JP2014218214A

JP2014218214A - シフトポジション表示装置

Info

Publication number: JP2014218214A
Application number: JP2013100198A
Authority: JP
Inventors: 勇一坂井; Yuichi Sakai; 殷　軍; Susumu In; 軍殷
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: JP6153061B2

Abstract

【課題】消費電力を抑えつつ、安定した電流を車両側に供給するシフトポジション表示装置を提供する。【解決手段】複数の接点Ｐ（Ｐ１〜Ｐ５）は、各シフトポジションに対応してポジショニング信号（電圧）を信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）を介して出力し、判定部１０は、各接点Ｐから出力されるポジション信号に基づいてシフトポジションを判定し、シフトポジション表示部５は、判定部１０の判定結果に基づいてシフトポジションを表示し、少なくとも２つ以上の信号線Ｌに接続し、接点Ｐを介して車両Ｕ側に定電流（通電電流）Ｉａを供給する定電流供給部４０を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のトランスミッションのシフトポジションを検出して表示するシフトポジション表示装置に関する。

従来のシフトポジション表示装置として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１に開示されたシフトポジション表示装置は、シフトポジションを表示する表示部と、車両から乗員の変速操作に対応した信号を入力し、当該入力信号に基づき、車両のシフトポジションを判定し、表示部にシフトポジションを表示させるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）と、を備え、車両のシフトポジション毎に設けられたポジショニングスイッチが、乗員の変速操作に対応してオンオフし、この接点信号（オン信号またはオフ信号）がＥＣＵに入力されることにより、ＥＣＵが車両のシフトポジションを判定し、表示部に車両のシフトポジションを表示させるものである。

前記ポジショニングスイッチが、機械式スイッチである場合、スイッチの接点に酸化膜などの絶縁物が堆積することにより導通不良を起こし、変速操作に応じた正しい接点信号（オン信号）をＥＣＵに出力できないという問題があった。そこで図４に示すようなシフトポジション表示装置１００が提案されている。このようなシフトポジション表示装置１００は、車両Ｕに設けられる各ポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５に電気的に接続される信号線Ｌ１０１〜１０５と、この信号線Ｌ１０１〜１０５に接続され、信号線Ｌ１０１〜１０５それぞれの電圧を監視するＥＣＵ１１０と、信号線Ｌ１０1〜１０５それぞれに接続されるプルアップ抵抗１２１〜１２５と、ＥＣＵ１１０の監視結果に基づき、車両のシフトポジションを表示する表示部１３０と、を有し、プルアップ抵抗１２１〜１２５の抵抗値を十分小さくすることにより、例えばポジショニングスイッチＳ３がオンした場合、シフトポジション表示装置１００からポジショニングスイッチＳ３に比較的大きな電流Ｉ（１５ｍＡ程度）を流すものである。

このようなシフトポジション表示装置１００は、ポジショニングスイッチに比較的大きな電流Ｉを流すことで、例え、ポジショニングスイッチの接点に絶縁物が堆積していても電流Ｉの放電現象により絶縁物を破壊し、ポジショニングスイッチの接点の導通を良好に保つことができる。また、シフトポジション表示装置１００から上記のように比較的大きな電流Ｉを車両Ｕ側に供給することで、車両Ｕ側に搭載されたシフトポジションセンサなどを動作させることができ、車両Ｕ側に定電圧回路（定電流回路）を設けなくても車両側の電子部品を安定した電圧（電流）で動作させることができるものである。

特開２００６−２５６５０１号公報

しかしながら、上記のようなシフトポジション表示装置１００では、プルアップ抵抗１２１〜１２５に大きな電流が流れるため、プルアップ抵抗１２１〜１２５で消費される電力が大きかった。また、定格電力が大きく、部品サイズが大きい抵抗を使用する必要があり、回路基板への実装面積が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑えつつ、安定した電流を車両側に供給することができるシフトポジション表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るシフトポジション表示装置は、車両のトランスミッションのシフトポジションを表示するシフトポジション表示装置であって、前記各シフトポジションに対応してポジショニング信号を信号線を介して出力する複数の接点と、前記信号線に接続して前記各接点から出力されるポジション信号に基づいてシフトポジションを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいてシフトポジションを表示する表示部と、少なくとも２つ以上の前記信号線に接続し前記接点を介して車両側に定電流を供給する定電流供給部と、を備えるものである。

本発明によれば、消費電力を抑えつつ、安定した電流を車両側に供給することができるシフトポジション表示装置を提供することができる。

本実施形態における計器装置の正面図である。上記実施形態におけるシフトポジション表示装置の電気的な構成を説明する図である。上記実施形態における定電流供給部を説明する図である。従来におけるシフトポジション表示装置の電気的な構成を説明する図である。

本発明の一実施形態に係るシフトポジション表示装置を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るシフトポジション表示装置は、車両に搭載され、車速等を乗員（車両Ｕの運転者）に報知する計器装置１の一部として構成されるものである。

計器装置１は、図１に示すように、回路基板（図示しない）と、速度計や燃料計などの指針式計器２と、デジタル表示部３と、インジケータ部４と、シフトポジション表示部５とを、上ケース及び下ケースとにより構成されるケース体６に収納したものである。

回路基板は、ガラスエポキシ樹脂などから形成されており、後述する制御部１０，保護回路２０，プルアップ抵抗素子３０，定電流供給部４０，定電圧供給部５０などを実装したプリント回路板からなり、車両Ｕとコネクタ（接点）及び配線により接続され、車両側から供給される信号（例えば、車速データの信号や残燃料量データの信号）に応じて、指針式計器２，デジタル表示部３，インジケータ部４，シフトポジション表示部５等を駆動制御する。制御部１０等の詳細については後に述べる。

指針式計器２は、指針２ａ及びこの指針２ａが指示する指標が印刷形成された文字板２ｂを有する速度計，燃料計等のアナログ計器である。指針式計器２は、後述する制御部１０の制御の下、車両Ｕから入力される信号に基づき指針２ａ（回路基板に実装されるモータ）を回動させ、この指針２ａに文字板２ｂの指標を指示させることで、乗員に速度や残燃料量などに関する情報を伝達するものである。

デジタル表示部３は、液晶表示素子と、この背面に位置するバックライトとを有する液晶ディスプレイである。デジタル表示部３は、後述する制御部１０の制御の下、車両Ｕから入力される信号に応じて、液晶表示素子に文字や図形を表示させることで乗員に情報を伝達するものである。また、デジタル表示部３は、液晶ディスプレイに限られず、有機ＥＬパネルなど様々な表示デバイスを適用しても良い。

インジケータ部４は、文字板と、この文字板を背面から照明する光源と、からなり、後述する制御部１０の制御の下、車両Ｕから入力される信号に応じて、光源を点灯または消灯させ、文字板に印刷形成された意匠（油圧警告などの記号）を視認させることで、乗員に警告情報などを伝達するものである。

シフトポジション表示部５は、シフトポジションデジタル表示部５ａやシフトポジションインジケータ部５ｂなどから構成され、車両Ｕのトランスミッションの位置を乗員に伝達するものである。シフトポジションデジタル表示部５ａは、上記のデジタル表示部３と同様に、液晶表示素子とバックライトとを有する液晶ディスプレイなどから構成され、後述する制御部１０の制御の下、車両Ｕから入力されるポジション信号に基づき、「１」，「Ｎ」，「２」，「３」，「４」などのシフトポジションに関する文字（数字）を表示することで、乗員にトランスミッションの位置を伝達するものである。また、シフトポジションインジケータ部５ｂは、上記のインジケータ部４と同様に、文字板と、この文字板を背面から照明する光源と、から構成され、後述する制御部１０の制御の下、光源を点灯または消灯させ、文字板に印刷形成された意匠（「１」，「Ｎ」，「２」，「３」，「４」などのシフトポジションに関する文字（数字））を視認させることで、乗員にトランスミッションの位置を伝達するものである。以下に、図２，３を用いて、本実施形態におけるシフトポジション装置の電気的構成を詳しく説明する。

（シフトポジション表示装置）シフトポジション表示装置Ａは、図２に示すように、計器装置１の一部として構成されるものであり、車両Ｕ側と接続される接点Ｐと、信号線Ｌと、制御部１０と、保護回路２０と、プルアップ抵抗素子３０と、定電流供給部４０と、定電圧供給部５０と、上述したシフトポジション表示部５と、から構成される。

接点Ｐは、回路基板に実装されるコネクタなどであり、ケーブル配線などにより車両ＵのポジショニングスイッチＳ（Ｓ１〜Ｓ５）にそれぞれ接続される。この場合、車両ＵのポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５は、乗員の変速操作に対応してオンオフするスイッチである。接点Ｐ１〜Ｐ５は、ポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５の状態（オンまたはオフ）をポジショニング信号（電圧）として入力し、このポジショニング信号を、信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）を介して制御部１０のそれぞれの入力端子に出力するものである。また、接点Ｐ１〜Ｐ５のうち、オンしたポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５に対応した接点Ｐには、後述する定電流供給部４０から通電電流Ｉａが供給され、オンしたポジショニングスイッチＳに通電電流Ｉａが流れる。例えば、図２において、ポジショニングスイッチＳ３がオンした場合、定電流供給部４０から信号線Ｌ３，接点Ｐ３を介して通電電流Ｉａが車両ＵのポジショニングスイッチＳ３に流れ込む。この時、他の接点Ｐ１，２，４，５には通電電流Ｉａは供給されない。

信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）は、接点Ｐ１〜Ｐ５のそれぞれと制御部１０の入力端子とをそれぞれ接続する配線である。

制御部１０は、入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するＥＣＵであり、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧（ポジショニング信号）を監視し、この電圧の変化に応じて現在のシフトポジションを判定し、シフトポジション表示部５に現在のシフトポジションを表示させる。車両ＵのポジショニングスイッチＳがオフの場合、信号線Ｌは、電源Ｖｃにより所定の電圧に維持される「ハイレベル」の状態となり、この「ハイレベル」の状態を検出することで、信号線Ｌが対応するポジショニングスイッチＳがオフ状態であることを判定する。また、車両ＵのポジショニングスイッチＳがオンの場合、信号線Ｌは、車両Ｕのグランドに接続されるため、所定の電圧より低い「ローレベル」の状態となり、この「ローレベル」の状態を検出することで、信号線Ｌが対応するポジショニングスイッチＳがオン状態であることを判定する。制御部１０は、信号線Ｌの電圧を監視し、「ハイレベル」または「ローレベル」を判定することで、ポジショニングスイッチＳの状態を判定し、この判定結果に応じてシフトポジション表示部５を駆動制御する。また、制御部１０は、車両Ｕの各センサＵ１からの信号に基づき、計器装置１の指針式計器２，デジタル表示部３，インジケータ部４などを駆動制御する。

保護回路２０（２１〜２５）は、接点Ｐ１〜Ｐ５のそれぞれと制御部１０の入力端子との間の信号線Ｌ１〜Ｌ５上にそれぞれ配設され、制御部１０に入力される電圧及び電流を調整することにより、制御部１０の入力端子を保護する。

プルアップ抵抗素子３０（３１〜３５）は、接点Ｐ１〜Ｐ５と保護回路２１〜２５との間の信号線Ｌ１〜Ｌ５のそれぞれに一端が接続され、他端がバッテリー電圧Ｖｃに接続され、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧を所定電圧に維持する。

定電流供給部４０は、接点Ｐ１〜Ｐ５と保護回路２１〜２５との間の信号線Ｌ１〜Ｌ５のそれぞれに接続され、後述する定電圧Ｖｂから通電電流Ｉａを生成して、オンしたポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５に対応した接点Ｐに、通電電流Ｉａを供給するものである。

定電流供給部４０は、例えば、図３に示すようなカレントミラー回路で構成され、第１のトランジスタ４１及び第２のトランジスタ４２のソースを定電圧Ｖｂに接続し、両者のゲートは、第１のトランジスタ４１のドレインに接続されている。そして、第１のトランジスタ４１のドレインは、電流調整用抵抗素子４３を介してグランドに接続され、第２のトランジスタ４２のドレインは、整流用ダイオード素子４４（４４１〜４４５）を介して、信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）にそれぞれ接続される。

第１のトランジスタ４１及び第２のトランジスタ４２のソースに定電圧Ｖｂが接続されると、ゲート・ソース間に電圧がかかり、第１のトランジスタ４１及び電流調整用抵抗素子４３に基準電流Ｉ１が流れる。第２のトランジスタ４２は、この基準電流Ｉ１のミラー電流（通電電流Ｉａ）を、整流用ダイオード素子４４（４４１〜４４５のいずれか）を介して信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５のいずれか）に供給する。但し、車両ＵのポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５のいずれもオンしていない場合、通電電流Ｉａは流れない。通電電流Ｉａは、基準電流Ｉ１に比例するため、電流調整用抵抗素子４３の抵抗値を調整することにより、通電電流Ｉａの大きさを調整することができる。本実施形態において、定電圧Ｖｂは５Ｖであり、通電電流Ｉａを約１５ｍＡと設定すると、電流調整用抵抗素子４３の抵抗値は、約３００Ωに設定される。また、定電流供給部４０は、電流供給側（第２のトランジスタ４２のドレイン側）と信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）との間にそれぞれ整流用ダイオード素子４４（４４１〜４４５）配設しているので、信号線Ｌ１〜Ｌ５からの電流、および車両Ｕ側から流れる負のノイズの回り込みを防止するものである。

定電圧供給部５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータなどのスイッチング電源であり、イグニッションスイッチＵ３を介してバッテリーＵ２から供給されるバッテリー電圧Ｖｃから定電圧Ｖｂを生成する。バッテリー電圧Ｖｃは、約１２Ｖであり、定電圧供給部５０が生成する定電圧Ｖｂは、約５Ｖである。定電圧供給部５０が生成する定電圧Ｖｂは、制御部１０や定電流供給部４０に供給され、バッテリー電圧Ｖｃは、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧を所定の電圧に維持するためにプルアップ抵抗３１〜３２に接続される。定電流供給部４０は、バッテリー電圧Ｖｃよりも低い定電圧Ｖｂから通電電流Ｉａを生成することにより、消費電力を低く抑えることができる。また、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧維持に用いられる電源を、定電圧Ｖｂより高いバッテリー電圧Ｖｃとすることで、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧監視によるポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５のオンオフ状態を精度よく検出することができる。また、電圧維持のためにプルアップ抵抗素子３１〜３５に接続される電源（バッテリー電圧Ｖｃ）を、定電流供給部４０に接続される電源（定電圧Ｖｂ）より高く設定することにより、定電流供給部４０からプルアップ抵抗素子３１〜３５を介してバッテリー電圧Ｖｃに電流が流れ込むことを防止することができる。

すなわち、本実施形態におけるシフトポジション表示装置Ａは、各シフトポジションに対応してポジショニング信号（電圧）を信号線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）を介して出力する複数の接点Ｐ（Ｐ１〜Ｐ５）と、信号線Ｌに接続して各接点Ｐから出力されるポジション信号に基づいてシフトポジションを判定する制御部（判定部）１０と、前記制御部１０の判定結果に基づいてシフトポジションを表示するシフトポジション表示部５と、少なくとも２つ以上の前記信号線Ｌに接続し前記接点Ｐを介して車両Ｕ側に定電流（通電電流）Ｉａを供給する定電流供給部４０と、を備えるものであり、斯かる構成により、定電流供給部４０は、バッテリー電圧Ｖｃよりも低い定電圧Ｖｂから通電電流Ｉａを生成することにより、消費電力を低く抑えることができ、さらに、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧維持に用いられる電源を、定電圧Ｖｂより高いバッテリー電圧Ｖｃとすることで、信号線Ｌ１〜Ｌ５の電圧監視によるポジショニングスイッチＳ１〜Ｓ５のオンオフ状態を精度よく検出することができる。

また、定電流供給部４０は、シフトポジションに対応した接点Ｐに択一的に定電流（通電電流）Ｉａを供給するものであり、斯かる構成により、消費電力を低く抑えることができる。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に変形例の一例を示す。

（変形例）
以上の説明では、第１のトランジスタ４１と第２のトランジスタ４２とが同じサイズであって、基準電流Ｉ１と通電電流Ｉａとが等しい大きさで流れるものとして説明した。しかし、第１のトランジスタ４１と第２のトランジスタ４２とは互いに異なるサイズであってもよい。その場合、第１のトランジスタ４１に流れる基準電流Ｉ１の大きさと、第２のトランジスタ４２に流れる通電電流Ｉａの大きさとは比例関係となる。

また、カレントミラー回路に用いた第１のトランジスタ４１と第２のトランジスタ４２をｐチャネルＭＯＳＦＥＴとしたが、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴで構成してもよく、また、バイポーラトランジスタで構成してもよい。

また、車両Ｕのシフトポジションを判定し、シフトポジション表示部５を駆動制御するものと、車両センサＵ１からの入力に基づき指針式計器２，デジタル表示部３，インジケータ部４を駆動制御するものと、を共通の制御部１０としていたが、これに限らず別々の制御部を設けても良い。

また、定電流供給部４０からすべての信号配線Ｌ１〜Ｌ５に通電電流Ｉａを供給可能に接続していたが、適宜、接続する信号配線Ｌ１〜Ｌ５を設定しても良い。

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１計器装置２指針式計器３デジタル表示部４インジケータ部５シフトポジション表示部１０制御部２０保護回路３０プルアップ抵抗素子４０定電流供給部５０定電圧供給部

Claims

車両のトランスミッションのシフトポジションを表示するシフトポジション表示装置であって、
前記各シフトポジションに対応してポジショニング信号を信号線を介して出力する複数の接点と、前記信号線に接続して前記各接点から出力されるポジション信号に基づいてシフトポジションを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいてシフトポジションを表示する表示部と、少なくとも２つ以上の前記信号線に接続し前記接点を介して車両側に定電流を供給する定電流供給部と、を備えることを特徴とするシフトポジション表示装置。
前記定電流供給部は、前記シフトポジションに対応した前記接点に択一的に前記定電流を供給することを特徴とする請求項１に記載のシフトポジション表示装置。
前記定電流供給部は、カレントミラー接続された第１、第２のトランジスタを有し、前記第１のトランジスタに流れる電流をミラーした電流を前記定電流として前記第２のトランジスタを介して前記接点に流すカレントミラー回路を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシフトポジション表示装置。