JP2019038492A - 車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】 種々のノイズに対する耐性が強い車両用表示装置及び車両照明システムを実現する。【解決手段】 車両用表示装置１は制御手段１０と、車両用表示器１１と、ダイオード１２と、コネクタ１３と、を備え、ダイオード１２をコネクタ陰極１３ａ側がアノード、制御手段１０側がカソードとなるように直列接続することで、車両用表示装置外部で発生した種々のノイズが制御部に印加されることを防ぐ。【選択図】 図２

Description

本発明は車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムに関する。

一般に、車両に搭載される車両用表示装置は、外部機器、外部光源等に接続可能に設けられることがあり、それら機器で生じた意図しない制御信号（電圧、電流）が接続端子へ印加、流入する場合がある。

例えば、車両にトレーラー等の被牽引車を連結して公道で使用する際、ブレーキランプ、フラッシャランプ、車幅灯等の灯具が被牽引車両に配設されていることが義務付けられているが、
それら灯具の制御はリレースイッチ（ヒッチリレー）を介して導通されている車両用表示装置により行われる。

リレースイッチはスイッチ内部のコイルに電流が流れると磁場が生じ、その磁場により鉄などの常磁性体で構成された可動接点素子と、固定接点素子とを持つ機械的スイッチを投入、または切断することで少ない電流による大電圧の制御が行えることを特徴とする電気的スイッチである。

特開平８−２６８３５２号公報

しかしながら、前述の如く、このリレースイッチはコイルに電流を流すか流さないかで被牽引車両側の電圧の印加を制御しているので、切替時にコイルの自己インダクタンスにより逆起電力が生じることがあり、場合によっては大きなサージが発生してしまう。 サージが生じると、車両用表示装置に実装された電子部品に設計上意図されていない電圧（ノイズ）が入力され、故障や誤った挙動が起こる原因となる。

他にも外部機器から車両用表示装置へのノイズ入力の可能性は、使用環境に起因して種々にあるため、対策が必要であった。

そこで本発明は原因を前述のリレースイッチの場合の例示に限らない種々のノイズに対する耐性が強い車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムでは、
外部光源と接続する光源接続端子と、前記光源接続端子を介して前記外部光源を制御する光源制御手段と、を備え、前記光源制御用端子と前記光源制御手段の間に直列に接続され、該端子側がアノード、該制御手段側がカソードとなるようにダイオードを配設している。

これにより光源制御用端子外側で生じたノイズの照明制御手段への印加を防止することができ、ノイズ由来の計器の誤表示、誤動作を防止することを達する。

本発明の車両用表示装置及び車両用照明システムによれば、種々のノイズに対する耐性が強い車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムを提供するという目的を達する。

本開示の一実施形態に係る車両システムの全体構成図である。 本開示の一実施形態に係る車両照明システムの回路図である。 本開示の変形例における回路図である。

以下、本開示の一実施形態に係る車両用表示装置及び車両照明システムを図示例と共に説明する。

先ず図１は本開示の一実施形態に係る車両システムの構成を示す。
本実施形態における車両システムは、自走可能である牽引車両Ａ、牽引車両Ａに牽引される被牽引車両Ｂ、各車両を電気的かつ機械的に連結する車両連結部Ｃで構成される。車両連結部Ｃによって、牽引車両Ａと被牽引車両Ｂとを脱着可能にしている。

図２は本開示の一実施形態に係る車両照明システムの回路図を示す。
牽引車両Ａは車両用表示装置１、車載照明２０、バッテリ２１、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２２、イルミネーションスイッチ２３を備える。
車両用表示装置１は、制御手段１０、車両用表示器１１、ダイオード１２、コネクタ（光源接続端子）１３（陰極１３ａ、陽極１３ｂ）、保護回路１４、制御信号入力コネクタ１５を設ける。
被牽引車両Ｂは、灯具３０、リレースイッチ４０を備え、リレースイッチ４０はコイル４０ａ、可動接点素子４０ｂ、固定接点素子４０ｃから形成される。

制御手段１０は、プログラムや入力されたデータ、演算経過、演算結果等を保持する記憶部、記憶部に保持された情報に基づいて所定の演算処理を行う演算部、また他機器との接続用インターフェース等を設けたマイクロコンピュータで構成し得る。

また制御手段１０は制御信号入力コネクタ１５と接続し、ＥＣＵ２２から専用の通信ケーブルを介して種々の車両情報、ユーザー操作情報を取得している。また車両用表示装置１はユーザーが操作できる部材を備えていればその操作情報を受信し、この操作情報に基づいて制御手段１０による演算処理をしても良い。

また、制御手段１０は照明制御部１０ａを有し、照明制御部１０ａはコネクタ１３と、保護回路１４と、ダイオード１２と、コネクタ陰極１３ａと、を介して外部光源（車載照明２０）の明滅を制御する。ここで言う明滅の制御とは、色温度の調節（調色）、パルス幅変調による光量の調節（調光）、点灯、消灯、点滅等の種々の発光パターンの制御を指す。

車両用表示装置１は上記部材で構成され、ユーザーが入力した光源制御信号を、もしくは記載されていない車載センサーが観測した環境情報に基づきＥＣＵ２２が出力した光源調節信号を、制御信号入力コネクタ１５から受信し、車載照明２０を所定の手段で明滅させる。

制御手段１０による照明の調節は、例えばユーザーの好みに合わせて車載照明を調色、調光してもいいし、また車載センサー（照度センサー）が外界が暗くなったことを検知し、この検知に基づいて車載照明２０を暗くしてもいいし、車載照明２０のみでなく車両用表示器１１の光源を調色、調光してもよい。この場合、制御手段１０は、車両用表示器１１の光源と、車載照明２０との発光変化を同期させることも考えられる。

車両用表示器１１は、制御手段１０が演算またはパススルーした出力である車両情報や地図情報、娯楽コンテンツ等をユーザーへ提供する種々のディスプレイ、または機械式表示器が適用され得る。車両用表示器１１は、少なくとも夜間など暗い環境にて視認できるように照明光源を備えており、車両情報、例えば車速を指示する表示器としては機械式のスピードメータや、液晶のバーグラフメータがあるし、地図情報、娯楽コンテンツ等を示す表示器としては液晶ディスプレイでも良いし、有機ＥＬディスプレイ等高精細な表現が可能な表示器であることが望ましい。

また車両用表示器１１はタッチパネルやスイッチ等の入力デバイスを具備していてもよく、その入力信号は前述の通り制御手段１０へ出力され、所定の演算が行われる。

ダイオード１２はコネクタ陰極１３ａ側がアノード、保護回路側がカソードとなるように保護回路１４と直列に接続されている。

保護回路１４は照明制御部１０ａとダイオード１２との間に配設され、照明制御部１０ａへの過電流、過電圧のカットの役割をしても良いし、異常な温度上昇時の電力カットの役割をしても良い。車載照明の誤組みなど誤った接続による意図しない制御がなされた場合の電力カットの役割をするのも良い。

車載照明２０は、その両端子がコネクタ１３を介して照明制御部１０ａと導通している。

また車載照明２０は、ＬＥＤや蛍光灯、白熱電球、高輝度放電灯等の種々の光源が適用され得る。用途は車内で言えば車内灯、センターコンソール照明、ディスプレイのバックライト等が適用され得る。

バッテリ２１は記載されていないものも含めた種々の各車載電子機器に接続されており、電力を供給している。

ＥＣＵ２２は車載電子装備の制御、及び車載電子装備間の通信を司っており、記憶部と演算部、また接続機器と通信するための入出力端子等で構成されている。例えば記載されていないライトスイッチの操作情報や、また照度センサーの出力信号等種々の信号が入力され得る。入力された信号は所定のプログラムに基づいて新たな制御信号が各電子機器へ出力されたり、パススルーされたりする。

本開示では、ＥＣＵ２２は制御信号入力コネクタ１５を介して制御手段１０と導通しており、制御手段１０は種々の車両装備から受信した照明制御信号に基づいて、制御手段１０へ出力する。

イルミネーションスイッチ２３は牽引車両Ａに搭載されているライトスイッチによりいずれかの車外灯具が灯された際にライトスイッチと連動してＯＮに切り替わる。本開示ではコイル４０ａとバッテリ２１との間に直列に接続されている。

灯具３０は、被牽引車両Ｂの車幅灯やナンバー灯等であり、ＬＥＤや蛍光灯、白熱電球、高輝度放電灯等の種々の光源が適用され得る。

リレースイッチ４０を介してバッテリ２１から供給された電力により明滅を行う。
リレースイッチ４０は灯具３０の間へ電力を供給するため、可動接点素子４０ｂはバッテリ２１と、固定接点素子４０ｃは灯具３０と接続するように形成されている。コイル４０ａは灯具３０の明滅を制御するためバッテリ２１から見てイルミネーションスイッチ２３より後段の配線に接続されている。

以上の部材で、本開示の車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムは以下のように動作する。

イルミネーションスイッチ２３が切断された状態は車載照明２０にも灯具３０にも電力は供給されず、消灯したままである。

イルミネーションスイッチ２３が投入された状態の挙動を説明する。
先ず牽引車両Ａの装備では、イルミネーションスイッチ２３が投入されるとバッテリ２１の電力が車載照明２０に、またコネクタ陽極１３ｂを介して照明制御部１０ａへ電力が供給される。制御手段１０はＥＣＵ２２及び車両用表示器１１から入力された照明制御信号に基づき、制御手段１０の記憶部に保持された所定のプログラムにより照明制御信号を生成する。生成された照明制御信号は照明制御部１０ａ、保護回路１４、ダイオード１２、コネクタ陰極１３ａを介して、車載照明２０に入力される。
ここで言う照明制御信号は言うなれば車載照明が一般に２つ有する電力入力端子の内、低電位側の端子に入力される電圧の大小で表現される信号である。

被牽引車両Ｂにおいては、イルミネーションスイッチ２３が投入されると先ずバッテリ２１から供給される電力によりコイル４０ａに電流が流れる。するとアンペールの法則に則り磁場が生じ、可動接点素子４０ｂが引き寄せられ、ついには固定接点素子４０ｃと接する。こうしてリレースイッチ４０はＯＮになり、バッテリ２１と灯具３０が導通され、灯具３０が点灯する。

次にイルミネーションスイッチ２３が切断された直後の、系の過渡状態を説明する。
イルミネーションスイッチ２３が切断されるとコイル４０ａのバッテリ２１により印加されていた端子間電圧は０［Ｖ］になる。しかしながら、レンツの法則に則り、コイル４０ａの自己インダクタンスにより逆起電力が生じ、遮断直前時にコイルに流れていた電流を保持しようとする極性で、つまり遮断直前時とは逆極性で誘導起電力が生じる。よって実際の端子間電圧は０［Ｖ］ではなく、逆起電力の大きさは接続されている負荷の大きさによって変動し、場合によっては大きな逆起電力となり得る。

ダイオードが無い従来の形態では、先ずコイル４０ａで発生した逆起電力がフレーム接地端子に印加される。牽引車両Ａと、被牽引車両Ｂと、の各フレーム接地端子は図示しない導電部材を介して接続されているので、フレーム接地端子に印加された逆起電力は保護回路１４にも影響を与える。逆起電力の大きさが所定の防護機能の作動条件に至っている場合は保護回路内で系統の遮断等の防護動作が行われ、例えば車載照明２０の明滅が行えない虞がある。

本開示の実施形態ではダイオード１２の整流効果により、保護回路１４の防護機能の過剰な作動を抑制することができ、種々のノイズに対する耐性が強い車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムとなる。

図３（ａ）〜（ｃ）は本開示の変形例を示す。なお、上述実施形態と同様の部品構成については同じ符号を記して詳細な説明を省く。図２では被牽引車両Ｂやリレースイッチ４０を構成に含む実施例を示したが、図３（ａ）のように無くても良い。またコネクタ陽極１３ｂを排除し、別途電力供給源を設けても良い。また保護回路１４を除外した構成であっても実施可能である。図３（ｃ）のようにイルミネーションスイッチを制御手段１０に内包し、灯具制御用端子１３ｃを介して灯具３０の明滅を制御する構成であってもよい。

なお、車両用表示装置及び車両用照明システムを上述した実施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、車載照明２０には車内各照明が適用され得るとしたが、車両の外郭に設けられるナンバー灯、車幅灯、ウィンカー（方向指示灯）、前照灯等の照明にも本発明は適用し得る。例えば、車載照明２０がナンバー灯または車幅灯であった場合は、車載照明２０とコネクタ１３いずれか一方との間にイルミネーションスイッチを直列に接続すればよい。ウィンカーの場合は車載照明２０とコネクタ１３いずれか一方との間にフラッシャリレーを直列に接続し、ウィンカーレバーの操作信号をフラッシャリレーへ送信する装備が必要である。

灯具３０には車幅灯やナンバー灯等の構成を例示したが、灯具３０がウィンカーの場合でも、車載照明２０と同様フラッシャリレーやウィンカーレバーとの配線等必要装備を具備していれば本発明の要旨を達することができる。

また車内演出、警告、保護等の商品性向上を目的とした新たな装備を加えても良いし、不要装備は排除しても良い。

本発明は、車両用表示装置及びそれを用いた車両用照明システムに関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用計器として好適である。

Ａ 牽引車両
Ｂ 被牽引車両
Ｃ 車両連結部
１ 車両用照明装置
１０ 制御手段
１０ａ 照明制御部
１１ 車両用表示器
１２ ダイオード
１３ コネクタ
１３ａ コネクタ陰極
１３ｂ コネクタ陽極
１３ｃ 灯具制御用端子
１４ 保護回路
１５ 制御信号入力コネクタ
１６ 灯具制御用端子
２０ 車載照明
２１ バッテリ
２２ ＥＣＵ
２３ イルミネーションスイッチ
３０ 灯具
４０ リレースイッチ
４０ａ コイル
４０ｂ 可動接点素子
４０ｃ 固定接点素子

Claims (6)

1. 外部光源と接続する光源接続端子と、
   前記光源接続端子を介して前記外部光源を制御する光源制御手段と、
   前記光源制御端子と前記光源制御手段の間に直列に接続され、
   該端子側がアノード、該制御手段側がカソードとなるようにダイオードと、
   を備えることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記制御手段はパルス幅変調により前記外部光源の調光制御をすることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記制御手段と前記ダイオードの間に、所定条件下で通電を停止する保護回路を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 外部光源と接続する光源接続端子と、前記光源接続端子を介して前記外部光源を制御する光源制御手段と、前記光源制御端子と前記光源制御手段の間に直列に接続され、該端子側がアノード、該制御手段側がカソードとなるようにダイオードと、を備えることを特徴とする車両用表示装置と、
   自走可能であり前記車両用表示装置を搭載する牽引車両と、
   灯具を設ける被牽引車両と、を備え、
   前記灯具は前記車両用表示装置とリレースイッチを介して導通されていることを特徴とする車両用照明システム。
5. 前記制御手段と前記ダイオードの間に、所定条件下で通電を停止する保護回路を備えることを特徴とする請求項４記載の車両用照明システム。
6. 前記車両用表示装置は前記灯具と接続可能に設けられることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車両用照明システム。
   

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