CN110131405B - 一种用于车辆的电子换挡系统和电子换挡方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的电子换挡系统和电子换挡方法及车辆，涉及车辆技术领域。用于车辆的电子换挡系统包括电子换挡器，包括依次排列的R档、N档和D档以及换挡杆，换挡杆配置成当其所处位置不是N档位置时自动回位至所述N档位置；计数器，与电子换挡器电连接；电子控制器，与计数器电连接，设置成电子换挡器失效时读取计数器的计数值；和驱动电机，与电子控制器电连接，设置成接收档位信息，并根据档位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得车辆的实际档位与档位信息相匹配。本发明还提供了相应的电子换挡方法。同时，本发明还提供了一种车辆，包括上述电子换挡系统。本发明能够提高车辆的行车安全。

Description

一种用于车辆的电子换挡系统和电子换挡方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种用于车辆的电子换挡系统和电子换挡方法及车辆。

背景技术

随着环境问题的突出及能源的紧缺，节能、环保的新能源车辆越来越受到市场的认可。目前新能源车辆的主流以电动车辆、以电驱动的混动车辆为主。电动车辆及电驱动混动车辆不具备传统车辆由机械结构驱动的换挡器，通常采用通过CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)线通信的带有霍尔传感器的电子换挡器。

然而，电动车上众多的电气元件都是通过CAN线来通信，易导致整个线路的混乱、过载等问题，在CAN线通信出现故障时，电子换挡器无法正常工作，易造成车毁人亡的事故。同时，电子换挡器采用霍尔传感器感应磁场变化发出信号，在复杂电磁环境或者磁铁失效情况下，易产生换挡信号变化，从而导致换挡信号错乱，电子换挡器无法工作的问题。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是提供一种用于车辆的电子换挡系统，其能够在CAN线通信出现故障导致电子换挡器失效时顺利换挡。

本发明第一方面的另一个目的是提供一种用于车辆的电子换挡系统，其能够在复杂电磁环境或者电子换挡器内部原件失效导致电子换挡器失效时顺利换挡。

本发明第二方面的一个目的是提供一种用于车辆的电子换挡方法，其能够在CAN线通信出现故障导致电子换挡器失效时顺利换挡。

本发明第三方面的一个目的是提供一种车辆，所述车辆包括上述电子换挡系统，所述电子换挡系统能够在复杂电磁环境或者电子换挡器内部原件失效导致电子换挡器失效时顺利换挡。

根据本发明第一方面，本发明提供了一种用于车辆的电子换挡系统，包括：

电子换挡器，包括依次排列的R档、N档和D档以及换挡杆，所述换挡杆配置成当其所处位置不是N档位置时自动回位至所述N档位置；

计数器，与所述电子换挡器电连接，所述计数器的初始值为0，当所述换挡杆换挡时，所述计数器根据所述换挡杆的换挡方向进行计数，并确定出计数值；

电子控制器，与所述计数器电连接，且设置成在所述电子换挡器失效时读取所述计数器的计数值，并根据所述计数值确定出所述车辆的档位信息；和

驱动电机，与所述电子控制器电连接，且设置成接收所述档位信息，并根据所述档位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。

进一步地，所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上加1，当所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器的计数值不小于1时，所述计数器的计数值为1，所述计数器的计数值不大于-1时，所述计数器的计数值为-1；且

所述电子控制器在所述计数值为1时，将所述车辆的档位信息设置为R档，在所述计数值为-1时，将所述车辆的档位信息设置为D档，所述计数值为0时，将所述车辆的档位信息设置为N档。

进一步地，所述电子换挡器还包括第一单向二极管和第二单向二极管，所述第一单向二极管和所述第二单向二极管分别与所述计数器电连接，所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述第一单向二极管所在电路接通，以使得所述计数器的计数值为在原有数值的基础上加1，所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述第二单向二极管所在电路接通，以使得所述计数器的计数值为在原有的基础上减1。

进一步地，还包括故障指示灯，设置成所述电子换挡器失效时为亮灯状态。

根据本发明第二方面，本发明提供了一种用于车辆的电子换挡方法，包括：

判断所述车辆的档位是否发生变化；

若是，判断所述电子换挡器是否失效；

若是，读取所述计数器的计数值，并获取所述车辆的档位信息；

根据所述档位信息调节所述驱动电机输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。

进一步地，所述档位发生变化时，若所述换挡杆由所述N档位置往所述R档位置移动，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上加1，若所述换挡杆由所述N档位置往所述D档位置移动，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器的计数值不小于1时，所述计数器的计数值为1，所述计数器的计数值不大于-1时，所述计数器的计数值为-1。

进一步地，

所述计数值为1时，所述车辆的档位信息设置为R档；

所述计数值为-1时，所述车辆的档位信息设置为D档；

所述计数值为0时，所述车辆的档位信息设置为N档。

进一步地，若所述电子换挡器失效，控制故障指示灯为亮灯状态。

进一步地，判断所述电子换挡器是否失效的操作为：

检测所述电子换挡器的内部磁铁或霍尔传感器是否失效；或

检测所述电子换挡器与所述电子控制器之间的控制器局域网络通信是否失效。

根据本发明第三方面，本发明提供了一种车辆，包括上述所述的用于车辆的电子换挡系统。

本发明的用于车辆的电子换挡系统和电子换挡方法及车辆，通过设置计数器、电子控制器和驱动电机。所述计数器与电子换挡器电连接。所述计数器的初始值为0，当所述换挡杆换挡时，所述计数器根据所述换挡杆的换挡方向进行计数，并确定出计数值。所述电子控制器与所述计数器电连接，且设置成在所述电子换挡器失效时读取所述计数器的计数值，并根据所述计数值确定出所述车辆的档位信息。所述驱动电机与所述电子控制器电连接，且设置成接收所述档位信息，并根据所述档位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。如此，当CAN线通信出现故障而导致电子换挡器失效时，可以通过计数器与电子控制器的连接来使得档位信息顺利传递至电子控制器，并最终在电子控制器的控制下顺利实现换挡，因此，极大提高了车辆的行车安全。

进一步地，当电子换挡器处于复杂电磁环境中或者因电子换挡器内部原件失效而导致电子换挡器失效时，本发明可以通过计数器与电子控制器的连接来使得档位信息顺利传递至电子控制器，并最终在电子控制器的控制下顺利实现换挡，因此，进一步提高了车辆的行车安全。

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用于车辆的电子换挡系统的原理框图；

图2是根据本发明另一个实施例的用于车辆的电子换挡系统的原理框图；

图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的电子换挡方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的电子换挡系统的原理框图。如图1所示，所述用于车辆的电子换挡系统包括电子换挡器2、计数器3、电子控制器4和驱动电机5。

所述电子换挡器2包括依次排列的R档、N档和D档以及换挡杆，所述换挡杆配置成当其所处位置不是N档位置时自动回位至所述N档位置。如，当换挡杆位于R档位置时，换挡杆不需要外力的作用而直接回到N档位置；同理，当换挡杆位于D档位置时，也不需要外力的作用而直接回到N档位置；同时需要理解的是，只要换挡杆不在N档位置，比如在N档和R档的中间位置，其也不需要外力的作用而直接回到N档位置。

所述计数器3与所述电子换挡器2电连接，所述计数器3的初始值为0，当所述换挡杆换挡时，所述计数器3根据所述换挡杆的换挡方向进行计数，并确定出计数值。

具体地，所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上加1，当所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器3的计数值不小于1时，所述计数器3的计数值为1，所述计数器3的计数值不大于-1时，所述计数器3的计数值为-1。在这里，所述计数器3可以为一芯片，与电子换挡器2电连接并具有计数功能。同时，当换挡杆自动回位至所述N档位置过程中，所述计数器3不进行计数操作。

同时，在本发明一个实施例中，换挡杆的起初位置位于N档位置，计数器3计数值为0，当施加力的作用使换挡杆往R档位置移动时，所述计数器3的计数值为1且不施加力后换挡杆自动回到N档位置。接着施加力的作用使换挡杆往D档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1，即变为0，并且不施加力后换挡杆自动回到N档位置。然后施加力的作用使换挡杆往D档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1，即变为-1，并且不施加力后换挡杆自动回到N档位置。接着施加力的作用使换挡杆往D档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1，即变为-2，然而由于所述计数器3的计数值不大于-1时，所述计数器3的计数值为-1，所以所述计数器3的计数值仍然为-1。

所述电子控制器4与所述计数器3电连接，且设置成在所述电子换挡器2失效时读取所述计数器3的计数值，并根据所述计数值确定出所述车辆的档位信息。

具体地，所述电子控制器4在所述计数值为1时，将所述车辆的档位信息设置为R档，在所述计数值为-1时，将所述车辆的档位信息设置为D档，在所述计数值为0时，将所述车辆的档位信息设置为N档。在这里，所述电子控制器4可以是整车控制器，也可以是普通的电子控制器。所述电子换挡器2失效可以是CAN线通信出现故障电子换挡器无法正常工作以及电子换挡器2的内部磁铁或霍尔传感器失效或者周围电磁环境复杂使得换挡信号出现异常的情况。

所述驱动电机5与所述电子控制器4电连接，且设置成接收所述档位信息，并根据所述档位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。

本发明的用于车辆的电子换挡系统，通过设置计数器3、电子控制器4和驱动电机5。所述计数器3与电子换挡器2电连接。所述计数器3的初始值为0，当所述换挡杆由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上加1，当所述换挡杆由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器3的计数值不小于1时，所述计数器3的计数值为1，所述计数器3的计数值不大于-1时，所述计数器3的计数值为-1。所述电子控制器4与所述计数器3电连接，且设置成在所述电子换挡器2失效时读取所述计数器3的计数值，并在所述计数值为1时，将所述车辆的档位信息设置为R档，在所述计数值为-1时，将所述车辆的档位信息设置为D档，所述计数值为0时，将所述车辆的档位信息设置为N档。所述驱动电机5与所述电子控制器4电连接，且设置成接收所述档位信息，并根据所述档位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。如此，当CAN线通信出现故障而导致电子换挡器失效时，可以通过计数器3与电子控制器4的连接来使得档位信息顺利传递至电子控制器4，并最终在电子控制器4的控制下顺利实现换挡，因此，极大提高了车辆的行车安全。

进一步地，当电子换挡器2处于复杂电磁环境中或者因电子换挡器2内部原件失效而导致电子换挡器2失效时，本发明可以通过计数器3与电子控制器4的连接来使得档位信息顺利传递至电子控制器4，并最终在电子控制器4的控制下顺利实现换挡，因此，进一步提高了车辆的行车安全。

图2是根据本发明另一个实施例的用于车辆的电子换挡系统的原理框图。如图2所示，所述电子换挡器2还包括第一单向二极管21，与所述计数器3电连接，所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述第一单向二极管21所在电路接通，以使得所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上加1。

具体地，在本发明一个实施例中，所述换挡杆由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述第一单向二极管21所在电路的开关闭合，因此第一单向二极管21所在电路接通。同时，计数器3感应到通过第一单向二极管21的电流发生变化后，就会在原有数值的基础上加1。

进一步地，如图2所示，所述电子换挡器2还包括第二单向二极管22，与所述计数器3电连接，所述换挡杆可操作地由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述第二单向二极管22所在电路接通，以使得所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1。

具体地，在本发明一个实施例中，所述换挡杆由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述第二单向二极管22所在电路的开关闭合，因此第二单向二极管22所在电路接通。同时，计数器3感应到通过第二单向二极管22的电流发生变化后，就会在原有数值的基础上减1。

进一步地，如图2所示，所述用于车辆的电子换挡系统还包括故障指示灯6，设置成所述电子换挡器2失效时为亮灯状态。

如此，就能够警示驾驶员当前电子换挡器2处于失效状态，应尽快采取相应措施恢复电子换挡器2正常工作，以此来保证车辆的行车安全。

此外，在本发明一个实施例中，还提供了一种用于上述电子换挡系统的电子换挡方法。图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的电子换挡方法的流程图。如图3所示，所述电子换挡方法包括：

S10，判断所述车辆的档位是否发生变化；

S20，若是，判断所述电子换挡器是否失效；

S30，若是，读取所述计数器的计数值，并获取所述车辆的档位信息；

S40，根据所述档位信息调节所述驱动电机输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。

本发明的用于车辆的电子换挡方法，在电子控制器失效的情况下需要换挡时，通过读取所述计数器的计数值，电子控制器根据所述档位信息调节所述驱动电机输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。如此，极大提高了车辆的行车安全。

具体说来，所述档位发生变化时，若换挡杆由所述N档位置往所述R档位置移动，计数器的计数值为在原有数值的基础上加1，若所述换挡杆由所述N档位置往所述D档位置移动，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器的计数值不小于1时，所述计数器的计数值为1，所述计数器的计数值不大于-1时，所述计数器的计数值为-1。同时，所述计数值为1时，所述车辆的档位信息设置为R档。所述计数值为-1时，所述车辆的档位信息设置为D档。所述计数值为0时，所述车辆的档位信息设置为N档。

如此，电子控制器就能够准确控制驱动电机运行，进而保证换挡顺利并最终保证车辆的行车安全。

进一步地，若所述电子换挡器失效，控制故障指示灯为亮灯状态。

如此，就能够警示驾驶员当前电子换挡器处于失效状态，应尽快采取相应措施恢复电子换挡器正常工作，以此来保证车辆的行车安全。

同时，需要说明的是，判断电子换挡器是否失效的操作为：

检测所述电子换挡器的内部磁铁或霍尔传感器是否失效；或

检测所述电子换挡器与所述电子控制器之间的控制器局域网络通信是否失效。

此外，在本发明另一个实施例中，还提供了一种车辆，包括上述所述的用于车辆的电子换挡系统。

由于所述车辆包括上述用于车辆的电子换挡系统，因此通过设置计数器3、电子控制器4和驱动电机5。所述计数器3与电子换挡器2电连接。所述计数器3的初始值为0，当所述换挡杆由所述N档位置往所述R档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上加1，当所述换挡杆由所述N档位置往所述D档位置移动时，所述计数器3的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器3的计数值不小于1时，所述计数器3的计数值为1，所述计数器3的计数值不大于-1时，所述计数器3的计数值为-1。所述电子控制器4与所述计数器3电连接，且设置成在所述电子换挡器2失效时读取所述计数器3的计数值，并在所述计数值为1时，将所述车辆的档位信息设置为R档，在所述计数值为-1时，将所述车辆的档位信息设置为D档，所述计数值为0时，将所述车辆的档位信息设置为N档。所述驱动电机5与所述电子控制器4电连接，且设置成接收所述档位信息，并根据所述档位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际档位与所述档位信息相匹配。如此，当CAN线通信出现故障而导致电子换挡器失效时，可以通过计数器3与电子控制器4的连接来使得档位信息顺利传递至电子控制器4，并最终在电子控制器4的控制下顺利实现换挡，因此，极大提高了车辆的行车安全。

进一步地，当电子换挡器2处于复杂电磁环境中或者因电子换挡器2内部原件失效而导致电子换挡器2失效时，本发明可以通过计数器3与电子控制器4的连接来使得档位信息顺利传递至电子控制器4，并最终在电子控制器4的控制下顺利实现换挡，因此，进一步提高了车辆的行车安全。

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 (7)

1.一种用于车辆的电子换挡系统，其特征在于，包括：

电子换挡器，包括依次排列的R挡 、N挡 和D挡 以及换挡杆，所述换挡杆配置成当其所处位置不是N挡 位置时自动回位至所述N挡 位置；

计数器，与所述电子换挡器电连接，所述计数器的初始值为0，当所述换挡杆换挡时，所述计数器根据所述换挡杆的换挡方向进行计数，并确定出计数值；

电子控制器，与所述计数器电连接，且设置成在所述电子换挡器失效时读取所述计数器的计数值，并根据所述计数值确定出所述车辆的挡 位信息；和

驱动电机，与所述电子控制器电连接，且设置成接收所述挡 位信息，并根据所述挡 位信息调节其输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际挡 位与所述挡 位信息相匹配；

所述换挡杆可操作地由所述N挡 位置往所述R挡 位置移动时，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上加1，当所述换挡杆可操作地由所述N挡 位置往所述D挡 位置移动时，所述计数器的计数值为在原有数值的基础上减1，且所述计数器的计数值不小于1时，所述计数器的计数值为1，所述计数器的计数值不大于-1时，所述计数器的计数值为-1；且

所述电子控制器在所述计数值为1时，将所述车辆的挡 位信息设置为R挡 ，在所述计数值为-1时，将所述车辆的挡 位信息设置为D挡 ，所述计数值为0时，将所述车辆的挡 位信息设置为N挡 ；

所述电子换挡器还包括第一单向二极管和第二单向二极管，所述第一单向二极管和所述第二单向二极管分别与所述计数器电连接，所述换挡杆可操作地由所述N挡 位置往所述R挡 位置移动时，所述第一单向二极管所在电路接通，以使得所述计数器的计数值为在原有数值的基础上加1，所述换挡杆可操作地由所述N挡 位置往所述D挡 位置移动时，所述第二单向二极管所在电路接通，以使得所述计数器的计数值为在原有的基础上减1。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的电子换挡系统，其特征在于，还包括故障指示灯，设置成所述电子换挡器失效时为亮灯状态。

3.一种用于权利要求1所述的电子换挡系统的电子换挡方法，其特征在于，包括：

判断所述车辆的挡 位是否发生变化；

若是，判断所述电子换挡器是否失效；

若是，读取所述计数器的计数值，并获取所述车辆的挡 位信息；

根据所述挡 位信息调节所述驱动电机输出轴的旋转速度和/或旋转方向，以使得所述车辆的实际挡 位与所述挡 位信息相匹配。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的电子换挡方法，其特征在于，

所述计数值为1时，所述车辆的挡 位信息设置为R挡 ；

所述计数值为-1时，所述车辆的挡 位信息设置为D挡 ；

所述计数值为0时，所述车辆的挡 位信息设置为N挡 。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的电子换挡方法，其特征在于，若所述电子换挡器失效，控制故障指示灯为亮灯状态。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的电子换挡方法，其特征在于，判断所述电子换挡器是否失效的操作为：

检测所述电子换挡器的内部磁铁或霍尔传感器是否失效；或

检测所述电子换挡器与所述电子控制器之间的控制器局域网络通信是否失效。

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-2中任一项所述的用于车辆的电子换挡系统。

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