CH698899A2

CH698899A2 - Steuerschaltung für Schrittmotor sowie elektronischer Analog-Zeitmesser.

Info

Publication number: CH698899A2
Application number: CH00822/09A
Authority: CH
Inventors: Saburo Manaka; Takanori Hasegawa; Keishi Honmura; Kosuke Yamamoto; Kenji Ogasawara; Hiroyuki Masaki; Akira Takakura; Kazuo Kato; Kazumi Sakumoto
Original assignee: Seiko Instr & Electronics
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2009-11-30
Also published as: CN101594110B; HK1132848A1; JP2010166798A; JP5363167B2; CN101594110A; US20100172219A1; SG157336A1; US8319468B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, eine Herabsetzung des Energie-Inhalts eines Hauptantriebs-Impulses auf einen solchen Wert zu verhindern, der eine Rotation nicht mehr ermöglicht. Ein Detektorsegment zur Ermittlung eines Rotationszustandes eines Schrittmotors wird in ein erstes Segment (T1) unmittelbar nach dem Antrieb mittels eines Hauptantriebs-Impulses (P1), ein zweites Segment (T2) und ein drittes Segment (T3) aufgeteilt. Wenn der Schrittmotor vom Hauptantriebs-Impuls (P1) angetrieben wird, wird dieser Hauptantriebs-Impuls (P1) nicht verändert, wenn ein Detektorsignal mit einer eine Bezugs-Schwellenspannung (Vcomp) übersteigenden Amplitude mindestens im ersten und im zweiten Segment (T1 und T2) erscheint. Wenn das Signal nur im ersten und im dritten Segment (T1 und T3) ermittelt wird, oder aber nur im dritten Segment (T3), wird die Stufe erhöht, und wenn das Signal in keinem der Segmente (T1 bis T3) oder aber nur im ersten Segment (T1) erscheint, wird die Stufe erhöht, nachdem der Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls (P2) stattgefunden hat. Wenn das Signal nur im zweiten Segment (T2) oder nur im zweiten und im dritten Segment T2, T3) vorliegt, wird die Stufe abgesenkt.

Description


  Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

  

[0001]    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung und einen elektronischen Analog-Zeitmesser, in welchen die Schrittmotor-Steuerschaltung eingebaut ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

  

[0002]    Im Stand der Technik kennt man einen Schrittmotor mit einem Stator, in dem sich eine Aufnahmeöffnung für einen Rotor befindet, und mit einer Positioniervorrichtung, welche die Haltestellungen des Rotors definiert; weiterhin mit einem Rotor, der sich in der Aufnahmeöffnung für diesen Rotor befindet, und mit einer Spule, wobei die gesamte Anordnung so konfiguriert ist, dass sich der Rotor dreht, wenn an die Spule ein Wechselspannungs-Signal angelegt wird, um im Stator einen Magnetfluss zu erzeugen, und wobei der Rotor an einer Stelle angehalten wird, die von der Positioniervorrichtung bestimmt wird. Dieser Schrittmotor wird in elektronischen Analog-Zeitmessern und anderen verwandten Apparaten verwendet.

  

[0003]    Die Steuersysteme für die Schrittmotoren enthalten ein Korrektur-Antriebssystem, welches so ausgebildet ist, dass es ermittelt, ob sich der Schrittmotor dreht, wenn an den Schrittmotor ein Antriebsimpuls angelegt wird, wobei das Steuersystem ein Detektorsignal erfasst, das auf einer induzierten Spannung beruht, die im Schrittmotor erzeugt wird. Das Steuersystem verändert den Antriebsimpuls, je nachdem, ob sich der Schrittmotor dreht oder nicht, und zwar derart, dass die Impulsbreite des Hauptimpulses für den Antrieb verändert wird, oder aber indem der Schrittmotor einen Korrektur-Impuls erhält, dessen Impulsbreite grösser ist als diejenige des Hauptimpulses (siehe beispielsweise die Patentschrift JP-B-61-15 385).

  

[0004]    Nach dem Patentdokument JP-A-57-17 884 wird eine Antriebssteuerung für den Schrittmotor in zwei Segmenten der induzierten Spannung vorgenommen, und in einem dieser beiden Segmente (nämlich im zuerst erzeugten Segment) wird die Stufe, nämlich der Energieinhalt des Impulses, je nach der in den beiden Impulszuständen ermittelten induzierten Spannung herab geregelt. Im zweiten Segment wird bestimmt, ob sich der Rotor dreht oder nicht.

  

[0005]    Die Abregelung des Impulses wird vorgenommen, wenn der erste Impuls niedriger ist als die ermittelte Spannung und der zweite Impuls höher als diese Spannung ist. Die Ermittlungsdauer der Abregelung wird regelmässig verändert, so dass Veränderungen der Belastung ermittelt werden können und diese in regelmässigen Abständen berücksichtigt werden.

  

[0006]    Weiterhin ist als Dokument zum Stand der Technik die Veröffentlichung WO 2005/119 377 zu nennen. Wenn die Drehung des Schrittmotors ermittelt wird, wird eine Einheit aktiviert, welche eine ermittelte Zeitdauer mit einer Bezugsdauer vergleicht und von dieser abgrenzt, und zusätzlich wird das anliegende Signal abgefragt. Wenn das abgefragte Ermittlungssignal niedriger ist als eine vorbestimmte, als Bezugswert dienende Schwellenspannung Vcomp nach der Drehung des Schrittmotors unter dem Einfluss eines Hauptantriebs-Impulses P11, wird ein Korrektur-Impuls P2 ausgegeben, und der Hauptimpuls P1 für die nächste Rotation wird zu einem neuen Hauptimpuls P12 korrigiert, dessen Energie grösser ist als die des ersten Hauptantriebs-Impulses P11.

   Wenn die ermittelte Zeitdauer zur Drehung des Rotors unter dem Einfluss des Hauptantriebs-Impulses P12 kleiner ist als die Bezugsdauer, wird der Hauptantriebs-Impuls P12 wieder so geändert, dass er dem Hauptantriebs-Impuls P11 entspricht, und der Schrittmotor wird mit dem Hauptantriebs-Impuls P1 angetrieben, so dass der Stromverbrauch vermindert wird.

  

[0007]    Wenn als Folge der Serienproduktion jedoch eine gewisse Exzentrizität des Rotors oder eine Verschiebung des Rotationszentrums des Rotors gegenüber dem genauen Mittelpunkt der Rotoröffnung im Stator einen gewissen signifikanten Wert erreicht, wird eines der Haltemomente (die Momente, die erforderlich sind, um den Rotor an der Anfangsstellung festzuhalten) der Rotorpolaritäten, die einem ersten Anschluss OUT1 und einem zweiten Anschluss OUT2 der Antriebsspule entsprechen, hoch, und das andere Moment wird entsprechend niedrig.

  

[0008]    Die in den vorstehenden Dokumenten beschriebenen Erfindungen leiden demgemäss unter dem Nachteil, dass der Energie-Inhalt der Antriebsimpulse soweit herab geregelt werden kann, dass ein Antriebsimpuls entsteht, der eine Rotation des Motors nicht mehr ermöglicht, die Ermittlung dieses fehlerhaften Zustandes wird verzögert, und als Ergebnis erhält man eine Störung der Funktion des Zeitmessers.

  

[0009]    Insbesondere hat die zwischen den Erfassungssegmenten induzierte Spannung im Allgemeinen die Neigung, den Zeitpunkt der Erzeugung des Detektorssignals zu verzögern, wenn die reservierte Antriebskapazität vermindert wird. Je nach den Toleranzen der Bauteile oder den Lastschwankungen des Uhrwerks verbleibt die für den Ausgang reservierte Antriebskapazität an der anderen Polarität, selbst wenn die reservierte Antriebskapazität mit einer der Polaritäten vermindert wird, und dadurch entstehen Schwierigkeiten bei der Signalselektion eines Antriebs mit Reserve-Kapazität.

  

[0010]    In diesem Fall bestimmt die Schaltung, dass es sich um den Antrieb mit einer Reserve-Kapazität handelt, und der Hauptantriebs-Impuls wird in einen anderen Hauptantriebs-Impuls mit geringerer Antriebsenergie umgewandelt. Es kann jedoch auch eintreten, dass der Ausgang einer der Polaritäten bei diesem veränderten Hauptantriebs-Impuls keine Reserve-Kapazität mehr aufweist, und die Rotation des Rotors kann unter diesen Umständen nicht eingeleitet werden.

  

[0011]    Bei dem mit Korrekturmöglichkeiten ausgestatteten Antriebssystem des Standes der Technik, bei dem der Antrieb mit einem Hauptantriebs-Impuls vorgenommen wird, der nur die minimale Energie aufweist, besteht ein Problem, dass der Rotor nicht mehr in Drehung versetzt wird, wenn der Antriebsimpuls im Verlauf der Regelung zwecks Energieersparnis nur noch eine minimale Energie aufweist, d.h. zu stark herab geregelt wird, wodurch letzten Endes die Funktion des Zeitmessers fehlerhaft wird.

  

[0012]    Bei dem elektronischen Zeitmesser, der im Patentdokument JP-B-8-33 457 beschrieben ist, wird der Rotationszustand dadurch bestimmt, dass zunächst der Schrittmotor-Status mit mehreren Detektorsegmenten ermittelt wird (einem ersten Segment und einem zweiten Segment). Die Bestimmung der Rotation wird dadurch erzielt, dass man das Signal ermittelt, welches erzeugt wird, wenn der Schrittmotor mit dem Antriebsimpuls betrieben wird. Das erste Segment ist ein Segment zur Bestimmung des Rotationszustandes durch Ermittlung einer der Polaritäten, und das zweite Segment bestimmt den Rotationszustand über das Detektorsignal der anderen Polarität auf der Basis des Ergebnisses der Ermittlung, die das erste Segment vorgenommen hat.

   Auf diese Weise sinkt die Genauigkeit der Bestimmung, da die Ermittlung bei jeder Polarität nur in einem Segment ausgeführt wird, und es besteht die Gefahr, dass die Energiestufe des Hauptantriebs-Impulses unrichtigerweise auf einen Hauptantriebs-Impuls herab geregelt wird, dessen Potential zum Anhalten des Rotors führt. Da die Ermittlung des Rotationszustandes bei jeder Polarität nur mit einem einzigen Antriebsimpuls vorgenommen wird, gestaltet sich die Bestimmung der Rotation als solcher kompliziert, und es wird der Umfang der Schaltungen in nachteiliger Weise erhöht.

Zusammenfassung der Erfindung

  

[0013]    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hauptantriebs-Impuls daran zu hindern, auf eine Energiestufe herabgeriegelt zu werden, die einem Potential entspricht, welches den Rotor nicht in Rotation versetzen kann.

  

[0014]    Erfindungsgemäss wird eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor geschaffen, welche mit einer Einheit zur Ermittlung der Rotation des Rotors des Schrittmotors versehen ist, und diese Einheit ist derart ausgebildet, dass ein Detektorsignal ermittelt wird, welches bei der Rotation des Rotors erzeugt wird. Dabei wird der Rotationszustand des Rotors bestimmt, bei dem das Detektorsignal innerhalb eines vorbestimmten Erfassungssegments eine vorbestimmte Referenz-Schwellenspannung übersteigt oder nicht.

  

[0015]    Weiterhin ist in der erfindungsgemässen Steuerschaltung eine Steuereinheit vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie den Antrieb des Schrittmotors mittels eines von mehreren Hauptantriebs-Impulsen steuert, welche sich bezüglich ihres Energieinhalts unterscheiden, oder aber mittels eines Korrektur-Antriebsimpulses, dessen Energieinhalt denjenigen des entsprechenden Hauptantriebs-Impulses übersteigt. Dabei geschieht die Auswahl des Antriebsimpulses in Abhängigkeit von einer Erfassung des Rotationszustandes durch die Einheit zur Ermittlung der Rotation.

   Hierbei wird erfindungsgemäss das Erfassungssegment, welches unmittelbar nach dem Antrieb des Rotors mittels des Hauptantriebs-Impulses beginnt, in drei oder mehr Segmente aufgeteilt, wobei die Steuereinheit den Hauptantriebs-Impuls in Abhängigkeit vom Segment steuert, in welchem die Einheit zur Ermittlung der Rotation dasjenige Detektorsignal ermittelt, welches eine Referenz-Schwellenspannung übersteigt.

  

[0016]    Demgemäss wird das Erfassungssegment, das unmittelbar bei der Einleitung des Antriebs durch den Hauptantriebs-Impuls beginnt, in drei oder mehr Segmente aufgeteilt, und die Steuereinheit steuert den Hauptantriebs-Impuls in Abhängigkeit vom Segment, in welchem die Einheit zur Ermittlung der Rotation dasjenige Detektorsignal ermittelt hat, dessen Spannung die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt.

  

[0017]    Nach Beginn des Antriebs durch den Hauptantriebs-Impuls kann das Erfassungssegment in ein erstes Segment, ein zweites Segment nach dem ersten Segment und ein drittes Segment nach dem zweiten Segment aufgeteilt werden.

  

[0018]    Ausserdem ist folgende Einteilung möglich: ein erstes Segment unmittelbar nach dem Antriebsbeginn durch den Hauptantriebs-Impuls, ein zweites Segment nach dem ersten Segment, ein drittes Segment nach dem zweiten Segment und sodann ein viertes Segment nach dem dritten Segment.

  

[0019]    Die vorliegende Erfindung schlägt weiterhin einen elektronischen Analog-Zeitmesser vor, der mit einem Schrittmotor ausgerüstet ist, welcher zum Antrieb der Zeiger eingerichtet ist, wobei dieser Schrittmotor mit einer Steuerschaltung versehen ist, welche den Schrittmotor ansteuert, und dieser Zeitmesser ist dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerschaltung für den Schrittmotor eine der vorliegenden erfindungsgemässen Steuerschaltungen für Schrittmotoren, wie sie im vorliegenden Dokument beschrieben sind, verwendet wird.

  

[0020]    Die erfindungsgemässe Steuerschaltung für Schrittmotoren ist so ausgelegt, dass eine Verschiebung des Hauptantriebs-Impulses in einen solchen Zustand vermieden wird, bei dem dieser Impuls ein Potential besitzt, welches einem Haltezustand des Rotors entspricht.

  

[0021]    Bei den analogen elektronischen Schaltungen der vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass der Hauptantriebs-Impuls auf eine Stufe reduziert wird, bei der er ein Potential erhält, welches den Haltezustand des Rotors steuert, so dass stets die genaue Zeit angezeigt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

  

[0022]    
<tb>Fig. 1<sep>zeigt ein Blockdiagramm eines analogen elektronischen Zeitmessers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 2<sep>ist eine Aufbauzeichnung eines Schrittmotors, welcher beim analogen elektronischen Zeitmesser nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;


  <tb>Fig. 3<sep>zeigt eine Zeittafel zur Erläuterung der Wirkungsweise einer Steuerschaltung für den Schrittmotor und für den analogen elektronischen Zeitmesser nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 4<sep>stellt eine Erfassungstafel zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor sowie des analogen elektronischen Zeitmessers nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;


  <tb>Fig. 5<sep>veranschaulicht ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 6<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 7<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 8<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 9<sep>stellt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;


  <tb>Fig. 10<sep>stellt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;


  <tb>Fig. 11<sep>zeigt eine Erfassungstafel zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor sowie des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 12<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 13<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 14<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und


  <tb>Fig. 15<sep>zeigt ein Flussdiagramm der Wirkungsweise der Steuerschaltung für den Schrittmotor und des analogen elektronischen Zeitmessers nach einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

  

[0023]    In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches einen analogen elektronischen Zeitmesser wiedergibt, in dem eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Dabei beschränkt sich diese Figur auf ein gemeinsames Blockdiagramm für einige Ausführungsformen, die nun beschrieben werden sollen und zunächst ein Beispiel eines analogen elektronischen Zeitmessers in Form einer Armbanduhr betreffen.

  

[0024]    In Fig. 1 weist der analoge elektronische Zeitmesser einen Schwingkreis 101 auf, der so ausgebildet ist, dass er ein Signal mit einer vorbestimmten Frequenz erzeugt, weiterhin eine Frequenzteilerschaltung 102, welche in der Lage ist, die Frequenz des im Schwingkreis 101 erzeugten Signals zu teilen und ein Taktsignal zu erzeugen, das als Taktbezugswert dient, weiterhin eine Steuerschaltung 103, die verschiedene Steuerungen ausführen kann, beispielsweise die Steuerung einiger elektronischer Schaltungselemente, die im elektronischen Zeitmesser eingebaut sind, oder die Steuerung der Antriebsimpulse. Der Zeitmesser besitzt weiterhin eine Schaltung 104 zur Auswahl der Antriebsimpulse, welche die Antriebsimpulse in Bezug auf ihre Energie auswählt und ausgibt, die dann den Motor in Bewegung setzen, und zwar auf der Basis eines Steuersignals von der Steuerschaltung 103.

   Die Uhr besitzt weiterhin einen Schrittmotor 105, dessen Rotor mittels der Antriebsimpulse von der Impulsauswahlschaltung 104 in Drehung versetzt wird, eine Einheit zur Analog-Anzeige 106 mit den Uhrzeigern (im Beispiel gemäss Fig. 1 sind drei Arten von Zeigern vorgesehen, nämlich ein Stundenzeiger 107, ein Minutenzeiger 108 und ein Sekundenzeiger 109), die über den Schrittmotor 105 zur Zeitanzeige drehend betätigt werden.

   Weiterhin ist eine Schaltung zur Ermittlung der Rotation 110 vorgesehen, welche ein Detektorsignal VRs erfasst (wobei das Detektorsignal auch als Induktionssignal bezeichnet wird), welches den Rotationsstatus des Schrittmotors 105 in einem vorbestimmten Erfassungssegment angibt, und schliesslich eine Schaltung 111 zur Bestimmung des Erfassungssegments, welche feststellt, von welchem Segment das Detektorsignal VRs stammt, indem der Zeitpunkt verglichen wird, an dem die Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation das Detektorsignal VRs ermittelt, dessen Amplitude eine vorher festgelegte Referenz-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, und um welches Erfassungssegment es sich handelt. Wie noch zu beschreiben ist, wird das Detektorsegment zur Ermittlung des Rotationszustandes des Schrittmotors 105 in drei einzelne Segmente aufgeteilt.

  

[0025]    Die Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation besitzt einen Aufbau ähnlich demjenigen der Schaltung zur Ermittlung der Rotation, die im oben genannten Patentdokument 1 beschrieben ist, und die Referenz-Schwellenspannung Vcomp wird auf einen solchen Wert eingestellt, dass die Ermittlungsschaltung 110 das Detektorsignal VRs ermittelt, welches den Wert der voreingestellten Referenz-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, wenn der Rotor eine konstante schnelle Bewegung ausführt, wie es der Fall ist, wenn der Schrittmotor 105 in Rotation versetzt wird. Das Detektorsignal VRs übersteigt die Referenz-Schwellenspannung Vcomp nicht, wenn der Rotor diese konstante schnelle Bewegung nicht ausführt, wie es der Fall ist, wenn sich der Schrittmotor 105 im Stillstand befindet.

  

[0026]    Der Schwingkreis 101 und der Frequenzteiler 102 bilden zusammen eine Einheit zur Signalerzeugung, und die Analoganzeige 106 stellt eine Zeitanzeige dar. Die Rotations-Ermittlungsschaltung 110 ist so ausgebildet, dass sie eine Rotation ermitteln kann, und die Steuereinheit dieser Ausführungsform besteht aus der Steuerschaltung 103, der Schaltung 104 zur Auswahl des Antriebsimpulses, der Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation und der Schaltung 111 zur Bestimmung des Erfassungssegmentes.

  

[0027]    Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung, welche zeigt, wie ein Schrittmotor aufgebaut sein kann, welcher bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, und dieser Schrittmotor kann auch in den anderen Ausführungsformen der Erfindung Verwendung finden, welche weiter unten beschrieben werden. Solche Schrittmotoren werden im Allgemeinen in analogen elektronischen Zeitmessern eingebaut.

  

[0028]    In Fig. 2 besitzt der Schrittmotor 105 einen Stator 201 mit einer Öffnung 203 zur Aufnahme eines Rotors, einen Rotor 202, der in der Rotor-Aufnahmeöffnung 203 drehbar angeordnet ist, einen Magnetkern 208, welcher am Stator 201 angebracht ist, und eine Spule 209, welche von einem Draht gebildet wird, der in Wicklungen um den Magnetkern 208 führt. Wenn der Schrittmotor 105 in den analogen elektronischen Zeitmesser eingebaut wird, werden der Stator 201 und der Magnetkern 208 an einer (nicht dargestellten) Basisplatte angebracht, beispielsweise durch Schrauben (nicht dargestellt), und so miteinander verbunden. Die Spule 209 besitzt einen ersten Anschluss OUT1 und einen zweiten Anschluss OUT2.

  

[0029]    Der Rotor 202 ist mit zwei Polaritäten magnetisiert (Pol S und Pol N). Mehrere Nuten (und zwar zwei Nuten 206 und 207 bei dieser Ausführungsform) sind an den Aussenseiten des Stators 201 aus einem magnetischen Material an aneinander gegenüberliegenden Stellen über dem Durchmesser der Rotoraufnahmeöffnung 203 eingearbeitet. Zwischen den jeweiligen äusseren Nuten 206 und 207 und der Rotor-Aufnahmeöffnung 203 befinden sich Bereiche 210 und 211, die magnetisch gesättigt werden können.

  

[0030]    Die sättigbaren Bereiche 210 und 211 sind derart ausgebildet, dass sie durch den Magnetfluss im Rotor 202 nicht magnetisch gesättigt werden können, jedoch magnetisch gesättigt werden, wenn die Spule 209 erregt wird, wodurch dann der magnetische Widerstand ansteigt. Die Rotor-Aufnahmeöffnung 203 weist die Form eines kreisförmigen Loches auf, wobei noch mehrere halbkreisförmige innere Nuten 204 und 205 über dem Durchmesser an einander gegenüberliegenden Seiten der Rotor-Aufnahmeöffnung angebracht sind, die einen kreisförmigen Umfang aufweist.

  

[0031]    Die Nuten 204 und 205 stellen eine Positionier-Anordnung dar, mit welcher die Haltestellung des Rotors 202 bestimmt werden kann. Wenn die Spule 209 nicht erregt ist, wird der Rotor 202 an einer Stellung stabil angehalten, welche der Positioniervorrichtung gemäss Fig. 2entspricht, d.h. an einer Stelle, an der die Achse der Magnetpole A des Rotors 202 ein Segment schneidet, welches die Ausnehmungen 204 und 205 rechtwinklig verbindet (nämlich an einer Winkelstellung 00). Das XY-Koordinatenfeld um die Rotationsachse (das Rotationszentrum) des Rotors 202 teilt sich in vier Quadranten auf (erster Quadrant I bis vierter Quadrant IV).

  

[0032]    Wenn ein elektrischer Antriebsimpuls in Form einer Rechteckwelle mit einer bestimmten Polarität von der Antriebsimpuls-Auswahlschaltung 104 an die Anschlüsse OUT1 und OUT2 der Spule 209 angelegt wird (beispielsweise der positive Pol an den ersten Anschluss OUT1 und der negative Pol an den zweiten Anschluss OUT2), und ein Strom i in der Richtung fliesst, die durch einen Pfeil in Fig. 2angegeben ist, wird ein magnetischer Fluss in der Richtung, welche mit einem gestrichelten Pfeil angegeben ist, im Stator 201 erzeugt.

   Sodann werden die sättigbaren Bereiche 210 und 211 magnetisch gesättigt, der magnetische Widerstand steigt an, und dann wird der Rotor 202 in Richtung des Pfeils, der in Fig. 2 angegeben ist, um 180[deg.] gedreht, und zwar durch die gegenseitige Wirkung zwischen dem Magnetpol, der im Stator 201 erzeugt wird, und dem Magnetpol des Rotors 202, und dieser wird dann stabil angehalten, wobei die Achse der Magnetpole A am Winkel 01 steht. Die Drehrichtung, die in Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn verläuft, wird als Normalrichtung bezeichnet, weil sie einen normalen Betrieb der Zeiger in einem Zeitmesser verursacht, und die entgegengesetzte Drehrichtung des Rotors 109, nämlich im Uhrzeigersinn, wird in diesem Dokument als Umkehrrichtung oder Gegenrichtung bezeichnet.

  

[0033]    Wenn nun ein rechteckförmiger Antriebsimpuls mit entgegengesetzter Polarität von der Schaltung 104 zur Auswahl der Antriebsimpulse an die Anschlüsse OUT1 und OUT2 der Spule 209 gegeben wird (wobei der negative Pol am ersten Anschluss OUT1 und der positive Pol am zweiten Anschluss OUT2 anliegt), nämlich mit entgegengesetzten Polaritäten bezüglich des Antriebs, der im vorhergehenden Absatz beschrieben wurde, fliesst ein Strom in der entgegengesetzten Richtung, die durch den Pfeil i in Fig. 2 angegeben ist, und der Magnetfluss baut sich im Stator 201 ebenfalls in entgegengesetzter Richtung bezüglich derjenigen auf, die durch den gestrichelten Pfeil angegeben ist.

   Zunächst werden die sättigbaren Bereiche 210 und 211 magnetisch gesättigt, und dadurch dreht sich der Rotor 202 infolge der gegenseitigen Wirkung zwischen den Magnetpolen im Stator 201 und den Magnetpolen des Rotors 202 um 180[deg.] in der gleichen Richtung wie oben beschrieben, und der Rotor wird wieder in der Achse der Magnetpole A in der Winkelposition (c)0 angehalten.

  

[0034]    Anschliessend werden die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt ausgeführt, indem Signale mit unterschiedlicher Polarität, nämlich mit stets wechselnder Polarität, an die Spule 209 angelegt werden, so dass der Rotor 202 in jedem Fall in der Richtung in Bewegung gesetzt wird, die oben angegeben wurde, und zwar jeweils um 180[deg.]. Bei dieser Ausführungsform werden viele Hauptantriebs-Impulse P10 bis P1m und ein Korrektur-Antriebsimpuls P2 mit unterschiedlichen Energieinhalten als Antriebsimpulse eingesetzt, wie es weiter unten in Einzelheiten beschrieben wird.

  

[0035]    In Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, welches die Verhältnisse wiedergibt, bei denen der Schrittmotor 105 mit einem Hauptantriebs-Impuls P1n der (Energie-)Stufe n und mit einem Korrektur-Antriebsimpuls T2 bei dieser Ausführungsform angetrieben wird.

  

[0036]    In Fig. 3 kann die Stufe n des Hauptantriebs-Impulses P1n aus mehreren Stufen ausgewählt werden, nämlich von solchen mit einem Mindestwert 0 und einem Höchstwert m, und der Energieinhalt des Impulses erhöht sich mit dem steigenden Wert von n (bei dieser Ausführungsform ist die Impulsbreite der Rechteckwelle relativ gross). Der Korrektur-Antriebsimpuls P2 ist ein hoch energetischer Impuls, der in der Lage ist, den Schrittmotor 105 selbst dann in Drehung zu versetzen, wenn an diesem eine hohe Belastung anliegt, und der Energieinhalt dieses Impulses beträgt etwa das Zehnfache des Hauptantriebs-Impulses PI Mit anderen Worten sind die Energie-Inhalte der einzelnen Antriebsimpulse P10, P1n, P1m und P2 derart ausgebildet, dass die folgende Beziehung gilt: P10 < P1n < P1m < P2.

  

[0037]    Das Bezugszeichen Vcomp betrifft eine Bezugs-Schwellenspannung, welche die Spannungsamplitude des Detektorsignals VRs bestimmt, die wiederum einer induzierten Spannung entspricht, die durch freie Schwingungen des Rotors des Schrittmotors 105 erzeugt wird, wie es oben beschrieben wurde, wobei das Bezugszeichen t einen Zeitpunkt angibt, zu dem das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, ermittelt wird.

  

[0038]    Eine vorbestimmte Zeitdauer unmittelbar nach Beginn des Antriebs durch den Hauptantriebs-Impuls P1 wird als erstes Segment T1, eine vorbestimmte Dauer nach dem ersten Segment T1 als zweites Segment T2 und eine vorbestimmte Dauer nach dem zweiten Segment T2 als drittes Segment T3 bezeichnet. Auf diese Weise wird bei dieser Ausführungsform das gesamte Erfassungssegment T ausgehend von einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Start des Antriebs durch den Hauptantriebs-Impuls P1 in mehrere Zeitsegmente aufgeteilt, nämlich drei Segmente T1 bis T3. Der Rotationszustand wird vom Detektorsignal mit der gleichen Polarität in den jeweiligen Segmenten T1 bis T3 ermittelt. Ebenso kann die Länge der jeweiligen Segmente T1 bis T3 so gewählt werden, dass die Beziehung T2 < T1 < T3 erfüllt ist.

   Bei dieser Ausführungsform wird kein Maskierungssegment vorgesehen, nämlich ein Segment, in welchem ein Detektorsignal VRs nicht ermittelt wird.

  

[0039]    Der Ausdruck "unmittelbar nach dem Start des Antriebes durch den Hauptantriebs-Impuls P1" bedeutet den Zeitpunkt, an dem die Ermittlung einer Rotation einsetzt und bezeichnet einen Zeitpunkt, an dem die Ermittlung der Rotation nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit eines Detektorzyklus beginnt (beispielsweise nach etwa 0,9 msec), und an diesem Zeitpunkt wird jegliche Erfassung einer Rotation abgeschaltet, und zwar nach Beendigung des Antriebs mit dem Hauptantriebs-Impuls P1. Der obige Begriff kann auch einen Zeitpunkt bezeichnen, an dem eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, während derer die induzierte Spannung, welche durch Beendigung des Antriebs mit dem Hauptantriebs-Impuls P1 beendet ist, die Ermittlung einer Rotation ermöglicht.

  

[0040]    Eine ins Einzelne gehende Beschreibung der Vorgänge am Schrittmotor wird weiter unten gegeben. Jetzt soll kurz erwähnt werden, dass bei der Steuerschaltung des Schrittmotors nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Beispiel eines in Fig. 2 gezeigten Lastzustandes angenommen wird, dass P1 in einem Gebiet liegt, in dem der Antrieb mit einem Antriebsimpuls eingeleitet wird; dass das Detektorsignal VRs, welches der induzierten Spannung entspricht, in einem Bereich a im ersten Segment T1 ermittelt wird; dass das Detektorsignal VRs, das in einem Bereich c erzeugt wird, in den Segmenten T2 und T3 ermittelt wird (dabei besitzt das Signal, das im zweiten Segment T2 ermittelt wird, eine höhere Reservekapazität von Antriebsenergie als dasjenige, das im dritten Segment T3 ermittelt wird);

   und dass das Detektorsignal VRs, welches in einem Bereich b erzeugt wird, über dem ersten und dem zweiten Segment T1 und T2 mit gegensätzlicher Polarität erfasst wird.

  

[0041]    Mit anderen Worten: Da das Detektorsignal VRs von den freien Schwingungen des Rotors 202 nach der Beendigung des Antriebsimpulses erzeugt wird, tritt dieses Detektorsignal VRs im ersten Segment T1 auf, und es zeichnet sich dadurch aus, dass es während einer Zeitdauer erzeugt wird, die in einem Bereich von einer Rotation ohne Reservekapazität (fast beim Anhalten) bis zu einem Bereich mit einem bestimmten Grad reservierter Antriebskapazität erzeugt wird, und das Signal wird nicht erzeugt, wenn noch eine ausreichende Drehkraft anliegt (welche dem Bereich a in Fig. 2entspricht).

  

[0042]    Wenn noch eine ausreichende Reservekapazität im Antrieb vorhanden ist, weil der Antriebsimpuls im Bereich b beendet wurde, so besitzt die ausgegebene induzierte Spannung eine entgegengesetzte Phase. Die Amplitude des Detektorsignals VRs im ersten Segment T1 ist umgekehrt proportional der Verminderung der Reserve-Antriebskapazität durch die Bewegung des Rotors. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft wird die Grösse der Reservekapazität der Antriebsenergie ermittelt.

  

[0043]    Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften wird bei dieser Ausführungsform das Erfassungssegment, welches unmittelbar nach der Erregung mit dem Hauptantriebs-Impuls P1 beginnt, in mindestens drei Segmente aufgeteilt, und der Hauptantriebs-Impuls P1 wird in Übereinstimmung mit dem Segment gesteuert, in welchem die Schaltung zur Ermittlung der Rotation 110 das Detektorsignal VRs erfasst, das die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt.

   Wenn das Detektorsignal VRs, das die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, beispielsweise im ersten Segment T1 erzeugt wird, wird ermittelt, dass die Reserve-Rotationskapazität e vermindert ist, und der Antriebsimpuls wird beibehalten, ohne dass auf einen Antriebsimpuls mit geringerem Energieinhalt herunter geregelt wird, so dass demgemäss der Antriebsimpuls unverändert beibehalten und nicht in einen Impuls mit kleinerer Energie umgewandelt wird.

  

[0044]    Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 nicht verändert, wenn bei dieser Ausführungsform das Detektorsignal VRs, das die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, mindestens im ersten und im zweiten Segment T1 und T2 ermittelt wird (kein (Energie-)Stufenwechsel; siehe Fig. 3(a1) und Fig. 3(a2)), und der Hauptantriebs-Impuls P1 wird ebenso wenig verändert, wenn das Detektorsignal VRs, das die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, in sämtlichen Segmenten ermittelt wird, d.h. im ersten Segment T1, im zweiten Segment T2 und im dritten Segment T3 (siehe Fig. 3(a2)). Wie aus den Fig. 3(a1) und Fig. 3(a2) hervorgeht, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 nicht verändert und wird beibehalten, wenn dieser Hauptantriebs-Impuls P1 einen Antriebs-Energieinhalt ohne Reservekapazität aufweist (d.h. eine Rotation ohne überschüssige Kapazität bewirkt).

  

[0045]    Wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, lediglich im ersten Segment T1 und im dritten Segment T3 ermittelt wird, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 auf einen Hauptantriebs-Impuls P1 gebracht, dessen Energieinhalt grösser ist (d.h. die (Energie-)Stufe wird erhöht), ohne eine Anwendung eines Korrektur-Antriebsimpulses P2 (siehe Fig. 3(b1)), und wenn das Signal VRs nur im dritten Segment T3 ermittelt wird, modifiziert man den Hauptantriebs-Impuls P1 durch Erzeugung eines Hauptantriebs-Impulses P1 mit höherer Energie (d.h. die Stufe wird erhöht), ohne Benutzung des Korrektur-Antriebsimpulses P2 (siehe Fig. 3(b2)).

   Wie aus Fig. 3(b1) und Fig. 3(b2) hervorgeht, wird der Hauptantriebs-Impuls verändert und durch einen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie ersetzt, wenn der Hauptantriebs-Impuls P1 nur die Mindestenergie zum Antrieb des Motors aufweist (Rotation mit Mindestenergie).

  

[0046]    Wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, lediglich im zweiten Segment T2 ermittelt wird, ändert das Programm den Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls P1, der weniger Energie enthält (d.h. der Impuls wird herabgestuft), siehe Fig. 3(c1)), und wenn dieses Signal nur im zweiten Segment T2 und im dritten Segment T3 auftritt, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls P1 mit geringerem Energieinhalt herabgestuft (die Stufe wird vermindert, siehe Fig. 3(c2)). Wie es in Fig. 3(c1) und Fig. 3(c2) gezeigt ist, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls mit geringerem Energieinhalt umgewandelt, wenn ermittelt wird, dass der Hauptantriebs-Impuls P1 überschüssige Antriebsenergie enthält (Rotation mit Reservekapazität).

  

[0047]    Wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, in keinem der Segmente T1 bis T3 ermittelt wird, führt das Programm den Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 aus, und anschliessend wird der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls P1 umgewandelt, der einen grösseren Energieinhalt aufweist (d.h. die Stufe wird heraufgesetzt, siehe Fig. 3(b3)), und wenn das Detektorsignal lediglich im ersten Segment T1 auftritt, wird entschieden, dass keine Rotation aufgetreten ist, und der Antrieb wird mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 ausgeführt, und anschliessend wird der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls P1 mit höherer Energie umgewandelt (d.h. die Stufe wird heraufgesetzt, siehe Fig. 3(b4)).

  

[0048]    Fig. 9 zeigt eine Zeittafel zur Erläuterung der oben beschriebenen Vorgänge und zeigt Muster der Belastung, die Rotationsstellungen und den Rotationszustand des Rotors 202 sowie die Impulsregelungen, wenn der Schrittmotor 105 vom Hauptantriebs-Impuls P1 betätigt wird.

  

[0049]    In Fig. 9 bedeutet das Bezugszeichen P1 den Hauptantriebs-Impuls P1 und zeigt weiterhin ein Segment, in welchem der Rotor 202 des Schrittmotors 105 unter dem Hauptantriebs-Impuls P1 rotiert. Die Bezugszeichen a bis e bedeuten Bereiche der Rotationsstellungen des Rotors 202 aufgrund der freien Schwingungen nach Beendigung des Antriebs durch den Hauptantriebs-Impuls P1.

  

[0050]    Wenn das XY-Koordinatenfeld, in welchem sich die Hauptpole A des Rotors 202 befinden, in einen ersten Quadranten I bis einen vierten Quadranten IV aufgeteilt wird, wobei diese Nummerierung der Rotation des Rotors 202 um den Nullpunkt folgt (siehe Fig. 2), können die Segmente vom ersten Segment T1 bis zum dritten Segment T3 folgendermassen ausgedrückt werden:

  

[0051]    Unter normaler Belastung entspricht das erste Segment T1 einem Segment zur Ermittlung eines Zustandes der ursprünglichen normalen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III im Feld um den Rotor 202 als Mittelpunkt und einem Segment zur Bestimmung eines Zustandes der ursprünglichen Rotation in Gegenrichtung. Das zweite Segment T2 entspricht einem Segment zur Bestimmung des Zustandes der anfänglichen Rotation des Rotors 202 in Gegenrichtung im dritten Quadranten III. Das dritte Segment T3 entspricht einem Segment zur Ermittlung des Rotationszustandes nach der anfänglichen Rotation des Rotors 202 in Gegenrichtung im dritten Quadranten III. Die normale Belastung entspricht einer Belastung im Normalbetrieb, und die bei dieser Ausführungsform angelegte Last ist gegeben, wenn die Uhrzeiger unter ganz normalen Bedingungen in Drehung versetzt werden.

  

[0052]    Wie schon oben beschrieben wurde, bedeutet die Abkürzung Vcomp die Bezugs-Schwellenspannung, welche die Spannungsamplitude des induzierten Signals bestimmt, d.h. des Detektorsignals VRs, welches im Schrittmotor 105 erzeugt wird, und die Vorgabe dieser Bezugs-Schwellenspannung Vcomp wird derart eingestellt, dass das induzierte Signal VRs die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, wenn der Rotor 202 eine konstante schnelle Bewegung ausführt, d.h. wenn der Schrittmotor 105 rotiert, und das induzierte Signal VRs die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp nicht übersteigt, wenn der Rotor 202 keine konstante schnelle Bewegung ausführt, insbesondere wenn der Schrittmotor 105 keine Drehung ausführt.

  

[0053]    Es sei angenommen, das P1 einen Bereich überstreicht, in welchem der Antrieb mittels des Antriebsimpulses vorgenommen wird, dass das Detektorsignal, welches der induzierten Spannung entspricht, die im Gebiet a erzeugt wird, im ersten Segment T1 ermittelt wird, dass das induzierte Signal VRs, das im Bereich c erzeugt wird, in jedem Segment T1 bis T3 in Abhängigkeit vom Belastungszustand ermittelt wird (das im zweiten Segment T2 aufgenommene Signal besitzt eine höhere Reserve-Antriebsenergie, als wenn es im dritten Segment T3 ermittelt würde), und dass das induzierte Signal VRs, das im Bereich b erzeugt wird, im ersten Segment T1 oder im zweiten Segment T2 mit entgegengesetzter Polarität je nach dem Belastungszustand ermittelt wird.

   Da weiterhin das induzierte Signal VRs durch die freien Schwingungen des Rotors 202 nach dem Ende des Antriebsimpulses erzeugt wird, ist das im ersten Segment T1 induzierte Signal VRs dadurch charakterisiert, dass es in einer Zeitdauer entsteht, die in einem Bereich einer Rotation ohne Reservekapazität begrenzt ist (kurz vor dem Anhalten) bis zu einem Bereich, in dem ein bestimmter Betrag von Reserve-Antriebskapazität vorhanden ist, und dass das Signal nicht erzeugt wird, wenn noch eine ausreichende Rotationskraft vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Belastung in Anbetracht solcher Eigenschaften auf der Grundlage des Musters des induzierten Signals VRs bestimmt, welches im ersten Segment T1 bis zum dritten Segment T3 erfasst wird, um die Antriebsimpulse zu steuern.

  

[0054]    Beispielsweise wird in Fig. 9bei der Steuerung des Schrittmotors durch die Steuerschaltung dieser Ausführungsform das induzierte Signal VRs, das unter normalen Verhältnissen im Bereich b erzeugt wird, im ersten Segment T1 erfasst, das im Gebiet c induzierte Signal VRs erscheint als ermitteltes Signal im ersten Segment T1 und auch im zweiten Segment T2, und das induzierte Signal VRs, das anschliessend an das Gebiet c erzeugt wird, erscheint als erfasstes Signal im dritten Segment T3.

  

[0055]    Es sei angenommen, dass ein Entscheidungswert im Falle einer Ermittlung des induzierten Signals VRs, das die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt und von der Ermittlungsschaltung 110 erfasst wurde, den Wert von "1" aufweist, und dass ein Entscheidungswert im Falle, bei dem die Schaltung zur Ermittlung der Rotation 110 das induzierte Signal VRs mit einer Amplitude grösser als die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp nicht ermitteln kann, den Wert von "0" aufweist. Mit diesen Annahmen bzw.

   Festlegungen erhält man einen Ausdruck (0,1,0) als Muster, welches den Rotationszustand anzeigt (als Wert der Entscheidung im ersten Segment, dem Wert der Entscheidung im zweiten Segment und dem Wert der Entscheidung im dritten Segment), wobei diese Werte von der Schaltung zur Ermittlung der Erfassungssegmente 111 im Beispiel eines Antriebs unter Normallast stammen, der in Fig. 9dargestellt ist. Unter normalen Bedingungen bestimmt die Steuerschaltung 103, dass die Antriebsenergie übermässig hoch ist (d.h. eine Rotation mit Reservekapazität vorliegt), und regelt die Impulse so, dass die Antriebs-Energiestufe des Hauptantriebs-Impulses P1 nach unten korrigiert wird (Energieabschwächung).

  

[0056]    Wenn die Minimallast ausgehend von normaler Belastung (mit minimalen Last-Inkrementen) erhöht wird, wird das im Gebiet a induzierte Signal VRs im ersten Segment T1 ermittelt, das im Gebiet b induzierte Signal VRs wird im ersten Segment T1 und ausserdem noch im zweiten Segment T2 erfasst, und das im Gebiet c erzeugte induzierte Signal wird im zweiten Segment 12 und im dritten Segment T3 ermittelt. Bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel wird demgemäss ein Muster (0,1,1) aufgestellt, und die Steuerschaltung 103 erfasst diesen Zustand als eine Rotation mit Reservekapazität wie oben beschrieben, und die Schaltung regelt die Impulse derart ein, dass der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 vermindert wird.

  

[0057]    Fig. 9 zeigt noch Beispiele eines Zustandes mit mittlerer Belastung (entsprechend einer Rotation ohne Reservekapazität), bei dem das Detektionsmuster (1,1,1) ist und die Energiestufe des Hauptantriebs-Impulses beibehalten wird. Ein zweites Beispiel in Fig. 9 betrifft einen rotationsfreien Zustand unter hoher Belastung (eine Rotation mit geringer Energie), bei der das Erfassungsmuster (1,0,1) ist, wobei die Stufe der Antriebsenergie des Hauptantriebs-Impulses P1 nach oben verändert wird (Stufenerhöhung). Schliesslich zeigt die Figur, bei der das Erfassungsmuster (0,0,0) ist, noch einen Zustand, bei welchem der Hauptantriebs-Impuls P1 keine Rotation verursacht, so dass ein Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 ausgeführt werden muss und die Energiestufe des Hauptantriebs-Impulses P1 erhöht wird.

  

[0058]    In Fig. 4 ist ein Entscheidungsdiagramm gezeigt, bei dem die eben beschriebenen Vorgänge in Form einer Tabelle dargestellt sind. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird entschieden, dass eine Rotation mit Reservekapazität vorliegt, wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, lediglich im zweiten Segment T2 oder nur im zweiten Segment T2 und im dritten Segment T3 ermittelt wird (d.h. wenn es sich um das Muster 0,1,1/0 handelt), wobei die vorliegende Reserve-Antriebsenergie beibehalten wird, so dass der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 um eine Stufe nach unten abgeregelt wird. Der Entscheidungswert "1/0" bedeutet, dass der Entscheidungswert entweder "1" oder "0" sein kann.

  

[0059]    Wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, in allen Segmenten T1 bis T3 oder aber nur im ersten Segment T1 und im zweiten Segment T2 ermittelt wird (d.h. mindestens im ersten und im zweiten Segment T1, T2) und das Entscheidungsmuster daher (1,1,1/0) beträgt, wird entschieden, dass die Rotation ohne Reservekapazität vor sich geht, und es ist nicht erforderlich, die Stufe des Energieinhalts für den Antrieb herabzuregeln. Daher wird die Energie des Hauptantriebs-Impulses P1 ohne jegliche Änderung beibehalten.

  

[0060]    Wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, lediglich im ersten Segment T1 und im dritten Segment T3 oder aber nur im dritten Segment T3 ermittelt wird (das Entscheidungsmuster ist (1/0,0,1)), wird entschieden, dass es sich um eine Rotation mit Mindestenergie handelt, bei welcher die Antriebsenergie nur ein Minimum beträgt, so dass der Hauptantriebs-Impuls P1 bezüglich seiner Energie eine Stufe nach oben geschaltet wird, aber der Antrieb findet nicht mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 statt.

  

[0061]    Wenn das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, lediglich im ersten Segment T1 oder in gar keinem der Segmente T1 bis T3 ermittelt wird (d.h. wenn das Entscheidungsmuster 1/0,0,0 ist), wird entschieden, dass keine Rotation vorliegt, und der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 wird um eine Stufe erhöht, nachdem der Antrieb unter Verwendung des Korrektur-Antriebsimpulses P2 stattgefunden hat.

  

[0062]    In Fig. 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, welches die Wirkungsweise der Regelschaltung für den Schrittmotor und den analogen elektronischen Zeitmesser nach der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, wobei in diesem Flussdiagramm hauptsächlich die Tätigkeit der Steuerschaltung 103 niedergelegt ist.

  

[0063]    Unter Bezugnahme auf Fig. 1bis Fig. 5 und Fig. 9 soll nun die Wirkungsweise der Steuerschaltung des Schrittmotors und des analogen elektronischen Zeitmessers nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben werden.

  

[0064]    In Fig. 1 erzeugt der Schwingkreis 101 ein Bezugs-Taktsignal einer vorbestimmten Frequenz, und der Frequenzteiler 102 teilt das im Schwingkreis 101 erzeugte Signal unter Erstellung eines als Bezugssignal für die Taktgabe dienenden besonderen Taktsignals, wobei dieses so erzeugte Bezugs-Taktsignal der Steuerschaltung 103 zugeführt wird.

  

[0065]    Die Steuerschaltung 103 zählt das Taktsignal, führt eine Taktgabe aus und setzt dabei die Energiestufe n und die Anzahl N der Hauptantriebs-Impulse P1n auf Null herunter (Schritt S501 in Fig. 5). Dann wird ein Signal ausgegeben, welches den Schrittmotor 105 unter Verwendung des Hauptantriebs-Impulses P10, welcher eine minimale Impulsbreite aufweist, in Bewegung setzt (Schritte S502 und S503).

  

[0066]    Die Schaltung 104 zur Auswahl des Antriebsimpulses dreht den Schrittmotor 105 unter Verwendung des Hauptantriebs-Impulses P10 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal, das von der Steuerschaltung 103 geliefert wird. Der Schrittmotor 105 wird mittels des Hauptantriebs-Impulses P10 in Drehung versetzt und dreht wiederum die Uhrzeiger 107 bis 109. Wenn demgemäss der Schrittmotor 105 eine normale Rotation ausführt, zeigt die Anzeigeeinheit 106 mittels der Zeitzeiger 107 bis 109 die jeweilige Zeit an.

  

[0067]    Die Steuerschaltung 103 überprüft, ob die Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation das Detektorsignal VRs vom Schrittmotor 105 erhält, welches die vorbestimmte Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, und bestimmt, ob die Schaltung zur Bestimmung des Erfassungssegmentes 111 feststellt, ob die Erfassungszeit t des Detektorsignals VRs im ersten Segment T1 liegt. Wenn festgestellt wird, dass das Detektorsignal VRs, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im ersten Segment T1 nicht ermittelt wird (Schritt S504), wird untersucht, ob das Detektorsignal VRs, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T2 vorhanden ist, und zwar auf die gleiche Weise, wie es oben beschrieben wurde (Schritt S505).

  

[0068]    Wenn festgestellt wird, dass das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T2 nicht vorhanden ist (Verfahrensschritt S505), bestimmt die Steuerschaltung 103, ob das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im dritten Segment T3 ermittelt wird, und zwar auf die gleiche Weise, wie es oben beschrieben wurde (Verfahrensschritt S506).

  

[0069]    Wenn ermittelt wird, dass das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im dritten Segment T3 nicht vorhanden ist (was einem Stillstand des Motors mit dem Entscheidungsmuster 0,0,0 entspricht), und zwar im Verfahrensschritt S506, treibt die Steuerschaltung 103 den Schrittmotor 105 mit dem Korrektur-Antriebsimpuls T2 an (Schritt S507), und anschliessend wird die (Energie-)Stufe n des Hauptantriebs-Impulses P1, wenn sie sich nicht schon auf der höchsten Stufe m befindet, um eine Stufe nach oben verschoben, so dass der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls P1(n+1) übergeht, und dieser neue Hauptantriebs-Impuls P1(n +1) wird für den nächsten Antrieb eingesetzt (Verfahrensschritte S508 und S510; siehe auch Fig. 3(b3)).

  

[0070]    Wenn die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 die höchste Stufe m beim Verfahrensschritt S508 ist, überführt die Steuerschaltung 103 den Hauptantriebs-Impuls P1 in einen Hauptantriebs-Impuls P1(n-a), welcher dann weniger Energie aufweist, und verwendet den neuen Hauptantriebs-Impuls P1(n-a) für den nächsten Antriebsschritt (Verfahrensschritt S509). Zu diesem Zeitpunkt kann der Hauptantriebs-Impuls in einen Hauptantriebs-Impuls P10 mit Minimalenergie verändert werden, und damit erzielt man eine wesentliche Energieersparnis.

  

[0071]    Wenn festgestellt wird, dass das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im Verfahrensschritt S506 im dritten Segment T3 ermittelt wird (Rotation mit einem Mindestmass von Energie und dem Entscheidungsmuster 0,0,1), und wenn die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 nicht die höchste Energiestufe m ist, setzt die Steuerschaltung 103 den Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 eine Stufe nach oben, so dass ein neuer Hauptantriebs-Impuls P1(n+1) entsteht, und dieser neue Hauptantriebs-Impuls P1(n+1) wird für den nächsten Antriebsvorgang eingesetzt (Verfahrensschritte S511 und S510; siehe auch Fig. 3(b2)).

  

[0072]    Wenn die Stufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 die höchste Stufe m im Verfahrensschritt S511 ist, kann diese Stufe nicht verändert werden, und die Steuerschaltung 103 verändert den Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 nicht und verwendet diesen Hauptantriebs-Impuls P1 für den nächsten Antrieb (Verfahrensschritt S513).

  

[0073]    Wenn festgestellt wird, dass das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, während des Verfahrensschrittes S504 im ersten Segment T1 ermittelt wird, bestimmt die Steuerschaltung 103, ob das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, auch im zweiten Segment T2 vorhanden ist, und zwar auf die gleiche Weise, wie es oben beschrieben wurde (Verfahrensschritt S512).

  

[0074]    Wenn festgestellt wird, dass das Detektorsignal VRs mit einem Wert über der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp im zweiten Segment T2 nicht vorhanden ist (Verfahrensschritt S512), geht die Steuerschaltung 103 weiter zum Verfahrensschritt S506. Nun wird der eine oder andere Vorgang eingeleitet, der in Fig. 3(b1) und in Fig. 3(b4) beschrieben ist, indem wie oben vorgegangen wird.

  

[0075]    Wenn im Verfahrensschritt S512 festgestellt wird, dass das Detektorsignal VRs mit einer Spannung oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp im zweiten Segment 12 aufgetreten ist, was einer Rotation ohne Reservekapazität mit einem Entscheidungsmuster 1,1,1/0 entspricht, lässt die Steuerschaltung 103 den Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 unverändert und verwendet diesen Hauptantriebs-Impuls P1 für den nächsten Antrieb (Schritt S513; Fig. 3(a1) und Fig. 3(a2)).

  

[0076]    Demgegenüber ist es möglich, dass das Detektorsignal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T2 ermittelt wird (wobei die Rotation mit Reservekapazität ausgeführt wird und das Entscheidungsmuster 0,1,1/0 beträgt), nämlich im Verfahrensschritt S505, und in diesem Fall verwendet die Steuerschaltung 103 diesen Hauptantriebs-Impuls P1 für den nächsten Antrieb, ohne den Energieinhalt dieses Hauptantriebs-Impulses P1 zu verändern (Verfahrensschritte S514 und S518), da die Energiestufe nicht mehr geändert werden kann, wenn die Stufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 bereits auf der untersten Stufe 0 liegt.

  

[0077]    Wenn die Energiestufe n im Verfahrensschritt S514 nicht Null ist, fügt die Steuerschaltung 103 die Zahl 1 zur Anzahl N der aufeinanderfolgenden Antriebsvorgänge hinzu (Schritt S515). Wenn die Anzahl N einen vorbestimmten Wert erreicht hat (den Wert von 160 bei dieser Ausführungsform), wird die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 um eine Einheit nach unten auf die Stufe (n-1) herab geregelt, und der Wert der Zahl N wird auf Null zurückgesetzt. Sodann geht das Verfahren auf den Verfahrensschritt S502 zurück (Schritt S517; Fig. 3(c1), Fig. 3(c2)). Mit anderen Worten: Wenn die Verfahrensschritte ausgehend vom Schritt S504 mehrfach über die Schritte S505, S514 und S515 kontinuierlich ausgeführt werden, befindet sich der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses um eine Stufe niedriger.

  

[0078]    Im Verfahrensschritt S516 geht die Steuerschaltung 103 zum Verfahrensschritt S518, wenn die Anzahl der Schritte N noch nicht der vorbestimmten Anzahl N entspricht, und die Werte der Energiestufen bleiben unverändert.

  

[0079]    Wie es oben beschrieben wurde, ist es möglich, dass dank der Steuerschaltung für den Schrittmotor dieser Ausführungsform ein nicht erwünschtes Herabregeln des Energieinhaltes vermieden werden kann, wobei die Energie des Hauptantriebs-Impulses auf ein Potential herabgedrückt würde, bei der keine Rotation mehr eingeleitet werden kann. Da weiterhin bei jeder Rotation untersucht wird, ob eine Reserve-Antriebskapazität zur Verfügung steht, und da der Antriebsimpuls nicht verändert wird, indem ermittelt wird, dass die Reserve-Antriebskapazität zu vermindern ist, selbst wenn nur noch eine geringe Reserve-Antriebskapazität zur Verfügung steht, wird vermieden, dass die Energiestufe auf einen Antriebsimpuls herabgesetzt wird, dessen Potential eine Rotation des Schrittmotors nicht mehr gestattet.

   Demgemäss kann ein Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls vermieden werden, soweit dies möglich ist, so dass wesentliche Anteile von Energie eingespart werden können. Ausserdem wird der Vorteil erzielt, dass aufgrund dieser Schaltungsauslegungen keine irrtümliche Ermittlung einer nicht ausgeführten Rotation vorgenommen werden kann.

  

[0080]    Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass der erfindungsgemässe analoge elektronische Zeitmesser, der einen Schrittmotor zur Betätigung der Uhrzeiger und eine Steuerschaltung für diesen Schrittmotor aufweist, Vorteile bietet, indem die Herabregelung des Energieinhalts des Hauptantriebs-Impulses auf einen solchen Hauptantriebs-Impuls, dessen Potential zur Drehung des Schrittmotors nicht ausreicht, vermieden wird, und dass auf diese Weise eine korrekte Anzeige der Zeit ermöglicht wird.

  

[0081]    In Fig. 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, und es werden die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der Fig. 5verwendet. Die oben beschriebene erste Ausführungsform ist so ausgestaltet, dass die Energiestufe herab geregelt wird, wenn die Rotation während einer vorbestimmten Anzahl von Bewegungen (N mal) unverändert stattfindet, und demgegenüber ist diese weitere Ausführungsform so ausgebildet, dass der Energieinhalt um eine Stufe herabgesetzt wird, wenn das Detektorsignal VRs, das die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, einmal während der Verfahrensstufe S505 im zweiten Segment T2 ermittelt wird und sich der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 zu diesem Zeitpunkt nicht auf der niedrigsten Stufe 0 befindet (siehe Verfahrensschritte S514 und S602).

   Bei dieser zweiten Ausführungsform wird im Verfahrensschritt S601 die Anzahl der Bewegungsschritte N zunächst nicht vorgegeben, da diese Einstellung nicht erforderlich ist, und die Energiestufe n wird im Anfang auf die niedrigste Stufe 0 eingestellt.

  

[0082]    Auch bei dieser Ausführungsform werden die gleichen Vorteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform erzielt. Da es bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich ist, am Anfang die Anzahl der Rotationsschritte N festzulegen, wird die Abwicklung des Verfahrens im Vergleich zur ersten Ausführungsform vereinfacht.

  

[0083]    Fig. 7 zeigt ein Fliessschema eines Verfahrens einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und es werden ebenfalls die gleichen Bezugszeichen verwendet, die sich schon für die gleichen Bestandteile bzw. Schritte in Fig. 5finden. In der in Fig. 5gezeigten Ausführungsform wird der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses auf einen solchen Impuls mit geringerer Energie geregelt, wenn der Hauptantriebs-Impuls mit Maximalenergie arbeitet (Verfahrensschritte S508 und S509). Bei dieser Ausführungsform geht jedoch das Verfahren zum Schritt S518 und verändert die Energie des Hauptantriebs-Impulses nicht, wenn dieser im Verfahrensschritt S508 die maximale Energie aufweist, nachdem der Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 ausgeführt worden ist.

  

[0084]    Bei dieser Ausführungsform wird bei einem Zustand, bei dem eine Rotation unter dem Hauptantriebs-Impuls P1 möglich ist, genau wie im Falle, wo die Belastung des Motors auf einen Normalwert zurückgeführt wird, indem dieser mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 betrieben wird, ein Hauptantriebs-Impuls P1m mit Höchstenergie für den nächsten Antriebsschritt verwendet, so dass die weiteren zuverlässigen Drehungen mit dem jeweiligen Hauptantriebs-Impuls P1 gesichert sind. Wenn daher der Normalzustand wieder hergestellt wird, steigt die Möglichkeit, einen Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 zu vermeiden, und auf diese Weise wird weiter mit Vorteil Energie gespart.

  

[0085]    In Fig. 8 ist ein Flussdiagramm dargestellt, in dem ein Verfahren einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. In dieser Figur werden für die gleichen Verfahrensschritte wie in Fig. 6 auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 auf denjenigen eines Hauptantriebs-Impulses mit geringerer Energie umgesetzt, wenn der Hauptantriebs-Impuls P1 maximale Energie enthält (Verfahrensschritte S508 und S509). Diese weitere Ausführungsform ist so ausgestaltet, dass das Verfahren zum Schritt S518 übergeht und den Hauptantriebs-Impuls P1 nicht verändert, wenn dieser Hauptantriebs-Impuls P1 im Verfahrensschritt S508 mit maximaler Energie ausgestattet ist, nachdem der Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls P2 ausgeführt worden ist.

  

[0086]    Bei dieser Ausgestaltung, und zwar in der gleichen Art wie in der Ausführungsform gemäss Fig. 7, wird die Möglichkeit erhöht, einen Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls P2 zu vermeiden, wenn die Motorbelastung auf den Normalzustand zurückgeführt wird, nachdem ein Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls P2 ausgeführt wurde. Auch in dieser Ausführungsform wird mit Vorteil eine Energieersparnis erreicht.

  

[0087]    Nun soll im Folgenden ein Beispiel vorgestellt werden, bei welchem das Erfassungssegment in vier Segmente aufgeteilt wird.

  

[0088]    Fig. 10 zeigt eine Zeittafel eines analogen elektronischen Zeitmessers mit einer Motor-Steuerschaltung nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und in der Zeittafel sind die Grenzen der Belastung und die Rotationspositionen des Rotors 202 zusammen aufgezeichnet. Das Blockdiagramm und die Konfigurationszeichnung des Schrittmotors bei dieser weiteren Ausführungsform sind die gleichen wie diejenigen, die in Fig. 1 und 2vorgestellt wurden.

  

[0089]    In Fig. 10 bedeutet das Bezugszeichen P1 ein Segment, in welchem der Rotor 202 unter dem Einfluss des Hauptantriebs-Impulses P1 angetrieben wird, und die Bezugszeichen a bis e betreffen Segmente, welche die Rotationsstellungen des Rotors 202 infolge der freien Schwingungen nach Beendigung des Antriebs unter dem Hauptantriebs-Impuls P1 anzeigen.

  

[0090]    Das Erfassungssegment T zur Ermittlung der Rotation des Schrittmotors 105 ist hier in vier Segmente eingeteilt, die nacheinander in ein erstes Segment T1a unmittelbar nach dem Antrieb unter dem Hauptantriebs-Impuls P1, ein zweites Segment T1b, ein drittes Segment T2 und ein viertes Segment T3 aufgeteilt ist. Auf diese Weise ist das gesamte Erfassungssegment T, ausgehend von einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Antrieb mit dem Hauptantriebs-Impuls P1, in mehrere Segmente zerlegt, nämlich bei dieser Ausführungsform in vier Segmente von T1a bis T3. Der Rotationszustand wird mittels eines Detektorsignals der gleichen Polarität in den jeweiligen Segmenten T1a, T1b, T2 und T3 ermittelt.

  

[0091]    Der Ausdruck "unmittelbar nach dem Antrieb unter dem Hauptantriebs-Impuls P1" bedeutet einen Zeitpunkt unmittelbar nach Beginn der Ermittlung des Rotationszustandes, welche wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen gestartet wird. Ein Maskierungssegment, d.h. eine Zeitdauer, in welcher das induzierte Signal VRs nicht ermittelt wird, ist nicht vorgesehen. Die Länge der jeweiligen Segmente T1a, T1b, 12 und T3 kann so eingestellt werden, dass folgende Beziehung erfüllt ist: drittes Segment T2 < (erstes Segment T1a + zweites Segment T1b) < viertes Segment T3, und erstes Segment T1a = zweites Segment T1b. Dies ist nur ein Beispiel.

  

[0092]    Unter Verhältnissen, bei denen eine Belastung, die kleiner als die Normalbelastung ist, erhöht wird (das Inkrement der Erhöhung ist klein), entspricht das erste Segment T1a einem Segment, in dem der Rotationszustand des Rotors 202 im zweiten Quadranten II des XY-Koordinatenfeldes um die Rotationsachse des Rotors 202 als Mittelpunkt ermittelt wird, das zweite Segment T1b entspricht einem Segment der Ermittlung des Zustandes der anfänglichen normalen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III.

   Das dritte Segment 12 entspricht einem Segment zur Bestimmung des Rotationszustandes der anfänglichen normalen Rotation und dem Zustand der ursprünglichen gegenläufigen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III, und das vierte Segment T3 entspricht einem Segment zur Bestimmung des Zustandes der ursprünglichen gegensinnigen Rotation und dem anschliessenden Rotationszustand des Rotors 202 im dritten Quadranten III.

  

[0093]    Auch unter normaler Belastung entspricht das erste Segment T1a einem Segment zur Ermittlung des Zustandes der beginnenden normalen Drehung des Rotors 202 im dritten Quadranten III im XY-Koordinatenraum um die Rotationsachse des Rotors 202 des Schrittmotors 105, das zweite Segment T1b entspricht einem Segment zur Bestimmung des Zustandes der ursprünglichen Rotation im normalen Drehsinn und des Zustandes der beginnenden Rotation im Gegensinn des Rotors im dritten Quadranten III, das dritte Segment 12 entspricht einem Segment zur Bestimmung des Zustandes der beginnenden Rotation des Rotors in Gegenrichtung im dritten Quadranten III, und das vierte Segment entspricht einem Segment zur Bestimmung des Rotationszustandes des Rotors im Gegensinn anschliessend an die beginnende Rotation im dritten Quadranten III.

   Dabei versteht man unter "Normalbelastung" eine Belastung unter einem Antrieb im normalen Drehsinn wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, und bei dieser Ausführungsform ist die Belastung beim Antrieb der Uhrzeiger als Normalbelastung definiert. Das Bezugszeichen Vcomp bedeutet auch hier eine Bezugs-Schwellenspannung, die auf die gleiche Weise wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eingestellt wird.

  

[0094]    In Fig. 10 ist die Tätigkeit der Steuerschaltung für den Schrittmotor bei dieser weiteren Ausführungsform der Erfindung summarisch dargestellt und soll nun beschrieben werden. Das induzierte Signal, das der induzierten Spannung entspricht, die in dem Bereich a erzeugt wird, wenn die Belastung nur leicht ansteigt, wird im ersten Segment T1a bestimmt. Das im Gebiet b erzeugte induzierte Signal wird über dem zweiten Segment T1b und dem dritten Segment 12 bestimmt, und das im Gebiet c erzeugte Induktionssignal wird im dritten Segment 12 und im vierten Segment T3 ermittelt.

  

[0095]    Wenn sich die Antriebsenergie im Hauptantriebs-Impuls P1 unter Normalbelastung befindet, übergeht die zeitliche Bestimmung des Abfangens des Hauptantriebs-Impulses P1 das erste Segment T1a und das zweite Segment T1b, und das induzierte Signal VRs erscheint mit Beginn des dritten Segmentes T2.

  

[0096]    Das Induktionssignal VRs, welches durch die Drehung des Schrittmotors 105 erzeugt wird, erscheint nacheinander im ersten Segment T1a und im zweiten Segment T1b, wenn sich keine reservierte Kapazität bei der Rotation des Rotors 202 befindet, und dies bedeutet, dass sich die Kapazität einer Reserverotation vermindert.

  

[0097]    Wenn sich die Belastung vergrössert und der Zustand vorliegt, bei dem das Ausmass dieser Lastvergrösserung gering ist, so dass die Antriebskraft eher vermindert wird, und wenn die Belastung steigt und der Anstieg der Belastung grösser wird, wobei sich im Rotor keine Reservekapazität zur Rotation mehr befindet, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 im ersten Segment T1a oder noch vorher abgefangen, und dabei erscheinen Spitzenwerte des induzierten Signals VRs in beiden Fällen im ersten Segment T1a. Dadurch kann nicht entschieden werden, ob es sich um den ersten Fall mit schwachem Belastungsanstieg oder um den zweiten Fall mit starkem Belastungsanstieg handelt.

   Wenn man jedoch die Ergebnisse der Ermittlung des Induktionssignals VRs im zweiten Segment T1b miteinander vergleicht, kann man zwischen dem Rotationszustand des Rotors ohne Reservekapazität und dem Zustand des Rotors, bei dem sich die Antriebskraft etwas vermindert hat, unterscheiden.

  

[0098]    In Anbetracht derartiger Eigenschaften kann die Antriebsreservekapazität genau bestimmt werden, und es ist möglich, den Antrieb mit einem genau angepassten Antriebsimpuls zu steuern. Bei dieser Ausführungsform wird bestimmt, wenn das induzierte Signal VRs im zweiten Segment Tb die vorbestimmte Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt (wenn der Entscheidungswert auf 1 liegt), dass es sich um eine Rotation mit Mindestenergie handelt, und der Hauptantriebs-Impuls P1 wird um eine Stufe nach oben geschaltet. Demgemäss wird die wirksame Regelung des Korrektur-Antriebsimpulses erzielt, ohne dass es erforderlich ist, den Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 auszuführen, wodurch es möglich ist, den Energieverbrauch zu senken.

  

[0099]    Bei dieser Ausführungsform ist es möglich zu bestimmen, ob der Hauptantriebs-Impuls noch die gleiche Antriebsenergie behalten kann, oder ob die Energie des Hauptantriebs-Impulses derart zu verändern ist, dass dieser Impuls eine geringere Antriebsenergie erhält, indem man den Rotationszustand des Rotors über die induzierten Signale VRs im ersten Segment T1 a und im zweiten Segment T1b ermittelt.

  

[0100]    Wenn beispielsweise das induzierte Signal VRs die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp im ersten Segment T1a übersteigt, das Induktionssignal VRs diese Schwellenspannung Vcomp im zweiten Segment T1b nicht erreicht und das induzierte Signal VRs im dritten Segment T2 wiederum über der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegt, wird entschieden, dass die Rotation eine solche ohne Reservekapazität ist, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls eine Antriebsenergie aufweist, die keine Reservekapazität besitzt, so dass der Hauptantriebs-Impuls P1 unverändert bleibt und ein Hauptantriebs-Impuls P1 mit dergleichen Energie weiter benutzt wird.

  

[0101]    Auf der Grundlage der Ergebnisse eines Vergleichs des induzierten Signals VRs mit der Bezugs-Schwellenspannung wird beispielsweise der Antriebsimpuls in einen solchen Antriebsimpuls abgeändert, bei dem die Energie eine andere ist. Wenn insbesondere das induzierte Signal VRs im ersten Segment T1a und das induzierte Signal VRs im zweiten Segment T1b auf der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp oder darunter liegen und das induzierte Signal VRs im dritten Segment T2 die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, wird ermittelt, dass es sich um eine Rotation mit Reservekapazität handelt, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls eine Antriebsenergie mit Reservekapazität besitzt, und infolgedessen wird der Hauptantriebs-Impuls auf einen Hauptantriebs-Impuls P1 herabgestuft, der eine geringere Energie besitzt.

   Wenn das Induktionssignal VRs im zweiten Segment T1b den Wert der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt und das induzierte Signal VRs mindestens im dritten Segment T2 oder im vierten Segment T3 die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übertrifft, so bedeutet dies, dass die Rotation mit Mindestenergie vor sich geht, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls nur die Mindestenergie aufweist, die für eine Rotation erforderlich ist, und daher wird der Hauptantriebs-Impuls in einen Hauptantriebs-Impuls P1 mit höherer Energie umgewandelt.

  

[0102]    Auf diese Weise kann zwischen einem Normalantrieb, dem Rotationszustand des Rotors, in dem die Antriebskraft etwas geringer ist, und einem Rotationszustand ohne Reservekapazität der Rotation des Rotors unterschieden werden, so dass eine irrtümliche Zuordnung der Rotation des Rotors mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Die Auswertung der induzierten Spannung gestattet zusätzlich, das Verhalten des Rotors unmittelbar vor seiner Haltestellung zu analysieren, so dass eine wirksame Regelung der Korrektur-Antriebsimpulse erreicht werden kann, wobei der Energieverbrauch weiterhin gesenkt wird.

  

[0103]    Fig. 11 zeigt als Entscheidungsdiagramm die Verhältnisse, bei dem die Vorgänge in dieser weiteren Ausführungsform in Form einer Tabelle dargestellt sind.

  

[0104]    Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ergibt eine Ermittlung der Schaltung 110 zur Erfassung der Rotation das induzierte Signal VRs, dessen Wert oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp im zweiten Segment T1b liegt, dass die Rotation mit einer Mindestenergie vor sich geht, bei der also der Hauptantriebs-Impuls P1 nur die zur Rotation erforderliche Mindestenergie besitzt (mit einer hohen Steigerung der Belastung), oder es liegt keine Rotation vor, und daher wird der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 auf einen solchen Wert des Impulses P1 gesetzt, der einen grossen Energiebetrag enthält (Erhöhung des Impulses, entspricht einer Erhöhung der Stufe).

  

[0105]    Wenn die Schaltung 110 zur Erfassung der Rotation das induzierte Signal, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T1b aufspürt und die gleiche Ermittlung im dritten Segment 12 oder im vierten Segment T3 bewirkt, steht fest, dass die Rotation mit einer Mindestenergie (mit einer grossen Belastungserhöhung) vor sich geht, bei welcher die Energie des Hauptantriebs-Impulses P1 nur den zur Rotation erforderlichen Mindestwert aufweist, und der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 wird erhöht, so dass ein Hauptantriebs-Impuls P1 mit einem grossen Energieinhalt gebildet wird, ohne dass der Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls P2 vorgenommen werden muss. Demgemäss wird der Antrieb mit den Korrektur-Antriebsimpulsen P2 nicht ausgeführt, so dass Energie gespart wird.

  

[0106]    Wenn zu diesem Zeitpunkt die Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation das induzierte Signal, welches den Wert der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T1b, aber nicht im dritten Segment T2 und auch nicht im vierten Segment T3 erfasst, liegt der Fall der fehlenden Rotation vor, und die Energie im Hauptantriebs-Impuls P1 wird erhöht. Daraus ergibt sich ein Hauptantriebs-Impuls P1 mit hohem Energieinhalt, nachdem der erforderliche Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls P2 ausgeführt wurde.

  

[0107]    Wenn die Schaltung zur Ermittlung der Rotation 110 das induzierte Signal, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T1b sowie auch im ersten Segment T1a und im dritten Segment 12 aufspürt, weiss man, dass es sich um den Idealfall des Antriebs handelt, der keinerlei Eingriff erfordert, und der Energieinhalt ist weder nach oben noch nach unten zu korrigieren. In diesem Fall handelt es sich um eine Rotation ohne Reservekapazität, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls eine Antriebsenergie ohne Reservekapazität enthält und die Belastungsänderungen klein sind, und im Endeffekt wird der Hauptantriebs-Impuls P1 nicht verändert und bleibt, wie er ist.

  

[0108]    Wenn die Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation das induzierte Signal, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im ersten Segment T1a und zweiten Segment T1b nicht auffindet, dieses jedoch im dritten Segment 12 ermittelt, liegt eine Rotation mit Reservekapazität vor, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls P1 eine Reserve-Antriebsenergie enthält (unter normaler Belastung), und der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 wird auf einen solchen mit geringerer Energie umgewandelt, so dass der neue Hauptantriebs-Impuls P1 geringere Energie aufweist (abgeschwächter Impuls, auch als Stufenverminderung bezeichnet).

  

[0109]    Fig. 12 ist ein Flussdiagramm, welches die Wirkungen der Steuerschaltung für den Schrittmotor und den analogen elektronischen Zeitmesser nach dieser weiteren Ausführungsform veranschaulicht, und das Flussdiagramm zeigt vor allem die Arbeitsweise der Steuerschaltung 103.

  

[0110]    Es sollen nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1, Fig. 2sowie die Fig. 10bis 12 die Operationen der Steuerschaltung für den Schrittmotor und den analogen elektronischen Zeitmesser nach dieser weiteren Ausführungsform der Erfindung im Einzelnen beschrieben werden.

  

[0111]    In Fig. 1 ist gezeigt, dass der Schwingkreis 101 ein Bezugs-Taktsignal mit vorbestimmter Frequenz erzeugt, und der Frequenzteiler 102 dividiert das im Schwingkreis 101 erzeugte Signal unter Bildung eines Uhren-Taktsignals als Bezugssignal für die Zeitanzeige, und dieses Uhren-Taktsignal wird der Steuerschaltung 103 zugeführt.

  

[0112]    Die Steuerschaltung 103 zählt das Taktsignal und führt taktweise Vorgänge aus, bestimmt die Energiestufe n und zählt die Anzahl der Hauptantriebs-Impulse P1n von N auf 0 (Verfahrensschritt S1501 in Fig. 12). Sodann gibt die Schaltung ein Steuersignal aus, um den Schrittmotor 105 mittels des Hauptantriebs-Impulses P10 in Rotation zu versetzen, wobei dieser Antriebsimpuls eine minimale Impulsbreite aufweist (Verfahrensschritte S1502 und S1503).

  

[0113]    Die Auswahlschaltung 104 für die Antriebsimpulse versetzt den Schrittmotor 105 mittels des Hauptantriebs-Impulses P10 in Abhängigkeit vom Steuersignal der Steuerschaltung 103 in Drehung. Der Schrittmotor 105 wird durch den Hauptantriebs-Impuls P10 in Rotation versetzt und dreht die Uhrzeiger 107 bis 109. Wenn der Schrittmotor 105 normal dreht, zeigt die Anzeigeeinheit 106 die richtige Zeit korrekt über die Uhrzeiger 107 bis 109 an.

  

[0114]    Die Steuerschaltung 103 bestimmt, ob die Schaltung 110 zur Ermittlung der Rotation das induzierte Signal VRs des Schrittmotors 105, welches den Wert der vorbestimmten Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, korrekt aufnimmt und stellt fest, ob die Schaltung 111 zur Bestimmung des Erfassungssegments die Ermittlungszeit t des induzierten Signals VRs in das erste Segment T1a legt (Schritt S1504). Wenn das induzierte Signal VRs, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im ersten Segment T1a nicht ermittelt wird, wird festgestellt, ob sich das induzierte Signal VRs, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp überschreitet, im zweiten Segment T1b befindet, und zwar auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben wurde (Verfahrensschritt S1505).

  

[0115]    Wenn gefunden wird, dass sich das induzierte Signal VRs, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, nicht im zweiten Segment T1b befindet (Verfahrensschritt S1501), sucht die Steuerschaltung 103, ob sich dieses Induktionssignal VRs mit einem Wert oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp im dritten Segment T2 manifestiert, und zwar auf die gleiche Weise wie oben beschrieben (Verfahrensschritt S1506).

  

[0116]    Wenn das induzierte Signal VRs mit einem Wert, der oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegt, im dritten Segment T2 nicht ermittelt wird (Verfahrensschritt S1506), prüft die Steuerschaltung 103, ob sich dieses induzierte Signal VRs, dessen Wert die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp überschreitet, nicht im vierten Segment T3 befindet, und die Schaltung geht auf die gleiche Weise vor, wie es oben beschrieben wurde (Schritt S1518).

  

[0117]    Wenn sich das induzierte Signal VRs mit einem Wert oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp auch nicht im vierten Segment T3 befindet (wodurch das Entscheidungsmuster 0,0,0,0 gebildet wird), was im Verfahrensschritt S1518 vor sich geht, handelt es sich um den Stillstand des Schrittmotors, also um eine fehlende Rotation, und die Steuerschaltung 103 treibt den Schrittmotor 105 mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 an (Schritt S1514), und anschliessend wird die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 um einen Wert erhöht, falls sich der Hauptantriebs-Impuls P1 nicht bereits auf der höchsten Stufe m befindet, wodurch ein neuer Hauptantriebs-Impuls P1(n+1) entsteht, und dieser neue Hauptantriebs-Impuls P1(n+1) wird für den nächsten Antriebsschritt eingesetzt (Verfahrensschritte S1513 und S1515).

  

[0118]    Wenn die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 im Verfahrensschritt S1513 bereits die höchste Energiestufe m ist, wird festgestellt, dass eine Rotation nicht möglich ist, selbst wenn das nächste Mal der Hauptantriebs-Impuls P1m mit der höchsten Energie angelegt wird, und die Steuerschaltung 103 übergibt den Hauptantriebs-Impuls P1 an einen anderen Hauptantriebs-Impuls P1(n-a), welcher eine vorbestimmte geringere Energie aufweist, damit Energie gespart wird, und verwendet diesen Hauptantriebs-Impuls P1(n-a) für den nächsten Antriebsschritt (Verfahrensschritt S1512). Zu diesem Zeitpunkt kann der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen anderen Hauptantriebs-Impuls P10 umgewandelt werden, welcher die geringste Energie aufweist, damit möglichst viel Energie gespart werden kann.

  

[0119]    Wenn im Verfahrensschritt S1518 festgestellt wird, dass das induzierte Signal VRs mit einer den Bezugs-Schwellenwert Vcomp übersteigenden Spannung im vierten Segment T3 nicht ermittelt wird (es liegt eine Rotation mit Mindestenergie und dem Entscheidungsmuster 0,0,0,1 vor), d.h. und wenn die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 nicht die höchste Energiestufe m ist, geht die Steuerschaltung 103 zum Verfahrensschritt S1515 über, und wenn die Energiestufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 nicht die höchste Stufe m ist, geht das Verfahren zurück zur Stufe S1502, ohne die Eigenschaften des Hauptantriebs-Impulses P1 zu verändern, da eine höhere Energieinhalts-Stufe nicht möglich ist (Verfahrensschritte S1516 und S1517).

  

[0120]    Wenn festgestellt wird, dass das induzierte Signal VRs mit einer Spannung, die die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im zweiten Segment T1b erfasst wird (Verfahrensschritt S1505), bestimmt die Steuerschaltung 103, ob sich das induzierte Signal VRs mit der Spannung oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp im dritten Segment T2 befindet (Schritt S1519).

  

[0121]    Wenn ermittelt wird, dass sich das induzierte Signal VRs mit der die Bezugs-Schwellenspannung übersteigende Spannung Vcomp nicht im dritten Segment 12 befindet (Verfahrensschritt S1519), geht die Steuerschaltung 103 zum Verfahrensschritt S1518).

  

[0122]    Wenn festgestellt wird, dass während des Verfahrensschrittes S1519 das Induktionssignal VRs mit einer Spannung, welche die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp überschreitet, im dritten Segment 12 aufgespürt wird (es handelt sich um eine Rotation mit der Mindestenergie und dem Entscheidungsmuster 0,1,1,1/0), geht die Steuerschaltung 103 zum Verfahrensschritt S1516) weiter.

  

[0123]    Wenn ermittelt wird, dass das induzierte Signal, welches die Rotation angibt und einen Wert aufweist, der oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegt, im ersten Segment T1a während des Verfahrensschrittes S1504 aufgespürt wird, bestimmt die Steuerschaltung 103, ob das induzierte Signal VRs mit einer über der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegenden Spannung im zweiten Segment T1b zu finden ist (Verfahrensschritt S1521).

  

[0124]    Wenn während des Verfahrensschrittes S1521 ermittelt wird, dass das induzierte Signal VRs, dessen Amplitude oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegt, im zweiten Segment T1b fehlt, untersucht die Steuerschaltung 103, ob sich das induzierte Signal VRs, dessen Spannung oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegt, nicht im dritten Segment T2 befindet (Verfahrensschritt S1520).

  

[0125]    Wenn ermittelt wird, dass das induzierte Signal VRs, dessen Spannung oberhalb der Bezugs-Schwellenspannung Vcomp liegt, im dritten Segment T2 nicht aufzufinden ist (Verfahrensschritt S1520), geht die Steuerschaltung 103 zum Verfahrensschritt S1518 über, und wenn ermittelt wird, dass das induzierte Signal VRs mit der die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigenden Amplitude im dritten Segment T2 aufgespürt wird (es handelt sich dabei um eine Rotation ohne Reservekapazität mit dem Entscheidungsmuster 1,0,1,1/0), geht das Verfahren in den Verfahrensschritt S1517 über.

  

[0126]    Wenn festgestellt wird, dass das induzierte Signal VRs mit einer die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigenden Spannung während des Verfahrensschritts S1521 im zweiten Segment T1b erscheint, geht die Steuerschaltung 103 weiter zum Verfahrensschritt S1519.

  

[0127]    Wenn es demgegenüber feststeht, dass das induzierte Signal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, im dritten Segment 12 ermittelt wird (Rotation mit Reservekapazität und mit dem Entscheidungsmuster 0,0,1,1/0), was im Verfahrensschritt S1506 ausgeführt wird, verwendet die Steuerschaltung 103 für den nächsten Antrieb einen Hauptantriebs-Impuls P1 mit der niedrigsten Energiestufe Null, da sich der Impuls bereits auf dieser Stufe befindet und nicht weiter herabgestuft werden kann, ohne den Hauptantriebs-Impuls P1 zu verändern (Schritte S1507 und S1511).

  

[0128]    Wenn die Energiestufe n nicht auf Null liegt (Verfahrensschritt S1507), addiert die Steuerschaltung 103 eine Einheit zur Anzahl der Antriebe N (Verfahrensschritt S1508). Wenn dann die Anzahl der Antriebe N einen vorbestimmten Wert erreicht hat (160 bei dieser Ausführungsform), wird die Stufe n des Hauptantriebs-Impulses P1 um eine Einheit nach unten auf n-1 gesenkt, und die Anzahl der Antriebe N wird auf Null gesetzt. Sodann geht das Verfahren zurück auf den Verfahrensschritt S1502 (dies geschieht im Schritt S1510). Mit anderen Worten: Wenn das Verfahren vom Verfahrensschritt S1504 zum Verfahrensschritt S1505 geht, werden die Schritte S1506 und S1509 während einer vorbestimmten Anzahl von Antriebsschritten kontinuierlich durchgeführt, und schliesslich wird der Hauptantriebs-Impuls um eine Stufe nach unten korrigiert.

  

[0129]    Wenn im Verfahrensschritt S1509 die Anzahl der Rotationen N nicht die vorbestimmte Höchstanzahl erreicht hat, geht die Steuerschaltung 103 zum Verfahrensschritt S1511 und ändert den Energieinhalt der Impulse nicht.

  

[0130]    Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Steuerschaltung für den Schrittmotor bei dieser Ausführungsform bei der Auswertung das Erfassungssegment der Rotation des Schrittmotors wie folgt aufteilt: In ein erstes Segment T1a zur Bestimmung des Rotationszustandes des Rotors 202 im zweiten Quadranten II; in ein zweites Segment T1b zur Bestimmung des normalen Rotationszustandes des Rotors 202 im dritten Quadranten III; in ein drittes Segment 12 zur Bestimmung der normalen und gegensinnigen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III; und in ein viertes Segment T3 zur Bestimmung der gegensinnigen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III.

   Alle Bestimmungen in den vier Segmenten werden in einem Zustand ausgeführt, bei dem nur geringe Veränderungen der Belastung auftreten, und wenn die Schaltung zur Ermittlung der Rotation 110 feststellt, dass das induzierte Signal VRs, dessen Amplitude die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, sich im zweiten Segment T1b befindet, wird der Hauptantriebs-Impuls P1 in einen unterschiedlichen Hauptantriebs-Impuls P1 mit grösserer Energie überführt.

  

[0131]    Unter normalen Belastungsbedingungen ist das erste Segment T1a ein Segment zur Bestimmung des Zustandes der anfänglichen normalen Drehung des Rotors 202 im dritten Quadranten III im Feld um die Rotationachse des Rotors 202 des Schrittmotors 105, das zweite Segment T1b ist ein Signal zur Bestimmung des Zustandes der ursprünglichen normalen Drehung und der ursprünglichen gegensinnigen Drehung des Rotors 202 im dritten Quadranten III, das dritte Segment T2 ist ein Segment zur Bestimmung des Zustandes der ursprünglichen gegensinnigen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III, und das vierte Segment T3 ist ein Segment zur Bestimmung des Zustandes der Rotation nach der anfänglichen gegensinnigen Rotation des Rotors 202 im dritten Quadranten III, so dass der Antriebsimpuls je nach dem Segment geregelt werden kann,

   in welchem die Schaltung 110 zur Erfassung der Rotation das induzierte Signal VRs ermittelt, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt.

  

[0132]    Durch Ausführung der Regelung der Antriebsimpulse auf der Grundlage dieser induzierten Signale VRs, welche im Rotations-Erfassungssegment unmittelbar nach dem Abfangen des Hauptantriebs-Impulses P1 erzeugt werden, wird eine genaue Erfassung der Rotation ausgeführt, und die Stabilität der Regelung der Antriebsimpulse, welche durch Veränderungen oder Schwankungen der Belastung durch die Getriebe oder andere Einflüsse kaum beeinflusst wird, ist gewährleistet, so dass Schaltungen für eine übermässige Energieregelung der Impulse wegfallen, wodurch auch der Stromverbrauch sinkt.

  

[0133]    Die Antriebsregelung mit dem passenden Antriebsimpuls wird durch eine genaue Bestimmung der Reserve-Antriebskapazität betrieben, und die wirksame Regelung der Korrektur-Antriebsimpulse wird eingeleitet, und schliesslich erzielt man dadurch eine weitere Verminderung des Energieverbrauchs.

  

[0134]    Auch können die Grösse der Reservekapazität beim normalen Antriebszustand, der Rotationszustand des Rotors, wenn sich die Antriebskraft etwas vermindert, der Rotationszustand des Rotors mit Reserve-Rotationskapazität usw. genau bestimmt werden, so dass fehlerhafte Bestimmungen und Erfassungen der Rotation des Rotors zuverlässig vermieden werden.

  

[0135]    Auch kann das Verhalten des Rotors unmittelbar vor seinem Stillsetzen durch das induzierte Signal erfasst werden, so dass mit Vorteil eine effiziente Regelung des Korrektur-Antriebsimpulses ermöglicht wird, was weiter zur Verminderung des Energieverbrauchs beiträgt.

  

[0136]    Beim analogen elektronischen Zeitmesser mit dem Schrittmotor zur Drehung der Uhrzeiger und einer Regelschaltung für den Schrittmotor kann die Überweisung übermässiger Energiebeträge an die Antriebsimpulse vermieden werden, da die Reservekapazität exakt bestimmt werden kann, und dies führt zu einer Verminderung des Energieverbrauchs. Es wird andererseits verhindert, dass der Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses auf einen Impuls herab geregelt wird, dessen Potential zur Rotation des Schrittmotors nicht ausreicht, so dass der Vorteil beobachtet wird, eine Zeitansage ohne Fehler ausführen zu können.

  

[0137]    Fig. 13 zeigt ein Flussdiagramm, welches das Verfahren gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. In der Ausführungsform gemäss Fig. 12wird die Energiestufe des Antriebsimpulses herab geregelt, wenn die Rotation während einer vorbestimmten Anzahl von Antrieben kontinuierlich und störungsfrei abläuft (Anzahl N). Bei dieser vorliegenden weiteren Ausführungsform wird der Energieinhalt um eine Stufe gesenkt, wenn das induzierte Signal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, während des Verfahrensschrittes S1506 einmal im dritten Segment T2 auftritt und sich der Hauptantriebs-Impuls P1 zu diesem Zeitpunkt nicht energiemässig auf der niedrigsten Stufe 0 befindet (Verfahrensschritte S1600, S1507, S1510 und S1511).

  

[0138]    Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 13geht das Verfahren zum Verfahrensschritt S1518, wenn ermittelt wird, dass das induzierte Signal VRs, welches die Bezugs-Schwellenspannung Vcomp übersteigt, während des Verfahrensschrittes S1505 und des Schrittes S1521 im Segment T1b auftritt.

  

[0139]    Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, dass eine gewisse Anzahl N von Antriebsimpulsen gezählt wird, und daher wird im Verfahrensschritt S1600 keine Einstellung dieser Anzahl von Impulsen vorgenommen, sondern es wird in diesem Verfahrensschritt lediglich die Energiestufe n auf den niedrigsten Wert, nämlich Null, gesetzt.

  

[0140]    Auch bei dieser weiteren Ausführungsform werden die gleichen Vorteile erzielt wie bei den bereits oben beschriebenen anderen Ausführungsformen. Da in dieser Ausführungsform die Notwendigkeit nicht mehr besteht, die Anzahl N der aufeinanderfolgenden Impulse einzustellen, wird die Konfiguration im Vergleich mit den anderen beschriebenen Ausführungsformen einfacher.

  

[0141]    Fig. 14 zeigt ein Fliessdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens nach einer weiteren Ausführungsform. Die in Fig. 12gezeigte Ausführungsform ist so ausgebildet, dass der Hauptantriebs-Impuls in einen anderen Antriebsimpuls umgewandelt wird, der eine geringere Energie aufweist, wenn der Hauptantriebs-Impuls auf maximalem Energieinhalt steht (Verfahrensschritte S1513 und S1512). Die jetzt zu beschreibende Ausführungsform ist so ausgestaltet, dass das Verfahren zum Verfahrensschritt S1511 übergeht und den Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 nicht ändert, wenn der im Verfahrensschritt S1513 anliegende Hauptantriebs-Impuls P1 die höchste Energie aufweist, nachdem ein Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 durchgeführt worden ist.

  

[0142]    Bei der vorliegenden Ausgestaltung wird ein Hauptantriebs-Impuls P1m mit dem höchsten Energieinhalt für den nächsten Antrieb verwendet, wenn der Zustand vorliegt, bei dem die Rotation mit dem Hauptantriebs-Impuls möglich ist und die Belastung des Motors auf den Normalzustand zurückgegangen ist, indem der Korrektur-Antriebsimpuls P2 verwendet wurde, so dass eine weitere, zuverlässige Rotation mit dem Hauptantriebs-Impuls P1m gesichert ist. Wenn daher der Normalzustand wieder hergestellt ist, kann nunmehr ein Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 fallengelassen werden, so dass ein weiterer Energiespareffekt verwirklicht werden kann.

  

[0143]    In Fig. 15 ist ein weiteres Fliessschema dargestellt, in dem ein Verfahren nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Die in Fig. 13gezeigte und in der obenstehenden Beschreibung besprochene Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Hauptantriebs-Impuls auf einen solchen Antriebsimpuls umgeschaltet wird, der eine geringere Energie aufweist, wenn der Hauptantriebs-Impuls ursprünglich auf Maximalenergie liegt (Verfahrensschritte S1513 und S1512), und demgegenüber ist die vorliegende Ausführungsform gemäss Fig.

   15 darauf gerichtet, dass das Verfahren zum Verfahrensschritt S1511 übergeht und den Energieinhalt des Hauptantriebs-Impulses P1 nicht ändert, wenn der im Verfahrensschritt S1513 anliegende Hauptantriebs-Impuls P1 auf Maximalenergie liegt, nachdem ein Antrieb mit Hilfe des Korrektur-Antriebsimpulses P2 vorgenommen worden ist.

  

[0144]    Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann wie in der Ausführungsform gemäss Fig. 14ein Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 vermieden werden, wenn die Motorbelastung auf den Normalzustand zurückgeführt wird, indem ein Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls P2 oder einem analogen Impuls ausgeführt wurde, so dass mit Vorteil eine Energieersparnis stattfindet.

  

[0145]    Bei den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen werden die Impulsbreiten verändert, wenn die Energie des jeweiligen Hauptantriebs-Impulses P1 verändert werden soll. Die Impulsbreite bestimmt den Energieinhalt eines Impulses. Die Antriebsenergie der Impulse kann aber auch durch Veränderung der Impulsspannung erreicht werden. Schliesslich ist es auch möglich, einen Hauptantriebs-Impuls P1 zu verwenden, der eine zerhackte Wellenform in Form eines Kamms aufweist, und in diesem Falle wird die Antriebsenergie des Hauptantriebs-Impulses P1 durch Veränderung der Anzahl von Impulsspitzen oder des Tastverhältnisses erreicht.

  

[0146]    Die vorliegende Erfindung kann ebenso auf einen Schrittmotor zum Antrieb einer Datumsanzeige und noch andere Anzeigen zusätzlich zu den Uhrzeigern eingesetzt werden.

  

[0147]    Als Beispiel der Anwendung des Schrittmotors ist im Vorstehenden ein analoger elektronischer Zeitmesser vorgestellt worden. Der Motor kann aber auch in andere elektronische Instrumente eingebaut werden, weiche die Anwesenheit eines Motors benötigen.

  

[0148]    Die erfindungsgemässe Regelschaltung für den Schrittmotor kann auf verschiedene andere elektronische Instrumente Verwendung finden, die den Schrittmotor benötigen.

  

[0149]    Der elektronische Zeitmesser gemäss vorliegender Erfindung kann in Form der verschiedensten analogen elektronischen Uhren verwirklicht werden, beispielsweise als analoge elektronische Armbanduhren mit Datumsanzeige, analoge elektronische Standuhren mit einer Datumsanzeige und auch auf verschiedene andere analoge elektronische Zeitmesser mit Datumsanzeige.

Claims

1. Steuerschaltung für Schrittmotor,

mit einer Einheit zur Ermittlung der Rotation, welche derart ausgebildet ist, dass ein Detektorsignal ermittelt wird, das bei der Rotation des Rotors des Schrittmotors erzeugt wird, sowie der Rotationszustand des Rotors bestimmt wird, bei dem das Detektorsignal eine vorbestimmte Referenz-Schwellenspannung innerhalb eines vorbestimmten Erfassungssegments übersteigt oder nicht, und

mit einer Steuereinheit, die so ausgebildet ist, dass sie den Antrieb des Schrittmotors mittels eines von mehreren Hauptantriebs-Impulsen steuert, welche sich bezüglich Energieinhalt unterscheiden, oder mittels eines Korrektur-Antriebsimpulses, dessen Energieinhalt denjenigen des entsprechenden Hauptantriebsimpulses übersteigt, und zwar als Ergebnis einer Erfassung durch die Einheit zur Ermittlung der Rotation,

wobei das Erfassungssegment, welches unmittelbar nach dem Antrieb mittels des Hauptantriebs-Impulses beginnt, in drei oder mehr Segmente aufgeteilt wird, und wobei die Steuereinheit den Hauptantriebs-Impuls in Abhängigkeit vom Segment steuert, in welchem die Einheit zur Ermittlung der Rotation das Detektorsignal ermittelt, welches die Referenz-Schwellenspannung übersteigt.

2. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 1, bei welcher der Rotationsstatus mit dem Detektorsignal der gleichen Polarität wie derjenigen des zugehörigen Segments ermittelt wird.

3. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Steuereinheit den Hauptantriebs-Impuls nicht verändert, wenn ermittelt wird, dass die Rotation eine solche ohne Reservekapazität ist, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls eine Antriebsenergie ohne Reservekapazität besitzt.

4. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Steuereinheit den Hauptantriebs-Impuls in einen solchen mit hohem Energieinhalt umwandelt, wenn ermittelt wird, dass eine Rotation des Schrittmotors mit Mindestenergie vorliegt, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls nur die für eine Rotation als Mindestwert erforderliche Energie aufweist.

5. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Steuereinheit den Hauptantriebs-Impuls in einen solchen mit niedrigem Energieinhalt umwandelt, wenn ermittelt wird, dass eine Rotation des Schrittmotors mit Reservekapazität vorliegt, bei welcher der Hauptantriebs-Impuls einen Energie-Inhalt mit Reservekapazität aufweist.

6. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Steuereinheit einen Korrektur-Antriebsimpuls abgibt und anschliessend den Hauptantriebs-Impuls in einen solchen mit hohem Energie-Inhalt umwandelt, wenn festgestellt wird, dass der Schrittmotor nicht in Rotation versetzt wird.

7. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, bei welcher das Erfassungssegment in ein erstes Segment unmittelbar nach Beginn des Antriebs mit dem Hauptantriebs-Impuls, ein zweites, dem ersten folgendes Segment, und ein drittes, dem zweiten Segment folgendes Segment aufgeteilt wird.

8. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 7, bei welcher die Steuereinheit die Energie des Hauptantriebs-Impulses unverändert lässt, wenn die Einheit zur Rotationsermittlung feststellt, dass das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, mindestens im ersten und im zweiten Segment auftritt.

9. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Steuereinheit die Energie des Hauptantriebs-Impulses unverändert lässt, wenn die Einheit zur Rotationsermittlung feststellt, dass das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, sowohl im ersten, im zweiten und auch im dritten Segment auftritt.

10. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 9, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, nur im ersten und im dritten Segment ermittelt.

11. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 10, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, nur im dritten Segment ermittelt.

12. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 11, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit niedrigerer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, nur im zweiten Segment ermittelt.

13. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 11, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit niedrigerer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, nur im zweiten und im dritten Segment ermittelt.

14. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 11, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit niedrigerer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, einmal oder eine vorbestimmte Anzahl von Malen entweder nur im zweiten Segment oder nur im zweiten und im dritten Segment ermittelt.

15. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 7, bei welcher die Steuereinheit einen Antrieb mittels eines Korrektur-Antriebsimpulses vornimmt und anschliessend den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, im zweiten und im dritten Segment ermittelt.

16. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, bei welcher das Erfassungssegment in ein erstes Segment unmittelbar nach dem Antrieb durch den Hauptantriebs-Impuls, ein zweites Segment anschliessend an das erste Segment, ein drittes Segment anschliessend an das zweite Segment und ein viertes Segment aufgeteilt wird.

17. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 16, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, nur im zweiten Segment ermittelt.

18. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 16 oder 17, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, im zweiten Segment oder auch noch im dritten oder im vierten Segment ermittelt, ohne dass ein Antrieb mit einem Korrektur-Antriebsimpuls erfolgt.

19. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei welcher die Steuerschaltung den Antrieb mit dem Korrektur-Antriebsimpuls veranlasst und anschliessend den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit höherer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, im zweiten Segment, aber weder im dritten noch im vierten Segment ermittelt.

20. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses unverändert lässt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, im zweiten Segment nicht ermittelt, wohl aber im ersten und im dritten Segment.

21. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses ändert und einen neuen Hauptantriebs-Impuls mit niedrigerer Energie erzeugt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, weder im ersten noch im zweiten Segment, dafür aber im dritten Segment ermittelt.

22. Steuerschaltung für Schrittmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei welcher die Steuerschaltung den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses auf einen niedrigeren Energiewert senkt, wenn die Einheit zur Erfassung der Rotation das Detektorsignal, welches die Bezugs-Schwellenspannung übersteigt, einmal oder eine vorbestimmte Anzahl von Malen lediglich im dritten Segment ermittelt.

23. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 15 oder 19, bei welcher die Steuereinheit den Antrieb mit Hilfe eines Korrektur-Antriebsimpulses bewirkt und dann den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses auf einen niedrigeren Energiewert senkt, wenn der Hauptantriebs-Impuls den maximalen Energie-Inhalt besitzt.

24. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 16 oder 23, bei welcher die Steuereinheit den Antrieb mit Hilfe eines Korrektur-Antriebsimpulses bewirkt und dann den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses auf den Minimal-Energiewert senkt, wenn der Hauptantriebs-Impuls den maximalen Energie-Inhalt besitzt.

25. Steuerschaltung für Schrittmotor nach Anspruch 15 oder 19, bei welcher die Steuereinheit den Antrieb mit Hilfe eines Korrektur-Antriebsimpulses bewirkt und dann den Energie-Inhalt des Hauptantriebs-Impulses unverändert lässt, wenn der Hauptantriebs-Impuls den maximalen Energie-Inhalt besitzt.

26. Analoger elektronischer Zeitmesser mit einem Schrittmotor, der zum Antrieb von Uhrzeigern eingerichtet ist, und einer Steuerschaltung für diesen Schrittmotor, wobei eine Schrittmotor-Steuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 25 zur Steuerung des Schrittmotors verwendet ist.