专利名称：全液晶显示的车辆组合仪表装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车电子技术，特别是涉及一种全液晶显示的车辆组合仪表技术。
背景技术：
随着信息技术的发展，汽车已步入电子化、信息化和网络化时代。为满足用户需求，世界各大汽车生产厂商相继开发出大量用于提高驾/乘舒适性的汽车电子控制产品，随着计算机技术的不断发展，车载信息系统的应用也已经可以实现，它将计算机技术扩展到汽车上，可以为汽车提供更多的信息服务，成为现代汽车信息化、电子化发展的重要方向。
与此同时，传统的机电式仪表板由于其信息显示受到很大的限制，已经不能满足目前驾驶员以及乘员对信息的要求，需要采用更加丰富、更具有灵活性和扩展能力的动态信息终端，从而实现乘员与车内和车外信息的广泛交流。现在随着液晶显示技术的逐渐成熟，使用液晶仪表代替传统机电式仪表的时代已经逐渐来临，但是现在即使是传统的大厂也只是做到使用液晶面板替代一部分机电仪表板。而由现在地形式来看，当液晶技术达到车载电子的要求的时候，就可以使用液晶显示器替代几乎全部的机电式仪表，这也代表着将来汽车仪表的发展趋势。但是现在符合汽车仪表大小的液晶屏模板几乎没有，而重新开模的成本有太高，所以怎么样在汽车上使用合适的液晶屏，这是一个需要解决的问题。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有车辆内部动态信息的诊断、显示等诸多功能的全液晶显示的车辆组合仪表装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种全液晶显示的车辆组合仪表装置，包括车载计算机、车辆控制器和液晶显示器，其特征在于，其中车辆控制器输出端经车辆数据总线连接所述车载计算机，用于采集车内运行状态数据和故障代码；车载计算机通过数字接口连接由汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块组成的液晶显示器，用于显示汽车运行状态及液晶仪表的界面；数字小键盘的输出端连接车载计算机，用于切换汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块；由于液晶显示器使用了汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块，其中系统启动时默认为仪表模块，用于替代传统的机电式指针汽车仪表。
进一步的，所述车载计算机通过四针接口连接触摸屏，实现可交互的人机界面。
进一步的，所述车载计算机的应用软件包括主集成界面程序、汽车仪表软件、车辆状态指示软件、GPS车载定位导航软件、车载免提电话软件、高架道路信息服务软件、车辆故障诊断软件、互联网浏览器、多媒体播放软件。
进一步的，所述车载计算机系统，带有车内数据接口(CAN，lin总线)和其它接口的嵌入式车载计算机(如ARM9等指令集芯片)分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和车载计算机的RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入车载计算机的音频输入接口，车载计算机的音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入车载计算机的RS232接口，车载计算机的USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器(U盘)，车载计算机的显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器。
利用本实用新型提供的全液晶显示的车辆组合仪表装置，由于使用TFT液晶显示屏来替代传统机械式、电子式仪表，解决了传统机械式、电子式仪表可显示信息量少，显示界面单一的问题，采用800*480或更高分辨率的宽屏液晶屏后，可显示信息量大大提高。液晶显示器通过数字接口与车载计算机连接，用于显示汽车运行状态及液晶仪表的界面，车载计算机通过车内数据总线与车辆控制器连接，用于采集车内运行状态数据和故障代码；由于集成了汽车液晶仪表显示和汽车运行状态显示两个模块，其中系统启动时默认为仪表模块，用于替代传统的机电式指针汽车仪表；而运行状态查看模块和车载液晶仪表之间的切换可以使用小键盘进行；需要的话还可以通过四针接口连接触摸屏，实现可交互的人机界面，相比传统仪表单向给予式的显示模式。
分类化车辆故障智能诊断功能，通过对车内部件运转数据的分析，由系统自动进行故障分类，通过检索远程服务器中存储的相应故障信息，通过显示屏显示故障说明，车内的相应位置，紧急处理建议等相关信息。提供了媲美专业车辆维修的自助式维修方案。本实用新型能满足国家和汽车行业标准中所规定的抗电磁干扰、振动和工作温度环境要求。本实用新型具有较强的扩展性，在WindowsCE OS下可以与将来可能添加的硬件及软件兼容并配合使用，以扩展系统功能。
图1是本实用新型实施例的车辆组合仪表装置的硬件构成框图；图2是本实用新型实施例的软件系统的组成框图；图3是本实用新型实施例的主集成界面程序与各功能软件的结构框图；图4是本实用新型实施例的状态指示软件的结构框图；图5是本实用新型实施例的车辆故障诊断软件的结构框图；图6是本实用新型实施例的车载计算机系统硬件构成框图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
本实用新型实施例所提供的全液晶显示的车辆组合仪表装置，如图1所示，包括车载计算机、车辆控制器和液晶显示器，其中车辆控制器输出端经车辆数据总线连接所述车载计算机，用于采集车内运行状态数据和故障代码；车载计算机通过数字接口连接由汽车液晶仪表显示单元和汽车运行状态显示单元组成的液晶显示器，用于显示汽车运行状态及液晶仪表的界面；数字小键盘的输出端连接车载计算机，用于切换汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块；由于液晶显示器使用了汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块，其中系统启动时默认为仪表模块，用于替代传统的机电式指针汽车仪表；需要的话车载计算机还可以通过四针接口连接触摸屏，实现可交互的人机界面。显示方面使用通用液晶显示器，分辨率在16∶9的时候一般是800*480，在4∶3的时候为640*480或者800*600。带有车内数据接口(CAN，lin总线)和其它接口的嵌入式车载计算机(如ARM9等指令集芯片)16∶9的高亮、宽温液晶显示屏，操作系统使用WindowsCE.net；软件系统的组成如图2所示，软件系统主要由操作系统、硬件驱动程序和应用软件三部分组成。操作系统采用Microsoft公司提供的，经二次开发的WindowsCE 4.2嵌入式多任务操作系统，支持多种硬件设备。硬件驱动程序由硬件厂商提供。如图2所示，应用软件包括主集成界面程序、汽车仪表软件、车辆状态指示软件、GPS车载定位导航软件、车载免提电话软件、高架道路信息服务软件、车辆故障诊断软件、互联网浏览器、多媒体播放软件。
主集成界面程序与各功能软件主集成界面与各功能软件主要使用Microsoft公司提供的eMbedded Visual C++4.0编写。使用eMbedded Visual C++可提高软件的可移植性，以及对Windows平台更好的兼容性。
如图3所示，主集成界面程序主要用于控制和协调各功能软件的运行。主集成界面上的每一按钮都对应了每一功能软件。各功能软件退出后都将返回主集成界面程序。各个功能软件各自独立，都具有自己的数据收发与处理及显示模块。
1)汽车仪表软件与车辆状态指示软件汽车仪表软件与车辆状态指示软件主要通过车载计算机上的串行接口RS-232与车辆控制系统中的数据总线相连以获得车辆的各主要运行数据(车速、车速，发动机转速，油量，电池剩余容量，档位，行驶里程等)，通过相应的数据变换以各种仪表图形的方式在LCD显示屏上显示出来，以供驾驶员参考；同时还可根据用户需要自由更换背景。如图4所示，车辆状态指示软件包括动力流数据显示模块和电流平衡数据显示模块，汽车内部总线数据接收模块分别连接动力流数据显示模块和电流平衡数据显示模块。
车载计算机与车辆控制器间通讯协议(汽车仪表软件与车辆状态指示软件使用相同的通讯协议)端口设置波特率为38400bps，数据位为8位，停止位为1，无流控制。
车辆控制器每100ms向车载计算机发送32字节。
2)车辆故障诊断软件本软件通过车载数据总线(CAN、Lin等)，获取车辆故障数据，经数据分析处理后，于液晶显示屏上，以图形化方式显示故障信息，主要用于的车辆故障诊断与检测，并且可以大致的指出故障所在的位置以及简要的故障信息，便于故障的快速排查与检修。
如图5所示，车辆故障诊断软件的结构可分为数据变换处理模块、数据收发模块、数据显示模块、运行数据存储模块和配置文件读取模块。
数据收发模块分为二个子模块CAN总线数据接收模块和远程无线数据通信模块，分别对应车内及车外两个不同的网络。CAN总线数据接收模块主要用于从车内获取车辆的运行状态及故障数据，而远程无线数据通信模块则通过GPRS或CDMA无线联接Internet，将经过处理的车内数据传输至远程服务器，或从远程服务器上获得车辆历史数据。通过远程服务器还可实现对车辆数据的二次开发，以实现车辆远程监控，远程维修等服务。
数据变换处理模块主要功能，是将从车辆数据总线(CAN、Lin等)或远程服务器收到的状态及故障数据包配合读取的配置文件，从中提取正确的状态与故障数据。并将近期内获得的数据(2~10分钟，具体由闪存大小决定)通过数据存储模块存入本地DAT文件中(以便远程连接失效时，还能得到短时的近期数据)。故障信息传输使用编号(0~255的整数)，即控制器发送故障编号，故障诊断软件收到编号后检索车载计算机上的故障代码配置文件，得到具体的故障代码与故障信息。
配置文件以INI文件存放于本地，主要包括车辆基本信息(VIN码，内部识别号等)、故障代码表、无线网络配置文件(用于无线网络联接具体参数的设置)。
数据显示模块用于从数据变换处理模块得到的各种数据的显示。下设四个子模块，分别为车辆基本信息显示模块、车辆运行数据查看模块、车辆内部网络状态显示及车辆故障信息显示模块；车辆基本信息显示模块主要显示车辆基本信息配置文件中的车辆VIN码，内部识别号等车辆的基本信息；车辆运行数据查看模块主要显示车辆当前或历史运行数据，包括车速、发动机转速、蓄电池端电压、油量等；车辆内部网络状态显示模块主要显示车内各主要控制及数据总线的状态；车辆故障信息显示模块则主要为当前故障代码、车上大致位置、相关图纸、故障内容提要、维修处理建议等的显示。
车载计算机与车辆控制器间运行数据通讯协议同汽车仪表软件与状态指示软件使用相同的通讯协议。
车载计算机与车辆控制器间故障通讯协议
故障故障诊断使用不定长的通讯数据包，具体长度由当前故障数N决定。
数据包长度＝3字节头协议+N字节中间协议书+1字节异或校验＝N+4字节；端口设置波特率为38400bps，数据位为8位，停止位为1，无流控制。
车辆控制器每100ms向车载计算机发送N+4个字节的故障数据包。
3)高架道路信息服务软件高架道路信息服务软件用于城市内环高架道的路状显示。以便于驾驶员随时掌握内环高架道的拥堵情况，更好的掌握行车路线。以其达到降低高架拥堵的情况。
本软件将内环高架的上下匝道，上下行线分为250个逻辑段，并对每一段进行编号，将道路状况分为三种畅通、拥堵、关闭。通过道路路况传感器实时的将各路段的状况存储于Internet上的高架道路信息服务器。
车载计算机上的高架道路信息服务软件通过车内的Internet接口，联接至高架道路信息服务器，获得服务器内存储的当前高架路况数据(每隔20秒重新读一次)，通过地图匹配技术，将各个逻辑段的以绿、红、黑三种颜色(分别代表畅通、拥堵、关闭)的线条显示于电子地图上。
系统具体运行方式车辆上的车辆控制器通过数据总线(CAN、Lin等)把车辆在单位时间的具体数据发送到本系统的数据总线接口；系统在接受后会分析数据包中包含的数据；各个软件模块根据自己的需要使用发送上来的数据；液晶仪表使用车辆运行的数据加以显示；状态显示使用车辆状态的数据加以显示；故障诊断模块使用所有车辆数据和故障代码加以分析并作出相应诊断；高架信息将接收远程服务器发来的信息加以显示高架道路信息；
远程诊断会连接远程服务器的数据，可以自动升级软件版本和远程数据调用，问题回馈等，车载免提电话在来电话或者拨号的时候会自动切换到电话状态；GPS是标准的GPS软件与GPS模块；服务器端在接收了车载端发来的数据之后存入数据库，同时把PC端请求的数据发送给PC端；服务器端还同时通过车载端提供数据下载，商业及售后的远程服务与车辆故障的远程诊断；PC端把接收自服务器的数据加以处理显示与保存。
本实用新型实施例所提供的车载计算机系统如图6所示，带有车内数据接口(CAN，lin总线)和其它接口的嵌入式车载计算机(如ARM9等指令集芯片)分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和车载计算机的RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入车载计算机的音频输入接口，车载计算机的音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入车载计算机的RS232接口，车载计算机的USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器(U盘)，车载计算机的显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器。
权利要求1.一种全液晶显示的车辆组合仪表装置，包括车载计算机、车辆控制器和液晶显示器，其特征在于，其中车辆控制器输出端经车辆数据总线连接所述车载计算机，用于采集车内运行状态数据和故障代码；车载计算机通过数字接口连接由汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块组成的液晶显示器，用于显示汽车运行状态及液晶仪表的界面；数字小键盘的输出端连接车载计算机，用于切换汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块。
2.根据权利要求1所述的全液晶显示的车辆组合仪表装置，其特征在于，所述车载计算机通过四针接口连接能实现可交互的人机界面的触摸屏。
3.根据权利要求1所述的全液晶显示的车辆组合仪表装置，其特征在于，所述车载计算机系统，带有车内数据接口和其它接口的嵌入式车载计算机分别连接CF卡和SD卡，车外收发信息经无线网络通信模块分别连接免提电话和车载计算机的RS232接口，免提电话和车外声音信号经MUX模块输入车载计算机的音频输入接口，车载计算机的音频输出接口连接车辆的音响系统，GPS接收信号输入车载计算机的RS232接口，车载计算机的USB接口经USB HUB连接鼠标、数字键盘和外设存储器U盘，车载计算机的显示接口连接LCD，车内数据接收信号经车内网络接口连接车载计算机的SJA1000T控制器。
专利摘要一种全液晶显示的车辆组合仪表装置，涉及电子技术领域；该宽屏车辆组合仪表，包括车载计算机、车辆控制器和液晶显示器，其特征在于，其中车辆控制器输出端经车辆数据总线连接所述车载计算机，用于采集车内运行状态数据和故障代码；车载计算机通过数字接口连接由汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块组成的液晶显示器，用于显示汽车运行状态及液晶仪表的界面；数字小键盘的输出端连接车载计算机，用于切换汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块。由于液晶显示器使用了汽车液晶仪表显示模块和汽车运行状态显示模块，其中系统启动时默认为仪表模块，用于替代传统的机电式指针汽车仪表。
文档编号G01D13/00GK2898773SQ20062003985
公开日2007年5月9日 申请日期2006年3月1日 优先权日2006年3月1日
发明者万钢, 沈勇, 徐亿, 施逸民 申请人:上海燃料电池汽车动力系统有限公司, 万钢