汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器及汽車的制作方法
【專利摘要】一種汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器及汽車，包括設(shè)置在汽車相對應(yīng)的門框下部或后保險桿上的電容檢測器和與所述電容檢測器連接的智能控制電路，所述智能控制電路包括電源或電源插口、激勵信號發(fā)生器、模數(shù)信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和微控制器；所述電容檢測器包括主電容檢測器和輔助電容檢測器；所述主電容檢測器的探測區(qū)域與所述輔助電容檢測器的探測區(qū)域方向相同并左右錯開。按照本實用新型提供的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、部件少、裝配方便、生產(chǎn)成本低、抗干擾性強、能耗低、零誤開啟率。
【專利說明】汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器及汽車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，還涉及到使用該控制器的汽車。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展以及汽車的普及，越來越多的智能技術(shù)被應(yīng)運在汽車上，為人們提供更加舒適的服務(wù)，其中汽車后備箱的非接觸式開啟功能為人提供了很大的幫助，尤其在雨雪天氣人們手中持傘或雙手持物時，該功能的人性化設(shè)計尤為顯著，現(xiàn)有的汽車后備箱的非接觸式開啟技術(shù)可為歸納為以下三類:
[0003]第一類:光學(xué)傳感器探測技術(shù)
[0004]該種技術(shù)開啟后備箱的原理大致為，在汽車的后保險杠下方設(shè)置一光學(xué)傳感器(攝像頭)和與其連接的控制電路，當(dāng)人攜帶車鑰匙，并且距離汽車后備箱一定距離時，將腳置于光學(xué)傳感器的光感范圍使光學(xué)傳感器的光感指數(shù)受到影響，光學(xué)傳感器將光感指數(shù)變化信號傳送至將控制電路，控制電路將開啟后備箱的信號傳送至后備箱的開啟機構(gòu)，但是該種汽車后備箱非接觸式開啟裝置成本高、光學(xué)傳感器功耗高、感應(yīng)范圍小，有時需要人腳多次動作才能將觸發(fā)，尤其易受雨、雪、風(fēng)等惡劣天氣的影響，雨雪天氣的雨滴或雪花在下落過程中極易影響光學(xué)傳感器的光感指數(shù)，或風(fēng)刮到光學(xué)傳感器下方雜物，或汽車行徑過程中濺到光學(xué)傳感器上的泥或水也會影響光學(xué)傳感器的光感指數(shù)，或小動物或其他物體從光學(xué)傳感器下方穿過時也會影響光學(xué)傳感器的光感指數(shù)，從而導(dǎo)致后備箱的誤開啟。
[0005]第二類:超生波傳感器探測技術(shù)
[0006]該種技術(shù)開啟后備箱的原理大致為，在汽車的后保險杠下方設(shè)置超聲波傳感器和與其連接的控制電路，當(dāng)人攜帶車鑰匙，并且距離汽車后備箱一定距離時，將腳置于超聲波傳感器的超聲波探測范圍，超聲波傳感器通過超聲波探測人腳與超聲波傳感器之間的距離，當(dāng)探測到人腳到的超聲波傳感器之間的距離在其設(shè)定距離范圍內(nèi)時，控制電路將開啟后備箱的信號傳送至后備箱的開啟機構(gòu)，但是該種汽車后備箱的非接觸式開啟裝置與上述光學(xué)傳感器開啟裝置同樣存在成本高、功耗高，尤其易受雨雪等惡劣天氣的影響，雨雪天氣的雨滴或雪花在下落過程中極易被超聲波傳感器發(fā)出的超聲波探測，或風(fēng)刮到光學(xué)傳感器下方雜物，或小動物或其他物體從超聲波傳感器下方穿過時，均會被超聲波傳感器發(fā)出的超聲波探測，導(dǎo)致后備箱的誤開啟。
[0007]第三類:電容傳感器探測技術(shù)
[0008]在汽車后保險桿上安裝兩個探測不同方向區(qū)域的電容檢測器，如專利專利號為200980153202.7的發(fā)明專利，公告日為2011年12月07日，公開的用于非接觸地致動汽車活動部分的裝置，所述活動部分特別是后備箱蓋、側(cè)門等，所述裝置包括用于探測第一探測區(qū)域中的目標的第一探測裝置和用于探測第二探測區(qū)域中的目標的第二探測裝置，使得能通過所述探測裝置來啟動所述活動部分的致動，所述第一探測裝置被配置成第一電容傳感器且所述第二探測裝置被配置成第二電容傳感器，并且其中，提供能在各自獨立的區(qū)域內(nèi)規(guī)定所述探測區(qū)域的裝置。上述技術(shù)方案中雖然能消除小動物或其他物體從超聲波傳感器下方穿過時導(dǎo)致的誤開啟，但仍然存在如下弊端，1、在雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣時，汽車附近的雨水、雪花、沙塵會進入第一探測區(qū)域而被第一探測裝置探測，而此時沿車身流至車底的雨水、或風(fēng)吹至車底的沙塵會進入第二探測區(qū)域而被第二探測裝置探測，導(dǎo)致誤開啟；2若車后方為第一探測區(qū)域，當(dāng)汽車停在后方有物或人站在后方時第一電容傳感器中的檢測電容持續(xù)將電容變化信號發(fā)送至檢測電路，此時若有動物或物體從第二探測區(qū)域穿過時，汽車后備箱將會開啟，即使沒有動物或物體從第二探測區(qū)域穿過，第一電容傳感器的檢測電容持續(xù)將電容變化信號發(fā)送至檢測電路將極度消耗電量，而該類裝置大多由汽車蓄電池供電，該裝置的設(shè)計在特定環(huán)境下會導(dǎo)致蓄電池電量耗盡，影響汽車工作；3、該技術(shù)方案中要求的第一探測裝置和第二探測裝置的探測區(qū)域方向不同，這將增加探測裝置的安裝及調(diào)試時間，裝配效率低；4、該技術(shù)方案中的第一電容傳感器和第二電容傳感器無法進行差分運算來消除外界環(huán)境的干擾。
[0009]根據(jù)人們使用汽車后備箱的非接觸式開啟功能的規(guī)律，汽車后備箱的非接觸式開啟功能要在汽車熄火的狀態(tài)仍然具備，因此汽車后備箱的非接觸式開啟裝置要根據(jù)自身的探測區(qū)域與開啟條件長期探測是否有開啟后背箱或車門的人體，因此該類技術(shù)要求功耗必須維持在很低的水平，否則有可能將電池的電能耗光，而上述三種汽車后備箱的非接觸式開啟裝置中的控制單元始終處于工作狀態(tài)，而控制電源中的微控制器的工作電流較大一般為5mA，這將使安裝上述三種汽車后備箱的非接觸式開啟裝置的汽車，在特定環(huán)境下存在蓄電池電量被耗盡的隱患。
[0010]現(xiàn)在還沒有一種汽車后備箱的非接觸式關(guān)閉技術(shù)，如身高較矮的人在汽車后方將汽車后備箱打開后，可能會夠不到后備箱蓋，而需要站在汽車側(cè)面才能將后備箱關(guān)閉。
實用新型內(nèi)容
[0011]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便、成本低廉、抗干擾性強、能耗低、零誤開啟率的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器。
[0012]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種車門或后備箱具有非接觸式啟閉功能的汽車。
[0013]按照本實用新型提供的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器采用的主要技術(shù)方案為:包括設(shè)置在汽車相對應(yīng)的門框下部或后保險桿上的電容檢測器和與所述電容檢測器連接的智能控制電路，所述智能控制電路包括電源或電源插口、激勵信號發(fā)生器、模數(shù)信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和微控制器；
[0014]所述電容檢測器包括主電容檢測器和輔助電容檢測器；所述主電容檢測器的探測區(qū)域與所述輔助電容檢測器的探測區(qū)域方向相同并左右錯開；所述電容檢測器與所述模數(shù)信號處理電路連接；
[0015]所述激勵信號發(fā)生器、所述電容檢測器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和所述微控制器依次順序連接，所述激勵信號發(fā)生器向所述電容檢測器輸出激勵信號，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器，所述微控制器產(chǎn)生控制汽車后備箱或車門啟閉的信號并通過輸出端輸出，所述微控制器上設(shè)有速度信號輸入端口。
[0016]本實用新型提供的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器還采用如下附屬技術(shù)方案:
[0017]當(dāng)所述激勵信號發(fā)生器為一個時，所述激勵信號發(fā)生器上設(shè)有分時控制器，所述激勵信號發(fā)生器通過所述分時控制器交替向所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器輸出激勵信號；當(dāng)所述激勵信號發(fā)生器為兩個時，一個激勵信號發(fā)生器與所述主電容檢測器連接并分時向所述主電容檢測器輸出激勵信號，另一個激勵信號發(fā)生器與所述輔助電容檢測器連接并分時向所述輔助電容檢測器輸出激勵信號。
[0018]當(dāng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元為一個時，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器電容量的變化信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器；當(dāng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元為兩個時，一個模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述主電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器，另一個模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述輔助電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給所述微控制器。
[0019]人作晃腳動作時，所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器的電容量變化的幅度和時間不同。
[0020]人作晃腳動作時，所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器的電容量變化的次數(shù)不同。
[0021 ] 所述主電容檢測器與所述輔助電容檢測器平行并左右錯開設(shè)置。
[0022]所述主電容檢測器與所述輔助電容檢測器位于同一平面。
[0023]在所述汽車后保險桿上平行設(shè)置三個長條形的電極，中間的所述電極作為公共電極與兩側(cè)的所述電極分別組合構(gòu)成所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器。
[0024]在所述汽車后保險桿上平行設(shè)置四個長條形的電極，其中兩個所述電極構(gòu)成所述主電容檢測器，剩余兩根所述電極組合構(gòu)成輔助電容檢測器。
[0025]所述激勵信號發(fā)生器分時為所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器提供激勵信號，其分時時間為l_50ms。
[0026]所述電容檢測器為金屬箔片、非金屬導(dǎo)電箔膜、導(dǎo)線、扁平電纜、導(dǎo)電電鍍和噴涂層中的任意一種或多種。
[0027]所述電極的長度為Icm-1OOcm,所述電極的寬度為0.所述主電容檢測器的兩個電極之間的間距為Imm-lOOmm，所述輔助電容檢測器的兩個電極之間的間距為Imm-lOOmm。
[0028]按照本實用新型提供的汽車采用的主要技術(shù)方案為:包括安裝在后備箱處或門框處的鎖控制單元、與所述鎖控制單元互動的鑰匙位置信號和與所述啟閉機構(gòu)連接的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，所述汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器包括設(shè)置在汽車相對應(yīng)的門框下部或后保險桿上的電容檢測器和與所述電容檢測器連接的智能控制電路，所述智能控制電路包括電源或電源插口、激勵信號發(fā)生器、模數(shù)信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和微控制器；
[0029]所述電容檢測器包括主電容檢測器和輔助電容檢測器；所述主電容檢測器的探測區(qū)域與所述輔助電容檢測器的探測區(qū)域部分重疊；所述電容檢測器與所述模數(shù)信號處理電路連接；
[0030]所述激勵信號發(fā)生器、所述電容檢測器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和所述微控制器依次順序連接，所述激勵信號發(fā)生器向所述電容檢測器輸出激勵信號，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器，所述微控制器產(chǎn)生控制汽車后備箱或車門啟閉的信號并通過輸出端輸出，所述微控制器上設(shè)有速度信號輸入端口。
[0031]本實用新型提供的汽車還采用如下附屬技術(shù)方案:
[0032]所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器位于所述汽車后保險杠中部兩側(cè)。
[0033]所述電容檢測器的電極水平方向的外沿沿水平方向距后背箱或車門垂直方向的距離不小于10mm。
[0034]所述汽車位于水平地面時，構(gòu)成所述電容檢測器的兩電極的所在平面與所述地面之間的夾角不大于30度。
[0035]所述電容檢測器粘結(jié)、卡結(jié)、螺栓固定、注塑包裹、電鍍或噴涂在所述汽車后保險桿上或門框底面。
[0036]按照本實用新型提供的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:首先，本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器與現(xiàn)有技術(shù)相比結(jié)構(gòu)簡單、部件少、裝配方便、生產(chǎn)成本低、抗干擾性強、能耗低、零誤開啟率；其次，激勵信號發(fā)生器分時向主電容檢測器和輔助電容檢測器輸出激勵信號，以使得模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元能夠分時將主電容檢測器和輔助電容檢測器電容量的變化信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以避免主電容檢測器和輔助電容檢測器相互干擾，影響測量精度；再次，本實用新型中的微控制器在電容檢測器電容量無變化時進入休眠狀態(tài)，當(dāng)電容檢測器電容量的發(fā)生變化時，模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器，使其進入工作狀態(tài)，作為智能控制電路中耗電量最大的微控制器在不工作狀態(tài)時能夠進入休眠狀態(tài)，大大減少了本實用新型的耗電量，以保證汽車停放數(shù)月本實用新型中的啟閉控制器都不會將汽車蓄電池的電量耗盡；最后，本實用新型中的微控制器上設(shè)有汽車速度信號輸入端口，具體使用時能夠?qū)⑵囁俣葹榱銜r作為微控制器發(fā)出控制汽車后備箱或車門啟閉的信號的必要條件，直接排除了汽車在行進過程中由于外界干擾信號導(dǎo)致的汽車車門或后備箱的誤開啟，使用時更加安全可靠。
[0037]按照本實用新型提供的汽車與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:本實用新型中的汽車能夠采用非接觸式操作手段實現(xiàn)汽車車門或后備箱的開啟或關(guān)閉，人們在雨雪天氣手中持傘或雙手持物，尤為方便，同時本實用新型中汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器結(jié)構(gòu)簡單、部件少、裝配方便、生產(chǎn)成本低、抗干擾性強、能耗低、零誤開啟率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是本實用新型中安裝有汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器的汽車結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖2是本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器中電極為四個時的電極分布圖一。
[0040]圖3是本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器中電極為四個時的電極分布圖二。
[0041]圖4是本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器中電極為四個時的電極分布圖三。
[0042]圖5是本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器中電極為三個時的電極分布圖一。
[0043]圖6是本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器中電極為四個時的電極分布圖四。
[0044]圖7是本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器中電極為三個時的電極分布圖二。
[0045]圖8是本實用新型中的電容檢測器采用扁平電纜時電纜線的連接方式一。
[0046]圖9是本實用新型中的電容檢測器采用扁平電纜時電纜線的連接方式二。
[0047]圖10是本實用新型中的電容檢測器采用扁平電纜時電纜線的連接方式三。
[0048]圖11是本實用新型中汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器的電路原理框圖
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[0049]圖12是本實用新型中汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器的電路原理框圖
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[0050]圖13是本實用新型中激勵信號發(fā)生分時向主電容檢測器和輔助電容檢測器傳輸激勵信號方波圖。
[0051]圖14是是本實用新型中電容檢測器在人腳做晃腳動作其電容量隨時間變化的曲線圖。

【具體實施方式】
[0052]本實用新型的測量原理如下:
[0053]電容的基本原理是:如不考慮電容的邊緣效應(yīng)均勻介質(zhì)電容的電容量為
[0054]C= ε.S/d
[0055]式中，ε為極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，ε = ε 0.ε r, ε O為真空中的介電常數(shù)，ε0=8.854.10-12F/m, ε r是介質(zhì)相對真空的介電常數(shù)，空氣的相對介電常數(shù)er ^ 1，其它介質(zhì)ε r>l ；S為極板的面積；d為極板的間距。
[0056]由于被測量的變化引起電容式傳感器有關(guān)參數(shù)ε、S、d的變化，使電容量C隨之變化。
[0057]本實用新型的測量原理參見圖1-圖2以及圖11-圖13所示，電極I和電極2組成了主電容檢測器5，電極3和電極4組成了輔助電容檢測器6，從電場線分布可以看出，主電容檢測器5和輔助電容檢測器6之間的介質(zhì)由兩部分組成:一部分是電容檢測器一側(cè)的汽車保險杠，另一部分是電容檢測器附近的空氣，因此主電容檢測器5和輔助電容檢測器6的介電常數(shù)是所述兩部分介質(zhì)的平均介電常數(shù)。空氣的介電常數(shù)約為1、保險杠(塑料)的介電常數(shù)約為4,水的節(jié)點常數(shù)約為80,而人體的含水量高達70%,人體的介電常數(shù)約為60，若有人腳在汽車保險杠下方左右晃動即人腳在汽車后保險杠或門框下方，先向左、后向右再向左晃動；或先向右、后向左再向右晃動時，下面將人腳在汽車后保險杠或門框下方先向左、后向右再向左晃動時，主電容檢測器和輔助電容檢測的變化情況說明，該動作可以分為三個階段，第一階段當(dāng)腳向左晃動時，主電容檢測器5和輔助電容檢測器6的平均介電常數(shù)將顯著增大，但由于腳進入主電容檢測器5的探測區(qū)域，該階段中主電容檢測器5與輔助電容檢測器6的電容量變化比例是由小到大，第二階段當(dāng)腳向右晃動時，腳先退出主電容檢測器6的探測區(qū)域，后進入輔助電容檢測器5的探測區(qū)域，該階段中主電容檢測器5與輔助電容檢測器6的電容量變化比例是由大到小，第三階段當(dāng)腳再向左晃動時，腳先退出輔助電容檢測器6的探測區(qū)域，后進入主電容檢測器5的探測區(qū)域，該階段中主電容檢測器5與輔助電容檢測器6的電容量變化比例是由小到大。基于上述討論可以看出通過主電容檢測器5和輔助電容檢測器6的電容量變化的大小、電容量變化的先后時間以及電容量變化的次數(shù)，可以判斷是否有人腳在汽車保險杠下晃動。上述探測區(qū)域是指，電容檢測器的介電常數(shù)發(fā)生變化后能夠?qū)е码娙萘康淖兓笥陬A(yù)定閥值以上的區(qū)域稱為本實用新型中電容檢測器的探測區(qū)域。
[0058]圖14中的X軸為人做晃腳動作的時間，Y軸為人做晃腳動作過程中的電容檢測器的電容量變化幅度，線13為主電容檢測器在人做晃腳動作過程中電容量變化幅度時間變化的曲線，線14為輔助電容檢測器在人做晃腳動作過程中電容量變化幅度時間變化的曲線。
[0059]另外，由溫度變化或由汽車保險杠外延流到電容檢測器探測區(qū)域的雨水、霧水、雪水等環(huán)境因素引起的主電容檢測器5和輔助電容檢測器6的電容量變化大小或時間基本是相等的，據(jù)此，可以消除上述環(huán)境變化因素引起的影響。
[0060]在闡述了本實用新型的實用新型原理后，下面給出利用本原理對汽車后備箱非接觸式啟閉控制器的結(jié)構(gòu)進行闡述。
[0061]參見圖1至圖14，按照本實用新型提供的一種汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，包括設(shè)置在汽車相對應(yīng)的門框下部或后保險桿上的電容檢測器和與所述電容檢測器連接的智能控制電路，所述智能控制電路包括電源或電源插口、激勵信號發(fā)生器7、模數(shù)信號處理電路8、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9和微控制器10 ；
[0062]所述電容檢測器包括主電容檢測器5和輔助電容檢測器6 ;所述主電容檢測器5的探測區(qū)域與所述輔助電容檢測器6的探測區(qū)域方向相同并左右錯開；所述電容檢測器與所述模數(shù)信號處理電路8連接；
[0063]所述激勵信號發(fā)生器7、所述電容檢測器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9和所述微控制器10依次順序連接，所述激勵信號發(fā)生器7向所述電容檢測器輸出激勵信號，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9將所述電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器10，所述微控制器10產(chǎn)生控制汽車后備箱或車門啟閉的信號并通過輸出端輸出，所述微控制器10上設(shè)有速度信號輸入端口 11 ；
[0064]當(dāng)所述激勵信號發(fā)生器7為一個時，所述激勵信號發(fā)生器7上設(shè)有分時控制器15，所述激勵信號發(fā)生器7通過所述分時控制器15交替向所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6輸出激勵信號；當(dāng)所述激勵信號發(fā)生器7為兩個時，一個激勵信號發(fā)生器7與所述主電容檢測器5連接并分時向所述主電容檢測器5輸出激勵信號，另一個激勵信號發(fā)生器7與所述輔助電容檢測器6連接并分時向所述輔助電容檢測器6輸出激勵信號。兩個激勵信號發(fā)生器交替向與之連接的電容檢測器輸出激勵信號。分時提供激勵信號可以有效消除主電容檢測器5和輔助電容檢測器6之間可能產(chǎn)生的相互干擾。
[0065]當(dāng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9為一個時，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9將所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6電容量的變化信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器10 ;當(dāng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9為兩個時，一個模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9將所述主電容檢測器5電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器10，另一個模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9將所述輔助電容檢測器6電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給所述微控制器10。微控制器10產(chǎn)生的控制信號可以直接傳輸?shù)狡囓囬T或后備箱的鎖控制單元，也可以傳輸至車載電腦中，由車載電腦控制。
[0066]人作晃腳動作時，所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6的電容量變化的幅度和時間不同。人作晃腳動作時，所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6的電容量變化的次數(shù)不同。依據(jù)上述特征產(chǎn)生的電容檢測器的電容值的變化幅度、時間及次數(shù)關(guān)系可以準確的判斷出人晃腳的動作并排除動物或其他活動物體的干擾造成的誤動作。
[0067]本實用新型中的激勵信號發(fā)生器7能夠產(chǎn)生激勵信號，該激勵信號可以為正弦波、方波等。
[0068]首先，本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器與現(xiàn)有技術(shù)相比結(jié)構(gòu)簡單、部件少、裝配方便、生產(chǎn)成本低、抗干擾性強、能耗低、零誤開啟率；其次，激勵信號發(fā)生器7分時向主電容檢測器5和輔助電容檢測器6輸出激勵信號，以使得模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9能夠分時將主電容檢測器5和輔助電容檢測器6電容量的變化信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以避免主電容檢測器5和輔助電容檢測器6相互干擾，影響測量精度；再次，本實用新型中的微控制器10在電容檢測器電容量無變化時進入休眠狀態(tài)，當(dāng)電容檢測器電容量的發(fā)生變化時，模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9將電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器10，使其進入工作狀態(tài)，作為智能控制電路中耗電量最大的微控制器10在不工作狀態(tài)時能夠進入休眠狀態(tài)，大大減少了本實用新型的耗電量，以保證汽車停放數(shù)月本實用新型中的啟閉控制器都不會將汽車蓄電池的電量耗盡；最后，本實用新型中的微控制器10上設(shè)有汽車速度信號輸入端口，具體使用時能夠?qū)⑵囁俣葹榱銜r作為微控制器10發(fā)出控制汽車后備箱或車門啟閉的信號的必要條件，直接排除了汽車在行進過程中由于外界干擾信號導(dǎo)致的汽車車門或后備箱的誤開啟，使用時更加安全可靠。
[0069]參見圖1-圖6，在本實用新型給出的上述實施例中，所述主電容檢測器5與所述輔助電容檢測器6平行并左右錯開設(shè)置，是值所述主電容檢測器5與所述輔助電容檢測器6不重疊。
[0070]參見圖1-圖6，在本實用新型給出的上述實施例中，所述主電容檢測器5與所述輔助電容檢測器6位于同一平面。
[0071]參見圖5和圖7，在本實用新型給出的上述實施例中，在所述汽車后保險桿上平行設(shè)置三個長條形的電極1、2、3，中間的所述電極2作為公共電極與兩側(cè)的所述電極1、3分別組合構(gòu)成所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6。
[0072]參見圖1至圖4以及圖6，在本實用新型給出的上述實施例中，在所述汽車后保險桿上平行設(shè)置四個長條形的電極1、2、3、4，其中兩個所述電極1、2構(gòu)成所述主電容檢測器5，剩余兩根所述電極3、4組合構(gòu)成輔助電容檢測器6。
[0073]參見圖11-圖13，在本實用新型給出的上述實施例中，所述激勵信號發(fā)生器7分時為所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6提供激勵信號，其分時時間為l-50ms。本實施例優(yōu)選分時時間為5ms。激勵信號發(fā)生器7分時向主電容檢測器5和輔助電容檢測器6輸出激勵信號，以使得模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元9能夠分時將主電容檢測器5和輔助電容檢測器6電容量的變化信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以避免主電容檢測器5和輔助電容檢測器6相互干擾，影響測量精度。
[0074]參見圖8-圖10，在本實用新型給出的上述實施例中，所述電容檢測器為金屬箔片、非金屬導(dǎo)電箔膜、導(dǎo)線、扁平電纜、導(dǎo)電電鍍和噴涂層中的任意一種或多種。采用上述材料作為電容檢測器的電極，安裝方便，成本低。本實用新型優(yōu)選采用扁平電纜作為電容檢測器的電極。具體使用時可以將扁平電纜中的任何一根或多根導(dǎo)線作為電容檢測器的電極，使用方便，能夠根據(jù)不同車型后保險杠或門框的離地間隙、寬度、厚度做出適應(yīng)的調(diào)整，適用范圍基本達到了現(xiàn)有汽車車型的全覆蓋。
[0075]具體使用時可以采用多種電極分布方式構(gòu)成主電容檢測器5和輔助電容檢測器
6。參見圖8，采用扁平電纜上的線5和線8作為輔助電容檢測器6的兩個電極，線I和線4作為主電容檢測器5的兩個電極。
[0076]參見圖9，采用扁平電纜上的線5作為公共電極，線8作為輔助電容檢測器6的一個電極，線2作為主電容檢測器5的一個電極，線5和線8構(gòu)成輔助電容檢測器6，線2和線5構(gòu)成主電容檢測器5。
[0077]參見圖10，采用扁平電纜上的線4和線8作為輔助電容檢測器6的兩個電極，線I和線5作為主電容檢測器5的兩個電極。
[0078]在本實用新型給出的上述實施例中，所述電極的長度為lcm-lOOcm，優(yōu)選方案為1cm ;所述電極的寬度為所述主電容檢測器兩個電極的寬度優(yōu)選為5mm,所述輔助電容檢測器兩個電極的寬度優(yōu)選為2mm ;所述主電容檢測器的兩個電極之間的間距為5mm-200mm,優(yōu)選方案為40mm,所述輔助電容檢測器的兩個電極之間的間距為5mm-200mm,優(yōu)選方案為20mm。上述優(yōu)選尺寸范圍對于現(xiàn)有轎車車型能夠更好能夠滿足本實用新型的測量需要。
[0079]參見圖1-圖14，按照本實用新型提供的一種汽車，包括安裝在后備箱處或門框處的鎖控制單元12、與所述鎖控制單元12互動的鑰匙位置信號和與所述啟閉機構(gòu)連接的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其中鎖控制單元12和與所述鎖控制單元信號互動的鑰匙為現(xiàn)有技術(shù)中較為成熟的技術(shù)，此處不在贅述，本實施例中所述的非接觸式啟閉控制器為上述實施例中所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器。本實用新型中的汽車能夠采用非接觸式操作手段實現(xiàn)汽車車門或后備箱的開啟或關(guān)閉，人們在雨雪天氣手中持傘或雙手持物，尤為方便，同時本實用新型中汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器結(jié)構(gòu)簡單、部件少、裝配方便、生產(chǎn)成本低、抗干擾性強、能耗低、零誤開啟率。
[0080]參見圖1，在本實用新型給出的上述實施例中，所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6位于所述汽車后保險杠中部兩側(cè)，并距后保險杠的外沿的距離相等。
[0081]具體實施時，在汽車后保險桿上或車門框下方平行設(shè)置兩對長條形電極1、2、3、4和智能控制電路，其中，電極1、2構(gòu)成主電容檢測器5，電極3、4構(gòu)成輔助電容檢測器6，所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6作為敏感元件以檢測人作晃腳動作動作，所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6由于人腳在汽車后保險杠或車門下方晃動時產(chǎn)生的電容量變化信號傳輸至智能控制電路，所述智能控制電路依據(jù)收到的所述主電容檢測器5和所述輔助電容檢測器6的電容量變化信號發(fā)出控制汽車后備箱或車門啟閉的信號。其中，輔助電容檢測器6不僅與主電容檢測器5配合檢測人的踢腳動作，同時還作為電容補償器，消除干擾信號的功能。當(dāng)依據(jù)主電容檢測器5和輔助電容檢測器6的變化信號判斷出有腳在汽車后保險杠下作晃腳動作時，智能控制電路即可發(fā)出控制啟閉機構(gòu)動作的信號，以實現(xiàn)汽車后備箱開啟或關(guān)閉的目的。本實用新型中所稱的汽車后保險杠或車門下方指的是人站在汽車后方或車門外側(cè)時，將腳伸入車下方的位置。
[0082]參見圖1，在本實用新型給出的上述實施例中，所述電容檢測器的電極水平方向的外沿沿水平方向距后背箱或車門垂直方向的距離不小于10mm。以保證沿水平方向接近的人體(例如腿)或墻壁等物不會進入電容檢測器的探測區(qū)域，避免微控制器被誤喚醒，減少耗電量。
[0083]參見圖1，在本實用新型給出的上述實施例中，所述汽車位于水平地面時，構(gòu)成所述電容檢測器的兩電極的所在平面與所述地面之間的夾角不大于30度。防止沿水平方向接近的人體(例如腿)或墻壁等物進入電容檢測器的探測區(qū)域，導(dǎo)致微控制器被誤喚醒，增加耗電量。
[0084]參見圖1，在本實用新型給出的上述實施例中，所述電容檢測器粘結(jié)、卡結(jié)、螺栓固定、注塑包裹、電鍍或噴涂在所述汽車后保險桿上或門框底面。本實用新型中的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器具體裝配在汽車上時，可根據(jù)不同車型采用上述任何一種或多種固定方式裝配在汽車上，適用范圍廣，裝配效率高。
[0085]按照本實用新型提供的一種汽車車門或后備箱非接觸式啟閉方法，在汽車后保險桿上或門框下部設(shè)置主電容檢測器和輔助電容檢測器；基于，若有人腳在汽車后保險杠下作晃腳動作時，主電容檢測器的電容量和輔助電容檢測器的電容量的變化幅度、時間和次數(shù)不同，作為人腳在汽車后保險杠下作晃腳動作的判斷條件；微控制器接收主電容檢測器和輔助電容檢測器的電容量變化信號和汽車的速度信號，依據(jù)上述判斷條件進行判斷，產(chǎn)生控制信號。其中，輔助電容檢測器不僅與主電容檢測器配合檢測人的晃腳動作，同時還作為電容補償器，消除干擾信號的功能。人作晃腳動作即人腳在汽車后保險杠或門框下方，先向左、后向右再向左晃動；或先向右、后向左再向右晃動時，腳向左晃動時，腳進入主電容檢測器5的探測區(qū)域，腳向右晃動時，腳先退出主電容檢測器6的探測區(qū)域，后進入輔助電容檢測器5的探測區(qū)域，腳再向左晃動時，腳先退出輔助電容檢測器6的探測區(qū)域，后進入主電容檢測器5的探測區(qū)域。該方法能夠消除現(xiàn)有汽車車門或后備箱非接觸式開啟技術(shù)中的任何導(dǎo)致誤開啟的技術(shù)缺陷。
[0086]基于，下雨時，通常雨水是順著汽車后保險杠的外側(cè)或車門門框的外側(cè)流到電容檢測器下方(后保險杠一般有一定的向下傾斜的弧度)，因此雨水是從水平方向幾乎同時進入主電容檢測器和輔助電容檢測器的探測區(qū)域，由此主電容檢測器和輔助電容檢測器的電容量是同時變化的，作為消除上述外界環(huán)境因素引起的影響的判斷條件。
[0087]基于，動物或其他活動物體從車下穿過的情形，如果其從主電容檢測器的探測區(qū)域穿過，輔助電容檢測器的電容量或無變化，作為消除上述動物或其他活動物體從車下穿過的判斷條件；如果其從輔助電容檢測器的探測區(qū)域穿過，主電容檢測器的電容量或無變化，作為消除上述動物或其他活動物體從車下穿過的判斷條件；如果其從主電容檢測器的探測區(qū)域穿過后并從輔助電容檢測器的探測區(qū)域穿過，主電容檢測器和輔助電容檢測器的電容變化均為一次，作為消除上述動物或其他活動物體從車下穿過的判斷條件。
[0088]激勵信號發(fā)生器分時向所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器輸出激勵信號，激勵信號經(jīng)過所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器產(chǎn)生變化后，輸入與其相連接的模數(shù)信號處理電路，每路激勵信號經(jīng)模數(shù)信號處理電路后傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換控制單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸至微控制器中，微控制器根據(jù)轉(zhuǎn)換后的每路數(shù)字信號進行差分運算，同時將汽車傳來的速度信號與預(yù)設(shè)值進行比對，產(chǎn)生控制信號。其組成和工作原理可以參加控制器的實施例。
[0089]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:包括設(shè)置在汽車相對應(yīng)的門框下部或后保險桿上的電容檢測器和與所述電容檢測器連接的智能控制電路，所述智能控制電路包括電源或電源插口、激勵信號發(fā)生器、模數(shù)信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和微控制器； 所述電容檢測器包括主電容檢測器和輔助電容檢測器；所述主電容檢測器的探測區(qū)域與所述輔助電容檢測器的探測區(qū)域方向相同并左右錯開；所述電容檢測器與所述模數(shù)信號處理電路連接； 所述激勵信號發(fā)生器、所述電容檢測器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和所述微控制器依次順序連接，所述激勵信號發(fā)生器向所述電容檢測器輸出激勵信號，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器，所述微控制器產(chǎn)生控制汽車后備箱或車門啟閉的信號并通過輸出端輸出，所述微控制器上設(shè)有速度信號輸入端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:當(dāng)所述激勵信號發(fā)生器為一個時，所述激勵信號發(fā)生器上設(shè)有分時控制器，所述激勵信號發(fā)生器通過所述分時控制器交替向所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器輸出激勵信號；當(dāng)所述激勵信號發(fā)生器為兩個時，一個激勵信號發(fā)生器與所述主電容檢測器連接并分時向所述主電容檢測器輸出激勵信號，另一個激勵信號發(fā)生器與所述輔助電容檢測器連接并分時向所述輔助電容檢測器輸出激勵信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:當(dāng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元為一個時，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器電容量的變化信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器；當(dāng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元為兩個時，一個模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述主電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸并喚醒所述微控制器，另一個模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元將所述輔助電容檢測器電容量的變化信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給所述微控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:人作晃腳動作時，所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器的電容量變化的幅度和時間不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:人作晃腳動作時，所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器的電容量變化的次數(shù)不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述主電容檢測器與所述輔助電容檢測器平行并左右錯開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述主電容檢測器與所述輔助電容檢測器位于同一平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:在所述汽車后保險桿上平行設(shè)置三個長條形的電極，中間的所述電極作為公共電極與兩側(cè)的所述電極分別組合構(gòu)成所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-7任意一項所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:在所述汽車后保險桿上平行設(shè)置四個長條形的電極，其中兩個所述電極構(gòu)成所述主電容檢測器，剩余兩根所述電極組合構(gòu)成輔助電容檢測器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述激勵信號發(fā)生器分時為所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器提供激勵信號，其分時時間為l-50ms。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述電容檢測器為金屬箔片、非金屬導(dǎo)電箔膜、導(dǎo)線、扁平電纜、導(dǎo)電電鍍和噴涂層中的任意一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述電極的長度為Icm-1OOcm,所述電極的寬度為0.所述主電容檢測器的兩個電極之間的間距為Imm-lOOmm，所述輔助電容檢測器的兩個電極之間的間距為Imm-lOOmm。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述電極的長度為Icm-1OOcm,所述電極的寬度為0.所述主電容檢測器的兩個電極之間的間距為Imm-lOOmm，所述輔助電容檢測器的兩個電極之間的間距為Imm-lOOmm。
14.一種汽車，包括安裝在后備箱處或門框處的鎖控制單元、與所述鎖控制單元互動的鑰匙位置信號和與所述啟閉機構(gòu)連接的汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器，其特征在于:所述汽車車門或后備箱非接觸式啟閉控制器為上述權(quán)利要求1-13任意一項所述的汽車后備箱非接觸式啟閉控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車，其特征在于:所述主電容檢測器和所述輔助電容檢測器位于所述汽車后保險杠中部兩側(cè)，并距后保險杠的外沿的距離相等。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車，其特征在于:所述電容檢測器的電極水平方向的外沿沿水平方向距后背箱或車門垂直方向的距離不小于10mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車，其特征在于:所述汽車位于水平地面時，構(gòu)成所述電容檢測器的兩電極的所在平面與所述地面之間的夾角不大于30度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車，其特征在于:所述電容檢測器粘結(jié)、卡結(jié)、螺栓固定、注塑包裹、電鍍或噴涂在所述汽車后保險桿上或門框底面。
【文檔編號】G05B19/04GK204028591SQ201420364195
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】孫騰諶 申請人:北京奧特易電子科技有限責(zé)任公司