(57)【要約】【課題】駆動電圧が変動しても、モーターを安定して駆動させることができる電子時計を提供すること。【解決手段】電子時計は、コイルを有するモーターと、モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、電流検出部が検出した電流値と目標電流値とを比較して、比較の結果に応じてドライバーをオン状態またはオフ状態に制御し、かつ、ドライバーのオン状態の継続時間であるオン時間、または、ドライバーのオフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える。【選択図】図４
2020204543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有するモーターと、
前記モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、
前記コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御し、かつ、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電子時計において、
前記目標電流値設定部は、前記駆動電圧に応じて、前記目標電流値を発生させる抵抗分圧回路を備える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項３】
請求項１に記載の電子時計において、
前記駆動電圧を検出する電圧検出回路を備え、
前記目標電流値設定部は、前記電圧検出回路の検出値に応じて、前記目標電流値を演算して設定する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項４】
コイルを有するモーターと、
前記モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、
前記コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御し、かつ、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える
ことを特徴とするムーブメント。
【請求項５】
モーターのコイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記モーターを駆動させる電源の駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御し、かつ、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項６】
コイルおよびローターを有するモーターと、前記モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える電子時計の制御方法であって、
前記駆動電圧を検出するステップと、
検出した前記駆動電圧に応じて、目標電流値を演算して設定するステップと、
前記コイルに流れる電流値を検出するステップと、
検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御するステップと、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるステップと、を備える
ことを特徴とする電子時計の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計、ムーブメント、モーター制御回路および電子時計の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モーターのコイルへの電流の供給を、コイルに流れる電流が上限の閾値を上回ったらオフし、下限の閾値を下回ったらオンして、電力供給を継続するオン時間または電力供給の停止を継続するオフ時間からモーターのローターの位置を推定してモーターの連続回転を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５４２１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記制御技術では、例えば、電池の電圧が変動した場合に、モーターのコイルにかかる電圧も変動する。この場合、電力供給を継続するオン時間および電力供給の停止を継続するオフ時間も、電圧の変動に応じて変化してしまう。そうすると、当該オン時間およびオフ時間からローターの位置を適切に推定できなくなってしまい、モーターの制御が不安定になってしまうといった問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の電子時計は、コイルを有するモーターと、前記モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、前記電流検出部が検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御し、かつ、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える。
【０００６】
本開示の電子時計において、前記目標電流値設定部は、前記駆動電圧に応じて、前記目標電流値を発生させる抵抗分圧回路を備えていてもよい。
【０００７】
本開示の電子時計において、前記駆動電圧を検出する電圧検出回路を備え、前記目標電流値設定部は、前記電圧検出回路の検出値に応じて、前記目標電流値を演算して設定してもよい。
【０００８】
本開示のムーブメントは、コイルを有するモーターと、前記モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、前記電流検出部が検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御し、かつ、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える。
【０００９】
本開示のモーター制御回路は、モーターのコイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記モーターを駆動させる電源の駆動電圧に応じて、目標電流値を設定する目標電流値設定部と、前記電流検出部が検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御し、かつ、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるドライバー制御部と、を備える。
【００１０】
本開示の電子時計の制御方法は、コイルおよびローターを有するモーターと、前記モーターを駆動させる駆動電圧を発生させる電源と、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える電子時計の制御方法であって、前記駆動電圧を検出するステップと、検出した前記駆動電圧に応じて、目標電流値を演算して設定するステップと、前記コイルに流れる電流値を検出するステップと、検出した前記電流値と前記目標電流値とを比較して、前記比較の結果に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御するステップと、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記駆動電流の極性を切り替えるステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の電子時計を示す正面図。
【図２】第１実施形態の電子時計の回路構成を示す回路図。
【図３】第１実施形態のＩＣの構成を示す構成図。
【図４】第１実施形態のモーター制御回路の構成を示す回路図。
【図５】第１実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャート。
【図６】ローターの回転角と電流波形との関係を示す図。
【図７】第２実施形態のモーター制御回路の構成を示す回路図。
【図８】第２実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態の電子時計１を図面に基づいて説明する。
図１は、電子時計１を示す正面図である。
図１に示すように、電子時計１は、ユーザーの手首に装着される腕時計であり、外装ケース２と、円板状の文字板３と、秒針５、分針６、時針７と、りゅうず８と、ボタン９とを備える。
【００１３】
［電子時計の回路図］
図２は、電子時計１の回路構成を示す回路図である。
図２に示すように、電子時計１はムーブメント１０を備える。
ムーブメント１０は、秒針５、分針６、時針７と、信号源である水晶振動子１１と、電源である電池１２と、ボタン９の操作に連動してオン、オフされるスイッチＳＷ１と、りゅうず８の引き出し操作に連動してオン、オフされるスイッチＳＷ２と、モーター１３と、時計用のＩＣ２０とを備えている。
【００１４】
水晶振動子１１は、後述する発振回路２１で駆動されて発振信号を発生させる。
電池１２は、一次電池または二次電池で構成され、モーター１３やＩＣ２０を駆動させる駆動電圧Ｖを発生させる。すなわち、電池１２は、本開示の電源の一例である。また、電池１２は、二次電池の場合は、図示略のソーラーセルなどによって充電される。
スイッチＳＷ１は、ボタン９に連動して入力され、例えば、ボタン９が押されている状態ではオン状態となり、ボタン９が押されていない状態ではオフ状態となる。
スイッチＳＷ２は、りゅうず８の引き出しに連動したスライドスイッチである。本実施形態では、りゅうず８が１段目に引き出された状態でオン状態となり、０段目ではオフ状態となる。
【００１５】
モーター１３は、図示略のステーターおよびローターや、図４に示すコイル１３０等を備えて構成される。本実施形態では、モーター１３は、電子時計用に用いられる２極単相ステッピングモーターであり、後述するように、ＩＣ２０の出力端子Ｏ１、Ｏ２から出力されるモーター駆動信号によって駆動される。
また、秒針５、分針６、時針７は、図示略の輪列で連動しており、モーター１３により駆動され、秒、分、時を表示する。なお、本実施形態では、１つのモーター１３で、秒針５、分針６、時針７を駆動しているが、例えば、秒針５を駆動するモーターと、分針６および時針７を駆動するモーターのように複数のモーターを設けてもよい。
【００１６】
ＩＣ２０は、水晶振動子１１が接続される接続端子ＯＳＣ１、ＯＳＣ２と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が接続される入出力端子ＰＴ１、ＰＴ２と、電池１２が接続される電源端子ＶＤＤ、ＶＳＳと、モーター１３のコイル１３０に接続される出力端子Ｏ１、Ｏ２とを備える。
なお、本実施形態では、電池１２のプラス電極を、高電位側の電源端子ＶＤＤに接続し、マイナス電極を低電位側の電源端子ＶＳＳに接続し、低電位側の電源端子ＶＳＳをグランドに設定している。
【００１７】
［ＩＣの回路構成］
図３は、ＩＣ２０の回路構成を示す回路図である。
図３に示すように、ＩＣ２０は、発振回路２１と、分周回路２２と、電子時計１の制御用のＣＰＵ２３と、ＲＯＭ２４と、入力回路２６と、ＢＵＳ２７と、モーター制御回路３０とを備えている。なお、ＣＰＵは、Central Processing Unitの略語であり、ＲＯＭは、Read Only Memoryの略語である。
【００１８】
発振回路２１は、基準信号源である水晶振動子１１を高周波発振させ、この高周波発振で発生する所定周波数の発振信号を分周回路２２に出力する。なお、所定周波数は、32768Hzである。
分周回路２２は、発振回路２１の出力を所定の周波数に分周してＣＰＵ２３にタイミング信号を供給する。
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される各種プログラムを収納している。本実施形態では、ＲＯＭ２４は、基本時計機能などを実現するためのプログラムを収納している。
ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４に収納されたプログラムを実行し、前記各機能を実現する。
【００１９】
入力回路２６は、入出力端子ＰＴ１、ＰＴ２の状態をＢＵＳ２７に出力する。ＢＵＳ２７は、ＣＰＵ２３、入力回路２６、モーター制御回路３０間のデータ転送などに用いられる。
モーター制御回路３０は、ＢＵＳ２７を通してＣＰＵ２３から入力される命令により、所定の駆動信号を出力する。
【００２０】
［モーター制御回路の構成］
図４は、モーター制御回路３０の構成を示す回路図である。
図４に示すように、モーター制御回路３０は、ドライバー制御部４０と、ドライバー５０と、電流検出回路６０とを備える。
【００２１】
［ドライバー制御部］
ドライバー制御部４０は、モーター１３のローターを回転させる駆動信号をドライバー５０に出力する。本実施形態では、ドライバー制御部４０は、図示略のデコーダー、タイマー、微分回路、ＳＲラッチ回路、フリップフロップ、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路等を備える。そして、ドライバー制御部４０は、ドライバー５０にゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4を出力するロジック回路として構成される。なお、ドライバー制御部４０は、上記構成に限られるものではなく、例えば、ＣＰＵ等の制御装置によって構成され、ＢＵＳ２７を介して後述するドライバー５０の各トランジスター５２〜５７を直接制御可能に構成されていてもよい。
【００２２】
［ドライバー］
ドライバー５０は、２つのPchトランジスター５２、５３と、４つのNchトランジスター５４、５５、５６、５７と、２つの検出抵抗５８、５９とを備える。各トランジスター５２〜５７は、ドライバー制御部４０から出力される駆動信号によって制御され、モーター１３のコイル１３０に正逆両方向の電流Iを供給する。
ここで、本実施形態では、ドライバー５０は、コイル１３０に流れる電流Iが上限電流閾値Imaxを超えたら電流Iの供給をオフし、コイル１３０に流れる電流Iが下限電流閾値Iminを下回ったら電流Iの供給をオンするように制御される。
【００２３】
［電流検出回路］
電流検出回路６０は、目標電流値設定部６１と、コンパレーター６４１、６４２、６５１、６５２と、複合ゲート６８、６９とを備えている。複合ゲート６８は、ＡＮＤ回路６６１、６６２およびＯＲ回路６８０を組み合わせたものと同等の機能を備える一つの素子である。複合ゲート６９は、ＡＮＤ回路６７１、６７２およびＯＲ回路６９０を組み合わせたものと同等の機能を備える一つの素子である。
なお、電流検出回路６０は、本開示の電流検出部の一例である。
【００２４】
目標電流値設定部６１は、第１抵抗分圧回路６２と、第２抵抗分圧回路６３とを備える。
第１抵抗分圧回路６２は、直列に接続される第１抵抗６２１および第２抵抗６２２を備えた抵抗分圧回路として構成される。そして、第１抵抗分圧回路６２は、電池１２が発生する駆動電圧Ｖを入力して、第１抵抗６２１および第２抵抗６２２の抵抗値に応じた出力電圧Ｖ１を出力するように構成されている。
具体的には、第１抵抗６２１および第２抵抗６２２の抵抗値は、それぞれＲａおよびＲｂとされている。そして、抵抗値Ｒａ、Ｒｂは、以下の式（１）を満たすように構成されている。
Ｖ１＝［Ｒｂ/(Ｒａ＋Ｒｂ)］×Ｖ…（１）
ここで、本実施形態では、駆動電圧Ｖが基準駆動電圧Ｖｓの場合の上限電流閾値Imaxとして基準上限電流閾値Imaxstが設定されている。そして、駆動電圧Ｖが基準駆動電圧Ｖｓの場合に、第１抵抗分圧回路６２から出力される出力電圧Ｖ１の電位が、コイル１３０に基準上限電流閾値Imaxstが流れた場合に検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧に相当するように、抵抗値Ｒａ、Ｒｂは設定されている。すなわち、第１抵抗分圧回路６２は、駆動電圧Ｖに比例して、上限電流閾値Imaxを設定するように構成されている。なお、上限電流閾値Imaxは、本開示の目標電流値の一例である。
【００２５】
第２抵抗分圧回路６３は、前述した第１抵抗分圧回路６２と同様に、直列に接続される第３抵抗６３１および第４抵抗６３２を備えた抵抗分圧回路として構成される。そして、第２抵抗分圧回路６３は、駆動電圧Ｖを入力して、第３抵抗６３１および第４抵抗６３２の抵抗値に応じた出力電圧Ｖ２を出力するように構成されている。
具体的には、第３抵抗６３１および第４抵抗６３２の抵抗値は、それぞれＲｃおよびＲｄとされている。そして、抵抗値Ｒｃ、Ｒｄは、以下の式（２）を満たすように構成されている。
Ｖ２＝［Ｒｄ/(Ｒｃ＋Ｒｄ)］×Ｖ…（２）
ここで、本実施形態では、駆動電圧Ｖが基準駆動電圧Ｖｓの場合の下限電流閾値Iminとして基準下限電流閾値Iminstが設定されている。そして、駆動電圧Ｖが基準駆動電圧Ｖｓの場合に、第２抵抗分圧回路６３から出力される出力電圧Ｖ２の電位が、コイル１３０に基準下限電流閾値Iminstが流れた場合に検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧に相当するように、抵抗値Ｒｃ、Ｒｄは設定されている。すなわち、第２抵抗分圧回路６３は、駆動電圧Ｖに比例して、下限電流閾値Iminを設定するように構成されている。なお、下限電流閾値Iminは、本開示の目標電流値の一例である。
【００２６】
コンパレーター６４１、６４２は、抵抗値Ｒ１、Ｒ２の検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧と、第１抵抗分圧回路６２の出力電圧Ｖ１とをそれぞれ比較する。
ＡＮＤ回路６６１にはドライバー制御部４０から出力される駆動極性信号PLが反転入力される。そして、ＡＮＤ回路６６２には駆動極性信号PLがそのまま入力されているため、駆動極性信号PLによって選択されたコンパレーター６４１、６４２の一方の出力が検出信号DT1として出力される。
これにより、コイル１３０に流れる電流Iが上限電流閾値Imax以上の場合は、検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧が第１抵抗分圧回路６２の出力電圧Ｖ１を上回るため、検出信号DT1がＨレベルとなる。一方、電流Iが上限電流閾値Imaxを下回っている場合は、検出信号DT1がＬレベルとなる。したがって、電流検出回路６０の第１抵抗分圧回路６２、コンパレーター６４１、６４２、複合ゲート６８は、コイル１３０に流れる電流Iが上限電流閾値Imaxを超えたことを検出可能に構成されている。
【００２７】
コンパレーター６５１、６５２は、抵抗値Ｒ１、Ｒ２の検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧と、第２抵抗分圧回路６３の出力電圧Ｖ２とをそれぞれ比較する。
ＡＮＤ回路６７１には駆動極性信号PLが反転入力され、ＡＮＤ回路６７２には駆動極性信号PLがそのまま入力されているため、駆動極性信号PLによって選択されたコンパレーター６５１、６５２の一方の出力が検出信号DT2として出力される。
これにより、コイル１３０に流れる電流Iが下限電流閾値Imin以上の場合は、検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧が第２抵抗分圧回路６３の出力電圧Ｖ２を上回るため、検出信号DT2がＨレベルとなる。一方、電流Iが下限電流閾値Iminを下回っている場合は、検出信号DT2がＬレベルとなる。したがって、電流検出回路６０の第２抵抗分圧回路６３、コンパレーター６５１、６５２、複合ゲート６９は、コイル１３０に流れる電流Iが下限電流閾値Iminより小さいことを検出可能に構成されている。
【００２８】
［モーター制御回路の制御処理］
次に、本実施形態のモーター制御回路３０による制御方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。
図５に示すように、モーター制御回路３０の制御処理が開始されると、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１として、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によってモーター１３のドライバー５０をオンする。
本実施形態では、ドライバー５０がオンされると、P1がＬレベル、P2がＨレベルとなり、Pchトランジスター５２がオン、Pchトランジスター５３がオフされる。また、N1〜N3がＬレベル、N4がＨレベルとなり、Nchトランジスター５４、５５、５６がオフ、Nchトランジスター５７がオンされる。このため、駆動電流が、Pchトランジスター５２、出力端子Ｏ１、コイル１３０、出力端子Ｏ２、検出抵抗５９、Nchトランジスター５７を流れる。
【００２９】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２として、ドライバー５０がオンとなってからの継続時間であるオン時間Tonが、所定時間t1を超えたか否かを判定する。ステップＳ２でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２の処理を繰り返して実行する。
なお、所定時間t1としては、ドライバー５０が頻繁にオンとオフとを繰り返して、その際に生じる貫通電流や充放電電流で消費電流が増大することを抑制するために、ドライバー５０を最低限オンにする時間が設定されている。
【００３０】
ステップＳ２でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ３として、コイル１３０を流れる電流Iが、上限電流閾値Imaxを超えたか否かを判定する。
ここで、前述したように、本実施形態では、第１抵抗分圧回路６２によって、電池１２の駆動電圧Ｖに応じて、上限電流閾値Imaxが設定される。
【００３１】
図６は、モーター１３のローターの回転角θと電流波形Ｅとの関係を示す図である。図６では、駆動電圧Ｖが基準駆動電圧Ｖｓである場合の電流波形Ｅと、基準駆動電圧Ｖｓよりも高い高駆動電圧Ｖｈである場合の電流波形Ｅｈと、基準駆動電圧Ｖｓよりも低い低駆動電圧Ｖｌであるの場合の電流波形Ｅｌとを示している。
図６に示すように、ローターの回転角θに応じて、コイル１３０に流れる電流Iの電流波形Ｅは変化する。
この際、例えば、電池１２がフル充電される等して高駆動電圧Ｖｈになった場合、図６の電流波形Ｅｈに示すように、電流波形に縦方向の幅が広くなる。そのため、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを固定値とした場合、電流波形Ｅｈに対して当該上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminが相対的に低くなる。そうすると、オン時間Tonが短くなるので、モーター１３のローターに供給されるエネルギーが少なくなる。そのため、ローターが回転しなくなってしまうおそれがある。
【００３２】
また、例えば、電池１２の充電量が低下して低駆動電圧Ｖｌになった場合、図６の電流波形Ｅｌに示すように、電流波形の縦方向の幅が狭くなる。そのため、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを固定値とした場合、電流波形Ｅｌに対して当該上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminが相対的に高くなる。そうすると、オン時間Tonが長くなるので、モーター１３のローターに供給されるエネルギーが多くなる。そのため、ローターが脱調してしまうおそれがある。
すなわち、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを固定値とした場合、駆動電圧Ｖが変動すると、ローターを安定して回転させることができなくなるおそれがある。
【００３３】
これに対し、本実施形態では、駆動電圧Ｖに応じて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定する。例えば、高駆動電圧Ｖｈの場合は、図６に示す高上限電流閾値Imaxhiおよび高下限電流閾値Iminhiのように、駆動電圧Ｖに応じて電流Iの閾値を高い値に設定する。一方、低駆動電圧Ｖｌの場合は、図６に示す低上限電流閾値Imaxloおよび低下限電流閾値Iminloのように、駆動電圧Ｖに応じて電流Iの閾値を低い値に設定する。これにより、駆動電圧Ｖが変動して、電流波形Ｅの縦方向の幅が変化しても、これに対応して上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminが設定されるので、オン時間Tonを適切な長さにすることができる。そのため、ローターの回転を安定して制御することができる。
【００３４】
図５に戻って、ステップＳ３でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが上限電流閾値Imaxを超えるまで、つまり、検出抵抗５８、５９に発生する電圧が、第１抵抗分圧回路６２の出力電圧Ｖ１を超えるまで、ステップＳ３の判定処理を継続する。
一方、ステップＳ３でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ４として、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によってドライバー５０をオフする。具体的には、P1がＨレベル、P2がＨレベル、N1がＨレベル、N2がＬレベル、N3がＨレベル、N4がＨレベルとなる。このため、コイル１３０の両端が電源端子ＶＳＳに接続されて短絡され、ドライバー５０からコイル１３０への電流Iの供給も停止する。
【００３５】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ５として、ドライバー５０がオフとなってからの継続時間であるオフ時間Toffが、所定時間t2を超えたか否かを判定する。ステップＳ５でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ５の処理を繰り返して実行する。
なお、所定時間t2としては、所定時間t1と同様に、ドライバー５０が頻繁にオンとオフとを繰り返すことを抑制するために、ドライバー５０を最低限オフにする時間が設定されている。
【００３６】
ステップＳ５でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ６として、コイル１３０を流れる電流Iが、下限電流閾値Iminを下回ったか否かを判定する。
ステップＳ６でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが下限電流閾値Iminを下回るまで、つまり、検出抵抗５８、５９に発生する電圧が、第２抵抗分圧回路６３の出力電圧Ｖ２を下回るまで、ステップＳ６の判定処理を継続する。
【００３７】
一方、ステップＳ６でＹｅｓと判定されたら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ７として、オフ時間Toffが所定時間t3を超えたか否かを判定する。なお、所定時間t3は、本開示の所定条件の一例である。
ステップＳ７でＮｏと判定された場合、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１〜Ｓ７までの処理を繰り返す。
【００３８】
一方、ステップＳ７でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ８として、極性の切り替えを実行し、ステップＳ１に戻る。
このように、本実施形態では、ドライバー制御部４０は、電流Iに応じてドライバー５０をオン・オフさせ、かつ、電流Iに基づくオフ時間Toffにより極性を切り替える。
【００３９】
［第１実施形態の作用効果］
このような第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、電子時計１は、駆動電圧Ｖに応じて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定する目標電流値設定部６１を備える。
これにより、充電等により電池１２の駆動電圧Ｖが変動したとしても、当該駆動電圧Ｖに応じて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定することができる。そのため、オン時間Tonを適切な長さにできるので、モーター１３のローターを安定して回転させることができる。なお、本実施形態では、所定の条件にて検証した結果、ローターを安定して回転させることができる駆動電圧Ｖの範囲を、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを固定値にした場合に比べて、約２倍にできることが確認されている。
【００４０】
また、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを固定値にする場合、当該上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを発生させる回路に入力する電圧の変動を平滑化させる必要があるので、定電圧電源回路を設ける必要がある。これに対し、本実施形態では、駆動電圧Ｖに応じて上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定するので、上記のような意図で定電圧電源回路を設ける必要がない。すなわち、定電圧電源回路を備えない電子時計１にも、モーター制御回路３０による制御処理を適用することができる。そのため、電子時計１の回路構成を簡略化することができる。
【００４１】
本実施形態では、目標電流値設定部６１は、駆動電圧Ｖに比例して、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを発生させる第１抵抗分圧回路６２および第２抵抗分圧回路６３を備える。
これにより、駆動電圧Ｖに比例して、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを発生させる回路を簡略化することができる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について、図７、図８に基づいて説明する。第２実施形態では、ＣＰＵ２３Ａに、目標電流値設定部２３１Ａが設けられる点で、前述した第１実施形態と異なる。
なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００４３】
［ＣＰＵおよびモーター制御回路の構成］
図７は、ＣＰＵ２３Ａおよびモーター制御回路３０Ａの構成を示す回路図である。
図７に示すように、ＣＰＵ２３Ａは、目標電流値設定部２３１Ａを備える。また、モーター制御回路３０Ａは、電圧検出回路３１Ａと、第１Ｄ／Ａ変換回路３２Ａと、第２Ｄ／Ａ変換回路３３Ａとを備える。
【００４４】
電圧検出回路３１Ａは、電池１２が発生する駆動電圧Ｖを検出し、検出値ＶｍをＣＰＵ２３Ａに出力可能に構成されている。
目標電流値設定部２３１Ａは、電圧検出回路３１Ａの検出値Ｖｍに応じて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算する。
具体的には、目標電流値設定部２３１Ａは、以下の式（３）、（４）に基づいて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算する。
Imax＝ａ×Ｖｍ＋ｂ…（３）
Imin＝ｃ×Ｖｍ＋ｄ…（４）
すなわち、目標電流値設定部２３１Ａは、比例定数ａ、ｃおよびオフセット値ｂ、ｄに基づいて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算する。
【００４５】
そして、目標電流値設定部２３１Ａは、演算結果に応じて上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定する。
具体的には、目標電流値設定部２３１Ａは、演算した上限電流閾値Imaxに対応するデジタル信号D1を第１Ｄ／Ａ変換回路３２Ａに出力する。そうすると、当該デジタル信号D1は、第１Ｄ／Ａ変換回路３２Ａにより出力電圧Ｖ１に変換されて、コンパレーター６４１、６４２に入力される。
なお、前述した第１実施形態と同様に、出力電圧Ｖ１の電位が、コイル１３０に基準上限電流閾値Imaxstが流れた場合に検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧に相当するように、デジタル信号D1および第１Ｄ／Ａ変換回路３２Ａは構成されている。
【００４６】
また、目標電流値設定部２３１Ａは、演算した下限電流閾値Iminに対応するデジタル信号D2を第２Ｄ／Ａ変換回路３３Ａに出力する。そうすると、当該デジタル信号D2は、第２Ｄ／Ａ変換回路３３Ａにより出力電圧Ｖ２に変換されて、コンパレーター６５１、６５２に入力される。
なお、前述した第１実施形態と同様に、出力電圧Ｖ２の電位が、コイル１３０に基準下限電流閾値Iminstが流れた場合に検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧に相当するように、デジタル信号D2および第２Ｄ／Ａ変換回路３３Ａは構成されている。
【００４７】
［モーター制御回路の制御処理］
次に、本実施形態のモーター制御回路３０Ａによる制御方法について、図８のフローチャートを用いて説明する。
なお、本実施形態において、ステップＳ１Ａ〜Ｓ８Ａは、前述した第１実施形態のステップＳ１〜Ｓ８と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
図８に示すように、モーター制御回路３０の制御処理が開始されると、ステップＳ９Ａとして、電圧検出回路３１Ａは、駆動電圧Ｖを検出する。そして、電圧検出回路３１Ａは、検出値ＶｍをＣＰＵ２３Ａに出力する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ２３Ａの目標電流値設定部２３１Ａは、ステップＳ１０Ａとして、上記した式（３）、（４）に基づいて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算する。そして、目標電流値設定部２３１Ａは、演算結果に応じて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定する。
【００５０】
［第２実施形態の作用効果］
このような第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、電子時計１は、駆動電圧Ｖを検出する電圧検出回路３１Ａを備える。そして、目標電流値設定部２３１Ａは、電圧検出回路３１Ａの検出値Ｖｍに応じて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算し、設定する。
これにより、比例定数ａ、ｃに加えて、オフセット値ｂ、ｄに基づいて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定することができる。そのため、駆動電圧Ｖに比例して上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定する場合に比べて、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminをより適切な値に設定することができる。
【００５１】
［変形例］
なお、本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。
【００５２】
前記各実施形態では、駆動電圧Ｖを発生させる電源は電池１２により構成されていたが、これに限定されない。例えば、駆動電圧Ｖを発生させる電源は、電池１２と、昇圧回路とを備えて構成されていてもよい。
この場合、例えば、指針５〜７を早送り駆動させることを意図して、駆動電圧Ｖを昇圧回路にて昇圧させた際に、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminは、昇圧された駆動電圧Ｖに応じて設定される。そのため、指針５〜７を早送り駆動させる際のローターの駆動を安定化させることができる。
【００５３】
前記各実施形態では、ドライバー制御部４０は、オフ時間Toffに基づいて極性を切り替えるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０は、オン時間Tonに基づいて極性を切り替えるように構成されていてもよい。この場合、電流Iが下限電流閾値Iminを下回るまで待つことなく極性を切り替えるので、消費電流を抑制することができる。
【００５４】
前記各実施形態では、目標電流値設定部６１、２３１Ａは、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを設定するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、目標電流値設定部６１、２３１Ａは、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminのいずれか一方を設定するように構成されていてもよい。
また、例えば、目標電流値設定部６１、２３１Ａが上限電流閾値Imaxのみを設定する場合、ドライバー制御部４０は、電流Iが上限電流閾値Imaxを超えてドライバー５０をオフ状態にしてから、予め設定した時間が経過した時点でドライバー５０をオン状態に制御するように構成されていてもよい。
【００５５】
前記第２実施形態では、目標電流値設定部２３１Ａは、上記した式（３）、（４）の一次関数により、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、目標電流値設定部２３１Ａは、二次関数や指数関数により、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを演算するように構成されていてもよい。さらに、駆動電圧Ｖと、上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminとの関係を記憶した演算テーブルから、駆動電圧Ｖに応じた上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを抽出して設定するように構成されていてもよい。なお、本開示では、目標電流値設定部２３１Ａが、上記演算テーブルを用いて上限電流閾値Imaxおよび下限電流閾値Iminを抽出することも、演算の一態様として含むものとする。
【００５６】
前記各実施形態では、電子時計１は、腕時計タイプのものであるが、例えば、置時計であってもよい。また、本開示の時計用モーター制御回路は、時計の指針を駆動するモーターを制御するものに限定されず、例えば、日車用のモーター制御回路等にも適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１…電子時計、１０…ムーブメント、１１…水晶振動子、１２…電池（電源）、１３…モーター、２１…発振回路、２２…分周回路、２３，２３Ａ…ＣＰＵ、３０，３０Ａ…モーター制御回路、３１Ａ…電圧検出回路、３２Ａ…第１Ｄ／Ａ変換回路、３３Ａ…第２Ｄ／Ａ変換回路、４０…ドライバー制御部、５０…ドライバー、６０…電流検出回路（電流検出部）、６１…目標電流値設定部、６２…第１抵抗分圧回路、６３…第２抵抗分圧回路、１３０…コイル、２３１Ａ…目標電流値設定部。
【図１】
2020204543.tif 000003
【図２】
2020204543.tif 000004
【図３】
2020204543.tif 000005
【図４】
2020204543.tif 000006
【図５】
2020204543.tif 000007
【図６】
2020204543.tif 000008
【図７】
2020204543.tif 000009
【図８】
2020204543.tif 000010