專利名稱：一種檔位檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車的電子和傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種手動檔汽車的檔位非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)前交通管理部門對駕駛員考試由人工考試過度到自動化考試，在手動檔機(jī)動車自動化考試中，涉及百米逐級加減檔及檔位判斷的考核內(nèi)容。目前對檔位的判斷考核是通過考官直接觀察或安裝機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)的。直接觀察缺陷是可靠性差、易漏判和誤判，不能適應(yīng)自動化的駕駛員考試。當(dāng)前所采取的外置檔位位置檢測通常使用機(jī)械觸發(fā)式，屬于開關(guān)信號檢測設(shè)備， 只能檢測固定位置的檔位桿存在與否，不能檢測檔位桿的運(yùn)動過程；同時(shí)，存在安裝不便， 機(jī)械觸點(diǎn)壽命低，傳感器多，設(shè)備成本較高，維護(hù)困難。而且，不同車型的檔位行程和檔位位置不完全相同，開關(guān)式的檢測裝置需要根據(jù)不同的車型定制不同的安裝框架，適應(yīng)性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種檔位檢測設(shè)備，以解決傳統(tǒng)的通過直接觀察或安裝機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)手動檔機(jī)動車考試中，逐級加減檔及檔位判斷的考核方式存在的可靠性差，維護(hù)成本高，經(jīng)常出現(xiàn)故障，并且還存在漏判和誤判的可能等技術(shù)問題。本發(fā)明所述的一種檔位檢測設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下該設(shè)備包括在檔位桿上固定的一個(gè)作為磁信號產(chǎn)生裝置的磁鐵、在檔位的一側(cè)安裝的并行方向且性能一致的三個(gè)高靈敏霍爾傳感器、與上述傳感器的輸出端連接的信號放大電路、通過AD接口接收上述信號放大電路信號的嵌入式處理器和顯示設(shè)備；所述三個(gè)霍爾傳感器的探測法線方向相對于檔位桿的向前、中、后運(yùn)動方向的行程上或最終的檔位上。所述的磁鐵為厚度可調(diào)節(jié)的且固定在金屬外框中，并通過可調(diào)節(jié)卡箍固定在檔位桿上。所述的嵌入式處理器通過檔位編碼和運(yùn)動方向輸出的數(shù)字接口與外設(shè)設(shè)備連接。本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備使用非接觸式的磁性霍爾傳感器，檔位桿和探測設(shè)備完全分離，不需要對汽車的電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)做任何改動，安裝方便；本發(fā)明的非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備使用非接觸式的磁性霍爾傳感器在使用中，不存在任何機(jī)械磨損，使用壽命長；本發(fā)明的非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備可以通過安裝時(shí)的對檔位的一次性標(biāo)定，適應(yīng)不同檔位排布形式和不同的檔位桿行程，因此適用于不同型號的車輛；本發(fā)明的非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備通過在檔位同側(cè)使用三個(gè)并列的霍爾傳感器，并使用高性能的嵌入式處理器對其進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，通過同時(shí)判斷每個(gè)點(diǎn)的傳感器絕對數(shù)值和
3相對關(guān)系，有效解決霍爾傳感器在不同角度和距離時(shí)的非線性帶來的判別誤差，實(shí)現(xiàn)了對檔位運(yùn)動響應(yīng)速度快，判斷準(zhǔn)確；本發(fā)明的非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備僅僅在檔位區(qū)域的同側(cè)使用三個(gè)傳感器，與以往在每個(gè)檔位點(diǎn)設(shè)置一個(gè)傳感器，通過開關(guān)信號判別的方式相比，降低了設(shè)備成本和安裝成本，而且實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)區(qū)域內(nèi)檔位的運(yùn)動軌跡的檢測。


圖1是本發(fā)明的電路原理框圖。圖2是本發(fā)明的霍爾傳感器標(biāo)定及安裝位置示意圖。圖3是本發(fā)明的霍爾傳感器與磁鐵的安裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種非接觸式檔位檢測設(shè)備利用磁性霍爾傳感器原理來實(shí)現(xiàn)。通過在檔位桿上固定一個(gè)磁鐵，使其成為一個(gè)磁信號產(chǎn)生裝置，同時(shí)在檔位的一側(cè)安裝并行安裝三個(gè)性能一致的高靈敏霍爾傳感器，通過信號調(diào)理電路來對傳感器信號進(jìn)行放大，使得探測法線方向的對磁鐵的線性范圍可以基本覆蓋不同車型檔位桿在該方向上運(yùn)動的遠(yuǎn)近最大行程。傳感器信號經(jīng)過調(diào)理電路之后被一個(gè)高性能的嵌入式處理器通過AD接口以固定采樣率進(jìn)行連續(xù)采集。傳感器及其調(diào)理電路、嵌入式處理器組成非接觸式檔位檢測傳感器和控制顯示設(shè)備部分，該部分另外還包括存儲器和顯示模塊，電路組成框圖參見圖1。假設(shè)并列的三個(gè)傳感器分別是A，B, C，在安裝時(shí)，當(dāng)傳感器位置固定以后，首先要對9個(gè)檔位桿位置進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定模式下，根據(jù)數(shù)碼管顯示的位置標(biāo)號，將檔位撥到相應(yīng)的位置，設(shè)置該位置的實(shí)際檔位后保存。傳感器位置及檔位標(biāo)定位置圖參見圖2，在傳感器位置不變且檔位桿上磁鐵位置和型號不變的情況下，傳感器只需要進(jìn)行安裝最初的一次標(biāo)定。非接觸式實(shí)時(shí)檢測設(shè)備在使用過程中，由于檔位桿磁鐵隨檔位桿進(jìn)行運(yùn)動，所以磁場會隨著檔位桿變化，因此，A，B, C三個(gè)傳感器的值也隨著變化，由于磁鐵的角度和距離都會影響到傳感器數(shù)值的變化，且這種變化是非線性的，精確數(shù)值受動作過程的影響較大， 所以采用了三個(gè)傳感器相對關(guān)系比較結(jié)合具體標(biāo)定位置比較相結(jié)合的位置判別方法，并結(jié)合歷史位置進(jìn)一步提高檔位判斷的準(zhǔn)確性。算法流程具體描述如下1)對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，去掉干擾引起的噪聲；2)對三個(gè)傳感器的數(shù)值關(guān)系進(jìn)行比較判別，確定檔位桿的位置范圍；3)根據(jù)安裝時(shí)標(biāo)定的數(shù)值進(jìn)行比較，進(jìn)一步確定檔位桿的位置；4)根據(jù)檔位桿的歷史位置進(jìn)行檔位桿位置的正確性判別，排除不合理的位置結(jié)果；5)顯示當(dāng)前檔位并通過數(shù)字IO輸出。本發(fā)明非接觸式檔位檢測設(shè)備分為兩個(gè)部分1.非接觸式檔位檢測傳感器和控制顯示設(shè)備部分其外觀和安裝特征在于，該設(shè)備為金屬外殼，固定于汽車檔位側(cè)面(可以固定在各種形式的支架上)。
其結(jié)構(gòu)特征在于，采用外接12V-24V直流電源供電，設(shè)備由三路霍爾傳感器、傳感器信號調(diào)理電路，數(shù)字信號處理器，檔位顯示部分以及存儲部分組成。數(shù)字信號處理器同時(shí)連續(xù)檢測三路霍爾傳感器的數(shù)值，在經(jīng)過濾波后與存儲器部分內(nèi)保存的在設(shè)備安裝時(shí)標(biāo)定的各檔位位置的傳感器數(shù)值進(jìn)行比較，得到當(dāng)前檔位桿的位置，結(jié)合上一次檔位桿的位置就可以得到檔位桿的運(yùn)動方向。判別結(jié)果通過數(shù)碼管顯示于設(shè)備表面，同時(shí)通過數(shù)字IO端口將信息以二進(jìn)制編碼形式輸出。2.檔位桿綁定磁鐵外觀和安裝特征在于，該設(shè)備為厚度可調(diào)節(jié)的磁鐵加上金屬外框，并通過可調(diào)節(jié)卡箍固定在檔位桿上；具體安裝實(shí)施方式如圖3所示，首先將帶卡箍的磁鐵安裝在檔位桿合適高度的位置，然后將檔位檢測傳感器裝置通過螺絲固定于側(cè)面預(yù)先安裝的支架上，保證檢測裝置的中線和磁鐵中心在同一水平面上，在空檔位置時(shí)，檔位檢測傳感器裝置的中線和磁鐵法線方向在同一直線上。固定好磁鐵和檢測裝置之后，對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定；標(biāo)定完成，撥動檔位，檢測裝置表面的數(shù)碼管顯示當(dāng)前檔位位置。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種檔位檢測設(shè)備，其特征在于包括在檔位桿上固定的一個(gè)作為磁信號產(chǎn)生裝置的磁鐵、在檔位的一側(cè)安裝的并行方向且性能一致的三個(gè)高靈敏霍爾傳感器、與上述傳感器的輸出端連接的信號放大電路、通過AD接口接收上述信號放大電路信號的嵌入式處理器和顯示設(shè)備；所述三個(gè)霍爾傳感器的探測法線方向相對于檔位桿的向前、中、后運(yùn)動方向的行程上或最終的檔位上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檔位檢測設(shè)備，其特征在于，所述的磁鐵為厚度可調(diào)節(jié)的且固定在金屬外框中，并通過可調(diào)節(jié)卡箍固定在檔位桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檔位檢測設(shè)備，其特征在于，所述的嵌入式處理器通過檔位編碼和運(yùn)動方向輸出的數(shù)字接口與外設(shè)設(shè)備連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檔位檢測設(shè)備，它包括在檔位桿上固定的一個(gè)作為磁信號產(chǎn)生裝置的磁鐵、在檔位的一側(cè)安裝的并行方向且性能一致的三個(gè)高靈敏霍爾傳感器、與上述傳感器的輸出端連接的信號放大電路、通過AD接口接收上述信號放大電路信號的嵌入式處理器和顯示設(shè)備；所述三個(gè)霍爾傳感器的探測法線方向相對于檔位桿的向前、中、后運(yùn)動方向的行程上或最終的檔位上。本發(fā)明可以解決傳統(tǒng)的通過直接觀察或安裝機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)手動檔機(jī)動車考試中，逐級加減檔及檔位判斷的考核方式存在的可靠性差，維護(hù)成本高，經(jīng)常出現(xiàn)故障，并且還存在漏判和誤判的可能等技術(shù)問題。
文檔編號G01D5/12GK102176292SQ20111000927
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者樸龍鎮(zhèn), 段勃 申請人:樸龍鎮(zhèn)