本發(fā)明涉及車輛制造技術(shù)領域，具體而言，涉及一種擋位檢測裝置和設置有該擋位檢測裝置的車輛。

背景技術(shù)：

隨著車輛行業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品逐步走向控制智能化、性能精確化的趨勢，近年來對自動變速器的需求也更加高漲。目前應用于自動變速器的擋位檢測裝置大多采用霍爾芯片配合磁鐵模式。

相關(guān)技術(shù)中，擋位傳感器固定在變速器的換擋軸上，霍爾芯片設在傳感器的外殼上，磁鐵粘附在傳感器的轉(zhuǎn)子上，通過換擋軸的旋轉(zhuǎn)可以帶動磁鐵轉(zhuǎn)動，從而引起磁場強度的變化，霍爾芯片通過磁通量的變化產(chǎn)生電壓或電流信號，該電壓或電流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換可計算得到換擋軸擋位。

由于變速器周圍的環(huán)境復雜，對磁場信號存在較大的干擾，且磁鐵的磁性隨環(huán)境溫度的變化而變化，換擋軸的旋轉(zhuǎn)也會發(fā)生擺動等，這使霍爾芯片輸出的信號出現(xiàn)偏差，精度低，且采集時容易發(fā)生信號跳變，影響整車信號的判斷和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種擋位檢測裝置，以提高擋位檢測裝置的檢測精度。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種擋位檢測裝置，包括：紅外光發(fā)射模塊，所述紅外光發(fā)射模塊用于向換擋機構(gòu)發(fā)射紅外光束；紅外光接收模塊，所述紅外光接收模塊用于接收所述換擋機構(gòu)反射的紅外光束；控制模塊，所述紅外光發(fā)射模塊和所述紅外光接收模塊均與所述控制模塊相連，所述控制模塊用于根據(jù)所述紅外光束的發(fā)射與接收的時間差判斷所述換擋機構(gòu)所處的擋位。

進一步地，所述的擋位檢測裝置還包括：第一鏡頭，所述第一鏡頭設在所述紅外光發(fā)射模塊與所述換擋機構(gòu)之間以調(diào)整發(fā)射的所述紅外光束的光路；第二鏡頭，所述第二鏡頭設在所述紅外光接收模塊與所述換擋機構(gòu)之間以調(diào)整反射的所述紅外光束的光路。

進一步地，所述第一鏡頭與所述第二鏡頭為同一個鏡頭。

進一步地，所述紅外光發(fā)射模塊發(fā)射的所述紅外光束為脈沖式，所述控制模塊根據(jù)n束所述紅外光束的發(fā)射與接收的時間差之和判斷所述換擋機構(gòu)所處的擋位，且n為整數(shù)，n＞1。

進一步地，所述紅外光發(fā)射模塊發(fā)射的所述紅外光束為脈沖式，所述控制模塊根據(jù)第一束所述紅外光束的發(fā)射時間與第n束所述紅外光束的接收時間的時間差判斷所述換擋機構(gòu)所處的擋位，且n為整數(shù)，n＞1。

進一步地，n滿足：8000≤n≤12000。

進一步地，所述控制模塊為單片微型計算機，所述單片微型計算機的預設程序為開放刷寫式。

進一步地，所述紅外光發(fā)射模塊用于向所述換擋機構(gòu)的拉索球頭發(fā)射所述紅外光束。

進一步地，所述擋位檢測裝置還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊與 所述控制模塊相連。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的擋位檢測裝置具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的擋位檢測裝置，通過采用紅外光束來檢測換擋機構(gòu)所處的擋位，由于紅外光束基本不受環(huán)境因素(比如溫度)的影響，應用范圍廣，特別是可以應用于較惡劣的環(huán)境，基本不受換擋機構(gòu)的振動的影響，檢測精度高，且結(jié)構(gòu)簡單。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種車輛，設置有上述任一種所述的擋位檢測裝置。

所述車輛與上述的擋位檢測裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所述的擋位檢測裝置的工作狀態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的擋位檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：

100-擋位檢測裝置，110-紅外光發(fā)射模塊，120-紅外光接收模塊，130-控制模塊，131-顯示單元，141-第一鏡頭，142-第二鏡頭，150-電源管理模塊，160-驅(qū)動模塊，170-信號處理模塊，200-換擋機構(gòu)，210-拉索球頭，220-換擋軸，230-固定卡扣，240-換擋拉索，300-TCU。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，擋位檢測裝置100包括紅外光發(fā)射模塊110、紅外光接收模塊120和控制模塊130。

其中，紅外光發(fā)射模塊110用于向換擋機構(gòu)200發(fā)射紅外光束，且紅外光發(fā)射模塊110可以與控制模塊130相連，可選地，紅外光發(fā)射模塊110可以包括紅外光發(fā)射二極管。紅外光接收模塊120用于接收換擋機構(gòu)200反射的紅外光束，且紅外光接收模塊120可以與控制模塊130相連，可選地，紅外光接收模塊120可以包括光敏二極管?？刂颇K130用于根據(jù)紅外光束的發(fā)射與接收的時間差判斷換擋機構(gòu)200所處的擋位。

可以理解的是，控制模塊130向紅外光發(fā)射模塊110發(fā)出指令，紅外光發(fā)射模塊110接收該指令以向換擋機構(gòu)200發(fā)射紅外光束，該紅外光束被換擋機構(gòu)200反射后被紅外光接收模塊120接收。

紅外光束照射到換擋機構(gòu)200再反射回紅外光接收模塊120需要一定的時間，根據(jù)紅外光束的發(fā)射與接收的時間差，控制模塊130可以判斷換擋機構(gòu)200的被紅外光束照射的部位離擋位檢測裝置100的距離，也就是可以判斷換擋機構(gòu)200的位置，從而判斷出換擋機構(gòu)200所處的擋位，控制模塊130還可以將檢測的結(jié)果輸送給車輛的變速器控制單元(TCU300)。

需要說明的是，紅外光束的發(fā)射與接收的時間差可以為同一束紅外光束發(fā)射與接收的時間差，也可以為多束紅外光束的發(fā)射與接收的時間差。

根據(jù)本發(fā)明實施例的擋位檢測裝置100，摒棄了現(xiàn)有的通過磁場檢測的方法，而是采用紅外光束來檢測換擋機構(gòu)200所處的擋位，由于紅外光束基本不受環(huán)境因素(比如溫度)的影響，擋位檢測裝置100的應用范圍廣，特別是可以應用于較惡劣的環(huán)境，擋位檢測裝置100基本不受換擋機構(gòu)200的振動的影響，檢測精度高可靠性好，且結(jié)構(gòu)簡單。

在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例中，如圖1-圖2所示，擋位檢測裝置100還可以包括電源管理模塊150，電源管理模塊150可以與控制模塊130相連。

電源管理模塊150用于管理和調(diào)節(jié)擋位檢測裝置100的電源狀況，具體地，電源管理模塊150可以為紅外光發(fā)射模塊110提供發(fā)射紅外光束所需的電源、為控制模塊130提供電源和為紅外光接收模塊120提供反饋信號所需的電源。

如圖1所示，擋位檢測裝置100還可以包括第一鏡頭141，第一鏡頭141可以設在紅外光發(fā)射模塊110與換擋機構(gòu)200之間以調(diào)整發(fā)射的紅外光束的光路。比如，紅外光發(fā)射模塊110發(fā)射的紅外光束可以通過第一鏡頭141的折射作用再照射到換擋機構(gòu)200上。

如圖1所示，擋位檢測裝置100還可以包括第二鏡頭142，第二鏡頭142可以設在紅外光接收模塊120與換擋機構(gòu)200之間以調(diào)整反射的紅外光束的光路。比如，換擋機構(gòu)200反射的紅外光束可以通過第二鏡頭142的折射作用再會聚到紅外光接收模塊120上。

通過第一鏡頭141和第二鏡頭142對光路的調(diào)整，可以保證擋位檢測裝置100的正常工作，且擋位檢測裝置100的結(jié)構(gòu)更加緊湊小巧。

優(yōu)選地，如圖1所示，第一鏡頭141與第二鏡頭142可以為同一個鏡頭。由此，擋位檢測裝置100的結(jié)構(gòu)進一步精簡，體積更為小巧。

在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，紅外光發(fā)射模塊110用于 向換擋機構(gòu)200的拉索球頭210發(fā)射紅外光束。也就是說，紅外光束的反射面位于拉索球頭210上，由于在換擋過程中，拉索球頭210的位置變化較大，通過向拉索球頭210發(fā)射紅外光束，可以進一步提升擋位檢測裝置100的檢測精度。

如圖1所示，拉索球頭210可以與換擋機構(gòu)200的換擋軸220相連，在換擋軸220轉(zhuǎn)動以換擋時，拉索球頭210的位置隨之改變，拉索球頭210還可以通過換擋機構(gòu)200的固定卡扣230與換擋機構(gòu)200的換擋拉索240相連。

如圖2所示，控制模塊130與紅外光發(fā)射模塊110之間可以設有驅(qū)動模塊160，控制模塊130發(fā)出指令，驅(qū)動模塊160可以根據(jù)該指令驅(qū)動紅外光發(fā)射模塊110發(fā)射紅外光束。

如圖2所示，控制模塊130與紅外光接收模塊120之間可以設有信號處理模塊170，紅外光接收模塊120接收到反射的紅外光束后可以向信號處理模塊170發(fā)出信號，信號處理模塊170可以根據(jù)該信號計算出拉索球頭210到擋位檢測裝置100的距離，并將該距離信號傳遞給控制模塊130?？刂颇K130收到該距離信號后再根據(jù)預設的程序判斷換擋機構(gòu)200所處的擋位。

可選地，信號處理模塊170可以為DSP(digital signal processor)微處理器?？蛇x地，信號處理模塊170可以與控制模塊130集成設置。

可選地，控制模塊130上可以設置有顯示單元131，顯示單元131可以用于顯示換擋機構(gòu)200所處的擋位或者顯示換擋機構(gòu)200的工作狀態(tài)。

在本發(fā)明的一些可選的實施例中，控制模塊130可以為單片微型計算機，單片微型計算機內(nèi)可以裝有發(fā)射控制程序、接收控制程序、時間處理模塊、數(shù)字處理模塊和故障自診斷模塊。

其中，發(fā)射控制程序可以用于控制紅外光發(fā)射模塊110，接收控制程序可 以用于控制紅外光接收模塊120，時間處理模塊可以用于計算紅外光束的發(fā)射與接收的時間差，數(shù)字處理模塊可以用于數(shù)據(jù)的編譯，故障自診斷模塊可以用于診斷擋位檢測裝置100的故障。

優(yōu)選地，單片微型計算機的預設程序為開放刷寫式，也就是說，單片微型計算機里安裝的程序可以根據(jù)需要進行刷寫，比如換擋機構(gòu)200或者車輛的其它部件發(fā)生機械磨損時，可以對單片微型計算機的預設程序做適應性地調(diào)整，以降低擋位檢測裝置100的檢測誤差，防止擋位檢測裝置100無法識別擋位。

在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例中，紅外光發(fā)射模塊110發(fā)射的紅外光束可以為脈沖式，控制模塊130可以根據(jù)n束紅外光束的發(fā)射與接收的時間差之和判斷換擋機構(gòu)200所處的擋位，且n為整數(shù)，n＞1。

可以理解的是，紅外光發(fā)射模塊110從第一束紅外光束開始，依次發(fā)射n束紅外光束，第一束紅外光束發(fā)射與接收的時間差為Δt1，第二束紅外光束發(fā)射與接收的時間差為Δt2，…，第n束紅外光束發(fā)射與接收的時間差為Δtn，計算n束紅外光束的發(fā)射與接收的時間差之和ΔT＝Δt1+Δt2+…+Δtn。由于一束紅外光束發(fā)射與接收的時間差較短，通過上述設計，便于時間差的計算，擋位檢測裝置100的檢測精度更高。

優(yōu)選地，n滿足：8000≤n≤12000。由此，擋位檢測裝置100的檢測精度高，可以消除由于某次測量誤差帶來的計算結(jié)果的誤差。具體地，n可以為10000。

在本發(fā)明的另一些優(yōu)選的實施例中，紅外光發(fā)射模塊110發(fā)射的紅外光束可以為脈沖式，控制模塊130可以根據(jù)第一束紅外光束的發(fā)射時間與第n束紅外光束的接收時間的時間差判斷換擋機構(gòu)200所處的擋位，且n為整數(shù)，n＞1。

可以理解的是，紅外光發(fā)射模塊110從第一束紅外光束開始，依次發(fā)射n 束紅外光束，第一束紅外光束發(fā)射的時間為t0，第n束紅外光束接收的時間為tn，計算第一束紅外光束的發(fā)射時間與第n束紅外光束的接收時間的時間差ΔT＝tn-t0。由于一束紅外光束發(fā)射與接收的時間差較短，通過上述設計，相當于放大了時間差，便于時間差的計算，擋位檢測裝置100的檢測精度更高。

優(yōu)選地，n滿足：8000≤n≤12000。由此，擋位檢測裝置100的檢測精度高。具體地，n可以為10000。

在本發(fā)明的一個具體的實施例中，擋位檢測裝置100的紅外光發(fā)射模塊110和紅外光接收模塊120相互配合，執(zhí)行10000次的紅外光束發(fā)射與紅外光束接收動作，且這10000次循環(huán)作為控制模塊130的時間處理模塊計算紅外光束發(fā)射與接收的時間差的數(shù)據(jù)，DSP微處理器170可以根據(jù)該數(shù)據(jù)計算出拉索球頭210到擋位檢測裝置100的距離，并將該距離信號傳遞給單片微型計算機130，單片微型計算機130可以根據(jù)預設程序判斷換擋機構(gòu)200所處的擋位，且可以將擋位信號處理后發(fā)送至TCU300。

本發(fā)明實施例的擋位檢測裝置100的分辨率可達0.1％，且能夠達到0.1％的高線性度，采樣頻率可達9.4KHZ，每分鐘可以采集約56萬個波形，擋位檢測裝置100的檢測精度高，響應速度快。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的擋位檢測裝置100，通過采用紅外測距的方法，擋位檢測裝置100的應用范圍廣，特別是在惡劣的環(huán)境下可靠性好，基本不受換擋機構(gòu)200的振動的影響，檢測精度高，誤差小，響應速度快，可以適應機械磨損，且結(jié)構(gòu)簡單。

下面描述根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛。

如圖1-圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛設置有如上述實施例描述的任一種擋位檢測裝置100。

根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛，車輛的擋位判斷準確，便于對車輛的操作，且可以適應較為惡劣的環(huán)境。

可選地，根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛設置有自動變速器。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。