本发明涉及汽车自动变速器控制技术领域，尤其是涉及一种换挡杆位置识别系统及方法。
背景技术
通常车辆变速器利用传递发动机的驱动力来驱动车轮。车辆变速器分为手动变速器、自动变速器以及无极变速器，手动变速器允许驾驶者选择换档档位，自动变速器能基于车辆的行驶状态自动换挡，无极变速器在无需特定数目的齿轮的情况下执行连续换挡。
具体地，自动变速器是当车辆正在行驶时基于行驶状态自动改变传动比的装置。自动变速器可通过减小换挡的负载提供行驶便利性，以及通过提供平滑的启动、加速及减速过程提高驾驶质量。在具有这种自动变速器的车辆中，安装有能够使驾驶者基于行驶条件改变变速模式的换挡杆。因此，驾驶者可以基于驾驶情况操纵换挡杆来选择停车挡(p)、后退挡(r)、空挡(n)，或者驱动挡(d)。
当驾驶员不当操作、换挡杆制造安装误差偏大或者换挡机构短暂的卡滞造成换挡杆处于p/r/n/d中间位置(即两个档位之间)超过170ms，tcu(transmissioncontrolunit，自动变速箱控制单元)发出的tcu_tgslever信号值置为0xf:invalid。当esc(electronicstabilitycontroller，车身电子稳定性控制系统)持续收到tcu_tgslever信号为0xf的时间t0＞250ms时，esc系统功能降级，此时仪表“esc系统故障”警示灯会常亮。此时需要重新进行igoff(熄火)、igon(点火)操作，警示灯熄灭，esc功能恢复，但这样会严重影响行车安全及用户体验。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种换挡杆位置识别系统及方法，以缓解由于换挡杆处于中间位置而导致esc系统功能降级、esc故障警示灯常亮的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种换挡杆位置识别系统，包括档位开关、与所述档位开关的各个档位一一对应连接的档位传感器，自动变速箱控制单元tcu及车身电子稳定性控制系统esc；各个所述档位传感器均与所述tcu连接，所述tcu与所述esc连接；
所述档位传感器用于检测对应的档位开关的位置信号，发送所述位置信号至所述tcu；
所述tcu用于根据所述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号，将所述档位状态信号发送至所述esc，并进行档位状态提示；
所述esc接收所述档位状态信号，当检测到所述档位状态信号为中间状态对应的中间状态信号时，确定当前自动变速箱处于换挡过程中且不存在tcu信号无效故障；
其中所述中间状态表示换挡杆处于任意两个档位之间的状态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括仪表，所述仪表与所述tcu连接；
所述tcu发送所述档位状态信号至所述仪表；
所述仪表接收所述档位状态信号，当所述档位状态信号为所述中间状态信号时，消除档位显示以进行中间状态提示。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括采样电路和esc故障警示灯，所述采样电路分别与所述档位传感器、所述tcu连接，所述esc故障警示灯与所述esc连接；
所述采样电路用于检测所述档位传感器的电气信号，将所述电气信号发送至所述tcu；
所述tcu接收所述电气信号，当所述tcu根据所述电气信号确定所述档位传感器存在电气故障时，发送档位无效信号至所述esc；
所述esc根据所述档位无效信号，确定esc系统功能降级，控制所述esc故障警示灯点亮。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述仪表还与所述esc连接；
所述esc在上电后的第一预设时间内进行esc自检，当所述esc存在故障时，发送esc故障指令至所述仪表。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述仪表在上电后的第二预设时间内进行仪表自检，以确定仪表内的各个指示灯能否正常点亮；
自检完成后，当监测到存在所述esc发送的esc故障指令时，控制仪表内的esc故障警示灯点亮；
其中所述第二预设时间大于所述第一预设时间。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当所述tcu检测到各个所述档位传感器发送的位置信号均为低电平时，确定当前自动变速箱的档位状态信号为中间状态信号。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述tcu通过can总线与所述esc连接，所述can总线包括低位数据线和高位数据线。
第二方面，本发明实施例还提供一种换挡杆位置识别方法，应用于第一方面及其任一种可能的实施方式所述的换挡杆位置识别系统，包括：
所述档位传感器检测对应的档位开关的位置信号，发送所述位置信号至所述tcu；
所述tcu根据所述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号，将所述档位状态信号发送至所述esc，并进行档位状态提示；
所述esc接收所述档位状态信号，当检测到所述档位状态信号为中间状态对应的中间状态信号时，确定当前自动变速箱处于换挡过程中且不存在tcu信号无效故障；
其中所述中间状态表示换挡杆处于任意两个档位之间的状态。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述进行档位状态提示包括：
所述tcu发送所述档位状态信号至仪表；
所述仪表接收所述档位状态信号，当所述档位状态信号为所述中间状态信号时，消除档位显示以进行中间状态提示。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述tcu根据所述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号包括：
当所述tcu检测到各个所述档位传感器发送的位置信号均为低电平时，确定当前自动变速箱的档位状态信号为中间状态信号。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明提供的实施例中，换挡杆位置识别系统包括多个档位开关、与多个档位开关一一对应连接的档位传感器，自动变速箱控制单元tcu及车身电子稳定性控制系统esc；各个档位传感器均与tcu连接，tcu与esc连接。档位传感器用于检测对应的档位开关的位置信号，发送位置信号至tcu；tcu用于根据位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号，将档位状态信号发送至esc，并进行档位状态提示；esc接收档位状态信号，当检测到档位状态信号为中间状态对应的中间状态信号时，确定当前自动变速箱处于换挡过程中且不存在tcu信号无效故障；其中中间状态表示换挡杆处于任意两个档位之间的状态。在本发明实施例提供的技术方案中，细化档位状态即增加中间状态，在检测到当前档位状态为中间状态时，进行中间状态提示从而直观的向客户反馈当前档位存在问题；同时esc识别到该中间状态后屏蔽故障，保持esc系统功能正常。这样避免了换挡杆在中间位置超时时导致的esc系统功能降级、esc故障指示灯常亮的问题，进而保证行车安全并提高用户体验。
本发明的其他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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种换挡杆位置识别系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种换挡杆位置识别系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种换挡杆位置识别方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种换挡杆位置识别方法的结构示意图。
图标：
100-档位开关；110-档位传感器；120-tcu；130-esc；140-仪表。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
目前当驾驶员不当操作、换挡杆制造/装配误差偏大，换挡机构短暂的卡滞造成换挡杆处于p/r/n/d的中间位置而超时时，esc系统功能降级，esc报tcu信号无效故障，影响行车安全及用户体验。基于此，本发明实施例提供的一种换挡杆位置识别系统及方法，细化了档位状态即增加中间状态，在检测到当前档位状态为中间状态时，进行中间状态提示从而直观的向客户反馈当前档位存在问题；同时esc识别到该中间状态后屏蔽故障，保持esc系统功能正常。这样避免了换挡杆在中间位置超时时导致的esc系统功能降级、esc故障指示灯常亮的问题，进而保证行车安全并提高用户体验。
本发明提供的技术可以但不限于应用于对自动挡汽车中自动变速器的档位识别过程中，通过相关的硬件或者软件实现。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种换挡杆位置识别系统进行详细介绍。
图1示出了本发明实施例提供的一种换挡杆位置识别系统的结构示意图。该换挡杆位置识别系统包括档位开关100、与档位开关中各个档位的一一对应连接的档位传感器110，自动变速箱控制单元tcu120及车身电子稳定性控制系统esc130。其中，各个档位传感器110均与tcu120连接，tcu120与esc130连接。在可能的实施例中，tcu120通过can(controllerareanetwork，控制器局域网络)总线与esc130连接，档位开关中的各个档位、档位传感器及tcu之间通过档位开关硬线连接，从而传输档位开关的位置信号。
在可能的实施例中，上述档位开关的型号为eb29a，档位传感器的型号为bd01b。上述can总线包括低位数据线和高位数据线，通过高低位数据线，从而降低can总线对电磁干扰的敏感度。
具体地，档位传感器用于检测对应的档位开关的位置信号，发送该位置信号至tcu。其中该位置信号用于标识换挡杆所处的位置。在可能的实施例中，档位开关至少包括p档(停车挡)、r档(倒车档)、n档(空挡)及d档(前进档)。
tcu用于根据上述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号，将该档位状态信号发送至esc，并进行档位状态提示。具体地，tcu中增加了中间状态，该中间状态表示换挡杆处于任意两个档位之间的状态，即换挡杆处于两个档位之间的位置时。在可能的实施例中，档位状态包括p档状态、r档状态、n档状态、d档状态及中间状态。具体地，各个状态信号携带有其对应的标识，该标识可以用状态位表示，在可能的实施例中，中间状态标识利用状态位0x0表示。
另外，上述的对各个档位状态提示的方式在本实施例中不作限定，如可以通过指示灯、语音提示、振动等多种方式进行。
在可能的实施例中，图2示出了本发明实施例提供的另一种换挡杆位置识别系统的结构示意图。在图1所示的换挡杆位置识别系统的技术上，该档位杆位置识别系统还包括仪表140，仪表140与tcu连接。具体地，可以仪表与tcu通过can总线连接。
这样可以采用仪表进行档位状态提示。具体地，tcu发送档位状态信号至仪表；仪表接收该档位状态信号，当该档位状态信号为中间状态信号时，消除档位显示以进行中间状态提示。也就是仪表在接收到中间状态信号后不显示各个档位(如p档、n档、r档或者d档)，从而提示驾驶员挂挡失误，当前的档位状态信号有问题。
esc接收上述档位状态信号，当检测到该档位状态信号为中间状态对应的中间状态信号时，确定当前自动变速箱处于换挡过程中且不存在tcu信号无效故障。即该esc可以识别出中间状态并屏蔽掉esc系统故障。
在本发明实施例提供的技术方案中，细化档位状态即增加中间状态，在检测到当前档位状态为中间状态时，进行中间状态提示从而直观的向客户反馈当前档位存在问题；同时esc识别到该中间状态后屏蔽故障，保持esc系统功能正常。这样避免了换挡杆在中间位置超时时导致的esc系统功能降级、esc故障指示灯常亮的问题，进而保证行车安全并提高用户体验。
在可能的实施例中，上述换挡杆位置识别系统的工作过程包括以下几个方面：
(1)esc自检：上述仪表还与esc连接；esc在上电后的第一预设时间内进行esc自检，当esc存在故障时，发送esc故障指令至仪表。
在可能的实施例中，上述第一预设时间为1.5秒。
(2)仪表自检：仪表在上电后的第二预设时间内进行仪表自检，以确定仪表内的各个指示灯能否正常点亮。
其中第二预设时间大于第一预设时间，在可能的实施例中，上述第二预设时间为3秒。
仪表自检完成后，当监测到存在esc发送的esc故障指令时，控制仪表内的esc故障警示灯点亮。
(3)正常工作后，档位杆的位置信号由档位传感器通过档位开关硬线传输至tcu。tcu通过硬线电平信号判断档位状态，并进行电气功能诊断。
在可能的实施例中，当某一档位传感器通过硬线传送的位置信号为高电平时，则确定当前档位为该档位传感器对应的档位。当tcu检测到各个档位传感器发送的位置信号均为低电平时，说明各个档位均无效，确定当前自动变速箱的档位状态信号为中间状态信号。
进一步地，tcu将处理后的档位状态信号(表示为tcu_tgslever信号)号发送到can总线。如果位置信号为高电平，仪表接收tcu_tgslever信号后显示p/r/n/d挡位中的任一档位，esc接收tcutgslever信号，并根据该tcutgslever信号做出相应的esc相关功能策略(esc对该信号也做故障诊断)。
在可能的实施例中，上述档位还包括m档(手动挡)，及一档和二挡。上述tgslever信号定义如下：
0x0：选择中间状态；
0x4：选择m档状态；
0x5：选择d档状态；
0x6：选择n档状态；
0x7：选择r档状态；
0x8：选择p档状态；
0x9：选择2档状态；
0xa：选择1档状态；
0xf：档位状态信号无效。
(4)当换挡杆处于中间位置时，档位传感器无高电平输入至tcu，tcu判断此时处于中间状态，档位杆正在换挡过程中。因此tcu发送的tcu_tgslever信号的值置0x0。而仪表接受到这个信号后，识别出中间状态，不显示挡位来提示驾驶员挡位信号有问题，并确定不存在tcu信号无效故障，保持esc系统功能正常。
进一步地，如果挡位传感器线束出现短路或断路问题，tcu可以通过电气诊断出来并且通过can总线传输tcu_tgslever信号置0xf：invalid。esc系统正常检测到故障实现功能降级，esc故障警示灯点亮。
在可能的实施例中，上述电气诊断可以通过以下方式：
上述换挡杆位置识别系统还包括采样电路和esc故障警示灯，采样电路分别与档位传感器、tcu连接，esc故障警示灯与esc连接。具体地，该esc故障警示灯设置在仪表上。采样电路用于检测档位传感器的电气信号，将该电气信号发送至tcu；tcu接收上述电气信号，当tcu根据该电气信号确定档位传感器存在电气故障时，发送档位无效信号至esc。esc根据该档位无效信号，确定esc系统功能降级，控制esc故障警示灯点亮。
具体地，上述采集电路可以是包括采样电阻的硬件电路，该硬件电路将采样电阻的电压值传送至tcu，tcu根据该电压值判断档位传感器的线束是否对电源、对地短路或开路，当存在短路或者开路时，生成档位无效信号。
综上所述，在本发明实施例中，在换挡杆处于p/r/n/d中间位置时，通过细化换挡杆状态，esc能识别中间状态并屏蔽故障，提升用户感受。
1)当换挡杆处于中间状态时，tcu_tgslever信号增加状态位：0x0。仪表接收到这个信号后不显示挡位来提示驾驶员挡位信号有问题。
2)esc接收到tcu_tgslever信号值置0x0，判断档位处于中间状态即换挡过程中。该状态esc无tcu信号无效故障，保持esc系统功能正常。
相比于现有技术，本发明通用化程度极高。其他esc配置自动挡车型中，can矩阵可直接参考本方案设计，即增加中间状态对应的状态位，从而避免出现esc报警及功能降级。本发明能彻底解决由于换挡杆位置在中间状态，esc系统功能降级、esc故障警示灯常亮问题。通过仪表不显示挡位状态的方式，直观的反馈给客户及售后：车辆存在故障。
在一些实施例中，也可以进行另外的设置，如关闭上述完全屏蔽故障的功能，开启部分屏蔽功能。具体地，可以通过设置换挡杆处于p/r/n/d中间位置持续时间t1来过滤一些非法操作。即如果tcu识别出换挡杆处于中间位置，且处于中间位置的时间大于等于t1，则生成档位无效信号至esc，esc根据该档位无效信号确定存在tcu信号无效故障，并进行报警。
针对于上述换挡杆位置识别系统，图3示出了应用于该换挡杆位置识别系统的方法，该方法包括：
步骤s301，档位传感器检测对应的档位开关的位置信号，发送位置信号至tcu。
步骤s302，tcu根据上述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号，将该档位状态信号发送至esc，并进行档位状态提示。
其中，在可能的实施例中，步骤s302中：tcu根据上述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号包括：当tcu检测到各个档位传感器发送的位置信号均为低电平时，确定当前自动变速箱的档位状态信号为中间状态信号。
步骤s303，esc接收档位状态信号，当检测到该档位状态信号为中间状态对应的中间状态信号时，确定当前自动变速箱处于换挡过程中且不存在tcu信号无效故障；
其中中间状态表示换挡杆处于任意两个档位之间的状态。
进一步地，图4示出了本发明实施例提供的另一种换挡杆位置识别方法的流程示意图，该方法是在图3所示方法的基础上进行改进。该方法包括：
步骤s401，档位传感器检测对应的档位开关的位置信号，发送位置信号至tcu。
步骤s402，tcu根据上述位置信号确定当前自动变速箱的档位状态信号。
步骤s403，tcu发送上述档位状态信号至仪表；
步骤s404，仪表接收该档位状态信号，当该档位状态信号为中间状态信号时，消除档位显示以进行中间状态提示。
步骤s405，tcu将上述档位状态信号发送至esc。
步骤s406，esc接收档位状态信号，当检测到该档位状态信号为中间状态对应的中间状态信号时，确定当前自动变速箱处于换挡过程中且不存在tcu信号无效故障。
其中，tcu执行步骤s403和步骤s405先后顺序，这里不做限定。
具体地，上述图3和图4所示的方法的各个步骤的具体执行过程可以参照上述图1和图2中系统的实施例的执行过程，这里不再赘述。
本发明实施例提供的换挡杆位置识别方法，与上述实施例提供的换挡杆位置识别系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例所提供的进行换挡杆位置识别方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。