專利名稱：一種全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車電子技術，特別是涉及一種全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表技術。
背景技術：
隨著信息技術的發展，汽車已步入電子化、信息化和網絡化時代。為滿足用戶需求，世界各大汽車生產廠商相繼開發出大量用于提高駕/乘舒適性的汽車電子控制產品，隨著計算機技術的不斷發展，車載信息系統的應用也已經可以實現，它將計算機技術擴展到汽車上，可以為汽車提供更多的信息服務，成為現代汽車信息化、電子化發展的重要方向。
與此同時，傳統的機電式儀表板由于其信息顯示受到很大的限制，已經不能滿足目前駕駛員以及乘員對信息的要求，需要采用更加豐富、更具有靈活性和擴展能力的動態信息終端，從而實現乘員與車內和車外信息的廣泛交流。現在隨著液晶顯示技術的逐漸成熟，使用液晶儀表代替傳統機電式儀表的時代已經逐漸來臨，但是現在即使是傳統的大廠也只是做到使用液晶面板替代一部分機電儀表板。而由現在地形式來看，當液晶技術達到車載電子的要求的時候，就可以使用液晶顯示器替代幾乎全部的機電式儀表，這也代表著將來汽車儀表的發展趨勢。但是現在符合汽車儀表大小的液晶屏模板幾乎沒有，而重新開模的成本有太高，所以么樣在汽車上使用合適的液晶屏，這是一個需要解決的問題。
發明內容
針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種具有車輛內部動態信息的診斷、顯示等諸多功能的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表。
為了解決上述技術問題，本發明所提供的一種全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，包括車載計算機、車輛控制器和液晶顯示器，其特征在于，其中車輛控制器輸出端經車輛數據總線連接所述車載計算機，用于采集車內運行狀態數據和故障代碼；車載計算機通過數字接口連接由汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊組成的液晶顯示器，用于顯示汽車運行狀態及液晶儀表的界面；數字小鍵盤的輸出端連接車載計算機，用于切換汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊；由于液晶顯示器使用了汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊，其中系統啟動時默認為儀表模塊，用于替代傳統的機電式指針汽車儀表。
進一步的，所述車載計算機通過四針接口連接觸摸屏，實現可交互的人機界面。
進一步的，所述車載計算機的應用軟件包括主集成界面程序、汽車儀表軟件、車輛狀態指示軟件、GPS車載定位導航軟件、車載免提電話軟件、高架道路信息服務軟件、車輛故障診斷軟件、互聯網瀏覽器、多媒體播放軟件。
進一步的，所述汽車儀表軟件與車輛狀態指示軟件主要通過或車輛內數據總線接口與車輛控制系統中的數據總線相連以獲得車輛的各主要運行數據(車速、車速，發動機轉速，油量，電池剩余容量，檔位，行駛里程等)，通過相應的數據變換以各種儀表圖形的方式在LCD顯示屏上顯示出來，以供駕駛員參考。
進一步的，所述車輛故障診斷軟件包括數據變換處理模塊、數據收發模塊、數據顯示模塊、運行數據存儲模塊和配置文件讀取模塊。
進一步的，所述數據顯示模塊用于從數據變換處理模塊得到的各種數據的顯示，包括車輛基本信息顯示子模塊、車輛運行數據查看子模塊、車輛內部網絡狀態顯示子模塊及車輛故障信息顯示子模塊。
進一步的，所述車輛基本信息顯示子模塊主要顯示車輛基本信息配置文件中的車輛VIN碼，內部識別號等車輛的基本信息。
進一步的，所述車輛運行數據查看子模塊主要顯示車輛當前或歷史運行數據，包括車速、發動機轉速、蓄電池端電壓、油量等。
進一步的，所述車輛內部網絡狀態顯示子模塊主要顯示車內各主要控制及數據總線的狀態。
進一步的，所述車輛故障信息顯示子模塊主要為當前故障代碼、車上大致位置、相關圖紙、故障內容提要、維修處理建議等的顯示。
進一步的，所述車載計算機系統，帶有車內數據接口(CAN，lin總線)和其它接口的嵌入式車載計算機(如ARM9等指令集芯片)分別連接CF卡和SD卡，車外收發信息經無線網絡通信模塊分別連接免提電話和車載計算機的RS232接口，免提電話和車外聲音信號經MUX模塊輸入車載計算機的音頻輸入接口，車載計算機的音頻輸出接口連接車輛的音響系統，GPS接收信號輸入車載計算機的RS232接口，車載計算機的USB接口經USB HUB連接鼠標、數字鍵盤和外設存儲器(U盤)，車載計算機的顯示接口連接LCD，車內數據接收信號經車內網絡接口連接車載計算機的SJA1000T控制器。
利用本發明提供的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，由于使用TFT液晶顯示屏來替代傳統機械式、電子式儀表，解決了傳統機械式、電子式儀表可顯示信息量少，顯示界面單一的問題，采用800*480或更高分辨率的寬屏液晶屏后，可顯示信息量大大提高。液晶顯示器通過數字接口與車載計算機連接，用于顯示汽車運行狀態及液晶儀表的界面，車載計算機通過車內數據總線與車輛控制器連接，用于采集車內運行狀態數據和故障代碼；由于集成了汽車液晶儀表顯示和汽車運行狀態顯示兩個模塊，其中系統啟動時默認為儀表模塊，用于替代傳統的機電式指針汽車儀表；而運行狀態查看模塊和車載液晶儀表之間的切換可以使用小鍵盤進行；需要的話還可以通過四針接口連接觸摸屏，實現可交互的人機界面，相比傳統儀表單向給予式的顯示模式。
分類化車輛故障智能診斷功能，通過對車內部件運轉數據的分析，由系統自動進行故障分類，通過檢索遠程服務器中存儲的相應故障信息，通過顯示屏顯示故障說明，車內的相應位置，緊急處理建議等相關信息。提供了媲美專業車輛維修的自助式維修方案。本發明能滿足國家和汽車行業標準中所規定的抗電磁干擾、振動和工作溫度環境要求。本發明具有較強的擴展性，在WindowsCE OS下可以與將來可能添加的硬件及軟件兼容并配合使用，以擴展系統功能。
圖1是本發明實施例的寬屏車輛組合儀表的硬件構成框圖；圖2是本發明實施例的軟件系統的組成框圖；圖3是本發明實施例的主集成界面程序與各功能軟件的結構框圖；圖4是本發明實施例的狀態指示軟件的結構框圖；圖5是本發明實施例的車輛故障診斷軟件的結構框圖；圖6是本發明實施例的車載計算機系統硬件構成框圖。
具體實施例方式
以下結合
對本發明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。
本發明實施例所提供的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，如圖1所示，包括車載計算機、車輛控制器和液晶顯示器，其中車輛控制器輸出端經車輛數據總線連接所述車載計算機，用于采集車內運行狀態數據和故障代碼；車載計算機通過數字接口連接由汽車液晶儀表顯示單元和汽車運行狀態顯示單元組成的液晶顯示器，用于顯示汽車運行狀態及液晶儀表的界面；數字小鍵盤的輸出端連接車載計算機，用于切換汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊；由于液晶顯示器使用了汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊，其中系統啟動時默認為儀表模塊，用于替代傳統的機電式指針汽車儀表；需要的話車載計算機還可以通過四針接口連接觸摸屏，實現可交互的人機界面。顯示方面使用通用液晶顯示器，分辨率在16∶9的時候一般是800*480，在4∶3的時候為640*480或者800*600。帶有車內數據接口(CAN，lin總線)和其它接口的嵌入式車載計算機(如ARM9等指令集芯片)16∶9的高亮、寬溫液晶顯示屏，操作系統使用WindowsCE.net；軟件系統的組成如圖2所示，軟件系統主要由操作系統、硬件驅動程序和應用軟件三部分組成。操作系統采用Microsoft公司提供的，經二次開發的WindowsCE 4.2嵌入式多任務操作系統，支持多種硬件設備。硬件驅動程序由硬件廠商提供。如圖2所示，應用軟件包括主集成界面程序、汽車儀表軟件、車輛狀態指示軟件、GPS車載定位導航軟件、車載免提電話軟件、高架道路信息服務軟件、車輛故障診斷軟件、互聯網瀏覽器、多媒體播放軟件。
主集成界面程序與各功能軟件主集成界面與各功能軟件主要使用Microsoft公司提供的eMbedded Visual C++4.0編寫。使用eMbedded Visual C++可提高軟件的可移植性，以及對Windows平臺更好的兼容性。
如圖3所示，主集成界面程序主要用于控制和協調各功能軟件的運行。主集成界面上的每一按鈕都對應了每一功能軟件。各功能軟件退出后都將返回主集成界面程序。各個功能軟件各自獨立，都具有自己的數據收發與處理及顯示模塊。
1)汽車儀表軟件與車輛狀態指示軟件汽車儀表軟件與車輛狀態指示軟件主要通過車載計算機上的串行接口RS-232與車輛控制系統中的LIN總線相連以獲得車輛的各主要運行數據(車速、車速，發動機轉速，油量，電池剩余容量，檔位，行駛里程等)，通過相應的數據變換以各種儀表圖形的方式在LCD顯示屏上顯示出來，以供駕駛員參考；同時還可根據用戶需要自由更換背景。如圖4所示，車輛狀態指示軟件包括動力流數據顯示模塊和電流平衡數據顯示模塊，LIN總線數據接收模塊分別連接動力流數據顯示模塊和電流平衡數據顯示模塊。
車載計算機與車輛控制器間通訊協議(汽車儀表軟件與車輛狀態指示軟件使用相同的通訊協議)端口設置波特率為38400bps，數據位為8位，停止位為1，無流控制。
車輛控制器每100ms向車載計算機發送32字節。
2)車輛故障診斷軟件本軟件通過車載LIN總線，獲取車輛故障數據，經數據分析處理后，于液晶顯示屏上，以圖形化方式顯示故障信息，主要用于的車輛故障診斷與檢測，并且可以大致的指出故障所在的位置以及簡要的故障信息，便于故障的快速排查與檢修。
如圖5所示，車輛故障診斷軟件的結構可分為數據變換處理模塊、數據收發模塊、數據顯示模塊、運行數據存儲模塊和配置文件讀取模塊。
數據收發模塊分為二個子模塊CAN總線數據接收模塊和遠程無線數據通信模塊，分別對應車內及車外兩個不同的網絡。CAN總線數據接收模塊主要用于從車內獲取車輛的運行狀態及故障數據，而遠程無線數據通信模塊則通過GPRS或CDMA無線聯接Internet，將經過處理的車內數據傳輸至遠程服務器，或從遠程服務器上獲得車輛歷史數據。通過遠程服務器還可實現對車輛數據的二次開發，以實現車輛遠程監控，遠程維修等服務。
數據變換處理模塊主要功能，是將從車輛CAN總線或遠程服務器收到的狀態及故障數據包配合讀取的配置文件，從中提取正確的狀態與故障數據。并將近期內獲得的數據(2~10分鐘，具體由閃存大小決定)通過數據存儲模塊存入本地DAT文件中(以便遠程連接失效時，還能得到短時的近期數據)。故障信息傳輸使用編號(0~255的整數)，即控制器發送故障編號，故障診斷軟件收到編號后檢索車載計算機上的故障代碼配置文件，得到具體的故障代碼與故障信息。
配置文件以INI文件存放于本地，主要包括車輛基本信息(VIN碼，內部識別號等)、故障代碼表、無線網絡配置文件(用于無線網絡聯接具體參數的設置)。
數據顯示模塊用于從數據變換處理模塊得到的各種數據的顯示。下設四個子模塊，分別為車輛基本信息顯示模塊、車輛運行數據查看模塊、車輛內部網絡狀態顯示及車輛故障信息顯示模塊；車輛基本信息顯示模塊主要顯示車輛基本信息配置文件中的車輛VIN碼，內部識別號等車輛的基本信息；車輛運行數據查看模塊主要顯示車輛當前或歷史運行數據，包括車速、發動機轉速、蓄電池端電壓、油量等；車輛內部網絡狀態顯示模塊主要顯示車內各主要控制及數據總線的狀態；車輛故障信息顯示模塊則主要為當前故障代碼、車上大致位置、相關圖紙、故障內容提要、維修處理建議等的顯示。
車載計算機與車輛控制器間運行數據通訊協議同汽車儀表軟件與狀態指示軟件使用相同的通訊協議。
車載計算機與車輛控制器間故障通訊協議故障故障診斷使用不定長的通訊數據包，具體長度由當前故障數N決定。
數據包長度＝3字節頭協議+N字節中間協議書+1字節異或校驗＝N+4字節；端口設置波特率為38400bps，數據位為8位，停止位為1，無流控制。
車輛控制器每100ms向車載計算機發送N+4個字節的故障數據包。
3)高架道路信息服務軟件高架道路信息服務軟件用于城市內環高架道的路狀顯示。以便于駕駛員隨時掌握內環高架道的擁堵情況，更好的掌握行車路線。以其達到降低高架擁堵的情況。
本軟件將內環高架的上下匝道，上下行線分為250個邏輯段，并對每一段進行編號，將道路狀況分為三種暢通、擁堵、關閉。通過道路路況傳感器實時的將各路段的狀況存儲于Internet上的高架道路信息服務器。
車載計算機上的高架道路信息服務軟件通過車內的Internet接口，聯接至高架道路信息服務器，獲得服務器內存儲的當前高架路況數據(每隔20秒重新讀一次)，通過地圖匹配技術，將各個邏輯段的以綠、紅、黑三種顏色(分別代表暢通、擁堵、關閉)的線條顯示于電子地圖上。
系統具體運行方式車輛上的車輛控制器通過CAN總線把車輛在單位時間的具體數據發送到本系統的CAN接口；系統在接受后會分析數據包中包含的數據；各個軟件模塊根據自己的需要使用發送上來的數據；液晶儀表使用車輛運行的數據加以顯示；狀態顯示使用車輛狀態的數據加以顯示；故障診斷模塊使用所有車輛數據和故障代碼加以分析并作出相應診斷；高架信息將接收遠程服務器發來的信息加以顯示高架道路信息；遠程診斷會連接遠程服務器的數據，可以自動升級軟件版本和遠程數據調用，問題回饋等，車載免提電話在來電話或者撥號的時候會自動切換到電話狀態；GPS是標準的GPS軟件與GPS模塊；服務器端在接收了車載端發來的數據之后存入數據庫，同時把PC端請求的數據發送給PC端；服務器端還同時通過車載端提供數據下載，商業及售后的遠程服務與車輛故障的遠程診斷；PC端把接收自服務器的數據加以處理顯示與保存。
本發明實施例所提供的車載計算機系統如圖6所示，帶有車內數據接口(CAN，lin總線)和其它接口的嵌入式車載計算機(如ARM9等指令集芯片)分別連接CF卡和SD卡，車外收發信息經無線網絡通信模塊分別連接免提電話和車載計算機的RS232接口，免提電話和車外聲音信號經MUX模塊輸入車載計算機的音頻輸入接口，車載計算機的音頻輸出接口連接車輛的音響系統，GPS接收信號輸入車載計算機的RS232接口，車載計算機的USB接口經USB HUB連接鼠標、數字鍵盤和外設存儲器(U盤)，車載計算機的顯示接口連接LCD，車內數據接收信號經車內網絡接口連接車載計算機的SJA1000T控制器。
權利要求
1.一種全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，包括車載計算機、車輛控制器和液晶顯示器，其特征在于，其中車輛控制器輸出端經車輛數據總線連接所述車載計算機，用于采集車內運行狀態數據和故障代碼；車載計算機通過數字接口連接由汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊組成的液晶顯示器，用于顯示汽車運行狀態及液晶儀表的界面；數字小鍵盤的輸出端連接車載計算機，用于切換汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊。
2.根據權利要求1所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車載計算機通過四針接口連接能實現可交互的人機界面的觸摸屏。
3.根據權利要求1所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車載計算機的應用軟件包括主集成界面程序、汽車儀表軟件、車輛狀態指示軟件、GPS車載定位導航軟件、車載免提電話軟件、高架道路信息服務軟件、車輛故障診斷軟件、互聯網瀏覽器、多媒體播放軟件。
4.根據權利要求3所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述汽車儀表軟件與車輛狀態指示軟件通過車載計算機上的串行接口RS-232或車輛內數據總線接口與車輛控制系統中的數據總線相連以獲得車輛的各主要運行數據，通過相應的數據變換以各種儀表圖形的方式在LCD顯示屏上顯示出供駕駛員參考的信息。
5.根據權利要求3所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車輛故障診斷軟件包括數據變換處理模塊、數據收發模塊、數據顯示模塊、運行數據存儲模塊和配置文件讀取模塊。
6.根據權利要求5所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述數據顯示模塊用于從數據變換處理模塊得到的各種數據的顯示，包括車輛基本信息顯示子模塊、車輛運行數據查看子模塊、車輛內部網絡狀態顯示子模塊及車輛故障信息顯示子模塊。
7.根據權利要求6所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車輛基本信息顯示子模塊主要顯示車輛基本信息配置文件中的車輛VIN碼，內部識別號等車輛的基本信息。
8.根據權利要求6所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車輛運行數據查看子模塊主要顯示車輛當前或歷史運行數據，包括車速、發動機轉速、蓄電池端電壓、油量等。
9.根據權利要求6所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車輛內部網絡狀態顯示子模塊主要顯示車內各主要控制及數據總線的狀態。
10.根據權利要求6所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車輛故障信息顯示子模塊主要為當前故障代碼、車上大致位置、相關圖紙、故障內容提要、維修處理建議等的顯示。
11.根據權利要求1所述的全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，其特征在于，所述車載計算機系統，帶有車內數據接口和其它接口的嵌入式車載計算機分別連接CF卡和SD卡，車外收發信息經無線網絡通信模塊分別連接免提電話和車載計算機的RS232接口，免提電話和車外聲音信號經MUX模塊輸入車載計算機的音頻輸入接口，車載計算機的音頻輸出接口連接車輛的音響系統，GPS接收信號輸入車載計算機的RS232接口，車載計算機的USB接口經USB HUB連接鼠標、數字鍵盤和外設存儲器U盤，車載計算機的顯示接口連接LCD，車內數據接收信號經車內網絡接口連接車載計算機的SJA1000T控制器。
全文摘要
一種全液晶顯示的寬屏車輛組合儀表，涉及電子技術領域；該寬屏車輛組合儀表，包括車載計算機、車輛控制器和液晶顯示器，其特征在于，其中車輛控制器輸出端經車輛數據總線連接所述車載計算機，用于采集車內運行狀態數據和故障代碼；車載計算機通過數字接口連接由汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊組成的液晶顯示器，用于顯示汽車運行狀態及液晶儀表的界面；數字小鍵盤的輸出端連接車載計算機，用于切換汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊。由于液晶顯示器使用了汽車液晶儀表顯示模塊和汽車運行狀態顯示模塊，其中系統啟動時默認為儀表模塊，用于替代傳統的機電式指針汽車儀表。
文檔編號G01D13/00GK1811345SQ20061002425
公開日2006年8月2日 申請日期2006年3月1日 優先權日2006年3月1日
發明者萬鋼, 沈勇, 徐億, 施逸民 申請人:上海燃料電池汽車動力系統有限公司, 萬鋼
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
