KR20160010089A

KR20160010089A - 차량용 헤드 업 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20160010089A
Application number: KR1020140090938A
Authority: KR
Inventors: 김병기
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-01-27

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이장치는, 마운팅 유닛, 상기 마운팅 유닛에 대해 슬라이딩 가능하게 구비되는 스윙암, 상기 스윙암의 일단에 회동 가능하게 지지되어 상기 스윙암의 슬라이딩 방향 및 상기 스윙암의 일단에 대한 회동 방향에 따라 팝업 모드와 슬립 모드로 상호 전환되는 컴바이너 유닛, 상기 마운팅 유닛에 대한 상기 스윙암의 슬라이딩 구동을 제어하는 스윙암 구동 유닛 및 상기 컴바이너 유닛을 상기 스윙암의 일단을 중심으로 회동 제어하는 컴바이너 구동 유닛을 포함한다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이 장치{Head-up display device for vehicles}

본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 전방으로 이미지를 제공하는 컴바이너가 팝업되는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근에는 전자 제품들이 발달됨에 따라, 이러한 전자 제품들이 운전에 도움을 주는 분야에도 적용되어 사용자의 편리를 도모하고 있다. 그 대표적인 예로, 자동차 네비게이션을 들 수 있다. 그런데, 운전자는 네비게이션을 봄과 동시에, 시야에 들어오는 사물들을 끊임없이 확인해야 하며, 또한 속도, RPM, 방향등 등의 차량 주행 정보도 수시로 확인해야 한다. 그런데, 약 100km/h의 속도로 운전 중에 시야를 계기판에 두었다가 도로로 시야를 고정시키는 시간 동안에 차량이 약 55m 정도 이동하기 때문에, 운전자가 시선을 이동하는 시간 동안 불시의 사고가 일어날 가능성이 존재한다.

이를 위해, 운전 중에 차량 주행 정보와 주변 상황의 정보를 운전자에게 효과적으로 전달해주기 위한 매체가 여러 가지 개발되고 있다. 그 중,　헤드　업　디스플레이(Head-Up Display,　HUD)란 차량이나 항공기 주행 중 운전자의 정면, 즉 운전자의 주시야 선을 벗어나지 않는 범위에서 차량 주행 정보나 기타 정보를 제공하는 시스템이다.

현재 사용되고 있는 차량용 헤드　업　디스플레이는, 영상을 차량의 윈드쉴드에 투영시켜 운전자에게 제공하는 윈드쉴드 타입과, 운전자와 윈드쉴드 사이에 위치하는 컴바이너에 영상을 투영시켜 운전자에게 제공하는 컴바이너 타입이 있다.

컴바이너 타입의 경우, 헤드 업 디스플레이를 사용하지 않는 경우에는 컴바이너가 대시보드 상에 수용되도록 하여 운전자에게 노출되지 않고, 헤드 업 디스플레이를 사용하는 경우에는 대시보드에 수용되었던 컴바이너가 대시보드로부터 팝업되어 운전자에게 노출되는 방식으로 운영되는 제품들이 존재한다.

필요에 따라 컴바이너가 팝업되는 방식의 종래 제품들은 일반적으로 컴바이너가 고정된 회전축을 중심으로 회동하는 동작에 의해 대시보드에 수용되는 포지션과 운전자에게 노출되는 포지션으로 상호 전환된다.

그러나, 대시보드에 수용되어 있던 컴바이너가 회동하여 운전자에게 노출되는 포지션으로 위치하기까지 상당한 시간이 소요되어 운전자로 하여금 헤드 업 디스플레이 장치를 사용하는데 상당한 인내심을 필요하게 하였다.

또한, 컴바이너를 회동시키는 구동 모터에 고부하가 작용하는 경우에는 컴바이너가 탈조하는 경우가 종종 발생하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 새로운 타입의 컴바이너 작동 메커니즘을 갖는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는, 마운팅 유닛, 상기 마운팅 유닛에 대해 슬라이딩 가능하게 구비되는 스윙암, 상기 스윙암의 일단에 회동 가능하게 지지되어 상기 스윙암의 슬라이딩 방향에 및 상기 스윙암의 일단에 대한 회동 방향에 따라 팝업 모드와 슬립 모드로 상호 전환되는 컴바이너 유닛. 상기 마운팅 유닛에 대한 상기 스윙암의 슬라이딩 구동을 제어하는 스윙암 구동 유닛 및 상기 컴바이너 유닛을 상기 스윙암의 일단을 중심으로 회동 제어하는 컴바이너 구동 유닛을 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는, 팝업 모드와 슬립 모드로 상호 전환되는 컴바이너 유닛, 상기 컴바이너 유닛을 승강시키는 제1 직류 모터, 상기 제1 직류 모터에 의해 승강되는 상기 컴바이너 유닛을 회동시켜 상기 팝업 모드와 상기 슬립 모드로 전환하는 제2 직류 모터, 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값을 저장하는 저장부, 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 전류값을 수집하는 전류값 측정부 및 상기 전류값 측정부에 의해 수집된 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 전류값을 상기 저장부에 저장된 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값과 비교하여 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

컴바이너 유닛이 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 컴바이너 유닛을 슬립 모드와 팝업 모드로 상호 전환시키는 구동 유닛에 고부하가 작용하더라도 컴바이너 유닛의 탈조를 방지할 수 있다.

또한, 팝업 모드에서의 컴바이너 유닛의 포지션을 운전자 취향에 따라 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 영상 정보 제공 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 마운팅 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암, 스윙암 구동 유닛 및 마운팅 유닛 등의 조립 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 컴바이너 유닛을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암, 컴바이너 구동 유닛 및 컴바이너 유닛 등의 조립 상태를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 컴바이너 각도 조절 유닛의 작동 상태를 도시한 측면도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는 동작을 순서대로 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 구성을 도시한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 제어 방법 중 컴바이너 팝업 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 15a 및 15b는 도 14의 S40단계를 세부적으로 도시한 순서도이다.
도 16은 도 15의 S41단계(S51 단계)를 세부적으로 도시한 순서도이다.
도 17은 도 16에 도시된 단계를 그래프로 표현한 도면이다.
도 18은 도 17의 가속 구간에서 스윙암 구동 모터에 대한 PWM 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 19는 도 17의 등속 구간에서 스윙암 구동 모터에 대한 PWM 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 20은 도 17의 감속 구간에서 스윙암 구동 모터에 대한 PWM 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 21은 스윙암 구동의 부하 상태에 따른 전류값을 그래프로 표현한 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 제어 방법 중 컴바이너 슬립 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 23a 및 23b는 도 22의 S80단계를 세부적으로 도시한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)는, 마운팅 유닛(10), 스윙암(20), 스윙암 구동 유닛(30), 컴바이너 구동 유닛(40), 컴바이너 유닛(50) 및 컴바이너 각도 조절 유닛(60)을 포함한다.

마운팅 유닛(10)은 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)의 베이스이며, 동시에 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)를 차량의 대시보드(미도시)에 고정하는 구성요소이다. 마운팅 유닛(10)은 차량의 대시보드 상면에 고정되거나 차량의 대시보드 내부에 고정될 수 있다.

또한, 마운팅 유닛(10)은 운전자에게 제공될 영상 정보를 생성하는 영상계(121) 및 영상 정보를 컴바이너 패널(510)로 전달하는 광학계(122,123)가 설치되는 공간을 형성하고, 영상계(121) 및 광학계(122,123)를 외부로부터 보호한다.

스윙암(20)은 마운팅 유닛(10)과 컴바이너 유닛(50)을 연결하며 마운팅 유닛(10)에 대해 슬라이딩 하며 컴바이너 유닛(50)을 팝업 모드(도 12 참고)와 슬립 모드(도 10 참고)로 전환하는 구성 요소이다.

컴바이너 유닛(50)은 투명 또는 반투명한 창으로서, 스윙암(20)에 지지되어 팝업 모드(도 12 참고)와 슬립 모드(도 10 참고)로 가변되며, 팝업 모드에서는 운전자의 전방으로 노출되어 운전자에게 시각적으로 영상 정보를 제공하는 구성 요소이다.

스윙암 구동 유닛(30)은 스윙암(20)을 마운팅 유닛(10)에 대해 슬라이딩하도록 구동하는 구성 요소이고, 컴바이너 구동 유닛(40)은 컴바이너 유닛(50)을 스윙암(20)의 일단에 대해 회동하도록 구동하는 구성 요소이다. 스윙암 구동 유닛(30)과 컴바이너 구동 유닛(40)은 동시에 또는 순차적으로 작동하여 컴바이너 유닛(50)을 팝업 모드(도 12 참고)와 슬립 모드(도 10 참고)로 전환한다.

컴바이너 각도 조절 유닛(60)은 컴바이너 구동 유닛(40)에 의해 컴바이너 유닛(50)이 회동함에 있어 컴바이너 유닛(50)의 회동 범위를 제한하는 구성 요소이다.

한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 영상 정보 제공 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 마운팅 유닛(10)은 내부에 영상계(121) 및 광학계(122,123)를 구비한다.

영상계(121)는 컴바이너 유닛(50)을 통해 디스플레이되는 영상 정보를 생성 및 출력하며, 이를 위해 소형 디스플레이 패널(미도시) 등을 포함할 수 있다. 영상계(121)를 통해 출력되는 영상 정보는 차량의 속도, RPM, 주변 차량 또는 물체의 접근 정보 및 이에 따른 경고 정보, 네비게이션 정보, 오디오 정보 등의 주행 정보를 포함할 수 있다.

그리고, 광학계(122,123)는 제1 미러(122)와 제2 미러(123)를 포함한다.

제1 미러(122)는 영상계(121)의 광 출력 방향의 전방에 위치하여 영상계(121)에서 출력된 영상을 제2 미러(123)로 반사한다. 제2 미러는(123) 제1 미러(122)로부터 반사된 영상을 컴바이너 유닛(50)을 향해 재반사한다.

광학계(122,123)의 구성은 영상계(121)와 컴바이너 유닛(50)간의 상대적인 위치 및 구조 등에 의해 달라질 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 마운팅 유닛을 도시한 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마운팅 유닛(10)은 대략 쉘 타입의 구조로서, 내부에 전술한 영상계(121) 및 광학계(122,123)가 설치되는 내부 공간(미부호)을 구비한다.

마운팅 유닛(10)의 상측 일부 영역에는 내부 공간과 연통하는 개구부(101)가 형성된다. 개구부(101)는 제2 미러(123)를 통해 반사된 영상이 컴바이너 유닛(50)으로 진행하는 광 경로를 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 마운팅 유닛(10)은 개구부(101)와 인접하는 위치에 구비되는 아크형 가이드면(102)을 포함한다.

아크형 가이드면(102)은 가상의 수평면에 대해 개구부(101)를 향해 경사가 점진적으로 증가하는 형상을 갖는다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 아크형 가이드면(102)은 대략 오목한 형상의 곡면을 갖게 된다.

아크형 가이드면(102) 상에는 복수 개의 가이드면 스토퍼(103a, 103b, 104a, 104b)가 돌출 형성된다. 구체적으로 아크형 가이드면(102)의 일측에는 한 쌍의 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)가 돌출 형성되고, 아크형 가이드면(102)의 타측에는 한 쌍의 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)가 돌출 형성된다.

한 쌍의 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b) 사이에는 제1 슬롯(103c)이 형성되고, 한 쌍의 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b) 사이에는 제2 슬롯(104c)이 형성된다.

제1 슬롯(103c) 및 제2 슬롯(104c)은 후술하는 스윙암(20)의 라이너(205)가 배치되는 공간으로, 스윙암(20)의 슬라이딩 방향을 안내한다.

한 쌍의 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)는 후술하는 스윙암(20)의 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)와 연계하여 스윙암(20)의 일방향 슬라이딩 거리를 제한하고, 한 쌍의 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)는 후술하는 스윙암(20)의 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)와 연계하여 스윙암(20)의 타방향 슬라이딩 거리를 제한한다.

또한, 마운팅 유닛(10)은 아크형 가이드면(102)의 양측에서 연장 형성되는 한 쌍의 서포트 러그(105, 106)을 포함한다.

각각의 서포트 러그(105, 106)에는 스윙암 구동 기어 설치홀(105, 106)이 동일 축선 상에 위치하도록 관통 형성된다. 스윙암 구동 기어 설치홀(105, 106)은 후술하는 스윙암 구동 기어(302)의 양단을 회전 가능하게 지지하여 스윙암 구동 기어 설치홀(105, 106)의 축선을 중심으로 회전 가능하게 한다.

또한, 마운팅 유닛(10)은 아크형 가이드면(102) 또는 서포트 러그(105, 106)의 일측에 구비되는 포지션 센서(107)를 포함한다. 포지션 센서(107)는 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에 위치하였는지 여부를 감지한다.

도 3에 도시된 포지션 센서(107)는 상방으로 돌출 형성된 스위치 타입의 센서로서, 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에 위치할 때, 후술하는 패널 홀더(520)의 일면에 의해 가압되어 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에 위치함을 감지한다.

본 실시예에서는 포지션 센서(107)의 일례로서 스위치 타입의 센서를 도시하였으나, 컴바이너 유닛(50)의 위치를 센싱할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암의 전면을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암의 후면을 도시한 사시도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스윙암(20)은 전체적으로 아크형의 구조를 갖는다.

특히 스윙암(20)의 일면을 형성하는 슬라이딩 면(201)은 마운팅 유닛(10)의 아크형 가이드면(102)과 접하는 면으로서, 슬라이딩 면(201)의 곡률은 마운팅 유닛(10)의 아크형 가이드면(102)의 곡률과 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 면(201) 상에는 횡방향으로 슬라이딩 면(201)을 따라 돌출 형성되는 라이너(205)가 구비되고, 라이너(205)의 일단 양측으로는 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)가 슬라이딩 면(201) 상에 돌출 형성되고, 라이너(205)의 타단 양측으로는 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)가 슬라이딩 면(201) 상에 돌출 형성된다.

전술한 바와 같이, 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)는 아크형 가이드면(102) 상에 형성된 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)와 연계하여 스윙암(20)의 일방향 슬라이딩 거리를 제한하기 위한 부재이고, 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)는 아크형 가이드면(102) 상에 형성된 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)와 연계하여 스윙암(20)의 타방향 슬라이딩 거리를 제한하기 위한 부재이다.

그리고, 라이너(205)는 아크형 가이드면(102)의 제1 슬롯(103c) 및 제2 슬롯(104c)으로 삽입된다. 라이너(205)는 아크형 가이드면(102) 상에 형성된 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b) 및 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)에 의해 양측이 지지된다. 그 결과, 아크형 가이드면(102) 상에서 스윙암(20)의 슬라이딩 방향이 정의된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 스윙암(20)의 타면에는 제1 치형(202)이 형성된다. 제1 치형(202)은 후술하는 스윙암 구동 유닛(30)의 스윙암 구동 기어(302)와 치합되기 위한 구성이다.

스윙암(20)의 일단에는, 모터 수용 공간(207)을 포함하는 모터 하우징(206)이 연장 형성된다. 또한, 스윙암(20)의 일단에는, 후술하는 컴바이너 유닛(50)과 조립되기 위한 회전축 삽입홀(208)이 모터 하우징(206)과 인접하게 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 모터 수용 공간(207)에는 컴바이너 구동 유닛(40)의 일부인 컴바이너 구동 모터(401)가 장착되고, 모터 하우징(206)의 일측으로는 컴바이너 구동 모터(401)의 출력축에 결합된 제1 컴바이너 구동 기어(402)가 노출되도록 구비된다.

또한, 스윙암(20)의 일단에는, 컴바이너 각도 조절 유닛(60)이 구비된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 컴바이너 각도 조절 유닛(60)은, 모터 하우징(206)의 외측으로 연장 형성되는 너트부(601)와, 너트부(601)를 관통하며 너트부(601)와 나사 결합되는 조정부(602, 603)를 포함한다.

조정부(602, 603)는 너트부(601)를 관통하여 일부가 너트부(601)의 일측으로 돌출되는 가압단(603)과 가압단(603)과 일체로 형성되어 너트부(601)의 타측에 위치하는 조작단(602)을 포함한다.

가압단(603)은 너트부(601)와 나사 계합되어, 조작단(602)의 회전에 의해 너트부(601)의 타측으로 돌출되는 부분의 길이가 조절될 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암, 스윙암 구동 유닛 및 마운팅 유닛 등의 조립 상태를 도시한 사시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스윙암 구동 유닛(30)은 스윙암 구동 기어(302)와 스윙암 구동 모터(301)를 포함한다.

스윙암 구동 기어(302)는 서포트 러그(105, 106)에 양단이 지지되며, 마운팅 유닛(10)에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 스윙암 구동 모터(301)는 서포트 러그(106)의 일측에 설치된다. 스윙암 구동 기어(302)는 서포트 러그(106)를 통해 스윙암 구동 모터(301)의 출력축과 연결되어, 스윙암 구동 모터(301)에 의해 회전하게 된다.

스윙암 구동 모터는 정방향 및 역방향으로 각각 회전력을 제공하는 정역 모터이며, 스윙암 구동 모터(301)가 제공하는 회전력의 방향에 따라 스윙암 구동 기어(302) 역시 정방향 및 역방향으로 회전이 가능하다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스윙암(20)은 스윙암 구동 기어(302)와 아크형 가이드면(102) 사이에 위치하도록 조립된다. 스윙암(20)의 슬라이딩 면(201)은 아크형 가이드면(102)에 접하도록 조립되고, 스윙암(20)의 제1 치형(202)은 스윙암 구동 기어(302)의 제2 치형(미부호)과 치합되도록 조립된다.

상술한 구성에 의해, 스윙암 구동 모터(301)가 스윙암 구동 기어(302)를 화살표(A1) 방향을 따라 일방향 또는 타방향으로 회전시킴에 따라, 스윙암(20)은 아크형 가이드면(102)과 접촉을 유지한 채 화살표(A2) 방향을 따라 일방향 또는 타방향으로 슬라이딩하게 된다.

스윙암(20)이 일방향(상승 방향)으로 슬라이딩하는 중에, 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)가 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)과 맞닿게 되면 스윙암(20)은 일방향으로 슬라이딩되는 것이 제한되고, 스윙암 구동 모터(301)는 스윙암 구동 기어(302)를 일방향으로 회전시키는 것을 중지한다.

또한, 스윙암(20)이 타방향(하강 방향)으로 슬라이딩하는 중에, 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)가 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)과 맞닿게 되면 스윙암(20)은 타방향으로 슬라이딩되는 것이 제한되고, 스윙암 구동 모터(301)는 스윙암 구동 기어(302)를 타방향으로 회전시키는 것을 중지한다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 컴바이너 유닛을 도시한 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 컴바이너 유닛(50)은 컴바이너 패널(510) 및 패널 홀더(520)를 포함한다.

컴바이너 패널(510)은 영상계(121) 및 광학계(122,123)를 통해 전달된 영상이 투사되는 패널로서, 투명 또는 반투명 재질로 형성될 수 있다. 컴바이너 패널(510)의 하단에는 패널 홀더(520)에 의해 지지되는 삽입단(511)이 형성된다.

패널 홀더(520)는 컴바이너 패널(510)을 지지하며 컴바이너 유닛(50)을 스윙암(20)의 일단에 결합시키는 부재이다. 패널 홀더(520)의 일측에는 컴바이너 패널(510)의 삽입단(511)이 조립되는 제1 조립 슬롯(521)이 형성되며, 패널 홀더(520)의 타측에는 스윙암(20)의 일단이 조립되는 제2 조립 슬롯(523)이 형성된다.

제2 조립 슬롯(523) 내에는 제2 조립 슬롯(523)을 가로 방향으로 관통하는 회전축(522)가 설치되고, 회전축(522) 상에는 컴바이너 구동 유닛(40)의 일부인 제2 컴바이너 구동 기어(403)가 설치된다. 제2 컴바이너 구동 기어(403)는 회전축(522) 또는 패널 홀더(520)에 고정되도록 설치된다.

회전축(522)은 패널 홀더(520)에 고정되는 바(bar)이며, 전술한 스윙암(20)의 회전축 삽입홀(208)과 조립되어, 컴바이너 유닛(50)과 스윙암(20)을 연결한다. 스윙암(20)은 회전축(522)을 중심으로 회전 가능하게 조립된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 스윙암, 컴바이너 구동 유닛 및 컴바이너 유닛 등의 조립 상태를 도시한 측면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 컴바이너 유닛(50)은 스윙암(20)의 일단에 회전 가능하게 조립된다.

구체적으로, 패널 홀더(520)의 회전축(522; 도 7 참고)이 스윙암(20)의 회전축 삽입홀(208; 도 5 참고)에 삽입되는 방식으로 컴바이너 유닛(50)과 스윙암(20)이 연결되며, 스윙암(20)의 일측으로 노출된 제1 컴바이너 구동 기어(402)와 패널 홀더(520)의 제2 조립 슬롯(523) 내에 구비되는 제2 컴바이너 구동 기어(403)가 치합되도록 조립된다.

컴바이너 구동 모터(401)는 정역 모터이며, 컴바이너 구동 모터(401)가 제공하는 회전력의 방향에 따라 제1 컴바이너 구동 기어(402) 및 제2 컴바이너 구동 기어(403) 역시 정방향 및 역방향으로 회전이 가능하다.

상술한 구성에 의해, 스윙암(20)의 일단에 설치된 컴바이너 구동 모터(401)가 제1 컴바이너 구동 기어(402)를 화살표(A3) 방향을 따라 일방향 또는 타방향으로 회전시킴에 따라, 제1 컴바이너 구동 기어(402)와 치합된 제2 컴바이너 구동 기어(403)는 제1 컴바이너 구동기어(402)와 반대 방향으로 회전하게 되고, 제2 컴바이너 구동 기어(403)의 회전 방향에 따라 컴바이너 유닛(50)은 화살표(A4) 방향을 따라 회전축(522)을 중심으로 일방향 또는 타방향으로 회동하게 된다.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 컴바이너 각도 조절 유닛의 작동 상태를 도시한 측면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 너트부(601)는 모터 하우징(206)의 외측에 고정 설치된다. 가압단(603)은 너트부(601)와 나사 결합되며 일부가 패널 홀더(520)를 향해 돌출되도록 위치한다. 조작단(602)은 너트부(601)를 중심으로 가압단(603)의 반대 방향에 위치하게 된다.

조작단(602)을 화살표(A5)를 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 조작함에 따라, 너트부(601)와 나사 결합된 가압단(602)은 화살표(A6)를 따라 패널 홀더(520)를 향해 전진 또는 후진하게 된다. 운전자는 운전자의 취향에 맞게 조정부(602, 603)을 미리 조작하여 너트부(601)부터 가압단(602)의 단부가 돌출되는 길이는 미리 설정할 수 있다.

컴바이너 구동 유닛(40)에 의해 컴바이너 유닛(50)이 반시계 방향(도 9 기준)으로 회동하는 때에 가압단(602)의 단부는 컴바이너 유닛(50)의 회동 범위를 제한하게 된다. 즉, 컴바이너 유닛(50)이 반시계 방향으로 회동하는 중에 가압단(602)의 단부와 패널 홀더(520)의 일면이 접촉하게 되면 컴바이너 유닛(50)의 반시계 방향 회동을 정지하게 되고, 컴바이너 구동 모터(401)는 제1 컴바이너 구동 기어(402)를 회전시키는 것을 중지하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)에 대해 상술한 구성을 기초로 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는 동작을 순서대로 도면이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)의 슬립 모드 상태를 도시한 측면도이다.

슬립 모드에서 컴바이너 패널(510)은 마운팅 유닛(10)의 개구부(101)를 덮도록 위치한다. 슬립 모드에서 컴바이너 패널(510)은 대시보드와 대략적으로 오버랩되도록 위치할 수 있다. 따라서, 컴바이너 패널(510)은 슬립 모드에서 운전자의 시야 내에 위치하지 않을 수 있다.

슬립 모드에서 스윙암(20)의 슬라이딩 면(201) 상에 형성된 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)는 아크형 가이드면(102) 상에 형성된 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)와 맞닿은 상태에 있을 수 있다.

또한, 슬립 모드에서 패널 홀더(520)는 포지션 센서(107)를 가압하는 상태일 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)가 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는 중의 상태를 도시한 측면도이다.

운전자의 조작(예를 들어, 차량의 시동 온(ON) 신호 또는 헤드 업 디스플레이 장치 구동 신호)에 의해 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)는 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환될 수 있다.

운전자의 조작 신호가 인가된 경우에, 스윙암 구동 모터(301)는 스윙암 구동 기어(302)를 회전시켜 스윙암(20)을 화살표 방향(A7)으로 슬라이딩 시킨다.

스윙암(20)이 아크형 가이드면(102)을 따라 상승함에 따라 컴바이너 패널(510) 역시 개구부(101)로부터 멀어지며 상승하게 된다.

동시에, 컴바이너 구동 모터(401)는 제1 컴바이너 구동 기어(402)를 회전시켜 컴바이너 유닛(50)이 화살표 방향(A8)으로 회동하게 한다.

따라서, 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는 시간 중에는 스윙암 구동 모터(301)와 컴바이너 구동 모터(401)가 동시에 작동하는 시간 영역이 존재하게 된다.

스윙암 구동 모터(301)와 컴바이너 구동 모터(401)가 동시에 컴바이너 패널(510)을 구동하므로, 컴바이너 패널(510)은 스윙암(20)의 상승에 따라 상승하며 이동하는 회전축(522)을 중심으로 시계 방향(도 11 기준)으로 회동하여, 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는 시간을 단축시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)의 팝업 모드 상태를 도시한 측면도이다.

차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)가 슬립 모드에서 팝업 모드로 전환되는 중에, 스윙암(20)의 슬라이딩 면(201) 상에 형성된 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)는 아크형 가이드면(102) 상에 형성된 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)와 맞닿게 되면 스윙암(20)은 일방향으로 슬라이딩되는 것이 제한되고, 스윙암 구동 모터(301)는 스윙암 구동 기어(302)를 일방향으로 회전시키는 것을 중지한다.

동시에, 컴바이너 유닛(50)이 반시계 방향으로 회동하는 중에 가압단(602)의 단부와 패널 홀더(520)의 일면이 접촉하게 되면, 컴바이너 구동 모터(401)는 제1 컴바이너 구동 기어(402)를 회전시키는 것을 중지하고, 컴바이너 유닛(50)의 반시계 방향 회동을 정지하게 된다.

스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)의 구동이 정지된 상태가 도 12에 도시된 팝업 모드 상태이다.

전술한 바와 같이, 운전자는 운전자의 취향에 맞게 조정부(602, 603)을 미리 조작하여 너트부(601)부터 가압단(602)의 단부가 돌출되는 길이는 미리 설정할 수 있다.

따라서, 너트부(601)부터 가압단(602)의 단부가 돌출되는 길이를 길게 조정할수록 컴바이너 패널(510)은 수평면과 이루는 경사가 작은 상태로 팝업 모드에 위치하게 되고, 반대로 너트부(601)부터 가압단(602)의 단부가 돌출되는 길이를 짧게 조정할수록 컴바이너 패널(510)은 수평면과 이루는 경사가 큰 상태로 팝업 모드에 위치하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)는, 팝업 모드에서 스윙암(20)과 아크형 가이드면(102)에 형성된 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b) 및 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)를 이용해 스윙암(20)의 슬라이딩 거리를 제한하고, 컴바이너 각도 조절 유닛(60)을 이용해 컴바이너 유닛(50)의 회동 범위를 제한하므로, 스윙암(20)을 구동하는 스윙암 구동 모터(301) 및/또는 컴바이너 유닛(50)을 구동하는 컴바이너 구동 모터(401)에 일시적으로 고부하가 작용하더라도 스윙암(20) 및/또는 컴바이너 유닛(50)이 팝업 모드로 전환하는 중에 탈조하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 컴바이너 각도 조절 유닛(60)을 이용해 운전자의 취향에 따라 팝업 모드에서의 컴바이너 패널(510) 각도를 설정할 수 있다.

팝업 모드에서 슬립 모드로 전환되는 것은 전술한 순서의 역순이므로 구체적인 설명을 생략한다.

다만, 슬립 모드로 진행하는 중에 스윙암 구동 모터(301)는 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)가 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)과 맞닿는 것에 의해 스윙암(20)은 타방향으로 슬라이딩되는 것이 제한되고, 스윙암 구동 모터(301)는 스윙암 구동 기어(302)를 회전시키는 것을 중지한다.

또한, 슬립 모드로 진행하는 중에 패널 홀더(520)가 포지션 센서(107)를 가압하여 발생하는 신호에 의해 컴바이너 구동 모터(401)는 제1 컴바이너 구동 기어(402)를 회전시키는 것을 중지하고, 컴바이너 유닛(50)은 회동을 정지하여 슬립 모드에 위치하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 방법에 대해 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 구성을 도시한 블록도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는 전술한 스윙암 구동 모터(301), 컴바이너 구동 모터(401) 및 포지션 센서(107) 이외에 전류값 측정부(701), 제어부(702) 및 저장부(703)를 포함한다.

전류값 측정부(701), 제어부(702) 및 저장부(703)는 마운팅 유닛(10)의 내측에 구비되는 것이 바람직하다.

전류값 측정부(701)는 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)와 전기적으로 연결되어, 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값을 측정한다.

저장부(703)는 스윙암 스톨 전류값 및 컴바이너 스톨 전류값을 저장한다. 스윙암 스톨 전류값 및 컴바이너 스톨 전류값은 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)의 사양에 따라 미리 설정된 값일 수 있다.

제어부(702)는 스윙암 구동 모터(301), 컴바이너 구동 모터(401), 전류값 측정부(701), 저장부(703) 및 포지션 센서(107)와 전기적으로 연결된다.

제어부(702)는 전류값 측정부(701)의 측정 결과를 저장부(703)에 저장된 스윙암 스톨 전류값 및 컴바이너 스톨 전류값과 비교하여 스윙암 구동 모터(301)과 컴바이너 구동 모터(401)를 각각 제어한다.

전류값 측정부(701)와 제어부(702)가 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 제어에서 담당하는 보다 구체적인 기능들에 대해서는 후술한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 방법은 컴바이너 팝업 제어 방법과 컴바이너 슬립 제어 방법을 포함한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 제어 방법 중 컴바이너 팝업 제어 방법을 도시한 순서도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 컴바이너 팝업 제어 방법은 구동 개시 신호를 수신하는 단계(S10), 스윙암을 일방향으로 슬라이딩하는 단계(S20), 컴바이너 유닛을 일방향으로 회동하는 단계(S30) 및 컴바이너 유닛을 팝업 모드에 위치시키는 단계(S40)를 포함한다.

도 14에는 컴바이너 팝업 제어 방법의 일례로서, 스윙암을 일방향으로 슬라이딩 하는 단계(S20)와 컴바이너 유닛을 일방향으로 회동하는 단계(S30)가 병행하여 진행되는 것으로 도시되었으나, S20 단계가 S30 단계보다 우선하거나, S30 단계가 S20단계에 우선하는 방식으로 S20 단계와 S30 단계가 순차적으로 이루어질 수 있다.

구동 개시 신호를 수신하는 단계(S10)에서는 제어부(702)가 구동 개시 신호를 수신한다. 구동 개시 신호는 차량의 시동이 ON되는 신호이거나 차량 내에 구비되는 별도의 헤드 업 디스플레이 작동 스위치(미도시)가 ON되는 신호일 수 있다.

스윙암을 일방향으로 슬라이딩 하는 단계(S20)에서는, 제어부(702)가 스윙암 구동 모터(301)에 전압을 인가하여 스윙암 구동 모터(301)를 일방향으로 회전시켜 스윙암(20)을 마운팅 유닛(10)에 대해 상승하는 방향으로 슬라이딩시킨다(도 11 참고).

컴바이너 유닛을 일방향으로 회동하는 단계(S30)에서는, 제어부(702)가 컴바이너 구동 모터(401)에 전압을 인가하여 컴바이너 구동 모터(401)를 일방향으로 회전시켜 컴바이너 유닛(50)을 운전자 방향으로 회동시킨다(도 11 참고).

이하에서는, 설명의 편의를 위해 팝업 모드에서 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)가 회전하는 방향을 정회전 또는 정방향이라 한다.

컴바이너 유닛을 팝업 모드에 위치시키는 단계(S40)는, 컴바이너 유닛이 팝업 모드에서 멈추도록, 제어부(702) 및 전류값 측정부(701)에 의해 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)가 제어되는 단계로서 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같은 단계를 포함한다.

도 15a 및 15b는 컴바이너 유닛을 팝업 모드에 위치시키는 단계(S40)를 세부적으로 도시한 순서도이다.

도 15a 및 15b에 도시된 바와 같이, 컴바이너 유닛을 팝업 모드에 위치시키는 단계(S40)는, 스윙암 구동 모터를 정회전시키는 단계(S41), 스윙암 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S42), 스윙암 구동 모터의 전류값과 스윙암 스톨 전류값을 비교하는 단계(S43), 스윙암 구동 모터를 정지시키는 단계(S44), 컴바이너 구동 모터를 정회전 시키는 단계(S45), 컴바이너 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S46), 컴바이너 구동 모터의 전류값과 컴바이너 스톨 전류값을 비교하는 단계(S47) 및 컴바이너 구동 모터를 정지시키는 단계(S48)를 포함한다.

도 15a에 도시된 S41 단계 내지 S44 단계는 도 15b에 도시된 S45 단계 내지 S48 단계와 병행하여 진행될 수 있다.

S20 단계와 S30단계가 순차적으로 이루어지는 경우에는 도 15a에 도시된 S41 단계 내지 S44 단계와 도 15b에 도시된 S45 단계 내지 S48 단계도 그에 대응하여 순차적으로 진행될 수 있다.

스윙암 구동 모터를 정회전시키는 단계(S41)는 스윙암을 일방향으로 슬라이딩 하는 단계(S20)와 연계되어 연속적으로 수행되는 단계이다.

도 16은 스윙암 구동 모터를 정회전시키는 단계(S41)를 세부적으로 도시한 순서도이고, 도 17은 도 16에 도시된 단계를 그래프로 표현한 도면이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 스윙암 구동 모터를 정회전시키는 단계(S41)는, 모터 회전 속도를 상승시키는 단계(S41a), 모터 회전 속도를 일정하게 유지시키는 단계(S41b) 및 모터 회전 속도를 감소시키는 단계(S41c)를 포함한다.

모터 회전 속도를 상승시키는 단계(S41a)는 도 17의 가속 구간에 대응하고, 모터 회전 속도를 일정하게 유지시키는 단계(S41b)는 도 17의 등속 구간에 대응하며, 모터 회전 속도를 감소시키는 단계(S41c)는 도 17의 감속 구간에 대응한다.

제어부(702)는 스윙암을 일방향으로 슬라이딩 하는 단계(S20)에서 스윙암 구동 모터(301)를 정회전시켜 t1 시간 이후로 스윙암(20)의 슬라이딩을 개시한 이후에, 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도가 일정 회전 속도(RMP1)에 도달하는 t2 시간까지 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 상승시킨다(S41a),

가속 구간은 t2와 t1의 시간 간격이 미리 설정되거나, RMP1이 미리 설정되는 방식으로 정해질 수 있다.

모터 회전 속도를 상승시키는 단계(S41a)가 종료된 이후에, 제어부(702)는 일정 시간 동안(t2 ~ t3) 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 일정하게 유지한다(S41b).

t3 시간에 도달한 이후에, 제어부(702)는 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 감소시킨다.

가속 구간의 시간(t2-t1), 등속 구간의 시간(t3-t2) 및 감속 구간의 시간(t4-t3)은 슬립 모드에서 팝업 모드로 변환되는데 스윙암(20)이 슬라이딩 되는 거리를 고려하여 미리 설정될 수 있다.

스윙암(20)을 구동시킴에 있어서, 스윙암 구동 모터(301)를 가속, 등속, 감속의 순서로 제어하여 스윙암(20)와 마운팅 유닛(10) 사이의 충격 및 스윙암 구동 유닛(30)에 작용하는 충격을 최소화하여 각 구성 요소의 내구성을 증대시킴과 동시에 구성 요소 간에 마찰 및 충돌 등으로 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.

스윙암 구동 모터(301)로서 직류 모터가 사용되는 경우에, 제어부(702)는 펄스 폭 변조(PWM, pulse width modulation) 제어 방식을 통해 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 이를 통해 컴바이너의 팝업 시간을 단축하고 팝업 과정에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.

도 18은 도 17의 가속 구간에서 스윙암 구동 모터에 대한 PWM 제어 방법을 도시한 도면이고, 도 19는 도 17의 등속 구간에서 스윙암 구동 모터에 대한 PWM 제어 방법을 도시한 도면이며, 도 20은 도 17의 감속 구간에서 스윙암 구동 모터에 대한 PWM 제어 방법을 도시한 도면이다.

도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 제어부(702)는 스윙암 구동 모터(301)에 일정한 주기(T)의 펄스 전압을 인가하여 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 제어한다.

모터 회전 속도를 상승시키는 단계(S41a)에서는 제어부(702)가 펄스폭이 t_a1, t_a2, t_a3 순으로 점차 증가하는 펄스 전압을 스윙암 구동 모터(301)에 인가하여 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 점진적으로 상승시킬 수 있다.

모터 회전 속도를 일정하게 유지시키는 단계(S41b)에서는 제어부(702)가 펄스폭이 t_b로 일정하게 유지되는 펄스 전압을 스윙암 구동 모터(301)에 인가하여 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

모터 회전 속도를 감소시키는 단계(S41c)에서는 제어부(702)가 펄스폭이 t_c1, t_c2, t_c3 순으로 점차 감소하는 펄스 전압을 스윙암 구동 모터(301)에 인가하여 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 제어부(702)는 일정 시간 동안 펄스폭이 점차 감소하는 펄스 전압을 인가하고 전압 공급을 차단함으로써 스윙암 구동 모터(301)의 회전 관성 및 마찰에 의해 서서히 회전 속도가 감소하도록 제어할 수도 있다.

스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도에 따른 스윙암(20)의 이동 거리를 정확하게 예상하여 가속 구간의 시간(t2-t1), 등속 구간의 시간(t3-t2) 및 감속 구간의 시간(t4-t3)을 이상적으로 설정하는 경우에는, 모터 회전 속도를 감소시키는 단계(S41c)가 종료됨과 동시에 스윙암(20)의 슬라이딩 면(201) 상에 형성된 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b; 도 5 참고)과 아크형 가이드면(102) 상에 형성된 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b; 도 3 참고)가 접하며 스윙암이 팝업 모드에 위치하게 될 수 있다.

하지만, 이와 같은 제어는 현실적으로 상당한 어려움이 있으므로, 스윙암(20)이 일방향으로 이동하는 중에 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)과 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)이 맞닿는 상태는 감지하여 스윙암 구동 모터(301)를 정지할 필요가 있다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 제어 방법은 스윙암 구동 모터(301)의 전류값을 이용해 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)과 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)이 맞닿는 상태는 감지하는 방법을 이용한다.

도 21은 스윙암 구동 모터의 부하 상태에 따른 전류값을 그래프로 표현한 도면이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 스윙암 구동 모터(301)가 스윙암(20)을 일방향으로 이동시키는 중에는 스윙암 구동 모터(301)에 A1의 전류값이 측정된다. 그러나, 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)과 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)이 접하는 순간(t2)부터는 스윙암 구동 모터(301)에 부하가 걸리며 스윙암 구동 모터(301)의 전류값이 상승하게 되고, 제2 스윙암 스토퍼(204a, 204b)과 제2 가이드면 스토퍼(104a, 104b)가 상호 가압되며 스윙암(20)이 스톨(stall) 상태가 되는 때(t3)까지 스윙암 구동 모터(301)의 전류값은 A2까지 급격히 상승한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 제어 방법은 A2값을 스윙암 구동 모터(301)의 스톨 전류값이라 하고, 이를 이용해 스윙암(20)을 팝업 모드에 위치하도록 제어한다.

다시 도 15a를 참고하면, 스윙암 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S42)에서, 전류값 측정부(701)는 스윙암 구동 모터(301)가 정회전 하는 중에 스윙암 구동 모터(301)의 전류값을 측정하여 수집한다.

스윙암 구동 모터의 전류값과 스윙암 스톨 전류값을 비교하는 단계(S43)에서, 제어부(702)는 전류값 측정부(701)가 수집한 스윙암 구동 모터(301)의 전류값을 실시간으로 스윙암 스톨 전류값(A2)과 비교한다. 스윙암 스톨 전류값(A2)은 저장부(703)에 미리 입력될 수 있다.

전류값 측정부(701)가 수집한 스윙암 구동 모터(301)의 전류값이 스윙암 스톨 전류값(A2) 보다 낮은 경우에, 제어부(702)는 스윙암 구동 모터(301)의 회전 속도를 미리 설정된 절차에 따라 가속, 등속, 감속 순서로 제어하게 된다. 또는 감속 단계를 생략하고 가속, 등속의 순서로 제어할 수 있다. 또는 가속 단계를 생략하고 등속, 감속의 순서로 제어할 수 있다. 또는 가속 및 감속 단계를 생략하고 등속 제어 할 수도 있다.

그러나, 전류값 측정부(701)가 수집한 스윙암 구동 모터(301)의 전류값이 스윙암 스톨 전류값(A2)에 도달하거나 스윙암 스톨 전류값(A2) 보다 큰 경우에, 제어부(702)는 스윙암 구동 모터(301)에 펄스 전압 인가를 중단하여 스윙암 구동 모터(301)를 정지시킨다(S44). 제어부(702)가 스윙암 구동 모터(301)를 정지시킴에 따라 스윙암(20)의 일방향 슬라이딩도 정지하게 된다.

스윙암(20)와 마운팅 유닛(10) 사이의 충격 및 스윙암 구동 유닛(30)에 작용하는 충격을 최소화하기 위해 스윙암 구동 모터(301)의 전류값이 스윙암 스톨 전류값(A2) 이상이 되는 시기는 스윙암 구동 모터(301)가 감속 단계에 있을 때에 발생하는 것이 바람직하다.

위와 같은 제어에 의해 스윙암(20)은 안정적으로 팝업 모드에 위치하게 된다. 또한, 스윙암 구동 모터(301)의 전류값을 이용해 스윙암 구동 모터(301)를 제어하므로, 이물질 등에 의해 스윙암(20)이 팝업 모드에 위치하기 전에 스톨되는 경우도 감지할 수 있다.

한편, 도 15b에 도시된 컴바이너 구동 모터를 정회전 시키는 단계(S45)는 스윙암 구동 모터를 정회전시키는 단계(S41)와 유사하게 이루어진다.

즉, 제어부(702)는 도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 컴바이너 구동 모터를 모터 회전 속도를 상승시키는 단계(S45a), 모터 회전 속도를 일정하게 유지시키는 단계(S45b) 및 모터 회전 속도를 감소시키는 단계(S45c)로 제어할 수 있다.

또한, 컴바이너 구동 모터(401)의 속도를 제어하는 방법 역시 스윙암 구동 모터(301)의 속도를 제어하는 방법과 유사하게 도 18 내지 도 20에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 컴바이너 구동 모터(401) 역시 직류 모터가 사용될 수 있으며, 제어부(702)는 펄스 폭 변조(PWM, pulse width modulation) 제어 방식을 통해 컴바이너 구동 모터(401)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 중복 설명을 생략하게 위해 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

또한, 컴바이너 구동 모터(401) 역시 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값을 기초로 정지될 수 있다. 즉, 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값을 이용해 컴바이너 유닛(50)이 일방향으로 회동하는 중에 가압단(602)의 단부와 패널 홀더(520)의 일면이 접촉하는 상태를 감지할 수 있다.

설명의 편의를 위해 도 21을 참고하여 설명한다.

컴바이너 구동 모터(401) 역시 컴바이너 유닛(50)을 일방향으로 회동시키는 중에는 컴바이너 구동 모터(401)에 A1의 전류값이 측정된다. 그러나, 가압단(602)의 단부와 패널 홀더(520)의 일면이 접하는 순간(t2)부터는 컴바이너 구동 모터(401)에 부하가 걸리며 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값이 상승하게 되고, 가압단(602)과 패널 홀더(520)가 상호 가압되며 컴바이너 유닛(50)이 스톨(stall) 상태가 되는 때(t3)까지 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값은 A2까지 급격히 상승한다. 설명의 편의를 위해 도 21을 참고하여 설명하였으나, A1 및 A2의 전류값은 스윙암 구동 모터(301)와 다를 수 있다.

도 15b에 도시된, 컴바이너 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S46)에서, 전류값 측정부(701)는 컴바이너 구동 모터(401)가 정회전 하는 중에 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값을 측정하여 수집한다.

도 15b에 도시된, 컴바이너 구동 모터의 전류값과 컴바이너 스톨 전류값을 비교하는 단계(S47)에서, 제어부(702)는 전류값 측정부(701)가 수집한 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값을 실시간으로 컴바이너 스톨 전류값(A2)과 비교한다. 컴바이너 스톨 전류값(A2)은 저장부(703)에 미리 입력될 수 있다.

전류값 측정부(701)가 수집한 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값이 컴바이너 스톨 전류값(A2) 보다 낮은 경우에, 제어부(702)는 컴바이너 구동 모터(401)의 회전 속도를 미리 설정된 절차에 따라 가속, 등속, 감속 순서로 제어하게 된다. 또는 감속 단계를 생략하고 가속, 등속의 순서로 제어할 수 있다. 또는 가속 단계를 생략하고 등속, 감속의 순서로 제어할 수 있다. 또는 가속 및 감속 단계를 생략하고 등속 제어 할 수도 있다.

그러나, 전류값 측정부(701)가 수집한 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값이 컴바이너 스톨 전류값(A2)에 도달하거나 컴바이너 스톨 전류값(A2) 보다 큰 경우에, 제어부(702)는 컴바이너 구동 모터(401)에 펄스 전압 인가를 중단하여 컴바이너 구동 모터(401)를 정지시킨다(S48). 제어부(702)가 컴바이너 구동 모터(401)를 정지시킴에 따라 컴바이너 유닛(50)의 일방향 회동도 정지하게 된다.

컴바이너 유닛(50)과 컴바이너 각도 조절 유닛(60) 사이의 충격 및 컴바이너 구동 유닛(40)에 작용하는 충격을 최소화하기 위해 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값이 컴바이너 스톨 전류값(A2) 이상이 되는 시기는 컴바이너 구동 모터(401)가 감속 단계에 있을 때에 발생하는 것이 바람직하다.

위와 같은 제어에 의해 컴바이너 유닛(50)은 안정적으로 팝업 모드에 위치하게 된다. 또한, 컴바이너 구동 모터(401)의 전류값을 이용해 컴바이너 구동 모터(401)를 제어하므로, 이물질 등에 의해 컴바이너 유닛(50)이 팝업 모드에 위치하기 전에 스톨되는 경우도 감지할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 방법 중, 컴바이너 슬립 제어 방법에 대해 설명한다.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 제어 방법 중 컴바이너 슬립 제어 방법을 도시한 순서도이다.

도 22에 도시된 바와 같이, 컴바이너 슬립 제어 방법은 구동 중지 신호를 수신하는 단계(S50), 스윙암을 타방향으로 슬라이딩 하는 단계(S60), 컴바이너 유닛을 타방향으로 회동하는 단계(S70) 및 컴바이너 유닛을 슬립 모드에 위치시키는 단계(S80)를 포함한다.

도 22에는 컴바이너 슬립 제어 방법의 일례로서, 스윙암을 타방향으로 슬라이딩하는 단계(S60)와 컴바이너 유닛을 타방향으로 회동하는 단계(S70)가 병행하여 진행되는 것으로 도시되었으나, S60 단계가 S70단계보다 우선하거나, S70 단계가 S60단계에 우선하는 방식으로 S60 단계와 S70단계가 순차적으로 이루어질 수 있다.

구동 중지 신호를 수신하는 단계(S50)에서는 제어부(702)가 구동 중지 신호를 수신한다. 구동 중지 신호는 차량의 시동이 OFF되는 신호이거나 차량 내에 구비되는 별도의 헤드 업 디스플레이 작동 스위치(미도시)가 OFF되는 신호일 수 있다.

스윙암을 타방향으로 슬라이딩 하는 단계(S60)에서는, 제어부(702)가 스윙암 구동 모터(301)에 전압을 인가하여 스윙암 구동 모터(301)를 타방향으로 회전시켜 스윙암(20)을 마운팅 유닛(10)에 대해 하강하는 방향으로 슬라이딩시킨다.

스윙암 구동 모터(301)가 정역 회전이 가능한 모터인 경우에, 제어부(702)가 스윙암 구동 모터(301)에 인가하는 전압은 스윙암을 일방향으로 슬라이딩 하는 단계(S20)에서 스윙암 구동 모터(301)에 인가한 전압의 역전압일 수 있다.

따라서, 컴바이너 슬립 제어 방법에서는 스윙암 구동 모터(301)의 회전 방향이 컴바이너 팝업 제어 방법에서의 스윙암 구동 모터(301)의 회전 방향과 반대 방향이 된다.

컴바이너 유닛을 타방향으로 회동하는 단계(S70)에서는, 제어부(702)가 컴바이너 구동 모터(401)에 전압을 인가하여 컴바이너 구동 모터(401)를 타방향으로 회전시켜 컴바이너 유닛(50)을 마운팅 유닛(10)을 향해 회동시킨다.

컴바이너 구동 모터(401)가 정역 회전이 가능한 모터인 경우에, 제어부(702)가 컴바이너 구동 모터(401)에 인가하는 전압은 컴바이너 유닛을 일방향으로 회동하는 단계(S30)에서 컴바이너 구동 모터(401)에 인가한 전압의 역전압일 수 있다.

따라서, 컴바이너 슬립 제어 방법에서는 컴바이너 구동 모터(401)의 회전 방향이 컴바이너 팝업 제어 방법에서의 컴바이너 구동 모터(401)의 회전 방향과 반대 방향이 된다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 슬립 모드에서 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)가 회전하는 방향을 역회전 또는 역방향이라 한다.

컴바이너 유닛을 슬립 모드에 위치시키는 단계(S80)는, 컴바이너 유닛이 슬립 모드에서 멈추도록, 제어부(702) 및 전류값 측정부(701)에 의해 스윙암 구동 모터(301) 및 컴바이너 구동 모터(401)가 제어되는 단계로서 도 23a 및 도 23b에 도시된 바와 같은 단계를 포함한다.

도 23a 및 도 23b는 컴바이너 유닛을 슬립 모드에 위치시키는 단계(S80)를 세부적으로 도시한 순서도이다.

도 23a 및 도 23b에 도시된 바와 같이, 컴바이너 유닛을 슬립 모드에 위치시키는 단계(S80)는 스윙암 구동 모터를 역회전시키는 단계(S81), 스윙암 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S82), 스윙암 구동 모터의 전류값과 스윙암 스톨 전류값을 비교하는 단계(S83), 스윙암 구동 모터를 정지시키는 단계(S84), 컴바이너 구동 모터를 역회전 시키는 단계(S85), 컴바이너 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S86), 컴바이너 구동 모터의 전류값과 컴바이너 스톨 전류값을 비교하는 단계(S87) 및 컴바이너 구동 모터를 정지시키는 단계(S88)를 포함한다.

스윙암 구동 모터를 역회전시키는 단계(S81), 스윙암 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S82), 스윙암 구동 모터의 전류값과 스윙암 스톨 전류값을 비교하는 단계(S83), 스윙암 구동 모터를 정지시키는 단계(S84),컴바이너 구동 모터를 역회전 시키는 단계(S85), 컴바이너 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S86), 컴바이너 구동 모터의 전류값과 컴바이너 스톨 전류값을 비교하는 단계(S87) 및 컴바이너 구동 모터를 정지시키는 단계(S88)는 전술한 컴바이너 팝업 제어 방법의 스윙암 구동 모터를 정회전시키는 단계(S41), 스윙암 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S42), 스윙암 구동 모터의 전류값과 스윙암 스톨 전류값을 비교하는 단계(S43), 스윙암 구동 모터를 정지시키는 단계(S44) 및 컴바이너 구동 모터를 정회전 시키는 단계(S45), 컴바이너 구동 모터의 전류값을 수집하는 단계(S46), 컴바이너 구동 모터의 전류값과 컴바이너 스톨 전류값을 비교하는 단계(S47) 및 컴바이너 구동 모터를 정지시키는 단계(S48)와 유사하므로 중복되는 부분의 설명을 생략한다.다만, 컴바이너 팝업 제어 방법과 비교할 때, 제어부(702)가 스윙암 구동 모터(301)에 인가하는 전압과 컴바이너 구동 모터(401)에 인가하는 전압이 컴바이너 팝업 제어 방법의 경우에 인가한 전압의 역전압인 점에서 구별된다.

또한, 컴바이너 슬립 제어 방법에서 스윙암 구동 모터(301)에 스톨 전류값이 발생하는 때는 제1 스윙암 스토퍼(203a, 203b)와 제1 가이드면 스토퍼(103a, 103b)가 상호 가압되어 스윙암(20)이 스톨 상태가 되는 때라는 점에서 구별된다.

그리고, 컴바이너 슬립 제어 방법에서 컴바이너 구동 모터(401)에 스톨 전류값이 발생하는 때는 패널 홀더(520)가 마운팅 유닛(10)에 가압되어 컴바이너 유닛(50)이 스톨 상태가 되는 때라는 점에서 구별된다.

한편, 포지션 센서(107)는 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에 위치하는 것을 감지한다.

포지션 센서(107)와 전기적으로 연결된 제어부(702)는 패널 홀더(520)가 포지션 센서(107)를 가압함으로써 포지션 센서(107)로부터 출력되는 전기적 신호를 통해 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에 위치하였음을 감지할 수 있다.

따라서, 제어부(702)는 컴바이너 구동 모터(401)에 스톨 전류값이 발생하는 것과 포지션 센서(107)의 출력값을 감지되는 것의 2가지 인자가 모두 발생한 상태에서 컴바이너 유닛(50)이 슬립 모드에 위치하였다고 판단할 수 있다.

만일, 컴바이너 구동 모터(401)에 스톨 전류값이 발생하였으나 포지션 센서(107)의 출력값을 감지되지 않는 경우에, 제어부(702)는 컴바이너 유닛(50)이 정상적으로 슬립 모드에 위치하지 못하였다고 판단할 수 있다.

예를 들어, 마운팅 유닛(10)과 컴바이너 유닛(50) 사이에 이물질이 개재되어 있는 상태에는 이물질에 의해 컴바이너 구동 모터(401)에 스톨 전류값이 발생하지만 포지션 센서(107)가 패널 홀더(520)에 의해 가압되지 않기 때문이다.

따라서, 제어부(702)는, 컴바이너 구동 모터(401)에 스톨 전류값이 발생하였으나 포지션 센서(107)의 출력값을 감지되지 않는 경우에, 차량 운전자에게 경고 신호를 송출할 수 있다. 경고 신호는 단순히 음향에 의한 경고음이거나, 이물질의 존재 또는 슬립 모드 실패를 문자 이미지를 이용해 디스플레이하는 신호일 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 10: 마운팅 유닛
20: 스윙암 30: 스윙암 구동 유닛
40: 컴바이너 구동 유닛 50: 컴바이너 유닛
60: 컴바이너 각도 조절 유닛 101: 개구부
102: 아크형 가이드면 103a, 103b: 제1 가이드면 스토퍼
103c: 제1 슬롯 104a, 104b: 제2 가이드면 스토퍼
104c: 제2 슬롯 105, 106: 서포트 러그
107: 포지션 센서 121: 영상계
122: 제1 미러 123: 제2 미러
201: 슬라이딩 면 202: 제1 치형
203a, 203b: 제1 스윙암 스토퍼 204a, 204b: 제2 스윙암 스토퍼
205: 라이너 206: 모터 하우징
301: 스윙암 구동 모터 302: 스윙암 구동 기어
401: 컴바이너 구동 모터 402: 제1 컴바이너 구동 기어
403: 제2 컴바이너 구동 기어 510: 컴바이너 패널
520: 패널 홀더 601: 너트부
602: 조작단 603: 가압단
701: 전류값 측정부 702: 제어부
703: 저장부

Claims

마운팅 유닛;
상기 마운팅 유닛에 대해 슬라이딩 가능하게 지지되는 스윙암;
상기 스윙암의 일단에 회동 가능하게 지지되어 상기 스윙암의 슬라이딩 방향 및 상기 스윙암의 일단에 대한 회동 방향에 따라 팝업 모드와 슬립 모드로 상호 전환되는 컴바이너 유닛;
상기 마운팅 유닛에 대한 상기 스윙암의 슬라이딩 구동을 제어하는 스윙암 구동 유닛; 및
상기 컴바이너 유닛을 상기 스윙암의 일단을 중심으로 회동 제어하는 컴바이너 구동 유닛을 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 마운팅 유닛은 가상의 수평면에 대해 경사가 점진적으로 증가하는 아크형 가이드면을 포함하고,
상기 스윙암은,
일면의 적어도 일부가 상기 아크형 가이드면에 접하도록 구비되어,
상기 아크형 가이드면을 따라 일방향으로 슬라이딩됨에 따라 상기 마운팅 유닛에 대해 상승하며 상기 컴바이너 유닛을 팝업 모드로 전환하고,
상기 아크형 가이드면을 따라 타방향으로 슬라이딩됨에 따라 상기 마운팅 유닛에 대해 하강하며 상기 컴바이너 유닛을 슬립 모드로 전환하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 마운팅 유닛은 상기 아크형 가이드면에 돌출 형성되는 적어도 하나의 가이드면 스토퍼를 더 포함하고,
상기 스윙암은 상기 스윙암의 일면에 돌출 형성되는 적어도 하나의 스윙암 스토퍼를 더 포함하며,
상기 스윙암은 상기 가이드면 스토퍼와 상기 스윙암 스토퍼의 상호 간섭에 의해 슬라이딩 거리가 제한되는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 스윙암은 타면에는 제1 치형이 형성되고,
상기 스윙암 구동 유닛은,
상기 제1 치형과 치합되는 스윙암 구동 기어 및 상기 스윙암 구동 기어를 정역 회전시키는 스윙암 구동 모터를 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 마운팅 유닛은 상기 아크형 가이드면의 양측으로 연장 형성되어 상기 스윙암 구동 기어의 양단을 회전 가능하게 지지하는 서포트 러그를 더 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 스윙암 구동 모터는 정역 회전이 가능한 직류 모터인, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 컴바이너 유닛은,
상기 컴바이너 패널 및
상기 컴바이너 패널을 지지하며 상기 스윙암의 일단에 결합되는 패널 홀더를 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 컴바이너 구동 유닛은,
상기 스윙암의 일단에 구비되는 제1 컴바이너 구동 기어;
상기 제1 컴바이너 구동 기어와 치합되도록 상기 패널 홀더에 구비되는 제2 컴바이너 구동 기어 및
상기 제1 컴바이너 구동 기어를 정역 회전시키는 컴바이너 구동 모터를 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제8항에 있어서,
상기 컴바이너 구동 모터는 정역 회전이 가능한 직류 모터인, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 스윙암의 일단에 구비되어 상기 컴바이너 유닛의 회동 범위를 제한하는 컴바이너 각도 조절 유닛을 더 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 컴바이너 각도 조절 유닛은,
상기 스윙암의 일단으로부터 연장 형성되는 너트부 및
상기 컴바이너 유닛을 향하도록 상기 너트부에 지지되며, 상기 컴바이너 유닛이 팝업 모드로 전환될 때에 상기 컴바이너 유닛과 접촉하며 상기 컴바이너 유닛의 회동 범위를 제한하는 조정부를 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 컴바이너 유닛이 상기 팝업 모드 또는 상기 슬립 모드로 전환되는 시간 중 적어도 일부의 시간 영역에서는 상기 스윙암 구동 유닛 및 상기 컴바이너 구동 유닛이 동시에 작동하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
팝업 모드와 슬립 모드로 상호 전환되는 컴바이너 유닛;
상기 컴바이너 유닛을 승강시키는 제1 직류 모터;
상기 제1 직류 모터에 의해 승강되는 상기 컴바이너 유닛을 회동시켜 상기 팝업 모드와 상기 슬립 모드로 전환하는 제2 직류 모터;
상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값을 저장하는 저장부;
상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 전류값을 수집하는 전류값 측정부; 및
상기 전류값 측정부에 의해 수집된 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 전류값을 상기 저장부에 저장된 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값과 비교하여 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터를 제어하는 제어부를 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제13항에 있어서,
마운팅 유닛 및
상기 마운팅 유닛에 대해 승강하게 구비되어 상기 컴바이너 유닛을 일단에 회동가능하게 지지하는 스윙암을 더 포함하고,
상기 제1 직류 모터는 상기 스윙암을 상기 마운팅 유닛에 대해 승강시킴으로서 상기 컴바이너 유닛을 승강하게 하며,
상기 제1 직류 모터의 스톨 전류값은 상기 스윙암과 상기 마운팅 유닛이 스톨된 상태의 전류값인, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제14항에 있어서,
상기 마운팅 유닛은,
가상의 수평면에 대해 경사가 점진적으로 증가하는 아크형 가이드면;
상기 아크형 가이드면의 일측에 돌출 형성되는 제1 가이드면 스토퍼; 및
상기 아크형 가이드면의 타측에 돌출 형성되는 제2 가이드면 스토퍼를 포함하고,
상기 스윙암은,
상기 아크형 가이드면에 접하는 슬라이딩 면;
상기 슬라이딩 면의 일측에 돌출 형성되는 제1 스윙암 스토퍼; 및
상기 슬라이딩 면의 타측에 돌출 형성되는 제2 스윙암 스토퍼를 포함하고,
상기 슬립 모드에서는 상기 제1 스윙암 스토퍼와 상기 제1 가이드면 스토퍼가 서로 맞닿아 상기 스윙암이 상기 마운팅 유닛에 대해 스톨되고, 상기 팝업 모드에서는 상기 제2 스윙암 스토퍼와 상기 제2 가이드면 스토퍼가 서로 맞닿아 상기 스윙암이 상기 마운팅 유닛에 대해 스톨되는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제14항에 있어서,
상기 스윙암의 일단에 구비되어, 상기 컴바이너 유닛의 회동 범위를 제한하는 컴바이너 각도 조절 유닛을 더 포함하고,
상기 제2 직류 모터는 상기 컴바이너 유닛을 상기 스윙암에 대해 회동시키며,
상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값은 상기 컴바이너 유닛이 상기 마운팅 유닛 또는 상기 컴바이너 각도 조절 유닛과 스톨된 상태의 전류값인, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제16항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 직류 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 상기 스윙암을 상승 또는 하강하며, 상기 저장부에 저장된 상기 제1 직류 모터의 스톨 전류값과 상기 제1 직류 모터의 전류값을 비교하여, 상기 제1 직류 모터의 전류값이 상기 제1 직류 모터의 스톨 전류값보다 낮은 경우에는 상기 제1 직류 모터의 회전 속도를 증가 또는 유지하고, 상기 제1 직류 모터의 전류값이 상기 제1 직류 모터의 스톨 전류값 이상인 경우에는 상기 제1 직류 모터를 정지하고,
상기 제어부는, 상기 제2 직류 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 상기 컴바이너 유닛을 일방향 또는 타방향으로 회동하며, 상기 저장부에 저장된 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값을 상기 제2 직류 모터의 전류값과 비교하여, 상기 제2 직류 모터의 전류값이 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값보다 낮은 경우에는 상기 제2 직류 모터의 회전 속도를 증가 또는 유지하고, 상기 제2 직류 모터의 전류값이 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값 이상인 경우에는 상기 제2 직류 모터를 정지하며,
상기 제어부는 펄스 폭 변조(PWM, pulse width modulation) 제어 방식에 의해 상기 제1 직류 모터 및 상기 제2 직류 모터의 회전 속도를 제어하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
제14항에 있어서,
상기 마운팅 유닛은 상기 컴바이너 유닛이 상기 슬립 모드에 위치하였는지 여부를 감지하는 포지션 센서를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 제2 직류 모터의 전류값이 상기 제2 직류 모터의 스톨 전류값에 도달하였는지 여부와 상기 포지션 센서의 출력값을 기초로 상기 컴바이너 유닛이 상기 슬립 모드로 전환되었음을 판단하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.