CN113311320A - 用于滑动开关的开关位置检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于滑动开关的开关位置检测装置和方法。滑动开关包括弹片和至少两个开关通道。该开关位置检测装置包括：测量电路，被配置为测量滑动开关的至少两个开关通道的开关位置，并输出滑动开关的至少两个开关通道的开关位置检测信号；以及控制器，被配置为：获取至少两个开关通道的开关位置检测信号；对于滑动开关的每个开关通道，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，开关状态包括：弹片稳定在第一位置，弹片在第一位置处抖动，弹片在第一位置和第二位置之间抖动，弹片在第二位置处抖动，以及弹片稳定在第二位置；以及根据滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定开关位置。

Description

用于滑动开关的开关位置检测装置及方法

技术领域

本公开涉及检测领域，更具体地，涉及一种用于滑动开关的开关位置检测装置及方法。

背景技术

在汽车中，常用到滑动开关技术，例如，变速器选择杆(Transmission SelectionLever,TSL)或者驻车-倒车-空档-前进档(PRND)杆。

这些滑动开关一般具有多个开关位置，通过弹片在多个开关位置之间滑动，而可以控制不同的操作。例如，对于应用到PRND杆中的滑动开关，当该滑动开关处于不同的开关位置时，可以选择不同的档位，从而根据所选择的是驻车、倒车、空档、或前进档而进行车辆控制操作。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种用于滑动开关的开关位置检测装置。滑动开关包括弹片和至少两个开关通道。该装置包括：测量电路，被配置为测量所述滑动开关的至少两个开关通道的开关位置，并输出所述滑动开关的至少两个开关通道的开关位置检测信号；以及控制器，被配置为：获取至少两个开关通道的开关位置检测信号；对于所述滑动开关的每个开关通道，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，所述开关状态包括：弹片稳定在第一位置，弹片在第一位置处抖动，弹片在第一位置和第二位置之间抖动，弹片在第二位置处抖动，以及弹片稳定在第二位置；以及根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于滑动开关的开关位置检测方法。滑动开关包括弹片和至少两个开关通道。该方法包括获取至少两个开关通道的开关位置检测信号；对于所述滑动开关的每个开关通道，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，所述开关状态包括：弹片稳定在第一位置，弹片在第一位置处抖动，弹片在第一位置和第二位置之间抖动，弹片在第二位置处抖动，以及弹片稳定在第二位置；以及根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置。

附图说明

通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1A-图1C示出了滑动开关以及相对应的开关位置检测装置100的结构示意图。

图2示出了开关切换过程中两个开关通道的开关位置检测信号的电压值随时间变化的图。

图3A-3C示出了根据本公开实施例的、开关切换过程中各个开关状态的示意图。

图4还示出了根据本公开实施例的一种用于滑动开关的开关位置检测方法。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

为了帮助确保最高的安全标准并促进安全汽车系统的开发，汽车行业已经发布了最新的汽车安全标准ISO 26262。ISO 26262标准根据安全风险程度对汽车系统或汽车系统的组成部分划分由A到D的汽车安全完整性等级(Automotive Safety Integrity Level，ASIL)，其中D级为最高等级，需要最苛刻的安全需求。伴随着ASIL等级的增加，针对系统硬件和软件开发流程的要求也随之增强。

通常，在基于ISO 26262标准的ASIL B、C和D的汽车中，对于开关位置检测功能，要求对应的开关(例如，独立设置的驻车开关)具有至少两条开关通道，从而根据两个开关通道的开关位置检测结果来得出最终的开关位置，以提高精确度和安全性。

图1A-图1C示出了滑动开关S以及相对应的开关位置检测装置100的结构示意图。

如图1A所示，基于ISO 26262标准的ASIL B、C和D的滑动开关S包括并行设置的两个开关通道CH1和CH2(图中示出为两个，根据实际情况可以有更多个)。每个开关通道都包括至少两个开关位置。对于每个开关通道，滑动开关S可以在至少两个开关位置之间切换，并且开关处于不同的开关位置时，开关位置检测装置100中的测量模块101会向控制器102输出不同的测量值，控制器102根据至少两个开关通道的测量值而确定出开关所处的开关位置。控制器包括但不限于微控制单元(Micro Control Unit，MCU)。由于MCU或其他处理模块构成的控制器通常只能处理数字信号，因此为了便于控制器运行，通常还需额外地通过模数转换(ADC)过程将获取的测量值转换为数字测量值(后文为了便于描述，均称为测量值)。

更具体地，图1B还示意性地示出了滑动开关S和开关位置检测装置100的具体结构。然而，本领域技术人员将理解的是，滑动开关S和开关位置检测装置100的其他结构也是可行的，只要满足滑动开关S具有至少两个开关通道，且每个开关通道具有多个开关位置并且开关位置检测装置100中的测量模块101在开关处于不同的开关位置时能输出不同的测量值即可。

如图1B所示，滑动开关可以包括弹片以及两个开关通道。对于每个开关通道，还包括相互之间存在物理间隔开的多个焊盘(图中为两个)以及一个共用的接地焊盘，一个焊盘对应一个开关位置，弹片停留在一个焊盘处时可以将该个焊盘和该接地焊盘连接，并且焊盘表面具有导电油脂以促进弹片的滑动。以图1B中两个开关通道为例，第一开关通道(CH1)包括焊盘1(pad 1)和焊盘2(pad 2)，并且焊盘1对应开关第一位置，焊盘2对应开关第二位置；第二开关通道(CH2)包括焊盘3(pad 3)和焊盘4(pad 4)，且焊盘3对应开关第一位置，焊盘4对应开关第二位置。

两个开关通道可以如图1B所示共用一个接地焊盘(pad G)，弹片为三爪牙结构，其中一个爪牙与该接地焊盘接触，其余两个爪牙分别与每个开关通道上的焊盘接触，每个爪牙与各个焊盘的接触点为弹片接触点。此外，弹片也可以采用其他结构，本公开对此不做限制。开关位置检测装置100中的测量模块101包括分别与每个开关通道对应的、同样配置的至少两个串联电阻支路以及模数转换模块(图1B中省略了模数转换部分)。在弹片滑动到不同焊盘时，测量模块101可以向控制器输出与至少两个开关通道分别对应的至少两个测量值。控制器根据该至少两个测量值而确定开关所处的不同开关位置。应理解，焊盘(开关位置)的数量不限于图1B中所示的两个，可以根据实际情况而进行设置。

在实际操作中，滑动开关S的弹片在滑动时会发生长时间的抖动，尤其在低温的情况下，从而导致测量值也会来回切换。例如，在采用图1B所示的测量模块的电路结构时，对于第一开关通道(CH1)，弹片在与焊盘1接触时测量模块会输出第一电压，而抖动过程中在短暂离开焊盘1时测量模块会输出预设电压(弹片没将任何焊盘与接地焊盘连接时(也称为开路)测量模块输出的电压)，弹片在与焊盘2接触时测量模块会输出第二电压，抖动过程中在短暂离开焊盘2时测量模块也会输出预设电压。此外，在滑动经过两个焊盘之间的时候，弹片会在两个焊盘之间快速来回抖动一段时间。

同时，两个开关通道也存在不同步的情况，从而获得的两个开关通道的开关位置检测信号也会不同。如图1C所示，每个开关通道包括两个焊盘和一个弹片接触点，弹片接触点位于两个焊盘之一上。例如，第一开关通道CH1包括焊盘1和焊盘2，弹片接触点A位于焊盘1上；第二开关通道CH2包括焊盘3和焊盘4，弹片接触点B位于焊盘3上。弹片在焊盘上滑动时，第一开关通道CH1在焊盘1上的弹片接触点位置A和第二开关通道CH2在焊盘3上的弹片接触点位置B在滑动方向上的滑动距离可能存在偏移，使得两个开关通道的开关位置检测信号不同。以下将结合图2更详细地描述该不同的开关位置检测信号。

图2示出了开关切换过程中两个开关通道的开关位置检测信号的电压值随时间变化的图。图3A-3C示出了根据本公开实施例的、开关切换过程中各个开关状态的示意图。

在后文中，均以滑动开关的弹片从第一位置滑动到第二位置为例。但是本领域技术人员可以理解，滑动开关可以具有多个开关位置，并且弹片可以在任何相邻的开关位置之间滑动并且可以以与示出的方向相反的方向滑动。

如图2所示，在t0-t1时段，第一开关通道(CH1)和第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值(即测量值)均为第一电压V1(不考虑测量误差)。

在t1-t2时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值在第一电压V1和预设电压Vr之间来回切换，而第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值仍然为第一电压V1。

在t2-t3时段，第一开关通道(CH1)和第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值均在第一电压V1和预设电压Vr之间来回切换。

在t3-t4时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值仍在第一电压V1和预设电压Vr之间来回切换，但第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值已在第二电压V2和预设电压Vr之间来回切换。

在t4-t5时段，第一开关通道(CH1)和第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值非同步地在一个短时间内在第一电压V1和预设电压Vr之间来回切换，接着又在另一个短时间内在第二电压V2和预设电压Vr之间来回切换，并重复。

在t5-t6时段，第一开关通道(CH1)和第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值均在第二电压V2和预设电压Vr之间来回切换。

在t6-t7时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值稳定在第二电压V2，而第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值仍然在第二电压V2和预设电压Vr之间来回切换。

在t7时刻之后，第一开关通道(CH1)和第二开关通道(CH2)的开关位置检测信号的电压值稳定在第二电压V2。

根据用于两个开关通道的一种开关位置检测方法，如图3A所示，对于每个开关通道，开关位置检测信号的电压值在稳定一段时间后，在某一时刻开始在第一电压或第二电压和预设电压来回切换，即弹片开始抖动，在此之后该开关通道的开关位置检测信号会被忽略而不由控制器用于开关位置确定，直到在另一时刻弹片重新稳定到一个开关位置，控制器此时才重新使用该开关位置检测信号。在这种情况下，开关状态仅分为弹片稳定在第一位置、稳定在第二位置、和弹片抖动，并且仅在通过判断开关位置检测信号的电压值是否稳定在第一电压或第二电压，确定两个开关通道的开关状态均为弹片稳定同一个开关位置时，才根据这两个开关通道的开关位置检测信号对应的开关状态来确定当前的开关位置。此外，在弹片滑动到新的开关位置后，一般在该抖动结束后还需预留一段时间用于去抖，才能将弹片确定为重新稳定在新的开关位置，例如，在两个开关通道的开关位置检测信号的电压值均稳定在第二电压达一段时间之后，才能确定两个开关通道的开关状态均为弹片稳定在第二位置，从而根据该开关状态确定弹片重新稳定在第二位置。

通过下面的表1更容易地理解根据两个开关通道的开关位置检测信号对应的开关状态确定开关位置的过程。

在下表中，第一行表示在第一开关通道(CH1)中可能的开关状态，第一列表示在第二开关通道(CH2)中可能的开关状态。其中，对于每一路开关通道，开关位置检测信号的电压值为0(为了更准确地确定开关状态，一般是指在一预设时间段内开关位置检测信号的电压值为0，以下也类似)对应“与地短路”开关状态，开关位置检测信号的电压值为第一电压(忽略测量误差)对应弹片稳定在“焊盘1”(CH1)或“焊盘3”(CH2)开关状态，开关位置检测信号的电压值为第二电压(不考虑测量误差)对应弹片稳定在“焊盘2”(CH1)或“焊盘4”(CH2)开关状态，开关位置检测信号的电压值在第一电压或第二电压和预设电压来回切换对应“弹片抖动”开关状态，开关位置检测信号的电压值为电源电压对应“与电源短路”开关状态，以及开关位置检测信号的电压值为小于电源电压的预设电压对应“开路”开关状态。“与电源短路”、“开路”、“与地短路”均认为是无效的开关状态。

表1

根据表1，仅当两个开关通道的开关状态是稳定在某一开关位置且匹配时(例如，均对应第一位置)，才能确定此时滑动开关的开关位置。当两个开关通道中至少一个开关通道的开关状态是弹片抖动，则忽略两个开关通道的开关检测控制信号，直到两个开关通道的开关状态改变，并重新基于新的开关状态来确定开关位置。当两个开关通道的开关状态是稳定在某一开关位置，但是不匹配(例如，CH1的开关状态对应的是第一位置，而CH2的开关状态对应的是第二位置)，则忽略开关检测控制信号并等待，如果在预设时间内，两个开关通道的开关状态匹配，则根据这两个开关通道的匹配的开关状态确定滑动开关的开关位置，并且如果在预设时间结束，两个开关通道的开关状态仍未匹配或至少一个开关状态变为无效，则确定本次开关切换失败。此外，只要两个开关通道中的任何一个开关通道的开关状态为无效，则确定本次开关切换失败。

根据用于两个开关通道的上述开关位置检测方法，系统的失败反应时间(FaultReaction Time)比较长。如图3A中所示，由于第一开关通道(CH1)的开关检测信号的电压值在某一时刻开始在两个电压之间来回切换，即弹片开始抖动，在此之后两个开关通道的开关检测信号会被忽略而不由控制器用于开关位置确定，直到在另一时刻弹片在两个开关通道上重新都稳定到相同开关位置达预定时间，控制器此时才重新确定开关位置，因此系统的失败反应时间为这两个时刻之间的时长。例如，对于驻车开关，这个时间在最坏的情况下能够达到500ms，而用户一般希望100ms以内，这明显超出了用户的期望范围。失败反应时间过长使得不能及时检测到开关切换位置，从而可能会导致系统故障并引发安全问题。

因此，本公开提出一种能够减小该失败反应时间的开关位置检测装置和方法。本公开的实施例基于开关中间状态来确定开关位置。

如图3B所示，以滑动开关的弹片从第一位置滑动到第二位置为例，对于每个开关通道，可以将如图2所示的开关位置检测信号的电压值随时间变化的波形形状划分为五个阶段，每个阶段对应于一个开关状态。在这种情况下，开关状态包括：弹片稳定在第一位置(S1)、弹片在第一位置处抖动(S2)、弹片在第一位置和第二位置间抖动(S3)、弹片在第二位置处抖动(S4)、弹片稳定在第二位置(S5)。弹片在第一位置处抖动(S2)、弹片在第一位置和第二位置间抖动(S3)、弹片在第二位置处抖动(S4)这三种开关状态被认为是开关中间状态。

更具体地，对于每个开关通道，以第一开关通道(CH1)为例，TS11时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值保持在第一电压，确定该时段的开关状态为弹片稳定在第一位置。

TS12时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值在第一电压和预设电压之间来回切换。该时段的开关状态为弹片在第一位置处抖动。

TS13时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值在第二电压和预设电压之间来回切换一小段时间，然后又在第一电压和预设电压之间来回切换一小段时间，如此重复，直到该电压值在第二电压和预设电压之间或第一电压和预设电压之间来回切换达预设时长Tset2(图3C中示出)。该时段的开关状态为弹片在第一位置和第二位置之间抖动。

TS14时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值在第二电压和预设电压之间继续来回切换。该时段的开关状态为弹片在第二位置处抖动。

TS15时段，第一开关通道(CH1)的开关位置检测信号的电压值保持在第二电压。该时段的开关状态为弹片稳定在第二位置。

第二开关通道(CH2)的各个时段(TS21-TS25)中各个开关状态的定义也类似。

因此，通过上述对每个开关状态所对应的开关位置检测信号的电压值的特征的描述可知，本公开的实施例可以在弹片的滑动过程中，获取开关位置检测信号，并通过开关位置检测信号的电压值来确定当前的开关状态。为了采样到抖动过程，即采样到第一电压或第二电压与预设电压之间来回切换的情形，需要较高的采样频率，例如，10kHz-100kHz。

此外，虽然图3A和图3B中示出了弹片从第一位置滑动到第二位置，显然，弹片也能从第二位置滑动到第一位置，过程也是类似的，各个开关状态的定义类似。

对于每个开关通道，通过其开关位置检测信号的电压值来确定当前的开关状态的过程描述如下。

在该开关位置检测信号的电压值保持为第一电压的持续时间超过第一预定时长Tset1(图3C中示出)时，确定从此时起开关状态为“弹片稳定在第一位置”。

在开关处于开关状态“弹片稳定在第一位置”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第一电压和预设电压之间来回切换时，例如检测到电压值在第一电压和预设电压之间来回切换两次时，确定从此时起开关状态为“弹片在第一位置处抖动”。

在开关处于开关状态“弹片在第一位置处抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第二电压和预设电压之间来回切换时，确定从此时起开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”，直到该开关位置检测信号的电压值仅在第一电压与预设电压之间来回切换、或者仅在在第二电压与预设电压之间来回切换的持续时间超过第二预设时长Tset2。

在开关处于开关状态“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第二电压和预设电压之间来回切换，且来回切换过程的持续时间超过第二预设时长Tset2时，确定从此时起开关状态为“弹片在第二位置处抖动”。

在开关处于开关状态“弹片在第二位置处抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值保持在第二电压的持续时间超过第一预设时长Tset1(未示出)时，确定从此时起开关状态为“弹片稳定在第二位置”。

以上均是以弹片从第一位置滑动到第二位置为例而进行的描述。当弹片从第二位置滑动到第一位置时，只需将上述过程描述中的“第一位置”和“第二位置”的特征对调，并且将“第一电平”和“第二电平”的特征对调即可。为了避免重复，这里将不再进一步描述。

此外，如前面所述，开关状态还可以包括“与电源短路”状态、“开路”状态、“与地短路”状态，这些状态均认为是无效的开关状态。

如上所述，在滑动过程中通过各自的开关位置检测信号的电压值确定了各个开关通道的开关状态之后，由于各个开关通道的开关位置检测信号的差异性可能会使得各个开关通道的开关状态不同，因此，需要综合各个开关通道的开关状态来最终确定开关位置。

接下来参考表2描述基于各个开关通道的开关状态(包括开关中间状态)来确定开关位置的过程。

在表2中，第一行表示弹片在第一开关通道(CH1)中可能的开关状态，第一列表示弹片在第二开关通道(CH2)中可能的开关状态。第一位置在第一开关通道(CH1)中为pad 1，在第二开关通道(CH2)中为pad 3，并且第二位置在第一开关通道(CH1)中为pad 2，在第二开关通道(CH2)中为pad 4。

表2

可以对表2中的根据两个开关通道的开关状态来确定开关位置进行如下文字解释。

在两个开关通道的开关状态中至少一个开关状态为“与地短路”、“与电源短路”和“开路”之一时，确定开关位置切换失败。

在两个开关通路中每个开关通路的开关状态为“弹片稳定在第一位置”和“弹片在第一位置处抖动”中的任意一个时，确定开关位置为第一位置。

在两个开关通路中每个开关通路的开关状态为“弹片稳定在第二位置”和“弹片在第二位置处抖动”中的任意一个时，确定开关位置为第二位置。

在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”，且另一个开关通路的开关状态为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”的操作状态下，将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，并且在该操作状态的保持时长超过第三预设时长时，确定开关位置切换失败。此外，在第三预设时长内，在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”、且另一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第一位置。或者，在第三预设时长内，在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”、且另一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第二位置。

在两个开关通路的开关状态均为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的操作状态下，将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，并且在该操作状态的保持时长超过第三预设时长时，确定开关位置切换失败。此外，在第三预设时长内，在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”、且另一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第一位置。或者，在第三预设时长内，在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”、且另一个开关通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第二位置。

在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”，且另一个开关通路的开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”时，确定开关位置为第一位置，

在两个开关通路中的一个开关通路的开关状态为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”，且另一个开关通路的开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”时，确定开关位置为第二位置。

以下结合图3C来示例性地描述上述开关位置的判定过程。

如图3C所示，在弹片从第一位置滑动到第二位置的过程中，两个开关通路中的每个开关通路的开关状态均依次为S1-“弹片稳定在第一位置”、S2-“弹片在第一位置处抖动”、S3-“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”、S4-“弹片在第二位置处抖动”和S5-“弹片稳定在第二位置”。

在时段TD0-TD1，两个开关通道的开关状态均为S1，在该时段内可以确定开关位置为第一位置。

在时段TD1-TD2，从时刻TD1开始(忽略检测电压来回切换的一小段时间)第一开关通道CH1的开关状态变为S2，第二开关通道CH2的开关状态仍为S1，在该时段内可以确定开关位置为第一位置。

在时段TD2-TD3，第一开关通道CH1的开关状态仍为S2，从时刻TD2开始第二开关通道CH2的开关状态变为S2,在该时段内可以确定开关位置为第一位置。

在时段TD3-TD4，从时刻TD3开始第二开关通道CH2的开关状态变为S3，第二开关通道CH2的开关状态仍为S2，在该时段内可以确定开关位置为第一位置。

在时段TD4-TD5，从时刻TD4开始第一开关通道CH1的开关状态变为S3，第二开关通道CH2的开关状态仍为S3，则从时刻TD4开始将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，即保持开关位置为第一位置不变，并且开始计时，判断这种操作状态(即两个开关通道均处于S3)的持续时间是否超过第三预设时长(未示出)，如果超过，则控制器判断开关位置切换失败并输出错误信号。在图3C中，在TD5时刻，两个开关通道中的一个开关通道的开关状态发生了改变，即第一开关通道CH1的开关位置检测信号的电压值已经保持在第二电平和预设电平之间来回切换达第二预设时间，第一开关通道CH1的开关状态变为S4，可以进行新的开关位置判断过程。由于时段TD4-TD5的时长小于第三预设时长Tset3，因此控制器不会判定开关位置切换失败。

在时段TD5-TD6，在时刻TD5，第一开关通道CH1的开关位置检测信号的电压值已经保持在第二电平和预设电平之间来回切换达第二预设时间，则第一开关通道CH1的开关状态变为S4，但是第二开关通道CH2的开关检测信号虽然已经在第二电平和预设电平之间来回切换，但是还没达到预定时间，因此在第二开关通道CH2的开关状态仍为S3,在该时段内可以确定开关位置为第二位置。

在时段TD6-TD7，第一开关通道CH1的开关状态仍为S4，且在时刻TD6，第二开关通道CH2的开关位置检测信号的电压值已经保持在第二电平和预设电平之间来回切换达第二预设时间，则从时刻TD6开始，第二开关通道CH2的开关状态变为S4,在该时段内可以确定开关位置为第二位置。

在时段TD7-TD8，从时刻TD7开始第一开关通道CH1的开关状态变为S5，第二开关通道CH2的开关状态仍为S4，在该时段内可以确定开关位置为第二位置。

从时刻TD8起，两个开关通道的开关状态均为S5，可以确定开关位置为第二位置。

经过上述对各个时段对应的开关位置确定过程的描述可知，利用了开关中间状态来用于开关位置的确定，从而，如图3C中所示的，失败反应时间从时刻TD4开始，直到时刻TD5，在该时段，两个开关通道的开关状态均为S3，控制器无法直接基于两个开关通道的开关状态来确定开关位置。而在其他时段，控制器均能基于两个开关通道的开关状态来确定开关位置。从图中可见，采用基于开关中间状态的开关位置确定方法，能够缩短开关检测过程的失败反应时间，从而提高用户体验以及安全性。

应注意，虽然本公开的某些实施例是针对滑动开关的弹片在两个开关位置之间滑动的情况而进行描述的，但是本领域技术人员应理解，滑动开关的弹片在更多个开关位置之间滑动的情况也可以采用基于开关中间状态的开关位置确定方法。例如，对于具有三个开关位置的情况，那么开关状态可以相应地包括：弹片稳定在第一位置、弹片在第一位置处抖动、弹片在第一位置和第二位置之间抖动、弹片在第二位置处抖动、弹片稳定在第二位置、弹片在第二位置和第三位置之间抖动、弹片在第三位置处抖动、弹片稳定在第三位置。并且，可以以与表2类似的判定方式，来基于两个开关通道的开关状态来对最终的开关位置进行确定。

此外，虽然本公开的某些实施例是针对具有两个开关通道的滑动开关进行描述的，但是本领域技术人员应理解，滑动开关具有更少或更多个开关通道的情况也可以采用基于开关中间状态的开关位置确定方法。

例如，对于只有一个开关通道的情况(即，不需设计冗余开关通道的情况)，该开关通道的开关状态可以仍然可以包括：弹片稳定在第一位置(S1)、弹片在第一位置处抖动(S2)、弹片在第一位置和第二位置之间抖动(S3)、弹片在第二位置处抖动(S4)、弹片稳定在第二位置(S5)。而基于开关中间状态的开关位置确定方法可以包括(以弹片从第一位置滑动到第二位置为例)：i)在滑动开关处于S1或S2的开关状态时，将第一位置确定为开关位置；2)在滑动开关处于S4或S5的开关状态时，将第二位置确定为开关位置；3)在滑动开关处于S3的开关状态时，说明此时开关切换尚未成功，因此控制器不进行开关位置确定，并保持先前确定的开关位置不变，直到开关状态切换到S4或S5。

对于具有两个以上开关通道的情况，每个开关通道的开关状态仍然可以包括：弹片稳定在第一位置(S1)、弹片在第一位置处抖动(S2)、弹片在第一位置和第二位置之间抖动(S3)、弹片在第二位置处抖动(S4)、弹片稳定在第二位置(S5)。

例如，对于三个开关通道的情况，基于开关中间状态的开关位置确定方法可以适应地改进。

更具体地，在三个开关通路中每个开关通路的开关状态为S1和S2中的任意一个时，确定开关位置为第一位置。

在三个开关通路中每个开关通路的开关状态为S4和S5中的任意一个时，确定开关位置为第二位置。

在三个开关通路中的一个开关通路的开关状态为S1或S2，且另外两个开关通路中至少一个的开关状态为S4或S5的操作状态下，将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，并且在该操作状态的保持时长超过第三预设时长时，确定开关位置切换失败。此外，在第三预设时长内，在三个开关通路中的一个开关通路的开关状态为S1或S2、且另外两个开关通路的开关状态为S1或S2或S3的情况下，确定开关位置为第一位置。或者在第三预设时长内，在三个开关通路中的一个开关通路的开关状态为S4或S5、且另外两个开关通路的开关状态为S4或S5或S3的情况下，确定开关位置为第二位置。

在三个开关通路的开关状态均为S3的操作状态下，将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，并且在该操作状态的保持时长超过第三预设时长时，确定开关位置切换失败。此外，在第三预设时长内，在第三预设时长内，在三个开关通路中的一个开关通路的开关状态为S1或S2、且另外两个开关通路的开关状态为S1或S2或S3的情况下，确定开关位置为第一位置。或者在第三预设时长内，在三个开关通路中的一个开关通路的开关状态变为S4或S5、且另外两个开关通路的开关状态为S4或S5或S3的情况下，确定开关位置为第二位置。

在三个开关通路中的至少一个开关通路的开关状态为S1或S2，且剩下的开关通路的开关状态为S3时，确定开关位置为第一位置。

在三个开关通路中的至少一个开关通路的开关状态为S4或S5，且剩下的开关通路的开关状态为S3时，确定开关位置为第二位置。

根据本公开的另一方面，图4还示出了根据本公开实施例的一种用于滑动开关的开关位置检测方法。该滑动开关包括弹片和至少两个开关通道。

如图4所示，在步骤410，获取至少两个开关通道的开关位置检测信号。

在步骤420，对于滑动开关的每个开关通道，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，开关状态包括：弹片稳定在第一位置，弹片在第一位置处抖动，弹片在第一位置和第二位置之间抖动，弹片在第二位置处抖动，以及弹片稳定在第二位置。

在步骤430，根据滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定开关位置。

通过采用上述基于开关中间状态的开关位置确定方法，能够缩短开关检测过程的失败反应时间，从而提高用户体验以及安全性。

虽然已经针对本公开的各种具体示例实施例详细描述了本公开，但是每个示例通过解释而不是限制本公开来提供。本领域技术人员在得到对上述内容的理解后，可以容易地做出这样的实施例的变更、变化和等同物。因此，本发明并不排除包括将对本领域普通技术人员显而易见的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，意图是本公开覆盖这样的变更、变化和等同物。

除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

以上是对本公开的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，可以对示例性实施例进行许多修改而不脱离本公开的范围。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解，上面是对本公开的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本公开由权利要求书及其等效物限定。

Claims (14)

1.一种用于滑动开关的开关位置检测装置，所述滑动开关包括弹片和至少两个开关通道，所述开关位置检测装置包括：

测量电路，被配置为测量所述滑动开关的至少两个开关通道的开关位置，并输出所述滑动开关的至少两个开关通道的开关位置检测信号；以及

控制器，被配置为：

获取至少两个开关通道的开关位置检测信号；

对于所述滑动开关的每个开关通道，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，所述开关状态包括：弹片稳定在第一位置，弹片在第一位置处抖动，弹片在第一位置和第二位置之间抖动，弹片在第二位置处抖动，以及弹片稳定在第二位置；以及

根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置。

2.根据权利要求1所述的开关位置，其中，所述滑动开关的每个开关通道包括弹片接触点和物理上分离的至少两个焊盘，并且所述两个焊盘中的每个焊盘对应一个开关位置，其中所述至少两个开关通道的弹片接触点被配置使得所述至少两个开关通道的弹片接触点在滑动方向上存在距离偏移。

3.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，包括：

对于每个开关通道的开关位置检测信号：

在该开关位置检测信号的电压值保持为第一电压的持续时间超过第一预定时长时，确定从此时起开关状态为“弹片稳定在第一位置”，并且

在该开关位置检测信号的电压值保持为第二电压的持续时间超过第一预定时长时，确定从此时起开关状态为“弹片稳定在第二位置”，其中第二电压不同于第一电压。

4.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，包括：

对于每个开关通道的开关位置检测信号：

在开关处于开关状态“弹片稳定在第一位置”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第一电压和预设电压之间来回切换时，确定从此时起开关状态为“弹片在第一位置处抖动”，并且

在开关处于开关状态“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第一电压和预设电压之间来回切换，且来回切换过程的持续时间超过第二预设时长时，确定从此时起开关状态为“弹片在第一位置处抖动”，

其中预设电压、第一电压和第二电压彼此不同。

5.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，包括：

对于每个开关通道的开关位置检测信号：

在开关处于开关状态“弹片稳定在第二位置”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第二电压和预设电压之间来回切换时，确定从此时起开关状态为“弹片在第二位置处抖动”，并且

在开关处于开关状态“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第二电压和预设电压之间来回切换，且来回切换过程的持续时间超过第二预设时长时，确定从此时起开关状态为“弹片在第二位置处抖动”，

其中预设电压、第一电压和第二电压彼此不同。

6.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，包括：

对于每个开关通道的开关位置检测信号：

在开关处于开关状态“弹片在第一位置处抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值改变为在第二电压和预设电压之间来回切换时，确定从此时起开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”，直到该开关位置检测信号的电压值仅在第一电压与预设电压之间来回切换、或者仅在在第二电压与预设电压之间来回切换的持续时间超过第二预设时长，以及

在开关处于开关状态“弹片在第二位置处抖动”的情况下，当该开关位置检测信号的电压值改变为在第一电压和预设电压之间来回切换时，确定从此时起开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”，直到该开关位置检测信号的电压值仅在第一电压与预设电压之间来回切换、或者仅在第二电压与预设电压之间来回切换的持续时间超过第二预设时长，

其中预设电压、第一电压和第二电压彼此不同。

7.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，包括：

对于每个开关通道的开关位置检测信号：

在开关处于开关状态“弹片在第一位置处抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值保持在第一电压的持续时间超过第一预设时长时，确定从此时起开关状态为“弹片稳定在第一位置”，并且

在开关处于开关状态“弹片在第二位置处抖动”的情况下，在该开关位置检测信号的电压值保持在第二电压的持续时间超过第一预设时长时，确定从此时起开关状态为“弹片稳定在第二位置”，其中预设电压、第一电压和第二电压彼此不同。

8.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，所述滑动开关包括两个开关通道，

其中，根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置，包括：

在所述两个通路中每个通路的开关状态为“弹片稳定在第一位置”和“弹片在第一位置处抖动”中的任意一个时，确定所述开关位置为第一位置；以及

在所述两个通路中每个通路的开关状态为“弹片稳定在第二位置”和“弹片在第二位置处抖动”中的任意一个时，确定所述开关位置为第二位置。

9.根据权利要求8所述的开关位置检测装置，其中，根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置，包括：

在所述两个通路中第一通路的开关状态为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”，且第二通路的开关状态为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”的操作状态下，将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，并且在该操作状态的保持时长超过第三预设时长时，确定开关位置切换失败；以及

在所述第三预设时长内，在所述第一通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”、且第二通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第一位置；

在所述第三预设时长内，在所述第一通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”、且第二通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第二位置。

10.根据权利要求8所述的开关位置检测装置，其中，根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置，包括：

在所述两个通路的开关状态均为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的操作状态下，将先前所确定的开关位置确定为当前的开关位置，并且在该操作状态的保持时长超过第三预设时长时，确定开关位置切换失败；以及

在所述第三预设时长内，在所述第一通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”、且第二通路的开关状态变为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第一位置；

在所述第三预设时长内，在所述第一通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”、且第二通路的开关状态变为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”或“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”的情况下，确定开关位置为第二位置。

11.根据权利要求8所述的开关位置检测装置，其中根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置，包括：

在所述两个通路中的一个通路的开关状态为“弹片稳定在第一位置”或“弹片在第一位置处抖动”，且另一个通路的开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”时，确定所述开关位置为第一位置，

在在所述两个通路中的一个通路的开关状态为“弹片稳定在第二位置”或“弹片在第二位置处抖动”，且另一个通路的开关状态为“弹片在第一位置和第二位置之间抖动”时，确定开关位置为第二位置。

12.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，所述开关状态还包括“与地短路”、“与电源短路”和“开路”，并且所述控制器海配置为在至少两个开关通道的开关状态中至少一个开关状态为“与地短路”、“与电源短路”和“开路”之一时，确定开关位置切换失败。

13.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其中，所述控制器还被配置为：

对每个开关通道的开关位置检测信号以10kHz-100kHz的频率进行采样。

14.一种用于滑动开关的开关位置检测方法，所述滑动开关包括弹片和至少两个开关通道，所述方法包括：

获取至少两个开关通道的开关位置检测信号；

对于所述滑动开关的每个开关通道，基于该开关通道的开关位置检测信号确定对应的开关状态，所述开关状态包括：弹片稳定在第一位置，弹片在第一位置处抖动，弹片在第一位置和第二位置之间抖动，弹片在第二位置处抖动，以及弹片稳定在第二位置；以及

根据所述滑动开关的至少两个开关通道的开关状态，确定所述开关位置。

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