JP2006046992A - 車載計時装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成の大型及び複雑化を招くことなく、瞬断によるリアルタイムクロック回路のカウント値のズレを補正できる車載計時装置を提供する。
【解決手段】車載バッテリ３の瞬断による分周回路２１のリセット回数が計数され、リセット回数が２回計数される毎に、リアルタイムクロック回路２のカウンタ値が、１秒進められる。すなわち、分周回路２１において、リセットにより失われる平均時間は、略０．５秒の遅れであることに着目し、リセット回数が２回計数される毎に、リアルタイムクロック回路２のカウンタ値を１秒進めるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載バッテリから電源供給をうけて駆動する分周回路によって水晶発振子の発振信号を分周して得られるパルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置に関する。

車両には、現在時刻等を表示出力するための計時装置が搭載されている。このような計時装置は、水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生されるパルス（１秒パルスとよぶ）を利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路を備え、このカウンタ値に基づいて計時するようになっている。

詳しくは、水晶発振子の発振信号は、車載バッテリから電源供給をうけて駆動する分周回路により分周されて、１秒毎に１秒パルスを発生する１ヘルツ信号に変換される。この１ヘルツ信号は、秒カウンタ、分カウンタ及び時間カウンタから構成されるカウンタ回路に与えられる。カウンタ回路では、１秒パルスが秒カウンタに入力されて秒単位の時間を計数し、秒カウンタが６０になると、秒カウンタから分カウンタにパルスが出力され、分カウンタが６０になると、分カウンタから時間カウンタにパルスが出力されるという具合に、秒、分、時間単位の時間がカウントされていく。

ところで、車載バッテリが劣化した状態においてエンジンが始動されると、車載バッテリの出力電圧が規定値以上に低下して、上記計時装置等を制御するＣＰＵや上記１秒パルスを生成するための分周回路、各カウンタにリセットがかかることがある。そうすると、このリセットにより、各カウンタによるカウント値が失われてしまう。

そこで、上述のようなリセットによるカウンタ値の全喪失を防止するために、例えば、ＲＡＭの複数のエリアに１秒毎にカウント値を記憶させておき、リセット復旧後に、複数のエリアに記憶されるカウント値に対して多数決を採る等して、カウント値を復元させる方法が講じられている。なお、本明細書では、１秒以内にリセット復帰する瞬断を前提としている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
実開平７−１７６６０号公報

ところが、上述のようにしてカウント値を復元させても、分周回路において１秒未満の値は、リセットによりクリアされてしまうので、１秒未満の精度での復元はできない。したがって、リセットが重なる毎に、１秒未満の遅延時間が累積されて、最終的には、カウント値に大きなズレが発生してしまう。

そこで、リセットに備えて、電源バックアップ用の大型のコンデンサを追加実装したり、計時装置の動作電圧をできるだけ低くすることが考えられるが、そうすると、回路構成の大型及び複雑化を招いてしまう。

よって本発明は、上述した現状に鑑み、回路構成の大型及び複雑化を招くことなく、瞬断によるリアルタイムクロック回路のカウント値のズレを補正できる車載計時装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の車載計時装置は、図１（Ａ）に示すように、車載バッテリ３から電源供給をうけて駆動する分周回路２１によって水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生される１秒パルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路２を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置であって、前記車載バッテリ３の瞬断による前記分周回路２１のリセット回数を計数するリセット回数計数手段１Ａと、前記リセット回数が２回計数される毎に、前記リアルタイムクロック回路２のカウンタ値を、１秒進めるカウンタ値補正手段１Ｂと、を含むことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車載バッテリ３の瞬断による分周回路２１のリセット回数が計数され、リセット回数が２回計数される毎に、リアルタイムクロック回路２のカウンタ値が、１秒進められる。すなわち、分周回路２１において、リセットにより失われる平均時間は、略０．５秒の遅れであることに着目し、リセット回数が２回計数される毎に、リアルタイムクロック回路２のカウンタ値を１秒進めるようにしている。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の車載計時装置は、図１（Ｂ）に示すように、車載バッテリ３から電源供給をうけて駆動する分周回路２１によって水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生される１秒パルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路２を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置であって、前記車載バッテリ３の瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で前記１秒パルスに相当する臨時１秒パルスが発生されるように、前記発振信号の新分周比を設定する分周比設定手段１Ｃと、前記新分周比が設定されてから最初の前記臨時１秒パルスが発生された時点で、前記新分周比をもとの分周比に戻す分周比再設定手段１Ｄと、を含むことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、車載バッテリ３の瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で臨時１秒パルスが発生されるように、発振信号の新分周比が設定され、新分周比が設定されてから最初の臨時１秒パルスが発生された時点で、新分周比がもとの分周比に戻される。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の車載計時装置は、図１（Ｂ）に示すように、請求項２記載の車載計時装置において、前記所定時間は、前記水晶発振子の起動開始後の発振安定時間、及びこの車載計時装置に係る演算装置の起動開始後の初期化時間に基づいて定められる、ことを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、水晶発振子の起動開始後の発振安定時間、及びこの車載計時装置に係る演算装置の起動開始後の初期化時間に基づいて定められた所定時間で臨時１秒パルスが発生される。

上記課題を解決するためになされた請求項４記載の車載計時装置は、図１（Ｃ）に示すように、車載バッテリ３から電源供給をうけて駆動する分周回路２１によって水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生される１秒パルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路２を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置であって、前記車載バッテリ３の瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で前記１秒パルスに相当する臨時１秒パルスが発生されるように、前記瞬断の影響を受けないメインクロックで前記リアルタイムクロック回路２を作動させるクロック切替手段１Ｅと、前記メインクロックの作動に切り替えられてから最初の前記臨時１秒パルスが発生された時点で、前記リアルタイムクロック回路２を通常状態に戻すクロック再切替手段１Ｆと、を含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、車載バッテリ３の瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で臨時１秒パルスが発生されるように、瞬断の影響を受けないメインクロックでリアルタイムクロック回路２が作動され、メインクロックの作動に切り替えられてから最初の臨時１秒パルスが発生された時点でリアルタイムクロック回路２が通常状態に戻される。

請求項１記載の発明によれば、車載バッテリ３の瞬断による分周回路２１のリセット回数が計数され、リセット回数が２回計数される毎に、リアルタイムクロック回路２のカウンタ値が、１秒進められる。すなわち、分周回路２１において、リセットにより失われる平均時間は、略０．５秒の遅れであることに着目し、リセット回数が２回計数される毎に、リアルタイムクロック回路２のカウンタ値を１秒進めるようにしている。したがって、非常に簡易な手段により、瞬断によるリアルタイムクロック回路２のカウント値のズレを補正できる。

請求項２記載の発明によれば、車載バッテリ３の瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で臨時１秒パルスが発生されるように、発振信号の新分周比が設定され、新分周比が設定されてから最初の臨時１秒パルスが発生された時点で、新分周比がもとの分周比に戻される。したがって、分周回路２１を制御するだけで、瞬断によるリアルタイムクロック回路２のカウント値のズレを補正できる。

請求項３記載の発明によれば、水晶発振子の起動開始後の発振安定時間、及びこの車載計時装置に係る演算装置の起動開始後の初期化時間に基づいて定められた所定時間で臨時１秒パルスが発生される。したがって、瞬断によるリアルタイムクロック回路２のカウント値のズレを正確に補正できる。

請求項４記載の発明によれば、車載バッテリ３の瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で臨時１秒パルスが発生されるように、瞬断の影響を受けないメインクロックでリアルタイムクロック回路２が作動され、メインクロックの作動に切り替えられてから最初の臨時１秒パルスが発生された時点でリアルタイムクロック回路２が通常状態に戻される。したがって、簡易な手段により、瞬断によるリアルタイムクロック回路２のカウント値のズレを補正できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の各実施形態に共通する車載計時装置のハードウエア構成を示すブロック図である。この車載計時装置は、車載され、図２に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）１及びＲＴＣ（リアルタイムクロック回路）２を含んで構成される。

ＣＰＵ１には、水晶発振子ＸＴ１を組み込んだ発振器１１、随時書き込み読み出し可能な記憶回路１２及び現在時刻を表示する時刻表示器１３が接続されている。記憶回路１２には、ＲＴＣ２から得られるカウンタ値１２ａ及び瞬断によるリセット回数１２ｂが、少なくとも記憶される。時刻表示器１３は、例えば、液晶表示装置であり、上記カウンタ値１２ａを参照して、現在時刻を表示出力する。

ＲＴＣ２には、水晶発振子ＸＴ２を組み込んだ発振器２３及び発振回路２４が接続されている。ＲＴＣ２は、分周回路２１、並びに、秒カウンタ２２ｓ、分カウンタ２２ｍ及び時間カウンタ２２ｈから構成されるカウンタ回路２２を含んでいる。

発振回路２４からは、水晶発振子ＸＴ２の発振周波数である、３２．７６８Ｋヘルツ、又は、４．１９４３０４Ｍヘルツの発振信号が出力され、分周回路２１に与えられる。分周回路２１は、上記発振信号を分周して、１秒毎に１秒パルスを発生する１ヘルツ信号に変換し、カウンタ回路２２に出力する。カウンタ回路２２では、１秒パルスが秒カウンタ２２ｓに入力されて秒単位の時間を計数し、秒カウンタ２２ｓが６０になると、秒カウンタ２２ｓから分カウンタ２２ｍにパルスが出力され、分カウンタ２２ｍが６０になると、分カウンタ２２ｍから時間カウンタ２２ｈにパルスが出力されるという具合に、秒、分、時間単位の時間がカウントされていく。そして、このカウント値がＣＰＵ１に与えられる。

上記ＣＰＵ１及びＲＴＣ２は、車載バッテリ３から電源供給される。詳しくは、車載バッテリ３は、直接かつイグニッションスイッチ４を介して、電源回路５に接続されており、電源回路５は、バッテリ電圧をＣＰＵ１及びＲＴＣ２等の駆動に適した電圧に変換して、ＣＰＵ１及びＲＴＣ２等に与える。また、バッテリ電圧監視回路６は、バッテリ電圧を監視しており、瞬断発生時には、その旨を示すリセット信号を、ＣＰＵ１及びＲＴＣ２に出力する。ここで、瞬断とは１秒以内にリセット復帰することができるバッテリ電圧の低下を意味する。

このような構成において、車載バッテリ３が劣化した状態において、イグニッションスイッチ４が操作されエンジンが始動されると、スターターモータ７の駆動のために、車載バッテリ３の出力電圧が規定値以上に低下してバッテリ電圧監視回路６から上記リセット信号が出力される。そうすると、ＣＰＵ１及びＲＴＣ２、特に、ＲＴＣ２に含まれる分周回路２１にリセットがかかる。リセットがかかると、分周回路２１は、１秒未満の値をクリアしてしまうので、そのままだと、リセットの度にクリアされた値がどんどん累積されていくことになるが、以下の第１実施形態〜第３実施形態に係る処理手順によってこの問題を解決する。

図３は、本発明の第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。図４は、本発明の第２実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。図５は、本発明の第３実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。なお、各フローチャートは、ＣＰＵ１により実行されるものである。

図３の第１実施形態の処理手順では、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１は、瞬断有無を監視しており（ステップＳ１０１のＮ）、瞬断有りと判定したときには（ステップＳ１０１のＹ）、ステップＳ１０２に進む。なお、瞬断有無は上記バッテリ電圧監視回路６から発せられるリセット信号を利用する。

次に、ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１は、記憶回路１２に記憶しているリセット回数１２ｂをカウントアップする。なお、リセット回数１２ｂの初期値はゼロとする。ステップＳ１０２は、請求項中のリセット回数計数手段に対応する。

次に、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１は、上記カウントアップしたリセット回数１２ｂが、２であるか否かを判定する。この判定のためのリセット回数を２とする理由は、この種のリセットにより失われる平均時間は、略０．５秒の遅れであることに着目したものである。０．５秒の遅れは、予め試験により確かめられている値である。

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１は、リセット回数が２でないと判定したときには（ステップＳ１０３のＮ）、次の瞬断を監視すべく、ステップＳ１０１に戻り、リセット回数が２であると判定したときには（ステップＳ１０３のＹ）、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１は、ＲＴＣ２のカウンタ値を１秒進め、続いて、ステップＳ１０５において、リセット回数をクリア、すなわち、ゼロに戻して、上記ステップＳ１０１に戻る。なお、このように補正されたカウンタ値に基づいて、ＣＰＵ１は、時刻表示器１３に現在時刻を表示させる。ステップＳ１０４は、請求項中のカウンタ値補正手段に対応する。

このように、第１実施形態によると、リセットにより失われる平均時間が略０．５秒の遅れであることに着目することにより、非常に簡易な処理により、瞬断によるＲＴＣ２のカウント値のズレを補正できる。なお、例えば、リセット回数が４回計数される毎に、リアルタイムクロック回路のカウンタ値を２秒進めるようにしてもよい。要は、リセット回数と予め想定可能な遅延時間の関係を利用して補正すればよい。

図４の第２実施形態の処理手順では、ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１は、瞬断有無を監視しており（ステップＳ２０１のＮ）、瞬断有りと判定したときには（ステップＳ２０１のＹ）、ステップＳ２０２に進む。なお、瞬断有無は上記バッテリ電圧監視回路６から発せられるリセット信号を利用する。

次に、ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１は、分周回路２１を制御して、瞬断直後の１秒未満の所定時間で１秒パルス（請求項中の臨時１秒パルスに対応）が発生されるように、分周比（請求項中の新分周比に対応）を設定する。臨時に発生されるこの１秒パルスは、通常の１秒パルスと同等のパルス形状をしているが、通常の１ヘルツの周期を崩して、瞬断直後の１秒未満で発せられる点が、通常の１秒パルスとは異なる。ステップＳ２０２は、請求項中の分周比設定手段に対応する。

なお、上記瞬断直後とは、瞬断によるリセット復帰後を意味する。また、上記１秒未満の所定時間は、水晶発振子ＸＴ２の起動開始後の発振安定時間、及びこの車載計時装置に係るＣＰＵ１（請求項中の演算装置に対応）の起動開始後の初期化時間に基づいて定められる。これら発振安定時間及び初期化時間は、設計的に設定可能であり、事前に把握可能である。

次に、ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１は、瞬断直後の最初の１秒パルスを待機しており（ステップＳ２０３のＮ）、最初の１秒パルスが有ると（ステップＳ２０３のＹ）、ステップＳ２０４に進んで、分周回路２１を制御して、１ヘルツの１秒パルスが発生されるように、通常の分周比に戻して、上記ステップＳ２０１に戻る。なお、このように補正されたカウンタ値に基づいて、ＣＰＵ１は、時刻表示器１３に現在時刻を表示させる。ステップＳ２０４は、請求項中の分周比再設定手段に対応する。

このように、第２実施形態によると、分周回路２１を制御するだけで、瞬断によるＲＴＣ２のカウント値のズレを補正できる。特に、設計的に設定可能である、水晶発振子ＸＴ２の起動開始後の発振安定時間、及びこの車載計時装置に係るＣＰＵ１の起動開始後の初期化時間に基づいて定められるので、ＲＴＣ２のカウント値のズレを正確に補正できる。

図５の第３実施形態の処理手順では、ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１は、瞬断有無を監視しており（ステップＳ３０１のＮ）、瞬断有りと判定したときには（ステップＳ３０１のＹ）、ステップＳ３０２に進む。なお、瞬断有無は上記バッテリ電圧監視回路６から発せられるリセット信号を利用する。

次に、ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１は、メインクロックでＲＴＣ２を作動させ、ステップＳ３０３において、瞬断直後の１秒未満の所定時間で１秒パルス（請求項中の臨時１秒パルスに対応）を発生させる。臨時に発生されるこの１秒パルスは、通常の１秒パルスと同等のパルス形状をしているが、通常の１ヘルツの周期を崩して、瞬断直後の１秒未満で発せられる点が、通常の１秒パルスとは異なる。ステップＳ３０２、ステップＳ３０３は、請求項中のクロック切替手段に対応する。

なお、メインクロックは、例えば、瞬断の影響を受けないＣＰＵ１の動作に利用されるクロック等が利用可能である。また、上記瞬断直後とは、瞬断によるリセット復帰後を意味する。また、上記１秒未満の所定時間は、ＣＰＵ１の起動開始後の初期化時間等に基づいて定められる、設計的に設定可能な時間である。

次に、ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１は、瞬断直後の最初の１秒パルスを待機しており（ステップＳ３０４のＮ）、最初の１秒パルスが有ると（ステップＳ３０４のＹ）、ステップＳ３０５に進んで、通常クロックでＲＴＣ２を作動させ、１ヘルツの１秒パルスが発生されるようにして、上記ステップＳ３０１に戻る。なお、このように補正されたカウンタ値に基づいて、ＣＰＵ１は、時刻表示器１３に現在時刻を表示させる。ステップＳ３０５は、請求項中のクロック再切替手段に対応する。

このように、第３実施形態によると、メインクロックを利用することにより、非常に簡易に、瞬断によるＲＴＣ２のカウント値のズレを補正できる。また、補正時間の設定も容易である。

以上のように、本発明の実施形態によれば、回路構成の大型及び複雑化を招くことなく、瞬断によるリアルタイムクロック回路のカウント値のズレを補正できる。

なお、上記例示した各実施形態は組み合わせることも可能である。例えば、第１実施形態の処理手順に、第２実施形態又は第３実施形態に準じた処理手順を組み合わせることにより、より正確にリアルタイムクロック回路のカウント値のズレを補正できるようになる。

本発明の車載計時装置の基本構成を示すブロック図である。 本発明の各実施形態に共通する車載計時装置のハードウエア構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ ＲＴＣ
３ 車載バッテリ
４ イグニッションスイッチ
５ 電源回路
６ バッテリ電圧監視回路
１１、２３ 発振器
１２ 記憶回路
１３ 時刻表示器
２１ 分周回路
２２ カウンタ回路
２２ｓ 秒カウンタ
２２ｍ 分カウンタ
２２ｈ 時間カウンタ

Claims (4)

1. 車載バッテリから電源供給をうけて駆動する分周回路によって水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生される１秒パルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置であって、
   前記車載バッテリの瞬断による前記分周回路のリセット回数を計数するリセット回数計数手段と、
   前記リセット回数が２回計数される毎に、前記リアルタイムクロック回路のカウンタ値を、１秒進めるカウンタ値補正手段と、
   を含むことを特徴とする車載計時装置。
2. 車載バッテリから電源供給をうけて駆動する分周回路によって水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生される１秒パルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置であって、
   前記車載バッテリの瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で前記１秒パルスに相当する臨時１秒パルスが発生されるように、前記発振信号の新分周比を設定する分周比設定手段と、
   前記新分周比が設定されてから最初の前記臨時１秒パルスが発生された時点で、前記新分周比をもとの分周比に戻す分周比再設定手段と、
   を含むことを特徴とする車載計時装置。
3. 請求項２記載の車載計時装置において、
   前記所定時間は、
   前記水晶発振子の起動開始後の発振安定時間、及びこの車載計時装置に係る演算装置の起動開始後の初期化時間に基づいて定められる、
   ことを特徴とする車載計時装置。
4. 車載バッテリから電源供給をうけて駆動する分周回路によって水晶発振子の発振信号を分周して得られる、１秒毎に発生される１秒パルスを利用して、１秒単位でカウンタ値を増加させるリアルタイムクロック回路を備え、このカウンタ値に基づいて計時する車載計時装置であって、
   前記車載バッテリの瞬断の直後には、設計的に設定可能な１秒未満の所定時間で前記１秒パルスに相当する臨時１秒パルスが発生されるように、前記瞬断の影響を受けないメインクロックで前記リアルタイムクロック回路を作動させるクロック切替手段と、
   前記メインクロックの作動に切り替えられてから最初の前記臨時１秒パルスが発生された時点で、前記リアルタイムクロック回路を通常状態に戻すクロック再切替手段と、
   を含むことを特徴とする車載計時装置。

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