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CN102892632A - 用于机动车辆转向柱的顶端的切换装置 - Google Patents

用于机动车辆转向柱的顶端的切换装置 Download PDF

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CN102892632A CN2011800245022A CN201180024502A CN102892632A CN 102892632 A CN102892632 A CN 102892632A CN 2011800245022 A CN2011800245022 A CN 2011800245022A CN 201180024502 A CN201180024502 A CN 201180024502A CN 102892632 A CN102892632 A CN 102892632A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆柱顶部的切换装置，其包括微控制器（1）。微控制器包括至少两个不同的切换功能块（3、5），每个块连接到微控制器（1）的两个信号输入端（e1、e2、e3、e4）和两个信号输出端（a、b、c），其一个信号输出端（a、b、c）或一个信号输入端（el、e2、e3、e4）仅连接到单个功能块（3、5），且每个块包括四个开关（7、9、11、13、15、17、19、21），每个开关（7、9、11、13、15、17、19、21）连接到微控制器（1）的与同一块（3、5）的其他三个开关的信号输入端/输出端对不同的信号输入端/输出端对。至少两个不同的切换功能块（3、5）仅共享微控制器（1）的一个信号输出端（a、b、c）或一个信号输入端（e1、e2、e3、e4）。微控制器（1）被构造用于从通过至少一个信号输出端（a、b、c）发出的且经过至少一个切换功能块（3、5）并在至少一个信号输入端（e1、e2、e3、e4）处接收的信号，推断切换功能块（3、5）的至少一个开关（7、9、11、13、15、17、19、21）的切换状态。

Description

用于机动车辆转向柱的顶端的切换装置
技术领域
本发明涉及用于机动车辆转向柱的顶端的切换装置，以及用于机动车辆转向柱的顶端的相关联的控制组件。
背景技术
用于转向柱的顶端的控制组件大体包括多个开关，该多个开关可被车辆用户访问。用户由此通过改变其中一个开关的位置而促动功能，诸如打开头灯或雾灯。
已知的方案是使用微控制器，其被构造用于周期地激活模块的切换状态的读取。另外已知的方案是使用一构造，其中微控制器的多个信号输出端被连接至单个信号输入端，且其中，所述微控制器的多个信号输入端被连接至相同的输出端。每个开关通过专用于它的微控制器的信号输入端/输出端对而被识别。
该构造，称为数字矩阵，允许开关（其状态可被微控制器读取）的数量增加，而没有增加所述微控制器的信号输入端和输出端的数量，且因此没有增加该部件的价格。实际上，对于微控制器的给定数量的信号输入端和信号输出端，解码可能性的数量非常高。
文献EP0147110披露了一种这样的多功能转向轮的构造的用途，该构造包括微控制器，如可从该文献的图6所看到的。
但是所述数字矩阵构造包括一种风险，即开关被阻挡在闭合位置，从信号输出端发出的信号可被送入并非与开关部署相对应的输入端的输入端。因而，可能存在对开关的所述部署的错误的解译，且因而车辆的设备的不适当的回应。
例如，考虑EP0147110的图6，如果连接到输入端7和信号输出端21的开关"风挡玻璃擦拭器关"在不良接触之后处于闭合位置，且用户同时闭合开关"巡航控制恢复"（连接到输入端7和信号输出端22），和"关灯”（连接到输入端9和信号输出端21），则从信号输出端22发出的信号经由开关"风挡玻璃擦拭器关"、然后开关"关灯"而传导到输入端9。
由于信号输入端/输出对9、22对应于开关"巡航控制开/关"，系统将把所接收的信号解译为关闭所述开关"巡航控制开/关"，而该开关并没有被促动。
为了克服导致安全风险的该缺陷，已知的方案是实施切换电路附加电子元件。如图3可见，文献WO2010/00859披露了具有二级管的这种构造的用途，标记为23。这些二极管防止信号在已经通过开关之后经由另一线路复位。但是，这些部件会导致增加装置的成本。
发明内容
本发明的目的是保持状态由数字矩阵构造提供的对于给定数量的信号输入端/输出端可读取的大数量开关的优点，同时能改善安全方面而没有使用昂贵的电子部件。
为此，本发明的一个主题是用于机动车辆柱的顶端的切换装置，其包括微控制器，其特征在于，其包括至少两个独立的切换功能块，每个块连接到微控制器的两个信号输入端和两个信号输出端，其一个信号输出端或一个信号输入端仅连接到单个功能块，且包括四个开关，每个开关连接到微控制器的与同一块的其他三个开关的信号输入端/输出端对不同的信号输入端/输出端对，在于，至少两个分开的切换功能块仅共享微控制器的一个信号输出端或一个信号输入端，且在于，微控制器被构造用于从通过至少一个信号输出端发出的且经过至少一个切换功能块并在至少一个信号输入端处接收的信号，推断切换功能块的至少一个开关的切换状态。
以此方式，状态可被微控制器读取的大数量开关被保留，同时减少装置的切换状态的错误解译的风险和轨迹的数量，而没有必须采用任何额外的电子部件。
此外，装置可呈现以下特征中的一个或多个特征。
微控制器被构造用于在信号输入端处检测仅连接到一个切换功能块的信号输出端发出的信号，其中所述信号输入端并没有连接到所述切换功能块，且该微控制器被用于发出包含连接有所述信号输出端的所述块的识别符的信息。
每个切换功能块与切换模块相关联，该切换模块可具有根据由用户施加的控制位置的切换状态。
与切换模块相关联的开关包括接触元件，由用户施加的控制位置定义触点组合，该组合允许对应于切换状态的数字信息在微控制器的信号输入端处定义。
切换功能块控制车辆的灯在关闭、侧灯、低光束和高光束位置之间进行切换，而另一个控制雾灯和车辆喇叭。
微控制器被构造为通过在其每个信号输出端上顺序地发出周期信号序列而确定分立的功能块的切换状态。
在连接到同一块的微控制器的两个信号输出端的每个上发出的信号是异相的且同时发出。
序列的脉冲持续几个纳秒或微秒，序列的周期为几个微秒。
与信号相对应的电流为几个微安。
本发明另一主题是用于机动车辆转向柱的顶端的控制组件，其包括如前所述的切换装置。
附图说明
阅读通过非限制示例展示的以下描述和附图，本发明的其他特征和优势将变得更加清晰，在附图中：
图1是根据本发明的装置的电路图；
图2是在装置的一个实施例中的在微控制器的信号输出端处的信号随时间的图表，沿横坐标表示时间，沿纵坐标表示传递的电压；
图3示出了图1的电路图的构造，其中，在故障之后，开关13被阻挡在闭合位置，且其中，开关11闭合；
图4显示了在图3的构造中到达微控制器的信号输入端处的信号，其取决于完好功能块的其中一个开关的闭合。
图5是根据本发明的装置的一个变化实施例的电路图；
在所有附图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
本发明涉及用于机动车辆转向柱的顶端的切换装置。
在图1中，示意性地显示了与用于根据本发明的机动车辆转向柱的顶端的切换装置相对应的构造。
所述装置包括微控制器1，其具有多个信号输出端a、b、c，和多个信号输入端e1、e2、e3、e4。微控制器1的信号输出端a、b、c和信号输入端e1、e2、e3、e4连接到至少两个分立的功能块3、5。
信号输出端a、b、c是微控制器1的连接件，被设置用于在给定时间段上传递与信号对应的电压。输入端e1、e2、e3、e4是微控制器1的连接件，被设置用于测量施加到它们的电压和用于将该电压值传送至微控制器1。
第一切换功能块3一方面被连接至微控制器1的信号输入端e3、e4，另一方面被连接至信号输出端a、b。第二切换功能块5一方面被连接至微控制器1信号输入端e1、e2，另一方面被连接至信号输出端b、c。
由此，每个切换功能块3、5被连接到微控制器1的两个信号输入端e1、e2、e3、e4和两个信号输出端a、b、c。另外，所述分立的功能块3和5仅共享信号输出端b，而不共享信号输入端e1、e2、e3、e4。每个功能块3、5因此具有专门连接至它的一个信号输出端a或c。
每个功能块包括四个开关；第一块3包括开关7、9、11和13，第二块包括开关15、17、19、21。每个开关被连接到微控制器1的信号输入端e1、e2、e3、e4并连接到信号输出端a、b、c。
在第一块3中，开关7被连接到输出端a和连接到输入端e4，开关9被连接到输出端b和连接到输入端e4，开关1l被连接到输出端b和连接到输入端e3，开关13被连接到输出端a和连接到输入端e3。
在第二块5中，开关15被连接到输出端b和连接到输入端e2，开关17被连接到输出端c和连接到输入端e2，开关19被连接到输出端c和连接到输入端e1，开关21被连接到输出端b和连接到输入端e1。
因此指出，在每个功能块3或5中，开关7、9、11、13、15，17，19、21中每一个都被连接到与相同块3或5的另外三个开关的信号输入端/输出端对不同的信号输入端/输出端对。
微控制器1被构造为用于从通过至少一个信号输出端a、b、c发出的且经过至少一个切换功能块3、5并在至少一个信号输入端e1、e2、e3、e4处接收的信号，推断切换功能块3、5的至少一个开关的切换状态。
输入端连接到第一功能块3而信号输出端没有连接至其的信号输入/输出端对e1/a和e2/a以及输入端连接到第二功能块5的信号输入/输出端对e3/c和e4/c并不对应于任何开关。微控制器1由此编程为在输入端e1和e2处对来自输出端a的信号的到达进行检测，和在输入端e3和e4处对来自输出端c的信号进行检测，并将它们解译为故障标志。其然后发出输出端a或c所连接至的功能块3、5的识别符，该输出端的信号已经到达信号输入端e1、e2、e3、e4处，而所述输入端a或c并没有经由开关7、9、11、13、15、17、19、21连接至该信号输入端。
每个切换功能块3、5与切换模块相关联，其可具有取决于由用户施加的控制位置的切换状态。
与切换模块3、5相关联的开关7、9、11、13、15、17、19、21包括接触元件，由用户施加的控制位置定义触点组合，该触点组合允许在微控制器1的输入端处定义对应于切换状态的数字信息。
一个功能块3、5可以，例如，控制车辆的灯在关闭、侧灯、低光束和高光束位置之间进行切换，而另一个控制雾灯和车辆喇叭。
微控制器1被构造为在其每个信号输出端a、b、c处相继地发出周期信号序列，以便确定切换功能块3、5的切换状态。
图2是显示了在图1的装置中从输出端a、b、c发出的信号作为时间的函数的图表。
在连接到同一功能块3、5的两个信号输出端a、b或b、c上，周期信号是异相的且同时发出，以便加速对每个功能块的切换状态的确定过程。
从微控制器1的每个信号输出端发出的信号是方波形式的脉冲序列，以便得到异相信号，从而具有严格为零的乘积。在该实施例中，序列的脉冲被指定为持续几个纳秒或微秒，序列的周期T为几个微秒，与信号相对应的电流为几个微安。
在操作中，微控制器1在与各功能块3、5相关联的信号输出端a、b、c上一个接一个地发出信号。在连接到同一功能块3、5的两个输出端a、b或b、c上同时发射两个相移信号。
这些信号到达功能块，该功能块的切换状态对应于由用户施加的控制机构的位置，并通过开关7、9、11、13、15、17、19、21的接触元件限定触点组合。
所述触点组合将所有或部分所述信号朝向信号输入端e1、e2、e3、e4引导，在那里它们被接收和被微控制器1分析，以便使车辆设备的回应相适应。
图3示出了图1的切换装置的可能故障的情况。在该电路图中，示出了开关13被阻挡在闭合状态的情况。这种情况可例如由所述开关的电接触器的机械变形导致，或发生在导电尘埃的聚集之后。
用户然后同时闭合第一功能块3的开关11，在第一功能块3中定位有缺陷开关13，并闭合另一功能块5的开关15、17、19、21的其中一个。
图4是显示出在图3的故障情况下、根据用户闭合的无缺陷块5的开关15、17、19、21，从微控制器1的信号输出端a、b、c发出的信号在微控制器1的信号输入端e1、e2、e3、e4处的分配的表格。
在该表格中，四个列的每个对应于信号输入端e1、e2、e3、e4中的一个，所述输入端接收的信号还显示为用户闭合的第二功能块5的开关15、17、19、21的状态的函数。例如，如果用户闭合开关17，其对应于第二排，输入端e1不接收任何信号，输入端e2接收从输出端c发出的信号，输入端e3接收从输出端a和从输出端b发出的信号的总和，输入端4不接收任何信号。
具体地，当用户闭合开关15，信号输入端e2从信号输出端a和b接收信号。当开关21闭合时，信号输入端e1接收来自信号输出端a和b的信号。
信号输入端/输出端对e2/a和e1/a不对应于开关的任何构造。相应地，对于功能块3、5的切换状态的解译，从信号输出端a发出并在两个信号输入端e1、e2中的一个处接收的信号并不被考虑，且不导致对所述切换状态的任何错误解译。
在功能块3、5的开关7、9、11、13、15、17、19、21中的一个故障的情况下，仅仅对于与包含有缺陷开关13的功能块3所控制的功能相关的设备，装备车辆的系统的回应是错误的。
此外，微控制器1在没有连接到所述切换功能块3、5的信号输入端e1、e2、e3、e4处检测由仅连接到切换功能块3、5的信号输出端a、c发出的信号。其发出包含信号输出端a、c连接至其的块3、5的识别符的信息，缺陷开关位于该块中。
以此方式，用户通过该信息被通知其中一个开关7、9、11、13、15、17、19、21有缺陷，并类似地被通知缺陷开关13位于其中的切换功能块3的身份。在故障的情况下，用户可因此以及时和针对性的方式进行缺陷切换功能块3的更换。
本发明因此通过将错误归因于包含有缺陷开关的功能块3、5而在安全性方面提供改进，并通过通知用户在功能块3、5中的接触错误的存在和位置二者而执行诊断功能。
在图5中示出了等同的替换实施例。在此，微控制器1包括三个信号输入端e1、e2，e3，和四个信号输出端a、b、c、d。功能块3、5由此共享单个信号输入端e2且没有信号输出端a、b、c、d，且每个功能块3、5具有专门连接到它的信号输入端e1、e3。
其操作与前述实施例类似。在十二个可用信号输入端/输出端对中，八个经由开关7、9、11、13、15、17、19、21中的一个被用于定义与其中一个功能块3、5的功能相关联的切换状态，四个被用于诊断功能。
为此，在信号输入端e3上检测从其中一个输出端a、b发出的信号，和在信号输入端e1上检测从其中一个输出端c、d发出的信号，触发包括块3、5的识别符的信号的发射，信号输入端e1或e3连接至该块，且缺陷开关定位于该块中。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆柱的顶端的切换装置，其包括微控制器（1），其特征在于，其包括至少两个分立的切换功能块（3、5），每个块连接到微控制器（1）的两个信号输入端（e1、e2、e3、e4）和两个信号输出端（a、b、c），其一个信号输出端（a、b、c）或一个信号输入端（el、e2、e3、e4）仅连接到单个功能块（3、5），且每个块包括四个开关（7、9、11、13、15、17、19、21），每个开关（7、9、11、13、15、17、19、21）连接到微控制器（1）的与同一块（3、5）的其他三个开关的信号输入端/输出端对独立的信号输入端/输出端对，其特征在于，该至少两个分开的切换功能块（3、5）仅共享微控制器（1）的一个信号输出端（a、b、c）或一个信号输入端（e1、e2、e3、e4），且其特征在于，所述微控制器（1）被构造用于从通过至少一个信号输出端（a、b、c）发出的且经过至少一个切换功能块（3、5）并在至少一个信号输入端（e1、e2、e3、e4）处接收的信号，推断切换功能块（3、5）的至少一个开关（7、9、11、13、15、17、19、21）的切换状态。
2.如权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述微控制器（1）被构造用于在信号输入端（e1、e2、e3、e4）处检测仅连接到一个切换功能块（3、5）的信号输出端（a、c）发出的信号，所述信号输入端并没有连接到所述切换功能块（3、5），和所述微控制器（1）被构造用于发出包含连接有所述信号输出端（a、c）的所述块（3、5）的识别符的信息。
3.如权利要求1或2所述的切换装置，其特征在于，每个切换功能块（3、5）与切换模块相关联，该切换模块可处于与由用户施加的控制位置相符的切换状态。
4.如权利要求3所述的切换装置，其特征在于，与切换模块相关联的开关（7、9、11、13、15、17、19、21）包括接触元件，且其特征在于，由用户施加的控制位置定义触点组合，该触点组合允许在所述微控制器的信号输入端处定义对应于切换状态的数字信息。
5.如权利要求4所述的切换装置，其特征在于，一个切换功能块（3、5）控制车辆的灯在关闭、侧灯、低光束和高光束位置之间进行切换，而另一个切换功能块控制雾灯和车辆喇叭。
6.如前述权利要求中的任一项所述的切换装置，其特征在于，所述微控制器（1）被构造为通过在其每个信号输出端上相继地发出周期信号序列，而确定切换功能块（3、5）的切换状态。
7.如权利要求6所述的切换装置，其特征在于，在连接到同一块的微控制器（1）的两个信号输出端（a、b、c）的每个上发出的信号是异相的且同时发出。
8.如权利要求6或7所述的切换装置，其特征在于，从所述微控制器（1）的信号输出端发出的信号是方波形式的脉冲序列。
9.如权利要求8所述的切换装置，其特征在于，序列的脉冲持续几纳秒或微秒，序列的周期（T）为几微秒。
10.如权利要求4至7中的任一项所述的切换装置，其特征在于，从所述微控制器的信号输出端发出的信号对应几微安的电流。
11.一种用于机动车辆转向柱的顶端的控制组件，其包括如前述权利要求中任一项所述的切换装置。
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