JP2006011122A - Head-up display device for vehicle - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a vehicle head-up display device that is mounted on a vehicle and displays a virtual image by projecting display light emitted from a display onto a projection member.
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。
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。 Such a vehicle head-up display device has a configuration in which the reflection mirror is closed when not used, and the reflection mirror can be opened to a predetermined angular position by a driving force of a motor when used.
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。 In such a vehicle head-up display device, during the opening / closing operation of the reflection mirror, the vehicle is arranged between the reflection mirror and the housing (closed direction) or between the reflection mirror and the windshield (open direction). There is a risk that objects placed on the dashboard and other objects (hereinafter referred to as foreign objects) may be caught. In addition, there is a problem that components for driving the reflection mirror may be damaged.
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。 The present invention has been made in view of this problem. In the case where a foreign object is caught between the reflection mirror and the housing or between the reflection mirror and the windshield during the opening / closing operation of the reflection mirror. Even if it exists, the head-up display apparatus for vehicles which does not produce a possibility of damaging a motor or a component is provided.
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。 The vehicle head-up display device according to the first aspect of the present invention is a vehicle head-up display device that displays a virtual image by projecting the display light emitted from the display onto the reflecting means. During the opening / closing operation of the reflection means and the driving means for opening / closing the load means, load torque information of the driving means is input, the load torque information is compared with a predetermined threshold value, and the load torque information is compared with the predetermined threshold value. And a control means having at least a pinching detection function for controlling the drive means so as to stop at least one of the opening / closing operations of the reflection means.
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。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle head-up device according to the first aspect, the control means performs the process of stopping the driving means in the pinching detection function, and then the reflecting means. The driving means is operated so as to move the reflecting means by a predetermined amount in a direction opposite to the direction in which the lens has moved.
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。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicle head-up display device according to the first aspect, the pinching detection function is provided between the reflecting means and a windshield of the vehicle, or between the reflecting means and the It is formed by detecting pinching with the housing in which the reflecting means is disposed.
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。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle head-up device according to the first aspect of the present invention, the vehicle head-up device further includes a temperature detection unit that detects an ambient temperature, and the control unit receives temperature information from the temperature detection unit. The threshold value, which is a reference for comparing the load torque information, is changed based on the temperature information.
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。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle head-up display device according to the first aspect, the control means performs a predetermined time from the start of the opening / closing operation when the reflecting means is opened / closed. After the elapse of time, the load torque information is handled as valid information.
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。 The present invention relates to a vehicle head-up display device that projects a display light emitted from a display onto a reflecting means to display a virtual image. The driving means for driving the reflecting means even when a foreign object is sandwiched, or the reflecting means There is no risk of damaging the components.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The configuration of the vehicle head-up display device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
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。
The vehicle head-up display device A is disposed on the
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。 Next, the electrical configuration of the main part of the vehicle head-up display device A will be described with reference to FIG.
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。
The electrical configuration mainly includes a
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。
The temperature detection means 10 is a thermistor, detects ambient temperature where the
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。
For example, the
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。
The upper limit detecting means 12 is composed of a limit switch, a photoelectric tube sensor, and the like, and has a predetermined direction in the direction in which the
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。
The lower limit detection means 13 is composed of a limit switch, a photoelectric tube sensor, and the like, similar to the upper limit detection means 12, and is predetermined in the direction in which the
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。
The control means 14 is mainly composed of a microcomputer. The control unit 14 includes various input information from the
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。
The
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。
The
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。
Next, the opening / closing processing operation of the
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)。
When the control means 14 inputs input information for performing any one of the opening / closing operations from the operation means 11, for example, an operation signal for moving the reflecting
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。
Next, the control unit 14 executes an input information invalidation process that invalidates the acquisition of the load torque information (steps S3 and S4). The input information invalidation process is a process of invalidating the acquisition of the drive current at the initial stage of driving because an inrush current is generated in which the rise of the drive current at the initial stage of driving of the
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
Next, the control means 14 validates the input of the temperature information from the temperature detection means 10 after the input information invalidation process is completed (step S5). The control unit 14 receives temperature information (detection voltage that changes according to temperature) from the
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。 For example, the control means 14 has three types of threshold data I in each temperature region of a low temperature region (-30 ° C. or more and less than 0 ° C.), a normal temperature region (0 ° C. or more and less than 50 ° C.), and a high temperature region (50 ° C. or more). Threshold data I corresponding to the ambient temperature is selected by specifying one of the threshold data I stored in the ROM and corresponding to the input of temperature information from the temperature detection means 10. Will be.
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)。
And the control means 14 inputs the drive current used as load torque information from the
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)。
In step S8, if the load torque data i is equal to or greater than the threshold data I, the control means 14 determines that there is a foreign object caught between the
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。
The control means 14 waits for the input of the operation signal from the operation means 11 again after Step S11, and performs the opening / closing operation from the stop position. In addition, although the description mentioned above was the closing operation | movement which rotates the
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。
Such a vehicle head-up display device A relates to an apparatus for displaying a virtual image V by projecting the display light L emitted from the
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。
Therefore, even if a foreign object is caught between the reflecting
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。
Further, the control means 14 executes the process for stopping the
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。
In addition, a temperature detection means 10 for detecting the ambient temperature is provided, and the control means 14 inputs temperature information from the temperature detection means 10 and changes a threshold value I as a reference for comparison of the load torque information based on the temperature information. Thus, even when the driving current i of the
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。
The control means 14 handles the driving current i of the
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。
The control means 14 in the above-described embodiment has a pinching detection function in the opening direction and the closing direction of the reflecting
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
A Vehicle head-up
4 Holding
10 temperature detection means 11 operation means 14 control means
Claims (5)
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。 A vehicle head-up display device that projects a display light emitted from a display onto a reflecting means to display a virtual image,
Driving means for opening and closing the reflecting means;
During the opening / closing operation of the reflecting means, the load torque information of the driving means is input, the load torque information is compared with a predetermined threshold value, and at least one of the opening / closing operations of the reflecting means is performed according to the comparison result. Control means having at least a pinch detection function for controlling the drive means to stop
A vehicle head-up display device comprising:
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080905 |