CN104487276B - 汽车的显示装置以及用于运行这种显示装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车的显示装置(10)，具有至少一个显示元件(32)，利用它在发出光线条件下通过显示元件(32)可以显示至少一个值(34、36)，并且显示元件的显示亮度可以调整；还具有检测设备(42)，所述检测设备包括控制单元(44)和用于检测显示元件(32)环境的环境亮度的至少一个检测元件(38)，其中利用控制单元(44)根据至少一个表征测得的环境亮度的且由检测元件(38)传递到控制单元(44)的信号可以调整显示亮度，其中，这样设计所述检测元件(38)，即检测由显示元件(32)发出的光线并且传递表征测得的光线的至少一个评价信号到控制单元(44)，利用所述控制单元根据评价信号可以检查显示元件(32)的功能性。本发明还涉及一种用于运行这种显示装置(10)的方法。

Description

汽车的显示装置以及用于运行这种显示装置的方法
技术领域
本发明涉及一种汽车的显示装置以及一种用于运行这种显示装置的方法，其中，所述显示装置具有至少一个显示元件，利用所述显示元件在发出光线的情况下能通过该显示元件显示出至少一个值，所述显示元件的显示亮度是可调的；所述显示装置还具有检测设备，所述检测设备包括控制单元和至少一个检测元件，所述至少一个检测元件用于检测所述显示元件的环境的环境亮度，其中，能利用控制单元根据表征所测得的环境亮度的、由检测元件传递到控制单元的至少一个信号来调整显示亮度。
背景技术
由汽车、尤其轿车的批量生产早就已知这种汽车显示装置以及用于运行这种显示装置的方法。图1以示意正视图示出按照现有技术的这种显示装置10。该显示装置10通常也称为组合仪表并且在AUDI牌轿车中使用。
该显示装置10包括所谓的转速计形式的第一显示元件12，利用它可以显示用于驱动轿车的内燃机转速值。为此显示元件12包括具有转速值的值刻度14以及可以围绕转轴16沿着值刻度14摆动的指针18。在此指针18显示转速当前值。此时内燃机未激活，因此转速值为0。
显示装置10包括所谓的车速表形式的第二显示元件20，利用它可以显示轿车的行驶速度值。为此显示元件20包括具有车速值的值刻度22以及可以围绕转轴24沿着值刻度22摆动的指针26。利用指针26可以显示车速的当前值。在此轿车停止，因此车速值为0。
显示装置10还包括第三显示元件28，用于显示表征轿车油箱的液位的值。此外设有第四显示元件30，用于显示冷却液温度值或者润滑油温度值。
显示装置10还包括第五显示元件32，它设计为液晶屏，用于显示不同的值。在此这些值中的一个是当前的时间34。这些值中的另一个是行驶里程36，通过它表示利用在油箱中保留的燃料量还可以由内燃机驱动轿车行驶的距离。
在此通过各显示元件12、20、28、30、32的光线辐射实现通过显示元件12、20、28、30、32进行相应的值显示。例如这意味着，液晶屏(显示元件32)发出光线，用于显示当前时间34和行驶里程36。为了发出相应的光线，显示元件12、20、28、30、32例如分别具有至少一个发光元件。
为了实现对轿车驾驶员来说舒适的亮度条件，可以调整各显示元件12、20、28、30、32的相应的显示亮度。例如，在明亮的环境条件下，设定高的显示亮度，而在相对较暗的环境条件下，设定较低的显示亮度。
显示装置10(组合仪表)也包括在图1中不能看出的检测设备，所述检测设备具有控制单元和用于检测显示元件12、20、28、30、32的环境的环境亮度的至少一个检测元件38。
在此，在用于运行显示装置10的方法的范围内，利用控制单元根据至少一个表征测得的环境亮度的且由检测元件传递到控制单元上的信号调整各显示亮度。检测元件38例如是光电二极管或者光电晶体管。
显示装置10也包括另一检测元件40，它不会被驾驶员或者轿车车厢里面的其它乘客看到并且仅在图1中示出，以便可以直观地解释其功能。另一检测元件40用于检查液晶屏(显示元件32)的功能性。在此检测元件40例如设计为光电晶体管。
使用附加的、用于检查显示元件32功能性的检测元件40不仅需要附加的研发费用，而且需要额外的布线和结构空间花费。
由DE 103 41 622 B3也已知一种用于机动车的显示仪表。显示元件包括用于通过传感器检测环境光的光导体，传感器设置在光导体上并且根据测得的环境光发出用于控制显示元件的亮度的控制信号到评价电路。此外由DE 101 60 296 A1已知一种具有光导体的显示装置，其中光导体支承在显示装置中。通过光导体可以测量环境亮度。根据测得的环境亮度可以调整显示装置的亮度。
DE 32 45 299 A1也公开了一种机动车中的显示装置，根据从观察室进入到显示器的光线控制显示装置亮度。此外还设有沿驾驶员的视线方向检测环境光密度的光电检测器，所述光电检测器据此通过控制电路跟踪显示装置的亮度。
由JP 2002071395 A以及DE 10 2009 036 316 A1已知这种显示装置。
发明内容
本发明的目的是，如此继续改进上述形式的显示装置以及用于运行这种显示装置的方法，使得所述显示装置具有特别低的复杂性。
这个目的通过具有下述特征的显示装置以及用于运行这种显示装置的方法得以实现。
本发明的第一方面涉及一种汽车、尤其轿车的显示装置，所述显示装置具有至少一个显示元件。利用显示元件在发出光线的条件下通过显示装置可以显示至少一个值、至少一个图像、至少一个字母等。在此所述显示元件的显示亮度可以调整。所述显示装置还包括检测设备，所述检测设备具有控制单元和用于检测显示元件的环境的环境亮度的至少一个检测元件。在此利用控制单元根据至少一个表征测得的环境亮度的且由检测元件传递到控制单元的信号可以调整显示元件的显示亮度。
为了使显示装置的部件数量以及相关的复杂性以及成本和重量保持为特别小，按照本发明规定，所述检测元件设计用于，检测由显示元件发出的光线并且传递至少一个表征测得的光线的评价信号到控制单元。在此利用控制单元根据评价信号可以检查显示元件的功能性。由此可以避免用于检查显示元件功能性的附加的检测元件。从而避免了随之而来的附加布线费用。此外无需额外的用于附加的检测元件的结构空间。
在按照本发明的显示装置中实现功能集成，由此对检测元件赋予双重功能。一方面，所述检测元件满足检测环境亮度的目的，由此可以根据环境亮度调整显示亮度。另一方面，所述检测元件用于检测由显示元件射出的光线并且根据该检测来检查显示元件的功能性。换言之，利用检测元件也可以检查，是否可以利用显示元件显示至少一个值和/或图像和/或文字等。
在本发明的有利的设计方案中，设有至少一个第一光导体，利用它可输送来自环境的光线到检测元件。此外设有至少一个第二光导体，利用它可输送由显示元件发出的光线到检测元件。
换言之，通过第一光导体利用检测元件可以检测环境亮度，而通过第二光导体利用检测元件可以检测由显示元件发出的光线。为此来自环境的光线通过第一光导体被引导到检测元件。第二光导体用于引导由显示元件发出的光线到检测元件。通过使用光导体能够在各相对彼此远离的位置上检测来自环境的光线和显示元件发出的光线，因为各光线可以从相互间隔的位置引导到检测元件。
因此例如能够避免环境亮度的检测与对由显示装置发出的光线的检测彼此影响，由此可以避免错误地改变显示亮度以及错误说明显示元件的功能性。这导致显示装置的质量上非常好的功能性，因为不仅可以精确地推断环境亮度，以及尤其是其变化，而且可以特别精确或有说服力地推断出显示元件的功能性。
已经证实特别有利的是，所述显示元件具有显示面，通过它可以发出显示元件的光线，其中显示元件设计用于，在显示面的局部区域中发出利用检测元件可检测的光线。在此不是显示元件的整个显示面，而是仅仅利用局部区域，以便检查显示元件的功能性。由此可以利用显示元件与通过显示元件显示例如值无关地执行光线发出，所述光线用于检查显示元件功能性。
换言之，通过显示元件显示例如值不受到通过显示元件进行光线发出的影响，所述光线用于检查显示元件的功能性。此外局部区域可以特别得小并因此在视觉上不会或非常微少地被轿车驾驶员感觉到，而整个显示面可以设计为特别大，以便以驾驶员可以清楚看到的方式显示至少一个值和/或文字和/或至少一个图像。
所述显示元件例如是液晶屏，其中显示面的局部区域只包括少量的液晶屏的相点，即所谓的像素，在所述显示面中用于检查液晶屏功能性的光线被液晶屏发出。
利用检测元件例如能够检查显示元件的基本功能性，主要是可以发出光线并进而能够显示至少一个值。
在本发明的另一设计方案中，已经证实特别有利的是，所述控制单元设计用于，在可规定的持续时间内改变利用检测元件可检测的且由显示元件发出的光线的强度。换言之，在此实现显示元件的明暗脉冲(Hell-Dunkel-Taktung)，其中可利用检测元件测得的且由显示元件发出的光线的强度在明暗脉冲的明亮状态期间比在明暗脉冲的黑暗状态期间大。由此尤其可以如下地检查显示元件，是否能够改变值或图像和/或是否能够显示其它值或其它图像。
由于明暗脉冲而相应地调制评价信号。如果不再能够改变或者变换值或图像，则也不再能够实现明暗脉冲和相应地调制评价信号。这在计算机领域通常称为“冻结”或“悬挂”显示元件。如果是这种情况，则尽管通过控制单元相应地控制显示元件也不会在可规定的持续时间内出现交替的明暗状态，而是在可规定的持续时间期间仅仅存在明亮状态或者黑暗状态。因此评价信号至少基本稳定，因为显示元件至少在局部区域稳定明亮或者稳定黑暗。由此可以推断显示元件故障，从而例如可以采取相应的对策。
在此所述显示元件基本上仍功能正常并且能够发出光线，但是仅仅不再能变换值或显示。为了又能够实现这种变换，例如可以使显示装置短时去激活并且再激活。如果与此相反检测到显示元件完全失效，则显示元件不能再发出光线，由此例如可以将这一点寄存在故障存储器中和/或通过指示信号通知驾驶员。
如果所述控制单元设计成，在可规定的持续时间内至少一次性地降低强度到零，则尤其可以实现特别精确且有说服力地检查显示元件的功能性。换言之，在此在明暗脉冲的黑暗状态期间不利用显示元件发出光线。由此导致在光线强度方面与明亮状态相比明显不同，因此可以使明亮状态明显区别于黑暗状态。
本发明还涉及一种具有按照本发明的显示装置的汽车、尤其是轿车，其中由于检测元件不仅用于检测环境亮度且也用于检查显示元件的功能性，所以能够节约汽车的成本。
本发明的第二方面涉及一种用于运行汽车、尤其是轿车的显示装置的方法，所述显示装置具有至少一个显示元件，利用所述显示元件在发出光线的条件下通过显示元件可以显示至少一个值、一图像、至少一个字母等，并且可以调整显示元件的显示亮度。所述显示装置还包括检测设备，所述检测设备具有控制单元和用于检测显示元件的环境的环境亮度的至少一个检测元件。在此利用控制单元根据至少一个表征测得的环境亮度的且由检测元件传递到控制单元的信号可以调整显示亮度。
为了实现显示装置的特别低的复杂性并由此实现显示装置的特别低的成本，在本发明的第二方面中规定，利用检测元件检测由显示元件发出的光线，其中由检测元件传递至少一个表征测得的光线的评价信号到控制单元。利用控制单元根据评价信号检查显示元件的功能性。本发明的第一方面的有利设计方案可视为本发明的第二方面的有利设计方案，且反之亦然。
因此，在按照本发明的用于运行显示装置(该显示装置通常也称为组合仪表)的方法的范围内，所述检测元件不仅用于调整显示亮度，并进而使显示亮度匹配于环境亮度，而且用于监控显示元件的功能。
为了检查或监控显示元件的功能性，所述显示元件本身，尤其是显示元件的至少一发光元件用作光源，利用它发出显示元件的光线。利用检测元件检测并且通过评价信号表征发出的光线。在此借助于评价信号能够获知，是否显示元件实际上也发出光线。换言之，利用检测元件进行光线检测也可以得出，显示元件不发出或者说不能发出光线。为此例如当显示元件在明暗脉冲范围内“冻结”在黑暗状态中时，可能出现上述情况。
由于检测元件的这种双重利用可以避免附加的检测元件以及伴随而来的布线和结构空间花费。
附图说明
由下面对优选实施例的描述以及借助于附图给出本发明的其它优点、特征和细节。上面在描述中列举的特征和特征组合以及下面在附图描述中列举和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以在各给出的组合中使用，而且也可以以其它组合或者单独使用，而不离开本发明的范围。
附图示出：
图1按照现有技术的轿车显示装置的示意正视图；
图2显示装置的另一实施例的示意正视图，其中检测设备的检测元件不仅用于调整显示装置的至少一个显示元件的显示亮度，而且用于检查显示元件的功能性；以及
图3按照图2的显示装置的示意剖面图。
具体实施方式
按照图2和3的显示装置10与按照图1的显示装置10的不同仅仅在于部件，下面仅仅解释差别。在此附图中相同的附图标记表示相同和/或功能相同的部件。
按照图2的显示装置10与按照图1的显示装置的区别如下，检测元件38设计成，检测至少由显示元件12、20、28、30、32中的一个显示元件发出的光线，并且将至少一个表征测得的光线的评价信号传递到控制单元。利用控制单元根据评价信号可以检查显示元件12、20、28、30、32的功能性。
如同结合图1可以看到的那样，由此可以省去另一附加的检测元件40以及由于检测元件40带来的结构空间花费和布线花费。
因此，例如设计为光电晶体管的检测元件38不仅用于检测环境亮度，并且根据测得的环境亮度调整或改变显示亮度。而且检测元件38也用于检测例如设计为液晶屏的显示元件32发出的光线，并且据此检查显示元件32(液晶屏)的功能性。
借助于图3可以特别清楚地看出检测元件38的工作原理。在图3中可以看到显示装置10的控制单元，所述控制单元以42表示。在图3中也可以看到检测设备32的控制单元，所述控制单元以44表示。在图3中也可以看出显示装置10的由塑料形成的遮光元件46。遮光元件46具有通孔，所述通孔设置为与显示元件32重合。由此显示元件32不会被遮光元件46遮盖。
如同由图3看到的那样，检测设备32包括第一光导体48，通过第一光导体使来自显示装置10的环境的光线输送到光电晶体管(检测元件38)。由此检测元件38可以通过第一光导体48检测来自环境的光线。
检测设备42还包括第二光导体50，其第一端部52对准显示元件32，即与显示元件32重合地设置。第二光导体50的第二端部54与检测元件38重合地设置，由此由显示元件发出的光线利用第二光导体50输送到检测元件38并因此可以被检测元件38检测。
图3中的方向箭头56表示检测元件38与控制单元44的耦合，由此可以传递检测元件38的评价信号给控制单元44。方向箭头58表示控制单元44至少与显示元件32耦合，通过所述耦合利用控制单元44可以调整，即改变显示元件32的显示亮度以及可以为了引起明暗脉冲而控制显示亮度。
为了检查显示元件32的功能性，在此不是利用显示元件32的整个其上显示值和/或文字和/或图像的显示面。而是使用显示面的局部区域，第二光导体50的第一端部52与所述局部区域重合地设置。
现在在局部区域中执行显示元件32(液晶屏)的所谓的明暗脉冲。这意味着，在局部区域中在可规定的持续时间上在局部区域中由显示元件32发出的光线强度变化，即，在可规定的持续时间内在持续时间的至少一个第一时间段上调整到高值，并且在可规定持续时间的紧接着第一时间段的第二时间段中调整到相对较低的值，尤其是零。
因此在第一时间段期间出现所谓的明亮状态，而在第二时间段中出现局部区域的所谓的黑暗状态。这个明暗脉冲用于区分环境亮度与显示元件32的显示亮度。这个明暗脉冲通过第二光导体50引导到检测元件38。明暗脉冲导致相应地调制评价信号，评价信号由检测元件38传递到控制单元44。通过检测元件38或者控制单元44进行对评价信号的滤波，其中由于明暗脉冲可以得到至少基本正弦形的评价信号曲线。换言之，由显示元件32在局部区域中发出的光线的、通过明暗脉冲引起的强度变化导致所谓的亮度正弦信号。
如果显示元件32的功能偏离其期望的功能性，则例如不能执行这种明暗脉冲，由此评价信号也偏离正弦的理论信号。如果是这种情况，则可以推断，不能执行显示元件32显示亮度的改变和/或通过显示元件32可显示的值的改变，和/或利用显示元件32不能再显示其它值或其它图像作为当前时间34和行驶里程36。这在计算机领域通常称为“冻结”或者“悬挂”。
当例如利用检测元件38未检测到正弦形评价信号，而是检测到至少基本稳定的评价信号，则可以推断液晶屏形式的显示元件32的这种“冻结”。例如，尽管相应地控制显示元件32，以便引起明暗脉冲，仍始终出现明亮状态或者黑暗状态并且不与相应的紧接着的黑暗或明亮状态交替，则出现这种稳定的评价信号。
由此可以精确地推断显示元件32的功能性，无需使用附加的检测元件。

Claims (6)

1.一种汽车的显示装置(10)，所述显示装置具有至少一个显示元件(32)，利用所述显示元件在发出光线的情况下能通过该显示元件(32)显示出至少一个值(34、36)，所述显示元件的显示亮度是可调的；所述显示装置还具有检测设备(42)，所述检测设备包括控制单元(44)和至少一个检测元件(38)，所述至少一个检测元件用于检测所述显示元件(32)的环境的环境亮度，其中，能利用控制单元(44)根据表征所测得的环境亮度的、由检测元件(38)传递到控制单元(44)的至少一个信号来调整显示亮度，其特征在于，检测元件(38)设计用于，检测由显示元件(32)发出的光线并将表征所测得的光线的至少一个评价信号传递到控制单元(44)，利用所述控制单元能根据评价信号对显示元件(32)的功能性进行检查，设有至少一个第一光导体(48)，利用第一光导体能把来自环境的光线输送到检测元件(38)，设有至少一个第二光导体(50)，利用第二光导体能把由显示元件(32)发出的光线输送到检测元件(38)。
2.根据权利要求1所述的显示装置(10)，其特征在于，显示元件(32)具有显示面，显示元件(32)的光线能通过显示面发出，其中显示元件(32)设计用于：在显示面的局部区域中发出能利用检测元件(38)检测的光线。
3.根据上述权利要求中任一项所述的显示装置(10)，其特征在于，控制单元(44)设计成，使能利用检测元件(38)检测的、由显示元件(32)发出的光线的强度在一能规定的持续时间内改变。
4.根据权利要求3所述的显示装置(10)，其特征在于，所述控制单元(44)设计成，在所述能规定的持续时间内至少一次使强度降低到零。
5.一种具有根据上述权利要求中任一项所述的显示装置(10)的汽车。
6.一种用于运行汽车的显示装置(10)的方法，所述显示装置具有至少一个显示元件(32)，利用所述显示元件在发出光线的情况下能通过该显示元件(32)显示出至少一个值，所述显示元件的显示亮度是可调的；所述显示装置还具有检测设备(42)，所述检测设备包括控制单元(44)和至少一个检测元件(38)，所述至少一个检测元件用于检测所述显示元件(32)的环境的环境亮度，能利用控制单元(44)根据表征所测得的环境亮度的、由检测元件(38)传递到控制单元(44)的至少一个信号来调整显示亮度，其特征在于，利用所述检测元件(38)检测由显示元件(32)发出的光线并将表征所测得的光线的至少一个评价信号传递到控制单元(44)，利用所述控制单元能根据评价信号对显示元件(32)的功能性进行检查，设有至少一个第一光导体(48)，利用第一光导体能把来自环境的光线输送到检测元件(38)，设有至少一个第二光导体(50)，利用第二光导体能把由显示元件(32)发出的光线输送到检测元件(38)。
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