆動力の減少により指針５０の共振角速度範囲
が４０ｍＡの場合の範囲から２０ｍＡの場合の範囲にず
れるので、結果として、指針５０の共振現象の発生が未
然に防止される。なお、上記実施の形態では、ステップ
１４３（図５参照）におけるＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号
の各振幅値をステップ１４２におけるＳＩＮ信号及びＣ
ＯＳ信号の各振幅値の半分に減少させるようにしたが、
これに代えて、逆に増大するようにしてもよい。要する
に、入力指示角速度を指針５０の現実の共振角速度範囲
から外すように変更すれば、上記実施の形態にて述べた
と同様の作用効果を達成できる。

【００３９】また、上記実施の形態では、マイクロコン
ピュータ６０が、ステップ１４２においてＩ_S1＝Ｉ₄₀Ｓ
ＩＮ（ωｔ）及びＩ_C1＝Ｉ₄₀ＣＯＳ（ωｔ）の出力処理
をし、かつ、ステップ１４３においてＩ_S2＝Ｉ₂₀ＳＩＮ
（ωｔ）及びＩ_C2＝Ｉ₂₀ＣＯＳ（ωｔ）を出力処理し、
駆動回路７０がマイクロコンピュータ６０の各出力に応
じたＳＩＮ電流及びＣＯＳ電流をステップモータＭの各
コイルに供給して当該ステップモータＭを駆動する例に
ついて説明したが、これに代えて、次のように変形して
実施してもよい。

【００４０】即ち、この変形例では、マイクロコンピュ
ータ６０が、ステップ１４２において、振幅値Ｉ₄₀と共
にステップモータＭの目標回転角を出力処理し、かつ、
ステップ１４３において、振幅値Ｉ₂₀と共にステップモ
ータＭの目標回転角を出力処理するように変更されてい
る。また、駆動回路７０に代えて、予め記憶したＳＩＮ
波形データ及びＣＯＳ波形データに基づき、マイクロコ
ンピュータ６０からの各目標回転角出力に応じてＳＩＮ
信号及びＣＯＳ信号を形成し、これら形成信号に基づき
ＳＩＮ電流及びＣＯＳ電流をマイクロコンピュータ６０
の出力振幅値にてステップモータＭの両コイルに出力す
るように構成した他の駆動回路が採用されている。

【００４１】これにより、マイクロコンピュータ６０に
おいて、ＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号の各振幅値及びステ
ップモータＭの目標回転角の出力処理を出力し、上記他
の駆動回路において、当該出力振幅値及び出力目標回転
角に基づきＳＩＮ電流及びＣＯＳ電流を形成しステップ
モータＭに出力することとなる。このように、ＳＩＮ電
流及びＣＯＳ電流の形成にあたり、マイクロコンピュー
タ６０と上記他の駆動回路とで役割分担することで、振
幅値Ｉ₄₀の電流から振幅値Ｉ₂₀の電流に応答性よく変化
させることができる。その結果、上記実施の形態にて述
べた作用効果をより一層確実に達成し得る。

【００４２】また、本発明の実施にあたっては、入力信
号に対応する目標角に向け負荷部材（指針５０に相当す
る）を回動させるようにステップモータＭを駆動する駆
動制御回路（６０、７０）を備えた駆動装置に本発明を
適用して実施してもよい。この場合、入力信号に応じて
目標角に向け負荷部材を回動するための入力指示角速度
をステップ１００乃至１２０にて算出するようにする。
そして、駆動制御回路が、ステップモータＭの駆動力を
表す複数の駆動パターンから上記入力指示角速度に基づ
き負荷部材の非共振状態を表す駆動パターンを選択し、
この駆動パターンに応じてステップモータの駆動力を変
化させるようにする。

【００４３】これによれば、負荷部材の共振の抑制に関
し、上記実施の形態にて述べたと実質的に同様の作用効
果を達成できる。また、本発明の実施にあたっては、図
４のステップ１３０の処理に限ることなく、例えば、目
標振れ角θｏと現在振れ角θ_a の差の絶対値を求め、目
標振れ角θｏと現在振れ角θ_a の大小に応じて、上記絶
対値に相当する指示角度だけステップモータＭを正逆転
させるようにし、この過程において、図５のフローチャ
ートによる処理を行うようにしてもよい。

【００４４】また、本発明の実施にあたっては、２相励
磁式ステップモータＭに限ることなく、３相励磁式以上
のＰＭ型ステップモータを採用して実施してもよい。こ
の場合、ＰＭ型ステップモータに限ることなく、例え
ば、ハイブリッド型ステップモータを採用して実施して
もよい。また、本発明の実施にあたっては、上記実施の
形態にて述べたようにＳＩＮ電流やＣＯＳ電流に限るこ
となく、疑似ＳＩＮ電流や疑似ＣＯＳ電流或いは交流台
形波電流等の各種の一対の交流電流（互いに、例えば半
周期だけ位相を異にしたもの）によりステップモータを
駆動するようにしてもよい。

【００４５】また、本発明の実施にあたっては、図５の
ステップ１４１の判定基準は、指示計器の仕様に応じて
適宜変更して実施してもよい。また、本発明の実施にあ
たっては、上記実施の形態にて述べたように２０ｍＡ及
び４０ｍＡに対応する各振幅値のＳＩＮ信号及びＣＯＳ
信号に加え、例えば３０ｍＡに対応する振幅値のＳＩＮ
信号及びＣＯＳ信号を採用して実施してもよい。

【００４６】この場合、２０ｍＡ及び４０ｍＡに対応す
る各振幅値のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号では、指針５０
の共振を防止できない場合に、３０ｍＡに対応する振幅
値のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号でもってステップモータ
を駆動することで指針５０の共振を防止することも可能
となる。また、本発明の実施にあたっては、上記実施の
形態にて述べたように２０ｍＡ及び４０ｍＡに対応する
各振幅値のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号によらず、連続的
に変化する振幅値のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を採用し
て、指針５０の共振を防止するようにステップモータを
駆動してもよい。

【００４７】また、上記実施の形態においては、ステッ
プモータとして２相式ステップモータを採用した例につ
いて説明したが、これに代えて、単相励磁式ステップモ
ータを採用して実施してもよい。また、本発明の実施に
あたっては、車両用指示計器に限ることなく、船舶、航
空機等に採用される指示計器に本発明を適用して実施し
てもよい。

【００４８】また、上記実施の形態のフローチャートに
おける各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハ
ードロジック構成により実現するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る指示計器の一実施の形態を示す全
体概略構成図である。

【図２】図１のステップモータの部分破断斜視図であ
る。

【図３】図１のステップモータのステータ及びマグネッ
トロータを示す部分破断斜視図である。

【図４】図１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５】図４の逆転処理ルーチン及び正転処理ルーチン
の詳細フローチャートである。

【図６】ＣＯＳ信号の２０ｍＡ及び４０ｍＡに対応する
各振幅値をパラメータとするステップモータへの入力指
示角速度とステップモータに流れる電流との関係を示す
グラフである。

【図７】ＳＩＮ信号の２０ｍＡ及び４０ｍＡに対応する
各振幅値をパラメータとするステップモータへの入力指
示角速度とステップモータに流れる電流との関係を示す
グラフである。

【図８】４０ｍＡに対応する振幅値のときの指針の実指
示角速度と入力指示角速度との関係を示すグラフであ
る。

【図９】２０ｍＡに対応する振幅値のときの指針の実指
示角速度と入力指示角速度との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

Ｂａ・・・バッテリ、Ｍ・・・ステップモータ、５０・
・・指針、６０・・・マイクロコンピュータ、７０・・
・駆動回路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップモータ（Ｍ）と、 このステップモータの回転に応じて振れる指針（５０）
   と、 入力信号に対応する目標振れ角に向け前記指針を振れさ
   せるように前記ステップモータを回転させる駆動制御手
   段（６０、７０）とを備えた指示計器において、 前記入力信号の時間的変化に基づき入力指示角速度を算
   出する入力指示角速度算出手段（１００乃至１２０）
   と、 前記入力指示角速度が前記指針の共振角速度範囲の値か
   否かを判定する判定手段（１４０、１５０、１４１）と
   を備え、 この判定手段が前記共振角速度範囲の値と判定したと
   き、前記駆動制御手段が、前記ステップモータの駆動力
   を変化させることを特徴とする指示計器。
2. 【請求項２】 前記共振角速度範囲は、前記入力指示角
   速度に応じて定まり、 前記駆動制御手段が、前記入力指示角速度に対して、前
   記共振角速度範囲を前記入力指示角速度に対応する範囲
   とは異なる範囲に変えるように、前記駆動力を変化させ
   ることを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
3. 【請求項３】 ステップモータ（Ｍ）と、 このステップモータの回転に応じて振れる指針（５０）
   と、 入力信号に対応する目標振れ角に向け前記指針を振れさ
   せるように所定振幅値の交流制御信号を発生する交流制
   御信号発生手段（１４２、１４３）と、 前記交流制御信号に応じた駆動力にて前記ステップモー
   タを回転させる駆動手段（７０）とを備えた指示計器に
   おいて、 前記入力信号の時間的変化に基づき入力指示角速度を算
   出する入力指示角速度算出手段（１００乃至１２０）
   と、 前記入力指示角速度が前記指針の共振角速度範囲の値か
   否かを判定する判定手段（１４１）とを備え、 この判定手段が前記共振角速度範囲の値と判定したと
   き、前記交流制御信号発生手段が、前記交流制御信号の
   振幅値を変化させ、 前記駆動手段が、前記変化振幅値の交流制御信号に応じ
   た駆動力にて前記ステップモータを回転させることを特
   徴とする指示計器。
4. 【請求項４】 前記共振角速度範囲は、前記入力指示角
   速度に応じて定まり、 前記駆動手段が、前記入力指示角速度に対して、前記共
   振角速度範囲を前記入力指示角速度に対応する範囲とは
   異なる範囲に変えるように、前記振幅値を変化させるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の指示計器。
5. 【請求項５】 ステップモータ（Ｍ）と、 このステップモータの回転に応じて振れる指針（５０）
   と、 入力信号に対応するに向け前記指針を振れさせるように
   第１振幅値の交流制御信号を発生する第１交流制御信号
   発生手段（１４２）と、 前記目標振れ角に向け前記指針を振れさせるように前記
   第１振幅値と異なる第２振幅値の交流制御信号を発生す
   る第２交流制御信号発生手段（１４３）と、 前記入力信号の変化に基づき入力指示角速度を算出する
   入力指示角速度算出手段（１００乃至１２０）と、 前記入力指示角速度が前記両交流制御信号の一方に対応
   する前記指針の共振角速度範囲の値か否かを判定する判
   定手段（１４１）と、 この判定手段が前記一方の交流制御信号に対応する前記
   共振角速度範囲の値と判定したとき、他方の交流制御信
   号に応じた駆動力にて前記ステップモータを回転させ、
   前記判定手段が前記一方の交流制御信号に対応する前記
   共振角速度範囲の値でないと判定したとき、前記一方の
   交流制御信号に応じた駆動力にて前記ステップモータを
   回転させる駆動手段（７０）とを備えた指示計器。
6. 【請求項６】 ２相励磁式ステップモータ（Ｍ）と、 このステップモータの回転に応じて振れる指針（５０）
   と、 入力信号に対応する目標振れ角に向け前記指針を振れさ
   せるように所定振幅値のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を発
   生する制御信号発生手段（１４２、１４３）と、 前記ＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号に応じた駆動力にて前記
   ステップモータを回転させる駆動手段（７０）とを備え
   た指示計器において、 前記入力信号の変化に基づき入力指示角速度を算出する
   入力指示角速度算出手段（１００乃至１２０）と、 前記入力指示角速度が前記指針の共振角速度範囲の値か
   否かを判定する判定手段（１４１）とを備え、 この判定手段が前記共振角速度範囲の値と判定したと
   き、前記制御信号発生手段が、前記ＳＩＮ信号及びＣＯ
   Ｓ信号の各振幅値を、前記入力指示角速度とは異なる入
   力指示角速度に対応する共振角速度範囲の値となるよう
   に、同一比率にて変化させることを特徴とする指示計
   器。
7. 【請求項７】 ステップモータ（Ｍ）と、 このステップモータの回転に応じて振れる指針（５０）
   と、 入力信号に対応する目標振れ角に向け前記指針を振れさ
   せるように所定振幅値及び前記ステップモータの目標回
   転角を出力として算出する出力算出手段（１４２、１４
   ３）と、 前記所定振幅値及び目標回転角に基づき交流制御信号を
   発生しこの交流制御信号に応じた駆動力にて前記ステッ
   プモータを回転させる駆動手段（７０）とを備えた指示
   計器において、 前記入力信号の変化に基づき入力指示角速度を算出する
   入力指示角速度算出手段（１００乃至１２０）と、 前記入力指示角速度が前記指針の共振角速度範囲の値か
   否かを判定する判定手段（１４１）とを備え、 この判定手段が前記共振角速度範囲の値と判定したと
   き、前記出力算出手段が、前記所定振幅値を変化させる
   ように処理し、 前記駆動手段が、前記交流制御信号を前記変化振幅値の
   交流制御信号に変化させ、この変化交流制御信号に応じ
   た駆動力にて前記ステップモータを回転させることを特
   徴とする指示計器。
8. 【請求項８】 前記共振角速度範囲は、前記入力指示角
   速度に応じて定まり、 前記出力算出手段が、前記共振角速度範囲を、前記入力
   指示角速度とは異なる入力指示角速度に対応する範囲に
   変えるように、前記所定振幅値を変化させることを特徴
   とする請求項７に記載の指示計器。
9. 【請求項９】 入力信号に対応する目標角に向け負荷部
   材（５０）を回動させるようにステップモータ（Ｍ）を
   駆動する駆動制御手段（６０、７０）を備えた駆動装置
   において、 前記入力信号に応じて前記目標角に向け前記負荷部材を
   回動するための入力指示角速度を算出する入力指示角速
   度算出手段（１００乃至１２０）を備え、 前記駆動制御手段が、前記ステップモータの駆動力を表
   す複数の駆動パターンから前記入力指示角速度に基づき
   前記負荷部材の非共振状態を表す駆動パターンを選択
   し、この駆動パターンに応じて前記ステップモータの駆
   動力を変化させることを特徴とするステップモータの駆
   動装置。