[0001] 本公开涉及一种按钮开关总成和一种诊断按钮开关总成的故障的方法。

[0002] 特别地，但非排他地，本公开涉及确定交通工具的按钮起动‑停止开关的操作中的故障。

[0039] 图1A示出了例如用于交通工具的停止‑起动系统的按钮开关总成100。例如，按钮开关总成100可能操作地联接到交通工具的控制器，以在用户操作(例如，按下和释放)按钮开关总成100时致使交通工具的马达起动或停止。图1B示出了按钮开关总成100的分解视图，并且图1C和图1D示出了按钮开关总成100的部件中的一些的详细视图。如图1B中所示，按钮开关总成100包括按钮102、滑块104、外壳106、小键盘108、电路板110和端盖112。在组装的配置中，按钮102和滑块104位于外壳106中并且可相对于外壳106的纵向轴线滑动。在一些示例中，按钮102和滑块104可形成为单件。然而，应理解，无论按钮102和滑块104的确切配置如何，按钮102和滑块104可在外壳106中移动(例如，在按钮102的操作表面114上施加推动力时)，以致使滑块104的端部116使小键盘108变形。在一些示例中，按钮开关总成100包括偏置装置，所述偏置装置被配置成抵抗用户的推动力并使按钮102和滑块104在用户操作之前返回到其初始位置。另外或替代地，小键盘108包括一个或多个弹性部分109，所述一个或多个弹性部分被配置成在滑块104的端部116啮合并且轴向移位时变形，并且提供作用来使按钮102和滑块104返回到其初始位置(例如，在用户释放按钮102之后)的偏置力。
小键盘108抵靠(或靠近)电路板110安装，其细节将在下面讨论。电路板110位于端盖112中，所述端盖通过一个或多个紧固件118(例如，夹子)保持在外壳106中，如图1A中所示。端盖
112包括一个或多个开口122，电路板110的相应电气触点(例如，管脚124)在组装配置中延伸穿过所述一个或多个开口。端盖112包括连接器端口126，所述连接器端口被配置成接收电气连接器(未示出)并将其紧固到按钮开关总成100的后端128，所述电气连接器被配置成连接到电路板110的管脚124，例如以使得可向按钮开关总成100供应电力和/或可测量按钮开关总成100的一个或多个操作参数。

[0040] 图1C示出了处于倒转位置的小键盘108。小键盘108包括一个或多个电气触点130，所述电气触点中的每个提供在相应的可变形部分109的下侧上。当小键盘108处于松弛状态时，例如当按钮开关总成100处于其初始位置时，每个电气触点130与电路板110的面132分离。当小键盘108处于变形状态时，例如在按钮102和滑块104在外壳106中移位时，每个电气触点130被推向电路板110的面132，以致使每个电气触点130与电路板110的相应的开关触点134之间的接触。以这种方式，按钮102和滑块104在外壳106中的移位致使电路板110的至少一个电路由于电气触点130与开关触点134的啮合而闭合。在图1D中示出的示例中，电路板110包括四个开关触点134，每个开关触点可通过小键盘108的相应电气触点130而闭合。在本公开的背景下，应当理解，每个电气触点‑开关触点对构成按钮开关总成100的开关。下面关于图2讨论电路板110的电路的细节。

[0041] 图2示出了按钮开关总成100的电路板110的电路图。电路板110包括被配置成将参考电压Vref(例如，12V交通工具电池)连接到控制器200的第一电路202，以及被配置成将控制器200连接到接地的第二电路204。第一电路202包括彼此并联布置的第一开关S1和第三开关S3。为此，S1和/或S3的闭合作用来完成第一电路202。在图1C和图1D中示出的示例中，S1包括电气触点130a和开关触点134a，并且S3包括电气触点130b和开关触点134b。电路板110包括与S1和S3串联布置的第一电阻器R1，以及与R1和S1/S3并联布置的第二电阻器R2。
在图2中示出的示例中，R1具有470Ω的电阻和1％的公差，而R2具有4.7kΩ的电阻和1％的公差。第二电路204包括彼此并联布置的第二开关S2和第四开关S4。为此，S2和/或S4的闭合作用来完成第二电路204。在图1C和图1D中示出的示例中，S2包括电气触点130c和开关触点
134c，并且S4包括电气触点130d和开关触点134d。电路板110包括与S2和S4串联布置的第三电阻器R3，以及与R3和S2/S4并联布置的第四电阻器R4。在图2中示出的示例中，R3具有300Ω的电阻和1％的公差，而R4具有3kΩ的电阻和1％的公差。应理解，本文所述的电阻值和公差值仅作为示例使用，并且不意在限制本公开的范围。

[0042] 在图2中示出的示例中，控制器200包括被配置成测量跨第一电路202的电压V1和跨第二电路204的电压V2的控制电路206。另外，控制电路206包括至少一个模数转换器(ADC)模块，所述模数转换器模块被配置成对测量的电压V1和V2中的每个执行ADC计数。例如，ADC模块ADC1对第一电路202执行ADC计数，而ADC模块ADC2对第二电路204执行ADC计数。控制电路206可包括一个或多个数字模块，例如被配置成控制到相应ADC模块ADC1和ADC2的输入的数字输入低(DI L)和/或数字输入高(DI H)。

[0043] 在使用中，如上所述，从控制器200向电路202供应参考电压Vref。Vref通过相关联的下拉电阻器208联接到控制电路206，以在没有来自按钮开关总成100的信号的情况下将Vref输入下拉到接地。相似地，控制电路206通过上拉电阻器210联接到接地，以在没有来自按钮开关总成100的信号的情况下将第二电路204的输入上拉到参考电压Vref。当开关S1和/或开关S3闭合时，其将Vref从控制器200馈送到第一电路202，所述第一电路克服下拉电阻器208以提供正向输入脉冲边沿。当开关S2和/或开关S4闭合时，其将0伏从控制器200馈送到控制器200，所述控制器克服上拉电阻器210以提供负向输入脉冲边沿。

[0044] 图3是来自按钮开关总成100的ADC计数测量结果与供应给按钮开关总成100的参考电压Vref的图形表示形式。ADC计数可用作由ADC读取的电压V1和V2与参考电压Vref相比的估计值。由此，可通过将ADC计数和ADC的最低有效位(LSB)相乘来根据ADC计数确定电压V1和V2。LSB对应于ADC可转换的最小电平，所述最小电平由以下已知公式确定：

[0045] LSB＝Vref/2N

[0046] 其中Vref是Vbat，N是ADC所包括的位数，而2N是ADC可将模拟电压分成的最大计数数量。

[0047] 因此，ADC计数的计数范围与参考电压范围成比例(例如，0至2047计数对应于11位ADC中的0至Vref，而0至1023计数对应于10位ADC中的0至Vref)。特别地，图3A的曲线图示出了在参考电压改变时对应于第一电路202的S1(或S3)的各种工况的ADC计数，而图3B的曲线图示出了当参考电压改变时对应于第二电路204的S2(或S4)的各种工况的ADC计数。为了避免疑义，S1和S3中的任何一者或两者的闭合完成第一电路202并且支持确定第一电路202的ADC计数，而S2和S4中的任何一者或两者的闭合完成第二电路204，并且支持确定第二电路204的ADC计数。

[0048] 图3A的曲线图和图3B的曲线图中的各种线指示由于针对图例中示出的对应状况的电阻阶梯设计而将读取的最小预期ADC计数和最大预期ADC计数(它们等于预期电压)。例如，图3A的曲线图示出了当开关S1和/或开关S3断开时第一电路202在Vref＝12伏下的最小预期ADC计数和最大预期ADC计数分别为大约670和740(带1)，以及当开关S1和/或开关S3闭合时第一电路202在Vref＝12伏下的最小预期ADC计数和最大预期ADC计数分别为大约300和200(带2)。第一电路202的ADC可能是10位电路，所述电路使用上面的LSB公式将等同于具有最大1024个计数并且LSB为0.012伏的ADC。当开关S1/S3断开时，用ADC计数(例如，最小670和最大740)乘以0.012伏的LSB给出8.04V至8.88V的预期电压范围。以相似的方式，可利用与来自图3A的曲线图的“开关闭合最小值”和“开关闭合最大值”相关联的ADC计数值来计算闭合开关S1/S3的最小预期电压和最大预期电压。这相当于在Vref＝12V下大约2.40V至
3.36V的电压范围。如图3A的曲线图中所指示，Vref可能是任何适当的范围，例如在4V至20V之间。图3A的曲线图上还指示了开关S1/S3短路至电池(例如，Vref)和短路至接地(例如，V＝0V)的预期最小电压和最大电压的对应ADC计数。

[0049] 而第一电路202可包括10位ADC，第二电路204可包括11位ADC。因此，第二电路204中的ADC的最大计数数量将为2048(范围从0至2047)，其中LSB为0.0059V。在Vref＝12V下，当开关S2/S4断开时有关开关S2/S4被断开的最小范围和最大范围分别为大约790和1040(带3)，从而导致4.66V至6.14V的预期电压范围，并且当开关S2和/或开关S4闭合时，第一电路202在Vref＝12伏下的最小预期ADC计数和最大预期ADC计数分别为大约190和300(带4)。可通过使用与来自图3B的曲线图的“开关闭合最小值”和“开关闭合最大值”ADC计数相关联的ADC计数(分别为大约190和300)来以相似方式计算闭合开关S2/S4的最小预期电压和最大预期电压。这相当于在Vref＝12V下大约1.12V至1.77V的电压范围。如图3B的曲线图中所指示，Vref可能是在4.5V至20V之间的范围。图3B的曲线图上还指示了开关S1/S3短路至电池(例如，Vref)短路和短路至接地(例如，V＝0V)的预期最小电压和最大电压的对应ADC计数。

[0050] 如果在某个Vref下测量的ADC计数超出预期的最小和/或最大范围(例如，带)(例如，在第一电路202处测量到500个ADC计数)，则触发故障代码，这可用于防止所述发动机的意外起动或受阻停止。取决于当开关断开或闭合时ADC计数是否落在所述范围之外，可向交通工具的用户显示不同的错误消息(例如，以当开关断开或闭合时指示故障与哪个电路有关以及是否发生了故障)。应理解，本文所述的ADC计数和电压值仅作为示例使用，并且不意在限制本公开的范围。另外或替代地，改变R1至R4中的一个或多个的电阻将导致指示开关总成的工况的不同ADC计数测量结果。例如，预定范围(例如，带)的位置和/或大小如图3A和图3B中所示。

[0051] 图4示出了用于起动交通工具的马达的系统400的框图。系统400包括按钮开关总成100，所述按钮开关总成操作地联接到第一控制器200，例如如上文参考图1至图3所述的交通工具的主体控制模块(BCM)。系统400还包括第二控制器300(例如，动力传动系统控制模块(PCM))、仪表板组(IPC)和起动机马达。

[0052] 按钮开关总成100的故障在BCM 200处确定，如上文参考图1至图3所述。特别地，BCM包括控制电路，所述控制电路被配置成确定跨第一电路202的电压V1，所述第一电路包括与开关S1(和/或S3)串联布置的第一电阻器R1以及与第一电阻器R1和开关S1(和/或S3)并联布置的第二电阻器R2，并且确定跨第二电路204的电压，所述第二电路包括与开关S2(和/或S4)串联布置的第三电阻器R3以及与第三电阻器R3和开关S2(和/或S4)并联布置的第四电阻器R4，其中开关S1/S3和开关S2/S4可通过按钮开关总成100的按钮的移位来闭合。

[0053] 在一些布置中，BCM可被配置成基于跨第一电路202的电压和/或跨第二电路204的电压而确定按钮开关总成100的工况。这可包括基于按钮开关总成的工况而指示按钮开关总成的故障。工况对应于如上面参考图3所讨论的最小预期ADC计数(或电压)与最大预期ADC计数(或电压)之间的范围。

[0054] 然后可将该故障发送到操作地联接到BCM的PCM。PCM操作地联接到IPC和起动机马达，并且可防止起动机马达在发生故障的情况下意外起动。同时，PCM将与故障相关的故障代码转发到IPC以将它们显示给交通工具的用户，从而使用户意识到故障。

[0055] 图5是根据本公开的一些示例的表示用于确定按钮开关总成的工况的说明性过程500的流程图。虽然图5中示出的示例是指如图1和图2中示出的系统100和200的使用，但将了解，可在系统100和200上单独地或与任何其他适当地配置的系统架构组合地实现图5中示出的说明性过程和其他以下说明性过程中的任何一个。

[0056] 在步骤502处，确定跨第一电路(例如，如图2中描述的电路202)的电压，其中第一电路可包括与如图2中所描述的开关S1和开关S3串联布置的第一电阻器(例如，如图2中所描述的电阻器R1)，以及与第一电阻器和开关S1和S3并联布置的第二电阻器(例如，如图2中所描述的电阻器R2)。

[0057] 在步骤504处，确定跨第二电路(例如，如图2中描述的电路204)的电压，其中第二电路可包括与如图2中所描述的开关S2和开关S4串联布置的第三电阻器(例如，如图2中所描述的电阻器R3)，以及与第三电阻器和开关S2和S4并联布置的第四电阻器(例如，如图2中所描述的电阻器R4)。

[0058] 开关S1/S3和开关S2/S4可通过按钮开关总成(诸如上文参考图1和图2所述的按钮开关总成100)的移位来闭合。

[0059] 在一些示例中，S1和S3彼此并联布置。为此，如上所述，S1和/或S3中的至少一个的闭合作用来完成第一电路202。要达成完成电路的更有效效果，可与S1和/或S3并联布置额外开关以完成第一电路。相似地，开关S2和S4彼此并联布置。为此，如上所述，S2和/或S4中的至少一个的闭合作用来完成第二电路204。要达成完成电路的更有效效果，可与S2和/或S4并联布置额外开关以完成第二电路。

[0060] 在步骤506处，基于跨第一电路的电压和/或跨第二电路的电压而确定按钮开关总成的工况，所述电压是基于相应的ADC计数而确定的(例如，如上文参考图3所描述的)。

[0061] 图5的动作或描述可与本公开的任何其他示例一起使用，所述示例诸如但不限于下面关于图6和图7所描述的示例。另外，关于图5所描述的动作和描述可以任何合适的替代次序或并行地完成以促进本公开的目的。

[0062] 图6是根据本公开的一些示例的示出来自图5的步骤506的任选步骤的流程图，表示用于确定按钮开关总成100的第一开关S1/S2的故障的说明性过程600。虽然图6中示出的示例是指如图1和图2中示出的系统100和200的使用，但将了解，可在系统100和200上单独地或与任何其他适当地配置的系统架构组合地实现图6中示出的说明性过程和其他以下说明性过程中的任何一个。

[0063] 步骤602从图5的步骤506延续。在步骤602处，(例如，通过仪表读数)确定供应到按钮开关总成100的参考电压Vref(例如，12V交通工具电池)。

[0064] 在步骤604处，当在参考电压Vref下跨第一电路202的电压在第一预定电压范围(带1)内时，确定开关S1/S3闭合。第一预定电压范围可对应于当开关S1/S3闭合时根据预期的最小ADC计数和最大ADC计数计算的电压范围，如上面参考图3所讨论的。

[0065] 在步骤606处，当在参考电压Vref下跨第一电路202的电压在第二预定电压范围(带2)内时，确定开关S1/S3断开。第二预定电压范围可对应于当开关S1/S3断开时根据预期的最小ADC计数和最大ADC计数计算的电压范围，如上面参考图3所讨论的。在一些示例中，第二预定电压范围低于第一预定电压范围。例如，当开关断开时，ADC计数为高，而当开关闭合时，ADC计数为低，换句话说，当开关断开时，电压测量结果为高，而当开关闭合时，电压测量结果为低。

[0066] 在步骤608处，当跨第一电路202的电压在第一预定电压范围或第二预定电压范围之外时，确定开关S1/S3的故障。

[0067] 图7是根据本公开的一些示例的示出来自图5的步骤506的任选步骤的流程图，表示用于确定按钮开关总成100的开关S2/S4的故障的说明性过程700。虽然图7中示出的示例是指如图1和图2中示出的系统100和200的使用，但将了解，可在系统100和200上单独地或与任何其他适当地配置的系统架构组合地以及与说明性过程500和/或600组合地实现实现图7中示出的说明性过程和其他以下说明性过程中的任何一个。

[0068] 在步骤702处，(例如，通过仪表读数)确定供应到按钮开关总成100的参考电压Vref(例如，12V交通工具电池)。

[0069] 在步骤704处，当在参考电压Vref下跨第二电路204的电压在第三预定电压范围(带3)内时，确定开关S2/S4闭合。第三预定电压范围可对应于当开关S2/S4闭合时根据预期的最小ADC计数和最大ADC计数计算的电压范围，如上面参考图3所讨论的。

[0070] 在步骤706处，当在参考电压Vref下跨第二电路204的电压在根据当开关S2/S4断开时的预期最小ADC计数和最大ADC计数的第四预定电压范围(带4)内时，确定开关S2/S4是断开的，如上面参考图3所讨论的。

[0071] 在一些示例中，第四预定电压范围低于第三预定电压范围。例如，当开关断开时，ADC计数为高，而当开关闭合时，ADC计数为低，换句话说，当开关断开时，电压测量结果为高，而当开关闭合时，电压测量结果为低。第三预定电压范围和第四预定电压范围可如上面参考图2和图3所述以ADC计数来测量。

[0072] 在步骤708处，当跨第二电路204的电压在第三预定电压范围或第四预定电压范围之外时，确定开关S2/S4的故障。

[0073] 图8是根据本公开的一些示例的具有按钮开关总成803的交通工具800。交通工具800具有容纳马达802的主体801，示出在交通工具800的前部。在交通工具800的主体内，存在按钮开关总成803和控制器804(例如，如图2和图4中所述的控制器200)。按钮开关总成
803经由线束(未示出)连接到控制器804。控制器804也经由线束连接到马达802。控制器804可操作地联接到按钮开关总成803(例如，如图1、图2和图4中所述的按钮开关总成100)，以在用户操作按钮开关总成803时致使交通工具800的马达802起动或停止。在一些示例中，在用户操作按钮开关总成100时致使交通工具800的马达802起动或停止可包括由控制器200、
804实施上面参考图5至图7所描述的说明性过程中的任何一个。

[0074] 图9是根据本公开的一些示例的用于按钮开关总成(100、803)的控制器900。在一些示例中，控制器900与以上图1、图2、图4和图8中描述的控制器(即，控制器200、804)相似。控制器900具有控制电路918和输入/输出(I/O)路径924。控制电路918承载存储电路920和处理电路922。存储电路920可能是至少部分非易失性的。存储电路920包含用于指导处理电路922运行一个或多个程序的程序数据，所述一个或多个程序处理来自I/O路径924的传入信号并经由I/O路径924提供输出信号。输出信号主要由接收它们作为命令的电路解释。在本背景下，传入的信号包括来自起动机开关的信号，并且输出命令包括目的地为起动机马达操作电路的那些命令。

[0075] 上述过程意在是说明性的而非限制性的。本领域技术人员将了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可省略、修改、组合和/或重新布置本文讨论的过程的步骤，并且可执行任何额外步骤。更一般地，以上公开内容意在是示例性的而非限制性的。仅所附权利要求意在设定关于本发明所包括的内容的界限。此外，应注意，在任何一个示例中描述的特征和限制可应用于本文的任何其他示例，并且与一个示例相关的流程图或示例可以合适的方式与任何其他示例组合，以不同的顺序完成，或并行完成。另外，可实时执行本文所描述的系统和方法。还应注意，上述系统和/或方法可应用于其他系统和/或方法或根据其他系统和/或方法来使用。

[0076] 根据本发明，提供了一种按钮开关总成，具有：第一电路，所述第一电路包括与第一开关串联布置的第一电阻器以及与所述第一电阻器和所述第一开关并联布置的第二电阻器；第二电路，所述第二电路包括与第二开关串联布置的第三电阻器以及与所述第三电阻器和所述第二开关并联布置的第四电阻器，其中所述第一开关和所述第二开关各自可通过所述按钮开关总成的按钮的移位来闭合。

[0077] 根据实施例，所述第一电阻器具有比所述第二电阻器更低的电阻。

[0078] 根据实施例，所述第一电阻器具有比所述第三电阻器更高的电阻。

[0079] 根据实施例，所述第一电阻器具有比所述第四电阻器更低的电阻。

[0080] 根据实施例，所述第三电阻器具有比所述第二电阻器更低的电阻。

[0081] 根据实施例，所述第三电阻器具有比所述第四电阻器更低的电阻。

[0082] 根据实施例，所述第二电阻器具有比所述第四电阻器更高的电阻。

[0083] 根据实施例，第一电路包括与所述第一开关并联布置的第三开关。

[0084] 根据实施例，第二电路包括与所述第二开关并联布置的第四开关。

[0085] 根据实施例，提供一种交通工具，所述交通工具具有前一实施例的按钮开关总成。

[0086] 根据本发明，提供了一种用于按钮开关总成的控制器，所述控制器具有控制电路，所述控制电路被配置成确定跨第一电路的电压，所述第一电路包括与第一开关串联布置的第一电阻器以及与所述第一电阻器和所述第一开关并联布置的第二电阻器；以及确定跨第二电路的电压，所述第二电路包括与第二开关串联布置的第三电阻器以及与所述第三电阻器和所述第二开关并联布置的第四电阻器。

[0087] 根据本发明，控制电路被配置成基于跨第一电路的电压和/或跨第二电路的电压而确定按钮开关总成的工况。

[0088] 根据本发明，控制电路被配置成基于按钮开关总成的工况而指示按钮开关总成的故障。

[0089] 根据实施例，提供了一种交通工具，所述交通工具具有前一实施例的控制器。

[0090] 根据本发明，一种用于按钮开关总成的诊断方法包括：确定跨第一电路的电压，所述第一电路包括与第一开关串联布置的第一电阻器以及与所述第一电阻器和所述第一开关并联布置的第二电阻器；确定跨第二电路的电压，所述第二电路包括与第二开关串联布置的第三电阻器以及与所述第三电阻器和所述第二开关并联布置的第四电阻器；以及基于跨第一电路的电压和/或跨第二电路的电压而确定按钮开关总成的工况。

[0091] 在本发明的一个方面，确定按钮开关总成的工况包括：确定供应给按钮开关总成的参考电压；当在参考电压下跨第一电路的电压在第一预定电压范围内时确定第一开关闭合；当在参考电压下跨第一电路的电压在第二预定电压范围内时确定第一开关断开；以及当跨第一电路的电压在第一预定电压范围或第二预定电压范围之外时，确定第一开关存在故障。

[0092] 在本发明的一个方面，确定按钮开关总成的工况包括：确定供应给按钮开关总成的参考电压；当在参考电压下跨第二电路的电压在第三预定电压范围内时确定第二开关闭合；当在参考电压下跨第二电路的电压在第四预定电压范围内时确定第二开关断开；以及当跨第三电路的电压在第一预定电压范围或第四预定电压范围之外时，确定第二开关存在故障。