换挡器及换挡器位置检测方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种换挡器及换挡器位置检测方法。该种换挡器包括至少一个惯性传感器和控制器；惯性传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，三轴陀螺仪用于检测围绕三个检测轴旋转的角速度信号，三轴加速度传感器用于检测三个检测轴的加速度信号；控制器与惯性传感器相连，控制器用于获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号；根据加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，以及根据角速度信号中的第二预设分量确定换挡杆的第二角度；使用第二角度校验第一角度；以及，若校验结果符合预设条件，则根据第一角度或第二角度确定换挡器的档位位置。由惯性传感器进行换挡杆位置检测，大大减小了换挡器的体积。

【技术实现步骤摘要】
换挡器及换挡器位置检测方法
本专利技术实施例涉及车辆
，尤其涉及一种换挡器及换挡器位置检测方法。
技术介绍
随着汽车工业的发展，自动变速箱已经逐步代替了手动变速箱，所以换挡器部分也从手动变速箱的拨叉系统演变成为仅仅实现档位选择的电子系统。自动变速箱的换挡器需要识别的是N,P,D,R四个档位，档位选择后点亮对应的LED等，然后通过CAN总线将档位信息传输给自动变速箱。现有自动挡换挡器的实现方法基于磁感应式，即在换挡手柄或者旋钮上安装磁铁，通过磁感应芯片检测换挡手柄位置，磁感应芯片是基于霍尔方案，根据芯片的不同需要1颗或者多颗来实现，因为磁铁和芯片无法集成为一体，所以换挡器始终体积较大，内部电路PCB无法集成在手柄或者旋钮上。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种换挡器及换挡器位置检测方法，以减小换挡器的体积。第一方面，本专利技术实施例提供了一种换挡器，包括至少一个惯性传感器和控制器；所述惯性传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，所述三轴陀螺仪用于检测围绕三个检测轴旋转的角速度信号，所述三轴加速度传感器用于检测三个检测轴的加速度信号；所述控制器与所述惯性传感器相连，所述控制器用于获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号；根据所述加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，以及根据所述角速度信号中的第二预设分量确定所述换挡杆的第二角度；使用所述第二角度校验所述第一角度；以及，若校验结果符合预设条件，则根据所述第一角度或所述第二角度确定所述换挡器的档位位置。可选的，至少一个所述惯性传感器设置于所述换挡杆的顶部和/或底部。可选的，所述控制器还用于：根据所述加速度信号中的第一预设分量按照如下公式确定换挡杆的第一角度：式中：θ1为换挡杆的第一角度；a1为第一轴向的加速度信号分量；a2为第二轴向的加速度信号分量。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种换挡器位置检测方法，应用于本专利技术任意实施例所述的换挡器，该换挡器位置检测方法包括：获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号；根据所述加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，以及根据所述角速度信号中的第二预设分量确定所述换挡杆的第二角度；使用所述第二角度校验所述第一角度；若校验结果符合预设条件，则根据所述第一角度或所述第二角度确定所述换挡器的档位位置。可选的，所述第一预设分量和所述第二预设分量根据所述惯性传感器的布设方向进行确定。可选的，所述第一预设分量包括两个轴向分量；所述第二预设分量包括一个轴向分量或包括两个轴向分量。可选的，所述根据所述加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，包括：根据所述加速度信号中的第一预设分量按照如下公式确定换挡杆的第一角度：式中：θ1为换挡杆的第一角度；a1为第一轴向的加速度信号分量；a2为第二轴向的加速度信号分量。可选的，所述根据所述角速度信号中的第二预设分量确定所述换挡杆的第二角度，包括：根据所述角速度信号的第二预设分量按照如下公式确定所述换挡杆的第二角度：式中：θ2为换挡杆的第二角度；ωpitch为围绕第三轴向旋转的角速度信号分量；θ0为换挡杆的初始角度。可选的，在所述使用所述第二角度校验所述第一角度之后，所述方法还包括：若校验结果不符合预设条件，则重新获取所述惯性传感器的加速度信号和角速度信号，更新所述第一角度和所述第二角度，以更新所述校验结果；若更新后的所述校验结果符合预设条件，则根据更新后的所述第一角度或更新后的所述第二角度确定所述换挡器的档位位置；否则，按照设定次数重复执行更新所述校验结果的步骤，直至更新后的所述校验结果符合预设条件，确定所述换挡器的档位位置；或者，重复更新所述校验结果的次数达到设定次数，输出档位报警信号。可选的，在获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号之后，所述方法还包括：对所述加速度信号和所述角速度信号进行滤波处理。本专利技术实施例所提供的换挡器位置检测方法，控制器根据加速度信号的预设分量和角速度信号的预设分量分别计算换挡杆的角度，再通过对计算出的两个角度信号进行校验，以确定换挡杆的角度是否准确。在确定校验结果符合预设条件时，控制器进一步将所计算出的第一角度或第二角度确定为换挡器的档位位置，从而实现基于惯性传感器来检测换挡器的档位位置，进而由变速箱判断换挡信号。本专利技术实施例通过设置惯性传感器来替换传统的霍尔感应器件来检测换挡杆的位置，因为惯性传感器的体积较小，因而可以将检测电路装配于换挡杆内，从而减小换挡器的体积，使得换挡器的体积不受限于电路和感应方式，解决了现有技术中换挡器体积大的问题。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种换挡器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的惯性传感器在换挡器中的一种布设示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种换挡器位置检测方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种换挡器的结构示意图，该换挡器可应用于自动变速箱车辆中，并在车辆换挡时对换挡信号进行检测情况。例如，在自动挡车辆中，当用户挂入空挡或者停车档时，换挡器中的感应器件自动感测换挡杆的位置，并输出相应的换挡位置信号至变速箱，变速箱按照一定的逻辑进行处理，实现换挡。如图1所示，该换挡器10包括至少一个惯性传感器100和控制器(图中未示出)；其中，惯性传感器100包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，三轴陀螺仪用于检测围绕三个检测轴旋转的角速度信号，三轴加速度传感器用于检测三个检测轴的加速度信号；控制器与惯性传感器100相连，控制器用于获取换挡器10中惯性传感器100的加速度信号和角速度信号；根据加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆200的第一角度，以及根据角速度信号中的第二预设分量确定换挡杆200的第二角度；使用第二角度校验第一角度；以及，若校验结果符合预设条件，则根据第一角度或第二角度确定换挡器10的档位位置。具体地，三轴陀螺仪用于检测换挡杆200在三轴方向的动态变化量，三轴加速度传感器用于检测换挡杆200在三轴方向的静态角度。控制器与惯性传感器100中的三轴陀螺仪和三轴加速度传感器分别连接，使得控制器能够获取到三轴陀螺仪输出的动态角度变化量，以及能够获取到三轴加速度传感器输出的静态角度。当换挡杆200位置改变时，控制器使用三轴陀螺仪的动态检测角度对由三轴加速度传感器检测到的静态角度进行校验，从而确定换挡杆200的位置位置检测是否准确，控制器进一步按照既定算法对加速度信号中的预设分量和角速度中的预设分量分别进行计算，并将检测结果进行输出。需要说明的是，本实施例中的第一预设分量和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换挡器，其特征在于，包括至少一个惯性传感器和控制器；/n所述惯性传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，所述三轴陀螺仪用于检测围绕三个检测轴旋转的角速度信号，所述三轴加速度传感器用于检测三个检测轴的加速度信号；/n所述控制器与所述惯性传感器相连，所述控制器用于获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号；根据所述加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，以及根据所述角速度信号中的第二预设分量确定所述换挡杆的第二角度；使用所述第二角度校验所述第一角度；以及，若校验结果符合预设条件，则根据所述第一角度或所述第二角度确定所述换挡器的档位位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种换挡器，其特征在于，包括至少一个惯性传感器和控制器；
所述惯性传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，所述三轴陀螺仪用于检测围绕三个检测轴旋转的角速度信号，所述三轴加速度传感器用于检测三个检测轴的加速度信号；
所述控制器与所述惯性传感器相连，所述控制器用于获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号；根据所述加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，以及根据所述角速度信号中的第二预设分量确定所述换挡杆的第二角度；使用所述第二角度校验所述第一角度；以及，若校验结果符合预设条件，则根据所述第一角度或所述第二角度确定所述换挡器的档位位置。


2.根据权利要求1所述的换挡器，其特征在于，至少一个所述惯性传感器设置于所述换挡杆的顶部和/或底部。


3.根据权利要求1所述的换挡器，其特征在于，所述控制器还用于：根据所述加速度信号中的第一预设分量按照如下公式确定换挡杆的第一角度：



式中：θ1为换挡杆的第一角度；a1为第一轴向的加速度信号分量；a2为第二轴向的加速度信号分量。


4.一种换挡器位置检测方法，应用于权利要求1-3任一项所述的换挡器，其特征在于，包括：
获取换挡器中惯性传感器的加速度信号和角速度信号；
根据所述加速度信号中的第一预设分量确定换挡杆的第一角度，以及根据所述角速度信号中的第二预设分量确定所述换挡杆的第二角度；
使用所述第二角度校验所述第一角度；
若校验结果符合预设条件，则根据所述第一角度或所述第二角度确定所述换挡器的档位位置。


5.根据权利要求4所述的换挡器位置检测方法，其特征在于，所述第一预设分量和所述第二预设分量根据所述惯性传感器的布设方向进行确定。


6.根据权利要求4所述的换挡器位...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，王玉涛，吴云飞，张剑，崔成宾，
申请(专利权)人：上海英恒电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31