DE102018100101B4

DE102018100101B4 - Adaptives kombiinstrument und fahrzeug mit einem adaptiven kombiinstrument

Info

Publication number: DE102018100101B4
Application number: DE102018100101.0A
Authority: DE
Inventors: Robert A. Dziurda
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2038-01-04
Also published as: US10093182B2; CN108274995A; US20180194228A1; DE102018100101A1

Abstract

Adaptives Kombiinstrument (10), das in einem Armaturenbrett (12) eines Fahrzeugs (14) relativ zu einem Lenkrad (16) des Fahrzeugs (14) angeordnet ist, das um einen Winkelbereich drehbar ist, das adaptive Kombiinstrument (10) umfassend:eine elektronische Anzeige (30), die ausführbar ist, um ein Instrument (20), das ein oder mehrere Instrumente umfasst, darzustellen; undeine Steuerung (32), die mit der elektronischen Anzeige (30) gekoppelt ist, wobei die Steuerung (32) betreibbar ist, um die Darstellung des Instruments (20) auf der Anzeige (30) zu bewirken, sodass das Instrument (20) auf einem ersten Abschnitt der Anzeige (30) für einen ersten Winkel des Lenkrads (16) und auf einem zweiten Abschnitt der Anzeige (30) dargestellt wird, der sich vom ersten Abschnitt der Anzeige (30) unterscheidet, für einen zweiten Winkel des Lenkrads (16), der sich vom ersten Winkel des Lenkrads (16) unterscheidet,wobei, wenn durch Drehung des Lenkrads (16) nur ein reduzierter Abschnitt der Anzeige (30) durch eine Öffnung (18) des Lenkrads (16) sichtbar ist, auf dem das Instrument (20) abgebildet wird, ein reduzierter Instrumentensatz dargestellt wird und eine Skalierung der dargestellten Instrumente erfolgt, wobei der reduzierte Instrumentensatz sowie die Skalierung vom Benutzer über eine Bedienerschnittstelle ausgewählt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Patentschrift betrifft im Allgemeinen Fahrzeuginformationssysteme und insbesondere betrifft diese Patentschrift ein adaptives Kombiinstrument, um die Sichtbarkeit von Informationen durch den Fahrzeugführer zu erhöhen.
HINTERGRUND
Fahrzeuge für die Straße, wie etwa Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Lieferwagen, sind so konzipiert, dass sie dem Bediener verschiedene Informationsmengen bereitstellen. Die meisten Fahrzeuge weisen ein Kombiinstrument auf, das Instrumente oder Darstellungen von Instrumenten und Informationen wie Tachometer, Drehzahlmesser, Kühlmittel- und Öltemperatur, Öldruck, Kraftstoff, elektrische Systemanzeigen, Gangwahl, Querbeschleunigung und dergleichen beinhaltet, die in Sichtweite des Bedieners hinter dem Lenkrad positioniert sind. In dieser Position kann der Bediener die Instrumente während den meisten Fahraktivitäten beobachten.
Da Lenkräder so konzipiert sind, dass sie verschiedene Schnittstellen, z. B. Schalter, beinhalten, um es dem Fahrzeugführer zu ermöglichen, eine beliebige Anzahl an Fahrzeugsystemen zu steuern, ohne die Hände vom Lenkrad zu nehmen, Airbag-Rückhaltesysteme enthalten und größere Ränder für einen angenehmeren Griff aufweisen, ist die Öffnung, die in das Lenkrad eingebaut ist, um eine Betrachtung des Kombiinstruments zu ermöglichen, reduziert. Darüber hinaus kann die Öffnung während der Kurvenfahrt schlecht positioniert sein, um eine Betrachtung des Kombiinstruments zu ermöglichen. Ganze fünfzig Prozent (50 %) des Kombiinstruments können so oft wie siebenundvierzig Prozent (47 %) der Zeit während des normalen Fahrens verdeckt werden.
Während die Zeitspanne, in der das Lenkrad das Kombiinstrument verdecken könnte, kurz sein kann, ist es während Leistungsfahraktivitäten, wie etwa Hochleistungsantriebsausbildung (HPDE - High Performance Driving Education) wichtig, dass Fahrzeugbedienungsinformationen für den Bediener verfügbar sind, und oft genau dann, wenn das Lenkrad das Kombiinstrument verdeckt. Während des autonomen Fahrzeugbetriebs müssen Informationen und Anzeigen des autonomen Fahrzeugbetriebszustands für den Bediener unter allen Bedingungen sichtbar sein.
Dementsprechend ist es wünschenswert, innerhalb eines Fahrzeugs ein Kombiinstrument vorzusehen, das die Wahrscheinlichkeit verringert, dass es während des Fahrzeugbetriebs durch das Lenkrad verdeckt wird. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der Vorrichtungen, Systeme und Verfahren der hierin beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
DE 10 2008 000 606 A1 offenbart ein Fahrzeuganzeigeinstrumentsystem, bei dem Fahrzeuginformationen an einer Anzeigeinstrumenteinheit angezeigt werden. Die Anzeigeinstrumenteinheit umfasst einen Anzeigeschirm, den der Fahrer durch eine Öffnung des Lenkrads sehen kann und an dem wichtige Informationen angezeigt werden. Eine Lenkwinkelerfassungseinheit erfasst den Lenkwinkel des Lenkrads. Basierend auf dem erfassten Lenkwinkel wird der Anzeigebereich zu einem geeigneten Ort bewegt und wird seine Größe kontinuierlich oder schrittweise angepasst. Hierbei werden die einzelnen Objekte der angezeigten Informationen zu geeigneten Orten bewegt, wobei der Fahrer die Objekte durch verschiedene Öffnungen des Lenkrads sehen kann. Ferner kann die Anzahl von angezeigten Objekten in Abhängigkeit von den Lenkwinkeln reduziert bzw. erhöht werden. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 10 2014 113 308 A1 , DE 10 2012 005 674 A1 und US 9 469 195 B1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes adaptives Kombiinstrument und ein Fahrzeug mit einem verbesserten adaptiven Kombiinstrument bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe sind ein adaptives Kombiinstrument mit den Merkmalen des des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 5 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Ein adaptives Kombiinstrument für ein Fahrzeug repositioniert aktiv dargestellte Instrumente gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform während des Fahrens, sodass mindestens eines oder mehrere der dargestellten Instrumente bei den meisten Lenkradwinkeln sichtbar bleiben. Das Kombiinstrument kann eine elektronische Anzeige beinhalten, auf der während des Fahrzeugbetriebs ein oder mehrere Instrumente abgebildet sind. Eine Kombiinstrument-Steuerung empfängt Daten, die für den Lenkradwinkel repräsentativ sind und ordnet daraufhin die dargestellten Instrumente auf der elektronischen Anzeige neu an, sodass mindestens ein Instrument in einer innerhalb des Lenkrads ausgebildeten Öffnung sichtbar bleibt. Wenn durch Drehung des Lenkrads nur ein reduzierter Abschnitt der Anzeige durch die Öffnung des Lenkrads sichtbar ist, auf dem das Instrument abgebildet wird, wird ein reduzierter Instrumentensatz dargestellt und erfolgt eine Skalierung der dargestellten Instrumente, wobei der reduzierte Instrumentensatz sowie die Skalierung vom Benutzer über eine Bedienerschnittstelle ausgewählt werden.
In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel, ist ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug kann ein adaptives Kombiinstrument beinhalten, das abgebildete Instrumente als Reaktion auf einen Winkel des Lenkrads repositioniert.
Figurenliste
Die exemplarischen Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und worin gilt:

1-3 sind grafische Darstellungen eines adaptiven Kombiinstruments relativ zu einem Lenkrad gemäß einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen; und
4 ist ein Blockdiagramm eines adaptiven Kombiinstruments gemäß einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich als Beispiel und soll die Anwendung und Verwendung in keiner Weise einschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen. Der hierin verwendete Begriff „System“ oder „Modul“ kann sich auf alle Kombinationen oder Sammlungen mechanischer oder elektrischer Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronischer Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in allen Kombinationen beziehen, unter anderem einschließlich einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer elektronischen Schaltung, einem Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und einem Speichers, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Die Ausführungsbeispiele können hierin als funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl der Kombinationen oder Sammlungen mechanischer oder elektrischer Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Ein Ausführungsbeispiel kann beispielsweise verschiedene Kombinationen oder Sammlungen mechanischer oder elektrischer Komponenten, einsetzen; und elektrische Komponenten, z. B. integrierte Schaltkreiskomponenten, Speicherelemente, digitale Signalprozessorelemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen, die eine Vielzahl von mehreren Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute erkennen, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl an mechanischen oder elektronischen Systemen ausgeführt werden können und/oder dass das hierin beschriebene Fahrzeugsystem lediglich ein Ausführungsbeispiel ist.
Der Kürze halber sind konventionelle Komponenten und Techniken und weitere funktionale Aspekten der Systeme (und die einzelnen Bedienelemente der Systeme) hierin vielleicht nicht im Detail beschrieben. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien exemplarische Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es ist zu beachten, dass zahlreiche alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physische Verbindungen in der hierin beschriebenen Ausführungsform vorhanden sein können.
1-3 zeigen graphisch ein adaptives Kombiinstrument 10, das innerhalb einer Armaturenbrettanordnung 12 von einem Fahrzeug 14 angeordnet ist. Das Kombiinstrument 10 ist in Bezug auf die Position eines Fahrzeugführers hinter einem Lenkrad 16 angeordnet, das auf herkömmliche Weise zum Steuern der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 14 verwendet wird. Das Lenkrad 16 ist mit einer Öffnung 18 ausgebildet, durch die der Bediener verschiedene Instrumente 20 sehen kann, die auf dem Kombiinstrument 10 abgebildet sind. Das Lenkrad 16 beinhaltet auch eine Felge 22, die von einer Nabe 24 über Speichen 26 getragen wird. Die Nabe 24 kann eine Airbag-Rückhaltevorrichtung (nicht dargestellt) beinhalten und eine oder mehrere Schnittstellen, wie etwa Knöpfe oder Schalter 28, können an der Felge 22, der Nabe 24 und/oder den Speichen 26 positioniert sein.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1-3 und Bezug auf 4 beinhaltet das Kombiinstrument 10 mindestens eine elektronische Anzeige 30, die mit einer Anzeigesteuerung 32 gekoppelt ist. Die elektronische Anzeige 30 kann eine Leuchtdiode (LED), eine organische LED (OLED), ein Flüssigkristall (LCD) oder jede geeignete elektronische Anzeige sein, die die Darstellung eines oder mehrerer Instrumente, z. B. des Instruments 20, des Fahrzeugs 14 ermöglicht. Wie hierin verwendet, soll sich der Begriff Instrument 20 auf die Darstellung eines oder mehrerer Instrumente auf der Anzeige 30 beziehen. Zum Beispiel kann das Instrument 20 eine Sammlung von Darstellungen von Instrumenten sein, wie etwa ein Geschwindigkeitsmesser, ein Tachometer, ein oder mehrere Motorparameter, wie etwa Kühl- und/oder Öltemperatur, ein Öldruck, ein Ladestatus des elektrischen Systems, eine ausgewählte Ganganzeige, eine Querbeschleunigungsanzeige und dergleichen. Die Anzeige 30 kann teilbar sein und während des Betriebs des Fahrzeugs 14 über die Steuerung 32 konfiguriert und neu konfiguriert werden. Das Instrument 20 kann beispielsweise während des normalen Betriebs ein Geschwindigkeitsmesser sein, während das Instrument 20 während HPDE-Aktivitäten ein Tachometer, eine ausgewählte Ganganzeige und/oder eine Querbeschleunigungsanzeige sein kann. Im Falle, dass ein oder mehrere Fahrzeugsysteme einen Fehlerzustand melden, kann das Instrument 20 ein Alarm und/oder eine Darstellung eines Instruments 20 sein, das diesem System oder dieser Funktion zugeordnet ist. Das Instrument 20, das auf der Anzeige 30 dargestellt ist, kann vom Fahrzeugführer wählbar und neu konfigurierbar sein.
Die Steuerung 32 ist ferner mit mindestens einer weiteren Steuerung 34 verbunden, die innerhalb des Fahrzeugs 14 angeordnet ist, beispielsweise einer Antriebsstrangsteuerung, um Daten zu empfangen, die als ein Instrument 20 auf der Anzeige 30 dargestellt werden. Gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform ist die Steuerung 34 mindestens eine Steuerung, wie etwa ein Karosserie- oder Chassis-Steuerung, die Daten, die einen Winkel Alpha (a) des Lenkrads 16 darstellen, an die Steuerung 32 liefert. Die Steuerung 34 kann auch Daten von anderen Steuerungen (nicht dargestellt) empfangen, die beispielsweise Sitzposition, Lenksäulenwinkel und -verlängerung und andere Daten veranschaulichen, die den verfügbaren Sichtbereich der Anzeige 30 über die Öffnung 18 für eine gegebene Fahrersitzposition und einen Lenkradwinkel definieren.
Am typischsten wird der Lenkradwinkel als 0 Grad (a = 0°) betrachtet, wenn das Lenkrad 16 ausgerichtet ist, um zu bewirken, dass das Fahrzeug 14 in einer geraden Linie fährt, weist einen positiven Winkel (+a) auf, wenn das Lenkrad 16 so ausgerichtet ist, dass das Fahrzeug 14 nach rechts abbiegt und einen negativen Winkel (-a), wenn das Lenkrad 16 so ausgerichtet ist, dass das Fahrzeug 14 nach links abbiegt. Mit der Drehung des Lenkrads 16 dreht sich auch die Öffnung 18. Da das Fahrzeug 14 während des meisten Fahrzeugbetriebs in einer geraden Richtung (1) oder mit nur geringen Abweichungen nach rechts oder links fährt, ist die Öffnung so ausgerichtet, dass der Winkel des Lenkrads 14 im Wesentlichen bei a = 0° ausgerichtet ist, die Öffnung 18 ist so ausgerichtet, um das Betrachten aller oder im Wesentlichen der gesamten elektronischen Anzeige 30 und des dargestellten Instruments 20 zu ermöglichen.
Wenn das Fahrzeug 14 nach rechts oder links abbiegt, dreht der Bediener das Lenkrad 16 entsprechend (2-3). Die Öffnung 18 dreht sich mit dem Lenkrad 16 und ist nicht mehr optimal mit der Anzeige 30 ausgerichtet, um ein Betrachten des abgebildeten Instruments 20 zu erlauben, wenn es auf einem ersten Abschnitt der Anzeige 30 dargestellt ist. Um eine Änderung der Ausrichtung (+/- a) des Lenkrads 16 auszugleichen, wird die Anzeige 30 über die Steuerung neu konfiguriert, sodass mindestens eines der dargestellten Instrumente 20 durch die Öffnung 18 sichtbar bleibt, indem das Instrument 20 an einem zweiten Abschnitt der Anzeige 30 (2-3) dargestellt wird.
Gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen empfängt die Steuerung 32 von der Steuerung 34 Daten, die den aktuellen Lenkradwinkel, a, wiedergeben. Sie bestimmt dann einen Abschnitt der Anzeige 30, der sich am besten mit der Öffnung 18 ausrichtet, damit der Bediener das Instrument 20 auf der Anzeige 30 betrachten kann. Die Steuerung 32 unterteilt die Anzeige 30 derart, dass das Instrument 20 auf einem Abschnitt der Anzeige 30 dargestellt ist, sodass es bei gegebenem aktuellen Lenkradwinkel durch die Öffnung 18 betrachtet werden kann, wie in den 2 und 3 dargestellt. Alternativ kann die Steuerung 32 kontinuierlich eine Position auf der Anzeige 30 bestimmen, um das Instrument 20 so darzustellen, dass sich das Instrument 20 innerhalb der Öffnung 18 zu bewegen scheint, wenn das Lenkrad 16 von einem ersten Lenkwinkel zu einem zweiten Lenkwinkel gedreht wird.
Wie in 3 dargestellt, ist nur ein reduzierter Abschnitt der Anzeige 30 durch die Öffnung 18 sichtbar, wenn das Lenkrad 16 bei einem Winkel von ungefähr 90° (a = -90°) steht. Da ein reduzierter Abschnitt der Anzeige 30 verfügbar ist, um das Instrument 20 abzubilden, kann ein reduzierter Instrumentensatz dargestellt werden, z. B. nur die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl, der ausgewählte Gang und die Querbeschleunigung. Die Darstellung des Instruments 20 wird auf die scheinbare Größe der Öffnung 18 für einen gegebenen Lenkradwinkel skaliert. Die Darstellung des Instruments 20 stellt somit einen reduzierten Instrumentensatz sowie eine Skalierung der dargestellten Instrumente dar. Der reduzierte Instrumentensatz, der dargestellt ist, sowie die Skalierung werden erfindungsgemäß vom Benutzer über eine Bedienerschnittstelle (nicht dargestellt) ausgewählt.
Darüber hinaus kann das Lenkrad 16 zusätzliche Öffnungen beinhalten, von denen eine als Öffnung 36 dargestellt ist, die mit dem Lenkrad bei Winkeln a = ~90° oder größer einen zusätzlichen Abschnitt des Displays 30 freilegen. Die Steuerung kann betreibbar sein, um ein Instrument 38 oder Informationen über den Abschnitt darzustellen, während sich das Lenkrad 16 bei oder über einem solchen Winkel befindet.

Claims

Adaptives Kombiinstrument (10), das in einem Armaturenbrett (12) eines Fahrzeugs (14) relativ zu einem Lenkrad (16) des Fahrzeugs (14) angeordnet ist, das um einen Winkelbereich drehbar ist, das adaptive Kombiinstrument (10) umfassend: eine elektronische Anzeige (30), die ausführbar ist, um ein Instrument (20), das ein oder mehrere Instrumente umfasst, darzustellen; und eine Steuerung (32), die mit der elektronischen Anzeige (30) gekoppelt ist, wobei die Steuerung (32) betreibbar ist, um die Darstellung des Instruments (20) auf der Anzeige (30) zu bewirken, sodass das Instrument (20) auf einem ersten Abschnitt der Anzeige (30) für einen ersten Winkel des Lenkrads (16) und auf einem zweiten Abschnitt der Anzeige (30) dargestellt wird, der sich vom ersten Abschnitt der Anzeige (30) unterscheidet, für einen zweiten Winkel des Lenkrads (16), der sich vom ersten Winkel des Lenkrads (16) unterscheidet, wobei, wenn durch Drehung des Lenkrads (16) nur ein reduzierter Abschnitt der Anzeige (30) durch eine Öffnung (18) des Lenkrads (16) sichtbar ist, auf dem das Instrument (20) abgebildet wird, ein reduzierter Instrumentensatz dargestellt wird und eine Skalierung der dargestellten Instrumente erfolgt, wobei der reduzierte Instrumentensatz sowie die Skalierung vom Benutzer über eine Bedienerschnittstelle ausgewählt werden.
Adaptives Kombiinstrument (10) nach Anspruch 1, worin das Instrument (20) mindestens eines von einem Geschwindigkeitsmesser, einem Tachometer und einer Begrenzungslinie umfasst.
Adaptives Kombiinstrument (10) nach Anspruch 1, worin das Lenkrad (16) eine zweite Öffnung (36) umfasst und die Anzeige (30) einen dritten Abschnitt umfasst, der mit der zweiten Öffnung (36) ausgerichtet ist, wobei die Steuerung (32) betreibbar ist, um ein zweites Instrument (38) an dem dritten Abschnitt darzustellen.
Adaptives Kombiinstrument (10) nach Anspruch 1, worin das Instrument (20) vom Bediener wählbar ist.
Fahrzeug (14) mit einem adaptiven Kombiinstrument (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.