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CN111002940A - 用于自主机动车辆的显示单元及自主机动车辆 - Google Patents

用于自主机动车辆的显示单元及自主机动车辆 Download PDF

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CN111002940A
CN111002940A CN201910921267.7A CN201910921267A CN111002940A CN 111002940 A CN111002940 A CN 111002940A CN 201910921267 A CN201910921267 A CN 201910921267A CN 111002940 A CN111002940 A CN 111002940A
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autonomous motor
autonomous
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CN201910921267.7A
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布鲁诺·阿尔维斯
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Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Abstract

本发明涉及一种用于自主机动车辆(1)的电子显示单元(12，13)，所述显示单元(12，13)能够设置在车身部(2，3)面向机动车辆(1)的乘客舱(11)的一侧，车身部(2，3)在前部或者后部完全密封乘客舱(11)。为了提高自主机动车辆(1)的乘员保护性能，机动车辆(1)具有至少一个吸收结构(14，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27)，至少一个吸收结构采用三维晶格或网格的形式，用于部分地吸收在前部作用在机动车辆(1)上的冲击能量。

Description

用于自主机动车辆的显示单元及自主机动车辆
技术领域
本发明涉及一种用于自主机动车辆的电子显示单元，所述显示单元能够设置在车身部面向机动车辆的乘客舱的一侧，车身部在前部或后部完全密封乘客舱。本发明进一步还涉及一种自主机动车辆，其具有在前部和/或后部在每种情况下通过车身部完全封闭的乘客舱，并且具有至少一个设置在车身部面向乘客舱的一侧的电子显示单元。
背景技术
自主机动车辆，也就是说，设置了自主驾驶模式的机动车辆，目前处于测试阶段并且可以假设未来自主机动车辆将越来越广泛地取代传统的机动车辆。
因为是为了驾驶自主机动车辆，不再需要驾驶员必须在行驶方向上观察位于机动车辆前方的道路，所以自主机动车辆不再必须具有挡风玻璃。例如，可以在链接https://www.theglobeandmail.com/globe-drive/culture/technology/a-driverless-car-without-a-windshield-or-steering-wheel/article21913648/下检索的出版物中描述了相应的自主机动车辆。可以在链接https://www.theatlantic.com/technology/archive/2015/05/why-driverless-cars-dont-need-windows/389483/下检索的出版物中也描述了自主机动车辆的窗户去除。
传统的挡风玻璃具有以下缺点，特别是即使在相对轻微的力的作用下它也可以被打碎，在雨雪或者受到污染的情况下通过挡风玻璃的可见性变差，在发生事故的情况下挡风玻璃代表危险，需要擦拭系统来擦拭挡风玻璃，擦拭系统必须进行维护，并且挡风玻璃构成了机动车辆结构上较弱的区域。因此，取消挡风玻璃特别地有助于更好地保护乘客和降低机动车辆的生产成本。
US 7,413,233 B1公开了一种串联式遮阳板和与其结合的显示器，用于在车辆中提供阴影和透明的用户提示图像。遮阳板具有不透明且纵长的遮阳板元件，该遮阳板元件水平地安装在车辆中的操作者上方的两个旋转轴上，以便阻挡从操作者的上前面或上侧面的直射阳光。此外，遮阳板具有透明的LCD显示器，其同时用作电子遮阳板，以及旋转支架，用于将在车辆驾驶员前方的LCD显示器进行旋转定位。可以以这样的方式调整遮阳板，使得操作者能够看到环境以及与车辆有关的GPS地图、消息或操作数据。
US D516,529 S和US D778,857 S均公开了一种用于车辆的监控器。
US2005/0270432A1公开了一种用于车辆的显示器，其具有透射LCD面板、一个或多个LED灯或用于对面板进行背光照明的电致发光的背光照明，以及用于防止光向挡风玻璃的方向以外的方向发射的壳体。
US 2,997,103 A公开了一种用于机动车辆侧窗的屏幕装置。
US2015/0094896A1公开了一种车辆系统，其具有用于以自主模式控制车辆的自主操作控制器，和用于在车辆以自主模式操作时呈现媒体内容的娱乐系统控制器，所述娱乐系统被设计用于启动车辆乘客舱中的投影屏幕并启动投影仪，将媒体内容投射到投影屏幕上。
可以在链接https://jalopnik.com/the-kia-soul-first-class-concept-really-gets-autonomous-1788484349下检索的出版物和可以在链接https://www.forbes.com/sites/matthewdepaula/2014/02/28/rinspeed-xchange-concept-has-interior-designed-for-autonomous-driving/#14667e404d50下检索的出版物各自公开了一种具有安装在乘客舱后墙上的显示屏的自主机动车辆。
可以在链接https://4x4channel.tv/video-glass-in-your-vehicle/下检索的出版物公开了一种用于机动车辆的挡风玻璃，其可以附加地用作LCD显示屏。
US2015/0097389A1公开了一种防晒系统，该系统具有控制单元和防晒装置，该防晒装置具有第一非平面玻璃层和非平面显示层，该非平面显示层具有第一侧和相对的第二侧。第一侧被粘合到玻璃层上。显示层具有多个覆盖显示层的总面积的显示子区域。每个单独的显示子区域可以由控制单元驱动，以便改变子区域的透射率。
可以在链接http://www.carbuzz.com/news/2016/11/12/New-Hondas-Will-Have-Touch-Sensitive-Windows-With-Adjustable-Tint-7736401/下检索的出版物公开了用于机动车辆的具有触摸屏的挡风玻璃。
US2015/0261219A1公开了一种具有至少一个自主驾驶传感器和用于自主模式的控制单元的车辆，该控制单元被设计用于接收由自主驾驶传感器产生的信号，并且至少部分地根据接收到的信号控制至少一个车辆子系统。其中用于自主模式的控制单元被设计为当车辆以自主模式行驶时在至少一个车窗上投影。
发明内容
本发明的目的是提高自主机动车辆的乘员保护性能。
根据本发明，该目的是通过具有权利要求1所述特征的电子显示单元实现，该电子显示单元具有至少一个采用三维晶格或网格的形式的吸收结构，用于部分地吸收在前部作用在机动车辆上的冲击能量。
需要指出的是，在以下描述中单独列出的特征和方法可以以任意技术上有意义的方式彼此组合，并揭示本发明的进一步配置。该描述另外表征和指定了本发明，特别是结合附图。
根据本发明，电子显示单元用作附加结构，用于吸收在前部或者后部作用在机动车辆上的冲击能量。在这方面，显示单元吸收冲击能量，例如通过塑性变形。最终，冲击能量因此可以被显示单元吸收，从而最大程度地减小了作用在乘客舱中的乘客上的冲击能量。结果是，提高了自主机动车辆的乘员保护性能。
吸收结构可以采用例如电子显示单元的叠层形式。吸收结构可以由纤维增强合成材料、金属、金属合金或复合材料制成。由于吸收结构采用三维晶格或网格的形式，由于其存在，与使用大量吸收结构相比，显示单元的重量仅略微增加。
电子显示单元可以具有相对于显示单元的垂直轴平坦或凹形弯曲的前侧。例如，显示单元至少大部分可以设置在通常用于挡风玻璃或者后部的车身部的区域中。例如，显示单元可以设计为LED(light-emitting diode，发光二极管)，LCD(liquid crystaldisplay，液晶显示屏)或OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示单元或其他。显示单元可以连接到自主机动车辆的多媒体系统，或者可以构成其一部分。因此，例如，可以用显示单元呈现电影或视频，或者显示单元可以用于显示消息。此外，显示单元可以用于显示互联网内容。此外，显示单元可用于显示机动车辆前方的车辆环境或机动车辆后方的车辆环境，这取决于显示单元是设置在前车身部还是后车身部。最后，显示单元也可以用于显示增强的真实的(特别是前部或后部)车辆环境的计算机辅助。
根据有利配置，电子显示单元具有设置在背对车身部的一侧上的显示屏保护层，以及设置在显示屏保护层面向车身部的一侧的硬化玻璃板。显示屏保护层是透射保护层，其可以在背对车身部的一侧部分地或者完全地覆盖显示单元。例如，显示屏保护层可以通过粘合剂封闭连接到硬化玻璃板上。例如，显示屏保护层可以以安全玻璃的保护膜或者保护板(特别是纳米柔性保护板)形式提供。硬化玻璃板具有透射性设计，并且可以采用安全玻璃板的形式。
另一有利配置提供了设置在硬化玻璃板和显示单元的电子显示装置之间的吸收结构。在这种情况下，吸收结构被设计成具有非常大的透射性。例如，电子显示装置具有LCD，LED或OLED像素结构或者一些其他像素结构。
根据另一有利配置，吸收结构是3D打印部件。因此，甚至可以以直接的方式生产非常复杂的晶格结构或网格结构。可选择的，可以使用不同的生产方法来生产吸收结构。
此外，为了达到上述目的，通过具有权利要求5的特征的机动车辆实现，其显示单元根据上述任意一项配置或者这些配置中的至少两个配置彼此的组合来设计。
上述关于电子显示单元所述的优点与自主机动车辆相对应。自主机动车辆可以特别是客车。
如果乘客舱在前部被车身部完全封闭，则这意味着自主机动车辆不具有由玻璃制成的传统挡风玻璃。因此，机动车辆也不必具有窗户清洗系统，该窗户清洗系统除了其他之外还具有窗户刮水器、窗户刮水器马达和洗涤水容器，以及不必具有遮阳板或类似物，这与车辆重量的明显减少有关。相应的说明适用于可选择地或附加地，乘客舱在后部被(另一)车身部完全封闭的情况，从而取消了传统的后窗。
根据本发明，由于省略了传统的前挡风玻璃并且存在替代传统的前挡风玻璃的车身部，除了消除了传统由挡风玻璃构成的车辆结构中的薄弱点之外，还进一步提高了自主机动车辆的乘员保护性能。同时，由于传统的后窗可选择性或可加性的省略并且存在替代传统的后窗的车身部，消除了传统由后窗构成的车辆结构中的薄弱点，从而进一步提高了自主机动车辆的乘员保护性能。
此外，由于省略了挡风玻璃，以及可能还有后窗，因此不能从外部看到自主机动车辆的乘客舱。因此，自主机动车辆可以形成私人领域，例如，使得能够不受干扰的睡在机动车辆中。
根据有利配置，自主机动车辆具有前转向装置、后转向装置和用于控制转向装置的控制电子装置，所述控制电子装置被设置为在第一操作模式下启动和控制前转向装置并停用后转向装置，以及在第二种操作模式下启动和控制后转向装置并停用前转向装置。在控制电子装置的第一操作模式下，自主机动车辆可以实现传统的驾驶模式。在控制电子装置的第二操作模式下，自主机动车辆可以实现另一种驾驶模式，该驾驶模式优选地不同于传统的驾驶模式，实际上只是由于机动车辆在一定程度上是反向驾驶的。在一种实际形式中，自主机动车辆的后部和前部可以设计为相似或者完全相同，使得机动车辆在每个驾驶模式中向前驾驶。因此，提高了在市政区域和停车场中自主机动车辆的可获得性和机动车辆的流动性。
另一有利配置提供了自主机动车辆具有至少一个设置在前部的照明单元和至少一个设置在后部的照明单元，每个照明单元被设计成并且能够通过控制电子装置操作，使得相应的照明单元作为前照明单元或后照明单元进行操作，在这方面，控制电子装置在第一操作模式下操作设置在前部的照明单元作为前照明单元，以及操作设置在后部的照明单元作为后照明单元，并且控制电子装置在第二操作模式下操作设置在后部的照明单元作为前照明单元，以及操作设置在前部的照明单元作为后照明单元。因此，车辆照明可以适应于自主机动车辆相应的驾驶模式，以便能够实现两种不同的向前行驶模式。作为前照灯操作的照明单元优选地具有近光功能和远光功能。另外，作为前照灯操作的照明单元可以具有转向信号功能和/或雾灯功能。作为后照灯操作的照明单元优选地具有尾灯功能和停车灯功能。另外，作为后照灯操作的照明单元可以具有转向信号功能和/或倒车灯功能。
根据另一有利配置，自主机动车辆具有设置在前部和/或后部的摄像机，摄像机连接或能够连接到显示单元的显示电子装置。这些摄像机可以由在任何情况下都需要的用于自动驾驶模式的摄像机组成，或者可以与这些摄像机分开设置。通过摄像机，可以捕获位于自主机动车辆前方或者后方的区域。摄像机记录的图像可以被显示(有或没有图像处理或计算机辅助增强)在前电子显示单元或后电子显示单元，以便能够使乘客从机动车辆里看到传统的视角。
附图说明
本发明的进一步有利配置在从属权利要求和下列附图的描述中公开。
图1示出了根据本发明实施例的自主机动车辆的示意性透视图；
图2示出了图1所示的自主机动车辆的纵剖面的示意性透视图；
图3示出了图2所示的电子显示单元的一部分的示意性透视图；
图4示出了根据本发明实施例的吸收结构的一部分的示意性透视图；以及
图5示出了根据本发明九个不同实施例的吸收结构的一部分的示意图。
在各个附图中，相同的部件始终具有相同的附图标记，因此，通常也只描述一次。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的自主机动车辆1的示意性透视图。
机动车辆1具有乘客舱，如图2所示，乘客舱在前部通过车身部2完全封闭并且在后部通过另一车身部3完全封闭。在侧向上，机动车辆1在彼此相对的侧面上都有门4，人们可以通过该门进入乘客舱并且可以再次从乘客舱出来。
机动车辆1具有分配给前轮5的前转向装置(未示出)、分配给后轮6的后转向装置(未示出)和用于控制转向装置的控制电子装置(未示出)。控制电子装置被设置为在第一操作模式下启动和控制前转向装置并停用后转向装置，以及在第二种操作模式下启动和控制后转向装置并停用前转向装置。
此外，机动车辆1具有两个设置在前部的照明单元7和两个设置在后部的照明单元8，每个照明单元7或8被设计成并且能够利用控制电子装置操作，使相应的照明单元7或8作为前照明单元或后照明单元进行操作。控制电子装置在第一操作模式下操作设置在前部的照明单元7作为前照明单元，以及操作设置在后部的照明单元8作为后照明单元，并且控制电子装置在第二操作模式下操作设置在后部的照明单元8作为前照明单元，以及操作设置在前部的照明单元7作为后照明单元。
此外，如图2所示，机动车辆1具有两个电子显示单元，分别设置在相应的车身部2或3面向乘客舱的一侧。
每个电子显示单元具有图3所示的吸收结构，采用三维晶格或网格的形式，用于部分地吸收在前部或者后部(取决于操作模式)作用在机动车辆1上的冲击能量。电子显示单元具有图3所示的显示屏保护层，设置在背对相应的车身部2或3的一侧，以及图3所示的硬化玻璃板，设置在显示屏保护层面向相应的车身部2或3的一侧。吸收结构设置在硬化玻璃板和显示单元的图3所示的电子显示装置之间。吸收结构为3D打印组件。
机动车辆1还具有两个设置在前部(取决于操作模式)的摄像机和两个设置在后部(取决于操作模式)的摄像机，其连接或能够连接到相应的显示单元的显示电子装置(未示出)。
图2示出了图1所示自主机动车辆纵剖面的示意性透视图。示出了设置有两个电子显示单元12和13的乘客舱11。每个显示单元12或13设计为朝向观察者侧凹形拱起。
图3示出了图2所示的电子显示单元12或13的一部分的示意性透视图。显示单元12或13具有采用三维晶格或网格的形式的吸收结构14，用于部分地吸收在前部或者后部(取决于操作模式)作用在机动车辆1上的冲击能量。此外，显示器12或13还具有显示屏保护层15，设置在背对图2所示的相应的车身部的一侧，以及硬化玻璃板16，设置在显示屏保护层15面向相应的车身部的一侧。吸收结构14设置在硬化玻璃板16和显示单元12或13的电子显示装置17之间。
图4示出了根据本发明实施例的吸收结构18的一部分的示意性透视图。示出了吸收结构18的晶格结构或网格结构。
图5示出了根据本发明九个不同实施例的吸收结构19至27的一部分的示意图。示出了各个吸收结构19、20、21、22、23、24、25、26或27的晶格结构或网格结构。
附图标记列表
1 机动车辆
2 车身部
3 车身部
4 门
5 前轮
6 后轮
7 照明单元
8 照明单元
9 摄像机
10 摄像机
11 乘客舱
12 显示单元
13 显示单元
14 吸收结构
15 显示屏保护层
16 硬化玻璃板
17 显示装置
18 吸收结构
19 吸收结构
20 吸收结构
21 吸收结构
22 吸收结构
23 吸收结构
24 吸收结构
25 吸收结构
26 吸收结构
27 吸收结构

Claims (8)

1.一种用于自主机动车辆(1)的电子显示单元(12，13)，所述显示单元(12，13)能够设置在车身部(2，3)面向所述机动车辆(1)的乘客舱(11)的一侧，所述车身部(2，3)在前部或者后部完全密封所述乘客舱(11)，
其特征在于，
所述电子显示单元(12，13)包括至少一个吸收结构(14，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27)，所述至少一个吸收结构采用三维晶格或网格的形式，用于部分地吸收在所述前部或者所述后部作用在所述机动车辆(1)上的冲击能量。
2.根据权利要求1所述的电子显示单元(12，13)，
其特征在于，
所述电子显示单元(12，13)包括显示屏保护层(15)以及硬化玻璃板(16)，所述显示屏保护层(15)设置在背对所述车身部(2，3)的一侧，所述硬化玻璃板(16)设置在所述显示屏保护层(15)面向所述车身部(2，3)的一侧。
3.根据权利要求2所述的电子显示单元(12，13)，
其特征在于，
所述吸收结构(14，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27)设置在所述硬化玻璃板(16)和所述显示单元(12，13)的电子显示装置(17)之间。
4.根据任意一项前述权利要求所述的电子显示单元(12，13)，
其特征在于，
所述吸收结构(14，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27)为3D打印组件。
5.一种自主机动车辆(1)，具有在前部和/或后部在每种情况下通过车身部(2，3)完全封闭的乘客舱(11)，并且具有至少一个设置在所述车身部(2，3)面向所述乘客舱(11)的一侧的电子显示单元(12，13)，
其特征在于，
所述显示单元(12，13)是根据权利要求1-4中任意一项设计的。
6.根据权利要求5所述的自主机动车辆(1)，
其特征在于，
所述自主机动车辆(1)包括前转向装置、后转向装置和用于控制所述转向装置的控制电子装置，所述控制电子装置被设置为在第一操作模式下启动和控制前转向装置并停用后转向装置，以及在第二种操作模式下启动和控制后转向装置并停用前转向装置。
7.根据权利要求6所述的自主机动车辆(1)，
其特征在于，
所述自主机动车辆(1)包括设置在所述前部的至少一个照明单元(7)和设置在所述后部的至少一个照明单元(8)，每个照明单元(7，8)被设计成并且能够通过控制电子装置操作，使相应的所述照明单元(7，8)作为前照明单元或后照明单元进行操作，在这方面，所述控制电子装置在第一操作模式下操作设置在所述前部的所述照明单元(7)作为前照明单元，以及操作设置在所述后部的所述照明单元(8)作为后照明单元，并且所述控制电子装置在第二操作模式下操作设置在所述后部的所述照明单元(8)作为前照明单元，以及操作设置在所述前部的所述照明单元(7)作为后照明单元。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的自主机动车辆(1)，
其特征在于，
所述自主机动车辆(1)包括设置在所述前部和/或所述后部的摄像机(9，10)，所述摄像机(9，10)连接或能够连接到所述显示单元(12，13)的显示电子装置。
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