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Dokumentenidentifikation DE69835926T2 26.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000905588
Titel Elektronisches Gerät und Regelverfahren dafür
Anmelder Seiko Epson Corp., Tokyo, JP
Erfinder Koike, Kunio, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP;
Shimizu, Eisaku, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP;
Takahashi, Osamu, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP;
Shinkawa, Osamu, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69835926
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.09.1998
EP-Aktenzeichen 983079377
EP-Offenlegungsdatum 31.03.1999
EP date of grant 20.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse G04C 10/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G04C 11/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät und insbesondere ein elektronisches Gerät in der Form einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr zum korrekten Antreiben von Zeigern, die an einem Räderwerk befestigt sind, durch Umwandeln der mechanischen Energie einer mechanischen Energiequelle, wie beispielsweise einer Zugfeder oder dergleichen, in elektrische Energie durch einen Generator und Steuern des Drehzyklus des Generators durch Betätigen von Drehungssteuerungsmitteln durch die elektrische Energie.

Es ist eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr bekannt, die in der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-119812 und der ungeprüften japanischen Patentannmeldung Nr. 8-101284 als eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr zum korrekten Anzeigen einer Zeit durch genaues Antreiben von Zeigern, die an einem Räderwerk befestigt sind, durch Umwandeln von mechanischer Energie, die erzeugt wird, wenn eine Zugfeder freigegeben wird, in elektrische Energie durch einen Generator und Steuern des Werts eines Stroms, der zur Spule des Generators fließt, durch Betätigen von Drehungssteuerungsmitteln durch die elektrische Energie offenbart wird.

Im Übrigen ist es in der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr, die so ausgelegt ist, wie zuvor beschrieben, wichtig, das Bremsmoment zu erhöhen, wenn die Zugfeder ein hohes Moment aufweist, und einen Abfall von erzeugter Leistung zu diesem Zeitpunkt zu verhindern, um eine Zeitdauer zu verlängern.

Zu diesem Zweck stellt die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr, die in der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-119812 offenbart wird, einen Winkelbereich, in welchem die Drehgeschwindigkeit eines Rotors durch Ausschalten einer Bremse erhöht wird, um dadurch eine Menge von erzeugter Leistung jedes Mal, wenn der Rotor sich einmal dreht, das heißt jeden Zyklus eines Bezugssignals, zu erhöhen, und einen Winkelbereich bereit, in welchem der Rotor durch eine daran angelegte Bremse mit einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht wird, derart dass die erzeugte Leistung erhöht wird, wenn der Rotor mit der hohen Geschwindigkeit gedreht wird, um dadurch den Abfall der erzeugten Leistung zu kompensieren, wenn die Bremse angelegt wird.

Außerdem erhöht die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 8-101284 offenbart wird, das Bremsmoment und verhindert einen Abfall einer erzeugten Spannung zum gleichen Zeitpunkt durch Verwenden einer Anzahl von Stufen einer Verstärkungsschaltung zum Verstärken der Spannung der Leistung, die durch einen Generator induziert wird.

In der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr, die in der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-119812 offenbart wird, besteht jedoch, da der Rotor von einem Zustand, in welchem er sich mit einer hohen Drehgeschwindigkeit dreht, in einen Zustand umgeschaltet werden muss, in welchem er sich mit einer niedrigen Drehgeschwindigkeit dreht, so dass er fast stehen bleibt, während er sich einmal dreht, das Problem, dass es tatsächlich schwierig ist, solch eine abrupte Geschwindigkeitsänderung durchzuführen. Konkret besteht, da die Drehstabilität des Rotors für gewöhnlich durch die Bereitstellung eines Schwungrads verstärkt wird, das Problem, dass es schwierig ist, die Geschwindigkeit abrupt zu ändern.

Da außerdem eine erzeugte Leistung zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Bremse angelegt wird, abfällt, gibt es eine Grenze, um einen Abfall der erzeugten Leistung bei Erhöhen des Bremsmoments zu unterdrücken.

Da andererseits die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr.

8-101284 offenbart wird, viele Schalter und Kondensatoren benötigt, weist sie das Problem auf, dass die Kosten erhöht sind.

Die am 12. März 1997 veröffentlichte europäische Patentanmeldung Nr. EP 0 762 243 offenbart eine Uhr mit einer Rotorgeschwindigkeitssteuerungsanordnung, in welcher eine Bremse an den Rotor angelegt wird, wenn die Rotorgeschwindigkeit eine Bezugsgeschwindigkeit überschreitet, und umgekehrt. Die Erfindung, die in diesem Dokument beschrieben wird, macht von der Tatsache Gebrauch, dass das Moment der Zugfeder, wenn Letztere voll gespannt ist, hoch ist und daher die Rotorgeschwindigkeit hoch ist, wohingegen das Zugfederdrehmoment niedrig ist, wenn die Feder beinahe vollständig entrollt ist, weshalb die Rotorgeschwindigkeit niedrig ist, um eine Anzeige der Menge von Energie bereitzustellen, die in der Feder verbleibt.

In dem am 14. Mai 1996 erteilten US-Patent 5,517,469 wird eine Uhr beschrieben, in welcher eine elektromagnetische Bremse in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Rotors in Bezug auf eine Bezugsgeschwindigkeit, die durch eine Bezugswellenform definiert wird, an einen Generatorrotor angelegt wird. Eine Begrenzerschaltung begrenzt die Dauer der Bremswirkung auf einen Bruchteil der Periode der Wechselspannung, die durch den Generator zugeführt wird. Diese Anordnung stellt sicher, dass die Rotorgeschwindigkeitsteuerungsschaltung über einen Rotordrehzyklus angemessen gespeist wird, selbst wenn die Phase der Rotordauer im Wesentlichen der Phase der Bezugswellenform voreilt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr bereitzustellen, die zum Erhöhen des Bremsmoments eines Generators bei Halten einer erzeugten Leistung wenigstens auf einem vorgegebenen Pegel und zum Senken der Kosten imstande ist.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches Gerät bereitgestellt, wie in Anspruch 1 dargelegt.

Das elektronische Gerät der vorliegenden Erfindung treibt den Generator durch die Zugfeder an und regelt die Anzahl von Drehungen eines Rotors durch Anlegen einer Bremse an den Generator durch die Rotorsteuermittel.

Gleichzeitig wird die Drehungssteuerung (Bremssteuerung) des Generators durch eine Zerhackersteuerung des Generators durch EIN- und AUS-Schalten des Schalters durchgeführt, der zum Kurzschließen beider Enden der Spule des Generators imstande ist. Wenn der Schalter auf EIN geschaltet wird, wird durch die Zerhackersteuerung eine Kurzschlussbremse an den Generator angelegt, und es wird Energie in der Spule des Generators gespeichert. Wohingegen, wenn der Schalter auf AUS geschaltet wird, der Generator betrieben wird und eine Spannung, die dadurch erzeugt wird, durch die in der Spule gespeicherte Energie erhöht wird. Folglich kann, wenn der Generator zerhackergesteuert wird, ein Abfall der erzeugten Leistung, welcher verursacht wird, wenn die Bremse angelegt wird, durch eine Erhöhung der erzeugten Spannung kompensiert werden, wenn der Schalter auf AUS geschaltet wird, wodurch das Bremsmoment erhöht werden kann, während die erzeugte Leistung wenigstens auf einem vorgegebenen Pegel gehalten wird, so dass eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr mit einer langen Betriebsdauer vorgesehen werden kann.

Da eine Wirkung zum Erhöhen der erzeugten Spannung verringert wird, wenn die Zerhackerfrequenz niedriger als 5-mal die Wellenform der erzeugten Spannung ist, wird die Zerhackerfrequenz so ausgelegt, dass sie wenigstens 5-mal höher als die Frequenz der Wellenform der erzeugten Spannung ist.

Wenn die Zerhackerfrequenz wenigstens 100-mal so groß wie die Wellenform der erzeugten Spannung ist, verbraucht ein IC zum Ausführen von Zerhackung eine große Menge an Leistung. Demnach ist es vorzuziehen, dass die Zerhackerfrequenz 100-mal oder weniger die Wellenform der erzeugten Spannung ist. Wenn ferner die Zerhackerfrequenz 5-mal bis 100-mal so groß wie die Wellenform der erzeugten Spannung ist, kann die Steuerung leicht durchgeführt werden, da sich das Änderungsverhältnis eines Moments zum Änderungsverhältnis eines Tastverhältnisses einem vorgegebenen Niveau annähert. Die Zerhackerfrequenz kann jedoch in Abhängigkeit von einer Verwendung und einem Steuerverfahren auf größer als 100-mal eingestellt werden.

Es ist vorzuziehen, dass das elektronische Gerät erste und zweite Leistungsversorgungsleitungen zum Laden der elektrischen Energie des Generators in eine Leistungsversorgungsschaltung umfasst, wobei der Schalter aus ersten und zweiten Schaltern besteht, die zwischen die ersten und zweiten Anschlüsse des Generators und eine der ersten beziehungsweise zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt sind, und das Drehungssteuerungsmittel den Schalter, der mit einem der ersten und zweiten Anschlüsse des Generators verbunden ist, kontinuierlich auf EIN schaltet, sowie den Schalter, der mit dem anderen Anschluss des Generators verbunden ist, diskontinuierlich betätigt.

Da bei dieser Anordnung die Leistungserzeugungsverarbeitung und die Drehungsverarbeitung des Generators zusätzlich zur Bremssteuerung durch Zerhacken gleichzeitig durchgeführt werden können, können die Kosten durch Verringern der Anzahl von Teilen gesenkt werden, und der Leitungserzeugungswirkungsgrad kann durch Steuern einer Zeiteinstellung, bei welcher die jeweiligen Schalter diskontinuierlich betätigt werden, verbessert werden.

Gleichzeitig ist es vorzuziehen, dass die ersten und zweiten Schalter aus jeweiligen Transistoren bestehen.

Außerdem ist es vorzuziehen, dass das Drehungssteuerungsmittel einen Vergleicher zum Vergleichen der Wellenformen der Spannung, die durch den Generator erzeugt wird, mit einer Bezugswellenform, eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Ausgabe vom Vergleicher mit einem Zeitnormalsignal und Ausgeben eines Differenzsignals, eine Signalausgabeschaltung zum Ausgeben eines impulsbreitenvariierten Taktsignals basierend auf dem Differenzsignal und eine Logikschaltung zum UND-Verknüpfen des Taktsignals und der Ausgabe vom Vergleicher und Ausgeben eines UND-verknüpften Signals an die Transistoren umfasst.

Da bei dieser Anordnung Leistung, die verbraucht wird, um die Transistoren diskontinuierlich zu steuern, verringert werden kann, kann eine Schaltung so ausgelegt werden, dass sie für einen Generator einer Uhr geeignet ist, welcher eine kleine Menge an Leistung erzeugt.

Der erste Schalter kann aus einem ersten Feldeffekttransistor mit einem Gate, das mit dem zweiten Anschluss des Generators verbunden ist, und einem zweiten Feldeffekttransistor, der zum ersten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, bestehen, der zweite Schalter kann aus einem dritten Feldeffekttransistor mit einem Gate, das mit dem ersten Anschluss des Generators verbunden ist, und einem vierten Feldeffekttransistor, der zum dritten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, bestehen, und erste und zweite Dioden können zwischen die ersten und zweiten Anschlüsse des Generators und die andere der ersten beziehungsweise zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt sein.

Der erste Schalter kann aus einem ersten Feldeffekttransistor mit einem Gate, das mit dem zweiten Anschluss des Generators verbunden ist, und einem zweiten Feldeffekttransistor, der zum ersten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, bestehen, der zweite Schalter kann aus einem dritten Feldeffekttransistor mit einem Gate, das mit dem ersten Anschluss des Generators verbunden ist, und einem vierten Feldeffekttransistor, der zum dritten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, bestehen, ein Verstärkungskondensator kann zwischen einen der ersten und zweiten Anschlüsse des Generators und die andere der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt sein, und eine Diode kann zwischen den anderen der ersten und zweiten Anschlüsse und die andere der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt sein.

Wenn in dem elektronischen Gerät, das so ausgelegt ist, wie zuvor beschrieben, der erste Anschluss des Generators auf plus gesetzt wird und der zweite Anschluss davon auf minus gesetzt wird (ein Potenzial niedriger als das des ersten Anschlusses), wird der erste Feldeffekttransistor, dessen Gate mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, auf EIN geschaltet und der dritte Feldeffekttransistor, dessen Gate mit dem ersten Anschluss verbunden ist, wird auf AUS geschaltet. Folglich fließt der Wechselstrom, der durch den Generator erzeugt wird, durch den Weg, der aus dem ersten Anschluss, dem ersten Feldeffekttransistor, einer der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen, der Leistungsversorgungsschaltung, der anderen der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen und dem zweiten Anschluss besteht.

Wenn der zweite Anschluss des Generators auf plus gesetzt wird und der erste Anschluss davon auf minus gesetzt wird (ein Potenzial niedriger als das des zweiten Anschlusses), wird der dritte Feldeffekttransistor, dessen Gate mit dem ersten Anschluss verbunden ist, auf EIN geschaltet und der erste Feldeffekttransistor, dessen Gate mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wird auf AUS geschaltet. Folglich fließt der Wechselstrom, der durch den Generator erzeugt wird, durch den Weg, der aus dem zweiten Anschluss, dem dritten Feldeffekttransistor, einer der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen, der Leistungsversorgungsschaltung, der andren der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen und dem ersten Anschluss besteht.

Die zweiten und vierten Feldeffekttransistoren wiederholen die EIN- und AUS-Zustände als Reaktion auf die Zerhackersignale, die an ihren Gates eingegeben werden. Da die zweiten und. vierten Feldeffekttransistoren zu den ersten und dritten Feldeffekttransistoren parallel geschaltet sind, fließt, wenn die ersten und dritten Feldeffekttransistoren auf EIN geschaltet sind, ungeachtet der EIN/AUS-Schaltzustände der zweiten und vierten Feldeffekttransistoren ein Strom. Wenn jedoch die ersten und dritten Feldeffekttransistoren auf AUS geschaltet sind, fließt der Strom, wenn die zweiten und vierten Feldeffekttransistoren als Reaktion auf ein Zerhackersignal auf EIN geschaltet sind. Wenn daher die zweiten und vierten Feldeffekttransistoren, welche zu den ersten und dritten Feldeffekttransistoren parallel geschaltet sind, als Reaktion auf ein Zerhackersignal auf EIN geschaltet werden, werden sowohl die ersten als auch zweiten Schalter auf EIN geschaltet, um dadurch die jeweiligen Anschlüsse des Generators kurzzuschließen.

Bei dieser Funktionsweise kann der Generator einer Bremssteuerung durch Zerhackersteuerung unterzogen werden, derart dass ein Abfall von erzeugter Leistung, wenn die Bremse angelegt wird, durch eine Erhöhung einer erzeugten Spannung, wenn der Schalter auf AUS geschaltet wird, kompensiert werden kann, wodurch ein Bremsmoment erhöht werden kann, während die erzeugte Leistung wenigstens auf einem vorgegebenen Pegel gehalten wird, derart dass eine elektronisch gesteuerte Uhr mit einer langen Betriebsdauer bereitgestellt werden kann. Da außerdem der Generator durch die ersten und zweiten Feldeffekttransistoren, deren Gates mit den jeweiligen Anschlüssen verbunden sind, gleichgerichtet wird, braucht kein Vergleicher und dergleichen verwendet zu werden, wodurch die Anordnung vereinfacht wird und ein Abfall eines Ladewirkungsgrads infolge der Leistung, die durch den Vergleicher verbraucht wird, verhindert werden kann. Da außerdem die Feldeffekttransistoren durch Gebrauchmachen von der Anschlussspannung des Generators auf EIN und AUS geschaltet werden, können die jeweiligen Feldeffekttransistoren synchron mit den Polaritäten der Anschlüsse des Generators gesteuert werden, wodurch ein Gleichrichtwirkungsgrad verbessert werden kann.

Wenn ein Verstärkungskondensator zwischen einen der Anschlüsse des Generators und eine Leistungsversorgungsleitung eingefügt ist, wie in der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr gemäß Anspruch 8 offenbart, können die Leistungsversorgungsschaltung und der Verstärkungskondensator gleichzeitig geladen werden, wenn die Anschlussspannung des Anschlusses, mit welchem der Kondensator verbunden ist, erhöht wird. wohingegen, wenn die Spannung des anderen der Anschlüsse des Generators erhöht wird, die Leistungsversorgungsschaltung mit einer hohen Spannung geladen werden kann, die durch Addieren der Spannung, die in den Verstärkungskondensator geladen wurde, zu der Spannung, die durch den Generator induziert wird, erhalten wird.

In einem elektronischen Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen von wenigstens zwei Arten von Zerhackersignalen mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis umfassen, und wenigstens die zwei Arten der Zerhackersignale mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis werden an den Schalter angelegt, um dadurch den Generator durch Zerhacken zu steuern.

Wenn in der vorliegenden Erfindung der Schalter, der zum Kurzschließen beider Anschlüsse des Generators imstande ist, vorgesehen ist und der Generator durch Anlegen des Zerhackersignals an den Schalter zerhackergesteuert wird, werden, obwohl eine niedrigere Zerhackerfrequenz und ein höheres Tastverhältnis das Antriebsmoment (Bremsmoment) mehr erhöhen können und eine höhere Zerhackerfrequenz eine geladene Spannung (erzeugte Spannung) erhöht, diese nicht so stark reduziert, selbst wenn das Tastverhältnis erhöht wird, und es wurde ein Punkt ermittelt, an welchem die geladene Spannung zunimmt, bis das Tastverhältnis gleich etwa 0,8 ist, wenn die Zerhackerfrequenz wenigstens 50 Hz beträgt. Demnach wird der Generator unter Verwendung der wenigstens zwei Zerhackersignale mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis zerhackergesteuert.

Es ist vorzuziehen, dass das Drehungssteuerungsmittel Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfasst, wobei das Bremssteuerungsmittel die Zerhackersignale mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis in der Bremse-EIN-Steuerung und der Bremse-AUS-Steuerung an den Schalter anlegt und das Zerhackersignal, das in der Bremse-EIN-Steuerung angelegt wird, ein größeres Tastverhältnis aufweist als das Zerhackersignal, das in der Bremse-AUS-Steuerung angelegt wird.

Das elektronisch gesteuerte mechanische Gerät der vorliegenden Erfindung treibt den Generator durch die Zugfeder an und regelt die Anzahl von Umdrehungen des Rotors durch Anlegen einer Bremse an den Generator durch das Drehungssteuerungsmittel.

Gleichzeitig wird die Drehungssteuerung des Generators durch Anlegen eines Zerhackersignals an den Schalter, der zum Kurzschließen beider Enden der Spule des Generators imstande ist, und EIN- und AUS-Schalten des Schalters, das heißt durch eine Zerhackersteuerung des Schalters, durchgeführt. Wenn der Schalter durch die Zerhackersteuerung auf EIN geschaltet wird, wird eine Kurzschlussbremse an den Generator angelegt, und es wird Energie in der Spule des Generators gespeichert. wohingegen, wenn der Schalter auf AUS geschaltet wird, der Generator betrieben wird und eine Spannung, die dadurch erzeugt wird, durch die in der Spule gespeicherte Energie erhöht wird. Folglich kann, wenn der Generator daran durch Zerhacken bei Anlegen einer Bremse gesteuert wird, ein Abfall der erzeugten Leistung, welcher verursacht wird, wenn die Bremse angelegt wird, durch eine Zunahme der erzeugten Spannung kompensiert werden, wenn der Schalter auf AUS geschaltet wird, wodurch ein Bremsmoment erhöht werden kann, während ein Abfall der erzeugten Leistung unterdrückt wird, derart dass eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr mit einer langen Betriebsdauer vorgesehen werden kann.

Wenn die Bremse-EIN-Steuerung, in welcher die Bremse angelegt werden muss, durch Anlegen wenigstens der zwei Arten von Zerhackersignalen mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis an den Schalter durchgeführt wird, kann das Steuermoment des Generators erhöht werden, und ein Abfall der erzeugten Leistung kann durch Zerhackersteuerung durch Anlegen eines Zerhackersignals mit einem großen Tastverhältnis (bei welchem der Schalter einer längere Zeit auf EIN geschaltet wird) unterdrückt werden.

Andererseits kann in der Bremse-AUS-Steuerung, in welcher die Bremse gelöst wird, das Bremsmoment des Generators stark reduziert werden, und die erzeugte Leistung kann durch Anlegen eines Zerhackersignals mit einem Tastverhältnis, das kleiner als das des zuvor erwähnten Zerhackersignals ist, ausreichend erhalten werden.

Das Anlegen der Bremse mittels des Zerhackersignals mit dem großen Tastverhältnis und das Lösen davon mittels des Zerhackersignals mit dem kleinen Tastverhältnis ermöglichen eine Erhöhung des Bremsmoments, während ein Abfall der erzeugten Leistung (Leistung, die in einen Kondensator oder dergleichen geladen ist) unterdrückt wird, wodurch eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr mit einer langen Betriebsdauer bereitgestellt werden kann.

Obwohl die Bremse-EIN-Steuerung und die Bremse-AUS-Steuerung für gewöhnlich einmal in jedem Bezugszyklus des Generators (dem Zyklus, während dem der Rotor sich einmal dreht, oder dergleichen) durchgeführt werden, kann nur die Bremse-AUS-Steuerung während einer Mehrzahl von Bezugszyklen unmittelbar nach dem Start des Generators und dergleichen durchgeführt werden.

Obwohl außerdem das Tastverhältnis der jeweiligen Zerhackersignale gemäß den Charakteristiken und dergleichen des zu steuernden Generators in geeigneter Weise eingestellt werden kann, genügt es, nur ein Zerhackersignal mit einem großen Tastverhältnis von zum Beispiel etwa 0,7 bis 0,95 und ein Zerhackersignal mit einem kleinen Tastverhältnis von zum Beispiel etwa 0,1 bis 0,3 zu verwenden.

In einem elektronischen Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen eines Zerhackersignals und Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfassen, und das Bremssteuerungsmittel kann das Zerhackersignal nur in der Bremse-EIN-Steuerung an den Schalter anlegen, um dadurch der Generator durch Zerhacken zu steuern.

Da das Zerhackersignal nur in der Bremse-EIN-Steuerung angelegt wird, welche auch in diesem Fall eine Bremse steuern muss, kann das Bremsmoment des Generators erhöht werden, und ein Abfall von erzeugter Leistung kann durch Zerhackersteuerung unterdrückt werden.

Außerdem kann in einem elektronischen Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen von wenigstens zwei Arten von Zerhackersignalen mit einer unterschiedlichen Frequenz umfassen, und wenigstens die zwei Arten der Zerhackersignale mit einer unterschiedlichen Frequenz können an den Schalter angelegt werden, um dadurch den Generator durch Zerhacken zu steuern.

Es ist vorzuziehen, dass das Drehungssteuerungsmittel Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfasst, wobei das Bremssteuerungsmittel die Zerhackersignale mit einer unterschiedlichen Frequenz in der Bremse-EIN-Steuerung und der Bremse-AUS-Steuerung an den Schalter anlegt und das Zerhackersignal, das in der Bremse-EIN-Steuerung angelegt wird, eine niedrigere Frequenz aufweist als das Zerhackersignal, das in der Bremse-AUS-Steuerung angelegt wird.

Wenn das Zerhackersignal, das an den Schalter angelegt wird, eine hohe Frequenz aufweist, wird das Antriebsmoment (Bremsmoment) reduziert, derart dass eine Bremswirkung verringert wird, sowie die geladene Spannung (erzeugte Spannung) erhöht wird. Wenn andererseits das Zerhackersignal mit einer niedrigern Frequenz angelegt wird, wird das Antriebsmoment erhöht, die Bremswirkung wird erhöht, und die geladene Spannung wird im Vergleich zu dem Fall, in dem die Frequenz hoch ist, verringert. Da jedoch die Zerhackung durchgeführt wird, wird die geladene Spannung im Vergleich zu dem Fall, in dem einfach nur eine Bremssteuerung ausgeführt wird, erhöht.

Daher kann in der Bremse-EIN-Steuerung, in welcher die Bremse angelegt werden muss, das Bremsmoment des Generators durch Anlegen des Zerhackersignals mit der niedrigen Frequenz erhöht werden, und ein Abfall der erzeugten Leistung kann durch die Zerhackung unterdrückt werden.

Andererseits kann in der Bremse-AUS-Steuerung, in welcher die Bremse gelöst wird, das Bremsmoment des Generators durch Anlegen des Zerhackersignals mit einer Frequenz, welche höher als die des zuvor erwähnten Zerhackersignals ist, an den Schalter stark reduziert werden, wodurch eine erzeugte Leistung ausreichend erhalten werden kann.

Das Bremsmoment kann erhöht werden, während ein Abfall der erzeugten Leistung durch Anlegen der Bremse unter Verwendung des Zerhackersignals mit der niedrigen Frequenz und Lösen der Bremse unter Verwendung des Zerhackersignals mit der hohen Frequenz unterdrückt wird, wodurch eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr mit einer langen Betriebsdauer vorgesehen werden kann.

Obwohl die Frequenz der jeweiligen Zerhackersignale gemäß den Charakteristiken und dergleichen des zu steuernden Generators in geeigneter Weise eingestellt werden kann, genügt es, nur ein Zerhackersignal mit einer hohen Frequenz von zum Beispiel etwa 500 bis 1.000 Hz und ein Zerhackersignal mit einer niedrigen Frequenz von zum Beispiel etwa 10 bis 100 Hz zu verwenden.

Außerdem kann die Zerhackersteuerung unter Verwendung von Zerhackersignalen durchgeführt werden, welche nicht nur eine unterschiedliche Frequenz, sondern auch ein unterschiedliches Tastverhältnis aufweisen. Konkret kann, wenn das Zerhackersignal mit einer niedrigen Frequenz und einem hohen Tastverhältnis in der Bremse-EIN-Steuerung verwendet wird und ein Zerhackersignal mit einer hohen Frequenz und einem niedrigen Tastverhältnis in der Bremse-AUS-Steuerung verwendet wird, die Bremssteuerung wirksam durchgeführt werden.

In einem elektronischen Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen von wenigstens zwei Arten von Zerhackersignalen mit einer unterschiedlichen Frequenz und eine Spannungserfassungseinheit zum Erfassen der Spannung einer Leistversorgung, die durch den Generator geladen wird, umfassen, wobei, wenn die Spannung der Leistungsversorgung, die durch die Spannungserfassungseinheit erfasst wird, niedriger als ein eingestellter Wert ist, ein Zerhackersignal mit einer ersten Frequenz an den Schalter angelegt wird, wohingegen, wenn die erfasste Spannung der Leistungsversorgung höher als der eingestellte wert ist, ein Zerhackersignal mit einer zweiten Frequenz, welche niedriger ist als die erste Frequenz, an den Schalter angelegt wird, um dadurch den Generator durch Zerhacken zu steuern.

Es ist vorzuziehen, dass die Drehungssteuerungsmittel Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfassen, der Zerhackersignalgenerator zwei Arten von Zerhackersignalen mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis auf ersten und zweiten Frequenzen erzeugen kann; und das Bremssteuerungsmittel in der Bremse-EIN-Steuerung beziehungsweise der Bremse-AUS-Steuerung Zerhackersignale mit einer von ersten und zweiten Frequenzen, welche entsprechend der Leistungsversorgungsspannung ausgewählt wird, und einem unterschiedlichen Tastverhältnis an den Schalter anlegt.

In der vorliegenden Erfindung, die so ausgelegt ist, wie zuvor beschrieben, wird das Zerhackersignal zum Ausführen der Bremssteuerung des Generators auf ein Zerhackersignal mit einer anderen Frequenz gemäß der Leistungsversorgungsspannung (Spannung, die durch den Generator in den Kondensator geladen wird, oder dergleichen) umgeschaltet. Wenn die Leistungsversorgungsspannung niedriger als eine eingestellter Wert ist, wird demgemäß ein Zerhackersignal angelegt, welches das Bremsmoment niedrig und die geladene Spannung hoch macht, das heißt, welches eher einem Laden als einer Bremswirkung Vorrang gibt, wohingegen, wenn die Leistungsversorgungsspannung höher als der eingestellte Wert ist, ein Zerhackersignal angelegt wird, welches das Bremsmoment hoch und die geladene Spannung niedrig macht, das heißt welches eher der Bremse als einer Ladewirkung den Vorrang gibt, derart dass eine korrekte Bremssteuerung gemäß einem geladenen Zustand durchgeführt werden kann.

Außerdem ist vorzuziehen, dass das Drehungssteuerungsmittel eine Zeiteinstellung, bei welcher die Bremse-EIN-Steuerung zum Anlegen der Bremse an den Generator und die Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse geschaltet werden, mit einer Zeiteinstellung, bei welcher der Schalter als Reaktion auf das Zerhackersignal diskontinuierlich betätigt wird, synchronisiert.

Wenn die Zeiteinstellung der Bremse mit der Zeiteinstellung des Zerhackersignals synchronisiert ist, kann das Zerhackersignal auch als ein Schrittmessimpuls verwendet werden.

In einem elektronischen Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Drehungssteuerungsmittel Drehzykluserfassungsmittel zum Erfassen des Drehzyklus des Rotors mittels eines Rotordrehungserfassungssignals umfassen, welches auf einen eines L-Pegels und eines H-Pegels gesetzt wird, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators mit einer Referenzspannung bei einer Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird und die Spannung der Rotationswellenform gleich der oder niedriger als die Referenzspannung ist, und auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels, wenn die Spannung der Rotationswellenform höher als die Referenzspannung ist.

Es ist vorzuziehen, dass das Drehungssteuerungsmittel das Rotordrehungserfassungssignal auf einen des L-Pegels und des H-Pegels setzt, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich gleich der oder n-mal niedriger als die Referenzspannung ist, wobei n eine ganze Zahl ist, und das Rotordrehungserfassungssignal auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels setzt, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich m-mal höher als die Referenzspannung ist, wobei m eine ganze Zahl ist. Außerdem ist es vorzuziehen, dass die n-Male und die m-Male beide basierend auf einer Zerhackerfrequenz und einer Rauschfrequenz, welche die Rotationswellenform des Rotors überlagern, eingestellt werden.

Wenn der Generator zerhackergesteuert wird, überlagert ein Zerhackerimpuls die Rotationswellenform des Rotors des Generators. Daher wird die Spannung der Rotationswellenform des Rotors mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung verglichen, wenn der Zerhackerimpuls aufgesetzt wird (Zeiteinstellung, bei welcher das Zerhacken durchgeführt wird), um ein Rechteckwellensignal (Rotordrehungserfassungssignal), welches dem Drehzyklus des Rotors entspricht, aus der Wellenform des Rotors zu erhalten. Rauschen, wie beispielsweise ein externes Magnetfeld (zum Beispiel eine kommerzielle Leistungsversorgung mit einer Frequenz von 50/60 Hz) und dergleichen können auf die Rotationswellenform des Rotors aufgesetzt werden, und es kann solch ein Fall eintreten, in welchem die Rotationswellenform des Rotors durch die Wirkung des Rauschens verformt wird und ein Rotordrehungserfassungssignal nicht korrekt erhalten werden kann.

Zur Bewältigung dieses Problems kann korrekt und zuverlässig erfasst werden, ob die Rotationswellenform des Rotors gleich der oder niedriger als die Referenzspannung oder größer als dieselbe ist, derart dass die fehlerhafte Erfassung des Rotordrehungserfassungssignals, die durch die Wirkung des Rauschens verursacht wird, durch Setzen des Rotordrehungserfassungssignals auf einen des L-Pegels und des H-Pegels verhindert werden kann, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators kontinuierlich gleich der oder n-mal niedriger als die Referenzspannung ist, und Setzen des Rotordrehungserfassungssignals auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators, welche bei der Zeiteinstellung von Zerhackung mit der Referenzspannung verglichen wird, m-mal höher als die Referenzspannung ist.

Außerdem kann das Drehungssteuerungsmittel das Rotordrehungserfassungssignal auf einen des L-Pegels und des H-Pegels setzen, wenn die Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich gleich der oder x-mal niedriger als die Referenzspannung ist, wobei x eine ganze Zahl ist, und das Rotordrehungserfassungssignal auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels setzen, wenn die Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, y-mal höher als die Referenzspannung ist (was nicht kontinuierlich sein muss), wobei y eine ganze Zahl ist. Es ist hierbei vorzuziehen, dass die x-Male und die y-Male basierend auf einer Zerhackerfrequenz und einer Rauschfrequenz, welche die Rotationswellenform des Rotors überlagern, eingestellt werden.

Ob die Rotationswellenform des Rotors gleich der oder niedriger als die Referenzspannung oder größer als diese ist, kann korrekt und zuverlässig erfasst werden, und die fehlerhafte Erfassung des Rotordrehungserfassungssignals, die durch die Wirkung des Rauchens verursacht wird, kann auch in diesem Fall verhindert werden.

Außerdem kann das Drehungssteuerungsmittel die Drehung des Rotors unter Verwendung einer PLL-Steuerung steuern, und es kann die Drehung des Rotors unter Verwendung eines Auf/Abwärtszählers steuern. Kurz gesagt, das Drehungssteuerungsmittel kann die Drehung des Rotors unter Verwendung jedes Mittels steuern, solange es vorzugsweise die Rotationswellenform des Rotors mit der Referenzwellenform von einem Quarzoszillator vergleicht und die Bremssteuerung des Generators durchführt, um die Differenz dazwischen zu verringern.

Das elektronische Gerät kann eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr mit einem Räderwerk, das den Generator mit der mechanischen Energiequelle koppelt, und einem Zeiger, der mit dem Räderwerk gekoppelt ist, sein.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines elektronischen Geräts bereitgestellt, wie in Anspruch 25 dargelegt.

Die Drehungserfassungs- und Bezugssignale können einem Auf/Abwärtszähler als Aufwärtszähl- und Abwärtszählsignale eingegeben werden, und die Bremse kann durch Zerhacken angelegt werden, wenn der Zählerzählwert gleich einem aktuellen Wert ist.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich als weitere Beispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 eine Draufsicht ist, welche einen Hauptabschnitt einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

2 ist eine Schnittansicht, welche einen Hauptabschnitt von 1 darstellt.

3 ist eine Schnittansicht, welche einen Hauptabschnitt von 1 darstellt.

4 ist ein Blockdiagramm, welches eine Funktion der ersten Ausführungsform darstellt.

5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung der ersten Ausführungsform darstellt.

6 ist ein Schaltbild, welches eine Zerhackerladeschaltung der ersten Ausführungsform darstellt.

7 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Wellenformformungsschaltung der ersten Ausführungsform darstellt.

8 ist eine Ansicht, welche ein anderes Beispiel einer Wellenformformungsschaltung der ersten Ausführungsform darstellt.

9 ist eine Wellenformansicht in einer Schaltung der ersten Ausführungsform.

10 ist eine Ansicht, welche die Verarbeitung darstellt, die durch einen Vergleicher einer Bremssteuerungsschaltung der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.

11 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren der ersten Ausführungsform darstellt.

12 ist ein Zeitdiagramm der ersten Ausführungsform.

13 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung eines Hauptabschnitts einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

14 ist ein Schaltbild, welches eine Anordnung der elektrisch gesteuerten mechanischen Uhr der zweiten Ausführungsform darstellt.

15 ist ein Schaltbild, welches eine Anordnung einer Gleichrichterschaltung der zweiten Ausführungsform darstellt.

16 ist ein Zeitdiagramm in einem Auf/Abwärtszähler der zweiten Ausführungsform.

17 ist ein Zeitdiagramm in einer Zerhackersignalerzeugungseinheit der zweiten Ausführungsform.

18 ist eine Ansicht, welche eine Ausgangswellenform eines Generators der zweiten Ausführungsform darstellt.

19 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren der zweiten Ausführungsform darstellt.

20 ist ein Zeitdiagramm in der zweiten Ausführungsform.

21 ist eine Ansicht, welche eine Ausgangswellenform eines Generators als Vergleichsbeispiel der zweiten Ausführungsform darstellt.

22 ist ein Schaltbild, welches eine Anordnung einer elektrisch gesteuerten mechanischen Uhr einer dritten Ausführungsform darstellt.

23 ist eine Ansicht, welche eine Ausgangswellenform eines Generators der dritten Ausführungsform darstellt.

24 ist ein Zeitdiagramm in der dritten Ausführungsform.

25 ist ein Schaltbild, welches eine Anordnung einer elektrisch gesteuerten mechanischen Uhr einer vierten Ausführungsform darstellt.

26 ist ein Zeitdiagramm in einer Schaltung der vierten Ausführungsform.

27 ist eine Ansicht, welche eine Ausgangswellenform eines Generators der vierten Ausführungsform darstellt.

28 ist ein Schaltbild, welches eine Anordnung einer elektrisch gesteuerten mechanischen Uhr einer fünften Ausführungsform darstellt.

29 ist ein Zeitdiagramm in einer Schaltung der fünften Ausführungsform.

30 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Modifikation der vorliegenden Erfindung darstellt.

31 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackerladeschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

32 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackerladeschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

33 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackerladeschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

34 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackerladeschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

35 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackerladeschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

36 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackerladeschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

37 ist eine Ansicht, welche eine Modifikation der Wellenformformungsschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

38 ist ein Schaltbild, welches eine Modifikation der Zerhackergleichrichterschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

39 ist eine Ansicht, welche eine Anordnung einer Modifikation einer Rotordrehungserfassungsschaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.

40 ist eine Ansicht, welche eine Funktionsweise der Rotordrehungserfassungsschaltung beschreibt.

41 ist eine Wellenformansicht, welche eine Rotationswellenform eines Rotors darstellt.

42 ist eine Ansicht, welche eine Funktionsweise einer anderen Rotordrehungserfassungsschaltung beschreibt.

43 ist eine Wellenformansicht, welche eine andere Rotationswellenform eines Rotors darstellt.

44 ist ein Schaltbild, welches eine Zerhackerladeschaltung in einem Versuchsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

45 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einer Zerhackerfrequenz und eine geladenen Spannung im Versuchsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und

46 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einer Zerhackerfrequenz und einem Bremsmoment im Versuchsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

1 ist eine Draufsicht, welche einen Hauptabschnitt einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2 und 3 sind Schnittansichten davon.

Die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr umfasst ein Uhrwerkfederhaus 1, das aus einer Zugfeder 1a, einem Federhauszahnrad 1b, einer Federhauswelle 1c und einem Federhausdeckel 1d besteht. Die Zugfeder 1a weist ein äußeres Ende, das am Federhauszahnrad 1b befestigt ist, und ein inneres Ende, das an der Federhauswelle 1c befestigt, auf. Die Federhauswelle 1c wird durch eine Hauptplatte 2 und eine Räderwerkaufnahme 3 getragen und ist durch eine Sperrradschraube 5 befestigt, um zusammen mit einem Sperrrad 4 gedreht zu werden.

Das Sperrrad 4 ist mit einem Gesperr 6 in Eingriff, derart dass es im Uhrzeigersinn und nicht gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Da ein Verfahren zum Spannen der Zugfeder 1a durch Drehen des Sperrrads 4 im Uhrzeigersinn ähnlich einem Spannverfahren ist, das einen automatischen oder manuellen Spannmechanismus für eine mechanische Uhr verwendet, wird die Beschreibung des Verfahrens hier unterlassen.

Die Drehung des Federhauszahnrads 1b wird auf ein zweites Rad 7 übertragen, nachdem seine Geschwindigkeit auf 7-mal die Anfangsgeschwindigkeit davon erhöht wurde, und nacheinander auf ein drittes Rad 8, nachdem seine Geschwindigkeit auf 6,4-mal erhöht wurde, auf ein viertes Rad 9, nachdem seine Geschwindigkeit auf 9,375 erhöht wurde, auf ein fünftes Rad 10, nachdem seine Geschwindigkeit auf 3-mal erhöht wurde, auf ein sechstes Rad 11, nachdem seine Geschwindigkeit auf 10-mal erhöht wurde, und schließlich auf einen Rotor 12, nachdem seine Geschwindigkeit auf 10-mal erhöht wurde, übertragen. Das heißt die Drehung des Federhauszahnrads 1b wird insgesamt auf 126.000-mal erhöht.

Ein Minutenrohr 7a ist am zweiten Rad 7 befestigt, ein Minutenzeiger 13 ist am Minutenrohr 7a befestigt, und ein Sekundenzeiger 14 ist dementsprechend am vierten Rad 9 befestigt. Daher muss der Rotor 12 so gesteuert werden, dass er sich mit 5 U/min dreht, um das zweite Rad 7 mit 1 U/min und das vierte Rad 9 mit 1 U/min zu drehen. Gleichzeitig dreht sich das Federhauszahnrad 1b mit 1/7 U/min.

Die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr umfasst einen Generator 20, der aus einem Rotor 12, einem Stator 15 und einem Spulenblock 16 besteht. Der Rotor 12 besteht aus einem Rotormagneten 12a, einem Rotortrieb 12b und einer Rotorträgheitsscheibe 12c. Die Rotorträgheitsscheibe 12c wird verwendet, um eine Änderung der Anzahl von Drehungen des Rotors 12 in Bezug auf eine Änderung des Antriebsmoments vom Uhrwerkfederhaus 1 zu reduzieren. Der Stator 14 besteht aus einem Statorkörper 15a und einer Statorspule 15b, die in einer Menge von 40.000 Windungen darum herum gewickelt ist.

Der Spulenblock 16 besteht aus einem Magnetkern 16a und einer Spule 16b, die in einer Menge von 110.000 Windungen darum herum gewickelt ist. Der Statorkörper 15a und der Magnetkern 16a bestehen aus einem PC-Permalloy oder dergleichen. Die Statorspule 15b und die Spule 16b sind in Reihe zueinander geschaltet, derart dass sie eine Spannung ausgeben können, die durch Addieren der Spannungen erhalten wird, die dadurch erzeugt werden.

Als Nächstes wird eine Steuerschaltung der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr unter Bezugnahme auf 4 bis 9 beschrieben.

4 ist ein Blockdiagramm, welches eine Funktion der Ausführungsform darstellt.

Die Wechselspannungsausgabe vom Generator 20 wird durch eine Gleichrichterschaltung 21, welche eine Verstärkung und Gleichrichtung, Zweiweggleichrichtung, Einweggleichrichtung, Transistorgleichrichtung und dergleichen ausführt, verstärkt und gleichgerichtet. Eine Last 22, wie beispielsweise ein IC zum Steuern von Drehungssteuerungsmitteln und dergleichen, ein Quarzoszillator und dergleichen sind mit der Gleichrichterschaltung 21 verbunden. 4 stellt jeweilige Funktionsschaltungen dar, die der Einfachheit der Beschreibung halber in einem IC getrennt von der Last 22 angeordnet sind.

Mit dem Generator 20 ist eine Bremsschaltung 23 verbunden, mit welcher ein Bremswiderstand 23A und ein N-Kanal- oder P-Kanal-Transistor 23B, der als ein Schalter fungiert, in Reihe geschaltet sind. Ein Spannungssteuerungsoszillator oder VCO (für engl. voltage control oscillator) 25 besteht aus dem Generator 20 und der Bremsschaltung 23. Eine Diode kann geeigneterweise in die Bremsschaltung 23 zusätzlich zum Bremswiderstand 23A eingebunden sein.

Das Drehungssteuerungsmittel 50 ist mit dem VCO 25 verbunden.

Das Drehungssteuerungsmittel 50 besteht aus einem Schwingkreis 51, einer Teilerschaltung 52, einer Drehungserfassungsschaltung 53 zum Erfassen der Drehung des Rotors 12, einer Phasenvergleichsschaltung (PC für engl. phase comparison) 54, einem Tiefpassfilter (LPF für engl. low pass filter) 55 und einer Bremssteuerungsschaltung 56.

Der Schwingkreis 51 gibt ein Schwingungssignal aus, das durch einen Quarzoszillator 51A erzeugt wird, und das Schwingungssignal wird durch die Teilerschaltung 52 auf eine vorgegebene Frequenz geteilt. Das geteilte Signal wird als ein Zeitnormalsignal (Bezugsfrequenzsignal) fs von zum Beispiel 100 Hz an die Phasenvergleichsschaltung 54 ausgegeben. Das Bezugssignal kann unter Verwendung verschiedener Arten von Bezugsstandardschwingungsquellen anstelle des Quarzoszillator 51A erzeugt werden.

Die Drehungserfassungsschaltung 53 empfängt die Ausgangswellenform vom VCO 25 bei einer hohen Impedanz, derart dass die Seite des Generators 20 dadurch nicht beeinflusst wird, wandelt die Ausgabe in einen Rechteckwellenimpuls fr um und gibt dieselbe an die Phasenvergleichschaltung 54 aus.

Die Phasenvergleichsschaltung 54 vergleicht die Phase des Zeitnormalsignals fs von der Teilerschaltung 52 mit der des Rechteckwellenimpulses fr von der Drehungserfassungsschaltung 53 und gibt ein Differenzsignal als eine Differenz dazwischen aus. Das Differenzsignal wird in die Bremssteuerungsschaltung 56 eingegeben, nachdem seine Hochfrequenzkomponente durch das LPF 55 entfernt wurde.

Die Bremssteuerungsschaltung 56 gibt das Steuersignal von der Bremsschaltung 23 in den VCO 25 basierend auf dem zuvor erwähnten Signal ein, wodurch ein phasensynchrone Steuerung (PLL-Steuerung) durchgeführt wird.

Als Nächstes stellt 5 eine speziellere Anordnung der Ausführungsform dar.

In der Ausführungsform wird eine Zerhackerladeschaltung 60 als die Bremsschaltung 23 verwendet, wie in der Figur dargestellt. Wie in 6 dargestellt, besteht die Zerhackerladeschaltung 60 aus zwei Vergleichern 61, 62, die mit den Spulen 15b, 16b des Generators 20 verbunden sind, einer Leistungsversorgung 63 zum Zuführen einer Vergleichsreferenzspannung Vref zu den Vergleichern 61, 62, ODER-Schaltungen 64, 65 zum Ausgeben der Ausgaben von den Vergleichern 61, 62, die mit der Taktausgabe (Steuersignal) von der Bremssteuerungsschaltung 56 ODER-verknüpft werden, Feldeffekttransistoren (FETs) 66, 67, welche mit den Spulen 15b, 16b verbunden sind und als Schalter mit den Ausgaben der ODER-Schaltungen 64, 65 fungieren, die den Gates davon zugeführt werden, und Dioden 68, 69, die mit den Spulen 15b, 16b verbunden sind, sowie einem Kondensator 21a, der zur Gleichrichterschaltung 21 angeordnet ist. Die FETs 66, 67 haben parasitäre Dioden 66A, 67A dabei.

Die „+"-Seite (Seite der ersten Leistungsversorgungsleitung) des Kondensators 21a ist an eine Spannung VDD gelegt, und die „–"-Seite davon (Seite der zweiten Leistungsversorgungsleitung) ist an eine VTKN (V/TANK/Negative: die „–"-Seite einer Batterie) gelegt. Gleichermaßen sind auch die „–"-Seite der Leistungsversorgung 63 und die Source-Seiten der Transistoren 66, 67 an die VTKN (Seite der zweiten Leistungsversorgungsleitung) gelegt. Daher führt die Zerhackerladeschaltung 60 eine Zerhackerverstärkung durch einmaliges Kurzschließen des Generators 20 auf der VTKN-Seite durch derartiges Steuern der Transistoren 66, 67 aus, dass die Spannung des Generators 20 höher als die Spannung VDD gemacht wird, wenn die Transistoren 66, 67 freigegeben werden. Zu diesem Zweck vergleichen die Vergleicher 61, 62 eine erzeugte und verstärkte Spannung mit der Spannung Vref, welche beliebig zwischen der VDD und der VTKN festgelegt wird.

In der Zerhackerladeschaltung 60 werden die Ausgaben der Vergleicher 61, 62 auch an eine Wellenformformungsschaltung 70 ausgegeben. Demgemäß besteht die Drehungserfassungsschaltung 53 aus der Zerhackerladeschaltung 60 und der Wellenformformungsschaltung 70.

Es kann eine monostabile Kippschaltung (von der Art mit einmaliger Auslösung) 71, die aus einem Kondensator 72 und einem Widerstand 73 besteht, wie in 7 dargestellt, eine Art, welche einen Zähler 74 und einen Auffangspeicher 75 verwendet, wie in 8 dargestellt, oder dergleichen als die Wellenformformungsschaltung 70 verwendet werden.

Die Phasenvergleichsschaltung 54 besteht aus einem analogen Phasenvergleicher, einem digitalen Phasenvergleicher und dergleichen, und es kann ein CMOS-Phasenvergleicher, der einen CMOS-IC verwendet, oder dergleichen verwendet werden. Die Phasenvergleichsschaltung 54 erfasst einen Phasenunterschied zuwischen dem Zeitnormalsignal fs von 10 Hz von der Teilerschaltung 52 und dem Rechteckwellenimpuls fr von der Wellenformformungsschaltung 70 und gibt ein Differenzsignal aus.

Das Differenzsignal wird in eine Ladepumpe (CP für engl. charging pump) 80 eingegeben und in einen Spannungspegel umgewandelt, und eine Hochfrequenzkomponente wird durch ein Schleifenfilter 81, das aus einem Widerstand 82 und einem Kondensator 83 besteht, entfernt. Daher besteht das LPF 55 aus einer Ladepumpe 80 und einem Schleifenfilter 81.

Das Pegelsignal „a", das vom Schleifenfilter 81 ausgegeben wird, wird in einen Vergleicher 90 eingegeben. Es wird ein dreieckförmiges Signal „b" in den Vergleicher 90 eingegeben, welches durch Umwandeln des Signals vom Schwingkreis 51 durch eine Dreieckwellenerzeugungsschaltung 92 erhalten wird, welche eine Teilerschaltung 91 zum Teilen des Signals vom Schwingkreis 51 auf 50 bis 100 Hz, einen Integrator und dergleichen verwendet. Der Vergleicher 90 gibt ein Rechteckwellenimpulssignal „c" als Reaktion auf das Pegelsignal „a" vom Schleifenfilter 81 und das dreieckförmige Signal „b" aus. Daher besteht die Bremssteuerungsschaltung 56 aus dem Vergleicher 90, der Teilerschaltung 91 und der Dreieckwellenerzeugungsschaltung 92.

Das Rechteckwellenimpulssignal „c", das vom Vergleicher 90 ausgegeben wird, wird in die Zerhackerladeschaltung 60 als ein Taktsignal CLK eingegeben, wie zuvor beschrieben.

Als Nächstes wird eine Funktionsweise der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Wellenformansichten von 9 und 10, sowie auf das Flussdiagramm von 11 beschrieben.

Wenn der Rotor 12 des Generators 20 durch die Zugfeder 1a gedreht wird, werden Wechselspannungswellenformen von den Spulen 15b, 16b gemäß den Flussänderungen ausgegeben. Die Wellenformen werden in die Vergleicher 61, 62 eingegeben, welche sie mit der Referenzspannung Vref von der Leistungsversorgung 63 vergleichen. Eine Zeiteinstellung von Polarität zum EIN-Schalten des Transistoren 66, 67 wird durch den Vergleich erfasst, der durch die Vergleicher 61, 62 ausgeführt wird.

Das heißt, das Verstärken und Laden in den Kondensator 21a und ein Zerhackerbremsbetrieb des Generators 20 können nur durch Eingeben des Taktsignals CLK an den Gates der Transistoren 66, 67 durchgeführt werden. Bei der Steuerung derselben nur durch das Taktsignals werden jedoch die Transistoren 66, 67, wenn das Taktsignal gleich einem H-Pegel ist, gleichzeitig auf EIN geschaltet und kurzgeschlossen, wohingegen, wenn das Taktsignal gleich einem L-Pegel ist, der Kondensator 21a durch eine der parasitären Dioden 66A, 67A und eine der Dioden 68, 69 aufgeladen wird. Genauer gesagt wird, wenn ein Anschluss AG1 auf einen positiven Pegel gesetzt wird, der Kondensator 21a durch einen Weg von der parasitären Diode 67A zur Diode 68 durch die Spulen 15b, 16b geladen, wohingegen, wenn ein Anschluss AG2 auf einen positiven Pegel gesetzt wird, der Kondensator 21a durch einen Weg von der parasitären Diode 66A zur Diode 69 durch die Spulen 15b, 16b geladen wird.

Da in diesem Fall die beiden Dioden im Ladeweg in Reihe geschaltet sind, fällt eine Spannung um einen Betrag ab, der durch Addieren der ansteigenden Spannung VF der jeweiligen Dioden erhalten wird. Daher kann der Kondensator 21a nicht aufgeladen werden, außer wenn eine Ladspannung höher als eine Spannung ist, die durch Addieren des Betrags des Spannungsabfalls zum Potenzial des Kondensators 21a erhalten wird. Dies ist ein großer Faktor zum Senken eines Ladewirkungsgrads in einem Generator, welcher in einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr verwendet wird und einen kleinen Betrag einer Spannung erzeugt.

Zur Bewältigung des zuvor erwähnten Problems verbessert die Ausführungsform den Ladewirkungsgrad durch Regeln der Zeiteinstellung der Transistoren 66, 67, ohne sie gleichzeitig auf EIN und AUS zu schalten.

Das heißt, wenn der Anschluss AG1 auf „+" gesetzt wird, wenn von der VTKN betrachtet, und die Spannung Vref überschreitet, gibt der Vergleicher 61 ein Hochpegelsignal aus, derart dass die ODER-Schaltung 65 ungeachtet des Taktsignals CLK kontinuierlich ein Hochpegelsignal ausgibt, wodurch der Transistor 67 durch eine Spannung, die an das Gate davon angelegt wird, auf EIN geschaltet wird.

Andererseits gibt der Vergleicher 61, der mit dem Anschluss AG2 verbunden ist, infolge von AG2 < Spannung Vref ein Niederpegelsignal aus, die ODER-Schaltung 64 gibt ein Signal aus, welches mit dem Taktsignal synchronisiert ist, der Transistor 66 wiederholt eine EIN/AUS-Operation, und der Anschluss AG1 wird zerhackerverstärkt.

Der Ladeweg zu dieser Zeit wird auf AG1 – Diode 68 – Kondensator 21a – VTKN – Transistor 67 (von Source zu Drain) – AG2 eingestellt, und die parasitäre Diode 67A wird aus dem Weg genommen, wenn der Transistor 66 einmal eingeschaltet und dann ausgeschaltet wird, wodurch ein Spannungsabfall verringert und der Ladewirkungsgrad verbessert wird.

Es ist vorzuziehen, als den Pegel der Spannung Vref einen erzeugten Spannungspegel auszuwählen, welcher es ermöglicht, dass die Spannung, die durch den Generator 20 erzeugt wird, zerhackerverstärkt und in den Kondensator 21a geladen wird. Für gewöhnlich wird die Spannung Vref auf einen Pegel gesetzt, der die VTKN um mehrere hundert Millivolt überschreitet. Wenn die Spannung Vref auf einen H-Pegel gesetzt wird, wird ein Leistungserzeugungswirkungsgrad dementsprechend gesenkt, da eine Periode, bis die Vergleicher 61, 62 in Betrieb gesetzt werden, verlängert wird und die beiden Dioden während der Periode in einem Ladeweg in Reihe geschaltet sind, wodurch der Leistungserzeugungswirkungsgrad gesenkt wird.

Wenn der Transistor 66 auf EIN geschaltet wird, wird der Generator 20 kurzgeschlossen, da der Transistor 67 zu dieser Zeit ebenfalls auf EIN geschaltet wird. Folglich wird eine Kurzschlussbremse an den Generator 20 angelegt, und der Menge von erzeugter Leistung wird demgemäß reduziert. Die Spannung des Generators 20 kann jedoch durch Kurzschließen des Generators 20 zur VTKN-Seite, wenn der Transistor 66 freigegeben wird, auf einen Pegel verstärkt werden, der höher als die VDD ist. Wenn daher ein Zerhackzyklus zum EIN- und AUS-Schalten der Transistoren höher als ein vorgegebener Zyklus eingestellt wird, kann ein Abfall einer erzeugten Leistung kompensiert werden, wenn die Kurzschlussbremse angelegt wird, derart dass das Bremsmoment erhöht werden kann, während eine erzeugte Leistung auf einem Pegel gehalten werden kann, der höher als ein vorgegebener Pegel ist.

Wenn die Ausgabe vom Generator 20 an die Seite des Anschlusses AG2 gelegt wird, wird ein Operation ähnlich der zuvor erwähnten Operation durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Operationen des Vergleichers 61 und des Transistors 66 durch jene des Vergleichers 62 und des Transistors 67 ersetzt werden.

Die Ausgaben von den Vergleichern 61, 62 der Zerhackerladeschaltung 60 werden in die Wellenformformungsschaltung 70 eingegeben und in den Rechteckwellenimpuls fr umgewandelt. Das heißt, die Drehungserfassungsschaltung 53, die aus der Zerhackerladeschaltung 60 und der Wellenformformungsschaltung 70 besteht, erfasst die Drehung des Rotors 12 und gibt sie als den Rechteckwellenimpuls fr aus (Schritt I, wobei Schritt im Folgenden mit „S" abgekürzt wird).

Zum Beispiel führt die monostabile Kippschaltung 71, die in 7 dargestellt ist, eine Wellenformformung durch Erfassen von nur einer Polarität (der Ausgabe vom Vergleicher 62) aus. Genauer gesagt, wird die monostabile Kippschaltung 71 als Reaktion auf die ansteigende Flanke der Ausgabe vom Vergleicher 62 ausgelöst und gibt einen Impuls mit einer Länge aus, die durch eine CR eingestellt wird. Da die CR eine Zeitkonstante aufweist, die auf etwa 1,5-mal den einen Zyklus des Taktsignals CLK eingestellt ist, wird die ansteigende Flanke der nächsten Ausgabe des Vergleichers 62 innerhalb der Impulszeit eingegeben, die durch die CR eingestellt wird, um dadurch die monostabile Kippschaltung 71 auszulösen.

Daher gibt die monostabile Kippschaltung 71 kontinuierlich ein Hochpegelsignal aus, bis die ansteigende Flanke der Ausgabe vom Vergleicher 62 nicht mehr innerhalb der Zeit 1,5 T erzeugt wird, die durch die CR eingestellt wird, derart dass der Rechteckwellenimpuls fr, der dem Ausgangssignal des Generators 20 entspricht, ausgeben wird. Die Abfallzeit des Impulses fr wird jedoch um die Zeit des H-Pegels der eingestellten Zeit – Polaritätserfassungsimpuls der CR verzögert und, wenn die CR auf 1,5 T eingestellt wird, wie in 9 dargestellt, wird eine Verzögerung von 1 T (= 1,5 T – 0,5 T) verursacht.

Andererseits führt eine Wellenformformungsschaltung 70, die in 8 dargestellt ist, auch eine Wellenformformung durch Erfassen nur einer Polarität (der Ausgabe eines der Vergleicher 61, 62) aus. Genauer gesagt, besteht die Wellenformformungsschaltung 70 aus einem Zähler 74 zum Zählen des Taktsignals für nur eine Zeit 2 T und Löschen desselben und einem Auffangspeichermittel 75 zum Anlegen einer Speicherung als Reaktion auf die Ausgabe vom Zähler 74. Der Zähler 74 und das Auffangspeichermittel 75 sind so ausgelegt, dass sie als Reaktion auf die Ausgabe von einem der Vergleicher 61, 62 zurückgestellt werden. Zum Beispiel wird die Ausgabe vom Vergleicher 62 erzeugt, das Auffangspeichermittel 75 und der Zähler 74 werden zurückgestellt, und die Ausgabe fr gibt ein Niederpegelsignal aus, wie in 9 dargestellt. Wenn die Ausgabe nicht vom Vergleicher 62 erzeugt wird, wird die Ausgabe fr durch den Zähler 74 auf einem H-Pegel gehalten.

Wenn die Ausgabe wieder vom Vergleicher 62 erzeugt wird, wird ein Auffangspeichersignal gelöscht und die Ausgabe fr wird auf einen L-Pegel gesetzt, derart dass der Rechteckwellenimpuls erhalten werden kann. Wenn die Ausgabe vom Vergleicher 62 innerhalb der Zeit (2 T), die für den Zähler eingestellt ist, erzeugt wird, wird keine Auffangspeicheroperation durchgeführt. Wie in 9 dargestellt, wird das Ansteigen des Rechteckwellenimpulses fr auf einen H-Pegel auch in diesem Fall um die Zeit (2 T) verzögert, die für den Zähler eingestellt ist.

Die jeweiligen Wellenformformungsschaltungen 70, die in 7, 8 dargestellt sind, wandeln die Ausgabe vom Vergleicher 62 in den Rechteckwellenimpuls durch Bewirken einer Verzögerung dafür um.

Dies wird ausgeführt, um das Auftreten von inkorrekten Impulsen durch die Zeit, die für die CR eingestellt ist, oder die Zeit, die für den Zähler eingestellt ist, zu verhindern, da die Ausgabe vom Vergleicher 62 beim Start des Systems und dergleichen nicht immer als ein Signal erhalten wird, das mit dem Zyklus des Taktsignals synchronisiert ist, und zu einer Ausgabe mit Impulsmangel gemacht wird und, wenn die Ausgabe in den Rechteckwellenimpuls umgewandelt wird, so wie sie ist, werden die inkorrekten Impulse verursacht. Die Zeiten, die für die CR und den Zähler eingestellt werden, werden gemäß dem Grad des Impulsmangels auf etwa 1,5 bis 5 T eingestellt. Die Verzögerung hat keine Auswirkung auf die Steuerung.

Der Rechteckwellenimpuls fr, der so geformt ist, wie zuvor beschrieben, wird durch die Phasenvergleichsschaltung 54 mit dem Zeitnormalsignal fs der Teilerschaltung 52 verglichen (S2), und das Differenzsignal davon wird durch die Ladepumpe 80 und das Schleifenfilter 81 in ein Pegelsignal „a" umgewandelt.

Der Vergleicher 90 gibt ein Rechteckwellenimpulssignal „c" als Reaktion auf das Pegelsignal „a" und das dreieckförmige Signal „b" von der Dreieckwellenerzeugungsschaltung 92 aus, wie in 10 dargestellt. Das Pegelsignal „a" wird so eingestellt, dass es, wenn der Rechteckwellenimpuls fr basierend auf der Drehung des Rotors 12 in Bezug auf das Zeitnormalsignal fs voreilt, niedriger als ein Standardpegel gemacht wird, wohingegen es, wenn er in Bezug darauf verzögert wird, höher als der Standardpegel gemacht wird.

Wenn der Rechteckwellenimpuls fr in Bezug auf das Zeitnormalsignal fs voreilt (S3), ist das Rechteckwellenimpulssignal „c" folglich für eine längere Zeit in einem Hochpegelzustand, um dadurch eine Kurzschlussbremsperiode in den jeweiligen Zerhackerzyklen in der Zerhackerladeschaltung 60 zu verlängern, derart dass eine Bremsgröße erhöht und die Geschwindigkeit des Rotors 12 des Generators verringert wird (S4). Wenn dagegen der Rechteckwellenimpuls fr in Bezug auf das Zeitnormalsignal fs verzögert wird, ist das Rechteckwellenimpulssignal „c" für eine längere Zeit in einem Niederpegelzustand, um dadurch die Kurzschlussbremsperiode in den jeweiligen Zerhackerzyklen in der Zerhackerladeschaltung 60 zu verkürzen, derart dass die Bremsgröße reduziert und die Geschwindigkeit des Rotors 12 des Generators 20 erhöht wird (S5). Der Rechteckwellenimpuls fr wird durch die Wiederholung der zuvor dargelegten Bremssteuerung derart gesteuert, dass er dem Zeitnormalsignal fs entspricht.

Die Beziehung zwischen dem Zeitnormalsignal fs und dem Rechteckwellenimpuls fr von der Wellenformformungsschaltung 70, die in 4, 5 dargestellt ist, und dem Signal „c", das vom Vergleicher 90 ausgegeben wird, kann durch ein Zeitdiagramm dargestellt werden, wie in 12 dargestellt. Das heißt, das Ausgangssignal „c" vom Vergleicher 90 ist so ausgelegt, dass gemäß dem Phasenunterschied zwischen dem Zeitnormalsignal fs und dem Rechteckwellenimpuls fr die Kurzschlussbremsperiode verlängert wird, um dadurch die Bremsgröße zu erhöhen, oder verkürzt wird, um dadurch die Bremsgröße zu reduzieren. Das heißt, im Vergleich der Zyklen T1, T2 und T3 des Zeitnormalsignals fs, die in 12 dargestellt sind, wird, da der Phasenunterschied zwischen der abfallenden Flanke der Rechteckwellenimpulses fr und der des nachfolgenden Bezugsfrequenzsignals fs im Zyklus T2 kleiner als der Phasenunterschied im Zyklus T1 ist, das Ausgangssignal „c" vom Vergleicher 90 im nächsten Zyklus (Zyklus T3) nach dem vorherigen Zyklus T2 so eingestellt wird, dass es die Kurzschlussbremsperiode verkürzt, um dadurch die Bremsgröße im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, in dem der Phasenunterschied zwischen der abfallenden Flanke des Rechteckwellenimpulses fr mit der des nachfolgenden Bezugsfrequenzsignals fs im Zyklus T1 verglichen wird (das heißt im Vergleich zu Zyklus T2). Das Ausgangssignal „c" wird über den einen Zyklus des Zeitnormalsignals fs auf dieselbe Wellenform, das heißt eine Wellenform mit derselben Kurzschlussbremsperiode, eingestellt. In der Ausführungsform wird die Bremsperiode auf einen H-Pegel gesetzt, derart dass eine Bremse angelegt wird, wenn das Ausgangssignal „c" auf dem H-Pegel ist.

Die Ausführungsform kann die folgenden Wirkungen erzielen.

  • (1) Da der VCO 25 aus dem Generator 20 und der Bremsschaltung 23 besteht, und die Phasenvergleichsschaltung 54 und die Bremssteuerungsschaltung 56 vorgesehen sind, kann die Drehung des Generators 20 durch die PLL-Steuerung gesteuert werden. Folglich kann er, da ein Bremspegel in der Bremsschaltung 23 durch Vergleichen der Wellenformen von erzeugter Leistung bei jeweiligen Zyklen eingestellt werden kann, wenn der Generator 20 einmal in einen Verriegelungsbereich gezogen wird, mit einer schnellen Ansprechempfindlichkeit stabil gesteuert werden, sofern die Wellenformen von erzeugter Leistung nicht von einem Moment auf den anderen stark variieren.
  • (2) Da die Bremsschaltung 23 aus der Zerhackerladeschaltung 60 besteht und die Bremssteuerung unter Verwendung einer Zerhackersteuerung durchgeführt wird, kann das Steuermoment erhöht werden, während eine erzeugte Leistung wenigstens auf einem vorgegebenen Pegel gehalten wird. Folglich kann die Bremssteuerung wirksam ausgeführt werden, während die Stabilität des Systems aufrechterhalten wird.
  • (3) Da die Zerhackerladeschaltung 60 verwendet wird, können nicht nur die Bremssteuerung, sondern auch die Ladung in den Kondensator 21a durch die Gleichrichterschaltung 21 (Leistungserzeugungsverarbeitung) und die Erfassung der Drehung des Rotors 12 des Generators 20 durch die Zerhackerladeschaltung 60 durchgeführt werden. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, in dem diese jeweiligen Funktionen durch einzelne Schaltungen durchgeführt werden, eine Schaltungsanordnung vereinfacht werden, können die Kosten durch Verringern der Anzahl von Teilen gesenkt werden, und kann ein Herstellungswirkungsgrad verbessert werden.
  • (4) Da die Zerhackerladeschaltung 60 die Zeiteinstellung, bei welcher die jeweiligen Transistoren 66, 67 EIN- und AUS-geschaltet werden, steuert und einen der Transistoren 66, 67 in einem Zustand, in welchem der andere davon kontinuierlich auf EIN geschaltet ist, auf EIN und AUS schaltet, kann ein Spannungsabfall im Ladeweg reduziert werden, und ein Leistungserzeugungswirkungsgrad kann verbessert werden. Dies ist sehr effizient, da der Leistungserzeugungswirkungsgrad des Generators 20 dadurch verbessert werden kann, wenn der Generator 20, welcher eine kleine Größe aufweist, verwendet werden muss, wie in der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr erforderlich.
  • (5) Da die Wellenformformungsschaltung 70 vorgesehen ist, kann, selbst wenn die Ausgangswellenform vom VCO 25 durch die Änderung der Schaltungsanordnung der Zerhackerladeschaltung 60 und dergleichen geändert wird, der unterschiedliche Abschnitt der Ausgangswellenform durch die Wellenformformungsschaltung 70 absorbiert werden. Folglich kann, selbst wenn die Schaltungsanordnung der Zerhackerladeschaltung 60 anders ist, das Drehungssteuerungsmittel 50 allgemein verwendet werden, derart dass die Teilekosten dadurch gesenkt werden können.
  • (6) Wenn eine gewöhnliche Schaltung, die durch Verknüpfen eines Tiefpassfilters (LPF) und eines Vergleichers hergestellt ist, als die Wellenformformungsschaltung 70 verwendet wird, wird ein Teil einer erzeugten Spannung, welche zerhackerverstärkt wurde, in ein LPF geladen, das aus einem CR-Primärverzögerungsfilter und dergleichen besteht. Obwohl dies ein Faktor zum Senken des Ladewirkungsgrads für den Kondensator 21a ist, kann, da die jeweiligen Wellenformformungsschaltungen 70 der Ausführungsform die Verarbeitung digital ausführen, ein Verbrauchsstrom auf einen L-Pegel gedrückt werden, und der Ladewirkungsgrad für den Kondensator 21a kann verbessert werden.

Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie jene, die in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet wurden, um Komponenten zu bezeichnen, die jenen der zuvor beschriebenen Ausführungsform ähneln oder entsprechen, und die Beschreibung davon wird unterlassen oder ist vereinfacht.

13 stellt ein Blockdiagramm dar, welches eine elektronisch gesteuerte, mechanische Uhr der zweiten Ausführungsform zeigt.

Die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr umfasst eine Zugfeder 1a als eine mechanische Energiequelle, ein Geschwindigkeitserhöhungsräderwerk (Räder 7 bis 11) zum Übertragen des Moments der Zugfeder 1a auf den Generator 20 und Zeiger (einen Minutenzeiger 13 und einen Sekundenzeiger 14), die mit dem Geschwindigkeitserhöhungsräderwerk gekoppelt sind, zum Anzeigen einer Zeit.

Der Generator 20 wird durch die Zugfeder 1a durch das Geschwindigkeitserhöhungsräderwerk angetrieben und liefert Energie durch Induzieren von Leistung. Die Wechselspannungsausgabe vom Generator 20 wird durch eine Gleichrichterschaltung 21, welche Verstärkung und Gleichrichtung, Zweiweggleichrichtung, Einweggleichrichtung, Transistorgleichrichtung und dergleichen ausführt, verstärkt und gleichgerichtet und in eine Leistungsversorgungsschaltung 21a geladen, die aus einem Kondensator und dergleichen besteht.

In der Ausführungsform ist der Generator 20 mit einer Bremsschaltung 120 versehen, die eine Gleichrichterschaltung 35 umfasst, wie in 14 dargestellt. Genauer gesagt, besteht die Bremsschaltung 120 aus ersten und zweiten Schaltern 121, 122 zum Anlegen einer Kurzschlussbremse durch Kurzschließen eines ersten Anschlusses MG1 und eines zweiten Anschlusses MG2, welche die Ausganganschlüsse des Generators 20 sind.

In der Ausführungsform besteht der erste Schalter 121 aus einem ersten P-Kanal-Feldeffekttransistor (FET) 126 mit einem Gate, das mit dem zweiten Anschluss MG2 verbunden ist, und einem zweiten Feldeffekttransistor 127 mit einem Gate, an dem das Zerhackersignal (Zerhackerimpuls) CH3 von einem später zu beschreibenden Zerhackersignalgenerator 180 eingegeben wird, wobei der erste Feldeffekttransistor 126 mit dem zweiten Feldeffekttransistor 127 in Reihe geschaltet ist, wie in 15 dargestellt.

Der zweite Schalter 122 besteht aus einem dritten P-Kanal-Feldeffekttransistor (FET) 128 mit einem Gate, das mit dem ersten Anschluss MG1 verbunden ist, und einem vierten Feldeffekttransistor 129 mit einem Gate, an dem das Zerhackersignal (Zerhackerimpuls) CH3 vom Zerhackersignalgenerator 180 eingegeben wird, wobei der dritte Feldeffekttransistor 128 mit dem vierten Feldeffekttransistor 129 in Reihe geschaltet ist.

Eine Spannungsverdopplungsgleichrichterschaltung (vereinfachte synchron verstärkende Zerhackergleichrichterschaltung) 35 besteht aus einem Verstärkungskondensator 123, Dioden 124, 15, einem ersten Schalter 121 und einem zweiten Schalter 122, welche mit dem Generator 20 verbunden sind. Es kann jede Art von unidirektionalen Bauelementen zum Fließenlassen von Strom in einer Richtung als die Dioden 124, 125 verwendet werden. Konkret ist die Spannung, die durch den Generator 20 erzeugt wird, in einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr klein, weshalb es vorzuziehen ist, eine Schottky-Barriere-Diode mit einem kleinen Spannungsabfall Vf als die Diode 125 zu verwenden. Außerdem ist es vorzuziehen, eine Siliciumdiode mit einer kleinen Sperrspannung als die Diode 124 zu verwenden.

Die Bremsschaltung 120 wird durch ein Drehungssteuerungsmittel 50 gesteuert, welches durch die Leistung angetrieben wird, die von der Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a zugeführt wird. wie in 13 dargestellt, besteht das Drehungssteuerungsmittel 50 aus einem Schwingkreis 51, einer Drehungserfassungsschaltung 53 für einen Rotor und einer Steuerschaltung 56 für eine Bremse.

Der Schwingkreis 51 gibt ein Schwingungssignal (32.768 Hz) unter Verwendung eines Quarzoszillators 51A als eine Zeitnormalquelle aus, und as Schwingungssignal wird durch eine Teilerschaltung 52, die aus einer 12-stufigen bistabilen Kippschaltung besteht, auf eine vorgegebene Frequenz geteilt. Die Zwölfstufenausgabe Q12 von der Teilerschaltung 52 wird als ein Bezugssignal von 8 Hz ausgegeben.

Die Drehungserfassungsschaltung 53 besteht aus einer Wellenformformungsschaltung 161, die mit dem Generator 20 verbunden ist, und einer monostabilen Kippschaltung 162.

Die Wellenformformungsschaltung 161 besteht aus einem Verstärker und einem Vergleicher und wandelt eine Sinuswelle in eine Rechteckwelle um. Die monostabile Kippschaltung 162 fungiert als ein Bandpassfilter zum Durchlassen eines Impulses mit einer bestimmten Frequenz oder weniger und gibt ein Drehungserfassungssignal FG1 aus, von welchem das Rauschen entfernt ist.

Die Steuerschaltung 56 umfasst eine Auf/Abwärtszähler 160 als eine Bremssteuerungsschaltung, eine Synchronschaltung 170 und einen Zerhackersignalgenerator 180.

Das Drehungserfassungssignal FG1 von der Drehungserfassungsschaltung 53 und das Bezugssignal fs von der Teilerschaltung 52 werden durch die Synchronschaltung 170 in den Aufwärtszähleingangsanschluss und den Abwärtszähleingangsanschluss des Auf/Abwärtszählers 160 eingegeben.

Die Synchronschaltung 170 besteht aus vier bistabilen Kippschaltungen 171, sowie UND-Gattern 172 und NICHT-UND-Gattern 173, synchronisiert das Drehungserfassungssignal FG1 mit dem Bezugssignal fs (8 Hz), wobei sie von der Ausgabe Q5 (1.024 Hz) von der fünften Stufe der Teilerschaltung 52 und der Ausgabe Q6 (512 Hz) von der sechsten Stufe davon Gebrauch macht, und nimmt Einstellungen vor, um zu verhindern, dass die jeweiligen Signalimpulse in einem überlagerten Zustand ausgegeben werden.

Der Auf/Abwärtszähler 160 besteht aus einem 4-Bit-Zähler. Ein Signal, das auf dem Drehungserfassungssignal FG1 basiert, wird von der Synchronschaltung 170 in den Aufwärtszähleingangsanschluss des Auf/Abwärtszählers 160 eingegeben, und ein Signal, das auf dem Bezugssignal fs basiert, wird von der Synchronschaltung 170 in den Abwärtszähleingangsanschluss davon eingegeben. Bei diesem Vorgang werden das Bezugssignal fs und das Drehungserfassungssignal FG1 gezählt, und gleichzeitig die Differenz dazwischen wird berechnet.

Der Auf/Abwärtszähler 160 umfasst vier Dateneingangsanschlüsse (voreingestellte Anschlüsse) A bis D, und ein Hochpegelsignal wird an den Anschlüssen A bis C eingegeben, derart dass der Anfangswert (voreingestellte Wert) des Auf/Abwärtszählers 160 auf einen Zählerwert 7 eingestellt wird.

Eine Initialisierungsschaltung 190 ist mit dem LAST-Eingangsanschluss des Auf/Abwärtszählers 160 zum Ausgeben eines Systemrückstellsignals SR gemäß der Spannung der Leistungsversorgungsschaltung 21a verbunden. In der Ausführungsform gibt die Initialisierungsschaltung 190 ein Hochpegelsignal aus, bis die geladene Spannung der Ladungsversorgungsschaltung 21a gleich einer vorgegebenen Spannung ist, und gibt ein Niederpegelsignal aus, wenn die geladene Spannung wenigstens gleich der vorgegebenen Spannung ist.

Da der Auf/Abwärtszähler 160 keine Aufwärtszähleingabe empfängt, bis der LAST-Eingangsanschluss auf einen L-Pegel gesetzt wird, das heißt, bis das Systemrückstellsignal SR ausgegeben wird, wird der Zählerwert des Auf/Abwärtszählers 160 auf „7" gehalten.

Der Auf/Abwärtszähler 160 weist 4-Bit-Ausgangsanschlüsse QA bis QD auf. Daher gibt der Ausgangsanschluss QD des vierte Bits ein Niederpegelsignal aus, wenn der Zählerwert 7 oder darunter ist, wohingegen er ein Hochpegelsignal ausgibt, wenn der Zählerwert 8 oder darüber ist. Der Ausgangsanschluss QD ist mit dem Zerhackersignalgenerator 180 verbunden.

Der Zerhackersignalgenerator 180 umfasst ein erstes Zerhackersignalerzeugungsmittel 181, welches aus drei UND-Gattern 182 bis 184 besteht und ein erstes Zerhackersignal CH1 ausgibt, wobei es von den Ausgaben Q5 bis Q8 der Teilerschaltung 52 Gebrauch macht, ein zweites Zerhackersignalerzeugungsmittel 185, welches aus zwei ODER-Gattern 186, 187 besteht und ein Zerhackersignal CH2 ausgibt, wobei es von den Ausgaben Q5 bis Q8 der Teilerschaltung 52 Gebrauch macht, ein UND-Gatter 188, an dem die Ausgabe QD des Auf/Abwärtszählers 160 und die Ausgabe CH2 des zweiten Zerhackersignalerzeugungsmittels 185 eingeben werden, und ein NICHT-ODER-Gatter 189, an dem die Ausgabe des UND-Gatters 188 und die Ausgabe CH1 des ersten Zerhackersignalerzeugungsmittels 181 eingeben werden.

Di Ausgabe CH3 vom NICHT-ODER-Gatter 189 des Zerhackersignalgenerators 180 wird an den Gates von zweiten und vierten Feldeffekttransistoren 127, 129 eingegeben. Wenn daher ein Niederpegelsignal von der Ausgabe CH3 ausgegeben wird, werden die Transistoren 127, 129 in einem EIN-geschalteten Zustand gehalten, derart dass der Generator 20 kurzgeschlossen wird und eine Bremse daran angelegt wird.

Wenn andererseits ein Hochpegelsignal von der Ausgabe CH3 ausgegeben wird, werden die Transistoren 127, 129 in einem AUS-geschalteten Zustand gehalten, derart dass keine Bremse an den Generator 20 angelegt wird. Demnach kann der Generator 20 durch das Zerhackersignal von der Ausgabe CH3 zerhackergesteuert werden.

Als Nächstes wird eine Funktionsweise der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 16 bis 18, sowie das Flussdiagramm von 19 beschrieben.

Wenn der Generator 20 zu funktionieren beginnt und ein Niederpegelsystemrückstellsignal SR von der Initialisierungsschaltung 190 am LAST-Eingangsanschluss des Auf/Abwärtszählers 160 (S11) eingegeben wird, werden ein Aufwärtszählsignal (UP), das auf dem Drehungserfassungssignal FG1 basiert, und ein Abwärtszählsignal (DOWN), das auf dm Bezugssignal fs basiert, durch den Auf/Abwärtszähler 160 gezählt (S12). Diese Signale werden durch die Synchronschaltung 170 so eingestellt, dass sie nicht gleichzeitig in den Auf/Abwärtszähler 160 eingegeben werden.

Folglich wird, wenn das Aufwärtszählsignal (UP) von einem Zustand eingegeben wird, in dem der Anfangszählwert auf „7" gestellt ist, der Zählerwert auf „8" gestellt und das Hochpegelsignal wird vom Ausgang QD am UND-Gatter 188 des Zerhackersignalgenerators 180 ausgegeben.

Wenn andererseits das Abwärtszählsignal (DOWN) eingegeben wird und der Zählerwert auf „7" zurückkehrt, wird das Niederpegelsignal vom Ausgang QD ausgegeben.

Im Zerhackersignalgenerator 160 wird die Ausgabe CH1 vom ersten Zerhackersignalerzeugungsmittel 181 ausgegeben, und die Ausgabe CH2 wird vom zweiten Zerhackersignalerzeugungsmittel 185 ausgegeben, wobei von den Ausgaben Q5 bis Q8 der Teilerschaltung 52 Gebrauch gemacht wird, wie in 17 dargestellt.

Wenn das Niederpegelsignal vom Ausgangsanschluss QD des Auf/Abwärtszählers 160 (Zählwert: „7" oder darunter) ausgegeben wird, wird, da die Ausgabe vom UND-Gatter 188 ebenfalls zu einem Niederpegelsignal gemacht wird, die Ausgabe CH3 vom NICHT-ODER-Gatter 189 zu einem Zerhackersignal gemacht, das durch Invertieren der Ausgabe CH1 erhalten wird, das heißt, einem Zerhackersignal mit einem kleinen Tastverhältnis (Verhältnis, bei welchem die Transistoren 127, 129 auf EIN geschaltet werden), bei welchem ein Hochpegelsignal (Bremse-AUS-Zeit) lang ist und ein Niederpegelsignal (Bremse-EIN-Zeit) kurz ist. Daher wird die Bremse-EIN-Zeit bei einem Bezugszyklus derart verkürzt, dass fast keine Bremse an den Generator 20 angelegt wird, das heißt eine Bremse-AUS-Steuerung, welche einer Leistungserzeugung den Vorrang gibt, durchgeführt wird (S13, S15).

Wenn andererseits das Hochpegelsignal vom Ausgangsanschluss QD des Auf/Abwärtszählers 160 (Zählwert: „8" oder darüber) ausgegeben wird, wird, da die Ausgabe vom UND-Gatter 188 ebenfalls zu einem Hochpegelsignal gemacht wird, die Ausgabe CH3 vom NICHT-ODER-Gatter 189 zu einem Zerhackersignal gemacht, das durch Invertieren der Ausgabe CH2 erhalten wird, das heißt, einem Zerhackersignal mit einem großen Tastverhältnis, bei welchem ein Niederpegelsignal (Bremse-EIN-Zeit) lang ist und ein Hochpegelsignal (Bremse-AUS-Zeit) kurz ist. Daher wird die Bremse-EIN-Zeit bei dem Bezugszyklus verlängert, und es wird eine Bremse-EIN-Steuerung am Generator 20 durchgeführt. Da jedoch die Bremse bei einem vorgegebenen Zyklus auf AUS geschaltet wird, wird die Zerhackersteuerung derart durchgeführt, dass das Bremsmoment verbessert werden kann, während der Abfall von erzeugter Leistung unterdrückt wird (S13, S14).

Die Spannungsverdopplungsgleichrichterschaltung (vereinfachte synchron verstärkende Zerhackergleichrichterschaltung) 35 lädt die elektrische Ladung, die durch den Generator 20 erzeugt wird, in die Leistungsversorgungsschaltung 21a, wie im Folgenden beschrieben. Das heißt, wenn die Polarität des ersten Anschlusses MG1 „+" ist, und die Polarität des zweiten Anschlusses MG2 „–" ist, wird der erste Feldeffekttransistor (FET) 126 auf EIN geschaltet, und der dritte Feldeffekttransistor (FET) 128 wird auf AUS geschaltet. Folglich wird die elektrische Ladung der Spannung, die durch den Generator induziert wird, durch den Schaltkreis „(4)→(3)→(7)→(4)", der in 15 dargestellt ist, in den Kondensator 123 von zum Beispiel 0,1 mF, sowie den Schaltkreis „(4)→(5)→(6)→(1)→(3)→(7)→(2)" in die Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a von zum Beispiel 10 mF geladen.

Wenn andererseits die Polarität des ersten Anschlusses MG1 auf „–" umgeschaltet wird, und die Polarität des zweiten Anschlusses MG2 auf „+" umgeschaltet wird, wird der erste Feldeffekttransistor (FET) 126 auf AUS geschaltet, und der dritte Feldeffekttransistor 18 (FET) 128 wird auf EIN geschaltet. Folglich wird die Spannung, die durch Addieren der Spannung, die durch den Generator 20 induziert wird, und der Spannung, die in den Kondensator 123 geladen wird, durch den Schaltkreis „Kondensator 123→(4)→(7)→(6)→(1)→(2)→(3)→ Kondensator 123", der in 15 dargestellt ist, in die Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a geladen.

Wenn beide Enden des Generators 20 durch einen Zerhackerimpuls kurzgeschlossen werden und der Generator 20 in den jeweiligen Zuständen freigegeben wird, wird eine hohe Spannung über beide Enden einer Spule induziert, und die Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a wird durch die hohe Ladespannung geladen, wodurch ein Ladewirkungsgrad verbessert werden kann.

Wenn die Zugfeder 1a eine große Momentgröße aufweist, und der Generator 20 eine hohe Drehgeschwindigkeit aufweist, kann ferner ein Aufwärtszählwert eingegeben werden, nachdem der Zählerwert durch das Aufwärtszählsignal (UP) auf „8" gestellt wurde. In diesem Fall wird der Zählerwert auf „9" gestellt, und die Bremse-EIN-Steuerung des Zerhackersignals wird durch das Zerhackersignal CH3 durchgeführt, um den Ausgang QD auf dem H-Pegel zu halten. Dann wird die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 durch das Anlegen der Bremse daran verringert. Wenn das Bezugssignal fs (Abwärtszählsignal) zweimal eingegeben wird, bevor das Dreherfassungssignal FG1 eingegeben wird, wird der Zählerwert auf „8" und „7" gesenkt und, wenn er auf „7" gesenkt wird, wird die Steuerung auf die Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umgeschaltet.

Wenn die zuvor beschriebene Steuerung durchgeführt wird, nähert sich die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 einer eingestellten Drehgeschwindigkeit, und der Betrieb geht in einen Verriegelungszustand über, in welchem das Aufwärtssignal (UP) und das Abwärtssignal (DOWN) abwechselnd eingegeben werden, und der Zählerwert „8" und „7" wiederholt. Gleichzeitig wird die Bremse gemäß dem Zählerwert wiederholt auf EIN und AUS geschaltet. Das heißt, die Zerhackersteuerung wird durch Anlegen des Zerhackersignals mit dem großen Tastverhältnis und des Zerhackersignals mit dem kleinen Tastverhältnis an die Transistoren 127, 129 in dem einen Bezugszyklus durchgeführt, in welchem der Rotor sich einmal dreht.

Wenn außerdem die Zugfeder 1a entrollt und ihr Moment reduziert ist, nimmt eine Bremsenanlegezeit schrittweise ab, und die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 nähert sich der Bezugsgeschwindigkeit, selbst wenn keine Bremse angelegt wird.

Dann werden viele Abwärtszählwerte eingegeben, selbst wenn di Bremse überhaupt nicht angelegt wird, und wenn der zählwert gleich einem kleinen wert von „6" oder darunter ist, wird festgestellt, dass das Moment der Zugfeder 1a herabgesetzt ist. Demnach wird ein Benutzer aufgefordert, die Zugfeder 1a neu zu spannen, indem der Betrieb der Zeiger angehalten wird, die Zeiger mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit betrieben werden und ferner ein Summer ertönt oder eine Lampe aufleuchtet.

Während das Hochpegelsignal vom Ausgangsanschluss QD des Auf/Abwärtszählers 160 ausgegeben wird, wird daher die Bremse-EIN-Steuerung als Reaktion auf das Zerhackersignal mit dem großen Tastverhältnis durchgeführt, wohingegen, während das Niederpegelsignal davon ausgegeben wird, die Bremse-AUS-Steuerung als Reaktion auf das Zerhackersignal mit dem kleinen Tastverhältnis durchgeführt wird. Das heißt, die Bremse-EIN-Steuerung und die Bremse-AUS-Steuerung werden durch den Auf/Abwärtszähler 160 als das Bremssteuerungsmittel umgeschaltet.

Wenn in der Ausführungsform das Niederpegelsignal vom Ausgangsanschluss QD ausgegeben wird, ist das Zerhackersignal CH3 so ausgelegt, dass die Hochpegelperiode zur Niederpegelperiode auf 15:1 eingestellt wird, das heißt das Tastverhältnis auf 1/16 = 0,0625 eingestellt wird, wohingegen, wenn das Hochpegelsignal vom Ausgangsanschluss QD ausgegeben wird, das Zerhackersignal CH3 so ausgelegt ist, dass die Hochpegelperiode zur Niederpegelperiode auf 1:15 eingestellt wird, das heißt das Tastverhältnis auf 15/16 = 0,9375 eingestellt wird.

Wie in 18 dargestellt, wird eine Wechselspannungswellenform, die der Änderung eines Flusses entspricht, von den Anschlüssen MG1, NG2 des Generators 20 ausgegeben. Zu dieser Zeit werden die Zerhackersignale CH3 mit einer konstanten Frequenz und einem unterschiedlichen Tastverhältnis geeigneterweise gemäß dem Signal vom Ausgangsanschluss QD an die Transistoren 17, 129 angelegt. Wenn der Ausgangsanschluss QD das Hochpegelsignal ausgibt, das heißt, wenn die Bremse-EIN-Steuerung durchgeführt wird, wird die Kurzschlussbremszeit in jedem Zerhackerzyklus verlängert, um dadurch eine Bremsgröße zu erhöhen, derart dass die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 reduziert wird. Dann kann, obwohl eine Menge von erzeugter Leistung entsprechend einer Größe einer angelegten Bremse abnimmt, die Leistung durch Ausgeben der Energie, die in der Kurzschlussbremse gesammelt wird, wenn die Transistoren 127, 129 durch das Zerhackersignal auf AUS geschaltet werden, zerhackerverstärkt werden. Demgemäß kann die Abnahme der erzeugten Leistung in der Kurzschlussbremse kompensiert werden, derart dass das Bremsmoment erhöht werden kann, während ein Abfall der erzeugten Leistung unterdrückt wird.

Wenn dagegen das Niederpegelsignal vom Ausgangsanschluss QD ausgegeben wird, das heißt, wenn die Bremse-AUS-Steuerung durchgeführt wird, wird die Kurzschlussbremszeit in jedem Zerhackerzyklus verkürzt, um dadurch eine Bremsgröße zu reduzieren, derart dass die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 erhöht wird. Da die Leistung auch zu dieser Zeit zerhackerverstärkt werden kann, wenn die Transistoren 127, 129 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet werden, kann die erzeugte Leistung verbessert werden, selbst wenn sie mit einem Fall verglichen wird, in dem eine Steuerung durchgeführt wird, ohne überhaupt eine Bremse anzulegen.

Die Wechselspannungsausgabe vom Generator 20 wird durch die Spannungsverdopplungsgleichrichterschaltung 35 verstärkt und gleichgerichtet und in die Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a geladen, und das Drehungssteuerungsmittel 50 wird durch das Leistungssteuerungsmittel 21a angetrieben.

Da sowohl der Ausgang QD des Auf/Abwärtszählers 160 als auch das Zerhackersignal CH3 von den Ausgaben Q5 bis Q8 der Teilerschaltung 52 Gebrauch machen, das heißt, da die Frequenz des Zerhackersignals CH3 gleich einem integralen Vielfachen der Frequenz des Ausgangs QD ist, werden die Änderung des Ausgangspegels des Ausgangs QD, das heißt die Zeiteinstellung, bei welcher die Bremse-EIN-Steuerung und die Bremse-AUS-Steuerung geschaltet werden, und das Zerhackersignal CH3 synchron miteinander erzeugt.

20 stellt die Beziehung zwischen dem Abwärtszählsignal (DOWN) von 8 Hz, dem Aufwärtszählsignal (UP) von 8 Hz und dem Zerhackersignal (CH3) dar, die in 16 bis 18 in einem Zeitdiagramm dargestellt sind. In der Ausführungsform wird das Zerhackersignal (CH3) mit dem Abwärtszählsignal (DOWN) und dem Aufwärtszählsignal (UP) synchronisiert. Wie jedoch durch das Zerhackersignal (CH3') von 20 dargestellt, kann das Zerhackersignal (CH3) nicht mit dem Abwärtszählsignal (DOWN) und dem Aufwärtszählsignal (UP) synchronisiert werden, und es kann eine Wellenform aufweisen, welche von einem H-Pegel des Zerhackersignals (CH3') in einem bestimmten Zyklus der jeweiligen Signale (DOWN, UP) oder von einem L-Pegel davon in einem bestimmten Zyklus davon beginnt. In der Ausführungsform wird die Bremsperiode auf einen L-Pegel gesetzt, derart dass eine Bremse angelegt wird, wenn das Zerhackersignal CH3 auf dem L-Pegel ist.

Außerdem braucht das Zerhackersignal nicht mit einer Geschwindigkeit synchronisiert zu werden, welche eingestellt wird, um die Drehung des Rotors 12 zu steuern, das heißt mit einer Geschwindigkeit, welche die Anzeige einer korrekten Zeit ermöglicht, solange der Rotor 12 mit der eingestellten Geschwindigkeit gedreht wird. Genauer gesagt, kann der Zerhackerzyklus mit der eingestellten Geschwindigkeit synchronisiert werden oder nicht, und die Beziehung zwischen ihnen unterliegt keinerlei Einschränkung.

Die Ausführungsform kann die folgenden Wirkungen erzielen.

  • (7) Das Aufwärtszählsignal (UP), das auf dem Drehungserfassungssignal FG1 basiert, und das Abwärtszählsignal (DOWN), das auf dem Bezugssignal fs basiert, werden in den Auf/Abwärtszähler 160 eingegeben, eine Bremse wird durch die Bremsschaltung 120 in einem Zustand, in dem die Zählzahl des Drehungserfassungssignals FG1 (Aufwärtszählsignal) größer als die Zählzahl des Bezugssignals fs (Abwärtszählsignal) ist (einem Zustand, in welchem der Zählerwert „8" oder darüber ist, wenn der Anfangswert des Auf/Abwärtszählers 160 „7" ist), kontinuierlich an den Generator 20 angelegt, wohingegen die Bremse des Generators 20 in einem Zustand, in dem die Zählzahl des Drehungserfassungssignals FG1 kleiner als die Zählzahl des Bezugssignals fs ist (in einem Zustand, in dem Zählerwert „7" oder darunter ist), ausgeschaltet wird. Folglich kann, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 stark von der Bezugsgeschwindigkeit abweicht, wenn der Generator 20 startet, die Drehgeschwindigkeit schnell der Bezugsgeschwindigkeit angenähert werden, wodurch die Ansprechempfindlichkeit der Drehungssteuerung verbessert werden kann.
  • (8) Da außerdem die Bremse-EIN- und Bremse-AUS-Steuerungen unter Verwendung von zwei Arten von Zerhackersignalen CH3 mit einem unterschiedlichen Tasteverhältnis durchgeführt werden, kann die Bremse (das Bremsmoment) ohne Abfall einer geladenen Spannung (erzeugten Spannung) erhöht werden. Konkret kann, da der Generator 20 unter Verwendung des Zerhackersignals mit einem großen Tastverhältnis gesteuert wird, wenn die Bremse angelegt wird, das Bremsmoment erhöht werden, während ein Abfall der geladenen Spannung unterdrückt wird, wodurch die Bremssteuerung wirksam durchgeführt werden kann, während die Stabilität des Systems aufrechterhalten werden kann. Mit dieser Anordnung kann auch die Haltbarkeit der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr verlängert werden.
  • (9) wenn die Bremse nicht angelegt wird, kann, da der Generator 20 durch das Zerhackersignal mit einem kleinen Tastverhältnis zerhackergesteuert wird, die geladene Spannung mehr verbessert werden, während die Bremse nicht angelegt ist.
  • (10) Da die Bremse-EIN- und die Bremse-AUS-Steuerung nur in Abhängigkeit davon, ob der Zählerwert „7" oder darunter oder „8" oder darüber ist, umgeschaltet wird und keine Bremszeit und dergleichen zusätzlich eingestellt zu werden braucht, kann das Drehungssteuerungsmittel 50 einfach ausgelegt sein, wodurch Teilekosten und Herstellungskosten gesenkt werden können, derart dass die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr zu günstigeren Kosten bereitgestellt werden kann.
  • (11) Da sich die Zeiteinstellung, bei welcher das Aufwärtszählsignal (UP) eingegeben wird, gemäß der Drehgeschwindigkeit des Generators 20 ändert, kann auch die Periode, während der der Zählerwert auf „8" gestellt ist, das heißt die Periode, in welcher die Bremse angelegt wird, automatisch eingestellt werden. Folglich kann im Verriegelungszustand, in dem das Aufwärtszählsignal (UP) und das Abwärtszählsignal (DOWN) abwechselnd eingegeben werden, eine stabile Steuerung mit einer schnellen Ansprechempfindlichkeit durchgeführt werden.
  • (12) Da der Auf/Abwärtszähler 160 als das Bremssteuerungsmittel verwendet wird, können die Zählung der jeweiligen Aufwärtszählsignale (UP) und Abwärtszählsignale (DOWN) und der Vergleich (Differenz) der Differenzen zwischen den jeweiligen gezählten Werten automatisch gleichzeitig durchgeführt werden. Folglich kann die Anordnung vereinfacht werden, und die Differenz zwischen den jeweiligen gezählten Werten kann einfach bestimmt werden.
  • (13) Da der 4-Bit-Auf/Abwärtszähler 160 verwendet wird, können 16 Zählwerte gezählt werden. Wenn daher die Aufwärtszählsignale (UP) kontinuierlich eingegeben werden, können die eingegebenen Werte kumulativ gezählt werden, und der kumulierte Fehler der eingegebenen Werte kann innerhalb eines Einstellbereichs, das heißt innerhalb eines Bereichs, in welchem die Aufwärtszählsignale (UP) und die Abwärtszählsignale (DOWN) kontinuierlich eingegeben werden und weder „15" noch „1" erreichen, korrigiert werden. Folglich kann die Drehgeschwindigkeit des Generators 20, selbst wenn sie stark von der Bezugsgeschwindigkeit abweicht, durch zuverlässiges Korrigieren des kumulierten Fehlers auf die Bezugsgeschwindigkeit zurückgebracht werden, obwohl es Zeit braucht, bis der Verriegelungszustand erreicht wird, wodurch der korrekte Betrieb der Zeiger auf lange Sicht aufrechterhalten werden kann.
  • (14) Da die Bremssteuerung nicht durchgeführt wird, bis die Leistungsversorgungsschaltung 21a beim Start des Generators 20 durch die Bereitstellung der Initialisierungsschaltung 190 auf eine vorgegebene Spannung aufgeladen ist, derart dass keine Bremse an den Generator 20 angelegt wird, kann dem Laden der Leistungsversorgungsschaltung 21a Vorrang gegeben werden. Demnach kann das Drehungssteuerungsmittel 50 durch die Leistungsversorgungsschaltung 21a schnell und stabil angetrieben werden, und auch die Stabilität der Drehungssteuerung, welche danach ausgeführt wird, kann verbessert werden.
  • (15) Da die Zeiteinstellung, bei welcher sich der Ausgangspegel vom Ausgangsanschluss QD ändert, das heißt bei welchem die EIN- und AUS-Steuerungen der Bremse geschaltet werden, mit der Zeiteinstellung, bei welcher das Zerhackersignal CH3 von einem EIN-Zustand auf einen AUS-Zustand umgestellt wird, synchronisiert wird, kann ein Hochspannungsabschnitt (Bartabschnitt) vom Generator 20 in vorgegebenen Intervallen entsprechend dem Zerhackersignal CH3 erzeugt werden, und die Ausgabe kann auch als ein Schrittmessimpuls der Uhr verwendet werden.

Das heißt, wenn die Ausgabe QD nicht mit dem Zerhackersignal CH3 synchronisiert ist, wird ein Hochspannungsabschnitt vom Generator 20 auch als Reaktion auf die Änderung der Ausgabe QD erzeugt, wobei das Zerhackersignal CH3 außerdem einen vorgegebenen Zyklus aufweist, wie in 21 dargestellt. Da der Bartabschnitt nicht immer in vorgegebenen Intervallen in der Ausgangswellenform des Generators 20 ausgegeben wird, kann er folglich nicht als ein Schrittmessimpuls verwendet werden. Wenn jedoch die Ausgabe QD mit dem Zerhackersignal CH3 synchronisiert ist, wie in der Ausführungsform dargestellt, kann der Bartabschnitt auch als der Schrittmessimpuls verwendet werden.

  • (16) Da die Gleichrichtungssteuerung des Generators 20 durch die ersten und dritten Feldeffekttransistoren 126, 128 durchgeführt wird, deren Gates mit den Anschlüssen MG1, MG2 verbunden sind, braucht kein Vergleicher oder dergleichen verwendet zu werden, und die Anordnung wird vereinfacht, und ferner kann auch der Abfall des Ladewirkungsgrads infolge des Leistungsverbrauchs durch den Vergleicher verhindert werden. Außerdem werden die Feldeffekttransistoren 126, 128 auf EIN und AUS geschaltet, indem sie von den Anschlussspannungen des Generators 20 Gebrauch machen, und sie können synchron mit den Polaritäten der Anschlüsse des Generators 20 gesteuert werden, wodurch ein Gleichrichtwirkungsgrad verbessert werden kann. Da außerdem die zweiten und vierten Feldeffekttransistoren 127, 129, welche der Zerhacksteuerung unterzogen werden, mit den Transistoren 126, 128 in Reihe geschaltet sind, kann die Zerhacksteuerung unabhängig durchgeführt werden, und die Anordnung kann vereinfacht werden. Daher kann die Spannungsverdopplungsschaltung (vereinfachte synchron verstärkende Zerhackergleichrichterschaltung) 35 bereitgestellt werden, welche eine vereinfachte Anordnung aufweist und eine Zerhackergleichrichtung synchron mit der Polarität des Generators 20 bei Verstärken einer Spannung ausführen kann.

Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 22 beschrieben. In der Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie jene, die in den jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet wurden, um Komponenten zu bezeichnen, die jenen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ähneln oder entsprechen, und die Beschreibung davon wird unterlassen oder ist vereinfacht.

Die Ausführungsform ist so ausgelegt, dass ein Zerhackersignalgenerator 180 durch Weglassen von ersten Zerhackersignalerzeugungsmitteln 181 nur aus zweiten Zerhackersignalerzeugungsmitteln 185 besteht, und eine Zerhackersteuerung durch Anlegen eines Zerhackersignals nur bei einer Bremse-EIN-Steuerung durchgeführt wird.

Das heißt, wie in 23 dargestellt ist, dass, da die Ausgabe CH4 vom Zerhackersignalgenerator 180 in einem Zustand, in dem ein Ausgangsanschluss QD auf ein Niederpegelsignal gesetzt ist und keine Bremse angelegt wird, auf einem H-Pegel gehalten wird, die Transistoren 127, 129 in einem AUS-Zustand gehalten werden und die Wechselspannungsausgabe vom Generator 20 so ausgegeben wird, wie sie ist. Wenn andererseits der Ausgangsanschluss QD auf ein Hochpegelsignal gesetzt und die Bremse angelegt wird (in der Bremse-EIN-Steuerung), wird die Ausgabe CH4 vom Zerhackersignalgenerator 180 zu einem Zerhackersignal ähnlich dem der ersten Ausführungsform gemacht, und es wird die Zerhackersteuerung durchgeführt.

Die Beziehung zwischen einem Abwärtszählsignal (DOWN) von 8 Hz, einem Aufwärtszählsignal (UP) von 8 Hz und dem Zerhackersignal (CH4) kann durch ein Zeitdiagramm dargestellt werden, das in 24 dargestellt ist. Obwohl das Zerhackersignal (CH4) auch in dieser Ausführungsform mit dem einen Zyklus des Abwärtszählsignals (DOWN) synchronisiert ist, kann das Zerhacksersignal (CH4) solch eine Wellenform, wie im Zerhackersignal (CH4') von 24 dargestellt, aufweisen, derart dass es nicht mit dem Abwärtszählsignal (DOWN) synchronisiert ist, und von einem H-Pegel des Zerhackersignals (CH3') in einem bestimmten Zyklus des Abwärtszählsignals (DOWN) beginnt und von einem L-Pegel in einem bestimmten Zyklus davon beginnt. In der Ausführungsform wird die Bremsperiode auf einen L-Pegel gesetzt, derart dass die Bremse angelegt wird, wenn das Zerhackersignal CH4 auf dem L-Pegel ist.

Außerdem braucht das Zerhackersignal ebenso wie in der zweiten Ausführungsform auch in dieser Ausführungsform nicht mit der Geschwindigkeit synchronisiert zu werden, die für einen Rotors 12 eingestellt wird.

Die Ausführungsform kann ebenfalls Operationen und Betriebsergebnisse ähnlich (7), (8), (10) bis (16) der zweiten Ausführungsform erreichen.

  • (17) Da das erste Zerhackersignalerzeugungsmittel 181 weggelassen wird, kann außerdem die Anzahl von Teilen dadurch verringert werden und die Kosten können gesenkt werden.

Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 25 beschrieben. In der Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie jene, die in den jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet wurden, um Komponenten zu bezeichnen, die jenen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ähneln oder entsprechen, und die Beschreibung davon wird unterlassen oder ist vereinfacht.

Die Ausführungsform ist so ausgelegt, dass die Frequenz der Ausgabe CH2 von einem ersten Zerhackersignalerzeugungsmittel 181 in einem Zerhackersignalgenerator 180 unterschiedlich von jener der Ausgabe CH5 von einem zweiten Zerhackersignalerzeugungsmittel 185 darin gemacht wird, so dass zwei Arten von Zerhackersignalen mit einer unterschiedliche Frequenz als die Zerhackersignalausgabe CH6 vom Zerhackersignalgenerator 180 ausgegeben werden können.

Das heißt die Frequenz der Ausgabe CH5 vom ersten Zerhackersignalerzeugungsmittel 181 wird auf zweimal die der Ausgabe CH2 vom zweiten Zerhackersignalerzeugungsmittel 185 gesetzt, wie in 26 dargestellt, indem die Ausgabe Q4 von einer Teilerschaltung 52 nur in das erste Zerhackersignalerzeugungsmittel 181 eingegeben wird. Daher werden zwei Arten von Zerhackersignalen mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis und einer unterschiedlichen Frequenz als das Ausgangssignal CH6 vom Zerhackersignalgenerator 180 in Abhängigkeit von einem Pegel eines Ausgangsanschlusses QD ausgegeben, das heißt in Abhängigkeit davon, ob eine Bremsen-EIN-Schalt-Steuerung durchgeführt wird oder eine Bremsen-AUS-Schalt-Steuerung durchgeführt wird, wodurch eine Wechselspannungswellenform, die in 27 dargestellt ist, von einem Generator 20 ausgegeben wird.

Ein Zerhackersignal braucht auch in dieser Ausführungsform nicht mit der Geschwindigkeit synchronisiert zu werden, die für einen Rotor 12 eingestellt wird.

Die Ausführungsform kann Operationen und Betriebsergebnisse ähnlich (7) bis (16) der zweiten Ausführungsform erreichen.

  • (18) Ferner kann eine Zerhackerfrequenz zweimal so groß wie jene der zweiten Ausführungsform in der Bremse-AUS-Steuerung gemacht werden. Wenn ein Tastverhältnis dasselbe ist, kann eine höhere Frequenz das Antriebsmoment reduzieren, sowie eine geladene Spannung verbessern, wie in 45 und 46 dargestellt. Folglich kann die Ausführungsform eine Bremswirkung (Bremsmoment) in der Bremse-AUS-Steuerung im Vergleich zur ersten Ausführungsform abschwächen, wodurch die geladene Spannung mehr verbessert werden kann.

Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 28 beschrieben. In der Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie jene, die in den jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet wurden, um Komponenten zu bezeichnen, die jenen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ähneln oder entsprechen, und die Beschreibung davon wird unterlassen oder ist vereinfacht.

Die Ausführungsform ist mit einem Zerhackersignalgenerator 180 versehen, welcher Hochfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 101 zum Ausgeben eines Hochfrequenzzerhackersignals, Niederfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 102 zum Ausgeben eines Niederfrequenzzerhackersignals, eine Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 als eine Spannungserfassungseinheit zum Erfassen der Spannung einer Leistungsversorgungsschaltung 6 und Schaltmittel 104 zum Schalten der Ausgabe CH7 vom Hochfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 101 und der Ausgabe vom Niederfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 102 gemäß der Spannung der Leistungsversorgungsschaltung 6 und Ausgeben derselben umfasst.

Die jeweiligen Zerhackersignalerzeugungsmittel 101, 102 sind ähnlich dem Zerhackersignalgenerator 180 der zweiten Ausführungsform ausgelegt und umfassen drei UND-Gatter 182 bis 184, zwei ODER-Gatter 186, 187, ein UND-Gatter 188, an dem die Ausgabe vom ODER-Gatter 187 und die Ausgabe QD von einem Auf/Abwärtszähler 160 eingegeben werden, und ein NICHT-ODER-Gatter 189, an dem die Ausgabe vom UND-Gatter 188 und die Ausgabe vom UND-Gatter 184 eingegeben werden.

Da das Hochfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 101 von den Ausgaben Q4 bis Q7 einer Teilerschaltung 52 Gebrauch macht, kann es das Zerhackersignal CH7 ausgeben, welches eine Frequenz aufweist, die höher als des Zerhackersignals des Niederfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittels 102 ist, welche von den Ausgaben Q5 bis Q8 der Teilerschaltung 52 Gebrauch macht.

Wenn die Spannung, die in eine Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a geladen wird, niedriger als ein eingestellter Wert ist, gibt die Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 ein Niederpegelsignal aus, wohingegen, wenn die Spannung höher als der eingestellte Wert ist, die Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 ein Hochpegelsignal ausgibt.

Das Schaltmittel 104 umfasst zwei UND-Gatter 105, 106, an welchen das Signal von der Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 und die Signale von den jeweiligen Zerhackersignalerzeugungsmitteln 101, 102 eingegeben werden, und ein ODER-Gatter 107, an dem die Ausgaben von den UND-Gattern 105, 105 eingegeben werden.

Wenn das Niederpegelsignal von der Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 eingegeben wird (wenn die geladene Spannung niedriger als der eingestellte Wert ist), wird die Ausgabe CH3 vom Niederfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 102 durch das Niederpegelsignal durch Invertieren der Signaleingabe am UND-Gatter 105 von der Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 gelöscht, derart dass die Ausgabe CH7 vom Hochfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 101 vom ODER-Gatter 107 an die Transistoren 127, 129 so ausgeben wird, wie sie ist.

Wenn dagegen ein Hochpegelsignal von der Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 eingegeben wird (wenn die geladene Spannung höher als der eingestellte Wert ist), wird die Ausgabe CH7 vom Hochfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 101 durch das Niederpegelsignal gelöscht, derart dass die Ausgabe CH3 vom Niederfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 102 vom ODER-Gatter 107 an die Transistoren 127, 129 so ausgegeben wird, wie sie ist.

Wenn eine Leistungsversorgungsspannung niedrig ist, wird folglich eine Zerhackerbremssteuerung durch das Hochfrequenzzerhackersignal CH7 durchgeführt, wohingegen, wenn die Leistungsversorgungsspannung hoch ist, die Zerhackerbremssteuerung durch das Niederfrequenzzerhackersignal CH3 durchgeführt wird, wie in 29 dargestellt. Da die Zerhackersignale CH3 beziehungsweise CH7 dasselbe Tastverhältnis aufweisen, wenn eine Bremse-EIN-Steuerung und eine Bremse-AUS-Steuerung durchgeführt werden, weist die Hochfrequenzzerhackersignal CH7 ein niedrigeres Antriebsmoment und eine höhere geladene Spannung auf, das heißt es kann eine Steuerung durchführen, bei der es dem Laden Vorrang gibt, wohingegen das Niederfrequenzzerhackersignal CH3 eine höheres Antriebsmoment und eine niedrigere geladene Spannung aufweist, das heißt es kann eine Steuerung durchführen, bei der es dem Bremsen Vorrang gibt.

Das Zerhackersignal braucht auch in dieser Ausführungsform nicht mit der Geschwindigkeit synchronisiert werden, die für einen Rotor 12 eingestellt wird.

Die Ausführungsform kann Operationen und Betriebsergebnisse ähnlich (7) bis (16) der zweiten Ausführungsform erreichen.

  • (19) Da außerdem das Hochfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 101, das Niederfrequenzzerhackersignalerzeugungsmittel 102, die Leistungsversorgungsspannungserfassungsschaltung 103 und das Schaltmittel 104 als der Zerhackersignalgenerator 180 vorgesehen sind und die Frequenz des Zerhackersignals durch den Leistungsversorgungsspannungswert unterschiedlich gemacht wird, kann die Zerhackersteuerung entsprechend einem geladenen Zustand durchgeführt werden, wodurch eine wirksamere Bremssteuerung durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sonder es können Modifikationen, Verbesserungen und dergleichen innerhalb eines Bereichs, in welchem die Aufgabe der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, in die vorliegende Erfindung einbezogen werden.

Zum Beispiel kann das Drehungssteuerungsmittel 50 mit einem F/V-Wandler (Frequenz/Geschwindigkeit) 100 versehen werden, welcher die Ausgangsfrequenz der Wellenformformungsschaltung 70 in Geschwindigkeitsinformationen umwandelt, wie in 30 dargestellt. Da die Drehgeschwindigkeitsinformationen des Generators 20 durch die Bereitstellung des F/V-Wandlers 100 bereitgestellt werden können, kann die Drehgeschwindigkeit des Generators 20 so gesteuert werden, dass sie sich einer eingestellten Geschwindigkeit, das heißt einem Zeitnormalsignal, nähert. Folglich kann, selbst wenn eine Wellenform von erzeugter Leistung augenblicklich stark variiert und von einem Verriegelungsbereich abweicht, die Steuerung des Generators 20 aufrechterhalten werden, wodurch ein stabileres System gebildet werden kann.

Die Zerhackerladeschaltung 60 ist nicht auf jene beschränkt, die in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen offenbart wurde, sondern es kann zum Beispiel eine Zerhackerladeschaltung 110, die aus einem Vergleicher 111 zum Erfassen der Polarität des Rotors 12, Dioden 112 zum Zerhacken der Transistoren 66, 67 und Widerständen 113 besteht, verwendet werden, wie in 31 dargestellt.

Da in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen die Vergleicher 61, 62 verwendet werden, um die Polarität zu erfassen, wird die Leistungsversorgung 63 benötigt, um ihnen die Vergleichsreferenzspannung Vref zuzuführen. Diese Ausführungsform kann jedoch die Leistungsversorgung unnötig machen. In der Zerhackerladeschaltung 110 werden die Transistoren 66, 67 durch die Spuleanschlussspannung durch die Dioden 112 angetrieben, um die Transistoren 66, 67 in Abhängigkeit von der Polarität einer Leistungserzeugungsspule, durch die sie angetrieben werden, leitend zu machen. Zu diesem Zweck muss die Spulenanschlussspannung höher als eine Spannung gemacht werden, welche durch Addieren einer Spannung (Schwellenspannung) Vth, die zum Antreiben der Transistoren 646, 67 imstande ist, zu der ansteigenden Spannung der Dioden 112 erhalten wird. Wenn zum Beispiel Vth = 0,5 V und Diode Vf = 0,3, muss der Generator 20 , da 0,8 V benötigt werden, um die zuvor dargelegte Voraussetzung zu erfüllen, ein Erzeugungsvermögen von etwa 1,0 bis 1,6 V aufweisen. Folglich ist die Zerhackerladeschaltung 60der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, in welchen die Transistoren 66, 67 ohne die Dioden angetrieben werden, insofern vorzuziehen, als eine Zerhackerladeoperation durch eine kleine Spannung, die durch den Generator 20 erzeugt wird, wirksamer durchgeführt werden kann.

Außerdem kann die Zerhackerladeschaltung so ausgelegt werden, dass die Transistoren 66, 67 der Zerhackerladeschaltung 60, die in 6 dargestellt ist, auf einen P-Kanal-Typ umgestellt werden, außerdem können die Positionen der Transistoren 66, 67 mit den Positionen der Dioden 68, 69 vertauscht werden, um sie dadurch zur +(VDD) des Kondensators 21 (erste Leistungsversorgungsleitung) kurzzuschließen, derart dass die Spannung des Kondensators 21a auf eine Spannung verstärkt wird, die niedriger als die Spannung der VTKN ist, wenn die Transistoren 66, 67 freigegeben werden. In diesem Fall werden die Ausgaben von den Vergleichern 61, 62 mit der Ausgabe des Taktsignals CLK durch eine UND-Schaltung UND-verknüpft und an den Gates der Transistoren 66, 67 eingegeben.

Gleichermaßen können in den Ausführungsform zwei bis fünf die Positionen der ersten und zweiten Schalter 121, 122 mit den Positionen des Kondensators 123 und der Diode 124 vertauscht und zur Minusseite (VSS) des Kondensators 21a (zweite Leistungsversorgungsseite) angeordnet werden. Das heißt, die Transistoren 126 bis 129 der jeweiligen Schalter 121, 122 werden auf einen N-Kanal-Typ umgestellt und zwischen die Anschlüsse MG1, MG2 des Generators 20 und die Minusseite (VSS) des Kondensators 21a als die Leistungsversorgung auf der Niederspannungsseite (Seite der zweiten Leistungsversorgungsleitung) eingefügt. In diesem Fall ist die Schaltung so ausgelegt, dass sie es ermöglicht, dass die Schalter 121, 122, die mit dem negativen Anschluss des Generators 20 verbunden sind, kontinuierlich auf EIN geschaltet werden, und die Schalter 121, 122, die mit dem positiven Anschluss davon verbunden sind, diskontinuierlich auf EIN geschaltet werden.

Eine Zerhackerladeschaltung, welche die Transistoren 66, 67 gleichzeitig auf EIN und auf AUS schaltet, kann für die erste Ausführungsform verwendet werden.

Außerdem können Zerhackerladeschaltungen 200, 300, 400, 500 und 600, wie in 32 bis 36 dargestellt, jeweils in der ersten Ausführungsform verwendet werden. In den Zerhackerladeschaltungen 200 bis 600 sind Komponenten, welche jenen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ähneln oder entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen, und die Beschreibung davon wird unterlassen.

Die Zerhackerladeschaltung 200, die in 32 dargestellt ist, ist so ausgelegt, dass ein Kondensator 201 mit der Spule des Generators 20 in Reihe geschaltet ist, der Kondensator 21a und ein IC 202 zum Generator 20 parallel geschaltet sind und ferner ein Zerhackersignal 203 zum Ausführen von Zerhackung unter der Kontrolle des ICs 202 zum Generator 20 parallel geschaltet ist. Eine parasitäre Diode 204 ist zum Schalter 203 parallel geschaltet.

Eine Wirkung ähnlich (2) der ersten Ausführungsform, dass das Bremsmoment ohne Abfallen einer geladenen Spannung verbessert werden kann, kann auch in der Zerhackerladeschaltung 200 erzielt werden, da Energie in den Kondensator 201 geladen wird, wenn durch EIN-Schalten des Schalters 203 eine Kurzschlussbremse an den Generator 20 angelegt wird, und eine Leistung, in welcher eine erzeugte Spannung durch Enthalten der Energie des Kondensators 201 erhöht wird, kann in den Kondensator 21a geladen werden, wenn der Schalter 203 auf AUS geschaltet wird. Da außerdem die parasitäre Diode 204 auch als die Diode einer Verstärkungs/Gleichrichtungsschaltung agiert, kann die Anzahl von Teilen verringert werden, und die Schaltungsmontagekosten können ebenfalls gesenkt werden.

Die Zerhackerladeschaltung 300, die in 3 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Zerhackerladeschaltung 200 darin, dass Gleichrichterdioden 301, 302 zur Zerhackerladeschaltung 200 hinzugefügt sind.

Die Zerhackerladeschaltung 300 ist der Zerhackerladeschaltung 200 in den Kosten unterlegen, da sie zusätzlich die Dioden 301, 302 umfasst. Die Zerhackerladeschaltung 200 weist jedoch den Nachteil auf, dass, wenn der Schalter 203 verbunden und kurzgeschlossen wird, da die Ladung des Kondensators 201 zum Schalter 203 fließt, eine erzeugte Spannung, welche das Verhältnis verbessert, reduziert wird, wenn eine Kurzschlusszeit verlängert wird. Wohingegen die Zerhackerladeschaltung 300 den Vorteil aufweist, dass sie, da sie verhindern kann, dass die Ladung des Kondensators 201 zum Schalter 203 fließt, wenn der Schalter 203 verbunden wird, eine Verstärkungsleistung im Vergleich zur Zerhackerladeschaltung 200 erhöhen kann.

Die Zerhackerladeschaltung 400 die in 34 dargestellt ist, ist mit einem zusätzlichen Satz des Schalters 203 und der Dioden 204, 302 versehen, die in der Zerhackerladeschaltung 300 verwendet werden, um sowohl eine Zerhackung an den positiven als auch an den negativen Wellen der Wechselspannungsausgabe des Generators 20 auszuführen. Folglich kann eine Verstärkungs- und Bremssteuerung für den ganzen Zyklus der Wechselspannungsausgabe des Generators 20 durchgeführt werden, wodurch die Verstärkungsleistung und die Bremsleistung mehr erhöht werden können.

Die Zerhackerladeschaltung 500, die in 35 dargestellt ist, ist eine Spannungsverdopplungsgleichrichterschaltung, zum Anlegen einer Spannung imstande ist, welche durch die Bereitstellung von zwei Kondensatoren 501, 502 zweimal so groß wie die Spannung ist, die durch den Generator 20 auf dem IC erzeugt wird.

Die Zerhackerladeschaltung 600, die in 36 dargestellt ist, führt Zerhacken durch eine Zweiweggleichrichterschaltung durch, die mit Gleichrichterdioden 601 versehen ist.

Obwohl diese Zerhackerladeschaltungen 500, 600 so ausgelegt sind, dass sie Zerhacken an einer Vollwelle durchführen, können sie auch so ausgelegt werden, dass die das Zerhacken an einer Halbwelle durchführen. Diese Zerhackerladeschaltungen 300 bis 600 können auch eine Wirkung ähnlich (2) der ersten Ausführungsform erzielen.

Außerdem ist die Anordnung der Drehungserfassungsschaltung 53, des LPFs 55 und der Bremssteuerungsschaltung 56 nicht auf die Anordnung beschränkt, die aus der Wellenformformungsschaltung 70, der Ladepumpe 80 und dem Schleifenfilter 81, dem Vergleicher 90, der Teilerschaltung 91 und der Dreieckwellenerzeugungsschaltung 92 besteht, wie in der ersten Ausführungsform dargestellt, sondern sie können in geeigneter Weise festgelegt werden, wenn sie realisiert werden.

Zum Beispiel können Auffangspeichermittel 76, wie in 37 dargestellt, als die Wellenformformungsschaltungen 70 verwendet werden. Obwohl die jeweiligen Wellenformformungsschaltungen 70 den Rechteckwellenimpuls fr nur durch die Ausgabe von einem der Vergleicher 61, 62 formen, wie in 9 dargestellt, legt eine Wellenformformungsschaltung 70, die in 37 dargestellt ist, als Reaktion auf die ansteigende Flanke der Ausgabe zum Erfassen der Polarität des Anschlusses AG1 (Vergleicher 62) eine Speicherung an das Auffangspeichermittel 76 an und wird als Reaktion auf die Ausgabe vom Vergleicher 61 des Anschlusses AG2 zurückgestellt, wie in 9 dargestellt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine Zeit nicht verzögert wird und die Erfassung korrekt durchgeführt werden kann, obwohl zwei Ausgänge verwendet werden müssen. Wenn eine Speicherung als Reaktion auf die Ausgabe des Anschlusses AG1 angelegt wird, selbst wenn die Ausgabe am AG1 einen Impulsmangel bewirkt, wird dies ignoriert. Demgemäß kann ein Einfluss auf den Rechteckwellenimpuls fr verhindert werden.

Das Drehungssteuerungsmittel ist nicht auf dasjenige, das die PLL-Steuerung verwendet, wie in der ersten Ausführungsform dargestellt, und dasjenige, das den Auf/Abwärtszähler 160 verwendet, wie in Ausführungsform zwei bis fünf dargestellt, beschränkt, sondern es kann eine Drehgeschwindigkeit nur durch die Ausgabe zum Beispiel vom F/V-Wandler 100 steuern. Demnach kann es in geeigneter Weise eingestellt werden, wenn es realisiert wird. Außerdem ist der Generator 20 nicht auf den zweipoligen Rotor beschränkt, sondern er kann ein Generator sein, der einen mehrpoligen Rotor verwendet.

Obwohl die Ausführungsformen zwei bis fünf den 4-Bit-Auf/Abwärtszähler 160 als das Bremssteuerungsmittel verwenden, können auch ein Auf/Abwärtszähler von 3 Bits oder weniger und ein Auf/Abwärtszähler von 5 Bits und mehr verwendet werden. Da die Verwendung eines Auf/Abwärtszählers mit einer größeren Anzahl von Bits einen zählbaren Wert erhöht, kann ein Bereich, in welchem ein kumulierter Fehler gespeichert werden kann, vergrößert werden, was insbesondere bei einer Steuerung, die in einem Nichtverriegelungszustand unmittelbar nach dem Start des Generators 20 ausgeführt wird, und dergleichen vorteilhaft ist. Andererseits hat die Verwendung eines Zählers mit einer kleinen Anzahl von Bits den Vorteil, dass ein 1-Bit-Zähler den Betrieb bewältigen kann und die Kosten gesenkt werden können, obwohl ein Bereich, in welchem ein kumulierter Fehler gespeichert werden kann, reduziert ist, da eine Aufwärtszählung und eine Abwärtszählung insbesondere in einem Verriegelungszustand wiederholt werden.

Das Bremssteuerungsmittel ist nicht auf den Auf/Abwärtszähler beschränkt, sondern es kann aus ersten und zweiten Zählmitteln, welche so ausgelegt sind, dass sie für das Bezugssignal fs beziehungsweise das Drehungserfassungssignal FG1 verwendet werden, und einer Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Werte, die durch die jeweiligen Zählmittel gezählt werden, bestehen. Die Verwendung des Auf/Abwärtszählers 160 ist jedoch insofern vorteilhaft, als er eine Schaltungsanordnung vereinfacht. Außerdem kann jede Anordnung als das Bremssteuerungsmittel eingesetzt werden, solange es den Drehzyklus des Generators 20 erfassen und die Bremse-EIN-Steuerung und die Bremse-AUS-Steuerung basierend auf dem Drehzyklus schalten kann.

Obwohl die Bremssteuerung in der zuvor erwähnten Ausführungsform unter Verwendung der zwei Arten der Zerhackersignale mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis und einem unterschiedlichen Zyklus durchgeführt wird, können drei oder mehr Arten von Zerhackersignalen mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis und einem unterschiedlichen Zyklus verwendet werden.

Die spezifischen Anordnungen der Spannungsverdopplungsgleichrichterschaltung 35, der Bremsschaltung 120, der Bremssteuerungsschaltung 56, des Zerhackersignalgenerators 180 und dergleichen sind nicht auf jene der jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es kann jede Anordnung verwendet werden, solange sie den Generator 20 einer elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr zerhackersteuern können.

Zum Beispiel kann eine Diode 125a anstelle des Kondensators 123, wie in 38 dargestellt, als die Zerhackergleichrichterschaltung 35 der Bremsschaltung 120 bereitgestellt werden. In diesem Fall fungiert die Zerhackergleichrichterschaltung 35 als eine vereinfachte synchronisierte Zerhackergleichrichterschaltung, da keine Verstärkungsschaltung gebildet wird.

Das heißt, wenn die Polarität des ersten Anschlusses MG1 „+" ist und die des zweiten Anschlusses MG2 „–" ist, wird der erste Feldeffekttransistor (FET) 126 auf EIN geschaltet, und der dritte Feldeffekttransistor (FET) 128 wird auf AUS geschaltet. Folglich wird die Ladung der Spannung, die durch den Generator 20 erzeugt wird, durch den Schaltkreis „(4)→(5)→(6)→(1)→(2)→(3)→(7)→(4)", der in 38 dargestellt ist, in die Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a geladen.

Wenn andererseits die Polarität des ersten Anschlusses MG1 „–" ist und die des zweiten Anschlusses MG2 „+" ist, wird der erste Feldeffekttransistor (FET) 126 auf AUS geschaltet, und der dritte Feldeffekttransistor (FET) 128 wird auf EIN geschaltet. Folglich wird die Ladung der Spannung, die durch den Generator 20 erzeugt wird, durch die Schaltkreis „(7)→(6)→(1)→(2)→(3)→(4)→(7)", der in 38 dargestellt ist, in die Leistungsversorgungsschaltung (Kondensator) 21a geladen.

Die Frequenz des Zerhackersignals in den jeweiligen zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann in geeigneter Weise eingestellt werden, wenn sie realisiert wird. Wenn jedoch der Zyklus zum Beispiel 50 Hz oder mehr (etwa fünf Mal so groß wie die Drehfrequenz des Rotors des Generators 20) beträgt, kann eine Bremsleistung verbessert werden, während eine geladene Spannung auf einem vorgegeben Wert oder darüber gehalten wird. Außerdem kann das Tastverhältnis des Zerhackersignals in geeigneter weise eingestellt werden, wenn es realisiert wird.

Die Drehfrequenz (Bezugssignal) des Rotors ist nicht auf die 10 Hz der ersten Ausführungsform und die 8 Hz der zweiten Ausführungsform beschränkt, sondern sie kann in geeigneter Weise eingestellt werden, wenn sie realisiert wird.

Eine Rotordrehungserfassungsschaltung 800, wie in 39 dargestellt, kann als die Drehungserfassungsschaltung 53 verwendet werden, um die Drehung des Rotors zu erfassen. Das heißt, wenn der Generator 20 zerhackergesteuert wird, überlagert ein Zerhackerimpuls die Rotationswellenform des Rotors 12 des Generators 20. Folglich wird die Spannung der Rotationswellenform mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung verglichen, bei welcher die Zerhackerwellenform aufgesetzt wird, um ein Rechteckwellensignal (Rotordrehungserfassungssignal: MGOUT) zu erhalten, welches einem Rotordrehzyklus von der Rotationswellenform des Rotors 12 entspricht. Zu dieser Zeit kann ein Rauschen, wie beispielsweise ein externes Magnetfeld (zum Beispiel eine kommerzielle Leistungsversorgung mit einer Frequenz von 50/60 Hz) die Rotationswellenform des Rotors 12 überlagern, und es kann solch eine Fall auftreten, dass die Rotationswellenform des Rotors verformt wird, indem sie durch das Rauschen beeinflusst wird, und es wird möglicherweise kein Rotordrehungserfassungssignal erhalten.

Zur Bewältigung dieses Problems besteht die Rotordrehungserfassungsschaltung 800 aus einer Rotorimpulserfassungsschaltung 801 zum Erfassen, ob die Spannung eines Rotorimpulses bei einer Zeiteinstellung von Zerhackung eine Referenzspannung (Schwellenspannung V ROTD, zum Beispiel 0,5 V) überschreitet oder nicht, einem Kontinuierlich-erfasste-Anzahl-von-Malen-Zähler 802 zum Zählen der Anzahl von Malen, welche die Spannung über der Referenzspannung durch die Rotorimpulserfassungsschaltung 801 kontinuierlich erfasst wird, einer Vergleichsschaltung 803 zum Vergleichen des Zählerwerts des Kontinuierlich-erfasste-Anzahl-von-Malen-Zählers 802 mit einem eingestellten Wert n (zum Beispiel 3-mal), die erfasst, ob der Zählerwert größer als der eingestellte Wert n ist oder nicht, einem Kontinuierlich-nichterfasste-Anzahl-von-Malen-Zähler 804 zum Zählen der Anzahl von Malen, welche die Spannung über der Referenzspannung durch die Rotorimpulserfassungsschaltung 801 nicht kontinuierlich erfasst wird, einer Vergleichsschaltung 805 zum Vergleichen des Zählerwerts des Kontinuierlich-nichterfasste-Anzahl-von-Malen-Zählers 804 mit einem eingestellten Wert n (zum Beispiel 3-mal), die erfasst, ob der Zählerwert größer ist als der eingestellte Wert n oder nicht, und einer Impulserzeugungsschaltung 806 zum Ausgeben des Rotordrehungserfassungssignals MGOUT basierend auf den Ergebnissen der Vergleiche, die durch die Vergleichsschaltungen 803, 805 ausgeführt werden.

Die Rotordrehungserfassungsschaltung 800 ist so ausgelegt, dass, wenn die Rotationswellenform des Generators über der Referenzspannung (0,5 V) beim Vergleich der Rotationswellenform mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung des Zerhackerimpulses n-mal (3-mal) kontinuierlich gezählt wird, wird MGOUT auf einen L-Pegel gesetzt, wohingegen, wenn sie nicht m-mal (3-mal) kontinuierlich erfasst wird, MGOUT auf einen H-Pegel gesetzt wird. Bei dieser Operation kann, da MGOUT einmal vom H-Pegel auf den L-Pegel wechselt, während der Rotor 12 sich einmal dreht, die Drehung des Rotors zuverlässig erfasst werden, wie in 40 dargestellt. MGOUT wird mit dem Bezugssignal (zum Beispiel 8 Hz) verglichen, und es wird eine Bremse als Reaktion auf die Differenz dazwischen angelegt, um die Geschwindigkeit des Rotors 12 zu regeln.

Obwohl die Werte n, m in geeigneter Weise eingestellt werden können, wenn sie realisiert werden, können sie insbesondere basierend auf der Rauschfrequenz eingestellt werden, welche den Drehzyklus des Rotors 12 überlagert. Wenn zum Beispiel ein 50-Hz-Rauschen (1 Vp-p Sinuswelle) die 8-Hz-Rotationswellenform (2 Vp-p Sinuswelle) des Rotors 12 überlagert, und die Zerhackerfrequenz 256 Hz beträgt, sind etwa 5 Zyklen der Zerhackerfrequenz in dem einen Zyklus des 50-Hz-Rauschens enthalten, wie in 41 dargestellt. Selbst wenn daher das Rauschen die Rotationswellenform des Rotors 12 überlagert, kann in Abhängigkeit davon, ob eine Hälfte oder mehr der Rotationswellenform (der Betrag von 3 Zyklen der kontinuierlichen Zerhackerfrequenz) die Referenzspannung überschreitet, bestimmt werden, ob die Rotationswellenform die Referenzspannung überschreitet oder nicht. Daher werden die Wert n, m in der Ausführungsform auf 3-mal gesetzt.

Eine Rotordrehungserfassungsschaltung, die anstelle des Kontinuierlich-nichterfasste-Anzahl-von-Malen-Zählers 804 mit einem Zähler zum Zählen der Anzahl von nichterfassten Malen der Rotationswellenform über der Referenzspannung ungeachtet dessen, ob es kontinuierlich geschieht oder nicht, versehen ist, kann als die Rotordrehungserfassungsschaltung 800 verwendet werden. In diesem Fall können ein Wert x (zum Beispiel 2-mal) für die Anzahl von Malen einer kontinuierlichen Erfassung und ein Wert y (zum Beispiel 5-mal) für die Anzahl von Nichterfassung basierend auf der Zerhackerfrequenz und der Rauschfrequenz, welche die Drehfrequenz des Rotors 12 überlagern sollen, eingestellt werden, wie in 42 und 43 dargestellt.

Die Erfassung der Drehung des Rotors 12 unter Berücksichtigung des Rauschens, welches die Rotationswellenform des Rotors 12 überlagert, ermöglicht es, dass die Drehung des Rotors 12 korrekt erfasst wird, selbst wenn eine Uhr in einer Umgebung verwendet wird, welche dem Auftreten von Rauschen unterliegt.

Die Verwendung der Zerhackergleichrichterschaltung 35, die in 15 und 38 dargestellt ist, ist nicht auf die elektronisch gesteuerte mechanische Uhr der zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie ist anwendbar auf Uhren wie beispielsweise verschiedene Armbanduhren, Tischuhren, Taktgeber und dergleichen, ein tragbares Blutdruckmessgerät, ein tragbares Telefon, einen Funkrufempfänger, einen Schrittzähler, einen Taschenrechner, einen tragbaren Personalcomputer, ein elektronisches Notizbuch, ein tragbares Radio und dergleichen. Kurz gesagt, sie kann allgemein in elektronischen Geräten verwendet werden, welche elektrische Energie verbrauchen. Da eine eingebaute elektronische Schaltung und ein mechanisches System durch den Generator 20 ohne Batterie angetrieben werden können, kann ein Batteriewechsel unnötig gemacht werden.

Außerdem ist es möglich, die vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen Leistungserzeugungsmechanismen zu verwenden, durch welche ein Batteriewechsel unnötig gemacht wird, wie zum Beispiel einem automatisch aufziehbaren Leistungserzeugungsmechanismus oder einem Gerät mit automatischer Leistungserzeugung, wie beispielsweise einer Solarzelle, einem Wärmekraftzeugungsgerät und dergleichen.

[Beispiel 1]

Als Nächstes wird ein Beispiel beschrieben, das gegeben wird, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu bestätigen.

Eine Zerhackerladeschaltung 700, die in 44 dargestellt ist, wurde für den Versuch des Beispiels verwendet. Die Zerhackerladeschaltung 700 war ähnlich der Zerhackerladeschaltung 300, die in 33 dargestellt ist, und so ausgelegt, dass ein Kondensator 201 von 0,1 mF mit der Spule eines Generators 20 in Reihe geschaltet wurde, sowie ein Kondensator 21a von 1 mF und ein Zerhackersignal zum Generator 20 parallel geschaltet wurden. Außerdem wurde ein Widerstand 205 von 10 MW anstelle eines ICs angeordnet, und es wurden Gleichrichterdioden 301, 302 bereitgestellt.

Die Spannungen, die in den Kondensator 21a geladen wurden (erzeugten Spannungen), und das Antriebsmoment wurden bei den jeweiligen Werten eines Tastverhältnisses (Nutzleistung) gemessen, welches das Ein-SCHALT-Verhältnis des Schalters 203 darstellt, wenn die Zerhackerfrequenz des Schalters 203 auf 5 Frequenzstufen, das heißt auf 25, 50, 100, 500, 1.000 Hz, geschaltet wurde. 45 beziehungsweise 46 stellen das Ergebnis des Versuchs dar. Die Drehfrequenz des Rotors eines Generators 20 wurde auf 10 Hz gesetzt. Da eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr einen IC 202 aufwies, welcher für gewöhnlich so eingestellt war, dass er durch 0,8 V und 80 nA angetrieben wurde, floss, wenn 0,8 V in den Kondensator 21a in der Schaltung 700 geladen wurden, ein Strom von 80 nA zum Widerstand 205 von 10 MW, derart dass eine Spannung geladen wurde, die ausreichte, um den IC 202 anzutreiben.

Wie aus dem Versuchsergebnis der geladenen Spannung zu erkennen ist, das in 45 dargestellt ist, wurde eine Spannung geladen, die 0,8 V überschritt, mit Ausnahme eines Falles, in dem die Zerhackerfrequenz 25 Hz betrug, derart dass die Spannung auf einem vorgegebenen Wert (0,8 V) oder darüber gehalten werden konnte.

46 zeigt das Messergebnis des Antriebsmoments des Generators 20 unter der Zerhackbedingung, die in 45 dargestellt ist. Das Antriebsmoment ist notwendig, um den Generator bei 10 Hz anzutreiben und ähnlich dem Moment, durch den Generator 20 eine Bremse an eine Zugfeder 1a anlegt. Wie in 46 dargestellt, erweist es sich, dass, wenn die Nutzleistung 0,9 erreicht, beinahe dasselbe Antriebsmoment erhalten werden kann, obwohl die ansteigenden Kurven des Antriebsmoments in Abhängigkeit von den Zerhackerfrequenzen im Prozess einer Erhöhung der Nutzleistung unterschiedlich sind.

Daher kann, wenn die Zerhackerfrequenz 50 Hz beträgt, das heißt wenigstens 5-mal größer als die Drehfrequenz des Rotors ist, eine Bremsleistung verbessert werden, während die geladene Spannung wenigstens auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird, wodurch der Wirksamkeitsgrad der vorliegenden Erfindung bestätigt wurde.

Selbst wenn die Zerhackerfrequenz 25 Hz beträgt, können wenigstens 0,8 V geladen werden, wenn die Nutzleistung 0,80 oder darunter ist. Demgemäß kann auch die Zerhackerfrequenz von 25 Hz durch geeignetes Einstellen des Werts der Nutzleistung verwendet werden.

Obwohl die Zerhackerfrequenz im Versuch nur bis zu 1.000 Hz gemessen wurde, kann leicht vorausgesetzt werden, dass dieselbe Wirkung durch eine größere Zerhackerfrequenz erzielt werden kann. Wenn jedoch die Zerhackerfrequenz übermäßig groß ist, verbraucht der IC eine große Menge Leistung zum Zerhacken, und eine Leistung, die durch den Generator erzeugt werden soll, wird erhöht. Daher ist es vorzuziehen, die obere Grenze der Zerhackerfrequenz auf 1.000 Hz, das heißt auf etwa 100-mal so groß wie die Drehfrequenz des Rotors, festzulegen.

Die Kennlinien, die in 45 und 46 dargestellt sind, sind nicht auf den Fall beschränkt, in dem die Drehfrequenz (Bezugssignal) des Rotors 12 des Generators 20 10 Hz beträgt, sondern auch bei anderen Frequenzen ist eine ähnliche Tendenz festzustellen. Demgemäß kann die Drehfrequenz in geeigneter Weise eingestellt werden, wenn sie realisiert wird, und es kann bei jeder Drehfrequenz dieselbe Wirkung erzielt werden.

Wie bereits erwähnt, kann gemäß der elektronisch gesteuerten mechanischen Uhr der vorliegenden Erfindung ein Moment zum Steuern des Generators erhöht werden, während eine erzeugte Leistung wenigstens auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird, und es können auch die Kosten gesenkt werden.


Anspruch[de]
Elektronisches Gerät, umfassend eine mechanische Energiequelle (1a); einen Generator (20), der durch die mechanische Energiequelle angetrieben wird, zum Erzeugen von induzierter Leistung und Zuführen von elektrischer Energie von ersten und zweiten Anschlüssen (AG1, AG2), wobei der Generator einen Rotor (12) umfasst; ein Drehungssteuerungsmittel (50), das durch die elektrische Energie angetrieben wird, zum Steuern des Drehzyklus des Generators; und einen Schalter (23B; 121, 122), der zum Kurzschließen der Anschlüsse des Generators imstande ist;

wobei das Drehungssteuerungsmittel so konfiguriert ist, dass es eine Zerhackersteuerung des Generators durch diskontinuierliches Betätigen des Schalters bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass

die Zerhackerfrequenz zum diskontinuierlichen Betätigen des Schalters wenigstens 5-mal höher ist als die Frequenz der Wellenform einer Spannung, welche durch den Rotor bei einer eingestellten Geschwindigkeit erzeugt wird.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerhackerfrequenz 5- bis 100-mal höher ist als die Frequenz der Wellenform der Spannung, welche durch den Rotor bei der eingestellten Geschwindigkeit erzeugt wird. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Umfassen erster und zweiter Leistungsversorgungsleitungen (VDD, VSS) zum Laden der elektrischen Energie des Generators in eine Leistungsversorgungsschaltung, wobei der Schalter aus ersten und zweiten Schaltern (66, 67) besteht, die zwischen die ersten und zweiten Anschlüsse des Generators und eine der ersten beziehungsweise zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt sind, und das Drehungssteuerungsmittel den Schalter, der mit einem der ersten und zweiten Anschlüsse des Generators verbunden ist, kontinuierlich auf EIN schaltet, sowie den Schalter, der mit dem anderen Anschluss des Generators verbunden ist, diskontinuierlich betätigt. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Schalter aus jeweiligen Transistoren bestehen. Elektronisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel Vergleichsmittel (61, 62) zum Vergleichen der Wellenformen der Spannung, die durch den Generator erzeugt wird, mit einer Referenzwellenform (Vref), eine Vergleichsschaltung (70, 90) zum Vergleichen der Ausgabe vom Vergleichsmittel mit einem Zeitnormalsignal und Ausgeben eines Differenzsignals (c), eine Signalausgabeschaltung zum Ausgeben eines impulsbreitenvariierten Taktsignals (CLK) basierend auf dem Differenzsignal und eine Logikschaltung (64, 65) zum ODER-Verknüpfen des Taktsignals und der Ausgabe vom Vergleichsmittel und Ausgeben eines ODER-verknüpften Signals an die Transistoren umfasst. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter aus einem ersten Feldeffekttransistor (126) mit einem Gate, das mit dem zweiten Anschluss (MG2) des Generators verbunden ist, und einem zweiten Feldeffekttransistor (127), der zum ersten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, besteht, der zweite Schalter aus einem dritten Feldeffekttransistor (128) mit einem Gate, das mit dem ersten Anschluss (MG1) des Generators verbunden ist, und einem vierten Feldeffekttransistor (129), der zum dritten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, besteht und erste und zweite Dioden (125a, 125) zwischen die ersten und zweiten Anschlüsse des Generators und die andere der ersten beziehungsweise zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt sind. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter aus einem ersten Feldeffekttransistor (126) mit einem Gate, das mit dem zweiten Anschluss (MG2) des Generators verbunden ist, und einem zweiten Feldeffekttransistor (127), der zum ersten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, besteht, der zweite Schalter aus einem dritten Feldeffekttransistor (128) mit einem Gate, das mit dem ersten Anschluss (MG1) des Generators verbunden ist, und einem vierten Feldeffekttransistor (129), der zum dritten Feldeffekttransistor parallel geschaltet ist und durch das Drehungssteuerungsmittel diskontinuierlich betätigt wird, besteht, ein Verstärkungskondensator (123) zwischen einen der ersten und zweiten Anschlüsse des Generators und die andere der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt ist und eine Diode (125) zwischen den anderen der ersten und zweiten Anschlüsse und die andere der ersten und zweiten Leistungsversorgungsleitungen eingefügt ist. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen von wenigstens zwei Arten von Zerhackersignalen (CH1, CH2) mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis umfasst und wenigstens die zwei Arten der Zerhackersignale mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis an den Schalter angelegt werden, um dadurch den Generator durch Zerhacken zu steuern. Elektronisches Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfasst, wobei das Bremssteuerungsmittel die Zerhackersignale mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis in der Bremse-EIN-Steuerung und der Bremse-AUS-Steuerung an den Schalter anlegt und das Zerhackersignal, das in der Bremse-EIN-Steuerung angelegt wird, ein größeres Tastverhältnis aufweist als das Zerhackersignal, das in der Bremse-AUS-Steuerung angelegt wird. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen eines Zerhackersignals und Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfasst und das Bremssteuerungsmittel das Zerhackersignal nur in der Bremse-EIN-Steuerung an den Schalter anlegt, um dadurch der Generator durch Zerhacken zu steuern. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen von wenigstens zwei Arten von Zerhackersignalen mit einer unterschiedlichen Frequenz umfasst und wenigstens die zwei Arten der Zerhackersignale mit einer unterschiedlichen Frequenz an den Schalter angelegt werden, um dadurch den Generator durch Zerhacken zu steuern. Elektronisches Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfasst, wobei das Bremssteuerungsmittel die Zerhackersignale mit einer unterschiedlichen Frequenz in der Bremse-EIN-Steuerung und der Bremse-AUS-Steuerung an den Schalter anlegt und das Zerhackersignal, das in der Bremse-EIN-Steuerung angelegt wird, eine niedrigere Frequenz aufweist als das Zerhackersignal, das in der Bremse-AUS-Steuerung angelegt wird. Elektronisches Gerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerhackersignale mit einer unterschiedliches Frequenz auch ein unterschiedliches Tastverhältnis aufweisen. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel einen Zerhackersignalgenerator zum Erzeugen von wenigstens zwei Arten von Zerhackersignalen mit einer unterschiedlichen Frequenz und eine Spannungserfassungseinheit zum Erfassen der Spannung einer Leistversorgung, die durch den Generator geladen wird, umfasst, wobei, wenn die Spannung der Leistungsversorgung, welche durch die Spannungserfassungseinheit erfasst wird, niedriger als ein eingestellter Wert ist, ein Zerhackersignal mit einer ersten Frequenz an den Schalter angelegt wird, wohingegen, wenn die erfasste Spannung der Leistungsversorgung höher als der eingestellte Wert ist, ein Zerhackersignal mit einer zweiten Frequenz, welche niedriger ist als die erste Frequenz, an den Schalter angelegt wird, um dadurch den Generator durch Zerhacken zu steuern. Elektronisches Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass:

das Drehungssteuerungsmittel Bremssteuerungsmittel zum Schalten einer Bremse-EIN-Steuerung zum Erfassen des Drehzyklus des Generators und Anlegen einer Bremse an den Generator basierend auf dem Drehzyklus und einer Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse umfasst;

der Zerhackersignalgenerator zwei Arten von Zerhackersignalen mit einem unterschiedlichen Tastverhältnis auf ersten und zweiten Frequenzen erzeugen kann; und

das Bremssteuerungsmittel Zerhackersignale mit einer von ersten und zweiten Frequenzen, welche entsprechend der Leistungsversorgungsspannung ausgewählt wird, und einem unterschiedlichen Tastverhältnis in der Bremse-EIN-Steuerung beziehungsweise der Bremse-AUS-Steuerung an den Schalter anlegt.
Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel eine Zeiteinstellung, bei welcher die Bremse-EIN-Steuerung zum Anlegen der Bremse an den Generator und die Bremse-AUS-Steuerung zum Lösen der Bremse geschaltet werden, mit einer Zeiteinstellung, bei welcher der Schalter als Reaktion auf das Zerhackersignal betätigt wird, synchronisiert. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel Drehzykluserfassungsmittel zum Erfassen des Drehzyklus des Rotors mittels eines Rotordrehungserfassungssignals umfasst, welches auf einen eines L-Pegels und eines H-Pegels gesetzt wird, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators mit einer Referenzspannung bei einer Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird und die Spannung der Rotationswellenform gleich der oder niedriger als die Referenzspannung ist, und auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels, wenn die Spannung der Rotationswellenform höher als die Referenzspannung ist. Elektronisches Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel das Rotordrehungserfassungssignal auf einen des L-Pegels und des H-Pegels setzt, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich gleich der oder n-mal niedriger als die Referenzspannung ist, wobei n eine ganze Zahl ist, und das Rotordrehungserfassungssignal auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels setzt, wenn die Spannung der Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich m-mal höher als die Referenzspannung ist, wobei m eine ganze Zahl ist. Elektronisches Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Male und die m-Male beide gemäß dem gemeinsamen Einfluss der Zerhackerfrequenz und der Rauschfrequenz, welche die Rotationswellenform des Rotors überlagern, eingestellt werden. Elektronisches Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel das Rotordrehungserfassungssignal auf einen des L-Pegels und des H-Pegels setzt, wenn die Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich gleich der oder x-mal niedriger als die Referenzspannung ist, wobei x eine ganze Zahl ist, und das Rotordrehungserfassungssignal auf den anderen des L-Pegels und des H-Pegels setzt, wenn die Rotationswellenform des Generators, welche mit der Referenzspannung bei der Zeiteinstellung von Zerhackung verglichen wird, kontinuierlich y-mal höher als die Referenzspannung ist, wobei y eine ganze Zahl ist. Elektronisches Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die x-Male und die y-Male beide gemäß dem gemeinsamen Einfluss der Zerhackerfrequenz und der Rauschfrequenz, welche die Rotationswellenform des Rotors überlagern, eingestellt werden. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel die Drehung des Rotors unter Verwendung einer PLL-Steuerung steuert. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehungssteuerungsmittel die Drehung des Rotors unter Verwendung eines Auf/Abwärtszählers steuert. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eine elektronisch gesteuerte mechanische Uhr mit einem Räderwerk (7-11), das den Generator mit der mechanischen Energiequelle koppelt, und einem Zeiger (13) ist, der mit dem Räderwerk gekoppelt ist. Verfahren zum Steuern eines elektronischen Geräts, umfassend eine mechanische Energiequelle (1a); einen Generator (20), der durch die mechanische Energiequelle angetrieben wird, zum Erzeugen von induzierter Leistung und Zuführen von elektrischer Energie von ersten und zweiten Anschlüssen (AG1, AG2), wobei der Generator einen Rotor (12) umfasst; Drehungssteuerungsmittel (50), welche durch die elektrische Energie angetrieben werden, zum Steuern des Drehzyklus des Generators; und einen Schalter (23B; 121, 122), der zum Kurzschließen der Anschlüsse des Generators imstande ist; umfassend die folgenden Schritte:

Vergleichen eines Referenzsignals, das basierend auf einem Signal von einer Zeitnormalquelle erzeugt wird, mit einem Drehungserfassungssignal, das entsprechend dem Drehzyklus des Generators ausgegeben wird;

diskontinuierliches Betätigen des Schalters in einem Zerhackvorgang gemäß einem Voreilungsbetrag des Drehungserfassungssignals in Bezug auf das Referenzsignal; und

Unterziehen den Generator einer Bremssteuerung durch den Zerhackvorgang, wobei die Zerhackerfrequenz zum diskontinuierlichen Betätigen des Schalters wenigstens 5-mal höher ist als die Frequenz der Wellenform einer Spannung, welche durch den Rotor bei der eingestellten Geschwindigkeit erzeugt wird.
Verfahren zum Steuern eines elektronischen Geräts nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet dass:

das Referenzsignal und das Drehungserfassungssignal durch Einstellen eines der Signale als ein Aufwärtszählsignal und das andere als ein Abwärtszählsignal an einen Auf/Abwärtszähler (160) geliefert werden; und

die Bremse durch Zerhacken an den Generator angelegt wird, wenn der Zählerwert des Auf/Abwärtszählers größer als ein voreingestellter Wert ist, und nicht angelegt wird, wenn der Zählerwert gleich wie oder niedriger als der voreingestellte Wert ist.






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