CN113950224A - 一种抬头显示器pgu温度过热保护方法、过热保护结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抬头显示器PGU温度过热保护方法，所述方法为在抬头显示器的主控系统检测到PGU屏幕发生太阳光逆光照射或温度过高时，采取主动保护措施对PGU屏幕温度进行控制使PGU屏幕温度低于主控系统的预设温度的过热保护方法。本发明还提供了一种在PGU屏幕上安装有呈阵列分布的多个温度传感器的抬头显示器PGU温度过热保护结构。本发明抬头显示器PGU温度过热保护方法具有能够根据PGU温度情况采取主动保护措施进行对PGU屏幕温度进行控制等优点。

Description

一种抬头显示器PGU温度过热保护方法、过热保护结构

技术领域

本发明涉及抬头显示器技术领域，具体为一种抬头显示器PGU温度过热保护方法、过热保护结构。

背景技术

抬头显示器简称HUD，它的作用，就是把时速、导航、外接智能设备等行车信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息，使视线不用来回转移，加强了行车安全。

PGU作为HUD的投影单元，是HUD最核心的部件，其作用是生成HUD输出图像，由光源、光学膜片、屏幕和其他光学组件构成。

参照图3，HUD通过几何光路将图像源（PGU）上的图像放大，然后投射到挡风玻璃1上并进入人眼2，形成便于驾驶员观察到图像3。HUD通常通过HUD外壳5安装在车载仪表前方，直接暴露在太阳光下，由于光路的可逆性，太阳光可能会沿着投影的光学路径如图3中的二级反射镜7、一级反射镜6的反射后汇聚到PGU屏幕4上，从而产生热量。而屏幕除了承受太阳光反向汇聚的热量外，背光8产生的热量同样会作用到屏幕上。近年来为了更优的用户体验，HUD的视野范围和投影距离逐渐增大，进一步加剧了屏幕过热问题。

参照图3，针对PGU屏幕过热问题目前没有好解决办法，现有HUD针对屏幕过热以及太阳光逆向照射等问题，只是依靠降低太阳光逆向汇聚到PGU屏幕的能量，比如通过风挡玻璃、特殊材质处理的防尘薄膜9、覆膜的反射镜等来反射和过滤部分太阳光的能量，但这些措施不能直接降低PGU屏幕的温度，而且会影响HUD成像质量或者影响驾驶体验。

发明内容

为了实现解决上述问题，发明人对现有技术进行了仔细的研究和分析，发现现有技术中采取的通过风挡玻璃、特殊材质处理的防尘薄膜、覆膜的反射镜等来反射和过滤部分太阳光的能量等措施，其都是被动降低太阳光热量，也即是其是被动保护PGU屏幕过热，但其不能直接降低PGU屏幕的温度。

为此，经发明人的长期研究和分析，提出了一种PGU屏幕过热的主动保护技术方案，具体地，通过以下技术方案实现。

一种抬头显示器PGU温度过热保护方法，所述方法为在抬头显示器的主控系统检测到PGU屏幕发生太阳光逆光照射或温度过高时，采取主动保护措施对PGU屏幕温度进行控制使PGU屏幕温度低于主控系统的预设温度的过热保护方法。本发明采取主动保护措施对PGU屏幕温度进行控制，能够直接地、快速地降低PGU温度，起到PGU温度过热的保护，避免PGU温度因过热而烧坏。

进一步地，所述主动保护措施包括在抬头显示器上设置风扇，所述风扇位于PGU屏幕的一侧，通过开启风扇，实现强对流的方式对PGU屏幕进行降温。该种通过在抬头显示器上设置风扇，且将风扇设置在PGU屏幕的一侧，在PGU屏幕处形成强对流，使PGU屏幕上的高温快速降温，有效防止PGU因过热而烧坏，主动保护PGU在合适的温度下正常工作。

进一步地，所述风扇为风量可调风扇，根据温度差值的大小调整适合的风量进行PGU屏幕的降温。根据PGU屏幕的温度实际情况，调整风扇的风速，使其在车内空气强对流的情况下保持适宜的温度和风速，并在确保PGU屏幕温度的同时使风扇产生的噪音控制在最小范围，提高驾车人员的舒适度。

进一步地，所述主动保护措施包括通过主控系统控制降低背光光源的亮度，以降低背光光源对PGU屏幕产生的热量，进而实现降低PGU屏幕温度的目的，主动保护PGU屏幕不会产生过热。

进一步地，所述主动保护措施包括关机一段时间，通过关机，使抬头显示器内的用电元器件均停止工作，以此降低PGU屏幕在工作过程中各电器元件产生的热量，进而降低PGU屏幕的温度，主动保护PGU屏幕不会产生过热。

进一步地，所述主动保护措施包括控制HUD中的曲面镜翻转，将太阳光反射到PGU屏幕以外的其它位置。该种控制曲面镜翻转的方式，可以使PGU屏幕不被太阳光逆光照射，PGU屏幕在车内环境温度下快速散热、降温，有效防止PGU因过热而烧坏，主动保护PGU在合适的温度下正常工作。

一种抬头显示器PGU温度过热保护结构，包括HUD底座，所述HUD底座内设有可翻转的曲面镜，所述曲面镜的下方设有PGU屏幕，所述PGU屏幕上安装有呈阵列分布的多个温度传感器，多个温度传感器分别与主控系统连接。所述抬头显示器PGU温度过热保护结构通过HUD底座固定在CCB前方的横梁支架上，通过在PGU屏幕上安装多个呈阵列分布的温度传感器，多个温度传感器分别将感应到的温度变化转换成电信号反馈到控制系统，控制系统根据反馈的电信号中的最大温度和最小温度，并获取最大温度和最小温度的温度差值实现PGU温度的检测。当太阳光逆向照射在PGU屏幕上的某一位置时，对应位置的温度相比没有太阳光照射位置的温度会高很多，在布置的多个呈阵列分布的温度传感器中，有太阳光照射一侧的传感器温度也一定相对较高，多个温度传感器探测的温度就会出现较大差值，而没有太阳光逆向照射时，PGU屏幕的温度分布相对比较均匀，多个温度传感器探测的温度相差很小，其能实时检测PGU温度，且温度检测准确度高。假如仅在PGU上设置一个温度传感器，刚该一个温度传感器只能探测没有太阳光逆向照射时PGU的温度，并不能通过传感器判断是否发生了太阳光逆向照射PGU，因此，仅设置一个温度传感器的话，在发生太阳光逆向照射时，PGU屏幕温度的分布随着太阳光照射在PGU屏幕上的位置变化而变化，导致温度传感器检测的温度与PGU屏幕实际最高温度之间的差值是变化的；因此，仅安装一个温度传感器进行感应PGU上的温度，由控制系统将感应到的温度与预设温度进行比对的方案误差太大，并不能作为检测太阳光逆向照射的方法。

进一步地，多个温度传感器分布在PGU屏幕上的显示图像区域以外的其它区域。由于温度传感器设置在显示图像区域以外，因此不会造成图像遮挡，确保不影响用户的使用体验。

进一步地，所述温度传感器与PGU屏幕直接接触式连接，温度传感器具体采用贴在PGU屏幕上进行固定，并通过信号线和插件与主控系统相连，其占用空间小，对HUD本身的结构没有影响，确保不影响用户的使用体验基础上，准确快速地获取PGU屏幕的温度。

进一步地，所述的抬头显示器PGU温度过热保护结构，还包括风扇，所述风扇位于所述PGU屏幕的一侧，所述风扇为风量可调风扇。风扇的设置，在温度传感器检测到PGU温度过高时，可启动风扇，使PGU处形成空气对流，对PGU屏幕进行降温，进而实现保护PGU屏幕的作用。风扇风量可调，使用时，可根据PGU屏幕的温度实际情况，调整风扇的风速，使其在车内空气强对流的情况下保持适宜的温度和风速，并在确保PGU屏幕温度的同时使风扇产生的噪音控制在最小范围，提高驾车人员的舒适度。

本发明抬头显示器PGU温度过热保护方法、过热保护结构与现有技术相比，具有如下有益效果：

第一、能够直接、实时的检测PGU温度，在PGU屏幕上安装有呈阵列分布的多个温度传感器，多个温度传感器分别与主控系统连接，通过多个温度传感器直接与PGU接触感应检测PGU的温度，并通过主控系统实时输出检测温度，进而实时确认PGU屏幕是否处于过温状态；

第二、避免PGU屏幕温度过高烧坏HUD，当主控系统实时输出的PGU温度过高时，实时采用降温措施对PGU进行降温，避免PGU屏幕过高烧坏HUD，确保HUD能正常工作；

第三、主动保护措施操作简单、快速，保护效果好，主动保护措施主要由以下几种：

（1）控制曲面镜翻转一定的角度，将逆向照射的太阳光反射到PGU屏幕以外的其它位置，避免因太阳光汇聚到PGU屏幕产生热量，导致PGU屏幕过温烧坏；

（2）在HUD上设置风扇，通过启动风扇和调节风量大小，进而通过空气强对流加快散热，降低PGU屏幕温度，保护PGU屏幕温度不会过高；

（3）降低背光亮度，使背光产生的热量减少，进而降低PGU屏幕温度，保护PGU屏幕不会过温烧坏；

（4）直接关机，关机时同时控制曲面镜翻转，避免太阳光逆向照射，由于此时关机背光不工作，同时又避免了太阳光照射，进而有效降低PGU屏幕温度，保护PGU屏幕不会过温烧坏。

附图说明

图1为本发明抬头显示器PGU温度过热保护结构的立体图；

图2为图1中PGU屏幕及其上温度传感器的分布示意图；

图3为抬头显示器的HUD成像原理图；

图4为抬头显示器的HUD太阳光逆向照射示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明抬头显示器PGU温度过热保护方法作进一步详细描述。

参照图1和图2，本发明对抬头显示器HUD进行改进，抬头显示器简称HUD，通常布置在车载仪表前方的CCB横梁支架50上，它的作用就是把时速、导航、外接智能设备等行车信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息，使视线不用来回转移，加强行车安全。PGU作为HUD的投影单元，是HUD最核心的部件，其作用是生成HUD输出图像，由光源、光学膜片、屏幕和其他光学组件构成。

实施例1

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，一种抬头显示器PGU温度过热保护方法，所述方法为在抬头显示器的主控系统检测到PGU屏幕20发生太阳光逆光照射或温度过高时，采取主动保护措施对PGU屏幕20温度进行控制使PGU屏幕20温度低于主控系统的预设温度的过热保护方法。本发明采取主动保护措施对PGU屏幕20温度进行控制，能够直接地、快速地降低PGU温度，起到PGU温度过热的保护，避免PGU温度因过热而烧坏。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，本实施例中，所述主控系统检测PGU屏幕20是否发生太阳光逆光照射的检测方法为为通过在HUD的PGU屏幕20上安装多个与主控系统分别连接的温度传感器21以即时获取PGU屏幕20上多个位置温度，实现对PGU温度进行检测的方法；所述检测方法根据多个温度传感器21获取的PGU屏幕20上的多个位置的温度可进行判定HUD是否发生太阳光逆向照射到PGU屏幕20上。本实施例中，所述PGU屏幕20安装在HUD底座10内，所述HUD底座10内还设有可翻转的曲面镜40，PGU屏幕20位于曲面镜40的下方。具体实施时，将抬头显示器通过HUD底座10固定在CCB前方的横梁支架50上。在HUD的使用过程中，当太阳光逆向照射在PGU屏幕20上的某一位置时，对应位置的温度相比没有太阳光照射位置的温度会高很多，此会导致PGU过热被烧坏。在HUD在使用过程中，在有太阳光逆光照射时，温度传感器21温度感应到的温度相对较高；而没有太阳光逆向照射时，PGU屏幕20上的温度分布相对比较均匀。本发明中PGU屏幕20上多个温度传感器21的设置，在PGU屏幕20上有太阳光逆光照射时，多个温度传感器21探测的多个温度之间会出现较大差值；而当PGU屏幕20上没有太阳光逆光照射时，多个温度传感器21探测的多个温度之间相差很小，多个温度传感器21设置，其温度检测准确度高，而且能以此判定PGU屏幕20上是否有太阳光逆光照射。若仅在PGU上设置一个温度传感器21，则该一个温度传感器21只能探测没有太阳光逆向照射时PGU的温度，并不能通过传感器判断是否发生了太阳光逆向照射PGU。因此，仅设置一个温度传感器21的话，在发生太阳光逆向照射时，PGU屏幕20温度的分布随着太阳光照射在PGU屏幕20上的位置变化而变化，导致温度传感器21检测的温度与PGU屏幕20实际最高温度之间的差值是变化的；因此，仅安装一个温度传感器21进行感应PGU上的温度，由主控系统将感应到的温度与预设温度进行比对的方案误差太大，并不能作为检测太阳光逆向照射的方法。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，多个温度传感器21分别将感应到的温度变化转换成电信号反馈到主控系统，主控系统根据反馈的电信号中的最大温度和最小温度，获取最大温度和最小温度的温度差值，在主控系统中设定PGU预设温度，所述预设温度为10℃。预设温度的设定，为判定太阳光是否逆光照射到PGU屏幕20上作温度基础，具体地，

S1：在控制系统中设定一PGU预设温度；

S2：将多个温度传感器21中探测的最大温度和最小温度的温度差值与预设温度进行比对，有如下两种情况，

A：若温度差值低于或接近预设温度，则判断PGU屏幕20上没有太阳光逆光照射，此时，PGU屏幕20上温度满足HUD正常工作需求；

B：若温度差值在预设温度以上，则判断PGU屏幕20上有太阳光逆光照射，此时，PGU屏幕20上温度过高，控制系统发出报警，需采取降温主动保护措施，以满足HUD正常工作。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述主动保护措施包括在抬头显示器上设置风扇30，所述风扇30位于PGU屏幕20的一侧，通过开启风扇30，实现强对流的方式对PGU屏幕20进行降温。该种通过在抬头显示器上设置风扇30，且将风扇30设置在PGU屏幕20的一侧，在PGU屏幕20处形成强对流，使PGU屏幕20上的高温快速降温，有效防止PGU因过热而烧坏，主动保护PGU在合适的温度下正常工作。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述风扇30为风量可调风扇30，根据温度差值的大小调整适合的风量进行PGU屏幕20的降温。根据PGU屏幕20的温度实际情况，调整风扇30的风速，使其在车内空气强对流的情况下保持适宜的温度和风速，并在确保PGU屏幕20温度的同时使风扇30产生的噪音控制在最小范围，提高驾车人员的舒适度。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述主动保护措施包括通过主控系统控制降低背光光源的亮度，以降低背光光源对PGU屏幕20产生的热量，进而实现降低PGU屏幕20温度的目的，主动保护PGU屏幕20不会产生过热。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述主动保护措施包括关机一段时间，通过关机，使抬头显示器内的用电元器件均停止工作，以此降低PGU屏幕20在工作过程中各电器元件产生的热量，进而降低PGU屏幕20的温度，主动保护PGU屏幕20不会产生过热。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述主动保护措施包括控制HUD中的曲面镜40翻转，将太阳光反射到PGU屏幕20以外的其它位置。该种控制曲面镜40翻转的方式，可以使PGU屏幕20不被太阳光逆光照射，PGU屏幕20在车内环境温度下快速散热、降温，有效防止PGU因过热而烧坏，主动保护PGU在合适的温度下正常工作。

实施例2

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，一种抬头显示器PGU温度过热保护结构，包括HUD底座10，所述HUD底座10内设有可翻转的曲面镜40，所述曲面镜40的下方设有PGU屏幕20，所述PGU屏幕20上安装有呈阵列分布的多个温度传感器21，多个温度传感器21分别与主控系统连接。所述抬头显示器PGU温度过热保护结构通过HUD底座10固定在CCB前方的横梁支架50上，通过在PGU屏幕20上安装多个呈阵列分布的温度传感器21，多个温度传感器21分别将感应到的温度变化转换成电信号反馈到控制系统，控制系统根据反馈的电信号中的最大温度和最小温度，并获取最大温度和最小温度的温度差值实现PGU温度的检测。当太阳光逆向照射在PGU屏幕20上的某一位置时，对应位置的温度相比没有太阳光照射位置的温度会高很多，在布置的多个呈阵列分布的温度传感器21中，有太阳光照射一侧的传感器温度也一定相对较高，多个温度传感器21探测的温度就会出现较大差值，而没有太阳光逆向照射时，PGU屏幕20的温度分布相对比较均匀，多个温度传感器21探测的温度相差很小，其能实时检测PGU温度，且温度检测准确度高。假如仅在PGU上设置一个温度传感器21，刚该一个温度传感器21只能探测没有太阳光逆向照射时PGU的温度，并不能通过传感器判断是否发生了太阳光逆向照射PGU，因此，仅设置一个温度传感器21的话，在发生太阳光逆向照射时，PGU屏幕20温度的分布随着太阳光照射在PGU屏幕20上的位置变化而变化，导致温度传感器21检测的温度与PGU屏幕20实际最高温度之间的差值是变化的；因此，仅安装一个温度传感器21进行感应PGU上的温度，由控制系统将感应到的温度与预设温度进行比对的方案误差太大，并不能作为检测太阳光逆向照射的方法。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，多个温度传感器21分布在PGU屏幕20上的显示图像区域以外的其它区域。由于温度传感器21设置在显示图像区域以外，因此不会造成图像遮挡，确保不影响用户的使用体验。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述温度传感器21与PGU屏幕20直接接触式连接，温度传感器21具体采用贴在PGU屏幕20上进行固定，并通过信号线和插件与主控系统相连，其占用空间小，对HUD本身的结构没有影响，确保不影响用户的使用体验基础上，准确快速地获取PGU屏幕20的温度。

参照图1和图2，本发明一非限制实施例，所述的抬头显示器PGU温度过热保护结构，还包括风扇30，所述风扇30位于所述PGU屏幕20的一侧，所述风扇30为风量可调风扇30。风扇30的设置，在温度传感器21检测到PGU温度过高时，可启动风扇30，使PGU处形成空气对流，对PGU屏幕20进行降温，进而实现保护PGU屏幕20的作用。风扇30风量可调，使用时，可根据PGU屏幕20的温度实际情况，调整风扇30的风速，使其在车内空气强对流的情况下保持适宜的温度和风速，并在确保PGU屏幕20温度的同时使风扇30产生的噪音控制在最小范围，提高驾车人员的舒适度。

参照图1和图2，本发明抬头显示器PGU温度过热保护方法、过热保护结构与现有技术相比，具有如下有益效果：

第一、能够直接、实时的检测PGU温度，在PGU屏幕20上安装有呈阵列分布的多个温度传感器21，多个温度传感器21分别与主控系统连接，通过多个温度传感器21直接与PGU接触感应检测PGU的温度，并通过主控系统实时输出检测温度，进而实时确认PGU屏幕20是否处于过温状态；

第二、避免PGU屏幕20温度过高烧坏HUD，当主控系统实时输出的PGU温度过高时，实时采用降温措施对PGU进行降温，避免PGU屏幕20过高烧坏HUD，确保HUD能正常工作；

第三、主动保护措施操作简单、快速，保护效果好，主动保护措施主要由以下几种：

（1）控制曲面镜40翻转一定的角度，将逆向照射的太阳光反射到PGU屏幕20以外的其它位置，避免因太阳光汇聚到PGU屏幕20产生热量，导致PGU屏幕20过温烧坏；

（2）在HUD上设置风扇30，通过启动风扇30和调节风量大小，进而通过空气强对流加快散热，降低PGU屏幕20温度，保护PGU屏幕20温度不会过高；

（3）降低背光亮度，使背光产生的热量减少，进而降低PGU屏幕20温度，保护PGU屏幕20不会过温烧坏；

（4）直接关机，关机时同时控制曲面镜40翻转，避免太阳光逆向照射，由于此时关机背光不工作，同时又避免了太阳光照射，进而有效降低PGU屏幕20温度，保护PGU屏幕20不会过温烧坏。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述实施例仅为本发明的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抬头显示器PGU温度过热保护方法，其特征在于：所述方法为在抬头显示器的主控系统检测到PGU屏幕发生太阳光逆光照射或温度过高时，采取主动保护措施对PGU屏幕温度进行控制使PGU屏幕温度低于主控系统的预设温度的过热保护方法。

2.根据权利要求1所述的抬头显示器PGU温度过热保护方法，其特征在于，所述主动保护措施包括在抬头显示器上设置风扇，所述风扇位于PGU屏幕的一侧，通过开启风扇，实现强对流的方式对PGU屏幕进行降温。

3.根据权利要求2所述的抬头显示器PGU温度过热保护方法，其特征在于，所述风扇为风量可调风扇，根据温度差值的大小调整适合的风量进行PGU屏幕的降温。

4.根据权利要求1所述的抬头显示器PGU温度过热保护方法，其特征在于，所述主动保护措施包括通过主控系统控制降低背光光源的亮度。

5.根据权利要求1所述的抬头显示器PGU温度过热保护方法，其特征在于，所述主动保护措施包括关机一段时间。

6.根据权利要求1所述的抬头显示器PGU温度过热保护方法，其特征在于，所述主动保护措施包括控制HUD中的曲面镜翻转，将太阳光反射到PGU屏幕以外的其它位置。

7.一种抬头显示器PGU温度过热保护结构，包括HUD底座，所述HUD底座内设有可翻转的曲面镜，所述曲面镜的下方设有PGU屏幕，其特征在于：所述PGU屏幕上安装有呈阵列分布的多个温度传感器，多个温度传感器分别与主控系统连接。

8.根据权利要求7所述的抬头显示器PGU温度过热保护结构，其特征在于，多个温度传感器分布在PGU屏幕上的显示图像区域以外的其它区域。

9.根据权利要求8所述的抬头显示器PGU温度过热保护结构，其特征在于，所述温度传感器与PGU屏幕直接接触式连接。

10.根据权利要求7至9任一项权利要求所述的抬头显示器PGU温度过热保护结构，其特征在于，还包括风扇，所述风扇位于所述PGU屏幕的一侧，所述风扇为风量可调风扇。

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