特開 2024-156436 補助計器システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156436

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】補助計器システム

(51)【国際特許分類】

   G01D 7/00 20060101AFI20241029BHJP

   B60K 35/00 20240101ALI20241029BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20241029BHJP

   G08C 15/06 20060101ALN20241029BHJP

【ＦＩ】

G01D7/00 K

B60K35/00 Z

B60R11/02 C

G08C15/06 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070892

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】今井 裕二

【テーマコード（参考）】

2F041

2F073

3D020

3D344

【Ｆターム（参考）】

2F041EA01

2F041EA07

2F073AA01

2F073AB05

2F073BB04

2F073BC01

2F073CC02

2F073CC03

2F073CC08

2F073CD01

2F073CD11

2F073DD01

2F073EF08

2F073FG04

2F073GG01

3D020BA04

3D020BC02

3D344AA19

3D344AB01

3D344AD02

3D344AD13

(57)【要約】

【課題】 後付けで設置する補助計器システムを様々な車両に設置可能とする
【解決手段】 車載センサからアナログ信号Ａｓを取り込む配線に容易にアクセスできない車両Ｖ２に従来の補助計器システムＳ１を搭載するために、本開示の補助計器システムＳ２は、ゲートウェイユニット３を備える。従来の補助計器システムＳ１は、補助計器１と、アナログ信号Ａｓを取り込んで補助計器１に車両情報を表示させるコントローラユニット２を備える。ゲートウェイユニット３は、車両Ｖ２の車載ネットワークＣＮから取得した車両情報データＶｄをアナログ信号Ａｓに変換して従来の補助計器システムＳ１のコントローラユニット２に出力する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された車両用計器とは別に後付けで設置する補助計器システムであって、
表示データに基づいて車両情報を表示する補助計器、
入力されたアナログ信号に基づいて前記表示データを生成し前記補助計器に出力するコントローラユニット、
前記車両との通信により取得した前記車両情報を表す車両情報データをＤ／Ａ変換して前記コントローラユニットに出力するゲートウェイユニット、
を備えた補助計器システム。

【請求項2】

前記ゲートウェイユニットは、
前記表示データが入力され、前記表示データに基づいて前記コントローラユニットに出力する前記アナログ信号をフィードバック補正するフィードバック制御部を備えた、
請求項１に記載の補助計器システム。

【請求項3】

前記コントローラユニットは、前記アナログ信号が所定の電圧範囲外であるときにシステムエラーと判定し、
前記ゲートウェイユニットは、前記車両情報データの異常、前記車両情報データの通信異常、前記表示データの異常、前記表示データの通信異常、前記フィードバック補正の範囲外のいずれかを検出したとき、前記コントローラユニットが前記システムエラーと判定する電圧の前記アナログ信号を前記コントローラに出力する、
請求項２に記載の補助計器システム。

【請求項4】

前記ゲートウェイユニットは、前記通信が確立し前記車両情報の取得が開始されるまでの間において、前記コントローラユニットが前記システムエラーと判定しない電圧の初期アナログ信号を前記コントローラユニットに出力する、
請求項３に記載の補助計器システム。

【請求項5】

前記初期アナログ信号の電圧は、基準となる計測値に対応する電圧である、
請求項４に記載の補助計器システム。

【請求項6】

前記補助計器は、前記車両情報を更新表示する通常表示モード、前記車両情報のピーク値を表示するピーク値表示モード、の動作モードを備え、
前記表示データは、前記動作モードの情報を含み、
前記ゲートウェイユニットは、前記動作モードが通常表示モードのときに前記フィードバック制御部による補正を実行する、
請求項２～５の何れか１項に記載の補助計器システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両に搭載された車両用計器とは別に後付けで設置する補助計器システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の補助計器システムとして、特許文献１に開示されたものがある。この補助計器システムは、指針式の補助計器と、車載センサから車両情報を表すアナログ信号を取り込み、取り込んだアナログ信号が表す車両情報に対応する指示角度を補助計器に送信するコントローラユニットと、から構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－９７９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年では車両の電子化が進み、車載センサからアナログ信号を取り込む配線にアクセスできない車両が増加している。このような車両の場合、特許文献１のようなアナログ信号を取り込んで表示する補助計器システムを搭載することができない。

【0005】

本開示は、上述した課題を考慮して、車載センサからアナログ信号を取り込む配線に容易にアクセスできない車両であっても、従来のアナログ信号を取り込んで表示する補助計器システムを利用可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の補助計器システムは、
車両に搭載された車両用計器とは別に後付けで設置する補助計器システムであって、
表示データに基づいて車両情報を表示する補助計器、
入力されたアナログ信号に基づいて前記表示データを生成し前記補助計器に出力するコントローラユニット、
前記車両との通信により取得した前記車両情報を表す車両情報データをＤ／Ａ変換して前記コントローラユニットに出力するゲートウェイユニット、
を備えた。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、車載センサからアナログ信号を取り込む配線に容易にアクセスできない車両であっても、アナログ信号を取り込んで表示する補助計器システムを利用できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】従来の補助計器システム

【図2】本開示の補助計器システム

【発明を実施するための形態】

【0009】

従来の補助計器システムＳ１と本開示の補助計器システムＳ２を以下に説明する。これら補助計器システムＳ１、Ｓ２は、車両にあらかじめ搭載された車両用計器とは別に後付けで設置するものである。

【0010】

（従来の補助計器システム）
図１を参照して従来の補助計器システムＳ１の構成を説明する。従来の補助計器システムＳ１は、補助計器１、補助計器１を制御するコントローラユニット２、から構成される。従来の補助計器システムＳ１は、車載センサＳＮから車両情報を表すアナログ信号Ａｓが取得可能な車両Ｖ１に搭載できる。

【0011】

車載センサＳＮは、計測した車両情報に対応する電圧のアナログ信号Ａｓを出力する。車載センサＳＮは、例えば、車両Ｖ１のエンジンの冷却水の温度を計測する温度センサ、車両Ｖ１のエンジンを潤滑するエンジンオイルの圧力を計測する圧力センサ、エンジンオイルの温度を計測する温度センサ、などである。つまり、車載センサＳＮは、冷却水の温度、エンジンオイルの圧力、エンジンオイルの温度などの車両情報に対応する電圧のアナログ信号Ａｓを出力する。

【0012】

補助計器１は、文字板に形成された計測値指標を指針で指し示す指針式計器であり、コントローラユニット２から送信される表示データＤｄに基づいて車両情報を表示する。補助計器１は、例えば、冷却水の温度を表示する水温計１Ａ、エンジンオイルの圧力を表示する油圧計１Ｂ、エンジンオイルの温度を表示する油温計１Ｃである。

【0013】

補助計器１は、表示データＤｄに含まれる表示モード設定値に応じて表示モードを切り替えて動作する。表示モードは、表示データＤｄに含まれる車両情報に更新して表示する通常表示モードと、表示データＤｄに含まれる車両情報のピーク値を表示するピーク値表示モードを含む。表示モード設定値は、所定のモードを表す情報であり、この例においては、通常表示モードまたはピーク値表示モードの何れかを表す値である。

【0014】

コントローラユニット２は、操作部２１、アナログ信号入力部（Ａ／Ｄ変換入力部）２２、表示データ出力部２３、制御部２４、を備える。

【0015】

操作部２１は、トグルスイッチやボタンなどの操作スイッチである。操作部２１の操作により、補助計器１の表示モードを切り替える表示モード設定値を変更することができる。

【0016】

アナログ信号入力部２２は、入力されたアナログ信号Ａｓの電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータである。アナログ信号入力部２２は、変換後のデジタルデータを制御部２４に出力する。

【0017】

表示データ出力部２３は、制御部２４が生成した表示データＤｄをシリアルデータとして出力する。表示データ出力部２３は、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）などのシリアル通信プロトコルで表示データＤｄを送信する。

【0018】

制御部２４は、アナログ信号入力部２２が取り込んだアナログ信号Ａｓの電圧が正常な範囲（０．５Ｖ～４．５Ｖ）である場合は、アナログ信号Ａｓの電圧に基づいて補助計器１の指針が指示すべき指示角度を算出し、この指示角度と表示モード設定値を含む表示データＤｄを生成し、表示データ出力部２３に表示データＤｄを出力させる。制御部２４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、を備えたマイクロコントローラである。

【0019】

制御部２４は、アナログ信号入力部２２が取り込んだアナログ信号Ａｓの電圧が正常な範囲（０．５Ｖ～４．５Ｖ）でない場合は、システムエラーと判定し、補助計器１に警告を表示させる。より具体的には、制御部２４はアナログ信号Ａｓの電圧が０．５Ｖ未満である場合は、車載センサＳＮの配線が断線した断線エラーと判定し、補助計器１に断線エラー警告を表示させる。制御部２４はアナログ信号Ａｓの電圧が４．５Ｖ以上である場合は、車載センサＳＮの配線が短絡した短絡エラーと判定し、補助計器１に短絡エラー警告を表示させる。

【0020】

以上が、従来の補助計器システムＳ１の構成である。従来の補助計器システムＳ１は、車載センサＳＮから車両情報を表すアナログ信号Ａｓが伝送する配線に容易にアクセスできない車両Ｖ２には、搭載が困難であった。

【0021】

以下に示す本開示の補助計器システムＳ２は、この課題を解決するものである。

【0022】

（本開示の補助計器システム：第１実施形態）
図２を参照して本開示の補助計器システムＳ２を説明する。補助計器システムＳ２は、従来の補助計器システムＳ１を構成する補助計器１及びコントローラユニット２にゲートウェイユニット３を加えたものである。以降、補助計器システムＳ２と従来の補助計器システムＳ１との差分を説明する。

【0023】

補助計器システムＳ２は、車載センサＳＮから車両情報を表すアナログ信号Ａｓが伝送する配線に容易にアクセスできない代わりに、車両情報を表す車両情報データＶｄを車載ネットワークＣＮとの通信により取得可能である車両Ｖ２に搭載できる。

【0024】

車載ネットワークＣＮは、ＣＡＮ（Controller Area Network）や車載イーサネットなどの通信プロトコルで車両情報を通信するネットワークである。車載ネットワークＣＮには、エンジン制御電子ユニット、ＡＢＳ制御電子ユニット、車両用計器などの車両情報を扱う各種制御ユニットが接続されている。車載ネットワークＣＮに接続することで、車両の走行速度、エンジン回転数、冷却水の温度、エンジンオイルの圧力、エンジンオイルの温度などの車両情報を表す車両情報データＶｄを取得できる。

【0025】

ゲートウェイユニット３は、車載ネットワークＣＮから取得した車両情報を表す車両情報データＶｄをアナログ信号Ａｓに変換してコントローラユニット２に出力するユニットである。

【0026】

ゲートウェイユニット３は、車載通信部３１、アナログ信号出力部（Ｄ／Ａ変換出力部）３２、表示データ入力部３３、制御部（フィードバック制御部）３４、を備える。

【0027】

車載通信部３１は、車載ネットワークＣＮと通信を行い、車両情報を表す車両情報データＶｄを取得する通信コントローラＩＣである。

【0028】

アナログ信号出力部３２は、デジタルデータをアナログ信号Ａｓに変換して出力するＤ／Ａコンバータである。

【0029】

表示データ入力部３３は、コントローラユニット２が出力した表示データＤｄを取得する通信コントローラＩＣである。

【0030】

制御部３４は、車載通信部３１が取得した車両情報データＶｄをアナログ信号出力部３２によってアナログ信号Ａｓに変換し、この変換後のアナログ信号Ａｓをコントローラユニット２に出力する。制御部２４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、を備えたマイクロコントローラである。

【0031】

制御部３４は、車載通信部３１が車両情報データＶｄを車載ネットワークＣＮから受信するまでの間、初期値としてアナログ信号出力部３２が出力するアナログ信号Ａｓの電圧値を基準となる電圧とする。この基準となる電圧値は、補助計器１が原点（例えば、水温計１Ａであれば０℃を指示する点）を表示するアナログ信号Ａｓの電圧値である。

【0032】

上述したゲートウェイユニット３によれば、車載センサＳＮから車両情報を表すアナログ信号Ａｓが伝送する配線に容易にアクセスできない車両Ｖ２においても、従来の補助計器システムＳ１を搭載することができる。

【0033】

また、本開示の出願人は、従来の補助計器システムＳ１のコントローラユニット２がアナログ信号Ａｓをデジタルデータに変換する際の変換誤差によって、車載通信部３１が取得した車両情報データＶｄと一致しない可能性があり、この変換誤差を考慮することが好ましいと考えた。従って、制御部３４は、アナログ信号出力部３２に車両情報データＶｄをアナログ信号Ａｓに変換させるにあたって、以下に説明するフィードバック制御を行うことが好ましい。

【0034】

（フィードバック制御）
制御部３４は、表示データ入力部３３が取得した表示データＤｄに含まれた車両情報と、車載通信部３１が取得した車両情報データＶｄに含まれた車両情報との差分を算出する。制御部３４は、この差分に基づいてアナログ信号出力部３２が変換するアナログ信号Ａｓの電圧を補正する。

【0035】

フィードバック制御の具体例を示す。例えば、水温計１Ａが冷却水の温度８０℃を表示しており、表示データＤｄに冷却水の温度８０℃という車両情報が含まれているものとする。そして、車載ネットワークＣＮから取得した車両情報データＶｄに冷却水の温度８２℃という車両情報が含まれているものとする。
この場合、制御部３４は、車両情報である冷却水の温度の差分Δ２℃を算出し、この差分に基づいてアナログ信号出力部３２が変換するアナログ信号Ａｓの電圧を、Δ２℃に対応する電圧分昇圧するフィードバック制御を行う。つまり、補助計器１が表示している計測値と車載ネットワークＣＮから取得した計測値を比較し、車載ネットワークＣＮから取得した計測値を補助計器１が表示する値と一致するように、アナログ信号出力部３２が出力するアナログ信号Ａｓの電圧を補正する。

【0036】

尚、制御部３４は、上記のフィードバック制御を表示データＤｄに含まれた表示モード設定値が通常表示モードである場合に実行する。言い換えれば、制御部３４は、通常表示モードである補助計器１が表示する車両情報のみにフィードバック制御を行い、ピーク値表示モードである補助計器１が表示する車両情報にはフィードバック制御を行わない。

【0037】

以上のフィードバック制御によれば、変換誤差を考慮したアナログ信号Ａｓを従来の補助計器システムＳ１に出力できるため、補助計器１の表示精度が向上する。

【0038】

また、制御部３４は、以下に示すエラー処理を備える。

【0039】

（エラー処理：車両情報データＶｄの異常）
制御部３４は、車載通信部３１が取得した車両情報データＶｄに異常を検出したとき、アナログ信号出力部３２に０．５Ｖ未満の電圧または４．５Ｖ以上の電圧のアナログ信号Ａｓを出力させる。つまり、制御部３４はアナログ信号出力部３２に、コントローラユニット２がシステムエラーと判定する電圧のアナログ信号Ａｓを出力させる。制御部３４は、例えば、水温計１Ａが表示可能な車両情報の範囲が０～１２０℃であった場合、この範囲外の冷却水の温度が車両情報データＶｄに含まれていたときに、車両情報データＶｄが異常であると判定する。

【0040】

（エラー処理：車両情報データＶｄの通信異常）
制御部３４は、車載通信部３１が車載ネットワークＣＮとの通信の状態に異常を検出したとき、システムエラーと判定する電圧のアナログ信号Ａｓをアナログ信号出力部３２に出力させる。制御部３４は、例えば、車載通信部３１が所定の時間経過しても車載ネットワークＣＮから車両情報データＶｄが取得できなかった場合に、車載ネットワークＣＮとの通信の状態が異常であると判定する。

【0041】

（エラー処理：表示データＤｄの異常）
制御部３４は、表示データ入力部３３が取得した表示データＤｄに異常を検出したとき、システムエラーと判定する電圧のアナログ信号Ａｓをアナログ信号出力部３２に出力させる。制御部３４は、例えば、水温計１Ａが表示可能な車両情報の範囲が０～１２０℃であった場合、この範囲外の冷却水の温度が表示データＤｄに含まれていたときに、表示データＤｄが異常であると判定する。

【0042】

（エラー処理：表示データＤｄの通信異常）
制御部３４は、表示データ入力部３３の通信の状態に異常を検出したとき、システムエラーと判定する電圧のアナログ信号Ａｓをアナログ信号出力部３２に出力させる。制御部３４は、例えば、表示データＤｄを所定時間（例えば、１秒）以上の受信できない状態にあると、表示データ入力部３３の通信の状態が異常であると判定する。

【0043】

（エラー処理：フィードバック補正範囲外）
制御部３４は、フィードバック補正の際に、表示データＤｄと車両情報データＶｄに含まれた各車両情報の差分が所定値以上である場合に、フィードバック補正範囲外であると判定し、システムエラーと判定する電圧のアナログ信号Ａｓをアナログ信号出力部３２に出力させる。例えば、冷却水の温度に係るフィードバック補正の範囲が±１０℃とした場合、制御部３４は、冷却水の温度の差分が２０℃であるときにフィードバック補正範囲外であると判定する。

【0044】

以上のエラー処理によれば、従来の補助計器システムＳ１が判定不能なエラーについても警告が可能となる。

【0045】

以上が、本開示の補助計器システムＳ２の説明である。

【0046】

本開示の補助計器システムＳ２は、水温計１Ａ、油圧計１Ｂ、油温計１Ｃに限らず、種々の車両情報を表示する補助計器に適用してもよい。

【0047】

補助計器１は、指針式計器の他に、画像で車両情報を表示する画像式計器であってもよい。この場合、表示データＤｄは、アナログ信号Ａｓの電圧に基づいて補助計器１の指針が指示すべき指示角度の代わりに、アナログ信号Ａｓの電圧に基づいて補助計器１が画像で表示すべき計測値を含むようにすればよい。

【符号の説明】

【0048】

Ｓ１ …補助計器システム（従来の補助計器システム）
Ｓ２ …補助計器システム（第１実施形態の補助計器システム）
１ …補助計器
１Ａ …水温計（補助計器）
１Ｂ …油圧計（補助計器）
１Ｃ …油温計（補助計器）
２ …コントローラユニット
２１ …操作部
２２ …アナログ信号入力部（Ａ／Ｄ変換入力部）
２３ …表示データ出力部
２４ …制御部
３ …ゲートウェイユニット
３１ …車載通信部
３２ …アナログ信号出力部（Ｄ／Ａ変換出力部）
３３ …表示データ入力部
３４ …制御部（フィードバック制御部）
Ｖ１、Ｖ２…車両
ＳＮ …センサ
ＣＮ …車載ネットワーク
Ａｓ …アナログ信号（車両情報）
Ｖｄ …車両情報データ（車両情報）
Ｄｄ …表示データ

【図1】

【図2】