JP2019064313A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車載バッテリの電圧変動が生じたとしても、車両利用者に与える違和感を抑止できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】 車両情報を点灯／消灯を切り換えて表示出力する発光ダイオード（光源）１１，１２，１３，１４と、を備える車両用表示装置であって、発光ダイオード１１，１２，１３，１４は、レギュレータ２が生成した電力を用いて駆動する（第１の光源）１３と、レギュレータ２を介さずに車載バッテリＢからの電力を用いて駆動する発光ダイオード（第２の光源）１１，１２，１４と、を設け、制御手段６は、電源用端子Ｐ１の電源電圧値（電圧値）を監視し、この電源電圧値に基づいて、発光ダイオード１１，１２，１４を調光制御する。【選択図】 図１

Description

本開示は、複数の表示項目を個別に照明する車両用表示装置に関する。

複数の表示項目を個別に照明する車両用表示装置が特許文献１に開示されている。このような車両用表示装置においては、車載バッテリの電源電圧を電流制限抵抗で電圧降下させて発光素子に印加し、発光素子を点灯させている。

また、車載バッテリから電子部品を駆動するための所望の電圧を得るために、定電圧回路を設ける構成も提案されており、例えば、特許文献２に開示されている。

特開平１１−１４９２５７ 特開２０１２−１２２８６７

また、複数の表示項目を照明するため、定電圧回路から供給される電力を用いて光輝する発光ダイオードからなる光源と、定電圧回路を介さずに車載バッテリの電力を用いて光輝する光源とが、車両用表示装置内に混在する場合、車載バッテリの電圧変動にともなって、各光源で発光輝度の差が生じてしまう可能性があり、車両利用者に対して違和感のある表示になってしまうという虞があった。

そこで本開示の目的にあっては、上述課題に着目してなされ、車載バッテリの電圧変動が生じたとしても、車両利用者に与える違和感を抑止できる車両用表示装置を提供することにある。

本発明は、
車載バッテリからの電力が供給される配線と接続される電源用端子と、
車両の状態を電気信号として入力する外部端子と、
前記電源用端子を介して入力される電力に基づいて所定の駆動用電圧を生成する定電圧回路と、
この定電圧回路が生成した電力を用いて駆動する制御手段と、
前記外部端子からの電気信号に基づいて、車両情報を点灯／消灯を切り換えて表示出力する光源と、
を備える車両用表示装置であって、
前記光源は、前記定電圧回路が生成した電力を用いて駆動する第１の光源と、前記定電圧回路を介さずに前記車載バッテリからの電力を用いて駆動する第２の光源と、を設け、
前記制御手段は、前記電源用端子の電圧値を監視し、この電圧値に基づいて、前記第２の光源を調光制御することを特徴とする。

また、前記第２の光源と直列に接続されるスイッチ手段を設け、
前記制御手段は、前記スイッチ手段を用いてパルス幅変調することにより前記調光制御することを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記外部端子を介して前記車両の状態を通信により入力し、この前記第１の光源、または前記第２の光源の点灯／消灯を切り換える制御信号を発することを特徴とする。

本開示の車両用表示装置は、車載バッテリの電圧変動が生じたとしても、車両利用者に与える違和感を抑止できる。

本実施形態の構成を示すブロック図。 同上実施形態における車両用計器を示す図。

以下、本実施形態として、車両用表示装置が自動車に搭載される複合計器（車両用計器）として適用された例について添付図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る構成を示すブロック図であり、車両用計器Ａは、発光ダイオード（光源）１１，１２，１３，１４と、レギュレータ（定電圧回路）２と、スイッチ手段３１，３２，３３と、電圧検出回路４と、表示器５と、制御手段６と、入力手段７と、外部端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５と、を備えている。

これらの構成は、同じ回路基板に実装されており、銅箔パターンや配線を介して電気的に接続されている。この回路基板は、図２に示すように車両情報を表示する車両用計器Ａの内部、この場合、合成樹脂などからなるケース（筐体）Ｃ内に収納保持され、車両利用者が運転中に確認しやすいように運転席に対向し、この場合、インストルメントパネルに設けられる。

また、車両用計器Ａは、車載バッテリ（電源）Ｂからの電力を用いて作動し、車載バッテリＢと図示しないイグニッションスイッチを介して配線にて接続される外部端子（電源用端子）Ｐ１と、このグランド接続用の外部端子Ｐ２を備える。この他に、車両用計器Ａは、外部ユニットにおける車両利用者が操作可能なスイッチＳ１，Ｓ２と電気的に接続される外部端子Ｐ３，Ｐ４や、外部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と電気信号を通信するために配線接続される外部端子Ｐ５を有する。

この場合、外部端子Ｐ３，Ｐ４は、方向指示器（外部ユニット）の各スイッチＳ１，Ｓ２に接続され、各スイッチＳ１，Ｓ２の他端側（外部端子Ｐ３，Ｐ４接続側と反対）は、外部端子Ｐ２と同電位にグランド接続される。外部端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５は、回路基板に実装される図示しないコネクタ端子からなり、ケースＣの背面側または側面側において車両側からの配線と接続可能に設けられる。

発光ダイオード１１，１２は、カソード側の配線が外部端子Ｐ３，Ｐ４に接続され、アノード側の配線は、スイッチ手段３１を介して外部端子Ｐ１と接続される。発光ダイオード１１，１２は、外部端子Ｐ１を介して車載バッテリＢから供給される約１２Ｖ前後（およそ８Ｖから１６Ｖ）を変動する電源電圧を用いて、スイッチ手段３１やスイッチＳ１，Ｓ２による通電状態を受けて発光する。例えば、スイッチＳ１，Ｓ２が方向指示器のレバースイッチの場合、発光ダイオード１１，１２は、方向指示器の作動状態を示すターンインジケータ１１ａ，１２ａ用の光源として適用できる。車両利用者は、ターンインジケータ１１ａ，１２ａが点滅して光輝したことを視認することによって、方向指示器の作動状態を確認できる。

発光ダイオード１３は、レギュレータ２によって生成された電力を用いて車両用計器Ａ内のインジケータを点灯させる光源であり、スイッチ手段３２によって、点灯／消灯が切り換えられる。この場合、発光ダイオード１３は、制御手段６と同様な駆動電圧にて発光する。

発光ダイオード１４は、レギュレータ２を介さずに車載バッテリＢからの電源電力を用いて車両用計器Ａ内のインジケータを点灯させる光源であり、スイッチ手段３３によって、点灯／消灯が切り換えられる。この発光ダイオード１３は、発光ダイオード１１，１２と同様な駆動電圧にて発光する。

発光ダイオード１３，１４は、例えば、変速機のギアポジションの検出を受けて、ギアポジションを示すインジケータ１３ａ用の光源や、燃料消費の少ない効率の良い車両走行時に、運転を評価するＥＣＯ表示インジケータ１４ａの光源として適用できる。また、この場合、車両用計器Ａに実装される多数の光源のうち、上述の発光ダイオード１１，１２，１３，１４は、同色（例えば、緑色）にて発光出力するものが適用される。

レギュレータ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を適用でき、車載バッテリＢからの電力供給に基づいて、約１２Ｖの電圧を降圧し、制御手段６等が駆動可能な一定電圧（例えば、５Ｖ）を生成して出力する回路である。この場合、レギュレータ２は、制御手段６や発光ダイオード１３、図示しない配線を介して表示器５に供給する電源を生成する。したがって、発光ダイオード１３は、車載バッテリＢからの電圧値が多少変動しても一定の駆動電圧による一定輝度で点灯出力可能である。なお、この場合、レギュレータ２は、制御手段６及び発光ダイオード１３へ電力供給を行う構成であるが、必要な駆動電圧が異なる場合には、制御手段６と発光ダイオード１３とのそれぞれにレギュレータを設ける構成が好適ある。

スイッチ手段３１，３２，３３は、トランジスタを適用でき、制御手段６からの制御信号によって、発光ダイオード１１，１２，１３，１４への通電状態（点灯／消灯）を切り換える。

電圧検出回路４は、抵抗素子等を用いてなり、外部端子Ｐ１とレギュレータ２との間の配線から分岐して接続され、車載バッテリＢから供給される電源電圧を制御手段６が読み取れる電圧にして制御手段６へ出力する。この電圧検出回路４によって、制御手段６が変動する車載バッテリＢの電圧値を読み取ることができる。

表示器５は、制御手段６による制御信号に基づいて、図示しない駆動源を作動させて回動する指針と、この指針の指示対象となる目盛りや数値等を示す指標が印刷された表示板とで、計測値を対比判読可能に表示する指針式表示部５１や、照明用のバックライトを設け、透過／不透過を切り換えて所望の表示像（表示画像）を形成する液晶表示パネル５２を適用できる。表示器５は、レギュレータ２からの駆動電力を利用して、車両情報を表示出力できる。

例えば、指針式表示部５１は、車両の走行速度、燃料残量を表現することができ、液晶表示パネル５２は、所望の画像を生成して数値や文字、バーグラフなどの表示像によって車両情報を表現し、積算走行距離や車両外気温度、燃料消費率などの車両情報や時刻などを画面切り換えして表示できる。

制御手段６は、レギュレータ２からの電力に基づいて駆動し、所定プログラムや各種データの格納、演算時の記憶領域などに用いる図示しないＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部と、前記所定プログラムに従って演算処理するためのＣＰＵと、入出力インターフェース等を設けたマイクロコンピュータを適用できる。

また、制御手段６は、車両の各種センサや電子制御ユニットＥＣＵ、スイッチＳ１，Ｓ２に基づく車両情報を、所定電圧しきい値に対する高低にて状態を示す電気信号や符号化したパルスによる通信信号を入力し、これら信号に応じて、表示器５や発光ダイオード１１，１２，１３，１４を制御するための制御信号を生成し出力する。制御手段６は、スイッチ手段３１，３２，３３に対して、パルス幅変調制御を用いることで、各発光ダイオード１１，１２，１３，１４の出力輝度を調整することもできる。

入力手段７は、車両利用者が操作可能なノブと、回路基板に実装される接点式スイッチ素子とからなり、車両利用者による操作状態を電気信号として制御手段６へ出力する。なお、入力手段７は、制御手段６の駆動制御により液晶表示パネル５２による表示と連携して各種項目を設定できる。これら構成は、例えば、画面切り替え、照明輝度、値リセットなどの操作を可能にしている。

また、制御手段６は、電圧検出回路４からの電圧信号やスイッチＳ１，Ｓ２からの電圧信号を入力し、これらに基づいて、発光ダイオード１１，１２の点灯状態を切り換えるスイッチ手段３１を制御するための制御信号を生成し出力できる。車載バッテリＢは、図示しない発電機と接続され、発電機による発電状況や電子部品の付加具合、車載バッテリＢの劣化具合などによって、主に車載バッテリＢから供給される電源電圧値は変化してしまうが、車載バッテリＢの電源電圧が設定された標準的な値（例えば、１０Ｖ）よりもやや高い場合における、発光ダイオード１１，１２を調光制御する制御手段６の処理手順について以下に説明する。なお、この場合、説明とその理解を簡潔にするため、発光ダイオード１１，１２，１３，１４の駆動条件について同じ仕様のものが適用された例にて説明する。

まず、制御手段６は、電圧検出回路４からの電気信号に基づいて車載バッテリＢが出力する電源電圧値を測定する処理を行う。

次に制御手段６は、レギュレータ２の駆動電力を用いて点灯する発光ダイオード１３に流れる平均電流値と、レギュレータ２を介さずに車載バッテリＢに接続された配線（分岐配線）からの電源電力を用いて点灯する発光ダイオード１１、または発光ダイオード１２に流れる平均電流値とが近づくように、該電源電圧値に基づいて、スイッチ手段３１をパルス幅変調制御することによって、発光ダイオード１１または発光ダイオード１２の発光輝度が車載バッテリＢからの電源電圧とともに高まることを抑止できる。

なお、この場合、制御手段６は、電源電圧値と、パルス幅変調制御のデューティ比とが関連付けられて記憶部に格納されたテーブルデータを参照することによって、スイッチ手段３１を最適に駆動制御できる。制御手段６によるスイッチ手段３１へのパルス幅変調制御を伴う制御信号が出力される状況下において、スイッチＳ１，Ｓ２のオン／オフが操作され、発光ダイオード１１または発光ダイオード１２が通電状態に至った場合、発光ダイオード１３の発光輝度に近い輝度で点灯させることができる。また、この場合、発光ダイオード１１，１２は、択一的に点滅するが、同時に点灯する場合には、別途異なるテーブルデータを用いることで、同様の作用を実現できる。

上述処理を定期的に繰り返すことによって、車載バッテリＢ側から供給される駆動電圧が高く、発光ダイオード１１，１２と発光ダイオード１３とが異なる電圧にて駆動されてしまう場合であっても、各発光ダイオード１１，１２，１３を同様な発光輝度に調光されるため、同色であっても違和感のない表示とし、更には、発光ダイオード１１，１２の発熱を抑える作用もある。

また、発光ダイオード１４にあっては、電子制御ユニット（ＥＣＵ）からの通信信号に基づき制御手段６の演算結果によって、点灯／消灯状態の切り換えがなされるが、この発光ダイオード１４の点灯時に、上述同様に発光ダイオード１３と同様な平均電流値にて駆動されるようにパルス幅変調制御を伴うことで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

斯かる車両用計器Ａは、
車載バッテリＢからの電力が供給される配線と接続される電源用端子Ｐ１と、
車両の状態を電気信号として入力する外部端子Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５と、
電源用端子Ｐ１を介して入力される電力に基づいて所定の駆動用電圧を生成するレギュレータ（定電圧回路）２と、
このレギュレータ２が生成した電力を用いて駆動する制御手段６と、
外部端子Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５からの電気信号に基づいて、車両情報を点灯／消灯を切り換えて表示出力する発光ダイオード（光源）１１，１２，１３，１４と、
を備える車両用表示装置であって、
発光ダイオード１１，１２，１３，１４は、レギュレータ２が生成した電力を用いて駆動する（第１の光源）１３と、レギュレータ２を介さずに車載バッテリＢからの電力を用いて駆動する発光ダイオード（第２の光源）１１，１２，１４と、を設け、
制御手段６は、電源用端子Ｐ１の電源電圧値（電圧値）を監視し、この電源電圧値に基づいて、発光ダイオード１１，１２，１４を調光制御する。

したがって、車載バッテリの電圧変動が生じたとしても、各発光ダイオード（光源）の発光輝度の差を低減して、車両利用者に与える違和感を抑止できる車両用表示装置となる。

また、発光ダイオード１１，１２，１４と直列に接続されるスイッチ手段３１，３３を設け、制御手段６は、スイッチ手段３１，３３を用いてパルス幅変調することにより前記調光制御することによって、電源電圧の変動に対して応答性良く、詳細に輝度調整できるため、車両利用者に与える違和感を低減できる。

また、制御手段６は、外部端子Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を介して前記車両の状態を通信により入力し、この発光ダイオード１３、または発光ダイオード１１，１２，１４の点灯／消灯を切り換える制御信号を発することによって、各発光ダイオードの点灯／消灯、及び調光を集中的に制御できる構成となる。

なお、本発明の車両用表示装置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、構成の一部を省くことが可能なことは勿論である。

上述した実施形態にあっては、各駆動電流値は、ＲＯＭに予め格納された値を用いるが、入力手段７を用いて所望の設計輝度になるように可変する輝度値であってもよい。この場合、この輝度値と、上述同様の平均電流値と、電源電圧値と、パルス幅変調制御のデューティ比とが、関連付けられたテーブルデータ、または演算式を用いて実現でき、上述実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、上述実施形態にあっては、外部端子Ｐ３，Ｐ４は、方向指示器や変速機からなる外部ユニットの各スイッチＳに接続され、各スイッチＳの他端側（外部端子Ｐ３，Ｐ４接続側と反対）は、グランド接続されるが、このグランド接続部が車載バッテリＢの電源によってプルアップされ、車両用計器Ａ側でグランド接続される構成も考えられるが、制御手段６による同様の処理によって、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

本開示は、車両用表示装置に関し、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。

１１，１２，１３，１４ 発光ダイオード（光源）
２ レギュレータ（定電圧回路）
３１，３２，３３ スイッチ手段
４ 電圧検出回路
５ 表示器
６ 制御手段
Ａ 車両用計器（車両用表示装置）
Ｂ 車載バッテリ
Ｐ１ 外部端子（電源用端子）
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５ 外部端子

Claims (3)

1. 車載バッテリからの電力が供給される配線と接続される電源用端子と、
   車両の状態を電気信号として入力する外部端子と、
   前記電源用端子を介して入力される電力に基づいて所定の駆動用電圧を生成する定電圧回路と、
   この定電圧回路が生成した電力を用いて駆動する制御手段と、
   前記外部端子からの電気信号に基づいて、車両情報を点灯／消灯を切り換えて表示出力する光源と、
   を備える車両用表示装置であって、
   前記光源は、前記定電圧回路が生成した電力を用いて駆動する第１の光源と、前記定電圧回路を介さずに前記車載バッテリからの電力を用いて駆動する第２の光源と、を設け、
   前記制御手段は、前記電源用端子の電圧値を監視し、この電圧値に基づいて、前記第２の光源を調光制御することを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記第２の光源と直列に接続されるスイッチ手段を設け、
   前記制御手段は、前記スイッチ手段を用いてパルス幅変調することにより前記調光制御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. 前記制御手段は、前記外部端子を介して前記車両の状態を通信により入力し、この前記第１の光源、または前記第２の光源の点灯／消灯を切り換える制御信号を発することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。

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