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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur abgesicherten Anzeige eines bedienungsrelevanten Bildinhalts für die Darstellung auf einer Displayeinheit in einem Kraftfahrzeug, wobei der bedienungsrelevante Bildinhalt in Form einer Bilddatei B durch einen mit einem Speicher verbundenen oder diesen beinhaltenden Prozessor festgelegt wird, wonach zumindest diese Bilddatei B an die Displayeinheit zur grafischen Darstellung der Bilddatei in Form des Bildinhalts gesendet wird, wobei der angezeigte Bildinhalt auf Fehlanzeige durch den Kompressor anhand von vordefinierten Prüfmerkmalen geprüft wird. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Gangwahlhebel eines Kraftfahrzeugs, der mit einer integrierten Displayeinheit einer solchen Einrichtung ausgestattet ist, sowie auch ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Kraftfahrzeugtechnik. Entsprechend geltender Sicherheitsnormen ist es erforderlich, dass bestimmte Warnleuchten und grafische Anzeigen in einem Kraftfahrzeug einem geforderten Sicherheitslevel entsprechen. Demnach müssen solche Warnleuchten und Anzeigen nach einer garantierten Zeit für den Bediener des Kraftfahrzeugs sichtbar sein, damit dieser geeignet reagieren kann. So nutzen beispielsweise Gangwahlschalter für Automatikgetriebe vermehrt Displayeinheiten, um hierauf die gewählte Fahrstufenposition als Bildinhalt zur Anzeige zu bringen. In diesem Fall werden beispielsweise die gängigen Symbole für die Fahrstufenpositionen P, N, R sowie D als wechselnder Bildinhalt auf der Displayeinheit angezeigt.
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Im Stand der Technik sind für diese Art von Anwendungen bereits Displayeinheiten allgemein bekannt, welche auf einer LED-Ausleuchtung basieren. Die LED's (Leuchtemitterdioden) werden gewöhnlich auf einer Leiterplatte hinter einer maskierten Abdeckung integriert. Die individuelle Ausleuchtung der Fahrstufenposition des Gangwahlhebels wird dabei durch separate LED's realisiert, die mittels entsprechender Lichtleiter und einem Lichtschacht als Symbole auf der maskierten Abdeckung des Knaufs des Gangwahlhebels oder im Bereich der Mittelkonsole des Fahrzeuginnenraums erscheinen. Diese grafische Darstellung der Fahrstufenposition ist im vorgenannten Zusammenhang eine sicherheitskritische Funktion, da der Bediener des Kraftfahrzeuges durch eine Falschanzeige der Fahrstufenposition getäuscht werden kann, so dass eine insassengefährliche Fahrsituation entstehen könnte.
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Zur Vermeidung einer solchen Gefährdungssituation lassen sich die LED's überwachen, indem die Stromstärke an jeder LED überprüft wird. Falls eine LED ausgefallen ist, wird kein Stromfluss detektiert. Somit bildet das Vorhandensein eines Stromflusses hinsichtlich der LED's bei diesem allgemein bekannten Stand der Technik das Prüfmerkmal zur Feststellung einer Fehlanzeige.
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Aus der
WO 2016/165803 A1 geht eine andere technische Lösung zur abgesicherten Anzeige eines bedienungsrelevanten Bildinhalts für die Darstellung auf einer Displayeinheit in einem Kraftfahrzeug hervor. Hierbei ist vorgesehen, dass der Bildinhalt mindestens ein Bildsymbol und einen Hintergrund aufweist. Innerhalb des Bildinhalts wird ein wenige Pixel aufweisender Überwachungsbereich definiert. Dabei kennzeichnet der Überwachungsbereich den Bildinhalt. Über die Pixel innerhalb des Überwachungsbereichs wird eine Prüfsumme gebildet, welche hier das Prüfmerkmal auf Fehlanzeige des angezeigten Bildinhalts darstellt. Es wird vorgeschlagen, dass dieser Überwachungsbereich vorzugsweise eine Größe von 4 x 4 Pixeln aufweist. Durch Vergleichen der für den Bildinhalt charakteristischen Prüfsumme vor dem Übertragen zur Displayeinheit mit der Prüfsumme nach dem Übertragen zur Displayeinheit wird festgestellt, ob eine Fehlanzeige des gewünschten Bildinhalts vorliegt oder nicht.
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Mit anderen Worten wird bei diesem Stand der Technik also der angezeigte Bildinhalt dadurch überwacht, indem bestimmte Teilbereiche dieses Bildinhalts ausgewertet werden. Dieses Verfahren zum Prüfen eines angezeigten Bildinhalts auf Fehlanzeige funktioniert jedoch nur bei statischen Bildinhalten, also unbewegten Symbolen oder Bildern.
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Problematisch bei dieser vorbekannten Überprüfung des angezeigten Bildinhalts gestaltet sich jedoch dessen Implementierung in eine Displayeinheit, welche auch zur Anzeige dynamischer Bildinhalte, also bewegte Bilder oder Symbole, dienen soll. Denn hierbei können fälschlicher Weise gleiche Prüfsummen trotz unterschiedlicher Bildinhalte erzeugt werden.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass eine normgerecht abgesicherte Anzeige eines bedienungsrelevanten - sowohl statischen als auch dynamischen - Bildinhalts mit einfachen technischen Mitteln realisierbar ist.
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Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Einrichtungstechnisch wird die Aufgabe durch den Anspruch 8 gelöst. Der nebengeordnete Anspruch 11 bezieht sich auf eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung bei einem Gangwahlhebel eines Kraftfahrzeugs und der Anspruch 12 bezieht sich auf ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens. Die rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Einrichtung wieder.
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Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass nach der Festlegung des Bildinhalts zusätzlich auch eine Prüfsumme S aus der Bilddatei B sowie eine Zuweisung eines Alive-Counters C als Prüfmerkmale der Bilddatei B gebildet werden. Anschließend wird die anzuzeigende Bilddatei B im Rahmen eines generierten Datenpakets GD gemeinsam mit der Prüfsumme S und dem Alive-Counter C an einen Display-Speicher der Displayeinheit gesendet. Das Prüfen des angezeigten Bildinhalts erfolgt nun durch Rücklesen des Dateninhalts aus dem Display-Speicher durch den Prozessor, welcher diesen Dateninhalt auf Fehlanzeige prüft.
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Da mit anderen Worten also im Gegensatz zum Stand der Technik die Prüfsumme nicht auf den grafischen Inhalten des Displays basiert, sondern die Bilddatei B um die Prüfsumme S und den Alive-Counter C als angehängte Daten ergänzt wird, lassen sich hiermit auch dynamische Bildinhalte abgesichert zur Anzeige bringen. Reicht eventuell der Speicherplatz im Prozessor der Displayeinheit - der vorzugsweise als ein sogenannter Chip-on-Glass (COG) ausgebildet ist - nicht aus, so wird vorgeschlagen, einen hierzu externen Display-Speicher seitens der Displayeinheit vorzusehen.
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Vorzugsweise wird das Prüfen auf Fehlanzeige durch einen Vergleich des aus dem Display-Speicher rückgelesenen Datenpakets RD mit dem generierten Datenpaket GD durchgeführt. Sind beide Datenpakete gleich, so wurde zum einen überprüft, dass das Richtige und Gewünschte angezeigt wird und zum anderen wurde auch überprüft, dass im Falle eines dynamischen Bildinhalts kein sogenanntes eingefrorenes Bild vorliegt. Ein eingefrorenes Bild stellt eine Pause der abzuspielenden Bildsequenz dar. Eine den letztgenannten Fehlerfall detektierende Funktionsweise setzt eine Schleife für ein wiederholtes Prüfen des angezeigten Bildinhalts voraus, die in vordefinierten Zeitintervallen wiederholt wird und durch den Alive-Counter C indiziert ist. Hierbei ist die normgerechte Fehlertoleranzzeit zu gewährleisten. Dies lässt sich durch variable Wartezeiten zur Definition der Zeitintervalle in einfacher Weise einstellen.
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Vorzugsweise liegt das generierte Datenpaket GD, welches die Bilddatei B, deren Prüfsumme S sowie den Alive-Counter C umfasst, in Form eines Datensatzes vor. Somit sind die besagten Dateninhalte getrennt voneinander im Display-Speicher abgelegt. Dies bietet die Voraussetzung dafür, dass im Schritt des Prüfens das rückgelesene Datenpaket RD lediglich die Prüfsumme S sowie den Alive-Counter C des Datensatzes enthalten muss, welche mit der Prüfsumme S sowie dem Alive-Counter C des generierten Datenpakets GD verglichen werden. Ein solches datenreduziertes rückgelesenes Datenpaket RD bildet die Voraussetzung dafür, den Lesezyklus zu verkürzen, womit beispielsweise fließende dynamische Bildinhalte optisch ansprechend realisierbar sind. Beispielsweise ist ein gleitender Bildverlauf zwischen einem dargestellten Symbol für die Position P zur Position R bei einer Displayeinheit eines Gangwahlhebels umsetzbar. Die Sicherheitsanforderungen werden durch ein derartiges datenreduziertes rückgelesenes Datenpaket RD deshalb erfüllt, weil die Prüfsumme S den Index für den bedienungsrelevanten Bildinhalt darstellt und der Alive-Counter C sicherstellt, dass die Displayeinheit noch arbeitet - also die übertragenen Bilddateien jeweils immer neu verarbeitet - auch wenn der Bildinhalt auf dem Display gleich bleibt.
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Zur Kommunikation zwischen der Displayeinheit und einer diese ansteuernden Steuereinheit, die den mit einem Speicher verbundenen Prozessor umfasst, ist eine bidirektionale Kommunikation erforderlich, da das generierte Datenpaket GD in Richtung der Displayeinheit zu übertragen ist und das rückgelesene Datenpaket RD in Richtung der Steuereinheit zum Prüfen des angezeigten Bildinhalts rückübertragen wird. Hierfür kann sowohl eine serielle bidirektionale Schnittstelle als auch eine parallele bidirektionale Schnittstelle verwendet werden. Im Falle einer seriellen bidirektionalen Schnittstelle kann beispielsweise ein Serial Peripheral Interface (SPI) oder ein Display Serial Interface (DSI) zum Einsatz kommen. Im Falle einer parallelen Schnittstelle kann beispielsweise auf eine ebenfalls an sich bekannte RGB-Schnittstelle mit Leitungen für rot, grün und blau, eine Low Voltage Differential Signalling (LVDS)-Schnittstelle oder eine OpenLDI-Schnittstelle zum Einsatz kommen, welche eine digitale Videoschnittstelle mit breitbandiger Datenübertragung darstellt und insbesondere für dynamische Bildinhalte standardisiert ist.
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Gemäß einer die erfindungsgemäße Lösung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass infolge der Feststellung einer Fehlanzeige auf der Displayeinheit als hieraus resultierende Maßnahme eine Abschaltung der Displayeinheit durchgeführt wird, um die Falschanzeige zu beenden. Dies kann beispielsweise durch ein direktes Ausschalten der Spannungsversorgung der gesamten Displayeinheit durchgeführt werden oder durch ein Ausschalten von Bauelementen hiervon. Ist die aktive Anzeigefläche der Displayeinheit nach LCD-Technologie ausgeführt, so kann der sichere Zustand alternativ auch durch ein bloßes Ausschalten der Hintergrundbeleuchtung erzielt werden, was bei emissiven Technologien, wie der OLED-Technologie, nicht möglich ist.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachfolgend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer im Wesentlichen aus Displayeinheit und Steuereinheit bestehenden Einrichtung zur abgesicherten Anzeige eines bedienungsrelevanten Bildinhalts, und
- 2 einen prinzipiellen Ablaufplan einer exemplarischen Schrittfolge zur abgesicherten Anzeige eines unterschiedliche Fahrstufenpositionen eines Kraftfahrzeuggetriebes umfassenden Bildinhalts.
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Gemäß 1 umfasst eine elektronische Einrichtung zur abgesicherten Anzeige eines bedienungsrelevanten Bildinhalts für die Darstellung im Innenraum eines Kraftfahrzeuges im Wesentlichen eine Displayeinheit 1, welche mit einer diese ansteuernden Steuereinheit 2 über eine Schnittstelle 3 für einen bidirektionalen Datenaustausch verbunden ist.
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Die Steuereinheit 2 kann in Form von auf einer flexiblen, halbstarren oder starren Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauelementen ausgeführt sein, welche zumindest einen als CPU dienenden Prozessor 4 sowie einen diesem zugeordneten Speicher 5 umfassen. Der Speicher 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein interner ROM-Speicher des Prozessors 4, welcher hier nur rein schematisiert zeichnerisch neben dem Prozessor 4 abgebildet ist.
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Die Displayeinheit 1 umfasst zur Ansteuerung einer aktiven Anzeigefläche 6, welche hier als Pixelmatrix in LED-Technologie ausgeführt ist, einen dieser zugeordneten Grafikprozessor 7, welcher hier als sogenannter Chip-on-Glass (COG) 7 auf der Displayeinheit 1 angeordnet ist. Der COG 7 umfasst einen Grafikprozessor 8 sowie einen diesem zugeordneten Display-Speicher 9. Der lokale Grafikprozessor 8 steuert die aktive Displayfläche 6 in Zugriff auf den Display-Speicher 9 an, auf welchem das den Bildinhalt beinhaltende Datenpaket GD über die bidirektionale Schnittstelle 3 von der Steuereinheit 2 aus übertragen wurde.
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Über die bidirektionale Schnittstelle 3 ist zur Durchführung einer Prüfung auf Fehlanzeige der Displayeinheit 1 der Dateninhalt des Display-Speichers 9 als rückgelesenes Datenpaket RD an den Prozessor 4 zur Auswertung durch Vergleich mit dem generierten Datenpaket GD rücklesbar.
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Der in 2 grundsätzlich dargestellte Ablauf zur Realisierung einer abgesicherten Anzeige eines bedienungsrelevanten Bildinhalts wird anhand des Bildinhalts B verschiedener Fahrstufenpositionen P, N, R, D eines - nicht weiter dargestellten - Kraftfahrzeuggetriebes an einer auf einen Gangwahlhebel des Kraftfahrzeuges angeordneten Displayeinheit 1 erörtert.
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Dazu ist zunächst eine den jeweiligen Fahrstufenposition P, N, R oder D entsprechende Bilddatei B aus dem Speicher 5 in den Prozessor 4 zu laden und in einem internen RAM abzulegen. Anhand der Bilddatei B berechnet der Prozessor 4 anschließend eine Prüfsumme S und weist der anzuzeigenden Bilddatei B auch einen Alive-Counter C zu.
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Anschließend wird ein Datenpaket GD aus der Bilddatei B, der Prüfsumme S sowie dem Alive-Counter C in Form eines hieraus zusammengesetzten Datensatzes bebildet. Dieses generierte Datenpaket GD wird anschließend an die Displayeinheit 1 gesendet. Im Rahmen der Displayeinheit 1 wird der Bildinhalt der Bilddatei B auf der aktiven Anzeigefläche 6 zur Anzeige gebracht, während die übrigen Bestandteile des Datensatzes, nämlich die Prüfsumme S sowie der Alive-Counter C im Display-Speicher 9 nicht-sichtbar hinterlegt sind.
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Zum Prüfen des auf der Displayeinheit 1 angezeigten Bildinhalts wird bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich im Rahmen eines rückgelesenen Datenpakets RD die Prüfsumme S sowie der diesem Index zugeordnete Alive-Counter C an den Prozessor 4 rückgelesen und in dessen Speicher 5 hinterlegt. Anschließend erfolgt ein nach Maßgabe einer die Displayverzögerung berücksichtigenden Abtastrate eine Auswertung auf Fehlanzeige. Diese Auswertung des auf der Displayeinheit 1 dargestellten bedienungsrelevanten Bildinhalts in Form einer der Fahrstufenpositionen P, N, R oder D wird durch einen Vergleich V des aus dem Display-Speicher 9 rückgelesenen Datenpakets RD mit dem generierten Datenpaket GD durchgeführt.
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Wird dabei durch Nicht-Übereinstimmung eine Fehlanzeige F detektiert, erfolgt eine Abschaltung A der Stromversorgung der Displayeinheit 1. Anderenfalls wird durch Rücksprung ein neuer Prüfzyklus nach Maßgabe des vorgegebenden Bildinhalts zur Darstellung auf der Displayeinheit 1 durchgeführt. Dabei wird der Alive-Counter um den Wert 1 erhöht.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel für eine abgesicherte Anzeige eines bedienungsrelevanten Bildinhalts, sondern es sind auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass im Rahmen des verfahrensgemäßen Ablaufs hardwareverzögerungsabhängige Wartezwischenschritte implementiert sind oder der Prozessor anstelle eines internen ROM's auch einen externen Speicher nutzt.
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Der prozessorinterne RAM speichert zudem flüchtige überschreibbare Rechenzwischenschritte, welche im Rahmen einer allgemein bekannten Counter-Funktionalität oder dem Ersetzen einer Variablen, wie beispielsweise der Prüfsumme S, durch einen neuen Wert verwendet werden.
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Ferner sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren, das insbesondere als Computerprogrammprodukt mit geeigneten Programmcodemitteln umgesetzt werden kann, nicht allein in Verbindung mit einer Displayeinheit eines Gangwahlhebels eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann, sondern beispielsweise auch in Verbindung mit anderen statischen oder dynamischen Bildinhalten, welche abgesichert zur Anzeige gebracht werden müssen, wie Instrumentenanzeigen der aktuellen Geschwindigkeit, eine Kühlmitteltemperaturwarnung oder dergleichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Displayeinheit
- 2
- Steuereinheit
- 3
- bidirektionale Schnittstelle
- 4
- Prozessor
- 5
- Speicher
- 6
- Displayfläche
- 7
- Chip-on-Glass (COG)
- 8
- Grafikprozessor
- 9
- Display-Speicher
- P
- Parken
- R
- Rückfahrt
- N
- Neutral
- D
- Fahren
- B
- Bilddatei
- S
- Prüfsumme
- C
- Alive-Counter
- V
- Vergleich
- F
- Fehlanzeige
- A
- Abschaltung
- GD
- generiertes Datenpaket
- RD
- rückgelesenes Datenpaket
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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