DE4125724A1 - Head=up display for motor vehicle - has arrangement ensuring projected digital values agree with values shown by analogue display - Google Patents
Head=up display for motor vehicle - has arrangement ensuring projected digital values agree with values shown by analogue displayInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Überkopfanzeige (Head-up display, HUD), die sicherstellt, daß die digitale Geschwindigkeitsanzeige, die auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs projiziert wird, unter allen Betriebsbedingungen genau mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, die von der analogen Anzeigenadel angezeigt wird.The present invention relates generally to a head-up display (HUD) that ensures the digital speed display that is projected onto the windshield of the vehicle under all operating conditions exactly with the Speed matches that of the analog Indicator needle appears.
Fig. 13 zeigt eine Anordnung nach dem Stand der Technik, die einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1, einen ersten Wellenformschaltkreis 2, einen Regelungsschaltkreis 3, einen Treiberschaltkreis 4, eine Digitalanzeige 5, einen zweiten Wellenformschaltkreis 7, einen F-V-Wandlerschaltkreis 7, einen SIN/COS-Wandlerschaltkreis 8, einen PWM (Pulsweitenmodulations-) Schaltkreis 9 und eine Analoganzeige 10 des Kreuzspulentyps umfaßt, die alle in der schematisch gezeigten Weise verbunden sind. In dieser Anord nung ist der Geschwindigkeitssensor so angeordnet, daß er ein Impulszugsignal sowohl an den ersten als auch an den zweiten Wellenformschaltkreis 2 und 6 ausgibt. Das Impuls zugsignal des Geschwindigkeitssensors 1 wird in dem ersten Wellenformschaltkreis geeignet geformt und dann dem Rege lungsschaltkreis 3 zugeführt, wo geeignete An zeigeregelungsbefehle abgeleitet werden, und über einen Treiberschaltkreis 4 zu einer Digitalanzeige 5, die in der Nähe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs montiert ist und so angeordnet ist, daß sie ein Digitalbild projiziert, das die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, geführt. Fig. 13 shows an arrangement according to the prior art that a vehicle speed sensor 1, a first waveform shaping circuit 2, a control circuit 3, a driver circuit 4, a digital display 5, a second waveform shaping circuit 7, an FV converter circuit 7, a SIN / COS Converter circuit 8 , a PWM (pulse width modulation) circuit 9 and an analog display 10 of the cross-coil type comprises, all of which are connected in the manner shown schematically. In this arrangement, the speed sensor is arranged to output a pulse train signal to both the first and second waveform circuits 2 and 6 . The pulse train signal of the speed sensor 1 is appropriately shaped in the first waveform circuit and then supplied to the control circuit 3 , where appropriate display control commands are derived, and via a driver circuit 4 to a digital display 5 , which is mounted near the windshield of the vehicle, and so on is arranged to project a digital image indicating the measured vehicle speed.
Die Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 1 wird ebenfalls einem zweiten Wellenformschaltkreis 6 zugeführt, wo sie geformt und anschließend einem F-V-Wandler 7 zuge führt wird. Der Ausgang des F-V-Wandlers wird dann einem SIN/COS-Wandlerschaltkreis zugeführt, wo das resultierende Analogsignal in Signale umgewandelt wird, die ungefähr SIN und COS Wellenformen besitzen. Der SIN/COS-Wandlerschalt kreis 8 verwendet die gemessene Frequenz, um das Signal in Sinus- und Kosinuskomponenten zu trennen, die jeweils über SIN- und COS-Funktionsgeneratorschaltkreise, die Bestandteil des PWM-Schaltkreises 9 sind, einer PWM-Zerhackungsimpuls weitenregelung unterworfen werden und dann an die Kreuzspule der Analoganzeigeeinheit 10 angelegt werden. In diesem Bei spiel ist die Analoganzeigeeinheit 10 in einem Meßgerätege häuse montiert, das ein Teil der Instrumentenanordnung bil det.The output of the vehicle speed sensor 1 is also fed to a second waveform circuit 6 , where it is molded and then fed to an FV converter 7 . The output of the FV converter is then fed to a SIN / COS converter circuit, where the resulting analog signal is converted into signals that have approximately SIN and COS waveforms. The SIN / COS converter circuit 8 uses the measured frequency to separate the signal into sine and cosine components, each of which is subjected to a PWM chopping pulse width control via SIN and COS function generator circuits, which are part of the PWM circuit 9 and then applied to the cheese of the analog display unit 10 . In this case playing the analog display unit 10 is mounted in a housing Meßgerätege that det a part of the instrument assembly bil.
Die oben beschriebene Anordnung arbeitet derart, daß die Impulszugausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 1 in dem zweiten Wellenformschaltkreis 6 geformt wird, bevor sie in dem F-V-Wandlerschaltkreis 7 in ein Spannungssignal umge wandelt wird. Dieses Spannungssignal wird in die notwendigen Sinus- und Kosinuskomponenten getrennt und dann der Puls weitenmodulation unterworfen, bevor es an die Kreuzspule der Analoganzeigeeinheit angelegt wird.The arrangement described above works such that the pulse train output of the vehicle speed sensor 1 is formed in the second waveform circuit 6 before it is converted into a voltage signal in the FV converter circuit 7 . This voltage signal is separated into the necessary sine and cosine components and then subjected to pulse width modulation before it is applied to the cross-coil of the analog display unit.
Auf der anderen Seite wird das Impulszugsignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor einem ersten Wellenform schaltkreis 2 zugeführt, wird dort geformt und dem Rege lungsschaltkreis 3 zugeführt, wo es durch einen Regelungsab lauf, wie er in dem in Fig. 14 gezeigten Flußdiagramm ge zeigt ist, bearbeitet wird, bevor es über den Treiberschalt kreis 4 an die Digitalanzeigeeinheit angelegt wird.On the other hand, the pulse train signal from the vehicle speed sensor is supplied to a first waveform circuit 2 , is formed there and supplied to the control circuit 3 where it is processed by a control process as shown in the flowchart shown in FIG. 14 before it is applied to the digital display unit via the driver circuit 4 .
Wie in Fig. 14 gezeigt, ist der erste Schritt 001 dieses Regelungsablaufs derart, daß die Frequenz des geformten Im pulszuges, der von dem Wellenformschaltkreis 2 zugeführt wird, bestimmt wird. Danach wird in Schritt 002 die durch die gemessene Frequenz angegebene Geschwindigkeit so gemit telt, daß der Einfluß momentaner Fluktuationen und von Rau schen entfernt wird. Als nächstes wird in Schritt 003 fest gestellt, ob es Zeit ist, eine digitale Anzeigeregelung durchzuführen oder nicht. In diesem Fall wird die Regelung in 0,3-Sekundenintervallen durchgeführt. In dem Fall, daß eine vorgegebene Periode seit der letzten Regelung gerade erreicht wurde, geht der Ablauf zu Schritt 004. Andernfalls geht der Ablauf zurück zu Schritt 001.As shown in Fig. 14, the first step 001 of this control flow is such that the frequency of the shaped pulse train supplied from the waveform circuit 2 is determined. Then in step 002 the speed indicated by the measured frequency is averaged so that the influence of current fluctuations and noise is removed. Next, in step 003 , it is determined whether or not it is time to perform digital display control. In this case the regulation is carried out in 0.3 second intervals. In the event that a predetermined period has just been reached since the last control, the process goes to step 004 . Otherwise, the process goes back to step 001 .
In Schritt 004 wird die instantane Fahrzeuggeschwindig keit so in eine ganze Zahl (z. B. gerundet auf die erste De zimalstelle) umgewandelt, daß sie geeignet für eine Über kopfanzeige ist. In Schritt 005 wird der "ganzzahlige" Wert über den Treiberschaltkreis 4 an die Digitalanzeigeeinheit 5 gegeben.In step 004 , the instantaneous vehicle speed is converted into an integer (e.g. rounded to the first decimal place) that it is suitable for an overhead display. In step 005 , the “integer” value is given to the digital display unit 5 via the driver circuit 4 .
Die oben beschriebene Anordnung nach dem Stand der Tech nik leidet unter dem Nachteil, daß ein Unterschied in der von den Digital- und Analoganzeigen 5, 9 angezeigten Ge schwindigkeiten auftritt. Der Grund dafür ist, daß die Kreuzspulenbewegung der Analoganzeige eine gewisse Hysterese aufweist, während das Digitalanzeigesystem dies nicht tut. Das verursacht, daß die von den Digital- und Analoganzeigen angezeigten Daten unter bestimmten Bedingungen differieren, obwohl sie mit demselben Geschwindigkeitssignal versorgt werden. Aufgrund der oben erwähnten Hysterese ist die Bewe gung der Analoganzeige des Kreuzspulentyps derart, daß sie im wesentlichen mit derselben Rate steigt, mit der die tatsächliche Geschwindigkeit steigt, aber mit einer Rate fällt, die niedriger ist als die, mit der die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit fällt. Demzufolge kann ein Fahrer, obwohl beide Systeme fehlerfrei arbeiten, zu dem irrigen Schluß kommen, daß irgendetwas mit beiden Anzeigesystemen nicht in Ordnung ist.The above-described arrangement according to the prior art technology suffers from the disadvantage that a difference in the speeds indicated by the digital and analog displays 5 , 9 occurs. This is because the analog display cross coil movement has some hysteresis while the digital display system does not. This causes the data displayed by the digital and analog displays to differ under certain conditions even though they are supplied with the same speed signal. Due to the hysteresis mentioned above, the movement of the cross coil type analog display is such that it increases at substantially the same rate as the actual speed increases but falls at a rate lower than that at which the measured vehicle speed falls. As a result, although both systems are working properly, a driver may erroneously conclude that something is wrong with both display systems.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine An ordnung zur Verfügung zu stellen, die das obige Problem löst und sicherstellt, daß Digital- und Analoganzeige unter allen Betriebsbedingungen dieselben Datenwerte anzeigen. It is an object of the present invention to provide order that solves the above problem and ensures that digital and analog display among all Operating conditions display the same data values.
Diese und weitere Aufgaben werden durch eine Überkopfan zeige gelöst, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.These and other tasks are handled overhead show solved as in the appended claims is defined.
Zusammengefaßt wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Anordnung, bei der, anstatt zu versuchen, die Genauigkeit und die Betriebscharakteristiken der Analoganzeigeeinheit zu verbessern, so daß sie mit der Digitalanzeige übereinstimmt, der Betrieb der Digitalanzeige bewußt derart modifiziert wird, daß sie mit der durch die Analoganzeige erzeugten Geschwindigkeitsanzeige übereinstimmt. Diese Modifikation umfaßt das Einführen einer Pseudohysterese und einer Kali brierung, die auf geringfügigen Ungenauigkeiten und Abwei chungen der Analoganzeige basiert.In summary, the above problem is solved by a Arrangement where instead of trying the accuracy and the operating characteristics of the analog display unit improve so that it matches the digital display, the operation of the digital display has been consciously modified in this way will be that with that generated by the analog display Speed display matches. This modification involves introducing pseudo-hysteresis and potash brier, due to minor inaccuracies and deviations analog display.
Genauer umfaßt eine Überkopfanzeige für ein Fahrzeug nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung folgende Merk male: einen Sensor, der die Größe eines vorgegebenen Fahr zeugbetriebsparameters feststellt und ein diesen anzeigendes Signal ausgibt; eine Digitalanzeigevorrichtung, die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, um ein digitales Bild auf die Windschutzscheibe des Fahrzeug zu projizieren; eine Analoganzeigevorrichtung, die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, und einen Zeiger besitzt, der selektiv Anzeigewerte auf einem Ziffernblatt anzeigen kann; und eine Vorrichtung, die die Digitalanzeigevorrichtung ver anlaßt, denselben Wert anzuzeigen, wie er von dem Zeiger der Analoganzeigevorrichtung angezeigt wird.More specifically, includes an overhead display for a vehicle according to a first aspect of the invention the following Merk male: a sensor that measures the size of a given ride machine operating parameters and a display of these Outputs signal; a digital display device based on the Signal output by the sensor responds to a digital one Project image onto the windshield of the vehicle; an analog display device based on that from the sensor output signal reacts and has a pointer that can selectively display values on a clock face; and a device that ver the digital display device causes the same value to be displayed as that of the pointer of the Analog display device is displayed.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Überkopfanzeige für ein Fahrzeug folgende Merkmale: eine Digitalanzeigevorrichtung, um ein digitales Bild auf die Windschutzscheibe des Fahrzeug zu projizieren; eine Ana loganzeigevorrichtung, die einen Zeiger besitzt, der selek tiv Anzeigewerte auf einem Ziffernblatt anzeigen kann, wobei die Analoganzeige ein Meßwerk des Kreuzspulentyps umfaßt, das eine Hysterese zeigt; eine Vorrichtung zum Einführen ei ner Hysteresecharakteristik in die Digitalanzeigevorrichtung und zum Bewirken, daß der auf dem angezeigten Digitalbild auf der Windschutzscheibe angezeigte Wert mit dem Wert über einstimmt, der von dem Zeiger der Analoganzeigevorrichtung angezeigt wird.In a second aspect of the invention the overhead display for a vehicle has the following features: one Digital display device to display a digital image on the Project windshield of the vehicle; an Ana log display device having a pointer that selek tiv can display values on a clock face, where the analog display comprises a measuring unit of the package type, which shows a hysteresis; a device for inserting egg ner hysteresis characteristic in the digital display device and to cause that on the displayed digital image Value shown on the windshield with the value above matches that of the pointer of the analog display device is shown.
Nach einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Überkopfanzeige für ein Fahrzeug folgende Merkmale: einen Sensor, der den Wert eines vorgegebenen Fahrzeugbe triebsparameters feststellt und ein diesen anzeigendes Si gnal ausgibt; eine Digitalanzeigevorrichtung, die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, um ein digitales Bild auf die Windschutzscheibe des Fahrzeug zu projizieren; eine Analoganzeigevorrichtung, die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, und einen Zeiger besitzt, der selektiv Anzeigewerte auf einem Ziffernblatt anzeigen kann; und eine Vorrichtung, die einen Speicher umfaßt, in dem die Analoganzeige-Signalresponsecharakteristik gespeichert ist, um die Digitalanzeigevorrichtung zu veranlassen, denselben Wert anzuzeigen, wie er von dem Zeiger der Analoganzeigevor richtung angezeigt wird.According to a third aspect of the invention the overhead display for a vehicle has the following features: a sensor that measures the value of a given vehicle determines drive parameters and a Si indicating this issues gnal; a digital display device based on the Signal output by the sensor responds to a digital one Project image onto the windshield of the vehicle; an analog display device based on that from the sensor output signal reacts and has a pointer that can selectively display values on a clock face; and a device comprising a memory in which the Analog display signal response characteristic is stored, to cause the digital display device to do the same Value as indicated by the pointer of the analog display direction is displayed.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Überkopfanzeige für ein Fahrzeug folgende Merkmale: einen Sensor; eine Digitalanzeigevorrichtung; eine Analogan zeigevorrichtung; einen Wellenformschaltkreis, der operativ mit dem Sensor verbunden ist, um ein Impulszugsignal, das von dem Sensor ausgegeben wird, zu formen; einen Regelungs schaltkreis, der mit dem Wellenformschaltkreis verbunden ist und der einen Speicher enthält, wobei der Regelungsschalt kreis so angeordnet ist, daß er Signale an die Digital- und Analoganzeigevorrichtungen ausgibt; und einen Korrekturein gabeschaltkreis, der mit dem Regelungsschaltkreis verbunden ist, wobei der Korrekturschaltkreis Eingabeanschlüsse be sitzt, durch die Korrekturdaten, die den Betrieb der Digi talanzeigevorrichtung so modifizieren, daß sie mit den Be triebscharakteristiken der Analoganzeigevorrichtung überein stimmt, zum Speicher des Regelungsschaltkreises übertragen werden können.In another aspect of the invention the overhead display for a vehicle has the following features: a sensor; a digital display device; an analogue pointing device; a waveform circuit that is operational is connected to the sensor to a pulse train signal that output from the sensor to shape; a regulatory circuit connected to the waveform circuit and containing a memory, the control circuit is arranged so that it sends signals to the digital and Outputs analog display devices; and a correction input circuit connected to the control circuit is, the correction circuit be input terminals sits, through the correction data that the operation of Digi Modify valley display device so that it with the Be drive characteristics of the analog display device true, transferred to the memory of the control circuit can be.
Ein speziellerer Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet, daß die oben erwähnte Überkopfanzeige derart ist, daß die Analoganzeigevorrichtung eine Analoganzeigeeinheit des Kreuzspulentyps umfaßt, die ein Hysterese zeigt, und daß der Regelungsschaltkreis die Art und Weise bestimmt, mit der die Digitalanzeige arbeitet, so daß sie eine Pseudohysteresecha rakteristik zeigt.A more specific aspect of the invention involves that the above-mentioned overhead display is such that the Analog display device an analog display unit of the Includes cross coil type, which shows a hysteresis, and that the Control circuitry determines the way in which the Digital display works so that it has a pseudohysteresis echa characteristic shows.
Ein weiterer, spezieller Gesichtspunkt der Erfindung be inhaltet, daß die oben erwähnte Überkopfanzeige derart ist, daß der Speicher des Regelungsschaltkreises Daten umfaßt, die die Betriebscharakteristiken der Analoganzeigeeinheit angeben, die verursachen, daß die die von der Analogan zeigeeinheit angezeigten Daten nur geringfügig von denen ab weichen, die in Abhängigkeit von dem Signal, das von dem Sensor an den Regelungsschaltkreis angelegt wird, angezeigt werden sollen, und daß der Regelungsschaltkreis die die Be triebscharakteristiken anzeigenden Daten verwendet, um den Betrieb der Digitalanzeigevorrichtung zu modifizieren.Another special aspect of the invention be contains that the above-mentioned overhead display is such that the memory of the control circuit includes data which are the operating characteristics of the analog display unit specify that cause the that of the Analogan data displayed only slightly different from those shown give way depending on the signal coming from the Sensor applied to the control circuit is displayed should be, and that the control circuit which the Be drive characteristic data used to the Modify operation of the digital display device.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet, daß die oben erwähnte Überkopfanzeige derart ist, daß sie mit einer Kalibriervorrichtung verbunden werden kann, die Si gnale an die Eingangsanschlüsse des Korrek tureingabeschaltkreises anlegt, wobei die Kalibriervorrich tung umfaßt: eine Kamera zum Beobachten der Analoganzeige vorrichtung; eine Vorrichtung zum Bilden eines Bildes der Ziffernblattfläche der Analoganzeigevorrichtung; eine Vor richtung zum Feststellen der Position der Achse, um die ein auf dem Ziffernblatt montierter Zeiger drehbar ist; eine Vorrichtung zum Einstellen des Abtastmittelpunktes auf die Zeigerdrehachse und zum Abtasten des Ziffernblattes auf eine Weise, die ermöglicht, daß Dimensionsdaten zusammengestellt werden; und eine Vorrichtung zum Anlegen von Rege lungssignalen an die Analoganzeigevorrichtung anstelle der Sensorausgabe und zum Bestimmen der Zeigerstellung auf dem Ziffernblatt.Another aspect of the invention includes that the above-mentioned overhead display is such that it is associated with a calibration device can be connected, the Si signals to the input connections of the correc door input circuit, the calibration device device includes: a camera for observing the analog display contraption; a device for forming an image of the Dial face of the analog display device; a before direction to determine the position of the axis around the one pointer mounted on the dial is rotatable; a Device for setting the scanning center to the Pointer axis of rotation and for scanning the dial on a Way that enables dimension data to be compiled will; and a device for applying rain signals to the analog display device instead of Sensor output and to determine the pointer position on the Clock face.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Schaltkreisanord nung zeigt, auf die die Ausführungsbeispiele der vorliegen den Erfindung angewandt werden. Fig. 1 is a block diagram showing a circuit arrangement to which the embodiments of the present invention are applied.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die einen Regelungsablauf kennzeichnen, der entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch geführt wird. Fig. 2 is a flowchart showing the steps that characterize a control process performed according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das den Winkel zeigt, über den die Nadel oder der Zeiger eines Analoganzeigemeßgeräts be weglich ist. Fig. 3 is a diagram showing the angle over which the needle or pointer of an analog display meter is movable.
Fig. 4 zeigt einen Kurvenverlauf, der die Art und Weise angibt, in der sich die von den Digital- und Analogsystemen angezeigten Fahrzeuggeschwindigkeiten als Ergebnis der Ver wendung der vorliegenden Erfindung ändern. FIG. 4 is a graph showing the manner in which the vehicle speeds displayed by the digital and analog systems change as a result of using the present invention.
Die Fig. 5 und 6 sind Flußdiagramme, die die Schritte zeigen, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kennzeichnen. FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing the steps which characterize a second embodiment of the present invention.
Fig. 7 zeigt in Blockdiagrammform eine Roboterkamerana ordnung, die verwendet wird, um die Geschwindigkeit zu beob achten, die von der Analoganzeige angezeigt wird, und um ein Regelungssignal zu erzeugen, über das ein operativ mit der Digitalanzeige verbundener Speicher so eingestellt wird, daß die digital angezeigten Geschwindigkeiten mit dem analog an gezeigten Wert übereinstimmen. Fig. 7 shows in block diagram form a robot camera arrangement used to observe the speed displayed by the analog display and to generate a control signal via which a memory operatively connected to the digital display is set so that the digitally displayed speeds match the value displayed analogously.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines analogen Geschwindig keitsmesser-Ziffernblatts und einige Faktoren, die beim Mes sen der Winkelbewegung der Nadel oder des Zeigers eine Rolle spielen. Fig. 8 shows an example of an analog speed meter dial and some factors that play a role in measuring the angular movement of the needle or pointer.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das den Gesamtablauf von Schritten zeigt, die beim Beobachten, Messen und Kalibrieren des analogen Geschwindigkeitsmessers durchgeführt werden. Fig. 9 is a flowchart showing the overall flow of steps performed in observing, measuring and calibrating the analog speedometer.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Art und Weise zeigt, auf die die Bilddaten, die durch Beobachten des analogen Ge schwindigkeitsmesser-Ziffernblattes abgeleitet werden, ver arbeitet werden, um die Stellung der Zeigernadelachse zu be stimmen. Fig. 10 is a diagram showing the manner in which the image data derived by observing the analog speedometer dial is processed to determine the position of the pointer needle axis.
Die Fig. 11 und 12 sind Kurven, die die Art und Weise zeigen, auf die die optischen Signale, die von der Kamera erhalten werden, bearbeitet werden, um die für den Kalibrie rungsprozeß erforderlichen Positionsdaten zu erhalten. FIGS. 11 and 12 are graphs showing the manner in which the optical signals obtained by the camera are processed to obtain the approximate process for the calibra position data required.
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Anordnung und ein Flußdiagramm nach dem Stand der Technik, die im Eingangska pitel der vorliegenden Offenbarung diskutiert wurden. FIGS. 13 and 14 show an arrangement and a flow chart of the prior art which have been in Eingangska the present disclosure pter discussed.
Fig. 1 zeigt ein HUD- (Überkopfanzeige-) System, auf das die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ange wandt werden. Diese Schaltkreisanordnung umfaßt einen Wel lenformschaltkreis 11, eine Schnittstelle (I/F) 12, einen Regelungsschaltkreis 13, einen SIN/COS-Wandlerschaltkreis 14, einen PWM-Schaltkreis 15 und eine Analoganzeige des Kreuzspulenmeßgerätetyps 16. Diese Anordnung umfaßt außerdem einen Treiberschaltkreis 17 und eine Digitalanzeige 18, die in der gezeigten Weise mit dem Regelungsschaltkreis 13 ver bunden sind. Fig. 1 shows a HUD (overhead display) system to which the embodiments of the present invention are applied. This circuit arrangement includes a waveform circuit 11 , an interface (I / F) 12 , a control circuit 13 , a SIN / COS converter circuit 14 , a PWM circuit 15, and an analog display of the package type 16 . This arrangement also includes a driver circuit 17 and a digital display 18 , which are connected to the control circuit 13 in the manner shown.
Zusätzlich zu Obigem umfaßt das System weiterhin einen Korrektureingabeschaltkreis 19, der mit dem Regelungsschalt kreis 13 über eine Schnittstelle (I/F) 20 verbunden ist, und einen E2PROM 21, der operativ in der gezeigten Weise mit dem Regelungsschaltkreis verbunden ist.In addition to the above, the system further includes a correction input circuit 19 which is connected to the control circuit 13 via an interface (I / F) 20 , and an E 2 PROM 21 which is operatively connected to the control circuit as shown.
Der Korrektureingabeschaltkreis 19 ist mit drei An schlüssen "Hoch", "Niedrig" und "Festhalten" versehen, über die manuell oder elektronisch erzeugte Korrektursignale in den Regelungsschaltkreis eingegeben werden und die erhalte nen Korrekturdaten geeignet in dem E2PROM gespeichert werden können.The correction input circuit 19 is provided with three connections "high", "low" and "hold", via which manually or electronically generated correction signals are input into the control circuit and the received correction data can be stored in the E 2 PROM in a suitable manner.
An dieser Stelle wird es als vorteilhaft erachtet, dar auf hinzuweisen, daß das Grundmerkmal der vorliegenden Er findung vielmehr darin liegt, den Betrieb der Digitalanzeige auf eine Weise zu ändern, daß sie mit der durch die Analog einheit erzeugten Geschwindigkeitsanzeige übereinstimmt, als die Genauigkeit und Betriebscharakteristiken der Analogan zeige zu verbessern, so daß sie mit der Digitalanordnung übereinstimmt.At this point, it is considered advantageous to: to point out that the basic feature of the present Er Rather, it lies in the operation of the digital display to change in such a way that it matches that of the Analog unit generated speed display matches when the accuracy and operating characteristics of the Analogan show to improve so that they can with the digital arrangement matches.
Zusätzlich zu der oben erwähnten Hysteresecharakteri stik, die die Analogeinheit zeigt, gibt es unvermeidlich eine Variation von Einheit zu Einheit. Es ist schwierig und zeitraubend zu versuchen, den Betrieb jeder der Analogein heiten bis zu einem Maße zu korrigieren, bei dem es eine vernachlässigbare Variation von Einheit zu Einheit gibt, und es ist unmöglich, die Hysterese zu beseitigen. Durch Ver schieben der Korrektur auf die Digitalregelung bietet die vorliegende Erfindung eine Technik mit der jedweder Unter schied zwischen den von den Digital- und Analoganordnungen eines beliebigen Fahrzeugs angezeigten Geschwindigkeiten eliminiert werden kann. Es ist klar, daß die Genauigkeit der Analogeinheiten für Kontrollzwecke durch den Fahrer ausrei chend ist und daß eine Änderung des Betriebs der Digitalein heit zur Übereinstimmung mit der etwas ungenaueren Analogan zeigeeinheit keinen erkennbaren negativen Einfluß auf die Qualität der angezeigten Daten (in diesem Beispiel die Fahr zeuggeschwindigkeit) hat.In addition to the hysteresis characteristic mentioned above Stik, which shows the analog unit, is inevitable a variation from unit to unit. It is difficult and time consuming to try operating each of the analogs correct to such an extent that there is a there is negligible variation from unit to unit, and it is impossible to remove the hysteresis. By ver push the correction to the digital control offers the present invention a technique with any sub differentiated between those of the digital and analog arrangements speeds displayed by any vehicle can be eliminated. It is clear that the accuracy of the Analog units for control purposes by the driver is and that a change in the operation of the digital consistency with the somewhat less precise analogue show no discernible negative influence on the Quality of the data displayed (in this example the driving tool speed).
Insbesondere ist es durch künstliches Erzeugen von Si gnalen, die (zum Beispiel) 20, 40, 60, 80, ... 140 km/Std entsprechen, und durch Beobachten der tatsächlich auf der Analoganzeige angezeigten Geschwindigkeit möglich, in dem Fall, bei dem das 20 km/Std-Signal in den Wellenformschalt kreis anstelle der tatsächlichen Geschwindigkeitssensorein gabe eingegeben wird und bei dem die Analoganzeige 19,9 km/Std (lediglich als Beispiel) anzeigt, daß der Benutzer ein Signal in den "Niedrig"-Anschluß des Korrektureinga beschaltkreises eingibt und eine Situation erzeugt, in der die Digitalanzeige von 20,0 km/Std in 19,9 km/Std geändert wird und daher exakt mit der durch die Analogeinheit ange zeigten Geschwindigkeit übereinstimmt. Die notwendige Kor rektur für ein 20 km/Std-Signal wird dann in dem E2PROM über eine Signaleingabe über den "Festhalte"-Anschluß gespei chert. Durch Wiederholen des Vorgangs für die anderen Ge schwindigkeiten ist es möglich, genügend Korrekturdaten in dem E2PROM zu sammeln (in der Form einer Korrekturtabelle), um sicherzustellen, daß die beiden Anzeigen (analog und di gital) dieselben Werte für jeden stationären Betriebszu stand, bei dem es keinen Geschwindigkeitszuwachs oder -ab fall gibt, anzuzeigen.In particular, it is possible by artificially generating signals corresponding to (for example) 20, 40, 60, 80, ... 140 km / h and by observing the speed actually displayed on the analog display, in the case where the 20 km / h signal is entered into the waveform circuitry instead of the actual speed sensor input and the analog display shows 19.9 km / h (for example only) that the user is signaling the "low" terminal of the correction input inputs the circuit and creates a situation in which the digital display changes from 20.0 km / h to 19.9 km / h and therefore corresponds exactly to the speed indicated by the analog unit. The necessary correction for a 20 km / h signal is then stored in the E 2 PROM via a signal input via the "hold" connection. By repeating the process for the other speeds, it is possible to collect enough correction data (in the form of a correction table) in the E 2 PROM to ensure that the two displays (analog and digital) have the same values for each stationary operation , where there is no increase or decrease in speed.
Es ist klar, daß, während es möglich ist, jedes Paar von Analog- und Digitalanzeigen, das in einem Fahrzeug instal liert ist, zu überprüfen, mit zunehmender Zahl von Einheiten und zunehmender Zahl von Geschwindigkeiten, für die eine Korrektur durchgeführt wird (also zunehmender Auflösung der Kalibrierung) die Notwendigkeit für eine automatisierte An ordnung schnell steigt. Die Art und Weise, wie dies im De tail durchgeführt werden kann, wird später im Detail offen gelegt.It is clear that, while it is possible, any pair of Analog and digital displays installed in a vehicle is checked, with increasing number of units and increasing number of speeds for which one Correction is carried out (i.e. increasing resolution of the Calibration) the need for an automated approach order quickly rises. The way this is done in De tail can be done, will be open in detail later placed.
Fig. 2 zeigt in Form eines Flußdiagramms, die Schritte, die den Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels der vorlie genden Erfindung kennzeichnen. Der erste Schritt 1001 dieses Ablaufs ist derart, daß die Eingaben vom Fahr zeuggeschwindigkeitssensor 1 aufgenommen werden und die Fre quenz des Impulszugsignals bestimmt wird. In Schritt 1002 wird dieser Frequenzwert verwendet, um die Fahrzeuggeschwin digkeit zu bestimmen, die angezeigt werden soll. Dieser Wert wird dann in geeigneter Weise gemittelt. Zum Beispiel nimmt man an, daß die Abtastrate auf ein vorgegebenes Zeitinter vall eingestellt ist und daß ein Mittelwert von n Abtastwer ten den Mittelwert zum Anzeigen der tatsächlichen Fahrzeug geschwindigkeit hinreichend genau macht. Fig. 2 shows in the form of a flow chart, the steps that characterize the operation of the first embodiment of the vorlie invention. The first step 1001 of this process is such that the inputs from the vehicle speed sensor 1 are recorded and the frequency of the pulse train signal is determined. In step 1002 , this frequency value is used to determine the vehicle speed to be displayed. This value is then averaged appropriately. For example, it is assumed that the sampling rate is set to a predetermined time interval and that an average of n samples makes the average for displaying the actual vehicle speed sufficiently accurate.
Danach wird in Schritt 1003 die Winkelbewegung der ana logen Anzeigenadel, die notwendig ist, um die Nadel aue ih rer Nullstellung in eine der korrekten Geschwindigkeitsan zeige entsprechenden Stellung zu bringen, bestimmt. Als nächstes wird in Schritt 1004 das Signal, das von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eingegeben wird, in einer Weise behandelt, daß angenäherte Sinus- und Kosinuswellen formen und entsprechende PWM-Werte erzeugt werden. In Schritt 1005 werden die PWM-Werte zur Analoganzeigeeinheit ausgegeben und in Schritt 1006 wird festgestellt, ob es Zeit ist, den digitalen Anzeigewert zu erneuern. Es ist festzu stellen, daß die Frequenz, mit der die Digitalanzeige erneu ert werden kann, in diesem Beispiel auf ein 0,3-Sekundenin tervall eingestellt ist.Then, in step 1003, the angular movement of the analog indicator needle, which is necessary to bring the needle out of its zero position into a position corresponding to the correct speed indicator, is determined. Next, in step 1004, the signal input from the vehicle speed sensor is treated in such a way that approximated sine and cosine waves are formed and corresponding PWM values are generated. In step 1005 the PWM values are output to the analog display unit and in step 1006 it is determined whether it is time to renew the digital display value. It should be noted that the frequency with which the digital display can be renewed is set to a 0.3 second interval in this example.
Bis zur vorgegebenen Zeit seit der letzten Erneuerung geht der Ablauf zurück zu Schritt 1001. Bei Ablauf der vor gegebenen Zeit geht der Ablauf zu Schritt 1007, wo der in stantane Geschwindigkeitswert zu einer geeigneten ganzen Zahl gerundet wird und auf der Basis der in dem E2PROM gespeicherten Daten korrigiert wird, so daß er mit den von der Analoganzeigeeinheit angezeigten Daten Übereinstimmt. Danach geht der Ablauf zu Schritt 1008, wo die Differenz zwischen dem soeben bestimmten Wert und dem augenblicklich angezeigten Wert bestimmt wird. In dem Fall, daß es keinen Unterschied gibt, geht der Ablauf zu Schritt 1009, wo ein Befehl gegeben wird, den augenblicklich angezeigten Wert als den neuen Wert einzustellen. Auf der anderen Seite geht in dem Fall, in dem die Geschwindigkeit zugenommen hat der Ab lauf zu Schritt 1010, wo der neu bestimmte Geschwindig keitswert als der neue Anzeigewert eingestellt wird.Until the predetermined time since the last renewal, the process goes back to step 1001 . When the given time has elapsed, the flow goes to step 1007 , where the current speed value is rounded up to an appropriate integer and corrected based on the data stored in the E 2 PROM so that it matches the data displayed by the analog display unit Matches. After that, the flow goes to step 1008 , where the difference between the just determined value and the currently displayed value is determined. In the event that there is no difference, the process goes to step 1009 where a command is given to set the currently displayed value as the new value. On the other hand, in the case where the speed has increased, the procedure goes to step 1010 , where the newly determined speed value is set as the new display value.
Jedoch geht in dem Fall, daß festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 1008 abgenommen hat, der Ablauf zu Schritt 1011, wo der neu bestimmte Geschwindig keitswert durch Addition eines vorgegebenen Wertes (in die sem Falle beispielsweise 1), der entsprechend der Ver schiebung -ϕ in der analogen Anzeigecharakteristik, die durch die Hysterese erzeugt wird, erhöht wird. However, in the event that it is determined that the vehicle speed has decreased in step 1008 , the flow goes to step 1011 , where the newly determined speed value by adding a predetermined value (in this case, for example, 1) corresponding to the shift -ϕ in the analog display characteristic generated by the hysteresis is increased.
In Verbindung mit dem Obigen ist festzustellen, daß un ter normalen Umständen in dem Fall, daß ein 0-180 km/Std- Bereich sich über einen Winkel von 0-270° erstreckt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, der Mittelwert -ϕ ungefähr gleich 1 km/Std ist und die in Fig. 4 gezeigte Beziehung zwischen der digitalen und analogen Anzeigecharakteristik erhalten wird. Offensichtlich zeigt die analoge Anzeige, zu dem Zeitpunkt, an dem die Digitalanzeige bei Fahrzeugge schwindigkeiten N und N+1 zunimmt und bei N und N-1 abnimmt, einen Wert an, der ungefähr +/- 0,5 der digital angezeigten Geschwindigkeit entspricht.In connection with the above, it should be noted that under normal circumstances, in the event that a 0-180 km / h range extends over an angle of 0-270 °, as shown in Fig. 3, the mean - ϕ is approximately equal to 1 km / h, and the relationship between the digital and analog display characteristics shown in Fig. 4 is obtained. Obviously, at the time the digital display increases at vehicle speeds N and N + 1 and decreases at N and N-1, the analog display shows a value that corresponds to approximately +/- 0.5 of the digitally displayed speed.
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. FIGS. 5 and 6 show a second Ausführungsbei game of the present invention.
In Schritt 2001 wird das System initialisiert, zum Bei spiel durch Schließen des Zündschalters. Danach wird in Schritt 2002 die Impulszugeingabe des Fahrzeuggeschwindig keitssensors auf eine Art und Weise aufgenommen, die ermög licht, daß die Frequenz derselben bestimmt wird. Basierend auf der Frequenz wird die Fahrzeuggeschwindigkeit unter Ver wendung einer Tabellennachschlagetechnik oder dergleichen bestimmt. Nach dieser Bestimmung läuft ein Unterprogramm ab (Schritt 2004), das die erhaltenen Daten mittelt, um Fehler zu entfernen und einen genaueren Fahrzeugge schwindigkeitswert zu bestimmen. Dieser Wert wird dann einem Unterprogramm unterworfen, das die Ausgabe bestimmt, die an die analoge Anzeigeeinheit angelegt werden soll, damit deren Nadel in eine geeignete Position gedreht wird. In step 2001 the system is initialized, for example by closing the ignition switch. Thereafter, in step 2002, the pulse train input of the vehicle speed sensor is recorded in a manner that enables the frequency thereof to be determined. Based on the frequency, the vehicle speed is determined using a table lookup technique or the like. After this determination, a subroutine runs (step 2004 ), which averages the data obtained in order to remove errors and to determine a more precise vehicle speed value. This value is then subjected to a subroutine which determines the output to be applied to the analog display unit so that its needle is rotated to a suitable position.
Danach läuft in Schritt 2005 ein Unterprogramm ab, das die von der digitalen Anzeigeeinheit angezeigte Geschwindig keit modifiziert, um jedweden erkennbaren Unterschied zu dem von der Analoganzeige angezeigten Wert zu eliminieren. In Schritt 2006 wird das Ergebnis des Hystereseunterprogramms entsprechend den in dem E2PROM aufgenommenen Daten kor rigiert und an den Digitalanzeigetreiberschaltkreis 17 aus gegeben.Thereafter, in step 2005, a subroutine is run which modifies the speed displayed by the digital display unit to eliminate any discernible difference from the value displayed by the analog display. In step 2006 , the result of the hysteresis subroutine is corrected in accordance with the data recorded in the E 2 PROM and output to the digital display driver circuit 17 .
Fig. 6 zeigt ein Beispiel des Hystereseunterprogramms. Wie gezeigt, ist der erste Schritt 2005-1 dieses Unterpro gramms derart, daß festgestellt wird, in welche Richtung sich die Geschwindigkeit ändert. Für den Fall, daß es keine Änderung gibt oder daß die Geschwindigkeit zunimmt, nimmt das Programm den Geschwindigkeitswert, der in Schritt 2003 bestimmt wurde, und veranlaßt die Zuführung desselben (korrigiert entsprechend den speziellen Charakteristiken der Analoganzeige) ohne Modifikation an den Treiberschaltkreis 17. Wenn auf der anderen Seite festgestellt wird, daß die Geschwindigkeit abnimmt, geht das Programm zu Schritt 2005-2, wo ein Unterprogramm einen Wert zu dem normalerweise an gezeigten Wert addiert. Dies hat das Einführen einer Hy sterese in die digitale Anzeigecharakteristik zur Folge und führt zu der Situation, in der die Änderung der digitalen Anzeige mit der der Analoganzeige übereinstimmt. Fig. 6 shows an example of the Hystereseunterprogramms. As shown, the first step 2005-1 of this subroutine is such that it is determined in which direction the speed is changing. In the event that there is no change or the speed increases, the program takes the speed value determined in step 2003 and causes it to be fed (corrected according to the specific characteristics of the analog display) to the driver circuit 17 without modification. On the other hand, if it is determined that the speed is decreasing, the program goes to step 2005-2 , where a subroutine adds a value to the value normally displayed. This results in the introduction of a hysteresis in the digital display characteristic and leads to the situation in which the change in the digital display matches that of the analog display.
Die verschiedenen Techniken, mittels derer die obige Pseudohysteresecharakteristik in das Digitalanzeigesystem eingeführt werden kann, ist für den Fachmann des Gebietes, zu dem die Erfindung gehört, klar. Zum Beispiel liegt es im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, Daten, die zur Hy steresecharakteristik der Analogeinheit gehören, in den E2PROM zu laden und die Daten in dem Unterprogramm bei Schritt 2005-2 auszulesen. Im Prinzip fällt jedes Verfahren, das der Digitalanzeige ermöglicht, den Betrieb der Analogan zeige zu emulieren, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.The various techniques by which the above pseudo-hysteresis characteristic can be introduced into the digital display system will be apparent to those skilled in the art to which the invention belongs. For example, it is within the scope of the present invention to load data belonging to the stereoscopic characteristic of the analog unit into the E 2 PROM and to read the data in the subroutine at step 2005-2 . In principle, any method that enables the digital display to emulate the operation of the analog display falls within the scope of the present invention.
Fig. 7 zeigt eine Kalibrierungsanordnung, durch die die Stellung des Zeigers oder der Nadel der Analoganzeigeeinheit automatisch beobachtet und die erforderlichen Dateneingaben zu den "Hoch"-, "Niedrig"- und "Festhalten"-Anschlüssen des Korrekturschaltkreises 19 geführt werden können. Insbeson dere ist eine Kamera 80, die geeignet ist, das Ziffernblatt der Analoganzeigeeinheit 16 zu erfassen, mit einem Bildspei cher 81, einem Mikroprozessor 82, der geeignet ist, die von der Kamera 80 aufgenommenen und im Bildspeicher 81 gespei cherten Bilddaten zu verarbeiten, und einem Meßgerätan triebsbereich 83 verbunden, der Regelungssignalen unterwor fen ist, die vom Mikrocomputer 82 erzeugt werden und der operativ derart mit der Analogeinheit verbunden ist, daß er möglicht wird, daß selektiv erzeugte Pseudosignale anstelle der Ausgabe eines tatsächlichen Fahrzeuggeschwin digkeitssensors daran angelegt werden. Ein zweiter Mikrocom puter 84 ist operativ mit dem ersten (82) verbunden und so angeordnet, daß er Ausgaben erzeugt, die an die drei An schlüsse (also die "Hoch"-, "Niedrig"- und "Festhalte"-An schlüsse) des Korrekturschaltkreises angelegt werden können. FIG. 7 shows a calibration arrangement by means of which the position of the pointer or the needle of the analog display unit can be automatically monitored and the required data entries can be made to the "high", "low" and "hold" terminals of the correction circuit 19 . In particular, a camera 80 , which is suitable for capturing the dial of the analog display unit 16 , with an image memory 81 , a microprocessor 82 , which is suitable for processing the image data recorded by the camera 80 and stored in the image memory 81 , and connected to a meter drive section 83 which is subject to control signals generated by the microcomputer 82 and which is operatively connected to the analog unit so as to enable selectively generated pseudo signals to be applied thereto instead of the output of an actual vehicle speed sensor. A second Mikrocom computer 84 is operatively connected to the first ( 82 ) and arranged to produce outputs that are connected to the three connections (ie the "high", "low" and "hold" connections) of the Correction circuit can be created.
Auch wenn es nicht gezeigt ist, ist klar, daß die Kamera eine Vorrichtung zum Ausgeben eines Abtaststrahls umfassen kann, der von der Ziffernfläche so reflektiert werden kann, daß er die Datenerfassung erleichtert.Even if it is not shown, it is clear that the camera comprise a device for outputting a scanning beam that can be reflected from the dial so that it facilitates data collection.
An dieser Stelle ist festzuhalten, daß der Korrekturein gabeschaltkreis 19 und die Schnittstelle 20 getrennt mit dem zweiten Mikrocomputer 84 angeordnet werden könnten, falls es erwünscht würde. Jedoch wurde in der Praxis herausgefunden, daß es praktisch ist, die letzteren beiden Elemente in den tatsächlich in dem Fahrzeug angeordneten Schaltkreis einzu fügen.At this point it should be noted that the correction input circuit 19 and the interface 20 could be arranged separately with the second microcomputer 84 if desired. However, it has been found in practice that it is practical to insert the latter two elements into the circuitry actually arranged in the vehicle.
Kurz gesagt ist die Anordnung derart, daß der Meßgeräteantriebsbereich 83 ein Geschwindigkeitssignal (z. B. 20 km/Std) an die Analoganzeigeeinheit abgibt und die von der Kamera 80 aufgenommenen Bilddaten verwendet, um die Stellung des Zeigers oder der Nadel zu bestimmen, um exakt die angezeigte Fahrzeuggeschwindigkeit festzustellen. Wenn zum Beispiel in Abhängigkeit von dem 20 km/Std-Signal die Analoganzeigeeinheit 16 tatsächlich 19,9 km/Std anzeigt, gibt der zweite Mikrocomputer ein Signal aus, das an den "Niedrig"-Anschluß des angelegt wird, der Daten erzeugt, die in dem E2PROM gespeichert werden, um anzugeben, daß, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1 ein 20 km/Std-Signal erzeugt, die Digitalanzeige veranlaßt werden soll, 19,9 km/Std anzuzeigen.In short, the arrangement is such that the meter drive section 83 outputs a speed signal (e.g., 20 km / h) to the analog display unit and uses the image data captured by the camera 80 to determine the position of the pointer or needle to accurately determine the displayed vehicle speed. For example, if, depending on the 20 km / h signal, the analog display unit 16 actually displays 19.9 km / h, the second microcomputer outputs a signal which is applied to the "low" terminal of the which generates data are stored in the E 2 PROM to indicate that when the vehicle speed sensor 1 generates a 20 km / h signal, the digital display should be caused to display 19.9 km / h.
Insbesondere ist die obige Technik derart, daß die Ka mera 80 so angeordnet ist, daß sie in der Lage ist, zwischen 15 verschiedenen Helligkeitspegeln und einer Mehrzahl von verschiedenen Farben zu unterscheiden. Wie in Fig. 5 ge zeigt, ist die Kamera 80 vor der Analoganzeigeeinheit 16 an geordnet und so eingestellt, daß sie ein Bild des Ziffern blattes erzeugt.In particular, the above technique is such that the camera 80 is arranged to be able to distinguish between 15 different brightness levels and a plurality of different colors. 5 shows ge in Fig. , The camera 80 is arranged in front of the analog display unit 16 and set so that it generates an image of the digits sheet.
Wie in Fig. 9 grob angedeutet, führt ein in dem Mikro computer 82 gespeichertes Programm zuerst durch, was als "Einstellschritt" bezeichnet werden soll, wobei der Ablauf eine x′- und eine y′-Achse auf dem von der Kamera aufgenom menen Bild so zeichnet, daß der sie durch den Mittelpunkt O′ des Kamerabildes gehen. Zwei konzentrische, kreisförmige Ab tastwege werden dann mit den Radien r1 und r2 erzeugt. Durch Abtasten entlang der beiden Wege, wobei die Analoganzeige einheit den Zeiger 16a in Stellung I eingestellt hat und dann den Zeiger nach Stellung II bewegt hat, kreuzt der Zei ger in Stellung I die beiden konzentrischen Abtastlinien an den Stellen (x′11, y′11) & (x′21, y′21) und in Stellung II an den Stellen (x′12, y′12) & (x′22, y′22). Durch Extrapola tion zweier Geraden durch die Punktepaare ist es möglich die Stellung zu verwenden, in der sich die beiden extrapo lierten Geraden (x0, y0) schneiden, um den tatsächlichen Mittelpunkt O des Ziffernblattes anzugeben.As roughly indicated in Fig. 9, a program stored in the microcomputer 82 first performs what is to be referred to as an "adjustment step", the sequence being an x'- and a y'-axis on the image taken by the camera so that they go through the center O 'of the camera image. Two concentric, circular scanning paths are then generated with the radii r1 and r2. By scanning along the two paths, the analog display unit has set the pointer 16 a in position I and then moved the pointer to position II, the pointer in position I crosses the two concentric scanning lines at the positions (x '11 , y ′ 11 ) & (x ′ 21 , y ′ 21 ) and in position II at positions (x ′ 12 , y ′ 12 ) & (x ′ 22 , y ′ 22 ). By extrapolating two straight lines through the pairs of points, it is possible to use the position in which the two extrapolated straight lines (x0, y0) intersect to indicate the actual center O of the dial.
Nach dem Festlegen des tatsächlichen Mittelpunkts, um den sich der Zeiger dreht, geht der Ablauf zur nächsten Stufe, in der der Abtastmittelpunkt zu dem neu festgelegten Punkt verschoben wird. Dies kompensiert jedwede laterale Ab weichung zwischen der Kamera und dem zu beobachtenden Zif fernblatt. After setting the actual center to the pointer rotates, the sequence goes to the next one Stage at which the center of the scan becomes the newly defined one Point is moved. This compensates for any lateral Ab deviation between the camera and the digit to be observed Fernblatt.
Die nächste Stufe betrifft das Messen der Winkel, zu denen der Zeiger bewegt wird, und der angezeigten Geschwin digkeiten. Dies umfaßt die Bestimmung des Winkels ϕ0 von der y-Achse (siehe Fig. 8) zur Mittellinie der Nullgeschwindig keitsmarkierung 16c. Dies umfaßt das Abtasten entlang eines Radius R, der so ausgewählt ist, daß er durch die Geschwindigkeitsmarkierungen und andere Markierungen geht, die in diesem Beispiel auf dem Ziffernblatt 16d in 2-3 mm Intervallen angeordnet sind. Wenn die Kamera eine Reflektion der in Fig. 7 gezeigten Art aufnimmt, wobei der Lumines zenzpegel 1 über einen die Breite einer Markierung gehenden Winkel über einen gegebenen Schwellwert (der entweder fest oder variabel sein kann) steigt, kann angenommen werden, daß eine Markierung gefunden wurde. Der Winkel ϕ0L, bei dem das Signal den Schwellwert übersteigt, und der Winkel ϕ0H, bei dem er unter denselben fällt, werden aufgenommen und gemit telt. Das führt zu einem Winkel ϕ0, der die Position des Mittelpunktes der gerade lokalisierten Markierung angibt. Dieser Winkel wird dann im Speicher als der Winkel einge setzt, der einer Nullgeschwindigkeitsanzeige entspricht. Um sicherzustellen, daß die Nullgeschwindigkeitsmarkierung si cher lokalisiert wird, ist es möglich eine Überprüfungsmarke an einer Stelle, wie der durch c/m gekennzeichneten anzu bringen (also außerhalb der Geschwindigkeitsmarkierungen auf einem Radius R+oe, der an einem vorgegebenen Winkel nach der Nullgeschwindigkeitsmarkierung (16c) gefunden werden soll). Da es nur eine dieser Bestätigungsmarkierungen außerhalb der Geschwindigkeitsmarkierungen gibt, kann, wenn die Nullgeschwindigkeitsmarkierung an einem vorgegebenen Winkel, der eine vorgegebene Gradzahl kleiner ist als die Bestäti gungsmarkierung cm, festgestellt wird, die korrekte Null punktfeststellung als durchgeführt betrachtet werden.The next stage involves measuring the angles at which the pointer is moved and the displayed speeds. This includes the determination of the angle ϕ0 from the y-axis (see FIG. 8) to the center line of the zero speed marking 16 c. This comprises scanning along a radius R which is selected so that it passes through the speed marks and other marks that are arranged, in this example on the dial 16 d in 2-3 mm intervals. When the camera picks up a reflection of the type shown in Figure 7, the luminescence level 1 rising above an angle across the width of a mark above a given threshold (which can be either fixed or variable), it can be assumed that a mark has been found has been. The angle ϕ0L at which the signal exceeds the threshold value and the angle ϕ0H at which it falls below the same are recorded and averaged. This leads to an angle ϕ0, which indicates the position of the center of the mark that has just been located. This angle is then set in memory as the angle that corresponds to a zero speed display. To ensure that the zero speed mark is safely located, it is possible to place a check mark at a location such as the one marked by c / m (i.e. outside the speed marks on a radius R + oe that is at a predetermined angle after the zero speed mark ( 16 c) should be found). Since there is only one of these confirmation marks outside of the speed marks, if the zero speed mark is determined at a predetermined angle that is a predetermined number of degrees smaller than the confirmation mark cm, the correct zero point determination can be regarded as having been carried out.
In diesem speziellen Fall ist eine zweite, spezielle Markierung Ps entlang derselben, sich radial erstreckenden Linie als die 80 km/Std-Markierung an einem Radius r ange bracht. Unter Verwendung des oben erwähnten Nullgeschwindig keitswinkels ϕ0 als Basis ist es möglich, den Winkel ϕs her zuleiten, der zwischen Φ0 und der speziellen Markierung Ps gebildet wird. Die gesamte Winkelverschiebung von Ps von der y-Achse wird daher ϕ0 + ϕs. Mit den obigen Daten ist es mög lich, die x- und y-Koordinaten der Ps-Markierung unter Ver wendung des folgenden Gleichungspaares herzuleiten:In this particular case, there is a second, special one Mark Ps along the same, radially extending Line marked as the 80 km / h mark at a radius r brings. Using the zero speed mentioned above as the basis, it is possible to derive the angle ϕs between Φ0 and the special marking Ps is formed. The total angular displacement of Ps from the y-axis therefore becomes ϕ0 + ϕs. With the above data it is possible Lich, the x and y coordinates of the Ps mark under Ver using the following pair of equations:
x = x0 - r sin ϕ (1)x = x0 - r sin ϕ (1)
y = y0 + r cos ϕ (2)y = y0 + r cos ϕ (2)
Es ist klar, daß diese Daten zusammen mit denen, die die Position der Zeigerachse angeben, die Korrektur jedweder Ro tationsabweichung zwischen der Kamera und dem Ziffernblatt ermöglicht.It is clear that this data, along with those that the Specify the position of the pointer axis, the correction of any Ro deviation between the camera and the dial enables.
Die nächste Phase des Ablaufs ist das Abtasten der Geschwindigkeitsmarkierungen 16c und das Bestimmen der Win kel, an denen sie angeordnet sind. Während es nicht notwen dig ist, die Positionen aller Markierungen zu bestimmen, ist es üblich (lediglich als Beispiel), die Positionen von einer oder mehreren der 0, 20, 40, 60 und 80 km/Std-Markierungen zu bestimmen. Die Unterscheidung von den anderen Markierun gen (z. B. 10, 30, 50 km/Std usw.) kann durch Versehen der ersteren Elemente mit einer Farbe, die von der der letzteren verschieden ist, erleichtert werden.The next phase of the process is the scanning of the speed markings 16 c and the determination of the angle at which they are arranged. While it is not necessary to determine the positions of all of the markers, it is common (for example only) to determine the positions of one or more of the 0, 20, 40, 60 and 80 km / h markers. Differentiation from the other markings (e.g. 10, 30, 50 km / h, etc.) can be facilitated by providing the former elements with a color different from that of the latter.
Die folgende Stufe ist das Anlegen von Pseudogeschwindigkeitssignalen an die Analoganzeigevorrich tung und das Messen des Winkels, um den der Zeiger gedreht ist. Wenn zum Beispiel 20 km/Std-, 40 km/Std-, 60 km/Std und 80 km/Std-Signale angelegt werden, ist es durch Abtasten auf dem Radius r möglich, die Mittellinie des Zeigers auf die gleiche Weise festzustellen, wie in Fig. 11 gezeigt. Es ist also durch Einstellen eines geeigneten Schwellwerts und Feststellen der Winkel, an denen das Kameraeingangssignal den Schwellwert übersteigt und darunter fällt, möglich, den Winkel zu bestimmen, an dem sich die Mittellinie des Zeigers befindet. In dem Fall, wo ein 60 km/Std-Signal angelegt wird, wird der von dem Zeiger eingenommene Winkel mit dem Winkel verglichen, an dem die Mitte der 60 km/Std-Marke festgestellt wurde. Durch Bestimmen der Zeit, während der das Signal über dem Schwellwert liegt, kann ein Impuls der in Fig. 12 gezeigten Art erzeugt werden und dazu verwendet werden, die Breite des Objekts, das das Signal erzeugt hat anzugeben. Der Unterschied in den beiden Winkeln (falls ei ner besteht) wird dann als Basis zum Feststellen verwendet, ob die von der digitalen Anzeigeanordnung angezeigte Ge schwindigkeit erhöht oder erniedrigt werden muß, um sie in Übereinstimmung mit der von der Analoganzeigeeinheit 16 an gezeigten zu bringen. The next stage is to apply pseudo-speed signals to the analog display and measure the angle through which the pointer is rotated. For example, when applying 20 km / h, 40 km / h, 60 km / h and 80 km / h signals, it is possible to scan the center line of the pointer in the same way as by scanning the radius r shown in Fig. 11. Thus, by setting a suitable threshold and determining the angles at which the camera input signal exceeds and falls below the threshold, it is possible to determine the angle at which the centerline of the pointer is. In the case where a 60 km / h signal is applied, the angle taken by the pointer is compared with the angle at which the center of the 60 km / h mark was found. By determining the time that the signal is above the threshold, a pulse of the type shown in FIG. 12 can be generated and used to indicate the width of the object that generated the signal. The difference in the two angles (if one exists) is then used as a basis for determining whether the speed indicated by the digital display device must be increased or decreased in order to bring it into line with that shown by the analog display unit 16 .
Um diesen Prozeß zu vereinfachen, kann eine Tabelle als Funktion der Winkeldifferenz und der Höhe der Digitalanzei geänderung, die in den E2PROM aufgenommen werden soll, in den zweiten Mikrocomputer 84 aufgenommen werden.To simplify this process, a table can be included in the second microcomputer 84 as a function of the angular difference and the height of the digital display to be included in the E 2 PROM.
Claims (7)
einen Sensor (1), der die Größe eines vorgegebenen Fahrzeugbetriebsparameters feststellt und ein diesen anzei gendes Signal ausgibt;
eine Digitalanzeigevorrichtung (18), die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, um ein digitales Bild auf die Windschutzscheibe des Fahrzeug zu projizieren;
eine Analoganzeigevorrichtung (16), die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, und einen Zeiger be sitzt, der selektiv Anzeigewerte auf einem Ziffernblatt an zeigen kann; und
eine Vorrichtung (13), die die Digitalanzeigevorrichtung veranlaßt, denselben Wert anzuzeigen, wie er von dem Zeiger der Analoganzeigevorrichtung angezeigt wird.1. Overhead display for a vehicle, characterized in that it comprises:
a sensor ( 1 ) which determines the size of a predetermined vehicle operating parameter and outputs a signal indicating this;
a digital display device ( 18 ) responsive to the signal output from the sensor to project a digital image onto the windshield of the vehicle;
an analog display device ( 16 ) responsive to the signal output from the sensor and having a pointer which can selectively display values on a dial; and
means ( 13 ) for causing the digital display device to display the same value as that indicated by the pointer of the analog display device.
eine Digitalanzeigevorrichtung (18), um ein digitales Bild auf die Windschutzscheibe des Fahrzeug zu projizieren;
eine Analoganzeigevorrichtung (16), die einen Zeiger be sitzt, der selektiv Anzeigewerte auf einem Ziffernblatt an zeigen kann, wobei die Analoganzeige ein Meßwerk des Kreuz spulentyps umfaßt, das eine Hysterese zeigt;
eine Vorrichtung (13) zum Einführen einer Hysteresecha rakteristik in die Digitalanzeigevorrichtung und zum Bewir ken, daß der auf dem angezeigten Digitalbild auf der Wind schutzscheibe angezeigte Wert mit dem Wert übereinstimmt, der von dem Zeiger der Analoganzeigevorrichtung angezeigt wird.2. Overhead display for a vehicle, characterized in that it comprises:
a digital display device ( 18 ) for projecting a digital image onto the windshield of the vehicle;
an analog display device ( 16 ) having a pointer which can selectively display values on a dial, the analog display comprising a cross coil type meter showing hysteresis;
means ( 13 ) for introducing a hysteresis characteristic into the digital display device and for causing the value displayed on the digital image on the windshield to match the value indicated by the pointer of the analog display device.
einen Sensor (1), der den Wert eines vorgegebenen Fahrzeugbetriebsparameters feststellt und ein diesen anzei gendes Signal ausgibt;
eine Digitalanzeigevorrichtung (18), die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, um ein digitales Bild auf die Windschutzscheibe des Fahrzeug zu projizieren;
eine Analoganzeigevorrichtung (16), die auf das von dem Sensor ausgegebene Signal reagiert, und einen Zeiger be sitzt, der selektiv Anzeigewerte auf einem Ziffernblatt an zeigen kann; und
eine Vorrichtung (13), die einen Speicher (21) umfaßt, in dem die Analoganzeige-Signalresponsecharakteristik ge speichert ist, um die Digitalanzeigevorrichtung zu veranlas sen, denselben Wert anzuzeigen, wie er von dem Zeiger der Analoganzeigevorrichtung angezeigt wird.3. Overhead display for a vehicle, characterized in that it comprises:
a sensor ( 1 ) which determines the value of a predetermined vehicle operating parameter and outputs a signal indicating this;
a digital display device ( 18 ) responsive to the signal output from the sensor to project a digital image onto the windshield of the vehicle;
an analog display device ( 16 ) responsive to the signal output from the sensor and having a pointer which can selectively display values on a dial; and
means ( 13 ) comprising a memory ( 21 ) in which the analog display signal response characteristic is stored to cause the digital display device to display the same value as indicated by the pointer of the analog display device.
einen Sensor (1);
eine Digitalanzeigevorrichtung (18);
eine Analoganzeigevorrichtung (16);
einen Wellenformschaltkreis (11), der operativ mit dem Sensor verbunden ist, um ein Impulszugsignal, das von dem Sensor ausgegeben wird, zu formen;
einen Regelungsschaltkreis (13), der mit dem Wellenform schaltkreis verbunden ist und der einen Speicher (21) ent hält, wobei der Regelungsschaltkreis so angeordnet ist, daß er Signale an die Digital- und Analoganzeigevorrichtungen ausgibt; und
einen Korrektureingabeschaltkreis (19), der mit dem Regelungsschaltkreis verbunden ist, wobei der Korrektur schaltkreis Eingabeanschlüsse besitzt, durch die Korrektur daten, die den Betrieb der Digitalanzeigevorrichtung so mo difizieren, daß sie mit den Betriebscharakteristiken der Analoganzeigevorrichtung übereinstimmt, zum Speicher des Regelungsschaltkreises übertragen werden können.4. overhead display for a vehicle, characterized in that it comprises:
a sensor ( 1 );
a digital display device ( 18 );
an analog display device ( 16 );
a waveform circuit ( 11 ) operatively connected to the sensor for shaping a pulse train signal output from the sensor;
a control circuit ( 13 ) which is connected to the waveform circuit and which holds a memory ( 21 ) ent, the control circuit being arranged to output signals to the digital and analog display devices; and
a correction input circuit ( 19 ) connected to the control circuit, the correction circuit having input terminals through which the correction data which modify the operation of the digital display device so as to match the operation characteristics of the analog display device can be transferred to the memory of the control circuit .
eine Kalibriervorrichtung (80-84) zum Anlegen von Signa len an die Eingangsanschlüsse des Korrektureingabeschalt kreises (19), wobei die Kalibriervorrichtung umfaßt:
eine Kamera (80) zum Beobachten der Analoganzeigevor richtung;
eine Vorrichtung (81) zum Bilden eines Bildes der Zif fernblattfläche der Analoganzeigevorrichtung;
eine Vorrichtung (82) zum Feststellen der Position der Achse, um die ein auf dem Ziffernblatt montierter Zeiger drehbar ist;
eine Vorrichtung (82) zum Einstellen des Abtastmittel punktes auf die Zeigerdrehachse und zum Abtasten des Zif fernblattes auf eine Weise, die ermöglicht, daß Dimensions daten zusammengestellt werden; und
eine Vorrichtung (84) zum Anlegen von Regelungssignalen an die Analoganzeigevorrichtung anstelle der Sensorausgabe und zum Bestimmen der Zeigerstellung auf dem Ziffernblatt.7. overhead display according to claim 4, characterized in that it further comprises:
a calibration device ( 80-84 ) for applying signals to the input terminals of the correction input circuit ( 19 ), the calibration device comprising:
a camera ( 80 ) for observing the analog display device;
means ( 81 ) for forming an image of the dial surface of the analog display device;
means ( 82 ) for determining the position of the axis about which a pointer mounted on the dial is rotatable;
means ( 82 ) for adjusting the center of the scan on the axis of rotation of the pointer and for scanning the dial in a manner which enables dimension data to be compiled; and
means ( 84 ) for applying control signals to the analog display device instead of the sensor output and for determining the pointer position on the dial.
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