TWI766629B - 車用顯示器及其控制系統 - Google Patents

Abstract

一種車用顯示器，包括一顯示器模組、一底座、一轉軸部、一可變阻尼流體以及一潰縮支撐架。轉軸部樞接於顯示器模組與底座之間，轉軸部包括一正電極板以及一負電極板，且可變阻尼流體可電控地容置於正電極板與負電極板之間。潰縮支撐架連接於顯示器模組與底座之間，且於外力撞擊時產生潰縮。

Description

車用顯示器及其控制系統

本發明係有關於一種顯示器，且特別是有關於一種具有制振及/或潰縮功能的車用顯示器及其控制系統。

隨著科技的發展，顯示器已廣泛的應用在各類電子產品中，且車用顯示器的運用也越來越普遍。為了便於車用顯示器的安裝和固定，車用顯示器的固定支架也成為人們研究的重點。

一般而言，車用顯示器的固定支架多採用剛性控制與避頻的方式，來防止車用顯示器振動，較少採用隔振的方式來降低振動。然而，隨著車廠對振動入力與頻寬的要求愈來愈高，以往的避頻設計難以符合需求。此外，對於車用顯示器的法規要求中，規定需避免頭部撞擊顯示器時的加速度過高，因此車輛的儀表板及中控面板採被動式潰縮機構，以減輕頭部撞擊力道。

本發明係有關於一種車用顯示器及其控制系統，利用阻尼流體進行隔振來吸收較大的振動，並可於車輛發生碰撞的瞬間啟動潰縮機制及降低阻尼力，來降低頭部撞擊力道。

根據本發明之一方面，提出一種車用顯示器，包括一顯示器模組、一底座、一轉軸部、一可變阻尼流體以及一潰縮支撐架。轉軸部樞接於顯示器模組與底座之間，轉軸部包括一正電極板以及一負電極板，且可變阻尼流體可電控地容置於正電極板與負電極板之間。潰縮支撐架連接於顯示器模組與底座之間，且於外力撞擊時產生潰縮。

根據本發明之一方面，提出一種車用顯示器的控制系統，包括一顯示器模組、一底座、一轉軸部、一可變阻尼流體、一潰縮支撐架、一高電壓電源轉換器以及一控制器。轉軸部樞接於顯示器模組與底座之間，轉軸部包括一正電極板以及一負電極板，且可變阻尼流體可電控地容置於正電極板與負電極板之間。潰縮支撐架連接於顯示器模組與底座之間，且於外力撞擊時產生潰縮。高電壓電源轉換器連接於正電極板與負電極板之間，用以提供一外加電場於可變阻尼流體。控制器連接高電壓電源轉換器，控制器於偵測到外力撞擊時提供一電源關閉訊號至高電壓電源轉換器。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

10:控制系統

20:控制器

30:點火訊號源

40:碰撞加速度感測器

50:預驅動器

52:驅動開關

54:爆破驅動器

60:電源

70:高電壓電源轉換器

80:安全氣囊

90:安全帶預緊器

100:車用顯示器

110:顯示器模組

112:後套筒

120:底座

122:支架

130,130’:轉軸部

132,132’:正電極板

134,134’:負電極板

133,135:凸柱

140:可變阻尼流體

142:油封

150:潰縮支撐架

152:鎖固件

154:潰縮區

第1圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器的示意圖；第2圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器的分解示意圖；第3圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器的剖面示意圖； 第4圖繪示依照本發明另一實施例之轉軸部的分解示意圖；第5圖繪示依照本發明另一實施例之轉軸部的剖面示意圖；第6圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器的控制系統的示意圖；以及第7圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器的控制流程的示意圖。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。

此外，所描述的特徵、結構或特性可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施例中。在下面的描述中，提供許多具體細節從而給出對本申請的實施例的充分理解。然而，本領域具有通常知識者將意識到，可以實踐本發明的技術方案不限定只有一個，亦可以採用其它的方法、裝置、步驟等。在其它情況下，不詳細示出或描述公知方法、裝置、實現或者操作以避免模糊本發明的各方面。

第一實施例

請參照第1圖、第2圖及第3圖，第1圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器100的示意圖，第2圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器100的分解示意圖，第3圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器100的剖面示意圖。車用顯示器100包括一顯示器模 組110、一底座120、一轉軸部130、一可變阻尼流體140以及一潰縮支撐架150。

顯示器模組110及底座120例如設置於車輛的儀表板及中控台上，可採用浮懸式設計，跳脫以往內嵌式機構的限制，如此，螢幕的顯示面積加大，例如9至12吋或更大，可顯示大量的影音資訊、地圖及行車資訊等。顯示器模組110例如為液晶顯示器、有機發光二極體顯示器之類或其他合適安裝在車輛的防眩光顯示器。

轉軸部130樞接於顯示器模組110與底座120之間，以使顯示器模組110相對於底座120可轉動。如第2圖所示，轉軸部130位於顯示器模組110的後套筒112中，且轉軸部130的兩端可藉由二插銷136而固定在底座120的支架122上，以使轉軸部130可轉動。此外，轉軸部130更可包括一正電極板132以及一負電極板134，正電極板132與負電極板134例如由二個同心圓柱組成，正電極板132與負電極板134相隔一間隙，例如1mm或其他數值，可供填入可變阻尼流體140。在本實施例中，負電極板134位於正電極板132中，且正電極板132與負電極板134的兩端以油封142密封，以防止可變阻尼流體140外漏。在另一實施例中，正電極板132例如位於負電極板134中，本發明不以此為限。

請參照第3圖，可變阻尼流體140可電控地容置於正電極板132與負電極板134之間。在本實施例中，可變阻尼流體140例如為電流變液(electro-rheological fluid)或磁流變液(magnetorheological fluid)，為可用電場或磁場改變其流動性能(主 要為黏滯係數或阻尼力)的流體。電流變液一般是由半導體顆粒在介電質油中組成懸浮液；而磁流變液則是由磁性顆粒在非磁性油類中組成的懸浮液。二種流體的流動原理是相同的，其中電場使電流變液的半導體顆粒極化；磁場使磁流變液的磁性顆粒磁化，並成線狀分佈，進而使電流變液或磁流變液的流動性能改變。當電場或磁場去掉後，電流變液或磁流變液的流動性能又可復原。

也就是說，可變阻尼流體140受一外加電場或磁場施加而具有一第一阻尼力，且可變阻尼流體140未受外加電場或磁場施加而具有一第二阻尼力，第一阻尼力大於第二阻尼力。第一阻尼力為極化後的電流變液凝固而形成，可做為阻隔外部振動的制振力，而第二阻尼力為非極化的電流變液所形成，可供後續車輛撞擊時利用潰縮機制來吸收頭部撞擊力道。

因此，本實施例的車用顯示器100可利用可變阻尼流體140極化後的流動性能(黏滯係數或阻尼力增加)進行隔振，以吸收來自車輛的動力系統或底盤經由路面傳遞而來的振動，並可利用可變阻尼流體140非極化的流動性能(黏滯係數或阻尼力降低)，使車用顯示器100能於車輛發生碰撞的瞬間啟動潰縮機制，來吸收頭部撞擊力道，避免頭部撞擊車用顯示器100時的加速度過高，以符合車用顯示器100的法規要求。

在一實施例中，潰縮支撐架150例如為金屬、塑膠或其他等效材質所製成，其例如以二鎖固件152固定而連接於顯示器模組110與底座120之間。潰縮支撐架150具有一潰縮區154，可於車輛 發生碰撞的瞬間或控制系統失效未供電時，受到撞擊而產生潰縮，使得顯示器模組110相對於轉軸部130旋轉，以吸收頭部的撞擊力道。也就是說，當車輛發生碰撞的瞬間或控制系統失效未供電時，可變阻尼流體140的阻尼力降低而無法提供適當的支撐，此時，潰縮支撐架150可做為輔助固定之用，也可以避免顯示器模組110相對於底座120產生不必要的轉動。

第二實施例

請參照第4圖及第5圖，其分別繪示依照本發明另一實施例之轉軸部130’的分解示意圖及剖面圖。本實施例之轉動軸130’與上述第一實施例之轉動軸130的功能大致上相同，不同之處在於：第一實施例的正電極板132與負電極板134由二個表面平滑的同心圓柱組成，而本實施例的正電極板132’與負電極板134’由二個表面具有相對凹凸結構的同心圓柱組成，以增加極板間的通道長度及通道面積。因此，更多的可變阻尼流體140可填入波浪狀或凹凸狀的間隙中，並提高可變阻尼流體140的極化功用。

在本實施例中，負電極板134’例如由兩個具有段差面且可插置為一體的凸柱133、135所組成，以形成中間凹入而兩側凸起的圓柱。負電極板134’的兩個凸柱133、135可分別由正電極板132’的兩端插入而容置於正電極板132’中，接著，正電極板132’與負電極板134’的兩端再以油封142密封，以防止可變阻尼流體140外漏，如第5圖所示。

請參照第6圖及第7圖，其中第6圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器100的控制系統10的示意圖，第7圖繪示依照本發明一實施例之車用顯示器100的控制流程的示意圖，控制流程包括下列步驟S10至S60。

控制系統10可包括一控制器20、一點火訊號源30、一碰撞加速度感測器40、一預驅動器(Pre-Driver)50、一驅動開關52、一爆破驅動器(Squib Driver)54、一電源60以及一高電壓電源轉換器70，其中點火訊號源30用以偵測一車輛電源啟動訊號，碰撞加速度感測器40用以偵測一車輛碰撞後加速度訊號。預驅動器50可於車輛發生撞擊時開啟驅動開關52，以提供電源60給爆破驅動器54，並以爆破驅動器54啟動安全氣囊80及安全帶預緊器90，保護乘客的安全。控制器20例如是行車電腦，其偵測車輛電源是否開啟或車輛引擎是否啟動(請參照步驟S10)，若判斷車輛電源/引擎開啟，進一步判斷車輛是否發生撞擊(請參照步驟S20)。

此外，高電壓電源轉換器70用以提供一外加電場於車用顯示器100的可變阻尼流體140，當控制器20偵測到外力撞擊時可提供一電源關閉訊號至高電壓電源轉換器70，以切斷外加電場或磁場(請參照步驟S30)，使可變阻尼流體140的阻尼力降低(請參見步驟S40)，進而使車用顯示器100能於車輛發生碰撞的瞬間啟動潰縮機制，來降低頭部撞擊力道。另外，當控制器20未偵測到外力撞擊時，控制器20可提供一電源開啟訊號至高電壓電源轉換器70，以提供外 加電場或磁場(請參見步驟S50)，以使可變阻尼流體140的阻尼力增加(請參見步驟S60)，做為阻隔外部振動的制振力。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:車用顯示器

110:顯示器模組

120:底座

122:支架

130:轉軸部

142:油封

150:潰縮支撐架

152:鎖固件

154:潰縮區

Claims (13)

1. 一種車用顯示器，包括：一顯示器模組；一底座；一轉軸部，樞接於該顯示器模組與該底座之間，該轉軸部包括一正電極板以及一負電極板；一可變阻尼流體，可電控地容置於該正電極板與該負電極板之間；以及一潰縮支撐架，連接於該顯示器模組與該底座之間，該潰縮支撐架於外力撞擊時產生潰縮。
2. 如請求項1所述之車用顯示器，其中該可變阻尼流體為電流變液或磁流變液。
3. 如請求項2所述之車用顯示器，其中該可變阻尼流體受一外加電場或磁場施加而具有一第一阻尼力，且未受該外加電場或磁場施加而具有一第二阻尼力，該第一阻尼力大於該第二阻尼力。
4. 如請求項3所述之車用顯示器，其中該外加電場由一高電壓電源轉換器提供，該高電壓電源轉換器連接於該正電極板與該負電極板之間。
5. 如請求項1所述之車用顯示器，其中該正電極板與該負電極板由二個同心圓柱組成，該負電極板位於該正電極板中，且該正電極板與該負電極板的兩端以油封密封。
6. 如請求項1所述之車用顯示器，其中該正電極板與該負電極板由二個表面具有相對凹凸結構的同心圓柱組成。
7. 如請求項1所述之車用顯示器，其中該轉軸部的兩端可轉動地固定於該底座，以使該顯示器模組相對於該底座可轉動。
8. 一種車用顯示器的控制系統，包括：一顯示器模組；一底座；一轉軸部，樞接於該顯示器模組與該底座之間，該轉軸部包括一正電極板以及一負電極板；一可變阻尼流體，可電控地容置於該正電極板與該負電極板之間；一潰縮支撐架，連接於該顯示器模組與該底座之間，該潰縮支撐架於外力撞擊時產生潰縮；一高電壓電源轉換器，連接於該正電極板與該負電極板之間，用以提供一外加電場於該可變阻尼流體；以及一控制器，連接該高電壓電源轉換器，該控制器於偵測到外力撞擊時提供一電源關閉訊號至該高電壓電源轉換器。
9. 如請求項8所述之控制系統，其中該可變阻尼流體為電流變液或磁流變液，該可變阻尼流體受該外加電場施加而具有一第一阻尼力，且未受該外加電場施加而具有一第二阻尼力，該第一阻尼力大於該第二阻尼力。
10. 如請求項8所述之控制系統，更包括一點火訊號，連接該控制器，用以偵測一車輛電源啟動訊號。
11. 如請求項8所述之控制系統，更包括一碰撞加速度感測器，連接該控制器，用以偵測一車輛碰撞後加速度訊號。
12. 如請求項8所述之控制系統，其中該正電極板與該負電極板由二個同心圓柱組成，該負電極板位於該正電極板中，且該正電極板與該負電極板的兩端以油封密封。
13. 如請求項8所述之控制系統，其中該正電極板與該負電極板由二個表面具有相對凹凸結構的同心圓柱組成。

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