CN101907167A - 定速比电动车档位识别装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了定速比电动车档位识别装置及方法。定速比电动车档位识别装置包括：检测单元，其检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；编码单元，用于对所述信号进行编码，以得到新档位数值；第一比较单元，用于将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及确定单元，其在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车领域，尤其涉及定速比电动车档位识别装置及方法。
背景技术
现有技术领域内，对车辆的档位操纵杆位置进行识别，一般多用于自动变速器控制领域，控制系统根据档位操纵杆位置的传感器信号，通过执行机构完成车辆的行驶方向和自动变速的控制。当档位操纵杆的传感器出现故障时，唯一安全和有效的方式是向变速控制系统输出空档信号，因为空档信号可以使得车辆动力源与轮系之间中断动力传递，避免因档位操纵杆位置传感器故障而造成的档位紊乱后带来的灾难。对于定速比的纯电动汽车而言，整车的动力源与轮系之间是一直保持着机械上的结合关系。定速比纯电动汽车所谓的空档并不是切断动力源与轮系之间的动力传递，而是停止动力源的动力输出，从而使得整车因没有动力驱动而减速、停止，达到行驶安全的目的。由此可见，不管是对于带手动/自动变速器的传统汽车还是定速比的纯电动汽车而言，空档都是一个保持车辆静止或者使得车辆趋于静止的安全档位状态。
纯电动汽车的动力来源于驱动电机，根据电机输出特性可以知道，电机在整车行驶过程中可以实现连续变速。因此，对于纯电动汽车而言，如果驱动电机的输出扭矩能够满足设计需求的话，则对于变速系统的速比要求就相对较低，从而可以在纯电动汽车的传动系中使用定速比变速器。目前市场上的纯电动汽车，其变速器大部分都具有固定速比，最多也只具有两个速比。
由于纯电动汽车在行驶的过程中可以实现无级变速，而不需要类似传统车一样有一个变速机构，时刻调整变速器速比。所以对于定速比的纯电动汽车而言，就不需要一套复杂的换档操纵装置，只需要一个换挡开关来表征当前驾驶员对档位的请求。
公开号为CN1284451A的中国专利文献，公开了一种“可自动和手动换挡的变速器控制装置”，其中描述了档位操纵杆的各种位置以及表示的功能，但这种功能位置的识别是通过分别设置在这些位置处的传感器来进行的独立识别。与此相近技术在德国专利DE-A-19905627等文献中也有所披露。但是，该技术的存在如下缺陷：传感器布置较多、成本高、且在电路的设计上也较复杂、出现故障的几率大大增加。
公开号为CN1710304A的中国专利文献，公开了一种“档位操纵杆位置信号的识别控制方法”，其中具体实施方式中，控制单元3的预设单元中预设有正常D、N、R和P的位置信号，并对所接受的档位位置传感器信号与这些预置的正常档位信号进行逻辑判断和处理。从而实现了与预置的正常档位位置信号一致并输出相应档位信号。但该文献没有进行具体的描述，如何进行逻辑判断和处理。
因此，需要一种档位识别的解决方案，从而解决上述相关技术中的问题。
发明内容
本发明的目的在于利用VMS(整车系统控制器)通过对档位开关输出信号进行逻辑判断及分析，来识别当前驾驶员请求的档位，在档位开关输出信号部分或者全部失效的情况下，能够通过有效的逻辑判断，得出当前为故障状态，并以优先的方式将当前的档位解释为空档，以保证行驶安全。
根据本发明的一个方面，提供了一种定速比电动车档位识别装置，包括：检测单元，其检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；编码单元，用于对所述信号进行编码，以得到新档位数值；第一比较单元，用于将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及确定单元，其在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
优选地，该定速比电动车档位识别装置还包括：第二比较单元，用于在所述新档位数值不等于所述预定数值的情况下，将所述新档位数值与当前档位本应对应的当前档位数值进行比较，其中，在所述新档位数值与当前档位数值相等的情况下，所述确定装置将所述当前档位数值确定为当前有效档位数值。
优选地，该定速比电动车档位识别装置还包括：定时器，其在所述新档位数值与当前档位数值不相等时启动以进行计时，其中，当计时值达到阀值时，所述确定单元将所述新档位数值确定为当前有效档位数值。
优选地，该定速比电动车档位识别装置还包括：解码单元，用于将所述当前有效档位数值解码为相应的档位。
优选地，所述检测单元包括4个换档开关，每个换档开关根据不同的档位状态输出数字“0”和“1”中的一个，以及由所述检测单元输出的信号为4位的数字逻辑序列。
根据本发明的另一个方面，提供了一种定速比电动车档位识别方法，包括以下步骤：检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；对所述信号进行编码，以得到新档位数值；将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
优选地，该定速比电动车档位识别方法还包括以下步骤：在所述新档位数值不等于所述预定数值的情况下，将所述新档位数值与当前档位数值进行比较；以及在所述新档位数值与当前档位数值相等的情况下，将所述当前档位数值确定为当前有效档位数值。
优选地，该定速比电动车档位识别方法还包括以下步骤：在所述新档位数值与当前档位数值不相等时启动计时，并且在计时值达到阀值时，将所述新档位数值确定为当前有效档位数值。
优选地，该定速比电动车档位识别方法还包括以下步骤：将所确定的当前有效档位数值解码为相应的档位。
优选地，所述逻辑序列为4位的二进制序列。
本发明在档位开关输出信号部分或者全部失效的情况下，能够通过有效的逻辑判断，得出当前为故障状态，并以优先的方式将当前的档位解释为空档，以保证行驶安全。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是现有技术中定速比电动汽车系统结构图；
图2是示出根据本发明第一实施例的定速比电动车档位识别装置的框图；
图3是示出根据本发明第二实施例的定速比电动车档位识别方法的流程图；以及
图4是示出根据本发明第三实施例的驾驶员当前请求档位识别的流程图。
具体实施方式
本发明档位识别思想是在目前至少可在倒车档(R)、空档(N)、前进档(D)间移动以改变行车状态的档位操作杆和与之相配合部件档位开关能输出相应信号的基础上，通过对档位开关的输出信号进行编码，得到一个数值，如果该数值在正常情况下，档位开关输出信号所对应数值的范围内，则开始计时，看该数值是否在规定时间内发生改变，如果在规定时间内该数值没有发生变化，则此刻输出正常情况下与之对应的档位开关输出所表征的档位给VMS，VMS会根据此时的档位信号输出相应的扭矩及转速方向，从而控制车辆按照驾驶员的意图行驶；如果在规定时间内该数值发生了变化，则此刻输出的档位为上一时刻的档位，以此循环。如果该数值不在正常情况下，档位开关输出信号所对应数值的范围内，那么就认为当前档位开关输出信号有误，档位不可信，可知当前档位开关为故障状态，所以此时以优先的方式认为当前档位为空档，VMS会切断驾驶员的动力请求，确保整车安全。因为其中考虑了驾驶员对档位的误操作以及信号故障等情况，所以该方法所得的档位时刻是驾驶员实际需求且安全的。
下面将参照图2到图4来描述本发明的实施例。
图2是示出根据本发明第一实施例的定速比电动车档位识别装置的框图。参照图2，定速比电动车档位识别装置200包括：检测单元202，其检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；编码单元204，用于对所述信号进行编码，以得到新档位数值；第一比较单元206，用于将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及确定单元208，其在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
其中，该定速比电动车档位识别装置200还包括：第二比较单元，用于在所述新档位数值不等于所述预定数值的情况下，将所述新档位数值与当前档位本应对应的当前档位数值进行比较，其中，在所述新档位数值与当前档位数值相等的情况下，所述确定装置将所述当前档位数值确定为当前有效档位数值。
其中，该定速比电动车档位识别装置200还包括：定时器，其在所述新档位数值与当前档位数值不相等时启动以进行计时，其中，当计时值达到阀值时，所述确定单元将所述新档位数值确定为当前有效档位数值。
其中，该定速比电动车档位识别装置200还包括：解码单元，用于将所述当前有效档位数值解码为相应的档位。
其中，所述检测单元包括4个换档开关，每个换档开关根据不同的档位状态输出数字“0”和“1”中的一个，以及由所述检测单元输出的信号为由“0”和“1”组成的4位的数字逻辑序列。
图3是示出根据本发明第二实施例的定速比电动车档位识别方法的流程图。参照图3，定速比电动车档位识别方法包括以下步骤：S302，检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；步骤S304，对所述信号进行编码，以得到新档位数值；步骤S306，将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及步骤S308，在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
优选地，该定速比电动车档位识别方法还包括以下步骤：在所述新档位数值不等于所述预定数值的情况下，将所述新档位数值与当前档位数值进行比较；以及在所述新档位数值与当前档位数值相等的情况下，将所述当前档位数值确定为当前有效档位数值。
优选地，该定速比电动车档位识别方法还包括以下步骤：在所述新档位数值与当前档位数值不相等时启动计时，并且在计时值达到阀值时，将所述新档位数值确定为当前有效档位数值。
优选地，该定速比电动车档位识别方法还包括以下步骤：将所确定的当前有效档位数值解码为相应的档位。
优选地，所述逻辑序列为4位的二进制序列。
下面结合图4来具体描述本发明的第三个实施例。
在该实施例中，电动汽车的档位有三个位置，分别为：R档、N档、D档。用于检测档位状态的档位开关有四个，这四个档位开关针对R档、N档、D档分别的输出数字信号“0”或“1”，且这四个档位开关输出的“0”或“1”构成了数字逻辑序列，及档位输出信号。具体地，当换挡杆处于不同档位位置时，档位开关输出的信号与档位对应关系如下表1所示：
表1
图1为定速比纯电动汽车系统结构图。该电动汽车系统主要包括以下部件：MCU(驱动电机控制器)、VMS、BMS(动力电池管理系统)、仪表、电机、动力电池、定速比变速器、排挡。在整车动力准备就绪的情况下，驾驶员通过操纵排挡杆，整车的行驶状况如下：
驾驶员挂上D档，这时仪表上显示的档位信息为D档，驾驶员踩下油门踏板，则整车并可以向前行驶；
驾驶员挂上R档，仪表上显示的档位信息为R档，驾驶员踩下油门踏板，整车并可以向后倒车；
如果整车刚开始处于静止状态，此时驾驶员挂上N档，仪表上显示的档位信息为N档，驾驶员踩下油门踏板，整车不动，保持静止状态；以及
如果整车处于行驶状态，此时驾驶员挂上N档，仪表上显示的档位信息为N档，此时不论驾驶员是否踩下油门踏板，VMS都将切断驱动电机的动力输出，整车趋于静止状态。
本实施了的目的就是实现不论整车处于静止状态还是行驶状态，当VMS检测到当前为故障档位时，则VMS都会以优先的方式认为当前为N档，仪表上显示的档位信息为N档，从而VMS将切断驱动电机的动力输出，确保整车行驶安全。
图4为驾驶员当前请求档位识别流程图。驾驶员在起步、行车过程中，操纵换挡操纵杆的位置，换挡操纵杆在不同位置、或者换挡操纵杆位置传感器部分或者全部失效时，档位开关的输出信号是不同的，详见见表1。通过表1可以知道，不同的档位，以及故障档位都有一一对应的档位数值。该实施例的驾驶员当前请求档位识别包括以下步骤：
步骤S402，VMS首先通过硬件检测到换挡开关四个输出信号的逻辑状态(即“0”和“1”中的一个)，对这四个信号的逻辑状态进行编码得到一个数值，称之为新档位数值。此处所采用的一种编码例如首先将四个逻辑信号按序定义第一位，第二位，第三位，第四位，将其看待为二进制数值，然后将其换算为十进制，从而得到一个十进制数值。
步骤S404，将新档位数值与预先设定的故障档位数值进行比较。
步骤S406，如果新档位数值等于预先设定的故障档位数值，那么当前档位为故障档位，这时候VMS会以优先的方式将当前的档位认为是N档，从而切断MCU的动力输出，达到安全行驶的目的。
如果新档位数值不等于预定的故障档位数值，那么需要将新档位数值与当前档位数值进行比较判断、确认，才可以得出当前的有效档位。具体执行步骤如步骤S408和步骤S410所示。
步骤S408，如果新档位数值等于当前档位数值，则使用当前档位数值作为当前有效档位数值。
步骤S410，如果新档位数值不等于当前档位数值，则启动定时器开始计时，如果当前档位状态维持的时间(即计时值)大于阀值，则以新档位数值代替当前档位数值，即当前有效档位数值为新档位数值。否则，则使用当前档位数值作为当前有效档位数值。
步骤S412，对所得到的当前有效档位数值进行解码，得到当前有效档位，而当前有效档位便是驾驶员当前请求识别的档位。
该实施例在档位开关输出信号部分或者全部失效的情况下，能够通过有效的逻辑判断，得出当前为故障状态，并以优先的方式将当前的档位解释为空档，以保证行驶安全。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种定速比电动车档位识别装置，其特征在于，包括：
检测单元，其检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；
编码单元，用于对所述信号进行编码，以得到新档位数值；
第一比较单元，用于将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及
确定单元，其在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
2.根据权利要求1所述的定速比电动车档位识别装置，其特征在于，还包括：
第二比较单元，用于在所述新档位数值不等于所述预定数值的情况下，将所述新档位数值与当前档位所对应的当前档位数值进行比较，
其中，在所述新档位数值与当前档位数值相等的情况下，所述确定装置将所述当前档位数值确定为当前有效档位数值。
3.根据权利要求2所述的定速比电动车档位识别装置，其特征在于，还包括：
定时器，其在所述新档位数值与当前档位数值不相等时启动以进行计时，
其中，当计时值达到阀值时，所述确定单元将所述新档位数值确定为当前有效档位数值。
4.根据权利要求3所述的定速比电动车档位识别装置，其特征在于，还包括：
解码单元，用于将所述当前有效档位数值解码为相应的档位。
5.根据前述任一权利要求所述的定速比电动车档位识别装置，其特征在于，所述检测单元包括4个换档开关，每个换档开关根据不同的档位状态输出数字“0”和“1”中的一个，以及由所述检测单元输出的信号为4位的数字逻辑序列。
6.一种定速比电动车档位识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测当前档位状态，并输出对应于当前档位状态的信号；
对所述信号进行编码，以得到新档位数值；
将所述新档位数值与预先确定的故障档位数值进行比较；以及
在所述新档位数值等于所述故障档位数值的情况下，将所述当前档位确定为空挡，并切断MCU的动力输出。
7.根据权利要求6所述的定速比电动车档位识别方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述新档位数值不等于所述预定数值的情况下，将所述新档位数值与当前档位数值进行比较；以及
在所述新档位数值与当前档位数值相等的情况下，将所述当前档位数值确定为当前有效档位数值。
8.根据权利要求7所述的定速比电动车档位识别方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述新档位数值与当前档位数值不相等时启动计时，并且在计时值达到阀值时，将所述新档位数值确定为当前有效档位数值。
9.根据权利要求8所述的定速比电动车档位识别方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所确定的当前有效档位数值解码为相应的档位。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的定速比电动车档位识别方法，其特征在于，所述信号为4位的二进制逻辑序列。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101208 |