JP6842882B2 - 変速段表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機の変速段の切替位置の表示を制御するプロセッサを備えた変速段表示装置に関する。

特許文献１には、変速機の変速段の切替位置の表示を制御するプロセッサを備えた変速段表示装置が開示されている。

特開２０１０―２３００７２号公報

ところで、特許文献１の変速段表示装置において、上記プロセッサに電力を供給するバッテリと上記プロセッサとが常時電気的に接続されるようにすると、イグニッションスイッチがアクセサリオフ状態にされたときに、バッテリからプロセッサにリーク電流が流れるので、アクセサリオフ状態におけるバッテリの消費が大きくなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アクセサリオフ状態におけるバッテリの消費を抑制することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、アクセサリオフ状態でバッテリとプロセッサとの接続が遮断されるようにしたことを特徴とする。

具体的には、第１の発明は、変速機の変速段の切替位置の表示を制御するプロセッサを備えた変速段表示装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、上記プロセッサに電力を供給するバッテリと上記プロセッサとを接続する接続状態と、当該接続を遮断する遮断状態とに切り替えられる内部スイッチ素子をさらに備え、上記プロセッサは、イグニッションスイッチがアクセサリオン状態となっているときに信号出力装置により出力される一方、上記イグニッションスイッチがアクセサリオフ状態となっているときに出力が停止される通信信号を受信したときには上記切替位置の表示の制御を行う一方、上記通信信号を所定時間受信しないときにはオフ信号出力端子からオフ信号を出力し、上記内部スイッチ素子が遮断状態であるときに上記通信信号の出力が開始されると、上記内部スイッチ素子が遮断状態から接続状態に切り替えられ、その後、上記プロセッサからオフ信号が出力されるまで上記内部スイッチ素子は接続状態を維持し、上記プロセッサからオフ信号が出力されると、上記内部スイッチ素子が遮断状態にされるように構成されていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る変速段表示装置において、そのベースが上記オフ信号出力端子に接続され、上記オフ信号が出力されると非導通となる接続状態維持用バイポーラトランジスタを備え、上記通信信号は、通信信号出力用バイポーラトランジスタのコレクタから出力され、上記内部スイッチ素子は、そのベースが上記接続状態維持用バイポーラトランジスタのコレクタ及び上記通信信号出力用バイポーラトランジスタのコレクタに接続されたスイッチ用バイポーラトランジスタで構成されていることを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明に係る変速段表示装置において、上記内部スイッチ素子は、ｐｎｐ型トランジスタであり、上記内部スイッチ素子のベースには、上記接続状態維持用バイポーラトランジスタのコレクタ及び上記通信信号出力用バイポーラトランジスタのコレクタに加え、当該内部スイッチ素子のエミッタに上記バッテリを接続したときに、上記バッテリから上記内部スイッチ素子のベース−エミッタ間を介して電流が流れ込む電流経路が接続されていることを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明に係る変速段表示装置において、上記電流経路には、コンデンサが設けられていることを特徴とする。

第１及び第２の発明によれば、イグニッションスイッチがアクセサリオフ状態にされて信号出力装置による通信信号の出力が所定時間停止すると、プロセッサがオフ信号を出力し、バッテリとプロセッサとの接続が内部スイッチ素子により遮断され、バッテリからプロセッサにリーク電流が流れなくなるので、アクセサリオフ状態におけるバッテリの消費が抑制される。

また、内部スイッチ素子が遮断状態であるときにイグニッションスイッチがアクセサリオン状態にされると、内部スイッチ素子が遮断状態から接続状態に切り替えられて、その後その接続状態が維持される。したがって、アクセサリオン状態でバッテリからプロセッサに継続的に電力が供給される。

第３の発明によれば、バッテリと内部スイッチ素子との間に、両者をアクセサリオン状態で接続する一方、アクセサリオフ状態で両者の接続を遮断する外部スイッチ素子を設けた場合、イグニッションスイッチがアクセサリオフ状態からアクセサリオン状態に切り替えられたときに、バッテリからの電流が内部スイッチ素子のベース−エミッタ間を介して電流経路に流れ込むことで、内部スイッチ素子のコレクタ−エミッタ間が導通し、バッテリからプロセッサへの電力の供給が開始される。したがって、イグニッションスイッチをアクセサリオン状態にしてから信号出力装置が通信信号の出力を開始するまでに長く時間がかかる場合でも、プロセッサを早く起動させることができ、イグニッションスイッチをアクセサリオン状態にしてからプロセッサによる切替位置の表示の制御が開始されるまでにかかる時間を短縮できる。

第４の発明によれば、コンデンサの充電が終了するとバッテリから電流経路に電流が流れなくなるので、バッテリと内部スイッチ素子との間に上述のような外部スイッチ素子を介在させない場合にも変速段表示装置を使用できる。したがって、電流経路にコンデンサを設けない場合に比べ、変速段表示装置の汎用性が向上する。

本発明の実施形態１に係る変速段表示装置を備えた自動車の電気系統の一部を示す概略回路図である。 第２スイッチ素子周りの具体的な構成を示す回路図である。 実施形態２の図１相当図である。 実施形態２の図２相当図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る変速段表示装置１を備えた自動車の電気系統の一部を示す。この自動車には、図示しないイグニッションキーへの乗員の操作により、アクセサリオフ状態、アクセサリオン状態、イグニッションオフ状態、及びイグニッションオン状態を切り替えるイグニッションスイッチ３と、ヘッドライト等のライトをオンオフするライトスイッチ５と、変速機の変速段を切り替えるシフトレバー７が搭載されている。イグニッションスイッチ３の状態、ライトスイッチ５のオンオフ状態、及びシフトレバー７の変速段の切替状態は、第１ＣＰＵ（Central Processing Unit）９に入力される。第１ＣＰＵ９は、当該第１ＣＰＵ９と後述する第２ＣＰＵ１１とに電力を供給する例えば１２Ｖのバッテリ１３に接続されている。第１ＣＰＵ９は、イグニッションスイッチ３がアクセサリオン状態となっているときにバッテリ１３から電力の供給を受けて作動する。具体的には、第１ＣＰＵ９は、イグニッションスイッチ３がアクセサリオン状態になっているときに、ライトスイッチ５のオンオフ状態、及びシフトレバー７の変速段の切替状態に基づいて、後述する複数の第１ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１５を制御するための第１制御信号ＣＳ１、及び後述する複数の第２ＬＥＤ１７を制御するための第２制御信号ＣＳ２を出力する。なお、第２制御信号ＣＳ２はパルス信号である。第１制御信号ＣＳ１は、エミッタが接地された第１ｎｐｎ型トランジスタ１９のベースに入力される。第１ＣＰＵ９から第１制御信号ＣＳ１が出力されているとき、第１ｎｐｎ型トランジスタ１９が導通する。第２制御信号ＣＳ２は、エミッタが接地された通信信号出力用バイポーラトランジスタとしての第２ｎｐｎ型トランジスタ２１のベースに入力される。第１ＣＰＵ９から第２制御信号ＣＳ２が出力されているとき、第２ｎｐｎ型トランジスタ２１の導通状態と非導通状態とが繰り返し切り替えられ、第２ｎｐｎ型トランジスタ２１のコレクタから通信信号ＴＳが出力される。これら第１ＣＰＵ９、第１ｎｐｎ型トランジスタ１９、及び第２ｎｐｎ型トランジスタ２１は、メーターユニットの内部に配設され、通信信号ＴＳを出力する信号出力装置２３を構成する。

上記変速段表示装置１は、第１バッテリ接続端子ＣＴＥ１と、第２バッテリ接続端子ＣＴＥ２と、第１通信端子ＴＴＥ１と、第２通信端子ＴＴＥ２とを備えている。上記第１バッテリ接続端子ＣＴＥ１は、上記バッテリ１３の出力に接続されている。第２バッテリ接続端子ＣＴＥ２は、ライトスイッチ５のオン状態で導通する第１スイッチ素子２５を介して上記バッテリ１３の出力に接続されている。第１通信端子ＴＴＥ１は、上記第１ｎｐｎ型トランジスタ１９のコレクタに接続されている。第２通信端子ＴＴＥ２は、上記第２ｎｐｎ型トランジスタ２１のコレクタに接続されて通信信号ＴＳを受信する。

変速段表示装置１は、メーターの文字盤を照らす複数の第１ＬＥＤ１５と、インジケータパネルを照らす第２ＬＥＤ１７と、これら複数の第２ＬＥＤ１７を出力トランジスタ２６を介して制御するプロセッサとしての第２ＣＰＵ１１とを備えている。なお、第１ＬＥＤ１５は、メーターの文字盤を照らすように配設され、第２ＬＥＤ１７は、シフトレバー７周りのインジケータパネルに変速機の変速段の切替位置等を表示する複数の文字（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ、＋、−）の形状をなすように形成された透光性を有する表示領域を照らすように配置される。したがって、第２ＣＰＵ１１は、複数の第２ＬＥＤ１７を制御することにより、変速機の変速段の切替位置の表示を制御する。

第２ＣＰＵ１１は、第１電力供給端子ＳＴＥ１と、第２電力供給端子ＳＴＥ２と、通信信号受信端子ＲＴＥとを備えている。第１電力供給端子ＳＴＥ１と上記第１バッテリ接続端子ＣＴＥ１との間には、第１バッテリ接続端子ＣＴＥ１側から順に、第１ダイオード２７、内部スイッチ素子としての第２スイッチ素子２９、及び例えば５Ｖの安定した電圧を出力する安定化回路３１が接続されている。第２電力供給端子ＳＴＥ２は、上記第２バッテリ接続端子ＣＴＥ２に第２ダイオード３３を介して接続されている。通信信号受信端子ＲＴＥは、上記第２通信端子ＴＴＥ２に接続されて通信信号ＴＳを受信する。また、第２ＣＰＵ１１は、通信信号受信端子ＲＴＥから通信信号ＴＳを所定時間受信しないとき、すなわち上記信号出力装置２３により通信信号ＴＳが所定時間出力されないときに、オフ信号出力端子ＯＴＥからオフ信号ＯＳを出力する。

上記第２スイッチ素子２９は、図２に示すように、スイッチ用バイポーラトランジスタとしてのｐｎｐ型トランジスタ（バイポーラトランジスタ）で構成され、バッテリ１３と第２ＣＰＵ１１とを接続する接続状態と、当該接続を遮断する遮断状態とにベース電流の有無に応じて切り替えられるようになっている。第２スイッチ素子２９のベースは、第２スイッチ素子２９側から順に、第１の抵抗３５、逆流防止ダイオード３７、及び第２の抵抗３９を介して第２通信端子ＴＴＥ２、すなわち第２ｎｐｎ型トランジスタ２１のコレクタに接続されているとともに、第３の抵抗４１を介して第２スイッチ素子２９のエミッタに接続されている。したがって、第２スイッチ素子２９が遮断状態であるときに信号出力装置２３による通信信号ＴＳの出力が開始すると、第２スイッチ素子２９は遮断状態から接続状態に切り替えられる。また、第２スイッチ素子２９のベースは、第２スイッチ素子２９が遮断状態から接続状態に切り替えられた後、第２ＣＰＵ１１からオフ信号ＯＳが出力されるまで第２スイッチ素子２９の接続状態を維持する維持回路４３に第１の抵抗３５を介して接続されている。維持回路４３は、第１の抵抗３５に直列に接続された第４の抵抗４５と、コレクタが第４の抵抗４５の反第１の抵抗３５側の端子に接続され、かつエミッタが接地された接続状態維持用バイポーラトランジスタとしての第３ｎｐｎ型トランジスタ４７とを備えている。第３ｎｐｎ型トランジスタ４７のベースは、第５の抵抗４９を介してエミッタに接続されているとともに、第６の抵抗５１を介して上記安定化回路３１の出力に接続され、かつ第７の抵抗５３を介してオフ信号出力端子ＯＴＥに接続されている。

また、第１通信端子ＴＴＥ１と第２電力供給端子ＳＴＥ２との間には、上記第１ＬＥＤ１５を２つずつ第２電力供給端子ＳＴＥ２側をアノードとして直列に接続した３対のＬＥＤ対が並列に接続されている。

次に、ライトスイッチ５をオンした状態で、上記イグニッションスイッチ３をアクセサリオフ状態とアクセサリオン状態との間で切り替えたときの各部の動作を説明する。

イグニッションスイッチ３がアクセサリオフ状態のときにイグニッションスイッチ３をアクセサリオン状態に切り替えると、第１ＣＰＵ９が起動し、第１制御信号ＣＳ１及び第２制御信号ＣＳ２の出力を開始する。これにより、第１ｎｐｎ型トランジスタ１９が導通し、バッテリ１３から第１スイッチ素子２５及び第２ダイオード３３を介して第１ＬＥＤ１５に電流が流れ、第１ＬＥＤ１５が点灯する。また、第２制御信号ＣＳ２の出力が開始されると、第２ｎｐｎ型トランジスタ２１が導通状態と非導通状態とに繰り返し切り替えられ、第２ｎｐｎ型トランジスタ２１のコレクタから通信信号ＴＳが出力される。第２ｎｐｎ型トランジスタ２１が導通すると、第２スイッチ素子２９が導通し、バッテリ１３の電力が第１電力供給端子ＳＴＥ１から第２ＣＰＵ１１に供給され、第２ＣＰＵ１１が起動し、通信信号ＴＳに基づく第２ＬＥＤ１７の制御を開始する。一旦第２スイッチ素子２９がバッテリ１３と第２ＣＰＵ１１とを接続する接続状態に遮断状態から切り替えられると、その後、その接続状態が維持回路４３により維持される。したがって、アクセサリオン状態でバッテリ１３から第２ＣＰＵ１１に継続的に電力が供給される。

その後、イグニッションスイッチ３をアクセサリオン状態からアクセサリオフ状態に切り替えると、第１ＣＰＵ９が第１制御信号ＣＳ１及び第２制御信号ＣＳ２の出力を停止する。これにより、第１ｎｐｎ型トランジスタ１９が非導通となり、第１ＬＥＤ１５が消灯される。また、第２制御信号ＣＳ２の出力が停止してから所定時間が経過すると、第２ＣＰＵ１１は、オフ信号出力端子ＯＴＥを介してオフ信号ＯＳを出力する。これにより、維持回路４３の第３ｎｐｎ型トランジスタ４７が非導通となり、第２スイッチ素子２９が上記バッテリ１３と第２ＣＰＵ１１との接続を遮断する遮断状態となり、第２ＣＰＵ１１が作動を停止する。この後、アクセサリオフ状態が続いても、バッテリ１３と第２ＣＰＵ１１との接続が第２スイッチ素子２９により遮断され、バッテリ１３から第２ＣＰＵ１１にリーク電流が流れないので、バッテリ１３の消費が抑制される。

したがって、本実施形態１によると、第２スイッチ素子２９をｐｎｐ型トランジスタで構成したので、ｎｐｎ型トランジスタで構成した場合に比べ、ベース電圧をエミッタ電圧よりも高くするための昇圧回路を設けなくてよい分、回路構成を簡素化できる。

（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２の図１相当図である。本実施形態２では、バッテリ１３と変速段表示装置１の第１バッテリ接続端子ＣＴＥ１との間に、アクセサリオン状態で両者を接続し、アクセサリオフ状態で両者の接続を遮断する第３スイッチ素子５５が設けられている。また、図４にも示すように、第１の抵抗３５と第４の抵抗４５との間に、コンデンサ５７の一方の電極が接続され、該コンデンサ５７の他方の電極は接地されている。したがって、上記第１の抵抗３５及びコンデンサ５７は、第３スイッチ５５を導通させることにより第２スイッチ素子２９のエミッタにバッテリ１３を接続したときに、バッテリ１３から第２スイッチ素子２９のベース−エミッタ間を介して電流が流れ込む電流経路５９を構成している。

その他の構成は、上記実施形態１と同じであるので同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、本実施形態２によると、イグニッションスイッチ３がアクセサリオフ状態からアクセサリオン状態に切り替えられたときに、バッテリ１３からの電流が第２スイッチ素子２９のベース−エミッタ間を介して電流経路５９に流れ込むことで、第２スイッチ素子２９のコレクタ−エミッタ間も導通し、バッテリ１３から第２ＣＰＵ１１への電力の供給が開始される。したがって、信号出力装置２３による通信信号ＴＳの出力を待たずに第２ＣＰＵ１１を起動させることができ、イグニッションスイッチ３をアクセサリオン状態にしてから第２ＣＰＵ１１による第２ＬＥＤ１７の制御が開始されるまでにかかる時間を短縮できる。

なお、コンデンサ５７の代わりに抵抗を設けてもよいが、本実施形態２では、コンデンサ５７により、第２通信端子ＴＴＥ２からノイズが入った場合に、第２スイッチ素子２９が破壊されるのを防止できる。また、コンデンサ５７の充電が終了するとバッテリ１３から電流経路５９に電流が流れなくなるので、実施形態１のように上記バッテリ１３と第２スイッチ素子２９との間に第３スイッチ素子５５を介在させない場合にも変速段表示装置１を使用できる。したがって、電流経路５９にコンデンサ５７を設けない場合に比べ、変速段表示装置１の汎用性が向上する。

なお、上記実施形態１では、第２スイッチ素子２９をｐｎｐ型トランジスタで構成したが、ｎｐｎ型トランジスタで構成してもよい。また、バイポーラトランジスタに限らず、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成してもよい。

また、上記実施形態１，２では、第２ＣＰＵ１１により出力されたオフ信号ＯＳが維持回路４３に入力され、維持回路４３が第２スイッチ素子２９を遮断状態にするようにしたが、第２スイッチ素子２９を遮断状態にする信号が第２ＣＰＵ１１から第２スイッチ素子２９に直接入力されるようにしてもよい。

また、上記実施形態１，２では、第２ＣＰＵ１１が第２ＬＥＤ１７を制御したが、他の種類の光源を制御するようにしてもよい。

また、上記実施形態１，２では、第１ＣＰＵ９から第１制御信号ＣＳ１が出力されているとき、第１ｎｐｎ型トランジスタ１９が導通するようにしたが、第１制御信号ＣＳ１をパルス信号とし、第１ＣＰＵ９から第１制御信号ＣＳ１が出力されているとき、第１ｎｐｎ型トランジスタ１９の導通状態と非導通状態とが繰り返し切り替えられるようにしてもよい。かかる場合、第１制御信号ＣＳ１のデューティ比を制御することで、第１ＬＥＤ１５の明るさを制御するようにしてもよい。

本発明は、変速機の変速段の切替位置の表示を制御するプロセッサを備えた変速段表示装置として有用である。

１ 変速段表示装置
３ イグニッションスイッチ
１１ 第２ＣＰＵ（プロセッサ）
１３ バッテリ
２１ 第２ｎｐｎ型トランジスタ（通信信号出力用バイポーラトランジスタ）
２３ 信号出力装置
２９ 第２スイッチ素子（内部スイッチ素子、スイッチ用バイポーラトランジスタ）
４７ 第３ｎｐｎ型トランジスタ（接続状態維持用バイポーラトランジスタ）
５７ コンデンサ
５９ 電流経路
ＴＳ 通信信号
ＯＳ オフ信号
ＯＴＥ オフ信号出力端子

Claims (4)

1. 変速機の変速段の切替位置の表示を制御するプロセッサ(11)を備えた変速段表示装置(1)であって、
   上記プロセッサ(11)に電力を供給するバッテリ(13)と上記プロセッサ(11)とを接続する接続状態と、当該接続を遮断する遮断状態とに切り替えられる内部スイッチ素子(29)をさらに備え、
   上記プロセッサ(11)は、イグニッションスイッチ(3)がアクセサリオン状態となっているときに信号出力装置（23）により出力される一方、上記イグニッションスイッチ(3)がアクセサリオフ状態となっているときに出力が停止される通信信号(TS)を受信したときには上記切替位置の表示の制御を行う一方、上記通信信号(TS)を所定時間受信しないときにはオフ信号出力端子（ＯＴＥ）からオフ信号(OS)を出力し、
   上記内部スイッチ素子(29)が遮断状態であるときに上記通信信号(TS)の出力が開始されると、上記内部スイッチ素子(29)が遮断状態から接続状態に切り替えられ、その後、上記プロセッサ(11)からオフ信号(OS)が出力されるまで上記内部スイッチ素子(29)は接続状態を維持し、上記プロセッサ(11)からオフ信号(OS)が出力されると、上記内部スイッチ素子(29)が遮断状態にされるように構成されていることを特徴とする変速段表示装置。
2. 請求項１に記載の変速段表示装置において、
   そのベースが上記オフ信号出力端子（ＯＴＥ）に接続され、上記オフ信号(OS)が出力されると非導通となる接続状態維持用バイポーラトランジスタ(47)を備え、
   上記通信信号(TS)は、通信信号出力用バイポーラトランジスタ(21)のコレクタから出力され、
   上記内部スイッチ素子(29)は、そのベースが上記接続状態維持用バイポーラトランジスタ(47)のコレクタ及び上記通信信号出力用バイポーラトランジスタ(21)のコレクタに接続されたスイッチ用バイポーラトランジスタ(29)で構成されていることを特徴とする変速段表示装置。
3. 請求項２に記載の変速段表示装置において、
   上記内部スイッチ素子(29)は、ｐｎｐ型トランジスタであり、
   上記内部スイッチ素子(29)のベースには、上記接続状態維持用バイポーラトランジスタ(47)のコレクタ及び上記通信信号出力用バイポーラトランジスタ(21)のコレクタに加え、当該内部スイッチ素子(29)のエミッタに上記バッテリ(13)を接続したときに、上記バッテリ(13)から上記内部スイッチ素子(29)のベース−エミッタ間を介して電流が流れ込む電流経路（59）が接続されていることを特徴とする変速段表示装置。
4. 請求項３に記載の変速段表示装置において、
   上記電流経路(59)には、コンデンサ(57)が設けられていることを特徴とする変速段表示装置。

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