CN112377613A - 一种汽车电子换档系统的换档控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车电子换档系统的换档控制方法。所述方法包括：通过获取档位信号确定当前档位；获取换档杆位置信号，并根据当前档位确定目标档位；获取手球解锁按键状态信号、P按键状态信号、刹车状态信号和车速信号，根据所述信号确定换档策略。本发明能够根据换档杆位置信号和当前档位确定目标档位；本发明由于在换档策略中增加了手球解锁按键状态、P按键状态、刹车状态和车速大小的限制，能够避免驾驶员误操作或者小孩误碰造成误挂挡，能够避免高速回P档造成变速箱损坏，行车过程中不需要判断刹车信号便于用户操作。

Description

一种汽车电子换档系统的换档控制方法

技术领域

本发明属于汽车电子换档技术领域，具体涉及一种汽车电子换档系统的换档控制方法。

背景技术

目前，随着汽车电子化及自动驾驶技术的不断发展，国内外主流主机厂的自动档车型的换档器也逐渐从传统拉索式的机械换档演化为电子换档系统(简称ETRS)。

自动档车型一般设置P档、R档、N档、D档、S档等档位。其中机械换档为多稳态结构，各档位的档位字符与换档杆一一对齐，结合档位灯，驾驶员较易识别车辆当前所处的档位；但受限于机械结构在防止用户误操作上的不足，售后偶尔会有用户抱怨以下情况：前进挡与倒挡误挂，高速中误挂P档致使变速箱损坏导致安全事故，用户N档等红绿灯时误碰到D档导致非预期行走安全事故，用户非P档熄火后需手动挂回P档(操作麻烦)。电子换档普遍采用单稳态自回位式结构，如图1所示，不进行操作时换档杆位于中间稳态位置Stable，A1、A2、B1、B2均为非稳态位置，驾驶员每次换档后释放作用在换档杆手球上的力，换档杆会在无外力作用情况下从非稳态位置回到中间稳态位置，可实现P、R、N、D、S五个档位切换。这种单稳态换档结构能够在一定程度上克服上述不足。但由于换档杆无法与各档位一一对齐，需要根据驾驶员操作换档杆的动作识别目标档位。因此，ETRS各档位之间切换的换档策略显得非常重要，直接影响驾驶的安全性和便利性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种汽车电子换档系统的换档控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车电子换档系统的换档控制方法，包括以下步骤：

步骤1，通过获取档位信号确定当前档位；

步骤2，获取换档杆位置信号，并根据当前档位确定目标档位；

步骤3，获取手球解锁按键状态信号、P按键状态信号、刹车状态信号和车速信号，根据所述信号确定换档策略：

当当前档位为D、目标档位为R时，如果驾驶员已按下手球解锁按键、踩下刹车，且车速小于第一阈值V1，则换档控制器向变速箱执行器发送从D到R的换档控制信号；

当当前档位为R或N或D或S、目标档位为P时，如果驾驶员已按下P按键，且车速小于第二阈值V2，V2<V1，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号；

当当前档位为N、目标档位为D时，如果车速小于第二阈值V2，且驾驶员已踩下刹车；或车速大于或等于第二阈值V2，则换档控制器向变速箱执行器发送从N到D的换档控制信号。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过获取档位信号确定当前档位；获取换档杆位置信号，并根据当前档位确定目标档位；获取手球解锁按键状态信号、P按键状态信号、刹车状态信号和车速信号，根据所述信号确定换档策略。本发明能够根据换档杆位置信号和当前档位确定目标档位；由于在换档策略中增加了手球解锁按键状态、P按键状态、刹车状态和车速大小的限制，能够避免驾驶员误操作或者小孩误碰造成误挂挡，能够避免高速回P档造成变速箱损坏，行车过程中不需要判断刹车信号便于用户操作。

附图说明

图1为本实施例的换档杆的结构示意图，Stable为稳态位置，A1、A2分别为向前1阶、2阶位置，B1、B2分别为向后1阶、2阶位置；

图2为换档策略示意图，图中的“非稳态位置”即目标档位，“Unlock按键”即手球解锁按键。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例一种汽车电子换档系统的换档控制方法，包括以下步骤：

S101、通过获取档位信号确定当前档位；

S102、获取换档杆位置信号，并根据当前档位确定目标档位；

S103、获取手球解锁按键状态信号、P按键状态信号、刹车状态信号和车速信号，根据所述信号确定换档策略：

当当前档位为D、目标档位为R时，如果驾驶员已按下手球解锁按键、踩下刹车，且车速小于第一阈值V1，则换档控制器向变速箱执行器发送从D到R的换档控制信号；

当当前档位为R或N或D或S、目标档位为P时，如果驾驶员已按下P按键，且车速小于第二阈值V2，V2<V1，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号；

当当前档位为N、目标档位为D时，如果车速小于第二阈值V2，且驾驶员已踩下刹车；或车速大于或等于第二阈值V2，则换档控制器向变速箱执行器发送从N到D的换档控制信号。

在本实施例中，步骤S101主要用于确定当前档位。从变速箱执行器上的位置传感器可获得档位信号，在此基础上可确定当前档位。

在本实施例中，步骤S102主要用于确定目标档位。机械换档采用多稳态结构的换档杆，各档位的档位字符与换档杆一一对齐，操作换档杆最终停止的位置即为目标档位。而本实施例采用单稳态自回位式结构，如图1所示，不进行操作时换档杆位于中间稳态位置Stable，A1、A2、B1、B2均为非稳态位置，驾驶员每次换档后释放作用在换档杆手球上的力，在无外力作用情况下换档杆会从非稳态位置回到中间稳态位置。由于换档杆无法像机械换档那样与各档位一一对齐，因此，需要对目标档位进行识别。由图2的换档策略示意图可知，当前档位和驾驶员操作换档杆的动作(向前或向后拨动几阶)可唯一解决目标档位。因此，可基于当前档位和换档杆的动作识别目标档位。

在本实施例中，步骤S103主要用于确定换档策略。本实施例的换档策略是在确定了当前档位和目标档位的基础上，增加一些限制条件，如手球解锁按键是否按下、P按键是否按下、是否踩下刹车、车速是否小于设定的阈值，目的是为了避免误挂挡、避免高速回P档造成变速箱损坏等。手球解锁按键和P按键是本实施例为了实现换档策略控制专门设置的，它们都安装在便于驾驶员操作的地方，如手球解锁按键就安装在换档杆操作端的手球上。将它们的状态是按下(闭合)还是松开(断开)作为是否执行换档操作的条件。

策略之一是由D向R切换的控制方法。增加的限制条件是已按下手球解锁按键，已踩下刹车，车速小于第一阈值V1，如果3个条件均满足则执行换档操作；否则，不进行换档，一般还要发出报警信号。V1一般根据行业经验选取，比如可选为8km/h。此项策略可防止驾驶员因误操作引起非预期的改变车辆行驶方向从而造成行车事故。

策略之二是由非P档回P时的控制方法。增加的限制条件是已按下P按键，车速小于第二阈值V2，如果2个条件均满足则执行换档操作即自动回P；否则，不进行换档，一般还要发出报警信号。V2也根据行业经验选取，V2<V1，比如可选为3km/h。此项策略可避免高速行驶中切换回P档造成变速箱损坏并影响行车安全。

策略之三是由N向D切换时的控制方法。增加的限制条件是车速小于第二阈值V2，驾驶员已踩下刹车，如果2个条件均满足则执行换档操作。如果车速大于或等于第二阈值V2，则不管是否已踩下刹车均执行换档操作。此项策略一般针对两种场景，比如用户在N档等红绿灯时，在车速小于V2情况下需要踩刹车才能切换到D档，可避免由于电子换档器换档力较小驾驶员或小孩误碰导致误挂档。而当车速大于或等于第二阈值V2时，为了方便操作则不需要踩刹车即可切换档位。

作为一种可选实施例，所述换档杆位置信号包括由3D霍尔位置传感器输出的向前1阶、向前2阶、向后1阶和向后2阶信号。

本实施例给出了4种换档杆位置信号，分别对应换档杆的4个暂态位置A1、A2、B1、B2，由安装在换档轴上的1个3D霍尔位置传感器输出。

作为一种可选实施例，根据换档杆位置信号和当前档位确定目标档位的方法包括：

目标档位为R：当前档位为任一档，换档杆位置信号为向前2阶信号；或当前档位为R或N，换档杆位置信号为向前1阶信号；

目标档位为D：当前档位为R或N或S或P，换档杆位置信号为向后2阶信号；或当前档位为P或N，换档杆位置信号为向后1阶信号；或当前档位为S，换档杆位置信号为向前1阶信号；

目标档位为N：当前档位为D或P，换档杆位置信号为向前1阶信号；或当前档位为R，换档杆位置信号为向后1阶信号；

目标档位为S：当前档位为D，换档杆位置信号为向后1阶或2阶信号；

目标档位为P：当前档位为D或R或N或S，P按键按下换档杆处于任一位置。

本实施例给出了确定目标档位的一种技术方案。如前述，由换档杆位置和当前档位可唯一确定目标档位，因此，根据图2所示的换档策略示意图可以得到目标档位D、R、N和S的确定方法。由于目标档位为P时不需要操作换档杆，因此图2中不包含目标档位为P时的情况。目标档位P的确定方法需要根据P按键的状态进行判断，只要P按键按下目标档位就是P。

作为一种可选实施例，所述换档策略还包括：当当前档位为D、目标档位为N时，如果驾驶员未按下手球解锁按键，且换档杆位置信号为向前1阶或向前2阶信号，则换档控制器向变速箱执行器发送D到N的换档控制信号。

本实施例给出了由D向N切换的一种换档策略。只要驾驶员没有按下手球解锁按键，不管换档杆位置信号为向前1阶还是向前2阶信号，均执行由D向N的换档操作。此项换档策略对等红绿灯时习惯切换为N档的用户特别有用，可避免用户操作超过1阶后档位不响应的问题，提高了操作便利性。

作为一种可选实施例，所述换档策略还包括：当当前档位为R或N或D或S时，如果熄火状态下车速小于第二阈值V2，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号。

本实施例给出了熄火状态非P档自动回P档的一种换档策略。熄火状态下，只要车速小于第二阈值V2，就执行从非P档自动回P档的换档操作。熄火状态整车电源从ON档变为OFF档，从CAN总线获取该状态信号便可判断是否处于熄火状态。此项换档策略可使用户在D或R档直接熄火走人，有利于整车安全性及便于用户操作。

作为一种可选实施例，所述换档策略还包括：当当前档位为R或N或D或S时，如果车速小于第二阈值V2、且未踩刹车、且未系安全带、且有车门打开，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号。

本实施例给出了用户未熄火开门下车自动回P档的一种换档策略。如果车速小于第二阈值V2、且未踩刹车、且未系安全带、且有车门打开，就执行从非P档自动回P档的换档操作。此项换档策略可避免车辆意外行驶及溜车安全风险。

作为一种可选实施例，V1＝8千米/小时，V2＝3千米/小时。

本实施例给出了第一阈值V1和第二阈值V2的一种具体数据，供本领域技术人员参考。

Claims (7)

1.一种汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过获取档位信号确定当前档位；

步骤2，获取换档杆位置信号，并根据当前档位确定目标档位；

步骤3，获取手球解锁按键状态信号、P按键状态信号、刹车状态信号和车速信号，根据所述信号确定换档策略：

当当前档位为D、目标档位为R时，如果驾驶员已按下手球解锁按键、踩下刹车，且车速小于第一阈值V1，则换档控制器向变速箱执行器发送从D到R的换档控制信号；

当当前档位为R或N或D或S、目标档位为P时，如果驾驶员已按下P按键，且车速小于第二阈值V2，V2<V1，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号；

当当前档位为N、目标档位为D时，如果车速小于第二阈值V2，且驾驶员已踩下刹车；或车速大于或等于第二阈值V2，则换档控制器向变速箱执行器发送从N到D的换档控制信号。

2.根据权利要求1所述的汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，所述换档杆位置信号包括由3D霍尔位置传感器输出的向前1阶、向前2阶、向后1阶和向后2阶信号。

3.根据权利要求2所述的汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，根据换档杆位置信号和当前档位确定目标档位的方法包括：

目标档位为R：当前档位为任一档，换档杆位置信号为向前2阶信号；或当前档位为R或N，换档杆位置信号为向前1阶信号；

目标档位为D：当前档位为R或N或S或P，换档杆位置信号为向后2阶信号；或当前档位为P或N，换档杆位置信号为向后1阶信号；或当前档位为S，换档杆位置信号为向前1阶信号；

目标档位为N：当前档位为D或P，换档杆位置信号为向前1阶信号；或当前档位为R，换档杆位置信号为向后1阶信号；

目标档位为S：当前档位为D，换档杆位置信号为向后1阶或2阶信号；

目标档位为P：当前档位为D或R或N或S，换档杆处于任一位置，P按键按下。

4.根据权利要求2所述的汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，所述换档策略还包括：当当前档位为D、目标档位为N时，如果驾驶员未按下手球解锁按键，且换档杆位置信号为向前1阶或向前2阶信号，则换档控制器向变速箱执行器发送D到N的换档控制信号。

5.根据权利要求2所述的汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，所述换档策略还包括：当当前档位为R或N或D或S时，如果熄火状态下车速小于第二阈值V2，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号。

6.根据权利要求2所述的汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，所述换档策略还包括：当当前档位为R或N或D或S时，如果车速小于第二阈值V2、且未踩刹车、且未系安全带、且有车门打开，则换档控制器向变速箱执行器发送从R或N或D或S到P的换档控制信号。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的汽车电子换档系统的换档控制方法，其特征在于，V1＝8千米/小时，V2＝3千米/小时。

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