ES2249373T3 - Pantalla con una calefaccion. - Google Patents
Pantalla con una calefaccion.Info
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Abstract
Pantalla con una calefacción, 1.1 en la que la pantalla posee al menos un cristal de pantalla, 1.2 en la que la calefacción posee un elemento de calefacción accionado eléctricamente, conectado con una alimentación de la tensión (UB, GND), 1.3 en la que el elemento calefactor está constituido por una capa fina, 1.4 en la que la capa está constituida por un material que forma una resistencia eléctrica, 1.5 en la que la capa se aplica superficialmente sobre al menos un cristal de la pantalla o está incrustada superficialmente en la pantalla, 1.6 en la que está prevista una primera instalación de medición (4), que calcula el valor de la resistencia del elemento de calefacción, 1.7 en la que está prevista una segunda instalación de medición (5), que calcula la altura de la tensión que se aplica en el elemento de calefacción, 1.8 en la que está prevista una tercera instalación de medición (3), que detecta la temperatura ambiente actual en la pantalla, 1.9 en la que está previsto un elemento de conmutación (8) activado por una unidad lógica (6), que regula durante el periodo de tiempo calculado de alimentación de la corriente el flujo de corriente a través del elemento de calefacción conectado con la alimentación de la tensión (UB, GND), caracterizad porque 1.10está prevista una memoria (7), que memoriza el valor calculado de la resistencia del elemento calefactor, 1.11porque está prevista una unidad lógica (6), que calcula para el valor de la resistencia memorizado, en función de la tensión calculada y de la temperatura ambiente calculada, una duración de la alimentación de la corriente para el elemento de calefacción, que es necesaria para aplicar aquella potencia calefactora, con la que se calienta la pantalla dentro de un tiempo predeterminado a una temperatura de funcionamiento determinada.
Description
Pantalla con una calefacción.
La invención se refiere a una pantalla con una
calefacción según el preámbulo de la primera reivindicación. De
acuerdo con ello, la invención se refiere especialmente a una
pantalla con una calefacción, donde la pantalla posee al menos un
elemento de calefacción accionado eléctricamente, estando
constituido el elemento de calefacción por una capa fina, con
preferencia transparente, de un material que forma una resistencia
eléctrica, estando aplicada la capa superficialmente sobre al menos
un cristal de pantalla o estando incrustada superficialmente en la
pantalla.
Por ejemplo, en la técnica de vehículos se
emplean cada vez en mayor medida pantallas, por ejemplo pantallas LC
(pantallas de cristal líquido) para transmitir informaciones al
conductor. Una pantalla de este tipo puede ser, por ejemplo
componente integral de un instrumento combinado, que está dispuesto
en el tablero de instrumentos del vehículo. De una pantalla montada
en el vehículo se espera una capacidad funcional completa también a
bajas temperaturas ambientales, aunque, por ejemplo, en una
pantalla de cristal líquido LC a bajas temperaturas ambientales se
reduce en una medida considerable el contraste y, por lo tanto,
también la calidad de la representación. Por este motivo, las
pantallas montadas en un vehículo requieren, en general, una
calefacción, para calentarlas a bajas temperaturas ambientales
dentro de poco tiempo a una temperatura de funcionamiento
adecuada.
En la calefacción descrita aquí, el elemento de
calefacción calienta la pantalla en función de la intensidad de la
corriente, que se ajusta cuando la capa aplicada sobre la pantalla,
configurada como resistencia eléctrica, se conecta en una
alimentación de la tensión. En general, esta alimentación de la
tensión está constituida por la red de a bordo del vehículo,
debiendo poder conectarse el elemento de calefacción directamente,
es decir, sin la intercalación de una disposición de estabilización
de la tensión, a la red de a bordo. No obstante, con respecto a la
potencia calefactora, que puede ser generada con el elemento
calefactor, hay que tener en cuenta que la altura de la tensión que
se aplica en el elemento calefactor puede presentar diferentes
valores nominales, según la categoría del vehículo, y la tensión de
la red de a bordo está sometida a oscilaciones considerables
durante el funcionamiento del vehículo. Además, un elemento
calefactor, que está constituido por una capa fina aplicada sobre
un cristal de la pantalla o bien por una capa fina incrustada en el
cristal de la pantalla, presenta en su valor para la resistencia una
anchura de dispersión grande, porque en el proceso de fabricación
tanto el espesor de capa y, por lo tanto, la resistencia
superficial, como también la composición química de la aplicación
de material están sometidos a tolerancias mayores. Puesto que tanto
la tensión que se aplica en el elemento de calefacción como también
el valor para la resistencia que forma el elemento de calefacción
varían en una medida considerable dentro de determinados límites, se
requieren medidas adicionales para la generación de una potencia
calefactora acorde con las necesidades, que debe tener en cuenta
para su actuación óptima una temperatura ambiente realmente
existente. En otro caso, el calor generado puede no ser suficiente
para desplazar la pantalla en poco tiempo a un estado funcional, o
la pantalla propiamente dicha o sus cercos, que están constituidos
la mayoría de las veces por un plástico, se pueden destruir por
recalentamiento.
Se conoce a partir del documento
US-A-6 989 751 una pantalla con una
calefacción con las características del preámbulo de la
reivindicación 1.
El cometido de la presente invención es ahora
mostrar una pantalla con una calefacción, en la que la calefacción
asegura, en función de la temperatura ambiente, a pesar de las
oscilaciones considerables en la alimentación de la tensión, en la
que está conectado el elemento de calefacción, y a pesar de una
anchura de dispersión en los valores de la resistencia del elemento
calefactor, una potencia calefactora, que desplaza la pantalla,
también a bajas temperaturas ambiente, en poco tiempo a un estado
funcional.
El cometido se soluciona a través de una pantalla
con una calefacción con las características de la primera
reivindicación. En este caso, la calefacción posee un elemento de
calefacción eléctrica, que está conectado con una alimentación de
tensión, en el que la pantalla posee al menos un cristal de
pantalla y el elemento de calefacción está constituido por una capa
fina, con preferencia transparente, en el que la capa está
constituida por un material que forma una resistencia eléctrica, en
el que la capa se aplica superficialmente sobre al menos un cristal
de la pantalla o se incrusta superficialmente en la pantalla. La
solución se caracteriza porque
- a)
- está prevista una primera instalación de medición, que calcula el valor de la resistencia del elemento de calefacción,
- b)
- porque está prevista una segunda instalación de medición, que calcula la altura de la tensión que se aplica en el elemento de calefacción,
- c)
- porque está prevista una tercera instalación de medición, que detecta la temperatura ambiente actual en la pantalla,
- d)
- porque está prevista una memoria, que memoriza el valor de la resistencia calculado del elemento de calefacción,
- e)
- porque está prevista una unidad lógica, que calcula para el valor de la resistencia memorizado, en función de la tensión calculada y de la temperatura ambiente calculada, una duración de la alimentación de la corriente para el elemento de calefacción, para aplicar aquella potencia calefactora, con la que se calienta la pantalla dentro de un tiempo predeterminado a una temperatura de servicio determinada, y
- f)
- porque está previsto un elemento de conmutación accionado por la unidad lógica, que regula el flujo de corriente durante el periodo de tiempo calculado para la alimentación de la corriente a través del elemento de calefacción conectado con la alimentación de la corriente.
Como resultado, a través de las medidas indicadas
anteriormente para la calefacción de una pantalla accionada en un
vehículo, se obtiene una regulación que regula la corriente que
fluye a través del elemento de calefacción, en función de la
temperatura ambiente medida, del valor real de la resistencia del
elemento de calefacción, de la altura de la tensión que se aplica
en el elemento de calefacción asó como teniendo en cuenta la
potencia calefactora necesaria, para calentar la pantalla dentro de
un tiempo predeterminado a una temperatura de servicio determinada.
En este caso, una unidad lógica influye por medio de un elemento de
conmutación en el flujo de corriente a través del elemento de
calefacción.
Con la ayuda de una figura adjunta con un dibujo
esquemático simplificado se explica ahora todavía en detalle la
regulación propuesta.
En un instrumento combinado 1, dispuesto en un
vehículo, se encuentra una pantalla de cristal líquido LC 2 que se
puede calentar. En este caso, en esta figura, el signo de
referencia 2 se refiere a la pantalla junto con el elemento de
calefacción dispuesto en ella o bien incrustado en la misma. En el
caso que sirve de base aquí, la calefacción de la pantalla está
constituida esencialmente por un elemento de calefacción, que se
forma por una capa con preferencia transparente, que tiene
solamente algunos pocos nanómetros de espesor, estando constituida
la capa, por ejemplo, por óxido de estaño de indio, que es un
material que forma una resistencia eléctrica. Las pantallas de
cristal líquido LC presentan, en general, al menos dos cristales
unidos superficialmente, que abarcan una capa de cristal líquido en
sus superficies de apoyo opuestas. La capa que forma el elemento de
calefacción o bien está aplicada superficialmente sobre el lado
exterior de uno de los cristales o está dispuesta en el lado
interior entre estos dos cristales y, por lo tanto, está incrustada
en la pantalla. En ambos casos de la configuración, el elemento de
calefacción está provisto con contactos eléctricos 9 y 10. Por
medio de estos contactos 9 y 10, el elemento de calefacción se
puede conectar con una alimentación de la tensión con las conexiones
UB y GND, siendo seleccionada la red de a bordo del vehículo para la
alimentación de la tensión. La tensión nominal de la red de a bordo
es en este caso, según la categoría del vehículo, por ejemplo 12
voltios (turismos), 24 voltios (camiones y autobuses) o
recientemente también 42 voltios.
Las pantallas de cristal líquido LC actuales
presentan, en general, en una unidad de construcción conectada con
los cristales las disposiciones de circuitos electrónicos
necesarias para el funcionamiento de la pantalla de cristal líquido,
como circuitos de excitación, controladores y memorias. También se
ofrecen formas de realización, que prevén sobre los cristales ya
una instalación de medición 3, que está en condiciones de detectar
la temperatura ambiente actual en la pantalla. Esta instalación de
medición 3 está configurada, por ejemplo, como resistencia NTC.
En el montaje de la pantalla de cristal líquido
LC 2, se calcula el valor de la resistencia de su elemento de
calefacción, por ejemplo, a través de la aplicación de un ohmímetro
en los contactos 9 y 10 del elemento de calefacción en un proceso de
medición automatizado. El valor de medición calculado por esta
primera instalación de medición 4 es memorizado entonces con la
ayuda de un aparato de programación en una memoria 7 que se puede
describir y leer, estando conectada esta memoria 7 con una unidad
lógica 6 y siendo controlada por ésta. Esta unidad lógica 6 así como
la memoria 7 están realizadas con preferencia por medio del
controlador de la pantalla de cristal líquido LC 2 y, por lo tanto,
están integradas en la unidad de construcción de la pantalla de
cristal líquido 2. Para esta memoria 7 son adecuados módulos EEPROM
y módulos de memoria Flash.
Además, la unidad lógica 6 recibe también valores
de medición sobre la altura de la tensión que se aplica en el
elemento de calefacción así como sobre la temperatura ambiente
actual en la pantalla. De esta manera, están realizadas una segunda
instalación de medición 5 y una tercera instalación de medición 3,
a saber, una instalación de medición 5 para la determinación de la
altura de la tensión que se aplica en el elemento calefactor así
como una instalación de medición 3 para la detección de la
temperatura ambiente actual en la pantalla.
A partir de estos valores de medición
introducidos, la unidad lógica 6 determina, utilizando y procesando
un programa que está a su disposición, si es necesaria, en general,
una alimentación de corriente del elemento calefactor y, en caso
afirmativo, qué duración de la alimentación de corriente es
necesaria para el elemento de calefacción para aplicar aquella
potencia calefactora, con la que se calienta la pantalla dentro de
un tiempo predeterminado a una temperatura de servicio determinada.
En este caso, se puede ajustar el tiempo que está disponible para
el calentamiento de la pantalla de cristal líquido LC, que puede
estar entre dos o tres segundos y, por ejemplo, se puede introducir
durante el montaje de la pantalla de cristal líquido LC por medio de
un aparato de programación como valor en la memoria 7 conectada
con la unidad lógica 6.
En el caso de que la unidad lógica 6 establezca
que es necesaria una alimentación de corriente del elemento
calefactor, activa, de acuerdo con las necesidades calculadas, un
elemento de conmutación 8, que se encuentra, por ejemplo, en la
trayectoria de la corriente desde el elemento de calefacción hacia
la alimentación de la tensión, por ejemplo a través de la emisión
de una señal modulada en la amplitud del impulso a la conexión de
base de un transistor, si el elemento de conmutación 8 está
configurado como un transistor. Como elemento de conmutación 8 se
pueden seleccionar también otros conmutadores de semiconductores
controlables. La unidad lógica 6 interrumpe a través de una
activación correspondiente del elemento de conmutación 8 el flujo de
corriente a través del elemento de calefacción, tan pronto como los
valores de medición introducidos en la unidad lógica 6 indican que
la pantalla de cristal líquido LC 2 ha alcanzado una temperatura de
servicio suficiente. A través de esta influencia sobre el flujo de
corriente a través del elemento de calefacción se regula la
potencia calefactora.
La regulación propuesta aquí para la calefacción
de una pantalla tiene la ventaja de que se puede implementar con
coste favorable, porque se recurre en gran medida a componentes de
hardware que están presentes en las pantallas de cristal líquido
actuales (unidad lógica, memoria, sensor de temperatura). A través
de la lectura de valores codificados calculados, por ejemplo, en
curvas de medición, que se pueden depositar en la memoria 7
conectada con la unidad lógica 6, por ejemplo durante el montaje de
la pantalla de cristal líquido 2, y a través de un ajuste siguiente
de la duración de la alimentación de la corriente del elemento de
calefacción en función del valor de codificación respectivo, se
puede realizar una calefacción óptima en su actuación para la
pantalla, en las condiciones de funcionamiento dadas para el
elemento de calefacción, que está constituido por una capa fina de
un material de resistencia, a pesar de las oscilaciones
considerables en la alimentación de la tensión, en la que está
conectado un elemento de calefacción, y a pesar de una anchura de
dispersión grande en los valores de resistencia del elemento de
calefacción.
Claims (7)
1. Pantalla con una calefacción,
- 1.1
- en la que la pantalla posee al menos un cristal de pantalla,
- 1.2
- en la que la calefacción posee un elemento de calefacción accionado eléctricamente, conectado con una alimentación de la tensión (UB, GND),
- 1.3
- en la que el elemento calefactor está constituido por una capa fina,
- 1.4
- en la que la capa está constituida por un material que forma una resistencia eléctrica,
- 1.5
- en la que la capa se aplica superficialmente sobre al menos un cristal de la pantalla o está incrustada superficialmente en la pantalla,
- 1.6
- en la que está prevista una primera instalación de medición (4), que calcula el valor de la resistencia del elemento de calefacción,
- 1.7
- en la que está prevista una segunda instalación de medición (5), que calcula la altura de la tensión que se aplica en el elemento de calefacción,
- 1.8
- en la que está prevista una tercera instalación de medición (3), que detecta la temperatura ambiente actual en la pantalla,
- 1.9
- en la que está previsto un elemento de conmutación (8) activado por una unidad lógica (6), que regula durante el periodo de tiempo calculado de alimentación de la corriente el flujo de corriente a través del elemento de calefacción conectado con la alimentación de la tensión (UB, GND),
caracterizada porque
- 1.10
- está prevista una memoria (7), que memoriza el valor calculado de la resistencia del elemento calefactor,
- 1.11
- porque está prevista una unidad lógica (6), que calcula para el valor de la resistencia memorizado, en función de la tensión calculada y de la temperatura ambiente calculada, una duración de la alimentación de la corriente para el elemento de calefacción, que es necesaria para aplicar aquella potencia calefactora, con la que se calienta la pantalla dentro de un tiempo predeterminado a una temperatura de funcionamiento determinada.
2. Pantalla con una calefacción según la
reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de
calefacción está constituido por una capa de óxido de estaño de
indio.
3. Pantalla con una calefacción según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el valor de
la resistencia del elemento de calefacción se calcula durante el
montaje de la pantalla y se memoriza en la memoria (7).
4. Pantalla con una calefacción según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos la
unidad lógica (6), la memoria (7) y la instalación de medición (3)
para el cálculo de la temperatura ambiente actual en la pantalla
están realizadas por medio de unidades de construcción de las
disposiciones de circuito electrónico que son necesarias para el
funcionamiento de la pantalla.
5. Pantalla con una calefacción según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de conmutación (8) activado por la unidad lógica es un transistor u
otro conmutador de semiconductores, que es activado por la unidad
lógica (6) a través de una señal modulada en la amplitud del
impulso.
6. Pantalla con una calefacción según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tiempo
para la calefacción de la pantalla se puede ajustar a la
temperatura de funcionamiento deseada y se puede introducir como un
valor en la memoria (7) conectada con la unidad lógica (6).
7. Pantalla con una calefacción según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
alimentación de la tensión para el elemento de calefacción es la
red de a bordo de un vehículo.
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