汽車電子排擋電路設(shè)計及電磁分析.pdf

1、隨著自動變速器以及汽車電子技術(shù)的發(fā)展，電磁感應(yīng)式電子排擋已逐步取代傳統(tǒng)的機械拉桿式換擋，電子排擋是通過永磁體與霍爾傳感器的非接觸式配合來完成換擋操作的，與傳統(tǒng)的機械換擋相比，這種換擋方式能夠完全避免由于機械磨損帶來的嚴(yán)重后果，電子排擋操作簡便、安全舒適、防盜性強，能夠有效地防止由于駕駛者的換擋誤操作而引起變速器造成的損傷，從而達(dá)到更好的保護(hù)變速器，糾正駕駛者的不良換擋習(xí)慣的目的。
　　電磁感應(yīng)式電子排擋的基本原理是在換擋桿的下方安

2、裝一塊永磁體，同時設(shè)計一塊裝有霍爾傳感器的電路板用來感應(yīng)永磁體的磁感應(yīng)強度，當(dāng)駕駛員選擇換擋時，永磁體會隨著擋桿運動到不同的位置，這樣，電路板上不同的傳感器就會被觸發(fā)，將信號經(jīng)過一定的處理后送至變速箱模塊(Transmission Control Module，TCM)進(jìn)行處理，便能夠根據(jù)霍爾傳感器的不同輸出來反映駕駛員所選擇的擋位。因此，在電路的設(shè)計過程中，霍爾傳感器的布局方式顯得尤為重要，如何計算不同位姿的永磁體在空間中任意一點產(chǎn)生

3、的磁感應(yīng)強度，并以此為依據(jù)指導(dǎo)傳感器的布局是電子排擋系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。
　　本文針對電磁感應(yīng)式電子排擋系統(tǒng)中常用的圓柱形軸向充磁式永磁體，在庫侖模型的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值分析方法建立了永磁體的磁感應(yīng)強度分布模型，該方法能夠計算不同位姿的永磁體在空間中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度。本文結(jié)合開關(guān)型霍爾傳感器的觸發(fā)特性設(shè)計了一款汽車電子排擋系統(tǒng)的磁場仿真軟件，該軟件能夠直觀地畫出不同位姿的磁體在電路板上觸發(fā)的區(qū)域，從而為電子排擋的開發(fā)人員決定傳感器的分布

4、提供輔助決策，能夠大地大減少了設(shè)計時間和成本。最后，本文設(shè)計了一款集手/自一體的電子排擋系統(tǒng)，該排擋共包含六個擋位，并選用單片機PIC16F677將采集到的不同的霍爾傳感器輸入按照通信協(xié)議進(jìn)行編碼，選用Allegro公司生產(chǎn)的A1121霍爾傳感器來實現(xiàn)信號的采集功能，同時利用磁場仿真軟件對永磁體的觸發(fā)區(qū)域進(jìn)行分析，得到傳感器在電路板上的有效布局，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確無誤地?fù)Q擋操作。本文通過軟件測試與實物測試兩種手段驗證了磁場模型的正確性、磁場仿