[发明专利]用于车辆的平视显示器设备

说明书

技术领域

本公开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（US2001/0241596A1）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的空间中。

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匹配彼此，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，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（detent torque）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。

步进电动机具有多个相位的定子以及具有转子，在定子之间极齿沿电动机旋转方向位移适当位置，转子根据相对于极齿产生的磁吸引力而旋转到一位置。多个相位中特定相位的极齿被设定为稳定极齿，在不带电时产生的特定相位的极齿的磁吸引力所提供的起动转矩大于多个相位中另一相位所提供的起动转矩。控制系统构造为即使在调节指令停止之后仍持续施加驱动信号直到步进电动机的电角达到目标稳定点，目标稳定点设定为这样的电稳定点：在该点，在稳定极齿和转子之间产生用于提供带电时的保持转矩的磁吸引力。

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1中所示的步进电动机的特性的示意图；

图9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10A和图10B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）