PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69637069T2 10.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001376882
Titel Computersystem für Fahrzeuge
Anmelder Microsoft Corp., Redmond, Wash., US
Erfinder Beckert, Richard D., Lake Stevens, Washington 98252, US;
Moeller, Mark M., Des Moines, Washington 98198, US;
Wong, William S., Redmond, Washington 98053, US
Vertreter Ullrich & Naumann, 69115 Heidelberg
DE-Aktenzeichen 69637069
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.11.1996
EP-Aktenzeichen 030765622
EP-Offenlegungsdatum 02.01.2004
EP date of grant 02.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse H04B 1/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Computersystem für Fahrzeuge.

Hintergrund der Erfindung

Moderne Fahrzeuge sind typischerweise mit mehreren unabhängigen elektronischen Systemen ausgerüstet. Beispielsweise weisen die meisten modernen Fahrzeuge eine Tonanlage und ein Sicherheitssystem auf. Die Tonanlage besteht üblicherweise aus einem AM/FM-Radio, einem Kassetten- oder CD (Compact Disk)-Abspielgerät, einem Equalizer/Verstärker und Lautsprechern. Das Radio und das Abspielgerät sind in einer Metallumhüllung oder einem -gehäuse angeordnet, das in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs befestigt ist. Das Gehäuse weist eine standardisierte Größe auf, die oft in Form von DINs (Deutsche Industrie Normen) ausgedrückt ist, um eine Kompatibilität mit und eine Nachrüstbarkeit in den meisten Fahrzeug-Armaturenbrettern zu gewährleisten.

Das Sicherheitssystem ist vollständig von der Tonablage getrennt. Das Sicherheitssystem besteht üblicherweise aus Sicherheitssensoren, die überall in dem Fahrzeug platziert sind, und einem zentralen ASIC (Application Specific Integrated Circuit) zum Überwachen der Sensoren und zum Bestimmen, ob die Sicherheit gefährdet ist. Das Sicherheitssystem steuert auch Aktuatoren zum Ver-/Entriegeln von Türen oder zum Schließen/Öffnen von Fenstern und einen Alarm oder eine Sirene.

Die meisten aktuellen Fahrzeugmodelle (1996 oder später mit OBD II, 1993 oder später mit OBD I) sind auch mit einem Diagnosesystem ausgebildet, das die Funktion des Fahrzeugsmotors, des Getriebe- und Kraftstoffsystems und anderer Komponenten analysiert. Das Diagnosesystem kann mit einem externen Computer verbunden werden, um Diagnoseinformationen herunterzuladen oder zu überwachen, die für einen Fahrzeugmechaniker während der Wartung des Fahrzeugs nützlich sind. Zusätzlich könnte das Diagnosesystem Armaturenbrettanzeigen umfassen, die den Fahrer über verschiedene Betriebszustände informiert.

Bei einigen aktuellen Modellen sind die Fahrzeuge mit einem Navigationssystem ausgestattet, die einen GPS (Global Positioning System)-Empfänger enthalten. Der GPS-Empfänger weist eine Antenne zum Empfangen von Signalen aus einem Sattelitennetzwerk auf. Das Fahrzeugnavigationssystem verwendet die des Sattelitenpositionssignale zum Berechnen von Koordinaten, die das Fahrzeug auf der Erdoberfläche in Bezug auf die geografische Länge, Breite und Höhe lokalisieren. Zusammen mit der geeigneten Kartensoftware kann die Fahrzeugposition dann auf einer Karte gezeigt werden.

Zellulare Kommunikationssysteme sind ebenso zu Fahrzeugen hinzugefügt worden. Diese Kommunikationssysteme ermöglichen es dem Fahrzeugfahrer oder -insassen, Telefonanrufe von ihrem Fahrzeug aus durchzuführen. Einige der höher entwickelten Systeme sind sprachgesteuert, was es dem Fahrer erlaubt, während des Reisens Anrufe zu initiieren oder zu empfangen, ohne eine Hand von dem Lenkrad zu entfernen oder seine/ihre Augen von der Navigation des Fahrzeugs abzulenken.

Während diese verschiedenen elektronischen Systeme sich für Fahrzeugnutzer als nützlich erwiesen haben, gibt es einen Nachteil dahingehend, dass die Systeme unverbunden und inkompatibel sind. Jedes System verwendet getrennte proprietäre zweckbestimmte Prozessoren oder ASICs, die inkompatible proprietäre Software ausführen. Falls ein Fahrzeugbesitzer ein Sicherheitssystem zu seinem/ihrem Fahrzeug hinzufügen möchte, muss der Besitzer ein komplettes Sicherheitssystem von einem der Anbieter kaufen und muss es herkömmlicherweise installieren lassen. Es gibt keine Möglichkeit, Sicherheitsfunktionalität zu einem existierenden elektronischen System, wie beispielsweise dem Navigationssystem oder der Tonanlage hinzuzufügen.

Die DE 91 09 141 U offenbart ein Autoradio mit einer entfernbaren Bedieneinheit. Die Bedieneinheit weist etliche Schaltknöpfe, ein alphanumerisches Anzeigefeld, Schnappverriegelungsmittel zum Befestigen der entfernbaren Bedieneinheit an einem Hauptteil des Autoradios und Kontakte zum elektrischen Kontaktieren mit dem Hauptteil des Autoradios auf. Die entfernbare Bedieneinheit oder das Frontpanel ist, sobald es entfernt worden ist, als ein Telefonhörer betreibbar.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeugunterhaltungs-/-kommunikationssystem mit einer Grundeinheit in einer zur Montage in einem Fahrzeug-Armaturenbrett geeigneten Größe, einer Blende, die abnehmbar mit der Grundeinheit verbunden ist, einem Unterhaltungs-Abspielgerät, einem Prozessor, der in oder an der Blende zum Bilden eines Blendenmoduls angeordnet ist, wobei der Prozessor zum Steuern des Unterhaltungs-Abspielgeräts ausgestaltet ist, wenn das Blendenmodul an der Grundeinheit angebracht ist, einem Hochfrequenzempfänger, der in dem Blendenmodul zur Verfügung gestellt und in betriebsbereitem Zustand mit dem Prozessor verbunden ist, wobei das Blendenmodul als ein tragbares Hochfrequenzempfangsgerät zum Empfangen von Hochfrequenzsignalen betreibbar ist, wenn das Blendenmodul von der Grundeinheit abgenommen ist, und einem ersten und einem zweiten kompatiblen Transceiver, wobei der erste Transceiver in der Grundeinheit und der zweite Transceiver in dem Blendenmodul angeordnet ist, wobei das Blendenmodul mit der Grundeinheit kommunizieren kann, wenn das Blendenmodul von der Grundeinheit abgenommen ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein tragbares Hochfrequenz-Elektronik-Gerät für den Gebrauch in Verbindung mit einem Fahrzeugunterhaltungssystem, wobei das Fahrzeugunterhaltungssystem eine Grundeinheit aufweist, die zur Montage in einem Fahrzeug-Armaturenbrett bemessen ist und ein in der Grundeinheit befestigtes Abspielgerät aufweist, wobei das tragbare Hochfrequenz-Elektronikgerät umfasst: eine Blende mit einer Kopplungsanordnung, die ein Anbringen der Blende an oder ein Abnehmen der Blende von der Grundeinheit des Fahrzeugunterhaltungssystems ermöglicht, einen Prozessor, der in oder an der Blende zum Bilden eines Blendenmoduls angeordnet ist, wobei das Blendenmodul eine elektrische Schnittstelle aufweist, die eine kompatible Verbindung mit einer Schnittstelle an der Grundeinheit herstellt, um eine Datenkommunikation von dem Blendenmodul zu dem Abspielgerät zu ermöglichen, wobei der Prozessor zum Steuern des Abspielgeräts ausgestaltet ist, wenn das Blendenmodul elektrisch mit der Grundeinheit verbunden ist, einen Hochfrequenzempfänger, der in dem Blendenmodul zur Verfügung gestellt ist und in betriebsbereitem Zustand mit dem Prozessor verbunden ist, wobei das Blendenmodul als ein tragbares Hochfrequenzempfangsgerät zum Empfangen von Hochfrequenzsignalen betreibbar ist, wenn das Blendenmodul von der Grundeinheit abgenommen ist, und einem ersten und einem zweiten kompatiblen Transceiver, wobei der erste Transceiver in der Grundeinheit und der zweite Transceiver in dem Blendenmodul angeordnet ist, wobei das Blendenmodul mit der Grundeinheit kommunizieren kann, wenn das Blendenmodul von der Grundeinheit abgenommen ist. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

In einer Implementierung weist das Fahrzeugcomputersystem zwei unabhängige Prozessoren auf. Ein Prozessor (beispielsweise ein Intel® basierter Mikroprozessor) ist auf einem Computer-Modul zur Verfügung gestellt, das an einer stationären Grundeinheit des Gehäuses, das sich in dem Fahrzeugarmaturenbrett oder einer anderen Stelle befindet, befestigt ist. Das Betriebssystem läuft auf diesem Prozessor, um die fahrzeugbezogenen Anwendungen zu unterstützen und zusätzlich all die typischerweise durch einen Personalcomputer gebotene Funktionalität zur Verfügung zu stellen. Ein anderer Prozessor (beispielsweise ein digitaler Signalprozessor) ist auf einem Blendenmodul zur Verfügung gestellt, das abnehmbar mit der Grundeinheit verbunden ist. Das Blendenmodul weist einen AM/FM-Empfänger, eine Anzeige, ein Tastenfeld und ein CODEC auf, die durch den zweiten Prozessor gesteuert werden. Ein drittes Modul, als das Unterstützungsmodul bekannt, befindet sich in der stationären Grundeinheit. Das Unterstützungsmodul enthält ein Speicherlaufwerk (das auch als ein Unterhaltungsabspielgerät fungiert), Energieversorgung, Multimedia-Audio-Treiber für das Unterhaltungssystem und einen Kommunikationsbus.

Die drei Module arbeiten zusammenwirkend und unabhängig voneinander, außer dass das Unterstützungsmodul nicht für sich selbst arbeiten kann. Das Blendenmodul kann von der Grundeinheit abgenommen werden und unabhängig als ein tragbares Radio mit Mono-Ton betrieben werden. Durch Verwendung des CODEC mit eingebautem Lautsprecher und Mikrofon fungiert das Blendenmodul als ein tragbares Telefon oder eine Hörereinheit, die mit der Grundeinheit in dem Fahrzeug kommunizieren kann. Das tragbare Blendenmodul kann ebenso zum Empfangen von Paging-Informationen, zum Aufnehmen von Sprachnachrichten und zum Fernbedienen des Sicherheitssystems genutzt werden. Im abgenommenen Zustand wird das Blendenmodul durch eine unabhängige Quelle, beispielsweise Batterien, versorgt.

Kurz Beschreibung der Zeichnungen

Die gleichen Bezugszeichen werden überall in den Zeichnungen für ähnliche Komponenten und Merkmale genutzt.

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Computersystems.

2 ist eine schematische Seitenansicht einer Grundeinheit und der abnehmbaren Blende, die in dem Fahrzeug-Computersystem verwendet ist.

3 ist ein Blockdiagramm des Fahrzeug-Computersystems gemäß einer Implementierung mit einem Blendenmodul, einem Unterstützungsmodul und einem Computer-Modul.

4 ist ein Funktionsblockdiagramm des Unterstützungsmoduls.

5 ist ein Funktionsblockdiagramm des Blendenmoduls.

6 ist eine schematische Seitenansicht der als ein Kommunikationsgerät betriebenen Blende, während sie von der Grundeinheit des Fahrzeug-Computersystems abgenommen ist.

7 ist ein Funktionsblockdiagramm des Computer-Moduls.

8 ist eine schematische Darstellung des Fahrzeugcomputersystems gemäß einer anderen Ausführungsform mit einer zentralisierten Server-Recheneinheit und einem oder mehreren Client-Recheneinheiten, die auf einem Datennetzwerk in einem Fahrzeug verteilt sind.

Detaillierte Beschreiung der bevorzugten Ausführungsform

1 zeigt ein Fahrzeug-Computersystem 20 gemäß einer Implementierung der Erfindung. Das Fahrzeug-Computersystem 20 weist einen zentralisierten Computer 22 auf, der mit verschiedenen Peripheriegeräten, einschließlich eines Monitors 24, Sicherheitssensoren 26, eines Fahrzeugdiagnose-Interfaces 28, Lautsprechern 30, Fahrzeugbatterie 32 und Antenne(n) 34 verbunden ist. Der Computer 22 ist in einem Gehäuse 36 montiert, das für die Montage in einem Fahrzeugarmaturenbrett, ähnlich einer gebräuchlichen Autostereoanlage, dimensioniert ist. Vorzugsweise weist das Gehäuse 36 einen Formfaktor eines einzelnen DINs (Deutsche Industrie Normen) auf. Allerdings könnte es möglicherweise auch in einer zwei DIN großen Einheit oder einem anderen speziellen Formfaktor für einen OEM untergebracht sein.

Auf dem Computer 22 läuft ein Betriebssystem für offene Plattformen, das eine Vielzahl von Anwendungen unterstützt. Durch die Verwendung eines Betriebssystems für offene Plattformen und einer offenen Computersystemarchitektur können verschiedene Software-Anwendungen und Hardware-Peripheriegeräte durch unabhängige Anbieter hergestellt und nachträglich durch den Fahrzeugbenutzer nach dem Kauf des Fahrzeugs installiert werden. Das ist dahingehend vorteilhaft, dass die Software-Anwendungen nicht auf speziell entworfene eingebettete Systeme zugeschnitten sein müssen. Auf der offenen Hardware-Architektur läuft vorzugsweise ein Multitasking-Betriebssystem, das ein grafisches Nutzer-Interface verwendet. Ein bevorzugtes Betriebssystem ist ein Betriebssystem der Marke Windows®, das durch die Microsoft Corporation vertrieben wird, wie beispielsweise Windows 95®, Windows NT® oder andere abgeleitete Versionen von Windows®. Ein Multitasking-Betriebssystem erlaubt die gleichzeitige Ausführung von mehreren Anwendungen.

Der Computer 22 umfasst mindestens ein Speicherlaufwerk, das es dem Fahrzeugnutzer erlaubt, Programme und Daten von einem Speichermedium herunterzuladen. In der dargestellten Implementierung weist der Computer 22 ein CD-ROM-Laufwerk 38 auf, das anwendungsbezogene CDs ebenso wie Musik-, Video-, Spiele- oder andere Arten von Unterhaltungs-CDs liest. Auf diese Weise erfüllt das CD-ROM-Laufwerk 38 eine doppelte Rolle als Speicherlaufwerk und als Unterhaltungsabspielgerät. Ein Festplattenlaufwerk (in 1 nicht dargestellt) ist ebenso auf dem Computer-Modul enthalten, das sowohl zur Speicherung von Anwendungsprogrammen als auch von Nutzerdaten genutzt werden kann. Der Computer 22 weist ein optionales 3,5''-Diskettenlaufwerk 40, ein SmartCard-Leser 42 und duale PCMCIA-Karten-Sockel 44, die PCMCIA-Karten vom Typ II und III akzeptiert, auf. Nachfolgend wird das Akronym „PC-Card" anstelle des Akronyms „PCMCIA" genutzt werden.

Die Speicherlaufwerke sind in einer stationären Grundeinheit 46 des Gehäuses 36 befestigt. Die Grundeinheit 46 ist derart konstruiert und dimensioniert, dass sie fest in dem Armaturenbrett angebracht werden kann. Das Gehäuse 36 weist zudem eine Blende 48 auf, die schwenkbar an der Vorderseite der Grundeinheit 46 angebracht ist. Die Blende kann gedreht werden, um einfach und bequemen Zugang zu den Speicherlaufwerken zu gewähren.

2 zeigt das Gehäuse 36 detaillierter. Die Blende 48 weist eine Kopplungsanordnung 50 auf, die die Schwenkbewegung ermöglicht, um wahlweise die Speicherlaufwerke innerhalb der Grundeinheit 46 zu bedecken oder freizugeben. Zusätzlich ermöglicht die Kopplungsanordnung 50, die Blende 48 an der Grundeinheit 46 zu befestigen oder von dieser abzunehmen. Dies ist in 1 dargestellt, in der die Blende 48 vollständig von der Grundeinheit 46 abgenommen ist.

Wieder mit Bezug auf 1 umfasst der Computer 22 ein Tastenfeld 52 und eine Anzeige 54 auf der Blende 48. Die Anzeige 54 ist vorzugsweise ein hintergrundbeleuchtetes LCD. Das auf dem Computer 22 ausgeführte Betriebssystem steuert die Blendentasten 52 und die Blendenanzeige 54 als Peripheriegeräte, wenn die Blende an der Grundeinheit angebracht ist. Zusätzlich – wie unten detaillierter beschrieben werden wird – weist der Computer ein auf der Blende befindliches Spracherkennungsgerät auf, um dem Nutzer das verbale Eingeben von Befehlen in einer Umgebung mit freien Händen und Augen zu ermöglichen. Diese Sprachbefehle können zum Steuern der meisten Betriebsmoden der Fahrzeug-Rechenplattform genutzt werden. Der Computer 22 ist zudem mit einem IrDA (Infrared Developers Association)-Transceiver-Port 56 ausgestattet, der auf der Blende 48 zum Senden und Empfangen von Daten und Programmen unter Verwendung von Infrarotsignalen angebracht ist. Die gesamte Blendeneinheit 48 verhält sich als ein multifunktionales Peripheriegerät für die Rechenplattform.

Zum Laden einer Anwendung oder von Daten auf den Computer 22 legt der Fahrzeugnutzer eine CD oder Diskette – falls die Anwendung nicht bereits auf der Festplatte enthalten ist – in das entsprechende Laufwerk und das Betriebssystem lädt die Anwendung oder die Daten davon herunter. Der Installationsvorgang kann automatisch durch das Betriebssystem oder mit Unterstützung durch Befehlseingaben von dem Nutzer in Form von verschlüsselten Sequenzen auf dem Tastenfeld 52 oder von verbalen Anweisungen unter Verwendung des Spracherkennungsgeräts gehandhabt werden. Ein anderes Verfahren zum Laden von Daten und Anwendungen oder zum Übertragen von Daten von/zu anderen Rechengeräten ist durch die Verwendung des IrDA-Transceiver-Ports 56 gegeben.

Der Computer 22 kann visuelle Daten an das LCD 54 an der Blende oder an einen eigenständigen Monitor 24 ausgeben. Der Monitor 24 ist vorzugsweise eine kleine Flachbildschirm-Anzeige (beispielsweise ein 6,4''-Bildschirm), die bewegbar auf einem Stativ oder Joch befestigt ist und entfernt von dem Computer angeordnet ist. Der Monitor 24 ist voll auf verschiedene Betrachtungspositionen anpassbar, die von dem Fahrer oder anderen Passagieren in dem Fahrzeug gesehen werden können. Die Art der auf dem Monitor dargestellten Daten können in einem weiten Bereich von Wortanweisungen bezüglich der Fahrzeugfunktion über durch das Navigationssystem genutzte schematische Richtungsangaben bis hin zu Videofilmen für die Unterhaltung innerhalb des Autos reichen. Der Monitor 24 ist mit einem automatischen Umgehungsschalter 58 ausgestattet, der automatisch die Anzeige von irgendwelchen nicht auf das Fahren bezogenen Daten deaktiviert, wenn sie durch den Fahrer betrachten werden können. In dem Fall, dass der Monitor zum Betrachten durch den Fahrer positioniert ist, werden lediglich die Informationen auf dem Monitor dargestellt, die unterstützend und hilfreich für das Fahren sind (beispielsweise Diagnoseinformationen, Navigationsrichtungsangaben), während ablenkende Informationen (beispielsweise Videofilme, Spiele) von der Anzeige blockiert werden. In einer Implementierung ist der Schalter ein elektrischer zylindrischer Schalter, der schließt, wenn die Anzeige durch den Fahrer betrachtet werden kann. Dadurch kann die Software die Position der Anzeige erkennen und lediglich die Darstellung von zulässigen Informationen erlauben.

Im Allgemeinen kann das Fahrzeug-Computersystem 20 genutzt werden, um mehrere fahrzeugbezogenen Systeme auf einer Hardware- und Software-Architektur für offene Plattformen zu integrieren. Beispielsweise kann das Fahrzeug-Computersystem 20 als ein Multimedia-Unterhaltungssystem, ein Navigationssystem, ein Kommunikationssystem, ein Sicherheitssystem und ein Diagnosesystem dienen.

Darüber hinaus stellt das Fahrzeug-Computersystem 20 zusätzliche Funktionalität zur Verfügung, die traditionell mit Desktop- oder Laptop-Personalcomputern in Verbindung gebracht werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug-Computersystem 20 Textverarbeitungsanwendungen, Tabellenkalkulationsanwendungen, Datenbankanwendungen und Terminplan-/Zeitplananwendungen unterstützen. Des Weiteren kann das Fahrzeug-Computersystem 20 zum Betreiben als ein Server für andere Recheneinheiten in dem Fahrzeug ausgestaltet sein, um Spiele, Videofilme und dergleichen an die Passagiere zu verteilen.

3 zeigt den Computer 22 gemäß einer Implementierung der Erfindung. Der Computer 22 weist drei primäre Module auf: ein Blendenmodul 60, ein Unterstützungsmodul 62 und ein Computer-Modul 64.

Unterstützungsmodul 62

Das Unterstützungsmodul 62 befindet sich in der stationären Grundeinheit 46 ( 1), die in dem Fahrzeugarmaturenbrett befestigt ist. Die Unterstützungseinheit 62 umfasst ein Energieversorgungs-Subsystem 66 und einen internen Bus 68 für den Computer 22. Der interne Bus 68 weist einen ersten Anschlusssteckplatz 70 und einen zweiten Anschlusssteckplatz 72 auf, die gemeinsamen Zugriff auf den Bus von dem Blendenmodul 60 und dem Computer-Modul 64 aus zur Verfügung stellen. Das Unterstützungsmodul 62 weist ebenso das CD-ROM-Abspielgerät 38, ein Multimedia-Audio-Treiber 78, Audioverstärker und Tonsteuerungsschaltkreise auf.

4 zeigt das Unterstützungsmodul detaillierter. Das Energieversorgungs-Subsystem 66 leitet Energie von der Fahrzeugbatterie ab und transformiert das Batteriespannungsniveau (beispielsweise 10 bis 16 Volt) auf geeignete Spannungsniveaus für Chips (beispielsweise 3,3 bis 5 Volt) oder auf eine Spannung, die zum Betrieben des CD-Abspielgeräts 38, Diskettenspeicherlaufwerks 40, Festplattenlaufwerks und anderer möglicherweise 12 Volt benötigender Geräte ausreichend sind. Der interne Bus 68 umfasst vorzugsweise zwei separate Busse: einen datenbezogenen Bus 200 (beispielsweise einen PCI-Bus) und einen Radiobezogenen Bus 202 (beispielsweise einen I2C-Bus). Der erste und zweite Anschlusssteckplatz 70, 72 umfassen das Daten-Bus-Interface 204 für den Bus 200 und das Radio-Bus-Interface 206 für den Bus 202. Der zweite Anschlusssteckplatz umfasst ebenso einen Energieanschluss zur Energieversorgung des CPU-Moduls. Für das Blendenmodul wird jedoch direkt Fahrzeugenergie aus der Fahrzeugbatterie bezogen und an das Blendenmodul übergeben, das seinen eigenen Schaltkreis zur Spannungsregelung aufweist.

Der Multimedia-Audio-Treiber 78 steuert die Audio-Tonanlage des Fahrzeugs. Er ist zum Steuern des CD-ROMs 76 und der parallelen Ton-Controller 208 und 210 verbunden. Die aus dem CD-ROM-Laufwerk kommenden Audiodaten können zum Eingeben in die parallelen Ton-Controller, die jeweils die Lautstärke, Höhe, Bass und Balance für die vorderen und hinteren Lautsprecher steuern, ausgewählt werden. Die Verwendung von zwei Ton-Controller-Chips ermöglicht es, verschiedene Audioquellen auszuwählen und im vorderen und hinteren Bereich des Fahrzeugs abzuspielen. Beispielsweise kann der Fahrer des Fahrzeugs auf Navigationsanweisungen hören, während die Passagiere auf dem Rücksitz ihre Lieblingslieder hören können.

Die Audiosignale werden durch einen Leistungsverstärker 212 verstärkt und durch ein System 214 aus vier Lautsprechern in Stereoton konvertiert. Der Multimedia-Audio-Treiber 78 unterstützt zudem einen Hilfsmikrofoneingang 216 und einen Hilfseingang mit Stereoklinkenstecker 218 zum Anschließen eines externen Bandlaufwerks, tragbaren Bandabspielgeräts oder einiger anderer externer Tonquellen. Ein Spiele-/Joystick-Port 220 ist ebenso in dem Unterstützungsmodul 62 zur Verfügung gestellt und mit dem Multimedia-Treiber 78 verbunden.

Blendenmodul 60

Mit Bezug auf 3 befindet sich das Blendenmodul 60 in/auf der abnehmbaren Blende 48 (1). Das Blendenmodul 60 umfasst einen ersten Prozessor in Form eines DSP (digitaler Signalprozessor) 80, wenngleich andere Arten von Prozessoren verwendet werden können. Das Blendenmodul 60 umfasst ferner eine elektrische Schnittstelle 82, die eine kompatible Verbindung mit dem ersten Anschlusssteckplatz 70 auf dem Unterstützungsmodul 62 herstellt, um Datenkommunikation zwischen dem Blendenmodul und dem Unterstützungsmodul zu ermöglichen.

Das Blendenmodul 60 ist in erster Linie für Unterhaltung und Kommunikation bestimmt. Wenn das Blendenmodul an das Unterstützungsmodul gekoppelt ist, verwendet der DSP 80 den internen gemeinsam genutzten Bus 68 auf dem Unterstützungsmodul 62, um das CD-Abspielgerät 38 mittels des Multimedia-Audio-Chips 78 beim Abspielen von Musik- oder Video-CDs zu steuern, und den Multimedia-Audio-Treiber 78 zum Optimieren der Ton- und Videoqualität. Es sollte angernerkt werden, dass analoge oder digitale Kassettenabspielgeräte oder andere Unterhaltungsabspielgeräte das CD-Abspielgerät ersetzen oder zu dem System hinzugefügt werden können.

Das Blendenmodul 60 ist zudem mit einem Radioempfänger 84 ausgestattet, der Radiofunktionalität unterstützt. Der Radioempfänger 84 umfasst einen AM/FM-Empfänger, einen RBDS-Demodulator und einen -Dekodierer zum Wiederherstellen der auf dem FM-Subträgerprogramm übertragenen Informationen. Zusätzlich kann optional ein Mobiltelefon 85 oder ein Hochfrequenzempfänger an der Blende angebracht werden. Das Blendenmodul 60 umfasst einen Audio-Analog/Digital-Wandler und -Digital/Analog-Wandler (oder „CODEC") 86, der analoge Sprachsignale in Daten konvertiert, die durch den DSP 80 abgetastet werden können. Der CODEC konvertiert ebenso DSP-Abtastdaten in analoge Signale, die einen kleinen Lautsprecher ansteuern können. Der CODEC 86 kann in Verbindung mit dem Mobiltelefon 85 dazu ausgestaltet sein, volle Mobiltelefonfunktionalität unabhängig von dem Computer-Modul 64 zur Verfügung zu stellen oder als ein Fernbedienhandgerät betrieben zu werden, das mit dem Computer-Modul 64 oder einem anderen Telefon kommuniziert. Der CODEC 86 steuert ein Mikrofon 88 zum Empfangen verbaler Eingaben und einen Lautsprecher 90 zum Ausgeben von Sprache. Ein Energieanschluss 92 ist ferner auf dem Blendenmodul 60 bereitgestellt, um die Verwendung einer externen Energiequelle (beispielsweise einem Mobiltelefon-Batteriepack 94) zu ermöglichen, wenn das Blendenmodul von der Grundeinheit abgenommen ist, oder um die Fahrzeugbatteriespannung zu regeln, wenn das Blendenmodul an die Grundeinheit angebracht ist.

5 zeigt das Blendenmodul 60 detaillierter. Es weist sein eigenes Energieversorgungs-Subsystem 300 auf, das Energie entweder von der Fahrzeugbatterie oder – in dem Fall, dass das Blendenmodul von der Grundeinheit abgenommen ist – von einem Batteriepack erhält. Das Energieversorgungs-Subsystem 300 der Blende wandelt das Eingangsspannungsniveau auf ein geeignetes Chip-Spannungsniveau von 3,3 Volt oder 5,0 Volt.

Der DSP 80 weist ein SRAM 302 zur Datenspeicherung und -pufferung und einen Flash-Speicher 304 zur Programm- und Sprachmusterspeicherung auf. Dieser Flash-Speicher kann über den Datenbus und JTAG (Joint Test Action Group)-Port 305 aktualisiert werden. Unter Verwendung des Sprachmusters in dem Flash-Speicher 304 arbeitet der DSP 80 in Verbindung mit dem CODEC 86 als ein Spracherkennungsgerät, das Sprachbefehle in Bezug auf die gespeicherten Sprachmuster zum Bestimmen und Ausführen von Sprachbefehlen aufnimmt und analysiert. In einigen Fällen wird die Anfrage an das CPU-Modul – falls verfügbar – gesendet werden müssen.

Der DSP 80 ist mit einem FPGA (Field Programmable Gate Array) 306 verbunden, der den Datenfluss auf dem Blendenmodul koordiniert. Der FPGA 306 ist mit dem Daten-Bus-Interface 308 und dem Radio-Bus-Interface 310 verbunden, die einen Teil des elektrischen Interfaces 82, das mit dem ersten Anschlusssteckplatz 70 auf dem Unterstützungsmodul 62 verbindet, bilden. Das Daten-Bus-Interface 308 stellt ebenso eine Verbindung zu jeglichen internen in dem Blendenmodul 60 eingebetteten Komponenten, wie beispielsweise dem Chipsatz 84 des Mobiltelefons, zur Verfügung. Das Blendenmodul 60 weist zudem einen IrDA-Schnittstellen-Port 312 auf, der mit dem IrDA-Port 56 zum Obertragen der Daten zu dem Computer-Modul 64 – wie nachstehend beschrieben – verbunden ist. Diese IrDA-Schnittstelle 312 ist ebenso Teil des elektrischen Interfaces 82.

Der DSP 80 steuert ferner das Tastenfeld 52 und die Anzeige 54 mittels des FPGA 306. Der DSP 80 scannt und interpretiert die Eingaben von dem Tastenfeld 52. Die Eingabedaten können auf den DSP 80 einwirken oder an das Computer-Modul 64 über das Daten-Bus-Interface 308 gesendet werden. Die Anzeige 54 ist vorzugsweise ein hintergrundbeleuchtetes LCD, das durch eine Hintergrundlicht-Schaltung 314 und einen Anzeigentreiber 316 angesteuert ist. Die Anzeige ist mittels eines Speichers auf einen I/O-Bereich in dem DSP 80 für die direkte Steuerung durch den DSP abgebildet. Zusätzlich kann das Computer-Modul 64 Befehle an den DSP für eine indirekte Steuerung der Anzeigenressourcen und anderer DSP gesteuerter Ressourcen senden. Ein auf dem Blendenmodul enthaltener Überwachungszeitgeber 318 erhält periodisch Resets durch den DSP. Falls es der DSP unterlässt, diesen Zeitgeber zurückzusetzen, dann hat sich irgendetwas aufgehängt und alle Ressourcen auf allen drei Modulen werden zurückgesetzt und die Einheit erlangt wieder einen Standardzustand.

Das Blendenmodul weist einen AM/FM-Empfänger 320 auf, der zum Empfangen eines Hochfrequenzsignals von einer Antenne 322 verbunden ist. Die Antenne 322 kann eine Fahrzeugantenne oder eine separate entfernte Antenne sein, die durch das Blendenmodul im von der Grundeinheit abgenommenen Zustand genutzt wird. Das von dem Empfänger 320 empfangene Hochfrequenzsignal wird durch einen Demodulator 324 demoduliert, um das Informationssignal aus dem Trägersignal zurückzugewinnen. Das Informationssignal wird dann durch einen Dekodierer 326 dekodiert und dem DSP 80 über den FPGA 306 übergeben. Es sei angemerkt, dass die durch den Dekodierer 326 durchgeführte Dekodierfunktion alternativ durch eine in dem FPGA 306 enthaltene Logik durchgeführt werden kann. Der DSP übergibt die Radiosignale über das Daten-Bus-Interface 308 an den Multimedia-Audiotreiber in dem Unterstützungsmodul 62, um über die Tonanlage in qualitativ hochwertigem Stereoton wiedergegeben zu werden.

Ein separater Mono-CODEC 86 ist ebenso zum Empfangen analoger Tonsignale von dem Mikrofon 322 oder dem Empfänger 320 verbunden. Der CODEC 86 stellt in Verbindung mit dem Mikrofon 88, dem Lautsprecher 90 und den Mobiltelefon oder dem Hochfrequenz-Transceiver Telekommunikationsfunktionalität in dem Blendenmodul zur Verfügung. Ein Verstärker/Filter 332 und ein Lautsprechertreiber 334, die mit dem CODEC 86 verbunden sind, sind zum Bereitstellen von hochwertiger Spracherkennung und -wiedergabe für die Verwendung gegen Fahrzeug- und Umgebungsgeräusche optimiert. Der CODEC 86 kann ebenso zum Bereitsstellen von Sprachbefehlen für den DSP 80 über den FPGA 306 genutzt werden. Der DSP 80 ist zum Erkennen bestimmter Sprachbefehle unter Verwendung eines in dem Flash-Speicher 304 gespeicherten Sprachmusters programmiert.

Das Blendenmodul 60 kann von der Grundeinheit getrennt und als ein tragbares Hochfrequenzgerät für sowohl Radioempfang als auch Telekommunikation mit dem optionalen Mobiltelefon-Modul oder Hochfrequenz-Transceiver-Modul eingesetzt werden. Wie in 5 dargestellt ist das Mobiltelefon-Modul 85 mit dem Daten-Bus-Interface 308 und einer Antenne 87 zum Bereitstellen von Telekommunikation verbunden. 6 zeigt das Blendenmodul 60 in von der Grundeinheit abgenommenem Zustand und verbunden mit einem gebräuchlichen Batteriepack 350 und einer Mobiltelefon-Hochfrequenz-Transceiver- und -Antenneneinheit 52. Das Blendenmodul 60 kann Radio in Monoklang unter Verwendung des Lautsprechers 90 wiedergeben und Telekommunikation direkt mit einem zellularen Netzwerk oder indirekt über die Grundeinheit zur Verfügung stellen. Zusätzlich kann ein tragbares Hochfrequenzgerät Unterstützung von Funktionen wie Paging, Sprachaufzeichnung und Sprachwahl zur Verfügung stellen.

Computer-Modul 64

Das Computer-Modul 64 kann sich in der im Armaturenbrett angebrachten Grundeinheit 46 oder an einer separaten Stelle befinden und umfasst einen zweiten Prozessor in Form eines Mikroprozessors 100, wie beispielsweise einen Intel® 486 Mikroprozessor. Das Computer-Modul 64 ist als ein Einsteck-Motherboard mit einem elektrischen Interface 402 ausgestaltet, das eine kompatible Verbindung mit dem zweiten Anschlusssteckplatz 72 auf dem Unterstützungsmodul 62 herstellt. Im eingesteckten Zustand hat das Computer-Modul 64 Zugriff auf den internen gemeinsam genutzten Bus 68. Auf diese Weise teilen sich das Blendenmodul 60, das Unterstützungsmodul 62 und das Computer-Modul 64 alle den gleichen internen Bus 68 zum Kommunizieren untereinander. Das Computer-Modul 64 bezieht Energie aus dem Energieversorgungs-Subsystem 66 auf dem Unterstützungsmodul 62.

Auf dem Mikroprozessor 100 läuft ein Betriebssystem für offene Plattformen, wie beispielsweise Windows 95®, Windows NT® oder andere von Windows® abgeleitete Betriebssysteme der Microsoft Corporation. Das Betriebssystem ist auf einem Festplattenlaufwerk 104 (beispielsweise > 200 MBytes) gespeichert. Das Computer-Modul 64 unterstützt jegliche Vielfalt von Anwendungen, die der Fahrzeugnutzer wünschen könnte. Diese Anwendungen können ebenso auf dem Festplattenlaufwerk 104 oder einem entfernbaren Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, Kassette, CD-Wechsler oder Diskette gespeichert sein. Ein DRAM 105 (beispielsweise 8 MBytes) und Flash-Speicher (beispielsweise 512 kBytes) sind in dem Computer-Modul zum Unterstützen des Mikroprozessors 100 beim Ausführen des Betriebssystem und der geladenen Anwendungen eingesetzt.

Wenn der Nutzer ein Programm auf dem Computer-Modul 64 installieren möchte, führt er/sie eine Diskette in das Diskettenlaufwerk 40 oder eine CD-ROM in das CD-Laufwerk 38 ein. Das Betriebssystem erkennt das neue Speichergerät und initiiert die Installationsvorgänge. BIOS-Erweiterungen sind bei dem Betriebssystem gespeichert, um das Booten von der CD-ROM oder dem Diskettenlaufwerk FDD (Floppy Disk Drive) zu ermöglichen. Das Computer-Modul 64 weist einen CD-ROM-Treiber 108 und einen Disketten-Treiber 110 jeweils zum Steuern des CD-Abspielgeräts 38 oder des Diskettenlaufwerks 40 während dieser Leseoperation auf. Falls die Programmdaten auf der CD enthalten sind, werden sie von dem CD-ROM-Laufwerk 38 über den MM-Chip 78 auf den Bus 68 auf dem Unterstützungsmodul 62 und dann über die Interface-Verbindung 72/102 an den Mikroprozessor 100 und den RAM 106 auf dem Computer-Modul 64 übertragen. Falls die Daten auf der Diskette enthalten sind, werden die Daten dann direkt über das auf dem Computer-Modul enthaltenen FDD-Interface übertragen. Wie oben bemerkt, können die Daten auch über den IrDA-Port 56 auf dem Blendenmodul eingegeben werden. Derartige Daten werden über die Blenden-/Unterstützungsmodul-Kopplung 70/82, den gemeinsam genutzten Bus 68 (oder getrennte Leitung) und die Unterstützungs-/Computer-Modul-Kopplung 72/102 zu dem auf dem Computer-Modul enthaltenen IrDA-Interface-Schaltkreis 111 übertragen.

Das Computer-Modul 64 weist ein Navigationssystem 112 auf, das sowohl einen GPS (Global Positioning System)-Empfänger als auch eine Kartenanwendung, wie beispielsweise AutomapTM, ein von der Microsoft Corporation hergestelltes Programm, umfasst. Ein Sicherheitssystem 114 ist in dem Computer-Modul 64 zum Verwalten der Fahrzeugsicherheit zur Verfügung gestellt. Das Sicherheitssystem 114 überwacht die Sicherheitssensoren 26 (1) gegenüber jeglicher potentiellen Bedrohung durch Diebstahl oder Vandalismus. Das Sicherheitssystem 114 ist mit Aktuatoren, die Türen ver-/entriegeln und Fenster schließen/öffnen, und mit einem Alarm verbunden, der bei Detektion von ungewünschten Eingriffen aktiviert werden kann.

Ein OBD (On Board Diagnostic)-Interpretierer 116 ist in dem Computer-Modul zum Kommunizieren mit dem in dem Fahrzeug durch den Hersteller eingebauten OBD-System zur Verfügung gestellt. Der OBD-Interpretierer 116 interpretiert die empfangenen Statusdaten und stellt funktionsbezogene Informationen von dem OBD-System des Fahrzeugs dem Mikroprozessor 100 zur Verfügung. Ebenso können dem Interpretierer Befehle zur Verfügung gestellt werden, die das Steuern von nicht kritischen Systemen in dem Auto erlauben.

Das Computer-Modul 64 umfasst zudem mindestens einen Flachbildschirm-Anzeigen-Controller 118 zum Steuern des Flachbildschirms 24. Ein doppelter PC-Card-Sockel 44 ist zum Unterstützen von zwei PC-Cards vom Typ II oder einer PC-Card vom Typ III bereitgestellt. Derartige Karten könnten als zusätzlicher Speicher, Modems, Netzwerkadapter oder andere Komponenten ausgestaltet sein. Das Computer-Modul 64 weist ebenso einen SmartCard-Leser 42 auf, der SmartCards (d. h. Plastikkarten mit einer darauf angeordneten integrierten Schaltung) akzeptiert. Die SmartCards können als ein Schlüssel für das Fahrzeug programmiert sein, um eine verschlüsselte Fahreridentifikation zu enthalten, die das Sicherheitssystem zum Authentifizieren des Fahrers nutzt, bevor das Fahrzeug gestartet werden kann, und können zum Behalten von Konfigurationsprofilen eines Fahrzeugsfahrers programmiert sein. In dem Fall, dass der Mikroprozessor die Identifikation auf der Smartcard nicht erkennt, kann das Sicherheitssystem den Alarm aktivieren oder andere Vorsichtsmaßnahmen zum Verhindern von Diebstahl durch unautorisierte Benutzer vornehmen. Für zusätzliche Sicherheit könnte ein Fahrer auch zur Eingabe einer PIN (Personal Identification Number) unter Verwendung des Tastenfelds 52 auf der Blende aufgefordert werden.

Das Computer-Modul umfasst ferner Erweiterungssteckplätze 124, um eine Vielfalt von Peripheriegeräten zu unterstützen. Beispielsweise kann das Computer-Modul 64 zusätzliche Peripherie mittels des Erweiterungssteckplatzes unterstützen, wie beispielsweise einen USB (Universal Serial Bus), analoge Ein-/Ausgänge, einen Hochfrequenztransceiver, ein Mobiltelefon/-modem, eine Anzeige, eine Bandabspielgerät, einem MPEG-Video-/Audio-Dekodierer, einen Fernsehempfänger, ein Gyroskop, eine Tastatur, eine Maus, einen Joystick und eine Docking-Station.

7 zeigt das Computer-Modul 64 detaillierter. Der Mikroprozessor 100 ist mit dem Buscontroller 400, beispielsweise einem PCI-Bus-Controller, verbunden. Der Bus-Controller 400 ist mit dem Daten-Bus-Interface 402 und den Erweiterungssteckplätzen 124 verbunden. Zusätzlich unterstützt der Bus-Controller 400 direkt das Festplattenlaufwerk 104. Ein DRAM 105 (beispielsweise 8 MByte) und Flash-Speicher 106 (beispielsweise 512 kByte) stellen Daten- und Cache-Speicher für den Mikroprozessor zur Verfügung. Der Mikroprozessor 100 verwaltet den Flachbildschirm-Anzeigen-Controller 118 mit Videospeicher 408 (beispielsweise 512 kByte), um von dem Bus-Controller 400 empfangene visuelle Anzeigedaten auf der Flachbildschirm-Anzeige 24 (1) auszugeben.

Ein FPGA 410 ist mit dem Bus-Controller 400 verbunden und wird durch den Mikroprozessor 100 gesteuert. Der FPGA 410 ist mit dem Navigationssystem 112 und dem OBD-Interpretierer 116 verbunden. Der GPS-Empfänger 112 ist mit der GPS-Antenne 113 zum Empfangen der Hochfrequenzsignale aus dem sattelitenbasierten GPS verbunden. Die GPS-Antenne 113 ist wegen der unterschiedlichen Wellenlängen von der AM/FM-Antenne 322 (5) und der Mobiltelefon-Antenne 87 (5) getrennt. Jedoch können in einer anderen Implementierung die GPS-Antenne 113 und die Mobiltelefon-Antenne 87 als zwei Antennenelemente in einem Gehäuse verpackt sein. Das Navigationssystem 112 kann unter Verwendung eines GPS-Chipsatzes, der von Trimble Navigation, Rockwell International, Phillips Semiconductor oder anderen hergestellt wird, implementiert sein. Der OBD-Interpretierer 116 ist mit einem OBD-Interface 412 verbunden, das mit dem Diagnosesystem des Fahrzeugherstellers verbunden ist.

Der Bus-Controller 400 unterstützt einen PC-Card-Controller 414, der zwei PC-Card-Sockel 416 und 418 verwaltet. Der erste PC-Card-Sockel 416 nimmt eine PC-Card vom Typ II auf, wenn keine Karte vom Typ III in dem zweiten Sockel vorhanden ist, und der zweite PC-Card-Sockel 418 nimmt entweder eine PC-Card vom Typ II oder vom Typ III auf. Der FPGA 410 ist ferner mit einem SmartCard-Leser 42 und einem IrDA-Interface 420 über den IrDA-Schaltkreis 111 verbunden. Das IrDA-Interface 420 ist zum Empfangen und Senden von Daten über Infrarotsignale unter Verwendung des IrDA-Ports 56 auf der Blende verbunden. Der FPGA weist einen DUART- oder andere Seriell/Parallel-Wandler auf, um rudimentäre Umwandlung von aus der SmartCard oder dem Infrarot-Trägersignal empfangenen seriellen Datenströmen auf einen durch den Mikroprozessor nutzbaren Datensatz durchzuführen.

Das Computer-Modul 64 ist mit einer zweiten Radio-Empfängereinheit bestehend aus einem zum Empfangen eines Hochfrequenzsignals von der Antenne 34 verbundenen AM/FM-Empfänger 422, einem Demodulator 424 und einem Dekodierer 426 ausgestattet ist. Die zweite Radio-Empfängereinheit kann zum Empfangen von Radiosignalen für das zeitgesteuerte Aufnehmen von Radioprogramm für die spätere Wiedergabe genutzt werden. Zusätzlich kann der zweite Radioempfänger zum Empfangen von sowohl den FM-Subträger als auch dem Audioprogramm des primären FM-Kanals abgestimmt sein. Derartige FM-Subträger könnten Informationen bezüglich Wetter, Nachrichten, Sport, Finanzen, Verkehr, Paging oder andere Informationen tragen. Mit zwei Radio-Empfängereinheiten (d. h. einer in dem Blendenmodul und einer in dem Computer-Modul) kann das Computersystem sowohl den primären Kanal als auch gleichzeitig die Subkanäle empfangen. Ein Radio-Bus-Interface 428 wird zum Verbinden der zweiten Radio-Empfängereinheit mit dem FPGA 410 genutzt, der dann die Daten auf digitale Daten für die Übertragung über den Daten-Bus (beispielsweise PCI-Bus) an den Multimedia-Audio-Treiber und die Tonanlage auf dem Unterstützungsmodul 62 umwandelt.

Ein analoger Ein-/Ausgang 430 und Konverter 432 sind optional auf dem Computer-Modul 64 zum Bereitstellen eines analogen Eingangs-Ports für den Computer zur Verfügung gestellt und werden als Interface zu dem Sicherheitssystem verwendet. Die Sicherheitssensoren 26 (1) sind mit den analogen Eingängen 430 verbunden, während die Aktuatoren, die Türen ver-/entriegeln und Fenster schließen/öffnen, und ein Alarm durch die analoge Ausgänge 430 betrieben werden.

Das hier beschriebene modulare Fahrzeug-Computersystem bietet eine einzigartige Flexibilität, um kundenspezifisch gemäß dem Geschmack und den Vorzügen jedes einzelnen Fahrzeugbesitzers ausgestaltet zu sein. Es gibt drei primäre Konfigurationen des modularen Fahrzeug-Computersystems: ein tragbares Hochfrequenzgerät, ein Unterhaltungs-/Kommunikationssystem und ein voll betreibbares Computersystem, das Kommunikation und Unterhaltung unterstützt.

Konfiguration 1: Tragbares Hochfrequenzgerät

In dieser ersten Konfiguration ist das Blendenmodul 60 von der Grundeinheit abgenommen und elektrisch von dem Anschlusssteckplatz 70 des Unterstützungsmoduls getrennt, um als ein tragbares Hochfrequenzelektronikgerät betrieben zu werden. In diesem Modus arbeitet das Blendenmodul 60 mittel des einzelnen Lautsprechers 90 als eine tragbare Radioeinheit mit Monoklang. Das Blendenmodul 60 kann auch unter Verwendung des CODECs 86, des Mikrofons 88 und des Lautsprechers 90 für Sprachein-/ausgaben und unter Verwendung des Tastenfelds 52 oder der Sprache zum Wählen von Nummern als ein tragbares Telekommunikationsgerät dienen. Zusätzlich kann das Blendenmodul aufgrund des Hochfrequenzempfängers und unter Verwendung der RBDS-Informationen über den FM-Subträger als ein Pager fungieren, um Nachrichten zu empfangen, die als Sprachnachrichten gespeichert oder auf dem LCD 54 dargestellt werden können. Auch Sprache kann durch den Nutzer aufgenommen und in dem Flash-Speicher der Blende gespeichert werden.

Konfiguration 2: Fahrzeugunterhaltungs-/-System

In dieser zweiten Konfiguration ist das Blendenmodul 60 an der Grundeinheit angebracht und elektrisch mit dem Anschlusssteckplatz 70 zum Kommunizieren mit dem Unterstützungsmodul 62 verbunden. Das Computer-Modul ist jedoch von der Grundeinheit entfernt. In dieser Anordnung arbeitet die Doppelmodul-Einheit als ein Unterhaltungs-/Kommunikationssystem dahingehend, dass es all die Funktionalität gebräuchlicher Autostereoanlagen zur Verfügung stellt, während optional Telekommunikationsfunktionalität integriert ist. Der DSP 80 in dem Blendenmodul 60 steuert das AM/FM-Radio, das CD-ROM-Laufwerk und das Multimedia-Audio-Laufwerk. Der Fahrzeugnutzer kann CDs abspielen oder eine Lieblings-Radiostation einstellen und qualitativ hochwertigen Stereoklang hören. Zusätzlich kann der Nutzer in der gleichen Art und Weise wie bei dem tragbaren Blendenmodul Telefonanrufe empfangen und initiieren, Seiten empfangen oder Sprachnachrichten aufnehmen. Eine zusätzliche Annehmlichkeit besteht darin, dass all diese Fähigkeiten sprachaktiviert sind, um Fahrumgebung mit freien Händen und Augen zu erhalten.

Konfiguration 3: Volles Computemystem

In der dritten Konfiguration sind sowohl das Blendenmodul 60 als auch das Computer-Modul 64 mit dem Unterstützungsmodul verbunden. Die Drei-Module-Anordnung bildet ein volles Computersystem, das zum Unterstützen eines weiten Feldes von Anwendungen (beispielsweise Navigation, Sicherheit, Diagnose) ebenso wie Kommunikation in der Lage ist. Zusätzlich stellt die Drei-Module-Konfiguration ein erweitertes Unterhaltungssystem zur Verfügung, das sowohl Audio als auch Video ebenso wie einen zweiten Empfänger zum Empfangen von Finanz-, Wetter- und anderen Nachrichten auf den FM-Subträgern mittels REDS bietet.

Wenn beide Verarbeitungsmodule mit dem Unterstützungsmodul verbunden sind, arbeitet der Mikroprozessor 100 auf dem Computer-Modul 64 als der Master-Prozessor mit voller Kontrolle über den gemeinsam genutzten Bus 68 und die gemeinsam genutzten Ressourcen. Der DSP 80 in dem Blendenmodul fungiert als ein Slave-Prozessor. Diese Hierarchie wird einfach durch Einstecken des Computer-Moduls in das Unterstützungsmodul hergestellt, was den DSP in einen Slave-Modus versetzt. Der DSP wird zur Audio-Signalverarbeitung für erweiterten Stereoklang, zum Scannen des Tastenfelds 52, zum Exportieren visueller Daten an das LCD 54, zum Kontrollieren des Empfängers in der Blende und zum Durchführen von Spracherkennung degradiert. Als ein Ergebnis wird das Blendenmodul 60 als ein Peripheriegerät auf dem gemeinsam genutzten Bus 68 behandelt, das durch das Computer-Modul 64 gesteuert wird, wobei das Tastenfeld 52, LCD 54, Kommunikations-CODEC 86 und Empfänger in der Blende als Ein-/Ausgangs-Peripheriegeräte dienen, auf die mittels Register in dem Blenden-FPGA zugegriffen wird.

Das Blendenmodul 60 kann entfernt werden, während das Computer-Modul 64 eingeschaltet ist. Mit dem Verlust dieser Peripheriegeräte verliert das Computer-Modul 64 einige Funktionalität und einige durch den DSP erweiterte Audio-Qualitäten. Das Computer-Modul 64 unterstützt jedoch nach wie vor viele Anwendungen, einschließlich Sicherheit, Diagnose, Navigation, Paging und andere Anwendungen.

Es sei ferner angemerkt, dass aus Sicherheitsgründen oder zum Einstecken des Computers in eine Docking-Station in der Wohnung oder dem Büro des Nutzers das gesamte Fahrzeug-Computersystem aus der Grundeinheit entfernt werden kann.

Mit einer Docking-Station kann der Nutzer verschiedene Programme für den Fahrzeuggebrauch installieren oder konfigurieren oder einfach das Computer-Modul als tragbaren Computer benutzen.

Systemsoftware

Wie oben bemerkt läuft auf dem Fahrzeug-Computersystem ein Betriebssystem für offene Plattformen, wie beispielsweise Windows 95®, Windows NT® oder abgeleitete Versionen von Windows®. Es gibt etliche Anwendungen, die durch das Betriebssystem unterstützt werden. Diese Anwendungen umfassen eine Navigationsanwendung, eine Sicherheitsanwendung und eine „Radio auf Anforderung"-Anwendung (Programmaufzeichnung und -wiedergabe basiert auf Radioprogrammattribute wie beispielsweise Zeit oder Inhalt), eine Paging-Anwendung und ein Blenden-Nutzer-Interface. Die Anwendungen können auf dem Festplatten-Laufwerk oder auf CD-ROMs, die in das CD-ROM-Laufwerk eingeführt werden, gespeichert sein.

Das Fahrzeug-Computersystem implementiert ebenso etliche APIs (Application Program Interface), die bestimmte Funktionalität zum Unterstützen der verschiedenen Anwendungen bieten. Beispielhafte APIs umfassen ein Positions- und Navigations-API, ein SmartCard- und Kryptografie-API, ein Diagnose-API, Radio-/Fernseh-Empfänger-API und analoge Ein-/Ausgangs-API.

Diese Anwendungen und APIs sind fahrzeugbezogen. Andere Anwendungen, die nicht fahrzeugbezogen sind, können ebenso auf den Computer geladen werden. Derartige Anwendungen könnten eine Bank-/Finanzanwendung umfassen, wie beispielsweise MoneyTM der Microsoft Corporation, um den Benutzer bei Bankgeschäften von unterwegs zu unterstützen. Es könnte auch Videoanwendungen geben, die die Darstellung von Videofilmen und -spielen im Auto ermöglichen. Im Wesentlichen kann das Fahrzeug-Computersystem jegliche Anwendungen unterstützen, die auf dem Betriebssystem für offene Plattformen laufen, was viele und verschiedenartige sind.

Fahrzeugnetzwerk

8 zeigt ein Fahrzeug-Computernetzwerk-System 500, das für ein Fahrzeug 502 entworfen wurde. In dieser beispielhaften Darstellung ist das Fahrzeug 502 ein Minivan oder ein Geländewagen, der Platz für sieben Insassen bietet. Das System 500 weist eine Server-Recheneinheit 504 auf, die an einer ersten Stelle des Fahrzeugs 502 angeordnet ist. Vorzugsweise ist diese Server-Recheneinheit 504 als oben beschriebener und in das Fahrzeugarmaturenbrett oder einer anderen geeigneten Stelle angebrachter Computer 22 implementiert. Auf der Server-Recheneinheit 504 läuft ein Server-Betriebssystem, wie beispielsweise Windows NT®.

Ein Massenspeichergerät oder Datenbank 506 ist bei der Server-Recheneinheit 504 zum Speichern von Daten zur Verfügung gestellt. In einer Implementierung umfasst das Speichergerät 506 die auf einer CD gespeicherten Daten und Programme, die unter Verwendung des CD-ROM-Laufwerks der Server-Recheneinheit gelesen werden können. Alternativ kann das Speichergerät 504 als ein Festplattenlaufwerk oder ein Bandspeicher implementiert sein.

Ein Datennetzwerk 508 ist überall in dem Fahrzeug 502 angeordnet, um Verbindungs-Ports an verschiedenen von der Server-Recheneinheit 504 entfernten Stellen zur Verfügung zu stellen. Hier sind Verbindungs-Ports 510 an jedem der fünf hinteren Passagiersitze zur Verfügung gestellt.

Das Fahrzeug-Computernetzwerk-System 500 weist eine oder mehrere Client-Recheneinheiten 512 auf, die mit einem kompatiblen Schnittstellenadapter für den Netzwerkverbindungs-Port 510 ausgestattet sind. Sobald die Client-Recheneinheit 512 mit dem Netzwerk verbunden ist, kann sie Daten und Programme von dem zentralen Speichergerät 506 über die Server-Recheneinheit 504 empfangen. Die Client-Verarbeitungseinheit 512 weist vorzugsweise einen visuellen Anzeigebildschirm und eine Audio-Sound-Karte zum Bereitstellen von Multimediaunterhaltung auf.

Gemäß dieser Anordnung kann die Server-Recheneinheit 504 Unterhaltung innerhalb des Autos für die Passagiere zur Verfügung stellen. Beispielsweise kann einem Passagier ein Film gezeigt werden, indem eine Video-CD in das CD-ROM-Laufwerk 506 bei der Server-Recheneinheit 504 eingelegt wird. Die zentrale Recheneinheit wird ein Video-Server, der Video über das Datennetzwerk 508 an die Client-Verarbeitungseinheiten 512 verbreitet. Andere Arten der Unterhaltung umfassen Spiele und Musik.

Das Netzwerksystem kann dahingehend interaktiv ausgestaltet sein, dass die Client-Recheneinheiten 512 gewisse Unterhaltung von der Server-Recheneinheit 504 anfordern können. Als Beispiel sei angenommen, dass eine Spiele-CD mit mehreren Spielen in das CD-ROM-Laufwerk geladen ist. Ein Passagier möchte ein Kampf-Videospiel spielen, während ein anderer Passagier Computerschach spielen möchte. Jede Client-Recheneinheit kann das entsprechende Spiel von der Server-Recheneinheit anfordern, die die Spiele abruft und sie an die anfragenden Client-Recheneinheiten verbreitet.

Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Merkmale beschränkt ist, da die hier offenbarten Mittel beispielhafte Formen der Umsetzung der Erfindung umfassen.


Anspruch[de]
Fahrzeugunterhaltungs-/-kommunikationssystem (20) mit:

einer Grundeinheit (46) in einer zur Montage in einem Fahrzeug-Armaturenbrett geeigneten Größe,

einer Blende (48), die abnehmbar mit der Grundeinheit (46) verbunden ist,

einem Unterhaltungs-Abspielgerät,

einem Prozessor (80), der in oder an der Blende (48) zum Bilden eines Blendenmoduls (60) angeordnet ist, wobei der Prozessor (80) zum Steuern des Unterhaltungs-Abspielgeräts ausgestaltet ist, wenn das Blendenmodul (60) an der Grundeinheit (46) angebracht ist,

einem Hochfrequenzempfänger, der in dem Blendenmodul (60) zur Verfügung gestellt und in betriebsbereitem Zustand mit dem Prozessor (80) verbunden ist, wobei das Blendenmodul (60) als ein tragbares Hochfrequenzempfangsgerät zum Empfangen von Hochfrequenzsignalen betreibbar ist, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit abgenommen ist, und

einem ersten und einem zweiten kompatiblen Transceiver, wobei der erste Transceiver in der Grundeinheit (46) und der zweite Transceiver in dem Blendenmodul (60) angeordnet ist, wobei das Blendenmodul (60) mit der Grundeinheit (46) kommunizieren kann, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist.
System nach Anspruch 1, worin das Blendenmodul (60) einen Stromanschluss aufweist, um den Gebrauch einer externen Stromquelle zu ermöglichen, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist. System nach Anspruch 1 oder 2, worin das Blendenmodul (60) einen Kommunikations-Transceiver aufweist und das Blendenmodul (60) als ein tragbares drahtloses Kommunikationsgerät betreibbar ist, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Gehäuse (36) einen Formfaktor eines einfachen DIN aufweist. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das zusätzlich ein CD-ROM-Laufwerk (38) aufweist. Tragbares Hochfrequenz-Elektronikgerät für den Gebrauch in Verbindung mit einem Fahrzeugunterhaltungssystem, wobei das Fahrzeugunterhaltungssystem eine Grundeinheit (46) aufweist, die zur Montage in einem Fahrzeug-Armaturenbrett bemessen ist und ein in der Grundeinheit (46) befestigtes Abspielgerät aufweist, wobei das tragbare Hochfrequenz-Elektronikgerät umfasst:

eine Blende (48) mit einer Kopplungsanordnung, die ein Anbringen der Blende (48) an oder ein Abnehmen der Blende (48) von der Grundeinheit (46) des Fahrzeugunterhaltungssystems ermöglicht,

einen Prozessor (80), der in oder an der Blende (48) zum Bilden eines Blendenmoduls (60) angeordnet ist, wobei das Blendenmodul (60) eine elektrische Schnittstelle aufweist, die eine kompatible Verbindung mit einer Schnittstelle an der Grundeinheit (46) herstellt, um eine Datenkommunikation von dem Blendenmodul (60) zu dem Abspielgerät zu ermöglichen, wobei der Prozessor (80) zum Steuern des Abspielgeräts ausgestaltet ist, wenn das Blendenmodul (60) elektrisch mit der Grundeinheit (48) verbunden ist,

einen Hochfrequenzempfänger, der in dem Blendenmodul (60) zur Verfügung gestellt ist und in betriebsbereitem Zustand mit dem Prozessor (80) verbunden ist, wobei das Blendenmodul (60) als ein tragbares Hochfrequenzempfangsgerät zum Empfangen von Hochfrequenzsignalen betreibbar ist, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist, und

einem ersten und einem zweiten kompatiblen Transceiver, wobei der erste Transceiver in der Grundeinheit (46) und der zweite Transceiver in dem Blendenmodul (60) angeordnet ist, wobei das Blendenmodul (60) mit der Grundeinheit (46) kommunizieren kann, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist.
Tragbares Hochfrequenz-Elektronikgerät nach Anspruch 6, das zusätzlich einen Stromanschluss umfasst, um das Verwenden einer externen Stromquelle zu ermöglichen, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist. Tragbares Hochfrequenz-Elektronikgerät nach Anspruch 6 oder 7, das zusätzlich einen CODEC (86) umfasst, der in dem Blendenmodul (60) zum Ermöglichen tragbarer drahtloser Kommunikation zur Verfügung gestellt ist, wenn das Blendenmodul (60) von der Grundeinheit (46) abgenommen ist. Tragbares Hochfrequenz-Elektronikgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das zusätzlich ein Spracherkennungsgerät umfasst, das in dem Blendenmodul (60) zum Empfangen von Sprachkommandos von einem Nutzer zur Verfügung gestellt ist. Tragbares Hochfrequenz-Elektronikgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das zusätzlich einen AM/FM/RBDS-Empfänger (84) umfasst, der in dem Blendenmodul (60) zur Verfügung gestellt ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com