JP7240599B2 - 車両用計器 - Google Patents

Description

本開示は、各種センサの出力信号をＡＤ変換して入力する車両用計器に関する。

従来の車両用計器として特許文献１に開示されたものがある。この車両用計器は、燃料センサから出力されるアナログ信号をＡＤ変換して制御回路に入力し、ＡＤ変換によって得られた電圧値により制御回路が燃料量を算出する。そして、ＡＤ変換する際の基準電圧には、制御回路に出力電圧が常に一定な電源を供給する安定化電源の電圧を採用することが一般的である。

特開平１０－１２２９２９号公報

しかしながら、安定化電源に電源を供給する車載バッテリの電圧が低下し、安定化電源の出力電圧が一定に保ちきれず降下すると、正確な計測値を算出できなくなるという課題がある。

本開示は、上述した課題に基づき、車載バッテリの電圧の降下した場合に誤った計測値の算出を防ぐ車両用計器を提供することを目的とする。

本開示の車両用計器は、
参照ポートと、第１アナログポートと、第２アナログポートと、前記参照ポートに入力された参照電圧を基準に前記アナログポートに入力された電圧をデジタル値に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、を有する制御回路と、
車載バッテリから供給される電源を降圧して前記参照ポートに第１電圧を出力する第１安定化電源と、
前記第１安定化電源から供給される電源を降圧して前記第１アナログポートに第２電圧を出力する第２安定化電源と、
前記第１電圧が正しく前記参照ポートに入力された場合に前記Ａ／Ｄ変換回路が前記第２電圧を変換した前記デジタル値を正当値として記憶する記憶回路と、を備え、
前記制御回路は、前記正当値と前記第１アナログポートに入力された電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したデジタル値とを比較して、前記第１安定化電源が出力した前記第１電圧が降下したことを検出する基準電圧低下検出機能を有し、
前記記憶回路は、前記正当値からの差分に対応する補正値を記憶し、
前記制御回路は、前記正当値と前記第１アナログポートに入力された電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したデジタル値との差分を算出し、前記第２アナログポートに入力された電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したデジタル値の表す計測値を、前記差分に対応する前記補正値により補正する検出電圧補正機能を有する。

本開示によれば、車載バッテリの電圧の降下した場合においても誤った計測値の算出を防ぐことができる。

車両用計器の電気的構成図。 車載バッテリの電圧降下に伴う安定化電源の出力電圧の推移を示す図。

添付図面を参照して本開示の一実施形態である車両用計器Ｍを説明する。

図１を参照する。車両用計器Ｍは、第１安定化電源ＣＶ１と、第２安定化電源ＣＶ２と、ディスプレイＤＳＰと、第１駆動回路ＤＲ１と、第２駆動回路ＤＲ２と、制御回路ＣＴと、を備える。

車両用計器Ｍは、車載バッテリＢから電源が供給された状態で、イグニッションスイッチＩＧがオンされると、燃料センサＳＮあるいは車載ネットワークＬＡＮから計測値を入力し、ディスプレイＤＳＰに表示させる。計測値は、例えば、車両の走行速度、エンジン回転数、残燃料量、タイヤ空気圧、経路案内情報などである。車載ネットワークＬＡＮは、例えば、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）で、エンジンの電子制御を行う車載コントローラＥＣＵなどが相互に通信する通信路である。

第１安定化電源ＣＶ１は、例えば、スイッチング電源回路などの直流安定化電源である。第１安定化電源ＣＶ１は、車載バッテリＢから出力されるバッテリ電圧Ｖｂを制御回路ＣＴの駆動電圧である第１電圧Ｖｃ１に降圧して制御回路ＣＴと第２安定化電源ＣＶ２に供給する。バッテリ電圧Ｖｂは、通常１２Ｖ～９Ｖである。第１電圧Ｖｃ１は、５Ｖである。

第２安定化電源ＣＶ２は、第１安定化電源ＣＶ１と同様の直流安定化電源である。第２安定化電源ＣＶ２は、第１安定化電源ＣＶ１から出力される第１電圧Ｖｃ１を第２駆動回路ＤＲ２の駆動電圧である第２電圧Ｖｃ２に降圧して第２駆動回路ＤＲ２に供給する。第２電圧Ｖｃ２は、３．３Ｖである。

ディスプレイＤＳＰは、例えば、液晶ディスプレイである。ディスプレイＤＳＰは、液晶パネルＬＰと、バックライトＢＬと、温度センサＳＮ２を備える。

第１駆動回路ＤＲ１は、ディスプレイＤＳＰのバックライトＢＬを点灯させる駆動回路である。

第２駆動回路ＤＲ２は、ディスプレイＤＳＰの液晶パネルＬＰを駆動する駆動回路である。

制御回路ＣＴは、マイクロコンピュータなどの制御集積回路である。制御回路ＣＴは、第１安定化電源ＣＶ１から電源が供給された状態でイグニッションスイッチＩＧがオンになると起動する。制御回路ＣＴは、５Ｖの電源下で正常駆動することを想定した制御集積回路であるが、想定した電源電圧よりも少々低い４．５Ｖの電源下でも動作することができる。

制御回路ＣＴは、電源供給ポートＶＣＣと、参照ポート（基準電圧入力ポート）Ｒｅｆと、第１アナログポートＡｄ１と、第２アナログポートＡｄ２と、第３アナログポートＡｄ３と、イグニッションスイッチＩＧのオン／オフを入力するポートと、車載ネットワークＬＡＮと通信するポートと、第１駆動回路ＤＲ１に制御信号を出力するポートと、第２駆動回路ＤＲ２に制御信号を出力するポートと、記憶回路Ｍｍと通信するポートと、を備える。

電源供給ポートＶＣＣには、第１安定化電源ＣＶ１から電源が供給される。参照ポートＲｅｆには、第１安定化電源ＣＶ１から出力される第１電圧Ｖｃ１のアナログ信号が入力される。第１アナログポートＡｄ１には、第２安定化電源ＣＶ２から出力される第２電圧Ｖｃ２のアナログ信号が入力される。第２アナログポートＡｄ２には、燃料センサＳＮが出力したアナログ信号が入力される。第３アナログポートＡｄ３には、車載バッテリＢから出力されるバッテリ電圧Ｖｂのアナログ信号が所定の減圧回路を介して入力される。

制御回路ＣＴは、参照ポートＲｅｆ及びアナログポートＡｄ１～Ａｄ３に入力されたアナログ信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路を備える。制御回路ＣＴは、参照ポートＲｅｆに入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路によって変換したデジタル値を基準にして、アナログポートＡｄ１～Ａｄ３に入力されたアナログ信号の電圧を計測する。

制御回路ＣＴは、第２アナログポートＡｄ２に入力されたアナログ信号に基づいて計測した電圧により残燃料量を算出する。制御回路ＣＴは、残燃料量をディスプレイＤＳＰに表示させる。詳述すると、制御回路ＣＴは、第１駆動回路ＤＲ１を制御してバックライトＢＬを点灯させた状態で、第１駆動回路を制御して液晶パネルＬＰに残燃料量を表す画像を表示させる。

制御回路ＣＴは、第３アナログポートＡｄ３に入力されたアナログ信号に基づいて計測した電圧が所定の電圧（例えば、６Ｖ）を下回ったときに、車載バッテリＢの電圧低下を表す警告を、ディスプレイＤＳＰに表示させる。

記憶回路Ｍｍは、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。記憶回路Ｍｍは、第１電圧Ｖｃ１が正しく参照ポートＲｅｆに入力された場合に、制御回路ＣＴのＡ／Ｄ変換回路が第２電圧Ｖｃ２を変換したときのデジタル値を正当値として記憶している。

また、記憶回路Ｍｍは、第１安定化電源ＣＶ１の出力電圧が第１電圧Ｖｃ１未満に降下した際に、その降下量に応じて制御回路ＣＴのＡ／Ｄ変換回路が変換したデジタル値を補正する補正値を記憶している。

制御回路ＣＴは、Ａ／Ｄ変換回路の基準電圧が低下したことを検出する基準電圧低下検出機能と、基準電圧の低下量に合わせてＡ／Ｄ変換回路が変換したデジタル値を補正する検出電圧補正機能と、を備える。

（基準電圧低下検出機能）
制御回路ＣＴは、第１アナログポートＡｄ１に入力された電圧に基づいて計測した電圧と、記憶回路Ｍｍに記憶された正当値と、を比較して差分ΔＶを算出する。制御回路ＣＴは、差分ΔＶに基づいて、第２安定化電源ＣＶ２が出力した第２電圧Ｖｃ２に基づいて計測した電圧が正当値から乖離している場合に、参照ポートＲｅｆに入力された電圧が想定した電圧（５Ｖ）でないと判断する。言い換えると、第１安定化電源ＣＶ１の出力電圧が降下したと判断する。参照ポートＲｅｆに入力された電圧が想定した電圧（５Ｖ）でない状態においては、第２アナログポートＡｄ２や第３アナログポートＡｄ３に入力された電圧に基づく計測値の算出が正しくできない。制御回路ＣＴは、計測値の算出が正しくないと判断すると、ディスプレイＤＳＰへの計測値の表示を停止し、代わりに、ディスプレイＤＳＰに計測値が正しく算出できない状態であることを表す警告を表示させる。また、制御回路ＣＴは、第１安定化電源ＣＶ１の出力が異常であることを表す警告をディスプレイＤＳＰに表示させてもよい。

（検出電圧補正機能）
制御回路ＣＴは、基準電圧低下検出機能により算出した差分ΔＶに対応する補正値を記憶回路Ｍｍから読み込み、第２アナログポートＡｄ２や第３アナログポートＡｄ３に入力された電圧に基づく計測値を補正する。この検出電圧補正機能により、参照ポートＲｅｆに入力された電圧が想定した電圧（５Ｖ）でない状態においても正しく計測値の算出ができる。

制御回路ＣＴの基準電圧低下検出機能と検出電圧補正機能は、図２に示すように、車載バッテリＢの出力電圧がＶｔｈ１未満に降下し第１安定化電源ＣＶ１の出力電圧の降下が始まる時刻Ｔ１から、車載バッテリＢの出力電圧がＶｔｈ２未満に降下し第２安定化電源ＣＶ２の出力電圧の降下が始まる時刻Ｔ２の区間において、誤った計測値の算出を防ぐことができる。

なお、車両用計器Ｍは、以下の変更をしてもよい。

ディスプレイＤＳＰに表示する計測値の例として、残燃料量を検出する燃料センサＳＮを例示したが、これに限らず種々のセンサに適用してもよい。具体的には、車両のエンジン回転数を検出する回転センサや、車両のギアポジションを検出するポジションセンサ、ディスプレイＤＳＰの温度を検出する温度センサなど、種々のセンサに適用してもよい。

また、制御回路ＣＴに電源を供給する第１安定化電源ＣＶ１と、第２駆動回路ＤＲ２に電源を供給する第２安定化電源ＣＶ２の組み合わせを例示したが、他の安定化電源の組み合わせに適用してもよい。安定化電源の組み合わせは、第１安定化電源ＣＶ１と第２安定化電源ＣＶ２の出力電圧の差が大きいほど、第１安定化電源ＣＶ１の出力電圧が降下した後の補正可能な帯域が広く有効である。

Ｍ …車両用計器
ＣＶ１ …第１安定化電源
ＣＶ２ …第２安定化電源
ＣＴ …制御回路
ＶＣＣ …電源入力ポート
Ｒｅｆ …参照ポート（基準電圧入力ポート）
Ａｄ１ …第１アナログポート
Ａｄ２ …第２アナログポート
Ａｄ３ …第３アナログポート
ＤＲ１ …第１駆動回路（バックライト駆動回路）
ＤＲ２ …第２駆動回路（液晶駆動回路）
Ｍｍ …記憶回路
Ｂ …車載バッテリ
ＳＮ …燃料センサ

Claims (2)

1. 参照ポートと、第１アナログポートと、第２アナログポートと、前記参照ポートに入力された参照電圧を基準に前記アナログポートに入力された電圧をデジタル値に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、を有する制御回路と、
   車載バッテリから供給される電源を降圧して前記参照ポートに第１電圧を出力する第１安定化電源と、
   前記第１安定化電源から供給される電源を降圧して前記第１アナログポートに第２電圧を出力する第２安定化電源と、
   前記第１電圧が正しく前記参照ポートに入力された場合に前記Ａ／Ｄ変換回路が前記第２電圧を変換した前記デジタル値を正当値として記憶する記憶回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記正当値と前記第１アナログポートに入力された電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したデジタル値とを比較して、前記第１安定化電源が出力した前記第１電圧が降下したことを検出する基準電圧低下検出機能を有し、
   前記記憶回路は、前記正当値からの差分に対応する補正値を記憶し、
   前記制御回路は、前記正当値と前記第１アナログポートに入力された電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したデジタル値との差分を算出し、前記第２アナログポートに入力された電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したデジタル値の表す計測値を、前記差分に対応する前記補正値により補正する検出電圧補正機能を有する、
   車両用計器。
2. 前記計測値を表示するディスプレイと、
   前記制御回路に制御されて前記ディスプレイを駆動する駆動回路と、を備え、
   前記第２安定化電源は、前記駆動回路に電源を供給する
   請求項１の車両用計器。
   

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