Бортовой автомобильный компьютер для управления сервисными функциями в транспортных средствах

Авторы патента:

G06F15 - Цифровые компьютеры вообще (конструктивные элементы G06F 1/00-G06F 13/00); оборудование для обработки данных вообще (нейронные сети для обработки данных изображений G06T)

B60R16/02 - электрические

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности к бортовым автомобильным компьютерам для управления сервисными функциями, и может быть использована в бортовой локальной информационно-вычислительной сети автотранспортного средства (АТС). Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению функциональных возможностей, оперативному перепрограммированию, адаптированию к легковому автомобилю любой модели, совместимостью с различными электронными периферийными устройствами, повышению надежности и безопасности при движении автомобиля.

Бортовой автомобильный компьютер для управления сервисными функциями в транспортных средствах состоит из: управляющего микроконтроллера 1, с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), который соединен с монохромным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) 2 с сенсорной панелью двунаправленной связью, блоком внешней памяти 3 Compact Flash двунаправленной связью, часами 4 реального времени с энергонезависимой памятью двунаправленной связью, по крайней мере, одним датчиком температуры 5 двунаправленной связью, и программируемой логический интегральной структурой (ПЛИС) 6 двунаправленной связью, при этом программируемая логическая интегральная структура (ПЛИС) 6 соединена с n преобразователями 7 уровней транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) в уровни логики на базе структур кремний-металл-окисел-проводник (КМОП) однонаправленной связью, где n=6200, с k токовыми ключами 8 с открытым коллектором - однонаправленной связью, где k=1200 и m преобразователями 9 уровней КМОП в ТТЛ однонаправленной связью, где m=6200.

ИЛ. 4

1 П. Ф-ЛЫ

Область техники, к которой относится полезная модель

Известен автомобильный компьютер Cadias, который базируется на RISC-процессоре с тактовой частотой 166 МГц и комплектуется 64 Мб оперативной и 8Мб видеопамяти. Информация выводится на цветной сенсорный ЖК-дисплей с диагональю 7 дюймов. В качестве операционной системы используется Microsoft Windows CE for Automotive. В комплект программного обеспечения входят дневник и адресная книга (см. автомобильный компьютер компании Clarion. Япония, Ferra.ru, 2004).

Недостатком данного автомобильного компьютера является высокая стоимость.

Известно электронное оснащение автотранспортных средств, представляющее собой комплекс взаимодействующих между собой или совокупность независимых друг от друга электронных устройств и систем разной сложности и назначения, являющихся составными частями АТС или их агрегатов и узлов, при этом электронное оснащение выполнено в виде бортовой локальной информационно-вычислительной сети на базе мультиплексной и информационно-диагностической систем, объединяющей датчики, исполнительные механизмы и электронные блоки (см. Автотранспортные средства. Электронное оснащение. Общие технические требования. ГОСТ Р 50905 - 96).

Недостатками данного электронного оснащения автотранспортных средств являются ограниченные функциональные возможности и высокая стоимость.

Известен автомобильный компьютер Carmani CB 200, содержащий электронный блок, состоящий из корпуса с печатной платой, элементами фиксации электронного блока в панели автомобиля, контактного электрического соединителя, поддерживаемый интерфейс K-Line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1 (см. паспорт «Carmani 200», производство Южная Корея).

Недостатком данного автомобильного компьютера являются ограниченные функциональные возможности и высокая стоимость.

Известна автомобильная бортовая информационная система, содержащая электронный блок, состоящий из лицевой панели с окном и нишей, имеющей отверстия для контактных гнезд, и корпуса с цифровым дисплеем, имеющим экран, совместимый с окном лицевой панели, динамиком, печатными платами, а также элементы фиксации электронного блока в панели автомобиля, контактный электрический соединитель, поддерживаемый интерфейс K-Line, в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1, при этом она снабжена клавиатурой с клавишами, имеющими просвечиваемую светодиодами маркировку, световодами, выполняющими функции дополнительной индикации излучаемым светодиодами светом, фотодатчиком и фотоприемником, фоточувствительные части которых размещены на наружной стороне лицевой панели, и печатной платой управления с кнопками, светодиодами, остальными частями фотодатчика и фотоприемника, встроенной на внутренней стороне лицевой панели, а также установленными на корпусе платой инвертора и главной платой с выступающими в передней части контактными гнездами для совмещения с отверстиями ниши на лицевой стороне панели и выступающими в задней части корпуса контактным электрическим соединителем, гнездом для подключения внешней антенны; видеокамерой заднего вида, размещаемой на заднем стекле автомобиля, и поддерживаемыми интерфейсами USB (Host, Slave), USB-OTG, 1-Ware, CAN 2.0 В (см. пат. РФ 2268829, кл. В06R 16/02, G06F 1/00, G06F 15/00, опубл. 27.01.2006 г.).

Недостатком данной автомобильной бортовой информационной системы является невысокое быстродействие системы и надежность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятая автором за прототип является многофункциональный контроллер µSAM-II, содержащий управляющий микроконтроллер, к которому подсоединены монохромный жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), блок контроля исходных данных, часы реального времени с энергонезависимой памятью, оперативно-запоминающее устройство, блок внешней памяти Compact Flash, аналого-цифровые преобразователи, контроллер локальной сети (см. многофункциональный контроллер µSАМ-II. Проектирование систем контроля и управления. ООО «Орион-микро», Ростовская область, г.Таганрог, http:\\www.orion-micro.ru).

Недостатком данного контроллера является отсутствие программируемой логической интегральной структуры (ПЛИС), невысокая надежность, ограниченные функциональные возможности.

Раскрытие полезной модели

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению функциональных возможностей, оперативному перепрограммированию, адаптированию к легковому автомобилю любой модели, совместимостью с различными электронными периферийными устройствами, повышению надежности и безопасности при движении автомобиля.

Технический результат достигается с помощью бортового автомобильного компьютера для управления сервисными функциями в транспортных средствах, включающего: управляющий микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем, монохромный жидкокристаллический индикатор с сенсорной панелью, часы реального времени с энергонезависимой памятью и блок внешней памяти, при этом она дополнительно снабжена программируемой логической интегральной структурой, по крайней мере, одним датчиком температуры, n преобразователями уровней транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) в уровни логики на базе структур кремний-металл-окисел-проводник (КМОП), с токовыми ключами с открытым коллектором, при этом управляющий микроколлектор с аналого-цифровым преобразователем соединен с монохромным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) с сенсорной панелью, блоком внешней памяти Compact Flash, часами реального времени с энергонезависимой памятью, по крайней мере, одним датчиком температуры и программируемой логической интегральной структурой двунаправленной связью, причем последняя соединена с n преобразователями уровней транзисторной логики (ТТЛ) в уровни логики на базе структур кремний-металл-окисел-проводник (КМОП) однонаправленной связью, где n=6200, с k токовыми ключами с открытым коллектором однонаправленной связью, где k=1200 и m преобразователями уровней КМОП в ТТЛ - однонаправленной связью, где m=6200.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 дана функциональная схема бортового автомобильного компьютера для управления сервисными функциями в транспортных средствах.

На фиг.2 дан бортовой автомобильный компьютер для управления сервисными функциями в транспортных средствах, монохромный жидкокристаллический индикатор с сенсорной панелью, управление микроклиматом.

На фиг.3, то же, управление дополнительным оборудованием.

На фиг.4, то же, меню управления стеклоподъемниками.

На фиг.5, то же, меню управления подогревом сидений.

На фиг.6, то же, главное меню.

Осуществление полезной модели

Бортовой автомобильный компьютер для управления сервисными функциями в транспортных средствах состоит из: управляющего микроконтроллера 1, с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), который соединен с монохромным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) 2 с сенсорной панелью двунаправленной связью, блоком внешней памяти 3 Compact Flash двунаправленной связью, часами 4 реального времени с энергонезависимой памятью двунаправленной связью, по крайней мере, одним датчиком температуры 5 двунаправленной связью, и программируемой логический интегральной структурой (ПЛИС) 6 двунаправленной связью, при этом программируемая логическая интегральная структура (ПЛИС) 6 соединена с n преобразователями 7 уровней транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) в уровни логики на базе структур кремний-металл-окисел-проводник (КМОП) однонаправленной связью, где n=6200, с k токовыми ключами 8 с открытым коллектором - однонаправленной связью, где k=1200 и m преобразователями 9 уровней КМОП в ТТЛ однонаправленной связью, где m=6200.

В управляющий микроконтроллер 1 и в ПЛИС 6 загружают программное обеспечение (на фиг.1 не показано)

Система управления сервисными функциями в транспортных средствах работает следующим образом.

Исходное состояние бортового автомобильного компьютера для управления сервисными функциями в транспортных средствах

При включении на ЖКИ 2 с сенсорной панелью рисуется заставка на 2,5 секунды. Затем появляется меню управления микроклиматом. Режим работы вентилятора (на фиг.не обозначен, показан в виде пиктограммы), положение воздушных заслонок и температуры определяется последним запомненным состоянием на момент выключения. В верхнем левом углу появляются стрелочные часы 4 реального времени, стрелочные. На фиг.1 представлено исходное изображение ЖКИ 2 экрана с сенсорной панелью.

Система управления сервисными функциями в транспортных средствах имеет четыре меню, определяющие режимы управления.

1. Управление микроклиматом (Фиг.2). Управление вентилятором при нажатии соответствующей

пиктограммы.

Стрелка вверх - скорость увеличивается. Стрелка вниз - скорость уменьшается. Скорость вращения вентилятора индицируется количеством закрашенных лопастей. При нажатии соответствующей пиктограммы управляющий микроконтроллер 1 при помощи встроенного АЦП вычисляет координаты точки касания и через программируемую логическую интегральную структуру 6 выдает сигнал на соответствующий преобразователь 7 уровней ТТЛ в КМОП. Вентилятор включается только при включенном зажигании, для этого на один из входов преобразователя 9 уровней КМОП в ТТЛ, где m=1, подают соответствующий сигнал с контакта замка зажигания.

Управление потоком воздуха происходит нажатием на соответствующую пиктограмму ЖКИ 2

- поток воздуха дует вверх. - поток воздуха распределяется равномерно. - поток воздуха дует в средней части салона. - поток воздуха направлен вниз.

При нажатии этих пиктограмм ЖКИ 2 управляющий микроконтроллер 1 выдает соответствующие команды на программируемую логическую интегральную структуру 6, которая при помощи токовых ключей 8 выдает управляющие сигналы на привод воздушных заслонок (на фиг. не показан).

- разморозка лобового стекла. При нажатии этой пиктограммы вентилятор включается на максимальную скорость, поток воздуха направляется вверх, температура потока воздуха устанавливается максимальной.

- циркуляция воздуха внутри салона. При нажатии этой пиктограммы выключается вентилятор и закрывается заслонка наружного притока воздуха.

- задается температура воздуха в салоне. Управление температурой воздуха происходит по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону управления. При помощи датчика температуры 5 измеряется температура воздуха в салоне. Управляющий микроконтроллер 1 вычисляет разницу между заданной и реальной температурой в салоне и по ПИД закону вычисляет величину управляющего воздействия.

2. Управление дополнительным оборудованием (фиг.3): подогревом заднего стекла, антенной радиоприемника. Имеется возможность добавления 6 функций.

При нажатии пиктограмм управляющий микроконтроллер 1 через программируемую логическую интегральную структуру 6 подает сигнал на соответствующий токовый ключ 8, который включает или выключает реле управления обогревом заднего стекла (на фиг. не показано). Через один из преобразователей 9 уровней КМОП в ТТЛ управляющий микроконтроллер 1 контролирует состояние обогрева заднего стекла и производит индикацию на ЖКИ 2.

3. Управление передними и задними стеклоподъемниками.

Управление положением стеклоподъемников происходит нажатием на пиктограммы (фиг.4).

- при нажатии на пиктограмму, стекло открывается или закрывается.

4. Управление подогревом сидений.

На фиг.4 показано меню управления подогревом сидений.

- при нажатии пиктограммы микроконтроллер 1 через программируемую логическую интегральную структуру 6 подает сигнал на соответствующий токовый ключ 8, который включает подогрев сидений.

Переключение меню работы происходит при нажатии соответствующих пиктограмм (фиг.5).

Управляющий микроконтроллер 1 считывает соответствующую картинку с блока внешней памяти 3 CompactFlash и выводит ее на ЖКИ 2.

Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- повышение надежности;

- снижение стоимости;

- широкий спектр подключения периферийных и дополнительных устройств;

- оперативное перепрограммирование;

- адаптирование к легковому автомобилю любой модели;

- совместимость с различными электронными периферийными устройствами;

- широкие функциональные возможности.

Бортовой автомобильный компьютер для управления сервисными функциями в транспортных средствах, включающий управляющий микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем, монохромный жидкокристаллический индикатор с сенсорной панелью, часами реального времени с энергонезависимой памятью и блок внешней памяти, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен программируемой логической интегральной структурой, по крайней мере, одним датчиком температуры, n преобразователями уровней транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) в уровни логики на базе структур кремний-металл-окисел-проводник (КМОП) с токовыми ключами с открытым коллектором, при этом управляющий микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем соединен с монохромным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) с сенсорной панелью, блоком внешней памяти Compact Flash, часами реального времени с энергонезависимой памятью, по крайней мере, одним датчиком температуры и программируемой логической интегральной структурой двунаправленной связью, причем последняя соединена с n преобразователями уровней транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) в уровни логики на базе структур кремний-металл-окисел-проводник (КМОП) однонаправленной связью, где n=6200, с k токовыми ключами с открытым коллектором однонаправленной связью, где k=1200 и m преобразованиями уровней КМОП в ТТЛ однонаправленной связью, где m=6200.