一種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，包括用于實(shí)現(xiàn)汽車檔位信息采集的檔位信息采集元件，檔位信息采集元件用于和汽車電子控制單元連接，其特征在于，還包括中央處理器，所述檔位信息采集元件和中央處理器相連，中央處理器具有兩個(gè)信號(hào)輸出端和汽車電子控制單元相連。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，檔位切換控制可靠，降低整體失效風(fēng)險(xiǎn)，能夠增加換檔裝置整體可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車操控系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車換檔裝置是用于汽車上執(zhí)行檔位變換選擇的裝置。目前汽車變速箱檔位選擇機(jī)構(gòu)分為兩種，一種是傳統(tǒng)的采用機(jī)械撥叉的選檔裝置，俗稱手動(dòng)檔，依靠操縱換檔桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度在各檔位之間切換，靠機(jī)械撥叉帶動(dòng)齒輪移動(dòng)實(shí)現(xiàn)換檔，在駐車檔(P檔)、倒車檔(R檔)、空檔(N檔)和行駛檔的各級檔位(D1-D6)之間切換。另一種是采用電子選檔裝置，俗稱自動(dòng)檔，即靠操縱換檔桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度帶動(dòng)電子選檔機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對駐車檔(P檔)、倒車檔(R檔)、空檔(N檔)和行駛檔(D檔)的切換信號(hào)輸入采集，信號(hào)傳遞到中央處理器處理后再對汽車動(dòng)力輸出端進(jìn)行控制，其中行駛檔工作汽車行駛時(shí)，車輛能夠自行檢測判斷車況并控制汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)變速實(shí)現(xiàn)行駛檔中各級檔位的切換。目前的汽車中，由于采用自動(dòng)檔裝置對駕駛?cè)藛T的操作要求更加簡單，故越來越多的汽車中開始采用電子選檔裝置實(shí)現(xiàn)換檔。
[0003]照汽車安全性國際標(biāo)準(zhǔn)IS026262的定義，選檔裝置屬于安全要求最高的子系統(tǒng)之一，選檔裝置的故障，可能直接導(dǎo)致車輛駕駛員、乘客及車外路人極大的人身傷害，車輛及其他財(cái)產(chǎn)的損失。故汽車設(shè)計(jì)時(shí)，換檔裝置的設(shè)計(jì)要求中對可靠性的要求越來越高。
[0004]目前現(xiàn)有的電子選檔裝置中，換檔裝置一般包括安裝座，安裝座上豎向安裝有換檔桿，換檔桿下端靠橫向設(shè)置的轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在安裝座上，還包括和安裝座相對固定設(shè)置的多個(gè)霍爾傳感器，以及和換檔桿相對固定設(shè)置的一個(gè)磁感應(yīng)塊，操縱換檔桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行換檔操作時(shí)，能夠帶動(dòng)磁感應(yīng)塊進(jìn)入切換到不同霍爾傳感器的感應(yīng)區(qū)域范圍內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對換檔信號(hào)的采集，然后信號(hào)傳遞到中央處理器處理后再對汽車動(dòng)力輸出端進(jìn)行控制。例如我國專利申請?zhí)?01410341973.1所公開的一種換檔裝置，專利申請?zhí)?01010234378.X所公開的一種汽車自動(dòng)換檔裝置等都是采用了上述結(jié)構(gòu)形式。這種電子選檔裝置彌補(bǔ)了機(jī)械撥叉式選檔裝置的不足，具有較高的電子集成度，換檔自動(dòng)化及智能化、操縱簡便且美觀等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于霍爾傳感器和磁感應(yīng)塊是非接觸式感應(yīng)，避免了灰塵污物等原因造成的失效，一定程度上提高了可靠性。但同時(shí)，由于霍爾傳感器屬于電子產(chǎn)品，也是依靠電路和中央處理器連接輸送信號(hào)，故在車輛長期行駛的振動(dòng)和灰塵等因素影響作用下，仍然容易存在換檔信號(hào)采集失效的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致?lián)Q檔操作失靈，強(qiáng)行駕駛?cè)菀滓鹬卮蟮陌踩鹿省?br>[0005]目前，寶馬及捷豹、路虎旗下的很多車型均有采用電子選檔裝置，如果遇到上訴失效故障或電路短路時(shí)，為了保證安全，往往是采取對汽車動(dòng)力輸出端強(qiáng)制抱死的方式處理，以避免無法換檔帶來的駕駛安全風(fēng)險(xiǎn)，其強(qiáng)制抱死停車后，電子式的選檔裝置是無法對當(dāng)前檔位進(jìn)行釋放的，只能依靠于拖車和救援，帶來駕駛操作的不便性。
[0006]所以，如何才能提高換檔操作可靠性，并且使得汽車安全風(fēng)險(xiǎn)降低的情況下能夠提高駕駛便捷性，以方便故障處理，成為有待考慮解決的問題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單，換擋切換控制可靠，降低整體失效風(fēng)險(xiǎn)，能夠增加換檔裝置整體可靠性的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0009]—種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，包括用于實(shí)現(xiàn)汽車檔位信息采集的檔位信息采集元件，檔位信息采集元件用于和汽車電子控制單元連接，其特征在于，還包括中央處理器，所述檔位信息采集元件和中央處理器相連，中央處理器具有兩個(gè)信號(hào)輸出端和汽車電子控制單元相連。
[0010]這樣，汽車電子選檔裝置中自帶設(shè)置一個(gè)中央處理器，可以依靠該自帶的中央處理器，實(shí)現(xiàn)檔位信息采集后的檢驗(yàn)校正等處理操作，無需再另外到汽車電子控制單元中去進(jìn)行設(shè)置，提高了本汽車電子選檔機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品功能完整性，方便其獨(dú)立安裝使用。同時(shí)，所述中央處理器還具有兩個(gè)信號(hào)輸出端并各自均和汽車電子控制單元相連。這樣，中央處理器進(jìn)行信息校驗(yàn)、冗余自檢等操作后，可以將輸出信息處理為兩種不同通訊協(xié)議模式的信號(hào)傳遞到汽車電子控制單元，加強(qiáng)傳輸過程中的抗干擾能力，進(jìn)一步提高換檔可靠性。
[0011 ]作為優(yōu)化，所述兩個(gè)信號(hào)輸出端分別為PWM信號(hào)輸出端和CAN信號(hào)輸出端。這兩種通訊模式具有技術(shù)成熟，信息傳遞可靠，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0012]作為優(yōu)化，所述檔位信息采集元件，包括一組用于實(shí)現(xiàn)檔位信息采集的霍爾傳感器，還包括安裝在換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件的轉(zhuǎn)軸上的編碼器以及設(shè)置在安裝座上能夠檢測換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件起始檔位信號(hào)變化的起始檔位信號(hào)采集傳感器。
[0013]這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)兩套機(jī)構(gòu)對檔位信息的采集，進(jìn)而可以在中央處理器中進(jìn)行對比校正，提高換檔操作可靠性。
[0014]作為優(yōu)化，所述霍爾傳感器以及對應(yīng)霍爾傳感器設(shè)置的用于提供檔位信息的永磁體數(shù)量各自至少為兩個(gè)，永磁體為S極正對霍爾傳感器的方向安裝。
[0015]這樣，能夠依靠多個(gè)信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件和多個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件配合，實(shí)現(xiàn)編碼后的感應(yīng)信號(hào)組輸出；能夠提高每組信號(hào)輸出中蘊(yùn)含的信息量以提高單組信息的可檢驗(yàn)性，當(dāng)構(gòu)件數(shù)量較多編碼復(fù)雜時(shí)，出錯(cuò)后能夠?qū)崿F(xiàn)自檢校驗(yàn)更正，以使得個(gè)別信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件失效后，仍然能夠自檢校驗(yàn)更正后輸出正確的檔位信息，極大地提高了檔位信息可識(shí)別性，提高了駕駛安全性。同時(shí)，當(dāng)構(gòu)件數(shù)量較少時(shí)，也可以采用更少的信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件實(shí)現(xiàn)更多的檔位識(shí)別，這樣等同于減少了信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件的數(shù)量，就間接地降低了單個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件失效帶來風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)率，提高了安全性。
[0016]作為優(yōu)化，所述霍爾傳感器數(shù)量和汽車檔位數(shù)量一致且布置位置和汽車檔位一一對應(yīng)，所述永磁體對應(yīng)霍爾傳感器設(shè)置為間隔一個(gè)霍爾傳感器對應(yīng)設(shè)置一個(gè)永磁體的方式布置。
[0017]這樣，等同于將信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件對應(yīng)檔位位置間隔設(shè)置，數(shù)量減少一半，就能夠利用空位信息提高編碼復(fù)雜性，且該復(fù)雜性是具有固定間隔的規(guī)律所產(chǎn)生，這樣就更加利于當(dāng)有構(gòu)件失效后進(jìn)行自檢校驗(yàn)更正，輸出正確的檔位信息，極大地提高了自主糾錯(cuò)能力。
[0018]作為優(yōu)化，每相鄰兩個(gè)S極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體之間還設(shè)置有防止信號(hào)干涉的信號(hào)屏蔽構(gòu)件。
[0019]這樣，保證當(dāng)霍爾傳感器檢測到兩個(gè)S極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體之間的空位時(shí)，能夠靠信號(hào)屏蔽構(gòu)件屏蔽左右的信號(hào)干擾，保證檢測輸出為低電平，更加利于編碼區(qū)分。
[0020]進(jìn)一步地，所述信號(hào)屏蔽構(gòu)件為N極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體。這樣，能夠產(chǎn)生最大化的信號(hào)屏蔽效果，縮小相鄰的信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件之間的位置空間，在降低裝置體積的同時(shí)，降低干擾性，保證檢測可靠性和準(zhǔn)確性。
[0021]作為優(yōu)化，所述編碼器為機(jī)械觸點(diǎn)電刷式編碼器。這樣，采用機(jī)械接觸的方式實(shí)現(xiàn)檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)的檔位信號(hào)檢測，使其和霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)檔位檢測的原理區(qū)別開來，極大地降低了同一事故造成電子選檔機(jī)構(gòu)和檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)同時(shí)失效的風(fēng)險(xiǎn)。保證了至少有一組機(jī)構(gòu)工作可靠，進(jìn)而更好地提高了換檔操作的可靠性。
[0022]實(shí)施時(shí)，編碼器包括固定于轉(zhuǎn)軸的編碼器內(nèi)圈部件，套設(shè)配合在編碼器內(nèi)圈部外表面且和安裝座固定的編碼器外圈部件，還包括一個(gè)用于信號(hào)輸出轉(zhuǎn)接的編碼器插接件。這樣方便安裝和信號(hào)輸出轉(zhuǎn)接。
[0023]作為優(yōu)化，起始檔位信號(hào)采集傳感器為固定在安裝座上的一個(gè)起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)，所述換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件上具有對應(yīng)的起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部且使得換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件處于起始檔位時(shí)，起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部能夠?qū)?yīng)觸碰到起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)，使其具有結(jié)構(gòu)簡單，檢測可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]綜上所述，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，換擋切換控制可靠，降低整體失效風(fēng)險(xiǎn)，能夠增加換檔裝置整體可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]【附圖說明】:
[0026]圖1為本實(shí)用新型的電路模塊連接原理圖。
[0027]圖2為實(shí)施例中，一種采用了本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的汽車換檔裝置的構(gòu)件分解示意圖。
[0028]圖3為實(shí)施例中，以以4個(gè)霍爾傳感器及對應(yīng)的4個(gè)永磁體為例時(shí)各檔位信息編碼示意圖。
[0029]圖2中，標(biāo)號(hào)I為編碼器插接件，2為編碼器內(nèi)圈部件，3為編碼器外圈部件，4為安裝座，5為信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件，6為信號(hào)采集線路板，7為信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件，8為扇形板，9為起始檔位信號(hào)采集傳感器，10為P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)，11為解鎖按鈕，12為換檔桿，13為電磁閥，14為限位銷，15為轉(zhuǎn)軸，16為復(fù)位彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示，一種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，包括用于實(shí)現(xiàn)汽車檔位信息采集的檔位信息采集元件，檔位信息采集元件用于和汽車電子控制單元連接，其特點(diǎn)在于，還包括中央處理器，所述檔位信息采集元件和中央處理器相連，中央處理器具有兩個(gè)信號(hào)輸出端和汽車電子控制單元相連。其中所述兩個(gè)信號(hào)輸出端分別為PWM信號(hào)輸出端和CAN信號(hào)輸出端。所述檔位信息采集元件，包括一組用于實(shí)現(xiàn)檔位信息采集的霍爾傳感器，還包括安裝在換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件的轉(zhuǎn)軸上的編碼器以及設(shè)置在安裝座上能夠檢測換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件起始檔位信號(hào)變化的起始檔位信號(hào)采集傳感器。
[0031]下面結(jié)合一種采用了本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的汽車換檔裝置附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032]最優(yōu)實(shí)施方式:如圖2所示，一種汽車換檔裝置，包括電子選檔機(jī)構(gòu)，電子選檔機(jī)構(gòu)包括包括安裝座4，安裝座4上安裝有換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件，換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件靠轉(zhuǎn)軸15可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝配合在安裝座上，換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置各檔位使得依靠換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)檔位更換，電子選檔機(jī)構(gòu)還包括相對固定設(shè)置于安裝座或換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件的多個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件5，以及和信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件5對應(yīng)設(shè)置的信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件7，信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件相對固定設(shè)置于換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件或安裝座上，并使得信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件隨換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件旋轉(zhuǎn)換檔時(shí)能夠進(jìn)入到信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件的感應(yīng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集；其特征在于，汽車換檔裝置還包括能夠在換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換檔過程中對換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)至各檔位時(shí)進(jìn)行信號(hào)檢測的檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)。
[0033]上述汽車換檔裝置用于自動(dòng)檔車輛安裝使用，安裝時(shí)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件和檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端均和汽車上的汽車電子控制單元(ECU)連接并為其提供檔位信號(hào);實(shí)施時(shí)增設(shè)了一個(gè)中央處理器，將信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件和檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端先和中央處理器相連，靠中央處理器進(jìn)行信號(hào)處理后轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的信號(hào)傳輸至汽車電子控制單元的處理芯片內(nèi)進(jìn)行處理。另外，還進(jìn)一步地，在中央處理器中設(shè)置PWM信號(hào)輸出端和CAN信號(hào)輸出端和汽車電子控制單元相連，使得中央處理器分別采用CAN總線協(xié)議信號(hào)和PWM協(xié)議信號(hào)兩種模式傳輸信號(hào)至汽車電子控制單元，這樣可以更好地提高信號(hào)傳輸過程的抗干擾能力，進(jìn)而就提高了換檔可靠性。這樣，平時(shí)正常工作換檔操作時(shí)，依靠電子選檔機(jī)構(gòu)檢測并提供檔位信號(hào)至ECU并供汽車動(dòng)力輸出端執(zhí)行相應(yīng)換檔操作，增加的檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)可以作為校驗(yàn)之用；而當(dāng)電子選檔機(jī)構(gòu)出現(xiàn)電路故障，使得換檔操作無法檢測到正常信號(hào)后，此時(shí)ECU可以控制報(bào)警，同時(shí)依靠起輔助作用的檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)檢測到的檔位信號(hào)，控制汽車動(dòng)力輸出端執(zhí)行相應(yīng)執(zhí)行換檔操作。保證了出現(xiàn)故障時(shí)，在報(bào)警并提醒檢修的同時(shí)，車輛還可以在檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)的輔助作用下實(shí)現(xiàn)換檔操作并行駛至維修點(diǎn)供檢修，極大地降低了車輛換檔失靈帶來的危險(xiǎn)(例如需要由駕駛檔轉(zhuǎn)換為倒車檔倒車時(shí)，如果倒車檔失靈就會(huì)產(chǎn)生極大地危險(xiǎn))，同時(shí)避免了換檔失效后車輛只能被迫鎖死不能動(dòng)彈只能等到拖車和救援帶來的駕駛麻煩。這樣就使得汽車安全風(fēng)險(xiǎn)降低的情況下能夠提高駕駛便捷性以方便故障處理。
[0034]本實(shí)施方式中，所述換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件為豎向設(shè)置的換檔桿12，換檔桿下端靠橫向設(shè)置的轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在安裝座上。
[0035]這樣，結(jié)構(gòu)簡單，且符合常規(guī)操作方式，方便換檔操作。但具體實(shí)施時(shí)，換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件也可以考慮為轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，甚至在語音操控駕駛系統(tǒng)中，語音識(shí)別后靠控制的動(dòng)力裝置輸出軸作為換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件;等等均為可實(shí)施的范圍。
[0036]本實(shí)施方式中，所述信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件安裝在一個(gè)扇形板8側(cè)表面上，扇形板8和換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件固定連接并能夠隨其一起旋轉(zhuǎn)，扇形板8的扇形弧度方向和換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件旋轉(zhuǎn)方向一致，所述信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件設(shè)計(jì)在一個(gè)和扇形板間隔并列布置的信號(hào)采集線路板6上。
[0037]這樣，具有結(jié)構(gòu)簡單且方便安裝，方便信號(hào)線輸出連接等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施時(shí)，信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件和信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件設(shè)置位置也可以相反，雖然不利于信號(hào)線連接，但也屬于可實(shí)施的范圍。
[0038]本實(shí)施方式中，所述信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件數(shù)量至少為兩個(gè)，所述信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件數(shù)量至少為兩個(gè)，使得信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件隨換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件移動(dòng)至不同檔位時(shí)能夠和信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件配合構(gòu)成不同編碼的感應(yīng)信號(hào)組輸出。
[0039]這樣，能夠依靠多個(gè)信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件和多個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件配合，實(shí)現(xiàn)編碼后的感應(yīng)信號(hào)組輸出；能夠提高每組信號(hào)輸出中蘊(yùn)含的信息量以提高單組信息的可檢驗(yàn)性，當(dāng)構(gòu)件數(shù)量較多編碼復(fù)雜時(shí)，出錯(cuò)后能夠?qū)崿F(xiàn)自檢校驗(yàn)更正，以使得個(gè)別信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件失效后，仍然能夠自檢校驗(yàn)更正后輸出正確的檔位信息，極大地提高了檔位信息可識(shí)別性，提高了駕駛安全性。同時(shí)，當(dāng)構(gòu)件數(shù)量較少時(shí)，也可以采用更少的信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件實(shí)現(xiàn)更多的檔位識(shí)別，這樣等同于減少了信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件的數(shù)量，就間接地降低了單個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件失效帶來風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)率，提高了安全性。例如當(dāng)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件和信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件數(shù)量均為最少的兩個(gè)構(gòu)件時(shí)，可以依靠錯(cuò)位編碼，即信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件和信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件相互移動(dòng)為正對時(shí)，能夠檢測到信號(hào)輸出高電平信息編碼記為1，移動(dòng)錯(cuò)位后不能檢測到信號(hào)或信號(hào)較弱輸出低電平信號(hào)編碼記為0，這樣可以構(gòu)成00、01、11、10四組編碼來實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位的檢測;而傳統(tǒng)的要實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位檢測的電子選檔機(jī)構(gòu)需要設(shè)置四個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件和一個(gè)信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件；由于信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件功能是用于被感應(yīng)，故不會(huì)存在失效風(fēng)險(xiǎn)，失效風(fēng)險(xiǎn)均集中在信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件上。所以同樣實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位檢測判斷的基礎(chǔ)上，當(dāng)四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源減少為兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源，即可極大地降低風(fēng)險(xiǎn)，提高安全性。
[0040]本實(shí)施方式中，所述信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件數(shù)量和汽車檔位數(shù)量一致且布置位置和汽車檔位一一對應(yīng)，所述信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件對應(yīng)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件設(shè)置為間隔一個(gè)信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件對應(yīng)設(shè)置一個(gè)信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件的方式布置。
[0041]這樣，等同于將信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件對應(yīng)檔位位置間隔設(shè)置，數(shù)量減少一半，當(dāng)信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件設(shè)置區(qū)域中，具有信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件處對應(yīng)的信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件能夠采集到較強(qiáng)信號(hào)輸出高電平，輸出信息編碼為1，空位處對應(yīng)的信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件不能采集到信號(hào)或者只能采集到較弱的信號(hào)輸出低電平，輸出信號(hào)編碼為O。這樣就利用空位信息提高編碼復(fù)雜性，且該復(fù)雜性是具有固定間隔的規(guī)律所產(chǎn)生，這樣就更加利于當(dāng)有構(gòu)件失效后進(jìn)行自檢校驗(yàn)更正，輸出正確的檔位信息，極大地提高了自主糾錯(cuò)能力。例如當(dāng)汽車設(shè)計(jì)五個(gè)或六個(gè)檔位時(shí)，信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件數(shù)量設(shè)計(jì)為對應(yīng)的五個(gè)或六個(gè)，而將信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件設(shè)置為間隔的三個(gè)，當(dāng)汽車設(shè)計(jì)為四個(gè)檔位時(shí)，信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件數(shù)量設(shè)計(jì)為對應(yīng)的四個(gè)，而將信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件就設(shè)置為間隔的兩個(gè)。
[0042]本實(shí)施方式中，所述信號(hào)感應(yīng)采集構(gòu)件5為霍爾傳感器，所述信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件7為S極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體。
[0043]這樣，采用霍爾傳感器和永磁體配合實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集檢測，具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然實(shí)施時(shí)，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)檢測的構(gòu)件配合實(shí)現(xiàn)檔位信號(hào)采集檢測。實(shí)施時(shí)，永磁體優(yōu)選為圓柱體結(jié)構(gòu)，方便安裝固定。
[0044]本實(shí)施方式中，每相鄰兩個(gè)S極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體之間還設(shè)置有防止信號(hào)干涉的信號(hào)屏蔽構(gòu)件。
[0045]這樣，保證當(dāng)霍爾傳感器檢測到兩個(gè)S極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體之間的空位時(shí)，能夠靠信號(hào)屏蔽構(gòu)件屏蔽左右的信號(hào)干擾，保證檢測輸出為低電平，更加利于編碼區(qū)分。
[0046]本實(shí)施方式中，所述信號(hào)屏蔽構(gòu)件為N極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體。這樣，能夠產(chǎn)生最大化的信號(hào)屏蔽效果，縮小相鄰的信號(hào)感應(yīng)用構(gòu)件之間的位置空間，在降低裝置體積的同時(shí)，降低干擾性，保證檢測可靠性和準(zhǔn)確性。
[0047]本實(shí)施方式中，所述檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的編碼器，還包括設(shè)置在安裝座上能夠檢測換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件起始檔位信號(hào)變化的起始檔位信號(hào)采集傳感器9。
[0048]其中，起始檔位一般為駐車檔，編碼器和起始檔位信號(hào)采集傳感器安裝時(shí)均和汽車電子控制單元(ECU)連接。這樣，當(dāng)車輛由駐車檔啟動(dòng)換檔操作時(shí)，先依靠起始檔位信號(hào)采集傳感器檢測到起始信號(hào)標(biāo)記，然后依靠編碼器檢測出轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度，對應(yīng)得出檔位信息作為對比檢驗(yàn)自檢之用，極大地提高了檔位檢測可靠性。同時(shí)自身具有結(jié)構(gòu)簡單小巧不占多余空間，方便安裝，可靠性高等特點(diǎn)。另外，實(shí)施時(shí)，當(dāng)車輛由駐車檔啟動(dòng)換檔操作后，起始檔位信號(hào)采集傳感器檢測到起始信號(hào)標(biāo)記后，判斷已經(jīng)啟動(dòng)換檔時(shí)，ECU可以先將換檔信號(hào)傳遞到汽車動(dòng)力輸出端，預(yù)啟動(dòng)換檔操作，極大地提高了換檔操作效率。
[0049]本實(shí)施方式中，所述編碼器為機(jī)械觸點(diǎn)電刷式編碼器。這樣，采用機(jī)械接觸的方式實(shí)現(xiàn)檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)的檔位信號(hào)檢測，使其和電子選檔機(jī)構(gòu)采用電磁感應(yīng)檢測的方式從原理上相區(qū)別開來，極大地降低了同一事故造成電子選檔機(jī)構(gòu)和檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)同時(shí)失效的風(fēng)險(xiǎn)。保證了至少有一組機(jī)構(gòu)工作可靠，進(jìn)而更好地提高了換檔操作的可靠性。
[0050]實(shí)施時(shí)，編碼器包括固定于轉(zhuǎn)軸的編碼器內(nèi)圈部件2，套設(shè)配合在編碼器內(nèi)圈部外表面且和安裝座固定的編碼器外圈部件3，還包括一個(gè)用于信號(hào)輸出轉(zhuǎn)接的編碼器插接件I ο這樣方便安裝和信號(hào)輸出轉(zhuǎn)接。
[0051]本實(shí)施方式中，起始檔位信號(hào)采集傳感器為固定在安裝座上的一個(gè)起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)，所述換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件上具有對應(yīng)的起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部且使得換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件處于起始檔位時(shí)，起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部能夠?qū)?yīng)觸碰到起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)，使其具有結(jié)構(gòu)簡單，檢測可靠的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施時(shí)，起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部可以直接設(shè)置在換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件上，或者根據(jù)需要設(shè)置在與換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件相互固定的其它構(gòu)件上，應(yīng)視為間接地設(shè)置在了換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件上。
[0052]本實(shí)施方式中，還包括P檔抱緊裝置，P檔抱緊裝置包括一個(gè)安裝在換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件或者其轉(zhuǎn)軸上用于在P檔駐車時(shí)實(shí)現(xiàn)對P檔位置機(jī)械式抱緊鎖死的電磁閥13，還包括接入到電磁閥控制電路中的P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)10和P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)(圖中未顯示)，所述P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)安裝在安裝座上且能夠和換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件上的一個(gè)解鎖按鈕11聯(lián)動(dòng)，換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件處于P檔時(shí)按下解鎖按鈕可以通過中間力傳遞構(gòu)件觸發(fā)P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)動(dòng)作，同時(shí)P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)安裝在剎車踏板位置使得踩下剎車踏板后能夠觸發(fā)P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)動(dòng)作。當(dāng)P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)和P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)同時(shí)被觸發(fā)動(dòng)作時(shí)，對電磁閥進(jìn)行機(jī)械解鎖，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件可執(zhí)行換檔操作。保證駐車狀態(tài)時(shí)的安全可靠性。其中換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件為換檔桿12時(shí)，解鎖按鈕設(shè)置于換檔桿頂端，換檔桿為中空結(jié)構(gòu)，中間力傳遞構(gòu)件包括豎向設(shè)置于換檔桿內(nèi)腔中的滑桿，滑桿下部側(cè)向延伸設(shè)置限位銷14用于和P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)對應(yīng)配合，滑桿下端設(shè)置復(fù)位彈簧16進(jìn)行復(fù)位，這樣結(jié)構(gòu)簡單，操作方便可靠。實(shí)施時(shí)，進(jìn)一步地，P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)和P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)還可以連接到汽車電子控制單元，用于當(dāng)檢測到觸發(fā)動(dòng)作后，發(fā)送信號(hào)給汽車電子控制單元表明預(yù)判換檔意圖，并供動(dòng)力輸出端作為換檔預(yù)處理準(zhǔn)備，提高換檔效率。
[0053]下面以上述最優(yōu)實(shí)施方式為基礎(chǔ)，進(jìn)一步舉例詳細(xì)說明本汽車換檔裝置的優(yōu)點(diǎn)和原理。
[0054]裝置的工作過程為:裝置上電且換檔桿處于P檔時(shí)，起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)和P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)均處于閉合狀態(tài)以及P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)，當(dāng)駕駛員要進(jìn)行P—R換檔操作時(shí)，第一步，先按下?lián)Q檔桿上端的解鎖按鈕，P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)解鎖;第二步，踩下制動(dòng)踏板，P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)解鎖；(注:上述第一、第二步操作順序可以相反，即先踩下制動(dòng)踏板，再按下解鎖按鈕)第三步，繼續(xù)操作換檔桿，將其換至R檔位，這時(shí)起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)也處于斷開狀態(tài)。
[0055]檔位信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)中編碼器和換檔桿同軸運(yùn)動(dòng)，換檔桿的運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)編碼器內(nèi)圈部件旋轉(zhuǎn)并輸出相應(yīng)的檔位編碼信息A，用以判斷目前換檔桿所處位置。同時(shí)在電子選檔機(jī)構(gòu)中，依靠多個(gè)霍爾傳感器元件檢測到的多路電信號(hào)轉(zhuǎn)換成檔位編碼信息B，并輸出給換檔裝置的中央處理器MCIKMCU可以視為ECU的一個(gè)組成部分)；編碼器輸出的檔位編碼信息A和霍爾傳感器輸出的檔位編碼信息B在MCU相互校驗(yàn)無誤后，作為最終的檔位信息輸出。
[0056]上述裝置防失效功能具體體現(xiàn)在3個(gè)方面:
[0057]1、從P—R換檔意圖判斷
[0058]P—R換檔意圖的判斷主要通過安裝在換檔裝置安裝座上的兩個(gè)接近開關(guān)相互配合共同實(shí)現(xiàn)的，目的是確保當(dāng)駕駛?cè)藛T具有換檔意圖并開始執(zhí)行換檔操作時(shí)，換檔裝置才輸出換檔信號(hào)，以防止檔位被誤判。
[0059]當(dāng)換檔桿處于P檔時(shí)，起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)上的彈簧片被起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部壓下，P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)上的彈簧片被限位銷壓下，此時(shí)兩個(gè)行程開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)均處于閉合狀態(tài)；當(dāng)換檔裝置上電后，首先對起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)、P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)接近開關(guān)做初始化判斷，其結(jié)果表示換檔桿是否處于P檔位置。
[0060]當(dāng)按下?lián)Q檔桿上端解鎖按鈕，換檔桿內(nèi)部的滑桿向下移動(dòng)，帶動(dòng)限位銷向下移動(dòng)，P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)解鎖，也使得P檔第一機(jī)械解鎖用行程開關(guān)彈簧片釋放，開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)換檔裝置仍處于P檔位置，但可初步判斷駕駛員具有P—R換檔意圖；當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板后，控制P檔第二機(jī)械解鎖用行程開關(guān)解鎖，此時(shí)可以判斷駕駛員已具有P—R換檔意圖，同時(shí)換檔桿機(jī)械解鎖全部完成，具備了向R檔移動(dòng)條件，駕駛員可繼續(xù)換檔操作。當(dāng)換檔桿離開P檔位置，起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)處于閉合-斷開狀態(tài)的跳變瞬間，通過檢測電信號(hào)從高到低(或從低到高)的跳變，即可判斷換檔桿正離開P檔，向R檔移動(dòng)。
[0061 ]執(zhí)行P—R換檔操作，必須按下?lián)Q檔桿上端解鎖按鈕、同時(shí)配合踩下制動(dòng)踏板才能將兩級機(jī)械限位保護(hù)解鎖;否則，選檔手柄在P檔位置是被機(jī)械鎖止，無法移動(dòng)的，以此來防止被誤操作。
[0062]2、具有多傳感器冗余及不同檢測機(jī)理傳感器相互校驗(yàn)機(jī)能
[0063](I)多傳感器冗余
[0064]“霍爾傳感器-磁體對”是霍爾傳感器與永磁體的組合，霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器，組成“霍爾傳感器-磁體對”的霍爾傳感器和永磁體分別安裝在換檔裝置的信號(hào)采集線路板和扇形板上。
[0065]在扇形板上安裝有若干個(gè)永磁體，N極和S極交錯(cuò)朝外，沿弧形軌跡排列，以產(chǎn)生N、S交替的磁極陣列，永磁體是永久磁性材料，相對其他電子元件而言更不易失效;在信號(hào)采集線路板上安裝有與永磁體數(shù)量相同的霍爾傳感器。
[0066]當(dāng)永磁體的S極接近或遠(yuǎn)離霍爾傳感器時(shí)，會(huì)使霍爾傳感器產(chǎn)生通或斷的信號(hào)。根據(jù)霍爾傳感器的電氣特性，當(dāng)永磁體N極接近霍爾傳感器時(shí)其輸出為低電平，信息編碼為0，當(dāng)永磁體S極接近霍爾傳感器時(shí)其輸出為高電平，信息編碼為I。多路“霍爾傳感器-磁體對”產(chǎn)生多位編碼信息，該編碼信息用來表示檔位信息。
[0067]多路“霍爾傳感器-磁體對”可為:含2-6個(gè)霍爾傳感器及2-6個(gè)永磁體以及他們的組合。
[0068]下面以4個(gè)霍爾傳感器及對應(yīng)的4個(gè)永磁體組成的4路“霍爾傳感器-永磁體對”為例進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0069]霍爾傳感器被焊接在電路板上成為信號(hào)采集線路板，信號(hào)采集線路板安裝在換檔裝置上蓋殼體內(nèi)，為固定件;永磁體安裝在扇形板上，為運(yùn)動(dòng)件；隨著駕駛員操作換檔桿時(shí)檔位的變化，扇形板靠轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其上安裝的永磁體與信號(hào)采集線路板上安裝的霍爾傳感器之間的相對位置發(fā)生變化。
[0070]當(dāng)換檔桿初始位置處于P檔(順向起始位置，逆向極限位置)時(shí)，霍爾傳感器與永磁體的相對位置為圖3所示；當(dāng)順向操作換檔桿至R檔時(shí)(在兩級機(jī)械限位保護(hù)解鎖的前提下)，扇形板與信號(hào)采集線路板之間就會(huì)錯(cuò)開一定的角度，霍爾傳感器與永磁體的相對位置如圖3所示；當(dāng)繼續(xù)順向操作換檔桿至N檔，扇形板和信號(hào)采集線路板之間錯(cuò)開的角度繼續(xù)加大，霍爾傳感器與永磁體的相對位置繼續(xù)變化如圖3;再繼續(xù)順向操作換檔桿至D檔，扇形板和信號(hào)采集線路板之間錯(cuò)開的角度再次加大(到達(dá)到順向的極限位置，逆向的起始位置)，此時(shí)，霍爾傳感器與永磁體的相對位置如圖3所示。霍爾傳感器根據(jù)與之對應(yīng)永磁體的不同S、N極性，產(chǎn)生不同的通斷信號(hào)，最后產(chǎn)生不同的多位編碼信息來表示不同的檔位信息。
[0071]所以，每個(gè)檔位信息就是一組由多路“霍爾傳感器-永磁體對”產(chǎn)生的固定多位編碼信息。在順向操作換檔桿從P檔到D檔的過程中，霍爾傳感器和永磁體之間相對位置示意如圖3所示，圖中，箭頭代表霍爾傳感器，N表示永磁體N極面向霍爾傳感器，S表示永磁體S極面向霍爾傳感器。
[0072]根據(jù)霍爾傳感器的電氣特性，當(dāng)永磁體N極接近霍爾傳感器時(shí)其輸出為低電平，信息編碼為O;當(dāng)永磁體S極接近霍爾傳感器時(shí)其輸出為高電平，信息編碼為I;永磁體與霍爾傳感器探測面之間的間隙優(yōu)選設(shè)計(jì)為1-2_，以保證感應(yīng)檢測效果。
[0073]當(dāng)換檔桿初始位置處于P檔時(shí)，四個(gè)霍爾傳感器(從右往左)輸出的電信號(hào)為低、低、高、低，信息編碼(從低位到高位)為0100;當(dāng)順向操作換檔桿至R檔時(shí)，編碼信息為1010;繼續(xù)順向操作換檔桿至N檔，編碼信息為0101;再繼續(xù)順向操作換檔桿至D檔，編碼信息為OOlOo
[0074]反之，當(dāng)換檔桿初始位置為D檔時(shí)，四個(gè)霍爾傳感器(從右往左)輸出的電信號(hào)為低、高、低、低，信息編碼(從低位到高位)為0010;當(dāng)逆向操作換檔桿至N檔時(shí)，編碼信息為0101;繼續(xù)逆向操作換檔桿至R檔，編碼信息為1010;再繼續(xù)順向操作換檔桿至P檔，編碼信息為0100。
[0075]利用上述多傳感器冗余可提高換檔裝置的容錯(cuò)能力:
[0076]換檔裝置中任何元器件的失效都可能導(dǎo)致不同程度的安全問題，所以降低元器件的失效概率及提高容錯(cuò)能力是設(shè)計(jì)換檔裝置不可或缺的兩個(gè)內(nèi)容。霍爾傳感器作為檢測檔位信息的關(guān)鍵部件，對整個(gè)換檔裝置的可靠性甚至整個(gè)車輛系統(tǒng)的安全性都有重大影響。
[0077](2)不同檢測機(jī)理傳感器相互校驗(yàn)
[0078]本實(shí)用新型選用了“霍爾傳感器-永磁體對”與中空軸編碼器(又叫旋轉(zhuǎn)開關(guān))這二種不同檢測機(jī)理的傳感器，對各自采集的檔位信息進(jìn)行相互校驗(yàn)。通過中央處理器MCU內(nèi)的校驗(yàn)算法，使其具有自主糾錯(cuò)能力，從而提高輸出檔位信息的可靠性與安全性。
[0079]中空軸編碼器有三個(gè)引腳，分別為A、B、C。其中C為電源輸入端，A、B兩相輸出脈沖信號(hào)。當(dāng)換擋桿順向或逆向撥動(dòng)不同角度時(shí)，中空軸編碼器A、B輸出引腳都會(huì)輸出不同的相脈沖信號(hào)，以兩相信號(hào)的定位穩(wěn)定點(diǎn)的“0N”(I)或“OFF1’(O)組合信息來表示不同擋位信息。
[0080 ] 假設(shè):P，R，N，D對應(yīng)的A、B相組合信息分別為00，1，11，OI。
[0081]本實(shí)用新型考慮了前述的4路“霍爾傳感器-永磁體對”當(dāng)有一個(gè)霍爾傳感器失效時(shí)換檔裝置的容錯(cuò)能力，以及“霍爾傳感器-永磁體對”與中空軸編碼器相互校驗(yàn)的自主糾錯(cuò)能力。
[0082]以4個(gè)霍爾傳感器和4個(gè)小磁柱組合為例進(jìn)行說明。
[0083]當(dāng)?shù)谝粋€(gè)霍爾傳感器失效時(shí):(以下編號(hào)改成a，b，c，d)
[0084]a.當(dāng)前檔位為P檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0100或是1100。當(dāng)輸出為0100時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)為1100時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與接近開關(guān)輸出信息進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0100，并定位第一個(gè)霍爾傳感器的故障信息。同時(shí)，中空軸編碼器也與接近開關(guān)進(jìn)行P檔校驗(yàn)，中央處理器對中空軸編碼器輸出的A，B相信息組合進(jìn)行初始化(00)。
[0085]b.當(dāng)前檔位為R檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0010或是1010。當(dāng)輸出為0010時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(10)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息1010，同時(shí)定位第一個(gè)霍爾傳感器的故障信息；當(dāng)輸出為1010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用。
[0086]c.當(dāng)前檔位為N檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0101或是1101。當(dāng)輸出為0101時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為1101時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(11)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0101，同時(shí)定位第一個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0087]d.當(dāng)前檔位為D檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0010或是1010。當(dāng)輸出為0010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為1010時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(01)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0010，同時(shí)定位第一個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0088]當(dāng)?shù)诙€(gè)霍爾傳感器失效時(shí):
[0089]a.當(dāng)前檔位為P檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0000或是0100。當(dāng)為0000時(shí)，
4個(gè)霍爾傳感器與接近開關(guān)輸出信息進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0100，并定位第二個(gè)霍爾傳感器的故障信息；當(dāng)輸出為0100時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用。同時(shí)，中空軸編碼器也與接近開關(guān)進(jìn)行P檔校驗(yàn)，中央處理器對中空軸編碼器輸出的A，B相信息組合進(jìn)行初始化(00)。
[0090]b.當(dāng)前檔位為R檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為1010或是1110。當(dāng)輸出為1010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為1110時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(10)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息1010，同時(shí)定位第二個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0091]c.當(dāng)前檔位為N檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0001或是0101。當(dāng)輸出為0001時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(11)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0101，同時(shí)定位第二個(gè)霍爾傳感器的故障信息；當(dāng)輸出為0101時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用。
[0092]d.當(dāng)前檔位為D檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0010或是0110。當(dāng)輸出為0010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為0110時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(01)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0010，同時(shí)定位第二個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0093]當(dāng)?shù)谌齻€(gè)霍爾傳感器失效時(shí):
[0094]a.當(dāng)前檔位為P檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0100或是0110。當(dāng)為0100時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為0110時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與接近開關(guān)輸出信息進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0100，并定位第三個(gè)霍爾傳感器的故障信息。同時(shí)，中空軸編碼器也與接近開關(guān)進(jìn)行P檔校驗(yàn)，中央處理器對中空軸編碼器輸出的A，B相信息組合進(jìn)行初始化(00)。
[0095]b.當(dāng)前檔位為R檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為1000或是1010。當(dāng)輸出為1000時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(10)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息1010，同時(shí)定位第三個(gè)霍爾傳感器的故障信息；當(dāng)輸出為1010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用。
[0096]c.當(dāng)前檔位為N檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0101或是0111。當(dāng)輸出為0101時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為0111時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(11)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0101，同時(shí)定位第三個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0097]d.當(dāng)前檔位為D檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0000或是0010。當(dāng)輸出為0000時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(01)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0010，同時(shí)定位第三個(gè)霍爾傳感器的故障信息；當(dāng)輸出為0010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用。
[0098]當(dāng)?shù)谒膫€(gè)霍爾傳感器失效時(shí):
[0099]a.當(dāng)前檔位為P檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0100或是0101。當(dāng)輸出為0100時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)為0101時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與接近開關(guān)輸出信息進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0100，并定位第四個(gè)霍爾傳感器的故障信息。同時(shí)，中空軸編碼器也與接近開關(guān)進(jìn)行P檔校驗(yàn)，中央處理器對中空軸編碼器輸出的A，B相信息組合進(jìn)行初始化(00)。
[0100]b.當(dāng)前檔位為R檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為1010或是1011。當(dāng)輸出為1010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為1011時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(10)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息1010，同時(shí)定位第四個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0101]C.當(dāng)前檔位為N檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0100或是0101。當(dāng)輸出為0100時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(11)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0101，同時(shí)定位第四個(gè)霍爾傳感器的故障信息；當(dāng)輸出為0101時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用。
[0102]d.當(dāng)前檔位為D檔時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器輸出編碼可能為0010或是0011。當(dāng)輸出為0010時(shí)，信號(hào)輸出正常，不影響換檔裝置正常使用；當(dāng)輸出為0011時(shí)，4個(gè)霍爾傳感器與中空軸編碼器輸出信息(01)進(jìn)行校驗(yàn)后輸出正確的檔位信息0010，同時(shí)定位第四個(gè)霍爾傳感器的故障信息。
[0103]所以，當(dāng)有一個(gè)傳感器失效時(shí)，可以通過與接近開關(guān)或中空軸編碼器的配合，及通過軟件算法處理，保證換檔裝置正常工作，同時(shí)可以定位故障點(diǎn)，方便故障診斷。
[0104]3、以編碼形式表示檔位信息
[0105]現(xiàn)有的以霍爾傳感器作為檔位檢測的換檔裝置中，大多采用一位或兩位編碼，當(dāng)有一個(gè)傳感器失效時(shí)，整個(gè)換檔裝置就會(huì)失效，安全性極低。而本實(shí)用新型采用四位編碼，且小磁柱N極和S極交錯(cuò)排列，由二者組合所包含的編碼的信息量遠(yuǎn)大于任何以其他形式組合所包含的編碼的信息量。
[0106]所以，本實(shí)用新型采用的判斷檔位的方法，不是依賴于某一位信息來判斷檔位，而是通過多位編碼信息判斷檔位。
[0107]總而言之，本實(shí)用新型所述的換檔裝置具有的防失效功能主要體現(xiàn)三個(gè)方面:一是通過兩個(gè)行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)的P檔到R檔的換檔意圖判斷功能;二是霍爾傳感器和編碼器在檢測和判斷檔位信息時(shí)的冗余及校驗(yàn)功能;三是霍爾傳感器和永磁體獨(dú)特的布置方式及所包含的巨大的編碼信息量。上述防失效功能的具體實(shí)現(xiàn)使得換檔裝置就有較高的安全性，同時(shí)使得配備此換檔裝置的換檔器具有較高的安全性和可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，包括用于實(shí)現(xiàn)汽車檔位信息采集的檔位信息采集元件，檔位信息采集元件用于和汽車電子控制單元連接，其特征在于，還包括中央處理器，所述檔位信息采集元件和中央處理器相連，中央處理器具有兩個(gè)信號(hào)輸出端和汽車電子控制單元相連。2.如權(quán)利要求1所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述兩個(gè)信號(hào)輸出端分別為PffM信號(hào)輸出端和CAN信號(hào)輸出端。3.如權(quán)利要求1所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述檔位信息采集元件，包括一組用于實(shí)現(xiàn)檔位信息采集的霍爾傳感器，還包括安裝在換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件的轉(zhuǎn)軸上的編碼器以及設(shè)置在安裝座上能夠檢測換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件起始檔位信號(hào)變化的起始檔位信號(hào)采集傳感器。4.如權(quán)利要求3所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述霍爾傳感器以及對應(yīng)霍爾傳感器設(shè)置的用于提供檔位信息的永磁體數(shù)量各自至少為兩個(gè)，永磁體為S極正對霍爾傳感器的方向安裝。5.如權(quán)利要求4所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述霍爾傳感器數(shù)量和汽車檔位數(shù)量一致且布置位置和汽車檔位一一對應(yīng)，所述永磁體對應(yīng)霍爾傳感器設(shè)置為間隔一個(gè)霍爾傳感器對應(yīng)設(shè)置一個(gè)永磁體的方式布置。6.如權(quán)利要求5所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，每相鄰兩個(gè)S極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體之間還設(shè)置有防止信號(hào)干涉的信號(hào)屏蔽構(gòu)件。7.如權(quán)利要求6所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述信號(hào)屏蔽構(gòu)件為N極正對霍爾傳感器的方向安裝的永磁體。8.如權(quán)利要求3所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述編碼器為機(jī)械觸點(diǎn)電刷式編碼器。9.如權(quán)利要求8所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，編碼器包括固定于轉(zhuǎn)軸的編碼器內(nèi)圈部件，套設(shè)配合在編碼器內(nèi)圈部外表面且和安裝座固定的編碼器外圈部件，還包括一個(gè)用于信號(hào)輸出轉(zhuǎn)接的編碼器插接件。10.如權(quán)利要求3所述的汽車電子選檔裝置控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，起始檔位信號(hào)采集傳感器為固定在安裝座上的一個(gè)起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)，所述換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件上具有對應(yīng)的起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部且使得換檔動(dòng)力輸入構(gòu)件處于起始檔位時(shí)，起始檔位信號(hào)感應(yīng)用觸頭部能夠?qū)?yīng)觸碰到起始檔位信號(hào)采集用行程開關(guān)。
【文檔編號(hào)】F16H59/02GK205534181SQ201620392522
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】李鑫
【申請人】重慶艾億特汽車電子技術(shù)有限公司