DE102007010381B4

DE102007010381B4 - Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007010381B4
Application number: DE102007010381.8A
Authority: DE
Inventors: Tobias Schumm; Bernhard Senner; Christian Wall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-03-03
Filing date: 2007-03-03
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2027-03-04
Also published as: DE102007010381A1

Abstract

Head-Up-Display (6) für ein Kraftfahrzeug (1) zur Montage im Bereich des Armaturenbretts (2) hinter einem Kombiinstrument (3), umfassend ein Gehäuse (9) mit darin oder daran angeordneten Funktionskomponenten, wobei das Gehäuse (9) aus wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Gehäuseteilen (10, 11) besteht, so dass es in zwei kleinformatige Teile zerlegbar ist, und das Gehäuse (9) ein oberes Gehäuseteil (11), an oder in dem eine oder mehrere Funktionskomponenten angeordnet sind, und ein unteres Gehäuseteil (10), an oder in dem mehrere Funktionskomponenten angeordnet sind, aufweist, wobei am oberen Rand des oberen Gehäuseteils (11) als Funktionskomponente eine das Head-Up-Display (6) in der Montagestellung nach oben hin abschließende Abdeckscheibe (16) angeordnet ist, und am unteren Gehäuseteil (10) als Funktionskomponenten eine Spiegeloptik (12) und eine Steuerungselektronik (15) angeordnet sind, wobei die Spiegeloptik (12) wenigstens einen Spiegel (13, 14) umfasst, wobei ein Spiegel (13) innerhalb des unteren Gehäuseteils (10) verschwenkbar angeordnet ist, wobei der Spiegel (13) von einer Funktionsstellung, die er einnimmt, wenn das Head-Up-Display (6) funktionsbereit ist und Bilder projizieren kann, in eine zweite Stellung verschwenkbar ist, in welcher er als Abdeckung des unteren Gehäuseteils (10) dient und die darin befindlichen Funktionskomponenten während des Transports und Einbaus schützt, und zur lösbaren Befestigung der beiden Gehäuseteile (10, 11) aneinander Steck-Rast-Verbindungen über Zapfen, die in entsprechende Rastaufnahmen eingreifen, oder Verbindungsschrauben vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug zur Montage im Bereich des Armaturenbretts hinter einem Kombiinstrument, umfassend ein Gehäuse mit darin oder daran angeordneten Funktionskomponenten.
Ein Head-Up-Display ermöglicht es, dem Fahrer Informationen in Form eines virtuellen Bildes auf die Windschutzscheibe zu projizieren. Ein Head-Up-Display ist üblicherweise im Bereich des Armaturenbretts hinter einem Kombiinstrument, das der Anzeige einer Vielzahl unterschiedlicher Informationen (Geschwindigkeit, Drehzahl, Blinkertätigkeit, etc.) dient, angeordnet und befindet sich nahe an und unterhalb der Frontscheibe. Das Head-Up-Display umfasst ein Gehäuse, in dem diverse Funktionskomponenten vorgesehen sind, so üblicherweise eine Spiegeloptik und eine Steuerungselektronik, die den Betrieb des Displays bzw. die Bilderzeugung und -wiedergabe steuert.
Da das Head-Up-Display in einem Bereich zwischen dem Kombiinstrument, der Fahrzeugstirnwand, die die Fahrgastzelle begrenzt, und der Windschutzscheibe zu verbauen ist, ist zwangsläufig relativ wenig Bauraum vorhanden, in den das Display eingesetzt werden kann. Nachdem die virtuelle Bildgröße und der Betrachtungsabstand direkt in die Größe des Displaygehäuses und damit des benötigten Platzbedarfs des Head-Up-Displays eingehen, und nachdem grundsätzlich eine relativ große Projektionsfläche gewünscht wird, um möglichst viele Informationen in hinreichend deutlich erfassbarer Weise projizieren zu können, ergeben sich zwangsläufig Schwierigkeiten hinsichtlich der Auslegung der Gehäusegröße im Hinblick auf die gewünschten Darstellungseigenschaften und den tatsächlich vorhandenen Bauraum. Infolge der Gehäusegröße ist es bisher erforderlich, das Head-Up-Display entweder unmittelbar zusammen mit dem Einbau der kompletten Schalttafel vorzunehmen, im Falle einer Nachrüstung ist es erforderlich, die gesamte Schalttafel auszubauen, um dann zunächst das Head-Up-Display zu integrieren, wonach der erneute Schalttafeleinbau erforderlich ist.
US 2006/0077497 A1 offenbart ein Head-Up-Display, bei welchem ein Teil eines Gehäuses drehbar ausgestaltet ist. In dem drehbaren Gehäuseteil ist ein Spiegel angeordnet, der eine Anzeigevorrichtung bildet.
DE 103 46 884 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit einem Gehäuse, einem Rahmen, einem Verbindungselement und einer Abdeckung. Aufgrund des Verbindungselements ist der Abstand zwischen einer Linse und der Anzeigevorrichtung variierbar.
DE 43 19 904 A1 offenbart ein Warngerät zum Anzeigen einer Information in einem Vehikel. Dem Warngerät ist eine Anzeige zugehörig, deren Information in eine Windschutzscheibe eingespiegelt werden.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Head-Up-Display anzugeben, das in einfacherer Weise montiert werden kann.
Zur Lösung des Problems ist ein Head-Up-Display gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Das erfindungsgemäße Head-Up-Display ist damit modular aufgebaut und besteht aus wenigstens zwei separaten Gehäuseteilen, in die das zusammengesetzte Gehäuse zerlegt werden kann. Diese Gehäuseteile sind zwangsläufig kleiner als das Gehäuse in seiner Gesamtheit. Hierdurch ist es möglich, das Head-Up-Display beispielsweise durch die Einbauöffnung des Kombiinstruments im Armaturenbrett, also der Schalttafel, ein- und auszubauen, indem lediglich die beiden kleinformatigeren Gehäuseteile durch die Einbauöffnung des Kombiinstruments in den Bauraum gebracht werden, wo sie dann unter Bildung des Gehäuses zusammengesetzt werden. Es ist also nicht mehr erforderlich, beispielsweise das gesamte Armaturenbrett ausbauen zu müssen, um das Display einzusetzen, der gesamte Aufwand für den Ein- und Ausbau ist damit deutlich verringert, die Montage vereinfacht.
Diese Aufteilung des Displaygehäuses in zwei Teile bietet sich insbesondere deshalb an, da das Displaygehäuse bedingt durch den technischen Aufbau sehr viel Freiraum innerhalb des Gehäuses aufweist. Dieser Freiraum ist zwar für die Funktion des Head-Up-Displays notwendig, er wird jedoch nicht für die Lagerung, den Transport und den Verbau benötigt. Das heißt, die Gehäuseteilung ist auch im Hinblick auf die verbauten Funktionskomponenten ohne weiteres bewerkstelligbar.
Das erfindungsgemäße Head-Up-Display weist ein oberes Gehäuseteil auf, an oder in dem eine oder mehrere Funktionskomponenten angeordnet sind, sowie ein unteres Gehäuseteil, an oder in dem eine oder mehrere weitere Funktionskomponenten angeordnet sind. Am oberen Gehäuseteil ist als Funktionskomponente eine das Head-Up-Display in der Montagestellung zur Fahrzeugscheibe hin abschließende Abdeckscheibe angeordnet, während am unteren Gehäuseteil als Funktionskomponenten eine Spiegeloptik und eine Steuerungselektronik vorgesehen ist. Die Abdeckscheibe schließt das Gehäuse nach oben zur Windschutzscheibe hin ab und schützt das Display vor unerwünschten Reflexionen und Staub. Üblicherweise ist diese Abdeckscheibe individuell an die Windschutzscheibe und den Fahrzeugtyp angepasst, während die Spiegeloptik und die Steuerelektronik grundsätzlich als Standardbauteile ausgeführt sein können und, anders als die Abdeckscheibe, vom Fahrer aus nicht zu sehen sind.
Die Spiegeloptik umfasst einen oder mehrere Spiegel, wobei der eine Spiegel oder wenigstens ein Spiegel beweglich, insbesondere verschwenkbar, angeordnet ist. Diese Spiegeloptik oder Spiegelanordnung ist wie beschrieben am unteren Gehäuseteil angeordnet. Die bewegliche Anordnung eines Spiegels ermöglicht es nun, diesen von seiner Funktionsstellung, die er einnimmt, wenn das Head-Up-Display funktionsbereit ist und Bilder projizieren kann, in eine zweite Stellung zu bewegen, in der er beispielsweise als eine Art oberseitiger Gehäuseteilabschluss z. B. den anderen Spiegel und die Elektronik überdeckt. Er dient dann also als Abdeckung des Display-Unterteils und schützt die darin befindlichen Funktionskomponenten während des Transports und des Einbaus. Nach Einbau kann er ohne weiteres in die Funktionsstellung bewegt werden. Selbstverständlich ist der Spiegel an einem entsprechenden Halteteil, beispielsweise einer Kunststoffplatte oder dergleichen, angeordnet, über die er beweglich gelagert ist.
Wie beschrieben ist die Abdeckscheibe typenindividualisiert, das heißt, sie ist individuell an die Windschutzscheibe des jeweiligen Kraftfahrzeugtyps, in dem das Display verbaut werden soll, angepasst. Die Spiegeloptik hingegen wie auch die Steuerungselektronik ist – abgesehen davon, dass die Steuerungselektronik gegebenenfalls typenspezifisch unterschiedlich zu programmieren ist – hardwaremäßig aber standardisierbar. Hieraus resultiert eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung, wonach das untere Gehäuseteil nebst Spiegeloptik und Steuerungselektronik als standardisiertes Bauteil ausgeführt ist, während das obere Gehäuseteil mit der Abdeckscheibe ein für den jeweiligen Typ des Kraftfahrzeugs, in das das Head-Up-Display verbaut werden soll, individualisiertes Bauteil ist. Das Gehäuse besteht also aus einem unteren standardisierten Grund- oder Basisteil, auf das das individualisierte obere zweite Gehäuseteil aufgesetzt wird. Zur Befestigung der beiden Gehäuseteile aneinander sind Steck-Rast-Verbindungen über Zapfen, die in entsprechende Rastaufnahmen eingreifen, vorgesehen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Head-Up-Displays, das an einem Armaturenbrett verbaut ist,
2 die Anordnung aus 1 mit für einen Ausbau geöffnetem Displaygehäuse, und
3 die Anordnung aus 2 zur Entnahme des Head-Up-Displays.
1 zeigt einen Teil eines Kraftfahrzeugs 1 in einer Schnittansicht durch das Armaturenbrett 2 (Schalttafel), an dem ein Kombiinstrument 3, enthaltend beispielsweise Geschwindigkeits- und Drehzahlmesser sowie diverse Anzeigen und Informationsdisplays, verbaut ist. In bekannter Weise weist das Armaturenbrett im Bereich oberhalb des Kombiinstruments 3 eine Hutze 4 auf. Übergriffen wird das Armaturenbrett von der Windschutzscheibe 5. Weiterhin ist ein am Armaturenbrett 2 im Bereich hinter dem Kombiinstrument 3 bzw. der Hutze 4 verbautes Head-Up-Display 6 gezeigt, das in einem Aufnahmeraum 7 angeordnet ist, der nach vorne zur Vorderseite hin wie beschrieben vom Kombiinstrument 3 und der Hutze 4 begrenzt ist, in der anderen Richtung durch eine Trennwand 8 der Fahrgastzelle und ansonsten vom Armaturenbrettbauteil selbst. Das Head-Up-Display 6 weist ein Gehäuse 9 auf, das aus zwei Gehäuseteilen 10, 11 besteht, die lösbar miteinander verbunden sind. Im unteren Gehäuseteil 10 ist eine Spiegelanordnung oder Spiegeloptik 12, umfassend zwei Spiegel 13, 14 sowie eine Steuerelektronik 15, als Funktionskomponenten des Head-Up-Displays 6 angeordnet. Am oberen Gehäuseteil 11 ist als Funktionskomponente eine Abdeckscheibe 16 angeordnet, die das Head-Up-Display 6 nach oben hin abschließt und benachbart zur Windschutzscheibe 5 angeordnet ist. Bei dem unteren Gehäuseteil 10 handelt es sich um ein standardisiertes Bauteil, wie auch die Spiegeloptik 12 sowie die Steuerelektronik 15 standardisierte Bauteile sind. Das heißt, dieses untere Gehäuseteil 10 kann als Basisbaugruppe für Head-Up-Displays 6 für beliebige Fahrzeugtypen verwendet werden. Demgegenüber ist das obere Gehäuseteil 11 mit der Abdeckscheibe 16 ein individualisiertes, also für jeden Fahrzeugtyp individuell ausgelegtes Bauteil, nachdem primär die Abdeckscheibe 16 dem Fahrzeugtyp bzw. den Abbildungsmöglichkeiten eines virtuellen Bildes an der Windschutzscheibe 5 angepasst ist. Das heißt, die Abdeckscheibe 16 ist letztlich scheibenindividuell ausgelegt, was sich mitunter auch auf die Größe und Geometrie des oberen Gehäuseteils 11 auswirken kann.
Wie beschrieben sind beide Gehäuseteile 10, 11 lösbar miteinander verbunden, wozu entsprechende, hier nicht näher gezeigte Befestigungsmittel vorgesehen sind, beispielsweise in Form von Rastzapfen am einen Gehäuseteil, die in entsprechende Rastaufnahmen im anderen Gehäuseteil eingreifen.
Soll nun das Head-Up-Display 6 ausgebaut werden – Gleiches gilt natürlich für ein Einbau –, so ist es nicht erforderlich, das gesamte Armaturenbrett 2 zu demontieren, um das Head-Up-Display 6, das wie 1 zeigt, ersichtlich aufgrund seiner Größe nicht bei verbautem Armaturenbrett 2 ein- oder ausgebaut werden kann, aus- oder einzubauen. Vielmehr ist es hier ohne weiteres möglich, das Head-Up-Display 6 über die gegebenen, zum Bauraum 7 führenden Öffnungen ein- oder auszubauen. Wie 2 zeigt, wird das Kombiinstrument 3 demontiert, also aus seiner Einbauöffnung 17 genommen, während das Armaturenbrett 2 bzw. der entsprechende Baukörper nicht gelöst wird. Das Head-Up-Display 6 selbst wird zerlegt, indem das obere Gehäuseteil 11 vom unteren Gehäuseteil 10 gelöst wird. Nach dem Lösen beider Gehäuseteile 10, 11 kann nun, nachdem das Kombiinstrument 3 entfernt wurde, das untere Gehäuseteil 10 durch die Einbauöffnung 17 des Kombigeräts 3 ausgebaut werden, während das obere Gehäuseteil 6, wie in 3 gezeigt ist, über den gegebenen Freiraum zwischen der Oberseite der Nutze 4 und der Windschutzscheibe 5 entnommen wird.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der Spiegel 13 der Spiegeloptik 12 beweglich, hier bevorzugt verschwenkbar gelagert. Er kann aus der in 1 gezeigten Funktionsstellung in eine zweite Stellung, wie in den 2 und 3 gezeigt, verschwenkt werden. In dieser liegt er oberhalb der Steuerelektronik 15, deckt diese also ab und schützt diese. Je nach Ausgestaltung und Größe des Spiegels 13 kann er auch in eine andere, beispielsweise horizontale Stellung gebracht werden, in der er die Steuerelektronik 15 sowie den zweiten Spiegel 14 überdeckt. Hierdurch wird ein gewisser Schutz während des Transports und der Montage gewährleistet. Der Spiegel 13 ist hierzu beispielsweise an einer geeigneten Halteplatte befestigt, die wiederum schwenkbar an dem unteren Gehäuseteil 10, das wie auch das obere Gehäuseteil 11 bevorzugt aus Kunststoff ist, gelagert ist. Die Verschwenkung kann gegebenenfalls auch über einen von außerhalb des Gehäuses 9 betätigbaren Hebel bewirkt werden. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, den zweiten Spiegel 14 entsprechend beweglich, vorzugsweise verschwenkbar, zu lagern, beispielsweise könnte er nach links geschwenkt werden, so dass sich beide Spiegel 13, 14 in der verschwenkten Stellung ergänzen und das Innere des unteren Gehäuseteils 10 weitgehend schließen.
So einfach wie die Demontage gestaltet sich zwangsläufig auch die Montage, im Rahmen welcher zunächst das Gehäuse 9 in die beiden Gehäuseteile 10, 11 zerlegt wird, wonach nach Demontage des Kombiinstruments 3 das untere Gehäuseteil 10 eingesetzt und in den Bauraum 7 verbracht wird, wonach von oben her das obere Gehäuseteil 11 eingesetzt und mit dem unteren Gehäuseteil 10 verbunden wird. Selbstverständlich wird das Head-Up-Display 6 in der Montagestellung noch entsprechend fixiert, beispielsweise durch geeignete Befestigungsschrauben oder Klemmen etc.

Claims

Head-Up-Display (6) für ein Kraftfahrzeug (1) zur Montage im Bereich des Armaturenbretts (2) hinter einem Kombiinstrument (3), umfassend ein Gehäuse (9) mit darin oder daran angeordneten Funktionskomponenten, wobei das Gehäuse (9) aus wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Gehäuseteilen (10, 11) besteht, so dass es in zwei kleinformatige Teile zerlegbar ist, und das Gehäuse (9) ein oberes Gehäuseteil (11), an oder in dem eine oder mehrere Funktionskomponenten angeordnet sind, und ein unteres Gehäuseteil (10), an oder in dem mehrere Funktionskomponenten angeordnet sind, aufweist, wobei am oberen Rand des oberen Gehäuseteils (11) als Funktionskomponente eine das Head-Up-Display (6) in der Montagestellung nach oben hin abschließende Abdeckscheibe (16) angeordnet ist, und am unteren Gehäuseteil (10) als Funktionskomponenten eine Spiegeloptik (12) und eine Steuerungselektronik (15) angeordnet sind, wobei die Spiegeloptik (12) wenigstens einen Spiegel (13, 14) umfasst, wobei ein Spiegel (13) innerhalb des unteren Gehäuseteils (10) verschwenkbar angeordnet ist, wobei der Spiegel (13) von einer Funktionsstellung, die er einnimmt, wenn das Head-Up-Display (6) funktionsbereit ist und Bilder projizieren kann, in eine zweite Stellung verschwenkbar ist, in welcher er als Abdeckung des unteren Gehäuseteils (10) dient und die darin befindlichen Funktionskomponenten während des Transports und Einbaus schützt, und zur lösbaren Befestigung der beiden Gehäuseteile (10, 11) aneinander Steck-Rast-Verbindungen über Zapfen, die in entsprechende Rastaufnahmen eingreifen, oder Verbindungsschrauben vorgesehen sind.
Head-Up-Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Gehäuseteil (10) nebst Spiegeloptik (12) und Steuerungselektronik (15) ein standardisiertes Bauteil ist, während das obere Gehäuseteil (11) mit der Abdeckscheibe (16) ein für den jeweiligen Typ des Kraftfahrzeugs (1), in das das Head-Up-Display (6) verbaut wird, individualisiertes Bauteil ist.