DE102010021568A1

DE102010021568A1 - Anzeigeinstrument für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010021568A1
Application number: DE102010021568A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Fischer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-01

Abstract

Bei einem Anzeigeinstrument (4) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anzeigefeld (13, 15) ist ein Zeigerelement (11) relativ zu einem Hintergrund (6–10) des Anzeigefeldes (13, 15) beweglich. Seine Position auf dem Hintergrund (6–10) zeigt jeweils den aktuellen Wert wenigstens einer mit dem Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs verknüpften Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs an. Eine optische Eigenschaft des Hintergrundes (6–10) ist an jeder durch das Zeigerelement (11) einnehmbaren Position repräsentativ für den Kraftstoffverbrauch, der dem an dieser Position angezeigten Wert der wenigstens einen Betriebsgröße entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument zum Anzeigen von Betriebsgrößen eines Kraftfahrzeugs. Derartige Anzeigeninstrumente finden sich seit alters her auf dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs, wobei die ursprünglich analogen Anzeigeninstrumente mit einem entlang einer Skala beweglichen Zeiger zunehmend durch digitale Anzeigeinstrumente oder durch Bildschirm-Anzeigeinstrumente ersetzt werden. Das auf dem Bildschirm eines solchen Anzeigeinstruments angezeigte Bild ist meist dem Aussehen eines herkömmlichen Analog- oder Digitalanzeigeinstruments nachgebildet. Während die meisten analogen oder digitalen Anzeigeinstrumente ausgelegt sind, um jeweils eine einzelne Betriebsgröße anzuzeigen, ermöglicht die freie Programmierbarkeit des Bildschirminhalts bei einem Bildschirmanzeigeinstrument, den Bildschirm in eine Mehrzahl von Feldern zu unterteilen sein, die jeweils zum Visualisieren einer bestimmten Betriebsgröße dienen, oder die Werte von unterschiedlichen Betriebsgrößen im zeitlichen Wechsel darzustellen.
Diese Art der Darstellung erleichtert es dem Fahrer nicht, Zusammenhänge zwischen verschiedenen Betriebsgrößen zu erkennen. Dies ist insbesondere bei Betriebsgrößen nachteilig, die stark mit dem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verknüpft sind, da der Fahrer nicht ohne weiteres erkennen kann, wie die Art und Weise, wie er die angezeigten Betriebsgrößen steuert, mit dem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zusammenhängt und wie er die Art seiner Steuerung zweckmäßigerweise ändern sollte, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
Es sind zwar seit langem auch Anzeigeinstrumente für Kraftfahrzeuge bekannt, die unmittelbar den Kraftstoffverbrauch pro gefahrener Streckeneinheit (oder einen reziproken Wert, z. B. miles per gallon) anzeigen, doch auch diese ermöglichen es dem Fahrer nur, festzustellen, was er verbraucht hat, nicht aber, wie er möglicherweise mit einer ökonomischeren Fahrweise Kraftstoff hätte sparen können.
Es besteht daher Bedarf nach einem Anzeigeinstrument für ein Kraftfahrzeug, das den Fahrer bei dem Bemühen um eine ökonomische Fahrweise wirksam unterstützen kann.
Dieser Bedarf wird durch das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument befriedigt. Dieses Anzeigeinstrument umfasst ein Anzeigefeld und ein relativ zu einem Hintergrund des Anzeigefeldes bewegliches Zeigerelement, dessen Position auf dem Hintergrund jeweils den aktuellen Wert wenigstens einer mit dem Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs verknüpften Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs anzeigt. Eine optische Eigenschaft des Hintergrundes ist an jeder Position, die das Zeigerelement einnehmen kann, repräsentativ für den Kraftstoffverbrauch, der dem an dieser Position angezeigten Wert der wenigstens einen Betriebsgröße entspricht. Anhand der Position des Zeigerelementes kann der Fahrer den jeweils aktuellen Wert der wenigstens einen Betriebsgröße einschätzen. Die optische Eigenschaft des Hintergrundes am Ort des Zeigerelements liefert ihm Aufschluss über den aktuellen Kraftstoffverbrauch. Anhand der optischen Eigenschaft des Hintergrundes an anderen Positionen des Anzeigefeldes kann er einschätzen, wie sich ein anderer Wert der wenigstens einen Betriebsgröße auf den Kraftstoffverbrauch ausgewirkt hätte. Der Fahrer bekommt somit nicht nur Aufschluss über den aktuellen Verbrauch sondern auch über den bei ökonomischerer Fahrweise möglichen Verbrauch und wird dadurch in seinem Bemühen um eine ökonomische Fahrweise wirksam unterstützt.
Um den Informationsgehalt für den Fahrer zu vergrößern, ist das Zeigerelement vorzugsweise in zwei Freiheitsgraden beweglich, um gleichzeitig die Werte von zwei Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs anzuzeigen. So kann der Fahrer anhand der optischen Eigenschaft des Hintergrundes den gemeinsamen Einfluss der beiden Betriebsgrößen auf den Kraftstoffverbrauch bequem einschätzen.
Im einfachsten Fall kann eine der wenigstens zwei Betriebsgrößen der Kraftstoffverbrauch selber sein.
Bevorzugte Betriebsgrößen sind die Drehzahl eines Motors des Kraftfahrzeugs sowie dessen Drehmoment.
Die optische Eigenschaft ist vorzugsweise die Farbe des Hintergrundes. Alternativ kommen auch der Helligkeitsgrad des Hintergrundes oder ein von Position zu Position veränderliches Flächenmuster in Betracht.
Für den Fahrer unmittelbar suggestiv ist es, wenn die Farbe des Hintergrunds an einer einem hohen Verbrauch entsprechenden Position rot und/oder an einer einem niedrigen Verbrauch entsprechenden Position grün ist. Dazwischen liegende Farben, insbesondere Gelbgrün-Gelb- und Orangetöne, kommen für intermediäre Verbrauchswerte in Betracht.
Um dem Fahrer die Auswertung der angezeigten Informationen und insbesondere das Erkennen von Veränderungen zu erleichtern, ist es hilfreich, wenn die optische Eigenschaft nur eine begrenzte Zahl von diskreten Werten annehmen kann.
Eine weitere Vergrößerung des Informationsgehalts wird erreicht, wenn die Verteilung der optischen Eigenschaft auf dem Hintergrund in Abhängigkeit von einer weiteren Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs veränderbar ist.
Vorzugsweise ist diese weitere Betriebsgröße der in einem Getriebe des Kraftfahrzeugs eingelegte Gang.
Der Zusammenhang zwischen Betriebsgrößen wie etwa Drehzahl und Drehmoment und Kraftstoffverbrauch ist je nach Wert der weiteren Betriebsgröße, d. h. je nach eingelegtem Gang, unterschiedlich. Es ist daher zweckmäßigerweise ein Speicher vorgesehen, in dem mehrere jeweils verschiedenen diskreten Werten der weiteren Betriebsgröße zugeordnete Verteilungen der optischen Eigenschaft gespeichert sind, um je nach aktuellem Wert der weiteren Betriebsgröße als Hintergrund angezeigt werden zu können.
Das Anzeigefeld umfasst vorzugsweise eine Matrix von einzeln ansteuerbaren Pixeln, insbesondere eine LCD-Matrix. Diese ermöglichen sowohl die Darstellung wechselnder Verteilungen der optischen Eigenschaft des Hintergrunds als auch des Zeigerelementes.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung;
2 eine typische Ansicht des Anzeigeinstruments in dem Fall, dass sich das Fahrzeug im ersten Gang befindet;
3 eine zu 2 analoge Ansicht bei eingelegtem zweiten Gang;
4 eine zu 2 analoge Ansicht bei eingelegtem sechstem Gang;
5 ein Anzeigeinstrument gemäß einer ersten Abwandlung der Erfindung; und
6 ein Anzeigeinstrument gemäß einer zweiten Abwandlung.
1 ist eine schematische Darstellung des Blicks eines Fahrers auf das Armaturenbrett 1 eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. In einem zentralen Bereich des Armaturenbretts 1, hinter dem Lenkrad 2, sind zwei LCD-Anzeigeinstrumente 3, 4 angeordnet. Das Anzeigeinstrument 3 fungiert z. B. als ein digitales Tachometer; das Anzeigeinstrument 4 stellt eine Anzeige im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
2 zeigt ein typisches auf einem Bildschirm 13 des LCD-Anzeiginstruments 4 erscheinendes Bild, wenn das Fahrzeug im ersten Gang fährt. Die Figur zeigt ein zweiachsiges Diagramm, wobei auf einer der beiden Achsen, vorzugsweise der horizontalen, die Motordrehzahl und auf der anderen das vom Motor abgegebene Drehmoment aufgetragen ist. Jeder Punkt des Diagramms repräsentiert somit ein Paar von Werten der Drehzahl und des Drehmoments. Ein Randbereich 5 des Diagramms, der nicht erreichbaren Wertepaaren entspricht, erscheint auf dem Bildschirm farblos, hell oder dunkel. Eine in einer Ecke des Bildschirms eingeblendete Ziffer 19 zeigt den eingelegten Gang an. Ein zentraler Bereich des Bildschirms, der möglichen Wertepaaren von Drehzahl und Drehmoment entspricht, ist in mehrere Regionen 6, 7, 8, 9, 10 unterteilt, die jeweils unterschiedlich gefärbt sind. Die Zugehörigkeit eines Wertepaars zu den verschiedenen Regionen 6 bis 10 richtet sich nach dem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs bei dem durch dieses Wertepaar verkörperten Arbeitspunkt des Motors. So ist zum Beispiel der Region 6, die einem Kraftstoffverbrauch von über 20 l/100 km entspricht, die Farbe Rot, der Region 7 mit einem Kraftstoffverbrauch zwischen 15 und 20 l/100 km die Farbe Orange, der Region 8 mit einem Verbrauch von 10 bis 15 l/100 km die Farbe Gelb, der Region 9 mit einem Verbrauch von 5 bis 10 l/100 km die Farbe Grün und der Region 10 mit einem Verbrauch unter 5 l/100 km die Farbe Hellgrün zugeordnet. So ist dem Fahrer intuitiv deutlich, dass die rote Region 6 zu meiden ist und stattdessen ein Arbeitspunkt des Motors anzustreben ist, der in einer grünen Region oder möglichst nahe daran liegt.
Die Regionen 6–10 bilden einen Hintergrund des Bildschirms, der solange unverändert bleibt, wie der in einem Getriebe des Fahrzeugs eingelegte Gang nicht geändert wird. Der Gang kann mit angezeigt werden.
Ein Zeigerelement 11, das den momentanen Arbeitspunkt des Motors anzeigt, hier in Form eines Sternchens, ist auf dem Bildschirm des Anzeigeinstruments 4 beweglich. Denkbar ist, dass der Stern einen im Laufe der Zeit verblassenden Schweif 12 nach sich zieht, dessen Verlauf jeweils früheren Arbeitspunkten des Motors entspricht. Der Schweif 12 erlaubt es dem Fahrer, die Wirtschaftlichkeit seiner Fahrweise nicht nur zum gegenwärtigen Zeitpunkt, sondern über einen längeren Zeitraum von zum Beispiel 10 Sekunden bis wenigen Minuten hinweg zu beurteilen. Bei jedem Gangwechsel wird der Schweif gelöscht.
3 zeigt eine zu 2 analoge Ansicht des LCD-Anzeigeinstruments 4 in dem Fall, dass sich das Fahrzeug im zweiten Gang befindet. Die Grenzen zwischen den Regionen 6 bis 10 sind zu höheren Drehmomenten hin verschoben.
Das Zeigerelement 11 befindet sich in der Darstellung der 3 in der dem höchsten Verbrauch entsprechenden Region 6. Das Erscheinungsbild des Zeigerelements 11 kann in allen Regionen 6–10 identisch sein; um den Fahrer auf eine unwirtschaftliche Fahrweise hinzuweisen, kann es aber auch zweckmäßig sein, das Erscheinungsbild des Zeigerelements 11 zu variieren, zum Beispiel indem es, solange es sich in den Regionen 7 bis 10 befindet, kontinuierlich, in der Region 6 aber blinkend dargestellt wird, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf sich zu ziehen.
Mit jedem Gangwechsel verschieben sich die Regionen 6 bis 10 in der Anzeige 4. Dies kann so weit gehen, dass, wie in 4 dargestellt, im sechsten Gang die Region 6 völlig verschwunden ist.
Umgekehrt kann vorgesehen werden, dass bei laufendem Motor und stehendem Fahrzeug die rote Region 6 den zentralen Bereich des Bildschirms füllend angezeigt wird, evtl. in Verbindung mit einem grafischen Symbol oder einer Nachricht in Textform, die den Fahrer veranlassen soll, den Motor abzustellen.
In einem nicht dargestellten Festwertspeicher des Anzeigeinstruments oder einer zugeordneten Steuereinheit ist zu jedem Gang des Getriebes eine Bitmap abgespeichert, die die Verteilung der Farben auf dem Hintergrund des Bildschirms bzw. die Gestalt der Regionen 6–10 spezifiziert und je nach aktuell eingelegtem Gang ausgewählt und angezeigt wird.
Die in den 2 bis 4 an den Diagrammachsen aufgetragenen Zahlenwerte des Drehmoments und der Drehzahl können in der Praxis wegfallen, zum einen, weil der Platz auf dem Bildschirm des Anzeigeinstruments 4, der erforderlich wäre, um die Zahl für den Fahrer schnell und sicher lesbar darzustellen, eventuell nicht zur Verfügung steht, wenn sich die Anzeige 4 den Platz am Armaturenbrett 1 mit anderen Anzeigeinstrumenten teilen muss. Zum anderen haben die absoluten Zahlenwerte von Drehzahl und Drehmoment nur untergeordnete Bedeutung, da der Fahrer die Werte qualitativ anhand der Position der Zeigerelements 11 auf der Anzeige 4 abschätzen kann, ohne die Zahlenwerte zu lesen.
5 veranschaulicht eine erste Abwandlung des erfindungsgemäßen Anzeigeinstruments. Diese Abwandlung trägt beengten Platzverhältnissen am Armaturenbrett 1 des Fahrzeugs Rechnung. Der Bildschirm 13 gemäß dieser Ausgestaltung ist kleiner als zum Anzeigen des gesamten Drehzahl-Drehmoments-Diagramms erforderlich. Angezeigt wird daher nur ein Ausschnitt des Diagramms; Teile, die außerhalb der Grenzen des Bildschirms 13 liegen, bleiben unsichtbar. Das Zeigerelement 11 ist hier nicht zweidimensional, sondern lediglich auf einer vertikalen Mittellinie 14 des Bildschirms 13 vertikal beweglich. Der Teil des Drehzahl-Drehmoment-Diagramms, der in dem Rechteck 13 dargestellt wird, wird fortlaufend horizontal so verschoben, dass die Lage der Mittellinie 14 in dem Diagramm der aktuellen Drehzahl entspricht. Im dargestellten Fall beträgt demnach die Drehzahl ca. 3800 min^–1. Im Fall einer Drehzahlsteigerung würde das Diagramm auf dem Bildschirm 13 nach links, im Falle einer Drehzahlverringerung nach rechts verschoben.
Da bei dieser Ausgestaltung der Fahrer die Drehzahl nicht aus der Position des Zeigerelements 11 qualitativ abschätzen kann, ist diese zweckmäßigerweise auf dem Bildschirm 13 angezeigt, sei es, wie dargestellt, in Form von Skalenwerten, die sich zusammen mit dem Diagramm auf dem Bildschirm 13 bewegen, oder in Form einer ortsfesten Digitalanzeige, zum Beispiel am Fuß der Mittellinie 14, die jeweils die der Mittellinie 14 entsprechende Drehzahl angibt.
6 zeigt eine vereinfachte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anzeigeinstruments, das ohne eine farbige LCD-Matrixanzeige auskommt. Das Anzeigeinstrument der 6 umfasst eine einfache Schwarzweiß-LCD-Anzeige, die lediglich ausgelegt ist, um ein Zeigerelement 11 an einer Mehrzahl von diskreten Positionen vor einer Streuscheibe 15 darzustellen, die von mehreren, zum Beispiel seitlich unter einem Rahmen des Anzeigeinstruments vor den Augen eines Betrachters verborgenen, verschiedenfarbigen Leuchtdioden 16, 17, 18 beleuchtbar ist. Einem gleichen Bereich der Streuscheibe 15 sind jeweils eine grüne LED 16, eine gelbe LED 17 und eine rote LED 18 zugeordnet. In einem der roten Region 6 zugeordneten Bereich der Anzeige ist die rote LED 16 mit voller Leistung in Betrieb, in einem der orangen Region 7 zugeordneten Bereich die rote LED 16 und die gelbe LED 17 mit jeweils reduzierter Leistung, in einem der gelben Region 8 zugeordneten Bereich jeweils nur die gelbe LED 17, in einem der grünen Region 9 zugeordneten Bereich die grüne LED 18, und in einem der grünen Region 10 zugeordneten Bereich die grüne LED 18 mit einer im Vergleich zum Bereich 9 modifizierten Helligkeit. Die Ausdehnung der Regionen ist durch entsprechende Ansteuerung der Dreiergruppen von LEDs variabel, so dass zu jeder Zeit die Aufteilung der Streuscheibe 15 in ihre Regionen 6 bis 10 die Verbrauchswerte bei der jeweils aktuellen Drehzahl und dem aktuell eingelegten Gang widerspiegelt.
Bezugszeichenliste

1: Armaturenbrett
2: Lenkrad
3: Anzeigeinstrument
4: Anzeigeinstrument
5: Randbereich
6: Region
7: Region
8: Region
9: Region
10: Region
11: Zeigerelement
12: Schweif
13: Bildschirm
14: Mittellinie
15: Streuscheibe
16: LED
17: LED
18: LED
19: Ziffer

Claims

Anzeigeinstrument (4) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anzeigefeld (13, 15) und einem relativ zu einem Hintergrund (6–10) des Anzeigefeldes (13, 15) beweglichen Zeigerelement (11), dessen Position auf dem Hintergrund (6–10) jeweils den aktuellen Wert wenigstens einer mit dem Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs verknüpften Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Eigenschaft des Hintergrundes (6–10) an jeder durch das Zeigerelement (11) einnehmbaren Position repräsentativ ist für den Kraftstoffverbrauch, der dem an dieser Position angezeigten Wert der wenigstens einen Betriebsgröße entspricht.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeigerelement (11) in zwei Freiheitsgraden beweglich ist, um gleichzeitig die Werte von zwei Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs anzuzeigen.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zwei Betriebsgrößen der Kraftstoffverbrauch selbst ist.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Betriebsgrößen die Drehzahl eines Motors des Kraftfahrzeugs ist.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Betriebsgrößen das Drehmoment eines Motors des Kraftfahrzeugs ist.
Anzeigeinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft die Farbe des Hintergrundes (6–10) ist.
Anzeigeinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe des Hintergrunds (6–10) an einer einem hohen Verbrauch entsprechenden Position (6) rot und/oder an einer einem niedrigen Verbrauch entsprechenden Position (9, 10) grün ist.
Anzeigeinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft eine Mehrzahl von diskreten Werten hat.
Anzeigeinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der optischen Eigenschaft auf dem Hintergrund (6–10) in Abhängigkeit von einer weiteren Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs veränderbar ist.
Anzeigeelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Betriebsgröße der in einem Getriebe des Kraftfahrzeugs eingelegte Gang ist.
Anzeigeelement nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Speicher, in dem mehrere jeweils verschiedenen diskreten Werten der weiteren Betriebsgröße zugeordnete Verteilungen der optischen Eigenschaft gespeichert sind.
Anzeigeinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigefeld (13) eine Matrix von einzeln ansteuerbaren Pixeln umfasst.
Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Anzeigeinstrument (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.