CN105020387B - 具有按钮状态确定逻辑的推压按钮换档器组件 - Google Patents

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Abstract

一种车辆或其他系统，其包括促动器组件、推压按钮换档器组件和控制器，促动器组件可操作为，响应于电子状态选择信号，实现系统的被选择操作状态。换档器组件包括推压按钮，其每一个包括至少三个冗余开关。每一个开关的二进制断开/闭合状态限定电子状态选择信号。控制器与促动器和推压按钮换档器组件线控通信，并且接收电子状态选择信号。控制器通过响应于电子状态选择信号而确定是否所有冗余开关已经闭合来确定每一个按钮的压下、释放或未知按钮状态。如果不是所有冗余开关被闭合，则控制器确定是否在彼此的校准时间间隔内少于所有冗余开关已经被闭合和断开。

Description

具有按钮状态确定逻辑的推压按钮换档器组件
技术领域
本发明涉及具有按钮状态确定逻辑的推压按钮换档器组件。
背景技术
在具有自动变速器的传统车辆中，驾驶员使用多位置停车档、倒车档、空档、前进档和低速档(PRNDL)杆而手动选择期望的变速器范围。例如，驾驶员可将PRNDL杆移动到前进档(D)位置，以由此选择向前前进操作范围。通常的PRNDL杆往往经由一段缆线机械地联接到棘爪杆和手动阀组件。PRNDL杆的运动使棘爪杆旋转，这则将变速器换档到被选择的操作范围。其后，换档逻辑自动地控制在被选择操作范围内的任何请求的档位换档过程中发生的档位行进过程。
替代的线控换档(shift-by-wire)变速器设计的特征在于，在PRNDL杆和棘爪杆/手动阀组件之间没有直接机械联接。在线控设计中，变速器操作范围选择改为通过发送电子控制信号到驱动马达或其他下游促动器的方式发生。驱动马达连接到棘爪杆，并且响应于电子控制信号将棘爪杆旋转到被选择的操作范围位置。
发明内容
本文公开了一种系统，其包括促动器组件、推压按钮换档器组件和控制器。促动器组件响应于电子状态选择信号而实现系统的被选择操作状态，例如当系统为示例性自动变速器时，该信号为变速器到期望操作范围的换档。推压按钮换档器组件具有多个推压按钮，其每一个包括至少三个冗余开关。每一个开关的二进制状态限定所述电子状态选择信号。控制器与促动器组件和推压按钮换档器组件线控(by-wire)通信，即推压按钮换档器组件和促动器组件之间不存在机械连接。
控制器被编程为确定每一个推压按钮的“压下”、“释放”或“未知”按钮状态。控制器这样做是通过：响应于接收的电子状态选择信号来确定是否在彼此的校准时间间隔内少于全部冗余开关已经闭合并且然后断开。例如，当三个冗余开关被使用时，全部三个开关在任何时间的闭合状态可指示压下推压按钮，而三个推压按钮开关在彼此的校准间隔内仅两个闭合和断开指示压下推压按钮。如果三个之前闭合的开关在一些拖后的时间点处没有断开，则按钮状态为未知。
控制器可编程来基于确定的按钮状态关于系统执行控制动作，例如将变速器换档到系统的变速器实施例中的被选择操作范围。
在可能的实施例中，每一个推压按钮包括覆盖冗余开关的盖，并且冗余开关彼此电并联布置。单独的模拟-数字(A/D)转换器与开关中的相应一个通信。例如，当使用三个冗余开关时，可使用三个A/D转换器，即每个开关一个A/D转换器。A/D转换器也可以是单个A/D转换器，其反之可与控制器一体。
在上面说明的变速器实施例中，推压按钮换档器组件具有多个推压按钮，用于选择期望的操作范围，每一个按钮包括三个或更多个冗余开关。推压按钮中的任一个的压下在标称条件下应闭合全部冗余开关，并且由此请求换档到与特定推压按钮，例如停车档(P)、倒车档(R)、前进档(D)或低速档位(L)，相关联的期望操作范围。但是，应意识到，本文中在少数情形中少于全部冗余开关可闭合，或其可甚至在推压按钮没有实际被压下时闭合。本发明旨在确定是否给定推压按钮实际上被压下，或是否按钮状态未知，并且能够响应于这样的按钮状态确定实现控制动作。
本文所述的控制器可实施为可编程来确定每一个推压按钮的压下/释放按钮状态的一个或多个计算机装置、微型芯片或微处理器。为此，控制器执行指令来确定是否全部冗余开关在彼此的特定时间间隔内已经闭合。在示例性三开关实施例中，如果三个冗余开关的仅两个已经闭合，则控制器评估是否两个开关已经以基本上一致的方式闭合，“基本上一致的方式”如本文所用，意思是在小校准时间间隔内闭合。例如，如果通常的按钮压下事件数量级为100ms，则小的校准时间窗口可以是25ms或更少。
如果任一条件是真，则控制器确定推压按钮已经压下，即驾驶员已经通过压在相应的推压按钮上肯定地请求特定操作范围。控制器可之后关于变速器响应于该确定执行控制动作，例如通过命令变速器换档到被选择范围。
根据本发明的一个方面，提出一种系统，包括：
促动器组件，可操作为响应于电子状态选择信号而实现所述系统的被选择的操作状态；
推压按钮换挡器组件，具有多个推压按钮，其中所述多个推压按钮中的每一个包括至少三个冗余开关，所述至少三个冗余开关中的每一个的二进制断开/闭合状态限定所述电子状态选择信号；和
控制器，与促动器组件和推压按钮换挡器组件线控通信，其中，控制器接收所述电子状态选择信号，并且被编程为：响应于接收电子状态选择信号，确定所述至少三个冗余开关是否全部已经闭合，并且如果所述至少三个冗余开关没有全部被闭合，则确定是否在彼此的校准时间间隔内有比全部至少三个少的冗余开关已经闭合和断开，以由此确定每一个推压按钮的按钮状态。
优选地，其中控制器被进一步编程为基于被确定的按钮状态而执行针对所述系统的控制动作。
优选地，其中，所述系统是具有变速器操作范围的车辆变速器，并且其中，促动器组件配置为将变速器换挡到对应于被选择操作状态的被选择变速器操作范围。
优选地，其中，控制动作包括当检测的按钮状态是压下按钮状态时将变速器换挡到被选择变速器操作范围，且控制动作包括当检测的按钮状态是未知按钮状态时的默认控制动作。
优选地，其中，所述多个推压按钮包括停车档(P)，倒车档(R)，空档(N)，前进挡(D)和至少一个低速档(L)按钮，其每一个对应于变速器操作范围中的不同的一个。
优选地，其中，三个冗余开关布置为关于彼此电并联。
优选地，系统进一步包括多个模拟-数字(A/D)转换器，其每一个与多个冗余开关中的相应一个通信。
优选地，其中，所述至少三个冗余开关为圆顶型推压按钮开关。
根据本发明另一方面，提出一种确定系统中的推压按钮换挡器组件的按钮状态的方法，所述方法包括：
经由控制器从推压按钮换挡器组件接收二进制电子状态选择信号；和
响应于接收的二进制电子状态选择信号，确定推压按钮换挡器组件的所述多个推压按钮中的每一个的按钮状态，包括：
响应于接收电子状态选择信号，确定所述至少三个冗余开关是否全部被闭合；
如果所述至少三个冗余开关没有全部被闭合，则确定是否在彼此的校准时间间隔内有比全部至少三个少的冗余开关已经被闭合和断开；并且
基于确定的按钮状态执行针对系统的控制动作。
优选地，其中，变速器是具有促动器组件的车辆变速器，并且其中，执行控制动作包括当检测的按钮状态分别为压下或释放按钮状态时，将变速器换挡到被选择的变速器操作范围或将变速器从被选择的变速器操作范围换挡，并且当检测的按钮状态为未知按钮状态时执行默认控制动作。
优选地，其中，所述系统进一步包括多个模拟-数字(A/D)转换器，其每一个与多个开关中的相应一个通信，该方法进一步包括：通过将来自所述至少三个冗余开关的每一个的模拟开关电压信号转换为二进制电子状态选择信号，经由所述多个A/D转换器产生二进制电子状态选择信号。
根据本发明再一方面，提出一种车辆，包括：
内燃发动机，具有输出轴；
输入离合器；
变速器，具有经由输入离合器连接到输出轴的输入轴；
促动器组件，可操作为响应于电子范围选择信号而实现被选择的操作范围，其中被选择的操作范围是停车档(P)，倒车档(R)，空档(N)，前进挡(D)和低速档(L)操作范围；
推压按钮换挡器组件，具有多个圆顶型按钮，其中，盖覆盖三个冗余开关，其中，圆顶型推压按钮包括对应于P，R，N，D和L操作范围的相应一个的P，R，N，D和L推压按钮中的每一个，其中，多个推压按钮中的每一个包括彼此电并联连接的三个冗余开关，所述三个冗余开关中的每一个的二进制断开/闭合状态限定所述电子范围选择信号；和
控制器，与促动器组件和推压按钮换档器组件线控通信，其中，控制器被编程为接收电子状态选择信号，并且响应于接收电子范围选择信号，确定至少三个冗余开关是否全部已经闭合，并且如果至少三个冗余开关没有全部被闭合，则确定是否在彼此的校准时间间隔内有比全部至少三个少的冗余开关已经闭合和断开，以由此确定每一个推压按钮的按钮状态：。
优选地，其中，控制器被进一步编程为基于确定的按钮状态关于所述变速器执行控制动作，包括将诊断编码记录在控制器的存储器中。
优选地，其中，所述控制动作包括当检测的按钮状态为压下的按钮状态时将变速器转换为被选择的变速器操作范围，以及当检测的按钮状态为未知按钮状态时执行默认控制动作。
优选地，其中所述盖由弹性材料构造。
优选地，其中所述盖由刚性材料构造。
优选地，车辆进一步包括三个模拟-数字(A/D)转换器，其每一个与三个冗余开关中的相应一个通信，并且其中，三个A/D转换器共同输出用于推压按钮中的给定一个的电子范围选择信号。
在结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面实现所附权利要求中限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述非常显而易见。
附图说明
图1是具有线控按钮换档器组件和控制器的示例性车辆的示意图，控制器编程来确定何时范围换档器组件的给定推压按钮已经被压下或释放。
图2是用于图1中所示的车辆中的具有三个冗余开关的示例性推压按钮的示意性电路图。
图3是图1的给定推压按钮的多个可能开关状态的时间图，时间绘制在x轴上，二进制切换状态绘制在y轴上。
图4是描述用于确定是否给定的推压按钮已经被压下或释放的示例性方法的流程图。
具体实施方式
参照附图，其中，几幅图中的相似的附图标记对应于相似或类似的部件，形式为示例性车辆10的系统示意性显示在图1中。车辆10包括推压按钮换档器组件11，如下面说明的，并且根据设计可还包括内燃发动机(E)12和变速器14。如图所示，变速器14包括输入构件15和输出构件17。输出构件17最终将输出扭矩从变速器14传送到驱动轴19，以给一组驱动车轮22提供动力。扭矩输入装置21，例如摩擦离合器和缓冲器组件或液压动力变矩器，可布置在发动机12的输出轴13和输入构件15之间，以控制发动机12与变速器14的接合和缓冲。在变速器14的一些实施例中，流体压力(箭头FP)可经由流体泵25提供，流体泵25从液池28抽吸流体26。干式变速器可省略流体泵25、流体26和液池28。同样，车辆10可以是电动车辆，并且因而图1中所示的车辆10的特定动力传动系部件仅是一种可能设计的示例。
车辆10还包括电子控制的促动器组件27，例如本领域中已知类型的马达或线性促动器驱动的棘爪杆和主阀组件，和控制器(C)20。控制器20被编程为经由如下说明的方法100确定推压按钮换档器组件11的多个推压按钮11B的每一个的压下、释放、或未知按钮状态。促动器组件27，其与推压按钮换档器组件11经由控制器20电通信，可操作为响应于电子状态选择信号(箭头CCX)实现车辆10的被选择的操作状态。在本文所述的示例性配置中，被选择的操作状态是变速器14的期望操作范围，并且电子状态选择信号(箭头CCX)为变速器14的相应的操作范围，例如停车档(P)、倒车档(R)、空档(N)、前进档(D)和低速档(L)，但是方法100不限于这样的系统。
为了说明简明而示意性地显示在图1中的控制器27可包括任何数量的马达和/或线性促动器、液压伺服阀、流体管道、棘爪杆、弹簧、和/或将变速器14换档到期望操作范围所需的其它连杆和/或流体控制部件。变速器操作范围通常包括上述PRNDL范围，但是一些设计可提供多个低档范围的选择，例如L1，L2和L3。
图1的示例性示意图中所示的推压按钮11B包括多个独立的推压按钮，在针对典型PRNDL设计的图1中标为P，R，N，D和L，每一个推压按钮11B对应于可能的PRNDL操作范围中的相应一个。例如，推压按钮P的压下请求变速器14范围切换到前进(D)范围，推压按钮R的压下请求变速器范围换档到倒车档(R)范围，以此类推。
每一个推压按钮11B和促动器组件27之间的连接的特征在于没有机械连接器或连杆，例如在上述类型的典型PRNDL杆设计中的PRNDL杆和棘爪杆之间布置的所述段缆线。相反，发生在推压换档器组件11和促动器组件27之间的所有通信电子地，即线控(by-wire)地发生。例如，低电压线(未示出)或辅助线束可从推压换档器组件11布线到控制器20，并且控制器局域网络(CAN)总线(未示出)可将控制器20连接到促动器组件27。
在本发明中，压下图1中所示的推压按钮11B中的给定一个最终导致范围请求信号(箭头CRS)或其他电子状态选择信号的产生，所述信号然后通过控制器20传送到促动器组件27。在示例性实施例中，压在推压按钮11B中的给定一个产生模拟开关电压信号，模拟开关电压信号在图1中共同标示为VSX。开关电压信号VSX由一个或多个模拟-数字(A/D)转换器42处理，该转换器42为了简明在图1中显示为一个单元。A/D转换器可替换地实施为图2中所示的多个A/D转换器42A，42B和42C，和/或可集成到控制器20中。用于每一个推压按钮11B的二进制(0或1)开关状态信号的相应组(即CP，CR，CN，CD或CL，在图1中共同标示为CCX)然后被发送到控制器20，控制器20则将范围请求信号(CRS)发送到促动器组件27，以请求期望的操作范围。
本发明的控制器20为了示出清楚而图示为单个装置。当这样配置时，控制器20可实施为变速器控制模块或任何其他适当的车辆控制器。但是，控制器20可分散为多个控制芯片、微处理器或控制模块，以提供下面详细描述的功能。控制器20的实施例可因此包括处理器P和足够数量的存储器M，存储器M中至少一些是有形非瞬时性的，以包括实施方法100所需的指令。例如，存储器M可包括足够大的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、闪存等，以及任何所需的电路，所述电路包括但不限于高速时钟(未示出)、除了A/D转换器(一个或多个)42之外的模拟-数字(A/D)电路、数字-模拟(D/A)电路、数字信号处理器(DSP)和必要的输入/输出(I/O)装置以及其他信号调制和/或缓冲电路。在其他可能任务中，控制器20特别地编程来执行体现方法100的指令，如下面参照图2和3说明的。
示例性电路实施方式40包括图2中所示的代表性的推压按钮B。用于该示例性示例中的推压按钮B可以是在图1的示例性范围换档器组件11中所示的P，R，N，D和L推压按钮中的任何一个。推压按钮B包括多个冗余开关。示例性设计使用准确地三个冗余开关S1，S2和S3，其关于彼此电并联连接。可使用更多的冗余开关而不偏离预期的发明范围。但是，由于三个开关的示例性实施例提供性能、可靠性和最小部件数量的良好平衡，因此图2的三开关设计将在后文中被使用，以使说明一致。
在三开关系统中，全部三个冗余开关S1，S2和S3的闭合应以高可信度指示推压按钮B的“压下”状态。即，如果全部三个冗余开关S1，S2和S3在任何给定时间点闭合，则这通常指示推压按钮B实际上已经被压下。但是，这里应意识到，可能发生一些错误的开关闭合模式，无论是由于电气故障、不均匀的按钮压下力还是由于瞬时电气错误造成的。即，当推压按钮B被压下时，可能少于全部冗余开关S1，S2和S3闭合，或开关S1，S2和/或S3中的一些可能在不同的时间点闭合。适当的按钮状态可以是“未知的”，如本文所用，以涵盖其中冗余开关S1，S2，S3的各逻辑状态不确定的状况。
传统的在任何时间点仅监视全部冗余开关S1，S2和S3的闭合状态的开关逻辑方法可能不是最佳的。同样，查找要闭合的闭合开关的大多数的简单的“多票表决”方法可能不能检测类似的故障，或可能将两个冗余开关读取的错误状态处理为推压按钮B的真实按钮状态。下面描述的方法100旨在提供更鲁棒的按钮状态确定方法，或等同的鲁棒操作而其中与传统的“多票表决”策略中使用的冗余开关相比较需要更少的冗余开关。
为了达到期望的改进的按钮状态确定功能，图1的控制器20编程为紧密监视闭合/断开二进制状态和每一个冗余开关S1，S2和S3的任何按钮状态转变的时间一致性。通过执行方法100，控制器20仅在冗余开关S1，S2和S3的二进制状态满足如参照图3和4提出的预定按钮条件时才能够确定给定的推压按钮B被压下。
图2的示例性开关的配置可实施为硅或其他圆顶型推压按钮设计。盖43可横跨冗余开关S1，S2和S3。盖43的形状、材料和装饰面漆可随着预期设计而改变。例如，如果盖43的刚性形式被使用，例如模制硬塑料盖，则盖43可通过弹簧偏压，以使盖43在推压按钮B被释放之后快速地返回到释放位置。替代地，盖43可由硅、橡胶或其他弹性材料构造，以使盖43自身具有足够的弹性，即能够经由其自己的弹性返回到其释放位置。在所有设计中，当盖43被压下时，作用在盖43上的力用来闭合冗余开关S1，S2和S3。
在盖43下方，每一个冗余开关S1，S2和S3可电连接到上面所述的模拟-数字(A/D)转换器42A，42B和43C的相应一个，并且可任选地连接到一组电阻R1，R2，R3。A/D转换器42A，42B，42C可以是图1的控制器20的部分或是单独的装置(一个或多个)。冗余开关S1，S2和S3还电连接到参考电压电源(VREF)，例如5VDC电源，其可以是DC电池、印刷电路板组件的DC引线、或DC-DC转换器的辅助电压输出(未示出)。盖43的下压闭合冗余开关S1，S2和/或S3。
在5VDC非限制性实施例中，闭合的开关将提供用于该特定开关的1-4VDC范围的DC电压给A/D转换器42A，42B和42C中的一个。实践中，特定电压范围将取决于选择用于每一个冗余开关S1，S2和S3的电阻R1，R2,R3的电阻值。即，电阻R1，R2,R3在设计阶段中选择，以用于将参考电压电源(VREF)调节到较低的电压范围，并且当开关断开时提供例如1VDC的正电压。如果没有电阻R1,R2,R3，人们不能够容易地分辨断开开关和断开电路(例如损坏的导体)之间的差别。
如本领域中所公知的，A/D转换器42A，42B和42C可操作为将测量的模拟电压(VM)转换为相应的数字输出，这在该例子中为二进制状态0或1。例如，1VDC的VDC输入可对应于断开的开关S1，S2或S3，并且因而对应于二进制值0，而闭合的开关应提供4VDC到相应的A/D转换器42A,42B或42C，其则对应于二进制值1。落入在1-4VDC的预定/校准电压范围之间任何位置处的电压值可被控制器20作为故障处理。
A/D转换器42A，42B和42C可选地配置为将小范围的DC电压处理为对应于二进制值中的一个，例如将在0.95-1.05VDC范围内的测量的模拟电压(VM)处理为对应于二进制值0，并且将3.95-4.05VDC的模拟范围处理为对应于二进制值1。由于希望冗余开关S1，S2和S3或是断开或是闭合，因此，落在限定范围的限值(在图2的简化示例中标称为[1,4]VDC)中间的任何电压值应为不常发生或不存在的。
图2的A/D转换器42A,42B和42C每一个输出二进制值0或1，作为用于冗余开关S1，S2和S3中的相应一个的按钮状态。二进制值被发送到控制器20，其中二进制值形成图3中所示并且下面讨论的开关状态信号SS1,SS2,和SS3。换句话说，对于三开关设计，推压按钮的状态由用于推压开关的开关状态信号SS1，SS2和SS3确定，其中用于图2中所示的单个推压按钮开关B的开关状态信号被确定为单个按钮状态信号CX。用于图1中的推压按钮换档器组件11的全部推压开关11B的按钮状态信号被确定为按钮状态信号CCX。
可构想在本发明范围内的其他开关设计，并且因此图2的圆顶型实施例旨在非限制性的。例如，在推压按钮B上按压可将三个磁性柱塞朝向三个霍尔效应传感器(未示出)移动，其中在该例子中的开关电压与磁性柱塞到霍尔效应传感器的接近度成比例。A/D转换器42A,42B,和42C在这样的替代设计中可相似地运行，其中霍尔效应传感器的电压输出被转变为二进制开关状态信号。因而可使用其他开关而不偏离预期的发明范围。
参照图4，方法100可被编码为存在于图1中所示的控制器20的存储器M中的计算机可读指令。方法100的示例性实施例开始于步骤102，其中，控制器20确定是否所有三个冗余开关S1，S2和S3已经闭合，其中图2中指示的闭合状态为二进制值1。可采取多种方式来实现步骤102的期望终结，包括确定是否在任何时间点三个冗余开关S1，S2和S3全部具有二进制状态1或是否每一个冗余开关S1，S2和S3在紧前一开关进行该转变的校准期间内转变到二进制状态1。如果全部三个冗余开关S1，S2和S2没有被闭合，即如果冗余开关S1，S2和S3中的至少一个具有二进制状态0，则方法100行进至步骤104，并且如果全部三个冗余开关S1，S2和S3处于闭合状态/二进制状态1，则方法100行进至步骤115。
步骤104需要确定是否用于图1的推压按钮11B中的一个的冗余开关S1，S2和S3中的任何两个已经在校准的期间内从断开(0)状态转变为闭合(1)状态，该校准的期间在图4中缩写为t_con_max。步骤104的校准期间t_con_max为这样一种校准的最大时间量：在该时间量中，两个冗余开关可转变到闭合(1)状态，并且出于方法100的目的，仍可将该转变视为“同步”或“同时”。在示例性实施例中，校准期间t_con_max可在20-30ms之间，这在通常的按钮压下事件花费100ms来完成的情况下是适当的。因此，开关S1转变到闭合(1)状态所处的实际时间点可能与开关S2进行相同的转变所处的实际时间点略微有差别，如果该转变在校准期间t_con_max内发生，则该时间不同被控制器20认为同时发生。
简要参照图3，示例性二进制状态时间曲线30图示了对于图1中所示的推压按钮11B中给定一个的三个示例性冗余开关S1，S2和S3中的每一个的二进制开关状态(SS)。第二开关S2在该示例中是关(二进制状态0)。但是，在另一个可能的故障模式中，第二开关S2可呈现延迟上升的边缘ER2，其滞后于由虚线阶跃信号显示的其他开关S1，S3的上升边缘ER1和ER3。在图3中，时间(t)被绘制在水平轴上。二进制开关状态(SS)被绘制在垂直轴上。在t0和t1之间，所有三个冗余开关S1，S2和S3处于断开状态，并且因而具有二进制状态0。但是在t1处，冗余开关中的两个，标为S1和S3，改变其二进制状态，并且因而对应于压下/闭合二进制状态1。状态转变因而为图3中所示的阶跃信号的形式。这样，用于图3中的两个“开”开关的阶跃信号具有上升和下降边缘，例如上升边缘ER1，ER3和下降边缘EF1，EF3。
开关S1和S3的相应上升边缘ER1，ER3和下降边缘EF1，EF3在图3的简化示例中完全一致。但是，由于包括开关S1和S3的推压按钮11B的施加压力和任何内部构造的差异，所示的上升边缘ER1和ER3或下降边缘EF1和EF3的这种精确的时间一致性在实际操作中不可能发生。因此，每当冗余开关S1和S3的上升边缘或下降边缘分别在校准间隔Δt1内上升或下降时，图1的控制器20可认为发生了充分的时间一致。
例如，如果用于冗余开关S1的二进制开关状态SS1的上述边缘ER1发生在t1处，并且用于冗余开关S3的二进制开关状态SS3的上升边缘ER3略微拖延在t2处发生，则控制器20计算这两个事件之间的时间差(t2–t1)。这样的延迟可在用于第二开关S2的示例性虚线延迟阶跃信号中看到。控制器可之后比较计算的时间差(t2–t1)与校准间隔Δt1，以确定是否用于两个起作用的冗余开关(即在该示例中为S1和S3)的按钮状态转变对方法100的目的而言同时发生。换句话说，术语“同时”可能不意味着绝对时间一致，而是在小的校准时间窗口内时间一致。
再次参照图4，如果控制器20在步骤104确定冗余开关S1，S2和S3的任两个在图3的校准间隔Δt1内已经从释放/断开状态(0)转变到压下/闭合状态(1)，则方法100从步骤104行进到步骤106。否则方法100行进到步骤114。
在步骤106处，图1的控制器20初始化另一个计时器(t_PR＝0)。然后方法100进行到步骤108。步骤106中的计时器t_PR代表自从步骤104和106的指定开关从释放(0)转变到压下(1)状态以来经过的时间量。然后方法100进行到步骤108。
步骤108需要比较在步骤106中初始化的计时器t_PR的值与校准期间t_PR_MAX，所述校准期间表示被认为代表有效按钮压下事件的最大时间量。非限制性的示例期间可以是约2-3秒。如果计时器t_PR的值超过校准期间t_PR_MAX，则方法100行进到步骤114。否则，方法100行进到步骤110。
在步骤110处，图1的控制器20接下来确定在步骤106处识别的两个冗余开关是否已经在另一个校准期间t_CON_MAX恰好从压下(1)状态转变为释放(0)状态，该另一个校准期间t_CON_MAX表示同步断开的两个开关的同步释放。同样，术语“同步释放”是在如上所述的例如20-30ms的校准期间t_CON_MAX内发生的任何释放，该时间段在图3中示出为校准间隔Δt2。虽然Δt1和Δt2在图3中相同，但是在其他实施例中，Δt1和Δt2的值可能差别例如5-10ms。如果在步骤110处控制器20确定这样的同时释放已经发生，则方法100行进到步骤111。否则方法100行进到步骤112。
在步骤111处，图1的控制器20继续计数自步骤106经过的时间，并且行进到步骤113。
在步骤112，控制器20接下来比较来自步骤110的经过时间与校准最小期间t_PR_MIN，所述校准最小期间表示用于有效压下按钮11B的校准最小时间量，例如40-60ms。如果至少这样多的时间已经经过，则方法100行进到步骤115。否则，方法100行进到步骤116。
步骤113需要经由控制器20确定是否所有三个开关S1，S2和S3被压下，即S1，2，3＝1。如果这样，则方法100行进到步骤115。否则方法100重复步骤108。
步骤114需要经由控制器20确定是否所有三个开关S1，S2和S3被释放。如果这样，则方法100行进到步骤116。否则方法100行进到步骤118。
在步骤116，控制器20进行推压按钮11B已经释放(B＝REL)的确定，并且之后可能根据该确定采取任何适当的控制动作(一个或多个)。释放推压按钮11B指示期望的变速器操作范围的选择已完成。使用该信息，控制器20可经由图1的范围选择控制信号(箭头CRS)执行关于变速器14的适当的控制动作，即确保变速器14当前正以最后选择的范围操作。例如，如果前进档(D)在图1的范围换档器11中被压下，则变速器14当前应以该前进挡范围操作。然后方法100重新以步骤102重复。
步骤115需要经由控制器20进行推压按钮11B被压下的确定，然后根据该确定采取任何适当控制动作(一个或多个)。推压按钮11B指示驾驶员主动选择期望的范围，并且因此控制器20可根据该请求，经由图1的范围选择控制信号(箭头CRS)执行关于变速器14的控制动作。通常的控制动作是变速器14经由促动器27的操作换档到当前选择的范围。然后方法100重新以步骤102重复。
在步骤118，控制器20确定按钮状态为未知(B＝UNK)。响应于该确定，控制器20可例如根据诊断编码采取适当的控制动作。
使用上面描述的方法100，可以以提高的置信水平和/或提高的鲁棒性实现按钮状态确定。用于实现期望置信水平所用的冗余开关的数量可相对于现有方法减少，例如用三个开关代替四个开关，或可使用相同数量的开关而具有相对于现有方法而言经提高的鲁棒性。本领域普通技术人员还意识到，虽然图1的推压按钮换档器组件11是可从使用方法100获益的推压按钮系统类型，但是其他推压按钮可容易地构想，车载的和非车载的，其响应于线控命令而控制主要系统操作。因此，方法100和控制器20不严格限制于用于变速器范围选择。实际上，所有需要的仅是控制器到推压按钮的线控连接，同时推压按钮的压下使得多个冗余开关闭合以请求特定的系统操作。在这样的替代应用中，根据方法100的逻辑将仍如图4中所示有效地操作。
虽然已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是熟悉本发明涉及的领域的人员将意识到实现本发明的在所附权利要求范围内的多种可替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种推压按钮系统，包括：
促动器组件，可操作为响应于电子状态选择信号而实现所述系统的被选择的操作状态；
推压按钮换挡器组件，具有多个推压按钮，其中所述多个推压按钮中的每一个包括至少三个冗余开关，所述至少三个冗余开关中的每一个的二进制断开/闭合状态限定所述电子状态选择信号；和
控制器，与促动器组件和推压按钮换挡器组件线控通信，其中，控制器接收所述电子状态选择信号，并且被编程为：响应于接收电子状态选择信号，确定所述至少三个冗余开关是否全部已经闭合，并且如果所述至少三个冗余开关没有全部被闭合，则确定是否在彼此的校准时间间隔内有比全部至少三个少的冗余开关已经闭合和断开，以由此确定每一个推压按钮的按钮状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器被进一步编程为基于被确定的按钮状态而执行针对所述系统的控制动作。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统是具有变速器操作范围的车辆变速器，并且其中，促动器组件配置为将变速器换挡到对应于被选择操作状态的被选择变速器操作范围。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，控制动作包括当检测的按钮状态是压下按钮状态时将变速器换挡到被选择变速器操作范围，且控制动作包括当检测的按钮状态是未知按钮状态时的默认控制动作。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多个推压按钮包括停车档(P)，倒车档(R)，空档(N)，前进挡(D)和至少一个低速档(L)按钮，其每一个对应于变速器操作范围中的不同的一个。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，三个冗余开关布置为关于彼此电并联。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个模拟-数字(A/D)转换器，其每一个与多个冗余开关中的相应一个通信。
8.一种确定推压按钮系统中的推压按钮换挡器组件的按钮状态的方法，所述方法包括：
经由控制器从推压按钮换挡器组件接收二进制电子状态选择信号；和
响应于接收的二进制电子状态选择信号，确定推压按钮换挡器组件的多个推压按钮中的每一个的按钮状态，包括：
响应于接收电子状态选择信号，确定所述多个推压按钮中的每一个的至少三个冗余开关是否全部被闭合；
如果所述至少三个冗余开关没有全部被闭合，则确定是否在彼此的校准时间间隔内有比全部至少三个少的冗余开关已经被闭合和断开；并且
基于确定的按钮状态执行针对系统的控制动作。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，变速器是具有促动器组件的车辆变速器，并且其中，执行控制动作包括当检测的按钮状态分别为压下或释放按钮状态时，将变速器换挡到被选择的变速器操作范围或将变速器从被选择的变速器操作范围换挡，并且当检测的按钮状态为未知按钮状态时执行默认控制动作。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述系统进一步包括多个模拟-数字(A/D)转换器，其每一个与多个开关中的相应一个通信，该方法进一步包括：通过将来自所述至少三个冗余开关的每一个的模拟开关电压信号转换为二进制电子状态选择信号，经由所述多个A/D转换器产生二进制电子状态选择信号。
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