JP2010261854A - Pointer-type instrument - Google Patents
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Abstract
【課題】仮にステッパモータを指針の駆動源とする指針式計器であっても、指針を見栄え良く原点復帰させる。
【解決手段】指針9の指針部9bの先端に形成した出射窓9hから、指針9の照明光の一部を、指針位置検出光として指針9の外部に出射させる。文字板5のリング部5bに形成した各目盛7に対応する装飾用のスリット7cのうち、車速ゼロの目盛箇所7aのスリット7cに、受光素子13の受光面を対向配置する。指示部9bが目盛7の車速ゼロの目盛箇所7aを指示するゼロ指示位置に指針9があると、指針9の出射窓9hからの指針位置検出光が車速ゼロの目盛箇所7aのスリット7cを透して受光素子13に受光される。指針位置検出光を受光した受光素子13の出力信号に基づいて、実際の指針9がゼロ指示位置にあることを認識する。
【選択図】図5Even if a pointer-type instrument uses a stepper motor as a driving source for a pointer, the pointer is returned to the origin with a good appearance.
A part of the illumination light of the pointer 9 is emitted to the outside of the pointer 9 as pointer position detection light from an emission window 9h formed at the tip of the pointer portion 9b of the pointer 9. Of the decorative slits 7c corresponding to the scales 7 formed on the ring portion 5b of the dial plate 5, the light receiving surface of the light receiving element 13 is disposed opposite to the slits 7c of the scale portion 7a at the vehicle speed of zero. When the pointer 9 is located at the zero indicating position where the indicating portion 9b indicates the scale position 7a of the scale 7 where the vehicle speed is zero, the pointer position detection light from the exit window 9h of the pointer 9 passes through the slit 7c of the scale position 7a where the vehicle speed is zero. The light receiving element 13 receives the light. Based on the output signal of the light receiving element 13 that has received the pointer position detection light, it is recognized that the actual pointer 9 is at the zero indication position.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、計測量に応じた位置を指針により指示する指針式計器に関するものである。 The present invention relates to a pointer-type instrument that indicates a position corresponding to a measurement amount with a pointer.
例えば車両の計器における指針の駆動源として、ステッパモータを使用することが増えている。ステッパモータは入力する駆動パルス数で指針の回転量や回転後の指示位置を容易に定義することができる利点がある。反面、ステッパモータの制御はオープンループ制御であるため、脱調により制御上の回転量(回転位置)と実際の回転量(回転位置)とが相違する場合がある。 For example, a stepper motor is increasingly used as a driving source for a pointer in a vehicle instrument. The stepper motor has an advantage that the rotation amount of the pointer and the indicated position after the rotation can be easily defined by the number of input driving pulses. On the other hand, since the control of the stepper motor is open loop control, the control rotation amount (rotation position) may differ from the actual rotation amount (rotation position) due to step-out.
そこで、指針をステッパモータで駆動する場合は、必要に応じて指針の原点復帰処理を行う必要がある。指針の原点復帰処理には、例えば、指針がゼロの計測値を指示するとストッパに当接するストッパ片が用いられる。このストッパ片は、例えば、ステッパモータと指針との間で動力を伝達する歯車列中の、指針と回転量が同じ歯車に設けることができる。このようなストッパ片を用いた指針の原点復帰処理では、ステッパモータに駆動パルスを入力して、適当な計測値を指示する位置からゼロを指示する位置に向けて指針を回転させ、ストッパ片をストッパに当接させる。これにより、ゼロの指示位置に指針を停止させ、制御上の指針の位置をゼロの指示位置にリセットすることができる。 Therefore, when the pointer is driven by a stepper motor, it is necessary to perform a return-to-origin process of the pointer as necessary. For the return-to-origin processing of the pointer, for example, a stopper piece that comes into contact with the stopper when the pointer indicates a measured value of zero is used. This stopper piece can be provided, for example, on a gear having the same rotation amount as the pointer in a gear train that transmits power between the stepper motor and the pointer. In such return-to-origin processing of the pointer using the stopper piece, a driving pulse is input to the stepper motor, the pointer is rotated from the position for indicating an appropriate measurement value to the position for indicating zero, and the stopper piece is moved. Contact the stopper. As a result, the pointer can be stopped at the zero indicated position, and the position of the control pointer can be reset to the zero indicated position.
上述したステッパモータを駆動源とする指針の原点復帰処理には、ストッパ片をストッパに当接させる際に、指針が細かい往復動作を行うという問題があることが、従来から知られている。これは、ストッパに当接した勢いで跳ね返されたストッパに連動して、ゼロの指示位置に向けて移動した指針が反転移動し、ステッパモータの次の駆動パルスによって指針が再び反転しゼロの指示位置に向けて移動することを繰り返すからである。 It has been conventionally known that the above-described origin return processing of the pointer using the stepper motor as a driving source has a problem that the pointer performs a fine reciprocating operation when the stopper piece is brought into contact with the stopper. This is because the pointer moved toward the zero indication position reversely moves in conjunction with the stopper bounced back at the moment of contact with the stopper, and the pointer reverses again with the next drive pulse of the stepper motor, indicating zero indication. This is because the movement toward the position is repeated.
そこで、指針の原点復帰処理を行う場合にステッパモータの駆動パルスの波形を加工することで、ストッパ片がストッパに当接する際の指針の跳ね返りによる細かい振動を防ぐようにすることが、種々提案されている(例えば特許文献1)。 In view of this, various proposals have been made to prevent fine vibrations caused by rebounding of the pointer when the stopper piece comes into contact with the stopper by processing the waveform of the drive pulse of the stepper motor when performing the origin return processing of the pointer. (For example, Patent Document 1).
しかしながら、指針の原点復帰処理を行う際にステッパモータの駆動パルスを加工することは、どのような波形に駆動パルスを加工するかを含めて、その内容を決定するために詳細な設計が必要である。それ故、指針式計器の種類に応じてステッパモータの駆動パルスの様々な加工パターンを設計しなければならない。 However, processing the stepper motor drive pulse when performing the return-to-origin processing of the pointer requires a detailed design to determine its contents, including what type of drive pulse is processed. is there. Therefore, various processing patterns of the stepper motor drive pulse must be designed according to the type of the pointer type instrument.
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、仮にステッパモータを指針の駆動源とする指針式計器であっても、指針を見栄え良く原点復帰させることができる指針式計器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pointer-type instrument that can return the origin in a good-looking manner even if it is a pointer-type instrument that uses a stepper motor as a drive source for the pointer. It is to provide.
上記目的を達成するため、請求項1に記載した本発明の指針式計器は、文字板上の目盛の計測量に応じた箇所を前記文字板の前方に配置した指針の指示部により指示する指針式計器であって、前記指示部に形成され、前記指針の指示位置検出光を出射する検出光出射部と、前記目盛のうち所定の計測量に対応する目盛箇所に形成されて、該所定の計測量に対応する目盛箇所を前記指示部により指示する所定指示位置に前記指針がある状態で前記検出光出射部と対向する、周囲が不透光部で囲まれた光透過性の検出光入射窓と、前記検出光入射窓を透して前記文字板の前方から後方に入射された前記指示位置検出光を検出したときに検出信号を出力するセンサとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the pointer-type meter according to the present invention is a pointer that indicates a point corresponding to a measured amount of a scale on a dial by a pointer indicating unit disposed in front of the dial. A measuring instrument that is formed on the indicator, and that is formed at a scale corresponding to a predetermined measurement amount of the scale, Light-transmitting detection light incident that is opposed to the detection light emitting part and is surrounded by a non-light-transmitting part in a state where the pointer is at a predetermined instruction position that indicates a scale position corresponding to a measurement amount by the instruction part And a sensor that outputs a detection signal when the indication position detection light incident from the front to the rear of the dial through the detection light incident window is detected.
請求項1に記載した本発明の指針式計器によれば、文字板の前方に配置された指針が所定指示位置にあると、文字板の目盛のうち所定の計測量に対応する目盛箇所に形成された光透過性の検出光入射窓に、指針の指示部の検出光出射部が対向する。すると、検出光出射部から出射された指示位置検出光が検出光入射窓を透して文字板の前方から後方に入射される。指針の位置が所定指示位置からずれて検出光出射部が検出光入射窓に対向しなくなると、検出光入射窓の周囲が不透光部で囲まれていることから、指示位置検出光が検出光入射窓を透して文字板の前方から後方に入射されなくなる。したがって、センサは、指針が所定指示位置にあるときに限って指示位置検出光を検出して検出信号を出力することになる。
According to the pointer-type meter of the present invention as set forth in
このため、所定指示位置を通過するように指針を移動させることで、指針が実際に所定指示位置にあるときにセンサから検出信号を出力させることができる。これにより、指針の所定指示位置においてストッパ片をストッパに当接させなくても、センサの検出信号に基づいて指針を所定指示位置に停止させることができる。よって、仮にステッパモータを指針の駆動源とする指針式計器であっても、指針を見栄え良く原点復帰させることができる。 Therefore, by moving the pointer so as to pass through the predetermined designated position, the detection signal can be output from the sensor when the pointer is actually at the predetermined designated position. Accordingly, the pointer can be stopped at the predetermined instruction position based on the detection signal of the sensor without causing the stopper piece to contact the stopper at the predetermined instruction position of the pointer. Therefore, even if it is a pointer type instrument using a stepper motor as a driving source of the pointer, the pointer can be returned to the origin with a good appearance.
また、請求項2に記載した本発明の指針式計器は、請求項1に記載した本発明の指針式計器において、前記指針が、該指針の内部を導光される照明光を前記指針の前方に出射する発光式指針であり、前記検出光出射部が、周囲が不透光部で囲まれた光透過性の出射窓を有しており、前記指示位置検出光が、前記照明光のうち前記出射窓から前記指針の外部に出射される一部の前記照明光で構成されていることを特徴とする。
The pointer-type meter according to the present invention described in claim 2 is the pointer-type meter according to the present invention described in
請求項2に記載した本発明の指針式計器によれば、請求項1に記載した本発明の指針式計器において、指針が発光式指針である場合、指針を発光させるための照明光の一部を利用して指示位置検出光を発生させることができる。これにより、指示位置検出光のために専用の光源を用いなくて済むようにすることができる。
According to the pointer-type meter of the present invention described in claim 2, in the pointer-type meter of the present invention described in
さらに、請求項3に記載した本発明の指針式計器は、請求項2に記載した本発明の指針式計器において、前記照明光の光量を制御する光量制御手段をさらに備えており、該光量制御手段が、前記指示部により前記目盛の計測量に応じた箇所を指示する通常動作モードよりも、前記指針を移動させて前記センサの前記検出信号に基づき前記所定指示位置に停止させる原点復帰動作モードにおいて、前記照明光の光量を上げるように制御することを特徴とする。
Furthermore, the pointer type instrument of the present invention described in
請求項3に記載した本発明の指針式計器によれば、請求項2に記載した本発明の指針式計器において、指示位置検出光を検出したセンサが出力する検出信号を用いた指針の所定指示位置での停止制御を行わない通常動作モードよりも、同停止制御を行う原点復帰動作モードの方が、照明光が高い光量となる。そのため、照明光の一部を利用する指示位置検出光の光量を、センサによる検出が必要となる原点復帰動作モードにおいて、センサによる検出が必要でない通常動作モードよりも高くし、センサによる指示位置検出光の検出精度を高めることができる。
According to the pointer-type instrument of the present invention described in
また、請求項4に記載した本発明の指針式計器は、請求項2又は3に記載した本発明の指針式計器において、前記指針の前方に配置され、前記照明光の消灯時に前記目盛及び前記指針の視認を不能とし前記照明光の点灯時に前記目盛及び前記指針の視認を可能とする前面カバーをさらに備えていることを特徴とする。
Further, the pointer-type meter according to the present invention described in claim 4 is the pointer-type meter according to the present invention described in
請求項4に記載した本発明の指針式計器によれば、請求項2又は3に記載した本発明の指針式計器において、指針の前方に配置した前面カバーによって、前面カバーを透過して前面カバーの前方から後方に入射する光の光量が抑制される。このため、前面カバーを透過してその後方に入射した指針式計器の外部の自然光等が、高い光量で検出光入射窓を透して文字板の前方から後方に入射することが防止される。これにより、指針式計器の外部の自然光等がセンサにより誤って指示位置検出光として検出されるのを防ぎ、指針の原点復帰動作を精度良く行えるようにすることができる。
According to the pointer type instrument of the present invention described in claim 4, in the pointer type instrument of the present invention described in
さらに、請求項5に記載した本発明の指針式計器は、請求項1、2、3又は4に記載した本発明の指針式計器において、前記目盛の各計測量に対応する前記目盛箇所に、周囲が不透光部で囲まれた光透過窓がそれぞれ形成されていて、前記所定の計測量に対応する目盛箇所の前記光透過窓により前記検出光入射窓が構成されており、前記センサが、前記各光透過窓を透して前記文字板の前方から後方にそれぞれ入射された前記指示位置検出光の各光路のうち、前記検出光入射窓を透して前記文字板の前方から後方に入射された前記指示位置検出光の光路上だけに配置されていることを特徴とする。
Furthermore, the pointer-type meter according to the present invention described in
請求項5に記載した本発明の指針式計器によれば、請求項1、2、3又は4に記載した本発明の指針式計器において、所定の計測量に対応する目盛箇所に形成した検出光入射窓が、他の計測量に対応する目盛箇所にそれぞれ形成した光透過窓と、外見上見分けが付かなくなる。したがって、指針の所定指示位置を検出するのに必要な検出光入射窓を所定の計測量に対応する目盛箇所に、視覚上の違和感がないように形成することができる。
According to the pointer-type meter of the present invention as set forth in
本発明の指針式計器によれば、仮にステッパモータを指針の駆動源とする指針式計器であっても、指針を見栄え良く原点復帰させることができる。 According to the pointer-type instrument of the present invention, even if it is a pointer-type instrument that uses a stepper motor as a drive source for the pointer, the pointer can be returned to the origin with a good appearance.
以下、本発明による指針式計器の実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of a pointer-type meter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る指針式計器の正面図、図2は図1に示す指針式計器の指針駆動ユニットの斜視図、図3は図1に示す指針式計器の要部拡大断面図、図4は図3に示す指針式計器の要部の断面図、図5は図1に示す指針式計器のゼロの計測量に対応する目盛箇所の拡大断面図である。 FIG. 1 is a front view of a pointer-type instrument according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a pointer drive unit of the pointer-type instrument shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the main part of the pointer-type instrument shown in FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the pointer-type meter shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a scale corresponding to the zero measurement amount of the pointer-type meter shown in FIG.
図1中引用符号1で示す本実施形態の指針式計器は、不図示の車両に搭載されて車両の車速を表示するものである。この指針式計器1は、周囲が見返し板3で覆われた文字板5と、文字板5の前方に配置されて文字板5の車速を示す目盛7を指示する発光式の指針9と、目盛7のうち車速ゼロの目盛箇所7a(請求項中の所定の計測量に対応する目盛箇所に相当)において指針9を検出するための受光素子13(図5参照、請求項中のセンサに相当)とを有している。
A pointer-type meter of this embodiment indicated by
図2に示すように、文字板5の背後には、指針9を回転させる指針駆動ユニット11が配置されている。指針駆動ユニット11は、指針9を回転させるステッパモータ11aと、ステッパモータ11aが裏面に取り付けられる配線基板11bとを有している。ステッパモータ11aの出力軸11cは、配線基板11bを貫通して表面側に突出している。また、配線基板11bの表面には、指針9を発光させるための照明光を出力する発光ダイオード(LED)11dが実装されている。このLED11dが発光する照明光の光量は、通常の光量(輝度)と最大光量(最大輝度)とに切り替えることができる。
As shown in FIG. 2, a pointer driving unit 11 that rotates the
指針9は、基部9aと、この基部9aに連なり目盛7を指示する指示部9bとを有している。そして、基部9a及び指示部9bを有する指針9の全体は、透光性部材による指針本体9cを遮光性部材による指針カバー9dにより覆って構成されている。
The
指針カバー9dの基部9aの部分には、ステッパモータ11aの出力軸11cに圧入される指針袴9eが形成されている。また、指針本体9cの基部9aの部分には、LED11dの照明光を指針本体9cの内部に入射させるための受光部9fが形成されている。この受光部9fは、図2では図面の見やすさのために簡略化(コンパクト化)した形状で記載している。しかし、実際の受光部9fは、指針9の指示部9bが目盛7のどの箇所を指示していても、LED11dの照明光を指針本体9cの内部に入射させることができるように形成されている。
A pointer rod 9e that is press-fitted into the
さらに、指針カバー9dの指示部9bの部分には、指針本体9cの内部を導光された照明光を指針9の前方に出射させるためのスリット9gと、照明光を指示部9bの先端からその延長線上に出射させるための出射窓9h(請求項中の検出光出射部に相当)とが形成されている。
Further, the
図1及び図3に示すように、文字板5は、内側のベース部5aとその外周に円弧状に延在するリング部5bとを有している。このリング部5bは、図4に示すように、ベース部5aよりも指針式計器1の前方に断面台形状に膨出しており、この膨出した部分によって、配線基板11bとの間に空間を画成している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図1に示す文字板5の各目盛7は、図3に示すように、文字板5のベース部5aに配置された装飾用の目盛部材7bと、リング部5bに形成された装飾用のスリット7c(請求項中の光透過窓に相当)とをそれぞれ有している。図4に示すように、目盛部材7bはベース部5aに嵌め込まれてベース部5aの表面5cに一部突出している。スリット7cは、リング部5bのベース部5a寄りの斜面から上面に跨って、リング部5bを貫通して形成されている。
As shown in FIG. 3, each
図3に示すように指針式計器1を前方から視認した場合、指針9の指示部9bがいずれかの目盛7を指示すると、目盛部材7bは指示部9bの先端と前後に重なって視認される。また、スリット7cは指針9の指示部9bの延長線上に位置して指示部9bの出射窓9hと対向する。
As shown in FIG. 3, when the pointer-
図4に示すように、見返し板3、文字板5(目盛7を含む)、及び、指針9の前方には、前面カバー15が配設されている。前面カバー15は、指針式計器1のケース(図示せず)の前部開口に取り付けられる。この前面カバー15は、光透過率20%〜50%の例えばスモーク色の半透明樹脂材や着色ガラス、透明ガラス母材に半透明の着色フィルムを貼着した部材で構成されている。この前面カバー15は、LED11dが点灯しスリット9gから通常の光量又は最大光量で照明光が出射されて指針9が発光している場合は、前面カバー15の前方からの目盛7や指針9の視認を可能とする。一方、LED11dが消灯しスリット9gから照明光が出射されず指針9が発光していない場合は、前面カバー15の前方からの目盛7や指針9の視認を不能とする。なお、指針式計器1の外部から前面カバー15を透してその内部(後方)に入射される自然光等の外光は、前面カバー15の透過によって、指針9の通常の発光光量よりも遙かに低い光量(輝度)に減衰される。
As shown in FIG. 4, a
図5に示すように、受光素子13は、車速ゼロの目盛箇所7aのみに設けられており、リング部5bと配線基板11bとの間の空間に配置されている。この受光素子13の受光面は、車速ゼロの目盛箇所7aに形成されたスリット7c(請求項中の検出光入射窓に相当)に対向している。受光素子13の受光面とこれに対向する目盛箇所7aのスリット7cとの間には、偏光フィルタ13aが配置されている。この偏光フィルタ13aによって、文字板5のベース部5aの表面5c側(請求項中の文字板の前方に相当)から目盛箇所7aのスリット7cを透して裏面5d側(請求項中の文字板の後方に相当)に入射された光が直線偏光とされる。
As shown in FIG. 5, the
指示部9bが車速ゼロの目盛箇所7aを指示するゼロ指示位置に指針9が位置すると、指示部9bの先端の出射窓9hが目盛箇所7aのスリット7cと対向する。したがって、出射窓9hから出射された照明光の一部(指示位置検出光)は、スリット7c及び偏光フィルタ13aを透して直線偏光となり、受光素子13の受光面に到達する。直線偏光となった指針9からの指示位置検出光が受光素子13の受光面に到達すると、受光素子13は検出信号を出力する。
When the
検出信号のレベルは、受光素子13の受光量(受光輝度)に応じて変化する。指針9の照明光が通常の光量である場合は、受光素子13の出力信号のレベルが通常レベルとなる。指針9の照明光が最大光量である場合は、受光素子13の出力信号のレベルが最大レベルとなる。前面カバー15を透してその内部に入射した外光が、スリット7c及び偏光フィルタ13aを透して直線偏光となり、受光素子13の受光面に到達した場合は、照明光の通常の光量を下回る光量であるため、受光素子13の出力信号のレベルが、通常レベルよりもさらに低いレベルとなる。
The level of the detection signal changes according to the amount of light received by the light receiving element 13 (light receiving luminance). When the illumination light of the
次に、図6のブロック図を参照して、本実施形態の指針式計器1の電気的構成について説明する。図2に示すステッパモータ11a及びLED11dと、図5に示す受光素子13は、マイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略記する。)21に接続されている。
Next, with reference to the block diagram of FIG. 6, the electrical configuration of the pointer-
マイコン21は、制御プログラム等を記憶するROMと、作業領域等として利用されるRAMとを内蔵している。マイコン21には、車両(図示せず)のバッテリBに接続された電源23からの安定化電源が、車両のイグニッションスイッチIGNのオンオフに関係なく供給される。また、マイコン21には、イグニッションスイッチIGNのオンオフ状態を検出するためにインターフェース(I/F)25が接続されている。インターフェース25を用いてイグニッションスイッチIGNのオンオフ状態を検出したマイコン21は、イグニッションスイッチIGNがオンのときにだけ、ステッパモータ11aやLED11d、受光素子13に、動作用の電源を供給する。
The
このような構成によるマイコン21は、内蔵するROMに記憶された制御プログラムにしたがって行う通常動作モードの処理を行う。通常動作モードの処理では、不図示の車速センサから入力される車速パルスに基づいて、指針式計器1が搭載された車両(図示せず)の車速を算出する。そして、ステッパモータ11aに駆動パルスを出力して、目盛7のうち算出した車速(計測量)に応じた位置を指示部9bが指示するように指針9を回転させる。
The
なお、通常動作モードにおいては、マイコン21がLED11dを通常の光量(輝度)で発光させる。したがって、指針9がゼロ指示位置にあるときには、通常の光量の指示位置検出光が受光素子13の受光面に到達して、受光素子13が通常レベルの出力信号を出力する。この出力信号のレベルは、マイコン21において所定のしきい値と比較される。
In the normal operation mode, the
この所定のしきい値は、通常レベルよりも高く最大レベルよりも低い値に設定されている。したがって、通常動作モードにおいては、指針9がゼロ指示位置にあっても受光素子13の出力信号のレベル(通常レベル)が所定のしきい値に到達しない。よって、マイコン21はゼロ指示位置の指針9を検出しない。
The predetermined threshold is set to a value higher than the normal level and lower than the maximum level. Therefore, in the normal operation mode, the level (normal level) of the output signal of the
次に、マイコン21が内蔵するROMに記憶された制御プログラムにしたがって行う制御のうち、指針9の原点復帰動作モードにおける処理の概要を、図7のフローチャートを参照して説明する。図7の原点復帰動作モードにおける処理は、ROMに記憶された制御プログラムによって規定された原点復帰処理が必要な状況の発生(条件の成立)が、マイコン21によって確認されたときに、以下のようにして実行される。なお、以下に説明するステップS101〜ステップS105の処理は、通常の原点復帰処理として実行される。通常の原点復帰処理で指針9を実際のゼロ指示位置に復帰させることができなかった場合に、ステップS107以降の各処理が、本発明による指針の原点復帰方法に当たる異常時の原点復帰処理として実行される。
Next, the outline of the processing in the origin return operation mode of the
まず、マイコン21は、LED11dによる照明光の光量を通常光量から最大光量に切り替える。これにより、指針9を最大光量の照明光で発光(点灯)させる(ステップS101)。次に、受光素子13から所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が入力されたか否かを確認する(ステップS103)。所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が受光素子13から入力された場合は(ステップS103でYES)、指針9が既に図8に実線で示すゼロ指示位置にあるものとして、正常終了処理を行う(ステップS119)。この正常終了処理では、ステッパモータ11aへの駆動パルスの出力を終了して指針9の移動を停止させる。そして、制御上の現在の指針9の位置を、制御上の指針9のゼロ指示位置であるものとする。正常終了処理を行ったならば、LED11dによる照明光の光量を最大光量から通常光量に切り替える(ステップS121)。その後、原点復帰処理を終了する。
First, the
また、所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が受光素子13から入力されていない場合は(ステップS103でNO)、指針9を実際のゼロ指示位置に近づけて受光素子13から所定のしきい値以上のレベルによる出力信号の入力を確認するために、ステッパモータ11aに駆動パルスを出力することで、指針9を所定速度で制御上のゼロ指示位置に向けて移動(帰零)させる処理を実行する(ステップS105)。そして、指針9の移動中に、制御上の指針9の逆転角度が最大振れ角度以上であるか否かを確認する(ステップS107)。制御上の指針9の逆転角度が最大振れ角度以上であるか否かは、指針9の移動時間が上限時間に達したか否かによって確認することができる。この上限時間は、指針9が所定速度で回転可能な範囲の全範囲を回転するのに要する時間である。
If an output signal having a level exceeding a predetermined threshold value is not input from the light receiving element 13 (NO in step S103), the
指針9の逆転角度が最大振れ角度以上でない場合は(ステップS107でNO)、ステップS103にリターンする。最大振れ角度以上である場合は(ステップS107でYES)、マイコン21は、制御上の指針9の位置が、図8に想像線で示す移動範囲の始点に達したものと判断する。そして、マイコン21は、ステッパモータ11aに出力する駆動パルスを変えることで、指針9を10°分正転させる(ステップS109)。ここで、指針9の10°分の正転とは、移動範囲の始点からゼロ指示位置までの指針9の正転移動量を上回る移動量である。この10°分の指針9の正転により、マイコン21は、制御上の指針9の位置を、移動範囲の始点からゼロ指示位置よりも先の基準点に移動させることになる。
If the reverse angle of the
次に、マイコン21は、再び指針9を実際のゼロ指示位置に近づけて受光素子13から所定のしきい値以上のレベルによる出力信号の入力を確認するために、ステッパモータ11aに出力する駆動パルスを変えることで、指針9を所定速度で制御上のゼロ指示位置に向けて移動(帰零)させる処理を再び実行する(ステップS111)。そして、指針9の移動中に、受光素子13から所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が入力されたか否かを確認する(ステップS113)。
Next, the
所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が受光素子13から入力された場合は(ステップS113でYES)、指針9が既にゼロ指示位置にあるものとして、ステップS119の正常終了処理と、ステップS121の照明光の最大光量から通常光量への切り替えとを行う。所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が受光素子13から入力されていない場合は(ステップS113でNO)、制御上の指針9の逆転角度が10°分以上であるか否かを確認する(ステップS115)。制御上の指針9の逆転角度が10°分以上であるか否かは、指針9の移動時間が基準時間に達したか否かによって確認することができる。この基準時間は、指針9が所定速度で10°分回転するのに要する時間である。
When an output signal having a level exceeding a predetermined threshold is input from the light receiving element 13 (YES in step S113), it is assumed that the
指針9の逆転角度が10°分以上でない場合は(ステップS115でNO)、ステップS113にリターンする。10°分以上である場合は(ステップS115でYES)、マイコン21は、実際の指針9がゼロ指示位置に到達できないものとして、異常終了報知処理を行う(ステップS117)。この異常終了報知処理では、ステッパモータ11aへの駆動パルスの出力を終了して指針9の移動を停止させる。そして、異常報知動作を実行する。異常報知動作では、例えば、マイコン21が接続されている車両のECU(図示せず)に指針9の位置異常を示すダイアグノーシス信号を出力する。勿論、それ以外の動作であっても良い。異常終了報知処理を行ったならば、LED11dによる照明光の光量を最大光量から通常光量に切り替える(ステップS121)。その後、原点復帰処理を終了する。
If the reverse angle of the
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、ステップS101及びステップS121の各処理を行うマイコン21が、請求項中の光量制御手段を構成している。
As is clear from the above description, in the present embodiment, the
以上に説明したように、本実施形態の指針式計器1によれば、通常の原点復帰処理において(図7のステップS101〜ステップS105)、実際の指針9がゼロ指示位置に到達しなかった場合に、異常時の原点復帰処理(図7のステップS107〜ステップS117)を実行する構成とした。そして、各原点復帰処理において、所定のしきい値を超えるレベルの出力信号が受光素子13から入力されたならば、実際の指針9がゼロ指示位置にあるものとして、その位置に指針9を停止させて、制御上の指針9のゼロ指示位置を現在の制御上の指針9の位置とするようにした。
As described above, according to the pointer-
このため、ストッパ片をストッパに当接させて機械的に指針9の移動をゼロ指示位置で停止させることが困難な指針式計器1であっても、受光素子13からの出力信号に基づいて指針9をゼロ指示位置に停止させることができる。よって、指針9の駆動源にステッパモータ11aを使用しても、指針9を振動させずに見栄え良くゼロ指示位置(原点)に復帰させることができる。
For this reason, even if it is difficult to mechanically stop the movement of the
なお、原点復帰動作モードの具体的な指針9の移動パターンは、上述した図7のパターンに限定されない。例えば、ステップS109の、制御上の指針9の位置を移動範囲の始点からゼロ指示位置よりも先の基準点まで10°分正転させる間に、実際の指針9がゼロ指示位置に到達したか否かを確認してもよい。また、ステップ109の指針9の10°分正転の際と、図7のステップS111〜115の、指針9を所定速度で制御上のゼロ指示位置に向けて移動(帰零)させる際との両方で、実際の指針9がゼロ指示位置に到達したか否かをそれぞれ確認してもよい。
The specific movement pattern of the
また、本実施形態では、通常動作モードにおいては指針9の照明光を通常の光量とし、原点復帰動作モードにおいては指針9の照明光を最高光量とするものとしたが、通常動作モードと原点復帰動作モードとで指針9の照明光の光量を同じにしても良い。この場合、図7のステップS101及びステップS121の各処理は省略される。また、この場合、受光素子13からの出力信号に基づいて実際の指針9がゼロ指示位置に到達したか否かを確認する処理は、通常動作モード中には行わない。
In this embodiment, the illumination light of the
さらに、本実施形態では、車速ゼロの目盛箇所7aのリング部5bと配線基板11bとの間の空間に配置して受光素子13を、受光素子13の受光面を車速ゼロの目盛箇所7aのスリット7cに対向して配置した。しかし、図9に示すように、車速ゼロの目盛箇所7aのリング部5bと配線基板11bとの間の空間に受光面が向くように受光素子13を配線基板11bに取り付け、偏光フィルタ13aから受光素子13にプリズム17によって指示位置検出光を導光するように構成しても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、図5や図9に示した車速ゼロの目盛箇所7aのスリット7cに対向配置した偏光フィルタ13aは、省略しても良い。
Further, the
さらに、本実施形態では、指針9の出射窓9hや文字板5のリング部5bのスリット7cを開口によって構成したが、開口を塞ぐ透明部材によって出射窓9hやスリット7c(又はそのどちらか一方)を構成しても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、各目盛7がそれぞれ装飾用のスリット7cを有する構成としたが、車速ゼロの目盛箇所7aのみがスリット7cを有する構成としてもよい。しかし、各目盛7がそれぞれ装飾用のスリット7cを有する構成とすれば、車速ゼロの目盛箇所7aのみがスリット7cを有する構成に比べて、スリット7cの存在を違和感のないものとすることができる。
In the present embodiment, each
さらに、本実施形態において、見返し板3、文字板5、及び指針9の前方に配設した前面カバー15は、光透過率が100%かそれに近い透明なものであっても良い。その場合には、ステアリングスイッチ(図示せず)の操作等により指針9の照明光による発光を行わない昼間にも、原点復帰動作モードに限って指針9の照明光による発光を行うようにして、実際の指針9がゼロ指示位置にあるかどうかを、受光素子13の出力信号に基づいて確認することができる。
Further, in the present embodiment, the
一方、本実施形態のように、前面カバー15を光透過率20%〜50%の例えばスモーク色の半透明樹脂材等で構成すれば、原点復帰動作モードにおける指針9の動作を、照明光による発光で演出的に行うことができる。
On the other hand, if the
また、ゼロ指示位置にある指針9から指示位置検出光を出射させるために、専用の光源を用いる構成としてもよい。しかし、本実施形態のように指針9が発光式指針である場合に、指針9の照明光の一部を利用して指示位置検出光を指針9から出射させる構成とすれば、部品数及び構成を簡略化し、指針9を発光させるための構成を指示位置検出光の指針9からの出射に有効利用することができる。
Further, a dedicated light source may be used to emit the pointing position detection light from the
さらに、本実施形態では、指針9からの指示位置検出光を受光素子13で受光してその出力信号により実際の指針9を検出する位置をゼロ指示位置としたが、受光素子13により指針9からの指示位置検出光を受光して実際の指針9を検出する位置は、ゼロ指示位置に限らず任意である。例えば、図1に示す20km/hの目盛7のスリット7cに対向して、図5に示すようにリング部5bと配線基板11bとの間の空間に受光素子13を配置しても良い。または、図1に示す目盛7を0km/hよりも低い(マイナスの)箇所にも形成して、リング部5bの対応する箇所にスリット7c(図示せず)を形成し、このスリット7cに対向して、図5に示すようにリング部5bと配線基板11bとの間の空間に受光素子13を配置しても良い。このように、予め既知の位置であれば、ゼロ指示位置の代わりに、指針9からの指示位置検出光を受光素子13で受光してその出力信号により実際の指針9を検出する位置を、マイナスの目盛7部分を含む任意の位置とすることができる。
Further, in this embodiment, the position where the
また、ゼロ指示位置以外の既知である所定の位置を、受光素子13により指針9からの指示位置検出光を受光して実際の指針9を検出する位置とした場合は、受光素子13が指針9からの指示位置検出光を受光した際に、制御上の指針9の位置を所定の位置にリセットすることで、例えば、その後、指針9をマイコン21の制御によりステッパモータ11aの駆動力でゼロ指示位置に帰零させることもできる。
Further, when a predetermined position other than the zero indication position is a position where the
さらに、本実施形態では、指針9の駆動源をステッパモータ11aとした場合を例に取って説明したが、本発明は、ステッパモータ以外のモータを指針9の駆動源とする場合にも適用可能である。
Furthermore, in the present embodiment, the case where the driving source of the
また、本実施形態では、車両に搭載される指針式計器1を例に取って説明した。しかし、本発明は、車両以外において使用される指針式計器においても広く適用することができる。
In the present embodiment, the
本発明は、指針の原点復帰を実行する指針式計器に用いて好適である。 The present invention is suitable for use in a pointer-type instrument that performs return-to-origin of a pointer.
1 指針式計器
3 見返し板
5 文字板
5a ベース部
5b リング部
5c 表面
5d 裏面
7 目盛
7a 車速ゼロの目盛箇所(所定の計測量に対応する目盛箇所)
7b 目盛部材
7c スリット(光透過窓、検出光入射窓)
9 指針
9a 基部
9b 指示部
9c 指針本体
9d 指針カバー
9e 指針袴
9f 受光部
9g スリット
9h 出射窓(検出光出射部)
11 指針駆動ユニット
11a ステッパモータ
11b 配線基板
11c 出力軸
11d LED
13 受光素子(センサ)
13a 偏光フィルタ
15 前面カバー
17 プリズム
21 マイクロコンピュータ(光量制御手段)
23 電源
25 インターフェース
B バッテリ
IGN イグニッションスイッチ
DESCRIPTION OF
9
11
13 Light receiving element (sensor)
23
Claims (5)
前記指示部に形成され、前記指針の指示位置検出光を出射する検出光出射部と、
前記目盛のうち所定の計測量に対応する目盛箇所に形成されて、該所定の計測量に対応する目盛箇所を前記指示部により指示する所定指示位置に前記指針がある状態で前記検出光出射部と対向する、周囲が不透光部で囲まれた光透過性の検出光入射窓と、
前記検出光入射窓を透して前記文字板の前方から後方に入射された前記指示位置検出光を検出したときに検出信号を出力するセンサと、
を備えることを特徴とする指針式計器。 A pointer-type instrument that indicates a point corresponding to a measurement amount of a scale on a dial by an indicator indicating a pointer disposed in front of the dial,
A detection light emitting unit that is formed in the pointing unit and emits the pointing position detection light of the pointer;
The detection light emitting unit in a state where the pointer is located at a predetermined indication position that is formed at a graduation location corresponding to a predetermined measurement amount in the scale, and indicates the graduation location corresponding to the predetermined measurement amount by the indication portion. A light-transmitting detection light incident window whose periphery is surrounded by a light-impermeable portion;
A sensor that outputs a detection signal when detecting the indication position detection light that is incident from the front to the back of the dial through the detection light incident window;
A pointer-type instrument characterized by comprising:
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