CN213399299U - 一种仪表域控制器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种仪表域控制器系统，涉及汽车通信技术领域。所述仪表域控制器系统包括：仪表域控制器；多个显示终端，所述多个显示终端通过第一信号线与所述仪表域控制器连接；多个车载电子模块，所述多个车载电子模块通过第二信号线与所述仪表域控制器连接；其中，所述显示终端的控制器和所述车载电子模块的控制器集成设置在所述仪表域控制器的中央处理单元内；所述中央处理单元用于整车信号转化处理。本实用新型提供的仪表域控制器系统通过仪表域控制器可以集成所述显示终端的控制器和所述车载电子模块的控制器，实现一机多屏的域控制器功能，简化了汽车架构及硬件设计，减少了信号交互及布线的复杂性。

Description

一种仪表域控制器系统

技术领域

本实用新型涉及汽车通信技术领域，特别涉及一种仪表域控制器系统。

背景技术

众所周知，传统汽车电子式仪表通常是由传感器、电子控制单元(ECU) 和显示器组成，其中ECU的电控单元主要包括通用、功能集成且开发相对容易的中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出处理及输入/输出接口(I/O接口)、模数转换器及整形驱动等大规模集成电路等，它能连接多个模拟信号及数字信号的传感器，并通过I/O接口与仪表显示器相连，实现仪表信息显示功能。

作为人车交互的车载信息功能将日益增多，随之而来的是车载显示系统及架构也将会变得越来越复杂，现有技术的车载显示系统的具有冗余设计和分散布置的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种仪表域控制器系统，以解决现有技术的车载显示系统的具有冗余设计和分散布置的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种仪表域控制器系统，包括：

仪表域控制器；

多个显示终端，所述多个显示终端通过第一信号线与所述仪表域控制器连接；

多个车载电子模块，所述多个车载电子模块通过第二信号线与所述仪表域控制器连接；

其中，所述显示终端的控制器和所述车载电子模块的控制器集成设置在所述仪表域控制器的中央处理单元内；所述中央处理单元用于整车信号转化处理。

可选的，所述仪表域控制器，还包括：

输入信号处理单元，所述输入信号处理单元与所述中央处理单元连接，所述输入信号处理单元用于接收车辆的整车信号；

输出驱动电路单元，所述输出驱动电路单元与所述中央处理单元连接，所述输出驱动电路单元用于接收所述中央处理单元处理后的信号；

接口电路，所述输入信号处理单元和所述输出驱动电路单元分别与所述接口电路连接。

可选的，所述中央处理单元，包括：

系统级芯片，所述显示终端的控制器和所述车载电子模块的控制器集成设置在所述系统级芯片内；

微控制单元芯片，所述微控制单元芯片与所述系统级芯片连接，所述微控制单元芯片用于控制所述整车信号的接收、处理和发送。

可选的，所述接口电路还分别与显示终端和车载电子模块连接。

可选的，所述多个显示终端包括：第一显示终端和第二显示终端；

所述仪表域控制器通过低压线束和第一视频传输线分别与所述第一显示终端连接；

所述仪表域控制器通过第二视频传输线与所述第二显示终端连接。

可选的，所述多个车载电子模块，包括：

摄像单元，所述仪表域控制器通过第三视频传输线与所述摄像单元连接；

网关和车载联网终端，所述仪表域控制器通过所述控制器局域网络总线分别与所述网关和车载联网终端连接；

中控控制器，所述仪表域控制器通过低压差分线与所述中控控制器连接。

可选的，所述多个车载电子模块，还包括：

功放单元、方向盘和无线充电单元；

所述仪表域控制器通过所述控制器局域网络总线分别与功放单元、方向盘和无线充电单元连接；

其中，所述仪表域控制器用于实现功放单元、方向盘和无线充电单元发送的第一通讯信号和所述网关和车载联网终端发送的第二通讯信号之间的转化。

可选的，所述多个车载电子模块，还包括：

氛围灯，所述仪表域控制器通过局域互联网总线与所述氛围灯连接。

可选的，所述仪表域控制器还通过所述车载以太网总线与所述网关连接。

可选的，所述第一信号线包括低压线束和/或视频传输线，所述第二信号线接口包括：低压差分线、视频传输线、控制器局域网络总线、局域互联网总线和车载以太网总线的其中一种。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种仪表域控制器系统，包括仪表域控制器，所述仪表域控制器可集成多个显示终端的控制器和多个车载电子模块的控制器，实现一机多屏的域控制器功能。这在一定程度上大大简化了车载显示系统乃至整车电子系统的电子电气系统架构及硬件设计，减少了汽车座舱控制器的电子控制单元的数量，简化了电子电气架构及硬件设计，节约了汽车零部件布置空间，减轻了汽车重量，减少了信号交互及布线的复杂性，提高了整车智能化与集成化程度，提升了用户驾驶交互体验感。

附图说明

图1表示本实用新型实施例提供的仪表域控制器系统的结构示意图之一；

图2表示本实用新型实施例提供的仪表域控制器的结构示意图之一；

图3表示本实用新型实施例提供的仪表域控制器的结构示意图之二；

图4表示本实用新型实施例提供的仪表域控制器系统的结构示意图之二。

附图标记说明：

1-仪表域控制器；11-输入信号处理单元；12-中央处理单元；13-输出驱动电路单元；14-接口电路；2-显示终端；21-第一显示终端；22-第二显示终端；3- 车载电子模块；31-摄像单元；32-网关；33-车载联网终端；34-中控控制器；35- 功放单元；36-方向盘；37-无线充电单元；38-氛围灯。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本实用新型的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。

本实用新型针对现有技术的车载显示系统的具有冗余设计和分散布置的问题，提供一种仪表域控制器系统。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种仪表域控制器系统，包括：

仪表域控制器1；

多个显示终端2，所述多个显示终端2通过第一信号线与所述仪表域控制器 1连接；

多个车载电子模块3，所述多个车载电子模块3通过第二信号线与所述仪表域控制器1连接；

其中，所述显示终端2的控制器和所述车载电子模块3的控制器集成设置在所述仪表域控制器1的中央处理单元12内；所述中央处理单元12用于整车信号转化处理。

该实施例中，所述仪表域控制器系统包括：仪表域控制器1、多个显示终端 2和多个车载电子模块3，图1中只示意了一组显示终端，并不能作为本实用新型中显示终端2和车载电子模块3的数量的限制；在所述仪表域控制器1的中央处理单元12集成设置所述显示终端2的控制器和所述车载电子模块3的控制器集成，简化了车载显示系统乃至整车电子系统的电子电气系统架构及硬件设计，减少了汽车座舱控制器的电子控制单元的数量，简化了电子电气架构及硬件设计，节约了汽车零部件布置空间，减轻了汽车重量，减少了信号交互及布线的复杂性。

可选的，所述第一信号线包括低压线束和/或视频传输线，所述第二信号线包括：低压差分线、视频传输线、控制器局域网络(CAN)总线、局域互联网 (LIN)总线和车载以太网(Ethernet)总线的其中一种。

该实施例中，将所述第一信号线和/或所述第二信号线应用到所述仪表域控制器系统中，同时所述第一信号线和所述第二信号线根据所述显示终端2和是车载电子模块3的种类的不同，采用不同的线的组合或其中之一，有效的综合了不同网络、不同种类的效率和成本的优势，把速率要求较高的系统和要求较低的系统分开成不同的网络，使得可将所述仪表域控制器系统的网通信可针对不同的器件要求应用不同的总线类型，且分开多条网络通道，通过所述第一信号线和/或所述第二信号线实现网络资源的优化和共享。

如图2所示，本实用新型的所述仪表域控制器1，还包括：

输入信号处理单元11，所述输入信号处理单元11与所述中央处理单元12 连接，所述输入信号处理单元11用于接收车辆的整车信号；

输出驱动电路单元13，所述输出驱动电路单元13与所述中央处理单元12 连接，所述输出驱动电路单元13用于接收所述中央处理单元12处理后的信号；

接口电路14，所述输入信号处理单元11和所述输出驱动电路单元13分别与所述接口电路14连接。

该实施例中，所述中央处理单元12经所述输入信号处理单元11将接收的车辆的整车信号进行转化处理，然后输出至所述驱动电路单元13再经由所述接口电路14将相关信号发送至所述显示终端2进行显示或者是发送至所述车载电子模块3进行执行。所述输入信号处理单元11用于接收车辆的整车信号，所述输出驱动电路单元13用于接收所述中央处理单元12处理后的信号，而所述接口电路14分别与两者连接，进行数据通讯。

进一步地，所述接口电路14还分别与显示终端2和车载电子模块3连接。

该实施例中，所述接口电路14指的是所述仪表域控制器系统与多个显示终端2和多个所述车载电子模块3进行信息交互的物理连接方式，比如硬线接口、 CAN接口、CANFD(CAN的升级版)接口、LIN接口、Ethernet通信接口等；所述接口电路14根据所述多个车载电子模块3和多个所述显示终端2的不同，连接相对应的所述接口电路14。其中，CANFD继承了CAN总线的主要特性， CANFD总线弥补了CAN总线带宽和数据场长度的制约、同时提高了传输效率，可将其理解为CAN协议的升级版，CANFD只升级了协议、物理层未改变。

进一步地，所述中央处理单元12，包括：

系统级芯片，所述显示终端2的控制器和所述车载电子模块3的控制器集成设置在所述系统级芯片内；

微控制单元芯片，所述微控制单元芯片与所述系统级芯片连接，所述微控制单元芯片用于控制所述整车信号的接收、处理和发送。

该实施例中，所述中央处理单元12主要是由系统级芯片(SOC)和微控制单元芯片(MCU)构成。本实用新型的仪表域控制器系统中的SOC选用的是恩智浦(NXP)的I.MX8X，即仪表控制器(ICM)、抬头显示器(HUD)、驾驶员监控摄像头(DMC)以及小网关(GW)的控制器集成功能主要就是通过这颗 SOC芯片实现的。而作为SOC通信的前端机的MCU则可实现仪表域控制器系统与整车之间的控制器局域网络CAN、CANFD(CAN的升级版)、LIN信号的接收、预处理及发送功能，其在一定程度上减轻了SOC的负载；这里的，所述 SOC，SOC芯片是一种包含完整系统且有嵌入软件的集成电路芯片。

需要说明的是，上述的所述仪表域控制器系统中的显示终端2包括但不限于：仪表显示屏、风挡式抬头显示器等等；所述车载电子模块3包括但不限于：驾驶员监控摄像头、网关、车载联网终端、功放单元、方向盘、无线充电单元、氛围灯等与所述仪表域控制器系统有信号交互的电子模块。

再如图4所示，图4为所述仪表域控制器系统具体结构示意图，所述仪表域控制器系统中的所述多个显示终端2包括：第一显示终端21和第二显示终端 22；

所述仪表域控制器1通过低压线束和第一视频传输线分别与所述第一显示终端21连接；

所述仪表域控制器1通过第二视频传输线与所述第二显示终端22连接。

该实施例中，所述仪表域控制器系统中可以通过一个系统实现控制多个显示终端，这里，所述第一显示终端21优选为仪表显示屏，所述仪表显示屏采用数字式仪表盘为机屏分离设计，所述仪表显示屏通过低压线束和第一视频传输线分别与所述第一显示终端21连接，所述第一显示终端21可以实现仪表的报警指示灯、图文、动画、声音提醒等基本显示功能；其中，与所述仪表显示屏连接的所述第一视频传输线为低电压差分信号(LVDS)接口，LVDS接口可实现数据传输和接口功能，且具备高速数据传输，所述LVDS接口一般采用单线四芯。这里，所述第二显示终端22优选为风挡式抬头显示器(W-HUD)，所述第二显示终端22通过带有楔形角度的前风挡玻璃将车速、剩余电量、续驶里程、报警信息、导航信息等行车关注信息映射在驾驶员正前方，避免驾驶员因低头查看仪表或中控显示的信息而带来的行车安全隐患。所述第二视频传输线采用与所述第一视频传输线相同的型号。

具体地，所述多个车载电子模块3包括：

摄像单元31，所述仪表域控制器1通过第三视频传输线与所述摄像单元31 连接；

该实施例中，所述摄像单元31优选为驾驶员监控摄像头，所述摄像单元31 可以实现疲劳驾驶、分心检测、危险行为监测、人脸识别、驾驶员监测区域监测等功能，大大提升整车科技感与驾驶体验感。所述第三视频传输线采用具有射频特性传输信号功能(如视频、导航等)的连接器的视频传输线，所述第三视频传输线优选采用同轴电缆、单线单芯。

网关(GW)32和车载联网终端33，所述仪表域控制器1通过所述控制器局域网络总线分别与所述网关32和车载联网终端33连接；

该实施例中，所述仪表域控制器1以CANFD信号的形式，实现所述仪表域控制器系统、网关32和车载联网终端33之间的信号交互功能。所述车载联网终端优选为智能远程控制终端(Telematics BOX)。所述智能远程控制终端可以实现提供车况报告、行车报告、油耗统计、故障提醒、违章查询、位置轨迹、驾驶行为、安全防盗、预约服务、远程找车、利用手机控制汽车门、窗、灯、锁、喇叭、双闪、反光镜折叠、天窗、监听中控警告和安全气囊状态等。

中控控制器34，所述仪表域控制器1通过所述低压差分线与所述中控控制器34连接。

该实施例中，所述仪表域控制器1可以所述第一显示终端21(仪表控制器) 实现关于导航、多媒体、电话、音乐等信息的飞屏显示功能；所述低压差分线采用低电压差分信号接口中的APIX接口，所述APIX接口可用达每秒1GBit的传输数率来传输影像或周边信息给显示屏或摄影机应用，APIX总线包含2个被保护的成对电缆线，可实现双方向的数据传输。

可选的，所述仪表域控制器1还通过所述车载以太网(Ethernet)总线与所述网关32连接。这里，可以使得仪表域控制器1通过Ethernet信号实现所述仪表域控制器系统的诊断、刷写功能。

可选的，所述多个车载电子模块3，还包括：

功放单元35、方向盘36和无线充电单元37；

所述仪表域控制器1通过所述控制器局域网络总线分别与功放单元35、方向盘36和无线充电单元37连接；

其中，所述仪表域控制器1用于实现功放单元(AMP)35、方向盘(MFS) 36和无线充电单元(PWC)37发送的第一通讯信号和所述网关32和车载联网终端33发送的第二通讯信号之间的转化。

需要说明的是，所述仪表域控制器1用于实现功放单元(AMP)35、方向盘(MFS)36和无线充电单元(PWC)37发送的第一通讯信号，和所述网关 32和车载联网终端33发送的第二通讯信号之间的转化的步骤，具体为仪表域控制器1通过CAN接口接收功放单元35、方向盘36、无线充电单元37发送的 CAN信号并将其转化为CANFD信号传输给GW或中控信息娱乐控制器(EHU)，或者是将网关、EHU等相关的CANFD信号转化为CAN信号发送给AMP、MFS、 PWC，以实现所述网关的功能。

可选的，所述多个车载电子模块3，还包括：

氛围灯(AL)38，所述仪表域控制器1通过所述局域互联网总线与所述氛围灯38连接。

需要说明的是，所述仪表域控制器1通过所述局域互联网总线的LIN接口驱动氛围灯38，驱动并点亮所述氛围灯38，实现流水式氛围灯及音乐律动氛围灯等显示效果。

应当知道的是，所述仪表域控制器1的内部是以CAN或LIN低速总线的形式进行信号转发和功能处理的，所述仪表域控制器1与多个车载电子模块的控制器则是通过中央网关以CANFD高速总线的方式进行通信的。

本实用新型的所述仪表域控制器系统通过SOC芯片实现了仪表控制器、抬头显示控制器、疲劳驾驶预警系统控制器、氛围灯控制器及智能小网关的五合一域控制器功能，既减少了仪表域控制器系统的冗余设计、又大大提升了人车交互体验感。

本实用新型域的仪表域控制器系统，采用集中式电子电器架构打破了网段内壁垒，将传感和处理器分开、即传感器与ECU不再是一对一的关系，除此之外，适当的集成化设计打破了传统的传感器与ECU一一对应的架构，减少了ECU 数量，简化了电子电气架构及硬件设计，更有利于实现车载显示系统的平台化和集成化及功能的可扩展性。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种仪表域控制器系统，其特征在于，包括：

仪表域控制器(1)；

多个显示终端(2)，所述多个显示终端(2)通过第一信号线与所述仪表域控制器(1)连接；

多个车载电子模块(3)，所述多个车载电子模块(3)通过第二信号线与所述仪表域控制器(1)连接；

其中，所述显示终端(2)的控制器和所述车载电子模块(3)的控制器集成设置在所述仪表域控制器(1)的中央处理单元(12)内；所述中央处理单元(12)用于整车信号转化处理。

2.根据权利要求1所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述仪表域控制器(1)，还包括：

输入信号处理单元(11)，所述输入信号处理单元(11)与所述中央处理单元(12)连接，所述输入信号处理单元(11)用于接收车辆的整车信号；

输出驱动电路单元(13)，所述输出驱动电路单元(13)与所述中央处理单元(12)连接，所述输出驱动电路单元(13)用于接收所述中央处理单元(12)处理后的信号；

接口电路(14)，所述输入信号处理单元(11)和所述输出驱动电路单元(13)分别与所述接口电路(14)连接。

3.根据权利要求2所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述中央处理单元(12)，包括：

系统级芯片，所述显示终端(2)的控制器和所述车载电子模块(3)的控制器集成设置在所述系统级芯片内；

微控制单元芯片，所述微控制单元芯片与所述系统级芯片连接，所述微控制单元芯片用于控制所述整车信号的接收、处理和发送。

4.根据权利要求2所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述接口电路(14)还分别与显示终端(2)和车载电子模块(3)连接。

5.根据权利要求1所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述多个显示终端(2)包括：第一显示终端(21)和第二显示终端(22)；

所述仪表域控制器(1)通过低压线束和第一视频传输线分别与所述第一显示终端(21)连接；

所述仪表域控制器(1)通过第二视频传输线与所述第二显示终端(22)连接。

6.根据权利要求1所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述多个车载电子模块(3)，包括：

摄像单元(31)，所述仪表域控制器(1)通过第三视频传输线与所述摄像单元(31)连接；

网关(32)和车载联网终端(33)，所述仪表域控制器(1)通过控制器局域网络总线分别与所述网关(32)和车载联网终端(33)连接；

中控控制器(34)，所述仪表域控制器(1)通过低压差分线与所述中控控制器(34)连接。

7.根据权利要求6所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述多个车载电子模块(3)，还包括：

功放单元(35)、方向盘(36)和无线充电单元(37)；

所述仪表域控制器(1)通过所述控制器局域网络总线分别与功放单元(35)、方向盘(36)和无线充电单元(37)连接；

其中，所述仪表域控制器(1)用于实现功放单元(35)、方向盘(36)和无线充电单元(37)发送的第一通讯信号和所述网关(32)和车载联网终端(33)发送的第二通讯信号之间的转化。

8.根据权利要求1所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述多个车载电子模块(3)，还包括：

氛围灯(38)，所述仪表域控制器(1)通过局域互联网总线与所述氛围灯(38)连接。

9.根据权利要求6所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述仪表域控制器(1)还通过所述车载以太网总线与所述网关(32)连接。

10.根据权利要求1所述的仪表域控制器系统，其特征在于，所述第一信号线包括低压线束和/或视频传输线，所述第二信号线包括：低压差分线、视频传输线、控制器局域网络总线、局域互联网总线和车载以太网总线的其中一种。

Images