DE3438632C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art und damit durchführbare Verfahren. Die Einrichtung umfaßt ein Gehäuse zur Aufnahme elektronischer Funktionseinheiten für den Einbau in oder an einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges mit einer das Gehäuse abschließenden Abdeckung mit einer Mehrzahl von Öffnungen für mindestens eine Anzeigeeinheit und eine Mehrzahl von Bedienelementen, die teilweise über die Abdeckung hinausstehen und mit den elektronischen Funktionseinheiten verbunden sind.

In der DE 27 36 465 C2 ist eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge angegeben, die zur Aufgabe hat, daß im Normalbetrieb ein primär interessierender Funktionswert ständig und bei Betätigen eines Schalters ein weiterer sekundär interessierender Funktionswert kurzzeitig durch einen Rechner berechnet und angezeigt wird.

Darüber hinaus ist der Firmenschrift der Citroën Automobil Aktiengesellschaft Gebrauchsanweisung "D Super/Special", Ausgabe September 1971, Seiten 26, 27, 30 zu entnehmen, daß ein Geschwindigkeitsanzeiger mit einer Bremsweganzeige ausgerüstet ist. Die mit "Bremsweg" (bei trockenem Boden) beschriftete Scheibe wird von der Tachometernadel mitgenommen. Dabei werden die Zahlen 80-150-250 durch ein Fenster dieser Scheibe sichtbar. Diese Zahlen drücken den Gesamtbremsweg bei trockenem Boden für folgende drei Geschwindigkeiten aus: 100 km/h - 140 km/h - 180 km/h.

Eine ähnliche Lösung ist aus der US-A-40 57 712 bekannt, wonach ein Bremsweg eines fahrenden Fahrzeugs in Abhängigkeit von seiner Fahrgeschwindigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit der Straße angezeigt wird.

Des weiteren sind Einrichtungen in der FR-A 24 36 035 und FR-A 24 55 525 beschrieben, die von der Geschwindigkeit abhängige sicherheitsrelevante Betriebsparameter - ähnlich dem Prinzip wie es in der Firmenschrift "D Super/Special" von Citroën dargelegt wird - signalisieren.

Eine weitere Lösung ist aus der DE-OS 33 13 364 bekannt, wobei die wesentlichen Merkmale auf eine Vereinfachung der Montage innerhalb eines Armaturenbrettes, eine leichte Austauschbarkeit der Abdeckung und eine einfache Bedienung durch Verwendung nur eines einzigen Anzeigefeldes gerichtet sind. Hierbei sind Druckknöpfe vorgesehen, womit jeweils eine bestimmte Funktion der elektronischen Kreise zur Anzeige abrufbar ist. So kann durch Drücken des betreffenden Druckknopfes eine Uhrenfunktion, eine Datumsfunktion, eine Reisefunktion, eine Alarmfunktion, eine Außentemperatur-Funktion oder eine Funktion "Mittlere Geschwindigkeit" angezeigt werden.

Die Zeitschrift "Der Elektroniker" zeigt in Heft 4/ 1983, Seite 50, eine ähnliche Einrichtung, die außer den bereits genannten, folgende Parameter ermittelt und auf Abruf anzeigt: Fahrzeit, Öltemperatur, Drehzahl, Kraftstoffverbrauch und Wartungsintervalle.

Außerdem sind Einrichtungen bekannt, die sicherheitsrelevante Parameter erfassen und elektronisch derart verarbeiten, daß insbesondere Auffahrunfälle hierdurch vermieden werden. Hierbei sind Mittel vorgesehen, wodurch die Fahrgeschwindigkeit automatisch aufgrund einer durch die Schaltkreise festgestellten kritischen Situation reduziert wird.

In der DE-OS 31 30 873 ist ein derart funktionierendes Steuersystem für den gegenseitigen Abstand von Fahrzeugen angegeben. Dieses enthält ein Radar- oder Ultraschallsystem, mit dem der Abstand zwischen den Fahrzeugen gemessen sowie eine zwischen ihnen vorhandene Relativgeschwindigkeit festgestellt wird. Wenn der Abstand kürzer als ein vorbestimmter Grenzwert wird, so wird eine Gegenkraft auf ein Leistungssteuerelement, beispielsweise auf das Gaspedal, ausgeübt. Hierdurch wird der Fahrer über die bevorstehende Gefahr informiert.

Dabei hat er die Möglichkeit, einen von der Automatik gesteuerten Ablauf ggf. willkürlich zu unterbrechen, indem er die auf das Gaspedal wirkende Gegenkraft überwindet. Dies kann beispielsweise eintreten, wenn der automatische Ablauf offensichtlich auf einem Fehlersignal beruht. Hierbei sind Antriebselemente vorgesehen, die ggf. aufgrund der Ergebniswerte des Rechners die Stellung des Gas- und/oder Bremspedals verändern. Trotz der möglicherweise vorhandenen Vorteile dieses Systems bestehen hierbei doch einige wesentliche Nachteile darin,

• - daß es aufgrund der zu dessen Einbau, insbes. an den besagten Pedalen, vorzunehmenden Arbeiten für einen nachträglichen Einbau kaum geeignet ist,
• - daß der gesamte Aufwand, hauptsächlich aufgrund der mechanischen Komponenten, derart hoch ist, daß eine Anwendung dieses Systems auf den gehobenen Bedarf beschränkt bleiben dürfte,
• - daß der Fahrer wegen der im Verborgenen ablaufenden Automatik keine Möglichkeit hat, sicherheitsrelevante Zusammenhänge zu erkennen und sich hierdurch ein an diesen Zusammenhängen orientiertes Fahrverhalten anzueignen und
• - daß der Fahrer infolge der Automatisierung der betreffenden Abläufe dazu verleitet wird, sich ausschließlich auf die Automatik zu verlassen.

Alle vorgenannten Lösungen sind nicht dazu geeignet, einem Fahrer sicherheitsrelevante Betriebsparameter im bergigen Gelände anzuzeigen, denn sie gehen alle von einer idealen horizontalen Ebene (Straße) aus. Demgemäß beziehen sich diese Lösungen auf einen Sonderfall, der in der Realität selten gegeben ist. Da bekanntlich bei abschüssiger Straße z. B. der Bremsweg sich verlängert, bergen diese Lösungen ein Gefahrenpotential in sich.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art und damit durchführbare Verfahren derart zu verbessern, daß dem Fahrer sicherheitsrelevante Informationen wie der momentane Bremsweg, der momentane Sicherheitsabstand, der momentane Anhalteweg oder der momentane Überholweg auch im bergigen Gelände sicher mitgeteilt werden, so daß er diese Angaben in seinem Fahrverhalten bewußt berücksichtigen kann. Dabei soll sich die Einrichtung durch einen derart geringen Aufwand auszeichnen, daß sie insbesondere durch einen einfachen nachträglichen Einbau in ein Kraftfahrzeug eine breite Anwendung finden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gegenstand durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand der Beispielbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 eine Tabelle verschiedener Anhaltewege in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit,

Fig. 3 eine Übersicht über einen Überholvorgang,

Fig. 4 ein näher ausgeführtes Schaltungsbeispiel einer Einrichtung mit einer Eingabetastatur,

Fig. 5 eine Ansicht einer entsprechenden beispielhaft ausgeführten Einrichtung,

Fig. 6 ein Fahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn und

Fig. 7 einen Winkelgeber.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Erfassen und Anzeigen von Betriebsparametern eines Kraftfahrzeuges mit einem Rechner R, einem mit der Tachowelle oder einem gleichwertigen Organ des Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung stehenden Impulsgeber 1, der über eine Zählschaltung 2 und einen Ein-/Ausgabeschaltkreis 3 mit der Zentraleinheit 4 in Verbindung steht. Mit dem Schaltkreis 3 ist ein Wählschalter 5 mit Schaltstellungen 5a bis 5x und eine Signaleinheit 6 verbunden, die der Anzahl der Stellungen des Schalters 5 entsprechend, Signallampen 6 _a bis 6 _x aufweist. An die Ein-/Ausgabeeinheit 3 ist ein weiterer Wählschalter 7 mit Schaltstellungen 7a bis 7x und eine weitere Signaleinheit 8 angeschlossen. Auch diese Einheit 8 weist eine mit der Anzahl der Stellungen des Schalters 7 korrespondierende Anzahl von Signallampen 8 _a bis 8 _x auf. Das Bild zeigt zwei weitere Wählschalter 28 und 29 mit Schaltstellungen 28a bis 28x bzw. 29a 29x sowie zwei weitere Signaleinheiten 30 und 31 mit Signallampen 30a bis 30x bzw. 31a bis 31x. Die Zentraleinheit 4 steht weiterhin mit einer Ein-/Ausgabeeinheit 9, einem Programmspeicher 10, und einem Arbeitsspeicher 11 in Verbindung. Dabei wirkt die Ein-/Ausgabeeinheit 9 auf eine Ziffernanzeige 13. Die Zentraleinheit 4 korrespondiert mit den angeschlossenen Einheiten über ein gemeinsames Leitungssystem, das durch den Zweig 12 angedeutet ist. An den Zweig 12 ist mittels eines Analog-Digitalwandlers 26 ein Winkelgeber 27 angeschlossen. Der Programmspeicher 10 enthält die zur Ermittlung der einzelnen Parameter erforderlichen Vorschriften in fest programmierter Form.

Während der Fahrt liefert der Zähler 2 einen der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit proportionalen Zahlenwert, der über die Ein-/Ausgabeeinheit 3 von der Zentraleinheit 4 in bestimmten Zeitabständen abgefragt wird. Der Analog-/Digitalwandler 26 liefert ständig einen der Fahrzeuglage proportionalen Digitalwert, der ebenfalls von der Zentraleinheit 4 abgefragt wird. Die Einheit 4 errechnet hieraus die jeweilige Geschwindigkeit bzw. die Steigung der Fahrbahn. Dabei sind die speziellen Übertragungsverhältnisse des Fahrzeuges hinsichtlich der mechanischen Bewegung von der Drehung der Räder bis zum Eingang des Impulsgebers 1 und dessen spezifische Impulszahl berücksichtigt. Die errechneten Werte, wie auch alle anderen Eingabe- und Zwischenwerte, werden im Speicher 11 abgespeichert, so daß hier während der Fahrt bei eingeschalteter Einrichtung immer die aktuelle Geschwindigkeits- und Winkelwert abrufbereit vorliegen.

Soll die Einrichtung z. B. den momentanen Sicherheitsabstand oder auch Reaktionsweg S_R anzeigen, so bringt der Fahrer den Wählschalter 5, mit dem die Betriebsart der Einrichtung festgelegt wird, in die Stellung a. Dies bedeutet, daß der momentane Reaktionsweg ermittelt werden soll. Dabei leuchtet die betreffende Lampe 6 _a auf. Wodurch angezeigt wird, daß ebendiese Betriebsart eingeschaltet ist. Weiterhin gibt er mittels des Schalters 7 seine persönliche momentane Reaktionszeit T_R ein, indem er hier die betreffende Schalterposition d, =T_R=2,5 sec, einstellt.

Die Reaktionsfähigkeit eines Fahrers hängt von dessen momentaner Verfassung ab, wobei alle Abstufungen zwischen "hellwach" und "übermüdet" möglich sind. Entsprechend sind zwischen 1 sec und 4 sec liegende Reaktionszeiten möglich. Hierin ist die sog. Schreckdauer eingeschlossen, die ihrerseits zwischen 0 sec und 1 sec betragen kann. Die Reaktionsfähigkeit ist für die Zeit der Schreckdauer blockiert, was jedoch nur dann vorkommt, wenn der Fahrer besonders beeindruckende Ereignisse wahrnimmt.

Bei Eingabe einer geschätzten Reaktionszeit, hier also T_R=2,5 sec mittels des Schalters 7 stellt ein hier nicht gezeigter Kodierer ein diesem konstanten Eingabewert entsprechendes digitales Signal bereit, das von der Zentraleinheit 4 im getakteten Datenverkehr abgefragt und in Form eines im Bit-Format vorliegenden Datentelegramm an den Arbeitsspeicher 11 weitergeleitet wird. Dieser Datensatz "T_R" bleibt auch nach Abschaltung der Betriebsart "S_R" und/oder nach Beendigung der Fahrt abrufbereit im Speicher 11 stehen, bis ein neues T_R eingegeben wird. Hierzu erfolgt die Stromversorgung des Speichers 11 durch die Starterbatterie über eine direkte, d. h. nicht abschaltbare Leitung oder durch eine andere den Speicher 11 dauernd versorgende Stromquelle. Damit stehen beide zur Berechnung des Reaktionsweges erforderlichen Werte zur Verfügung. Entsprechend der mittels des Schalters 5 eingegebenen Aufgabenstellung wird die betreffende Vorschrift durch die Zentraleinheit 4 aus dem Speicher 10 abgefragt und der betreffende Rechenprozeß durchgeführt. Das Ergebnis wird im Speicher 11 abgespeichert und im durch die Zentraleinheit 4 bestimmten Takt über die Ein-/Ausgabeeinheit 9 an die Anzeigeeinheit 13 geliefert, die das Ergebnis anzeigt. Da die Rechenoperationen laufend auf der Basis der momentanen Geschwindigkeit stattfinden, würde die Anzeige bei stark beschleunigter oder verzögerter Fahrt unlesbar werden. Daher ist vorgesehen, daß die Folge, in der die Werte erscheinen, auf die Aufnahmefähigkeit eines Betrachters abgestimmt ist. Bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h ergibt die eingegebene Reaktionszeit von 2,5 sec einen Reaktionsweg von etwa 55 m. Dies ist die Fahrstrecke, die vom Erkennen der Notwendigkeit einer Handlung bis zum Beginn ihrer Ausführung bei ungebremstem Fahrzeug zurückgelegt wird. Die entsprechende Beziehung lautet

wobei sich S_R in (m) ergibt, wenn v in (km/h) und T_R in sec eingesetzt wird. Soll nun der momentane Bremsweg S_B durch die Einrichtung ermittelt werden, so bringt der Fahrer den Schalter 5 in die Stellung b. Dabei leuchtet eine Lampe 6 _b auf, wodurch angezeigt wird, daß diese Betriebsart eingeschaltet ist.

Unter dem Bremsweg S_B versteht man die von Beginn der Bremsbetätigung bis zum Fahrzeugstillstand zurückgelegte Fahrstrecke. S_B hängt von der Fahrgeschwindigkeit und von der mittleren Bremsverzögerung ab und folgt für horizontale Fahrt aus der Beziehung

S_B = v²/(2b_m),

wobei v die momentane Fahrgeschwindigkeit und b_m die mittlere Bremsverzögerung bedeuten.

Zur Berechnung von S_B werden der Zahlenwert der Geschwindigkeit und der Steigung wie vorbeschrieben ermittelt und abgespeichert. Als Wert von b_m gibt der Fahrer wieder einen Schätzwert mittels des Schalters 28 ein.

b_m ist, solange die abgebremsten Räder nicht rutschen, von der Kraft abhängig, mit der die Bremsbeläge angepreßt werden. Übliche b_m-Werte liegen bei etwa 4 m/s². Durch die Wählmöglichkeit aus mehreren b_m-Werten kann z. B. berücksichtigt werden, daß das Fahrzeug einen Bremskraftverstärker und/oder ein Antiblockier-System aufweist.

Die zur Ermittlung von S_B erforderlichen Rechenoperationen werden im Prinzip wie vorbeschrieben von der Zentraleinheit 4 getaktet und ausgeführt, wobei die betreffenden Rechenvorschriften wieder aus dem Progammspeicher 11 abgefragt werden. Dabei ist zu beachten, daß auch der Wert b_m bei Änderung der Betriebsart und/oder nach Beendigung der Fahrt im Speicher 11 stehenbleibt bis ein entsprechender neuer Wert eingegeben wird. Nach ausgeführter Rechnung erscheint das Ergebnis auf der Anzeigeeinheit 13.

Ein weiterer sicherheitsrelevanter Parameter ist der sog. Anhalteweg S_A. Hierunter versteht man die Fahrstrecke, die nach Erkennen der Notwendigkeit des Anhaltens bis zum Stillstand des Fahrzeuges zurückgelegt wird. S_A setzt sich zusammen aus dem Reaktionsweg S_R und dem Bremsweg S_B. Soll S_A ermittelt und angezeigt werden, so bringt der Fahrer den Schalter 5 in die Stellung c, d. h. "Anhalteweg".

Die jetzt vom Rechner für horizontale Fahrt zu lösende Gleichung lautet

Im Programmspeicher 10 sind die betreffenden Rechenvorschriften enthalten. Die Fahrgeschwindigkeit v wird wieder wie vorbeschrieben ermittelt. Die Werte T_R und b_m befinden sich bereits seit der letzten Eingabe im Arbeitsspeicher 10. Damit wird die Berechnung von S_A durchgeführt und von der Zentraleinheit 4 ein entsprechendes Ergebnis-Signal an die Ein-/Ausgabeeinheit 9 geliefert, die ihrerseits die Anzeigeeinheit 13 derart ansteuert, daß diese den errechneten Anhalteweg in Metern anzeigt. Dabei wird auch hier die Berechnung dauernd auf der Basis der momentanen Fahrgeschwindigkeit v neu durchgeführt, so daß immer das zu diesem v gehörende S_A angezeigt wird. Diese Anzeige verdeutlicht den Einfluß der Fahrgeschwindigkeit auf einen Anhaltevorgang.

Bei den Beziehungen, in denen Beschleunigungen vorkommen, besteht die Möglichkeit, eine etwaige Steigung oder ein Gefälle zu berücksichtigen. Entsprechend wird eine Größe ±g·sin α eingeführt, wobei das Vorzeichen angibt, ob ein Gefälle oder eine Steigung vorliegt. Hierzu ist ein Winkelgeber 27 vorgesehen, der ein der jeweiligen Winkellage der Fahrbahn entsprechendes Signal erzeugt und über einen Analog/Digitalwandler 26 der Ein-/Ausgabeeinheit 3 zuleitet. Demgemäß ist z. B. zur Berechnung des Überholweges S_u folgende Gleichung zu lösen.

Fig. 2 zeigt die errechneten Ergebniswerte S_R, S_B und S_A für unterschiedliche Geschwindigkeiten in Tabellenform, wobei als Konstanten t_R=1 s und b_m= 3,9 m/s², sowie α=0 zugrunde gelegt wurden. Sollten bei Einschaltung der Betriebsart "S_A" die Werte T_R und/oder b_m abgespeichert sein, so wird dies durch Blinken der Lampe(n) 6a und/oder 6b angezeigt und die betreffende Eingabe kann, wie vorbeschrieben, durchgeführt werden.

Fig. 3 zeigt die bei einem Überholvorgang maßgebenden Zusammenhänge. Auch hierbei ist die erfindungsgemäße Einrichtung vorteilhaft einsetzbar. In der Figur sind das langsamere Fahrzeug von der Länge l₁ mit F₁ und das schnellere Fahrzeug von der Länge l₂ mit F₂ bezeichnet. Die Strecken S_R1 und S_R2 bezeichnen die entsprechenden Sicherheitsabstände und S_a bedeutet den sog. Aufholweg. Beim Überholen unterscheidet man im wesentlichen zwei Fälle, nämlich

I. Überholen mit v = konst. und
II. Überholen mit a = konst.

Dabei ist die beim Überholen gefahrene Beschleunigung mit a bezeichnet. Fall I trifft hauptsächlich auf Autobahnen zu. Hier hat das überholende Fahrzeug in der Regel schon die erforderliche Geschwindigkeit, wenn es zum Überholen ansetzt. Wegen der meist recht günstigen Bedingungen sind Überholvorgänge dieser Art meist unproblematisch.

Das Überholen gemäß Fall II geschieht meist auf schmalen Straßen und stellt somit den interessanteren, weil riskanteren Fall dar. Hier wird in der Regel erst auf die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges verringert und dann für das Überholen wieder beschleunigt. Die hierbei erreichbaren mittleren Beschleunigungen a_m betragen etwa 0,4 bis 0,8 m/s² und in den niedrigen Gängen bis 1,4 m/s². Für die Anzeige von S_u werden die konstanten Werte wieder mittels der Schalter 7 und 29 eingegeben. Die Länge l₂ des eigenen Fahrzeuges und die Länge l₁ sind z. B. beide mit einer sicheren Länge von 6 m (Pkw) per Festprogrammierung berücksichtigt. Für den Fall, daß ein langes Fahrzeug (Lkw) zu überholen ist, kann eine sichere Länge l₁=15 m per Tastendruck eingegeben werden. Zur Berechnung von S_u bei α=0 ist die Gleichung

zu lösen, wobei der Wurzelausdruck der Überholzeit T_u entspricht. Dabei ergibt sich der Aufholweg S_a aus Fig. 3 mit

S_a = S_R2 + l₁ + S_R1 + l₂.

Wegen der annähernden Gleichheit der Geschwindigkeiten v₁ und v₂ zu Beginn des Überholvorganges erhält der Rechner den Wert v₁ über die Tachowelle. Damit liegen alle zur Berechnung von S_u erforderlichen Daten vor. Hierzu gehört auch die zur Berechnung des Sicherheitsabstandes S_R1 erforderliche Geschwindigkeit v₁ nach Beendigung des Überholvorganges, da diese mit v₂ am Beginn des Überholens bei gleicher Reaktionszeit der Fahrer übereinstimmt. Soll nun ein vorausfahrendes Fahrzeug überholt werden, so bringt der Fahrer den Schalter 5 in eine Stellung "5d". In dieser Stellung wird das vom Zähler 2 kommende Signal aufgrund einer aus dem Programmspeicher 10 abgerufenen entsprechenden Vorschrift differenziert. Sobald hierbei v₂≅const. festgestellt wird, errechnet der Rechner den bei der gefahrenen Geschwindigkeit erforderlichen Überholweg S_u und bewirkt, daß die Einheit 13 die betreffende Meter-Angabe anzeigt. Stellt der Fahrer nun fest, daß die vor dem zu überholenden Fahrzeug F₁ befindliche freie Wegstrecke, unter Berücksichtigung der Anzeige zum Überholen ausreicht, so führt er den Überholvorgang mit der mittels des Schalters 29 abgespeicherten Beschleunigung a_m gewohnheitsmäßig durch, wobei auch die übrigen am Rechenprozeß beteiligten Größen T_R1/2, l_1/2 bereits wie vorbeschrieben eingegeben sind. Damit man gefahrlos überholen kann, muß auf schmalen Straßen die Sichtweite mindestens gleich der Summe aus dem angezeigten Überholweg und dem von einem entgegenkommenden Fahrzeug während des Überholens zurückgelegten Weg sein. Schon beim Überholen mit 90 km/h eines vorausfahrenden Fahrzeuges F₁, das mit 60 km/h fährt, wobei ein entgegenkommendes Fahrzeug ebenfalls mit 90 km/h fährt, sind dies etwa 400 m.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Zentraleinheit 4, aufgrund eines im Speicher 10 vorliegenden Programms eine gefahrene mittlere Beschleunigung a_m zahlenmäßig errechnet und im Anzeigefeld 13 anzeigt. Dabei ist vorgesehen, daß der angezeigte Wert durch eine entsprechende Bedienungsmaßnahme zur weiteren Verwendung abgespeichert wird. Hierdurch wird u. a. die Möglichkeit eröffnet, die beim Überholen gewohnheitsmäßig gefahrene Beschleunigung a_m im Versuch zu ermitteln und den zur Berechnung eines Überholvorganges erforderlichen Operationen zugrunde zu legen.

Fig. 4 zeigt ein näher ausgeführtes Schaltungsbeispiel einer Anordnung gemäß Fig. 1, wobei weitgehend die Bezeichnungen der Fig. 1 verwendet sind. Der an sich außerhalb der Anordnung befindliche Impulsgeber 1 ist über einen Inverter 25 vom Typ 74 LS 14 mit der Zählschaltung 2 verbunden, die hier durch einen Schaltkreis Z 80A CTC verwirklicht ist. Als Ein-/Ausgabeeinheit 3, 9 dient ein Z 80A PIO, der die Operationen der Funktionsblöcke 3 und 9 aus Fig. 1 übernimmt. Als Zentraleinheit 4 ist ein Schaltkreis 780A CPU vorgesehen, der mit dem Programmspeicher 10 und dem Arbeitsspeicher 11 wie gezeigt, verbunden ist. Diese Speicher sind durch einen Schaltkreis 27128 bzw. 6116 verwirklicht. Als Ein-/Ausgabedecoder 19 und "Memory-Decoder" 20, der die Adressierung beim Schreib- und Lesevorgang regelt, dient je ein Schaltkreis 74 LS 139. Die Zentraleinheit 4 ist mit einer Taktgeber-Schaltung 18, wie dargestellt bestehend aus einem Schaltkreis 24 (74 LS 74) und fünf Invertern 25, verbunden, die eine Taktfrequenz von 4 MHz liefert. Zur Durchführung der Resetfunktion dient eine im wesentlichen aus einem Schaltkreis 74 LS 121 bestehende Schaltung 17. Die Anzeigeeinheit 13 ist als Flüssigkristall-Anzeige ausgeführt und wird von einem LCD-Treiber 14 vom Typ ICM 72 11 M angesteuert. Die Signaleinheit 23 übernimmt die Funktionen der Signaleinheiten 6 und 8 aus Fig. 1, wobei als Leuchtdioden ausgeführte Signallampen durch drei LED-Treiber 15 bis 15b angesteuert werden. Die erforderlichen Betriebsverhältnisse für die betreffenden Lampen werden dabei durch Widerstandsnetzwerke 16 bis 16_b sichergestellt. Anstelle der Stufenschalter 5, 7, 28 und 29 gemäß Fig. 1 ist hier eine 16-Tastenmatrix 22 angeordnet, die über einen mit 21 bezeichneten Eingabe-Encoder vom Typ MM74C923 mit der Ein-/Ausgabeeinheit 3, 9 in Verbindung steht. Ein hier nicht gezeigtes Stromversorgungsteil gewinnt aus der Starterbatterie eine Versorgungs- Spannung von +5 V und liefert diese an die entsprechend gekennzeichneten Punkte der Schaltung.

Zur Realisierung einer derartigen Schaltung sind alle Bausteine bzw. Schaltelemente denkbar, die den beispielhaft angegebenen technisch gleichwertig sind. Dabei ist der Fachmann ohne weiteres in der Lage, die Programmierung z. B. des Speichers 10 derart durchzuführen, daß der Rechner insbesondere die vorgenannten Wurzelzieh- bzw. Differenzier-Operationen ausführt.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Gehäuse 32 und einer Frontplatte 33. Diese weist eine Öffnung für die Anzeige 13 auf. Die Frontplatte 33 weist weiterhin einen Bedienungsknopf 34 zur Betätigung des Schalters 5 mit den Schalterstellungen 5a bis 5x auf. Ein weiterer Bedienungsknopf 35 kann in die Stellungen 7a bis 7x gebracht werden und dient zur Betätigung des Schalters 7. Weitere Bedienungsknöpfe 36, 37 dienen zur Betätigung der Schalter 28 und 29 und können in entsprechende Stellungen gebracht werden. Je nach Stellung der Schalter 5, 7, 28 und 29 leuchtet je eine der Lampen 6a bis 6x, 8a bis 8x, 30a bis 30x und 31a bis 31x auf und zeigt damit an, welche Betriebsart gerade eingeschaltet ist. Entsprechende Erläuterungen sind einer Beschriftung 38 zu entnehmen.

Fig. 6 zeigt ein Fahrzeug F mit einem eingebauten Winkelgeber 27. Dabei ist eine um eine senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Parallele zur Querachse des Fahrzeuges F drehbare Masse M annähernd reibungsfrei gelagert. Bei einer Drehung des Fahrzeuges F gegenüber der Horizontalen um den Winkel α dreht sich das Gehäuse des Gebers 27 gegenüber der Masse um den gleichen Winkel.

Fig. 7 zeigt beispielhaft eine näher ausgeführte Ausgestaltung eines derartigen Winkelgebers 27. In einem hier nicht gezeigten Gehäuse befindet sich eine einseitig gelagerte um eine zur Fahrzeugquerrichtung parallele Achse 40 drehbare Masse 41 entsprechend der Masse M nach Fig. 6, die eine Bohrung 42 aufweist. Innerhalb des Gehäuses ist eine Lichtquelle 43 in Verlängerung der Achse 40 derart angeordnet, daß sie einen Lichtstrahl in Richtung der Masse 41 aussendet. Die Masse 41 weist zwei Spiegel 44 und 45 derart auf, daß der ankommende Lichtstrahl axial durch die Bohrung 42 fällt. Auf der Lagerseite der Masse 41 befindet sich ein lichtempfindlicher bogenförmiger Sensor 46 mit Anschlüssen 47, 48 und 49. Das Gehäuse ist mit dem Fahrzeug fest verbunden. Da die Masse 41, bezogen auf die Achse 40 keine Unwucht aufweist, ist deren Stellung gegenüber dem Gehäuse unabhängig von auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigungen. Je nach Lage des Fahrzeuges gegenüber seiner Querachse und damit des Gehäuses gegenüber der Masse 41 fällt der durch die Bohrung 42 fallende Lichtstrahl auf eine bestimmte Stelle des Sensors 46 und und bildet hier einen Lichtfleck 50, wodurch am Anschluß 49 ein von der Winkelstellung des Lichtflecks 50 unabhängiges Analogsignal auftritt. Der Sensor 46 entspricht praktisch einem optisch einstellbaren Potentiometer, indem eine Widerstandsschicht mit den Anschlüssen 47 und 48 innerhalb eines Halbleiters an der Stelle des Lichtflecks 50 mit einer an den Anschluß 49 angeschlossenen Leiterschicht in Kontakt gebracht wird. Anstelle der beiden Spiegel 44 und 45 kann auch ein entsprechend ausgerichteter Lichtleiter vorgesehen sein, der in die Masse 41 eingesetzt ist. Als Winkelgeber 27 sind auch andere bekannte Einrichtungen im Rahmen der Erfindung anwendbar, die ein von einer Winkellage abhängiges Signal liefern.

Eine denkbare Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein Entfernungsmesser bekannter Art vorgesehen ist, der die Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug mißt und den betreffenden Wert an den Rechner (R) weiterleitet. Hierdurch kann z. B. festgestellt werden, ob ein für eine momentan gefahrene Fahrgeschwindigkeit geltender Sicherheitsabstand eingehalten wird. Eine bevorzugte Ausgestaltung eines derartigen Entfernungsmessers arbeitet nach dem Ultraschall- Echomeßprinzip. Andere verwendbare Entfernungsmesser arbeiten mit Lichtstrahlen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Rechner R derart mit einem Logik- Schaltkreis in Wirkverbindung steht, daß dieser einen Signalton auslöst, wenn ein angezeigter Parameter einen kritischen Wert erreicht. Anstelle des Signaltons kann auch eine entsprechende Lautsprecherdurchsage erfolgen. Hierzu ist eine Sprachsynthese- Einheit bekannter Art vorgesehen, die von dem vorgenannten Logikschaltkreis angesteuert wird.

Claims (19)

1. Einrichtung zum Erfassen und Anzeigen des Bremsweges und anderer Betriebsparameter eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse zur Aufnahme elektronischer Funktionseinheiten für die Anbringung in oder an einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges mit einer das Gehäuse abschließenden Abdeckung mit einer Mehrzahl von Öffnungen für mindestens eine Anzeigeeinheit und eine Mehrzahl von Bedienungselementen, die teilweise über die Abdeckung hinausstehen und mit den elektronischen Funktionseinheiten verbunden sind, mit einem Eingang für ein der Fahrgeschwindigkeit (v) proportionales Signal dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (R) mit einem Winkelgeber (27) zur Ermittlung des Winkels (α) zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Horizontalen verbunden ist, daß der Rechner weitere Eingänge für über Bedienelemente einschaltbare Betriebsarten und eingebbare Einflußgrößen wie Reaktionszeit (T_R), mittlere Bremsverzögerung (b_m), aufweist, daß der Rechner derart ausgebildet ist, daß er aufgrund eines entsprechenden Abrufes mittels eines betreffenden Bedienelementes mindestens einen von dem Winkel (α) zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Horizontalen und von der Fahrgeschwindigkeit (v) abhängigen, sicherheitsrelevanten Betriebsparameter wie den Bremsweg (S_B) errechnet und das betreffende Ergebnissignal an die Anzeigeeinheit (13) weiterleitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (R) derart ausgebildet ist, daß er aufgrund eines entsprechenden Abrufes mittels des betreffenden Bedienelementes (34, 35, 36, 22) Betriebsparameter wie den Sicherheitsabstand (S_R) und/oder den Anhalteweg (S_A) errechnet und die betreffenden Ergebnissignale an die Anzeigeeinheit (13) weiterleitet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (R) derart ausgebildet ist, daß er aufgrund einer zusätzlichen Eingabe der fahrbaren mittleren Beschleunigung (a_m) aufgrund eines entsprechenden Abrufes mittels des betreffenden Bedienelementes (34, 35, 37, 22) den Überholweg (S_u) und/oder die Überholzeit (T_u) errechnet und die betreffenden Ergebnissignale an die Anzeigeeinheit (13) weiterleitet.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (R) derart mit einem Logik-Schaltkreis verbunden ist, daß dieser ein akustisches Signal auslöst, wenn ein angezeigter Parameter einen kritischen Wert erreicht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Logik-Schaltkreis mit dem Rechner (R) und einer Sprachsynthese-Einheit derart verbunden ist, daß auch beim Kritisch-Werden eines nicht angezeigten Parameters eine entsprechende Warnung über einen Lautsprecher ausgesprochen wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe der Betriebsarten und/oder Einflußgrößen Stufenschalter als Bedienelemente (34, 35, 36, 37) vorgesehen sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe der Betriebsarten und/oder Einflußgrößen Tastenschalter als Bedienelemente (22) vorgesehen sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (R) mit einem Entfernungsmesser bekannter Art in Wirkverbindung steht und auf entsprechenden Abruf ein dem zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemessenen Abstand entsprechendes Signal erhält und weiterverarbeitet.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Programmspeichers (10) ein derartiges Programm fest gespeichert ist, daß bei entsprechendem Abruf über das betreffende Bedienelement (34, 36, 37, 22) die mit dem Fahrzeug erreichbare mittlere Beschleunigung (a_m) und/oder die mittlere Bremsverzögerung (b_m) durch die Zentraleinheit (4) errechnet und an den Speicher (11) weitergeleitet wird.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige- Einheit (13) mehrere Anzeigefelder zur Anzeige unterschiedlicher Parameter aufweist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (R) errechnete und/oder mit Hilfe der Bedienelemente (36, 37) eingegebene Beschleunigung (a_m), Bremsverzögerungen (b_m) auf Abruf an die Anzeigeeinheit (13) weiterleitet.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (R) den Winkel (α) der Fahrzeuglängsachse gegenüber der Horizontalen aufgrund des vom Winkelgeber (27) gelieferten Signals errechnet und auf Abruf an die Anzeigeeinheit (13) weitergeleitet.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelgeber (27) zur Ermittlung des Winkels (α) zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Horizontalen unabhängig von auf das Fahrzeug wirkende Beschleunigungen ist ("Beschleunigungsunabhängiger Winkelgeber").

14. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelgeber (27) vorzugsweise eine annähernd reibungs- und unwuchtfrei gelagerte drehbare Masse (41) mit mindestens einer Bohrung (42), mit Spiegel (44, 45) bzw. entsprechend ausgerichtete Lichtleiter, eine Lichtquelle (43) und mindestens einen lichtempfindlichen vorzugsweise bogenförmigen Sensor (46) mit Anschlüssen (47, 48, 49), der einem optisch einstellbaren Potentiometer entspricht, derart in einem Gehäuse aufweist, daß je nach Lage des Gehäuses gegenüber der Masse (41) der Lichtstrahl der Lichtquelle (43) durch die Bohrung (42) auf eine bestimmte Stelle des Sensors (46) fällt und hier einen Lichtfleck (50) bildet, wodurch an den Anschlüssen (47, 48, 49) des Sensors ein von der Winkelstellung des Lichtflecks (50) abhängiges Signal zur Verfügung steht.

15. Verfahren zum Erfassen und Anzeigen von Betriebsparametern eines Kraftfahrzeuges, wobei ein der Fahrgeschwindigkeit (v) proportionales digitales Signal einem Digitalrechner (R) zugeleitet wird, dessen Ergebnisse in einem Anzeigefeld (13) numerisch darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß vom Rechner (R) eine Wurzelzieh-Funktion derart ausführbar ist, daß ein Überholweg S_u nach der Beziehung oder errechnet werden kann, wobei das der mittleren Beschleunigung am entsprechende Bitmuster einem Speicher (11) entnommen wird, dem es zuvor als fester Wert eingegeben oder übermittelt wurde, wobei V₁ die Fahrgeschwindigkeit des zu überholenden Fahrzeuges bzw. die Fahrgeschwindigkeit des überholenden Fahrzeuges zu Beginn des Überholvorganges ist, g die Erdbeschleunigung, (α) der Winkel der Fahrzeuglängsachse gegenüber der Horizontalen und S_a der benötigte Aufholweg ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechner (R) zum Berechnen des Überholweges S_u eine von einem Winkelgeber (27) abgegebene, einer Steigung oder einem Gefälle proportionale Winkelangabe (±α) in digitaler Form zugeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß vom Rechner (R) ein der mittleren Beschleunigung am oder der mittleren Bremsverzögerung b_m entsprechendes Ergebnis aus dem der Fahrgeschwindigkeit (v) entsprechenden Signal durch Differenzieren gewonnen wird.

18. Verfahren zum Erfassen und Anzeigen eines Winkels (α) zwischen der Fahrzeuglängsachse eines Fahrzeuges und der Horizontalen, dadurch gekennzeichnet, daß das einem nahezu beschleunigungsunabhängigen Winkel entsprechende proportionale Signal, welches durch die Abhängigkeit von der Lage einer drehbar gelagerten Masse zu dem die drehbar gelagerte Masse umgebenden Gehäuse eines beschleunigungsunabhängigen Winkelgebers (27) erzeugt und einem Digitalrechner (R) zugeleitet wird bzw. der so ermittelte nahezu beschleunigungsunabhängige Winkel (α) in einem Anzeigefeld (13) numerisch darstellbar ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das einem nahezu beschleunigungsunabhängigem Winkel entsprechende proportionale Signal, durch Lichteinwirkung auf einen lichtempfindlichen, vorzugsweise bogenförmig ausgelegten Sensor eines beschleunigungsunabhängigen Winkelgebers (27) erzeugt wird.