JP2004219217A

JP2004219217A - 車両用表示装置

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Publication number: JP2004219217A
Application number: JP2003005996A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Miyagaki; 智行宮垣; Fumio Hotta; 文男堀田; Akihiro Watanabe; 章博渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP3922184B2

Abstract

【課題】車両用表示装置において、検出信号レベルが一時的に変動しても表示手段の表示値の変動を効果的に抑制して視認性を向上させる。
【解決手段】燃料計１において、センダユニット２で検出された液面５１レベルが初期値に対して増減した時に出力するカウント信号の大きさを、車両の作動状態である車速により１又は４に切替えている。これにより、カウント信号の累積値Ｃが閾値に達して表示器４の表示値Ｂが更新されるまでの時間を、停車状態においては走行状態の４倍とし、表示器４の表示値Ｂの更新に関して、停車状態時に出力されるカウント信号の表示値Ｂの更新に関する寄与率を小さく設定している。したがって、坂道上に渋滞等により長時間停車する場合でも表示値Ｂの変化を緩やかにすることができるので、従来の燃料計のように表示値が短時間で変動し運転者に違和感を与えることを抑制して、視認性を向上させた燃料計１を実現できる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば車両用燃料計や車両用油量計などの車両用表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用表示装置として、例えば自動車の燃料タンクに貯蔵される燃料の量を指示する燃料計は、燃料液面に浮かぶフロートの位置に基づいて燃料タンク内の液面レベルを電圧値に変換して検出するセンダユニットと、このセンダユニットの出力に基づいて、燃料の残量を指示する指針を有するレシーバユニットとを備えている。
【０００３】
燃料タンク内の液面レベルは、自動車の急加減速、急旋回等の走行状態によって大きく揺れ動き、それに伴いセンダユニットのフロートも大きく上下に振動する。このため、レシーバユニットの感度が良いと、液面の揺れに対応して指針が振れて、正規の指示位置がどこなのか分からなくなる。
【０００４】
そこで、従来の自動車用燃料計においては、交差コイル式ゲージの回転子の動きを鈍くするために回転子の下部に高粘度（５０万〜１００万ｃｓｔ；センチストークス）のシリコンオイルを注入し、そのダンパ作用により液面の揺れに起因する指針の振れ幅を小さくし且つ指針の回転速度を小さくするようにしている。
【０００５】
また、他の従来の自動車用燃料計においては、燃料計の表示精度を向上するために、あるいは斬新な見映えを実現するために表示器としてデジタル式表示器を用いるものがある。この場合、デジタル式表示器の表示内容が、自動車の運動による液面変動に敏感に追随して変動し運転者に違和感を与える問題がある。そこで、コンピュータを使用して、センダユニットからの出力を複数回連続してサンプリングし、それらを平均化して目標値を求め、この目標値に基づいて指針を駆動するようにしている。これにより、デジタル式表示器の表示内容が自動車の急加減速、急旋回等の走行状態による一時的な液面の揺れに追随して変動することを抑制している。（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−６２８２２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の自動車においては、偏平な燃料タンクを搭載したものが多くなってきている。このため、自動車の運動により液面が変動した際におけるセンダユニットの出力電圧値の変動割合、すなわち液面位置最高（いわゆる満タン）時と液面位置最低（いわゆる空）時との出力電圧幅に対する液面変動時の出力電圧変動幅の割合、が従来の燃料計に比較して大きくなってきている。このため、上述の従来のデジタル式表示器を用いる燃料計の場合でも、効果的に表示値の振れを抑制することが困難となっている。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、物理量検出手段からの検出信号の処理方法に工夫を凝らし、検出信号レベルが一時的に変動しても表示手段の表示値の変動を効果的に抑制して視認性を向上させた車両用表示装置を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の表示装置は、物理量検出手段と、デジタル式の表示手段と、物理量検出手段からの検出信号に基づき表示手段を表示駆動させる制御装置と、車両の作動状態を検出する車両状態検出手段とを備え、制御装置は、物理量検出手段からの検出信号に基づきカウント信号を出力する信号処理手段と車両状態検出手段により検出した車両の作動状態に応じて１回に出力するカウント信号の大きさを切替える切替え手段と、カウント信号の累積値が閾値に達すると表示手段の表示を更新する更新手段とを備える構成としている。車両運行中において、物理量検出手段により検出され運転者に表示される物理量は各種あるが、その真の変化は比較的緩やかでありながら、車両運行中の振動等により物理量検出手段による検出信号が大きく変動し、そのため表示手段による表示値も大きく変動して運転者が真の情報を把握し難いものがある。たとえば燃料タンク内における燃料液面レベル等である。ところで、物理量検出手段による検出信号の変動特性（変動幅、変動周期等）は、車両の作動状態によって異なっている。したがって、物理量検出手段による検出信号の処理方法を車両の作動状態に応じて切替えれば、表示手段における表示値の変動を抑制できる可能性がある。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の車両用表示装置においては、物理量検出手段からの検出信号に基づき信号処理手段が出力するカウント信号の大きさを、車両状態検出手段により検出した車両の作動状態に応じて切替えている。これにより、検出信号レベルが一時的に大きく変動する場合においても、表示手段における表示値の変動を効果的に抑制して視認性を向上させた車両用表示装置を実現することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の表示装置は、物理量検出手段は車両の燃料タンク内の燃料液面を検出する液面検出装置であり且つ作動状態は車両の走行速度である構成としている。車両の燃料タンク内の燃料液面レベルは、車両の運行中においてエンジンによる燃料消費なために徐々に低下するが、この変化は非常に緩やかである。これに対して、車両走行中の振動による燃料タンク内の燃料液面レベル変動は、変動幅は大きく、変動周期は短い。また、燃料タンクに作用する振動加速度の大きさは略車両の走行速度の二乗に比例する。すなわち、燃料タンク内の燃料液面レベル変動に対する車両の走行速度の寄与率は大きい。したがって、液面検出手段による検出信号レベルが一時的に変動しても表示手段における燃料液面表示値の変動を効果的に抑制して視認性を向上させた燃料計、すなわち車両用表示装置を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用表示装置を自動車の燃料タンク内における燃料の量を指示する燃料計に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による燃料計１の電気回路の概略を示す構成図である。図２は、本発明の一実施形態による燃料計１の表示器４の平面図である。
【００１５】
燃料計１は、大きくは、図１に示すように、センダユニット２、制御回路３、表示器４から構成されている。燃料計１は、イグニッションスイッチ８を介してバッテリ７から電力の供給を受けて作動する。センダユニット２は、自動車（図示せず）に搭載される燃料タンク５に取り付けられ、一方、制御回路３および表示器４は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設されて各種情報を表示するコンビネーションメータ（図示せず）に取り付けられている。すなわち、制御回路３は、コンビネーションメータ（図示せず）の電気回路を構成するプリント基板（図示せず）上に実装され、表示器３は、コンビネーションメータ（図示せず）の文字盤（図示せず）上に運転者が視認可能に配置されている。
【００１６】
物理量検出手段であるセンダユニット２は、自動車（図示せず）に搭載される燃料タンク５に取り付けられ、物理量である燃料液面５１位置を検出している。すなわち、センダユニット２は、燃料タンク５内において常に燃料液面５１と略同位置に静止するフロート６を備え、このフロート６の位置を電気抵抗値として検出し、さらにこの電気抵抗値を電圧値に変換して検出信号として制御回路３へ出力している。自動車の走行中の振動により、あるいはエンジン（図示せず）により消費されて、燃料液面５１位置が変動すると、それに応じてフロート６が移動して、センダユニット２からの検出信号である電圧値が変化する。
【００１７】
制御装置である制御回路３は、マイクロコンピュータ等からなり、Ａ／Ｄ変換回路３１、データ処理回路３２、出力設定回路３３等から構成されている。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換回路３１は、センダユニット２から送られてくる燃料液面５１に関する検出信号である電圧値（アナログ量）をデジタル値に変換する回路である。
【００１９】
データ処理回路３２は、Ａ／Ｄ変換回路３１によりをデジタル値化された燃料液面５１に関する検出信号を所定の周期で取り込み、それらを所定の規則にしたがって処理し、表示器４に表示させる燃料液面５１の表示目標値を決定し、出力設定回路３３へ出力する。また、データ処理回路３２には、図１に示すように、車両状態検出手段である速度計９が接続され、速度計９による検出信号が入力される。なお、データ処理回路３２におけるデータ処理プロセスは、本発明の一実施形態による燃料計１の特徴であり、後で詳細に説明する。
【００２０】
出力設定回路３３は、データ処理回路３２により決定された燃料液面５１の表示目標値を受けて、それに基づいて表示器４を表示作動させるための駆動信号を出力する。
【００２１】
表示手段である表示器４は、デジタル式表示器、たとえばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等から形成され、図２に示すように、複数のセグメント４１が積み重ねて配置されている。本発明の一実施形態による燃料計１においては、セグメント４１の個数を１６個としている。各セグメント４１は、電圧印加時は遮光性となり電圧無印加時は透光性となる。表示器４の裏側、つまり運転者と反対側にはバックライト（図示せず）が表示器４に光を照射可能に配置されている。したがって、電圧が印加されるセグメント４１はバックライトからの光を遮断するので黒色に視認され、一方、電圧が印加されないセグメント４１はバックライトからの光により透過照明されて明るく視認される。本発明の一実施形態による燃料計４においては、表示器４の電圧が印加されるセグメント４１の個数、言い換えると黒色表示される面積により、残存燃料量の多少を表示している。
【００２２】
すなわち、燃料タンク５内の燃料液面５１が最高位置（いわゆる満タン）にある時には、表示器４の全セグメント４１に電圧が印加され表示器４は全体が黒色に視認される。エンジンにより燃料が消費されて燃料タンク５内の燃料液面５１が低下すると、やがて制御回路３により、図２中における一番上のセグメント４１への電圧印加が停止され、そのセグメント４１が明るく発光して視認される。言い換えると、黒色表示されるセグメント４１の数が１個減り、残存燃料量がやや減少したことを表している。さらに燃料液面５１が低下すると、図２中における一番上のセグメント４１の下側に隣接するセグメント４への電圧印加が停止される。やがて、燃料液面５１が最低位置（いわゆる空）になると、全セグメント４１への電圧印加が停止されて表示器４は全体が明るく発光表示される。
【００２３】
次に、本発明の一実施形態による燃料計１の特徴である制御回路３の作動、特にデータ処理回路３２の作動について説明する。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態による燃料計１における制御回路３の作動を説明するフローチャートである。
【００２５】
制御回路３は、図３のフローチャートに示すように、センダユニット２から送られてくる検出信号に基づいて表示器４における更新後指示値Ｂを決定する。ここで、表示器４における更新後指示値Ｂとは、黒色表示される、つまり電圧が印加されるセグメント４１の個数Ｈである。
【００２６】
また、制御回路３は、図３のフローチャートに示すように、カウント信号の累積値Ｃが閾値、すなわち本発明の一実施形態による燃料計１においては４８以上の時に表示器４における更新後指示値Ｂを更新する。つまり、電圧が印加されるセグメント４１の個数Ｈを１個だけ増加または減少させる。
【００２７】
また、データ処理回路３２では、センダユニット２から送られてくる検出信号を８回取り込む毎にそれらの単純平均値Ａを算出している。図３に示すフローチャートにおいては、燃料タンク５内の燃料液面５１データとして上述の平均値Ａを用いている。
【００２８】
運転者によりイグニッションスイッチ８がＯＮされると、制御回路３は作動を開始する。
【００２９】
先ず、Ｓ（ステップ）１００にて、表示器４における更新後指示値Ｂの初期化を行う。すなわち、イグニッションスイッチ８がＯＮされた直後に算出される平均値Ａに基づいて表示器４における更新後指示値Ｂ＝Ｈが決定される。
【００３０】
次に、Ｓ１０１にて、以下のフローにおいて出力されるカウント信号の累積値Ｃを初期化、つまりＣ＝０とする。
【００３１】
次に、Ｓ１０２にて、燃料液面５１データの平均値Ａを算出する。
【００３２】
次に、Ｓ１０３にて、更新後指示値Ｂの現在指示値Ｈと平均値Ａとの大小比較を行う。この結果は、Ａ−Ｈ＜０、Ａ−Ｈ＝０、Ａ−Ｈ＞０の３通りであるが、これらの３通りの場合毎の制御について、以下に説明する。
【００３３】
・Ａ−Ｈ＜０、すなわち現在指示値Ｈに対して平均値Ａが減少した場合。
【００３４】
この場合、燃料タンク５内の液面５１が下降していることになる。
【００３５】
先ず、Ｓ１０４にて、車両状態である車速Ｖを、車両状態検出手段である車速センサ９からの検出信号に基づいて算出する。
【００３６】
次に、Ｓ１０５にて、車両状態の判定を実施する。すなわち、車速Ｖの大きさが１ｋｍ／ｈ未満かあるいは１ｋｍ／ｈ以上かを判定する。ここで、車速Ｖ＜１ｋｍ／ｈとは、車両が停止状態あるいはほとんど停止している状態であることを意味する。一方、車速Ｖ≧１ｋｍ／ｈとは、車両が走行状態であることを意味する。この判定結果に対応して、Ｓ１０６またはＳ１０７を実施する。
【００３７】
すなわち、車速Ｖ≧１ｋｍ／ｈの場合、言い換えると自動車が走行中の場合は、Ｓ１０６にて、カウント信号の累積値Ｃに所定時間毎に４を加える。
【００３８】
一方、車速Ｖ＜１ｋｍ／ｈの場合、言い換えると停車状態の場合は、Ｓ１０７にて、カウント信号の累積値Ｃに所定時間毎に１を加える。
【００３９】
ここで、本発明の一実施形態による燃料計１の制御回路３においては、センダユニット２で検出された液面５１レベルが初期値に対して増減した場合において出力するカウント信号の大きさを、上述したように、車速により１あるいは４に切替えている。したがって、カウント信号の累積値Ｃが閾値である４８に達して表示器４の表示値Ｂが更新されるまでの時間が、停車状態における時間は走行状態における時間の４倍となる。言い換えると、表示器４の表示値Ｂの更新に関して、停車状態時のカウント信号の重み付けを小さく、つまりに表示器４の表示値Ｂの更新に関する寄与率を小さく設定している。これにより、坂道上に渋滞等により長時間停車する場合でも、燃料タンク５内の液面５１の傾斜に起因する表示器４の表示値Ｂの変化率を小さくできる、つまり表示値Ｂの変化を緩やかにできるので、従来の燃料計のように表示値が短時間で変動し運転者に違和感を与えることを抑制して、視認性に優れる燃料計１を実現できる。
【００４０】
本発明の一実施形態による燃料計１において、上述のＳ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７は、車両の作動状態に応じて１回に出力するカウント信号の大きさを切替える切替え手段の機能を果たしている。
【００４１】
次に、Ｓ１０８にて、カウント信号の累積値Ｃが閾値である４８以上かどうかを判定する。
【００４２】
カウント信号の累積値Ｃ≧４８の場合は、Ｓ１１０にて、表示器４における更新後指示値Ｂの値を現在指示値Ｈから１だけ、すなわちセグメント４１の１個分だけ更新する。この場合、平均値Ａが現在指示値Ｈより減少している、つまり液面５１レベルが低下しているので、黒色表示されるセグメント４１の個数、言い換えると電圧印加されるセグメント４１の個数が１個減少する。そして、再び、Ｓ１０１から制御を実行する。
【００４３】
本発明の一実施形態による燃料計１において、上述のＳ１０８、Ｓ１１０は、車両の作動状態に応じて１回に出力するカウント信号の累積値が閾値以上の時に表示手段の表示を更新する更新手段の機能を果たしている。
【００４４】
一方、Ｃ＜４８の場合は、Ｓ１０９にて、再び燃料液面５１データの平均値Ａを算出する。続いてＳ１１１にて、更新後指示値Ｂの現在指示値Ｈと平均値Ａとの大小比較を行う。
【００４５】
この結果、Ａ−Ｈ≦０の場合、依然として現在指示値Ｈに対して平均値Ａが減少している、言い換えると液面５１が低下し続けていることになる。したがって、Ｓ１０４以降の制御を再び実行する。
【００４６】
一方、Ａ−Ｈ＞０の場合、現在指示値Ｈに対して平均値Ａが増加している、言い換えると液面５１変動が下降から上昇に反転していることになる。この場合は、Ｓ１０１に戻りカウント信号の累積値Ｃ＝０と初期化して、再び、Ｓ１０１から制御を実行する。
【００４７】
（２）Ａ−Ｈ＝０、すなわち現在指示値Ｈと平均値Ａが等しい場合。
【００４８】
この場合は、再び、Ｓ１０１から制御を実行する。
【００４９】
（３）Ａ−Ｈ＞０、すなわち現在指示値Ｈに対して平均値Ａが増加した場合。
【００５０】
この場合、燃料タンク５内の液面５１が上昇していることになる。
【００５１】
先ず、Ｓ１１２にて、車両状態である車速Ｖを、車両状態検出手段である車速センサ９からの検出信号に基づいて算出する。
【００５２】
次に、Ｓ１１３にて、車両状態の判定を実施する。すなわち、車速Ｖの大きさが１ｋｍ／ｈ未満かあるいは１ｋｍ／ｈ以上かを判定する。この判定結果に対応して、Ｓ１１４またはＳ１１５を実施する。
【００５３】
すなわち、車速Ｖ≧１ｋｍ／ｈの場合、言い換えると自動車が走行中の場合は、Ｓ１１４にて、カウント信号の累積値Ｃに４を加える。
【００５４】
一方、車速Ｖ＜１ｋｍ／ｈの場合、言い換えると停車状態の場合は、Ｓ１１５にて、カウント信号の累積値Ｃに１を加える。
【００５５】
本発明の一実施形態による燃料計１において、上述のＳ１１３、Ｓ１１４、Ｓ１１５は、車両の作動状態に応じて１回に出力するカウント信号の大きさを切替える切替え手段の機能を果たしている。
【００５６】
次に、Ｓ１１６にて、カウント信号の累積値Ｃが閾値である４８以上かどうかを判定する。
【００５７】
カウント信号の累積値Ｃ≧４８の場合は、Ｓ１１８にて、表示器４における更新後指示値Ｂの値を現在指示値Ｈから１だけ、すなわちセグメント４１の１個分だけ更新する。この場合、平均値Ａが現在指示値Ｈより増加している、つまり液面５１レベルが上昇しているので、黒色表示されるセグメント４１の個数、言い換えると電圧印加されるセグメント４１の個数が１個増加する。そして、再び、Ｓ１０１から制御を実行する。
【００５８】
本発明の一実施形態による燃料計１において、上述のＳ１１６、Ｓ１１８は、車両の作動状態に応じて１回に出力するカウント信号の累積値が閾値以上の時に表示手段の表示を更新する更新手段の機能を果たしている。
【００５９】
一方、Ｃ＜４８の場合は、Ｓ１１７にて、再び燃料液面５１データの平均値Ａを算出する。続いてＳ１１９にて、更新後指示値Ｂの現在指示値Ｈと平均値Ａとの大小比較を行う。
【００６０】
この結果、Ａ−Ｈ≧０の場合、依然として現在指示値Ｈに対して平均値Ａが増加している、言い換えると液面５１が上昇し続けていることになる。したがって、Ｓ１１２以降の制御を再び実行する。
【００６１】
一方、Ａ−Ｈ＜０の場合、現在指示値Ｈに対して平均値Ａが減少している、言い換えると液面５１変動が上昇から下降に反転していることになる。この場合は、Ｓ１０１に戻りカウント信号の累積値Ｃ＝０と初期化して、再び、Ｓ１０１から制御を実行する。
【００６２】
以上説明した、本発明の一実施形態による燃料計１においては、センダユニット２で検出された液面５１レベルが初期値に対して増減した場合において出力するカウント信号の大きさを、上述したように、車速により１あるいは４に切替えている。したがって、カウント信号の累積値Ｃが閾値である４８に達して表示器４の表示値Ｂが更新されるまでの時間が、停車状態における時間は走行状態における時間の４倍となる。言い換えると、表示器４の表示値Ｂの更新に関して、停車状態時のカウント信号の重み付けを小さく、つまりに表示器４の表示値Ｂの更新に関する寄与率を小さく設定している。これにより、坂道上に渋滞等により長時間停車する場合でも、燃料タンク５内の液面５１の傾斜に起因する表示器４の表示値Ｂの変化率を小さくできる、つまり表示値Ｂの変化を緩やかにすることができるので、従来の燃料計のように表示値が短時間で変動し運転者に違和感を与えることを抑制して、視認性に優れる燃料計１を実現できる。
【００６３】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料計１においては、カウント信号の大きさを、停車時においては１、走行時においては４としているが、これらの値は実施形態のものに限る必要はなく、必要に応じて変更してよい。
【００６４】
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料計１においては、表示器４のセグメント４１の個数を４１個としているが、他の個数としてもよい。
【００６５】
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料計１においては、表示器４としてＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を用いているが、デジタル式の表示器であれば他の方式のものでもよい。たとえば複数の発光ダイオードでもよい。また、ステップモータ等の回転機を用いて指針を回動させる方式であってもよい。この場合、指針を回動させるためいわゆるアナログメータ的な見映えとなるが、回転軸の回動は段階的に制御されるので、やはりデジタル式の表示器である。
【００６６】
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料計１においては、車両の作動状態として車速を採用しているが、他の作動状態、たとえばエンジン回転数、スロットル弁開度あるいはアクセルペダル踏み込み量等を用いてもよい。
【００６７】
また、上述の本発明の一実施形態は、車両用表示装置として自動車の燃料計１を例に説明したが、検出される物理量が燃料液面５１以外のものであってもよい。たとえば、エンジン冷却水の液面、あるいは潤滑油の液面であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による燃料計１の電気回路の概略を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による燃料計１の表示器４の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による燃料計１における制御回路３の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１燃料計（車両用表示装置）
２センダユニット２（物理量検出手段）
３制御回路（制御装置）
３１Ａ／Ｄ変換回路
３２データ処理回路
３３出力設定回路
４表示器（表示手段）
４１セグメント
５燃料タンク
５１液面
６フロート
７バッテリ
８イグニッションスイッチ
９車速センサ

Claims

物理量検出手段と、
デジタル式の表示手段と、
前記物理量検出手段からの検出信号に基づき前記表示手段を表示駆動させる制御装置と、
車両の作動状態を検出する車両状態検出手段とを備え、
前記制御装置は、前記物理量検出手段からの検出信号に基づきカウント信号を出力する信号処理手段と、前記車両状態検出手段により検出した車両の作動状態に応じて１回に出力する前記カウント信号の大きさを切替える切替え手段と、前記カウント信号の累積値が閾値に達すると前記表示手段の表示を更新する更新手段とを備えることを特徴とする車両用表示装置。
前記物理量検出手段は車両の燃料タンク内の燃料液面を検出する液面検出装置であり且つ前記作動状態は車両の走行速度であることを特徴とする車両用表示装置。