CN108206116A - 一种高集成度的中控开关及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高集成度的中控开关，包括壳体，还包括控制板，控制板内设置有控制模块，可转动的旋钮总成，该旋钮总成可径向前后左右四向拨动及轴向下压，且该旋钮总成径向前后左右的拨动可自复位；控制板上装置有前后拨动传感器，左右拨动传感器，旋转传感器，确认传感器；控制板上还设置有与控制模块相接的电源模块，及用于连接控制模块和车身控制器的CAN总线通讯模块。本发明能够有效解决现有的中控开关存在的下列问题：1、占用大量的空间；2、按键过多，界面繁杂；3、不能进行开关自诊断，无法判断开关当前的工作状态时正常还是非正常状态；4.中控开关多用编码器实现，限制了开关结构的多样性。
Description
技术领域
本发明涉及一种中控开关，尤其涉及一种高集成度的中控开关及其实现方法。
背景技术
目前，中控开关都是通过编码器加机械结构来实现，并且只能实现旋转选择和确认按键功能，如果需要方向选择，需要另外四个按键来实现功能，并且编码器无法自诊断当前开关的状态。
现有的开关存在如下问题：1、占用大量的空间；2、按键过多，界面繁杂；3、不能进行开关自诊断，无法判断开关当前的工作状态时正常还是非正常状态；4.中控开关多用编码器实现，限制了开关结构的多样性。
发明内容
本发明的目的是提供一种高集成度的中控开关及其实现方法，解决现有的中控开关存在的下列问题：1、占用大量的空间；2、按键过多，界面繁杂；3、不能进行开关自诊断，无法判断开关当前的工作状态时正常还是非正常状态；4.中控开关多用编码器实现，限制了开关结构的多样性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高集成度的中控开关，包括壳体，还包括设置在壳体内的控制板，控制板内设置有控制模块，控制板上设置有装配孔，装配孔内设置有可转动的旋钮总成，该旋钮总成可径向前后左右四向拨动及轴向下压，且该旋钮总成径向前后左右的拨动可自复位；控制板上装置有用于检测旋钮总成前后拨动状态的前后拨动传感器，用于检测旋钮总成左右拨动状态的左右拨动传感器，用于检测旋钮总成旋转状态的旋转传感器，及用于检测旋钮总成竖直方向下压的确认传感器；控制板上还设置有与控制模块相接的电源模块，及用于连接控制模块和车身控制器的CAN总线通讯模块。
进一步的，旋钮总成包括旋钮，设置在旋钮上的中心转轴，中心转轴上套设有可随其左右移动的左右拨动拨片及可随其前后移动的前后拨动拨片；左右拨动传感器和前后拨动传感器均包括两个间隔设置的单通道槽型光控开关；左右拨动拨片、前后拨动拨片分别和相应的两个单通道槽型光控开关配合实现旋钮总成的左、右、前、后选择功能。
进一步的，所述单通道槽型光控开关呈U型，其底部设置在控制板上，左右两部分别为信号接收部和发光部；旋钮总成初始状态时，左右拨动拨片底部伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮左、右拨动时，左右拨动拨片底部分别自其中的一个单通道槽型光控开关的U型槽中移出；旋钮总成初始状态时，前后拨动拨片底部伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮前、后拨动时，前后拨动拨片底部分别自其中的一个单通道槽型光控开关的U型槽中移出。
进一步的，所述的两个单通道槽型光控开关均呈U型，其底部设置在控制板上，左右两部分别为信号接收部和发光部；初始状态时，左右拨动拨片底部位于两个单通道槽型光控开关之间的间隔位置，两个单通道槽型光控开关均可正常实现发光部和信号接受部的信号对接，旋钮总成左、右拨动时，左右拨动拨片底部分别移进一个其中一个单通道槽型光控开关的U型槽内，使其对应的信号接收部和发光部无法信号对接；初始状态，前后拨动拨片底部位于两个单通道槽型光控开关之间的间隔位置，两个单通道槽型光控开关均可正常实现发光部和信号接受部的信号对接，旋钮总成前、后拨动时，前后拨动拨片底部分别移进一个其中一个单通道槽型光控开关的U型槽内，使其对应的信号接收部和发光部无法信号对接。
进一步的，中心转轴还设置有可随其转动及下压的确认转筒及旋转转筒，旋转转筒套设在确认转筒外，确认转筒、旋转转筒分别和确认传感器、旋转传感器适配实现旋钮总成的确认功能及旋转档位功能，确认传感器包括设置在控制板上和确认转筒一端端部的外圆周适配的一个单通道槽型光控开关，初始状态时，确认转筒的外圆周位于单通道槽型光控开关的U型槽内，间隔遮挡单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮总成下压确认下时，确认转筒的外圆周自单通道槽型光控开关的U型槽内移出。
进一步的，旋转传感器包括设置在控制板上和旋转转筒一端端部外圆周适配的一个两通道槽型光控开关，两通道槽型光控开关呈U型结构，其左右两臂分别设置有两个发光部和两个接受部；旋转转筒该端端部设置有一组呈正弦波状的锯齿结构，该锯齿结构共包括12组识别区，每组识别区包括一个遮挡区域和一个空挡区域，旋钮总成在旋转的过程中，锯齿结构在两通道槽型光控开关的U型槽内转动，两通道槽型光控开关会经历四种情况，分别为：两个接受部和放光部均位于遮挡区域被隔离遮挡、第一个接受部和第一个发光部位于遮挡区域被间隔遮挡、第二个接受部和第二个发光部位于遮挡区域被间隔遮挡、两个接受部和发光部均位于空挡区域未被遮挡。
进一步的，前后拨动拨片、左右拨动拨片呈L型，两者交叉十字设置设置控制板的上方，左右拨动传感器和前后拨动传感器分别对应的两个间隔设置的单通道槽型光控开关设置在控制板的正面上；确认转筒及旋转转筒位于控制板的下方，相对应的一个单通道槽型光控开关、一个两道通道槽型光控开关设置在控制板的背面上；壳体的底部设置有和确认转筒相适配的的导电橡胶。
进步一步的，包括前后方向按键功能的实现、左右方向按键功能的实现、旋转功能的实现及确认功能的实现这四个部分；
前后方向按键功能的实现：设置两个单通道的槽型光控开关，当旋钮总成处于初始状态时，前后拨动拨片底部对应的伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为11；向前拨动旋钮总成，前后拨动拨片自位于后方的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔前方的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为10；向后拨动旋钮总成，前后拨动拨片自位于前的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔后方的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为01；前后拨动旋钮总成只会出现上述三种编码值，当输出的编码值中途出现编码值00时，即可判断旋钮总成出现故障；当编码值在对规定的时间值内一直为10或01而不回到11时，亦可判断旋钮总成出线故障；并通过控制板内控制模块对上述故障进行诊断，同时将状态通过CAN总线传输给车身控制器；
左右方向按键功能的实现：当旋钮总成处于初始状态时，左右拨动拨片底部对应的伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为11；向左拨动旋钮总成，左右拨动拨片自位于右方的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔左边的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为10；向右拨动旋钮总成，左右拨动拨片自位于左边的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔右边的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为01；左右拨动旋钮总成只会出现上述三种编码值，当输出的编码值中途出现编码值00时，即可判断旋钮总成出现故障；当编码值在对规定的时间值内一直为10或01而不回到11时，亦可判断旋钮总成出线故障；并通过控制板内控制模块对上述故障进行诊断，同时将状态通过CAN总线传输给车身控制器；
旋转功能的实现：设置一个两通道槽型光控开关，其包括两组相对应的发光部及信号接受部，按开关设计要求最高转速不高于2圈/每秒计算，每次的采样去抖时间为20ms，则旋转转筒的外圆周可分为1000ms/20ms＝50份，按两圈计算，每圈在50/2＝25份；设定每个识别区间包含一个遮挡区域一个空档区域，取整取偶数，得出锯齿结构最多分为24份，将其划分为12组识别区间，每组识别区间包括一个遮挡区域和一个空挡区域；在旋钮总成的旋转的过程中，根据锯齿结构和两通道槽型光控开关的位置关系不同而产生不同的编码值，控制模块通过编码值的变化，对旋转的档位变化，旋转的方向进行识别，并将信息发送给相应的处理模块；顺时针旋转和逆时针旋转，遮挡槽型光控开关的两组相对应的发光部及信号接受部都会发出相应的方波，每一个上升沿为一个周期；
顺时针旋转时，其过程为：首先旋转转筒上的锯齿结构未遮住两通道槽型光控开关两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值为00，开始旋转至锯齿结构中的遮挡区域遮住两组相对应的发光部及信号接受部中的第一组而不遮挡第二组，此时输出的编码值会由00变化为10；继续旋转至锯齿结构中的遮挡区域同时遮住两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值会由10变化为11；接着旋转至第一组发光部及信号接受部自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时，锯齿结构中的遮挡区域只遮挡住第二组发光部及信号接受部，此时输出的编码值为01；继续旋转旋钮总成，当两组相对应的发光部及信号接受部均自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时输出的编码值会由01变回为00；接着旋转旋钮总成，输出的编码值重复上述周期演变过程，即旋转过程中，输出的编码值按序列00、10、11、01、00进行周期循环；
逆时针旋转时，其过程为：首先旋转转筒上的锯齿结构未遮住两通道槽型光控开关两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值为00，旋转一定程度后锯齿结构中的遮挡区域会遮住两组相对应的发光部及信号接受部中的第二组而还未遮挡住第一组，此时输出的编码值会由00变化为01；继续旋转至锯齿结构中的遮挡区域同时遮住两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值会由01变化为11；接着旋转第二组发光部及信号接受部会自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时，锯齿结构中的遮挡区域只遮挡住第一组发光部及信号接受部，此时输出的编码值为10；继续旋转旋钮总成，当两组相对应的发光部及信号接受部均自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时输出的编码值会由10变回为00；接着旋转旋钮总成，输出的编码值重复上述周期演变过程，即旋转过程中，输出的编码值按序列00、01、11、10、00进行周期循环；
根据上述输出方波的编码值规律，可知，当槽型光控开关的A接收管上升沿终端触发的瞬间，若两通道槽型光控开关的第二组信号接受部为高电平1，则为逆时针旋转，若两通道槽型光控开关的第二组信号接受部为低电平0，则为顺时针旋转；
确认功能的实现：设置一个单通道槽型光控开关；初始状态，旋钮总成的确认转筒在旋钮总成旋转到任意位置都会该遮挡槽型光控开关，此时输出的编码值1；当旋钮总成按下时确认转筒总体下降，确认转筒的上端外圆周自单通道槽型光控开关的U型槽内移出，输出的编码值为0；当编码值发生变化，并保持在当前状态25ms以上，表示状态确认，按键有效；若编码值的初始值不为1，或者编码值变为0后，不能恢复到1，均表示按键出现故障，控制模块对该故障进行诊断，并将诊断信息发送给车身控制器。
进一步的，还包括在控制模块增加滤波程序，在旋转功能的实现过程中，当两通道槽型光控开关的两组发光部及信号接受部中的一组输出的编码值由0变为1时，则触发中断后启动滤波程序，并检测该编码值信号否能够保持15ms，如果信号保持15ms，则输出相应的数据，若信号未保持15ms，则判定为信号干扰，不输出相应的数据。
本发明的有益效果：该中控开关，将左、右、前、后四个方向的选择功能，旋转功能，确认功能集成到一个旋钮上面；简化了开关的界面设计，节省了车内面板空间；通过光控来检测开关状态，丰富了开关结构的多样性；同时实现了开关状态的自诊断，并对采样数据进行滤波，保证了开关的稳定性和行车的安全性。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明另一视角的结构示意图。
图3为本发明另一视角的结构示意图。
图4-1、4-2、4-3为前后拨动传感器和左右拨动传感器对应的两个单通道的槽型光控开关和中控开关的位置演变关系图。
图5-1、5-2、5-3为另一种前后拨动传感器和左右拨动传感器对应的两个单通道的槽型光控开关和中控开关的位置演变关系图。
图6-1、6-2、6-3、6-4、6-5为旋转传感器对应的一个两通道的槽型光控开关和中控开关的位置演变关系图。
图7-1、7-2为确认传感器对应的一个单通道的槽型光控开关和中控开关的位置演变关系图。
图8为中控开关顺时针旋转时两通道的槽型光控开关的两个接收器发出的方形波。
图9为中控开关逆时针旋转时两通道的槽型光控开关的两个接收器发出的方形波。
图10为滤波程序中中断程序的流程图。
图11为滤波程序中主断程序的流程图
具体实施方式
实施例，如图1至图11所示一种高集成度的中控开关及实现方法，包括壳体9，还包括设置在壳体9内的控制板2，控制板2内设置有控制模块，控制板2上设置有装配孔，装配孔内设置有可转动的旋钮总成1，该旋钮总成1可径向前后左右四向拨动及轴向下压，且该旋钮总成1径向前后左右的拨动可自复位；控制板2上装置有用于检测旋钮总成1前后拨动状态的前后拨动传感器，用于检测旋钮总成1左右拨动状态的左右拨动传感器，用于检测旋钮总成1旋转状态的旋转传感器，及用于检测旋钮总成1竖直方向下压的确认传感器；控制板2上还设置有与控制模块相接的电源模块，及用于连接控制模块和车身控制器的CAN总线通讯模块。
旋钮总成1包括旋钮，设置在旋钮上的中心转轴21，中心转轴21上套设有可随其左右移动的左右拨动拨片3及可随其前后移动的前后拨动拨片4；左右拨动传感器和前后拨动传感器均包括两个间隔设置的单通道槽型光控开关5、6；左右拨动拨片3、前后拨动拨片4分别和相应的两个单通道槽型光控开关5、6配合实现旋钮总成1的左、右、前、后选择功能。
所述单通道槽型光控开关5、6呈U型，其底部设置在控制板2上，左右两部分别为信号接收部和发光部；旋钮总成1初始状态时，左右拨动拨片3底部伸入两个单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮左、右拨动时，左右拨动拨片3底部分别自其中的一个单通道槽型光控开关5、6的U型槽中移出；旋钮总成1初始状态时，前后拨动拨片4底部伸入两个单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮前、后拨动时，前后拨动拨片4底部分别自其中的一个单通道槽型光控开关5、6的U型槽中移出。
所述的两个单通道槽型光控开关5、6均呈U型，其底部设置在控制板2上，左右两部分别为信号接收部和发光部；初始状态时，左右拨动拨片3底部位于两个单通道槽型光控开关5、6之间的间隔位置，两个单通道槽型光控开关5、6均可正常实现发光部和信号接受部的信号对接，旋钮总成1左、右拨动时，左右拨动拨片3底部分别移进一个其中一个单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，使其对应的信号接收部和发光部无法信号对接；初始状态，前后拨动拨片4底部位于两个单通道槽型光控开关5、6之间的间隔位置，两个单通道槽型光控开关5、6均可正常实现发光部和信号接受部的信号对接，旋钮总成1前、后拨动时，前后拨动拨片4底部分别移进一个其中一个单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，使其对应的信号接收部和发光部无法信号对接。
中心转轴21还设置有可随其转动及下压的确认转筒11及旋转转筒7，旋转转筒7套设在确认转筒11外，确认转筒11、旋转转筒7分别和确认传感器、旋转传感器适配实现旋钮总成1的确认功能及旋转档位功能，确认传感器包括设置在控制板2上和确认转筒11一端端部的外圆周适配的一个单通道槽型光控开关5、6，初始状态时，确认转筒11的外圆周位于单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，间隔遮挡单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮总成1下压确认下时，确认转筒11的外圆周自单通道槽型光控开关5、6的U型槽内移出。
旋转传感器包括设置在控制板2上和旋转转筒7一端端部外圆周适配的一个两通道槽型光控开关10，两通道槽型光控开关10呈U型结构，其左右两臂分别设置有两个发光部和两个接受部；旋转转筒7该端端部设置有一组呈正弦波状的锯齿结构8，该锯齿结构8共包括12组识别区，每组识别区包括一个遮挡区域和一个空挡区域，旋钮总成1在旋转的过程中，锯齿结构8在两通道槽型光控开关10的U型槽内转动，两通道槽型光控开关10会经历四种情况，分别为：两个接受部和放光部均位于遮挡区域被隔离遮挡、第一个接受部和第一个发光部位于遮挡区域被间隔遮挡、第二个接受部和第二个发光部位于遮挡区域被间隔遮挡、两个接受部和发光部均位于空挡区域未被遮挡。
前后拨动拨片4、左右拨动拨片3呈L型，两者交叉十字设置设置控制板2的上方，左右拨动传感器和前后拨动传感器分别对应的两个间隔设置的单通道槽型光控开关5、6设置在控制板2的正面上；确认转筒11及旋转转筒7位于控制板2的下方，相对应的一个单通道槽型光控开关12、一个两道通道槽型光控开关设置在控制板2的背面上；壳体9的底部设置有和确认转筒11相适配的的导电橡胶13。
包括前后方向按键功能的实现、左右方向按键功能的实现、旋转功能的实现及确认功能的实现这四个部分；
前后方向按键功能的实现：设置两个单通道的槽型光控开关，当旋钮总成1处于初始状态时，前后拨动拨片4底部对应的伸入两个单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为11；向前拨动旋钮总成1，前后拨动拨片4自位于后方的单通道槽型光控开关5、6的U型槽内移出，只间隔前方的单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为10；向后拨动旋钮总成1，前后拨动拨片4自位于前的单通道槽型光控开关5、6的U型槽内移出，只间隔后方的单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为01；前后拨动旋钮总成1只会出现上述三种编码值，当输出的编码值中途出现编码值00时，即可判断旋钮总成1出现故障；当编码值在对规定的时间值内一直为10或01而不回到11时，亦可判断旋钮总成1出线故障；并通过控制板2内控制模块对上述故障进行诊断，同时将状态通过CAN总线传输给车身控制器；
左右方向按键功能的实现：当旋钮总成1处于初始状态时，左右拨动拨片3底部对应的伸入两个单通道槽型光控开关5、6的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为11；向左拨动旋钮总成1，左右拨动拨片3自位于右方的单通道槽型光控开关5、6的U型槽内移出，只间隔左边的单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为10；向右拨动旋钮总成1，左右拨动拨片3自位于左边的单通道槽型光控开关5、6的U型槽内移出，只间隔右边的单通道槽型光控开关5、6的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为01；左右拨动旋钮总成1只会出现上述三种编码值，当输出的编码值中途出现编码值00时，即可判断旋钮总成1出现故障；当编码值在对规定的时间值内一直为10或01而不回到11时，亦可判断旋钮总成1出线故障；并通过控制板2内控制模块对上述故障进行诊断，同时将状态通过CAN总线传输给车身控制器；
旋转功能的实现：设置一个两通道槽型光控开关10，其包括两组相对应的发光部及信号接受部，按开关设计要求最高转速不高于2圈/每秒计算，每次的采样去抖时间为20ms，则旋转转筒7的外圆周可分为1000ms/20ms＝50份，按两圈计算，每圈在50/2＝25份；设定每个识别区间包含一个遮挡区域一个空档区域，取整取偶数，得出锯齿结构8最多分为24份，将其划分为12组识别区间，每组识别区间包括一个遮挡区域和一个空挡区域；在旋钮总成1的旋转的过程中，根据锯齿结构8和两通道槽型光控开关10的位置关系不同而产生不同的编码值，控制模块通过编码值的变化，对旋转的档位变化，旋转的方向进行识别，并将信息发送给相应的处理模块；顺时针旋转和逆时针旋转，遮挡槽型光控开关的两组相对应的发光部及信号接受部都会发出相应的方波，每一个上升沿为一个周期；
顺时针旋转时，其过程为：首先旋转转筒7上的锯齿结构8未遮住两通道槽型光控开关10两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值为00，开始旋转至锯齿结构8中的遮挡区域遮住两组相对应的发光部及信号接受部中的第一组而不遮挡第二组，此时输出的编码值会由00变化为10；继续旋转至锯齿结构8中的遮挡区域同时遮住两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值会由10变化为11；接着旋转至第一组发光部及信号接受部自锯齿结构8中的遮挡区域移出，此时，锯齿结构8中的遮挡区域只遮挡住第二组发光部及信号接受部，此时输出的编码值为01；继续旋转旋钮总成1，当两组相对应的发光部及信号接受部均自锯齿结构8中的遮挡区域移出，此时输出的编码值会由01变回为00；接着旋转旋钮总成1，输出的编码值重复上述周期演变过程，即旋转过程中，输出的编码值按序列00、10、11、01、00进行周期循环；
逆时针旋转时，其过程为：首先旋转转筒7上的锯齿结构8未遮住两通道槽型光控开关10两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值为00，旋转一定程度后锯齿结构8中的遮挡区域会遮住两组相对应的发光部及信号接受部中的第二组而还未遮挡住第一组，此时输出的编码值会由00变化为01；继续旋转至锯齿结构8中的遮挡区域同时遮住两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值会由01变化为11；接着旋转第二组发光部及信号接受部会自锯齿结构8中的遮挡区域移出，此时，锯齿结构8中的遮挡区域只遮挡住第一组发光部及信号接受部，此时输出的编码值为10；继续旋转旋钮总成1，当两组相对应的发光部及信号接受部均自锯齿结构8中的遮挡区域移出，此时输出的编码值会由10变回为00；接着旋转旋钮总成1，输出的编码值重复上述周期演变过程，即旋转过程中，输出的编码值按序列00、01、11、10、00进行周期循环；
根据上述输出方波的编码值规律，可知，当槽型光控开关的A接收管上升沿终端触发的瞬间，若两通道槽型光控开关10的第二组信号接受部为高电平1，则为逆时针旋转，若两通道槽型光控开关10的第二组信号接受部为低电平0，则为顺时针旋转；
确认功能的实现：设置一个单通道槽型光控开关5、6；初始状态，旋钮总成1的确认转筒11在旋钮总成1旋转到任意位置都会该遮挡槽型光控开关，此时输出的编码值1；当旋钮总成1按下时确认转筒11总体下降，确认转筒11的上端外圆周自单通道槽型光控开关12的U型槽内移出，输出的编码值为0；当编码值发生变化，并保持在当前状态25ms以上，表示状态确认，按键有效；若编码值的初始值不为1，或者编码值变为0后，不能恢复到1，均表示按键出现故障，控制模块对该故障进行诊断，并将诊断信息发送给车身控制器。
还包括在控制模块增加滤波程序，在旋转功能的实现过程中，当两通道槽型光控开关10的两组发光部及信号接受部中的一组输出的编码值由0变为1时，则触发中断后启动滤波程序，并检测该编码值信号否能够保持15ms，如果信号保持15ms，则输出相应的数据，若信号未保持15ms，则判定为信号干扰，不输出相应的数据。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高集成度的中控开关，包括壳体，其特征在于：还包括设置在壳体内的控制板，控制板内设置有控制模块，控制板上设置有装配孔，装配孔内设置有可转动的旋钮总成，该旋钮总成可径向前后左右四向拨动及轴向下压，且该旋钮总成径向前后左右的拨动可自复位；控制板上装置有用于检测旋钮总成前后拨动状态的前后拨动传感器，用于检测旋钮总成左右拨动状态的左右拨动传感器，用于检测旋钮总成旋转状态的旋转传感器，及用于检测旋钮总成竖直方向下压的确认传感器；控制板上还设置有与控制模块相接的电源模块，及用于连接控制模块和车身控制器的CAN总线通讯模块。
2.根据权利要求1所述的高集成度的中控开关，其特征在于：旋钮总成包括旋钮，设置在旋钮上的中心转轴，中心转轴上套设有可随其左右移动的左右拨动拨片及可随其前后移动的前后拨动拨片；左右拨动传感器和前后拨动传感器均包括两个间隔设置的单通道槽型光控开关；左右拨动拨片、前后拨动拨片分别和相应的两个单通道槽型光控开关配合实现旋钮总成的左、右、前、后选择功能。
3.根据权利要求2所述的高集成度的中控开关，其特征在于：所述单通道槽型光控开关呈U型，其底部设置在控制板上，左右两部分别为信号接收部和发光部；旋钮总成初始状态时，左右拨动拨片底部伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮左、右拨动时，左右拨动拨片底部分别自其中的一个单通道槽型光控开关的U型槽中移出；旋钮总成初始状态时，前后拨动拨片底部伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮前、后拨动时，前后拨动拨片底部分别自其中的一个单通道槽型光控开关的U型槽中移出。
4.根据权利要求2所述的高集成度的中控开关，其特征在于：所述的两个单通道槽型光控开关均呈U型，其底部设置在控制板上，左右两部分别为信号接收部和发光部；初始状态时，左右拨动拨片底部位于两个单通道槽型光控开关之间的间隔位置，两个单通道槽型光控开关均可正常实现发光部和信号接受部的信号对接，旋钮总成左、右拨动时，左右拨动拨片底部分别移进一个其中一个单通道槽型光控开关的U型槽内，使其对应的信号接收部和发光部无法信号对接；初始状态，前后拨动拨片底部位于两个单通道槽型光控开关之间的间隔位置，两个单通道槽型光控开关均可正常实现发光部和信号接受部的信号对接，旋钮总成前、后拨动时，前后拨动拨片底部分别移进一个其中一个单通道槽型光控开关的U型槽内，使其对应的信号接收部和发光部无法信号对接。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的高集成度的中控开关，其特征在于：中心转轴还设置有可随其转动及下压的确认转筒及旋转转筒，旋转转筒套设在确认转筒外，确认转筒、旋转转筒分别和确认传感器、旋转传感器适配实现旋钮总成的确认功能及旋转档位功能，确认传感器包括设置在控制板上和确认转筒一端端部的外圆周适配的一个单通道槽型光控开关，初始状态时，确认转筒的外圆周位于单通道槽型光控开关的U型槽内，间隔遮挡单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，旋钮总成下压确认下时，确认转筒的外圆周自单通道槽型光控开关的U型槽内移出。
6.根据权利要求5所述的高集成度的中控开关，其特征在于：旋转传感器包括设置在控制板上和旋转转筒一端端部外圆周适配的一个两通道槽型光控开关，两通道槽型光控开关呈U型结构，其左右两臂分别设置有两个发光部和两个接受部；旋转转筒该端端部设置有一组呈正弦波状的锯齿结构，该锯齿结构共包括12组识别区，每组识别区包括一个遮挡区域和一个空挡区域，旋钮总成在旋转的过程中，锯齿结构在两通道槽型光控开关的U型槽内转动，两通道槽型光控开关会经历四种情况，分别为：两个接受部和放光部均位于遮挡区域被隔离遮挡、第一个接受部和第一个发光部位于遮挡区域被间隔遮挡、第二个接受部和第二个发光部位于遮挡区域被间隔遮挡、两个接受部和发光部均位于空挡区域未被遮挡。
7.根据权利要求6所述的高集成度的中控开关，其特征在于：前后拨动拨片、左右拨动拨片呈L型，两者交叉十字设置设置控制板的上方，左右拨动传感器和前后拨动传感器分别对应的两个间隔设置的单通道槽型光控开关设置在控制板的正面上；确认转筒及旋转转筒位于控制板的下方，相对应的一个单通道槽型光控开关、一个两道通道槽型光控开关设置在控制板的背面上；壳体的底部设置有和确认转筒相适配的的导电橡胶。
8.一种高集成度的中控开关的实现方法，其特征在于：包括前后方向按键功能的实现、左右方向按键功能的实现、旋转功能的实现及确认功能的实现这四个部分；
前后方向按键功能的实现：设置两个单通道的槽型光控开关，当旋钮总成处于初始状态时，前后拨动拨片底部对应的伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为11；向前拨动旋钮总成，前后拨动拨片自位于后方的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔前方的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为10；向后拨动旋钮总成，前后拨动拨片自位于前的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔后方的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为01；前后拨动旋钮总成只会出现上述三种编码值，当输出的编码值中途出现编码值00时，即可判断旋钮总成出现故障；当编码值在对规定的时间值内一直为10或01而不回到11时，亦可判断旋钮总成出线故障；并通过控制板内控制模块对上述故障进行诊断，同时将状态通过CAN总线传输给车身控制器；
左右方向按键功能的实现：当旋钮总成处于初始状态时，左右拨动拨片底部对应的伸入两个单通道槽型光控开关的U型槽内，并同时间隔两个单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为11；向左拨动旋钮总成，左右拨动拨片自位于右方的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔左边的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为10；向右拨动旋钮总成，左右拨动拨片自位于左边的单通道槽型光控开关的U型槽内移出，只间隔右边的单通道槽型光控开关的发光部和信号接受部，使其无法信号对接，此时输出的编码值为01；左右拨动旋钮总成只会出现上述三种编码值，当输出的编码值中途出现编码值00时，即可判断旋钮总成出现故障；当编码值在对规定的时间值内一直为10或01而不回到11时，亦可判断旋钮总成出线故障；并通过控制板内控制模块对上述故障进行诊断，同时将状态通过CAN总线传输给车身控制器；
旋转功能的实现：设置一个两通道槽型光控开关，其包括两组相对应的发光部及信号接受部，按开关设计要求最高转速不高于2圈/每秒计算，每次的采样去抖时间为20ms，则旋转转筒的外圆周可分为1000ms/20ms＝50份，按两圈计算，每圈在50/2＝25份；设定每个识别区间包含一个遮挡区域一个空档区域，取整取偶数，得出锯齿结构最多分为24份，将其划分为12组识别区间，每组识别区间包括一个遮挡区域和一个空挡区域；在旋钮总成的旋转的过程中，根据锯齿结构和两通道槽型光控开关的位置关系不同而产生不同的编码值，控制模块通过编码值的变化，对旋转的档位变化，旋转的方向进行识别，并将信息发送给相应的处理模块；顺时针旋转和逆时针旋转，遮挡槽型光控开关的两组相对应的发光部及信号接受部都会发出相应的方波，每一个上升沿为一个周期；
顺时针旋转时，其过程为：首先旋转转筒上的锯齿结构未遮住两通道槽型光控开关两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值为00，开始旋转至锯齿结构中的遮挡区域遮住两组相对应的发光部及信号接受部中的第一组而不遮挡第二组，此时输出的编码值会由00变化为10；继续旋转至锯齿结构中的遮挡区域同时遮住两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值会由10变化为11；接着旋转至第一组发光部及信号接受部自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时，锯齿结构中的遮挡区域只遮挡住第二组发光部及信号接受部，此时输出的编码值为01；继续旋转旋钮总成，当两组相对应的发光部及信号接受部均自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时输出的编码值会由01变回为00；接着旋转旋钮总成，输出的编码值重复上述周期演变过程，即旋转过程中，输出的编码值按序列00、10、11、01、00进行周期循环；
逆时针旋转时，其过程为：首先旋转转筒上的锯齿结构未遮住两通道槽型光控开关两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值为00，旋转一定程度后锯齿结构中的遮挡区域会遮住两组相对应的发光部及信号接受部中的第二组而还未遮挡住第一组，此时输出的编码值会由00变化为01；继续旋转至锯齿结构中的遮挡区域同时遮住两组相对应的发光部及信号接受部，此时输出的编码值会由01变化为11；接着旋转第二组发光部及信号接受部会自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时，锯齿结构中的遮挡区域只遮挡住第一组发光部及信号接受部，此时输出的编码值为10；继续旋转旋钮总成，当两组相对应的发光部及信号接受部均自锯齿结构中的遮挡区域移出，此时输出的编码值会由10变回为00；接着旋转旋钮总成，输出的编码值重复上述周期演变过程，即旋转过程中，输出的编码值按序列00、01、11、10、00进行周期循环；
根据上述输出方波的编码值规律，可知，当槽型光控开关的A接收管上升沿终端触发的瞬间，若两通道槽型光控开关的第二组信号接受部为高电平1，则为逆时针旋转，若两通道槽型光控开关的第二组信号接受部为低电平0，则为顺时针旋转；
确认功能的实现：设置一个单通道槽型光控开关；初始状态，旋钮总成的确认转筒在旋钮总成旋转到任意位置都会该遮挡槽型光控开关，此时输出的编码值1；当旋钮总成按下时确认转筒总体下降，确认转筒的上端外圆周自单通道槽型光控开关的U型槽内移出，输出的编码值为0；当编码值发生变化，并保持在当前状态25ms以上，表示状态确认，按键有效；若编码值的初始值不为1，或者编码值变为0后，不能恢复到1，均表示按键出现故障，控制模块对该故障进行诊断，并将诊断信息发送给车身控制器。
9.根据权利要8所述的高集成度的中控开关的实现方法，其特征在于：还包括在控制模块增加滤波程序，在旋转功能的实现过程中，当两通道槽型光控开关的两组发光部及信号接受部中的一组输出的编码值由0变为1时，则触发中断后启动滤波程序，并检测该编码值信号否能够保持15ms，如果信号保持15ms，则输出相应的数据，若信号未保持15ms，则判定为信号干扰，不输出相应的数据。
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