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    • 专利摘要:
    本实用新型提供了一种换挡器电路，换挡器电路包括红外发射单元、红外接收单元、M信号输出单元、M+信号输出单元和M‑信号输出单元，其中，红外发射单元用以发射红外信号；红外接收单元用以接收红外发射单元发射的红外信号；M信号输出单元用以输出M信号，实现汽车的手动挡控制；M+信号输出单元用以输出M+信号，与M信号配合，实现汽车手动加挡；M‑信号输出单元用以输出M‑信号，与M信号配合，实现汽车手动减档，解决现有手自一体的换挡器通过开关霍尔芯片实现M、M+和M‑信号输出时，容易没有信号输出或者信号输出错误的问题，通过一个红外发射头，两个红外接收头，实现M、M+和M‑信号的逻辑输出，信号输出精准且电磁干扰和结构误差对其影响小。
    公开号:CN214331449U
    申请号:CN202022287903.6U
    申请日:2020-10-15
    公开日:2021-10-01
    发明作者:张兵远；周飞
    申请人:Changzhou Huisite Electronic Technology Co ltd；
    IPC主号:F16H61-02
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种基于红外光传感器的换挡器电路。
    [n0002] 目前市场上手自一体的换挡器中，一般是通过开关霍尔芯片实现M，M+， M-三个信号的输出，开关霍尔芯片对霍尔的磁场、位置以及结构的精度都有较高的要求，很容易导致没有信号输出或者信号输出错误。
    [n0003] 本实用新型公开的一种换挡器电路，解决了现有手自一体的换挡器通过开关霍尔芯片实现M、M+和M-信号输出时，容易出现没有信号输出或者信号输出错误的问题，通过一个红外发射头，两个红外接收头，实现M、M+和M-信号的逻辑输出，信号输出精准且电磁干扰和结构误差对其影响小。
    [n0004] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：
    [n0005] 本实用新型一方面公开一种换挡器电路，包括红外发射单元、红外接收单元、M信号输出单元、M+信号输出单元和M-信号输出单元，其中，红外发射单元用以发射红外信号；红外接收单元用以接收所述红外发射单元发射的红外信号；M信号输出单元用以输出M信号，实现汽车的手动挡控制；M+信号输出单元用以输出M+信号，与所述M信号配合，实现汽车手动加挡；M-信号输出单元，用以输出M-信号，与所述M信号配合，实现汽车手动减档。
    [n0006] 进一步地，所述红外发射单元中，红外发射头的阴极接地，所述红外发射头的阳极通过并联的电阻R1、R2和R3连接电源VCC端。
    [n0007] 进一步地，所述红外接收单元中，包括第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2，所述第一红外接收头Q1的受光面用以接收所述红外发射单元发射的红外信号，所述第一红外接收头Q1的发射极接地，所述第一红外接收头Q1的集电极经电阻R4连接电源VCC端，同时，所述第一红外接收头Q1的集电极经电容C1接地，所述电阻R4与电容C1之间设置为Sensor_M+端；所述第二红外接收头的受光面用以接收所述红外发射单元发射的红外信号，所述第二红外接收头Q2的发射极接地，所述第二红外接收头Q2的集电极经电阻R5连接电源 VCC端，同时，所述第二红外接收头Q2的集电极经电容C2接地，所述电阻 R5与电容C2之间设置为Sensor_M-端。
    [n0008] 进一步地，所述M信号输出单元中，所述红外接收单元中的Sensor_M+端连接或门D9的第一引脚，所述红外接收单元中的Sensor_M-端连接或门D9的第二引脚，所述或门的第三引脚连接第一三极管Q5的基极，所述第一三级管 Q5的发射极接地，所述第一三极管Q5的集电极经保险丝F3和电容C9接地，所述第一三极管Q5的基极经电容C10接地，同时，所述第一三极管Q5的基极经电阻R7接地，所述保险丝F3与电容C9之间设置为M信号输出端 M_Output。
    [n0009] 进一步地，所述M+信号输出单元中，第二三极管Q7的基极经电阻R12连接Sensor_M-端，同时所述第二三极管Q7的基极连接第一二极管D6的阴极，所述第二三极管Q7的集电极经电阻R14接地，所述第二三极管Q7的发射极连接Sensor_M+端，第三三极管Q3的基极经电容C11接地，所述第三三极管 Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极经保险丝F1和电容C3接地，保险丝F1和电容C3之间设置为M+信号的输出端M+_Output。
    [n0010] 进一步地，所述M-信号输出单元中，第五三极管Q6的基极经电阻R
    [n0011] 11连接Sensor_M+端，同时所述第五三极管Q6的基极连接第二二极管 D2的阴极，所述第五三极管Q6的集电机经电阻R13接地，所述第五三极管 Q6的发射极连接Sensor_M-端，第四三极管Q4的基极经电容C12接地，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4的集电极经保险丝F2和电容C4接地，保险丝F2和电容C4之间设置为M-信号的输出端M-_Output。
    [n0012] 进一步地，所述红外发射头型号为SFH4244。
    [n0013] 进一步地，所述第一红外接收头和第二红外接收头的型号为SFH325。
    [n0014] 本实用新型另一方面公开一种换挡器，包括如上所述的任一种换挡器电路。
    [n0015] 有益技术效果：
    [n0016] 1、本实用新型公开一种换挡器电路，包括红外发射单元、红外接收单元、 M信号输出单元、M+信号输出单元和M-信号输出单元，其中，红外发射单元用以发射红外信号；红外接收单元用以接收所述红外发射单元发射的红外信号； M信号输出单元用以输出M信号，实现汽车的手动挡控制；M+信号输出单元用以输出M+信号，与所述M信号配合，实现汽车手动加挡；M-信号输出单元，用以输出M-信号，与所述M信号配合，实现汽车手动减档，解决了现有手自一体的换挡器通过开关霍尔芯片实现M、M+和M-信号输出时，容易出现没有信号输出或者信号输出错误的问题，通过一个红外发射头，两个红外接收头，实现M、M+和M-信号的逻辑输出，信号输出精准且电磁干扰和结构误差对其影响小；
    [n0017] 2、本实用新型中采用一个红外发射头和两个红外接收头实现M信号、 M+信号和M-信号的输出，电路结构简单，降低了生产成本。
    [n0018] 为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
    [n0019] 图1为本实用新型所述的一种换挡器电路中红外发射单元具体的电路结构图；
    [n0020] 图2为本实用新型所述的一种换挡器电路中红外接收单元具体的电路结构图；
    [n0021] 图3为本实用新型所述的一种换挡器电路中M信号输出单元具体的电路结构图；
    [n0022] 图4为本实用新型所述的一种换挡器电路中M+信号输出单元具体的电路结构图；
    [n0023] 图5为本实用新型所述的一种换挡器电路中M-信号输出单元具体的电路结构图。
    [n0024] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
    [n0025] 下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。
    [n0026] 首先，需要说明的是，为了避免电路结构图中的连线交叉，所以本申请采用标记的形式，相同的标记符号代表同一个连接点。
    [n0027] 本实用新型一方面公开一种换挡器电路，参见图1-5，换挡器电路包括包括红外发射单元、红外接收单元、M信号输出单元、M+信号输出单元和M-信号输出单元，其中，红外发射单元用以发射红外信号；红外接收单元用以接收红外发射单元发射的红外信号；M信号输出单元用以输出M信号，实现汽车的手动挡控制；M+信号输出单元用以输出M+信号，与所述M信号配合，实现汽车手动加挡；M-信号输出单元，用以输出M-信号，与所述M信号配合，实现汽车手动减档，解决了现有手自一体的换挡器通过开关霍尔芯片实现M、M+和 M-信号输出时，容易出现没有信号输出或者信号输出错误的问题，通过一个红外发射头，两个红外接收头，实现M、M+和M-信号的逻辑输出，信号输出精准且电磁干扰和结构误差对其影响小。
    [n0028] 作为本实用新型的一个实施例，红外发射单元中包括一个红外发射头，用以发射红外信号，红外发射头的阴极接地，红外发射头的阳极通过并联的电阻 R1、R2和R3连接电源VCC端，电阻R1、R2和R3为红外发射头提供电流，优选地，红外发射头选择SFH4244或者SFH4255。
    [n0029] 作为本实用新型的一个实施例，红外接收单元中包括两个红外接收头，第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2，优选地，红外接收头选择SFH325，第一红外接收头Q1的受光面用以接收红外发射单元发射的红外信号，第一红外接收头Q1的发射极接地，第一红外接收头Q1的集电极经电阻R4连接电源 VCC端，同时，第一红外接收头Q1的集电极经电容C1接地，电阻R4与电容 C1之间设置为Sensor_M+端；第二红外接收头的受光面用以接收红外发射单元发射的红外信号，第二红外接收头Q2的发射极接地，第二红外接收头Q2的集电极经电阻R5连接电源VCC端，同时，第二红外接收头Q2的集电极经电容 C2接地，电阻R5与电容C2之间设置为Sensor_M-端。
    [n0030] 作为本实用新型的一个实施例，M信号输出单元中包含有由两个二极管并联组成的或门电路D9，红外接收单元中的Sensor_M+端连接或门D9的第一引脚，红外接收单元中的Sensor_M-端连接或门D9的第二引脚，或门的第三引脚连接第一三极管Q5的基极，第一三级管Q5的发射极接地，第一三极管Q5的集电极经保险丝F3和电容C9接地，第一三极管Q5的基极经电容C10接地，同时，第一三极管Q5的基极经电阻R7接地，保险丝F3与电容C9之间设置为 M信号输出端M_Output。
    [n0031] 作为本实用新型的一个实施例，M+信号输出单元中，第二三极管Q7的基极经电阻R12连接Sensor_M-端，同时第二三极管Q7的基极连接第一二极管 D6的阴极，第二三极管Q7的集电极经电阻R14接地，第二三极管Q7的发射极连接Sensor_M+端，第三三极管Q3的基极经电容C11接地，第三三极管 Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极经保险丝F1和电容C3接地，保险丝F1和电容C3之间设置为M+信号的输出端M+_Output，电阻R12为第二三极管Q7提供基极电流，使第二三极管Q7处于开关状态，电阻R14确保第二三极管Q7关断时无漏电流输出，F1为可恢复保险丝，以避免外部短路导致第三三极管Q3烧毁。
    [n0032] 作为本实用新型的一个实施例，M-信号输出单元中，第五三极管Q6的基极经电阻R11连接Sensor_M+端，同时第五三极管Q6的基极连接第二二极管 D2的阴极，第五三极管Q6的集电机经电阻R13接地，第五三极管Q6的发射极连接Sensor_M-端，第四三极管Q4的基极经电容C12接地，第四三极管 Q4的发射极接地，第四三极管Q4的集电极经保险丝F2和电容C4接地，保险丝F2和电容C4之间设置为M-信号的输出端M-_Output，电阻R11为第五三极管Q6提供基极电流，使第五三极管Q6处于开关状态，电阻R13确保第五三极管Q6关断时无漏电流输出，F2为可恢复保险丝，以避免外部短路导致第四三极管Q4烧毁。
    [n0033] 以下结合工作原理对上述换挡器电路作进一步说明：
    [n0034] 本发明的一种换挡器电路的档位信号为低电平有效。
    [n0035] 红外发射单元中的红外发射头发射红外信号，红外接收单元中的第一红外接收头和第二红外接收头接收红外发射头发射的红外信号，当红外发射头发射的红外信号被遮挡，第一红外接收头和第二红外接收头未接收到红外信号时，导致第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2的集电极和发射极截止， Sensor_M+端经电阻R4连接VCC端，为高电平；Sensor_M-端经电阻R5连接 VCC端，同样为高电平；当红外发射头发射的红外信号没有被遮挡时，第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2的受光面接收红外信号，导致第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2的集电极和发射极导通，Sensor_M+端变为低电平， Sensor_M-端同样变为低电平。
    [n0036] 在M信号输出单元中，有由两个二极管并联组成的或门电路D9，或门电路D9具有两个输入端，一个输出端，其中第一个输入端连接Sensor_M+端，第二个输入端连接Sensor_M-端，第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2中，其中任一个红外接收头被遮挡时，即Sensor_M+端和Sensor_M-端中，只要有一个为高电平时，或门电路D9的输出端输出高电平，导致第一NPN三极管 Q5的Vbe电压大于三极管导通的阈值电压，第一三极管Q5导通，M信号的输出端M_Output输出低电平。
    [n0037] 当第一红外接收头Q1未接收红外信号，第二红外接收头Q2接收红外信号时，即Sensor_M+端为高电平，Sensor_M-端为低电平时，第二三极管Q7的Veb电压大于PNP三极管导通的阈值电压，第二三极管Q7导通，导致第三三极管Q3基极的电压大于第三三极管Q3发射极的电压，第三三极管Q3也导通， M+信号输出端M+_Output输出M+信号，低电平；第五三极管Q6的Veb电压小于PNP三极管导通的阈值电压，第五三极管Q6截止，导致第四三极管 Q4的Vbe电压小于NPN三极管导通的阈值电压，因此第四三极管Q4也截止， M-信号的输出端M-_Output端输出高电平信号。
    [n0038] 当第一红外接收头Q1接收红外信号，第二红外接收头Q2未接收红外信号时，即Sensor_M+端为低电平，Sensor_M-端为高电平时，第二三极管Q7的 Veb电压小于PNP三极管导通的阈值电压，第二三极管Q7截止，导致第三三极管Q3的Vbe电压小于NPN三极管导通的阈值电压，第三三极管且也处于截止状态，M+信号输出端M+_Output输出高电平信号；第五三极管Q6的Veb电压大于PNP三极管导通的阈值电压，第五三极管Q6导通，导致第四三极管Q4的Vbe电压大于NPN三极管导通的阈值电压，第四三极管Q4也导通，M- 信号的输出端M-_Output端输出低电平信号。
    [n0039] 第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2在不同状态下，M、M+和M-信号的输出状态如表1。
    [n0040] 表1：
    [n0041]
    [n0042] 本实用新型的另一方面公开一种换挡器，换挡器包括如上所述的换挡器电路。
    [n0043] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。在本说明书中，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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
    [n0044] 以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
    权利要求:
    Claims (4)
    [0001] 1.一种换挡器电路，其特征在于，包括：
    红外发射单元，用以发射红外信号；
    红外接收单元，用以接收所述红外发射单元发射的红外信号；
    M信号输出单元，用以输出M信号，实现汽车的手动挡控制；
    M+信号输出单元，用以输出M+信号，与所述M信号配合，实现汽车手动加挡；
    M-信号输出单元，用以输出M-信号，与所述M信号配合，实现汽车手动减档；
    所述红外发射单元中，红外发射头的阴极接地，所述红外发射头的阳极通过并联的电阻R1、R2和R3连接电源VCC端；
    所述红外接收单元中，包括第一红外接收头Q1和第二红外接收头Q2，所述第一红外接收头Q1的受光面用以接收所述红外发射单元发射的红外信号，所述第一红外接收头Q1的发射极接地，所述第一红外接收头Q1的集电极经电阻R4连接电源VCC端，同时，所述第一红外接收头Q1的集电极经电容C1接地，所述电阻R4与电容C1之间设置为Sensor_M+端；所述第二红外接收头的受光面用以接收所述红外发射单元发射的红外信号，所述第二红外接收头Q2的发射极接地，所述第二红外接收头Q2的集电极经电阻R5连接电源VCC端，同时，所述第二红外接收头Q2的集电极经电容C2接地，所述电阻R5与电容C2之间设置为Sensor_M-端；
    所述M信号输出单元中，所述红外接收单元中的Sensor_M+端连接或门D9的第一引脚，所述红外接收单元中的Sensor_M-端连接或门D9的第二引脚，所述或门的第三引脚连接第一三极管Q5的基极，所述第一三极管Q5的发射极接地，所述第一三极管Q5的集电极经保险丝F3和电容C9接地，所述第一三极管Q5的基极经电容C10接地，同时，所述第一三极管Q5的基极经电阻R7接地，所述保险丝F3与电容C9之间设置为M信号输出端M_Output；
    所述M+信号输出单元中，第二三极管Q7的基极经电阻R12连接Sensor_M-端，同时所述第二三极管Q7的基极连接第一二极管D6的阴极，所述第二三极管Q7的集电极经电阻R14接地，所述第二三极管Q7的发射极连接Sensor_M+端，第三三极管Q3的基极经电容C11接地，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极经保险丝F1和电容C3接地，保险丝F1和电容C3之间设置为M+信号的输出端M+_Output；
    所述M-信号输出单元中，第五三极管Q6的基极经电阻R11连接Sensor_M+端，同时所述第五三极管Q6的基极连接第二二极管D2的阴极，所述第五三极管Q6的集电机经电阻R13接地，所述第五三极管Q6的发射极连接Sensor_M-端，第四三极管Q4的基极经电容C12接地，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4的集电极经保险丝F2和电容C4接地，保险丝F2和电容C4之间设置为M-信号的输出端M-_Output。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的一种换挡器电路，其特征在于，所述红外发射头型号为SFH4244。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的一种换挡器电路，其特征在于，所述第一红外接收头和第二红外接收头的型号为SFH325。
    [0004] 4.一种换挡器，其特征在于，包括如权利要求1-3任意一项所述的换挡器电路。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
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