基于非接触霍尔传感获取汽车挡位信号的方法与流程

本发明涉及汽车换挡器获取档位信息的方法，尤其是一种通过非接触霍尔传感来获取汽车挡位信号的方法。

背景技术：

当前，大部分的乘用车车辆的挡位切换还停留在机械换挡，通过不同的卡槽实现各种挡位的切换，存在以下的缺点：缺点1：挡位切换时，易出连档、越挡、错档现象；缺点2：挡位切换时，易出现卡滞；缺点3：挡位手感差，影响乘车体验。

在早期的自动换挡器领域中，挡位的切换，大多数都采用传统的软轴（拉索）或硬轴方式。1、硬轴连接换挡器与变速箱之间采用一根金属硬杆或钢管机械连接。优点：换挡器与变速箱之间的连接非常可靠，换挡行程输出上无任何效率损失，传动迅速，使用寿命长，整套机构由换挡器、控制轴、加强杆三部分组成；缺点：换挡器装车步骤繁琐，零部件大部分采用金属制造，整体体积大，零部件重量重，制造步骤繁琐，工艺复杂；使用时手感差；整车环境布置设计时条件非常苛刻；换挡器制造时鸡冠齿注塑模具制造难度非常大，而且后期维护、更换也非常困难。

2、软轴连接换挡器与变速箱之间采用一根软轴机械式连接。这类结构要求较高，但为现在的主流换挡器，被绝大多数自动挡汽车采用。优点：换挡器与变速箱之间的连接相对可靠，整个总成由换挡器和软轴总成两部分组成，装配相对方便，与硬轴相比，大部分零部件采用塑料原材料制造，加工方便，工艺相对简单，换挡器整体重量较轻；后期维护，更换相对简单；整体环境布置要求不高。缺点：由于软轴工作时受行程负载效率的影响，换挡器的行程实际输出与变速箱的实际需求行程不一样，换挡器在设计时工作强度大，鸡冠齿的制造模具加工难度大；在使用时，由于软轴自身存在摩擦力，所以换挡器操纵时手感感觉一般；在行程传输上效率较低。整体性能，舒适度，简单化都比较落后，影响乘用者的体验。

2、在当前汽车领域中，手动挡换挡器占主导地位的情况下，换挡器依旧采用传统，大部分的换挡总成较多部分都属于金属件，相对塑料来说，成本，制造工艺都要大大的提高难度，且产品的合格率不高，在后期的维护比较困难，同时对于总成的组装也带来十分的不方便，零部件多，体积大，重量重，导致成本增加。在当前的情况下，追求整体的科技感，给传统换挡器带俩很大的冲击，需要开发出满足市场需求的电子换挡器，来解决材料、成本、新颖、手感、制造工艺的简单化、流水化、拆卸安装简易化等等问题。

3、目前的汽车领域中，电子换挡器如雨后春笋一般，纷纷抢占市场先机，推出各式各样的换挡，来满足大众的需求。然而太多的电子换挡器还是不能实现非接触快速准确的切换挡位，很多依靠机械结构来完成挡位的切换，这样带来整体的体积庞大，不易拆卸安装。基于现状，我们需要一种的新的方式来实现非接触快速切换挡位，来满足市场和汽车领域的要求，打破传统的思维模式，从而促进本发明方法的出现，来快速的解决当前的问题。

目前汽车领域中，汽车的配置正在逐步走向“舒适化”、“智能化”、“立体化”的发展趋势，因此电子换挡器逐步成为客户和消费者所追求的目标。同时电子换挡器相对于传统换挡器有较为明显的优势，电子换挡器在外观造型，功能定义上可以满足客户及消费者的人性化、个性化、多功能要求，这个是传统换挡器难以实现的。

当前的汽车领域中，电子换挡器结构及功能存在较大的差异，挡位切换实现方法差异性较大，每种电子换挡器带给乘用者带来不同的体验度。不能提高乘用者的满意度，舒适度，智能化全方位体验。不能避免换挡过程的磨损、噪音、操作力、误操作等现象，并且不能实现换挡机构非接触获取挡位信号的一种新概念换挡器。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供基于非接触霍尔传感获取汽车挡位信号的方法，通过霍尔传感器感应切换不同挡位时变化的磁场从而识别档位，提高汽车挡位识别度，提高乘用者的舒适度、体验度。

本发明是这样实现的，乘用者通过操作换挡手柄，推动换挡杆带动内嵌的磁铁，切换到不同的挡位时，换挡总成中的采集板上的霍尔传感器感应到在不同挡位时变化的磁场，通过精准的软件算法，转化成可识别的信号，反馈给总成主板mcu进行挡位信号的处理，识别出乘用者的挡位请求，从而实现非接触完成挡位的精准切换。

在挡位切换的过程中，在n档请求进入r档的过程中，乘用者必须给出刹车信号或者解锁信号才能实现挡位切换，避免了乘用者的误操作。

换挡控制器获取挡位信号，做逻辑判断，避免出连档，越挡，错档现象。

换挡控制器将反馈的信号通过逻辑组合方式，驱动挡位指示灯呈现不同的档位显示，实现挡位切换和挡位显示一体化。

流线型的力学结构设计，带给乘用者完美的换挡体验。

本发明的有益效果为：

本发明在挡位切换时不用直接接触，通过感应磁场的变化来实现轻便快捷的换挡请求，不仅提高了汽车换挡的使用寿命，还大大提高了挡位的稳定性，舒适度。

附图说明

图1为本发明挡位切换和识别原理图。

图2为本发明避免档位误操作流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1所示，本发明是这样实现的，乘用者通过操作换挡手柄，推动换挡杆带动内嵌的磁铁，切换到不同的挡位时，换挡总成中的采集板上的霍尔传感器感应到在不同挡位时变化的磁场，通过精准的软件算法，转化成可识别的信号，反馈给总成主板mcu进行挡位信号的处理，识别出乘用者的挡位请求，从而实现非接触完成挡位的精准切换。

所述总成mcu由供电模块供电。

当需要在n档请求进入r档的过程中，乘用给出刹车信号或者解锁信号并进入mcu进行信号处理，并输出挡位输出模块并通过led灯指示当前档位。

如图2所示，本发明是这样实现的，乘用者通过操作换挡手柄，推动换挡杆带动内嵌的磁铁，切换到不同的挡位时，换挡总成中的采集板上的霍尔传感器感应到在不同挡位时变化的磁场，通过精准的软件算法，转化成可识别的信号，反馈给总成主板mcu进行挡位信号的处理，识别出乘用者的挡位请求，从而实现非接触完成挡位的精准切换。如果操作请求无法判断时，保持当前的挡位，从而避免出现操作错误。

本发明在结构上是这样实现的：

换挡手柄在操纵过程中，带动换挡杆运动，换挡杆将力传输到换挡执行机构，执行机构内部在接受到换挡杆传输的力后，挡位槽内子弹头相对挡位槽产生摩擦运动，相应的换挡杆中内嵌的磁铁随之发生位移，霍尔传感器感应到不同挡位的变化磁场，转化成总成主板mcu可识别的信号，将不同的挡位信号进行处理后，发送到整车控制系统，从而实现汽车前进、后退、驻车、空挡的一种换挡执行机构。

执行机构内部所述零件如下：换挡杆、万向节固定座、挡位槽、子弹头、弹簧、膨胀圈、磁铁、磁铁固定座、感应芯片、主芯片、上壳体、底座、下盖、螺钉。

换挡杆末端机构是由换挡杆、子弹头、膨胀圈、弹簧组成；当换挡杆承受来自x、y方向的力后，子弹头在换挡杆末端做往复运动，运动范围受弹簧限制。

换挡杆中端机构通过上壳体、万向节固定座使用锁紧螺钉固定在底座上；换挡杆机构自由度受万向节固定座限制，在z方向做旋转运动。

换挡杆末端机构在挡位槽内部做往复摩擦运动，为了实现降噪、消音的目的，挡位槽内部使用大阻尼结构设计，目的是将机械能更多的转化为内能的方式消耗。

乘用者通过操作换挡手柄，推动换挡杆带动内嵌的磁铁，切换到不同的挡位时，换挡总成中的采集板上的霍尔传感器感应到在不同挡位时变化的磁场，通过精准的软件算法，转化成可识别的信号，反馈给总成主板mcu进行挡位信号的处理，识别出乘用者的挡位请求，从而实现非接触完成挡位的精准切换。

换挡末端机构行进到一定位移后，在不受力的情况下，弹簧自动复位，实现换挡机构自动复位。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。