| 专利名称： | 一种车辆换挡控制方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A vehicle shift control method | ||
| 专利号： | CN201610158579.3 | 申请时间： | 20160318 |
| 公开号： | CN105650267A | 公开时间： | 20160608 |
| 申请人： | 南京奥联汽车电子技术有限公司 | ||
| 申请地址： | 211102 江苏省南京市江宁区秣陵街道德邦路16号 | ||
| 发明人： | 李琼; 徐波; 王强 | ||
| 分类号： | F16H61/02; F16H63/32 | 主分类号： | F16H61/02 |
| 代理机构： | 北京汇智胜知识产权代理事务所(普通合伙) 11346 | 代理人： | 朱登河 |
| 摘要： | 本发明涉及一种车辆换挡控制方法，车辆换挡控制装置包括旋钮式换挡器、换挡拨片和变速箱控制单元，三者均与CAN总线相连并交换档位数据，所述变速箱控制单元根据所述旋钮式换挡器与所述换挡拨片的挡位请求指令、和车辆车速确定所发出挡位执行指令。本发明基于旋钮式换挡器，控制策略更为准确，使得挡位的进入和迁出更为精准，同时提高车辆整体运行性能。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a vehicle gear shift control method, vehicle shift control device comprises a knob-like shifter, shift pick and the transmission control unit, is connected with the three bus CAN and switching gear position data, the transmission control unit according to the gearshifter states the knob type with the shifting of the shifting gear request instruction, and vehicle speed to determine the gear executing instructions issued. The invention is based on the knob-like shifter, control strategy is more accurate, to enter and to move out of the gear position to be more precise, at the same time improving the overall operating performance of the vehicle. | ||
1.一种车辆换挡控制方法，车辆换挡控制装置包括旋钮式换挡器、换挡拨片 和变速箱控制单元，三者均与CAN总线相连并交换档位数据，所述变速箱 控制单元根据所述旋钮式换挡器与所述换挡拨片的挡位请求指令、和车辆 车速确定所发出挡位执行指令。
2.根据权利要求1所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述旋钮式换挡 器包括： 用于检测其旋钮位置的一对位置传感器，分别为第一位置传感器和第二位 置传感器，两个位置传感器同时检测所述旋钮式换挡器的一个位置信息； 和 控制单元，所述两个位置传感器的位置检测数据输入至控制单元，所述控 制单元通过两个所述位置传感器的值判断所述旋钮式换挡器的请求档位位 置。
3.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述位置传感器 为线性霍尔位置传感器，所述线性霍尔位置传感器在自学习后生成十个挡 位位置信息，分别为P、PR、R、RN、N、ND、D、DS、S、Error，其中 包括，有效档位位置为：P、R、N、D、S，中间档位位置为：PR、RN、 ND、DS，错误档位位置为：Error。
4.根据权利要求3所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述控制单元判 断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制策略具体如下：当所述第一位 置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置时，所 述旋钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令；否则所述控制单 元中的计数器的数值自增，当所述计数器的数值大于阈值时则判定所述第 一位置传感器与所述第二位置传感器中存在故障并通过所述CAN总线上 报至所述变速箱控制单元。
5.根据权利要求3所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述控制单元判 断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制策略具体包括： 策略1： 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置时，所述旋 钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令； 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，但是所述第一位置 传感器与所述第二位置传感器的标定值分别对应不同的有效挡位位置时， 每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一位置 传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所述控 制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数器值 ＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送错误档位信息，同时判定 两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱控制单元； 策略2： 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均异常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应中间挡位位置或者错误档位位置 时，每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一 位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所 述控制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数 器值≤255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送上一次有效档位信息； 如所述控制单元中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络 发送错误档位信息，同时判定两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱 控制单元； 策略3： 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器中，如果所述第一位置传感 器对应有效挡位位置，所述第二位置传感器对应错误挡位位置或者中间档 位位置时，则所述旋钮式换挡器取所述第一位置传感器的挡位位置向所述 CAN总线发出挡位请求指令，而所述第二位置传感器在所述控制单元中的 计数器的数值+8，当所述第二位置传感器的错误计数器值＞255时，所述 旋钮式换挡器判定所述第二位置传感器故障并上报至所述变速箱控制单元。
6.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述旋钮式换挡 器包括控制单元、升降电机和旋钮，所述升降电机设置在所述旋钮下方， 并与所述控制单元相连，所述控制单元根据车辆上电情况控制所述升降电 机的工作，用于完成所述旋钮的升降动作。
7.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述旋钮式换挡 器中还设有电磁铁挡位锁，所述电磁铁挡位锁在需要锁止车辆但未踩制动 踏板时自动吸合，将所述旋钮式换挡器锁止在P挡或者N挡。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，还 包括仪表，所述仪表与所述CAN总线相连，用于从CAN总线接收并显示 当前挡位。
1.一种车辆换挡控制方法，车辆换挡控制装置包括旋钮式换挡器、换挡拨片 和变速箱控制单元，三者均与CAN总线相连并交换档位数据，所述变速箱 控制单元根据所述旋钮式换挡器与所述换挡拨片的挡位请求指令、和车辆 车速确定所发出挡位执行指令。
2.根据权利要求1所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述旋钮式换挡 器包括： 用于检测其旋钮位置的一对位置传感器，分别为第一位置传感器和第二位 置传感器，两个位置传感器同时检测所述旋钮式换挡器的一个位置信息； 和 控制单元，所述两个位置传感器的位置检测数据输入至控制单元，所述控 制单元通过两个所述位置传感器的值判断所述旋钮式换挡器的请求档位位 置。
3.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述位置传感器 为线性霍尔位置传感器，所述线性霍尔位置传感器在自学习后生成十个挡 位位置信息，分别为P、PR、R、RN、N、ND、D、DS、S、Error，其中 包括，有效档位位置为：P、R、N、D、S，中间档位位置为：PR、RN、 ND、DS，错误档位位置为：Error。
4.根据权利要求3所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述控制单元判 断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制策略具体如下：当所述第一位 置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置时，所 述旋钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令；否则所述控制单 元中的计数器的数值自增，当所述计数器的数值大于阈值时则判定所述第 一位置传感器与所述第二位置传感器中存在故障并通过所述CAN总线上 报至所述变速箱控制单元。
5.根据权利要求3所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述控制单元判 断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制策略具体包括： 策略1： 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置时，所述旋 钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令； 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，但是所述第一位置 传感器与所述第二位置传感器的标定值分别对应不同的有效挡位位置时， 每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一位置 传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所述控 制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数器值 ＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送错误档位信息，同时判定 两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱控制单元； 策略2： 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均异常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应中间挡位位置或者错误档位位置 时，每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一 位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所 述控制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数 器值≤255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送上一次有效档位信息； 如所述控制单元中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络 发送错误档位信息，同时判定两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱 控制单元； 策略3： 在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器中，如果所述第一位置传感 器对应有效挡位位置，所述第二位置传感器对应错误挡位位置或者中间档 位位置时，则所述旋钮式换挡器取所述第一位置传感器的挡位位置向所述 CAN总线发出挡位请求指令，而所述第二位置传感器在所述控制单元中的 计数器的数值+8，当所述第二位置传感器的错误计数器值＞255时，所述 旋钮式换挡器判定所述第二位置传感器故障并上报至所述变速箱控制单元。
6.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述旋钮式换挡 器包括控制单元、升降电机和旋钮，所述升降电机设置在所述旋钮下方， 并与所述控制单元相连，所述控制单元根据车辆上电情况控制所述升降电 机的工作，用于完成所述旋钮的升降动作。
7.根据权利要求2所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，所述旋钮式换挡 器中还设有电磁铁挡位锁，所述电磁铁挡位锁在需要锁止车辆但未踩制动 踏板时自动吸合，将所述旋钮式换挡器锁止在P挡或者N挡。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的车辆换挡控制方法，其特征在于，还 包括仪表，所述仪表与所述CAN总线相连，用于从CAN总线接收并显示 当前挡位。
翻译：技术领域
本发明涉及机械控制领域，具体涉及对一种车辆换挡控制方法。
背景技术
乘用车换挡器按照控制方式不同可以划分为：推杆式拉锁换挡器、推杆 式线控制换挡器和旋钮式换挡器三种，近年来推杆式线控制换挡器和旋钮式 换挡器已经逐步替代推杆式拉锁换挡器被广泛应用，未来旋钮式换挡器将逐 步替代前两者被广泛流行。
旋钮式换挡器一般是由升降电机、电磁铁、传动齿轮、档位槽、位置传 感器、CAN收发器、电机驱动芯片、电磁铁驱动芯片、电源转换芯片、控制 单元(MCU)等构成。控制单元(MCU)根据整车KL30电和KL15电的有无 情况，执行对升降电机的控制，完成旋钮的升降动作；控制单元(MCU)通 过采集位置传感器的值，判断旋钮请求档位位置，通过CAN收发器将请求档 位发送给TCU，最后由TCU执行换挡操作；控制单元(MCU)通过车速、转 速、时间等条件判断当前档位是否需要加锁或者解锁，进而驱动电磁铁工作 或者不工作。
但是现有的旋钮式换挡器的控制逻辑复杂，出错率偏高，因此急需一种 旋钮式换挡器以及相对应的车辆换挡控制方法来解决这一技术问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种车辆换挡控制方法，通过对旋钮式换挡器的结 构及控制策略上的调整以克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种车辆换挡控制方法，车辆换挡控制装 置包括旋钮式换挡器、换挡拨片和变速箱控制单元，三者均与CAN总线相 连并交换档位数据，所述变速箱控制单元根据所述旋钮式换挡器与所述换挡 拨片的挡位请求指令、和车辆车速确定所发出挡位执行指令。
对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案。
优选地，所述旋钮式换挡器包括：
用于检测其旋钮位置的一对位置传感器，分别为第一位置传感器和第二位 置传感器，两个位置传感器同时检测所述旋钮式换挡器的一个位置信息； 和
控制单元，所述两个位置传感器的位置检测数据输入至控制单元，所述控 制单元通过两个所述位置传感器的值判断所述旋钮式换挡器的请求档位位 置。
优选地，所述位置传感器为线性霍尔位置传感器，所述线性霍尔位置 传感器在自学习后生成十个挡位位置信息，分别为P、PR、R、RN、N、ND、 D、DS、S、Error，其中包括，有效档位位置为：P、R、N、D、S，中间档 位位置为：PR、RN、ND、DS，错误档位位置为：Error。
进一步，所述控制单元判断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制 策略具体如下：当所述第一位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应 同一个有效挡位位置时，所述旋钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位 请求指令；否则所述控制单元中的计数器的数值自增，当所述计数器的数值 大于阈值时则判定所述第一位置传感器与所述第二位置传感器中存在故障 并通过所述CAN总线上报至所述变速箱控制单元。
优选地，所述控制单元判断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制 策略具体包括：
策略1：
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置时，所述旋 钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令；
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，但是所述第一位置 传感器与所述第二位置传感器的标定值分别对应不同的有效挡位位置时， 每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一位置 传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所述控 制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数器值 ＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送错误档位信息，同时判定 两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱控制单元；
策略2：
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均异常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应中间挡位位置或者错误档位位置 时，每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一 位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所 述控制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数 器值≤255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送上一次有效档位信息； 如所述控制单元中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络 发送错误档位信息，同时判定两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱 控制单元。在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均异常，且所述 第一位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应错误挡位位置时，每 出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所述控制 单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数器值≤ 255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送上一次有效档位信息；如所 述控制单元中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送 错误档位信息，同时判定两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱控制 单元。
策略3：
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器中，如果所述第一位置传感 器对应有效挡位位置，所述第二位置传感器对应错误挡位位置或者中间档 位位置时，则所述旋钮式换挡器取所述第一位置传感器的挡位位置向所述 CAN总线发出挡位请求指令，而所述第二位置传感器在所述控制单元中的 计数器的数值+8，当所述第二位置传感器的错误计数器值＞255时，所述旋 钮式换挡器判定所述第二位置传感器故障并上报至所述变速箱控制单元。
优选地，所述旋钮式换挡器包括控制单元、升降电机和旋钮，所述升 降电机设置在所述旋钮下方，并与所述控制单元相连，所述控制单元根据车 辆上电情况控制所述升降电机的工作，用于完成所述旋钮的升降动作。
优选地，所述旋钮式换挡器中还设有电磁铁挡位锁，所述电磁铁挡位 锁在需要锁止车辆但未踩制动踏板时自动吸合，将所述旋钮式换挡器锁止在 P挡或者N挡。
优选地，还包括仪表，所述仪表与所述CAN总线相连，用于从CAN 总线接收并显示当前挡位。
相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：
本发明针对车辆换挡控制提供了新的整体控制方法，基于旋钮式换挡器， 控制策略更为精细，使得挡位的进入和迁出更为精准，同时提高车辆整体运 行性能。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例所述车辆换挡控制系统的框架结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中， 自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的 元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通 过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对 本发明的限制。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，都属于本发明保护的范围。下面结合 附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和 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发明保护范围的限制。
根据本发明一宽泛实施例的一种车辆换挡控制方法，车辆换挡控制装置包 括旋钮式换挡器、换挡拨片和变速箱控制单元，三者均与CAN总线相连并交 换档位数据，所述变速箱控制单元根据所述旋钮式换挡器与所述换挡拨片的挡 位请求指令、和车辆车速确定所发出挡位执行指令。
所述旋钮式换挡器包括：
用于检测其旋钮位置的一对位置传感器，分别为第一位置传感器和第二位 置传感器，两个位置传感器同时检测所述旋钮式换挡器的一个位置信息；和控 制单元，所述两个位置传感器的位置检测数据输入至控制单元，所述控制单元 通过两个所述位置传感器的值判断所述旋钮式换挡器的请求档位位置。
优选地，所述位置传感器为线性霍尔位置传感器，所述线性霍尔位置传感 器在自学习后生成十个挡位位置信息，分别为P、PR、R、RN、N、ND、D、 DS、S、Error，其中包括，有效档位位置为：P、R、N、D、S，中间档位位置 为：PR、RN、ND、DS，错误档位位置为：Error。
进一步，所述控制单元判断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制策略 具体如下：当所述第一位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个 有效挡位位置时，所述旋钮式换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令； 否则所述控制单元中的计数器的数值自增，当所述计数器的数值大于阈值时则 判定所述第一位置传感器与所述第二位置传感器中存在故障并通过所述CAN 总线上报至所述变速箱控制单元。
优选地，所述控制单元判断所述旋钮式换挡器的请求档位位置的控制策略 具体包括三个策略，具体如下：
策略1：
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均正常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置时，所述旋钮式 换挡器直接向所述CAN总线发出挡位请求指令；在所述第一位置传感器与所 述第二位置传感器均正常，但是所述第一位置传感器与所述第二位置传感器的 标定值分别对应不同的有效挡位位置时，每出现一次则所述控制单元中的计数 器+8，若中途出现一次所述第一位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对 应同一个有效挡位位置则所述控制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如 所述控制单元中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送错 误档位信息，同时判定两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱控制单元。
策略2：
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器均异常，且所述第一位置传 感器与所述第二位置传感器的标定值对应中间挡位位置或者错误档位位置时， 每出现一次则所述控制单元中的计数器+8，若中途出现一次所述第一位置传感 器与所述第二位置传感器的标定值对应同一个有效挡位位置则所述控制单元 中的计数器-1，如此，在时间T后，如所述控制单元中的计数器值≤255时， 所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送上一次有效档位信息；如所述控制单元 中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送错误档位信息， 同时判定两个位置传感器均故障并上报至所述变速箱控制单元。在所述第一位 置传感器与所述第二位置传感器均异常，且所述第一位置传感器与所述第二位 置传感器的标定值对应错误挡位位置时，每出现一次则所述控制单元中的计数 器+8，若中途出现一次所述第一位置传感器与所述第二位置传感器的标定值对 应同一个有效挡位位置则所述控制单元中的计数器-1，如此，在时间T后，如 所述控制单元中的计数器值≤255时，所述旋钮式换挡器通过CAN网络发送上 一次有效档位信息；如所述控制单元中的计数器值＞255时，所述旋钮式换挡 器通过CAN网络发送错误档位信息，同时判定两个位置传感器均故障并上报 至所述变速箱控制单元。
策略3：
在所述第一位置传感器与所述第二位置传感器中，如果所述第一位置传感 器对应有效挡位位置，所述第二位置传感器对应错误挡位位置或者中间档位位 置时，则所述旋钮式换挡器取所述第一位置传感器的挡位位置向所述CAN总 线发出挡位请求指令，而所述第二位置传感器在所述控制单元中的计数器的数 值+8，当所述第二位置传感器的错误计数器值＞255时，所述旋钮式换挡器判 定所述第二位置传感器故障并上报至所述变速箱控制单元。
优选地，所述旋钮式换挡器包括控制单元、升降电机和旋钮，所述升 降电机设置在所述旋钮下方，并与所述控制单元相连，所述控制单元根据车 辆上电情况控制所述升降电机的工作，用于完成所述旋钮的升降动作。
优选地，所述旋钮式换挡器中还设有电磁铁挡位锁，所述电磁铁挡位 锁在需要锁止车辆但未踩制动踏板时自动吸合，将所述旋钮式换挡器锁止在 P挡或者N挡。
优选地，还包括仪表，所述仪表与所述CAN总线相连，用于从CAN 总线接收并显示当前挡位。
本发明针对车辆换挡控制提供了新的整体控制方法，基于旋钮式换挡器， 控制策略更为精细，使得挡位的进入和迁出更为精准，同时提高车辆整体运 行性能。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技 术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应 技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
