利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置的製作方法

2023-04-28 17:31:26

專利名稱：利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車控制器件，特別涉及一種利用紅外線技術實現的汽車換擋
O
背景技術：
目前在我國，絕大部分的汽車其換檔變速均採用手操縱杆來進行，而手操縱換檔方法存在著許多缺點，不僅換檔操作複雜、動作多、勞動強度大，尤其是重型車換檔沉重，人力難以勝任，城市公共汽車換檔頻繁，也極易使人疲勞；而且手操縱換檔是人為判斷的，對駕駛員技術水平要求高，換檔不易保持在最佳時刻，往往存在不合理駕駛，這樣即降低車輛使用壽命，又增加油耗；另外，手動操作換擋的操作動作多，分散了駕駛員的注意力，增加了不安全因素。在國外使用較多的液力自動變速器由於其結構複雜，難於製造維修，造價高， 傳動效率低，故不能普遍適用於我國普通車輛。另外，在自動換擋設計中的手動模式也可採用微動開關來實現手動模式的加速與減速，但微動開關的穩定性及其壽命相對比較差，使用時容易被誤動作而使其功能失效。另外該方式只能輸出兩種電平信號，一種為空載電源，另一種為地，很難匹配要求區間電平輸入的變速器。自動換擋的手動模式還可以採用磁鐵和霍爾開關來手動加速與減速，但這種形式容易受到外部磁場的幹擾，特別是在現在車載娛樂和移動電子設備日益豐富的汽車環境中，使用時容易被誤動作而使其功能失效。在國外也有用光電控制的汽車模塊，通過在光電三極體基極的光強(Ee)的不同， 對應產生光電三極體集電極電流(Ipce)變化來進行控制，由於汽車電源相對較複雜，發光光源受電源影響十分明顯，即使接收器件在同一位置狀態，集電極電流(Ipce)變化也很大， 而光電器件對全部波長的光都有一定的感應，受外界光的影響十分明顯，受此因數的制約， 這些光電控制模塊主要用於檢測密閉環境中物件的位置，因此對其使用環境的密閉要求較高。另外，不論是發光二極體(LED)的發光強度，還是光電三極體(photo translator)的集電極電流(Ipce)都受溫度影響明顯。此類汽車控制模塊的輸出同樣對溫度十分敏感，汽車控制模塊的使用範圍一直難以擴展。

發明內容
有鑑於此，本發明所要解決的技術問題是提供一種簡便的汽車動力換檔裝置，來改變換檔操縱中控制不精確的狀況，本發明提出了一種基於紅外線控制的汽車換擋裝置。 該裝置與傳統的控制裝置相比較性能更可靠，抗幹擾能力更強。本發明的目的是這樣實現的
本發明提供的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，包括檔位移動控制機構、檢測電路、驅動電路和檔位控制模塊，所述檔位移動控制機構，用於產生換擋器不同檔位狀態；所述檢測電路，用於檢測檔位移動控制機構所產生不同檔位狀態並形成檔位狀態信號；所述驅動電路將檔位狀態信號輸入到檔位控制模塊中，所述檔位控制模塊，用於將接收到的檔位狀態信號轉化為控制檔位狀態的控制信號。進一步，所述檢測電路包括紅外線檢測電路，所述紅外線檢測電路，用於接收穿過檔位移動控制機構的紅外線信號；所述紅外線檢測電路將接收到的信號處理後輸入到驅動電路。進一步，還包括車身控制模塊，所述車身控制模塊，用於接收汽車換擋器的控制信號並對汽車進行控制，所述車身控制模塊與檔位控制模塊電連接。進一步，所述檔位移動控制機構包括擋光裝置和至少一個紅外線發生電路，所述紅外線發生電路，用於產生發向檔位移動控制機構的信號，所述擋光裝置能有選擇性地遮擋紅外線檢測器所發出的信號，以產生不同信號的組合。進一步，所述檔位移動控制機構設置有兩個紅外線檢測器，所述擋光裝置能有選擇性地遮擋紅外線檢測器所發出的信號，具體包括以下方式
第一種情況為擋住裝置完全遮擋兩個紅外線探測器件發出的信號； 第二種情況為擋光裝置遮擋其中的一個紅外線探測器。進一步，所述不同信號的組合，具體包括以下方式
第一種信號組合為遮擋兩個紅外線探測器件發出的信號，用11表示手動狀態； 第二種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發出的信號，用10表示升檔狀態； 第三種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發出的信號，用01表示降檔狀態； 第四種信號組合為兩個紅外線探測器件均沒遮擋發出的信號，用00表示在自動駕馭狀態；
其中，紅外線器件擋住時產生的信號為1，紅外線器件沒有擋住時產生的信號為0。進一步，所述檢測電路包括光電三極體、第一電阻Rl、第二電阻R2、第二電阻R3和 MOS管，所述光電三極體的集電極和發射極之間連接第二電阻R2，所述光電三極體的集電極通過第一電阻Rl與電源連接，所述MOS管的柵極G與光電三極體的集電極連接，所述MOS 管的源極S通過第三電阻R3與電源連接，所述MOS管漏極D和光電三極體的發射極接地， 所述MOS管的源極S將脈衝信號輸入到驅動電路中。本發明的優點在於本發明採用兩個紅外線發生電路和紅外線檢測電路，產生檔位控制狀態信號，通過紅外線檢測電路接收檔位控制狀態信號，然後輸入到驅動電路進行處理來實現汽車換擋功能，通過控制信號代替手操縱換檔裝置，操作簡單輕便，大大減輕了司機的勞動強度。本發明的其它優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其它優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。


為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中
圖1為本發明實施例提供的電壓檢測電路圖2為本發明實施例提供的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置的原理框圖；圖3為本發明實施例提供的檔位移動機構示意圖4為本發明實施例提供的光敏器件的光敏感程度曲線示意圖5為本發明實施例提供的集電極與發射極之間的電壓與基極光照強度曲線圖。圖中，1表示檔位移動控制機構、2表示檢測電路、3表示驅動電路、4表示檔位控制模塊、5表示車身控制模塊。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護範圍。圖2為本發明實施例提供的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置的原理框圖，圖 3為本發明實施例提供的檔位移動機構示意圖，圖4為本發明實施例提供的光敏器件的光敏感程度曲線示意圖，如圖所示本發明提供的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，包括檔位移動控制機構1、檢測電路2、驅動電路3、檔位控制模塊4，所述檔位移動控制機構1，用於產生換擋器不同檔位狀態；所述檢測電路2，用於檢測檔位移動控制機構所產生不同檔位狀態並形成檔位狀態信號；所述驅動電路3將檔位狀態信號輸入到檔位控制模塊4中，所述檔位控制模塊4，用於將接收到的檔位狀態信號轉化為控制檔位狀態的控制信號。所述檢測電路2包括紅外線檢測電路，所述紅外線檢測電路，用於接收穿過檔位移動控制機構1的紅外線信號；所述紅外線檢測電路將接收到的信號處理後輸入到驅動電路3。還包括車身控制模塊5，所述車身控制模塊5，用於接收汽車換擋器的控制信號並對汽車進行控制，所述車身控制模塊5與檔位控制模塊4電連接。所述檔位移動控制機構1包括擋光裝置和至少一個紅外線發生電路，所述紅外線發生電路，用於產生發向檔位移動控制機構的信號，所述擋光裝置能有選擇性地遮擋紅外線檢測器所發出的信號，以產生不同信號的組合。所述檔位移動控制機構1設置有兩個紅外線檢測器，即紅外線檢測器件1和紅外線檢測器件2，所述擋光裝置能有選擇性地遮擋紅外線檢測器所發出的信號，具體包括以下方式
第一種情況為擋住裝置完全遮擋兩個紅外線探測器件發出的信號； 第二種情況為擋光裝置遮擋其中的一個紅外線探測器。所述不同信號的組合，具體包括以下方式
第一種信號組合為遮擋兩個紅外線探測器件發出的信號，用11表示手動狀態； 第二種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發出的信號，用10表示升檔狀態； 第三種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發出的信號，用01表示降檔狀態； 第四種信號組合為兩個紅外線探測器件均沒遮擋發出的信號，用00表示在自動駕馭狀態；
其中，紅外線器件擋住時產生的信號為1，紅外線器件沒有擋住時產生的信號為0。所述檢測電路包括光電三極體、第一電阻Rl、第二電阻R2、第二電阻R3和MOS管， 所述光電三極體的集電極和發射極之間連接第二電阻R2，所述光電三極體的集電極通過第一電阻Rl與電源連接，所述MOS管的柵極G與光電三極體的集電極連接，所述MOS管的源極S通過第三電阻R3與電源連接，所述MOS管漏極D和光電三極體的發射極接地，所述MOS 管的源極S將脈衝信號輸入到驅動電路中。集電極與發射極之間的電壓與基極光照強度如曲線圖5所示。圖1為本發明實施例提供的電壓檢測電路利用電壓解決方案如圖1所示，當光電三極體接受不到特定波長的紅外線光時，光電三極體發射極和集電極間的電壓Vce為串聯第一電阻R1、第二電阻R2對電源電壓Vcc其大小為Vcc*R2/(Rl+R2)。只要調整第一電阻R1、第二電阻R2的比例來調節電壓值，用於 MOS的開啟，Vout產生低電平信號。當光電三極體接受到特定波長的紅外線光時，光電三極體發射極和集電極間的電壓Vce如曲線圖4所示，其值趨於0V，不能開啟MOS管，Vout趨於VCC。MOS電壓控制技術，具有輸入阻抗大，功耗低，不僅適應汽車綠色、降低能耗的發展需求，
更是解決了集電極電流隨溫度和光強快速變化的幹擾。本發明利用集電極與發射極之間的電壓(VCE)與基極光照強度的關係當光照強度大於一定的值時VCE趨於O伏(一般在 0. 3伏左右)，當光照強度小於一定的值時VCE趨於電源電壓。集電極與發射極之間的電壓 (VCE)，雖然也受溫度和光強的影響，但是這種影響遠遠小於MOS管的門限值(一般為2伏)
左右ο同時也解決了集電極電流隨溫度和光強快速變化的幹擾的問題。本發明提供的裝置結構簡單，易於推廣，成本低廉、性能可靠具有很好的使用性和推廣性。另外，本發明提供的實施例採用了紅外線接收/發射裝置，而不是普通光電裝置。 這種裝置對使用環境的要求大大降低。汽車內外的可視光源，對該模塊基本沒有影響。以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於包括檔位移動控制機構、檢測電路、驅動電路和檔位控制模塊，所述檔位移動控制機構，用於產生換擋器不同檔位狀態； 所述檢測電路，用於檢測檔位移動控制機構所產生不同檔位狀態並形成檔位狀態信號；所述驅動電路將檔位狀態信號輸入到檔位控制模塊中，所述檔位控制模塊，用於將接收到的檔位狀態信號轉化為控制檔位狀態的控制信號。
2.根據權利要求1所述的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於所述檢測電路包括紅外線檢測電路，所述紅外線檢測電路，用於接收穿過檔位移動控制機構的紅外線信號；所述紅外線檢測電路將接收到的信號處理後輸入到驅動電路。
3.根據權利要求2所述的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於還包括車身控制模塊，所述車身控制模塊，用於接收汽車換擋器的控制信號並對汽車進行控制，所述車身控制模塊與檔位控制模塊電連接。
4.根據權利要求3所述的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於所述檔位移動控制機構包括擋光裝置和至少一個紅外線發生電路，所述紅外線發生電路，用於產生發向檔位移動控制機構的信號，所述擋光裝置能有選擇性地遮擋紅外線檢測器所發出的信號，以產生不同信號的組合。
5.根據權利要求4所述的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於所述檔位移動控制機構設置有兩個紅外線檢測器，所述擋光裝置能有選擇性地遮擋紅外線檢測器所發出的信號，具體包括以下方式第一種情況為擋住裝置完全遮擋兩個紅外線探測器件發出的信號；第二種情況為擋光裝置遮擋其中的一個紅外線探測器。
6.根據權利要求5所述的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於所述不同信號的組合，具體包括以下方式第一種信號組合為遮擋兩個紅外線探測器件發出的信號，用11表示手動狀態；第二種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發出的信號，用 10表示升檔狀態；第三種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發出的信號，用01表示降檔狀態；第四種信號組合為兩個紅外線探測器件均沒遮擋發出的信號，用00表示在自動駕馭狀態；其中，紅外線器件擋住時產生的信號為1，紅外線器件沒有擋住時產生的信號為 O0
7.根據權利要求6所述的利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，其特徵在於所述檢測電路包括光電三極體、第一電阻R1、第二電阻R2、第二電阻R3和MOS管，所述光電三極體的集電極和發射極之間連接第二電阻R2，所述光電三極體的集電極通過第一電阻Rl與電源連接，所述MOS管的柵極G與光電三極體的集電極連接，所述MOS管的源極S通過第三電阻R3與電源連接，所述MOS管漏極D和光電三極體的發射極接地，所述MOS管的源極S將脈衝信號輸入到驅動電路中。
全文摘要
本發明公開了一種利用紅外線技術實現的汽車換擋裝置，包括用於產生換擋器不同檔位狀態的檔位移動控制機構、用於檢測檔位移動控制機構所產生不同檔位狀態的檢測電路、驅動電路、用於將接收到的信號轉化為控制檔位狀態的信號的檔位控制模塊，驅動電路將信號輸入到檔位控制模塊中，本發明採用兩個紅外線發生電路和紅外線檢測電路，產生檔位控制狀態信號，通過紅外線檢測電路接收檔位控制狀態信號，然後輸入到驅動電路處理來實現汽車換擋功能，通過控制信號代替手操縱換檔裝置，操作簡單輕便，減輕了司機的勞動強度，該裝置和傳統裝置比較性能更可靠，抗幹擾能力更強，整個裝置控制巧妙、結構緊湊、成本低廉、性能可靠具有很好的使用性和推廣性。
文檔編號F16H63/44GK102494131SQ20111044711
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者苟桁, 謝忠林, 銀勝 申請人:重慶泰利福汽車零部件有限公司