JP2014234088A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挟み込み等の異常を簡単な構成で検出することが可能なヘッドアップディスプレイ装置及び表示ユニットを提供する。
【解決手段】展開位置と格納位置との間で移動可能なコンバイナ３と、コンバイナ３が格納位置から展開位置まで移動する際に、閉位置に位置する場合にはコンバイナ３に当接し、開位置に位置する場合にはコンバイナ３に当接しないカバー５と、コンバイナ５に、格納方向の外力が作用したことを検出する検出スイッチＳＷ３と、検出スイッチＳＷ３から受け付けた信号に基づいてコンバイナ３の位置を制御する制御部１１と、を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、可動部を有するヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に可動部の挟み込み等の異常検出のための技術に関する。

一般的に、車両に搭載されて用いられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置は、ＨＵＤユニットから出射した光をコンバイナと呼ばれる光学部材に投射し、当該コンバイナの表面で反射した光を運転者の観察位置である所定のアイポイントに導くように構成される。

ＨＵＤ装置の中には、コンバイナを移動させるための可動部を有し、コンバイナが、ＨＵＤ装置を使用する使用状態では車両の運転席近傍のインストルメントパネル上に展開した展開状態となり、ＨＵＤ装置を使用しない状態ではインストルメントパネル内に格納された格納状態となるように、展開位置と格納位置との間で移動可能に構成されたものがある（特許文献１参照）。

このような可動部を有するＨＵＤ装置の場合には、コンバイナが展開位置と格納位置との間で移動する際に、挟み込みや部材同士の機械的な干渉等が生じる可能性がある。このような挟み込みや干渉が生じると、可動部に大きな負荷が加わって故障が生じる虞がある。また、展開位置と格納位置との間での移動中、或いは展開状態において、乗員の手等がコンバイナに当たって可動部に負荷が加わることも考えられる。

これに対して、従来、挟み込み等を防止するための種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１に開示されたＨＵＤ装置においては、可動部を駆動するモータの駆動電流を計測して負荷トルクを把握すると共に、サーミスタを用いて温度を検出している。そして、モータの負荷トルクや温度に基づいて過負荷を検出することにより、挟み込み等の異常の有無を識別している。

特開２００６−１１１２２号公報

特許文献１に類する技術を用いる場合、雰囲気温度によってモータのトルクが変化するために、雰囲気温度を検出する温度センサが必要となる。また、温度の条件を判定するための特別な回路及び補正用のデータを用いる必要がある。さらに、挟み込み等の異常の有無を判定するための閾値を、雰囲気温度に応じて変更しなければならない可能性もある。

上記のように、可動部の挟み込み等の異常を従来の技術で検出する場合には、比較的複雑な制御が必要であり、電気回路を構成する部品数も多くなる傾向があった。

また、コンバイナを展開位置と格納位置との間で移動可能に構成した場合には、コンバイナが通過する開口をインストルメントパネルに設ける必要がある。この場合、ＨＵＤ装置の不使用時には当該開口をカバーで覆うことが好ましく、開閉可能なカバーを設けることが考えられる。このような構造を採用した場合には、コンバイナとカバーとが互いに干渉する可能性も考えられるため、挟み込み等の異常を検出するための制御が更に複雑化し、コストが増大することが懸念される。

本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであり、挟み込み等の異常を簡単な構成で検出することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る上記目的は、下記の特徴を有するヘッドアップディスプレイ装置により達成される。
（１）展開位置と格納位置との間で移動可能なコンバイナと、
開位置と閉位置との間で移動可能に構成され、前記コンバイナが前記格納位置から前記展開位置まで移動する際に、前記閉位置に位置する場合には該コンバイナに当接し、前記開位置に位置する場合には該コンバイナに当接しないカバーと、
前記コンバイナに、前記展開位置から前記格納位置に向かう格納方向の外力が作用したことを検出する検出スイッチと、
前記検出スイッチに接続され、前記検出スイッチから受け付けた信号に基づいて前記コンバイナの位置を制御する制御部と、
を備えたヘッドアップディスプレイ装置。
（２）上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
棒状に延びる案内部と、
前記案内部の長手方向に沿ってスライド移動する可動ベース部材と、を更に備え、
前記コンバイナは、前記可動ベース部材の移動にしたがって、前記展開位置と前記格納位置との間で移動し、
前記検出スイッチは、前記コンバイナに前記外力が作用して前記コンバイナが前記可動ベース部材に対して接近した際に押下されるスイッチである、
こと。
（３）上記（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記可動ベース部材と前記コンバイナとの間に、ダンパー機構が設けられている、
こと。
（４）上記（２）及び（３）のいずれか１つの構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記制御部に接続され、その駆動力により前記可動ベース部材を駆動するモータを更に備え、
前記制御部は、前記コンバイナが前記展開位置に位置している際に、又は前記コンバイナが前記格納位置から前記展開位置まで移動している途中に、前記検出スイッチが前記コンバイナに前記外力が作用したことを検出した場合、前記コンバイナが前記格納位置まで移動するように前記モータの駆動を制御する、
こと。
（５）上記（２）〜（４）のいずれか１つの構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記制御部に接続され、その駆動力により前記可動ベース部材を駆動するモータを更に備え、
前記制御部は、前記コンバイナが前記展開位置に位置している場合、前記モータへの励磁を停止する、
こと。
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１つの構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
警報を報知する警報出力部を更に備え、
前記警報出力部は、前記検出スイッチが前記コンバイナに前記外力が作用したことを検出した場合、警報を出力する、
こと。

上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、コンバイナに対して格納方向の外力が作用すると、即ち挟み込みや機械的な干渉等に起因する異常が発生すると、検出スイッチが動作するので、異常発生の有無を簡単に検出できる。しかも、温度補償や閾値の調整が不要なので複雑な処理を行う必要がないし、温度センサが不要であるので部品数を減らすことも可能である。さらに、可動部を駆動するモータの励磁電流を監視することなく異常を検出できるので、所定の展開位置へのコンバイナの位置決めが完了した後は当該モータの励磁電流を遮断することができ、消費電力の低減が可能である。このように、上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、挟み込み等の異常を簡単な構成で検出することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
また、上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置では、格納方向の外力がコンバイナに作用したことを検出する。したがって、当該格納方向とは反対向きである展開方向にコンバイナが移動している途中において、コンバイナが閉位置に位置するカバーに当接した場合に、コンバイナに外力が作用したことを検出できる。或いは、乗員の手等が展開方向側からコンバイナに当たった場合や、展開方向への移動途中に他の部品にコンバイナが干渉した場合等にも、コンバイナに外力が作用したことを検出する。上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、これらの場合において、挟み込み等の異常を検出することができ、カバーの開閉状態を検出するための追加のセンサ等を設ける必要がないので、部品数を減らすことができる。
また、上記（１）のヘッドアップディスプレイ装置では、検出スイッチによって異常の発生を検出した場合に、例えばコンバイナに加わる外力を減らす方向にコンバイナを移動することができるので、異常時に可動部に負荷が加わり続けることを回避できる。
上記（２）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、単純な押圧スイッチにより部品の干渉や挟み込みを検出することができるので、異常検出のための構造及び制御を単純化することができ、部品数を減らすことができる。
上記（３）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、ダンパー機構により、安定したコンバイナの移動が可能になる。即ち、可動ベース部材とコンバイナとが相対的に移動可能な構造である場合には、格納位置と展開位置との間の移動時にコンバイナが揺動してコンバイナの挙動が不安定になってしまう虞があるが、ダンパー機構が当該挙動を抑制する。
上記（４）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、部品同士の干渉や挟み込みにより異常な負荷がコンバイナに加わった場合に、装置に加わるストレスを低減したり、コンバイナの破損、モータの焼き付き等を防止したりできる。
上記（５）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、展開位置へのコンバイナの位置決めが完了した状態では、モータを駆動する必要がないので、励磁を停止することにより消費電力を低減し、発熱も抑制できる。異常を検出するために励磁電流を監視する必要がないので、励磁を停止しても問題はない。
上記（６）のヘッドアップディスプレイ装置によれば、部品同士の干渉や、挟み込み等の異常の発生を乗員に報知することができる。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置によれば、挟み込み等の異常を簡単な構成で検出することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、実施形態に係る表示ユニットを搭載した車両の車室内観を表す斜視図である。 図２は、図１に示した表示ユニットの構造の概要を示す縦断面図である。 図３は、ＨＵＤ装置のコンバイナを含む可動部の構成を示す図であり、図３（ａ）は展開状態における正面図を、図３（ｂ）は同展開状態における側面図を、それぞれ示している。 図４は、図３（ａ）においてコンバイナに格納方向の外力が作用した場合の状態の変化を示す正面図である。 図５は、ＨＵＤ装置の位置検出及び異常検出システムの構成の概要を示す概念図であり、図５（ａ）は格納状態を、図５（ｂ）は展開状態をそれぞれ示している。 図６は、図１に示した表示ユニットの電気回路の構成の概要を示すブロック図である。 図７は、コンバイナ駆動制御の概要を示すフローチャートである。 図８は、図６に示した制御の異常検出処理の詳細を示すフローチャートである。 図９は、ＨＵＤ装置におけるカバーの状態、並びに下限スイッチ及び上限スイッチの状態の関係を説明するための説明図である。 図１０は、ＨＵＤ装置における各部の状態の関係を示す表である。

以下、本実施形態に係るＨＵＤ装置を備える表示ユニットについて図面を用いて説明する。本実施形態に係る表示ユニットは、ＨＵＤ装置と、表示部を有するメータユニットとを備え、車両に搭載されて用いられる。

＜表示ユニットの概要の説明＞
実施形態に係る表示ユニット１００を搭載した車両の車室内観の具体例を図１に示す。また、図１に示したＨＵＤ装置１の構造の概要を図２に示す。図１及び図２に示すように、表示ユニット１００は、ＨＵＤ装置１と、表示部３２を有するメータユニット３１とを備えて一体に構成されている。表示部３２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であり、速度情報、エンジン回転速度、燃料残量、冷却水温等を含む各種の車両の状態に関する情報をグラフィック画像によって呈示するためのデバイスである。

＜ＨＵＤ装置１の説明＞
図２に示すように、図１に示したＨＵＤ装置１は、運転席前方のインストルメントパネルＰに一部分が埋め込まれ、一部分が上方に露出した状態で設置されている。また、図２に示すように、ＨＵＤ装置１はコンバイナ３を備えている。コンバイナ３は、ハーフミラー（又は透明）であり、表面に光反射面を有し、且つ背面側（フロントウインドシールドＷ側）から入射した光Ｌ１を透過する特性を有している。

ＨＵＤ装置１が表示する可視情報を含む光Ｌ２は、ＨＵＤ装置１の本体内部からコンバイナ３に投射され、コンバイナ３の表面で反射した光の像が、この車両を運転する運転者の目の位置（図２中の「アイポイント」の位置）に投影される。

したがって、運転者は、ＨＵＤ装置１のコンバイナ３で反射して投影された光の像と、フロントウインドシールドＷを通して見える前方の風景とを重ね合わせた状態で同時に視認することができる。ＨＵＤ装置１が投影する光の像は、実際には存在しない位置に虚像として結像されて運転者に視認される。

コンバイナ３は、スライド移動可能に構成されており、ＨＵＤ装置１の使用状態では、図１に示すようにインストルメントパネルＰから上方に展開した展開状態になり、ＨＵＤ装置１を使用しない状態では、インストルメントパネルＰの内側に格納されて格納状態となる。即ち、コンバイナ３は、展開状態となる展開位置と、格納状態となる格納位置との間で移動可能に構成されている。

図２に示すように、ＨＵＤ装置１は、ベース２、コンバイナ３、光投影部４、カバー５、駆動部６、案内部１０等を備え、これらの構成要素のほとんどはインストルメントパネルＰの下方に配置されている。

ベース２は、車体側に固定されており、移動可能な状態でコンバイナ３を支持している。ＨＵＤ装置１は、ベース２を含んで構成される筺体（以下、単にベース２と称する場合がある。）の内部に各部材が収容されて構成される。コンバイナ３は、駆動部６の駆動力により、棒状に延びる案内部１０の長手方向（図２中の上下方向）に沿ってスライド移動可能に構成され、ベース２の内側に格納された格納位置と、図２に示したようにベース２から展開した展開位置との間で位置を変えることができる。即ち、コンバイナ３は、展開位置から格納位置に向かう格納方向（図２中の下方向）と、当該格納方向とは反対の展開方向（図２中の上方向）とに移動可能に構成されている。コンバイナ３を含む可動部の構成の詳細は、図３、図４を参照して後述する。

カバー５は、コンバイナ３がベース２の内側に格納された状態において、コンバイナ３の上方を覆うことができる。また、カバー５は、開閉可能に構成されている。カバー５は、コンバイナ３の上方を覆う位置（閉位置）にある時には、その一部がコンバイナ３の移動経路と重なる状態となり、コンバイナ３が展開方向に移動する時にその上端がカバー５と当接して移動が妨げられる。したがって、このような干渉が生じないように、コンバイナ３が移動を開始する際には、カバー５は図２に示すような待避位置（開位置）に移動し、コンバイナ３の移動経路を開放する。即ち、カバー５は、コンバイナ３が格納位置と展開位置の間を移動する際に、閉位置に位置する場合にはコンバイナ３に当接し、開位置に位置する場合にはコンバイナ３に当接しない。

インストルメントパネルＰの下方に配置されている光投影部４は、様々な可視情報を表示可能な透過型の液晶表示パネル及びバックライトを備えている。液晶表示パネルの画面に表示される可視情報の像は、背面のバックライトにより照明される。この照明光により、可視情報を含む光Ｌ２が、図２に示すようにインストルメントパネルＰの開口部を経由して、コンバイナ３に投射される。そして、コンバイナ３の表面で反射した光が、アイポイントに向かって投影される。このアイポイントから見える可視情報は、例えば図２に示すＳ１の位置に虚像として結像される。

図３は、ＨＵＤ装置１のコンバイナ３を含む可動部の構成を示す図であり、図３（ａ）は格納状態における正面図を、図３（ｂ）は同格納状態における側面図を、それぞれ示している。図３に示すように、ＨＵＤ装置１は、可動部として、案内部１０、可動ベース部材８、ガイドレール４１、４２、ダンパー機構９、ホルダ７、駆動部６等を備えている。上述した棒状に延びる案内部１０に、可動ベース部材８が上下方向にスライド移動可能に取り付けられている。案内部１０の左右側方には、可動ベース部材８のスライド移動を案内するガイドレール４１、４２がそれぞれ設けられている。そして、可動ベース部材８には、ダンパー機構９を介してホルダ７が接続されており、このホルダ７にコンバイナ３が固定されている。これにより、可動ベース部材８の上下方向への移動に従ってコンバイナ３が上下方向に移動する。可動ベース部材８は、駆動部６のステッピングモータ６２の駆動力により、上下方向にスライド移動する。ステッピングモータ６２は、例えばマイクロコンピュータ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）であるＨＵＤ側制御部１１によって、その駆動が制御される。

図４は、図３においてコンバイナ３に格納方向の外力が作用した場合の状態の変化を示す図である。図３に示したように、ホルダ７の下面は、スプリング等の弾性部材であるダンパー機構９を介して可動ベース部材８の上面で支持されており、可動ベース部材８に対して相対移動可能（揺動可能）に取り付けられている。ダンパー機構９の中央付近には、外力を検出するための検出スイッチＳＷ３が配置されている。検出スイッチＳＷ３は、押圧式のボタンを備え、通常時にはオフであり、ダンパー機構９の厚み方向に所定以上の押圧力が加わった場合にオンになる。この所定の押圧力は、スプリングにより設定される。

即ち、通常の状態でコンバイナ３が停止している場合や、コンバイナ３の移動途中には、コンバイナ３の重量程度の荷重しか加わらないので検出スイッチＳＷ３はオフになる。一方、例えば乗務員がコンバイナ３を下向きに押しつけた場合には、コンバイナ３の移動に要する力よりも大きな荷重がダンパー機構９の厚み方向に加わる。このため、図４に示すように、この外力によってコンバイナ３が可動ベース部材８に対して接近し、検出スイッチＳＷ３がオンになる。或いは、何らかの不具合によってカバー５が閉位置に位置する状態で、コンバイナ３が上昇すると、コンバイナ３の上端部がカバー５に当接して動かなくなり、コンバイナ３に大きな外力が加わる。このような場合にも、ダンパー機構９に下向きに大きな外力が加わり、この外力によってコンバイナ３が可動ベース部材８に対して接近し、検出スイッチＳＷ３がオンになる。このように、展開位置と格納位置との間における移動のための力以外の外力がコンバイナ３に作用すると、検出スイッチＳＷ３がこれを検出する。特に、本実施形態では、検出スイッチＳＷ３は、格納方向（下向き）の当該外力がコンバイナ３に作用したことを検出する。

但し、ホルダ７は、振動を抑制する機能を有するダンパー機構９を介して可動ベース部材８に接続されているので、上記外力が作用していない通常の状態では、可動ベース部材８に対して揺動することなく、可動ベース部材８の移動に従って上下方向に円滑にスライド移動する。

図５は、ＨＵＤ装置１の位置検出及び異常検出システムの構成の概要を示す概念図であり、図５（ａ）はコンバイナ３の格納状態を、図５（ｂ）は展開状態をそれぞれ示している。図５に示すように、ＨＵＤ装置１は、上述した案内部１０等を含むコンバイナ３の昇降機構やカバー５の開閉機構、検出スイッチＳＷ３等に加えて、下限スイッチＳＷ１及び上限スイッチＳＷ２を備えている。

下限スイッチＳＷ１及び上限スイッチＳＷ２は、案内部１０の下端側及び上端側にそれぞれ配置されており、可動ベース部材８が案内部１０の下端側に位置している場合には下限スイッチＳＷ１がオンになり、可動ベース部材８が案内部の上端側に位置している場合には上限スイッチＳＷ２がオンになる。本実施形態では、下限スイッチＳＷ１がオンである場合にコンバイナ３が格納位置に位置し、上限スイッチＳＷ２がオンである場合にコンバイナ３が展開位置に位置するように構成されている。

本実施形態では、ＨＵＤ側制御部１１は、これら下限スイッチＳＷ１及び上限スイッチＳＷ２からの出力に基づいてコンバイナ３の位置を把握し、検出スイッチＳＷ３からの出力に基づいて挟み込み等の異常の有無を把握する。このため、従来のようにコンバイナ３の昇降のためのモータの駆動電流や回転状態を監視することなく、機構部に設置されたスイッチのみで位置検出及び異常検出を実現できる。

＜電気回路の構成＞
図１に示した表示ユニットの電気回路の構成を図６に示す。図６に示すように、メータユニット３１は、表示ユニット１００のメインマイコンである、例えばマイクロコンピュータであるメータ側制御部３３を備えており、表示部３２が当該メータ側制御部３３に接続されている。また、メータ側制御部３３には、ＨＵＤ装置１のＨＵＤ側制御部１１が接続されている。ＨＵＤ装置１及びメータユニット３１は、バッテリー、イグニッション、グラウンド等に接続されている。さらに、ＨＵＤ装置１及びメータユニット３１には、操作部としてのコントロールスイッチ７１が接続されている。コントロールスイッチ７１は、複数の操作ボタンを有しており、乗員による展開指示や格納指示等の各種操作を受け付け可能に構成されている。

＜動作の説明＞
＜ＨＵＤ側制御部１１の動作＞
コンバイナ駆動制御の概要を図７に示す。また、図７に示した制御の異常検出処理の詳細を図８に示す。本実施形態では、ＨＵＤ側制御部１１が、図７及び図８に示す処理を実行し、ＨＵＤ装置１を制御する。

＜動作の概要＞
図７に示すように、ＨＵＤ装置１の電源がオンになると（Ｓ１１）、ＨＵＤ側制御部１１は原点チェックを実施する（Ｓ１２）。これにより、コンバイナ３が格納位置に位置決めされる。

続いて、ＨＵＤ側制御部１１は、コントロールスイッチ７１による展開要求の有無を監視し（Ｓ１３）、展開要求が為されると次のステップＳ１４で「異常検出処理」を開始する。この「異常検出処理」の詳細は、図８を参照して後述する。

電源投入後の初期状態ではコンバイナ３が格納位置にあるので、ＨＵＤ側制御部１１は、展開要求に従い、コンバイナ３の展開位置への移動制御を開始する（Ｓ１５）。そして、上限スイッチＳＷ２の状態を監視し（Ｓ１６）、上限スイッチＳＷ２がオンになるとコンバイナ３の展開動作を完了し、この状態でコンバイナ３の位置を保持する（Ｓ１７）。

コンバイナ３の展開動作が完了した後、ＨＵＤ側制御部１１は次に指示を受け付けるまでステッピングモータ６２の励磁を停止させる（Ｓ１８）。本実施形態では過負荷の検出のために前述の検出スイッチＳＷ３を利用するので、励磁電流を監視する必要がなく、移動完了後に励磁を停止しても問題がない。これにより、余分な発熱や電力消費を抑制できる。

ＨＵＤ側制御部１１は、展開動作が完了した後、再びコントロールスイッチ７１の状態を監視し、展開要求が解除されたか否かを識別する（Ｓ１９）。展開要求が解除された場合には、コンバイナ３の格納位置への移動制御を開始する（Ｓ２０）。

そして、ＨＵＤ側制御部１１は、下限スイッチＳＷ１の状態を監視し（Ｓ２１）、下限スイッチＳＷ１がオンになると、即ち可動ベース部材８及びコンバイナ３が格納位置までの移動を完了すると、Ｓ１４で開始した「異常検出処理」の実行を終了（解除）する（Ｓ２２）。そして、待機状態に移行し（Ｓ２３）、展開要求を再度待ち受ける（Ｓ１３）。

＜異常検出処理の詳細な説明＞
＜状態の種別の説明＞
はじめに、図９を参照して、ＨＵＤ装置におけるカバーの状態、並びに下限スイッチ及び上限スイッチの状態の関係を説明する。図９は、ＨＵＤ装置におけるカバーの状態、並びに下限スイッチ及び上限スイッチの状態の関係を説明するための説明図である。

コンバイナ３が格納位置と展開位置との間を移動すると、図９に示すように状態が変化する。即ち、コンバイナ３の停止位置に応じて、状態の種別「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」が定まる。

種別「Ａ」の状態では、カバー５は閉じた状態であり、下限スイッチＳＷ１がオンであり、上限スイッチＳＷ２がオフである。つまり、格納状態においては、種別は「Ａ」となる。

種別「Ａ」の状態からコンバイナ３が展開方向に進むと、下限スイッチＳＷ１がオフに切り替わる。この状態から更に展開方向に進むと、カバー５が閉じた状態から開いた状態に変化する。このように、コンバイナ３が格納位置から展開方向に進んだ場合に、下限スイッチＳＷ１がオフに切り替わる位置からカバー５が閉じた状態から開く状態に遷移する位置までが、種別「Ｂ」の状態である。

種別「Ｃ」の状態では、カバー５は開状態であり、下限スイッチＳＷ１及び上限スイッチＳＷ２はオフである。展開途中又は格納途中に、この種別「Ｃ」の状態となる。

コンバイナ３が展開方向に移動して所定の展開位置に接近すると、上限スイッチＳＷ２がオンに切り替わる。上限スイッチＳＷ２がオンに切り替わってから更にコンバイナ３が展開方向に進むと、展開位置に到達した状態が確定し、展開完了状態となる。上限スイッチＳＷ２がオンに切り替わってから展開完了状態となるまでが、種別「Ｄ」の状態である。

コンバイナ３が所定の展開位置に到達した状態が確定し、展開完了状態となった状態が種別「Ｅ」の状態である。

＜各部の状態の関係＞
ＨＵＤ装置１における各部の状態の関係の一覧を図１０に示す。
図１０に示すように、前記種別「Ａ」の状態で検出スイッチＳＷ３がオンになった場合、即ちカバー５が閉まった状態において過負荷が検出された場合には、ＨＵＤ装置１の構造上、カバー５が閉まった状態でコンバイナ３に負荷がかかることはないため、「異常」状態であると看做すことができる。例えば、前回の格納時にＨＵＤ装置１の内部に異物等が入り込んで、当該異物がコンバイナ３とカバー５の間に挟まってしまったために、展開方向への移動を開始したコンバイナ３に負荷がかかった場合に、このような状態となる。

また、種別「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の各状態で検出スイッチＳＷ３がオンになった場合、コンバイナ３の展開又は格納途中に何らかの障害物と接触した可能性が考えられるので、「接触」の異常と看做すことができる。例えば、本来コンバイナ３が展開位置まで移動する際には開位置に位置しているべきカバー５が、実際には当該開位置以外に位置していたために、コンバイナ３とカバー５とが当接した場合、或いは、コンバイナ３の移動途中に乗員の手等がコンバイナ３に接触した場合に、このような状態となる。

また、種別「Ｅ」の状態で検出スイッチＳＷ３がオンになった場合は、コンバイナ３が展開位置に停止している状態で、人為的に上方から下向きにコンバイナ３が押された可能性が考えられるので、「異常負荷」状態であると看做すことができる。

＜異常検出処理における処理フロー＞
図８を参照して、異常検出処理における処理フローを説明する。図８に示す異常検出処理は、上述した図７における処理と並列して実行される。

ＨＵＤ側制御部１１は、異常検出処理を開始すると、図８に示すステップＳ３１で、検出スイッチＳＷ３の状態を監視する。通常状態において検出スイッチＳＷ３はオフであるが、前述のように通常の荷重とは異なる下向きの外力がコンバイナ３に加わると、これを検出して検出スイッチＳＷ３の信号がオンになる。

検出スイッチＳＷ３がオンになった場合には、ＨＵＤ側制御部１１は、次のＳ３２で下限スイッチＳＷ１の状態を識別する。下限スイッチＳＷ１がオンの場合はＳ３７に進み、オフの場合はＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、ＨＵＤ側制御部１１は上限スイッチＳＷ２の状態を識別し、ＳＷ２がオンの場合はＳ３４に進み（種別「Ｄ」又は「Ｅ」）、ＳＷ２がオフの場合はＳ３５に進む（種別「Ｂ」又は「Ｃ」）。

ステップＳ３４では、ＨＵＤ側制御部１１は展開完了状態か否かを識別する。展開完了状態であればＳ３６に進み（種別「Ｅ」）、展開完了状態でなければＳ３５に進む（種別「Ｄ」）。

ステップＳ３５では、コンバイナ３の展開位置への移動の途中で検出スイッチＳＷ３が異常な負荷を検出したことになるので、ＨＵＤ側制御部１１は、展開処理を中止し、ステッピングモータ６２の回転方向を反転する。具体的には、展開方向へのステッピングモータ６２の駆動速度を所定の加速度で徐々に減速し、駆動速度が０に近づいた時に、コンバイナ３が格納方向に向かうようにステッピングモータ６２の駆動方向を反転する。これにより、コンバイナ３に加わる外力を減らす方向にコンバイナ３を移動することができるので、可動部に負荷が加わり続けることを回避できる。

ステップＳ３６では、ＨＵＤ側制御部１１は、コンバイナ３を格納位置に向かって移動して格納位置に位置決めするための処理を開始する。

ステップＳ３７では、ＨＵＤ側制御部１１は、メータユニット３１のメータ側制御部３３に対して、異常が発生したことを表す情報を表示部３２に表示するための信号を出力する。この際、ＨＵＤ側制御部１１は、どのような異常が発生したのかを区別して表示できるように、異常の種類を表す情報をメータ側制御部３３に通知する。例えば、Ｓ３２からＳ３７進んだ場合には、コンバイナ３が格納位置にある状態で異常を検出しているので、種別「Ａ」を表す情報を通知する。Ｓ３２以外のステップからＳ３７に進んだ場合には、それまでの処理経路に応じて種別「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、又は「Ｅ」を表す情報を通知する。

Ｓ３７で信号を受け付けたメータ側制御部３３は、当該信号に基づいて表示部３２の表示内容を制御し、各種別に対応した警報画面を表示させる。本実施形態では、各種別に基づいて特定される「異常」（種別「Ａ」）、「接触」（種別「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」）、「異常負荷」（種別「Ｅ」）のそれぞれの場合において、異なる警報画面が表示部３２に表示される。これにより、ＨＵＤ装置１の内部で異常が発生したこと、及び発生した異常の種類を乗員に報知することができる。
尚、ＨＵＤ装置１又はメータユニット３１に、警告音や疑似音声を出力する機能が備わっている場合には、異常の表示だけでなく、異常の発生及び発生した異常の種類を警告音や疑似音声により併せて出力しても構わない。

ステップＳ３８では、ＨＵＤ側制御部１１は、再展開を行うか否かを表すフラグを参照して状況を識別する。当該フラグがセットされている場合はＳ３９に進み、セットされていない場合はＳ４０に進む。

ステップＳ３９では、ＨＵＤ側制御部１１は新たな展開要求が発生するまで待機する。即ち、コントロールスイッチ７１の状態を監視し、乗員がコントロールスイッチ７１を操作するまで待機する。

ステップＳ４０では、コンバイナ３が格納位置にある時に展開要求を受け付けた場合と同様に、コンバイナ３の展開位置への移動処理を開始する。

以上説明した処理が実行されることにより、コンバイナ３に対して展開位置と格納位置との間の移動のための力以外の外力が作用すると、即ち挟み込みや機械的な干渉等に起因する異常が発生すると、検出スイッチＳＷ３が押下され、表示部３２に発生した異常に対応した警報画面が表示される。

以下では、本実施形態に係るＨＵＤ装置１及び表示ユニット１００の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、展開位置と格納位置との間で移動が可能なコンバイナ３と、前記コンバイナ３に対して前記移動のための力以外の外力が作用したことを検出する検出スイッチＳＷ３と、を備えている。
このため、コンバイナ３に対して展開位置と格納位置との間の移動のための力以外の外力が作用すると、即ち挟み込みや機械的な干渉等に起因する異常が発生すると、前記検出スイッチＳＷ３が動作するので、異常発生の有無を簡単に検出できる。しかも、温度補償や閾値の調整が不要なので複雑な処理を行う必要がないし、温度センサが不要であるので部品数を減らすことも可能である。さらに、可動部を駆動するモータの励磁電流を監視することなく異常を検出できるので、所定の展開位置へのコンバイナ３の位置決めが完了した後は当該モータの励磁電流を遮断することができ、消費電力の低減が可能である。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、前記検出スイッチＳＷ３が、前記展開位置から前記格納位置に向かう格納方向の前記外力が前記コンバイナ３に作用したことを検出する。
例えば、当該格納方向とは反対向きである展開方向にコンバイナ３が移動している途中において、当該コンバイナ３が展開位置と格納位置との間に配置されたカバー５に当接した場合に、コンバイナ３に格納方向の外力が作用する。或いは、乗員の手等が展開方向側からコンバイナ３に当たった場合や、展開方向への移動途中に他の部品にコンバイナ３が干渉した場合等にも、コンバイナ３に格納方向の外力が作用する。本実施形態に係るＨＵＤ装置１によれば、これらの場合において、挟み込み等の異常を簡単な構成で検出することができる。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、前記検出スイッチＳＷ３に接続されたＨＵＤ側制御部１１を更に備え、前記ＨＵＤ側制御部１１が、前記検出スイッチＳＷ３から受け付けた信号に基づいて前記コンバイナ３の位置を制御する。
このため、検出スイッチＳＷ３によって異常の発生を検出した場合に、コンバイナ３に加わる外力を減らす方向にコンバイナ３を移動することができるので（図８のＳ３５）、異常時に可動部に負荷が加わり続けることを回避できる。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、開位置と閉位置との間で移動可能なカバー５を更に備えている。そして、該カバー５は、前記コンバイナ３が前記格納方向とは反対の展開方向へ前記格納位置から前記展開位置まで移動する際に、前記閉位置に位置する場合には該コンバイナ３に当接し、前記開位置に位置する場合には該コンバイナ３に当接しない。また、前記検出スイッチＳＷ３は、前記コンバイナ３が前記格納位置から前記展開位置への移動途中に前記カバー５に当接した場合、前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出する。
このため、本来コンバイナ３が展開位置まで移動する際には開位置に位置しているべきカバー５が、実際には当該開位置以外に位置していたために、コンバイナ３とカバー５とが当接した場合に、この異常を検出スイッチＳＷ３で検出できる。このため、カバー５の開閉状態を検出するための追加のセンサ等を設ける必要がなく、部品数を減らすことができる。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、棒状に延びる案内部１０と、前記案内部１０の長手方向に沿ってスライド移動する可動ベース部材８と、を更に備えている。そして、前記コンバイナ３は、前記可動ベース部材８の移動にしたがって、前記展開位置と前記格納位置との間で移動する。また、前記検出スイッチＳＷ３は、前記コンバイナ３に前記外力が作用して前記コンバイナ３が前記可動ベース部材８に対して接近した際に押下されるスイッチである。
このため、単純な押圧スイッチにより部品の干渉や挟み込みを検出することができるので、異常検出のための構造及び制御を単純化することができ、部品数を減らすことができる。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、前記可動ベース部材８と前記コンバイナ３との間に、ダンパー機構９が設けられている。
このため、ダンパー機構９の作用によって、安定したコンバイナ３の移動が可能になる。即ち、可動ベース部材８とコンバイナ３とが相対的に移動可能な構造である場合には、格納位置と展開位置との間の移動時にコンバイナ３が揺動してコンバイナ３の挙動が不安定になってしまう虞があるが、ダンパー機構９が当該挙動を抑制する。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１は、前記ＨＵＤ側制御部１１に接続され、その駆動力により前記可動ベース部材８を駆動するステッピングモータ６２を更に備えている。そして、ＨＵＤ側制御部１１は、前記コンバイナ３が前記展開位置に位置している際に、又は前記コンバイナ３が前記格納位置から前記展開位置まで移動している途中に、前記検出スイッチＳＷ３が前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出した場合、前記コンバイナ３が前記格納位置まで移動するように前記ステッピングモータ６２の駆動を制御する（図８のＳ３６）。
このため、部品同士の干渉や挟み込みにより異常な負荷がコンバイナ３に加わった場合に、装置に加わるストレスを低減したり、コンバイナ３の破損、モータの焼き付き等を防止したりできる。

また、本実施形態に係るＨＵＤ装置１では、前記ＨＵＤ側制御部１１は、前記コンバイナ３が前記展開位置に位置している場合、前記ステッピングモータ６２への励磁を停止する（図７のＳ１８）。
このように、本実施形態に係るＨＵＤ装置１では、展開位置へのコンバイナ３の位置決めが完了した状態では、モータを駆動する必要がないので、励磁を停止することにより消費電力を低減し、発熱も抑制できる。異常を検出するために励磁電流を監視する必要がないので、励磁を停止しても問題はない。

また、本実施形態に係る表示ユニット１００は、ＨＵＤ装置１と、表示部３２を有するメータユニット３１と、を備えている。そして、前記ＨＵＤ側制御部１１は、前記検出スイッチＳＷ３が前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出した場合、前記表示部３２に警報を表示させるための信号を出力する。
このため、部品同士の干渉や、挟み込み等の異常の発生を、メータユニット３１の表示部３２による表示によって乗員に知らせることができる。

また、本実施形態に係る表示ユニット１００では、前記ＨＵＤ側制御部１１は、前記コンバイナ３が前記格納位置から前記展開位置へ移動している途中に、前記検出スイッチＳＷ３が前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出した場合（種別「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」）と、前記コンバイナ３が前記展開位置に位置している際に、前記検出スイッチＳＷ３が前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出した場合（種別「Ｅ」）と、で前記表示部３２に異なる警報を表示させるための信号を出力する（図８のＳ３７）。
このため、部品同士の干渉や、挟み込み等の異常が発生した場合に、乗員は表示の内容から異常の種類を区別することが可能になる。

また、本実施形態に係る表示ユニット１００では、前記ＨＵＤ側制御部１１は、前記コンバイナ３が前記格納位置から前記展開位置へ移動している途中に、前記検出スイッチＳＷ３が前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出した場合（種別「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」）と、前記コンバイナ３が前記格納位置に位置している際に、前記検出スイッチＳＷ３が前記コンバイナ３に前記外力が作用したことを検出した場合（種別「Ａ」）と、で前記表示部３２に異なる警報を表示させるための信号を出力する、
このため、部品同士の干渉や、挟み込み等の異常が発生した場合に、乗員は表示の内容から異常の種類を区別することが可能になる。

尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で種々の変形や改良等を伴うことができる。

例えば、上記実施形態では、検出スイッチＳＷ３が格納方向（下向き）の外力を検出可能である構成としたが、その他の向きの外力を検出可能な構成としても構わない。例えば、ホルダ７の形状を略Ｕ字形状としてコンバイナ３の下方だけではなく左右側方も覆う形状とし、コンバイナ３の側方への移動により押下される検出スイッチを当該側方部分に設け、格納方向及び展開方向に垂直な方向の外力を検出可能である構成としても構わない。

また、上記実施形態では、コンバイナ３がホルダ７に固定され、当該ホルダ７と可動ベース部材８との間に検出スイッチＳＷ３が配置され、コンバイナ３に格納方向の外力が作用した場合にホルダ７が可動ベース部材８に対して接近して、検出スイッチＳＷ３が押下される構成としたが、コンバイナ３に格納方向の外力が作用してコンバイナ３が移動した場合に検出スイッチＳＷ３が当該移動を検出可能な構成であればよい。例えば、検出スイッチＳＷ３が可動部自体の移動を検知する構造でも構わない。

また、上記実施形態では、メータユニット３１の表示部３２により警報を出力する構成としたが、警報を出力するデバイスはこれに限られない。例えば、上述したように、ＨＵＤ装置１が警報出力部として、警告音や疑似音声を出力する音声出力部を備え、当該音声出力部が、検出スイッチＳＷ３がコンバイナ３に外力が作用したことを検出した場合に警報を出力する構成としても構わない。また、当該警報出力部としての音声出力部を、メータユニット３１が備える構成であっても構わない。

また、上記実施形態では、ＨＵＤ側制御部１１が図７、図８に示す処理を実行し、メータ側制御部３３が表示部３２の表示内容を制御する構成としたが、これらの処理はどちらの制御部により実行されても構わない。

１ ＨＵＤ装置
２ ベース
３ コンバイナ
４ 光投影部
５ カバー
６ 駆動部
６２ ステッピングモータ
７ ホルダ
８ 可動ベース部材
９ ダンパー機構
１０ 案内部
１１ ＨＵＤ側制御部
３１ メータユニット
３２ 表示部
３３ メータ側制御部
１００ 表示ユニット
ＳＷ１ 下限スイッチ
ＳＷ２ 上限スイッチ
ＳＷ３ 検出スイッチ
Ｐ インストルメントパネル
Ｗ フロントウインドシールド

Claims (6)

1. 展開位置と格納位置との間で移動可能なコンバイナと、
   開位置と閉位置との間で移動可能に構成され、前記コンバイナが前記格納位置から前記展開位置まで移動する際に、前記閉位置に位置する場合には該コンバイナに当接し、前記開位置に位置する場合には該コンバイナに当接しないカバーと、
   前記コンバイナに、前記展開位置から前記格納位置に向かう格納方向の外力が作用したことを検出する検出スイッチと、
   前記検出スイッチに接続され、前記検出スイッチから受け付けた信号に基づいて前記コンバイナの位置を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 棒状に延びる案内部と、
   前記案内部の長手方向に沿ってスライド移動する可動ベース部材と、を更に備え、
   前記コンバイナは、前記可動ベース部材の移動にしたがって、前記展開位置と前記格納位置との間で移動し、
   前記検出スイッチは、前記コンバイナに前記外力が作用して前記コンバイナが前記可動ベース部材に対して接近した際に押下されるスイッチである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記可動ベース部材と前記コンバイナとの間に、ダンパー機構が設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記制御部に接続され、その駆動力により前記可動ベース部材を駆動するモータを更に備え、
   前記制御部は、前記コンバイナが前記展開位置に位置している際に、又は前記コンバイナが前記格納位置から前記展開位置まで移動している途中に、前記検出スイッチが前記コンバイナに前記外力が作用したことを検出した場合、前記コンバイナが前記格納位置まで移動するように前記モータの駆動を制御する、
   ことを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記制御部に接続され、その駆動力により前記可動ベース部材を駆動するモータを更に備え、
   前記制御部は、前記コンバイナが前記展開位置に位置している場合、前記モータへの励磁を停止する、
   ことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 警報を報知する警報出力部を更に備え、
   前記警報出力部は、前記検出スイッチが前記コンバイナに前記外力が作用したことを検出した場合、警報を出力する、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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