[发明专利]一种HUD的LCD液晶屏温度保护系统及保护方法

权利要求书

1.一种HUD的LCD液晶屏温度保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、计算LED光源因子下LCD屏幕温度；

S2、计算太阳光辐热因子导致LCD屏幕的温升；

S3、计算并更新LED光源亮度；

其中，所述步骤S1包括如下步骤：

(1).读取LED灯板上温度传感器输入至MCU中A/D引脚电压经ADC模块转换后的数字量，通过MCU的ROM中预置的AD数字量-LED灯板温度查找表，计算出温度传感器采集到的LED灯板温度Tled；

(2).通过MCU的ROM中预置的LED亮度值-LCD屏幕温升查找表，计算出在当前的LED亮度设定值bri_set_curr下，LCD屏幕相对于LED灯板的温升值ΔTlcd_led，且ΔTlcd_led≥0；

(3).通过LED灯板温度Tled及LCD屏幕相对于LED灯板的温升值ΔTlcd_led，计算出在LED光源因子下LCD屏幕温度Tlcd_led＝Tled+ΔTlcd_led；

所述步骤S2包括如下步骤：

(1).获取来自车身CAN总线上的GPS信号、车头方向信号以及光照传感器信号，并将这些信号转换为物理量，从GPS信号中就得到了车辆所处经度long、纬度lat以及UTC时间time，从光照传感器信号中得到了环境光光照强度信息ls_val，从车头方向中得到车头朝向角度veh_head_w，确定正北方向为0°；

(2).在实车标定下，有标定值ls_val_threshold，此值为在太阳光能照射到HUD内部LCD屏幕上的最小的环境光强度，当光照传感器采集到的光强ls_valls_val_threshold时，则令太阳光辐射带来的温升值ΔTlcd_sun’＝0；当ls_val≥ls_val_threshold太阳光辐射，则需根据实际地理信息计算太阳高度角h；在进行ls_val和ls_val_threshold的大小比较时，使用迟滞比较器，用于消除抖动；

(3).太阳高度角的计算公式为sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost，其中，

H为太阳高度角；

φ为纬度，其中，北纬为正，南纬为负；

δ为当日的太阳赤纬，且sinδ＝0.39795cos[0.98563(N-173)],N为积日，即1月1日为1,12月31日为365；

t为地方时，规定正午12：00，t＝0，每变化1小时，t变化15度；

因此根据太阳高度角计算公式，并结合S2(1)中计算出的地理信息、时间信息得到车辆在当前环境下的太阳高度角h，GPS信息中获取的时间为UTC时间，需根据经度值long转换为当地时间；

(4).根据理论仿真结果有太阳高度角-车头朝向角度关系表，该表保存在MCU的ROM中，在该表中若给定一个太阳高度角，得到车头朝向范围[w1,w2]，在[w1,w2]范围内HUD大反射镜接收到太阳光并且在[w1,w2]范围内太阳光产生的光辐热对LCD屏幕温升不可忽略，当w1＝w2＝0时，此时的太阳光无论车头朝向如何，都不会照射到HUD大反射镜上；因此在给定的太阳高度角已知且车头朝向已知的情况下，对当前状态下太阳光是否能照射到大反射镜上进行判断，若此时的太阳光不能照射到大反射上，则令太阳光辐射带来的温升值ΔTlcd_sun’＝0，否则需要继续进行处理；

(5).因为HUD高度调节是软件进行控制的，同时软件上对HUD图像眼盒范围内的高度按照调节范围是均分处理的，并记HUD图像调节档位范围为[adj_min,adj_max]，眼盒范围内的大反射镜的旋转角度已知,记为[w_eyebox_low,w_eyebox_high],因此计算出当前调节档位level下大反射镜的翻转角度ang_mir；

ang_mir＝(w_eyebox_high-w_eyebox_low)/(adj_max-adj_min)*level+w_eyebox_low；

根据光路可逆原理以及HUD光学设计参数，计算出太阳光在LCD屏幕上的入射角度ang_lcd(ang_lcd＞0)；

(6).根据光学设计参数，在一个太阳的光辐热强度下，当太阳光线在LCD屏幕的入射角α时，LCD屏幕的温升值最大，根据理论值实验模拟出此种工况，并标定出此种工况下的LCD屏幕温升，记为ΔTlcd_sun_max，同样也有这样一个入射角β，其中，α＞β＞0，在一个太阳的光辐热强度下，LCD屏幕的温升最小，记为ΔTlcd_sun_min；而在一个太阳的光辐热条件下，太阳光线入射角与LCD屏幕温升值近似线性关系，因此计算出太阳光在LCD屏上的入射角度为ang_lcd时，LCD屏幕的温升值：

ΔTlcd_sun’＝(ΔTlcd_sun_max-ΔTlcd_sun_min)/(α-β)*ang_lcd+ΔTlcd_sun_min；

(7).更新太阳光辐热对LCD屏的温升值：ΔTlcd_sun＝ΔTlcd_sun’；

所述步骤S3包括如下步骤：

(1).计算LCD屏幕在LED光源及太阳光辐热共同作用下的温度：

Tlcd＝Tlcd_led+ΔTlcd_sun，当ΔTlcd_sun＝0时，则表明此时只有LED光源对LCD屏幕温升有作用；

(2).对于LCD屏幕，其最大工作温度为一常数记为Tlcd_max,LCD屏幕最大工作温度与当前温度的差值为：ΔTlcd＝Tlcd_max–Tlcd；

(a).当ΔTlcd≤0，说明此时的LCD屏幕温度已超过其最大温度，此时HUD应给驾驶员相应的告警提示，之后关闭LED背光并将HUD的大反射镜翻转至安全位置，以保证LCD屏幕不被烧屏；

(b).当ΔTlcd＞0，根据LED亮度值-LCD屏幕温升查找表，计算出当前温升下，LED的最大亮度设定值bri_set_max；

(3).比较LED当前的亮度设定值bri_set_curr与计算出的bri_set_max进行比较，如果bri_set_curr＞bri_set_max,意味着当前的亮度设定值会使得LCD屏幕温度超过LCD屏幕最大工作温度，那么就应进行降额处理使bri_set_curr＝bri_set_max，使LCD屏幕温度在LED光源和太阳光辐热的共同作用下不会达到最大的工作温度；如果bri_set_curr≤bri_set_max，表明当前的LED亮度设定值是安全的，不需要进行降额处理；

(4).将bri_set_curr送入LED亮度设置模块，如果bri_set_curr被更新过，那么LED亮度会变化，LED亮度维持之前状态。