[发明专利]一种6挡手自一体电子排挡及其设计、控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种6挡手自一体电子排挡及其设计、控制方法，属机动车变速箱控制技术领域。

背景技术

随着世界能源紧张局势进一步加剧，以及电子技术、控制技术、汽车变速器等技术的进步和电动汽车、混合动力汽车和新能源汽车的迅速发展，诸多机动车机械控制机构开始被电子控制所取代，汽车电子排挡技术也应运而生。

传统的换挡器与变速器之间采用机械连接方式，对换挡速度反应较慢，燃油经济性低，结构复杂且维修困难，而电子排挡的出现实现了机械部件的电子化，取消了传统换挡器与变速器之间的机械连接，直接通过电子控制来完成换挡。

电子排挡的优势在于可通过内部控制方法避免驾驶者误操作对变速器造成的损坏；换挡反应速度较快，降低油耗，节能环保；具有强大的防盗性能；不需机械连接部分，具有更高的可靠性和稳定性，同时寿命更长；重量轻体积小，生产成本低。基于以上诸多优点，电子排挡正成为汽车换挡技术发展的一种趋势。

电子排挡的主要原理是通过在换挡操纵杆底端放置一块永磁体，驾驶者拨动换挡操纵杆时，永磁体随着换挡操纵杆一起运动，使电路板上的对应的开关型霍尔传感器触发，并将触发信号发送到整车控制控制器以实现换挡功能。

近年来，基于由开关型霍尔传感器采集挡位信号的电子排挡技术有所发展，这种传感器是根据霍尔效应制成的一种磁场传感器，它对外加磁场的大小和方向都很敏感。对于以往的6挡手自一体汽车电子排挡，由于这种开关型霍尔传感器触发的特殊性，为使传感器准确感应挡位，不仅需要布置较多的传感器，而且根据永磁体的形状、尺寸及材料的不同需多次校准传感器在电路板上的分布，测试开发周期较长，成本较高，空间要求较大，且容易误触发造成换挡失败。例如中国专利“电子换挡器”（专利号ZL200820153292.2），在电路板上共设有10个开关型霍尔传感器对应主面板上的6个挡位。

迄今为止，尚未发现这样的报道：可通过一种方法，精确计算出永磁体在电路板上各位置的磁场分布情况来准确定位出传感器的分布，从而设计出仅用6个开关型霍尔传感器即可精准实现6挡位手自一体汽车电子排挡的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于为避免6挡手自一体电子排挡使用较多开关型霍尔传感器，且测试开发周期较长，成本较高，空间要求较大，甚至容易误触发造成换挡失败的不足，提供了一种能够快速精准确定开关型霍尔传感器在电路板上分布的方法，并以此辅助仿真软件设计出了仅用6个开关型霍尔传感器即可实现正常工作的6挡手自一体汽车电子排挡，并给出了基于此的6挡手自一体汽车电子排挡的控制方法。

本发明提供了以下技术方案：

技术方案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了辅助仿真软件；

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。

技术方案2：根据技术方案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，计算下列因素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对应的动作点。

技术方案3：根据技术方案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。

技术方案4.：根据技术方案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。

技术方案5：根据技术方案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。