專利名稱：具有最大化可用性的電子變速器換擋體系架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子變速器控制，以及更具體地涉及范圍選擇(range selection)。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)描述旨在大體介紹本發(fā)明的背景。在本背景技 術(shù)部分中描述的當(dāng)前指定的發(fā)明人的工作以及在提交申請時不得視為 現(xiàn)有技術(shù)的該描述的各個方面既不明確地也不隱含地認(rèn)為是抵觸本發(fā) 明的現(xiàn)有技術(shù)。
現(xiàn)在參考圖1,示出電子變速器范圍選擇的功能框圖。范圍選擇是 在車輛100中選擇傳動范圍(gear range)的動作，所述傳動范圍諸如 停車擋、倒車擋、空擋、行車擋、低速擋或超速擋(overdrive)。車 輛100包括換擋器(shifter )模塊112。駕駛員使用換擋器模塊112來 選擇范圍。
換擋器模塊112可以通過使用傳感器來確定駕駛員輸入的位置。駕 駛員輸入可以包括例如桿、按鈕或踏板。來自所述傳感器的讀數(shù) (reading)可以被傳送到換擋器解釋模塊(shifter interpretation module, SIM) 110。 SIM 110然后可以解釋傳感器讀數(shù)，確定駕駛員選 擇了哪個范圍，并傳送范圍請求到發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM) 104和變速器 控制模塊(TCM) 106。
發(fā)動機(jī)控制模塊104控制發(fā)動機(jī)102。發(fā)動機(jī)控制模塊104可以使 用來自發(fā)動機(jī)102的數(shù)據(jù)控制車輛100的部件。TCM 106可以采用不同 方式接收該范圍請求。例如，TCM 106可以通過直接連接或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)來 接收該范圍請求。TCM 106使用該范圍請求來控制變速器108。

發(fā)明內(nèi)容
一種系統(tǒng)包括換擋器模塊、發(fā)動機(jī)控制模塊以及變速器控制模塊。 換擋器模塊基于駕駛員輸入的位置來生成位置信號。發(fā)動機(jī)控制模塊控 制發(fā)動機(jī)，基于位置信號到多個變速器傳動范圍的映射選擇該多個變速 器傳動范圍中的一個，以及基于所選擇的變速器傳動范圍來生成范圍請 求信號。變速器控制模塊基于所述范圍請求信號來控制變速器。
在進(jìn)一步的特征中，駕駛員輸入包括桿，并且位置信號基于所述桿 的位置。在更進(jìn)一步的特征中，所述桿的位置基于所述桿的角度。在其 他特征中，換擋器模塊包括駕駛員輸入、傳感器、編碼模塊以及傳輸
(transmitting)模塊。傳感器基于駕駛員輸入的位置生成第一信號。 編碼模塊對第一信號編碼以生成位置信號。傳輸模塊將位置信號傳送到 發(fā)動機(jī)控制模塊。
在其他特征中，發(fā)動機(jī)控制模塊包括接收模塊、解碼模塊和解釋模 塊。接收模塊接收位置信號。解碼模塊對所接收的位置信號進(jìn)行解碼。 解釋才莫塊選擇所選擇的變速器傳動范圍并生成范圍請求信號。在其他特 征中，當(dāng)變速器控制模塊失靈(malfunction)時，發(fā)動機(jī)控制模塊控 制變速器。
在其他特征中，該系統(tǒng)還包括備用變速器控制模塊，當(dāng)變速器控制 模塊失靈時，所述備用變速器控制模塊控制變速器。在其他特征中，發(fā) 動機(jī)控制模塊基于范圍請求信號和變速器控制模塊的狀態(tài)來生成狀態(tài) 信號。在其他特征中，該系統(tǒng)還包括駕駛員信息中心，所述駕駛員信息 中心基于所述狀態(tài)信號選擇性地產(chǎn)生視覺指示器和聽覺指示器中的至少^。
一種方法包括基于駕駛員輸入的位置使用換擋器模塊來生成位置 信號；使用發(fā)動機(jī)控制模塊來控制發(fā)動機(jī)；基于所述位置信號到多個變 速器傳動范圍的映射使用發(fā)動機(jī)控制模塊來選擇該多個變速器傳動范 圍中的一個；基于所選擇的變速器傳動范圍使用發(fā)動機(jī)控制模塊生成范 圍請求信號；以及基于所述范圍請求信號來控制變速器。
在進(jìn)一步的特征中，駕駛員輸入包括桿，并且所述位置信號基于該 桿的位置。在又進(jìn)一步的特征中，該桿的位置基于該桿的角度。在其他 特征中，所述方法進(jìn)一步包括基于駕駛員輸入的位置使用換擋器模塊 生成第一信號；使用換擋器模塊對第一信號進(jìn)行編碼；基于所述編碼使用換擋器模塊生成位置信號；以及將所述位置信號傳送到發(fā)動機(jī)控制模 塊。
在其他特征中，所述方法還包括使用發(fā)動機(jī)控制模塊接收位置信 號；使用發(fā)動機(jī)控制模塊對所接收的位置信號進(jìn)行解碼；以及基于所述 解碼使用發(fā)動機(jī)控制模塊選擇所選擇的變速器傳動范圍。在其他特征 中，所述方法還包括基于變速器控制模塊的狀態(tài)使用發(fā)動機(jī)控制模塊來 控制變速器。在其他特征中，所述方法還包括當(dāng)變速器控制模塊失靈 時，使用發(fā)動機(jī)控制模塊來控制變速器。
在其他特征中，所述方法還包括基于變速器控制模塊的狀態(tài)使用備 用變速器控制模塊來控制變速器。在進(jìn)一步的特征中，所述方法還包括 當(dāng)變速器控制模塊失靈時，使用備用變速器控制模塊來控制變速器。在 其他的特征中，所述方法還包括基于范圍請求信號和變速器控制模塊 的狀態(tài)使用發(fā)動機(jī)控制模塊來生成狀態(tài)信號。在進(jìn)一步的特征中，所述 方法還包括基于所述狀態(tài)信號使用駕駛員信息中心來選擇性地產(chǎn)生視 覺指示器和聽覺指示器中的至少一個。
本發(fā)明的其他可應(yīng)用領(lǐng)域從下文提供的詳細(xì)描述將變得顯而易見。 應(yīng)該理解，詳細(xì)的描述和具體示例僅僅為了說明的目的，而不打算限制
本發(fā)明的范圍。


根據(jù)詳細(xì)的描述和附圖將更徹底地理解本發(fā)明，其中 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電子變速器范圍選擇系統(tǒng)的功能框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性電子變速器范圍選擇系統(tǒng)的功能框 圖；以及
圖3是流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明原理的基于將換擋器模塊連接到 ECM的范圍選擇中執(zhí)行的示例性步驟。
具體實(shí)施例方式
下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，而不打算以任何方式限制本發(fā) 明及其應(yīng)用或用途。為了清楚的目的，在附圖中將使用相同的參考數(shù)字 來表示類似的元件。如這里所用的，短語"A、 B和C中的至少一個，，應(yīng) 該解釋為意指使用非排他性邏輯"或，，的邏輯(A或B或C)。應(yīng)該理解，在不改變本發(fā)明的原理的前提下方法中的步驟可以以不同順序執(zhí)行。
如這里使用的，術(shù)語"模塊"指的是專用集成電路(ASIC)、電子 電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或群 組)和存儲器、組合邏輯電路和/或提供期望功能性的其他合適部件。
在車輛中使用電子變速器范圍選擇以使得車輛的用戶能夠選擇傳 動范圍，諸如停車擋、空擋、倒車擋、行車擋、低速擋和超速擋。換擋 器模塊檢測駕駛員輸入的致動(actuation)。發(fā)動機(jī)控制模塊將該致 動轉(zhuǎn)換為范圍請求。例如，可以通過換擋器模塊來檢測桿的致動。桿的 位置被發(fā)送到發(fā)動機(jī)控制模塊，其中所述桿的位置被轉(zhuǎn)換為范圍請求。 發(fā)動機(jī)控制模塊將該范圍請求傳送到變速器控制模塊，所述變速器控制 模塊基于該范圍請求控制變速器。先前，換擋器解釋模塊將駕駛員輸入 的致動轉(zhuǎn)換為范圍請求。換擋器解釋模塊也將該范圍請求傳送到變速 器。
在本發(fā)明中，已經(jīng)從系統(tǒng)中消除了換擋器解釋模塊且其功能被合并 到發(fā)動機(jī)控制模塊中。通過這么做，系統(tǒng)可變得更可靠，因?yàn)闇p少了系 統(tǒng)中可能發(fā)生故障的部件的數(shù)量。并且，因?yàn)椴皇褂脫Q擋器解釋模塊， 所以可以降4氐車輛成本。
現(xiàn)在參考圖2，示出根據(jù)本發(fā)明的原理的示例性電子變速器范圍選 擇系統(tǒng)的功能框圖。電子變速器范圍選擇可以通過將換擋器模塊202直 接連接到發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM) 204來執(zhí)行，如圖2所示。在多種實(shí)施 方式中，換擋器模塊202可以諸如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)、電纜連接或無線地被直接 連接到ECM 204。僅僅作為示例，可以利用諸如控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 或本地互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)來實(shí)現(xiàn)該連接。
換擋器模塊202包括駕駛員輸入206,所述駕駛員輸入206可以包 括桿、按鈕或踏板。駕駛員可以使用所述駕駛員輸入206來選擇傳動范 圍，所述傳動范圍諸如停車擋、倒車擋、空擋、行車擋、低速擋或超速 擋。換擋器模塊202還可以包括傳感器208、編碼模塊210以及傳輸模 塊209。
可以使用傳感器208來檢測駕駛員輸入206的使用。例如，駕駛員 輸入206可以包括桿，以及傳感器208可以測量該桿的角度。來自傳感 器208的輸出可以被傳送到編碼模塊210，所述編碼模塊210可以位于所述換擋器模塊202內(nèi)。
編碼模塊210可以對來自傳感器208的輸出進(jìn)行編碼。編碼模塊210 然后可以將編碼信號傳送到傳輸模塊209。傳輸模塊209接收來自編碼 模塊210的信號，并將所述信號中繼(relay)到ECM 204，或者更具體 地將所述信號中繼到可位于ECM 204內(nèi)的接收模塊211。通過接收模塊 211來接收所述信號。然后,接收模塊211可以將該信號傳送到解碼模 塊212，在所述解碼模塊212處對該信號進(jìn)行解碼。然后，將解碼后的 信號傳送到解釋才莫塊214。解釋模塊214可以讀取、診斷(diagnose) 以及解釋解碼后的信號，從而確定范圍請求。
存在多種方法來編碼、解碼以及解釋信號，諸如利用軟件或硬件。 例如，可以使用單緣半字節(jié)傳輸(single edge nibble transmission, SENT)來對傳感器信號編碼。SENT是一種使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器和脈寬調(diào)制技 術(shù)來代替數(shù)字總線的方法。然后，可以在ECM 204中對編碼信號進(jìn)行診 斷和解釋。解釋模塊214將范圍請求傳送到變速器控制模塊(TCM) 216、 監(jiān)控模塊217和備用TCM模塊222。
TCM 216基于該范圍請求來控制變速器219。 TCM 216和監(jiān)控模塊 217都可以將范圍請求傳送到車身控制模塊(BCM) 218，以在駕駛員信 息中心(DIC) 220中顯示。在部件可能無法正常運(yùn)行的情況下，這由作 為備用的監(jiān)控模塊217來完成。例如，如果TCM 216運(yùn)行不正常，則因 為監(jiān)控模塊217仍然知道所請求的范圍，所以系統(tǒng)可以繼續(xù)操作。
監(jiān)控模塊217監(jiān)控所述范圍請求以及來自車輛部件的狀態(tài)信號。例 如，發(fā)動機(jī)213可以包括發(fā)動機(jī)傳感器，諸如每分鐘轉(zhuǎn)速(,)傳感 器215,監(jiān)控模塊217監(jiān)控所述發(fā)動機(jī)傳感器。還可以監(jiān)控TCM 216。 如果TCM 216處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),則監(jiān)控模塊217可以傳送范圍請求到 車身控制模塊218。如果TCM 216運(yùn)行不正常,則ECM 204可以進(jìn)入跛 行回家(limp home)模式。
在跛行回家模式中，可以驅(qū)動(drive)車輛直到發(fā)動機(jī)關(guān)閉。僅 舉例來說，在TCM 216發(fā)生故障的情況下,可以由另一控制器(諸如ECM 204或備用TCM模塊222 )使用該范圍請求來控制變速器。例如，備用 TCM模塊222可以控制車輛中的其他功能，以及當(dāng)TCM216發(fā)生故障時, 備用TCM模塊222可以接收范圍請求并控制變速器219。在多種實(shí)施方 式中，備用TCM模塊222的功能可以被合并在ECM 204中。當(dāng)車輛處于跛行回家模式中時，監(jiān)控模塊217可以將消息信號傳送 到車身控制沖莫塊218以在DIC 220中顯示。DIC 220可以通知駕駛員車 輛處于跛行回家模式。在關(guān)閉發(fā)動機(jī)之后，直到TCM 216正常運(yùn)轉(zhuǎn)或被 更換才可以驅(qū)動車輛。
如果ECM 204不運(yùn)轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)依然可以是安全的。例如，如果駕駛 員嘗試在ECM 204運(yùn)轉(zhuǎn)不正常的時候發(fā)動汽車，則發(fā)動機(jī)可能無法啟動。 變速器219可以依賴于液壓來換擋，并且因?yàn)榘l(fā)動機(jī)不在運(yùn)行所以可能 無法從停車擋換出。如果當(dāng)ECM 204發(fā)生故障時發(fā)動機(jī)正在運(yùn)行，則發(fā) 動機(jī)可以立即關(guān)掉(shut down)，導(dǎo)致變速器219回到(revert to)
停車擋。
現(xiàn)在參考圖3,流程圖示出基于將換擋器模塊連接到ECM的范圍選 擇中執(zhí)行的示例性步驟?？刂剖加诓襟E300,其中，確定駕駛員輸入的 位置。僅舉例來說，所述位置可以是桿的位置或按鈕或踏板的致動。控 制然后轉(zhuǎn)到步驟302,在步驟302將當(dāng)前位置與先前位置進(jìn)行比較。如 果其不同，則控制轉(zhuǎn)到步驟304;否則，控制返回步驟300。
在步驟304，對新位置進(jìn)行編碼以傳輸?shù)桨l(fā)動機(jī)控制模塊?？刂迫?后轉(zhuǎn)到步驟306,在步驟306將新位置傳送到發(fā)動機(jī)控制;f莫塊。下一個 步驟是308,在步驟308確定發(fā)動機(jī)控制模塊的功能性。如果ECM在運(yùn) 轉(zhuǎn)，則控制轉(zhuǎn)到步驟310;否則，控制轉(zhuǎn)到步驟328。在步驟328，關(guān)閉 發(fā)動機(jī)。在步驟328后，控制轉(zhuǎn)到步驟330，在步驟330變速器回到停 車擋。
在步驟310,對新位置進(jìn)行解碼。然后在步驟312,將解碼后的信 號轉(zhuǎn)換為范圍請求。然后，控制轉(zhuǎn)到步驟314，在步驟314接收TCM的 狀態(tài)?？刂迫缓筠D(zhuǎn)到步驟316，在步驟316 4企查TCM來確定TCM是否正 常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果TCM正常運(yùn)轉(zhuǎn)，控制轉(zhuǎn)到步驟318;否則，控制轉(zhuǎn)到步驟 317。在步驟318, TCM根據(jù)范圍請求來調(diào)節(jié)變速器?？刂迫缓筠D(zhuǎn)回到步 驟300。
如果在步驟316 TCM運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，控制轉(zhuǎn)到步驟317，在步驟317, 諸如ECM的備用控制器接管變速器的控制?？刂迫缓筠D(zhuǎn)到步驟320，在 步驟320將TCM的狀態(tài)和/或出錯傳輸?shù)紹CM。下一個步驟是322，在步 驟322 DIC指示所迷狀態(tài)和/或出錯?？刂迫缓筠D(zhuǎn)到步驟324,在步驟 324進(jìn)行檢查以確定發(fā)動機(jī)是否在運(yùn)行。如果發(fā)動機(jī)在運(yùn)行，則下一個步驟是326，在步驟326控制等待駕駛員選擇停車擋；否則，控制轉(zhuǎn)到 步驟330且變速器回到停車擋。在步驟326之后，在步驟328關(guān)閉發(fā)動 機(jī)。在步驟328之后，控制繼續(xù)進(jìn)行到步驟330且變速器回到停車擋。 本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在根據(jù)前面描述可以理解，能夠以多種形式來實(shí) 現(xiàn)本公開的廣泛指導(dǎo)。因此，雖然本公開包括特定示例，本公開的真實(shí) 范圍不應(yīng)該被如此限制，因?yàn)閷τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員來說在研究附圖、說 明書和下面的權(quán)利要求書之后其他修改將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括換擋器模塊，其基于駕駛員輸入的位置生成位置信號；發(fā)動機(jī)控制模塊，所述發(fā)動機(jī)控制模塊控制發(fā)動機(jī)，基于所述位置信號到多個變速器傳動范圍的映射來選擇所述多個變速器傳動范圍中的一個，以及基于所述選擇的變速器傳動范圍來生成范圍請求信號；以及變速器控制模塊，其基于所述范圍請求信號來控制變速器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述駕駛員輸入包括桿， 以及其中所述位置信號基于所述桿的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述桿的所述位置基于 所述桿的角度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述換擋器模塊包括: 所述駕駛員輸入；傳感器，其基于所述駕駛員輸入的所述位置來生成第一信號； 編碼沖莫塊，其編碼所述第一信號以生成所述位置信號；以及 傳輸模塊，其將所述位置信號傳送到所述發(fā)動機(jī)控制模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機(jī)控制才莫塊包括接收模塊，用于接收所述位置信號； 解碼模塊，用于解碼所述接收的位置信號；以及 解釋模塊，用于選擇所述選擇的變速器傳動范圍以及生成所述 范圍請求信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述變速器控制模塊 失靈時，所述發(fā)動機(jī)控制模塊控制所述變速器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，還包括備用變速器控制模塊， 當(dāng)所述變速器控制模塊失靈時所述備用變速器控制模塊控制所述變 速器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機(jī)控制模塊基 于所述范圍請求信號以及所述變速器控制模塊的狀態(tài)來生成狀態(tài)信 號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括駕駛員信息中心，所述駕駛員信息中心基于所述狀態(tài)信號選擇性地生成視覺指示器和聽覺 指示器中的至少一個。
10. —種方法，包括基于駕駛員輸入的位置使用換擋器模塊生成位置信號；使用發(fā)動機(jī)控制模塊來控制發(fā)動機(jī)；基于所迷位置信號到多個變速器傳動范圍的映射，使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊選擇所述多個變速器傳動范圍中的一個；基于所迷選擇的變速器傳動范圍使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊生成范圍請求信號；以及基于所述范圍請求信號控制變速器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其中，所述駕駛員輸入包括 桿，以及其中所迷位置信號基于所述桿的位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述桿的所述位置基 于所述桿的角度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所迷的方法，還包括 基于所述駕駛員輸入的所述位置使用所述換擋器^t塊生成第一信號；使用所述換擋器模塊編碼所述第一信號； 基于所述編碼使用所述換擋器沖莫塊生成所述位置信號；以及 將所述位置信號傳送到所述發(fā)動機(jī)控制模塊。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊接收所述位置信號；使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊解碼所述接收的位置信號；以及 基于所述解碼使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊選擇所述選擇的變速器 傳動范圍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括基于變速器控制模 塊的狀態(tài)使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊來控制所述變速器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括當(dāng)所述變速器控制 模塊失靈時，使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊來控制所述變速器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，還包括基于變速器控制模 塊的狀態(tài)使用備用變速器控制模塊來控制所迷變速器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括當(dāng)所述變速器控制模塊失靈時，使用所迷備用變速器控制模塊來控制所述變速器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括基于所述范圍請求 信號和變速器控制模塊的狀態(tài)，使用所述發(fā)動機(jī)控制模塊來生成狀 態(tài)信號。
20. 根椐權(quán)利要求19所述的方法，還包括基于所述狀態(tài)信號 使用駕駛員信息中心選擇性地產(chǎn)生視覺指示器和聽覺指示器中的至
全文摘要
本發(fā)明涉及具有最大化可用性的電子變速器換擋體系架構(gòu)。一種系統(tǒng)，包括換擋器模塊、發(fā)動機(jī)控制模塊和變速器控制模塊。換擋器模塊基于駕駛員輸入的位置生成位置信號。發(fā)動機(jī)控制模塊控制發(fā)動機(jī)，基于位置信號到多個變速器傳動范圍的映射選擇所述多個變速器傳動范圍中的一個，以及基于所選擇的變速器傳動范圍來生成范圍請求信號。變速器控制模塊基于范圍請求信號來控制變速器。
文檔編號B60W10/00GK101628579SQ20091014663
公開日2010年1月20日 申請日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者O·S·王 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司