DE19610059A1 - Anzeigeinstrument und Verfahren zum Betrieb desselben - Google Patents
Anzeigeinstrument und Verfahren zum Betrieb desselbenInfo
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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