一种电子换挡器的档位切换方法
阅读说明：本技术 一种电子换挡器的档位切换方法 (Gear switching method of electronic gear shifter ) 是由 崔业杰 熊倪 熊俊 祝思敏 聂晓龙 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种电子换挡器的档位切换方法,包括如下步骤：S1.P档挂入R/D//N档或N档挂入R/D档：若同时满足车速、制动、发动机转速三个条件,则完成换挡请求,允许P档挂入R/D//N档或N档挂入R/D档,SCU将这一指令传递至变速器控制模块TCU,TCU进一步判断此时的换挡条件是否满足；否则将锁止换挡器的旋钮,禁止挂入R/D档,禁止挂出N\P档；S2.挂入P档：驾驶员换挡请求通过SCU直接传递给TCU,此时的TCU判断车速、制动是否满足要求,如果不满足,TCU将拒绝实施换挡动作；如满足,则TCU将命令变速器挂入P档；S3.挂入N档,TCU直接命令变速器换入N挡。本发明降低驾驶员误操作概率,并且在一旦出现了误操作的情况下通过执行可靠的变速器换挡策略避免出现行车危险。(The invention relates to a gear switching method of an electronic gear shifter, which comprises the following steps: s1.P gear is engaged into R/D// N gear or N gear is engaged into R/D gear: if three conditions of vehicle speed, braking and engine speed are met simultaneously, a gear shifting request is completed, a P gear is allowed to be engaged into an R/D/N gear or an N gear is allowed to be engaged into an R/D gear, the SCU transmits the instruction to a transmission control module TCU, and the TCU further judges whether the gear shifting condition at the moment is met; otherwise, a knob of the gear shifter is locked, the gear shifting into the R/D gear is forbidden, and the gear shifting out of the N \ P gear is forbidden; s2, engaging a P gear: the method comprises the following steps that a gear shifting request of a driver is directly transmitted to a TCU through an SCU, the TCU judges whether the vehicle speed and the brake meet requirements or not, and if not, the TCU refuses to implement a gear shifting action; if yes, the TCU will command the transmission to engage P gear; s3, engaging N gear, and directly commanding the speed changer to shift into N gear by the TCU. The invention reduces the probability of misoperation of a driver and avoids driving danger by implementing a reliable transmission gear shifting strategy once misoperation occurs.)
技术领域
本发明涉及一种电子换挡器的档位切换方法。
背景技术
随着汽车行业新技术不断的发展,越来越多的中低端自动挡车型上匹配了电子换挡器。而在自动挡车型电子换挡器的使用过程中，伴随着一种潜在的危险，是很多车主所没有关注的，那就是档位的错误识别和执行，以及误操作。由电子换挡器的档位位置识别错误以及误操作电子换挡杆而引发的交通事故时有发生，轻则车辆受损，重则会造成人员伤亡。因此需要从设计上防止司机在驾驶过程中错误操纵档位以及一旦出现误操作，将汽车发生危险的概率降到最低，需要设计一套协同电子换挡器和变速器的换挡逻辑策略。
传统的机械式自动换挡系统一般会在手柄上设计防止误挂档的按钮，避免驾驶员在前进车速下挂入倒档以及驻车档。但是传统机械自动换挡器有以下缺点：1、尺寸以及重量较大，对副仪表处布置空间要求较高，位置布置不够灵活；2、机械系统包含多个运动副，比如换挡拉丝以及支架等，容易磨损，影响换挡平顺性；3、不能适应当前汽车行业电气化、智能化要求；4、在换挡器倒档锁出现故障的情况下，误挂倒档以及P档将损坏变速器内部的结构；5、NVH性能不佳，底盘上的NVH可能通过换挡拉丝传导到驾驶舱内。因此传统机械自动换挡器目前已经呈现出被淘汰趋势，仅仅在一些低配车型上搭载。近年来，随着汽车产业电气化、智能化的趋势愈演愈烈，同时伴随着新能源汽车产业的迅猛发展，多功能电子换挡器已经受到了汽车市场的欢迎，并且被应用到越来越多的车型上。电子换挡器主要由电子控制单元，LED面板，霍尔传感器，换挡器壳体，手柄等组成，其基本工作原理为：换挡器控制单元将驾驶员档位请求发到CAN总线上，TCU从CAN总线上获取档位请求信号，并判断是否执行，同时，换挡器控制单元从CAN上获取TCU发出的档位指示灯信号点亮档位指示灯。其优势具体体现在以下几个方面：1、质量、尺寸较小，便于布置；2、可以支持更多智能化功能，比如自动泊车以及全速定速巡航等高级辅助驾驶功能；3、电子换挡的处理器会根据安全策略和通信协议，来判断发出的信号是否是误操作，误操作时，系统不执行错误指令，系统安全等级可达ASIL B。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种电子换挡器的档位切换方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种电子换挡器的档位切换方法，包括如下步骤：
S1.P档挂入R/D//N档或N档挂入R/D 档：
S11.SCU接收到驾驶员的换挡请求后进行判断，此时的判断条件：
a.车速信号是否满足预设要求；
b.制动信号是否满足要求，收到制动信号则满足要求，否则不满足；
c.发动机转速信号是否满足要求；
若同时满足上述三个条件，则执行步骤S12，否则SCU将锁止换挡器的旋钮，禁止挂入R/D 档，禁止挂出N\P档；
S12. SCU完成换挡请求，允许P档挂入R/D//N档或N档挂入R/D 档，SCU将这一指令传递至变速器控制模块TCU，TCU进一步判断此时的换挡条件是否满足；
S2.挂入P档：驾驶员换挡请求通过SCU直接传递给TCU，此时的TCU判断条件：车速信号是否满足设定要求，如车速小于某一标定值；同时制动信号是否满足设定要求，即是否接收到踩刹车信号；车速或者踩刹车如果不满足设定的要求，TCU将拒绝实施换挡动作，避免变速器在较高车速下挂入P档而损坏变速器内部的驻车机构；如满足，则TCU将命令变速器挂入P档。
S3.挂入N档，SCU以及TCU不进行判断，TCU直接命令变速器换入N挡；
在整车处于N档时，电子换挡器执行如下锁止策略：
①若整车时速未超过标定值，且发动机转速大于标定值2000转，则N档锁止；
②若整车时速未超过标定值，且发动机转速小于标定值2000转，在N档的停留时间>标定值2s，且踩制动踏板，则N档未锁止；
③若整车时速未超过标定值，且发动机转速小于标定值2000转，在N档的停留时间>标定值2s，且未踩制动踏板，则N档锁止；
④若整车时速未超过标定值，且发动机转速小于标定值2000转，在N档的停留时间＜标定值2s，且无论是否踩制动踏板，N档未锁止；
⑤若整车时速超过标定值，则N档锁止。
当处于M模式即手动模式时，驾驶员换挡请求通过档位请求信号通过SCU直接传递给TCU，此时的TCU判断条件：档位是否处于D档，若不是位于D档，则变速器不响应换挡指令；若处于D档，则变速器切换至M模式，换挡指令通过TCU传递给SCU；
变速器换挡成功后，TCU将发送当前的档位信号给SCU，点亮换挡器上的档位指示灯。
本发明相对现有技术的有益效果：
通过开发一种新的自动变速器档位切换策略，降低驾驶员误操作概率，并且在一旦出现了误操作的情况下通过执行可靠的变速器换挡策略避免出现行车危险。
附图说明
图1是本发明一种电子换挡器的档位切换方法的原理示意图。
具体实施方式
以下参照附图1及实施例对本发明进行详细的说明：
此套换挡系统主要由旋钮式电子换挡器、电子换挡器控制模块SCU、变速器DCT、变速器控制模块TCU组成，各系统之间通过CAN总线进行信号交互。
各档位的含义如下：
P停车档，或驻车档；N空档；R倒档；D前进挡或驱动档；
本发明的一种电子换挡器的档位切换方法，其步骤如下：
S1.P档挂入R/D//N档或N档挂入R/D 档：
S11.SCU接收到驾驶员的换挡请求后进行判断，此时的判断条件：
a.车速信号是否满足预设要求，如车速V小于等于标定值V0；
b.制动信号是否满足要求，收到制动信号则满足要求，否则不满足；
c.发动机转速信号是否满足要求；
若同时满足上述三个条件，则执行步骤S12，否则SCU将锁止换挡器的旋钮，禁止挂入R/D 档，禁止挂出N\P档；
在上述条件不能全部满足的时候，有效防止了较高前进车速下换挡器端挂入R档或者倒车时速度较高挂入D档。
S12. SCU完成换挡请求，允许P档挂入R/D//N档或N档挂入R/D 档，SCU将这一指令传递至变速器控制模块TCU，TCU进一步判断此时的换挡条件是否满足；
此时换挡器端的换挡动作完成，SCU将驾驶员的换挡请求传递给TCU，TCU将进一步判断此时的换挡条件是否满足设定的要求，如果不满足，即使换挡器端完成了换挡，TCU也不会命令变速器实施换挡动作，有效避免了在换挡器出现锁止故障或者暴力操作换挡器时，TCU进行错误的换挡命令。以上两次的换挡条件判断过程，大大减小了变速器进行错误的换挡动作而损坏变速器或者出现行车安全；
S2.挂入P档：驾驶员换挡请求通过SCU直接传递给TCU，此时的TCU判断条件：车速信号是否满足设定要求，如车速小于某一标定值；同时制动信号是否满足设定要求，即是否接收到踩刹车信号。车速或者踩刹车如果不满足设定的要求，TCU将拒绝实施换挡动作，避免变速器在较高车速下挂入P档而损坏变速器内部的驻车机构；如满足，则TCU将命令变速器挂入P档。
S3.挂入N档，SCU以及TCU不进行判断，TCU直接命令变速器换入N挡；一般来讲，入N档的换挡请求可以直接实施，不会产生行车安全问题。
另外，变速器换挡成功后，TCU将发送当前的档位信号给SCU，点亮换挡器上的档位指示灯。
当处于M模式即手动模式时，驾驶员换挡请求通过档位请求信号通过SCU直接传递给TCU，此时的TCU判断条件：档位是否处于D档，若不是位于D档，则变速器不响应换挡指令；若处于D档，则变速器切换至M模式，换挡指令通过TCU传递给SCU；
SCU内置于换挡器壳体内，如果驾驶员换挡请求不满足换挡条件（车速或者踩刹车），SCU将控制电机转动，继而通过传动齿轮带动传动齿圈旋转，传动齿圈上旋转到一定位置时，锁销弹簧将锁销顶入旋钮的开口槽内锁止旋钮，此时驾驶员将不能转动换挡器的旋钮了。如果要解除锁止，需要踩刹车或者等到车速满足设定的条件。
如下表1为电子换挡器旋钮锁止策略的表格。
整车已经处于P档时，车速为接近于零状态，再次出P档时只要判断是否踩刹车来确定是否安全就可以，不需要判断车速和发动机转速值。踩刹车才允许解锁，同时TCU允许挂入R/N/D档，不踩刹车P档不解锁。
当换挡器处于R档时，SCU无锁止，驾驶员无任何动作的情况下TCU允许挂入N档，当驾驶员踩刹车和车速小于2kph情况下可以挂入D档；
在整车处于N档时，电子换挡器执行如下锁止策略：
①若整车时速未超过标定值，且发动机转速大于标定值2000转，则N档锁止；
②若整车时速未超过标定值，且发动机转速小于标定值2000转，在N档的停留时间>标定值2s，且踩制动踏板，则N档未锁止；
③若整车时速未超过标定值，且发动机转速小于标定值2000转，在N档的停留时间>标定值2s，且未踩制动踏板，则N档锁止；
④若整车时速未超过标定值，且发动机转速小于标定值2000转，在N档的停留时间＜标定值2s，且无论是否踩制动踏板，N档未锁止；
⑤若整车时速超过标定值，则N档锁止。
当换挡器处于N档时，如果转速超过2000转就会在N档锁止，如果转速不超过2000转，换挡器在N档停留时间不超过2s，就不锁止N档，如果转速不超过2000转，但在N档停留时间超过2s，必须要踩刹车才能解锁N档，同时在N档解锁的情况下，可以自由切换至D档，但要切换至P档和R档则需要车速低于2kph；
当换挡器处于D档时，SCU无锁止，可以自由切换至N档和M档；但是切换至P档或R档则需要车速低于2kph且需要踩刹车。
如下表2为TCU端的换挡方法，驾驶员进行换挡动作时，TCU将收集所需的换挡条件，主要是车速以及踩刹车条件，当不满足设定条件时，TCU将拒绝本次换挡请求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。