DE1623738A1 - Integriertes Anzeigegeraet auf optischer Basis fuer Kraftfahrzeuge,hauptsaechlich fuer Personenwagen,zum Anzeigen der Fahrparameter sowie der Kontrolldaten des Antriebmotors - Google Patents

Description

• 1. Bezeiehnun@ Integriertes Anzeigegerät auf optischer Basis für Kraftfahrzeuge, hauptsächlich für Personenwagen, zum Anzeigen der Fahrparameter, sowie der Kontrolldaten des Antriebmotors.

  Kurzbezeichnung: Integriertes iinzeigegerät für riraftfahrzeu-

  2. Beschreibung ge

  Zweck der Erfindung ist, den Führern von Kraftfahrzeugen ein ablesetechnisch einwandfreies integriertes Instrumentensystem zu schaffen, das besondere in kritischen Situationen eine besondere Hilfe dem Kraftfahrer bietet. Die Entwicklung in der Autotechnik zeigt immer deutlicher auf die weitere Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten hin, die eine weitere Erhöhung der kritischen Situationen mit sich bringen. Hinter der sprunghaften Weiterentwicklung der Antriebssysteme und des Karosseriebaues, blieb die Instrumentenentwicklung jedoch zurück. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, daß hier eine integrierte Darstellung der wichtigen Fahrparameter, wie Geschwindigkeit, Bremsweg und eine integrierte motorseitige Gefahren - Angabe auf optischem Wege ins Unendliche dargestellt wird. Der Fahrer braucht also nicht mehr die oft sehr verteilten EinzelinBtrumente aus der Gerätetafel abzulesen, da diese in einem integrierten Bild in seiner Fahrtrichtung ins, Unendliche projiziert einwandfrei n jeder Situation abzulesen sind. Das Gerät beruht in physikalischer Hinsicht auf dem Prinzip des neflexsystems, wobei die reflektierende Scheibe selbst die Winaschutzseheibe ist. Abb.1 Ale Meßgeber für das Instrument dienen die bekannten Geber, die hier eine optische Strichplatte (statt bisher den Zeiger des Instrumentes) je nach Größe der gemessenen Werte nachführen. Der prinzipielle Aufbau und die Wirkungsweise ass Gerätes wird nach Abb.2 erläutert. Hierbei wurde ein Gerät mit einem Parameter, nämlich mit der Geschwindigkeit zu Grunde gelegt. Der optische Teil des Gerätes umfaßt die Strichplatte 1, Kondensorlinse 2, Yärbfilter 3, Umlenkspie e1 4, Zinse 5 und die Windschutzscheibe des Kraftwagens b. Auf der Strichplatte 1 ist die Geschwindigkeitsskala verkleinert aufgetragen. Liese kann je nach Bedarf mit 20 km/h oder mit größeren Skalenwerten ausgeführt werden. Die Farbfilter 3 dienen einer individuellen Anpassung der Farben an die Augen ass 2ahrers, die besonders bei Tages- und Nachtfahrten eine groLie Erleichterung für die Belastung der Augen -darstellen. Die Aufgabe der Kondensorlinse 2 ist lediglich die Bündelung der Lichtstrahlen, nie aus der Lichtquelle 7. abgeleitet werden. Ler Umlenkspiegel 4 ist beringt durch die Konstruktion des Gerätes. Dieser kann bei senkrechter Bauart des verätes wegfallen. Lie Linse 5 ist bedingt durch das Reflexverfahren und dient grundsätzlich der optischen Vergrößerung der zu projizierenden Parameter. Größenmä2ig ist die Linse abhängig von dem erwähnten Vergrößerungsverhältnis (Grüße der abgebildeten Daten im Unendlichen dividiert mit der Größe der gleichen Daten auf der Strichplatte) und von dem Abstand der Augen des Fahrers zur Windschutzaeheibe,d.h. in diesem Falle zur Reflexscheibe 6. Als Lichtquelle 7 dient eine 6 oder 12 Volt Birne mit einer Leistung je nach Bedarf zwischen 3 und 8 Watt.
• Die Lichtquelle 7 beleuchtet durch die Parbfilter und Kondensorlinse die Strichplatte 1. Von hier aus ergibt sich eine Bildausbreitung von der Strichplatte' die durch die Linse 5 vergrößert und über die Windschutzscheibe 6 ins Unendliche, bzw. durch Umlenkung durch die Windschutzscheibe so ins Fahrerauge projiziert wird, daß die Daten im Unendlichen erscheinen. Eine weitere Anpassung des Gerätes an die lugen des Fahrers erfolgt durch den Umlenkapiegel 4. Lurch Kippen desselben wird das Gerät an die Höhe "H" den Augen sngepaßt.
• Die Strichplat u-e ist eine kreisförmige, caa 1 mm dicke Glasscheibe sauf der die anzuzeigenden Dat @.-r°h311 zu sehen eindlichtdurchlässig), die übrigen Weile demgegenüber müssen lichtundurchlässig sein. Der Farbfilter ist aus mehreren Farben ao zusammengestellt, daß durch das Verdrehen eines mechanischen Einstellknopfes die gewünschte Farbe vorgewählt wird® Die Anzeige der Geschwindigkeitsänderung erfolgt im gleichen Sinne, wie diese bei den zeigerlosen Instru- menten praktiziert wird, jedoch mit dem Unterschied, daß die bkala-die meistgebrauchte Form (Kreisform) aufweist. Die tatsächliche Geschwindigkeit wird nach Abb. 3 durch eine etwas dickere farbige Linie 31 dargestellt. Die Nachführung dieser Anzeige von den bekannten Magnetscheiben aus, erfolgt durch eine Zahnradübersetzung 41 (Abb.4)* die direkt eine Blende 42 antreibt. Die Blende 42 öffnet oder schließt je nach Steigen oder Sinken der Geschwindigkeit einen kreisförmigen Spalt 43 auf der Strichplatte 44, wo- durch die anzeige der Geschwindigkeit erfolgt.
• Las gleichzeitige Projizieren von mehreren Daten wie z.B. Geschwindigkeit., integrierte Triebwerküberwachung, oder automatischen Steuerkommando geschieht nach den gleichen Prinzip. Unterschiedlich sind nur die Forma und Bewegungsfunktionen der betreffenden Strichplatten, die jeweils zum anzuzeigenden Parameter angeordnet sind. hie optische Zusam:..enfassung dieser Integration von mehreren Parametern erfolgt nach Abb.5. Hierbei werden die einzelnen Systeme , d.h. die xnzeigesymbole durch einen oder zwei halbdurchlässige bpiegel 51 gesammelt und über die linse 52 und Windschutzscheibe 53 in das Sichtfeld des Fahrers projiziert. La das Spektrum des verätes,d.h. das Sichtfeld des Fahrers wesentlich größer ist, als ai(:ses bei den heutigen Instrumenten der Falls ist, besteht die Möglichkeit eine relativ große Anzahl. von waten zu projizieren ohne, daß diese im Sichtfeld des r'ahrers störend wirken. 3. Stand der Technik der Kraftfahrzeuginstrumente Die bekannten Autoinstrumente sind heute ausnahmslos "Istwertanzeiger", wobei zu jedem anzuzeigenden Parameter ein Instrument zugeordnet ist. Der Fahrer kann also den momentanen Wert der rarameter, z.B. Fahrt oder Lrehzahl von einer Skala, ablesen. Die Skalen sind je nach Bauart vertiKal, horizontal oder als e;reisakalen ausgebildet. Las Ablesen geschieht in allen fällen mit Hilfe eines -Zeigers, dessen Bewegung meistens proportional zur Parameteränderung ist. Las Ablesen ist r,3elbz-it eine übungssache und stellt in vielen Fällen keine Schwierigkeit dar.
• Man kann jedoch mit Sicherheit feststellen, daß die Zahl der Situationen, wobei das Ablesen der heutigen Instrumente kritisch wird, bald die Zahl der normalen Situationen erreicht. Es sind dies in erster Linie die Fahrten mit großer Geschwindigkeit, sowie das Kurvenfahren mit unzulässig hoher Geschwindigkeit: a) Unter dem Begriff groue Geschwindigkeit fallen die Fahrten auf den Autobahnen oder die Fahrten auf freien Strecken. Nach dem die Augen des Fahrers in beiden Fällen in das Unendliche accomodiert sind, ist eine erneute Accomoaation derselben beim- iiblesen der Instrumente an eine gewisse Zeit gebunden. Liese Zeit ist eine Funktion der Ermüdung des hahrers,d.h. nach längerer Fahrt kann diese 2ecunden betragen, die bei großer Geschwindigkeit für das henken des Fahrzeuges sehr kritisch werden und einen Unfall (Abbiegen von der Fahrbahn, Kollosion mit begrenzungeeinrichtungen oder mit einem anaeren l'ahrzeug) verursachen können, b) Kaum möglich ist es die heutigen Instrumente bei kurvenreichen Fahrtstrecken abzulesen. La die Geschwindigkeiten bei den heutigen Kraftfahrzeugen besonders bei den Personenautos relativ sehr hoch liegen,.sina auch die Anfangageschwindigkeiten beim Einleiten der . Kurvenfahrt erheblich hoch. Bei dieser r'ahrt läuft aie liusfiziirurig der Kurvenfdtirt zeitlich so schnell ab,. daß eine zweimalige iccouiodation der äugen und Kontrollieren der Istgeschwindigkeit aus dem Tachometer nicht mehr möglich ist. Eine besondere Schwierigkeit ist es für Fahrer, die überwiegend nach der Fahrtanzeige fuhren. Ein nicht abzuschätzender Fehler weisen-aie heutigen Instrumententafeln mit dem Verteilen oder Zusammendrängen der einzelnen Geräte auf, was keines-.wegs einheitlich erfolgt. Besonders in kritischen ;;ituationen findet der Fahrer das gesuchte verät dann nicht, was u.U. ebenfalls zu einem Unfall fuhren kann. 4. Lie Vorteile des integrierten Hnzei egerätes auf optischer Basis, gegenüber den heutigen Instrumenten. 4.1. Las optische «nzeigeverfahren hat durch sein breites Spektrum weitaus mehr Möglichkeit einzelne Instrumente in ein unzeigesystem zusammenzufassen als die bisher bekannten Geräte. Hierbei bleibt eine klare libersicht des Instrumentes weiterhin erhal ton. 4.2. Las optische ünzeigeverfahren bietet die beste Möglichkeit zur -uarsteliung von Kommandosignalen, die bei der halbautomatischen oder automatischen ?ahrzeugführung in Zukunft unentbehrlich werden. Solche r ommandosignale können mit dem heutigen Stand aer Instrumententechnik nicht zur .Larstellung gebracht werden.. 4.3. Ler Fahrzeugführer sieht die-notwendigen Daten im Unenalicuen oder in einer Entfernung, die er nach seiner.Fahrweise individuell einstellen kann.
• Er braucht dadurch beim Ablesen des Instrumentes seine j£ugen nicht imLier wieder zu accomodieren. Besonders vorteilhaft ist dieses iiblesen des Instrumentes in kritischen Situationen, wie bei kurvenreichen Fahrten oder bei hoher Geschwindigkeit. 4.4. Las optische hnzeigeverfahren bietet als einziges bystem die Möglichkeit zu einer tatsächlichen Weiterentwicklung auf diesem Gebiet und zwar die Einführung von Sinnbildern, Integration mehrerer Laten in ein Gesamtbild und Anwendung von bereits erprobten iinzeigesystemen, wie Zweiwertanzeigen oder imperative Anzeigen.
• 4.5. Las- optische- unzeigeverfahren bietet als einziges System die sinnvolle Anwenaung von farbigen Leichen und Sinnbildern, die den Augen des Fahrers weit angepal3t werden können. Auch eine Anpassung zur Lichtstärke der Umwelt kann dabei automatisch durchgeführt werden. 4.6, Las optische anzeigeverfahren bietet die beste Möglichkeit für die Larstellung von Informationen, die von einem in Nebel einsetzbaren Suchgerät (Infrarot o.ä.) gegeben werden. Letzteres wird in Zukunft ein wichtiges Steuerungslied werden,-das zum Aufspüren der vorausfahrenden Kraftfahrzeuge bei Nebel eingeuzt wird.

Claims (9)

1. Schutzansprüche 1. Integriertes anzeigegerät für Kraftfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole, sowie die Istwerte der Fahrparameter auf optischem Wege, in drei Dimensionen in das Sichtfeld des 2ahrers projiziert werden.
2. 2. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole dem betreffenden Parameter sinnvoll entsprechend aus geometrischen Figuren, wie Geraden, Kreise und v#reiabogeng usw. zusammengesetzt werden.
3. 3. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch die stufenlose Einstellbarkeit des Projektionsabstandes zwischen Unendlichem und einer Findest - Projektionsentfernung.
4. 4. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge gekennzeichnet durch einen automiitischen Helligkeitsregler, der die Lichtstärke der Symbole der Lichtstärke der Umwelt automatisch reguliert.
5. 5. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge gekennzeichnet durch:die Reflexscheibe, die gleichzeitig die Windschutzscheibe ist. .
6. 6. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge gekennzeichnet durch die Auf- und hbschaltbarkeit der Symbole mittels eines Schalters, der auf dem Lenxrad angeordnet ist.
7. 7. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, daß die Yarbe der Symbole variabel ist und sie damit den Augen des Fahrers angepaßt werden können.
8. 8. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge allge:aein -gekennzeichnet durch die Symbole zur Führung des Fahrv zeuges nach halbautomatischen Leitsystemen.
9. 9. Integriertes Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge gekennzeichnet durch ein imperatives Symbol zur Anzeige von Kraftfahrzeugen, die im febel vor uem betreffenden Fahrzeug fahren. und durch ein Suchgerät ermittelt wer- den.