CN107255162A - 一种电子换档装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子换档装置，涉及电子换档技术。电子换档装置包括：霍尔传感器单元，用于检测驾驶员对换档手球的操作；变速箱操纵单元，用于执行换档动作并检测车辆的变速箱处于的档位；电子换档控制单元，通过霍尔传感器单元获取驾驶员的换档意图，并基于获取的变速箱处于的档位及车辆的车速，判断驾驶员的换档意图是否存在危险或/和危险等级；电子换档控制单元控制变速箱操纵单元执行相应的换档操作响应于其判断驾驶员的换档意图不存在危险；人机交互单元，能够对驾驶员进行报警，报警响应于电子换档控制单元判断的驾驶员的换档意图存在危险或/和危险等级。在判断出驾驶员的上述操作存在危险时通过人机交互单元报警或提示。

Description

一种电子换档装置
技术领域
本发明涉及电子换档技术，特别是涉及一种电子换档装置。
背景技术
变速箱通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮、液压变距系统和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。通过对变速箱的一系列操作可以改变传动比；在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。因此，车辆的档位操作一方面可以使车辆行驶更加符合路况及驾驶员的需要，另一方面也关系到车辆行驶及停放的安全性。
现有技术中的车辆换档装置虽然可以在一定程度上满足驾驶员的使用需要，但是也存在一些问题；当车辆处于行驶状态下，驾驶员进行的换档操作不符合当前驾驶状况，如果进行相应的换档操作，将会造成安全事故，例如，车辆在高速行驶时，驾驶员错误的将换档手球挂在驻车档或者低速档，这时会造成车辆被追尾；或者，车辆停靠后，驾驶员忘记挂驻车档，极有可能造成溜车。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种电子换档装置，通过预先检测驾驶员对档位的更换是否存在危险，并且在必要时进行报警或分级提示，以提高驾驶员对档位操作的安全性。
本发明一个进一步的目的是防止驾驶员停车后忘记更换驻车档，造成溜车的问题。
特别地，本发明提供了一种电子换档装置，用于安装有换档手球的车辆，包括：
霍尔传感器单元，用于检测驾驶员对所述换档手球的操作；
变速箱操纵单元，用于执行换档动作并检测所述车辆的变速箱处于的档位；
电子换档控制单元，通过所述霍尔传感器单元获取所述驾驶员的换档意图，并基于获取的所述变速箱处于的档位及所述车辆的车速，判断所述驾驶员的换档意图是否存在危险或/和危险等级；所述电子换档控制单元控制所述变速箱操纵单元执行相应的换档操作响应于其判断所述驾驶员的换档意图不存在危险；
人机交互单元，用于显示所述变速箱处于的档位，并能够对所述驾驶员进行报警或/和提醒，所述报警或/和提醒响应于所述电子换档控制单元判断的所述驾驶员的换档意图存在危险或/和危险等级。
进一步地，在所述车辆行驶过程中，所述电子换档控制单元通过所述霍尔传感器单元获取所述驾驶员欲更换为驻车档的意图，则判断存在危险并通过所述人机交互单元对所述驾驶员进行报警或/和提醒。
进一步地，所述霍尔传感器单元能够使所述换档手球处于驻车档处；
所述电子换档控制单元控制所述变速箱操纵单元执行更换驻车档的动作响应于其获取第一信息，所述第一信息至少含有在所述车辆处于非空档熄火后，所述车辆的车门打开或/和刹车松开或/和所述驾驶员的安全带未系的内容。
进一步地，所述车辆停车并挂入所述驻车档后，所述电子换档控制单元获取所述车辆上电，其控制所述变速箱操纵单元将所述驻车档更换为空档；
优选地，所述电子换档控制单元控制所述变速箱操纵单元执行更换驻车档的动作响应于所述车辆在非空档状态下发动机熄火。
进一步地，所述的电子换档装置还具有开关检测单元，所述开关检测单元用于替换所述霍尔传感器单元，或者，所述开关检测单元与所述霍尔传感器单元共存于所述电子换档装置；
所述车辆内设置有
驻车档开关键，用于更换驻车档；
换档拨片开关键，用于更换档位；以及
解锁开关键，用于阻止所述驾驶员误操作；
所述开关检测单元通过检测所述驾驶员对所述驻车档开关键、所述换档拨片开关键及所述解锁开关键的操作，以使得所述电子换档控制单元获取所述驾驶员的换档意图；
优选地，所述驻车档开关键、所述换档拨片开关键及所述解锁开关键集成于所述换档手球；
优选地，所述开关检测单元集成于所述换档手球。
进一步地，所述变速箱操纵单元与所述电子换档控制单元通过LIN线和CAN线冗余通信，以阻止所述变速箱操纵单元与所述电子换档控制单元之间通信损坏。
进一步地，所述霍尔传感器单元、所述开关检测单元、所述变速箱操纵单元、所述电子换档控制单元及所述人机交互单元均为相互间独立的模块，以使得针对不同车型进行差异化布置；
优选地，所述霍尔传感器单元、所述开关检测单元、所述变速箱操纵单元、所述电子换档控制单元及所述人机交互单元通过LIN线通信。
进一步地，所述变速箱操纵单元包括
变速箱换档执行单元，用于执行换档动作；和
变速箱控制单元，用于检测变速箱处于的档位，并使所述电子换档控制单元获取所述变速箱处于的档位；
优选地，所述变速箱控制单元通过仪表显示所述变速器的档位。
进一步地，所述人机交互单元具有面板显示模块，用于显示所述变速箱处于的档位，并能够对所述驾驶员进行报警或/和提醒；
优选地，所述驻车档开关键为背光开关键，所述电子换档控制单元控制所述驻车档开关键及所述面板显示模块进行背光显示响应于，所述电子换档控制单元获取所述车辆的背光开关按键开启。
进一步地，所述电子换档装置通过算法驱动所述变速箱换档；
优选地，所述电子换档装置用于双离合变速器；
优选地，所述电子换档装置用于七档位双离合变速器。
本发明的电子换档装置，由于驾驶员对换档手球的操作通过霍尔传感器单元传送至电子换档控制单元，并且电子换档控制单元通过变速箱操纵单元获取的变速箱处于的档位；另外，电子换档控制单元可以通过车辆的ECU获取车速，然后判断驾驶员的换档意图是否存在危险或/和危险等级。这样可以避免因为驾驶员对档位的错误操作而造成行驶危险；并且，在判断出驾驶员的上述操作存在危险时通过人机交互单元报警或提示。从而提高驾驶员对档位操作的安全性。
另外，电子换档控制单元仅仅通过驾驶员的换档意图、车速及变速箱处于的档位这三个要素进行判断，这样就大幅度减少电子换档控制单元内信息的存储空间及相应的数据运算量，从而大幅度降低电子换档控制单元的成本。
并且，缩短电子换档控制单元对换挡危险的判断周期，而在交通事故中，危险往往就发生在关键的几秒钟，因此本申请的电子换档控制单元又进一步地提高驾驶员对档位操作的安全性。
进一步地，本发明的电子换档装置，针对于车辆停车后，驾驶员忘记将档位更换至驻车档的情况，本申请的发明人创造性的使电子换档控制单元获取车辆处于非空档熄火以及车辆的车门打开或/和刹车松开或/和驾驶员的安全带未系的信息，以准确判断驾驶员的意图为停车。并在此基础上，通过控制变速箱操纵单元执行更换驻车档，从而防止出现溜车，这一危险动作的发生。从而更加全面的提升驾驶员对档位操作的安全性，其中也包含停车后档位操作的安全性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的所述电子换档装置的示意性逻辑流程图；
图2是所述电子换档装置的分别通过人机交互界面和仪表进行报警显示的示意性逻辑流程图；
图3是所述电子换档装置控制变速箱操纵单元执行更换驻车档的示意性逻辑流程图；
图4是背光开关按键控制驻车档开关键及面板显示模块进行背光显示的示意性逻辑流程图。
图5是本发明一个实施例的换档杆可以更换的档位的示意图。
图中：1开关检测单元，2霍尔传感器单元，3变速箱换档执行单元，4电子换档控制单元，5仪表，6人机交互单元，61面板显示模块，7变速箱控制单元，8变速箱操纵单元，9背光开关按键，10驻车档开关键。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的所述电子换档装置的示意性逻辑流程图；结合图1进行说明，本发明的电子换档装置用于安装有换档手球的车辆。电子换档装置包括：霍尔传感器单元2、变速箱操纵单元8、电子换档控制单元4以及人机交互单元6。霍尔传感器单元2用于检测驾驶员对换档手球的操作。变速箱操纵单元8用于执行换档动作并检测车辆的变速箱处于的档位。电子换档控制单元4通过霍尔传感器单元2获取驾驶员的换档意图，并基于获取的变速箱处于的档位及车辆的车速，判断驾驶员的换档意图是否存在危险或/和危险等级。电子换档控制单元4控制变速箱操纵单元8执行相应的换档操作响应于电子换档控制单元4判断驾驶员的换档意图不存在危险。人机交互单元6用于显示变速箱处于的档位，并能够对驾驶员进行报警或/和提醒。报警或/和提醒响应于电子换档控制单元4判断的驾驶员的换档意图存在危险或/和危险等级。
由于驾驶员对换档手球的操作通过霍尔传感器单元2传送至电子换档控制单元4，并且电子换档控制单元4通过变速箱操纵单元8获取的变速箱处于的档位；另外，电子换档控制单元4可以通过车辆的ECU获取车速，然后判断驾驶员的换档意图是否存在危险或/和危险等级。这样可以避免因为驾驶员对档位的错误操作而造成行驶危险；并且，在判断出驾驶员的上述操作存在危险时通过人机交互单元6报警或提示。从而提高驾驶员对档位操作的安全性。
另外，电子换档控制单元4仅仅通过驾驶员的换档意图、车速及变速箱处于的档位这三个要素进行判断，这样就大幅度减少电子换档控制单元4内信息的存储空间及相应的数据运算量，从而大幅度降低电子换档控制单元4的成本。
并且，缩短电子换档控制单元4对换挡危险的判断周期，而在交通事故中，危险往往就发生在关键的几秒钟，因此本申请的电子换档控制单元4又进一步地提高驾驶员对档位操作的安全性。
图5是本发明一个实施例的换档杆可以更换的档位的示意图。结合图5进行说明，需要注意的是，换档手球与换档杆连接。使换档杆可以在F2\F1\B1\B2\TIP(M档)\+\-等位置更换。并且，换档杆可以自动回到A位置。其中，M档为手动档，A位置为换档杆的常态位置。
当然，换档杆也可以设置为不能自动回到A位置，以降低成本。
另外，如果换挡杆在TIP(M档)位置，而自动回到A位置，在M档发动机熄火，电子换档控制单元4(参见图1)获取这些信息后，在车辆档位回到驻车档同时，可以通过人机交互界面提示换挡杆回到A位置。
继续结合图1进行说明，进一步地，在车辆行驶过程中，电子换档控制单元4通过霍尔传感器单元2获取驾驶员欲更换为驻车档的意图，则判断存在危险并通过人机交互单元6对驾驶员进行报警或/和提醒。
由于驻车档的更换对于行驶中的车辆进行换挡十分危险，因此需要通过人机交互单元6对驾驶员进行报警或/和提醒。当然，对于其他的危险档位也需要进行相应的提醒；例如车辆在行驶中的倒车档、低速档(一档或二档)，都是非常危险的，需要进行必要的提醒和警告。以防止车辆被追尾等危险的发生。
图3是所述电子换档装置控制变速箱操纵单元执行更换驻车档的示意性逻辑流程图；结合图3进行说明，进一步地，霍尔传感器单元2能够使换档手球处于驻车档处。电子换档控制单元4控制变速箱操纵单元8执行更换驻车档的动作响应于其获取第一信息。第一信息至少含有在车辆处于非空档熄火后，车辆的车门打开或/和刹车松开或/和驾驶员的安全带未系的内容。
针对于车辆停车后，驾驶员忘记将档位更换至驻车档的情况，本申请的发明人创造性的使电子换档控制单元4获取车辆处于非空档熄火以及车辆的车门打开或/和刹车松开或/和驾驶员的安全带未系的信息，以准确判断驾驶员的意图为停车。并在此基础上，通过控制变速箱操纵单元8执行更换驻车档，从而防止出现溜车，这一危险动作的发生。从而更加全面的提升驾驶员对档位操作的安全性，其中也包含停车后档位操作的安全性。
需要注意的是，电子换档控制单元4可以通过车辆ECU获取车辆是否处于非空档熄火、车辆的车门是否打开、刹车是否松开及驾驶员的安全带是否未系的信息。需要注意的是ECU为(Electronic Control Unit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。
当然，电子换档控制单元4获取前述第一信息的同时，还可以获取电源状态信号和车速信号以更加准确判断驾驶员的意图为停车。然后在倒车档、前进档及手动档停车后(空档不判断)，控制控制变速箱操纵单元8执行更换驻车档。
进一步地，车辆停车并挂入驻车档后，电子换档控制单元4获取车辆上电，其控制变速箱操纵单元8将驻车档更换为空档。
另外，发明人并不是一味的考虑车辆档位操作的安全性，同时还要和车辆操作的便利性相融合，从而整体提高车辆档位操作的人性化。因此，为了便于车辆在停放过程中进行维修、洗车等操作，设定电子换档控制单元4获取车辆停车并挂入驻车档后，车辆又进行上电这一动作后，可以提高车辆使用的舒适性。
优选地，电子换档控制单元4控制变速箱操纵单元8执行更换驻车档的动作响应于车辆在非空档状态下发动机熄火。以进一步提高车来那个档位操作的安全性。
另外，电子换档控制单元4获取到发动机转动，并且驻车档、倒档或/和前进档可以切换至空档，此时电子换档控制单元4获取车门开启，则通过人机交互界面进行报警或提示。
图2是所述电子换档装置的分别通过人机交互界面和仪表进行报警显示的示意性逻辑流程图；结合图2进行说明，本申请的电子换档装置还具有开关检测单元1。开关检测单元1用于替换霍尔传感器单元2；或者，开关检测单元1与霍尔传感器单元2共存于电子换档装置。车辆内设置有驻车档开关键10(参见图4)、换档拨片开关键以及解锁开关键。驻车档开关键10用于更换驻车档。换档拨片开关键用于更换档位。解锁开关键用于阻止驾驶员误操作。开关检测单元1通过检测驾驶员对驻车档开关键10、换档拨片开关键及解锁开关键的操作，以使得电子换档控制单元4获取驾驶员的换档意图。
优选地，驻车档开关键10、换档拨片开关键及解锁开关键集成于换档手球；
优选地，开关检测单元1集成于换档手球。
其中，驻车档开关键10可以使驾驶员方便的一键进入驻车档。解锁开关键的设置是为防止驾驶员误换档的操作，必须按住解锁按键才能有效的换档。从而进一步提高换挡操作的安全性。通过开关检测单元1对换档拨片开关键的检测可以节约成本。
需要注意的是，换挡拨片可以是对汽车半自动离合器所安装的换档设备，作用是可以不用脚踩离合器，直接通过换档拨片上拨来实现换档。
另外，也可以取消开关检测单元1，而将驻车档开关键10(参见图4)、换档拨片开关键或/和解锁开关键直接连接至变速箱。
继续结合图1进行说明，进一步地，变速箱操纵单元8与电子换档控制单元4通过LIN线和CAN线冗余通信，以阻止变速箱操纵单元8与电子换档控制单元4之间通信损坏。
本申请的变速箱操纵单元8与电子换档控制单元4同时通过LIN线和CAN线进行通信，也就是冗余通信，可以有效防止LIN线或CAN线损坏造成电子换档控制单元4无法控制变速箱操纵单元8，从而大幅度提高电子换档控制单元4对变速箱操纵单元8控制的可靠性。避免安全事故的发生。
结合图1进行说明，进一步地，霍尔传感器单元2、开关检测单元1、变速箱操纵单元8、电子换档控制单元4及人机交互单元6均为相互间独立的模块，以使得针对不同车型进行差异化布置。如此设置，可以提高电子换档装置根据不同车型进行差异化设置这方面的性能，并且独立的模块可以便于提高扩展性能，可以根据整车的设计需求进行取舍。
优选地，霍尔传感器单元2、开关检测单元1、变速箱操纵单元8、电子换档控制单元4及人机交互单元6通过LIN线通信。通过LIN线通霍尔传感器单元2、开关检测单元1、变速箱操纵单元8、电子换档控制单元4及人机交互单元6可以节省线束和成本，并可以根据配置取消掉，仅保留在仪表5显示，以节省成本。
结合图2进行说明，进一步地，变速箱操纵单元8包括变速箱换档执行单元3和变速箱控制单元7。变速箱换档执行单元3用于执行换档动作。变速箱控制单元7用于检测变速箱档位，并使电子换档控制单元4获取变速箱处于的档位。
图3是所述电子换档装置控制变速箱操纵单元执行更换驻车档的示意性逻辑流程图；结合图3进行说明，优选地，变速箱控制单元7通过仪表5显示变速器的档位。
同时，仪表5可以通过闪烁进行报警。
在说明书附图未示出的情况下，进一步地，人机交互单元6具有面板显示模块61(参见图4)，用于显示变速箱处于的档位，并能够对驾驶员进行报警或/和提醒。
优选地，面板显示模块61与电子换档控制单元4制为一体。
图4是背光开关按键控制驻车档开关键及面板显示模块进行背光显示的示意性逻辑流程图。结合图4进行说明，优选地，驻车档开关键10为背光开关键，电子换档控制单元4控制驻车档开关键10及面板显示模块61进行背光显示响应于，电子换档控制单元4获取车辆的背光开关按键9开启。当然驻车档开关键10还可以具有工作指示功能。
需要注意的是，如果对于档位的显示和报警全部依靠于变速箱控制单元7，或者完全依靠于面板进行显示；那么，一旦面板或者变速箱控制单元7受到损坏，整个电子换档装置将无法进行报警，这样存在很大的风险性；而本申请的发明人创造性的使面板的显示和报警响应于电子换档控制单元4，而仪表5的显示和报警是响应于变速箱控制单元7；这样变成两个相互独立的显示报警单元，并且显示的信息完全一致，从而可以避免因为面板或者仪表5或者电子换档装置的损坏而造成报警的缺失。
当然，为降低成本，也可以只通过面板或者仪表5进行显示和报警。
在说明书附图未示出的情况下，进一步地，电子换档装置通过算法驱动变速箱换档；
优选地，电子换档装置用于双离合变速器；
优选地，电子换档装置用于七档位双离合变速器。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种电子换档装置，用于安装有换档手球的车辆，包括：
霍尔传感器单元，用于检测驾驶员对所述换档手球的操作；
变速箱操纵单元，用于执行换档动作并检测所述车辆的变速箱处于的档位；
电子换档控制单元，通过所述霍尔传感器单元获取所述驾驶员的换档意图，并基于获取的所述变速箱处于的档位及所述车辆的车速，判断所述驾驶员的换档意图是否存在危险或/和危险等级，所述电子换档控制单元配置成其判断所述驾驶员的换档意图不存在危险时控制所述变速箱操纵单元执行相应的换档操作；和
人机交互单元，用于显示所述变速箱处于的档位，并能够对所述驾驶员进行报警或/和提醒，所述报警或/和提醒响应于所述电子换档控制单元判断的所述驾驶员的换档意图存在危险或/和危险等级。
2.根据权利要求1所述的电子换档装置，其特征在于，
在所述车辆行驶过程中，所述电子换档控制单元通过所述霍尔传感器单元获取所述驾驶员欲更换为驻车档的意图，则判断存在危险并通过所述人机交互单元对所述驾驶员进行报警或/和提醒。
3.根据权利要求1或2所述的电子换档装置，其特征在于，
所述霍尔传感器单元能够使所述换档手球处于驻车档处；
所述电子换档控制单元控制所述变速箱操纵单元执行更换驻车档的动作响应于其获取第一信息，所述第一信息至少含有在所述车辆处于非空档熄火后，所述车辆的车门打开或/和刹车松开或/和所述驾驶员的安全带未系的内容。
4.根据权利要求3所述的电子换档装置，其特征在于，所述车辆停车并挂入所述驻车档后，所述电子换档控制单元获取所述车辆上电，其控制所述变速箱操纵单元将所述驻车档更换为空档；
优选地，所述电子换档控制单元控制所述变速箱操纵单元执行更换驻车档的动作响应于所述车辆在非空档状态下发动机熄火。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子换档装置，其特征在于，所述的电子换档装置还具有开关检测单元，所述开关检测单元用于替换所述霍尔传感器单元，或者，所述开关检测单元与所述霍尔传感器单元共存于所述电子换档装置；
所述车辆内设置有：
驻车档开关键，用于更换驻车档；
换档拨片开关键，用于更换档位；以及
解锁开关键，用于阻止所述驾驶员误操作；
所述开关检测单元通过检测所述驾驶员对所述驻车档开关键、所述换档拨片开关键及所述解锁开关键的操作，以使得所述电子换档控制单元获取所述驾驶员的换档意图；
优选地，所述驻车档开关键、所述换档拨片开关键及所述解锁开关键集成于所述换档手球；
优选地，所述开关检测单元集成于所述换档手球。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子换档装置，其特征在于，所述变速箱操纵单元与所述电子换档控制单元通过LIN线和CAN线冗余通信，以阻止所述变速箱操纵单元与所述电子换档控制单元之间通信损坏。
7.根据权利要求5或6所述的电子换档装置，其特征在于，所述霍尔传感器单元、所述开关检测单元、所述变速箱操纵单元、所述电子换档控制单元及所述人机交互单元均为相互间独立的模块，以使得针对不同车型进行差异化布置；
优选地，所述霍尔传感器单元、所述开关检测单元、所述变速箱操纵单元、所述电子换档控制单元及所述人机交互单元通过LIN线通信。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子换档装置，其特征在于，所述变速箱操纵单元包括：
变速箱换档执行单元，用于执行换档动作；和
变速箱控制单元，用于检测变速箱处于的档位，并使所述电子换档控制单元获取所述变速箱处于的档位；
优选地，所述变速箱控制单元通过仪表显示所述变速器的档位。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的电子换档装置，其特征在于，所述人机交互单元具有面板显示模块，用于显示所述变速箱处于的档位，并能够对所述驾驶员进行报警或/和提醒；
优选地，所述驻车档开关键为背光开关键，所述电子换档控制单元控制所述驻车档开关键及所述面板显示模块进行背光显示响应于所述电子换档控制单元获取所述车辆的背光开关按键开启。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电子换档装置，其特征在于，所述电子换档装置通过算法驱动所述变速箱换档；
优选地，所述电子换档装置用于双离合变速器；
优选地，所述电子换档装置用于七档位双离合变速器。
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