专利名称：使用控制器局域网络总线的车用仪表系统的制作方法
使用控制器局域网络总线的车用仪表系统
技术领 域本发明涉及一种车用仪表系统，特别是涉及一种使用控制器局域网络总线的车用 仪表系统。
背景技术：
早期车用仪表都是利用磁铁和铁盖的主轴阻力，以及使用非磁性的良导体(如 铝、铜)作为指针轴转子。指针轴转子、回转力发条、积算计、以及传动回转齿轮等组合成一 仪表头，以让转子之涡电流与永久磁铁的磁场相互作用，使转子旋转带动指针转动。车用仪 表不论是指针、灯号显示或数字型显示装置所显示的信息，都是接收一般感知器的电压信 号或电阻信号。当车辆行驶于跳动路面时，此仪表受外来震动影响，会产生不规律晃动或摆 动。此外，感应线圈的分辨率受限于磁铁的磁通量，无法提高仪表指示的分辨率。近年来，车辆各系统单元逐渐采用电子化装置。传统的车用仪表、警告灯号或显 示装置，在众多电子组件高干扰环境下，要维持正确的数据传输，已是各车种的主要难题之 一。此外，车辆上各系统的感测装置配线、数据传输问题、以及系统维修服务等也较为复杂， 传统的仪表装置显已无法兼容于新一代电子化系统。传统式车用仪表主要缺点包括仪表指针通过磁通量感应转子使其转动带动指针。 故车辆外部震动会影响指针旋转，使其旋转精准度受限磁通量值，不利于控制及调速作用， 且磁通量控制属于模拟控制方式，无法应用于数字电子系统。此外，受限于信号分辨率问 题，传统式车用仪表无法兼容于具有车辆通信网络系统的车辆上，亦不能接收数据与解析， 没有数据处理的功能。故传统式车用仪表的功能设计没有扩充性，且局限于厂商出厂设定， 无法进行修改以使用在其它类别车辆上，而大大地限制了传统式车用仪表的使用扩充性与 变化性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用控制器局域网络总线的车用仪表系统，以解决上 述问题。基于上述目的，本发明提供一种使用控制器局域网络总线的车用仪表系统，包括 一控制器局域网络总线，用来传输一控制器局域网络总线信号；一第一控制器局域网络模 块，耦合于所述控制器局域网络总线。所述第一控制器局域网络模块用来接收所述控制器 局域网络总线所传来的所述控制器局域网络总线信号并转换所述控制器局域网络总线信 号为一信息信号。车用仪表系统另包括一仪表面板；以及一处理器，耦合于所述第一控制器 局域网络模块与所述仪表面板，所述处理器系用来接收所述信息信号并控制所述仪表面板 显示对应所述信息信号的信息。所述车用仪表系统另包括一车辆通信协议网络；以及一第二控制器局域网络模 块，耦合于所述车辆通信协议网络与所述控制器局域网络总线，所述第二控制器局域网络 模块用来转换所述车辆通信协议网络所传来的信号为所述控制器局域网络总线信号，并传输所述控制器局域网络总线信号至所述控制器局域网络总线。所述车辆通信协议网络包括一多媒体导向系统传输网络。所述车辆通信协议网络包括一线传控制网络。所述车辆通信协议网络包括一局域互连网络。所述车用仪表系统另包括一车辆无线系统模块；以及一第三控制器局域网络模块，耦合于所述车辆无线系统模块与所述控制器局域网络总线，所述第三控制器局域网络 模块用来转换所述车辆无线系统模块所传来的信号为所述控制器局域网络总线信号，并传 输所述控制器局域网络总线信号至所述控制器局域网络总线。所述车辆无线系统模块包括一全球定位系统单元。所述车辆无线系统模块包括一紫蜂(Zigbee低功耗的近距离无线组网通讯技术) 无线网络单元。所述车用仪表系统另包括一车辆故障诊断模块；以及一第四控制器局域网络模 块，耦合于所述车辆故障诊断模块与所述控制器局域网络总线，所述第四控制器局域网络 模块用来转换所述车辆故障诊断模块所传来的信号为所述控制器局域网络总线信号，并传 输所述控制器局域网络总线信号至所述控制器局域网络总线。所述车用仪表系统另包括一信号插槽，耦合于一感测组件，所述信号插槽用来接 收所述感测组件的一感测信号并传输所述感测组件的所述感测信号至所述处理器。所述车用仪表系统另包括一记忆模块，耦合于所述处理器，所述记忆模块用来储 存行车信息数据。所述车用仪表系统另包括一通信接口模块，连接于所述处理器与一外部数据处理 单元，所述通信接口模块用来接收所述外部数据处理单元所传来的数据至所述处理器。所述车用仪表系统另包括一辅助电源，连接于所述处理器，所述辅助电源用来于 一主电源断电时提供所述处理器电力。所述第一控制器局域网络模块以有线传输方式电连接至所述控制器局域网络总 线。所述第一控制器局域网络模块以无线传输方式电连接至所述控制器局域网络总 线。所述仪表面板包括一信息显示器，用来显示图形符号或数字符号，以表示对应所 述信息信号的信息。所述仪表面板包括一步进马达式指针机构。所述步进马达式指针机构利用一脉冲宽度调变信号以驱动一步进马达。所述处理器用来控制一输入/输出埠模拟所述脉冲宽度调变信号，以驱动所述步 进马达。所述仪表面板包括一电气感应式指针机构。所述仪表面板包括一电磁感应式指针机构。所述仪表面板包括一发光二极管单元，通过色彩强度变化以显示对应所述信息信 号的信息。所述第一控制器局域网络模块是一通用型中高速控制器局域网络收发器与一控 制器局域网络控制器的组合。
所述第一控制器局域网络模块是一容错型低速控制器局域网络收发器与一控制 器局域网络控制器的组合。根 据上述技术方案，本发明的车用仪表系统至少具有下列优点及有益效果本发 明的车用仪表系统由于采用控制器局域网络总线以传输信号，可减少车辆内各电子模块的 线束，且可弹性地兼容于不同电子控制装置，而有效地提升信号传输与信息处理的效率。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手 段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能 够更明显易懂，以下特举多个实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明一实施例车用仪表系统的示意图。图2是本发明一实施例仪表面板的示意图。图3是本发明一实施例第三区块信息显示器的示意图。其中，附图标记说明如下10车用仪表系统101控制器局域网络总线103第一控制器局域105仪表面板网络模块107处理器109信号插槽111感测组件113系统线路115记忆模块117通信接口模块119外部数据处理单元121辅助电源123信息显示器1231第一区块信息显示器1232第二区块信息显示器1233第三区块信息显示器125指针机构127发光二极管单元129背光模块201系统重置键301车辆通信协议网络303第二控制器局域网络模块305车辆无线系统模块307第三控制器局域网络模块309车辆故障诊断模块311第四控制器局域网络模块401仪表名称信息区403行车状态信息区4031 燃油量警示标志4033温度标志405车辆系统状态信息区407文字解说信息区
409 故障警示与诊断信息区411 多个操作键
具体实施例方式在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的 技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求 书并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基 准。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包括」是一开放式的用语，故应解释成「包 括但不限定于」。此外，「耦合」一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文 中描述一第一装置耦合于一第二装置，则代表所述第一装置可直接连接于所述第二装置， 或透过其它装置或连接手段间接地连接至所述第二装置。请参考图1，图1是本发明一实施例一车用仪表系统10的示意图。车用仪表系统 10包括一控制器局域网络总线101 (ControllerArea Network Bus)，用来传输至少一控制 器局域网络总线信号；以及一第一控制器局域网络(CAN)模块103，耦合于控制器局域网络 总线101。第一控制器局域网络模块103用来接收控制器局域网络总线101所传来的控制 器局域网络总线信号，并转换控制器局域网络总线信号为对应的信息信号。其中，第一控制 器局域网络模块103可通过有线或无线的传输方式电连接至控制器局域网络总线101。车 用仪表系统10另包括一仪表面板105，以及一处理器107，耦合于第一控制器局域网络模块 103与仪表面板105。处理器107用来接收信息信号并控制仪表面板105显示对应信息信 号的信息。车用仪表系统10另包括至少一信号插槽109以及至少一感测组件111，分别耦 合于一系统线路113，感测组件111可以是感测温度、压力，或车门开关的电子感测组件。信 号插槽109用来透过系统线路113接收感测组件111所产生的一感测信号并传输感测组件 111的感测信号至处理器107，举例来说，感测组件111可感测车门是否关闭，且透过系统线 路113输出对应的感测信号至信号插槽109，再由信号插槽109传输所述感测信号至处理 器107。车用仪表系统10另包括一记忆模块115，耦合于处理器107。记忆模块115用来 储存行车信息数据。车用仪表系统10另包括一通信接口模块117，耦合于处理器107与一 外部数据处理单元119。通信接口模块117用来接收外部数据处理单元119所传来的数据 以传输至处理器107。车用仪表系统10另包括一辅助电源121，连接于处理器107，辅助电 源121用来于一主电源断电时提供处理器107电力。辅助电源121可耦合于一侦测电路， 当侦测到车用仪表系统10断电、未达预定电压源、以及引擎熄火时，辅助电源121可用来提 供处理器107电力，藉以储存里程、引擎工作时数数据。 此外，车用仪表系统10的仪表面板105可包括一信息显示器123，用来显示图形符 号或数字符号等，以表示对应信息信号的信息。车用仪表系统10的仪表面板105另可包括 一步进马达式指针机构125，可利用一脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation)信号以驱 动一步进马达，亦可利用处理器107控制一输入/输出埠模拟脉冲宽度调变信号，以驱动步 进马达。车用仪表系统10的仪表面板105另可包括一电气感应式指针机构与一电磁感应 式指针机构。车用仪表系统10的仪表面板105另可包括至少一发光二极管单元127，通过 色彩强度变化以显示对应信息信号的信息。车用仪表系统10的仪表面板105另可包括一 背光模块129，用来提供信息显示器123与步进马达式指针机构125所需的光源。仪表面板105显示车用信息的方式可不局限于上述方式，端视实际设计需求而定。车用仪表系统10另可包括一车辆通信协议 网络301，以及一第二控制器局域网络 模块303，耦合于车辆通信协议网络301与控制器局域网络总线101。第二控制器局域网络 模块303用来转换车辆通信协议网络301所传来的信号为控制器局域网络总线信号，并传 输控制器局域网络总线信号至控制器局域网络总线101。其中，车辆通信协议网络301可 包括一多媒体导向系统传输(Media Oriented System Transport,MOST)网络、一线传控制 (X-by-ffire)网络，以及一局域互连网络(Local Interconnect Network, LIN)等。车用仪表系统10另可包括一车辆无线系统模块305，以及一第三控制器局域网络 模块307，耦合于车辆无线系统模块305与控制器局域网络总线101。第三控制器局域网络 模块307用来转换车辆无线系统模块305所传来的信号为控制器局域网络总线信号，并传 输控制器局域网络总线信号至控制器局域网络总线101。其中，车辆无线系统模块305包括 一全球定位系统(Global Position System, GPS)单元，以及一 Zigbee无线网络单元等。车用仪表系统10另可包括一车辆故障诊断模块309，以及一第四控制器局域网络 模块311，耦合于车辆故障诊断模块309与控制器局域网络总线101。第四控制器局域网络 模块311用来转换车辆故障诊断模块309所传来的信号为控制器局域网络总线信号，并传 输控制器局域网络总线信号至控制器局域网络总线101。承上所述，由于车辆通信协议网络301、车辆无线系统模块305，以及车辆故障诊 断模块309分别通过第二控制器局域网络模块303、第三控制器局域网络模块307，以及第 四控制器局域网络模块311与控制器局域网络总线101沟通传输信号，接下来耦合于控制 器局域网络总线101的第一控制器局域网络模块103可接收对应车辆通信协议网络301、车 辆无线系统模块305，以及车辆故障诊断模块309所产生数据的控制器局域网络总线信号， 并转换控制器局域网络总线信号为对应的信息信号，并控制仪表面板105显示对应信息信 号的信息，也就是说通过控制器局域网络总线101的连接接口，仪表面板105可显示车辆通 信协议网络301、车辆无线系统模块305，以及车辆故障诊断模块309所产生的信息，而扩充 了仪表面板105的兼容性，而本发明连接于控制器局域网络总线101的功能模块可不局限 于上述所介绍的组件，只要是能通过控制器局域网络总线101传输信号的功能模块都属于 本发明所保护的范畴。请参考图2，图2是本发明一实施例仪表面板105的示意图。信息显示器123包括 第一区块信息显示器1231、第二区块信息显示器1232、以及第三区块信息显示器1233，可 分别用来呈现引擎转速、行车速度等行车信息，以及时间、引擎工作总时数、里程数、故障警 示信号、空燃比、压力等车辆状态信息，或是车辆维修服务信息、故障诊断码、GPS位置等信 息；步进马达式指针机构125可用来呈现引擎转速以及行车速度，故于其引擎转速表与速 度表的面板分别具有相对应刻度；发光二极管单元127可以是一警示灯号，用以呈现方向 灯、近/远灯、燃油最低量警示、驻车灯、紧急警示灯、机油灯、电瓶指示等行车信息状态。仪 表面板105另包括一系统重置键201，耦合于处理器107，用以重置车用仪表系统10。第一区块信息显示器1231以及第二区块信息显示器1231可分别结合于引擎转速 表以及行车速度表，故其可用来显示引擎转速、行车速度、时间、引擎工作总时数、里程距离 等行车信息，或是车辆维修与服务信息。请参考图3，图3是本发明一实施例第三区块信息 显示器1233的示意图。第三区块信息显示器1233是一综合型信息显示器，可用以显示一仪表名称 信息区401、一行车状态信息区403、一车辆系统状态信息区405、一文字解说信息 区407，以及一故障警示与诊断信息区409。仪表名称信息区401所显示的仪表名称可以是 系统预设或由使用者设定；行车状态信息区403可包括图型化燃油量警示标志4031与图型 化温度标志4033，分别用来显示车辆所剩燃油与引擎冷却液的温度状态；车辆系统状态信 息区405可区域性显示车辆故障位置，例如胎压异常、引擎过热、车门未关等信息；文字解 说信息区407可利用文字简述相关信息，例如目前多媒体影音播放装置所处的模式等；故 障警示与诊断信息区409可显示故障警示标志与故障诊断码。此外，第三区块信息显示器 1233另包括多个操作键411，可用来控制信息显示器123的参数设定。综上所述，本发明的车用仪表系统具有控制器局域网络总线功能，除了可通过控 制器局域网络总线网络撷取相关信息以及维修服务信息，亦可通过控制器局域网络总线 网络导入由一般感测组件所传来的感测信号，并将感测信号转换为控制器局域网络总线信 号，以提供其它连接于控制器局域网络总线信号的电子控制装置使用。此外，外部设定仪器 可通过通信接口模块连线至本发明的车用仪表系统，故使用者可依据不同需求，进行车用 仪表系统的参数设定，故本发明的车用仪表系统具备高兼容性的优点。根据上述技术方案，本发明的车用仪表系统至少具有下列优点及有益效果本发 明的车用仪表系统采用控制器局域网络总线以传输信号，可减少车辆内各电子模块的线 束。而控制器局域网络总线上每一模块通过仲裁机制，可有效地传输信号以解决众多电子 模块数据交换的问题。此外，本发明的车用仪表系统可通过通信接口模块或控制器局域网 络总线网络进行参数设定，并可接收一般感测信号，将其转换为控制器局域网络总线信号 以提供其它电控系统使用，故可弹性地兼容于不同电子控制装置，而有效地提升信号传输 与信息处理的效率。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种使用控制器局域网络总线的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统包括一控制器局域网络总线，用来传输一控制器局域网络总线信号；一第一控制器局域网络模块，耦合于所述控制器局域网络总线，所述第一控制器局域 网络模块用来接收所述控制器局域网络总线所传来的所述控制器局域网络总线信号并转 换所述控制器局域网络总线信号为一信息信号；一仪表面板；以及一处理器，耦合于所述第一控制器局域网络模块与所述仪表面板，所述处理器用来接 收所述信息信号并控制所述仪表面板显示对应所述信息信号的信息。
2.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括一车辆通信协议网络；以及一第二控制器局域网络模块，耦合于所述车辆通信协议网络与所述控制器局域网络 总线，所述第二控制器局域网络模块用来转换所述车辆通信协议网络所传来的信号为所述 控制器局域网络总线信号，并传输所述控制器局域网络总线信号至所述控制器局域网络总 线。
3.如权利要求2所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车辆通信协议网络包括一多 媒体导向系统传输网络。
4.如权利要求2所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车辆通信协议网络包括一线 传控制网络。
5.如权利要求2所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车辆通信协议网络包括一局 域互连网络。
6.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括一车辆无线系统模块；以及一第三控制器局域网络模块，耦合于所述车辆无线系统模块与所述控制器局域网络 总线，所述第三控制器局域网络模块用来转换所述车辆无线系统模块所传来的信号为所述 控制器局域网络总线信号，并传输所述控制器局域网络总线信号至所述控制器局域网络总 线。
7.如权利要求6所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车辆无线系统模块包括一全 球定位系统单元。
8.如权利要求6所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车辆无线系统模块包括一紫 蜂无线网络单元。
9.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括一车辆故障诊断模块；以及一第四控制器局域网络模块，耦合于所述车辆故障诊断模块与所述控制器局域网络 总线，所述第四控制器局域网络模块用来转换所述车辆故障诊断模块所传来的信号为所述 控制器局域网络总线信号，并传输所述控制器局域网络总线信号至所述控制器局域网络总 线。
10.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括一信号插槽，耦合于一感测组件，所述信号插槽用来接收所述感测组件的一感测信号并传输所述感测组件的所述感测信号至所述处理器。
11.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括 一记忆模块，耦合于所述处理器，所述记忆模块用来储存行车信息数据。
12.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括 一通信接口模块，连接于所述处理器与一外部数据处理单元，所述通信接口模块用来接收所述外部数据处理单元所传来的数据至所述处理器。
13.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述车用仪表系统另包括 一辅助电源，连接于所述处理器，所述辅助电源用来于一主电源断电时提供所述处理器电力O
14.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述第一控制器局域网络模块以 有线传输方式电连接至所述控制器局域网络总线。
15.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述第一控制器局域网络模块以 无线传输方式电连接至所述控制器局域网络总线。
16.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述仪表面板包括一信息显示 器，用来显示图形符号或数字符号，以表示对应所述信息信号的信息。
17.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述仪表面板包括一步进马达式 指针机构。
18.如权利要求17所述的车用仪表系统，其特征在于，所述步进马达式指针机构利用 一脉冲宽度调变信号以驱动一步进马达。
19.如权利要求17所述的车用仪表系统，其特征在于，所述处理器用来控制一输入/输 出埠模拟所述脉冲宽度调变信号，以驱动所述步进马达。
20.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述仪表面板包括一电气感应式 指针机构。
21.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述仪表面板包括一电磁感应式 指针机构。
22.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述仪表面板包括一发光二极管 单元，通过色彩强度变化以显示对应所述信息信号的信息。
23.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述第一控制器局域网络模块是 一通用型中高速控制器局域网络收发器与一控制器局域网络控制器的组合。
24.如权利要求1所述的车用仪表系统，其特征在于，所述第一控制器局域网络模块是 一容错型低速控制器局域网络收发器与一控制器局域网络控制器的组合。
全文摘要
一种车用仪表系统，包括一控制器局域网络总线，用来传输一控制器局域网络总线信号；以及一第一控制器局域网络模块，耦合于所述控制器局域网络总线，所述第一控制器局域网络模块用来接收所述控制器局域网络总线所传来的所述控制器局域网络总线信号并转换所述控制器局域网络总线信号为一信息信号。车用仪表系统另包括一仪表面板，以及一处理器，耦合于所述第一控制器局域网络模块与所述仪表面板，所述处理器用来接收所述信息信号并控制所述仪表面板显示对应所述信息信号的信息。
文档编号H04L12/28GK102029959SQ20091017738
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者吴建男, 曹旺昌, 蔡汯峄, 许源镛 申请人:刘义胜