DE4011840A1

DE4011840A1 - Display unit for several physical parameters - uses graphical, numeral and colour variation indication to enable easy monitoring of values w.r.t. acceptable ranges

Info

Publication number: DE4011840A1
Application number: DE4011840A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Dreyer; Christian Prof Voy
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1990-10-25

Abstract

A display unit has a display (5) for a first physical parameter whose colour is determined by a second physical parameter. The display is geometically formed to accentuate a range of values (6) of the first parameter. Different boundary values (9) of the range of the values are adjusted by influencing the measurement value processing by other signals. The display background colour is influenced by a third parameter. USE/ADVANTAGE - Esp. for displaying several physical operating parameters of motor vehicle. Enables driver to easily determine whether several physical parameters lie within acceptable or unacceptable value ranges.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit gemäß dem Gattungsbegriff des Patentan spruchs 1.The invention relates to a display unit according to the generic term of the patent saying 1.

Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich zur Anzeige von Fahrbetriebsgrößen eines Kraftfahrzeuges, wie Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Abstand von einem vorausfahrenden Fahrzeug oder dergleichen, so ist ein grundsätzliches Pro blem darin zu sehen, dem Fahrer für den Fahrbetrieb wichtige Informationen in einer Weise anzubieten, daß er diese, ohne vom Geschehen auf der Fahrbahn abgelenkt zu werden, schnell aufnehmen und verstehen kann. Aus diesem Grunde sind auf die Wieder gabe von Zahlenwerten beschränkte Anzeigeeinheiten nicht optimal, da der Fahrer sie einerseits relativ lange betrachten muß, um die Zahlenangabe - direkt oder über eine Zeigerstellung - genau abzulesen und er andererseits danach überlegen muß, ob die so abgelesene Zahlenangabe innerhalb oder außerhalb eines zulässigen Wertebereichs liegt. Stellt er beispielsweise fest, daß er mit einer unzulässig hohen Geschwindigkeiten fährt, muß er in diesem Fall den Geschwindigkeitswert ablesen, entscheiden, ob der abgele sene Wert in einem zulässigen Bereich liegt, und schließlich gegebenenfalls unter wei terer Betrachtung der Anzeigeeinheit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändern, bis ihm ein Geschwindigkeitswert angezeigt wird, der in einem zulässigen Geschwindig keitsbereich liegt.If one considers the preferred application of the invention, namely for displaying Driving operation variables of a motor vehicle, such as speed, engine speed, distance from a vehicle in front or the like is a basic pro It is a blemish to see the driver important information for driving operation in one Way to offer this without distracting him from the action on the road be able to absorb and understand quickly. Because of this, are on the re display units are not optimal because the driver uses them on the one hand has to look at the numbers for a relatively long time - directly or via a Pointer position - read exactly and he then has to think about whether it is so The number reading is within or outside of an admissible value range. For example, if he finds that he is driving at impermissibly high speeds, in this case he has to read the speed value, decide whether the its value is in a permissible range, and finally possibly below white When looking at the display unit, change the speed of the vehicle until it is shown a speed value that is within an allowable speed range.

Ein weiteres Problem bei derartigen Anzeigeeinheiten ist die Tatsache, daß in der Re gel mehr als eine physikalische Größe angezeigt werden muß. Betrachtet man weiterhin den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, also im Rahmen eines Kraftfahrzeugs, so ist zumindest in vielen Fällen eine vernünftige Betriebsweise des Kraftfahrzeugs (im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch, Abgasemissionen, Schonung der Antriebsmaschine) der Betrieb der Antriebsmaschine in einem bestimmten Drehzahlbereich angebracht. Eng verbunden damit ist das Einleiten von Schaltvorgängen in einem Handschaltgetrie be beim Erreichen bestimmter Drehzahlwerte. Abgesehen davon, daß auch hier die Aus bildung der Anzeigeeinheit so, daß der Fahrer konkrete Zahlenwerte ablesen und dann entscheiden muß, ob er einen Schaltvorgang vornimmt oder nicht, zu einer gefährlichen Ablenkung des Fahrers vom Verkehrsgeschehen führen kann, wird er überfordert, wenn er die Anzeigen für mehrere physikalische Größen, bisher also Geschwindigkeit und Drehzahl, überwachen muß. Dies gilt in verstärktem Maße, wenn noch weitere physika lische Größen, beispielsweise der mittels eines Abstandsradars ermittelte Abstand zu einem voranfahrenden Fahrzeug, angezeigt wird.Another problem with such display units is the fact that in the Re gel more than one physical quantity must be displayed. If you keep looking the preferred application of the invention, ie in the context of a motor vehicle, so is at least in many cases a reasonable mode of operation of the motor vehicle (with regard to fuel consumption, exhaust emissions, protection of the engine) the operation of the prime mover is appropriate in a certain speed range. The initiation of switching processes in a manual transmission is closely connected with this be when certain speed values are reached. Apart from the fact that the Aus Formation of the display unit so that the driver can read specific numerical values and then must decide whether he performs a switching operation or not, to a dangerous one If the driver can be distracted from the traffic, he will be overwhelmed if the displays for several physical quantities, so far speed and Speed, must monitor. This applies to an even greater extent if there are other physics sizes, for example the distance determined by means of a distance radar a vehicle in front is displayed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anzeigeeinheit zu schaffen, die dem Betrachter, also beispielsweise dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, die Möglichkeit bietet, durch flüchtiges Betrachten festzustellen, ob mehrere physika lische Größen in günstigen oder ungünstigen Wertebereichen liegen.The invention has for its object to a generic display unit create the viewer, for example the driver of a motor vehicle, offers the possibility, by glancing, to determine whether there are several physics sizes are in favorable or unfavorable value ranges.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un teransprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristic features len of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the Un claims.

Schlagwortartig kann man die Erfindung also dahingehend definieren, daß sie durch Her anziehung von Geometrie und Farbe die Anzeigen für die verschiedenen physikalischen Größen gleichsam übergreifend zusammenfaßt. So kann die erste physikalische Größe, beispielsweise die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, beispielsweise durch die Länge ei nes Leuchtbalkens zur Anzeige gebracht werden, während die zweite physikalische Grö ße, beispielsweise die Drehzahl eines Antriebsmotors des Fahrzeugs, qualitativ durch die Farbe dieses Balkens wiedergegeben wird. Eine dritte physikalische Größe, beispiels weise der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, kann dann gemäß Patentanspruch 3 durch entsprechende Farbe des Hintergrunds für die An zeigen der ersten und zweiten physikalischen Größe qualitativ angegeben werden. Mit einem relativ flüchtigen Blick kann dann der Fahrer aus der Länge des Leuchtbalkens, insbesondere dann, wenn dieser für einen zulässigen Geschwindigkeitsbereich eine signi fikante Form besitzt, aus der Farbe des Leuchtbalkens und aus der Farbe des Hinter grunds erkennen, hinsichtlich welcher der physikalischen Größen seine Fahrweise nicht optimal ist. Erleichtert wird dies, wenn die verschiedenen Bereiche durch Signalfarben gekennzeichnet sind, also beispielsweise gefährliche Betriebsbereiche (zu hohe Drehzahl, zu geringer Abstand) durch die Farbe Rot, weniger kritische Bereiche durch die Farbe Gelb und schließlich günstige Bereiche durch die Farbe Grün. In short, the invention can be defined in such a way that it is defined by Her attraction of geometry and color the displays for the different physical Summarizing sizes as it were. So the first physical quantity, for example the speed of a vehicle, for example by the length ei Nes light bar are displayed, while the second physical size quality, for example the speed of a drive motor of the vehicle the color of this bar is displayed. A third physical quantity, for example as the distance between the vehicle and a vehicle in front, can then according to claim 3 by appropriate color of the background for the An show the first and second physical quantity can be specified qualitatively. With The driver can then take a relatively fleeting look from the length of the light bar, in particular if this signi. for a permissible speed range has a distinctive shape, from the color of the light bar and from the color of the back basically recognize with regard to which of the physical variables his driving style does not is optimal. This is facilitated if the different areas are signaled by colors are marked, e.g. dangerous operating areas (too high speed, too little distance) due to the color red, less critical areas due to the color Yellow and finally favorable areas due to the color green.

Soweit bisher beschrieben, liefert die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit also qualitative Anzeigen. Selbstverständlich wird man in aller Regel zumindest für einzelne physikali sche Größen, beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, auch eine quantitative Anzeige vorsehen, beispielsweise Digital.So far as described so far, the display unit according to the invention delivers qualitative Show. Of course, you will, as a rule, at least for individual physics cal quantities, for example the speed of the vehicle, also a quantitative one Provide a display, e.g. digital.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den bevorzugten Einsatzfall, also in einem Kraftfahrzeug, wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen dieAn embodiment of the invention for the preferred application, ie in one Motor vehicle, is explained below with reference to the drawing. Show it the

Fig. 1 und 2 in Ansicht die Anzeigeeinheit bei verschiedenen Werten der physikalischen Größen, Fig. 1 and 2 in view of the display unit at different values of the physical quantities,

Fig. 3 in einem Diagramm die Verhältnisse zwischen dem Ab stand d zu einem voranfahrenden Fahrzeug und der ei genen Fahrgeschwindigkeit v und Fig. 3 shows in a diagram the relationships between the stand d from a preceding vehicle and the egg driving speed v and

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur anzeigemäßigen Realisierung des Diagramms nach Fig. 3. FIG. 4 shows a block diagram for implementing the diagram according to FIG. 3 in terms of the display.

Betrachtet man zunächst die Fig. 1 und 2, so erkennt man bei 1 den ebenen Anzei geträger, der mit üblichen Anzeigefeldern 2 für verschiedene Fahrzeugfunktionen, wie Öldruck, Handbremsenbetätigung, Batterieladung, Blinker, Nebelscheinwerfer, Kraft stoffvorrat und Betriebstemperatur, sowie 3 für den Kilometerstand versehen ist. Auch für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit ist eine Digitalanzeige 4 vorgesehen.Looking first at FIGS . 1 and 2, one can see at 1 the level display carrier, which with conventional display fields 2 for various vehicle functions, such as oil pressure, handbrake actuation, battery charging, indicators, fog lights, fuel supply and operating temperature, and 3 for the mileage is provided. A digital display 4 is also provided for the respective driving speed.

Die Geschwindigkeit wird bei 5 auch geometrisch angezeigt. Diese Anzeige ist unter Ver wendung von Flüssigkristallen als AMLCD (active matrix liquid crystal display) ausgebil det; diese Technik wird von der Fa. Eurodisplay in den Handel gebracht. Die Anzeige 5 besitzt den horizontalen Bereich 6, der einem jeweils zulässigen Geschwindigkeitsbereich zugeordnet ist und zwischen zwei ansteigenden Bereichen 7 und 8 liegt. Üblicherweise ist der Übergang 9 der jeweils zulässigen Fahrgeschwindigkeit, also in Deutschland im Ortsverkehr 50 km/h, auf Landstraßen 100 km/h zugeordnet, und durch von ortsfesten Baken längs der Fahrbahn erzeugte Fremdsignale (Geschwindigkeitsbegrenzungssignale) wird eine fahrzeugseitige Signalverarbeitung für die Signale eines Geschwindigkeitssen sors so beeinflußt, daß die Anzeige 5 bei Erreichen der Grenzgeschwindigkeit gerade bis zum Punkt 9 aktiviert wird. Hierzu kann eine einfache einstellbare Begrenzer- oder Ver stärkerschaltung im Zuge der Signale des Geschwindigkeitsgebers oder ein Mikroprozessor Einsatz finden. The speed is also displayed geometrically at 5 . This display is designed using AMLCD (active matrix liquid crystal display) using liquid crystals; this technology is brought onto the market by Eurodisplay. The display 5 has the horizontal area 6 , which is assigned to a permissible speed range and lies between two rising areas 7 and 8 . Usually, the transition 9 is assigned to the permissible driving speed, i.e. 50 km / h in Germany in local traffic, 100 km / h on country roads, and external signals (speed limit signals) generated by fixed beacons along the road make signal processing on the vehicle for the signals of a speed signal sors so influenced that the display 5 is activated up to the point 9 when the limit speed is reached. A simple adjustable limiter or amplifier circuit can be used in the course of the signals from the speed sensor or a microprocessor.

Betrachtet man nun die der Fig. 1 zugrundeliegenden Verhältnisse, so ist die Anzeige 5 für die Geschwindigkeit bis zu einem im Bereich 8 liegenden Wert aktiviert; es liegt also eine Geschwindigkeit oberhalb der zulässigen Geschwindigkeit 9 vor. Dagegen zeigt Fig. 2 die Verhältnisse bei einer in einem zulässigen Geschwindigkeitsbereich (Bereich 6) liegenden Fahrgeschwindigkeit. Wie durch unterschiedliche Schraffuren für die akti vierten Bereiche der Geschwindigkeitsanzeige 5 angedeutet, erfolgt in den Fig. 1 und 2 nicht nur eine Signalgabe durch unterschiedliche geometrische Formen der Anzei ge, sondern auch durch unterschiedliche Farben. Während die geometrische Form, wie beschrieben, qualitativ die jeweilige Fahrgeschwindigkeit wiedergibt, wird durch die je weilige Farbe des aktivierten Bereichs der Anzeige 5 qualitativ die jeweilige Drehzahl der Antriebsmaschine des Fahrzeugs wiedergegeben. Damit wird also letztlich eine ein zige Anzeigevorrichtung (5) zur Wiedergabe von zwei physikalischen Größen ausgenutzt. Bei kritisch hohen Drehzahlen kann der aktivierte Bereich der Anzeige 5 beispielsweise Rot erscheinen, bei optimalen Drehzahlen, also vernünftiger Betätigung eines Handschalt getriebes, kann die Farbe Grün sein.If one now considers the relationships on which FIG. 1 is based, the display 5 is activated for the speed up to a value in the range 8 ; there is therefore a speed above the permissible speed 9 . On the other hand, FIG. 2 shows the conditions at a driving speed lying in an allowable speed range (range 6 ). As indicated by different hatching for the fourth areas of the speed indicator 5 , in FIGS . 1 and 2 there is not only signaling by different geometric shapes of the indicator, but also by different colors. While the geometric shape, as described, qualitatively represents the respective driving speed, the respective speed of the drive machine of the vehicle is qualitatively represented by the respective color of the activated area of the display 5 . Ultimately, a single display device ( 5 ) is thus used for the reproduction of two physical quantities. At critically high speeds, the activated area of the display 5 may appear red, for example, at optimal speeds, that is to say the sensible actuation of a manual transmission, the color may be green.

Die anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene Anzeigeeinheit liefert mit minimalem zu sätzlichen Aufwand auch eine Aussage für eine dritte physikalische Größe, hier den Ab stand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, der mittels eines bekannten und daher hier nicht zu beschreibenden Abstandsradars ermittelt wird. Als Stand der Technik sei in die sem Zusammenhang nur die DE-PS 31 43 792, B 60 T 8/32, angeführt. Dazu wird nämlich als Hintergrundfarbe für die Anzeige 5 die Farbe des Trägers 1 in Abhängigkeit von dem jeweils vorliegenden Abstand bzw. Abstandsbereich eingestellt. Fig. 3 zeigt ein Ausfüh rungsbeispiel hierfür:The display unit described with reference to FIGS . 1 and 2 also provides a statement for a third physical quantity, here the distance from a preceding vehicle, which is determined by means of a known and therefore not to be described distance radar, with minimal additional effort. As state of the art in this context, only DE-PS 31 43 792, B 60 T 8/32, should be mentioned. For this purpose, the color of the carrier 1 is set as a background color for the display 5 as a function of the respective distance or distance range. Fig. 3 shows an exemplary embodiment of this:

In Fig. 3 ist der jeweils ermittelte Abstand d zwischen dem Fahrzeug und einem vor ausfahrenden Fahrzeug über der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit v aufgetragen. Man er kennt die beiden Geraden a 1 und a 2, die diejenigen geschwindigkeitsabhängigen Abstän de symbolisieren, bei denen der Fahrer noch 0,72 bzw. 1,0 Sek. Zeit hat, um Maßnahmen gegen einen Auffahrunfall zu treffen, also beispielsweise das Fahrzeug abzubremsen. Legt man diese beiden Werte als Beurteilungsmaßstab dafür zugrunde, ob bei einem je weils vorliegenden Abstand die Fahrgeschwindigkeit kritisch, weniger kritisch oder un kritisch ist, oder ob bei einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit der jeweils vorliegende Abstand viel zu klein, zu klein oder vernünftig ist, so ergibt sich bei einer Geschwindig keit v 1 und einem Abstand d 1, daß - unter Zugrundelegung der durch die Linien a 1 und a 2 gegebenen Beurteilungskriterien - keine Gefahr besteht, daß bei dem kleineren Ab stand d 2 der Abstand in bezug auf die Linie a 2 bereits zu klein ist, während der Ab stand d 3 schon als gefährlich klein bezeichnet werden muß. Der Abstand d 2, der bei der Geschwindigkeit v 1 noch im relativ unkritischen Zwischenbereich liegt, ist bei einer hö heren Geschwindigkeit v 2 bereits eindeutig zu klein. Demgemäß wird man durch eine geeignete Auswahlschaltung dafür sorgen, daß beim Betrieb in dem oberhalb der Gerade a 2 liegenden Bereich der Anzeigeträger beispielsweise Grün erscheint, dagegen bei ei nem Betriebspunkt im Bereich zwischen den Linien a 1 und a 2 Gelb, während bei einem kritischen Betriebspunkt in dem Bereich unterhalb der Linie a 1 der Anzeigeträger 1 Rot beleuchtet ist.In Fig. 3, the distance d is determined in each case between the vehicle and applied before a v outgoing vehicle on the respective road speed. One knows the two straight lines a 1 and a 2 , which symbolize those speed-dependent distances at which the driver still has 0.72 or 1.0 seconds to take measures against a rear-end collision, for example braking the vehicle . If these two values are used as a benchmark for determining whether the driving speed is critical, less critical or non-critical for a given distance, or whether the given distance is much too small, too small or reasonable for a given driving speed at a speed v 1 and a distance d 1 that - on the basis of the assessment criteria given by lines a 1 and a 2 - there is no danger that the smaller distance d 2 was the distance in relation to line a 2 is already too small, while from the stand d 3 must already be described as dangerously small. The distance d 2 , which is still in the relatively uncritical intermediate range at the speed v 1 , is clearly too small at a higher speed v 2 . Accordingly, one will ensure by means of a suitable selection circuit that, for example, the display medium appears green during operation in the area lying above the straight line a 2 , but yellow at an operating point in the area between the lines a 1 and a 2 , while at a critical operating point in the area below the line a 1 the display medium 1 is illuminated in red.

Eine hierzu geeignete Schaltung wird anhand des Blockschaltbilds der Fig. 4 erläutert. Signale für den Abstand d zu einem vorausgehenden Fahrzeug werden von dem Abstands sensor 20, also einem üblichen Abstandsradar, dem Mikrocomputer 21 zugeführt, der auch vom Geschwindigkeitssensor 22 Signale für die jeweilige Istgeschwindigkeit v _ist des Fahrzeugs erhält. Zwischen Analog-Digital-Wandlern 23 und 24 und dem Digital-Ana log-Wandler 25 enthält der Mikrocomputer 21 den eigentlichen Rechner 26 an sich be kannten und daher nicht zu beschreibenden Aufbaus, in dem unter Rückgriff auf gespei cherte Werte (Linien a 1, a 2) festgestellt wird, in welchem der drei Bereiche der Fig. 3 der jeweilige Abstandswert liegt. Über den Amplitudendiskriminator 27 wird dann je weils eine der Lichtquellen 28, 29 und 30 aktiviert, die im Bereich des Anzeigeträgers 1 angeordnet sind.A circuit suitable for this is explained on the basis of the block diagram of FIG. 4. Signals for the distance d to a preceding vehicle supplied from the distance sensor 20, so a conventional distance radar, the microcomputer 21, which also by the speed sensor 22 signals for the respective actual speed of the vehicle v _is obtained. Between analog-digital converters 23 and 24 and the digital-analog converter 25 , the microcomputer 21 contains the actual computer 26 , which is known per se and is therefore not to be described, in which, using recourse to stored values (lines a 1 , a 2 ) it is determined in which of the three areas of FIG. 3 the respective distance value lies. Weils each one of the light sources 28, 29 and 30 is then activated by the amplitude discriminator 27, which are arranged in the region of the display support. 1

Selbstverständlich lassen sich an dieser Stelle auch andere Schaltungen einsetzen.Of course, other circuits can also be used here.

Claims

1. Display unit for several physical quantities, in particular for driving operation sizes of a motor vehicle, characterized by a display ( 5 ) provided for a first physical quantity, the color of which is determined by a second physical quantity.

2. Display unit according to claim 1, characterized in that the display ( 5 ) is formed geometrically with emphasis on a value range ( 6 ) of the first physical variable and a measurement value processing which can be influenced by external signals for setting various limit values ( 9 ) for the value range ( 8 ). is provided.

3. Display unit according to claim 1 or 2, characterized in that the display ( 5 ) is assigned a colored background, the respective color is determined by a third physical variable.

14. Display unit according to claim 3, characterized in that the third physical variable of the distance (d) between a vehicle equipped with the display unit and an obstacle in the path of the same is dependent.

5. Display unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first physical variable is the speed (v) of a vehicle equipped with the display unit.

6. Display unit according to claims 2 and 5, characterized in that the Foreign speed signals from fixed beacons are.

7. Display unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second physical quantity the speed of the drive machine one with the display unit equipped vehicle.

8. Display unit according to claim 2 or according to claim 2 and one of claims 3 to 7, characterized in that the display ( 5 ) contains a horizontal area ( 6 ) between rising areas ( 7, 8 ).