JP2023180745A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な順序で描画演算回路を起動する車両用表示装置を提供する。
【解決手段】車両情報を画像にて表示する表示器１と、この表示器１が表示する画像データを生成し表示器１へ出力する描画演算回路２２と、この描画演算回路２２への前記画像データの生成を制御する制御部２１と、所定の駆動電圧を生成し駆動電力として描画演算回路２２と制御部２１とにそれぞれへ供給する電源回路２ａと、この電源回路２ａと描画演算回路２２との間の前記駆動電力を供給する配線間に介在し、制御部２１からの切り替え信号に基づいて、通電と非通電とを切り替えるスイッチ回路２ｂと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両情報を出力する車両用表示装置に関し、例えば、インストルメントパネルに搭載され、画像にて車両情報を表示する車両用計器に好適である。

例えば、車両用表示装置においては、液晶ディスプレイ等の表示器と、表示器へ映像信号を出力するグラフィックコントローラ（描画演算回路）と、グラフィックコントローラへ表示情報を出力するマイクロコンピュータ（制御部）と、を備えた車載用の車両用表示装置が提案されており、例えば、特許文献１に開示される。

この種の車載表示装置では、車両が稼働していない際に省電力のために、低消費電力モードに移行し、マイクロコンピュータやグラフィックコントローラの作動を一時的に停止する。また、再び車両からの起動命令を受けた場合は、マイクロコンピュータ等の電子部品作動用の駆動電圧を生成する電源回路を作動させて、次いでマイクロコンピュータが起動して初期化処理等を経た後、マイクロコンピュータからグラフィックコントローラや表示器をオンする旨の起動コマンドが出力され、表示器などはその起動コマンドを受けて起動する。

特開２０１７－１９００１４号公報

しかしながら、車両用表示装置のマイクロコンピュータは、初期化に時間を要してしまう。このことから条件によっては、グラフィックコントローラは、マイクロコンピュータが初期化を終えて適切な起動コマンドを出力する前に、必要な駆動電圧を揃えて、先に稼働してしまう虞があった。この場合、グラフィックコントローラは、マイクロコンピュータからの表示命令を適切に受け付けることができず、所望の表示出力ができない可能性があるため、適切な順序でグラフィックコントローラを起動する考慮が必要であった。

そこで本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、適切な順序で描画演算回路を起動する車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、
車両情報を画像にて表示する表示部と、
この表示部が表示する画像データを生成し前記表示部へ出力する描画演算回路と、
この描画演算回路への前記画像データの生成を制御する制御部と、
所定の駆動電圧を生成し駆動電力として前記描画演算回路と前記制御部とにそれぞれへ供給する電源回路と、
この電源回路と前記描画演算回路との間の前記駆動電力を供給する配線間に介在し、前記制御部からの切り替え信号に基づいて、通電と非通電とを切り替えるスイッチ回路と、を備える。

また、前記スイッチ回路は、前記駆動電力の突入電流を低減する突入電流抑制機能を有する。

また、前記スイッチ回路は、前記非通電時に供給された前記駆動電力を放電する放電機能を有する。

本発明によれば、適切な順序で描画演算回路を起動する車両用表示装置となる。

本実施形態における車両用表示装置の車載状態を示す図。 車両用表示装置の要部の断面図。 同上実施形態における要部のブロック図。 同上実施形態における起動時の各信号の様子を示す図。

以下に、本発明の実施形態として、自動車に搭載される車両用表示装置に適用したものを例に挙げて、添付図面に基づいて説明する。

図１は、車両用表示装置Ａが、自動車（車両）Ｂに実装されたものを示す。車両用表示装置Ａは、車両利用者が運転状態であっても表示を視認できるように、運転席に対向して設けられる。この場合、車両用表示装置Ａは、車両の運転席に対向する位置でインストルメントパネルＣに設けられ、運転席に着座した車両利用者は、ステアリングＤ越しに車両用表示装置Ａが出力する表示を確認できる。また、車両用表示装置Ａは、車両情報や経路案内、音響関連情報などの表示出力を行うことができる。また、車両利用者は、車両用表示装置Ａによる表示内容に従って、ステアリングＤに設けられるスイッチＤ１を操作することで、表示操作（画面切り換え）や各種設定を行うこともできる。

図２は、車両用表示装置Ａの筐体内に収容される本実施形態に関する主要部品を示し、表示器（表示部）１と、回路基板２と、保持部材３と、第１のケース（ケース）４と、第２のケース（ケース）５とを備え、インストルメントパネルＣの開口箇所に設けられる。

表示器１は、走行速度や積算走行距離などの車両情報を数値や、文字などの表示像を形成し、第１のケース４の窓部４１を介して表示出力できる。表示器１は、透明電極を有する一対のガラス基板間に液晶を封入し、前後側に設けられる偏光膜によって構成される液晶表示素子を設けており、該透明電極を介して駆動電力が供給されるようにしている。なお、表示器１は、夜間等の暗い環境においても利用者が視認できるように、図示しないバックライトによって該液晶表示素子を透過照明できるようにしている。

回路基板２は、ガラスエポキシ樹脂などの板材に銅箔の配線パターンやレジストなど絶縁層パターンが形成されてなり、車両用表示装置Ａ外からの信号を入力し、表示器１の液晶表示素子や光源を駆動するためのマイクロコンピュータ（制御部）２１やグラフィックコントローラ（描画演算回路）２２、各種電子部品が実装されている。なお、回路基板２には、コネクタ２３や通信用のケーブル２４を介して、車載されるＥＣＵ（電子制御ユニット）や各種センサからの情報（車両情報）を通信信号として制御部２１へ伝送できるように構成されている。

また、回路基板２は、警報などの注意喚起を行うためのブザーやスピーカなどの発音部２５を実装している。発音部２５は、該制御部からの制御信号に基づいて駆動し、例えば、シートベルトの未装着状態や、ドアの開放状態などを所定パターンの吹鳴音、または音声にて車両利用者に知らせることができる。

保持部材３は、合成樹脂材を用いて成形され、表示器１と回路基板２との間に介在し、表示器１と回路基板２とが所定間隔おいて保持するためのスペーサとして作用する。保持部材３は、図示しない突起やビス止め用の孔、フックなどによって、回路基板２に対して位置決め保持される。

第１のケース４は、表示器１の表示出力を透視して視認できるように、透明な窓部（光透過性部材）４１を設け、この場合、平板状の窓部４１と遮光性の合成樹脂とを一体成形されて設けられ、遮光箇所が第２のケース５に対して一部重なって、第２のケース５の外側から嵌め合わせできるような形状にて設けられる。

第２のケース５は、遮光性の合成樹脂材からなり、図２に示すように、回路基板２に接続されたケーブル２４を挿通する穴部５１が形成される。第１のケース４に対して図示しないビス止めによって嵌め合わせて保持することで、表示器１や回路基板２の収容空間を得ることができる。

また、第２のケース５には、発音部２５に対向する箇所に、スリット５２が形成されている。発音部２５が発する音は、一部が第１，第２のケース４，５内から表示器１等を越してユーザー側へ届くとともに、音の大部分は、第２のケース５やスリット５２を抜けて、車両用表示装置Ａの裏側などインストルメントパネルＣ内を通ってユーザーに伝わる。

次に、図３を用いて、本実施の形態に関する車両用表示装置Ａの各構成について説明する。

車両用表示装置Ａは、制御部２１と、描画演算回路２２と、表示器１と、発音部２５と、電源回路２ａと、スイッチ回路２ｂとが、回路基板２に実装されている。

制御部２１は、端子２１ａや電源回路を介して車載バッテリーから供給される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等のメモリと、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、制御部２１は、自動車Ｂに搭載される各種センサやＥＣＵ（電子制御ユニット）からの車両情報を専用の通信ケーブル（多重通信ライン）２３や端子２１ｂを介して入力できるように接続し、これらの通信信号（車両情報）と所定プログラムを用いた演算によって表示器１や発音部２５を制御するための制御信号を生成し出力する。また、制御部２１は、自動車Ｂ側からの起動信号に基づいて、車両用表示装置Ａの起動を開始したり、ＥＣＵからの命令信号によって、省電力モードへの移行を行うことができる。

描画演算回路２２は、グラフィックコントローラを適用でき、予め記憶媒体に格納されたフォントやアイコン等の描画用データを用いて、制御部２１からの制御信号に基づく選択、加工、合成などの処理を行って、表示器１を駆動するための駆動信号（画像データ）を生成して、表示器１を駆動する。

表示器１は、上述のように液晶表示素子を用いた画像表示デバイスを適用でき、描画演算回路２２からの駆動信号に基づいて、画像を生成し表示出力する。なお、表示器１としては、有機ＥＬ素子を用いた画像表示デバイスなど他の形態を選択することもできる。

発音部２５は、上述のように警報音や効果音を出力するためのスピーカやブザーなどを適用でき、制御部２１からの制御信号に基づいて作動する。発音部２５は、制御部２１の制御によって、表示器１による表示内容に対応する所定パターン音や音声などを表示に合わせたタイミングにて出力できる。なお、制御部２１は、描画演算回路２２を介して、発音部２５を駆動制御することもできる。

電源回路２ａは、自動車Ｂに搭載されるバッテリー電源から供給される電力を入力し、制御部２１や描画演算回路２２が用いる駆動電圧に降圧して、それぞれに駆動電力として供給する。なお、制御部２１や描画演算回路２２は、複数種類の電圧の入力が必要であるが、その内、共通の電圧（例えば、３．３Ｖ電源）を生成する電源回路２ａを挙げて説明し、他の電圧値を生成する電源回路や、表示器１や発音部２５などへ供給する電源回路は、詳細な説明や図示を省略する。

電源回路２ａは、この場合、１２Ｖ前後の電力を３．３Ｖの定電圧に降圧し、制御部２１と、スイッチ回路２ｂを介して描画演算回路２２へ供給できるように接続している。また、電源回路２ａは、車両用表示装置Ａが稼働していない際に別途回路によって作動停止し、自動車Ｂから端子２１ｃを介して入力する起動信号に応じて作動開始する。なお、起動信号は、制御部２１用の５Ｖ生成用の電源回路を介して供給される駆動電力であってもよく、この際、電源回路２ａは、この駆動電力に基づいて、必要な電圧値（３．３Ｖ）の電力を生成するように接続することもできる。この場合、バッテリー電源から供給される１２Ｖ前後の電力を別途電源回路にて５Ｖの電圧に降圧し、更に電源回路２ａによって３．３Ｖの電圧へ降圧する構成を適用できる。

スイッチ回路２ｂは、電源回路２ａと描画演算回路２２との間に設けられるスイッチ手段であり、制御部２１からの制御信号（切り替え信号）に基づいて、通電（オン）／非通電（オフ）が切り換えられて、電源回路２ａから描画演算回路２２への電力供給の有無を制御する。

また、スイッチ回路２ｂは、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含むスイッチ部の他に、通電開始時にサージ電流を抑制する突入電流制御部と、通電状態から非通電状態へ切り換えた際に、スイッチ回路２ｂに印加される電力を迅速に放電するための放電部とを備えた、集積回路を適用できる。

スイッチ回路２ｂは、この突入電流制御部における駆動電力の突入電流を低減する突入電流抑制機能を有することによって、スイッチ回路２ｂは、サージ電流を考慮した大きなスイッチ部を用意する必要がなくなる作用がある。また、スイッチ回路２ｂは、放電部における非通電時に供給された駆動電力を放電する放電機能を有することによって、車両用表示装置Ａの稼働停止時に速やかに放電を行うことが可能となり、車両用表示装置Ａが省電力状態へ迅速に移行できる。

次に、車両用表示装置Ａの起動時の各回路の状態を図４を用いて説明する。

車両用表示装置Ａは、車両からの起動信号を入力する（オフ状態からオン状態へ変化する）ことで電源回路２ａがバッテリー電源からの電力に基づいて必要な電圧値の生成を開始する（タイミングｖ）。電源回路２ａは、生成した電力を制御部２１とスイッチ回路２ｂへ出力開始する（タイミングｗ）。

次に、制御部２１は、電源回路２ａからの電力供給に基づいて作動を許可する状態に移行し（タイミングｘ）、制御部２１の初期化処理を実行する。制御部２１は、初期化処理において描画演算回路２２の通信準備が整った段階で、スイッチ回路２ｂに電源回路２ａと描画演算回路２２との接続を促す制御信号（オン信号）を出力する（タイミングｙ）。これにより、描画演算回路２２は、電源回路２ａからの駆動電力を得ることができる。

この後、制御部２１は、描画演算回路２２の作動を許可する状態に移行する許可信号を発する（タイミングｚ）。描画演算回路２２は、この許可信号に基づいて描画演算回路２２の初期化を行うことが可能になる。従って、描画演算回路２２の初期化（作動開始）は、制御部２１からスイッチ回路２ｂへの信号、及びこの許可信号が起動条件となる。即ち、制御部２１が描画演算回路２２への駆動電力の供給や起動開始のタイミングを適切にコントロールできる。

このため、制御部２１の初期化に要する時間が変化したとしてもこれに関係なく、制御部２１の準備が整った段階で描画演算回路２２の起動条件（駆動電力）を整えることができる。車両用表示装置Ａとして適切な順序で制御部２１や描画演算回路２２を起動することになる。また、電源回路２ａから供給する制御部２１用の駆動電力と、描画演算回路２２用の駆動電力とを供給開始するタイミングに時間差を設けることで、制御部２１から描画演算回路２２への該許可信号を確実な電源状態で出力し、描画演算回路２２を起動できる。

斯かる車両用表示装置Ａは、車両情報を画像にて表示する表示器１と、この表示器１が表示する画像データを生成し表示器１へ出力する描画演算回路２２と、この描画演算回路２２への前記画像データの生成を制御する制御部２１と、所定の駆動電圧を生成し駆動電力として描画演算回路２２と制御部２１とにそれぞれへ供給する電源回路２ａと、この電源回路２ａと描画演算回路２２との間の前記駆動電力を供給する配線間に介在し、制御部２１からの切り替え信号に基づいて、通電と非通電とを切り替えるスイッチ回路２ｂと、を備える。

従って、適切な順序で描画演算回路２２を起動する車両用表示装置Ａとなる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は上述実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。本発明は、インストルメントパネルＣに搭載される表示装置として好適であり、例えば、図１に示すインストルメントパネルＣの上部位置に設けられるディスプレイＥや、自動車Ｂの外を撮影した画像を表示するモニタや、後席の乗車者用のモニタに適用する構成であってもよく、上述実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本発明は、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表示装置として好適である。

１ 表示器（表示部）
２１ 制御部
２２ 描画演算回路
２ａ 電源回路
２ｂ スイッチ回路
Ａ 車両用表示装置

Claims (3)

1. 車両情報を画像にて表示する表示部と、
   この表示部が表示する画像データを生成し前記表示部へ出力する描画演算回路と、
   この描画演算回路への前記画像データの生成を制御する制御部と、
   所定の駆動電圧を生成し駆動電力として前記描画演算回路と前記制御部とにそれぞれへ供給する電源回路と、
   この電源回路と前記描画演算回路との間の前記駆動電力を供給する配線間に介在し、前記制御部からの切り替え信号に基づいて、通電と非通電とを切り替えるスイッチ回路と、を備える
   車両用表示装置。
2. 前記スイッチ回路は、前記駆動電力の突入電流を低減する突入電流抑制機能を有する
   請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記スイッチ回路は、前記非通電時に供給された前記駆動電力を放電する放電機能を有する
   請求項１に記載の車両用表示装置。
   

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