JP2008149836A

JP2008149836A - 車両搭載機器の電源装置

Info

Publication number: JP2008149836A
Application number: JP2006338596A
Authority: JP
Inventors: Takashi Otani; 高志大谷; Satoshi Adachi; 訓安達
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】エンジン始動する際の不安定な電圧であっても、誤動作を防止できる車両搭載機器の電源装置を提供する。
【解決手段】電源１と、この電源１の出力電圧を入力し、この出力電圧を所望の駆動電圧に可変して出力する駆動電圧発生手段４と、電源１の出力電圧が所定範囲内であるか否かを判定するとともに、少なくともこの判定結果に基づいて駆動電圧発生手段４を駆動制御するための制御信号を発する制御手段２と、電源１の出力電圧が前記所定範囲よりも低い所定値未満であるか否かを検出する電圧検出手段３と、電圧検出手段３からの検出信号と制御手段２からの制御信号とを入力し駆動電圧発生手段４に出力する論理回路５と、を備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両搭載機器における電力供給を行うための電源装置に関するものであって、例えば、電源の出力電圧が不安定な環境で仕様される車両搭載機器の電源装置に好適である。

従来、電源装置として、ＬＥＤなどの光源を点灯するために所定の電圧を供給するものに用いられており、例えば、特許文献１によって開示されている。また、電源として車両に搭載されるバッテリーを用いた車両搭載機器の電源装置にあっては、例えば、マイクロコンピュータからなる制御手段によって、光源を点灯制御するとともに、前記電源の電圧値を判定し、異常な電圧値の場合には、昇圧回路などをオフして過電流を防止するものがある。
特開平１１−３１２５９１号公報

しかしながら、このような車両用機器の電源装置にあっては、特に、電源が消耗している場合、エンジン始動におけるクランキング動作時に出力電圧が低下し、この急激な電圧値の減少によってアンダーシュート電圧が発生してしまう。このアンダーシュート電圧を含む急激な電圧変化によって、制御手段による電圧値の判定処理（演算処理）を終えるまでに、光源を瞬間的に点灯させてしまうなどの誤動作を起こす可能性があり問題となっていた。

そこで本発明の目的とするところは、上述した問題点に着目してなされたものであって、エンジンを始動する際の不安定な電圧であっても、誤動作を防止できる車両搭載機器の電源装置を提供することにある。

本発明の車両搭載機器の電源装置は、請求項１に記載のように、電源と、この電源の出力電圧を入力し、この出力電圧を所望の駆動電圧に可変して出力する駆動電圧発生手段と、前記電源の出力電圧が所定範囲内であるか否かを判定するとともに、少なくともこの判定結果に基づいて前記駆動電圧発生手段を駆動制御するための制御信号を発する制御手段と、前記電源の出力電圧が前記所定範囲よりも低い所定値未満であるか否かを検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段からの検出信号と前記制御手段からの制御信号とを入力し前記駆動電圧発生手段に出力する論理回路と、を備えてなることを特徴とする。

また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の車両搭載機器の電源装置において、前記論理回路は、前記制御手段によって前記電源からの出力電圧値を複数回サンプリングし、前記所定範囲外であると判定した場合、もしくは前記電圧検出手段によって前記電源の出力電圧が前記所定値未満であると検出した場合には、前記駆動電圧発生手段からの出力を停止するように構成されてなることを特徴とする。

また、請求項３に記載したように、請求項１に記載の車両搭載機器の電源装置において、前記電圧検出手段は、出力遅延回路を設けてなることを特徴とする。

本発明は、車両搭載機器における電力供給を行うための電源装置に関し、エンジンを始動する際の不安定な電圧であっても、誤動作を防止できる車両搭載機器の電源装置となる。

以下、本発明が適用された実施の形態について、車両搭載機器として車両のインストルメントパネルに搭載される車両用計器に適用したものを例に挙げて、添付図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例であり、シートベルトの装着や残燃料量などに関する警報表示を行う液晶表示素子を備えた表示器を制御するための制御回路を備えた車両用計器において、液晶表示素子のバックライトとなる光源へ電力供給するための電源装置について電気的構成を示すブロック図である。

電源装置は、電源１と、制御手段２と、電圧検出手段３と、駆動電圧発生手段４と、論理回路５と、光源駆動回路６と、光源７と、から主に構成されるものである。

電源１は、車両に搭載されるバッテリーを適用でき、図示しない配線を介して、車両用計器内の回路基板に接続され、光源を点灯させるための電力供給源として用いられる。なお、電源１は、エンジン始動時のセルモータやオーディオ機器、空調機器などの電力供給源としても使用される。

制御手段２は、マイクロコンピュータを適用でき、電源１からの出力電圧を複数回サンプリングし、この出力電圧値が所定範囲内であるか否かを判定するとともに、少なくともこの判定結果に基づいて駆動電圧発生手段４を駆動制御するための制御信号を論理回路５へ出力する。制御手段２は、バッテリーによって車両が正常に駆動すると想定される所定範囲の電圧値が設定される。この場合、電源１からの出力電圧が８〜１６Ｖの範囲内であるか否かを判定し、この範囲外である場合には駆動電圧発生手段４の出力を停止（光源７が消灯）するべく制御信号を論理回路５へ出力する。

また、制御手段２は、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信ケーブルや図示しないイグニションスイッチ等の機器などと接続されており、車両の各種情報等に基づいて液晶表示素子を用いて警報表示する場合で、かつ制御手段２の前記判定において電源１の出力電圧が所定範囲内であると判定した場合には、光源７や図示しない液晶表示素子の表示を駆動制御するための制御信号を生成する。

また、制御手段２は、前記各種情報に基づいて演算処理するためのＣＰＵと、このＣＰＵにおける演算処理結果等を一時的に格納する読出しおよび書換え可能なＲＡＭや、制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭから構成される記憶部と、前記各種情報や制御信号などをやり取りするためにバス接続された入出力インターフェイスと、を備えている。

電圧検出手段３は、コンパレータ等を用いて構成されており、電源１の出力電圧が制御手段２による判定に用いた所定範囲よりも低い所定値未満であるか否かを検出して検出信号として論理回路５へ出力する。電圧検出手段３は、所定値としてエンジン始動におけるクランキング動作によって急激に電圧低下が生じたことを判別できる値が設定されており、この場合、５Ｖ未満であるか否かを検出するようにしている。

また、電圧検出手段３は、コンデンサあるいはタイマなどを用いてなる遅延回路を設けてなり、電源１の出力電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した場合に、一定時間（例えば、５００ｍ秒）の間、出力電圧が所定値以上に復帰したことを示す検出信号の出力を遅延している。この遅延処理によって、制御手段２による電源１の出力電圧の判定処理が確実に終わるまで待機することができるため、クランキング動作開始直後に不安定な電圧変化があった場合であっても、この電圧変化による光源７の誤動作（誤点灯）を防止することができる。

駆動電圧発生手段４は、電源１の出力電圧（通常は、およそ１２Ｖ）を入力し、この出力電圧から光源７を駆動するための電圧（所望の駆動電圧）に可変して出力する回路であり、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータが適用できる。この場合、光源７の駆動電圧として、電源１の出力電圧よりも高い電圧値（３０Ｖ）に昇圧して光源駆動回路６を介して光源７へ出力している。また、駆動電圧発生手段４は、論理回路５からの出力信号に応じて、光源７への前記駆動電圧の出力を行うか否かを切り換えることができる。

論理回路５は、論理積演算回路が適用でき、電圧検出手段３からの検出信号と制御手段２からの制御信号とを入力し駆動電圧発生手段４に出力する構成の回路である。この場合、論理回路５は、制御手段２によって電源１からの出力電圧値を複数回サンプリングし、前記所定範囲外であると判定した場合、もしくは電圧検出手段３によって電源１の出力電圧が前記所定値未満であると検出した場合には、駆動電圧発生手段４から光源７の駆動電圧の出力を停止するように構成されている。

光源駆動回路６は、光源７を駆動するための駆動ドライバを適用でき、駆動電圧発生手段４からの駆動電圧を光源７へ供給するものである。なお、光源駆動回路６は、制御手段２に接続し制御手段２による演算処理に基づいて出力されるＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を入力することによって、光源７の輝度を調整することもできる。また、光源駆動回路６は、駆動電圧発生手段４の回路素子に光源７を駆動するための同様な機能が組み込まれたものを用いることもできる。

光源７は、液晶表示素子のバックライトとして設けられるものであり、点灯することによって、液晶表示素子を透過照明し、液晶表示素子の表示について視認性を高めるものである。光源７は、例えば、液晶表示素子の形状に応じて、複数のＬＥＤ素子を回路基板上にてアレイ状に配列したものが適用できる。この場合、光源７は、直列に接続された複数の高輝度ＬＥＤが用いられており、電源１の出力電圧よりも高い駆動電圧（この場合、３０Ｖ）を必要としている。

かかる車両搭載機器の電源装置は、電源１と、この電源１の出力電圧を入力し、この出力電圧を所望の駆動電圧に可変して出力する駆動電圧発生手段４と、電源１の出力電圧が所定範囲内であるか否かを判定するとともに、少なくともこの判定結果に基づいて駆動電圧発生手段４を駆動制御するための制御信号を発する制御手段２と、電源１の出力電圧が前記所定範囲よりも低い所定値未満であるか否かを検出する電圧検出手段３と、電圧検出手段３からの検出信号と制御手段２からの制御信号とを入力し駆動電圧発生手段４に出力する論理回路５と、を備えてなる。

また、論理回路５は、制御手段２によって電源１からの出力電圧値を複数回サンプリングし、前記所定範囲外であると判定した場合、もしくは電圧検出手段３によって電源１の出力電圧が前記所定値未満であると検出した場合には、駆動電圧発生手段４からの出力を停止するように構成されてなる。すなわち、言い換えると、論理回路５は、制御手段２によって電源１からの出力電圧値を複数回サンプリングし、前記所定範囲内であると判定し、かつ電圧検出手段３によって電源１の出力電圧が前記所定値以上であると検出した場合には、駆動電圧発生手段４からの出力を促すように構成されてなる。

したがって、エンジン始動する際の不安定な電圧であっても、確実に電圧異常を判断しこれに基づいて電圧供給を行うことができるため、誤動作を防止できる車両搭載機器の電源装置となる。

また、電圧検出手段３は、出力遅延回路を設けてなることによって、制御手段２の処理時間を考慮して電圧値の異常を判定することができるため、エンジン始動する際の不安定な電圧であっても確実に電圧異常を判断し、この判断に基づいて電圧供給を開始することができる。

なお、本発明の車両搭載機器の電源装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイにおける表示素子の照明光源として適用したものであってもよいし、車両に搭載されるモーター等の駆動電源として適用することもできる。

本発明の実施の形態の構成を示すブロック図。

符号の説明

１電源
２制御手段
３電圧検出手段
４駆動電圧発生手段
５論理回路

Claims

電源と、
この電源の出力電圧を入力し、この出力電圧を所望の駆動電圧に可変して出力する駆動電圧発生手段と、
前記電源の出力電圧が所定範囲内であるか否かを判定するとともに、少なくともこの判定結果に基づいて前記駆動電圧発生手段を駆動制御するための制御信号を発する制御手段と、
前記電源の出力電圧が前記所定範囲よりも低い所定値未満であるか否かを検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段からの検出信号と前記制御手段からの制御信号とを入力し前記駆動電圧発生手段に出力する論理回路と、
を備えてなることを特徴とする車両搭載機器の電源装置。
前記論理回路は、前記制御手段によって前記電源からの出力電圧値を複数回サンプリングし、前記所定範囲外であると判定した場合、もしくは前記電圧検出手段によって前記電源の出力電圧が前記所定値未満であると検出した場合には、前記駆動電圧発生手段からの出力を停止するように構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の車両搭載機器の電源装置。
前記電圧検出手段は、出力遅延回路を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の車両搭載機器の電源装置。