原文传递
汽车电子排挡电路设计及电磁分析
| 论文题名： | 汽车电子排挡电路设计及电磁分析 |
| 关键词： | 汽车工业;电子排挡;自动变速器;电路设计;电磁感应 |
| 摘要： | 随着自动变速器以及汽车电子技术的发展，电磁感应式电子排挡已逐步取代传统的机械拉杆式换挡，电子排挡是通过永磁体与霍尔传感器的非接触式配合来完成换挡操作的，与传统的机械换挡相比，这种换挡方式能够完全避免由于机械磨损带来的严重后果，电子排挡操作简便、安全舒适、防盗性强，能够有效地防止由于驾驶者的换挡误操作而引起变速器造成的损伤，从而达到更好的保护变速器，纠正驾驶者的不良换挡习惯的目的。 电磁感应式电子排挡的基本原理是在换挡杆的下方安装一块永磁体，同时设计一块装有霍尔传感器的电路板用来感应永磁体的磁感应强度，当驾驶员选择换挡时，永磁体会随着挡杆运动到不同的位置，这样，电路板上不同的传感器就会被触发，将信号经过一定的处理后送至变速箱模块(Transmission Control Module，TCM)进行处理，便能够根据霍尔传感器的不同输出来反映驾驶员所选择的挡位。因此，在电路的设计过程中，霍尔传感器的布局方式显得尤为重要，如何计算不同位姿的永磁体在空间中任意一点产生的磁感应强度，并以此为依据指导传感器的布局是电子排挡系统设计的关键。 本文针对电磁感应式电子排挡系统中常用的圆柱形轴向充磁式永磁体，在库仑模型的基础上，采用数值分析方法建立了永磁体的磁感应强度分布模型，该方法能够计算不同位姿的永磁体在空间中产生的磁感应强度。本文结合开关型霍尔传感器的触发特性设计了一款汽车电子排挡系统的磁场仿真软件，该软件能够直观地画出不同位姿的磁体在电路板上触发的区域，从而为电子排挡的开发人员决定传感器的分布提供辅助决策，能够大地大减少了设计时间和成本。最后，本文设计了一款集手/自一体的电子排挡系统，该排挡共包含六个挡位，并选用单片机PIC16F677将采集到的不同的霍尔传感器输入按照通信协议进行编码，选用Allegro公司生产的A1121霍尔传感器来实现信号的采集功能，同时利用磁场仿真软件对永磁体的触发区域进行分析，得到传感器在电路板上的有效布局，从而实现准确无误地换挡操作。本文通过软件测试与实物测试两种手段验证了磁场模型的正确性、磁场仿真软件的有效性以及系统设计的可靠性。 |
| 作者： | 周晓翠 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 孙炜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
