DE3902678C2 - Anzeige-Wiedergabeeinheiten für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anzeige-Wiedergabeeinheiten für Fahrzeuge, und insbesondere auf eine Anzeige-Wiedergabeeinheit für Fahrzeuge, in der die dargestellte Anzeige durch eine Anzeigeeinheit auf die reflektierende Fläche eines reflektierenden Elementes projiziert und von dieser reflektiert wird, damit der Fahrer die reflektierte Anzeige betrachten kann. Die Anzeigeeinheit gibt den Fahrbetrieb betreffende Informationen wieder, wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, verbleibende Kraftstoffmenge, Zeit oder verschiedene Warneinrichtungen.

Es sind verschiedene Einheiten dieser Art vorgeschlagen worden, in denen innerhalb eines Armaturenbrettes eine Anzeigeeinheit vorgesehen ist und eine durch die Anzeigeeinrichtung dargestellte Anzeige durch eine Durchgangsöffnung im Armaturenbrett auf eine reflektierende Platte projiziert und von dieser reflektiert wird. Jedoch ist in wirklichen Fahrzeugen bereits eine Anzahl von Instrumenten im Armaturenbrett untergebracht. Deshalb ist es tatsächlich schwierig, die Anzeigeeinheit oder ähnliche Objekte darin unterzubringen. Zur Überwindung dieses Problems ist ein Vorschlag gemacht worden, gemäß welchem die Anzeigeeinheit in der Peripherie einer eine Lenkspindel des Fahrzeugs umgebenden Lenksäule vorgesehen ist, um keinen Platz innerhalb des Armaturenbretts zu beanspruchen (JP 60-142143 U).

Aus der JP 60-142 143 U ist eine gattungsgemäße Anzeige-Wiedergabeeinheit für Fahrzeuge bekannt, mit einer am Armaturenbrett angeordneten reflektierenden Einrichtung, die eine auf einen Fahrersitz gerichtete reflektierende Fläche aufweist, mit einer Anzeigeeinrichtung, die eine Mehrzahl von Anzeigen mit deren entsprechenden Anzeigeflächen aufweist, die verteilt an mehreren Stellen angeordnet und auf die reflektierende Fläche der reflektierenden Einrichtung gerichtet sind, wobei den Fahrbetrieb des Fahrzeugs betreffende Informationen entsprechend auf den Anzeigeflächen angezeigt werden und auf die reflektierende Fläche projiziert werden, um von dieser reflektiert zu werden, wobei die Anzeigeeinrichtung an einer Lenksäule angeordnet ist.

Aus der JP 62-178 446 A ist eine Anzeige-Wiedergabeeinheit bekannt, bei der eine Display-Steuervorrichtung bekannt, bei der eine Display-Steuervorrichtung vorgesehen ist, mit der bei Veränderungen der Lenkradposition bezüglich des Fahrers die Anzeigeeinrichtung entsprechend nachgeführt wird. Wie dies geschieht, ist nicht ausgesagt.

Aus der JP 61-268 534 A ist eine Anzeige-Wiedergabeeinheit bekannt, die eine kippbare reflektierende Fläche aufweist, die eine horizontale Kippachse aufweist. Weiterhin ist die reflektierende Fläche auf einem Teller montiert, der selbst um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar einstellbar ist. Die reflektierende Fläche selbst ist eben.

Mittels Sensoren im Fahrersitz in der Fahrersitzlehne und in der Kopfstütze soll die Augenposition des Fahrers ermittelt werden, um die Einstellung der reflektierenden Fläche vorzunehmen. Eine derartige Einstellung reicht jedoch nicht aus, um ein optimales Anzeigen zu erzeugen.

Beim Stand der Technik gemäß JP 60-142 143 U ist nachteilig, daß die reflektierende Platte unbeweglich am Armaturenbrett und die Anzeigeeinheit unbeweglich in der Lenksäule montiert sind. Deshalb wird beim Kippen des Lenkrades, wenn dieses einen Kippmechanismus aufweist, lediglich die Anzeigeeinheit bewegt, während die reflektierende Platte unverändert bleibt. Dementsprechend sind große Schwankungen der relativen Stellung der reflektierenden Platte gegenüber der Anzeigeeinheit vorhanden, so daß das von der Anzeigeeinheit angezeigte Bild nicht von der reflektierenden Platte reflektiert und die den Fahrbetrieb betreffende Information nicht vom Fahrer erfaßt werden kann. Solch große Schwankungen der relativen Stellung können nicht einmal durch geringe Verschiebung oder durch Feineinstellung der reflektierenden Platte ausgeglichen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anzeige-Wiedergabeeinheit für Fahrzeuge zu schaffen, die in der Peripherie einer Lenksäule eine Anzeigeeinheit zum Projizieren und Darstellen eines angezeigten Bildes auf einer reflektierenden Fläche aufweist und eine optimale Anpassung der Anzeigefläche sowohl beim vertikalen Kippen des Lenkrades als auch beim Verschieben des Lenkrades längs seiner Drehachse ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wenn in der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Lenksäule zwecks Verstellung gekippt wird, aktiviert der Antriebsmechanismus das reflektierende Element zur Bewegung, um die relative Stellung zwischen der reflektierenden Einrichtung und der Anzeigeeinrichtung aufrechtzuerhalten und das gewünschte reflektierte Bild immer zu gewährleisten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzeige-Wiedergabeeinheit für Fahrzeuge,

Fig. 2 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Einheit bei Betrachtung aus einer gegenüber Fig. 1 geänderten Richtung,

Fig. 3 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Einheit,

Fig. 4 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Einheit,

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Einheit im Schnitt,

Fig. 6 eine Darstellung der von der reflektierenden Fläche reflektierten Anzeige und

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Schaltungskonstruktion eines erfindungsgemäßen Bewegungsmechanismus.

Die Fig. 1 bis 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem eine Windschutzscheibe eines Fahrzeuges mit 10, ein Armaturenbrett mit 12 und ein Lenkrad mit 14 bezeichnet sind.

Das Armaturenbrett 12 ragt vom unteren seitlichen Rand der Windschutzscheibe 10 in das Innere des Fahrgastraums hinein, und eine im wesentlichen horizontale obere Fläche 121 ist kreisbogenförmig an einem einem Fahrersitz gegenüberliegenden Bereich ausgeschnitten, um einen zurückgesetzten Abschnitt 122 zu bilden. Ein nachstehend beschriebenes reflektierendes Element 16 zum Reflektieren einer von einer Anzeigeeinheit angezeigten Darstellung ist mittels eines Stützelements 18 in dem zurückgesetzten Abschnitt 122 in einer solchen Weise befestigt, daß eine reflektierende Fläche 161 des reflektierenden Elementes 16 in einer einer Instrumententafel entsprechenden Position auf den Fahrersitz gerichtet ist.

Das reflektierende Element 16 ist von im wesentlichen rechtwinkliger Form, deren längere Seiten in seitlicher Richtung verlaufen. Die reflektierende Fläche 161 ist als konkave Fläche ausgebildet, die in seitlicher Richtung etwas gekrümmt und in Richtung nach unten etwas schräggestellt ist. In dieser Konfiguration ist das reflektierende Element 16 durch das Stützelement 18 abgestützt. Ein Verbindungsteil 162 zum Stützelement 18 ist an einer der reflektierenden Fläche 161 des reflektierenden Elementes 16 gegenüberliegenden Fläche, d. h. an dessen Rückseite, angeordnet. Eine nachstehend zu beschreibende Antriebseinrichtung zum Verändern des Kippwinkels der reflektierenden Fläche 161 ist innerhalb des Verbindungsteils 162 eingeschlossen.

Eine mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnete Lenksäule umhüllt eine Lenkspindel 21, die die Verbindung des Lenkrads 14 mit einem im Motorraum angebrachten Lenkmechanismus herstellt. In einem mittleren Bereich der Lenksäule ist eine Einstecköffnung 201 ausgebildet, in die die Lenkspindel 21 eingesetzt werden kann. Die Lenksäule 20 ist etwas nach unten zur Vorderseite des Fahrzeugs hin entlang der Lenkspindel 21 schräggestellt, und ihr vorderer Endbereich an der dem Lenkrad 14 gegenüberliegenden Seite ist in das Armaturenbrett 12 eingesetzt. Die Lenkspindel 21 ist durch Bewegung eines Sperrhebels 211 in eine Freigabestellung kippbar und axial bewegbar, so daß das Lenkrad entsprechend der Statur des Fahrers und der vom Fahrer verlangten Fahrerposition im wesentlichen vertikal, wie durch Pfeil P angezeigt, und im wesentlichen horizontal, wie durch Pfeil Q angezeigt, bewegt werden kann.

Angrenzend an die Lenkspindel 21 sind Sensoren 212 und 213 vorgesehen, die den Kippwinkel und die axiale Verschiebung der die vertikale oder horizontale Bewegung des Lenkrades 14 bewirkenden Lenkspindel 21 erfassen, so daß der Kippwinkel des reflektierenden Elementes 16 mittels eines nachstehend beschriebenen Steuerkreises gemäß den Signalen von den Sensoren 212 und 213 automatisch verstellt werden kann.

Der rückwärtige Teil der Lenksäule 20 auf der Lenkradseite weist eine oberste Fläche auf, die im wesentlichen auf dem gleichen Niveau wie die obere Fläche des zurückgesetzten Abschnitts 122 des Armaturenbrettes 12 angeordnet ist. Die obere Fläche des rückwärtigen Teils der Lenksäule 20 ragt von deren rückwärtigem Ende nach oben zum Längsmittelbereich vor, in dem sich die Lenksäule 20 seitlich in entgegengesetzte Richtungen zur Bildung eines Anzeiger-Aufnahmeabschnitts 202 erstreckt. Ferner ragt der Anzeiger-Aufnahmeabschnitt 202 an seinen seitlichen Enden zur Bildung von Schalter-Aufnahmeabschnitten 203 und 204 nach rückwärts in Richtung des Lenkrades 14 vor.

Eine der reflektierenden Fläche 161 des reflektierenden Elements 16 gegenüberstehende Fläche 202a im Anzeiger-Aufnahmeabschnitt 202 ist mit Öffnungen versehen, durch welche Anzeigeflächen 22, 24, 26 verschiedener, stationär im Anzeiger-Aufnahmeabschnitt 202 aufgenommener Anzeiger sichtbar sind. Genauer gesagt, die durch die Öffnung 202b hindurch sichtbare Anzeigefläche 22 ist für einen zur Anzeige der Motordrehzahl mit Balkendiagramm bestimmten Anzeiger für die Motorgeschwindigkeit vorgesehen. Die durch die Öffnung 202c hindurch sichtbare Anzeigefläche 24 ist für einen Wassertemperatur-Anzeiger und die durch die Öffnung 202d hindurch sichtbare Anzeigefläche 26 ist für einen Kraftstoffanzeiger bestimmt.

Nahe dem Armaturenbrett 12 ist durch eine Lenksäule 20 selbst ein anderer Anzeiger-Aufnahmeabschnitt 205 gebildet, der in seiner oberen Fläche zwei Reihen von Öffnungen 205a und eine im Querschnitt V-förmige Vertiefung 205b aufweist. Jede Reihe von Öffnungen 205a umfaßt drei Öffnungen, die längs der oberen Fläche des Anzeiger-Aufnahmeabschnitts 205 angeordnet sind. Durch die Öffnungen 205a sind mehrere Anzeigeflächen 28 für verschiedene Warnanzeiger, wie z. B. für einen offene Türen anzeigenden Warnanzeiger, für einen Sicherheitsgurt-Warnanzeiger usw., sichtbar. Die im Querschnitt V-förmige Vertiefung 205b ist an ihrer inneren Fläche gegenüber der reflektierenden Fläche 161 des reflektierenden Elementes 16 mit einer Öffnung 205c ausgebildet, durch die hindurch eine Anzeigefläche 30 eines Fahrzeuggeschwindigkeit-Anzeigers zum Anzeigen der Fahrzeuggeschwindigkeit sichtbar ist.

Diese in den Anzeiger-Aufnahmeabschnitten 202 und 205 aufgenommenen Anzeiger sind vorzugsweise als selbstleuchtende Sichtanzeigen ausgebildet, die z. B. Sichtanzeigeröhren fluoreszierender Natur, lichtemittierende Dioden oder durchlässige Flüssigkristalle mit Rücklicht verwenden.

In den Schalter-Aufnahmeabschnitten 203 und 204 sind verschiedene Schalter und deren Bedienungsknöpfe nahe dem Lenkrad 14 eingebaut, so daß letztere mit den Fingern einer an das Lenkrad 14 gelegten Hand betätigt werden können.

Insbesondere verschiedene Kolonnenschalter sind im Schalter-Aufnahmeabschnitt 204 eingebaut und können durch einen Rückfenster-Antibeschlagsschaltknopf 204a, einen Warnblinkschaltknopf 204b, einen Parklichtschaltknopf 204c, einen Waschanlagen-Schaltknopf 204d, einen Lichtschaltknopf 204e, einen Wischerschaltknopf 204f, einen Schalthebel 204g für die Fahrtrichtungsanzeigen etc. betätigt werden. Im Schalter-Aufnahmeabschnitt 203 sind verschiedene Schalter für den Betrieb einer Klimaanlage, eines Radios und einer am Fahrzeug angebrachten Navigationseinrichtung eingebaut. In der Zeichnung sind vier Wahlschaltknöpfe 203a, 203b, 203c und 203d und Betriebsart-Einstellschaltknöpfe 203e, 203f und 203g gezeigt, die, wenn sie betätigt werden, die gewünschte Betriebsart der Klimaanlage, des Radios oder der Navigationseinrichtung einstellen. Ferner ist im Schalter-Aufnahmeabschnitt 203 ein Punktmatrix-Anzeiger zum Anzeigen einer Funktion od. dgl. der Wahlschaltknöpfe 203a bis 203d eingebaut und eine Anzeigefläche 203h dieses Anzeigers ist auf den Fahrer gerichtet.

Die Anzeiger-Aufnahmeabschnitte 202, 205 und die Schalter-Aufnahmeabschnitte 203, 204 sind aus einem einzelnen Gehäuse gebildet, das einen Teil der einteilig geformten Lenksäule 20 bildet und zusammen mit den Kolonnenschaltern usw. Anzeiger zum Projizieren der angezeigten Bilder auf die reflektierende Fläche 161 des reflektierenden Elements 16 enthält.

Fig. 7 zeigt einen Steuerkreis zum Verändern des Kippwinkels des reflektierenden Elements 16 in Übereinstimmung mit der Bewegung des Lenkrads 14 beim Kippen desselben. Gemäß der Zeichnung werden Ausgangssignale eines Sensors 212 zum Erfassen vertikaler Bewegungen und eines Sensors 213 zum Erfassen horizontaler Bewegungen in ein Steuergerät 40 eingegeben. Ein Signal vom Sensor 162 zum Erfassen des gegenwärtigen Kippwinkels des reflektierenden Elementes 16 wird mit den Signalen von den Sensoren 212 und 213 verglichen, und ein Treibersignal wird erzeugt, um das reflektierende Element 16 entsprechend der Signalabweichung in eine gewünschte Kippstellung zu bewegen. Das Treibersignal vom Steuergerät 40 schwankt in seiner Polarität in Abhängigkeit von der Richtung, in der das reflektierende Element 16 bewegt wird. Eine Treiberschaltung 42 aktiviert einen Motor 44, damit dieser auf der Basis des Treibersignals normal oder rückwärts läuft. Der Motor 44 ist z. B. im Verbindungsteil 162 an der Rückseite des reflektierenden Elements 16 untergebracht.

Der Kippwinkel des reflektierenden Elements 16 wird in Übereinstimmung mit den Kippbewegungen durch die Aktivierung des Motors 44 automatisch eingestellt und kann innerhalb eines Bereichs von 2 bis 3 Grad manuell verstellt werden. Deshalb ist in einem durch den Motor 44 in Betrieb gesetzten Antriebsmechanismus ein Getriebeteil mit einer Korrekturtoleranz von 2 bis 3 Grad vorgesehen.

Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion kann der im Fahrersitz sitzende Fahrer die reflektierende Fläche 161 des reflektierenden Elements 16 durch eine obere halbkreisförmige Lücke 141 im Lenkrad 14, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, betrachten. Dementsprechend werden, wie in Fig. 5 gezeigt, die auf den Anzeigeflächen 22, 24, 26, 28 und 30 dargestellten Anzeigen auf die reflektierende Fläche 161 des reflektierenden Elements 16 projiziert und von dieser reflektiert, wodurch der Fahrer mit seinen Augen 32 die reflektierten Bilder visuell durch die Lücke 141 im Lenkrad betrachtet. Auf diese Weise kann der Fahrer eine aufrechtstehende virtuelle Abbildung X der dargestellten Anzeige beobachten, wie sie an einer vorbestimmten Stelle an der Rückseite des reflektierenden Elementes 16 gebildet ist.

Wenn der Sperrhebel 211 zwecks Kippen des Lenkrades 14, gelöst wird, wird dies durch die Sensoren 212 und 213 festgestellt. Sodann dreht sich der Motor infolge der Signale von diesen Sensoren und des den gegenwärtigen Kippwinkel anzeigenden, vom Sensor 162 hervorgerufenen Signals, so daß die Schrägstellung des reflektierenden Elements 16 mit dem gewünschten Kipp- oder Schrägstellungswinkel aufrechterhalten und die dargestellte Information durch das Kippen nicht gestört wird.

Bezüglich der Anordnung der vorerwähnten Anzeigeflächen 22 bis 30 befindet sich die vom Fahrer beobachtbare Anzeige innerhalb des Bereichs der reflektierenden Fläche 161 des reflektierenden Elements 16, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. In Fig. 6 bezeichnen die Bezugszeichen A, B und C Balkenanzeigen der Motordrehzahl, der Wassertemperatur und der verbleibenden Kraftstoffmenge, und die Bezugszeichen D und E bezeichnen Warnanzeigen und eine Anzeige der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Während in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel der Mechanismus für den Antrieb des reflektierenden Elementes 16 einen Motor umfaßt, kann auch ein mechanisch betätigbarer Verbindungsmechanismus verwendet werden, um einen gleichartigen Effekt zu erzielen.

Das reflektierende Element 16 kann, obgleich es im vorerwähnten Ausführungsbeispiel an der Stelle der Instrumententafel am Armaturenbrett 12 angeordnet ist, auch durch ein durchsichtiges Element gebildet und am Armaturenbrett 12 so angeordnet sein, daß das dargestellte Bild, das von den Anzeigern projiziert wird, durch das durchlässige Element hindurchgeleitet und auf der Windschutzscheibe 10 in Überlagerung mit einer außerhalb derselben angeordneten Frontdarstellung reflektiert werden kann.

Claims (5)

1. Anzeige-Wiedergabeeinheit für ein Fahrzeug, mit einer am Armaturenbrett angeordneten reflektierenden Einrichtung, die eine auf einen Fahrersitz gerichtete reflektierende Fläche aufweist und mit einer Anzeigeeinrichtung, die eine Mehrzahl von Anzeigen mit deren entsprechenden Anzeigeflächen aufweist, die verteilt an mehreren Stellen angeordnet und auf die reflektierende Fläche der reflektierenden Einrichtung gerichtet sind, wobei den Fahrbetrieb des Fahrzeugs betreffende Informationen entsprechend auf den Anzeigeflächen angezeigt werden und auf die reflektierende Fläche projiziert werden, um von dieser reflektiert zu werden, wobei die Anzeigeeinrichtung in einer Lenksäule angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Antriebseinrichtung zum Kippen der reflektierenden Einrichtung (16) in Übereinstimmung mit dem vertikalen Kippwinkel und der axialen Bewegung eines Lenkrades (14) vorgesehen ist, und
daß die reflektierende Fläche (161) als konkave Fläche ausgebildet ist, die in seitlicher Richtung etwas gekrümmt ist.

2. Anzeige-Wiedergabeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung Sensoren (212, 213) zum Ermitteln des Kippwinkels der Lenksäule (20) aufweist, die entsprechend horizontaler und vertikaler Bewegungen des Lenkrades (14) gekippt ist.

3. Anzeige-Wiedergabeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Sensor (162) zum Ermitteln des Kippwinkels der reflektierenden Einrichtung (16) aufweist.

4. Anzeige-Wiedergabeeinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ferner ein Steuergerät (40), eine Treiberschaltung (42) und einen Motor (44) aufweist, wobei das Steuergerät (40) ein Signal für die Treiberschaltung (42) erzeugt, um den Motor (44) nach Vergleich der Signale von den Sensoren (162; 212, 213) zu aktivieren.

5. Anzeige-Wiedergabeeinheit nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Getriebeteil mit einer Korrekturtoleranz von 2 bis 3 Grad zur manuellen Verstellmöglichkeit der reflektierenden Einrichtung (16) aufweist.