(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子を含む水晶発振回路の発振周波数を計数して時刻を刻み、当該時刻を時刻表示手段により表示させる車両用電子時計において、
通常モードまたは電力低消費モードにかかわらず前記発振周波数の計時時刻を刻み動作させる制御部を備えると共に、  
前記制御部が通常モードにおいて給電制御し、前記水晶振動子の周囲温度を測定する温度測定手段を設け、
さらに、前記制御部には、前記水晶発振回路に使用する水晶振動子の実際の周波数温度特性に関する特性データと、水晶発振回路を形成する水晶振動子、コンデンサ、抵抗の固有の特性値のバラツキ、また、これらを基板に実装した後に積算される値のバラツキを考慮した個体差データとを記憶させるデータ記憶手段と、
前記温度測定手段で測定した温度データと前記データ記憶手段の特性データ及び個体差データとから時刻補正値を演算する演算手段と、
前記演算手段で演算した時刻補正値にしたがって前記発振周波数の計時時刻を補正する補正手段とからなる補正処理手段を備え、
前記制御部が通常モードにおいて前記温度測定手段と前記補正処理手段とを動作させて時刻補正を行い、前記制御部が電力低消費モードに移行した後は、所定の時間間隔で通常モードに戻り時刻補正を可能としたことを特徴とする車両用電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載した車両用電子時計において、
前記制御部は、イグニションスイッチのＯＮで通常モード、当該スイッチのＯＦＦで電力低消費モードに移行可能であり、電力低消費モードにおいては、時刻計測処理の割り込み信号を確認して通常モードに移り、前記補正処理手段の動作により時刻補正した後、電力低消費モードに戻る構成としたことを特徴とする車両用電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水晶振動子を含む水晶発振回路の発振周波数を計数して時刻を刻む車両用の電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
音叉型水晶振動子を有する電子時計が広く知られている。
図３はこの種の電子時計の一例を示したブロック図である。
この図において、１０はマイクロプロセッサ、１１は時間標準源となる水晶振動子、１２はこの水晶振動子１１と共に水晶発振回路１３を構成するコンデンサである。
【０００３】
また、１４は水晶発振回路１３の発振周波数を分周して１Ｈｚの信号とする分周回路やカウンタ回路等を内蔵した時刻を刻む集積回路、１５はこの集積回路１４から時刻データを読み取って液晶等の表示装置１６に表示させると共に、必要に応じて前記集積回路１４の時刻データを任意の時刻にプリセットする制御部である。
【０００４】
一般に、水晶発振回路１３の発振周波数は、図４に示した周波数温度特性のように、周囲温度によって変化する。
すなわち、発振周波数が温度変化にしたがって放物線状の特性曲線となり、特性曲線の頂点が約２５℃で周波数偏差が零となる。
つまり、基準温度約２５℃で基準周波数（３２．７６８ｋＨｚ）の発振信号を出力する。
また、この発振周波数は、周囲温度が高くても、また、低くなっても低下するため、時刻の遅れが生じることになる。
【０００５】
そこで、この従来例の電子時計では、水晶振動子１１の周囲温度を測定する温度測定部１７と、温度変化に対する発振周波数の変化を示す図４の周波数温度特性の特性データを予め記憶させた記憶部１８と、集積回路１４で刻まれた時刻を温度測定部１７からの温度データと記憶部１８の特性データとに基づいて補正する補正部１９とからなる補正手段を備えている。
【０００６】
この補正手段は、補正部１９が一定時間毎、例えば、１時間経過する毎に、温度測定部１７で測定した温度データを取り込み、この温度データと記憶部１８の特性データに基づき１時間分の遅れ時間の補正データを演算算出し、この補正データを集積回路１４から得られた現在の時刻データに加算して遅れ時間を補正し、この補正した時刻データを集積回路１４に新たにプリセットする。
これによって、例えば、１時間単位で温度による時刻の遅れが補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−８２５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来の電子時計は、温度測定部１７が起動信号などのトリガーによって動作するものではなく、水晶振動子１１の周囲温度を測定するために常に動作させておく必要があるが、温度測定部１７を常に動作させるとその分消費電力が増加するという問題がある。
【０００９】
また、水晶振動子は、個々の製品に特性のバラツキがあり固有の特性を持って
おり、水晶振動子だけでなく、抵抗、コンデンサ等にも固有の特性があることから、水晶発振回路を構成した際に、それらの特性が積算されて生じるバラツキもあるため、水晶発振回路１３の発振周波数が水晶振動子１１及び水晶発振回路１３の固有の特性によって製品毎に若干変わったものとなるために、正確な時刻補正が困難となる場合がある。
【００１０】
車両に搭載された電子時計は、電力節約のために、イグニッションスイッチをＯＦＦさせた後は制御部１５を電力低消費モードに切り換えるものが多い。
この場合、時刻の計時は進むが補正手段が非動作状態となることから、時刻補正できなく、車両を使用しない時間が長くなるほど時刻の遅れが大きくなる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の実情にかんがみ、水晶振動子の周囲温度と固有の特性や水晶発振回路が発振する周波数の固体毎のバラツキにかかわらず、精度高く時刻補正することができる上、電力消費を可能なるかぎり少なくすることができる車両用電子時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、水晶振動子を含む水晶発振回路の発振周波数を計数して時刻を刻み、当該時刻を時刻表示手段により表示させる車両用電子時計において、通常モードまたは電力低消費モードにかかわらず前記発振周波数の計時時刻を刻み動作させる制御部を備えると共に、前記制御部が通常モードにおいて給電制御し、前記水晶振動子の周囲温度を測定する温度測定手段を設け、さらに、前記制御部には、前記水晶発振回路に使用する水晶振動子の実際の周波数温度特性に関する特性データと、水晶発振回路を形成する水晶振動子、コンデンサ、抵抗の固有の特性値のバラツキ、また、これらを基板に実装した後に積算される値のバラツキを考慮した個体差データとを記憶させるデータ記憶手段と、前記温度測定手段で測定した温度データと前記データ記憶手段の特性データ及び個体差データとから時刻補正値を演算する演算手段と、前記演算手段で演算した時刻補正値にしたがって前記発振周波数の計時時刻を補正する補正手段とからなる補正処理手段を備え、前記制御部が通常モードにおいて前記温度測定手段と前記補正処理手段とを動作させて時刻補正を行い、前記制御部が電力低消費モードに移行した後は、所定の時間間隔で通常モードに戻り時刻補正を可能としたことを特徴とする車両用電子時計を提案する。
【００１５】
第２の発明としては、上記した第１の発明に記載した車両用電子時計において、前記制御部は、イグニションスイッチのＯＮで通常モード、当該スイッチのＯＦＦで電力低消費モードに移行可能であり、電力低消費モードにおいては、時刻計測処理の割り込み信号を確認して通常モードに移り、前記補正処理手段の動作により時刻補正した後、電力低消費モードに戻る構成としたことを特徴とする車両用電子時計を提案する。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明の電子時計は、温度測定データと水晶振動子が持つ周波数温度特性の特性データとから時刻補正値が演算され、さらに、このように演算された時刻補正値にしたがって前記発振周波数の計時時刻を補正する構成としてある。
【００１７】
したがって、水晶振動子の周囲温度に応じて補正された時刻表示が可能になる。
特に、本発明の電子時計は、車両が使用されていない状態で制御部が電力低消費モードとなっている場合でも所定の時間間隔で通常モードに戻って時刻補正するので、高い精度の電子時計となる他、屋外で天候による気温の変化等の影響を受け易い車両搭載の電子時計として実施して有効となる。
【００１８】
また、第１の発明の電子時計は、温度測定データと水晶発振回路に実際に使用した水晶振動子が持つ周波数温度特性の特性データとに基づいて時刻補正値を演算し、その時刻補正値によって時刻補正するので、高精度の時刻補正が可能になる。
【００１９】
さらに、第１の発明の電子時計は、水晶発振回路を形成する水晶振動子、コンデンサ、抵抗の固有の特性値のバラツキ、また、これらを基板に実装した後に積算される値のバラツキを考慮した個体差データを考慮して時刻補正値を演算し、その時刻補正値によって時刻補正するので、より高精度の時刻補正が可能になる。
【００２０】
第２の発明の電子時計は、制御部が電力低消費モードにある場合は、時刻補正処理の割り込み信号を確認して通常モードとなり、この通常モードで上記同様に時刻補正され、その後、電力低消費モードに戻る。
したがって、電力低消費モードでの時刻の遅れを可能なるかぎりカバーすることができる電子時計となるから、使用頻度の少ない車両に搭載する電子時計として特に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である車両用電子時計を示したブロック図である。
【図２】上記した電子時計の電子制御動作を示したフローチャートである。
【図３】従来例の電子時計を示したブロック図である。
【図４】音叉型水晶振動子の周波数温度特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は車両用電子時計の電気回路を示すブロック図で、この時計回路２１は車載バッテリ（１２Ｖ）を電源として給電される。
したがって、ＣＰＵ（制御部）２２やその他の回路がレギュレータ２３を介してコントロ−ルユニット駆動電源として給電されるようになっている。
【００２３】
２４は水晶発振回路で、この水晶発振回路２４の発振周波数（以下、「原発振周波数ｆ０」という）の計数に基づいて時刻が刻まれる。
すなわち、ＣＰＵ２２には、原発振周波数ｆ０を分周する分周カウンタ２５、分周パルスをカウントして時刻（秒、分、時、日、年）を刻む時刻カウンタ２６、時刻データを補正する出力補正回路（補正手段）２７などを備えている。
【００２４】
また、ドライバ２８は液晶表示装置２９に時刻表示させるものである。
なお、ドライバ２８は、ＣＰＵ２２内部にその機能を有するもの、ＣＰＵ２２外部に専用ＩＣを実装してその機能を有するもののどちらかを用いても構わない。
さらに、液晶表示装置２９は、指針をモーター駆動する機械的な表示装置によっても構成することができる。
【００２５】
また、上記の水晶発振回路２４は、音叉型水晶振動子３０と２つのコンデンサ３１、抵抗４２によって形成した公知構成のものであり、一般に図４に示したような周波数温度特性を持つものである。
【００２６】
一方、サーミスタ３２は、水晶振動子３０の周囲温度を測定するもので、このサーミスタ３２と抵抗３３との分割電圧をセンサ検出回路３４により温度測定検出データＳ０として検出し、その温度測定検出データＳ０をＣＰＵ２２に入力する。
また、サーミスタ３２、抵抗３３、センサ検出回路３４からなる温度測定部３５は、レギュレータ２３とセンサ用電源回路３６を介してコントロ−ルユニット駆動電源によって給電する構成としてある。
【００２７】
なお、イグニッションスイッチ信号ライン４３から送られるイグニッションスイッチのＯＦＦ信号を確認して、ＣＰＵ２２が電力低消費モード（スタンバイモード）となり、上記温度測定部３５が非給電となる。
【００２８】
上記したセンサ検出回路３４によって検出された温度測定検出データＳ０は、ＣＰＵ２２のＲＡＭ３７に一時的に記憶させる。
また、このＣＰＵ２２には、データ記憶手段として、図４に示した一般の水晶振動子が持つ周波数温度特性の特性データを記憶させた書き換え不能なＲＯＭ３８を備えている。
さらに、ＣＰＵ２２には、ＲＡＭ３７の温度測定検出データＳ０とＲＯＭ３８の特性データとを読み出し、これらデータから周波数偏差値を演算する演算回路（演算手段）３９を備えている。
【００２９】
この演算回路３９は、測定された温度データに対応した周波数偏差データを検出し、周波数偏差データから原発振周波数ｆ０を基準として計測した時間の遅れを改善する時刻補正値を演算し、その時刻補正値を出力補正回路２７に送る。
そして、出力補正回路２７は、時刻カウンタ２６から送られる時刻データを演算回路３９から送られる時刻補正値によって補正し、温度変化によって生じた時刻遅れを改善し、その補正データをドライバ２８に送る。
【００３０】
他方、ＣＰＵ２２は、ＣＰＵプログラムがＣＰＵクロック４０のクロックパルスにより実行され、また、時計用クロック４１により時刻の計時が進行するようになっている。
そして、時計カウンタが時計クロックパルスを所定カウントする毎に割り込みプログラムが実行され、この割り込みプログラムの実行にしたがって時刻補正値が演算され、その時刻補正値にしたがって時刻補正処理がおこなわれる。
なお、ＣＰＵプログラムや割り込みプログラムはＲＯＭ３８に格納してある。
【００３１】
次に、上記のように構成した電子時計の動作について説明する。
イグニッションスイッチ信号ライン４３から入力するＯＮスイッチ信号を確認して通常モードとなるが、ＣＰＵ２２が通常モードにあるときは、所定時間（例えば、５分）間隔で、例えば、０．２５秒の処理を繰り返す割り込みプログラムの実行により時刻演算処理が行われ、演算された時刻補正値にしたがって、例えば、５分間隔で原発振周波数ｆ０に基づく計時時刻が補正される。
すなわち、割り込みプログラムでは、ＣＰＵ２２がセンサ用電源回路３６をＯＮさせるように動作し、温度測定部３５が給電状態となる。
【００３２】
したがって、センサ検出回路３４から温度測定データＳ０がＣＰＵ２２のＲＡＭ３７に書き込まれ、続いて、演算回路３９によってＲＡＭ３７の温度測定データＳ０とＲＯＭ３８の特性データとが読み出され、演算回路３９によって、測定された温度データに対応する周波数偏差が検出され、この周波数偏差より原発振周波数ｆ０の時刻補正値が演算される。
【００３３】
より具体的にのべれば、予めＲＯＭ３８に記憶されている周波数温度特性に関する特性データのうち、温度測定部３５で計測した温度測定検出データＳ０に応じた値を、周波数温度特性による補正量（時刻補正値）とし、このように演算された時刻補正値が出力補正回路２７に送られて時刻補正値を蓄積し、この出力補正回路２７によって、その時刻補正値が所定値（例えば、５分相当量）に達した時点で、原発振周波数ｆ０の計数に基づく時刻の遅れが補正される。
【００３４】
この所定値は、例えば±１００というように絶対値が同じプラスとマイナスのしきい値であり、時刻補正値が＋１００を超えた場合はカウントを＋１し、逆に時刻補正値が−１００を下回った場合はカウントを−１するように補正する。
上記のように補正処理された時刻データがドライバ２８に送られ、改善された時刻が液晶表示装置２９によって表示される。
【００３５】
他方、前述の通り、イグニッションスイッチをＯＦＦ位置に操作した場合は、ＣＰＵ２２が通常モードから電力低消費モードに移るが、割り込みプログラムの実行によって通常モードに遷移され、補正処理が行われる。
図２は、ＣＰＵ２２が電力低消費モードに移った場合の補正処理動作を示すフローチャートである。
【００３６】
このフローチャートに示すように、割り込み信号が発生したか否かを判断し、割り込み信号が確認されると、電力低消費モードから通常モードに遷移する。（ＳＴ２０１、ＳＴ２０２）
このように、短時間の割り込みの時だけ、ＣＰＵ２２がセンサ用電源回路３６をＯＮさせるように動作し、温度測定部３５が給電するので、温度測定部３５の電力消費が少ないから、電力消費の少ない時刻補正構成の電子時計となる。
【００３７】
ＣＰＵ２２が通常モードにおいてセンサ用電源回路３６をＯＮさせる。
したがって、サーミスタ３２によって水晶振動子周囲の温度が測定され、温度測定検出データＳ０がＣＰＵ２２に送られ、その後、センサ用電源回路３６がＯＦＦ動作される。（ＳＴ２０３、ＳＴ２０４、ＳＴ２０５）
続いて、演算回路３９が温度測定データＳ０と特性データに基づいて時刻補正値を演算し、この時刻補正値を出力補正回路２７に送る。（ＳＴ２０６）
【００３８】
そして、出力補正回路２７では、時刻補正値が所定値（例えば、１分相当量）より大か小かが判断され、小さいときは電力低消費モードにリターンし、大きいときは、原発振周波数ｆ０の計時を時刻補正値によって補正する。（ＳＴ２０７，ＳＴ２０８）
つまり、原発振周波数ｆ０を計数した時刻から所定値を足し引き、または加減し、時刻の遅れを改善する。（ＳＴ２０９．ＳＴ２１０）
上記補正処理が終わるとスタンバイモードにもどり、次の割り込み信号を待つことになる。
【００３９】
上記したように、本実施形態の車両用電子時計では、ＣＰＵ２２が図示しないイグニッションスイッチがＯＮで通常モード、ＯＦＦで電力低消費モードとなるが、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態にある場合でも所定の条件（例えば、ドアの開閉操作やキーレス用携帯スイッチのボタン操作があった場合等）を満たす場合にはＣＰＵ２２が通常モードへ移り、イグニッションスイッチがＯＦＦ位置で前述の所定条件を満たしていないときは、車両を使用していない状態と判断してＣＰＵ２２が電力低消費モードへ移るよう構成されている。
【００４０】
ＣＰＵ２２は、基本発振周波数３２．７６８ｋＨｚの水晶振動子３０を使用した水晶発振回路２４の原発振周波数ｆ０を基準として０．２５秒を計測する毎に、割り込みプログラムの実行により時計計測処理が行われる。
具体的には、原発振周波数ｆ０を分周カウンタ２５が分周し、時刻カウンタ２６が０．２５秒毎にカウントを＋１し、カウントが２４０（すなわち１分）に達したとき、分データが＋１され、カウントはリセットされて０から計測を再開する。さらに、一定時間（例えば、５分）時刻補正処理が行われる。
【００４１】
一方、上記した実施形態では、水晶振動子の標準的な周波数温度特性を特性データとしてＲＯＭ３８に格納したが、水晶振動子は製品個々に固有の周波数温度特性を有するので、周波数温度特性の標準特性データを水晶振動子個々に用いた場合には高い補正精度を期待することができない。
また、水晶振動子以外でも、水晶発振回路２４のコンデンサ３１や抵抗４２等の固有の特性値のバラツキ、また、これらを基板に実装した後に積算される値のバラツキも考慮する必要がある。
【００４２】
そこで、本発明の第２の実施形態では、使用する水晶振動子の実際の周波数温度特性に関する特性データは、予めＲＯＭ３８に記憶しておき、使用する水晶振動子３０を備えて形成した水晶発振回路２４より生じる個体差データは、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４４に記憶するように構成した。
したがって、本実施形態においては、データ記憶手段としては、ＲＯＭ
３８と不揮発性メモリ４４が相当する。
なお、不揮発性メモリ４４は図１に点線で示す如く、ＣＰＵ２２内部に備えてあるが、ＣＰＵ２２の外部からＣＰＵ２２へ接続させるものでもよい。
【００４３】
つまり、ＲＯＭ３８には、周波数温度特性の標準特性データを格納し、不揮発性メモリ４４には、上記の個体差データを格納しており、演算回路３９がＲＯＭ
３８及び不揮発性メモリ４４から標準特性データと個体差データとを合算した総合補正データを読み出し、この総合補正データにより時刻補正値を演算する構成としてある。
【００４４】
より具体的に述べれば、予めＲＯＭ３８に記憶されている周波数温度特性に関する特性データのうち、温度測定部３５で計測した温度測定検出データＳ０に応じた値を、周波数温度特性による補正量とし、車両の生産工程において計測した水晶発振回路２４の個体毎の値のバラツキを加味した値を、回路特性による補正量とする。
【００４５】
そして、周波数温度特性による補正量と回路特性による補正量とを演算回路３９が合算して総合補正データ（時刻補正値）とする。
このように構成された時刻補正値が出力補正回路２７に送られて時刻補正値を蓄積し、この出力補正回路２７によって、その時刻補正値が所定値（例えば、５分相当量）に達した時点で、原発振周波数ｆ０の計数に基づく時刻の遅れまたは進みが補正される。
【００４６】
なお、この第２の実施形態では、水晶発振回路２４の個体差データを加味して補正されるので、原発振周波数ｆ０に基づく時刻を遅れ補正する場合と進み補正する場合とがある。
このように構成すれば、水晶振動子３０個々の周波数温度特性のバラツキや、水晶振動子３０で水晶発振回路２４を構成した際に生じる個体差のバラツキがあっても、その周波数温度特性や個体差でのバラツキを加味した時刻補正が可能になるから、高い補正精度が期待できる電子時計となる。
【００４７】
なお、本実施形態では水晶発振回路２４の個体差データのバラツキを加味した値を回路特性による補正量としたが、水晶発振回路２４を構成する水晶振動子３０、コンデンサ３１、抵抗４２それぞれの個体毎のバラツキを回路特性による重みつき補正量としてもよく、あるいは水晶振動子３０のみの個体毎のバラツキを回路特性による補正量としてもよい。
また、上記した実施形態では、時刻補正処理を行う間隔を５分としたが、間隔をより短くすることで精度をさらに向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
車両に搭載する電子時計として適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２１  時計回路
２２  ＣＰＵ  
２４  水晶発振回路
２５  分周カウンタ
２６  時刻カウンタ
２７  出力補正回路
２９  液晶表示装置
３０  水晶振動子
３２  サーミスタ
３４  センサ検出回路
３５  温度測定部
３６  センサ用電源回路
３９  演算回路
【図１】
0005858379.tif 000002
【図２】
0005858379.tif 000003
【図３】
0005858379.tif 000004
【図４】
0005858379.tif 000005