CN113483095A - 一种自动换挡器控制方法、自动换挡器及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动换挡器控制方法、自动换挡器及汽车，能够精简自动换挡器和整车的线束接口，以及实现对自动换挡器故障诊断与处理。该方法应用于自动换挡器的MCU处理单元，包括：从整车CAN总线上采集包含制动踏板踩踏状态的第一信号和包含变速器挡位的第二信号；基于所采集的第一信号和第二信号，对自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀进行通断控制，使自动换挡器的换挡杆在挡锁止或在挡解锁。

Description

一种自动换挡器控制方法、自动换挡器及汽车
技术领域
本发明用于车辆的自动换挡器，具体涉及一种自动换挡器控制方法、自动换挡器及汽车。
背景技术
汽车智能化促使连接换挡拉索的传统自动挡换挡器在整车某些功能配置需求下也需要增加MCU处理单元并实现与整车的CAN总线通讯。在增加MCU处理单元实现与整车的CAN总线通讯后，传统自动挡换挡器的所有涉电功能均存在新的实现方案可能。传统自动挡换挡器主要涉电功能包括：换挡杆在挡锁止解锁功能、手动模式触发及挡位手动加减操作功能、挡位字符指示照明功能、挡位字符指示亮度调节功能、挡位字符背景光照明功能、挡位字符背景光亮度调节功能。
通过专利检索，检索到“CN201610909331.6-基于CAN总线通信的手自动一体化换档器的电路”的专利，该专利仅提供了手动模式触发及挡位手动加减操作、挡位字符指示照明两个功能基于CAN总线通讯的方案定义，但传统自动挡换挡器增加的MCU处理单元及CAN通讯功能未能得到充分的利用，仍存在以下问题：
（1）未提供换挡杆在挡锁止解锁功能、挡位字符指示亮度调节功能、挡位字符背景光照明功能、挡位字符背景光亮度调节功能基于整车CAN总线通讯的方案定义，传统换挡器存在的与整车线束接口复杂问题仍然存在；
（2）未提供对以上各项功能的故障诊断方案，传统换挡器存在的出现故障无法记录不易排查问题、故障发生后的功能不可控问题仍然存在。
发明内容
本发明提供了一种自动换挡器控制方法、自动换挡器及汽车，能够精简自动换挡器和整车的线束接口，以及实现对自动换挡器故障诊断与处理。
本发明实施例提供了一种自动换挡器控制方法，应用于自动换挡器的MCU处理单元，包括：
从整车CAN总线上采集包含制动踏板踩踏状态的第一信号和包含变速器挡位的第二信号；
基于所采集的第一信号和第二信号，对自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀进行通断控制，使自动换挡器的换挡杆在挡锁止或在挡解锁。
优选地，基于所采集的第一信号和第二信号，对自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀进行通断控制，使自动换挡器的换挡杆在挡锁止或在挡解锁的步骤包括：
若所述第一信号表示制动踏板处于踩下状态且所述第二信号表示为换挡杆处于带锁止的挡位，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀吸合，使换挡杆在挡锁止解锁机构解锁，进而使自动换挡器的换挡杆从当前挡位位置换出；
反之，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀释放，使换挡杆在挡锁止解锁机构锁止，而使自动换挡器的换挡杆不能从当前挡位位置换出。
优选地，所述方法还包括：
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到第二信号或所采集到的第二信号为无效值，则记录第二信号故障，并在所采集到的制动踏板状态信号表示制动踏板处于踩下状态时，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀吸合，使换挡杆在挡锁止解锁机构解锁，进而使自动换挡器的换挡杆从当前挡位位置换出；
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到第一信号或所采集到的第一信号为无效值，则记录第一信号故障，并控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀释放，使换挡杆在挡锁止解锁机构锁止，而使自动换挡器的换挡杆不能从当前挡位位置换出。
优选地，所述方法还包括：
从整车CAN总线上获取包含整车背景光状态和调光亮度等级的第三信号；
基于所获取到的第三信号，对自动换挡器的挡位字符背景光进行开闭和亮度控制，且对自动换挡器的挡位字符指示照明光进行开闭和亮度控制。
优选地，所述方法还包括：
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到所述第三信号或所采集到的第三信号为无效值，则持续将整车背景光状态确定为点亮状态且将调光亮度等级确定为预设等级，控制换挡字符背景光持续处于第一预设亮度的点亮状态，并控制换挡字符指示照明光处于第二预设亮度状态。
优选地，所述方法还包括：
从整车CAN总线上采集包含挡位字符指示灯照明光状态的第四信号；
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到所述第四信号或所采集到的第四信号为无效值，则记录第四信号采集故障，并控制换挡字符指示灯处于熄灭状态。
优选地，所述方法还包括：
通过硬线采集表示M挡位是否被触发的第五信号；
若在预设时间段内所述第五信号未按照第一预定义状态与所述第二信号中的变速器挡位保持一致，则记录所述第五信号与所述第二信号不一致的故障，并向变速器控制单元TCU发送M挡位无故障的状态信号。
优选地，所述方法还包括：
通过硬线采集表示M+挡位和/或M-挡位是否被触发的第六信号；
若在预设时间段内所述第六信号未按照第二预定义状态持续与所述第五信号中的M挡位保持一致，则记录所述第五信号与所述第六信号不一致的故障，并向变速器控制单元TCU发送M+挡位和M-挡位无故障的状态信号。
本发明还提供了一种自动换挡器，包括：
用于与整车CAN总线通讯的CAN通讯模块；
用于通过所述CAN通讯模块从整车CAN总线上采集第一信号至第六信号的MCU处理单元；
用于接收所述MCU处理单元的指令进行开闭控制及亮度调节的挡位字符背景灯照明模块和挡位字指示灯照明模块；
用于接收所述MCU处理单元的指令对进行换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀驱动控制的电磁阀驱动模块；
通过硬线与所述MCU处理单元连接的M挡位、M+挡位和M-挡位检测模块。
本发明还提供了一种汽车，包括上述的自动换挡器。
本发明的有益效果为：
自动换挡器能够与整车CAN总线通讯，使自动换挡器能够实现换挡杆在挡锁止解锁功能、挡位字符指示亮度调节功能、挡位字符背景光照明功能、挡位字符背景光亮度调节功能的方案定义，进而可以使得传统自动挡换挡器中对应上述功能的相关整车输入端线束、内部相关电路均可取消，精简了自动挡换挡器与整车的线束接口；同时，本发明实施例还提供了对自动挡换挡器各主要涉电功能项的具体故障诊断方案，实现了对可诊断功能项的故障记录和故障处理，减少了问题排查的难度及故障出现后不可控带来的不利影响，充分利用了自动挡换挡器增加的MCU处理单元及CAN通讯功能。
附图说明
图1是传统自动挡换挡器换挡杆在挡锁止解锁功能、挡位字符背景光照明功能、挡位字符背景光亮度调节功能的实现方案系统架构示意图；
图2是本发明换挡器换挡杆在挡锁止解锁功能、挡位字符背景光照明功能、挡位字符背景光亮度调节功能、挡位字符指示亮度调节功能以及诊断功能的实现方案系统架构示意图。
具体实施方式
参照图2，本发明实施例提供了一种自动换挡器，其能够与整车CAN总线通讯，使自动换挡器能够实现换挡杆在挡锁止解锁功能、挡位字符指示亮度调节功能、挡位字符背景光照明功能、挡位字符背景光亮度调节功能的方案定义，进而可以使得传统自动挡换挡器中对应上述功能的相关整车输入端线束、内部相关电路均可取消，精简了自动挡换挡器与整车的线束接口；同时，本发明实施例还提供了对自动挡换挡器各主要涉电功能项的具体故障诊断方案，实现了对可诊断功能项的故障记录和故障处理，减少了问题排查的难度及故障出现后不可控带来的不利影响，充分利用了自动挡换挡器增加的MCU处理单元及CAN通讯功能。
参照图2，本实施例中的自动换挡器包括：用于与整车CAN总线通讯的CAN通讯模块；用于通过所述CAN通讯模块从整车CAN总线上采集第一信号至第六信号的MCU处理单元；用于接收所述MCU处理单元的指令进行开闭控制及亮度调节的挡位字符背景灯照明模块和挡位字指示灯照明模块；用于接收所述MCU处理单元的指令对进行换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀驱动控制的电磁阀驱动模块；通过硬线与所述MCU处理单元连接的M挡位、M+挡位和M-挡位检测模块。
具体来说，本发明实施例中引入整车CAN总线上代表制动踏板状态（踩下\未踩下）、变速器挡位（P\R\N\D挡位）这两个信号，自动换挡器基于上述两个信号值通过内部的MCU处理单元综合判断并控制换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀通断，进而实现换挡杆在挡锁止或解锁功能。可以将传统自动挡换挡器内部的检测换挡杆所处挡位（通过微动开关触发等方案识别）模块相关的电路、整车线束端输入的制动踏板硬线均可取消；同时MCU处理单元通过对引入的制动踏板状态信号（第一信号）、变速器挡位信号（第二信号）进行诊断，在出现制动踏板状态信号和变速器挡位信号丢失故障或信号无效故障时记录故障并对换挡杆在挡锁止解锁功能制定临时控制方案，在保证用户用车安全的前提下尽量支持实现用户的用车功能。
本发明实施例中，还引入整车CAN总线上代表整车背景光状态及调光亮度等级的第三信号，换挡器基于此第三信号值通过内部的MCU处理单元判断并控制挡位字符背景光的点亮及亮度，同时实现对挡位字符指示照明光的亮度的调节控制，此方案下传统自动挡换挡器整车线束端输入的背景光照明及调光硬线可直接取消；同时自动换挡器的MCU处理单元对引入的背景光状态及调光亮度等级信号进行诊断，在出现第三信号丢失故障或第三信号无效故障时记录故障并对挡位字符背景光的点亮及亮度、挡位字符指示照明光的亮度制定临时控制方案，尽量实现挡位字符照明功能以提高用户的用车体验。
此外，本发明实施例对来自整车CAN总线上用于挡位字符指示照明的第四信号进行诊断，在出现第四信号丢失故障或信号无效故障时记录故障，在故障发生期间不实现挡位字符指示照明功能，避免给用户提供错误挡位指示。
此外，本发明实施例引入整车CAN总线上代表变速器挡位（P\R\N\D挡位）信号（即第二信号），与自动换挡器自身采集的M挡位信号（第五信号）进行匹配诊断，在出现不匹配故障时记录故障。
此外，本发明实施例还对自动换挡器自身识别的M挡位信号与M+、M-挡位信号进行匹配诊断，出现不匹配故障时记录故障。
具体地，参照图2，本发明实施例中，在实现换挡杆在挡锁止解锁功能及其诊断定义时，按照如下内容实现。
换挡器通过CAN通讯模块从整车CAN总线上接收制动踏板状态（踩下\未踩下）和变速器挡位（P\R\N\D挡位）的两个信号，并由内部MCU处理单元对其进行判断：当制动踏板状态处于踩下状态同时变速器挡位信号为换挡杆处于带锁止的挡位时，MCU处理单元通过控制电磁阀控制模块驱动电磁阀吸合，电磁阀吸合后使换挡杆锁止解锁机构解锁，进而换挡杆可从当前挡位位置换出；当上述两个信号任一不满足要求时，MCU处理单元将不控制电磁阀吸合，电磁阀将处于释放状态，换挡杆处于带锁止的挡位时，换挡杆被锁止机构锁止而无法换出。
同时MCU处理单元对制动踏板状态信号、变速器挡位信号进行诊断，其诊断定义方案见下表：在出现变速器挡位信号丢失或信号无效故障时，换挡杆在挡锁止后仍可以被解锁，以尽量支持实现用户的用车需求；在出现制动踏板状态信号丢失或信号无效故障时，换挡杆在挡锁止后将不能实现解锁，以保证用户用车安全。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
参照图2，本发明实施例中，在实现挡位字符背景光开闭、挡位字符背景光亮度调节和挡位字符指示照明光亮度调节功能及其诊断定义方案时，按照如下内容实现。
本发明实施例中，引入整车CAN总线上代表整车背景光状态及调光亮度等级的信号，换挡器基于此信号值通过内部MCU处理单元判断并控制挡位字符背景光的点亮及亮度控制，同时实现对挡位字符指示照明光亮度的控制。
同时换挡器MCU处理单元对引入的背景光状态及调光亮度等级信号（第三信号）进行诊断，其诊断定义方案见下表：在出现信第三号丢失故障或信号无效故障时记录故障并对挡位字符背景光的点亮及亮度、挡位字符指示照明光的亮度制定临时控制方案，实现挡位字符照明功能以提高用户的用车体验。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
参照图2，本发明实施例中，在实现挡位字符指示照明功能的诊断定义方案时，按照如下内容实现。
本发明对来自整车CAN总线上用于挡位字符指示照明的第四信号进行诊断，其诊断定义方案见下表：在出现第四信号丢失或第四信号无效故障时记录故障，同时在故障发生期间不实现挡位字符指示照明功能，避免给用户提供错误挡位指示。
Figure DEST_PATH_IMAGE006
参照图2，本发明实施例中，在实现M挡位信号与变速器挡位信号状态是否匹配的诊断定义方案时，按照如下内容实现。
本发明中换挡器MCU处理单元对换挡器自身识别的M挡位信号（第五信号）与变速器挡位信号（第二信号）状态进行匹配诊断，其诊断定义方案见下表：出现不匹配故障时记录故障，便于指导故障的排查与维修。
诊断项 故障成立条件 故障处理 故障解除条件 备注
M挡位信号状态与变速器挡位信号状态是否匹配 MCU处理单元将收到的M挡位信号状态、变速器挡位信号状态与设计定义状态进行对比，当出现不匹配情况且持续超过一定时间（预设时间段）时，故障成立，示例如下： 设计定义状态：M挡位信号仅在整车挡位处于D挡位时才可能为触发状态； 不匹配状态：M挡位信号为触发状态时，整车挡位信号为非D挡位状态，且持续时间超过1000ms，故障成立。 1)记录DTC; 2)M、M+、M-挡位信号均按照无故障状态定义进行发送 M挡位信号状态和整车挡位信号状态与设计定义状态匹配，且持续超过一定时间段（如100ms），故障解除
参照图2，本发明实施例中，在实现M、M+、M-挡位信号间状态是否匹配的诊断定义方案时，按照如下内容实现。
本发明中换挡器MCU处理单元对自身采集的M 、M+、M-挡位信号状态进行匹配诊断，其诊断定义方案见下表：在出现不匹配故障时记录故障，便于指导故障的排查与维修。
Figure DEST_PATH_IMAGE008
本发明实施例还提供了一种包含上述自动换挡器的汽车。

Claims (10)

1.一种自动换挡器控制方法，应用于自动换挡器的MCU处理单元，其特征在于，包括：
从整车CAN总线上采集包含制动踏板踩踏状态的第一信号和包含变速器挡位的第二信号；
基于所采集的第一信号和第二信号，对自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀进行通断控制，使自动换挡器的换挡杆在挡锁止或在挡解锁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所采集的第一信号和第二信号，对自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀进行通断控制，使自动换挡器的换挡杆在挡锁止或在挡解锁的步骤包括：
若所述第一信号表示制动踏板处于踩下状态且所述第二信号表示为换挡杆处于带锁止的挡位，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀吸合，使换挡杆在挡锁止解锁机构解锁，进而使自动换挡器的换挡杆从当前挡位位置换出；
反之，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀释放，使换挡杆在挡锁止解锁机构锁止，而使自动换挡器的换挡杆不能从当前挡位位置换出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到第二信号或所采集到的第二信号为无效值，则在所采集到的制动踏板状态信号表示制动踏板处于踩下状态时，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀吸合，使换挡杆在挡锁止解锁机构解锁，进而使自动换挡器的换挡杆从当前挡位位置换出；
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到第一信号或所采集到的第一信号为无效值，控制自动换挡器的换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀释放，使换挡杆在挡锁止解锁机构锁止，而使自动换挡器的换挡杆不能从当前挡位位置换出。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从整车CAN总线上获取包含整车背景光状态和调光亮度等级的第三信号；
基于所获取到的第三信号，对自动换挡器的挡位字符背景光进行开闭和亮度控制，且对自动换挡器的挡位字符指示照明光进行开闭和亮度控制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到所述第三信号或所采集到的第三信号为无效值，则持续将整车背景光状态确定为点亮状态且将调光亮度等级确定为预设等级，控制换挡字符背景光持续处于第一预设亮度的点亮状态，并控制换挡字符指示照明光处于第二预设亮度状态。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从整车CAN总线上采集包含挡位字符指示灯照明光状态的第四信号；
若在预设时间段内在整车CAN总线上持续未采集到所述第四信号或所采集到的第四信号为无效值，则记录第四信号采集故障，并控制换挡字符指示灯处于熄灭状态。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过硬线采集表示M挡位是否被触发的第五信号；
若在预设时间段内所述第五信号未按照第一预定义状态与所述第二信号中的变速器挡位保持一致，则记录所述第五信号与所述第二信号不一致的故障，并向变速器控制单元TCU发送M挡位无故障的状态信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过硬线采集表示M+挡位和/或M-挡位是否被触发的第六信号；
若在预设时间段内所述第六信号未按照第二预定义状态持续与所述第五信号中的M挡位保持一致，则记录所述第五信号与所述第六信号不一致的故障，并向变速器控制单元TCU发送M+挡位和M-挡位无故障的状态信号。
9.一种自动换挡器，其特征在于，包括：
用于与整车CAN总线通讯的CAN通讯模块；
用于通过所述CAN通讯模块从整车CAN总线上采集第一信号至第六信号的MCU处理单元；
用于接收所述MCU处理单元的指令进行开闭控制及亮度调节的挡位字符背景灯照明模块和挡位字指示灯照明模块；
用于接收所述MCU处理单元的指令对进行换挡杆在挡锁止解锁机构中的电磁阀驱动控制的电磁阀驱动模块；
通过硬线与所述MCU处理单元连接的M挡位、M+挡位和M-挡位检测模块。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的自动换挡器。
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