DE4125724C2 - Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 Anzeige ist. In Schritt 005 wird der "ganzzahlige" Wert über den Treiberschaltkreis 4 an die Digitalanzeigeeinheit 5 gegeben.

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.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine An­ ordnung zur Verfügung zu stellen, die sicherstellt, daß Digital- und Analoganzeige unter allen Betriebsbedingungen dieselben Datenwerte anzeigen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

In der vorliegenden Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung wird nicht versucht, die Genauigkeit und die Betriebscharakteristiken der Analoganzeigeeinheit zu verbessern, so daß sie mit der Digitalanzeige übereinstimmt, sondern der Betrieb der Digitalanzeige wird bewußt derart modifiziert, 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.

Die Erfindung wird im folgenden unter Zuhilfenahme der Zeichnungen an Anführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Schaltkreisanord­ nung zeigt, auf die die Ausführungsbeispiele der vorliegen­ den Erfindung angewandt werden.

Fig. 2 ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die einen Regelungsablauf kennzeichnen, der entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch­ geführt wird.

Fig. 3 ein Diagramm, das den Winkel zeigt, über den die Nadel oder der Zeiger eines Analoganzeigemeßgeräts be­ weglich ist.

Fig. 4 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. 5 und 6 Flußdiagramme, die die Schritte zeigen, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kennzeichnen.

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Roboterkameraan­ 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. 8 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. 9 ein Flußdiagramm, das den Gesamtablauf von Schritten zeigt, die beim Beobachten, Messen und Kalibrieren des analogen Geschwindigkeitsmessers durchgeführt werden.

Fig. 10 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.

Die Fig. 11 und 12 enthalten 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.

Fig. 13 und 14 eine Anordnung und ein Flußdiagramm nach dem Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt eine Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung, auf die 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 Analoganzeigevorrichtung des Kreuzspulenmeßgerätetyps 16. Diese Anordnung umfaßt außerdem einen Treiberschaltkreis 17 und eine Digitalanzeigevorrichtung 18, die in der gezeigten Weise mit dem Regelungsschaltkreis 13 ver­ bunden sind.

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 13 verbunden ist.

Der Korrektureingabeschaltkreis 19 ist mit drei An­ schlüssen "Hoch", "Niedrig" und "Festhalten" versehen, über die manuell oder elektronisch erzeugte Korrektursignale in den Regelungsschaltkreis 13 eingegeben werden und die erhalte­ nen Korrekturdaten geeignet in dem E²PROM gespeichert werden können.

An dieser Stelle wird es als vorteilhaft erachtet, dar­ auf hinzuweisen, daß das Grundmerkmal der vorliegenden Er­ findung vielmehr darin liegt, den Betrieb der Digitalanzeigevorrichtung auf eine Weise zu ändern, daß sie mit der durch die Analog­ anzeigevorrichtung erzeugten Geschwindigkeitsanzeige übereinstimmt, als die Genauigkeit und Betriebscharakteristiken der Analogan­ zeigevorrichtung zu verbessern, so daß sie mit der Digitalanzeigevorrichtung übereinstimmt.

Zusätzlich zu der oben erwähnten Hysteresecharakteri­ stik, die die Analoganzeigevorrichtung 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 Analoganzeigevorrichtungen eines beliebigen Fahrzeugs angezeigten Geschwindigkeiten eliminiert werden kann. Es ist klar, daß die Genauigkeit der Analoganzeigevorrichtungen für Kontrollzwecke durch den Fahrer ausrei­ chend ist und daß eine Änderung des Betriebs der Digitalanzeigevorrichtung zur Übereinstimmung mit der etwas ungenaueren Analog­ anzeigevorrichtung keinen erkennbaren negativen Einfluß auf die Qualität der angezeigten Daten (in diesem Beispiel die Fahr­ zeuggeschwindigkeit) hat.

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 Analoganzeigevorrichtung 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 Analoganzeigevorrichtung 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 Digitalanzeigevorrichtung von 20,0 km/Std in 19,9 km/Std geändert wird und daher exakt mit der durch die Analoganzeigevorrichtung 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 Anzeigevorrichtungen (analog und di­ gital) dieselben Werte für jeden stationären Betriebszu­ stand, bei dem es keinen Geschwindigkeitszuwachs oder -ab­ fall gibt, anzuzeigen.

Es ist klar, daß, während es möglich ist, jedes Paar von Analog- und Digitalanzeigevorrichtungen, 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.

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.

Danach wird in Schritt 1003 die Winkelbewegung der ana­ logen Anzeigenadel, die notwendig ist, um die Nadel aus 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 Analoganzeigevorrichtung 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 Digitalanzeigevorrichtung erneu­ ert werden kann, in diesem Beispiel auf ein 0,3-Sekundenin­ tervall eingestellt ist.

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 Analoganzeigevorrichtung 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.

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 Δϕ in der analogen Anzeigecharakteristik, die durch die Hysterese erzeugt wird, erhöht wird.

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 Δϕ ungefähr gleich 1 km/Std ist und die in Fig. 4 gezeigte Beziehung zwischen der digitalen und analogen Anzeigecharakteristik erhalten wird. Offensichtlich zeigt die Analoganzeigevorrichtung, zu dem Zeitpunkt, an dem die Digitalanzeigevorrichtung 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.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung.

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 Analoganzeigevorrichtung angelegt werden soll, damit deren Nadel in eine geeignete Position gedreht wird.

Danach läuft in Schritt 2005 ein Unterprogramm ab, das die von der Digitalanzeigevorrichtung angezeigte Geschwindig­ keit modifiziert, um jedweden erkennbaren Unterschied zu dem von der Analoganzeigevorrichtung 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.

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.

Die verschiedenen Techniken, mittels derer die obige Pseudohysteresecharakteristik in die Digitalanzeigevorrichtung 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 Analoganzeigevorrichtung gehören, in den E²PROM zu laden und die Daten in dem Unterprogramm bei Schritt 2005-2 auszulesen. Im Prinzip fällt jedes Verfahren, das der Digitalanzeigevorrichtung ermöglicht, den Betrieb der Analogan­ zeigevorrichtung zu emulieren, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 zeigt eine Kalibrierungsanordnung, durch die die Stellung des Zeigers oder der Nadel der Analoganzeigevorrichtung 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 Analoganzeigevorrichtung 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 Analoganzeigevorrichtung 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.

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.

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.

Kurz gesagt ist die Anordnung derart, daß der Meßgeräteantriebsbereich 83 ein Geschwindigkeitssignal (z. B. 20 km/Std) an die Analoganzeigevorrichtung 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 Analoganzeigevorrichtung 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 Digitalanzeigevorichtung veranlaßt werden soll, 19,9 km/Std anzuzeigen.

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 Analoganzeigevorrichtung 16 an­ geordnet und so eingestellt, daß sie ein Bild des Ziffern­ blattes erzeugt.

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 vorrichtung 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.

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.

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 (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 Reflexion der in Fig. 7 gezeigten Art aufnimmt, wobei der Lumines­ zenzpegel l 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.

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:

x = x0 - r sin ϕ (1)

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.

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.

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 Digitalanzeigevorrichtung angezeigte Ge­ schwindigkeit erhöht oder erniedrigt werden muß, um sie in Übereinstimmung mit der von der Analoganzeigevorrichtung 16 an­ gezeigten zu bringen.

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.

Claims (3)

1.Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Signaleingang für einen gemessenen Ge­ schwindigkeitswert, einer Analoganzeigevorrichtung und einer Digitalanzeigevorrichtung, wobei die Analoganzeige­ vorrichtung einen systembedingten Anzeigefehler auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalanzeige­ vorrichtung (18) eine Korrekturschaltung (13, 21) zuge­ ordnet ist, die den Anzeigefehler der Analoganzeigevor­ richtung (16) simuliert, um in allen Betriebszuständen auf der Analoganzeigevorrichtung und der Digitalanzeige­ vorrichtung übereinstimmende Werte anzuzeigen.

2. Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalanzeigevorrich­ tung (18) mit einer Projektionseinrichtung ausgestattet ist, um auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs ein Bild des darzustellenden Digitalwertes zu erzeugen.

3. Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschal­ tung (13, 21) einen Digitalspeicher (21) aufweist, in dem die die Fehlercharakteristik der Analoganzeigevor­ richtung bestimmenden Daten enthalten sind.