DE19744382B4

DE19744382B4 - Multifunktionsanzeige für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19744382B4
Application number: DE19744382A
Authority: DE
Inventors: Jang Tik Siem; André Oberschachtsiek; Burkhard Fischer; Ralf Dr.Rer.Nat. Bergholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2017-10-09
Also published as: DE19744382A1

Abstract

Multifunktionsanzeige für Kraftfahrzeuge, die eine Einrichtung zum Aufbereiten von Informationssignalen, insbesondere von Fahrzeugsensoren, sowie einen Anzeigebildschirm mit zur Darstellung der aufbereiteten Informationssignale genutzten Anzeigeflächenelementen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbereiten von Informationssignalen eine Anzeigesteuerungseinrichtung (9) umfaßt, welcher Ausgangssignale von Sensoren (3, 7, 8) zuführbar sind, die die Sitzstellung des Fahrers und/oder Lenkradstellung repräsentieren, und in deren Abhängigkeit die Anordnung der Anzeigeflächenelemente (11) auf einen für den Fahrer sichtbaren Bereich des Anzeigebildschirms (10) erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Multifunktionsanzeige für Kraftfahrzeuge mit verstellbarem Fahrersitz und/oder verstellbarer Lenksäule nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Multifunktionsanzeige ist aus DE 43 07 367 bekannt.

In Kraftfahrzeugen werden allgemein verstellbare Fahrersitze vorgesehen. Bei ihnen lassen sich ihr horizontaler Abstand vom Bremspedal, die Neigung ihrer Rückenlehne und die Höhe der Sitzfläche einstellen. Damit läßt sich eine optimale Sitzposition für den Fahrer herstellen, in der dieser ermüdungsfrei und in ergonomisch günstiger Haltung das Fahrzeug führen kann und den optimalen Überblick über Straßenverkehr und Kontrollanzeigen im Fahrzeug hat. Die Mindestanforderungen an die Verstellmöglichkeiten der Sitzposition sind in internationalen Normen festgelegt.

Zur weiteren Optimierung der Sitzposition kann auch eine Verstellung des Lenkrads vorgesehen sein. Dabei wird die Lenksäule um einen Punkt zwischen Fahrer und vorderem Ende des Fahrzeugs senkrecht zu ihrer Achse gekippt, so daß das Lenkrad in der Fahrgastzelle eine andere Höhen- oder auch Seitenposition erhält. Dadurch läßt sich zusätzlich zu den oben genannten Verstellmöglichkeiten des Sitzes für den Fahrer eine entspanntere Haltung der Arme erreichen.

Bei der Verstellung des Sitzes bzw. der Position des Lenkrades muß jedoch darauf geachtet werden, daß der Fahrer nach wie vor freien Blick auf die Instrumententafel hat, auf der wichtige Motorparameter und Fahrgrößen wie etwa Geschwindigkeit, Tankinhalt, Motortemperatur etc. angezeigt werden, die wesentlich für die Fahrsicherheit sind.

Bei den bisher bekannten Multifunktionsanzeigen wurden daher die Instrumente in ein schwenkbares Gehäuse eingebaut, das der Fahrer je nach Wunsch um eine Achse quer zur Fahrtrichtung kippen kann. Da die Anpassung der Instrumente an die neue Sitzposition des Fahrers jedoch insbesondere bei Veränderung und in Abhängigkeit von der Position des Lenkrades notwendig ist, wurde eine Kopplung zwischen Bewegung der Lenksäule und der Instrumententafel vorgeschlagen. So wird in DE 37 26 938 ein Instrumentenblock mit im wesentlichen planer Anzeigefläche beschrieben, der an einer Armaturentafel angeschlagen ist und um eine horizontale Achse neigungseinstellbar und gleichzeitig höhenverstellbar ist, wobei die Bewegung des Instrumentenblocks über ein Getriebe durch die Bewegung des Lenkers um eine horizontale Achse bewirkt wird.

Des weiteren ist aus DE 43 07 367 eine Anzeige- und Bedieneinheit mit Bildschirm bekannt, bei der der Bildschirm einen Bereich aufweist, in dem eine über Bedienelemente aufgerufene, freiwählbare Zustandsinformation in unterschiedlicher, vom Bediener wählbaren Form anzeigbar ist.

Aus dem US-Patent 4,962,998 ist bekannt, daß eine auf einen halbdurchlässigen Spiegel projizierte Anzeige von Hand verstellbar ist und bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mittig auf den Spiegel nachgefahren wird.

Der Nachteil bei den Anzeigeeinrichtungen nach dem Stand der Technik ist jedoch, daß bei der Einstellung der Anzeigeelemente auf dem Bildschirm entweder die Sitzposition des Fahrers und die Stellung des Lenkrades gar nicht berücksichtigt wird oder die Einstellung der Instrumententafel fest von der Stellung des Lenkrades ohne Berücksichtigung der Position des Fahrers vorgegeben wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Multifunktionsanzeige anzugeben, die die Anzeige der wesentlichen Fahrgrößen und Motorparameter in einer von Sitzposition des Fahrers und Lenkradstellung abhängigen, optimalen Position ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Multifunktionsanzeige mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Multifunktionsanzeige sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Multifunktionsanzeige für Fahrzeuge mit verstellbarer Lenksäule und/oder verstellbarem Fahrersitz, umfaßt eine Einrichtung zum Aufbereiten von Informationssignalen von Fahrzeugsensoren für die Anzeige auf einem Bildschirm sowie einen An zeigebildschirm. Die Einrichtung zum Aufbereiten von Informationssignalen umfaßt erfindungsgemäß eine Anzeigesteuerungseinrichtung für die Anordnung der Anzeigeflächenelemente auf einem nichtverdeckten Bereich des Anzeigebildschirms. Die verdeckten Bereiche liegen z. B. hinter dem Lenkrad bzw. bei extremer Positionierung des Anzeigebildschirms im Schatten irgendwelcher anderer Bedienvorrichtungen oder anderer Gegenstände in der Fahrgastzelle. Auf diesen verdeckten Bereichen des Anzeigebildschirms werden bei der erfindungsgemäßen Multifunktionsanzeige keine Informationen angezeigt, die darzustellende Information wird im wesentlichen nur auf die vom Fahrer sichtbaren Bereiche des Anzeigebildschirms verteilt.

Eine einfache Variante der Anordnung der Anzeigeflächenelemente auf einem für den Fahrer sichtbaren Bereich besteht in der vertikalen Verschiebung der Anzeigeflächenelemente auf dem Anzeigebildschirm.

Die Anordnung der Anzeigeflächenelemente auf dem Anzeigebildschirm durch die Anzeigesteuerungseinrichtung kann in Abhängigkeit der manuellen Verstellung eines Bedienelementes und/oder in Abhängigkeit der Ausgangssignale verschiedenster Sensoren erfolgen.

In einer Ausbildung der Erfindung umfassen die Sensoren wenigstens einen Sitzpositionssensor und/oder einen Lehnenneigungssensor. Des weiteren kann ein Sitzhöhensensor und/oder ein Lenksäulensensor vorhanden sein.

Der Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß eine vollständig unabhängige und freie Einstellung der Anzeige von Motorparametern und Fahrgrößen je nach den Bedürfnissen des Fahrers möglich ist und keine Einschränkung durch mechanische Getriebe gegeben ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden eine Ausführungsform als Beispiel für die erfindungsgemäße Multifunktionsanzeige erläutert, wobei Bezug genommen wird auf die Zeichnungen.
1 zeigt schematisch die Sitzposition des Fahrers und die Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Multifunktionsanzeige in Seitenansicht.
2 zeigt den Anzeigebildschirm der erfindungsgemäßen Multifunktionsanzeige mit davor befindlichem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges in Draufsicht.
In 1 ist ein Fahrer in seiner Normalposition im Fahrzeug schematisch von der Seite dargestellt. Der Fahrer sitzt in ergonomisch günstiger Haltung auf dem Fahrersitz 5, mit dem Rücken an der Sitzlehne mit Kopfstütze 6 angelehnt. In dieser Sitzhaltung kann der Fahrer ohne große Kopfbewegungen sowohl die Straße als auch das Armaturenbrett mit den (nicht dargestellten) Instrumenten sowie Innen- und Außenspiegel überblicken. Bei leicht ausgestreckten Armen hält er mit beiden Händen das Lenkrad 2a. Sein Blick ist über das Armaturenbrett 1 hinweg auf die Straße gerichtet. Die Instrumententafel ist so angeordnet, daß der Fahrer mit kleiner Änderung der Blickrichtung die auf dem Armaturenbrett angezeigten Informationen ablesen kann.
Die zentrale Steuereinheit für die erfindungsgemäße Multifunktionsanzeige umfaßt die Anzeigesteuerungseinrichtung. An die Anzeigesteuerungseinrichtung 9 werden die Position des Sitzes 5 und die Neigung der Rückenlehne 6 von einem Sitzpositionssensor 7 bzw. einem Lehnenneigungssensor 8 gemeldet. Aus der Position des Sitzes 5 läßt sich der Abstand des Sitzes vom (nicht dargestellten) Bremspedal bestimmen. Da das Verhältnis zwischen Beinlänge und Körpergröße bei den meisten Menschen gleich ist, läßt sich bereits aus dem Abstand zwischen Fersenpunkt und Sitz 5 die Beinlänge und damit die Körpergröße des Fahrers abschätzen. Dies ist zumindest dann der Fall, wenn die Beine des Fahrers „normal" angewinkelt sind. Die Haltung hängt dabei nicht zuletzt von der Form des Sitzes ab. Um auch den Winkel zwischen Unter- und Oberschenkel, berücksichtigen zu können, kann auch noch das Signal eines (nicht dargestellten) Sitzhöhensensors mit in die Berechnung der Körpergröße aufgenommen werden.
Außer von der Körpergröße hängt die tatsächliche Position des Augenpunktes auch noch von der Haltung des Oberkörpers ab. Diese wird von der Neigung der Rückenlehne 6 bestimmt. Die Neigung der Rückenlehne 6 wird von der Anzeigesteuerungseinrichtung 9 über den Lehnensensor 8 aufgenommen. Mit bekannter Neigung der Rückenlehne und dem Abstand des Sitzes von dem Fersenpunkt läßt sich nun die exakte Position des Kopfes des Fahrers mit Augenpunkt und Augenellipse errechnen. Damit ist der Blickwinkel bekannt, unter dem der Fahrer das Armaturenbrett mit den Instrumenten sieht.
Um die teilweise Sichtverdeckung der Anzeigeflächenelemente durch das Lenkrad bei ihrer Anordnung auf einem Anzeigebildschirm 10 (2) berücksichtigen zu können, wird bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Multifuntionsanzeige über den Lenksäulensensor 3 die Lage des Lenkrades in der Fahrgastzelle erfaßt. Daraus wird durch die Anzeigensteuerungseinrichtung 9 insbesondere die Position des Lenkrades 2a zwischen Augenpunkt des Fahrers und Armaturenbrett mit Anzeigebildschirm 10 und die Lage der durch das Lenkrad 2a abgedeckten Bereiche auf dem Anzeigebildschirm berechnet. Die darzustellende Information wird dann so über den Anzeigebildschirm 10 verteilt, daß sie nicht durch z. B. das Lenkrad verdeckt werden kann.
Die eine mögliche Aufteilung des Anzeigebildschirms ist in 2 gezeigt. Dabei ist die erfindungsgemäße Unterteilung eines Anzeigebildschirms 10 mit darüberliegendem Lenkrad 2a dargestellt, wie sie der Fahrer in seiner oben beschriebenen Sitzhaltung wahrnimmt. Der eine größere Fläche als die Anzeigeflächenelemente 11 aufweisende Anzeigebildschirm in 2 ist in Zonen, die durch Lenkrad und (nicht dargestellte) Bedienelemente wie Blinkerhebel etc. verdeckt sind, und sichtbare Zonen unterteilt. Die verdeckten Zonen sind in der Figur schraffiert dargestellt. Der sichtbare Teil des Anzeigebildschirms 10 wird durch die Anzeigesteuerungseinrichtung 9 in die einzelnen Anzeigeflächenelemente 11 unterteilt, in denen z. B. die Temperatur des Kühlwassers 11a, Kontrollzeichen 11b, die analog zu den klassischen Leuchtdioden für Fernlicht, Blinker usw. angesteuert werden, die Tankfüllung 11e, die Uhrzeit 11d, die Geschwindigkeit 11e und die Drehzahl 11f dargestellt wird. Um die Anzeigeelemente 11a, 11b etc. tatsächlich über den sichtbaren Bereich des Anzeigebildschirms verteilen zu können, werden von der Anzeigesteuerungseinrichtung 9 die Positionen des Augenpunktes 4, die Positionen von zwischen Augenpunkt und Anzeigebildschirm liegenden Gegenständen und die Lage des Anzeigebildschirms erfaßt. Die Positionen der zwischen Augenpunkt 4 und Anzeigebildschirm liegenden Gegenstände können entweder von vornherein in der Anzeigesteuerungseinrichtung 9 abgespeichert sein oder wie in 1 gezeigt über Sensoren ermittelt werden. Aus dem Blickwinkel und der Lage der zwischen Augenpunkt und Anzeigebildschirm liegenden Gegenstände lassen sich die verdeckten Zonen auf dem Anzeigebildschirm 10 ermitteln und für die Anzeige „sperren^„, so daß wichtige Informationen für den Fahrer immer auf dem Anzeigebildschirm 10 sichtbar bleibt.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Multifunktionsanzeige umfaßt außerdem noch ein Bedienelement 12 zur manuellen Einstellung (Verschieben des gesamten Bildschirminhaltes nach rechts, oben, unten, links) der Anordnung der Anzeigeflächenelemente 11a auf dem Anzeigebildschirm 10 bzw. für den Austausch einzelner Anzeigeelemente 11a, 11b gegeneinander (z. B. Austausch von Tank- und Temperaturanzeige oder statt der Tankanzeige die in 2 nicht dargestellte Anzeige des Kraftstoffverbrauchs usw.). Dieses Bedienelement 12 ist hier ein Stellrad, mit dem man durch Drehen auf einer sogenannten Menüleiste Funktionsfelder vorauswählen kann und die angezeigte Funktion z. B. durch Drücken auf das Rad zur Ausführung aufrufen kann. In einer einfachen Form der Erfindung erfolgt die Anordnung der Anzeigeflächenelemente 11 nur über die Betätigung des Bedienelementes 12.
In einer weiteren Ausführungsform der Multifunktionsanzeige ist der Winkel zwischen Anzeigebildschirm und dem Armaturenbrett über einen (nicht dargestellten) Servomotor oder manuell einstellbar.

Claims

Multifunktionsanzeige für Kraftfahrzeuge, die eine Einrichtung zum Aufbereiten von Informationssignalen, insbesondere von Fahrzeugsensoren, sowie einen Anzeigebildschirm mit zur Darstellung der aufbereiteten Informationssignale genutzten Anzeigeflächenelementen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbereiten von Informationssignalen eine Anzeigesteuerungseinrichtung (9) umfaßt, welcher Ausgangssignale von Sensoren (3, 7, 8) zuführbar sind, die die Sitzstellung des Fahrers und/oder Lenkradstellung repräsentieren, und in deren Abhängigkeit die Anordnung der Anzeigeflächenelemente (11) auf einen für den Fahrer sichtbaren Bereich des Anzeigebildschirms (10) erfolgt.
Multifunktionsanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeflächenelemente (11) durch die Anzeigesteuerungseinrichtung (9) zumindest vertikal auf dem Anzeigebildschirm (10) verschiebbar sind.
Multifunktionsanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesteuerungseinrichtung (9) auch manuell betätigbar ist.
Multifunktionsanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren wenigstens einen Sitzpositionssensor (7) und/oder einen Lehnenneigungssensor (8) umfassen.
Multifunktionsanzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren einen Sitzhöhensensor umfassen.
Multifunktionsanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren einen Lenksäulensensor (3) umfassen.
Multifunktionsanzeige nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigebildschirm (10) ein LCD-Bildschirm ist.
Multifunktionsanzeige nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Anzeigebildschirms (10) verstellbar ist.