メーター・ゲージ

メーター・ゲージ

ステッパーモーター式指針駆動

  1. 構造
    1. 各メーターおよびゲージ類には,メーターコンピューターが指針駆動用のデータを入力・演算処理し,PM型ステッパーモーターを制御することで指針を駆動する電気式メーターを採用しました。なお,ステッパーモーターで発生させた回転力は減速ギヤを介して指針へ伝達しています。
    2. ステッパーモーターを使用したメーターは,メーターへの電源投入時(ドア開時やイグニッションスイッチ ON時)に,初期化制御により指針がゼロ目盛り付近で短時間微動が発生する場合があります。
      1. PM型ステッパーモーター(PM:Permanent Magnet Type)
        1. PM型ステッパーモーターは,内側に永久磁石製の回転子と外側にコイルが巻かれた固定子があり,固定子のコイルA・Bに電流を流して励磁させることで,回転子が引きつけられ段階的な回転を行います。
        2. 回転子の回転は,ステッパーモーター内に組み込まれた2つの減速ギヤを介して指針に伝達されます。
      2. ステッパーモーターの作動原理
        1. 固定子のコイルA・Bに電流を流し,固定子のA・B相をともにS極に励磁すると,回転子のN極(2箇所)が引き合い,停止します。(図1)
        2. コイルA・Bに流す電流の方向をそれぞれ切り替えることで,固定子A・B相のN極・S極を切り替え,それらを組み合わせることにより回転子を引きつけて,任意の方向に回転子を30°ずつ回転させることができます。(図2~4)
        3. メーター駆動用のステッパーモーターでは,コイルで発生する磁力をS極またはN極の最大値のみではなく,電流の強さおよび方向を細かく制御することで,コイルA・Bそれぞれを,磁力なしからN極・S極の最大値まで図のように16段階に制御し,回転子をより小刻み(マイクロステップ)に回転させています。なお,この小刻みな回転を,減速ギヤを介することでさらに細分化し,滑らかな指針駆動を実現しています。
      3. ステッパーモーター初期化制御
        1. 固定子のコイルに電流を流すことでコイルを励磁し,回転子を引きつけることで指針を駆動しているステッパーモーター式のメーターは,コンビネーションメーターへ電源が供給されない状態では磁力が働かず,回転子を動かすことができないため指針をゼロ位置に戻す力が働きません。このため,何らかの衝撃や車両の傾きなどにより指針が動いてしまう可能性があります。
        2. ステッパーモーターを制御するメーターコンピューターは,指針の移動に備えて,コンビネーションメーターの電源投入ごと(ドア開時やイグニッションスイッチ ON時)に指針をゼロ位置へ駆動する初期化制御を行います。

  2. 作動
    1. スピードメーター
      1. メーターコンピューターは,スキッドコントロールコンピューター(2WD車)またはスピードセンサー(4WD車)から出力されるトランスアクスル回転軸1回転あたり4パルス相当の車速矩形波パルス信号を入力し,その波形をカウントすることにより車速を検出します。
      2. メーターコンピューターは,検出した車速に基づき,ステッパーモータードライバー回路によって,指針(ステッパーモーターの回転子)の回転角度・方向・速度を制御することで車速を表示します。
    2. タコメーター
      1. メーターコンピューターは,エンジンコントロールコンピューターから出力されるエンジン回転軸1回転あたり2パルス相当の矩形波パルス信号を入力し,その波形をカウントすることによりエンジン回転数を検出します。
      2. メーターコンピューターは,検出したエンジン回転数に基づき,ステッパーモータードライバー回路によって,指針(ステッパーモーターの回転子)の回転角度・方向・速度を制御することでエンジン回転数を表示します。
    3. フューエルゲージ
      1. フューエル残量表示
        1. メーターコンピューターは,フューエルセンダーゲージ出力電圧によるフューエル残量信号と,スキッドコントロールコンピューター(2WD車)またはスピードセンサー(4WD車)からの車速信号を入力し,車両の走行/停車や給油などの状態に応じてフューエル残量を検出・演算処理することでフューエル残量表示データを算出しています。
        2. メーターコンピューターは,算出したフューエル残量データに基づき,ステッパーモータードライバー回路によって,指針(ステッパーモーターの回転子)の回転角度・方向・速度を制御することでフューエル残量を表示します。
      2. フューエル残量ウォーニング表示
        1. メーターコンピューターは,算出したフューエル残量表示データがフューエル残量約7.2L(2WD車)または8.5L(4WD車)になった場合に,LCDトライバー回路を駆動し,LCDディスプレイ内のフューエル残量ウォーニングインジケーターを点滅させます。

オド/トリップメーター

  1. 機能
    1. オド/トリップメーターは,コンビネーションメーター内右側下部の同一位置に切り替えて表示するものとし,走行距離をLCDによりデジタル表示します。表示範囲は,オドメーターは1km刻みで最大999999kmまで,トリップメーターは0.1km刻みで最大9999.9kmまでとしました。なお,トリップメーターはAとBの 2個の表示機能を持ち,オドメーターも含めて3チャンネル表示としました。
    2. 各モードの切り替えは,オド/トリップメーター右側に配置された,オド/トリップ切り替え・トリップメーターリセットスイッチをONすることによって行い,オドメーター→トリップメーターA→トリップメーターB→オドメーターの順に表示します。
    3. トリップメーターAまたはB表示中にオド/トリップ切り替え・トリップメーターリセットスイッチを約0.8秒以上押すことにより,現在表示中のトリップメーターの走行距離表示を0.0kmに戻し,オド/トリップ切り替え・トリップメーターリセットスイッチをOFFにした時点から再び計測を開始します。

  2. 作動
    1. メーターコンピューターが,スキッドコントロールコンピューターからの車速パルス信号(2WD車)またはスピードセンサーからの車速パルス信号(4WD車)をカウント・積算することにより走行距離データを算出し,LCD駆動用ドライバーを介して該当するLCDのセグメントを点灯させることで,走行距離の表示を行います。
    2. オド/トリップ切り替え・トリップメーターリセットスイッチの操作信号をメーターコンピューターが入力すると,オドメーター→トリップメーターA→トリップメーターBの各表示切り替え,およびトリップメーターのリセットを行います。
    3. 走行距離データの保持は,メーターコンピューターが行っており,オドメーターの数値は不揮発性メモリーICを使用し,+B電源OFF後もデータを記憶しています。
    4. □ 参 考 □
      * : 電源が供給されなくてもデータを記憶し続けるメモリーIC。

スピードセンサー

  1. 2WD車
    1. 各車輪に取り付けられたABS用の車輪速センサーから出力されるタイヤ1回転あたり48パルスの車輪速パルス信号を,スキッドコントロールコンピューターがトランスアクスル回転軸1回転あたり4パルス相当の車速矩形波パルス信号に変換し,コンビネーションメーターへ出力します。

  2. 4WD車
    1. トランスアクスル出力軸に取り付けのスピードセンサーが,車速矩形波パルス信号(4パルス/回転)をコンビネーションメーターに出力します。