CN103731156B - 车窗侧门虚拟按键输入检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车窗侧门虚拟按键输入检测方法及装置，其中装置包括控制模块、第一电流检测模块和第二电流检测模块，控制模块设置在主驾驶位侧门并与设置在乘客位侧门的机械接触开关盒由正向动力线和负向动力线连接；第一电流检测模块用于检测正向动力线导通时的电流信号；第二电流检测模块用于检测负向动力线导通时的电流信号；控制模块与第一电流检测模块和第二检测模块连接，用于将第一电流检测模块和第二电流检测模块检测到的电流信号转换为正向脉冲信号和负向脉冲信号以及将正向脉冲信号和负向脉冲信号识别为虚拟按键指令，本发明可以实现乘客座虚拟按键检测，为虚拟的分布式集中控制提供支撑。

Description

车窗侧门虚拟按键输入检测方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车车窗智能控制技术领域，尤其涉及一种车窗侧门虚拟按键输入检测方法及装置。

背景技术

对现有的车窗控制系统的分析发现，目前的汽车车窗控制系统主要包括如下两种架构(以标准4座车为例说明)。

一种如图1所示，其中仅主驾驶侧门上带微电脑控制器，而其他乘客座侧门上不含微电脑控制器而是为机械接触开关盒，此种架构仅主驾驶位能够实现对所有车窗的智能控制，智能控制包括：自动升窗、中停、自动降窗，其中包含防夹或不包含防夹等，而乘客座无法实现对车窗的智能控制，此种架构由于成本较低因此在低端车辆中被广泛使用。

另一种是如图2所示，其中所有车门上都安装微电脑控制器，这些微电脑控制器通过车内总线网络，例如CAN(Controller Area Network),LIN(LocalInterconnect Network),FlexRay，或者增加线束来实现互联工作，此种结构不仅主驾驶位能够实现对所有车窗的智能控制，而且乘客位也能够实现车窗智能控制，此种结构与图1相比，需要额外增加3个微电脑控制器，并且需要增加互联线路，因此成本较高，一般仅在高端车辆中使用。图2只是针对标准4座车而言，若是6座或者更高座数的车辆，其需要增加更多的微电脑控制器和线束，成本将更高。

比较图1和图2的结构，虽然图1架构简单、成本低，但是仅主驾驶位可实现车窗的智能控制，而乘客位无法实现车窗的智能控制；而图2的结构虽然能够在所有座位实现车窗智能控制，但是结构复杂，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车窗侧门虚拟按键输入检测方法及装置，可以实现乘客座虚拟按键检测，为虚拟的分布式集中控制提供支撑，当将其应用于车窗智能控制中时，可以利用图1的结构实现图2结构的功能。

本发明提供了一种车窗侧门虚拟按键输入检测装置，包括控制模块，用于设置在主驾驶位侧门并与设置在乘客位侧门的机械接触开关盒由正向动力线和负向动力线连接；还包括：第一电流检测模块和第二电流检测模块；

所述第一电流检测模块，用于检测在机械接触开关盒的控制下正向动力线导通时的电流信号；

所述第二电流检测模块，用于检测在机械接触开关盒的控制下负向动力线导通时的电流信号；

所述控制模块与第一电流检测模块和第二检测模块连接，用于将所述第一电流检测模块和第二电流检测模块检测到的电流信号转换为正向脉冲信号和负向脉冲信号以及将所述正向脉冲信号和负向脉冲信号识别为虚拟按键指令。

进一步，所述第一电流检测模块和第二电流检测模块均为电流传感器或者电阻单元。

进一步，所述控制模块包括：

脉冲检测单元，用于将所述第一电流检测模块输出的电流信号转换为正向脉冲信号，以及用于将所述第二电流检测模块输出的电流信号转换为负向脉冲信号；

和按键识别单元，用于在一个窗口计数器内统计所述脉冲检测单元输出的正向脉冲信号、负向脉冲信号，生成虚拟按键指令。

进一步，所述脉冲检测单元包括：模数转换子单元、差分检测子单元和脉冲合法性判定子单元；

所述模数转换子单元，用于将所述第一电流检测模块和第二电流检测模块输出的电流信号转换为数字信号；

所述差分检测子单元，用于检测所述模数转换子单元输出信号的方向性；

所述脉冲合法性判定子单元，用于判断所述差分检测子单元输出信号的合法性，生成正向脉冲信号和负向脉冲信号。

进一步，所述模数转换子单元包括：第一模数转换器和第二模数转换器，所述差分检测子单元包括：第一差分检测器和第二差分检测器，所述脉冲合法性判定子单元包括：第一脉冲方波合法性检测器、第一与逻辑运算器、第二脉冲方波合法性检测器和第二与逻辑运算器；

所述第一模数转换器的输入连接第一电流检测模块的输出，输出连接至第一差分检测器的第一输入和第二差分检测器的第二输入；

所述第二模数转换器的输入连接第二电流检测模块的输出，输出连接至第二差分检测器的第一输入和第一差分检测器的第二输入；

所述第一差分检测器的输出连接至第一脉冲方波合法性检测器的输入和第一与逻辑运算器的第一输入，所述第一脉冲方波合法性检测器的输出连接至第一与逻辑运算器的第二输入；

所述第二差分检测器的输出连接至第二脉冲方波合法性检测器的输入和第二与逻辑运算器的第一输入，所述第二脉冲方波合法性检测器的输出连接至第二与逻辑运算器的第二输入；

所述第一与逻辑运算器和第二与逻辑运算器的输出分别连接至按键识别单元的第一输入和第二输入。

本发明还提供了一种车窗侧门虚拟按键输入检测方法，包括如下步骤：

在乘客位侧门的机械接触开关盒接入主驾驶位侧门的控制模块的动力线上设置电流检测点；

利用所述电流检测点检测用户操作机械接触开关盒中的升窗键和降窗键时，在动力线上产生的电流信号；

将所述电流信号转换为脉冲信号，并将所述脉冲信号识别为虚拟按键指令。

进一步，所述动力线包括正向动力线和负向动力线，在正向动力线的接地回路和负向动力线的接地回路上分别设置电流检测点。

进一步，所述脉冲信号包括：正向脉冲信号和负向脉冲信号；

进一步，所述将脉冲信号识别为虚拟按键指令，包括：

在一个预设的窗口计数器内部统计脉冲个数或者长电平持续时间，得到一个多维度信号；

将这个多维度的信号提交给软件应用，由软件应用将按键行为映射成具体的操作指令。

进一步，将所述电流信号转换为脉冲信号包括：对电流信号依次进行模数转换、差分检测和脉冲合法性判决。

本发明的有益效果：

本发明实施例，由第一电流检测模块和第二电流检测模块检测正向动力线和负向动力线的电流信号，然后由控制模块将检测到的电流信号转换为正向脉冲信号和负向脉冲信号以及将正向脉冲信号和负向脉冲信号识别为虚拟按键指令，从而实现了乘客位虚拟按键输入检测，为虚拟的分布式集中控制提供支撑，当将其应用于车窗智能控制中时，可以利用图1的结构实现图2结构的功能，从而达到降低成本提高品质的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是现有技术的车窗控制系统架构的一示意图。

图2是现有技术的车窗控制系统架构的另一示意图。

图3是本发明的车窗控制系统的架构的示意图。

图4是本发明电流检测部分的一种电路图。

图5是图4中电流的一种流向示意图。

图6是图4中电流的另一种流向示意图。

图7是本发明电流检测部分的另一种电路图。

图8是本发明的控制模块的实施例的结构示意图。

图9是图8中脉冲检测单元的实施例的结构示意图。

图10是脉冲合法性判断中一条支路的结构示意图。

图11(a)、(b)和(c)分别是图10中S1、S2和S3的波形图。

图12是利用窗口计数器识别按键指令的示意图。

图13是本发明的车窗侧门虚拟按键输入检测技术的应用示意图。

图14是本发明提供的车窗侧门虚拟按键输入检测方法的实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于对本发明的理解，下面以车窗智能控制为例，对本发明实施例的车窗侧门虚拟按键输入检测技术进行说明。

如图3所示，是本发明采用的车窗智能控制系统的架构示意图，其架构类似于图1所示，主要包括：一控制模块和多个机械接触开关盒，其中控制模块设置在驾驶位侧门，机械接触开关盒分别设置在乘客座侧门。图3主要是针对标准的4座车，对于6座或者其它座数的车，其差别主要在于机械接触开关盒的数量，这一点本领域技术人员十分熟悉，在此不赘述。图3中每个机械接触开关盒与一个电动机(M)连接，可以控制电动力正转或反转。图3中每个机械接触开关盒由两根动力线(正向动力线、负向动力线)连接至控制模块。图3中虚线表示虚拟的按键输入检测网络，他不是真实的硬件线路，而是虚拟出来的信号传输总线。下面主要以一个机械接触开关盒为例，详细说明本发明是如何虚拟出按键输入检测网络。

本发明的实现原理是：在机械接触开关盒接入控制模块的2跟线路(即“正向动力线”和“负向动力线”)上，增加电流检测功能，用于检测机械接触开关盒触动时，正向动力线和负向动力线上的电流，通过对检测到的电流进行转换得到表示用户触发动作的脉冲信号，然后再通过窗口计数器，对一个窗口内的脉冲信号进行统计以将脉冲信号转换为按键指令，从而实现对乘客的按键操作检测。该原理主要包括如下两个过程：

(一)电流检测。

如图4所示，是实现正向动力线和负向动力线上电流检测的一种电路结构图，其包括：第一继电器11、第二继电器12、第一单刀双掷开关13和第二单刀双掷开关14。其中第一继电器11的114号接点和地之间串联一探测电阻15，实现正向动力线(第一继电器11的113号接点和第一单刀双掷开关13的133号接点间的连线为正向动力线)导通时其上电流的检测。其中第二继电器12的124号接点和地之间串联一探测电阻16，实现负向动力线(第二继电器12的123号接点和第二单刀双掷开关14的143号接点间的连线为正向动力线)导通时其上电流的检测。其中探测电阻15、16的输出均连接至控制模块，用于将检测到的电流信号输至控制模块进行处理。其中探测电阻15、16可以由电阻实现(即图示)，当然也可以由多个电阻串联和/或串并联后的电阻单元实现，也可以由电流传感器实现，或者是本领域技术人员熟知的其它能够实现电流检测元件实现，可以将这些元件统称为“电流检测模块”。以上中，继电器可以由其它的能够实现小信号控制大电流高电压的器件，例如：半导体开关器件，比如固态继电器，MOS管等。

如图5所示，当第一单刀双掷开关13的固定点132与活动点133接通时，第二单刀双掷开关14的固定点142与其活动点141接通时，电流将按照图中箭头所示的方向流动，此时探测电阻15产生电流。如图6所示，当第一单刀双掷开关13的固定点132与活动点1接通，第二单刀双掷开关14的固定点142与其活动点143接通时，电流将按照图中箭头所示方向流动，此时探测电阻16上产生电流。

需要说明的是，图4仅为实现电流检测的一种电路结构图，还可以采用其它的电路结构实现电流的检测，例如：采用图7所示的电路结构，即将探测电阻15、16中之一移到图4中两者的交汇点和地之间。

(二)指令识别。

实现电流的检测后，需要将检测到的电流转换为按键指令，这一过程由控制模块实现。

具体的，如图8所示，控制模块包括：

脉冲检测单元21，用于将第一电流检测模块(可以是前述的探测电阻15)输出的电流信号转换为正向脉冲信号，以及用于将第二电流检测模块(可以是前述的探测电阻16)输出的电流信号转换为负向脉冲信号。

按键识别单元22，用于在一个窗口计数器内统计脉冲检测单元21输出的正向脉冲信号、负向脉冲信号，生成虚拟按键指令。

其中如图9所示，脉冲检测单元21包括：模数转换子单元31、差分检测子单元32和脉冲合法性判定子单元33。

其中模数转换子单元31，用于将第一电流检测模块和第二电流检测模块输出的电流信号转换为数字信号。具体的，模数转换子单元31包括第一模数转换器311和第二模数转换器312，其中第一模数转换器311的输入为第一电流检测模块的输出，第二模数转换器312的输入为第二电流检测模块的输出。

其中差分检测子单元32，用于检测模数转换子单元输出信号32的方向性，即检测为正向或负向。其中差分检测子单元32包括第一差分检测器321和第二差分检测器322，其中第一差分检测器321的第一输入为第一模数转换器311的输出，第二输入为第二模数转换器312的输出；其中第二差分检测器322的第一输入为第二模数转换器312的输出，第二输入为第一模数转换器311的输出。

其中，脉冲合法性判定子单元33，用于判断差分检测子单元32输出信号的合法性，生成正向脉冲信号和负向脉冲信号。具体的，脉冲合法性判定子单元33包括第一脉冲方波合法性检测器331、第一与逻辑运算器332、第二脉冲方波合法性检测器333和第二与逻辑运算器334；其中第一脉冲方波合法性检测器331的输入为第一差分检测器321的输出，其输出连接至第一与逻辑运算器332的第一输入，第一与逻辑运算器332的第二输入为第一差分检测器321的输出。其中第二脉冲方波合法性检测器333的输入为第二差分检测器322的输出，其输出连接至第二与逻辑运算器334的第一输入，第二与逻辑运算器334的第二输入为第二差分检测器322的输出。

下面主要以图10为例对脉冲合法性检测的过程进行说明：

如图10所示，其中S1的信号波形可以如图11a所示，将其输入脉冲方波检测单元对S1输入信号进行判定，输出S2，S2的波形如图11b所示，再通过S1和S2的进行与逻辑调制，输出S3,S3的波形如图11c所示。其中，脉冲方波检测单元对S1输入信号的判定主要步及三种情况：(1)电平持续时间小于脉冲阈值参数，则认定为噪音，该数据无效，即图11a中的1；(2)电平持续时间满足脉冲的阈值参数，则认定为有效脉冲电平，即图11a中的2；(3)电平持续时间大于脉冲的阈值参数，则认定为有效持续电平，并保持电平直至电平回路，即图11a中的3。

其中按键识别单元22对按键识别过程如下：

如图12所示，在一个预设的窗口计数器内部统计脉冲个数或者长电平持续时间(箭头朝上，是正向脉冲，箭头朝下，表示负向脉冲)，就可以得到一个多维度信号，这个信号包含方向(上/下)，特性(脉冲/持续电平)，数量(脉冲个数/电平持续时间)，将这个多维度的信息提交给具体的软件应用，由软件应用需求将按键行为映射成具体的操作指令，可将这种按键行为指令称为虚拟按键操作，这样就能实现了虚拟分布式集中控制，实现了乘客座按键的虚拟检测。

以上即实现了对车窗侧门虚拟按键输入检测。如图12所示，利用本发明实施例的车窗侧门虚拟按键输入检测技术实现用户按键操作后，可以供多种应用使用，例如：防夹控制应用。

本发明实施例，不但能为防夹车窗应用提供电流依据，还能提取车窗侧门的按键行为，在控制模块的用户输入界面上，虚拟出远端的乘客座按键操作，而且将远端乘客座的智能化控制映射到控制模块上，实现了既有集中控制，又有分布控制，集中和分布互相呼应，是虚拟分布式集中控制理论的应用典范。

本发明实施例，虚拟按键检测具有堆叠特性：虚拟按键检测功能单元可以在硬件结构和软件策略单元上实现堆叠(同结构/策略复制)，理论上可以无限增加虚拟按键输入检测数目到虚拟按键向量集。

本发明实施例，虚拟按键检测具有并行特点：堆叠的虚拟按键按并行方式工作，对于嵌入式系统应用，可以在分时复用的控制学模式下实现并行数据采集，结合并行输出控制，实现整个系统的并行工作特性。

本发明实施例，虚拟按键对于软件实现丰富控制提供了可行性，为低端车实现中高端车控制性能提供了实现方法，同时为中高端车降低方案成本提出了具有价值的思路。

下面对本发明提出的车窗侧门虚拟按键输入检测方法进行说明，由于该方法的具体步骤已能在前述的实施例中详细说明，因此此处主要就其主要内容进行说明。

请参考图14，是本发明提供的车窗侧门虚拟按键输入检测方法的实施例的流程示意图。其包括：

步骤S11、在乘客位侧门的机械接触开关盒接入主驾驶位侧门的控制模块的动力线上设置电流检测点。

其中，动力线包括正向动力线和负向动力线，在正向动力线的接地回路和负向动力线的接地回路上分别设置电流检测点。具体的设置方式可以参考图4和图7等所示。

步骤S12、利用所述电流检测点检测用户操作机械接触开关盒中的升窗键和降窗键时，在动力线上产生的电流信号。

步骤S13、将所述电流信号转换为脉冲信号，并将所述脉冲信号识别为虚拟按键指令。

其中，脉冲信号包括：正向脉冲信息和负向脉冲信号。将电流信号转换为脉冲信号包括：对电流信号依次进行模数转换、差分检测和脉冲合法性判决，这一过程可以参考图9-11所示的内容。其中将脉冲信号识别为虚拟按键指令，包括：在一个预设的窗口计数器内部统计脉冲个数或者长电平持续时间，得到一个多维度信号；将这个多维度的信号提交给软件应用，由软件应用将按键行为映射成具体的操作指令；这一过程可以参考图12－13所示的内容。

本实施例，可以实现乘客位虚拟按键输入检测，为虚拟的分布式集中控制提供支撑。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种车窗侧门虚拟按键输入检测装置，包括控制模块，用于设置在主驾驶位侧门并与设置在乘客位侧门的机械接触开关盒由正向动力线和负向动力线连接；其特征在于：还包括：第一电流检测模块和第二电流检测模块；

所述第一电流检测模块，用于检测在机械接触开关盒的控制下正向动力线导通时的电流信号；

所述第二电流检测模块，用于检测在机械接触开关盒的控制下负向动力线导通时的电流信号；

所述控制模块与第一电流检测模块和第二电流检测模块连接，用于将所述第一电流检测模块和第二电流检测模块检测到的电流信号分别转换为正向脉冲信号和负向脉冲信号以及将所述正向脉冲信号和负向脉冲信号识别为虚拟按键指令。

2.如权利要求1所述的车窗侧门虚拟按键输入检测装置，其特征在于：所述第一电流检测模块和第二电流检测模块均为电流传感器或者电阻单元。

3.如权利要求1或2所述的车窗侧门虚拟按键输入检测装置，其特征在于：所述控制模块包括：

脉冲检测单元，用于将所述第一电流检测模块输出的电流信号转换为正向脉冲信号，以及用于将所述第二电流检测模块输出的电流信号转换为负向脉冲信号；

和按键识别单元，用于在一个窗口计数器内统计所述脉冲检测单元输出的正向脉冲信号、负向脉冲信号，生成虚拟按键指令。

4.如权利要求3所述的车窗侧门虚拟按键输入检测装置，其特征在于：所述脉冲检测单元包括：模数转换子单元、差分检测子单元和脉冲合法性判定子单元；

所述模数转换子单元，用于将所述第一电流检测模块和第二电流检测模块输出的电流信号转换为数字信号；

所述差分检测子单元，用于检测所述模数转换子单元输出信号的方向性；

所述脉冲合法性判定子单元，用于判断所述差分检测子单元输出信号的合法性，生成正向脉冲信号和负向脉冲信号。

5.如权利要求4所述的车窗侧门虚拟按键输入检测装置，其特征在于：所述模数转换子单元包括：第一模数转换器和第二模数转换器，所述差分检测子单元包括：第一差分检测器和第二差分检测器，所述脉冲合法性判定子单元包括：第一脉冲方波合法性检测器、第一与逻辑运算器、第二脉冲方波合法性检测器和第二与逻辑运算器；

所述第一模数转换器的输入连接第一电流检测模块的输出，输出连接至第一差分检测器的第一输入和第二差分检测器的第二输入；

所述第二模数转换器的输入连接第二电流检测模块的输出，输出连接至第二差分检测器的第一输入和第一差分检测器的第二输入；

所述第一差分检测器的输出连接至第一脉冲方波合法性检测器的输入和第一与逻辑运算器的第一输入，所述第一脉冲方波合法性检测器的输出连接至第一与逻辑运算器的第二输入；

所述第二差分检测器的输出连接至第二脉冲方波合法性检测器的输入和第二与逻辑运算器的第一输入，所述第二脉冲方波合法性检测器的输出连接至第二与逻辑运算器的第二输入；

所述第一与逻辑运算器和第二与逻辑运算器的输出分别连接至按键识别单元的第一输入和第二输入。

6.一种车窗侧门虚拟按键输入检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

在乘客位侧门的机械接触开关盒接入主驾驶位侧门的控制模块的动力线上设置电流检测点；

利用所述电流检测点检测用户操作机械接触开关盒中的升窗键和降窗键时，在动力线上产生的电流信号；

将所述电流信号转换为脉冲信号，并将所述脉冲信号识别为虚拟按键指令。

7.如权利要求6所述的车窗侧门虚拟按键输入检测方法，其特征在于：所述动力线包括正向动力线和负向动力线，在正向动力线的接地回路和负向动力线的接地回路上分别设置电流检测点。

8.如权利要求7所述的车窗侧门虚拟按键输入检测方法，其特征在于：所述脉冲信号包括：正向脉冲信号和负向脉冲信号。

9.如权利要求8所述的车窗侧门虚拟按键输入检测方法，其特征在于：将所述脉冲信号识别为虚拟按键指令，包括：

在一个预设的窗口计数器内部统计脉冲个数或者长电平持续时间，得到一个多维度信号；

将这个多维度的信号提交给软件应用，由软件应用将按键行为映射成具体的操作指令。

10.如权利要求6-9中任一项所述的车窗侧门虚拟按键输入检测方法，其特征在于：将所述电流信号转换为脉冲信号包括：对电流信号依次进行模数转换、差分检测和脉冲合法性判决。