JP3902666B2 - 自動車用テレマティーク装置 - Google Patents
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Description
本発明は請求項1の上位概念による、自動車用テレマティーク装置に関する。このテレマティーク、特に交通関連のテレマティークの概念のもとでは、交通関係の通信、案内、情報提供分野で適用されるシステムが主に挙げられる。そのような機器としては、例えばドイツ連邦共和国特許出願DE 90 07 501 U1に開示されている操作表示装置が挙げられる。この装置の場合、カーラジオのケーシング内に付加的にナビゲーション装置が組み込まれており、この場合走行案内表示が提供されている。この装置においては相応の伝送インターフェースにキーダイヤルを備えた無線電話が接続されており、この無線電話は、車両の別の箇所に配置されている。
自動車関係で目下利用されている多くの通信機器では、各機器自体が車両内で所定の空間スペースを必要とする問題がある。この場合は大抵のケースで個々の装置が車両のトランク内に組み込まれており、そのためもはやトランクルームでの完全な容量スペースが得られるものではなくなってきている。さらにその他の欠点として挙げられるのは、これらの個々の装置が相応の多数の給電線路やデータ線路ないしは情報線路を介して接続されていることである。そのためこのような多種多様に必要とされる線路の他にも付加的な一部では高価な組付けコストが必要となる。さらに自動車ネットワークは種々の制御装置と電力負荷によって非常に強い電磁障害波の影響を受けており、個々の通信装置に対して付加的な高コストの障害除去手段も設けなければならない。また個々の装置が、それぞれの固有の制御論理、増幅器、入力キー、表示装置などを有していることも非経済的であり、それによる個々のコンポーネントの多重利用の欠落のために経済効果の有効利用は全くない。
発明の利点
それに対して請求項1の特徴部分に記載の本発明によるテレマティーク装置は、次のような利点を有している。すなわち個々の通信機器が共通のケーシング内に納められ、このケーシングの寸法が、車両の所定の組込み空間、例えばカーラジオ用の組込み孔部に納めることができるように設計される。それによって有利には、配線コストが著しく低減され、簡単な組込み、並びに電磁障害波の低減による確実な作動性が得られる。特に有利には、無線電話がGSMモジュールを備えており、それによってデジタル化されたデータ、例えばGPSモジュールによって算出された現在位置、所望の目的地、並びにテキストがセンタに伝送可能なことである。この場合このデジタル化された伝送は耐障害性に優れている。なぜならノイズ信号と干渉(フェージング)が十分に抑圧されるからである。本発明のテレマティーク装置は、情報交換によって多種多様な情報、例えば走行ルート、交通状況、車両安全性等に関する情報を監視することができる。本発明による装置は小型機器として比較的容易にかつ安価に提供することが可能である。
本発明の従属請求項に記載の手段によれば、本発明によるテレマティーク装置の別の有利な実施例及び改善例が実現可能である。特に有利には、外部のセンタが所望の目的地までのルート計算を実施し、このルート情報が車両搭載機器に伝送される。個々の構成要素、例えばデジタル化されたカードを備えたCD−ROM駆動機構や高価な計算プログラムなどは、車両のテレマティーク装置に組込む必要がない。さらに有利には、このテレマティーク装置が、センタから送信された目的地までのルート情報を記憶してテレマティーク装置の相応のディスプレイに表示するために必要とするメモリも比較的小さなものでよい。
テレマティーク装置が瞬時の自車位置を求めるためには、限られた所定の部分領域だけ、有利には走行ルートに沿った領域だけが決定され、この領域に対する交通状況が選択的に把握される。この該当領域に対して存在するデータに基づきさらにその交通状況に依存して、目的地までの代替ルートが求められる。それにより車両は目的地に向かう方向で可及的に混雑のない走行が可能となる。
有利には、GSMモジュールを用いてセンタからさらなる情報が車両装置に送信され、それによって所望の目的地、例えばホテル、ガソリンスタンド、駐車場、銀行などが簡単に見つけられる。
本発明のテレマティーク装置は、さらに盗難や車両の不正使用に対する予防的措置として利用することも可能である。なぜなら本発明によるテレマティーク装置は車両の使用に対して、十分な認証識別がなされた場合にしかトリガされないからである。別の側から見れば、不正な使用の際には緊急通報が自動的にセンタに送られ、それにより盗難の際には車両保有者か又は警察に直接知らせることができる。
車両を簡単に探知できるようにするために、常に既知の自車位置によって、限られた走行領域だけの解放やエンジン管理機構への直接の介入制御が実施可能である。それによりさらなる走行や車両を用いた逃走等が困難となる。
特に有利には、テレマティーク装置を用いて事故や車両故障の際に、緊急通報がセンタに送られる。それにより非常に迅速な救助が要求できる。
さらに有利には、本発明のテレマティーク装置を用いて、駐車場の予約のみでなく、決済すべき料金を預金カード、例えばチップカードなどで自動的に引き落とすことができる。それによりドライバーは駐車場からの外出の際に支払いのための付加的な足止めを受けることがなくなる。
本発明のテレマティーク装置は、さらなる機器、例えばデジタル道路マップがファイルされるCD−ROMドライバに装備されていてもよい。センタのオーバーロードの際、特に過密地帯での場合には、当該テレマティーク装置は、デジタル道路マップを用いて自車の走行ルートを自動的に計算し、それによってセンタからの推奨ルートに依存しなくて済む。
図面
以下では本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。この場合、
図1は、本発明のシステム構成を示したブロック回路図である。
図2は、このテレマティーク装置のブロック回路図である。
実施例の説明
図1には本発明による回路装置のシステム構造が示されている。テレマティーク装置1は、例えばカーラジオ3,4と、無線サービスのためのGSM(Global System Mobilication)モジュール5と、GPS(Global Positioning System)衛星からの電波の受信のためのGPSモジュール13で構成されている。これらの個々の機器は、相応の入力側を備えた送受信用のアンテナ16a,16b,16cを有している。これらの機器は、テレマティーク計算機12によって集中制御されている。これらのテレマティーク装置の個々のモジュールは、次のように構成される。すなわちそれぞれGSMセンサー30、放送局31、GPS衛星32からの個々の信号を受信するように構成されている。さらにこのテレマティーク装置には、さらなるCANバス及び/又はデータバスのためのインターフェース端子が設けられており、その端子には例えばエンジン管理機構34及び/又は自動車のイグニッション33が接続されている。それによりこのテレマティーク装置は、エンジン管理機構34への制御をイグニッション33の位置に依存して行うことができる。
図2には、テレマティーク装置のブロック回路図が示されている。ケーシング1aには、実質的に以下で説明する複数のモジュールが組込まれている。このケーシングlaの寸法は有利には、車両の計器板におけるカーラジオ用に設けられた規格化された組込み孔部に組込むことができるように設計されている。それ故に本発明によれば、個々のモジュールがケーシング1a内に機能的に妥当に組込まれるようにコンパクトかつ省スペース的に設計されている。この場合この組込み孔部はシングル又はダブルの統一規格サイズを有している。
ケーシング1aは、実質的にラジオ受信ユニット1とテレマティークユニット2を含んでいる。ラジオ受信ユニット1は実質的に受信部3を備えたカーラジオと増幅器4を有している。この受信部3にはRDS(Radio-Data-System)モジュール3aが付加されている。受信部3は、相応の線路を介してラジオアンテナ16aと接続されている。増幅器4の出力側は、1つ又はそれ以上のスピーカ10に接続可能である。このスピーカ10は、時折マイクロフォンとして切換可能であり、そのため例えば無線通信モードの際にこのスピーカ10がマイクロフォンとして利用可能であるならば、マイクロフォン15は省くことができる。外部センタ30との無線通信モードに対しては、GSMモジュール5が設けられる。このモジュールには相応の送受信アンテナ16bが接続可能である。さらにGSMモジュール5には入力装置としてマイクロフォン15が接続可能である。このGSMモジュール5は、カードリーダー7にも接続される。このカードリーダー7は、例えばチップカード、SIM(Subscriber Identity Module)キーカード、預金カードなどのメモリカードの読取りが可能である。さらに補足的にDAB(Digital Audio Broadcasting)モジュール22がGSMモジュール5に接続される。このDABモジュール22にはDABアンテナ16dが接続可能である。個々の構成群の制御のために制御回路6と入力電圧制御器8とMMI(Man Maschine Interface)9が設けられる。前記制御回路にはさらに光学表示装置5aが接続される。この表示装置に入力情報と受信情報が表示される。
テレマティークユニット2は、音声ユニット11を有しており、このユニットには所定の言語に対するワード、センテンスが記憶されている。さらにこの音声ユニットllは、さらなる別のワード、センテンスに対して構成することもできる。この音声ユニット11は、インターフェースコントローラ14に接続されており、このインターフェースコントローラは受信したRDS又はGSM信号からワード、センテンスを合成する。これらは増幅器4とスピーカ10を介して音声出力可能である。インターフェースコントローラ14にはさらにテレマティーク計算機12と衛星モジュール13、有利にはGPSモジュールが接続される。このGPSモジュール13は、GPSアンテナ16cに接続される。インターフェースコントローラ14は、内部バスを介して制御回路6、MMIモジュール9、受信部3、及び光学表示装置5aに接続される。音声ユニット11も受信部3に接続される。インターフェースコントローラ14は、CAN(Computer Area Network)バス20と共に構成され、これにはナビゲーション測位システム23が接続可能である。このナビゲーション測位システム23は有利にはデジタルマップのためのメモリを有している。さらなる別のデータバス21、例えばASCIIバスも設けられる。これは制御回路6に接続される。前記CANバスもさらなるデータバス21もケーシング1aに相応に施行されたソケットを有しており、そのためさらなる機器の増設も可能である。
さらなるデータバス21には例えばCD−ROMドライブ17、有利にはCDチェンジャー、少なくとも1つのキーを備えた入力装置19、送受話ユニット18及び言語識別モジュール24が接続される。このさらなる構成群は、自動車の適切な箇所に配設される。それにより例えばCDチェンジャー17はテレマティーク装置の上方のダブルサイズの統一規格取付け孔部へ配設可能である。入力装置19をテレマティーク装置のフロント側へ配設することも可能である。また選択的に入力装置19を、車両内で可動に配置することも可能である。この場合はこの入力装置19とテレマティーク装置との間でケーブルによるか又は無線でのデータ伝送が行われる。相応に送受話ユニット18ないし言語識別モジュール24の装置が設けられてもよい。
次に本発明のテレマティーク装置の機能を、個々の構成群とその機能の説明によって以下に詳細に説明する。このテレマティーク装置は小型に構成され、個々の公知機器、例えば放送受信機、自動車電話機、ナビゲーション機器、アラーム機器などで周知の機能を全て満たすものである。同等の構成群のコンパクトな構造と多重利用とによって経済的な効果が有利に図られる。これは構造の小型化と車両への容易な組込みをも可能にする。
カーラジオ3、4は、長波、中波、短波、超短波の受信のために設けられており、TMC(Traffic-Message-Chnnel)チャネルと接続されるRDS機能部を含んでいる。増幅器4の出力側にはスピーカ10との4つのチャネルが接続可能である。さらに残りの全ての機能の設定のための操作素子又はカーソルが設けられている。CD−ROM17として有利には10連奏のCDチェンジャーが設けられている。これはカーラジオ3,4への相応の入力側に接続される。
無線電話はGSMモジュール5を含んでいる。この場合作動化は有利にはSIMカードを用いて行われる。カードリーダー7は次のように構成される。すなわち比較的多数のカードユーザーによって操作可能なように構成される。この場合は工場で所定のコードが固定的に設定されるか又は最初のSIM(Subscriber Identity Module)カードの使用の際にSIMカード又はキー回路の代わりに自動的にコードが利用される。緊急通報はいつでもGSMモジュールを介してセンタ30に知らせられる。光学的表示装置5aには相応の示唆が行われる。有利にはさらにフリートーク装置が設けられ、この場合は呼出し音と受話器音量が設定可能である。キャッチしたショートメッセージ(SMS、Short Message Service)は信号音を用いて知らされ、光学的表示装置5aに送出される。さらに通話の開始の際には、カーラジオのミュート切換が行われ、通話が終了した場合には、カーラジオ又は目下駆動中のオーディオCDがミュート切換前の音量までソフトに設定され直す。SIMカードは相応に必要な数のダイヤルアドレスに対して十分なメモリスペースを有している。カードリーダー7におけるSIMカードの書込みの際には、ショートセレクトメモリが読出され、名前がアルファベット順にソートされて光学的表示装置5aに出力される。さらに自動的な通話接続か又は任意のキーの操作が行われる。さらに全ての機能は専用電話のように通話料金の表示を含めて行われる。そしてデータネットワークにおいてはメールボックスなども選択可能である。
このテレマティーク装置は、周知の逃走経路封鎖に対しても次のような利点がある。すなわち盗まれた車両が自動的にその目下の位置をセンタ30に送信する利点がある。この場合その位置はGPSモジュール13を用いて検出される。車両の不正な使用の際には盗難警報機能が自動的に作動し、アラームがセンタ30に送信される。盗難は次のことによって識別される。すなわち車両がドライバによって規定された走行領域を離れることによって識別される。この当該領域からの離脱の後ではエンジン管理機構への介入制御が行われる。そのためこの車両はその可動性を著しく制限される。作為的な操作からの保護のために、フリー走行ゾーンをセンタ30に記憶させてもよい。このフリー走行ゾーン外の車両位置をセンタ30が受信した場合には、盗難警報がトリガされる。さらに、盗難保護システムがスタンバイし、送信アンテナ等への何らかの作為的操作による障害が生じていない場合に初めて車両が全ての機能を稼働できるようにしてもよい。このようなことはGSMモジュールを用いて監視される。このGSM接続の障害又は中断が存在する場合には、車両のブロック又は走行制限が導入される。この制限は、正規ユーザー又は正当なドライバーの識別信号によってキャンセルされる。
求められたGPSポジションに関する作為操作を予防するために、車両位置はホイールセンサを介した総合評価又は回転速度計パルスとの相互評価によってコントロールされる。
本発明のさらなる実施例によれば、無線電話の送受信条件の不良の際に所定の待機時間か又は許容範囲が設けられる。例えば衛星からの信号が何も受信できない場合でも、車両がこの所定の境界内で移動している場合には走行機能の制限は行われない。
さらなるテレマティークサービスとして、故障時呼出しサービスが設けられる。自動車の故障又は事故の際には、GSMモジュール5を用いてセンタ30との通信が行われる。この場合は引き続き故障サービスセンタへの呼出しが行われる。この呼出しと共に故障車両の位置も伝送される。この位置はGPSモジュール13かナビゲーション測位システム23によって検出される。さらなるデータバス21又はCANバス20を介したエンジン管理機構との接続によって、例えばエンジンの故障状況を故障サービスセンタに直接送信することもできる。それにより場合によっては遠隔診断を実施することもできる。また故障サービスセンタとデータのみの交信を実施してもよい。なぜならこのサービスは安価な料金で提供されているからである。また選択的に通話/データ交信を行うことも可能である。この故障サービスはプッシュボタン毎に行われてもよいし、故障時呼出し用チップカードへの識別番号の入力によって行われてもよい。この故障時呼出しによって、車両固有のデータ(車両タイプ、車両ナンバー、ドライバデータ)と、車両位置及び時刻が転送される。故障サービスセンタからの折り返し通知は、光信号及び/又は音声信号によって行われてもよいし、光学的表示装置5aにあるいはスピーカ10に送出されてもよい。緊急時呼出しも同じような形で行われる。しかしながら事故に関与した人の数や負傷者の数、危険性の回避状況、あるいはその他の目下の危険性等に関する付加的情報を伝送することも可能である。
さらなるテレマティークサービスとしてナビゲーション支援が行われる。このナビゲーション支援は、目的地探索やルート計算の際にドライバーを支援する。その際当該テレマティーク装置におけるコストは最小に低減される。なぜならこのルート計算と目的地案内はセンタによって行われ、1つ又は複数の推奨ルートが車両装置に伝送されるからである。センタ30も目標ルートに沿った走行領域内での目下の交通状況を、RDS−TMC情報の受信に基づいてわかっているので、センタ30は適切な目標ルートを計算して車両のテレマティーク装置に送信することができる。この場合にも接続形成に対してGSMモジュール5が必要となる。所定の目的地に到達するために、車両のドライバは例えば入力装置19のキー操作によってあるいは送受話ユニット18の操作によって所望の目的地を入力する。この所望目的地は選択的に音声識別モジュール24で復号化してGSMモジュール5を介してセンタ30に送信してもよい。この伝送は安価なデータチャネルで行われる。目標ルートの計算の後ではセンタ30が相応の道路マップ区分及び/又は走行指示データをテレマティーク装置に返信する。DABモジュール22が設けられている場合には、画像データの問題のない伝送に対して十分な帯域幅が確保できる。このDABモジュール自体は公知なものなのでここでの詳細な説明は省く。
このテレマティーク装置は、GPSモジュール13か、より正確な測位用のDGPS(Differential Global Positioning System)を有しているので、センタ30は算出されたルートに対して固有の基準点を伝送するだけで十分である。テレマティーク装置は、既知の自車位置に基づいて、ルート上の次の基準点までの距離と方向を計算し、このようなステップ毎の繰り返しによって所望の目的地までの到達が実行される。有利には次の基準点までと目的地までの距離と方向が光学的表示装置5aに表示される。補足的にこれらの情報を音声ユニット11により、スピーカ10を介して音声出力してもよい。GPS測位方式の許容範囲内で多数の基準点が存在する場合には、これらの基準点に対する全ての推奨ルートが順番に送出される。ルートから外れている場合にはこれがシグナリングされ、当該ルートないしは次の基準点に対する方向と距離が付加的に表示される。目下の交通状態に変化が起きた場合には、目下の自車位置の考慮のもとで新たなルート計算がセンタ30によって実施され、テレマティーク装置に送信される。
このルート計算に対しては、ルート用の大規模中間メモリを廃して当該テレマティーク装置を非常に安価に提供することも可能である。GSM接続形成は時折、テレマティーク装置への目標指示の伝送と、算出された走行ルートの伝送のみに必要とされるだけである。RDS/TMCデータの評価によって、テレマティーク装置自体も目下の混雑に応じた走行ルートの選択が可能である。
所定の条件(データ保護、記憶容量、コスト)のもとでは、センタ30からの受信領域内の必ずしも全てのルートを記憶する必要はない。テレマティーク装置はこのような場合ナビゲーション測位システム23を装備しデジタルマップ用のCDROMを含んでいる。このCDROMとしてCDチェンジャー17が利用される。距離センサ(例えばホイルセンサ)、方向センサ及び/又はGPSモジュール13を用いて車両位置は相互結合され光学的表示装置5aのデジタルマップに表示される。目下の位置はGSMモジュール5を介してセンタ30に送信される。それによりセンタは走行ルートを目下の交通状況の考慮のもとで計算することができる。センタは算出された走行ルートをテレマティーク装置に送信し、それによって光学的表示装置5aのデジタルマップにこれが表示される。車両が既に自立形のナビゲーション測位装置を装備している場合には、本発明のさらなる実施例により、ナビゲーション測位システムは、RDS/TMCチャネルを介して選択的に受信可能な目下の交通状況を考慮して最適なルートを算出することができる。
所望の目標としての目的地に対して駐車場の希望が入力された場合には、前述したナビゲーション支援システムによって駐車場や類似の目標(工場、ガソリンスタンド、銀行、スーパーマーケットなど)までの目標案内がなされる。GSMモジュール5を用いれば駐車場の予約も可能である。駐車料金の自動引き落としはカードリーダ7を用いて実施される。目下の交通状況はカーラジオ3,4に記憶されているので、この情報をTIM(Traffic Information Message)機能を介して活性化させ、音声的に又は光学的に送出することも可能である。
本発明の別の実施例によれば、GSMモジュール5を用いて一般情報も受信され評価される。例えば目的地又は目的地周辺毎にツーリスト情報、ホテル、ガソリンスタンド、駐車場情報等をセンタから選択的に呼出すことも可能である。適切なメニューを用いて光学的表示装置5aの表示から例えばホテルを選択し、GSMモジュール5によってボタン操作に基づいて予約を行うこともできる。
前述した個々のモジュールの構造については十分に公知のものなのでここでの詳細な説明は省く。
Claims (13)
- 測位システムが組込まれているカーラジオと、無線電話と、メモリと、表示装置とを有している、自動車用のテレマティーク装置において、
前記カーラジオ(3,4)がRDSモジュール(3a)を有しており、前記測位システムは衛星受信モジュール、例えばGPSモジュール(13)を有しており、前記無線電話は、デジタル無線サービス用のモジュール、例えばGSMモジュール(5)を有しており、前記RDSモジュール(3a)とGPSモジュール(13)とGSMモジュール(5)は、音声ユニット(11)及びカーラジオ(3,4)と共に当該テレマティーク装置のケーシング(1a)内に組込まれており、該ケーシング(1a)は、自動車の規格統一された収容孔部内に組込めるように構成されており、さらに前記ケーシング(1a)は、少なくともカーラジオ(3,4)と、GSMモジュール(5)と、GPSモジュール(13)のためのアンテナ端子(16a,16b,16c)、並びに少なくとも1つのCANバス(20)及び/又はさらなるデータバス(21)及び少なくとも1つのスピーカ(10)及び/又はマイクロホン(15)のためのインターフェース端子を有していることを特徴とするテレマティーク装置。 - 前記テレマティーク装置は、目的地のための入力装置(15,19)を有し、さらに、ナビゲーションシステムによって求められた自車位置と入力された目的地がGSMモジュール(5)により目標ルート計算のためにセンタ(30)に送信されるように構成されている、請求項1記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置はメモリ(5a)を有しており、該メモリ(5a)にはセンタ(30)から目下の交通状況の考慮のもとで算出され当該テレマティーク装置に送信された目標ルートが記憶可能である、請求項1又は2記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置は、求められた自車位置と入力された目的地への走行方向を用いて、GSMモジュール(5)又はRDSモジュール(3a)を介して受信される所定の区分領域毎の目下の交通状況に関する情報を選択し光学的及び/又は音響的に送出できるように構成されている、請求項1〜3いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置は、GSMモジュール(5)を用いてセンタ(30)から一般情報、例えばホテル、ガソリンスタンド、駐車場、銀行などに関する情報を問い合わせできるように構成されている、請求項1〜4いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置は、認証識別のためのカードリーダ(7)を有しており、さらに、GSMモジュール(5)を用いて車両の不正使用をセンタ(30)に通報できるように構成されている、請求項1〜5いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- 所定の時点での車両位置に基づいて、テレマティーク装置が所定の走行領域を越えた後で通報がセンタ(30)に送出される、請求項6記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置は、自動車のエンジン管理機構(34)への介入制御を実施する、請求項6又は7記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置は、預金カード、例えばチップカード用の書込み/読取り機器を有しており、さらに、センタ(30)によってドライバの要求に基づいて預金カードなどからの支払うべき駐車料金の自動引き落としを行えるように構成されている、請求項1〜8いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- 前記テレマティーク装置は、デジタルマップ用及び/又は距離センサ用のメモリを有している、請求項1〜9いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- DABモジュール(22)が設けられている請求項1〜10いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- ナビゲーションモジュール(23)が設けられており、該ナビゲーションモジュールはCANバス(20)又はさらなるデータバス(21)に接続可能である、請求項1〜11いずれか1項記載のテレマティーク装置。
- 前記少なくとも1つのスピーカ(10)が時折マイクロホンとして利用可能である、請求項1〜12いずれか1項記載のテレマティーク装置。
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