本发明专利技术涉及一种用于车辆的平视显示器设备。HUD设备（1）包括步进电动机（40），所述步进电动机旋转反射镜（32）以调节虚拟图像（36）的显示位置。所述步进电动机（40）具有电稳定点（θe）以及机械稳定点（θm）。控制系统（70）响应于调节指令来控制用于所述步进电动机（40）的驱动信号。特定相位的极齿（441、442）被设定为稳定极齿，在不带电时特定相位的极齿与转子（41）提供的磁吸引力大于通过另一相位的极齿（451、452）提供的磁吸引力。所述控制系统（70）构造为即使在所述调节指令停止之后仍持续施加驱动信号直到达到目标稳定点（θet）。目标稳定点（θet）设定为这样的电稳定点（θe）：在该点，由所述特定相位的稳定极齿（441、442）提供保持转矩。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于车辆的平视显示器设备。
技术介绍
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。
技术实现思路
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1OA和图1OB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)首先参考图1，用于车辆的平视显示器(HUD)设备I包括壳体10、显示器单元20、光学系统30、步进电动机40、减速齿轮机构50、调节开关60以及控制系统70。壳体10形成为中空形状，其收纳HUD设备I的其他设备20、30、40、50等，并且安装在车辆的仪表板2中。壳体10在面向挡风玻璃4的位置处具有半透明的光投影窗口 14，挡风玻璃4沿上下方向固定至车辆的驾驶员座椅的前侧，作为投影目标。显示器单元20是透照型液晶面板(IXD)，具有用于显示图像的屏幕22。显示器单元20通过用内置背光(未示出)照射屏幕22来发出屏幕22的显示图像的光。显示器单元20显示的光图像用来提供与车辆驾驶或者车辆条件有关的车辆信息。光图像提供了例如导航信息，诸如车辆行驶方向等(例如图2)。显示器单元20的显示图像除了导航信息之外可以是:物理量数据，包括车辆速度、剩余燃料量、冷却剂温度等；以及车辆外部条件信息，包括交通条件、安 全条件等。光学系统30包括具有反射镜32的多个光学部件(图1未示出其他部件)，并且将显示器单元20的显示图像投影到投影窗口 14。反射镜32由具有弯曲成凹形形状的平滑的反射表面34的凹镜形成。反射镜32放大并朝向投影窗口 14侧反射显示图像，该显示图像从显示器单元20被直接或者间接入射到反射表面34作为光学图像。反射镜32的反射图像通过投影窗口 14投影到挡风玻璃4并且在挡风玻璃4的前侧成像。结果，由显示器单元20的显示图像所指示的车辆信息被显示在车辆中的驾驶员座椅侧，作为图2示意性图示的虚拟图像36。反射镜32具有可旋转地支撑在壳体10中的旋转轴38。当旋转轴38被驱动以旋转时，反射镜32相对于挡风玻璃4在上下方向上移动虚拟图像36的显示位置，如图2所图示出的。对应于光学系统30和挡风玻璃4的光学特性，在图2的实线所示的下限显示位置Dl与图2的虚线所示的上限显示位置Du之间，实现了虚拟图像36的显示。如图3所示，步进电动机40是爪极永磁铁类型，具有磁性外壳46、转子41和定子44、45。磁性外壳46由磁性材料形成并且形成为中空形状。转子41由电动机轴42和附接至电动机轴42外周表面的转子磁铁43形成。电动机轴42由磁性外壳46可旋转地支撑。转子磁铁43是永磁铁并且布置成沿转子41的圆周方向(旋转方向)交替提供磁极N和S。定子44和45为两个相位设置,并且相对于转子41牢固地固定至磁性外壳46的径向外侧部分。如图3和图4所不，用于一个相位(A相位)的定子44具有磁性轭441、442以及线圈443，用于另一相位(B相位)的定子45具有磁性轭451、452以及线圈453。磁性轭441、442、451、452由磁性材料形成为环状，并且分别具有多个指甲状的极齿(爪极)441a、442a、451a、452a,如图5以放大方式所不的。用于A相位的磁性轭441、442的极齿441a、442a插设成沿转子41的周向或者旋转方向交替地布置。类似地，用于B相位的磁性轭451、452的极齿451a、452a插设成沿转子41的周向或者旋转方向交替地布置。磁性轭441、442、451,4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于车辆的平视显示器设备（1），包括：显示器单元（20），用于显示车辆信息的发光图像；光学系统（30），包括反射镜（32），所述反射镜（32）可旋转地设置以反射所述发光图像并且将所反射的图像朝向投影目标（4）投影，使得显示所述发光图像的虚拟图像；步进电动机（40），用于当通过驱动信号带电时，驱动所述反射镜（32）旋转以调节所述虚拟图像的显示位置，所述步进电动机（40）具有多个电稳定点和多个机械稳定点，其中在所述电稳定点，电动机操作通过带电时产生的保持转矩而实现电稳定，在所述机械稳定点，所述电动机操作通过不带电时产生的起动转矩而实现稳定；控制系统（70），用于响应于从外侧（60）输入的调节指令来控制用于所述步进电动机（40）的所述驱动信号，其中，所述步进电动机（40）具有多个相位的定子（44、45）和转子（41），在所述定子之间，极齿（441a、442a、451a、452a）沿电动机旋转方向位移适当位置，所述转子根据相对于所述极齿（441a、442a、451a、452a）产生的磁吸引力而旋转到一位置，其中，所述多个相位中的特定相位的所述极齿（441a、442a、451a、452a）被设定为稳定极齿（441a、442a），在不带电时产生的所述特定相位的极齿的磁吸引力提供的起动转矩大于所述多个相位中另一相位所提供的起动转矩，并且其中，所述控制系统（70）构造为即使在所述调节指令停止之后仍持续施加所述驱动信号直到所述步进电动机（40）的电角达到目标稳定点（θet），所述目标稳定点（θet）设定为这样的电稳定点（θes）：在该点，在所述稳定极齿（441a、442a）和所述转子（41）之间产生用于提供带电时的保持转矩的磁吸引力。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木达也，中根秀行，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：
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