手动变速器档位识别装置及系统的制作方法

本实用新型涉及档位识别的技术领域，特别是涉及一种手动变速器档位识别装置及系统。

背景技术：

手动变速器(Manual TransmissionMT)是一种变速装置，通过用手拨动变速杆来改变变速器内的齿轮啮，进而改变发动机传到驱动轮上的转速和转矩，在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机工作在较为有利的工况范围内。

在实际操作中，通过手动变速器来控制档位的汽车需要驾驶员左脚操纵离合器踏板，右脚操纵加速踏板或者制动踏板，右手操纵档位操作杆才能换档，熟练完成三种动作的协调配合需要长时间的训练。

然而，大多数采用手动变速器的汽车在操作时是无法显示出档位的，驾驶员只能凭借手感和经验获得汽车所在的档位，这可能会导致空档滑行、越级挂档、不能顺利换档等情况出现。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种手动变速器档位识别装置及系统，能够根据选档轴的运动轨迹，准确识别手动变速器档位，从而保证汽车换档时的正确离合。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种手动变速器档位识别装置，手动变速器的选档轴上设置有磁铁，所述手动变速器档位识别装置包括：第一霍尔传感器，用于基于所述磁铁采集所述选档轴的平移信息；第二霍尔传感器，用于基于所述磁铁采集所述选档轴的旋转信息；微处理器，与所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器相连。

于本实用新型一实施例中，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器采用3D霍尔传感器。

于本实用新型一实施例中，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器集成在一个芯片上。

于本实用新型一实施例中，所述微处理器采用PCB板，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器设置在所述PCB板上。

另外，本实用新型提供一种手动变速器档位识别系统，包括上述的手动变速器档位识别装置和磁铁；

所述磁铁设置在手动变速器的选档轴上。

于本实用新型一实施例中，所述手动变速器档位识别装置设置在所述选档轴的一侧。

如上所述，本实用新型的手动变速器档位识别装置及系统，具有以下有益效果：

(1)能够根据选档轴的运动轨迹，准确识别手动变速器档位；

(2)安装简便，不占用过多的空间；

(3)保证了汽车换档时的正确离合；

(4)成本低，实用性强。

附图说明

图1显示为现有技术中6MT手动变速器的档位示意图；

图2显示为本实用新型的手动变速器档位识别装置于一实施例中的结构示意图；

图3显示为本实用新型的手动变速器档位识别系统于一实施例中的结构示意图；

图4显示为于一实施例中选档轴位置和第一霍尔传感器输出电压的关系示意图；

图5显示为于一实施例中选档轴旋转角度和第二霍尔传感器输出电压的关系示意图。

元件标号说明

1 手动变速器档位识别装置

11 第一霍尔传感器

12 第二霍尔传感器

13 微处理器

2 磁铁

3 选档轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，对于包含6个档位的6MT手动变速器，其包括1档、2档、3档、4档、5档、6档、N档(空档)和R档(倒档)。为了便于描述，图1中引入了A、B和C三个位置点，这三个点在手动变速器上并不是实际存在的。设定选档轴分别在A、B、N、C点顺时针旋转a°时，挂入R、1、3、5档；选档轴分别在B、N、C点逆时针旋转a°时，挂入2、4、6档。

当手动变速器处于N档时，选档轴的某一特定点处于图1中N的位置；

当手动变速箱从N档挂入1档时，选档轴的动作为：从N平移至B，再顺时针旋转a°；

当手动变速箱从N档挂入2档时，选档轴的动作为：从N平移至B，再逆时针旋转a°；

当手动变速箱从N档挂入3档时，选档轴的动作为：从N的位置顺时针旋转a°；

当手动变速箱从N档挂入4档时，选档轴的动作为：从N的位置逆时针旋转a°；

当手动变速箱从N档挂入5档时，选档轴的动作为：从N平移至C，再顺时针旋转a°；

当手动变速箱从N档挂入6档时，选档轴的动作为：从N平移至C，再逆时针旋转a°；

当手动变速箱从N档挂入R档时，选档轴的动作为：从N平移至A，再顺时针旋转a°；

由上可知，选档轴的选档动作为选档轴的某一特定点沿图1中的实线运动，横线为平移动作，竖线为旋转运动。因此，本实用新型的手动变速器档位识别装置及系统通过探测选档轴的平移和旋转的动作，根据其移动或旋转的距离或位移来准确识别手动变速器档位，从而保证汽车换档时的正确离合。

如图2所示，于一实施例中，设定手动变速器的选档轴上设置有磁铁，本实用新型的手动变速器档位识别装置1包括：

第一霍尔传感器11，用于基于所述磁铁采集所述选档轴的平移信息。

第二霍尔传感器12，用于基于所述磁铁采集所述选档轴的旋转信息。

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种。霍尔传感器按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，以将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。在本实用新型中，正是应用霍尔传感器所检测到的电压来获取选档轴的位移、角速度等信息，从而确定选档轴的当前档位信息。

于本实用新型一实施例中，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器采用3D霍尔传感器。

微处理器13，与所述第一霍尔传感器11和所述第二霍尔传感器12相连，用于根据所述选档轴的平移信息和旋转信息获取所述选档轴的当前档位信息。

具体地，根据所获取的选档轴的平移信息和旋转信息，即可对应地得知选档轴当前所在位置，即当前档位信息。因此，微处理器13无需复杂的算法，仅需简单的匹配对应即可获取当前档位信息。

于本实用新型一实施例中，所述旋转信息包括旋转角度和旋转方向，设定顺时针方向为正，逆时针方向为负。因此，根据具体的旋转方向，可以确定当前档位的大致方向，根据具体的旋转角度，可准确确定当前档位。

于本实用新型一实施例中，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器集成在一个芯片上，从而简化结构，易于安装。

于本实用新型一实施例中，所述微处理器采用PCB板，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器设置在所述PCB板上。

需要说明的是，本实用新型的手动变速器档位识别装置能够应用于四档手动变速器、五档手动变速器和六档手动变速器。对于不同档数的手动变速器，只需调整平移信息和旋转信息对应的档位信息即可，不改变整体结构，故适用性强。

如图3所示，于一实施例中，本实用新型提的手动变速器档位识别系统包括上述的手动变速器档位识别装置1和磁铁2。

所述磁铁2设置在手动变速器的选档轴3上。

优选地，所述手动变速器档位识别装置1设置在所述选档轴3的一侧。其中，所述手动变速器档位识别装置1的具体位置没有明确的要求。不同位置的差别仅仅在于所获取的平移信息和旋转信息有所不同，但这并不影响当前档位的识别，只需重新设置平移信息、旋转信息和档位信息的对应关系即可。

下面通过具体实施例来进一步阐述本实用新型的手动变速器档位识别装置及系统。

对于图1所示的6MT手动变速器，当选档轴平移时，第一霍尔传感器输出的信号如图4所示。由图可知，选档轴平移至不同的位置(A、B、N或C)时，第一霍尔传感器得到的电压信号不同。因此，根据第一霍尔传感器获得的电压信号，即可准确得知选档轴当前所在的位置为A、B、N和C中的哪一个。当选档轴旋转时，第二霍尔传感器输出的信号如图5所示。由图可知，选档轴顺时针旋转a°和逆时针旋转a°时，第二霍尔传感器得到的电压信号不同。因此，根据第二霍尔传感器获得的电压信号，即可准确得知选档轴的旋转方向，进而准确识别选档轴当前所处档位。

因此，微处理器根据第一霍尔传感器和第二霍尔传感器得到的电压信号，经过匹配查找即可确定选档轴的当前档位。具体地，当前档位和第一霍尔传感器(hall1)、第二霍尔传感器(hall2)的感应电压的关系如表1所示。

表1、档位与电压对应关系

例如，当第一霍尔传感器输出电压为1.8V，第二霍尔传感器输出电压为4.5V，则可判断选档轴处于2档。需要说明的是，对于不同的手动变速器，不同的手动变速器档位识别装置的安装位置，a角度值、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器的信号输出格式和参数可能不同，只需建立对应的匹配关系即可。

因此，本实用新型的手动变速器档位识别装置及系统能够代替空档开关和倒车灯开关，或输出给需要车辆档位识别的模块；也可将变速器的空档开关和倒车灯开关合并为一个传感器。

综上所述，本实用新型的手动变速器档位识别装置及系统能够根据选档轴的运动轨迹，准确识别手动变速器档位；安装简便，不占用过多的空间；保证了汽车换档时的正确离合；成本低，实用性强。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。