一种手自一体换挡器的电子档杆电路的制作方法

本发明涉及换挡器电子手刹显示、lin总线技术应用领域，特别是一种手自一体换挡器的电子档杆电路。

背景技术：

随着经济的高速发展和汽车自动化普及，现在有很多变速箱的档杆已经脱离机械结构，而是单纯作为一个手动触发的开关（即电子档杆），将电子档杆的不同档位的电子信号传递给变速箱，然后变速箱完成换挡的操作，省去了复杂的机械结构，所以也解放了变速箱的机械档杆的固有位置，理论上你可以放在任何地方，甚至做成任何形状；其次汽车lin总线的已经成熟可靠地应用，与汽车的tcu变速箱数据交换，充分利用相关信息，既简化了整车线束又提高了数据传输的可靠性，电子换挡器是自动变速器执行的输入信号，因此行业内不仅对电子换挡器档的布置空间、耐久性、可靠性、稳定性、耐高温环境性能要求严格，同时还要电子换挡器电子设计预防输出短路、过压保护、esd防护。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种手自一体换挡器的电子档杆电路，以实现对换挡器电子挡杆当前电源状态、p档、ulock状态实时检测，通过lin总线发出换挡器当前按键信息，整车控制器接受按键信息，通过lin总线接受换挡器当前档位位置信息，通过lin总线解决了电子换挡器档位指示与仪表按键显示不同步问题，避免由输出短路、过压、esd带来的问题。

为了解决以上问题，本发明采取的技术手段是：一种手自一体换挡器的电子档杆电路，包括车载直流电源反馈电路单元、p档采集电路单元、锁控信号采集电路单元、档位指示电路单元、处理器单元、esd防护电路单元、lin收发器单元、lin信号滤波单元和电源单元；所述电源单元包括电源稳压单元、电源滤波单元和5v转换单元，所述电源稳压单元、电源滤波单元和5v转换单元依次串联，所述电源稳压单元的输入端用于取电车载直流电，所述档位指示电路单元包括p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元、m档显示电路单元、p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元；所述p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元和m档显示电路单元均包括一led灯和一第一限流电阻单元，所以led灯的一端与5v转换单元的输入端连接，所述led灯的另一端与第一限流电阻单元的一端连接，所述第一限流电阻单元的另一端接地，所述p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元均包括一可控开关电路单元和一第二限流电阻单元，所述可控开关电路单元与第二限流电阻单元串联；所述p档驱动电路单元的一端与p档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述p档驱动电路单元的另一端接地；所述r档驱动电路单元的一端与r档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述r档驱动电路单元的另一端接地；所述n档驱动电路单元的一端与n档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述n档驱动电路单元的另一端接地；所述d档驱动电路单元的一端与d档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述d档驱动电路单元的另一端接地；所述m档驱动电路单元的一端与m档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述m档驱动电路单元的另一端接地；所述处理器单元的五个输出端经esd防护电路单元分别与p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元中的可控开关电路单元的控制端连接，所述车载直流电源反馈电路单元、p档采集电路单元和锁控信号采集电路单元经esd防护电路单元分别与处理器单元的输入端连接，所述车载直流电源反馈电路单元配备为对5v转换单元的输入端电压线性跟随并反馈电压值给处理器单元，所述p档采集电路单元配备为采集电子档杆的p档档位信号且反馈给处理器单元，所述锁控信号采集电路单元配备为采集电子档杆的锁控信号且反馈给处理器单元；所述处理器单元的数据端与lin收发器单元的rxd端和txd端连接，所述lin收发器单元的lin端与lin信号滤波单元连接且用于连接换挡器的控制器，所述5v转换单元将稳压过滤后的车载直流电转换成5v直流电且给p档采集电路单元、锁控信号采集电路单元、处理器单元、lin收发器单元和lin信号滤波单元供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现电子换挡器电源、p档、锁控状态的信号采集，通过lin总线发出换挡器当前按键信息，换挡器的控制器接受档位信息，实现电子换挡器p档和锁控按键识别；处理器单元将按键信息通过lin总线发送给电子换挡器，电子换挡器接受lin报文信息并向处理器单元反馈指令，点亮相应的档位显示单元，解决了电子换挡器档位指示与仪表按键显示不同步问题；当锁控信号是上锁信号时，换挡器的控制器不可以发出换挡的指令，从而换挡器不能换挡，维持当前的档位运行；当锁控信号是解锁信号时，换挡器的控制器可发出换挡的指令，正常换挡，实现了换挡器的锁控功能；可对led灯进行电流补偿，提高led灯的亮度，避免由输出短路、欠压、过压、esd带来的问题。

附图说明

图1所示为本发明的模块结构示意框图；

图2所示为电源单元的电路结构示意图；

图3所示为档位指示电路单元的电路结构示意图；

图4所示为车载直流电源反馈电路单元的电路结构示意图；

图5所示为p档采集电路单元的电路结构示意图；

图6所示为锁控信号采集电路单元的电路结构示意图；

图7所示为lin收发器单元、lin信号滤波单元的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚，下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。

如图1所示，一种手自一体换挡器的电子档杆电路，包括车载直流电源反馈电路单元、p档采集电路单元、锁控信号采集电路单元、档位指示电路单元、处理器单元、esd防护电路单元、lin收发器单元、lin信号滤波单元和电源单元；所述电源单元包括电源稳压单元、电源滤波单元和5v转换单元，所述电源稳压单元、电源滤波单元和5v转换单元依次串联，所述电源稳压单元的输入端用于取电车载直流电，所述档位指示电路单元包括p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元、m档显示电路单元、p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元；所述p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元和m档显示电路单元均包括一led灯和一第一限流电阻单元，所以led灯的一端与5v转换单元的输入端连接，所述led灯的另一端与第一限流电阻单元的一端连接，所述第一限流电阻单元的另一端接地，所述p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元均包括一可控开关电路单元和一第二限流电阻单元，所述可控开关电路单元与第二限流电阻单元串联；所述p档驱动电路单元的一端与p档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述p档驱动电路单元的另一端接地；所述r档驱动电路单元的一端与r档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述r档驱动电路单元的另一端接地；所述n档驱动电路单元的一端与n档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述n档驱动电路单元的另一端接地；所述d档驱动电路单元的一端与d档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述d档驱动电路单元的另一端接地；所述m档驱动电路单元的一端与m档显示电路单元中的led灯的另一端连接，所述m档驱动电路单元的另一端接地；所述处理器单元的五个输出端经esd防护电路单元分别与p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元中的可控开关电路单元的控制端连接，所述车载直流电源反馈电路单元、p档采集电路单元和锁控信号采集电路单元经esd防护电路单元分别与处理器单元的输入端连接，所述车载直流电源反馈电路单元配备为对5v转换单元的输入端电压线性跟随并反馈电压值给处理器单元，所述p档采集电路单元配备为采集电子档杆的p档档位信号且反馈给处理器单元，所述锁控信号采集电路单元配备为采集电子档杆的锁控信号且反馈给处理器单元；所述处理器单元的数据端与lin收发器单元的rxd端和txd端连接，所述lin收发器单元的lin端与lin信号滤波单元连接且用于连接换挡器的控制器，所述5v转换单元将稳压过滤后的车载直流电转换成5v直流电且给p档采集电路单元、锁控信号采集电路单元、处理器单元、lin收发器单元和lin信号滤波单元供电。

上述各功能电路可采用现有相应功能电路形式，处理器单元、lin收发器单元可分别采用现有处理器芯片、lin收发芯片，其芯片周边的器件为现有技术。p档采集电路单元采集电子挡杆的p档信号，发送给处理器单元，处理器单元接收采集信号且通过控制lin收发器单元来将电子档杆当前按键信息（即p档信号）发送给换挡器的控制器，换挡器的控制器识别电子档杆当前按键信息并且给处理器单元发送p档显示的指令，处理器单元接收到p档显示的指令并产生触发信号，控制p档驱动电路单元中的可控开关电路单元导通，p档驱动电路单元中的第二限流电阻单元与第一限流电阻单元并联，从而p档显示电路单元中的led灯通过的电流更大了，使得led灯从背光的状态被点亮了，从而进行p档位显示；当换挡器的控制器通过lin总线向处理器单元发送r档、n档、d档、m档位显示指令时，处理器单元接收指令且产生触发信号，控制相应档位驱动电路单元中的可控电路单元导通，从而相应档驱动电路单元中的第二限流电阻单元与第一限流电阻单元并联，从而相应档显示电路单元中的led灯通过的电流更大了，使得led灯从背光的状态被点亮了，从而进行相应档档位显示。

锁控信号采集电路单元采集电子挡杆的锁控信号，即发出上锁或者解锁的信号给处理器单元，处理器单元接收锁控信号，并控制lin收发器发送给换挡器的控制器，换挡器的控制器接收到锁控信号，当锁控信号是上锁信号时，换挡器的控制器不可以发出换挡的指令，从而换挡器不能换挡，维持当前的档位运行；当锁控信号是解锁信号时，换挡器的控制器可发出换挡的指令，正常换挡。

由于p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元和m档显示电路单元由电源单元供电，而电源单元取电于车载直流电，当车载直流电源出现电压偏低时，p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元和m档显示电路单元中的led灯相对于正常情况会相对较暗，所以，车载直流电源反馈电路单元对5v转换单元的输入端电压进行了跟随并反馈电压值给处理器单元，处理器单元通lin总线向换挡器的控制器反馈车载直流电状态，当处理器单元发送反馈的电压值与设定的最小电压阈值时，换挡器的控制器向处理器单元发送补偿指令，处理器单元产生触发信号给档位驱动电路单元，所有的档位驱动电路单元中的可控电路单元导通，从而第二限流电阻单元与第一限流电阻单元并联，从而所有档显示电路单元中的led灯通过的电流更大了，从而对led灯进行电流补偿，提高led灯的亮度，避免电源干扰。

参考图2，vbat即车载直流电，电源稳压单元由陶瓷电容c2、c5、防反接二极管d1、tvs管tvs1组成；电源滤波单元由电解电容e1、电容c4组成；5v转换单元由线性电源u1、电容c1、c3组成，其中u1的优选型号为l5150n。

参考图3，所述p档驱动电路单元、r档驱动电路单元、n档驱动电路单元、d档驱动电路单元和m档驱动电路单元中的可控开关电路单元分别采用可控三极管q1-q5，第二限流电阻单元分别采用电阻r1-r5；所述p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元和m档显示电路单元中的一led灯分别采用发光二极管led1-led5，第一限流电阻单元分别采用电阻r6-r10，为了对处理器单元发出的控制信号进行稳压，所述所述p档显示电路单元、r档显示电路单元、n档显示电路单元、d档显示电路单元和m档显示电路单元分别采用滤波电容，滤波电容一端电连接三极管的基极（控制端），另一端接地，滤波电容分别是电容c6-c10。

参考图4，所述车载直流电源反馈电路单元包括电阻分压电路单元（即有电阻r13和电阻r16组成）、第一滤波电容c14、第二滤波电容c13和钳位二极管d2，所述电阻分压电路单元的输入端与连接电源滤波单元的输出端、第一滤波电容c14的一端连接，所述第一滤波电容c14的另一端接地，所述电阻分压电路单元的输出端与第二滤波电容c13的一端、钳位二极管d2连接，所述第二滤波电容c13的另一端接地，所述钳位二极管d2与5v转换单元的输出端连接，所述电阻分压电路单元的输出端作为车载直流电源反馈电路单元的输出端。

参考图5所述p档采集电路单元包括第一触点开关(sw2和sw3)、第一偏置电阻r11和第一rc滤波电路，所述第一触点开关的一端接地，另一端与第一偏置电阻r11的一端、第一rc滤波电路的一端连接，所述第一偏置电阻r11的另一端与5v转换单元的输出端连接，所述第一rc滤波电路的另一端作为p档采集电路单元的输出端,所述第一rc滤波电路由电阻r14和电容c15组成。

参考图6，所述锁控信号采集电路单元包括第二触点开关（sw1和sw4）、第二偏置电阻r12和第二rc滤波电路，所述第二触点开关的一端接地，另一端与第二偏置电阻r12的一端、第二rc滤波电路的一端连接，所述第二偏置电阻r12的另一端与5v转换单元的输出端连接，所述第二rc滤波电路的另一端作为锁控信号采集电路单元的输出端,所述第二rc滤波电路由电阻r15和电容c16组成。

所述处理器单元采用单片机最小工作单元，包括单片机u2、复位电路单元、晶振单元和滤波电路单元，所述复位电路单元和晶振单元分别与单片机连接，所述电源模块经滤波电路单元给处理器单元供电。单片机u2型号为mc9s12g48，处理器的esd防护电路单元由排阻。

参考图7，所述lin收发器单元采用lin收发器芯片，优选型号是nxp收发器tja1041；lin信号滤波单元包括滤波电感电路h1、终端匹配电路esd防护电路t1、滤波电路c21依次连接组成。

在应用时，采集电子换挡器电源、p档、锁控状态的信号，通过lin总线发出换挡器当前按键信息，换挡器的控制器接受档位信息，实现电子换挡器p档和锁控按键识别；处理器单元将按键信息通过lin总线发送给电子换挡器，电子换挡器接受lin报文信息并向处理器单元反馈指令，点亮相应的档位显示单元，解决了电子换挡器档位指示与仪表按键显示不同步问题；当锁控信号是上锁信号时，换挡器的控制器不可以发出换挡的指令，从而换挡器不能换挡，维持当前的档位运行；当锁控信号是解锁信号时，换挡器的控制器可发出换挡的指令，正常换挡，实现了换挡器的锁控功能；可对led灯进行电流补偿，提高led灯的亮度，避免由输出短路、欠压、过压、esd带来的问题。

最后应说明的是：上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，对于本技术领域的普通技术人员依然可以对实施例所阐述的技术方案进行修改，而对本发明做出的任何修改和改变也应视为本发明的保护范围。