CN116677782A - 挡位检测电路以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挡位检测电路以及车辆，挡位检测电路包括：第一电源；分压电阻；至少两个电压运算电路，每个电压运算电路的一个输入端连接于分压电阻与连接器之间，每个电压运算电路用于将挡位电阻的挡位电压值按照该电压运算电路的运算规则运算成输出电压值；控制电路基于每个电压运算电路输出的输出电压值，确定挡位电阻对应的挡位值。通过至少两个电压运算电路将挡位电压值按照不同的运算规则运算成输出电压值，由此控制电路可以基于至少两个输出电压值以及不同挡位值与至少两个输出电压值之间的对应关系，确定挡位电阻所处的挡位值，由此能够扩大设置相邻两个挡位值分别对应的挡位电压值之间的差值，进而提高挡位检测的准确性。

Description

挡位检测电路以及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种挡位检测电路以及车辆。

背景技术

车辆需要准确地识别出当前所处挡位，以控制车身在不同状态下行驶。但车辆的挡位往往能达到六到七个甚至更多，而控制器通常是通过获取挡位电阻两端的电压大小来判断当前车辆所处的挡位。但由于控制器所要求的输入电压的电压范围限制，致使车辆相邻挡位之间的电压差值往往较小，从而容易导致车辆的挡位识别错误，影响车辆的正常行驶。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种挡位检测电路以及车辆。

第一方面，本申请实施例提供了一种挡位检测电路，挡位检测电路包括第一电源，所述第一电源的第一端接地；分压电阻，所述分压电阻的第一端串联于所述第一电源的第二端，所述分压电阻的第二端连接于用于连接挡位电阻的连接器；至少两个电压运算电路，每个电压运算电路的一个输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，每个电压运算电路用于将所述挡位电阻的挡位电压值按照该电压运算电路的运算规则运算成输出电压值；控制电路，包括至少两个电压采样端口，每个所述电压采样端口连接于一个所述电压运算电路的输出端，所述控制电路用于基于每个所述电压运算电路输出的所述输出电压值，确定所述挡位电阻对应的挡位值。

在一种可能的实施方式中，至少两个电压运算电路包括：减法器和跟随器；所述减法器的减数输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，所述减法器的被减数输入端连接于被减数电源，所述被减数电源提供的被减电压值低于所述第一电源提供的电压值，所述减法器的输出端连接于所述控制电路；所述跟随器的输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，所述跟随器的输出端连接于所述控制电路；所述控制电路：用于：基于所述减法器的输出电压值和所述跟随器的输出电压值确定所述挡位电阻的挡位值。

在一种可能的实施方式中，所述控制电路，用于：确定减法器的输出电压值、跟随器的输出电压值与挡位值的第一对应关系；基于所述减法器的输出电压值、所述跟随器的输出电压值从所述第一对应关系中查找获得所述挡位电阻对应的挡位值。

在一种可能的实施方式中，所述第一电源提供的电压值为5V，所述被减数电压值为3.3V；和/或所述减法器和所述跟随器包含多个电阻，所述多个电阻的阻值相同且所述多个电阻的阻值大于所述挡位电阻的阻值的15倍。

在一种可能的实施方式中，所述至少两个电压运算电路包括：至少两个比较器，每个比较器的待比较电压输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，每个比较器的参考电压输入端连接于参考电压提供电路，每个比较器的输出端连接于所述控制电路，其中不同的比较器的参考电压提供电路提供的参考电压值不同；所述控制电路，用于：基于所述至少两个比较器输出的至少两个比较电压值确定所述挡位值。

在一种可能的实施方式中，所述控制电路，用于：确定至少两个比较电压值与挡位值的第二对应关系；基于所述至少两个比较器输出的至少两个比较电压值从所述第二对应关系中查找获得所述挡位电阻对应的挡位值。

在一种可能的实施方式中，所述至少两个比较器中每个比较器的输出端为逻辑电路输出端，所述至少两个比较器的个数不小于待检测的挡位数。

在一种可能的实施方式中，每两个大小相邻的参考电压值之差等于0.5V～0.6V；和/或，每两个大小相邻的参考电压值之差相等。

在一种可能的实施方式中，所述第一电源提供的电压值为5V，所述控制电路提供的电压值为3.3V。

第二方面，本申请还提供一种车辆，车辆包括车辆主体、包含至少两个挡位电阻的多挡位部件以及上述任意方面提供的挡位检测电路，所述至少两个挡位电阻以及所述挡位检测电路设置于所述车辆主体内，所述至少两个挡位电阻对应所述多挡位部件的不同的挡位值。

本申请的技术方案包括至少如下的有益效果：

通过至少两个电压运算电路将挡位电阻的挡位电压值按照不同的运算规则运算成输出电压值，由此控制电路可以基于至少两个输出电压值，以及挡位电阻在不同挡位值时与至少两个输出电压值之间的对应关系，确定挡位电阻对应的挡位值，由此能够扩大设置相邻两个挡位值分别对应的挡位电压值之间的差值，进而提高挡位检测的准确性。

本申请实施例的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的挡位检测电路的一种结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的挡位检测电路的另一种结构示意图。

图3示出了本申请实施例提供的挡位检测电路的又一种结构示意图。

图4示出了本申请实施例提供的挡位检测电路的再一种结构示意图。

图5示出了本申请实施例中挡位电阻的一种结构示意图。

图6示出了本申请另一实施例提供的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当前，车辆往往需要通过六到七个甚至更多的不同挡位，来实现对车辆行驶过程的精确控制。在用户将车辆设置为不同的挡位时，车辆的挡位电阻的阻值以及挡位电阻两端的挡位电压值就会发生相应的变化，控制电路就可以通过检测挡位电阻两端的挡位电压值的大小，来判断车辆当前所处的挡位。这种方法通常是将控制电路的一个ADC管脚直接连接于挡位电阻的连接器上，由此控制电路可以直接检测挡位电阻两端的电压变化，进而及时检测到车辆挡位的变化。

但在这种挡位检测方法中，由于控制电路通常能够检测到的电压范围仅为0V-3.3V，在一些电路中该电压范围甚至可以更低。也就是说，为了使控制电路能够在这个较小的电压范围内识别到每一个挡位，车辆会将相邻挡位分别对应挡位电压值设置得更加接近。例如，若车辆需要识别的挡位包括九个不同的挡位，而控制电路能够检测到的电压范围在0V-3.3V之间，那么每个挡位对应的挡位电压值所处的电压范围就只能在3.3V/9≈0.367V内变化，假如车辆将第一档对应的挡位电压值设置为0.2V，那么相邻的第二档对应的挡位电压值就只能在0.2V-0.567V之间确定，也就是说，即使将第二档对应的挡位电压值设置为最大的0.567V，第一档和第二档分别对应的挡位电压值之间的差值仍然较小，对于一般精度的控制电路而言，很容易出现挡位电压值错误识别的情况发生，即可能将第一档的挡位电压值误识别成第二档的挡位电压值，进而导致挡位检测出错。

当然，控制电路也可以通过使用专门的ADC采样芯片，例如SG Micro Corp公司的SGM58031芯片，来获取更准确的挡位电压值。控制电路可以通过采样芯片将挡位电阻对应的挡位电压值转换为数字信号的电压值，控制电路中的控制器再通过I2C总线直接获取采样芯片确定的准确的电压值，由此虽然控制电路能够基于准确的电压值确定挡位电阻所处的挡位，但电路成本明显增加。

因此，本申请提出了一种挡位检测电路以及车辆，通过至少两个电压运算电路将挡位电阻的挡位电压值按照不同的运算规则运算成输出电压值，由此控制电路可以基于至少两个输出电压值，以及挡位电阻在不同挡位值时与至少两个输出电压值之间的对应关系，确定挡位电阻对应的挡位值，由此能够扩大设置相邻两个挡位值分别对应的挡位电压值之间的差值，进而提高挡位检测的准确性。

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种挡位检测电路10的结构示意图，该挡位检测电路10包括第一电源100，所述第一电源100的第一端接地；分压电阻200，所述分压电阻200的第一端串联于所述第一电源100的第二端，所述分压电阻200的第二端连接于用于连接挡位电阻300的连接器；至少两个电压运算电路400，每个电压运算电路400的一个输入端连接于所述分压电阻200与所述连接器之间，每个电压运算电路400用于将所述挡位电阻300的挡位电压值按照该电压运算电路400的运算规则运算成输出电压值；控制电路500，包括至少两个电压采样端口，每个所述电压采样端口连接于一个所述电压运算电路400的输出端，所述控制电路500用于基于每个所述电压运算电路400输出的所述输出电压值，确定所述挡位电阻300对应的挡位值。

在本申请实施例中，若车辆当前所处的挡位发生变化，也就是挡位电阻300的阻值发生变化，那么挡位电阻300两端的挡位电压值也会相应地发生变化。此时控制电路500并不直接通过获取挡位电阻300对应的挡位电压值来确定挡位电阻300对应的挡位值，而是间接通过至少两个电压运算电路400分别基于挡位电压值运算输出的输出电压值，确定挡位电阻300的对应的挡位值。具体来说，每个电压运算电路400对应的运算规则并不相同，也就是说，每个电压运算电路400基于相同的挡位电压值，其输出的输出电压值可以相同也可以不同，控制电路500再通过至少两个电压采样端口获取至少两个输出电压值，进而基于至少两个输出电压值确定挡位电阻300对应的挡位值。

也就是说，控制电路500不再基于单独电压采样端口所获取的挡位电压值确定挡位电阻300对应的挡位值，而可以基于至少两个电压采样端口分别获取的输出电压值确定挡位电阻300对应的挡位值。那么即使控制电路500的每个电压采样端口所能够获取的输出电压值的电压范围仍然处于较小的0V-3.3V之间，但挡位电阻300对应的挡位电压值所处的电压范围却不再受到0V-3.3V的限制。也就是说，挡位电压值可以大于0V-3.3V，例如，可以将其设置为电路中常见的0V-5V的电压范围，如果车辆需要识别的挡位电阻300的挡位仍然包括九个不同的挡位，那么每个挡位对应的挡位电压值所处的电压范围就变成了5V/9≈0.56V，假设车辆将第一档对应的挡位电压值设置为0.2V，那么第二档对应的挡位电压值则可以在0.2V-0.76V之间确定，通常情况下可以将第二档对应的挡位电压值设置为0.7V，那么第一档与第二档分别对应的挡位电压值之间的差值就会变大，即使对于一般精度的控制电路500而言，也不容易出现挡位识别出错的情况，由此可以在低成本的情况下，提高挡位检测的准确性。

如图2所示，所述至少两个电压运算电路400包括：减法器410和跟随器420；所述减法器410的减数输入端连接于所述分压电阻200与所述连接器之间，所述减法器410的被减数输入端连接于被减数电源，所述被减数电源提供的被减电压值低于所述第一电源100提供的电压值，所述减法器410的输出端连接于所述控制电路500；所述跟随器420的输入端连接于所述分压电阻200与所述连接器之间，所述跟随器420的输出端连接于所述控制电路500；所述控制电路500：用于：基于所述减法器410的输出电压值和所述跟随器420的输出电压值确定所述挡位电阻300的挡位值。

在本申请实施例中，至少两个电压运算电路400包括至少一个减法器410和至少一个跟随器420，其中，减法器410用于通过减数输入端获取挡位电阻300对应的挡位电压值，通过被减数输入端获取被减数电源提供的被减电压值；同时，减法器410还用于在挡位电压值大于被减电压值的情况下，确定挡位电压值与被减电压值的差值，并将该差值作为减法器410输出端的输出电压值；以及在挡位电压值不大于被减电压值的情况下，控制减法器410的输出端的输出电压值为0V。

其中，跟随器420用于通过输入端获取挡位电阻300对应的挡位电压值，并且控制输出端输出的输出电压值跟随输入端获取的挡位电压值的变化而变化。具体来说，若跟随器420输入端获取的挡位电压值处于控制电路500所能够检测的电压范围内时，那么输出端的输出电压值会跟随输入端的挡位电压值的变化而变化，若挡位电压值超过了控制电路500所能够检测的电压范围时，则输出端输出的输出电压值为电压范围内的最大电压值，通常情况下，最大电压值为3.3V。

可以理解的，挡位电阻300对应的挡位电压值的来源为第一电源100提供的电压值，而挡位电阻300对应的挡位电压值同时还是减法器410通过减数输入端获取的电压值，若减法器410能够达到输出有效电压值的效果，那么挡位电压值必然不会始终小于被减数电源提供的被减电压值，也就是说，挡位电阻300必然存在某个挡位对应的挡位电压值大于被减数电压值，也就是说，此时为挡位电阻300提供电压的第一电源100对应的电压值必然大于被减数电源对应的被减电压值。在一些实施方式中，被减数电源可以为3.3V电源，而第一电源100可以为控制电路500中常见的5V电源。

在一些实施方式中，减法器410还可以包括第一阈值端口，第一阈值端口连接于第二电源600。减法器410可以用于在挡位电压值大于被减电压值，并且挡位电压值与被减电压值之间的差值小于第二电源600对应的第二电压值的情况下，将挡位电压值与被减电压值之间的差值作为减法器410输出端的输出电压值；若该差值大于或等于第二电压值，那么减法器410输出的输出电压值则为第二电压值，而不再是挡位电压值与被减电压值之间的差值。在一些实施方式中，若减法器410中的运放为非轨对轨运放，那么为了覆盖非轨对轨运放特性的影响，第二电压值可以大于控制电路500所能够检测的最大电压值3.3V。可以理解的，若运放为非轨对轨运放，那么该运放的最大输出电压值是始终小于第一阈值端口对应的第二电压值的，因此，为了使减法器410的输出电压值能够达到控制电路500检测范围的最大电压值3.3V，那么第二电压值必须大于3.3V。当然，若减法器410中的运放为轨对轨运放，基于轨对轨运放的特性，减法器410的输出电压值能够无限接近于第二电压值，因此可以直接将第二电压值设置为3.3V。

在一些实施方式中，跟随器420还可以包括电源参考端口，电源参考端口接地。可以理解的，跟随器420只有在电源参考端口接地的情况下，才能够使输出的输出电压值跟随输入端的挡位电压值变化。

在一些实施方式中，跟随器420还可以包括第二阈值端口，第二阈值端口可以连接于第三电源700，其中，第三电源700与第二电源600可以为同一个电源，也可以为不同的电源。跟随器420可以在挡位电压值小于第三电源700提供的第三电压值的情况下，控制输出的输出电压值跟随挡位电压值的变化而变化；在挡位电压值大于或等于第三电压值的情况下，控制输出的输出电压值为第三电压值，而不再跟随挡位电压值的变化而变化。与减法器410类似的，若跟随器420中的运放为非轨对轨运放，那么第二阈值端口对应的第三电压值可以设置为大于控制电路500所能够检测的最大电压值3.3V，以覆盖非轨对轨运放特性带来的影响；若跟随器420中的运放为轨对轨运放，那么第三电压值可以直接设置为3.3V。

在本申请实施例中，控制电路500用于通过至少两个电压采样端口，分别获取减法器410输出的输出电压值和跟随器420输出的输出电压值，并且基于预先确定的第一对应关系，确定挡位电阻300对应的挡位值。其中，第一对应关系包括不同的挡位值与相应的减法器410输出电压值以及跟随器420输出电压值之间的对应关系。也就是挡位电阻300处于某一个具体的挡位值的情况下，控制电路500所能够获取的减法器410的输出电压值与跟随器420的输出电压值。可以理解的，第一对应关系可以预先通过实验得到。

在一些实施方式中，控制电路500可以通过控制器上的两个ADC管脚作为电压采样端口，分别连接于减法器410的输出端和跟随器420的输出端。

在一些实施方式中，第一对应关系可以通过按照图2中的电路图进行仿真得到，其中，挡位电阻300在每个挡位值对应的电阻值可以预先确定，那么在仿真电路中，在将挡位电阻300设置为第一挡位值即300Ω时，可以得到跟随器420的输出电压为0.832V，减法器410的输出电压为0V；在将挡位电阻300设置为第二挡位值即560Ω时，可以得到跟随器420的输出电压为1.3567V，减法器410的输出电压为0V。由此依次将挡位电阻300的阻值设置为1KΩ、1.8KΩ、3KΩ、5.6KΩ以及12KΩ，可以得到如下表所示的减法器410和跟随器420的输出电压值与挡位电阻300的阻值之间的第一对应关系：

由上表可以看出，跟随器420的输出电压值能够在小于第一临界电压值的情况下，跟随挡位电压值的变化而变化，但若挡位电压值超过了第一临界电压值，那么跟随器420只能输出一个固定的电压值。而减法器410在挡位电压值小于第二临界电压值的情况下，始终输出0V电压，只有在挡位电压值大于第二临界电压值后，才会控制输出电压值随挡位电压值的变化而变化。若控制电路500将跟随器420对应的第一临界电压值与减法器410对应的第二临界电压值设置为相同的电压值，那么控制电路500就可以由跟随器420的输出电压值与减法器410的输出电压值之和确定挡位电压值。

显然，跟随器420可以视为能够检测挡位电阻300的前6个挡位，减法器410则可以视为检测挡位电阻300剩余的3个挡位。此时，即使跟随器420与减法器410的输出电压值均只能在0V至3.3V之间变化，但由于跟随器420和减法器410分别需要检测的挡位数量变少，其中相邻挡位对应的挡位电压值之间的差值就可以设置的更大，控制电路500也就能够更加准确的识别挡位电压值，并确定挡位电阻300的挡位值。

在一些实施方式中，如图2所示，减法器410的被减数输入端可以通过第一电阻R1连接于被减数电源，减法器410的减数输入端可以通过第二电阻R2连接于分压电阻200和连接器之间，减数输入端还可以通过第三电阻R3接地，减法器410的输出端可以通过第四电阻R4连接于被减数输入端。跟随器420的电源参考端口可以通过第五电阻R5接地，跟随器420的输入端可以通过第六电阻R6连接于分压电阻200和连接器之间，跟随器420的输入端还可以通过第七电阻R7接地，跟随器420的输出端可以通过第八电阻R8连接于电源参考端口。其中，为了减少第一电阻R1至第八电阻R8等电阻对挡位电阻300的挡位电压值的检测的影响，可以将第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8的阻值设置为相同的阻值，并且使该阻值远大于挡位电阻300的阻值。具体来说，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8的阻值可以大于挡位电阻300的阻值的15倍，例如选择220K阻值的电阻。

在一些实施方式中，减法器410的输出端还可以通过第九电阻R9连接于控制电路500的一个电压采样端口，跟随器420的输出端也可以通过第十电阻R10连接于控制电路500的另一个电压采样端口。其中，第九电阻R9和第十电阻R10能够起到限流的作用，通常可以选用阻值为1K的电阻。

在一些实施方式中，为了使挡位电阻300在每个挡位上对应的挡位电压值在电压范围内尽量分布均匀，可以基于挡位数量和电压范围等信息确定分压电阻200的阻值。具体来说，若挡位电阻300当前存在七个不同的挡位，加上需要识别接地以及接电源的两个挡位，控制电路500共计需识别九个挡位，若第一电源100的电压值V1为5V，则挡位电阻300在每个挡位所对应的电压范围为5V/9≈0.56V。假设挡位电阻300处于第一档时对应的阻值为RX1，其中RX1＝300Ω，则分压电阻200的阻值R可以通过下述公式求得：

其中，V2可以为第二阈值端口连接的第三电源700对应的第三电压值，计算后可得到R≈1.4679K，通常情况下可以取1.5K的阻值作为分压电阻200的阻值R。值得注意的是，对于分压电阻200阻值的选择，不仅需要基于上述公式使每个挡位值对应的挡位电压值分布均匀，还需要考虑到减法器410所能够识别到的第一个挡位对应的输出电压值是否恰当。可以通过下述公式得到减法器410所识别到的第一个挡位对应的输出电压值：

其中，V3可以为第一阈值端口连接的第二电源600对应的第二电压值，RX6为挡位电阻300处于第六挡时的电阻值，可以取RX6＝5.6KΩ。V1为第一电源100对应的电压值，可以取5V。若分压电阻200取值为R＝1.5K，可以计算得到VOUT_6≈0.64366V，相对于在第一电源100取5V的情况下，相邻挡位电压值之间的差值为5V/9≈0.56V而言，是相对合理的，因此可以将分压电阻200设置为1.5K的阻值。

如图3所示，所述至少两个电压运算电路400包括：至少两个比较器430，每个比较器430的待比较电压输入端连接于所述分压电阻200与所述连接器之间，每个比较器430的参考电压输入端连接于参考电压提供电路，每个比较器430的输出端连接于所述控制电路500，其中不同的比较器430的参考电压提供电路提供的参考电压值不同；所述控制电路500，用于：基于所述至少两个比较器430输出的至少两个比较电压值确定所述挡位值。

在本申请实施例中，至少两个电压运算电路400包括至少两个比较器430，每个比较器430用于通过待比较电压输入端获取挡位电阻300对应的挡位电压值，通过参考电压输入端获取参考电压提供电路所提供的参考电压值；同时，每个比较器430还用于在获取到的挡位电压值小于参考电压值的情况下，控制输出端输出的输出电压值为第一输出电压值，以及在挡位电压值大于或等于参考电压值的情况下，控制输出端输出的输出电压值为第二输出电压值。其中，第一输出电压值与第二输出电压值不同，由此控制电路500可以基于至少两个比较器430中每个比较器430输出的输出电压值，确定挡位电阻300对应的挡位值。

在一些实施方式中，比较器430还可以包括第三阈值端口和第四阈值端口，第三阈值端口连接于第四电源800，第四阈值端口接地。比较器430可以用于在获取到的挡位电压值小于参考电压值的情况下，将第四电源800提供的第四电压值作为第一输出电压值；在挡位电压值大于或等于参考电压值的情况下，将0V作为第二输出电压值。其中，第四电源800提供的第四电压值必然小于控制电路500所能够检测的电压范围的上限，由此可以避免第四电压值过大对控制电路500造成损害。

在一些实施方式中，每个比较器430通过参考电压输入端获取的参考电压值均不同，这些参考电压值可以按照大小顺序进行排列，其中，相邻的两个参考电压值之间的差值可以处于0.5V-0.6V之间，并且，任意两个相邻的参考电压值之间的差值相同。由此可以将挡位电阻300在不同挡位值对应的挡位电压尽量均匀地分布在电压范围内，避免因相邻挡位电压值之间的差值过小而导致挡位值检测出错。

在本申请实施例中，控制电路500用于通过至少两个电压采样端口，分别获取每个比较器430输出的输出电压值，其中每个比较器430输出的输出电压值可以为第一输出电压值，也可以为第二输出电压值。控制电路500可以基于至少两个输出电压值以及预先确定的第二对应关系，确定挡位电阻300对应的挡位值。其中，第二对应关系包括不同的挡位值与每个比较器430输出的输出电压值之间的对应关系，其中，输出电压值可以为第一输出电压值或者第二输出电压值。也就是在挡位电阻300处于某一个具体的挡位值的情况下，控制电路500能够从电压采样端口获取到的每个比较器430输出的实际输出电压值，进而在第二对应关系中找到与这些实际输出电压值对应的挡位电阻300的阻值，进而确定挡位电阻300所处的挡位值。可以理解的，第二对应关系可以预先通过实验得到。

在一些实施方式中，第二对应关系可以通过按照如图4所示的电路图进行仿真得到，其中，挡位电阻300在每个挡位值对应的电阻值可以预先确定。那么在仿真电路中，在将挡位电阻300设置为第一挡位值即300Ω时，可以得到每个比较器430的输出电压值分别为：0V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V；在将挡位电阻300设置为第二挡位值即560Ω时，可以得到每个比较器430的输出电压值分别为0V、0V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V、3.3V。显然，挡位电阻300在不同的挡位值的情况下，存在比较器430的输出电压值不同，因此，可以在仿真电路中依次将挡位电阻300设置为300Ω、560Ω、1KΩ、1.8KΩ、3KΩ、5.6KΩ以及12KΩ的阻值，得到如下表所示的各个比较器430的输出电压值与挡位电阻300的阻值之间的第二对应关系：

可以看出，由于每个比较器430输出的输出电压值只存在两种情况，而控制电路500需要检测的挡位电阻300对应的挡位数较多，因此挡位检测电路10需要设置大于待检测的挡位数的比较器430，控制电路500才能够基于每个比较器430输出的输出电压值，确定挡位电阻300对应的挡位值。如上表所示，待检测的挡位电阻300对应的挡位数为7个，那么挡位检测电路10至少需要设置8个比较器430，并且为这8个比较器430中每个比较器430的参考电压输入端提供不同的参考电压值，由此，控制电路500才能够得到上述第二对应关系，进而才能够基于每个比较器430输出的输出电压值确定挡位电阻300对应的挡位值。

在一些实施方式中，由于每个比较器430的输出结果只存在两种情况，控制电路500只需要对两种不同的电压值进行区分即可，因此，每个比较器430的输出端可以为逻辑电路输出端，连接于控制电路500的逻辑电压输入端，即GPIO端口。控制电路500通过GPIO端口就能够完成区分获取的电平信号为高电平信号或者低电平信号的效果。由于控制电路500不必识别比较器430输出的具体电压值，也就是说，控制电路500可以不用通过ADC端口与比较器430的输出端相连接，由此能够释放控制电路500中较少的ADC端口资源。当然，在控制电路500中ADC端口资源较为空闲的情况下，也可以将比较器430的输出端连接于控制电路500中的ADC端口，以实现更加准确的信号识别。

在一些实施方式中，请再次参阅图3，每个比较器430的参考电压输入端所连接的参考电压提供电路，可以包括第五电源900以及第十一电阻R11和第十二电阻R12组成，其中，不同比较器430的参考电压提供电路中的第十一电阻R11的阻值均不相同，不同比较器430的参考电压提供电路的第十二电阻R12的阻值也不相同。每个比较器430可以通过与其他比较器430不同的第十一电阻R11以及第十二电阻R12，对第五电源900对应的第五电压值进行分压，并将分压后的电压值作为输入至该比较器430参考电压输入端的参考电压值。显然，由于每个比较器430对应的第十一电阻R11和第十二电阻R12的阻值与其他比较器430均不同，每个比较器430通过参考电压输入端获取的参考电压值也均不相同，由此每个比较器430能够基于相同的挡位电压值以及不同的参考电压值，输出第一输出电压值或者第二输出电压值。

可以理解的，对于每个比较器430而言，若挡位电压值小于参考电压值，则输出第一输出电压值，即高电平电压；若挡位电阻300大于或等于参考电压值，则输出第二输出电压值，即低电平电压。也就是说，在相同挡位电压值的情况下，每个比较器430的输出电压值是由参考电压值确定的，而参考电压值的大小由每个比较器430对应的第十一电阻R11和第十二电阻R12共同确定。也就是说，每个比较器430可以由第十一电阻R11与第十二电阻R12的阻值大小确定输出电压值的判决门限。

在一些实施方式中，如图4所示，挡位检测电路可以包括8个不同的比较器430。每个比较器430中的第十一电阻R11的阻值均不相同，第十二电阻R12的阻值也均不相同，由此每个比较器430从参考电压输入端所获取的参考电压值也各不相同。每个比较器430可以基于相同的挡位电阻300对应的挡位电压值，以及不同的参考电压值，确定输出的是第一输出电压值或者第二输出电压值。其中，图4中每个比较器430对应的第十一电阻R11和第十二电阻R12的阻值大小的确定，还应该考虑到待检测的挡位电阻300的精度变化。例如，理想状态下挡位电阻300处于第一挡位值的情况下，其对应的电阻值为300Ω，但实际情况下挡位电阻300的阻值可能存在5％的浮动变化。因此，对于每个比较器430对应的第十二电阻R12的阻值的确定，还应该考虑到挡位电阻300在每个挡位值时的电阻精度阈值，以确保无论待检测的挡位电阻300的阻值在精度阈值内如何变化，其阻值都能够落在某一个比较器430的判决门限内，进而被控制电路500准确地识别出对应的挡位值。当然，第十二电阻R12的阻值的确定，还可以考虑运放的失调电压等其他因素的影响。

具体来说，如图4中第一个比较器430中，可以将第十二电阻R121的阻值设置为R121＝RX1-RD1，其中，RX1为挡位电阻300处于第一挡位值时对应的电阻值，可以为300Ω，RD1为挡位电阻300处于第一挡位值时对应的精度阈值，可以为5％×RX1估算得到，那么R121＝300-100＝200Ω；又如，在图4中的第二个比较器430中，可以按照R122＝RX2-RD2＝500-100＝400Ω确定，其中，第二挡位值对应的精度阈值为1％，RX2＝500Ω；同理，R123＝RX3-RD3＝1K-100＝900Ω，R124＝RX4-RD4＝1.8K-200＝1.6KΩ，R125＝RX5-RD5＝3K-300＝2.7KΩ，R126＝RX6-RD6＝5.6K-400＝5.2KΩ，R127＝RX7-RD7＝12K-1K＝11KΩ，R128＝RX8+RD8＝12K+1K＝13KΩ。其中，第八个比较器430中的电阻R128是为了检测此时挡位电阻300的阻值是否超过了判决门限，是否对地阻抗过大，或者是否短路到电源。在一些实施方式中，对于每个比较器430对应的第十一电阻R11以及分压电阻200的阻值可以设定为相同的阻值，为了便于计算，可以选择待检测的挡位电阻300对应的所有挡位值中的中间挡位值对应的电阻值，如1.8KΩ。

在一些实施方式中，每个比较器430的输出端还可以通过第十三电阻R13与控制电路500中的电压采样端口连接。其中，第十三电阻R13能够起到限流的作用，通常可以选用阻值为1K的电阻。

在一些实施方式中，如图5所示，挡位电阻300可以为一个由七选一选择器开关以及多个不同阻值的电阻构成，用户在将车辆设置为不同挡位值时，选择器开关可以连通相应的电阻与其他电路之间的通路，以便于挡位检测电路基于检测到的挡位电阻300的阻值确定车辆的挡位。

综上所述，本申请提供的挡位检测电路10，包括第一电源100，所述第一电源100的第一端接地；分压电阻200，所述分压电阻200的第一端串联于所述第一电源100的第二端，所述分压电阻200的第二端连接于用于连接挡位电阻300的连接器；至少两个电压运算电路400，每个电压运算电路400的一个输入端连接于所述分压电阻200与所述连接器之间，每个电压运算电路400用于将所述挡位电阻300的挡位电压值按照该电压运算电路400的运算规则运算成输出电压值；控制电路500，包括至少两个电压采样端口，每个所述电压采样端口连接于一个所述电压运算电路400的输出端，所述控制电路500用于基于每个所述电压运算电路400输出的所述输出电压值，确定所述挡位电阻300对应的挡位值。通过至少两个电压运算电路400将挡位电阻300的挡位电压值按照不同的运算规则运算成输出电压值，由此控制电路500可以基于至少两个输出电压值，以及挡位电阻300在不同挡位值时与至少两个输出电压值之间的对应关系，确定挡位电阻300对应的挡位值，由此能够扩大设置相邻两个挡位值分别对应的挡位电压值之间的差值，进而提高挡位检测的准确性。

本申请另一个实施例还提供了一种车辆20，如图6所示，车辆20车辆主体201、包含至少两个挡位电阻300的多挡位部件以及如上述实施例中的挡位检测电路10，所述至少两个挡位电阻300以及所述挡位检测电路10设置于所述车辆主体201内，所述至少两个挡位电阻300对应所述多挡位部件的不同的挡位值，该多档位部件例如为：雨刮。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种挡位检测电路，其特征在于，所述电路包括：

第一电源，所述第一电源的第一端接地；

分压电阻，所述分压电阻的第一端串联于所述第一电源的第二端，所述分压电阻的第二端连接于用于连接挡位电阻的连接器；

至少两个电压运算电路，每个电压运算电路的一个输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，每个电压运算电路用于将所述挡位电阻的挡位电压值按照该电压运算电路的运算规则运算成输出电压值；

控制电路，包括至少两个电压采样端口，每个所述电压采样端口连接于一个所述电压运算电路的输出端，所述控制电路用于基于每个所述电压运算电路输出的所述输出电压值，确定所述挡位电阻对应的挡位值。

2.如权利要求1所述的挡位检测电路，其特征在于，所述至少两个电压运算电路包括：减法器和跟随器；

所述减法器的减数输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，所述减法器的被减数输入端连接于被减数电源，所述被减数电源提供的被减电压值低于所述第一电源提供的电压值，所述减法器的输出端连接于所述控制电路；

所述跟随器的输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，所述跟随器的输出端连接于所述控制电路；

所述控制电路：用于：基于所述减法器的输出电压值和所述跟随器的输出电压值确定所述挡位电阻的挡位值。

3.如权利要求2所述的挡位检测电路，其特征在于，所述控制电路，用于：

确定减法器的输出电压值、跟随器的输出电压值与挡位值的第一对应关系；

基于所述减法器的输出电压值、所述跟随器的输出电压值从所述第一对应关系中查找获得所述挡位电阻对应的挡位值。

4.如权利要求1-3任一所述的挡位检测电路，其特征在于，所述第一电源提供的电压值为5V，所述被减数电压值为3.3V；和/或

所述减法器和所述跟随器包含多个电阻，所述多个电阻的阻值相同且所述多个电阻的阻值大于所述挡位电阻的阻值的15倍。

5.如权利要求1所述的挡位检测电路，其特征在于，所述至少两个电压运算电路包括：至少两个比较器，每个比较器的待比较电压输入端连接于所述分压电阻与所述连接器之间，每个比较器的参考电压输入端连接于参考电压提供电路，每个比较器的输出端连接于所述控制电路，其中不同的比较器的参考电压提供电路提供的参考电压值不同；

所述控制电路，用于：基于所述至少两个比较器输出的至少两个输出电压值确定所述挡位值。

6.如权利要求5所述的挡位检测电路，其特征在于，所述控制电路，用于：

确定至少两个比较电压值与挡位值的第二对应关系；

基于所述至少两个比较器输出的至少两个比较电压值从所述第二对应关系中查找获得所述挡位电阻对应的挡位值。

7.如权利要求5所述的挡位检测电路，其特征在于，所述至少两个比较器中每个比较器的输出端为逻辑电路输出端，所述至少两个比较器的个数不小于待检测的挡位数。

8.如权利要求5-7任一所述的挡位检测电路，其特征在于，每两个大小相邻的参考电压值之差等于0.5V～0.6V；和/或，

每两个大小相邻的参考电压值之差相等。

9.如权利要求1-9任一所述的挡位检测电路，其特征在于，所述第一电源提供的电压值为5V，所述控制电路提供的电压值为3.3V。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车辆主体、包含至少两个挡位电阻的多挡位部件以及如权利要求1-9任一项所述的挡位检测电路，所述至少两个挡位电阻以及所述挡位检测电路设置于所述车辆主体内，所述至少两个挡位电阻对应所述多挡位部件的不同的挡位值。