TWI497047B - Vehicle spare parts testing and verification equipment - Google Patents

Description

車輛零配件檢測驗證設備

本發明係關於一種檢測驗證設備，特別是有關於內建控制器區域網路的網路結構，利用控制器區域網路的資料傳輸控制特性，進行車輛的零配件的設定及測試的車輛零配件檢測驗證設備。

先前技術中，車輛診斷設備僅適用於已製造完成、或是已組成一定程度，車輛裝置得以互動運作的車輛，並不適用於未裝設於車輛上的零組件。

另一方面，習用車輛零配件檢驗設備依其搭載硬體而僅能診斷固定車種、特定規格的零配件，因此車輛零配件檢測驗證的製造廠商只能依據客戶的需求，以及零配件具備的功能，來客制化設計的車輛診斷設備。製造廠商即需要不斷的重新設計電路，不斷的撰寫客制化的控制程式。而且為因應車種的改版，零配件規格的新增、更替，亦需不斷的更新控制程式。如此，製造廠商必須耗費相當的人力、物力與時間。

然而，若想使檢驗設備可應用於各種不同的車輛零配件，此勢必難行。因此，如何在保持客制化的車輛零配件檢驗設備的設計模式下，增進車輛零配件檢驗設備的設計與製造效益，即為廠商應思考的問題。

有鑑於此，本發明揭露一種將控制器區域網路建構於該車輛零配件檢測驗證設備，利用控制器區域網路架構及資料傳輸控制特性，進行車輛的零配件的設定及測試的車 輛零配件檢測驗證設備。

本發明揭露的車輛零配件檢測驗證設備包括複數個控制模組與一中央電控模組。中央電控模組與控制模組相互連接以形成控制器區域網路類型的一網路結構。

此等控制模組之至少一者具有一控制單元、一裝置連接單元與一記憶單元。裝置連接單元用以連接一第一外部裝置，記憶單元儲存有一裝置參數表，控制單元依據裝置參數表，自發性或受控以控制該第一外部裝置之運作與輸出該第一外部裝置的檢測資料之至少其一。

一中央電控模組用以取得傳輸於網路結構的檢測資料以分析第一外部裝置的運作狀態，以及用以輸出對該控制單元的一控制指令。

在一些實施例中，中央電控模組儲存有各外部裝置的運作參數表，並從網路結構取得對應外部裝置的運作狀態資料與控制資料之至少其一者，依據比對運作參數表的結果，決定是要設定對應該外部裝置的運作參數表、執行一裝置異常作業而提供異常警訊與輸出對該控制單元的該控制指令之至少其一行為。

本發明的效益在於：

(1)每一控制模組的控制程式只需在出廠時寫入一次即可。在使用期間若是有控制模組損壞而需更換，或是控制模組所連接的外部裝置被置換時，維修人員或是設計人員僅需修改裝置參數表，即可讓相關的控制模組操控所連接的不同外部裝置，或是找出外部裝置是否有所損壞。

(2)中央電控模組與每一控制模組相互之間是透過控制器區域網路相互通信，故可視為是車輛的仿真架構。因此，設計人員依據所連接的外部裝置而建構好的裝置參數表必然最符合實際車輛所需。此等控制模組可以被直接整合而形成對應的車輛診斷器，以直接被使用於對應的車 種。故可在保持客制化的設計模式下，能簡化設計過程以有效的提升設計便利性。

(3)中央電控模組與每一控制模組相互之間是透過控制器區域網路相互通信，故可視為是車輛的仿真架構，再加上中央電控模組是被設計以控管整個系統的運行，即包括透過控制模組而與其連接的外部裝置互動，因此中央電控模組可以被獨立設計為車輛加裝額外電子裝置所使用的車輛閘道器(Gateway)。

(4)各控制模組皆是依據控制器區域網路類型的網路結構進行資料廣播與接收，資料的同步與傳輸順序，依靠網路結構的網路控制器來控管即可，各控制模組只需管理好自己所連接的外部裝置，以及進行資料是否收/發的判定即可，大幅的降低裝置與程序設計的複雜性。

100‧‧‧中央電控模組

200‧‧‧控制模組

201‧‧‧控制單元

202‧‧‧記憶單元

203‧‧‧裝置連接單元

204‧‧‧切換單元

205‧‧‧連接埠

206‧‧‧控制指令

210‧‧‧控制輸入模組

211‧‧‧步數量測器

212‧‧‧檢測資料

213‧‧‧人機介面

214‧‧‧控制資料

220‧‧‧控制輸出模組

221‧‧‧運作狀態資料

230‧‧‧馬達控制模組

231‧‧‧馬達

240‧‧‧電力模組

250‧‧‧網路切換模組

300‧‧‧網路結構

400‧‧‧狀態呈現模組

401‧‧‧狀態呈現單元

402‧‧‧儲存單元

501‧‧‧第一外部裝置

502‧‧‧第二外部裝置

圖1A繪示本發明實施例檢測驗證設備的基礎架構示意圖。

圖1B繪示本發明實施例控制模組的基礎架構示意圖。

圖2A至圖6繪示本發明設備運用架構實施例示意圖。

為使對本發明的目的、構造特徵及其功能有進一步的了解，茲配合相關實施例及圖式詳細說明如下：圖1A繪示本發明實施例車輛零配件檢測驗證設備的基礎架構示意圖，圖1B繪示本發明實施例控制模組200的基礎架構示意圖。此設備包括多個控制模組200與一中央電控模組100。中央電控模組100與各控制模組200是藉由控制器區域網路的網路結構300相互連接，依據網路結構300的類別，亦是採用對應的網路規範來傳輸資料。

此等控制模組200中，一個以上的控制模組200是具有控制單元201、裝置連接單元203與記憶單元202。裝置連接單元203是用以連接一第一外部裝置501。於說明書中，各外部裝置皆是指車輛的零配件，僅因說明需要而以不同名稱作為區別，而且外部裝置可為未安裝、被拆卸下的車輛的零配件，亦可為正安裝於車輛上的車輛的零配件。控制模組200所連接的第一外部裝置501，其對應的裝置參數表是儲存於記憶單元202中。控制單元201是依據此裝置參數表，自發性或受控以控制所連接的第一外部裝置501、識別第一外部裝置501的類別、及將所連接的第一外部裝置501的識別資料傳輸於網路結構300上，以供相關的控制模組200取得與使用。其中，各裝置連接單元203更可包括類比/位轉換電路，或是數位/類比轉換電路，以與類比、數位類型的第一外部裝置501進行溝通。然而，各控制模組200之間的互動運作，皆是受到中央電控模組100所控管。

續請同時的參閱圖2A至圖6繪示本發明設備運用架構實施例示意圖。控制模組200至少具有下列數種類別：控制輸入模組210與控制輸出模組220。控制輸入模組210所連接的第一外部裝置501可以是供使用者輸入控制命令的人機介面或是切換開關，如防鎖死制動系統(Anti-lock-Braking System,ABS)，或是偵測環境與裝置狀態的檢測裝置，如引擎-馬達狀態偵測裝置(Engine Sensor)、引擎停車計時器(Engine Cutoff Timer,ECT)…等相關類型的數位或類比的電路或裝置。

控制輸出模組220所連接的第一外部裝置501是被控制而執行相對運作行為，如儀表板、車燈、車窗作動器、引擎系統(包括運轉馬達、氣缸)、輪胎驅動馬達、供油系統的運作裝置等。因此，控制輸出模組220與控制輸入模組210可針對同一個第一外部裝置501進行控制與檢測運作狀態。

中央電控模組100則會有下列數種方式執行對應動作：

(1)圖2A所示，假設控制輸出模組220是一個連接馬達的馬達控制模組230，並依據內建的馬達驅動參數令馬達231進行運轉，如控制馬達231順時轉動一特定度，或步進馬達類型則是控制馬達231轉動特定步數。控制輸入模組210連接的檢測裝置則是量測馬達轉動角度的角度量測器，或是與馬達齒嚙合，藉由馬達微動次數以偵測馬達轉動步數的步數量測器211。

中央電控模組100內儲有每一個第一外部裝置501的運作參數表，以此例，是以馬達運作參數表為例。控制輸入模組210會將步數量測器211的檢測資料212廣播於網路結構300上，中央電控模組100會自網路結構300取得此檢測資料212，並與馬達231的運作參數表相比對，再依據比對結果以設定對應馬達231(即前述的第一外部裝置501)的運作參數表。所謂的設定，是指在比對結果為不相匹配時，針對馬達231的運作參數表進行更新、修正、或是重新制定參數。或是在比對結果相匹配時，啟用馬達231所屬ID對應的運作參數，進而輸出對控制單元201的控制指令206。另一方面，中央電控模組100可以在比對結果為不相匹配時執行一裝置異常作業，如控制連接的警示裝置發出警示聲、文字訊息或是燈號。

(2)請依序參閱圖2B與圖2C，中央電控模組100除取得檢測資料212外，亦會從網路結構300上取得馬達控制模組230廣播的裝置運作資料。中央電控模組100再將裝置運作資料與檢測資料相互比對，或者，更進一步與馬達231的運作參數表相比對，並依據比對結果以設定對應馬達231的運作參數表、執行上述的裝置異常作業、輸出對控制單元201的控制指令206之至少其一行為。另一方面，除檢測資料 與裝置運作資料外，中央電控模組100亦可以依據相關的人機介面所取得使用者輸入的指令，或是依據所讀取及/或是預設於記憶單元的程式碼，依據執行階段而輸出對控制單元201的控制指令206。

(3)依序參閱圖3A與圖3B，在控制輸入模組210是連接人機介面時，控制輸入模組210會依據人機介面213的控制而對應廣播一控制資料214。控制輸出模組220在取得此控制資料時，會控制所連接第一外部裝置501的運作，並將運作狀態資料221廣播於網路結構300。中央電控模組100會從網路結構300取得此控制資料214與運作狀態資料221時，依據比對結果而設定對應第一外部裝置501的運作參數表、執行上述的裝置異常作業、輸出對控制單元201的控制指令206之至少其一行為。

(4)如圖4，控制輸入模組210包括連接電源供應器的電力模組240，並在連接時檢測電源供應器提供的電力，並廣播對應電力的測試參數，中央電控模組100自網路結構300取得此測試參數時，會將其與電力的運作參數表相匹配，並在匹配成功時，啟動或設定電源供應器ID所對應的運作參數，或是在匹配不成功時，執行上述的裝置異常作業。

(5)如圖5，控制輸入模組210包括一網路切換模組250，網路切換模組250內建有多個網路規範的控制參數，並受控以切換網路結構300的資料傳輸模式於控制器區域網路類型，例如：ISO15765、ISO11783與SAE1939。但切換的類型並不以此為限，只要是符合控制器區域網路類型的網路傳輸規範皆適用。網路切換模組250受控切換的方式則包括：(i)網路切換模組250具有外部切換開關以切換資料傳輸模式；(ii)網路切換模組250是受到中央電控模組100的控制，以使用指定的資料傳輸模式；(iii)網路切換模組250自行檢測目前各裝置的網路傳輸類型，以使用對應的資料傳 輸模式；(iv)網路切換模組250具有人機介面，並依據人機介面輸入的指令，以使用對應的資料傳輸模式。之後，中央電控模組100與各控制模組200即依據設定的網路傳輸規範進行通信。

請參閱圖6，所有的控制模組200中的一個，或以上數量者，此例以控制輸出模組220為例，其裝置連接單元203包括相互連接的一切換單元204與多個連接埠205。連接埠205可以連接兩個以上的外部裝置，如圖中繪示的第一外部裝置501與第二外部裝置502。切換單元204則用以切換線路，讓控制單元201可連接且控制第一外部裝置501或第二外部裝置502，或是同時控制兩個裝置。但不以此為限，其它的控制模組200亦適用。

續請參閱圖2，車輛零配件檢測驗證設備更包括一狀態呈現模組400，狀態呈現模組400包括一狀態呈現單元401(如顯示螢幕、警示燈、發聲器)與一儲存單元402(記憶體或資料儲存媒介)。儲存單元402儲有一裝置狀態表，狀態呈現單元401取得中央電控模組100與控制模組200之任一者，其所廣播於網路結構300的運作狀態資料，且將運作狀態資料匹配裝置狀態表以輸出一狀態訊號，依據狀態呈現單元401的不同，狀態訊號可為文字、燈號或聲音。因此，不論是控制輸入模組210、控制輸出模組220、電力模組240、馬達模組等各類控制模組200，其運作情形，皆可以透過狀態呈現單元401呈現，供使用者參考。

因此，本發明揭露設備確實可以達到：每一控制模組200與中央電控模組100相互之間是透過控制器區域網路相互通信，設計人員只需要依據所連接的外部裝置而建構好的裝置參數表。被設計好的控制模組200可以被直接整合而形成對應的車輛診斷器，以直接被使用於對應的車種，達到簡化客制化設計過程及提升設計便利性，且易於驗證資料的 正確性。而且資料的同步與傳輸順序，只需要由網路結構300的網路控制器來控管，各控制模組200僅需管理所連接的外部裝置，以及進行資料是否收/發的判定即可，大幅的降低裝置與程序設計的複雜性。

綜上所述之，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

100‧‧‧中央電控模組

210‧‧‧控制輸入模組

220‧‧‧控制輸出模組

230‧‧‧馬達控制模組

240‧‧‧電力模組

250‧‧‧網路切換模組

300‧‧‧網路結構

400‧‧‧狀態呈現模組

401‧‧‧狀態呈現單元

402‧‧‧儲存單元

Claims (10)

1. 一種車輛零配件檢測驗證設備，其包括：複數個控制模組，該等控制模組之至少一具有一控制單元、一裝置連接單元與一記憶單元，該裝置連接單元用以連接一第一外部裝置，該記憶單元儲存有一裝置參數表，該控制單元依據該裝置參數表，自發性或受控以控制該第一外部裝置之運作與輸出該第一外部裝置的檢測資料之至少其一；以及一中央電控模組，其與該等控制模組相互連接以形成控制器區域網路類型的一網路結構，該中央電控模組用以取得該傳輸於該網路結構的該檢測資料以分析該第一外部裝置的運作狀態，以及用以輸出對該控制單元的一控制指令。
2. 根據申請專利範圍第1項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該等控制模組包括一控制輸出模組與一控制輸入模組，該控制輸出模組連接且控制所連接之該第一外部裝置運作，該控制輸入模組連接一檢測裝置，該檢測裝置偵測該第一外部裝置運作而產生該檢測資料，該控制輸入模組取得並傳輸該檢測資料於該網路結構。
3. 根據申請專利範圍第2項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該中央電控模組儲存有每一第一外部裝置的運作參數表，該中央電控模組取得該控制輸入模組傳輸於該網路結構的該檢測資料，以依據該檢測資料對該運作參數表的匹配結果，進行設定對應該第一外部裝置的該運作參數表、 執行一裝置異常作業與輸出對該控制單元的該控制指令之至少其一行為。
4. 根據申請專利範圍第1項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該等控制模組包括一控制輸出模組與一控制輸入模組，該控制輸入模組用以發送一控制資料於該網路結構，該控制輸出模組係依據從該網路結構取得的該控制資料以運作所連接的外部裝置，並將對應該所連接的外部裝置的一運作狀態資料傳輸於該網路結構，該中央電控模組依據從該網路結構取得的該控制資料與該運作狀態資料，以設定對應該第一外部裝置的運作參數表，或執行一裝置異常作業。
5. 根據申請專利範圍第1項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該中央電控模組儲存有每一第一外部裝置的運作參數表，該等控制模組之至少一連接該第一外部裝置時，經該網路結構傳輸對應該第一外部裝置的測試參數，該中央電控模組係取得該測試參數以匹配該運作參數表。
6. 根據申請專利範圍第5項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該中央電控模組依據匹配結果以設定對應該第一外部裝置的該運作參數表，或執行一裝置異常作業。
7. 根據申請專利範圍第1項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該等控制模組包括一網路切換模組，係受該中央電控模組控制以切換該網路結構的資料傳輸模式於控制器區域網路類型。
8. 根據申請專利範圍第7項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該網路切換模組切換該網路結構的資料傳輸模式的類型包括ISO15765、ISO11783與SAE1939。
9. 根據申請專利範圍第1項之車輛零配件檢測驗證設備，其中該等控制模組之至少一的該裝置連接單元包括一切換單元及其連接的複數個連接埠，該等連接埠連接該第一外部裝置與一第二外部裝置，該切換單元用以切換線路以供該控制單元連接且控制該第一外部裝置及該第二外部裝置之至少其一。
10. 根據申請專利範圍第1項之車輛零配件檢測驗證設備，其中更包括一狀態呈現模組，該狀態呈現模組包括一狀態呈現單元與一儲存單元，該儲存單元儲有一裝置狀態表，該狀態呈現單元取得該中央電控模組或該等控制模組之至少一傳輸於該網路結構的一運作狀態資料，且將該運作狀態資料匹配該裝置狀態表以輸出一狀態訊號。