本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电子换挡器及汽车。
背景技术：
传统的换挡操作为手动推杆式或拉线式换挡，传统方式不仅会出现在整车布置时体积大、布置位置死板、需要增加过孔影响驾驶室噪声等问题，例如，推杆连接的换挡控制方式传递的振动会很大，而拉线式的换挡方式虽然没有振动，但是挡位显得不是很清晰，且两者都不能实现智能控制，同时中控台占用空间比较大。
随着汽车电子技术的发展，逐渐演变为换挡器检测驾驶员的操作或者整车的控制器信号，将换挡操作以电子信号的方式传递给换挡执行机构来实现，即电子换挡器。而电子换挡器也面临一些问题及需要改进的地方，例如换挡的精度、可靠性、成本以及在面对智能驾驶时所要求的智能性和交互性。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电子换挡器及汽车，其结构简单、体积小，可以极大的节省空间且节约成本，操作更加便捷、控制更加精准、性能更加可靠，且更加智能化。
为实现上述目的，本实用新型实施例第一方面提供一种电子换挡器，作为其中一种实施方式，所述电子换挡器包括电子控制器和机械执行机构，所述机械执行机构包括电机、传动系统以及传感器模块；所述传感器模块与所述电子控制器连接，用于获取变速器所处的挡位；所述电子控制器与所述电机连接，用于在接收到目标挡位后，根据变速器所处的挡位输出控制信号至所述电机；所述传动系统与所述电机和变速器换挡轴连接，用于转动所述变速器换挡轴到所述目标挡位；所述电子控制器还与变速箱控制单元连接，用于发送换挡完成的指定报文至所述变速箱控制单元以完成换挡过程。
作为其中一种实施方式，所述电子控制器通过can总线与所述变速箱控制单元通讯连接，所述电子控制器上的can-l引脚与所述变速箱控制单元上的can-l引脚连接，所述电子控制器上的can-h引脚与所述变速箱控制单元上的can-h引脚连接，并且所述电子控制器通过can信号接收换挡指令。
作为其中一种实施方式，所述传动系统包括蜗轮和蜗杆。
作为其中一种实施方式，所述传感器模块为角度位置传感器模块，所述角度位置传感器模块设置于所述蜗轮上，用于感应所述蜗轮上磁铁磁场的方向。
作为其中一种实施方式，所述电子控制器通过脉宽调制信号驱动所述电机。
作为其中一种实施方式，所述电机为直流有刷电机。
作为其中一种实施方式，所述电子控制器还包括pid调节模块，所述pid调节模块和所述电机连接，用于输出控制量控制电机转动。
本实用新型第二方面提供一种汽车，作为其中一种实施方式，所述汽车包括上述各实施方式的电子换挡器。
作为其中一种实施方式，所述汽车包括换挡旋钮，所述电子控制器通过硬线与所述换挡旋钮连接，以接收换挡指令。
综上所述，本实用新型提供一种电子换挡器及汽车，该电子换挡器包括电子控制器和机械执行机构，机械执行机构包括电机、传动系统以及传感器模块；其中，传感器模块与电子控制器连接，用于获取变速器所处的挡位，电子控制器与电机连接，用于在接收到目标挡位后，根据变速器所处的挡位输出控制信号至电机；传动系统与电机和变速器换挡轴连接，用于转动变速器换挡轴到目标挡位；电子控制器还与变速箱控制单元连接，用于发送换挡完成的指定报文至变速箱控制单元以完成换挡过程。本实用新型提供的电子换挡器结构简单、体积小，可以极大的节省空间且节约成本，操作更加便捷、控制更加精准、性能更加可靠，且更加智能化。
附图说明
图1示出本实用新型第一实施例提供的一种电子换挡器系统框图。
图2示出本实用新型第一实施例提供的电子换挡器的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。请参考图1，图1示出本实用新型第一实施例提供的一种电子换挡器系统框图。如图1所示，电子换挡器100包括电子控制器10和机械执行机构11，机械执行机构包括电机110、传感器模块120以及传动系统130；传感器模块120与电子控制器10连接，用于获取变速器所处的挡位；电子控制器10与电机110连接，用于在接收到目标挡位后，根据变速器所处的挡位输出控制信号至电机110；传动系统130与电机110和变速器换挡轴连接，用于转动变速器换挡轴到目标挡位；电子控制器10还与变速箱控制单元12(图1未示出请参考图2)连接，用于发送换挡完成的指定报文至变速箱控制单元12以完成换挡过程。
具体地，请结合参考图2，图2示出本实用新型第一实施例提供的电子换挡器的电路原理图。如图2所示，电子控制器10通过can总线与变速箱控制单元12通讯连接，其中，电子控制器10上的can-l引脚与变速箱控制单元12上的can-l引脚连接，电子控制器10上的can-h引脚与变速箱控制单元12上的can-h引脚连接。
在一实施方式中，电子控制器10通过can信号接收换挡指令。
具体地，本电子换挡器应用于液力式自动变速器(at)的自动换挡。at自动变速器只能实施所有前进挡位之间的档位变换，但不能实施p、r、n、d之间的自动切换。而电子换挡器的应用就是完成p、r、n、d四个档位之间的自动切换。对于纯电动车辆来说，它可能只需要完成p档(驻车)和非p档(行驶)之间的切换。因此，为了达到这个目的，该电子换挡器100通过电子控制器10连接整车can接受来自整车各预定控制器发出的can信号，以自动实施prnd或p档的自动切换，能够与整车通讯进行信号传递，而不需要驾驶员去操纵换挡杆、旋转换挡旋钮、或按换挡按钮。
在一实施方式中，所述传动系统130包括蜗轮和蜗杆。
具体地，传动系统130与电机110和变速器换挡轴连接，用于转动变速器换挡轴到目标挡位，本实施方式中，传动系统130包括蜗轮和蜗杆，首先电机轴上配置的齿轮作为主动齿轮进行一级齿轮减速，然后通过蜗轮蜗杆进行2级减速增矩以作为最终动力输出。
在一实施方式中，所述传感器模块120为角度位置传感器模块，角度位置传感器模块设置于蜗轮上，用于感应蜗轮上磁铁磁场的方向。
具体地，该角度位置传感器型号可以为sahc01-120系列，如图2所示，角度位置传感器的输入端1连接电子控制器10的5v电源端口，角度位置传感器的接地端2连接电子控制器10的gnd端口，角度位置传感器的输出端3连接电子控制器10的feedback端口。其中，角度位置传感器通过感应蜗轮上磁铁磁场的方向，产生0－5v的模拟信号，电子控制器10通过采样得到的模拟信号，判断变速器目前所处的档位，也即蜗轮的挡位和变速器的挡位是相应的，然后在电子控制器10接收到换挡指令后，即目标挡位，控制电机110运转，电机带动蜗杆、蜗轮、磁铁转动，从而角度位置传感器产生的模拟信号发生改变，当到达请求的目标挡位后，电子控制器10通过can通讯，发送指定报文给变速箱控制单元12完成换挡过程。
在一实施方式中，电子控制器10通过脉宽调制信号驱动电机110。
具体地，电子控制器10输出驱动电机110旋转的脉宽调制信号，通过控制脉宽调制信号的占空比以改变电机110的旋转方向、旋转速度以及出力大小。
在一实施方式中，该电机110为直流有刷电机。
在一实施方式中，电子控制器10还包括pid调节模块，pid调节模块和电机连接，用于输出控制量控制电机110转动。
具体地，电子换挡器的控制实际是转角控制，电子换挡器在得到目标档位后，就可查出所需要到达的位置，根据现在的位置。即目前所处的挡位，就可以确定需要旋转的角度，然后电子控制器10通过pid调节模块输出控制量控制电机110转动，快速准确地到达目标位置。当然不仅仅局限于pid调节，还可以是pi调节。
综上所述，本实用新型提供一种电子换挡器，其包括电子控制器和机械执行机构，机械执行机构包括电机、传动系统以及传感器模块；其中，传感器模块与电子控制器连接，用于获取变速器所处的挡位，电子控制器与电机连接，用于在接收到目标挡位后，根据变速器所处的挡位输出控制信号至电机；传动系统与电机和变速器换挡轴连接，用于转动变速器换挡轴到目标挡位；电子控制器还与变速箱控制单元连接，用于发送换挡完成的指定报文至变速箱控制单元以完成换挡过程。本实用新型提供的电子换挡器结构简单、体积小，可以极大的节省空间且节约成本，操作更加便捷、控制更加精准、性能更加可靠，且更加智能化。
本实用新型第二方面提供一种汽车，该汽车包括上述各实施方式中的电子换挡器。
在一实施方式中，该汽车包括换挡旋钮，电子控制器通过硬线与换挡旋钮连接，以接收换挡指令。
具体地，该电子控制器能接受换挡按钮、换挡旋钮等操作柄上的硬线信号进行prnd或p档的自动切换。
综上所述，本实施例提供的汽车，通过设置该电子换挡器，节省了成本，以及驾驶舱内的布置空间和操作空间，整车质量更轻，可靠性更好，更加智能化。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一实施方式”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种电子换挡器，其特征在于，包括电子控制器和机械执行机构，所述机械执行机构包括电机、传动系统以及传感器模块；
所述传感器模块与所述电子控制器连接，用于获取变速器所处的挡位；
所述电子控制器与所述电机连接，用于在接收到目标挡位后，根据变速器所处的挡位输出控制信号至所述电机；
所述传动系统与所述电机和变速器换挡轴连接，用于转动所述变速器换挡轴到所述目标挡位；
所述电子控制器还与变速箱控制单元连接，用于发送换挡完成的指定报文至所述变速箱控制单元以完成换挡过程。
2.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述电子控制器通过can总线与所述变速箱控制单元通讯连接，所述电子控制器上的can-l引脚与所述变速箱控制单元上的can-l引脚连接，所述电子控制器上的can-h引脚与所述变速箱控制单元上的can-h引脚连接，并且所述电子控制器通过can信号接收换挡指令。
3.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述传动系统包括蜗轮和蜗杆。
4.根据权利要求3所述的电子换挡器，其特征在于，所述传感器模块为角度位置传感器模块，所述角度位置传感器模块设置于所述蜗轮上，用于感应所述蜗轮上磁铁磁场的方向。
5.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述电子控制器通过脉宽调制信号驱动所述电机。
6.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述电机为直流有刷电机。
7.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述电子控制器还包括pid调节模块，所述pid调节模块和所述电机连接，用于输出控制量控制电机转动。
8.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电子换挡器。
9.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述汽车包括换挡旋钮，所述电子控制器通过硬线与所述换挡旋钮连接，以接收换挡指令。
技术总结