本发明公开了一种汽车电子换档器及换档方法，所述电子换档器包括档位面板、换档杆和电路板，档位面板上标示有R、D、E、N、P档档位，换档杆下端固定连接有永磁体，该永磁体的初始位置对应于电路板上的起点，电路板上设有与档位面板上标示的R、D、E、N、P档档位分别对应的霍尔传感器且布置在所述起点的左侧、上方、下方、右侧、右侧下方；电路板上的换档控制单元采集各档位分别对应的霍尔传感器的输出信号，判断档位的切换状态，经处理后输出换档控制信号给变速器的控制单元，由变速器的控制单元根据该换档控制信号控制离合执行机构实施换档。其能实现更小的纵向空间布置，同时避免误挂档，并简化操作，保障换档过程中的行车安全。
1.一种汽车电子换档器，包括档位面板、穿过档位面板的换档杆和位于换档杆下方的电路板，所述档位面板上标示有R、D、E、N、P档档位，所述换档杆下端固定连接有永磁体，该永磁体的初始位置为换档杆的原始档位置，该原始档位置对应于电路板上的起点，所述电路板上设有与档位面板上标示的R、D、E、N、P档档位分别对应且与所述永磁体互不接触的霍尔传感器；其特征是：所述R档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的左侧，D档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的上方，E档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的下方，N档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的右侧，P档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的右侧下方；换档杆拨到R档或D档或E档时，换档杆回弹至原始档位置，换档杆拨到N档或P档时，换档杆停留在与之对应的N档位置或P档位置。
电路板上的换档控制单元采集R、N、D、E、P档档位分别对应的霍尔传感器的输出信号，判断档位的切换状态，经处理后输出换档控制信号给变速器的控制单元，由变速器的控制单元控制离合执行机构实施换档；其处理过程如下:
如果换档控制单元判断先前档位为R档，当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号，当换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位置时，换档控制单元输出R档控制信号，若需要换档控制单元输出D档控制信号或E档控制信号或P档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到与之对应的D档或E档或P档；
如果换档控制单元判断先前档位为N档，当换档杆拨到原始档位置时，换档控制单元输出N档控制信号，当换档杆拨到P档位置时或者换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出与之对应的P档控制信号或者R档控制信号或D档控制信号或E档控制信号；
如果换档控制单元判断先前档位为D档，当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号，当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出E档控制信号，当换档杆拨到D档或R档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位置时，换档控制单元输出D档控制信号，若需要换档控制单元输出R档控制信号或者P档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到与之对应的R档或者P档；
如果换档控制单元判断先前档位为E档，当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号，当换档杆拨到D档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出D档控制信号，当换档杆拨到E档或R档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位置时，换档控制 单元输出E档控制信号，若需要换档控制单元输出R档控制信号或者P档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到与之对应的R档或者P档；
如果换档控制单元判断先前档位为P档，当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号，当换档杆拨到原始档位置时或者换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出P档控制信号，若需要换档控制单元输出R档控制信号或D档控制信号或E档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到与之对应的R档或D档或E档。
电子换档器以简单易操作、易于布置、安装便捷、反应灵敏等优点，慢慢的变多的应用在现代汽车上。其中，档位布置和合理的换档方法是电子换档器的重要开发内容，其不仅要能满足整车功能要求，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、安全性。
目前，汽车电子换档器主要是采用直排换档器和蛇形换档器。直排换档器的档位布置在同一条纵向直线上（即与档位对应的霍尔传感器布置在同一条纵向直线上），换档杆在一个方向上运动就可以完成换档动作，但是如果换档力过大，会造成误挂档，为了尽最大可能避免误挂档，在直排换档器的手球上增加有解锁按钮，但是操作解锁按钮不方便，且档位纵向排列，需要的纵向布置空间相对较大；蛇形换档器的档位没有布置在同一条纵向直线上，换档杆需要至少经过两个方向上的运动完成换档动作，其虽能通过两个或两个以上方向的换档运动防止误挂档，但它的档位通常也是纵向排列，同样需要较大的纵向布置空间。汽车的电子换档器的档位一般包含P档、R档、N档和D档档位，新能源车型除包含以上档位功能，还可以包含经济档位E档或能量回收档位，上述两种换档器如果增加经济档位或能量回收档位，就会占用更大的布置空间。
本发明的目的是提供一种汽车电子换档器及换档方法，以在增加功能档位的前提下实现更小的纵向空间布置，同时避免误挂档，并简化操作，保障换档过程中的行车安全。
本发明所述的汽车电子换档器，包括档位面板、穿过档位面板的换档杆和位于换档杆下方的电路板，所述档位面板上标示有R、D、E、N、P档档位，所述换档杆下端固定连接有永磁体，该永磁体的初始位置为换档杆的原始档位置，该原始档位置对应于电路板上的起点，所述电路板上设有与档位面板上标示的R、D、E、N、P档档位分别对应且与所述永磁体互不接触的霍尔传感器；所述R档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的左侧，D档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的上方，E档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的下方，N档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的右侧，P档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的右侧下方，档位面板上标示的档位位置与各档位对应的霍尔传感器的布 置位置一致；换档杆拨到R档或D档或E档时，换档杆回弹至原始档位置，换档杆拨到N档或P档时，换档杆停留在与之对应的N档位置或P档位置。
其中，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；E档指经济档（即在前进过程中发动机的功率较低），此时车辆处于行车状态；N档指空档，是电子换档器的默认状态，此时车辆处于静止状态，电子换档器上电或重启时，初始默认为N档，直到驾驶员切换档位；P档指驻车档，是车辆停止时所处的档位。
电路板上的换档控制单元采集R、N、D、E、P档档位分别对应的霍尔传感器的输出信号，判断档位的切换状态，经处理后输出换档控制信号给变速器的控制单元，由变速器的控制单元根据该换档控制信号控制离合执行机构实施换档；其具体处理过程如下:
如果换档控制单元判断先前档位为R档（即换档控制单元输出R档控制信号），换档杆处于原始档位置；当换档杆拨到N档位置时，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）；当换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位置时，换档控制单元仍输出R档控制信号（相当于输出的档位信号为R档电信号，表示当前档位仍为R档），如果需要换档控制单元输出D档控制信号（即需要使输出的档位信号为D档电信号，以表示当前档位切换到D档），则需将换档杆先拨到N档，再拨到D档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出E档控制信号（即需要使输出的档位信号为E档电信号，以表示当前档位切换到E档），则需将换档杆先拨到N档，再拨到E档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出P档控制信号（即需要使输出的档位信号为P档电信号，以表示当前档位切换到P档），则需将换档杆先拨到N档，再拨到P档，换档杆停留在P档位置。
如果换档控制单元判断先前档位为N档（即换档控制单元输出N档控制信号），换档杆处于N档位置；当换档杆拨到原始档位置时，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，表示当前档位仍为N档）；当换档杆拨到P档位置时，换档控制单元输出P档控制信号（相当于输出的档位信号为P档电信号，表示当前档位切换到P档）；当换档杆拨到R档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出R档控制信号（相当于输出的档位信号为R档电信号，表示当前档位切换到R档）；当换档杆拨到D档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出D档控制信号（相当于输出的档位信号为D档电信号，表示当前档位切换到D档）；当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出E档控制信号（相当于输出的档位信号为E档电信号，表示当前档位切换到E档）。
如果换档控制单元判断先前档位为D档（即换档控制单元输出D档控制信号），换档杆处于原始档位置；当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出E档控制信号；当换档杆拨到D档或R档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时，换档控制单元输出D档控制信号（相当于输出的档位信号为D档电信号，表示当前档位仍为D档），如果需要换档控制单元输出R档控制信号（即需要使输出的档位信号为R档电信号，以表示当前档位为R档），则需将换档杆先拨到N档，再拨到R档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出P档控制信号，则需先将换档杆拨到N档，再拨到P档位置，换档杆停留在P档位置。
如果换档控制单元判断先前档位为E档（即换档控制单元输出E档控制信号），换档杆处于原始档位置；当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到D档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出D档控制信号；当换档杆拨到D档或R档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时，换档控制单元输出E档控制信号（相当于输出的档位信号为E档电信号，表示当前档位仍为E档），如果需要换档控制单元输出R档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到R档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出P档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到P档位置，换档杆停留在P档位置。
如果换档控制单元判断先前档位为P档（即换档控制单元输出P档控制信号），换档杆处于P档位置；当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到原始档位置时或者换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出P档控制信号（相当于输出的档位信号为P档电信号，表示当前档位仍为P档），如果需要换档控制单元输出R档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到R档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出D档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到D档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出E档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到E档，然后换档杆弹回原始档位置。
本发明中的档位能满足整车功能要求，同时档位呈现近似圆周布置，减少了纵向布置空间，占用较少的车内空间，并有效的避免了误挂档；换档时拨动换档杆即可，操作简单；在换档时，D档、E档不能直接切换至R档，必须要通过N档才能切换为R档；R档不能直接变换为D档、E档，必须要通过N档才能切换为D、E档；D档、E档、R档不能直接切换至P档，必须要通过N档才能切换为P档，即使换档杆拨动错了也不会引起误挂档，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。
图5为本发明中输出的档位电信号逻辑线为本发明中换档杆从R档拨到其他档位的状态变化表。
参见图1、图2，本发明所述的汽车电子换档器，包括档位面板1、穿过档位面板上的11处的换档杆和位于换档杆下方的电路板2，档位面板上标示有R、D、E、N、P档档位，换档杆下端固定连接有永磁体，该永磁体的初始位置为换档杆的原始档位置，该原始档位置对应于电路板上的起点21，电路板2上设有与档位面板上标示的R、D、E、N、P档档位分别对应且与永磁体互不接触的霍尔传感器；其中，R档档位对应的霍尔传感器22布置在起点21的左侧，D档档位对应的霍尔传感器23布置在起点21的上方，E档档位对应的霍尔传感器24布置在起点21的下方，N档档位对应的霍尔传感器25布置在起点21的右侧且高于起点21，P档档位对应的霍尔传感器26布置在起点21的右侧下方且低于E档档位对应的霍尔传感器24，档位面板1上标示的档位位置与各档位对应的霍尔传感器的布置位置一致；换档杆拨到R档或D档或E档时，换档杆通过齿形槽的凹槽以及回位弹簧的作用回弹至原始档位置，换档杆拨到N档或P档时，换档杆通过齿形槽的齿的作用停留在与之对应的N档位置或P档位置。
其中，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；E档指经济档（即在前进过程中发动机的功率较低），此时车辆处于行车状态；N档指空档，是电子换档器的默认状态，此时车辆处于静止状态，电子换档器上电或重启时，初始默认为N档，直到驾驶员切换档位；P档指驻车档，是车辆停止时所处的档位。
参见图4，电气接插件3中的接口定义如下：B1为电源输入端引脚，B2为输出的R档 电信号引脚，B3为输出的N档电信号引脚，B4为输出的D档电信号引脚，B5为输出的E档电信号引脚，B6为输出的P档电信号引脚，B7为背光灯电源引脚，B8为背光灯接地引脚，B9为档位信号接地引脚，B10～B12为备用接口。
电路板上的换档控制单元4（以MCU为核心处理芯片）采集R、N、D、E、P档档位分别对应的霍尔传感器的输出信号，当永磁体靠近某一个档位时，该档位对应的霍尔传感器会产生脉冲信号输入到换档控制单元4内，换档控制单元4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；其中，低电平0表示输出的档位信号，电压范围为0～1V；高电平1表示其他的档位信号，电压范围为11.3V±2%，参见图3、图4、图5；由变速器的控制单元根据换档控制单元4输出的高低电平控制离合执行机构实施换档。
如图5、图6所示，如果换档控制单元判断先前档位为R档（即B2输出低电平，B3～B6输出高电平），换档杆处于原始档位置；当换档杆拨到N档位置时，N档档位对应的霍尔传感器25输出一个脉冲信号到换档控制单元4，换档控制单元4输出N档控制信号（即B3输出低电平，B2、B4～B6输出高电平）；当换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位置时，R档或D档或E档或P档档位对应的霍尔传感器输出一个脉冲信号到换档控制单元4，换档控制单元4仍输出R档控制信号（即B2输出低电平，B3～B6输出高电平），如果需要换档控制单元输出D档控制信号（即需要使B4输出低电平，B2、B3、B5、B6输出高电平）则需将换档杆先拨到N档，再拨到D档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出E档控制信号（即需要使B5输出低电平，B2～B4、B6输出高电平），则需将换档杆先拨到N档，再拨到E档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出P档控制信号（即需要使B6输出低电平，B2～B5输出高电平），则需将换档杆先拨到N档，再拨到P档，换档杆停留在P档位置。
如图5、图7所示，如果换档控制单元判断先前档位为N档（即B3输出低电平，B2、B4～B6输出高电平），换档杆处于N档位置；当换档杆拨到原始档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到P档位置时，P档档位对应的霍尔传感器26输出一个脉冲信号到换档控制单元4，换档控制单元4输出P档控制信号（即B6输出低电平，B2～B5输出高电平）；当换档杆拨到R档并弹回原始档位置时，R档档位对应的霍尔传感器22输出一个脉冲信号到换档控制单元4，换档控制单元4输出R档控制信号（即B2输出低电平， B3～B6输出高电平）；当换档杆拨到D档并弹回原始档位置时，D档档位对应的霍尔传感器23输出一个脉冲信号到换档控制单元4，换档控制单元4输出D档控制信号（即B4输出低电平，B2、B3、B5、B6输出高电平）；当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时，E档档位对应的霍尔传感器24输出一个脉冲信号到换档控制单元4，换档控制单元4输出E档控制信号（即B5输出低电平，B2～B4、B6输出高电平）。
如图5、图8所示，如果换档控制单元判断先前档位为D档（即B4输出低电平，B2、B3、B5、B6输出高电平），换档杆处于原始档位置；当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出E档控制信号；当换档杆拨到D档或R档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时，换档控制单元输出D档控制信号，如果需要换档控制单元输出R档控制信号（即需要使B2输出低电平，B3～B6输出高电平），则需将换档杆先拨到N档，再拨到R档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出P档控制信号，则需先将换档杆拨到N档，再拨到P档位置，换档杆停留在P档位置。
如图5、图9所示，如果换档控制单元判断先前档位为E档（即B5输出低电平，B2～B4、B6输出高电平），换档杆处于原始档位置；当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到D档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出D档控制信号；当换档杆拨到E档或R档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时，换档控制单元输出E档控制信号（即B5输出低电平，B2～B4、B6输出高电平），如果需要换档控制单元输出R档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到R档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出P档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到P档位置，换档杆停留在P档位置。
如图5、图10所示，如果换档控制单元判断先前档位为P档（即B6输出低电平，B2～B5输出高电平），换档杆处于P档位置；当换档杆拨到N档位置时，换档控制单元输出N档控制信号；当换档杆拨到原始档位置时或者换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时，换档控制单元输出P档控制信号（即B6输出低电平，B2～B5输出高电平），如果需要换档控制单元输出R档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到R档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出D档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到D档，然后换档杆弹回原始档位置，如果需要换档控制单元输出E档控制信号，则需将换档杆先拨到N档，再拨到E档，然后换档杆弹回原始档位置。
2、、 换档杆和电路 板， 档位面板上标示有 R、 D、 E、 N、 P 档档位， 换档杆 下端固定连接有永磁体， 该永磁体的初始位置对 应于电路板上的起点， 电路板上设有与档位面板 上标示的 R、 D、 E、 N、 P 档档位分别对应的霍尔传感 器且布置在所述起点的左侧、 上方、 下方、 右侧、 右 侧下方 ； 电路板上的换档控制单元采集各档位分 别对应的霍尔传感器的输出信号， 判断档位的切 换状态， 经处理后输出换档控制信号给变速器的 控制单元， 由变速器的控制单元根据该换档控制 信号控制离合执行机构实施换档。其能实现更小 的纵向空间布置， 同时避免误挂档， 并简化操作， 保障换档过程中的行车。
3、安全。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103836172 A CN 103836172 A 1/1 页 2 1. 一种汽车电子换档器， 包括档位面板、 穿过档位面板的换档杆和位于换档杆下方的 电路板， 所述档位面板上标示有 R、 D、 E、 N、 P 档档位， 所述换档杆下端固定连接有永磁体， 该 永磁体的初始位置为换档杆的原始档位置， 该原始档位置对应于电路板上的起点， 所述电 路板上设有与档位面板上标示的 R、 D、 E、 。
4、N、 P 档档位分别对应且与所述永磁体互不接触的 霍尔传感器 ； 其特征是 ： 所述 R 档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的左侧， D 档档位 对应的霍尔传感器布置在所述起点的上方， E 档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的 下方， N 档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的右侧， P 档档位对应的霍尔传感器布置 在所述起点的右侧下方 ； 换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档时， 换档杆回弹至原始档位置， 换档 杆拨到 N 档或 P 档时， 换档杆停留在与之对应的 N 档位置或 P 档位置。 2. 采用如权利要求 1 所述的汽车电子换档器进行换档的方法为 ： 电路板上的换档控制单元采集。
5、 R、 N 、 D、 E、 P 档档位分别对应的霍尔传感器的输出信 号， 判断档位的切换状态， 经处理后输出换档控制信号给变速器的控制单元， 由变速器的控 制单元控制离合执行机构实施换档 ； 其处理过程如下 : 如果换档控制单元判断先前档位为R档， 当换档杆拨到N档位置时， 换档控制单元输出 N档控制信号， 当换档杆拨到R档或D档或E档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位 置时， 换档控制单元输出 R 档控制信号， 如果需要换档控制单元输出 D 档控制信号或 E 档控 制信号或 P 档控制信号， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到与之对应的 D 档或 E 档或 P 档 ； 如果换档控制单元。
6、判断先前档位为 N 档， 当换档杆拨到原始档位置时， 换档控制单元 输出 N 档控制信号， 当换档杆拨到 P 档位置时或者换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档并弹回原 始档位置时， 换档控制单元输出与之对应的 P 档控制信号或者 R 档控制信号或 D 档控制信 号或 E 档控制信号 ； 如果换档控制单元判断先前档位为D档， 当换档杆拨到N档位置时， 换档控制单元输出 N档控制信号， 当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出E档控制信号， 当 换档杆拨到 D 档或 R 档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到 P 档位置时， 换档控制单元输 出 D 档控制信号， 如果需要换档控制单元输。
7、出 R 档控制信号或者 P 档控制信号， 则需将换档 杆先拨到 N 档， 再拨到与之对应的 R 档或者 P 档 ； 如果换档控制单元判断先前档位为E档， 当换档杆拨到N档位置时， 换档控制单元输出 N档控制信号， 当换档杆拨到D档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出D档控制信号， 当 换档杆拨到 E 档或 R 档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到 P 档位置时， 换档控制单元输 出 E 档控制信号， 如果需要换档控制单元输出 R 档控制信号或者 P 档控制信号， 则需将换档 杆先拨到 N 档， 再拨到与之对应的 R 档或者 P 档 ； 如果换档控制单元判断先前档位为P档， 当换档杆拨到N档位置。
8、时， 换档控制单元输出 N 档控制信号， 当换档杆拨到原始档位置时或者换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档并弹回原始 档位置时， 换档控制单元输出 P 档控制信号， 如果需要换档控制单元输出 R 档控制信号或 D 档控制信号或 E 档控制信号， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到与之对应的 R 档或 D 档或 E 档。 权 利 要 求 书 CN 103836172 A 2 1/5 页 3 汽车电子换档器及换档方法 技术领域 0001 本发明涉及一种汽车电子换档器及换档方法。 背景技术 0002 电子换档器以操作简单、 易于布置、 安装方便、 反应灵敏等优点， 越来越多的应用 在现代汽车上。。
9、 其中， 档位布置和合理的换档方法是电子换档器的重要开发内容， 其不仅要 能满足整车功能要求， 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、 安全性。 0003 目前， 汽车电子换档器主要采用直排换档器和蛇形换档器。直排换档器的档位布 置在同一条纵向直线上 （即与档位对应的霍尔传感器布置在同一条纵向直线上） ， 换档杆在 一个方向上运动即可完成换档动作， 但是如果换档力过大， 容易引起误挂档， 为了避免误挂 档， 在直排换档器的手球上增加有解锁按钮， 但是操作解锁按钮不方便， 且档位纵向排列， 需要的纵向布置空间相对较大 ； 蛇形换档器的档位没有布置在同一条纵向直线、换档杆 需要至少经过两个方向上的运动完成换档动作， 其虽然能够最终靠两个或两个以上方向的换 档运动防止误挂档， 但它的档位通常也是纵向排列， 同样需要较大的纵向布置空间。 汽车的 电子换档器的档位一般包含 P 档、 R 档、 N 档和 D 档档位， 新能源车型除包含以上档位功能， 还可以包含经济档位 E 档或能量回收档位， 上述两种换档器如果增加经济档位或能量回收 档位， 就会占用更大的布置空间。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种汽车电子换档器及换档方法， 以在增加功能档位的前提 下实现更小的纵向空间布置， 同时避免误挂档， 并简化操作， 保障换档过程中的行车安全。 0005 本发明所。
11、述的汽车电子换档器， 包括档位面板、 穿过档位面板的换档杆和位于换 档杆下方的电路板， 所述档位面板上标示有 R、 D、 E、 N、 P 档档位， 所述换档杆下端固定连接 有永磁体， 该永磁体的初始位置为换档杆的原始档位置， 该原始档位置对应于电路板上的 起点， 所述电路板上设有与档位面板上标示的 R、 D、 E、 N、 P 档档位分别对应且与所述永磁体 互不接触的霍尔传感器 ； 所述 R 档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的左侧， D 档档位 对应的霍尔传感器布置在所述起点的上方， E 档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的 下方， N 档档位对应的霍尔传感器布置在所述起点的右侧， P 档。
12、档位对应的霍尔传感器布置 在所述起点的右侧下方， 档位面板上标示的档位位置与各档位对应的霍尔传感器的布置位 置一致 ； 换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档时， 换档杆回弹至原始档位置， 换档杆拨到 N 档或 P 档时， 换档杆停留在与之对应的 N 档位置或 P 档位置。 0006 其中， 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 ； E 档指经济档 （即在前进过程中发动机的功率较低） ， 此时车辆处于行车状态 ； N 档 指空档， 是电子换档器的默认状态， 此时车辆处于静止状态， 电子换档器上电或重启时， 初 始默认为 N 档， 直到驾驶员切。
13、换档位 ； P 档指驻车档， 是车辆停止时所处的档位。 说 明 书 CN 103836172 A 3 2/5 页 4 0007 采用上述汽车电子换档器进行换档的方法为 ： 0008 电路板上的换档控制单元采集 R、 N 、 D、 E、 P 档档位分别对应的霍尔传感器的输出 信号， 判断档位的切换状态， 经处理后输出换档控制信号给变速器的控制单元， 由变速器的 控制单元根据该换档控制信号控制离合执行机构实施换档 ； 其具体处理过程如下 : 0009 如果换档控制单元判断先前档位为 R 档 （即换档控制单元输出 R 档控制信号） ， 换 档杆处于原始档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控。
14、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） ； 当换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档并弹回原始档位置时或者换档杆拨到P档位置时， 换档控制单元仍输出R档控制信号 （相 当于输出的档位信号为 R 档电信号， 表示当前档位仍为 R 档） ， 若需要换档控制单元输出 D 档控制信号 （即需要使输出的档位信号为 D 档电信号， 以表示当前档位切换到 D 档） ， 则需 将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 D 档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换档控制单元输 出 E 档控制信号 （即需要使输出的档位信号为 E 档电信号， 以表示当前档。
15、位切换到 E 档） ， 则 需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 E 档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换档控制单元 输出 P 档控制信号 （即需要使输出的档位信号为 P 档电信号， 以表示当前档位切换到 P 档） ， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 P 档， 换档杆停留在 P 档位置。 0010 如果换档控制单元判断先前档位为 N 档 （即换档控制单元输出 N 档控制信号） ， 换 档杆处于 N 档位置 ； 当换档杆拨到原始档位置时， 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， 表示当前档位仍为 N 档） ； 当换档杆拨到 P 档位置时， 换档 。
16、控制单元输出 P 档控制信号 （相当于输出的档位信号为 P 档电信号， 表示当前档位切换到 P 档） ； 当换档杆拨到 R 档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出 R 档控制信号 （相当于输出 的档位信号为 R 档电信号， 表示当前档位切换到 R 档） ； 当换档杆拨到 D 档并弹回原始档位 置时， 换档控制单元输出 D 档控制信号 （相当于输出的档位信号为 D 档电信号， 表示当前档 位切换到 D 档） ； 当换档杆拨到 E 档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出 E 档控制信号 （相当于输出的档位信号为 E 档电信号， 表示当前档位切换到 E 档） 。 0011 如果换档控制单元判断先。
17、前档位为 D 档 （即换档控制单元输出 D 档控制信号） ， 换 档杆处于原始档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控制单元输出 N 档控制信号 ； 当换档 杆拨到 E 档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出 E 档控制信号 ； 当换档杆拨到 D 档或 R 档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时， 换档控制单元输出D档控制信号 （相当于输出 的档位信号为 D 档电信号， 表示当前档位仍为 D 档） ， 若需要换档控制单元输出 R 档控制 信号 （即需要使输出的档位信号为 R 档电信号， 以表示当前档位为 R 档） ， 则需将换档杆先拨 到 N 档， 再拨到 R 档， 然后换档杆弹回。
18、原始档位置， 若需要换档控制单元输出 P 档控制信 号， 则需先将换档杆拨到 N 档， 再拨到 P 档位置， 换档杆停留在 P 档位置。 0012 如果换档控制单元判断先前档位为 E 档 （即换档控制单元输出 E 档控制信号） ， 换 档杆处于原始档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控制单元输出 N 档控制信号 ； 当换档 杆拨到 D 档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出 D 档控制信号 ； 当换档杆拨到 D 档或 R 档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时， 换档控制单元输出E档控制信号 （相当于输出 的档位信号为 E 档电信号， 表示当前档位仍为 E 档） ， 若需要换档。
19、控制单元输出 R 档控制 信号， 则需将换档杆先拨到N档， 再拨到R档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换档控 制单元输出 P 档控制信号， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 P 档位置， 换档杆停留在 P 档 说 明 书 CN 103836172 A 4 3/5 页 5 位置。 0013 如果换档控制单元判断先前档位为 P 档 （即换档控制单元输出 P 档控制信号） ， 换 档杆处于 P 档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控制单元输出 N 档控制信号 ； 当换档杆 拨到原始档位置时或者换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档并弹回原始档位置时， 换档控制单元 输出 P 档。
20、控制信号 （相当于输出的档位信号为 P 档电信号， 表示当前档位仍为 P 档） ， 如果需 要换档控制单元输出 R 档控制信号， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 R 档， 然后换档杆弹 回原始档位置， 若需要换档控制单元输出 D 档控制信号， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨 到 D 档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换档控制单元输出 E 档控制信号， 则需将换 档杆先拨到 N 档， 再拨到 E 档， 然后换档杆弹回原始档位置。 0014 本发明中的档位能满足整车功能要求， 同时档位呈现近似圆周布置， 减少了纵向 布置空间， 占用较少的车内空间， 并有效的避免了误挂档 ； 换。
21、档时拨动换档杆即可， 操作简 单 ； 在换档时， D 档、 E 档不能直接切换至 R 档， 必须要通过 N 档才能切换为 R 档 ； R 档不能直 接变换为 D 档、 E 档， 必须要通过 N 档才能切换为 D、 E 档 ； D 档、 E 档、 R 档不能直接切换至 P 档， 必须要通过 N 档才能切换为 P 档， 即使换档杆拨动错了也不会引起误挂档， 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。 附图说明 0015 图 1 为本发明的档位布置示意图 （标示在换档面板上） 。 0016 图 2 为本发明中电路板的示意图。 0017 图 3 为本发明的电路原理框图。
22、。 0018 图 4 为本发明中电气接插件的接口示意图。 0019 图 5 为本发明中输出的档位电信号逻辑线 为本发明中换档杆从 R 档拨到其他档位的状态变化表。 0021 图 7 为本发明中换档杆从 N 档拨到其他档位的状态变化表。 0022 图 8 为本发明中换档杆从 D 档拨到其他档位的状态变化表。 0023 图 9 为本发明中换档杆从 E 档拨到其他档位的状态变化表。 0024 图 10 为本发明中换档杆从 P 档拨到其他档位的状态变化表。 具体实施方式 0025 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0026 参见图 1、 图 2， 本发明所述的汽车电子换档器，。
23、 包括档位面板 1、 穿过档位面板上 的 11 处的换档杆和位于换档杆下方的电路板 2， 档位面板上标示有 R、 D、 E、 N、 P 档档位， 换 档杆下端固定连接有永磁体， 该永磁体的初始位置为换档杆的原始档位置， 该原始档位置 对应于电路板上的起点 21， 电路板 2 上设有与档位面板上标示的 R、 D、 E、 N、 P 档档位分别对 应且与永磁体互不接触的霍尔传感器 ； 其中， R 档档位对应的霍尔传感器 22 布置在起点 21 的左侧， D 档档位对应的霍尔传感器 23 布置在起点 21 的上方， E 档档位对应的霍尔传感器 24 布置在起点 21 的下方， N 档档位对应的霍尔传感。
24、器 25 布置在起点 21 的右侧且高于起点 21， P 档档位对应的霍尔传感器 26 布置在起点 21 的右侧下方且低于 E 档档位对应的霍尔 传感器 24， 档位面板 1 上标示的档位位置与各档位对应的霍尔传感器的布置位置一致 ； 换 说 明 书 CN 103836172 A 5 4/5 页 6 档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档时， 换档杆通过齿形槽的凹槽以及回位弹簧的作用回弹至原始 档位置， 换档杆拨到 N 档或 P 档时， 换档杆通过齿形槽的齿的作用停留在与之对应的 N 档位 置或 P 档位置。 0027 其中， 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。
25、时车辆处于行 车状态 ； E 档指经济档 （即在前进过程中发动机的功率较低） ， 此时车辆处于行车状态 ； N 档 指空档， 是电子换档器的默认状态， 此时车辆处于静止状态， 电子换档器上电或重启时， 初 始默认为 N 档， 直到驾驶员切换档位 ； P 档指驻车档， 是车辆停止时所处的档位。 0028 参见图 4， 电气接插件 3 中的接口定义如下 ： B1 为电源输入端引脚， B2 为输出的 R 档电信号引脚， B3 为输出的 N 档电信号引脚， B4 为输出的 D 档电信号引脚， B5 为输出的 E 档电信号引脚， B6 为输出的 P 档电信号引脚， B7 为背光灯电源引脚， B8 为背光。
26、灯接地引脚， B9 为档位信号接地引脚， B10 B12 为备用接口。 0029 采用上述汽车电子换档器进行换档的方法为 ： 0030 电路板上的换档控制单元 4（以 MCU 为核心处理芯片） 采集 R、 N 、 D、 E、 P 档档位 分别对应的霍尔传感器的输出信号， 当永磁体靠近某一个档位时， 该档位对应的霍尔传感 器会产生脉冲信号输入到换档控制单元 4 内， 换档控制单元 4 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 ； 其中， 低电平 0 表示输出 的档位信号， 电压范围为01V ； 高电平1表示其他的档位信号， 电压范围为11.3V2%， 。
27、参 见图 3、 图 4、 图 5 ； 由变速器的控制单元根据换档控制单元 4 输出的高低电平控制离合执行 机构实施换档。 0031 换档控制单元 4 的逻辑处理过程如下 ： 0032 如图5、 图6所示， 如果换档控制单元判断先前档位为R档 （即B2输出低电平， B3 B6输出高电平） ， 换档杆处于原始档位置 ； 当换档杆拨到N档位置时， N档档位对应的霍尔传 感器 25 输出一个脉冲信号到换档控制单元 4， 换档控制单元 4 输出 N 档控制信号 （即 B3 输 出低电平， B2、 B4 B6 输出高电平） ； 当换档杆拨到 R 档或 D 档或 E 档并弹回原始档位置时 或者换档杆拨到 P。
28、 档位置时， R 档或 D 档或 E 档或 P 档档位对应的霍尔传感器输出一个脉 冲信号到换档控制单元4， 换档控制单元4仍输出R档控制信号 （即B2输出低电平， B3B6 输出高电平） ， 若需要换档控制单元输出 D 档控制信号 （即需要使 B4 输出低电平， B2、 B3、 B5、 B6 输出高电平） 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 D 档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换档控制单元输出 E 档控制信号 （即需要使 B5 输出低电平， B2 B4、 B6 输出高电 平） ， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 E 档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换档控 制单元输。
29、出 P 档控制信号 （即需要使 B6 输出低电平， B2 B5 输出高电平） ， 则需将换档杆 先拨到 N 档， 再拨到 P 档， 换档杆停留在 P 档位置。 0033 如图 5、 图 7 所示， 如果换档控制单元判断先前档位为 N 档 （即 B3 输出低电平， B2、 B4 B6 输出高电平） ， 换档杆处于 N 档位置 ； 当换档杆拨到原始档位置时， 换档控制单元输 出 N 档控制信号 ； 当换档杆拨到 P 档位置时， P 档档位对应的霍尔传感器 26 输出一个脉冲 信号到换档控制单元 4， 换档控制单元 4 输出 P 档控制信号 （即 B6 输出低电平， B2 B5 输 出高电平） ； 。
30、当换档杆拨到 R 档并弹回原始档位置时， R 档档位对应的霍尔传感器 22 输出一 个脉冲信号到换档控制单元 4， 换档控制单元 4 输出 R 档控制信号 （即 B2 输出低电平， B3 B6 输出高电平） ； 当换档杆拨到 D 档并弹回原始档位置时， D 档档位对应的霍尔传感器 23 输 说 明 书 CN 103836172 A 6 5/5 页 7 出一个脉冲信号到换档控制单元 4， 换档控制单元 4 输出 D 档控制信号 （即 B4 输出低电平， B2、 B3、 B5、 B6 输出高电平） ； 当换档杆拨到 E 档并弹回原始档位置时， E 档档位对应的霍尔 传感器 24 输出一个脉冲信号到。
31、换档控制单元 4， 换档控制单元 4 输出 E 档控制信号 （即 B5 输出低电平， B2 B4、 B6 输出高电平） 。 0034 如图 5、 图 8 所示， 如果换档控制单元判断先前档位为 D 档 （即 B4 输出低电平， B2、 B3、 B5、 B6 输出高电平） ， 换档杆处于原始档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控制单元 输出N档控制信号 ； 当换档杆拨到E档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出E档控制信 号 ； 当换档杆拨到D档或R档并弹回原始档位置时或者拨到P档位置时， 换档控制单元输出 D档控制信号， 若需要换档控制单元输出R档控制信号 （即需要使B2输出低电平。
32、， B3B6 输出高电平） ， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 R 档， 然后换档杆弹回原始档位置， 如果需 要换档控制单元输出 P 档控制信号， 则需先将换档杆拨到 N 档， 再拨到 P 档位置， 换档杆停 留在 P 档位置。 0035 如图5、 图9所示， 如果换档控制单元判断先前档位为E档 （即B5输出低电平， B2 B4、 B6 输出高电平） ， 换档杆处于原始档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控制单元输出 N 档控制信号 ； 当换档杆拨到 D 档并弹回原始档位置时， 换档控制单元输出 D 档控制信号 ； 当换档杆拨到 E 档或 R 档并弹回原始档位置时或者拨到 P 。
33、档位置时， 换档控制单元输出 E 档控制信号 （即 B5 输出低电平， B2 B4、 B6 输出高电平） ， 若需要换档控制单元输出 R 档 控制信号， 则需将换档杆先拨到N档， 再拨到R档， 然后换档杆弹回原始档位置， 若需要换 档控制单元输出 P 档控制信号， 则需将换档杆先拨到 N 档， 再拨到 P 档位置， 换档杆停留在 P 档位置。 0036 如图 5、 图 10 所示， 如果换档控制单元判断先前档位为 P 档 （即 B6 输出低电平， B2 B5 输出高电平） ， 换档杆处于 P 档位置 ； 当换档杆拨到 N 档位置时， 换档控制单元输出 N 档控制信号 ； 当换档杆拨到原始档。
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