汽车电子排挡控制系统分析

【摘要】

随着科学技术的快速发展，逐渐涌现出更多的汽车，同时在高新技术的影响下，汽车传统的换挡结构已经被电子形式所取代，在使用上具有更标准化、简洁化、人性化以及模块化等特点。汽车电子排挡控制系统的应用，能够有效改善传统机械式换挡以及误操作等因素形成的磨损，进而可以延长使用寿命。就汽车电子排挡控制系统的应用进行了分析。

【关键词】

汽车；电子排挡；控制系统

生活质量的提高，决定了人们对汽车性能的要求也更为严格，包括安全性、动力性、舒适性以及环保性等方面。随着电子技术的发展，在汽车换挡结构改造上已经取得了一定成果，汽车电子排挡控制系统的应用，改变了传统机械式换挡要求，在应用上具有更大的便利性与安全性。

一、汽车电子排挡系统概述

电子排挡是换挡装置中自动变速器的接口部件，对连接驾驶员与汽车有着重要作用，与传统机械式换挡构件相比舒适性更好，并且单子排挡系统与汽车多个系统有着密切的联系，对保证汽车行驶安全具有重要意义。与传统机械式换挡构件不同，电子排挡在操作上主要采用了安全性与方便性更高的电子控制模式，在驾驶员使用时系统可以通过传感器电磁感应，来触发相关系统来反应驾驶员的换挡操作意图，然后通过相关的协议将其传输到TCM，控制自动变速器完成换挡的动作。

现在常用的汽车电子排挡系统原理为电磁感应，即在换挡杆侧面或者是下方安装永磁体，一旦驾驶员操作档杆，永磁体会与档杆相应动作，这样电路板上的感应器就可以根据磁体不同位置以及动作产生的不同磁感应强度，确定动作感应输出状态，最后通过控制器的处理，以及相关协议的应用来完成换挡动作。不同类型的汽车所需要的电子排挡系统不同，无论是设计还是应用上侧重点都存在一定差异，在进行设计时需要结合实际需求来确定。

二、汽车电子排挡系统关键技术分析

（一）硬件电路设计

受汽车换挡结构空间尺寸以及外观等要素要求，在对硬件电路进行设计时，重点是在有限大小的电路板上做好芯片的布局以及功能的实现，同时也需要做好低消耗、高安全设计工作。首先，需要做好对主控芯片的选择，确保其生产质量合格，并且具有较高的可靠性，可以适应电源干扰以及高温等恶劣环境的影响。例如MCU，具有性价比高、重量小、抗干扰力强以及可靠性高等特点，已经被广泛的应用到汽车电子排挡系统的研究中。其次，做好传感器选型，如现在比较常用的霍尔传感器，除了能够作为温度传感器、角度传感器以及速度传感器外，还可以用为控制自动变速器、GPS车载导航系统等。最后，做好电源模块化电路设计，主要分为电源模块电路、挡位信号采集电路、电磁阀模块电路、挡位信号发送电路以及按钮模块电路等。

其中，对于电源模块电路的设计，需要确定供电的器件，为数字器件与功率器件进行供电，现在比较常用的为+12V直流电源，对于大部分单片机系统芯片的运行，需要+5V直流电源来供电，这就要求电源可以将车载电源稳定的转换为满足单片机系统工作要求的直流稳压电源，在进行设计时可以选择用稳压管与三极管来实现将+12V直流电源将为+5V直流电源。

（二）控制系统软件设计

系统软件的设计应考虑控制系统功能以及单片机性能，然后确定设计方式。例如软件架构选择用自上而下的模块化设计，主要由主监控程序、各功能模块子程序以及定时中断程序组成。模块化设计主要就是将一个规模比较大的软件工程分解成多个独立功能模块，然后对各独立模块进行开发、测试，最后按照相对应的接口进行组装的程序。

首先，做好主程序设计。主程序为整个系统的监测程序，代表了各挡位换挡之间的逻辑关系，是维持整个系统运行的基础。在编写程序时，必须要对系统进行初始化处理，即清各工作单元、为计数器或者定时器设置初值、启动计数器以及定时器端口设置等。等到系统上电程序运行后，主程序就会完成各模块的初始化，对换挡手柄当前所处挡位指令进行读取，调用各功能子程序，对各功能子程序之间的关系进行协调，完成指令一系列的动作。其次，做好各子程序设计。主要包括挡位信号检测程序、电磁阀卡位程序、挡位信号发送程序以及挡位显示指示灯程序等，各子系统工程的实现是保证整个系统正常运行的前提。其中，挡位信号检测程序为系统中核心子程序，如果换挡手柄位置移动，与传感器相连的挡位信号端口就会中断。当检测到信号中断产生的挡位信号，并与前一挡位情况进行结合，确定换挡手柄位置移动动作是否有效，如果无效则不会对挡位造成变化，因此在设计时必须要保证系统的安全性与可靠性。

（三）系统设计测试

在电子排挡控制系统设计完成后，最后还需要做好相应的测试工作。对硬件电路以及软件程序的良好设计，可以有效减少后期调试时间，降低检测出问题的概率，缩短整个系统的开发周期。在系统设计过程中，最后的调试以及检测部分是重要内容，其中硬件调试与软件调试具有密切的联系，在很多情况下硬件设计中存在的问题并不能被发现，这样为保证整个系统的有效性就需要在软件程序中对其进行纠正。并且，如果系统硬件调试不过关，后续软件设计无法正常进行，因此在进行调试时应先将硬件中存在的故障进行排除，然后再与软件程序相结合来进一步进行故障检测与排除。在硬件调试中，可以分为静态调试与动态调试两种，其中都需要加强对电源故障、逻辑故障以及元器件失效等因素的管理，提高调试的效率，保证系统可靠性满足汽车需求。

三、结束语

电子技术在汽车生产中的应用，转变了传统机械式换挡方式，逐渐实现了电子排挡控制，提高了汽车行驶过程中的可靠性与安全性。这就需要我们不断加强对电子技术的研究，从电子排挡控制系统的要求出发，加强对各重点内容的研究分析，不断提高系统的可靠性。

参考文献：

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