CN107035856B - 汽车程控式换挡系统及应用该系统的汽车换挡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车程控式换挡系统，包括电源和刹车装置，刹车装置包括手刹和脚刹，还包括侧键、前进挡霍尔开关、倒退挡霍尔开关、主控制器、前进挡指示灯、空挡指示灯以及倒退挡指示灯；侧键、前进挡霍尔开关、倒退挡霍尔开关、手刹和脚刹分别电连接主控制器的信号输入端；前进挡指示灯、空挡指示灯以及倒退挡指示灯分别电连接主控制器的信号输出端；主控制器引出有前进挡位信号输出端和倒退挡位信号输出端。本发明还公开了一种汽车换挡方法。本发明的汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统，能够有效防止误触、安全性高。

Description

汽车程控式换挡系统及应用该系统的汽车换挡方法

技术领域

本发明涉及电子式换挡技术领域，具体地说，涉及一种汽车程控式换挡系统及应用该系统的汽车换挡方法。

背景技术

电子式换挡目前已广泛应用，尤其是电动汽车，与传统的手动档汽车不同，不需要机械换挡对变速器控制，只需要给控制器相应的前进、倒退、空挡信号即可。

现有的电子式换挡汽车通常会使用一个三态开关，用换挡杆的三个位置来控制三个挡位，结构简单便于实现。但是此种电子换挡结构在防止换挡杆误触方面无防护，容易因误换挡位引起汽车误动作，甚至导致事故发生。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种有效防止误触、安全性高的汽车程控式换挡系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

汽车程控式换挡系统，包括电源和刹车装置，所述刹车装置包括手刹和脚刹，还包括侧键、前进挡霍尔开关、倒退挡霍尔开关、主控制器、前进挡指示灯、空挡指示灯以及倒退挡指示灯；

所述侧键、所述前进挡霍尔开关、所述倒退挡霍尔开关、所述手刹和所述脚刹分别电连接所述主控制器的信号输入端；

所述前进挡指示灯、所述空挡指示灯以及所述倒退挡指示灯分别电连接所述主控制器的信号输出端；

所述主控制器引出有前进挡位信号输出端和倒退挡位信号输出端。

优选的，所述侧键设于所述换挡杆的顶部手球上。

优选的，所述侧键为电子侧键。

优选的，所述主控制器为单片机。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统，包括可选择的两种换挡模式，分别为防误触模式和常规模式，所述防误触模式包括以下步骤：

上电初始化，汽车变速箱处于初始空挡状态，空挡指示灯亮；

所述主控制器实时接收判断所述前进挡霍尔开关和所述倒退挡霍尔开关的信号；

在所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述主控制器判断所述侧键、所述倒退挡霍尔开关和所述刹车装置同时有信号输出时，如此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述倒退挡指示灯闪烁；如此时所述手刹无信号输出，则所述主控制器输出倒退挡位信号，所述倒退挡指示灯亮，此时返回该步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出；

在所述主控制器判断前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述主控制器判断所述侧键、所述倒退挡霍尔开关和所述刹车装置不是同时有信号输出，且所述侧键、和所述前进挡霍尔开关和所述刹车装置同时有信号输出时，如判断此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述前进挡指示灯闪烁；如判断此时所述手刹无信号输出时，则所述主控制器输出前进挡位信号，所述前进挡指示灯亮，此时返回前步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出；

所述常规模式包括以下步骤：

上电初始化，汽车变速箱处于初始空挡状态，空挡指示灯亮；

所述主控制器实时接收判断所述前进挡霍尔开关和所述倒退挡霍尔开关的信号；

在所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述主控制器判断所述侧键、所述倒退挡霍尔开关和所述刹车装置同时有信号输出时，如此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述倒退挡指示灯闪烁；如此时所述手刹无信号输出，则所述主控制器输出倒退挡位信号，所述倒退挡指示灯亮，此时返回该步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出；

在所述主控制器判断前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述前进挡霍尔开关有信号输出时，如判断此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述前进挡指示灯闪烁；如判断此时所述手刹无信号输出时，则所述主控制器输出前进挡位信号，所述前进挡指示灯亮，此时返回前步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出。

优选的，所述防误触模式为默认模式，切换至常规模式包括以下步骤：在关闭钥匙的状态下，提起手刹，踩着脚刹、按着侧键，向后拉着换挡杆；保持以上动作，打开钥匙并继续维持三秒以上，直至倒退挡指示灯和前进挡指示灯闪烁，空挡指示灯不亮；

松开换挡杆，使其复位，此时倒退挡指示灯和前进挡指示灯停止闪烁开始长亮，正式进入模式选择状态；

在模式选择状态下，如果向后拉换挡杆并维持3秒以上，直至空挡指示灯和倒退挡指示灯闪烁，前进挡指示灯长亮，此时防误触模式开启；如果向前推换挡杆并维持3秒以上，直至前进挡指示灯和空挡指示灯闪烁，倒退挡指示灯长亮，防误触模式关闭；

最后，重新打开一次钥匙即可完成模式切换。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明的汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统，可选择进入防误触模式，在防误触模式中，只有在主控制器判断侧键、前进挡霍尔开关和刹车装置同时有信号输出时，且手刹无输出时，即在放下手刹的情况下，同时踩着脚刹、按着侧键、向后拉着换挡杆，主控制器才输出前进档位信号。只有在主控制器判断侧键、倒退挡霍尔开关和刹车装置同时有信号输出，且手刹无输出，即在放下手刹的情况下，同时踩着脚刹、按着侧键、向前拉着换挡杆，主控制器才输出倒退档位信号。实现了主控制器通过多个动作才能实现换挡的程控式换挡方式，不容易发生误触，程控式换挡不会出现在挡位上却没有挂上挡的情况，有效地防止了单一动作换挡方式的误触引起误换挡位的问题，且对手刹状态做出提醒，更人性化。另外，本发明采用两种换挡模式，防误触模式和常规模式，可供人们自由选择，能够适应不同人群的不同需要。

本发明中，侧键为电子侧键，相对于机械按键，寿命更长，手感好，更可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的汽车程控式换挡系统的原理示意图；

图2是图1中的前进挡霍尔开关和倒退挡霍尔开关与换挡杆的安装示意图；

图3为本发明的汽车换挡方法的防误触模式的流程图；

图4是本发明的汽车换挡方法的模式选择切换流程图；

图中：1-电源；2-主控制器；21-前进挡位信号输出端；22-倒退挡位信号输出端；3-手刹；4-脚刹；5-侧键；6-前进挡霍尔开关；7-倒退挡霍尔开关；8-前进挡指示灯；9-空挡指示灯；10-倒退挡指示灯；11-换挡杆；111-手球。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1和图2，本发明的汽车程控式换挡系统，包括电源1、刹车装置以及侧键5，刹车装置包括手刹3和脚刹4，还包括前进挡霍尔开关6、倒退挡霍尔开关7、主控制器2、前进挡指示灯8、空挡指示灯9以及倒退挡指示灯10；主控制器2可采用单片机等程序处理芯片。

侧键5、前进挡霍尔开关6、倒退挡霍尔开关7、手刹3和脚刹4分别电连接主控制器2的信号输入端。

前进挡指示灯8、空挡指示灯9以及倒退挡指示灯10分别电连接主控制器2的信号输出端。

主控制器2引出有前进挡位信号输出端21和倒退挡位信号输出端22。

图2中，前进挡霍尔开关6设于换挡杆11的后侧，倒退挡霍尔开关7设于换挡杆11的前侧，当然，前进挡霍尔开关6和倒退挡霍尔开关7的具体设定位置可以根据实际情况具体设定。

侧键5设于换挡杆11的顶部手球111上。侧键5为电子侧键，相对于机械按键，寿命更长，手感好，更可靠。

参照图3，本发明的汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统，包括可选择的两种换挡模式，分别为防误触模式和常规模式，防误触模式包括以下步骤：

上电初始化，汽车变速箱处于初始空挡状态，空挡指示灯9亮；

主控制器2实时接收判断前进挡霍尔开关6和倒退挡霍尔开关7的信号；

在主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7有信号输出的情况下，主控制器2判断侧键5、倒退挡霍尔开关7和刹车装置同时有信号输出时，如此时手刹3有信号输出，则主控制器2不输出挡位信号，倒退挡指示灯10闪烁；如此时手刹3无信号输出，则主控制器2输出倒退挡位信号，倒退挡指示灯10亮，此时返回该步骤开始处，主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7是否有信号输出；

在主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7有信号输出的情况下，主控制器2判断侧键5、倒退挡霍尔开关7和刹车装置不是同时有信号输出，且侧键5和前进挡霍尔开关6同时有信号输出时，如判断此时手刹3有信号输出，则主控制器2不输出挡位信号，前进挡指示灯8闪烁；如判断此时手刹3无信号输出时，则主控制器2输出前进挡位信号，前进挡指示灯8亮，此时返回前步骤开始处，主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7是否有信号输出；

常规模式包括以下步骤：

上电初始化，汽车变速箱处于初始空挡状态，空挡指示灯9亮；

在主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7有信号输出的情况下，主控制器2判断侧键5、倒退挡霍尔开关6和刹车装置同时有信号输出时，如此时手刹3有信号输出，则主控制器2不输出挡位信号，倒退挡指示灯10闪烁；如此时手刹3无信号输出，则主控制器2输出倒退挡位信号，倒退挡指示灯10亮，此时返回该步骤开始处，主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7是否有信号输出；

在主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7有信号输出的情况下，前进挡霍尔开关6和刹车装置有信号输出时，如判断此时手刹3有信号输出，则主控制器2不输出挡位信号，前进挡指示灯8闪烁；如判断此时手刹3无信号输出时，则主控制器2输出前进挡位信号，前进挡指示灯8亮，此时返回前步骤开始处，主控制器2判断前进挡霍尔开关6或者倒退挡霍尔开关7是否有信号输出。

参照图4，默认情况下为防误触模式，切换至常规模式包括以下步骤：

在关闭钥匙的状态下，提起手刹3，踩着脚刹4、按着侧键5，向后拉着换挡杆11；保持以上动作，打开钥匙并继续维持三秒以上，直至倒退挡指示灯10和前进挡指示灯8闪烁，空挡不亮；

松开换挡杆11，使其复位，此时倒退挡指示灯10和前进挡指示灯8停止闪烁开始长亮，正式进入模式选择状态；

在模式选择状态下，如果向后拉换挡杆11并维持3秒以上，直至空挡指示灯9和倒退档指示灯10闪烁，前进挡指示灯8长亮，此时防误触模式开启；如果向前推换挡杆11并维持3秒以上，直至前进挡指示灯8和空挡指示灯9闪烁，倒退挡指示灯10长亮，防误触模式关闭；

最后，重新打开一次钥匙即可完成模式切换。

本发明的汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统，使用两个霍尔开关，将人换挡的动作转化为电信号，主控制器综合刹车信号以及侧键信号，判断所需更换挡位，详细逻辑如下表。

表1换挡逻辑

其中，R挡霍尔开关即为倒退档霍尔开关，D挡霍尔开关即为前进挡霍尔开关，R挡指示灯即为倒退挡指示灯，D挡指示灯即为前进挡指示灯，N挡指示灯即为空挡指示灯。

综上，本发明的汽车换挡方法，应用上述的汽车程控式换挡系统，可选择进入防误触模式，在防误触模式中，只有在主控制器2判断侧键5、前进挡霍尔开关6和刹车装置同时有信号输出时，且手刹3无输出时，即在放下手刹3的情况下，同时踩着脚刹4、按着侧键5、向后拉着换挡杆11，主控制器2才输出前进档位信号。只有在主控制2器判断侧键5、倒退挡霍尔开关7和刹车装置同时有信号输出，且手刹3无输出，即在放下手刹3的情况下，同时踩着脚刹4、按着侧键5、向前拉着换挡杆11，主控制器2才输出倒退档位信号。实现了主控制器2通过多个动作才能实现换挡的程控式换挡方式，不容易发生误触，程控式换挡不会出现在挡位上却没有挂上挡的情况，有效地防止了单一动作换挡方式的误触引起误换挡位的问题，且对手刹状态做出提醒，更人性化。另外，本发明采用两种换挡模式，防误触模式和常规模式，可供人们自由选择，能够适应不同人群的不同需要。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.汽车程控式换挡系统，包括电源和刹车装置，所述刹车装置包括手刹和脚刹，其特征在于:还包括侧键、前进挡霍尔开关、倒退挡霍尔开关、主控制器、前进挡指示灯、空挡指示灯以及倒退挡指示灯；

所述侧键、所述前进挡霍尔开关、所述倒退挡霍尔开关、所述手刹和所述脚刹分别电连接所述主控制器的信号输入端；

所述前进挡指示灯、所述空挡指示灯以及所述倒退挡指示灯分别电连接所述主控制器的信号输出端；

所述主控制器引出有前进挡位信号输出端和倒退挡位信号输出端；

汽车换挡方法，应用所述汽车程控式换挡系统，包括可选择的两种换挡模式，分别为防误触模式和常规模式，所述防误触模式包括以下步骤：

上电初始化，汽车变速箱处于初始空挡状态，空挡指示灯亮；

所述主控制器实时接收判断所述前进挡霍尔开关和所述倒退挡霍尔开关的信号；

在所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述主控制器判断所述侧键、所述倒退挡霍尔开关和所述刹车装置同时有信号输出时，如此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述倒退挡指示灯闪烁；如此时所述手刹无信号输出，则所述主控制器输出倒退挡位信号，所述倒退挡指示灯亮，此时返回该步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出；

在所述主控制器判断前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述主控制器判断所述侧键、所述倒退挡霍尔开关和所述刹车装置不是同时有信号输出，且所述侧键、所述前进挡霍尔开关和所述刹车装置同时有信号输出时，如判断此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述前进挡指示灯闪烁；如判断此时所述手刹无信号输出时，则所述主控制器输出前进挡位信号，所述前进挡指示灯亮，此时返回前步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出；

所述常规模式包括以下步骤：

上电初始化，汽车变速箱处于初始空挡状态，空挡指示灯亮；

所述主控制器实时接收判断所述前进挡霍尔开关和所述倒退挡霍尔开关的信号；

在所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述主控制器判断所述侧键、所述倒退挡霍尔开关和所述刹车装置同时有信号输出时，如此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述倒退挡指示灯闪烁；如此时所述手刹无信号输出，则所述主控制器输出倒退挡位信号，所述倒退挡指示灯亮，此时返回该步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出；

在所述主控制器判断前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关有信号输出的情况下，所述前进挡霍尔开关有信号输出时，如判断此时所述手刹有信号输出，则所述主控制器不输出挡位信号，所述前进挡指示灯闪烁；如判断此时所述手刹无信号输出时，则所述主控制器输出前进挡位信号，所述前进挡指示灯亮，此时返回前步骤开始处，所述主控制器判断所述前进挡霍尔开关或者所述倒退挡霍尔开关是否有信号输出。

2.根据权利要求1所述的汽车程控式换挡系统，其特征在于：所述侧键设于换挡杆的顶部手球上。

3.根据权利要求2所述的汽车程控式换挡系统，其特征在于：所述侧键为电子侧键。

4.根据权利要求1至3任一项所述的汽车程控式换挡系统，其特征在于：所述主控制器为单片机。

5.根据权利要求1所述的汽车程控式换挡系统，其特征在于：所述防误触模式为默认模式，切换至常规模式包括以下步骤：在关闭钥匙的状态下，提起手刹，踩着脚刹、按着侧键，向后拉着换挡杆；保持以上动作，打开钥匙并继续维持三秒以上，直至倒退挡指示灯和前进挡指示灯闪烁，空挡指示灯不亮；

松开换挡杆，使其复位，此时倒退挡指示灯和前进挡指示灯停止闪烁开始长亮，正式进入模式选择状态；

在模式选择状态下，如果向后拉换挡杆并维持3秒以上，直至空挡指示灯和倒退挡指示灯闪烁，前进挡指示灯长亮，此时防误触模式开启；如果向前推换挡杆并维持3秒以上，直至前进挡指示灯和空挡指示灯闪烁，倒退挡指示灯长亮，防误触模式关闭；

最后，重新打开一次钥匙即可完成模式切换。