(57)【要約】【課題】電源供給電圧による作動中にバッテリ電圧が安価な手段で、かつバッテリに対する非常に少ない負荷でチェックし、不十分なバッテリ電圧の状態を表示する。【解決手段】本発明は、クロックモジュール（ＲＴＣ）に対する電源供給電圧（ＵＶ）が機能電子装置（μＣ）によって周期的または散発的に的確に引き下げられ、電源供給電圧が引き下げられたときに機能電子装置（μＣ）とクロックモジュール（ＲＴＣ）との間で通信が開始され、通信が成功するかどうかがチェックされ、引き下げられた電源供給電圧にもかかわらずこの通信が成功したときは、バッテリ電圧（ＵＢ）がバッテリ動作に不十分な大きさしかないことを示唆する信号が生成されることを特徴とするクロックモジュールの作動方法及び回路である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続され、バッテリでバックアップされるクロックモジュールを作動させる方法であって、このクロックモジュールは機能を適時に制御する機能電子装置と通信し、上記電源からの供給が停止するとクロックモジュールのコンパレータがバッテリへの切換を行う方法において、
クロックモジュール（ＲＴＣ）に対する電源供給電圧（ＵＶ）が機能電子装置（μＣ）によって周期的又は散発的に引き下げられ、電源供給電圧が引き下げられたときに機能電子装置（μＣ）とクロックモジュール（ＲＴＣ）との間で通信が開始され、通信が成功するかどうかがチェックされ、引き下げられた電源供給電圧にもかかわらずこの通信が成功したときは、バッテリ電圧（ＵＢ）がバッテリ動作に不十分な大きさしかないことを示唆する信号が生成されることを特徴とするクロックモジュールの作動方法。
【請求項２】
クロックモジュール（ＲＴＣ）がバッテリ（Ｂ）に切り換えられない程度に電源供給電圧（ＵＶ）が引き下げられる、請求項１に記載のクロックモジュールの作動方法。
【請求項３】
電源供給電圧（ＵＶ）が、バッテリ電圧（ＵＢ）を係数（Ｆ）だけ上回る閾値（ＵＳ）を下回っていると、クロックモジュール（ＲＴＣ）によって機能電子装置（μＣ）との通信が中断される、請求項１又は２のいずれかに記載のクロックモジュールの作動方法。
【請求項４】
前記係数（Ｆ）は１から１．５の間であり、特に約１．２５である、請求項３に記載のクロックモジュールの作動方法。
【請求項５】
電源に接続され、機能電子装置を備える、バッテリでバックアップされるクロックモジュールを作動させるための回路において、
分圧器（Ｒ１、Ｒ４）がクロックモジュール（ＲＴＣ）の供給電圧入力部（ＥＶ）に接続されており、機能電子装置（μＣ）は供給電圧（ＵＶ）を引き下げるために分圧器（Ｒ１、Ｒ４）を周期的に有効になるように切り換え、クロックモジュール（ＲＴＣ）のコンパレータ（Ｋ）がバッテリ電圧（ＵＢ）と供給電圧（ＵＶ）を検出し、バッテリ電圧（ＵＢ’）と引き下げられた供給電圧（ＵＶ’）との差異が大きいとバッテリ切れ表示を行うクロックモジュールの作動回路。
【請求項６】
機能電子装置（μＣ）とクロックモジュール（ＲＴＣ）の間に介在する通信回線（ＳＤＡ、ＣＬＫ）に抵抗器（Ｒ２、Ｒ３）が接続されている、請求項５に記載のクロックモジュールの作動回路。
【請求項７】
クロックモジュール（ＲＴＣ）の供給電圧入力部（ＥＶ）に、引き下げられた供給電圧（ＵＶ’）を平滑化するコンデンサ（Ｃ１）が接続されている、請求項５または６のいずれかに記載のクロックモジュールの作動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源に接続されバッテリでバックアップされるクロックモジュールを作動させる方法及び回路に係り、特に当該クロックモジュールが機能を適時に制御する機能電子装置と通信し、電源からの電圧供給が停止するとクロックモジュールのコンパレータがバッテリへの切換を行う、クロックモジュールの作動方法及びクロックモジュールの作動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な機能電子装置によって、特定の機能が正しい時刻で制御されることが望まれている。機能電子装置とクロックモジュールは、通常の場合、電源から導き出される供給電圧からの供給を受ける。停電が起こったときや供給電圧が低下したときにクロックモジュールの作動を引き続き維持するために、バッテリが設けられている。しかし、供給電圧の停止時にバッテリへの切換が行われても、バッテリ電圧がもはやクロックモジュールを作動させるのに十分でないならば、実時間は失われてしまう。
【０００３】
例えば、電力供給会社から供給されるリリース信号なしで作動する電気蓄熱式ヒータのチャージ制御の場合、クロックモジュールの中断は問題につながる。というのも、蓄熱器のチャージを設定する時間信号を利用できなくなってしまうからである。つまり、蓄熱器は誤った時間にチャージされ、その為に、時間が限定されている低い料金表ではなく、高い料金表でチャージされてしまう。
【０００４】
今日では、様々なメーカーのクロックモジュール、即ちリアルタイムクロックモジュール（ＲＴＣ）が知られており、例えばＳＴマイクロエレクトロニクス社（ＳＴ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）の型式Ｍ４１Ｔ３６などが知られている。これらのクロックモジュールでは、電源供給電圧が停止すると、電源供給電圧からバッテリへの内部的な切換が自動的に行われるものの、バッテリ電圧そのものは監視されない。つまり、供給電圧が停止し、例えば時間の経過などのせいでバッテリ電圧も不十分な大きさしかないという場合が起こり得る。
【０００５】
バッテリ電圧を監視するための内部回路を追加的に搭載しているＲＴＣモジュールも知られている。このような回路は高いコストがかかり、それに応じてこの種のモジュールは高価である。
【０００６】
バッテリ電圧を監視するための外部測定回路を設けることは、不都合である。というのも、バッテリ運転時のＲＴＣモジュールの動作電流はきわめて小さいからである。この動作電流は約１μＡ又はそれ以下である。通常の安価な測定回路のコンポーネントでは、この範囲内又は範囲外の漏れ電流が生じる。つまり、測定回路のほうがＲＴＣモジュールよりもバッテリに強い負荷を与えることになってしまう。そのため、電源供給電圧が存在しているときにバッテリ電圧を測定すると、ＲＴＣモジュール自体によって負荷されていないにもかかわらずバッテリの容量が使い果たされてしまう結果となる。
【０００７】
ドイツ特許第２５４２６０５号には、バッテリ電圧測定回路を備える電子時計が記載されている。電源から導き出される供給電圧による動作は意図されていない。
【特許文献１】ドイツ特許第２５４２６０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、電源供給電圧による作動中にバッテリ電圧が安価な手段で、かつバッテリに対する非常に少ない負荷でチェックされ、不十分なバッテリ電圧の状態が表示される、クロックモジュールの作動方法及びクロックモジュールの作動回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、電源に接続され、バッテリでバックアップされるクロックモジュールを作動させる方法であって、このクロックモジュールは機能を適時に制御する機能電子装置と通信し、上記電源からの供給が停止するとクロックモジュールのコンパレータがバッテリへの切換を行う方法において、クロックモジュール（ＲＴＣ）に対する電源供給電圧（ＵＶ）が機能電子装置（μＣ）によって周期的又は散発的に引き下げられ、電源供給電圧が引き下げられたときに機能電子装置（μＣ）とクロックモジュール（ＲＴＣ）との間で通信が開始され、通信が成功するかどうかがチェックされ、引き下げられた電源供給電圧にもかかわらずこの通信が成功したときは、バッテリ電圧（ＵＢ）がバッテリ動作に不十分な大きさしかないことを示唆する信号が生成されることを特徴とするクロックモジュールの作動方法が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様において、クロックモジュール（ＲＴＣ）がバッテリ（Ｂ）に切り換えられない程度に電源供給電圧（ＵＶ）が引き下げられるクロックモジュールの作動方法が提供される。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、上記第１又は第２の態様において、電源供給電圧（ＵＶ）が、バッテリ電圧（ＵＢ）を係数（Ｆ）だけ上回る閾値（ＵＳ）を下回っていると、クロックモジュール（ＲＴＣ）によって機能電子装置（μＣ）との通信が中断されるクロックモジュールの作動方法が提供される。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、上記第３の態様において、前記係数（Ｆ）は１から１．５の間であり、特に約１．２５であるクロックモジュールの作動方法が提供される。
【００１３】
本発明の第５の態様によれば、電源に接続され、機能電子装置を備える、バッテリでバックアップされるクロックモジュールを作動させるための回路において、分圧器（Ｒ１、Ｒ４）がクロックモジュール（ＲＴＣ）の供給電圧入力部（ＥＶ）に接続されており、機能電子装置（μＣ）は供給電圧（ＵＶ）を引き下げるために分圧器（Ｒ１、Ｒ４）を周期的に有効になるように切り換え、クロックモジュール（ＲＴＣ）のコンパレータ（Ｋ）がバッテリ電圧（ＵＢ）と供給電圧（ＵＶ）を検出し、バッテリ電圧（ＵＢ’）と引き下げられた供給電圧（ＵＶ’）との差異が大きいとバッテリ切れ表示を行うクロックモジュールの作動回路が提供される。
【００１４】
本発明の第６の態様によれば、上記第５の態様において、機能電子装置（μＣ）とクロックモジュール（ＲＴＣ）の間に介在する通信回線（ＳＤＡ、ＣＬＫ）に抵抗器（Ｒ２、Ｒ３）が接続されているクロックモジュールの作動回路が提供される。
【００１５】
本発明の第７の態様によれば、上記第５又は第６の態様において、クロックモジュール（ＲＴＣ）の供給電圧入力部（ＥＶ）に、引き下げられた供給電圧（ＵＶ’）を平滑化するコンデンサ（Ｃ１）が接続されているクロックモジュールの作動回路が提供される。
【００１６】
通常の作動時に、例えばマイクロコントローラである機能電子装置によって、クロックモジュールへの供給電圧が一時的に的確に引き下げられ、機能電子装置はこの時間中にもクロックモジュールと通信してその通信結果をチェックすることによって、バッテリ電圧が監視される。その際に、通信が成功しなかったことが判明すると、このことは、バッテリ電圧が十分な大きさであることを示す徴候である。それに対して、供給電圧の低下にもかかわらず通信が成功すれば、このことは、バッテリ電圧がまだ不十分であることを示す徴候であり、その旨がユーザーにわかるように表示される。このように、もともと存在している機能電子装置がバッテリ電圧の管理に利用される。バッテリに負荷を与えることになる追加の測定回路は不要である。内部でバッテリ電圧を監視する高価なＲＴＣモジュールも必要ない。
【００１７】
上述した方法および上述した回路は、適当な機能電子装置と、バッテリでバックアップされるクロックモジュールとを有する、あらゆる電源駆動式の装置で利用することができる。例えば各種のパーソナルコンピュータでの適用が可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電源供給電圧による作動中にバッテリ電圧が安価な手段で、且つバッテリに対する非常に少ない負荷でチェックされ、不十分なバッテリ電圧の状態が表示される、クロックモジュールの作動方法及びクロックモジュールの作動回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態に係るクロックモジュールの作動方法を実現するクロックモジュールの作動回路の構成を示すブロック図である。
【００２１】
機能電子装置μＣ、例えばマイクロコントローラによって、例えば蓄熱式ヒータの場合ならばリアルタイムでチャージを行うための電気ヒータ、放熱のためのファン、例えば７セグメント表示器等の表示装置といった機能が制御される。時刻はクロックモジュールＲＴＣが供給し、そのためにＳＤＡ回線とＣＬＫ回線を介して、機能電子装置μＣとクロックモジュールＲＴＣとの間でデータテレグラムが交換される。機能電子装置μＣとクロックモジュールＲＴＣは、市販されている集積回路モジュールである。機能電子装置μＣには、電源から導き出された、例えば５Ｖの供給電圧ＵＶが印加される。供給電圧ＵＶには、抵抗器Ｒ１、Ｒ４からなる分圧器が接続されている。分圧器Ｒ１、Ｒ４のタップには、機能電子装置μＣのＩ／Ｏポートと、クロックモジュールＲＴＣの供給電圧入力部ＥＶとが接続されている。このＩ／Ｏポートは、出力部としても高抵抗入力部としても作動することができるという、それ自体公知の特性を備えている。
【００２２】
クロックモジュールＲＴＣにはバッテリＢが接続されており、その定格バッテリ電圧ＵＢは例えば３Ｖである。
【００２３】
クロックモジュールＲＴＣは、それ自体公知のやり方で、クロックモジュールＲＴＣの供給電圧入力部ＥＶの電圧とバッテリ電圧ＵＢとを比較する少なくとも１つのコンパレータＫを内部に有している。
【００２４】
通常の動作では、Ｉ／Ｏポートは出力部として接続されており、「ハイ」に設定されている。この事例ではこのポートに５Ｖの供給電圧ＵＶが印加される。したがって抵抗器Ｒ１は短絡しており、供給電圧入力部ＥＶには供給電圧ＵＶが印加される。
【００２５】
しかし、供給電圧ＵＶが停止すると、コンパレータＫがそのことを確認してクロックモジュールＲＴＣをバッテリＢに切り換え、それによって（バッテリ電圧ＵＢがまだ十分に大きいという前提条件のもとで）クロックモジュールＲＴＣが引き続き作動する。そして機能電子装置μＣの動作は中断される。供給電圧ＵＶが再び発生すると、機能電子装置μＣも再び作動し、クロックモジュールＲＴＣは再び供給電圧ＵＶに切り換わる。供給電圧ＵＶの停止中に時間は失われないので、機能電子装置μＣは、供給電圧ＵＶの停止後もクロックモジュールＲＴＣから再び正しい時刻を受信する。
【００２６】
ところが、バッテリＢの容量が使い果たされたために、供給電圧ＵＶの停止時にバッテリ電圧ＵＢがもはや十分に大きくないという場合が起こり得る。バッテリ電圧ＵＢを管理するために、次のようなことが意図される。
【００２７】
機能電子装置μＣが検査サイクルでＩ／Ｏポートを一時的に「入力」に切り換え、このことは図２と図３に示す時点ｔ１で行われる。それにより、分圧器Ｒ１、Ｒ４が有効となり、分圧器Ｒ１、Ｒ４の設計に依存して決まる。この例では３．２Ｖである的確に引き下げられた供給電圧ＵＶ’が、クロックモジュールＲＴＣの供給電圧入力部ＥＶで発生する（図２、図３参照）。
【００２８】
供給電圧ＵＶをコンパレータＫで監視しているクロックモジュールＲＴＣは、その供給電圧入力部ＥＶに印加される供給電圧ＵＶが、そのつどのバッテリ電圧ＵＢよりも係数Ｆだけ大きい閾値ＵＳを下回ると、機能電子装置μＣとの通信を中断するように設計されている。係数Ｆは、閾値ＵＳが、期待されるべきバッテリ電圧ＵＢと等しいかまたはこれよりも高く、かつ、供給電圧ＵＶよりも低くなるように設定されている。係数Ｆは１から１．５の間であってよい。本実施例では係数は１．２５である。係数Ｆ＞１を選択することで、供給電圧ＵＶの停止時に、機能電子装置μＣとクロックモジュールＲＴＣの間の時刻伝達を損なうことになる不完全なデータテレグラム、またはエラーを含んだデータテレグラムが発生するのを防止することが意図される。
【００２９】
図２では、バッテリ電圧ＵＢが標準値であり、すなわちこの事例では３Ｖであるものと想定されている。それに応じて、閾値ＵＳは３Ｖ×１．２５＝３．７５Ｖである。
【００３０】
図２が示すように、検査サイクルすなわち時点ｔ２とｔ３の間で３．２Ｖまで引下げられた供給電圧ＵＶ’は、閾値ＵＳを下回っている。したがって検査サイクルｔ２からｔ３では通信が成功しない。機能電子装置μＣがこのことを確認し、それに基づいて、最新のバッテリ電圧ＵＢは十分に高いと判断する。そして機能電子装置はＩ／Ｏポートを再び「出力」に切り換え、それにより、クロックモジュールＲＴＣは再び通常どおり、例えば５Ｖの供給電圧ＵＶで引き続き作動する。
【００３１】
図３では、バッテリ電圧ＵＢ’が不十分な大きさであり、２．５Ｖであると仮定している。それに応じて閾値ＵＳ’は１．２５×２．５Ｖ＝３．１２５Ｖとなる。検査サイクルで引き下げられた、この事例では３．２Ｖである供給電圧ＵＶ’が今回は閾値ＵＳ’を上回っているので、通信が中断されない。機能電子装置μＣは、供給電圧ＵＶ’が引き下げられたにもかかわらず通信が中断されないことを認識する。機能電子装置はこのことを、いつか必要になるかもしれないバッテリ動作のためにバッテリ電圧ＵＢが不十分な大きさであることを示す徴候として判断する。機能電子装置μＣは、例えば自らが制御する表示装置を点滅させたり、あるいはその他の信号を発することによって相応の表示を開始する。それによってユーザーは、バッテリＢを交換すべきであるという示唆を受ける。このことは設計工学的に簡単なやり方で、かつバッテリＢへの負荷なしに実現される。ｔ１からｔ３の間に行われる検査サイクル自体は非常に短くてよく、例えば１ｓ以下であってよい。この検査サイクルを長い時間的間隔で、例えば数日後にあらためて実施すればそれで十分である。
【００３２】
分圧器Ｒ１、Ｒ４のタップとＳＤＡ回線ならびにＣＬＫ回線との間には、抵抗器Ｒ２、Ｒ３が介在している。これらの抵抗器は、機能電子装置μＣとクロックモジュールＲＴＣとの間のデータ伝送時ないし通信時に発生するパルスによって、供給電圧ＵＶないし引き下げられた供給電圧ＵＶ’に影響が出るのを防ぐためのものである。
【００３３】
供給電圧入力部ＥＶに接続されたコンデンサＣ１は、引き下げられた供給電圧ＵＶ’を緩衝し、それによって評価のための安定性を向上させる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の一実施の形態では、通常の作動時に、例えばマイクロコントローラである機能電子装置によって、クロックモジュールへの供給電圧が一時的に的確に引き下げられ、機能電子装置はこの時間中にもクロックモジュールと通信してその通信結果をチェックすることによって、バッテリ電圧が監視される。その際に、通信が成功しなかったことが判明すると、このことは、バッテリ電圧が十分な大きさであることを示す徴候である。それに対して、供給電圧の低下にもかかわらず通信が成功すれば、このことは、バッテリ電圧がまだ不十分であることを示す徴候であり、その旨がユーザーにわかるように表示される。このように、もともと存在している機能電子装置がバッテリ電圧の管理に利用される。バッテリに負荷を与えることになる追加の測定回路は不要である。内部でバッテリ電圧を監視する高価なＲＴＣモジュールも必要ない。
【００３５】
上述した方法および上述した回路は、適当な機能電子装置と、バッテリでバックアップされるクロックモジュールとを有する、あらゆる電源駆動式の装置で利用することができる。例えば各種のパーソナルコンピュータでの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るクロックモジュールの作動方法を実現するクロックモジュールの作動回路の構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリ電圧が十分な場合の電圧・時間グラフである。
【図３】バッテリ電圧が不十分な場合の電圧・時間グラフである。
【符号の説明】
【００３７】
μＣ・・・機能電子装置、ＲＴＣ・・・クロックモジュール、ＵＶ，ＵＶ’・・・供給電圧、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・抵抗器、ＥＶ・・・供給電圧入力部、Ｂ・・・バッテリ、ＵＢ，ＵＢ’・・・バッテリ電圧、Ｋ・・・コンパレータ、ｔ１，ｔ２，ｔ３・・・時点、Ｆ・・・係数、ＵＳ，ＵＳ’・・・  閾値、Ｃ１・・・コンデンサ。
【図１】
2005124393.tif 000003
【図２】
2005124393.tif 000004
【図３】
2005124393.tif 000005