JP6164463B2

JP6164463B2 - 車両用表示装置の電源回路

Info

Publication number: JP6164463B2
Application number: JP2013088196A
Authority: JP
Inventors: 達幸大屋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: JP2014210511A

Description

本発明は、車両用表示装置の電源回路に関し、特に、負荷回路を駆動するための電源を電池から供給する車両用表示装置の電源回路に好適である。

従来の車両用表示装置として、時刻やメンテナンス情報を表示するために、時刻や車両稼働時間、部品交換時期など、多様な条件の時間をカウントするような演算処理がなされるものがあり、例えば、特許文献１に開示されている。

また、車両用表示装置にあって、車載バッテリなどから電源供給がなされない場合であっても、計時等の演算を行うため、または、記憶媒体の記憶内容を保持するために、バックアップ用の電池を搭載するものがあり、例えば、特許文献２に開示されている。

特開平５−３１９１３９号公報特開平１０−２３９０８６号公報

このような車両用表示装置にあっては、電池の消耗だけでなく、低温環境によって電池から出力される電圧が低下する場合があるため、該負荷回路を駆動するための電圧を確保できずに、車両用表示装置の必要な処理が行われない虞があるため、低温時であっても該負荷回路をできるだけ長い間、駆動させる電源回路が望まれていた。

そこで本発明の目的は、上述した課題に着目し、電池による負荷回路の駆動時間を長くすることができる車両用表示装置の電源回路を提供することにある。

本発明の車両用表示装置の電源回路は、
負荷回路の電源となる電池と、
前記負荷回路と前記電池との間において充放電可能に接続されるバックアップ用のコンデンサと、
前記電池の電圧を昇圧して前記コンデンサを充電する昇圧手段と、
前記負荷回路へ供給される電圧を検出し、所定しきい値未満の場合に、前記昇圧手段の昇圧動作を行うように制御する制御手段と、
車載バッテリから供給される電力を降圧して出力する定電圧電源部と、
この定電圧電源部に接続し、前記定電圧電源部に所定の電圧が発生していない場合に、前記電池、及び前記昇圧手段のうち電位が高い方を前記バックアップ用コンデンサに接続するスイッチ手段と、
を備えることを特徴とする。

また、車両が稼働しているときには、車載バッテリから前記負荷回路へ電源供給がなされ、前記車両が稼働していないときには、前記電池から前記負荷回路へ電源供給がなされることを特徴とする。

また、前記負荷回路は、時刻、または車両のメンテナンス情報を演算処理するための回路であり、前記車両が稼働時に前記メンテナンス情報に基づく表示を行う表示手段を備えることを特徴とする。

本発明は、車両用表示装置の電源回路に関し、電池による負荷回路の駆動時間を長くできる。

本発明の実施の形態における回路構成を示す図。同上実施の形態の各種信号に基づく動作例について示す図。本発明の実施の形態における回路構成の別例を示す図。同上実施の形態（別例）の各種信号に基づく動作例について示す図。

以下、本発明の実施の形態として、車両用計器に適用したものを例に挙げて、図面を用いて説明する。

車両用計器Ｍは、車載バッテリ、及び電池を駆動電源として、各種センサが検出する計測値（車両の状態）を車両利用者に報知するものであり、例えば、車速計や燃料残量計などを備えている。また、この場合、車両用計器Ｍは、液晶表示パネルなどの表示手段（図示しない）に、車両のエンジンオイルやフィルター等の各部品の交換時期などメンテナンス情報を知らせる機能や、時刻を知らせる時計を備えている。

車両用計器Ｍは、図１に示すように、定電圧電源部１と、電池２と、スイッチ手段３と、昇圧回路部（昇圧手段）４と、低電圧検出部（制御手段）５と、バックアップコンデンサ回路部６と、被バックアップ回路部（負荷回路）７と、を備えており、起動スイッチ（イグニッションスイッチ）Ｓを介して車載バッテリＶに接続されている。

定電圧電源部１は、スイッチ手段３に接続し、また、車載バッテリ（例えば、８〜１４Ｖ）Ｖが接続された場合に、車載バッテリＶから供給される電力を降圧し、被バックアップ回路部７の動作電圧に相当する所定の電圧（例えば、３Ｖ）を発生し、スイッチ手段３を介して被バックアップ回路部７へ出力できる。なお、定電圧電源部１と、車載バッテリＶとは、起動スイッチＳを介して接続されている。

電池２は、リチウム電池等の一次電池であり、昇圧回路部４を介してバックアップコンデンサ回路部６に接続し、バックアップコンデンサ回路部６が一定以上の電位を保つように電荷を供給する。なお、電池２は、車載バッテリＶが接続されていなくても、負荷回路となる被バックアップ回路部７を、数年間作動させる出力電圧、及び容量のものが選択されて設けられる。

スイッチ手段３は、定電圧電源部１に所定の電圧が発生している場合に、定電圧電源部１とバックアップコンデンサ回路部６とを接続し、定電圧電源部１に所定の電圧が発生していない場合は、電池２の電位、及び昇圧回路部４の昇圧電位のうち、電位が高い方をバックアップコンデンサ回路部６に接続するものである。

なお、スイッチ手段３は、トランジスタやＦＥＴを用いた論理回路により構成することもできるが、単純にダイオード回路を用いて、定電圧電源部１の出力電圧を電池２の通常電位よりも高く設定するなどして、定電圧電源部１からバックアップコンデンサ回路部６への接続を優先させることができ、電池２の消耗を低減できる。

昇圧回路部４は、低電圧動作可能なチャージポンプ電源回路等からなり、低電圧検出部５のイネーブル信号ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態により間欠的に動作／非動作を繰り返し、イネーブル信号ｂがＯＮ状態には、バックアップコンデンサ回路部６に所定の昇圧電位を与える。

低電圧検出部５は、低消費電流のリセットＩＣ等で構成され、バックアップコンデンサ回路部６の低電位を検知した場合に、昇圧回路部４に対して、イネーブル信号ｂを一定時間ＯＮ状態にする。

従って、低電圧検出部５は、例えば、電池２が冷えた状態で電池２の電位ｃが十分に得られないなどして、バックアップコンデンサ回路部６の電位ａが、被バックアップ回路部７の最低動作電圧（例えば、２Ｖ）以上である場合に、電池２からバックアップコンデンサ回路部６に電流が供給され、また、バックアップコンデンサ回路部６の電位ａが被バックアップ回路部７の最低動作電圧未満となる場合に、昇圧回路部４からバックアップコンデンサ回路部６に電流が供給されるように昇圧回路部４を制御する。

バックアップコンデンサ回路部６は、電荷を一時的に蓄えるコンデンサ６１とそのコンデンサ６１と直列に配した電流制限抵抗６２からなり、被バックアップ回路部７に対して、バックアップ電位を与える。従って、コンデンサ６１の充放電によって、昇圧回路部４からの電源供給が間欠的であっても、被バックアップ回路部７の駆動に足りる電圧を供給することができる。また、昇圧回路部４が、駆動し続けなくとも良いため、昇圧回路部４の消費電流を抑えることができる。

被バックアップ回路部７は、バックアップコンデンサ回路部６に接続され、メンテナンス情報を格納する記憶手段、または、時刻をカウントするための計時手段を適用でき、電池２の電源によって、車載バッテリＶが接続されていない場合であっても、情報の記憶維持、または計時処理を行うことができる。この場合、通常の表示処理とは別処理として演算できるように構成される。

斯かる車両用計器Ｍは、被バックアップ回路部７の電源となる電池２と、被バックアップ回路部７と電池２との間において充放電可能に接続されるバックアップ用のコンデンサ６１と、電池２の電圧を昇圧してコンデンサ６１を充電する昇圧回路部４と、被バックアップ回路部７へ供給される電圧を検出し、所定しきい値未満（例えば、２Ｖ未満）の場合に、昇圧回路部４の昇圧動作を行うように制御する低電圧検出部５と、備える。

従って、例えば、電池２の消耗や、低温環境によって電池２から出力される電圧が低下する場合であっても、昇圧回路部４によって負荷回路となる被バックアップ回路部７を適正な駆動電圧で稼働できる。また、昇圧回路部４を間欠的に作動させることで、消費電流を小さくすることができ、被バックアップ回路部７をできるだけ長い間、駆動させる電源回路となる。即ち、電池２による負荷回路の駆動時間を長くすることができる車両用表示装置の電源回路となる。

また、前記車両が稼働しているときには、車載バッテリＶから被バックアップ回路部７へ電源供給がなされ、前記車両が稼働していないときには、電池２から被バックアップ回路部７へ電源供給がなされることによって、電池２が常時、電力消費されることを抑止でき、より長い期間、電池２による負荷回路の駆動ができる構成となる。

なお、本発明の車両用表示装置の電源回路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、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。

本発明は、車両用表示装置に関して、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表示装置の電源回路に適用できる。

１定電圧電源部
２電池
３スイッチ手段
４昇圧回路部（昇圧手段）
５低電圧検出部（制御手段）
６バックアップコンデンサ回路部
６１コンデンサ
７被バックアップ回路部（負荷回路）
Ｍ車両用計器
Ｓ起動スイッチ
Ｖ車載バッテリ

Claims

負荷回路の電源となる電池と、
前記負荷回路と前記電池との間において充放電可能に接続されるバックアップ用のコンデンサと、
前記電池の電圧を昇圧して前記コンデンサを充電する昇圧手段と、
前記負荷回路へ供給される電圧を検出し、所定しきい値未満の場合に、前記昇圧手段の昇圧動作を行うように制御する制御手段と、
車載バッテリから供給される電力を降圧して出力する定電圧電源部と、
この定電圧電源部に接続し、前記定電圧電源部に所定の電圧が発生していない場合に、前記電池、及び前記昇圧手段のうち電位が高い方を前記バックアップ用コンデンサに接続するスイッチ手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置の電源回路。
車両が稼働しているときには、車載バッテリから前記負荷回路へ電源供給がなされ、前記車両が稼働していないときには、前記電池から前記負荷回路へ電源供給がなされることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置の電源回路。
前記負荷回路は、時刻、または車両のメンテナンス情報を演算処理するための回路であり、前記車両が稼働時に前記メンテナンス情報に基づく表示を行う表示手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置の電源回路。