CN109859978A - 一种翘板开关及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翘板开关装置及具有其的车辆，翘板开关装置包括开关组件和安装面板总成，开关组件包括至少一个开关总成，各开关总成分别以可被独立操控的方式装配到安装面板总成的安装部；其中，安装面板总成包括第一线路板，第一线路板上设有控制芯片，每一个开关总成包括翘板开关本体和第二线路板，第二线路板以插接的方式安装到第一线路板上，第二线路板包括采样电阻组件和按键，采样电阻组件通过按键电连接到控制芯片，翘板开关本体的两端可择一地被按下，触发第二线路板上相应的按键按下与第一线路板控制芯片上的AD转换口电流导通，控制芯片根据采集到的电压信号，识别被选择的按键功能，并将识别出的按键功能以对应的报文方式进行输出。本发明提供的翘板开关装置可随意在线插拔，安全性、智能化控制程度高。

Description

一种翘板开关及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及一种开关，特别是涉及一种可随意在线插拔的翘板开关装置及具有其的车辆。

背景技术

随着公司新车型、超级卡车的开发，汽车智能化程度越来越高，相应的开关控制***也需实现智能化控制，为了实现翘板开关本体可随意在线插拔的智能化控制，优化整车开关***布置，亟待开发一种汽车可随意在线插拔的翘板开关装置。翘板开关装置的应用，将提高整车智能性、安全性，提升整车竞争力。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可随意在线插拔的翘板开关装置来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种翘板开关装置，所述翘板开关装置包括开关组件和安装面板总成，所述开关组件包括至少一个开关总成，各所述开关总成分别以可被独立操控的方式装配到所述安装面板总成的安装部；其中，所述安装面板总成包括第一线路板，所述第一线路板上设有控制芯片，每一个所述开关总成包括翘板开关本体和第二线路板，所述第二线路板以插接的方式安装到所述第一线路板上，所述第二线路板包括采样电阻组件和按键，所述采样电阻组件通过所述按键电连接到所述控制芯片，所述翘板开关本体的两端可择一地被按下，触发所述第二线路板上相应的按键与所述控制芯片电流导通，所述控制芯片根据采集到的电压信号，识别被选择的按键功能，并将识别出的按键功能以对应的报文方式进行输出。

进一步地，每一个所述第二线路板包括两个所述采样电阻组件和两个所述按键，其中一个所述采样电阻组件通过一个所述按键连接，其中另一个所述采样电阻组件通过另一个所述按键连接。

进一步地，所述采样电阻组件包括多个预设阻值且分别各接入1路AD采样电路的电阻，所述电阻的一端连接所述按键，另一端连接到地电平；所述按键的一端连接到采样电阻组件，另一端连接到所述控制芯片的AD数模转换信号采集端。

进一步地，每一个所述采样电阻组件包括三个所述电阻。

进一步地，所述开关总成的数量为4个。

进一步地，所述控制芯片通过LIN收发器输出所述按键功能对应的报文。

进一步地，所述第一线路板上还设有与所述开关总成数量相同的插接口，每一个插接口设有一个所述控制芯片的信号采集端；所述采样电阻组件的插接端适配性地***到所述插接口中，所述翘板开关本体的两端各自内固设一个所述采样电阻组件，所述翘板开关本体被按下的端部的所述采样电阻组件可与相应的所述信号采集端电流导通。

进一步地，所述安装面板总成还包括安装面板和底盖，所述第一线路板插装在所述底盖上，所述安装面板扣装在所述底盖上，所述安装面板具有由隔板隔开设置且与所述开关总成数量相同的安装腔，一个所述安装腔装配一个所述开关总成，使每一个所述开关总成可被独立操控。

本发明还提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的翘板开关装置。

本发明首次实现翘板开关可随意在线插拔，可由用户在线随意更换安装位置，主机厂可在线随意调换开关，扩展开关等功能，将提高整车智能性、安全性，提升整车竞争力。

附图说明

图1是本发明所提供的翘板开关装置一实施方式的结构示意图；

图2是图1所示的翘板开关装置中的安装面板总成的结构示意图及其分解示意图；

图3是图1所示的翘板开关装置中的LIN线翘板开关本体分体结构的结构示意图及其分解示意图；

图4是图1所示的翘板开关装置的电路原理图；

图5是图1所示的翘板开关装置的控制流程示意图。

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1至图4所示，本实施例所提供的翘板开关装置包括开关组件和安装面板总成1，所述开关组件包括至少一个开关总成2，各开关总成2分别以可被独立操控的方式装配到安装面板总成1的安装部。此处的“可被独立操控”可以理解为每一开关总成2可被单独地下或按起。

安装面板总成1包括第一线路板11、安装面板12、底盖13和折装卡扣14，其中：

第一线路板11插装在底盖13上，安装面板12的底部扣装在底盖13上。安装面板12的上部沿垂直于上下方向的左右方向依次设置有多个由隔板121隔开设置的安装腔122。安装面板12的两侧分别用于组装折装卡扣14，拆卸时按下并提起拆装卡扣14，可以容易地将翘板开关装置从仪表板上拆卸下来。剩下的安装腔122的数量与开关总成2相同，一个安装腔122装配一个开关总成2，这样可以方便每一开关总成2可被单独地按下或按起。

第一线路板11上设有控制芯片ECU，控制芯片ECU能识别出3个不同标识电阻组合所代表的唯一按键功能，控制芯片ECU的信号采集端是AD转换口ADC，用于将采集到的信号进行A\D转换，输入到控制芯片ECU。第一线路板11上还设有与所述开关总成2数量相同的插接口111，每一个插接口111设有一个控制芯片ECU的信号采集端ADC。第一线路板11上具有ESD保护和短路保护功能，可以实现功能按键的热插拔且不需要更新软件。本实施例中的控制芯片ECU的型号是STM8AF5289TA，具有16个ADC口。

每一个开关总成2包括翘板开关本体21和第二线路板22，翘板开关本体21和第二线路板22组装成一体式结构。第二线路板22以插接的方式安装到第一线路板11上，从而将与第二线路板22一体式结构的翘板开关本体21一起装配到第一线路板11上。其中：

第二线路板22包括采样电阻组件221和按键222，翘板开关本体21的两端各自内固设一个采样电阻组件221，采样电阻组件221的插接端通过按键222适配性地***到第一线路板11上的插接口111中。采样电阻组件221通过按键222电连接到控制芯片ECU，翘板开关本体21的两端可择一地被按下。当翘板开关本体21的一端被按下，该端部的采样电阻组件221与控制芯片ECU上相应的信号采集端ADC电流导通，控制芯片ECU根据采集到的电压信号，识别被选择的按键功能，并将识别出的按键功能以对应的报文方式进行输出。

在一个实施例中，每一个采样电阻组件221对应一个不同按键功能。每一个第二线路板22包括两个采样电阻组件221和两个按键222，其中一个采样电阻组件221与一个按键222连接，其中另一个采样电阻组件221与另一个按键222连接。这样，一个按键222控制一个采样电阻组件221，单独进行控制，从而可以根据功能需求，通过按键222，精准地控制相应功能的采样电阻组件221。

在一个实施例中，控制芯片ECU的每一个信号采集端有多路信号采集电路，比如图4中示出的3路AD采样电路。采样电阻组件221包括多个预设阻值且分别各接入1路AD采样电路的电阻，每一个电阻的阻值根据需求预先设定好，从而实现采样电阻组件221特定的按键功能。本实施例中，电阻采用厚声电阻精度1％。采样电阻组件221的一端连接所述按键222，另一端连接地电平。按键的一端连接采样电阻组件221，另一端连接到控制芯片ECU的信号采集端。当采样电阻组件221对应的按键222合上，那么，采样电阻组件221与控制芯片ECU的信号采集端实现电流导通，从而控制芯片ECU的信号采集端便可以将采样电阻组件221的按键功能识别出来，并输出。

在一个实施例中，每一个采样电阻组件221包括三个所述电阻，这三个电阻的阻值不同，可以根据按键功能的不同进行预先设置，标识出开关唯一的按键功能。这样的设计保证了用户在线随意更换开关安装位置，主机厂可在线随意调换，扩展开关等功能，将提高整车智能性、安全性，提升整车竞争性。例如：上拉电压+5V，上拉电阻2.7KΩ，驾驶室照明开关的采样电阻设计为4KΩ、4KΩ、10.8KΩ时，分压即为3V、3V、4V，此分压设置对应为一种按键功能，编制功能与分压或阻值对应的表格，则可以根据此表格确定此开关为驾驶室照明开关。不论这个开关的物理位置为何处或无论此开关如何更换安装位置，只要开关内的电阻值是一定的，3路电阻上的分压就一定，控制芯片ECU便可以根据对应的表格查找出此开关的功能。这也是目前市面上的LIN开关不具备的功能，这种以阻值分压来标记功能，以程序记载功能表的办法也是成本较低的方式。

在一个实施例中，翘板开关装置是四联开关，开关总成2的数量为4个。每个开关总成2上有两个按键，每车按最大需求扩展32个开关的话，需要包含64个功能按键，设计的AD采样电阻的数目就需要满足可有64种不同的电压组合功能。每3个电阻构成一个按键的采样电阻组件，一个开关总成有两个按键，故内部有6个采样电阻。因为使用的翘板开关本体不可能两个按键同时按下，因此6个采样电阻可以每3组分别通过相同的三路A/D输入到控制芯片ECU，采样电阻的电压值可以设置成4个电压等级，分别是1V/2V/3V/4V，这样3个电阻做一个按键的话就可以实现4³＝64种功能。控制芯片ECU的每三组AD转换口在控制芯片ECU中保存64种功能状态，检测到对应的功能电压值后，控制芯片ECU通过LIN通讯的方式发送相应报文将相关的功能指示位置位。当然，也可以根据需要调整开关总成2的数量。

除了上述的按键检测和识别功能之外，本实施例提供的翘板开关装置还具有按键任意插拔功能，该功能具体说明如下：

按键结构上采用可任意插拨功能，由于控制芯片ECU的每3组AD转换口状态都对应着在软件内部保存的开关的64种功能状态任意一种状态，每个开关根据3组电阻的阻值不同记忆着对应的64种功能状态中的某种工作状态，因此每个功能按键都可以任意安装到主板接口当中，以实现不同的功能组合；控制芯片ECU内部对每组A/D口进行实时扫描，因此可以随时判断A/D采样值的变化，也就可以识别出不同阻值组合的不同功能的开关。

在一个实施例中，控制芯片ECU通过LIN收发器3输出所述按键功能对应的报文。本实施例中，LIN收发器型号是TJA1021。本实施例提供的翘板开关装置具有LIN通讯功能，因此翘板开关装置只有4根线束，分别为：一根电源线(BAT)、一根背光电源线、一根地线(GND)和一根LIN通讯线(LIN BUS)。不同开关总成2被按下后，根据开关总成2内部的采样电阻的阻值不同，控制芯片ECU采样到唯一的一种AD转换口状态，此状态对应了在软件内部保存的64种按键功能状态中的一种，不同的状态发送不同的报文信息给LIN通讯主节点。开关插拔移动位置后，按下相应开关仍然采集的是唯一的已经编码的一种AD转换口状态，发送的也是此功能信息的报文。

本实施例所提供的翘板开关装置还包括电压调整器4，电压调整器4的型号是S-19200A50H-V5T2U。

本发明还提供一种车辆，所述车辆包括如上述各实施例所述的翘板开关装置，所述翘板开关装置中的LIN收发器3将输出所述按键功能报文给车辆上的车辆控制器。LIN开关的自动控制逻辑流程如图5所示：

开始上电后，开关进行***初始化(分别初始化时钟，ROM,LIN总线及其他硬件)，并确定是否初始化成功，如果初始化未成功则进行故障处理。

初始化成功后，开始诊断相关电路(如ROM,RAM,LIN总线，电压及其他硬件电路)，如诊断出故障进行故障处理。

故障诊断后，读对应的EEPROM存取的值，如果还未进行工厂内的设定或工厂内的设定丢失，则设定工厂内的相关参数。

然后进行主任务的执行和相关子任务的调度。

在主任务执行时，依据睡眠的条件进入睡眠。依据故障的条件判断是否发生故障并进行处理。接受相关的LIN信号进行相应的功能处理。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种翘板开关装置，其特征在于，包括开关组件和安装面板总成(1)，所述开关组件包括至少一个开关总成(2)，各所述开关总成(2)分别以可被独立操控的方式装配到所述安装面板总成(1)的安装部；

其中，所述安装面板总成(1)包括第一线路板(11)，所述第一线路板(11)上设有控制芯片(ECU)，每一个所述开关总成(2)包括翘板开关本体(21)和第二线路板(22)，所述第二线路板(22)以插接的方式安装到所述第一线路板(11)上，所述第二线路板(22)包括采样电阻组件(221)和按键(222)，所述采样电阻组件(221)通过所述按键(222)连接到所述控制芯片(ECU)，所述翘板开关本体(21)的两端可择一地被按下，触发所述第二线路板(22)上相应的按键(222)与所述控制芯片(ECU)上AD转换口(ADC)电流导通，所述控制芯片(ECU)根据采集到的电压信号，识别被选择的按键功能，并将识别出的按键功能以对应的报文方式进行输出。

2.如权利要求1所述的翘板开关装置，其特征在于，每一个所述第二线路板(22)包括两个所述采样电阻组件(221)和两个所述按键(222)，其中一个所述采样电阻组件(221)与一个所述按键(222)连接，其中另一个所述采样电阻组件(221)与另一个所述按键(222)连接。

3.如权利要求1所述的翘板开关装置，其特征在于，所述采样电阻组件(221)包括多个预设阻值且分别各接入1路AD采样电路的电阻，所述电阻的一端连接所述按键(222)，另一端连接到地电平；所述按键的一端连接到采样电阻组件，另一端连接到所述控制芯片(ECU)的AD数模转换信号采集端。

4.如权利要求3所述的翘板开关装置，其特征在于，每一个所述采样电阻组件(221)包括三个所述电阻。

5.如权利要求1至4中任一项所述的翘板开关装置，其特征在于，所述开关总成(2)的数量为4个。

6.如权利要求5所述的翘板开关装置，其特征在于，所述控制芯片(ECU)通过LIN收发器(3)输出所述按键功能对应的报文。

7.如权利要求5所述的翘板开关装置，其特征在于，所述第一线路板(11)上还设有与所述开关总成(2)数量相同的插接口(111)，每一个插接口(111)设有一个所述控制芯片(ECU)的信号采集端(ADC)；所述采样电阻组件(221)的插接端适配性地***到所述插接口(111)中，所述翘板开关本体(21)的两端各自内固设一个所述采样电阻组件(221)，所述翘板开关本体(21)被按下的端部的所述采样电阻组件(221)可与相应的所述信号采集端(ADC)电流导通。

8.如权利要求7所述的翘板开关装置，其特征在于，所述安装面板总成(1)还包括安装面板(12)和底盖(13)，所述第一线路板(11)插装在所述底盖(13)上，所述安装面板(12)扣装在所述底盖(13)上，所述安装面板(12)具有由隔板(121)隔开设置且与所述开关总成(2)数量相同的安装腔(122)，一个所述安装腔(122)装配一个所述开关总成(2)，使每一个所述开关总成(2)可被独立操控。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的翘板开关装置。