JP6108874B2

JP6108874B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP6108874B2
Application number: JP2013037080A
Authority: JP
Inventors: 友博杉山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP2014164234A

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

従来より、車両のインストルメントパネルなどに取り付けられて、車両情報やナビゲーション情報などの情報を表示する車両用表示装置が知られており、近年では、情報を前方の景色と重畳して視認させるヘッドアップディスプレイ装置が提案されている。このヘッドアップディスプレイ装置は、表示光を照射する照射装置と、表示光を反射するコンバイナ（反射板）とを備えている。コンバイナは、インストルメントパネル内に格納されており、格納位置と、ユーザが視認可能な状態である展開位置との間で移動させることができる。

例えば特許文献１には、コンバイナを回動動作させることにより、格納位置と展開位置とを切り換えることができるヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。

特開２０１２−１４５９０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、コンバイナの展開時、インストルメントパネル上に置かれた物がコンバイナと干渉することで当該物を落下させたり、ウインドシールドガラスとコンバイナとの間に物等を挟み込んだりしてしまう可能性がある。また、このような事態は、コンバイナや駆動ユニットの破損を招く可能性がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射板との干渉や挟み込みを抑制し、併せて装置の保護を図ることである。

かかる課題を解決するために、本発明は、反射板と、反射板を保持する反射板ベースと、反射板ベースと連結され、反射板の上昇動作又は反射板の下降動作を行う駆動ユニットと、反射板ベース及び駆動ユニットを含むベースユニットを収容するとともに当該ベースユニットを反射板の昇降方向に沿ってスライド可能に保持するカバーと、カバーとベースユニットとの間に介在し、ベースユニットを支持する弾性部材と、カバーに設けられて、ベースユニットが、弾性部材によって支持される基準位置から所定量押し下げられたことを検出する検出手段と、駆動ユニットを制御する制御手段と、を有し、制御手段は、反射板の上昇動作の間にベースユニットが基準位置から所定量押し下げられたことを検出手段を通じて判断した場合に、反射板の上昇動作を停止する車両用表示装置を提供する。

ここで、本発明において、弾性部材は、自身が備える弾性力を利用して、検出手段の上方においてベースユニットを浮かせた状態で支持することが望ましい。

また、本発明において、弾性部材は、反射板に作用する反作用力を考慮して弾性力が設定されることが好ましい。

本発明によれば、反射板がインストルメントパネル上の物と干渉したり、ウインドシールドガラスとの間に物等を挟み込んだりした場合には、ベースユニットが基準位置から所定量押し下げられることとなる。この押し下げ状態は検出手段により検出することができるので、反射板との干渉や挟み込みを適切に判断することができる。また、このような状態を判断した場合に、反射板の上昇動作を停止することができる。これにより、反射板との干渉や挟み込みを抑制することができ、併せて装置の保護を図ることができる。

ヘッドアップディスプレイ装置を備えた車両の室内を示す斜視図昇降装置の構成を模式的に示す分解斜視図昇降装置の構成を模式的に示す分解斜視図昇降装置の構成を模式的に示す断面図ＨＵＤ装置の制御系の構成示す説明図コンバイナの展開位置の説明図停止スイッチの作動状態を示す説明図コンバイナの干渉状態を示す説明図停止スイッチの作動状態を示す説明図

図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１を備えた車両の室内を示す斜視図である。ヘッドアップディスプレイ装置１（以下「ＨＵＤ装置１」という）は、車両のインストルメントパネル２００に配置され、車両情報やナビゲーション情報を表示する車両用表示装置である。インストルメントパネル２００の運転席正面の部分には開口２００ａが設けられており、ＨＵＤ装置１のコンバイナ３は、この開口２００ａを介して、インストルメントパネル２００の上部に出し入れされる。

ＨＵＤ装置１は、反射板であるコンバイナ３と、コンバイナ３を昇降する昇降装置４（図２及び図３参照）と、照射装置５（図５参照）と、制御手段としてのマイコン８（図５参照）とを主体に構成されている。

コンバイナ３は、例えばハーフミラーであり、板ガラスと、この板ガラスの一方の面に蒸着された錫や銀などの光半透過膜とで構成されている。コンバイナ３は、半透過性を有しており、ドライバーがコンバイナ３を通して車両前方を目視できるように形成されている。

図２及び図３は、昇降装置４の構成を模式的に示す分解斜視図である。また、図４は、昇降装置４の構成を模式的に示す断面図である。昇降装置４は、コンバイナ３を、インストルメントパネル２００の内部に格納した状態である格納位置から、インストルメントパネル２００の上部へと迫り出した状態である展開位置へと移動さたり、これとは逆に、コンバイナ３を展開位置から格納位置へと移動させたりする装置である。本実施形態において、昇降装置４は、格納位置と展開位置との間でコンバイナ３を上下方向に昇降させるものである。

昇降装置４は、カバー２と、駆動ユニット６と、反射板ベース７と、ガイド部材１０とを主体に構成されている。

カバー２は、平面視が略矩形状の基板２０と、基板２０において左右方向に延在する縁部から後方に向かって延設された上下一対の側壁部２１と、基板２０において上下方向に延在する縁部から後方に向かって延設された左右一対の側壁部２２とで構成されている。カバー２は、上下左右に設けられた側壁部２１，２２によって開口２ａを備える。

駆動ユニット６は、後述する反射板ベース７と連結されており、コンバイナ３の上昇動作又はコンバイナ３の下降動作を行う。この駆動ユニット６は、反射板ベース７に連結された雌ねじ部６０と、当該雌ねじ部６０に螺合される送りねじ６１と、送りねじ６１を回転させるモータ６２とを有する。また、駆動ユニット６は、モータ６２の出力軸に固定され、モータ６２の駆動力を送りねじ６１に伝達する駆動ギヤ６３と、この駆動ギヤ６３に噛合された従動ギヤ６４とを有する。これらの要素は、支柱６５によって支持されている。

雌ねじ部６０は、その内面に雌ねじが切られている。送りねじ６１は、その外面に雄ねじが切られたねじ軸から構成されており、ねじ軸が上下方向に沿うように配設されている。送りねじ６１の一端側（下端側）は、従動ギヤ６４の中心開口に嵌合され、また、送りねじ６１の他端側（上端側）は、軸受け６９を介して支柱６５に回転自在に支持されている。

駆動ユニット６において、送りねじ６１の雄ねじと雌ねじ部６０の雌ねじとが螺合した状態で、モータ６２が回転駆動すると、駆動ギヤ６３及び従動ギヤ６４が回転する。従動ギヤ６４の回転に同期して送りねじ６１も回転し、送りねじ６１の雄ねじと雌ねじ部６０の雌ねじとの相対回転に伴い、雌ねじ部６０に連結された反射板ベース７が上方又は下方に移動する。後述するように反射板ベース７はコンバイナ３を保持するため、反射板ベース７の上昇又は下降に応じて、コンバイナ３の上昇動作又は下降動作を行うことができる。

反射板ベース７は、コンバイナ３を保持するための部材であり、略長方形状に形成され、コンバイナ３の寸法よりも小さな寸法に設定されている。反射板ベース７は、カバー２の開口２ａの近傍に設けられており、この反射板ベース７によって保持されたコンバイナ３が、カバー２の開口２ａよりも後方に位置するように設定されている。

反射板ベース７には、一対の柱部７１が後方に突出するように形成されており、個々の柱部７１には、軸方向にねじ穴が形成されている。コンバイナ３に形成された貫通孔３１を通して、ねじ７２を柱部７１のねじ穴に螺合することにより、コンバイナ３が反射板ベース７に固定及び保持される。

ガイド部材１０は、一対のガイドラック１６を有している。また、ガイド部材１０は、反射板ベース７に取り付けられて、ガイドラック１６のガイド溝１６Ａ内に沿って摺動する一対のガイドピン１７を有している。さらに、ガイド部材１０は、反射板ベース７に回転可能に支持された回動軸１８と、回動軸１８の両端部に嵌合されて、ガイドラック１６のラック１６Ｂと噛合するとともにガイド溝１６Ａ内に沿って摺動する一対のギヤ１９と、を有している。

個々のガイドラック１６は、長方形板状に形成され、その長手方向が上下方向に沿うように、カバー２の左右の側壁部２２の内側にそれぞれ取り付けられている。各ガイドラック１６は、前方側が後方側よりも厚くなるような段差形状を有している。そして、各ガイドラック１６は、上下方向に延びて形成されるガイド溝１６Ａと、このガイド溝１６Ａの前方側にこれに沿って形成されたラック１６Ｂとで構成されている。ラック１６Ｂは、ガイドラック１６の段差部に複数の歯を切ることで形成されている。

このガイド部材１０において、一対のギヤ１９がガイド溝１６Ａの上端部に位置づけられると、コンバイナ３が展開位置に位置づけられる。一方、一対のガイドピン１７がガイド溝１６Ａの下端部に位置づけられると、コンバイナ３が収納位置に位置づけられる。

このような構成の昇降装置４において、カバー２は、その内部に、駆動ユニット６及び反射板ベース７を含むベースユニットを収容する。カバー２の上面の所定位置には開口２５が形成されて、カバー２の下面の所定位置には筒状体２６が立設されている。開口２５には、送りねじ６１の上端側が挿通され、筒状体２６には、送りねじ６１の下端側が挿入される。開口２５の開口径及び筒状体２６の内径は、送りねじ６１の端部側の外径よりも多少のゆとりをもった値に設定されており、送りねじ６１、すなわち、これを含むベースユニットの上下方向へのスライドを可能とする。換言すれば、カバー２は、ベースユニットをコンバイナ３の昇降方向に沿ってスライド可能に保持することとなる。

また、カバー２の基板２０の所定位置には、保持板２３が設けられている。一方、支柱６５の前面側の所定位置には、係合板６５ａが設けられている。カバー２内にベースユニットが収容された場合、保持板２３と係合板６５ａとは、所定距離だけ隔てた状態で互いに向き合うような関係に設計されている。そして、保持板２３と係合板６５ａとの間に、弾性部材としての圧縮コイルばね２４が配設される。これにより、圧縮コイルばね２４は、カバー２とベースユニットとの間に介在し、自身が備える弾性力を利用して、上下方向を基準とするカバー２内の基準位置にベースユニットを浮かせた状態で支持することとなる。

カバー２の下面の筒状体２６の近傍には、停止スイッチ８２が配置され、この停止スイッチ８２は、ベースユニットの下方に位置することとなる。ベースユニットが基準位置から所定量押し下げられた場合、ベースユニットの下端部（座金６６）が当該停止スイッチ８２の可動片を押圧し、これにより、停止スイッチ８２は、所定の検出信号を出力する。

照射装置５は、例えば液晶表示装置であり、コンバイナ３に表示光Ｌ１を照射する。この照射装置５は、コンバイナ３よりも運転席側に近づいたインストルメントパネル２００の所定の位置に配設されている。

図５は、ＨＵＤ装置１の制御系の構成示す説明図である。マイコン８は、ＨＵＤ装置１を制御する機能を担っており、照射装置５を制御して、コンバイナ３に出力される照射光Ｌ１を制御したり、モータ６２に駆動電流を出力する駆動回路８０を制御して、駆動ユニット６、すなわち、コンバイナ３の昇降動作を制御したりする。マイコン８としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。

マイコン８には、昇降スイッチ８１及び停止スイッチ８２からの信号が入力されている。

昇降スイッチ８１は、ユーザによって操作可能な操作手段であり、コンバイナ３の上昇及び下降を示す一方の信号を出力する。マイコン８は、昇降スイッチ８１から入力される信号に応じて駆動回路８０を制御して、モータ６２を回転駆動し、これにより、コンバイナ３の上昇動作又はコンバイナ３の下降動作を行う。

停止スイッチ８２は、ベースユニットが基準位置から所定量押し下げられた場合に、所定の検出信号を出力する。マイコン８は、反射板ベース７の上昇動作の間に停止スイッチ８２から検出信号が入力された場合に、駆動回路８０を制御して、モータ６２の回転駆動を停止させる。これにより、マイコン８は、コンバイナ３の上昇動作を停止することができる。

以下、ＨＵＤ装置１において、格納位置から展開位置へと至るコンバイナ３の上昇動作を説明図する。ここで、上述した図４に示すコンバイナ３の状態は、格納位置にある状態と対応している。マイコン８がコンバイナ３の上昇動作に対応する制御信号を駆動回路８０に出力すると、駆動回路８０は駆動電流をモータ６２に供給する。駆動電流に応じてモータ６２が回転駆動すると、モータ６２の駆動力が駆動ギヤ６３及び従動ギヤ６４に伝達されて、送りねじ６１が回転する。送りねじ６１の雄ねじと雌ねじ部６０の雌ねじとの相対回転に伴い、雌ねじ部６０は上方に移動し、これに伴い、雌ねじ部６０が連結された反射板ベース７も上昇する。

反射板ベース７では、ギヤ１９がラック１６Ｂに転動されつつ、当該ギヤ１９及びガイドピン１７がガイド溝１６Ａにガイドされながら移動することとなり、これにより、反射板ベース７及びこれに保持されたコンバイナ３は直立の姿勢を保ったままの状態で上昇する。反射板ベース７の上昇に伴い、反射板ベース７のギヤ１９がガイド溝１６Ａの上端部に到達することで、反射板ベース７の上昇が規制され、コンバイナ３が展開位置に到達する（図６参照）。

つぎに、ＨＵＤ装置１において、展開位置から格納位置へと至るコンバイナ３の下降動作を説明する。マイコン８がコンバイナ３の下降動作に対応する制御信号を駆動回路８０に出力すると、駆動回路８０は駆動電流をモータ６２に供給する。駆動電流に応じてモータ６２が回転駆動すると、モータ６２の駆動力が駆動ギヤ６３及び従動ギヤ６４に伝達されて、送りねじ６１が回転する。送りねじ６１の雄ねじと雌ねじ部６０の雌ねじとの相対回転に伴い、雌ねじ部６０は下方に移動し、これに伴い、雌ねじ部６０が連結された反射板ベース７も下降する。

反射板ベース７では、ギヤ１９がラック１６Ｂに転動されつつ、当該ギヤ１９及びガイドピン１７がガイド溝１６Ａにガイドされながら移動することとなり、これにより、反射板ベース７及びこれに保持されたコンバイナ３は直立の姿勢を保ったままの状態で下降する。コンバイナ３の下降に伴い、反射板ベース７のガイドピン１７がガイド溝１６Ａの下端部に到達することで、反射板ベース７の下降が規制され、コンバイナ３が収納位置に到達する（図４参照）。

コンバイナ３の上昇動作の過程において、コンバイナ３の上縁部と、ウインドシールドガラスとの間に何らかの物等が挟まった場合、コンバイナ３には挟み込んだ物から下方向の力（反作用力）が作用する。コンバイナ３を保持するベースユニットは、上下方向に沿ってスライド可能にカバー２に保持され、また、カバー２内の基準位置への支持は圧縮コイルばね２４が備える弾性力によってなされている。そのため、コンバイナ３の上昇動作が継続し、上記の反作用力が次第に増加していくと、当該反作用力が圧縮コイルばね２４の弾性力を上回り、ベースユニットが圧縮コイルばね２４の弾性力に抗して下方へと押し下げられる。

下方への押し下げ量は、モータ６２が回転駆動を継続する限り増加し、ベースユニットが基準位置から所定量押し下げられると、図７に示すように、ベースユニットの下端（座金６６）が停止スイッチ８２の可動片を押圧する。ベースユニットによって停止スイッチ８２の可動片が押圧されると、停止スイッチ８２は、所定の検出信号をマイコン８に出力する。マイコン８は、停止スイッチ８２から検出信号をトリガーとして駆動回路８０を制御し、モータ６２の回転駆動を停止させる。これにより、マイコン８は、コンバイナ３の上昇動作を停止させる。

また、図８に示すように、コンバイナ３の上昇動作時に、インストルメントパネル２００に物が置かれており、これがコンバイナ３を押さえつけて上昇動作を妨げることがある。この場合、前述と同様、コンバイナ３には物からの下方向の力（反作用力）が作用する。コンバイナ３の上昇動作が継続し、反作用力が次第に増加していくと、ベースユニットが基準位置から所定量だけ押し下げられと、図９に示すように、ベースユニットの下端（座金６６）が停止スイッチ８２の可動片を押圧する。停止スイッチ８２の可動片が押圧されると、停止スイッチ８２は、所定の検出信号をマイコン８に出力する。マイコン８は、停止スイッチ８２から検出信号をトリガーとして、駆動回路８０を制御して、モータ６２の回転駆動を停止させる。これにより、マイコン８は、コンバイナ３の上昇動作を停止させる。

このように本実施形態において、カバー２とベースユニットとの間に圧縮コイルばね２４が介在しており、この圧縮コイルばね２４により、上下方向（コンバイナ３の昇降方向）におけるカバー２内の基準位置にベースユニットを支持している。そして、カバー２には、ベースユニットが基準位置から所定量押し下げられたことを検出する停止スイッチ８２が設けられている。また、マイコン８は、コンバイナ３の上昇動作の間にベースユニットが基準位置から所定量押し下げられたことを停止スイッチ８２を通じて判断した場合に、コンバイナ３の上昇動作を停止する。

かかる構成によれば、コンバイナ３がインストルメントパネル２００上の物と干渉したり、ウインドシールドガラスとの間に物を挟み込んだりした場合には、ベースユニットが基準位置から所定量押し下げられることとなる。このような押し下げ状態は停止スイッチ８２により検出することができるので、コンバイナ３がインストルメントパネル２００上の物と干渉したり、ウインドシールドガラスとの間に物を挟み込んだりした状態を判断することができる。また、このような状態を判断した場合に、コンバイナ３の上昇動作を停止することができる。これにより、コンバイナ３との干渉や挟み込みを抑制することができる。また、併せて装置の保護を図ることができる。

また、本実施形態において、圧縮コイルばね２４は、自身が備える弾性力を利用して、停止スイッチ８２の上方においてベースユニットを浮かせた状態で支持している。

かかる構成によれば、ベースユニットが押し下げられたことを、停止スイッチ８２により確実に検知することができる。

なお、圧縮コイルばね２４の弾性力を設定することで、コンバイナ３の上昇動作を停止するための検知感度をコントロールすることができる。すなわち、圧縮コイルばね２４は、コンバイナ３に作用する反作用力を考慮して弾性力が設定されることとなる。これにより、干渉を検知すべき物の重量や、挟み込んだ物に与える力を任意に設定することができる。

なお、上述した実施形態では、コンバイナ３の上昇動作の間にベースユニットが基準位置から所定量押し下げられたことを停止スイッチ８２を通じて判断した場合に、上昇動作を停止している。しかしながら、マイコン８は、モータ６２を反転駆動させて、コンバイナ３を下降動作させてもよい。すなわち、本明細書では、このような下降動作も、広義には、上昇動作を停止するという処理に含まれるものとする。

なお、ベースユニットを基準位置に支持する部材は、圧縮コイルばねに限らず、板ばねや、エアサスペンション、ゴム等であってもよい。また、停止スイッチ８２の上方においてベースユニットを下方から支持する場合には、圧縮コイルばねでもよいが、これを上方から支持してよく、この場合には、引張コイルばねを利用することができる。すなわち、反射板の昇降方向におけるカバー内の基準位置に、押し下げ可能な状態でベースユニットを支持するものであれば、弾性部材として広くこれを用いることができる。

以上、本実施形態にかかる車両用表示装置について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。

１ＨＵＤ装置
３コンバイナ
３１貫通孔
４昇降装置
２カバー
２ａ開口
２１側壁部
２２側壁部
２４圧縮コイルばね
２５開口
２６筒状体
６駆動ユニット
６０雌ねじ部
６１送りねじ
６２モータ
６３駆動ギヤ
６４従動ギヤ
６５支柱
６５ａ係合板
７反射板ベース
７１柱部
７２ねじ
１０ガイド部材
１６ガイドラック
１６Ａガイド溝
１６Ｂラック
１７ガイドピン
１８回動軸
１９ギヤ
８マイコン
８１昇降スイッチ
８２停止スイッチ
５照射装置

Claims

反射板と、
前記反射板を保持する反射板ベースと、
前記反射板ベースと連結され、前記反射板の上昇動作又は前記反射板の下降動作を行う駆動ユニットと、
前記反射板ベース及び前記駆動ユニットを含むベースユニットを収容するとともに、当該ベースユニットを前記反射板の昇降方向に沿ってスライド可能に保持するカバーと、
前記カバーと前記ベースユニットとの間に介在し、前記ベースユニットを支持する弾性部材と、
前記カバーに設けられて、前記ベースユニットが、前記弾性部材によって支持される基準位置から所定量押し下げられたことを検出する検出手段と、
前記駆動ユニットを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記反射板の上昇動作の間に前記ベースユニットが前記基準位置から所定量押し下げられたことを前記検出手段を通じて判断した場合に、前記反射板の上昇動作を停止することを特徴とする車両用表示装置。
前記弾性部材は、自身が備える弾性力を利用して、前記検出手段の上方に前記ベースユニットを浮かせた状態で支持することを特徴とする請求項１に記載された車両用表示装置。
前記弾性部材は、前記反射板に作用する反作用力を考慮して前記弾性力が設定されることを特徴とする請求項２に記載された車両用表示装置。