数字开关输入和模拟开关输入的统一处理方法及装置的制造方法
[0027] 在乘用车内，可能有多个组合式或单独模拟开关和/或数字开关。在这里有必要 指出，本发明所述的组合式模拟开关，是指内含电阻的开关组合，其以信号电压范围来区分 开关的闭合状态，电信号输出是模拟量而不是数字量。而一般常见的开关是以电压的高低 来区分开关的状态，在本发明中称这类开关为数字开关。
[0028] 图1示意了模拟开关和数字开关之间的硬件差异。在图1中，示出了一个组合式 模拟开关Kal、Ka2、Ka3、Ka4, 一个拨档式模拟开关Ka5和一个旋钮式模拟开关Ka6。当模 拟开关Kal、Ka2、Ka3、Ka4单独闭合时，或者组合闭合时，由于电阻的不同组合产生出组合 电阻值的差异，使得这一回路的电压输入信号会随着开关的组合状态而发生变化。同样地， 拨档开关Ka5可以拨动到4个位置，产生4种不同的电压值。旋钮式模拟开关Ka6旋转在 不同的位置，产生不同的电压信号值。图1中的K1、K2和K3属于另外一类开关类型--数 字式开关，其特点是开关状态改变时，信号量呈现高低两种变化。当开关Kl闭合时，相关信 号回路的电压会变成低电平。应理解，上述模拟开关和数字开关仅用作示意，在实际电路中 可能存在任意数量、类型的模拟开关和数字开关。
[0029] 与这些模拟开关、数字开关相连的是电子控制单元100,即ElectricalControl Unit(简称为E⑶)。电子控制单元100具有数字端口 120、模拟端口 130、参考电压110和 CPU140。其中，数字端口 120用于从例如Kl和K2的数字开关获取数字信号原始值，模拟 端口 130用于从例如Kal至Ka4等的模拟开关获取模拟信号原始值，而CPU140用于对所 获取的数字信号原始值和模拟信号原始值进行统一处理。
[0030] 图2示出了CPU140所运行的软件处理过程的软件单元示意图。模拟端口 130采 样从模拟开关输入的电压值，经过模数采样量化处理软件单元（ADCDriver)和软件去抖 动处理单元（ADFilter)之后，与内部的电压标定范围值进行比较，再进一步数字化处理 (Discrete)转变成数字信号量。数字端口 120采样从数字开关输入的信号，将其电平转换 成数字信号，并通过软件去抖动处理单元（DioFilter)之后生成去抖后的数字信号量。通 过这种处理的方法，模拟开关的信号就转换成与数字开关完全一致的数字信号量，再经过 软件的抽象处理（SwitchAbstract)和滤波处理（SwitchFilter)之后，就变为一种与硬 件电路无关的，但与实际物理开关对应的开关信号量。在应用中，上层软件可直接采用处理 后的开关信号量，而无需考虑该开关的电气实现原理。
[0031] 图2所示的软件单元所执行的功能可通过图3所示的硬件电路结构来实现。图3 是根据本发明的一个实施例、用于数字开关输入和模拟开关输入的统一处理装置的结构示 意图，其中示出了处理单元300。根据本发明的一个实施例，处理单元300可包括用于将所 获取的数字信号原始值转换成第一数字信号量的第一模块，用于将所获取的模拟信号原始 值转换成第二数字信号量的第二模块以及抽象处理模块360。抽象处理模块360可用于对 第一数字信号量和第二数字信号量进行抽象处理，以生成与硬件电路无关、但与实际物理 开关对应的开关信号量。
[0032] 参考图3,在一个实施例中，第二模块可包括模数采样量化模块310,第一去抖动 模块320以及数字化模块330。其中，模数采样量化模块310用于对所获取的模拟信号原始 值进行采样以及量化，以生成采样量化信号。第一去抖动模块320用于对采样量化信号进 行去抖动，以生成去抖动信号。而数字化模块330则用于通过将去抖动信号进行数字化，生 成第二数字信号量。在一个实施例中，第一模块可包括电平转换模块340和第二去抖动模 块350。其中，电平转换模块340用于对所获取的数字信号原始值进行电平转换，以生成经 电平转换的数字信号，而第二去抖动模块350用于对经电平转换的数字信号进行去抖动， 以生成所述第一数字信号量。
[0033] 图4是根据本发明的一个实施例、用于数字开关输入和模拟开关输入的统一处理 方法的示意图。该统一处理方法可包括：步骤S410,从数字开关获取数字信号原始值；步骤 S420,从模拟开关获取模拟信号原始值；以及步骤S430,对所获取的数字信号原始值和模 拟信号原始值进行统一处理。
[0034] 在本发明的一个实施例中，对所获取的数字信号原始值和模拟信号原始值进行统 一处理可包括将所获取的数字信号原始值转换成第一数字信号量；将所获取的模拟信号原 始值转换成第二数字信号量；以及对所述第一数字信号量和所述第二数字信号量进行抽象 处理，以生成与硬件电路无关、但与实际物理开关对应的开关信号量。其中，将所获取的数 字信号原始值转换成第一数字信号量可进一步包括：对所获取的数字信号原始值进行电平 转换，以生成经电平转换的数字信号；以及对经电平转换的数字信号进行去抖动，以生成所 述第一数字信号量。将所获取的模拟信号原始值转换成第二数字信号量可进一步包括对所 获取的模拟信号原始值进行采样以及量化，以生成采样量化信号；对所述采样量化信号进 行去抖动，以生成去抖动信号；以及通过将所述去抖动信号进行数字化，生成所述第二数字 信号量。
[0035] 在实际应用中，该统一处理方法可周期性地执行，周期可根据要求来进行设定。例 如，在一个实际应用中，可将周期设为5毫秒。本领域技术人员容易理解，该方法可通过硬 件或软件的方式来实现。图5至图7示出了该统一处理方法的示例软件流程图。
[0036] 通过上述方法，可把组合式模拟开关转换成数字化的开关组，从而使模拟开关能 够和普通数字开关一样进行统一识别。
[0037] 在一个优选的实施例中，电子控制单元（ECU)可对组合式模拟开关进行电压或电 流采样，并根据驱动源的电压值和系统电压值，转换成标准电压下的参照量。即参考电压信 号在硬件上由ECU输出并测量，模拟信号根据参考电压源进行电压修正和补偿。
[0038] 由于组合式模拟开关在物理上需要一个电压源驱动，该电压源的电压波动对采样 信号的影响在本发明中通过如下式所示进行补偿：
其中，Vr为参考电压，Vc为设定的标准电压，Vs为采样电压，而V则为补偿后的电压。
[0039] 在一个优选的实施例中，电子控制单元还可根据组合式开关的机械和电气特性， 量化模拟区间范围。这可例如通过如图3所示的模数采样量化模块310来实现。
[0040] 在本发明的一个或多个实施例中，可采用去抖动模块来对信号进行初步去抖动。 例如，在经过多次连续的模拟采样之后，如果采样值落于同一个信号范围之内，则图3中所 示的第一去抖动模块320可以判定该信号范围有效。见图8左图示意，Kal闭合后电压处 于第二阶状态，连续三次采样判定信号范围处于Lv2。
[0041] 这里所说的信号范围可以是一组电压标定值，这个标定值范围是可重合的，见图8 中的820部分。当信号范围处于重合区时，优先保持为原来的信号范围。也就是说，如果原 先信号范围处于Lvl非重合区域，其后信号处于Lv2与Lvl的重合区，那么第一去抖动模块 判定信号仍处于Lvl范围。
[0042] 更进一步，如图8所示，信号范围可以有未定义部分810或者有空隙部分830。如 果模拟信号电压处于这些部分内，则第一去抖动模块可根据实际选择来判定保持原先的信 号范围，或判定开关电路处于错误状态。
[0043] 防抖处理后的信号范围，可以表示一个模拟开关的状态，也可以表示一组开关的 状态。表1示出了模拟开关Kal至Ka4的状态与信号范围之间的对应关系。
[0044]表1
如表1所示，Lvl的信号范围表示开关Kal闭合，而Lv2范围则则表示开关Ka2和Ka4 都处于闭合状态。
[0045] 对于多档位的拨动开关Ka5和旋钮式开关K
文档序号 :
【 9451930 】
技术研发人员：王辉,王万荣
技术所有人：上海通用汽车有限公司,泛亚汽车技术中心有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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