TWI488762B - 用於車輛診斷工具之電力平衡 - Google Patents

Description

用於車輛診斷工具之電力平衡

本申請案主張對美國臨時申請案第61/058/072號(申請於2008年6月2日)之優先權，此處將該揭示案全文併入本文中。本發明大體而言係關於一車輛診斷工具。更特定言之，本發明係關於一車輛診斷工具之電力平衡。

車輛診斷掃描工具用於診斷被測車輛中存在的問題。該等掃描工具具備愈來愈大之功能，此等功能包括更大之彩色螢幕(能夠直接在陽光下續取其上之內容)及網際網路與網路互連功能，且因此需要更大電力。該工具可直接連結至車輛之資料連結連接器(DLC)，以與車輛的車上診斷系統進行通訊，車上診斷系統諸如OBD-II(On Board Diagnostic，車上診斷)。該工具一旦連接至DLC，其可自車輛電瓶中提取電力。然而，視使用情況而定，該工具可能會自該車輛電瓶中提取過多電力，從而損害車輛電瓶。另外，該掃描工具可能裝有其自身的內部電源(電池)，但是若使用掃描工具的內部電源，則技師使用該掃描工具的時間量則會受到限制。

因此，需要提供一種系統及方法，以在車輛、掃描工具電池及任何其他可用電源之間實現該掃描工具之電力平衡。

因此，本發明之實施例提供一種系統及方法，以在車輛、掃描工具電池及任何其他可用電源之間實現該掃描工具之電力平衡。

一實施例包括一電力平衡系統，其包括一車輛通訊設備及一掃描工具。該車輛通訊設備，係連接至車輛之資料連結連接器。該掃描工具，係連接至該車輛通訊設備。該掃描工具包括一手持裝置及一車輛連接器介面(VCI)，其中可自位於該VCI之外的外部電源、該車輛、及該掃描工具之內部電源的一者或多者接收電力，且其中該系統平衡所接收之電力。

另一實施例包括一電力平衡方法，該方法包括自位於車輛連接器介面(VCI)之外的外部電源、車輛、及一掃描工具之內部電源的一者或多者接收電力，並平衡所接收之電力，其中該掃描工具係連接至一車輛通訊設備，該通訊設備係連接至車輛的資料連結連接器，且該掃描工具包括一手持裝置及一車輛連接器介面(VCI)。

另一實施例包括一電力平衡系統，該系統包括自位於車輛連接器介面(VCI)之外的外部電源構件、車輛、及一掃描工具之內部電源構件的一者或多者接收電力的構件，及用於平衡所接收電力之構件，其中該掃描工具連接至一車輛通訊設備，該通訊設備連接至車輛的資料連結連接器，且該掃描工具包括一手持裝置及一車輛連接器介面(VCI)。

因此已相當廣泛地概述了本發明之某些實施例，以便可更好理解本發明之詳細描述，且以便可更好理解本發明對行業之貢獻。當然，本發明還存在其他實施例，以下將進行描述，並構成本文隨附專利申請範圍所主張之標的物。

此態樣中，在詳細闡釋本發明之至少一個實施例之前，應瞭解，本發明在應用過程中並不限於以下描述中所闡述組件之構造及配置，亦不限於圖示中所說明組件之構造及配置。除了所描述實施例之外，本發明具有其他實施例，且可以各種方式實施及執行。同時應瞭解，本文所用措辭、術語以及摘要僅作描述用途，而不應視作限制用途。

因此，熟習此項技術者將瞭解，本揭示案所基於之概念可用作設計其他結構、方法及系統之基礎，以實現本發明之若干用途。因此，在不偏離本發明之精神及範疇的條件下，申請專利範圍可包括此等等效構造。

現將參考附圖描述本發明，其中相同的元件符號表示相同的部件。根據本發明之一實施例提供一系統及一方法，該系統及該方法允許一掃描工具實現自各種電源提取之電力的平衡。

圖1說明一根據本發明之一實施例之掃描工具100的正視圖。該掃描工具包括一顯示器102、一捲動設備(scroll device)104、一電源按鈕108、LED指示器110及功能按鈕112。該顯示器可為包括LCD、VGA、OLED、SVGA之任何類型之顯示器及包括觸碰螢幕顯示器之其他類型的顯示器。該顯示器可為彩色或非彩色顯示器。該顯示器可顯示諸如品牌、型號、該掃描工具適用的車輛的年份、該掃描工具可運行之各種診斷測試、該掃描工具接收的診斷資料及車輛中各種組件之基準線資料。此外，該顯示器可為使用者顯示視訊，且經由內建揚聲器114可收聽隨附聲訊。該揚聲器114可為單個揚聲器或產生立體聲效之多個揚聲器。在一實施例中，該顯示器允許使用者經由觸碰螢幕而輸入選擇，以便進行互動導航及選擇，其中技師可透過觸摸螢幕上的選項來選擇一選單項。

該捲動設備104可用於捲動在顯示器上的資訊或選單，諸如車輛資訊或可用的診斷測試。在一實施例中，存在一個捲動設備104，而在另一實施例中，存在兩個或兩個以上的捲動設備104。當存在兩個捲動設備104時，使用者便可具有在顯示器上選擇選單或選項的雙重控制。存在兩個捲動設備，則技師可更容易使用掃描工具，不管其慣用左手抑或慣用右手。舉例而言，該捲動設備104可包括一“確認”按鈕118，使得使用者可選擇一選單項，例如，一車輛或一診斷測試。該捲動設備104亦可包括一可旋轉圍繞該“確認”按鈕118之捲動輪(scroll wheel)116。該捲動輪116亦可包括向上、向下、向左及向右箭頭控件。該捲動輪116可允許技師在螢幕上移動指示器，以捲動包括選單之資訊，進而在螢幕上作出選擇。該捲動輪116可經組態以便快速回應或快速捲動。該捲動設備104亦可包括一捲動按鈕106，諸如一“退出”按鈕、“後退”按鈕、“前進”按鈕或技師所需之其他任何按鈕。可對該捲動設備104之任何組件(包括捲動按鈕106)進行程式化，以便實現任何所需功能。

該掃描工具100之表面上可包括該電源按鈕108，該電源按鈕108允許技師開啟及關閉該掃描工具100。該電源按鈕108亦可用於將掃描工具100置為待機模式，以便在不用時節省電池電力。同時，在該掃描工具100之表面上，可放置多個LED，用於指示掃描工具功能之各種狀態，諸如無線連接或網路連接、電力不足或技術所需之其他任何指示器。該掃描工具之表面可另包括某些功能按鈕112，當按下此等功能按鈕時，使用者可執行某個功能，諸如控制顯示器之亮度、揚聲器的音量或技師所需之其他任何功能。麥克風120可允許技師記錄資訊(諸如車輛產生之雜訊)，以便後續分析或與所儲存資料進行比較。且，技師在測試過程中亦可記錄評論或注釋，以便後續檢索及分析。

圖2為根據本發明之一實施例，耦接至一任選之車輛連接器介面(VCI)200之掃描工具100的上視圖。轉至該掃描工具100上可用連接，該掃描工具100可經由A/C電源連接器122而連接至一A/C電源。該A/C電源將為掃描工具100提供電力，並對該掃描工具之內部電池(未圖示)進行充電。一VGA視訊連接器124可允許將該掃描工具100上之資訊顯示在一外部顯示器上，諸如個人電腦上之顯示器。

一系列主機USB(通用串列匯流排)連接器126可用於將其他設備耦接至該掃描工具100。在一實施例中，存在四個連接器，但本發明涵蓋更多或更少之連接器。其他設備可能會為掃描工具100添加功能，或允許掃描工具100為另一設備添加功能，諸如VCI 200。該功能可包括通訊、列印、記憶體儲存、視訊及其他功能。雙通道儀表連接128可用於將一儀表(scope)連接至該掃描工具100。本發明不限於該雙通道連接128。該儀表可提供各種測量信號，諸如電壓、歐姆、駐留、占空比、峰間值、峰值電壓、噴射器脈沖寬度、噴射器開啟時間、激發kV、燃燒kV、燃燒電壓及其他測量信號。

一立體聲耳機連接130可允許技師向該掃描工具100添加一耳機。一UDB設備槽132亦可經由另一設備向該掃描工具100添加功能，或將掃描工具100之功能添加至另一設備。可提供一快速卡槽134以添加功能至該掃描工具100，功能諸如無線數據機、記憶體、TV調諧器、網路連接、滑鼠、遠端控件及其他功能。一以太網連接器136允許與該掃描工具100進行網路連接，以便傳輸資料至該掃描工具100，並自該掃描工具100將資料傳輸至一遠端設備，諸如伺服器或個人電腦。可在該掃描工具100上提供SDIO(安全數位輸入輸出)卡槽140，以提供更多其他功能，諸如GPS收發機、Wi-Fi或藍牙配接器、數據機、以太網配接器、條碼閱讀器、IrDA配接器、FM收音機調諧器、TV調諧器、RFID閱讀器及其他大量儲存媒體(諸如硬碟機)。可能的連接不限於圖2中所示的彼等連接，可考慮更多連接器，諸如(不限於)防火墻、HDMI、並列及串列連接。

當該VCI 200與該掃描工具100固定在一起時，則該VCI 200設備將連接至車輛的DLC，以便進行診斷。該VCI 200上之一車輛連接器202允許VCI 200經由一纜線(未圖示)連接至車輛DLC並交換資料。該DLC可經由車輛電瓶為該掃描工具100或VCI 200提供電力。

圖3說明根據本發明之一實施例之解耦後的掃描工具100及該VCI 200之透視圖。圖3說明該掃描工具100之後視圖，其中一VCI容納部分150用於容納該VCI 200。一VCI連接器155允許該VCI 200與該掃描工具100連接。一旦連接上，該VCI與該掃描工具100可進行彼此通訊。另外，該VCI 200與該掃描工具100可視需要經由該VCI連接器155為彼此提供電力。可在該掃描工具100之每側提供一抓握部分165。該抓握部分165可由任何材料制成，包括彈性材料。可在該掃描工具100之後側上提供一手柄160，以便技師移動該掃描工具100。

圖4說明一根據本發明之一實施例之電力平衡系統300之範例電氣示意圖。該VCI 200可經由一DC插座302而得到電力，該DC插座302可接受一來自外部電池或其他電氣電源之連接。在某些實施例中，該VCI 200可經由一任選之AC插座及適當的功率轉換電路(未圖示)而得到電力。

在本發明之一實施例中，該DC插座302之電氣接地端被連接至車輛312之底盤接地線，首先透過電氣結點304(DOCCGND)，然後透過限流電阻器或等效保護設備336(RT403)，隨後透過電氣結點316(CGND)，其中該電氣結點316在物理上經使用車輛纜線連接器202(圖2及圖3)而連接至車輛312。該限流電阻器或等效保護設備336(RT403)可為任何類型的電阻器或包括熱敏電阻之電阻電路，或其可為一保險絲或任何其他具備類似用途或功能之電子組件。

在本發明之一實施例中，經由該DC插座302供應之電源可傳送至該VCI設備200之核心功能元件，並傳送至該VCI設備200所連接的手持裝置設備350。該VCI設備200之核心經由以下順序獲得電力：首先經由電氣結點306(EXT_VBAT)，然後經由反向電流保護二極體308(D2)，隨後經由電氣結點360(DOCVBAT)，且最後經由限流電阻器或等效保護設備320(RT401)至電氣結點324(VBATPRO)。該限流電阻器或等效保護設備320(RT401)可為任何類型的電阻器，或可為一保險絲或任何其他具備類似用途或功能之電子組件。該VCI設備200之核心可經由保護二極體322(D401)而受到保護，該保護二極體322可為一瞬態電壓抑制(TVS)二極體或等效物。此外，該VCI設備200之核心可經由任選之反向電流保護二極體330(D400)而受到保護。

類似地，該手持裝置350亦可從電氣結點360(DOCVBAT)上接收電氣功率。此係經由電流感測電路318(U418)及電氣結點362(CL_DOC_VBAT)而達成，其中此二者包括在該VCI對接連接器155(圖3)中。

另外，針對電氣功率提供功能，以便經由已有電瓶或通常包括於車輛312內之其他電源將電氣功率供應至該VCI設備及手持裝置350。此係經由車輛纜線連接器202(圖2及圖3)中之一電氣連接來實現，該連接將車輛312內電瓶之非接地端(未圖示)連接至電氣結點310(VBAT)，隨後經由二極體358(D3)而連接，為電氣結點360(DOCVBAT)提供電氣功率。隨後按照上述步驟傳送該電力。

在本發明之各實施例中，該手持裝置設備350亦包含一或多個自身電源，此可包括一內部電池(未圖示)、手持裝置的A/C電源連接器122(圖2)、源自手持裝置USB設備槽132(圖2)之電源或其他未列出之電源。具備多個電源之手持裝置350的實施例能夠針對給定情況選擇一或多個最合適的電源，此通常涉及選擇一個處於良好工作狀態之電源、優先使用來自電氣結點362(CLDOCVBAT)之電源，及當來自電氣結點362之電源中斷時切換至一替代電源。

在某些特定情況下，由於電氣結點362與手持裝置350之間的連接以及手持裝置350中其他電源的存在，可能會導致與上述電源相反之反向流動電源，亦即，自該手持裝置設備350中的一個或多個電源，經由該VCI對接連接器155(圖3)，經由電氣結點362(CLDOCVBAT)，並進入電氣結點360(DOCVBAT)。此情形將允許該VCI 200核心藉由手持裝置350得到電力，當該DC插座302或車輛312電瓶中無電源供應時，此將係有益的。本發明各實施例可經組態以預防、允許或控制此反向電源流，方法諸如藉由在手持裝置設備350中使用二極體，且如果允許發生或當允許發生時，某些實施例可包括其他管理、控制、開啟及關閉、選擇反向電源流之其他特性之方式。

本發明之一實施例使用其他額外組件及/或替換組件對二極體358(D3)進行重新組態，以允許電源流過電氣結點310進入車輛312(與上述方向相反)，目的在於藉由使用一或多個本發明可用之其他電源對通常位於車輛312內之電瓶進行充電。

線路326亦包括一開關332，其根據所利用之電源自一第一位置切換至一第二位置，使得在某些實施例中，系統所利用之接地可能為SGND(信號接地)線路314或CGND(底盤接地)線路316。在一實施例中，預設為SGND。線路334一端連接至開關332，另一端連接至線路316。線路316一端包括車輛中之CGND(底盤接地)，另一端包括CL_CGND。

線路316包括旁路線路338(其包括二極體340(D12))。一控制器開關342係一類電子開關，當手持裝置350自車輛之Vbat提取過多電力時處於開啟，其處於關閉狀態；當手持裝置未提取過多電力時，其處於開啟狀態以允許手持裝置自Vbat提取電力。該控制器開關342可由VCI中之CPLD(未圖示)來控制。該CPLD亦與線路310上之感測元件318進行通訊，以感測由該手持裝置提取之電流。根據本發明之一實施例，該CPLD結合該控制器開關342使用該感測元件318，以便系統以一占空比進行操作。因此，系統將監控該掃描工具自車輛電瓶提取之電流，且若所提取之電流超過預定數值，例如4-6安培，則電流監控系統將切斷供應至掃描工具之電力，使得掃描工具使用其自身的電池電源。一 預定時間周期之後，該電流監控系統將對該掃描工具啟用車輛電源，使得並非一直使用掃描工具的電池。當掃描工具連接至該VCI時或在與車輛直接相連之實施例中，該電流監控系統繼續此監視過程。

自詳細說明書中可很容易獲知本發明之多個特徵及優勢，且因此，隨附申請專利範圍將涵蓋位於本發明之真實精神及範疇內之本發明的所有此等特徵及優勢。且，對於熟習此項技術者而言，可輕易進行多種改進和改造，所說明、描述之具體構造及操作不會限制本發明，且因此所有適當改造及等效物可視作屬于本發明之範疇。

100‧‧‧掃描工具

102‧‧‧顯示器

104．．．捲動設備

106．．．捲動按鈕

108．．．電源按鈕

110．．．LED指示器

112．．．功能按鈕

114．．．內建揚聲器

116．．．捲動輪

118．．．“確認”按鈕

120．．．麥克風

122．．．A/C電源連接器

124．．．VGA視訊連接器

126．．．主機USB(通用串列匯流排)連接器

128．．．雙通道儀表連接

130．．．立體聲耳機連接

132．．．手持裝置USB設備槽

134．．．快速卡槽

136．．．以太網連接器

140．．．SDIO(安全數位輸入輸出)卡槽

150．．．VCI容納部分

155．．．VCI連接器

160．．．手柄

165．．．抓握部分

200．．．VCI設備

202．．．車輛連接器

202．．．車輛連接器

300．．．電力平衡系統

302．．．DC插座

304．．．電氣結點

306．．．電氣結點

308．．．反向電流保護二極體

310．．．線路

312．．．車輛

314．．．線路

316．．．線路

318．．．感測元件

320．．．限流電阻器或等效保護設備

322．．．保護二極體

324．．．線路

326．．．線路

330．．．反向電流保護二極體

332．．．開關

334．．．線路

336．．．限流電阻器或等效保護設備

338．．．旁路線路

340．．．二極體

342．．．控制器開關

350．．．手持裝置設備

358．．．二極體

360．．．電氣結點

362．．．電氣結點

圖1說明一根據本發明的一實施例之掃描工具的正視圖。

圖2為根據本發明的一實施例之耦接至一任選之車輛連接器介面(VCI)之掃描工具的上視圖。

圖3說明根據本發明之一實施例之解耦後的掃描工具及該VCI之透視圖。

圖4說明一根據本發明之一實施例之電力平衡系統之線路圖。

300．．．電力平衡系統

302．．．DC插座

304．．．電氣結點

306．．．電氣結點

308．．．反向電流保護二極體

310．．．線路

312．．．車輛

314．．．線路

316．．．線路

318．．．感測元件

320．．．限流電阻器或等效保護設備

322．．．保護二極體

324．．．線路

326．．．線路

330．．．反向電流保護二極體

332．．．開關

334．．．線路

336．．．限流電阻器或等效保護設備

338．．．旁路線路

340．．．二極體

342．．．控制器開關

350．．．手持裝置設備

358．．．二極體

360．．．電氣結點

362．．．電氣結點

Claims (20)

1. 一種電力平衡系統，其包含：一車輛連接器介面(VCI)，其可連接至一車輛之一資料連結連接器；及一掃描工具，其連接至該車輛連接器介面，該掃描工具包含：一手持裝置(handset)；及一車輛連接器介面連接器，其中可自以下中之一者或多者中接收電力：一位於該VCI之外的外部電源，該車輛，及該掃描工具之一內部電源，及其中該系統平衡該所接收的電力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電力平衡系統，進一步包含：一選擇單元，該選擇單元針對一給定情況，選擇一或多個最合適的電源；一電力優先單元，該電力優先單元優先使用來自該掃描工具內之一電力輸入結點之電力；及一切換單元，若該電力輸入結點中斷，則該切換單元切換至一替代電源。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電力平衡系統，其中該 選擇單元進一步選擇一處於良好工作狀態之電源。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電力平衡系統，其中該VCI經組態以針對該車輛及該手持裝置中之一者或多者提供電力。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電力平衡系統，其中該VCI包含：一VCI核心；一反向電流保護二極體，用於自該外部電源接收電力；及一限流電路。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電力平衡系統，其中該VCI另包含一反向電流保護二極體，用於自該車輛接收電力。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電力平衡系統，其中該VCI另包含一電流感測元件，用於自該手持裝置接收電力。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電力平衡系統，其中該VCI另包含一開關，用於基於所選擇之電源在一信號接 地與一底盤接地之間進行選擇。
9. 如申請專利範圍第7項所述之電力平衡系統，其中該VCI另包含一控制器開關，該控制器開關經組態以執行動作：當該手持裝置自該車輛提取過多電力時，則處於一第一狀態，以中斷該手持裝置自該車輛提取電力；及當該手持裝置未提取過多電力時，則處於一第二狀態，以允許該手持裝置自車輛提取電力。
10. 一種電力平衡方法，該方法包含下列步驟：自以下中之一者或多者接收電力：一位於一車輛連接器介面(VCI)之外的外部電源，一車輛，及一連接至一車輛通訊設備之掃描工具之一內部電源，其中該車輛通訊設備連接至該車輛之一資料連結連接器，該掃描工具包含：一手持裝置；及一VCI連接器，以及平衡該所接收之電力。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中平衡該電力之步驟包含： 針對一給定情況，選擇一或多個最合適的電源；優先使用來自該掃描工具內之一電力輸入結點之電力；及若該電力輸入結點中斷，則切換至一替代電源。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中選擇一或多個最適當電源之步驟包含選擇一處於良好工作狀態之電源。
13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該VCI經組態以針對該車輛及該手持裝置中之一者或多者提供電力。
14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其另包含：監視該掃描工具自該車輛所提取之一電流；及若該提取之電流超過一預定數值，則切斷送至該掃描工具的電力。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中當切斷送至該掃描工具的電力時，該掃描工具自該掃描工具的內部電池接收電力。
16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其另包含下列 步驟，在一預定時間周期之後，使電力能夠自該車輛供應至該掃描工具。
17. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中當自該外部電源接收該電力時，該車輛及該手持裝置中之一者或多者會被充電。
18. 一種電力平衡系統，其包含：用於自以下中之一者或多者接收電力之構件：一位於一車輛連接器介面(VCI)之外的外部電源構件，一車輛，及一連接至一車輛通訊設備之掃描工具之一內部電源構件，該車輛通訊設備連接至該車輛之一資料連結連接器，該掃描工具包含：一手持裝置；及與一車輛連接器介面(VCI)連接的構件，及平衡該所接收電力之構件。
19. 如申請專利範圍第18項所述之電力平衡系統，其中用於平衡該電力之該構件包含：用於針對一給定情況，選擇一或多個最合適的電源的構件； 用於優先使用來自該掃描工具內之一電力輸入結點之電力的構件；以及用於在該電力輸入結點中斷時，切換至一替代電源的構件。
20. 如申請專利範圍第19項所述之電力平衡系統，其中用於選擇一或多個最適當電源之該構件包含用於選擇一處於良好工作狀態之電源的構件。