(57)【要約】【課題】タイマー時間のバラツキを予め把握し電圧値に比例した補正量が設定できる補正手段で補正することで、マイコンに発振子を備えることなく高精度なタイマーを提供する。【解決手段】動作クロック発振用の発振素子を備えないマイコン１と、制御動作開始を指示する入力手段８と、制御対象の動作を入／切する出力手段１１と、補正手段５とを備え、前記マイコン１は、所定の時間のみ前記制御対象を動作させるタイマ機能を備え、前記補正手段５はアナログ電圧を前記マイコン１へ出力することで、前記タイマ機能の動作時間を電圧に応じて補正することができるので、発振子を備えずに簡単な構成で高精度なタイマーを提供することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作クロック発振用の発振素子を備えないマイコンと、制御動作開始を指示する入力手段と、制御対象の動作を入／切する出力手段と、補正手段とを備え、前記マイコンは、所定の時間のみ前記出力手段を動作させるタイマ機能を備え、前記補正手段はアナログ電圧を前記マイコンへ出力することで、前記タイマ機能の動作時間を電圧に応じて補正することができる構成としたタイマ制御装置。
【請求項２】
補正手段は、ＨｉまたはＬｏのロジック信号を出力する信号線を少なくとも１つ備え、前記マイコンへ出力することで、前記タイマ機能の動作時間を、予め設定された補正量で補正する構成とした請求項１に記載のタイマ制御装置。
【請求項３】
補正手段によって設定された補正量が、タイマ時間のバラツキ範囲から外れている場合は、補正しない構成とした請求項１または請求項２に記載のタイマ制御装置。
【請求項４】
タイマ時間より短い第２のタイマ時間で動作する出力を備えた請求項１または請求項２または請求項３に記載のタイマ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒータ等の負荷の動作を所定の時間だけ動作させるためのタイマーを備えた制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御装置は、交流電源に接続されている間は、交流電源の零ボルトの数を計数して時間計数し、しかもこのときに発振子のばらつきを計数して補正値を決めておき、交流電源に接続されていない間は、発振子のばらつきを補正した補正値に基づいて時間計数していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来の制御装置において、マイコン１中のＲＯＭに記憶されたプログラムのフローチャート図を示したもので、このフローチャート図に示すプログラムの手順に従って説明する。まず、ステップ２５で、交流電源に接続されているかどうかを判定し、交流電源に接続されていると、ステップ２６へ進む。ステップ２６で、５０Ｈｚかどうかを判定し、５０Ｈｚであればステップ２７でＦ＝１００とし、５０Ｈｚでなければステップ２８でＦ＝１２０とし、ステップ２９へ進む。ステップ２９で、交流電源が零ボルトかどうかを判定し、交流電源が零ボルトでなければステップ３０へ進み、ここで、カウンターが１／Ｆ秒を越えているかどうかを判定する。ステップ３０でカウンターが１／Ｆ秒以下であればステップ２９へ進み、ステップ３０でカウンターが１／Ｆ秒以下であればステップ２５へ進む。
【０００４】
ステップ２９で交流電源が零ボルトになれば、ステップ３１へ進み、Ｔ＝Ｔ＋１とし、ステップ３２へ進み、カウンターの値をＴ１に記憶する。さらにステップ３３でカウンターの値を零にしてステップ３４に進み、ここでＴ＜Ｆであればステップ２５へ進む。ステップ３４で、Ｔ≧Ｆであればステップ３５へ進み、時間計数を１秒増やしてからステップ２５へ進む。
【０００５】
ステップ２５で交流電源に接続されていないと判定されると、ステップ３６へ進み、ステップ３６でカウンターがＴ１以上であると、ステップ３７で時間計数を１秒増やしてからステップ２５へ進む。ステップ３６でカウンターがＴ１以下であると、そのままステップ２５へ進む。
【特許文献１】特公平０７−００４３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、交流電源を備えた機器には適用できるが、バッテリーのみで動作する例えば車載用機器において適用することが出来ないという課題を有していた。また、設定精度が交流電源の精度よりも高精度には設定できないという課題も有していた。さらに、マイコンには高精度な発振子（セラミック発振子又は水晶発振子）を使用しなければならず、コストや実装面積の点でも不利となっていた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、交流電源を使わないバッテリー動作用機器において、タイマー時間の補正が簡単に出来るようにすることでマイコンに発振子を使用することなく精度の高い制御装置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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のタイマー制御装置は、タイマー時間の補正
手段を備えることで、タイマー時間の誤差を補正することが出来、高精度な発振素子を使った発振回路をマイコンに備えることなく高精度なタイマー制御装置を提供することが出来る。
【０００９】
また、本発明のタイマー制御装置は、補正されたタイマー時間が正常値の範囲を超えた場合には補正をしない構成としており、補正手段の異常時にも安心して使用することが出来る。
【００１０】
また、タイマ時間より短い第２のタイマ時間を出力することで、より短時間に補正値を確定することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタイマー制御装置は、タイマー時間の誤差を補正することで、高精度な発振素子を使った発振回路をマイコンに備えることなく高精度なタイマー制御装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、動作クロック発振用の発振素子を備えないマイコンと、制御動作開始を指示する入力手段と、制御対象の動作を入／切する出力手段と、補正手段とを備え、前記マイコンは、所定の時間のみ前記制御対象を動作させるタイマ機能を備え、前記補正手段はアナログ電圧を前記マイコンへ出力することで、前記タイマ機能の動作時間を電圧に応じて補正するできる構成とすることにより、タイマー時間の誤差を補正することが出来、高精度な発振素子を使った発振回路をマイコンに備えることなく高精度なタイマーを提供することが出来る。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の補正手段を、ＨｉまたはＬｏのロジック信号を出力する信号線を少なくとも１つ備え、前記マイコンへ出力することで、前記タイマ機能の動作時間を、予め設定された補正量で補正する構成としたものであり、信号線を増やすことで補正量のパターンを数多く持つことが出来、また、補正設定はＨｉ／Ｌｏのロジックレベルであるため、マイコンもアナログ変換が不要で、シンプルな構成とすることが出来る。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の補正手段によって設定された補正量が、タイマ時間のバラツキ範囲から外れている場合は、補正しない構成とすることにより、補正手段の故障による過剰な補正によってタイマ時間の誤差が拡大するのを防ぐことが出来る。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明のタイマ制御装置のマイコンに、タイマ時間より短い第２のタイマ時間で動作する出力を備えることで、短時間にタイマ時間の補正が出来る。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるタイマ制御装置の回路図、図２は同タイマ制御装置のタイマ時間の補正量を示すグラフ図である。
【００１８】
図１において、マイコン１は基本クロックを発振させる手段として、内蔵のインバータ２と外付けの抵抗３で発振回路を構成している。電源４は、直流電圧源であるバッテリー
であり、マイコン１を含むタイマ制御装置の各電子回路へ電源を供給している。補正手段５は、抵抗６、抵抗７からなり、電源４を分圧してマイコン１の入力ＩＮ２へ供給している。入力装置８は、スイッチ９とプルダウン抵抗１０からなり、スイッチ９と抵抗１０の接続部はマイコン１の入力ＩＮ１へ接続されている。出力手段１１は、抵抗１２とトランジスタ１３で構成されている。トランジスタ１３はヒータ１４に接続され、トランジスタ１３がＯＮ又はＯＦＦすることで、ヒータ１４がＯＮ又はＯＦＦするように制御が出来るように構成されている。
【００１９】
以上のように構成されたタイマ制御装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２０】
まず、マイコン１は、スイッチ９が押されると、入力ＩＮ１がＬｏレベルからＨｉレベルに変わり、出力ＯＵＴにＨｉ信号を出力する。すると出力手段１１のトランジスタ１３がＯＮし、ヒータ１４に通電される。ヒータ１４への通電は、長時間継続することで温度が上がりすぎることを防止するために、所定の時間でＯＦＦさせるようにＯＦＦタイマーの機能がマイコン１にプログラムされており、所定の時間が経過すればヒータ１４をＯＦＦさせるように、マイコン１の出力ＯＵＴがＬｏとなってトランジスタ１３をＯＦＦさせる。
【００２１】
このタイマー時間の精度は、マイコン１の発振回路の発振周波数の影響を受ける。マイコン１に内蔵のインバータ２と抵抗３による発振回路は、所定の発振周波数で発振することでクロックパルスが生成され、マイコン１が動作する基本クロックとなり、プログラムの動作処理とともに、ソフト上で作成される時間の基準となる。従って、発振周波数がばらつくと、タイマー時間も同様にばらつくので、高精度な発振子（セラミック発振子又は水晶発振子）等が必要となるが、そのかわりに、本実施例のタイマ制御装置においては、発振回路のバラツキに応じて補正を行うことが出来るように、補正手段５を備えている。
【００２２】
補正手段５は、抵抗６と抵抗７による分圧回路で、電源４を分圧してマイコン１へ供給しており、抵抗６の抵抗値を変えるだけで分圧比を変えることが出来るので、マイコン１の入力ＩＮ２へ任意の電圧を入力することが出来る。
【００２３】
この電圧値に応じた補正量となるように、マイコン１には図３に示すような特性がプログラムされており、入力された電圧に比例して変化させるように補正量を設定する。電源１の電圧をａとすると、電圧ａ／２が入力されたときは、補正しないが、ａ／２より多ければ＋側に、ａ／２より低ければ−側に、それぞれ補正量をａ／２との差が大きいほど補正量を大きくするように設定が出来るようにしている。補正量を決めるには製品出荷前に検査において、実際にヒータ１４を動作させてタイマーの作動時間を測定し、設定時間との差である補正量を求めるために図３のグラフより必要な電圧を求め、その電圧値となるように補正手段５の抵抗６を取付けることで、タイマ時間を補正することが可能となる。なお、本実施例では、タイマ時間の補正量を＋側で最大１０％、−側で最大１０％補正できるようにしているが、この補正量は時間でもよく、想定されるタイマ時間のバラツキに合わせて例えば＋側を１０秒にしてもよい。
【００２４】
以上のように、製品出荷前の検査においてタイマ動作時間を測定して目標時間との誤差を求め、その誤差が補正できる抵抗を取り付けることで誤差が修正されるので、簡単な構成で精度の高いタイマ制御装置を提供することが出来る。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態のタイマ制御装置の部分回路図、図４は入力値に応じた１０進値変換テーブル表、図５は同タイマ制御装置のタイマ時間の補正量を示すグラフ図である。
はである。
【００２６】
本発明の第２の実施の形態は、本発明の実施の形態１とは補正手段５が異なっており、その他は同一であるため、同一部分は同一番号を付記し説明を援用する。
【００２７】
図３において、補正手段５は、マイコン１の入力端子を４本備え、入力ＩＮ２には抵抗１６とジャンパー２０からなる設定部が接続され、入力ＩＮ３には抵抗１７とジャンパー２１からなる設定部が接続され、入力ＩＮ４には抵抗１８とジャンパー２２からなる設定部が接続され、入力ＩＮ５には抵抗１９とジャンパー２３からなる設定部が接続されている。
【００２８】
以上のように構成されたタイマ制御装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
補正手段５には抵抗１６〜１９とジャンパー２０〜２３からなる４組の設置手段が有る。マイコン１の入力ＩＮ２は、通常はジャンパー２０により、Ｌｏレベルとなっているが、ジャンパー２０をカットすれば抵抗１６でプルアップされているのでＨｉレベルとなる。
【００３０】
マイコン１の入力ＩＮ３は、通常はジャンパー２１により、Ｌｏレベルとなっているが、ジャンパー２１をカットすれば抵抗１７でプルアップされているのでＨｉレベルとなる。
【００３１】
マイコン１の入力ＩＮ４は、通常はジャンパー２２により、Ｌｏレベルとなっているが、ジャンパー２２をカットすれば抵抗１８でプルアップされているのでＨｉレベルとなる。
【００３２】
マイコン１の入力ＩＮ２は、通常はジャンパー２３により、Ｌｏレベルとなっているが、ジャンパー２３をカットすれば抵抗１９でプルアップされているのでＨｉレベルとなる。
【００３３】
マイコン１はこれらＩＮ２〜ＩＮ５の入力値に応じて、図４に示すテーブルに基づき１０進値に変換される。図４はＨｉレベルを１、Ｌｏレベルを０としている。変換された１０進値に応じて、図５に示すように１５通りの補正値が設定される。例えば、ジャンパー２２だけをカットすれば１０進値が２となり、−６０％が選択されるので、所定のタイマ時間が６０％少ない時間となるように補正することが出来る。
【００３４】
以上のように、製品出荷前の検査においてタイマ動作時間を測定して目標時間との誤差を求め、その誤差を補正するために補正手段５で、１５通りの選択が出来る。また補正値の選択はジャンパー線をカットするだけなので、容易な作業で補正値を選択することができる。なお、本実施例では補正手段の入力を４本使用したが、さらに多くの入力を割り当てれば、よりきめ細かな補正値の選択が可能である。また、本実施例では選択できる補正値は、タイマ時間を一定の比率で補正する実施例であるが、一定の時間、例えば１０秒毎でもよく、使用目的や要求精度に合わせて自由に選択することが出来る。
【００３５】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態は、本発明の実施の形態１又は本発明の実施の形態２に比べて補正手段５の補正量に制限を設けたものになっている。
【００３６】
図２に示す補正手段５への入力電圧とタイマ時間の補正時間の関係において、マイコン１の発振回路特性から、最大ばらつきが例えば±５％以内であると見込まれる場合におい
て、もしそれ以上の（６％〜１０％）補正量が設定された場合には、補正手段５の異常（ショートや断線）であると判断して、補正をしない（±０）ようにする。これにより、異常時に補正量が大きすぎてかえってタイマ時間の誤差を最小限に留めることが出来る。
【００３７】
図５に示す補正手段５への入力電圧とタイマ時間の補正時間の関係においては、マイコン１の発振回路特性から、最大ばらつきが例えば±５０％以内であると見込まれる場合において、もし、それ以上の（５０％〜８０％）補正量が設定された場合には、補正手段５の異常（ショートや断線）であると判断して、補正をしない（±０）ようにする。これにより、異常時に補正量が大きすぎてかえってタイマ時間の誤差を最小限に留めることが出来る。
【００３８】
以上のように、補正手段５の補正量の上下限を予め設定する構成としたことで、補正手段５の故障等の異常時においても、上下限を超える補正量が設定されることはないので、タイマ時間の誤差を最小限に留めることが出来、より信頼性の高いタイマ制御装置を提供することが出来る。
【００３９】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態のタイマ制御装置の部分回路図、図７は同タイマ制御装置のタイミングチャート図である。
【００４０】
本発明の第４の実施の形態は、本発明の実施の形態１のマイコン１にテスト用出力ＴＥＳＴを追加したものであり、その他は同一であるため、同一部分は同一番号を付記し説明を援用する。
【００４１】
図６において、入力手段８よりマイコン１の入力ＩＮ１へＨｉが入力されると、マイコン１のＯＵＴ端子から出力手段１１へ信号が出力されるが、この時に同時にＴＥＳＴ端子２４からも信号が出力される。ＴＥＳＴ端子２４の出力は、図７に示すようにＯＵＴ端子と同時にＨｉとなるが、ＯＵＴ端子のタイマ時間ｔに対して１／１０のｔ／１０でＬｏとなる。このＴＥＳＴ端子２４のＨｉの時間を測定しそれを１０倍すれば、本来のタイマ作動時間に換算することが出来るので、実際の時間よりも充分短い時間で補正量を確定することが出来る。
【００４２】
以上のように、タイマ作動時間よりも充分短い作動時間で作動する出力を設けることにより、短時間に補正量を確定することが出来るため、量産性の高いタイマ制御装置を提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかるタイマ制御装置は、マイコンに高価な発振子を備えることなく精度の高いタイマ時間を得ることが簡単な構成で可能となるので、安価で省スペースでタイマ制御装置を提供することが出来る。また、タイマ時間が比較的容易に可変することも可能であるため、ユーザーの好みで規定のタイマ時間を調整することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるタイマ制御装置の回路図
【図２】本発明の実施の形態１におけるタイマ制御装置の補正手段の入力電圧に対する補正量の関係を示すグラフ
【図３】本発明の実施の形態２におけるタイマ制御装置の補正手段を示す部分回路図
【図４】本発明の実施の形態２におけるタイマ制御装置の補正手段の入力に対する補正番号の変換テーブルを示す図
【図５】本発明の実施の形態２におけるタイマ制御装置の補正手段の補正番号に対する補正量の関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態４におけるタイマ制御装置の部分回路図
【図７】本発明の実施の形態４におけるタイマ制御装置の出力タイミング図
【図８】従来のタイマ制御装置のマイコンの制御プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【００４５】
１  マイコン
５  補正手段
８  入力手段
１１  出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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