DE2735194A1

DE2735194A1 - Verfahren zur darstellung von betriebsdaten eines fahrzeuges, insbesondere kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2735194A1
Application number: DE19772735194
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Phys Krueger; Alois Dipl Phys Dr Schauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1977-08-04
Publication date: 1979-02-08
Also published as: AT363785B; GB2002163B; GB2002163A; ATA516878A; FR2399338A1; FR2399338B1; DE2735194C3; DE2735194B2

Description

AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München _u VPA 77 P 1 1 O 1 BRD

Verfahren zur Darstellung von Betriebsdaten eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Betriebsdaten eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, innerhalb eines Bereiches ("Sichtfeld"), der vom Fahrzeugführer zur Wahrnehmung des ümweltgeschehens laufend überblickt werden muß, unter Verwendung eines elektrooptischen Displays, das zwischen mindestens zwei optisch verschiedenen Zuständen geschaltet werden kann. Eine solche Anzeigetechnik wird in der DT-OS 22 43 316 und in der französischen Offenlegungsschrift 22 50 324 beschrieben.

Dem Führer eines Fahrzeuges sollten zumindest die wichtigsten Betriebsgrößen so vermittelt werden, daß er sie sofort erfassen und dabei den vollen Überblick über die Vorgänge in der Umgebung behalten kann. Dies gilt in besonderem Maße für den Autofahrer, der sich bei der zunehmenden Verkehrsdichte immer häufiger kritischen Situationen gegenübersieht und daher das Verkehrsgeschehen ständig beobachten muß.

Die Fachwelt hat sich seit jeher um eine auch in sicherheitstechnischer Hinsicht befriedigende Betriebsdatenanzeige bemüht und hierzu bereits eine Fülle von Lösungsvorschlägen gemacht.

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So wurde unter anderem auch schon angeregt, im Zustand transparente Flüssigkristallanzeigen (I¹KA) an bzw. in der Windschutzscheibe anzubringen (vergl. hierzu die beiden zitierten Literaturstellen). Dieses auf den ersten Blick bestechende Konzept bereitet jedoch in der Praxis nach wie vor erhebliche technologische Schwierigkeiten und hat daher noch immer keinen Eingang in die Technik finden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderte Darstellungsmethode, die den Fahrzeugführer in seiner Konzentration auf das Umgebungsgeschehen besonders wenig ablenkt, derart abzuwandeln, daß sie sich vergleichsweise einfach und vorallem auch in Serienfertigungen realisieren läßt. Zu diesem Zweck ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Betriebsdaten im Bereich des Rückspiegels und/oder der Sonnenblende des Fahrzeuges zur Anzeige gebracht werden. Dabei empfiehlt es sich, als Display ein FKA, ein elektrοchromes Display (ECD), insbesondere ein Festkörper-ECD, oder ein Elektrolumineszenzdisplay (ELD) zu verwenden: FKA¹s haben einen sehr geringen Leistungsverbrauch, FKA¹s und ECA¹s verfügen als passive Anzeigen über einen weitgehend umgebungsunabhängigen Kontrast, ELD¹s arbeiten auch unter hohen Temperaturen zuverlässig und alle drei Displayversionen haben eine geringe Bautiefe und liefern vorallem eine (quasi-)analoge bzw. digitale Darstellung, die sich bequem und weitgehend ermüdungsfrei ablesen läßt.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Darstellungsorte geben keine besonderen technologischen Probleme auf - insbesondere sind keine transparenten elektrischen Zuleitungen zu erzeugen und bieten darüber hinaus spezifische Vorzüge: Ein Sonnenblenden-Display kann gerade bei starkem, blendendem Sonnenlichteinfall, bei dem sich Armaturenbrettanzeigen nur

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mühsam und erst nach längerem Hinsehen entziffern lassen, in den Blickwinkelbereich des Fahrers gebracht werden. Dabei ist es unter Umständen sogar vorteilhaft, wenn das Display im Ruhezustand nicht vollkommen transparent ist. Dies gilt für alle derzeit angebotenen Feldeffekt-FKA^fs, die sich bekanntlich durch einen extrem geringen Leistungsbedarf auszeichnen.

Ein Rückspiegel-Display wird vom Fahrer automatisch bei der Planung bzw. Einleitung eines Oberholmanövers erfaßt, also in Situationen, in denen beispielsweise die Kenntnis der Eigengeschwindigkeit besonders wichtig ist. Hinzukommt, daß eine Darstellung in der Höhe des Rückspiegels auch von Mitfahrern ohne weiteres abgelesen werden kann.

Es sind an sich bereits Rückspiegel bzw. schwenkbare Sonnenblenden auf Fltissigkristallbasis diskutiert worden (vergl. die DT-OS 23 32 189 sowie die französische Offenlegungsschrift 22 28 234); bei diesen vorbekannten Ausführungen dachte man allerdings nicht an die Darstellung von Informationen sondern ausschließlich an die Schaffung eines Blendschutzes.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn man das Display noch mit einem als Lichtfalle wirkenden Körper kombiniert, der aus einem Material mit einem Brechungsindex größer 1 besteht, fluoreszierende Partikel enthält und mit speziellen Lichtaustrittsfenstern versehen ist. Ein solcher Körper sammelt einen Großteil des auf ihn treffenden Umgebungslichts durch Absorption und anschließende Emission seiner Pluoreszenzstoffe und durch nachfolgende (Total-)Reflexionen an den Grenzflächen, leitet die eingefangene Strahlung in seinem Inneren weiter und gibt sie an seinen Lichtaustrittsfenstern mit erhöhter Intensität wieder ab. Dabei ist der Helligkeitsverstärkungsfaktor in erster Näherung gegeben durch das Verhältnis der lichtsammelnden zur lichtabgebenden Körperfläche. Es entsteht ein leuchtstarkes Bild, dessen

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Helligkeit zudem bei Tag proportional zur Außenhelligkeit ist und somit auch unter wechselnden Lichtverhältnissen mit einer gleichbleibenden Helligkeitsadaption des Auges wahrgenommen werden kann. Nähere Angaben über den geschilderten Anzeigetyp, für den sich bereits die Bezeichnung "fluoreszenzaktiviertes Display" eingebürgert hat, sind in der älteren Patentanmeldung P 25 54 226.7 und in einem in "Elektronik-Zeitung" vom 25.3.77 erschienenen Artikel mit dem Titel "Hell und sparsam" enthalten.

Im Regelfall wird man den fluoreszierenden Körper in Form einer Platte mit verspiegelten Seitenflächen ausführen und das Display vor eine der beiden großen Plattenseiten setzen. Je nach den Gegebenheiten des Einzelfalles können aber auch andere Formgebungen und Zuordnungen günstiger sein.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren lassen sich praktisch alle bei einem Fahrzeug anfallenden Betriebsdaten zur Darstellung bringen. Aus Kostengründen wird man dabei ein Display mehrere, vorzugsweise getrennt einschaltbare Funktionen anzeigen lassen ("Multifunktionsanzeige"). Dabei kann es sinnvoll sein, nicht nur über Größen zu informieren, die sich unmittelbar auf den Zustand des Fahrzeuges beziehen, sondern auch andersartige Größen zu übermitteln, beispielsweise die Uhrzeit, das Unterschreiten einer bestimmten Außenhelligkeit bzw. -temperatur oder Daten, die man zur Bedienung eines Autoradios, eines Tonbandes oder eines Telefons benötigt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung, insbesondere zweckmäßige Anordnungen zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens, sind in den beigefügten Ansprüchen charakterisiert.

Die Erfindung soll nun anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind

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einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Seitenschnitt einen zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens geeigneten Rückspiegel, Fig. 2 in der gleichen Darstellungsweise wie Fig. 1 eine zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens geeignete Sonnenblende und

Fig. 3 in einem Blockdiagramm eine Ansteuer- und Stromversorgungsschaltung für das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Display.

Die Figuren sind sehr schematisch gehalten. Für die Erfindung nicht unbedingt erforderliche Einzelheiten, beispielsweise die elektrischen Zuleitungen oder die Ansteuerteile, sind der Übersicht halber nicht bezeichnet oder ganz weggelassen.

Bei der Ausführung der Fig. 1 ist direkt unterhalb eines Rückspiegels 1 ein Display 2 angeordnet. Der Rückspiegel hat im vorliegenden Fall einen automatischen Blendschutz und ist folgendermaßen aufgebaut: Ein Glaskörper 5 ist mit einem elektrisch leitfähigen und zugleich spiegelnden Belag (Rückelektrode) 3, einem vorzugsweise festen Elektrolyten 4, einer elektrouhromen Schicht 6 und einer transparenten Vorderelektrode 7 beschichtet. Auf der Oberseite des Rückspiegels befindet sich ein Fotoelement*8, das mit den Elektroden des Rückspiegels elektrisch leitend verbunden ist und die Transmission der elektrοehromen Schicht nach Maßgabe der Intensität des einfallenden Lichtes steuert.

Das Display 2 ist eine Flüssigkristallanzeige und arbeitet nach dem Prinzip der sog "Drehzelle". Die Zelle enthält im Einzelnen einen vorderen Linearpolarisator 9, eine vordere Trägerplatte 11, eine hintere Trägerplatte 12 und einen hinteren, zum vorderen parallelen Linearpolarisator 13. Die beiden Trägerplatten sind durch einen umlaufenden Rahmen 14 voneinander distanziert und sind auf ihren einander zuge-

*bzw. eine elektronische photosensitive Schaltung

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wandten Flächen jeweils mit elektrisch leitfähigen Belägen (durchgehende Rückelektrode 16, segmentierte Vorderelektrode 17) versehen. Die vom Rahmen und den beiden Flatten gebildete Kammer ist mit einer Flüssigkristallsubstanz 18 gefüllt. 5

Die Drehzelle liegt in der Brennebene einer vorgesetzten Linse 19, damit man die dargebotene Information scharf sieht, wenn man mit auf oo adaptiertem Äuge durch den Rückspiegel blickt. Die Linse läßt sich beispielsweise durch einen sog. " Lens-Film", wie er etwa unter der Vertriebsbezeichnung LF von der Fa. 3M vertrieben wird, realisieren.

Hinter dem Rückspiegel 1 und dem Display 2 ist eine Fluoreszenzplatte 21, beispielsweise eine mit Rubren dotierte Plexiglasplatte, angeordnet. Die Plexiglasplatte enthält Lichtaustrittsfenster in Form von Einkerbungen 22 auf der Plattenrückseite und Streuflächen 23 auf der Plattenvorderseite, und zwar jeweils ein Fenster hinter einem der Elektrodensegmente 17. Die Fluoreszenzplatte ist im Bereich des Displays nach hinten durch eine Folie 24 abgedeckt, die entweder das gesamte Licht absorbiert oder nur das Anregungslicht für die Fluoreszenzplatte passieren läßt.

Damit sich die FKA auch nachts ermüdungsfrei ablesen läßt, ist die Anordnung mit einer schwachen Zusatzbeleuchtung in Form eines in die Fluoreszenzplatte vergossenen Glühlämpchens oder LED's ver-~sehen.

Die Ausführung der Figur 2 unterscheidet sich von dem geschilderten Beispiel darin, daß die Drehzelle nicht an einen Rückspiegel angesetzt sondern in eine Sonnenblende integriert ist und keine Fluoreszenzplatte hat. Auf die so vorteilhafte Fluoreszenzplatte braucht man aber auch bei Sonnenblenden-Displays nicht zu verzichten. So ist beispielsweise eine Anordnung denkbar, bei der eine FKA vom dynamisch streuenden Typ von einer Fluoreszenzplatte mit optischem Kontakt umschlossen wird,derart, daß das in der

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Fluoreszenzplatte eingefangene und in das Display geleitete Licht im Ruhezustand der Flüssigkristallschicht in dem optischen System verbleibt und nur in den eingeschalteten Displaybereichen zum Fahrer hin herausgestreut wird.

Das Display läßt sich extrem energiesparend und vorallem auch ohne kostspielige externe Verdrahtung ansteuern, wenn man die in Fig. 3 dargestellte Schaltung wählt: Sämtliche Verbraucher des Fahrzeuges - im vereinfachten Schaltungsdiagrannn durch die Vorderelektrodensegmente und die Rückelektrode 16 des Displays sowie durch einen einzigen weiteren Widerstand (Beleuchtung 28) angedeutet sind an eine einzige Stromversorgung (Batterie 29) angeschlossen und außerdem über eine Ringleitung 31 miteinander verbunden. Auf die Ringleitung gibt ein Steuerteil 32 seriell Auswahl- u. Ansteuerimpulse f. sämtl. Verbraucher. Vor jeden dieser Verbraucher ist ein Dekoder 33,34 geschaltet, der auf eine bestimmte Impulsfolge programmiert ist, der Ringleitung die für den jeweils nachgeschalteten Verbraucher bestimmten Impulse entnimmt und sie dekodiert. Im Fall von nachgeschalteten Anzeigen wird der Dekoder die Information für die Segmente über Treiberstufen in statischer oder gemultiplexter Form abgeben. Die verschiedenen Funktionen des Displays sollten durch Schaltelemente wie beispielsweise Lenkradschalter aktiviert werden, zu deren Betätigung man den Blick nicht von der Fahrbahn nehmen muß.

Für weitere Fertigungs- und Betriebseinzelheiten wird auf die am gleichen Tage eingereichten, auf die gleichen Erfinder zurückgehenden Patentanmeldungen mit den Titeln "Streufreies Lichtventil", "Bildwandler", "Temperatursensor auf Flüssigkristallbasis" und "Verfahren zur Darstellung von Betriebsdaten bei einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug" verwiesen.

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele "beschränkt. So kann das vorgeschlagene Verfahren auch "bei anderen Fahrzeugen, etwa bei Schiffen oder Flugzeugen, Anwendung finden. Dabei bleibt es dem Fachmann
überlassen, unter den möglichen Betriebsgrößen, Sichtfeldbereichen und elektrooptischen Displaytypen die jeweils
für den Einzelfall günstigste Kombination zu wählen.

13 Patentansprüche
3 Figuren

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L e e r s e 11 e

Claims

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1. Verfahren zur Darstellung von Betriebsdaten eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, innerhalb eines Bereiches ("Sichtfeld"), der vom Fahrzeugführer zur Wahrnehmung des Umweltgeschehens laufend überblickt werden muß, unter Verwendung eines elektrooptischen Displays, das zwischen mindestens zwei optisch verschiedenen Zuständen geschaltet werden kann, dadurch gekenn zeichnet , daß die Betriebsdaten im Bereich des Rückspiegels und/oder der Sonnenblende zur Anzeige gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß als Display eine Flüssigkristallanzeige, ein elektrochromes Display (ECD), insbesondere ein Festkörper-ECD, oder ein Elektrolumineszenzdisplay verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeige mittels eines im ausgeschalteten Zustand transparenten Displays erfolgt, das auf dem Rückspiegel und/oder Sonnenblende angebracht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeige mittels eines im ausgeschalteten Zustand transparenten Displays erfolgt, das in den Rückspiegel und/oder in die Sonnenblende integriert ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei einem Fahrzeug, das mindestens eine Stromversorgung und neben dem Display noch weitere Verbraucher hat, dadurch gekennzeichnet , daß alle Verbraucher aus einer einzigen Stromversorgung gespeist und über eine Ringleitung miteinander verbunden werden, daß ferner

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auf die Ringleitung seriell Ansteuerimpulse für die einzelnen Verbraucher gegeben werden und daß schließlich jedem Verbraucher ein Dekoder vorgeschaltet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet , daß der dem Display vorgeschaltete Dekoder die Information für die einzelnen Anzeigeelemente des Displays in statischer oder gemultiplexter Form abgibt.

7. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet , daß das Display (2) mit einem eigenen, in Hybridtechnik auf das Display (2) aufgebrachten Ansteuerbaustein versehen ist.

8. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet , daß das Display (2) eine Flüssigkristallanzeige (2) ist, die mit einem Streueffekt, insbesondere der sog. dynamischen Streuung, dem sog. Bistabilitätseffekt oder einem Streueffekt mit Speichereigenschaft, arbeitet.

9. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Display eine Flüssigkristallanzeige (2) ist, die nach dem Prinzip einer sog. Drehzelle arbeitet.

10. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet , daß sich das Display (2) in der Brennebene einer Linse, insbesondere eines sog. Lene-Filmes (19), befindet.

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11. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem

der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e nn zeichnet , daß das Display (2) mit einem Körper ("Fluoreszenzkörper" 21) kombiniert ist, der aus einem Material mit einem Brechungsindex größer 1 besteht, fluoreszierende Partikel enthält und mit mindestens einem Lichtaustrittsfenster (22,23) versehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet , daß der Fluoreszenzkörper bei einem neben dem Rückspiegel (1) angeordneten Display (2) in Form einer an ihren Seitenflächen verspiegelten Platte ("Fluoreszenzplatte" 21) in Blickrichtung hinter dem Rückspiegel (1) und dem Display (2) angeordnet ist.

13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet , daß der Fluoreszenzkörper bei einem in die Sonnenblende (27) eingebauten Display (2) als eine an ihren Seitenflächen verspiegelte Platte ("Fluoreszenzplatte" 21) ausgeführt ist und das Display (2) mit optischem Kontakt umschließt.

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