本发明涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种汽车电子换挡器、汽车电子换挡器的操控方法及汽车。
随着科学技术的慢慢的提升，汽车工业在近年来也得到了飞速的发展。汽车作为人们工作生活中所必不可少的一项交通工具，在现代社会持续健康发展中发挥着举足轻重的作用。
对汽车而言，电子换挡器是其中一个重要的部件。电子换档器以操作简洁、空间小、便于安装以及反应灵敏等优点，慢慢的变多地应用于现代汽车上。其中，电子换档器的重要开发内容就包含换档逻辑以及合理的换档方法，其不仅要满足整车功能要求，而且要能使换档器与变速器之间进行较好的匹配，实现整车的可靠性以及安全性。目前，汽车换档器主要是采用机械式换档器，其中包含直排换档器以及蛇排换档器。此两种换档器都是通过机械式的方式，通过拉索将换档器与变速箱相连接，且直排换档器的档位布置在同一条纵向直线上，需要的纵向空间相对较大。
然而，上述的机械式换档器，直排换档器的档位布置在同一条纵向直线上，需要的纵向空间相对较大，会造成误挂档，损坏变速箱，甚至引起交通事故。
基于此，本发明的目的是未解决现有的部分换挡器，会造成误挂挡而造成安全风险隐患的问题。
本发明提出一种汽车电子换挡器，其中，包括一下壳体，在所述下壳体上设有一档位面板，在所述档位面板上开设有面板通孔，在所述下壳体的上方还设有一换挡杆，所述换挡杆穿设于所述面板通孔，所述换挡杆的顶部与一换挡手柄固定连接，在所述下壳体内还设有一电路板以及永磁体，在所述永磁体上设有多个霍尔传感器，在所述下壳体的底部设有一固定基座，在所述固定基座上开设有基座通孔。
所述汽车电子换挡器，其中，在所述电路板上设有六个所述霍尔传感器，所述档位面板的形状为方形，在所述档位面板的下表面的侧缘设有多个卡扣部。
本发明还提出一种汽车电子换挡器的操控方法，其中，所述电子换挡器为如上所述的电子换挡器，所描述的方法包括如下步骤：
若当前档位为p档，当检测到换挡杆的第一换挡动作，且接收到一解锁指令和制动指令后，则将所述当前档位切换为n档，其中所述第一换挡动作为换挡杆向前挂一段；
当检测到换挡杆的第二换挡动作，且接收到一所述解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为r档，其中所述第二换挡动作为换挡杆向前挂两段；
当检测到换挡杆的第三换挡动作，且接收到所述解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为n档，其中所述第三换挡动作为向后挂一段；
当检测到换挡杆的第四换挡动作，且接收到所述解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为d档，其中所述第四换挡动作为向后挂两段。
本发明提出的汽车电子换挡器的操控方法，在换档时，r档、p档以及n档不能直接切换至m档，必须要通过d档才能切换为m档，无法直接从其它档位挂入r档，必须输入制动踏板信号和解锁信号才能挂入r档；此外，无法直接从p档挂入其他档位，必须输入制动踏板信号和解锁信号才能挂出p档，即使换档杆拨动错了也不可能会引起误挂档，这种换档方法满足了电子换档器与整车及变速器的匹配要求，保证了行车安全性。
若当前档位为r档，当检测到换挡杆的所述第一换挡动作或所述第二换挡动作，则将所述当前档位切换为r档；
若当前档位为r档，当检测到换挡杆的所述第四换挡动作，则将所述当前档位切换为d档。
若当前档位为n档，当检测到换挡杆的所述第一换挡动作或所述第二换挡动作，且接收到所述解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为r档；
若当前档位为n档，解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为d档。
若当前档位为d档，当检测到换挡杆的所述第一换挡动作，则将所述当前档位切换为r档；
若当前档位为d档，当检测到换挡杆的所述第二换挡动作，且未接收到所述解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为n档；
若当前档位为d档，当检测到换挡杆的所述第三换挡动作或所述第四换挡动作，则将所述当前档位切换为m档。
若当前档位为m档，当检测到换挡杆的所述第一换挡动作，则将所述当前档位切换为n档；
若当前档位为m档，当检测到换挡杆的所述第二换挡动作，且接收到所述解锁指令以及所述制动指令后，则将所述当前档位切换为r档；
若当前档位为m档，当检测到换挡杆的所述第二换挡动作，且未接收到所述解锁指令以及所述制动指令，则将所述当前档位切换为n档；
若当前档位为m档，当检测到换挡杆的所述第三换挡动作或所述第四换挡动作，则将所述当前档位切换为d档。
本发明还提出一种汽车，包括汽车车身，其中，在所述汽车车身上安装有汽车电子换挡器，所述汽车电子换挡器包括一下壳体，在所述下壳体上设有一档位面板，在所述档位面板上开设有面板通孔，在所述下壳体的上方还设有一换挡杆，所述换挡杆穿设于所述面板通孔，所述换挡杆的顶部与一换挡手柄固定连接，在所述下壳体内还设有一电路板以及永磁体，在所述永磁体上设有多个霍尔传感器，在所述下壳体的底部设有一固定基座，在所述固定基座上开设有基座通孔。
所述汽车，其中，在所述电路板上设有六个所述霍尔传感器，所述档位面板的形状为方形，在所述档位面板的下表面的侧缘设有多个卡扣部。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图8为图1所示的汽车电子换挡器输出的档位电信号逻辑线为本发明提出的换挡器的操作逻辑图；
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书里面所使用的术语仅仅是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图14，对于本发明提出的汽车电子换挡器，其中，包括一下壳体13，在该下壳体13上设有一档位面板12，在档位面板12上开设有面板通孔121，在下壳体13的上方还设有一换挡杆15。
从图1中能够准确的看出，换挡杆15穿设于面板通孔121的内部，且换挡杆15的顶部与一换挡手柄11固定连接。在下壳体13内还设有一电路板17以及永磁体16，在永磁体16上设有多个霍尔传感器，在下壳体13的底部设有一固定基座14，在固定基座14上开设有基座通孔141。
在电路板17上设有六个所述霍尔传感器。在本实施例中，上述档位面板12的形状为方形，在档位面板12的下表面的侧缘设有多个卡扣部122。
本发明提出的汽车电子换档器，包括换档手柄11、档位面板12、下壳体13、穿过12档位面板的换档杆15、位于下壳体13内的电路板17，以及设于电路板17上的永磁体16。
换档手柄11上标示有p、r、n、d以及m档位，在下壳体13内的电路板上布置6个霍尔传感器，分别定义为h1、h2、h3、h4、h5以及h6。电路板17上固定连接有永磁体16，该永磁体16的初始位置为换档杆的原始档位置，原始档位置对应于电路板上的起点。
在本发明中，根据驾驶员的操作，使永磁体16的位置发生明显的变化，霍尔传感器接受位置变化信号传到电子换档控制单元(mcu)，根据图8所示的真值表中的定义，输出信号给到变速箱控制单元以做出换档动作。
在本实施例中，上述的电子换挡器为单稳态5点工作方式，在换挡器上存在5个点位，两个按键位。现规定沿x轴负方向依次为+2位、+1位、0位、-1位以及-2位(即前推1段、前推2段，后推1段以及后推2段)。并根据不同的操作逻辑发送不同的目标档位(r、n、d以及m)信号，按键shiftlock有效标示位与p挡信号，以及错误信息位。
其中，汽车组合仪表以及电子换档手柄上都会显示当前档位的信息。具体的，r档指倒车档，此时车辆处于向后倒车状态；d档指前进档，此时车辆处于行车状态；n档指空档，此时车辆处于静止状态；p档指驻车档，是车辆停止时所处的档。电子换档器上电或重启时，初始默认为p档，直到驾驶员切换档位；m档指手动模式档，此时可通过拨动方向盘左右两侧的换档拨片来加减档位。
请参阅图5，在上述的电子换挡器中，设置有整车连接器针脚，用于进行线路连接组装。具体的，上述的整车连接器针脚定义如下：pin1为点火开关引脚，pin2为档位信号接地引脚，pin3为高速总线为低速总线为小灯接地引脚，pin7-pin12为备用引脚。
请参阅图6，在上述的电子换挡器中，设置有手球连接器针脚。具体的，上述的手球连接器针脚定义如下：pin1为p档等引脚，pin2为r档灯引脚，pin3为n档灯引脚，pin4为d档灯引脚，pin5为m档灯引脚，pin6为p档键引脚，pin7为shiftlock键引脚，pin8为接地引脚，pin9为供电引脚，pin10为小灯引脚。
本发明还提出一种汽车控制电路，从4中能够准确的看出，整车控制器mcu与霍尔传感器、can收发器、稳压器、apa自动泊车模块、led工作指示灯电性连接。
具体的，霍尔传感器与整车控制器mcu之间通过五根换挡控制线连接。apa自动泊车模块与整车mcu之间电性连接。can收发器与自动变速箱控制单元(tcu)之间电性连接。此外，稳压器与can收发器之间电性连接。整车控制器mcu还连接有p档控制开关以及shiftunlock(解锁锁定控制)开关，开关的一端接地。
请参阅图7，对于汽车电子换挡器中永磁体，对永磁体而言，图7中线性填充的为s极，黑色填充的为n极。
在本发明中，电子换挡器的控制原理为：电路板上的换档控制单元采集霍尔传感器对应的位置信号，当永磁置发生明显的变化时，对应的霍尔传感器会产生脉冲信号输入到换档控制单元内，换档控制单元根据该脉冲信号判断档位的切换状态，经逻辑处理后输出换档控制信号给变速器的控制单元实施换档操作。
其中，低电平1表示输出的霍尔信号，电压范围为0.03～0.06v；高电平0表示未输出信号，电压范围为4-6v，参见图8。
换挡器互补冗余信号由自身判定(当需传输信号的3个霍尔传感器其中1个失效，其余两个可互补冗余，mcu能正常读取位置信号)，并经can网络发送可信的目标信号。当有效传感器与互补冗余都错误时发报错信息，即换挡器自检。(本方案采用组合传感器，一个互补冗余，5种组合方式)当任意档位有两个传感器失效则发送报错，换挡器失效。
请参阅图10，如果换档控制单元判断先前档位为p档(霍尔传感器h3、h4、h6输出低电平信号，h1、h2、h5输出高电平)，换档杆处于原始档位置。
当换档杆向前挂一段，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h2、h6输出低电平信号，h1、h3、h4、h5输出高电平，换档控制单元输出n档控制信号；
当换档杆向前挂两段，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h1、h2、h4输出低电平信号，h3、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出r档控制信号；
当换档杆向后挂一段，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出n档控制信号；
当换档杆向后挂两段，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h1、h5、h6，输出低电平信号，h2、h3、h4输出高电平，换档控制单元输出d档控制信号。
请参阅图11，如果换档控制单元判断先前档位为r档(霍尔传感器h3、h4、h6输出低电平信号，h1、h2、h5输出高电平)，换档杆处于原始档位置。
当换档杆向前挂一段或两段时，霍尔传感器h2、h6输出低电平信号，h1、h3、h4、h5输出高电平，或霍尔传感器h1、h2、h4输出低电平信号，h3、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出r档控制信号；
当换档杆向后挂一段时，霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出n档控制信号；
当换档杆向后挂两段时，霍尔传感器h1、h5、h6，输出低电平信号，h2、h3、h4输出高电平，换档控制单元输出d档控制信号。
请参阅图12，如果换档控制单元判断先前档位为n档(霍尔传感器h3、h4、h6输出低电平信号，h1、h2、h5输出高电平)，换档杆处于原始档位置。
当换档杆向前挂一段或向前挂两段，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h2、h6输出低电平信号，h1、h3、h4、h5输出高电平，或霍尔传感器h1、h2、h4输出低电平信号，h3、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出r档控制信号；
当换档杆向后挂一段或向后挂两段时，霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，或霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出d档控制信号。
请参阅图13，如果换档控制单元判断先前档位为d档(霍尔传感器h3、h4、h6输出低电平信号，h1、h2、h5输出高电平)，换档杆处于原始档位置。
当换档杆向前挂一段时，霍尔传感器h2、h6输出低电平信号，h1、h3、h4、h5输出高电平，换档控制单元输出n档控制信号；
当换档杆向前挂两段时，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h1、h2、h4输出低电平信号，h3、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出r档控制信号；
当换档杆向前挂两段，未同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，换档控制单元输出n档控制信号(相当于输出的档位信号为n档电信号，表示当前档位切换到n档)；
当换档杆向后挂一段或向后挂两段时，霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，或霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出m档控制信号。
请参阅图14，如果换档控制单元判断先前档位为m档(霍尔传感器h3、h4、h6输出低电平信号，h1、h2、h5输出高电平)，换档杆处于原始档位置。
当换档杆向前挂一段时，霍尔传感器h2、h6输出低电平信号，h1、h3、h4、h5输出高电平，换档控制单元输出n档控制信号；
当换档杆向前挂两段，同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，霍尔传感器h1、h2、h4输出低电平信号，h3、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出r档控制信号；
当换档杆向前挂两段，未同时按下左侧shiftlock和踩下制动踏板时，换档控制单元输出n档控制信号(相当于输出的档位信号为n档电信号，表示当前档位切换到n档)；
当换档杆向后挂一段或两段时，霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，或霍尔传感器h1、h3输出低电平信号，h2、h4、h5、h6输出高电平，换档控制单元输出d档控制信号。
本发明提出的汽车电子换挡器的操控方法，在换档时，r档、p档以及n档不能直接切换至m档，必须要通过d档才能切换为m档，无法直接从其它档位挂入r档，必须输入制动踏板信号和解锁信号才能挂入r档；此外，无法直接从p档挂入其他档位，必须输入制动踏板信号和解锁信号才能挂出p档，即使换档杆拨动错了也不可能会引起误挂档，这种换档方法满足了电子换档器与整车及变速器的匹配要求，保证了行车安全性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案做修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围以内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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