CN102227161B - 用于机动车的操作系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于机动车的操作系统(10)包括：至少一个操作元件(12)，该操作元件(12)设置成用于操作附属的与车辆相关的功能；和/或至少一个探测装置(30)，该探测装置(30)构造成确认与运行有关地所出现的车辆状态；以及控制单元(24)，该控制单元(24)以取决于所确认的车辆状态和/或该至少一个操作元件(12)的操纵的方式而如此地操控显示装置(22i)，即，使得由显示装置(22i)示出与待操作的与车辆相关的功能和/或所确认的车辆状态相关联的显示内容。根据本发明，控制单元(24)借助于RFID读取单元(34)而建立与与显示装置(22i)共同起作用的RFID应答器(48i)的数据交换连接，以用于操控显示装置(22i)。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车的操作系统，带有：至少一个操作元件(Bedienelement)，该操作元件设置成操作附属的与车辆相关的功能；和/或至少一个探测装置(Erfassungseinrichtung)，该探测装置构造成确认与运行有关地所出现的车辆状态；以及控制单元，该控制单元以取决于所确认的车辆状态和/或至少一个操作元件的操纵的方式而如此地操控显示装置(Anzeigeeinrichtung)，即，使得由显示装置示出与待操作的与车辆相关的功能和/或所确认的车辆状态相关联的显示内容。
背景技术
例如，这类微处理器控制的操作系统以名称“命令中心(CommandCenter)”在约翰迪尔拖拉机(John Deere Traktor)7030高级系列中为已知的。操作系统包括多个安装在驾驶室的侧控台(Seitenkonsole)处的操作元件，该操作元件设置成用于手动操作不同的与车辆相关的功能。此外，设置有以触敏的纯平屏幕的形式的以可摆动的方式安装在侧控台处的显示装置，该纯平屏幕以图形的形式和/或文字数字的方式示出借助于操作元件所进行的调节或操作行为(Bedienhandlung)以及补充的拖拉机的涉及运行的信息或参数。
显示装置借助于固定地敷设在拖拉机中的CAN数据总线而与操作系统的微处理器控制器(Mikroprozessorsteuerung)相联网。基于CAN数据总线的固定的敷设，显示装置的安装位置不可自由选择。
发明内容
因此，本发明的目的为，如此地改进开头所提及类型的操作系统，即，使得尽可能地存在关于显示装置的安装位置(Anbringungsort)的自由度。
该目的通过带有根据权利要求1的特征的用于机动车的操作系统而实现。
用于机动车的根据本发明的操作系统包括：至少一个操作元件，该操作元件设置成用于操作附属的与车辆相关的功能；和/或至少一个探测装置，该探测装置构造成确认与运行有关地所出现的车辆状态。此外，存在控制单元，该控制单元以取决于所确认的车辆状态和/或至少一个操作元件的操纵的方式而如此地操控显示装置，即，使得由显示装置示出与待操作的与车辆相关的功能和/或所确认的车辆状态相关联的显示内容。在此，控制单元借助于RFID读取单元(RFID-Leseeinheit)而建立与与显示装置共同起作用的RFID应答器(RFID-Transponder)的数据交换连接，以用于操控显示装置。
RFID(RFID-Radio Frequency Identification(射频识别))为用于在数据载体所谓的RFID应答器(RFID-Transponder)或者RFID标签(RFID-Tag)和RFID读取单元之间的数据的无线传递的系统。
典型地，RFID应答器具有以线圈(Spule)的形式的天线(Antenne)，用于调取(Abrufen)存储在数据储存器(Datenspeicher)中的数据的模拟的(analog)高频电路(Hochfrequenzschaltkreis)，以及在数据储存器和模拟的高频电路之间的数据处理单元(Datenverarbeitungseinheit)。尤其地，数据储存器为可多次写入(beschreibbar)(读写内存(Read/WriteMemory))，使得该数据储存器的储存内容以后同样可改变或调整。备选地，还可设想的是应用可写入一次的数据储存器(只读内存(ReadOnly Memory))。为了建立与RFID应答器的数据交换连接，RFID读取单元产生电磁场，该电磁场由RFID应答器的天线线圈接收(empfangen)。由此，包含在RFID应答器中的数据储存器激活，使得通过该RFID应答器的天线所编码的指令借助于RFID读取单元而可读出和读入。在此，RFID应答器不放出自身的电磁场，而是调制(modulieren)RFID读取单元的电磁场。依据所使用的频率和功率，RFID读取单元的电磁场具有从厘米直到三十米或更多的作用范围(Reichweite)。
基于以无线方式所建立的数据交换连接，借助于RFID应答器所操控的显示装置在机动车中可几乎安装在任一随意的部位处。尤其地，该显示装置不依赖于与固定地敷设在机动车中的CAN数据总线的联网。因此，很大程度地存在对于在车辆中安装显示装置的自由度。
机动车为农业用商用车辆，例如拖拉机，收割机(Erntemaschine)，饲料收获机或喷洒机(Spritzmaschine)。然而，在此需指出，根据本发明的操作系统的应用不受限于确定的车辆类型和/或使用目的(Einsatzzweck)。
待在显示装置上示出的显示内容可涉及任意的待操作的功能或车辆状态，如它们在机动车或可安装在该机动车处的附加或附接器具(Zusatz-bzw.)运行时所出现的那样。例如，该附加或附接器具可为可安装在拖拉机处的前端装载机(Frontlader)，播种机压捆机(Ballenpresse)或类似者。
根据本发明的操作系统的有利的实施方案从从属权利要求中获得。
待示出在显示装置上的显示内容优选存储在与RFID应答器相关联的数据储存器上。尤其地，相应于不同的待操作的与车辆相关的功能和/或与运行有关地所出现的车辆状态，可在数据储存器中存储多个待示出在显示装置上的显示内容。以明确的(eindeutig)方式，将可借助于RFID读取单元所选取的识别特征(Identifikationsmerkmal)以数字编码的形式与每项显示内容相关联。通过选取一定的识别特征，从数据储存器调取附属的显示内容，并且紧接着将其输入到显示驱动器(Anzeigentreiber)，以为了在显示装置上示出的目的。
换而言之，控制单元确认以附属的数字编码的形式的与所确认的车辆状态和/或至少一个操作元件的操纵相关联的识别特征。作为编码的指令，该数字编码借助于RFID读取单元以无线方式传递到一个或多个以局部分散的方式安装在机动车中的RFID应答器处。每个RFID应答器检验，与所读入的数字编码相对应的显示内容是否存储在数据储存器中。如果是该情况，则相关的显示内容通过显示驱动器的合适的操控而在对应的显示装置上示出。
还可设想的是，执行自动配置过程(Konfigurationsvorgang)，在该自动配置过程中，在操作系统启动后-例如在开动机动车时-控制单元将供使用的显示内容借助于RFID读取单元按顺序从RFID应答器的数据储存器读出，并且相应于存储在数据储存器中的显示内容而使操作系统的操作或显示范围相匹配。这尤其在模块化操作设计(Bedienkonzept)的情况下在实现所谓即插即用(Plug-and-Play)功能方面为有利的，在该模块化操作设计中，通过补充或更换单个操作元件或整个操作元件组件而设置功能扩展或者更改。
存储在数据储存器中的显示内容可为用于操作多个与车辆相关的功能的基于菜单(menübasiert)的使用者界面的组成部分。这样的使用者界面包括带有多个操作层(Bedienebene)的以分级的方式所划分的菜单结构，其中，每个操作层包括与附属的待操作的与车辆相关的功能和/或与运行有关地所出现的车辆状态相应的一个或多个菜单条目(Menüeintrag)。在此可设想的是，在调出(Aufrufen)确定的菜单层后，在显示装置上示出全部的由该菜单层所包括的菜单条目或仅几个所选取的菜单条目。
在最简单的状况中，该至少一个操作元件为按键(Drucktaster)，摇臂开关(Wippschalter)，滑动调节件(Schiebregler)或类似者。然而，该至少一个操作元件还可构造成操作多个与车辆相关的功能。在此，可设想应用带有多个调整或操纵自由度的多功能操作元件。为了操作基于菜单的使用者界面，该多功能操作元件可尤其构造成所谓的旋转按压发送器(Dreh-Drück-Geber)，其中，可行的是通过旋转操作元件进行在以分级的方式所划分的菜单结构中的导航，以及通过按压进行确定的菜单条目的选取。备选地，多功能操作元件还可构造成操纵杆(Joystick)，其中，操纵杆可具有以按键或摇臂开关的形式的其它的操作元件以用于控制附加的与车辆相关的功能。
此外，可设想的是，借助于该至少一个操作元件待操作的与车辆相关的功能可在驾驶员侧预设。在该状况中，经常使用的与车辆相关的功能可与一定的操作元件相关联，并且在需要时可直接调出。在此，操作元件可以相对于显示装置成邻近的(unmittelbar)空间关系的方式而布置，例如布置成在显示装置的边缘区域中的所谓的偏爱按键(Favoritentaste)。
RFID应答器优选作为一体的CMOS电路(互补金属氧化物半导体(CMOS-Complementary Metal Oxide Semiconductor))在结构上与显示装置成一体。天线可以螺旋形的方式压印(aufdrucken)在显示装置的背侧区域中。
尤其可行的是，显示装置构造成薄膜形(folienartig)、优选柔性的显示元件。这样的显示元件例如从文件DE 10 2005 031 448 A1中获得。该文件描述了可激活的光学覆层，该覆层布置在上部和下部的电极覆层(Elektrodenschicht)之间并且具有多个带有从0.1μm到40μm直径的与聚合物基体(Polymermatrix)成一体的液晶泡聚合物基体可例如由带有从5μm到40μm的层厚度的聚合单体制成。液晶在电场中取向，该电场在上部和下部的电极覆层之间通过施加相应的控制电压而产生。可尤其如此地构造可激活的光学覆层，即，使得该光学覆层具有这样的区域，即，该区域使得示出图形的和/或文字数字的显示内容成为可能。在该状况中，RFID应答器作为有机的(organisch)(聚合的(polymerer))CMOS电路在结构上与薄膜形显示元件的聚合物基体成一体。
还可设想的是薄膜形显示元件的透明的或半透明的构造，使得该显示元件可安装到机动车的挡风玻璃上，并且在驾驶员的主要视野中允许待示出的显示内容的透射光示图(Durchlichtdarstellung)。
薄膜形显示元件可具有粘结面以用于安装在至少一个操作元件和/或机动车的装饰元件(Verkleidungselement)的表面处。在该状况中，显示元件可无问题地同样以后安装在机动车中。
优选地，显示装置借助于RFID应答器而供应电能，使得单独的电的能量源的应用可取消。
在此，基本上在被动式和主动式RFID应答器之间加以区分。被动式RFID应答器不具有自身的电流供应，并且从在天线线圈中产生的感应电流中获取为了运行为必需的电能。感应电流的产生可或者通过借助于RFID读取单元的电磁场来辐射(Bestrahlung)天线线圈而实现，或者通过应用单独的电磁辐射源(Strahlungsquelle)而实现。与之相反，主动式RFID应答器从自身的电流供应(例如蓄电池、电池、超级电容、光电元件(太阳能电池)或类似者)中获得其电能。
在当前的状况中，优选RFID应答器的被动式构造，因为通过使用借助于RFID读取单元而发出的电磁场，该被动式构造使得显示内容的时间上不受限制的或不取决于光照度的示出成为可能。
附图说明
用于机动车的根据本发明的操作系统在下文借助于附图而进一步解释。其中：
图1显示了用于机动车的根据本发明的操作系统的实施例，以及
图2显示了根据本发明的操作系统的示意性功能图。
具体实施方式
图1显示了用于没有示出的机动车的根据本发明的操作系统的实施例。在当前的状况中，机动车应为带有可安装在其处的附加或附接器具的农业用商用车辆，更确切说为拖拉机。
操作系统10包括多功能操作元件12，该操作元件12具有多个调整或操纵自由度，以用于多个附属的与车辆相关的功能的驾驶员侧的操作。可安装在拖拉机的操作台或侧控台处的多功能操作元件12具有以可倾斜(verkippbar)的操纵杆14的形式的一级操作元件，以及以布置在操纵杆14的上侧处的按键16i，i＝a，b形式的或者以设置在操纵杆14的把手周缘(Griffumfang)处的摇臂开关18的形式的二级操作元件。操作元件14，16i和18为传统的结构型式，从而不进一步对其展开叙述。
在当前的状况中，多功能操作元件12设置成用于操作以前端装载机的形式的可安装在拖拉机处的附加或附接器具。通过操纵杆14的倾斜，可升高或降低前端装载机的摇杆(Schwinge)，并且可调整安装在平衡件处的肥料夹具(Mistgreifer)。按键16i或摇臂开关18允许操作附加的与车辆相关的功能，例如打开或关闭肥料夹具。
根据操作系统10的可行的改进方案，可在驾驶员侧预设借助于按键16i而待操作的与车辆相关的功能，以用于实现所谓的偏爱按键。以该方式，在需要时可直接调出经常需要的与车辆相关的功能。
此外，设置有空间上与按键16i相关联的显示区20。该显示区20具有独立的显示装置22i，该显示装置22i构造成薄膜形、优选柔性的显示元件。每个显示元件22i包括可激活的光学覆层，该覆层布置在上部和下部的电极覆层之间并且具有多个带有从0.1μm到40μm直径的与聚合物基体成一体的液晶泡。聚合物基体由带有从5μm到40μm的层厚度的聚合单体制成。液晶在电场中指向，该电场在上部和下部的电极覆层之间通过施加相应的控制电压而产生。如此地构造可激活的光学覆层，即，使得该光学覆层具有这样的区域，即，该区域使得示出图形的和/或文字数字的显示内容成为可能。在此，薄膜形的显示装置22i借助于背侧的粘结面而安装在操纵杆14的轻微成拱形的上侧上或者与该上侧相粘接。
多功能操作元件12为拖拉机的模块化操作设计的组件，因此为了扩展或匹配功能范围而可改型或者在需要时可与另一操作元件相交换。就此而言，多功能操作元件的示图具有纯粹示范性的性质。
图2显示了根据本发明的操作系统的示意性功能图，其应以图1为参考来详细解释。在此，在其功能方面相对应的或者相当的构件以相同的参考标号而标示。
操作系统10的中央组件为微处理器控制的控制单元24。该控制单元24一方面通过数据线路26与多功能操作元件12的一级和二级操作元件14，16i和18相连接，而另一方面通过数据线路28与探测装置30相连接以用于确认与运行有关地所出现的车辆状态。根据示例，探测装置30为力传感器，该力传感器确认可安装在拖拉机处的前端装载机的不允许的装载(Beladung)。
控制单元24通过数据线路32而与位于拖拉机中的RFID读取单元34处于连接中。在此，借助于布置在多功能操作元件12的基壳36的下侧处的插塞连接器38而实现将控制单元24联接到多功能操作元件12处。备选地，RFID读取单元34安装在多功能操作元件12的基壳36中，其中，该RFID读取单元34经过插塞连接器38通过数据线路32与位于拖拉机中的控制单元24通讯。数据线路32可尤其为固定地敷设在拖拉机中的CAN数据线。
RFID读取单元34包括输入接口40以用于与控制单元24通讯，以及数据处理单元42以用于操控与天线线圈44共同起作用的模拟的高频电路46。
与显示装置22i共同起作用的RFID应答器48i具有以线圈的形式的天线50i、模拟的高频电路52i以及数据处理单元54i以用于调取存储在数据储存器56i中且待示出在显示装置22i上的显示内容。根据示例，两个显示装置22i的每个与自身的RFID应答器48i相关联，其中，它们通过专用的数据线路58i而彼此处于连接中。
为了建立与RFID应答器48i的数据交换连接，RFID读取单元34产生电磁场60，该电磁场60由RFID应答器48i的天线线圈50i接收。由此，包含在RFID应答器48i中的数据储存器56i激活，使得编码的指令通过天线50i借助于RFID读取单元34而可读出和读入。
RFID应答器48i作为有机的(聚合的)CMOS电路在结构上与构造成薄膜形的显示元件的显示装置22i的聚合物基体成一体。天线50i以螺旋形的方式压印在显示装置22i的背侧区域中。
借助于RFID应答器48i而实现给显示装置22i供应电能，以使得可取消单独的电的能量源的应用。RFID应答器48i构造成被动式，也就是说该RFID应答器48i从在天线线圈50i中产生的感应电流中获取为了运行所必需的电能。在此，感应电流的产生通过借助于RFID读取单元34的电磁场60来辐射天线线圈50i而实现。在整流器单元(Gleichrichtereinheit)62i中处理所产生的感应电流，以为了运行RFID应答器48i以及联接在该RFID应答器48i处的显示装置22i。
以明确的方式，将可借助于RFID读取单元34所选取的识别特征(Identifikationsmerkmal)以数字编码的形式与每项在数据储存器56i中存储的显示内容相关联。通过选取一定的识别特征，从数据储存器56i调取附属的显示内容，并且紧接着输入到显示驱动器64i，以为了在显示装置22i上示出的目的。
换而言之，控制单元24确认以附属的数字编码的形式的与借助于力传感器30所确认的车辆状态和/或多功能操作元件12的操纵相关联的识别特征。作为编码的指令，该数字编码借助于RFID读取单元34以无线方式传递到与显示装置22i相关联的RFID应答器48i处。RFID应答器48i检验，与所读入的数字编码相对应的显示内容是否存储在数据储存器56i中。如果是该情况，则相关的显示内容通过显示驱动器64i的合适的操控而在显示装置22i上示出。
在当前的状况中，显示内容包括关于前端装载机、尤其地平衡件或肥料夹具的当前的运行位置的象形图类型(piktogrammartig)和/或文本类型的信息。通过示出相应的警报文字或象形图而提供关于前端装载机的借助于力传感器30所识别的不允许的负载(Belastung)的信息。
此外，操作系统10设置成执行自动配置过程，在该自动配置过程中，在操作系统10启动后-例如在开动拖拉机时-控制单元24将供使用的显示内容借助于RFID读取单元34按顺序从RFID应答器48i的数据储存器56i读出，并且相应于存储在数据储存器56i中的显示内容而使操作系统10的操作或显示范围相匹配。这尤其在模块化操作设计中在实现所谓即插即用功能方面为有利的，在该模块化操作设计中-例如在当前的实施例的情况中-通过补充或更换操作元件而设置功能扩展或者功能更改。
操作系统10的可行的改进方案设置成，存储在数据储存器56i中的显示内容为用于操作多个与车辆相关的功能的基于菜单的使用者界面的组成部分。这样的使用者界面包括带有多个操作层的以分级的方式所划分的菜单结构，其中，每个操作层包括与附属的待操作的与车辆相关的功能和/或与运行有关地所出现的车辆状态相应的一个或多个菜单条目。在此可设想的是，在调出确定的菜单层后，在显示装置22i上示出全部的由该菜单层所包括的菜单条目或仅几个所选取的菜单条目。
Claims (11)
1.一种用于机动车的操作系统，带有：至少一个操作元件(12)，所述操作元件(12)设置成用于操作附属的与车辆相关的功能；或至少一个探测装置(30)，所述探测装置(30)构造成确认与运行有关地所出现的车辆状态；以及控制单元(24)，所述控制单元(24)以取决于所述至少一个操作元件(12)的操纵的方式或所确认的车辆状态而如此地操控显示装置(22i)，即，使得由所述显示装置(22i)示出与待操作的与车辆相关的功能或所确认的车辆状态相关联的显示内容，其中，所述控制单元(24)借助于RFID读取单元(34)建立与与所述显示装置(22i)共同起作用的RFID应答器(48i)的数据交换连接以用于操控所述显示装置(22i)；其特征在于，待示出在所述显示装置(22i)上的显示内容存储在与所述RFID应答器(48i)相关联的数据储存器(56i)上；以及其中所述控制单元(24)进行自动配置过程，以用于相应于存储在所述数据储存器(56i)中的显示内容而使所述操作系统(10)的操作范围或显示范围相匹配。
2.根据权利要求1所述的操作系统，其特征在于，相应于不同的待操作的与车辆相关的功能和/或与运行有关地所出现的车辆状态，在所述数据储存器(56i)中存储多个待示出在所述显示装置(22i)上的显示内容。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的操作系统，其特征在于，存储在所述数据储存器(56i)中的显示内容为用于操作多个与车辆相关的功能的基于菜单的使用者界面的组成部分。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的操作系统，其特征在于，所述至少一个操作元件(12)构造成操作多个与车辆相关的功能。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的操作系统，其特征在于，借助于所述至少一个操作元件(12)而待操作的与车辆相关的功能可在驾驶员侧预设。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的操作系统，其特征在于，所述RFID应答器(48i)在结构上与所述显示装置(22i)成一体。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的操作系统，其特征在于，所述显示装置(22i)构造成薄膜形显示元件。
8.根据权利要求7所述的操作系统，其特征在于，所述薄膜形显示元件(22i)构造成透明或半透明。
9.根据权利要求7所述的操作系统，其特征在于，所述薄膜形显示元件(22i)可具有粘结面以用于安装在所述至少一个操作元件(12)和/或机动车的装饰元件的表面处。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的操作系统，其特征在于，所述显示装置(22i)借助于所述RFID应答器(48i)而供应电能，其中，所述RFID应答器(48i)构造成被动式。
11.一种机动车，带有根据上述权利要求1至10中任一项所述的操作系统(10)。
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