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车辆用指示仪表的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆用指示仪表。指针(20)对应于零位置(P0)和最大位置(Pmax)之间的旋转位置来指示车辆状态值。步进电机(M)通过向励磁绕组(32、33)施加与电角对应的驱动信号来旋转驱动指针(20)。控制向励磁绕组(32、33)施加的驱动信号的电角的控制单元(50)执行使电角变化以便使指针(20)从零位置(P0)旋转至最大位置(Pmax)的离零控制，基于在该离零控制中检测出指针(20)的停止时的电角，来判定指针(20)有无旋转异常。控制单元(50)在离零控制之后，执行使电角变化以便使指针(20)从最大位置(Pmax)旋转至零位置(P0)的归零控制，基于在该归零控制中检测出指针(20)的停止时的电角，来判定指针有无旋转异常。
【专利说明】车辆用指示仪表
[0001]关联申请的相互参照
[0002]本公开基于于2012年5月17日申请的日本申请编号2012-113714号以及于2012年5月17日申请的日本申请编号2012-113715号的专利申请，在此引用它们的记载内容。

【技术领域】
[0003]本发明涉及车辆用指示仪表。

【背景技术】
[0004]以往，公知有如下车辆用指示仪表，该车辆用指示仪表通过利用步进电机旋转驱动指针，从而对应于零位置和最大位置之间的该指针的旋转位置来指示车辆状态值。例如在专利文献1中公开了通过向步进电机的励磁绕组施加与电角对应的驱动信号从而旋转驱动指针的车辆用指示仪表。
[0005]在专利文献1所公开的车辆用指示仪表中，通过限位机构(stopper mechanism)使指针停止在零位置。由此，自动地更新使指针旋转至零位置时的电角，从而能够高精度地执行驱动信号的电角控制。
[0006]专利文献1:日本专利第4760924号公报
[0007]在如上述所述的通过步进电机旋转驱动指针的车辆用指示仪表中，若在零位置和最大位置之间产生指针的旋转异常，则即便高精度地执行驱动信号的电角控制，也会导致车辆状态值的指示不良。虽然引起该问题的指针的旋转异常例如因指针、步进电机受到机械式的干扰等重要因素而产生，但是在专利文献1所公开的车辆用指示仪表中，无法自动地判定有无该旋转异常。


【发明内容】

[0008]本发明是鉴于以上说明了的问题而产生的，其目的在于提供一种自动地判定指针有无旋转异常的车辆用指示仪表。
[0009]根据本公开的第一方式，具备:指针，其对应于零位置和最大位置之间的旋转位置来指示车辆状态值；步进电机，其具有励磁绕组，通过向励磁绕组施加与电角对应的驱动信号，来旋转驱动指针；控制单元，其控制向励磁绕组施加的驱动信号的电角，执行离零控制，在该离零控制中，使电角变化，以便使指针从零位置朝向最大位置旋转；检测单元，其检测指针的停止；以及判定单元，其基于在离零控制中检测单元检测出指针的停止时的电角，判定指针有无旋转异常。
[0010]在这种结构中，执行离零控制，在该离零控制中，使驱动信号的电角变化，以便使指针从零位置朝向最大位置旋转。若在该离零控制中产生指针的旋转异常，则在指针因该旋转异常而停止的情况下被检测出的电角变得比指针旋转至最大位置时的正规的电角小。因此，在离零控制中，通过基于检测出指针的停止时的电角，能够自动地判定有无旋转异堂巾ο
[0011]根据本公开的第二方式，具备:指针，其对应于零位置和最大位置之间的旋转位置来指示车辆状态值；步进电机，其具有励磁绕组，通过向励磁绕组施加与电角对应的驱动信号，来旋转驱动指针；限位机构，其使指针停止在零位置；控制单元，其控制向励磁绕组施加的驱动信号的电角，在使电角变化以便使指针从零位置旋转至最大位置的离零控制之后，执行归零控制，在该归零控制中，使电角变化，以便使指针从最大位置朝向零位置旋转；检测单元，其检测指针的停止；以及判定单元，其基于在归零控制中检测单元检测出指针的停止时的电角，判定指针有无旋转异常。
[0012]根据这种结构，在使驱动信号的电角变化以便使指针从零位置旋转至最大位置的离零控制之后，执行归零控制，在该归零控制中，使该电角变化，以便使指针从最大位置朝向零位置旋转。这里，若在归零控制中产生指针的旋转异常，则由于指针在通过限位机构停止之前，因该旋转异常而停止，从而检测出的电角成为与正规的电角不同的角度。因此，在归零控制中，通过基于检测出指针的停止时的电角，能够自动地判定有无旋转异常。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]根据一边参照附图一边进行的如下的详细叙述，本公开的上述目的以及其他目的、特征、优点得以更加明确。在附图中:
[0014]图1是表示基于第一实施方式的车辆用指示仪表的主视图。
[0015]图2是图1的I1-1I线的剖面图。
[0016]图3是表示基于第一实施方式的车辆用指示仪表的电路结构的框图。
[0017]图4是表示与图1不同的作动状态的车辆用指示仪表的主视图。
[0018]图5是表示与图1不同的作动状态的车辆用指示仪表的主视图。
[0019]图6是表示与图1不同的作动状态的车辆用指示仪表的主视图。
[0020]图7是表示基于第一实施方式的车辆用指示仪表的主要部分的立体图。
[0021]图8是表示基于第一实施方式的车辆用指示仪表的主要部分的俯视图。
[0022]图9是用于说明基于第一实施方式的车辆用指示仪表的驱动信号的特性图。
[0023]图10是表示基于第一实施方式的检查处理的控制流程的流程图。
[0024]图11是表示第一实施方式中的正常时的动作例的特性图。
[0025]图12是表示第一实施方式中的异常时的动作例的特性图。
[0026]图13是表示基于第二实施方式的检查处理的控制流程的流程图。
[0027]图14是表示基于第三实施方式的检查处理的控制流程的流程图。
[0028]图15是表示第三实施方式中的正常时的动作例的特性图。
[0029]图16是表示第三实施方式中的离零异常时的动作例的特性图。
[0030]图17是表示第三实施方式中的归零异常时的动作例的特性图。
[0031]图18是表示基于第四实施方式的检查处理的控制流程的流程图。
[0032]图19是表示基于第一实施方式的变形例的检查处理的控制流程的流程图。
[0033]图20是表示基于第三实施方式的变形例的检查处理的控制流程的流程图。

【具体实施方式】
[0034]以下，基于附图对本发明的多个实施方式进行说明。其中，存在通过对各实施方式中的对应的结构要素标注相同的附图标记从而省略重复说明的情况。在各实施方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下，对于该结构的其他部分，能够应用先行说明的其他实施方式的结构。另外，除了在各实施方式的说明中明示的结构组合之外，只要未对组合特别地造成妨碍，即便未明示，也能够将多个实施方式的结构彼此部分地组合。
[0035](第一实施方式)
[0036]如图1所示，基于本发明的第一实施方式的车辆用指示仪表I (以下简称为“仪表I”)作为车速计被设置于车辆内的驾驶席前方。
[0037](结构)
[0038]以下对仪表I的结构详细地进行说明。如图1?3所示，仪表I具备显示板10、指针20、转动内机30、基板40以及控制单元50。
[0039]图1、2所示的显示板10以将其显示面1a朝向驾驶席侧的方式配置。显示板10具有如图1所示那样显示车速值作为“车辆状态值”的车速显示部11。车速显示部11将多个车速值从其下限值亦即零值(Okm/h)至上限值(180km/h)以圆弧状显示。
[0040]指针20能够通过基端部21与转动内机30的连结而沿着显示面1a在归零方向X与离零方向Y旋转。指针20通过前端部22指示显示于车速显示部11的车速值中的与旋转位置对应的值。这里，如图4所示那样成为归零方向X的旋转极限的零位置PO被预先设定在沿归零方向X远离如图1所示那样指示零值的下限指示位置Pl的规定范围(也包含下限指示位置Pl)内。另一方面，如图5所示那样成为离零方向Y的旋转极限的最大位置Pmax被预先设定在沿离零方向Y远离如图6所示那样指示上限值的上限指示位置Pu的规定范围(也包含上限指示位置Pu)内。
[0041]图2所示的转动内机30具备内机主体30a、指针轴30b以及外壳30c。内机主体30a固定于与显示板10大致平行的基板40的背面。内机主体30a在外壳30c内置有二相式步进电机M、减速齿轮机构G以及限位机构S(参照图7)。指针轴30b贯通基板40以及显示板10与指针20的基端部21连结。
[0042]图3、7、8所示的步进电机M通过组合定子Ms以及磁铁转子Mr而成。定子Ms具有轭部31以及二相的励磁绕组32、33。轭部31形成有如图7、8所示的呈杆状的一对磁极3la、3lb。在磁极31a卷装有A相的励磁绕组32，并且在磁极31b卷装有B相的励磁绕组33。在与各磁极31a、31b之间空开缝隙的磁铁转子Mr的外周面，沿着旋转方向交替地磁化有作为磁极的N、S极。
[0043]在这种结构的步进电机M中，施加于A相的励磁绕组32的A相驱动信号的信号电压如图9所示那样与电角相对应地以余弦函数状进行交变。另一方面，施加于B相的励磁绕组33的B相驱动信号的信号电压如图9所示那样与电角相对应地以正弦函数状进行交变。通过施加这样相互偏移90度相位的A、B各相的驱动信号，从而由各励磁绕组32、33产生的交流磁通通过轭部31和磁铁转子Mr之间，来决定该转子Mr的旋转位置。
[0044]图7所示的减速齿轮机构G具有多个齿轮34、35、36、37。输出级齿轮34与指针轴30b在同轴上连结。输入级齿轮35与磁铁转子Mr在同轴上连结。中间齿轮36、37彼此在同轴上连结，并且分别与输出级齿轮34和输入级齿轮35啮合。
[0045]减速齿轮机构G通过这种结构对磁铁转子Mr的旋转进行减速，并将该减速旋转传递至指针20。因此，通过根据与电角对应的A、B各相的驱动信号的信号电压决定磁铁转子Mr的旋转位置，由此也决定指针20的旋转位置。其中，如图9所示，在本实施方式中，电角减小的方向与指针20的归零方向X对应，电角增大的方向与指针20的离零方向Y对应。
[0046]图7所示的限位机构S具有旋转部件38以及限位部件39a、39b。旋转部件38形成为能够与输出级齿轮34 —体地旋转。归零限位部件39a形成于外壳30c，并且被配置于在旋转部件38的旋转轨道上比旋转部件38更靠归零方向X的对应侧。离零限位部件39b形成于外壳30c，并且被配置于在旋转部件38的旋转轨道上比旋转部件38更靠离零方向Y的对应侧。
[0047]在这种限位机构S的结构下，当在指针20向归零方向X旋转中旋转部件38与归零限位部件39a卡止时，该指针20停止在零位置P0。因此，在本实施方式中，把使指针20旋转至旋转部件38与归零限位部件39a卡止的零位置P0时的电角定义为图9所示的零角Θ0。另一方面，当在指针20向离零方向Y旋转中旋转部件38与离零限位部件39b卡止时，该指针20停止在最大位置Pmax。因此，在本实施方式中，把使指针20旋转至旋转部件38与离零限位部件39b卡止的最大位置Pmax时的电角定义为图9所示的最大角Θ max。而且，如以上那样定义的零角Θ 0以及最大角Θ max被设定成成为与零位置P0和最大位置Pmax之间的间隔对应的固定的角度差Λ 0C。
[0048]图2所示的控制单元50构成为以微型计算机为主体，并且安装于基板40。如图3所示，控制单元50具有存储器52。在存储器52中预先存储有用于执行之后详细叙述的检查处理等规定处理的程序。与该程序一起，在存储器52中随时存储零角Θ0、最大角emax等各种参数。
[0049]控制单元50与各励磁绕组32、33电连接。在检查处理等规定处理中，为了控制向各励磁绕组32、33施加的A、B各相的驱动信号，并且测定由上述励磁绕组32、33产生的感应电压，控制单元50实现路径的开关功能。具体而言，针对励磁绕组32、33之中驱动信号的信号电压为零电压(0V)的绕组，控制单元50切断其与驱动信号的施加用路径的电连接，并且将其与感应电压的测定用路径电连接。另一方面，针对励磁绕组32、33之中驱动信号的信号电压为比零电压大的绕组，控制单元50将其与驱动信号的施加用路径电连接，并且切断其与感应电压的测定用路径的电连接。
[0050]通过这种开关功能，控制单元50在本实施方式中，将A、B各相的驱动信号成为零电压的电角即在图9中用黑色圆点表示的零角Θ 0以及从零角Θ 0起依次偏移90度间隔后的电角，设定为感应电压的测定角eme。其结果是，在如之后详细叙述的图10所示的在测定角Θ me测定出的感应电压Vme成为设定电压Vth以下的情况下，控制单元50判定为检测出指针20的停止。根据以上，对指针20的停止进行检测的控制单元50相当于“检测单元”。
[0051]并且，控制单元50如图3所示那样与车辆的车速传感器60电连接。在车辆的发动机运转中的规定处理中，控制单元50基于与指针20的零位置P0对应的零角Θ 0对A、B各相的驱动信号进行控制，从而通过指针20依次指示车速传感器60的检测车速值。
[0052](检查处理)
[0053]接下来，参照图10对用于通过控制单元50实施检查处理的控制流程详细地进行说明。其中，该控制流程根据在仪表1的制品出厂前由检查操作者输入启动指令而开始。
[0054]首先，在S101中，执行初始设定零角Θ 0以及最大角Θ max的初始控制。具体而言，一边逐渐调整A、B各相驱动信号的电角(以下，也简称为“电角”)，以便使指针20向离零方向Y旋转以后向归零方向X旋转从而停止在零位置P0，一边按每一测定角Θ me测定感应电压。此时，用于使指针20向离零方向Y旋转的电角按照与最大角emax相比足够小且在本实施方式中比与下限指示位置P1对应的电角小的方式例如被设定为273°等。这种结果是，在测定出的感应电压成为设定电压Vth以下的情况下，设检测出基于限位机构S的指针20的停止，将该检测时的测定角Θ me初始设定为零角Θ0。与该设定一起，按照在最大角Θ max与初始设定的零角Θ0之间赋予角度差Δ Θ c的方式，初始设定最大角0max。根据以上，执行S101的控制单元50相当于“初始设定单元”。
[0055]接下来，在S102中，为了监视离零控制中的电角的变化量，将离零角度变化量Δ 9ve设定为零度(0° )。接着在S103中，执行使指针20向离零方向Y旋转的离零控制。具体而言，使A、B各相驱动信号的电角向该方向Y的对应侧(即增大侧)变化测定角Θ me彼此之间的间隔亦即90°，以便使指针20从目前的旋转位置向离零方向Y旋转。另外，在接下来的S104中，对离零角度变化量Λ Θ ve加上90°。
[0056]并且，在接下来的S105中，判定离零角度变化量Λ Θ ve是否达到零角Θ 0和最大角Qmax之间的角度差Δ Θ Co其结果是，在做出否定判定的情况下，向S106转移。在该S106中，测定感应电压，并且根据该测定电压Vme是否为设定电压Vth以下，来判定是否检测出指针20的停止。
[0057]在通过S106做出否定判定的情况下，执行S103及其后续步骤。另一方面，在通过S106做出肯定判定的情况下，即在判断为在离零角度变化量Λ Θ ve未达到角度差Λ Θ c的状态下检测出指针20的停止的情况下，向S107转移。根据以上，在向S107转移时，目前的测定角0me亦即电角0mee(参照之后详细叙述的图12)为检测出指针20的停止时的离零停止检测角Θ mee，在向S107转移时，目前的离零角度变化量Λ Θ ve成为零角Θ 0与该停止检测角9mee之间的角度差Λ 0ve。
[0058]在S107中，做出指针20有旋转异常的判定，通过警告灯乃至声音等向检查操作者报告产生该旋转异常。其中，此时被判定为有的旋转异常除了因指针20、减速齿轮机构G、步进电机Μ受到机械式的干扰而产生的异常之外，还包括因步进电机Μ的电角与机械角之间的偏移而产生的异常等。
[0059]以上，虽然说明了在通过S105做出否定判定的情况下而执行的步骤，但是在通过S105做出肯定判定的情况下，向S108转移。在该S108中，做出指针20无旋转异常的判定，并且通过警告灯乃至声音等向检查操作者报告没有该旋转异常。此外，在此后的S109中，执行使Α、Β各相驱动信号的电角逐渐变化至零角Θ 0的归零控制，以便使指针20向归零方向X旋转从而回归至零位置Ρ0。
[0060]如至此所说明的那样，在第一实施方式中，执行S102?S106的控制单元50相当于“控制单元”，执行S102?S108的控制单元50相当于“判定单元”。
[0061](动作例)
[0062]接下来，参照图11、12对检查处理时的动作例进行说明。
[0063](正常时的动作例)
[0064]图11示出了指针20无旋转异常时的动作例。
[0065]若检查处理开始，则首先通过初始控制使指针20停止在零位置Ρ0，从而对零角θ O以及最大角Θ max进行初始设定(tl)。接下来,通过离零控制使电角逐渐从零角Θ0变化至最大角Θ max,由此指针20从零位置PO正常旋转至最大位置Pmax (t2?t3)。其结果是，由于检测出指针20的停止时的离零停止检测角Qmee达到最大角Θ max，即离零角度变化量Λ 0ve达到正规的角度差Λ 0c(t3)，所以做出无旋转异常的判定并向检查操作者报告。并且，此后，通过归零控制使电角逐渐变化至零角Θ0，由此使指针20正常回归至零位置PO (t4?t5)。
[0066](异常时的动作例)
[0067]图12示出了在离零控制中产生指针20的旋转异常时的动作例。
[0068]若检查处理开始，则首先与正常时相同，对零角Θ O以及最大角Θ max进行初始设定(tl)。接下来，通过离零控制使电角从零角θ 0向最大角Θ max逐渐变化，但是若假设指针20受到机械式的干扰等而在中间位置Pmid停止(t2?t3)，则检测出停止时的离零停止检测角Qmee成为比最大角Qmax小的角度。其结果是，由于离零角度变化量Δ Θ ve未达到正规的角度差Λ 0c(t3)，所以做出有旋转异常的判定并向检查操作者报告。
[0069](作用效果)
[0070]以下对以上说明了的第一实施方式的作用效果进行说明。
[0071]根据第一实施方式，执行离零控制，在该离零控制中，使A、B各相驱动信号的电角变化，以便使指针20从零位置PO旋转至最大位置Pmax。若在该离零控制中，产生由机械式的干扰等引起的指针20的旋转异常，则在指针20因该旋转异常停止的情况下被检测出的离零停止检测角Θ mee比指针20正规地旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max小。因此，在离零控制中，通过基于检测出指针20的停止时的离零停止检测角0mee，能够自动地判定有无旋转异常。
[0072]此处，在第一实施方式中，使指针20旋转至零位置PO时的零角Θ O和使指针20旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max形成与零位置PO和最大位置Pmax之间的间隔对应的角度差Λ Θ c0与此相对，使指针20旋转至零位置PO时的零角Θ O和在离零控制中检测出指针20的停止时的离零停止检测角Θ mee形成与指针20有无旋转异常对应的角度差Δ 0ve。因此，零角Θ O与离零停止检测角Θ mee之间的角度差Λ Θ ve当在离零控制中指针20停止的旋转异常时，无法达到零角Θ O与最大角emax之间的角度差Λ 0C。因此，根据判断为零角Θ O和离零停止检测角Qmee之间的角度差Δ Θ ve未达到零角Θ O和最大角Θ max之间的角度差Λ Θ c，能够自动地做出正确的有旋转异常的判定。
[0073]另外，在第一实施方式中，若通过初始控制中的电角调整而到达零位置PO的指针20的停止被检测出，则利用该检测时的测定角Θ me对零角Θ O进行初始设定，并且按照在最大角Qmax与零角Θ O之间赋予上述角度差Δ Qc的方式对最大角Θ max进行初始设定。由于在这样的初始控制后执行的离零控制中，能够基于之前初始设定的零角Θ O以及最大角Qmax自动地判定有无旋转异常，所以能够提高该判定的正确性。
[0074]并且，根据第一实施方式，在A、B各相驱动信号的信号电压按每一间隔90°的测定角Θ me而被设定为零电压的结构下，在实现该零电压的测定角0_，能够识别由4、8各相的励磁绕组32、33产生的感应电压伴随着指针20的停止的降低。因此，在离零控制中实现零电压的测定角Θ me，根据感应电压向设定电压Vth以下降低来检测出指针20的停止，据此，能够提高基于该零电压的测定角Qme亦即离零停止检测角Omee的旋转异常判定的正确性。
[0075](第二实施方式)
[0076]如图13所示，本发明的第二实施方式是第一实施方式的变形例。
[0077](检查处理)
[0078]首先，对基于第二实施方式的检查处理的控制流程进行说明。在该控制流程中，不执行S105，取而代之执行S201、S202。
[0079]具体而言，在从S104转移的S201中，判定离零角度变化量Λ Θ ve是否大幅度超过零角Θ O和最大角Qmax之间的角度差Δ Θ c。具体而言,判定Δ Θ ve、Δ Θ c间的差值是否比允许限度Sth大。其结果是，在做出否定判定的情况下，向S106转移，判定有无检测出指针20的停止。其中，关于允许限度Sth，被适当地设定为作为离零角度变化量Λ 0ve相对于正规的角度差Λ Θc的超过量而能够允许的限值。
[0080]另外，在通过S106做出否定判定的情况下，执行S103及其后续步骤，另一方面，在通过S106做出肯定判定的情况下，向S202转移。在该S202中，判定目前的离零角度变化量Λ 0ve与零角Θ O和最大角Θ max之间的角度差Λ Θ c在允许范围内是否一致。具体而言，若Λ Θ ve, Δ Θ c间的差值落在负侧允许限度Sm以上且正侧允许限度δρ以下的范围内，则判断为Λ Θ ve、Λ Θ c —致，若Λ Θ ve、Λ Θ c间的差值未落在该范围内，则判断为Λ 0ve、Λ 0C彼此不同。根据以上，在本实施方式中，在向S202转移时，目前的测定角Θ me亦即电角0mee为离零停止检测角0mee，在向S202转移时，目前的离零角度变化量Δ 0ve成为零角Θ0与该停止检测角0mee之间的角度差Λ 9ve。其中，关于允许限度δ m、δρ,被适当地设定为作为Δ Θ ve、Δ Θ c一致而在Δ Θ ve、Δ Θ c间能够允许的差值的限值。
[0081]在通过S202做出Λ Θ ve、Λ Θ c —致的判定的情况下，依次执行S108、S109，另一方面，在通过S202做出Δ Θ ve、Δ Θ c彼此不同的判定的情况下,执行S107。另外,在通过S201做出肯定判定的情况下，也执行S107。但是,关于经由基于S201的肯定判定并通过S107判定为有的旋转异常，是因步进电机M的电角与机械角之间的偏移而产生的异常等。
[0082]如至此所说明的那样，在第二实施方式中，执行S201、S102?S104、S106的控制单元50相当于“控制单元”，执行S202、S102?S104、S106?S108的控制单元50相当于“判定单元”。
[0083](作用效果)
[0084]以下对以上说明了的第二实施方式所特有的作用效果进行说明。
[0085]在第二实施方式中，使指针20旋转至零位置PO时的零角Θ O和使指针20旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max也形成与零位置PO和最大位置Pmax之间的间隔对应的角度差Λ Θ c0与此相对，使指针20旋转至零位置PO时的零角Θ O和在离零控制中检测出指针20的停止时的离零停止检测角Θ mee形成与指针20有无旋转异常对应的角度差Δ 9ve。因此，当在离零控制中指针20在遇到限位机构S之前停止的旋转异常时，零角Θ0与离零停止检测角Qmee之间的角度差Λ Θ ve比零角Θ O与最大角Qmax之间的角度差Δ Θ c小。因此,根据判断为零角Θ O和离零停止检测角Θ mee之间的角度差AQve与零角Θ O和最大角Θ max之间的角度差Λ Θ c不同，能够自动地做出正确的有旋转异常的判定。
[0086](第三实施方式)
[0087]关于第三实施方式中的用于通过控制单元50实施检查处理的控制流程，参照图14详细地进行说明。其中，该控制流程根据在仪表I的制品出厂前由检查操作者输入启动指令而开始。
[0088](检查处理)
[0089]在SlOl中，与第一、第二实施方式相同，执行对零角Θ O以及最大角0max进行初始设定的初始控制。
[0090]接下来，在S302中，执行使指针20向离零方向Y旋转的离零控制。具体而言，使A、B各相驱动信号的电角逐渐从零角Θ O变化至最大角Θ max，以便使指针20从零位置PO旋转至最大位置Pmax。
[0091]并且，在S303中，为了监视之后的归零控制中的电角的变化量，将归零角度变化量Λ Θ vr设定为零度(0° )。接着，在S304中，执行使指针20向归零方向X旋转的归零控制。具体而言，使A、B各相驱动信号的电角向该方向X的对应侧(即减少侧)变化测定角Θ me彼此之间的间隔亦即90°，以便使指针20从目前的旋转位置向归零方向X旋转。另外，在接下来的S305中，对归零角度变化量Λ θνΓ加上90°。
[0092]并且，在接下来的S306中，判定归零角度变化量Λ Θ vr是否大幅度超过零角Θ O和最大角Θ max之间的角度差Δ Θ Co具体而言,判定Δ Θ vr、Λ Θ c间的差值是否比允许限度Sth大。其结果是，在做出否定判定的情况下，向S307转移，测定感应电压，根据该测定电压Vme是否为设定电压Vth以下，来判定是否检测出指针20的停止。其中，关于允许限度S th，被适当地设定为作为作为归零角度变化量Λ Θ vr相对于正规的角度差Λ Θ c的超过量而能够允许的限值。
[0093]在通过S307做出否定判定的情况下，执行S304及其后续步骤，另一方面，在通过S307做出肯定判定的情况下，向S308转移。在该S308中，判定目前的归零角度变化量Λ θνΓ与零角Θ O和最大角Θ max之间的角度差Λ Θ c在允许范围内是否一致。具体而言，若Λ Θ vr, Δ Θ c间的差值落在负侧允许限度Sm以上且正侧允许限度δρ以下的范围内，则判断为Λ θνΓ、Λ 0C—致，若Λ θνΓ、Λ θ c间的差值未落在该范围内，则判断为Δ Θ Vr、Δ Θ c彼此不同。根据以上,在向S308转移时，目前的测定角Θ me亦即电角Θ mer (参照之后详细叙述的图15?17)为检测出指针20的停止时的归零停止检测角Θ mer，在向S308转移时，目前的归零角度变化量Λ Θ vr成为最大角Θ max与该停止检测角Qmer之间的角度差Δ Θ Vr。其中，关于允许限度δ m、δρ，被适当地设定为作为Δ Θ vr>Δ Θ c 一致而在Λ Θ vr、Λ Θ c间能够允许的差值的限值。
[0094]在通过S308做出Λ Θ vr、Δ Θ c 一致的判定的情况下，向S309转移，由此做出指针20无旋转异常的判定，并且通过警告灯乃至声音等将无该旋转异常的情况报告给检查操作者。另一方面，在通过S308做出Λ θνΓ、Λ 0C彼此不同的判定的情况下，向S310转移，由此做出指针20有旋转异常的判定，并且通过警告灯乃至声音等将该旋转异常的产生报告给检查操作者。其中，此时判定为有的旋转异常除了因指针20、减速齿轮机构G、步进电机M受到机械式的干扰(例如钩挂)而产生的异常之外，还包括因步进电机M的电角与机械角之间的偏移而产生的异常等。
[0095]以上，虽然说明了在通过S306做出否定判定的情况下所执行的步骤，但是在通过S306做出肯定判定的情况下，也向S310转移。但是，此时判定为有的旋转异常是因步进电机Μ的电角与机械角之间的偏差而产生的异常等。
[0096]如至此所说明的那样，在第三实施方式中，执行S302?S307的控制单元50相当于“控制单元”，执行S303?S305、S307?S310的控制单元50相当于“判定单元”。
[0097](动作例)
[0098]接下来，参照图15?17对检查处理时的动作例进行说明。
[0099](正常时的动作例)
[0100]图15示出指针20无旋转异常时的动作例。
[0101]若检查处理开始，首先，通过初始控制使指针20停止在零位置Ρ0，对零角Θ0以及最大角Θ max进行初始设定(tl)。接下来，通过离零控制使电角逐渐从零角θ0变化至最大角Θ max,由此指针20从零位置P0正常地旋转至最大位置Pmax (t2?t3)。接着，通过归零控制使电角逐渐从最大角Θ max变化至零角Θ 0,由此指针20从最大位置Pmax正常地旋转至零位置P0 (t4?t5)。其结果是，由于检测出指针20的停止时的归零停止检测角Θ mer与零角Θ 0实质相等，从而归零角度变化量Λ Θ vr与正规的角度差Λ Θ c在允许范围内一致(t5)，所以做出无旋转异常的判定并且向检查操作者报告。
[0102](离零异常时的动作例)
[0103]图16示出在离零控制中产生指针20的旋转异常时的动作例。
[0104]若检查处理开始，首先，与正常时相同，对零角Θ0以及最大角emax进行初始设定(tl)。接下来，通过离零控制使电角逐渐从零角Θ0变化至最大角emax，但是若假设指针20受到机械式的干扰等而停止在零位置P0和最大位置Pmax之间的中间位置Pmid (t2?t3)，则在指针的旋转位置(Pmid)与电角(0max)之间产生偏差。这之后，通过归零控制使电角逐渐从最大角Θ max变化，由此指针20从中间位置Pmid旋转至零位置P0 (t4?t5)。其结果是，由于检测出指针20的停止时的归零停止检测角emer比零角θ0大，从而归零角度变化量Λ Θ vr比正规的角度差Λ Θ c小(t5)，所以做出有旋转异常的判定并且向检查操作者报告。
[0105](归零异常时的动作例)
[0106]图17示出在归零控制中产生指针20的旋转异常时的动作例。
[0107]若检查处理开始，首先，与正常时相同，对零角θ0以及最大角0max进行初始设定(tl)。接下来，与正常时相同，指针20从零位置P0旋转至最大位置Pmax (t2?t3)。接着，通过归零控制使电角逐渐从最大角Θ max变化，但是若假设从最大位置Pmax旋转的指针20受到机械式的干扰等而停止在中间位置Pmid(t4?t5),则检测出停止时的归零停止检测角Θ mer成为比零角Θ 0大的角度。其结果是，由于归零角度变化量Λ Θ vr比正规的角度差Λ 0C小(t5)，所以做出有旋转异常的判定并且向检查操作者报告。
[0108](作用效果)
[0109]以下对以上说明了的第三实施方式的作用效果进行说明。
[0110]根据第三实施方式，在使A、B各相驱动信号的电角变化以便使指针20从零位置P0旋转至最大位置Pmax的离零控制之后，执行归零控制，在该归零控制中，使该电角变化，以便使指针20从最大位置Pmax旋转至零位置P0。这里，若在离零控制中产生由机械式的干扰等引起的指针20的旋转异常，则由于在指针20的旋转位置与电角之间产生偏差，所以在之后的归零控制中检测出通过限位机构S使指针20停止时的归零停止检测角θ mer成为与正规的零角ΘO不同的角度。另一方面，若在归零控制中产生由机械式的干扰等引起的指针20的旋转异常，则由于指针20在通过限位机构S停止之前因该旋转异常而停止，所以检测出的归零停止检测角Qmer成为与正规的零角Θ 0不同的角度。据此，在离零控制中以及归零控制中的任一控制中，通过基于检测出指针20的停止时的归零停止检测角Θ mer,均能够自动地判定有无旋转异常。
[0111]使指针20旋转至零位置PO时的零角Θ O和使指针20旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max形成与零位置PO和最大位置Pmax之间的间隔对应的角度差Δ Θ C。与此相对，在归零控制中检测出指针20的停止时的归零停止检测角Θ mer和使指针20旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max形成与指针20有无旋转异常对应的角度差Δ Θ Vr。因此，当在离零控制中或者归零控制中指针20停止的任一旋转异常时，归零停止检测角Θ mer与最大角Qmax之间的角度差Δ Θ Vr均比正规的归零停止检测角Qmer亦即零角Θ O与最大角Qmax之间的角度差Δ Qc小。因此,根据判断为归零停止检测角Qmer和最大角Qmax之间的角度差Λ 0vr与零角Θ O和最大角Qmax之间的角度差Λ 0C不同，能够自动地做出正确的有旋转异常的判定。
[0112]另外，在第三实施方式中，若通过初始控制中的电角调整而到达零位置PO的指针20的停止被检测出，则利用该检测时的测定角Θ me对零角Θ O进行初始设定，并且按照在最大角Qmax与零角Θ O之间赋予上述角度差Δ Qc的方式，对最大角Θ max进行初始设定。由于在这样的初始控制后依次被执彳丁的尚零控制中以及归零控制中，能够基于之如初始设定的零角Θ O以及最大角Θ max自动地判定有无旋转异常，所以能够提高该判定的正确性。
[0113]并且，根据第三实施方式，在A、B各相驱动信号的信号电压按每一间隔90°的测定角Θ me而被设定为零电压的结构下，在实现该零电压的测定角0_，能够识别由4、8各相的励磁绕组32、33产生的感应电压伴随着指针20的停止的降低。因此，在归零控制中实现零电压的测定角Θ me，根据感应电压向设定电压Vth以下降低，来检测出指针20的停止，据此，能够提高基于该零电压的测定角Qme亦即归零停止检测角Qmer的旋转异常判定的正确性。
[0114](第四实施方式)
[0115]如图18所示，本发明的第四实施方式是第三实施方式的变形例。
[0116](检查处理)
[0117]在第四实施方式中的检查处理的控制流程中，取代S302而执行S102?S107。在该情况下，与图10所示的第一实施方式的S102?S107相同地进行S102?S107。
[0118]在第四实施方式中,在通过S105做出肯定判定的情况下,与第三实施方式相同地执行S303及其后续步骤。而且，如至此所说明的那样，在第四实施方式中，执行S102?S106、S303?S307的控制单元50相当于“控制单元”，执行S102?S107、S303?S305、S307?S310的控制单元50相当于“判定单元”。
[0119](离零异常时的动作例)
[0120]在本实施方式中，在离零控制中产生指针20的旋转异常时的动作例与在第一实施方式中使用图12说明了的动作例相同。
[0121](作用效果)
[0122]以下对以上说明了的第四实施方式所特有的作用效果进行说明。
[0123]根据第四实施方式，若在离零控制中产生由机械式的干扰等引起的指针20的旋转异常，则指针20因该旋转异常停止从而被检测出的离零停止检测角Θ mee变得比指针20正规地旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max小。因此,与第一实施方式相同，通过基于在离零控制中检测出指针20的停止时的离零停止检测角0mee，能够不必等待归零控制就自动地判定有无旋转异常。
[0124]这里，在第四实施方式中，使指针20旋转至零位置P0时的零角Θ0和使指针20旋转至最大位置Pmax时的最大角Θ max也形成与零位置P0和最大位置Pmax之间的间隔对应的角度差Λ Θ Co与此相对，使指针20旋转至零位置P0时的零角Θ0和在离零控制中检测出指针20的停止时的离零停止检测角Θ mee形成与指针20有无旋转异常对应的角度差Δ 0ve。因此，零角Θ0与离零停止检测角Θ mee之间的角度差Λ Θ ve当在离零控制中指针20停止的旋转异常时，变得比零角Θ0与最大角Θ max之间的角度差Λ 0C小。因此，根据判断为零角Θ0和离零停止检测角Θ mee之间的角度差Δ Θ ve与零角Θ 0和最大角Θ max之间的角度差Λ Θ c不同，能够自动地做出正确的有旋转异常的判定。
[0125]另外，在第四实施方式中，在离零控制中实现零电压的测定角Θ me，根据感应电压向设定电压Vth以下降低来检测指针20的停止。据此，能够提高基于零电压的测定角Θ me亦即离零停止检测角9mee的旋转异常判定的正确性。
[0126](其他实施方式)
[0127]以上，虽然对本发明的多个实施方式进行了说明，但是本发明并不是限定于上述实施方式而进行解释的发明，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够应用于各种实施方式以及组合。
[0128]具体而言，作为第一?第四实施方式的变形例1，只要是与车辆的各种状态有关的值，例如也可以将燃料余量、冷却水温度、发动机转速等作为车辆状态值通过指针20来指示。另外，作为第一?第四实施方式的变形例2，只要是信号电压与电角相对应地变化的驱动信号，例如也可以采用以梯形波状、三角波状等变化的驱动信号。并且，作为第一以及第四实施方式的变形例3，也可以采用直接卡止指针20而使其停止的限位机构S。另外，作为第一以及第二实施方式的变形例4，也可以不设置减速齿轮机构G，而采用将步进电机Μ的旋转直接向指针20传递的转动内机30。
[0129]作为第一以及第四实施方式的变形例5，也可以将检测出指针20的停止时的离零停止检测角Θ mee直接与正规的最大角Θ max进行比较，在离零停止检测角Θ mee未达到最大角Θ max的情况下，做出有旋转异常的判定。同样地，作为第三以及第四实施方式的变形例，也可以将检测出指针20的停止时的归零停止检测角Θ mer直接与正规的零角Θ 0进行比较，在上述9mer、θ0不同的情况下，做出有旋转异常的判定。另外，作为第二以及第四实施方式的变形例6，也可以将检测出指针20的停止时的离零停止检测角Θ mee直接与正规的最大角Θ max进行比较,在上述0mee、Θ max不同的情况下,做出有旋转异常的判定。并且，作为第一?第四第二实施方式的变形例7，也可以如图19 (该图为第一实施方式的变形例)以及图20 (该图为第三实施方式的变形例)所示那样，不执行S101的初始控制，实施利用预先设定的零角Θ0以及最大角0max的检查处理。另外，作为第一?第四实施方式的变形例8，也可以不设置离零限位部件3%，将沿离零方向Y远离上限指示位置Pu的规定范围(也包含上限指示位置Pu)内的最大位置Pmax设定于例如步进电机M的最大旋转位置等。
[0130]在第一?第四实施方式中，关于指针20的停止检测，除了基于按每一规定间隔的电角(在第一以及第二实施方式中，90°间隔的测定角Θ me)而测定出的感应电压以外，例如也可以采用基于照相机的拍摄结果的变形例9、基于振动或者声音的测定结果的变形例10。另外，关于第一以及第二实施方式的检查处理，除了在制品出厂前实施以外，例如也可以采用在制品修理时实施的变形例11、在仪表I启动时等规定处理中实施的变形例12。
[0131]并且，作为第四实施方式的变形例13，也可以取代S105而与图13所示的第二实施方式相同地执行S201、S202。在该情况下，也能够获得与第二实施方式相同的效果。
【权利要求】
1.一种车辆用指示仪表，其特征在于，具备: 指针(20)，其对应于零位置(P0)和最大位置(Pmax)之间的旋转位置来指示车辆状态值； 步进电机(M)，其具有励磁绕组(32、33)，通过向所述励磁绕组施加与电角对应的驱动信号，来旋转驱动所述指针； 控制单元(50、S102?S106、S201)，其控制向所述励磁绕组施加的所述驱动信号的所述电角，执行离零控制，在该离零控制中，使所述电角变化，以便使所述指针从所述零位置朝向所述最大位置旋转； 检测单元(50)，其检测所述指针的停止；以及 判定单元(50、S102?S108、S202)，其基于在所述离零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角，判定所述指针有无旋转异常。
2.根据权利要求1所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 若把使所述指针旋转至所述零位置时的所述电角定义为零角(Θ 0)， 把使所述指针旋转至所述最大位置时的所述电角定义为最大角(Θ max)， 把在所述离零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角定义为离零停止检测角(Θ mee)， 则所述判定单元(50、S102?S108)在判断为所述零角和所述离零停止检测角之间的角度差(△ Θ ve)未达到所述零角和所述最大角之间的角度差(△ Θ c)的情况下，做出有所述旋转异常的判定。
3.根据权利要求1所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 还具备使所述指针停止在所述最大位置的限位机构(S)， 若把使所述指针旋转至所述零位置时的所述电角定义为零角(Θ 0)， 把使所述指针旋转至所述最大位置时的所述电角定义为最大角(Θ max)， 把在所述离零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角定义为离零停止检测角(Θ mee)， 则所述判定单元(50、S102?S104、S106?S108、S202)在判断为所述零角和所述离零停止检测角之间的角度差(Λ 6ve)与所述零角和所述最大角之间的角度差(Λ 0C)不同的情况下，做出有所述旋转异常的判定。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 在所述控制单元中， 在初始控制之后，执彳丁所述尚零控制，在该初始控制中，调整所述电角，以便使所述指针停止在所述零位置， 具备初始设定单元(50、S101)，该初始设定单元(50、S101)在所述检测单元检测出基于所述初始控制的所述指针的停止的情况下，利用该检测时的所述电角对所述零角进行初始设定，并且按照在所述最大角与所述零角之间赋予与所述零位置和所述最大位置之间的间隔对应的角度差的方式，对所述最大角进行初始设定。
5.根据权利要求1?4中的任一项所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 所述控制单元按每一规定间隔的所述电角(Θπιθ)将所述驱动信号的信号电压设定为零电压， 所述检测单元根据在实现所述零电压的所述电角下，由所述励磁绕组产生的感应电压降低至设定电压(Vth)以下这一情况，来检测所述指针的停止。
6.一种车辆用指示仪表，其特征在于，具备: 指针(20)，其对应于零位置(PO)和最大位置(Pmax)之间的旋转位置来指示车辆状态值； 步进电机(M)，其具有励磁绕组(32、33)，通过向所述励磁绕组施加与电角对应的驱动信号，来旋转驱动所述指针； 限位机构(S)，其使所述指针停止在所述零位置； 控制单元(50、S302?S307、S102?S106)，其控制向所述励磁绕组施加的所述驱动信号的所述电角，在使所述电角变化以便使所述指针从所述零位置旋转至所述最大位置的离零控制之后，执行归零控制，在该归零控制中，使所述电角变化，以便使所述指针从所述最大位置朝向所述零位置旋转； 检测单元(50)，其检测所述指针的停止；以及 判定单元(50、S303?S305、S307?S310)，其基于在所述归零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角，判定所述指针有无旋转异常。
7.根据权利要求6所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 若把使所述指针旋转至所述零位置时的所述电角定义为零角(Θ O)， 把使所述指针旋转至所述最大位置时的所述电角定义为最大角(Θ max)， 把在所述归零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角定义为归零停止检测角(Θ mer)， 则所述判定单元在判断为所述归零停止检测角和所述最大角之间的角度差(Λ 9vr)与所述零角和所述最大角之间的角度差(△ 9 c)不同的情况下，做出有所述旋转异常的判定。
8.根据权利要求6或7所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 所述判定单元(50、S303?S305、S307?S310、S102?S107)基于在所述离零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角，判定所述指针有无旋转异常。
9.根据权利要求8所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 若把使所述指针旋转至所述零位置时的所述电角定义为零角(Θ O)， 把使所述指针旋转至所述最大位置时的所述电角定义为最大角(Θ max)， 把在所述离零控制中所述检测单元检测出所述指针的停止时的所述电角定义为离零停止检测角(Θ mee)， 则所述判定单元在判断为所述零角和所述离零停止检测角之间的角度差(Λ 9ve)与所述零角和所述最大角之间的角度差(△ 9c)不同的情况下，做出有所述旋转异常的判定。
10.根据权利要求7或9所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 在所述控制单元中， 在初始控制之后，依次执行所述离零控制以及所述归零控制，在该初始控制中，调整所述电角，以便使所述指针停止在所述零位置， 具备初始设定单元(50、S101)，该初始设定单元(50、S101)在所述检测单元检测出基于所述初始控制的所述指针的停止的情况下，利用该检测时的所述电角对所述零角进行初始设定，并且按照在所述最大角与所述零角之间赋予与所述零位置和所述最大位置之间的间隔对应的角度差的方式，对所述最大角进行初始设定。
11.根据权利要求6?10中的任一项所述的车辆用指示仪表，其特征在于， 所述控制单元按每一规定间隔的所述电角(Θπιθ)将所述驱动信号的信号电压设定为零电压， 所述检测单元根据在实现所述零电压的所述电角下，由所述励磁绕组产生的感应电压降低至设定电压(Vth)以下这一情况，来检测所述指针的停止。
【文档编号】G01D11/16GK104285130SQ201380025044
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2012年5月17日
【发明者】岩岛惠一 申请人:株式会社电装