專利名稱：利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車控制器件，特別涉及一種利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋器。
背景技術(shù)：
目前在我國，絕大部分的汽車其換檔變速均采用手操縱桿來進(jìn)行，而手操縱換檔方法存在著許多缺點(diǎn)，不僅換檔操作復(fù)雜、動作多、勞動強(qiáng)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(shù)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于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制造維修，造價高，傳動效率低，故不能普遍適用于我國普通車輛。另外，在自動換擋設(shè)計(jì)中的手動模式也可采用微動開關(guān)來實(shí)現(xiàn)手動模式的加速與減速，但微動開關(guān)的穩(wěn)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(qū)間電平輸入的變速器。自動換擋的手動模式還可以采用磁鐵和霍爾開關(guān)來手動加速與減速，但這種形式容易受到外部磁場的干擾，特別是在現(xiàn)在車載娛樂和移動電子設(shè)備日益豐富的汽車環(huán)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，通過在光電三極管基極的光強(qiáng)(Ee)的不同，對應(yīng)產(chǎn)生光電三極管集電極電流(Ipce )變化來進(jìn)行控制，由于汽車電源相對較復(fù)雜，發(fā)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(tài)，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(yīng)，受外界光的影響十分明顯，受此因數(shù)的制約，這些光電控制模塊主要用于檢測密閉環(huán)境中物件的位置，因此對其使用環(huán)境的密閉要求較高。另外，不論是發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光強(qiáng)度,還是光電三極管(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范圍一直難以擴(kuò)展。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)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，本實(shí)用新型提出了一種基于紅外線控制的汽車換擋裝置。該裝置與傳統(tǒng)的控制裝置相比較性能更可靠，抗干擾能力更強(qiáng)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，包括檔位移動控制機(jī)構(gòu)、檢測電路、驅(qū)動電路和檔位控制模塊，所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生換擋器不同檔位狀態(tài)；所述檢測電路，用于檢測檔位移動控制機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生不同檔位狀態(tài)并形成檔位狀態(tài)信號；所述驅(qū)動電路將檔位狀態(tài)信號輸入到檔位控制模塊中，所述檔位控制模塊，用于將接收到的檔位狀態(tài)信號轉(zhuǎn)化為控制檔位狀態(tài)的控制信號。進(jìn)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，用于接收穿過檔位移動控制機(jī)構(gòu)的紅外線信號；所述紅外線檢測電路將接收到的信號處理后輸入到驅(qū)動電路。進(jìn)一步，還包括車身控制模塊，所述車身控制模塊，用于接收汽車換擋器的控制信號并對汽車進(jìn)行控制，所述車身控制模塊與檔位控制模塊電連接。進(jìn)一步，所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)包括擋光裝置和至少一個紅外線發(fā)生電路，所述 紅外線發(fā)生電路，用于產(chǎn)生發(fā)向檔位移動控制機(jī)構(gòu)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(fā)出的信號，以產(chǎn)生不同信號的組合。進(jìn)一步，所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)設(shè)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(fā)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(fā)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(jìn)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(fā)出的信號，用11表示手動狀態(tài)；第二種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發(fā)出的信號，用10表示升檔狀態(tài)；第三種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發(fā)出的信號，用01表示降檔狀態(tài)；第四種信號組合為兩個紅外線探測器件均沒遮擋發(fā)出的信號，用00表示在自動駕馭狀態(tài)；其中，紅外線器件擋住時產(chǎn)生的信號為1，紅外線器件沒有擋住時產(chǎn)生的信號為O0進(jìn)一步，所述檢測電路包括光電三極管、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3和MOS管，所述光電三極管的集電極和發(fā)射極之間連接第二電阻R2，所述光電三極管的集電極通過第一電阻Rl與電源連接，所述MOS管的柵極G與光電三極管的集電極連接，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和光電三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管的源極S將脈沖信號輸入到驅(qū)動電路中。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型采用兩個紅外線發(fā)生電路和紅外線檢測電路，產(chǎn)生檔位控制狀態(tài)信號，通過紅外線檢測電路接收檔位控制狀態(tài)信號，然后輸入到驅(qū)動電路進(jìn)行處理來實(shí)現(xiàn)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(jī)的勞動強(qiáng)度。本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中 圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電 壓檢測電路圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置的原理框圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檔位移動機(jī)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光敏器件的光敏感程度曲線示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的集電極與發(fā)射極之間的電壓與基極光照強(qiáng)度曲線圖。圖中，I表示檔位移動控制機(jī)構(gòu)、2表示檢測電路、3表示驅(qū)動電路、4表示檔位控制模塊、5表示車身控制模塊。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置的原理框圖，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檔位移動機(jī)構(gòu)示意圖，圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光敏器件的光敏感程度曲線示意圖，如圖所示本實(shí)用新型提供的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，包括檔位移動控制機(jī)構(gòu)I、檢測電路2、驅(qū)動電路3、檔位控制模塊4，所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)1，用于產(chǎn)生換擋器不同檔位狀態(tài)；所述檢測電路2，用于檢測檔位移動控制機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生不同檔位狀態(tài)并形成檔位狀態(tài)信號；所述驅(qū)動電路3將檔位狀態(tài)信號輸入到檔位控制模塊4中，所述檔位控制模塊4，用于將接收到的檔位狀態(tài)信號轉(zhuǎn)化為控制檔位狀態(tài)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，用于接收穿過檔位移動控制機(jī)構(gòu)I的紅外線信號；所述紅外線檢測電路將接收到的信號處理后輸入到驅(qū)動電路3。還包括車身控制模塊5，所述車身控制模塊5，用于接收汽車換擋器的控制信號并對汽車進(jìn)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(jī)構(gòu)I包括擋光裝置和至少一個紅外線發(fā)生電路，所述紅外線發(fā)生電路，用于產(chǎn)生發(fā)向檔位移動控制機(jī)構(gòu)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(fā)出的信號，以產(chǎn)生不同信號的組合。所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)I設(shè)置有兩個紅外線檢測器，即紅外線檢測器件I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(fā)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(fā)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(fā)出的信號，用11表示手動狀態(tài)；第二種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發(fā)出的信號，用10表示升檔狀態(tài)；[0041]第三種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發(fā)出的信號，用01表示降檔狀態(tài)；第四種信號組合為兩個紅外線探測器件均沒遮擋發(fā)出的信號，用00表示在自動駕馭狀態(tài)；其中，紅外線器件擋住時產(chǎn)生的信號為1，紅外線器件沒有擋住時產(chǎn)生的信號為O0所述檢測電路包括光電三極管、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和MOS管， 所述光電三極管的集電極和發(fā)射極之間連接第二電阻R2，所述光電三極管的集電極通過第一電阻Rl與電源連接，所述MOS管的柵極G與光電三極管的集電極連接，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和光電三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管的源極S將脈沖信號輸入到驅(qū)動電路中。集電極與發(fā)射極之間的電壓與基極光照強(qiáng)度如曲線圖5所示。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電壓檢測電路圖；利用電壓解決方案如圖I所示，當(dāng)光電三極管接受不到特定波長的紅外線光時，光電三極管發(fā)射極和集電極間的電壓Vce為串聯(lián)第一電阻Rl、第二電阻R2對電源電壓Vcc其大小為Vcc*R2/(Rl+R2)。只要調(diào)整第一電阻R1、第二電阻R2的比例來調(diào)節(jié)電壓值，用于MOS的開啟，Vout產(chǎn)生低電平信號。當(dāng)光電三極管接受到特定波長的紅外線光時，光電三極管發(fā)射極和集電極間的電壓Vce如曲線圖4所示，其值趨于0V，不能開啟MOS管，Vout趨于VCC。MOS電壓控制技術(shù)，具有輸入阻抗大，功耗低，不僅適應(yīng)汽車綠色、降低能耗的發(fā)展需求，更是解決了集電極電流隨溫度和光強(qiáng)快速變化的干擾。本實(shí)用新型利用集電極與發(fā)射極之間的電壓(VCE)與基極光照強(qiáng)度的關(guān)系當(dāng)光照強(qiáng)度大于一定的值時VCE趨于0伏(一般在0. 3伏左右)，當(dāng)光照強(qiáng)度小于一定的值時VCE趨于電源電壓。集電極與發(fā)射極之間的電壓(VCE)，雖然也受溫度和光強(qiáng)的影響，但是這種影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于MOS管的門限值(一般為2伏)左右。同時也解決了集電極電流隨溫度和光強(qiáng)快速變化的干擾的問題。本實(shí)用新型提供的裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣，成本低廉、性能可靠具有很好的使用性和推廣性。另外，本實(shí)用新型提供的實(shí)施例采用了紅外線接收/發(fā)射裝置，而不是普通光電裝置。這種裝置對使用環(huán)境的要求大大降低。汽車內(nèi)外的可視光源，對該模塊基本沒有影響。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于包括檔位移動控制機(jī)構(gòu)、檢測電路、驅(qū)動電路和檔位控制模塊，所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生換擋器不同檔位狀態(tài)；所述檢測電路，用于檢測檔位移動控制機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生不同檔位狀態(tài)并形成檔位狀態(tài)信號；所述驅(qū)動電路將檔位狀態(tài)信號輸入到檔位控制模塊中，所述檔位控制模塊，用于將接收到的檔位狀態(tài)信號轉(zhuǎn)化為控制檔位狀態(tài)的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于所述檢測電路包括紅外線檢測電路，所述紅外線檢測電路，用于接收穿過檔位移動控制機(jī)構(gòu)的紅外線信號；所述紅外線檢測電路將接收到的信號處理后輸入到驅(qū)動電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于還包括車身控制模塊，所述車身控制模塊，用于接收汽車換擋器的控制信號并對汽車進(jìn)行控制，所述車身控制模塊與檔位控制模塊電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)包括擋光裝置和至少一個紅外線發(fā)生電路，所述紅外線發(fā)生電路，用于產(chǎn)生發(fā)向檔位移動控制機(jī)構(gòu)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(fā)出的信號，以產(chǎn)生不同信號的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于所述檔位移動控制機(jī)構(gòu)設(shè)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(fā)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(fā)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(jù)權(quán)利要求5所述的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于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(fā)出的信號，用11表示手動狀態(tài)；第二種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發(fā)出的信號，用10表示升檔狀態(tài)；第三種信號組合為遮擋其中一個紅外線探測器件發(fā)出的信號，用Ol表示降檔狀態(tài)；第四種信號組合為兩個紅外線探測器件均沒遮擋發(fā)出的信號，用00表示在自動駕馭狀態(tài)；其中，紅外線器件擋住時產(chǎn)生的信號為1，紅外線器件沒有擋住時產(chǎn)生的信號為O0
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，其特征在于所述檢測電路包括光電三極管、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和MOS管，所述光電三極管的集電極和發(fā)射極之間連接第二電阻R2，所述光電三極管的集電極通過第一電阻Rl與電源連接，所述MOS管的柵極G與光電三極管的集電極連接，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和光電三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管的源極S將脈沖信號輸入到驅(qū)動電路中。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車換擋裝置，包括用于產(chǎn)生換擋器不同檔位狀態(tài)的檔位移動控制機(jī)構(gòu)、用于檢測檔位移動控制機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生不同檔位狀態(tài)的檢測電路、驅(qū)動電路、用于將接收到的信號轉(zhuǎn)化為控制檔位狀態(tài)的信號的檔位控制模塊，驅(qū)動電路將信號輸入到檔位控制模塊中，本實(shí)用新型采用兩個紅外線發(fā)生電路和紅外線檢測電路，產(chǎn)生檔位控制狀態(tài)信號，通過紅外線檢測電路接收檔位控制狀態(tài)信號，然后輸入到驅(qū)動電路處理來實(shí)現(xiàn)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(jī)的勞動強(qiáng)度，該裝置和傳統(tǒng)裝置比較性能更可靠，抗干擾能力更強(qiáng)，整個裝置控制巧妙、結(jié)構(gòu)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F16H63/42GK202381677SQ201120558518
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者茍桁, 謝忠林, 銀勝 申請人:重慶泰利福汽車零部件有限公司