CN1214476A - 电子控制式机械钟表及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种能够加速调速控制的响应性,还能够降低成本的电子控制式机械钟表,包括:对由发条1a通过轮系传送的机械能进行变换,供给电能的发电机20;耦合到上述轮系上的指针;及控制发电机20的旋转周期的旋转控制装置50。旋转控制装置具有输出检测信号FG1的旋转检测电路53;产生基准信号fs的基准信号发生装置;对fs及FG1进行计数的第1计数装置54A及第2计数装置54B;及控制的制动控制电路55。
Description
本发明涉及电子控制式机械钟表及其控制方法,这种钟表用发电机把发条等机械能源的机械能变换成电能,由该电能使旋转控制装置工作,控制发电机的旋转周期,借此,正确地驱动固定在轮系上的指针。
在特公平7-119812号公报及特开平8-50186号公报中作为电子控制式机械钟表描述的装置是已知的,这种钟表用发电机把发条放松时的机械能变换成电能,由该电能使旋转控制装置工作,控制在发电机绕组中流动的电流值,借此,正确地驱动固定在轮系上的指针,正确地显示时间。
在特公平7-119812号公报中描述的装置里,在转子旋转1周的期间内,即在基准信号的每一个周期内,设有切断制动、提高转子转速、增加发电量的角度范围以及加上制动、以低速转动的角度范围,做到一边在提高上述转速的期间内使发电功率提高、一边补偿制动时发电功率的减小,以进行调速。
还有,在特开平8-50186号公报中描述的装置里,对基准脉冲及伴随着转子旋转而检测出的测定脉冲进行计数,把该基准脉冲的个数与测定脉冲的个数加以比较,在基准脉冲的个数比测定脉冲的个数少的第1状态下,由控制装置产生响应于上述测定脉冲而设定了脉冲宽度的制动信号,进行制动控制。
在任一电子控制式机械钟表中,都把由发条加到发电机上的转矩(机械能)设定成为使指针比基准速度旋转得快,通过由旋转控制装置加上制动,对其旋转速度进行调速。
但是,在特公平7-119812号公报中描述的装置里,存在着下述问题,因为在转子旋转1周期的期间内,即在每一个基准信号内都必须进行制动的接通控制及切断控制,特别是,在发电机起动时及大大脱离了控制的情况下等,不能使每一个基准信号的转子旋转控制量那样大,所以,一直到转移到正常控制状态下要费时间,响应性低。
还有,在特开平8-50186号公报中描述的装置里,也存在着下述问题,因为每一个基准信号产生的制动信号其脉冲宽度是恒定的,在大大脱离了控制等情况下,每一个基准信号的制动量也是与原来一样恒定的,所以,一直到转移到正常控制状态下要费时间,响应性低。
而且,还存在首下述问题,除了需要由基准脉冲与测定脉冲的计数及比较而检测出第1、第2状态的电路之外,还需要以其它方法设置产生响应于该测定脉冲设定了脉冲宽度的制动信号的控制装置,使结构变得复杂,成本提高。
本发明之第1目的在于,提供调速控制的响应性快,且成本也能降低的电子控制式机械钟表及其控制方法。
还有,在电子控制式机械钟表中,当发条松开、发条的弹力减小了,发电机得不到足够的旋转转矩时,发电机的转速减小,走针也变慢,时间经过了长时间地连续滞后。
此时,存在着下述问题,因为走针虽然慢但在持续走着,而用户为了确认时间通过只看一眼,所以,当尽管不能正确地显示时间了但用户还是按正常动作时,就已经误认了。
本发明之第2目的在于,提供能够使用户知道时间滞后了,能够防止用户按时间滞后了的情况来使用钟表的电子控制式机械钟表及其控制方法。
本发明第1方面的电子控制式机械钟表,包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的上述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到上述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由上述电能驱动,控制上述发电机的旋转周期,在这种电子控制式机械钟表中,其特征在于:上述旋转控制装置具有:旋转检测装置,它检测上述发电机的旋转周期,输出对应于其旋转周期的旋转检测信号;基准信号发生装置,它基于来自时间标准源的信号,产生基准信号;第1计数装置,它对来自该基准信号发生装置的基准信号进行计数;第2计数装置,它对来自上述旋转检测装置的旋转检测信号进行计数;以及制动控制装置,它进行下述控制,在用上述第1计数装置计数的第1计数值比用第2计数装置计数的第2计数值小的状态下把制动加到上述发电机上,且在上述第1计数值为第2计数值以上的状态下不把制动加到上述发电机上。
在本发明电子控制式机械钟表中,以发条等的机械能源驱动指针及发电机,通过由旋转控制装置的制动控制装置把制动加到发电机上,对转子即走针的转速进行调速。
此时,发电机的旋转控制装置通过用第1计数装置对来自基准信号发生装置的基准信号进行计数;且用第2计数装置对来自旋转检测装置的旋转检测信号进行计数;制动控制装置进行下述控制,把这些第1计数值及第2计数值加以比较,在第1计数值比第2计数值小的状态下把制动加到上述发电机上,且在上述第1计数值为第2计数值以上的状态下不把制动加到上述发电机上,对发电机的转速进行调速。
因此,在第1计数值比第2计数值小的状态持续的情况下,即在发条等的机械能源的转矩大、发电机的旋转快的情况下,因为成为一直到各计数值之差变成没有了时都持续地加上了制动,所以,能迅速地调到正常转速,能够进行响应性快的控制。
还有,因为只通过对各计数值进行比较就进行了制动控制,所以,能使旋转控制装置的结构简化,也能降低成本。
此时,上述制动控制装置最好具有比较装置,它把上述第1计数装置与第2计数装置之值加以比较。
还有,上述第1计数装置、第2计数装置及比较装置最好由升降计数器构成。因为如果使用升降计数器则在与计数的同时,还可以进行各计数值的比较,所以,其结构可进一步变得简易,且能够简单地求出各计数值之差。
还有,上述升降计数器最好能够计数3个以上的值。
例如,如果使用2位以上的升降计数器以便能够计数并保持多阶段的值时,则不仅能够简单地判定是滞后还是超前,而且,还能够把第2计数值对成为基准的第1计数值的滞后量及超前量之累积量(多个保持)存储起来,其结果能够修正累积的误差。
进而,也可以构成上述旋转控制装置,以便从最初提供来自上述发电机的电能时一直到把上述发电机驱动到给定转速,例如一直到检测出了给定个数的旋转检测信号时都使上述制动控制装置维持在非动作状态下。
从最初供给来自发电机的电能时,即发电机起动时,一直到把发电机驱动到给定转速时通过使制动控制装置为非工作状态下不加制动,能够使发电作用优先。由此,能够迅速地得到可以把由该发电功率驱动的旋转控制装置驱动的电压,能够提高控制的稳定性。
进而,也可以在上述升降计数器中设置特定的计数值,以便以该值为界线,或者把制动加到上述发电机上或者不加。
如果这样作,则因为通过只把各计数值加以比较进行制动控制,所以,能使旋转控制装置的结构简化,也能降低成本。
还有,最好构成上述升降计数器,以便在最初接受来自上述发电机的电能时把上述升降计数器设定成上述特定计数值±1以内。
如果这样作,则因为升降计数器的预置值与上述特定计数值之差小,所以,变成为紧接在旋转控制开始之后就把制动加上了,能迅速地调速到正常转速,能够进行响应性快的控制。
进而,构成上述升降计数器以便能够计数并保持3个以上的值,同时,在这些多个计数值中最好使进行加上了制动的控制的计数值范围比不加制动的计数值范围窄。
如果这样作,就能够扩展转子的旋转周期比基准周期慢那种(不加制动的状态)的累积补偿范围,能够有效地补偿累积误差。即,在加上制动的情况下,因为容易使转子的旋转周期靠近基准周期,累积误差也小,所以,即使补偿范围小亦可,但是,在不加制动的情况下,因为存在着钟表的机械摆动等,所以,存在着累积误差也变大的可能性。因此,如果扩展在不加制动的状态下的累积补偿范围,将其误差的累积量存储起来,就能够可靠地修正累积误差。
本发明第2方面的电子控制式机械钟表,包括:机械能源;由上述机械能源驱动的轮系;发电机,它供给由通过上述轮系传送的上述机械能源产生的电能;耦合到上述轮系的指针;以及旋转控制装置,它由上述电能驱动,控制上述发电机的旋转周期,在该电子控制式机械表中,其特征在于:上述旋转控制装置具有:旋转检测装置,它检测上述发电机的旋转周期,输出对应于其旋转周期的旋转检测信号;基准信号发生装置,它基于来自时间标准源的信号,产生基准信号;升降计数器,它把上述旋转检测信号及基准信号之一作为升计数信号输入,把另一作为降计数信号输入;以及制动控制装置,它进行下述控制,当上述发电机的旋转周期变快升降计数器的值变成第1设定值时,把调速用的制动加到发电机上,同时,在不把制动加到发电机上的状态下发电机的旋转周期比基准周期变慢,当升降计数器的值变成第2设定值时,把走针停止用的制动加到发电机上。
在本发明电子控制式机械钟表中,以发条等的机械能源驱动指针及发电机,通过由旋转控制装置的制动控制装置把制动加到发电机上,对转子即指针的转速进行调速。
在这里,如果对来自基准信号发生装置的基准信号及来自检测装置的旋转检测信号进行计数的升降计数器之值变成为给定的第1设定值,则因为来自发条等机械能源的机械能大,发电机的旋转周期变成比基准信号周期快,所以,发电机的旋转控制装置对发电机进行把调速用的制动加上去的控制。
另一方面,在来自机械能源的机械能减小,不把制动加到发电机上的状态(升降计数器之值没有变成第1设定值的状态)下,发电机的旋转周期也比基准周期变慢,当升降计数器之值变成为第2设定值时,发电机的旋转控制装置进行把走针停止用的制动加到发电机上的控制。
具体地说,为了停止走针或者非常低速地走针,例如通过把制动持续地加到发电机上来进行走针停止用的制动控制。
由此,因为走针停止或者变成非常低速了,所以,当用户为了确认时间而且视指针时,能使用户识别走针异常,能使用户知道时间滞后了。由此,能够防止用户按时间滞后了的情况来使用钟表,还能催促用户把发条上劲的操作,使电子控制式机械钟表恢复正常工作。
此时,上述制动控制装置包括用来解除上述走针停止用的制动的制动解除装置,同时,最好使之在进行了走针停止用的制动控制的情况下,一直到用制动解除装置解除了时,制动控制都在断续进行。
如果包括这样的制动解除装置,且设定为一直到解除时走针停止用的制动控制都在持续进行,则在一旦进行了走针停止用的制动控制的情况下一直到例如把发条上劲等成为可以正常走针的状态时,都能够可靠地维持走针停止状态。
作为该制动解除装置最好是借助了用户操作表把及专用按钮等外部操作构件,把上述走针停止用的制动解除。
如果定为借助于这样的外部操作构件来解除制动,则在用户识别走针异常后操作了外部构件的情况下变成为把制动解除了,因此一直到用户识别走针异常了,都能够持续进行走针停止用的制动控制,能够可靠地使异常被识别。
作为该外部操作构件,特别是,最好是表把。识别走针异常的用户,通常,旋转表把就把发条上劲了。因此,如果定为操作了该表把时就把走针停止用的制动控制也解除了,则用户不需要按其它项目专用的按钮等以进行制动解除动作了,提高了操作性。
还有,作为制动解除装置也可以包括低速旋转检测电路,它用于检测发电机的转速为设定值以下的情况,当用该低速旋转检测电路检测出发电机的转速为设定值以下时把上述走针停止用的制动解除。此时,低速旋转检测电路也可以构成为在发电机的转速变成为设定值以下时,马上把制动解除,或者,也可以构成为只在发电机的转速为设定值以下保持了给定时间时,才把制动解除。
因为在机械能源的能量降低后发电机的转速降低时进行走针停止用的制动控制,所以,进行了制动控制的结果是发电机的转速进一步降低,如果它变成低于给定的设定值,则即使把制动控制解除了,走针速度也上升不了。因此,能够使用户可靠地知道异常了,同时,能够自动地解除制动,当发觉了异常的用户进行指针的对时操作时,通过把制动解除能够平稳地进行该对时操作,能使操作性良好。
进而,也可以构成上述制动解除装置,使之在加上上述走针停止用的制动之后经过设定时间后,把上述制动解除。
如果在发电机的转速降低时把制动加上设定时间(例如,4秒左右)时,则即使自动地把制动控制解除了,走针速度几乎也上升不了。因此,能够使用户可靠地知道异常了,同时,能够自动地解除制动,当发觉了异常的用户进行指针的对时操作时,通过把制动解除能够平稳地进行该对时操作,能使操作性良好。再者,考虑到钟表的机械负荷及发条的转矩等,适当地设定把制动加上的设定时间即可,例如,可设定为2~6秒左右。
还有,上述制动控制装置最好在升降计数器之值为第2设定值期间,作为走针停止用的制动控制重复进行下述控制:把制动加上给定时间的控制及把制动解除给定时间的控制。
如果作为走针停止用的制动控制不是把制动持续地加上,而是重复地进行把制动加上的控制及把制动解除的控制(例如,如果以4秒为间隔,控制制动的通、断),则当发觉了走针异常的用户操作表把把发条上劲时,因为存在着把制动解除的期间,所以,必然能够使发电机工作。其结果,变成不需要在把旋转检测信号输入到升降计数器后、保持第2设定值,就能够恢复成通常的走针控制。因而,不需要设置制动解除装置,能够降低成本。
可以把上述第2设定值定为与第1设定值同一的值,上述制动控制装置的调速用的制动控制及走针停止用的制动控制也可以都进行同样的控制。
此时,上述升降计数器最好是,在从最小计数值进一步输入降计数信号时,变成为最大计数值,在从最大计数值进一步输入升计数信号时,变成为最小计数值。
如果把第1、2设定值定为同一值,把当时的制动控制也定为同样的,就能够用同样的结构来实现高制动控制及走针停止用的制动控制,能使零件数少,能使结构简易,还能降低成本。
本发明的电子控制式机械钟表的控制方法,这种电子控制式机械钟表包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的上述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到上述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由上述电能驱动,控制上述发电机的旋转周期,在这种电子控制式机械钟表的控制方法中,其特征在于:对基于来自时间标准源的信号产生的基准信号进行计数,求出第1计数值,同时,对对应于上述发电机的旋转同步的旋转检测信号进行计数,求出第2计数值;进行下述控制,在上述第1计数值比第2计数值小的状态下把制动加到上述发电机上,且在上述第1计数值为第2计数值以上的状态不把制动加到上述发电机上。
如果是这样的控制方法,则在第1计数值比第2计数值小的状态持续的情况下,即在发条等的机械能源的转矩大、发电机的旋转快的情况下,因为成为一直到各计数值之差变成没有了时都持续地加上了制动,所以,能迅速地调速到正常转速,能够进行响应性快的控制。
还有,本发明的电子控制式机械钟表的控制方法也可以是,电子控制式机械钟表包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的上述机械能源驱动,产生感应功率,供电能;耦合到上述轮系的指针;以及旋转控制装置,它由上述电能驱动,控制上述发电机的旋转周期,在这种电子控制式机械钟表的控制方法中,其特征在于:把基于来自时间标准源的信号产生的基准及对应于上述发电机的旋转周期输出的旋转检测信号之一作为升计数信号,把另一作为降计数信号输入到升降计数器,进行下述控制,如果升降计数器的计数值变成为预先设定的值,就把制动加到上述发电机上,且如果计数值变成为上述设定值以外的值,就不把制动加到上述发电机上。
如果是这样的控制方法,则在升降计数器的计数值变成为设定值的情况,即在发条等的机械能源的转矩大、发电机的旋转快的情况下,因为成为一直到各计数值之差变成没有了时都持续地加上了制动,所以,能迅速地调速到正常转速,能够进行响应性快的控制。
还有,因为如果使用升降计数器则在与计数的同时,还可以进行各计数值的比较,所以,其结构可进一步变得简易,且能够简单地求出各计数值之差。
本发明的电子控制式机械钟表的控制方法,这种电子控制式机械钟表包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的上述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到上述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由上述电能驱动,控制上述发电机的旋转周期,在这种电子控制式机械钟表的控制方法中,其特征在于:把基于来自时间标准源的信号产生的基准信号及对应于上述发电机的旋转周期输出的旋转检测信号之一作为升计数信号,把另一作为降计数信号输入到升降计数器上,如果上述发电机的旋转周期变快升降计数器的计数值变成第1设定值,则进行把调速用的制动加到上述发电机上的控制,在不把制动加到发电机上的状态下如果发电机的旋转周期比基准周期变慢计数值变成第2设定值,则进行把走针停止用的制动加到上述发电机上的控制。
如果是这样的控制方法,则在升降计数器的计数值变成为第1设定值的情况下,即在发条等的机械能源的转矩大、发电机的旋转快的情况下,因为成为一直到计数值脱离第1设定值时都持续地加上了调速用的制动,所以,能迅速地调速到正常转速,能够进行响应性快的控制。
另一方面,在来自机械能源的机械能减小,不把制动加到发电机上的状态(升降计数器之值没有变成第1设定值的状态)下,发电机的旋转周期也比基准周期变慢,当升降计数器之值变成为第2设定值时,发电机的旋转控制装置进行把走针停止用的制动加到发电机上的控制。
由此,因为走针停止或者变成非常低速了,所以,当用户为了确认时间而目视指针时,能使用户识别走针异常,能使用户知道时间滞后了。而且,能够防止用户按时间滞后了的情况来使用钟表,还能催促用户把发条上劲的操作,使电子控制式机械钟表恢复正常动作。
图1为示出本发明第1实施例中电子控制式机械钟表主要部分的平面图;
图2为示出图1主要部分的剖面图;
图3为示出图1主要部分的剖面图;
图4为示出第1实施例的结构的方框图;
图5为示出第1实施例的结构的电路图;
图6为第1实施例电路中的时序图;
图7为第1实施例电路中的时序图;
图8为第1实施例电路中的时序图;
图9为示出第1实施例控制方法的流程图;
图10为示出本发明第2实施例的结构的电路图;
图11赤示出本发明第3实施例的结构的电路图;
图12为第3实施例电路中的时序图;
图13为第3实施例电路中的时序图;
图14为第3实施例电路中的时序图;
图15为示出第3实施例控制方法的流程图;
图16为示出本发明第4实施例中电子控制式机械钟表主要部分的结构的方框图;
图17为示出第4实施例电子控制式机械钟表的结构的电路图;
图18为示出第4实施例制动控制的时序图;
图19表示出第4实施例制动控制的时序图;
图20为示出第4实施例控制方法的流程图;
图21为示出第4实施例控制方法的流程图;
图22为示出本发明第5实施例电子控制式机械钟表的结构的电路图;
图23为第5实施例电路中的时序图;
图24为第5实施例电路中的时序图;
图25为第5实施例电路中的时序图;
图26为第5实施例发电机的输出波形图;
图27为示出第5实施例控制方法的流程图;
图28为示出本发明第6实施例电子控制式机械钟表的结构的电路图。
下面,基于附图,说明本发明的实施例。
图1为示出本发明第1实施例电子控制式机械钟表的主要部分的平面图,图2及图3为其剖面图。
电子控制式机械钟表包括由发条1a、条盒齿轮1b、条盒底1c以及条盒盖1d构成的条金轮1。发条1a的外端固定到条盒齿轮1b上,其内端固定到条盒底1c,由方孔螺钉5固定条盒底1c以使条盒底1c与方孔轮4一体地旋转。
方孔轮4与别扣6啮合着,以便沿着顺时针方向旋转而不沿反时针方向旋转。再者,使方孔轮4沿着顺时针方向旋转把发条1a上劲的方法,与机械钟表自动上劲或手动上劲的机构相同,因此,省略其说明。条盒齿轮1b的旋转到第二轮,增速到7倍;依次,到第三轮8,增速到6.4倍;到第四轮9,增速到9.375倍;到第五轮10,增速到3倍;到第六轮11,增速到10倍;到转子12,增速到10倍;通过成为增速轮系的各个轮7~11,总计增速到126000倍。
把筒形小齿轮7a固定到第二轮7上,把显示时间的分针13固定到筒形小齿轮7a上,把显示时间的秒针14固定到第四轮9上。因而,为了使第二轮7以1rph旋转,使第四轮9以1rpm旋转,如果控制转子12使之以5rps旋转,即可。此时,条盒齿轮1b成为1/7rph。
该电子控制式机械钟表包括由转子12、定子15、绕组组件16构成的发电机20。转子12由转子磁铁12a、转子小齿轮12b、转子惯性圆盘12c构成。转子惯性圆盘12c用于减少对于来自条盒轮1的驱动转矩变动的,转子12的转速变动。定子15为在定子体15a上缠绕了4万匝的定子绕组15b的部件。
绕组组件16为在磁心16a上缠绕了11万匝的绕组16b的部件。在这里,定子体15a及磁心16a由PC坡莫合金笔构成。还有,把定子绕组15b与绕组16b串联连接起来,以使得到把各个发电电压相加的输出电压。
其次,参照图4、5,说明有关电子控制式机械钟表的控制电路。图4中示出表示本实施例电子控制式机械钟表的方框图,图5中示出其电路图。
把来自发电机20的交流输出通过由升压整流、全波整流、半波整流、晶体管整流等构成的整流电路21进行升压、整流后,充电供给到电源电路即电容器22上。
还有,把由开关元件晶体管23B构成的制动电路23连接到发电机20上,通过控制该制动电路23可以对发电机20进行调速。希望定为考虑了附加了二极管的晶体管23B的寄生二极管的电路结构。
旋转控制装置50包括:振荡电路51,分频电路52,转子12的旋转检测电路53,第1计数装置54A,第2计数装置54B,比较装置54C,制动控制电路55。再者,在本实施例中,由升降计数器54构成第1计数装置54A、第2计数装置54B、比较装置54C、制动控制电路55。
振荡电路51使用时间标准源即石英振子51A,输出振荡信号(32768Hz),由12级触发器构成的分频电路52将该振荡信号分频到某一恒定周期。作为8Hz基准信号fs由第1计数装置54A输出该分频信号。因而,由振荡电路51及分频电路52构成基准信号发生电路56。
由连接到发电机20上的波形整形电路61及单稳态多谐振荡器62构成旋转检测电路53。波形整形电路61由放大器、比较器构成,把正弦波变换成矩形波。单稳态多谐振荡器62作为只让某一周期以下的脉冲通过的带通滤波器而工作,输出除了噪声的旋转检测信号FG1。
如图5中所示,把旋转检测电路53的旋转检测信号FG1及来自分频电路52的基准信号fs,通过同步电路70分别输入到升降计数器54的升计数输入端及降计数输入端上。
同步电路70由4个触发器71、“与”门 72及“与非”门73构成,它利用分频电路52的第5级输出(1024Hz)及第6级输出(512Hz)的信号使旋转检测信号FG1与基准信号fs(8Hz)同步,并调整这些信号脉冲以使输出不重叠。
升降计数器54由4位计数器构成。由同步电路70把基于上述旋转检测信号FG1的信号输入到升降计数器54的升计数输入端上,由同步电路70把基于上述基准信号fs的信号输入到降计数输入端上。由此,基准信号fs及旋转检测信号FG1的计数(第1计数装置54A、第2计数装置54B)、与其差的计算(比较装置54C),可以同时进行。
再者,在该升降计数器54中设有4个数据输入端子(预置端子)A~D,通过把H电平信号输入到端子A~C上,设定升降计数器54的初始值(预置值)的计数值为“7”。
还有,把起动设定电路90连接到升降计数器54的LOAD输入端子上。起动设定电路90包括:初始化电路91,将其连接到电容器22上,当把功率最初供给到电容器22上时电路91输出系统复位信号SR;分频电路92,与利用系统复位信号SR复位的同时,电路92对给定个数输入的上述旋转检测信号FG1进行计数;触发器93,它把来自该分频电路92的信号作为时钟输入,用上述系统复位信号SR复位。
分频电路92由4级触发器构成,当输入上述旋转检测信号FG1的16个脉冲时输出H电平信号。设定成,在系统复位信号SR输出之后,当旋转检测信号FG1的16个脉冲输入时,由触发器93把H电平信号输入到升降计数器54的LOAD输入的端上。
因为升降计数器54一直到LOAD输入端变成H电平时,即在系统复位信号SR输出之后一定期间内不接受升降输入,所以,升降计数器54的计数值维持为“7”。
升降计数器54具有4位输出QA-QD。因而,如果计数值为7以下,则第4位的输出QD输出L电平信号,如果计数值为8以上,则QD输出H电平信号。该输出QD连接到并联连接到发电机20上的制动电路23的N沟道晶体管23B之栅极上。因而,由该输出端QD把H电平信号输出时,晶体管23B的栅极上电压增加,晶体管23B维持导通状态,发电机20被短路,加上了制动。
另一方面,当由输出端QD输出L电平信号时,因为晶体管23B的栅极电压减小,所以,晶体管23B维持截止状态,不把制动加到发电机20上。因而,由升降计数器54的输出QD控制制动电路23,故升降计数器54还兼用为制动控制电路55。
其次,参照图6~8的时序图及图9的流程图,说明本实施例中的动作。
当发电机20开始工作时,输出系统复位信号SR(步骤1,下面,把“步骤”略为“S”)。其后,经过一定期间后,由起动设定电路90把H电平信号输入到升降计数器54的LOAD输入端上(S2)。于是,如图6中所示,内升降计数器54计数基于旋转检测信号FG1的升计数信号及基于基准信号fs的降计数信号(S3)。设定这些信号,以使不同时由同步电路70输入到计数器54上。
因此,当升计数信号输入时,计数值以初始计数值设定为“7”的状态变成“8”,由输出端QD把H电平信号输出到制动电路23的晶体管23B上,进行把制动加到发电机20上的制动接通控制(S4,S5)。
其次,如果输入降计数信号,计数值返回到“7”,由输出端QD输出L电平信号,因此,进行不加发电机20的制动的制动切断控制(S4,S6)。
另一方面,在发条1a的转矩大,发电机20转速大等情况下,在借助于升计数信号计数值变成“8”以后,有时进而输入升计数信号。在此情况下,计数值变成“9”,上述输出端QD维持H电平,因此,成为加上了制动的不变状态。而且,是加上制动维持不变,由此,发电机20的转速减小,当在旋转检测信号FQ1输入之前基准信号fs(降计数信号)输入两次时,计数值减小到“8”、“7”,当变成“7”时,把制动解除。
当进行这样的控制时,发电机20成为接近于设定的转速,如图7所示,升计数信号与降计数信号交互输入,转移到计数值重复“8”及“7”的锁定状态下。此时,根据计数值重复制动的通、断。
进而,当发条1a松开其转矩变小时,如图8中所示,加上制动的时间慢慢地变短,发电机20的转速成为即使在不加制动的状态下也接近于基准速度的状态了。
而且,即使完全不加制动降计数值也大量输入,当计数值变成“6”以下的小值时,判断为发条1a的转矩减小了,或者停止走针或者非常低速地走针,进而通过使蜂呜器、灯等响或点亮,催促用户再次把发条1a上劲。根据这样的本实施例,具有下面那样的效果。(1)把基于旋转检测信号FG1的升计数信号及基于基准信号fs
的降计数信号输入到升降计散器54上,在旋转检测信号
FG1(升计数信号)的计数数比基准信号fs(降计数信号)
的计数数大的状态(如果计数器54的初始值为“7”,则
计数值为“8”以上的状态)下,由制动电路23把制动持
续加到发电机20上,相反地,在旋转检测信号FG1的计数
数为基准信号fs的计数数以下的状态(计数值为“7”以
下的状态)下,因为把发电机20的制动切断了,所以,即
使在发电机20起动时等的转速大大偏离基准速度的情况下
也能迅速地靠近基准速度,能够加速旋转控制的响应性。(2)因为只由计数值为“7”以下或“8”以上来设定制动控制,
不需要以其它方法设定制动时间等,所以,能够以简单的
结构构成旋转控制装置50,能够降低元件成本及制造成
本,能够廉价地提供电子控制式机械钟表。(3)因为升计数信号的输入瞬间根据发电机20的转速而改变,
所以,也能够自动地调整计数值是“8”的期间,即加上制
动的时间。因此,特别是,在升计数信号与降计数信号交
互输入的锁定状态下,能够进行响应性快的稳定的控制。(4)因为作为计数装置使用升降计数器54,故在与计数的同时
能够自动地计算各计数值的比较(差),因此,与另外设
置第1及第2计数装置54A、54B,进而设置对这些计数值
加以比较的比较装置54C的情况相比,能够使结构简易,
并能简单地求出各计数值之差。(5)因为使用4位的升降计数器54,所以,能够对16个的计数
值进行计数。因此,在升计数信号连续地输入等情况下,
能够将其输入值累积后进行计数,在高的范围内即在升计
数信号及降计数信号连续地输入一直到计数值成为“15”
及“0”的范围内,能够修正其累积误差。因此,假定即使
发电机20的转速大大脱离了基准速度,虽然一直到变成锁
定状态要费时间,但是,能够正确地修正其累积误差,使
发电机20的旋转速度返回到基准速度,所以,能够长期地维
持正确的走针。
(6)因为设置起动设定电路90,以使在发电机20的起动时不进
行制动控制,不把制动加到发电机20上,所以,能够使得
向电容器22的充电优先,能够迅速且稳定地驱动由电容器
22驱动的旋转控制装置50,还能提高其后的旋转控制的稳
定性。
其次,参照图10,说明有关本发明第2实施例。再者,在下面各实施例中,对与上述各实施例同一或同样的构成部分标以同一标号,省略或简略其说明。
在本实施例中,在升降计数器54的输出侧上设置行译码器100,把对应于升降计数器54的计数值“8”~“15”的输出Y8~Y15输入到制动电路23的晶体管23B上,进行制动控制。
因为在该行译码器100中,被选择的1行的输出变成L电平,其它15行的输出变成H电平,所以,通过把输出Y8~Y15连接到“与非”门101上,当选择这些输出中之任一者时即升降计数器54的计数值为“8”~“15”时,把H电平信号输出到晶体管23B的栅极上,在计数值为“7”以下的情况下把L电平信号输出到该栅极上。
还有,把行译码器100的输出Y0及Y15分别输入到其上输入了来自同步电路70B的输出的“与非”门102上。因而,设定成为,例如在连续输入多个升计数信号后计数值变成“15”,由Y15输出L电平信号的情况下,即使进而把升计数信号输入到“与非”门102上其输入也被取消,在其以上的升计数信号输入不到升降计数器54上。由此,设定成为,不使计数值越过“15”时变成“0”。又使不计数值越过“0”时变成“15”。再者,在本实施例中,把升降计数器54的初始值设定为计数值“8”。
即使在这样的本实施例中,也不仅可得到与上述第1实施例的(1)~(6)相同的效果,而且还有下述效果。
(7)因为设置行译码器100以便得到对应于各计数值“0”~“15”的输出Y0~Y15,把输出Y0及Y15返回到“与非”门102上,所以,即使升计数信号或降计数信号连续也能够防止或者计数值越过“15”时变成“0”、或者计数值越过“0”时变成“15”,当累积误差非常大时能够正确地把握其误差或者为超前方向或者为滞后方向,能够可靠无误地控制。
其次,参照图11~15,说明有关本发明第3实施例。亦如图11中所示,在发电机20中设有包含整流电路105的制动电路120。具体地说,由开关121、122构成制动电路120,开关121、122使发电机20的输出端即MG1、MG2短路,把短路制动加上。在本实施例中,开关121、122由P沟道晶体管构成。
还有,由连接到发电机20上的电容器123,二极管124、125,开关元件即晶体管126、127构成倍压整流电路105。
与上述各实施例同样,上述制动电路120由施转控制装置50控制,旋转控制装置50由电能驱动,电能由电源电路(电容器)22供给。
在制动控制电路55中,除了升降计数器54、同步电路70之外,还包括断续信号发生部80。
把旋转检测电路53的旋转检测信号FG1及来自分频电路52的基准信号fs,通过同步电路70分别输入到升降计数器54的升计数输入端及降计数输入端上。
升降计数器54,与上述实施例同样由4位计数器构成。再者,在该升降计数器54的4个数据输入端子(预置端子)A~D中,通过把H电平信号输入到端子A、B、D上,设定升降计数器54的初始值(预置值)的计数值为“11”。
因为升降计数器54一直到LOAD输入即系统复位信号SR变成L电平之前不接受升降输入,所以,如图12所示,升降计数器54的计数值维持为“11”。
升降计数器54具有4位输出QA-QD。因而,如果计数值为“12”以上,则第3、第4位的输出QC、QD都输出H电平信号,如果计数值为“11”以下,则第3、第4位的输出QC、QD中至少有一个必定输出L电平信号。
因而,如果升降计数器54的计数值为“12”以上,则输入了输出QC、QD的“与”门110的输出LBS变成H电平信号,如果计数值为“11”以下,则输出LBS变成L电平信号。把该输出LBS连接到断续信号发生部80上。
再者,把输入了输出QA-QD的“与非”门111及“或”门112的输出分别输入到其上输入了来自同步电路70的输出的“与非”门102上。因而,设定成为,例如在连续输入多个升计数信号后计数值变成“15”时由“与非”门111输出L电平信号,即使进而把升计数信号输入到“与非”门102上其输入也被取消,使得在其以上的升计数信号输入不到升降计数器54上。同样,当计数值变成“0”时,因为从“或”门112输出L电平信号,所以,降计数信号的输入被取消。由此,与上述第2实施例同样,设定成为,又不使计数值越过“15”时变成“0”,又不使计数值越过“0”时变成“15”。
断续信号发生部80包括:第1断续信号发生装置81,它由3个“与”门82~84构成,利用分频电路52的输出Q5~Q8输出第1断续信号CH1;第2断续信号发生装置85,它由2个“或”门86、87构成,利用分频电路52的出Q5~Q8输出第2断续信号CH2;“与”门88,它输入来自上述升降计数器54的输出LBS、及第2断续信号发生装置85的输出CH2;以及“或非”门89,它输入“与”门88的输出、及上述第1断续信号发生装置81的输出CH1。
把来自该断续信号发生部80的“或非”门89的输出CH3输入到由P沟道晶体管构成的开关121、122的栅极上。因而,当由输出CH3输出L电平信号时,开关121、122维持导通状态,发电机20被短路,加上了制动。
另一方面,与由输出CH3输出H电平信号时,开关121、122维持截止状态,在发电机20上不加制动。因而,能够由来自输出CH3的断续信号对发电机20进行断续控制。
其次,参照图12~14的时序图和输出波形图、以及图15的流程图,说明本实施例的工作。
当发电机20开始工作,由初始化电路91把L电平的系统复位信号SR输入到升降计数器54的LOAD输入端上时(S11),如图12中所示,由升降计数器54对基于旋转检测信号FG1的升计数信号及基于基准信号fs的降计数信号进行计数(S12)。设定这些信号,以便不同时由同步电路70输入到计数器54上。
因此,当升计数信号输入时,计数值从初始计数值设定为“11”,的状态变成“12”,输出LBS变成H电平信号,将其输出到断续信号发生部80的“与”门88上。
另一方面,如果输入降计数信号,计数值返回到“11”,则输出LBS变成L电平信号。
如图13中所示,在断续信号发生部80中利用分频电路52的输出Q5~Q8,从第1断续信号发生装置81输出输出CH1,从第2断续信号发生装置85输出输出CH2。
而且,在由升降计数器54的输出LBS输出L电平信号的情况(计数值为“11”以下)下,因为来自“与”门88的输出也变成L电平信号,所以,来自“或非”门89的输出CH3变成为把输出CH1倒相了的断续信号,即变成为H电平信号(制动切断时间)长、L电平信号(制动接通时间)短的,占空比(使开关121、122导通的比率)小的断续信号。因而,在基准周期中的制动接通时间变短,对于发电机20几乎不加制动,即进行发电功率优先了的制动切断控制(S13,S15)。
另一方面,在由升降计数器54的输出LBS输出H电平信号的情况(计数值为“12”以上)下,因为来自“与”门88的输出也变成H电平信号,所以,来自“或非”门89的输出CH3变成为把输出CHz倒相了的断续信号,即变成为L电平信号(制动接通时间)长、H电平信号(制动切断时间)短的,占空比大的断续信号。因而,在基准周期中的制动接通时间变长,对于发电机20进行制动接通控制,但是,因为以一定周期把制动切断进行断续控制,所以,能够一边抑制发电功率的减小,一边提高制动转矩(S13,S14)。
而且,在发条1a的转矩大,发电机20转速大等情况下,在借助于升计数信号计数值变成“12”以后,有时进而输入升计数信号。在此情况下,计数值变成“13”,上述输出LBS维持H电平,因此,由断续信号CH3以一定周期进行一边切断制动一把边制动加上的制动接通的控制。而且,借助于加上了制动,发电机20的转速减小,当在旋转检测信号FG1输入之前基准信号fs(降计数信号)输入两次时,计数值减小到“12”,“11”,当变成“11”时,切换成为把制动解除的制动切断控制。
当进行这样的控制时,发电机20成为接近于设定的转速,如图12所示,升计数信号与降计数信号交互输入,转移到计数值重复“12”及“11”的锁定状态下。此时,根据计数值,重复制动的通、断。即把在转子旋转1周的1个基准周期期间内占空比大的断续信号及占空比小的断续信号加到开关121、122上,进行断续控制。
进而,当发条1a松开其转矩变小时,加上制动的时间慢慢地变短,发电机20的转速成为即使在不加制动的状态下也接近于基准速度的状态了。
而且,即使完全不加制动降计数值也大量输入,当计数值变成“10”以下的小值时,判断为发条1a的转矩减小了,或者停止走针或者非常低速地走针,进而通过使蜂呜器、灯等响或点亮,催促用户再次把发条1a上劲。
因而,在H电平信号从升降计数器54的输出LBS出来的期间,进行依据占空比大的断续信号的制动接通控制,在L电平信号从输出LBS来的期间,进行依据占空比小的断续信号的制动切断控制。就是说,由制动控制装置即升降计数器54切换制动接通控制与制动切断控制。
再者,在本实施例中,在输出LBS为L电平信号的情况下,断续信号CH3成为H电平期间∶L电平期间为15∶1,即占空比为1/16=0.0625的断续信号,在输出LBS为H电平信号的情况下,断续信号CH3成为H电平期间∶L电平期间为1∶15,即占空比为15/16=0.9375的断续信号。
而且,如图14中所示,由发电机20的MG1、MG2输出相应于磁通变化的交流波形。此时,根据输出LBS的信号,把频率恒定且占空比不同的断续信号CH3适当地加到开关121、122上,当输出LBS输出H电平信号时即在制动接通控制时,在各断续周期内的短路制动时间变长,制动量增加,使发电机20减速,而且,加上制动的部分发电量也减小了,但是,在借助于断续信号把开关121、122切断时,把在短路制动时存储的能量输出,能够进行断续升压,因此,能够补偿短路制动时发电量的减小,能够一边抑制发电功率的减小,一边增加制动转矩。
相反地,当输出LBS输出L电平信号时即在制动切断控制时,在各断续周期内的短路制动时间变短,制动量减小,使发电机20增速。此时,在借助于断续信号把开关121、122从导通到截止时,也能够进行断续升压,因此,与完全不加制动地进行控制的情况相比,也使发电功率提高。
而且,由倍压整流电路105把来自发电机20的交流输出升压、整流,充电到电源电路(电容器)22上,由该电源电路22驱动旋转控制装置50。
再者,因为升降计数器54的输出LBS及断续信号CH3都利用分频电路52的输出Q5~Q8、Q12,即因为把断续信号CH3的频率定为输出LBS的频率的整数倍,所以,输出LBS的输出电平的变化即制动接通控制与制动切断控制的切换瞬间,与断续信号CH3同步地发生。
即使在这样的本实施例中,也不仅可得到与上述各实施例的(1)~(5)、(7)相同的效果,而且还有下述效果。
(8)进而,因为控制成为在升降计数器54的计数值为“12”以上即在“12~15”这4个计数值的范围内的情况下,加上制动,在“11”以下即在“11~0”这12个计数值的范围内的情况下,不加制动,换言之,因而在升降计数器54的各计数值中使得加上制动(1)范围比不加制动的范围窄,所以,能够扩展转子旋转周期比基准周期时的累积补偿范围,能够可靠地修正在不加制动的情况下容易产生的累积误差使发电机20的转速返回到基准速度。
即,在计数值为“12”以上的情况下,因为发条1a的转矩大故以机械摆动等一时的主要原因,升计数信号输入的可能性小,且借助于进行加上制动的控制,几乎没有连续输入3~4个升计数信号的情况。因而,即使把加上制动的计数值范围定为4个的窄范围也能够可靠地进行控制。另一方面,在不加制动的情况下,因为发条1a的转矩减小等故以机械摆动及对钟表碰撞的增加等一时的主要原因,存在着降计数值连续输入的可能性。
此时,在本实施例中,因为在不加制动的范围内设定了12个计数的计数值,所以,即使在降计数值连续输入的情况下也能够将其累积量存储起来可靠地修正累积误差。
(9)还有,因为使用占空比不同的两种断续信号CH3来进行制动的通、断控制,所以,能够不减小充电电压(发电电压)而增大制动(制动转矩)。特别是,因为在制动接通时使用占空比大的断续信号进行控制,所以,能够一边抑制充电电压的减小一边增大制动转矩,能够一边维持系统的稳定性一边进行有效的制动控制。由此,还能够延长电子控制式机械钟表的持续时间。
(10)进而,因为在制动切断控制时借助于占空比小的断续信号进行断续控制,所以,还能够进一步提高在把制动切断期间的充电电压。
(11)因为使输出QD的输出电平变化即制动通、断控制的切换瞬间,与断续信号CH3从导通向截止的变化瞬间同步,所以,对应于发电机20的断续信号CH3的电动势能够以一定间隔输出其高的输出部分(针状部分),还能够把该输出作为钟表的步伐测定脉冲而利用。
即,在输出LBS与断续信号CH3不同步的情况下,除了一定周期的断续信号CH3以外,当输出LBS变化时,也由发电机20产生电动势的高的部分。因此,尽管由于发电机20输出波形中的“针状部分”不以一定间隔输出故不能作为步伐测定脉冲而利用,但是,如果像本实施例那样地使之同步,则仍能作为步伐测定脉冲而利用。
其次,说明有关本发明第4实施例。图16中,示出表示本实施例电子控制式机械钟表的方框图,图17中示出其电路图。
与上述第1实施例同样,电子控制式机械钟表包括:作为机械能源的发条1a;把发条1a的转矩传送到发电机20上的增速轮系(各号轮)7~11;连结到增速轮系7~11上进行时间显示的指针(分针、秒针)13。
发电机20由发条1a通过增速轮系7~11驱动,产生感应功率,供给电能。来自该发电机20的交流输出由升压整流、全波整流、半波整流、晶体管整流等构成的整流电路21而整流,在根据需要升压后充电供给到由电容器等构成的电源电路22上。
还有,把制动电路23连接到发电机20上,它由图17中所示的开关元件即晶体管23A及二极管23C构成,通过控制该制动电路23加上把发电机20的两端短路的短路制动,可对发电机20进行调速。在该制动电路23中,作为二极管23C希望使用正向电压小的二极管。
上述制动电路23由旋转控制装置50控制,该旋转控制装置50由电能驱动,该电能由电源电路(电容器)22供给。
如图16中所示,该旋转控制装置50包括:振荡电路51,旋转检测电路53,制动控制装置200,升降计数器54。
振荡电路51使用时间标准源即石英振子51A,输出振荡信号(32768Hz),由图17中所示的12级触发器构成的分频电路52将该振荡信号分频到某一恒定周期。分频电路52的第12级输出Q12作为8Hz基准信号fs输出。因而,由振荡电路51、石英振子51A及分频电路52构成基准信号发生电路56。
由连接到发电机20上的波形整形电路61构成旋转检测电路53。波形整形电路61由放大器、比较器、滤波器等构成,把正弦波变换成矩形波,输出除去了噪声的旋转检测信号FG1。
把旋转检测电路53的旋转检测信号FG1及来自基准信号发生装置56的基准信号fs通过同步电路70,分别输入到升降计数器54的升计数输入端及降计数输入端上。
同步电路70由4个触发器71及“与”门72构成,它利用分频电路52的第5级输出Q5(1024Hz)及第6级输出Q6(512Hz)的信号使旋转检测信号FG1与基准信号fs(8Hz)同步,并调整这些信号脉冲,以使输出不重叠。
升降计数器54由4位计数器构成。由同步电路70把基于上述旋转检测信号FG1的信号输入到升降计数器54的升计数输入端上,由同步电路70把基于上述基准信号fs的信号输入到降计数输入端上。由此,基准信号fs及旋转检测信号FG1的计数、与其差的计算,可以同时进行。
再者,在该升降计数器54中设有4个数据输入端子(预置端子)A~D,通过把H电平信号输入到端子A、B、D上,设定升降计数器54的初始值(预置值)的计数值为“11”。
还有,把初始化电路91连接到升降计数器54的LOAD输入端子上,初始化电路91连接到电源电路22上,它根据电源电路22的电压输出系统信号SR。
因为升降计数器54一直到系统复位信号SR输出前不接受升降输入,所以,升降计数器54的计数值维持为“11”。
升降计数器54具有4位输出QA~QD,把这些输出QA~QD输入到行译码器100上。
在该行译码器10上设有对应于升降计数器54的计数值“0”~“15”的输出Y0-Y15。还有,把行译码器100的输出YO及Y15分别输入到其上输入了来自同步电路70的输出的“与非”门102上。因而,设定成为,例如在连续输入多个升计数信号后计数值变成“15”,由Y15输出L电平信号的情况下,即使进而把升计数信号输入到“与非”门102上其输入也被取消,使得在其以上的升计数信号输入不到升降计数器54上。由此,设定成为,又不计数值越过“15”时变成“0”,又不计数值越过“0”时变成“15”。
把作为调速用的制动信号发生装置210的“与非”门211连接到行译码器100的输出端Y12~Y15上。因为在行译码器100中被选择的一行的输出变成L电平,其它15行的输出变成H电平,故通过把输出Y12~15连接到“与非”门211上,当选择这些输出中的任一者时,即升降计数器54的计数值处于第1设定值即“12”~“15”的范围内时,作为制动信号BKS2输出H电平信号,在计数值在“11”以下(第1设定值以外)的情况下,作为制动信号BKS2输出L电平信号。
把该制动信号BKS2输入到“或非”门201上,把由该“或非”门201输出的制动信号BKS3输出入到P沟道晶体管23A的栅极上。因而,因为升降计数器54的计数值变成第1设定值(“12”~“15”),制动信号BKS2变成H电平信号,来自“或非”门201的制动信号BKS3变成L电平信号,故晶体管23A维持导通状态,发电机20被短路,加上了制动。
还有,把触发器222的CK输入端通过倒相门221连接到行译码器100的输出端Y0上。
因为在该触发器222的D输入端上输入着通常为H电平信号,所以,当升降计数器54的计数值变成“0”由Y0输入L电平信号时,由触发器222的Q输出输出H电平信号。而且,即使计数值变成“1”等的“0”以外之值,一直到信号输入到触发器222的CLR输入端上进行了清零前,触发器222的Q输出都维持在H电平。
该触发器222的输出FBS也输入到“或非”门201上。因此,当升降计数器54的计数值变成“0”时,因为触发器222的输出FBS变成H电平信号、来自“或非”门201的制动信号BKS3变成L电平信号,故晶体管23A维持导通状态,发电机20被短路,加上了制动。而且,一直到信号输入到触发器222的CLR端上进行了清零前,输出FBS都维持在H电平信号,成为连续地加上了制动。因而,由倒相门221及触发器222构成走针停止用的制动信号发生装置220。
把制动解除装置230连接到触发器222的CLR端上。
制动解除装置230包括:低速旋转检测电路231,当旋转检测信号FG1输入后基于该旋转检测信号FG1检测出发电机20的转子转速为设定值以下时,它输出H电平信号;开关232,通过操作表把等外部操作构件连接起来,输出H电平信号,且通常时被切断;以及“或”门233,其输入为来自上述低速旋转检测电路231及开关232的信号,以及系统复位信号SR。
其次,参照图18、19的时序图及图20、21的流程图,说明本实施例中的工作。
当发电机20开始工作后,由初始化电路91把系统复位信号SR输入到升降计数器54的LOAD输入端上时(步骤21,下面,把“步骤”略为“S”),如图18中所示,由升降计数器54计数基于旋转检测信号FG1的升计数信号及基于基准信号fs的降计数信号(S22)。设定这些信号,以使不同时由同步电路70输入到计数器54上。
因此,当升计数信号输入时,计数值从初始计数值设定为“11”的状态变成“12”,来自“与非”门211的制动信号BKS2变成H电平信号。此时,由于来自走针停止用的制动信号发生装置220的触发器222的输出为L电平信号不变,故由“或非”门201倒相制动信号BKS2作为制动信号BKS3输出,由制动电路23把制动加到发电加20上,进行调速用的制动控制(S23,24)。而且,如果计数值为“12”以上(第1设定值),则继续加上制动。
另一方面,在输入降计数信号后,计数值变成“11”以下(第1设定值以外)(S23),且计数值不为第2设定值即“0”的情况下(S25),因为“与非”门211的制动信号BKS2变成L电平信号,故发电机20的制动被解除(S26)。
当进行这样的控制时,发电机20变成为接近于设定的转速,如图18中所示,升计数信号与降计数信号交互输入,转移到计数值重复“12”及“11”的锁定状态下。此时,根据计数值重复制动的通、断。
还有,当发条1a松开其转矩变小时,加上制动的时间慢慢地变短,发电机20的转速成为即使在不加制动的状态下也接近于基准速度的状态。
其后,如图19中所示,即使完全不加制动降计数值也大量输入,降计数器54之值慢慢地减小。然后,当计数值成为第2设定值即“0”时(S25),触发器222的输出FBS变成H电平信号,变成走针停止用的制动控制状态,把制动持续加到发电机20上(S27)。
当一旦变成该走针停止制动状态时,即使输入如图19那样的升计数信号,升降计数器54之值变成“1”以上,制动控制也不解除,发电机20的制动维持接触状态不变。
因此,走针停止或者变成非常低速地走针,当用户为了确认时间而看指针13时,能够使之识别走针的异常。而且,当用户操作表把等外部操作构件把开关232连接起来(S28)、或者由低速旋转检测电路231检测出发电机20的转速为给定的设定值以下(S29)、或者从初始化电路91输出系统复位信号SR(S30)时,因信号输入到触发器222的CLR端上进行了复位,输出FBS变成L电平信号,故发电机20的制动也被解除(S31)。
然后,通过把发条1a上劲,对时,能够再度恢复正常的走针状态。
根据这样的本实施例,有下述那样的效果。
(12)因为作为旋转控制装置50除了用于进行通常的调速用的制动控制的调速用的制动信号发生装置210之外,还设置了走针停止用的制动信号发生装置220,所以,当发条1a的转矩减小等使发电机20的旋转周期与基准周期相比变慢,走针也变慢,产生指针13的时间显示不准之际,能够把制动连续加到发电机20上。因此,当钟表不正常地走针时,能使走针停止或者非常低速地走针,当钟表的用户确认时间时,能够容易且可靠地识别走针异常,能够催促在正确地调速了的状态下使用电子控制式机械钟表。
(13)因为设定成当设置制动解除装置230,同时,由走针停止用的制动信号发生装置220把制动加到发电机20上时,即使升降计数器54之值变成比第2设定值(“0”)大制动也不解除,故能维持使人识别走针停止的状态。
还有,因为能够用制动解除装置230解除该制动状态,所以,在进行指针13的对时操作或发条1a的上劲操作等情况下,能够预先把制动解除,能够平稳地进行各操作。
(14)因为作为制动解除装置230,设置了借助于用户操作表把等外部操作构件来解除上述走针停止用的制动控制的开关232,所以,在用户识别了走针异常后操作了外部操作构件的情况下才开始解除制动,因此,能够使用户可靠地识别走针异常。
(15)进而,因为使用表把作为外部操作构件,所以,与设置其它项目的按钮等的情况相比,能够容易地进行制动解除操作。即,识别了走针异常的用户通常旋转表把就把发条1a上劲了,因此,如果定为操作了该表把时就把走针停止用的制动控制也解除了,则用户不需要按其它项目专用的按钮等以进行制动解除动作了,提高了操作性。
还有,因为一直到解除制动前,都把制动加到与指针13联动的发电机20上,所以,即使在把表把拉出进行指针13的对时操作后把表把按入,因为指针13也不开始转动,所以,对指针操作无效,但是,如果在把表把拉出时进行核对后、把制动也解除了的话,则因为如果在进行指针13的对时操作后、把表把按入的话,则指针13也可靠地开始转动了,所以,能够使对时操作有效,能够使操作性良好。
(16)因为作为制动解除装置230进而设置了低速旋转检测电路231,所以,在发电机20的旋转周期在设定值以下或者在设定值以下维持了预定时间的情况下,用户不经任何操作就能够自动地解除走针停止用的制动。因此,在识别了异常的用户进行了指针13的对时操作时,通过制动的解除能够平稳地进行其对时操作,能够使操作性良好。
(17)因为作为制动解除装置230定为进而在输入了初始化电路91的系统复位信号SR的情况下也解除制动,所以,由于长期搁置钟表,从电源电路22向旋转控制装置50的功率供给停止了,在旋转控制装置50从停止状态再度把发条1a上劲使时钟开始工作时,因为能够预先使发电机20的制动可靠地解除,所以,能够平稳地进行初始工作。
(18)把基于旋转检测信号FG1的升计数信号及基于基准信号fs的降计数信号输入到升降计数器54上,在该升降计数器54之值为第1设定值的状态(计数值为“12”以上的状态)下,由制动电路23把制动持续加到发电机20上,相反地,在升降计数器54之值比第1设定值小的状态(计数值为“11”以下的状态)下,因把发电机20的制动切断了,所以,即使在发电机20起动时等的转速大大偏离基准速度的情况下也能迅速地靠近基准速度,能够加速旋转控制的响应性。
(19)因为只由计数值为第1设定值(“12”以上)或者为其以外(“11”以下)来设定调速时的制动控制,还只由计数值是否变成了第2设定值(“0”)来设定走针停止时的制动控制,所以不需要以其它方法设定制动时间等,能够以简单的结构构成旋转控制装置50,能够降低另件成本及制造成本,能够廉价地提供电子控制式机械钟表。
(20)因为升计数信号的输入瞬间根据发电机20的转速而改变,所以,也能够自动地调整计数值是第1设定值的期间,即加上制动的时间。因此,特别是,在升计数信号与降计数信号交互输入的锁定状态下,能够进行响应性快的稳定的控制。
并且,因为设定调速时的制动信号BKS3与升计数信号FG2输入升降计数器54的瞬间一致,所以,在旋转周期变快旋转检测信号的输入间隔变短的情况下,能够增加每经给定时间的制动次数,在旋转周期变慢旋转检测信号的输入间隔变长的情况下,能够减少制动次数。因此,能够进行对应于旋转周期的适当的制动控制。
(21)旋转控制装置50包括具有可将发电机20的两端短路的晶体管23A的制动电路23,因为上述制动控制装置200把由矩形波脉冲构成的制动信号加到上述晶体管23A上,通过使晶体管23A通、断,对发电机20进行制动控制,所以,能使制动电路23的结构简易,能够降低成本。
(22)因为使用4位的升降计数器54,所以,能够对16个的计数值进行计数。因此,在升计数信号连续地输入等情况下,能够将其输入值累积后进行计数,在设定的范围内即在升计数信号及降计数信号连续地输入一直到计数值成为“15”及“0”的范围内,能够修正其累积误差。因此,假定即使发电机20的转速大大脱离了基准速度,虽然一直到变成锁定状态要费时间,但是,能够长期地维持正确的走针。
(23)进而,通过使用4位的升降计数器54,可将进行走针停止用的制动控制的计数值设定成大大脱离了接近于基准周期的状态即计数值“11”之值(“0”)。因此,能够即使以对钟表的碰撞增加了的情况等一时的主要原因使计数值减小了也不进行走针停止用的制动控制,只有在需要走针停止用的制动控制时、即发电机20的旋转周期变成比基准周期非常慢了时,才进行走针停止同的制动控制。
(24)并且,因为控制成为在升降计数器54的计数值为“12”以上即在“12~15”这4个计数值的范围内的情况下,加上制动,在“11”以下即在“11~1”这11个计数值的范围内的情况下,不加制动,换言之,因而在升降计数器54的各计数值中使得加上制动(1)范围比不加制动的范围窄,所以,能够扩展转子旋转周期比基准周期慢时的累积补偿范围,能够可靠地修正在不加制动的情况下容易产生的累积误差从而使发电机20的转速返回到基准速度。
即,在计数值为“12”以上的情况下,因为发条1a的转矩大故以机械摆动等一时的主要原因,升计数信号输入的可能性小,且借助于进行加上制动的控制,几乎没有连续输入3~4个升计数信号的情况。因而,即使把加上制动的计数值范围定为4个的窄范围也能够可靠地进行控制。另一方面,在不加制动的情况下,因为发条1a的转矩减小等故以机械摆动及对钟表碰撞的增加等一时的主要原因,存在着降计数值连续输入的可能性。
此时,在本实施例中,因为在不加制动的范围内设定了12个计数的计数值,所以,即使在降计数值连续输入的情况下也能够将其累积量存储起来可靠地修正累积误差。
其次,参照图22-27,说明有关本发明第5实施例。亦如图22中所示,在发电机20中设有包含整流电路105的制动电路120。具体地说,由开关121、122构成制动电路120,开关121、122使发电机20的输出端即MG1、MG2短路,把短路制动加上。在本实施例中,开关121、122由P沟道晶体管构成。
还有,由连接到发电机20上的电容器123,二极管124、125,开关元件即晶体管126、127构成倍压整流电路105。
与上述各实施例同样,上述制动电路120由施转控制装置50控制,旋转控制装置50由电能驱动,电能由电源电路(电容器)22供给。
在旋转控制装置50中,除了旋转检测电路53、升降计数器54、同步电路70之外,还包括断续信号发生部80。
由连接到发电机20上的波形整形电路61及单稳态多谐振荡器62构成旋转检测电路53。波形整形电路61由放大器、比较器构成,把正弦波变换成矩形波。单稳态多谐振荡器62作为只让某一周期以下的脉冲通过的带通滤波器而工作,输出去除了噪声的旋转检测信号FG1。
而且,把旋转检测电路53的旋转检测信号FG1及来自分频电路52的基准信号fs,通过同步电路70分别输入到升降计数器54的升计数输入端及降计数输入端上。
升降计数器54与上述第4实施例相同,由4位的计数器构成,将其初始值设定为计数值“11”。
升降计数器54具有4位输出QA-QD。因而,如图23中所示,如果计数值为第1设定值(计数值为“12”以上),则第3、第4位的输出QC、QD都输出H电平信号,如果计数值为“11”以下,则第3、第4位的输出QC、QD中至少有一个必定输出L电平信号。
因而,如果升降计数器54的计数值为“12”以上,则输入了输出QC、QD的“与”门110的输出LBS1变成H电平信号,如果计数值为“11”以下,则输出LBS1变成L电平信号。
再者,把输入了输出QA-QD的“与非”门111及“或”门112的输出分别输入到其上输入了来自同步电路70的输出的“与非”门102上。因而,设定成为,例如在连续输入多个升计数信号后计数值变成“15”时由“与非”门111输出L电平信号,即使进而把升计数信号输入到“与非”门102上其输入也被取消,使得在其以上的升计数信号输入不到升降计数器54上。同样,当计数值变成“0”时,因为从“或”门112输出L电平信号,所以,降计数信号的输入被取消。由此,与上述第1实施例同样,设定成为,又不使计数值越过“15”时变成“0”,又不使计数值越过“0”时变成“15”。
进而,把升降计数器54的输出QB、QC、QD还连接到“或”门113上,把该“或”门113的输出FBS2输入到第2计数器115复位输入端上。亦如图25中所示,当升降计数器54的计数值变成“0”或“1”且输出FBS2变成L电平信号时,在计数器115中对来自分频电路52的1Hz时钟信号进行计数。因此,每输入4个时钟信号、即如果是1Hz的时钟信号则为每经过4秒钟,来自计数器115的第3位输出Q3的输出LBS2变成重复H电平信号及L电平信号。
把“与”门110的输出LBS1及计数器115的输出LBS2连接到“或”门116上,把该“或”门116的输出连接到断续信号发生部80上。
因此,升降计数器54的计数值为“0”、“1”时,因为“与”门110的输出LBS1为L电平信号,所以,输出LBS2的信号原原本本地输入到断续信号发生部80中。
另一方面,当升降计数器54的计数值为“2”以上时,因为“或”门113的输出FBS2变成H电平信号且计数器115中的计数工作不进行了,所以,LBS2维持为L电平信号。因而,来自上述“与”门110的输出LBS1原原本本地输入到断续信号发生部80。
断续信号发生部80包括:第1继续信号发生装置81,它由3个“与”门82~84构成,利用分频电路52的输出Q5~Q8输出第1继续信号CH1;第2断续信号发生装置85,它由2个“或”门86、87构成,利用分频电路52的输出Q5~Q8输出第2断续信号CHz;“与”门88,它输入来自上述“或”门116的输出、及第2断续信号发生装置85的输出CHz;以及“或非”门89,它输入该“与”门88的输出、及第1断续信号发生装置81的输出CH1。
把来自该断续信号发生部80的“或非”门89的输出CH3输入到由P沟道晶体管构成的开关121、122的栅极上。因而,当由输出CH3输出L电平信号时,开关121、122维持导通状态,发电机20被短路,加上了制动。
另一方面,由输出CH3输出H电平信号时,开关121、122维持截止状态,在发电机20上不加制动。因而,能够由来自输出CH3的断续信号对发电机20进行断续控制。
其次,参照图23~26的时序图和输出波形图、以及图27的流程图,说明本实施例的工作。
当发电机20开始工作,由初始化电路91把L电平的系统复位信号SR输入到升降计数器54的LOAD输入端上时(S41),如图23中所示,由升降计数器54对基于旋转检测信号FG1的升计数信号及基于基准信号fs的降计数信号进行计数。设定这些信号,以便不同时由同步电路70输入到计数器54上。
因此,当升计数信号输入时,计数值从初始计数值设定为“11”的状态变成“12”,输出LBS1变成H电平信号,将其原原本本地输出到断续信号发生部80的“与”门88上。
另一方面,如果输入降计数信号,计数值返回到“11”,则输出LBS1变成L电平信号。将其原原本本地输出到断续信号发生部80的“与”门88上。
如图24中所示,在断续信号发生部80中利用分频电路52的输出Q5~Q8,从第1断续信号发生装置81输出输出CH1,从第2断续信号发生装置85输出输出CH2。
而且,当计数值变成第1设定值(“12”~“15”)时,来自“与”门88的输出也变成H电平信号,来自“或非”门89的输出CH3变成为把输出CH2倒相了的断续信号,即变成为L电平信号(制动接通时间)长、H电平信号(制动切断时间)短的,占空比大的断续信号。因而,在基准周期中的制动接通时间变长,对于发电机20进行调速用的制动控制(制动接通控制),但是,因为以一定周期把制动切断进行断续控制,所以,能够一边抑制发电功率的减小,一边提高制动转矩(S44)。
另一方面,在计数值为“11”以下(S43)、且在“2”以上的情况下(S45)
来自“与”门88的输出也变成L电平信号,所以,来自“或非”门89的输出CH3变成为把输出CH1倒相了的断续信号,即变成为H电平信号(制动切断时间)长、L电平信号(制动接通时间)短的,占空比(使开关121、122导通的比率)小的断续信号。因而,在基准周期中的制动接通时间变短,对于发电机20几乎不加制动,即进行发电功率优先了的制动切断控制(S46)。
再者,在本实施例中,在输出LBS为L电平信号的情况下,断续信号CH3成为H电平期间∶L电平期间为15∶1,即占空比为1/16=0.0625的断续信号,在输出LBS为H电平信号的情况下,断续信号CH3成为H电平期间∶L电平期间为1∶15,即占空比为15/16=0.9375的断续信号。
而且,如图26中所示,由发电机20的MG1、MG2输出相应于磁通变化的交流波形。此时,根据输出LBS1、LBS2的信号,把频率恒定且占空比不同的断续信号CH3适当地加到开关121、122上,当输出LBS1、2输出H电平信号时即在制动接通控制时,在各断续周期内的短路制动时间变长,制动量增加,使发电机20减速,而且,加上制动的部分发电量也减小了,但是,在借助于断续信号把开关121、122切断时,把在短路制动时存储的能量输出,能够进行断续升压,因此,能够补偿短路制动时发电量的减小,能够一边抑制发电功率的减小,一边增加制动转矩。
相反地,当输出LBS1、2输出L电平信号时即在制动切断控制时,在各断续周期内的短路制动时间变短,制动量减小,使发电机20增速。此时,在借助于断续信号把开关121、122从导通到截止时,也能够进行断续升压,因此,与完全不加制动地进行控制的情况相比,也能使发电功率提高。
而且,由倍压整流电路105把来自发电机20的交流输出升压、整流,充电到电源电路(电容器)22上,由该电源电路22驱动旋转控制装置50。
进而,当发条1a松开其转矩变小时,加上制动的时间慢慢地变短,发电机20的转速成为即使在不加制动的状态下也接近于基准速度的状态了。
而且,当计数值落入第2设定值(“1”~“0”)时(S45),进行走针停止用的制动控制(S47)。在走针停止用的制动控制时,由计数器115每经4秒输出H电平信号及L电平信号的输出LBS2,将其输入到断续信号发生部80的“与”门88上,对发电机20每经4秒重复进行上述的制动接通控制及制动切断控制。因对发电机20的旋转周期来说4秒的制动控制是足够长了,对发电机20加上了足够的制动力,所以,走针停止了。还有,因为在计数值变成第2设定值的情况下发条1a的转矩也小了,所以,即使以4秒间隔来解除制动,指针13几乎也不能再度移动,至少在重复几次4秒钟制动接通控制的期间内能使走针可靠地停止。由此,能够使用户可靠地知道走针异常,能够催足用户再次把发条1a上劲。
如果用户发觉走针异常把发条1a上劲了,则由发条1a把转矩传送给发电机20。此时,如果持续进行发电机20的制动接通控制,则即使传送了转矩发电机20也不工作,但是,因为在本实施例走针停止用的制动控制时,至少以4秒间隔来解除制动,所以,在其期间内发电机20能够工作。而且,如果发电机20工作后输入了升计数信号,则升降计数器54的计数值脱离第2设定值(变成为“2”以上),走针停止用的制动控制也被解除,能够返回到通常的控制中。
即使在这样的本实施例中,也不仅可得到与上述第4实施例的(12)、(18)~(24)相同的效果,而且还有下述效果。
(25)因为升降计数器54的计数值变成为第2设定值(“0”、“1”)的情况下,利用计数器115的输出LBS2以给定周期进行重复制动的接通、切断的控制,所以,即使在进行走针停止用的制动控制的情况下,也能够设定自动地解除了制动的期间。因此,如果发觉异常走针的用户分把发条1a上劲了,则在走针停止用的制动控制的制动解除期间内发电机20工作,其结果,升降计数器54的计数值变成“2”以上,走针停止用的制动控制被解除,能够返回到通常的走针控制中。因此,在本实施例中,因为也可以像上述第1实施例那样,不设置其它项目的制动解除装置230、也能够不需要解除操作,所以,能够提高操作性,并且,还能够降低成本。
(26)还有,因为使用占空比不同的两种断续信号CH3来进行制动的通、断控制,所以,能够不减小充电电压(发电电压)而增大制动(制动转矩)。特别是,因为在制动接通时使用占空比大的断续信号进行控制,所以,能够一边抑制充电电压的减小一边增大制动转矩,能够一边维持系统的稳定性一边进行有效的制动控制。由此,还能够延长电子控制式机械钟表的持续时间。
(27)进而,因为在制动切断控制时借助于占空比小的断续信号进行断续控制,所以,还能够进一步提高在把制动切断期间的充电电压。
(28)因为使输出QD的输出电平变化即制动通、断控制的切换瞬间,与断续信号CH3从导通向截止的变化瞬间同步,所以,对应于发电机20的断续信号CH3的电动势能够以一定间隔输出其高的输出部分(针状部分),还能够把该输出作为钟表的步伐测定脉冲而利用。
即,在输出LBS与断续信号CH3不同步的情况下,除了一定周期的断续信号CH3以外,当输出LBS变化时,也由发电机20产生电动势的高的部分。因此,尽管由于发电机20输出波形中的“针状部分”不以一定间隔输出故不能作为步伐测定脉冲而利用,但是,如果像本实施例那样地使之同步,则仍能作为步伐测定脉冲而利用。
(29)在本实施例中,进行调速用的制动控制及走针停止用的制动控制这两种制动控制,但是,这些控制只是利用升降计数器54的输出及计数器115而使加上制动的时间不同,其它的同步电路70、断续信号发生部80、制动电路120等是共同的,因此,能够使结构另件少、并能降低成本。
其次,参照图28,说明有关本发明的第6实施例。在本实施例中,在升降计数器54内不设置第1及第2这两个设定值,只由1个设定值进行调速用的制动控制及走针停止用的制动控制。
具体地说,在本实施例中也与上述第1、4实施例同样,把由开关元件晶体管23B构成的制动电路23连接到发电机20上,通过由升降计数器54的输出QD控制该制动电路23,可以对发电机20进行调速。
即,在升降计数器54中,把由波形整形电路61及单稳态多谐振荡器62构成的旋转检测电路53的旋转检测信号FG1、及来自基准信号发生装置即分频电路S2的基准信号fs,通过同步电路70分别输入到升降计数器54的升计数输入端及降计数入端上。
升降计数器54由4位计数器构成。在该升降计数器54中设有4个数据输入端子(预置端子)A~D,通过把H电平信号输入到端子A~C上,设定升降计数器54的初始值(预置值)为“7”。
还有,把起动设定电路90连接到升降计数器54的LOAD输入端子上。起动设定电路90包括:初始化电路91,将其连接到电容器22上,当把电能最初供给到电容器22上时电路91输出系统复位信号SR;分频电路92,与利用系统复位信号SR复位的同时,电路92对给定个数输入的上述旋转检测信号FG1进行计数;触发器93,它把来自该分频电路92的信号作为时钟输入,用上述系统复位信号SR复位。
分频电路92由4级触发器构成,当输入上述旋转检测信号FG1为16个脉冲时输出H电平信号。因而,设定成,在系统复位信号SR输出之后,当旋转检测信号FG1的16个脉冲输入时,由触发器93把H电平信号输入到升降计数器54的LOAD输入端上。
因为升降计数器54一直到LOAD输入端变成H电平前,即在系统复位信号SR输出之后一定期间内不接受升降输入,所以,升降计数器54的计数值维持为“7”。
升降计数器54具有4位输出QA-QD。因而,如果计数值为7以下,则第4位输出QD输出L电平信号,如果计数值为8以上,则QD输出H电平信号。该输出QD连接到并联连接到发电机20上的制动电路23的N沟道晶体管23B之栅极上。因而,当计数值变成“8”~“15”、且由该输出端QD把H电平信号输出时,在晶体管23B的栅极上电压增加,晶体管23B维持为导通状态,发电机20被短路,加上了制动。
另一方面,当计数值变成“0”~“7”、且由输出QD输出L电平信号时,因为晶体管23B的栅极电压减小,所以,晶体管23B维持截止状态,在发电机20上不加制动。因而,因为由升降计数器54的输出QD控制制动电路23,所以,升降计数器54还兼用为上述制动控制装置200。还有,在升降计数器54的计数值中,把加上制动的范围即“8”~“15”定为第1及第2设定值。
再者,如上述各实施例的“与非”门102那样,在本实施例的升降计数器54中不设置用来防止当计数值越过最小值“0”时变成最大值“15”,或者相反地当计数值越过“15”时变成“0”的结构。因此,如果在计数值为“0”时输入降计数信号,则升降计数器54的计数值变成“15”,如果在计数值为“15”时输入升计数信号,则升降计数器54的计数值变成“0”。
在这样的本实施例中,与第1实施例同样,如果从初始计数值设定为“7”的状态输入升计数信号,则计数值变成“8”,输出QD变成H电平信号,把制动加到发电机20上进行调速用的制动控制。而且,如果计数值为“8”~“15”(第1设定值),则持续加上制动。
另一方面,如果输入降计数信号计数值变成“7”以下(第1设定值以外),则输出QD变成L电平信号,因此,把发电机20的制动切断(解除)。
还有,当发条1a松开其转矩变小时,如图8中所示,加上制动的时间慢慢地变短,发电机20的转速成为即使在不加制动的状态下也接近于基准速度的状态。
之后,即使完全不加制动降计数值也大量输入,升降计数器54之值慢慢地减小。而且,如果计数值越过“0”变成“15”,则输出QD变成H电平信号,变成制动控制状态,把制动加到发电机20上。在计数值为“15”~“8”的期间内继续进行该制动,在发条1a转矩小的状态下走针成为可靠地停止了的状态。因此,计数值“8”~“15”既是把调速用的制动加上的第1设定值,也是把走针停止用的制动加上的第2设定值,各制动的控制方法也相同。但是,即使进行相同的制动控制,也根据成为对象的发条1a转矩的大小自动地变成作为调速用而起作用或者作为走针停止用而起作用。
这样,在发条1a转矩小的状态下进行制动控制时,走针停止或者变成非常低速地走针,当用户为了确认时间而看指针13时,能够使之识别走针的异常。
如果用户发觉走针异常把发条1a上劲了,则由发条1a把转矩传送给发电机20。此时,如果持续进行发电机20的制动接通控制,则即使传送转矩发电机20也不工作,但是,因为在本实施例中,在不输入旋转检测信号FG1的状态下只输入8Hz基准信号fs,计数值依次变化,以1秒左右的间隔变成为解除了制动的状态(计数值为“7”~“0”),所以,在其期间内发电机20能够工作。而且,如果发电机20工作后由初始化电路91输入了系统复位信号SR,则返回到初始状态,进而通过对时,能够返回到再度正常的走针状态。
即使在这样的本实施例中,也不仅可得到与上述第4实施例的(12)、(18)~(23)相同的效果,而且还有下述效果。
(30)把升降计数器54设定成可从“0”变化到“15”,不仅在输入升计数信号后从初始值(“7”)变成第1设定值(“8”~“15”)的情况下进行制动控制,而且在输入降计数信号后计数值从初始值越过“0”、成为第2设定值即第1设定值(“15”~“8”)的情况下也进行制动控制,因此,可由同样的升降计数器54构成调速用的制动信号发生装置210及走针停止用的制动信号发生装置220。因此,能使另件件数少,能使结构简易,还能降低成本。
(31)因为当升降计数器54为第1(第2)设定值以外之值时自动地解除制动,并且,在走针停止状态下以给定周期重复制动解除状态,所以,如上述第1实施例那样,也可以不设置其它项目的制动解除装置230,解除操作也不需要了,因此,能够提高操作性,并且,还能够降低成本。
再者,本发明并不局限于各实施例中所述,在能够达到本发明之目的的范围内,其变型、改进等均包含于本发明中。
例如,在上述各实施例中,作为计数装置使用4位的升降计数器54,但是,也可以使用3位以下的升降计数器,也可以使用5位以上的升降计数器。如果使用位数多的升降计数器,则因为能够计算的值增大了,所以,能够存储累积误差的范围可以大,特别是,使得在紧接着发电机20起动之后等在非锁定状态下的控制变得有利。另一方面,如果使用位数少的计数器,则够能存储累积误差的范围变小,但是,特别是,如果变成锁定状态,则因为变成重复升及降,所以,即使用1比特的计数器也能够完成,同时,具有能够降低成本的优点。
还有,特定计数值以“8”及“12”为界线,但是,并不局限于这些值,也可以当计数值为“11”~“15”时加上制动。加上制动的计数值范围比不加制动的计数值范围窄,是较为理想的。但是,根据钟表的设定等,也可以使加上制动的计数值的范围与不加制动的计数值范围相等,也可以使不加制动(制动切断)的范围变宽。
进而,加上制动的计数范围包含最大或最小计数值(例如“5”及“0”),是较为理想的。如果包含这样的值,就能够利用升降计数器54的输出QA~QD容易地形成制动控制信号,能够简化制动控制装置的结构。
而且,作为计数装置,不限于升降计数器,也可以分别将第1及第2计数装置单独设成基准信号fs用及旋转检测信号FG1用。只是,此情况下,必须另外设置比较各计数装置的计数值的比较装置(比较电路),还是使用了升降计数器54的方案具有电路结构简易的优点。
而且,起动设定电路90不一定必需,但从发电机起动时可发电优先,能够迅速地驱动旋转驱动装置50这一点出发还是设置比较理想。
还有,即使在上述第1、2、4、6实施例中,也可以与第3、5实施例同样,也可以把断续脉冲加到制动信号上,把制动信号加到晶体管23A、23B上,进行重复晶体管23A、23B的通、断的断续控制。如果进行这样的断续控制,则具有能够一边保持发电功率在一定以上,一边增加制动转矩的优点。
还有,制动电路23、制动控制装置200、同步电路70等的具体结构不局限于上述各实施例,也可以在实施时适当地设定。
进而,制动解除装置并不局限于上述实施例,例如,也可以把制动解除专用的按钮等作为外部操作构件设置,通过操作按钮等来解除制动。
进而,在上述第5实施例中,在走针停止用的制动控制时,以4秒间隔对制动进行通、断,但是,可以考虑到钟表的机械负荷及发条的转矩等,适当地设定把该制动加上的设定时间,例如,也可以设定为2~6秒左右。
还有,在上述第4、第5实施例中,把升降计数器54的计数值“12”~“15”定为第1设定值,在第6实施例中,把“8”~“15”定为第1及第2设定值,但是,可以根据控制对象的钟表及升降计数器54的位数等适当地设定该第1设定值(也包含与第2设定值相同的情况)。但是,如上述实施例那样,如果把最大或最小的计数值(例如“15”或“0”)包含到加上制动的计数值的范围内,就能够利用升降计数器54的输出QA~QD容易地形成制动控制信号,能够简化制动控制装置的结构。
同样,如第4、5实施例那样,与第1设定值不同地设定的第2设定值也不局限于“0”或“1”,可在实施时适当地设定。
进而,升降计数器54的具体结构可在实施时适当地设定,总而言之,是能够对升计数信号及降计数信号进行计数、并能计算其差的装置,即可。
还有,在上述第1-3实施例中,也可以设置第4~6实施例的调速用的制动信号发生装置210、走针停止用的制动信号发生装置220、制动解除装置230。
如上所述,根据本发明第1方面的电子控制式机械钟表及其控制方法,能够加速调速控制的响应性,并且,还能够降低成本。
还有,根据本发明第2方面的电子控制式机械钟表及其控制方法,可使用户知道时间滞后了,能够防止用户按时间滞后的情况来使用钟表。
Claims (20)
1.一种电子控制式机械钟表,包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的所述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到所述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由所述电能驱动,控制所述发电机的旋转周期,其特征在于,所述旋转控制装置具有:旋转检测装置,它检测所述发电机的旋转周期,输出对应于其旋转周期的旋转检测信号;基准信号发生装置,它基于来自时间标准源的信号,产生基准信号;第1计数装置,它对来自该基准信号发生装置的基准信号进行计数;第2计数装置,它对来自所述旋转检测装置的旋转检测信号进行计数;以及制动控制装置,它进行下述控制,在用所述第1计数装置计数的第1计数值比用第2计数装置计数的第2计数值小的状态下把制动加到所述发电机上,且在所述第1计数值为第2计数值以上的状态下不把制动加到所述发电机上。
2.根据权利要求1所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述制动控制装置具有比较装置,它把所述第1计数装置与第2计数装置之值加以比较。
3.根据权利要求2所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述第1计数装置、第2计数装置及比较装置由升降计数器构成。
4.根据权利要求3所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述升降计数器能够计数并保持3个以上的值。
5.根据权利要求1~4任一项所述的电子控制式机械件表,其特征在于:所述旋转控制装置最初提供来自所述发电机的电能时一直到所述发电机被以给定转数驱动之前都使所述制动控制装置维持在非工作状态下。
6.根据权利要求3或权利要求4所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:在所述升降计数器中设置特定的计数值,以该值为界线,把制动加到所述发电机上或者不把制动加到所述发电机上。
7.根据权利要求6所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述升降计数器,在最初供给来自所述发电机的电能时把所述升降计数器设定成所述特定计数值的±1以内。
8.根据权利要求4所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述升降计数器,在所述多个计数值中,进行施加制动的控制的计数值范围比不加制动的计数值范围窄。
9.一种电子控制式机械钟表,包括:机械能源;由所述机械能源驱动的轮系;发电机,它供给由通过所述轮系传送的所述机械能源产生的电能;耦合到所述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由所述电能驱动控制所述发电机的旋转周期,其特征在于,所述旋转控制装置具有:旋转检测装置,它检测所述发电机的旋转周期,输出对应于其旋转周期的旋转检测信号;基准信号发生装置,它基于来自时间标准源的信号,产生基准信号;升降计数器,它把所述旋转检测信号及基准信号之一作为升计数信号输入,把另一信号作为降计数信号输入;以及制动控制装置,它进行下述控制,当所述发电机的旋转周期变快、升降计数器的值变成第1设定值时,把调速用的制动加到发电机上,同时,在不把制动加到发电机上的状态下,发电机的旋转周期比基准周期变慢,升降计数器的值变成第2设定值时,把走针停止用的制动加到发电机上。
10.根据权利要求9所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述制动控制装置包括用来解除所述走针停止用的制动的制动解除装置,同时,在进行了走针停止用的制动控制的情况下一直到用制动解除装置解除之前,制动控制都在继续进行。
11.根据权利要求10所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述制动解除装置借助于用户操作外部操作构件,把所述走针停止用的制动解除。
12.根据权利要求11所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述外部操作构件是表把。
13.根据权利要求10~12任一项所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述制动解除装置包括低速旋转检测电路,它用于检测发电机的转速为设定值以下的情况,当用该低速旋转检测电路检测发电机的转速为设定值以下时把所述走针停止用的制动解除。
14.根据权利要求10~13任一项所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述制动解除装置在加上所述走针停止用的制动之后,经过设定时间后,把所述制动解除。
15.根据权利要求9所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述制动控制装置在升降计数器之值为第2设定值期间,作为走针停止用的制动控制重复进行下述控制:把制动加上给定时间及把制动解除给定时间。
16.根据权利要求9所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:把所述第2设定值定为与第1设定值相同的值,所述制动控制装置的调速用的制动控制及走针停止用的制动控制是同一控制。
17.根据权利要求16所述的电子控制式机械钟表,其特征在于:所述升降计数器,在从最小计数值进一步输入降计数信号时,变成为最大计数值,在从最大计数值进一步输入升计数信号时,变成为最小计数值。
18.一种电子控制式机械钟表的控制方法,所述电子控制式机械钟表包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的所述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到所述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由所述电能驱动,控制所述发电机的旋转周期,其特征在于:对基于来自时间标准源的信号产生的基准信号进行计数,求出第1计数值,同时,对对应于所述发电机的旋转周期输出的旋转检测信号进行计数,求出第2计数值;进行下述控制,在所述第1计数值比第2计数值小的状态下把制动加到所述发电机上,且在所述第1计数值为第2计数值以上的状态下不把制动加到所述发电机上。
19.一种电子控制式机械钟表的控制方法,所述电子控制式机械钟表包括;机械能源;发电机,它由通过轮系连结的所述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到所述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由所述电能驱动,控制所述发电机的旋转周期,其特征在于:把基于来自时间标准源的信号产生的基准信号及对应于所述发电机的旋转周期输出的旋转检测信号之一作为升计数信号,把另一信号作为降计数信号输入到升降计数器,进行下述控制,如果升降计数器的计数值变成为预先设定的值,就把制动加到所述发电机上,且如果计数值变成为所述设定值以外的值,就不把制动加到所述发电机上。
20.一种电子控制式机械钟表的控制方法,所述电子控制式机械钟表包括:机械能源;发电机,它由通过轮系连结的所述机械能源驱动,产生感应功率,供给电能;耦合到所述轮系上的指针;以及旋转控制装置,它由所述电能驱动,控制所述发电机的旋转周期,其特征在于:把基于来自时间标准源的信号产生的基准信号及对应于所述发电机的旋转周期输出的旋转检测信号之一作为升计数信号,把另一信号作为降计数信号输入到升降计数器,如果所述发电机的旋转周期变快、升降计数器的计数值变成第1设定值,则进行把调速用的制动加到所述发电机上的控制,在不把制动加到发电机上的状态下,如果发电机的旋转周期比基准周期变慢、计数值变成第2设定值,则进行把走针停止用的制动加到所述发电机上的控制。
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