[发明专利]用于车辆的平视显示器设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的平视显示器设备。

背景技术

在用于车辆的常规平视显示器（HUD）设备中，由显示器单元所显示的发光图像诸如车辆信息投影到投影目标诸如车辆的挡风玻璃上，使得显示的图像可以显示为虚拟图像。JP2011-207431A（US2011/0241596A1）公开了这种HUD设备的一个例子，其中由显示器单元提供的显示图像被反射镜诸如凹镜反射并且投影到投影目标上。通过使用反射镜，HUD设备能够安装在车辆的有限空间中。

在该HUD设备中，步进电动机响应于与来自外侧的调节指令对应的驱动信号来旋转反射镜，使得可以调节虚拟图像的显示位置。根据该构造，车辆中的乘客（驾驶员）通过向HUD设备输入位置调节指令，能够将车辆信息的虚拟图像的位置调节至更易于观察的位置。

另外，在该HUD设备中，当停止输入调节指令时，步进电动机持续被驱动信号驱动直到其实现电稳定。如果驱动信号在不是电稳定点的点停止，那么步进电动机响应于外力的冲击或者振动而趋向于异相步进。持续施加驱动信号一段时间以避免该异相问题。

在该HUD设备中，假定多个电稳定点和多个机械稳定点彼此匹配，在电稳定点，步进电动机通过带电时产生的保持转矩而实现电稳定，在机械稳定点，步进电动机通过不带电时提供的起动转矩（detent torque）而实现机械稳定。在该假定下，通过持续施加驱动信号直到达到电稳定点，实现步进电动机稳定。即使是在电稳定点之后停止驱动信号时，假定步进电动机通过在电稳定点处产生的起动转矩实现稳定。

但是，在实际产品中，由于制造误差等使得电稳定点和机械稳定点在相位上是不同的。结果，在电稳定点处持续施加驱动信号、之后停止驱动信号的情形下，步进电动机暂时停止，然后开始朝向机械稳定点旋转。这导致虚拟图像的显示位置在暂时停止后再次移动。车辆中的乘客因而将感到不舒适，甚至导致显示为虚拟图像的车辆信息不可靠。

发明内容

因此本发明的目的是提供用于车辆的平视显示器设备，其增加了车辆信息的虚拟图像显示的可靠性。

根据一个方面，用于车辆的平视显示器设备包括显示器单元、光学系统、步进电动机以及控制系统。显示器单元显示车辆信息的发光图像（light-emitted image）。光学系统包括反射镜，反射镜可旋转地设置以反射发光图像并且将所反射的图像朝向投影目标投影，以便显示发光图像的虚拟图像。当通过驱动信号带电时，步进电动机驱动反射镜旋转以调节虚拟图像的显示位置。步进电动机具有多个电稳定点和多个机械稳定点，其中在电稳定点，通过带电时产生的保持转矩电动机操作实现电稳定，在机械稳定点，通过不带电时产生的起动转矩电动机操作实现稳定。控制系统响应于从外侧输入的调节指令来控制用于步进电动机的驱动信号。控制系统构造为即使在停止调节指令之后仍持续施加驱动信号直到达到电稳定点，使得步进电动机执行带电旋转，并且当达到电稳定点时立即停止施加驱动信号，使得步进电动机在带电旋转之后朝向机械稳定点执行惯性旋转。

优选地，控制系统构造为每预定时间段将施加至步进电动机的驱动信号的电角改变一步进角度，直到停止施加调节指令。步进角度小于两个电稳定点之间的间隔。控制系统构造为在停止施加调节指令之后持续施加驱动信号以将驱动信号的电角改变所述步进角度，直到通过带电旋转达到电稳定点。可以的是，不仅当实际达到电稳定点时而且还当达到稍微不同于电稳定点而是刚好在电稳定点之前的电稳定点时，都确定为达到电稳定点。

附图说明

参考附图通过以下详细说明，上述和其他目的、特征以及优点将变得更明显。在附图中：

图1是根据一个实施例的用于车辆的平视显示器（HUD）设备的示意图；

图2是图1中所示的HUD设备所显示的虚拟图像的示意图；

图3是图1中所示的步进电动机以及减速齿轮的截面图；

图4是图1中所示的步进电动机以及其控制系统之间的电连接的方块图；

图5是图3中所示的定子的示意图，其在沿转子的旋转方向的平面被放大；

图6是施加至图1中所示的步进电动机的驱动信号的特性图；

图7是图1中所示的步进电动机的特性和操作的示意图；

图8是图4所示的控制系统的显示器控制电路执行的驱动信号控制处理的流程图；以及

图9A和图9B是施加至图1中所示的步进电动机的驱动信号的特性图。

具体实施方式

（构造）