[发明专利]一种6挡手自一体电子排挡及其设计、控制方法

权利要求书

1.一种确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡的电路板上分布的设计方法，其特征在于：

首先，采用等效磁荷法计算磁体在空间任一位置磁感应强度的数学模型；

然后，以该模型为理论依据设计辅助仿真软件；

最后，利用该辅助仿真软件根据磁体的各项参数得到电路板上的触发区域，确定并优化开关型霍尔传感器在电路板上的分布。

2.根据权利要求1所述的确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡电路板上分布的设计方法，其特征在于：

在采用等效磁荷法建立数学模型步骤中，计算下列参数对磁体在空间磁感应强度的影响：磁体的形状和位置参数；磁体的面电荷密度以及磁体所用材料的相对磁导率；不同型号的开关型霍尔传感器设置对应的动作点。

3.根据权利要求2所述的确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡电路板上分布的设计方法，其特征在于：所述磁体的形状和位置参数包括：圆柱形磁体的半径和高度，方形磁体的长宽高，磁体下表面中心相对于电路板的坐标，以及磁体旋转的角度和旋转中心点距离电路板的高度。

4.根据权利要求2所述的确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡电路板上分布的设计方法，其特征在于：所述辅助仿真软件的三维绘图区可根据磁体的形状和位置参数的不同画出空间中不同形状和位置的磁体，同时还可设定不同磁体的颜色以方便区分。

5.根据权利要求2所述的确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡电路板上分布的设计方法，其特征在于：在针对所述不同型号的传感器设置动作点时：对于同一磁体，若传感器的动作点增大，则相应的触发区域缩小，反之区域扩大。

6.根据权利要求5所述的确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡电路板上分布的设计方法，其特征在于：所述辅助仿真软件可根据磁体和传感器的不同参数，在三维绘图区中画出相应的触发区域，为使设计人员能够快捷直观地根据分析结果设计传感器分布，将触发区域显示在二维坐标系中，并显示与磁体一致的颜色以便区分。

7.根据权利要求1-6中之一所述的确定开关型霍尔传感器在6挡位手自一体汽车电子排挡电路板上分布的设计方法，其特征在于：在不同的触发区域仅放置一个霍尔传感器以保证每个挡位下都只有一个传感器触发。

8.一种通过权利要求1-7中之一的设计方法设计出的6挡手自一体汽车电子排挡，包括：主面板、换挡操作杆、永磁体、底座、所述主面板与所述底座围成的一个立体空间、电路板。

9.根据权利要求8所述的6挡手自一体汽车电子排挡，其特征在于：所述电路板上共有6个开关型霍尔传感器与单片机的6个输入口相连，这6个开关型霍尔传感器分别与主面板上的巡航/取消巡航挡、前进挡、巡航加速挡、巡航减速挡、空挡和驻车挡、倒车档相对应。

10.根据权利要求8或9所述的6挡手自一体汽车电子排挡，其特征在于：电路板上设计有4个反向器与单片机的4个输出口相连，这4个反向器可在一定程度上消除信号的抖动，保持信号的稳定性；并针对不同车型所识别的逻辑值0、1的电压范围的不同可进行调整，从而使这种电子排挡具有可移植性。

11.一种对权利要求8-10中之一的6挡手自一体汽车电子排挡的控制方法，所述方法是当驾驶者进行换挡操作时，换挡操纵杆底端的永磁体随之运动，空间的磁场产生相应变化，使电路板上的开关型霍尔传感器动作，相连的单片机引脚就有电压跳变引发单片机端口中断，利用单片机输入捕捉功能，快速收集不同挡位时6个开关型霍尔传感器的触发信号，并通过电路板上的4个反向器向整车控制器输出4位逻辑值，整车控制器根据这4位逻辑值的组合识别驾驶员选择的挡位，并发出换挡指令。

12.根据权利要求11所述的一种6挡手自一体汽车电子排挡的控制方法，其中，6个开关型霍尔传感器的触发情况与单片机经4个反向器向整车控制器输出的4位逻辑值的对应关系为：1号传感器触发时，产生0、1、1、0的逻辑值；2号传感器触发时，产生0、0、1、1的逻辑值；3号传感器触发时，产生0、1、0、1的逻辑值；4号传感器触发时，产生1、0、1、0的逻辑值；5号传感器触发时，产生1、0、0、1的逻辑值；6号传感器触发时，产生1、1、0、0的逻辑值。

13.根据权利要求11或12所述的一种6挡手自一体汽车电子排挡的控制方法，其中，单片机经4个反向器向整车控制器输出的4位逻辑值与各个挡位的对应关系为：逻辑值为0、1、1、0时，对应M/A挡（巡航取消巡航挡）；逻辑值为0、0、1、1时，对应巡航加速挡；逻辑值为0、1、0、1时，对应前进挡；逻辑值为1、0、1、0时，对应巡航减速挡；逻辑值为1、0、0、1时，对应空挡和驻车挡；逻辑值为1、1、0、0时，对应倒车挡。