CN111660959A - 一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统及采集方法 - Google Patents
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Abstract
一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统,包括整车控制器、通过CAN总线与整车控制器连接的电子换挡器,且整车控制器通过一、二号I/O输入端口分别与电子换挡器上设置的一、二号I/O输出端口硬线连接,电子换挡器用于根据模拟电压信号判断实时物理档位后通过CAN总线、硬线传送给整车控制器,整车控制器用于当与电子换挡器通讯正常时通过由CAN总线传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口和二号I/O输入端口进行开路、对地短路、对电源短路故障诊断,当与电子换挡器通讯故障时根据该故障诊断信息及硬线传送的实时物理档位信号确定输出物理档位。本设计不仅保证了通讯故障时车辆的正常行驶,而且结构简单、实施容易。
Description
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域,具体涉及一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统及采集方法。
背景技术
随着新能源汽车、智能汽车以及传统动力车辆换挡变速操控系统电子化发展,越来越多的车辆使用了电子换挡器。电子换挡器的主要功能是接受驾驶员的换挡需求,将驾驶员换挡操作动作通过位置感应器等转化为电信号,由电子换挡器EGSM接收这些电信号,按设定逻辑识别为不同的换挡位置信号,并进行编码,随后多通过CAN总线输出给整车控制器VCU,使得VCU采集到物理档位信息。这种仅通过CAN总线进行物理档位采集的方式无法保证VCU与电子换挡器通讯故障时车辆的正常行驶。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题,提供一种能够保证整车控制器与电子换挡器通讯故障时车辆正常行驶的纯电动轻型商用车物理档位采集系统及采集方法。
为实现以上目的,本发明提供了以下技术方案:
一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统,包括整车控制器、电子换挡器,所述整车控制器通过CAN总线与电子换挡器通讯连接;
所述整车控制器上设置有一号I/O输入端口、二号I/O输入端口,所述电子换挡器上设置有一号I/O输出端口、二号I/O输出端口,所述一号I/O输出端口与一号I/O输入端口、二号I/O输出端口与二号I/O输入端口均通过硬线连接,且电子换挡器的信号输入端口与霍尔传感器的模拟电压输出模块连接;
所述霍尔传感器的模拟电压输出模块用于将电子换挡器旋钮开关的旋转角度及位移信号转换为模拟电压信号后传送给电子换挡器;
所述电子换挡器用于根据接收到的模拟电压信号判断实时物理档位,并将实时物理档位信号通过CAN总线、硬线传送给整车控制器;
所述整车控制器用于在与电子换挡器通讯故障时根据一号I/O输入端口、二号I/O输入端口的故障诊断信息及硬线传送的实时物理档位信号判断输出物理档位。
一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,依次包括以下步骤:
S1、所述整车控制器判断其与电子换挡器通讯是否正常,若正常,则进入S2,若异常,则进入S5;
S2、所述电子换挡器判断自身是否出现档位故障,若是,则进入S3,若否,则进入S4;
S3、所述电子换挡器将档位故障信号传送给整车控制器,整车控制器根据该信号输出物理档位N档;
S4、所述整车控制器输出由CAN总线传送过来的实时物理档位信号,并根据电子换挡器传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口、二号I/O输入端口进行故障诊断;
S5、所述整车控制器(1)根据通讯正常时的故障诊断结果判断输出物理档位,具体为:若一号I/O输入端口、二号I/O输入端口无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口、二号I/O输入端口无故障,则整车控制器1输出由硬线传送过来的实时物理档位信号;若一号I/O输入端口、二号I/O输入端口无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口、二号I/O输入端口发生过故障,则整车控制器1输出由硬线传送过来的实时物理档位信号,并控制限速和限扭矩;若一号I/O输入端口、二号I/O输入端口出现故障,则整车控制器输出物理档位N档,且控制停止行车。
步骤S4中,所述整车控制器根据电子换挡器传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口、二号I/O输入端口进行故障诊断是指:
当整车控制器接收到的来自CAN总线的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 0 1 0]时,若一号I/O输入端口、二号I/O输入端口采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[10],则整车控制器判定一号I/O输入端口、二号I/O输入端口正常;若为逻辑电平组合[0 0]或[0 1],则判定一号I/O输入端口发生开路或对地短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定二号I/O输入端口发生对电源短路故障;
当整车控制器1接收到的来自CAN总线的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1 0 1]时,若一号I/O输入端口、二号I/O输入端口采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[00],则整车控制器判定一号I/O输入端口、二号I/O输入端口正常;若为逻辑电平组合[1 0],则判定一号I/O输入端口发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 1],则判定二号I/O输入端口发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定一号I/O输入端口、二号I/O输入端口均发生对电源短路故障;
当整车控制器接收到的来自CAN总线的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1 1 0]时,若一号I/O输入端口、二号I/O输入端口采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[01],则整车控制器1判定一号I/O输入端口、二号I/O输入端口正常;若为逻辑电平组合[1 0]或[1 1],则判定一号I/O输入端口发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 0],则判定二号I/O输入端口发生开路或对地短路故障。
所述方法还包括电子换挡器根据来自霍尔传感器的模拟电压输出模块的四组模拟电压信号判断实时物理档位的步骤,该步骤为:
所述电子换挡器根据模拟电压信号生成逻辑电平组合,若生成的逻辑电平组合为[0 11 0],则判定实时物理档位为D挡;若为[0 1 0 1],则判定实时物理档位为N挡;若为[1 0 10],则判定实时物理档位为R挡;若为其它,则判定为无效挡位;其中,所述逻辑电平组合的生成原则为:若接收到的某组模拟电压信号大于等于K1*蓄电池电压V,且持续X1ms,则生成高电平1,若接收到的某组模拟电压信号小于等于K2*蓄电池电压V,且持续X2ms,则生成低电平0。
所述K1、K2、X1、X2通过整车驾驶性标定得到。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统中整车控制器上设置有一号I/O输入端口、二号I/O输入端口,电子换挡器上设置有一号I/O输出端口、二号I/O输出端口,一号I/O输出端口与一号I/O输入端口、二号I/O输出端口与二号I/O输入端口均通过硬线连接,且电子换挡器用于根据接收到的模拟电压信号判断实时物理档位,并将实时物理档位信号通过CAN总线、硬线传送给整车控制器,整车控制器用于根据接收的实时物理档位信号判断输出物理档位,该设计在整车控制器与电子换挡器之间增设两路硬线,一方面,当整车控制器与电子换挡器通讯正常时,整车控制器通过由CAN总线传送过来的实时物理档位信号对I/O输入端口和二号I/O输入端口进行开路、对地短路、对电源短路故障诊断,而当整车控制器与电子换挡器通讯故障时,整车控制器会根据一号I/O输入端口、二号I/O输入端口的故障诊断信息以及由硬线传送过来的实时物理档位信号确定输出物理档位,保证车辆的正常行驶,从而提高行车的可靠性,另一方面,该系统在硬件上仅需在整车控制器、电子换挡器上分别分配两个I/O端口,电路原理简单,不增加硬件成本,且实施容易。因此,本发明不仅保证了整车控制器与电子换挡器通讯故障时车辆的正常行驶,而且结构简单、实施容易。
附图说明
图1为本发明系统的结构图。
图2为本发明方法的流程图。
图3为整车控制器输入端口的故障诊断流程图。
图4为电子换挡器进行实时物理档位判断的流程图。
图中,整车控制器1、一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12、电子换挡器2、一号I/O输出端口21、二号I/O输出端口22、CAN总线3、硬线4、霍尔传感器的模拟电压输出模块5。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
参见图1-图4,一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统,包括整车控制器1、电子换挡器2,所述整车控制器1通过CAN总线3与电子换挡器2通讯连接;所述整车控制器1上设置有一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12,所述电子换挡器2上设置有一号I/O输出端口21、二号I/O输出端口22,所述一号I/O输出端口21与一号I/O输入端口11、二号I/O输出端口22与二号I/O输入端口12均通过硬线4连接,且电子换挡器2的信号输入端口与霍尔传感器的模拟电压输出模块5连接;
所述霍尔传感器的模拟电压输出模块5用于将电子换挡器旋钮开关的旋转角度及位移信号转换为模拟电压信号后传送给电子换挡器2;
所述电子换挡器2用于根据接收到的模拟电压信号判断实时物理档位,并将实时物理档位信号通过CAN总线3、硬线4传送给整车控制器1;
所述整车控制器1用于在与电子换挡器通讯故障时根据一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12的故障诊断信息及硬线4传送的实时物理档位信号判断输出物理档位。
一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,依次包括以下步骤:
S1、所述整车控制器1判断其与电子换挡器2通讯是否正常,若正常,则进入S2,若异常,则进入S5;
S2、所述电子换挡器2判断自身是否出现档位故障,若是,则进入S3,若否,则进入S4;
S3、所述电子换挡器2将档位故障信号传送给整车控制器1,整车控制器1根据该信号输出物理档位N档;
S4、所述整车控制器1输出由CAN总线3传送过来的实时物理档位信号,并根据电子换挡器2传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12进行故障诊断;
S5、所述整车控制器(1)根据通讯正常时的故障诊断结果判断输出物理档位,具体为:若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12无故障,则整车控制器1输出由硬线4传送过来的实时物理档位信号;若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12发生过故障,则整车控制器1输出由硬线4传送过来的实时物理档位信号,并控制限速和限扭矩;若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12出现故障,则整车控制器1输出物理档位N档,且控制停止行车。
步骤S4中,所述整车控制器1根据电子换挡器2传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12进行故障诊断是指:
当整车控制器1接收到的来自CAN总线3的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 0 10]时,若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 0],则整车控制器1判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12正常;若为逻辑电平组合[0 0]或[0 1],则判定一号I/O输入端口11发生开路或对地短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定二号I/O输入端口12发生对电源短路故障;
当整车控制器1接收到的来自CAN总线3的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1 01]时,若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 0],则整车控制器1判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12正常;若为逻辑电平组合[1 0],则判定一号I/O输入端口11发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 1],则判定二号I/O输入端口12发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12均发生对电源短路故障;
当整车控制器1接收到的来自CAN总线3的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1 10]时,若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1],则整车控制器1判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12正常;若为逻辑电平组合[1 0]或[1 1],则判定一号I/O输入端口11发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 0],则判定二号I/O输入端口12发生开路或对地短路故障。
所述方法还包括电子换挡器2根据来自霍尔传感器的模拟电压输出模块5的四组模拟电压信号判断实时物理档位的步骤,该步骤为:
所述电子换挡器2根据模拟电压信号生成逻辑电平组合,若生成的逻辑电平组合为[01 1 0],则判定实时物理档位为D挡;若为[0 1 0 1],则判定实时物理档位为N挡;若为[1 01 0],则判定实时物理档位为R挡;若为其它,则判定为无效挡位;其中,所述逻辑电平组合的生成原则为:若接收到的某组模拟电压信号大于等于K1*蓄电池电压V,且持续X1ms,则生成高电平1,若接收到的某组模拟电压信号小于等于K2*蓄电池电压V,且持续X2ms,则生成低电平0。
所述K1、K2、X1、X2通过整车驾驶性标定得到。
实施例1:
参见图1-图4,一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统,包括整车控制器1、电子换挡器2,所述整车控制器1通过CAN总线3与电子换挡器2通讯连接;所述整车控制器1上设置有一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12,所述电子换挡器2上设置有一号I/O输出端口21、二号I/O输出端口22,所述一号I/O输出端口21与一号I/O输入端口11、二号I/O输出端口22与二号I/O输入端口12均通过硬线4连接,且电子换挡器2的信号输入端口与霍尔传感器的模拟电压输出模块5连接,所述霍尔传感器的模拟电压输出模块5用于将电子换挡器旋钮开关的旋转角度及位移信号转换为模拟电压信号后传送给电子换挡器2,所述电子换挡器2用于根据接收到的模拟电压信号判断实时物理档位,并将实时物理档位信号通过CAN总线3、硬线4传送给整车控制器1。
上述纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,依次按照以下步骤进行:
S1、所述整车控制器1判断其与电子换挡器2通讯是否正常,若正常,则进入S2,若异常,则进入S5;
S2、所述电子换挡器2判断自身是否出现档位故障,若是,则进入S3,若否,则进入S4;
S3、所述电子换挡器2将档位故障信号传送给整车控制器1,整车控制器1根据该信号输出物理档位N档;
S4、所述整车控制器1输出由CAN总线3传送过来的实时物理档位信号,并根据电子换挡器2传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12进行故障诊断;
S5、所述整车控制器(1)根据通讯正常时的故障诊断结果判断输出物理档位,具体为:若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12无故障,则整车控制器1输出由硬线4传送过来的实时物理档位信号;若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12发生过故障,则整车控制器1输出由硬线4传送过来的实时物理档位信号,并控制限速和限扭矩;若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12出现故障,则整车控制器1输出物理档位N档,且控制停止行车;
其中,所述整车控制器1根据电子换挡器2传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12进行故障诊断是指:
当整车控制器1接收到的来自CAN总线3的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 0 10]时,若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 0],则整车控制器1判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12正常;若为逻辑电平组合[0 0]或[0 1],则判定一号I/O输入端口11发生开路或对地短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定二号I/O输入端口12发生对电源短路故障;
当整车控制器1接收到的来自CAN总线3的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1 01]时,若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 0],则整车控制器1判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12正常;若为逻辑电平组合[1 0],则判定一号I/O输入端口11发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 1],则判定二号I/O输入端口12发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12均发生对电源短路故障;
当整车控制器1接收到的来自CAN总线3的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1 10]时,若一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1],则整车控制器1判定一号I/O输入端口11、二号I/O输入端口12正常;若为逻辑电平组合[1 0]或[1 1],则判定一号I/O输入端口11发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 0],则判定二号I/O输入端口12发生开路或对地短路故障。
实施例2:
与实施例1的不同之处在于:
所述方法还包括电子换挡器2根据来自霍尔传感器的模拟电压输出模块5的四组模拟电压信号判断实时物理档位的步骤,该步骤为:
所述电子换挡器2根据模拟电压信号生成逻辑电平组合,若生成的逻辑电平组合为[01 1 0],则判定实时物理档位为D挡;若为[0 1 0 1],则判定实时物理档位为N挡;若为[1 01 0],则判定实时物理档位为R挡;若为其它,则判定为无效挡位;其中,所述逻辑电平组合的生成原则为:若接收到的某组模拟电压信号大于等于K1*蓄电池电压V,且持续X1ms,则生成高电平1,若接收到的某组模拟电压信号小于等于K2*蓄电池电压V,且持续X2ms,则生成低电平0,所述K1、K2、X1、X2通过整车驾驶性标定得到。
Claims (5)
1.一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统,包括整车控制器(1)、电子换挡器(2),所述整车控制器(1)通过CAN总线(3)与电子换挡器(2)通讯连接,其特征在于:
所述整车控制器(1)上设置有一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12),所述电子换挡器(2)上设置有一号I/O输出端口(21)、二号I/O输出端口(22),所述一号I/O输出端口(21)与一号I/O输入端口(11)、二号I/O输出端口(22)与二号I/O输入端口(12)均通过硬线(4)连接,且电子换挡器(2)的信号输入端口与霍尔传感器的模拟电压输出模块(5)连接;
所述霍尔传感器的模拟电压输出模块(5)用于将电子换挡器旋钮开关的旋转角度及位移信号转换为模拟电压信号后传送给电子换挡器(2);
所述电子换挡器(2)用于根据接收到的模拟电压信号判断实时物理档位,并将实时物理档位信号通过CAN总线(3)、硬线(4)传送给整车控制器(1);
所述整车控制器(1)用于在与电子换挡器通讯故障时根据一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)的故障诊断信息及硬线(4)传送的实时物理档位信号判断输出物理档位。
2.一种权利要求1所述的纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,其特征在于:
所述方法依次包括以下步骤:
S1、所述整车控制器(1)判断其与电子换挡器(2)通讯是否正常,若正常,则进入S2,若异常,则进入S5;
S2、所述电子换挡器(2)判断自身是否出现档位故障,若是,则进入S3,若否,则进入S4;
S3、所述电子换挡器(2)将档位故障信号传送给整车控制器(1),整车控制器(1)根据该信号输出物理档位N档;
S4、所述整车控制器(1)输出由CAN总线(3)传送过来的实时物理档位信号,并根据电子换挡器(2)传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)进行故障诊断;
S5、所述整车控制器(1)根据通讯正常时的故障诊断结果判断输出物理档位,具体为:若一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)无故障,则整车控制器(1)输出由硬线(4)传送过来的实时物理档位信号;若一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)无故障,且本次低压上电周期内一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)发生过故障,则整车控制器(1)输出由硬线(4)传送过来的实时物理档位信号,并控制限速和限扭矩;若一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)出现故障,则整车控制器(1)输出物理档位N档,且控制停止行车。
3.根据权利要求2所述的一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,其特征在于:
步骤S4中,所述整车控制器(1)根据电子换挡器(2)传送过来的实时物理档位信号对一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)进行故障诊断是指:
当整车控制器(1)接收到的来自CAN总线(3)的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 01 0]时,若一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[1 0],则整车控制器(1)判定一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)正常;若为逻辑电平组合[0 0]或[0 1],则判定一号I/O输入端口(11)发生开路或对地短路故障;若为逻辑电平组合[1 1],则判定二号I/O输入端口(12)发生对电源短路故障;
当整车控制器(1)接收到的来自CAN总线(3)的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 10 1]时,若一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 0],则整车控制器(1)判定一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)正常;若为逻辑电平组合[1 0],则判定一号I/O输入端口(11)发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 1],则判定二号I/O输入端口(12)发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[11],则判定一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)均发生对电源短路故障;
当整车控制器(1)接收到的来自CAN总线(3)的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 11 0]时,若一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)采集到的实时物理档位信号为逻辑电平组合[0 1],则整车控制器(1)判定一号I/O输入端口(11)、二号I/O输入端口(12)正常;若为逻辑电平组合[1 0]或[1 1],则判定一号I/O输入端口(11)发生对电源短路故障;若为逻辑电平组合[0 0],则判定二号I/O输入端口(12)发生开路或对地短路故障。
4.根据权利要求2或3所述的一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,其特征在于:
所述方法还包括电子换挡器(2)根据来自霍尔传感器的模拟电压输出模块(5)的四组模拟电压信号判断实时物理档位的步骤,该步骤为:
所述电子换挡器(2)根据模拟电压信号生成逻辑电平组合,若生成的逻辑电平组合为[0 1 1 0],则判定实时物理档位为D挡;若为[0 1 0 1],则判定实时物理档位为N挡;若为[1 0 1 0],则判定实时物理档位为R挡;若为其它,则判定为无效挡位;其中,所述逻辑电平组合的生成原则为:若接收到的某组模拟电压信号大于等于K1*蓄电池电压V,且持续X1ms,则生成高电平1,若接收到的某组模拟电压信号小于等于K2*蓄电池电压V,且持续X2ms,则生成低电平0。
5.根据权利要求4所述的一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统的采集方法,其特征在于:所述K1、K2、X1、X2通过整车驾驶性标定得到。
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CN202010493116.9A CN111660959B (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 一种纯电动轻型商用车物理档位采集系统及采集方法 |
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- 2020-06-03 CN CN202010493116.9A patent/CN111660959B/zh active Active
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