使用多状态开关触点的鲁棒转换的方法和系统描述了用于响应于多位置致动器的位置而鲁棒地确定受控设备期望操作状态的系统、方法和设备。两个或更多个三进制开关触点提供表示致动器位置的输入信号。然后控制逻辑基于接收的输入信号确定受控设备的期望状态。从输入值定义的多个操作状态中确定期望的操作状态。通过选择每个操作状态，以使任何操作状态到另一操作状态之间的转变都由第一和第二三进制输入值中每一个的改变引起，来提供鲁棒性。
1.一种用于响应于多位置致动器的位置而将受控设备置于期望操作状态的鲁棒控制系统，所述系统包括：第一开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器状态的函数的第一三进制输入值；
第二开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器位置的函数的第二三进制输入值；以及控制逻辑，其被配置为接收第一和第二三进制输入值，并基于接收的第一和第二三进制输入值来从所述受控设备的多个操作状态中确定所述期望操作状态，其中所述多个操作状态中的每一个都由选择的第一和第二三进制输入值的唯一组合来表示，以使从所述多个操作状态中的一个到所述多个操作状态中另一个的任何变换都由第一和第二三进制输入值二者的变换引起。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中第一和第二三进制输入值中的每一个都是从高值、低值和中间值中选择的。
3.如权利要求2所述的控制系统，其中所述多个操作状态中的一个由具有所述高值的第一三进制输入值和具有所述低值的第二三进制输入信号表示。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中所述多个操作状态中的第二个由具有所述低值的第一三进制输入值和具有所述高值的第二三进制输入信号表示。
5.如权利要求4所述的控制系统，其中所述多个操作状态中的第三个由每个都具有所述中间值的第一和第二三进制输入值表示。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中所述多个操作状态中的第三个对应于缺省操作状态。
7.如权利要求2所述的控制系统，其中所述中间值对应于第一或第二开关触点处的开路状况。
8.如权利要求1所述的控制系统，其中所述多个操作状态包括第一和第二操作状态，所述第一和第二操作状态每个都由具有相反值的第一和第二三进制输入值确定。
9.如权利要求8所述的控制系统，其中所述多个操作状态包括第三操作状态，所述第三操作状态由每个都具有中间值的第一和第二三进制输入值确定。
10.如权利要求9所述的控制系统，其中第一三进制输入值在第一操作状态中显示中间值、在第二操作状态中显示高值并在第三操作状态中显示低值，并且其中第二三进制输入值在第一操作状态中显示所述高值、在第二操作状态中显示所述中间值并在第三操作状态中显示所述低值。
11.如权利要求10所述的控制系统，其中第三操作状态是缺省状态。
12.如权利要求1所述的控制系统，其中所述受控设备是巡航控制。
13.如权利要求9所述的控制系统，其中所述受控设备是巡航控制，并且所述多个操作状态中的第一和第二操作状态分别对应于汽车巡航控制的设置/滑行和恢复/加速状态。
14.如权利要求13所述的控制系统，其中第三操作状态对应于所述巡航控制的缺省状态。
15.如权利要求1所述的控制系统，其中所述受控设备是动力输出器。
16.如权利要求1所述的控制系统，其中所述受控设备是动力输出器，并且所述多个操作状态中的第一和第二操作状态分别对应于所述动力输出器的设置1和设置2状态。
17.如权利要求16所述的控制系统，其中所述设置1和设置2状态对应于预置的发动机速度。
18.如权利要求16所述的控制系统，其中第三操作状态对应于所述动力输出器的缺省状态。
19.如权利要求1所述的控制系统，其中所述多个操作状态包括正常、性能和经济模式。
20.如权利要求9所述的控制系统，其中所述多个操作状态中的第一和第二操作状态对应于所述受控设备的性能和经济状态。
21.如权利要求20所述的控制系统，其中第三操作状态对应于所述受控设备的正常状态。
22.如权利要求9所述的控制系统，其中所述多个操作状态中的第一和第二操作状态分别对应于迅速加速和迅速减速操作状态。
23.一种用于响应于多位置致动器的位置而将动力输出器置于期望操作状态的鲁棒控制系统，其中从至少包括设置1模式、设置2模式和缺省模式的多个模式中选择所述期望操作状态，所述系统包括：第一开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器状态的函数的第一三进制输入值；
第二开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器位置的函数的第二三进制输入值；以及控制逻辑，其配置为接收第一和第二三进制输入值，并至少部分基于接收的第一和第二三进制输入值来确定所述动力输出器的所述期望操作状态，其中当第一和第二三进制输入值具有相反值时，选择所述设置1和设置2模式，并且其中当第一和第二三进制输入值都具有中间值时，选择所述缺省模式。
24.一种用于响应于多位置致动器的位置而将受控设备置于期望操作状态的鲁棒控制系统，其中从至少包括正常模式、经济模式和性能模式的多个模式中选择所述期望操作状态，所述系统包括：第一开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器状态的函数的第一三进制输入值；
第二开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器位置的函数的第二三进制输入值；以及控制逻辑，其配置为接收第一和第二三进制输入值，并至少部分基于接收的第一和第二三进制输入值来确定所述受控设备的所述期望操作状态，其中当第一和第二三进制输入值显示出相反值时，选择所述经济和性能模式，并且其中当第一和第二三进制输入值都显示中间值时，选择所述正常模式。
25.一种用于响应于多位置致动器的位置而将动力输出器置于期望操作状态的鲁棒控制系统，其中所述期望操作状态是从包括两个可选操作模式和缺省模式的多个模式中选择的，所述系统包括：第一开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器状态的函数的第一三进制输入值；
第二开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器位置的函数的第二三进制输入值；以及控制逻辑，其配置为接收第一和第二三进制输入值，并至少部分基于接收的第一和第二三进制输入值来确定所述动力输出器的所述期望操作状态，其中当第一和第二三进制输入值显示出相反值时，选择所述两个可选操作模式中的一个，并且其中当第一和第二三进制输入值都显示中间值时，选择所述缺省模式。
26.一种用于响应于多位置致动器的位置将车辆巡航控制置于期望操作状态的鲁棒控制系统，其中从至少包括正常模式、设置/滑行模式和恢复/加速模式的多个模式中选择所述期望操作状态，所述系统包括：第一开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器状态的函数的第一三进制输入值；
第二开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器位置的函数的第二三进制输入值；以及控制逻辑，其配置为接收第一和第二三进制输入值，并至少部分基于接收的第一和第二三进制输入值来确定所述受控设备的所述期望操作状态，其中当第一和第二三进制输入值显示出相反值时，选择所述设置/滑行和恢复/加速模式，并且其中当第一和第二三进制输入值都显示中间值时，选择所述正常模式。
27.一种用于响应于多位置致动器的位置而向受控设备提供迅速加速或迅速减速信号的鲁棒控制系统，所述系统包括：第一开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器状态的函数的第一三进制输入值；
第二开关触点，其耦合到所述多位置致动器，并配置为提供作为所述多位置致动器位置的函数的第二三进制输入值；以及控制逻辑，其配置为接收第一和第二三进制输入值，并至少部分基于接收的第一和第二三进制输入值来确定提供给所述受控设备的期望信号，其中当第一和第二三进制输入值显示出第一对相反值时提供所述迅速加速信号，其中当第一和第二三进制输入值显示出第二对相反值时提供所述迅速减速信号，并且其中当第一和第二三进制输入值都显示中间值时指示没有改变。
28.一种根据多位置致动器的位置确定受控设备的期望操作状态的方法，所述方法包括以下步骤：接收具有表示所述多位置致动器相对于第一开关触点的位置的低值、中间值或高值的第一三进制信号，接收具有表示所述多位置致动器相对于第二开关触点的位置的低值、中间值或高值的第二三进制信号；以及处理第一和第二三进制信号，以确定所述期望操作状态，其中第一操作状态对应于第一三进制信号具有所述高值且第二三进制信号具有所述低值，第二操作状态对应于第一三进制信号具有所述低值且第二三进制信号具有所述高值，并且第三操作状态对应于第一和第二三进制信号每个都具有所述中间值。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述中间值对应于开路。
30.如权利要求28所述的方法，其中第三操作状态对应于缺省状态。
31.如权利要求28所述的方法，其中所述受控设备是巡航控制。
32.如权利要求31所述的方法，其中第一和第二操作状态分别对应于设置/滑行和恢复/加速信号。
33.如权利要求28所述的方法，其中所述受控设备是动力输出器。
34.如权利要求33所述的方法，其中第一和第二操作状态分别对应于所述动力输出器的设置1和设置2。
35.如权利要求28所述的方法，其中第一和第二操作状态分别对应于经济和性能状态，并且第三操作状态对应于正常操作状态。
36.如权利要求28所述的方法，其中第一和第二操作状态分别对应于迅速加速和迅速减速状态。
37.一种用于根据多位置致动器的位置来确定受控设备的期望操作状态的仪器，所述仪器包括：用于接收电信号的装置，其配置为接收第一和第二三进制信号，所述第一和第二三进制信号每个都具有分别表示所述多位置致动器相对于第一和第二开关触点的位置的低值、中间值或高值，以及用于处理第一和第二三进制信号以确定所述期望操作状态的装置，其中第一操作状态对应于第一三进制信号具有所述高值且第二三进制信号具有所述低值，第二操作状态对应于第一三进制信号具有所述低值且第二三进制信号具有所述高值，并且第三操作状态对应于第一和第二三进制信号每个都具有所述中间值。
使用多状态开关触点的鲁棒转换的方法和系统
技术领域
[0001] 本发明一般涉及多状态开关逻辑，更具体地说，涉及用于处理多状态数据的鲁棒方法、系统和设备。
背景技术
[0002] 现代车辆包含许多电子和电气开关。响应于由各种开关响应司机/乘客输入、传感器读数等产生的电信号来激活、去激活和调节车辆功能部件，诸如气候控制、音频系统控制以及其它电气系统等。这些电控信号一般经由铜线或其它电导体从开关传递到受控设备。目前，许多控制应用使用单线来使用在该线上传输的高或低电压指示两种离散状态(例如开/关、真/假、高/低等)。
[0003] 为了实现多于两种状态，一般使用附加的控制信号。例如，在常规的两/四轮驱动传送控制中，用耦合到单轴或双轴控制杆的3到5个离散2态开关来表示控制的四种活动状态(例如2WD模式、自动4WD模式、4WD LO模式和4WD HI模式)以及缺省模式。在启动控制杆时，各种开关识别控制杆的位置，以将车辆置于期望的模式。动力输出(PTO)控制一般还包含三个或更多个离散开关，以表示PTO设备的各种状态，该PTO设备通常用于为诸如斗式提升机、扫雪机、提升自卸式车身等的装配式安装配件供电。许多其它的多状态开关使用多个离散开关来表示单轴或双轴控制机构的各种位置，这些位置又表示受控设备的各种状态。
[0004] 随着消费者对更新的车辆中的附加电子功能部件需求的增长，车辆中存在的线路数量不断增加。该附加线路常常占据有用的车辆空间、给车辆增加不希望的重量、并增加车辆的制造复杂性。因此，在车辆应用中存在减少车辆中线路数量而不牺牲功能部件的持续需要。此外，存在增加车辆中功能部件数量而不增加通常与附加线路相关的重量、体积或复杂性、且不牺牲安全性的需要。而且，存在对可靠且可信的鲁棒开关和开关系统的需要，特别是在车辆设置中。
[0005] 具体地说，希望配制多状态开关设备，其能降低与多输入开关、线路和其它构件相关的成本、复杂性和重量，而不牺牲安全性或鲁棒性。而且，根据结合附图以及上述技术领域和背景的随后详细描述和所附权利要求书，其它必要特征和特性将变得明显。
发明内容
[0006] 描述了用于响应于多位置致动器的位置而鲁棒地确定受控设备期望操作状态的系统、方法和设备。两个或更多个三进制开关触点提供表示致动器位置的输入信号。然后控制逻辑基于接收的输入信号确定受控设备的期望状态。从由三进制输入值定义的多个操作状态中确定期望的操作状态。通过正确选择用于表示各种操作状态的信号设置，以及通过机械联锁和/或其它技术，来提供鲁棒性。
附图说明
[0007] 在下文将结合以下附图来描述本发明，其中相同标号表示相同的元件，并且：
[0008] 图1是示范性车辆的框图；
[0009] 图2是开关电路的示范性实施例的电路图；
[0010] 图3是开关电路的备选示范性实施例的电路图；
[0011] 图4A是用于处理来自多个开关的输入信号的示范性开关系统的示意图；
[0012] 图4B是用于处理来自多个联锁开关的输入信号的示范性开关系统的示意图；以及
[0013] 图5是示范性解码器模块的逻辑图；
具体实施方式
[0014] 下面的详细描述实质上仅是示范性的，并不用于限制本发明或本申请以及本发明的应用。此外，并无意被前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面详细描述中给出的任何明确或暗示的理论所限制。
[0015] 根据各种示范性实施例，可用三进制开关来配制用在车辆和其它地方的单轴和/或多轴控制，以降低控制的复杂性。这种开关可用于实现各种类型控制机构的鲁棒选择方案，包括用于正常/性能/经济模式转换、巡航控制转换、动力输出(PTO)控制、“迅速加速/迅速减速(tap up/tap down)”转换等的方案。此外，通过选择特定信号输入组合来表示受控设备的操作状态，和/或通过多个开关触点的机械联锁，可保持甚至改进系统的鲁棒性。
[0016] 现在参考附图，并首先参考图1，示范性车辆100适当地包括与各个开关102A、102B通信以分别接收控制信号106、112A-B的多个构件104、110。各种构件104、110可表示车辆100内存在的任何电气或电子设备，包括(不限于)2WD/4WD变速箱控制、巡航控制、动力输出选择/启动设备、多位置选择器、耦合到这些设备的数字控制器和/或车辆100内的任何其它电气系统、构件或设备。
[0017] 开关102A-B是能够响应于用户命令、传感器读数或其它输入刺激而将各个逻辑信号106、112A-B提供给构件104、110的任何设备。在示范性实施例中，开关102A-B适当地响应控制杆108A-B或其它致动器的移动或启动。可用电气、电子和/或机械致动器来配制各个开关102A-B，以在一条或多条导线或其它电导体连接开关102和构件104、110上产生适当的三进制输出信号，如下面更全面描述的。这些三进制信号可由构件104、110处理，以在适当时将这些构件置于期望的状态。在各种实施例中，(例如在图1中的开关102A和构件104之间)可提供单个三进制信号106，和/或(例如在图1中的开关102B和构件110之间)可提供多个信号112A-B，其中构件104(或相关控制器)中的逻辑组合或处理各个信号112A-B，以提取有意义的指令。在其它实施例中，可以任何合适的方式组合二进制、三进制和/或其它信号，以创建多个可转换状态。
[0018] 许多类型的致动器或基于操纵杆的控制设备都提供了几个输出信号112A-B，这些信号可被处理，以确定单个致动器108B的状态。控制杆108B可对应于2WD/4WD选择器、电子后视镜控制、动力输出选择器或操作在一个或多个自由度内的任何其它设备中的致动器。在备选实施例中，控制杆108A-B在允许多方向移动的球窝或其它配置中移动。本文描述的概念可易于适于与任何类型的机械选择器一起操作，包括任何类型的控制杆、操纵杆或经任何可滑动、可转动或其它联轴节(例如铰链、滑动器、球窝、万向节等)来相对于车辆移动的其它致动器。
[0019] 现在参考图2，示范性开关电路200适当地包括开关触点212、分压器电路216和模数(A/D)转换器202。开关触点212适当地产生三态输出信号，该三态输出信号通过导线106适当地传输，并在分压器电路216和/或A/D转换器202处被解码。虽然电路200也可适于大量备选环境，但图2中所示电路200可特别用于其中A/D转换器202的公共参考电压(Vref)可用于开关触点212和分压器电路216的实施例。
[0020] 开关触点212可以是能够在导线106上产生二进制、三进制或其它适当输出的任何设备、电路或构件。在各种实施例中，用可在许多车辆中普遍找到的常规双掷开关来实现开关触点212。备选地，在适当时用多位置操作器或其它电压选择器来实现触点212。例如可用在许多车辆中普遍找到的常规三位置低电流开关来实现触点212。各种这些开关可选地包括弹簧部件(未示出)或其它机构，以将致动器106(图1)偏置到缺省位置，虽然偏置机构并不出现在所有实施例中。开关触点212概念上对应于图1中所示的各个开关102A-B。
[0021] 开关触点212一般提供从两个参考电压(诸如高参考电压(例如Vref)和低参考电压(例如地))以及中间值中选择的输出信号。在示范性实施例中，Vref是提供给车辆100(图1)中数字电路的同一参考电压，并可以是提供给A/D转换器202的同一参考电压。
在各种实施例中，Vref大约是5伏左右，虽然其它实施例可广泛使用各不相同的参考电压。
触点212提供的中间值可对应于开路(例如都不连接到参考电压)，或者可反映较高参考电压和较低参考电压之间的任何中间值。对于许多应用，中间开路可能都是必要的，因为当开关处于中间状态时，开路一般不会获得信号线106上的寄生电流，这将在下面更全面描述。
此外，使用常规的低电流三位置开关触点212比较容易实现开路状态。
[0022] 因此触点212可操作用于提供从两个参考信号(例如图2示例中的Vref和地)和中间状态中选择的三进制信号106。该信号106在适当时被提供给一个或多个车辆构件(例如图1中的构件104、110)中的解码器电路。在各种实施例中，三态开关触点212只是仅在两个参考电压(例如电源和地)和开路位置或其它中间状态之间选择的多位置设备。该触点不需要提供任何分压，并因此不需要除简单选择装置以外的电阻器、电容器或其它信号处理构件。在各种实施例中，开关212可选择地包括机械联锁能力，以便可在任一给定时间只选择一个状态(例如电源、地、中间状态)。
[0023] 在分压器电路216或构件104、110(图1)处接收触点212产生的信号106。如图2中所示，示范性分压器电路216适当包括分别耦合到提供给触点212的同一高参考信号和低参考信号的第一电阻器206和第二电阻器208。这些电阻器206、208在公共节点218处连接，该公共节点还在适当时接收来自开关212的三进制信号106。在图2中所示的示范性实施例中，电阻器206被示为连接到高参考电压Vref214，而电阻器208连接到地。因此当信号106对应于地和Vref时，电阻器206和208分别用作下拉和上拉电阻器。虽然电阻器
206、208的值随实施例的不同而不同，但这些值可被选择为彼此近似相等，以便在触点212创建开路时，公共节点被拉到近似Vref电压一半的电压。因此，适当时可在公共节点218处提供三个不同的电压信号(即，地、Vref/2、Vref)。备选地，可相应地通过选择电阻器206、208的各个值来调节中间电压的大小。在不同的实施例中，电阻器206、208都被选择为具有大约1-50k欧姆(例如大约10k欧姆)的阻抗，虽然在大量备选实施例中也可用任何其它值。
虽然备选实施例可使用不同值的电阻器206、208，但相对高的电阻值可通过降低从Vref流到地的电流量来帮助节省功率和热量。
[0024] 在公共节点218处存在的三进制电压然后被提供给模数转换器202，以在适当时解码和处理信号204。在各种实施例中，A/D转换器202与处理器、控制器、解码器、远程输入/输出箱等相关联。备选地，A/D转换器202可以是比较器电路、流水线A/D电路或能够提供接收的模拟信号204的数字表示214的其它转换电路。在示范性实施例中，A/D转换器202识别出高参考电压和低参考电压，并假设中间值与中间状态有关。例如在Vref大约等于5伏的实施例中，A/D转换器可将低于大约1伏的电压识别为“低”电压，将高于大约4伏的电压识别为“高”电压，而将1伏和4伏之间的电压识别为中间电压。在其它实施例中A/D转换器202处理的特定公差和值可以改变。
[0025] 如上所述，三进制信号106可由触点212产生，通过单个载体传输，并由A/D转换器202结合分压器电路216解码。分压器电路216定标不对应于触点212的传统“高”或“低”输出的中间信号，以在适当时产生可由A/D转换器202检测和处理的已知中间电压。以这种方式，常规开关触点212和电缆可用于传输代替二进制信号(或除二进制信号之外)的三进制信号，从而增加可在单个导体上传送的信息量。可在大范围汽车和其它应用上采用这个概念。
[0026] 现在参考图3，除了以上结合图2描述的触点212、分压器电路216和A/D转换器202以外，开关电路300的备选实施例还适当地包括附加的分压器308。当不可或不便将提供给A/D转换器202的一个或多个参考电压(例如Vref)提供给触点212时，图3所示的电+
路可提供附加的优点。在此情况下，可将另一个方便的参考电压(例如车辆电池电压B、运行/曲柄信号等)提供给如图所示的触点212和/或分压器电路216。使用上述概念，该配+ +
置在公共节点204处提供了三个不同的电压(例如地、B/2和B)。然而这些电压可能与常规A/D电路202所预期的电压不合规定比例，因为示范性车辆电池电压可能是大约12伏左右。因此，在公共节点204处存在的电压用第二分压器308定标，以提供在A/D转换器202的敏感范围内的输入信号306。
[0027] 在示范性实施例中，分压器308包括在公共节点218和到A/D转换器202的输入306之间电配置的两个或更多个电阻器302和304。在图3中，电阻器302显示在节点218和306之间，电阻器304显示在节点306和地之间。然而，可用欧姆定律的简单应用来配制各种备选分压器电路308。类似地，虽然将两个电阻器302和304设计为近似相等的值可为电路300提供改进的信噪比，但也可基于节点218和306之间电压的期望比例来将这两个电阻器的值设计为任何值。
[0028] 用以上阐述的概念，可配制广泛的控制电路和控制应用，特别在汽车和其它车辆设置中。如上所述，触点212产生的二进制和/或三进制信号106可用于将控制数据提供给许多车辆构件104、110(图1)。现在参考图4A-B，触点212A-B的各个位置404、406、408可适当地映射到提供给构件104的各个状态、状况或输入405。如上所述，构件104适当地包括处理器或其它控制器402(或至少与之通信)，该处理器或其它控制器402包括A/D转换器202和分压器电路210，或与之通信，以便接收来自触点212的三进制信号112A-B。在适当时由控制器402处理A/D转换器202产生的数字信号214，以响应在触点212处接收的三态输入。因此，虽然备选实施例可包括在系统400的附加或备选部分中的信号处理，但状态404、406和408之间的映射通常由控制器402处理。可以任何适当的方式处理从触点212接收的信号214，并在另一实施例中，可在适当时将该信号214存储在数字存储器403中。虽然在图4中存储器403和处理器402被示为分离构件，但也可以任何方式在逻辑上和/或物理上集成该存储器和处理器。备选地，存储器403和处理器402可在适当时简单地经由总线或其它通信链路通信。
[0029] 虽然图4示出了控制器402与两个开关212A-B通信的示范性实施例，但备选实施例可使用许多开关212，下面将更详细描述。可由控制器402、单独的处理逻辑、或以任何其它方式来组合或处理开关电路的各个输出214A-B，以获得提供给设备104的合适命令。由该处理产生的命令可用于例如将设备104置于期望状态，或者调节该设备的性能或状态。在各种实施例中，通过比较(分别)从触点212A-B接收的各个输入信号214A-B来确定设备104的期望状态。然后可由各个输入信号214A-B的共同状态来确定设备104的状态。
[0030] 本文所用的输入状态404被任意称为“1”或“高”，并对应于对Vref、B+或另一个高参考电压的短路。类似地，输入状态408被任意称为“0”或“低”，并对应于对地或另一个适当的低参考电压的短路。中间输入状态406被任意描述为“值”或“V”，并可对应于开关212的开路或其它中间状态。虽然在此为了理解的连贯和容易而采用这些命名，但也可使用其它标识符诸如“0”、“1”和“2”、“A”、“B”和“C”、或以任何其它方便的方式来等效地描述三进制状态。因此，在大量等效实施例上可以任何方式更改本文所用的命名和信号约定。
[0031] 在许多实施例中，触点212的中间状态406最适于用作设备104的“断电”、“缺省”或“无改变”状态，因为开路使得有很少电流或没有电流从触点212流出，从而节省了电力。此外，“开路”故障一般比对任一参考电压的短路故障更可能发生；因此，最可能的故障(例如开路)情况可用于表示设备104的破坏性最小的状态，以保持鲁棒性。例如，短路状况可用于表示设备104的“关”状态。在这种系统中，错误的短路将导致断开设备104，而不是不正常地将设备104维持在“开”状态。另一方面，在适当时，一些与安全有关的功能部件(例如前灯)可配置为在故障发生时保持有效。因此，可以任何方式重新分配本文所述的触点
212的各种状态，以适当地表示构件104的各个输入和/或操作状态。
[0032] 使用三进制开关的概念，对于特定汽车和其它应用，可按如下所述来定义触点212的各示范性映射。上述概念可容易地实现为创建多状态控制，该多状态控制例如可用于控制动力输出器、动力系构件、气候或音频构件、巡航控制、其它机械和/或电气构件、和/或任何其它汽车或其它设备。在这些实施例中，两个或更多个触点通常接近致动器108配置，其中开关的输出对应于致动器108的各种状态/位置。然而，备选地，两个触点可与分离的致动器108相互作用，其中各个输入状态表示不同致动器的各个位置。换言之，公共控制器402可用于对多个开关触点212A-B的各种状态进行解码。此外，可互连或混合多个二进制、三进制和/或其它类型的开关触点212，以创建任何类型的开关配置。
[0033] 用于表示设备104状态的输入信号的各种映射和配置可以任何方式分配。然而，在不同的实施例中，输入信号的特定组合可提供各种优点，诸如降低的电流消耗、改进的安全性等。因此，通过选择用于表示设备104各种操作状态的输入信号的特定组合，控制系统400可被设计用于改进性能。
[0034] 例如通过将设备104的“缺省”状态与触点212的一个或多个“开路”位置相关联，可适当地降低设备处于缺省位置时所消耗的电流量，因为当触点处于中间“开路”状态时有很少或没有电流流过触点212。由于当开关处于该状态时有非常少的电流流过，因此使设备104缺省状态中的电流消耗最小化了。
[0035] 此外，使用如下假设：开路比对地短路更可能遇到，对地短路又比对电池电压(B+)短路更可能遇到，各种设备状态可映射到输入，以使最不想要的状态与最不可能偶然发生的输入条件相关联。例如在图4A所示的实施例中使用以上假设，设备104的第一操作状态可对应于两个输入触点212A-B都耦合到“高”参考电压404，第二操作状态可对应于两个触点都耦合到“低”参考电压408，并且缺省/操作/“无改变”状态可对应于两个触点212都处于中间状态406。该配置降低了缺省状态期间的电流消耗，并使受控设备104的偶然啮合比偶然脱离更不可能。虽然理论上设备104的三个状态可由一组三态开关触点212来表示，但附加输入提供了改进系统安全性或“鲁棒性”的冗余。
[0036] 如上面详细讨论的，通过选择操作状态条件来增加用于改变设备104操作状态的信号变换的数量，可使控制系统400更加强大。通过增加在两个不同状态之间切换设备104所需的信号变换的数量，显著降低了由故障开关或其它因素引起的偶然状态转变的可能性，从而使系统更加强大。例如如果每个状态改变都需要至少两个信号变换，则将系统与由单条断线、故障触点212等引起的意外状态改变隔离。这个概念可用于改进控制系统400的鲁棒性。
[0037] 一般来说，两个三进制开关能够表示9个不同的状态，如下表1所示：
[0038]状态 输入1 输入2
1 0 0
2 0 v
3 0 1
4 v 0
5 v v
6 v 1
7 1 0
8 1 v
9 1 1
[0039] 表1
[0040] 然而，在仅需表示设备104的三个操作状态的实施例中，可选择用于表示这三个操作状态的三组输入，以改进系统400的鲁棒性。也就是说，可选择这些组，以使从一个状态到另一个状态的任何改变都涉及至少两个信号变换。例如通过选择表1中的第3组、第5组或第7组来表示受控设备的三个操作状态，每个状态改变都将需要输入1和输入2值的变换。
[0041] 现在具体参考图4B，具有增强鲁棒性的示例性控制系统400适当地包括两个或更多个具有致动器108A-B的开关触点212A-B，致动器108A-B机械地联锁，以使一个致动器108的移动导致另一个的移动。换言之，致动器108的移动同时在触点212A和212B处产生电活动。图4B示出了两个不同致动器108A-B通过互连组件452的机械联锁。备选地，触点212A和212B可接近于单个致动器108来配置，以提供联锁，或可配制其它物理配置。图
4B还示出了触点212A-B，配置这些触点，以使在触点212A产生高信号112A时，触点212B产生“低”信号112B，反之亦然。该现象可通过触点212A-B的任何机械、电或其它物理配置产生，并且可根据实施例的不同而有所改变。
[0042] 因此，致动器108的各个位置可由信号112A和112B的值来指示。例如在图4B所示的示例中，致动器108的三个位置(对应于受控设备104/110的三个操作模式/状态)被示为“状态1”、“状态2”和“缺省”。状态1由致动器108与触点212A的高参考404A和触点212B的低参考408B接触来表示。状态2由致动器108与触点212A的低参考408A和触点212B的高参考404B接触来表示。第三“缺省”状态由致动器108处于各触点212A-B的中间/关/开路位置406A-B来表示。在大量备选实施例中可使用其它信号配置。
[0043] 在图4B的实施例中，相反的信号112A和112B通过用多个信号变换指示致动器108的移动来提供系统400的增强的鲁棒性。也就是说，当致动器108在状态1、缺省和状态2之间移动时，信号112A和112B都将随致动器位置的每个改变而在“高”、“低”和/或“关”状态之间转变。由于致动器108的每个状态改变都导致各信号112A和112B的值变换，因此提供了减少故障可能性的冗余。此外，由于每个状态变换都涉及“低”和“高”两个参考信号，因此即使其中一个参考源变得不可用，但通常也不会出现不期望的状态转变，这进一步增强了系统400的鲁棒性。
[0044] 通过只改变耦合到致动器108各个位置的开关触点的参考电压(例如地、电池、开路)，可使表1中的任何状态与致动器108的任何位置相关联。因此，在大量等效实施例中可使用各种鲁棒状态组合。适合用在鲁棒三态开关中的其它信号输入组合的例子包括：状态1、5和9；状态2、4和9；状态3、4和8；状态3、5和7；状态1、6和8；以及状态2、6和
7(如表1中所述)。这些状态组合中的每一个都可用于创建鲁棒开关配置，其中状态改变仅由多个信号变换引起。例如在备选实施例中，状态1可用作缺省状态，任何其它两个状态(例如状态6和8)表示其它两个活动状态。在各个其它可选实施例中，任何未用状态都可用作“诊断状态”，其中未指定状态的出现表明一个或多个故障或其它不期望状况的出现。
[0045] 在不同的实施例中，可使用常规的软件逻辑、逻辑门(例如“与”/“与非”、“或”/“或非”等)和/或处理电路来处理开关的输出，以确定致动器的状态。参考图5，例如，用于解码设备104的期望状态的概念性逻辑图500适当地包括许多处理门502、504、506、508、510、512、514。可以任何方式实现这些门中的每一个。在不同的实施例中，用位于存储器403(图
4)内并由控制器402执行的软件指令来实现每个门。备选地，可用离散的、集成的或其它构件、或用硬件和/或软件的任意其它组合来实现解码逻辑500。
[0046] 在图5中所示的示范性实施例中，第一检测状态516表示输入信号214A逻辑上为“高”而输入信号214B逻辑上为“低”，对应于触点212A和212B分别耦合到“高”和“低”参考电压，对应于“状态1”。对应于图4B中所示状态“状态1”的这个状态被显示为用常规数字逻辑反相器508和常规数字“与”门502来检测。类似地，第二检测状态518表示输入信号214A逻辑上为“低”而输入信号214B逻辑上为“高”，对应于触点212A和212B分别耦合到“低”和“高”参考电压。这个状态对应于图4B中所示状态“状态2”，并可适当地用常规的数字逻辑反相器510和常规的数字“与”门502来检测。第三检测状态520表示两个输入信号214A和214B都处于中间状态(例如“值”或“V”)，对应于两个触点212A-B都处于开路或其它中间位置。该中间/缺省/状态3状态可适当地用常规电路512、514检测。通过改变解码器500内逻辑算子的配置，输入信号214A-B的任意组合都可映射到多个输出状态516、518、520等。
[0047] 这些概念可被应用到多个实际设置中，包括汽车和其它环境中的各种设置。通过将状态1、状态2和状态3/缺省映射到受控设备的各种操作模式，可在大量商业及其它设置中配制多个实施例。
[0048] 例如开关系统400的各种状态可映射到引擎或其它车辆构件的“经济”、“性能”和“正常”操作模式。在这种实施例中，正常操作模式可对应于图4B和5中所示的“缺省”/状态3模式，以降低正常操作期间的电流量。类似地，两个非缺省状态(例如“状态1”和“状态2”)能容易地与转变状态相关联，以使甚至致动器108到相应位置的瞬时或其它临时移动也会导致受控设备的状态改变。这种系统例如可用于实现“迅速加速/迅速减速”型开关，其中将致动器108瞬间置于状态1或状态2导致受控设备中的状态改变。当致动器108不处于状态1或状态2位置时，可将缺省动作或无动作分配给状态3。这种功能性例如可用在音频或气候控制以及发动机控制或其它可调控制中。类似的概念例如可应用在巡航控制系统中，其中状态1和状态2适当地对应于巡航控制的“设置/滑行”、“恢复/加速”或其它命令的应用中。在其它实施例中，控制信号可被提供给动力输出器，其中状态1和状态2表示所谓的“设置1”和“设置2”操作模式。这些操作模式例如可对应于发动机速度设置，适当时该发动机速度设置可用于在PTO操作期间提高或降低发动机速度。此外，本文所述的概念可应用到大量等效的汽车及其它应用中。
[0049] 可以多种不同方式修改本文描述的一般概念，以便实现大量等效的多状态开关、致动器和其它控制。可通过任何类型的处理逻辑，例如包括离散构件、集成电路和/或软件的任意组合，来提取和解码致动器108的各个位置。此外，可以任何方式更改和/或补充本文包含的附图和表格中所示的各个位置和开关结构。此外，本文提出的概念可应用到多个三进制和/或离散开关、或三进制和离散开关的任意组合，以创建多个潜在或实际的鲁棒和非鲁棒状态表示。与上述那些概念类似的概念例如可应用到3个或更多个输入信号，这考虑到在大量等效实施例中能够处理多个鲁棒状态的控制系统。
[0050] 虽然最频繁地描述了关于汽车应用的各种实施例，但本发明并不局限于此。实际上，本文描述的概念、电路和结构可容易地应用在任何商业、家庭、工业、消费电子和其它设置中。三进制开关和概念例如可用于实现常规的操纵杆、或基于四个或更多个方向的任何其它定点/定向设备。因此本文所描述的概念类似地可容易地应用在航空、航天、航海或其它车辆设置以及汽车环境中。
[0051] 虽然已在前面的详细描述中给出了至少一个示范性实施例，但还存在大量的变形。在不脱离本文所描述概念的前提下，本文描述的各种电路例如可通过常规的电气和电子原理来修改，或可在多个等效实施例中逻辑上改变。本文所描述的示范性实施例仅用作示例，并不用于以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供实现一个或多个示范性实施例的方便路线图。因此，在不脱离所附权利要求书及其合法等价物所阐述的本发明范围的前提下，可在本文阐述的单元功能和配置上进行各种改变。
