CN114718990A - 一种符合功能安全的电子换挡方法、装置、车辆及介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种符合功能安全的电子换挡方法、装置、车辆及介质，包括：获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算车辆目标挡位；根据功能安全策略和当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；若是，则根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行处理策略对车辆进行控制。通过根据驾驶员换挡意图和车辆状态信息计算车辆目标挡位，提高车辆目标挡位的计算精度，同时监测安全目标的失效，执行对应的处理策略，以有效地解决因电子换挡系统出现系统性失效、硬件随机失效故障导致的危及人身安全的问题，并降低因电子换挡系统失效导致的影响整车安全目标的失效率。

Description

一种符合功能安全的电子换挡方法、装置、车辆及介质

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种符合功能安全的电子换挡方法、装置、车辆及存储介质。

背景技术

随着车辆新四化的进程，电子换挡已逐步取代机械换挡成为主流。但电子换挡系统因其本身电子电气属性原因并没有机械装置的高可靠性，其系统性失效及硬件随机失效均会引起电子换挡系统故障，导致驾驶员在有限时间内未能及时、有效控制车辆，进而危及驾乘人员及本车周边道路参与者的人身安全。

目前针对电子换挡功能安全设计相关技术往往从硬件层面提出解决措施，此种方法不能解决因电子换挡系统出现系统性失效、硬件随机失效故障导致的危及人身安全的问题，随着对车辆安全要求的进一步提高，现有的电子换挡方法并不符合功能安全的要求，急需改进。

发明内容

本发明提供了一种符合功能安全的电子换挡方法、装置、车辆及介质，以解决因电子换挡系统出现系统性失效、硬件随机失效故障导致的危及人身安全的问题，并降低因电子换挡系统失效导致的影响整车安全目标的失效率。

根据本发明的一方面，提供了一种符合功能安全的电子换挡方法，包括：获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据所述驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位；

根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；

若是，则根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行所述处理策略对车辆进行控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子换挡装置，包括：当前车辆目标挡位计算模块，用于获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据所述驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位；

安全目标失效判断模块，用于根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；

处理策略确定模块，用于根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行所述处理策略对车辆进行控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，所述车辆包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的一种电子换挡方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的一种电子换挡方法。

本发明实施例的技术方案可以①基于电子换挡系统基本功能(PRND挡位控制)，从整车层级出发，将整车级安全目标与电子换挡系统功能相结合，进而将整车级安全目标分配给电子换挡系统，在电子换挡的系统设计、软件设计、硬件设计层面综合考虑并设计安全机制；②根据驾驶员换挡意图和车辆状态信息计算车辆目标挡位，提高车辆目标挡位的计算精度，同时根据不同安全目标的失效确定对应的处理策略，可以有效地解决因电子换挡系统出现系统性失效、硬件随机失效故障导致的危及人身安全的问题，并降低因电子换挡系统失效导致的影响整车安全目标的失效率，达到符合功能安全ASIL B等级。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种符合功能安全的电子换挡方法的流程图；

图2是本发明实施例一适用的一种符合功能安全的电子换挡系统的逻辑架构图；

图3是根据本发明实施例二提供的一种符合功能安全的电子换挡方法的流程图；

图4是根据本发明实施例三提供的一种符合功能安全的电子换挡方法的流程图；

图5是根据本发明实施例四提供的一种符合功能安全的电子换挡装置的结构示意图；

图6是实现本发明实施例五提供的一种符合功能安全的电子换挡方法的车辆的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或车辆不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或车辆固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供了一种符合功能安全的电子换挡方法的流程图，本实施例可适用于车辆普通驾驶场景和自动驾驶场景，该方法可以由一种电子换挡装置来执行，该电子换挡装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该电子换挡装置可配置于车辆中，尤其是配置于车辆中的电子换挡系统控制装置中。如图1所示，该方法包括：

S110、获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位。

其中，电子换挡系统为通过软件和硬件配合实现电子换挡的控制系统。图2为本发明实施例一提供的一种符合功能安全的电子换挡系统的逻辑架构图。如图2所示，电子换挡系统包括但不限于：电源管理模块、电压采集模块、总线收发器(CAN Transceiver)模块、微处理器MCU、电机驱动、换挡电机、减速机构、挡位角度传感器。通过电子换挡系统实现诸如挡位控制、自动驾驶电子换挡、下电自动回驻车档、驾驶员离开自动回驻车档等基本的换挡功能。

需要说明的是，电源管理模块、MCU和挡位角度传感器等模块芯片均选用满足ISO26262标准且功能安全等级达到ASIL B等级的车规级芯片，使得电子换挡系统在硬件层面违反安全目标的硬件失效率小于100fit值。

本发明实施例中的电子换挡方法通过MCU执行计算机程序实现，基于EGAS三层软件架构原理，将电子换挡系统按功能层、功能监控层和控制器监控层分区划分。

其中，L1(功能，Leve1)层可以用来配合装置其他模块实现基本的换挡功能，其可以包括电压采集模块、信号采集模块、驾驶员PRND目标挡位计算模块、PRND目标挡位桥驱动寄存器模块、电机电流采集模块、挡位角度传感器电压采集模块和当前PRND挡位角度计算并输出模块。

示例性的，电压采集模块可以用于监控MCU的电压输入，信号采集模块可以用于对信号的采集以及收发；驾驶员PRND目标挡位计算模块可以用于根据驾驶员的换挡意图、车速、油门等当前状态信息，计算当前车辆目标挡位；PRND目标挡位桥驱动寄存器模块可以用于存贮车辆当前目标挡位并执行车辆当前目标挡位的驱动；电机电流采集模块可以用于回采换挡电机的电流，作为电机电流监控的输入；挡位角度传感器电压采集模块可以用于采集当前挡位角度传感器的电压，以获取当前的挡位角度位置；前PRND挡位角度计算并输出模块可以用于依据当前挡位传感器采集的电压，计算当前车辆实际的挡位，并输出给驾驶员目标挡位计算模块，用以计算车辆当前目标挡位。

L2层可以用来监控L1层功能是否能正常实现，并在出现异常时根据定义的功能安全策略切断输出功能链路，具体的，其可以包括电压监控模块、通信监控模块、目标档位寄存模块、桥驱动寄存使能模块、档位角度范围监控模块、目标档位与当前位置校验模块和报警模块。

示例性的，电压监控模块可以用以监控供电电压是否正常，当出现异常时切断电机供电以确保换挡电机不进行误动作；通信监控模块可以包括但不限于使用E2E校验等策略监控通信是否正常，当出现异常时，可以在预设时间内发送“Error”信号或切断通信(实际应用中根据具体安全机制，定义时间、以及具体实施策略)，实现对通信异常的监控；目标挡位校验模块可以独立于驾驶员目标挡位计算模块，实现校验目标挡位计算是否正确；桥驱动寄存器使能模块可以合其他监控模块，实现对电机的使能及禁能控制；电流范围监控模块可以用于结合目标挡位，以及通过电机电流采集模块的回采电流值，实现监控电机电流是否正常、电机是否发生误动、电机是否卡滞、电机机械是否损坏(监控细节视具体安全机制而定)；挡位角度范围监控模块可以通过挡位角度传感器采集的电压，实现监控挡位角度是否在正常范围，当超出正常范围时，包括但不限于执行“切断电机控制”策略(视具体安全机制而定)；目标挡位与当前位置校验模块可以用于校验计算出的目标挡位与当前挡位是否发生冲突，在发生冲突故障时，包括但不限于执行“保持当前挡位”策略(视具体安全机制而定)；报警模块可以用来实现报警，并将“Error”信号和报警请求传递给仪表。

L3层可以用以保证L2层执行监控功能时所依靠的计算平台是可靠的，并同时监控供电状态和通信状态，且L3层独立于L1层与L2层，其可以包括RAM test模块、ROM test模块、Register test模块、ECC\EDC模块、Program flow test模块和外部看门狗模块。上述模块都是用以监控并确保本发明实施例在硬件层面能正常实现电子换挡功能的方法。其中，驾驶员换挡意图可以理解为驾驶员即将对车辆挡位发出的换挡信号，换挡信号可以包括但不限于驻车挡(简称P挡)、倒车挡(简称R挡)、空挡(简称N挡)、前进挡(简称D挡)和爬坡挡(简称S挡)，本实施例在此不做具体限制。示例性地，可以通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号确定驾驶员的换挡意图。例如，驾驶员在驾驶车辆时在电子换挡手柄上按下P挡按键，则表示驾驶员此时的换挡意图为P挡，该P挡按键可以将驾驶员的驻车意图传递给车辆的输入口。车辆当前状态信息可以包括但不限于车辆当前挡位、车速和油门等当前状态信息。

示例性地，S110可以包括根据挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度，根据当前车辆的挡位角度计算当前车辆的实际挡位；获取驾驶员换挡意图、车速和油门状态信息，根据驾驶员换挡意图、车速、油门状态信息和实际挡位、计算当前车辆目标挡位。

其中，挡位角度传感器可以用于采集挡位角度传感器的电压，以获取车辆当前的挡位角度位置，车辆实际挡位可以是车辆在进行挡位切换前所处的挡位，当前车辆目标挡位可以是车辆进行挡位切换后达到的挡位。本实施例中可以依据当前挡位角度传感器采集的电压，计算当前车辆实际的挡位，并将当前车辆实际的挡位结果输出给驾驶员目标挡位计算模块，用以计算当前车辆目标挡位。

本实施例中当计算出当前车辆目标挡位后，可以将当前车辆目标挡位传达至整车的目标挡位桥驱动寄存器中，该目标挡位桥驱动寄存器可以用来于存贮车辆当前目标挡位并执行车辆当前目标挡位的驱动。

S120、根据功能安全策略和当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效。

其中，功能安全策略可以是满足车辆安全完整性水平标准要求的策略，安全目标为车辆可以正常按照驾驶员的换挡意图进行换挡。

具体地，功能安全策略包括：若电子换挡系统执行非预期出P挡操作，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。若电子换挡系统执行非预期不能进入P挡操作，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。若电子换挡系统在整车静止状态执行非预期的进入D挡操作，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。若电子换挡系统在整车静止状态执行非预期的进入R挡操作，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。若电子换挡系统在整车行驶过程中执行非预期的非D挡操作，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

例如，驾驶员对挡位处于D挡的车辆发出P挡换挡信号，P挡换挡信号对应相应的P挡挡位，电子换挡系统中设置的车辆变速器可以获取车辆实际挡位D挡和换挡信号P挡对车辆进行挡位控制，使车辆继续按照驾驶员的换挡意图进行驾驶。而违背安全目标则无法按照驾驶员的换挡意图进行换挡，出现失效状态。

示例性地，S120可以包括：在当前车辆目标挡位为P挡且通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位计算正确之时，若设定时间之后，当前车辆的实际挡位为非P挡，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

其中，目标挡位校验模块可以用来检验车辆当前挡位与当前车辆目标挡位是否匹配，如果车辆当前挡位为P挡且目标挡位也是P挡，则可以通过目标挡位的检验。本实施例中，若驾驶员的目标挡位是P挡，而当前车辆的实际挡位为非预期出P挡，则表明当前电子换挡系统无法按照驾驶员的换挡意图进行换挡，出现了违反安全目标的失效状态。

示例性地，S120可以包括：实时监控换挡电机驱动电流；在当前车辆目标挡位为P挡且不存在其它挡位的换挡请求时，若换挡电机驱动电流不在预设范围之内，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

其中，在进行换挡时会产生电流信号，如果按照正常换挡信号进行换挡时，换挡电机驱动电流会在一个正常范围内进行波动，如果车辆挡位未按照正常换挡信号进行换挡，例如，当前车辆目标挡位应该为P挡，但监控到换挡电机电流不在正常范围内波动无法进入P挡，即非预期不能入P挡，则确定出当前换挡系统出现违背安全目标的失效。

示例性地，S120可以包括：在车辆静止状态下，通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位计算错误之时，确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

本实施例中，在车辆处于静止状态下时的车辆目标挡位为P挡或N挡，而目标挡位校验模块计算出车辆实际挡位与车辆目标挡位不符，即非预期执行错误换挡，比如，目标挡位校验模块得出目标挡位为非D挡，但实际挡位为D挡，则确定出当前电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

S130、若是，根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行处理策略对车辆进行控制。

其中，不同的违背安全目标的电子换挡对应不同的处理策略，如果确定出当前电子换挡系统出现违背安全目标的失效，则根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行处理策略对车辆进行控制。

示例性地，处理策略可以包括对于非预期出P挡的换挡请求，禁止由P挡换挡至其它挡位的换挡请求，同步发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；对于非预期不能入P挡的换挡请求，请求电子驻车制动器EPB停车，并发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；对于车辆静止状态下的非预期执行错误换挡，禁止执行换挡请求，控制当前车辆的实际挡位换至空挡，切断整车动力输出；对于车辆行驶状态下的非预期执行错误换挡，禁止执行换挡请求。

其中，对于非预期出P挡的换挡请求，通过桥驱动器使能模块禁止由P挡换挡至其它挡位的换挡请求，同步发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；对于非预期不能入P挡的换挡请求，通过桥驱动器使能模块禁止进入除P挡以外的其他挡位换挡请求，并对请求次数预设范围，当超过请求次数预设的范围时，请求电子驻车制动器EPB停车，并发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；对于车辆静止状态下的非预期执行错误换挡，通过桥驱动器使能模块禁止执行换挡请求，并控制当前车辆的实际挡位换至空挡，切断整车动力输出；对于车辆行驶状态下的非预期执行错误换挡，通过桥驱动器使能模块禁止执行换挡请求。

本发明实施例通过根据驾驶员换挡意图和车辆状态信息计算车辆目标挡位，提高车辆目标挡位的计算精度，同时基于安全策略和车辆目标挡位监测电子换挡系统，在确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效时，自动执行对应的处理策略以减弱该违背安全目标的失效对车辆控制的影响，可以有效地解决因电子换挡系统出现系统性失效、硬件随机失效故障导致的危及人身安全的问题，并降低因电子换挡系统失效导致的影响整车安全目标的失效率。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种符合功能安全的电子换挡方法的流程图，本实施例在上述各实施例的基础上，对“根据功能安全策略和当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效”进行进一步优化。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图3，本实施例提供的一种符合功能安全的电子换挡方法具体包括以下步骤：

S310、获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位。

S320、根据功能安全策略和当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效。

S330、在当前车辆的实际挡位为D挡，通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位是否异常，通过挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度是否异常，确定换挡电机驱动电流是否存在异常输出；根据异常识别结果确定电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效。

本实施例中，如果当前车辆的实际挡位为D挡，目标挡位为D挡。目标挡位校验模块监控目标挡位，对当前车辆的实际档位和目标档位进行监控比较，确定车辆目标挡位是否异常；挡位角度传感器监控当前电机角度是否异常；电机电流监控模块监控是否在未接收到换挡指令时有电流输出；如果确定一项出现异常，则确定电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效。

S340、根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行处理策略对车辆进行控制。

本发明实施例还可以通过目标挡位校验模块监测整车行驶过程中车辆目标挡位是否异常，通过挡位角度传感器监测整车行驶过程中的挡位角度是否异常，并通过电机电流监控模块监测换挡驱动电机的电流是否存储异常输出，基于异常监测结果确定对应的处理策略对车辆进行控制，实现防止电子换挡系统在整车行驶过程中执行非预期的非D挡操作，而导致车辆出现非预期的减速。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种符合功能安全的电子换挡方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

S410、获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位。

S420、在当前车辆目标挡位为P挡且通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位计算正确之时，若设定时间之后，当前车辆的实际挡位为非P挡，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效，转至执行S480。

S430、实时监控换挡电机驱动电流。

S440、在当前车辆目标挡位为P挡且不存在其它挡位的换挡请求时，若换挡电机驱动电流不在预设范围之内，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效，转至执行S490。

S450、在车辆静止状态下，通过目标挡位校验模块确定所述当前车辆目标挡位计算错误之时，确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效，转至执行S4100。

S460、在当前车辆的实际挡位为D挡，通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位是否异常，通过挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度是否异常，确定换挡电机驱动电流是否存在异常输出。

S470、根据异常识别结果确定电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效，转至执行S4110。

S480、请求电子驻车制动器EPB停车，并发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆。

S490、禁止由P挡换挡至其它挡位的换挡请求，同步发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆。

S4100、禁止执行换挡请求，控制当前车辆的实际挡位换至空挡，切断整车动力输出。

S4110、禁止执行换挡请求，保持D挡行驶。

本发明实施例通过根据驾驶员换挡意图和车辆状态信息计算车辆目标挡位，提高车辆目标挡位的计算精度，同时监测不同安全目标的失效，执行对应的处理策略，以有效地解决因电子换挡系统出现系统性失效、硬件随机失效故障导致的危及人身安全的问题，并降低因电子换挡系统失效导致的影响整车安全目标的失效率。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种符合功能安全的电子换挡装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：

当前车辆目标挡位计算模块510，用于获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位；

安全目标失效判断模块520，用于根据功能安全策略和当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；

处理策略确定模块530，用于根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行处理策略对车辆进行控制。

可选的，当前车辆目标挡位计算模块510可以包括：

挡位角度计算单元，用于根据挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度，根据当前车辆的挡位角度计算当前车辆的实际挡位；

当前车辆目标挡位计算单元，用于获取驾驶员换挡意图、车速和油门状态信息，根据驾驶员换挡意图、车速、油门状态信息和实际挡位、计算当前车辆目标挡位。

可选的，安全目标失效判断模块520可以包括：

车辆非P挡计算单元，用于在当前车辆目标挡位为P挡且通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位计算正确之时，若设定时间之后，当前车辆的实际挡位为非P挡，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

可选的，安全目标失效判断模块520可以包括：

换挡电机驱动电流监控单元，用于实时监控换挡电机驱动电流；

换挡电机驱动电流范围监控单元，用于在当前车辆目标挡位为P挡且不存在其它挡位的换挡请求时，若换挡电机驱动电流不在预设范围之内，则确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

可选的，安全目标失效判断模块520可以包括：

目标挡位校验模块确定单元，用于在车辆静止状态下，通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位计算错误之时，确定电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

可选的，安全目标失效判断模块520可以包括：

车辆目标挡位异常确定单元，用于在当前车辆的实际挡位为D挡，通过目标挡位校验模块确定当前车辆目标挡位是否异常，通过挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度是否异常，确定换挡电机驱动电流是否存在异常输出；根据异常识别结果确定电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效。

可选的，处理策略确定模块530可以包括：

对于非预期出P挡的换挡请求，禁止由P挡换挡至其它挡位的换挡请求，同步发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；

对于非预期不能入P挡的换挡请求，请求电子驻车制动器EPB停车，并发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；

对于车辆静止状态下的非预期执行错误换挡，禁止执行换挡请求，控制当前车辆的实际挡位换至空挡，切断整车动力输出；

对于车辆行驶状态下的非预期执行错误换挡，禁止执行换挡请求。

本发明实施例所提供的一种符合功能安全的电子换挡装置可执行本发明任意实施例所提供的一种电子换挡方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图6为本发明实施例五提供的一种车辆的结构示意图。如图6所示，车辆10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储车辆10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法时实现：

获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据所述驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位；

根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；

若是，则根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行所述处理策略对车辆进行控制。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种符合功能安全的电子换挡方法，其特征在于，包括：

获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据所述驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位；

根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；

若是，则根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行所述处理策略对车辆进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据所述驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位，包括：

根据挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度，根据所述当前车辆的挡位角度计算所述当前车辆的实际挡位；

获取驾驶员换挡意图、车速和油门状态信息，根据所述驾驶员换挡意图、车速、油门状态信息和实际挡位，计算当前车辆目标挡位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效，包括：

在所述当前车辆目标挡位为P挡且通过目标挡位校验模块确定所述当前车辆目标挡位计算正确之时，若设定时间之后，所述当前车辆的实际挡位为非P挡，则确定所述电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效，包括：

实时监控换挡电机驱动电流；

在所述当前车辆目标挡位为P挡且不存在其它挡位的换挡请求时，若所述换挡电机驱动电流不在预设范围之内，则确定所述电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效，包括：

在车辆静止状态下，通过目标挡位校验模块确定所述当前车辆目标挡位计算错误之时，则确定所述电子换挡系统出现违背安全目标的失效。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效，包括：

在当前车辆的实际挡位为D挡，通过目标挡位校验模块确定所述当前车辆目标挡位是否异常，通过挡位角度传感器输出的电压确定当前车辆的挡位角度是否异常，确定换挡电机驱动电流是否存在异常输出；

根据异常识别结果确定电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理策略包括：

对于非预期出P挡的换挡请求，禁止由P挡换挡至其它挡位的换挡请求，同步发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；

对于非预期不能入P挡的换挡请求，请求电子驻车制动器EPB停车，并发出报警信息，以提示驾驶员控制车辆；

对于车辆静止状态下的非预期执行错误换挡，禁止执行换挡请求，控制当前车辆的实际挡位换至空挡，切断整车动力输出；

对于车辆行驶状态下的非预期执行错误换挡，禁止执行换挡请求。

8.一种符合功能安全的电子换挡装置，其特征在于，包括：

当前车辆目标挡位计算模块，用于获取驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息，根据所述驾驶员换挡意图和车辆当前状态信息计算当前车辆目标挡位；

安全目标失效判断模块，用于根据功能安全策略和所述当前车辆目标挡位检测电子换挡系统是否出现违背安全目标的失效；

处理策略确定模块，用于根据所违背的安全目标确定对应的处理策略，执行所述处理策略对车辆进行控制。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

至少一个处理器；

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；电源管理芯片和档位角度传感器芯片，所述电源管理芯片、处理器和档位角度传感器芯片为满足标准要求且符合功能要求的车规级芯片；

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的一种电子换挡方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的一种电子换挡方法。

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