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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen eines Messwerts einer Messgröße oder zum Anzeigen von Messwerten der Messgröße, insbesondere im Führerstand eines Schienenfahrzeugs für einen Triebfahrzeugführer des Schienenfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Anzeigesystem, insbesondere im Führerstand eines Schienenfahrzeugs. Unter Schienenfahrzeugen werden in dieser Beschreibung auch spurgebundene Fahrzeuge verstanden werden, die nicht auf zwei Schienen fahren, z. B. auf Reifen fahrende spurgebundenen Fahrzeuge wie sie auf manchen Linien der Pariser Metro betrieben werden.
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Zunehmend werden in den Führerständen von Schienenfahrzeugen Bildschirme eingesetzt, z.B. LCD (Flüssigkristall-Bildschirme) oder TFT (Dünnfilmtransistor-) Bildschirme. Gemeinsam mit Eingabemitteln, z.B. so genannten Soft-Keys oder Detektoren für die Feststellung einer Berührung des Bildschirmes (z.B. bei so genannten Touchscreens) und einem oder mehreren Mikroprozessoren zur Datenverarbeitung und Ansteuerung sowie zum Auslesen der Eingabemittel der Anzeigevorrichtung bilden die Bildschirme ein so genanntes HMI (Human Machine Interface), auch MMI (Man Machine Interface) genannt. Die Erfindung betrifft insbesondere solche HMI, die im Führerstand verbaut sind. Dabei kann aus Redundanzgründen und zur Darstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Informationen nicht nur ein HMI im Führerstand angeordnet sein, sondern eine Mehrzahl von HMIs.
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Die Datenprozessoren von HMIs können mehr oder weniger komplex ausgestaltet sein. Z.B. können die Datenprozessoren bzw. Mikroprozessoren lediglich die zu dem HMI übertragenen Informationen in vordefinierter Weise zur Anzeige auf dem Bildschirm bringen und die von den Eingabemitteln gelieferten Informationen an angeschlossene Einrichtungen (z.B. über einen Datenbus) ausgeben. Die Mikroprozessoren können jedoch auch komplexe Prüfalgorithmen zur Überprüfung der ihnen zur Verfügung stehenden Daten ausführen. So ist es z.B. möglich, dass die Mikroprozessoren verschiedene Daten dazu verwenden, eine Überprüfung auf Plausibilität durchzuführen. Z.B. ist es aus der
EP 1 655 583 A2 bekannt, dass derselbe Messwert in verschiedenen Datenformaten zu einem HMI übertragen wird und jeder Wert durch die Stellung eines Zeigersegments in analoger Darstellungsweise dargestellt wird. Ferner ist es aus der Druckschrift bekannt, die Stellung der Zeigersegmente zurückzulesen und mit dem Messwert mindestens eines Datenformats zu vergleichen. Es ist nun denkbar, dass diese Aufgabe von dem Mikroprozessor des HMI ausgeführt wird.
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Der Betrieb der Mikroprozessoren des HMI wird üblicherweise durch Software gesteuert. Nun ist es für den Betrieb von Schienenfahrzeugen wichtig, dass insbesondere sicherheitsrelevante Werte zuverlässig und korrekt angezeigt werden, sodass der Fahrzeugführer sich auf die Werte verlassen kann. Ferner sollen die vom Fahrzeugführer über die Eingabemittel eingegebenen Informationen zuverlässig zu anderen Einrichtungen des Schienenfahrzeugs, z.B. zu einem zentralen Steuerrechner, übertragen werden. Unter einem zentralen Rechner wird ein Rechner verstanden, der Steuerfunktionen verschiedener Systeme des Schienenfahrzeugs ausführt. Falsche Anzeigen können den Fahrzeugführer beispielsweise zu Aktionen veranlassen, die den sicheren Betrieb des Schienenfahrzeugs gefährden, etwa bei zu niedriger angezeigter Fahrgeschwindigkeit.
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Es sind Verfahren definiert worden, die Software in Kombination mit bestimmten hardwaretechnischen Maßnahmen für den Betrieb von Einrichtungen sicher machen. Der mit der Programmierung der Software und der Gestaltung des Hardwaresystems verbundene Aufwand ist jedoch hoch. Auch ist es bei dem Zusammenwirken von verschiedenen sicheren Systemen und Einrichtungen (z.B. einem HMI und mehreren zentralen Steuerrechnern, die über einen Datenbus miteinander verbunden sind) möglich, dass durch die Kombination Zustände auftreten, die bei der Ausgestaltung der einzelnen Einrichtungen als sichere Einrichtungen nicht berücksichtigt wurden.
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Ferner stellt die Datenübertragung zwischen dem zentralen Rechner und dem HMI eine weitere Fehlerquelle dar. Die Übertragung kann gestört sein oder es können sogar Kommunikationsroutinen für die Steuerung der Datenübertragung fehlerhaft ausgestaltet sein. Auch können die Schnittstellen zwischen dem Datenübertragungssystem und den angeschlossenen Einrichtungen fehlerhaft ausgestaltet sein. Dabei ist es möglich, dass die Fehler nur in besonderen Situationen auftreten oder nur in diesen Situationen Auswirkungen haben.
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In der bereits erwähnten
EP 1 655 583 A2 werden die Geschwindigkeitswerte auch dann angezeigt, wenn sie stark voneinander abweichen. Betrachtet der Fahrzeugführer aber lediglich den oberen Bereich des Displays und befindet sich dort z.B. momentan das äußere Zeigersegment, erkennt er unter Umständen nicht sofort die Abweichung der beiden Zeigersegmente. Solche Fälle können insbesondere dann auftreten, wenn der Fahrzeugführer sich auf die Strecke konzentriert und das Display lediglich am Rand seines Blickfeldes liegt. Zwar wird in der Druckschrift außerdem vorgeschlagen, dass ein Vergleicher in dem HMI die in den verschiedenen Formaten vorliegenden Messwerte in ein drittes Datenformat umwandelt und auf Übereinstimmung prüft und im Fehlerfall eine Störungsmeldung erzeugt. Hierfür ist es aber wiederum erforderlich, dass das HMI strengen Sicherheitsanforderungen entspricht. Im Fall der Verwendung eines Standard-HMI mit Standardsoftware, die nicht speziell auf sicherheitskritische Anwendungen angepasst ist, kann die Vergleichsfunktion nicht als fehlerfrei garantiert werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Anzeigen eines Messwertes einer Messgröße oder zum Anzeigen von Messwerten der Messgröße, insbesondere im Führerstand eines Schienenfahrzeugs, anzugeben, wobei auch bei Verwendung von Anzeigevorrichtungen, die nicht speziell an hohe Sicherheitsstandards angepasst sind, ein Fehler bei der Bearbeitung und Darstellung des Messwerts oder der Messwerte schnell und zuverlässig erkannt werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Anzeigesystem anzugeben, das insbesondere speziell an den Einsatz im Schienenfahrzeug angepasst ist.
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Die Erfindung betrifft insbesondere Anzeigesysteme, bei denen die Anzeigevorrichtung weniger hohen Sicherheitsanforderungen genügt als ein zentraler Rechner, der über den Messwert oder die Messwerte der Messgröße verfügt und zu der Anzeigevorrichtung überträgt.
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Bei dem zentralen Rechner handelt es sich daher insbesondere um einen Rechner, der vorgegebenen Sicherheitsanforderungen bezüglich Zuverlässigkeit bei Empfang, Verarbeitung und Ausgabe von Informationen genügt. Dabei betreffen die vorgegebenen Sicherheitsanforderungen insbesondere Software des Rechners. In diesem Sinne kann der zentrale Rechner daher als „sicherer“ Rechner bezeichnet werden. Aufgrund des vorgeschlagenen Verfahrens (s.u.) ist es möglich, eine Anzeigevorrichtung zu verwenden, die nicht denselben hohen Sicherheitsanforderungen (insbesondere hinsichtlich der Software) bezüglich Empfang, Verarbeitung, grafischer Darstellung von Informationen sowie Detektion von Eingaben des Fahrzeugführers, Verarbeitung der Signale und Ausgabe von entsprechenden Informationen genügt. Die Erfindung umfasst daher insbesondere eine Ausgestaltung, bei der die Anzeigevorrichtung in diesem Sinne „nicht sicher“ ist. Die erwähnte vorgegebene Sicherheitsanforderung kann insbesondere die so genannte „funktionale Sicherheit“ (SIL) Stufe 1 oder 2 sein.
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Bei den vorgegebenen Sicherheitsanforderungen kann es sich zum Beispiel um den „Leitfaden zur Anwendung der EN 50128 auf Schienenfahrzeugen“ vom 31.08.2005, herausgegeben vom Eisenbahn-Bundesamt, Postfach 28 61, 53018 Bonn, Deutschland in Verbindung mit der Europäischen Norm EN 50128 handeln.
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Die Erfindung betrifft, allgemeiner formuliert, Anordnungen mit dem zentralen Rechner, einer Anzeigevorrichtung und einer Datenübertragungsverbindung zwischen dem zentralen Rechner und der Anzeigevorrichtung, wobei die Stufe der funktionalen Sicherheit der Anzeigevorrichtung niedriger ist als die Stufe der funktionalen Sicherheit des zentralen Rechners.
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Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung ist es möglich, die Anzeigevorrichtung von Sicherheitsanforderungen zu entlasten. Damit wird es erleichtert, z. B. hinsichtlich ihrer Funktionsweise komplexe HMI einfacher und kostengünstiger herzustellen. Die Lösung hat den zusätzlichen Vorteil, dass nicht nur die Funktionsweise der Anzeigevorrichtung überprüft wird, sondern außerdem die gesamte Anordnung aus zentralem Rechner, Datenübertragungsverbindung und Anzeigevorrichtung. Wenn der zentrale Rechner daher die vorgegebenen Sicherheitsanforderungen erfüllt, kann nach erfolgreicher Überprüfung davon ausgegangen werden, dass auch die gesamte Anordnung zuverlässig funktioniert.
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Eine wichtige Messgröße, die beim Betrieb von Schienenfahrzeugen dem Fahrzeugführer zuverlässig anzuzeigen ist, ist die Fahrgeschwindigkeit. Die Erfindung betrifft daher insbesondere die Messgröße Fahrgeschwindigkeit. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Messgrößen anwendbar, die insbesondere beim Betrieb von Schienenfahrzeugen anzuzeigen sind.
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Es wird ein Verfahren zum Anzeigen eines Messwerts einer Messgröße oder zum Anzeigen von Messwerten der Messgröße, insbesondere im Führerstand eines Schienenfahrzeugs, vorgeschlagen wobei
- - aus dem Messwert ein erstes Signal und ein zweites Signal erzeugt wird und das erste Signal und das zweite Signal verschieden sind oder wobei aus einem ersten Messwert der Messgröße ein erstes Signal und aus einem zweiten Messwert der Messgröße ein zweites Signal erzeugt wird,
- - durch das erste Signal und das zweite Signal voneinander unabhängige Elemente einer Anzeigevorrichtung angesteuert werden, und
- - wenn ein dem ersten Signal entsprechender erster Wert der Messgröße gemäß einem vordefinierten Kriterium von einem dem zweiten Signal entsprechenden zweiten Wert der Messgröße abweicht, eine dem ersten Signal entsprechende analoge Darstellung des Messwertes oder der Messwerte auf der Anzeigevorrichtung ganz oder teilweise unsichtbar, verdeckt und/oder ausgeblendet wird und/oder eine einem fehlerfreien Anzeigezustand entsprechende analoge Darstellung der Elemente verändert wird.
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Unter einem Signal ist zu verstehen, dass es die Information über den Messwert enthält und von der Anzeigevorrichtung empfangen und verarbeitet werden kann. Insbesondere werden das erste Signal und das zweite Signal von dem zentralen Rechner erzeugt und werden die Signale zu der Anzeigevorrichtung übertragen. Das Signal kann außer der Information über den Messwert auch weitere Merkmale haben. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Signal ein analoges Signal, z.B. eine Spannung, ist. Bevorzugt wird jedoch, dass das Signal über eine Datenübertragungsverbindung zur Übertragung digitaler Daten, z.B. über einen Datenbus, zu der Anzeigevorrichtung übertragen wird.
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Das erste Signal und das zweite Signal sind verschieden. Dabei kann der Unterschied z.B. allein in einem Wert liegen, der dem Messwert entspricht. Beispielsweise kann sich der Wert lediglich durch sein Datenformat von dem Wert in dem anderen Signal unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich kann der Wert aber auch eine andere Bedeutung haben als der Wert in dem anderen Signal. Etwa ist es möglich, den Messwert oder der Messwerte bei der Erzeugung des ersten Signals und des zweiten Signals einerseits in den üblichen physikalischen Einheiten der Messgröße zu übertragen und andererseits (mit dem anderen Signal) bereits bezogen auf die Darstellungsweise zur Darstellung des Messwertes oder der Messwerte in der Anzeigevorrichtung, d.h. bereits umgerechnet (etwa in eine Gradzahl der Winkelstellung eines analogen Zeigers der Anzeigevorrichtung). Wenn hier von einem analogen Zeiger oder einer analogen Darstellung die Rede ist, so schließt dies den Fall mit ein, dass ein klassisches, z.B. elektromechanisch arbeitendes Anzeigeinstrument, zur Anzeige eingesetzt wird. Bevorzugt wird jedoch die Anzeige auf einem Display einer digitalen Anzeigevorrichtung, die z.B. außerdem einen Datenprozessor zur unmittelbaren Ansteuerung des Displays aufweist. Ferner kann in an sich bekannter Weise zumindest ein Bilddatenspeicher mit dem Display gekoppelt sein, in dem die auf dem Display anzuzeigenden Bilddaten gespeichert sind und laufend aktualisiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu den bereits genannten Unterschieden der beiden Signale können der Unterschied oder die Unterschiede darin bestehen, dass verschiedene Kanäle eines Signalübertragungssystems (z.B. verschiedene Zeitschlitze und/oder Frequenzen und/oder Kodierungen eines Multiplex-Übertragungssystems) und/oder verschiedene Übertragungswege für die verschiedenen Signale genutzt werden. Bei einem paketorientierten Übertragungssystem, in dem Datenpakete übertragen werden, können z.B. das erste Signal und das zweite Signal grundsätzlich in verschiedenen Datenpaketen übertragen werden. Vorzugsweise bestehen mehrere der genannten Unterschiede zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal gleichzeitig. Bevorzugt ist es insbesondere, dass sich die mit den verschiedenen Signalen übertragenen Werte wie erwähnt auf eine verschiedene Werteskala beziehen und dass außerdem die verschiedenen Signale nicht in demselben Datenpaket übertragen werden.
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Optional werden weitere Sicherungsmaßnahmen zur zuverlässigen Übertragung des Messwertes zu der Anzeigevorrichtung ergriffen, auf die noch näher eingegangen wird.
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Um die Abweichung eines ersten Wertes der Messgröße, der mit dem ersten Signal übertragen wird, von dem zweiten Wert der Messgröße, der mit dem zweiten Signal übertragen wird, für den Fahrzeugführer gut erkennbar zu machen, ist die analoge Darstellung des Messwertes oder der Messwerte auf der Anzeigevorrichtung bei Erfüllung des vordefinierten Kriteriums ganz oder teilweise unsichtbar, verdeckt und/oder ausgeblendet. Der Begriff „Abweichung“ bezieht sich auf die Messgröße, nicht auf bestimmte Skalen, wie z. B. die Geschwindigkeits- oder Gradskala eines analogen Zeigers.
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Dabei wird es bevorzugt, dass mit zunehmender Abweichung des ersten Wertes von dem zweiten Wert oder umgekehrt die analoge Darstellung des Messwertes oder der Messwerte zunehmend weniger sichtbar wird, in stärkerem Maß verdeckt wird und/oder weitere Teile der analogen Darstellung ausgeblendet werden. In diesem Fall stellt das vordefinierte Kriterium nicht zwangsläufig eine feste Grenze dar, bei der die Abweichung der Werte so groß ist, dass die erwähnten Maßnahmen beginnen. Vielmehr kann die analoge Darstellung bereits bei geringsten Abweichungen nicht mehr „perfekt“ sein, d.h. z.B. nicht mehr genauso gut, scharf oder vollständig sein, wie es bei exakt gleichen Werten der Fall wäre.
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Vorzugsweise ist ein Grenzwert für die Differenz des ersten Wertes und des zweiten Wertes vorgegeben, wobei der Grenzwert in einer anderen Skala als der Geschwindigkeitsskala definiert sein kann. Erreicht der Betrag der Differenz den Grenzwert oder ist der Betrag der Differenz größer als der Grenzwert, kann die Darstellung der von dem ersten Wert und zweiten Wert angesteuerten Elemente vollständig ausgeblendet werden, d. h. die Elemente werden nicht dargestellt. Optional können gleichzeitig auch andere Objekte einer Bilddarstellung auf der Anzeigevorrichtung ausgeblendet werden, z. B. eine digitale Darstellung der Geschwindigkeit. Der Grenzwert beträgt z. B. 5 km/h.
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In jedem Fall führen aber größere Abweichungen der Werte dazu, dass die analoge Darstellung des Messwertes oder Messwerte in dem o.g. Sinne schlechter wird und der Fahrzeugführer die Darstellung am Rande seines Blickfeldes nicht mehr so gut erkennen kann. Wenn er sich deshalb auf die Darstellung auf der Anzeigevorrichtung konzentriert, wird er sofort erkennen, dass die beiden Werte voneinander abweichen und ein Fehler des Anzeigesystems vorliegt. Z.B. führt der Fahrzeugführer dann vorgeschriebene Aktionen aus, etwa Abschaltung des Displays, wodurch die Fahrgeschwindigkeit und/oder die jeweilige andere Messgröße auf einem zweiten Display oder einer zweiten Anzeigevorrichtung dargestellt wird. In diesem Fall kann, da dann eine Anzeigevorrichtung weniger zur Verfügung steht, die insgesamt dem Fahrzeugführer dargestellte Menge von Informationen reduziert werden. Z.B. werden dann weniger wichtige Informationen nicht mehr oder nicht mehr so detailliert wie vorher dargestellt. Die Darstellung des Messwerts oder der Messwerte auf der zweiten Anzeigevorrichtung kann ebenfalls gemäß einer der Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Wenn auch diese Darstellung fehlerhaft ist, kann es vorgeschrieben sein, dass der Fahrzeugführer weitere Maßnahmen auszuführen hat, da dann die Messung und/oder Anzeige der Messgröße als insgesamt fehlerhaft gelten muss. Z.B. ist dann die Fahrgeschwindigkeit deutlich zu reduzieren oder das Schienenfahrzeug bei nächster Gelegenheit zu stoppen.
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Es kann eine Vergleichseinrichtung der Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, die den ersten Wert und den zweiten Wert vergleicht. Dabei kann der Vergleich, z.B. ähnlich wie in der
EP 1 655 583 A2 beschrieben, nach Umwandlung der mit dem ersten Signal und dem zweiten Signal zu der Anzeigevorrichtung übertragenen Werte in ein weiteres Datenformat durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich, lediglich einen der Werte für den Vergleich umzurechnen. Stellt die Vergleichseinrichtung fest, dass das vordefinierte Kriterium erfüllt ist, entscheidet sie vorzugsweise, dass die dem ersten Signal entsprechende analoge Darstellung auf der Anzeigevorrichtung ganz oder teilweise unsichtbar verdeckt und/oder ausgeblendet wird. Die Vergleichseinrichtung kann ein entsprechendes Steuersignal ausgeben, das die Anzeigevorrichtung oder eine weitere Einrichtung veranlasst, wie erwähnt die Darstellung zu verändern.
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Der Vergleich kann insbesondere auch dadurch ausgeführt werden, dass ein von der Anzeigevorrichtung dargestelltes oder darzustellendes (insbesondere digitales) Bild, das unter Verwendung des ersten Wertes und des zweiten Wertes gebildet wurde, ausgewertet wird. Z. B. kann ein Bildbereich definiert sein, dessen Position und/oder Ausrichtung in dem Bild von dem zweiten Wert abhängt. Beispielsweise kann dieser Bildbereich so definiert sein, dass die Spitze eines durch den ersten Wert angesteuerten Pfeils oder ein definierter Teil eines anderen analogen Darstellungselements bei Übereinstimmung des ersten Wertes und des zweiten Wertes in dem Bildbereich liegt. Dies kann festgestellt werden. Liegt die Spitze bzw. der definierte Teil nicht in den Bildbereich, wird entschieden, dass ein Fehler vorliegt, d.h. der erste Wert und zweite Wert zu weit voneinander abweichen. Der Grenzwert der Abweichung, bei dem dieses Verfahren zur Erkennung eines Fehlers führt, kann durch Veränderung der Größe und/oder Form des Bildbereichs eingestellt werden.
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Bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltung, die den zuvor genannten Vergleich enthalten kann oder nicht enthalten kann. Bei dieser Ausgestaltung wird durch das zweite Signal ein zweites Element der Anzeigevorrichtung angesteuert, das ein von dem ersten Signal angesteuertes erstes Element der Anzeigevorrichtung bei Erfüllung des vordefinierten Kriteriums automatisch, ohne Vergleich des ersten und des zweiten Wertes, ganz oder teilweise abdeckt, löscht und/oder überschreibt.
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Unter einem Element der Anzeigevorrichtung, das von einem Signal angesteuert wird, wird verstanden, dass ein Objekt definiert ist, welches sichtbar auf der Anzeigevorrichtung dargestellt werden kann. Abhängig von dem ansteuernden Signal wird die Form, Ausrichtung, Position und/oder Größe des Objekts, d.h. des Elements, auf der Anzeigevorrichtung verändert. Vorzugsweise ist die Form und Größe des Objekts fest vorgegeben und würde das Element von dem zugehörigen Signal lediglich in der Weise angesteuert werden, dass das Signal die Position und/oder Ausrichtung auf dem sichtbaren Bereich der Anzeigevorrichtung steuert. Der Konjunktiv „würde“ ist deshalb gebraucht worden, da es von dem anderen Element, d.h. indirekt von dem anderen Signal, abhängen kann, ob das erste Element tatsächlich in voller Größe und in unveränderter Form angezeigt wird. Auf Ausgestaltungen wird noch näher eingegangen. Zusammenfassend ist daher festzustellen, dass bei dieser Ausführungsform jedes Signal ein Element der Anzeigevorrichtung ansteuert, wobei bei der Ansteuerung des jeweiligen Elements das jeweils andere Signal keinen Einfluss hat. Dadurch kann die Anzeigevorrichtung in einfacher Weise ausgestaltet sein und insbesondere im Fall eines HMI von verhältnismäßig unkomplizierter Software gesteuert werden. Daher kann eine Standard-Anzeigevorrichtung eingesetzt werden, die nicht speziell auf den Einsatz in Schienenfahrzeugen angepasst ist und/oder nicht speziellen Sicherheitsanforderungen für den Einsatz in Schienenfahrzeugen entspricht.
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Da die beiden Elemente, die separat von den beiden Signalen angesteuert werden, aber miteinander wechselwirken können, wobei die Wechselwirkung abhängig von der Gestaltung der Anzeigevorrichtung ist, kann es bei Erfüllung des vordefinierten Kriteriums dennoch dazu kommen, dass zumindest Teile der Elemente nicht dargestellt werden, einander verdecken und/oder ausgeblendet werden. Dies kann automatisch geschehen, ohne dass es einer speziellen Logik oder Software bedarf. Allerdings wird bei manchen Ausgestaltungen eine einfache Logik eingesetzt, die insbesondere das Schreiben der Bilddatenspeicher betrifft, die laufend aktualisiert und ausgelesen werden.
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Bei einer ersten Ausgestaltung bilden ein erstes für einen Betrachter der Anzeigevorrichtung sichtbares Darstellungsobjekt, dessen Position und Orientierung auf der Anzeigevorrichtung von dem ersten Signal gesteuert wird, und ein zweites für den Betrachter der Anzeigevorrichtung sichtbares Darstellungsobjekt, dessen Position und Orientierung auf der Anzeigevorrichtung von dem zweiten Signal gesteuert wird, gemeinsam eine Anzeige der Messgröße. Die Anzeige ist für den Betrachter erkennbar eine Einheit, wenn der erste Wert und der zweite Wert nicht voneinander abweichen. Wenn die Werte dagegen voneinander abweichen, bilden zumindest Teilflächen des ersten Darstellungsobjekts und/oder des zweiten Darstellungsobjekts nicht mehr eine Einheit oder sind Teilflächen des ersten Darstellungsobjekts und/oder des zweiten Darstellungsobjekts nicht mehr erkennbar. Auf Ausführungsbeispiele wird noch in der Figurenbeschreibung eingegangen.
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Insbesondere kann bei dieser Ausgestaltung das erste Darstellungsobjekt zumindest eine Lücke aufweisen, die von einer Teilfläche des zweiten Darstellungsobjekts vollständig geschlossen wird, wenn der erste Wert und der zweite Wert der Messgröße nicht voneinander abweichen. Wenn der erste und der zweite Wert aber voneinander abweichen, wird die Lücke von der Teilfläche des zweiten Darstellungsobjekts nicht oder nicht vollständig geschlossen. Der Fahrzeugführer erkennt daher den Fehler anhand der zumindest einen Lücke.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung besitzt ein von dem zweiten Signal angesteuertes zweites Element bezüglich der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung eine höhere Priorität als ein von dem ersten Signal angesteuertes erstes Element, so dass an Orten in einem sichtbaren Anzeigebereich der Anzeigevorrichtung, an denen gemäß dem ersten Signal Pixel des ersten Elements und an denen gemäß dem zweiten Signal Pixel des zweiten Elements dargestellt werden sollen, lediglich die Pixel des zweiten Elements dargestellt werden. Z.B. können diese zweiten Pixel in der Farbe des Hintergrundes des Anzeigebereichs dargestellt werden, so dass im Ergebnis an dem Ort scheinbar nichts dargestellt ist.
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Auf Ausführungsbeispiele wird ebenfalls noch in der Figurenbeschreibung eingegangen.
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Die Anzeigevorrichtung kann in an sich bekannter Weise ein Bilddatenspeicher aufweisen. Ein Speicherinhalt des Bilddatenspeichers wird ausgelesen und definiert ein momentanes Gesamtbild auf der Anzeigevorrichtung. Dabei kann es sich bei dem Gesamtbild um ein Bild handeln, das lediglich in einem Teilbereich der Anzeigevorrichtung dargestellt werden kann. Z.B. können mehrere Bilddatenspeicher für verschiedene Teilbereiche der Anzeigevorrichtung vorgesehen sein. Unter Gesamtbild wird daher lediglich verstanden, dass Informationen von dem ersten und dem zweiten Signal berücksichtigt sind. Das erste Signal und das zweite Signal steuern jeweils das Schreiben der Bilddaten in den Bilddatenspeicher.
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Es wird nun vorgeschlagen, dass gesteuert durch das zweite Signal Bilddaten überschrieben werden, die durch das erste Signal gesteuert geschrieben wurden, so dass ein von dem ersten Signal angesteuertes Element der Anzeigevorrichtung zumindest teilweise überschrieben wird, wenn der erste Wert und der zweite Wert der Messgröße voneinander abweichen. Vorzugsweise wird ein immer größerer Teil der von dem ersten Signal geschriebenen Bilddaten von dem zweiten Signal überschrieben, je stärker der erste Wert und der zweite Wert der Messgröße voneinander abweichen.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung werden das von dem ersten Signal angesteuerte erste Element und das von dem zweiten Signal angesteuerte zweite Element vor dem Schreiben oder beim Schreiben der Bilddaten logisch miteinander verknüpft, so dass Bilddaten jeweils einem bestimmten Ort in einem sichtbaren Anzeigebereich der Anzeigevorrichtung entsprechen, sowohl abhängig von dem ersten Signal als auch abhängig von dem zweiten Signal geschrieben werden oder nicht geschrieben werden. Z.B. kann die logische Verknüpfung eine „und“-Verknüpfung sein, so dass z.B. für einen bestimmten Ort in dem Anzeigebereich Bilddaten nur dann geschrieben werden, wenn sich an dem Ort sowohl ein Teil des ersten Elements als auch ein Teil des zweiten Elements befindet. Wenn in dieser Beschreibung von Elementen die Rede ist, muss es sich dabei nicht um Objekte handeln, die bei Darstellung auf der Anzeigevorrichtung eine zusammenhängende Fläche abdecken. Vielmehr wird unter einem Element auch eine Anordnung von mehreren Flächen bzw. Teilflächen verstanden.
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Bei der logischen Verknüpfung kann es sich jedoch auch um eine andere Verknüpfung handeln.
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Wie es sich bereits aus dem erwähnten Anwendungszweck, nämlich der Darstellung von Messwerten, ergibt, sind die mit dem ersten Signal und dem zweiten Signal übertragenen Werte in der Regel zeitabhängig. Daher ist es üblich, Signale wiederholt zu der Anzeigevorrichtung zu übertragen und immer wieder, d.h. wiederholt, die Anzeige zu aktualisieren. Insbesondere wird das erste Signal und/oder das zweite Signal von dem zentralen Rechner wiederholt über eine Datenübertragungsverbindung zu der Anzeigevorrichtung übertragen, wobei das erste Signal und/oder das zweite Signal jeweils einen aktualisierten Messwert der Messgröße enthalten.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird mit dem ersten und/oder mit dem zweiten Signal gemeinsam ein Zeitsignal von dem zentralen Rechner zu der Anzeigevorrichtung übertragen. Insbesondere kann in einem Datenpaket, mit dem der erste Wert übertragen wird, auch ein Zeitwert übertragen werden. Entsprechendes gilt alternativ oder zusätzlich für das zweite Signal. Das Zeitsignal resultiert in einer wiederholt aktualisierten Anzeige eines dritten Elements der Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Uhrzeit auf der Anzeigevorrichtung. Z.B. kann ein Doppelpunkt, der die digital angezeigten Stunden und die digital angezeigten Minuten oder andere Elemente der Uhrenanzeige räumlich voneinander abgrenzt, solange rhythmisch (z.B. im Sekundentakt) ein- und ausgeblendet werden, während fortlaufend Zeitsignale gemeinsam mit dem ersten Signal und/oder gemeinsam mit dem zweiten Signal von der Anzeigevorrichtung empfangen und/oder verarbeitet werden. Wird dagegen einmal oder alternativ mehrmals kein Zeitsignal empfangen oder derselbe Zeitwert mehrfach nacheinander empfangen, wird das dritte Element entweder nicht mehr oder dauerhaft in der gleichen Weise auf der Anzeigevorrichtung dargestellt. Im Beispiel des Doppelpunktes wird Doppelpunkt entweder nicht mehr dargestellt oder er wird nicht mehr rhythmisch ausgeblendet, sondern dauerhaft angezeigt. Allgemeiner formuliert wird das dritte Element nicht mehr oder dauerhaft dargestellt, wenn von der Anzeigevorrichtung über die Datenübertragungsverbindung keine neuen Zeitsignale mehr empfangen werden und/oder wenn von der Anzeigevorrichtung keine neuen Zeitsignale mehr verarbeitet werden. Dabei schließt diese Bedingung auch den Fall mit ein, dass lediglich ein Teil der erwarteten Zeitsignale nicht empfangen und/oder nicht verarbeitet wird und/oder derselbe Zeitwert nacheinander mehrfach empfangen und/oder verarbeitet wird. Liegt ein Fehler bei der Signalübertragung z.B. darin, dass ein Datenpaket mit demselben Inhalt (also z.B. demselben Messwert der Messgröße und demselben Zeitwert) wiederholt zu der Anzeigevorrichtung übertragen wird, aber keine entsprechenden aktualisierten Werte mehr übertragen werden, wird dies bemerkt und dem Fahrzeugführer durch die erwähnte Veränderung der Uhrzeitanzeige dargestellt.
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Die gemeinsame Übertragung der Zeitsignale und Messwerte erhöht daher die Sicherheit der Darstellung.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Anzeigesystem eines Schienenfahrzeugs, wobei das System Folgendes aufweist:
- - zumindest einen zentralen Rechner des Schienenfahrzeugs, der ausgestaltet ist, den Betrieb des Schienenfahrzeugs zu steuern,
- - eine Anzeigevorrichtung für einen Führerstand des Schienenfahrzeugs, die über eine Datenübertragungsverbindung mit dem zentralen Rechner verbunden ist,
wobei der zentrale Rechner ausgestaltet ist, aus dem Messwert ein erstes Signal und ein zweites Signal zu erzeugen oder aus einem ersten Messwert der Messgröße ein erstes Signal und aus einem zweiten Messwert der Messgröße ein zweites Signal zu erzeugen, wobei das erste Signal und das zweite Signal verschieden sind, wobei die Anzeigevorrichtung so ausgestaltet ist, dass durch das erste Signal und das zweite Signal voneinander unabhängige Elemente der Anzeigevorrichtung angesteuert werden, und wobei die Anzeigevorrichtung so ausgestaltet ist, dass eine dem ersten Signal entsprechende analoge Darstellung des Messwertes oder der Messwerte auf der Anzeigevorrichtung ganz oder teilweise unsichtbar, verdeckt und/oder ausgeblendet wird, wenn ein dem ersten Signal entsprechender erster Wert der Messgröße gemäß einem vordefinierten Kriterium von einem dem zweiten Signal entsprechenden zweiten Wert der Messgröße abweicht.
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Bezüglich der Beschreibung von Ausgestaltungen des Anzeigesystems wird auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen.
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Im Folgenden werden wichtige Merkmale und einzelne Ausgestaltungen der Erfindung nochmals kurz hervorgehoben oder näher erläutert.
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Wie erwähnt handelt es sich bei der Messgröße insbesondere um die Fahrgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs. Die Geschwindigkeit wird z.B. durch Auswertung eines Impulsgebers an einem Rad des Schienenfahrzeugs von einem Rechner berechnet. Steht das Messsignal des Sensors nicht zur Verfügung, kann die Geschwindigkeit z.B. aus der Steuerung des Antriebsystems des Schienenfahrzeugs ermittelt werden.
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Ein zentraler Rechner bringt den Messwert oder die Messwerte auf einer Anzeigevorrichtung für den Fahrzeugführer erkennbar zur Anzeige. Fällt die Anzeigevorrichtung aus oder wird ein Fehler der Anzeigevorrichtung erkannt, wird der Messwert oder werden die Messwerte auf einer zweiten Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht.
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Von dem zentralen Rechner wird der anzuzeigende Wert zwar vorzugsweise über dieselbe Datenübertragungsverbindung, z.B. Ethernet-Datenbus mit IP, zu der Anzeigevorrichtung übertragen. Wie erwähnt kann der Messwert in zumindest zwei verschiedenen Datenformaten übertragen werden. Auch ist es möglich, verschiedene Messwerte derselben Messgröße in verschiedenen Datenformaten zu der Anzeigevorrichtung zu übertragen. Verschiedene Datenformate können z.B. dadurch realisiert werden, dass der zu übertragende Wert in einem ersten Format in dem zentralen Rechner vorliegt und der Wert zumindest für eine der beiden für die Übertragung genutzten Datenformate in einen anderen Wert umgerechnet wird und erst dann in diesem umgerechneten Format übertragen wird. Z.B. könnte ein Geschwindigkeitswert in einem ersten Übertragungsformat unmittelbar einer Geschwindigkeitsskala z.B. in den Einheiten km/h entsprechen und in einem zweiten Datenformat bereits vor der Übertragung von dem zentralen Rechner zu der Anzeigevorrichtung in Einheiten umgerechnet werden, die der Darstellungsart auf einem Display der Anzeigevorrichtung entspricht (z.B. der Winkelstellung eines Zeigers zur Anzeige des Messwerts). Die Umrechnung des anzuzeigenden Wertes vor der Übertragung von dem zentralen Rechner zu der Anzeigevorrichtung kann jedoch auch z.B. vom binären Zahlenformat zu einem hexadezimalen Zahlenformat vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich zu der Umrechnung des anzuzeigenden Werts können aber auch unterschiedliche Verfahren der eigentlichen Datenübertragung zwischen dem zentralen Rechner und der Anzeigevorrichtung angewendet werden. So kann z.B. über dieselbe Datenübertragungsverbindung der Wert gemäß unterschiedlichen Protokollen, Protokoll-Schichten und/oder gemäß unterschiedlichen Protokoll-Optionen, die eine andere Darstellung der zu übertragenen Nutzinformation verwenden, übertragen werden
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In einer bevorzugten Ausführungsform steuert der erste Wert einen Zeiger auf der Anzeigevorrichtung an. Der zweite Wert steuert jedoch eine undurchsichtige, den Zeiger abdeckende Fläche bzw. den Zeiger überlagernde Fläche an, wenn der Zeiger nicht mit der Ausrichtung der Aussparung übereinstimmt. Z.B. weist die abdeckende Fläche einen Schlitz auf, in dem der Zeiger erkennbar ist, wenn der erste und der zweite Wert übereinstimmen. Dabei kann nicht nur im Fall des Schlitzes eine Toleranz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert möglich sein, die selbst bei Unterschieden zwischen den beiden Werten noch eine Erkennung des Zeigers in der Aussparung oder zumindest eine teilweise Erkennung des Zeigers in der Aussparung ermöglicht. Abhängig von der Breite des Schlitzes kann der Zeiger innerhalb der Toleranz u. U. noch vollständig erkannt werden. Bei vorbekannten Lösungen dagegen, bei denen z. B. jedes der Signale ein eigenes Zeigerelemente oder einen eigenen Zeiger angesteuert, sieht man selbst bei kleinen Abweichungen einen Versatz der Zeigersegmente oder zwei Zeiger. Die vorbekannten Lösungen weisen keine Toleranz auf.
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Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung so ausgestaltet, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenze der Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert keiner der Werte mehr für den Fahrzeugführer erkennbar auf der Anzeigevorrichtung dargestellt ist oder einer der Werte nicht mehr in der Darstellung für den Fahrzeugführer erkennbar ist, die bei Übereinstimmung der Werte erkennbar ist. Alternativ kann die Darstellung der beiden Werte oder die Darstellung eines der Werte mit zunehmender Differenz der Werte zunehmend weniger erkennbar werden. Z.B. kann bei der Ausführungsform mit der abdeckenden Fläche und der Aussparung der Zeiger, der den ersten Wert darstellt, zunehmend von der abdeckenden Fläche abgedeckt werden.
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Bei einer anderen Ausgestaltung kann die Anzeigevorrichtung eine Vergleichseinrichtung aufweisen und die in den beiden unterschiedlichen Datenformaten empfangenen anzuzeigenden Werte miteinander vergleichen. Überschreitet die Differenz der beiden Werte einen vorgegebenen Grenzwert, stellt die Anzeigevorrichtung die Darstellung von zumindest einem der beiden Werte ein, vorzugsweise von beiden Werten. Obwohl die Vergleichseinrichtung der Anzeigevorrichtung nicht hohen Sicherheitsstandards entsprechen muss, kann das Gesamtsystem aus Anzeigevorrichtung, Datenübertragungsleitung und zentralem Rechner dennoch erforderliche Sicherheitsnormen erfüllen, da die Nichtdarstellung zumindest eines der anzuzeigenden Werte die Folge einer fehlerhaften Funktionsweise der Vergleichseinrichtung ist. Zwar kann es dann vorkommen, dass tatsächlich kein Fehler bei der Übertragung der Werte vorliegt und für den Fahrzeugführer dennoch ein Fehler erkennbar wird. Jedoch führt dies dann zur Aufdeckung des Fehlers der Vergleichseinrichtung bzw. der Anzeigevorrichtung.
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Die Übertragung der Signale von dem zentralen Rechner zu der Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise durch Prüfsummen gegen Verfälschung der übertragenen Daten abgesichert. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise jedes der Übertragungssignale mit einer für den zentralen Rechner eindeutigen Absender-Identifikation versehen, damit die Signale von der Anzeigevorrichtung eindeutig als von den zentralen Rechner versandt erkannt werden können.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
- 1 ein Beispiel für ein Steuerungs- und Anzeigesystem,
- 2 die für den Fahrzeugführer sichtbaren Teile eines HMI mit Anzeigeflächen und Eingabemitteln,
- 3 eine analoge Darstellung eines Messwertes auf einer Anzeigevorrichtung, wobei der Messwert auf verschiedene Weise zu der Anzeigevorrichtung übertragen wurde und dabei oder bei der Verarbeitung der empfangenen Werte durch die Anzeigevorrichtung Unterschiede entstanden sind, die durch die Darstellung erkennbar sind, und/oder wobei ein erster Messwert der Messgröße und ein zweiter Messwert der Messgröße z. B. von verschiedenen Messwertgeber erzeugt wurden und deshalb Unterschiede in den Messwerten bestehen,
- 4 zwei Elemente, die von separaten Signalen angesteuert werden und einander teilweise überlappen,
- 5 ein Element, das von einem Signal angesteuert wird und in der Art eines Schachbretts aus verschiedenen Teilflächen besteht, die über Eck aneinander angrenzen,
- 6 das in 5 dargestellte Element. Ein zweites, komplementäres Element, wobei die beiden Elemente unterschiedlich ausgerichtet sind und um einen Winkel von 4° gegeneinander verdreht sind,
- 7 die Elemente gemäß 6, die doch um einen Winkel von ca. 20° gegeneinander verdreht sind,
- 8 eine Darstellung mit einem ersten, zeigerartigen Element und einem zweiten Element, das einen ausgesparten Bereich aufweist, in dem sich der Zeiger befindet,
- 9 eine Darstellung der Elemente gemäß 8, wobei jedoch das zweite Element gegen die Längsachse des Zeigers verdreht ausgerichtet ist und daher einen Teil des Zeigers verdeckt,
- 10 die Darstellung eines Datenformates zur Übertragung von Signalen zwischen einem zentralen Rechner und einer Anzeigevorrichtung,
- 11 ein Anzeigesystem mit einem zentralen Rechner und einer Anzeigevorrichtung und
- 12 eine Darstellung einer speziellen Ausgestaltung eines Details der Anzeigevorrichtung gemäß 11.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung in einem Schienenfahrzeug. Eine Signalquelle 1 ist über eine Datenübertragungsverbindung 2 mit einem ersten Rechner 3 verbunden. Bei der Signalquelle 1 kann es sich z.B. um einen Geschwindigkeitssensor zur Messung der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs handeln. Dabei kann es sich aber auch um eine Mehrzahl von Messwertgebern und/oder um einen Messwertgeber andere Art handeln. Über die Datenübertragungsleitung 2 oder eine Mehrzahl von solchen Leitungen werden die Messsignale zu einem ersten Rechner 3 übermittelt. Stattdessen können Messwerte von verschiedenen Messwertgebern zu verschiedenen Rechnern übermittelt werden. Das Folgende gilt dann analog.
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Der erste Rechner 3 ist über eine Datenübertragungsleitung, insbesondere einen ersten Datenbus 4, der z.B. ein MVB des Schienenfahrzeugs sein kann, mit einem zweiten Rechner, dem zentralen Rechner 5, verbunden. Der erste Rechner 3 überträgt die aus den Messsignalen ermittelte Fahrgeschwindigkeit fortlaufend aktualisiert über die Datenübertragungsleitung zu dem zentralen Rechner 5.
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Der zweite Rechner 5 ist über eine weitere Datenübertragungsverbindung 7 mit einer Anzeigevorrichtung 9 verbunden. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Datenübertragungsverbindung 7 um einen Ethernet-Datenbus, wobei die Daten gemäß dem Internetprotokoll übertragen werden. Teil des Datenbus-Systems ist auch der in 1 dargestellte Switch 8, der noch an weitere Übertragungsleitungen des Datenbusses 7 angeschlossen sein kann.
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Im Ausführungsbeispiel überträgt der zweite Rechner 5 über den Datenbus 7 erste und zweite Signale zu der Anzeigevorrichtung 9, mit denen die Informationen über erste und zweite Werte, die denselben Wert der Fahrgeschwindigkeit repräsentieren, zu der Anzeigevorrichtung 9 übertragen werden.
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In 2 stellt der rechteckige Rahmen 91 schematisch die Umrisse der Anzeigevorrichtung 9 dar. Erkennbar sind für den Fahrzeugführer sichtbare Bereiche der Anzeigevorrichtung 9. Innerhalb eines rechteckigen Rahmens 22 können Informationen dem Fahrzeugführer dargestellt werden. Dieser Bereich 22 kann z.B. ein LCD-Display sein.
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Z.B. können in den Teilbereichen 24, 25 Symbole, Zahlen, Ziffern, Balkendarstellungen usw. dargestellt werden. Im linken Teilbereich des Anzeigebereichs erkennt man einen Teilkreis, der unten offen ist und zur Darstellung von Geschwindigkeitswerten in einer Darstellungsweise dient, die einer klassischen Tachometerdarstellung 23 gleicht.
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Außerhalb des Darstellungsbereichs 22 befinden sich an drei Seiten, nämlich oben, rechts und unten, Eingabemittel, z.B. so genannte Soft-Keys. Z.B. die zehn unterhalb des Bereichs 22 dargestellten Eingabemittel können den Ziffern „1“ bis „9“ und „0“ entsprechen. Als Beispiel zeigt das am weitesten links angeordnete Eingabemittel 21 die Ziffer „1“. Die rechts von dem Bereich 22 und oberhalb des Bereichs 22 angeordneten Eingabemittel können z.B. Funktionsmittel zur unmittelbaren Auslösung von auszuführenden Funktionen sein.
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Die Anzeigevorrichtung 9 kann ein HMI (Human Machine Interface) sein, das außer den für den Fahrzeugführer sichtbaren Elementen und Komponenten zumindest eine Schnittstelle zur Anbindung an eine Datenübertragungsleitung und einen Prozessor zur Verarbeitung der Daten aufweist. Optional kann auch ein Datenspeicher vorgesehen sein.
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3 zeigt zwei Zeiger 31a, 31b einer analogen Geschwindigkeitsanzeige, z.B. einer Anzeige der Tachometerdarstellung 23 gemäß 2. Abhängig von dem aktuellen Geschwindigkeitswert werden die Zeiger 31 mit unterschiedlichen Ausrichtungen auf dem Display dargestellt, wobei ihr von der Pfeilspitze abgewandtes Ende immer auf ein Zentrum ausgerichtet ist, das sich in der Mitte des Kreises 33 befindet. Die beiden Zeiger 31a, 31b stellen daher unterschiedliche Geschwindigkeitswerte dar. Dies deutet im vorliegenden Fall auf einen Fehler im Anzeigesystem hin, da erwartet wird, dass die Zeiger nahezu exakt übereinander liegen. Jeder der Zeiger 31 wird unabhängig von dem anderen Zeiger von einem Signal angesteuert, das jeweils einen Messwert derselben Messgröße, hier der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, enthält.
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In einem anderen als dem in 3 dargestellten Zustand der Anzeige, bei dem die beiden Zeiger noch einen größeren Winkel zu einander einschließen, werden beide Zeiger ausgeblendet, d.h. nicht mehr dargestellt, und wird außerdem der in dem Kreis 33 digital dargestellte Geschwindigkeitswert ebenfalls nicht mehr dargestellt. Z.B. stellt eine Vergleichseinrichtung der Anzeigevorrichtung fest, dass die beiden Zeiger einen Winkel α zwischen sich einschließen, der größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Damit ist ein vorgegebenes Kriterium erfüllt und werden die Zeiger nicht mehr dargestellt.
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Die Darstellung in 3 dient lediglich der Veranschaulichung eines Beispiels. In der Praxis würde der Grenzwert so gewählt, dass bereits bei der in 3 dargestellten Abweichung der Ausrichtung der Zeiger 31 keine Zeiger mehr angezeigt werden.
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Eine Variante der Zeigerdarstellung ist in 4 dargestellt. Die Zeiger sind in diesem Beispiel langgestreckte Rechtecke 41a, 41b, wobei die in 4 dargestellten Umrisse der Rechtecke in der Praxis auch nicht dargestellt werden können. In jedem Fall dargestellt wird aber der Bereich auf der sichtbaren Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung, in dem sich die beiden Zeiger 41a, 41b überlappen. Dieser Bereich ist in 4 mit dem Bezugszeichen 43 bezeichnet und ist in der Form eines gleichseitigen Dreiecks. Würden sich die beiden Zeiger 41a, 41b vollständig überlappen, d.h. übereinander liegen, wäre die Überlappungsfläche demnach rechteckig und hätte die Form der Zeiger 41.
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4 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der ein erstes Element, das von einem ersten Signal angesteuert wird, und ein zweites Element, das von einem zweiten Signal angesteuert wird, lediglich in ihrem Überlappungsbereich als durchgehende Fläche dargestellt werden. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass beim Schreiben des Bilddatenspeichers der Anzeigevorrichtung die beiden Signale „oder“- verknüpft werden. Alternativ könnte auch in einem ersten Schritt die Fläche des ersten Zeigers 41a als darzustellende Fläche geschrieben werden, jedoch in einem zweiten Schritt die geschriebenen Daten so modifiziert werden, dass lediglich die überlappende Fläche der Zeiger 41a, 41 b geschrieben wird. Optional kann, wie in 4 dargestellt, in jedem Fall die Umrisslinie beider Zeiger 41 geschrieben, d.h. dargestellt werden. Wenn die Umrisslinien dünn dargestellt werden, kann der Fahrzeugführer erkennen, wie weit die den Zeigern 41 zugeordneten Werte der Messgröße voneinander abweichen und dennoch an der Überlappungsfläche 43 sofort erkennen, dass ein Fehler vorliegt.
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4 stellt lediglich ein Beispiel dar. Es sind andere Formen von Elementen möglich, die anstelle der in 4 dargestellten Elemente 41a, 41b für die Anzeige verwendet werden. Auch in diesem Fall wird vorzugsweise lediglich die Überlappungsfläche angezeigt.
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Eine Ausführungsform, die ohne logische Verknüpfung des ersten Signals und des zweiten Signals bzw. ohne logische Verknüpfung der Elemente entsprechend ihrer Position und Ausrichtung auskommt, ist in 5 bis 7 dargestellt. 5 zeigt ein erstes Element 51a, dessen Position und Ausrichtung von einem ersten Signal gesteuert wird. Das Element 51a hat ein schachbrettartiges Muster von Teilflächen 52, die tatsächlich auf der Anzeigevorrichtung dargestellt werden und z.B. den schwarzen Feldern eines Schachbretts entsprechen, und transparenten bzw. in einer unauffälligen, vorzugsweise dem Hintergrund entsprechenden Farbe ausgestalteten Teilflächen 53, die z.B. den weißen Feldern eines Schachbretts entsprechen. Dabei ist das Element 51a vorzugsweise länglich ausgestaltet, d.h. es weist anders als beim Schachbrett nicht gleich viele Reihen und Spalten auf. Varianten der in 5 dargestellten Anordnung von Teilflächen sind möglich, bei denen auch die einzelnen Teilflächen nicht quadratisch sind, nicht über Eck aneinander angrenzen und/oder eine andere Form und/oder Anordnung haben.
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Jedoch ist vorzugsweise ein zu dem ersten Element komplementäres, zweites Element vorhanden, das von dem zweiten, anderen Signal angesteuert wird, so dass die beiden Elemente ein Gesamtbild in gewünschter Form, z.B. Zeigerform, bilden, wenn die mit dem ersten Signal und dem zweiten Signal der Anzeigevorrichtung zugeführten Werte übereinstimmen und korrekt verarbeitet werden. Unter einer Übereinstimmung wird verstanden, dass sie exakt demselben Messwert der Messgröße entsprechen und korrekt berechnet wurden. Da die Werte z.B. bezüglich verschiedener Werteskalen berechnet sind, können sich die Zahlendarstellungen der Werte oder sonstigen Repräsentierungen der Werte deutlich voneinander unterscheiden, obwohl sie exakt denselben Messwert repräsentieren.
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6 zeigt eine Darstellung des ersten Elements 51a gemäß 5 und eines komplementären zweiten Elements 51b, die sich nicht vollständig zu dem gewünschten Gesamtobjekt ergänzen, da die mit den beiden Signalen übertragenen Werte unterscheiden. Der Unterschied ist jedoch noch relativ gering, so dass die Elemente 51a, 51b lediglich einen Winkel α von etwa 4° zwischen ihren Längsachsen einschließen. Der Verlauf der Längsachsen ist durch nach oben weisende Pfeile angedeutet.
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7 zeigt einen Zustand, in dem sich die mit den beiden Signalen vertragenen und/oder die daraus von der Anzeigevorrichtung berechneten Ausrichtungen um einen größeren Betrag unterscheiden. Der Winkel, den die Längsachsen zwischen sich einschließen, beträgt 24°. Aufgrund des Schachbrettmusters ist daher keine klare Ausrichtung des resultierenden Gesamtbildes mehr erkennbar, so dass der Fahrzeugführer den Fehler sofort erkennt.
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Das Beispiel der 5 bis 7 zeigt, wie ohne Vergleich der mit dem ersten Signal und der mit dem zweiten Signal der Anzeigevorrichtung zugeführten Werte der Messgröße, die dem fehlerfreien Anzeigezustand entsprechende analoge Darstellung (im Ausführungsbeispiel ein längliches Rechteck) automatisch verändert wird, wenn die von den Signalen angesteuerten Elemente nicht am gleichen Ort positioniert sind und nicht gleich ausgerichtet sind. Allgemein formuliert kann dies durch Verwendung von Elementen erreicht werden, die wie oben beschrieben komplementäre Anordnungen von Teilflächen aufweisen, die sich im fehlerfreien Anzeigezustand zu einem Gesamtbild ergänzen. Dieses Gesamtbild ist vorzugsweise so gestaltet, dass es eine leicht erkennbare analoge Anzeige ermöglicht. Z.B. kann es sich bei dem Gesamtbild um eine Zeigerdarstellung handeln. Im Ausführungsbeispiel der 5 bis 7 könnte zusätzlich z.B. eine Pfeilspitze durch die Elemente gebildet werden, wobei z.B. wiederum ein Teil der Pfeilspitze von dem einen Element und der andere Teil der Pfeilspitze von dem anderen Element gebildet wird.
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Die Veränderung der analogen Darstellung der Elemente, die dem fehlerfreien Anzeigezustand entspricht, besteht also insbesondere darin, dass die beiden Elemente sich im nicht fehlerfreien Zustand zu einem anderen Gesamtbild ergänzen, welches vorzugsweise Lücken aufweist, die im fehlerfreien Anzeigezustand nicht vorhanden sind.
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8 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung, bei der ein erstes Element 81a von dem ersten Signal angesteuert wird und die eigentliche analoge Anzeige darstellt. Im Ausführungsbeispiel ist dieses Element 81a ein Pfeil. Das zweite Element 81b ist dagegen eine durchgehende Fläche 82 mit einer Aussparung 83, die im Ausführungsbeispiel als Schlitz ausgeformt ist. Die durchgehende Fläche ist in 8 kariert dargestellt, um sie erkennbar zu machen. Bei praktischen Ausführungsformen kann diese durchgehende Fläche zwar auch sichtbar sein. Es wird jedoch bevorzugt, dass diese durchgehende Fläche nicht oder allenfalls schwach sichtbar ist, um das erste Element 81a gut erkennbar zu machen.
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Die durchgehende Fläche 81 b ist jedoch so ausgestaltet bzw. die Anzeigevorrichtung ist so ausgestaltet, dass die durchgehende Fläche 81 b Bereiche des ersten Elements 81a abdeckt oder löscht, die am selben Ort der Anzeige dargestellt werden würden, wenn sie nicht abgedeckt oder gelöscht würden.
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9 zeigt einen Anzeigezustand, bei dem das zweite Element 81b gegenüber dem Zustand, der in 8 dargestellt ist, um einen Winkel von ca. 10° verdreht ist. Daher verdeckt die durchgehende Fläche 82 Teile der Spitze des Zeigers, d.h. das in radialer Richtung außen liegende Ende des ersten Elements 81a. In 9 ist die durchgehende Fläche 82 nicht kariert dargestellt. Es sind lediglich noch die Umrisse der Fläche dargestellt. In der Praxis können auch die Umrisse der durchgehenden Fläche und die Ränder der Aussparung 83 unsichtbar sein. In diesem Fall erkennt man auf der Anzeigevorrichtung lediglich, dass Teile des ersten Elements unsichtbar sind. Ist die durchgehende Fläche 82 noch erkennbar, nimmt der Betrachter dies als eine Abdeckung von Teilen des ersten Elements 81a wahr.
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In der Praxis ist die Aussparung vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie schon bei kleineren Abweichungen der Ausrichtung der Elemente zu einer Abdeckung des ersten Elements führt bzw. Teile des ersten Elements unsichtbar macht. Z.B. ist der Schlitz schmaler als in 8 und 9 dargestellt ausgeführt.
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Am in radialer Richtung außen liegenden Ende des Schlitzes 83 ist in 9 ein Bereich 85 dargestellt, der in der sichtbaren Anzeige vorzugsweise nicht erkennbar ist. Dieser Bereich wird abhängig von der Ausrichtung des zweiten Elements 81 b positioniert und/oder wird abhängig von der Position und/oder Ausrichtung des zweiten Elements 81b ermittelt. Im fehlerfreien Anzeigezustand liegt dieser Bereich am Ende des ersten Elements 81a. Weichen dagegen die den Elementen 81a, 81b entsprechenden Werte der Messgröße voneinander ab, liegt (wie in 9 dargestellt) kein Bereich des ersten Elements 81a innerhalb von dem Bereich 85.
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Es wird daher vorgeschlagen, dass festgestellt wird, ob ein Bereich des ersten Elements in dem Überwachungsbereich 85 liegt. Dieser Vorschlag gilt nicht nur für die hier konkret anhand von 9 beschriebene Ausführungsform. Vielmehr kann das Konzept des Überwachungsbereichs auch auf andere Gestaltungen eines ersten Elements angewendet werden, wobei mit dem ersten Element ein mit einem ersten Signal empfangener Messwert zur Anzeige gebracht wird.
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Wenn dies nicht der Fall ist, kann optional von der Anzeigevorrichtung ein Fehlersignal generiert werden und ausgegeben werden. Z.B. empfängt der zentrale Rechner, der die Signale zur Ansteuerung der Elemente zu der Anzeigevorrichtung ausgibt, das Fehlersignal. Der zentrale Rechner erkennt daraus, dass die Anzeige auf der Anzeigevorrichtung fehlerhaft ist und kann entsprechende Maßnahmen einleiten, z.B. einen Eintrag in einen Fehlerdatenspeicher generieren, eine Meldung zu einer Diagnosevorrichtung ausgeben und/oder die Anzeigevorrichtung abschalten und z.B. die Darstellung der Messwerte der Messgröße auf eine andere Anzeigevorrichtung umschalten.
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Die Erkennung, ob sich ein Teilbereich des ersten Elements 81a in dem Überwachungsbereich 85 befindet, kann z.B. dadurch realisiert werden, dass dem ersten Element 81a eine Farbe der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung zugeordnet ist und diese Farbe für das erste Element 81a jedenfalls an allen möglichen Orten, an denen sich der Überwachungsbereich 85 befinden kann, einzigartig ist. Wird in dem Überwachungsbereich 85 ein Anzeigeobjekt mit dieser Farbe erkannt, ist der Betrieb fehlerfrei. Andernfalls liegt ein Fehler vor.
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Wenn in den vorangegangenen Absätzen von dem Überwachungsbereich 85 und dem ersten Element 81a bzw. dem zweiten Element 81b die Rede war, so ist dies auch auf andere Ausgestaltungen insbesondere mit anderen Formen der Elemente und des Überwachungsbereichs übertragbar.
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10 zeigt ein Datenpaket, das z.B. über einen Datenbus zwischen dem zentralen Rechner und der Anzeigevorrichtung übertragen wird, z.B. über die Datenübertragungsverbindung 7 gemäß 1. Das Datenpaket 100 entspricht dem ersten Signal oder dem zweiten Signal zur Übermittlung eines einzigen Wertes der Messgröße.
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Das Datenpaket 100 ist in an sich bekannter Weise gestaltet. Z.B. enthält es einen Datenkopf 101, der u.a. die Zieladresse der Anzeigevorrichtung aufweist. In einem zweiten Datenfeld 102 des Datenpakets 100 ist z.B. der zu übertragene Wert der Messgröße enthalten. In einem dritten Datenfeld 103 ist z.B. ein Zeitwert enthalten, der z.B. in der Art eines Zeitstempels der Uhrzeit oder Systemzeit entspricht, zu der das Datenpaket 100 von dem zentralen Rechner abgesendet wurde.
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Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung so ausgestaltet, dass sie die Uhrzeit solange jeweils aktualisiert darstellt, bis in den von der Anzeigevorrichtung empfangenen Datenpaketen keine neueren Zeitstempel mehr als bereits vorher empfangen werden. Dabei kann auch eine Toleranzzeit definiert sein. Wenn innerhalb der Toleranzzeit seit dem letzten Empfang eines neuen Zeitstempels kein einer späteren Zeit entsprechender Zeitstempel empfangen wird, wird die Uhrzeitanzeige fortgesetzt. Erst nach Verstreichen der Toleranzzeit müssen Datenpakete mit neueren Zeitstempeln empfangen werden. Andernfalls wird die Uhrzeitanzeige so verändert, dass dies für den Fahrzeugführer erkennbar wird.
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In weiteren Datenfeldern, z.B. dem Datenfeld 105 des Datenpaketes 100, kann eine Prüfsumme des Datenpakets oder von Teilen des Datenpakets enthalten sein, um eine Überprüfung des Datenpakets 100 auf Veränderung während der Übertragung feststellen zu können.
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11 zeigt einen zentralen Rechner 118, der beispielsweise der Rechner 8 gemäß 1 sein kann. Durch zwei nach rechts weisende Pfeile 119, 120 ist die Übertragung der zwei verschiedenen Signale, die Werte der Messgröße übertragen, angedeutet. Die Pfeile 119, 120 enden innerhalb der Anzeigevorrichtung 129 an einer Datenverarbeitungseinrichtung 130. Die Pfeile 119, 120 durchqueren einen Block 132, wodurch angedeutet ist, dass die Anzeigevorrichtung 129 eine Empfangseinheit 132 aufweisen kann, die die Signale empfängt und z.B. die mit den Signalen übertragenen Werte der Messgröße extrahiert. Die Empfangseinheit kann weitere Aufgaben übernehmen, wie z.B. die erwähnte Prüfsumme auswerten. Im Ergebnis liegen der Datenverarbeitungseinrichtung 130 die mit den Signalen übermittelten Werte vor.
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In einem einfachen Ausführungsbeispiel ordnet die Datenverarbeitungseinrichtung 130 die Werte, je nach dem, ob sie mit einem Signal der ersten Art („erstes Signal“) oder einem Signal der zweiten Art („zweites Signal“) empfangen wurden, einem ersten Element oder einem zweiten Element zu, das auf der sichtbaren Darstellungsfläche der Anzeigevorrichtung dargestellt werden kann. Nach der Zuordnung bestimmt die Einrichtung 130 aus dem Wert z.B. die Position und Ausrichtung des zugeordneten Elements und schreibt entsprechende Daten in einen Bilddatenspeicher 134 der Anzeigevorrichtung. Wie nicht näher dargestellt ist, wird dieser Bilddatenspeicher 134 regelmäßig ausgelesen und so das Bild auf der sichtbaren Anzeigefläche aktualisiert. Es können auch z.B. zwei Bilddatenspeicher vorgesehen sein, die abwechselnd geschrieben werden. Jeweils wird dann der Speicher, der aktuell nicht geschrieben wird, ausgelesen und das Anzeigebild entsprechend aktualisiert.
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Z.B. wird in einem ersten Schritt, wenn der Prozess des Schreibens des Bilddatenspeichers 134 beginnt, zunächst der Hintergrund des Displays geschrieben. Der Hintergrund besteht z.B. aus einer Fläche heller Farbe und dunklen Bildobjekten, wie z.B. den in 2 dargestellten Teilkreis, Skalierungsstrichen und dergleichen Bildobjekten, die wiederkehrend in der gleichen Weise dargestellt werden.
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In einem zweiten Schritt des Beschreibens werden dann von der Datenverarbeitungseinrichtung 130 die Bilddaten geschrieben, die dem ersten Element entsprechen. Dabei wird der aktuelle zeitliche Zustand des ersten Signals bzw. des ersten Elements berücksichtigt, der dem zuletzt empfangenen ersten Wert entspricht. Würde der Bilddatenspeicher in diesem Zustand ausgelesen werden, wären lediglich der Hintergrund und das erste Element erkennbar.
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In einem folgenden Schritt wird in entsprechender Weise das zweite Element geschrieben, unter Berücksichtigung der aktuellen Informationen über den mit dem zweiten Signal empfangenen zweiten Wert. Je nach Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung können dabei bereits geschriebene Daten, die dem ersten Element entsprechen, gelöscht, überschrieben und/oder mit Daten des zweiten Elements verknüpft werden. Dies bezieht sich jeweils auf eine ortsaufgelöste Datenstruktur in dem Bilddatenspeicher. Anders ausgedrückt werden für jeden Ort der darzustellenden Bildfläche Bilddaten in der zuvor beschriebenen Weise beschrieben.
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Ist das zweite Element z.B. wie anhand von 8 und 9 beschrieben ausgestaltet, werden an einem Ort, an dem das zweite Element das erste Element überdeckt, die bereits geschriebenen Bildwerte des ersten Elements z.B. durch die entsprechenden Bildwerte (z.B. Hintergrundfarbe) des zweiten Elements überschrieben. Nach dem Schreiben des zweiten Elements können noch weitere Bildelemente über das zweite Element geschrieben werden, z. B. eine alphanumerische Darstellung der Messgröße.
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12 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß 11, bei der die Datenverarbeitungseinrichtung 130 eine „und“-Logik 138 enthält, durch die beim Schreiben des Bilddatenspeichers 134 zu schreibenden Daten durch eine „und“-Verknüpfung der aus den dem ersten Element und dem zweiten Element resultierenden Bildwerte erzeugt werden. Es wird z.B. an einem Ort der Bildfläche nur dann ein Bildwert geschrieben, wenn sowohl ein Bildwert des ersten Elements als auch ein Bildwert des zweiten Elements für diesen Ort definiert ist, das ungleich der Hintergrundfarbe ist. Mit dieser Ausgestaltung lassen sich z.B. die Darstellungen erzielen, die anhand von 4 beschrieben wurden.
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Insbesondere können dem ersten Element einerseits und dem zweiten Element andererseits verschiedene Farben als Bildwerte zugeordnet sein. Im Fall des Beispiels von 3 führt dies dazu, dass z.B. die hellere Farbe und damit das hellere Element nicht erkennbar sind, wenn sich die Elemente 31 vollständig und deckungsgleich übereinander liegen. Z.B. kann das zweite Element in einer auffälligen Farbe, wie z.B. orange oder rot, dargestellt werden und das erste Element in schwarz dargestellt werden. Im fehlerfreien Fall erkennt man daher auf der Anzeigevorrichtung lediglich das schwarze erste Element. Im Fehlerfall tritt jedoch das zweite Element in oranger oder roter Farbe erkennbar in Erscheinung.
