DE19739357B4

DE19739357B4 - Datenein- und Ausgabegerät für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren zum Überwachen und Steuern von in einem Kraftfahrzeug befindlichen Funktionsmodulen

Info

Publication number: DE19739357B4
Application number: DE19739357.8A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bläsing Frank
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: DE19739357A1

Abstract

Datenein- und Ausgabegerät für Kraftfahrzeuge, umfassend: – ein oder mehrere Bedienelemente (9, 9’) zum Steuern von mehreren im Kraftfahrzeug vorhandenen Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7), – einen Bildschirm (10), sowie – eine Prozessoreinheit (8) zur Darstellung einer graphischen Benutzeroberfläche auf dem Bildschirm (10), zur Auswertung der Bedienelemente (9, 9’) und zur Kommunikation mit den Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7), – wobei dem Datenein- und Ausgabegerät (1) eine elektrische und eine protokollarische Schnittstelle zu einem BUS-System (2) zugeordnet ist, an dem die von dem Datenein- und Ausgabegerät (1) zu überwachenden und zu steuernden Funktionsmodule (3, 4, 5, 6, 7) angeschlossen sind, – wobei dem Terminalmodul (1) eine elektrische und eine protokollarische Schnittstelle zu einem BUS-System (2) zugeordnet ist, an dem die von dem Terminalmodul (1) zu überwachenden und zu steuernden Funktionsmodule (3, 4, 5, 6, 7) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenein- und Ausgabegerät (1) ferner eine Speichereinheit (11) umfasst, in der auf dem Bildschirm (10) anzuzeigende graphische Elemente abrufbar abgelegt sind, wobei die in der Speichereinheit (11) abgelegten graphischen Elemente von der Prozessoreinheit (8) abrufbar sind und wobei jedem Funktionsmodul (3, 4, 5, 6, 7) bei seiner Anmeldung beim Datenein- und Ausgabegerät (1) eine Priorität zugeordnet ist, mit welcher dieses auf das Datenein- und Ausgabegerät (1) zurückgreift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Datenein- und Ausgabegeräten, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Datenein- und Ausgabegerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Datenein- und Ausgabegeräte die auch als Terminalmodule angesprochen werden, umfassen zumeist einen Bildschirm, etwa einen Flachbildschirm als Display und ein oder mehrere Bedienelemente. Ein solches Datenein- und Ausgabegerät wird beispielsweise im Zusammenhang mit einem Routenplaner unter Verwendung des Global-Positioning-Systems (GPS) eingesetzt. Dabei dient das Display zum Darstellen von auf einem Speichermodul, etwa einer CD-Rom gespeicherten digitalen Kartenausschnitten. Über die Bedienelemente gibt ein Benutzer sein gewünschtes Fahrziel ein; auf dem Display erscheint dann derjenige Kartenausschnitt, der dem Benutzer die kürzeste oder schnellste Streckenverbindung darstellt. Die Steuerung eines solchen Systems erfolgt mit Hilfe einer CPU.
In Kraftfahrzeugen können sich mehrere Funktionsmodule, etwa ein GP-System und ein Radio befinden, die jeweils ein eigenes Display verwenden. Da jedoch derjenige Bereich im Blickwinkel eines Fahrzeuglenkers begrenzt ist, in welchem er, ohne die Sicherheit beim Fahren zu gefährden, solche Displays erfassen kann, ist man bemüht, einen einzigen Bildschirm bzw. eine Displayeinheit zu verwenden, auf der die Bedienungsoberflächen unterschiedlicher Funktionsmodule abbildbar sind. Zu diesem Zweck bestünde grundsätzlich die Möglichkeit, eine kraftfahrzeugzentrale Datenverarbeitungsanlage (Bordcomputer) zu verwenden, an die sowohl die Funktionsmodule als auch die Bedienelemente sowie das Display angeschlossen sind. Der Bordcomputer ist bei einer solchen Ausgestaltung verantwortlich für den Aufbau der Bildschirmgraphik sowie für die Auswertung der Bedienelemente bzw. der Bedienelementänderungen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, daß der Bordcomputer über alle angeschlossenen Funktionsmodule sowie insbesondere über die von den Funktionsmodulen übergebenen Parameter informiert sein muß. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, daß die einzelnen Funktionsmodulhersteller zumindest dem Bordcomputerhersteller sämtliche dieser Parameter mitteilen müssen. Dies ist zu einem von den Funktionsmodulherstellern unerwünscht und zum anderen ist ein Austausch des einen Funktionsmoduls gegen ein weiteres Funktionsmodul nur dann möglich, wenn das neu eingesetzte Funktionsmodul selbst sowie mit allen seinen Parametern in dem Bordcomputer bekannt sind.
Der Aufbau der Bedienoberfläche am Display erfolgt zwar durch den Bordcomputer, jedoch wird durch den Bordcomputer diejenige Bedienoberfläche aufgebaut, die einem einzelnen Funktionsmodul zugeordnet ist. Bei Verwendung von mehreren Funktionsmodulen besteht die Schwierigkeit, daß sich ein Bediener mit den unterschiedlichen Symbolen der unterschiedlichen Funktionsmodule auskennen muß. Gerade beim Fahren eines Kraftfahrzeuges können hierbei jedoch Verwechslungen vorkommen.
Die DE 42 18 804 A1 offenbart eine Einrichtung zur Darstellung, Aufbereitung und Speicherung von Informationen in einem Kraftfahrzeug. Diese Einrichtung umfasst einen Rechner, einen Massenspeicher zur nichtflüchtigen Speicherung von Programmen und Daten, Schnittstellen zur Aufnahme von Informationen, eine Bedieneinheit, eine Anzeigeeinheit sowie ein Betriebssystem, das den Ablauf weiterer an die jeweilige Anwendung angepasster Programme gestattet.
J. Kroll: "Der Web-Browser als Bedienkonsole", Elektronik 7/1997, S. 92–97, ISSN 0013-5658 beschreibt die Überwachung und Steuerung von Geräten wie einer Videokamera oder einer Kaffeemaschine über ein Netzwerk, wofür dem Benutzer HTML-basierte, insbesondere dynamisch erzeugte Seiten zur Verfügung stehen.
DE 33 46 370 C2 offenbart ein Datenein- und Ausgabegerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
WO 97/26750 A1 beschreibt ein portables drahtloses Kommunikationssystem, wie diese in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Diesem Stand der Technik ist zu entnehmen, dass zur Kommunikation zwischen dem Datenein- und Datenausgabegerät und den Funktionsmodulen ein High-Level-Kommunikationsprotokoll verwendet wird.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Datenein- und Ausgabegerät für Kraftfahrzeuge vorzuschlagen, gemäß dem nicht nur eine für sämtliche Funktionsmodule einheitliche Bedienoberfläche aufbaubar ist, und bei dem einzelne Funktionsmodule ohne großen Aufwand gegen andere austauschbar sind, sondern auch den aktuellen Anforderungen entsprechend überwacht und angesteuert werden.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen und Steuern von in einem Kraftfahrzeug befindlichen Funktionsmodulen mittels eines Datenein- und Ausgabegerätes vorzuschlagen, gemäß dem nicht nur eine für sämtliche Funktionsmodule einheitliche Bedienoberfläche aufbaubar ist, sondern bei dem einzelne Funktionsmodule ohne großen Aufwand gegen andere austauschbar sind.
Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Datenein- und Ausgabegerät mit denen Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Überwachen und Steuern von in einem Kraftfahrzeug befindlichen Funktionsmodulen mittels eines Datenein- und Ausgabegerätes gelöst, welches mit dem Funktionsmodul über ein BUS-System elektrisch und protokollarisch verbunden ist und im Überwachungsmodus folgende Schritte umfaßt:

– Anmelden eines Funktionsmoduls bei der Prozessoreinheit des Datenein- und Ausgabegeräts zum Starten einer Datenübermittlung mit einer Kommunikation,
– Übermitteln von Daten von einem Funktionsmodul an die Prozessoreinheit in einer Seitenbeschreibungssprache unter Verwendung eines high-level-Kommunikationsprotokolls,
– Auswerten der übermittelten Daten von der Prozessoreinheit und Abrufen eines oder mehrerer graphischer Elemente zum Aufbau einer am Bildschirm anzuzeigenden Bedienoberfläche und welches Verfahren folgende Schritte im Steuermodus umfaßt:
– Betätigen eines Bedienelementes zum Ansteuern eines Funktionsmoduls,
– Auswerten der Bedienelementänderung durch die Prozessoreinheit,
– Ansteuern des Funktionsmoduls durch die Prozessoreinheit.

Durch Verwenden eines Datenein- und Ausgabegeräts, welches einen Bildschirm, Bedienelemente sowie eine Prozessoreinheit umfaßt, ist das Datenein- und Ausgabegerät als intelligentes Datenein- und Ausgabegerät ausgestaltet. Durch das zusätzliche Vorsehen einer protokollarischen Schnittstelle, vorzugsweise eines high-level-Kommunikationsprotokolls kann eine Kommunikation zwischen dem Datenein- und Ausgabegerät und einem Funktionsmodul derart erfolgen, daß eine Steuerung des Aufbaus der Bedienoberfläche ausgehend von den einzelnen Funktionsmodulen möglich ist. Damit der von den Funktionsmodulen gesteuerte Aufbau der Bedienoberfläche auch bei unterschiedlichen Funktionsmodulen durch einheitliche graphische Elemente darstellbar ist, ist dem Datenein- und Ausgabegerät eine Speichereinheit zugeordnet, in der die auf dem Bildschirm darzustellenden graphischen (Stil) Elemente abrufbar abgelegt sind. Mit einer solchen Einheit läßt sich dann die Bedienoberfläche graphisch einheitlich darstellen. Diese einheitliche graphische Darstellung der am Display angezeigten Bedienoberfläche für alle Funktionsmodule erlaubt dann eine fahrzeugspezifische Ausgestaltung dieser Elemente. So können diese beispielsweise bei einem Sportwagen eher sportlich und bei einer Limousine eher schlicht ausgestaltet sein. Diese Symbole lassen sich in einer sogenannten graphical-primitives-library ohne großen Speicheraufwand in der Speichereinheit abrufbar hinterlegen.
Zum Steuern der einzelnen Funktionsmodule über die Bedienelemente kann vorgesehen sein, die einzelnen Funktionsmodule beispielsweise als Buttons auf dem Bildschirm darzustellen, bei deren Betätigung dann die für dieses Funktionsmodell verwendete Bedienoberfläche mit den für alle Funktionsmodule einheitlichen graphischen Symbolen aufgebaut wird.
Die sich daraus ergebenden Vorteile sind zum einen die modulbezogene Beschreibung der Bedienoberfläche, wodurch die Modulhersteller den von ihnen gewählten Aufbau verwenden können, und zum anderen die fahrzeugspezifische und somit Funktionsmodul übergreifend einheitliche Verwendung von Steuersymbolen. Durch Verwendung einer protokollarischen Schnittstelle, wobei bevorzugt eine Seitenbeschreibungssprache vergleichbar dem HTML-Standard aus dem Internet verwendet wird, sind die Funktionsmodulhersteller lediglich darin gefordert, eine solche Sprache für ihre Kommunikation zu verwenden. Eine Offenlegung der gesamten Steuerung ihres Funktionsmoduls ist nicht notwendig.
Von besonderem Vorteil ist bei einem solchen an ein BUS-System angeschlossenen Datenein- und Ausgabegerät die problemlose Austauschbarkeit eines Funktionsmoduls gegen ein anderes Funktionsmodul, insbesondere gegen ein solches eines anderen Funktionsmodulsherstellers, sofern auch dieses eine Datenübertragung in der verwendeten Seitenbeschreibungssprache vorsieht.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie Weiterbildungen sind Bestandteil der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.
1 zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild eines Datenein- und Ausgabegeräts 1, das an ein BUS-System 2 angeschlossen ist. An das BUS-System 2 sind ferner mehrere Funktionsmodule 3, 4, 5, 6, 7 zugeordnet und angeschlossen, wobei das Funktionsmodul 3 ein Bordcomputer, das Funktionsmodul 4 ein Telefon, das Funktionsmodul 5 ein GP-System, das Funktionsmodul 6 eine Klimaanlage und das Funktionsmodul 7 eine Radio-TV-Einheit ist. Die Kommunikation zwischen dem Datenein- und Ausgabegerät 1 und den Funktionsmodulen 3, 4, 5, 6, 7 erfolgt über ein sogenanntes high-level-Kom-munikationsprotokoll in einer Seitenbeschreibungssprache.
Das Datenein- und Ausgabegerät 1 umfaßt eine Prozessoreinheit 8, zwei Bedienelemente 9, 9’, einen Bildschirm 10, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Flachbildschirm ist, sowie eine Speichereinheit 11. Die Prozessoreinheit 8 dient zur Darstellung einer graphischen Benutzeroberfläche, zur Auswertung der Bedienelemente und zur Kommunikation mit den Funktionsmodulen 3, 4, 5, 6, 7. Ferner hat die Prozessoreinheit 8 Zugriff auf die Speichereinheit 11 zum Abrufen der in der Speichereinheit 11 hinterlegten graphischen Grundelemente, die die graphischen Stilelemente, etwa Knöpfe, Schieberegler oder dergleichen enthält, welche auf dem Bildschirm 10 dargestellt werden sollen. Durch Verwendung der Seitenbeschreibungssprache zur Kommunikation zwischen dem Datenein- und Ausgabegerät 1 und den einzelnen Funktionsmodulen 3, 4, 5, 6, 7 können diese hinterlegten Grundelemente einheitlich für alle Funktionsmodule 3, 4, 5, 6, 7 verwendet werden. Die hinterlegten graphischen Elemente sind somit funktionsmodulunabhängig und können speziell dem Design eines bestimmten Fahrzeuges angepaßt sein.
Das an das BUS-System 2 angeschlossene Datenein- und Ausgabegerät 1 funktioniert wie folgt:
Wird beispielsweise das im Kraftfahrzeug befindliche Telefon 4 als Funktionsmodul angerufen, kann der Fahrzeuglenker beispielsweise durch Klingeln auf den eingehenden Anruf aufmerksam gemacht werden. Die gleichzeitig mit den eingehenden Anruf eingehende Information, etwa die Telefonnummer des Anrufers oder dessen Namen wird dann auf dem Bildschirm 10 dadurch angezeigt, daß von dem Telefon 4 zunächst ein Anmeldesignal an die Prozessoreinheit 8 übermittelt wird. Dieses Anmeldesignal durchläuft zunächst eine Prioritätsprüfung hinsichtlich des Prioritätsranges der von dem Telefon 4 auf dem Bildschirm 10 zu übermittelnden Daten. Bei Feststellung, daß auf dem Bildschirm 10 keine Anzeige von Daten mit einer höheren Priorität erfolgt, wird die von dem Telefon 4 empfangene Nachricht an die Prozessoreinheit 8 übertragen. Handelt es sich dabei beispielsweise um eine Zahlenfolge können dann die benötigten Zahlen hinsichtlich ihrer graphischen Ausgestaltung aus der Speichereinheit 11 abgerufen werden und auf dem Bildschirm 10 angezeigt werden.
Entsprechend verhält es sich, wenn beispielsweise die Lautstärke des Radios 7 geregelt werden soll. Mit Hilfe des Bedienelementes 9 erfolgt zunächst ein Aufruf des Funktionsmoduls 7 (Radio), woraufhin auf dem Bildschirm 10 entsprechende, der Speichereinheit 11 entnommene Stilelemente zur Darstellung der Lautstärkeregelung erscheinen. Diese Regelung (leise-laut) und deren stilistische Darstellung, entspricht derselben Darstellung, die beispielsweise beim Steuern der Klimaanlage (kalt-warm) benötigt wird.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an das BUS-System 2 ebenfalls als Funktionsmodul 3 ein Bordcomputer angeschlossen, so daß sämtliche Kommunikationen zwischen dem Datenein- und Ausgabegerät 1 und einem der Funktionsmodule 4, 5, 6 oder 7 über das als Bordcomputer ausgelegte Funktionsmodul 3 laufen können. Auf diese Weise kann die Rechenleistung des Bordcomputers den einzelnen Funktionsmodulen 4, 5, 6, 7 zukommen und bestimmte funktionelle Zusammenhänge zwischen einzelnen Funktionsmodulen oder anderen am Bordcomputer angeschlossenen Einheiten steuern.
Bezugszeichenliste

1: Datenein- und Ausgabegerät
2: BUS-System
3: Funktionsmodul: Bordcomputer
4: Funktionsmodul: Telefon
5: Funktionsmodul: GP-System
6: Funktionsmodul: Klimaanlage
7: Funktionsmodul: Radio-TV-Einheit
8: Prozessoreinheit
9: Bedienelement
9’: Bedienelement
10: Bildschirm
11: Speichereinheit

Claims

Datenein- und Ausgabegerät für Kraftfahrzeuge, umfassend: – ein oder mehrere Bedienelemente (9, 9’) zum Steuern von mehreren im Kraftfahrzeug vorhandenen Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7), – einen Bildschirm (10), sowie – eine Prozessoreinheit (8) zur Darstellung einer graphischen Benutzeroberfläche auf dem Bildschirm (10), zur Auswertung der Bedienelemente (9, 9’) und zur Kommunikation mit den Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7), – wobei dem Datenein- und Ausgabegerät (1) eine elektrische und eine protokollarische Schnittstelle zu einem BUS-System (2) zugeordnet ist, an dem die von dem Datenein- und Ausgabegerät (1) zu überwachenden und zu steuernden Funktionsmodule (3, 4, 5, 6, 7) angeschlossen sind, – wobei dem Terminalmodul (1) eine elektrische und eine protokollarische Schnittstelle zu einem BUS-System (2) zugeordnet ist, an dem die von dem Terminalmodul (1) zu überwachenden und zu steuernden Funktionsmodule (3, 4, 5, 6, 7) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenein- und Ausgabegerät (1) ferner eine Speichereinheit (11) umfasst, in der auf dem Bildschirm (10) anzuzeigende graphische Elemente abrufbar abgelegt sind, wobei die in der Speichereinheit (11) abgelegten graphischen Elemente von der Prozessoreinheit (8) abrufbar sind und wobei jedem Funktionsmodul (3, 4, 5, 6, 7) bei seiner Anmeldung beim Datenein- und Ausgabegerät (1) eine Priorität zugeordnet ist, mit welcher dieses auf das Datenein- und Ausgabegerät (1) zurückgreift.
Datenein- und Ausgabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kommunikation zwischen dem Datenein- und Ausgabegerät (1) und den Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7) verwendete Protokoll ein high-level-Kommunikationsprotokoll ist.
Datenein- und Ausgabegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Datenein- und Ausgabegerät (1) von dem oder den Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7) empfangenen Daten in einer Seitenbeschreibungssprache sind.
Verfahren zum Überwachen und Steuern von in einem Kraftfahrzeug befindlichen Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7) mittels eines Datenein- und Ausgabegerätes (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, welches mit den Funktionsmodulen (3, 4, 5, 6, 7) über ein BUS-System (2) elektrisch und protokollarisch verbunden ist, mit folgenden Schritten im Überwachungsmodus: – Anmelden eines Funktionsmoduls (3, 4, 5, 6, 7) bei der Prozessoreinheit (8) des Datenein- und Ausgabegerätes (1) zum Starten einer Datenübermittlung mit einer Kommunikation, – Übermitteln von Daten von einem Funktionsmodul (3, 4, 5, 6, 7) an die Prozessoreinheit (8) in einer Seitenbeschreibungssprache unter Verwendung eines high-level-Kommunikationsprotokolls, – Auswerten der übermittelten Daten von der Prozessoreinheit (8) und Abrufen eines oder mehrerer graphischer Elemente zum Aufbau einer am Bildschirm anzuzeigenden Bedienoberfläche und mit folgenden Schritten im Steuermodus: – Betätigen eines Bedienelementes (9, 9’) zum Ansteuern eines Funktionsmoduls (3, 4, 5, 6, 7), – Auswerten der Bedienelementänderung durch die Prozessoreinheit (8), – Ansteuern des Funktionsmoduls (3, 4, 5, 6, 7) durch die Prozessoreinheit (8).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungs- und Steuersignale einem an dem BUS-System (2) angeschlossenen und als Bordcomputer ausgelegten Funktionsmodul (3) zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anmelden eines Funktionsmoduls (3, 4, 5, 6, 7) bei der Prozessoreinheit (8) eine Prioritätsüberprüfung hinsichtlich des Prioritätsranges der zu übermittelnden Daten des Funktionsmoduls (3, 4, 5, 6, 7) durchgeführt wird.