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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige von Informationen in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Vorrichtungen zur Anzeige von Informationen in einem Fahrzeug sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Überragende Bedeutung haben dabei Anzeige-Instrumente, die in die Instrumententafel im Bereich der Fahrerposition in Fahrzeugen installiert sind und verkehrsrelevante Informationen wie beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit, einen Füllstand des Kraftstofftanks oder eine Rückmeldung einer Fahrrichtungsleuchte anzeigen. Spätestens mit dem Inbetriebsetzen eines Fahrzeugs, zum Beispiel durch Drehen des Zündschlüssels, müssen solche Informationen einem Fahrer zuverlässig zur Verfügung stehen.
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Üblicherweise werden die wichtigsten Informationen zum Fahrzeugzustand dem Fahrer in einer nach vorne gerichteten Blickrichtung in einem Kombi-Instrument zur Verfügung gestellt, das in die Instrumententafel integriert ist. Dieses liegt aus Sicht des Fahrers meist hinter dem Lenkrad. Der Lenkradkranz und die Speichen des Lenkrads sind dabei für eine möglichst freie Durchsicht auf das Kombiinstrument angepasst.
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Weiterhin stehen in Fahrzeugen heutzutage verschiedene Geräte zur Verfügung, die ebenfalls über Bedienanzeigen verfügen. Die darin angezeigten Informationen sind zwar zum Führen des Fahrzeugs nicht unmittelbar wichtig, sollen aber für einen Fahrer gut sichtbar und leicht bedienbar angeordnet sein, um den Fahrer möglichst wenig vom Fahrgeschehen abzulenken. Weil auch eine Bedienung durch Mitfahrer erwünscht ist, ist es gängig, solche Anzeigen und Bedienelemente zwischen Fahrer und Beifahrer in einer mittleren Position der Instrumententafel oder gar an der Mittelkonsole unterzubringen. Für bereits werkseitig eingebaute Geräte, wie beispielsweise Klimaanlage, Radio mit Verkehrsfunk, Unterhaltungsgeräte wie Kassetten oder CD-Player sowie Navigationsgeräte, zeigt in manchen Fahrzeugen eine sog. Zentralanzeige, ein einzelnes vergleichsweise großes Display in der Mitte der Instrumententafel, Informationen an.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine platzsparende, kostengünstige Vorrichtung zur Anzeige von Informationen in einem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Anzeige von Informationen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Anzeige von Informationen in einem Fahrzeug mit einem Zentraldisplay zur Anzeige von Multimediadaten und einer Elektronikeinheit zur Ansteuerung des Zentraldisplays und zur Versorgung des Zentraldisplays mit Bilddaten aus. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein weiteres Anzeigegerät vorgesehen ist, mit welchem Anzeigeaufgaben eines Kombiinstruments realisiert sind, dass das Zentraldisplay und das weitere Anzeigegerät Schaltungsmodule der Elektronikeinheit gemeinsam nutzen und dass die Vorrichtung einen Träger umfasst, an den die Elektronikeinheit, das Zentraldisplay und die weitere Anzeigeeinheit befestigt sind, wobei der Träger zur Anbringung der Vorrichtung an einer Instrumententafel vorgesehen ist.
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Eine Anbringung der Vorrichtung an der Instrumententafel kann in einem Einbau in die Instrumententafel bestehen. Der Träger kann beispielsweise in einer vorbereiteten Aufnahme in der Instrumententafel eingesetzt und fixiert sein. Die Anzeigeflächen der Zentralanzeige und/oder des weiteren Anzeigegeräts können z.B. nahezu eben oder bündig in die Oberfläche der Instrumententafel eingebettet sein. Ebenso kann eine Anbringung der Vorrichtung auf einer Instrumententafel z.B. an einer vorgegebenen Stelle vorgesehen sein, wobei die Vorrichtung z.B. aus der Instrumententafel teilweise herausragt oder gänzlich auf die Instrumententafel aufgesetzt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass die Zentralanzeige, das weitere Anzeigegerät und die Elektronikeinheit zusammen mit dem Träger eine kompakte Baugruppe bilden, die sich vergleichsweise schnell und einfach an einer Instrumententafel anbringen lässt. Die Elektronikeinheit umfasst vorzugsweise alle elektronischen Schaltungen zur Ansteuerung des Zentraldisplays sowie des weiteren Anzeigegeräts, um die Anzahl von Übertragungsleitungen, z.B. Kupferkabeln oder Lichtwellenleitern, für eine Verkabelung der Instrumententafel vorteilhaft zu verringern oder niedrig zu halten. Indem die Zentralanzeige und das weitere Anzeigegerät vollständig von der Elektronikeinheit angesteuert und mit Energie versorgt werden, können getrennte Stromversorgungsanschlüsse und gegebenenfalls auch getrennte Daten- und Signalanschlüsse für jede Anzeigeeinheit günstigerweise entfallen. Dies wiederum erleichtert die Verkabelung der Instrumententafel und beschleunigt einen Anschluss der Vorrichtung beispielsweise an ein Stromversorgungs- und/oder Datennetze eines Fahrzeugs. Sowohl ein Einbau als auch ein Ausbau der Vorrichtung, z.B. zu einer Reparatur oder einer Wartung, sind dadurch erleichtert.
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Indem das Zentraldisplay und das weitere Anzeigegerät Schaltungsmodule der Elektronikeinheit gemeinsam nutzen, kann beispielsweise eine Stromversorgungsschaltung zur Versorgung sowohl der Zentralanzeige, des weiteren Anzeigegeräts sowie z.B. von Hinterleuchtungseinheiten beider Anzeigeelemente ausgelegt sein. Dies bietet den Vorteil, dass sich elektronische Schaltungen der Elektronikeinheit vergleichsweise effizienter und mit geringerer Anzahl von Bauteilen herstellen lassen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Elektronik für das Zentraldisplay und das weitere Anzeigegerät auf einer einzigen Platine sitzt. Dadurch lassen sich Schaltungen der Elektronikeinheit auch im Hinblick auf Wirkungsgrad, Kühlung und elektromagnetischer Verträglichkeit vorteilhaft verbessern.
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Vorzugsweise umfasst die Zentralanzeige und/oder das weitere Anzeigegerät ein betätigbares, insbesondere berührungsempfindliches Anzeigeelement, die auch als Touch Screen bezeichnet werden. Weil dadurch Anzeigeelemente und Betätigungselemente gemeinsam in der Vorrichtung integrierbar sind, bietet eine solche Ausführung den Vorteil, dass der Verkabelungsaufwand in einer Instrumententafel vorteilhaft weiter verringert werden kann.
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In der Elektronikeinheit ist vorzugsweise ein Grafikkontroller vorgesehen, der Daten zur Anzeige am weiteren Anzeigegerät aufbereitet. Dadurch ist ein schneller Bildaufbau für digital und/oder analog bereitgestellte Daten möglich. Der Graphikcontroller kann beispielsweise einen in der Elektronikeinheit bereitgestellten Mikrocontroller von der Erzeugung vorgegebener Bilddaten, beispielsweise zur Darstellung eines Zeigers in verschiedenen gedrehten und/oder verschobenen Positionen, vorteilhaft entlasten. Weiterhin können Graphikcontroller eine automatische Kantenglättungsfunktion bereitstellen, wodurch geometrische Linien und Ränder an der weiteren Anzeige, die vorzugsweise ein LCD-Element umfasst, vergleichsweise schärfer, genauer und schneller darstellbar sind.
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Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das weitere Anzeigegerät ein frei programmierbares Kombiinstrument ist. Bei frei programmierbaren Kombiinstrumenten sind Information an einem elektronisch ansteuerbaren Anzeigeelement, z.B. einem LCD-Element, graphisch darstellbar. Dabei kann die graphische Darstellung beispielsweise stark an das Aussehen von mechanischen Anzeigeinstrumenten mit z.B. Zeigern und Skalen angelehnt sein. Mit dem freiprogrammierbaren Kombiinstrument kann einem Betrachter vorteilhaft zur Wahl gestellt sein, Informationen in Form graphischer Skalenanzeigen darzustellen und/oder sich Informationen in alphanumerischer Form anzeigen zu lassen. Dabei kann eine solche Auswahl sogar jeweils für einzelne Größen bereitgestellt sein. Zudem bietet ein frei programmierbares Kombiinstrument den Vorteil, dass einem Betrachter zur Auswahl gestellt sein kann, vorgegebene Größen, die nicht unbedingt laufend sichtbar sein müssen wie z.B. eine Uhrzeit oder eine Umgebungstemperatur, zeitweise auszublenden. Dadurch können während des Ausblendens einzelner Informationen beispielsweise andere Informationen vergrößert angezeigt werden.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Elektronikeinheit einen separaten Videoanschluss für das Zentraldisplay besitzt und dass das Zentraldisplay nur zur Anzeige von Inhalten, die über die separate Videoschnittstelle eingespeist werden, vorgesehen ist. Dadurch können Multimediainhalte für die Anzeige auf dem Zentraldisplay in einer Weise zur Verfügung gestellt werden, die sich vergleichsweise geringem Schaltungsaufwand für eine Ansteuerung des Zentraldisplays verwenden lassen. Insbesondere sind Videosignale vorteilhaft ohne Verarbeitung durch einen Graphikcontroller und damit unabhängig davon zur Ansteuerung des Zentraldisplays verwendbar. Ebenso ist es bevorzugt, dass das Zentraldisplay und die Elektronikeinheit dazu ausgebildet sind, Informationen am Zentraldisplay anzuzeigen, die die Elektronikeinheit über eine Schnittstelle zum Borddatennetz empfängt. Dadurch können vorteilhaft Betätigungen an Bedienelementen an z.B. entfernten Stellen, wie beispielsweise an einer Mittelkonsole oder an einer Armlehne an einer Fahrzeugtür zur Bestätigung angezeigt werden.
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Der Träger kann z.B. zwischen dem Zentraldisplay und dem weitere Anzeigegerät auf einer Seite und der Elektronikeinheit auf der anderen Seite angeordnet sein und z.B. über die angebrachten Teile hinausragende Mittel zur Befestigung an einer Instrumententafel aufweisen.
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Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass eine einzige Frontblende einen Rahmen für das Zentraldisplay und das weitere Anzeigegerät bildet, um darin das Zentraldisplay und das weitere Anzeigegerät geschützt und stabil unterzubringen.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine einzige rückseitige Abdeckung zur Anbringung am Träger vorgesehen ist. Dadurch können beispielsweise elektronische Bauteile oder zum Beispiel auch Kühlelemente, die an der Elektronikeinheit angebracht sind und rückseitig hinausragen, vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt werden. Insbesondere kann eine rückseitige Abdeckung zusammen mit einer Frontblende der Vorrichtung ein geschlossenes Erscheinungsbild geben, das sich einfacher an die Gestaltung eines Fahrzeuginnenraums und insbesondere der Instrumententafel anpassen lässt. Dadurch ist die Vorrichtung als geschlossenes Anzeigesystem, das auf eine Instrumententafel aufragend montierbar ist, herstellbar.
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Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass der Träger ein einziges Abschirmelement besitzt, das die Ansteuerelektronik für das Zentraldisplay und das weitere Anzeigegerät abschirmt. Damit kann auf einfache Weise eine gemeinsame Abschirmung für das Zentraldisplay und das weitere Display erzielt werden.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend mit Hilfe der Zeichnungen in Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
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1a perspektivische Explosionsansicht eines Displays nach dem Stand der Technik,
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1b Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Displays mit zwei Anzeigeelementen;
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2 Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Doppeldisplays,
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3 schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Doppeldisplays.
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Die 1a zeigt ein Zentraldisplay 10 nach dem Stand der Technik. Ein LCD-Element 3 mit integrierter Hinterleuchtungseinheit (nicht gezeigt) ist an einer Seite eines flachen, rechteckigen Trägerelements 5 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Trägerelements 5 ist eine Platine 2 einer Displayansteuerung angebracht. Zusammen mit einer Abschirmbox 8 sind die Teile 2, 3, 5 des Zentraldisplays 10 von einer Frontblende 6 und einem Abdeckelement 7 an der Rückseite des Zentraldisplays 10 umgeben. Displays mit einem abgeschlossenen Gehäuse werden bisher vor allem für Zentraldisplays verwendet, die zur Anzeige von Navigationsinformationen vorgesehen sind.
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In 1b ist ein erfindungsgemäßes Doppeldisplay 1 gezeigt. Dabei sind eine Frontblende 6, eine rückseitige Abdeckung 7 und ein mittleres Trägerelement 5 hinreichend breit ausgelegt, dass zwei LCD-Elemente 3 und 4 nebeneinander angeordnet in den Träger 5, 6, 7 passen. Weil ein Teil von Schaltungskomponenten auf einer Elektronikplatine 2 für den Betrieb der beiden LCD-Elemente 3, 4 nutzbar ist, nimmt die Elektronikplatine 2 des Doppeldisplays 1 nur vergleichsweise wenig mehr Fläche ein als die Elektronikplatine 2 des Zentraldisplays 10 in 1a.
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Die 2 zeigt als schematisches Blockschaubild den Aufbau einer Elektronikeinheit 2 für ein erfindungsgemäßes Doppeldisplay 1. Dabei ist ein erstes LCD-Element 3 als frei programmierbares Kombiinstrument (FPK) und ein zweites LCD-Element 4 als Zentraldisplay vorgesehen. Ein freiprogrammierbares Kombiinstrument ist im Wesentlichen dazu vorgesehen, einen Fahrer über den Betriebszustand eines Fahrzeugs auf dem Laufenden zu halten. Eine freie Programmierbarkeit eines Kombiinstruments ermöglicht dabei, grundsätzlich verschiedene Darstellungen von Informationen wählbar bereitzustellen. Sie bietet zudem eine Möglichkeit, nachträglich Korrekturen, Änderungen und Erweiterungen an den Anzeigefähigkeiten beispielsweise durch Umprogrammieren eines remanenten Firmware-Speichers vorzunehmen. Fahrzeugzustandsinformation können ggf. auch auf dem Zentraldisplay am LCD-Element 3 dargestellt werden. Die hauptsächliche Aufgabe von Zentraldisplays besteht jedoch darin, Information, die für ein Führen eines Fahrzeugs und eine akute Verkehrssituation nicht oder nur wenig bedeutend sind, wie z.B. eine aktuelle Sendereinstellung an einem Radio, eine Karte des gerade befahrenen Ortes oder einen Titel, den ein CD-Spieler gerade abspielt, anzuzeigen.
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Beide LCD-Elemente 3, 4 sind an ein gemeinsames Stromversorgungsmodul 30 zur Energieversorgung der LCD-Elemente und ihrer Hinterleuchtungseinheiten (nicht dargestellt) angeschlossen, so dass insbesondere leistungselektronische Bauteile und ggf. benötigte Kühlelemente eingespart werden können. Weil nur ein Stromversorgungsmodul 30 für beide LCD-Elemente 3, 4 nötig ist, lässt es sich zudem gegebenenfalls bereits in die Bordnetzeingangsbeschaltung 21 integrieren, die über einen Fahrzeugstecker 20 an ein Bordstromnetz eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Durch eine solche Integration ist vorteilhaft eine weitere Einsparung von Bauteilen und Kühlelementen erreichbar.
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Jedes LCD-Element verfügt über ein eigenes Anzeigesteuerungsmodul 31a und 31b. Dadurch sind die LCD-Elemente 3, 4 zusammen mit ihren Hinterleuchtungseinheiten unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar. Auch die Helligkeit ist dadurch an jedem LCD-Element unabhängig einstellbar.
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Für eine digitale und/oder analoge Ansteuerung der beiden LCD-Elemente 3, 4 ist eine gemeinsame Displayansteuerung 29 bestimmt. Dadurch ist es beispielsweise möglich für eine Ansteuerung der beiden LCD-Elemente 3, 4 einen gemeinsamen Oszillator (nicht gezeigt) zu verwenden. Die Displayansteuerung 29 ist zum einen mit einem Graphikcontroller 26 und zum anderen mit einer Videoschnittstelle 28b verbunden. Dadurch sind beide LCD-Elemente 3, 4 über ein gemeinsames elektronisches Bauteil platzsparend ansteuerbar. Die separate Videoschnittstelle 28b bietet dabei den Vorteil, dass das LCD-Element 4 auch dann zur Anzeige von z.B. Multimediainhalten verwendbar ist, wenn beispielsweise bei abgeschaltetem Motor eines parkenden Fahrzeugs der Graphikcontroller 26 nicht mehr aktiv ist.
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Die Displayansteuerung 29 kann beispielsweise mittels eines programmierbaren Logikbausteins, insbesondere eines FPGAs (field programmable gate array) ausgeführt sein. Dadurch lassen sich, im Gegensatz zu zwei getrennten Ansteuerungsbausteinen, zusätzliche Funktionen realisieren wie beispielsweise, dass ein Ausschnitt für eines der LCD-Elemente 3, 4 in einem Ausschnitt des jeweils anderen eingeblendet werden kann. Ein programmierbarer Logikbaustein kann außerdem auch die Verarbeitungslogik für z.B. ein berührungserfassendes LCD-Element aufnehmen. Zudem kann z.B. eine freie Programmierbarkeit der Anzeige für das FPK am LCD-Element 3 teilweise durch die Realisierung der Displayansteuerung 29 mit einem programmierbaren Logikbaustein bereitgestellt sein.
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Die freie Programmierbarkeit des FPK wird auch dadurch unterstützt, dass die Elektronikeinheit 2 einen Mikrocontroller 24 mit einem Speicher 25 aufweist. Dabei ist ein Teil des Speichers 25 nichtflüchtig, so dass gespeicherte Daten auch ohne Stromversorgung erhalten bleiben. Eine wesentliche Aufgabe des Mikrocontrollers 24 besteht darin, vorgegebene Fahrzeugzustandsinformationen für eine Anzeige aufzubereiten und über den Graphikcontroller 26 zur Anzeige insbesondere auf dem LCD-Element 3 aufzubereiten. Die Fahrzeugzustandsinformationen empfängt der Mikrocontroller 24 als Digitaldaten über eine Kommunikationsschnittstelle 22, die über den Fahrzeugstecker 20 mit einem Borddatennetz (nicht gezeigt), beispielsweise ein CAN-Bussystem, verbunden ist.
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Das vom Mikrocontroller zu verarbeitende Steuerungsprogramm kann beispielsweise vorsehen, dass der Graphikcontroller in einen Ausschnitt des LCD-Elements 3 ein Bild einer z.B. Kamera (nicht gezeigt) anzeigt, die beispielsweise an einem Fahrzeug zur Überwachung einer Umgebung eines Fahrzeughecks beim Rückwärtsfahren vorgesehen ist. Der Graphikcontroller kann dazu mit einer separaten Videoschnittstelle 28a verbunden sein, um die Videosignale derart zu verarbeiten, dass sie als Bilddaten an die Displaysteuerung 29 weitergesendet werden können.
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Durch die Unterbringung aller elektronischen Schaltungen zum Betrieb der beiden LCD-Elemente 3, 4 kann auf eine doppelte Bereitstellung verschiedener Baugruppen, die für zwei getrennte Anzeigen erforderlich wäre, verzichtet werden. Hierbei kann erheblich Platz eingespart werden, weil sich die Verkabelung der Instrumententafel vereinfacht und weil durch Wegfallen von beispielsweise Verbindungselementen wie z.B. Steckern und Buchsen oder Kühlelementen zusätzliches Volumen verfügbar ist. Eine Unterbringung der Elektronikeinheit 2 auf einer Platine erleichtert den Entwurf der Schaltung im Hinblick auf elektromagnetische Verträglichkeit der Elektronikeinheit 2, so dass die Elektronikeinheit weniger anfällig für elektromagnetische Störungen ist und selbst eine geringere Störabstrahlung aufweist. Zudem beschränkt die Anordnung der Elektronikeinheit auf eine Platine den Platzbedarf derart, dass sich elektromagnetische Abschirmelemente (nicht gezeigt) für die Elektronikeinheit 2 einfacher gestalten lassen.
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Die 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Doppeldisplay 1 in einem Ausschnitt eines Fahrzeuginnenraums, von dem z.B. ein Fahrzeugdach 18 mit Blendschutzvisieren 19, eine Windschutzscheibe 17, eine Instrumententafel 15 und eine Mittelkonsole 16 mit Gangschaltungshebel 12 gezeigt sind.
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Das Doppeldisplay 1 weist auf einer Fahrerseite ein LCD-Element 3 als freiprogrammierbares Kombiinstrument auf, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung eines Lenkrads an der Fahrerseite verzichtet wurde. Auf einer linken Beifahrerseite stellt das Doppeldisplay 1 ein zweites LCD-Element als Zentraldisplay zur Verfügung. Beide Displays sind in einen Träger 9 integriert. Der Träger 9 umfasst einen Sockelfuß 11, mit dem der Träger 9 auf die Instrumententafel 15 montiert ist. Der Sockelfuß 11 ist vorzugsweise hohl, um damit vorteilhaft geschützt Kabel für eine Stromversorgung, für einen Borddatennetzanschluss sowie für z.B. einen Audio- und Videoanschluss an eine im Träger 9 hinter den LCD-Elementen 3, 4 integrierte Elektronikeinheit heranführen zu können.
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Der Sockelfuß 11 des Trägers 9 umfasst vorzugsweise ein Gelenk (nicht gezeigt) und/oder eine Führung, mit dem sich vorteilhaft die Lage insbesondere des LCD-Elements 3 z.B. an eine Sitzposition eines Fahrers anpassen lässt. Weiterhin ist es bevorzugt, dass im Träger 9 ein Gelenk (nicht gezeigt) vorhanden ist, mit dem sich das LCD-Element 4 bezüglich des LCD-Elements 3 schwenken lässt. Dadurch kann das LCD-Element 4 beispielsweise für eine bessere Erkennung einer Anzeige auf dem LCD-Element 4 zeitweise in eine Blickrichtung eines Fahrers geschwenkt werden. Wenn das LCD-Element 4 des Zentraldisplays als betätigbares, z.B. berührungsempfindliches Anzeigegerät ausgeführt ist, bietet die Schwenkbarkeit zusätzlich den Vorteil einer leichteren Bedienbarkeit für einen Fahrer.