JP6399345B2

JP6399345B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP6399345B2
Application number: JP2014211403A
Authority: JP
Inventors: 達幸大屋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: JP2016078615A

Description

本発明は、車両用表示装置に関し、特に、負荷回路を駆動するための電源をバックアップ電源から供給する車両用表示装置に好適である。

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源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。

このバックアップ電源は、電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデンサからの電流の逆流を防止するダイオードと、このダイオードのアノードに接続する電源部と、から構成され、電源部がオンの期間（電力供給時）に該電気二重層コンデンサを充電し、電源部がオフの期間にバックアップ電源となる。

特開平５−３１９１３９号公報特開２００２−９５１８５号公報

しかしながら、このバックアップ電源に用いられるダイオードは、順方向の電圧降下があるため、充電時においてコンデンサに充分な電位を与えることができず、特に、低電圧化された回路システムにおいては、より長いバックアップ時間を得るための妨げになってしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、上述した課題に着目し、より長いバックアップ時間を得ることができる車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、
電源に接続され所定電圧を出力する降圧回路と、
前記降圧回路からの電力に基づいて充電可能なコンデンサと、
このコンデンサと前記降圧回路との間に設けられるスイッチ回路と、
前記電源、または前記コンデンサからの電力供給によって作動する負荷回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、前記電源からの電力供給の有無に応じて通電状態を切り換え、前記降圧回路と前記電源との間の電位に基づいて前記降圧回路と前記コンデンサとの通電状態を切り換えることを特徴とする車両用表示装置。

また、前記負荷回路は、リアルタイムクロック回路からなることを特徴とする。

本発明は、車両用表示装置に関し、より長いバックアップ時間を得ることができる。

本発明の実施の形態における回路構成を示す図。同上実施の形態の作動状態を示すタイムチャート。同上実施の形態のバックアップ時間延長を示すモデル図。同上実施の形態の別例における回路構成を示す図。同上実施の形態（別例）の作動状態を示すタイムチャート。

以下、本発明の実施の形態として、車両用表示装置を作業用車両に搭載されるモニタ装置に適用したものを例に挙げて、図面を用いて説明する。

車両用表示装置Ａは、第１電源部１と、第２電源部（降圧回路）２と、制御部３と、リアルタイムクロック回路部（負荷回路）４と、スイッチ素子（スイッチ回路）５と、電気二重層コンデンサ（コンデンサ）６と、スイッチ制御回路部７と、表示器８とを備え、車載バッテリＢやスイッチＳを設けたバッテリ電源供給部９に接続されている。なお、バッテリ電源供給部９は、車両用表示装置Ａの稼働時に第１電源部１に電源を供給するように接続されている。

第１電源部１は、バッテリ電源供給部９からの電源供給に基づいて、一次側に掛かる高電圧（例えば、７２Ｖ）をクランプ、または降圧し、二次側に出力する回路からなり、第２電源部２に所定電圧を供給する。また、第１電源部１は、サージカット回路を含む。この所定電圧として、例えば、図中のＶｂ箇所は、１０Ｖとなる。

第２電源部２は、一次側電位を降圧し、二次側に制御部３やリアルタイムクロック回路部４を作動するためのシステム電圧（システム電源）を発生させる降圧回路を適用でき、制御部３と、スイッチ素子５を経由してリアルタイムクロック回路部４へ、このシステム電源を発する。例えば、図中のＶｒｅｇ箇所は、３．３Ｖのシステム電圧となる。

制御部３は、マイクロコンピュータを適用でき、第２電源部２からのシステム電源が供給される期間稼働し、リアルタイムクロック回路部４から取得した時計データに基づいて、表示器８に時計表示（時刻表示）させたり、経過時間などに基づく車両のメンテナンス情報表示などを表示させることができる。

リアルタイムクロック回路部４は、低消費電流の時計カウント回路を適用でき、システム電源供給時、または電気二重層コンデンサ６からの後述するバックアップ電源が有効時に時計のカウントを行う。

スイッチ素子５は、ｎチャンネルＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を適用でき、スイッチ制御回路部７から入力されるゲート信号により制御され、ソースとドレイン間に導通、または遮断状態をつくり、ドレイン側に接続される電気二重層コンデンサ６およびリアルタイムクロック回路部４に対して第２電源部２からのシステム電源の供給、または停止を行う。

電気二重層コンデンサ６は、スイッチ素子５とリアルタイムクロック回路部４とに接続し、スイッチ素子５が導通時には充電され、スイッチ素子５が遮断時には、この充電した電力をリアルタイムクロック回路部４にバックアップ電源として供給する。

スイッチ制御回路部７は、第２電源部２の一次側の電位を分圧する抵抗からなる。スイッチ制御回路部７は、図２に示すように、その出力電位がスイッチ素子５のゲートとソース間電圧に対して、スイッチ素子５のオンしきい値を超える場合に、スイッチ素子５のソースとドレインとの間を導通状態にし、また、スイッチ素子５のオンしきい値を超えない場合に、スイッチ素子５のソースとドレインとの間を遮断する。なお、前記分圧抵抗の抵抗比は、システム電源が低下する前にスイッチ素子５を遮断するように設定することにより、電気二重層コンデンサ６からの電流逆流を防止する。

表示器８は、バックライトを設けた液晶表示パネルを適用でき、車両用表示装置Ａが通常稼働時において、制御部３からの制御信号に基づいて、各種車両情報を表示出力する。

上述のようにスイッチ素子５を用いて、電気二重層コンデンサ６の充放電を切り換えることによって、放電時における電気二重層コンデンサ６からのバックアップ電源の逆流を防止できる。なお、図３に示すように、従来の電圧降下（例えば、０．７Ｖ）をともなうダイオードを介して充電した場合、即ち、２．６Ｖにて充電された状態から、リアルタイムクロック回路部４の最低動作電圧（例えば、１．６Ｖ）にまで達する時間ｔａよりも、第２電源部２からのシステム電圧（３．３Ｖ）にて充電された状態から、該最低動作電圧に達する時間ｔｂを長時間にできるため、車両用表示装置Ａが稼働状態でなくとも時間をカウントする機能を長時間にわたり維持できる。

また、上述した実施の形態における、スイッチ制御回路部７は、抵抗分圧を用いたものを示したが、図４に示すように、スレッシュ電圧値を設定するスイッチ制御回路部７１によって回路構成することもできる。例えば、図５に示すように、Ｖｂ値の低電位検出しきい値を設定することで、スイッチ素子５のオンしきい値のバラつきなど誤差影響を低減して、より正確なスイッチ素子５の遮蔽条件を設定できる回路となる。

斯かる車両用表示装置Ａは、電源に接続され所定電圧を出力する第２電源部２と、第２電源部２からの電力に基づいて充電可能な電気二重層コンデンサ６と、この電気二重層コンデンサ６と第２電源部２との間に設けられるスイッチ素子５と、前記電源、または電気二重層コンデンサ６からの電力供給によって作動するリアルタイムクロック回路部４と、を備え、スイッチ素子５は、前記電源からの電力供給の有無に応じて通電状態を切り換える。

従って、車両用表示装置Ａが稼働せず、リアルタイムクロック回路部４をバックアップ電源にて駆動する際に、逆流防止用として設ける回路構成において、上述スイッチ素子５を用いており、これによって、車両用表示装置Ａが稼働時に、システム電圧に近い電位を充電用の電気二重層コンデンサ６に与えることができ、充電容量の損失を抑えることができる。特に、３．３Ｖのシステム電源においては、システム電圧を有効に利用してバックアップ時間を長くでき、有利である。

また、スイッチ素子５は、第２電源部２と前記電源との間の電位に基づいて、第２電源部２と電気二重層コンデンサ６との通電状態を切り換えることによって、煩雑な回路構成を用いなくとも、スイッチ素子（電界効果トランジスタ）５のゲートとソースとの間に充分な電位差を与える構成となる。

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第１電源部
２第２電源部（降圧回路）
３制御部
４リアルタイムクロック回路部（負荷回路）
５スイッチ素子（スイッチ回路）
６電気二重層コンデンサ（コンデンサ）
７スイッチ制御回路部
８表示器
９バッテリ電源供給部
Ａ車両用表示装置

Claims

電源に接続され所定電圧を出力する降圧回路と、
前記降圧回路からの電力に基づいて充電可能なコンデンサと、
このコンデンサと前記降圧回路との間に設けられるスイッチ回路と、
前記電源、または前記コンデンサからの電力供給によって作動する負荷回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、前記電源からの電力供給の有無に応じて通電状態を切り換え、前記降圧回路と前記電源との間の電位に基づいて前記降圧回路と前記コンデンサとの通電状態を切り換えることを特徴とする車両用表示装置。
前記負荷回路は、リアルタイムクロック回路からな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。