一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统及方法与流程

本发明属于车辆控制，具体涉及一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统及方法。

背景技术：

1、随着车用舒适性、便捷性的提升，方向盘开关已成为大多数车型的标配。为实现方向盘开关的信号处理，一般采用方向盘开关自行处理形式，微处理器采集各个开关的信号，处理后通过lin或者can总线发送到网络上，但采用此形式，方向盘开关自身需增加微处理器芯片、电源芯片、通讯芯片等，成本较高，且设计较普通电阻网络开关复杂，故障排查需要专用设备，无法通过万用表简单识别故障原因。或者方向盘开关不采用控制器，而是采用硬线连接的形式，通过整车线束，连接硬线信号到需求控制器，各控制器通过接口电路识别信号进行处理；但采用此形式，需求车身线束较多，成本高、重量大，且每个信号需求控制器都需要增加接口电路，综合成本高。另外，方向盘开关背光驱动，一般需要开关自身的驱动芯片或者仪表增加背光驱动接口，总体来说，增加了系统成本和设计复杂度。

2、同理，方向盘区域，方向盘加热控制器、驾驶员健康检测控制器自身一般都集成微处理器、lin/can收发器等，同样会增加系统成本和设计复杂度。

3、市面有新增区域控制器去解决上述问题，但需要额外成本，且挤占转向柱区域的宝贵空间。

4、同时，越来越多新能源车型的组合开关除了灯光雨刮功能还集成了换挡功能，但燃油车的组合开关普遍还是传统左侧灯光、右侧雨刮，这样对于相同匹配结构的零件需要开发两套方案，增加投入成本及设计复杂度。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提供一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统及方法，本发明利用方向盘区域带微控制器的组合开关做区域控制器，使用组合开关的处理器、通讯芯片，对方向盘开关、方向盘加热控制器、驾驶员健康检测传感器输入的硬线信号、spi通讯数据信号进行处理，降低系统成本、减小重量。

2、一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统，包括方向盘开关信号采集模块、方向盘加热信号采集模块、驾驶员健康监测信号采集模块、组合开关自身信号采集模块、can通讯模块和组合开关mcu，其中方向盘开关信号采集模块用于采集方向盘开关信号，方向盘加热信号采集模块用于采集方向盘加热控制器信号，驾驶员健康监测信号采集模块用于采集驾驶员心率传感器信号，组合开关自身信号采集模块用于采集灯光、雨刮、换挡开关信号，组合开关mcu接收方向盘开关信号采集模块、方向盘加热信号采集模块、驾驶员健康监测信号采集模块、组合开关自身信号采集模块采集的信号，并将接收的信号通过can通讯模块传输至网关进行信息交互。

3、所述can通讯模块通过can线将信号发送至网关。

4、所述方向盘开关若为传统按键式、翘板式、拨杆式，则将方向盘开关实现信号识别的导电橡胶或微动开关通过硬线与方向盘开关信号采集模块连接，实现信号传递，方向盘开关若为无极滚轮式方向盘开关，则将方向盘开关实现信号识别的光栅传感器通过spi通讯与方向盘开关信号采集模块连接，实现信号传递，经过组合开关mcu进行信号处理后，通过can通讯模块将信号发送到网关。

5、所述方向盘加热控制器通过spi通讯与方向盘加热信号采集模块进行通讯，经过组合开关mcu进行信号处理后，通过can通讯模块将信号发送到网关。

6、所述驾驶员健康监测心率传感器通过spi通讯与方向盘加热信号采集模块进行通讯，经过组合开关mcu进行信号处理后，通过can通讯模块将信号发送到网关。

7、所述组合开关mcu对组合开关进行配置的方法，将配置码设定为00、01；当配置码为00时，组合开关右侧手柄为怀挡档位切换功能，当配置码为01时，组合开关右侧手柄为雨刮档位切换功能。

8、所述组合开关mcu对组合开关进行配置的具体实现方式如下：

9、组合开关右侧手柄共5个档位信号，分别为原位、+1挡、+2挡、-1挡、-2挡；

10、当配置码为00时，组合开关定义右侧手柄为换挡，原位信号为n挡，+1挡位信号r`挡，+2挡位信号r挡，-1档位信号为d`挡，-2档位信号为d挡；当配置码为01时，组合开关定义右侧手柄为雨刮挡，原位信号为前雨刮关闭挡，+1挡位信号前雨刮点动挡，+2挡位信号前雨刮间歇挡，-1档位信号为前雨刮低速挡，-2档位信号为前雨刮高速挡。

11、所述组合开关mcu对组合开关自身信号采集模块采集到的模拟信号处理方法，内容如下：

12、步骤一，组合开关mcu定义组合开关自身信号采集模块采集端的电压范围为u1±uδ、u2±uδ、u3±uδ、u4±uδ、u5±uδ……un±uδ，组合开关mcu定义对应输出的数字信号分别s1、s2、s3、s4、s5……sn；其中n为采集到的电压次数；

13、步骤二，设组合开关自身信号采集模块采集到的当前电压为ux，经组合开关自身信号采集模块传输至组合开关mcu的电压为uy,ux、uy∈{u1±uδ、u2±uδ、u3±uδ、u4±uδ、u5±uδ……un±uδ}，定义组合开关mcu对应输出的数字信号为sx、sy；非定义输入范围内的电压为uk，

14、步骤三，组合开关mcu定义组合开关自身信号采集模块对各端口轮询采集一次信号的时间为tt，非定义输入范围内的电压持续存在时间为tk，变化后电压uy持续时间为ty；

15、步骤四，组合开关mcu对输入电压按如下方式进行处理：

16、当tk/tt≥10时，组合开关mcu输出的数字信号s＝error，对外报组合开关故障；

17、当tk/tt＜10，且ty/tt≥2.5时，组合开关mcu输出的数字信号s＝sy；

18、当tk/tt＜10，深切ty/tt＜2.5时，组合开关mcu输出的数字信号s＝sx。

19、本发明的有益效果：

20、本发明不用增加额外的区域控制器，减少成本，减小转向柱区域空间占用，增大膝部空间，提升用户体验。

21、本发明利用配置码对组合开关进行配置，使组合开关适配不同车型，降低开发、模具成本，降低开发风险。

技术特征：

1.一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统，其特征在于，包括方向盘开关信号采集模块、方向盘加热信号采集模块、驾驶员健康监测信号采集模块、组合开关自身信号采集模块、can通讯模块和组合开关mcu，其中方向盘开关信号采集模块用于采集方向盘开关信号，方向盘加热信号采集模块用于采集方向盘加热控制器信号，驾驶员健康监测信号采集模块用于采集驾驶员心率传感器信号，组合开关自身信号采集模块用于采集灯光、雨刮、换挡开关信号，组合开关mcu接收方向盘开关信号采集模块、方向盘加热信号采集模块、驾驶员健康监测信号采集模块、组合开关自身信号采集模块采集的信号，并将接收的信号通过can通讯模块传输至网关进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统，其特征在于，所述can通讯模块通过can线将信号发送至网关。

3.根据权利要求1所述的一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统，其特征在于，所述方向盘开关若为传统按键式、翘板式、拨杆式，则将方向盘开关实现信号识别的导电橡胶或微动开关通过硬线与方向盘开关信号采集模块连接，实现信号传递，方向盘开关若为无极滚轮式方向盘开关，则将方向盘开关实现信号识别的光栅传感器通过spi通讯与方向盘开关信号采集模块连接，实现信号传递，经过组合开关mcu进行信号处理后，通过can通讯模块将信号发送到网关。

4.根据权利要求1所述的一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统，其特征在于，所述方向盘加热控制器通过spi通讯与方向盘加热信号采集模块进行通讯，经过组合开关mcu进行信号处理后，通过can通讯模块将信号发送到网关。

5.根据权利要求1所述的一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统，其特征在于，所述驾驶员健康监测心率传感器通过spi通讯与方向盘加热信号采集模块进行通讯，经过组合开关mcu进行信号处理后，通过can通讯模块将信号发送到网关。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述可配置、低成本域控的组合开关控制系统中所述组合开关mcu对组合开关进行配置的方法，其特征在于，将配置码设定为00、01；当配置码为00时，组合开关右侧手柄为怀挡档位切换功能，当配置码为01时，组合开关右侧手柄为雨刮档位切换功能。

7.一种如权利要求5所述组合开关mcu对组合开关进行配置的方法，其特征在于，所述组合开关mcu对组合开关进行配置的具体实现方式如下：

8.一种如权利要求1-5任意一项所述可配置、低成本域控的组合开关控制系统中所述组合开关mcu对组合开关自身信号采集模块采集到的模拟信号处理方法，其特征在于，具体内容如下：

技术总结
本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种可配置、低成本域控的组合开关控制系统及方法；其中方向盘开关信号采集模块采集方向盘开关信号，方向盘加热信号采集模块采集方向盘加热控制器信号，驾驶员健康监测信号采集模块采集驾驶员心率传感器信号，组合开关自身信号采集模块采集灯光、雨刮、换挡开关信号，组合开关MCU接收各模块采集的信号，并将信号通过CAN通讯模块传输至至网关进行信息交互；本发明利用方向盘区域带微控制器的组合开关做区域控制器，使用组合开关的处理器、通讯芯片，对方向盘开关、方向盘加热控制器、驾驶员健康检测传感器输入的硬线信号、SPI通讯数据信号进行处理，降低系统成本、减小重量。

技术研发人员：杜雨恒,柳甲东,王子军,李志刚,田术铭,王昱婷
受保护的技术使用者：一汽奔腾轿车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4