JP2006011122A

JP2006011122A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2006011122A
Application number: JP2004189370A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Ishida; 喜三石田; Osamu Okawara; 修大川原; Sachiro Umezawa; 幸朗梅澤; Yoshihisa Kobayashi; 吉久小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】反射ミラーを開閉動作させる車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、モーターあるいは駆動機構を破損する恐れが生じない車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】表示器２が発した表示光Ｌを反射ミラー７に投影して虚像Ｖを表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置Ａは、反射ミラー３を支持部材４に貼着してなる反射手段を開閉動作させるためのモーター７と、反射ミラー３の開閉動作中において、モーター７の負荷トルク情報を入力し、この負荷トルク情報と所定の閾値とを比較し、この比較結果に応じて支持部材４による開閉動作を停止させるべくモーター７を制御する挟み込み検出機能を有する制御手段１４と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載され、表示器が発した表示光を投影部材に投影して虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、蛍光表示管等の発光型表示器が発した表示光を反射させて虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボードに配設されており、発光型表示器が発した表示光を反射ミラーで反射させて虚像を表示させるものである。この反射ミラーは、保持部材に貼着されており、この保持部材は回動可能な状態でハウジングに支持され、前記反射ミラーが開閉できる構成になっている。
実開昭６３−９０４１号公報

かかる車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、使用しない場合に前記反射ミラーを閉じておき、使用する時にモーターの駆動力により前記反射ミラーを所定の角度位置まで開くことができる構成を得ている。

かかる車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、前記反射ミラーの開閉動作中において、前記反射ミラーと前記ハウジングとの間（閉方向）、あるいは前記反射ミラーと前記フロントガラスとの間（開方向）に、前記ダッシュボード上に置かれた物やその他の物（以下、異物という）を挟み込んでしまう恐れがあり、この異物を挟んだまま前記モーターを動かし続けると、前記モーターに負荷がかかり、前記モーターが破損する恐れがあるばかりか、前記反射ミラーを駆動するための構成部品が破損する恐れがあるといった問題点を有している。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、反射ミラーの開閉動作中において、前記反射ミラーとハウジングとの間、あるいは前記反射ミラーとフロントガラスとの間に異物を挟み込んでしまった場合であっても、モーターあるいは構成部品を破損する恐れが生じない車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載した車両用ヘッドアップディスプレイ装置ように、表示器が発した表示光を反射手段に投影して虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記反射手段を開閉動作させるための駆動手段と、前記反射手段の開閉動作中において、前記駆動手段の負荷トルク情報を入力し、この負荷トルク情報と所定の閾値とを比較し、この比較結果に応じて前記反射手段の開閉動作の少なくとも一方の動作を停止させるべく前記駆動手段を制御する挟み込み検出機能を少なくとも有する制御手段と、を備えてなるものである。

また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載した車両用ヘッドアップ装置において、前記制御手段は、前記挟み込み検出機能における前記駆動手段を停止させる処理を実行した後に、前記反射手段が移動してきた方向とは逆の方向に前記反射手段を所定量動かすように前記駆動手段を動作させてなるものである。

また、請求項３に記載した本発明は、請求項１に記載した車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、前記挟み込み検出機能は、前記反射手段と車両のフロントガラスとの間、あるいは前記反射手段と前記反射手段が配設されるハウジングとの間の挟み込みを検出してなるものである。

また、請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載した車両用ヘッドアップ装置において、周囲温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段からの温度情報を入力し、この温度情報に基づいて前記負荷トルク情報の比較基準となる前記閾値を変更してなるものである。

また、請求項５に記載した本発明は、請求項１に記載した車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、前記制御手段は、前記反射手段を開閉動作させる際に、前記開閉動作の動作開始から所定時間経過後に前記負荷トルク情報を有効な情報として扱うものである。

表示器が発した表示光を反射手段に投影して虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関し、異物を挟み込んだ場合であっても前記反射手段を駆動させるための駆動手段、あるいは前記反射手段の構成部品を破損する恐れがない。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。図１及び図２を用いて、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成について説明する。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置Ａは、車両のダッシュボード１に配設されており、発光型表示器２が発した表示光Ｌを反射ミラー３で反射させて虚像Ｖを表示させるものである。反射ミラー３は、保持部材４に貼着されており、この保持部材４は、回動可能な状態でハウジング５に支持され、反射ミラー３が開閉できる構成になっている。保持部材４には歯車６が固定されており、この歯車６にはモーター（駆動手段）７の回動軸７ａに固定された歯車８が噛合されている。反射ミラー３は保持部材４の回動軸４ａを中心にして開閉できるようになっており、車両用ヘッドアップディスプレイ装置Ａを使用しない時には反射ミラー３を閉じておき、使用する時にはモーター７の駆動力により反射ミラー３を所定の角度位置まで開くことができる。また、運転者の目の高さに応じて反射ミラー３の角度位置を調整するため、後述する操作手段の所定操作によってモーター７を駆動し、反射ミラー３を回動させることができる。尚、ハウジング５には、表示器２から発せられた表示光Ｌを反射ミラー３へと導くための透過部５ａが設けられている。尚、反射ミラー３と保持部材４とで反射手段を構成する。

次に、図３を用いて車両用ヘッドアップディスプレイ装置Ａの主要部の電気的構成について説明する。

電気的構成としては、温度検出手段１０と、操作手段１１と、上限，下限検出手段１２，１３と、制御手段１４と、表示器２と、モーター７とから主に構成されている。

温度検出手段１０は、サーミスタからなり、モーター７が配設される周囲温度を検出し、後で詳述する制御手段１４による挟み込み検出処理時の温度情報を検出するためのものである。温度検出手段１０は、ハウジング５内に配設される表示器２と電気的に接続される図示しない回路基板に配設することで、制御手段１４へ温度情報を伝達可能としている。

操作手段１１は、例えば、自己復帰型もしくは自己保持型の押しボタンスイッチを複数有してなり、制御手段１４は、操作手段１１からの所定入力に応じて、モーター７を正転及び逆転させて反射ミラー３（保持部材４）を開閉させる。

上限検出手段１２は、リミットスイッチや光電管センサ等からなるものであり、反射ミラー３が車両のフロントガラス１５方向（図１参照）へ回動する方向（以下、開方向と記す）において、所定の回動位置に到着したことを検出するためのものである。

下限検出手段１３は、上限検出手段１２と同様にリミットスイッチや光電管センサ等からなり、反射ミラー３がダッシュボード方向（図１参照）へ回動する方向（以下、閉方向と記す）において、所定の回動位置に到着したことを検出するためのものである。

制御手段１４は、マイクロコンピュータから主に構成されている。制御手段１４は、温度検出手段１０，操作手段１１，上限，下限検出手段１２，１３からの各種入力情報や車両ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）からのシリアル通信処理によって入力される車両情報、またはモーター７を駆動するための駆動回路７ａから入力される負荷トルク情報を入力し、表示器２及びモーター７へ各種制御信号を出力するための入出力インターフェイス回路と、温度検出手段１０からの温度情報及びモーター７の負荷トルク情報に応じて温度データ及び負荷トルクデータを求めための処理プログラム、表示部２によって前記車両情報を表示するための処理プリグラム、あるいは反射ミラー３の開閉動作処理プログラム等が格納されたＲＯＭ、前記各プログラムを実行するためのＣＰＵ、演算結果や入力情報等を一時的に記憶するＲＡＭ等を有するものである。

モーター７は、ＤＣモーターからなるもので、制御手段１４からの指令に基づいて駆動回路７ａから出力させる駆動信号に応じて正転及び逆転し、反射ミラー３を開閉動作させる。モータ７の駆動回路７ａは、制御手段１４に対して負荷トルク情報を出力ものである。尚、本実施形態においては、モーター７の駆動電流を計測することで負荷トルク情報を入手することが可能となる。

表示器２は、液晶表示素子，有機ＥＬ素子及び蛍光表示管等からなり、自発光もしくはバックライト手段によって自発光型の表示器が構成され、制御手段１４からの表示情報データに基づいて駆動回路２ａから出力される駆動信号によって所定の表示形態が得られるものである。

次に、図４を用いて、制御手段１４における反射ミラー３の開閉処理動作について説明する。

制御手段１４は、操作手段１１からの開閉動作の何れかの動作を行う旨の入力情報、例えば、反射ミラー３を閉方向へ移動させるべき操作信号を入力すると（ステップＳ１）、モーター３を駆動させて反射ミラー３を閉方向へ動作させる（ステップＳ２）。

次に、制御手段１４は、負荷トルク情報の入手を無効する入力情報無効処理を実行する（ステップＳ３，Ｓ４）。前記入力情報無効処理は、モーター７の駆動初期時の駆動電流の立ち上がりが挟み込み検出時の駆動電流よりも大きくなる突入電流が生じることから、前記駆動初期時において駆動電流の入手を無効とする処理である。従って、制御手段１４は、モーター７の駆動開始から所定時間（例えば、１００ｍｓ）が経過するまでの間は、駆動電流の入手を無効とする。

次に、制御手段１４は、前記入力情報無効処理の終了後に、温度検出手段１０からの温度情報の入力を有効なものとする（ステップＳ５）。制御手段１４は、温度検出手段１０から温度情報（温度に応じて変化する検出電圧）を入力して温度情報データを求め、この温度情報データから挟み込み検出処理時の基準値となる閾値データＩを選定するものである（ステップＳ６）。この処理は、モーター７の駆動電流が温度依存性を有するために（周囲温度が高くなるに連れて、駆動電流が高くなる）、精度良く挟み込み検出処理を行うためのものである

制御手段１４は、例えば、低温領域（−３０℃以上０℃未満）、常温領域（０℃以上５０℃未満）、高温領域（５０℃以上）の各温度領域における３種類の閾値データＩが前記ＲＯＭ内に記憶しており、温度検出手段１０からの温度情報の入力に応じて各閾値データＩの内の何れかの閾値データＩを特定することで周囲温度に応じた閾値データＩが選定されることになる。

そして、制御手段１４は、負荷トルク情報となる駆動電流をモーター７の駆動回路７ａから入力して（ステップＳ７）、この駆動電流に応じた負荷トルクデータｉを求め、この負荷トルクデータｉと、周囲温度に応じて選定された閾値データＩとを比較し（ステップＳ８）、負荷トルクデータｉが閾値データＩより小さい場合は（Ｉ＞ｉ）、ハウジング５と反射ミラー３（保持部材４）との間に異物の挟み込みが無いものとしてモーター７連続駆動させるとともに、下限検出手段１３が配設されている回動位置に反射ミラー３が到達したか否かを判定し、下限検出手段１２からの検出信号の入力によってモーター７を停止させて前記閉動作を完了させる（ステップＳ９）。

また、制御手段１４は、ステップＳ８において、負荷トルクデータｉが閾値データＩ以上の場合は、ハウジング５と反射ミラー３との間に異物の挟み込みが有るとし（挟み込み検出機能）、モーター７を停止させて反射ミラー３をその時点における回動位置にて直ちに停止させる（ステップＳ１０）。そして制御手段１４は、モーター７を所定時間（例えば、０．５ｓ）逆回転させて反射ミラー３の移動してきた方向とは逆方向に反射ミラー３を移動（回動）させ、その後再びモーター７を停止させる処理を実行する（ステップＳ１１）。

制御手段１４は、ステップＳ１１以降において、再び操作手段１１からの操作信号の入力を待って、その停止位置から開閉動作を行うものである。尚、前述した説明は、反射ミラー３をハウジング方向へ回動させる閉動作であったが、反射ミラー３をフロントガラス１５側に回動させる開動作においても同様であるため詳細な説明は省略する。

かかる車両用ヘッドアップディスプレイ装置Ａは、表示器２が発した表示光Ｌを反射ミラー３に投影して虚像Ｖを表示するものに関し、反射ミラー３を支持部材４を貼着してなる反射手段を開閉動作させるための駆動手段であるモーター７と、反射ミラー３の開閉動作中において、モーター７の負荷トルク情報である駆動電流を入力し、この駆動電流から駆動電流データｉを求めるとともに、この駆動電流データｉと所定の閾値データＩとを比較し、この比較結果に応じて反射ミラー３による開閉動作を停止させるべくモーター７を制御する挟み込み検出機能を有する制御手段１４と、を備えてなるものである。

従って、反射ミラー３とフロントガラス１５との間、あるいは反射ミラー３とハウジング５との間に、異物を挟み込んでしまった場合であっても、モーター７の動作を直ちに中止することが可能となることから、モーター７の破損を防止できるとともに、反射ミラー３を回動動作させる支持部材４を含む構成部品の破損を防止することができる。

また、制御手段１４は、前述した挟み込み検出機能におけるモーター７を停止させる処理を実行した後に、反射ミラー３の移動してきた方向とは逆の方向に反射ミラー３を所定量動かすようにモーター７を動作させることから、反射ミラー３とフロントガラス１５との間に挟み込んだ異物、あるいは反射ミラー３とハウジング５との間に挟み込んだ異物を取り除き易くなる。

また、周囲温度を検出する温度検出手段１０を備え、制御手段１４は、温度検出手段１０からの温度情報を入力し、この温度情報に基づいて前記負荷トルク情報の比較基準となる閾値Ｉを変更してなるものであり、モーター７の駆動電流ｉが周囲温度に応じて変化する場合であっても、正確な挟み込み検出機能を得ることが可能となる。

また、制御手段１４は、反射ミラー３を開閉動作させる際に、前記開閉動作の動作開始から所定時間経過後にモーター７の駆動電流ｉを有効な情報として扱うものであり、モーター７の初期動作時に生じる立ち上がり電流（突入電流）の入力を無効とすることができるため、挟み込み検出機能における誤動作を防止することが可能となる。

前述した実施形態における制御手段１４は、反射ミラー３の開方向，閉方向において挟み込み検出機能を有するもであったが、本発明は、異物の挟み込み頻度を考慮し、開閉方向の少なくとも一方向における挟み込み検出機能を有するものであれば良い。

本発明の実施形態における車両用ヘッドアップディスプレイ装置を示す概略図である。同上実施形態の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の要部断面図である。同上実施形態の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示す図である。同上実施形態の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の処理動作を示す図である。

符号の説明

Ａ車両用ヘッドアップディスプレイ装置
２表示器
３反射ミラー（反射部材）
４保持部材
５ハウジング
７モーター（駆動手段）
１０温度検出手段
１１操作手段
１４制御手段

Claims

表示器が発した表示光を反射手段に投影して虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記反射手段を開閉動作させるための駆動手段と、
前記反射手段の開閉動作中において、前記駆動手段の負荷トルク情報を入力し、この負荷トルク情報と所定の閾値とを比較し、この比較結果に応じて前記反射手段の開閉動作の少なくとも一方の動作を停止させるべく前記駆動手段を制御する挟み込み検出機能を少なくとも有する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
前記制御手段は、前記挟み込み検出機能における前記駆動手段を停止させる処理を実行した後に、前記反射手段が移動してきた方向とは逆の方向に前記反射手段を所定量動かすように前記駆動手段を動作させてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
前記挟み込み検出機能は、前記反射手段と車両のフロントガラスとの間、あるいは前記反射手段と前記反射手段が配設されるハウジングとの間の挟み込みを検出してなることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
周囲温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段からの温度情報を入力し、この温度情報に基づいて前記負荷トルク情報の比較基準となる前記閾値を変更してなることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
前記制御手段は、前記反射手段を開閉動作させる際に、前記開閉動作の動作開始から所定時間経過後に前記負荷トルク情報を有効な情報として扱うことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。