(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、時刻信号を受信して表示時刻を自動修正する車載用自動修正時計であって、
時刻信号を受信する受信手段と、
前記車両の起動状態に応じて通電状態または非通電状態にされる格子電極を備え、当該格子電極が通電状態にあるときに時刻を表示する蛍光表示管と、
前記格子電極が通電状態にあるか非通電状態にあるかを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記格子電極が非通電状態にあることが検出されたとき、前記受信手段に時刻信号を受信させ、前記蛍光表示管に表示させるべき時刻を、受信した時刻信号に基づく時刻に修正する制御手段と
を有する車載用自動修正時計。
【請求項２】
前記格子電極は、前記車両が起動されておらず、かつ、当該車両の電装機器への電気系統もオフ状態にあるときに非通電状態にされる
請求項１に記載の車載用自動修正時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電波による時刻信号を受けて時刻修正を行なう自動修正時計に関する。より詳細には、本発明は、自動車等の車両に搭載され、蛍光表示管により時刻を表示する車載用自動修正時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両において、例えば日本標準時（JST）を高精度で伝える長波の標準電波（JJY）を受信し、この受信信号に基づいて表示時刻を修正する車載用自動修正時計が提案されている。
このような自動修正時計は、標準電波を受信する受信系回路と、表示する時刻を受信した標準電波に基づいた時刻に修正する制御系回路とを内蔵しており、例えば所定の時間間隔毎や、深夜等の所定の時間帯に標準電波を受信して時刻が修正される。
【０００３】
車載用自動修正時計においては、車両の走行中は例えばエンジンノイズや車両が移動することによって電波が届かなくなる等の理由により、安定な受信ができない可能性がある。そのため、車載用自動修正時計では、例えば、エンジンの起動スイッチおよびカーステレオ等の車載電装機器への電力供給スイッチのオン、オフや、車速等の車両の状態を利用して、例えばエンジンおよび車両が停止していることが検出されたときに受信が行なわれる。なお、以下では、カーステレオやパワーウインドウ等の、車両のバッテリーからの電力を利用して動く電装機器を、アクセサリーと呼称する。
アクセサリーへ電力を供給するアクセサリースイッチがオフ状態になったことによりエンジンの停止を検出して受信を行なう車載用自動修正時計としては、例えば特開２００２−１４１８３号公報に開示されているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクセサリースイッチや起動スイッチの状態を利用する場合には、スイッチを実際に回してオフ、またはオン状態にするため、オン、オフ状態の検出信号にチャタリングが生じ易い。この検出信号がそのまま時刻修正のための制御回路に入力されると、チャタリングのため、電波を受信しないモードに移行したり、強制的に受信したりする誤動作を生じる可能性がある。
【０００５】
車速等の車両の走行状態を利用する場合も同様に、走行状態から停止状態への移行、またはその逆の動作時における微妙な変化や、走行やエンジンによる振動等の原因によって制御回路が誤動作する可能性がある。
これらの誤動作を防ぐためには、例えばチャタリング防止回路等のさらなる部品を設ける必要があり、製造コストの上昇につながる。
【０００６】
本発明はこれらの課題を鑑みてなされたものであり、低コストで、例えばスイッチチャタリングによる誤動作を生じることなく、安定した時刻修正動作を行なうことが可能な車載用自動修正時計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決し、本発明の目的を達成するために、本発明に係り車両に搭載され、時刻信号を受信して表示時刻を自動修正する車載用自動修正時計は、時刻信号を受信する受信手段と、前記車両の起動状態に応じて通電状態または非通電状態にされる格子電極を備え、当該格子電極が通電状態にあるときに時刻を表示する蛍光表示管と、前記格子電極が通電状態にあるか非通電状態にあるかを検出する検出手段と、当該検出手段によって前記格子電極が非通電状態にあることが検出されたとき、前記受信手段に時刻信号を受信させ、前記蛍光表示管に表示させるべき時刻を、受信した時刻信号に基づく時刻に修正する制御手段とを有する。
【０００８】
本発明においては、受信手段が受信した時刻信号に基づいて、蛍光表示管に表示させるべき時刻データを制御手段が生成する。
蛍光表示管の格子電極は、車両のエンジンが起動しているか停止しているか等の車両の起動状態に応じて、通電状態または非通電状態になる。格子電極が通電状態のとき蛍光表示管は点灯し、制御手段が生成した時刻データが表わす時刻を表示する。格子電極が非通電状態のときは、蛍光表示管は消灯する。
検出手段は、格子電極が通電状態にあるか非通電状態にあるかを検出し、蛍光表示管の表示、または消灯の情報を制御手段に送信する。
制御手段は、検出手段からの情報に基づいて、格子電極が非通電状態になったときに受信手段に時刻信号を受信させ、時刻データを修正する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について述べる。
なお、以下では、自動修正時計として、自動車に搭載され、標準電波を受信して時刻を修正する電波修正時計を例に挙げて述べる。
図１が、本発明に係る車載用電波修正時計の一実施形態の概略構成図である。
【００１０】
図１に示す車載用電波修正時計１は、受信アンテナ１１aと、受信回路１１bと、制御回路１４と、蛍光表示管１５と、検出回路１６とを有する。
また、図１における符号BATは、電源としての自動車のバッテリーの端子を表わし、符号LIG，ILLは自動車のライトのスイッチ、および点灯表示機器の減光スイッチの端子をそれぞれ表わしている。また、符号ACC，IGNは、カーステレオやパワーウインドウ等の電装機器、即ち車載アクセサリーへの電力供給スイッチの端子、および、自動車の起動スイッチの端子をそれぞれ表わしており、符号GNDは自動車のグラウンド端子を表わしている。
【００１１】
受信アンテナ１１aは、送信所から送信されたタイムコードを含む長波の標準電波を受信する。
長波受信回路１１bは、制御回路１４からの指令に応じて、受信アンテナ１１aによって受信した標準電波に対して所定の信号処理を行ない、パルス信号PLとして制御回路１４に出力する。この受信回路１１bは、例えばRFアンプ、電波検波回路、整流回路、および積分回路とから構成される。
受信アンテナ１１aおよび受信回路１１bを用いて、本発明における受信手段が構成される。
【００１２】
制御回路１４が本発明における制御手段の一実施態様に相当する。
制御回路１４は、受信回路１１bからのパルス信号PLをデコードし、標準時刻を入手する。また、制御回路１４は発振回路１３から供給される所定周波数の基本クロックを用いた図示しない内部時計を備えており、この内部時計によって、入手した標準時刻からの時間をカウントし、後述する蛍光表示管１５に表示させるべき時刻データを生成して蛍光表示管ドライバ２２に送る。
蛍光表示管ドライバ２２は、時刻データが表わしている時刻を、蛍光表示管１５に表示させる。
【００１３】
車載用電波修正時計１は、蛍光表示管１５により時刻を表示する。
蛍光表示管１５は、格子電極（グリッド）１８と陰極（フィラメント）２０を有し、真空容器中のフィラメント２０より放出された電子をグリッド１８により加速制御して、数字や文字の形に塗布された蛍光面に衝突させることにより、時刻のデジタル表示を行なう。
フィラメント２０からの電子の放出やグリッド１８による電子の加速が、蛍光表示管ドライバ２２により制御される。
【００１４】
蛍光表示管１５のグリッド１８には、バッテリー端子BATから所定電圧の電流が供給される。
検出回路１６は、バッテリー端子BATとグリッド１８との間に設けられている電流検出抵抗２４の両端に生じる電圧降下を利用して、グリッド１８が通電状態にあるかあるいは非通電状態にあるか、即ち、蛍光表示管１５が表示されているかいないかを検出する。
【００１５】
詳細には、検出回路１６は例えば以下のように構成する。トランジスタTr１，Tr２を用いて、トランジスタTr１のベースをグリッド１８および電流検出抵抗２４の一端に接続し、エミッタを電流検出抵抗２４の他端に接続し、コレクタをトランジスタTr２のベースに接続する。トランジスタTr２のエミッタは接地し、コレクタは抵抗素子Rを介してバッテリー端子BATに接続する。
【００１６】
蛍光表示管１５の点灯時にはグリッド電流が数十mA流れ通電状態になり、電流検出抵抗２４の両端には一例として０．７V程度の電圧降下が生じる。これによりトランジスタTr１はオンとなり、また、トランジスタTr２のベースとコレクタ間に生じる電位差によりトランジスタTr２もオンとなり、トランジスタTr２のコレクタからはローレベルの検出信号DTが制御回路１４に入力される。
蛍光表示管１５の消灯時にはグリッド電流は流れず非通電状態になり、電流検出抵抗２４の両端には電圧降下は生じない。従ってトランジスタTr１はオフ、トランジスタTr２もオフとなり、制御回路１４には例えば５V程度のハイレベルの検出信号DTが入力される。
検出回路１６が、本発明における検出手段の一実施態様に相当する。
【００１７】
蛍光表示管１５のフィラメント２０はアクセサリー端子ACCおよび起動スイッチ端子IGNに接続される。本実施形態においては、自動車のキーを回し、まずアクセサリースイッチがオンになると蛍光表示管１５を含めたアクセサリー類に電力が供給され、そこからさらにキーを回して起動スイッチがオンになるとエンジンが起動するものとする。蛍光表示管１５は、アクセサリースイッチがオンの状態と起動スイッチがオンの状態のどちらの場合においてもフィラメント２０へのスイッチがオンとなり、点灯して時刻を表示する。
逆に、起動スイッチがオフ状態となってエンジンが停止しただけでは蛍光表示管１５はオフ状態とならず点灯したままであり、エンジン停止後さらにアクセサリースイッチがオフ状態になると蛍光表示管１５もオフ状態となり消灯される。
【００１８】
また、アクセサリー端子ACC、起動スイッチ端子IGNはサージ保護回路２６cを介して制御回路１４にも接続されている。
制御回路１４にはさらに、サージ保護回路２６aを介してバッテリー端子BATが接続され、電力が供給される。
ライトスイッチ端子LIGおよび減光スイッチ端子ILLもサージ保護回路２６bを介して制御回路１４へ接続される。ライトスイッチがオンになり自動車のライトが点灯すると、制御回路１４は蛍光表示管１５を含む点灯表示機器への供給電圧を低下させて表示輝度を低減させる減光動作を行なう。また、減光スイッチがオンになると、制御回路１４はライトが点灯していない場合にも点灯表示機器の減光を行なう。
【００１９】
ところで、制御回路１４へ基本クロックを送信する発振回路１３は、例えば水晶振動子CRYおよびキャパシタC1，C2により構成される。
自動車に設置されている水晶振動子CRYは数十℃程度の温度変化を受け、これにより水晶振動子CRYの周波数が変化し、制御回路１４内の内部時計によって指示される時刻が正確な時刻からずれてゆくことになる。従って、正確な標準時刻を入手し、内部時計の時刻を修正する必要がある。
【００２０】
以下、標準電波による標準時刻の入手方法について、図２および図３を参照して述べる。
日本標準時を高精度で伝える長波の標準電波JJYは、図２（a）に示すような形態で送られてくる。
具体的には、JJYのタイムコードは「１」信号、「０」信号、「P」信号の３種類の信号パターンから構成され、それぞれの信号パターンは、１秒（s）中の１００％振幅期間幅によって区別されている。つまり、「１」信号を表わす場合には１秒（s）の間に５００ms（０．５s）だけ所定の周波数の信号が送信され、「０」信号を表わす場合には１秒（s）の間に８００ms（０．８s）だけ所定の周波数の信号が送信され、「P」信号を表わす場合には１秒（s）の間に２００ms（０．２s）だけ所定の周波数の信号が送信されてくる。
受信状態が良好であり受信が成功した場合には、図２（b）に示すように、標準電波の波形に応じたパルス信号PLが受信回路１１bから制御回路１４に出力される。
この場合には、制御回路１４は、受信した標準電波の受信状態が予め規定された正常な基準範囲内にあるものとみなす。
【００２１】
一方、受信状態が基準範囲外にあるとみなす場合は、電波が弱い場合や、ノイズが多い場合である。
電波が非常に弱い場合には、図２（c）に示すように、数個の信号分、パルス信号PLがローレベル（L）またはハイレベル（H）のままになる。
また、ノイズが多い場合には、図２（d）に示すように、電波の波形と無関係にパルス信号のレベルが変化する。
これらの状態にあるパルス信号PLを、例えば１０秒に２回かあるいはそれ以上受信した場合には、制御回路１４は受信状態が基準範囲外にあり、受信成功ではないとみなす。
詳細には、例えば検出時間を１０秒程度として、この検出時間内において、パルス信号PLのレベルの変化が１秒間検出されなかった場合、および、検出したパルス幅が０．８、０．５、０．２s近辺でなかった場合をNGとして、NGが２回以上発生したときには受信不可とみなす。
【００２２】
なお、日本の標準電波JJYは、２００２年４月３０日現在、独立行政法人通信総合研究所（CRL）のもとで運用されている。標準電波の周波数としては、これまで４０kHzのものが使用されてきたが、２００１年１０月１日からは、６０kHzの標準電波を送信する送信所も開局されている。
また、変調波であるパルス信号PLの振幅は最大１００％、最小１０％である。
【００２３】
次に、長波標準電波の送信データについて説明する。
図３は、標準電波信号のタイムコードの一例である。
図３に示す通り、タイムコードは１分１周期（１フレーム）としてこれを６０分割し、１秒間ごとに１ビットの情報を割り当てて送信している。
【００２４】
タイムコードが送信する情報は時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日、うるう秒情報、時と分に対応するパリティ、予備ビット、停波予告情報であり、このうち時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日に関しては２進数（BCD（Binary Coded Decimal Notation：２進化１０進法）正論理）として表わし送信する。従って、時には２４時間制JSTの時を表わすために６ビット、分には７ビット、通算日には１０ビット、年には８ビット、曜日には３ビット必要となる。
なお、秒信号については、秒は電波のパルス信号の立ち上がりとし、パルスの立ち上がりの５５％値（１０％値と１００％値の中央）が標準時の１秒信号に同期する。
【００２５】
P信号は１フレームに７回送信され、正分（０秒）に対応するものがマーカーMと呼ばれ、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒に対応するものがそれぞれポジションマーカーP１〜P５と呼ばれる。
なお、もう１つのポジションマーカーP０は、通常（非うるう秒時）は５９秒の立ち上がりに対応する。このＰ信号が続けて現れるのは１フレーム中１回で５９秒、０秒の時、つまりポジションマーカーP０、マーカーMと続くときだけで、この続けて現れる位置が正分位置となる。つまり分・時データ等の時刻データはこの正分位置を基準としてフレーム中の位置が決まっているため、この正分位置の検出を正確に行わないと時刻データを取り出すことはできない。
【００２６】
ただし、標準電波のフレームのフォーマットは毎分同じわけではなく、図３に示すように、毎時１５分および４５分時のフォーマットと、それ以外の分の時刻のフォーマットは異なっている。予備ビットとうるう秒情報は図３（a）に示す１５分、４５分以外のフォーマットのみに含まれ、図３（b）に示すように、呼び出し符号と停波情報が、年情報と曜日情報の代わりに１５分、４５分のフォーマットにのみ現れる。
【００２７】
このように、タイムコードを含む標準電波を受信し、そこから得られるパルス信号PLをデコードすることにより、標準時刻を入手することができる。
【００２８】
しかしながら、電波の受信状態が悪い場合には、正確な標準時刻を入手できない。
受信アンテナ１１aの指向性と自動車の移動方向との関連、移動中の場所による電波の強弱、また、エンジンからのノイズの混入等の理由により、自動車の走行中の受信の成功確率は、停止中よりも低いと考えられる。従って、前述のように自動車が停止していることを検出して、停止したことを検出したら強制受信モードに入り、停止中に電波を受信することが考えられている。
しかしながら、アクセサリー端子ACC、起動スイッチ端子IGNからアクセサリースイッチおよび起動スイッチがオンまたはオフ状態にされたことを検出するのでは、前述のように、スイッチチャタリングにより制御回路１４が誤動作を起こす可能性がある。
【００２９】
本実施形態においては、前述のように、検出回路１６によって蛍光表示管１５のグリッド１８が通電状態にあるか非通電状態にあるかを検出することにより、アクセサリースイッチのオン、オフ、ならびにエンジンの起動、停止等の自動車の起動状態を判断する。
以下、本実施形態における、自動車の起動状態に応じた時刻修正制御動作について、図４を参照しながら述べる。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る時刻修正制御動作の一実施形態のフローチャートである。以下では、特に明記しない限り、時刻修正制御動作中の判断および処理は制御回路１４が行なうものとする。
時刻修正制御動作は、例えば制御回路１４がバッテリー端子BATに接続され、初期時刻が例えば手動により入力されたときから開始される。
【００３１】
時刻修正制御動作が開始されると、まず電波の定時受信時刻かどうかが判断される（ステップST１）。
定時受信とは、自動車の起動状態にかかわらず、所定の時刻に電波を受信することであり、例えば２４時や６時などの所定の設定時刻に受信動作が行なわれる。
定時受信時刻でない場合にはステップST２へ進み、受信時刻である場合にはステップST５へ進んで定時の時刻修正動作が開始される。
【００３２】
定時受信時刻でなかった場合には、次に検出回路１６からの入力を基にして、グリッド１８が非通電状態にあるか通電状態にあるか、即ち、蛍光表示管１５が消灯しているかどうかを判断する（ステップST２）。
検出回路１６からローレベルの検出信号DTが入力されている場合には、制御回路１４は蛍光表示管１５の表示が消灯していないと判断する。この場合には、エンジンが停止しておらず電波にノイズが混入しやすい状態、もしくは、エンジンは停止していてもアクセサリースイッチはオン状態であり、またエンジンが起動する可能性がある状態であるから、時刻修正動作は行なわず、定時受信時刻の判断を行なうステップST１の待機状態に戻る。
検出回路１６からハイレベルの検出信号DTが入力されている場合には、蛍光表示管１５の表示が消灯しており、エンジンだけでなくアクセサリースイッチもオフ状態にあり、自動車は完全に停止していると判断し、ステップST３へ進む。
【００３３】
蛍光表示管１５の表示が消灯しており自動車が停止していると判断したら、一例としてその時点から２４時間以内に、定時受信および強制受信を含めて正常に受信が成功して時刻修正動作が行なわれていたかどうかを判断する（ステップST３）。
もしも受信が成功したことがあったならば、現時点でのそれ以上の時刻修正動作は不要として、ステップST４に進む。
受信が成功しておらず時刻修正が行なわれていなかったならば、ステップ５以下の強制受信動作に入る。
もっと頻繁に時刻修正動作を行なわせたい場合には、ステップST３における判断の基準時間を短くすればよい。
ステップST３において強制受信の必要がなかった場合には、制御回路１４はその内部時計による時刻データを蛍光表示管ドライバ２２に送信し続ける計時処理を行ない（ステップST４）、ステップST１の待機状態に戻る。
【００３４】
ステップST３における判断により強制受信モードに入ったら、制御回路１４は受信回路１１bに指令信号CMDを送信し、電波の受信を開始させる（ステップST５）。
標準電波の時刻コードは１分間で１フレームとなっているが、電波状況や周囲からのノイズ等の原因により完全な時刻コードが得られない場合もある。また、前述のように時刻によりデータフォーマットも異なる。従って、電波受信時間を例えば１０分間と設定し、この受信時間中は常に電波を受信し続けるようにする。内部時計により受信時間が終了したかどうかを判断し（ステップST６）、受信時間内には計時処理を行ない（ステップST７）、受信時間が終了して受信が完了したらステップST８へ進む。
【００３５】
受信が完了したら、制御回路１４は受信回路１１bからのパルス信号PLをデコードし、完全な時刻コードが得られているかどうかを判断する（ステップST８）。
受信が成功しておらず完全な時刻コードが得られていない場合には、受信によって得られた時刻は用いず、内部時計の時刻による計時処理を行ない、ステップST１の待機状態に戻る（ステップST９）。
【００３６】
ステップST８において完全な時刻コードが得られ受信が成功したと判断された場合には、内部時計の時刻を受信により得られた新たな時刻に修正する時刻修正処理を行なう（ステップST１０）。
ステップST１０における時刻修正処理が終了したら、ステップST１における待機状態に戻り、制御回路１４は定時受信時刻かどうかを判断し続ける。
ステップST１〜ST１０のループを抜けるのは、例えば、自動車からバッテリーが外されて制御回路１４への電力の供給が断たれた場合である。
【００３７】
ステップST５〜ST１０は、定時における通常受信モードと蛍光表示管１５の消灯における強制受信モードとで共通であり、制御回路１４の内部時計の時刻が修正される。
もし蛍光表示管１５の点灯時に定時受信時刻となり新たな時刻が入手されると、制御回路１４は修正した内部時計の時刻に基づいた時刻を蛍光表示管１５に表示させる。
蛍光表示管１５が消灯された際の強制受信、もしくは蛍光表示管１５の消灯中の通常受信により時刻が修正された場合には、制御回路１４は、次に蛍光表示管１５が点灯したときに、修正した内部時計に基づいた時刻を蛍光表示管１５に表示させる。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、アクセサリースイッチがオフ状態になり、グリッド１８が非通電状態になって蛍光表示管１５が消灯したときに強制受信を行なう。従って、アクセサリースイッチはオンのままで、起動スイッチがオフになることによるエンジン停止や、車速を検出する場合に較べて、エンジンの再起動や運転によるノイズの混入を避けられる可能性が高い。
また、アクセサリースイッチおよび起動スイッチのオン・オフ状態を直接検出するのではなく、蛍光表示管１５のグリッド１８に流れる電流の状態を検出するため、スイッチの動作によるチャタリングの影響を受けることなく、安定して時刻修正制御動作に移行することができる。また、チャタリング防止回路等のさらなる部品を設ける必要がなく、電波修正時計のコストの上昇を抑制することができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。例えば、検出回路１６の構成は、グリッド電流を検出可能なように適宜構成すればよい。
また、上述の実施形態においては蛍光表示管１５が消灯するとすぐ受信動作に入ったが、例えば消灯してから所定時間経過した後に受信および時刻修正を行なうようにしてもよい。
さらには、標準電波JJYを直接受信するのではなく、例えば車庫に設けられているブースター等の時刻送信装置から標準時刻を入手してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、低コストで、例えばスイッチチャタリングによる誤動作を生じることなく、安定した時刻修正動作を行なうことが可能な車載用自動修正時計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る車載用電波修正時計の一実施形態の概略構成図である。
【図２】図２は、標準電波の信号パターンを示す図である。
【図３】図３は、標準電波のタイムコードの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る時刻修正制御動作の一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１…車載用電波修正時計
１１a…受信アンテナ
１１b…受信回路
１３…発振回路
１４…制御回路
１５…蛍光表示管
１６…検出回路
１８…グリッド（格子電極）
２０…フィラメント（陰極）
２２…蛍光表示管ドライバ
２４…電流検出抵抗
Tr１，Tr２…トランジスタ
【図１】
0003685454.tif 000002
【図２】
0003685454.tif 000003
【図３】
0003685454.tif 000004
【図４】
0003685454.tif 000005