專利名稱：位置傳感器裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及位置傳感器，更具體的說(shuō)，涉及旨,確定可移動(dòng)裝置， 例如 電子換檔桿的位置的位置傳 裝置。
背景技術(shù)：
位置檢測(cè)裝置，包括那些與車輛電子換檔桿一起使用的位置檢測(cè)裝置， 為了冗余性和可靠性可能需要多個(gè)傳麟。提供冗余檢觀阮件能夠增加位置檢 測(cè)裝置的魯棒性并且會(huì),使該裝置即使在傳感器故障時(shí)也能起作用。然而，位 置傳感器的重復(fù)性和冗余性通常增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了位置傳感器裝置，其包含用于檢測(cè)可移動(dòng)裝 置相對(duì)于第一軸線的位置的一個(gè)或多個(gè)第一位置傳感器；以及用于檢測(cè)可移動(dòng) 裝置相對(duì)于第二軸線的位置的一個(gè)或多個(gè)第二位置傳感器?？梢苿?dòng)裝置根據(jù)一 路徑移動(dòng)，該路徑包括多個(gè)離散位置和多個(gè)中間段，且位置傳感器裝置關(guān)于該 路徑偏置。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了位置傳^H，，其包含用于檢測(cè)車輛電
子換檔桿的第一位置坐標(biāo)的多個(gè)第一位置傳感器；用于檢測(cè)電子換檔桿的第二
位置坐標(biāo)的多個(gè)第二位置傳感器；以及連接到所述多個(gè)第一和第二位置傳感器
上的電子處理裝置，以用于接收第一和第二位置坐標(biāo)。電子換檔桿在相鄰離散
位置間的移動(dòng)引起第一位置坐標(biāo)和第二位置坐標(biāo)兩者的改變。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了用于檢測(cè)車輛電子換檔桿位置的方法。該方
4法通常包含以下步驟(a)采用一個(gè)或多個(gè)第一位置傳感器來(lái)獲取電子換檔桿的 第一位置讀數(shù)；(b)采用一個(gè)或多個(gè)第二位置傳感器來(lái)獲取電子換檔桿的第二位
置讀數(shù)，其中第一和第二位置傳感器是位置傳感器體的一部分，該位置傳感
器裝置關(guān)于電子換檔桿的換檔模式偏斜；以及(c床用第一和第二位置讀數(shù)來(lái)確
定電子換檔桿的正確位置。


接下來(lái)將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明優(yōu)選的代表性實(shí)施例，其中相似的標(biāo)記
表示相似的元件，并且其中圖1是安裝在車輛轉(zhuǎn)向柱上的代表性電子換檔桿的透視圖；圖2是為了闡明某些特征而移開一些部件的圖1的電子換檔桿的透視圖；
圖3是可以與圖1的電子換檔桿一起使用的fW性的四位換檔模式的圖 解；圖4是與圖3的四位換檔模式一起JOT的傳統(tǒng)位置傳mi裝置的圖解；
圖5是與圖3的四位換檔模式一起使用的本發(fā)明位置傳感器裝置的實(shí)施 例；圖6是安裝在車輛地板上的代表性電子換檔桿的透視亂圖7是為了闡明某些特征而移開一些部件的圖6的電子換檔桿的透視圖；圖8是具有六位換檔模式且構(gòu)成圖6電子換檔桿的一部分的槽盤的俯視
圖；圖9是與圖8的六位換檔模式一起使用的本發(fā)明位置傳感器裝置的實(shí)施 例；圖IO是概括地示出本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的一些步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式這里所描述的位置傳感tl裝置和方法可以被用來(lái)確定各種可移動(dòng)裝置的 位置，包括但不局限于車輛電子換檔桿。盡管下面的說(shuō)明針對(duì)幾個(gè)代表性的電子換檔桿，但是應(yīng)該意識(shí)到本發(fā)明 的位置傳感器裝置和方法還可用在其他場(chǎng)合。例如，它們可以選擇性地與換檔 桿一起使用，這些換檔桿具有不同的換檔模式，具有兩條以上的運(yùn)動(dòng)軸線，被安裝在車輛的不同位置，或者被用于手動(dòng)變速箱等等。此外，還可能將本發(fā) 明的位置傳 裝置和方法與除換檔桿外的其他裝置一起使用。參看圖1，示出了一代表性電子換檔桿10的透視圖，該電子換檔桿10
安裝在車輛轉(zhuǎn)向柱上并且被用于選擇自動(dòng)變速箱的不同檔位。在這個(gè)特定例子
中，電子換檔桿10使駕駛員通過向上和向下移動(dòng)電子換檔桿而在倒檔(R)，空 檔(N)和前進(jìn)檔(D)之間進(jìn)行選擇。當(dāng)駕駛員分離或者釋放電子換檔桿10 時(shí)，它回到零位(NULL)或者靜止位置。如圖3中很好示出的，電子換檔桿 10通常采取四位換檔模式12，其中零位置14只育^I31換檔模式的中間而到達(dá) (即，駕駛員必須從空檔16換到零位置，他們不能直接從倒檔18或前進(jìn)檔20 換到零位置)。此外，這里所示出的四位換檔模式只是可以利用本發(fā)明的位置傳 感器裝置及方法的應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的位置傳感器裝置及方法也可以 與其它應(yīng)用一起使用。代表性變速箱選項(xiàng)(艮N，D)只是一些基本選項(xiàng)，其他變 速箱特征，如翹板變速開關(guān)(paddle shifter)、經(jīng)濟(jì)模式、牽弓膜式等等，也可以 被加至IJ換檔模式或者車輛中其他合適的地方，例如方向盤、控制桿、或者儀表 板。在電子換檔桿10上還顯示有用于使車輛停車的獨(dú)立按鈕22。
圖2示出了電子換檔桿10的透視圖，其包括本發(fā)明的位置傳 裝置如 何被實(shí)施至U代表性電子換檔桿中的示例。在這^#定實(shí)施例中，電子換檔桿10 通常包括控制臂30，安裝部件32，磁元件34、 36，位置傳感器38、40，槽盤(groove plate)42以及電子處理裝置48?？刂票?0是從轉(zhuǎn)向柱中伸出的大體細(xì)長(zhǎng)的桿或 柄，且能使駕駛員在變速箱選項(xiàng)P、 N和D中進(jìn)行循環(huán)選擇?？刂票?0被彈簧 加載或者被偏壓，從而當(dāng)駕駛員完成對(duì)變速箱選項(xiàng)的選擇時(shí)，控制臂通過換檔 模式12回到靴置。該換檔模式被機(jī)加工或以其他方式成鵬槽盤42的表面 上，使得當(dāng)電子換檔桿被接合時(shí)，控制臂30的一端能夠在槽內(nèi)移動(dòng)且遵循換檔 模式。安裝部件32被固定連接到控制臂30上，使得控制臂能在兩W由線44、 46上移動(dòng)。安裝部件32支撐著磁元件34、 36，從而使得控制臂30的移動(dòng)引起磁元 件的相應(yīng)移動(dòng)。該移動(dòng)繼而引起一電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)由位置傳感器38、 40檢測(cè) 并且被用于確定控制臂30的位置。根據(jù)該特定實(shí)施例，位置傳感器38是磁傳 麟，其ffi31檢測(cè)繞軸線44的旋轉(zhuǎn)、與磁元件34的接近度、或它們的組合來(lái) 確定控制臂的位置(民NJD)。位置傳感器40也是磁位置傳感器，其通過檢測(cè)繞軸線46的旋轉(zhuǎn)、離磁元件36的距離或它們的組合，來(lái)確定控制臂30的位置(N， NULL)。當(dāng)然，也可以采用其他類型傳感器和安裝構(gòu)造，如圖2所示的代表性 實(shí)施例只是用于解釋位置傳感器裝置的偏置性質(zhì)。位置傳/f^38、 40的輸出被 發(fā)送到電子處理裝置48以用于進(jìn)一步的信號(hào)處理和分析。根據(jù)特定應(yīng)用場(chǎng)合， 電子處理裝置可以是模擬或數(shù)字裝置，它可以是專用處理裝置，或者它還可以 由許多部件共享，及作為如車輛電子單元這樣的較大系統(tǒng)的一部分，舉了幾種 可能的情況。如接下來(lái)將詳細(xì)解釋的，位置傳SI體應(yīng)該相對(duì)于換檔模式12被布置 成偏斜的或者偏置的方式。此外，應(yīng)該意識(shí)到還可以在各軸線上釆用多個(gè)位置 傳感器以提供冗余性禾哽大的系統(tǒng)魯棒性。例如，附加的位置傳繊可以被安 裝在安裝部件32上相對(duì)于位置傳感器38、 40的對(duì)角，以冗余地檢測(cè)電子換檔 桿的移動(dòng)。附力啲位置傳感器不必彼此交叉安裝或安裝在代表性安裝部件32的 對(duì)角上；相反，它們可以安裝成鄰近位置傳感器38、 40 (它們甚至可以被集成 為單個(gè)組件或模塊)或者安裝在那些能使它們檢測(cè)控制臂30的位置的其他合適 地方?，F(xiàn)在參看圖4，示出了與前面所描述的四位換檔模式12—起使用的傳統(tǒng) 位置傳感器裝置50。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，傳統(tǒng)的位置傳SI裝置50釆用三個(gè)位置 傳^來(lái)冗余地確定電子換檔桿的x軸位置(以傳感器40示意性地示出)，以 及采用三個(gè)位置傳皿來(lái)冗余地確定電子換檔桿的y軸位置(傳感器38)。由于 電子換檔桿的特性，通常要求傳感器的重復(fù)性或冗余性。為了便于說(shuō)明，假定 只采用一個(gè)丫軸位置傳 38，而且該傳繊發(fā)生故障，導(dǎo)致它提供了不準(zhǔn)確 的y軸位置。系統(tǒng)不僅不能準(zhǔn)確地判斷換檔桿的位置，而且它可能都沒意識(shí)到 發(fā)生了錯(cuò)誤?，F(xiàn)在假設(shè)傳統(tǒng)的位置傳 裝置50每根軸線釆用兩個(gè)位置傳lt^， 且假設(shè)例如y軸傳感器38中的一個(gè)發(fā)生了故障。系統(tǒng)會(huì)被警告發(fā)生錯(cuò)誤，因?yàn)?兩個(gè)y軸傳感器38提供了不同的輸出，然而系統(tǒng)可能不能判斷哪個(gè)傳感器發(fā)生 故障。這就解釋了為什么某些傳統(tǒng)的位置傳 裝置，如圖4所示的那樣，每 根軸上采用三個(gè)位置傳感器。這種系統(tǒng)使用了"三選二"的投票策略，該策略不 僅能檢測(cè)出傳感器故障，而且還能識(shí)別哪個(gè)傳,壞了。
參看圖5，示出了與前面描述的四位換檔模式12—起使用的本發(fā)明的位 置傳 裝置60的一個(gè)實(shí)施例。應(yīng)該注意到，圖5中的換檔模式還包括多個(gè)中
7間換檔段，在處于這些中間換檔段時(shí)，換檔桿是介于離散的換檔桿位置R,N,D, NULL中間。例如，換檔模式12包括零^/空檔段62，倒檔/空檔段64，以及前 進(jìn)檔/空檔段66。如本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到的那樣，知道換檔桿是否處于這些中 間換檔段之一是非常有利的。根據(jù)該特定實(shí)施例，位置傳感器裝置60具有兩個(gè)用來(lái)檢測(cè)關(guān)于軸線46 的換檔桿位置的位置傳麟40，兩個(gè)用于檢觀咲于軸線44的換檔桿位置的位置 傳感器38，且該位置傳 裝置60被如此定位使得它相對(duì)于換檔模式12偏斜 或偏置。換句話說(shuō)，四位換檔模式12包括相對(duì)于位置傳感器裝置60來(lái)說(shuō)， 角或者傾斜布置的移動(dòng)路徑，以便在變速箱選項(xiàng)民N, D， NULL之間的切換能弓I 起x軸和y軸位置坐標(biāo)的改變。在圖5中，換檔模式12示出為對(duì)角取向，且位 置傳感器裝置60為非對(duì)角或者水平取向。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到本 發(fā)明的位置傳^裝置和/或換檔模式是否是對(duì)角布置并不重要，只要它們兩個(gè) 相對(duì)于彼此是偏斜或者偏置的就可以了 。該偏斜或者偏置的布置育,帶來(lái)許多 令人滿意的屬性，包括改善的可靠性、魯棒性及冗余性，以及降低成本、減少 重量和零件數(shù)目(例如，傳統(tǒng)的傳感器裝置50總共使用了六個(gè)位置傳感器，而 本發(fā)明的傳感器裝置僅使用了四個(gè))。沒有必要使換檔模式的每個(gè)部分或段都相 對(duì)于位置傳感器裝置偏置，因?yàn)檫@里所描述的裝置及方法也適用于在這些設(shè)置 中使用。通過接下來(lái)的示意性例子，這些和其他特征將變得更明白。
考慮這樣的例子，其中電子換檔桿10處于倒檔位置18，兩個(gè)傳感器40 之一發(fā)生故障且錯(cuò)誤地報(bào)告了x軸位置坐標(biāo)"3"，而不是正確的坐標(biāo)T'。檢測(cè)到 的坐標(biāo)對(duì)于x軸為"3"和'l"，且對(duì)于y軸為"5"和'5"(后面將以(x,x),(y,y)的形式 來(lái)表示四個(gè)傳感器的坐標(biāo))。因?yàn)閥軸坐標(biāo)是相同的，因lt體發(fā)明方法假定位置 傳 38工作正常(兩個(gè)傳自38都發(fā)生故障且報(bào)告相同的錯(cuò)誤輸出的可能 性很低)。因?yàn)閮蓚€(gè)傳感器40報(bào)告不同的值，所以上面所描述的傳感器故障被 檢測(cè)到。參照?qǐng)D5，當(dāng)y軸坐標(biāo)等于"5"時(shí)，只有兩個(gè)可接受的x軸坐標(biāo)，分別 是T鄰"5"。因此，本方法確定提供輸出"l"的x軸傳繊工作正常，而提供輸 出"3"的那個(gè)發(fā)生故障。也存在某些瞎況，其中一個(gè)傳 發(fā)生故障，而僅根據(jù)它的輸出無(wú)法判 斷。例如，仍考慮上面的例子，但是假設(shè)故障傳感器40提供錯(cuò)誤的x軸坐標(biāo)'5"， 而不是"3"。坐標(biāo)(5,5)對(duì)應(yīng)著零位置14，其是電子換檔桿10的合理位置。這些情況盡管很罕見，但是會(huì)發(fā)生，這里稱之為"不確定狀態(tài)"。在上面的例子中， 檢測(cè)到的坐標(biāo)是(1,3) ,(5,5)，本發(fā)明不僅能檢測(cè)出傳 故障，而且它還能判
斷出哪個(gè)傳感器發(fā)生故障，并且仍能準(zhǔn)確地確定出電子換檔桿10的正確位置， 這使得有一個(gè)傳感器故障的換檔桿能夠繼續(xù)使用。在其中坐標(biāo)是(1,5),(5,5)，即 處于不確定狀態(tài)的目前例子中，本發(fā)明的方法能夠檢測(cè)出傳感器故障，但是利 用附加特征或技術(shù)才能確定出電子換檔桿10的真正位置及哪個(gè)傳感器壞了。
—種這樣的技術(shù)包括參照由位置傳感器裝置60檢測(cè)到的先前位置和/或 下一個(gè)位置，并且利用確定狀態(tài)來(lái)識(shí)別故障傳感器及確定電子換檔桿10的正確 位置。例如，在上面提到的不確定狀態(tài)(1,5),(5,5)，使用先前記錄下來(lái)的記錄來(lái) 決定該不確定性。如果最后一組保存的坐標(biāo)是(2,5),(4,4)(這仍反應(yīng)出單個(gè)故障 的x軸傳感器，但是4 "確定狀態(tài)")，那么本發(fā)明的方法就可以推斷出換檔桿 最后處于空檔和倒檔之間的中間段64。禾,該信息就可以很清楚地判斷出，提 供'5"輸出的x軸傳感器是故障傳感器，并且不確定狀銜l ,5),(5,5)實(shí)際掘應(yīng)著 倒檔位置18。除了可以在時(shí)間上回顧參照先前保存的坐標(biāo)外，也可以通過向前 參照下一組被記錄的坐標(biāo)來(lái)決定該不確定狀態(tài)。例如，本發(fā)明的方法可以用任 何從不確定狀態(tài)到確定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，來(lái)識(shí)別故障傳感器及確定電子換檔桿的真 實(shí)位置。盡管罕見，但是電子換檔桿10也有可能從一個(gè)不確定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱?-個(gè)不確定狀態(tài)?？紤]到某些轉(zhuǎn)變是難以置信的(例如，在沒有先經(jīng)過空檔位置 16的情況下，直接從倒檔位置18換到零位置14)，從不確定到不確定的轉(zhuǎn)變的
數(shù)量進(jìn)一步歡考慮一個(gè)不同的例子，其中電子換檔桿10發(fā)生了某些類型的機(jī)械故障， 例如它變得物理上分離且停在換檔模式12之外的未經(jīng)認(rèn)可的位置上；例如，對(duì) 應(yīng)于坐標(biāo)(2,2),(2,2)的位置70。本發(fā)明的方法f的多檢測(cè)出這樣的機(jī)械故障。首先， 本發(fā)明的方淘叚定沒有傳繊故障，因?yàn)閮蓚€(gè)傳麟40和兩個(gè)傳繊38都提 供了各自相同的輸出；即它們彼此證實(shí)。第二，本發(fā)明的方法意識(shí)到位置70是 處于換檔模式外的未經(jīng)認(rèn)可的位置?？紤]到該看起來(lái)正確的位置傳感器信息及 未經(jīng)認(rèn)可的位置，本發(fā)明的方法能夠確定發(fā)生了機(jī)械故障，因此能采取適當(dāng)?shù)?步驟來(lái)警告駕駛員，等等。在某些實(shí)施例中，各離散換檔桿位置同時(shí)具有唯一的x軸和y軸坐標(biāo)是 有利的。例如，如果修改換檔模式12以使得零位置14處于坐標(biāo)(4,4)，那么圖5
9中的每個(gè)離散換檔桿位置民N, D, NULL就會(huì)具有唯一的x軸和y軸坐標(biāo)。這種 布置是可取的，因?yàn)樗芟厦娴竼承┎淮_定性，然而也存在一些缺點(diǎn)， 例如縮短了換檔桿行程。如技術(shù)人員所意識(shí)到的，除非用更高分辨率的傳感器 等(這會(huì)增加成本)補(bǔ)償，否貝i」位置之間縮短的換檔桿行程或換檔桿路徑會(huì)導(dǎo) 致位置檢測(cè)準(zhǔn)確性斷氐?，F(xiàn)在參看圖6和圖7，示出了另一個(gè)可以與這里所描述的位置傳 裝 置和方法一起使用的代表性電子換檔桿80。根據(jù)該特定實(shí)施例，電子換檔桿80 是位于駕駛員和乘客座位之間的地板式安裝的換檔桿，其通常包括控制臂82， 第一位置傳感器86，第二位置傳感器88以及槽盤90?？刂票?2包括上端和下 端，在上端安裝有由駕駛員控制的操縱桿式手柄，下端與槽盤90中的鵬接合， 使得控制臂的移動(dòng)限于在槽盤上刻出的換檔模式。當(dāng)然應(yīng)該意識(shí)到還有眾多可 能的方式將控制臂機(jī)械結(jié)合在換檔桿組件中，這里所示出的代表性實(shí)施例只是 它們中的一個(gè)。第一位置傳感器86安裝在,控制臂82的底部處，且被用于檢測(cè)控制 臂的移動(dòng)。 一種可采用的合適類型的位置傳感器示例是旋轉(zhuǎn)位置傳感器，例如 由Melexis銷售的MLX91204。位置傳感器86可以包括集成在單個(gè)組件中的兩 個(gè)或多個(gè)位置傳感器，在適用于本發(fā)明的位置傳 裝置的實(shí)施例的設(shè)計(jì)中， 每根軸線上使用兩個(gè)傳感器。因?yàn)榫哂袃蓚€(gè)集成位置傳感器的傳感器模塊通常 被用在各種場(chǎng)合，而不僅僅是電子換檔桿，它們經(jīng)常以相對(duì)較低的成本購(gòu)買。
因此，本發(fā)明的每根軸線上兩個(gè)傳感器的布置肖KM:采用現(xiàn)成部件來(lái)降低成本。第二位置傳感器88安裝在傳感器86上面，也能確定控制臂的位置。在 該特定實(shí)施例中，位置傳繊88包括用于檢測(cè)距離安裝在控制臂82上的磁體 或其他元件的統(tǒng)性距離的接近傳感器，例如當(dāng)在N, NULL和M位置之間轉(zhuǎn)變 時(shí)，該磁體或其他元件遠(yuǎn)離或向著傳 移動(dòng)。這種來(lái)回移動(dòng)可以被轉(zhuǎn)化為位 置讀數(shù)，而然后被用于確定電子換檔桿80的位置。還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，位置傳 86,88還可以采用本領(lǐng)域中公知的旋轉(zhuǎn)、角度、線性、接近、磁性、非磁性、和 /或其他傳感器的任何組合。來(lái)自于位置傳感器86,88的輸出被發(fā)送到電子處理 裝置98，用于信號(hào)處理和分析。電子處理裝置冑^多執(zhí)行多種電子指令，包括本 發(fā)明方法中的那些，從而解釋和分析傳感器讀數(shù)，從而確定換檔桿80的位置。 當(dāng)然，也可以附加其他位置傳感器，或者采用不同的位置檢測(cè)裝置，前面的例
10子只是闡述本發(fā)明位置傳 裝置和方法的一個(gè){ 性例子。如圖9所示的，第一和第二位置傳感器86,88相對(duì)于六位換檔模式92傾 斜或?qū)桥帕?。該特定換檔模式92通常相對(duì)于位置傳 裝置94成45°角布置， 其包括手動(dòng)位置100，空檔位置102，倒檔位置104，前進(jìn)檔位置106，手動(dòng)升 檔位置108和手動(dòng)降檔位置110。這里例證性示出的第一和第二位置傳麟86,88 采用六乘六的網(wǎng)格來(lái)確定電子換檔桿80的位置。如前面闡述的，通過使位置傳 If^裝置和換檔模式以偏斜或偏置方式排列，電子換檔桿80在各種換檔桿位置 之間的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致x軸和y軸坐標(biāo)都發(fā)生改變?？紤]這個(gè)例子，其中當(dāng)兩個(gè)傳麟86之一壞了時(shí)，電子換檔桿80處于 手動(dòng)位置100。位置傳感器裝置輸出的不是正確的輸出(6,6),(6,6)，而是例如坐標(biāo) (6,6),(6,5)，其對(duì)應(yīng)著一個(gè)確定狀態(tài)。本發(fā)明的方法能夠在x軸坐標(biāo)等于"6"(假 定傳感器88工作正常，因?yàn)樗鼈冚敵隽讼嗤慕Y(jié)果)時(shí)核查所有的y軸可能性。 在這個(gè)例子中，本發(fā)明的方法肖^識(shí)另?yè)苌收系膫鞲衅?6，它是輸出"5"的那 個(gè)，因?yàn)?6,5)并非對(duì)應(yīng)著可接受的換檔桿位置。此外，還存在某些情況，其中 位置傳感器之一發(fā)生故障且出現(xiàn)不確定狀態(tài)。更多信息，請(qǐng)參考前面有關(guān)用于 表示不確定狀態(tài)的代表性方法的描述。在換檔模式92中，還能檢測(cè)到中間換檔 段，這些可包括f^/空檔段120，倒檔/空檔段122，以及前進(jìn)檔/空檔段124。
參看圖IO，示出了流程圖，該流程圖概括地示出了本發(fā)明方法的^ 性 實(shí)施例100的一些步驟。在第一步驟102中，該方法初始化幾個(gè)M，標(biāo)記， 參數(shù)等等。在這個(gè)特定實(shí)施例中，步驟102設(shè)置換檔桿一位置變量(Shifter一Position variable)為"零位(NULL)"，診斷J犬態(tài)標(biāo)記(Diagnotstic—State flag)為"無(wú)故障(NO MALFUNCTION)",以及故障—傳感器，(Manilinctioning—Sensor vanable)為"無(wú) (NONE)"。也可以執(zhí)^亍其他設(shè)置和初始化。接下來(lái)，步驟104讀取各位置傳感tl(xl, x2, yl, y2)并以各種不同方式中 的一種來(lái)處理這個(gè)輸入。例如，來(lái)自于每個(gè)位置傳感器的讀數(shù)可以被發(fā)送到電 子處理裝置并且被劃分為多個(gè)區(qū)一例如，圖5中的五個(gè)x軸區(qū)，圖9中的六個(gè)x 軸區(qū)，等等。然后步驟106檢查位置傳感器讀數(shù)的有效性以確定它們是否全都 工作正常。確定這個(gè)的一個(gè)方法就是進(jìn)行檢查以確保xl和x2傳/t^^輸出相 同的x軸坐標(biāo)，以及yl和y2傳感翻賺出相同的y軸坐標(biāo)。如果報(bào)告的x軸 坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)彼此一致，那么步驟106 M行檢查以確定它們是否對(duì)應(yīng)著有效的電子換檔桿位置。如上面提到的，如果電子換檔桿出現(xiàn)機(jī)械故障且偏離換 檔模式，那么這些坐標(biāo)有可能彼此仍一致，但卻對(duì)應(yīng)著無(wú)效的位置。步驟106 也能夠執(zhí)行其他檢查。如果步驟106確定所有的傳^t江作正常，且傳達(dá)出有效的電子換檔 桿位置，那么步驟108可以使用查詢表或者其他合適的手段來(lái)找出哪個(gè)換檔桿 位置對(duì)應(yīng)著該傳感器讀數(shù)。這個(gè)位置被寫入變量換檔桿一位置中，且診斷—狀態(tài) 標(biāo)記仍保持為無(wú)故障。如果步驟106確定出一個(gè)或多個(gè)位置傳感器發(fā)生故障，那么步驟110確 定是否存在"確定狀態(tài)"，如前面解釋的。如果傳感器故障導(dǎo)致確定狀態(tài)，那么 步驟120育詢夠角定出換檔桿的真實(shí)位置(換檔桿j立置)以及故障傳感器的真實(shí) 身份(傳感器—失效)。如果步驟110確定出位置傳 裝置處于不確定狀態(tài)， 那么方法100暫時(shí)假定換檔桿處于默認(rèn)位置，如零位置(換檔桿—位置=零位)， 且該方法采用一種或多種技術(shù)來(lái)決定這個(gè)不確定性。前面已經(jīng)給出了這種技術(shù) 的多個(gè)例子，包括參照先前和/或接下來(lái)的確定狀態(tài)，采用這個(gè)信息來(lái)識(shí)別故障 傳感器，步驟122。在步驟124中存儲(chǔ)有缺陷的或者故障位置傳感器的身份，用 于在該方法回至陟驟104之前所進(jìn)行的隨后的診斷和分析。這些步驟的大柳頓 i^一直持續(xù)，直到例如熄火或者發(fā)生其他事件。還應(yīng)該意識(shí)到前面的描述僅僅是本發(fā)明位置傳感器裝置的一個(gè)代表性實(shí) 施例。例如，位置傳 裝置不必在每根軸線上都具有兩個(gè)位置傳/^1 (例如， 在每根軸線上可以用一個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)等數(shù)目的位置傳自)；它不必只 采用旋轉(zhuǎn)位置傳感器，也可以是旋轉(zhuǎn)、角度、線性、接近、磁性、非磁性、和/ 或其他傳感M型的任意組合；它不必使用五乘五或者六乘六的網(wǎng)格，相反換 檔模式可以被劃分成更多或者更少的區(qū)域；它不必使用所示的示意性傳感器安 裝構(gòu)造，因?yàn)閺膶?shí)際制造和設(shè)計(jì)考慮還可能需要其他構(gòu)造；并且它不必使用帶 有x和y軸坐標(biāo)的網(wǎng)格，還可以使用用來(lái)測(cè)量相對(duì)于一根軸線的位置或者自由 度的其他坐標(biāo)系及方法。當(dāng)然這些只是一些可能性，還可以采用其他那些對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的技術(shù)手段。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，前面的說(shuō)明書并不是對(duì)本發(fā)明的限定，而，一個(gè)或多個(gè) 本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述。本發(fā)明并不局限于這里所公開的特定實(shí)施例，而是 僅僅由下面的權(quán)利要求來(lái)限定。此外，前面的說(shuō)明書中所包含的陳述涉及特定的實(shí)施例，其不能構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的范圍或?qū)?quán)禾腰求中所使用的術(shù)語(yǔ)定義的限 制，除了那些在上面清楚限定的術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)。各種其他實(shí)施例及對(duì)所公開的實(shí) 施例的各種改變和變型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。所有這樣的實(shí)施 例、改變和變型都落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。如說(shuō)明書和權(quán)利要求中所j頓的，術(shù)語(yǔ)"例如"，"如"，"諸如"和"等等" 以及動(dòng)詞"包含"，"具有'，"包括"及它們的其它動(dòng)詞形式，當(dāng)與一個(gè)或多個(gè)部件 或其他項(xiàng)的列表連起來(lái)使用時(shí)，指的都是開放式的，即該列表并非要排除其他、 附加部件或項(xiàng)。其它術(shù)語(yǔ)除非被用在一個(gè)需要不同理解的上下文中，否則都采 用它們最廣義的意思。
權(quán)利要求
1、一種位置傳感器裝置，包含用于檢測(cè)可移動(dòng)裝置相對(duì)于第一軸線的位置的一個(gè)或多個(gè)第一位置傳感器；以及用于檢測(cè)所述可移動(dòng)裝置相對(duì)于第二軸線的位置的一個(gè)或多個(gè)第二位置傳感器，其中所述可移動(dòng)裝置沿著一路徑移動(dòng)，該路徑包括多個(gè)離散位置和多個(gè)中間段，且所述位置傳感器裝置關(guān)于該路徑偏置。
2、 如權(quán)利要求1所述的位置傳 裝置，其中所述位置傳感皿置安裝成 靠近 的電子換檔桿，以便第一位置傳感器確定所述電子換檔桿的第一位置 坐標(biāo)，且第二位置傳感 定所述電子換檔桿的第二位置坐標(biāo)。
3、 如權(quán)禾腰求2所述的位置傳 裝置，其中所述電子換檔桿包括能夠使 其關(guān)于第一和第二軸線移動(dòng)的安裝部件，且所述位置傳感器裝置包括附接到所 述安裝部件上且靠近第--位置傳感器的第一磁元件以及附接到所述安裝部件上 且靠近第二位置傳感器的第二磁元件，其中所述電子換檔桿的移動(dòng)使得第--和 第二位置傳 分別通過第一和第二磁元件來(lái)檢測(cè)位移。
4、 如權(quán)利要求2所述的位置傳繊裝置，其中所述位置傳感器裝置包括總 共四個(gè)位置傳感器，用于檢測(cè)所述電子換檔桿相對(duì)于第一軸線的位置的兩個(gè)第 一位置傳感器以及用于檢測(cè)所述電子換檔桿相對(duì)于第二軸線的位置的兩個(gè)第二 位置傳感器。
5、 如權(quán)利要求4所述的位置傳 裝置，其中所述位置傳感器裝置檢測(cè)位 置傳^l錯(cuò)誤并利用總共僅四個(gè)位置傳感器來(lái)識(shí)別發(fā)生故障的位置傳感器。
6、 如權(quán)利要求2所述的位置傳 裝置，其中所述電子換檔桿從一個(gè)離散 位置到相鄰離散位置的移動(dòng)引起第一位置坐標(biāo)和第二位置坐標(biāo)兩者的改變。
7、 如權(quán)利要求2所述的位置傳感器裝置，其中所述電子換檔桿的每個(gè)離散 位置都具有唯一的第一位置坐標(biāo)和唯一的第二位置坐標(biāo)。
8、 如權(quán)利要求2所述的位置傳自裝置，其中第一或第二位置傳感器之一 的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致所述電子換檔桿的確定狀態(tài)或者導(dǎo)致所述電子換檔桿的不確定狀 態(tài)，且所述位置傳麟裝置利用確定狀態(tài)來(lái)決定不確定狀態(tài)。
9、 如權(quán)利要求2所述的位置傳 裝置，其中所述位置傳感器裝置關(guān)于所述電子換檔桿路徑偏置大約45°。
10、 一種位置傳感器^S，包含用于檢測(cè) 電子換檔桿的第一位置坐標(biāo)的多個(gè)第一位置傳 ;用于檢測(cè)所述電子換檔桿的第二位置坐標(biāo)的多個(gè)第二位置傳感器；以及連接到所述多個(gè)第一和第二位置傳感器上的電子處理裝置，用于接收第一 和第二位置坐標(biāo)，其中所述電子換檔桿在相鄰的離散位置之間的移動(dòng)弓l起第一 位置坐標(biāo)和第二位置坐標(biāo)兩者的改變。
11、 一種用于檢測(cè)車輛中電子換檔桿的位置的方法，包含以下步驟(a) 利用一個(gè)或多個(gè)第一位置傳感器獲取所述電子換檔桿的第一位置讀數(shù);(b) 禾,一個(gè)或多個(gè)第二位置傳感器獲取所述電子換檔桿的第二位置讀數(shù)，其中第一和第二位置傳感器是位置傳自裝置的一部分，該位置傳感器裝置關(guān)于所述電子換檔桿的換檔模式偏斜；以及(c) 使用第一和第二位置讀數(shù)來(lái)確定所述電子換檔桿的正確位置。
12、 如權(quán)禾腰求ll所述的方法，其中步驟(a)還包含用僅兩個(gè)第一位置傳感器來(lái)獲取所述電子換檔桿的第一位置讀數(shù)；以及步驟(b)還包含用僅兩個(gè)第二位置傳感器來(lái)獲取所述電子換檔桿的第二位 置讀數(shù)。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟(c)還包含檢測(cè)是否發(fā)生位置傳感 器錯(cuò)誤，并用總計(jì)僅四個(gè)位置傳SI來(lái)識(shí)別發(fā)生故障的位置傳麟。
14、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中步驟(c)還包含檢測(cè)出不確定狀態(tài)，并 參照確定狀態(tài)來(lái)確定所述電子換檔桿的正確位置。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述確定狀態(tài)指的是由所述位置傳感 器裝置檢測(cè)到的之前位置。
16、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述確定狀態(tài)指的是由所述位置傳感 器裝置檢觀倒的下一位置。
17、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述確定狀態(tài)指的是位于所述換檔模 式的離散位置之間的中間段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種位置傳感器裝置及方法，用于確定可移動(dòng)裝置，如車輛電子換檔桿的位置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該位置傳感器裝置被布置成關(guān)于電子換檔桿的換檔模式偏斜或者偏置的形式，以便電子換檔桿從一個(gè)離散位置到相鄰離散位置的移動(dòng)能引起x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)兩者的改變。
文檔編號(hào)G01B7/00GK101504270SQ200910126770
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月7日
發(fā)明者J·K·候, J·N·斯托克布里奇, O·S·王 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司