按鈕式換檔器的故障確定系統的制作方法

本發明涉及按鈕式換檔器的故障確定系統，其改善在確定換檔按鈕是否可操作時的可靠性和故障診斷性能并且通過最大化地保證換檔按鈕的操作來防止驅動車輛時的錯誤。

背景技術：

通常地，因為用于驅動車輛的功率基于車輛是否載貨、路況或運行速度而改變，所以用于改變轉矩的變速器通常安裝在發動機和驅動輪之間。變速器基于行駛條件適當地改變驅動功率，并且包括用于車輛倒退的排擋(gear)。

近年來，自動變速器越來越多被使用，其中換檔是通過自動地執行而非通過駕駛員手動執行，并且最佳檔位基于設定的駕駛速度和加速踏板的接合程度而選擇。這種自動變速器具有停車(P)檔位，倒車(R)檔位，空檔(N)檔位和前進(D)檔位，并且排擋通過操縱換檔桿選擇。

另外，除了換檔桿以外多種設備已被開發用于選擇換檔排擋。例如，按鈕式換檔器已被開發用于選擇換檔排擋。按鈕式換檔器使用電子變速箱系統并基于按鈕的操縱(如，接合)傳輸換檔控制信號。該信號為傳輸至諸如變速器控制單元(TCU：Transmission Controller Unit)的控制器的電子信號的形式。具體地，基于使用者輸入，在控制器接收換檔意圖，并且基于車輛狀況通過操作變速器側的致動器執行換檔。

然而，因為常規的換檔按鈕在感測其操作時使用唯一一個接觸點，所以換檔按鈕的狀態被唯一一個接觸點確定。因此，當在接觸點中發生錯誤時，換檔按鈕確定為不可操作，因此不能駕駛車輛。

前述內容只是旨在幫助理解本發明的背景，并不旨在意為本發明落入已被本領域技術人員知道的現有技術的范圍之內。

技術實現要素：

因此，本發明提供按鈕式換檔器的故障確定系統，其在確定換檔按鈕是否有故障(如，錯誤已經發生)時最大化地保證換檔按鈕的操作，并且改善可靠性和故障診斷的性能。

在本發明的一個方面，按鈕式換檔器的故障確定系統可包括：基座，其安裝在車輛內，具有多個換檔按鈕和針對多個換檔按鈕中的每個的多個接觸點；和控制器，其配置成接收接觸點的接觸信號，并且在換檔按鈕被推動或接合時，如果多個接觸點中的任一個沒有被感測到或確定多個接觸點中的任一個卡住，則確定換檔按鈕的錯誤。

多個換檔按鈕可分成P檔位(range)、R檔位、N檔位和D檔位。接觸點可布置在換檔按鈕的區域內的至少三個位置中。控制器可配置成確定三個接觸點是否有故障(如，接觸點的錯誤)，從而在三個接觸點中的任一個在換檔按鈕接合時沒有被感測到時增加失效計數，并且在累積的失效計數達到用于確定故障的預設值時確定剩余的兩個接觸點是否有故障，所述預設值已預先存儲。控制器還可配置成在之前沒有被感測到的接觸點被正常地感測到時以預定值減小累積的失效計數。

在換檔按鈕推動或接合，并且控制器確定三個接觸點中的任一個在用于確定故障的預設時間期間卡住時，控制器可配置成確定剩余的兩個接觸點是否有故障，所述預設時間已預先存儲。響應于確定剩余的兩個接觸點中的任一個在用于確定故障的預設時間期間卡住，控制器可配置成確定剩余的一個接觸點是否有故障。另外，響應于確定剩余的兩個接觸點在用于確定故障的預設時間期間都不卡住，控制器可配置成改變處理從而確定三個接觸點是否有故障。

在確定剩余的一個接觸點是否有故障時，控制器可配置成檢測剩余的一個接觸點在用于確定故障的預設時間期間是否卡住，并且在剩余的一個接觸點在用于確定故障的預設時間期間卡住時，控制器可配置成確定換檔按鈕的失效或錯誤。控制器還可配置成檢測從三個接觸點中除剩余的一個之外的兩個接觸點是否被感測到，并且在剩余的一個接觸點卡住但兩個接觸點正常被感測到時，控制器可配置成改變處 理從而確定兩個接觸點是否有故障。控制器還可配置成檢測三個接觸點是否卡住以及三個接觸點是否被感測到，并且在三個接觸點中沒有一個卡住但其中任一個接觸點沒有被感測到時，控制器可配置成改變處理從而確定剩余的兩個接觸點是否有故障。

如上所述，根據按鈕式換檔器的故障確定系統，在確定換檔按鈕的失效時可以最大化地保證換檔按鈕的操作，并且可以改善換檔按鈕的可靠性和故障診斷性能。

附圖說明

本發明的上面和其它對象、特征和其它優點通過下面結合附圖的詳細描述將會更加清楚地理解，其中：

圖1是根據本發明的示例性實施例的按鈕式換檔器的故障確定系統的方框圖；

圖2至圖5是根據本發明的示例性實施例描述在圖1中示出的按鈕式換檔器的故障確定系統的示圖；

圖6是根據本發明的示例性實施例示出用于控制在圖1中示出的按鈕式換檔器的故障確定系統的方法的流程圖。

具體實施方式

應當理解的是，本文所使用的術語“車輛”或“車輛的”或者其他相似術語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公交車、卡車、各式商用車輛在內的載客車輛，包括各種艇和船在內的水運工具，以及航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內燃車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其他代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源取得的燃料)。

盡管示例性實施例描述成使用多個單元來執行示例性流程，但應當理解的是，示例性流程也可通過一個或者多個模塊執行。此外，應當理解的是，術語“控制器/控制單元”可指代包括存儲器和處理器的硬件設備。所述存儲器配置成存儲模塊，并且所述處理器特別地配置成執行上述模塊從而執行一個或者多個下文進一步描述的過程。

此外，本發明的控制邏輯可實施為在計算機可讀介質上的非易失性計算機可讀介質，其包含被處理器、控制器/控制單元等實施的可執行程序指令。計算機可讀介質的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟磁盤、閃存盤、智能卡和光數據存儲設備。計算機可讀記錄介質也可分布在耦合計算機系統的網絡中，如此計算機可讀介質以分布的方式存儲和施行，如，通過遠程服務器或控制器局域網(CAN)執行。

本文所使用的術語僅是為了說明特定實施例的目的，而非意在限制本發明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，單數形式“一個”、“一種”和“該”意在也包括復數形式。還將理解的是，當在本說明書中使用時，詞語“包括”和/或“包含”規定所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，詞語“和/或”包括一個或多個相關列出項目的任何或全部組合。

除非特別陳述或從上下文顯而易見，如本文所使用的，詞語“約”被理解為處在本領域的正常容差范圍內，例如在平均值的2倍標準偏差內。“約”可理解為在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內。除非從上下文另外明確，本文提供的所有數值均由詞語“約”修飾。

在下文，將參考附圖詳細描述根據本發明示例性實施例的按鈕式換檔器的故障確定系統。

圖1是根據本發明的示例性實施例的按鈕式換檔器的故障確定系統的方框圖，圖2至圖5是描述在圖1中示出的按鈕式換檔器的故障確定系統的示圖；圖6是示出用于控制在圖1中示出的按鈕式換檔器的故障確定系統的方法的流程圖。

如圖1所示，根據本發明的按鈕式換檔器的故障確定系統安裝在車輛內，并且可包括：基座10，其具有多個換檔按鈕12和針對多個換檔按鈕12中的每個的多個接觸點20；和控制器30，其配置成接收接觸點的接觸信號并在換檔按鈕12被推動或接合時，如果多個接觸點20中的任一個沒有被感測到或確定為卡住，則確定換檔按鈕12的失 效。確定換檔按鈕12被卡住的過程可指示按鈕不能夠被按壓、接合或推動而無意地固定在接合或脫離的位置。確定換檔按鈕卡住的過程可與在特定接觸點處不能進行有關換檔按鈕的感測相關。

換句話說，不論何時換檔按鈕12推動，換檔按鈕12是否有故障或換檔按鈕12的失效可通過檢測多個接觸點20是否被感測到或多個接觸點20是否被卡住而確定。因此，可正確地確定相應的換檔按鈕12是否有故障(如，有缺陷、損壞等)，并且因為在確定換檔按鈕失效的過程期間可保證換檔按鈕12的操作，因此車輛可以更順利地驅動。

本發明的基座10可以安裝于在現有換檔桿安裝的位置，或可替代地安裝在方向盤上。換句話說，因為本發明使用換檔按鈕而不是換檔桿來執行換檔，所以設計具有更高的自由度。此外，基座10可包括多個換檔按鈕12，并且多個換檔按鈕12中的每個可包括多個接觸點20。具體地，多個換檔按鈕12可包括：配置成調節變速器T從而在向前方向驅動車輛的D檔位按鈕12a、配置成調節變速器T從而使車輛(如，操作車輛在倒車的方向)倒退的R檔位按鈕12b、配置成調節變速器T從而防止車輛的發動機E的輸出功率傳輸至驅動輪的N檔位按鈕12c、和配置成調節變速器T從而保持車輛在停止或停車狀態的P檔位按鈕12d。

具體地，如在圖2中示出的，接觸點20可位于在換檔按鈕12的區域內的三個地方22、24和26。換檔按鈕12可具有多于三個的接觸點20。然而，在本發明中，因為基于接觸點20的數量可分階段地確定換檔按鈕12的失效，因此在接觸點20的數量增加時，換檔按鈕12的操作被保證超過需求。相反，在應用一個接觸點20時，單個接觸點20沒有被感測到的情況可即時地診斷為操作錯誤，因此防止車輛順利地行駛。可替代地，在使用兩個接觸點時，因為確定兩個接觸點中的哪個接觸點故障是困難的，所以識別信號的準確性減少。

因此，本發明配置成針對每個換檔按鈕12使用三個接觸點并且使用三個接觸點確定換檔按鈕12的失效。另一方面，控制器30可配置成確定三個接觸點20的失效。具體地，控制器30可配置成在換檔按鈕12推動或接合(如，旋轉或接合)時，對三個接觸點20中的任一 個接觸點22沒有被感測到時的失效的數量進行計數(如，求和)。在累積的失效計數達到已預存在控制器30中的用于確定失效的預設值時，控制器30可配置成確定剩余的兩個接觸點24和26的失效。

在本發明中，為了確定換檔按鈕12是否有故障，首先控制器30可配置成確定三個接觸點20是否有故障。換句話說，如在圖3中示出的，在三個接觸點20中的任一個接觸點22沒有被感測到時，失效計數增加。在失效計數反復地累積并且因此達到用于確定故障的預設值時，剩余的兩個接觸點24和26是否有故障可檢測為下一個步驟。在處理轉換到確定剩余的兩個接觸點24和26是否有故障時，診斷可僅針對三個接觸點20中兩個接觸點24和26執行，而排除之前沒有被感測到的接觸點22。

具體地，在之前沒有被感測到的接觸點22正常地被感測(如，通常)時，控制器30可配置成以預定值減少累積的失效計數。因為累積的失效計數可以以預定值減少，則控制器可以防止響應于暫時的錯誤，因此確保更穩定的控制。例如，在三個接觸點22、24和26中的任一個接觸點22沒有被感測到時，失效計數增加1，并且在累積的失效計數達到作為為了確定故障而存儲的預設值的10時，控制器可配置成確定換檔按鈕12的失效。失效計數由于換檔按鈕12的暫時錯誤可增加，但在之前沒有被感測到的接觸點22通常被感測到時，失效計數減少5。

另一方面，在換檔按鈕12推動并且三個接觸點20中的任一個接觸點22被確定為在用于確定故障的預設時間期間卡住時，控制器30可配置成將處理轉換為確定剩余的兩個接觸點24和26是否有故障，其中用于確定故障的預設時間已預存在控制器30中。換句話說，控制器可配置成在累積的失效計數達到用于確定故障的預設值時以及還在特定接觸點22在用于確定故障的預設時間期間卡住時，確定換檔按鈕12的失效。因而，處理可立刻轉換到確定除了相應的接觸點22之外的剩余的兩個接觸點24和26是否有故障。具體地，已被預存在控制器30中的用于確定故障的預設時間可以是約30秒，但本發明不限于此并且可以使用其它預設時間。

如上所述，在三個接觸點20中的任一個接觸點22沒有被感測到時或在接觸點22被確定卡住時，剩余的兩個接觸點24和26是否有故 障可確定作為下一個步驟。因為在剩余的兩個接觸點24和26被檢查到時換檔按鈕12可維持可操作，所以可以保證換檔按鈕12的操作。另外，因為分階段地確定換檔按鈕12是否有故障，可靠性可改善。

另一方面，如圖4所示，在確定剩余的兩個接觸點24和26是否有故障的處理中，響應于確定兩個接觸點24和26中的任一個在用于確定故障的預設時間期間卡住，控制器30可配置成檢測剩余的一個接觸點是否有故障。具體地，已經預存在控制器30中的用于確定故障的預設時間可以被設定為與在確定三個接觸點22、24和26是否有故障時使用的預設時間相同。在剩余的兩個接觸點24和26中的任一個有故障時，檢測哪個接觸點失效是困難的。因此，接觸點20卡住的時間可以用于確定接觸點20是否有故障。

如上所述，在兩個接觸點24和26中的任一個被確定為卡住時，剩余的一個接觸點26是否有故障可確定作為下一個步驟。具體地，換檔按鈕12可維持可操作。另外，因為該步驟也是用于分階段確定故障的步驟，所以可靠性可改善。響應于確定兩個接觸點24和26都沒卡住，控制器30可配置成將處理轉換至確定三個接觸點20是否有故障。換句話說，響應于確定兩個接觸點24和26在用于確定故障的預設時間期間都沒卡住，換檔按鈕12可正常地操作。因而，處理可轉換至先前步驟，在該步驟中三個接觸點20是否有故障可確定。

另一方面，如圖5所示，為了確定剩余的一個接觸點26是否有故障，控制器可配置成檢測接觸點26在用于確定故障的預設時間期間是否卡住。在接觸點26在用于確定故障的預設時間期間卡住時，控制器可配置成檢測換檔按鈕12的失效。換句話說，響應于最終剩余的接觸點26在用于確定故障的預設時間期間卡住，控制器可配置成確定換檔按鈕12的失效。因此，換檔按鈕12可確定為由于其失效而不能操作。響應于確定換檔按鈕12不可操作，即使在相應換檔按鈕12被操縱時，也可防止變速器T執行對應于換檔按鈕12的控制。

具體地，控制器30可配置成重新確定除了接觸點26之外的兩個接觸點22和24是否被感測到。在兩個接觸點22和24被正常感測到而接觸點26卡住時，控制器30可配置成轉換處理從而確定兩個接觸點22和24是否有故障。可替代地，控制器30可配置成重新確定三個 接觸點22、24和26是否卡住或它們是否被感測到。在三個接觸點22、24和26都沒卡住但其中任一個接觸點26沒有被感測到時，控制器30可配置成轉換處理從而確定兩個接觸點22和24是否有故障。

換句話說，響應于確定剩余的一個接觸點26的失效，控制器可配置成確定換檔按鈕12不可操作。因此，為了最大化地保證換檔按鈕12的操作，用于確定換檔按鈕是否有故障的處理可重復。因而，在最終剩余的一個接觸點26卡住但兩個接觸點22和24正常感測時，可重新確定兩個接觸點22和24是否有故障。兩者選一地，在三個接觸點22、24和26沒有一個卡住但僅一個接觸點26沒有被感測到時，可重新確定兩個接觸點22和24是否有故障。因而，換可最大化地保證檔按鈕的操作，并且可靠性可改善。

在本發明中，如圖6中所示，為了確定換檔按鈕12是否有故障，可在步驟S10確定三個接觸點是否有故障。在步驟S20，在三個接觸點20中的一個接觸點沒有被感測到時，在步驟S30可累積失效計數。即使在全部三個接觸點都被感測到時，在步驟S40，可確定三個接觸點中的任一個卡住的時間是否達到用于確定故障的預設時間(如，預設時間是否已經流失)，由此可重新確定是否有故障。

另一方面，當失效計數累積時，在步驟S50在之前沒有被感測到的接觸點被正常感測到時，在步驟S60以預定值減少失效計數，因此防止由于暫時錯誤引起的不正確的確定。在步驟S70，可確定累積的失效計數是否達到用于確定故障的預設值，并且在累積的失效計數達到用于確定故障的預設值時，在步驟S80，可檢測剩余的兩個接觸點是否有故障。

在步驟S90，可確定兩個接觸點中的任一個卡住的時間是否達到用于確定故障的預設時間，并且在所述時間達到預設時間時，在步驟S100，可檢測最終剩余的一個接觸點是否有故障。最后，在步驟S110可確定剩余的一個接觸點卡住的時間是否達到用于確定故障的預設時間，并且剩余的一個接觸點卡住的時間達到用于確定故障的預設時間時，在步驟S120換檔按鈕可確定為不可操作。因而，即使在相應換檔按鈕不可操縱時，也可防止變速器執行對應于換檔按鈕的控制。

如上所述，通過執行從檢測三個接觸點20至檢測最后一個接觸點 的處理可分階段地地確定換檔按鈕的失效。因而，在分階段地檢測多個接觸點時，可保證換檔按鈕的操作并且可更精確地執行故障診斷。結果，根據本發明的按鈕式換檔器的故障確定系統可最大化地保證換檔按鈕的操作同時確定換檔按鈕是否有故障，并且可改善故障診斷性能和可靠性。

雖然為了說明的目的對本發明的示例性實施例進行了描述，但本領域技術人員應該理解，在不偏離在隨附權利要求中公開的本發明范圍和精神的情況下可以做出各種修改、增添和替換。