(57)【要約】【課題】  車載バッテリの状況に応じて、外部機器へ給電を行う車両用計器を提供する。【解決手段】  車載バッテリＢからの電力供給に基づいて外部機器Ｄへの給電を行う電源回路７と、車載バッテリＢと接続する電源用配線Ｗ１の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、電源回路７から外部機器Ｄへの給電状態を切り替える制御手段５と、を備える。また、電源用配線Ｗ１の電圧を検出する電圧検出回路６を備え、制御手段５は、電圧検出回路６からの検出信号に基づいて、電源回路７を制御する。これにより、車両の稼働状態とは関係なく外部機器Ｄへ給電できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載バッテリからの電力供給に基づいて外部機器への給電を行う電源回路と、
前記車載バッテリと接続する電源用配線の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、前記電源回路から前記外部機器への給電状態を切り替える制御手段と、を備えることを特徴とする車両用計器。
【請求項２】
前記電源用配線の電圧を検出する電圧検出回路を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出回路からの検出信号に基づいて、前記電源回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電源回路から前記外部機器への給電状態の切り替える際の前記車載バッテリの電圧しきい値にヒステリシスを設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検出信号に基づく、電圧の判定処理を、間欠的に行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
【請求項５】
前記電源回路は、前記車載バッテリからの電力を降圧して、所定電圧を前記外部機器へ給電でき、
前記制御手段からの制御信号に基づいて、この給電状態を停止するスイッチ回路を前記電源用配線と前記電源回路との間に備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
【請求項６】
車載バッテリからの電力供給に基づいて所定電圧を生成し、この所定電圧を出力する電源回路と、
前記車載バッテリと接続する電源用配線の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、前記電源回路から所定電圧が出力できるか否かを切り替える制御手段とを備えることを特徴とする車両用計器。
【請求項７】
前記電源回路からの所定電圧を車両用計器外に出力する出力端子を備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両情報を表示する車両用計器に関し、例えば、充電可能なバッテリ電源によって駆動するとともに、外部機器への電源供給を行う車両用計器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載機器には、各種の周辺機器（外部機器）を接続するインターフェースとして、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＵＳＢ規格の接続ケーブル（ＵＳＢケーブル）は、通信線と給電線を具備しており、機器間の通信だけでなく周辺機器への給電（電力供給）も可能であり、周辺機器から専用電源を不要にできる等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５０５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これら車載機器の給電機能を車載バッテリに接続する車両用計器に適用する場合、外部機器への給電によって、該車載バッテリの残量を枯渇させ、あるいは枯渇までは至らないものの、車両を起動するために必要な電力を奪ってしまう虞があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、上述課題に着目し、車載バッテリの状況に応じて、外部機器へ給電を行う車両用計器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用計器は、
車載バッテリからの電力供給に基づいて外部機器への給電を行う電源回路と、
前記車載バッテリと接続する電源用配線の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、前記電源回路から前記外部機器への給電状態を切り替える制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記電源用配線の電圧を検出する電圧検出回路を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出回路からの検出信号に基づいて、前記電源回路を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記電源回路から前記外部機器への給電状態の切り替える際の前記車載バッテリの電圧しきい値にヒステリシスを設けることを特徴とする。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記検出信号に基づく、電圧の判定処理を、間欠的に行うことを特徴とする。
【００１０】
また、前記電源回路は、前記車載バッテリからの電力を降圧して、所定電圧を前記外部機器へ給電でき、
前記制御手段からの制御信号に基づいて、この給電状態を停止するスイッチ回路を前記電源用配線と前記電源回路との間に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、車載バッテリからの電力供給に基づいて所定電圧を生成し、この所定電圧を出力する電源回路と、
前記車載バッテリと接続する電源用配線の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、前記電源回路からの所定電圧が出力できるか否かを切り替える制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、電源回路からの所定電圧を車両用計器外に出力する出力端子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、車両情報を表示する車両用計器に関し、車載バッテリの状況に応じて、外部機器へ給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】同上実施形態における車両用計器を示す正面図。
【図３】同上実施形態における制御手段の処理手順を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の車両用計器がオートバイ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。
【００１６】
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、表示器１と、バックライト２と、発光表示部３と、入力手段４と、制御手段５と、電圧検出回路６と、電源回路７と、スイッチ回路８と、駆動電源回路９と、を備えている。
【００１７】
これらの構成は、回路基板や配線等を介して電気的に接続されており、合成樹脂などのケースに保持され、車両利用者が運転中に確認しやすいように車両前方側、この場合、ハンドルの中央付近に設けられる。
【００１８】
表示器１は、図２に示すように、透過／不透過を切り換えて表示像を形成する液晶表示パネルや、駆動源となるモータの回転によって目盛りや数値などの指標部を指示する指針式表示部を適用でき、通常走行時など車両の電源投入状態において、図示しないが、車両速度や走行距離、車載バッテリの残容量、警報など所望の車両情報を、制御手段５からの制御信号に基づいて表示する出力手段である。
【００１９】
バックライト２は、発光ダイオードなどの光源を適用でき、表示器１の表示面の反対側に設けられる。この場合、バックライト２は、前記回路基板上に設けられるＬＥＤチップ素子を適用でき、制御手段５からの制御信号に応じて、出力輝度を変更できるように回路構成されている。なお、バックライト２は、透過照明でなくとも、ライトガイドを用いたエッジライト方式であってもよい。また、表示器１の背面側に拡散板などを介在させて、バックライト２からの照明光を斑無く表示器１面に照射することもできる。
【００２０】
発光表示部３は、バックライト２と同様に、制御手段５の制御信号によって、車両用計器Ａの光透過部において、点灯／消灯が切り替えられる発光ダイオードを用いた光源を適用でき、この場合、前記回路基板に実装される。発光表示部３は、イモビライザーを用いた盗難検知を行う盗難検出装置の作動状態を示す表示部であり、車両が電源投入状態（稼働状態）でない場合に、後述する所定パターンにて点滅表示を行う。なお、電源投入状態は、制御手段５によって、メインスイッチユニットＣからの状態信号や他のＥＣＵからの信号によって判別できる。
【００２１】
入力手段４は、表示器１の出力画面における積算走行距離や区間走行距離などを切り替え表示するためのトリップスイッチ、または表示器１を含む車両用計器Ａの照明輝度を設定するための調光スイッチを適用できる。また、入力手段４は、車両利用者の押圧操作に応じた操作信号を制御手段５へ出力する。なお、入力手段４は、車両用計器Ａに設けられるノブスイッチの他に、車両用計器Ａ外のスイッチ、例えば、ステアリングスイッチと配線を介して接続することによって構成することもできる。
【００２２】
制御手段５は、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。
【００２３】
また制御手段５は、入力手段４からの操作信号や、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１やバックライト２、発光表示部３を制御するための制御信号を生成し出力する。この場合、車両用計器Ａは、車載バッテリＢから電力供給を受けるための電源用配線Ｗ１と、メインスイッチユニットＣ、他のＥＣＵなどと通信可能にする前記通信ケーブルＷ２と、を介してそれぞれ接続されている。
【００２４】
制御手段５は、別途車載されるメインスイッチユニットＣのメインスイッチ（起動スイッチ）がオンされることによって車両用計器が起動し、車両速度などの車両情報を表示器１に表示させる通常モードと、メインスイッチがオフされることによって車両用計器Ａの通常表示出力を停止させ省電力動作させる省電力モードと、を用意してある。
【００２５】
なお、制御手段５は、車両が電源投入状態でない場合（省電力モード時）に、盗難検出装置が作動していることを示す発光表示部３の点滅表示を促し、盗難を予防するように作動制御できる。
【００２６】
電圧検出回路６は、電源用配線Ｗ１の電圧（電位）を検出する検出用回路であり、制御手段５の入力可能な電気信号に変換するための分圧回路を備えている。電圧検出回路６は、電源用配線Ｗ１の電圧に基づく検出信号を制御手段５に出力する。制御手段５は、この検出信号に基づいて、制御手段５を正常に駆動するための電圧が得られるか否かを判定や、車載バッテリＢの劣化具合を表示器１に警報出力するための判定、車載バッテリＢの残容量を判定でき、多用途に検出信号を用いる。
【００２７】
電源回路７は、スイッチ回路８を介して電源用配線Ｗ１に接続され、車載バッテリＢの電力を用いて、外部機器Ｄへの給電（電力供給）を行うための所定電圧を生成し出力する電圧調整回路を含んで構成される。また、この場合、電源回路７は、各種の外部機器Ｄを接続するインターフェースとして、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）の一部として構成できる。
【００２８】
このＵＳＢ規格の接続ケーブル（ＵＳＢケーブル）は、車両用計器Ａの前記回路基板に実装されるコネクタを介して接続され、通信線と給電線Ｗ３を具備しており、コネクタの給電用端子（出力端子）Ｐから出力される所定電圧（５Ｖ）によって、外部機器Ｄへの給電（電力供給）も可能であり、周辺機器から専用電源を不要にできる等の利点がある。外部機器Ｄとして、例えば、携帯情報端末（ＰＤＡ）やヘッドセットなど携帯端末などＵＳＢ規格の機器にも給電できる。
【００２９】
なお、オートバイに搭載される場合、グローブボックスなどの収納スペースに用意された端子を電源回路７の出力ポートとして配線接続できる。また、前記通信線によって、制御手段５と通信することによって、外部機器Ｄからの情報を表示器１に表示したり、または、制御手段５が入力した車両情報を外部機器Ｄにて表示するなど利用もできる。
【００３０】
スイッチ回路８は、制御手段５からの制御信号に基づいて、車載バッテリＢからの電力供給を電源回路７へ伝えるか否かを切り替えるもので、トランジスタを適用できる。スイッチ回路８は、電源回路７への電力供給の有無を切り替えることによって、電源回路７から外部機器Ｄへの給電状態を切り替えることになる。
【００３１】
駆動電源回路９は、車載バッテリＢからの電力を用いて、制御手段５や表示器１、バックライト２、発光表示部３等の電子部品の駆動電圧を生成し出力するレギュレータを適用できる。この場合、駆動電源回路９は、車載バッテリＢからの約１２Ｖの電圧を、５Ｖの電圧に降圧して出力する。
【００３２】
以下、制御手段５によるスイッチ回路８の制御に関する処理手順について図３を用いて説明する。
【００３３】
制御手段５は、電源回路７から外部機器Ｄへ給電可能な状態であるか否かを判定する状態判定処理（ステップＳ１）を行う。この場合、制御手段５からスイッチ回路８へ送信される制御信号に基づいて判断できるが、電源回路７またはスイッチ回路８の通電状態を検出する回路を設けることで判定処理することもできる。
【００３４】
この状態判定処理によって、電源回路７から外部機器Ｄへ給電可能な状態である場合に、制御手段５は、電圧検出回路６からの検出信号に基づいて、車載バッテリＢの残容量低下に伴う電圧低下を第１のしきい値に基づいて判断する電圧判定処理（ステップＳ１）を行う。制御手段５は、この第１のしきい値として、車両の起動時に必要な電圧（電力）に相当する値よりも少し余分に大きい値を予め設定している。この場合、第１のしきい値として一般的に各種車載機器が作動可能である１０Ｖよりも、余分に大きな１０．５Ｖの電圧に相当するしきい値が設定される。
【００３５】
制御手段５は、電源用配線Ｗ２の電圧が第１のしきい値よりも低下していると判断した場合に、スイッチ回路８に、車載バッテリＢから電源回路７への電力供給を停止（遮断）するように促す制御信号をスイッチ回路８に出力する（ステップＳ３）。従って、電源回路７は、外部機器Ｄへの給電可能状態から給電不可能状態へ切り替えられる。
【００３６】
また、上記ステップＳ１の状態判定処理において、電源回路７から外部機器Ｄへ給電不可能な状態である場合に、制御手段５は、電圧検出回路６からの検出信号に基づいて、車載バッテリＢの容量増加に伴う電圧上昇を第２のしきい値に基づいて判断する電圧判定処理（ステップＳ４）を行う。制御手段５は、この第２のしきい値として、第１のしきい値よりも大きい値を予め設定している。この場合、温度変化など外部環境の変化による一時的な電圧値の上昇など加味して、１１Ｖが設定される。
【００３７】
制御手段５は、電源用配線Ｗ２の電圧が第２のしきい値よりも上昇していると判断した場合に、スイッチ回路８に、車載バッテリＢから電源回路７への電力供給を開始（通電）するように促す制御信号をスイッチ回路８に出力する（ステップＳ５）。従って、電源回路７は、外部機器Ｄへの給電不可能状態から給電可能状態へ切り替えられる。
【００３８】
また、制御手段５は、給電状態の停止と復帰を判定するために、第１，第２のしきい値を別の値で設定することで、ヒステリシス特性を持たせている。これによって、車載バッテリＢの残容量を想定外に減らしたり、給電状態がちらつくように変化することを防止できる。
【００３９】
これら制御手段５による処理を繰り返すことで、車載バッテリＢの残容量を考慮した外部機器Ｄの給電を行うことができ、また、車両の稼働状態（通常モード）以外の省電力モード時でも該給電状態にできる。
【００４０】
また、制御手段５は、省電力モードの場合、盗難防止用の発光表示部３の点滅を行うため、所定時間毎（例えば、３秒毎）にスリープ状態から起動状態へ移行し、起動後に発光表示部３を点灯させ消灯させ、スイッチ回路８への制御信号の出力を保持したまま再びスリープ状態へ移行する。
【００４１】
これらを所定時間毎に繰り返すことで、制御手段５は、間欠的な稼働を行い、この発光表示部３の点灯のための稼働状態で、上述の電圧判定処理や給電状態の切り替え等を行うことで、連続的に稼働するよりも電力消費を抑えることができるため、車載バッテリＢの電力消費を抑えることができる。また、発光表示部３の点滅動作と同期して上述の電圧判定処理等を行うことで、余計に制御手段５を起動することなく処理できるため、省電力となる。従って、外部機器Ｄへの給電時間を長くできる。
【００４２】
斯かる車両用計器は、車載バッテリＢからの電力供給に基づいて外部機器Ｄへの給電を行う電源回路７と、車載バッテリＢと接続する電源用配線Ｗ１の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、電源回路７から外部機器Ｄへの給電状態を切り替える制御手段５と、を備える。
【００４３】
従って、メインスイッチの状態とは関係なく、車載バッテリＢの残容量に応じて、外部機器Ｄへの給電状態（給電可能状態／給電不可能状態）を切り替えることができるため、わざわざ車両を起動させたり、必要のない他の車載機器を稼働させたりすることなく、車両の状況に応じて、外部機器Ｄへ給電を行う車両用計器となる。
【００４４】
また、電源用配線Ｗ１の電圧を検出する電圧検出回路６を備え、制御手段５は、電圧検出回路６からの検出信号に基づいて、電源回路７を制御することによって、容易に車載バッテリＢの残容量を検出できる。
【００４５】
また、制御手段５は、電源回路７から外部機器Ｄへの給電状態の切り替える際の車載バッテリＢの電圧しきい値にヒステリシス特性を設けることによって、安定して給電を行うことができる。
【００４６】
また、制御手段５は、前記検出信号に基づく、電圧の判定処理を、間欠的に行うことで、車載バッテリＢの電力消費を抑えることができる。
【００４７】
また、電源回路７は、車載バッテリＢからの電力を降圧して、所定電圧を外部機器Ｄへ給電でき、制御手段５からの制御信号に基づいて、この給電状態を停止するスイッチ回路８を電源用配線Ｗ１と電源回路７との間に備えることによって、制御手段５の稼働状態にかかわらず、簡易な構成で、電源回路７の給電状態を切り替えることができる。
【００４８】
また、車載バッテリＢからの電力供給に基づいて所定電圧を生成し、この所定電圧を出力する電源回路７と、車載バッテリＢと接続する電源用配線Ｗ１の電圧を判定し、この判定結果に基づいて、電源回路７から所定電圧の出力が可能か否かを切り替える制御手段とを備えることによって、上述と同様の効果が得られる。
【００４９】
また、電源回路７からの所定電圧を車両用計器Ａ外に出力する給電用端子Ｐを備えることによって、ケースを開閉せずに所定電圧を容易に取り出すことができる。また、ケーブル接続することによって、外部機器Ｄの搭載場所を自由に設定できる。
【００５０】
なお、本発明の車両用表示装置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。また、四輪自動車に比べてバッテリ容量の少ないオートバイに搭載した車両用計器を例にあげて説明したが、電動モータを駆動源とする電動バイクや電動自動車に適用することもでき、この場合、バッテリユニットからの車両情報に基づいて電圧や残容量を入力し、これに基づく給電状態の切り替えを行うこともできる。
【００５１】
また、上述した実施形態では、ＵＳＢ規格の接続について例にあげて説明したが、例えば、電源ケーブルのみであっても良いし、また、無接点式の給電デバイスを用いて、給電させる構成に上述した制御手段５の処理手順や回路構成を適用することもでき、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
１  表示器
２  バックライト
３  発光表示部
４  入力手段
５  制御手段
６  電圧検出回路
７  電源回路
８  スイッチ回路
９  駆動電源回路
Ａ  車両用計器
Ｂ  車載バッテリ
Ｃ  メインスイッチユニット
Ｄ  外部機器
Ｐ  給電用端子（出力端子）
【図１】
2016112953.tif 000003
【図２】
2016112953.tif 000004
【図３】
2016112953.tif 000005