JP7452546B2

JP7452546B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP7452546B2
Application number: JP2021542810A
Authority: JP
Inventors: 敬香杉山
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2040-08-20
Also published as: WO2021039580A1; JPWO2021039580A1

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

例えば、特許文献１に記載される表示装置は、シフトポジションセンサを通じて検出されたシフトポジションを表示面に表示する。

特開２０１５－１２７７５６号公報

上記特許文献１に記載の構成では、ノイズやシフトポジションセンサの個体差等が原因で、シフトポジションセンサが検出する信号に影響が出て、これにより、シフトポジションが誤表示されるおそれがあった。

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、シフトポジションの誤表示を抑制することができる車両用表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両用表示装置は、車両が複数のシフトポジションのうち何れのシフトポジションであるかを表示部に表示する車両用表示装置であって、前記複数のシフトポジションに対応して設けられ、対応する前記シフトポジションの状態を示す検出信号を入力する複数の入力ポートと、前記複数の入力ポートのうち第１入力ポートを介して入力された前記検出信号と固定値である固定閾値の比較に基づき前記検出信号を２値化する固定閾値２値化部と、前記複数の入力ポートのうち前記第１入力ポートとは異なる第２入力ポートを介して入力された前記検出信号と可変閾値の比較に基づき前記検出信号を２値化する可変閾値２値化部と、前記可変閾値を調整する閾値調整部と、全ての２値化された前記検出信号に基づき、前記車両が前記複数のシフトポジションのうち何れのシフトポジションであるかを認識し、認識した前記シフトポジションを前記表示部に表示する表示制御部と、を備える。

本発明によれば、車両用表示装置において、シフトポジションの誤表示を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用表示装置のブロック図である。本発明の一実施形態に係る検出信号の波形図である。本発明の一実施形態に係る検出信号の波形図である。

本発明に係る車両用表示装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。この車両用表示装置は、車両、例えば、自動二輪車に搭載され、シフトポジションを表示する。シフトポジションは、本例では、ニュートラルポジション、車両の変速機の変速比が異なる１、２速、３速及び４速を含む。

図１に示すように、車両用表示装置１は、表示部３０と、シフトポジションセンサ１０からの各検出信号Ｓｄに基づき車両のシフトポジションを表示部３０に表示するマイコン２０と、を備える。
表示部３０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネル又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイを備える。表示部３０は、マイコン２０による制御のもと、車両の現在のシフトポジションを含む画像を表示する。表示部３０は、シフトポジションを示す画像や文字が印刷された文字板をＬＥＤ（Light Emitting Diode）が照らすような構成のインジケータ部であってもよい。この場合、ＬＥＤはマイコン２０による制御のもと点灯してもよい。また、表示部３０には、セグメント液晶パネルが適用されてもよい。

シフトポジションセンサ１０は、車両のシフトポジション、すなわちギアポジションを検出した複数の検出信号Ｓｄをマイコン２０に出力する。複数の検出信号Ｓｄは、複数のシフトポジションそれぞれに対応している。シフトポジションセンサ１０は、例えば、現在のシフトポジションがニュートラルポジションである場合、複数のシフトポジションのうち、ニュートラルポジションに対応する検出信号Ｓｄをハイとし、残りのポジションに対応する検出信号Ｓｄをローとする。シフトポジションセンサ１０は、例えば、無接点型、例えば磁気型、又は接点型の回転検出センサ又はストロークセンサである。図１では、シフトポジションセンサ１０が接点型の回転検出センサ等である場合について図示されている。しかしながら、これに限定されず、無接点型の回転検出センサ等であっても、接点型の回転検出センサ等と同様に、検出信号Ｓｄが出力される。

図１に示すように、シフトポジションセンサ１０は、可動接点１６と、複数の固定接点１１～１５と、を備える。固定接点１１～１５は、変速機のシフトポジションであるニュートラルポジション及び１速～４速に対応して５つ設けられる。
可動接点１６は、車両のシフトポジションに応じて、固定接点１１～１５の何れかに接触した状態となる。可動接点１６には、検出信号Ｓｄの電力源となる電源Ｖが接続される。

シフトポジションがニュートラルポジションである場合には、可動接点１６が固定接点１１に接続される。この場合には、マイコン２０の入力ポートＰ１に出力される検出信号Ｓｄがハイとなり、マイコン２０の入力ポートＰ２～Ｐ５に出力される検出信号Ｓｄがローとなる。
シフトポジションが１速である場合には、可動接点１６が固定接点１２に接続される。この場合には、マイコン２０の入力ポートＰ２に出力される検出信号Ｓｄがハイとなり、マイコン２０の入力ポートＰ１，Ｐ３～Ｐ５に出力される検出信号Ｓｄがローとなる。
シフトポジションが２速である場合には、可動接点１６が固定接点１３に接続される。この場合には、マイコン２０の入力ポートＰ３に出力される検出信号Ｓｄがハイとなり、マイコン２０の入力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５に出力される検出信号Ｓｄがローとなる。
シフトポジションが３速である場合には、可動接点１６が固定接点１４に接続される。この場合には、マイコン２０の入力ポートＰ４に出力される検出信号Ｓｄがハイとなり、マイコン２０の入力ポートＰ１～Ｐ３，Ｐ５に出力される検出信号Ｓｄがローとなる。
シフトポジションが４速である場合には、可動接点１６が固定接点１５に接続される。この場合には、マイコン２０の入力ポートＰ５に出力される検出信号Ｓｄがハイとなり、マイコン２０の入力ポートＰ１～Ｐ４に出力される検出信号Ｓｄがローとなる。

マイコン２０は、マイクロコンピュータからなり、シフトポジションセンサ１０からの検出信号Ｓｄに基づき車両の現在のシフトポジションを示す画像を表示部３０に表示する。
マイコン２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理部２１と、固定閾値２値化部２３と、入力ポートＰ１～Ｐ５と、を備える。処理部２１は、閾値調整部２２と、可変閾値２値化部２５と、表示制御部２６と、を備える。

図１に示すように、入力ポートＰ１は固定接点１１に接続され、本例では、シフトポジションのニュートラルポジションＮに対応している。入力ポートＰ２は固定接点１２に接続され、本例では、シフトポジションの１速に対応している。入力ポートＰ３は固定接点１３に接続され、本例では、シフトポジションの２速に対応している。入力ポートＰ４は固定接点１４に接続され、本例では、シフトポジションの３速に対応している。入力ポートＰ５は固定接点１５に接続され、本例では、シフトポジションの４速に対応している。マイコン２０内において、入力ポートＰ１～Ｐ４は処理部２１に直接的に接続され、入力ポートＰ５は固定閾値２値化部２３を介して処理部２１に接続される。

入力ポートＰ１～Ｐ４は入力される検出信号Ｓｄを２値化するための閾値（可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３）が可変である閾値可変ポートであり、アナログポートとも呼ばれる。入力ポートＰ５は入力される検出信号Ｓｄを２値化するための閾値（固定閾値Ｔｈ１）が固定される閾値固定ポートであり、汎用ポートとも呼ばれる。

閾値調整部２２は可変値である可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３を調整する。閾値調整部２２は、検出信号Ｓｄにノイズが重畳することやシフトポジションセンサ１０等の個体差に伴い、検出信号Ｓｄの電位が正規値に対してずれた場合、このずれを相殺するように、可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３を調整する。この正規値は、例えば、実験又はシミュレーションを通じて取得される。

可変閾値２値化部２５は、調整された可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３を利用して検出信号Ｓｄを２値化した検出信号Ｓｄ’を生成する可変閾値２値化処理を実行する。
可変閾値２値化部２５は、図３の上段及び中段に示すように、検出信号Ｓｄが可変閾値Ｔｈ２を超えた場合には検出信号Ｓｄ’のハイを出力し、検出信号Ｓｄが可変閾値Ｔｈ３を下回った場合には検出信号Ｓｄ’のローを出力する。検出信号Ｓｄが可変閾値Ｔｈ２と可変閾値Ｔｈ３の間の値となると、検出信号Ｓｄ’は直前の出力電位を保持する、すなわちヒステリシス特性を持つ。
なお、可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３は、入力ポートＰ１～Ｐ５の全てに１組だけ設定されていてもよいし、入力ポートＰ１～Ｐ５毎に設定されてもよい。

固定閾値２値化部２３は、入力ポートＰ５と処理部２１の間に接続される。固定閾値２値化部２３は、例えば、論理回路又はシュミット回路である。固定閾値２値化部２３は、固定値である固定閾値Ｔｈ１を利用して検出信号Ｓｄを２値化した検出信号Ｓｄ’を生成する固定閾値２値化処理を実行する。
例えば、図２に示すように、固定閾値２値化部２３は、固定閾値２値化処理においては、検出信号Ｓｄが固定閾値Ｔｈ１を超えた場合には検出信号Ｓｄ’のハイを出力し、検出信号Ｓｄが固定閾値Ｔｈ１を下回った場合には検出信号Ｓｄ’のローを出力する。固定閾値Ｔｈ１は、固定閾値２値化部２３に予め設定された固定値である。よって、固定閾値Ｔｈ１を調整することができない。

表示制御部２６は、２値化された各検出信号Ｓｄ’に基づき現在のシフトポジションを認識し、認識した現在のシフトポジションを表示部３０に表示する。例えば、表示制御部２６は、複数の検出信号Ｓｄ’のうちハイとなる検出信号Ｓｄ’が入力された入力ポートに対応するシフトポジションが現在のシフトポジションであると認識する。

次に、固定閾値２値化処理と可変閾値２値化処理を比較する。
固定閾値２値化処理では、ノイズや個体差等に伴い、検出信号Ｓｄの電位が正規値に対してずれても、ずれを相殺するように固定閾値Ｔｈ１を調整できない。よって、シフトポジションに応じた検出信号Ｓｄ’が生成されない。これにより、シフトポジションの誤表示の原因となる。
一方、可変閾値２値化処理では、ノイズや個体差等に伴い、検出信号Ｓｄの電位が正規値に対してずれても、このずれを相殺するように、閾値調整部２２により可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３が調整される。この可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３の調整は、車両用表示装置１の設計時、製造時又は動作時に実行される。これにより、ノイズや個体差に関わらず、シフトポジションに応じた検出信号Ｓｄ’が生成される。よって、車両用表示装置１は、シフトポジションを表示部３０に正しく表示することができる。
以上のように、可変閾値２値化処理では、固定閾値２値化処理よりもノイズや個体差等に対する耐性が高い。

一般的に、マイコン２０の入力ポートの数は予め決まっている。また、入力ポートの全数に占めるアナログポート（閾値可変ポート）の数と汎用ポート（閾値固定ポート）の数及び割合も予め決まっている。上述のように、アナログポートを利用することにより可変閾値２値化処理が実行できるため、ノイズ耐性等の観点からはアナログポートを利用することが好ましい。しかしながら、一般的には、アナログポートの数は汎用ポートの数よりも少ない。このため、入力ポートＰ１～Ｐ５の全てをアナログポートに割り当てることは難しい。仮に、入力ポートＰ１～Ｐ５の全てをアナログポートに割り当てた場合、他の機能でアナログポートの数が不足するおそれがある。
そこで、本例では、マイコン２０の入力ポートＰ１～Ｐ５が下記の表１のように閾値可変ポートと閾値固定ポートに振り分けられている。

以下、入力ポートＰ１～Ｐ５の振り分け方法について説明する。この方法は、例えば、車両用表示装置１の設計時に行われる。
まず、シフトポジションの使用頻度に応じてシフトポジションの優先順位が設定される。車両用表示装置１が自動二輪車に搭載される場合、シフトポジションの使用頻度は、「ニュートラルポジションＮ＞１速＞２速＞３速＞４速」である。このため、優先順位は、「ニュートラルポジションＮ＝１位」、「１速＝２位」、「２速＝３位」、「３速＝４位」及び「４速＝５位」に設定される。そして、優先順位が高いシフトポジション、例えば、ニュートラルポジションＮに対応する入力ポートＰ１に閾値可変ポートが優先的に割り当てられる。また、優先順位が低いシフトポジション、例えば、４速に対応する入力ポートＰ５に閾値固定ポートが優先的に割り当てられる。
上記例では、優先順位が１位～４位であるニュートラルポジションＮ、１速、２速及び３速に対応する入力ポートＰ１～Ｐ４には閾値可変ポートが割り当てられる。また、優先順位が５位である４速に対応する入力ポートＰ５には閾値固定ポートが割り当てられる。

なお、上記例に限らず、入力ポートＰ１～Ｐ３には閾値可変ポートが割り当てられ、入力ポートＰ４，Ｐ５には閾値固定ポートが割り当てられてもよい。また、入力ポートＰ１，Ｐ２には閾値可変ポートが割り当てられ、入力ポートＰ３～Ｐ５には閾値固定ポートが割り当てられてもよい。また、入力ポートＰ１には閾値可変ポートが割り当てられ、入力ポートＰ２～Ｐ５には閾値固定ポートが割り当てられてもよい。

（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）車両用表示装置１は、車両が複数のシフトポジションのうち何れのポジションであるかを表示部３０に表示する。車両用表示装置１は、複数のシフトポジションに対応して設けられ、対応するシフトポジションの状態を示す検出信号Ｓｄを入力する複数の入力ポートＰ１～Ｐ５と、複数の入力ポートＰ１～Ｐ５のうち第１入力ポートの一例である入力ポートＰ５を介して入力された検出信号Ｓｄと固定値である固定閾値Ｔｈ１の比較に基づき検出信号Ｓｄを２値化した検出信号Ｓｄ’を生成する固定閾値２値化処理を実行する固定閾値２値化部２３と、複数の入力ポートＰ１～Ｐ５のうち第２入力ポートの一例である入力ポートＰ１を介して入力された検出信号Ｓｄと可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３の比較に基づき検出信号Ｓｄを２値化した検出信号Ｓｄ’を生成する可変閾値２値化処理を実行する可変閾値２値化部２５と、可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３を調整する閾値調整部２２と、２値化された検出信号Ｓｄ’に基づき、車両が複数のシフトポジションのうち何れのシフトポジションであるかを認識し、認識したシフトポジションを表示部３０に表示する表示制御部２６と、を備える。
上述のように、可変閾値２値化処理は、固定閾値２値化処理よりも検出信号Ｓｄに対するノイズ等への耐性が高い。よって、入力ポートＰ１を介して入力された検出信号Ｓｄについて可変閾値２値化部２５により可変閾値２値化処理が実行されることにより、ノイズ等への耐性を高めることができる。よって、車両用表示装置１は、ノイズ等に伴うシフトポジションの誤表示を抑制することができる。
また、ノイズ等への耐性の観点からは、全ての入力ポートＰ１～Ｐ５からの検出信号Ｓｄについて可変閾値２値化部２５により可変閾値２値化処理が実行されることが好ましい。しかしながら、この場合、可変閾値２値化処理が実行可能な入力ポートであるアナログポートの数が不足するおそれがある。例えば、アナログポートの数が不足すると、アナログポートの数を増設する必要があり、車両用表示装置１のコストアップ及びサイズアップに繋がるおそれがある。上記構成では、シフトポジションセンサ１０に接続される入力ポートＰ１～Ｐ５において、固定閾値２値化部２３が利用する入力ポートＰ５である汎用ポートと、可変閾値２値化部２５が利用する入力ポートＰ１であるアナログポートと、が併存する。これにより、アナログポートの数が不足することを抑制でき、車両用表示装置１のコストアップ及びサイズアップを抑制しつつ、ノイズ等への耐性を高めることができる。

（２）第１入力ポートの一例である入力ポートＰ５は、複数のシフトポジションのうち使用頻度の低い低頻度ポジション（例えば、４速）に対応する検出信号Ｓｄを入力する。第２入力ポートの一例である入力ポートＰ１は、複数のシフトポジションのうち低頻度ポジションよりも使用頻度の高い高頻度ポジション（例えば、ニュートラルポジションＮ）に対応する検出信号Ｓｄを入力する。
この構成によれば、高頻度ポジションに対応する検出信号Ｓｄについては、可変閾値２値化部２５により可変閾値２値化処理が実行される。可変閾値２値化処理はノイズ等への耐性が高いため、車両用表示装置１は、ノイズ等に伴う高頻度ポジションの誤表示を抑制することができる。運転者は、低頻度ポジションの誤表示に比べて高頻度ポジションの誤表示に気がつきやすい。このため、高頻度ポジションの誤表示が抑制されることはより好ましい。

（３）複数のシフトポジションは、ニュートラルポジションＮ及び複数の変速比の一例である１速～４速を含む。第１入力ポートの一例である入力ポートＰ５は、複数の変速比のうち最小となる変速比の一例である４速に対応する検出信号Ｓｄを入力する。第２入力ポートの一例である入力ポートＰ１は、ニュートラルポジションＮに対応する検出信号Ｓｄを入力する。
この構成によれば、車両用表示装置１は、ノイズ等に伴うニュートラルポジションＮの誤表示を抑制することができる。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。

（変形例）
上記実施形態においては、車両用表示装置１は、ニュートラルポジションＮ及び１速～４速の何れのシフトポジションであるかを示す画像を表示部３０に表示していた。しかし、これに限らず、特に、車両用表示装置１が自動車に搭載される場合、車両用表示装置１は、パーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤ及びローポジションＬの何れのシフトポジションであるかを示す画像を表示部３０に表示してもよい。この変形例では、マイコン２０の入力ポートＰ１～Ｐ５が下記の表２のように閾値可変ポートと閾値固定ポートに振り分けられている。

表２では、表１と同様に、各シフトポジションの使用頻度に応じて優先順位が決定される。この変形例では、シフトポジションの使用頻度は、例えば、「Ｄ＞Ｐ＞Ｒ＞Ｎ＞Ｌ」である。このため、優先順位は、「Ｄ＝１位」、「Ｐ＝２位」、「Ｒ＝３位」、「Ｎ＝４位」及び「Ｌ＝５位」に設定される。そして、優先順位が高いドライブポジションＤ、パーキングポジションＰ、リバースポジションＲ及びニュートラルポジションＮに対応する入力ポートＰ１～Ｐ４には閾値可変ポートが割り当てられる。また、優先順位が低いローポジションＬに対応する入力ポートＰ５には閾値固定ポートが割り当てられる。

なお、この変形例に限らず、入力ポートＰ１～Ｐ３には閾値可変ポートが割り当てられ、入力ポートＰ４，Ｐ５には閾値固定ポートが割り当てられてもよい。また、入力ポートＰ１，Ｐ２には閾値可変ポートが割り当てられ、入力ポートＰ３～Ｐ５には閾値固定ポートが割り当てられてもよい。また、入力ポートＰ１には閾値可変ポートが割り当てられ、入力ポートＰ２～Ｐ５には閾値固定ポートが割り当てられてもよい。
さらに、シフトポジションは、上記例に限らず、スポーツポジション又はブレーキポジションを含んでいてもよい。この場合も、上記同様に、スポーツポジション又はブレーキポジションの使用頻度に基づき優先順位が決定された後、閾値可変ポート又は閾値固定ポートが割り当てられる。

この変形例によれば、以下の効果を奏する。
複数のシフトポジションは、ドライブポジションＤ及びローポジションＬを含む。入力ポートＰ５は、ローポジションＬに対応する検出信号Ｓｄを入力する。入力ポートＰ４は、ドライブポジションＤに対応する検出信号Ｓｄを入力する。
この構成によれば、使用頻度が高いドライブポジションＤに対応する検出信号Ｓｄについては、可変閾値２値化部２５により可変閾値２値化処理が実行される。可変閾値２値化処理はノイズ等への耐性が高いため、ノイズ等に伴うドライブポジションＤの誤表示を抑制することができる。

上記実施形態における２つの可変閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３のうち何れか一方が省略されてもよい。
上記実施形態においては、シフトポジションは、１速～４速の４段階の変速比を有していたが、変速比の段数は５以上又は３以下であってもよい。

１車両用表示装置
１０シフトポジションセンサ
１１～１５固定接点
１６可動接点
２０マイコン
２１処理部
２２閾値調整部
２３固定閾値２値化部
２５可変閾値２値化部
２６表示制御部
３０表示部
Ｎニュートラルポジション
Ｐ１～Ｐ５入力ポート
Ｖ電源
Ｓｄ，Ｓｄ’ 検出信号
Ｔｈ１固定閾値
Ｔｈ２，Ｔｈ３可変閾値

Claims

車両が複数のシフトポジションのうち何れのシフトポジションであるかを表示部に表示する車両用表示装置であって、
前記複数のシフトポジションに対応して設けられ、対応する前記シフトポジションの状態を示す検出信号を入力する複数の入力ポートと、
前記複数の入力ポートのうち第１入力ポートを介して入力された前記検出信号と固定値である固定閾値の比較に基づき前記検出信号を２値化する固定閾値２値化部と、
前記複数の入力ポートのうち前記第１入力ポートとは異なる第２入力ポートを介して入力された前記検出信号と可変閾値の比較に基づき前記検出信号を２値化する可変閾値２値化部と、
前記可変閾値を調整する閾値調整部と、
全ての２値化された前記検出信号に基づき、前記車両が前記複数のシフトポジションのうち何れのシフトポジションであるかを認識し、認識した前記シフトポジションを前記表示部に表示する表示制御部と、を備える、
車両用表示装置。
前記第１入力ポートは、前記複数のシフトポジションのうち使用頻度の低い低頻度ポジションに対応する前記検出信号を入力し、
前記第２入力ポートは、前記複数のシフトポジションのうち前記低頻度ポジションよりも使用頻度の高い高頻度ポジションに対応する前記検出信号を入力する、
請求項１に記載の車両用表示装置。
前記複数のシフトポジションは、ニュートラルポジション及び複数の変速比を含み、
前記第１入力ポートは、前記複数の変速比のうち最小となる変速比のシフトポジションに対応する前記検出信号を入力し、
前記第２入力ポートは、前記ニュートラルポジションに対応する前記検出信号を入力する、
請求項１に記載の車両用表示装置。
前記複数のシフトポジションは、ドライブポジション及びローポジションを含み、
前記第１入力ポートは、前記ローポジションに対応する前記検出信号を入力し、
前記第２入力ポートは、前記ドライブポジションに対応する前記検出信号を入力する、
請求項１に記載の車両用表示装置。