CN108019502A - 一种车辆换挡控制方法及tcu - Google Patents
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Abstract
一种车辆换挡控制方法及TCU，所述方法包括：检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效；当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号；判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变；当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变；根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。采用上述方案可以提高TCU的控制软件鲁棒性及车辆安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆换挡控制方法及TCU。
背景技术
由于电气故障等原因，双离合式自动变速器(Dual Clutch Transmission，DCT)在车辆行驶过程中，有可能出现同步器位置传感器脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的跳变。而同步器的位置信号是根据所述同步器位置传感器PWM信号计算得到，故相应地，采集到的同步器的位置信号也会随即发生跳变。
目前，自动变速箱控制单元(Transmission Control Unit，TCU)根据计算得到的同步器的位置信号，来相应地控制车辆进行换挡。
但是，如果采用上述的车辆换挡控制方法，会造成TCU的控制软件鲁棒性低，且TCU的功能异常，进而导致车辆安全性低。
发明内容
本发明解决的问题是如何提高TCU的控制软件鲁棒性及车辆安全性。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种车辆换挡控制方法，所述方法包括：检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效；当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号；判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变；当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变；根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
可选地，所述消除所述同步器的位置信号的跳变，包括：对所述同步器的位置信号进行滤波。
可选地，所述方法还包括：记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数；当所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
可选地，所述方法还包括：当确定所述同步器位置传感器的PWM信号无效时，维持当前周期的同步器位置信号为上一周期的同步器的位置信号，且设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
可选地，所述判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变，包括：计算之前预设的N个周期的同步器的位置信号的平均值，N≥1；计算所述计算得到的所述同步器的位置信号与所述平均值的差值的绝对值，作为第一差值；判断所述第一差值是否大于预设的阈值；当确定所述第一差值大于所述预设的阈值时，确定所述计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变。
本发明实施例提供了一种TCU，所述TCU包括：检测单元，适于检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效；计算单元，适于当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号；判断单元，适于判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变；跳变消除单元，适于当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变；控制单元，适于根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
可选地，所述跳变消除单元，适于通过对所述同步器的位置信号进行滤波，来消除所述同步器的位置信号的跳变。
可选地，所述TCU还包括：记录单元，适于记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数；设置单元，适于当所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
可选地，所述控制单元，还适于当确定所述同步器位置传感器的PWM信号无效时，维持当前周期的同步器位置信号为上一周期的同步器的位置信号，且设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
可选地，所述判断单元，适于计算之前预设的N个周期的同步器的位置信号的平均值，N≥1；计算所述计算得到的所述同步器的位置信号与所述平均值的差值的绝对值，作为第一差值；判断所述第一差值是否大于预设的阈值；当确定所述第一差值大于所述预设的阈值时，确定所述计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
当确定同步器位置传感器的PWM信号有效，且根据所述PWM信号计算得到的同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变，进而根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，来控制车辆进行换挡，可以避免同步器的位置信号受到PWM信号跳变的影响，故可以提高TCU的控制软件鲁棒性，且确保TCU的功能正常，从而提高车辆的安全性。
进一步，通过记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数，进而在所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，且禁用所述同步器对应的档位，可以避免车辆换挡操作重复受到PWM信号跳变的影响，故可以提高用户体验及车辆的安全性。
进一步，当确定同步器位置传感器的PWM信号无效时，将同步器位置信号维持上一周期值，并将同步器位置传感器故障标志位置1，同时禁用相应档位，可以避免因PWM信号无效造成档位错误识别或无法成功换挡，，进而提高用户体验及车辆的安全性。
附图说明
图1是现有技术中同步器位置传感器的PWM信号与车辆换挡的关系示意图；
图2是本发明实施例中一种车辆换挡控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例中的另一种车辆换挡控制方法的流程示意图；
图4是本发明实施例中一种滤波后的同步器位置信号的效果示意图；
图5是本发明实施例中一种诊断控制后处理示意图；
图6是本发明实施例中的一种TCU的结构示意图。
具体实施方式
由于电气故障等原因，双离合式自动变速器(Dual Clutch Transmission，DCT)在车辆行驶过程中，有可能出现同步器位置传感器脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的跳变。而同步器的位置信号是根据所述同步器位置传感器PWM信号计算得到，故相应地，采集到的同步器的位置信号也会随即发生跳变。
目前，自动变速箱控制单元(Transmission Control Unit，TCU)根据计算得到的同步器的位置信号，来相应地控制车辆进行换挡。
但是，如果采用上述的车辆换挡控制方法，会造成TCU的控制软件鲁棒性低，且TCU的功能异常，进而导致车辆安全性低。图1示出了现有技术中同步器位置传感器的PWM信号与车辆换挡的关系示意图，比如可以参考图1，图1(a)中的实线表征同步器实际位置信号，虚线表征同步器位置传感器的PWM信号，同步器实际位置信号由同步器位置传感器的PWM信号转换而来，从图1(a)可见，当同步器位置传感器的PWM信号出现跳变时，同步器位置信号也随即出现异动，此时从图1(b)可见，TCU的挂档力的大小也会随着跳变而改变，做出退档再挂档的操作，即PWM信号的跳变会造成TCU作出错误判断，从而威胁行车安全。
为解决上述问题，本发明实施例通过在确定同步器位置传感器的PWM信号有效，且根据所述PWM信号计算得到的同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变，进而根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，来控制车辆进行换挡，可以避免同步器的位置信号受到PWM信号跳变的影响，故可以提高TCU的控制软件鲁棒性，且确保TCU的功能正常，从而提高车辆的安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
下面示出了本发明实施例中一种车辆换挡控制方法，如图2所示，以下参考图2对所述方法分步骤进行详细介绍：
步骤S21：检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效。
为了确定此次的同步器位置传感器信号是否可用于车辆换挡操作的参考，进而提高车辆的安全性，在具体实施中，可以检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效。
当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，执行步骤S22；反之，可以执行步骤S26。
步骤S22：根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号。
由于同步器的实际位置是由同步器位置传感器的PWM信号转换而来，故在具体实施中，当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，可以根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号。
步骤S23：判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变。
在具体实施中，为了判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变，可以首先计算之前预设的N个周期的同步器的位置信号的平均值，N≥1，然后计算所述计算得到的所述同步器的位置信号与所述平均值的差值的绝对值，将绝对值作为第一差值，判断所述第一差值是否大于预设的阈值，进而在确定所述第一差值大于所述预设的阈值时，确定所述计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变。
当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，执行步骤S24；反之，执行步骤S27。
步骤S24：消除所述同步器的位置信号的跳变。
在具体实施中，可以有多种方法来消除所述同步器的位置信号的跳变。比如可以对所述同步器的位置信号进行滤波，还比如可以对所述同步器的位置信号进行平滑处理。
为了避免PWM信号的波动一直影响车辆换挡操作，在具体实施中，还可以记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数，并且在所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，禁用所述同步器对应的档位。因此，可以提升车辆的安全性及用户体验。
为了提高传感器故障判断的精确度，在本发明一实施例中，可以预先设置一个时长阈值，进而当确定在所述时长阈值内，所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，才设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
步骤S25：根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
在具体实施中，为了避免同步器的位置信号受到PWM信号跳变的影响，可以根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，来控制车辆执行换挡相关的工作。
综上所述可知，通过在确定同步器位置传感器的PWM信号有效，且根据所述PWM信号计算得到的同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变，进而根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，来控制车辆进行换挡，可以避免同步器的位置信号受到PWM信号跳变的影响，故可以提高TCU的控制软件鲁棒性，且确保TCU的功能正常，从而提高车辆的安全性。
步骤S26：维持当前周期的同步器位置信号为上一周期的同步器的位置信号，且设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
在具体实施中，当确定同步器位置传感器的PWM信号无效时，将同步器位置信号维持上一周期值，并将同步器位置传感器故障标志位置1，同时禁用相应档位，并触发诊断后处理，故可以避免因PWM信号无效造成档位识别错误或无法成功换挡，进而提高用户体验及车辆的安全性。
步骤S27：根据计算得到的所述同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
在具体实施中，如果计算得到的所述同步器的位置信号未发生跳变，可以直接根据计算得到的所述同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，下面示出了本发明实施例中的另一种车辆换挡控制方法的流程示意图，如图3所示，所述方法可以分如下步骤进行：
步骤S301：获取同步器位置传感器的PWM信号。
步骤S302：对同步器位置传感器的PWM信号进行有效性检测，确定同步器位置传感器的PWM信号是否有效。
在具体实施中，可以由PWM检测单元对同步器位置传感器的PWM信号进行有效性检测。
需要说明的是，由于PWM信号是百分比信号，故通过判断高电平在整个PWM信号周期中所占的比例来进行其有效性的检测。具体而言，当高电平信号在整个PWM信号周期中所占的比例超过预设的比例阈值时，确定所述PWM信号有效，反之，则确定所述PWM信号无效。
若同步器位置传感器的PWM信号无效，执行步骤S303；反之，执行步骤S304。
步骤S303：将同步器位置信号维持为上一周期值，且将传感器故障标志位置1。
在具体实施中，如果同步器位置传感器的PWM信号无效，为了提高用户体验及车辆的安全性，可以将同步器位置信号维持为上一周期值，并将同步器位置传感器故障标志位置1，同时禁用相应档位，然后执行步骤S309。
步骤S304：转换PWM信号为同步器位置信号。
在具体实施中，如果同步器位置传感器的PWM信号有效，可以将所述PWM信号输入至同步器位置信号转换单元，由所述同步器位置信号转换单元转换所述PWM信号为同步器位置信号。
步骤S305：对转换后的同步器位置信号进行跳变检测，判断同步器位置信号是否跳变。
为了及时识别信号的任何跳变，以便及时作出响应，在具体实施中，可以对转换后的同步器位置信号进行跳变检测。若同步器位置信号未发生跳变，可以执行步骤S309；反之，可以执行步骤S306。
步骤S306：对同步器位置信号进行滤波。
在具体实施中，如果同步器位置信号发生了跳变，可以将所述同步器位置信号输入至滤波单元，使得滤波单元对所述同步器位置信号进行滤波。在本发明一实施例中，在滤波后，可以执行步骤S309；在本发明另一实施例中，在滤波后，可以执行步骤S307。
图4示出了滤波后的同步器位置信号的效果示意图，对比图4与图1，可以发现不同的是，同样是PWM信号出现了跳变后，通过对同步器位置信号进行滤波，可以避免同步器实际位置信号产生异动，从而可以避免TCU发生错误换挡动作，故可以提高行车安全。
步骤S307：记录滤波次数。
在具体实施中，可以由跳变计数器单元记录每次的滤波，进行跳变次数累加。
步骤S308：根据滤波次数，确定同步器位置传感器是否发生故障，输出诊断后处理信号至同步器控制单元。
在具体实施中，可以将滤波次数，也即是跳变次数输入至诊断控制单元，对于一定时间内跳变次数超过预设的某一值的，诊断控制单元可以确定同步器位置传感器发生故障，且将同步器位置传感器故障标志位置1，并禁用所述同步器对应的档位，输出诊断后处理信号至同步器控制单元。因此，可以避免PWM信号跳变造成的行车危险，从而可以提高车辆行驶的安全性。否则，继续保持同步器位置传感器故障标志位为0。
图5示出了诊断控制单元对滤波次数进行诊断控制后处理的示意图，结合图5(a)及图5(b)，诊断控制单元会通过判断在一定时间内跳变次数是否达到一定次数，来判断同步器位置传感器是否出现故障，一旦跳变次数大于等于n次，诊断控制单元将同步器位置传感器故障标志位置1，TCU获知同步器位置传感器已经发生故障，可以将此同步器位置维持为上一周期值，并进入另一根轴的换挡控制，故可以避免同步器可能产生的多档啮合等严重故障，从而保证车辆行驶安全。在本发明一实施例中，n可以为3。可以理解的是，本领域技术人员根据实际需要，可以设置n的大小。
步骤S309：根据同步器位置信号、同步器位置传感器故障标志位以及诊断后处理信号控制同步器动作。
在具体实施中，同步器控制单元可以根据同步器位置信号、同步器位置传感器故障标志位以及诊断后处理信号，来相应地控制同步器动作。
具体而言，如果诊断控制单元确定同步器位置传感器信号发生跳变但传感器没有故障，同步器控制单元可以采用滤波后的同步器位置信号，来控制同步器动作，最终完成换挡操作。如果诊断控制单元确定同步器位置传感器信号发生跳变且同步器传感器发生故障，同步器控制单元根据诊断后处理信号对相应档位的同步器做处理。例如13档位对应的同步器位置传感器发生了故障，为保证安全，诊断控制单元可以发出禁用1档和3档的指令，这样接下来车辆只能以偶数档位行驶。如果同步器位置传感器的PWM信号无效，同步器控制单元可以将同步器位置信号维持为上一周期的值，且将同步器位置传感器故障标志位置1，并禁用相应档位。如果同步器位置信号未发生跳变，同步器控制单元可以采用转换后的同步器位置信号，来控制同步器执行操作。
需要说明的是，本发明实施例中的方法不仅适用于传统内燃机汽车，也适用于混合动力车辆。
综上所述可知，本发明实施例通过在确定同步器位置传感器的PWM信号有效，且根据所述PWM信号计算得到的同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变，进而根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，来控制车辆进行换挡，可以防止同步器位置信号出现异动及干扰TCU对同步器位置信号的判断，故可以有效避免偶发性的同步器位置信号异动，提高行车的安全性及稳定性。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，下面示出了本发明实施例中的一种可以实现上述车辆换挡控制方法的TCU，如图6所示，所述TCU包括：检测单元61、计算单元62、判断单元63、跳变消除单元64及控制单元65，其中：检测单元61，适于检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效；计算单元62，适于当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号；
判断单元63，适于判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变；
跳变消除单元64，适于当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变；
控制单元65，适于根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
在具体实施中，所述跳变消除单元64，适于通过对所述同步器的位置信号进行滤波，来消除所述同步器的位置信号的跳变。
在具体实施中，所述TCU还可以包括：记录单元66及设置单元67。记录单元66，适于记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数；设置单元67，适于当所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
在具体实施中，所述控制单元65，还适于当确定所述同步器位置传感器的PWM信号无效时，维持当前周期的同步器位置信号为上一周期的同步器的位置信号，且设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
在具体实施中，所述判断单元63，适于计算之前预设的N个周期的同步器的位置信号的平均值，N≥1；计算所述计算得到的所述同步器的位置信号与所述平均值的差值的绝对值作为第一差值，判断所述第一差值是否大于预设的阈值；当确定所述第一差值大于所述预设的阈值时，确定所述计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种车辆换挡控制方法，其特征在于，包括：
检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效；
当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号；
判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变；
当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变；
根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
2.根据权利要求1所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述消除所述同步器的位置信号的跳变，包括：
对所述同步器的位置信号进行滤波。
3.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，还包括：
记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数；
当所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
4.根据权利要求1所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，还包括：
当确定所述同步器位置传感器的PWM信号无效时，维持当前周期的同步器位置信号为上一周期的同步器的位置信号，且设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
5.根据权利要求1所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变，包括：
计算之前预设的N个周期的同步器的位置信号的平均值，N≥1；
计算所述计算得到的所述同步器的位置信号与所述平均值的差值的绝对值，作为第一差值；
判断所述第一差值是否大于预设的阈值；
当确定所述第一差值大于所述预设的阈值时，确定所述计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变。
6.一种TCU，其特征在于，包括：
检测单元，适于检测同步器位置传感器的PWM信号是否有效；
计算单元，适于当确定所述同步器位置传感器的PWM信号有效时，根据所述同步器位置传感器的PWM信号，计算得到同步器的位置信号；
判断单元，适于判断计算得到的所述同步器的位置信号是否发生跳变；
跳变消除单元，适于当确定计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变时，消除所述同步器的位置信号的跳变；
控制单元，适于根据消除跳变后得到的同步器的位置信号，控制车辆进行换挡。
7.根据权利要求6所述的TCU，其特征在于，所述跳变消除单元，适于通过对所述同步器的位置信号进行滤波，来消除所述同步器的位置信号的跳变。
8.根据权利要求7所述的TCU，其特征在于，还包括：
记录单元，适于记录对所述同步器的位置信号进行滤波操作的次数；
设置单元，适于当所述滤波操作的次数超过预设的次数阈值时，设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
9.根据权利要求6所述的TCU，其特征在于，所述控制单元，还适于当确定所述同步器位置传感器的PWM信号无效时，维持当前周期的同步器位置信号为上一周期的同步器的位置信号，且设置同步器位置传感器的故障标志位为表征所述同步器位置传感器出现故障的状态，并禁用所述同步器对应的档位。
10.根据权利要求6所述的TCU，其特征在于，所述判断单元，适于计算之前预设的N个周期的同步器的位置信号的平均值，N≥1；计算所述计算得到的所述同步器的位置信号与所述平均值的差值的绝对值，作为第一差值；判断所述第一差值是否大于预设的阈值；当确定所述第一差值大于所述预设的阈值时，确定所述计算得到的所述同步器的位置信号发生跳变。
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- 2016-11-02 CN CN201610945716.8A patent/CN108019502B/zh active Active
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