JP2008537522A - モジュール式車両用計器システム及び照明のシステム並びに方法 - Google Patents
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Abstract
モジュール式車両用計器システムは、リモートユニット105、センサモジュール110及び少なくとも1つの計器115を含む。リモートユニットは、第1のマイクロコントローラ130と、メモリと、センサモジュール110及び少なくとも1つの計器115との通信を可能にするインタフェース125とを含む。センサモジュールは、第2のマイクロコントローラ150と、リモートユニット及び少なくとも1つの計器との通信を可能にするインタフェース160とを有する。少なくとも1つの計器は、第3のマイクロコントローラ185と、リモートユニットとの通信を可能にするインタフェース180と、事象の発生時に、少なくとも1つの計器の照明を変更する手段とを含む。モジュール式車両用計器システムはまた、リモートユニットと、センサモジュールと、少なくとも1つの計器との間で情報を交換する手段とを含む。
Description
本発明は、車両用計器システムに関する。特にモジュール式とされた車両用計器システムに関する。
優先権
本出願は、参照により開示内容がすべて本明細書に援用される、2005年3月14日に出願された米国仮特許出願第60/661,020号の利益を主張する。
本出願は、参照により開示内容がすべて本明細書に援用される、2005年3月14日に出願された米国仮特許出願第60/661,020号の利益を主張する。
操作者が、システムを完全に配線し直すことなく、且つ無関係か又は不要な計器を使用する必要なく、目的とする車両用計器を選択し、実装し、交換することができるようにする、モジュール式車両用計器システムが必要とされている。操作者が、車両用計器システムに含まれるべき計器を選択することによってシステムを自分専用にし、計器をいくつかの照明色に関連付けることができるようにする必要がある。
計器に対する警告状態が発生した時に、計器の照明の色が突然変化することにより、車両運転者の注意を引く、「緊急非常事態」計器警告が必要とされている。警告は赤色照明を使用して表示されることが望ましいが、運転者が通常動作に対して計器を赤色照明に設定している場合、警告は計器の照明を赤色以外(たとえば青色等)に変化させるべきである。
本発明は、車両計器システムにおいて常時、操作者が選択可能な多色(たとえば7色)LED計器照明を提供する。操作者は、システムの計器に対し、たとえば青色、白色、赤色、オレンジ色、緑色、黄色又は紫色の照明から選択することができる。操作者は、必要な時はいつでも、ユーザインタフェースを介してボタンを押して照明色を変更することができる。
本発明は、システムの表示及びデモンストレーション動作モードに対し、たとえば7つの照明色による連続した照明スペクトルシフトを含む、計器の動的色順序制御(color sequencing)光ディスプレイを提供する。
本発明は、性能運転読取値をシミュレートするために性能運転シミュレーションデモンストレーション計器動作を提供する。
本発明は、全文字盤「緊急非常事態」警告を提供する。本発明の態様では、関心を引く全文字盤の赤色照明警告が、個々の読取値に対する危険な状態が発生する際にそれを運転者に警告する。警告点の用途特定の精度は、リモートインタフェースを介して操作者によってプログラム可能である。計器が通常赤色照明で動作している場合、警告状態が発生した時に、それらの照明は別の色(たとえば青色)にシフトするということが重要である。
本発明は、さまざまなシステム態様の遠隔操作を提供する。照明される遠隔操作者インタフェースが、警告点のプログラミング、計器照明色選択及び輝度調整、デモンストレーション動作モード、ピーク読取値レビュー並びに記録及び再生動作モードを提供する。遠隔操作者インタフェース(remote operator interface)は、セキュアデジタル(SD)メモリ(もしくは他のデジタルメモリ又はメモリインタフェース)を収容するセキュアデジタルメモリカード拡張スロットを備えてもよい。
本発明は、センサ応答及び計器応答の拡張記録を可能にするためにメモリカード拡張機構を提供する。メモリは、操作者によってプログラム可能な初期化シーケンス、シャットダウンシーケンス及びデモンストレーションシーケンスを可能にすることができる。ウェブアップグレード可能なプログラミングをサポートしてもよい。
本発明は、新規なN1.0(商標)ネットワーク技術を使用して、システム計器をセンサモジュールに接続する。モジュール式ケーブル接続は、取付け及びネットワーク拡張を容易にする。
本発明は、再生又はPCダウンロードのためにエンジンRPMデータを記録するエンジン速度(RPM)チャネル機能を提供する。本発明はまた、レースで実績のある(race-proven)タコメータにインタフェースすることも可能である。
本発明は、ピーク読取値リコールと、操作者が、システムの各計器に対する連続的に更新されるピークデータ読取値に遠隔操作者インタフェースを介してアクセスするのを可能にする実行記録メモリとを提供する。本発明により、システムネットワークに接続されたすべての計器からの連続したデータが、内部記録メモリを用いて再生及びレビューのために或る期間(たとえば35秒間)記録されることが可能になる。
本発明は、マイクロプロセッサが制御する270度スウィープステップ移動が可能な計器を提供する。頑丈且つ自己較正するステッピングモータによる指針移動が、確実且つ精密な読取りを提供する。本発明に関して、空心モータを使用してもよい。エンジン室内に取り付けられる電気センサは、運転者及び乗員の安全のために危険な流体が客室に入らないようにする。270°文字盤スウィープにより、読取りが容易になり「一見の」精度が提供される。
本発明の上述した利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、添付図面を参照して以下に提示する例示的な実施形態の詳細な説明からより明らかとなろう。
図1は、本発明の一システム構成(すなわちシステム100)を示す。図1の構成は、車両の内部に位置するリモートユニット105と、車両内に位置するセンサモジュール110と、車両の客室の内部に位置する一連のネットワーク化された計器115とを含む。このシステム100により、すべてのセンダ(senders)(エンジン源又は車両のデータ源)をセンサモジュール110に接続することができる。そして、センサモジュール110は、2つのネットワークケーブル120によってリモートユニット105及び計器115に接続される。これらネットワークケーブル120はまた、計器115を互いに「デイジーチェーン接続する」ために使用される。
リモートユニット105は、汎用非同期送受信回路(universal asynchronous receiver transmitter)(UART)125等のインタフェース、マイクロコントローラ130、SDメモリカードインタフェース135、キー140及びフラッシュメモリ145を含んでもよい。UART125は、何バイトかの情報をバス120上に1ビットずつ送るために使用される。さらに後述するように、SDメモリカードインタフェース135は、SDメモリカードに車両情報又はエンジン情報を格納するために使用される。リモートユニット105のマイクロコントローラ130は、リモートユニットが指示される機能を実行するのを可能にするソフトウェアコードを含む。
センサモジュール110は、UART160等のインタフェース、マイクロコントローラ150、アナログ・デジタル変換器(ADC)155及びアナログマルチプレクサ165を含んでもよい。UART160は、何バイトかの情報をバス120に1ビットずつ送るために使用される。アナログマルチプレクサ165は、センダ入力170のすべてを受け取り、且つこれら入力をADC155に入力するために使用される。センダモジュール110のマイクロコントローラ150は、センサモジュールが指示される機能を実行するのを可能にするソフトウェアコードを含む。計器115の各々は、バス120及びマイクロコントローラ185への少なくとも1つのインタフェース180を含む。
図2は、本発明の別のシステム構成(すなわちシステム200)を示す。図2のシステム200は、システム100(図1)からリモートユニット105及びセンサモジュール110の機能を単一制御ユニット205に集約する。
システム100又は200はシリアル通信を利用する。少なくとも3つのシリアルプロトコルが実行可能である。シリアルプロトコルに対する一般的な要件には、以下が含まれる。すなわち、高い耐電磁干渉性、9つの入力チャネルの各々における100サンプル/秒に対応するために十分に高いデータ転送レートの能力、必要なハードウェアの可用性、ソフトウェアに必要なソフトウェアライブラリの可用性、及び全システムコスト対開発コストがある。
第1の実行可能なプロトコルは、主に自動車の用途でCANと組み合わせて使用されるLIN低速プロトコルである。LINは実装するには安価であるが、最大データ転送レートが20kbpsである、低速プロトコルである。
第2の実行可能なプロトコルはCANバスプロトコルである。CANバスは、自動車の用途で使用されるように設計された非常に頑強なプロトコルである。CANは、最大1Mbpsまでの転送レートで伝送することができ、それは本発明のデータ転送要件には非常に適している。CANは、実装のために2つの独立したハードウェア、すなわちCANコントローラ及びCANトランシーバを必要とする。CANコントローラは、タイミング、バスアービトレーション、キャリア検出、誤り生成及び誤り検出を含む低レベルバス動作を処理する責任がある。CANトランシーバは、CANコントローラからの電気信号を、CANバスで使用するのに適した、平衡した雑音のない信号に変換するハードウェアである。定義上、CANはマルチマスタプロトコルであり、これは、バスがアイドル状態である場合にバス上のいかなるノードも送信することができることを意味する。マルチマスタプロトコルは、事前定義されたマスタがスレーブノードに送信する情報があるか否かを常に尋ねる必要をなくすためのより効率的な方法となり得る。
第3の実行可能なプロトコルはRS−485である。CANのように、RS−485は、電気的雑音に対して非常に影響されにくく、且つ高データ転送レートも特徴とする平衡した対のプロトコルを利用する。CANのように、RS−485は、バス上の電気信号をUARTが使用することのできるレベルまで変換するバストランシーバを必要とする。RS−485プロトコルは、信号レベルと非常に低レベルのビットタイミングとを定義する。RS−485は、マルチマスタ使用に対する対応を含まない。これは、システム設計中に、システムの1つのノードがマスタとして指定され、残りのノードがスレーブとして指定されることを意味する。この動作モードにおいて、スレーブは、マスタによって要求されない限り、バスにデータを置くことができない。ノードが小数でありスレーブからマスタへのデータトラフィックが比較的少量である場合、マルチマスタプロトコルは必要とならない。好ましい実施形態では、システムネットワークに対してCAN又はRS−485のいずれかが使用される。好ましい実施形態では、リモートユニット105又は制御ユニット205がマスタとして指定され、残りのノードがスレーブとして指定される。
図1及び図2に示すシステム(他の図においてさらに説明する)を、ここでは、特定の製造業者によって作製される特定のコンポーネント(たとえばプロセッサ)に関して説明することが留意されるべきである。本発明はこれら特定のコンポーネントに限定されず、必要なことは、コンポーネントに含まれる機能と、後述するようなシステム内の他のコンポーネントとの適合性とであることが理解されるべきである。
USBポートは、リモートユニット105に位置するSD/MMCカードインタフェースに対する代替品である。USBポートを追加することにより、システムとPCとの間でデータを転送する手段が提供される。このデータは、内部メモリに格納される実行データと、オープニングセレモニー、クロージングセレモニー及びデモモードファイルとを含む。USBポートを、図1のリモートユニット105か、又は本発明の別の実施形態ではセンサモジュール110のいずれかに配置することができる。別法として、USBポートを、図2の制御ユニット205に配置することができる。Cypress CY7C68013は、高速USBポートと、USB接続から外部EEPOMブートシーケンスによってブートする機能とを提供する。好ましい実施形態において、SD/MMCカードに対してUSBシステムが選択された場合、CY7C68013はAtmel ATMEGA−128マイクロコントローラに取って代る。別法として、Atmel ATMEGA−64マイクロコントローラを使用してもよい。
好ましい実施形態では、システムが、リモートユニット105に組込みフラッシュメモリを含むことにより、ユーザがSD/MMCカードを購入することなく再生のための実行を記録することができる。3つのサイズオプションには、たとえば64キロバイトフラッシュ(およそ35秒間の記録)、128キロバイトフラット(およそ71秒間の記録)及び256キロバイトフラッシュ(およそ142秒間の記録)があってもよい。
本発明は、Auto Meterのステッピングモータ式計器を使用することが好ましい。計器115は、Cypress MicrosystemsのCY8C26233マイクロコントローラを利用することが好ましい。これらマイクロコントローラは、それらの内部デジタル・アナログ変換器と、何年かの製作経験の間に開発されて信頼できることが分かっている指針位置決めコードを再利用する能力とにより、ステッピングモータを駆動するために理想的に適している。これらマイクロコントローラは、内部UARTを提供し、それは、計器115とRS−485システムとの間の適当なハードウェアインタフェースであろう。しかしながら、これらマイクロコントローラは、CANコントローラを提供しない。システムで使用されるためにCANが選択された場合、各計器115において外部CANコントローラが必要となる。本発明では、空心計器も使用してもよい。計器115のマイクロコントローラ185は、計器が指示される機能を実行するのを可能にするソフトウェアコードを含む。
図1のリモートユニット105又は図2の制御ユニット205は、それぞれのシステム100、200において処理能力の大部分を提供する。リモートユニットのマイクロコントローラ130は、SD/MMCカードと対話するためのハードウェアインタフェース及びソフトウェアファイルシステムを提供する。さらに、リモートユニットのマイクロコントローラ130は、システムソフトウェアをSD/MMCカードを介して再インストールする手段を提供することが好ましく、最終的に、それは、上述した機能と、アナログ・デジタル変換されたセンサ値を指針位置に変換するために必要となる数学的計算とをサポートするために適したROM、RAM及び数学的能力を提供することが好ましい。リモートユニット内ではAtmel Atmega−128マイクロコントローラを使用することができるが、好ましい実施形態では、Atmel ATMEGA−64マイクロコントローラが使用される。ATMEGA−128及びATMEGA−64は共に、業界では既知であり、必要なSD/MMCファイルシステムライブラリを提供し、適当なROM及びRAM資源を提供し、SD/MMCカードからブートロードする能力を提供し、RS−485によってネットワークと通信するためのUARTを提供し、指針位置計算に対して高速アナログ・デジタル変換センサのためのハードウェアマルチプレクサを提供する。好ましい実施形態では、生センサデータを工学単位及び指針位置に変換するために使用される数式の定数が計器115に格納される。起動時、これら定数は、リモートユニット105によって要求され、リモートユニット105によって生データから指針位置に変換するために使用される。したがって、その結果、リモートユニット105のファームウェア更新を必要とすることなく、任意の整合した計器及びセンダ対を使用することができる。たとえば、且つ限定なしに、システムの最初のバージョンを、100psi燃圧計及びセンダを含むものとして出荷してもよい。センダ出力と計器における計器指針位置との関係を記述する定数を格納することにより、リモートユニット内部に位置するファームウェアに対する変更を必要とすることなく、他の任意の燃圧計範囲(すなわち0〜15psi)を追加することができる。
再び図1を参照すると、センサモジュール110のマイクロコントローラ150は、8チャネルの10ビットアナログ・デジタル変換(ADC155において)と、タコメータ信号処理のための入力取込み・出力比較タイマと、システムの残りの部分と通信するためのUART160(ただし別個のコンポーネントとして示す)とを提供する。これら特徴部は、大部分のミッドレンジ8ビットマイクロコントローラで利用可能であるが、本出願は、自動車用温度定格も必要とする。好ましい実施形態では、センサモジュール110にATMEGA−16が使用される。
センサモジュール110は、複数の異なる自動車用センサ(図示せず)に接続するための複数のセンサポート175を含み、センダ(たとえばセンサ)入力のすべてを受け取るため、モジュール110もセンダモジュールと呼んでもよい。センサポート175は、Oil Pressure(油圧)、Fuel Pressure(燃圧)、MAP(Boost−Boost/Vac−Vac)(ブースト/バキューム)、Aux Pressure(補助圧)(NOS、ブレーキ等)、Water Temp(水温)(RTDセンサ)、Aux Temp(補助温度)(RTDセンサ)、Thermocouple(熱電対)(Type−K、EGT)、Engine RPM Input(エンジンRPM入力)及びEngine RPM Output(エンジンRPM出力)のためのポートを含んでもよい(図6参照)。センサモジュール110に最低限必要な接続には、センサ電源回路、信号調整回路及び信号同時通信回路がある。
計器115は以下のハードウェアを含み、以下の仕様を有することが好ましい。
○多色
○6ビット色解像度(262,144の色が可能)
○最適な色制御のために定電流LEDドライバを利用
○3色LEDを利用
○一様の照明色を達成するために合わせて制御される計器照明
○7つの事前設定された色オプション
・予備的に、赤、青、緑、黄、オレンジ、ピンク、白(LEDの種類が、トゥルーホワイトが一貫して生成されるのを可能にする場合)
・自動色スクロールが遠隔操作の色選択を見るために利用可能
○計器とセンサモジュールとの間のデイジーチェーンデジタル接続
○計器タイプ:Oil Pressure(0〜100psi)、Fuel Pressure(1〜100psi)、Boost Vac、NOS(0〜1600)、Water Temp(100〜260)、Oil Temp(100〜260)、EGT(0〜2000F)
○ピークリコール−クリア
○警告インジケータ
・ユーザ調整可能
・文字盤色全体を変更−文字盤照明が赤色でない場合、警告点に達すると、文字盤は赤色に変わる。文字盤照明が赤色である場合、警告点に達すると文字盤は青色(又は他の何らかの事前定義された色)に変わる。
○多色
○6ビット色解像度(262,144の色が可能)
○最適な色制御のために定電流LEDドライバを利用
○3色LEDを利用
○一様の照明色を達成するために合わせて制御される計器照明
○7つの事前設定された色オプション
・予備的に、赤、青、緑、黄、オレンジ、ピンク、白(LEDの種類が、トゥルーホワイトが一貫して生成されるのを可能にする場合)
・自動色スクロールが遠隔操作の色選択を見るために利用可能
○計器とセンサモジュールとの間のデイジーチェーンデジタル接続
○計器タイプ:Oil Pressure(0〜100psi)、Fuel Pressure(1〜100psi)、Boost Vac、NOS(0〜1600)、Water Temp(100〜260)、Oil Temp(100〜260)、EGT(0〜2000F)
○ピークリコール−クリア
○警告インジケータ
・ユーザ調整可能
・文字盤色全体を変更−文字盤照明が赤色でない場合、警告点に達すると、文字盤は赤色に変わる。文字盤照明が赤色である場合、警告点に達すると文字盤は青色(又は他の何らかの事前定義された色)に変わる。
計器115は、以下のように計器の「アニメーション」、「シミュレーション」又は照明を行うことができることが好ましい。すなわち、1)オープニングセレモニー(工場からは1つのオープニングセレモニーを有するように出荷、ユーザがSDカードを介してアップグレード可能)、2)クロージングセレモニー(工場からは1つのクロージングセレモニーを有するように出荷、ユーザがSDカードを介してアップグレード可能)、3)デモモード(工場からは1つのデモモードを有するように出荷、ユーザがSDカードを介してアップグレード可能、デモモードは自動的にループする)、及び4)固定針位置である。本明細書で使用する「セレモニー」は、事前プログラムされた一続きの計器照明を意味する。
システムは、再生機能、記録機能、開始機能、停止機能、早送り機能及び巻戻し機能を有する。システムは、メモリカードが存在しない場合、データを記録するために、図1においてフラッシュメモリ145として示す何らかの固定内部メモリを必要とする。固定内部メモリ145は、最低30秒間の記録をサポートする(好ましい記録時間は90秒間である)。システムは、記録及び再生のための1次記憶装置として小型のリムーバブルメモリカードを利用することが好ましい。システムは、FAT12又はFAT16のいずれかにフォーマットされるSDカード又はMMCカードを許容することが好ましい。固定内部メモリ145をフラッシュメモリとして示すが、当業者は、他のタイプのメモリを使用してもよいということを理解するであろう。
計器115は、5つの明るさレベルを含むことが好ましい。リモートユニット105は、「輝度調整」ボタン850(図8)を含む。輝度調整ボタンを押すことにより、計器(複数可)の明るさが少なくとも1レベル低減する。輝度調整ボタンが最低明るさレベルで押されると、計器(複数可)の照明は最も明るいレベルまで跳ぶ。
図3及び図4を参照すると、センサモジュール110を以下のように取り付けてもよい。負のバッテリケーブル405を切り離し、取付けに進む前にエンジン及び排気管が冷却されることが可能となったことを確実にする。センサモジュール110の取付けに適した位置を特定する。推奨される位置は、ダッシュボードの下、キックパネル内、中央コンソールの後方若しくは下、又は他の適当な位置である。センサモジュール110をエンジン室内に取り付けることは望ましくない。また、センサモジュール110又はリモートユニット105をイグニッションコイル又はイグニッションスパークボックスに近接して取り付けることも望ましくない。それは、イグニッションコイル又はイグニッションスパークボックスは、システムに干渉し且つ/又は損傷を与える可能性のある電気信号をもたらす可能性があるためである。センサモジュール110及びリモートユニット105を、Velcro(商標)、ねじ、他のタイプの取付ブラケットを用いて取り付けてもよい。
リモートユニット105を取り付ける時、センサモジュール110に対して適当な遠隔位置及びケーブル長さであるか検査することが望ましい。ケーブルを、望ましいように又は必要に応じて配線してもよい。適当な動作を確実にするために、ケーブルが、はさみ潰され且つ擦れて摩損することによって絶縁し、それがシステム誤動作及びシステムへの損傷の原因となることがないようにすることを確実にする。リモートケーブルを、センサモジュール110の「リモート(Remote)」とマークされたポート内に差し込む。余分なリモートケーブルを緩く巻き付けジップタイで留めることが好ましい。
図4を参照すると、システムを以下のように配線してもよい。第1の(たとえば黒色の)ワイヤを電源ハーネスからバッテリの負端子405か又はエンジン、シャーシ若しくはヒューズボックス接地等の他の適当な接地源に接続する。第2の(たとえば赤色の)ワイヤ410を電源ハーネスから定電圧+12V電源に接続する。システムハードウェアを保護するために自動車ヒューズ415をこの接続に直列に配置することが望ましい。第3の(たとえば黄色の)ワイヤ420を電源ハーネスから切換式+12V電源に接続する。システムハードウェアを保護するために別の自動車ヒューズ425をこの接続に直列に配置する。
図5を参照すると、タコメータ接続が必要であるか又は望まれる場合、システムを以下のようにさらに配線してもよい。システムにタコメータもまた取り付けられる場合、第4の(たとえば緑色の)ワイヤ505を電源ハーネスからコンピュータタコメータ信号又はコイルの負側等、エンジンPRM信号に接続する。第5の(たとえば紫の)ワイヤ510を電源ハーネスからタコメータの信号入力ワイヤ(緑色)に接続する。Auto Meterによって製造され販売されるタコメータが好ましい。次のステップは、シリンダ設定すなわちパルス/回転を選択することである。適当な設定を起動するために、適当なパルスセレクタスイッチをセンダモジュールのケースの上部に向かってはじき上げる(図6)。大部分の1シリンダイグニッションに対して1/2パルスを取得するためには、すべてのスイッチが上方に配置されるべきであり、大部分の2シリンダイグニッション及び2コイル4シリンダイグニッションに対して1パルスを取得するためには、1パルススイッチが上方に配置され、大部分の信号コイル4シリンダイグニッションに対して2パルスを取得するためには、2パルススイッチが上方に配置され、大部分の単一コイル6シリンダイグニッションに対して3パルスを取得するためには、3パルススイッチが上方に配置され、大部分の単一コイル8シリンダイグニッションに対して4パルスを取得するためには、4パルススイッチが上方に配置される。
図7を参照すると、計器を以下のように接続してもよい。ネットワークケーブル120を一連の計器における第1の計器115に接続する。追加のネットワークケーブル120を使用して追加の計器115をネットワークに取り付ける。接続はスナップ嵌合をすべきである。リモートコントロール105は、センサがセンサモジュール110に列挙される順序で、計器115を通して繰り返す。システム計器ネットワークは、任意の順序で取り付けられた機器の任意の組合せで動作する。追加の計器115を、各追加の計器115をシステムの既存の計器115に又は新たに追加された計器に接続することによってシステムに追加してもよい。計器を合わせてデイジーチェーン接続して追加の計器に情報を提供するためにデータバス120を使用することにより、追加の計器をリモートユニット105に直接配線する必要がなくなる。
これは、センサモジュール110が、操作者が定義したセンサまで配線されるため可能である(以下の説明を参照)。一実施形態では、センサモジュール110は、センサのための指定されたポートを有する。センサモジュール110は、これらセンサから入力を受け取ると、情報がいずれのセンサから受け取られたかを識別することができる。センサの識別は、計器115に送出された情報でフォーマットされる。計器115がそれら自体の知能を有するため(上述したように)、識別されたセンサ情報に関連する計器115のみが、リモートユニット105からデータを受け入れそのデータを表示する。これを、基本的なメッセージフォーマット又は通信プロトコルによって達成することができる。計器115によって受け取られる情報は、生センサデータから処理済みセンサデータ(たとえば計器指針命令)までのいずれであってもよい。本発明は、いかなる特定のメッセージフォーマット又は通信プロトコルにも限定されるべきではない。好ましい実施形態では、リモートユニット105は、計器位置情報を計器115に送出する。
計器115及びセンサモジュール110は、リモートユニット105との双方向通信を行う。双方向通信により、計器115、センサモジュール110及びリモートユニット105は、通信が喪失したか否かを確定することができる。さらに、センサモジュール110がオンとなると、初期シーケンスが計器115の各々との通信を検査し、あり得る計器のうちのいずれが存在するかを確定する。
本発明の一実施形態では、センサモジュール110は、以下の表に示すようにさまざまなセンサに接続されるポートを含む。
この実施形態では、システムに含まれることが望まれるすべてのセンサが、センサモジュール110のマークされた位置においてハーネスを介して接続されるべきである。すべてのセンサハーネスが接続されると、バッテリ接続が回復され、イグニッションキーが起動のためにそのアクセサリ位置まで回される。配線が正しい場合、計器115は、デフォルトで、工場でプログラムされた初期化シーケンスに行うべきである。
システムは、以下の動作を実行する。システムに対し電源がオンとなると、計器115が自動較正し、その後工場でプログラムされた初期化シーケンスを実行する。自動較正中、リモートユニット105がいずれの計器115が存在するかを確定し、計器115とリモートユニット105との間でデータを交換してもよい。工場の事前設定には、色を変化させると共にピーク灯、警告灯及び記録灯を明滅させる間、指針ゼロをフルスケールまでスウィープさせた後で再びゼロまで戻すことを含んでもよい。このシーケンスが完了すると、計器115はデフォルトで最後に選択された照明色(工場事前設定は青色であってもよい)になり、指針は、ネットワーク上の適当なセンサによって供給される現読取値を示す。
車両に対して電源がオフとなると、計器は工場でプログラムされたシャットダウンシーケンスを実行することが好ましい。工場事前設定には、色を変化させた後に黒色にフェードアウトさせる間に、指針を最大スケールまでスウィープさせた後で再びゼロに戻すことを含んでもよい。
デモンストレーション動作モードもまた提供される。「デモ」動作により、計器115は、それらの指針をスウィープさせて照明を明滅させ、車両の内部に対し動き等の外観を与える。システムのデモ機能を、システムに対する電源がオンとされた時に行ってもよい。リモートユニットのデモボタン830を押すことにより、デモ機能が起動し、それにより、計器115が、リモートユニット105のデモボタン830が再び押される(それによりデモ動作が終了することになる)まで、連続してデモモードを実行する。操作者は、自分自身の初期化シーケンス、シャットダウンシーケンス及びデモシーケンスを作成することができるということが留意されるべきである。
図8は、リモートユニット105の外部コンポーネントを示す。このコンポーネントは図9に示すようなリムーバブルメモリカード905を含んでもよく、且つVelcro(商標)又はブラケットを用いてダッシュ/コンソールに取り付けることができる。リモートユニット105は、リモートユニット105が指示される機能を実行するのを可能にするソフトウェアコードを含むマイクロコントローラ130を含む。
リモートユニット105はまた、「カラー」ボタン845を含んでもよい。カラーボタン845を押すことにより、すべての計器が一連の色における次の色に変化することができる。カラーボタン845を押して保持することにより、色が、1つの色から別の色への色の自動モーフィングを開始するように変化を開始する。モーフィングレートは工場で事前確定される。計器はすべて一斉に変化する。
リモートユニットは、「警告」ボタン805を含む。警告ボタン805を押すことにより、一連の計器のうちの第1の計器が点滅し、指針がその計器に対する現警告点まで移動する。早送り(FF)ボタン810又は巻戻し(Rew)ボタン815を使用して、その計器に対する警告設定値を変更してもよい。その計器に対して所望の警告設定値が入力されると、操作者は、次の計器に対する警告設定値に進むために再び警告ボタン805を押すことが好ましい。そして、この計器に対する警告設定値を、FF810ボタン又はRew815ボタンを使用して調整してもよい。このプロセスは、各個々の計器を通して継続し、その後再び最初の計器に戻る。好ましくは3秒間、警告ボタン805、早送りボタン810又は巻戻しボタン815が押されない場合、計器は通常動作に戻る。実行を記録している時、警告値はデータファイルヘッダに格納される。この警告値を使用して、再生中に警告状態が指示される。
リモートユニットは、「ピーク」ボタン820を含んでもよい。ピークボタン820を押すことにより、すべての計器が点滅し、計器のピーク値が最後にリセットされて以来のそれらのピーク値を表示する。この時、操作者は、すべての計器のピーク値をクリアするために停止ボタン825を押すことができる。ピークボタン820が再び押されると、一連の計器のうちの第1の計器が点滅し、指針がその計器のピーク値まで移動する。停止ボタン825を使用して、その計器のピーク読取値をクリアしてもよい。再びピークボタン820を押すことにより、次の計器がインクリメントされる。停止ボタン825を押すことにより、ピーク設定値をクリアすることができ、このプロセスは、各個々の計器を通して継続し、その後再び第1の計器に戻る。好ましくは3秒間、ピークボタン820又は停止ボタン825が押されない場合、計器は通常動作に戻る。通常動作中及び記録モード中にピーク値が記録される。ピーク値は、再生モード中には記録されない。
リモートユニット105はまた、「デモ」ボタン830を含んでもよい。システムは、工場から、デモンストレーション(デモ)モードとオープニングセレモニー及びクロージングセレモニーとを有するように事前にプログラムされて来ることが好ましい。ユーザがオープニングセレモニーファイル拡張を含むファイルをSDカードに配置した場合、このファイルは、内部メモリの既存のオープニングセレモニーを上書きする。ユーザがクロージングセレモニーファイル拡張を含むファイルをSDカードに配置した場合、このファイルは内部メモリの既存のクロージングセレモニーを上書きする。ユーザがデモモードファイル拡張を含むファイルをSDカードに配置した場合、このファイルは内部メモリの既存のデモモードを上書きする。好ましい実施形態では、ウィンドウズベースのプログラムを使用して、ユーザがPCで自分自身のデモモード並びにオープニングセレモニー及びクロージングセレモニーを作成することができるようにする。クロージングセレモニーのための電力を提供するために、システムの電源が落とされた後の或る期間中にシステム電源が維持される。所定時間が経過した後にシステム電源が中断されるように、タイムアウトが含まれることが好ましい。
リモートユニット105は、記録又は再生を停止する「停止」ボタン825と、記録されたデータを1/3リアルタイムレートで再生する「再生」ボタン835と、実行の記録を開始する「記録」ボタン840と、記録されたデータをリアルタイムレートで再生する(再生を一時停止するためにも使用することができる)「早送り」ボタン810と、記録されたデータをリアルタイムレートで逆再生する(再生を一時停止するためにも使用することができる)「巻戻し」ボタン815とを含んでもよい。再生ボタン835を、再生を一時停止するための「一時停止」ボタンとして使用してもよい。
本発明のシステムは、単純なモジュール式ネットワークケーブルを用いて効率的に取り付けられ且つ拡張されることが可能である。計器の機能は、文字盤面が明確に見えるため及びユーザ制御が最適化されるためにリモートコントロール105によって操作される。システム機器は、真っ赤な色の指針及びユーザが選択可能な高コントラストLED照明という読み易さと共に、着色レンズ及び磨かれたベゼルという審美的な見た目のよさという特徴を有する(図10及び図11)。初期化、シャットダウン、デモ及び色順序制御表示は、全文字盤警告、ピークリコール、実行記録、再生、並びに道路の特徴及び性能の特徴の最終的な組合せに対する分析と、連合される。
本発明のシステムは、以下の照明方式を含む。システムコンポーネントは、動作している間、常に灯火される。システムが起動されている間、リモートユニット105のカラーボタン845を押すことにより、操作者は、(たとえば7つの)選択可能な照明色、すなわち赤色、白色、青色、緑色、オレンジ色、紫色及び黄色を循環することができる。システムは、リモートユニットのカラーボタン845を押して2秒間保持することにより行うことができる色順序制御表示オプションを特徴とする。色順序制御モードになると、システム機器の照明は、リモートユニット105のカラーボタン845を押すことにより色順序制御モードが使用不能となるまで、7つの照明色をゆっくりとシフトする。さらに、システムの高輝度LED照明の明るさを、車両の内部輝度調整スイッチとは別個に、システムリモートユニット105を介して調整することができる。リモートユニット105の輝度調整ボタン850を押すことにより、5つのレベルの照明の明るさを循環する。
本発明のシステムは、全文字盤警告警報を特徴とする最初の機器システムである。計器115の事前プログラムされた設定値に達すると、計器115は、警告状態に達したことを示す赤色照明に変わる(デフォルト照明が赤色の場合、警告灯の色は別の色、たとえば青色となる)。警告値を設定するために、リモートユニット105の警告ボタン805を押す。一実施形態では、設定されるべき計器115の警告灯はオンとなり、指針は現警告設定値まで移動する。リモートユニット105の早送りボタン810及び巻戻しボタン815を使用して、指針位置を所望の警告値まで調整してもよい(油圧計警告及び燃圧計警告は、読取値が設定値に達するか又はそれを下回った時に作動し、他のすべての計器警告は、読取値が設定値に達するか又はそれを上回った時に作動する)。一連の計器の次の計器115に移るために、再び警告ボタン805を押す。他の計器に対して上記プロセスを繰り返す。操作者が所望の設定値を設定すると、リモートユニット105のボタンが押されずに2秒間経った後、システムは自動的に新たな設定を格納する。
リモートユニット105のピークボタン820を押すことにより、操作者は、ネットワーク上のすべての計器115に対するピーク読取値を見ることができる。すべての計器115が、ピーク読取値を示していることを指示するようにピーク灯を灯火する(図11)。再びピークボタンを押すことにより、各計器115の読取値を個々に循環する。目下ピークモードにある計器115は、そのピーク灯をオンにすることになる。ピークモードから出るためには、2秒間ボタンを押さないことにより、システムがタイムアウトして通常動作に戻ることができるようにする。格納されているピーク読取値を、ピークモードである間に停止ボタン825を押すことによってクリアすることができる。すべてのピークを表示している間に停止ボタン825が押されると、ピーク読取値のすべてがクリアされる。操作者はまた、操作者がクリアしたいピークを表示して停止ボタン825を押すことにより、個々のピークを循環してクリアしてもよい。
連続したデータを記録するために、操作者は、リモートユニット105の記録ボタン840を押す。システムは、タコメータを含むネットワーク上のすべての計器115から、再生し且つ分析するために、記録ボタン840が押された時刻からたとえば最大35秒間の連続した情報を記録する。ネットワークのすべての計器115の記録灯が、記録が進行中であることを指示するようにオンとなる(図11)。最大記録時間に達すると、記録灯は停止され、記録モードがもはや動作していないことを示す。リモートユニットの上部のSDカードスロットにSDカードを取り付けることにより、記録時間を延長してもよい(図9)。好ましい実施形態では、記録灯は緑色である。
リモートユニット105の再生/一時停止ボタン835を押すことにより、システムは記録された情報を1/3時間で再生する。計器115の記録灯が点滅し、リモートユニットのMIL855が点灯し操作者が再生モードに入ったことを指示するように緑色で灯火し続ける。操作者は、再生中に計器を一時停止させるために再生/一時停止ボタン835を再び押してもよい。再生を終了し記録の開始に戻るために停止ボタン825を使用する。早送りボタン810及び巻戻しボタン815を押して保持することにより、リアルタイムで記録を前方に且つ後方に移動する。これらボタンを解放することにより、再生動作が一時停止する。再生モードから出るためには、操作者は停止ボタン825を押す。
上述したように、リモートユニット105にSDメモリカード905(図9)を提供してもよい。これは、以下の機能を提供する。すなわち、追加の記録時間、カードにおいて利用可能な最大10分/メガバイトのメモリ空間、ウェブ更新、PCダウンロード並びにカスタム初期化シーケンス、シャットダウンシーケンス及びデモシーケンスのプログラミングである。操作者は、PCにおいて自分自身の初期化シーケンス、シャットダウンシーケンス及びデモシーケンスをプログラムし、後にそれらをSDカードに転送してもよく、SDカードはそれらを、究極の個人化された計測装置のためのシステムにロードする。
図12は、本発明のシステムの第3の例示的な実施形態を示す。図1に示すように、センサモジュール110は、車両パラメータ及びエンジンパラメータを監視し、且つ測定したセンサ(図示せず)からのセンダ入力170を受け取っていた。しかしながら、今日多くの車両には、車両に搭載されているセンサから、センサによって提供される情報を監視し車両を制御するために車両に提供される1つ又は複数のコンピュータに、センサ情報をデジタル形式で通信するために、車載データバスが設けられている。図12に示すように車載データバスが利用可能である場合、センサモジュール1205は、センサ情報をデジタル形式で受け取るために車載データバスに直接接続してもよい。そして、このセンサ情報を上述したように、本発明の計器115のコンポーネントを駆動するために使用することができる。
図13は、選択された計器においてセンサ情報を表示するためのフローチャートである。ステップ1305において、センサ又はセンダからセンサ情報を取得する。ステップ1310において、センサ情報を、処理するためにリモートユニットに送信する。ステップ1315において、リモートユニットは、センサ情報を使用して選択された計器においてセンサ情報を正確に表示するために正確な計器位置を計算する。ステップ1320において、計器位置情報を、リモートユニットから適当な計器に送信する。ステップ1325において、計器は、位置情報を使用して、センサ情報を正確に表示する。ステップ1325は、計器が計器における位置情報を表示することによって発生してもよく、又は好ましい実施形態では、計器が、計器に目下表示されている情報を追跡し、リモートユニットから受け取られる位置情報を比較して、計器に目下表示されている情報の変更を確定する。好ましい実施形態では、計器のマイクロコントローラが変更情報を使用して計器に表示されている現情報を調整する。ステップ1330において、リモートユニットは、警告灯、記録灯及び他の指示を含む所望の照明を確定し、ステップ1335においてその点灯情報を適当な計器に送信する。ステップ1340において、計器はその点灯情報を使用して適当な照明又は発光ダイオードを点灯する。
図14は、警告状態の発生に基づいて選択されたLEDの照明を調整するためのフローチャートを示す。ステップ1405において、リモートユニットは、センサモジュールからセンサ情報を受信する。ステップ1410において、センサ情報をリモートユニット内に格納されている情報と比較する。ステップ1415において、センサ情報が、受信されたセンサ情報が格納されている情報を上回ることを示す場合、リモートユニットは適当なインジケータを灯火する。たとえば、操作者がリモートユニットを、油温が一定値を超えた時に警告インジケータを灯火するようにプログラムしている場合、リモートユニットは、油温に関するセンサ情報を比較し、値を超えた場合に適当なインジケータが灯火されることを確実にする。ステップ1420において、リモートユニットは、たとえば警告状態の結果として照明を変更し、ステップ1425において適当な計器に新たな点灯情報を送信する。
Claims (31)
- モジュール式車両用計器システムであって、
リモートユニットであって、第1のマイクロコントローラと、事象の発生時に少なくとも1つの計器の照明の色を変更する手段と、メモリと、センサモジュール及び前記少なくとも1つの計器との通信を可能にするインタフェースとを含むリモートユニット
を具備し、
前記センサモジュールは、第2のマイクロコントローラと、前記リモートユニット及び前記少なくとも1つの計器との通信を可能にする前記インタフェースとを有し、
前記少なくとも1つの計器は、第3のマイクロコントローラと、前記リモートユニットとの通信を可能にする前記インタフェースとを有し、
前記リモートユニットと、前記センサモジュールと、前記少なくとも1つの計器との間で情報を交換する手段
を具備する、モジュール式車両用計器システム。 - 前記センサモジュールは少なくとも1つのセンサに物理的に配線され、該センサは前記センサモジュールにセンサ情報を提供する、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記センサモジュールは前記リモートユニットに前記センサ情報を提供する、請求項2に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは前記少なくとも1つの計器に前記センサ情報を提供する、請求項3に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは、前記センサ情報を指針情報に変換し、該指針情報は前記少なくとも1つの計器に提供される、請求項4に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは前記少なくとも1つの計器に点灯情報をさらに提供することにより、該点灯情報が前記少なくとも1つの計器の発光ダイオードを点灯するのに使用される、請求項4に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記点灯情報は、ピーク灯、警告灯及び記録灯のうちの1つに関連する、請求項6に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記センサモジュールは車両データバスに接続され、該車両データバスは前記センサモジュールにセンサ情報を提供する、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記センサモジュールは前記リモートユニットに前記センサ情報を提供する、請求項8に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは前記少なくとも1つの計器に前記センサ情報を提供する、請求項9に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは、前記センサ情報を指針情報に変換し、該指針情報は前記少なくとも1つの計器に提供される、請求項10に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは前記少なくとも1つの計器に点灯情報をさらに提供することにより、該点灯情報が前記少なくとも1つの計器の発光ダイオードを点灯するのに使用される、請求項10に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記点灯情報は、ピーク灯、警告灯及び記録灯のうちの1つに関連する、請求項12に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットは、前記少なくとも1つの計器のプログラム可能な警告点、計器照明色選択及び計器照明強度のうちの少なくとも1つを設定するのに使用される、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 少なくとも2つの計器をさらに備え、該計器は合わせてデイジーチェーン接続される、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットと、前記センサモジュールと、前記少なくとも1つの計器との間で情報を交換する前記手段は、RS−485プロトコルに準拠する、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記少なくとも1つの計器は、オープニングセレモニー、クロージングセレモニー及びデモンストレーションモードのうちの少なくとも1つを表示するように構成される、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記少なくとも1つの計器はステッピングモータ式計器である、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 前記リモートユニットによって実行される前記ソフトウェアは、前記システムの前記計器のタイプ又は数に対する変更を認識することができる、請求項1に記載のモジュール式車両用計器システム。
- 車両用センサ情報を表示する方法であって、
センサモジュールのセンサ情報を受け取るステップと、
前記センサ情報を前記センサモジュールからリモートユニットに送信するステップと、
前記リモートユニットにおいて前記センサ情報を計器位置情報に変換するステップと、
前記リモートユニットにおいて第1の点灯情報を確定するステップと、
前記計器位置情報を前記リモートユニットから計器に送信するステップと、
前記第1の点灯情報を前記リモートユニットから前記計器に送信するステップと、
前記計器位置情報を前記計器の表面に表示するステップと、
前記リモートユニットからの前記第1の点灯情報を使用するステップであって、それにより前記計器を点灯する、使用するステップと;
事象の発生を識別するステップと、
前記リモートユニットにおいて前記事象に基づいて更新点灯情報を確定するステップと、
前記リモートユニットから前記計器に前記更新点灯情報を送信するステップと、
前記更新点灯情報に基づいて前記計器の前記照明を第1の色から第2の色に更新するステップと
を含む、車両用センサ情報を表示する方法。 - 前記センサモジュールは、該センサモジュールに物理的に接続される少なくとも1つのセンサから前記センサ情報を受け取る、請求項20に記載の車両用センサ情報を表示する方法。
- 前記センサモジュールは車載データバスから前記センサ情報を受け取る、請求項20に記載の車両用センサ情報を表示する方法。
- 前記リモートユニットにおいて発光ダイオード点灯情報を確定するステップと、
前記リモートユニットから前記計器に前記発光ダイオード点灯情報を送信するステップと、
前記計器において前記発光ダイオード点灯情報を使用するステップであって、それにより発光ダイオードが点灯されるべきか否かを確定する、使用するステップと
をさらに含む、請求項20に記載の車両用センサ情報を表示する方法。 - 前記発光ダイオード点灯情報は、ピーク灯、警告灯及び記録灯のうちの1つである、請求項23に記載の車両用センサ情報を表示する方法。
- オープニングセレモニー、クロージングセレモニー又はデモンストレーションモードのうちの少なくとも1つを表示するステップをさらに含む、請求項20に記載の車両用センサ情報を表示する方法。
- 前記事象はプログラム可能である、請求項20に記載の車両用センサ情報を表示する方法。
- コンピュータ読取媒体上に格納されるセンサ情報を表示するコンピュータプログラムであって、
センサモジュールのセンサ情報を受け取るコンピュータプログラムコードと、
前記センサ情報を前記センサモジュールからリモートユニットに送信するコンピュータプログラムコードと、
前記リモートユニットにおいて前記センサ情報を計器位置情報に変換するコンピュータプログラムコードと、
前記リモートユニットにおいて点灯情報を確定するコンピュータプログラムコードと、
前記計器位置情報を前記リモートユニットから計器に送信するコンピュータプログラムコードと、
前記点灯情報を前記リモートユニットから前記計器に送信するコンピュータプログラムコードと、
前記計器位置情報を前記計器の表面に表示するコンピュータプログラムコードと、
前記リモートユニットからの前記点灯情報を使用するコンピュータプログラムコードであって、それにより前記計器を点灯する、使用するコンピュータプログラムコードと、
前記リモートユニットにおいて更新点灯情報を確定するコンピュータプログラムコードと、
前記リモートユニットから前記計器に前記更新点灯情報を送信するコンピュータプログラムコードと、
前記更新点灯情報に基づいて前記計器の前記照明を第1の色から第2の色に更新するコンピュータプログラムコードと
を含む、コンピュータ読取媒体上に格納されるセンサ情報を表示するコンピュータプログラム。 - 前記センサモジュールは、該センサモジュールに接続される少なくとも1つのセンサから前記センサ情報を受け取る、請求項27に記載のコンピュータ読取媒体上に格納されるセンサ情報を表示するコンピュータプログラム。
- 前記センサモジュールは車載データバスから前記センサ情報を受け取る、請求項27に記載のコンピュータ読取媒体上に格納されるセンサ情報を表示するコンピュータプログラム。
- 前記リモートユニットにおいて発光ダイオード点灯情報を確定するコンピュータプログラムコードと、
前記リモートユニットから前記計器に前記発光ダイオード点灯情報を送信するコンピュータプログラムコードと、
前記計器において前記発光ダイオード点灯情報を使用するコンピュータプログラムコードであって、それにより発光ダイオードが点灯されるべきか否かを確定する、使用するコンピュータプログラムコードと
をさらに含む、請求項27に記載のコンピュータ読取媒体上に格納されるセンサ情報を表示するコンピュータプログラム。 - 前記発光ダイオード点灯情報は、ピーク灯、警告灯及び記録灯のうちの1つである、請求項30に記載のコンピュータ読取媒体上に格納されるセンサ情報を表示するコンピュータプログラム。
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