JP6274508B2 - 車両用計器 - Google Patents

Description

本発明は、指針を回動させて車両情報を指示表示する車両用計器に関する。

従来の車両用計器として、自動車、自動二輪車、各種ウォータビークル等のスピードメータ、タコメータ、燃料計、各種アラーム類等の表示ユニットなどの複合計器がある。

これらの車両情報に関連して、例えば、車速やエンジン回転数など、車両によって予め設定される制御範囲や車両利用者によって設定される目標値など、各車載機器の性能や安全性を考慮した設定値が定められており、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平０８−２５３０５７号公報

しかしながら、前記設定値を確認する場合には、例えば、設定画面を操作するなど、車両利用者による煩雑な操作を必要としていた。また、平均値や最大値など過去の計測値を確認する場合にあっても、同様に煩雑な操作を必要としていた。いずれにしても前記設定値や前記過去の計測値などの所定値を、手軽に確認できるものではなかった。

そこで本発明の目的は、上述した課題に着目し、所定値を簡単に確認できる車両用計器を提供することにある。

本発明の車両用計器は、
回動する指針と、
前記指針の指示対象となる指標部を備えた表示板と、
車両情報に応じて回動させる通常制御処理と、車両の起動操作に基づいて前記車両情報とは関係なく前記指針を回動させる起動制御処理と、を設ける制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記起動制御処理において、前記指標部の一端側から、
前記指標部の表示範囲のうち、車両利用者によって設定された前記車両の駆動制限が加わる限界値、または前記車両の電源スイッチがオフされるまでの過去の平均計測値のいずれかからなる所定値を指示する位置まで、前記指針を回動させ、
その後、前記指針を所定時間停止させることを特徴とする。

また、前記表示板の背面側から前記指針または前記表示板を透過照明する光源を備え、
前記制御手段は、前記起動制御処理において、前記指針が前記所定値を指示する際に、
前記指針または前記表示板を照明する前記光源の輝度が高まるように制御することを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記起動制御処理において、前記指針が前記所定値を指示する際に、
前記設定値、または前記過去の計測値であることを表示する表示パネルを備えることを特徴とする。

また、前記指針及び前記表示板は、エンジン回転数、車両速度、圧力、燃料消費率のいずれかの計測値を表示することを特徴とする。

本発明の車両用計器は、指針を回動させて車両情報を指示表示する車両用計器に関し、所定値を簡単に確認できる。

本発明の実施の形態である車両用計器の表示例を示す図。 同上実施の形態における断面を示す図。 同上実施の形態における構成を示す図。 同上実施の形態における起動制御処理の動作例を示す図。 同上実施の形態の別動作例を示す図。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態となる車両用計器について説明する。

図１、図２は本発明をスピードメータに適応した場合を示し、図１はスピードメータの表示例を示す正面図、図２はその要部の断面を示すもので、駆動源１と、指針２と、表示板３と、回動規制部４と、回路基板５と、支持体６とを備えている。

駆動源１は、詳しく図示しないが、本実施の形態の場合、一対のコイルにそれぞれ正弦波電流及び余弦波電流を流し、これにより生じる回転磁界にてマグネットロータを回動させるステッピングモータまたは可動磁石式計器からなり、マグネットロータに連動して指針２を回転駆動するようになっている。

指針２は、透光性を有する合成樹脂材からなり、表示板３の表面側に設けられ、駆動源１の回転駆動によって振れ角動作を行う。また、指針２は、後述する指針用光源５Ａによって照明可能に設けられている。

表示板３は、透明基板３１に光透過性の印刷層によって、単位となる「ｋｍ／ｈ」を示す指標部３Ａと、指針２の指示対象となる文字、目盛等の指標部３Ｂを印刷形成してなり、これら指標部３Ａ、３Ｂ以外は黒色印刷層によって背景となる地色部３２が印刷形成されている。なお、指標部３Ｂは、振れ角動作を行う指針２の回動軌道に沿った配列パターンを有して複数個、この場合、指針軸１１を中心とした同心円上に複数個配列されている。

回動規制部４は、表示板３の前面側には、指針２が指示する初期値となる「０ｋｍ／ｈ」を示す指標部３Ｂ位置からそれよりも減少方向に指針２が回動しないように指針２の位置を規制するストッパピンを適用できる。また、回動規制部４は、指針２の回動範囲を規制するものであればよく、駆動源１の回動軸の回動範囲を規制するようにギアを用いて構成することもできる。

回路基板５は、表示板３の裏面側に図示しない配線とともに、発光ダイオードからなる複数の光源５Ａ，５Ｂや駆動源１を駆動するドライバＩＣ（図示しない）等の電子部品を実装して設けられており、本実施の形態の場合、指針２の回転軸（指針軸）１１付近に、指針２を照明する指針用光源５Ａや、指標部３Ｂ対応箇所に、指標部３Ｂを透過照明する指標部用光源５Ｂがそれぞれ備えられている。また、各々の光源５Ａ，５Ｂは後述する光源駆動部Ｂ４に接続されている。

支持体６は、回路基板５と表示板３との間にスペーサとして設けられるとともに、指針用光源５Ａと、指標部用光源５Ｂとをそれぞれ区分けされるように形成し光干渉を防いでいる。また、表示板３の縁部前面にはリング状の見返し板７が設けられ、表示板３を縁取りしている。

次に、かかる車両用計器の電子部品に関する構成を説明する。なお、本実施形態において、後述する電源スイッチＢ１から出力される電気的な信号をきっかけとして指針２の駆動源１や光源５Ａ，５Ｂを制御する場合を例に説明する。

図３は、本実施形態の電気的構成を示すブロック図で、電源スイッチ（起動スイッチ）Ｂ１、マイコンＢ２、駆動源制御部Ｂ３、光源駆動部Ｂ４により構成され、制御手段Ｂは、マイコンＢ２、駆動源制御部Ｂ３、光源駆動部Ｂ４を含むものである。

電源スイッチＢ１は、例えばイグニションスイッチからなり、車両の稼働状態を切り替えるとともに、計器への電源供給をオン／オフ切替えする。また、電源スイッチＢ１のオン／オフ切替えが行われた際には、その切替状態が制御手段Ｂへの切替信号（状態信号）として出力されるようになっている。

マイコンＢ２は、マイクロコンピュータを適用でき、所定の処理プログラムを演算処理するＣＰＵや、前記処理プログラムや各種設定値等を格納するＲＯＭや電源スイッチＢ１からの切替信号等を一時的に格納するＲＡＭ等から構成され、前記切替信号や、車速に応じて変化するセンサなど各種センサ、車両用計器外の車載電子制御ユニットからの車両情報に基づいて指針２の振れ角位置を演算処理し、この演算結果に基づいて指針２を所定振れ角位置へ振れ角動作するようにさせる制御信号を駆動源制御部Ｂ３に出力する。

マイコンＢ２は、例えば、車両情報における車速情報の入力に基づいて、計測値を算出し、この計測値を示す指標部３Ｂを指針２が指示するように促す制御信号を駆動源１に出力する処理（通常制御処理）を行う。従って、車両利用者は、指針２と指標部３Ｂとで対比判読することで車両の走行速度を読み取ることができる。

また、マイコンＢ２は電源スイッチＢ１から出力される切替信号に基づいて、前述した通常制御処理とは別に、車両情報に基づく計測値とは関係なく、指針２を後に詳述する所定の角度分往復動作させる処理プログラムと光源５Ａ，５Ｂの点灯／消灯を制御する処理プログラムを実行し、駆動源制御部Ｂ３に対しては所定の角度分指針２を往復動作させる制御信号を、光源駆動部Ｂ４に対しては輝度変化を促す制御信号をそれぞれ出力する処理を行う（起動制御処理）。

なお、マイコンＢ２は、図示しない点灯スイッチにも接続されており、電源スイッチＢ１からの切替信号がない場合は、運転者による点灯スイッチの切替えにより光源駆動部Ｂ４を通じて光源を点灯／消灯できるようになっている。点灯スイッチは、車両用計器の照明輝度を調整するスイッチや、車両の前照灯を点消灯操作するスイッチを適用できる。

駆動源制御部Ｂ３は、マイコンＢ２からの制御信号を受け、この制御信号に応じた所定電流（指針駆動信号）を駆動源１の図示しない各コイルに供給することで、図示しないマグネットロータを所定角度分回転駆動させ、これに連動する指針２を制御信号に応じた所定振れ角位置へ振れ角動作させるものである。

光源駆動部Ｂ４は、トランジスタ等を用いたスイッチ手段を適用でき、マイコンＢ２からの制御信号を受け、この制御信号に応じて光源５Ａ，５Ｂの点灯／消灯状態を切替えるものである。また、光源駆動部Ｂ４は、点灯状態において、制御信号に基づいて、これら光源５Ａ，５Ｂの発光輝度をＰＷＭ（パルス幅変調）等の手段を用いて調整することができる。

次に、電源スイッチＢ１からの切替信号に伴う制御手段Ｂの処理手順、即ち起動制御処理について図４を用いて説明する。

制御手段Ｂは、電源スイッチＢ１からの切替信号に基づいて電源のオン／オフ状態を判断し、ここで、電源スイッチＢ１がオフからオンに切替り電源供給が開始されたと判断した場合、指針用光源５Ａを所定輝度で点灯し、その後指針２が所定値まで回動するように、指針用光源５Ａや駆動源１を制御する。また、制御手段Ｂは、この指針２の回動にともなって表示板３の照明輝度が徐々に高まるように指標部用光源５Ｂを制御している。この場合、人間の明るさの感じ方を考慮して図４に示すような曲線状に輝度を高めるようにしている。

次に、制御手段Ｂは、指針２が所定値に達したことを判別し、この際、指針２が所定値を指示したまま所定時間Ｔ回動しないように駆動源１を制御する。また、この所定時間Ｔに、制御手段Ｂは、指針２が光輝するようにみせるため、前記所定輝度よりも輝度が高まるように指針用光源５Ａを制御する。また、この際、制御手段Ｂは、徐々に輝度変化した指標部用光源５Ｃが車両の起動から最も高い輝度にて発光するように制御する。

これらの処理によって、車両利用者は、指標部３Ｂの表示範囲において、特定の値である所定値が指示されたことを、特別な操作をすることなく容易に確認できる。また、指針２の回動動作を行うことで、車両の稼動状態や躍動感を演出できる。

次に、制御手段Ｂは、指針２が所定値を指示してから所定時間Ｔ経過した場合、再び指針２が回動するように駆動源１を制御する。この場合、制御手段Ｂは、指針用光源５Ａが所定輝度に戻るように制御してから、指針２が、初期位置となる０ｋｍ／ｈを示す指標部３Ｂ側へ回動するようにしている。この際、制御手段Ｂは、回動規制部４に当接するよりもさらに大きく回動するような制御信号を駆動源１に発することで、指針２の指示位置を適正な位置に補正することもできる。

なお、制御手段Ｂは、前述所定時間Ｔ経過後、指針２が帰零方向へ回動するような例を示したが、図５に示すように、最大振れ角や、指標部３Ｂの最大目盛まで指示させてから、帰零することもできる。また、この所定時間Ｔ中において、指針用光源５Ａだけでなく、指標部用光源５Ｂの発光輝度を高めることで、所定値の指示状態を強調して表現できる。

また、上述の実施の形態における所定値は、車両の駆動制限が加わる限界速度（限界値）、または電源スイッチＢ１がオフされる前の過去の平均車速値（過去の平均計測値）として設定できる。車両利用者は、車両の起動操作毎に、これらの値を確認できる。なお、図示しない、バックライトを備えた液晶パネルまたは有機ＥＬパネルからなる表示パネルによって、所定値が何を示す値であるかを表示することもでき、車両利用者に対してわかり易い表示出力となる。また、複数の指針式計器に対して上述した所定値の指示を行う場合には、所定値を指示する所定時間を長くしたり、所定値への指針２の到達するタイミングや指針用光源５Ａの輝度が高まるタイミングをそれぞれ異なるように制御することで、視認性を高めることができる。

かかる車両用計器は、回動する指針２と、指針２の指示対象となる指標部３Ｂを備えた表示板３と、車両情報に応じて回動させる通常制御処理と、車両の起動操作に基づいて前記車両情報とは関係なく指針２を回動させる起動制御処理と、を設ける制御手段Ｂと、を備え、制御手段Ｂは、前記起動制御処理において、指標部３Ｂの一端側から、指針２及び表示板３が示す表示内容に関する設定値、または過去の計測値のいずれかからなる所定値まで、指針２を回動させ、その後、指針２を所定時間Ｔ停止させる。

従って、例えば、車速の限界値などの車両設定値、または平均値や最大値など過去の計測値のいずれかの所定値を確認する場合に、煩雑な操作を必要とせず、通常必要な起動操作に基づいて、所定値を手軽に確認できる。

また、表示板３の背面側から指針２と表示板３とをそれぞれ透過照明する光源５Ａ，５Ｂを備え、制御手段Ｂは、前記起動制御処理において、指針２が前記所定値を指示する際に、指針２または表示板３を照明する光源５Ａ，５Ｂの輝度が高まるように制御することによって、所定値を示すタイミングをよりわかりやすく表現できる。

なお、本発明の車両用計器を上述した実施の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、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。

例えば、上述実施の形態では、車両速度を示す車速計に適用したものを例にあげて説明したが、指針２及び表示板３が示す表示内容として、エンジン回転数、圧力、燃料消費率を示す計器に適用することもできる。この場合、車両駆動におけるリミット制御が加わる限界値や、電源スイッチＢ１をオフする前の走行（前回の走行）時における平均値（例えば、平均燃料消費率）を所定値として設定することで、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、車両利用者によって、限界速度の設定を変更できる機能を備えた車両に、上述した実施の形態を適用し、該限界速度を所定値として起動制御処理時に指示表示させることによって、走行前に設定値を確認できるため、利便性が高い表示出力となる。

本発明は、移動体に搭載して各種情報を表示する車両用計器に関して、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計器として好適である。

１ 駆動源
２ 指針
３ 表示板
３Ｂ 指標部
４ 回動規制部
５ 回路基板
５Ａ 指針用光源（光源）
５Ｂ 指標部用光源（光源）
Ｂ 制御手段
Ｂ１ 電源スイッチ

Claims (4)

1. 回動する指針と、
   前記指針の指示対象となる指標部を備えた表示板と、
   車両情報に応じて回動させる通常制御処理と、車両の起動操作に基づいて前記車両情報とは関係なく前記指針を回動させる起動制御処理と、を設ける制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記起動制御処理において、前記指標部の一端側から、
   前記指標部の表示範囲のうち、車両利用者によって設定された前記車両の駆動制限が加わる限界値、または前記車両の電源スイッチがオフされるまでの過去の平均計測値のいずれかからなる所定値を指示する位置まで、前記指針を回動させ、
   その後、前記指針を所定時間停止させることを特徴とする車両用計器。
2. 前記表示板の背面側から前記指針または前記表示板を透過照明する光源を備え、
   前記制御手段は、前記起動制御処理において、前記指針が前記所定値を指示する際に、
   前記指針または前記表示板を照明する前記光源の輝度が高まるように制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 前記制御手段は、前記起動制御処理において、前記指針が前記所定値を指示する際に、
   前記設定値、または前記過去の計測値であることを表示する表示パネルを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用計器。
4. 前記指針及び前記表示板は、エンジン回転数、車両速度、圧力、燃料消費率のいずれかの計測値を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用計器。

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