(57)【要約】【課題】  見栄えの良いコンバイナの変位ができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０は、モータ１２と、モータ１２の駆動力を伝達可能な伝達機構２０と、伝達機構２０に接続され倒伏位置から起立位置まで変位可能なコンバイナ１７と、モータ１２の回転量を検出可能な回転量検出部１４と、モータ１２に所定の電圧を印加する制御部１５ａと、コンバイナ１７の変位位置に対応する電圧出力値を格納する格納部１５ｃと、を備える。制御部１５ａは、回転量検出部１４が検出した回転量に基づいて変位位置を推定し、推定した変位位置に対応する電圧出力値を格納部１５ｃから選択してモータ１２に印加する。【選択図】  図８
2019084845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの駆動力を伝達可能な伝達機構と、
前記伝達機構に接続され倒伏位置から起立位置まで変位可能なコンバイナと、
前記モータの回転量を検出可能な回転量検出部と、
前記モータに所定の電圧を印加する制御部と、
前記コンバイナの変位位置に対応する電圧出力値を格納する格納部と、を備え、
前記制御部は、前記回転量検出部が検出した前記回転量に基づいて前記変位位置を推定し、前記推定した変位位置に対応する前記電圧出力値を前記格納部から選択して前記モータに印加する
ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、前記温度検出部が検出した温度に基づいて前記モータに印加する電圧を補正する
請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
電源の電圧を検出する電源電圧検出部と備え、
前記制御部は、前記所定の電圧をパルス幅変調方式で出力し、
前記電源電圧検出部が検出した電圧に基づいて前記パルス幅変調方式のデューティ比を補正する
請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンバイナを変位可能なヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヘッドアップディスプレイ装置として、特許文献１に開示されたものがある。このヘッドアップディスプレイ装置は、コンバイナを支持するコンバイナホルダを上下駆動手段によって上下移動させてコンバイナを変位させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６８３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなヘッドアップディスプレイ装置においては、コンバイナをオフ状態からオン状態まで等速で滑らかに変位すると見栄えが良い。しかしながら、変位位置によって負荷が異なるため、当該負荷を考慮せずにモータを駆動させると、等速で滑らかに変位しない。
【０００５】
本開示は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、見栄えの良いコンバイナの変位ができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、
モータと、
前記モータの駆動力を伝達可能な伝達機構と、
前記伝達機構に接続され倒伏位置から起立位置まで変位可能なコンバイナと、
前記モータの回転量を検出可能な回転量検出部と、
前記モータに所定の電圧を印加する制御部と、
前記コンバイナの変位位置に対応する電圧出力値を格納する格納部と、を備え、
前記制御部は、前記回転量検出部が検出した前記回転量に基づいて前記変位位置を推定し、前記推定した変位位置に対応する前記電圧出力値を前記格納部から選択して前記モータに印加する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、見栄えの良いコンバイナの変位ができるヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ヘッドアップディスプレイ装置の倒伏位置を示す左側面図。
【図２】ヘッドアップディスプレイ装置の倒伏位置における正面図。
【図３】ヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成図。
【図４】ヘッドアップディスプレイ装置の倒伏位置から起立位置に至る状態を示す左側面図。
【図５】ヘッドアップディスプレイ装置の起立位置を示す左側面図。
【図６】モータ及び回転体に関する説明図。
【図７】コンバイナの変位位置と負荷の関係を示す図。
【図８】制御部の制御フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示のヘッドアップディスプレイ装置を、添付図面に基づいて説明する。本開示における前後上下左右の各方向は車両の進行方向を基準とする方向である。また、図のＦｒは前を示し、Ｆｒは後ろを示し、Ｒｉは右を示し、Ｌｅは左を示し、Ｕｐは上を示し、Ｄｎは下を示している。
【００１０】
図１から図５を参照する。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、支持ケース１１と、モータ１２と、ウォーム１３と、回転量検出基板１４（回転量検出部１４）と、制御基板１５と、コンバイナホルダ１６と、コンバイナ１７と、蓋体１８と、ステー１９と、伝達機構２０と、原点検出部３０と、液晶表示器４０を有する。
【００１１】
ヘッドアップディスプレイ装置１０は、図１に示すコンバイナ１７が支持ケース１１に格納された倒伏位置と、図３に示すコンバイナ１７が支持ケース１１から突出した起立位置と、の間を変位可能に構成されている。
【００１２】
ヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両のイグニッションスイッチがオンされて起動すると、蓋体１８がコンバイナ１７の変位進路を阻害しない位置に変位を開始し、その後、コンバイナ１７を倒伏位置から起立位置へと変位させる。そして、コンバイナ１７が起立位置となると、表示器４０からコンバイナ１７の後面（Ｒｒ側の面）に向けて車両情報を表す光を投射し、コンバイナ１７の後面から視認したときにコンバイナ１７の前方（Ｆｒ方向）に車両情報を虚像で表示する。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両のイグニッションスイッチがオフされると、コンバイナ１７を起立位置から倒伏位置へと変位させ、コンバイナ１７を支持ケース１１に格納し、コンバイナ１７を蓋体１８で覆った状態で停止する。
【００１３】
支持ケース１１は、モータ１２と、ウォーム１３と、回転量検出基板１４と、制御基板１５と、コンバイナホルダ１６と、コンバイナ１７と、蓋体１８と、ステー１９と、伝達機構２０と、原点検出部３０を支持するケース体である。
【００１４】
モータ１２は、ＤＣモータである。モータ１２は、金属製のステー１９に取り付けられている。
【００１５】
ウォーム１３は、モータ１２のモータ軸１２ａに設けられており、モータ１２の回転に伴って回転する。ウォーム１３は、回転量検出基板１４と対向する面に凸部１３ａ（被検出部１３ａ）と、凹部１３ｂが形成されている。
【００１６】
回転量検出基板１４は、回転量検出センサ１４ａと、波形整形回路１４ｂが設けられた回路基板である。回転量検出基板１４は、回転量検出センサ１４ａが凸部１３ａあるいは凹部１３ｂと対向するようにステー１９に取り付けられている。
【００１７】
回転量検出センサ１４ａは、ウォーム１３との距離に応じた強度の信号を出力する距離センサであり、例えば、反射型フォトセンサである。波形整形回路１４ｂは、例えば、コンパレータを用いて所定の閾値電圧（あるいは閾値電流）と比較してオンオフ信号を出力する比較回路である。波形整形回路１４ｂは、回転量検出センサ１４ａが検出したウォーム１３との距離が閾値以上の場合はオン信号を出力し、閾値未満の場合はオフ信号を出力する。波形整形回路１４ｂの閾値は、回転量検出センサ１４ａと凸部１３ａが対向している間は波形整形回路１４ｂからオン信号が出力され、回転量検出センサ１４ａと凹部１３ｂが対向している間は波形整形回路１４ｂからオフ信号が出力されるように設定される。
【００１８】
制御基板１５は、制御集積回路１５ａ（制御部１５ａ）と、温度検出センサ１５ｄ（温度検出部１５ｄ）を有する回路基板である。
【００１９】
制御集積回路１５ａは、マイクロコントローラである。制御集積回路１５ａは、車両に搭載されたバッテリＢＡＴの電圧値を検出する電源電圧検出部１５ｂと、記憶回路１５ｃ（格納部１５ｃ）を有する。
【００２０】
制御集積回路１５ａは、モータ１２にパルス幅変調方式で所定の電圧を印加してモータ１２を回転させる。
【００２１】
制御集積回路１５ａは、コンバイナ１７が起立位置にあるときに、液晶表示器４０に車両情報を表す画像を表示させる。
【００２２】
記憶回路１５ｃは、例えば、ＮＯＲ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶回路１５ｃは、変位位置と、この変位位置に対応する印加電圧から構成される印加電圧テーブルが記憶されている。また、記憶回路１５ｃには、雰囲気温度と、この雰囲気温度に対応する印加電圧補正値から構成される温度補正テーブルが記憶されている。そして、記憶回路１５ｃには、電源電圧と、この電源電圧に対応するデューティー比から構成される電源電圧補正テーブルが記憶されている。
【００２３】
制御集積回路１５ａは、車両のイグニッションスイッチがオンされて起動すると、後述する原点検出部３０により原点を検出する。制御集積回路１５ａは、原点を検出すると倒伏位置から起立位置へ変位させるべくモータ１２を回転させる。また、制御集積回路１５ａは、モータ１２を回転させる間、原点を検出してから回転量検出基板１４から出力されるオン信号とオフ信号をモータ１２の回転方向に応じてカウントしてコンバイナ１７の変位位置を推定する。
【００２４】
温度検出センサ１５ｄは、ヘッドアップディスプレイ装置１０の内部温度（雰囲気温度）を検出するサーミスタである。
【００２５】
コンバイナホルダ１６は、コンバイナ１７を支持し、後述する伝達機構２０と連結されている。
【００２６】
コンバイナ１７は、ハーフミラーやホログラム素子等により構成された曲面を有する透光性のスクリーンである。
【００２７】
蓋体１８は、コンバイナ１７が倒伏位置のときに上側を覆い、コンバイナ１７が倒伏位置から起立位置に変位する際にコンバイナ１７に先だってコンバイナ１７の進路を妨げない位置に退避する蓋である。蓋体１８も後述する伝達機構２０と連結されている。
【００２８】
伝達機構２０は、ホイール２１と、軸２２と、ギヤ部材２３と、カムレバー２４と、ピニオン２５と、ラック２６と、を有する。
【００２９】
ホイール２１は、ウォーム１３と噛み合い、ウォーム１３の回転に伴って回転する。ホイール２１は、支持ケース１１の左右に１つずつ設けられており、軸２２で接続されて左右のホイール２１がウォーム１３の回転に伴って同時に回転する。
【００３０】
ギヤ部材２３は、ホイール２１とカムレバー２４及びピニオン２５と噛み合う。
【００３１】
カムレバー２４は、コンバイナホルダ１６と連結されている。
【００３２】
ピニオン２５は、ラック２６と噛み合う。
【００３３】
ラック２６は、蓋体１８と連結されている。
【００３４】
原点検出部３０は、ピニオン２５に一体に形成された突起部２５ａと、支持ケース１１に支持された接触センサ３２と、から構成される。原点検出部３０は、倒伏位置にピニオン２５が回転したときに突起部２５ａが接触センサ３２に接触し、倒伏位置にコンバイナ１７が位置していることを検出する。
【００３５】
図７に、倒伏位置の位置を０とし起立位置の位置を１００としたときの変位位置とモータ１２の負荷トルクを示す。位置０から位置３０の間は、モータ１２の動力が伝達機構２０によって蓋体１８に伝達されて蓋体１８が変位する。その後、位置３０から位置１００の間は、モータ１２の動力が伝達機構２０によってコンバイナ１７にも伝達されてコンバイナ１７と蓋体１８が変位する。つまり、位置３０から位置１００の間の負荷が、位置０から位置３０の間の負荷に比べて大きくなるため、負荷が一定でない。そのため、モータ１２に一定の電圧を印加して回転させても、コンバイナ１７及び蓋体１８は等速に変位しない。
【００３６】
制御基板１５は、コンバイナ１７及び蓋体１８を等速に変位させるため、図８に示す処理手順でモータ１２に印加する電圧を調整する。以後、倒伏位置から起立位置へと変位させる制御手順を一例として示す。
【００３７】
（ステップＳ１）
制御集積回路１５ａは、原点を検出してから回転量検出基板１４から出力されるオン信号とオフ信号をモータ１２の回転方向に応じてカウントしてコンバイナ１７の変位位置を推定する。次に、ステップＳ２の制御を実行する。
【００３８】
（ステップＳ２）
制御集積回路１５ａは、推定したコンバイナ１７の変位位置が目的位置である起立位置であるか否かを判定する。推定したコンバイナ１７の変位位置が目的位置である場合は、制御を終了する。そうでない場合は、ステップＳ３の制御を実行する。
【００３９】
（ステップＳ３）
制御集積回路１５ａは、記憶回路１５ｃに記憶されている印加電圧テーブルを参照し、推定したコンバイナ１７の変位位置に対応する印加電圧を選択する。印加電圧テーブルは、負荷トルクに関わらず等速でコンバイナ１７が変位するように、変位位置に対応する負荷トルクが大きいほど印加電圧が大きく設定されている。次に、ステップＳ４の制御を実行する。
【００４０】
（ステップＳ４）
制御集積回路１５ａは、記憶回路１５ｃに記憶されている温度補正テーブルを参照し、温度検出センサ１５ｄが検出した温度に対応する温度補正値を選択する。制御集積回路１５ａは、この温度補正値に基づいて印加電圧を補正する。モータ１２は、使用温度環境が高くなると、モータ内の巻線の抵抗値が上がりマグネットの磁力が低下し、その結果トルクが低下してしまうため、この温度補正値は、雰囲気温度が高いほど印加電圧を大きくなるように補正するものである。
【００４１】
また、制御集積回路１５ａは、記憶回路１５ｃに記憶されている電源電圧補正テーブルを参照し、電源電圧検出部１５ｂが検出した電源電圧に対応する電源電圧補正値を選択する。制御集積回路１５ａは、この電源電圧補正値に基づいてパルス幅変調方式のデューティ比を補正する。この電源電圧補正値は、電源電圧が低くなるほどデューティ比を高くするものである。次にステップＳ５の制御を実行する。
【００４２】
（ステップＳ５）
制御集積回路１５ａは、補正後の電圧をモータ１２に印加してモータ１２を回転させる。そして、ステップＳ１に戻る。
【００４３】
以上、コンバイナ１７を倒伏位置から起立位置へと変位させる制御手順を説明した。
【００４４】
以上のように、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０は、モータ１２と、モータ１２の駆動力を伝達可能な伝達機構２０と、伝達機構２０に接続され倒伏位置から起立位置まで変位可能なコンバイナ１７と、モータ１２の回転量を検出可能な回転量検出部１４と、モータ１２に所定の電圧を印加する制御部１５ａと、コンバイナ１７の変位位置に対応する電圧出力値を格納する格納部１５ｃと、を備える。制御部１５ａは、回転量検出部１４が検出した回転量に基づいて変位位置を推定し、推定した変位位置に対応する電圧出力値を格納部１５ｃから選択してモータ１２に印加する。
このように構成することで、負荷トルクが一定でなくてもコンバイナ１７を等速に変位できる。
【００４５】
また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０は、温度を検出する温度検出部１５ｄを備える。制御部１５ａは、温度検出部１５ｄが検出した温度に基づいてモータ１２に印加する電圧を補正する。
このように構成することで、雰囲気温度によるモータ１２のトルク変動があっても、コンバイナ１７を等速に変位できる。
【００４６】
また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０は、電源ＢＡＴの電圧を検出する電源電圧検出部１５ｂと備える。制御部１５ａは、所定の電圧をパルス幅変調方式で出力する。制御部１５ａは、電源電圧検出部１５ｂが検出した電圧に基づいてパルス幅変調方式のデューティ比を補正する。
このように構成することで、車両に搭載されるバッテリＢＡＴが劣化により電圧が低下しても、コンバイナ１７を等速に変位できる。
【００４７】
尚、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０は、以下の変更を加えてもよい。
【００４８】
制御集積回路１５ａは、電源電圧検出部１５ｂにより検出された電源電圧が制御集積回路１５ａの駆動電圧の略下限値となったときに、ただちにモータ１２を停止させ、推定した変位位置を記憶回路１５ｃに記憶させる構成としてもよい。また、制御集積回路１５ａは、電源電圧検出部１５ｂにより検出された電源電圧が制御集積回路１５ａの駆動電圧の略下限値から所定値上昇して安定的に制御集積回路１５ａが駆動できる範囲となってから、記憶回路１５ｃに記憶させた変位位置を参照して制御を再開する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ヘッドアップディスプレイ装置  １１…支持ケース  １２…モータ  １３…ウォーム  １３ａ…被検出部  １３ｂ…検出範囲外の部位  １４…回転量検出基板（回転量検出部）  １４ａ…回転量検出センサ  １４ｂ…コンパレータ  １５…制御基板  １５ａ…制御集積回路（制御部）  １５ｂ…電源電圧検出部  １５ｃ…記憶回路（格納部）  １５ｄ…温度検出センサ（温度検出部）  １６…コンバイナホルダ  １７…コンバイナ  １８…蓋体  １９…ステー  １９ａ…部品取付部  ２０…伝達機構  ２１…ホイール  ２２…軸  ２３…ギヤ部材  ２４…カムレバー  ２５…ピニオン  ２５ａ…突起部  ２６…ラック  ３０…原点検出部  ３２…接触センサ  ４０…液晶表示器
【図１】
2019084845.tif 000003
【図２】
2019084845.tif 000004
【図３】
2019084845.tif 000005
【図４】
2019084845.tif 000006
【図５】
2019084845.tif 000007
【図６】
2019084845.tif 000008
【図７】
2019084845.tif 000009
【図８】
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