(57)【要約】【課題】指針計器および発光ダイオードを直接駆動させて外部回路構成を簡略化可能にする。【解決手段】指針を回転駆動させて情報を表示する複数の指針計器２Ａ〜２Ｃを各々駆動する複数の出力回路１１５２〜１１５９およびその出力端子を有し、これら出力回路１１５２〜１１５９の出力に応じて各指針計器２Ａ〜２Ｃを駆動する集積回路化された制御回路１を備えた車両用計器駆動回路であって、  制御回路１の出力端子の一部が計器表示用の発光ダイオード３Ａ〜３Ｄに直接接続され、この出力端子に対応する出力回路１１５８，１１５９の出力電流により直接駆動されることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指針を回転駆動させて情報を表示する複数の指針計器を各々駆動する複数の出力回路およびその出力端子を有し、前記出力回路の出力に応じて前記各指針計器を駆動する集積回路化された制御回路を備えた車両用計器駆動回路であって、
前記制御回路の前記出力端子の一部が計器表示用の発光ダイオードに直接接続され、前記出力端子に対応する前記出力回路の出力電流により直接駆動されることを特徴とする車両用計器駆動回路。
【請求項２】
前記制御回路は、アナログ表示する指針計器駆動用途向けに形成された回路基板部で構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器駆動回路。
【請求項３】
前記回路基板部は、集積回路化されたマイクロコンピュータで構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用計器駆動回路。
【請求項４】
前記回路基板部に安定化電圧を供給する定電圧回路を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の車両用計器駆動回路。
【請求項５】
前記計器表示用の発光ダイオードは、前記定電圧回路の出力側と前記制御回路の前記出力端子の一部との間に直列関係に接続されることを特徴とする請求項４に記載の車両用計器駆動回路。
【請求項６】
前記指針計器は、交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式で構成されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の車両用計器駆動回路。
【請求項７】
前記指針計器は、交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式で構成され、前記出力回路は、前記マイクロコンピュータと共に集積回路化されて前記指針計器を駆動するHブリッジ回路を有することを特徴とする請求項３に記載の車両用計器駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針計器および発光ダイオードを駆動する車両用計器駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式の指針計器を駆動する計器駆動回路には、種々のものが知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
図６には、指針計器を駆動する出力回路もあわせて集積回路化された、マイクロコンピュータで構成された制御回路１を含む計器駆動回路の一例が示されている。この制御回路１は、指針計器２A〜２Ｄの駆動の他に、車内ＬＡＮ１０からの情報を受けて発光ダイオード３Ａ，３Ｂを作動させ、例えばブレーキ装置やエアバッグ装置等の異常状態もしくは正常状態を報知している。
【特許文献１】特開平８−２８５８９４号公報
【特許文献２】特開平１０−１９５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６に示すマイクロコンピュータからなる制御回路１では、指針計器２A〜２Ｄを駆動する出力端子１０１は、比較的大きな電流（例えば３０数ｍＡ）が流せるように特定用途向けの構成にしてあるが、ＨもしくはＬレベル信号（ＯＮ，ＯＦＦ信号）を発生する通常の出力端子１０２は、比較的小さな電流しか流せない。そのため、制御回路１からの出力信号に応じて発光ダイオード３Ａ，３Ｂを駆動するためには、トランジスタ３１１，３２１および抵抗３１２，３１３，３２２，３２３等からなる外付けの増幅回路を設けて電流増幅する必要がある。このことは外付け部品数の増加を招くことになる。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、指針計器および発光ダイオードを直接駆動させて外部回路の構成を簡略化可能にする車両用計器駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、指針を回転駆動させて情報を表示する複数の指針計器を各々駆動する複数の出力回路およびその出力端子を有し、これらの出力回路の出力に応じて各指針計器を駆動する集積回路化された制御回路を備えた車両用計器駆動回路であって、
制御回路の出力端子の一部が計器表示用の発光ダイオードに直接接続され、その出力端子に対応する出力回路の出力電流により直接駆動されることを特徴とする。
【０００８】
それにより、出力回路の出力を増幅するためのトランジスタや抵抗等からなる外付けの増幅回路が不要となり、コストダウンが可能となる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、制御回路は、アナログ表示する指針計器駆動用途向けに形成された回路基板部で構成されることで、制御回路が例えば複数の集積回路素子で構成される場合にも同様に適用可能になる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、回路基板部は、集積回路化されたマイクロコンピュータで構成されることで、制御回路が複数の出力回路を含めて集積回路素子で構成される場合に効果的に適用可能になる。
【００１１】
請求項４、５記載の発明によれば、回路基板部に安定化電圧を供給する定電圧回路を設け、計器表示用の発光ダイオードは、この定電圧回路の出力側と制御回路の出力端子の一部との間に直列関係に接続されることを特徴とする。
【００１２】
それにより、計器表示用の発光ダイオードに加わる電圧レベルが安定化し、発光ダイオードに対する負サージ保護用ダイオード等を省略可能になる。しかも、発光ダイオード自体の輝度むらを抑えることが可能となる。
【００１３】
請求項６、７記載の発明によれば、指針計器は、交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式で構成され、出力回路は、マイクロコンピュータと共に集積回路化されて指針計器を駆動するHブリッジ回路を有することを特徴とする。
【００１４】
それにより、回路基板部に実装される回路素子数を減少させつつ、複数の指針計器を駆動可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図に従って説明する。
【００１６】
図１は、車両用計器駆動回路の全体を示す回路構成図である。制御回路１は、アナログ表示する指針計器駆動用途向けに形成された専用のマイクロコンピュータ（いわゆるカスタムマイコン）であり、通常１チップに集積回路化されている。
【００１７】
指針計器２Ａ〜２Ｃは、交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式で構成され、本例ではスピードメータ（車速）、タコメータ（エンジン回転数）、燃料計（残存燃料量）、水温計（エンジン冷却水温）のうち、少なくとも車速を含む３項目を表示する。これらの４項目は車両における基本表示項目であり、本例では制御回路１（カスタムマイコン）は少なくとも４項目が表示可能なように出力回路１１５が予め設定されている。
【００１８】
発光ダイオード３Ａ〜３Ｄは、車内ＬＡＮ１０からの情報を受けて点灯、消灯もしくは点滅作動し、例えばブレーキ装置やエアバッグ装置等の各検出項目の異常状態もしくは正常状態を乗員に報知する。ここで、電流制限抵抗３１〜３４により、各発光ダイオード３Ａ〜３Ｄに流れる電流を調整し、点灯時の輝度を適正にしている。機器４は、制御回路１から出力されるＨもしくはＬレベル信号（ＯＮ，ＯＦＦ信号）に応じて作動する各種機器である。
【００１９】
定電圧回路５は、車載バッテリ６からのバッテリ電圧を受けて安定化電圧（定電圧Ｖｃ）を発生し、制御回路１および発光ダイオード３Ａ〜３Ｄのアノード側に供給している。ダイオード８Ａ，８Ｂは、常に制御回路１に電源供給するためにＯＲ構成としてあり、またイグニッションスイッチ６のＯＮ，ＯＦＦ信号を制御回路１に出力可能にしている。さらにダイオード８Ａ，８Ｂは、逆流防止する役割と、発光ダイオード３Ａ〜３Ｄの駆動経路に負サージ電圧が加わるのを防止する役割（つまり図６に示す従来回路中の保護ダイオード１１と同様の役割）を有している。バックアップ用コンデンサ９は、車載バッテリ６による電源ラインが一時的に電圧低下したときに定電圧回路５側の作動を補償する。
【００２０】
車内ＬＡＮ１０は、例えばブレーキ装置やエアバッグ装置、もしくはインスツルメントパネルやドア周りに配置されたボデー電装品関係およびエンジン関係等の複数の制御装置を接続して相互に各種の通信、制御を行うものであり、その通信信号の一部（例えば、車速、エンジン回転数、残存燃料量、エンジン冷却水温等に関係する信号）が制御回路１にも入力される。なお、検出手段からの検出情報の入力については、車内ＬＡＮ１０を介さずに直接制御回路１に入力するように構成してもよい。
【００２１】
制御回路１は、カスタムマイコンの主要部であるＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、入出力回路１１４、およびＨもしくはＬレベル信号（ＯＮ，ＯＦＦ信号）を発生する比較的小さな電流しか流せない通常の出力回路１１６の他に、アナログ表示する指針計器駆動用途向けに比較的大きな電流（例えば３０数ｍＡ）が流せる専用の出力回路１１５を設けている。
【００２２】
本例では、この制御回路１はカスタムマイコンで構成され、回路基板部を構成する図示していないリジッドプリント基板もしくはフレキシブルプリント基板に、このカスタムマイコンと共に、定電圧回路５および発光ダイオード３Ａ〜３Ｄや電流制限抵抗３１〜３４、その他が実装される。
【００２３】
本例の場合この出力回路１１５は、指示計器２Ａ〜２Ｃとして、図２に示すような交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式計器を駆動するために少なくとも８個のＨブリッジ回路１１５２〜１１５９を設けている。なお、ステップモータ駆動式計器の場合には、図２はステータの各コイル（４極）を示し、対向位置にある２つのコイルがそれぞれ同極性に励磁される構成である。
【００２４】
Ｈブリッジ回路１１５２〜１１５９の個数は、カスタムマイコン作製時に各種車両における基本表示項目の個数に基いて決定され、本例では４項目（車速、エンジン回転数、残存燃料量、エンジン冷却水温）と見なし、８個に設定されている。駆動回路１１５１はＣＰＵ１１１からの指示を受けて各Ｈブリッジ回路１１５２〜１１５９を駆動する。なお、Ｈブリッジ回路とは、単一の電源でコイル等の駆動部に加える電圧の向きを切り換える回路を意味する。
【００２５】
ちなみに、図３（ａ），（ｂ）に示すＨブリッジ回路は、図１中の指示計器２Ａを駆動する回路１１５２，１１５３を示している。このＨブリッジ回路１１５２は、４個のＭＯＳトランジスタ１１５２ａ〜１１５２ｄがブリッジ回路状に接続され、入力端子ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１の入力信号に応じて、両出力端子Ｘ１，Y１はＨ，ＬもしくはＬ，Ｈのいずれかの信号レベルに切り換えて駆動される。Ｈブリッジ回路１１５３も同様にして切り換えて駆動され、両Ｈブリッジ回路１１５２，１１５３の組合わせによりコイル等の駆動部に加える信号をパルス幅変調し、指示計器２Ａの回転軸を回動させて所望の指針表示を可能にする。
【００２６】
ここで、低中グレードの車種などの場合、基本表示項目の全てをメータパネルに表示せず、例えばエンジン回転数の表示を行わないことがよくある。この場合でも計器駆動回路の回路部品の種類を抑えるために、制御回路１には共通のカスタムマイコンを用いることが多い。その場合２つのＨブリッジ回路１１５８，１１５９および出力端子Ｘ７，Ｙ７，Ｘ８，Ｙ８が未使用のままとなる。本例では車種によっては未使用のＨブリッジ回路および出力端子があること、およびこのＨブリッジ回路が比較的大きな電流駆動能力を有する点に着目し、この未使用のＨブリッジ回路および出力端子を他の用途に有効利用するものである。
【００２７】
本例では、上記したように各検出項目の異常状態もしくは正常状態を乗員に報知するための発光ダイオードが比較的大きな駆動電流を必要とするため、その駆動回路としてこの未使用のＨブリッジ回路を利用している。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）は、図１中のＨブリッジ回路１１５８，１１５９を用いた発光ダイオード３Ａ〜３Ｄの駆動回路の詳細例を示す。この例では例えば発光ダイオード３Ａを２個のＭＯＳトランジスタ１１５８ａ，１１５８ｂでもって駆動し、ＭＯＳトランジスタ１１５８ｂをＯＮ、かつＭＯＳトランジスタ１１５８ａをＯＦＦすることで、発光ダイオード３Ａを点灯表示させ、また両ＭＯＳトランジスタ１１５８ａ，１１５８ｂをＯＮすることで、発光ダイオード３Ａを減光表示させ、またＭＯＳトランジスタ１１５８ｂをＯＦＦすることで、発光ダイオード３Ａを消灯させることができる。このことは他の発光ダイオード３Ｂ〜３Ｄでも同様であり、各２個のＭＯＳトランジスタ１１５８ｃ，１１５８ｄ、１１５９ａ，１１５９ｂ、１１５９ｃ，１１５９ｄを適宜駆動することで点灯、減光、消灯、および点滅の各表示が可能である。
【００２９】
そこで、図１に示すように構成することにより、次のような利点がある。
（１）アナログ表示する指針計器駆動用途向けに形成されたカスタムマイコンに内蔵された指針計器駆動用の出力回路１１５および出力端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ８，Ｙ８のうち、未使用の出力回路および出力端子の一部を利用して検出項目表示用の発光ダイオード３Ａ〜３Ｄを直接駆動できるため、トランジスタや抵抗等からなる外付けの増幅回路を不要にでき、コストダウンが可能になる。
（２）発光ダイオード３Ａ〜３Ｄの電源として、定電圧回路５の安定化電圧Ｖｃを利用し、この安定化電圧Ｖｃと制御回路１の出力端子Ｘ７，Ｙ７，Ｘ８，Ｙ８との間に発光ダイオード３Ａ〜３Ｄを直接接続すること、およびダイオード８Ａ，８Ｂを設けたことにより、発光ダイオード３Ａ〜３Ｄに対する負サージ保護用のダイオード（例えば図６に示す従来回路中のダイオード１１）が不要となる。
（３）発光ダイオード３Ａ〜３Ｄの電源として、定電圧回路５の安定化電圧Ｖｃを利用したことにより、バッテリ電圧が車両状態等により変動してもその影響を防ぎ、発光ダイオード３Ａ〜３Ｄの輝度むらを抑えることが可能となる。
【００３０】
なお、図１に示す実施形態では、各発光ダイオード３Ａ〜３Ｄは各表示項目の状態をそれぞれ表示する構成であったが、これらの４個を１つの表示項目の表示に使用し、表示項目の状態やレベルを段階的に表示するように構成してもよい。
【００３１】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す実施形態では、各発光ダイオード３Ａ〜３Ｄが各段階（レベル）を示すのに利用され、発光ダイオードの点灯、点滅、消灯の３状態を組合わせることにより、８段階の状態を表示するようにしてある。（ａ）では４個とも点灯、（ｂ）では１個の発光ダイオード３Ｄが点滅し残り３個が点灯、（ｃ）では１個の発光ダイオード３Ｄが消灯し残り３個が点灯、（ｄ）では１個の発光ダイオード３Ｄが消灯、１個の発光ダイオード３Ｄが点滅し残り２個が点灯、・・・・・、最後は４個とも消灯となり、８段階の組合わせ表示が可能となる。
【００３２】
また、本実施形態では、制御回路１がカスタムマイコンで構成され、このカスタムマイコン内に形成した未使用の出力回路１１５８，１１５９を有効利用しているが、本発明はカスタムマイコン内に出力回路１１５８，１１５９が形成される場合に限らず、出力回路１１５２〜１１５９がカスタムマイコンから切り離され、出力回路ＩＣ（集積回路素子）としてカスタムマイコンと共に回路基板部内に実装される場合にも適用可能である。
【００３３】
また、本実施形態では、指針計器２Ａ〜２Ｃとして交差コイル駆動式もしくはステップモータ駆動式の両例をまとめて説明したが、指針計器２Ａ〜２Ｃがステップモータ駆動式の場合には、制御回路１を構成するカスタムマイコンの出力回路として、指針計器に使用するステップモータの極数に応じた励磁コイル数に合わせた個数のコイル駆動回路が集積回路化されることになる。そして未使用のコイル駆動回路およびその出力端子を、表示駆動回路として利用することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態である、車両用計器駆動回路を示す回路構成図である。
【図２】指針計器を構成する交差コイル駆動式を示す説明図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、出力回路１１５を構成する各Ｈブリッジ回路１１５２，１１５３  を示す回路図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、出力回路１１５を構成するＨブリッジ回路１１５８，１１５９を利用して発光ダイオード３Ａ〜３Ｄを駆動する回路図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、複数の発光ダイオード３Ａ〜３Ｄを組合わせて各段階（レベル）を表示する説明図である。
【図６】従来の車両用計器駆動回路を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  制御回路
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  指針計器
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ  発光ダイオード
５  定電圧回路
６  車載バッテリ
７  イグニッションスイッチ
１０  車内ＬＡＮ
１１５  出力回路
１１５２〜１１５９  Ｈブリッジ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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