汽車旋鈕換檔器的檔位燈光檢測方法

王楷

摘 要：汽車DCT（Double Clutch Transmission）電子換檔器實際上是一種傳遞駕駛員意圖的執行機構。換擋器內部集成電控單元，通過CAN總線，與DCT變速箱控制單元（TCU）進行通訊，傳遞相應的檔位給變速箱控制器。DCT換檔器的檔位信號是電子信號，通過霍爾感應方式實現的，因此我們也稱電子換檔器。它避免了傳統換擋精度查，耐久性不高等問題。本論文分享了一種旋鈕換擋器燈光亮度的自動檢測裝置，一機架上設置有一能夠遮光的暗箱，所述暗箱內設有支架，所述支架上安裝有一個與待檢測換擋器的底端形狀相吻合的底座，所述底座上設有用于向待檢測換擋器提供工作電源的接插件，所述底座的正上方設有蓋板，所述蓋板下端連接與待檢測換擋器上端外廓相吻合的壓塊，使待檢測換擋器能夠固定于所述壓塊和所述底座之間，且所述壓塊中部開設有通槽用于使待檢測換擋器的各指示燈露出;所述蓋板上還安裝有具有多個通道的采光模塊，可一一對應的采集各個指示燈的光信號;所述蓋板還連接有一升降式機構。

關鍵詞：電子換檔器 旋鈕換檔器 燈光檢測 換檔器燈光檢測

Light Detection Method of Automobile Knob Shifter

Wang Kai

Abstract：DCT （Double Clutch Transmission） is a kind of actuator which transmits the driver's intention. The electronic control unit is integrated in the shifter， which communicates with DCT transmission control unit （TCU） through CAN bus， and transmits the corresponding gear to the transmission controller. The gear signal of DCT shifter is electronic signal， which is realized by hall induction， so it is called electronic shifter， which avoids the problems of traditional shift accuracy and low durability. This paper shares an automatic detection device for light brightness of knob shifter. A frame is provided with a dark box which can block light. The dark box is provided with a bracket. The bracket is installed with a base which is consistent with the shape of the bottom end of the shifter to be detected. The base is provided with a connector which is used to provide working power for the shifter to be detected， and a bracket is arranged right above the base. There is a cover plate， and the lower end of the cover plate is connected with a pressure block which is consistent with the outer contour of the upper end of the gear shifter to be detected， so that the gear shifter to be detected can be fixed between the pressure block and the base， and a through groove is set in the middle of the pressure block to expose each indicator light of the gear shifter to be detected; a daylighting module with multiple channels is also installed on the cover plate， which can collect each indicator light one by one. The cover plate is also connected with a lifting mechanism.

Key words：electronic shifter， knob shifter， light detection， shifter light detection

1 研究背景

手動換檔器，國內企業研究的還是很透徹的，幾乎占領了整個國內自主品牌的汽車，甚至還做了合資汽車。但自動換檔器，目前大部分掌握在國外企業里，如康斯伯格，格蘭海芬等。實際上，自動換檔器屬于機電一體化的產品，是電子與機械有機的結合體，研究的內容，覆蓋的學科非常廣泛。

而本文想講的電子旋鈕換檔器，比傳統換檔器更依賴與電氣的結合，是裝載在電動車上面的專用換檔器，目前國家大力發展電動汽車，因此電子旋鈕換檔器也是一個大趨勢。

2 電子換檔器功能描述

2.1 功能描述

電子旋鈕換檔器是屬于電子換檔器其中一種通用的且廣泛使用的樣式。

電子旋鈕換檔器系統由檔位的切換和顯示、電磁閥控制、燈光指示燈功能組合而成。具體功能描掃如表1所示。

2.2 功能框圖

如圖1所示。

3 電子換檔器如何進行燈光檢測

3.1 背景技術

目前，旋鈕式換擋器的燈光主要通過LMK6 color系列成像式亮度計拍照獲取燈光值。現階段這種方式做燈光檢測存在以下不足：

（1）LMK6 color系列成像式亮度計每次拍照只獲取1個檔位的燈光數值，多個檔位同時拍攝會影響對焦和亮度值;為了防止其他燈光的干擾，要將其它的檔位燈光蓋住，一般產品的4個檔位就需要4次拍照對焦獲取燈光值，檢測效率低;其面板上具有發光的旋鈕指示燈，各指示燈分別顯示P、R、N、D四個擋位的信號燈光，還具有一個發光的ECO（E/S）按鈕指示燈。傳統檢測燈光采用LMK6 color系列亮度計進行該換擋器的燈具全面檢測需要至少5-6次拍攝。（2）每次拍照對焦時，亮度計擺放會影響對焦時間，所以每個擋位燈光的對焦時間不同，燈光測量值會出現誤差。存在一定的局限性。

3.2 新型燈光檢測方法

3.2.1 機械結構

本論文分享一種全新的燈光檢測方法，本論文的機構方案如圖3所示，應用場所是電子旋鈕換檔器的燈光亮度全自動檢測，用于電子旋鈕換檔器量產過程中產品全檢測，可以解決現階段電子旋鈕換檔器燈光檢測成本高，檢測時間長，檢測誤差大，無法滿足客戶燈光檢測品質要求等問題。

此機構的主要工作原理是：制造一個密閉的暗箱，投放產品后，利用上下運動的氣缸對產品固定。產品通電后發光，通過6個采光通道，對燈光數據進行同步采集，采集到電腦后，通過與標準件的參數進行比較，確認產品的燈光值是否在合格范圍內，如不合格，則設備報警，如合格，則投入下一個產品。

3.2.2 軟件結構

接通電源后，由專門開發的控制器，使換擋器的各指示燈同時發光，采光模塊的各探頭分別采集各指示燈發出的光信號后經對應的通道將光信號轉換為電信號，再將電信號轉換為數字信號，再經后臺的分析程序分析后輸出各指示燈的燈光亮度。

例如，可以采用上海雷昭光電測控技術有限公司開發的FMCT多點快速光色測試系統，由該系統連接采光模塊，控制采光模塊的各探頭同時采集各指示燈所發出的光信號，光信號通過各自的通道反饋至FMCT多點快速光色測試系統，由測試系統輸出每個指示燈的亮度值。

3.2.3 機構原理

本論文所述的6個采光模塊的通道包括導光光纖、光電二極管和A/D轉換器，所述光電二極管在反向電壓作用下將采集的指示燈光信號轉換為電信號，電信號由所述數據轉換接頭傳輸至A/D轉換器，再經所述A/D轉換器轉換為數字信號。通過數字信號進行對比及判定。

4 燈光檢測機構的特點

本電子換檔器專用機構的特點：（1）本機構開發了一款市面上沒有的旋鈕換擋器燈光檢測專用設備，采用了密閉的環境下進行旋鈕換擋器多檔位的燈光同時檢測的新型機構，并且將燈光值量化，軟件可以自行判斷測量的燈光值是否在規格之內，保證旋鈕換擋器量產產品的批量燈光檢測的效率和達到客戶燈光檢測要求。（2）該機構專門開發了2個專門的燈光檢測軟件。軟件1：“電子換擋器下線老化助手”。開發目的：正常汽車行駛中只有1個檔位能亮，此軟件能夠同時使4個檔位的燈光同時亮起，從而進行同時測量。減少大量的燈光檢測時間。軟件2：“FMCT多點快速光色測試系統”。開發目的：使燈光檢測值量化，并且可判定是否在規格之內，時刻監控防止不良品的流出。

5 電子換檔器的發展方向

通過以上功能的描述可以看出，汽車AT電子換檔器的功能相比機械換檔器更強大，也更為智能化，它不僅僅是一個換擋顯示界面，更提供給操作者更多的信息量，以便操作者能夠及時方便地了解變速器的健康情況。今后隨著電子信息化的逐步滲透，電子換檔器的軟件功能會更加強大，并向以下3個方向發展：

（1）智能信息化。隨著電子信息技術的不斷發展，像5G通訊和智能網聯的融入，未來的汽車更加注重人車互動，換檔器的顯示屏和按鈕可以集成到智能儀表中，通訊協議可以直接使用5G通訊和變速器交互，將變速器的信息直接顯示到儀表中，并使用觸摸屏作為觸動駕駛員請求的動力經濟的模式切換等功能。（2）集成化程度高。隨著緩速器等部件在自動換檔器上的一體化，換檔器和緩速器一體化的產品會越來越多，或者是一些變速器的故障燈，甚至是換檔器直接與HUD汽車抬頭顯示儀結合現在都有汽車企業正在開發。（3）電子式換檔器個性化和美觀化。隨著材料工藝水平的不斷提升和氛圍燈光的不斷開發，在相同性能的基礎上，電子式換檔器越來越具有個性化，換檔器外觀和燈光會更加炫彩美觀。

6 結語

隨著電動車能源車的飛速發展，帶動電子換檔器技術的高速前進。目前汽車自動換檔器正突飛猛進地發展，大量匹配自動換檔器已是大勢所趨。各汽車廠商紛紛投入大量的精力與財力研發自己的自動換檔器，用戶對變速器的要求也越來越高，既要求安全性的同時，也要求美觀性和便捷性好。

無論是什么式樣的電子換檔器，燈光檢測環節都必不可少，如果質量環節都把控不好，談何銷售，談何成長。本文旨在提供一種電子換檔器的燈光檢測思路，希望引起讀者對電子換檔器的燈光檢測思想的啟發，從而研發出最適合本機構，本單位的燈光檢測設備。

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