АВТОМОБИЛЬНАЯ БОРТОВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА Российский патент 2006 года по МПК B60R16/02 G06F1/00 G06F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности, к электронному оснащению легковых и грузовых автомобилей и может быть использовано в бортовой локальной информационно-вычислительной сети автотранспортного средства (АТС).

Уровень техники

Известен автомобильный компьютер Cadias, который базируется на RISC-процессоре с тактовой частотой 166 МГц и комплектуется 64 Мб оперативной и 8 Мб 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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым автором за прототип является автомобильный маршрутный компьютер АМК-211000, содержащий электронный блок, состоящий из лицевой панели с окном и корпуса с дисплеем, динамиком, печатными платами, элементы фиксации электронного блока в панели автомобиля, контактный электрический соединитель, поддерживаемый интерфейс K-Line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1 (см. паспорт «Автомобильный маршрутный компьютер АМК - 211000», открытое акционерное общество «СчетМаш», Россия, 305038, г.Курск, ул. Республиканская, 6).

Недостатком данного автомобильного маршрутного компьютера являются ограниченные функциональные возможности.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к расширению функциональных возможностей, быстродействию системы, оперативному перепрограммированию, адаптированию к легковому автомобилю любой модели, совместимостью с различными электронными периферийными устройствами, повышению надежности.

Технический результат достигается с помощью автомобильной бортовой информационной системы, содержащей электронный блок, состоящий из лицевой панели с окном и корпуса с дисплеем, динамиком, печатными платами, 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 оно снабжено клавиатурой, световодами, фоточувствительными частями фотодатчика и фотоприемника, размещенными на наружной стороне лицевой панели, и печатной платой управления с кнопками, светодиодами, фотодатчиком и фотоприемником, встроенной на внутренней стороне лицевой панели, платой инвертора, и цифровым дисплеем, установленными на корпусе, главной платой с выступающими в передней части контактными гнездами для совмещения с отверстиями ниши на лицевой панели и выступающими в задней части корпуса контактным электрическим соединителем, гнездом для подключения внешней антенны, миниатюрной видеокамерой заднего вида, устанавливаемой на заднем стекле автомобиля, поддерживаемыми интерфейсами USB (Host, Slave) USB - OTG, 1 - Ware, CAN 2.0B.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 дана автомобильная бортовая информационная система, вид спереди.

На фиг.2 - то же, вид сзади.

Осуществление изобретения

Автомобильная бортовая информационная система содержит электронный блок, состоящий из лицевой панели 1 и корпуса 2, которые после окончательной сборки, необходимых проверок и выполнения электрических соединений (на фиг. не показаны) защелкиваются между собой, на лицевой панели 1 выполнено окно 3 с отбортовками для совмещения с экраном цифрового дисплея 4, ниша 5 с отверстиями для совмещения с контактными гнездами 6, 7, 8 для подключения периферийных устройств (на фиг. не показаны), закрываемая защелкивающейся крышкой 9, на наружной стороне лицевой панели 1 размещены клавиатура 10, причем маркировка клавиш клавиатуры 10 выполнена просвечивающей, световоды 11, фоточувствительные части фотодатчика 12 и фотоприемника 13, а на внутренней стороне лицевой панели 1 встроена печатная плата управления (на фиг. не показана) с миниатюрными кнопками, светодиодами, фотодатчиком, фотоприемником и другими радиоэлектронными элементами (на фиг. не показаны), на корпусе 2 размещены цифровой дисплей 4, плата инвертора 14, динамик 15, главная плата 16, представляющая собой многослойную печатную плату с плоской печатью микрорадиоэлектронных элементов и микроразъемов (на фиг. не показаны), на ней также размещены выступающие в передней части контактные гнезда для совмещения с отверстиями ниши 5 на лицевой панели 1, тюнер (на фиг. не показаны) с выходящим в заднюю часть корпуса гнездом 18 и выступающим в задней части корпуса 2 многоконтактным электрическим соединителем 17 (вилочная часть), гнездо 18 служит для подключения кабеля внешней антенны 19, пучок проводов 20 со штекерами обеспечивает подключение усилителя звуковых колонок (на фиг. не показаны), миниатюрной видеокамеры 21 заднего вида, которую устанавливают на заднем стекле автомобиля. а антенну 19 устанавливают на крыше автомобиля над задним стеклом, пульт дистанционного управления (на фиг. не показан), жгут проводов с соединителями, реле (на фиг. не показаны) для подключения системы к бортовой сети автомобиля, в конструкции корпуса 2 выполнены элементы 22 фиксации и элементы 23 для дополнительной фиксации электронного блока в панели автомобиля. Конструкция системы обладает объемом оперативной памяти запоминающего устройства (ОЗУ) (на фиг. не показано) не менее 16 Кб, объемом памяти постоянно перепрограммируемого устройства (ППЗУ) (на фиг. не показано) не мене 64 Мб, быстродействие центрального процессора системы минимум 64 миллиона операций в секунду. Применяемый в конструкции системы цифровой дисплей 4 цветного изображения имеет размер по диагонали 13.9 см с разрешением 320×240 пикселей, контрастность 400:1.

Автомобильная бортовая информационная система работает следующим образом.

Принцип работы системы основан на базе мультиплексной и информационно-диагностических систем, объединяющей датчики, исполнительные механизмы и электронные блоки (на фиг. не показаны). Интеллектуальные компоненты системы взаимодействуют на уровне обмена данными между собой, с узлами электрооборудования и с внешними автотранспортными региональными и локальными системами связи, контроля, учета и управления (на фиг. не показаны).

Поддерживаемые интерфейсы системы: K-line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1; USB (Host, Slave) USB-OTG; 1-Ware; CAN 2.0B.

Программное обеспечение системы, введенное в электронный блок через гнездо 8 «USB», предусматривает работу системы, подключенной к бортовой сети автомобиля, в восьми основных режимах, которые составляют главное "MENU" и выводятся в цветном изображении на экран цифрового дисплея 4 в виде пиктограмм и обозначения клавиш, нажатие каждой из которых раскрывает «MENU» в пределах режима. Программное обеспечение выполнено в обучающем режиме для удобства пользователя.

Основные режимы работы:

1. Маршрут.

2. Сервис.

3. Навигация.

4. Телевизор.

5. Телефон.

6. Интернет.

7. Настройки.

8. Игры.

Для входа в основной режим диагностики «Сервис», содержащий все сведения об автомобиле, управлении его устройствами и так далее, предусмотрено введение условного пароля для использования информации только владельцем автомобиля.

В целях безопасности режимы «телевизор», «Интернет», «игры» при движении автомобиля автоматически отключаются.

Маркировка клавиш клавиатуры 10 выполнена просвечивающей. Просвечивание обеспечивается светодиодами, яркость индикации автоматически меняется от сигнала фотодатчика 12 в зависимости от освещенности салона, что позволяет считывать маркировку как при прямом попадании солнечных лучей, так и в темноте. Регулировка цветности света, излучаемого светодиодами, позволяет адаптировать цветность маркировки дизайну индикации приборной панели любого автомобиля. Световоды 11 выполняют функции дополнительной индикации, излучаемым светодиодами светом с зеленым, желтым и красным цветом и их сочетаниями, задаваемой аппаратно - программным обеспечением. Фотоприемник 13 обеспечивает возможность управления всеми функциями системы от пульта дистанционного управления (на фиг. не показан) с клавиатурой, идентифицированной по маркировке с клавиатурой 10 электронного блока. Контактные гнезда 6 "audio" и 7 "video" используют для подключения аудио и видео систем, контактное гнездо 8 "USB" используют для подключения периферийных устройств, обеспечивающих программирование, перепрограммирование (ноутбук, персональный компьютер, флэш-блок с картами для навигации, принтер и др.). Через плату инвертора 14 автоматически производится включение экрана цифрового дисплея 4 и поддержание его работы в течение всего периода подачи питания от бортовой сети в систему. Встроенный динамик 15 выполняет звуковые сигналы, предусмотренные программой. С многоконтактным электрическим соединителем 17 сочленяется жгут с проводами (на фиг. не показан) для подключения к бортовой сети автомобиля. Пучок проводов 20 со штекерами обеспечивает подключение миниатюрной видеокамеры 21 заднего вида, входа и выхода усилителя, звуковых колонок автомобиля (на фиг. не показаны). Видеокамера 21 заднего вида автоматически активизируется при включении задней передачи автомобиля и движении его назад, при этом обзор панорамы заднего вида появляется на экране цифрового дисплея 4, движение автомобиля назад сопровождается также громким голосом. Связь с усилителем и звуковыми колонками автомобиля обеспечивает озвучивание музыкальных и телепередач, а также других функций, предусмотренных программой, управление силой звука производится клавишами клавиатуры 10. Главная плата 16 устанавливается горизонтально в направляющих пазах корпуса 2, на ней также размещены тюнер (на фиг. не показан) с выходящими в отверстие задней части корпуса 2 гнездом 18 для подключения кабеля (на фиг. не показан) внешней антенны 19, многоконтактный разъем 17, соединители для пучка проводов 20, катушки индуктивности, конденсаторы и автономный источник питания для часов (на фиг. не показаны). Активная антенна 19, устанавливаемая на крыше автомобиля и соединенная кабелем с гнездом 18, обеспечивает прием программ телепередач.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническим решениями имеет следующие преимущества:

широкие функциональные возможности, а именно:

- бортовая информационная система следит за исправностью электронных устройств автомобиля и состоянием датчиков, обеспечивает взаимный обмен информацией;

- голосовая функция;

- цветной цифровой телевизор с системой мультикадрового просмотра;

- диагностическая система со встроенной информацией по ремонту, интервалами сервисного обслуживания, адресами и телефонами сервисных центров;

- функция громкой связи при подключении сотового телефона, записная книжка на 1000 номеров, произношение голосом имени звонящего абонента, цифровой автоответчик, функция диагностики и передачи сведений об эффективности управления автомобилем;

- интернет-навигатор (при подключении сотового телефона);

- электронная почта (при подключении сотового телефона);

- GPS спутниковая навигационная система с возможностью распечатки цветных карт на любом малогабаритном струйном принтере с выделением маршрута до заданного пункта;

- интеллектуальная система климат - контроля;

- часы с 16 будильниками с автономным электропитанием;

- дистанционное управление;

- USB шина;

- CAN сеть;

- быстродействие системы;

- оперативное перепрограммирование;

- адаптирование к легковому автомобилю любой модели;

- совместимость с различными электронными периферийными устройствами;

- повышение надежности.

Сравнительная характеристика параметров известных фирм Японии, Южной Кореи, России с предлагаемым изобретением даны в таблице.

     ТаблицаПараметры и характеристикиЯпонияЮжная КореяРоссияРоссияРоссияКомпьютер Cadias фирма ClarionКомпьютер Carman 1 фирма NextechКомпьютер Вираж Престиж V 10Компьютер АМК-211000 ОАО «Счетмаш», Курск (прототип)Предлагаемое изобретениеОперационная система (программа)Microsoft Windows CE for AutomotiveWindows СЕ 3,0собств.собств.собств.ОЗУ (оперативное запоминающее устройство)64 Мб64 МбНет сведений128 б16 КбВидео ОЗУ8 Мбнет сведенийотсутствуетотсутствует1 МбFlash ПЗУнет сведений32 Мбнет сведений2 Кб64 МбБыстродействие главного процессора166 МГц167 МГцнет сведений1 МГц64 МГцГлавный процессорRISCSH4нет сведенийInfineon С 51RISCДисплейцветной, сенсорный. ЖК, диагональ 17,8 смцветной, сенсорный, ЖК, разрешение 410×240 пикселеймонохромный графический, ЖК, диагональ 6,1 см. разрешение 122×32 пикселеймонохромный графический, ЖК, диагональ 6,1 см, разрешение 122×32 пикселейцветной цифровой, диагональ 13,9 см, разрешение 320×240 пикселейКонструктивное исполнениевыносноеКомбинированное (на компьютере автомобиля выносная приставка)встраиваемоевстраиваемоевстраиваемоеФункции диагностики и управления электронными системами автомобилянетвыполняет компьютер автомобилядададаНавигационная системаДада (выполняет приставка)нетнетда

Продолжение таблицыПараметры и характеристикиЯпонияЮжная КореяРоссияРоссияРоссияКомпьютер Cadias фирма ClarionКомпьютер Carman 1 фирма NextechКомпьютер Вираж Престиж V10Компьютер АМК-211000 ОАО «Счетмаш», Курск (прототип)Предлагаемое изобретениеВозможность подключения периферийных устройствдаДанетнетдаРежим приема телевизионных передачнетда (выполняет приставка)нетнетдаАвтоматическое регулирование яркости индикации и экрана дисплеядаданетнетдаУправление климат-контролемдаданетнетдаВидеокамера заднего виданетнетнетнетдаДистанционное управлениедаданетнетдаПоддерживаемые интерфейсы:     K-LineдададададаUSB (Host-Slave)нет сведенийнет сведенийнетнетда1-Wareнет сведенийнет сведенийнетнетдаCAN 2.0 Bдаданетнетда

Изобретение относится к электронному оборудованию легковых и грузовых автомобилей. Электронный блок состоит из лицевой панели с окном и нишей, имеющей отверстия для контактных гнезд, и корпуса. Последний выполнен с цифровым дисплеем, имеющим экран, совместимый с окном лицевой панели, динамиком, печатными платами. Предусмотрены элементы фиксации электронного блока в панели автомобиля, контактный электрический соединитель, поддерживаемый интерфейс К - Line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230 - 1. Кроме того, система снабжена клавиатурой с клавишами, имеющими просвечиваемую светодиодами маркировку, световодами, выполняющими функции дополнительной индикации излучаемым светодиодами светом, фотодатчиком и фотоприемником. Фоточувствительные части фотодатчика и фотоприемника размещены на наружной стороне лицевой панели. В систему также введена печатная плата управления с кнопками, светодиодами, остальными частями фотодатчика и фотоприемника, встроенная на внутренней стороне лицевой панели. На корпусе установлены плата инвертора и главная плата 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. Система обладает расширенными функциональными возможностями и характеризуется повышенными быстродействием и надежностью, возможностью адаптивного перепрограммирования и адаптирования к легковому автомобилю любой модели, совместимостью с электронными периферийными устройствами. 2 ил., 1 табл.

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 К-Line в соответствии с ISO 9141 и ISO 14230-1, отличающаяся тем, что 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.