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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Schaltungsanordnung für
ein Kfz-Cockpit, mit einer Bedienungseinheit mit Bedienungsmitteln
zur Dateneingabe und Funktionsauswahl, einer Anzeigeeinheit zur Anzeige
von Funktionseinstellungen und/oder Daten, Funktionseinrichtungen
zur Einstellung von Gerätewerten
in Abhängigkeit
von Steuersignalen und/oder zur Ausgabe von Einstellsignalen aller
Mcßsignalen, und
einer Radioeinrichtung.
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Das Fahrzeugcockpit, d.h, der für den Fahrer und
den Beifahrer manuell erreichbare Fahrzeugbereich, ist mit verschiedenen,
vom Fahrer oder Beifahrer zu bedienenden Einrichtungen, z.B. dem
Radio, einem Navigationssystem, einer Klimaanlage bzw. einer Heizung
und einem Gebläse,
dem Zündschloß und verschiedenen
Lichtschaltern, ausgestattet. Diese Funktionseinrichtungen sowie
gegebenenfalls weitere Funktionseinrichtungen, die vom Fahrzeug selbsttätig aktiviert
oder deaktiviert werden, wie z.B. eine Wegfahrsperre oder verschiedene
Anzeigeeinrichtungen wie Geschwindigkeitsanzeige, Tankanzeige, Öldruckanzeige
usw., werden teils über
die Bedienungselemente direkt gesteuert, teilweise besitzen sie
einen eigenen Mikrocomputer, der mit einer Anzeigeneinrichtung oder
anderen Funktionseinrichtungen, die ebenfalls einen Mikrocomputer
besitzen, in Verbindung stehen. Das Fahrzeugradio wird in der Regel über ein
eigenes Bedienungspanel bedient; weiterhin haben Funktionseinrichtungen
wie z.B. eine Klimaanlage in der Regel ebenfalls eigene Bedienungspanel
oder separate Bedienungsmittel, wie Tasten, Drehschalter oder Drehknöpfe. Dies
ermöglicht
bei geeigneter Zugängigkeit
für den
Fahrer bzw. Beifahrer in der Regel eine direkte Auswahl und Einstellung
der gewünschten
Funktionen.
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Nachteilhaft an einer derartigen
Cockpitanordnung bzw. Schaltungsanordnung des Cockpits ist jedoch
der hohe apparative Aufwand, insbesondere ein hoher Verkabelungsaufwand
sowie die Anbringung mehrere Geräteblöcke im Corckpitbereich,
insbesondere in der Amaturentafel. Weiterhin ist die Anzahl der
verfügbaren
Funktionen begrenzt, wobei eine spätere Erweiterung auf neue Funktionen
oder zusätzliche
Geräte
in der Regel nicht möglich
ist.
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Sei der Anhringung mehrerer Funktionseinrichtungen,
wie z.B. Radio, Klimaanlage und Navigationssystem, ist aufgrund
des begrenzten Platzes im Dashboardbereich eine Anordnung, bei der
sämtliche
Funktionseinrichtungen vom Fahren während der Fahrt gut bedient
werden können,
schwierig. Der Fahrer muß zudem
während
der Fahrt kurz gucken, wo die jeweilige Bedienungseinrichtung für das von ihm
gewünschte
Funktionsgerät
sich befindet und die jeweiligen Bedienungsmittel, z.B. verschiedene
Tipptasten, finden. Hierdurch ist die Gefahr einer längeren Unaufmerksamkeit
während
der Fahrt erhöht.
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Bei den bekannten Cockpitanardnungen werden
zudem für
die verschiedenen Funktionseinrichtungen separate Anzeigen verwendet,
was apparativ aufwendig ist, einen hohen Platzbedarf im Dashboard
bzw. der Amaturentafel benötigt
und den Fahrer während
der Fahrt ablenken kann, da er zunächst die jeweilige Anzeigeeinrichtung
suchen und gegebenenfalls die Ausleuchtung separat einstellen muss.
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Aus der WO 98/0984 ist eine grafische
Benutzerschnittstelle für
ein Kraftfahrzeug bekannt, die eine Anzeige und eine Bedieneinheit
mit Bedienelementen aufweist. Eine Steuereinheit kontrolliert die Anzeigendarstellung.
Die Steuereinheit ist ferner mit einer Vielzahl von Fahrzeugsystemen
verbunden, z.B. einem Radio, einer Geschwindigkeitsregelung, einer
Klimaeinheit und einem Telefon.
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Der Endung liegt die Aufgabe zugrunde,
gegenüber
dem Stand der Technik dahingehend eine Verbesserung zu schaffen,
dass mit relativ geringem apparativen Aufwand und geringem Platzbedarf
eine hohe Funktionalität
einer Schaltungsanordnung für ein
KFZ-Cockpit gewährleistet
wird.
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Dese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schaltungsanordnung für
ein KFZ-Cockpit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei
ist eine Zentralrecheneinheit zur Aufnahme von Mess- und Einstellsignalen
und zur Ausgabe von Steuersignalen vorgesehen. Eine Bedienungseinheit
ist mit der Zentralrecheneinheit verbunden. Ebenso ist eine Anzeigeeinheit
mit der Zentralrecheneinheit verbunden. Hierbei sind die Zentralrecheneinheit
und die Funktionseinrichtungen über
ein Bussystem miteinander verbunden. Ferner ist eine Radioeinrichtung
mit der Zentralrecheneinheit verbunden und mit dieser auf einer
gemeinsamen Platine angeordnet. Erfindungsgemäß kann die Zentralrecheneinrichtung
insbesondere über
eine entsprechende Schnittstelle bzw. einen Treiberausgang mit weiteren
Fahrzeugbussystemen, z.B. dem CAN-Bus des Fahrzeugs kommunizieren.
Hierdurch kann die Zentralrecheneinrichtung auch weitere zentrale
Fahrzeugfunktionen, z.B. Diagnoseaufgaben, wahrnehmen. Durch die
Verbindung bzw. Vernetzung der verschiedenen Funktionseinrichtungen,
gegebenenfalls über
ein Fahrzeugbussystem mit weiteren Funktionseinrichtungen sowie Daten
z.B. einer Fahrdynamikregelung oder eines Antiblockiersystems, können neue
Funktionen wahrgenommen werden sowie erweiterte Plausibilitätskontrollen
durchgeführt
werden. Somit wird eine hohe Integration in der Schaltungseinrichtung
für das KFZ-Cockpit
erreicht.
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Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, zur Steuerung
bzw. Regelung mehrerer Funktionseinrichtungen eine gemeinsame Zentralrecheneinheit zu
verwenden, die Steuersignale an die Funktionseinrichtungen ausgibt
und Signale von den Funktionseinrichtungen aufnimmt. Diese Zentralrecheneinrichtung
ist zudem mit der Radioeinrichtung und einer Anzeigeneinheit verbunden,
so dass deren zentrale Steuerung ebenfalls über die Zentralrecheneinrichtung
erfolgen kann. Somit wird der Einbau von separaten Zusatzrecheneinrichtungen
wie Mikrocomputern in den jeweiligen Funktionseinrichtungen sowie
gegebenenfalls auch im Radio oder der Anzeigeneinheit überflüssig.
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Die Steuerung der Funktionseinrichtungen durch
die Zentralrecheneinheit erfolgt über ein Bussystem, das z.B. überwiegend
als relativ kostengünstiges
Ein-Draht- Bussystem
ausgebildet werden kann, wenn die Zentralrecheneinrichtung und die
Funktionseinrichtungen, das Radio und die Anzeigeneinrichtung jeweils über die
Fahrzeugkarosserie geerdet sind.
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Als Funktionseinrichtungen können mit
der Zentralrecheneinrichtung sowohl Stelleinrichtungen, die lediglich
durch Steuersignale der Zentralrecheneinrichtung eingestellt werden,
wie z.B. die Leuchtweiteeinstellung, verschiedene Lichtfunktionen
und Blinkerfunktionen, Heckscheibenheizung, Hupe usw. direkt oder über eine
Signalleistungsverteileinrichtung angesteuert werden. Daneben können auch
geregelte Funktionseinrichtungen, bei denen ein bidirektionaler
Datenaustausch zwischen Zentralrecheneinrichtung und Funktionseinrichtung
vorgesehen ist, angesteuert werden, wie z.B. die Klimaanlage, Radio usw..
Weiterhin können
van Meßeinrichtungen,
wie z.B. einer Innentemperaturmeßeinrichtung, einer Außentemperaturmeßeinrichtung
oder einer Schadstaffmeßeinrichtung
von der Zentralrecheneinrichtung lediglich Mcßwerte aufgenommen werden.
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Die Einstellung der verschiedenen
Funktionseinrichtungen durch den Fahrer kann zum einen in bekannter
Weise über
separate Schalteinrichtungen, z.B. jeweils einen Schalter für Abblendlicht, Fernlicht,
Warnblinklicht usw. erfolgen. Erfindungsgemäß ist es aber insbesondere
auch möglich,
verschiedene Bedienungsmittel wie Tipptasten und Drehschalter einer
Bedienungseinrichtung bzw. eines Bedienungspanels mehrfach zu belegen,
so daß die
Anzahl der benötigten
Schalter verringert wird. Somit kann z.B. die Bedienung des Radios
und/oder des Navigationssystems und/oder der Klimaanlage und/oder
verschiedener Lichtfunktionen bzw. Blinkerfunktionen, sowie weiterer
Funktionseinrichtungen über
einige wenige Tasten erfolgen. Hierbei kann z.B. eine Umschalttaste
zum Umschalten zwischen verschiedenen Funktionsein richtungen sowie
zwischen verschiedenen Funktionen einer Funktionseinrichtung vorgesehen
sein, so daß die
Feineinstellung der Funktionseinrichtung z.B. jeweils über einen
Drehknopf oder eine Plus-Taste und eine Minus-Taste erfolgen. Hierdurch
kann z.B. eine Temperatureinstellung der Klimaanlage, eine Einstellung
der Lautstärke
des Radios, eine Kanaleinstellung des Radios oder eine Einstellung
des Navigatianssystems über die
Umschalttaste und einen Drehknopf oder zwei Tipptasten erfolgen.
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Erfindungsgemäß kann die Zentralrecheneinrichtung
mit der Bedieneinheit ebenfalls über
ein Bussystem, z.B. ein Ein-Draht-Bussystem oder ein Mehr-Draht-Bussystem,
verbunden sein. Auch die Verbindung der Anzeigeneinheit mit der
Zentralrecheneinrichtung kann über
ein entsprechendes Bussystem erfolgen, Vorteilhafterweise können die
Zentralrecheneinrichtung und die Bedieneinheit bzw. das Bedienpanel
und/oder die Anzeigeneinheit integriert sein. Hierzu ist vorteilhafterweise
die gesamte Mittelkonsole, in der das Bedienpanel angeordnet ist,
mit der Zentralrecheneinrichtung integriert, z.B. auf einer gemeinsamen
Platine oder in einem gemeinsamen Gehäuse als eine apparative Einheit
vorgesehen.
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Als Anzeigeneinheit kann insbesondere
das ganze Kombiinstrument eines Kraftfahrzeugs verwendet werden;
bei Integration der Zentralrecheneinrichtunq mit der Anzeigeneinheit
ist somit die Zentralrecheneinrichtung in dem Kombigerät des Kraftfahrzeugs
integriert, vorteilhafterweise ist ebenfalls die Mittelkonsole mitintegriert,
so daß sich
eine einzige apparative Einheit ergibt, wodurch der Bauraum im Cackpitbereich
weiter verringert wird.
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Die jeweiligen Funktionseinrichtungen
benötigen
erfindungsgemäß keine
eigenen Zusatzrecheneinrichtungen mehre vorteilhafterweise verfügen sie über eine
gewisse Logik, z.B. über
Treiberausgänge zum
Anschluß an
das Bussystem.
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Das Bussystem kann als ein Sub-Bussystem aufgefaßt werden,
wobei der Takt z.B. mittels eines Clock-Recovery-Verfahrens aus dem Datenfluß generiert
werden kann.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – eine erste
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
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2 – eine weitere
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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Gemäß 1 ist eine Zentralrecheneinrichtung 1 vorgesehen,
die verschiedene Schnittstellen 22 zum Anschluß eines
Bussystems 24 bzw. separater Bussysteme aufweist. Die Bussysteme
können z.B.
Ein-Draht-Bussy steme bzw. Sub-Bussysteme sein. Über eine weitere Schnittstelle 23 ist
die Zentralrecheneinheit mit einem Fahrzeugbus 9, z.B.
einem CAN-Bus verbunden.
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Über
das Bussystem 24 sind Funktionseinrichtungen an die Zentralrecheneinheit 1 angeschlossen
z.B. eine Fernbedienung 36, z.B. für die Bedienung des Fahrzeugradios,
ein Navigationssystem 13, ein Musikgerät 12, das z.B, ein
CD-Gerät,
ein MD-Abspielgerät
oder ein Kassettenrekorder bzw. Kombination dieser Geräte sein
kann. Weiterhin kann ein nicht gezeigtes Mobiltelefon, eine Wegfahrsperre 7,
eine HVAC (Heizung, Ventilation, Air-Conditianing)-Kombination 8 bzw.
als separate Teile eine Klimaeinrichtung 18, eine Gebläseeinrichtung 19,
eine Heizungseinrichtung 30 sowie Klimasensoren 20 über das
Bussystem 24 mit der Zentralrecheneinrichtung 1 verbunden
sein. Als weitere Komfortgeräte 21 können z.B.
Eine Sitzeinstellung, Sitzheitung etc. vorgesehen sein.
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Bedienelemente sind auf einem Bedienpanel 25 einer
Mittelkonsoleneinheit 5 über das Bussystem 24 bzw.
eines der Bussysteme 24 mit der Zentralrecheneinrichtung 1 verbunden,
wobei das Bedienpanel z.B. Tipptasten 34, 35 und/oder
Drehknöpfe
aufweist. Weiterhin können
Daten über
einen Lenkstock 10 sowie ein Zündschloß 20 eingegeben werden.
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Eine Anzeige der eingebenen Daten
sowie ausgewählter
Funktionen erfolgt zum einen über
eine Anzeigeneinheit 3, die durch das herkömmliche Kambiinstrument
bzw. Multifunktionselement des Kraftfahrzeugs gebildet werden kann.
Weiterhin ist die Verwendung eines Zusatzdisplays 4, z.B.
für das Navigationssystem
möglich,
wenn hierbei eine höhere
Auflösung
erwünscht
ist.
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Funktionseinrichtungen 32 mit
höherem Leistungsbedarf, wie
z.B. Abblendlicht, Fernlicht, Nebelscheinwerfer, Blinklicht, Warnblinklicht,
Heckscheibenheizung, Licht bei Einlegen des Rückwärtsganges, Hupe, Scheibenwischer,
Heckacheibenwischer, können
in bekannter Weise über
ein Signalleistungsverteil-Steuergerät 2 angesteuert werden. Dieses
Signalleistungsverteil-Steuergerät 2 ist
hierbei mit Funksicherungen 15 und Relais 16 verbunden.
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Während
in der in 1 gezeigten
Ausführungsform
die Mittelkonsole 5 sowie die Anzeigeneinheit bzw. Kombiinstrument 3 mit
der Zentralrecheneinheit 1 über ein Bussystem bzw. Sub-Bussystem verbunden
sind, ist bei der Ausführungsform
der 2 die Zentralrecheneinrichtung 1 mit
der Bedienungseinrichtung 25 in der Mittelkonsole 5 integriert. Vorteilhafterweise
ist, wie in 2 gezeigt,
das Radio 6 in dieser Einheit integriert.
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Bei einer derartigen Integration
kann z.B. die Zentralrecheneinrichtung 1 mitsamt Schnittstellen 22, 23 sowie
dem Radioempfangsteil und dem Niederfrequenzteil, d.h. der Vorstufe
sowie dem Leistungsverstärker,
auf einer Platine oder in einem Gehäuse integriert sein. Auf einer
weiteren Platine kann das Bedienungspanel 25 integriert
sein, wobei die Platinen in einem gemeinsamen Gehäuse als
eine apparative Einheit angeordnet sind. Diese Einheit kann nunmehr
mit den verschiedenen Funktionseinrichtungen verbunden werden. Die
Steuerung für
die verschiedenen Funktionen kann von einer oder mehrern Recheneinheiten übernommen
werden.
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Bei den Ausführungsformen von 1 und 2 kann eine hinreichende Anzahl von Schnittstellen 22 vorgesehen
sein, so daß eine
Erweiterungsmöglichkeit
für weitere
Funktionen bzw. weitere Funktionseinrichtungen, d.h. insbesondere
auch ein nachträglicher
Einbau weiterer Funktionseinrichtungen in ein Kraftfahrzeug möglich ist.
Es wird ein System geschaffen, bei dem sämtliche Funktionseinrichtungen sowie
mögliche
später
hinzukommende Funktionseinrichtungen in normierte Weise an eine
Zentralrecheneinrichtung angeschlossen werden können, wodurch eine aufwendige
Verdrahtung zwischen verschiedenen Schaltern und Funktionseinrichtungen entfällt.
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Gemäß 2 kann in der Bedienungseinheit 25 z.B.
eine Umschalttaste 38 zur Auswahl z.B. des Radios und/oder
der Navigationseinrichtung und/oder der Klimaanlage vorgesehen werden.
Weiterhin kann durch die Umschalttaste 38 gegebenenfalls
zwischen verschiedenen Funktionen einer Funktionseinrichtung umgeschaltet
werden. Die Feineinstellung innerhalb der ausgewählten Funktion kann wie in 2 gezeigt über zwei
Tipptasten 34, 35 erfolgen, die z.B. mit " – " bzw, " + " versehen
sind und somit eine Einstellung eines Bereichs ermöglichen. Statt
dieser beiden Tipptasten kann entsprechend ein Drehknopf verwendet
werden. Somit kann durch den Umschalttaster z.B. beim Radio die
Lautstärketunktion
eingestellt und über
die Tipptasten 34, 35 die Lautstärke eingestellt
werden; weiterhin kann über
den Umschalttaster die Kanaleinstellung des Radios gewählt werden,
die anschließend über die
Tipptaster 34, 35 eingestellt werden kann.
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Die Umschaltung zwischen verschiedenen Funktionen
einer Funktionseinrichtung kann über
ein kurzes Drücken,
diejenige zwischen verschiedenen Funktionseinrichtungen kann z.B.
durch längeres Drücken der
Umschalttaste 38 erfolgen, so daß von der Einstellung des Radios
z.B. zur Einstellung der Klimaanlage oder Navigationssystemen übergegangen
wird, die ebenfalls über
die Tipptasten 34, 35 eingestellt werden können. Semit
wird die Auswahl von Menüs
und Untermenüs über den
Umschalttaster 38 bzw. mehrere Umschalttaster, sowie eine
Feineinstellung über
zwei Tipptasten oder einen Drehknopf ermöglicht.
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Weiterhin können bei beiden Ausführungsformen
sämtlichen
gezeigten Funktionseinrichtungen angeschlossen, werden. Weitere
nicht gezeigte Funktionseinrichtungen sind z.B. die Beleuchtung der
Bedienungseinheit bzw. einzelner Knöpfe, eine Anzeigendimmung des
Hintergrundlichtes des Dashboardes bzw. der Amaturentafel.
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Vorteilhafterweise erfolgt die Bedienung
des Autoradios ausschließlich
oder wahlweise über
die Fernbedienung 36. Die Stromversorgung einiger Funktionseinrichtungen
kann ebenfalls über
die Zentralrecheneinrichtung erfolgen. In der Anzeigeneinheit 3 kann
neben den Anzeigen der genannten Funktionen weiterhin die Uhrzeit,
die Kilometeranzeige, das jeweils eingestellte Musikgerät angezeigt werden.
Die Radioeinrichtung 6, die in 2 in der Mittelkonsole integriert ist,
weist insbesondere eine integrierte Stromversorgung sowie den Hochfrequenz-
und Niederfrequenzteil in einem Gehäuse auf.