CN115773365A - 一种挡位故障解决方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种挡位故障解决方法及装置，涉及汽车自动驾驶技术领域，该方法包括：在车辆启动自动驾驶功能后，ECU获取车辆的当前挡位状态，当前挡位状态包括挡位正常状态和挡位故障状态；ECU判断当前挡位状态是否处于挡位故障状态；若否，则ECU将请求挡位值发送至TCU；若是，则ECU将N挡值发送至TCU后，再次执行ECU判断当前挡位状态是否处于挡位故障状态的步骤。在不改变原始TCU控制器换挡策略和无可避免存在机械操作失误概率的前提下，基于挡位故障诊断方法自动判断车辆是否处于挡位故障状态，并通过切换挡位的方式解决了因挡位故障造成车辆表现异常问题，从而降低了车辆退出自动驾驶和人工接管的频率，提升自动驾驶车辆行驶效率。

Description

一种挡位故障解决方法及装置

技术领域

本申请涉及汽车自动驾驶技术领域，特别是涉及一种挡位故障解决方法及装置。

背景技术

自动驾驶是指在不需要驾驶员执行物理性驾驶操作的情况下，车辆能够自动对行驶任务进行决策，并代替驾驶员操控车辆。根据中国工信部对自动驾驶分级标准，可以将自动驾驶分为L0-L5共6个等级，其中L5级自动驾驶为完全自动驾驶，即车辆在全工况下能够持续地执行以及接管全部动态驾驶任务。

一方面，自动驾驶车辆通过布置在车身周围的传感器获取车辆周围环境信息，并结合驾驶意图，通过自动驾驶控制算法计算出按照预期位姿行驶的控制量(例如方向盘转角、油门开度、制动踏板开度、挡位等)；另一方面，车辆的电子控制单元与自动驾驶控制器进行信息交互，并通过机械结构执行相应操作。

然而，在自动驾驶控制器和电子控制单元信息交互过程中，由于电子控制单元偶发故障原因，导致变速箱控制单元(TCU)反馈至电子控制单元的实际挡位值与真实挡位值不符，可能会引起自动驾驶控制算法误判，近而触发故障诊断算法，出现车辆挡位故障。

发明内容

本申请提供了一种挡位故障解决方法及装置，能够解决车辆自动驾驶时的挡位故障问题。

本申请公开了如下技术方案：

第一方面，本申请公开了一种挡位故障解决方法，应用于包括ECU和TCU的车辆，所述方法包括：

在所述车辆启动自动驾驶功能后，ECU获取车辆的当前挡位状态，所述当前挡位状态包括挡位正常状态和挡位故障状态；

ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态；

若否，则ECU将请求挡位值发送至TCU；

若是，则ECU将N挡值发送至TCU后，再次执行所述ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态的步骤。

可选地，所述ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态，包括：

ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患；

若否，则所述当前挡位状态不处于所述挡位故障状态；

若是，则ECU获取所述车辆的挡位存在故障隐患的时长；

若所述车辆的挡位存在故障隐患的时长大于或等于第一时长阈值，则确定所述当前挡位状态处于挡位故障状态。

可选地，所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患，包括：

ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否大于第一诊断阈值；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值小于或等于第一诊断阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值大于第一诊断阈值，则ECU判断所述车辆的离合器离合率是否小于第一离合率阈值；

若所述车辆的离合器离合率大于或等于第一离合率阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的离合器离合率小于第一离合率阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为D挡，所述当前挡位值为车辆行驶过程中变速箱控制单元发送至电子控制单元的挡位信号；

若所述车辆的当前挡位值不为D挡，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的当前挡位值为D挡，则ECU判断所述车辆的当前车速是否小于第一速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于或等于第一速度阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的当前车速小于第一速度阈值，则所述车辆的挡位存在故障隐患。

可选地，在所述ECU获取所述车辆的挡位存在故障隐患的时长之后，还包括：

若所述车辆的挡位存在故障隐患的时长小于第一时长阈值，则ECU判断所述车辆的当前车速是否大于第二速度阈值，所述第二速度阈值大于所述第一速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于第二速度阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的当前车速小于或等于第二速度阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为非D挡；

若所述车辆的当前挡位值为非D挡，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的当前挡位值为D挡，则ECU判断所述车辆的离合器离合率是否小于第二离合率阈值，所述第二离合率阈值大于所述第一离合率阈值；

若所述车辆的离合器离合率小于第二离合率阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的离合器离合率大于或等于第二离合率阈值，则ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否小于第二诊断阈值，所述第二诊断阈值小于所述第一诊断阈值；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值小于第二诊断阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值大于或等于第二诊断阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否大于第一诊断阈值的步骤。

可选地，在ECU判断出所述当前挡位处于挡位故障状态之后，所述方法还包括：

ECU判断所述车辆的挡位是否已清除故障隐患；

若否，则ECU确定所述当前挡位状态处于所述挡位故障状态；

若是，则ECU获取所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长；

若所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长大于第二时长阈值，则ECU确定所述当前挡位处于挡位正常状态，所述第二时长阈值小于所述第一时长阈值。

可选地，所述ECU判断所述车辆的挡位是否已清除故障隐患，包括：

ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为N挡；

若所述车辆的当前挡位值不为N挡，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前挡位值为N挡，则ECU判断所述车辆的当前车速是否小于第三速度阈值，所述第三速度阈值小于第一速度阈值和第二速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于或等于第三速度阈值，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前车速小于第三速度阈值，则所述车辆的挡位已清除故障隐患。

可选地，在ECU获取所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长之后，还包括：

若所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长小于第二时长阈值，则ECU判断所述车辆的当前车速是否大于第四速度阈值，所述第四速度阈值小于所述第一速度阈值、第二速度阈值和第三速度阈值；

若所述车辆的当前车速小于或等于第四速度阈值，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前车速大于第四速度阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为非N挡；

若所述车辆的当前挡位值为N挡，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前挡位值为非N挡，则重新执行判断所述车辆的当前挡位值是否为N挡的步骤。

第二方面，本申请公开了一种挡位故障解决装置，应用于包括ECU和TCU的车辆，所述装置包括：挡位获取模块、挡位判断模块、挡位发送模块；

所述挡位获取模块，用于在所述车辆启动自动驾驶功能后，ECU获取车辆的当前挡位状态，所述当前挡位状态包括挡位正常状态和挡位故障状态；

所述挡位判断模块，用于ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态；

所述挡位发送模块，用于若否，则ECU将请求挡位值发送至TCU；若是，则ECU将N挡值发送至TCU后，再次执行所述ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态的步骤。

可选地，所述挡位判断模块，包括：故障隐患判断模块、时长获取模块、故障确定模块；

所述故障隐患判断模块，用于ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患；若否，则所述当前挡位状态不处于所述挡位故障状态；

若是，所述时长获取模块，用于ECU获取所述车辆的挡位存在故障隐患的时长；

所述故障确定模块，用于若所述车辆的挡位存在故障隐患的时长大于或等于第一时长阈值，则确定所述当前挡位状态处于挡位故障状态。

可选地，所述故障隐患判断模块，包括：第一判断模块、第二判断模块、第三判断模块、第四判断模块；

所述第一判断模块，用于ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否大于第一诊断阈值；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值小于或等于第一诊断阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

所述第二判断模块，用于若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值大于第一诊断阈值，则ECU判断所述车辆的离合器离合率是否小于第一离合率阈值；

若所述车辆的离合器离合率大于或等于第一离合率阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

所述第三判断模块，用于若所述车辆的离合器离合率小于第一离合率阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为D挡，所述当前挡位值为车辆行驶过程中变速箱控制单元发送至电子控制单元的挡位信号；

若所述车辆的当前挡位值不为D挡，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

所述第四判断模块，用于若所述车辆的当前挡位值为D挡，则ECU判断所述车辆的当前车速是否小于第一速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于或等于第一速度阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的当前车速小于第一速度阈值，则所述车辆的挡位存在故障隐患。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供一种挡位故障解决方法及装置，在不改变原始TCU控制器换挡策略和无可避免存在机械操作失误概率的前提下，基于挡位故障诊断方法自动判断车辆是否处于挡位故障状态，并通过切换挡位的方式解决了因挡位故障造成车辆表现异常问题，从而降低了车辆退出自动驾驶和人工接管的频率，提升自动驾驶车辆行驶效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种挡位故障解决方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种挡位故障诊断逻辑的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种挡位故障自动清除的方法流程图；

图4为本申请实施例提供的一种挡位故障解决装置示意图。

具体实施方式

下面先对本申请所涉及的技术术语进行介绍。

ECU(Electronic Control Unit)是电子控制单元，又称为汽车的“行车电脑”，它们的用途就是控制汽车的行驶状态以及实现其各种功能。主要是利用各种传感器、总线的数据采集与交换，来判断车辆状态以及司机的意图并通过执行器来操控汽车。

TCU(Transmission Control Unit)是变速箱控制单元，常用于AMT等自动变速器，其主要职能是在汽车运行过程中，对各种描述当前车辆行驶状态的传感器信号进行处理，判断出驾驶员意愿控制当前车辆档位。

AMT(Automated Mechanical Transmission)是电控机械自动变速箱，是一种效率高、成本低、结构简单、易制造的变速箱。

一方面，自动驾驶车辆通过布置在车身周围的传感器获取车辆周围环境信息，并结合驾驶意图，通过自动驾驶控制算法计算出按照预期位姿行驶的控制量(例如方向盘转角、油门开度、制动踏板开度、挡位等)；另一方面，车辆的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)与自动驾驶控制器进行信息交互，并通过机械结构执行相应操作。

目前，针对装有AMT(Automated Mechanical Transmission，电控机械自动变速箱)的车辆，可以根据车辆的状态和外部的环境自动改变挡位，其具体的挡位控制算法可以设置在TCU控制器里。一般情况下，挡位控制算法会产生两种挡位信号，即选择挡位和实际挡位。挡位控制算法可以根据当前车速大小以及速度变化趋势，先决策出选择挡位，再进行降低油门开度和适当松离合操作，待车辆进入合适状态后，决策出实际挡位并进行换挡操作，整个换挡过程约2至3秒左右。

然而，在这个过程中，若选择挡位不断更新(如先判断需要升档，再判断需要降档)，由于实际挡位切换需要经过N挡，则偶尔会出现挂空挡并卡住的现象，但实际挡位信号还是保持换挡前的值，则导致TCU反馈的实际挡位值与真实挡位值不符，反馈的信号出现错误，智能驾驶控制器挡位控制算法会出现异常，会出现车辆无异常不行驶的现象，即出现挡位故障。

针对上述缺陷，本申请提供一种挡位故障解决方法及装置，在不改变原始TCU控制器换挡策略和无可避免存在机械操作失误概率的前提下，基于挡位故障诊断方法自动判断车辆是否处于挡位故障状态，并通过切换挡位的方式解决了因挡位故障造成车辆表现异常问题，从而降低了车辆退出自动驾驶和人工接管的频率，提升自动驾驶车辆行驶效率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种挡位故障解决方法流程图。该方法包括：

S101：ECU获取请求挡位值。

车辆的ECU基于自身的目标车速和当前实际车速的大小，利用挡位控制算法，获取请求挡位值，例如P挡、N挡、R挡或D挡中的任意一种。

S102：ECU获取当前挡位状态。

当前挡位状态分为两种状态，挡位正常状态和挡位故障状态。其中，挡位正常状态是指车辆挡位表现正常，TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)反馈给ECU的挡位信号为车辆实际挡位信号的状态。挡位故障状态是指车辆挡位表现异常，TCU反馈给ECU的挡位信号与车辆实际挡位信号不一致的状态。

挡位故障往往是由TCU换挡策略或挡位机械故障引起。自动驾驶算法需要接收车辆TCU的信号作为反馈信息，当反馈信息有误时，自动驾驶算法会出现误判，导致车辆表现异常。例如，常见的一种故障为：当自动驾驶算法控制车辆前进时，车辆换挡失败，实际挡位为空挡(N挡)，但TCU反馈车辆当前挡位为前进挡(D挡)，自动驾驶算法请求驱动，会出现一直轰油门但车辆无法前进的异常表现。

在一些具体的实施方式中，车辆可以通过挡位故障诊断方法，获取当前挡位状态。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种挡位故障诊断逻辑的流程图。需要说明的是，开始进行挡位故障诊断时，首先使Time1＝＝0，即对进行挡位故障诊断的过程开始计时。当下列条件一至条件五均满足时，即可获取当前挡位状态处于挡位故障状态。

条件一：

根据车辆的传动系统特性，定义参数Cal为输入轴转速与输出轴转速的比值。其中，车辆的传动系统特性是指汽车传动系统的机械结构。汽车传动系统即为汽车动力传送装置，是由一系列具有弹性和转动惯量的曲轴、飞轮、离合器、变速器、传动轴、驱动桥等组成。例如，变速箱的输入轴转速与输出轴转速的比值等于对应挡位的传动比，即为一种传动系统特性，这是由机械结构决定的。具体的，输入轴是指变速箱与离合器相连接的轴，输出轴是指变速箱与主减速器相连接的轴。

在定义参数Cal为输入轴转速与输出轴转速的比值的同时，对输出轴的转速大小进行最小限值，防止出现除零情况。除零情况就是指在除法运算中，除数不能等于0的情况，所以这里对除数，即输出轴的转速大小，做了最小值限制的处理。在一些具体的实施方式中，该最小限值可以是0.1rpm，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

正常情况下，Cal值为不同挡位下转动比大小，Cal最大取值为1挡传动比，即车辆变速箱1挡情况下的传动比。在挡位故障情况下，实际并没有挂上挡，动力传输系统断开，若此时踩下油门发动机的转速会很大，出现空挡轰油门情况，则Cal值会异常变大。

设定第一诊断阈值H2，当Cal大于第一诊断阈值H2时，即判断该车辆存在挡位故障隐患；当Cal小于或等于第一诊断阈值H2时，则判定该车辆不存在挡位故障隐患。在一些具体的实施方式中，该第一诊断阈值H2可以是100，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

条件二：

Cal值同时还受离合器的状态影响。例如，在换挡过程中，离合器可能会适当断开。倘若出现离合器适当断开的情况，Cal值则不等于挡位传动比。

设定第一离合器阈值P2，当离合器离合率小于第一离合器阈值P2时，并且满足上述条件一，则判定该车辆存在挡位故障隐患；当离合器离合率大于或等于第一离合器阈值P2时，则判定该车辆不存在挡位故障隐患。在一些具体的实施方式中，该第一离合器阈值值P2可以是2％，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

条件三：

TCU控制器反馈的挡位信号为CurGear，CurGear一般以P、N、R、D形式进反馈。挡位故障主要发生在车辆前行过程中，因此，对挡位进行了限制。当CurGear为D挡时，同时满足上述条件一、条件二的全部条件，则存在挡位故障隐患；当CurGear不是D挡时，则判定该车辆不存在挡位故障隐患。

条件四：

为了避免车辆在高速环境中行驶时出现熄火问题，需要对车速进行限制。

设定第一速度阈值Vx3，当车速小于第一速度阈值Vx3时，并且满足上述条件一、条件二、条件三的全部条件，则判断该车辆存在挡位故障隐患；当车速大于或等于第一速度阈值Vx3时，则判定该车辆不存在挡位故障隐患。在一些具体的实施方式中，该车速阈值Vx3可以是0.28mps，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

需要说明的是，考虑到车辆的挡位出现故障后可能出现自动恢复的情况，在从挡位故障隐患确定为挡位故障过程中，即判断条件一至条件四是否满足的过程中，若上述挡位隐患条件之一不满足，则取消挡位隐患的判断，即判断该车辆挡位正常。

条件五：

当满足上述条件一至条件四的上述全部条件时，对故障隐患进行一段时间的判断，若一段时间内，该故障隐患均存在，则自动判定该车辆存在挡位故障。

设定第一时长阈值T3，当对挡位故障隐患连续判断的时间大于或等于T3时，则认为车辆挡位出现了故障，即车辆当前挡位处于挡位故障状态。在一些具体的实施方式中，该第一时长阈值T3可以是3s，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

若对挡位故障隐患连续判断的时间小于第一时长阈值T3时，为了避免挡位状态判断结果的频繁切换，可以对上述条件一至条件四的判断条件取不同的阈值，以形成不同的判断条件。需要说明的是，可以设置此时的判断次数为Time1+1。

在一些具体的实施方式中，判断条件可以是Cal值判断条件为小于第二诊断阈值H1，离合器接合状态判断条件为大于第二离合率阈值P1，挡位判断条件为非D挡，速度判断条件为大于第二速度阈值Vx2。当满足上述条件之一，则取消挡位故障隐患的判断，重新开始新一轮计时，并在新一轮计时时间内，执行条件一至条件四的判断；若上述四个条件均不满足，则持续计时，重新执行条件一至条件四的判断。

需要说明的是，该阈值H1可以为50，该阈值P1可以为10％，该阈值Vx2可以是0.83mps，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

在一些具体的实施方式中，车辆已被判断为车辆挡位故障后，TCU反馈至ECU的实际挡位值与真实挡位值从不相符转变为相符，即反馈的信号从错误转换为正确时，车辆可以自动清除挡位故障状态的判断。参见图3，该图为本申请实施例提供的一种挡位故障自动清除的方法流程图。需要说明的是，开始进行挡位故障清除诊断时，首先使Time2＝＝0，即对进行挡位故障清除诊断的过程开始计时。当该车辆被判断当前挡位处于挡位故障状态后，若下列条件六至条件八均满足时，即可判断车辆的挡位故障已自动清除，当前挡位处于挡位正常状态。

条件六：

当出现挡位故障(挂挡失败)时，判断CurGear是否为N挡。若CurGear为N挡，说明当前挡位正常响应了智能驾驶控制器发出的挡位请求，并且CurGear为实车的当前挡位状态，初步认为当前挡位处于挡位正常状态。

条件七：

对车速进行判断。设定第三速度阈值Vx1，当车速小于第三速度阈值Vx1时，表明车辆处于静止状态，同时满足上述条件六，初步认为当前挡位处于挡位正常状态。在一些具体的实施方式中，该第三速度阈值Vx1可以是0.054mps，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

需要说明的是，考虑到挡位恢复正常后可能再次出现挡位故障的情况，在从挡位故障确定为挡位状态正常后，即判断条件六至条件七是否满足的过程中，若上述挡位状态正常条件之一不满足条件，则取消挡位状态正常的判断，即仍旧判断该车辆挡位为故障。需要说明的是，可以设置此时的判断次数为Time2+1。

条件八：

当满足条件六及条件七的上述全部条件时，初步判断车辆挡位表现正常，故障隐患已经清除。

对故障隐患已经清除进行一段时间的判断，设定第二时长阈值为T2，当车辆挡位表现正常的时间大于第二时长阈值T2，则认为车辆挡位表现正常，取消挡位故障诊断的判断。在一些具体的实施方式中，该第二时长阈值T2可以是2s，需要说明的是，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

若对挡位故障隐患连续判断的时间小于第二时长阈值T2时，为了避免挡位状态判断结果的频繁切换，可以对上述条件六至条件七的判断条件取不同的阈值，以形成不同的判断条件。

在一些具体的实施方式中，判断条件可以是当前挡位的判断条件为不等于N挡，速度判断条件为大于第四速度阈值Vx0。当同时满足上述两个条件，则持续计时，重新执行条件六至条件七的判断；反之，则判定当前挡位状态处于挡位故障状态，重新开始新一轮计时，在新一轮计时内，执行条件六至条件七的判断。需要说明的是，该第四速度阈值Vx0可以是0.027mps，还可以是其他取值，对于具体的取值，本申请不做限定。

S103：ECU判断当前挡位状态是否处于挡位故障状态。

在ECU获取当前挡位状态后，判断当前挡位状态是否处于挡位故障状态，若车辆当前挡位状态不处于挡位故障状态，即处于挡位正常状态，则执行S104；若车辆当前挡位状态处于挡位故障状态，则执行S105。

S104：ECU将请求挡位值发送至TCU。

若挡位故障诊断方法判断车辆当前挡位状态不处于挡位故障状态，而处于挡位正常状态，则该车辆的智能驾驶控制器将挡位控制算法判断出的需要请求的挡位值发送至TCU电子控制单元，实现换挡操作。

S105：ECU将请求N挡信号发送至TCU。

若挡位故障诊断方法判断车辆当前挡位状态处于挡位故障状态，表明当前反馈的CurGear为D挡，并且挡位出现了故障，则该车辆的智能驾驶控制器先发N挡信号给TCU电子控制单元。

将请求信号发送至TCU后，车辆继续执行S102的步骤，即ECU获取当前挡位状态。当判断当前挡位状态不处于挡位故障状态，即挡位状态表现正常后，再重新进行正常挡位请求操作，即S104的步骤。

本申请公开了一种挡位故障解决方法，在不改变原始TCU控制器换挡策略和无可避免存在机械操作失误概率的前提下，基于挡位故障诊断方法自动判断车辆是否处于挡位故障状态，并通过切换挡位的方式解决了因挡位故障造成车辆表现异常问题，从而降低了车辆退出自动驾驶和人工接管的频率，提升自动驾驶车辆行驶效率。

需要说明的是，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

参见图4，该图为本申请实施例提供的一种挡位故障解决装置示意图。该装置400包括：挡位获取模块401、挡位判断模块402、挡位发送模块403；

挡位获取模块401，用于在车辆启动自动驾驶功能后，ECU获取车辆的当前挡位状态，当前挡位状态包括挡位正常状态和挡位故障状态；

挡位判断模块402，用于ECU判断当前挡位状态是否处于挡位故障状态；

挡位发送模块403，用于若否，则ECU将请求挡位值发送至TCU；若是，则ECU将N挡值发送至TCU后，再次执行ECU判断当前挡位状态是否处于挡位故障状态的步骤。

本申请公开了一种挡位故障解决装置，在不改变原始TCU控制器换挡策略和无可避免存在机械操作失误概率的前提下，基于挡位故障诊断方法自动判断车辆是否处于挡位故障状态，并通过切换挡位的方式解决了因挡位故障造成车辆表现异常问题，从而降低了车辆退出自动驾驶和人工接管的频率，提升自动驾驶车辆行驶效率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种挡位故障解决方法，其特征在于，应用于包括ECU和TCU的车辆，所述方法包括：

在所述车辆启动自动驾驶功能后，ECU获取车辆的当前挡位状态，所述当前挡位状态包括挡位正常状态和挡位故障状态；

ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态；

若否，则ECU将请求挡位值发送至TCU；

若是，则ECU将N挡值发送至TCU后，再次执行所述ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态，包括：

ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患；

若否，则所述当前挡位状态不处于所述挡位故障状态；

若是，则ECU获取所述车辆的挡位存在故障隐患的时长；

若所述车辆的挡位存在故障隐患的时长大于或等于第一时长阈值，则确定所述当前挡位状态处于挡位故障状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患，包括：

ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否大于第一诊断阈值；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值小于或等于第一诊断阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值大于第一诊断阈值，则ECU判断所述车辆的离合器离合率是否小于第一离合率阈值；

若所述车辆的离合器离合率大于或等于第一离合率阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的离合器离合率小于第一离合率阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为D挡，所述当前挡位值为车辆行驶过程中变速箱控制单元发送至电子控制单元的挡位信号；

若所述车辆的当前挡位值不为D挡，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的当前挡位值为D挡，则ECU判断所述车辆的当前车速是否小于第一速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于或等于第一速度阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的当前车速小于第一速度阈值，则所述车辆的挡位存在故障隐患。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述ECU获取所述车辆的挡位存在故障隐患的时长之后，还包括：

若所述车辆的挡位存在故障隐患的时长小于第一时长阈值，则ECU判断所述车辆的当前车速是否大于第二速度阈值，所述第二速度阈值大于所述第一速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于第二速度阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的当前车速小于或等于第二速度阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为非D挡；

若所述车辆的当前挡位值为非D挡，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的当前挡位值为D挡，则ECU判断所述车辆的离合器离合率是否小于第二离合率阈值，所述第二离合率阈值大于所述第一离合率阈值；

若所述车辆的离合器离合率小于第二离合率阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的离合器离合率大于或等于第二离合率阈值，则ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否小于第二诊断阈值，所述第二诊断阈值小于所述第一诊断阈值；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值小于第二诊断阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患的步骤；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值大于或等于第二诊断阈值，则重新执行所述ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否大于第一诊断阈值的步骤。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在ECU判断出所述当前挡位处于挡位故障状态之后，所述方法还包括：

ECU判断所述车辆的挡位是否已清除故障隐患；

若否，则ECU确定所述当前挡位状态处于所述挡位故障状态；

若是，则ECU获取所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长；

若所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长大于第二时长阈值，则ECU确定所述当前挡位处于挡位正常状态，所述第二时长阈值小于所述第一时长阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述ECU判断所述车辆的挡位是否已清除故障隐患，包括：

ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为N挡；

若所述车辆的当前挡位值不为N挡，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前挡位值为N挡，则ECU判断所述车辆的当前车速是否小于第三速度阈值，所述第三速度阈值小于第一速度阈值和第二速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于或等于第三速度阈值，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前车速小于第三速度阈值，则所述车辆的挡位已清除故障隐患。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在ECU获取所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长之后，还包括：

若所述车辆的挡位已清除故障隐患的时长小于第二时长阈值，则ECU判断所述车辆的当前车速是否大于第四速度阈值，所述第四速度阈值小于所述第一速度阈值、第二速度阈值和第三速度阈值；

若所述车辆的当前车速小于或等于第四速度阈值，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前车速大于第四速度阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为非N挡；

若所述车辆的当前挡位值为N挡，则所述车辆的挡位未清除故障隐患；

若所述车辆的当前挡位值为非N挡，则重新执行判断所述车辆的当前挡位值是否为N挡的步骤。

8.一种挡位故障解决装置，其特征在于，应用于包括ECU和TCU的车辆，所述装置包括：挡位获取模块、挡位判断模块、挡位发送模块；

所述挡位获取模块，用于在所述车辆启动自动驾驶功能后，ECU获取车辆的当前挡位状态，所述当前挡位状态包括挡位正常状态和挡位故障状态；

所述挡位判断模块，用于ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态；

所述挡位发送模块，用于若否，则ECU将请求挡位值发送至TCU；若是，则ECU将N挡值发送至TCU后，再次执行所述ECU判断所述当前挡位状态是否处于所述挡位故障状态的步骤。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述挡位判断模块，包括：故障隐患判断模块、时长获取模块、故障确定模块；

所述故障隐患判断模块，用于ECU判断所述车辆的挡位是否存在故障隐患；若否，则所述当前挡位状态不处于所述挡位故障状态；

若是，所述时长获取模块，用于ECU获取所述车辆的挡位存在故障隐患的时长；

所述故障确定模块，用于若所述车辆的挡位存在故障隐患的时长大于或等于第一时长阈值，则确定所述当前挡位状态处于挡位故障状态。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述故障隐患判断模块，包括：第一判断模块、第二判断模块、第三判断模块、第四判断模块；

所述第一判断模块，用于ECU判断所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值是否大于第一诊断阈值；

若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值小于或等于第一诊断阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

所述第二判断模块，用于若所述车辆的输入轴转速与输出轴转速的比值大于第一诊断阈值，则ECU判断所述车辆的离合器离合率是否小于第一离合率阈值；

若所述车辆的离合器离合率大于或等于第一离合率阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

所述第三判断模块，用于若所述车辆的离合器离合率小于第一离合率阈值，则ECU判断所述车辆的当前挡位值是否为D挡，所述当前挡位值为车辆行驶过程中变速箱控制单元发送至电子控制单元的挡位信号；

若所述车辆的当前挡位值不为D挡，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

所述第四判断模块，用于若所述车辆的当前挡位值为D挡，则ECU判断所述车辆的当前车速是否小于第一速度阈值；

若所述车辆的当前车速大于或等于第一速度阈值，则所述车辆的挡位不存在故障隐患；

若所述车辆的当前车速小于第一速度阈值，则所述车辆的挡位存在故障隐患。

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