CN104010866B - 电选择器控制系统及相关方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于具有电驱动马达和电池的车辆的电选择器控制系统(5)。电选择器控制系统(5)具有用于选择车辆驱动模式的驱动选择器。控制单元(1)被配置成接收表示车辆连接至充电站的连接信号。此外,电选择器控制系统(5)具有用于在控制单元(1)确定出车辆连接至充电站时抑制对驱动选择器的操作的防护部。电选择器控制系统(5)可以与变速器控制模块(11)组合。本发明还涉及一种对电选择控制系统(5)进行操作的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于具有电驱动马达和电池的车辆的电选择器控制系统。本发明还涉及对电选择器控制系统进行操作的方法。
背景技术
一些混合动力和电动车辆设置有待连接至充电站以对车载电池进行充电的充电插座。当车辆充电时,其物理连接至充电站,并且车辆可以显示通知驾驶员车辆正在充电的消息。然而,如果忽视了该消息,则驾驶员可能在车辆连接至充电站时试图驱动车辆。这可能会导致对车辆和/或充电站的损害。
本发明着手解决在车辆连接至充电站时出现的以上问题。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种用于具有电驱动马达和电池的车辆的电选择器控制系统,该电选择器控制系统包括:驱动选择器,该驱动选择器用于选择车辆驱动模式;控制单元,该控制单元被配置成接收表示车辆连接至充电站的连接信号;致动器,该致动器能够操作成在控制单元接收到所述连接信号时将所述驱动选择器在激活位置与非激活位置之间移置;以及防护部,该防护部被布置成在驱动选择器处于所述非激活位置时抑制(inhibit)对驱动选择器的操作,其中驱动选择器保持能够操作成在车辆接收到连接信号时选择至少一种车辆驱动模式。
根据本发明的实施方式,致动器还可以操作成:当点火装置被接通时,如果控制单元接收到所述连接信号则将驱动选择器保持在非激活位置。
在实施方式中,致动器可以操作成:在控制单元接收到所述连接信号时将驱动选择器在激活位置与非激活位置之间移置。
在实施方式中,致动器通常能够操作成:当点火装置被接通时,如果控制单元未接收到所述连接信号或者一些其他相关信号例如故障信号,则将驱动选择器在激活位置与非激活位置之间移置。
驱动选择器可以由用户(通常为车辆驾驶员)操作来选择驱动模式,例如驻车、倒车、空挡、驱动或运动。控制单元可以适用于控制驱动选择器和/或防护部。在正常操作期间,响应于经由驱动选择器的用户输入,控制单元生成请求驱动模式变化的驱动模式信号。当车辆连接至充电站时,控制单元被配置成操作防护部以抑制用户对驱动选择器的操作。防护部可以限制或者阻止对驱动选择器的操作。防护部可以限制或者阻止接近驱动选择器。防护部可以为用于抑制对驱动选择器的操作的任何合适的装置。
驱动选择器可以为可移动到与车辆的变速器的操作模式相对应的位置(即,驻车、倒车、空挡、驱动或运动)的机械选择设备。驱动选择器可以为能够由用户转动以选择车辆操作模式的控制轮。控制轮具有可以提供待被用户抓握的接合表面的侧壁。可以在控制轮的侧壁或上表面中设置一个或更多个棘爪以用于由驾驶员接合。驱动选择器可以安装在外壳或壳体中,例如车辆的中央控制台内。
当接收到连接信号时,驱动选择器可以可选地被物理锁定在预定位置中,例如驻车位置中。然而,通过部署防护部来抑制对驱动选择器的操作,可以在未物理锁定驱动选择器的情况下阻止驱动车辆。
驱动选择器可以具有激活位置和非激活位置。当驱动选择器处于所述激活位置时,驱动选择器是能够接近的。当驱动选择器处于所述非激活位置时,防护部可以限制接近驱动选择器。
驱动选择器可以在处于所述非激活位置时缩回;而驱动选择器在处于所述激活位置时伸出。例如,当驱动选择器处于所述激活位置时,驱动选择器被升高使得凸出在外壳上方;而当驱动选择器处于所述非激活位置时,驱动选择器被部分或者完全地下降到外壳中。在非激活位置处,外壳可以用作限制接近驱动选择器的防护部。
防护部可以是可移动的,以限制或阻止接近驱动选择器。例如,防护部可以被部署成部分地或者完全地覆盖驱动选择器。同样地,防护部可以被缩回以提供接近驱动选择器。例如,设置在驱动选择器周围的外壳或控制台的一部分可以被缩回以提供接近驱动选择器。当外壳或控制台的所述部分未被缩回时,其用作防护部以抑制对驱动选择器的操作。
可以利用可移动防护部与可移动驱动选择器的组合。可以设置致动器来移置驱动选择器和/或防护部。致动器可以由控制单元控制。
可以设置驱动机构以用于将驱动选择器移置到表示当前驱动模式的位置。驱动机构例如响应于来自变速器控制器的信号可以由所述控制单元来控制,以例如将驱动选择器移置到驻车位置。
连接信号表示车辆物理连接至充电站。连接信号可以例如由电池控制模块生成。可以在车辆与充电站断开时生成断开信号。可替代地,没有所述连接信号可以用来表示车辆未连接至充电站。
在使用中,控制单元可以例如经由控制器区域网络(Controller-AreaNetwork,CAN)总线从防抱死制动控制模块接收车辆速度信号。当连接信号表示车辆连接至充电站时,如果车辆速度信号表示高于预定阈值的速度,则控制单元可以生成故障信号。如果检测到故障,则控制单元可以终止充电循环。
变速器控制器控制车辆的变速器,并且在接收到连接信号时可以可选地接合驻车驱动模式。当接收到连接信号时,变速器控制器可以将变速器锁定在驻车驱动模式。本发明可以涉及一种用于车辆的变速器控制模块,变速器控制模块包括如本文所描述的电选择器控制系统。该电选择器控制系统可以连接至CAN总线以用于接收与车辆的操作状态相关的数据,例如车辆速度。
CAN总线可以连接至电池控制模块。当车辆连接至充电站时电池控制模块可以生成连接信号。电池控制模块可以包括用于检测电池何时被充电的传感器。可替代地,电池控制模块可以包括检测线缆何时已经被附接至充电插座的开关或传感器。在其他可替代的方案中,充电站可以例如使用无线发射机来输出待被车辆检测的连接信号。
CAN总线可以连接至用于选择变速器中的车辆驱动范围的变速器控制器。变速器控制器可以在车辆连接至充电站时接合驻车模式。变速器控制器可以向控制单元输出表示驻车模式已被接合的范围位置信号。变速器控制器可以输出向控制单元通知驻车模式已被接合的范围位置信号。
在另一个方面,本发明涉及一种对用于车辆的电选择器控制系统进行操作的方法,其中车辆包括电驱动马达和电池;以及电选择器控制系统包括用于选择驱动模式的用户操作驱动选择器;该方法包括在车辆接收到表示车辆连接至充电站的连接信号时抑制对驱动模式的选择,其中抑制对所述驱动模式的选择包括将驱动选择器移置到非激活位置以及在车辆接收到连接信号时仍启用驱动选择器来执行变速器范围变化。
在上述两种方法的任一方法中,可以的是,
该方法可以包括防护驱动选择器以抑制对驱动模式的选择。该防护可以部分或者完全地限制或阻止对驱动选择器的操作。
抑制对驱动模式的选择的步骤可以包括以下中的一个或更多个:
(i)将驱动选择器锁定在非激活位置;
(ii)将防护部移置到接合位置;
(iii)隐藏或模糊驱动选择器标记;以及
(iv)操作变速器控制器以抑制驱动模式选择。
该方法可以包括如下另外的步骤:当车辆连接至充电站时将驱动选择器移置到驻车位置。该方法还可以包括当车辆连接至充电站时禁用驱动选择器。
驱动选择器可以例如为转动轮、控制杆或一个或更多个操纵杆。
本发明特别适用于机动车辆。变速器控制器适用于控制车辆变速器,例如自动变速器。
本文所描述的电驱动马达旨在为车辆提供驱动(即,推动车辆的原动力)。在混合动力车辆中,电驱动马达可以与内燃发动机结合使用。可替代地,车辆可以为唯一地由所述电驱动马达推动的电动车辆。可以设置多于一个的电驱动马达。
本文所描述的方法可以在包括一个或更多个处理器例如电子微处理器的计算设备上实现。处理器可以被配置成执行存储在存储器或存储设备中的计算指令。本文所描述的控制器和/或控制单元可以包括被配置成执行计算指令的一个或更多个处理器。本发明还涉及用于控制处理器的计算机程序,该计算机程序可被执行以使处理器根据本文所描述的方法进行操作。
在本申请的范围内,可以想到的是,在前述段落中、在权利要求中和/或在如下描述和附图中所阐述的各种方面、实施方式、示例、特征和可替代方案可以独立地或者以其任意组合的方式获得。例如,除非存在特征不兼容,否则结合一个实施方式描述的特征可适用于所有实施方式。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施方式,在附图中:
图1示出了根据本发明的用于机动车辆的控制系统的示意图;以及
图2示出了根据本发明的用于控制系统的操作步骤的流程图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了根据本发明的控制系统1。控制系统1控制包括至少一个电驱动马达、用于对电驱动马达进行供电的电池以及内燃发动机的混合动力车辆的自动变速器。控制系统1实施安全协议以阻止车辆在其连接至充电站时被驱动。
控制系统1包括高速控制器区域网络(CAN)总线3,该CAN总线3连接至电子变速器换挡器(ETS)5、防抱死制动控制模块(ABS)7、HV电池控制模块(BECM)9、变速器控制器(TCM)11和仪表簇(IPC)13。电池控制模块9连接至HV充电器插座15以用于连接至充电站来对电池进行充电。
电子变速器换挡器5包括用于选择变速器的操作模式(即驻车、驱动、空挡、运动和倒车)的用户操作的驱动选择器(未示出)。驱动选择器可移动到与变速器的操作模式相对应的一系列位置。当用户移动驱动选择器以选择操作模式时,从电子变速器换挡器5向变速控制器11发送用于请求将变速器变化到所选择的操作模式的信号。还可以设置驱动机构(未示出)以将驱动选择器移动到表示变速器的当前操作模式的位置。
所示出的实施方式中的驱动选择器为在其能够容易接近驱动器的激活位置与其至少部分被防护使得不能够接近驱动器的非激活位置之间能够移动的转动轮。在激活位置处,驱动选择器被升高使得凸出到中央控制台外。相反,在非激活位置处,驱动选择器被降低使得驱动选择器的顶部与中央控制台基本上齐平地放置。因此,当驱动选择器处于其非激活位置时,中央控制台至少部分地防护驱动选择器,从而阻碍或者基本上阻止对选择器的正常操作。在EP1628047、GB2441337和GB2423800中描述了该类型的驱动选择器,并且已公开申请中的每个已公开申请的内容全部合并在本文中。
电子变速器换挡器5控制牵引器致动器(未示出),该牵引器致动器能够操作成将驱动选择器在激活位置与非激活位置之间移置(例如当点火装置被接通/断开时)。电子变速器换挡器5还可以控制用于驱动选择器的驱动机构。
现在将描述根据本发明的所示实施方式的控制系统1的操作。
防抱死制动控制模块7向CAN总线3提供车辆速度数据,在CAN总线中该数据可以由变速器控制器11访问以设定变速器的操作范围。变速器控制器11向CAN总线3输出用于表示变速器的当前操作模式的范围位置数据(Transmission_Range_Position,变速器范围位置)。
电池控制模块9连接至充电器插座15,并且监测对电驱动马达的电池的充电。充电器插座15包括在连接至充电站时向电池控制模块9输出信号(Hardwired_Connector_Present_Signal,硬连线连接器存在信号)的传感器。传感器可以例如检测充电电流的存在;和/或可以包括在附接了充电线缆时被操作的开关或接触。可替代地或者另外地,连接信号可以由充电站发送。
电池控制模块9解释来自充电器插座15的信号并输出表示充电器插座15的状态的连接信号(Charge_Lead_Connection_Status,充电导线连接状态)。存在连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)表示充电器插座15连接至充电站,而不存在连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)表示充电器插座15未连接至充电站。连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)输出至CAN总线3并且可以被电子变速器换挡器5、变速器控制器11和仪表簇13访问。将理解的是,第一连接信号可以用于表示充电器插座15被连接而第二连接信号(不同于第一连接信号)可用于表示充电器插座15未被连接。
电子变速器换挡器5和变速器控制器11二者询问CAN总线3以确定充电器插座15何时连接至充电站。当检测到连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)时,变速器控制器11取消对变速器中的任何当前驱动档位的选择并接合驻车。一旦接合驻车,变速器控制器11经由CAN总线3向电子变速器换挡器5发送用于表示接合驻车的范围位置数据(Transmission_Range_Position)。可选地,变速器控制器11可以抑制后续档位选择达限定的时间段或者直到检测到表示充电器插座15未连接至充电站的无连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)为止。
当电子变速器换挡器5接收到车辆连接至充电站的通知和变速器处于驻车的通知时,启动控制序列以防护驱动选择器但不禁用变速器范围(PRND)变化。电子变速器换挡器5确定驱动选择器的当前位置,并且如果适当的话,接合驱动机构以将驱动选择器转动到驻车位置。类似地,电子变速器换挡器5确定驱动选择器当前是处于激活位置还是处于非激活位置,并且如果适当的话,接合牵引器致动器以将驱动选择器移置到所述非激活位置。驱动机构和牵引器致动器可以同时或者依次操作以将驱动选择器移动到其驻车位置和其非激活位置。
在驱动选择器处于其非激活位置的情况下,包围驱动选择器的外壳用作防护部用于驱动选择器并且抑制驾驶员对其操作。驾驶员不能接近驱动选择器的侧面,从而难以对驱动选择器施加转向力。尽管在驱动选择器处于非激活位置时驾驶员不能够轻易抓握驱动选择器,但通过对例如驱动选择器的上表面施加向下力,由于驾驶员的手与选择器之间的摩擦力选择器可以被转动到至少一个驱动模式。尽管与选择器处于激活位置时相比具有相当大的困难,但是这使得驾驶员仍能够在驱动选择器处于其非激活位置时选择除了驻车之外的驱动模式或变速器范围。然而,在错误地提供了车辆连接至充电站的通知的故障的情况下,这可能是有利的。作为替代方案,电子变速器换挡器5可以禁用驱动选择器使得驱动模式或者范围变化信号不能被发送到变速器控制器11。
当检测到连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)时,可以在仪器簇13上显示消息,例如“车辆充电”和/或“车辆被连接”。
作为预防措施,电子变速器换挡器5可以基于在CAN总线3上所提供的数据来执行故障分析。例如,如果车辆速度数据表示车辆正在以高于预定阈值速度(例如1km/h或3km/h)的速度行驶并且检测到确定的连接信号(Charge_Lead_Connection_Status),则电子变速器换挡器5将会生成故障信号。故障信号可以输出至CAN总线3,或者可选地将故障消息显示在仪器簇13上。
现在将参照图2示出的流程图来描述电子变速器换挡器5的操作。
处理开始(步骤100)。将充电连接器插入到充电插座15中并且电池控制模块13发送充电导线连接状态消息“CONNECTED(连接)”(步骤110)。向CAN总线3输出连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)。
变速器控制器11读取充电导线连接状态消息“CONNECTED”连同车辆速度信号和当前档位位置(步骤120)。车辆速度由防抱死制动控制模块7测量并且向CAN总线3输出车辆速度信号,将当前档位位置存储在变速器控制器11中并输出至CAN总线3,使得电子档位器模块5能够获得该当前档位位置。
然后变速器控制器11进行核查以确定车辆速度是否低于限定的阈值1km/h(步骤130)。
如果变速器控制器11确定车辆速度大于限定的阈值,则由控制系统1设定充电插座故障(步骤140)。可以记录充电插座故障和/或在仪器簇13上显示故障消息。如果检测到故障,则终止该处理(步骤150)。
如果变速器控制器11确定出车辆速度小于限定的阈值,则处理继续。变速器控制器11选择驻车档位范围,并且经由CAN总线3输出变速器范围位置消息“PARK”(步骤160)。变速器控制器不禁用驾驶员对变速器范围(PNRD)的变速器范围选择。
电子换挡器模块5接收变速器范围位置消息“PARK”并激活牵引器致动器和驱动机构。电子换挡器模块5将驱动选择器转动到驻车位置并将驱动选择器降低到中央控制台镶板中(步骤170)。
仪器簇13读取充电导线连接状态消息“CONNECTED”并向驾驶员显示车辆连接警告(步骤180)。
然后以常规方式对电池进行充电。从插座15移除充电连接器(步骤190)。不再从电池控制模块9输出连接信号,并且电子变速器换挡器5和变速器控制器11识别出车辆不再连接至充电站。
如果车辆处于其可以被驱动的状态下则电子换挡器模块5从中央控制台升高驱动选择器,并且变速器控制器11允许驾驶员对变速器范围(PRND)进行选择(步骤200)。
然后终止该处理(步骤150)以允许对车辆的正常操作。当充电器插座15下一次连接至充电站时,重复该处理。
当车辆连接至充电站时,根据所示出实施方式的电子变速器换挡器5控制牵引器致动器以将驱动选择器锁定在非激活位置。在非激活位置下,将驱动选择器下降到中央控制台中并且仅能够接近驱动选择器的顶部。向驾驶员提供车辆连接至充电站并且不应当被驱动的物理表示。从而抑制对驱动选择器的操作。
另一方面,如果驱动选择器处于(如其在车辆点火装置关闭时通常所在的)缩回、非激活位置,则当接通点火装置时在检测到表示车辆连接至充电站的确定的连接信号(Charge_Lead_Connection_Status)的情况下将驱动选择器保持在非激活位置。也就是说,电子换挡器模块5被配置成在点火装置接通之后将驱动选择器保持在缩回、非激活位置,使得驱动选择器未被移置到激活位置。这进一步向驾驶员提供车辆连接至充电站的可视表示。
如以上所提及的,在缩回、非激活位置下,由于选择器在此位置不能被抓握,通过向下按压选择器并通过摩擦力施加旋转力矩仍可以将驱动选择器转动到驱动模式中的至少一个驱动模式下。这个便利使车辆在接收到错误(Charge_Lead_Connection_Status)的情况下仍能够被驱动。
主要参照自动变速器描述了根据本发明的电选择器控制系统。将理解的是,本发明可以与半自动和手动变速器结合使用。同样地,本发明可以在手动变速器中实现。
将理解的是,在不背离本发明的范围的情况下可以对本文所描述的实施方式作出各种变化和修改。例如,尽管参照混合动力传动系统描述了本发明,但本发明同样可以被实现用于电动传动系统。
另外,驱动选择器未必为机械控制器,例如转动轮、操纵杆、开关或控制杆。例如,驱动选择器可以在触摸屏或控制板上实现。在该类型的布置中,可以通过删除或模糊(部分或者完全地)示出驱动操作范围(PRND)的图标来接合防护部。例如,当充电器插座15连接至充电站时可以移除驱动或倒车操作模式图标或者以灰色显示形式示出驱动或倒车操作模式图标。在这些布置中,接合防护部以隐藏或模糊驱动选择选项。同样地,在接合防护部时,突出显示驱动操作模式的灯源可以改变颜色或强度;被关断;被部分或者完全地模糊。
Claims (16)
1.一种电选择器控制系统,用于具有电驱动马达和电池的车辆,所述电选择器控制系统包括:
驱动选择器,所述驱动选择器用于选择车辆驱动模式;
控制单元,所述控制单元被配置成接收表示所述车辆连接至充电站的连接信号;
致动器,所述致动器能够操作成在所述控制单元接收到所述连接信号时将所述驱动选择器在激活位置与非激活位置之间移置;以及
防护部,所述防护部被布置成在所述驱动选择器处于所述非激活位置时抑制对所述驱动选择器的操作,
其中所述驱动选择器保持能够操作成在接收到所述连接信号时选择至少一种车辆驱动模式。
2.根据权利要求1所述的电选择器控制系统,
所述系统能够操作成:在所述车辆的点火装置被接通时,如果所述控制单元接收到所述连接信号则将所述驱动选择器保持在非激活位置。
3.根据任一项前述权利要求所述的电选择器控制系统,其中所述驱动选择器为能够由用户转动以选择所述车辆驱动模式的控制轮。
4.根据权利要求1或2所述的电选择器控制系统,包括驱动机构,所述驱动机构用于将所述驱动选择器移置到表示当前驱动模式的位置。
5.根据权利要求4所述的电选择器控制系统,其中当所述控制单元接收到表示所述车辆连接至充电站的连接信号时,所述驱动机构将所述驱动选择器移置到驻车位置。
6.根据权利要求1、2和5中任一项所述的电选择器控制系统,其中如果在所述车辆的速度高于预定阈值时接收到表示车辆连接至充电站的连接信号,则所述控制单元生成故障信号。
7.一种用于车辆的变速器控制模块,所述变速器控制模块包括根据前述权利要求中任一项所述的电选择器控制系统和用于接收与所述车辆的操作状态相关的数据的CAN总线。
8.根据权利要求7所述的变速器控制模块,其中所述CAN总线连接至输出表示所述车辆连接至充电站的所述连接信号的电池控制模块。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的变速器控制模块,其中所述CAN总线连接至用于选择变速器中的车辆驱动范围的变速器控制器。
10.根据权利要求9所述的变速器控制模块,其中所述变速器控制器在其接收到表示所述车辆连接至充电站的连接信号时接合驻车操作模式。
11.一种对用于车辆的电选择器控制系统进行操作的方法,其中所述车辆包括电驱动马达和电池;以及所述电选择器控制系统包括用于选择驱动模式的用户操作的驱动选择器;所述方法包括:当所述车辆接收到表示所述车辆连接至充电站的连接信号时抑制对驱动模式的选择,
其中抑制对所述驱动模式的选择包括将所述驱动选择器移置到非激活位置以及在所述车辆接收到所述连接信号时仍启用所述驱动选择器来执行变速器范围变化。
12.根据权利要求11所述的对用于车辆的电选择器控制系统进行操作的方法,所述方法包括:
当点火装置被设置为断开时,将所述驱动选择器移置到非激活位置;以及
当所述点火装置被接通时,如果所述车辆接收到所述连接信号则将所述驱动选择器保持在所述非激活位置。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法,其中抑制对所述驱动模式的选择包括以下中的一个或更多个:(i)将防护部移置到接合位置;以及(ii)隐藏或模糊驱动选择器标记。
14.根据权利要求11至12中任一项所述的方法,还包括:当所述车辆接收到所述连接信号时将所述驱动选择器移置到驻车位置。
15.一种车辆,包括如权利要求7-10中任一项所述的变速器控制模块。
16.一种车辆,包括如权利要求1-6中任一项所述的电选择器控制系统。
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