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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige einer Änderung eines Dynamikparameters. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung, welche eine Anzeige einer Änderung eines Dynamikparameters eines Verkehrsmittels für den Anwender des Fahrzeugs ermöglichen, ohne dass dieser seinen Blick wesentlich von einem Verkehrsgeschehen vor seinem Verkehrsmittel abwenden muss.
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Im Stand der Technik wird einem Fahrzeugführer bzw. einem Piloten die Geschwindigkeit seines Verkehrsmittels häufig über Instrumente im Armaturenbrett bzw. Cockpit angezeigt, wobei meistens ein analoges oder digitales Anzeigeelement die Geschwindigkeit quantitativ darstellt. Zur Erfassung der aktuellen Geschwindigkeit muss der Führer des Verkehrsmittels den Blick auf das Anzeigeelement richten, wodurch seine Aufmerksamkeit für die Umgebungssituation seines Verkehrsmittels beeinträchtigt oder unterbrochen wird. Des Weiteren muss der Verkehrsmittelführer die Anzeige der Geschwindigkeit bzw. einer Beschleunigung als Dynamikparameter interpretieren und mit vordefinierten Schwellwerten (beispielsweise einer zulässigen oder empfehlenswerten Reisegeschwindigkeit) vergleichen und den Dynamikparameter anschließend entsprechend anpassen. Zwar sind im Stand der Technik so genannte Head-up-Displays bekannt, bei welchen Projektionen eines Anzeigemittels in das Blickfeld des Verkehrsmittelführers geworfen werden, jedoch irritieren solche Anzeigen oftmals durch schlecht an eine aktuelle Fahrsituation angepasste Helligkeit. Zudem muss der Fahrzeugführer zum Erkennen der Projektion seinen Fokus auf die Projektion richten, welche im Allgemeinen deutlich näher liegt als der Fokus der Aufmerksamkeit innerhalb der Verkehrssituation.
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DE 195 44 531 A1 schlägt eine Geschwindigkeitsanzeige an Fahrzeugen vor, welche von außerhalb des Fahrzeugs einsehbar ist. Dabei wird unter anderem vorgeschlagen, die Anzeigen im Bereich der vorhandenen Beleuchtungseinrichtungen eines Fahrzeugs, im Bereich der Fahrzeugscheiben und/oder um das Fahrzeug herum kontinuierlich oder diskontinuierlich umlaufend vorzusehen. Allerdings sind diese nicht für den Führer des Fahrzeugs selbst erkennbar.
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DE 10 2009 009 472 A1 schlägt vor, einem Fahrer eine Fahrtrichtung zur Verringerung einer Kollisionsgefahr durch Ausleuchtung einer empfehlenswerten Trajektorie anzuzeigen. Zusätzlich wird vorgeschlagen, Markierungen auf einer Fahrbahn vor dem Fahrzeug zu projizieren, die einen Abstand von einem Umgebungsobjekt anzeigen.
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Für normale Fahrsituationen bietet der Stand der Technik jedoch keine diesbezüglichen Verbesserungen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Anwender eines Verkehrsmittels über einen Dynamikparameter seines Verkehrsmittels zu informieren und dabei seine Aufmerksamkeit möglichst wenig von seiner Führungsaufgabe abzulenken.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6 und ein Verkehrsmittel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst. Entsprechend wird ein Verfahren zur Anzeige einer Änderung eines Dynamikparameters eines Verkehrsmittels vorgeschlagen. Unter einem Dynamikparameter sei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Kenngröße für die Fortbewegung eines Verkehrsmittels verstanden, welche zur Wahrnehmung der Führungsaufgabe des Verkehrsmittels erheblich ist. Beispielsweise kommen hierbei eine Geschwindigkeit (z. B. Reisegeschwindigkeit) und/oder eine (Längs- und/oder Quer-)beschleunigung in Frage. Auch wenn im Rahmen der folgenden Beschreibung stets von einem Fahrzeug als Verkehrsmittel die Rede ist, seien auch Flugzeuge und Wasserfahrzeuge (Boote, Schiffe) grundsätzlich als darunterfallend zu verstehen. Erfindungsgemäß wird die Anzeige des Dynamikparameters durch ein Projizieren einer vordefinierten Unregelmäßigkeit auf eine Oberfläche in der Umgebung des Verkehrsmittels mittels eines verkehrsmittelbasierten Leuchtmittels durchgeführt. Unter einer „Unregelmäßigkeit” sei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine optisch erfassbare Markierung zu verstehen, welche mithilfe eines im Verkehrsmittel angeordneten Leuchtmittels auf eine (insbesondere vor dem Verkehrsmittel befindliche) Oberfläche projiziert werden kann. Dies kann beispielsweise ein Schatten, z. B. in einem Lichtkegel eines Scheinwerfers oder auch eine gegenüber der Umgebung der Unregelmäßigkeit erhöhte Lichtreflexion, sein, welche beispielsweise durch Lichtbündelung (z. B. Laserprojektion) hervorgerufen wird. Zum Kenntlichmachen der Änderung des Dynamikparameters wird die Unregelmäßigkeit in Abhängigkeit der Änderung des Dynamikparameters in vordefinierter Weise geändert, sodass der Anwender des Verkehrsmittels diese Änderung erfassen und gedanklich mit der Änderung des Dynamikparameters verknüpfen kann. Beispielsweise kann die Veränderung stufenförmig oder kontinuierlich erfolgen, die Anzahl projizierter Unregelmäßigkeiten erhöhen oder verringern sowie weitere Unregelmäßigkeiten in einer ersten Unregelmäßigkeit erzeugen. Indem die Unregelmäßigkeit in einem dem Verkehrsmittel vorausliegenden Teil der Oberfläche erzeugt wird, kann ein Anwender des Verkehrsmittels ohne den Fokus seines Sichtfeldes erheblich zu ändern über eine Änderung eines Dynamikparameters seines Verkehrsmittels informiert werden. Besonders vorteilhaft kann die Unregelmäßigkeit in Abhängigkeit des Dynamikparameters derart verändert werden, dass die Unregelmäßigkeit bevorzugt dort erscheint, wo der Fokus des Anwenders des Fahrzeugs in Anbetracht des aktuellen Fahrdynamikparameters ohnehin regelmäßig liegt. Auf diese Weise verringert sich eine Notwendigkeit des Anwenders, seinen bzw. ihren Blick von dem Geschehen im Fahrzeugumfeld („Fahrsituation”) abzuwenden, um eine fahrzeugbasierte Anzeige des Dynamikparameters optisch zu erfassen.
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Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Bevorzugt ist der Dynamikparameter eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Verkehrsmittels. Mit anderen Worten wird aufgrund einer Änderung der Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung des Verkehrsmittels eine vordefinierte, korrespondierende Änderung der Unregelmäßigkeit vorgenommen. In Bezug auf das Beispiel einer Geschwindigkeit kann ein Abstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und der Unregelmäßigkeit bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit ebenfalls erhöht werden. Selbiges gilt für eine Beschleunigung des Verkehrsmittels. Alternativ könnte beispielsweise eine Beschleunigung zu einer Größenänderung der Unregelmäßigkeit führen. Wird das Fahrzeug beschleunigt, wird die Unregelmäßigkeit optisch vergrößert. Bremst das Fahrzeug ab, wird die Unregelmäßigkeit optisch verkleinert. Auf diese Weise können die Informationen zum Erfassen einer Änderung eines Dynamikparameters für den Anwender eines Verkehrsmittels reduziert und intuitiv aufbereitet werden.
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Weiter bevorzugt kann das Ändern der Unregelmäßigkeit eine Positionsänderung der Unregelmäßigkeit relativ zum Verkehrsmittel umfassen. Beispielsweise könnte in Bezug auf eine Fahrzeuglängsrichtung eine Kurvenfahrt nach rechts ein Wandern der Unregelmäßigkeit ebenfalls nach rechts bewirken, wodurch eine Querbeschleunigung für den Anwender optisch erkennbar wird. Je stärker die Querbeschleunigung, desto weiter kann die Unregelmäßigkeit ihre Position ändern. Alternativ oder zusätzlich kann eine Gestaltänderung der Unregelmäßigkeit in Abhängigkeit der Änderung des Dynamikparameters vorgesehen sein. In Abhängigkeit der Geschwindigkeit könnte beispielsweise ein Pfeil in Fahrtrichtung bei hohen Geschwindigkeiten schmal und lang gestreckt und bei niedrigen Geschwindigkeiten kurz und gedrungen dargestellt werden. Innerhalb geschlossener Ortschaften könnte auch eine Referenzmarkierung als zusätzliche Unregelmäßigkeit vorgesehen werden, mit welcher z. B. eine erste Unregelmäßigkeit verschmilzt bzw. fluchtet, wenn eine vordefinierte Geschwindigkeit (beispielsweise 50 km/h innerhalb geschlossenen Ortschaften) erreicht ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Größenänderung der Unregelmäßigkeit ohne Einfluss auf deren Proportionen vorgesehen werden. Die vorstehend genannten Beispiele für das Ändern der Unregelmäßigkeit sind durch einen Fahrer intuitiv erfassbar und können rasch erlernt werden, sodass eine Interpretation von Ziffern oder Buchstaben entfällt und auch sehr kleine Unregelmäßigkeiten zumindest für den Anwender des Fahrzeugs sicher erkennbare Änderungen erfahren.
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Weiter bevorzugt kann das Leuchtmittel die Unregelmäßigkeit durch eine erhöhte und/oder durch eine verringerte Lichtintensität realisieren. Beispielsweise kann ein im Strahlengang eines Scheinwerfers des Verkehrsmittels befindlicher Gegenstand einen vordefinierten Schatten auf einer Fahrbahn erzeugen und seine Position und/oder Größe im Strahlengang in Abhängigkeit der Änderung eines Dynamikparameters ändern. Alternativ oder zusätzlich kann eine Unregelmäßigkeit eine erhöhte Lichtintensität umfassen, welche von der Oberfläche in der Umgebung des Verkehrsmittels in Richtung des Anwenders reflektiert wird. Eine solche erhöhte Lichtintensität kann beispielsweise durch Linsen im Strahlengang eines bereits vorhandenen Scheinwerfers realisiert werden oder durch zusätzliche Lichtquellen (wie z. B. Laser, Lenser etc.) erzeugt werden. Eine Ausrichtung der Linse bzw. des zusätzlichen Leuchtmittels in Abhängigkeit einer Änderung eines Dynamikparameters bewirkt die zuvor beschriebenen vordefinierten Änderungen der Unregelmäßigkeit. Beispielsweise kann bei Verwendung der Scheinwerfer („Nachtfahrt”) eine Unregelmäßigkeit mit verminderter Lichtintensität und bei einer Fahrt ohne Scheinwerfer („Tagfahrt”) eine Unregelmäßigkeit mit erhöhter Lichtintensität verwendet werden, um in Abhängigkeit der Umgebungsbeleuchtung einen möglichst geringen zusätzlichen energetischen Aufwand zu realisieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Anzeige einer Änderung eines Dynamikparameters eines Verkehrsmittels vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung Mittel zur Erfassung einer Änderung des Dynamikparameters umfasst. Beispielsweise kann eine Änderung eines Dynamikparameters von einem fahrzeuginternen Bus-System ausgelesen werden. Auch ist eine satellitenbasierte Geschwindigkeitsbestimmung möglich.
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Weiter umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Leuchtmittel zum Projizieren einer vordefinierten Unregelmäßigkeit auf eine Oberfläche in der Umgebung des Verkehrsmittels. Dies kann beispielsweise ein Frontscheinwerfer mit einer wie vorstehend beschriebenen veränderlichen Linsenanordnung oder Blendenanordnung sein. Alternativ kann auch eine zusätzliche Lichtquelle vorgesehen sein, die geeignet ist, eine vordefinierte Unregelmäßigkeit auf eine Fahrbahnoberfläche zu projizieren und zu verändern. Schließlich umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Ansteuereinheit, welche eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine erfasste Änderung des Dynamikparameters eine vordefinierte Änderung der Unregelmäßigkeit anhand einer vordefinierten Vorschrift zu veranlassen. Zu den möglichen Dynamikparametern und vordefinierten Änderungen kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf den vorstehend ausgeführten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwiesen werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verkehrsmittel, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Fahrrad, vorgeschlagen, welches eine wie vorstehend diskutierte Vorrichtung umfasst. Mit anderen Worten ist das Verkehrsmittel eingerichtet, ein Verfahren zur Anzeige einer Änderung eines Dynamikparameters durchzuführen, wie es in Verbindung mit dem erstgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert worden ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 eine schematische Übersicht über Komponenten einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Verfahrens gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Draufsicht auf eine Fahrsituation eines Fahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 eine Draufsicht auf eine Fahrsituation eines Fahrzeugs gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Vorrichtung 6, welche ein Kombiinstrument 5 als Mittel zur Erfassung einer Änderung eines Dynamikparameters, einen Mikroprozessor 4 als Ansteuereinheit eines Leuchtmittels in Form einer Glühwendel 2 und eine vor der Glühwendel 2 angeordnete veränderliche Blende 3 umfasst. Über das Kombiinstrument 5 wird der Vorrichtung 6 ein Geschwindigkeitssignal zur Verfügung gestellt bzw. durch die Vorrichtung 6 ermittelt. Das Geschwindigkeitssignal wird dem Mikroprozessor 4 zur Verfügung gestellt. Erkennt der Mikroprozessor 4 eine Änderung des Geschwindigkeitssignals in Bezug auf ein zeitlich zurückliegend zur Verfügung gestelltes Geschwindigkeitssignal, gibt der Mikroprozessor 4 ein Signal aus, im Ansprechen auf einen Empfang desselben die veränderliche Blende 3 ihre Position gegenüber der Glühwendel 2 verändert. Auf diese Weise ergibt sich eine in vordefinierter Weise geänderte Unregelmäßigkeit („Schatten”) in der Projektion des Lichtkegels der Glühwendel 2 auf einer Oberfläche in der Umgebung des Verkehrsmittels.
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2 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Schritt 100 erfolgt eine Projektion einer Unregelmäßigkeit in Abhängigkeit eines Zustands eines Dynamikparameters. In Schritt 200 ermittelt der Mikroprozessor 4, ob der Dynamikparameter bzw. sein aktueller Wert eine Änderung erfahren hat. Ist dies nicht der Fall (N), wird in Schritt 100 unverändert die vordefinierte Unregelmäßigkeit auf die Oberfläche in der Umgebung des Verkehrsmittels projiziert. Ist der Wert des Dynamikparameters kürzlich geändert worden („Y”), wird in Schritt 300 eine mit einem Maß für die Änderung des Dynamikparameters korrespondierende vordefinierte Änderung der Unregelmäßigkeit veranlasst.
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3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Änderung einer Unregelmäßigkeit in einer Draufsicht einer Fahrsituation eines erfindungsgemäß ausgestatteten Fahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 hat seine Scheinwerfer (mit Glühwendeln 2 ausgestattet) eingeschaltet, wodurch eine Projektion des „Lichtkegels” der Scheinwerfer auf der Oberfläche O der Fahrbahn erkennbar ist. Bei einer niedrigen Geschwindigkeit wird in der Projektion eine erste Unregelmäßigkeit 1a auf die Oberfläche O projiziert. Da bei geringen Geschwindigkeiten der Fokus eines Fahrers des Fahrzeugs 10 ohnehin nicht sehr weit vor dem Fahrzeug liegt bzw. an unübersichtlichen Stellen das Fahrzeug so langsam geführt wird, dass der Fokus des Anwenders dem Fahrzeug nicht weit vorauseilen muss, liegt die vordefinierte Unregelmäßigkeit 1a bereits in einem Bereich, in welchem sich der Fokus des Fahrers ohnehin befindet. Für den Fahrer ergibt sich somit eine Kongruenz zwischen empfundener und angezeigter Geschwindigkeit, wenn sich die Unregelmäßigkeit im Bereich seines tatsächlichen Fokus befindet. Bei höheren Geschwindigkeiten wird ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 10 und einer Unregelmäßigkeit 1 verändert, sodass dem Fahrer eine leicht vergrößerte und weiter vorausliegende Unregelmäßigkeit 1b angezeigt wird. Die Veränderung kann stufenweise (z. B. durch „harten Wechsel” oder durch Überblenden) erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine stufenlose Verschiebung eines kleinen Lichtfleckes oder Schattenfleckes als Unregelmäßigkeit 1a zu einem größeren Licht- oder Schattenfleck 1b führen. Bei weiter vergrößerter Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 wird (beispielsweise wie vorstehend beschrieben) die vordefinierte Unregelmäßigkeit 1b durch eine vordefinierte Unregelmäßigkeit 1c ersetzt. Dies kann dem Anwender des Fahrzeugs anhand einer Skala 8 auch quantitativ leicht erfassbar dargestellt werden. Dabei kann die Skala fest in einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 vorgesehen sein, in ein Head-up-Display der Windschutzscheibe projiziert werden oder gemeinsam mit der vordefinierten Unregelmäßigkeit 1a, 1b und 1c auf die Oberfläche O der Fahrbahn projiziert werden. Dabei können Zahlenwerte und/oder Maßeinheiten der Skala zugefügt werden, um dem Anwender eine geeignete Orientierung zu geben. Weiter kann wie vorbeschrieben ein Grenzwert oder Schwellwert innerhalb der Skala visualisiert werden, anhand dessen der Anwender seine aktuelle Fahrgeschwindigkeit beurteilen kann.
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4 zeigt eine alternative Ansicht einer Fahrsituation eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10. Ein einziger Lichtfleck 1 (welcher beispielsweise eine ovale Außenkontur aufweist) wird in Abhängigkeit unterschiedlicher Dynamikparameter des Fahrzeugs 10 in unterschiedlicher Weise geändert. Während ein Pfeil P1 eine Veränderung einer Längsbeschleunigung anzeigt, steht ein Pfeil P2 für eine Querbeschleunigung. Der Lichtfleck 1 wird nun in Abhängigkeit einer Änderung des jeweiligen Dynamikparameters durch eine Streckung bzw. Stauchung entlang des Pfeils P1 (Geschwindigkeit) und in Abhängigkeit einer Streckung bzw. Stauchung entlang des Pfeils P2 (Querbeschleunigung) verändert. Auf diese Weise ergibt sich eine intuitive Anzeige unterschiedlicher aktueller Fahrdynamikparameter für den Anwender des Fahrzeugs 10.
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Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich bei bekannten Fahrzeugen vorteilhaft anwendbar. Einem Anwender des Fahrzeugs wird eine intuitiv und schnell erfassbare Orientierung gegeben, in welchem Dynamikbereich er sein Fahrzeug 10 aktuell führt. Zusätzlich ist jedoch gerade im Falle autonomer Fahrten, also bei einer Fahrzeugführung mittels „Autopilot”, eine intuitive Anzeige der Fahrdynamikparameter für Insassen des Fahrzeugs von Vorteil, da diese nicht selbst eine Stellgröße (Lenkradwinkel, Gaspedalstellung, Bremspedalstellung etc.) zur Verfügung stellen, welche als erste Orientierung für aktuell herrschende Fahrdynamikwerte intuitiv herangezogen wird. Da jedoch auch bei autonomen Fahrten das Fahrzeugumfeld durch Fahrzeuginsassen optisch erfasst werden wird, stellt die vorliegende Erfindung eine wertvolle Orientierung bei Fahrten unter Autopilot zur Verfügung.
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Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, Änderungen eines Dynamikparameters eines Fahrzeugs für einen Fahrzeuginsassen erkennbar zu machen, ohne dass dieser seinen Fokus auf innerhalb des Fahrzeugs angeordnete Instrumente richten muss und so weniger Aufmerksamkeit für ein Erfassen der Fahrsituation übrig hat. Daher wird vorgeschlagen, eine vordefinierte Unregelmäßigkeit durch fahrzeugbasierte Lichtquellen in einer Projektion auf einer Oberfläche im Umfeld des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Änderung des Dynamikparameters zu ändern. Die Änderung ist durch den Anwender des Fahrzeugs schnell erfassbar und eine quantitative Einschätzung ist schneller möglich als durch das Interpretieren im Fahrzeuginnenraum dargestellter Zahlenwerte.
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Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19544531 A1 [0003]
- DE 102009009472 A1 [0004]