TW200807192A - Analogue time display for motor vehicle - Google Patents

Description

200807192 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於結合在機動車輛儀表板中之具有類比顯 .示器或其它指針式顯示器的電子錶，更特別地係關於該錶 的類比顯示器與計時器之間機電同步化的方法。 【先前技術】 # 從習知技術中，已知有用來重設確定某些機電同步性 之電子錶的時間之裝置。將在機動車輛儀表板中之電子表 的類型包括類比顯示指針，該等指針係由步進馬達驅動的 時針與分針形成。使用於此種電子錶的步進馬達通常由磁 化轉子、定子及線圈形成，該線圏被充電時產生定子中的 磁場，因此將該定子轉換成其極性取決於線圈中電流方向 之磁鐵。 此類型的電子錶另包括電源、與顯示機構同步操作以 • 提供充足電力的計時機構、及用於檢測不足電力的機構。 當檢測到電力不足時，指針被停止，且計時機構的對應値 (時、分）然後被儲存在非依電性儲存機構中。 然而，在本發明的範圍內已證明，此同步方法不足以 隨著時間而被仰賴。確定的是，當上述之該類型步進馬達 未被提供電力時，該步進馬達具有至少兩個源自其幾何的 磁性穩定位置。因此，每當電力不足時，馬達的停止極可 能造成時間資訊的遺失，當馬達停止且接著不可避免地回 到兩個磁性穩定位置中的一者時，在統計上而言，馬達不 -5- (2) (2)

200807192 會位於兩個磁性穩定位置中的一者。依施加於 與一分鐘的資訊之間的齒輪減速，這些誤差的 過三分鐘且變成不能接受用來提供正確的時間 某些習知解決方法建議使用用來計算與· 位置間的誤差以及計時機構所指示的誤差之择 器。此種解決方法往往是複雜的，且不必然是 【發明內容】 本發明的主要目的之一在於，利用考慮至! 馬達的類型而設有提供可靠機電同步化之電子 上述的缺點。因此，本發明的第一目的係關於 ，包括：類比顯示機構，其由至少一指針形试 步進馬達驅動；至少一時基，用於提供時間聲 制及驅動該步進馬達之機構；主電源；用於賴 電源之足夠電力的缺少之機構；非依電性儲存 電源提供電力給該非依電性儲存機構，當檢消 的缺少時，該非依電性儲存機構容納該時間養 錶具另一特徵，亦即，該非依電性儲存機構連 成當檢測到不足電力時，用來容納該步進馬達 本發明的第二目的係關於一種用於此種電 機電同步化方法。因此，該方法包括以下步驟 自該主電源的足夠電力的缺少；（2)停止該步 使用附加電源作爲電源；4)當檢測到不足電丈 馬達的一步 累積可能超 資訊。 正指針實際 針位置檢測 非常可靠的 丨所使用步進 -錶，來克服 r 一種電子錶 :，該指針由 :料給用於控 〖測來自該主 [機構，附加 丨到足夠電力 ί料。該電子 丨一步被設置 位置資料。 〖子錶的可靠 :(1)檢測來 進馬達；（3) ;時，將該時 -6 - (3) (3)200807192 間資料寫入該非依電性記憶體中。該方法另包括以下附加 步驟：（5)當檢測到不足電力時，將該步進馬達之位置寫入 該非依電性記憶體中。 附屬請求項給予有利的實施例。 【實施方式】 現將經由非限制性解說，純粹地說明本發明的不同實 施例。圖1顯示依據本發明的一實施例之電子錶的整體示 意圖。 該電子錶包含類比顯示機構1 0，類比顯示機構1 0較 佳地包括二指針，亦即，時針與分針。類比顯示機構10 利用步進馬達12來啓動，而後將參照圖2、3a與3b來詳 述步進馬達1 2。以習用方式，由轉子、定子及至少一線圈 來形成步進馬達1 2。將磁化轉子安裝在小齒輪上，該小齒 輪驅動連接於顯示器指針之的錶齒輪系。具有1 : 60與1 :1 2的比之齒輪減速輪與小齒輪分別驅動分針與時針。 該錶包含微控制器1 4，該微控制器1 4包括用於使馬 達向前移動的馬達控制與驅動機構1 6、及用於容納時間資 料的依電性計時器1 8 (例如，RAM記憶體），該微控制 器1 4的供應電壓足以使電子錶適當地操作時，依電性計 時器1 8週期性地更新。因此，藉由主電源20來驅動微控 制器1 4 ’例如’關於結合於激動車輛中之電子錶的穩壓電 池、或其它穩壓電源。微控制器i 4亦包括低電壓檢測器 22 ’當主電源所提供的供應電壓不再足夠致使電子錶適當 (4) 200807192 地操作時，作爲檢測之用。 應注意到，微控制器1 4包含用於微控制器1 4的計時 之內振盪器（未顯示）。有利地選擇振盪器在分頻後的工 作頻率，以使該頻率高於機動車輛中同行寵物可聽到的頻 率。爲此目的，微控制器14的工作頻率較佳地選擇在 32KHz 〇 電子錶另包括至少一時基或替代機構，用於接收來自 # 外時基24的時間資訊。一方面，以類比方式顯示所接收 的時間資訊，另一方面，與類比顯示機構1 0同步操作的 依電性計時器1 8以電子方式來容納該時間資訊。有利地 ，電子錶包括提供時間資訊之以石英振盪器與分頻器形成 的附加時基26、及用於接收來自外時基24的其它確實時 間資訊之附加機構，例如可自GP S或RD S接收器獲得該 資訊。 錶的依電性計時器1 8中所更新的時間資訊有利地是 • 來自外時基24之被認爲確實的時間資訊。然而，在缺少 含有來自外時基24之該確實時間資訊的接收信號之情況 下，微控制器1 4然後在其位置使用附加時基26所提供的 時間資訊。 如前所述，微控制器1 4包括亦稱爲不足電源檢測機 構之低電壓檢測機構22。這些低電壓檢測器22比較主電 源20所接收的供應電壓以及足以使電子錶適當地操作的 給定參考電壓。一經檢測到電力不足時，該錶立即排除其 它操作模式而優先進入稱爲低耗電模式的操作模式，在該 -8- (5) (5)200807192 模式中，依電性計時器1 8不再遞增，以及馬達控制與驅 動機構16 (經由”int”信號）被鈍化，且因此步進馬達12 與類比顯示機構1 〇被停止。在藉由機動車輛的電池驅動 錶的例子中，例如當正在更換電池或電池的壽命結束時， 檢測到足夠電力的缺少可能發生。因此，因爲主電源20 所提供的電力在規定下不足以提供給一般之錶的適當操作 以及特別地是微控制器1 4，附加的電源被提供，諸如像電 容器28的能量緩衝器，其連接於電源的端子且具有電容 C，該電容C被選擇來提供足夠能量給用於確定指針1 〇的 實際位置與依電性計時器1 8中的對應時間資訊之間的可 靠機電同步所需之操作。將齊納（zener)二極體30放置於 主電源20與電容器28之間，以使一旦主電源變不足時， 防止電容器2 8的放電。 接在檢測到缺少主電源20所提供的足夠電力之後， 然後使用儲存於電容器2 8中的電荷，提供將含於依電性 計時器1 8中的時間資訊寫入非依電性記憶體3 2 (諸如 EEPROM )中所需之能量。然而，如本發明的範圍內所實 施的，簡單地儲存時間資訊不足以確定指針1 〇的實際位 置與依電性計時器18中的對應時間資訊之間的可靠機電 同步。這是因爲主電源所提供的能量亦被提供，以使當檢 測到電力不足時，寫入馬達位置資訊。經由微控制器1 4 的邏輯3 4，將馬達控制與驅動機構1 6所提供的馬達位置 資訊複製入非依電性記憶體3 2中。現將參照圖2、3 a與 3b，詳述該馬達位置資訊。 -9 - (6) 200807192 如先前所述，步進馬達12控制 其實例顯示於圖2中，圖2槪要地) 極軸之此類型步進馬達。定子122上 的兩個穩定磁性位置，當定子未被磁 1 2 6 (與1 2 8 )中的電流被切斷時，轉 位置的一者。 依據特別的實施例，轉子1 24的 針一分鐘的移動，亦即，相當於該指 一完整旋轉期間，取得二完整步，每 3°的移動。相同分針Γ的移動界定轉 轉子旋轉6 0 °。 在錶的正常操作期間，亦即，當 夠時，馬達被控制，以使在轉子的每 步’且因此使分針每一分鐘作24個中 如圖3a與3b中分別可見，將第 定爲相當於第1步，以及將第二穩定 當於第1 3步。如果有人考慮轉子的 考慮，它是等於分針1/4°的移動，亦 的移動。 現在讓我們考慮圖3a。第20與 的微步（亦即，第20-24與第1-6微 所有位置，爲當電力不足或切斷時，i 所界定的穩定位置之起始位置。 相反地，如果我們考慮圖3b，第 錶指針的向前移動， 顯示具有磁化的北-南 的狹縫界定轉子124 化時，亦即，當線圈 子被放置於該兩磁性 一完整旋轉相當於分 針6 °的移動。轉子在 一完整步相當於分針 子的部分步，相當於 所供應的供應電壓足 一完整旋轉作24微 |間位置。 一穩定位置任意地界 位置任意地界定爲相 一微步，依據以上的 即，4微步枏當於1° 第6微步（含）之間 步）所界定之轉子的 轉子將進入第1微步 8與第1 8微步（含 -10 - (7) (7)200807192 )之間的微步所界定之轉子的所有位置，爲當電力不足或 切斷時，轉子將進入第13微步所界定的穩定位置之起始 位置。 因此，取決於當檢測到足夠電力的缺少時定位轉子的 正確位置，以及認知到，在轉子停止之後，轉子將自動地 回到該兩穩定位置（第1或第13)的一者，能夠遺失的資 訊在〇與6微步之間改變，亦即，在0°與1 .5°之間或0與 1 5秒之間改變。 這裡要注意到，如果馬達在轉子位於第7或第9微步 所界定的位置時被切斷，則轉子將第1或第13微步所界 定的穩定位置的一者。這是爲什麼任意地選擇轉子爲了實 施重設的正確時間所應該進入的位置。 亦將注意到，較佳地將馬達的速度選擇在最大，以防 止當檢測到足夠電力的缺少或電力切斷時所實施過程中步 的遺失，這是因爲馬達慣性的不足。 圖4顯示依據本發明之電磁同步備用程序的示意圖。 在主操作模式（Main)中，系統檢查外時鐘信號（例 如，GP S信號）如否存在，然後微處理器在讀取到所接收 信號之後遞增計時器値且控制馬達脈衝，指示這些信號所 接收時間的指針然後被同步移動。 在缺少時鐘信號的情況下，系統經由程式（Stand Alone )啓動獨立模式，以及同時使用內時鐘來倒數計時 並控制馬達，且更新時、分與微步資訊。 在缺少足夠電力的檢測的例子中，系統逐漸變成界定 -11- (8) (8)200807192 於比所有其它模式優先的程式之低電力模式。在此低電力 模式中，步進馬達被停止，以及時、分、微步資訊被支援 於非依電性記憶體中（例如，EEPROM )。 當電力再次變足夠時，例如當更換車輛電池時，電子 錶利用外時基所獲得的確實時間資訊，將系統重設成正確 時間。 將瞭解到，很清楚地對於熟悉此項技術者而言，可對 上述本發明的各實施例作各種變更及/或改良及/或組合， 而離不開以下請求項中所界定的本發明範圍。亦將注意到 ，例如，轉子可依馬達的設計而具有數個磁化軸，且因此 可界定倍數的二穩定位置。 【圖式簡單說明】 圖1顯示依據本發明的一實施例之電子錶的整體示意 圖。 圖2顯示具有界定二穩定磁性位置的北-南磁性磁化 軸之步進馬達的槪要示意圖。 圖3a與3b顯示在電力供應不足的檢測之後，位於該 二穩定磁性位置中任一位置之步進馬達的槪要示意圖。 圖4顯示依據本發明之電磁同步備用程序的示意圖。 【主要元件符號說明】 1 0 :類比顯示機構、指針 1 2 :步進馬達 •12- (9) (9)200807192 1 4 :微控制器 1 6 :馬達控制與驅動機構 1 8 :依電性計時器 20 :主電源 22 :低電壓檢測器 2 4 :外時基 26 :附加時基 28 :電容器 3 0 :齊納二極體 3 2 :非依電性記憶體 34 :邏輯 122 :定子 124 :轉子 126 :線圈 1 2 8 :線圈

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Claims (1)

1. (1) 200807192 十、申請專利範圍 1. •-種電子錶，包括：類比顯示機構，其由妾少一 指針形成，該指針由步進馬達驅動；至少一時基， 用於 供時間資料給用於控制及驅動該步進馬達之機擒；泰 ’ 笔.源 •，用於檢測來自該主電源之足夠電力的缺少之機構；非依 電性儲存機構，附加電源提供電力給該非依電性儲存機構 ’當檢測到足夠電力的缺少時，該非依電性儲存機構容納 • 該時間資料，其中該非依電性儲存機構進一步被設#成掛 檢測到足夠電力的該缺少時，用來容納該步進馬達位置杳 料。 2. 如申請專利範圍第1項的電子錶，其中該步進馬 達包括磁化轉子，該轉子包括相對於定子的二穩定磁丨生& 置及定數量的中間位置，該等中間位置相當於通過該二穩 定磁性位置的二通道間之該馬達的微步的數量，以及其中 該非依電性記憶體中所容納之該步進馬達位置資料相當於 ^ 該步進馬達所完成之微步的最終數量。 3 ·如申請專利範圍第丨或2項的電子錶，包括用於 接收來自第一外時基的確實時間資料之機構、及供應僅在 未收到該確實時間資料時所使用的資料之第二附加時基。 4· 一種機電同步化方法，該方法使依據申請專利範 圍第1至3項任一項之電子錶的該至少一指針與確實時間 資料機電同步化，該方法包括以下步驟： 檢測來自該主電源的足夠電力的缺少； 停止該步進馬達； -14- (2) 200807192 使用如同電容器的能量緩衝器作爲電源； 當檢測到足夠電力的缺少時，將該時間資料寫入該非 依電性記憶體中； 其中該方法另包括以下附加步驟： 當檢測到足夠電力的缺少時，將應用於該步進馬達之 磁場位置資料寫入該非依電性記憶體中。

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