DE102015006253A1

DE102015006253A1 - Verfahren zur optimalen Positionierung zweier Anzeigeeinrichtungen in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015006253A1
Application number: DE102015006253.0A
Authority: DE
Inventors: Marc Necker
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optimalen Positionierung zweier Anzeigeeinrichtungen in einem Fahrzeug, bei welchem als erste Anzeigeeinrichtung ein Head-up-Display (7) verwendet wird, wobei mindestens ein Element (23, 25) des Head-up-Displays (7) mechanisch bewegt wird. Bei einem Verfahren, bei dem situationsbedingt jede Anzeigeeinrichtung eine optimale Position einnimmt, wird als zweite Anzeigeeinrichtung ein mechanisch bewegliches Kombinationsinstrument (5) verwendet, wobei in Abhängigkeit von einem Fahrzustand des Fahrzeuges (1) eine Position des mindestens einen Elementes (23, 25) des Head-up-Displays (7) oder des gesamten Head-up-Displays (7) und/oder des Kombinationsinstrumentes (5) verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optimalen Positionierung zweier Anzeigeeinrichtungen in einem Fahrzeug, bei welchem als erste Anzeigeeinrichtung ein Head-up-Display verwendet wird, bei welchem mindestens ein Element des Head-up-Displays mechanisch bewegt wird, sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2004 031 311 A1 ist ein Head-up-Display bekannt, welches Informationen auf einer Projektionsfläche, vorzugsweise auf einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges, darstellt und ein optisches System umfasst, über das ein, von einer Bildquelle erzeugbares Bild an veränderbaren Positionen auf die Anzeigefläche projizierbar ist. Gleichzeitig wird dabei das Bild in Abhängigkeit von der Blickrichtung des Fahrers projiziert, wobei die Position der Pupille des Fahrers überwacht wird. Bei stärkeren Kopfbewegungen des Fahrers erfolgt eine Anpassung der Position der Projektionsfläche durch eine mechanische Verstellung der Position des gesamten optischen Systems und/oder der Bildquelle.
Für die technische Umsetzung von Head-up-Displays mit großen Bildfeldern und großen Bilddistanzen, wie sie z. B. für kontaktanaloge Darstellungen mit Augmented Reality verwendet werden, wird sehr viel Bauraum benötigt. Dieser Bauraum ist im Cockpit-Bereich hinter dem Lenkrad des Fahrzeuges vorgesehen, wodurch es zu Einschränkungen bei der Gestaltung des Cockpits kommt. Um die gewünschten Eigenschaften des Head-up-Displays zu erreichen, muss beispielsweise auch das Kombinationsinstrument, welches im Cockpit angeordnet ist, in seiner Lage angepasst werden. Die Cockpit-Position bzw. die Position des Kombinationsinstrumentes kann dabei den Wünschen des Designs oder den Anforderungen der Ergonomie widersprechen, welche eine bestimmte Position und Entfernung des Kombinationsinstrumentes vorgeben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur optimalen Positionierung zweier Anzeigeeinrichtungen in einem Fahrzeug anzugeben, bei welchen sowohl das Kombinationsinstrument als auch das Head-up-Display eine bevorzugte Position innerhalb des Cockpits einnehmen.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass als zweite Anzeigeeinrichtung ein mechanisch bewegliches Kombinationsinstrument verwendet wird, wobei in Abhängigkeit von einem Fahrzustand des Fahrzeuges eine Position des mindestens einen Elementes des Head-up-Displays oder des gesamten Head-up-Displays und/oder des Kombinationsinstrumentes verändert wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Beweglichkeit von Head-up-Display und Kombinationsinstrument Bereiche des Cockpits optimal genutzt werden können. Aufgrund dieser Beweglichkeit kann die Lage des Kombinationsinstrumentes und gegebenenfalls auch weiterer Teile des Cockpits angepasst werden. Ebenso können einzelne Elemente des Head-up-Displays in ihrer Lage verschoben werden, wodurch die Parameter des Head-up-Displays verändert werden. Dies nutzt eine optimale Ausstattung des Cockpits bei gleichzeitiger Einhaltung der optimalen Parameter des Head-up-Displays.
Vorteilhafterweise wird zur Bestimmung des Fahrzustandes des Fahrzeuges eine Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet, wobei in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit das Kombinationsinstrument und das mindestens eine Element des Head-up-Displays oder das gesamte Head-up-Display gegeneinander verschoben werden. Somit kann in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt werden, ob der Fahrzeugnutzer die Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit optimal über das Kombinationsinstrument erhält oder dass die Parameter des Head-up-Displays durch die optimale Positionierung des Head-up-Displays besonders vorteilhaft eingestellt sind und der Fahrzeugführer die Information der Geschwindigkeit über das virtuelle Bild erhält, welches durch das Head-up-Display erzeugt wird.
In einer Ausgestaltung wird bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten das Kombinationsinstrument in eine Position verstellt, die dem Fahrzeugführer eine optimale Ansicht des Kombinationsinstrumentes erlaubt. Diese ergonomisch günstige Positionierung des Kombinationsinstrumentes führt zwar zur Einschränkung eines Bildfeldes des Head-up-Displays, was aber nicht von Nachteil ist, da bei solchen Geschwindigkeiten das Head-up-Display nicht genutzt wird.
In einer Alternative wird bei großen Fahrzeuggeschwindigkeiten das mindestens eine Element des Head-up-Displays oder das gesamte Head-up-Display in eine Position verschoben, in welcher ein großes virtuelles, eine Augmented Reality wiedergebendes Bild erzeugt wird. Deshalb wird in diesem Fall das Kombinationsinstrument in das Cockpit verschoben, um mehr Platz für die optische Konstruktion des Head-up-Displays zu schaffen und somit neben der Anzeige auch ein erweitertes Bildfeld für die Augmented Reality zu ermöglichen. Bei der Augmented Reality erscheinen durch einen Computer erzeugte Zeichen oder Elemente als fester Bestandteil der Umgebung.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend zwei Anzeigeeinrichtungen, wobei eine erste als Head-up-Display ausgebildete Anzeigeeinrichtung optische Elemente und eine bildgebende Einrichtung aufweist, wobei mindestens ein optisches Element und/oder die bildgebende Einrichtung oder das gesamte Head-up-Display mechanisch beweglich ausgebildet sind. Zur optimalen Positionierung der Anzeigeeinrichtungen des Fahrzeuges ist als zweite Anzeigeeinrichtung ein Kombinationsinstrument vorhanden, welches unabhängig von dem mindestens einen optischen Element und der bildgebenden Einrichtung oder dem gesamten Head-up-Display in seiner Position veränderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass dem Fahrzeugführer immer ein ergonomisch optimales Cockpit präsentiert wird, wann immer der Fahrer auf Augmented Reality verzichten kann. Gleichzeitig ist gegebenenfalls ein Head-up-Display mit eingeschränkten Fähigkeiten weiterhin verwendbar. Das Kombinationsinstrument kann dabei bedarfsgesteuert gemeinsam mit Teilen des Head-up-Displays verschoben werden, um ein leistungsfähigeres Head-up-Display zu schaffen und somit beispielsweise auf Autobahnen eine Augmented Reality zu ermöglichen. In dieser Situation wird dem Fahrer ein verschobenes Kombinationsinstrument nur wenig stören.
Vorteilhafterweise sind zur unabhängigen Bewegung jedes des mindestens einen Elementes oder des gesamten Head-up-Displays oder des Kombinationsinstrumentes ein Stellelement an diesem angeordnet, welches jeweils elektronisch mit einem Steuergerät verbunden ist. Das Steuergerät kann infolge einer manuellen Eingabe des Fahrzeugführers die Positionen von Kombinationsinstrument und Head-up-Display verändern.
In einer Ausgestaltung sind alle Stellelemente von einem Steuergerät ansteuerbar, welches die räumliche Position des Kombinationsinstrumentes und/oder des gesamten Head-up-Displays oder mindestens eines Elementes des Head-up-Displays in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand einstellt. Die Positionssteuerung in Abhängigkeit des Fahrzeugzustandes des Fahrzeuges ist dabei von besonderem Vorteil und erfolgt unabhängig von Vorgaben des Fahrzeugführers.
In einer Variante sind das Kombinationsinstrument und/oder das gesamte Head-up-Display und/oder ein Element des Head-up-Displays innerhalb oder im Bereich eines Cockpits des Fahrzeuges angeordnet. Durch die veränderte Position von Head-up-Display und Kombinationsinstrument wird nur wenig Bauraum im Cockpit benötigt, aber trotzdem immer eine zuverlässige Anzeige für den Fahrzeugführer bereitgestellt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des Cockpits des erfindungsgemäßen Fahrzeuges,
2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges 1 dargestellt, welches ein Cockpit 3 umfasst, in dem als Anzeigeeinrichtung ein Kombinationsinstrument 5 dargestellt ist. Weiterhin ist unterhalb des Cockpits 3 eine zweite Anzeigeeinrichtung in Form eines Head-up-Displays 7 angeordnet. Sowohl das Kombinationsinstrument 5 als auch das Head-up-Display 7 sind mit Stellmotoren 9, 11 versehen, die elektrisch mit einem Steuergerät 13 verbunden sind. Das Steuergerät 13 wiederum ist mit einem Drehzahlsensor 15 des Fahrzeuges 1 zur Detektion der Fahrzeuggeschwindigkeit verbunden.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines, von dem Head-up-Display 7 ausgegebenen Bildes, das an einer Windschutzscheibe 17 des Fahrzeuges 1 reflektiert wird und vom Fahrer als virtuelles Bild 19 wahrgenommen wird. Die Blickrichtung des Fahrers ist durch ein Auge 21 verdeutlicht. Das Head-up-Display 7 besteht im Einzelnen aus einer bildgebenden Einrichtung 23, deren Lichtstrahl auf einen Fangspiegel 25 und von diesem auf einen Hauptspiegel 27 an die Windschutzscheibe 17 umgelenkt wird. Hinter dem Head-up-Display 7 ist das Kombinationsinstrument 5 dargestellt, wobei der Pfeil P1 anzeigt, dass das Kombinationsinstrument 5 in eine vertikale Richtung mittels des Stellmotors 9 linear verschoben werden kann.
Bei der vorgeschlagenen Lösung wird nicht nur das gesamte Head-up-Display 7 mit dem Stellelement 11 versehen, sondern es ist auch möglich, dass die bildgebende Einrichtung 23 sowie der Fangspiegel 25 unabhängig voneinander in ihrer Position veränderbar sind. Dazu ist am Fangspiegel 25 und am der bildgebenden Einrichtung 23 je ein weiteres Stellelement 29, 31 angeordnet, die mit dem Steuergerät 13 verbunden sind. Aufgrund dieser räumlichen Verschiebung von bildgebender Einrichtung 23 und Fangspiegel 25 in ihrer Position ändern sich die optischen Parameter des Head-up-Displays 7.
Durch das Steuergerät 13 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch den Drehzahlsensor 15 detektiert wird, ausgewertet. Bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit steuert das Steuergerät 13 das Stellglied 9 des Kombinationsinstrumentes 5 an, so dass es in Richtung des Fahrers 21 verschoben wird und somit eine optimale Position zur Wahrnehmung der Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Kombinationsinstrument 5 aufweist. Zwar wird dadurch die bildgebende Einrichtung 23 zum Teil durch das Kombinationsinstrument 5 verdeckt, aber in diesem Fall wird die Anzeige des Head-up-Displays 7 nicht weiter genutzt.
Detektiert das Steuergerät 13 aber hohe Geschwindigkeiten des Fahrzeuges 1, woraus auf eine Bewegung auf einer Autobahn geschlossen wird, wobei der Fahrer viele Informationen auch von der Umgebung des Fahrzeuges 1 aufnehmen soll, wird das Kombinationsinstrument 5 wieder zurück in das Cockpit 3 verfahren, um mehr Platz für die optische Konstruktion des Head-up-Displays 7 zu schaffen und somit in dem virtuellen Bild 19 zusätzlich zu der Geschwindigkeitsanzeige eine durch den Computer geschaffene Augmented Reality darzustellen.
Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung können sowohl das Kombinationsinstrument 5 als auch das Head-up-Display 7 oder einzelne Elemente 23, 25 des Head-up-Displays 7 davon mit mechanischen Stellelementen versehen sein, welche eine bedarfsgerechte und situative Verschiebung der Anzeigeeinrichtung ermöglicht.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
3: Cockpit
5: Kombinationsinstrument
7: Head-up-Display
9: Stellmotor
11: Stellmotor
13: Steuergerät
15: Drehzahlsensor
17: Windschutzscheibe
19: virtuelles Bild
21: Auge
23: bildgebende Einrichtung
25: Fangspiegel
27: Hauptspiegel
29: Stellmotor
31: Stellmotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004031311 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur optimalen Positionierung zweier Anzeigeeinrichtungen in einem Fahrzeug, bei welchem als erste Anzeigeeinrichtung ein Head-up-Display (7) verwendet wird, wobei mindestens ein Element (23, 25) des Head-up-Displays (7) mechanisch bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Anzeigeeinrichtung ein mechanisch bewegliches Kombinationsinstrument (5) verwendet wird, wobei in Abhängigkeit von einem Fahrzustand des Fahrzeuges (1) eine Position des mindestens einen Elementes (23, 25) des Head-up-Displays (7) oder des gesamten Head-up-Displays (7) und/oder des Kombinationsinstrumentes (5) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Fahrzustandes des Fahrzeuges (1) eine Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet wird, wobei in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit das Kombinationsinstrument (5) und das mindestens eine Element (23, 25) des Head-up-Displays (7) oder das gesamte Head-up-Display (7) gegeneinander verschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten das Kombinationsinstrument (5) in eine Position verstellt wird, welche dem Fahrzeugführer eine optimale Ansicht des Kombinationsinstrumentes (5) erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei großen Fahrzeuggeschwindigkeiten das mindestens eine Element (23, 25) des Head-up-Displays (7) oder das gesamte Head-up-Display (7) in eine Position verschoben wird, in welcher ein großes virtuelles, eine Augmented Reality wiedergebendes Bild (19) erzeugt wird.
Fahrzeug, umfassend zwei Anzeigeeinrichtungen, wobei eine erste als Head-up-Display (7) ausgebildete Anzeigeeinrichtung optische Elemente (25, 27) und eine Bildgebende Einrichtung (23) aufweist, wobei mindestens ein optisches Element (25, 27) und/oder die bildgebende Einrichtung (23) oder das gesamte Head-up-Display (7) mechanisch beweglich ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Anzeigeeinrichtung ein Kombinationsinstrument (5) vorhanden ist, welches unabhängig von dem mindestens einen optischen Element (25, 27) und der bildgebenden Einrichtung (23) oder dem gesamten Head-up-Display (7) in seiner Position veränderbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur unabhängigen Bewegung des mindestens einen Elementes (23, 25, 27) oder des gesamten Head-up-Displays (7) oder des Kombinationsinstrumentes (5) jeweils ein Stellelement (9, 11, 29, 31) an diesem angeordnet ist, welches jeweils elektronisch mit einem Steuergerät (13) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Stellelemente (9, 11, 29, 31) von einem Steuergerät (13) ansteuerbar sind, welches die räumliche Position des Kombinationsinstrumentes (5) und/oder des gesamten Head-up-Displays (7) oder mindestens eines Elementes (23, 25, 27) des Head-up-Displays (7) in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand einstellt.
Fahrzeug nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsinstrument (5) und/oder das gesamte Head-up-Display (7) und/oder ein Element (23, 25, 27) des Head-up-Displays (7) innerhalb oder im Bereich eines Cockpits (3) des Fahrzeuges (1) angeordnet sind.