(57)【要約】本発明は回転子及びモータコイルを有し、時計の少なくとも１個の指針を駆動するステップモータの回転の識別方法に関する。上記の方法により駆動電圧パルス（１）及び第１の検出電圧パルス（３）をモータコイルに送り、第１の検出電圧パルス（３）に対する第１のパルス応答に基づき回転子の位置を決定する。本発明に基づき第１の検出電圧パルス（３）と逆の極性を有する第２の検出電圧パルス（４）をモータコイルに送り、第２の検出電圧パルス（４）に対する第２のパルス応答も回転子の位置の決定のために使用する。駆動電圧パルス（１）と逆の極性を有し、第１の検出電圧パルス（３）に先行する安定化電圧パルス（２）もモータコイルに送ることができる。
2006514295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時計の少なくとも１つの指針を駆動するモータコイルを具備した回転子を備えたステップモータの回転の識別方法であって、駆動電圧パルス（１）及び第１の検出電圧パルス（３）をモータコイルに送り、第１の検出電圧パルス（３）に対する第１のパルス応答に基づき回転子の位置を決定するものにおいて、
第１の検出電圧パルス（３）と逆の極性を有する第２の検出電圧パルス（４）をモータコイルに送り、第２の検出電圧パルス（４）に対する第２のパルス応答をさらに回転子の位置の決定のために使用し、及び／又は第１の検出電圧パルス（３）に先行し、駆動電圧パルス（１）と逆の極性を有する安定化電圧パルス（２）をモータコイルに送ることを特徴とする方法。
【請求項２】
回転子の位置をパルス応答の比較によって決定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
パルス応答の振幅を比較することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
パルス応答の振幅の差が所定のしきい値を超えるときは、回転子の実際位置の基準位置からの偏りを認定することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
駆動電圧パルス（１）の後に数回の駆動電圧パルス持続時間（Ｔ1）を経て、検出電圧パルス（３、４）を送ることを特徴とする、上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
検出電圧パルス持続時間（Ｔ3、Ｔ4）が駆動電圧パルス持続時間（Ｔ1）の約１０分の１であることを特徴とする、上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
第１の検出電圧パルス（３）の後に数回の検出電圧パルス持続時間（Ｔ3、Ｔ4）を経て、第２の検出電圧パルス（４）を送ることを特徴とする、上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
安定化電圧パルス（２）が駆動電圧パルス（１）に続くことを特徴とする、上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
駆動電圧パルス（１）の後に少数回の駆動電圧パルス持続時間（Ｔ1）を経て、安定化電圧パルス（２）を送ることを特徴とする、上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
安定化電圧パルス持続時間（Ｔ2）が駆動電圧パルス持続時間（Ｔ1）の約１０％ないし５０％であることを特徴とする、上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子及びモータコイルを有し、時計の少なくとも１個の指針を駆動するステップモータの回転の識別のための、請求項１の上位概念に基づく方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、アナログ時計の指針の駆動のために２極ステップモータ（Lavetモータ）が使用される。このモータは、ステップごとに極性が変わる駆動電圧パルスによって駆動される。
【０００３】
様々な慣性モーメントの指針が負荷され、そして歯車機構の軽快度が一様でない場合でも、全使用電圧範囲でモータの確実な機能を保証するために、最悪の場合でも、駆動回路が確実な回転のために十分なエネルギーを常に供給することができるか、或いは駆動電圧パルスに含まれるエネルギーを外的条件に適応させる適応制御を使用することができる。
【０００４】
特にソーラー式腕時計の場合は、一方では腕時計の電流消費をできる限り引き下げるために、他方では蓄電池の電圧が電池式時計の場合よりはるかに大きく変動するという理由から、適応制御が大いに有利である。
【０００５】
このような適応制御は例えば回転識別の原理に基づく。即ち電子装置は行われるモータステップを識別するために十分なインテリジェンスを有し、常に実際に必要な量のエネルギーだけを供給する。
【０００６】
通常、様々なエネルギー含有量を有する所定数の可能な駆動電圧パルスが利用される。実際のパルスの選択は、駆動電圧パルスに検出フェーズが続く回転識別を介して制御される。モータがステップを行わなかったときは、時間損失を補償するために、より強いパルスが繰返され、駆動フェーズが１つ上がる。次に低いエネルギー含有量を有する駆動フェーズでもモータの駆動に足りるか否かを、規則的な時間間隔で検査する。
【０００７】
動的及び静的回転識別が区別される。
【０００８】
動的回転識別は回転子運動により誘導される電圧、特に新しい位置での回転子の振動消衰を評価する。即ち検出フェーズは駆動電圧パルスの間又はその直後に行われる。この方法の欠点はその電圧依存性である。信号は使用電圧に依存し、事情によっては全使用電圧範囲で同一の基準に従って評価することができない。
【０００９】
静的回転識別は回転子の極性の決定に基づく。モータコイルのインダクタンスは回転子の極性に依存する。即ち回転子が基準位置にあるか否かを、インダクタンス測定によって決定することができる。この方法の前提は、回転子がもはや振動しないことである。即ち検出は明らかに回転の後に初めて行われる。この方法の欠点は、明確な結果を得るために、回転子が中間位置あってはならないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明の課題は、時計の少なくとも１個の指針を駆動するステップモータの回転の識別方法において、モータの回転子の位置を一層確実に決定することができる方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題はモータコイルを有する回転子を具備し、時計の少なくとも１個の指針を駆動するステップモータの回転の識別のための、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。
【００１２】
本発明の有利な構成と改良が従属請求項に示されている。
【００１３】
本発明は一般に駆動電圧パルス及び第１の検出電圧パルスをモータコイルに送り、第１の検出電圧パルスに対する第１のパルス応答に基づき回転子の位置を決定する、回転子及びモータコイルを有し、時計の少なくとも１個の指針を駆動するステップモータの回転の識別方法から出発する。
【００１４】
本発明によれば、第１の検出電圧パルスと逆の極性を有する第２の検出電圧パルスをモータコイルに送り、第２の検出電圧パルスに対する第２のパルス応答をさらに回転子の位置の決定のために使用する。この処置によって、ただ１つの検出電圧パルスだけを扱う方法又はただ１つの極性の複数の検出電圧パルスを扱う方法に比して、確実性が明らかに高められる。
【００１５】
代案として、又は上記の処置を補足するものとして、本発明は、第１の検出電圧パルスに先行し、駆動電圧パルスと逆の極性を有する安定化電圧パルスをモータコイルに送る。こうして本来の検出フェーズに対して安定化フェーズが先行し、安定化フェーズで回転子は正しく検出される位置に確実に移される。唯一の検出電圧パルスのパルス応答だけを評価し、又は複数の同極の検出電圧パルスのパルス応答を評価する静的回転識別法でも、上記の安定化電圧パルスを適用すれば、誤り率の明らかな減少が認められる。
【００１６】
本発明の好ましいバリエーションでは、回転子の位置をパルス応答の比較から決定する。時間的経過及び／又は振幅に関するパルス応答の偏りは、回転子の不正位置を示唆する。しかし製造技術的原因による非対称を簡単に算出することもできる。
【００１７】
本発明の特に簡単なバリエーションは、パルス応答の振幅を比較するものである。従って各パルス応答の全時間的経過を互いに比較することは必要でない。通常、各パルス応答の振幅からすでにモータケーシング内の回転子の位置又はステップモータの固定子に関する情報が得られる。
【００１８】
このバリエーションの特殊な実施態様では、本発明に基づきパルス応答の振幅差が所定の基準値を超えるときは、回転子の基準位置からの実際位置の偏りが認定される。
【００１９】
駆動電圧パルスの後に数回の駆動電圧パルス持続時間を経て、初めて検出電圧パルスを送るのが好都合であることが判明した。その場合は回転子がもはや振動しないからである。
【００２０】
また本発明に基づき検出電圧パルス持続時間は駆動電圧パルス持続時間の約１０分の１とする。駆動電圧パルス持続時間の代表的な値は３−８ｍｓであり、検出電圧パルス持続時間については０．５ｍｓである。その場合ステップモータの回転子は検出電圧パルスによってもはや定位置から大して移動されないから、測定系は明確な測定値を送り出す。
【００２１】
また本発明に基づき第１の検出電圧パルスの後に数回の検出電圧パルス持続時間を経て、第２の検出電圧パルスは送るものとする。第１の検出電圧パルスによる回転子の寄生振動がほとんど消失しているから、第２の検出電圧パルスに対するパルス応答の評価においても第１の検出フェーズからの寄生振動を考慮しないでよい。
【００２２】
原則として回転識別法の精度は、安定化電圧パルスが駆動電圧パルスに先行するか後続するかに左右されないが、安定化電圧パルスを駆動電圧パルスに後続させるのが好都合であることが判明した。実験的研究が明らかにしたところでは、駆動電圧パルスの後に少数回の駆動電圧パルス持続時間を経て安定化電圧パルスを送れば、最適な結果が得られる。
【００２３】
安定化電圧パルス持続時間が駆動電圧パルス持続時間の約１０％ないし５０％であれば、特に好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に図面に基づいて本発明を詳述する。
【００２５】
発明の主題は静的回転識別の新規な変法である。検出のために逆極性の２つの短い検出電圧パルス３、４をモータコイルに送り、パルス応答を比較する。
【００２６】
図１による本実施例では検出フェーズが駆動電圧パルス１の約１８０ｍｓ後に始まる。検出電圧パルス３、４の長さＴ3、Ｔ4は約０．５ｍｓであり、検出電圧パルス３、４の間の休止期間Δｔ3は約０．８ｍｓである。検出フェーズで測定系の時定数に良い影響を与えるために、ステップモータムーブメントRonda Cal 775に１２ｋΩの抵抗を前置する。エラーが検出されるには、２つの応答パルスの振幅差が所定のしきい値を超えなければならない。この差分法によって、ただ１つのパルス又はただ１つの極性だけを扱う方法と比較して、確実性が明らかに高められる。
【００２７】
エネルギー最適化駆動では、回転子が検出時期に２つの安定な位置の１つにあることが必ずしも保証されない。回転子が中間位置に留まるならば、検出が危うくなる。ステップが完全に行われなかったのに、エラーが認められなければ、回転子は次の駆動電圧パルスで逆戻りし、時計は２秒失う。
【００２８】
こうした事態を避けるために、回転子を正しく検出される位置に置く補助安定化電圧パルス２が本来の検出フェーズに先行する。この安定化電圧パルス２は時間的に第１の検出電圧パルス３の約１６０ｍｓ前にある。即ち安定化電圧パルス２は駆動電圧パルス１の約１５ｍｓ後にある（Δｔ1）。その長さＴ2は駆動電圧パルス１の長さＴ1に依存し、その極性は駆動電圧パルス１の逆である。こうして回転子が望ましくない中間位置で停止するときは、安定化電圧パルス２によって回転子が再びその初期位置に置かれる。
【００２９】
回転子がこのような不安定な位置で停止するとすれば、物理的理由から必ず最大潜在エネルギー点の前又は直接この点で停止するはずであり、決してその後ではないから、エネルギーの面から見て安定化電圧パルス２のこの極性を駆動電圧パルス１の逆に選定するのが適切である。駆動電圧パルス１と同じ極性を選択すれば、回転子を確実に安定な位置に置くために、より多くのエネルギーを消費しなければならないであろう。
【００３０】
これに対して回転子がすでに駆動電圧パルス１により正確に新しい位置に到達しているならば、安定化電圧パルス２は次のステップを準備する機能を有する。モータの磁気バイアスが始まり、又は回転子がすでに次のステップの方向に僅かに吸引され、それによってかみ合う歯車から動作を受け取る。その結果、次の駆動電圧パルス１もまた、先行の安定化電圧パルス２がない場合の必要量より少ないエネルギーを用意すればよい。即ち安定化のために用意されたエネルギーは失われないで、すべて次の運動に寄与するのである。
【００３１】
この場合、駆動電圧パルス１は裁断されていない。安定化電圧パルス２の長さＴ2は駆動電圧パルス１の長さＴ1のおよそ３分の１である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】例えばステップモータムーブメントRond Cal 775で使用することができる本発明の電圧パルス列を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１  駆動電圧パルス
２  安定化電圧パルス
３  第１の検出電圧パルス
４  第２の検出電圧パルス
Ｔ1    駆動電圧パルス持続時間
Ｔ2    安定化電圧パルス持続時間
Ｔ3    第１の検出電圧パルスのパルス持続時間
Ｔ4    第２の検出電圧パルスのパルス持続時間
Δｔ1  駆動電圧パルス１と安定化電圧パルス２の時間差
Δｔ2  安定化電圧パルス２と第１の検出電圧パルス３の時間差
Δｔ3  第１の検出電圧パルス３と第２の検出電圧パルス４の時間差
【図１】
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【国際調査報告】
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