CN104808479A - 车载时钟更新装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于更新车载时钟的装置，包括：时钟信号产生模块、时钟信号处理模块，所述时钟信号产生模块与时钟信号处理模块相连，所述时钟信号产生模块被配置为产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述时钟信号处理模块，所述时钟信号处理模块被配置为：使用网络时钟信号更新时钟信号产生模块的时钟，并根据所述网络时钟信号与所述时钟信号产生模块的时钟的差值以及本次更新与上次更新之间的时间段来计算校正因子；以及在判断网络更新条件无法满足时，根据所述校正因子以及此时与上次更新之间的时间段来计算校正值，并使用所述校正值来校正时钟信号产生模块的时钟。

Description

车载时钟更新装置和方法

技术领域

本发明涉及车载时钟领域，具体涉及一种车载时钟更新装置和相应方法。

背景技术

车载时钟为目前车辆中的标准配置，其通过通常位于中控板或车载仪表上的时钟显示装置显示当前时间，为驾乘者提供了很大方便。当前车辆主要采用以下几种方式进行时钟的更新操作：

1）依靠自带的时钟芯片进行时钟更新；

2）根据车载射频模块接收的射频信号中携带的时钟信号来实时更新时钟。

车载时钟以为驾乘者提供精准的时间为根本目的，但通过分析目前已有的技术方案得知，当前正在使用的时钟更新策略存在一些不足，其主要表现有：

1）车载时钟芯片由于工艺、工作环境等原因，晶振频率容易发生异常，导致车载时钟产生较大误差，难以维护特别精确的时钟。

2）在山区丘陵地区，网络信号较差，车载射频模块不能实时接收有效的无线信号，依靠射频信号更新的车载时钟因为不能及时获取有效的时钟信号，而产生时钟偏差；也就是说，采用射频信号实时更新时钟需要外部网络支持，在信号较弱区域，车载时钟将只能依靠自身硬件维护，从而累积误差对时钟影响随时间而日益加深；

可见，本领域中需要一种能够克服现有技术中的至少一部分上述缺点的改进的车载时钟更新的解决方案。

发明内容

为解决现有技术中的上述一个或多个问题，提供了本发明的解决方案。

在本发明的一个方面，提供了一种用于更新车载时钟的装置，包括：时钟信号产生模块、时钟信号处理模块，所述时钟信号产生模块与时钟信号处理模块相连，所述时钟信号产生模块被配置为产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述时钟信号处理模块，所述时钟信号处理模块被配置为：使用网络时钟信号更新时钟信号产生模块的时钟，并根据所述网络时钟信号与所述时钟信号产生模块的时钟的差值以及本次更新与上次更新之间的时间段来计算校正因子；以及在判断网络更新条件无法满足时，根据所述校正因子以及此时与上次更新之间的时间段来计算校正值，并使用所述校正值来校正时钟信号产生模块的时钟。

在本发明的另一个方面，提供了一种用于更新车载时钟的方法，包括：使用网络时钟信号更新车辆时钟，并根据网络时钟信号与车辆时钟的差值以及本次更新与上次更新之间的时间段来计算校正因子；以及在判断网络更新条件无法满足时，根据所述校正因子以及此时与上次更新之间的时间段来计算校正值，并使用所述校正值来校正车辆时钟。

本发明的技术方案能够有效地对车载时钟进行校准，即使是在网络信号较弱的地区，保证了车载时钟在各种情况下的精确性。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的一种用于更新车载时钟的装置；以及

图2示出了上述根据本发明的实施例的用于更新车载时钟的装置执行的操作的流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

现参照图1，其示出了根据本发明的实施例的一种用于更新车载时钟的装置100。如图所示，该用于更新车载时钟的装置100包括：时钟信号产生模块101、时钟信号处理模块102。所述时钟信号产生模块101与时钟信号处理模块102相连，所述时钟信号处理模块102例如通过车辆的CAN总线与显示终端120相连。

所述时钟信号产生模块101被配置为产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述时钟信号处理模块102。所述时钟信号产生模块101可依靠时钟芯片维护时钟的正常运行，其可以是任何一种现有的或新开发的车载时钟信号产生模块。

所述时钟信号处理模块102被配置为：判断网络更新条件是否满足；响应于所述判断为是，使用网络时钟信号更新时钟信号产生模块101的时钟以及在显示终端120上的时钟显示，并根据所述的网络时钟信号与所述时钟信号产生模块101的时钟的差值以及本次更新与上次更新之间的时间段来计算校正因子；以及响应于判断网络更新条件不满足，根据所述校正因子以及此时与上次更新之间的时间段来计算校正值，并使用所述校正值来校正时钟信号产生模块101的时钟。所述时钟信号处理模块102可以由处理器、存储器以及例如到CAN总线的接口电路的组合来实现，所述存储器包含指定了该时钟信号的操作和功能的指令，从而时钟信号处理模块102可通过由处理器执行所述指令来完成其操作和功能。或者，所述时钟信号处理模块102也可以由专用硬件实现，该专用硬件包含了用于执行其操作的逻辑。

所述网络时钟信号可来自于与时钟信号处理模块102相连的射频通信模块110，所述射频通信模块被配置为接收射频信号，并提取其中的网络时钟信号，然后将所述网络时钟信号通过例如CAN总线提供给时钟信号处理模块102。所述射频信号可以是诸如广播电视信号、移动通信信号、导航定位信号等任何一种无线网络信号，且带有网络时钟信号。所述射频通信模块110可以是任何一种现有的或新开发的可接收射频信号中的网络时钟信号的射频通信模块，例如车载GPS系统中的射频通信模块等。

所述时钟信号处理模块还可以与显示终端120相连，该显示终端被配置为显示来自时钟信号处理模块102的时钟信号，即经过时钟信号处理模块102处理的来自时钟信号产生模块101的时钟信号或者来自射频通信模块110的网络时钟信号。该显示终端120可以是与车辆CAN相连的任何车辆显示设备，例如车辆仪表的显示屏、车载娱乐系统的显示屏、车载的第二显示屏等。

也就是说，该装置100可以与车辆仪表连接或整合于车辆仪表中，从而使用车辆仪表的显示屏作为用于显示时钟信号的显示终端120；或者，该装置100可以与车载娱乐系统连接或者整合于车载娱乐系统中，从而使用车载娱乐系统的显示屏作为用于显示时钟信号的显示终端120；或者，该装置可以与车载的第二显示屏连接，从而使用该第二显示屏作为用于显示时钟信号的显示终端120。

如图1中所示，根据本发明的一些实施例，该装置100还包括时钟补偿模块103，且所述计算校正因子、计算校正值以及校正时钟和时钟显示是由所述时钟补偿模块103执行的。所计算的校正因子可被存储在非易失性存储器中以便以后用于对车载时钟进行补偿。也就是说，本发明的装置100采用了基于反馈的车载时钟更新策略，其中，以网络时钟为基准时钟，如果网络时钟更新条件满足，优先用网络时钟更新当前车载时钟（即时钟信号产生模块101维护的时钟），同时根据更新时两者之间的误差，并结合本次更新时间与上次更新时间之间的差来计算校正因子，以后在网络更新条件不满足时，该校正因子将由时钟补偿模块103用于计算补偿值以补偿车载时钟的误差。对仪表时钟芯片的测试发现，其误差曲线近似线性累加地变化，因此，在计算校正因子时，可将校正因子视为线性曲线的斜率K来求解。

根据本发明的进一步的实施例，所述时钟补偿模块103进一步被配置为通过将来自射频通信模块110的网络时钟信号与所述时钟信号产生模块101的时钟的差值除以本次更新与上次更新之间的时间段，并在上次计算的校正因子存在的情况下与上次计算的校正因子进行平均，来计算校正因子。也就是说，在计算校正因子时，通过同时考虑上次计算的校正因子，可使得校正因子逐渐逼近时钟系统误差的平均水平，从而使校正后的时钟逐渐逼近基准时钟，因此提高了校正精度。校正因子的计算可以以公式表示如下：

Δt_n=T_r一T_m   (1)

$K_n=\frac{1}{2}*(\frac{\mathrm{\Δ}{t}_n}{T_n-T_{n-1}}+k_{n-1})---\left(2\right)$

在以上公式中，T_n为在进行网络更新时网络时钟的值，T_m为此时车载时钟的值，Δt_n为此时两者之间的差值，K_n-1为上次进行网络更新时所计算的校正因子（如果没有，则该项为0），T_n-1为上次进行网络更新时网络时钟的值，K_n为本次进行网络更新时所计算的校正因子。

所计算的校正因子将用于在网络更新条件不满足时由时钟补偿模块对车载时间进行补偿，因此，在本发明的这些实施例中，所述时钟信号处理模块102还被配置为执行以下操作：如果判断网络更新条件不满足，例如网络时钟信号无效或者没有启用时钟的网络更新，则由时钟补偿模块103根据在上次进行时钟的网络更新时计算的校正因子以及车载时钟自上次更新以来所经历的时间量来计算校正值，以对车载时钟进行更新。

所述校正值的计算以及校正过程可以以公式表示如下：

t_a=K_n*(T_m-T_m-1)   （3）

T_s=T_m+t_a   （4）

在以上公式中，T_m为当前车载时钟的值，T_m-1为车载时钟上次被校正（包括被网络时钟校正或被时钟补偿模块校正）后的值（该值可在上次校正后存储在非易失性存储器中），K_n为如公式（2）中所计算的校正因子，t_a为所计算的校正值（或称补偿值），T_s为校正后的车载时钟的值，该值可被存储在非易失性存储器中以用于下次对车载时钟的补偿校正。

根据本发明的实施例，所述判断网络更新条件是否满足是在车辆上电后的预定时刻执行的。所述车辆上电后的预定时刻例如可以是在车辆上电开始时，或在上电后车辆上电运行每个预定时间段（该时间段可以与上述用于网络更新的预定时间段相同或者不同）结束时。

在现有技术的方案中，在网络覆盖较好的区域，射频芯片虽然可以实时获取有效的时钟信号，但实时更新将增加整车系统的负载，影响驾驶安全；也就是说，时钟模块在实时更新时，需要不断地和整车网络交换时钟信息，从而将增加整车系统运行负载，影响驾驶安全。

而在根据本发明的实施例的方案中，时钟信号处理模块102可以仅在车辆上电后的预定时刻才使用来自射频通信模块110的网络时钟信号更新时钟信号产生模块101的时钟，而不是时时地使用网络时钟信号更新时钟，这样就降低了依靠射频通信模块110更新时钟的频度，从而降低了时钟更新对整车网络造成的负载。此外，由于时钟信号产生模块101的时钟误差通常在短时期内较小，因此即使降低了更新时钟的频度，仍可以保证时钟具有足够的精确度。

所述车辆上电后的预定时刻可以多种方式来确定。根据本发明的一些实施例，所述车辆上电后的预定时刻包括车辆上电开始时以及上电后车辆上电运行的每个预定时间段结束时。例如，上电开始时以及上电后车辆上电运行每12个小时结束时，时钟信号处理模块102就尝试使用来自射频通信模块110的网络时钟信号更新时钟信号产生模块101的时钟以及在显示终端120上的时钟显示。所述预定时间段可以是系统设定的，以及/或者是可由用户设定的。

根据本发明的实施例，所述判断网络更新条件满足包括判断网络时钟信号有效。也就是说，只有当时钟信号处理模块102判断经由例如CAN总线接收的来自射频通信模块110的网络时钟信号有效时，才会使用该网络时钟信号更新时钟信号产生模块101的时钟以及在显示终端120上的时钟显示。存在多种原因会造成网络时钟信号无效，例如，当车辆位于网络信号较弱的地区时，射频通信模块110可能无法从其中提取有效的网络时钟信号；此外，当射频通信模块110发生故障时，也会无法提供有效的网络时钟信号。时钟信号处理模块102可通过例如将经由CAN总线接收的网络时钟信号的格式与有效网络时钟信号的格式相比较、以及通过判断网络时钟信号的时间是否位于有效时间范围等方式来判断网络时钟信号是否有效。

根据本发明的实施例，所述判断网络更新条件满足还包括判断网络更新功能被启用。也说是说，只有当时钟信号处理模块102判断网络更新功能被启用时，才会使用网络时钟信号更新时钟信号产生模块101的时钟以及在显示终端120上的时钟显示。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述时钟信号处理模块102包括时钟配置模块104，所述时钟配置模块104包括用于由用户设定时钟配置信息的人机交互界面。所述人机交互界面例如可以是显示屏与按键输入的组合、触摸屏、语音交互界面等，并可包括所述显示终端120。所述时钟配置信息例如可以由时钟配置模块104存储在本发明的装置100中包括的非易失性存储器（未示出）中。

在该装置100与车辆仪表连接或整合于车辆仪表中的实施例中，所述人机交互界面可以包括车辆仪表的显示屏以及车辆仪表或方向盘上的按键，这样用户可通过按键设定时钟配置信息，并同时将配置信息显示在车辆仪表的显示屏上。在该装置100与车载娱乐系统连接或者整合于车载娱乐系统中的实施例中，所述人机交互界面可以包括车载娱乐系统的显示屏及按键的组合，或者车载娱乐系统的触摸屏，这样，用户可通过车载娱乐系统的按键或触摸屏设定时钟配置信息，并同时将配置令牌显示在车载娱乐系统的显示屏或触摸屏上。

根据本发明的实施例，所述时钟配置信息可包括上文中所述的预定时间段。也就是说，用户可经由所述时钟配置模块104的人机交互界面设定所述预定时间段，并将其存储在非易失性存储器中，以便由时钟信号处理模块103用来确定网络更新的时刻。

根据本发明的实施例，所述时钟配置信息还可包括上文中所述的网络更新功能是否被启用的信息。也就是说，用户可经由所述时钟配置模块104的人机交互界面设定网络更新功能是否被启用，并将其存储在非易失性存储器中，以便由时钟信号处理模块判断是否进行网络更新。

此外，在本发明的一些实施例中，所述时钟配置模块104除了可用于由用户经由人机交互界面对于是否启用网络更新功能、以及用于网络更新的预定时间段进行配置外，还可用于由用户经由人机交互界面对时钟功能进行其他配置和调整，例如根据个性习惯调整时钟的显示外观和格式（如12时/24时显示），调前或调后车载时钟及其显示等等。这些个性化的配置服务可进一步提高用户体验。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的用于更新车载时间的装置100，应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该装置可具有更多、更少或不同的模块，且各模块之间的连接、包含、功能等关系可以与所描述和图示的不同。例如，尽管图1中示出了时钟补偿模块103和时间配置单元104在时钟信号处理模块102之外，但时钟补偿模块103和时间配置单元104中的任一个或两者也可位于时间处理模块102之内；再例如，在通过时钟信号处理模块102与显示终端120相连之外，时钟产生模块101还可直接与显示终端120相连，以便在时钟信号处理模块不工作时，通过显示终端120显示时钟信号，等等。

现参照图2，其示出了上述根据本发明的实施例的用于更新车载时钟的方法的流程图。由于上面已经描述了该装置执行的操作，为简明起见，在以下描述中省略了与以上描述重复的部分细节，因此可参照以上描述获得对该方法的部分内容的更详细的了解。

如图2所示，该方法可包括以下步骤：

在步骤201，时钟信号处理模块102判断整车网络是否处于唤醒状态。如果整车网络没有处于唤醒状态，则过程结束；如果整车网络处于唤醒状态，则进行到步骤202。如本领域的技术人员所知的，当车辆的点火钥匙关闭后，整车网络处于休眠状态，此时，时钟显示等各电子模块的功能被禁止。当打开车门时，整车网络将由于车门控制模块发送的报文而切换到唤醒状态，此时，时钟显示功能被启用。当点火钥匙插入钥匙孔并转动一格时，车辆的附件电源（ACC）启动，整车网络将切换到上电状态，此时车辆的各电子模块的功能被启用。当点火钥匙转动两格时，车辆的点火电源（RUN）启动，从而启动发动机。当车辆处于上电状态或发动机点火启动后，整车网络也处于唤醒状态。

在步骤202，时钟信号处理模块102读取时钟产生模块101维护的时钟T_m。例如，时钟产生模块101可将时钟信号发送到CAN总线上，这样时钟信号处理模块102可从该CAN总线上读取该时钟信号。

在步骤203，时钟信号处理模块102判断车辆是否处于上电状态。如果该步骤为是，则进行到步骤204；如果该判断为否，则进行到步骤216。

在步骤216，时钟信号处理模块102正常更新时钟显示，即以例如来自所述配置信息的显示格式将时钟产生模块101维护的时钟T_m显示在显示终端120上，而不对该时钟T_m进行任何校正。然后返回到步骤201，开始下一个循环。

在步骤204，时钟信号处理模块102读取配置信息。所述配置信息例如可存储在一非易失性存储器中，并包含由用户设置的各种配置信息，例如用于更新车载时钟的预定时刻、网络更新功能是否启用、以及时钟显示格式等信息。

在步骤205，时钟信号处理模块102可根据在步骤204读取的关于更新车载时钟的预定时刻的配置信息以及在步骤202读取的时钟信号T_m判断目前是否达到用于更新车载时钟的预定时刻。在本发明的一些实施例中，用于更新车载时钟的预定时刻为车辆上电开始时以及车辆上电运行后的每个可由用户设定的预定时间段（例如，12小时）结束时。如果该判断为是，则进行到步骤206；如果该判断为否，则进行到步骤216，正常更新时钟显示。

在步骤206，时钟信号处理模块102判断网络更新功能是否启用。时钟信号处理模块102可根据在步骤204读取的关于网络更新功能是否启用的配置信息来判断网络更新功能是否启用。如果该判断为是，则进行到步骤207；如果该判断为否，则进行到步骤212。

在步骤207，时钟信号处理模块102读取网络时钟信号T_n。时钟信号处理模块102例如可通过CAN总线读取来自射频通信模块110的网络时钟信号。

在步骤208，时钟信号处理模块102判断来自射频通信模块110的网络时钟信号是否有效。时钟信号处理模块102可通过将网络时钟信号的格式与有效网络时钟信号格式进行比较、将网络时钟信号与有效时钟信号范围进行比较等方式来判断网络时钟信号是否有效。如果该判断为是，则进行到步骤209；如果该判断为否，则进行到步骤212。

在步骤209，由时钟信号处理模块102或时钟补偿模块103使用上述公式（1）计算时钟误差Δt_n，即网络时钟信号T_n与时钟产生模块101维护的时钟信息T_m之间的差值。

在步骤210，由时钟信号处理模块102或时钟补偿模块103根据所述时钟误差Δt_n计算并存储校正因子K_n。时钟信号处理模块102或时钟补偿模块103可使用上述公式（2）来计算校正因子K_n，并将其存储在非易失性存储器中。

在步骤211，时钟信号处理模块102使用网络时钟信号T_n来更新车载时钟，即时钟产生模块101维护的时钟。此外，时钟信号处理模块还可同时更新时钟显示，即显示终端上的时钟显示。然后，方法返回到步骤201，以进行下一个循环。

在步骤212，时钟信号处理模块102或时钟补偿模块103判断时钟补偿更新条件是否满足。所述时钟补偿更新条件例如可以是时钟补偿更新功能启用，和/或到达用于时钟补偿更新的时刻。所述时钟补偿更新条件例如可以由用户通过时钟配置模块104设置并存储在非易失性存储器中。如果该判断为是，则进行到步骤213；如果该判断为否，则进行到步骤216，以正常更新时钟显示，而不对时钟产生模块101维护的时钟进行校正。在本发明的一些实施例中，也可以没有该步骤212。

在步骤213，时钟补偿模块103根据在步骤210中计算和存储的校正因子K_n以及自车载时钟上次更新至今的时间量来计算时钟补偿值t_a。时钟补偿模块103可使用上述公式（3）来计算该时钟补偿值t_a。

在步骤214，时钟补偿模块103使用所计算的时钟补偿值t_a计算校正后的时钟值T_s。时钟补偿模块103可使用上述公式（4）计算校正后的时钟值T_s。

在步骤215，时钟信号处理模块102或时钟补偿模块103使用在步骤214计算的校正后的时钟值Ts来更新时钟产生模块101维护的时钟，并同时更新时钟显示。然后，方法返回到步骤201，以进行下一个循环。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的用于更新车载时钟的方法，应指出的是，以上描述和图示仅为示例性说明，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该方法可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、功能等关系可以与所描述和图示的不同。

尽管以上参照附图描述了本发明的各实施例，本领域的技术人员可以理解以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。可以对本发明的实施例进行各种修改和变形，而仍落入本发明的精神和范围之内，本发明的范围仅由所附权利要求书确定。

Claims (10)

1.一种用于更新车载时钟的装置，包括：时钟信号产生模块、时钟信号处理模块，所述时钟信号产生模块与时钟信号处理模块相连，所述时钟信号产生模块被配置为产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述时钟信号处理模块，

所述时钟信号处理模块被配置为：使用网络时钟信号更新时钟信号产生模块的时钟，并根据所述网络时钟信号与所述时钟信号产生模块的时钟的差值以及本次更新与上次更新之间的时间段来计算校正因子；以及在判断网络更新条件无法满足时，根据所述校正因子以及此时与上次更新之间的时间段来计算校正值，并使用所述校正值来校正时钟信号产生模块的时钟。

2.根据权利要求1的装置，其中，所述判断网络更新条件是否满足是在上电后的预定时刻执行的。

3.根据权利要求1的装置，其中，所述判断网络更新条件满足包括判断网络时钟信号是否有效。

4.根据权利要求3的装置，其中，所述判断网络更新条件满足还包括判断网络更新功能是否被启用。

5.根据权利要求4的装置，还包括时钟配置模块，所述时钟配置模块包括用于由用户设定时钟配置信息的人机交互界面。

6.一种用于更新车载时钟的方法，包括：

使用网络时钟信号更新车辆时钟，并根据网络时钟信号与车辆时钟的差值以及本次更新与上次更新之间的时间段来计算校正因子；以及

在判断网络更新条件无法满足时，根据所述校正因子以及此时与上次更新之间的时间段来计算校正值，并使用所述校正值来校正车辆时钟。

7.根据权利要求6的方法，其中，所述判断网络更新条件是否满足是在上电后的预定时刻执行的。

8.根据权利要求6的方法，其中，所述判断网络更新条件满足包括判断网络时钟信号是否有效。

9.根据权利要求8的方法，其中，所述判断网络更新条件满足还包括判断网络更新功能是否被启用。

10.根据权利要求6的方法，还包括：

由用户通过人机交互界面设定时钟配置信息。