Wenn der Mensch sich bewegt, dann will er wissen wie schnell. Im Auto blickt der Fahrer dazu einfach auf den Tachometer. Als dessen Geburtsstunde gilt der Oktober 1902. Was der Ingenieur Otto Schulze damals am kaiserlichen Patentamt in Berlin als Wirbelstromtacho anmeldete, hat sich bis heute zu einem Kombiinstrument entwickelt, das vom Fahrer programmierbar ist.
Schon kurz nach seiner Erfindung breitete sich die bahnbrechende Neuerung über die Automobilindustrie weltweit aus. Damals wie heute sind Tachometer im eigentlichen Sinne Drehzahlmesser, die die Umdrehungszahl des Rades oder der Getriebewelle als Strecke pro Zeiteinheit darstellen.
„Der Tacho ist notwendig, denn der Mensch kann mit seinem Gleichgewichtsorgan zwar Beschleunigung erfühlen, bei konstanten Geschwindigkeiten muss er passen“, sagt Eelco Spoelder, Leiter des Continental Geschäftsbereichs Instrumentation & Driver HMI. Um zuverlässig Informationen über die Geschwindigkeit zu bekommen, ist der Mensch auf Hilfsmittel angewiesen.
So bewegt sich die Nadel
Von den ersten Wirbelstromtachos bis zu den heute gängigen Instrumenten hat die Technik große Fortschritte gemacht. Bei Otto Schulzes Wirbelstromtacho überträgt eine flexible Welle die Drehzahl des Rades oder der Getriebewelle an den Tacho und versetzt dort einen Magneten in Rotation. Diese Rotation erzeugt Wirbelströme in einer Metallscheibe, die sich über dem Magneten befindet und von dessen Magnetfeld durchdrungen ist. Die Reaktion zwischen dem Magnetfeld und den Wirbelströmen lässt ein Drehmoment entstehen, das die Scheibe in eine Richtung bewegt. Damit der Zeiger des Instruments den genauen Geschwindigkeitswert angeben kann, hält eine geeichte Feder die Scheibe gegen das Drehmoment des Magnetfelds.
Heute basieren Drehzahlmesser und Tachometer dagegen von der Sensorik bis zur Anzeige auf Elektronik. „In den meisten Fahrzeugen ist die treibende Kraft hinter der Tacho- und Drehzahlmessernadel heute ein sogenannter Schrittmotor“, erklärt Eelco Spoelder. Der Schrittmotor bewegt die Tachonadel um einen minimalen Winkel (Schritt) oder um ein Vielfaches. Je kleiner dabei die Schrittlänge, desto präziser ist auch die Bewegung der Tachonadel. Mikrocontroller rechnen die Signale aus dem Geschwindigkeitssensor am Rad in die notwendigen Schritte des Schrittmotors um.
Ergonomie bestimmt die Entwicklung
Die Art der Anzeige unterscheidet sich in den wesentlichen Punkten nicht von den ersten Tachometern von mehr als 100 Jahren. Auch wenn es schon 1986 erstmalig volldigitale LCD-Anzeigen im VW Golf II GTI gab, blickt der Fahrer in den Cockpits der meisten Autos immer noch auf eine Nadel, die sich auf einer runden Skala bewegt und dort die Geschwindigkeit oder die Drehzahl anzeigt. „Dass Tacho und Drehzahlmesser meistens rund sind, hat in erster Linie ergonomische Gründe. Runde Instrumente sind intuitiv abzulesen. Der Fahrer muss wenig Konzentration aufwenden, kann besser auf das Verkehrsgeschehen achten und erhält trotzdem die wichtigsten Informationen“, so Spoelder.
Aus diesem Grund sind Instrumente wie der Tacho, der Drehzahlmesser, die Tankanzeige oder die wichtigsten Warnleuchten auch alle innerhalb des etwa 30 Grad umfassenden direkten Sichtfelds des Fahrers meist in einem Kombiinstrument hinter dem Lenkrad zusammengefasst. Unterstützung erhält das Kombiinstrument heute durch Head-up-Displays, die fahrrelevante Informationen im direkten Sichtfeld des Fahrers auf die Windschutzscheibe projezieren.
Anzeigen wie das Radio, die Innenraumtemperatur oder die Navigation, die nicht primär für das Fahren relevant sind, stehen dem Fahrer in der Anzeige in der Mittelkonsole zur Verfügung. Es gibt jedoch einen Trend in der Automobilindustrie hin zu mehr Infotainment. Eine strikte Trennung zwischen fahrrelevanten Informationen im Kombiinstrument und Infotainment in der Mittelkonsole sei fast nicht mehr möglich. Denn je mehr Infotainment dem Fahrer in der Mittelkonsole zur Verfügung steht, desto größer sei die Gefahr der visuellen Ablenkung.
Um dies zu verhindern, setzt Continental zum Beispiel auf ein Konzept, das situationsabhängig die wichtigsten Informationen im Kombiinstrument wiedergibt und so den Fahrer unterstützt. Möglich machen dies immer bessere Display-Technologien und Grafikprozessoren. Vor allem Fahrzeuge der Mittel- und Oberklasse haben schon heute oft Kombiinstrumente, die mit einer Mischung aus analogen Instrumenten wie dem Tacho und dem Drehzahlmesser und Bildschirmen für weitere Informationen ausgestattet sind.
Im Blick, was wichtig ist
In Zukunft werde das gesamte Kombiinstrument aus einem einzigen Bildschirm mit einer Diagonale von bis zu 31 Zentimetern (12,3 Zoll) bestehen. „Mit einem frei programmierbaren Kombiinstrument sind die Darstellungsmöglichkeiten wie auf einem Computerbildschirm nahezu unendlich“ blickt Eelco Spoelder in die Zukunft. Beispielsweise könne der Fahrer bestimmen, ob Assistenzsysteme wie eine Top View-Rundumsicht ins Zentrum des Displays rücken, wenn sie in der gegebenen Fahrsituation zum Beispiel einen größeren Beitrag zur Fahrsicherheit leisten wie Tachometer oder Drehzahlmesser. „Die Variabilität zukünftiger Anzeigen schafft die Möglichkeit, immer komplexere Inhalte einfach und übersichtlich im Fahrzeug der Zukunft zu zeigen“, so Spoelder. dhz