CN117927658A - 换挡保护机制的激活方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种换挡保护机制的激活方法、装置、设备及存储介质，其中，所述换挡保护机制的激活方法包括：获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号；分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效；在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值；基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果；在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

Description

换挡保护机制的激活方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及汽车控制领域，尤其涉及一种换挡保护机制的激活方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现有的换挡技术是车辆的换挡机构根据获取到的霍尔信号电角度信息和脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号电角度信息之间的差值与阈值进行比较，来进行换挡操作。但是，换挡电机有正反转的工况，转速正反快速切换后，霍尔方向判断存在延迟，霍尔信号的电角度滞后较大，会错误的累计角度偏差，导致霍尔信号电角度信息与PWM信号电角度信息偏差超过阈值；并且，霍尔信号电角度信息或者PWM信号电角度信息在错误的情况下，用错误的信号进行校验，导致换挡机构中的零件位置不可信，进一步导致换挡失败或错误，从而损坏变速箱硬件，造成非预期的加速或减速。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活方法、装置、设备及存储介质。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活方法，所述方法包括：获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号；分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效；在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值；基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果；在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

第二方面，本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号；

第一判断模块，用于分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效；

第一确定模块，用于在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值；

第一校验模块，用于基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置第一进行校验，得到第一校验结果；

第一激活模块，用于在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

第三方面，本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活设备，包括存储器和控制器，所述存储器存储有可在控制器上运行的计算机程序，所述控制器执行所述程序时实现上述方法中的步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。

本申请实施例中，一方面，通过判断换挡电机的脉冲宽度调制信号和换挡电机的霍尔信号是否有效，在两个信号均有效的情况下，进行换挡操作，这样，避免使用错误的信号进行换挡操作，导致失败，增加换挡的可靠性；另一方面，在换挡过程中，利用第一变化值和第二变化值对换挡毂的位置进行校验，在校验错误时及时干预保护，有效的保护换挡机构，提高行车安全。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请的技术方案。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1为本申请实施例提供的一种换挡保护机制的激活方法流程图一；

图2为本申请实施例提供的一种换挡保护机制的激活方法流程图二；

图3为本申请实施例提供的一种换挡保护机制的激活方法流程图三；

图4为本申请实施例提供的一种霍尔信号与PWM信号的关系示意图；

图5为本申请实施例提供的一种换挡保护机制的激活装置的组成结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种换挡保护机制的激活设备的硬件实体示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

车辆的换挡机构中包括换挡机构和换挡毂，其中，换挡电机和换挡毂是机械系统中的两个重要组成部分，换挡电机通过减速器和传动轴将旋转运动传递到换挡毂，带动换挡毂旋转运动，从而完成换挡操作。

换挡电机中包括脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号和霍尔(HALL)信号。其中，PWM信号是一种占空比可变的脉冲信号，它可以通过控制脉冲宽度来调节信号的平均电压值，需要说明，PWM信号是本申请实施例中的高精度位置信号；HALL信号是一种基于霍尔效应的传感器的位置信号。根据HALL信号得到霍尔信号电角度信息，根据PWM信号得到PWM信号电角度信息。

但是相关技术中，换挡电机转速正反快速切换后，霍尔方向判断存在延迟，霍尔计算的电角度滞后较大，会错误的累计角度偏差，导致霍尔信号电角度信息与PWM信号电角度信息偏差超过阈值；并且，霍尔信号电角度信息或者PWM信号电角度信息在错误的情况下，用错误的信号进行校验，导致换挡电机的位置不可信，进一步导致换挡失败或错误，从而损坏变速箱硬件，造成非预期的加速或减速。

基于此，本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活方法，一方面，通过判断换挡电机的脉冲宽度调制信号和换挡电机的霍尔信号是否有效，在两个信号均有效的情况下，进行换挡操作，这样，避免使用错误的信号进行换挡操作，导致失败，增加换挡的可靠性；另一方面，在换挡过程中，利用第一变化值和第二变化值对换挡毂的位置进行校验，在校验错误时及时干预保护，有效的保护换挡机构，提高行车安全。

本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤S110至S150，其中：

步骤S110：获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号。

这里，脉冲宽度调制信号可以是通过比较模拟控制信号与固定的电压进行比较生成的信号；也可以是在芯片内部集成了PWM模块，直接输出PWM信号。霍尔信号是通过换挡电机上的霍尔传感器利用霍尔效应生成的信号。

步骤S120：分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效。

在一些实施例中，判断信号是否有效实质上是判断信号是否出现错误，信号没有出现错误，说明信号有效；信号出现错误，说明信号无效。其中，判断PWM信号是否有效可以是通过诊断载波频率信号是否错误确定的；也可以是通过诊断占空比信号是否错误确定的；还可以是结合诊断载波频率信号和占空比信号共同确定的。本申请实施例对此不做具体限定。

在一些实施中，判断霍尔信号是否有效可以通过霍尔信号的相序确定的；也可以是通过霍尔信号的编码顺序确定的；还可以是通过结合相序和编码顺序共同确定的。本申请实施例对此不做具体限定。

步骤S130：在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值。

在一些实施例中，换挡毂角度行程变化值实质上是换挡毂位置的变化值，比如，使用t时刻换挡毂角度值与t+1时刻换挡毂角度值之间的差值为换挡毂角度行程的第一变化值即换挡毂位置的变化值。

在一些实施例中，基于PWM信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值的具体实施方式可以是首先在霍尔边沿采用PWM信号，确定出PWM信号；再根据PWM信号计算累计的换挡毂角度行程第一变化值。其中，PWM信号计算的累计换挡毂角度行程的第一变化值如下述公式(1)：

△a1＝|c_下-c_上| (1)；

其中，△a1表示第一变化值，c_下为霍尔信号下边沿时刻对应的换挡毂角度，c_上为霍尔信号上边沿时刻对应的换挡毂角度，其中，下边沿指霍尔信号的下降沿即高电平到低电平，上边沿指霍尔信号的上升沿即低电平到高电平，||表示绝对值符号。

在另一实施例中，第一变化值还可以如下述公式(2)：

△a1＝|c_t-c_t+1| (2)；

其中，c_t为霍尔信号t时刻对应的换挡毂角度，c_t+1为霍尔信号t+1时刻对应的换挡毂角度。

在一些实施例中，公式(1)和(2)中的换挡毂角度计算如下述公式(3)：

c＝(p₀+N*360°)÷r+q (3)；

其中，c表示换挡毂角度，p₀表示初始换挡电机位置，*为乘法符号，÷为除法符号，N表示换挡电机旋转圈数，360°换挡电机旋转一圈的角度，r为换挡毂速比，q为换挡电机零点；需要说明，p₀、N、q都可以从非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)读取存储的信号中得到；q还可以通过台架标定确定，例如q可以设定为0.025度；r可以是由换挡电机和换挡毂之间的结构确定的，例如r可以设定为61。

在一些实施例中，基于霍尔信号，确定换挡毂角度行程的第二变化值的具体实施方式可以是在霍尔边沿采用霍尔信号累计行程值，霍尔信号计算的累计换挡毂角度行程的第二变化值如下述公式(4)：

△a2＝|e_下-e_上|÷i÷r (4)；

其中，△a2表示第二变化值，e_下表示霍尔信号下边沿时刻对应的霍尔信号电角度，e_上表示霍尔信号上边沿时刻对应的霍尔信号电角度，其中，下边沿指霍尔信号的下降沿即高电平到低电平，上边沿指霍尔信号的上升沿即低电平到高电平，i表示为换挡电机中的极对数，比如换挡电机中N极和S极为一对极对数，r为换挡毂速比。

需要说明，霍尔信号电角度可以根据换挡电机旋转的机械角度计算得到的，而机械角度可以理解为PWM信号电角度，其中，霍尔信号电角度计算如下述公式(5)：

霍尔信号电角度＝i*360°(5)；

其中，i表示极对数，360°为换挡电机旋转一圈的机械角度，i可以根据实际需求预先设置。

在另一实施例中，第二变化值计算还可以如下述公式(6)

△a2＝|e_t-e_t+1|÷i÷r (6)；

其中，e_t表示霍尔信号t时刻对应的霍尔信号电角度，e_t+1表示霍尔信号t+1时刻对应的霍尔信号电角度。

步骤S140：基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果。

在一些实施例中，第一校验结果可以为动态校验的结果。在动态校验中，在换挡毂位置满足换挡要求的情况下，校验结果为合格；在换挡毂位置不满足换挡要求的情况下，校验结果为不合格。

步骤S150：在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

在一些实施例中，在换挡毂位置不满足换挡要求的情况下，需要立即停止换挡，因此，换挡电机需要立即关管，整车切断动力，有效保护换挡机构。

本申请实施例中，一方面，通过判断换挡电机的脉冲宽度调制信号和换挡电机的霍尔信号是否有效，在两个信号均有效的情况下，进行换挡操作，这样，避免使用错误的信号进行换挡操作，导致失败，增加换挡的可靠性；另一方面，在换挡过程中，利用第一变化值和第二变化值对换挡毂的位置进行校验，在校验错误时及时干预保护，有效的保护换挡机构，提高行车安全。

在一些实施例中，如图2所示，步骤S140的的实施可以包括如下步骤S141至步骤S144：

步骤S141：计算所述第一变化值与所述第二变化值之间的差值，得到行程偏差值。

步骤S142：在所述行程偏差值大于或等于第一阈值的情况下，确定所述换挡毂位置为第一错误位置。

这里，第一阈值可以是根据整车测试给定，例如第一阈值可以为0.2度，其中，第一阈值的计算如下述公式(7)：

第一阈值＝PWM信号电角度÷r(7)；

其中，根据整车测试PWM信号电角度为13度，换挡毂速比为61，则第一阈值为0.2度。

应理解，第一变化值和第二变化值是基于两种不同信号计算得到的换挡毂的角度变化，正常情况下，行程偏差值应该尽可能小才能满足换挡要求，否则，确定换挡毂位置为错误位置。

步骤S143：确定出现所述第一错误位置的次数，以及确定所述第一错误位置的次数对应的第一累计时长。

在一些实施例中，行程偏差值每大于或等于第一阈值时，说明换挡毂位置出现一次错误。其中，第一错误位置的次数可以是以连续递增的方式计算的，比如，当前时刻的第一错误位置的次数为n次，则下一时刻的第一错误位置的次数为n+1次。在具体实施例中，在500毫秒(ms)内，每隔100ms出现一次错误为连续递增；若在第100ms出现第一次错误，在第300ms出现第二次错误，则不是连续递增，此时第一错误位置的次数清零。当然，这是本申请实施例中的其中一种实现方式，本申请实施例不做具体限定。

在一些实施例中，确定第一累计时长如下述公式(8)：

其中，为一个积分公式，∫表示积分符号，S₁表示第一累计时长，n表示第一错误位置的次数，m表示换挡电机转速，15°为换挡电机转动的机械角度，通过对n次出现第一错误位置的时间进行积分得到第一累计时长，当然，这只是计算累计时长的其中一种实施方式，本申请实施例不做限制。

步骤S144：在所述第一累计时长大于或等于第二阈值的情况下，确定所述第一校验结果为不合格。

在一些实施例中，第二阈值可以根据整车测试给定，例如200ms。

本申请实施例中，通过利用行程偏差值确定换挡毂位置出现错误，以及根据错误出现的次数和累计时长，来确定校验结果不合格。如此，利用错误次数和累计时长，准确判断当前条件是否满足换挡要求，提高判断的准确性，从而避免误判，导致错误开启第一保护机制。

本申请实施例中，通过霍尔信号计算的换挡毂角度变化值与PWM信号计算的换挡毂角度变化值相互校验，增加换挡的可靠性，避免因位置误差累计或者因换挡电机转换方向霍尔信号上下边沿未改变导致校验错误，增加校验的可靠性。

在一些实施例中，所述方法还包括如下步骤S310至步骤S330：

步骤S310：在所述脉冲宽度调制信号和/或所述霍尔信号无效的情况下，确定第一时刻的换挡毂第一角度值与第二时刻的换挡毂第二角度值之间的差值；所述第一时刻和所述第二时刻之间相差一个周期；

这里，第一时刻可以是t时刻，第二时刻可以是t+T时刻；第一角度值是t时刻的换挡毂的角度值，第二角度值是t+T时刻的换挡毂的角度值。

应理解，当脉冲宽度调制信号和/或霍尔信号中存在错误信号的情况下，不会进行换挡，则换挡毂的角度值基本不会发生变化。

步骤S320：基于所述差值，对所述换挡毂位置进行第二校验，得到第二校验结果；

在一些实施例中，第二校验可以为静态校验，第二校验结果可以为静态校验的结果。在静态校验中，换挡毂位置不满足预设条件，则第二校验结果不合格；换挡毂位置满足预设条件，则第二校验结果合格。

步骤S330：在所述第二校验结果不合格的情况下，激活第二保护机制；所述第二保护机制用于所述车辆关闭换挡电机，不再发送换挡请求。

在一些实施例中，在PWM信号和/或霍尔信号出现错误的情况下，说明未换挡，通过对换挡毂角度的变化值的校验，在提前识别换挡毂位置错误的情况下，提前进行干预，激活第二保护机制，换挡电机立即关管，禁止换挡，VECU不再发送换挡请求，保护换挡机构。

在一些实施例中，所述方法还包括如下步骤S410至步骤S430：

步骤S410：接收所述车辆的整车电子控制单元发送的换挡指令；所述换挡指令中包括目标档位和目标换挡毂角度值；

在一些实施例中，车辆的整车电子控制单元(Vehicle Electronic ControlUnit，VECU)向车辆的混动变速箱控制单元(Hybrid Transmission control unit，HTCU)即上述换挡机构发送换挡指令。

步骤S420：分别判断所述目标档位是否与所述车辆的当前档位相同，所述目标换挡毂角度值是否与混动变速箱控制单元中的当前换挡毂角度值相同；

步骤S430：在所述目标档位与所述当前档位相同，且所述目标换挡毂角度值与所述当前换挡毂角度值相同的情况下，获取所述第一角度值和所述第二角度值。

应理解，在脉冲宽度调制信号和/或霍尔信号无效的情况下，会触发第二校验，但是在进行第二校验之前需要对车辆的整车电子控制单元发送的换挡指令进行验证，在满足验证条件的情况下执行第二校验。其中，验证条件为在换挡指令中的目标挡位与车辆的当前挡位相同，并且目标换挡毂角度值与当前换挡毂角度值相同，也就是说，在换挡指令中的目标挡位与车辆的当前挡位相同，并且目标换挡毂角度值与当前换挡毂角度值相同的情况下，获取第一角度值和第二角度值；接着使用第一角度值和第二角度值计算两者之间的差值进行第二验证，得到第二验证结果，在第二验证结果不合格的情况下，激活第二保护机制。

在一些实施例中，触发第二校验后，通过对换挡系统接收到的换挡指令进行验证，在确定目标档位与当前档位相同且目标换挡毂角度值与当前换挡毂角度值相同的情况下，才继续进行静态校验，如此，避免在错误的条件下，执行静态校验，导致校验结果不准确，从而损坏变速箱硬件，造成非预期的加速或减速。

在一些实施例中，步骤S320的实施可以包括如下步骤S321至步骤S323：

步骤S321：在所述差值大于或等于第三阈值的情况下，确定所述换挡毂位置为第二错误位置；

在一些实施例中，第三阈值可以是根据实际需求进行设置，比如1.8度。

应理解，在未进行换挡时，正常情况下，差值要尽可能小才能满足要求，否则，确定换挡毂位置为错误位置。

步骤S322：确定出现所述第二错误位置的次数，以及确定所述第二错误位置的次数对应的第二累计时长；

在一些实施例中，差值每大于或等于第三阈值，说明换挡毂位置出现一次错误。其中，计算第二错误位置的次数方式可以参考上述步骤S143中计算第一错误位置的次数方式，在此不做赘述。

在一些实施例中，确定第二累计时长的方式可以是利用周期计算的，比如，将第二错误位置的次数与周期T相乘，得到第二累计时长。

步骤S323：在所述第二累计时长大于或等于第四阈值的情况下，确定所述第二校验结果为不合格。

在一些实施例中，第四阈值可以根据整车测试给定，例如500ms。

本申请实施例中，通过利用差值确定换挡毂位置出现错误，以及根据错误出现的次数和累计时长，来确定校验结果不合格。如此，利用错误次数和累计时长，准确判断当前条件是否满足要求，提高判断的准确性，从而避免误判，导致错误开启第二保护机制。

在一些实施例中，步骤S120“所述判断所述脉冲宽度调制信号是否有效”的实施可以包括如下步骤S121至步骤S124：

步骤S121：确定所述脉冲宽度调制信号中的特征信号的参数值；所述特征信号包括：载波频率信号和/或占空比信号；

在一些实施例中，载波频率信号的参数值为载波频率。其中，确定载波频率的实施例可以包括：诊断模块以25微秒(μs)的时间间隔读取一次PWM信号周期值，其中，使用25us读取的原因是为了尽可能避免读到零值造成误报故障，当读取的PWM周期值为零值时，载波频率为默认值1，默认值可以为1555赫兹(Hz)，当读取的PWM周期值为非零值时，载波频率为PWM周期值的倒数。需要说明，车辆使用5伏(V)供电电压正常使能诊断。当然，这只是其中确定载波频率的其中一种实施方式，并没有对此限制。

在另一实施例中，占空比信号的参数值为占空比。

在一些实施例中，PWM信号中的载波频率异常时，说明PWM信号无效；PWM信号占空比异常，说明PWM信号无效。

步骤S122：基于所述参数值与对应的预设阈值之间的关系，确定错误的脉冲宽度调制信号；

在一些实施例中，参数值为载波频率时，对应的预设阈值可以根据信号频率特性和整车测试决定，例如第一预设阈值为1400Hz，第二预设阈值为1700Hz，若载波频率小于第一预设阈值，或者大于第二预设阈值，则确定载波频率异常，进一步确定PWM信号错误。

在另一实施例中，参数值为占空比时，对应的预设阈值可以根据信号范围和整车测试决定，需要说明，由于换挡毂初始位置与换挡电机的角度存在随机的安装关系，若某初始位置刚好位于占空比最大位置，则会导致误报故障，因此需要在换档电机有转速时进行诊断，在5V供电正常&换档电机转速＞0转每分钟(rpm)使能诊断，例如第三预设阈值为99.9％，第四预设阈值为6.5％，若占空比大于第三预设阈值，或者小于第四预设阈值时，则确定占空比异常，进一步确定PWM信号错误。

步骤S123：确定出现所述错误的脉冲宽度调制信号的次数，以及确定所述错误的脉冲宽度调制信号的次数对应的第三累计时长；

在一些实施例中，载波频率每小于第一预设阈值，或者大于第二预设阈值，确定PWM信号为一次错误信号。在另一些实施例中，占空比每大于第三预设阈值，或者小于第四预设阈值，确定PWM信号为一次错误信号。其中，计算错误的脉冲宽度调制信号的次数方式可以参考上述步骤S143中计算第一错误位置的次数方式，在此不做赘述。

步骤S124：基于所述第三累计时长与第五阈值之间的关系，确定所述脉冲宽度调制信号是否有效。

在一些实施例中，第五阈值可以是整车测试给定，例如500ms。

本申请实施例中，利用载波频率信号和占空比信号，判断PWM信号的有效性，避免因线路故障导致PWM信号错误，确保校验的信号输入正确。

在一些实施例中，步骤S120“所述判断所述霍尔信号是否有效”的实施可以包括如下步骤S125至步骤S128：

步骤S125：获取所述霍尔信号的相位和/或编码顺序；

相位指的是信号中的高低电位，比如霍尔信号中有高电位1和低电位0，一般情况下，使用三个霍尔传感器可以检测换挡电机的位置，霍尔信号的相位包括但不限于为000、111、011等。一般情况下，编码顺序为123或321。

步骤S126：基于所述相位和/或所述编码顺序，确定错误的霍尔信号；

在一些实施例中，相位为000说明三个霍尔传感器输出的信号都没有变化，相位为111说明三个霍尔传感器输出的信号都变化，此时，说明霍尔信号为错误的霍尔信号；编码顺序错误，说明霍尔信号为错误的霍尔信号。需要说明，进行霍尔信号有效性判断时，车辆使用5V供电电压。

步骤S127：确定出现所述错误的霍尔信号的次数，以及确定所述错误的霍尔信号的次数对应的第四累计时长；

在一些实施例中，每出现一次相位为000或111，或者每出现一次错误的编码顺序，则错误的霍尔信号的次数为1。其中，计算错误的霍尔信号次数方式可以参考上述步骤S143中计算第一错误位置的次数方式，在此不做赘述。

步骤S128：基于所述第四累计时长与第六阈值之间的关系，确定所述霍尔信号是否有效。

在一些实施例中，第六阈值可以是整车测试给定，例如300ms。

本申请实施例中，利用霍尔信号的相位和编码顺序判断霍尔信号的有效性，如此，避免因线路故障导致霍尔信号错误，判断霍尔信号的有效性，确保校验的信号输入正确。

以下结合具体应用场景对本申请实施例提供的换挡保护机制的激活方法进行详细说明。

本申请实施例涉及另一种换挡保护机制的激活方法，通过对换挡毂的位置进行动态校验(即上述第一校验)和静态校验(即上述第二校验)，校验错误时及时干预保护，有效换挡机构，提高行车安全。

下面将对另一种换挡保护机制的激活方法进行详细说明，如图3所示，该方法包括如下步骤S1至步骤S17：

步骤S1：车辆上电。

应理解，在本申请中根据车辆的换挡机构的硬件特性，换挡电机旋转一圈，对应的PWM信号电角度为359°，角度精度为1°，其中，换挡毂角度与PWM信号电角度的关系如下述公式(9)：

换挡毂角度＝PWM信号电角度÷换挡毂速比(9)；

另外，PWM信号电角度如下述公式(10)：

PWM信号电角度＝霍尔信号电角度÷i(10)；

其中，i为换挡电机中的极对数，一般极对数设置为4，则霍尔信号对应有24个上下沿，角度精度为15°。

步骤S2：判断车辆是否均满足诊断使能条件a、b、c、d，若均满足a、b、c、d，则执行步骤S3；否则，执行步骤S11。

应理解，使能条件a为HTCU目标换挡毂角度发生变化；使能条件b为PWM信号有效；使能条件c为霍尔信号有效；使能条件d为5伏(V)供电正常。其中，判断5V供电诊断的方式可以包括：读取5V电压值，若检测电压值<电压阈值(由传感器工作范围确定，例如4V)，开始计算电压错误次数p＝p+1次,(p若未连续递增，则错误计数清零)，若电压错误次数对应的累计时长p*T(T为诊断周期)≥预设时长(可通过整车测试决定，例如300ms)，则输出5V供电故障。并且，使能条件b和使能条件c的判断必须在车辆为5V供电电压进行，其中，使能条件b和使能条件c的判断方法可以参考上述步骤S121至步骤S124，以及上述步骤S125至步骤S128的描述，在此不再赘述。

步骤S3：触发动态校验。

应理解，动态校验(即上述第一校验)是在车辆的换挡过程中对换挡毂位置进行校验。

步骤S4：根据PWM信号计算换挡毂角度行程的第一变化值。

本申请实施例提供一种PWM信号与霍尔信号的对应关系，如图4所示，换挡电机包括三路霍尔信号，分别为H1、H2、H3；PWM信号占空比为4％-98％，PWM信号电角度为0-359度，在两个霍尔边沿(即对应图4中霍尔信号电角度为60度)采用PWM信号累计行程值(即对应图4中PWM信号电角度为15度)，图4中的横轴为霍尔信号的24个边沿，PWM信号计算的累计换挡毂角度行程的第一变化值为的计算公式参考上述公式(1)。

步骤S5：根据霍尔信号计算换挡毂角度行程的第二变化值。

在两个霍尔边沿采用霍尔信号累计行程值，其中，霍尔信号计算的累计换挡毂角度行程的第二变化值参考上述公式(4)。

步骤S6：计算第一变化值与第二变化值之间的差值，得到行程偏差值。

通过利用第一变化值和第二变化值进行校验，在单调区间内计算两次边沿的第一变化值和第二变化值的误差。

步骤S7：判断行程偏差值是否大于或等于第一阈值，若是，则执行步骤S8；否则，执行步骤S2。

步骤S8：计算第一错误计数时长(即上述第一错误位置的次数对应的第一累计时长)。

步骤S9：判断第一错误计数时长是否大于或等于第二阈值，若是，则执行步骤S10；否则，执行步骤S2。

步骤S10：激活第一保护机制。

在换挡过程中，在连续的时间段内，若换挡毂位置连续出现错误，且出现错误次数的累计时长大于或等于预设时长(比如200ms)，说明换挡毂位置不可信，激活第一保护机制，换挡电机立即关管，请求整车切断动力。

步骤S11：触发静态校验。

应理解，静态校验(即上述第二校验)是在车辆未换挡时，换挡机构对换挡毂位置进行校验。

步骤S12：分别判断VECU发出的目标挡位是否未变化且HTCU目标换挡毂角度是否未变化(即判断目标档位与当前的挡位是否相同且目标换挡毂角度与当前的换挡毂角度是否相同)，若是，则执行步骤S13；否则，执行步骤S2。

步骤S13：计算第一时刻与第二时刻各自对应的换挡毂角度之间的差值的绝对值，得到差值。

这里第一时刻和第二时刻相差一个周期，比如，差值可以是t时刻PWM信号计算的换挡毂角度与(t+T)时刻PWM信号计算的换挡毂角度之间的差值的绝对值。

步骤S14：判断是否差值大于或等于第三阈值，若是，则执行步骤S15；否则，执行步骤S2。

步骤S15：计算第二错误计数时长(即上述第二错误位置的次数对应的第二累计时长)。

步骤S16：判断是否第二错误计数时长大于或等于第四阈值，若是，则执行步骤S17；否则，执行步骤S2。

步骤S17：激活第二保护机制。

在未换挡前，在连续的时间段内，若换挡毂位置连续出现错误，且出现错误次数的累计时长大于或等于预设时长(比如500ms)，说明换挡毂位置不可信，激活第二保护机制，换挡电机立即关管，禁止换挡，VECU不再发送换挡请求。

相比于现有技术，本申请实施例具有如下优点：

1、在换挡过程中，根据霍尔信号计算的周期，通过霍尔信号计算的换挡毂角度行程的第一变化值与PWM信号计算的换挡毂和换挡毂角行程的第二变化值相互校验，增加换挡的可靠性，避免因位置误差累计或者因换挡电机转换方向霍尔信号上下边沿未改变导致校验错误，增加校验的可靠性。

2、未换挡时，通过目标档位、换挡毂角度变化值以及换挡毂位置变化值进行位置校验，提前识别换挡毂位置错误的情况，提前进行干预，保护换挡机构。

3、根据PWM脉冲宽度调制传感器载波频率信号以及PWM占空比信号，判断PWM信号的有效性，避免因线路故障导致PWM信号错误，确保校验的信号输入正确。

4、根据霍尔传感器霍尔信号，避免因线路故障导致霍尔信号错误，判断霍尔信号的有效性，确保校验的信号输入正确。

5、监控5V供电信号，避免因供电电压不稳，导致PWM信号或霍尔信号错误，确保校验的信号输入正确。

本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活装置，如图5所示，换挡保护机制的激活装置500包括：

第一获取模块501，用于获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号；

第一判断模块502，用于分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效；

第一确定模块503，用于在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值；

第一校验模块504，用于基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果；

第一激活模块505，用于在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

在一些实施例中，第一校验模块504包括：第一计算子模块，用于计算所述第一变化值与所述第二变化值之间的差值，得到行程偏差值；第一确定子模块，用于在所述行程偏差值大于或等于第一阈值的情况下，确定所述换挡毂位置为第一错误位置；第二确定子模块，确定出现所述第一错误位置的次数，以及确定所述第一错误位置的次数对应的第一累计时长；第三确定子模块，在所述第一累计时长大于或等于第二阈值的情况下，确定所述第一校验结果为不合格。

在一些实施例中，换挡保护机制的激活装置500还包括：第二确定模块，用于在所述脉冲宽度调制信号和/或所述霍尔信号无效的情况下，确定第一时刻的换挡毂第一角度值与第二时刻的换挡毂第二角度值之间的差值；所述第一时刻和所述第二时刻之间相差一个周期；第二校验模块：基于所述差值，对所述换挡毂位置进行第二校验，得到第二校验结果；第二激活模块：在所述第二校验结果不合格的情况下，激活第二保护机制；所述第二保护机制用于所述车辆关闭换挡电机，不再发送换挡请求。

在一些实施例中，第二确定模块还包括：接收子模块：接收所述车辆的整车电子控制单元发送的换挡指令；所述换挡指令中包括目标档位和目标换挡毂角度值；判断子模块，用于分别判断所述目标档位是否与所述车辆的当前档位相同，所述目标换挡毂角度值是否与混动变速箱控制单元中的当前换挡毂角度值相同；第一获取子模块，用于在所述目标档位与所述当前档位相同，且所述目标换挡毂角度值与所述当前换挡毂角度值相同的情况下，获取所述第一角度值和所述第二角度值。

在一些实施例中，第二校验模块包括：第四确定子模块，用于在所述差值大于第三阈值的情况下，确定所述换挡毂位置为第二错误位置；第五确定子模块，用于确定出现所述第二错误位置的次数，以及确定所述第二错误位置的次数对应的第二累计时长；第六确定子模块，用于在所述第二累计时长大于或等于第四阈值的情况下，确定所述第二校验结果为不合格。

在一些实施例中，第一判断模块包括：第七确定子模块，用于确定所述脉冲宽度调制信号中的特征信号的参数值；所述特征信号包括：载波频率信号和/或占空比信号；第八确定子模块，用于基于所述参数值与对应的预设阈值之间的关系，确定错误的脉冲宽度调制信号；第九确定子模块，用于确定出现所述错误的脉冲宽度调制信号的次数，以及确定所述错误的脉冲宽度调制信号的次数对应的第三累计时长；第十确定子模块，用于基于所述第三累计时长与第五阈值之间的关系，确定所述脉冲宽度调制信号是否有效。

在一些实施例中，第一判断模块还包括：第二获取子模块，用于获取所述霍尔信号的相位和/或编码顺序；第十一确定子模块，用于基于所述相位和/或所述编码顺序，确定错误的霍尔信号；第十二确定子模块，用于确定出现所述错误的霍尔信号的次数，以及确定所述错误的霍尔信号的次数对应的第四累计时长；第十三确定子模块，用于基于所述第四累计时长与第六阈值之间的关系，确定所述霍尔信号是否有效。

以上换挡保护机制的激活装置实施例的描述，与上述换挡保护机制的激活方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。在一些实施例中，本申请实施例提供的换挡保护机制的激活装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上述换挡保护机制的激活方法实施例描述的方法，对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请换挡保护机制的激活方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的换挡保护机制的激活方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台车辆执行本申请各个实施例所述换挡保护机制的激活方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件、软件或固件，或者硬件、软件、固件三者之间的任意结合。

本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活设备，包括存储器和控制器，所述存储器存储有可在控制器上运行的计算机程序，所述控制器执行所述程序时实现上述换挡保护机制的激活方法中的部分或全部步骤。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被控制器执行时实现上述换挡保护机制的激活方法中的部分或全部步骤。所述计算机可读存储介质可以是瞬时性的，也可以是非瞬时性的。

本申请实施例提供一种计算机程序，包括计算机可读代码，在所述计算机可读代码在车辆中运行的情况下，所述车辆中的控制器执行用于实现上述换挡保护机制的激活方法中的部分或全部步骤。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序被计算机读取并执行时，实现上述换挡保护机制的激活方法中的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一些实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一些实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(SoftwareDevelopment Kit，SDK)等等。

这里需要指出的是：上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考。以上设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例的描述，与上述换挡保护机制的激活方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例中未披露的技术细节，请参照本申请换挡保护机制的激活方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例提供一种换挡保护机制的激活设备的硬件实体，如图6所示，该换挡保护机制的激活设备600的硬件实体包括：控制器601、通信接口602和存储器603，其中：控制器601通常控制换挡保护机制的激活设备600的总体操作。通信接口602可以使换挡保护机制的激活设备通过网络与其他终端或服务器通信。存储器603配置为存储由控制器601可执行的指令和应用，还可以缓存待控制器601以及换挡保护机制的激活设备600中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)实现。控制器601、通信接口602和存储器603之间可以通过总线604进行数据传输。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各步骤/过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤/过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台车辆执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换挡保护机制的激活方法，其特征在于，所述方法包括：

获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号；

分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效；

在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值；

基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果；

在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果，包括:

计算所述第一变化值与所述第二变化值之间的差值，得到行程偏差值；

在所述行程偏差值大于或等于第一阈值的情况下，确定所述换挡毂位置为第一错误位置；

确定出现所述第一错误位置的次数，以及确定所述第一错误位置的次数对应的第一累计时长；

在所述第一累计时长大于或等于第二阈值的情况下，确定所述第一校验结果为不合格。

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：

在所述脉冲宽度调制信号和/或所述霍尔信号无效的情况下，确定第一时刻的换挡毂第一角度值与第二时刻的换挡毂第二角度值之间的差值；所述第一时刻和所述第二时刻之间相差一个周期；

基于所述差值，对所述换挡毂位置进行第二校验，得到第二校验结果；

在所述第二校验结果不合格的情况下，激活第二保护机制；所述第二保护机制用于所述车辆关闭换挡电机，不再发送换挡请求。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述车辆的整车电子控制单元发送的换挡指令；所述换挡指令中包括目标档位和目标换挡毂角度值；

分别判断所述目标档位是否与所述车辆的当前档位相同，所述目标换挡毂角度值是否与混动变速箱控制单元中的当前换挡毂角度值相同；

在所述目标档位与所述当前档位相同，且所述目标换挡毂角度值与所述当前换挡毂角度值相同的情况下，获取所述第一角度值和所述第二角度值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述差值，对所述换挡毂位置进行第二校验，得到第二校验结果，包括：

在所述差值大于或等于第三阈值的情况下，确定所述换挡毂位置为第二错误位置；

确定出现所述第二错误位置的次数，以及确定所述第二错误位置的次数对应的第二累计时长；

在所述第二累计时长大于或等于第四阈值的情况下，确定所述第二校验结果为不合格。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述判断所述脉冲宽度调制信号是否有效，包括：

确定所述脉冲宽度调制信号中的特征信号的参数值；所述特征信号包括：载波频率信号和/或占空比信号；

基于所述参数值与对应的预设阈值之间的关系，确定错误的脉冲宽度调制信号；

确定出现所述错误的脉冲宽度调制信号的次数，以及确定所述错误的脉冲宽度调制信号的次数对应的第三累计时长；

基于所述第三累计时长与第五阈值之间的关系，确定所述脉冲宽度调制信号是否有效。

7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述判断所述霍尔信号是否有效，包括：

获取所述霍尔信号的相位和/或编码顺序；

基于所述相位和/或所述编码顺序，确定错误的霍尔信号；

确定出现所述错误的霍尔信号的次数，以及确定所述错误的霍尔信号的次数对应的第四累计时长；

基于所述第四累计时长与第六阈值之间的关系，确定所述霍尔信号是否有效。

8.一种换挡保护机制的激活装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取换挡电机的脉冲宽度调制信号和所述换挡电机的霍尔信号；

第一判断模块，用于分别判断所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号是否有效；

第一确定模块，用于在所述脉冲宽度调制信号和所述霍尔信号均有效的情况下，基于所述脉冲宽度调制信号，确定换挡毂角度行程的第一变化值；以及，基于所述霍尔信号，确定所述换挡毂角度行程的第二变化值；

第一校验模块，用于基于所述第一变化值和所述第二变化值，对换挡毂位置进行第一校验，得到第一校验结果；

第一激活模块，用于在所述第一校验结果不合格的情况下，激活第一保护机制；所述第一保护机制用于车辆关闭换挡电机，切断所述车辆的动力输出。

9.一种换挡保护机制的激活设备，包括存储器和控制器，所述存储器存储有可在控制器上运行的计算机程序，其特征在于，所述控制器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法中的步骤。