CN212300809U - 换挡器标定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换挡器标定系统，其中，换挡器标定系统包括：包括上位机、换挡器、辅助换挡装置、通信模块，所述辅助换挡装置和所述通信模块均与所述上位机连接，所述换挡器连接所述通信模块，所述上位机用于接收、发送指令或标定信息，所述辅助换挡装置用于辅助移动换挡器的换挡杆，所述换挡器为被标定对象。本实用新型能够提高换挡器标定的自动化程度和精确度。

Description

换挡器标定系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种换挡器标定系统。

背景技术

随着科学技术的发展和人民物质生活水平的提高，汽车变得越来越普及，也逐渐走进普通人的家庭。而换挡器作为汽车必不可少的构成部分，其精准程度影响汽车的性能，实际使用中，通过换挡器，使汽车的行驶速度与挡位相匹配，可以减少汽车汽油浪费，同时也能够对发动机起到保护作用。但由于换挡器机械制造差异不可避免，每个换挡器的各个挡位的角度都存在未知偏差，为了能消除这种未知偏差，从而达到精确换挡，这就要求在换挡器出厂前对其挡位进行标定。

目前，换挡器的标定都是作业人员手动进行标定，浪费人力成本的同时也存在较大的标定偏差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种换挡器标定系统，能够提高换挡器标定的自动化程度和精确度。

本实用新型的一个实施例提供了一种换挡器标定系统:包括上位机、换挡器、辅助换挡装置、通信模块，所述辅助换挡装置和所述通信模块均与所述上位机连接，所述换挡器连接所述通信模块，所述上位机用于接收、发送指令或标定信息，所述辅助换挡装置用于辅助移动换挡器的换挡杆，所述换挡器为被标定对象。

本实用新型实施例的一种换挡器标定系统至少具有如下有益效果：能够提供一种换挡器标定系统，能够通过辅助换挡装置实现自动控制换挡，并且能够实现上位机实时显示及控制。

根据本实用新型的另一些实施例的换挡器标定系统，所述辅助换挡装置包括机械臂，所述机械臂包括两个机械挡杆，所述机械挡杆用于移动所述换挡器的换挡杆。

本实用新型实施例的一种换挡器标定系统至少具有如下有益效果：能够实现换挡器标定系统的自动化。

根据本实用新型的另一些实施例的换挡器标定系统，两个所述机械挡杆上分别设置有一个轻触开关，所述轻触开关用于判断换挡杆是否达到正确挡位。

本实用新型实施例的一种换挡器标定系统至少具有如下有益效果：能够精确判断标定过程中换挡杆是否进入正确的挡位，提高标定系统的可靠性。

根据本实用新型的另一些实施例的换挡器标定系统，所述通信模块为CAN总线。

本实用新型实施例的一种换挡器标定系统至少具有如下有益效果：能够提高标定系统信息传输的实时性强、抗电磁干扰能力，并且可以有效降低成本。

根据本实用新型的另一些实施例的换挡器标定系统，还包括控制单元，所述控制单元连接所述上位机，所述控制单元包括红外收发模块和开关信号接收模块，所述红外收发模块和所述开关信号接收模块均与所述上位机连接。

本实用新型实施例的一种换挡器标定系统至少具有如下有益效果：能够及时将控制单元的信息传输到上位机上。

其中设置红外收发模块的目的在于确定标定的换挡器的换挡杆是否在默认初始位置，设置开关信号接收模块的目的在于确定换挡是否正确，通过上述两个模块的限定，使换挡器标定更加精确。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种换挡器标定系统的一具体实施例模块框图；

图2是本实用新型实施例中一种换挡器标定系统的一具体实施例中换挡杆移动示意图；

图3是本实用新型实施例中一种换挡器标定系统的一具体实施例中换挡原理示意图。

具体实施方式

P挡：Parking挡，停车挡位；

R挡：Reverse挡，倒车挡位；

N挡：Neutral挡，空挡；

D挡：Drive挡，前进挡位；

S挡：Sport挡，运动模式。

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

为了便于理解，以下实施例中第一挡位、第二挡位、第三挡位、第四挡位、第五挡位分别为P挡、R挡、N挡、D挡、S挡进行阐述。在本实用新型的一实施例中，参照图1，是本实用新型实施例中一种换挡器标定系统的一具体实施例模块框图。

具体的，包括上位机、换挡器、辅助换挡装置、通信模块，其中，辅助换挡装置和通信模块均与上位机连接，上述换挡器连接通信模块，所述上位机用于接收、发送指令或标定信息，上述辅助换挡装置用于辅助移动换挡器的换挡杆，换挡器为被标定对象。

其中，当上位机识别到换挡器接入之后，上位机发出打开电磁阀的指令，换挡器接收到此指令，就会打开电磁阀，接着当上位机识别到换挡器的换挡杆处于默认初始位置后，上位机上的标定软件就会先读取P挡的霍尔角度并通过通信模块发送给换挡器保存起来，然后上位机发送控制指令会驱动辅助换挡装置依次拨动换挡器的换挡手柄，随着换挡手柄位置的变化，上位机上的标定软件就会依次读取R挡、N挡、D挡和S挡的霍尔角度，上述霍尔角度标定值通过通信模块发送给换挡器保存起来，换挡器会根据相应的标定值计算出P挡、R挡、N挡、D挡及S挡的逻辑判断阈值同时也保存起来，相应的挡位标定信息也会显示在上位机上，当所有挡位都标定成功之后，上位机会生成正确的且唯一的标识信息，并将其写入换挡器中，之后上位机会发出请求标识信息的指令给换挡器，换挡器收到上述指令之后会发送标识信息给上位机，上位机获取标识信息后，会跟之前生成的标识信息进行核对,核对正确后，上位机会发送打印指令给打印机控制打印机打印出该标识信息标签，其中逻辑判断阈值在本实施例中设定为两个相邻挡位标定角度值差值的40％，例如，P挡和R挡之间的霍尔角度差值为100度，P挡的标定角度为0度，R挡的标定角度为100度，则P挡的逻辑判断阈值上限就为40度，而R挡的逻辑判断阈值下限就为60度，从而通过上述逻辑判断阈值以及上述标定霍尔角度值，能够精确的判断每个挡位的挡位信息。

其中，上位机可以选用电脑或者工控机，例如使用电脑，其上以网站形式或者安装包形式安装有标定软件，软件上可以显示标定挡位信息、电磁阀开关状态，产品序列号等标识信息，但是不限于以上标识信息，可以根据实际情况在标定软件上设定标识信息类型。

上述辅助换挡装置包括机械臂，上述机械臂包括两个机械挡杆，两个机械挡杆上分别设置有一个轻触开关，机械臂负责推动换挡器换挡杆依次进入各个挡位，其中，挡位包括R挡、N挡、D挡、S挡。

具体的，参照图2，箭头方向表示上述机械臂推动换挡器的换挡杆移动方向，是上述机械臂在推动换挡杆时的横截面，机械臂上面有两个机械挡杆，两个机械挡杆上都设置有轻触开关。机械臂在推动换挡杆的时候会把换挡杆置于它的两个机械挡杆的中间，两个机械挡杆分别是第一机械挡杆100，第二机械挡杆200，换挡杆300，第一机械挡杆100上安装有第一轻触开关1000，第二机械挡杆200上安装有第二轻触开关1100，在进行标定过程中，上述机械臂推动换挡杆300从P挡开始向前移动，在移动的过程中，首先换挡杆300贴近第一机械挡杆100进行移动，同时按下第一轻触开关1000，当快靠近下一挡位R挡时，换挡杆300自动向前进入R挡位，此时换挡杆300离开第一机械挡杆100，释放第一轻触开关1000，换挡杆300贴近第二机械挡杆200，安装在第二机械挡杆200上的第二轻触开关1100被按下，此时机械挡杆继续移动，直到上位机接收到两个轻触开关信号均是释放信号，可以理解的，在未到达需要标定的挡位时，始终有一个轻触开关被按下，当换挡杆被推到一定角度的时候，下一个挡位会自动把换挡杆吸入自己的挡位位置，此时机械臂还会慢慢向前推动，直到机械臂的两个机械挡杆上的轻触开关都同时被释放，此时上位机会发停止指令给上述机械臂，此时机械臂停止对机械挡杆的推动，当持续时间达到设定时间后，上位机判断两个机械挡杆上的轻触开关仍然处在释放状态，就认为换挡杆300已经进入了正确挡位位置，此时上位机就开始标定相应的挡位的角度，上述设定时间在本实施例中为2秒。

可以理解的，在上述机械臂推动换挡杆300移动过程中，换挡杆300会带动换挡器内圆形磁铁旋转，一旦换挡杆300进入正确挡位位置，换挡器内的主控制器通过读取非接触的旋转霍尔感应芯片的角度值来获取当前挡位的标定霍尔角度值，而上位机又通过查询换挡器内的主控制器，从而获得这个标定霍尔角度值，其中主控制器可以是单片机，ARM处理器，但是不限于以上主控制器，只要能够起到本实施例中主控制器作用的处理器均可选用。

参照图3，为标定原理示意图，图中挡位霍尔角度标定值400、挡位霍尔角度标定值500、挡位霍尔角度标定值600、挡位霍尔角度标定值700分别是需要标定的R挡、N挡、D挡、S挡的霍尔角度标定值，根据标定值计算出来的逻辑判断阈值800和逻辑判断阈值900，例如，从N挡向左需要跨越逻辑判断阈值800才能识别为R挡，从R挡向右跨越逻辑判断阈值900才能识别为N挡，其他挡位类似。上述计算的阈值大约是相邻两个挡位标定值差的40％，但是上述数值可以根据实际情况设定，通过上述霍尔角度值和上述逻辑判断阈值共同标定的挡位，其精确度更高，更利于提高换挡器标定的可靠性。

具体的，上述通信模块采用的为CAN总线，负责电脑和换挡器之间的CAN通信数据传输，CAN通信总线具有实时性强、抗电磁干扰能力强并且成本低，并且在发送的信息遭到破坏后，可以自动重发，更适用于本实施例中对挡位标定信息传输准确性的要求，并且可以有效降低成本。

具体的，还包括打印机，用于打印标识信息。标识信息可以是一串数字或字母，将该标识信息作为换挡器的产品序列号，打印出该产品序列号到标签纸上。

具体的，包括控制单元，上述控制单元连接上位机，上述控制单元包括红外收发模块和开关信号接收模块，上述红外收发模块和开关信号接收模块均与上述上位机连接。

上述轻触开关也可以理解为，轻轻接触开关就可以控制开关的通断，即轻轻按下开关接通，松开即断开。本实用新型采用了超薄型贴片式轻触开关，它的引脚为贴片式，且高度仅为0.8mm，适于高密度安装，可以更好的安装在上述机械挡杆上。

具体的，上述红外收发模块用于判断换挡器的换挡杆是否在默认初始位置，当有换挡器接入时，换挡器换挡杆如果在默认初始位置上，红外发射信号被换挡杆反射给红外接收器，通过控制单元被上位机感知，则上位机确认此时换挡器的挡位位置为初始挡位位置；而上述开关信号接收模块接收上述轻触开关的开关信号，是用以判断换挡器除了初始挡位外其他挡位是否换挡成功。

可以理解的，本实施例中能够最终生成产品序列号是因为每次标定挡位时，按照上位机上预设信息，如果标定某个挡位成功，上位机会显示相应的挡位和标定角度，直到全部挡位标定完成，此时全部挡位不但标定完成，而且是完全精确的，最终全部挡位准确完成，上位机才会生成最后的唯一的产品序列号，并写入换挡器。

更为具体的，当上述步骤中红外收发模块成功判断出初始挡位后，本实施例中设定此初始挡位为P挡，上位机向换挡器读取此时换挡杆的角度值，上位机收到换挡器发回的P挡的当前角度值，则上位机向换挡器发命令请求保存P挡标定角度值并将计算得到的P挡标定逻辑阈值下限也保存起来，此时P挡标定完成。

更为具体的，如图2，是上述机械臂在推动换挡杆时的横截面，在辅助换挡装置推动换挡杆移动过程中，以P挡移动到R当为例，第一机械挡杆100推动换挡杆300进行移动第二机械挡杆200，在推动过程中，第一机械挡杆100上安装的轻触开关被换挡杆按下，当预要移动到R挡时，换挡杆自动吸合到R挡固定位置，此时，换挡杆脱离第一机械挡杆100上安装的轻触开关，第二机械挡杆200上安装的轻触开关被换挡杆按下，此时第一机械挡杆100和第二机械挡杆200继续移动，直到两个机械挡杆上的轻触开关都处在释放状态，上位机发送停止指令给上述辅助换挡装置停止移动，轻触开关处在释放状持续2秒后，此时换挡成功，上位机显示当前挡位为R挡，上位机向换挡器读取此时换挡杆的角度值，并且又发送给换挡器保存此角度值。

具体的，上位机收到换挡器发回的R挡的当前角度值，则上位机向换挡器发命令请求保存R挡标定角度值并将计算得到的P挡标定逻辑阈值上限和R挡标定逻辑阈值下限也保存起来，此时R挡标定完成，本实施例中标定逻辑阈值为相邻两个挡位标定值差的40％，但是上述数值可以根据实际情况进行设定，不限于以上百分数值，通过上述角度值和上述逻辑阈值，可以提高换挡器标定的精确度，从而提高标定方法的可靠性。

如果上位机未接收到发回的R挡的当前角度值，则上位机继续向换挡器发送请求指令读取R挡的当前角度值。

其他挡位也以同样的操作进行，例如：上位机控制移动辅助换挡装置，并且控制推动换挡杆向N挡位置移动。

具体的，上位机检测辅助换挡装置的两个机械挡杆上的轻触开关是否同时被释放，如果上述两个机械挡杆上的轻触开关同时释放，上位机发送停止指令，停止辅助换挡装置的推动，达到设定时间后，再检测两个机械挡杆上的轻触开关是否仍然都同时被释放，如果是的话就认为换挡杆已经进入了正确N挡位置，则上位机显示当前正标定挡位是N挡，如果检测到两个机械挡杆上的轻触开关没有同时被释放，则控制辅助换挡装置推动换挡杆继续向N挡位置移动。

当上述标定挡位成功后，上位机的标定软件向换挡器发送命令请求读取N挡的当前角度值，如果上位机接收到换挡器发回的N挡的当前角度值，上位机的标定软件向换挡器发送请求保存N挡标定角度值并将计算得到的R挡标定逻辑阈值上限和N挡标定逻辑阈值下限也保存起来，此时N挡标定完成。

如果上位机未接收到换挡器发回的N挡的当前角度值，则上位机标定软件继续向换挡器发请求读取N挡的当前角度值。

其后，上位机控制辅助换挡装置推动换挡杆向D挡位置移动。

上位机检测机械臂的两个机械挡杆上的轻触开关是否同时被释放，如果同时释放了，马上停止机械臂机械挡杆的推动，然后达到设定时间，上位机再次检测两个机械挡杆上的轻触开关是否仍然都同时被释放，如果是就确定换挡杆已经进入了正确D挡位置，此时上位机显示当前正标定挡位是D挡。

如果检测到两个机械挡杆上的轻触开关没有同时被释放，则移动辅助换挡装置推动换挡杆向D挡位置移动。

当上述两个轻触开关都同时释放，上位机继续向换挡器发送请求命令请求读取D挡的当前角度值。

如果上位机接收到换挡器发回的D挡的当前角度值，则上位机标定软件向换挡器发送保存命令请求保存D挡标定角度值并将计算得到的N挡标定逻辑阈值上限和D挡标定逻辑阈值下限也保存起来，此时D挡标定完成。

如果上位机未接收到换挡器发回的D挡的当前角度值，则上位机继续向换挡器发送请求读取D挡的当前角度值。

上位机控制移动辅助换挡装置推动换挡杆向S挡位置缓慢运动。

同时，上位机检测上述辅助换挡装置的两个机械挡杆上的轻触开关是否同时被释放，如果同时释放了，则上位机停止上述辅助换挡装置机械挡杆的推动，到达设定时间后，再检测两个机械挡杆上的轻触开关是否仍然都同时被释放，如果两个轻触开关被释放，确认换挡杆已经进入了正确S挡位置，此时电脑标定软件显示当前正标定挡位是S挡，如果上位机检测到两个机械挡杆上的轻触开关没有同时被释放，则移动辅助换挡装置推动换挡杆向S挡位置移动。

上位机向换挡器发送读取指令请求读取S挡的当前角度值。

如果接收到换挡器传输回的S挡的当前角度值，上位机向换挡器发送保存命令请求保存S挡标定角度值并将计算得到的D挡标定逻辑阈值上限和S挡标定逻辑阈值上限和下限也保存起来，此时S挡标定完成。

如果未接收到换挡器传输回的S挡的当前角度值，上位机标定软件继续向换挡器送读取命令请求读取S挡的当前角度值。

具体的，上述挡位标定完成并且标定成功之后，上位机会生成唯一的产品序列号，并将该产品序列号发给换挡器保存，当用户需要产品序列号或者标定人员需要在换挡器上贴产品序列号以表示此标定的换挡器合格时，利用上位机发送请求指令给换挡器，当换挡器接收到上述请求指令之后把自身保存的产品序列号发送给上述上位机，上位机显示上述产品序列号，上位机发送打印指令给打印机，打印出上述产品序列号。如果上位机没收到换挡器发送的产品序列号，则上位机再次向换挡器发送请求产品序列号命令。

检测当前换挡器是否断开连接，如果换挡器断开，则复位上述辅助换挡装置的位置，并检测是否有待标定的换挡器接入，重新检测下一个待标定的换挡器的接入，否则在当前继续检测。

上述标定角度值和阈值保存在换挡器中，当上位机需要读取时，发送读取指令到换挡器，换挡器内的存储器会发送需要读取的信息到上位机，从而实现挡位标定信息的读取，上述上位机可以为电脑，也可以为其他工控机，上述指令传输是通过通信模块进行的，上述标识信息可以为产品序列号，也可以是其他标识信息，上述上位机安装有标定软件，标定软件是通过网页形式或者安装包形式安装于上位机上，以便能够直观查看换挡器标识信息，提高用户操作的简易性。

以上所描述的装置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，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。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (5)

1.一种换挡器标定系统，其特征在于，包括上位机、换挡器、辅助换挡装置、通信模块，所述辅助换挡装置和所述通信模块均与所述上位机连接，所述换挡器连接所述通信模块，所述上位机用于接收、发送指令或获取显示标定信息，所述辅助换挡装置用于辅助移动换挡器的换挡杆，所述换挡器为被标定对象。

2.根据权利要求1所述的一种换挡器标定系统，其特征在于，所述辅助换挡装置包括机械臂，所述机械臂包括两个机械挡杆，所述机械挡杆用于移动所述换挡器的换挡杆。

3.根据权利要求2所述的一种换挡器标定系统，其特征在于，两个所述机械挡杆上分别设置有一个轻触开关，所述轻触开关用于判断换挡杆是否达到正确挡位。

4.根据权利要求1所述的一种换挡器标定系统，其特征在于，所述通信模块为CAN总线。

5.根据权利要求1所述的一种换挡器标定系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元连接所述上位机，所述控制单元包括红外收发模块和开关信号接收模块，所述红外收发模块和所述开关信号接收模块均与所述上位机连接。

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