タイマ
【課題】タイマにおいて、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度をより向上させることにある。
【解決手段】次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される周波数（前回の周波数）と、周波数演算部３１により演算された周波数（今回の周波数）との差分及び前回の停止時間に基づき算出される。従って、前回の周波数と、今回の周波数との差分が大きい場合、例えば、温度変化が大きい場合には、次回の停止時間が短く設定される。このため、周波数の差分が大きい場合には周波数の補正の頻度が上がる。
【解決手段】次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される周波数（前回の周波数）と、周波数演算部３１により演算された周波数（今回の周波数）との差分及び前回の停止時間に基づき算出される。従って、前回の周波数と、今回の周波数との差分が大きい場合、例えば、温度変化が大きい場合には、次回の停止時間が短く設定される。このため、周波数の差分が大きい場合には周波数の補正の頻度が上がる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイマに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電子機器には、一定の時間間隔でＣＰＵに対して割り込みを発生させるタイマが設けられている。タイマは、例えば、抵抗及びコンデンサからなるＲＣ発振回路を備え、同ＲＣ発振回路からはＨＩレベル及びＬＯレベルを所定周期で繰り返すクロック信号が出力される。このクロック信号の周波数及び周期を計測することを通じて、実時間を計測することができる。
【０００３】
ところで、ＲＣ発振回路は、例えば、温度変化に伴い周波数が変動することが知られている。この周波数変動に伴い、正確な実時間を計測することができないおそれがある。そこで、例えば、特許文献１に記載されるタイマは、周波数の変動が少ない水晶発振子又はセラミック発振子を備えたメイン発振部と、ＲＣ発振回路の温度を検出する温度センサとを備える。温度センサを通じて、一定温度以上の温度変化が検出されたとき、ＲＣ発振回路のクロック信号に周波数変動が生じたとして、同クロック信号の周波数の補正を行う。具体的には、メイン発振部とＲＣ発振回路との周波数の比較を通じて、ＲＣ発振回路の周波数を補正する。この補正された周波数に基づき実時間が計測されるため、時間計測の精度を保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のタイマにおいては、実時間の計測精度は確保されるものの、周波数変動を検出するために温度センサを設ける必要がある。タイマは、一般的に設置面積に制約があるＩＣ基板上に実装されるため、よりコンパクトに構成されることが望ましい。
【０００６】
また、温度センサによる周波数の補正では、温度変化以外の要因、例えば、供給電力の変動による周波数変動に対しては対応できない。この場合には、正確な実時間の計測が困難となる。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度をより向上させたタイマを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、常時動作して周波数の変動が生じうる計測クロック信号を発する発振回路と、設定される停止時間経過毎に動作して前記計測クロック信号よりも周波数及びその精度が高い基準クロック信号を発する基準発振部と、前記基準クロック信号及び前記計測クロック信号のクロックパルスをカウントするクロックカウンタと、前回の停止時間及びその計測開始前の前記計測クロック信号の周波数が記憶される記憶部と、前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数及び前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数に基づき、実時間を計測する実時間計測部と、前記前回の停止時間経過時に前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数を基準とした前記基準クロック信号のカウント数に基づき前記計測クロック信号の周波数を演算するとともに、この演算した周波数を前記記憶部に記憶させる周波数演算部と、演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間の計測開始前における前記計測クロック信号の周波数との差分に反比例する値を次回の停止時間として算出する停止時間算出部と、を備えたことをその要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、停止時間経過毎に記憶部に記憶される計測クロック信号の周波数が補正される。この停止時間とは、基準発振部の動作停止時間である。すなわち、停止時間が経過する毎に基準発振部から基準クロック信号が出力される。このとき、周波数演算部は、計測クロック信号のカウント数を基準とした基準クロック信号のカウント数に基づき計測クロック信号の周波数を演算する。周波数演算部を通じて算出された計測クロック信号の周波数が記憶部に記憶されることで、周波数の補正が行われる。このように、補正は周波数精度の高い基準クロック信号に基づき行われるため、周波数が変動した場合であっても、補正された周波数に基づき時間が正確に計測される。
【００１０】
この計測クロック信号の周波数の補正とともに次回の停止時間が算出される。この停止時間は、記憶部に記憶される周波数（前回の周波数）と、周波数演算部で演算された周波数（今回の周波数）との差分に反比例する値として算出される。従って、前回の周波数と、今回の周波数との差分が大きい場合、例えば、温度変化が大きい場合には、停止時間は短く設定される。このため、周波数の差分が大きい場合には周波数の補正の頻度が上がる。このように、周波数変動幅が大きく時間計測の精度の低下が予想される状況においても、周波数の補正の頻度が上がるため、実時間計測部による時間計測の精度を保つことができる。逆に、周波数の差分が小さい場合、例えば、温度が略一定の場合には、頻繁な周波数補正は不要であるとして停止時間は長く設定される。このように、温度センサ等を備えることなく、適切なタイミングで周波数の補正が行われる。また、周波数の差分に基づき停止時間が算出されているため、温度変化以外の要因、例えば、供給電力の変動や経年劣化等によって計測クロック信号の周波数が変動した場合でも、正確な実時間の計測が可能となる。以上により、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイマにおいて、前記停止時間算出部は、前記周波数演算部を通じて演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数との差分を、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間で割った値に反比例する値を次回の停止時間として算出することをその要旨としている。
【００１２】
上述のように、停止時間は周波数変動に応じて可変である。従って、周波数の差分が同じ場合であっても、前回の停止時間の長短によって適切な次回の停止時間が異なる。
上記構成によれば、周波数の差分を前回の停止時間で割るため、より適切な次回の停止時間が算出される。具体的には、周波数の差分が同じ場合であっても、前回の停止時間が長い場合には、周波数変動が比較的緩やかであるとして、次回の停止時間は長く設定される。また、前回の停止時間が短い場合には、周波数変動が比較的急激であるとして、次回の停止時間は短く設定される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タイマにおいて、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態におけるタイマの構成図。
【図２】本実施形態における計測クロック信号の波形図。
【図３】本実施形態における計測クロック信号の周波数及び温度特性を示したグラフ。
【図４】本実施形態における（ａ）は計測クロック信号の波形図、（ｂ）は基準クロック信号の波形図。
【図５】本実施形態における停止時間の算出方法を示したグラフ。
【図６】本実施形態における周波数変化率に応じた停止時間を示したグラフ。
【図７】本実施形態における制御プログラムの処理手順を示したフローチャート。
【図８】本実施形態における温度変化に伴う補正タイミング等を示したタイミングチャート。
【図９】他の実施形態における周波数及び時間を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかるタイマを具体化した第１の実施形態について図１〜図８を参照して説明する。本実施形態におけるタイマは車載されるとともに、特に車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ時における時間計測の精度が確保される。従って、イグニッションスイッチのＯＦＦ時においても、タイマの時間計測を通じて、例えば、一定時間間隔でハザードランプを点滅させることができる。
【００１６】
図１に示すように、タイマは、制御装置３０と、ＲＣ発振回路１０と、ＲＣクロックカウンタ１１と、基準発振部２０と、基準クロックカウンタ２１とを備える。
ＲＣ発振回路１０は、抵抗及びコンデンサを備えた回路からなる。また、ＲＣ発振回路１０は、図２に示すように、ＨＩレベル及びＬＯレベルの信号を所定の周期Ｔ１で繰り返す計測クロック信号Ｓｒｃを生成する。ＲＣ発振回路１０は図示しない電源からの電力供給を受けて動作して計測クロック信号Ｓｒｃを生成する。この計測クロック信号Ｓｒｃは、電力が供給されている限り、常時、ＲＣ発振回路１０からＲＣクロックカウンタ１１へ出力される。
【００１７】
ＲＣクロックカウンタ１１は、計測クロック信号ＳｒｃにおけるＬＯレベルからＨＩレベルへの立ち上がり、すなわちクロックパルスをカウントする。ＲＣクロックカウンタ１１の検出結果は制御装置３０に出力される。
【００１８】
図１に示すように、基準発振部２０は、水晶振動子及び発振回路を備えるとともに、図示しない電源からの電力供給に基づき基準クロック信号Ｓｑｕを生成する。この基準クロック信号Ｓｑｕの周波数は、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数に比べて高い。また、基準発振部２０から出力される基準クロック信号Ｓｑｕの周波数精度は、計測クロック信号Ｓｒｃに比べて高いという利点がある。
【００１９】
しかし、基準発振部２０（水晶振動子を使用した発振回路）での信号発振に係る消費電力は、ＲＣ発振回路１０での信号発振に係る消費電力に比べて大きく、特に、イグニッションスイッチのＯＦＦ時において、常時、基準クロック信号Ｓｑｕを生成することは消費暗電流の観点から適当ではない。従って、暗電流の低減を図るべく、イグニッションスイッチのＯＦＦ時においては、後で詳述する所定の補正タイミングにおいてのみ基準発振部２０から基準クロック信号Ｓｑｕが出力される。イグニッションスイッチのＯＮ時の時間計測においては、基準クロック信号Ｓｑｕが使用されている。
【００２０】
基準クロックカウンタ２１は、基準クロック信号Ｓｑｕにおけるクロックパルスをカウントする。基準クロックカウンタ２１の検出結果は制御装置３０に出力される。
図１に示すように、制御装置３０は、周波数演算部３１と、実時間計測部３２と、停止時間算出部３３と、間欠動作制御部３４と、基準制御部３５と、を備える。
【００２１】
実時間計測部３２は、ＲＣクロックカウンタ１１の検出結果に基づき、実時間の演算を行う。まず、実時間計測部３２は、不揮発性メモリからなる記憶部３６に予め記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１を取得する。この周波数Ｆ１は、後述する方法にて所定周期毎に補正される。次に、実時間計測部３２は周波数Ｆ１の逆数から計測クロック信号Ｓｒｃの周期Ｔ１を導出する。また、実時間計測部３２は、ＲＣクロックカウンタ１１のカウント数に基づき、カウント開始から経過した周期数を認識することができる。具体的には、２カウントで１周期、３カウントで２周期といったように、「カウント数−１」で周期数を認識することができる。最後に実時間計測部３２は、周期Ｔ１に「カウント数−１」を掛け合わせることにより、実時間を算出する。
【００２２】
ここで、図３に示すように、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数は温度変化等に伴い変動することが知られている。この温度変化に伴う周波数の変動態様はＲＣ発振回路１０の回路構成によって異なる。本例においては、温度上昇に伴い周波数は増大する。基準クロック信号Ｓｑｕには、このような周波数変動は生じない。上述のように、実時間は、記憶部３６に記憶される周波数Ｆ１、それから得られる周期Ｔ１及びカウント数に基づき算出される。このため、周波数が変動した場合にあって、この周波数を補正することなく実時間を算出すると正確な時間の算出が困難となる。そこで、温度変化に対して周波数の変動がない基準クロック信号Ｓｑｕの周波数を基準として記憶部３６に記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数を補正する。この補正処理については後に詳述する。
【００２３】
基準制御部３５は、基準発振部２０への動作電力の供給を通じて、基準発振部２０の発振動作を制御する。基準制御部３５は、基準発振部２０を通じて基準クロック信号Ｓｑｕを生成する。周波数演算部３１は、両クロックカウンタ１１，２１の検出結果に基づき、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数を演算する。すなわち、周波数演算部３１は、図４（ａ）に示すように、ＲＣ発振回路１０の計測クロック信号Ｓｒｃの１カウント分の時間を認識する。そして、図４（ｂ）に示すように、周波数演算部３１は、この１カウントの間において、基準クロック信号Ｓｑｕが何カウントされるかを計測する。例えば、計測クロック信号Ｓｒｃの１カウントの間において基準クロック信号ＳｑｕがＸ回カウントされたとする。上述の実時間計測と同様に、「Ｘ回−１」を基準クロック信号Ｓｑｕの周期Ｔ２に掛け合わせることで、計測クロック信号Ｓｒｃの１カウント分の時間、すなわち、計測クロック信号Ｓｒｃの周期Ｔ１を算出することができる。従って、周期Ｔ１の逆数から計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１を算出することができる。周波数の算出が完了したとき、基準制御部３５は基準発振部２０を停止する。なお、基準クロック信号Ｓｑｕの周波数精度は高いため、その周期Ｔ２、ひいては周期Ｔ２から算出される周波数Ｆ１の精度も高くなる。計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１の演算結果は停止時間算出部３３に出力される。
【００２４】
停止時間算出部３３は、記憶部３６に記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ２、及び停止時間Ｔ１０を取得する。これら周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０は、前回の周波数補正時に記憶部３６に記憶されたものである。停止時間とは、基準発振部２０が停止される時間であって、停止時間の経過毎に一定期間に亘って基準発振部２０は動作する。この基準発振部２０により生成される基準クロック信号Ｓｑｕを使用して、記憶部３６に記憶される後述する周波数の補正が行われる。従って、停止時間の経過時が補正タイミングとなる。
【００２５】
停止時間算出部３３は、図５に示すように、記憶部３６に記憶される周波数Ｆ２と、周波数演算部３１を通じて演算された周波数Ｆ１との差分ΔＦを算出する。そして、停止時間算出部３３は、この差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割ることで、周波数変化率を算出する。停止時間算出部３３は、図６に示すように、周波数変化率の逆数に比例定数を掛け合わせることで次回の停止時間Ｔ１１を算出する。従って、停止時間Ｔ１１は、周波数変化率に反比例し、周波数変化率が大きいほど停止時間Ｔ１１は短く設定される。
【００２６】
停止時間算出部３３は、算出した次回の停止時間Ｔ１１を間欠動作制御部３４に出力する。また、停止時間算出部３３は、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１を記憶部３６に記憶する。ここで、周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される前回補正時の周波数Ｆ２及び前回の停止時間Ｔ１０に上書きされる。これによって、記憶部３６に記憶された新たな周波数Ｆ１は、前回の停止時間Ｔ１０における周波数変動を加味したものとなる。このため、上述した実時間計測部３２による時間の計測の精度を保つことができる。
【００２７】
間欠動作制御部３４は、停止時間算出部３３から次回の停止時間Ｔ１１を受けると時間ｔの計測を開始して、時間ｔが停止時間Ｔ１１に達するか否かを判断する。この間には、実時間計測部３２によって時間の計測が行われる。間欠動作制御部３４は、時間ｔが停止時間Ｔ１１に達したとき、基準制御部３５にその旨の制御信号を出力する。基準制御部３５はこの制御信号に基づき、基準発振部２０を動作させる。そして、再び、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数の補正、並びに今回の周波数Ｆ１、前回の周波数Ｆ２及び前回の停止時間Ｔ１１に基づく停止時間の算出が行われる。
【００２８】
次に、制御装置３０により実行される周波数の補正及び停止時間（補正タイミング）の算出を行う制御プログラムについて図７のフローチャートを参照して説明する。この制御プログラムは、制御装置３０の各部が連携することで実行される。なお、計測クロック信号Ｓｒｃは、イグニッションスイッチのＯＦＦ、ＡＣＣ（アクセサリ）に関わらず、常時、出力される。ここで、イグニッションスイッチがＡＣＣのときには一部車載機器に電力が供給され、イグニッションスイッチがＯＦＦのときには全ての車載機器への電力供給が停止される。
【００２９】
制御プログラムはイグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられたときに開始される。まず、基準発振部２０を介して基準クロック信号Ｓｑｕが出力される（Ｓ１０１）。そして、両クロックカウンタ１１，２１からの検出結果に基づき、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１が演算される（Ｓ１０２）。この後、基準クロック信号Ｓｑｕの出力が停止される（Ｓ１０３）。次に、記憶部３６を通じて、前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０が認識される（Ｓ１０４）。そして、両周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦ及び前回の停止時間Ｔ１０に基づき、周波数変化率が算出される（Ｓ１０５）。この周波数変化率に基づき、次回の停止時間Ｔ１１が算出される（Ｓ１０６）。そして、記憶部３６に演算された周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１が上書きされる（Ｓ１０７）。また、間欠動作制御部３４において時間ｔの計測が開始され（Ｓ１０８）、時間ｔが次回の停止時間Ｔ１１に達するのが待たれる（Ｓ１０９でＮＯ）。時間ｔが次回の停止時間Ｔ１１に達したとき（Ｓ１０９でＹＥＳ）、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を維持しているか否かが判断される（Ｓ１１０）。イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を維持していれば（Ｓ１１０でＹＥＳ）、再び、ステップＳ１０１の処理に戻る。イグニッションスイッチがＯＦＦからＡＣＣやＯＮとされていれば（Ｓ１１０でＮＯ）、制御プログラムは終了される。すなわち、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を維持する限り、上記制御プログラムが繰り返し実行される。
【００３０】
次に、温度変化に伴う周波数の補正頻度の変化について図８のタイミングチャートを参照しつつ説明する。
図８の中段及び下段に示すように、イグニッションスイッチがＡＣＣ状態においては、両クロック信号Ｓｑｕ，Ｓｒｃが出力されている。そして、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦとされた直後に上記制御プログラムの実行を通じて、周波数の補正及び次回の停止時間Ｔ１１の算出が行われる。
【００３１】
次回の停止時間Ｔ１１は、前回イグニッションスイッチがＯＦＦであったときの周波数及び停止時間Ｔ１０に基づき算出される。従って、前回の周波数補正時から時間が経過しており、温度変化等によって周波数の差分ΔＦは大きくなることが予想される。停止時間Ｔ１１は周波数変化率、ひいては差分ΔＦに反比例する。このため、イグニッションスイッチがＯＦＦとされた直後の停止時間Ｔ１１は短く設定される。ここで、図８の上段に示す例においては、イグニッションスイッチがＯＦＦに切り替えられたときから一定期間は温度変化がない。このため、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数も一定となり、次の停止時間Ｔ１２は前回の停止時間Ｔ１１よりも長く設定される。周波数の差分ΔＦが小さくなり、それに反比例して停止時間Ｔ１１は大きくなるからである。停止時間Ｔ１２の計測開始から時間ｔが停止時間Ｔ１２に達したとき周波数が補正されるとともに、次の停止時間Ｔ１３が算出される。このように時間ｔが停止時間に達する毎に計測クロック信号Ｓｒｃの周波数は補正される。この補正タイミングは、図８の基準クロック信号Ｓｑｕの下側において三角形の図形で示されている。
【００３２】
イグニッションスイッチがＯＦＦとされる前においては、車両はその暖房やエンジンの発熱により外気温より高い温度であることが想定される。イグニッションスイッチがＯＦＦにされることで、温度が徐々に外気温に近づいていく。すなわち、図８の上段に示すように、イグニッションスイッチがＯＦＦとされた後、一定時間は一定温度を保つ。その後、時刻ｔ１から温度は略一定の傾きをもって減少して、時刻ｔ２において外気温と同じ温度になった後に温度は一定となる。上述のように、温度が下降するのに伴い計測クロック信号Ｓｒｃの周波数も減少する。従って、時刻ｔ１及び時刻ｔ２間の期間における補正では、周波数の差分ΔＦが大きいため、停止時間Ｔ１４，Ｔ１５は比較的短く設定される。従って、時刻ｔ１及び時刻ｔ２間の期間においては、頻繁に周波数の補正及び停止時間の算出が行われる。時刻ｔ２以降においては、温度は一定となるため、停止時間Ｔ１６は長く設定される。従って、時刻ｔ２以降においては補正の頻度は下がる。
【００３３】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）計測クロック信号Ｓｒｃの周波数は、温度変化や供給電力変動等に伴って変動する。周波数の変動により計測クロック信号Ｓｒｃの周期Ｔ１も変動する。実時間は、実時間計測部３２を通じて、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数及びそれから得られる周期Ｔ１に基づき計測されている。このため、例えば、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が変動しているのにも関わらず、周波数を補正することなく、時間を計測した場合には正確な時間の計測が困難となる。
【００３４】
その点、本例では、停止時間経過毎に記憶部３６に記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が補正され、その補正された周波数に基づき時間が計測される。このため、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が変動した場合であっても、それに応じた周波数に基づき、正確に時間が計測される。
【００３５】
（２）また、次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される周波数Ｆ２（前回の周波数Ｆ２）と、周波数演算部３１により演算された周波数Ｆ１（今回の周波数Ｆ１）との差分ΔＦ及び前回の停止時間Ｔ１０に基づき算出される。ここで、ＲＣ発振回路１０を含む車両の温度は、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦとされた以降、除々に下降して外気温に近づくため、一定期間に亘って連続的に変化することが多い。従って、前回の周波数Ｆ２と、今回の周波数Ｆ１との差分ΔＦが大きい場合、例えば、温度変化が大きい場合には、次回の停止時間Ｔ１１が短く設定される。このため、周波数の差分ΔＦが大きい場合には周波数の補正の頻度が上がる。このように、温度変化が大きく時間計測の精度の低下が予想される状況においても、周波数の補正の頻度が上がるため、実時間計測部３２による時間計測の精度を維持することができる。逆に、周波数の差分ΔＦが小さい場合、例えば、温度が略一定の場合には、次回の停止時間Ｔ１１が長く設定される。このため、基準発振部２０等の動作回数を減らすことができ、周波数補正に係る暗電流を低減することができる。
【００３６】
（３）また、上記構成によれば、周波数変動を検出するための温度センサ等を備える必要がないため、より簡易にタイマを構成することができる。
（４）さらに、温度変化以外の要因、例えば、ＲＣ発振回路１０への供給電力の変動やＲＣ発振回路１０の経年劣化による周波数変動に対しても次回の停止時間Ｔ１１が短く設定される。従って、温度変化以外の要因によって計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が変動した場合でも、時間計測の精度を確保することができる。
【００３７】
（５）周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割って得られる周波数変化率に基づき、次回の停止時間Ｔ１１が算出される。このため、周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦが同じ場合であっても、前回の停止時間Ｔ１０が短い場合には、周波数変動が比較的急激であるとして、次回の停止時間Ｔ１１は短く設定される。また、前回の停止時間Ｔ１０が長い場合には、周波数変動が比較的緩やかであるとして、次回の停止時間Ｔ１１は長く設定される。このように、前回の停止時間Ｔ１０の長さを加味した周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦに基づきより適切な次回の停止時間Ｔ１１が算出される。
【００３８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、周波数演算部３１にて演算された周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０に上書きされていた。しかし、周波数及び停止時間を上書きすることなく、過去複数回分の周波数及び停止時間を記憶部３６に蓄積していって、それらに基づき次回の停止時間Ｔ１１を算出してもよい。ここで、図９に示すように、実際には周波数の変動は、常に一定の変化率で変化するわけではなく、大勢でみると略一定で減少しているものの時刻ｔ１１及び時刻ｔ１２間において一時的に周波数Ｆ１１からほとんど変動しなくなる場合も想定される。図９において、各時刻ｔ１０〜ｔ１３は、周波数の補正及び停止時間Ｔ１０〜Ｔ１２の算出が行われる補正タイミングである。時刻ｔ１２において、上記実施形態のように、前回（時刻ｔ１１）のみの周波数に基づき、停止時間Ｔ１２を算出すると、時刻ｔ１１及び時刻ｔ１２における周波数の差分ΔＦはゼロに近似するため、算出される停止時間Ｔ１２は長く設定される。しかしながら、実際には、時刻ｔ１１及び時刻ｔ１２間は周波数変動の過程にあるため、時刻ｔ１２以後の周波数変動により、実時間の計測精度が落ちる。その点、例えば、過去２回分（時刻ｔ１０，ｔ１１）の周波数及び停止時間Ｔ１０，Ｔ１１に基づき停止時間Ｔ１２を算出することで、停止時間Ｔ１０での周波数変動に伴う周波数Ｆ１０，Ｆ１１の差分ΔＦが加味されるため、算出される停止時間Ｔ１２は比較的短く設定される。このため、過去１回分の周波数及び停止時間で次回の停止時間が設定される場合に比べて実時間の計測精度を確保することができる。
【００３９】
・上記実施形態においては、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられた直後に記憶部３６に記憶される前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０と、周波数演算部３１により演算された今回の周波数Ｆ１とに基づき次回の停止時間Ｔ１１が算出される。ここで、ＡＣＣからＯＦＦへの切り替え直後の記憶部３６に記憶される前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０とは、前回イグニッションスイッチがＯＦＦであったときのものである。従って、前回の周波数Ｆ２の計測からかなりの時間が経過していることが予想される。そこで、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられた直後に周波数を２回連続で計測して、次回の停止時間Ｔ１１を設定してもよい。この場合、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理が２回繰り返された後に、ステップＳ１０８の処理に移行する。これにより、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられた後の停止時間Ｔ１１を現状に即したより適切なものにすることができる。
【００４０】
・上記実施形態においては、両周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割ることで算出される周波数変化率に基づき次回の停止時間Ｔ１１が算出されていた。しかし、差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割ることなく、差分ΔＦに反比例した次回の停止時間Ｔ１１を算出してもよい。この場合、前回の停止時間Ｔ１０を記憶部３６に記憶する必要がなくなる。
【００４１】
・上記実施形態においては、抵抗及びコンデンサを備えたＲＣ発振回路１０が実時間の計測に用いられていたが、ＲＣ発振回路１０に限定されるものではない。例えば、ＬＣ発振回路等であってもよい。また、基準発振部２０は水晶振動子を利用して構成されていたが、周波数精度が比較的高ければ、水晶に限定されるものではなく、例えば、セラミック振動子等を使用してもよい。
【００４２】
・上記実施形態においては、イグニッションスイッチのＯＦＦ時において、計測クロック信号Ｓｒｃに基づき実時間が計測されていた。しかし、イグニッションスイッチのＯＮ時において、計測クロック信号Ｓｒｃに基づき実時間の計測を行い、基準クロック信号Ｓｑｕに基づき周波数の補正等を行ってもよい。さらに、タイマは車載されていなくてもよい。
【００４３】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想を記載する。
（イ）請求項１又は２に記載のタイマにおいて、車両に搭載されるタイマ。
（ロ）前記（イ）に記載のタイマにおいて、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ状態にあるとき、前記実時間計測部を通じて時間が計測されるタイマ。
【００４４】
（ハ）前記（ロ）に記載のタイマにおいて、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとされたとき、前記周波数演算部は、２回連続で前記計測クロック信号の周波数を演算して、前記停止時間算出部は、前記イグニッションスイッチがＯＦＦとされた後に演算された前記両周波数に基づき次回の停止時間を算出するタイマ。
【符号の説明】
【００４５】
１０…ＲＣ発振回路、１１…ＲＣクロックカウンタ、２０…基準発振部、２１…基準クロックカウンタ、３０…制御装置、３１…周波数演算部、３２…実時間計測部、３３…停止時間算出部、３４…間欠動作制御部、３５…基準制御部、３６…記憶部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイマに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電子機器には、一定の時間間隔でＣＰＵに対して割り込みを発生させるタイマが設けられている。タイマは、例えば、抵抗及びコンデンサからなるＲＣ発振回路を備え、同ＲＣ発振回路からはＨＩレベル及びＬＯレベルを所定周期で繰り返すクロック信号が出力される。このクロック信号の周波数及び周期を計測することを通じて、実時間を計測することができる。
【０００３】
ところで、ＲＣ発振回路は、例えば、温度変化に伴い周波数が変動することが知られている。この周波数変動に伴い、正確な実時間を計測することができないおそれがある。そこで、例えば、特許文献１に記載されるタイマは、周波数の変動が少ない水晶発振子又はセラミック発振子を備えたメイン発振部と、ＲＣ発振回路の温度を検出する温度センサとを備える。温度センサを通じて、一定温度以上の温度変化が検出されたとき、ＲＣ発振回路のクロック信号に周波数変動が生じたとして、同クロック信号の周波数の補正を行う。具体的には、メイン発振部とＲＣ発振回路との周波数の比較を通じて、ＲＣ発振回路の周波数を補正する。この補正された周波数に基づき実時間が計測されるため、時間計測の精度を保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のタイマにおいては、実時間の計測精度は確保されるものの、周波数変動を検出するために温度センサを設ける必要がある。タイマは、一般的に設置面積に制約があるＩＣ基板上に実装されるため、よりコンパクトに構成されることが望ましい。
【０００６】
また、温度センサによる周波数の補正では、温度変化以外の要因、例えば、供給電力の変動による周波数変動に対しては対応できない。この場合には、正確な実時間の計測が困難となる。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度をより向上させたタイマを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、常時動作して周波数の変動が生じうる計測クロック信号を発する発振回路と、設定される停止時間経過毎に動作して前記計測クロック信号よりも周波数及びその精度が高い基準クロック信号を発する基準発振部と、前記基準クロック信号及び前記計測クロック信号のクロックパルスをカウントするクロックカウンタと、前回の停止時間及びその計測開始前の前記計測クロック信号の周波数が記憶される記憶部と、前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数及び前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数に基づき、実時間を計測する実時間計測部と、前記前回の停止時間経過時に前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数を基準とした前記基準クロック信号のカウント数に基づき前記計測クロック信号の周波数を演算するとともに、この演算した周波数を前記記憶部に記憶させる周波数演算部と、演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間の計測開始前における前記計測クロック信号の周波数との差分に反比例する値を次回の停止時間として算出する停止時間算出部と、を備えたことをその要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、停止時間経過毎に記憶部に記憶される計測クロック信号の周波数が補正される。この停止時間とは、基準発振部の動作停止時間である。すなわち、停止時間が経過する毎に基準発振部から基準クロック信号が出力される。このとき、周波数演算部は、計測クロック信号のカウント数を基準とした基準クロック信号のカウント数に基づき計測クロック信号の周波数を演算する。周波数演算部を通じて算出された計測クロック信号の周波数が記憶部に記憶されることで、周波数の補正が行われる。このように、補正は周波数精度の高い基準クロック信号に基づき行われるため、周波数が変動した場合であっても、補正された周波数に基づき時間が正確に計測される。
【００１０】
この計測クロック信号の周波数の補正とともに次回の停止時間が算出される。この停止時間は、記憶部に記憶される周波数（前回の周波数）と、周波数演算部で演算された周波数（今回の周波数）との差分に反比例する値として算出される。従って、前回の周波数と、今回の周波数との差分が大きい場合、例えば、温度変化が大きい場合には、停止時間は短く設定される。このため、周波数の差分が大きい場合には周波数の補正の頻度が上がる。このように、周波数変動幅が大きく時間計測の精度の低下が予想される状況においても、周波数の補正の頻度が上がるため、実時間計測部による時間計測の精度を保つことができる。逆に、周波数の差分が小さい場合、例えば、温度が略一定の場合には、頻繁な周波数補正は不要であるとして停止時間は長く設定される。このように、温度センサ等を備えることなく、適切なタイミングで周波数の補正が行われる。また、周波数の差分に基づき停止時間が算出されているため、温度変化以外の要因、例えば、供給電力の変動や経年劣化等によって計測クロック信号の周波数が変動した場合でも、正確な実時間の計測が可能となる。以上により、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイマにおいて、前記停止時間算出部は、前記周波数演算部を通じて演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数との差分を、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間で割った値に反比例する値を次回の停止時間として算出することをその要旨としている。
【００１２】
上述のように、停止時間は周波数変動に応じて可変である。従って、周波数の差分が同じ場合であっても、前回の停止時間の長短によって適切な次回の停止時間が異なる。
上記構成によれば、周波数の差分を前回の停止時間で割るため、より適切な次回の停止時間が算出される。具体的には、周波数の差分が同じ場合であっても、前回の停止時間が長い場合には、周波数変動が比較的緩やかであるとして、次回の停止時間は長く設定される。また、前回の停止時間が短い場合には、周波数変動が比較的急激であるとして、次回の停止時間は短く設定される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タイマにおいて、簡易な構成を実現しつつ、実時間の計測精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態におけるタイマの構成図。
【図２】本実施形態における計測クロック信号の波形図。
【図３】本実施形態における計測クロック信号の周波数及び温度特性を示したグラフ。
【図４】本実施形態における（ａ）は計測クロック信号の波形図、（ｂ）は基準クロック信号の波形図。
【図５】本実施形態における停止時間の算出方法を示したグラフ。
【図６】本実施形態における周波数変化率に応じた停止時間を示したグラフ。
【図７】本実施形態における制御プログラムの処理手順を示したフローチャート。
【図８】本実施形態における温度変化に伴う補正タイミング等を示したタイミングチャート。
【図９】他の実施形態における周波数及び時間を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかるタイマを具体化した第１の実施形態について図１〜図８を参照して説明する。本実施形態におけるタイマは車載されるとともに、特に車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ時における時間計測の精度が確保される。従って、イグニッションスイッチのＯＦＦ時においても、タイマの時間計測を通じて、例えば、一定時間間隔でハザードランプを点滅させることができる。
【００１６】
図１に示すように、タイマは、制御装置３０と、ＲＣ発振回路１０と、ＲＣクロックカウンタ１１と、基準発振部２０と、基準クロックカウンタ２１とを備える。
ＲＣ発振回路１０は、抵抗及びコンデンサを備えた回路からなる。また、ＲＣ発振回路１０は、図２に示すように、ＨＩレベル及びＬＯレベルの信号を所定の周期Ｔ１で繰り返す計測クロック信号Ｓｒｃを生成する。ＲＣ発振回路１０は図示しない電源からの電力供給を受けて動作して計測クロック信号Ｓｒｃを生成する。この計測クロック信号Ｓｒｃは、電力が供給されている限り、常時、ＲＣ発振回路１０からＲＣクロックカウンタ１１へ出力される。
【００１７】
ＲＣクロックカウンタ１１は、計測クロック信号ＳｒｃにおけるＬＯレベルからＨＩレベルへの立ち上がり、すなわちクロックパルスをカウントする。ＲＣクロックカウンタ１１の検出結果は制御装置３０に出力される。
【００１８】
図１に示すように、基準発振部２０は、水晶振動子及び発振回路を備えるとともに、図示しない電源からの電力供給に基づき基準クロック信号Ｓｑｕを生成する。この基準クロック信号Ｓｑｕの周波数は、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数に比べて高い。また、基準発振部２０から出力される基準クロック信号Ｓｑｕの周波数精度は、計測クロック信号Ｓｒｃに比べて高いという利点がある。
【００１９】
しかし、基準発振部２０（水晶振動子を使用した発振回路）での信号発振に係る消費電力は、ＲＣ発振回路１０での信号発振に係る消費電力に比べて大きく、特に、イグニッションスイッチのＯＦＦ時において、常時、基準クロック信号Ｓｑｕを生成することは消費暗電流の観点から適当ではない。従って、暗電流の低減を図るべく、イグニッションスイッチのＯＦＦ時においては、後で詳述する所定の補正タイミングにおいてのみ基準発振部２０から基準クロック信号Ｓｑｕが出力される。イグニッションスイッチのＯＮ時の時間計測においては、基準クロック信号Ｓｑｕが使用されている。
【００２０】
基準クロックカウンタ２１は、基準クロック信号Ｓｑｕにおけるクロックパルスをカウントする。基準クロックカウンタ２１の検出結果は制御装置３０に出力される。
図１に示すように、制御装置３０は、周波数演算部３１と、実時間計測部３２と、停止時間算出部３３と、間欠動作制御部３４と、基準制御部３５と、を備える。
【００２１】
実時間計測部３２は、ＲＣクロックカウンタ１１の検出結果に基づき、実時間の演算を行う。まず、実時間計測部３２は、不揮発性メモリからなる記憶部３６に予め記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１を取得する。この周波数Ｆ１は、後述する方法にて所定周期毎に補正される。次に、実時間計測部３２は周波数Ｆ１の逆数から計測クロック信号Ｓｒｃの周期Ｔ１を導出する。また、実時間計測部３２は、ＲＣクロックカウンタ１１のカウント数に基づき、カウント開始から経過した周期数を認識することができる。具体的には、２カウントで１周期、３カウントで２周期といったように、「カウント数−１」で周期数を認識することができる。最後に実時間計測部３２は、周期Ｔ１に「カウント数−１」を掛け合わせることにより、実時間を算出する。
【００２２】
ここで、図３に示すように、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数は温度変化等に伴い変動することが知られている。この温度変化に伴う周波数の変動態様はＲＣ発振回路１０の回路構成によって異なる。本例においては、温度上昇に伴い周波数は増大する。基準クロック信号Ｓｑｕには、このような周波数変動は生じない。上述のように、実時間は、記憶部３６に記憶される周波数Ｆ１、それから得られる周期Ｔ１及びカウント数に基づき算出される。このため、周波数が変動した場合にあって、この周波数を補正することなく実時間を算出すると正確な時間の算出が困難となる。そこで、温度変化に対して周波数の変動がない基準クロック信号Ｓｑｕの周波数を基準として記憶部３６に記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数を補正する。この補正処理については後に詳述する。
【００２３】
基準制御部３５は、基準発振部２０への動作電力の供給を通じて、基準発振部２０の発振動作を制御する。基準制御部３５は、基準発振部２０を通じて基準クロック信号Ｓｑｕを生成する。周波数演算部３１は、両クロックカウンタ１１，２１の検出結果に基づき、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数を演算する。すなわち、周波数演算部３１は、図４（ａ）に示すように、ＲＣ発振回路１０の計測クロック信号Ｓｒｃの１カウント分の時間を認識する。そして、図４（ｂ）に示すように、周波数演算部３１は、この１カウントの間において、基準クロック信号Ｓｑｕが何カウントされるかを計測する。例えば、計測クロック信号Ｓｒｃの１カウントの間において基準クロック信号ＳｑｕがＸ回カウントされたとする。上述の実時間計測と同様に、「Ｘ回−１」を基準クロック信号Ｓｑｕの周期Ｔ２に掛け合わせることで、計測クロック信号Ｓｒｃの１カウント分の時間、すなわち、計測クロック信号Ｓｒｃの周期Ｔ１を算出することができる。従って、周期Ｔ１の逆数から計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１を算出することができる。周波数の算出が完了したとき、基準制御部３５は基準発振部２０を停止する。なお、基準クロック信号Ｓｑｕの周波数精度は高いため、その周期Ｔ２、ひいては周期Ｔ２から算出される周波数Ｆ１の精度も高くなる。計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１の演算結果は停止時間算出部３３に出力される。
【００２４】
停止時間算出部３３は、記憶部３６に記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ２、及び停止時間Ｔ１０を取得する。これら周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０は、前回の周波数補正時に記憶部３６に記憶されたものである。停止時間とは、基準発振部２０が停止される時間であって、停止時間の経過毎に一定期間に亘って基準発振部２０は動作する。この基準発振部２０により生成される基準クロック信号Ｓｑｕを使用して、記憶部３６に記憶される後述する周波数の補正が行われる。従って、停止時間の経過時が補正タイミングとなる。
【００２５】
停止時間算出部３３は、図５に示すように、記憶部３６に記憶される周波数Ｆ２と、周波数演算部３１を通じて演算された周波数Ｆ１との差分ΔＦを算出する。そして、停止時間算出部３３は、この差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割ることで、周波数変化率を算出する。停止時間算出部３３は、図６に示すように、周波数変化率の逆数に比例定数を掛け合わせることで次回の停止時間Ｔ１１を算出する。従って、停止時間Ｔ１１は、周波数変化率に反比例し、周波数変化率が大きいほど停止時間Ｔ１１は短く設定される。
【００２６】
停止時間算出部３３は、算出した次回の停止時間Ｔ１１を間欠動作制御部３４に出力する。また、停止時間算出部３３は、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１を記憶部３６に記憶する。ここで、周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される前回補正時の周波数Ｆ２及び前回の停止時間Ｔ１０に上書きされる。これによって、記憶部３６に記憶された新たな周波数Ｆ１は、前回の停止時間Ｔ１０における周波数変動を加味したものとなる。このため、上述した実時間計測部３２による時間の計測の精度を保つことができる。
【００２７】
間欠動作制御部３４は、停止時間算出部３３から次回の停止時間Ｔ１１を受けると時間ｔの計測を開始して、時間ｔが停止時間Ｔ１１に達するか否かを判断する。この間には、実時間計測部３２によって時間の計測が行われる。間欠動作制御部３４は、時間ｔが停止時間Ｔ１１に達したとき、基準制御部３５にその旨の制御信号を出力する。基準制御部３５はこの制御信号に基づき、基準発振部２０を動作させる。そして、再び、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数の補正、並びに今回の周波数Ｆ１、前回の周波数Ｆ２及び前回の停止時間Ｔ１１に基づく停止時間の算出が行われる。
【００２８】
次に、制御装置３０により実行される周波数の補正及び停止時間（補正タイミング）の算出を行う制御プログラムについて図７のフローチャートを参照して説明する。この制御プログラムは、制御装置３０の各部が連携することで実行される。なお、計測クロック信号Ｓｒｃは、イグニッションスイッチのＯＦＦ、ＡＣＣ（アクセサリ）に関わらず、常時、出力される。ここで、イグニッションスイッチがＡＣＣのときには一部車載機器に電力が供給され、イグニッションスイッチがＯＦＦのときには全ての車載機器への電力供給が停止される。
【００２９】
制御プログラムはイグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられたときに開始される。まず、基準発振部２０を介して基準クロック信号Ｓｑｕが出力される（Ｓ１０１）。そして、両クロックカウンタ１１，２１からの検出結果に基づき、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数Ｆ１が演算される（Ｓ１０２）。この後、基準クロック信号Ｓｑｕの出力が停止される（Ｓ１０３）。次に、記憶部３６を通じて、前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０が認識される（Ｓ１０４）。そして、両周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦ及び前回の停止時間Ｔ１０に基づき、周波数変化率が算出される（Ｓ１０５）。この周波数変化率に基づき、次回の停止時間Ｔ１１が算出される（Ｓ１０６）。そして、記憶部３６に演算された周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１が上書きされる（Ｓ１０７）。また、間欠動作制御部３４において時間ｔの計測が開始され（Ｓ１０８）、時間ｔが次回の停止時間Ｔ１１に達するのが待たれる（Ｓ１０９でＮＯ）。時間ｔが次回の停止時間Ｔ１１に達したとき（Ｓ１０９でＹＥＳ）、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を維持しているか否かが判断される（Ｓ１１０）。イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を維持していれば（Ｓ１１０でＹＥＳ）、再び、ステップＳ１０１の処理に戻る。イグニッションスイッチがＯＦＦからＡＣＣやＯＮとされていれば（Ｓ１１０でＮＯ）、制御プログラムは終了される。すなわち、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を維持する限り、上記制御プログラムが繰り返し実行される。
【００３０】
次に、温度変化に伴う周波数の補正頻度の変化について図８のタイミングチャートを参照しつつ説明する。
図８の中段及び下段に示すように、イグニッションスイッチがＡＣＣ状態においては、両クロック信号Ｓｑｕ，Ｓｒｃが出力されている。そして、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦとされた直後に上記制御プログラムの実行を通じて、周波数の補正及び次回の停止時間Ｔ１１の算出が行われる。
【００３１】
次回の停止時間Ｔ１１は、前回イグニッションスイッチがＯＦＦであったときの周波数及び停止時間Ｔ１０に基づき算出される。従って、前回の周波数補正時から時間が経過しており、温度変化等によって周波数の差分ΔＦは大きくなることが予想される。停止時間Ｔ１１は周波数変化率、ひいては差分ΔＦに反比例する。このため、イグニッションスイッチがＯＦＦとされた直後の停止時間Ｔ１１は短く設定される。ここで、図８の上段に示す例においては、イグニッションスイッチがＯＦＦに切り替えられたときから一定期間は温度変化がない。このため、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数も一定となり、次の停止時間Ｔ１２は前回の停止時間Ｔ１１よりも長く設定される。周波数の差分ΔＦが小さくなり、それに反比例して停止時間Ｔ１１は大きくなるからである。停止時間Ｔ１２の計測開始から時間ｔが停止時間Ｔ１２に達したとき周波数が補正されるとともに、次の停止時間Ｔ１３が算出される。このように時間ｔが停止時間に達する毎に計測クロック信号Ｓｒｃの周波数は補正される。この補正タイミングは、図８の基準クロック信号Ｓｑｕの下側において三角形の図形で示されている。
【００３２】
イグニッションスイッチがＯＦＦとされる前においては、車両はその暖房やエンジンの発熱により外気温より高い温度であることが想定される。イグニッションスイッチがＯＦＦにされることで、温度が徐々に外気温に近づいていく。すなわち、図８の上段に示すように、イグニッションスイッチがＯＦＦとされた後、一定時間は一定温度を保つ。その後、時刻ｔ１から温度は略一定の傾きをもって減少して、時刻ｔ２において外気温と同じ温度になった後に温度は一定となる。上述のように、温度が下降するのに伴い計測クロック信号Ｓｒｃの周波数も減少する。従って、時刻ｔ１及び時刻ｔ２間の期間における補正では、周波数の差分ΔＦが大きいため、停止時間Ｔ１４，Ｔ１５は比較的短く設定される。従って、時刻ｔ１及び時刻ｔ２間の期間においては、頻繁に周波数の補正及び停止時間の算出が行われる。時刻ｔ２以降においては、温度は一定となるため、停止時間Ｔ１６は長く設定される。従って、時刻ｔ２以降においては補正の頻度は下がる。
【００３３】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）計測クロック信号Ｓｒｃの周波数は、温度変化や供給電力変動等に伴って変動する。周波数の変動により計測クロック信号Ｓｒｃの周期Ｔ１も変動する。実時間は、実時間計測部３２を通じて、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数及びそれから得られる周期Ｔ１に基づき計測されている。このため、例えば、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が変動しているのにも関わらず、周波数を補正することなく、時間を計測した場合には正確な時間の計測が困難となる。
【００３４】
その点、本例では、停止時間経過毎に記憶部３６に記憶される計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が補正され、その補正された周波数に基づき時間が計測される。このため、計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が変動した場合であっても、それに応じた周波数に基づき、正確に時間が計測される。
【００３５】
（２）また、次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される周波数Ｆ２（前回の周波数Ｆ２）と、周波数演算部３１により演算された周波数Ｆ１（今回の周波数Ｆ１）との差分ΔＦ及び前回の停止時間Ｔ１０に基づき算出される。ここで、ＲＣ発振回路１０を含む車両の温度は、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦとされた以降、除々に下降して外気温に近づくため、一定期間に亘って連続的に変化することが多い。従って、前回の周波数Ｆ２と、今回の周波数Ｆ１との差分ΔＦが大きい場合、例えば、温度変化が大きい場合には、次回の停止時間Ｔ１１が短く設定される。このため、周波数の差分ΔＦが大きい場合には周波数の補正の頻度が上がる。このように、温度変化が大きく時間計測の精度の低下が予想される状況においても、周波数の補正の頻度が上がるため、実時間計測部３２による時間計測の精度を維持することができる。逆に、周波数の差分ΔＦが小さい場合、例えば、温度が略一定の場合には、次回の停止時間Ｔ１１が長く設定される。このため、基準発振部２０等の動作回数を減らすことができ、周波数補正に係る暗電流を低減することができる。
【００３６】
（３）また、上記構成によれば、周波数変動を検出するための温度センサ等を備える必要がないため、より簡易にタイマを構成することができる。
（４）さらに、温度変化以外の要因、例えば、ＲＣ発振回路１０への供給電力の変動やＲＣ発振回路１０の経年劣化による周波数変動に対しても次回の停止時間Ｔ１１が短く設定される。従って、温度変化以外の要因によって計測クロック信号Ｓｒｃの周波数が変動した場合でも、時間計測の精度を確保することができる。
【００３７】
（５）周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割って得られる周波数変化率に基づき、次回の停止時間Ｔ１１が算出される。このため、周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦが同じ場合であっても、前回の停止時間Ｔ１０が短い場合には、周波数変動が比較的急激であるとして、次回の停止時間Ｔ１１は短く設定される。また、前回の停止時間Ｔ１０が長い場合には、周波数変動が比較的緩やかであるとして、次回の停止時間Ｔ１１は長く設定される。このように、前回の停止時間Ｔ１０の長さを加味した周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦに基づきより適切な次回の停止時間Ｔ１１が算出される。
【００３８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、周波数演算部３１にて演算された周波数Ｆ１及び次回の停止時間Ｔ１１は、記憶部３６に記憶される前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０に上書きされていた。しかし、周波数及び停止時間を上書きすることなく、過去複数回分の周波数及び停止時間を記憶部３６に蓄積していって、それらに基づき次回の停止時間Ｔ１１を算出してもよい。ここで、図９に示すように、実際には周波数の変動は、常に一定の変化率で変化するわけではなく、大勢でみると略一定で減少しているものの時刻ｔ１１及び時刻ｔ１２間において一時的に周波数Ｆ１１からほとんど変動しなくなる場合も想定される。図９において、各時刻ｔ１０〜ｔ１３は、周波数の補正及び停止時間Ｔ１０〜Ｔ１２の算出が行われる補正タイミングである。時刻ｔ１２において、上記実施形態のように、前回（時刻ｔ１１）のみの周波数に基づき、停止時間Ｔ１２を算出すると、時刻ｔ１１及び時刻ｔ１２における周波数の差分ΔＦはゼロに近似するため、算出される停止時間Ｔ１２は長く設定される。しかしながら、実際には、時刻ｔ１１及び時刻ｔ１２間は周波数変動の過程にあるため、時刻ｔ１２以後の周波数変動により、実時間の計測精度が落ちる。その点、例えば、過去２回分（時刻ｔ１０，ｔ１１）の周波数及び停止時間Ｔ１０，Ｔ１１に基づき停止時間Ｔ１２を算出することで、停止時間Ｔ１０での周波数変動に伴う周波数Ｆ１０，Ｆ１１の差分ΔＦが加味されるため、算出される停止時間Ｔ１２は比較的短く設定される。このため、過去１回分の周波数及び停止時間で次回の停止時間が設定される場合に比べて実時間の計測精度を確保することができる。
【００３９】
・上記実施形態においては、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられた直後に記憶部３６に記憶される前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０と、周波数演算部３１により演算された今回の周波数Ｆ１とに基づき次回の停止時間Ｔ１１が算出される。ここで、ＡＣＣからＯＦＦへの切り替え直後の記憶部３６に記憶される前回の周波数Ｆ２及び停止時間Ｔ１０とは、前回イグニッションスイッチがＯＦＦであったときのものである。従って、前回の周波数Ｆ２の計測からかなりの時間が経過していることが予想される。そこで、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられた直後に周波数を２回連続で計測して、次回の停止時間Ｔ１１を設定してもよい。この場合、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理が２回繰り返された後に、ステップＳ１０８の処理に移行する。これにより、イグニッションスイッチがＡＣＣからＯＦＦに切り替えられた後の停止時間Ｔ１１を現状に即したより適切なものにすることができる。
【００４０】
・上記実施形態においては、両周波数Ｆ１，Ｆ２の差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割ることで算出される周波数変化率に基づき次回の停止時間Ｔ１１が算出されていた。しかし、差分ΔＦを前回の停止時間Ｔ１０で割ることなく、差分ΔＦに反比例した次回の停止時間Ｔ１１を算出してもよい。この場合、前回の停止時間Ｔ１０を記憶部３６に記憶する必要がなくなる。
【００４１】
・上記実施形態においては、抵抗及びコンデンサを備えたＲＣ発振回路１０が実時間の計測に用いられていたが、ＲＣ発振回路１０に限定されるものではない。例えば、ＬＣ発振回路等であってもよい。また、基準発振部２０は水晶振動子を利用して構成されていたが、周波数精度が比較的高ければ、水晶に限定されるものではなく、例えば、セラミック振動子等を使用してもよい。
【００４２】
・上記実施形態においては、イグニッションスイッチのＯＦＦ時において、計測クロック信号Ｓｒｃに基づき実時間が計測されていた。しかし、イグニッションスイッチのＯＮ時において、計測クロック信号Ｓｒｃに基づき実時間の計測を行い、基準クロック信号Ｓｑｕに基づき周波数の補正等を行ってもよい。さらに、タイマは車載されていなくてもよい。
【００４３】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想を記載する。
（イ）請求項１又は２に記載のタイマにおいて、車両に搭載されるタイマ。
（ロ）前記（イ）に記載のタイマにおいて、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ状態にあるとき、前記実時間計測部を通じて時間が計測されるタイマ。
【００４４】
（ハ）前記（ロ）に記載のタイマにおいて、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとされたとき、前記周波数演算部は、２回連続で前記計測クロック信号の周波数を演算して、前記停止時間算出部は、前記イグニッションスイッチがＯＦＦとされた後に演算された前記両周波数に基づき次回の停止時間を算出するタイマ。
【符号の説明】
【００４５】
１０…ＲＣ発振回路、１１…ＲＣクロックカウンタ、２０…基準発振部、２１…基準クロックカウンタ、３０…制御装置、３１…周波数演算部、３２…実時間計測部、３３…停止時間算出部、３４…間欠動作制御部、３５…基準制御部、３６…記憶部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常時動作して周波数の変動が生じうる計測クロック信号を発する発振回路と、
設定される停止時間経過毎に動作して前記計測クロック信号よりも周波数及びその精度が高い基準クロック信号を発する基準発振部と、
前記基準クロック信号及び前記計測クロック信号のクロックパルスをカウントするクロックカウンタと、
前回の停止時間及びその計測開始前の前記計測クロック信号の周波数が記憶される記憶部と、
前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数及び前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数に基づき、実時間を計測する実時間計測部と、
前記前回の停止時間経過時に前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数を基準とした前記基準クロック信号のカウント数に基づき前記計測クロック信号の周波数を演算するとともに、この演算した周波数を前記記憶部に記憶させる周波数演算部と、
演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間の計測開始前における前記計測クロック信号の周波数との差分に反比例する値を次回の停止時間として算出する停止時間算出部と、を備えたタイマ。
【請求項２】
請求項１に記載のタイマにおいて、
前記停止時間算出部は、前記周波数演算部を通じて演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数との差分を、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間で割った値に反比例する値を次回の停止時間として算出するタイマ。
【請求項１】
常時動作して周波数の変動が生じうる計測クロック信号を発する発振回路と、
設定される停止時間経過毎に動作して前記計測クロック信号よりも周波数及びその精度が高い基準クロック信号を発する基準発振部と、
前記基準クロック信号及び前記計測クロック信号のクロックパルスをカウントするクロックカウンタと、
前回の停止時間及びその計測開始前の前記計測クロック信号の周波数が記憶される記憶部と、
前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数及び前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数に基づき、実時間を計測する実時間計測部と、
前記前回の停止時間経過時に前記クロックカウンタを通じて検出される前記計測クロック信号のカウント数を基準とした前記基準クロック信号のカウント数に基づき前記計測クロック信号の周波数を演算するとともに、この演算した周波数を前記記憶部に記憶させる周波数演算部と、
演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間の計測開始前における前記計測クロック信号の周波数との差分に反比例する値を次回の停止時間として算出する停止時間算出部と、を備えたタイマ。
【請求項２】
請求項１に記載のタイマにおいて、
前記停止時間算出部は、前記周波数演算部を通じて演算された前記計測クロック信号の周波数と、前記記憶部に記憶される前記計測クロック信号の周波数との差分を、前記記憶部に記憶される前記前回の停止時間で割った値に反比例する値を次回の停止時間として算出するタイマ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３２９１５（Ｐ２０１１−２３２９１５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１８４２（Ｐ２０１０−１０１８４２）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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