DE3923531A1 - Elektronischer kompass mit richtungsvorgabe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektronischen Kompaß für Fahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 30 34 274 ist schon ein Fahrtrichtungsanzeiger für Fahrzeuge bekannt, bei dem die Fahrtrichtung in digitalen Schritten auf einer Kompaßrosette angezeigt wird. Dieses Fahrtrichtungsanzei­ gegerät weist einen Peilsensor auf, dessen Ausgangssignale mittels einer Vergleichsschaltung richtungsabhängig ausgewertet werden. Die Fahrzeugrichtung wird in bezug auf die Nord-Richtung auf einer ent­ sprechenden Anzeigeeinrichtung, beispielsweise mittels Leuchtdioden oder LCD-Anzeige, dargestellt. Die Anzeigeeinrichtung ist zum Bei­ spiel in das Amaturenbrett eines Kraftfahrzeuges eingebaut.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße elektronische Kompaß mit den kennzeichnenden Merkmale, des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ne­ ben der reinen Richtungsanzeige des Fahrzeuges eine Zielrichtung vorgebbar ist. Besonders vorteilhaft ist, daß die Zielrichtung mit einfachen Mitteln einstellbar ist, so daß der Fahrer des Fahrzeuges jeweils vor Fahrtantritt eine seinem Zielpunkt entsprechende Fahrt­ richtung beispielsweise einer Straßenkarte entnehmen kann und diese Richtung als Zielrichtung auf dem elektronischen Kompaß einstellen kann. Während der Fahrt hat er insbesondere bei schwierigen urbanen Straßensituationen darüber eine einfache Kontrollmöglichkeit, ob er sich noch auf dem richtigen Weg befindet. Der elektronische Kompaß benötigt keine im Vergleich zu Navigationssystemen aufwendige Schal­ tungen, so daß er einfach und preiswert herstellbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen elektronischen Kompaßes möglich.

Besonders vorteilhaft ist, daß die zweite Anzeigeeinrichtung konzen­ trisch zur ersten Anzeigeeinrichtung mit einem drehbaren Einstell­ kranz versehen ist. Dadurch wird eine besonders einfache und über­ sichtliche Anordnung der Anzeigen erreicht. Auch ist vorteilhaft, daß der Einstellkranz drehbar ist, weil dadurch die Einstellung der Zielrichtung auf einfache Weise durchführbar ist.

Auch hat sich als vorteilhaft gezeigt, daß bei etwa übereinstimmen­ den Anzeigen der Ist-und Zielrichtung ein Signal, beispielsweise ei­ ne Lampe, schaltbar ist. Diese Lampe kann im Blickfeld des Fahrers so angeordnet werden, daß ein Abweichen von der Zielrichtung sofort erkannt wird. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Anzeige erst reagiert, wenn die Abweichung von der Zielrichtung innerhalb eines Toleranzfensters einen bestimmten Wert überschreitet. Dadurch ist die Anzeige ruhig und flackert nicht ständig auf, wenn geringfügige Fahrtrichtungsänderungen erfolgen.

Eine günstige Ausführung der Erfindung ist auch darin zu sehen, wenn die zweite Anzeigeeinrichtung als LCD-Anzeige ausgebildet ist, die eine Markierung, beispielsweise in Form eines Balkens abgibt. Dieser Balken läßt sich einfach mit einem Schalter oder Taster in die ge­ wünschte Zielrichtung einstellen.

Es ist auch günstig, wenn ein Signal beim Verlassen eines vorgegebe­ nen Winkelbereiches abgebbar ist. Der Fahrer des Fahrzeuges kann dann sein Ziel praktisch wie auf einem Leitstrahl ansteuern und sei­ nen Kurs erst beim Verlassen des Zielwinkelbereiches korrigieren.

Besonders vorteilhaft ist auch, wenn die Anzeigeeinrichtung zusammen mit der Steuerschaltung und/oder der Erdmagnetfeldsonde in einem Spiegel eingebaut ist. Dabei ist der Spiegel in einem Teilbereich lichtdurchlässig, so daß die Anzeigen des elektronischen Kompasses im eingeschalteten Zustand erkennbar sind. Bei ausgeschaltetem Kom­ paß sind dagegen die Anzeigen nicht sichtbar und damit der Spiegel von einem handelsüblichen Spiegel nicht unterscheidbar.

Weitere Vorteile und Verbesserungen der Anordnung sind der Beschrei­ bung entnehmbar.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild des elektronischen Kompasses,

Fig. 2 die Anordnung in einem Innenspiegel und

Fig. 3 eine Kompaßrosette.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels dargestellt. Eine als bekannt vorausgesetzte Erdmagnetfeldsonde 1 ist über eine nachgeschaltete Steuerschaltung 2 mit einer ersten An­ zeigeeinrichung 8 verbunden. Die Anzeigeeinrichtung 8 weist eine als Zeiger ausgebildete erste Markierung 5 auf, die drehbar um einen Mittelpunkt angeordnet ist und die Richtung der Fahrzeuglängsachse in bezug auf die magnetische Nord-Richtung anzeigt. Die Nordrichtung ist durch die Markierung 7 gekennzeichnet. Konzentrisch zu dieser Anzeige ist eine zweite Anzeigeeinrichtung 9 angeordnet, die einen Einstellkranz 4 aufweist. Auf diesem Einstellkranz 4 ist eine zweite Markierung 6 veränderbar angeordnet, so daß sich jede gewünschte Himmelsrichtung einstellen läßt. Die zweite Markierung 6 hat als Be­ zugsskala die gleiche Kompaßrosette wie die erste Anzeigeeinrichtung bzw. als Bezugspunkt die gleiche Nordmarkierung 7.

Im folgenden wird die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung be­ schrieben. Da die Feldlinien des Erdmagnetfeldes in erster Näherung in Nord-Süd-Richtung verlaufen, kann durch Messung der magnetischen Feldstärke die Fahrtrichtung in bezug auf die Nord-Richtung bestimmt werden. Diese Richtungsbestimmung erfolgt gemäß der DE-OS 30 34 272 mit einer Erdmagnetfeldsonde 1. Sie ist fest an dem Fahrzeug ange­ ordnet und liefert richtungsabhängige Spannungssignale an eine Aus­ werteschaltung 15, die von dieser dekodiert werden und entsprechend ihrer Nord/Süd- bzw. Ost/Westkomponenten mit gespeicherten Richtungs­ werten verglichen werden. Bei Erreichen eines gespeicherten Rich­ tungswertes wird der entsprechende Zeiger 5 der Anzeigeeinrichtung 8 angesteuert. Dieser Zeiger zeigt die Richtung des Fahrzeuges bezüg­ lich des magnetischen Nordpols an.

Die erste Anzeigeeinrichtung 8 kann in beliebiger Form ausgestaltet werden. Vorteilhaft weist sie eine Kompaßrosette gemäß Fig. 3 oder eine Kreisskala mit 360° Teilung auf.

Konzentrisch zu dieser Anzeigeeinrichtung 8 ist der Einstellkranz 4 angeordnet, dessen zweite Markierung 6 in jede beliebige Himmels­ richtung drehbar ist. Die Markierung 6 kann eventuell als mechanisch verstellbarer Ring angeordnet sein, oder auch als Anzeigeeinheit ei­ ner Flüssigkristall-Anzeige (LCD), die mittels eines elektronischen Schalters 18 ebenfalls in jede Himmelsrichtung verstellbar ist. Die­ se zweite Markierung 6 gibt die Zielrichtung an. Sie wird vor Fahrt­ antritt oder je nach Wunsch auch während der Fahrt eingestellt, wo­ bei der erforderliche Drehwinkel einer entsprechenden Straßenkarte entnehmbar ist.

Zur Ansteuerung der Felder der Zielvorgabe 9 wird eine Decoderschal­ tung 16 verwendet, die in der Steurschaltung 2 enthalten ist. Die Decoderschaltung 16 enthält zur Verstellung der Markierung 6 in Linksrichtung bzw. Rechtsrichtung jeweils eine Taste 18. Die Tas­ ten 18 sind mit einem Decoder 17 verbunden, der beispielsweise als Vor-/Rückwärtszähler einsetzbar ist. Die Ausgänge dieses Zählers sind mit jeweils einem Feld der Zielvorgabe 9 verbunden. Wird nun beispielsweise die Taste 18 für den Vorlauf gedrückt, dann zählt der Zähler im Takt eines Taktgebers 19 soviel Felder weiter, bis die Markierung 6 die gewünschte Position eingenommen hat. Durch Druck auf die andere Taste 18 läuft die Markierung 6 in die Gegenrichtung. Sobald die gewünschte Position für die Markierung 6 erreicht ist, werden die Tasten losgelassen, so daß die Markierung 6 in dieser position stehenbleibt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Kompaßrosette in 16 kreisförmig angeordnete Feldsegmente mit einer 22,5 Grad Teilung angeordnet. Jedes dieser Felder ist von der Steuerschaltung 2 an­ steuerbar. Um dieses kreisförmige Anzeigefeld ist ein Einstellkranz mit ebenfalls 16 Anzeigefeldern mit gleicher Winkelteilung angeord­ net, so daß bei Richtungsübereinstimmung ein großes Anzeigefeld sichtbar wird, während bei fehlender Richtungsübereinstimmung zwei Feldern 5, 6 sichtbar sind. Mittels eines Umschalters 20 ist die Mar­ kierung 6 des Einstellkranzes 4 in beide Kreisrichtungen verstellbar.

Die angesteuerten Anzeigefelder 5, 6 weisen Leuchtflächen auf, die beispielweise mit Lampen, Leuchtdioden oder LCD-Anzeigen beleuchtbar sind. Die Nordrichtung ist durch eine feststehende Markierung 7 ge­ kennzeichnet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, diese zweite Markierung 6 mit einem Schaltkontakt auszubilden, der dann schaltbar ist, wenn der Zeiger der ersten Markierung 5 in etwa die gleiche Richtung anzeigt, wie die zweite Markierung 6. Dabei ist vorgesehen, beispielsweise ein Lämpchen oder ein akkustisches Signal bei Deckungsgleichheit dieser zwei Markierungen auszugeben. Ändert das Fahrzeug seine Richtung in bezug auf diese Markierung 6 um einen be­ stimmten Mindestwinkel, dann kann beispielsweise als Zeichen für die Abweichung von der gewünschten Zielrichtung eine Lampe ein- oder ausgeschaltet werden. Es ist jedoch auch vorsehbar, daß je nach der Abweichungsrichtung eine oder mehrere weitere Lampen schaltbar sind. Dadurch wird vorteilhaft anzeigt, nach welcher Richtung das Fahrzeug von der Zielvorgabe abgewichen ist, so daß eine einfache Korrektur - sofern es die Straßenverhältnisse erlauben - ermöglicht wird. So kann bei einer Abweichung nach rechts beispielsweise eine grüne Lam­ pe und bei einer Abweichung nach links eine rote Lampe aufleuchten, während im Zielbereich eine gelbe Lampe leuchtet. Die Signallampen können unabhängig von der Anordnung des elektronischen Kompasses an beliebiger Stelle des Fahrzeugs angeordnet sein. Es ist jedoch zweckmäßig, diese Signallampen im Sichtbereich des Fahrers anzuord­ nen.

Durch diese Darstellungsart läßt sich auf sehr einfache Weise die gewünschte Zielrichtung einhalten.

In Fig. 2 ist die Anordnung des elektronischen Kompasses am Innen­ spiegel 10 des Fahrzeuges vorgesehen. In diesem Fall wird ein Teil des Innenspiegels, vorzugsweise der linke Bereich mit einem halb­ durchlässigen Spiegel 11 versehen. Hinter diesem halbdurchlässigen Spiegel 11, der nur von der Innenseite her durchleuchtbar ist, sind die Anzeigen 5-7 für die Nord-Richtung und die Ziel-Richtung ange­ ordnet. Es erscheint zweckmäßig, diese Anzeigen mit beleuchtbaren Flüssigkristallanzeigen auszurüsten. Bei ausgeschaltetem Kompaß er­ scheint der Spiegel neutral, so daß von der Kompaßeinrichtung prak­ tisch nichts zu erkennen ist. Dagegen erscheint bei eingeschaltetem Kompaß die entsprechende Richtungsanzeige 5 sowie die einstellbare Zielrichtung deutlich sichtbar. Das Ein- und Ausschalten des Kompas­ ses kann beispielsweise über das Zündschloß erfolgen, so daß kein zusätzlicher Schalter erforderlich ist. Um die gesamte Kompaßanord­ nung in den Spiegel einbauen zu können, wird vorgeschlagen, einen Miniaturerdmagnetfeldsensor zu verwenden. Derartige Sensoren sind als magnetoresistive Elemente käuflich erhältlich. Da bei geeigneter Anordnung auch die Steuerschaltung 2 sehr einfach aufbaubar ist, läßt sie sich samt der Anzeige in den Innenraum des Innenspiegels einbauen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, im linken Bereich des Spiegelglases 11 eine Kompaßrosette gemäß Fig. 3 auf­ zudrucken und die Darstellung der Fahrzeuglängsachse mit Hilfe akti­ ver lichtemittierender Einzelelemente, beispielsweise lichtemittier­ ende Dioden oder Lämpchen, vorzunehmen. Diese sind hinter dem Spie­ gel innerhalb des halbdurchlässigen Spiegels 11 angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß fast keine Spiegelfläche verlorengeht und die Kompaßanzeige bei ausgeschaltetem Kompaßfeld unsichtbar bleibt.

Claims (6)

1. Elektronischer Kompaß zur Anzeige der Fahrtrichtung eines Fahr­ zeuges bezüglich der magnetischen Nord-Richtung, mit einer Erdmag­ netfeldsonde, einer nachgeschalteten Steuerschaltung und einer als Kompaßrosette mit einem Richtungsanzeiger ausgebildeten elektroopti­ schen Anzeigeeinrichtung, auf der die momentane Fahrtrichtung des Fahrzeuges ablesbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroni­ sche Kompaß (3) eine zweite Anzeigeeinrichtung (9) mit einer ein­ stellbaren Markierung (6) aufweist, mit der die Richtung des Fahrt­ zieles vorgebbar ist.

2. Elektronischer Kompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anzeigeeinrichtung (9) konzentrisch zur ersten An­ zeigeeinrichtung (8) angeordnet ist und die Markierung (6) entlang eines Einstellkranzes (4) einstellbar ist.

3. Elektronischer Kompaß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei etwa übereinstimmenden Richtungsan­ zeigen der beiden Anzeigeeinrichtungen (8, 9) innerhalb eines Schalt­ fensters ein Signal, beispielsweise eine Lampe, schaltbar ist.

4. Elektronischer Kompaß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Markierung (6) der zweiten Anzeigeeinrichtung (9) eine ansteuerbare Flüssigkristallanzeige auf­ weist.

5. Elektronischer Kompaß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abweichen von der Zielrichtung ab einem bestimmten Winkel ein Signal abgebbar ist.

6. Elektronischer Kompaß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtungen (8, 9) und/oder die Steuerschaltung (2) und/oder die Erdmagnetfeldsonde (1) in einem Spiegelgehäuse (10), vorzugsweise hinter einem lichtdurchlässigen Spiegelglas (11) angeordnet ist.