技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车诊断领域，尤其涉及一种具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表。
背景技术
[0002] 随着汽车技术的不断发展，现代汽车的工作状况都是由电控单元(ECU)进行控制显示的，从而使得现代汽车在动
力性、安全性和环保等方面更加先进。随着汽车电控技术的飞速发展，汽车越来越普及，采用电脑控制的系统越来越多，汽车结构也越来越复杂，汽车的故障诊断也变得越来越复杂，随之，汽车维修技师对汽车故障诊断设备的需求越来越大。目前的汽车行业，当汽车出现故障时往往驾驶员不知道故障出现在哪里，故障是否严重，这时驾驶员需要尽快知道汽车故障，以便于快速排除故障，因此，如何有效、快速的知道汽车的故障也是每个驾驶者迫切的需要。
[0003] 随着信息化时代的发展，汽车仪表已经不再仅仅是速度里程的指示，而是汽车的综合显示控制中心。因此，传统单一功能的汽车诊断仪表已经无法满足越来越多的信息收集需求，该行业内迫切的需要一种具有多种检测功能的综合仪表，以满足广大驾驶员及时、有效了解汽车故障并排除故障的需求。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于，提供一种具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表，其具有汽车电控诊断功能，可以对汽车故障进行提示，明确汽车故障点，以提醒驾驶员对汽车进行更好的维护。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供一种具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表，其包括：中央
控制器、仪表
接口、分别与中央控制器电性连接的数个不同功能指示步进
电机、仪表照明指示灯、安全状态指示灯、多种功能指示灯、多种故障指示灯、显示屏、时钟芯片、
存储器、语音提示模
块、按键处理
电路、与仪表接口电性连接的电源模块、分别与中央控制器及仪表接口电性连接的多种输入
信号处理电路、及汽车电控诊断接口电路，所述中央控制器上设有CAN总线接口及UART接口，使用时，通过仪表接口与待诊断汽车的电控单元电性连接，中央控制器通过CAN总线接口或UART接口连接汽车电控诊断接口电路，进而通过仪表接口与待诊断汽车的电控单元建立通讯连接。
[0006] 所述中央控制器采用汽车组合仪表专用IC，该专用IC包括MC9S12XHZ系列、MC9S12HZ系列、及MC9S12HY系统的IC。
[0007] 所述数个不同功能指示步进电机包括车速指示步进电机、转速指示步进电机、
水温指示步进电机、及燃油指示步进电机，中央控制器上对应该不同功能指示步进电机分别设有步进电机驱动输出接口，每一不同功能指示步进电机分别通过与其对应的步进电机驱动输出接口与中央控制器连接。
[0008] 所述仪表照明指示灯通过一
背光驱动电路与中央控制器电性连接，该中央控制器上对应该背
光驱动电路设有PWM输出接口，背光驱动电路通过该PWM输出接口与中央控制器连接，该仪表照明指示灯包括显示屏背光指示灯、及仪表背光指示灯。
[0009] 所述安全状态指示灯、多种功能指示灯、及多种故障指示灯均依次通过一指示灯输出驱动电路、及一指示灯输出控制电路与中央控制器连接，该安全状态指示灯包括安全带状态指示灯、及车
门、
发动机盖、后备箱状态指示灯，多种功能指示灯包括左右
转向灯、
雾灯状态指示灯、驻车状态指示灯、及
电池状态指示灯，多种故障指示灯包括ABS故障指示灯、安全气囊故障指示灯、调动系统故障指示灯、发动机故障指示灯、油压故障指示灯、及燃油报警指示灯。
[0010] 所述显示屏为LCD或VFD显示屏，该显示屏通过一显示驱动电路与中央控制器电性连接；语音提示模块内包括一蜂鸣器喇叭、及一喇叭驱动电路，该蜂鸣器喇叭通过该喇叭驱动电路与中央控制器电性连接；按键处理电路内包括数个按键、及与该数个按键电性连接的电平信号滤波电路，该数个按键分别通过该电平信号滤波电路与中央控制器电性连接。
[0011] 所述多种
输入信号处理电路包括ON输入
信号处理电路、
模拟信号输入信号处理电路、脉冲信号输入信号处理电路、档位信号输入处理电路、仪表照明输入处理电路、汽车安全状态出入信号处理电路、汽车功能指示灯输入信号处理电路、及汽车故障指示输入信号处理电路；所述ON输入信号处理电路内包括一ON输入信号电平转换电路、及一电平信号滤波电路，ON输入信号电平转换电路通过该电平信号滤波电路与中央控制器连接；模拟信号输入信号处理电路内包括一模拟
电压输入信号输入保护电路、及一模拟滤波电路，该模拟电压输入信号输入保护电路包括燃油、水温、及
温度输入信号输入保护电路，其均通过模拟滤波电路与中央控制器连接；脉冲信号输入信号处理电路内包括一脉冲信号输入保护、整形电路、及一脉冲信号滤波电路，该脉冲信号输入保护、整形电路包括车速、及转速保护、整形电路，其均通过脉冲信号滤波电路与中央控制器连接。
[0012] 所述汽车电控诊断接口电路包括一CAN总线滤波保护电路、及一K总线滤波保护电路，该CAN总线滤波保护电路通过一CAN总线收发器与中央控制器上的CAN总线接口连接，K总线滤波保护电路通过一K总线收发电路与中央控制器上的UART接口连接。
[0013] 本实用新型的有益效果：本实用新型提供的具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表，其通过将汽车相关的各工作状态以多种功能事件的形式进行划分，以此方式实现汽车电控诊断的功能，同时还可以对汽车故障进行提示，明确汽车故障点，以提醒驾驶员对汽车进行更好的维护；此外，该具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表具有多种信号接口，同时支持CAN总线接口及UART接口接入，信号接入方式选择性更广，方便更多用户的使用。
[0014] 为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与
附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
[0015] 下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。
[0016] 附图中，
[0017] 图1为本实用新型的具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表一
实施例的电路结构示意图；
[0018] 图2为本实用新型具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表的
软件主架构示意图；
[0019] 图3为本实用新型定时自动启动中断的流程示意图；
[0020] 图4为作为本实用新型一实施例的汽车电控诊断事件的处理
流程图；
[0021] 图5为作为本实用新型另一实施例的各功能指示步进电机的处理流程图。
具体实施方式
[0022] 为更进一步阐述本实用新型为实现预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，应当可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
[0023] 如图1所示，本实用新型提供一种具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表，其包括：中央控制器(MCU)2、仪表接口4、分别与中央控制器2电性连接的数个不同功能指示步进电机21、仪表照明指示灯22、安全状态指示灯23、多种功能指示灯24、多种故障指示灯25、显示屏26、时钟芯片27、存储器28、语音提示模块29、按键处理电路20、与仪表接口4电性连接的电源模块40、分别与中央控制器2及仪表接口4电性连接的多种输入信号处理电路、及汽车电控诊断接口电路42，所述中央控制器2上设有CAN总线接口202及UART接口
204，使用时，通过仪表接口4与待诊断汽车的电控单元(ECU)电性连接，中央控制器2通过CAN总线接口202或UART接口204连接汽车电控诊断接口电路42，进而通过仪表接口4与待诊断汽车的电控单元建立通讯连接，本实用新型中，该仪表接口4与汽车电控单元之间采用汽车电控系统故障诊断协议进行通讯。
[0024] 本实用新型中，该中央控制器2采用汽车组合仪表专用IC，在本实施例中，该专用IC采用Freescale厂家生产的MC9S12XHZ系列、MC9S12HZ系列、或MC9S12HY系统的IC。
[0025] 按键处理电路20内包括数个按键202、及与该数个按键202电性连接的电平信号滤波电路204，该数个按键202分别通过该电平信号滤波电路204与中央控制器2电性连接，该按键处理电路20用以处理按键202的输入信号，以达到中央控制器2采集这些信号的目的。
[0026] 数个不同功能指示步进电机21包括车速指示步进电机212、转速指示步进电机214、水温指示步进电机216、及燃油指示步进电机218，中央控制器2上对应该不同功能指示步进电机21分别设有步进电机驱动输出接口212’、214’、216’、及218’，每一不同功能指示步进电机212、214、216、及218分别通过与其对应的步进电机驱动输出接口212’、214’、
216’、及218’与中央控制器2连接，以用于显示当期汽车的一些工作状况。
[0027] 仪表照明指示灯22用于控制一个观看该具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表的最佳效果，该仪表照明指示灯22包括显示屏背光指示灯222、及仪表背光指示灯224，其均通过一背光驱动电路226与中央控制器2电性连接，该中央控制器2上对应该背光驱动电路226设有PWM输出接口228，背光驱动电路226通过该PWM输出接口228与中央控制器2连接中央控制器2以PWM方式驱动控制仪表照明，该仪表指示灯22可以为常用的
LED灯。
[0028] 安全状态指示灯23、多种功能指示灯24、及多种故障指示灯25均依次通过一指示灯输出驱动电路230、及一指示灯输出控制电路240与中央控制器2连接，该安全状态指示灯23用于提醒驾驶员的安全状态，其包括安全带状态指示灯232、及车门、发动机盖、后备箱状态指示灯234；多种功能指示灯24用于提示汽车目前的一些工作状态，其包括左右转向灯、雾灯状态指示灯242、驻车状态指示灯244、电池状态指示灯246、及其它状态指示灯248；多种故障指示灯25用于提示汽车目前的一些功能故障等，其包括ABS故障指示灯251、安全气囊故障指示灯252、调动系统故障指示灯253、发动机故障指示灯254、油压故障指示灯255、燃油报警指示灯256、及其它故障指示灯257。
[0029] 显示屏26为LCD或VFD显示屏，其用于显示汽车工装状态和总里程、小计里程、汽车电控单元的故障等信息，该显示屏26通过一显示驱动电路262与中央控制器2电性连接。
[0030] 时钟芯片27用于设置和读取
时钟信号。存储器28用于存储汽车总里程、小计里程、汽车组合仪表运行的控制参数等，本实施例中，该存储器28为电可擦写可编程
只读存储器(EEPROM：Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory)存储器，其通过一SPI接口272与中央控制器电性连接，该EEPROM存储器可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程(重写)，不需从计算机中取出即可
修改。
[0031] 语音提示模块29内包括一蜂鸣器喇叭292、及一喇叭驱动电路294，该蜂鸣器喇叭292通过该喇叭驱动电路294与中央控制器2电性连接，其通过语音提示当前汽车的某些功能状态。
[0032] 仪表接口4用于与汽车
车身状态、组合
开关、故障信息、汽车电控单元建立
硬件连接，使用时只需要将该具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表通过仪表接口4与待诊断汽车的电控单元电性连接，即可实现与汽车电ECU的通讯，以达到汽车故障诊断的目的。
[0033] 电源模块40与仪表接口4电性连接，其为整个汽车组合仪表内的部件提供所需要的电源。
[0034] 进一步地，多种输入信号处理电路包括ON输入信号处理电路411、模拟信号输入信号处理电路412、脉冲信号输入信号处理电路413、档位信号输入处理电路414、仪表照明输入处理电路415、汽车安全状态出入信号处理电路416、汽车功能指示灯输入信号处理电路417、及汽车故障指示输入信号处理电路418。其中，所述ON输入信号处理电路411用于提供汽车组合仪表何时工作、何时不工作的信号，并使中央控制器2采集此信号，该ON输入信号处理电路411内进一步包括一ON输入信号电平转换电路401、及一电平信号滤波电路402，ON输入信号电平转换电路401通过该电平信号滤波电路402与中央控制器2连接。该模拟信号输入信号处理电路412内进一步包括一模拟电压输入信号输入保护电路403、及一模拟滤波电路404，该模拟电压输入信号输入保护电路403包括燃油、水温、及温度输入信号输入保护电路，其均通过模拟滤波电路404与中央控制器2连接以用于处理燃油、水温、温度等模拟信号，并使中央控制器2采集到这些信号。脉冲信号输入信号处理电路413内包括一脉冲信号输入保护、整形电路405、及一脉冲信号滤波电路406，该脉冲信号输入保护、整形电路405包括车速、及转速保护、整形电路，其均通过脉冲信号滤波电路406与中央控制器2连接，以处理车速及转速的脉冲信号，并使中央控制器2采集到这些信号。档位信号输入处理电路414用于处理汽车档位的信号，以达到中央控制器2采集这些信号，该档位信号处理电路414内包括一汽车档位输入信号电平转换电路407、及一电平信号滤波电路408，该汽车档位输入信号电平转换电路407通过电平信号滤波电路408与中央控制器2连接。仪表照明输入处理电路415用于仪表背
光信号输入的处理，以达到中央控制器2采集这些信号，其内包括一仪表照明信号电平转换电路409、及与该仪表照明信号电平转换电路409电性连接的电平信号滤波电路410；汽车安全状态出入信号处理电路416用于处理安全状态输入的开关信号，以达到中央控制器2采集这些信号，其内包括一安全状态输入信号电平转换电路430、及与该安全状态输入信号电平转换电路430电性连接的电平信号滤波电路431；汽车功能指示灯输入信号处理电路417用于处理各功能指示灯信号，以达到中央控制器2采集这些信号，其内包括一功能指示输入信号电平转换电路432、及与功能指示输入信号电平转换电路432电性连接的电平信号滤波电路433；汽车故障指示输入信号处理电路418用于处理各故障指示灯输入信号，以达到中央控制器2采集这些信号，其内包括一故障指示输入信号电平转换电路434、及与故障指示输入信号电平转换电路434电性连接的电平信号滤波电路435，该电平信号滤波电路410、431、433、及435均通过一开关信号输入电路436与中央控制器2连接。
[0035] 汽车电控诊断接口电路42用于连接汽车组合仪表的中央控制器2与汽车ECU之间的通讯连接，在汽车组合仪表的中央控制器2与汽车ECU之间传输数据。在本实施例中，该汽车电控诊断接口电路42包括一CAN总线滤波保护电路422、及一K总线滤波保护电路424，该CAN总线滤波保护电路422通过一CAN总线收发器426与中央控制器2上的CAN总线接口202连接，K总线滤波保护电路424通过一K总线收发电路428与中央控制器2上的UART接口204连接。
[0036] 在本实用新型中，该具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表的中央控制器2通过IIC总线操作时钟芯片27读取设置时钟，在显示屏26上显示；中央控制器2通过SPI总线操作存储器28读取和写入汽车组合仪表运行控制参数、总里程、小计里程，以及读取故障代码等信息；中央控制器2通过一IO接口210采集ON输入信号改变汽车组合仪表工作状态；中央控制器2通过一A/D220接口采集燃油、水温信号，再通过标定数据和一定
算法计算出燃油剩余量、水温，然后通过步进电机控制算法来控制不同功能指示步进电机21驱动来实现燃油指示和水温指示；中央控制器2通过一脉宽捕获接口250采集车速、转速，再通过标定数据和一定算法计算出车速和转速，然后通过步进电机控制算法来控制不同功能指示步进电机21驱动来实现车速指示和转速指示，并通过标定数据和一定算法计算出总里程和小计里程，并将总里程和小计里程保存在存储器中；中央控制器2通过IO接口采集汽车档位输入信号、仪表照明输入信号、安全状态输入信号、各种功能指示灯输入信号、各种故障指示灯输入信号，得到汽车工作的相关状态，然后通过IO接口控制指示灯驱动，从而达到仪表照明指示、安全状态指示、各功能灯指示、各故障灯指示；中央控制器2通过IO接口260采集按键信号，得到人工功能操作，然后通过IO接口270控制显示屏26和相应的硬件操作，从而达到人工操作功能的完成。中央控制器2通过A/D口采集室内外温度
传感器信号，再通过标定数据和一定算法计算出室内外温度，然后中央控制器2通过IO接口控制显示屏26显示室内外温度；中央控制器2通过CAN接口202或UART接口204连接汽车电控诊断接口电路42与汽车ECU建立通讯连接，从而达到对汽车电控单元的故障诊断，得到汽车相关的工作状态，其中包括读取故障码、读取数据流，并经过数据分析，从存储器中读取相关故障信息，并在显示屏上显示。
[0037] 图2所示，为本实用新型具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表的软件主架构示意图，该汽车组合仪表将汽车相关的各工作状态以多种功能事件的形式进行划分，其在ON输入信号有效的情况运行，首先进行系统初始化，读取汽车组合仪表运行控制参数，启动中断；然后等待事件的产生，读取事件，清除事件，判断事件属于哪一项功能事件，并处理该功能事件所对应的操作；处理完功能事件后清除看门狗，再处理下一个功能事件。作为本实用新型的一种选择性实施例，该功能事件可包括：水温事件、燃油事件、室内温度事件、室外温度事件、时钟事件、转速事件、车速事件、按键事件、显示事件、仪表照明事件、功能灯事件、报警灯事件、档位事件、汽车电控诊断事件、及汽车仪表运行控制参数事件(标定数据事件)。上述各功能事件分别对应不同的功能操作，其中，水温事件对应水温信号
数据采集、数据滤波、水温计算、及水温指示步进电机步数计算的操作；燃油事件对应燃油信号数据采集、数据滤波、燃油剩余量计算、及燃油指示步进电机步数计算的操作；室内温度事件对应室内温度信号数据采集、数据滤波、及室内
温度计算的操作；室外温度事件对应室外温度信号数据采集、数据滤波、及室外温度计算的操作；时钟事件对应读取时钟、及设置时钟的操作；转速事件对应转速数据滤波、转速计算、及转速指示步进电机步数计算的操作；车速事件对应车速数据滤波、车速计算、车速指示步进电机步数计算、总
里程计算和保存、及小计里程计算和保存的操作；按键事件对应对多个按键进行处理的操作；显示事件对应显示汽车工作的相关状态的操作；仪表照明事件对应显示屏的背光控制、及仪表背光控制的操作；功能灯事件对应根据功能灯信号，驱动相应的功能指示灯的操作；报警灯事件对应根据报警灯信号，驱动相应的报警指示灯的操作；档位事件对应对档位信号进行处理的操作；汽车电控诊断事件对应发送汽车电控诊断命令、及分析汽车电控诊断数据的操作；汽车仪表运行控制参数事件(标定数据事件)对应分析汽车运行控制参数、及保存汽车运行控制参数的操作，即标定
数据处理的操作。其中所有的功能事件都在各个中断程序中产生，处理功能事件都在主流程中完成，此以功能事件的方式可实现汽车电控诊断的功能，同时还可以对汽车故障进行提示，明确汽车故障点，以提醒驾驶员对汽车进行更好的维护。当需要增加功能事件时，只需在相应的中断和主程序架构中增加，其他功能事件不受影响。
[0038] 作为本实用新型的选择性实施例，该具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表可通过人工操作按键启动中断，开始汽车组合仪表与待诊断汽车的电控单元之间的通讯，或者通过预先设置，汽车组合仪表定时自动启动中断开始与待诊断汽车的电控单元进行通讯。如图3所示，为本实用新型定时自动启动中断的流程示意图，当定时中断开始后，汽车组合仪表首先进行掉电检测，然后进入汽车诊断数据处理过程，进而进行串口数据检测、按键检测、然后按照预先的设置进行
节拍计时处理，然后进入各功能事件处理。
[0039] 如图4所示，为作为本实用新型一实施例的汽车电控诊断事件的处理流程图，当对汽车电控诊断数据处理开始后，汽车组合仪表首先判断是接收到数据还是数据发送完毕，若为接收数据，则汽车组合仪表通过其仪表接口从待诊断汽车的电控单元处获取诊断数据，然后将诊断数据添加到诊断数据处理所对应的功能事件中，按照该功能事件对应的功能操作作出相应的处理；若为数据发送完毕，则进行诊断数据发送完毕处理的操作。图5为作为本实用新型另一实施例的各功能指示步进电机的处理流程图，当对各不同功能指示步进电机处理开始后，先进行转速指示步进电机处理，然后依次进行车速指示步进电机处理、水温指示步进电机处理、及燃油指示步进电机处理，对各不同功能步进电机处理完成后结束本次操作。
[0040] 综上所述，本实用新型提供的具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表，其通过将汽车相关的各工作状态以多种功能事件的形式进行划分，以此方式实现汽车电控诊断的功能，同时还可以对汽车故障进行提示，明确汽车故障点，以提醒驾驶员对汽车进行更好的维护；此外，该具有汽车电控诊断功能的汽车组合仪表具有多种信号接口，同时支持CAN总线接口及UART接口接入，信号接入方式选择性更广，方便更多用户的使用。
[0041] 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本方面的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和
变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型
权利要求的保护范围。
