JP3829329B2 - 車両用計器の駆動装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の複数の被測定対象から状態信号を入力可能とし、各状態信号に応じた計測データを求め、この各計測データをシリアルデータに変換して、前記シリアルデータを情報表示手段にシリアル転送ケーブルを介して転送する車両用計器の駆動装置及びその駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用計器としては、速度計や回転計(TAメータ),温度計,燃料計がケース体に収納されたコンビネーションメータとは別に、例えば、表示板である文字板上に形成された目盛りや数字等の表示指標を指針によって指示してなる単一のアナログ式表示部をケース内に収納し、車両の単一の車両状態(例えば、走行状態)を監視するアクセサリー用の補助用計器がある。このようなアクセサリー用の補助用計器は、サーキットレース場等を走行する競技車両等や、スーパーチャージャあるいはターボ付き車両等に搭載されることが多く、このような補助用計器には、エンジンの回転数を監視する回転計やエンジンの過給圧を監視する吸気圧計(ブースト計)、排気ガスの排気温度を監視する排気温度計、エンジンオイルの温度を監視する油温計、エンジンオイルの圧力を監視する油圧計等がある。
【0003】
前記補助用計器は、既存の車両用計器(コンビネーションメータ)とは別に、ダッシュボードやインストルメントパネル(インパネ)等に取り付けられることが一般的である。このような補助用計器の駆動装置としては、車両状態を検出するセンサと、前記センサからの検出信号を所定周期によりサンプリングし、このサンプリングデータを演算処理することによって計測データを求める制御部を備えたコントロールユニットと、前記コントロールユニットから出力される前記計測データに応じた駆動信号によって動作する計器本体とから構成されるものである。
【0004】
競技車両やスーパーチャージャあるいはターボ付き車両等では、回転計,吸気圧計,排気温度計,油温計及び油圧計といった複数の補助用計器を取り付けることがことが多く、この場合、取り付ける補助用計器分だけ前記各コントロールユニットを必要とし、前記補助用計器と前記コントロールユニットとの間の配線及び、各コントロールユニットへの電源ラインの引き回し等が必要となり、取付作業が非常に煩雑になったり、配線を行うための電気コードの本数も増えるため、ダッシュボードやインパネ回りにおける美観を損ねてしまうといった問題点も有している。そこで本願出願人は、前述した問題点に着目し、特許文献1に示される車両用計器の駆動装置を提案している。
【0005】
【特許文献1】
特開平12−18974号公報
【0006】
かかる車両用計器の駆動装置は、車両のエンジン回転数や過給圧(吸気圧),排気温度等の車両状態に応じた複数の状態信号を入力可能とする入力ポートを備え、複数の前記状態信号に応じた各計測データを求める単一のコントロールユニットを設け、このコントロールユニットと前記各補助用計器との間を前記コントロールユニットにより生成されるシリアルデータによって通信してなるもので、補助用計器を複数配設する場合であっても取付作業を簡素化し、かつダッシュボードやインパネ回りの美観を損ねることなく、前記各補助用計器を取り付けることが可能となるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
補助用計器は、前述の通り回転計,吸気圧計,排気温度計,油温計及び油圧計の他に、燃料の噴射圧を監視する燃圧計,冷却水の温度を監視する水温計及びバッテリー電源の電圧値を監視する電圧計等の様々な機種が増加傾向にある。また各補助用計器は、昼夜における各計器の表示板上の見栄えを切り換えるべく、前記表示板の裏面側にLEDやランプ等の照明手段を配設し、前記照明手段を調光制御する機能やヘッドライトスイッチのオン/オフ時の前記照明手段の減光機能等の各種機能の追加が望まれ、商品性及びデザイン性を向上させる傾向にある。そのため、前記機種及び前記機能の追加に伴って、各補助用計器を駆動制御する前記コントロールユニットに備えられるマイクロコンピュータの通信機能を拡大及び変更した新規なコントロールユニットの設計がその都度必要となり、設計業務を煩雑にするだけでなく、前記通信機能の拡大に伴い前記コントロールユニットの製造コストが高くなってしまいといった問題点を有していた。
【0008】
本発明は、この問題点に鑑みなされたものであり、通信機能の拡大に伴う設計変更を行うことなく、機種もしくは機能の追加に対応可能な車両用計器の駆動装置及びその駆動方法を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、請求項1に記載したように、車両の複数の被測定対象から状態信号を入力可能とし、各状態信号に応じた計測データを求め、この各計測データをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータを情報表示手段にシリアル転送ケーブルを介して転送し、前記情報表示手段を駆動する車両用計器の駆動装置であって、前記車両の走行状態に合わせて変動する被測定対象の計測値を表示する第1の情報表示手段と、前記車両が走行状態にあっても変動の少ない被測定対象の計測値を表示する第2の情報表示手段とを駆動させる前記シリアルデータにおいて、前記第2の情報表示手段を駆動させるための弱変動データを、前記シリアルデータの前記第1の情報表示手段への更新周期TのN倍の周期毎に前記第2の情報表示手段へ転送して前記第2の情報表示手段を駆動させ、前記車両の走行状態に合わせて変動する前記第1の情報表示手段以外の新たな第3の情報表示手段が追加された際に、前記弱変動データの更新周期に基づいて前記シリアルデータ中に空くデータエリアに、前記第3の情報表示手段を駆動させるためのデータを加えてデータフレームの長さを長くすることなく前記シリアルデータを生成し、この生成した前記シリアルデータを前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段に送信して前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段を駆動させてなる制御手段を備えてなることを特徴とするものである。
【0010】
また、請求項2に記載したように、請求項1に記載の車両用計器の駆動装置において、前記弱変動データは、エンジンオイルの温度,冷却水の温度,排気ガスの排気温度,燃料タンクの残燃料及びバッテリー電源の電圧値の内の少なくとも1つデータであることを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項3に記載したように、車両の複数の被測定対象から状態信号を入力し、各状態信号に応じた計測データを求め、この各計測データをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータを複数の情報表示手段にシリアル転送ケーブルを介して転送し前記各情報表示手段を駆動する車両用計器の駆動方法であって、前記車両の走行状態に合わせて変動する被測定対象の計測値を表示する第1の情報表示手段と、前記車両が走行状態にあっても変動の少ない被測定対象の計測値を表示する第2の情報表示手段とを駆動させる前記シリアルデータにおいて、前記第2の情報表示手段を駆動させるための弱変動データを、前記シリアルデータの前記第1の情報表示手段への更新周期TのN倍の周期毎に前記第2の情報表示手段へ転送して前記第2の情報表示手段を駆動させ、前記車両の走行状態に合わせて変動する前記第1の情報表示手段以外の新たな第3の情報表示手段が追加された際に、前記弱変動データの更新周期に基づいて前記シリアルデータ中に空くデータエリアに、前記第3の情報表示手段を駆動させるためのデータを加えてデータフレームの長さを長くすることなく前記シリアルデータを生成し、この生成した前記シリアルデータを前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段に送信して前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段を駆動させることを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項4に記載したように、請求項3に記載の車両用計器の駆動方法において、前記弱変動データは、エンジンオイルの温度,冷却水の温度,排気ガスの排気温度,燃料タンクの残燃料及びバッテリー電源の電圧値の内の少なくとも1つデータであることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1において、車両用計器の駆動装置は、車両状態を単一のアナログ式計器によって構成される複数の補助用計器(情報表示手段)1,2・・nと、後述する第1の制御手段(制御手段)を収納し、各補助用計器1,2・・nを制御するコントロールユニット3と、コントロールユニット3における各機能を設定する操作ユニット4と、コントロールユニット3と各補助用計器1,2・・nとの間をシリアル通信するための配線部材であるシリアル転送ケーブル5と、吸気圧や排気温度等の前記車両の被測定対象の状態を検出するセンサ6群とから構成されている。
【0015】
次に、図2を用いて、前述の各部を詳細に説明する。
【0016】
補助用計器1,2・・nは、例えば、交差コイル式計器等からなる表示部(状態表示部)7,8と、表示部7,8を駆動させるための駆動処理部9,10と、後述する第1の制御手段によって送信される送信データを受信する受信部(受信手段)11,12を備えた第2の制御手段13,14と、各表示部7,8の照明用光源として設けられるとともに、ワーニング(警告)機能及びピーク表示機能等であることを報知する照明手段15,16とから構成され、以上の各部は各計器本体1,2の単一のケース体内に全て収納される、所謂ワンパッケージ型の補助用計器である。
【0017】
以下、補助用計器1,2・・nの各部について説明するが、各補助用計器1,2・・nは同等な構成であるため、補助用計器1のみの説明に止める。
【0018】
表示部7は、交差コイルx,yへの駆動電圧により発生する磁界の変化に追従する可動部として回転磁石71が内装され、この回動磁石71から立設する回転軸(図示しない)の先端に後述する照明手段15から発せられる光によって光輝する指針72が固着されてなるものであり、指針72と文字板73に形成される表示指標(図示しない)との対比判読で計測量の変化を知ることができる周知のアナログ式の表示部である。
【0019】
駆動処理部9は、シリアル・パラレル変換部(S/P変換部)91と、SIN電圧とCOS電圧との駆動電圧を出力するためのROM部92,93及びD/A変換部94,95、駆動出力部96,97から構成される。
【0020】
S/P変換部91は、後で詳述する第2の制御手段13によって受信するシリアルデータである指示角度データをSINデータ、COSデータのパラレルデータに変換する。各ROM92,93は、S/P変換部91によって得られSINデータ、COSデータに応じて交差コイルx(SIN側),y(COS側)の通電量を指示するデータを記憶したものである。D/A変換部94,95は、各ROM部92,93の出力数値をアナログ量に変換するものである。各駆動出力部96,97は、前記アナログ量に対応した駆動電圧を増幅器等を介して交差コイルx,yに通電するものである。
【0021】
第2の制御手段は13は、所謂マクロコンピュータからなり、後述する第1の制御手段から送信される「機種」,「モード」,「指示角度」で構成されるシリアルデータ(後で詳述する)を受信する受信部(受信手段)11を備え、自局(第2の制御手段13)で必要とする前記シリアルデータを識別するとともに、所定の処理を行う演算処理部(CPU)131と、CPU131の処理用プログラム等が記憶されたROM132と、受信したデータやCPU131により処理されたデータ等を一時的に記憶するRAM133とから構成され、CPU131とROM132とRAM133はバス134によって接続されている。
【0022】
第2の制御手段13は、CPU131によって、所定の周期(例えば、20ms)によって送信される指示角度データを基に、表示部7を動作させるためのデータを演算するものであるが、例えば、前回受信した指示角度データ(前回値)と今回受信した指示角度データ(今回値)とを比較し(前回値はRAM133に一時的に記憶)、前回値と今回値とで変化が生じている場合は、次の指示角度データ(次回値)が入力されるまでの間において前記変化分を所定の分解能によって処理した指示角度データに基づき表示部7を動作させる円滑駆動処理が実行される。
【0023】
照明手段15は、表示部7の文字板73を透過照明し、また指針72を照明するためのLEDやランプ等からなる第1の照明手段151群と、例えばピーク表示機能及びワーニング機能の処理動作の際に点灯もしくは点滅するLEDやランプ等から構成される第2の照明手段152とを有している。
【0024】
かかる各部によって各補助用計器1,2・・nが構成されるものであるが、各補助用計器1,2・・nには、コントロールユニット3から送信されるシリアルデータを伝達するシリアル転送ケーブル5を接続するための第1,第2のコネクタ(伝達部材)C1,C2を備えている。即ち、コントロールユニット3の前記シリアルデータを転送する多重伝送通信線の含むシリアル転送ケーブル5は、各補助用計器1,2・・nに備えられる各コネクタC1,C2を介して各補助用計器1,2・・nの第2の制御手段13に電気的に接続されることになる。従って、前記シリアルデータは、コントロールユニット3→補助用計器1→補助用計器2→補助用計器nへと伝達されることになる。
【0025】
次に、コントロールユニット3の構成について説明する。コントロールユニット3は、第1の制御手段17を備えている。第1の制御手段17は、所謂マイクロコンピュータからなり、車両の吸気圧,エンジン回転数,水温及び油温等の複数の被測定対象から各種検出手段(センサ)を介して各状態信号を入力するA/D変換部(入力ポート)171と、前記各状態信号を所定の周期によりサンプリングし、各計測データを求めたり、また操作ユニット4の所定操作入力によって各補助用計器1,2・・nのワーニング機能及びピーク表示機能等の各種機能の設定及び切り換えを行う演算処理部(CPU)172と、CPU172による前述の処理動作プログラム等が記憶されたROM173と、CPU172により処理されたデータ等を一時的に記憶するRAM174と、各補助用計器1,2・・nの何れかであるかを識別するための機種コード「機種」及び、操作ユニット4により設定されるモード指令(ワーニングモード,ピーク表示モード等)、CPU172で求めた指示角度データ「指示角度」を、「機種」,「モード」,「指示角度」で構成されるシリアルデータに変換するパラレル・シリアル変換部(P/S変換部)175と、操作ユニット4の操作によって後で詳述するワーニング機能の設定値を不揮発的に記憶するバックアップRAM176と、前記シリアルデータを所定の周期により送信する送信部18とから構成されており、CPU172、ROM173、RAM174、バックアップRAM176は、バス177により接続されている。
【0026】
尚、前記ワーニング機能は、第2の照明手段152を点滅あるいは点灯させることで計測データに対する警告表示をなす機能であり、また前記ピーク表示機能とは、計測データのピーク値を表示する機能である。
【0027】
操作ユニット4は、第1の制御手段17における通常モードから各機能へ切り換えるための押しボタンスイッチ等からなるセレクト(SELECT)スイッチ、前記調光機能における設定値と前記ワーニング設定機能における警告値を定めるためのアップ(UP)/ダウン(DOWN)スイッチ、前記設定値及び前記警告値を確定するためのセット(SET)スイッチと、ピーク表示機能におけるピーク値を表示するためのメモリ(MEMO)スイッチ等の各種スイッチを備えている。
【0028】
シリアル転送ケーブル5は、第1の制御手段17であるコントロールユニット3と各補助用計器1,2・・nとを電気的に接続し、かつシリアル通信するものであり、第1の制御手段17と各補助用計器1,2・・nの各第2の制御手段13,14との間の多重伝送通信線の他に、IGN(正電源)ライン、GND(負電源)ライン、イルミネーションライン等も含むように構成され、各補助用計器1,2・・nの各コネクタC1,C2,C1’,C2’・・に接続される。
【0029】
次に、図3を用いて、第1の制御手段17による通信処理について詳述する。複数機種の補助用計器(吸気圧計,油圧計,燃圧計,回転計,油温計,水温計)に関する複数のデータ(吸気圧データD1,油圧データD2,燃圧データD3,回転数データD4,油温データD5,水温データD6)をシリアルデータデータSとしてコントロールユニット3の第1の制御手段17から各補助用計器1,2・・nの各第2の制御手段13,14・・に転送するものであり、コントロールニット3の各補助用計器1,2・・nへの更新周期Tは、例えば20msに設定されている。
【0030】
尚、更新周期Tは、各補助用計器1,2・・nによる指示応答性能によって決定されるもので、吸気圧計や回転計等の計測データの変動が激しく、この変動に応答性良く反応させるため必要な通信機能のスペックは、第1の制御手段17によるシリアルデータSの更新周期Tを20ms、この場合のシリアルデータSに備えることが可能な機種データ数が5機種であるものとして説明する。また、以下に説明する吸気圧データD1,油圧データD2,燃圧データD3,回転数データD4,油温データD5,水温データD6は、それぞれ「機種」,「モード」,「指示角度」等のデータを含むものである。
【0031】
第1の制御手段17は、シリアルデータSを構成する各データD1〜D6の内、車両が走行状態であるにも係わらず変動の少ない水温及び油温を検出するサーミスタ等の検出手段から出力される水温データ(弱変動データ)D5及び油温データ(弱変動データ)D6を、シリアルデータSの更新周期T(20ms)のN倍(Nは自然数)の周期毎(20ms*2=40ms)に水温及び油温を表示する補助用計器へ転送するものである。
【0032】
第1の制御手段17における処理を言い換えると、第1の制御手段17は、車両の走行状態に合わせて変動する被測定対象である吸気圧,油圧及び燃圧を表示する各第1の補助用計器(第1の情報表示手段)と、前記車両が走行状態にあっても変動の少ない被測定対象である水温及び油温を表示する各第2の補助用計器(第2の情報表示手段)とを駆動させる前記シリアルデータにおいて、変動の少ない水温データD5及び油温データD6を、シリアルデータSの前記各第1の補助用計器への更新周期T(20ms)のN倍の周期毎(20ms*2=40ms)に前記各第2の補助用計器の各第1の制御手段へ転送して前記各第2の補助用計器を駆動させる。
【0033】
その後に、前記車両の走行状態に合わせて変動するエンジン回転数を表示する新たな第3の補助用計器が追加された際に、第1の制御手段17は、更新周期TのN倍の周期(T・N)に基づいてシリアルデータS中に空くデータエリアに、前記第3の補助用計器を駆動させるための回転数データを加えてシリアルデータSを生成し、この生成したシリアルデータSを前記各第1の補助用計器及び前記第3の補助用計器に転送して前記各第1の補助用計器及び前記第3の補助用計器を駆動させる駆動方法を実行するものである。
【0034】
かかる車両計器の駆動装置及びその駆動方法は、更新周期が遅くとも表示に影響のない計測データを通常更新周期TのN倍の周期毎に転送することで、シリアルデータS中に空きデータエリアを作成し、このデータエリアに通常更新周期Tにて表示する機種に関する計測データを付加してシリアルデータSを作成し、各補助用計器に転送するものであることから、新たな機種(回転計)が追加される場合であっても通信機能の拡大に伴う設計変更を行うことなく対応することが可能となる。
【0035】
また、変動の少なくデータとしては、エンジンオイルの温度及び冷却水の温度に関するデータとすることで、補助用計器の円滑な表示動作に影響を与えることはない。
【0036】
尚、本発明の実施形態では、変動の少ないデータとしてエンジンオイルの温度及び冷却水の温度に関するデータとしたが、本発明にあっては、排気ガスの温度(排気温度),燃料タンクの残燃料及びバッテリー電源の電圧値に関する何れかのデータを変動の少ないデータとして扱っても良い。
【0037】
また、本発明の実施の形態では、新たな機種データが追加された場合についてのみ説明したが、例えば照明手段15,16による調光制御機能やライトスイッチオン/オフ時の減光機能等の新たな機能が追加される場合に1機種当たりのデータ量が増加することになるが、このような場合に本発明は特に有効な処理となる。
【0038】
また、本発明の実施の形態では、指針式の表示部7,8を用いるようにしたが、例えばCCTやランプ等のバックライト照明を備えたデジタル式表示部であっても前述した実施の形態と同様な効果が得られるものである。
【0039】
また、本発明の実施の形態では、コントロールユニット3から第1の計器本体1へ、第1の計器本体1から第2の計器本体2へとシリアルデータSを転送する車両用計器の駆動装置を例に挙げているが、本発明にあっては、コントロールユニットから各計器本体へパラレルにシリアルデータSを転送する車両用計器の駆動装置に適用しても良い。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、車両の複数の被測定対象から状態信号を入力可能とし、各状態信号に応じた計測データを求め、この各計測データをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータを情報表示手段にシリアル転送ケーブルを介して転送し前記情報表示手段を駆動する車両用計器の駆動装置及びその駆動方法に関し、通信機能の拡大に伴う設計変更を行うことなく、機種もしくは機能の追加に対応可能な車両用計器の駆動装置及びその駆動方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の車両用計器の駆動装置の全体構成を示す図。
【図2】同上実施の形態の車両用計器の駆動装置における回路構成を示すブロック図。
【図3】同上実施の形態のシリアルデータを示す図。
【符号の説明】
1,2・・n 補助用計器
3 コントロールユニット
5 シリアル転送ケーブル
6 センサ群
7,8 表示部
13,14 第2の制御手段
17 第1の制御手段
S シリアルデータ
D1 吸気圧データ
D2 油圧データ
D3 燃圧データ
D4 回転数データ
D5 水温データ(弱変動データ)
D6 油温データ(弱変動データ)
Claims (4)
- 車両の複数の被測定対象から状態信号を入力可能とし、各状態信号に応じた計測データを求め、この各計測データをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータを情報表示手段にシリアル転送ケーブルを介して転送し、前記情報表示手段を駆動する車両用計器の駆動装置であって、
前記車両の走行状態に合わせて変動する被測定対象の計測値を表示する第1の情報表示手段と、前記車両が走行状態にあっても変動の少ない被測定対象の計測値を表示する第2の情報表示手段とを駆動させる前記シリアルデータにおいて、前記第2の情報表示手段を駆動させるための弱変動データを、前記シリアルデータの前記第1の情報表示手段への更新周期TのN倍の周期毎に前記第2の情報表示手段へ転送して前記第2の情報表示手段を駆動させ、
前記車両の走行状態に合わせて変動する前記第1の情報表示手段以外の新たな第3の情報表示手段が追加された際に、前記弱変動データの更新周期に基づいて前記シリアルデータ中に空くデータエリアに、前記第3の情報表示手段を駆動させるためのデータを加えてデータフレームの長さを長くすることなく前記シリアルデータを生成し、この生成した前記シリアルデータを前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段に送信して前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段を駆動させてなる制御手段を備えてなることを特徴とする車両用計器の駆動装置。 - 前記弱変動データは、エンジンオイルの温度,冷却水の温度,排気ガスの排気温度,燃料タンクの残燃料及びバッテリー電源の電圧値の内の少なくとも1つデータであることを特徴とする請求項1に記載の車両用計器の駆動装置。
- 車両の複数の被測定対象から状態信号を入力し、各状態信号に応じた計測データを求め、この各計測データをシリアルデータに変換し、前記シリアルデータを複数の情報表示手段にシリアル転送ケーブルを介して転送し前記各情報表示手段を駆動する車両用計器の駆動方法であって、
前記車両の走行状態に合わせて変動する被測定対象の計測値を表示する第1の情報表示手段と、前記車両が走行状態にあっても変動の少ない被測定対象の計測値を表示する第2の情報表示手段とを駆動させる前記シリアルデータにおいて、前記第2の情報表示手段を駆動させるための弱変動データを、前記シリアルデータの前記第1の情報表示手段への更新周期TのN倍の周期毎に前記第2の情報表示手段へ転送して前記第2の情報表示手段を駆動させ、
前記車両の走行状態に合わせて変動する前記第1の情報表示手段以外の新たな第3の情報表示手段が追加された際に、前記弱変動データの更新周期に基づいて前記シリアルデータ中に空くデータエリアに、前記第3の情報表示手段を駆動させるためのデータを加えてデータフレームの長さを長くすることなく前記シリアルデータを生成し、この生成した前記シリアルデータを前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段に送信して前記第1の情報表示手段及び前記第3の情報表示手段を駆動させることを特徴とする車両用計器の駆動方法。 - 前記弱変動データは、エンジンオイルの温度,冷却水の温度,排気ガスの排気温度,燃料タンクの残燃料及びバッテリー電源の電圧値の内の少なくとも1つデータであることを特徴とする請求項3に記載の車両用計器の駆動方法。
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