JP2024053589A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線接続数を低減した車両用表示装置を提供する。【解決手段】 車両情報を光源２６の点灯または消灯によって表現する複数の表示灯６と、シリアル通信にて信号を入力し、この信号に対応する表示灯６を駆動制御するシフトレジスタ２１と、画像にて表示する表示器１と、前記画像を生成する描画演算回路２２と、表示器１または描画演算回路２２への駆動電圧を生成する電源回路２ｂと、を備え、シフトレジスタ２１は、電源回路２ｂのイネーブル端子に接続し、前記信号に起動命令を含む場合、電源回路２ｂを作動開始させる駆動信号を出力する。【選択図】図３

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。

従来、車両用表示装置（計器装置）としては例えば特許文献１に示すようなものがあった。すなわち、計器装置に備わる制御部がＣＡＮ（Controller Area Network）トランシーバＩＣを介して計器装置の外部のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と通信を行う計器装置である。

また、ＣＡＮ通信の仕様上、通信を行う場合には制御部または送受信部が起動している必要がある。しかし、起動状態を長く維持していると消費電力が増大してしまうことから、起動状態と休止状態を切り替えるための構成を有している。

特開２０２０－２９２０３号公報

しかしながら、これら構成では休止状態から起動状態へ移行するための専用の通信回路を設ける必要があるため、車両側と車両用表示装置との間の配線接続数が増加してしまう要因となる。

そこで本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、配線接続数を低減した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、
車両情報を光源の点灯または消灯によって表現する複数の表示灯と、
シリアル通信にて信号を入力し、この信号に対応する前記表示灯を駆動制御するシフトレジスタと、
画像にて表示する表示器と、
前記画像を生成する描画演算回路と、
前記表示器または前記描画演算回路への駆動電圧を生成する電源回路と、
を備え、
前記シフトレジスタは、前記電源回路のイネーブル端子に接続し、前記信号に起動命令を含む場合、前記電源回路を作動開始させる駆動信号を出力する。

また、前記シフトレジスタは、前記描画演算回路の稼働状態と関係なく、前記信号に基づいて前記表示灯を駆動制御する。

また、前記シフトレジスタへの駆動電圧を生成して供給する常時電源回路を更に備える。

本発明によれば、配線接続数を低減した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。

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。表示器１の隣には、表示灯６を備えている。

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、光源等を駆動するためのシフトレジスタ２１や描画演算回路（グラフィックコントローラ）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）からの情報（車両情報）を通信信号としてシフトレジスタ２１や描画演算回路２２に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や表示灯６用の光源（発光ダイオード）２６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。また、保持部材３には、表示灯６用の照明室が光源２６を囲う壁部３１によって区画形成されている。

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る。また、第１のケース４は、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。

窓部４１の内面側の一部には、表示灯６用に、車両情報のシンボルマークの形状の遮光層を含む印刷４１ａが形成されており、光源２６が消灯時には黒く、光源２６が点灯時には光源２６の発光色に基づく透過照明によって、シンボルマークが浮き出るように表示し、利用者に状態を知らせることができる。表示灯６は、印刷４１ａの形状によって、例えば、方向指示器の作動状態を示す矢印マークの表示や、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）の状態表示など、各種警告やインジケータを示すものである。

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、シフトレジスタ２１と、描画演算回路２２と、表示器１と、発音部２５と、光源２６と、常時電源回路２ａと、電源回路２ｂとが、回路基板２に実装されている。

シフトレジスタ２１は、車両用表示装置Ａ外の車載ＥＣＵ（電子制御ユニット）に通信線が接続されて、シリアル通信による信号（パターン信号）を車両情報として入力できるように構成されている。また、シフトレジスタ２１は、入力した信号に対応する電子部品、この場合、光源２６の何れかや、電源回路２ｂを選択的に駆動する駆動信号を出力できる。なお、入力した信号が光源２６の場合には、光源２６の点灯／消灯を切り替え、電源回路２ｂの場合には、電源回路２ｂのイネーブル端子を介して、駆動／停止を切り替えることができる。

なお、シフトレジスタ２１は、電源入力ポート、イネーブルポート、データ入力ポート、クロック入力ポート、複数の出力ポートを備えている。シフトレジスタ２１は、データ入力ポートに入力されたパターン信号をクロック入力ポートに入力されたクロック信号のタイミングに合わせて取り込み、この取り込んだパターン信号に応じて複数の出力ポートの各々に対して個別の駆動信号を設定し、出力ポートに接続された光源２６や電源回路２ｂへ駆動信号を出力する。

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、この場合、図示しない車両用表示装置Ａ外の車載ＥＣＵに搭載されたシリアライザと車両用表示装置Ａのデシリアライザを介して伝送するイメージデータを入力し、これに基づく描画演算を行って表示器１に画像を出力させる駆動信号を発する。また、描画演算回路２２の付加的な機能として発音部２５の駆動信号を該ＥＣＵから入力して発音部２５を駆動するように構成している。

なお、描画演算回路２２は、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、車載ＥＣＵまたは車両用表示装置Ａに実装されるマイクロコンピュータ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を駆動するように構成することもできる。

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、描画演算回路２２からの駆動信号に基づいて作動する。発音部２５は、描画演算回路２２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、発音部２５の駆動は、描画演算回路２２を介さずに、該ＥＣＵからの駆動信号を入力して、発音部２５を駆動制御することもできる。この場合、車両用表示装置Ａから外部接続する通信用配線を別途設ける必要があるため、発音部２５は、前述の様に描画演算回路２２を介して駆動される方が配線数を抑制でき、コネクタ２３を簡素にできる。

光源２６は、点灯／消灯の切り替えによって、表示灯６の表示／非表示を切り替えることができ、回路基板２に複数実装されている。光源２６は、シフトレジスタ２１の駆動信号によって作動する。

常時電源回路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、シフトレジスタ２１や他の電子部品が用いる駆動電圧に降圧して、シフトレジスタ２１などそれぞれに駆動電力として供給する。この場合、凡そ１２Ｖくらいで変動するバッテリー電力を５Ｖの定電圧に降圧し、シフトレジスタ２１や電源回路２ｂに供給できるように接続している。常時電源回路２ａは、バッテリー電源と接続された状態で、表示器１等の作動／停止に関わらず常に稼働している。即ち、自動車Ｂの起動スイッチによる稼働状態でなくとも、シフトレジスタ２１に電力を供給でき、ひいては光源２６を作動させることができる。

電源回路２ｂは、常時電源回路２ａとは別に設けられる定電圧回路であって、この場合、常時電源回路２ａから供給される５Ｖの電圧を３．３Ｖの電圧に降圧した電力を描画演算回路２２の駆動用として出力できる。また、電源回路２ｂのイネーブル端子には、シフトレジスタ２１からの通信線が接続されており、車両用表示装置Ａ外の車載ＥＣＵからの信号（制御命令）に基づいて、シフトレジスタ２１を介して電源回路２ｂ、ひいては描画演算回路２２の稼働状態を切り替えることができる。

即ち、自動車Ｂが稼働から停止に移行した状態では、表示器１や描画演算回路２２、電源回路２ｂの稼働を停止した省電力状態とし、この状態であっても外部からの信号に基づいて、表示器１を含む稼働状態に移行できる。従って、電源回路２ｂやこの電力に基づく電子部品は、光源２６とは別に稼働／停止を切り替えることができ、車両用表示装置Ａからの外部配線数を増加させることなく、細かな電源管理を行うことができる構成となる。

なお、電源回路２ｂは、電圧が変動するバッテリー電源と直接に接続せず、常時電源回路２ａからの５Ｖの安定電力を入力する構成であるため、常時電源回路２ａに比べて、サージカットなどの安全機能の回路構成を簡素にでき、また、サイズが小さいものを適用できる。また、車両用表示装置Ａと外部の車載ＥＣＵとの接続にあっては、電源回路２ｂや描画演算回路２２をそれぞれ起動／停止させるための専用の外部配線を必要としないため、配線やコネクタを簡潔にできる。

また、車両用表示装置Ａは、上述した構成によって、自動車Ｂが非稼働時においても常に稼働するシフトレジスタ２１を介して、停止中の電源回路２ｂや描画演算回路２２が起動するための信号（制御命令）を入力できる。従って、例えば、該信号の有無を判別するために定期的に起動して演算処理する電子部品を必要とせず、回路構成を簡潔にできる。

斯かる車両用表示装置Ａは、車両情報を光源２６の点灯または消灯によって表現する複数の表示灯６と、シリアル通信にて信号を入力し、この信号に対応する表示灯６を駆動制御するシフトレジスタ２１と、画像にて表示する表示器１と、前記画像を生成する描画演算回路２２と、表示器１または描画演算回路２２への駆動電圧を生成する電源回路２ｂと、を備え、シフトレジスタ２１は、電源回路２ｂのイネーブル端子に接続し、前記信号に起動命令を含む場合、電源回路２ｂを作動開始させる駆動信号を出力する。

従って、配線接続数を低減した車両用表示装置Ａとなる。

また、シフトレジスタ２１は、描画演算回路２２の稼働状態と関係なく、前記信号に基づいて表示灯６を駆動制御するものを兼用して適用することで、部品点数を低減できる。

また、シフトレジスタ２１への駆動電圧を生成して供給する常時電源回路２ａを更に備えることによって、電源管理を詳細に設定できるため、自動車Ｂが非稼働時に不要な電子部品の作動を選択的に停止させることができ、省電力な車両用表示装置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
２１ シフトレジスタ
２２ 描画演算回路
２ａ 常時電源回路
２ｂ 電源回路
２６ 光源
６ 表示灯
Ａ 車両用表示装置
Ｂ 自動車（車両）

Claims (3)

1. 車両情報を光源の点灯または消灯によって表現する複数の表示灯と、
   シリアル通信にて信号を入力し、この信号に対応する前記表示灯を駆動制御するシフトレジスタと、
   画像にて表示する表示器と、
   前記画像を生成する描画演算回路と、
   前記表示器または前記描画演算回路への駆動電圧を生成する電源回路と、
   を備え、
   前記シフトレジスタは、前記電源回路のイネーブル端子に接続し、前記信号に起動命令を含む場合、前記電源回路を作動開始させる駆動信号を出力する
   車両用表示装置。
2. 前記シフトレジスタは、前記描画演算回路の稼働状態と関係なく、前記信号に基づいて前記表示灯を駆動制御する
   請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記シフトレジスタへの駆動電圧を生成して供給する常時電源回路を更に備える
   請求項１に記載の車両用表示装置。
   
   

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