用于车辆的抬头显示器及其控制方法与流程

相关申请交叉引用

本申请要求于2018年11月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0135688号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

本公开实施例涉及一种用于车辆的抬头显示器及其控制方法，更具体地，涉及一种能够通过应用仅检测组合器初始位置的传感器来降低生产成本并实现精确的组合器操作的用于车辆的抬头显示器，以及所述抬头显示器的控制方法。

背景技术：

通常，抬头显示器(head-updisplay，以下称为“hud”)是这样一种系统，其使得驾驶员能够通过在车辆的挡风玻璃上以虚拟图像的形式显示各种类型的车辆信息来在驾驶车辆时持续保持眼睛向前的同时检查车辆信息。

组合器类型的hud以这样的方式配置：将组合器收到车辆中，并在必要时展开。根据hud安装在车辆内的空间，将hud依据光学装置的部署分为水平型组合器hud和垂直型组合器hud。

在垂直型组合器hud中，通过凸轮的旋转使组合器垂直地移动并展开。因此，垂直型组合器hud的问题在于，因为将用于检测组合器的整个区域的旋转位移的传感器应用于组合器，因此成本增加。因此，需要改善所述问题。

在名称为“用于车辆的抬头显示装置”的韩国专利第10-1558658号(2015年10月1日)中公开了本申请的背景技术。

技术实现要素：

各实施例涉及提供一种能够通过应用仅检测组合器初始位置的传感器来降低生产成本并实现精确的组合器操作的用于车辆的hud，及其控制方法。

在一实施例中，一种用于车辆的抬头显示器(hud)包括：壳体单元；铰接单元，所述铰接单元可旋转地安装在所述壳体单元上；保持器单元，所述保持器单元安装在所述铰接单元上，其中，组合器位于所述保持器单元上；致动单元，所述致动单元联接至所述铰接单元并构造成使所述铰接单元旋转；检测单元，所述检测单元构造成检测所述铰接单元的初始位置；和控制器，所述控制器构造成接收所述检测单元的检测信号并驱动所述致动单元。

所述铰接单元包括：铰接盖单元，所述铰接盖单元联接至所述壳体单元；和铰接轴单元，所述铰接轴单元旋转通过所述铰接盖单元并联接至所述保持器单元。

所述保持器单元包括：保持器主体单元；保持器安装单元，所述保持器安装单元形成在所述保持器主体单元中，其中，所述组合器安装在所述保持器安装单元上；和保持器盖单元，所述保持器盖单元形成在所述保持器主体单元中并且联接至所述铰接轴单元。

所述致动单元包括：致动马达单元，所述致动马达单元安装在所述铰接盖单元上；致动齿轮单元，所述致动齿轮单元联接至所述铰接轴单元，其中，在所述致动齿轮单元的外周形成齿轮；和致动传递单元，所述致动传递单元构造成将所述致动马达单元的驱动力传递至所述致动齿轮单元。

所述致动传递单元包括：第一齿轮单元，所述第一齿轮单元与所述致动马达单元接合并旋转；第二齿轮单元，所述第二齿轮单元与所述第一齿轮单元接合并旋转；和第三齿轮单元，所述第三齿轮单元与所述第二齿轮单元接合并旋转，并且与所述致动齿轮单元接合。

所述检测单元包括：传感器，所述传感器安装在所述铰接盖单元上；和感测突起单元，所述感测突起单元安装在所述铰接轴单元上，具有凸轮形状并且构造成在所述组合器闭合时接通所述传感器。

在一实施例中，所述用于车辆的hud还包括：弹性单元，所述弹性单元安装在所述铰接单元上并且构造成弹性地支撑所述保持器单元。

在一实施例中，一种用于车辆的hud的控制方法包括：通过确定检测单元的接通或断开来设置组合器的初始位置，所述检测单元构造成检测与所述组合器共同操作的铰接轴单元的位置；将所述组合器从所述初始位置打开到先前的最终位置；以及将所述组合器从所述最终位置闭合到所述初始位置。

所述设置初始位置包括：最初通电时确定所述检测单元的接通或断开；如果所述检测单元断开，则通过沿所述组合器的闭合方向旋转致动单元来使所述检测单元接通；如果所述检测单元接通，则通过沿所述组合器的打开方向旋转所述致动单元设定量来使所述检测单元断开，并通过沿所述组合器的闭合方向以设定速度旋转所述致动单元来使所述检测单元再次接通；以及将所述检测单元在设定时间内从断开变为接通的点设置为所述初始位置。

所述方法还包括：如果所述检测单元在所述设定时间之外从断开变为接通或者所述检测单元在所述设定时间内保持断开状态，则确定已经发生错误并停止所述致动单元。

所述打开所述组合器包括：在所述初始位置，沿所述组合器的打开方向以设定速度旋转所述致动单元；通过旋转所述致动单元确定所述检测单元在设定时间内是否变为断开；如果所述检测单元在所述设定时间内变为断开，则执行倾斜操作直到所述先前的最终位置；以及如果完全执行了所述倾斜操作，则停止所述致动单元。

所述打开所述组合器还包括：确定所述组合器的所述初始位置是否设置；以及如果所述初始位置尚未设置，则设置所述初始位置。

所述打开所述组合器还包括：如果所述检测单元在所述设定时间之外变为断开或者所述检测单元在所述设定时间内保持接通状态，则确定已经发生错误并停止所述致动单元。

所述闭合所述组合器包括：确定所述检测单元是否变为断开；如果所述检测单元变为断开，则在所述最终位置沿所述组合器的闭合方向以设定速度旋转所述致动单元；确定所述检测单元在所述设定时间内是否变为接通；以及如果所述检测单元变为接通，则停止所述致动单元。

所述确定所述检测单元是否变为断开包括：如果所述检测单元变为接通，则设置所述初始位置。

所述闭合所述组合器还包括：如果所述检测单元在所述设定时间之外变为接通或者所述检测单元在所述设定时间内保持断开状态，则确定已经发生错误并且停止所述致动单元。

附图说明

图1是示意性地示出根据本公开实施例的用于车辆的hud的图。

图2是示意性地示出根据本公开实施例的组合器的闭合状态的图。

图3是示出图2所示组合器的底部的透视图。

图4是示意性地示出根据本公开实施例的组合器的打开状态的图。

图5是示意性地示出根据本公开实施例的壳体单元的图。

图6是示意性地示出根据本公开实施例的铰接单元的图。

图7是示出图6所示铰接单元的底部的透视图。

图8是示意性地示出根据本公开实施例的保持器单元的图。

图9是示出图8所示保持器单元的背面的透视图。

图10是示意性地示出根据本公开实施例的致动单元的图。

图11是示意性地示出根据本公开实施例的检测单元的接通状态的图。

图12是示意性地示出根据本公开实施例的检测单元的断开状态的图。

图13是示意性地示出根据本公开实施例的在组合器的打开状态下的弹性单元的图。

图14是示意性地示出根据本公开实施例的在组合器的闭合状态下的弹性单元的图。

图15是示意性地示出根据本公开实施例的用于车辆的hud的控制方法的图。

图16是示意性地示出根据本公开实施例的在用于车辆的hud的控制方法中的组合器初始位置设置方法的图。

图17是示意性示出根据本公开实施例的在用于车辆的hud的控制方法中的组合器打开方法的图。

图18是示意性地示出根据本公开实施例的在用于车辆的hud的控制方法中的组合器闭合方法的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述用于车辆的抬头显示器(hud)及其控制方法的实施例。在描述本公开时，如果认为相关的已知功能或构造使本公开不必要地含糊不清，则将省略其详细描述。此外，以下将要描述的术语已经通过考虑本公开中的功能来定义，并且可以根据用户、操作者的意图或实践而不同。因此，应基于整个说明书中的内容来定义每个术语。

图1是示意性地示出根据本公开实施例的用于车辆的hud1的图。图2是示意性地示出根据本公开实施例的组合器的闭合状态的图。图3是示出图2所示组合器的底部的透视图。图4是示意性地示出根据本公开实施例的组合器的打开状态的图。参照图1至图4，根据本公开实施例的用于车辆的hud1包括壳体单元10、铰接单元20、保持器单元30、致动单元40、检测单元50和控制器60。

壳体单元10安装在车辆上。图像生成器91位于壳体单元10中。图像生成器91生成图像或视频，并将图像信号投影到位于壳体单元10中的光学单元92上。此外，光学单元92通过控制光路将图像生成器91提供的图像信号引导至组合器80。

铰接单元20安装在壳体单元10上。例如，铰接单元20可以位于壳体单元10上方，组合器80可以收在壳体单元10上方。

保持器单元30安装在铰接单元20上。组合器80位于保持器单元30上。因此，当保持器单元30通过铰接单元20旋转时，组合器80旋转，因此可能变为闭合状态或打开状态。在这种情况下，在打开状态下，组合器80反射图像信号，使得驾驶员能够识别图像信号。

致动单元40联接至铰接单元20并使铰接单元20旋转。例如，致动单元40通过齿轮联接至铰接单元20。当铰接单元20沿一个方向旋转时，组合器80变为打开状态。当铰接单元20沿另一方向旋转时，组合器80可变为闭合状态。

检测单元50检测铰接单元20的初始位置。例如，检测单元50不检测铰接单元20的整个区域的旋转位移，而可能仅检测铰接单元20的初始位置。在这种情况下，铰接单元20的初始位置可以是组合器80的闭合状态。由于使用了相对便宜的限位开关传感器作为检测单元，因此检测单元50可通过物理加压而变为接通或断开。

控制器60从检测单元50接收检测信号并控制致动单元40。例如，当控制器60从检测单元50接收检测信号并驱动致动单元40时，铰接单元20可以旋转，因此组合器80可以打开或闭合。

图5是示意性地示出根据本公开实施例的壳体单元的图。参照图5，根据本公开实施例的壳体单元10包括壳体板单元11和壳体联接单元12。壳体板单元11可以位于壳体单元10上方。图像生成器91可以位于壳体板单元11下方。壳体联接单元12可以从壳体板单元11的边缘延伸并固定至车身。

图6是示意性地示出根据本公开实施例的铰接单元的图。图7是示出图6所示铰接单元的底部的透视图。参照图6和图7，根据本公开实施例的铰接单元20包括铰接盖单元21和铰接轴单元22。

铰接盖单元21联接至壳体单元10。铰接轴单元22可旋转通过铰接盖单元21，并联接至保持器单元30。例如，铰接轴单元22长于铰接盖单元21，并且可穿过铰接盖单元21的端部。铰接轴单元22的两端暴露于外部，并且可具有角形。

图8是示意性地示出根据本公开实施例的保持器单元的图。图9是示出图8所示保持器单元的背面的透视图。参照图8和图9，根据本公开实施例的保持器单元30包括保持器主体单元31、保持器安装单元32和保持器盖单元33。

保持器主体单元31形成为在铰接单元20的长度方向上具有长度。例如，保持器主体单元31在壳体板单元11的宽度方向上具有长度，并且可以形成得长于铰接轴单元22。

保持器安装单元32形成在保持器主体单元31中。组合器80安装在保持器安装单元32上。例如，保持器安装单元32形成在保持器主体单元31的长度方向上。可以在保持器安装单元32中形成凹槽，使得组合器80插入凹槽中。

保持器盖单元33形成在保持器主体单元31中并且形成为围绕铰接轴单元22。例如，保持器盖单元33与保持器主体单元31成为一体。铰接轴单元22的两端可以插入到保持器盖单元33中。保持器盖单元33联接至铰接轴单元22，并且可以与铰接轴单元22共同操作。

图10是示意性地示出根据本公开实施例的致动单元的图。参照图10，根据本公开实施例的致动单元40包括致动马达单元41、致动齿轮单元42和致动传递单元43。

致动马达单元41可以直接联接至铰接盖单元21，或者可以连接至铰接盖单元21。例如，致动马达单元41可以包括在通电时被驱动的马达驱动单元411和通过马达驱动单元411旋转的马达蜗轮单元412。

致动齿轮单元42联接至铰接轴单元22。在致动齿轮单元42的外周形成齿轮。例如，致动齿轮单元42可包括第一致动齿轮单元421和第二致动齿轮单元422，其中，所述第一致动齿轮单元421联接至铰接轴单元22的外周并具有环形形状，所述第二致动齿轮单元422形成在第一致动齿轮单元421的外周。

致动传递单元43将致动马达单元41的驱动力传递至致动齿轮单元42。更具体地，致动传递单元43包括第一齿轮单元431、第二齿轮单元432和第三齿轮单元433。

第一齿轮单元431与致动马达单元41接合并旋转。例如，第一齿轮单元431可以可旋转地安装在铰接盖单元21上，并且其一部分可以与马达蜗轮单元412接合并旋转。

第二齿轮单元432与第一齿轮单元431接合并旋转。例如，第二齿轮单元432可旋转地安装在铰接盖单元21上，并位于第一齿轮单元431上方。第二齿轮单元432的一部分可以以蜗轮的方式与第一齿轮单元431接合并旋转。

第三齿轮单元433与第二齿轮单元432接合并旋转，并且与致动齿轮单元42接合。例如，第三齿轮单元433可旋转地安装在铰接盖单元21上，并且位于致动齿轮单元42和第二齿轮单元432之间。第三齿轮单元433可以以正齿轮连接方式与致动齿轮单元42和第二齿轮单元432接合，从而能够传递电力。

图11是示意性地示出根据本公开实施例的检测单元的接通状态的图。图12是示意性地示出根据本公开实施例的检测单元的断开状态的图。参照图11和图12，根据本公开实施例的检测单元50包括传感器51和感测突起单元52。

传感器51安装在铰接盖单元21上。感测突起单元52安装在铰接轴单元22上。感测突起单元52具有凸轮形状，使得其在任何点的外径都增大。因此，当组合器80闭合时，感测突起单元52可以接通传感器51。例如，当组合器80处于闭合状态时，从感测突起单元52向外突出的部分可以按压传感器51，即，开关传感器。

图13是示意性地示出根据本公开实施例的在组合器的打开状态下的弹性单元的图。图14是示意性地示出根据本公开实施例的在组合器的闭合状态下的弹性单元的图。参照图13和图14，弹性单元70安装在铰接单元20上并弹性地支撑保持器单元30。例如，一个或多个弹性单元70安装在铰接轴单元22上。弹性单元70的一端可以由铰接盖单元21支撑，其另一端可以总是与保持器单元30接触。弹性单元70的另一端可以在组合器80的打开或闭合状态下被形成在保持器单元30中的保持器突起单元39卡住，从而防止了间隙和振动。

图15是示意性地示出根据本公开实施例的用于车辆的hud的控制方法的图。以下将参照图15描述所述用于车辆的hud的控制方法。

首先，控制器60通过确定检测单元50的接通或断开来设置组合器80的初始位置，所述检测单元50检测与组合器80共同操作的铰接轴单元22的位置(s100)。例如，当检测单元50的感测突起单元52在以凸轮形状旋转的同时按压传感器51时，传感器51可变为接通状态。当检测单元50处于接通状态时，组合器80可变为闭合状态。

此后，将组合器80从初始位置打开到先前的最终位置(s200)。最后，在组合器80打开之后，将组合器80从最终位置闭合到初始位置(s300)。例如，组合器80的最终位置可以表示组合器80打开的位置，因此驾驶员能够通过组合器80获得驾驶信息。

致动单元40可以在控制器60的控制下以设定速度或设定时间旋转组合器80设定量。在这种情况下，设定量、设定速度和设定时间可以依据设计而不同，并且可以在制造产品时输入到致动单元40。

图16是示意性地示出根据本公开实施例的在用于车辆的hud的控制方法中的组合器初始位置设置方法的图。以下将参照图16示意性地描述设置初始位置的流程。

首先，当最初通电时，确定检测单元50的接通或断开(s101)。如果检测单元50变为断开，则通过沿组合器80的闭合方向旋转致动单元40来使检测单元50变为接通(s103和s105)。此外，如果检测单元50变为接通，则通过沿组合器80的打开方向旋转致动单元40设定量来使检测单元50变为断开(s107)。此后，通过沿组合器80的闭合方向以设定速度旋转致动单元40来使检测单元50变为接通(s109)。最后，将检测单元50在设定时间内从断开变为接通的点设置为初始位置(s111和s113)。

如果检测单元50在设定时间之外从断开变为接通或者检测单元50在设定时间内保持断开状态，则控制器60确定已经发生错误，并停止致动单元40(s115)。

图17是示意性示出根据本公开实施例的在用于车辆的hud的控制方法中的组合器打开方法的图。以下将参照图17描述打开组合器80的流程。

首先，检查组合器80的初始位置是否已经设置(s201)。如果组合器80的初始位置尚未设置，则流程进行到设置组合器80的初始位置的步骤s203。

此外，如果组合器80的初始位置已经设置，则在初始位置沿组合器80的打开方向以设定速度旋转致动单元40(s205)。此后，确定通过旋转致动单元40检测单元50在设定时间内是否变为断开(s207)。

如果检测单元50在设定时间内变为断开，则驱动致动单元40以执行倾斜操作直到先前的最终位置(s209)。当完全执行了倾斜操作时，停止致动单元40(s211)。

如果检测单元50在设定时间之外变为断开或者检测单元50在设定时间内保持接通状态，则控制器60确定已经发生错误，并且停止致动单元40(s213)。

图18是示意性地示出根据本公开实施例的在用于车辆的hud的控制方法中的组合器闭合方法的图。以下将参照图18描述闭合组合器80的流程。

首先，控制器60确定检测单元50是否变为断开(s301)。如果检测单元50处于接通状态，则流程进行到设置组合器80的初始位置的步骤s303。此外，如果检测单元50变为断开，则在最终位置沿组合器80的闭合方向以设定速度旋转致动单元40(s305)。

在以设定速度旋转致动单元40之后，控制器60确定检测单元50在设定时间内是否变为接通(s307)。如果检测单元50变为接通，则控制器60停止致动单元40(s309)。此外，如果检测单元50在设定时间之外变为接通或者检测单元50在设定时间内保持断开状态，则控制器60确定已经发生错误，并且停止致动单元40(s311)。

在根据各实施例的用于车辆的hud及其控制方法中，尽管检测单元仅检测初始位置，但是组合器可以精确地打开或闭合。

在根据各实施例的用于车辆的hud及其控制方法中，由于使用了便宜的限位开关传感器，因此能够减少维护费用。

尽管出于说明性目的已经公开了本公开的优选实施例，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，本公开的真实技术范围应由所附权利要求限定。