JP6503852B2 - 車両用計器 - Google Patents

Description

本発明は、車両情報を表示する車両用計器に関し、例えば、外部機器への電源供給を行う車両用計器に関する。

従来、車両用計器には、電源（車載バッテリ）からヒューズを介した第１の電源供給回路と、イグニッションスイッチがオンのとき通電する第２の電源供給回路とを、並列的に接続し、これら第１，第２の電源供給回路それぞれに、各電源供給回路間への電流の回り込み防止を行うダイオードを設けており、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００５−２６３１３４号公報

また、車両用計器にあっては、各種の周辺機器、例えば、インストルメントパネル上の電子ユニットの照明機器（外部機器）に接続し、この周辺機器への給電（電力供給）も可能である。

しかしながら、従来の構造において、主電源側のヒューズが取り外されたり溶断した際には、副電源側に電流が集中してしまう。更に、外部機器への給電等の負荷が大きい場合、長時間の負荷によってダイオードからの発熱が大きくなってしまうという課題があった。

そこで本願発明の目的は、上述した課題に着目し、所定条件下において、簡単な構成であっても、ダイオードの発熱を低減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、
車両の電源からヒューズを介して接続される第１の電源供給回路と、
前記車両のイグニッションスイッチがオンのとき通電する第２の電源供給回路と、を並列に接続する車両用計器において、
前記第１，第２の電源供給回路それぞれに接続するダイオードと、
このダイオードを介して供給される前記電源からの電力を利用して外部機器への給電を行う出力端子と、
前記ダイオードと前記出力端子との間において前記電力の供給有無を切り換えるスイッチ手段と、
前記電力の供給有無を切り換えるべくパルス信号を前記スイッチ手段に出力する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の電源供給回路からの電力供給の有無を判定し、この判定結果に基づくパルス幅に変調制御された前記パルス信号を前記スイッチ手段に出力することで、前記出力端子からの電力供給量を調整することを特徴とする。

また、前記電源からの電力を利用して車両情報を表示する表示手段を備え、
前記制御手段は、前記ヒューズを介した通電状態の判定結果に基づいて、前記ヒューズに関する情報を前記表示手段に出力させることを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記外部機器への給電の負荷状態を監視し、この負荷状態に応じて前記スイッチ手段を制御して前記出力端子からの電力供給量を調整することを特徴とする。

本発明は、車両用計器に関し、所定条件下において、簡単な構成であっても、ダイオードの発熱を低減できる。

本発明の実施形態の構成を示すブロック図。 同上実施形態における車両用計器を示す図。 同上実施形態における制御手段の処理手順を示す図。

以下、本発明の車両用計器が自動車に搭載される複合計器として適用された実施の形態について添付図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る構成を示すブロック図であり、車両用計器Ａは、ダイオード１，２，３，４と、レギュレータ５と、スイッチ手段６と、電圧検出回路７と、表示器（表示手段）８と、制御手段９と、出力端子Ｐと、を備えている。

これらの構成は、同じ回路基板に実装されており、銅箔パターンや配線を介して電気的に接続されている。また、これらの構成は、図２に示すように、車両用計器Ａの合成樹脂などからなるケース（筐体）Ｃ内に収納保持され、車両利用者が運転中に確認しやすいように運転席に対向し、この場合、インストルメントパネルに設けられる。

また、車両用計器Ａは、車載バッテリ（電源）Ｂからの電力を用いて作動し、車載バッテリＢからヒューズＦを介した第１の電源供給回路Ｂ１と、イグニッションスイッチＳがオン状態のときに通電する第２の電源供給回路Ｂ２とが並列に接続される。

ダイオード１，２，３，４は、車載バッテリＢ側がアノードと接続され、第１，第２の電源供給回路Ｂ１，Ｂ２間への電流の回り込み防止を行うための整流素子である。この場合、ダイオード１，２は、車両用計器Ａの駆動用に備えられ、ダイオード３，４は、外部機器Ｋへの電力供給用に備えられる。

ダイオード１は、ヒューズＦを介した第１の電源供給回路Ｂ１とレギュレータ５との間に設けられ、ダイオード２よりも耐電流が高く熱対策が施されたものを適用している。ダイオード２は、イグニッションスイッチＳを介した第２の電源供給回路Ｂ２と、レギュレータ５との間に設けられ、万一のショート時に備えて複数個直列に接続される。

ダイオード３は、ヒューズＦを介した第１の電源供給回路Ｂ１とスイッチ手段６との間に設けられ、ダイオード４よりも耐電流が高く熱対策が施されたものを適用している。ダイオード４は、イグニッションスイッチＳを介した第２の電源供給回路Ｂ２と、スイッチ手段６との間に設けられ、万一のショート時に備えて複数個直列に接続される。

レギュレータ５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を適用でき、ダイオード１，２を介する車載バッテリＢからの電力供給に基づいて、約１２Ｖの電圧を降圧し、制御手段９等が駆動可能な電圧（例えば、５Ｖ）を生成して出力する回路である。

スイッチ手段６は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等を用いた駆動回路、例えば、ハイサイドスイッチを適用でき、制御手段９からの制御信号に基づいて、ダイオード３，４を介する車載バッテリＢからの電力供給を出力端子Ｐへ通電するか否かを切り替える回路である。また、スイッチ手段６は、出力端子Ｐへの負荷状態（外部機器Ｋへ流れる電流値）に応じた電圧値を生成し電圧信号として、制御手段９へ出力する。

電圧検出回路７は、第１の電源供給回路Ｂ１からの電力供給の有無を判定するため、制御手段９が検出可能な電圧信号に変換して出力する回路で、例えば、抵抗素子を用いた分圧回路にて構成できる。制御手段９は、例えば、ヒューズＦが取り外されたり、溶断するなどにてダイオード１への通電がない場合を判別できる。

表示器８は、照明用のバックライトを設け、透過／不透過を切り換えて表示像（表示画像）を形成する液晶表示パネルを適用でき、制御手段９からの制御信号に基づいて、レギュレータ５からの駆動電力を利用して、車両情報を表示出力できる。

例えば、表示器８は、積算走行距離や車両外気温度、燃料消費率などの車両情報や時刻などを画面切り替えして表示できる。車両用計器Ａは、表示器８の他に、制御手段９による計測値に基づいて回動する指針とこの指針の指示対象となる数値や目盛りなどの指標部とによって、指示表示する指針式表示手段８１も設けられる。

制御手段９は、レギュレータ５からの電力に基づいて駆動し、所定プログラムや各種データの格納、演算時の記憶領域などに用いる図示しないＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部と、前記所定プログラムに従って演算処理するためのＣＰＵと、入出力インターフェース等を設けたマイクロコンピュータを適用できる。

また、制御手段９は、車両の各種センサに基づく車両情報を専用の通信ケーブル（多重通信ライン）を介して入力し、これらの信号に応じて表示器８を制御するための制御信号を生成し出力する。

また、制御手段９は、電圧検出回路７からの電圧信号やスイッチ手段６からの電圧信号を入力し、これらに基づいて、スイッチ手段６や表示器８を制御する制御信号を生成し、出力でき、図３を用いて処理手順について説明する。

制御手段９は、電圧検出回路７からの電圧信号に基づいて、所定の電圧信号があるか否かを判定する通電状態判定処理（ステップＳ１）を行う。この判定処理によって条件を満たす場合には、ヒューズＦによる通電がなされて第１の電源供給回路Ｂ１を介して、車載バッテリＢからの電力供給があるとみなして、スイッチ手段６を通電状態にして、車載バッテリＢからの電力供給を出力端子Ｐから出力可能にする（ステップＳ２）。

この場合、約１２Ｖの電力を出力できるが、例えば、スイッチ手段６と出力端子Ｐとの間に電圧調整回路を設け、所定電圧（例えば、８Ｖ）の電力を出力端子Ｐから出力させることもできる。また、外部機器Ｋとして空気調和機の操作パネルの照明機器等を適当でき、出力端子Ｐは、該照明機器へ電力供給できるように、配線接続されている。車両用計器Ａを介して、電力供給することによって、車両用計器Ａや空気調和機の操作パネルを含むインストルメントパネル上の照明について、調光処理や、点灯／消灯の同期処理など制御でき一体感等の演出もできるため有利である。

制御手段９は、上述の通電状態判定処理によって、条件を満たさない場合には、ヒューズＦが溶断したり、取り外されているなどして、第１の電源供給回路Ｂ１を介して、車載バッテリＢからの電力供給がないとみなして、適正なヒューズが取り付けられているか確認を促す表示（文章、またはシンボルマーク）を表示器８に出力させる（ステップＳ３）。

次に、制御手段９は、スイッチ手段６からの電圧信号に基づいて、外部機器Ｋへの負荷状態を判定する負荷状態判定処理（ステップＳ４）を行う。この判定処理によって、スイッチ手段６からの電圧信号が、所定の電圧値以上である場合には、負荷が大きいとして、外部機器Ｋへの電力供給を低減するように、スイッチ手段６を通電／断線制御するべくパルス信号（制御信号）を出力して出力量を調整する（ステップＳ５）。

スイッチ手段６は、このパルス信号に基づいて、車載バッテリＢから外部機器Ｋへの出力をオン／オフして、電力供給量を低減できる。この場合、上述したパルス信号によるＰＷＭ（パルス幅変調）制御によって、外部機器Ｋの出力、即ち前記照明機器の輝度が低減した状態で光輝する。なお、制御手段９は、ＰＷＭ制御の下限として、前記照明機器によって、表示が視認できる程度の明るさに相当する電力が供給されるように調整することができ、例えば、デューティ比が２０％の通電出力を下限として、負荷に応じたパルス信号を出力できる。

以上の制御手段９による処理を繰り返すことで、車載バッテリＢから出力端子Ｐまでのダイオード３への経路が絶たれて、かつ、外部機器Ｋの負荷が大きな条件下（所定条件下）において、ダイオード４に流れる電流を低減するように調整でき、結果としてダイオード４の発熱を抑えることができる。また、表示器８の上述した表示によって、異常状態を認識できるだけでなく、外部機器Ｋの出力具合（照明輝度）によって、車両利用者に異常状態を気付かせる機会になる。

なお、上述の負荷状態判定処理によって、スイッチ手段６からの電圧信号が、所定の電圧値未満であり、外部機器Ｋへの負荷が小さい場合には、ステップＳ２の処理にて、スイッチ手段６を通電状態にできる。これにより、必要以上に照明を暗くせずに、不具合の無い範囲で使い勝手（視認性）を保つことができる。

斯かる車両用計器Ａは、車載バッテリＢからヒューズＦを介した第１の電源供給回路Ｂ１と、イグニッションスイッチＳがオンのとき通電する第２の電源供給回路Ｂ２とを、並列的に接続し、第１，第２の電源供給回路Ｂ１，Ｂ２それぞれに接続するダイオード３，４と、このダイオード３，４を介して供給される車載バッテリＢからの電力を利用して外部機器Ｋへの給電を行う出力端子Ｐと、ダイオード３，４と出力端子Ｐとの間において前記電力の供給有無を切り換えるスイッチ手段６と、ヒューズＦを介した通電状態を判定し、この判定結果に基づいてスイッチ手段６を制御して出力端子Ｐからの出力を調整する制御手段９と、を備える。

従って、車載バッテリＢから出力端子Ｐまでのダイオード３への経路が絶たれて、かつ、外部機器Ｋの負荷が大きな条件下において、簡単な構成であっても、ダイオード４の発熱を低減できる。

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、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例えば、車載バッテリＢを電源として説明したが、車載される発電機を併用した電源にあっても、同様に構成でき、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、車両用計器に関し、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計器として好適である。

１，２，３，４ ダイオード
５ レギュレータ
６ スイッチ手段
７ 電圧検出回路
８ 表示器
９ 制御手段
Ａ 車両用計器
Ｂ 車載バッテリ（電源）
Ｂ１ 第１の電源供給回路
Ｂ２ 第２の電源供給回路
Ｃ ケース（筐体）
Ｆ ヒューズ
Ｋ 外部機器
Ｓ イグニッションスイッチ
Ｐ 出力端子

Claims (3)

1. 車両の電源からヒューズを介して接続される第１の電源供給回路と、
   前記車両のイグニッションスイッチがオンのとき通電する第２の電源供給回路と、を並列に接続する車両用計器において、
   前記第１，第２の電源供給回路それぞれに接続するダイオードと、
   このダイオードを介して供給される前記電源からの電力を利用して外部機器への給電を行う出力端子と、
   前記ダイオードと前記出力端子との間において前記電力の供給有無を切り換えるスイッチ手段と、
   前記電力の供給有無を切り換えるべくパルス信号を前記スイッチ手段に出力する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１の電源供給回路からの電力供給の有無を判定し、この判定結果に基づくパルス幅に変調制御された前記パルス信号を前記スイッチ手段に出力することで、前記出力端子からの電力供給量を調整することを特徴とする車両用計器。
2. 前記電源からの電力を利用して車両情報を表示する表示手段を備え、
   前記制御手段は、前記ヒューズを介した通電状態の判定結果に基づいて、前記ヒューズに関する情報を前記表示手段に出力させ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、前記外部機器への給電の負荷状態を監視し、この負荷状態に応じて前記スイッチ手段を制御して前記出力端子からの電力供給量を調整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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