JP6354986B2 - 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、自動車などの乗り物に使用される車両用計器は、速度計、タコメータ、燃料計、燃費計、温度計、方向指示器やシートベルトのインジケータ、警告灯などの車両情報を表示する複数の表示器を単一のケース内に収納し、前記表示器の前面（ 表示側面） を透明なカバーにて覆った複合計器があり、例えば、特許文献１に開示されている。

また、車両の起動スイッチ（イグニションスイッチ）ＯＮ後、速度計や回転計等の交差コイル型指針式計器の指針を初期状態（初期指示位置）からフルスケール動作させた後、初期状態に再び戻すといったスイープ動作をさせることで、商品性，デザイン性の向上を図るものがあり、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２０１２−８８０９９号公報 特開平９−１４５７４２号公報

また、複数の表示器を有する車両用計器が大型化するなどして、表示器間に大きな距離が生じてしまい、各指針を駆動制御する制御手段が、それぞれに設けられ、制御手段が他の制御手段を通信制御する場合がある。この場合には、各制御手段間での信号の遅延による指針式計器の動作に不整合が生じ、特に指針式計器の初期スイープ動作においては、その僅かな時間差が、動作に違和感を生じさせてしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、上述の課題に着目し、複数の制御手段の間に同期をとるための同期回路を設けることで違和感のない商品性に優れた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、この指針を回動させる駆動源となる駆動手段と、前記指針の指示対象となる指標部を設けた表示板とからなる複数の表示器と、
前記複数の表示器をそれぞれ制御するための第１，第２の制御手段とを備え、
前記第１の制御手段は、起動後に前記複数の表示器の前記指針を回動させる制御信号と、前記指針を回動開始するタイミングを示す同期信号とを生成し、前記第２の制御手段に出力し、
第２の制御手段は、前記第１の制御手段と前記表示器との間に接続され、前記制御信号と前記同期信号とに基づいて、前記駆動手段に駆動信号を出力することを特徴とする。

また、前記表示器は、前記第１の制御手段に直接駆動される第１の表示器と、
前記第２の制御手段を介して駆動される第２の表示器とを備えていることを特徴とする。

また、前記第１の制御手段は、複数の設けられる第２の制御手段とそれぞれ通信線を介して接続され、また、前記複数の第２の制御手段に対して同じ前記同期信号を出力するための前記通信線とは別の配線を介して接続されることを特徴とする。

また、前記第１の制御手段は、外部機器と接続する第１の回路基板に実装され、前記第２の制御手段は、前記第１の回路基板と配線を介して接続される第２の回路基板に実装されることを特徴とする。

本発明の車両用計器は、複数の制御手段の間に同期をとるための同期回路を設けることで違和感のない商品性に優れた車両用計器となる。

本発明の実施の形態である車両用計器の正面図。 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車両用計器の構成を示す図 同上実施の形態における起動時の第１の制御回路の処理手順を示すフロー図。 同上実施の形態における起動時の各種信号と動作を示すタイミング図。

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に示すように、第１〜第３の表示器１１，１２，１３や液晶パネル２を視認することによって、車両の各種情報を確認できる。また、図２に示すように、第１の制御回路（第１の制御手段）３１や第２，第３に制御回路（第２の制御手段）３２，３３は、第１〜第３の回路基板４１，４２，４３に実装されており、通信可能に接続されている。

第１の表示器１１は、この場合、燃料残量を指示表示する指針式計器であり、回動する指針１１ａと、この指針１１ａを回動させるモータからなる駆動手段１１ｂと、指針１１ａの指示対象となる目盛りや数値などの指標部が印刷された表示板１１ｃと、この表示板１１ｃの裏面側（表示面側と反対側）から該指標部を透過照明する光源１１ｄとで構成されている。なお、電子部品である駆動手段１１ｂや光源１１ｄは、第１の回路基板４１に実装されており、第１の回路基板４１の配線パターンを介して、第１の制御回路３１に接続される。第１の制御回路３１は、駆動信号を駆動手段１１ｂや光源１１ｄに出力することで、指針１１ａを所望の角度に回動させたり、表示板１１ｃを所望の明るさにて照明させる。

液晶パネル３は、第１の制御回路３１からの制御信号に基づいて、積算走行距離や平均燃料消費率、ギアポジション、ナビゲーション情報（経路案内情報）、車両操作ガイド、警報情報などの車両情報や、時刻や外気温度などの情報を文字やグラフなどの画像にて表示する。液晶パネル３の表示画像は、その表示内容（表示項目）が予め複数パターン用意され、車両利用者による入力手段５の操作や所定条件による割り込み処理に基づいて、画面切り替えできるように第１の制御回路３１によってプログラムされている。

第２の表示器１２は、この場合、車両走行速度を指示表示する指針式計器であり、第１の表示器１１と同様に、指針１２ａと、駆動手段１２ｂと、表示板１２ｃと、光源１２ｄとで構成されている。なお、駆動手段１２ｂや光源１２ｄは、第２の回路基板４２に実装されており、第２の回路基板４２の配線パターンを介して、第２の制御回路３２に接続される。第２の制御回路３２は、駆動信号を駆動手段１２ｂや光源１２ｄに出力することで、指針１２ａを所望の角度に回動させたり、表示板１２ｃを所望の明るさにて照明させる。

第３の表示器１３は、この場合、エンジン回転数を指示表示する指針式計器であり、第２の表示器１２と同様に、指針１３ａと、駆動手段１３ｂと、表示板１３ｃと、光源１３ｄとで構成されている。なお、駆動手段１３ｂや光源１３ｄは、第３の回路基板４３に実装されており、第３の回路基板４３の配線パターンを介して、第３の制御回路３３に接続される。第３の制御回路３３は、駆動信号を駆動手段１３ｂや光源１３ｄに出力することで、指針１３ａを所望の角度に回動させたり、表示板１３ｃを所望の明るさにて照明させる。

第１の回路基板４１は、車載される外部機器や電源との接続用のケーブル４１ａに通電接続するコネクタ４１ｂが実装される。第１の回路基板４１は、ケーブル４１ａやコネクタ４１ｂを介して入力される電力を各電子部品に供給するレギュレータなどからなる電源回路（図示しない）や、車両情報を符号化した信号を入力し、表示のための各種演算を行う第１の制御回路３１を実装している。

また、第１の回路基板４１は、配線６１、６２を介して、第２，第３の回路基板４２，４３とそれぞれ接続する。配線６１、６２は、図３に示すように、第１の制御回路３１から発せられる制御信号を送信するための通信線６１ａ，６２ａや、後述する同期信号用の配線６１ｂ，６２ｂ、その他に電源線などを設けており、第１の制御回路３１と第２の制御回路３２、また第１の制御回路３１と第３の制御回路３３とが通信可能に接続されている。配線６１，６２は、この場合、コネクタ接続される可撓性の配線を用いるが、各回路基板４１，４２，４３が近い場合には、基板同士を接続するコネクタ部材を適用することもでき、該コネクタ部材内の接続端子（配線）のみで接続することもできる。

これら第１〜第３の表示器１１，１２，１３や第１〜第３の回路基板４１，４２，４３などの部品は、第１〜第３の表示器１１，１２，１３の表示を外側から視認できるようなアクリル樹脂などがらなる光透過性の窓部材７１と、上述表示部分以外を隠すように収納する遮光性の合成樹脂からなる収納部材７２とを嵌め合わせて形成される収納空間内に保持される。

次に、本発明に係る車両用計器Ａの電子部品に関する構成について説明する。

図３に示すように、第１の制御回路３１は、コネクタ４１ｂなどを介してメインスイッチユニットＢや他のＥＣＵ（電子ユニット）Ｃ、入力手段５からの各種信号を入力し、第１の表示器１１や液晶パネル２、第２，第３の制御回路３２，３３に駆動信号や制御信号を出力できるように接続されている。

第１の制御回路３１は、第１の回路基板４１に実装される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や演算値や信号等を一時的に格納するＲＡＭ等の記憶部、車両情報や起動スイッチの状態信号を入力したり、第２，第３の制御回路３２，３３や第１の表示器１１へ制御信号や駆動信号を出力したりするための入出力インターフェースを設けている。

第１の制御回路３１は、外部機器からの車両情報や該状態信号に基づいて第１〜第３の表示器１１，１２，１３の各指針１１ａ，１２ａ，１３ａ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１１ａ，１２ａ，１３ａを所定振れ角位置へ振れ角動作するように促す駆動信号や制御信号を出力する。また、同様に車両情報に基づいて液晶パネル２や光源１１ｄ，１２ｄ，１３ｄを制御することもできる。

第２の制御回路３２は、第１の制御回路３１と同様にマイクロコンピュータを適用でき、第１の制御回路３１からの制御信号に基づいて、第２の表示器１２の駆動手段１２ｂを駆動する。この場合、第１の制御回路３１と第２の制御回路３２とは、通信線６１ａを用いて接続され、ＵＡＲＴを用いて通信される。また、第１の制御回路３１と第２の制御回路３２とは、通信線６１ａとは別に、同期信号用の配線６１ｂを用いて接続され、第１の制御回路３２からの同期信号が第２の制御回路３２によって入力できるように接続されている。

第３の制御回路３３は、第２の制御回路３２と同様にマイクロコンピュータを適用でき、第１の制御回路３１からの制御信号に基づいて、第３の表示器１３の駆動手段１３ｂを駆動する。この場合、第１の制御回路３１と第３の制御回路３３とは、通信線６２ａを用いて接続され、ＵＡＲＴを用いて通信される。また、第１の制御回路３１と第３の制御回路３３とは、通信線６２ａとは別に、同期信号用の配線６１ｂに分岐する同期信号用の配線６２ｂを用いて接続され、第１の制御回路３２から第２の制御回路３２へ送信される同期信号と同じ信号が第３の制御回路３３によって入力できるように接続されている。

次に、車両起動時の制御処理について、図４，５を用いて説明する。

第１の制御回路３１は、メインスイッチユニットＢからの車両情報に基づいて起動スイッチがオフ状態からオン状態へ操作されたことを検出（ステップＳ１）し、これに基づいて車両用計器Ａを起動した後、第２，第３の制御回路３２，３３へ指針１２ａ，１３ａが初期位置から往復して回動させるように促す制御信号を通信線６１ａ，６２ａを用いて順に出力する（ステップＳ２）。

次に第１の制御回路３１は、同期信号用の配線６１ｂ，６２ｂを用いて、同期信号を第２，第３の制御回路３２，３３に同時に出力するとともに、第１の表示器１１の指針１１ａが初期位置から往復して回動させるように促す制御信号を駆動手段１１ｂに出力する（ステップＳ３）。この場合、第１の制御回路３１は、指針１１ａが燃料残量を示す目盛りの「Ｅ」指示位置から「Ｆ」指示位置までの間を往復するように駆動する。なお、同期信号は、矩形波を適用でき、第２，第３の制御回路３２，３３は、同期信号の立ち上がりのタイミング読み取りできるようにしている。

第２，第３の制御回路３２，３３は、ステップＳ２における制御信号と、ステップＳ３における同期信号（立ち上がり）との両方の入力を満たした場合に、第２，第３の表示器１２，１３の駆動手段１２ｂ，１３ｂに駆動信号を出力する。この場合、第２，第３の制御回路３２，３３は、指針１２ａ，１３ａが指標部の「０ｋｍ/ｈ」または「０ｒｐｍ」を示す初期の指示位置（図１に示す指示位置）から、時計回り、停止、反時計回り、停止させて、初期の指示位置から最大値の指示位置までの間を往復するように駆動する。

従って、図５に示すように、第１の制御回路３１から第２，第３の制御回路３２，３３への制御信号に送信時間差Ｔが生じても、同時に指針１２ａ，１３ａが回動開始できるため、違和感なく車両の起動状態を見ることができる。また、指針１２ａ，１３ａと同時に、指針１１ａを回動開始させることができるため、同様に違和感を与えない。

なお、予め設定されたプログラムによる制御信号によって、指針１１ａ，１２ａ，１３ａの回動開始時間ｔ１だけでなく、往復の折り返し時間ｔ２、初期位置への戻り時間ｔ３を合わせることで、更に違和感なく、各指針１１ａ，１２ａ，１３ａが連携した回動動作となる。また、これらの時間ｔ２，ｔ３を同期させる際にも同期信号を用いることもできる。

斯かる車両用計器Ａは、回動する指針１１ａ，１２ａ，１３ａと、この指針１１ａ，１２ａ，１３ａを回動させる駆動源となる駆動手段１１ｂ，１２ｂ，１３ｂと、指針１１ａ，１２ａ，１３ａの指示対象となる指標部を設けた表示板１１ｃ，１２ｃ，１３ｃとからなる複数の表示器１１，１２，１３と、複数の表示器１１，１２，１３をそれぞれ制御するための第１〜第３の制御回路３１，３２，３３とを備え、第１の制御回路３１は、起動後に前記複数の表示器１１，１２，１３の指針１１ａ，１２ａ，１３ａを回動させる制御信号と、指針１１ａ，１２ａ，１３ａの回動開始タイミングを定める同期信号とを生成し、第２，第３の制御回路３２，３３に出力し、第２，第３の制御回路３２，３３は、第１の制御回路３１と表示器１２，１３との間に接続され、前記制御信号と前記同期信号とに基づいて、駆動手段１１ｂ，１２ｃ，１３ｃに駆動信号を出力する。

従って、時間差なく同時に指針１１ａ，１２ａ，１３ａを回動開始できるため、違和感のない商品性に優れた車両用計器Ａとなる。

また、表示器１１，１２，１３は、第１の制御回路３１に直接駆動される第１の表示器１１と、第２，第３の制御回路３１，３２を介して駆動される第２，第３の表示器１２，１３とを備えているため、表示器１１と表示器１２，１３との間において、一体感のある指針の回動動作を実現でき、商品性の優れた車両用計器Ａとなる。

また、第１の制御回路３１は、複数の設けられる第２，第３の制御回路３２，３３とそれぞれ通信線６１ａ，６２ａを介して接続され、また、複数の第２，第３の制御回路３２，３３に対して同じ前記同期信号を出力するための通信線６１ａ，６２ａとは別の配線６１ｂ，６２ｂを介して接続されることによって、複数の通信線６１ａ，６２ａを介して別々に制御される回路構成であっても、指針１２ａ，１３ａを同時に回動開始でき、商品性の優れた車両用計器Ａとなる。

また、第１の制御回路３１は、外部機器と接続する第１の回路基板４１に実装され、第２，第３の制御回路３２，３３は、第１の回路基板４１と配線６１，６２を介して接続される第２，第３の回路基板３２，３３に実装され、別体の回路基板４１，４２，４３に実装される表示器１１，１２，１３であっても一体感のある回動動作を実現できる。

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、同期信号用の配線や同期信号として、起動時のみ専用のものでなくともよく、他の用途からなるパルス信号を適用することもできる。この際、連続的なパルス信号を用いる場合、その周期は、想定される時間差Ｔよりも２倍以上長いもので、起動からあまり時間経過がないように、例えば、１秒以内のものが好適である。

また、上述実施の形態の構成によって、指針１１ａ，１２ａ，１３ａの回動開始だけでなく、光源１１ｄ，１２ｄ，１３ｄの点灯開始時間についても同期制御させ、商品性を高めることができる。また、同期信号を指針１１ａ，１２ａ，１３ａの回動や光源１１ｄ，１２ｄ，１３ｄの発光輝度、液晶パネル２の表示変化を連携するために使用することもできる。

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。

１１ 第１の表示器
１２ 第２の表示器
１３ 第３の表示器
１１ａ，１２ａ，１３ａ 指針
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 駆動手段
１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ 表示板
１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ 光源
２ 液晶パネル
３１ 第１の制御回路（第１の制御手段）
３２ 第２の制御回路（第２の制御手段）
３３ 第３の制御回路（第２の制御手段）
４１ 第１の回路基板
４１ａ ケーブル
４１ｂ コネクタ
４２ 第２の回路基板
４３ 第３の回路基板
５ 入力手段
６１、６２ 配線
６１ａ，６２ａ 通信線
６１ｂ，６２ｂ 同期信号用の配線
７１ 窓部材
７２ 収納部材

Ａ 車両用計器
Ｂ メインスイッチユニット
Ｃ 他のＥＣＵ

Claims (4)

1. 回動する指針と、この指針を回動させる駆動源となる駆動手段と、前記指針の指示対象となる指標部を設けた表示板とからなる複数の表示器と、
   前記複数の表示器をそれぞれ制御するための第１，第２の制御手段とを備え、
   前記第１の制御手段は、起動後に前記複数の表示器の前記指針を回動させる制御信号と、前記指針を回動開始するタイミングを示す同期信号とを生成し、前記第２の制御手段に出力し、
   第２の制御手段は、前記第１の制御手段と前記表示器との間に接続され、前記制御信号と前記同期信号とに基づいて、前記駆動手段に駆動信号を出力することを特徴とする車両用計器。
2. 前記表示器は、前記第１の制御手段に直接駆動される第１の表示器と、
   前記第２の制御手段を介して駆動される第２の表示器とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 前記第１の制御手段は、複数の設けられる第２の制御手段とそれぞれ通信線を介して接続され、また、前記複数の第２の制御手段に対して同じ前記同期信号を出力するための前記通信線とは別の配線を介して接続されることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
4. 前記第１の制御手段は、外部機器と接続する第１の回路基板に実装され、前記第２の制御手段は、前記第１の回路基板と配線を介して接続される第２の回路基板に実装されることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。

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