[发明专利]步进电机式仪表驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种取代可动式线圈或交叉线圈式旋转磁体型等组成的电流计，用于容易数字控制的仪表机芯，例如对车辆行驶速度和发动机转速这类测定量，根据与之成正比的频率信号输入进行计量指示的步进电机式仪表驱动装置。

背景技术

一般，对于这种仪表装置来说，是构成为使仪表机芯驱动轴端固定的指针相应于输入信号转动，通过对标有所计量测定量数字或刻度的仪表盘的对照读取来进行计量指示的。

尤其，步进电机由梳齿轭铁的齿数和其形成的齿距决定磁转子步进动作，要得到平滑的旋转动作，需要使齿数增加和梳齿齿距变得细微，或是靠驱动信号进行所谓的微步进驱动，根据符合使用条件的步进电机主体可允许的大小和包含驱动电路在内的成本来选择这些方式。

这样得到的步进电动机，不论其用途如何，总是希望是小型的，由于所谓PM型步进电机构成简单，因而通过对转子磁体或梳齿轭铁的改进，变得容易使用。

此外，对于处理电路数字化(由微型计算机进行的控制)，采取脉冲信号控制这种步进电机，还作为由指针对仪表盘刻度进行对比读取的指示仪表的机芯也受到关注，除了例如汽车用行驶速度计和发动机转速计以外，检出信号经A/D处理还能够用于燃料计或温度计，如特开昭61-129575号公报、特开平1-223312号公报所公开的那样，采取了种种面向实用化的方案。

但象这样将步进电机用作仪表装置机芯时，与交叉线圈式仪表那样旋转磁体跟随线圈磁场合成矢量方向这种矢量跟随方式不同，大多是求出输入信号每一规定周期的变化量，再逐个按该变化量大小进行步进驱动的情形，旋转磁体的磁极按梳齿轭铁的每一齿距或是该齿距间经微步进处理来驱动，因而，一般是以例如电源开关接通时旋转磁体位置为初始值(就指示仪表来说，如待强制复位至仪表盘零位才进行起点初始化处理)，从该起点位置起逐个按输入信号的增减量进行步进驱动这种构成。

因而，由于因仪表装置的外部振动所造成的对旋转磁体的机械影响，从原来起点开始靠步进驱动加以驱动控制的角度位置会偏离，也就是说，梳齿轭铁与旋转磁体磁极偏离正确的位置关系，甚至有产生一个齿距大小的角度偏差的可能性，一旦产生这种角度偏差，有所谓失步发生的话，只要不重新再接通电源进行起点初始化，就没法表示原来正确的角度位置，角度指示总是含有失步误差量。

这种失步现象，除了前述外部振动等造成机械变动时发生以外，对于输入信号变化，旋转磁体不能跟随时也会发生。具体来说，步进电机对于旋转磁体的步进驱动转矩因结构或驱动电流等的限制不能太大时，而且输入信号的变化即角速度，相对于这种驱动转矩临界值较大时，有旋转磁体断续跟随反复失步从而产生大角度误差这种问题。

尤其步进电机是以与梳齿轭铁的极齿齿距相对应的步进动作为基础，通过对驱动信号波形的修正获得平滑性的，但这种平滑性处理毕竟只是梳齿轭铁极齿间距内的平滑，仍然有过齿距失步发生，因而当测定量变化迅速，与之相应的输入信号的变化迅速超过旋转磁体跟随临界值时，步进电机的旋转磁体断续跟随便得不到作为指示仪表的正确指示特性。

本发明目的在于，对于对测定数据进行运算处理变换为指示角数据输出的处理手段中求出的指示角数据，当与测定量变化相对应的数据变化较大时，对步进电机的更新信号加上延迟，以便旋转磁体可靠地进行跟随，不易失步。

发明概述

本发明为一种仪表装置，具有根据与测定量对应的数字信号驱动步进电机的驱动电路，靠该步进电机驱动轴端固定的指针，指示仪表盘上与所述测定量对应的刻度来表示所述测定量，其特征在于包括：输入与所述测定量对应的数字信号，按规定周期变换为指示角数据的处理手段；对该处理手段按更新周期连续输出的前后指示角数据求其差值，该差值大于规定值时，进行信号变换使其变化小于所述规定值作为连续的指示角数据输出的延迟手段。

本发明为一种仪表装置，具有根据与测定量对应的数字信号驱动步进电机的驱动电路，靠该步进电机驱动轴端固定的指针，指示仪表盘上与所述测定量对应的刻度来表示所述测定量，其特征在于包括：输入与所述测定量对应的数字信号D，按规定周期变换为指示角数据A的处理手段；求该处理手段输出的最新指示角数据An+1相对于前次指示角数据An的差值ΔA，该差值ΔA其绝对值大于规定值C时，根据其增减状态，将所述最新指示角数据An+1更新为An+C或An-C输出，并将该数据作为下一次处理当中的所述前次指示角数据An，依次对指示角数据进行更新输出的延迟手段。