具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提出一种电子换档器位置识别设计的方法，包括：

S1、确认有效角度或位移范围：

通过换挡模块识别换挡指令，根据换挡指令进行通信并获取位置信息，进而确认有效角度或位移范围；

S2、设计档位识别布局：

根据每个档位行程线性计算得到每个换档行程的数字量值，将每个换档行程的数字量值进行划分，形成档位识别布局图；

S3、档位零点确定：

通过档位识别布局图，选择档位错误区靠近左侧的一点作为相对零点，将每个档位点的初始AD值以所述相对零点为基准重新计算得到相对AD值和相对角度值或相对位移值，完成档位识别标定；

S4、档位识别点验证：

扩展会话下诊断服务校验标定值，校验合格代表位置识别成功，若校验不合格，则说明档位点物理位置存在偏差，需要提升物理位置档位点的操作精度；

S5、整车上位置识别策略：

当整车上电后，电子换档器开始工作，传感器会不间断检测磁通量数值，并将此磁通物理量转化为数字量值并通过串行通讯发送给电子换档器的主芯片，主芯片收到该数字量值，将和原档位标定值及对应的档位识别区进行比较和判断，完成换档档位识别；并将此用户换档信号请求进行逻辑条件判断的措施，最终转化为信号发送至整车网络。

下面以旋钮式换档器为例详细展开来说明本发明电子换档器位置识别设计的方法。需要说明的是，该实施例不构成对本发明方法的限制，其他类型的换挡器比如档杆式、排档式等只是物理信号(比如位移量、摆动角度等)不同，该方法是具备通用性的。

旋钮式电子换档器一般采用传感器和圆柱形磁铁组成的传感系统，旋钮式电子换档器的机械转电子信号的过程为：用户的换档意图体现在电子换档器上，对应旋钮的角度操作，旋钮的角度变化通过机械结构传递到圆柱形磁铁的转动角度，传感器检测磁通量的变化得到霍尔数字量AD值，就完成机械换档信号到电子信号的转化。

本实施例针对某项目的一款旋钮式电子换档器存在4个行程(即存在5个档位点：左2、左1、原点、右1、右2)，分别为左一阶行程22.5°、左二阶行程22.5°、右一阶行程22.5°、右二阶行程22.5°，旋钮和磁铁的传动比为25：9。

本实施例中，电子换档器位置识别设计的方法包括：

S1、确认有效角度范围：

换挡模块负责识别旋钮的换挡指令，通过SPI协议与MLX90363芯片进行通信并获取位置信息，读取的AD值信息为0x0000～0x3FFF的某个值，代表了0～360°的一个特定角度，其物理意义是磁铁N-S分割线相对霍尔芯片所转过的角度，即角度按圆柱形磁铁0-360°角度物理量范围对应的数字量AD值范围为0-16384。通过旋钮左右极限角度行程为90°及对应的机构传动比25：9，得到圆柱形磁铁旋转的总有效物理量角度行程为250°，对应的有效换档行程的数字量AD值范围为0-11378，这个AD值范围即为有效的档位识别范围值。

S2、设计档位识别布局：

由于旋钮每个换档行程都为22.5°，线性计算得到每个换档行程的数字量AD值为2284.5，将每个换档行程的AD值按5点份(可标定)进行划分，每个档位点周边的1份划为档位的识别区，对应每个档位点识别区的AD值为913.8，每个换档行程剩下的划为档位真空区，真空区的行程AD值为1370.7，非有效换档行程范围的划分为错误区域，错误区域的行程AD值为5006.2，形成的档位识别布局图见图1。

S3、档位零点确定：

在换挡器组装过程中，磁铁的安装角度是任意的，因此标定后的数据在0～360°范围内也可能是任意的，为了解决过0点越界问题，引入相对零点算法，首先选择相对零点，然后根据相对零点算法对档位识别进行标定，根据标定数据以及之后读取的实时数据转化成[0,360]范围内的数值，并且数值越大，其代表的实际位置也越在右边。

本实施例中，相对零点选择为左2实际值的左边，即在错误区域，相对0点的AD值和左2档位点差距规定在2000，该2000AD值具体可标定，一般取值≤错误区域AD值的1/2倍，防止相对0点和左2档位点识别区产生重叠，同时也不得进入右2档位点识别区，简单示意流程说明见图2。

档位识别标定的方法如下：

a)将换挡器旋转到5个档位点极限位置(左2、左1、原点、右1、右2)，可以得到5个档位点对应的初始AD实际值；

b)相对0点按上述规定的左2档位点实际AD值减去2000AD值得到，并以相对0点作为AD值的坐标始点，根据每个档位点的之间的AD值2284.5重新计算得到新的5个档位点对应的AD相对值；

c)将5个档位点换算后的AD角度相对值通过UDS(指扩展会话下的安全访问诊断服务)写入到EEPROM(指带电可擦可编程只读存储器)，该5个写入的AD值称为标定AD值。

档位识别标定后，档位点的AD识别区确定：前面提到每个档位点识别区的AD值范围长度为913.8，则这5个标定AD值分别对应的±456.9范围作为该档位点的AD值识别区，比如左2档位点标定AD值为2000，则左2档位点的AD数字识别范围为2000±456.9，即AD值1543.1～2456.9为主芯片识别的左2换档识别区域，具体各个档位点的AD识别区见图3中的“-2、-1，0，+1，+2”部分。

S4、档位识别点验证：

扩展会话下诊断服务校验标定值，通过UDS命令读取当前各个档位点的相对AD值，要求各个档位点的相对AD值间隔保持在2284.5±20内，误差范围按1％左右进行，本实施例误差按20AD值进行；同时要求各个位置的当前读取AD值与第S3步得到的5个标定AD值进行比较，判断是否基本一致，误差小于20AD值(可标定)；校验合格代表位置识别成功，若校验不合格，可能原因为5个档位点物理位置存在偏差，需要提升物理位置档位点的操作精度，比如采用电子控制的机械手来捕捉5个档位点。

S5、整车上位置识别策略：

当整车上电后，电子换档器开始工作，传感器会不间断检测磁通量数值，一般检测周期根据传感器特性定，本实施例检测周期为2ms，并将此磁通物理量转化为AD值并通过SPI通讯发送给电子换档器的主芯片，由电子换档器的主芯片收到该AD值，将和原档位标定值及对应的档位识别区进行比较和判断，完成换档档位识别。并将此用户换档信号请求进行逻辑条件判断的措施，最终转化为CAN信号发送至整车网络。

下面以具体用户换档操作说明具体档位位置识别过程：

1、当用户未操作换档旋钮时：

电子换档器旋钮应该处于原点，传感器读取原点对应的AD值并换算成相对AD值后通过SPI通讯给主芯片，主芯片收到AD值会和标定AD值对应的处理为用户未操作档位。

当主芯片收到的换算后的AD值不处于原点的档位识别区(图1)，则需要展开说明。当主芯片收到AD值稳定且长时间(时间≥10S，可标定)不处于原点的档位识别区，则主芯片根据当前的AD值进一步判断：当AD值处于档位错误区，则主芯片认为档位识别模块存在故障；当AD值不处于原点识别区也不处于档位错误区，主芯片解析当前旋钮位置卡滞在其它档位识别区或换档真空区。

2、当用户操作换档旋钮时：

用户操作旋钮时，主芯片根据收到的AD值和各个档位点AD识别区进行比较，当该前AD值处于AD识别区时，则主芯片认为用户进行了换档操作；

同时为区分用户的过程档位点和目标档位点，主芯片收到的AD值处于AD识别区的时间≥50ms(可根据用户使用感受标定)才认为是用户的目标档位点，否则主芯片处理为过程档位点，将不进行位置的识别。比如用户从D档进R档，需要跨越N档的档位点，当用户换档经过N档AD识别区的时间在50ms以内，则主芯片处理为过程档位点；当在N档AD识别区的时间超过50ms，则主芯片处理为用户目标档位点，进行位置识别。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。