专利名称：用于机动车的组合开关及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车的组合开关及控制系统。
机动车通常具有一个转动照明开关用来执行不同的照明功能，例如，远光灯、近光灯、停车灯和雾灯。还可以用其它元件来完成与照明相关的功能，例如近光灯照明范围的调节、仪表照明亮度调节或者前照灯玻璃洗涤器的起动。这些其它控制元件可以是按钮式的操作开关或者是由例如转动轮控制的电位计。它们通常被设置在仪表板上靠近照明开关的位置处。
常规的用于照明及其相关功能的开关及控制系统需要复杂的配线及组装步骤，由于某些功能及相关操作元件是可选的且可能只安装在高价位的车辆中，上述系统会更加复杂。
本发明提供了一种用在机动车上的组合开关及控制系统，其可以方便灵活地适应于各种特定需求，且无需为附加的模块增加额外的配线。具体地，本发明的组合开关及控制系统包括一个主开关模块和不同类型的可选的附属模块。主模块及附属模块具有单独的壳体，该壳体带有相匹配的啮合结构从而允许各附属模块可以装配到主模块的一侧。各附属模块通过匹配的阳连接器和阴连接器与主模块形成电连接。各附属模块具有可通过所述连接器访问的电子编码装置，从而使得各附属模块可以提供一个指示模块类型的编码。主模块还进一步包括用来访问编码装置并检测所连接的附属模块类型的检测装置，以及用来处理从所连接的附属模块接收的信号并产生控制信号的处理装置。该控制信号优选通过一个适当的接口提供给安装在车辆内的总线，例如一个CAN总线或一个LIN总线。
在更具有创造性的开关及控制系统中，通常包括一个转动照明开关的主模块可以与可选的附属模块相结合而无需附加的配线。当有附属模块时，其可以被主模块检测并识别。来自任何检测到的附属模块的信号由一个数字控制器处理并转换为控制信号，从而通过主模块的接口输送给车辆的总线。
可选的附属模块的编码可以通过电阻分压器由一种简单的方式完成。主模块基于在电阻分压器处检测到的电压来识别所连接的附属模块。在所检测到的附属模块类型的基础上，主模块将来自附属模块的信号转换为适当的数字控制信号输送给车辆总线。
通过下文结合附图对优选实施例进行的描述，本发明进一步的优点及细节将变得显而易见。附图中
图1是一个组合开关及控制系统的一个实施例的透视图，其具有一个主模块及两个附属模块；图2是一个表示了该主模块及附属模块的机械联系和电气联系的透视图；图3是该主模块的微控制器检测及处理单元的框图；图4是一个第一附属模块的示意电路图；和图5是一个第二附属模块的示意电路图。
现参照图1，其表示了一个用于机动车的开关及控制系统，其包括一个带有一个转动照明开关的中心模块10和连在主模块10两相对侧上的两个附属模块12、14。各模块10、12和14分别具有一个单独的壳体10a、12a和14a，和一个面板10b、12b和14b。各模块10、12和14具有一个或多个操作元件。面板10b、12b和14b一起安装在采用该系统的特定车辆的仪表板凹进处。模块10具有一个旋钮10c，用来手动启动相连的转动照明开关(图中未示)。模块12具有一个用来启动电位计(图5)的转轮12c和一对按钮12d、12e。模块14也有一个用来启动电位计(图中未示)的转轮14c和一对按钮14d、14e。
附属模块12、14是可选的。示例中的附属模块12是一个控制模块，主要用于近光灯照明范围的调节控制。示例中的附属模块14是一个控制模块，主要用于车辆仪表板的照明亮度调节。两个附属模块12和14都可以有附加的控制元件，例如模块12上的按钮12d、12e和模块14上的按钮14d、14e。主模块10可以检测是否存在各附属模块，并可以从相连的附属模块中的各个开关或电位计接收电信号，从而在车辆的系统总线上发出适当的控制信号，其将在下文进行具体描述。
现参照图2，可以看出模块10、12和14的装配模式是机械连接与电气连接俱备的。附属模块12和14都分别具有一个机械的阳连接器16和18，其分别适配到主模块相对侧上相应的机械的阴连接器20、22中。主模块10还有一个电气的阳连接器24，其与附属模块12上相应的电气的阴连接器协同作用。同样的，主模块10还有一个电气的阳连接器26，其与附属模块14上相应的电气的阴连接器协同作用。当将模块10、12和14通过简单的相互配合使其装配到一起后，其不但在机械上相互啮合锁止，同时还在电气上相互连通。
主模块10通过一个数字微控制器30实现“智能化”，该控制器具有一个控制器核“μC”、一个相连的存储器32和一个连到车辆中的总线系统36的接口34。微控制器30具有一个与第一附属模块相连的第一模拟输入端“A/D1”，一个与第二附属模块相连的第二模拟输入端“A/D2”，和一个电源电压接线端“Power”。该接线端通过电阻R4连到输入端A/D1上，通过电阻R5连到输入端A/D2上，电阻R4、R5的阻值相等。电阻R4和R5各为电阻分压器的一部分，该分压器被设计为由一个或多个与附属模块相连的电阻构成。
参照图4，附属模块12具有一个对接端“Docking 1”和一个接地端“GND”。在这两个接线端之间串联的是电阻R2和R3。开关SW与电阻R3(并联)跨接。开关SW可以由附属模块12上的按钮操作。
参照图5，附属模块14具有一个对接端“Docking 2”，一个接地端“GND”和一个接线端“用户信号(User Signal)”，电位计P连接在“Docking 2”与“GND”之间，具且有一个连接到接线端“用户信号(User Signal)”的抽头。
可以理解根据某种特定应用的需要，任何附属模块都可具有一个或多个开关或电位计。主模块可以知道附属模块的类型及所提供的相应功能。所有可能的附属模块类型都由明确的、与之相连的电阻分压器的分压比来编码。这些电阻分压比存储在数字微控制器30的存储器32中。通过检测接线端“A/D1”或“A/D2”的电压降，并将检测值与存储器32中的内容相比较，微型控制器30可以识别各个相连的附属模块及其功能。
操作时，微控制器30监视输入端“A/D1”和“A/D2”，识别各相连的附属模块并从各相连模块接收电信号。接收到的信号被转换为适当的控制信号并通过接口34提供给总线36。可以明白总线36是连接到安装在车内的驱动电路上的，用于执行相应的控制。
权利要求
1.一种用于机动车辆的组合开关及控制系统，包括一个主开关模块和可选的不同类型的附属模块，其特征在于主模块及附属模块具有单独的壳体，该壳体带有相匹配的啮合结构从而允许各附属模块可以装配到主模块的一侧，各附属模块通过匹配的阳连接器和阴连接器与主模块形成电连接，各附属模块具有可通过所述连接器访问的电子编码装置，从而使得各附属模块可以提供一个指示模块类型的编码，同时主模块具有检测装置，用来访问编码装置并检测所连接的附属模块的类型，以及处理装置，用于处理从所连接的附属模块接收的信号并产生控制信号。
2.如权利要求1所述的组合开关及控制系统，其特征在于电子编码装置包括一个电阻分压器，并且所述指示模块类型的编码是分压器的分压比。
3.如权利要求2所述的组合开关及控制系统，其特征在于电阻分压器包括一个与主模块的一个电源电压接线端相连的第一电阻，和至少一个与第一电阻串联的第二电阻，并且所述检测装置检测第一和第二电阻之间的互联节点的电压降。
4.如权利要求3所述的组合开关及控制系统，其特征在于该主模块包括一个数字微控制器，其具有一个用于各可选附属模块的模拟输入端和一个用来存储与不同类型附属模块的不同电压水平相关的预定值的存储器，所述检测装置及所述处理装置是由所述数字控制器实现的。
5.如权利要求1至4任意一个所述的组合开关及控制系统，其特征在于主模块包括一个转动照明开关。
6.如权利要求1至5任意一个所述的组合开关及控制系统，其特征在于可选的附属模块包括至少一个模块，其带有至少一个按钮操作的开关。
7.如权利要求6以及权利要求3至5任意一个所述的组合开关及控制系统，其特征在于按钮操作的开关并联一个第三电阻，该第三电阻与第二电阻串联。
8.如权利要求1至7任意一个所述的组合开关及控制系统，其特征在于可选的附属模块包括至少一个模块，其带有至少一个由转轮操作的电位计。
9.如权利要求4至8任意一个所述的组合开关及控制系统，其特征在于该数字微控制器与车辆的总线相连。
10.如权利要求9所述的组合开关及控制系统，其特征在于该主模块的数字微控制器处理从附属模块接收的电压信号并产生控制信号，该控制信号通过一个接口提供给车辆的总线。
全文摘要
一种用在机动车上的组合开关及控制系统，其可以方便灵活地适应于各种特定需求，且无需为附加的模块增加额外的配线。该组合开关及控制系统包括一介主模块和不同类型的可选的附属模块。主模块及附属模块具有单独的壳体，该壳体带有相匹配的啮合结构从而允许各附属模块可以装配到主模块的一侧。各附属模块通过匹配的阳连接器和阴连接器与主模块形成电连接。各附属模块具有可通过所述连接器访问的电子编码装置，从而使得各附属模块可以提供一个指示模块类型的编码。主模块还进一涉包括用来访问编码装置并检测所连接的附属模块类型的检测装置，以及用来处理从所连接的附属模块接收的信号并产生控制信号的处理装置。该控制信号优选通过一个适当的接口提供给安装在车辆内的总线，例如一个CAN总线或一个LIN总线。
文档编号H01H11/00GK1595571SQ20041008510
公开日2005年3月16日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月8日
发明者马库斯·阿尔特曼, 迪特尔·博恩豪斯特, 克里斯托弗·朔斯托克, 卡尔-海因茨·沃尔法特 申请人:Trw车辆电气与零件有限两合公司