CN104675989A - 一种电控分动器的换挡控制方法 - Google Patents

一种电控分动器的换挡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的控制换挡过程是通过换挡控制器依次读取分动器目前档位和目标档位，并判断换挡是否合法，当分动器目前档位和目标档位不同时，换挡控制器才会驱动电机位置编码器实现换挡操作。通过判断换挡目标档位值是否合法，防止了人为误操作，换挡档位必须为H、HL、N和L中的一个时，换挡操纵装置才有可能实现换挡操作，且通过调用故障诊断处理模块和故障诊断处理功能模块，保证了换挡控制器的工作稳定，从而确保了分动器换挡的稳定可靠。故障诊断处理功能模块通过发出错误报警，提醒驾驶员换挡存在问题，以方便驾驶员及时消除障碍或对车辆控制系统进行维修。

Description

一种电控分动器的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子控制技术领域，具体涉及一种电控分动器的换挡控制方法。
背景技术
越野汽车在市场中受到越来越多的关注，多轴驱动是越野汽车的特点，而分动器是实现多轴驱动的核心部件。分动器按换挡形式分为手动分动器和电控分动器，手动分动器需要驾驶员在多变的越野路况下操作换挡杆，并兼顾其他操作，对驾驶技术要求高，而且分动器有特定的档位顺序和换挡条件，驾驶员易造成误操作。电控分动器的换挡控制策略的设计是目前面临的问题。
发明内容
本发明就是针对上述技术问题，提供一种电控分动器的换挡控制方法，该方法能很好解决上述技术问题，保证电控分动器的换挡顺畅，工作稳定，有效避免人为误操作。
为实现此目的，本发明所设计的电控分动器的换挡控制方法，包括以下步骤：
步骤1：选取换挡目标档位，上电初始化模块收到上电信号后，发送自检信号至换挡控制器，换挡控制器开始自检；
步骤2：若换挡控制器通过自检，则换挡控制器依次读取电机位置编码器值和换挡按钮的输入信号，获取分动器目前档位值和换挡目标档位值，并判断换挡目标档位值是否合法；
若换挡控制器未通过自检则发送再次自检的请求信号至上电初始化模块，当换挡控制器自检超过设定次数时，换挡控制器发送自检失败信号至故障诊断处理模块，故障诊断处理模块发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作；
步骤3：若换挡目标档位值合法，则换挡控制器以一固定间隔时长为周期读取换挡目标档位值；若换挡目标档位值不合法，则换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；
步骤4：换挡控制器判断下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值是否相同，若下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值相同，则换挡控制器发送计时信号至计时器，计时器收到计时信号后，计时增加一固定间隔时长；若换挡控制器的下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值不相同，则换挡控制器将后一周期的换挡目标档位值寄存为“新档位值”，且发送计时器读数清零信号至计时器，计时器收到计时器读数清零信号后，计时器的读数清零；
步骤5：当计时器的读数大于等于设定值时，换挡控制器读取电机位置编码器值，通过电机位置编码器值判断换挡操纵装置是否处于换挡过程中，当换挡操纵装置处于换挡过程中时，换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；当换挡操纵装置不处于换挡过程中时，换挡控制器检测自身的控制模块是否允许换挡；
步骤6：若换挡控制器的控制模块允许换挡，则换挡控制器更新换挡目标档位值，如果出现“新档位值”，则更新后的换挡目标档位值与“新档位值”相等；若换挡控制器的控制模块不允许换挡，则换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；
步骤7：换挡控制器判断更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值是否一致，若更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值一致，则换挡控制器依次重新读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；若更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值不一致，则换挡控制器驱动换挡电机执行换挡操作。
进一步地，所述的步骤2中换挡控制器自检超过3次时，换挡控制器发送自检失败信号至故障诊断处理模块。
进一步地，所述步骤3中换挡控制器以10ms为一周期读取换挡目标档位值，所述步骤4中计时器收到计时信号后，计时增加10ms。
进一步地，所述步骤5中当计时器的读数大于等于300ms时，计时器发送计时器读数大于等于300ms的读数信号至换挡控制器。
进一步地，所述步骤2中合法的换挡目标档位值包括H、HL、N和L四个档位所对应的档位值，若换挡控制器所读取的换挡目标档位值是上述四个档位所对应的档位值中的一个时，则认为合法，否则则认为不合法。
进一步地，所述换挡控制器首先读取4个档位的数字信号值，并与规定合法的档位信号值对比，规定合法的档位信号值为正确的档位开关所对应的值，分别为0x01(N档)、0x02(L档)、0x04(H档)和0x08(HL档)，当采集的数字信号变量不为以上四个值之一时，均判定为档位值不合法。
进一步地，所述换挡控制器以一固定间隔时长为周期，发送检测请求信号至故障诊断处理功能模块，故障诊断处理功能模块对换挡控制器进行检测，判断换挡控制器是否出现故障，若故障诊断处理功能模块判断换挡控制器出现故障，则发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作，若故障诊断处理功能模块判断换挡控制器无故障，则反馈换挡控制器无故障的判断结果信号至换挡控制器。
进一步地，所述换挡控制器以500ms为一周期，发送检测请求信号至故障诊断处理功能模块。
更进一步地，所述故障诊断处理功能模块在判断换挡控制器出现故障后，发出错误报警，发出错误报警后，故障诊断处理功能模块发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作。
本发明根据判断换挡目标档位值是否合法，防止了人为误操作，换挡档位必须为H、HL、N和L中的一个时，换挡操纵装置才有可能实现换挡操作，且通过调用故障诊断处理模块和故障诊断处理功能模块，保证了换挡控制器的工作稳定，从而确保了分动器换挡的稳定可靠。故障诊断处理功能模块通过发出错误报警，提醒驾驶员换挡存在问题，以方便驾驶员及时消除障碍或对车辆控制系统进行维修。
附图说明
图1为本发明中换挡策略流程图；
图2为本发明中换挡目标档位的获取流程图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步地详细说明：
如图1—2所示的电控分动器的换挡控制方法，包括以下步骤：
步骤1：旋转换挡按钮，选取换挡目标档位，上电初始化模块收到上电信号后，发送自检信号至换挡控制器，换挡控制器开始自检。
步骤2：若换挡控制器通过自检，则换挡控制器依次读取电机位置编码器值和换挡按钮的输入信号，获取分动器目前档位值和换挡目标档位值，并判断换挡目标档位值是否合法；若换挡控制器未通过自检则发送再次自检的请求信号至上电初始化模块，当换挡控制器自检超过三次时，换挡控制器发送自检失败信号至故障诊断处理模块，故障诊断处理模块发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作。当换挡控制器自检超过三次，换挡终止，自检时长短，反应快，能快速有效判断换挡控制器是否存在故障，在保证工作稳定可靠的同时，同时也改善了驾驶员的驾驶体验。
步骤3：若换挡目标档位值合法，则换挡控制器以一固定间隔时长为周期读取换挡目标档位值；若换挡目标档位值不合法，则换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值。通过间隔读取换挡目标档位值，可有效保证换挡目标档位值的输入，进一步稳定了换挡过程，避免人为误操作。
步骤4：换挡控制器判断下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值是否相同，若下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值相同，则换挡控制器发送计时信号至计时器，计时器收到计时信号后，计时增加一固定间隔时长；若换挡控制器的下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值不相同，则换挡控制器将后一周期的换挡目标档位值寄存为“新档位值”，且发送计时器读数清零信号至计时器，计时器收到计时器读数清零信号后，计时器的读数清零；通过计时器的结构，确保了换挡档位必须维持一定时间后才能继续换挡操作，给予了驾驶员在误操作后快速换挡操作的机会。
步骤5：当计时器的读数大于等于设定值时，计时器发送计时器读数大于等于设定值的读数信号至换挡控制器，换挡控制器收到计时器读数大于等于设定值的读数信号后读取电机位置编码器值，通过电机位置编码器值判断换挡操纵装置是否处于换挡过程中，当换挡操纵装置处于换挡过程中时，换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；当换挡操纵装置不处于换挡过程中时，换挡控制器检测自身的控制模块是否允许换挡。通过检测换挡操纵装置是否处在换挡周期中，若换挡操纵装置正在进行换挡操作，则换挡控制器不会发出下一步的控制指令，避免了连续换挡时的人工误操作，保证了换挡控制器的工作稳定。
步骤6：若换挡控制器的控制模块允许换挡，则换挡控制器更新换挡目标档位值，如果出现“新档位值”，则更新后的换挡目标档位值与“新档位值”相等；若换挡控制器的控制模块不允许换挡，则换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值。
步骤7：换挡控制器判断更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值是否一致，若更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值一致，则换挡控制器依次重新读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；若更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值不一致，则换挡控制器驱动换挡电机执行换挡操作。
上述技术方案中，如图2所示，步骤3中换挡控制器以10ms为一周期读取换挡目标档位值，步骤4中计时器收到计时信号后，计时增加10ms。
上述技术方案中，如图2所示，步骤5中当计时器的读数大于等于300ms时，计时器发送计时器读数大于等于300ms的读数信号至换挡控制器。将10ms设置为一固定周期，且计时器的设定值设定为300ms，可有效保证换挡目标档位值的读取稳定可靠，且不影响换挡控制器判断档位按钮是否合法的流程的运行速度。
上述技术方案中，步骤2中合法的换挡目标档位值包括H、HL、N和L四个档位所对应的档位值，若换挡控制器所读取的换挡目标档位值是上述四个档位所对应的档位值中的一个时，则认为合法，否则则认为不合法。换挡控制器首先读取4个档位的数字信号值，并与规定合法的档位信号值对比，规定合法的档位信号值为正确的档位开关所对应的值，分别为0x01(N档)、0x02(L档)、0x04(H档)和0x08(HL档)，当采集的数字信号变量不为以上四个值之一时，均判定为档位值不合法。以分动器的四个档位作为基础，判断换挡档位值是否合法，其判断基础合理可靠，进一步有效避免了人为误操作。
上述技术方案中，如图1所示，换挡控制器以一固定间隔时长为周期，发送检测请求信号至故障诊断处理功能模块，故障诊断处理功能模块对换挡控制器进行检测，判断换挡控制器是否出现故障，若故障诊断处理功能模块判断换挡控制器出现故障，则发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作，若故障诊断处理功能模块判断换挡控制器无故障，则反馈换挡控制器无故障的判断结果信号至换挡控制器。通过故障诊断处理功能模块和故障诊断处理模块对换挡控制器进行检测，保证换挡控制器在自检后到换挡前的功能稳定，确保换挡稳定。
上述技术方案中，换挡控制器以500ms为一周期，发送检测请求信号至故障诊断处理功能模块。以500ms为周期设计合理，保证了换挡处理器的工作稳定的同时，也不会干扰换挡处理器的信号发出和接收，保证换挡流程的运行快速稳定。
上述技术方案中，故障诊断处理功能模块在判断换挡控制器出现故障后，发出错误报警，发出错误报警后，故障诊断处理功能模块发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作。通过错误报警，驾驶员可快速了解换挡过程中存在的问题，方便驾驶员快速排除故障，增加了本发明的实用性。
如图2所示，目标档位的获取流程位于10ms为周期的循环任务中，即每10ms运行一次。首先读取4个档位旋钮数字信号值，并与规定合法的档位信号值对比，规定合法的档位信号值为正确的档位开关所对应的值，分别为0x01(N档)、0x02(L档)、0x04(H档)和0x08(HL档)，当采集的数字信号变量不为以上四个值之一时，均判定为档位值不合法，结束此次流程；然后将采集到的合法档位值与前一次的合法采集值对比，当两次采集值不相等时，即有新的目标档位出现，将此次采集值覆盖前一次采集值并清零计时器变量，当两次采集值相等时，即两次档位信号没有变化，计时器变量开始自加；最后判断计时器变量是否大于300ms，并且结合目前控制器运行状态，在当前没有进行换挡任务且允许换挡的情况下更新目标档位变量值。
当分动器安装于整车上时，在满足分动器自身的换挡条件后，还需检测车速信号、变速箱挡位信号、制动信号和发动机信号等，当整车信号均满足换挡条件时，分动器即采取换挡操作，因此分动器自身的换挡控制和结果是整车换挡的基本依据。而本发明所设计的分动器中，分动器的档位信号值必须为4个规定档位值之一，并且保持一个档位状态持续300ms才可能进行换挡操作，有效防止了人为误操作。当换挡处于进行过程中时，如果获取到新的目标档位，会等待当前换挡任务结束后再更新目标档位，保证了换挡流程的合理和稳定，具有很好的市场应用价值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：选取换挡目标档位，上电初始化模块收到上电信号后，发送自检信号至换挡控制器，换挡控制器开始自检；
步骤2：若换挡控制器通过自检，则换挡控制器依次读取电机位置编码器值和换挡按钮的输入信号，获取分动器目前档位值和换挡目标档位值，并判断换挡目标档位值是否合法；
若换挡控制器未通过自检则发送再次自检的请求信号至上电初始化模块，当换挡控制器自检超过设定次数时，换挡控制器发送自检失败信号至故障诊断处理模块，故障诊断处理模块发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作；
步骤3：若换挡目标档位值合法，则换挡控制器以一固定间隔时长为周期读取换挡目标档位值；若换挡目标档位值不合法，则换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；
步骤4：换挡控制器判断下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值是否相同，
若下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值相同，则换挡控制器发送计时信号至计时器，计时器收到计时信号后，计时增加一固定间隔时长；若换挡控制器的下一周期所读取的换挡目标档位值与上一周期所读取的换挡目标档位值不相同，则换挡控制器将后一周期的换挡目标档位值寄存为“新档位值”，且发送计时器读数清零信号至计时器，计时器收到计时器读数清零信号后，计时器的读数清零；
步骤5：当计时器的读数大于等于设定值时，换挡控制器读取电机位置编码器值，通过电机位置编码器值判断换挡操纵装置是否处于换挡过程中，当换挡操纵装置处于换挡过程中时，换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；当换挡操纵装置不处于换挡过程中时，换挡控制器检测自身的控制模块是否允许换挡；
步骤6：若换挡控制器的控制模块允许换挡，则换挡控制器更新换挡目标档位值，如果出现“新档位值”，则更新后的换挡目标档位值与“新档位值”相等；若换挡控制器的控制模块不允许换挡，则换挡控制器重新依次读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；
步骤7：换挡控制器判断更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值是否一致，若更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值一致，则换挡控制器依次重新读取分动器目前档位值和换挡目标档位值；若更新后的换挡目标档位值与分动器目前档位值不一致，则换挡控制器驱动换挡电机执行换挡操作。
2.如权利要求1所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述的步骤2中换挡控制器自检超过3次时，换挡控制器发送自检失败信号至故障诊断处理模块。
3.如权利要求1所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述步骤3中换挡控制器以10ms为一周期读取换挡目标档位值，所述步骤4中计时器收到计时信号后，计时增加10ms。
4.如权利要求1所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述步骤5中当计时器的读数大于等于300ms时，计时器发送计时器读数大于等于300ms的读数信号至换挡控制器。
5.如权利要求1所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述步骤2中合法的换挡目标档位值包括H、HL、N和L四个档位所对应的档位值，若换挡控制器所读取的换挡目标档位值是上述四个档位所对应的档位值中的一个时，则认为合法，否则则认为不合法。
6.如权利要求5所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述换挡控制器首先读取4个档位的数字信号值，并与规定合法的档位信号值对比，规定合法的档位信号值为正确的档位开关所对应的值，分别为0x01(N档)、0x02(L档)、0x04(H档)和0x08(HL档)，当采集的数字信号变量不为以上四个值之一时，均判定为档位值不合法。
7.如权利要求1所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述换挡控制器以一固定间隔时长为周期，发送检测请求信号至故障诊断处理功能模块，故障诊断处理功能模块对换挡控制器进行检测，判断换挡控制器是否出现故障，若故障诊断处理功能模块判断换挡控制器出现故障，则发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作，若故障诊断处理功能模块判断换挡控制器无故障，则反馈换挡控制器无故障的判断结果信号至换挡控制器。
8.如权利要求如权利要求7所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述换挡控制器以500ms为一周期，发送检测请求信号至故障诊断处理功能模块。
9.如权利要求7或8所述的一种电控分动器的换挡控制方法，其特征在于：所述故障诊断处理功能模块在判断换挡控制器出现故障后，发出错误报警，发出错误报警后，故障诊断处理功能模块发送禁止换挡信号至禁止换挡模块，禁止换挡模块执行禁止换挡操作。
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