汽车电子排档系统研究与设计

论文摘要

随着汽车油耗法规、排放法规、安全法规要求的提高和电子技术的进步,许多单纯的机械控制部分被电子控制所取代。在电子控制的配合下,产品变得更加人性化、简洁化、易于维修保养并且降低了许多生产成本,因此汽车电子控制技术的应用越来越广。在这种社会条件下,汽车电子排档控制技术应运而生。本文介绍了一种作为电控机械式变速箱接口部件的电子排档系统,其原理是在电路板上排布霍尔传感器,通过实时感应档杆下磁铁的位置信息确定档杆位置,由此反映驾驶员的换挡意图,并通过嵌入式软件系统将位置信号传递给自动变速器TCM,为变速箱做出相关动作提供了依据。针对电子排档系统的研究,对基于开关式和线性霍尔传感器电子排档的硬件电路和嵌入式软件系统进行了设计。基于开关式霍尔传感器电子排档系统通过开关式霍尔传感器感应档杆的位置信息,并采用了单片机PIC16F631作为信号处理部分的主体,按照电子排档与变速器之间的通信协议,将霍尔传感器感应到的位置信号转换成相应的四位二进制信号输出;基于线性霍尔传感器电子排档系统通过ansoft软件计算各档位点的磁场强度,根据所选线性霍尔传感器的特性计算其理论输出电压值,然后测量各传感器的实际输出电压值,综合得出不同的档位下相应的传感器输出电压范围来确定档杆位置信息,并采用了具有A/D转换功能的单片机PIC16F677作为信号处理部分的核心器件。此外,本文还介绍了硬件电路和软件系统的抗干扰设计,提高了电子排档系统的可靠性。对上述两种方案分别进行了装车试验和实验室测试,结果验证了所设计方案的有效性和准确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电子排档系统的研究意义
• 1.2 电子排档技术的国内外研究现状
• 1.2.1 自动变速器的发展
• 1.2.2 电子排档系统的研究现状
• 1.2.3 电子排档系统的关键技术
• 1.3 论文研究内容及结构
• 第2章 电子排档系统的技术需求和设计思路
• 2.1 电子排档系统的技术需求
• 2.1.1 档位要求
• 2.1.2 换挡协议
• 2.1.3 尺寸要求
• 2.2 电子排档系统的结构设计
• 2.3 电子排档系统的原理思路
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于开关式霍尔传感器的电子排档系统设计
• 3.1 开关式霍尔传感器介绍
• 3.2 基于开关式霍尔传感器电子排档硬件电路设计
• 3.2.1 传感器的选型和分布
• 3.2.2 电路的总体设计
• 3.2.3 电路各模块详细设计
• 3.2.4 电路的实现
• 3.3 基于开关式霍尔传感器的电子排档系统软件设计
• 3.3.1 总体设计
• 3.3.2 各模块详细设计
• 3.3.3 抗干扰设计
• 3.4 实验和测试
• 3.4.1 本系统的程序编辑工具
• 3.4.2 系统软硬件测试
• 3.4.3 测试结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于线性霍尔传感器电子排挡系统设计
• 4.1 线性霍尔传感器介绍
• 4.2 基于线性霍尔传感器电子排档硬件电路设计
• 4.2.1 传感器的选型和分布
• 4.2.2 线性霍尔传感器的档位判断方法
• 4.2.3 电路的总体设计
• 4.2.4 电路各模块详细设计
• 4.2.5 电路的实现
• 4.3 基于线性霍尔传感器电子排档系统软件设计
• 4.3.1 总体设计
• 4.3.2 各模块详细设计
• 4.4 实验和测试
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录