一種車輛換擋方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及汽車操控系統領域，具體涉及一種車輛換擋方法。
【背景技術】
[0002]汽車換擋裝置是用于汽車上執行擋位變換選擇的裝置。目前汽車變速箱擋位選擇機構分為兩種，一種是傳統的采用機械撥叉的選擋裝置，俗稱手動擋，依靠操縱換擋桿轉動角度在各擋位之間切換，靠機械撥叉帶動齒輪移動實現換擋，在駐車擋(P擋)、倒車擋(R擋)、空擋(N擋)和行駛擋的各級擋位(D1-D6)之間切換。另一種是采用電子選擋裝置，俗稱自動擋，即靠操縱換擋桿轉動角度帶動電子選擋機構動作，實現對駐車擋(P擋)、倒車擋(R擋)、空擋(N擋)和行駛擋(D擋)的切換信號輸入采集，信號傳遞到中央處理器處理后再對汽車動力輸出端進行控制，其中行駛擋工作汽車行駛時，車輛能夠自行檢測判斷車況并控制汽車動力輸出調節變速實現行駛擋中各級擋位的切換。目前的汽車中，由于采用自動擋裝置對駕駛人員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擋裝置實現換擋。
[0003]照汽車安全性國際標準IS026262的定義，選擋裝置屬于安全要求最高的子系統之一，選擋裝置的故障，可能直接導致車輛駕駛員、乘客及車外路人極大的人身傷害，車輛及其他財產的損失。故汽車設計時，換擋裝置的設計要求中對可靠性的要求越來越高。
[0004]目前現有的電子選擋裝置中，換擋裝置一般包括安裝座，安裝座上豎向安裝有換擋桿，換擋桿下端靠橫向設置的轉軸可轉動地安裝在安裝座上，還包括和安裝座相對固定設置的多個霍爾傳感器，以及和換擋桿相對固定設置的一個磁感應塊，操縱換擋桿轉動進行換擋操作時，能夠帶動磁感應塊進入切換到不同霍爾傳感器的感應區域范圍內，進而實現對換擋信號的采集，然后信號傳遞到中央處理器處理后再對汽車動力輸出端進行控制。例如我國專利申請號201410341973.1所公開的一種換擋裝置，專利申請號201010234378.X所公開的一種汽車自動換擋裝置等都是采用了上述結構形式。這種電子選擋裝置彌補了機械撥叉式選擋裝置的不足，具有較高的電子集成度，換擋自動化及智能化、操縱簡便且美觀等優點。同時，由于霍爾傳感器和磁感應塊是非接觸式感應，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，由于霍爾傳感器屬于電子產品，也是依靠電路和中央處理器連接輸送信號，故在車輛長期行駛的振動和灰塵等因素影響作用下，仍然容易存在換擋信號采集失效的風險，導致換擋操作失靈，強行駕駛容易引起重大的安全事故。
[0005]目前，寶馬及捷豹、路虎旗下的很多車型均有采用電子選擋裝置，如果遇到上訴失效故障或電路短路時，為了保證安全，往往是采取對汽車動力輸出端強制抱死的方式處理，以避免無法換擋帶來的駕駛安全風險，其強制抱死停車后，電子式的選擋裝置是無法對當前擋位進行釋放的，只能依靠于拖車和救援，帶來駕駛操作的不便性。
[0006]所以，如何才能提高換擋操作可靠性，并且使得汽車安全風險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。
【發明內容】
[0007]針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是:如何提供一種實施簡單，能夠提高安全性，提高換擋操作可靠性，且使得汽車安全風險降低的情況下能夠提高駕駛便捷性以方便故障處理的車輛換擋方法。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案:
一種車輛換擋方法，包括移動一個換擋動力輸入構件進行換擋指令輸入的步驟，以及采集移動換擋動力輸入構件輸入的擋位信息并傳輸至汽車電子控制單元處理的步驟，還包括汽車電子控制單元輸出換擋指令并控制汽車動力輸出端執行換擋操作的步驟，其特征在于，同時采用了電磁感應檢測以及機械接觸式檢測的兩種信號采集方式實現對移動換擋動力輸入構件后輸入的擋位信息的采集，并在汽車電子控制單元處理時，將采集的兩種擋位信息進行對比校驗后輸出換擋指令。
[0009]具體地說，本方法中，將采集的兩種擋位信息進行對比校驗時，如果校驗結果一致，則輸出該擋位信息對應的換擋指令至汽車動力輸出端執行換擋操作；如果校驗出一種擋位信息采集失效，則輸出有效的擋位信息對應的換擋指令至汽車動力輸出端執行換擋操作，同時發出警報。提醒駕駛員盡快維修處理。這樣，本發明中兩套擋位檢測方式能夠相互校驗，保證信號采集的可靠性，當其中一套擋位檢測方式失效時，能夠報警的同時保持能夠繼續駕駛，以方便故障處理操作。故使得汽車安全風險降低的情況下能夠提高駕駛便捷性以方便故障處理，同時，兩套擋位檢測方式原理不同，可以最大程度避免同時失效的風險，極大地提高車輛可靠性。
[0010]作為優化，采用兩種信號采集方式實現對移動換擋動力輸入構件后輸入的擋位信息的采集后，將采集的擋位信息信號處理為不同標準通訊協議模式后傳輸至汽車電子控制單元處理。這樣，提高信號傳輸抗干擾性，進一步提高可靠性。
[0011]作為優化，采用了以下的汽車換擋裝置實現，所述汽車換擋裝置包括安裝座，安裝座上安裝有換擋動力輸入構件，換擋動力輸入構件可移動地安裝配合在安裝座上，換擋動力輸入構件移動范圍內設置若干個擋位使得換擋動力輸入構件依靠其移動實現擋位更換，還包括有電子選擋機構，電子選擋機構包括相對固定設置于安裝座或換擋動力輸入構件的多個信號感應采集構件，以及和信號感應采集構件對應設置的信號感應用構件，信號感應用構件相對固定設置于換擋動力輸入構件或安裝座上，并使得信號感應用構件隨換擋動力輸入構件移動換擋時能夠進入到信號感應采集構件的感應范圍內實現信號采集;其中還包括能夠在換擋動力輸入構件移動實現換擋過程中對換擋動力輸入構件轉動至各擋位時進行信號檢測的擋位信號檢測機構;所述擋位信號檢測機構包括安裝在轉軸上的編碼器，還包括設置在安裝座上能夠檢測換擋動力輸入構件起始擋位信號變化的起始擋位信號采集傳感器;所述編碼器為機械觸點電刷式編碼器。
[0012]這樣，上述汽車換擋裝置用于自動擋車輛安裝使用，安裝時信號感應采集構件和擋位信號檢測機構的信號輸出端均和汽車上的汽車電子控制單元(ECU)連接并為其提供擋位信號。這樣，平時正常工作換擋操作時，依靠電子選擋機構檢測并提供擋位信號至ECU并供汽車動力輸出端執行相應換擋操作，增加的擋位信號檢測機構可以作為校驗之用；而當電子選擋機構出現電路故障，使得換擋操作無法檢測到正常信號后，此時ECU可以控制報警，同時依靠起輔助作用的擋位信號檢測機構檢測到的擋位信號，控制汽車動力輸出端執行相應執行換擋操作。同樣，當起輔助作用的擋位信號檢測機構出現故障時，電子選擋機構可以馬上判斷出擋位信號檢測機構出現故障，并通過汽車電子控制單元處理后，輸出故障碼至汽車其他相關的電子控制單元，這樣擋位信號檢測機構和電子選擋機構互為對方的驗證和保障；由于擋位信號檢測機構和電子選擋機構的檢測原理和機制不同，同一時刻出現故障的概率極低，就可保證了任何一個機構出現故障時，在報警并提醒檢修的同時，車輛還可以在另一個機構的輔助作用下實現換擋操作并行駛至維修點供檢修，極大地降低了車輛換擋失靈帶來的危險(例如需要由駕駛擋轉換為倒車擋倒車時，如果倒車擋失靈就會產生極大地危險)，同時避免了換擋失效后車輛只能被迫鎖死不能動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險降低的情況下能夠提高駕駛便捷性以方便故障處理。同時，所述擋位信號檢測機構中，起始擋位一般為駐車擋，編碼器和起始擋位信號采集傳感器安裝時均和汽車電子控制單元(ECU)連接。這樣，當車輛由駐車擋啟動換擋操作時，先依靠起始擋位信號采集傳感器檢測到起始信號標記，然后依靠編碼器檢測出轉軸旋轉角度，對應得出擋位信息作為對比檢驗自檢之用，極大地提高了擋位檢測可靠性。同時自身具有結構簡單小巧不占多余空間，方便安裝，可靠性高等特點。另外，作為優化，當車輛由駐車擋啟動換擋操作后，起始擋位信號采集傳感器檢測到起始信號標記后，判斷已經啟動換擋時，ECU可以先將換擋信號傳遞到汽車動力輸出端，預啟動換擋操作，極大地提高了換擋操作效率。
[0013]同時其中，所述編碼器為機械觸點電刷式編碼器。這樣，采用機械接觸的方式實現擋位信號檢測機構的擋位信號檢測，使其和電子選擋機構采用電磁感應檢測的方式從原理上相區別開來，極大地降低了同一事故造成電子選擋機構和擋位信號檢測機構同時失效的風險。保證了至少有一組機構工作可靠，進而更好地提高了換擋操作的可靠性。這樣即實現了本發明的核心原理。
[0014]作為優化，所述換擋動力輸入構件為豎向設置的換擋桿，換擋桿下端靠橫向設置的轉軸可轉動地安裝在安裝座上。
[0015]這樣，結構簡單，且符合常規操作方式，方便換擋操作。
[0016]作為優化，所述信號感應用構件安裝在一個扇形板側表面上，扇形板和換擋動力輸入構件固定連接并能夠隨其一起旋轉，扇形板的扇形弧度方向和換擋動力輸入構件旋轉方向一致，所述信號感應采集構件設計在一個和扇形板間隔并列布置的信號采集線路板上。
[0017]這樣，具有結構簡單且方便安裝，方便信號線輸出連接等優點。
[0018]作為優化，所述信號感應采集構件數量至少為兩個，所述信號感應用構件數量至少為兩個，使得信號感應用構件隨換擋動力輸入構件移動至不同擋位時能夠和信號感應采集構件配合構成不同編碼的感應信號組輸出。
[0019]這樣，能夠依靠多個信號感應用構件和多個信號感應