[发明专利]开关量输入装置、开关量输入设计方法及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关量输入检测装置，特别涉及开关量输入装置、开关量输入设计方法及检测方法。

背景技术

近年来，随着施工需求、工程机械智能化程度的不断提高，工程机械的控制系统功能呈现输入量、检测量增多，模块分工更加细化、控制效果更加精细的发展趋势。不断增多的输入控制量，要求工程机械用的电子控制单元的输入/输出(I/O)端口的数量相应增多。可事实上一个电子控制单元一旦选定，输入/输出端口的数量就已经确定，是无法随意增加的。所以，实际工作中经常因为输入/输出端口不足，而去重新选择一款性能更加强大、价格更高的电子控制单元。若此问题发生在成熟产品的性能提升阶段，往往需要花费较大的工作量去重新选型、重新设计、编程调试，花费较大的人力物力。

如图1所示，开关S₁₁，S₂₁，...，S_M1通过导线与电子控制单元210连接，有M个开关，就需要M条导线，并占用电子控制单元210的输入端口；也即，开关S₁₁，S₂₁，...，S_M1直接与电子控制单元210的输入端口是一对一的连接，不存在优化。电子控制单元210根据读入的各开关S₁₁，S₂₁，...，S_M1的状态来控制内部程序的执行。电子控制单元210的输入端口的数量是有限的，当一控制系统要求有较多的开关时，一个电子控制单元210的输入端口往往无法满足需求。

为解决电子控制端元输入端口不足的问题，现有技术有提出通过总线用另一电子输入单元对开关量的输入数量进行扩展。如图2所示，开关S₁₁，S₂₁，...，S_M1通过导线与电子输入单元320连接，有M个开关，就有M条导线。电子输入单元320与电子控制单元310之间通过总线连接。电子输入单元320读入各开关的状态S₁₁，S₂₁，...，S_M1，然后将开关S₁₁，S₂₁，...，S_M1的状态经由总线发送给电子控制单元310。电子控制单元310根据从总线获得的各开关S₁₁，S₂₁，...，S_M1的状态来控制内部程序的执行。然而，图2中额外增加了一个电子输入单元320，带来了成本的增加，而且多一个元件，就多了一个故障点，增加了出错概率。

发明内容

因此，本发明提供开关量输入装置、开关量输入设计方法及检查方法，以现有技术中存在的缺陷并提高开关量的输入数量。

具体地，本发明实施例提出的一种开关量输入装置，其包括一个电子控制单元和多个开关。电子控制单元包括多个输入/输出端口。所述输入/输出端口中的N个定义为输入端口，且另M个定义为输出端口；M、N皆为大于1的正整数。所述开关分为N组且每一组有M个，每一组中的M个开关的第一端分别与所述M个输出端口电连接且第二端并接在一起与所述N个输入端口中的一个相应者电连接。此外，所述电子控制单元被配置成：自所述M个输出端口同时输出一个特定电位并检测所述N个输入端口以判断所述开关中是否有开关被触发，以及在判断有开关被触发后自所述M个输出端口依序输出所述特定电位并检测所述N个输入端口以确定被触发的开关。

在其他实施例中，上述输入/输出端口中的另Y个还可定义为第二输入端口，所述Y个第二输入端口中的每一个仅与单个开关电连接，Y为正整数。

本发明实施例提出的一种开关量输入设计方法，其包括步骤：判断用于提供开关量输入的多个开关的重要度；使所述开关中重要度为高的单个开关电连接一个电子控制单元的一个第一输入端口；以及对所述开关中重要度为低的多个开关进行分组，并将每一组中的多个开关电连接所述电子控制单元的同一个第二输入端口且分别电连接至所述电子控制单元的多个输出端口。

本发明另一实施例提出的一种开关量输入装置，其包括一个电子控制单元和多个开关。所述电子控制单元包括N个输入端口与M个输出端口，所述N个输入端口分别与N条第一导线电连接，且所述M个输出端口分别与M条第二导线电连接，M、N皆为大于1的正整数。所述N条第一导线中的任一条通过所述开关中的M个开关分别与所述M条第二导线电连接且所述M条第二导线中的任一条通过所述开关中的N个开关分别与所述N条第一导线电连接，以形成一个开关量输入矩阵。