DE19610059A1 - Anzeigeinstrument und Verfahren zum Betrieb desselben - Google Patents

Anzeigeinstrument und Verfahren zum Betrieb desselben

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Description

Die vorliegende Patentanmeldung geht zurück auf und be­ ansprucht die Priorität der am 15. März 1995 einge­ reichten japanischen Patentanmeldung Hei 7-56157, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme einbezogen wird.
Die Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument und be­ zieht sich insbesondere auf ein durch einen Schrittmo­ tor angetriebenes Anzeigeinstrument sowie auf ein Ver­ fahren zum Betrieb desselben.
Ein Anzeigeinstrument, welches durch einen Zweiphasen- Magnetfeld-Schrittmotor angetrieben wird, wurde in ei­ nem Fahrzeug bereits eingesetzt. Der Schrittmotor eines solchen Anzeigeinstruments weist ein Paar von ringför­ migen Statoren auf, deren jeder eine ringförmige Wick­ lung und eine Vielzahl von magnetischen Polen hat, so­ wie einen Permanentmagnetrotor, der dieselbe Anzahl von Polen wie jeder der Statoren besitzt. Die Pole eines der Statoren sind jeweils zwischen den Polen des ande­ ren Stators angeordnet, und eine der Wicklungen wird mit einem Strom sinusförmigen Verlaufs erregt, während die andere Wicklung gleichzeitig mit einem Strom cosi­ nusförmigen Verlaufs erregt wird. Ein magnetisches Drehfeld wird durch die Statoränderungen erzeugt, wenn sich beide den Wicklungen zugeführte Ströme sinusoidal oder sinusförmig ändern, so daß der Permanentmagnetro­ tor in einer vorbestimmten Richtung angetrieben wird und sich eine Anzeigevorrichtung oder ein Zeiger des Anzeigeinstruments zusammen mit dem Magnetrotor bewegt. Die Anzeigevorrichtung wird bei der Herstellung übli­ cherweise so eingestellt, daß sie in einer Nullage ver­ bleibt.
Falls jedoch dem Anzeigeinstrument vor der Auslieferung ein Stoß versetzt wird, kann sich der Magnetrotor dre­ hen, die Anzeigevorrichtung aus der Nullage gebracht oder entfernt und nicht mehr in diese zurückgeführt werden.
Das in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Hei 6-38593 offenbarte Anzeigeinstrument besitzt einen sich nahe der Nullage oder Nullstellung befindenden Anschlag oder Stopper, und ein sinusförmiger sowie ein cosinus­ förmiger Strom werden den jeweiligen Wicklungen als Nullrückführ- oder Nullrückstellstrom zugeführt, um ein in Rückwärtsrichtung drehendes Magnetfeld bereitzustel­ len und dadurch den Magnetrotor und die Anzeigevorrich­ tung in die Nullstellung zurückzuführen und gegen den Anschlag in Anlage zu bringen, bevor das Anzeigeinstru­ ment den Betrieb (Vorwärtsdrehung) aufnimmt, so daß sich die Anzeigevorrichtung aus der Nullstellung heraus bewegen kann.
Wenn jedoch das in Rückwärtsrichtung drehende Feld für länger als etwa einen halben Zyklus bestehen bleibt, während die Anzeigevorrichtung und der Magnetrotor durch den Anschlag festgehalten werden, bewegt sich die magnetische Kraft des Drehfelds auf die entgegengesetz­ te Seite der Anzeigevorrichtung treibt den Magnetrotor so an, daß die Anzeigevorrichtung wieder von dem An­ schlag gelöst oder entfernt wird. Infolgedessen kann sich die Anzeigevorrichtung nicht aus der Nullstellung heraus bewegen, wenn sie zum Zweck normaler Funktion (Vorwärtsdrehung) betätigt wird.
Wenn den Wicklungen beispielsweise ein halber Zyklus (180°) der sinusförmigen Ströme zugeführt wird, wenn die Anzeigevorrichtung aus einer 30°-Winkelposition in die Nullstellung (Winkelposition 0°) zurückgeführt wird, bewegt sich oder schwankt der Zeiger wiederholt zwischen der Nullstellung und der 30°-Stellung, wie in Fig. 12 gezeigt, und kann solange nicht in der Null­ stellung verharren, wie die sinusförmigen Ströme den Wicklungen zugeführt werden.
Das US-Patent Nr. 5.287,050 schlägt eine Nullrückführ­ steuerung für die Anzeigevorrichtung vor, bei der Null­ rückführstrom abgeschaltet oder unterbrochen wird, wenn anhand einer über beide Anschlüsse des Schrittmotor in­ duzierten Spannung erfaßt wird, daß die Anzeigevorrich­ tung gegen den Anschlag anliegt.
Hierbei sind jedoch ein Schaltbetrieb einer Ansteuer- oder Treiberschaltung und eine Spannungserfassungs­ schaltung erforderlich, die zu einer komplizierten An­ ordnung führen.
In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Gegebenhei­ ten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein ver­ bessertes Anzeigeinstrument sowie ein Verfahren zum Be­ trieb eines Anzeigeinstruments bereitzustellen, die die Nullrückführung und das Positionieren des Zeigers in die Nullstellung mit einfachem Aufbau gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein An­ zeigeinstrument, gekennzeichnet durch einen elektri­ schen Motor mit einer Felderregerspule und einem Perma­ nentmagnetrotor, eine Anzeigevorrichtung, die mittels des elektrischen Motors drehbar ist, eine Treiberschal­ tung zum Versorgen der Felderregerspule mit Treiber­ strömen zur Ausbildung eines magnetischen Drehfelds, eine Steuereinheit zum Steuern der Treiberschaltung in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung, und einen Anschlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrich­ tung in die Nullstellung zurückgeführt wird, wobei die Steuereinheit eine Steuereinrichtung zum Steuern der Treiberschaltung so, daß die Felderregerspule derart mit einem Nullrückführstrom versorgt wird, daß ein Ma­ gnetfeld ausgebildet wird, welches die Anzeigevorrich­ tung in Richtung des Anschlags dreht, und eine Verhin­ derungseinrichtung zum Verhindern, daß ein Teil des Nullrückführstroms ein Magnetfeld ausbildet, welches die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag entfernt, um­ faßt.
Es wird daher erfindungsgemäß ein Anzeigeinstrument be­ reitgestellt, welches eine Einrichtung zum Steuern ei­ ner Ansteuer- oder Treiberschaltung umfaßt, um Felder­ regerspulen eines Schrittmotors mit einem Nullrückführ­ strom zu versorgen und dadurch ein Magnetfeld auszubil­ den derart, daß die Anzeigevorrichtung in Richtung ei­ nes in einer Nullstellung angeordneten Anschlags ge­ dreht wird, sowie eine Einrichtung, die verhindert, daß ein Teil des Nullrückführstroms ein Magnetfeld ausbil­ det, welches den Zeiger von dem Anschlag entfernt.
Die Verhinderungseinrichtung kann eine Einrichtung sein, die einen Teil oder Abschnitt des Nullrückführ­ stroms, der ein den Zeiger von dem Anschlag entfernen­ des Magnetfeld ausbildet, abschaltet oder unterbricht. Ein solcher Teil des Nullrückführstroms befindet sich vorwiegend in einem Phasenwinkelbereich zwischen -340° und -(180° - Δa°).
Die Steuereinrichtung kann eine Einrichtung sein, die die Treiberschaltung so steuert, daß der Nullrückführ­ strom derart zugeführt wird, daß der Zeiger um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, oder die den Null­ rückführstrom während eines vorbestimmten Zeitraums, der kurz genug ist, damit ein Fahrer das Schwanken oder die Flatterbewegung des Zeigers nicht bemerkt oder übersieht, wiederholt zuführt.
Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe alternativ gelöst durch ein Anzeigeinstrument, gekennzeichnet durch einen elektrischen Motor mit zumindest einer Feld­ erregerspule und einem Permanentmagnetrotor, eine An­ zeigevorrichtung, die mittels des elektrischen Motors drehbar ist, einen Steuerstromsignal-Generator zum Er­ zeugen eines Steuersignals, eine Treiberschaltung zum Versorgen der zumindest einen Felderregerspule mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit dem Steuersignal zur Ausbildung eines magnetischen Drehfelds, und einen Anschlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird, wobei der Steuer­ stromsignal-Generator eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Signals zum Steuern der Treiberschaltung so, daß die zumindest eine Felderregerspule derart mit einem Nullrückführstrom versorgt wird, daß ein zusam­ mengesetztes Magnetfeld ausgebildet wird, welches die Anzeigevorrichtung in Richtung des Anschlags dreht, und eine Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen eines Teils des ein Magnetfeld ausbildenden Signals, um die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag zu entfernen, um­ faßt.
Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe weiter al­ ternativ gelöst durch ein Anzeigeinstrument, gekenn­ zeichnet durch einen Schrittmotor mit zumindest zwei Felderregerspulen und einem Permanentmagnetrotor, eine Anzeigevorrichtung, die mittels des Schrittmotors dreh­ bar ist, einen Steuerstromsignal-Generator, eine Trei­ berschaltung zum Versorgen der Felderregerspulen mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit Signalen des Steuerstromsignal-Generators, und einen Anschlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstel­ lung zurückgeführt wird, wobei der Steuerstromsignal- Generator eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Paars von sinusförmigen Signalen derart, daß die Feld­ erregerspulen ein zusammengesetztes Magnetfeld ausbil­ den, um die Anzeigevorrichtung in Richtung des An­ schlags zu drehen, und eine Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen eines Teils der sinusförmigen Signale derart, daß der Permanentmagnetrotor nicht von dem An­ schlag entfernt werden kann, umfaßt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe ferner gelöst durch in Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments mit einem Schrittmotor mit zumindest zwei Felderreger­ spulen und einem Permanentmagnetrotor, einer Anzeige­ vorrichtung, die mittels des Schrittmotors drehbar ist, einem Steuerstromsignal-Generator, einer Treiberschal­ tung zum Versorgen der Felderregerspulen mit Treiber­ strömen in Übereinstimmung mit Signalen des Steuer­ stromsignal-Generators, und einem Anschlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurück­ geführt wird, gekennzeichnet durch die Schritte des Versorgens der Treiberschaltung mit einem Signal cosi­ nusförmigen Verlaufs und einem Signal sinusförmigen Verlaufs, deren Phasenwinkel um einen vorbestimmten Winkel verschoben wird, wenn eine jeweils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrück­ führrichtung drehendes magnetisches Drehfeld ausgebil­ det wird, und des Überspringens des Phasenwinkels der Signals sinus- und cosinusförmigen Verlaufs von einem ersten Winkel bis hin zu einem zweiten Winkel, wenn die Signale sinus- und cosinusförmigen Verlaufs in den er­ sten Winkel verschoben werden, so daß die Anzeigevor­ richtung auf dem Anschlag ruhen kann und nicht unter der Einwirkung eines Teils des magnetischen Drehfelds von dem Anschlag entfernt wird.
Die Erfindung stellt somit ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments bereit, welches die Schritte des Versorgens von Felderregerspulen mit einem cosinusförmigen Strom und einem sinusförmigen Strom, die den Phasenwinkel um einen voreingestellten Winkel verschieben, wenn die festgelegte Zeitdauer je­ weils verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrück­ führrichtung drehendes Vollbereichs-Drehmagnetfeld ge­ bildet wird, und des Überspringens oder Auslassens des Phasenwinkels der sinus- und cosinusförmigen Signale zwischen einem ersten Winkel und einem zweiten Winkel, denn die sinus- und cosinusförmigen Ströme in den er­ sten Winkel verschoben werden, umfaßt, so daß die An­ zeigevorrichtung auf dem Anschlag ruhen kann und nicht durch einen Teil des Drehmagnetfelds von dem Anschlag entfernt wird.
Alternativ wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeige­ instruments mit einem Motor mit einer Felderregerspule und einem Permanentmagnetrotor, einer Anzeigevorrich­ tung, die mittels des Motors drehbar ist, einer Trei­ berschaltung zum Antreiben des Motors, und einem An­ schlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch die Schritte des Versorgens der Felderregerspule mit einem elektrischen Nullrückführstrom, dessen Ampli­ tude sich um einen voreingestellten Pegel ändert, wenn eine jeweils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein vollständiges, in einer Nullrückführrichtung dre­ hendes magnetisches Drehfeld ausgebildet wird, und des Überspringens eines Bereichs des elektrischen Stroms, der einen Teil des magnetischen Drehfelds ausbildet, so daß die Anzeigevorrichtung auf dem Anschlag ruhen kann und nicht von dem Anschlag entfernt wird.
Weiter alternativ wird die vorgenannte Aufgabe erfin­ dungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben ei­ nes Anzeigeinstruments mit einem Schrittmotor mit zu­ mindest zwei Felderregerspulen und einem Permanentma­ gnetrotor, einer Anzeigevorrichtung, die mittels des Schrittmotors drehbar ist, einem Steuerstromsignal- Generator, einer Treiberschaltung zum Versorgen der Felderregerspulen mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit Signalen aus dem Steuerstromsignal-Generator, und einem Anschlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrich­ tung in die Nullstellung zurückgeführt wird, gekenn­ zeichnet durch die Schritte des Versorgens der Trei­ berschaltung mit einem Signal cosinusförmigen Verlaufs und einem Signal sinusförmigen Verlaufs, deren Phasen­ winkel um einen vorbestimmten Winkel verschoben wird, wenn eine jeweils festgelegte Zeit, die kürzer ist als 10 Millisekunden, verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magnetisches Drehfeld ausgebildet wird, des Wiederholens des vorgenannten Schritts für eine festgelegte Anzahl von Malen, und des Beendens des Wiederholungsschritts, wenn die festgeleg­ te Anzahl von Malen erreicht ist.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments bereitgestellt, welches die Schritte des Versorgens einer Ansteuer- oder Treiber­ schaltung mit einem cosinusförmig verlaufenden Signal und einem sinusförmig verlaufenden Signal, die den Pha­ senwinkel um einen vorbestimmten Winkel verschieben, wenn die festgelegte Zeit jeweils verstrichen ist, und dadurch ein in einer Nullrückstellrichtung drehendes Drehmagnetfeld ausbilden, des Wiederholens des vorste­ henden Schritts für eine festgelegte Anzahl von Malen, und des Beendens des Wiederholungsschritts, wenn die festgelegte Anzahl von Malen erreicht ist, umfaßt.
Weiter alternativ wird die Aufgabe erfindungsgemäß ge­ löst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigein­ struments mit einem Motor mit einer Felderregerspule und einem Permanentmagnetrotor, einer Anzeigevorrich­ tung, die mittels des Motors drehbar ist, einer Trei­ berschaltung zum Antreiben des Motors, und einem An­ schlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch die Schritte des Versorgens der Felderregerspule mit einem elektrischen Nullrückführstrom, dessen Ampli­ tude sich um einen voreingestellten Pegel ändert, wenn eine jeweils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magneti­ sches Vollbereichs-Drehfeld ausgebildet wird, und des Erhöhens des voreingestellten Pegels, wenn der elektri­ sche Nullrückführstrom einen Teil des magnetischen Drehfelds bildet, welches die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag entfernt.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments bereitgestellt, welches die Schritte des Versorgens einer Felderregerspule mit ei­ nem elektrischem Nullrückführstrom, dessen Amplitude sich um einen voreingestellten Pegel ändert, wenn die festgelegte Zeitdauer jeweils verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magneti­ sches Vollbereichs-Drehfeld ausgebildet wird, und des Erhöhens des voreingestellten Pegels, wenn der elektri­ sche Nullrückführstrom Teil des Drehmagnetfelds, wel­ ches den Zeiger von dem Anschlag abhebt, bildet, um­ faßt.
Darüber hinaus alternativ wird die Aufgabe erfindungs­ gemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments mit einem Schrittmotor mit zumindest zwei Felderregerspulen und einem Permanentmagnetrotor, einer Anzeigevorrichtung, die mittels des Schrittmotors drehbar ist, einem Steuerstromsignal-Generator, der Si­ gnale mit einer Zyklusgeschwindigkeit generiert, einer Treiberschaltung zum Versorgen der Felderregerspulen mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit Signalen aus dem Steuerstromsignal-Generator, und einem Anschlag zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstel­ lung zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch die Schritte des Versorgens der Treiberschaltung mit einem Signal cosinusförmigen Verlaufs und einem Signal sinus­ förmigen Verlaufs, deren Phasenwinkel um einen vorbe­ stimmten Winkel verschoben wird, wenn eine jeweils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magnetisches Vollbe­ reichs-Drehfeld ausgebildet wird, und des Erhöhens der Zyklusgeschwindigkeit, wenn das Signal cosinusförmigen Verlaufs und das Signal sinusförmigen Verlaufs dahinge­ hend wirken, daß ein Teil des magnetischen Drehfelds ausgebildet wird, welches die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag entfernt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Anzeigeinstruments, auf welches nachfolgend Ausführungsbeispiele Anwendung fin­ den;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Schrittmotors und eines Anzeigeinstruments gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht, die einen Stator und einen Magnetrotor des in Fig. 1 gezeigten Schrittmotors veranschaulicht;
Fig. 4 eine diagrammatische Ansicht des Stators und des Magnetrotors des in Fig. 1 gezeigten Schrittmotors;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, welches den Verarbeitungsab­ lauf eines Mikrocomputers des Anzeigeinstruments gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm einer Nullrückführ-Routine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Nullrückführ- Routine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 ein Diagramm, welches Nullrückführströme, die jeweiligen Wicklungen des Schrittmotors jedesmal dann zugeführt werden, wenn eine festgelegte Zeitdauer um ist, sowie den Zusammenhang zwischen einem Winkelver­ satz der Anzeigevorrichtung und dem Phasenwinkel der Nullrückführströme gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm einer Nullstellungs-Rückführ­ routine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Nullstel­ lungs-Rückführroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel;
Fig. 11 ein Diagramm, welches Kurvenformen eines Null­ rückführstroms, der jeweiligen Wicklungen des Schritt­ motors jedesmal dann zugeführt wird, wenn eine festge­ legte Zeitdauer um ist, sowie den Zusammenhang zwischen einem Winkelversatz der Anzeigevorrichtung und dem Pha­ senwinkel des Nullrückführstroms des Schrittmotors ge­ mäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 12 ein Diagramm, welches Kurvenformen eines Null­ rückführstroms, der jeweiligen Wicklungen des Schritt­ motors jedesmal dann zugeführt wird, wenn eine festge­ legte Zeitdauer um ist, sowie den Zusammenhang zwischen einem Winkelversatz der Anzeigevorrichtung und dem Pha­ senwinkel des Nullrückführstroms eines herkömmlichen Schrittmotors zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 wird ein Anzeige­ instrument gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel be­ schrieben.
Ein Schrittmotor 4 hat ein zylinderförmiges Gehäuse 10, gezeigt in Fig. 2, und einen Rotor 40, gezeigt in Fig. 3. Das zylinderförmige Gehäuse 10 beherbergt ein Paar von oberen und unteren, koaxial angeordneten ringförmi­ gen Statoren 20 und 30 und weist einen stabförmigen An­ schlag 12 auf einer oberen Wandung 11 desselben auf.
Der obere Stator 20 besteht aus einem Paar von ringför­ migen oberen und unteren Jochen 21 und 22, die eine in einem Spulenträger 23 gemäß Fig. 3 untergebrachte ring­ förmige Phasenspule (nachstehend als A-Phasen-Spule be­ zeichnet) 24 einschließen. Das obere Joch 21 hat ein flaches Jochelement und eine Vielzahl (in diesem Aus­ führungsbeispiel 12) von Polzähnen 21a, die sich von der Innenseite des flachen Jochelements aus erstrecken, und das untere Joch 22 hat ein Jochelement mit L-förmi­ gem Querschnitt und dieselbe Anzahl von sich von der Innenseite des L-förmigen Jochelements aus in jeweils gleichem Abstand oder gleichen Intervallen (in diesem Ausführungsbeispiel 15°) zwischen die Polzähne 21a er­ streckenden Polzähnen 22a. Die Polzähne 21a und 22a sind so angeordnet, daß sie dem Rotor 40 an einem Luftspalt gegenüberliegen.
Der untere Stator 30 besteht aus einem Paar von oberen und unteren ringförmigen Jochen 31 und 32, die eine in einem Spulenträger 33 untergebrachte ringförmige Pha­ senspule (nachstehend als B-Phasen-Spule bezeichnet) 34 einschließen. Das obere Joch 31 hat ein flaches Joche­ lement und eine Vielzahl (in diesem Ausführungsbeispiel 12) von Polzähnen 31a, die sich von der Innenseite des flachen Jochelements aus erstrecken, und das untere Joch 32 hat ein Jochelement mit L-förmigem Querschnitt und sich von der Innenseite des L-förmigen Jochelements aus in jeweils gleichem Abstand oder gleichen Interval­ len (in diesem Ausführungsbeispiel 15°) zwischen die Polzähne 31a erstreckenden Polzähnen 32a. Die Polzähne 31a und 32a sind so angeordnet, daß sie dem Rotor 40 an einem Luftspalt gegenüberliegen.
Jeder der Zähne 31a des unteren Stators 30 ist in Um­ fangsrichtung um ein halbes Intervall (in diesem Aus­ führungsbeispiel 7,5°) gegenüber einem benachbarten der Zähne 21a des oberen Stators 20 versetzt, wie in Fig. 4 gezeigt. Jeder der Zähne 32a ist ebenfalls auf gleiche Weise gegenüber einem benachbarten Zahn 22a versetzt.
Der Magnetrotor hat eine Ausgangswelle 41 und eine Vielzahl (in diesem Ausführungsbeispiel 12) von N-Pol- Permanentmagneten sowie dieselbe Anzahl von S-Pol-Per­ manentmagneten, die abwechselnd an dessen äußerem Um­ fang in gleichem Abstand (in diesem Ausführungsbeispiel 15°) angeordnet sind. Die Ausgangswelle 41 wird von ei­ nem (nicht gezeigten) Lager aufgenommen, welches an ei­ nem Mittenabschnitt der oberen Wandung 11 des zylinder­ förmigen Gehäuses 10 befestigt ist.
Eine Anzeigevorrichtung 50 wird durch ein Nabenelement 51, welches von einem Ende der Ausgangswelle 41 getra­ gen wird, abgestützt. Die Welle erstreckt sich so von der oberen Wandung 11 des zylinderförmigen Gehäuses aus, daß sich die Anzeigevorrichtung 50 über eine (nicht gezeigte) Skalenscheibe bewegen kann. Wenn die Anzeigevorrichtung durch den Magnetrotor 40 in Rück­ wärtsrichtung angetrieben wird, um in eine Nullstellung der Skalenscheibe zurückzukehren, wird ein Abschnitt der Anzeigevorrichtung 50 schließlich durch den An­ schlag 12 eingefangen oder angehalten, so daß zwischen der Anzeigevorrichtung 50 und der Nullstellung ein Win­ kel δ wie in Fig. 4 gezeigt gebildet wird.
Wird der A-Phasen-Spule 24 ein positiver oder Plus- Strom zugeführt, wird jeder der durch A+ gekennzeichne­ ten Polzähne 21a zu einem N-Pol, und jeder der durch A- gekennzeichneten Polzähne 22a wird zu einem S-Pol. Wenn der A-Phasen-Spule 24 demgegenüber ein negativer oder Minus-Strom zugeführt wird, wird jeder der durch A+ ge­ kennzeichneten Polzähne 21a zu einem S-Pol, und jeder der durch A- gekennzeichneten Polzähne 22a wird zu ei­ nem N-Pol.
Wird der B-Phasen-Spule 34 ein positiver oder Plus- Strom zugeführt, wird jeder der durch B+ gekennzeichne­ ten Polzähne 31a zu einem N-Pol, und jeder der durch B- gekennzeichneten Polzähne 32a wird zu einem S-Pol. Wenn der B-Phasen-Spule 34 demgegenüber ein negativer oder Minus-Strom zugeführt wird, wird jeder der durch B+ ge­ kennzeichneten Polzähne 31a zu einem S-Pol, und jeder der durch B- gekennzeichneten Polzähne 32a wird zu ei­ nem N-Pol.
Infolgedessen wird dann, wenn der A-Phasen-Spule 24 bzw. der B-Phasen-Spule 34 gleichzeitig cosinusförmiger Strom und sinusförmiger Strom mit normalem Phasenwinkel zugeführt werden, der Magnetrotor 40, der sich in der in Fig. 4 gezeigten Position (die S-Pole des Magnetro­ tors 40 liegen den A+-Polen des Stators gegenüber) be­ findet, pro jeweils 90° Phasenwinkel um 7,5° in Vor­ wärtsrichtung (im Uhrzeigersinn in Fig. 4) angetrieben und dann, wenn andererseits der A-Phasen-Spule 24 bzw. der B-Phasen-Spule 34 gleichzeitig cosinusförmiger Strom und sinusförmiger Strom mit umgekehrtem Phasen­ winkel (der bei 0° beginnenden und in Richtung negati­ ven Phasenwinkels verlaufenden Phase, wie in Fig. 12 gezeigt) zugeführt werden, der Magnetrotor 40, pro je­ weils 90° Phasenwinkel der sinusförmigen Signalverläufe um 7,5° in Rückwärtsrichtung Vorwärtsrichtung angetrie­ ben.
Das Anzeigeinstrument weist einen Mikrocomputer 60 auf, der einen ersten, direkt mit einem Plus-Anschluß einer Fahrzeugbatterie 1 verbundenen Anschluß und einen zwei­ en, mit dem Plus-Anschluß derselben Batterie über ei­ nen Zündschalter 2 verbundenen Anschluß hat.
Der Mikrocomputer 60 steuert eine Treiberschaltung 70, die den Schrittmotor 40 über die A-Phasen-Spule 24 und die B-Phasen-Spule 34 steuert. Der Mikrocomputer 60 be­ sitzt einen nicht flüchtigen Speicher oder ROM, welcher Daten speichert, die einen Zusammenhang zwischen der Amplitude in % und dem Phasenwinkel (jedes einzelne Grad) der sinus- und cosinusförmigen Treiberströme wie­ dergeben.
Die Ansteuer- oder Treiberschaltung 70 wird so durch den Mikrocomputer 60 gesteuert, daß der A-Phasen-Spule 24 und der B-Phasen-Spule 34 die sinusförmigen Treiber­ ströme zugeführt werden, deren Phasen sich voneinander (beispielsweise um 90°) unterscheiden.
Da das Anzeigeinstrument 50 als Geschwindigkeitsmesser die Fahrzeuggeschwindigkeit in gut bekannter Art und Weise anzeigt, erfolgt die Beschreibung des Betriebs bevorzugter Ausführungsbeispiele nachfolgend in der Hauptsache unter dem Gesichtspunkt des Nullrückführvor­ gangs oder -betriebs.
Der Mikrocomputer 60 beginnt mit dem Nullrückführbe­ trieb gemäß Fig. 5, wenn das Anzeigeinstrument in einem Fahrzeug verbaut und der Mikrocomputer 60 mit dem Plus- Anschluß der Batterie 1 verbunden werden.
Wenn der Mikrocomputer 60 den Betrieb aufnimmt, erfolgt in einem Schritt 100 ein Initialisierungsvorgang, und eine Routine zur Nullrückkehr aus einem 300°-Winkelver­ satz der Anzeigevorrichtung 50 wird wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ausgeführt. Es wird hierbei angenommen, daß sich die Anzeigevorrichtung 50 in einer 30°-Winkel­ position befindet, wie in Fig. 8 gezeigt. Die horizon­ tale Achse des Diagramms gemäß Fig. 8 gibt den Phasen­ winkel der Cosinuskurve und der Sinuskurve in umgekehr­ ter Richtung an, jedoch ohne einen Abschnitt, der einem Bereich des Phasenwinkels zwischen 180° und 340° ent­ spricht, weil das in diesem Bereich erzeugte magneti­ sche Drehfeld dazu neigt, die Anzeigevorrichtung 50 von dem Anschlag 12 zu lösen. Mit -430° und -520° bezeich­ nete Phasenwinkel, die kleiner sind als -360°, reprä­ sentieren den Phasenwinkel der zweiten Wicklung und entsprechen 90° bzw. 180° der ersten Wicklung.
Nebenbei bemerkt erscheinen dieselben oder ähnliche Be­ zeichnungen in den in den Fig. 11 und 12 gezeigten nachfolgenden Diagrammen.
Die Anzahl j von Nullrückführvorgängen der Anzeigevor­ richtung 50 wird in einem Schritt 111 gemäß Fig. 6 auf 0 gesetzt. Sodann werden in einem Schritt 112 ein Pha­ senwinkel i zu 0° festgelegt und ein Zeitgeber des Mi­ krocomputers 60 gestartet. Daraufhin werden die Ampli­ tudenwerte des sinusförmigen Stroms und des cosinusför­ migen Stroms, die dem Phasenwinkel 0 entsprechen, aus dem ROM gelesen und Signale entsprechend SIN(i) = SIN (0°) = 0% und COS(i) = COS(0°) = 100%, wie in Fig. 8 gezeigt, der Treiberschaltung 70 zugeführt.
Wenn der Zeitgeber in einem Schritt 114 eine festgeleg­ te Zeit (beispielsweise 0,3 ms) zum Ändern des Phasen­ winkels um 1° mißt, wird JA ermittelt, um zu einem Schritt 114a fortzuschreiten, in welchem der Phasenwin­ kel i = i-1° = -1° festgelegt wird. Die festgelegte Zeit T wird so gewählt, daß die Anzeigevorrichtung 50 der Änderung des durch die Phasenspulen 24 und 34 er­ zeugten magnetischen Drehfelds synchron folgen kann.
Sodann wird in einem Schritt 115 verglichen, ob der Phasenwinkel i in einem Bereich zwischen -340° und -(180°-Δa°) liegt oder nicht. Dieser Bereich entspricht allgemein dem letzten Halbzyklus der sinus- und cosi­ nusförmigen Treiberströme. Ein Bereich zwischen -340° und -360° der Treiberströme jedoch bildet das magneti­ sche Feld so aus, daß die Anzeigevorrichtung 50 in die Nullstellung zurückgeführt wird.
Da der Phasenwinkel i zu diesem Zeitpunkt -1° beträgt und Δa° auf weniger als 100° festgelegt ist (üblicher­ weise etwa 45°), wird in diesem Schritt NEIN ermittelt und sodann in einem Schritt 116 JA ermittelt, um zu Schritt 113 zurückzukehren. Dieselbe Folge von Schrit­ ten 113, 114, 114a, 115 und 116 werden wiederholt, und die Treiberschaltung 70 führt der A-Phasen-Spule 24 und der B-Phasen-Spule 34 den sinusförmigen bzw. den cosi­ nusförmigen Strom zu, deren jeder um den Winkel 1° ab­ nimmt, bis in Schritt 115 JA ermittelt wird, wie in Fig. 8 gezeigt.
Es wird angemerkt, daß die vorstehenden Schritte dasje­ nige Magnetfeld eliminieren oder beseitigen, welches dazu führt, daß der Rotor und die Anzeigevorrichtung 50 von dem Anschlag getrennt werden. Infolgedessen bewegt sich die Anzeigevorrichtung 50 in die Nullstellung, oh­ ne während der Drehung des Schrittmotors 4 den Anschlag 12 verlassen zu wollen (Schwankung).
Dann wird der Phasenwinkel i in einem Schritt 115a neu auf -340° festgelegt bzw. aktualisiert. Danach werden die Amplituden des sinusförmigen Stroms SIN(-340°) und des cosinusförmigen Stroms COS(-340°) aus dem ROM aus­ gelesen, um die Treiberschaltung 70 zu steuern und da­ durch den Schrittmotor 4 so anzutreiben, daß die Anzei­ gevorrichtung 50 in Richtung des Anschlags 12 gedreht wird.
Sodann werden in Schritt 115 NEIN und in Schritt 116 JA ermittelt und die Schritte 113, 114, 114a, 115 und 116 wiederholt, bis der Phasenwinkel i gleich -360° wird.
Wenn der Phasenwinkel i -360° wird, wird in Schritt 116 NEIN ermittelt; in einem Schritt 116a werden der Pha­ senwinkel i auf 0° und die Anzahl der Nullrückführvor­ gänge j auf j - 1 festgelegt. In einem nächsten Schritt 117 wird verglichen, ob die Anzahl der Nullrückführvor­ gänge j größer ist als -10 oder nicht. Falls JA ermit­ telt wird, so bedeutet dies, daß die 30°-Rückführvor­ gänge zehnmal wiederholt worden sind, oder anders aus­ gedrückt, daß eine 300°-Nullrückführung ausgeführt wur­ de. Demzufolge kann selbst dann, wenn die Anzeigevor­ richtung 50 um einen Winkel von 300° oder weniger ver­ schoben bzw. versetzt wurde, diese in die Nullstellung zurückgeführt werden, ohne daß Beweggrund besteht, den Anschlag 12 während des Nullrückführvorgangs zu verlas­ sen.
Sodann werden die Schritte 113 bis 117 wiederholt, bis in Schritt 117 NEIN ermittelt wird (neun Wiederholungen im vorliegenden Fall) Wenn in Schritt 117 NEIN ermit­ telt wird, wird in einem Schritt 118 der Zeitgeber an­ gehalten und der Nullrückführvorgang 110 beendet.
Der 300°-Nullrückführungsvorgang wird in dieser Routine 130 nur einmal ausgeführt, weil sich die Anzeigevor­ richtung 50 des Instruments im im Fahrzeug installierten Zustand nicht weiter von der Nullstellung entfernt bzw. sich aus dieser verschiebt als die Anzeigevorrichtung 50 des Instruments vor dessen Einbau.
Danach führt der Mikrocomputer 60 immer dann, wenn der Zündschalter 2 des Fahrzeugs eingeschaltet wird, eine 300°-Nullrückführvorgang-Routine 130 gemäß den Fig. 5 und 7 aus.
Eine Folge von Schritten 131 bis 135 der in Fig. 7 ge­ zeigten Nullrückführroutine 130 ist im wesentlichen gleich der Folge von Schritten 111 bis 116 der Null­ rückführroutine 110.
Wenn in Schritt 135 NEIN ermittelt wird, werden in Schritt 136 der Phasenwinkel i auf 0 festgelegt und die Amplituden des sinusförmigen Stroms SIN(0°) und die des cosinusförmigen Stroms COS(0°), die dem Phasenwinkel i = 0° entsprechen, aus dem ROM ausgelesen, so daß die Ansteuerschaltung 70 den Schrittmotor 4 so ansteuert, daß die Anzeigevorrichtung 50 auf dem Anschlag 12 ge­ halten wird. Dann stoppt der Zeitgeber in einem Schritt 138, und die Nullrückführroutine 130 wird beendet.
Obwohl die Nullrückführroutinen 110 und 130 die Anzei­ gevorrichtung 50 so steuern, daß diese aus der 30°-Win­ kelposition zurückkehrt, kann die Routine auf die in der Nullstellung ruhende Anzeigevorrichtung 50 ange­ wandt werden. In diesem Fall wird die Anzeigevorrich­ tung 50 auf im wesentlichen dieselbe Weise wie vorste­ hend beschrieben gesteuert.
Nach der Routine 130 schreitet der Ablauf zur Geschwin­ digkeitsanzeige (Vorwärtsantrieb) zu Schritten 140 und 150 gemäß Fig. 5 fort, in welchen Eingangssignale aus­ gelesen und ein einzustellender Winkelversatz θo der Anzeigevorrichtung 50 berechnet wird. Daraufhin wird ein gegenwärtiger Winkelversatz θa mit dem einzustel­ lenden Winkelversatz θo verglichen, um den Motor 4 vor­ wärts (Schritt 151) oder rückwärts (Schritt 152) anzu­ treiben, oder zu einem Schritt 160 fortzuschreiten, in welchem erfaßt wird, ob der Zündschalter 2 ausgeschal­ tet ist oder nicht. Wenn der Zündschalter 2 ausgeschal­ tet ist, wird JA ermittelt und der Schrittmotor 4 so gesteuert, daß er die Anzeigevorrichtung 50 aus dem ge­ genwärtigen Winkelversatz θa in die Nullstellung bringt.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 9, 10 und 11 beschrieben. Der Schritt 115a des ersten Ausführungsbeispiels wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel durch einen Schritt 115b ersetzt.
Während sich der Phasenwinkel i in einem Bereich zwi­ schen -340° und -(180°-Δa°) ändert, wird die Geschwin­ digkeit des Nullrückführbetriebs oder -vorgangs im Ver­ gleich zu anderen Bereichen auf die doppelte Geschwin­ digkeit erhöht, so daß die Schwankung oder Flatterbewe­ gung der Anzeigevorrichtung 50 von dem Fahrer nicht wahrgenommen werden kann. Da sich die Anzeigevorrich­ tung 50 bewegt, kann sie der erhöhten Geschwindigkeit des Nullrückführvorgangs folgen. Die Geschwindigkeit kann auf mehr als den zweifachen Wert anderer Bereiche erhöht werden, solange die Anzeigevorrichtung 50 den sich ändernden Zyklen der sinusförmigen Ströme folgen kann.
(Abwandlung)
Die vorliegende Erfindung kann auf Dreiphasen-Schritt­ motore einschließlich der Permanentmagnet-Schrittmotore und anderer Hybrid-Motorarten angewandt werden. Die Er­ findung kann auch auf einen Einphasen-Motor angewandt werden, wenn eine geeignete Nullrückführ-Anordnung be­ reitgestellt wird.
Der den Wicklungen zugeführte sinusoidale oder sinus­ förmige Steuerstrom kann durch andere Steuerströme wie beispielsweise einen näherungsweise sinusförmigen oder trapezförmigen Strom oder dergleichen ersetzt werden.
Der Anschlag 12 kann an anderer Stelle als der oberen Wandung 11 des zylinderförmigen Gehäuses angeordnet sein.
Die Steuerschritte des Nullrückführvorgangs können als festverdrahtete Logikelemente ausgeführt sein.
Die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung eines Meßgeräts wird durch einen Schrittmotor, in welchem durch Feldspulen ein magnetisches Drehfeld ausgebildet wird, welches ein zusammengesetztes Feld der Magnetfel­ der der mit einem sinusförmigen Treiberstrom und einem cosinusförmigen Treiberstrom versorgten Spulen ist, an­ getrieben. Die Anzeigevorrichtung wird durch das magne­ tische Drehfeld auch auf einen sich in einer Nullstel­ lung des Meßgeräts befindenden Anschlag zurückgeführt. Ein Teil des magnetischen Drehfelds, welches während des Nullrückführvorgangs durch die sinus- und cosinus­ förmigen Signalverläufe in einem Phasenwinkelbereich zwischen -340° und -(180°-Δa°) gebildet wird, wird un­ terbrochen, nachdem die Anzeigevorrichtung auf dem An­ schlag ruht, so daß ein solcher Teil des magnetischen Drehfelds die Anzeigevorrichtung nicht von dem Anschlag entfernen kann.

Claims (14)

1. Anzeigeinstrument, gekennzeichnet durch
einen elektrischen Motor (4) mit einer Felderre­ gerspule und einem Permanentmagnetrotor (40),
eine Anzeigevorrichtung (50), die mittels des elektrischen Motors drehbar ist,
eine Treiberschaltung (70) zum Versorgen der Feld­ erregerspule mit Treiberströmen zur Ausbildung eines magnetischen Drehfelds,
eine Steuereinheit (60) zum Steuern der Treiber­ schaltung in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung und
einen Anschlag (12) zum Anhalten der Anzeigevor­ richtung in einer Nullstellung derselben, wenn die An­ zeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
wobei die Steuereinheit
eine Steuereinrichtung (60) zum Steuern der Trei­ berschaltung so, daß die Felderregerspule derart mit einem Nullrückführstrom versorgt wird, daß ein Magnet­ feld ausgebildet wird, welches die Anzeigevorrichtung in Richtung des Anschlags dreht, und
eine Verhinderungseinrichtung (60) zum Verhindern, daß ein Teil des Nullrückführstroms ein Magnetfeld aus­ bildet, welches die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag entfernt, umfaßt.
2. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verhinderungseinrichtung (60) ei­ ne Einrichtung zum Unterbrechen eines Teils des Null­ rückführstroms, der ein auf das Entfernen der Anzeige­ vorrichtung von dem Anschlag gerichtetes Magnetfeld ausbildet, umfaßt.
3. Anzeigeinstrument nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Treiber­ schaltung so steuert, daß der Nullrückführstrom derart zugeführt wird, daß die Anzeigevorrichtung um einen festgelegten Winkel gedreht wird.
4. Anzeigeinstrument nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Treiber­ strom so steuert, daß der Nullrückführstrom während ei­ ner festgelegten Zeitdauer wiederholt zugeführt wird.
5. Anzeigeinstrument nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die festgelegte Zeitdauer ausreichend kurz ist derart, daß durch die Wiederholung verursachte Schwankungen der Anzeigevorrichtung für den Fahrer er­ kennbar sind.
6. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Felderregerspule ein Paar von Phasenwicklungen (24, 34) umfaßt und daß die Steuer­ einrichtung den Treiberstrom so steuert, daß ein Paar von Strömen allgemein sinusförmigen Verlaufs zugeführt werden, deren jeder einen unterschiedlichen Phasenwin­ kel aufweist, um ein zusammengesetztes magnetisches Drehfeld auszubilden.
7. Anzeigeinstrument nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verhinderungseinrichtung (60) ei­ ne Einrichtung zum Unterbrechen eines Teils des ein Ma­ gnetfeld ausbildenden Paares sinusförmiger Ströme um­ faßt, um die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag zu entfernen.
8. Anzeigeinstrument, gekennzeichnet durch
einen elektrischen Motor (4) mit zumindest einer Felderregerspule und einem Permanentmagnetrotor (40),
eine Anzeigevorrichtung (50), die mittels des elektrischen Motors drehbar ist,
einen Steuerstromsignal-Generator (60) zum Erzeu­ gen eines Steuersignals,
eine Treiberschaltung (70) zum Versorgen der zu­ mindest einen Felderregerspule mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit dem Steuersignal zur Ausbildung ei­ nes magnetischen Drehfelds und
einen Anschlag (12) zum Anhalten der Anzeigevor­ richtung in einer Nullstellung derselben, wenn die An­ zeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
wobei der Steuerstromsignal-Generator
eine Erzeugungseinrichtung (60) zum Erzeugen eines Signals zum Steuern der Treiberschaltung so, daß die zumindest eine Felderregerspule derart mit einem Null­ rückführstrom versorgt wird, daß ein zusammengesetztes Magnetfeld ausgebildet wird, welches die Anzeigevor­ richtung in Richtung des Anschlags dreht, und
eine Unterbrechungseinrichtung (60) zum Unterbre­ chen eines Teils des ein Magnetfeld ausbildenden Si­ gnals, um die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag zu entfernen, umfaßt.
9. Anzeigeinstrument, gekennzeichnet durch
einen Schrittmotor (4) mit zumindest zwei Felder­ regerspulen und einem Permanentmagnetrotor (40),
eine Anzeigevorrichtung (50), die mittels des Schrittmotors drehbar ist,
einen Steuerstromsignal-Generator (60),
eine Treiberschaltung (10) zum Versorgen der Feld­ erregerspulen mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit Signalen des Steuerstromsignal-Generators, und
einen Anschlag (12) zum Anhalten der Anzeigevor­ richtung in einer Nullstellung derselben, wenn die An­ zeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
wobei der Steuerstromsignal-Generator
eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Paars von sinusförmigen Signalen derart, daß die Feld­ erregerspulen ein zusammengesetztes Magnetfeld ausbil­ den, um die Anzeigevorrichtung in Richtung des An­ schlags zu drehen, und
eine Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen eines Teils der sinusförmigen Signale derart, daß der Permanentmagnetrotor nicht von dem Anschlag entfernt werden kann, umfaßt.
10. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments mit einem Schrittmotor (4) mit zumindest zwei Felderre­ gerspulen und einem Permanentmagnetrotor (40), einer Anzeigevorrichtung (50), die mittels des Schrittmotors drehbar ist, einem Steuerstromsignal-Generator (60), einer Treiberschaltung (70) zum Versorgen der Felderre­ gerspulen mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit Si­ gnalen des Steuerstromsignal-Generators, und einem An­ schlag (12) zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in ei­ ner Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
des Versorgens der Treiberschaltung mit einem Si­ gnal cosinusförmigen Verlaufs und einem Signal sinus­ förmigen Verlaufs, deren Phasenwinkel um einen vorbe­ stimmten Winkel verschoben wird, wenn eine jeweils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magnetisches Drehfeld ausgebildet wird, und
des Überspringens des Phasenwinkels des Signals sinus- und cosinusförmigen Verlaufs von einem ersten Winkel bis hin zu einem zweiten Winkel, wenn die Si­ gnale sinus- und cosinusförmigen Verlaufs in den ersten Winkel verschoben werden, so daß die Anzeigevorrichtung auf dem Anschlag ruhen kann und nicht unter der Einwir­ kung eines Teils des magnetischen Drehfelds von dem An­ schlag entfernt wird.
11. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstru­ ments mit einem Motor (4) mit einer Felderregerspule (24, 34) und einem Permanentmagnetrotor (40), einer An­ zeigevorrichtung (50), die mittels des Motors drehbar ist, einer Treiberschaltung (70) zum Antreiben des Mo­ tors, und einem Anschlag (12) zum Anhalten der Anzeige­ vorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
des Versorgens der Felderregerspule mit einem elektrischen Nullrückführstrom, dessen Amplitude sich um einen voreingestellten Pegel ändert, wenn eine je­ weils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein vollständiges, in einer Nullrückführrichtung drehendes magnetisches Drehfeld ausgebildet wird, und
des Überspringens eines Bereichs des elektrischen Stroms, der einen Teil des magnetischen Drehfelds aus­ bildet, so daß die Anzeigevorrichtung auf dem Anschlag ruhen kann und nicht von dem Anschlag entfernt wird.
12. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstru­ ments mit einem Schrittmotor (4) mit zumindest zwei Felderregerspulen (24, 34) und einem Permanentmagnetro­ tor (40), einer Anzeigevorrichtung (50), die mittels des Schrittmotors drehbar ist, einem Steuerstromsignal- Generator (60), einer Treiberschaltung (70) zum Versor­ gen der Felderregerspulen mit Treiberströmen in Über­ einstimmung mit Signalen aus dem Steuerstromsignal- Generator, und einem Anschlag (12) zum Anhalten der An­ zeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückge­ führt wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
des Versorgens der Treiberschaltung mit einem Si­ gnal cosinusförmigen Verlaufs und einem Signal sinus­ förmigen Verlaufs, deren Phasenwinkel um einen vorbe­ stimmten Winkel verschoben wird, wenn eine jeweils festgelegte Zeit, die kürzer ist als 10 Millisekunden, verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrich­ tung drehendes magnetisches Drehfeld ausgebildet wird,
des Wiederholens des vorgenannten Schritts für ei­ ne festgelegte Anzahl von Malen und
des Beendens des Wiederholungsschritts, wenn die festgelegte Anzahl von Malen erreicht ist.
13. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstru­ ments mit einem Motor (4) mit einer Felderregerspule (24, 34) und einem Permanentmagnetrotor (40), einer An­ eigevorrichtung (50), die mittels des Motors drehbar ist, einer Treiberschaltung (70) zum Antreiben des Mo­ tors und einem Anschlag (12) zum Anhalten der Anzeige­ vorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevorrichtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
des Versorgens der Felderregerspule mit einem elektrischen Nullrückführstrom, dessen Amplitude sich um einen voreingestellten Pegel ändert, wenn eine je­ weils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magnetisches Voll­ bereichs-Drehfeld ausgebildet wird, und
des Erhöhens des voreingestellten Pegels, wenn der elektrische Nullrückführstrom einen Teil des magneti­ schen Drehfelds bildet, welches die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag entfernt.
14. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeinstruments mit einem Schrittmotor (4) mit zumindest zwei Felderre­ gerspulen (24, 34) und einem Permanentmagnetrotor (40), einer Anzeigevorrichtung (50), die mittels des Schritt­ motors drehbar ist, einem Steuerstromsignal-Generator (60), der Signale mit einer Zyklusgeschwindigkeit gene­ riert, einer Treiberschaltung (70) zum Versorgen der Felderregerspulen mit Treiberströmen in Übereinstimmung mit Signalen aus dem Steuerstromsignal-Generator, und einem Anschlag (12) zum Anhalten der Anzeigevorrichtung in einer Nullstellung derselben, wenn die Anzeigevor­ richtung in die Nullstellung zurückgeführt wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
des Versorgens der Treiberschaltung mit einem Si­ gnal cosinusförmigen Verlaufs und einem Signal sinus­ förmigen Verlaufs, deren Phasenwinkel um einen vorbe­ stimmten Winkel verschoben wird, wenn eine jeweils festgelegte Zeit verstrichen ist, wodurch ein in einer Nullrückführrichtung drehendes magnetisches Vollbe­ reichs-Drehfeld ausgebildet wird, und
des Erhöhens der Zyklusgeschwindigkeit, wenn das Signal cosinusförmigen Verlaufs und das Signal sinus­ förmigen Verlaufs dahingehend wirken, daß ein Teil des magnetischen Drehfelds ausgebildet wird, welches die Anzeigevorrichtung von dem Anschlag entfernt.
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