汽车旋钮换档器的档位灯光检测方法

王楷

摘 要：汽车DCT（Double Clutch Transmission）电子换档器实际上是一种传递驾驶员意图的执行机构。换挡器内部集成电控单元，通过CAN总线，与DCT变速箱控制单元（TCU）进行通讯，传递相应的档位给变速箱控制器。DCT换档器的档位信号是电子信号，通过霍尔感应方式实现的，因此我们也称电子换档器。它避免了传统换挡精度查，耐久性不高等问题。本论文分享了一种旋钮换挡器灯光亮度的自动检测装置，一机架上设置有一能够遮光的暗箱，所述暗箱内设有支架，所述支架上安装有一个与待检测换挡器的底端形状相吻合的底座，所述底座上设有用于向待检测换挡器提供工作电源的接插件，所述底座的正上方设有盖板，所述盖板下端连接与待检测换挡器上端外廓相吻合的压块，使待检测换挡器能够固定于所述压块和所述底座之间，且所述压块中部开设有通槽用于使待检测换挡器的各指示灯露出;所述盖板上还安装有具有多个通道的采光模块，可一一对应的采集各个指示灯的光信号;所述盖板还连接有一升降式机构。

关键词：电子换档器 旋钮换档器 灯光检测 换档器灯光检测

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

手動换档器，国内企业研究的还是很透彻的，几乎占领了整个国内自主品牌的汽车，甚至还做了合资汽车。但自动换档器，目前大部分掌握在国外企业里，如康斯伯格，格兰海芬等。实际上，自动换档器属于机电一体化的产品，是电子与机械有机的结合体，研究的内容，覆盖的学科非常广泛。

而本文想讲的电子旋钮换档器，比传统换档器更依赖与电气的结合，是装载在电动车上面的专用换档器，目前国家大力发展电动汽车，因此电子旋钮换档器也是一个大趋势。

2 电子换档器功能描述

2.1 功能描述

电子旋钮换档器是属于电子换档器其中一种通用的且广泛使用的样式。

电子旋钮换档器系统由档位的切换和显示、电磁阀控制、灯光指示灯功能组合而成。具体功能描扫如表1所示。

2.2 功能框图

如图1所示。

3 电子换档器如何进行灯光检测

3.1 背景技术

目前，旋钮式换挡器的灯光主要通过LMK6 color系列成像式亮度计拍照获取灯光值。现阶段这种方式做灯光检测存在以下不足：

（1）LMK6 color系列成像式亮度计每次拍照只获取1个档位的灯光数值，多个档位同时拍摄会影响对焦和亮度值;为了防止其他灯光的干扰，要将其它的档位灯光盖住，一般产品的4个档位就需要4次拍照对焦获取灯光值，检测效率低;其面板上具有发光的旋钮指示灯，各指示灯分别显示P、R、N、D四个挡位的信号灯光，还具有一个发光的ECO（E/S）按钮指示灯。传统检测灯光采用LMK6 color系列亮度计进行该换挡器的灯具全面检测需要至少5-6次拍摄。（2）每次拍照对焦时，亮度计摆放会影响对焦时间，所以每个挡位灯光的对焦时间不同，灯光测量值会出现误差。存在一定的局限性。

3.2 新型灯光检测方法

3.2.1 機械结构

本论文分享一种全新的灯光检测方法，本论文的机构方案如图3所示，应用场所是电子旋钮换档器的灯光亮度全自动检测，用于电子旋钮换档器量产过程中产品全检测，可以解决现阶段电子旋钮换档器灯光检测成本高，检测时间长，检测误差大，无法满足客户灯光检测品质要求等问题。

此机构的主要工作原理是：制造一个密闭的暗箱，投放产品后，利用上下运动的气缸对产品固定。产品通电后发光，通过6个采光通道，对灯光数据进行同步采集，采集到电脑后，通过与标准件的参数进行比较，确认产品的灯光值是否在合格范围内，如不合格，则设备报警，如合格，则投入下一个产品。

3.2.2 软件结构

接通电源后，由专门开发的控制器，使换挡器的各指示灯同时发光，采光模块的各探头分别采集各指示灯发出的光信号后经对应的通道将光信号转换为电信号，再将电信号转换为数字信号，再经后台的分析程序分析后输出各指示灯的灯光亮度。

例如，可以采用上海雷昭光电测控技术有限公司开发的FMCT多点快速光色测试系统，由该系统连接采光模块，控制采光模块的各探头同时采集各指示灯所发出的光信号，光信号通过各自的通道反馈至FMCT多点快速光色测试系统，由测试系统输出每个指示灯的亮度值。

3.2.3 机构原理

本论文所述的6个采光模块的通道包括导光光纤、光电二极管和A/D转换器，所述光电二极管在反向电压作用下将采集的指示灯光信号转换为电信号，电信号由所述数据转换接头传输至A/D转换器，再经所述A/D转换器转换为数字信号。通过数字信号进行对比及判定。

4 灯光检测机构的特点

本电子换档器专用机构的特点：（1）本机构开发了一款市面上没有的旋钮换挡器灯光检测专用设备，采用了密闭的环境下进行旋钮换挡器多档位的灯光同时检测的新型机构，并且将灯光值量化，软件可以自行判断测量的灯光值是否在规格之内，保证旋钮换挡器量产产品的批量灯光检测的效率和达到客户灯光检测要求。（2）该机构专门开发了2个专门的灯光检测软件。软件1：“电子换挡器下线老化助手”。开发目的：正常汽车行驶中只有1个档位能亮，此软件能够同时使4个档位的灯光同时亮起，从而进行同时测量。减少大量的灯光检测时间。软件2：“FMCT多点快速光色测试系统”。开发目的：使灯光检测值量化，并且可判定是否在规格之内，时刻监控防止不良品的流出。

5 电子换档器的发展方向

通过以上功能的描述可以看出，汽车AT电子换档器的功能相比机械换档器更强大，也更为智能化，它不仅仅是一个换挡显示界面，更提供给操作者更多的信息量，以便操作者能够及时方便地了解变速器的健康情况。今后随着电子信息化的逐步渗透，电子换档器的软件功能会更加强大，并向以下3个方向发展：

（1）智能信息化。随着电子信息技术的不断发展，像5G通讯和智能网联的融入，未来的汽车更加注重人车互动，换档器的显示屏和按钮可以集成到智能仪表中，通讯协议可以直接使用5G通讯和变速器交互，将变速器的信息直接显示到仪表中，并使用触摸屏作为触动驾驶员请求的动力经济的模式切换等功能。（2）集成化程度高。随着缓速器等部件在自动换档器上的一体化，换档器和缓速器一体化的产品会越来越多，或者是一些变速器的故障灯，甚至是换档器直接与HUD汽车抬头显示仪结合现在都有汽车企业正在开发。（3）电子式换档器个性化和美观化。随着材料工艺水平的不断提升和氛围灯光的不断开发，在相同性能的基础上，电子式换档器越来越具有个性化，换档器外观和灯光会更加炫彩美观。

6 结语

随着电动车能源车的飞速发展，带动电子换档器技术的高速前进。目前汽车自动换档器正突飞猛进地发展，大量匹配自动换档器已是大势所趋。各汽车厂商纷纷投入大量的精力与财力研发自己的自动换档器，用户对变速器的要求也越来越高，既要求安全性的同时，也要求美观性和便捷性好。

无论是什么式样的电子换档器，灯光检测环节都必不可少，如果质量环节都把控不好，谈何销售，谈何成长。本文旨在提供一种电子换档器的灯光检测思路，希望引起读者对电子换档器的灯光检测思想的启发，从而研发出最适合本机构，本单位的灯光检测设备。

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