CN105915507A - 用于在交通工具内进行数据通信的方法和数据通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在交通工具(1)内在交通工具内部装置(5、6、7)和与交通工具(1)耦连的移动设备(8)之间进行数据通信的方法，其中，所述交通工具内部装置(5、6、7)通过交通工具(1)的数据总线(4)将数据传输至交通工具内部的数据通信设备(2)，其中，使用进行判优的第一数据协议，所述数据通信设备(2)将数据转换，并且所述数据通信设备(2)通过数据连接将所转换的数据传输至移动设备(8)。按照本发明的方法的特征在于，在从交通工具内部的数据通信设备(2)向移动设备(8)进行数据传输时，使用不进行判优的第二数据协议。本发明还涉及一种能够实施按照本发明的方法的数据通信设备(2)。

Description

用于在交通工具内进行数据通信的方法和数据通信设备
本申请是申请日为2012年03月21日、国家申请号为201280029472.9、发明名称为“用于在交通工具内进行数据通信的方法和数据通信设备”的原申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于在交通工具内在交通工具内部装置和与交通工具耦连的移动设备之间进行数据通信的方法。在所述方法中，所述交通工具内部装置通过交通工具的数据总线将数据传输至交通工具内部的数据通信设备，其中，使用进行判优的第一数据协议。随后所述数据通信设备将数据转换并且通过数据连接将所转换的数据传输至所述移动设备。本发明还涉及一种能够实施所述方法的数据通信设备。所述数据通信设备设置在交通工具内并且设置用于在交通工具内部装置和与交通工具耦连的移动设备之间进行数据通信。所述数据通信设备包括用于通过交通工具的数据总线从交通工具内部装置接收数据的第一接口，其中，使用进行判优的第一数据协议。所述数据通信设备还具有用于转换所接收的数据的转换器和用于通过数据连接将所转换的数据传输至移动设备的第二接口。
背景技术
在将移动设备与交通工具的装置耦连时，需要使用兼容的数据协议，所述数据协议使得交通工具内部装置能够进一步处理从移动设备接收的数据并且反过来移动设备也能进一步处理交通工具内部装置的数据。在将便携式移动导航仪与交通工具耦连时例如已知的是，通过用于交通工具诊断系统(所谓的OBD-II-Buchse)的接口将移动导航系统与交通工具内部装置耦连。通过该接口为移动导航仪传送交通工具特定的信息，尤其是与环境相关的信息。这些信息可以用于移动导航仪在燃料方面优化的导航功能。
由DE 199 21 533 C1已知一种汽车的通信系统。该通信系统包括移动电话和安装在汽车内的音频和/或信息系统，其具有接收装置和声学输出单元以及用于实现免提功能的麦克风。在所述通信系统中，可以通过无线连接在移动电话与音频和/或信息系统之间进行通话和/或数据传输。在此，打入移动电话的通话可通过声学输出单元输出。移动电话与安装在汽车内的音频和/或信息系统之间的通信通过设计为双向短距离连接的第二无线连接实现。通过安装在汽车内的系统与移动电话之间的通信，可以通过例如机动车无线电设备的操作元件操作移动电话。此外，移动电话可以作为用于无线电设备的遥控装置使用。最后也可以借助移动电话控制通过适当总线相连的其它机动车功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述类型的在移动设备与交通工具内部装置之间实现数据通信的方法和设备，其中，可以使用已存在的并且必要时经过标准化的通信协议。
该技术问题按本发明通过用于在交通工具内在交通工具内部装置和与交通工具耦连的移动设备之间进行数据通信的方法和数据通信设备解决。
在按照本发明的方法中，
-所述交通工具内部装置通过交通工具的数据总线将数据传输至交通工具内部的数据通信设备，其中，使用进行判优的第一数据协议，
-为了借助不进行判优的第二数据协议进行数据传输，所述数据通信设备将数据转换为用于非同步串行接口的数据格式，并且
-所述数据通信设备使用所述第二数据协议通过数据连接将所转换的数据传输至所述移动设备。
在按照本发明的方法中，
-所述交通工具内部装置通过交通工具的数据总线将数据传输至交通工具内部的数据通信设备，其中，使用进行判优的第一数据协议，
-所述数据通信设备将数据转换为中间数据格式，并且
-所述数据通信设备使用不进行判优的中间数据协议通过数据连接将所转换的数据传输至所述移动设备，
-所述移动设备使用不进行判优的第二数据协议将数据转换为第二数据格式。
按照本发明的数据通信设备具有
-用于通过交通工具的数据总线从交通工具内部装置接收数据的第一接口，其中，使用进行判优的第一数据协议，
-用于将所接收的数据转换为用于非同步串行接口的数据格式的转换器，以便借助不进行判优的第二数据协议进行数据传输，和
-用于使用所述第二数据协议通过数据连接将所转换的数据传输至移动设备的第二接口。
按照本发明的方法的特征在于，在从所述交通工具内部的数据通信设备向移动设备进行数据传输时，使用不进行判优的第二数据协议。
按照本发明，交通工具内部装置理解为固定安装在交通工具内的装置。它例如只能借助工具拆卸。所述交通工具内部装置例如包括交通工具电子器件的各种装置，尤其是信息以及信息娱乐系统和驾驶员辅助系统，例如电子停车辅助装置。
按照本发明，与交通工具耦连的移动设备理解为这种设备，其没有固定地安装在交通工具内，而是通常可由使用者手动地从交通工具上拆下并且机械地与交通工具相连。然而，与交通工具的实体连接并不是必需的。对于移动设备也足够的是，该设备处于交通工具内部并且只在数据技术上与交通工具耦连。这种移动设备尤其是移动导航系统、移动电话或者所谓PDA(掌上电脑,Personal Digital Assistant)。
判优(Arbitrierung)在数据通信中理解为，解决了数据访问冲突。例如可以赋予数据优先权，从而确定所传输的数据的处理顺序。在按照本发明的方法中，使用具有判优和不具有判优的数据协议。在此，对于交通工具内部装置与交通工具内部的数据通信设备之间通过交通工具的数据总线进行的交通工具内部数据通信进行判优，因此可以使用交通工具内的传统总线系统。而在向移动设备传输数据时使用不进行判优的另一数据协议。以此方式可以简化与移动设备的数据通信并且与接口适配，如其在用于交通工具之外普遍的那样。例如可以应用在娱乐电子设备或者移动无线技术中使用的接口。因此有利地提供了一种方法，其中使用不同的、已经存在的并且必要时经过标准化的通信协议并且将它们相互连接。由此使得能够更容易地将来自娱乐电子器件的外部设备和附加设备用于交通工具。在此尤其实现了与交通工具在数据技术上耦连的外部移动设备和交通工具内部装置的数据交换。
为了借助所述第二数据协议进行数据传输，所述数据通信设备将通过交通工具的数据总线接收的数据转化为用于非同步串行接口的数据格式。这种接口在交通工具以外的电子装置中使用非常广泛，因此通过转换数据用于该接口能够更容易地连接不与交通工具电子器件特殊适配的电子装置。
在将所转换的数据传输至所述移动设备之前，所述数据通信设备对通过数据总线接收的数据进行过滤。通过交通工具的数据总线通常传输大量与移动设备不相关的数据。因此移动设备不需要具有访问这些数据的能力。因此，通过过滤明显减少了传输至移动设备的数据量。然而另一方面可以将总体上或者暂时地对于移动设备较重要的数据提取出来并且经过转换地传输至移动设备。由此还提供了防火墙功能。
所述数据通信设备与移动设备之间的数据连接尤其是串行的点对点连接。对于这种点对点连接有利的是，判优不是必须的。对于移动设备较为重要的数据直接从数据通信设备传输至该移动设备。反过来，移动设备也可以直接将数据传输至数据通信设备，从而使交通工具内部装置能够进一步处理所述数据。
移动设备与数据通信设备之间的数据连接例如可以是传统的有线连接。然而也可以建立短距离无线连接，例如蓝牙连接或者WLAN(无线局域网)连接。以此方式可以将移动设备的通用接口用于与交通工具装置进行通信。
按照按本发明方法的一种设计方案，在所述第二数据协议中以数据包的方式传输数据，其中，数据包的长度大于8字节并且小于255字节。因此，在第二数据协议中优选不局限于例如在通过交通工具数据总线传输数据时使用的8字节数据包。以此方式可以使交通工具内部的数据通信设备与移动设备之间的数据传输更加灵活。
按照按本发明方法的一种扩展设计，在从所述交通工具内部的数据通信设备向移动设备进行数据传输时，将验证码传输至移动设备。以此方式，移动设备可以确保它的确是从交通工具内部装置或者交通工具的确定内部装置处得到的数据。
此外，可以将数据通信设备与移动设备之间的数据传输加密。由此保证了数据传输的安全性并且防止无权限的第三人读取该数据通信。作为备选，也可以通过规定协议来防止自由访问或者读取。
交通工具内部的数据通信设备与移动设备之间的数据传输尤其双向地进行。以此方式例如可以实现音频源控制。例如，移动设备的音频数据可以通过安装在交通工具内的扬声器转化，其中，可以由交通工具内部装置进行音频优先权管理和/或音频输出状态的可视化显示。反过来，也可以使用移动设备的音频输出设备来输出交通工具内部装置的音频源的数据。在此，对音频输出的控制可以由交通工具内部装置和/或借助移动设备进行。
在交通工具内部的数据通信设备与移动设备之间的数据传输中，还可以将移动设备的特殊信息传输至交通工具内部的数据通信设备和/或将数据通信设备的特殊信息传输至移动设备。以此方式可以彼此检验各硬件和软件的兼容性。此外，可以与所使用的硬件或者软件进行适配，从而避免既使用交通工具内部装置也使用移动设备的应用出现错误。
所述交通工具的数据总线尤其是交通工具的CAN(Controller AreaNetwork：控制器局域网络)总线。因此将常见的经过标准化的数据协议用于交通工具内部装置与交通工具内部的数据通信设备之间的通信。按照按本发明方法的一种扩展设计，所述数据通信设备将通过CAN总线接收的数据转化为中间数据格式。在将数据传输至移动设备之后，该移动设备将从数据通信设备接受的数据转化为用于非同步串行接口的数据格式。尽管经过中间数据格式的数据转换需要在移动设备内进行另一数据转换过程，但其具有以下优点：当在交通工具内部的数据通信设备中进行数据转换可保持数据结构不变，由此在数据传输时可实现利用现有的开发工具进行模拟和查错。这些开发工具已经在借助CAN总线分析数据传输时得到使用。它们也可以在按照本发明的方法中用于检验与移动设备的数据通信。然而在此不是必需的数据结构，尤其如判优，却不需要在向移动设备进行数据传输时使用，从而减小了用于在移动设备内进行数据转换的耗费。因此不需要特殊的开发工具用于分析与移动设备的数据通信。
按照按本发明方法的一种设计方案，尤其将音频数据从所述移动设备传输至数据通信设备并且由所述数据通信设备在必要时通过另一交通工具内部装置声学地输出。
按照本发明的数据通信设备的特征在于，借助所述转换器能够将用于传输至移动设备的数据转换为不进行判优的第二数据协议的数据。按照本发明的数据通信设备尤其可以用于实施按照本发明的方法。因此所述数据通信设备也具有与按照本发明的方法相同的优点。
所述交通工具内部的数据通信设备尤其包含在无线电设备以内。这种无线电设备通常设置在多数汽车内。因此，对于按照本发明的设备，所述无线电设备承担交通工具内的中央接口的功能，其提供与移动设备的数据通信。所述移动设备尤其是指移动导航设备。所述数据通信设备还可以包括CD驱动器或者其它多媒体或者信息娱乐装置。
因此，通过按照本发明的数据通信设备在交通工具制造商的无线电设备与例如用于终端消费者的没有固定安装在交通工具内的移动导航设备之间提供了接口。以此方式可以提供多功能的收音机导航系统，其成本低廉并且其中的移动导航设备可以简单而成本低廉地更新并且可以与该领域的发展适配。以此方式能够缩短收音机导航系统的开发周期。
在按照本发明的方法和按照本发明的数据通信设备中，还可以再次使用现有的数据协议并且因此也可以在开发过程中应用存在的开发工具。由此简化了收音机导航系统的开发。此外可以节约开发过程中的成本。此外，可以将交通工具内控制设备的各种功能与移动设备连成一个整体系统，而不需要使交通工具的控制设备或者其软件适配。在此，可以将在交通工具内获得的数据以及交通工具的操作元件用于扩展和改进移动设备尤其是移动导航设备的功能。
附图说明
现在参照附图根据实施例阐述本发明。在附图中：
图1示意性地示出具有数据通信系统的汽车，所述数据通信系统使用了按照本发明的数据通信设备的一个实施例；
图2示出数据通信设备的一个实施例和其与交通工具总线和移动设备的耦连；并且
图3示意性地示出按照本发明的方法的一个实施例。
具体实施方式
参照图1和图2描述了按照本发明的数据通信设备2的一个实施例：
数据通信设备2固定安装在机动车1内。所述数据通信设备尤其集成在固定安装的无线电设备中。因此，数据通信设备2尤其设计用于与其它机动车内部装置进行数据通信。为此，它通过接口15与机动车的CAN总线4耦连，所述CAN总线又与其它机动车内部装置5、6和7相连。此外，机动车内部装置5、6和7例如可以包括传感器，所述传感器采集机动车的运行数据，例如当前速度、当前燃料消耗和类似数据。此外，机动车内部装置5、6和7可以是驾驶员辅助系统，如停车辅助系统。最后，机动车内部装置5、6和7可以是作为对包含数据通信设备2的无线电设备的补充而设置的多媒体或者信息娱乐装置。但是所述多媒体或者信息娱乐装置也可以包含在无线电设备以内。此外，数据通信设备2与用于输出音频数据的扬声器3耦连。
在机动车1内还布置有移动设备8。在此，所述移动设备尤其是指移动导航设备。所述移动设备8通过本身已知的固定设备10固定在机动车1的挡风玻璃11或者仪表板上。为了将移动设备8与机动车1的数据通信设备2在数据技术上耦连，所述移动设备8具有接口14。所述接口14在此是非同步串行接口。通过该接口14可以使移动设备8与数据通信设备2的接口18例如通过电缆9相连。作为备选或补充，接口14或者18也可以通过无线连接(例如所谓蓝牙连接或者WLAN连接)相互通信。移动设备8还可以包括显示面13和扬声器19。
为了将数据从CAN总线4传输至移动设备8，数据通信设备2具有用于过滤由CAN总线4接收的数据的过滤装置16和用于为了传输至移动设备8而转换所接收的数据的转换器17。过滤装置16和转换器17的功能将在之后参照按照本发明方法的实施例进行阐述。
最后，移动设备8可以例如通过无线连接在数据技术上与另一移动设备12耦连。所述另一移动设备12可以是指移动电话或者音乐播放器。
以下参照图3阐述按照本发明方法的实施例：
用户可以不费力地手动将移动设备8从机动车1上拆下并且随身携带。借助固定设备10可以再次将移动设备8实体地固定在机动车内。通过接口14，必要时在电缆9或者无线连接的辅助下，用户可以在步骤S1中将移动设备8在数据技术上与机动车1的数据通信设备2耦连。
接着在步骤S2中，在数据通信设备2与移动设备8之间交换验证数据。移动设备8可以基于该验证数据确保通过接口14接收的数据来自机动车1的机动车内部装置。反过来，数据通信设备2可以根据验证数据识别移动设备8。
在步骤S3中，交换关于移动设备8和数据通信设备2的软硬件版本以及必要时还有其它机动车内部装置5、6、7的规格数据。由此可以确保使用数据通信设备2的应用的兼容性。
在步骤S4中，检验验证数据和规格数据。在检验成功时，允许数据通信设备2与移动设备8之间通过接口14和18的数据通信。
在步骤S5中，数据通信设备2借助接口15检验是否可以通过CAN总线4提供应传输至移动设备8的数据。为了借助CAN总线4进行数据传输，使用本身已知的第一数据协议。在该数据协议中，待传输的数据被划分为长度为8字节的数据包。此外进行判优。这是因为通过CAN总线4传输的数据的寻址这样进行，使得可以存在不同的发送者，它们传输可由不同接收者接收的数据包。因此，这涉及一种广播传输。在不同发送者通过CAN总线传输数据时，就需要确定潜在接收者读取数据的顺序。因此要进行优先权的确定。
如果业已证明存在对于移动设备8的相关数据，则由CAN总线4通过接口15接收的数据包在过滤装置16中这样过滤，使得只还存在对于移动设备8的相关数据。所述过滤在步骤S6中进行。在步骤S7中，借助转换器17将经过过滤的数据包转换，用于传输至移动设备。在转换时，取消了数据包为8字节的限制。为了传输至移动设备8而产生的数据包可以大于8字节。但是它们通常小于255字节。
数据通信设备2与移动设备8之间的数据连接指的是点对点连接。因此，数据传输不通过广播方法进行。因此在数据传输时不使用判优。转换器17由此将由CAN总线4接收的数据转换为不使用判优的第二数据协议，该第二数据协议不局限于8字节大小的数据包并且提供用于移动设备8的非同步串行接口14的数据格式。
在步骤S8中，借助第二数据协议通过接口18和14将数据传输至移动设备8。在步骤S9中，移动设备8进一步处理所接收的数据并且在必要时产生声学和可视化的输出。
当在步骤S4中允许移动设备8与数据通信设备2的连接之后，也可以在步骤S10中通过接口14和接口18将数据从移动设备8传输至数据通信设备2。该数据传输也借助第二数据协议进行。在步骤S11中，在转换器17中将第二数据协议的数据转换为第一数据协议的数据格式，其相当于CAN总线4的数据格式。在此，数据包这样改变，使得它们充其量具有8字节。此外进行判优。在步骤S12中将这些数据传输至CAN总线4。在该处这些数据可由机动车内部装置5、6、7调取。对数据的调取通过判优支持。此外，确定相对于通过CAN总线4传输的其它数据的优先权。如果不将数据传输至CAN总线4，也可以在步骤S13中对数据进行编辑以通过扬声器3声学输出。
移动设备8与数据通信设备2之间的数据通信可以用于多方面的应用。例如，可以通过移动设备8的扬声器19和/或通过机动车内部的扬声器3控制音频输出。如果所述移动设备是移动导航设备，该导航设备的音频输出不只能够通过扬声器19进行，而且也可以通过由集成在无线电设备内的数据通信设备2驱动或者控制的扬声器3进行。在此，数据通信设备2可以中断例如由机动车内部的音乐播放器输出的音频数据的音频输出，以便输出移动导航设备8的音频输出。在无线电接收器的显示设备中还可以可视化地显示哪些音频输出当前处于激活状态。
此外，数据通信设备2与移动设备8之间的数据通信也可以用于停车辅助系统的显示。由机动车内部装置5、6、7构成的停车辅助系统的数据通过CAN总线4以第一数据协议传输至数据通信设备2。数据在该处被过滤并且传输至移动设备8，在该移动设备中在显示面13上输出图像数据。
通过数据通信设备2与移动设备8之间的数据交换，还可以交换操作数据，所述操作数据使得能够借助移动设备8操作包含数据通信设备2的无线电接收器和/或其它机动车内部装置5、6、7。为此，移动设备8具有输入设备。例如，显示面13可以设计为触摸屏。
反过来，通过数据通信设备2与移动设备8之间的数据通信，也可以通过机动车1的操作元件操作移动设备8。操作信号可以由相应的操作元件通过CAN总线4传输至数据通信设备2，在该处转换为用于移动设备的非同步串行接口14的操作信号，从而使在这些操作信号在传输至移动设备8之后还可由该移动设备8进一步处理。
以下描述按照本发明方法的另一个实施例：
在该第二实施例中，转换器17不将CAN总线4的第一数据协议直接转化为用于非同步串行接口的第二数据协议。取而代之，例如在第一实施例的步骤S8和S9之间转换为中间数据格式。最终转化为第二数据格式的过程在移动设备8的接口14内部才进行。通过数据通信设备2的接口18输出的中间数据格式的特征在于不进行判优。然而该中间数据格式在以下方面与第一数据协议一致，即，用于通过CAN总线4传输数据的查错和模拟的开发工具可以通过极小的适配就能继续应用。
附图标记清单
1 机动车
2 数据通信设备
3 扬声器
4 CAN总线
5 机动车内部装置
6 机动车内部装置
7 机动车内部装置
8 移动设备
9 电缆
10 固定设备
11 挡风玻璃
12 另一移动设备
13 显示面
14 接口
15 接口
16 过滤装置
17 转换器
18 接口
19 扬声器

Claims (17)

1.一种用于在交通工具(1)内在交通工具内部装置(5、6、7)和与交通工具(1)耦连的移动设备(8)之间进行数据通信的方法，其中，
-所述交通工具内部装置(5、6、7)通过交通工具(1)的数据总线(4)将数据传输至交通工具内部的数据通信设备(2)，其中，使用进行判优的第一数据协议，
-为了借助不进行判优的第二数据协议进行数据传输，所述数据通信设备(2)将数据转换为用于非同步串行接口(14)的数据格式，并且
-所述数据通信设备(2)使用所述第二数据协议通过数据连接将所转换的数据传输至所述移动设备(8)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所转换的数据传输至所述移动设备(8)之前，所述数据通信设备(2)对通过数据总线(4)接收的数据进行过滤。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据通信设备(2)与移动设备(8)之间的数据连接是串行的点对点连接。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二数据协议中以数据包的方式传输数据，其中，数据包的长度大于8字节并且小于255字节。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在从所述交通工具内部的数据通信设备(2)向移动设备(8)进行数据传输时，将验证码传输至移动设备(8)。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将数据通信设备与移动设备之间的数据传输加密。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：数据通信设备根据第二协议从移动设备接收数据。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，通过数据通信设备从移动设备接收的数据是音频数据。
9.按权利要求7所述的方法，其特征在于，通过数据通信设备从移动设备接收的数据能够控制从移动设备的音频输出。
10.按权利要求7所述的方法，其特征在于，通过数据通信设备从移动设备接收的数据能够控制从交通工具内部装置的音频输出。
11.按权利要求7所述的方法，其特征在于，通过数据通信设备从移动设备接收的数据是移动设备的特殊信息。
12.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在将数据从数据通信设备传输至移动设备时，将数据通信设备的特殊数据传输至移动设备。
13.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通工具(1)的数据总线(4)是CAN总线，并且所述数据通信设备(2)将通过CAN总线接收的数据转化为中间数据格式，所述移动设备(8)将由数据通信设备(2)接收的数据转化为用于非同步串行接口(14)的数据格式。
14.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将音频数据从所述移动设备(8)传输至数据通信设备(2)并且由所述数据通信设备(2)声学地输出。
15.一种用于在交通工具(1)内在交通工具内部装置(5、6、7)和与交通工具(1)耦连的移动设备(8)之间进行数据通信的方法，其中，
-所述交通工具内部装置(5、6、7)通过交通工具(1)的数据总线(4)将数据传输至交通工具内部的数据通信设备(2)，其中，使用进行判优的第一数据协议，
-所述数据通信设备(2)将数据转换为中间数据格式，并且
-所述数据通信设备(2)使用不进行判优的中间数据协议通过数据连接将所转换的数据传输至所述移动设备(8)，
-所述移动设备使用不进行判优的第二数据协议将数据转换为第二数据格式。
16.一种交通工具(1)内的用于在交通工具内部装置(5、6、7)和与交通工具(1)耦连的移动设备(8)之间进行数据通信的数据通信设备(2)，具有
-用于通过交通工具(1)的数据总线(4)从交通工具内部装置(5、6、7)接收数据的第一接口(15)，其中，使用进行判优的第一数据协议，
-用于将所接收的数据转换为用于非同步串行接口(14)的数据格式的转换器(17)，以便借助不进行判优的第二数据协议进行数据传输，和
-用于使用所述第二数据协议通过数据连接(2)将所转换的数据传输至移动设备(8)的第二接口(18)。
17.按权利要求16所述的数据通信设备(2)，其特征在于，所述数据通信设备(2)包含无线电设备。
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