[发明专利]用于检测车门状态和车门传感器故障的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及为用于机动车辆的自动变速器控制器提供信息的传感器领域，更具体地，涉及一种用于检测车门是打开还是关闭以及车门传感器是否发生故障的方法和系统。

背景技术

传统的自动变速器包括用于控制机动车辆的变速器的控制装置。具体地，变速器控制装置用于选择多种挡位范围，如变速器被锁定以防止车辆移动的停车挡、如当被牵引时变速器允许车辆自由移动的空挡、变速器允许车辆向后移动的倒挡以及一种或多种允许车辆向前运动的前进挡挡位。通常，变速器控制装置采取杆的形式，该杆用机械连接件，如线缆或液压管路连接至变速器。典型地，该杆还连接至指示器。随着变速器控制机构从一个挡位范围移动至另一个挡位范围，机械连接件将变速器物理地转换至所选择的设置并且指示器运行以显示给驾驶员已经选择的挡位范围。即使车辆被关闭，驾驶员也能够根据指示器确定当前的变速器挡位范围，并且在某些情况下，例如，如果车辆要被牵引时，将变速器控制机构移动至空挡。

传统的自动变速器使用多个用于自动齿数比转换的摩擦元件。广义上来讲，这些摩擦元件可以被描述成扭矩产生元件，其更普遍地被称为离合器或制动器。摩擦元件运行以建立从内燃发动机至一组车辆牵引轮的功率流路径。在车辆的加速过程中，总的速度比在比率升挡的过程中随着车辆速度因给定的发动机油门设置增大而减小，其中速度比为变速器输入轴速度与变速器输出轴速度之比。用以获得更高速度比的降挡随着发动机油门设置因任何给定的车辆速度增加而出现，或者当车辆速度随着发动机油门设置的减小而减小时出现。各种行星齿轮配置可以在现代自动变速器中找到。然而，换挡运动学的基本原理保持类似。对具有多个行星齿轮组的自动变速器换挡伴随着应用和/或释放摩擦元件以通过改变经过行星齿轮组的扭矩路径来改变速度和扭矩关系。摩擦元件一般基于变速器控制装置的位置被液压或机械地驱动。

在线控换挡变速器布置中，消除了变速器控制装置与变速器之间的机械连接件。取而代之，变速器控制装置沿着导线将电信号传输至电子控制器，其指挥不同的致动器应用或释放各种摩擦元件以获得所需的齿数比。控制装置不再必须采用杆的形式，这是因为控制装置不再为了控制变速器而移动机械连接件。取而代之，控制装置典型地为机电界面(如一系列按钮、杆或旋钮)，其用于指示变速器在变速器挡位范围之间转换。由车辆上的电池提供动力的电子显示器典型地用于指示变速器的当前挡位范围并且其必须开启，由此获得动力，以使驾驶员知晓已经选择了哪种挡位范围。

许多具有线控换挡变速器的车辆包含“返回停车挡”特征以当驾驶员离开车辆或电池供应低于一定的阈值水平的电压时将变速器自动转换为停车挡。将变速器自动转换为停车挡防止了不想要的车辆运动。例如，参见3,937,105号，4,892,014号以及7,156,218号美国专利文献。这种特征在某一触发事件出现时激活，例如，当系统检测到座椅安全带被解开而驾驶员车门为打开的并且车辆实质上静止时，或者当点火被关闭时。传感器或开关典型地用于检测触发事件。当这些优选采用开关形式的传感器发生故障时，“返回停车挡”功能不能正常运行，并且在某些情况下“返回停车挡”功能被禁用。某些正常使用传感器输入来控制变速器的控制器将忽略被认为有故障的传感器，并且基于其余的传感器来控制变速器。例如，当控制器检测到有故障的车门传感器时，控制器将忽略该车门传感器并基于座椅安全带传感器来控制变速器。座椅安全带传感器可以是连接至控制系统的霍尔传感器，其包含确定传感器是否发送有故障的信号的诊断程序。然而，在驾驶员的车门闩传感器用于确定驾驶员的车门是否为打开的情况中，传感器可以具有两种有效状态，即车门打开或车门关闭。因为两种状态都是有效的，所以不可能仅通过观察其状态来确定传感器是否已经发生故障。如果开关发生故障并总是发送指示车门为关闭的信号，即使当车门没有关闭时，则“返回停车挡”被禁用。

要解决这个问题非常困难。所提出的解决方案已经被证明是无效或高成本的。例如，在控制器内将车门状态设置为“不确定的”，直到从车门闩传感器接收到指示由打开转变至关闭或相反情形的信号，这看起来是有希望的但是却引起了意想不到的问题。使用这种系统，驾驶员可能处于洗车场并关闭发动机以节约燃料，还可以关闭控制器，由此将车门状态设置为不确定的并使得控制器只使用座椅安全带传感器。接着随后，由于驾驶员重启汽车并驶入洗车场并选择空挡，因此座椅任何安全带的解开都将意想不到地引起“返回停车挡”功能运行。另一种提出的解决方案将简单开关替换为具有固有诊断能力的开关。然而，这种解决方案使用了昂贵的开关并且由此是不受欢迎的。