CN104181823A - 汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器和方法以及汽车 - Google Patents

Abstract

一种汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器和方法以及汽车，包括设置在汽车相对应的门框下部或后保险杆上的电容检测器和与所述电容检测器连接的智能控制电路，所述智能控制电路包括电源或电源插口、激励信号发生器、信号处理电路、模数转换控制单元和微控制器；所述电容检测器包括主电容检测器和辅助电容检测器；所述主电容检测器的探测区域与所述辅助电容检测器的探测区域重叠。按照本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器与现有技术相比具有如下优点：结构简单、部件少、装配方便、生产成本低、抗干扰性强、能耗低、零误开启率。

Description

汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器和方法以及汽车

技术领域

本发明涉及汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，还涉及到使用该控制器的汽车，以及汽车车门或后备箱非接触式启闭方法。

背景技术

随着汽车行业的快速发展以及汽车的普及，越来越多的智能技术被应运在汽车上，为人们提供更加舒适的服务，其中汽车后备箱的非接触式开启功能为人提供了很大的帮助，尤其在雨雪天气人们手中持伞或双手持物时，该功能的人性化设计尤为显著，现有的汽车后备箱的非接触式开启技术可为归纳为以下三类：

第一类：光学传感器探测技术

该种技术开启后备箱的原理大致为，在汽车的后保险杠下方设置一光学传感器(摄像头)和与其连接的控制电路，当人携带车钥匙，并且距离汽车后备箱一定距离时，将脚置于光学传感器的光感范围使光学传感器的光感指数受到影响，光学传感器将光感指数变化信号传送至将控制电路，控制电路将开启后备箱的信号传送至后备箱的开启机构，但是该种汽车后备箱非接触式开启装置成本高、光学传感器功耗高、感应范围小，有时需要人脚多次动作才能将触发，尤其易受雨、雪、风等恶劣天气的影响，雨雪天气的雨滴或雪花在下落过程中极易影响光学传感器的光感指数，或风刮到光学传感器下方杂物，或汽车行径过程中溅到光学传感器上的泥或水也会影响光学传感器的光感指数，或小动物或其他物体从光学传感器下方穿过时也会影响光学传感器的光感指数，从而导致后备箱的误开启。

第二类：超生波传感器探测技术

该种技术开启后备箱的原理大致为，在汽车的后保险杠下方设置超声波传感器和与其连接的控制电路，当人携带车钥匙，并且距离汽车后备箱一定距离时，将脚置于超声波传感器的超声波探测范围，超声波传感器通过超声波探测人脚与超声波传感器之间的距离，当探测到人脚到的超声波传感器之间的距离在其设定距离范围内时，控制电路将开启后备箱的信号传送至后备箱的开启机构，但是该种汽车后备箱的非接触式开启装置与上述光学传感器开启装置同样存在成本高、功耗高，尤其易受雨雪等恶劣天气的影响，雨雪天气的雨滴或雪花在下落过程中极易被超声波传感器发出的超声波探测，或风刮到光学传感器下方杂物，或小动物或其他物体从超声波传感器下方穿过时，均会被超声波传感器发出的超声波探测，导致后备箱的误开启。

第三类：电容传感器探测技术

在汽车后保险杆上安装两个探测不同方向区域的电容检测器，如专利专利号为200980153202.7的发明专利，公告日为2011年12月07日，公开的用于非接触地致动汽车活动部分的装置，所述活动部分特别是后备箱盖、侧门等，所述装置包括用于探测第一探测区域中的目标的第一探测装置和用于探测第二探测区域中的目标的第二探测装置，使得能通过所述探测装置来启动所述活动部分的致动，所述第一探测装置被配置成第一电容传感器且所述第二探测装置被配置成第二电容传感器，并且其中，提供能在各自独立的区域内规定所述探测区域的装置。上述技术方案中虽然能消除小动物或其他物体从超声波传感器下方穿过时导致的误开启，但仍然存在如下弊端，1、在雨、雪、大风等恶劣天气时，汽车附近的雨水、雪花、沙尘会进入第一探测区域而被第一探测装置探测，而此时沿车身流至车底的雨水、或风吹至车底的沙尘会进入第二探测区域而被第二探测装置探测，导致误开启；2若车后方为第一探测区域，当汽车停在后方有物或人站在后方时第一电容传感器中的检测电容持续将电容变化信号发送至检测电路，此时若有动物或物体从第二探测区域穿过时，汽车后备箱将会开启，即使没有动物或物体从第二探测区域穿过，第一电容传感器的检测电容持续将电容变化信号发送至检测电路将极度消耗电量，而该类装置大多由汽车蓄电池供电，该装置的设计在特定环境下会导致蓄电池电量耗尽，影响汽车工作；3、该技术方案中要求的第一探测装置和第二探测装置的探测区域方向不同，这将增加探测装置的安装及调试时间，装配效率低；4、该技术方案中的第一电容传感器和第二电容传感器无法进行差分运算来消除外界环境的干扰。

根据人们使用汽车后备箱的非接触式开启功能的规律，汽车后备箱的非接触式开启功能要在汽车熄火的状态仍然具备，因此汽车后备箱的非接触式开启装置要根据自身的探测区域与开启条件长期探测是否有开启后背箱或车门的人体，因此该类技术要求功耗必须维持在很低的水平，否则有可能将电池的电能耗光，而上述三种汽车后备箱的非接触式开启装置中的控制单元始终处于工作状态，而控制电源中的微控制器的工作电流较大一般为5mA，这将使安装上述三种汽车后备箱的非接触式开启装置的汽车，在特定环境下存在蓄电池电量被耗尽的隐患。

现在还没有一种汽车后备箱的非接触式关闭技术，如身高较矮的人在汽车后方将汽车后备箱打开后，可能会够不到后备箱盖，而需要站在汽车侧面才能将后备箱关闭。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单、装配方便、成本低廉、抗干扰性强、能耗低、零误开启率的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器。

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种车门或后备箱具有非接触式启闭功能的汽车。

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种抗干扰性强、零误开启率的汽车车门或后备箱非接触式启闭方法。

按照本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器采用的主要技术方案为：包括设置在汽车相对应的门框下部或后保险杆上的电容检测器和与所述电容检测器连接的智能控制电路，所述智能控制电路包括电源或电源插口、激励信号发生器、信号处理电路、模数转换控制单元和微控制器；

所述电容检测器包括主电容检测器和辅助电容检测器；所述主电容检测器的探测区域与所述辅助电容检测器的探测区域重叠；所述电容检测器与所述信号处理电路连接；

所述激励信号发生器、所述电容检测器、所述模数转换控制单元和所述微控制器依次顺序连接，所述激励信号发生器向所述电容检测器输出激励信号，所述模数转换控制单元将所述电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器，所述微控制器产生控制汽车后备箱或车门启闭的信号并通过输出端输出，所述微控制器上设有速度信号输入端口。

本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器还采用如下附属技术方案：

当所述激励信号发生器为一个时，所述激励信号发生器上设有分时控制器，所述激励信号发生器通过所述分时控制器交替向所述主电容检测器和所述辅助电容检测器输出激励信号；当所述激励信号发生器为两个时，一个激励信号发生器与所述主电容检测器连接并分时向所述主电容检测器输出激励信号，另一个激励信号发生器与所述辅助电容检测器连接并分时向所述辅助电容检测器输出激励信号。两个激励信号发生器交替向与之连接的电容检测器输出激励信号。

当所述模数转换控制单元为一个时，所述模数转换控制单元将所述主电容检测器和所述辅助电容检测器电容量的变化信号分别转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器；当所述模数转换控制单元为两个时，一个模数转换控制单元将所述主电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器，另一个模数转换控制单元将所述辅助电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输给所述微控制器。

人作脚踢动作时，所述主电容检测器和所述辅助电容检测器的电容量变化的幅度和时间不同。

所述主电容检测器一侧设有所述辅助电容检测器。

所述主电容检测器与所述辅助电容检测器位于同一平面，所述主电容检测器垂直方向的感应距离大于所述辅助电容检测器垂直方向的感应距离。

在所述汽车后保险杆上平行设置三个长条形的电极，所述电极两两组合分别构成所述主电容检测器和所述辅助电容检测器。

在所述汽车后保险杆上平行设置四个长条形的电极，其中两个所述电极构成所述主电容检测器，剩余两根所述电极组合构成辅助电容检测器。

所述激励信号发生器分时为所述主电容检测器和所述辅助电容检测器提供激励信号，其分时时间为1-50ms。

所述电容检测器为金属箔片、非金属导电箔膜、导线、扁平电缆、导电电镀和喷涂层中的任意一种或多种。

所述电极的长度为10cm-150cm，所述电极的宽度为0.1mm-50mm，所述主电容检测器的两个电极之间的间距为1mm-100mm，所述辅助电容检测器的两个电极之间的间距为1mm-100mm。

按照本发明提供的汽车采用的主要技术方案为：包括安装在后备箱处或门框处的锁控制单元、与所述锁控制单元互动的钥匙位置信号和与所述启闭机构连接的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，所述汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器包括设置在汽车相对应的门框下部或后保险杆上的电容检测器和与所述电容检测器连接的智能控制电路，所述智能控制电路包括电源或电源插口、激励信号发生器、信号处理电路、模数转换控制单元和微控制器；

所述电容检测器包括主电容检测器和辅助电容检测器；所述主电容检测器的探测区域与所述辅助电容检测器的探测区域重叠；所述电容检测器与所述信号处理电路连接；

所述激励信号发生器、所述电容检测器、所述模数转换控制单元和所述微控制器依次顺序连接，所述激励信号发生器向所述电容检测器输出激励信号，所述模数转换控制单元将所述电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器，所述微控制器产生控制汽车后备箱或车门启闭的信号并通过输出端输出，所述微控制器上设有速度信号输入端口。

本发明提供的汽车还采用如下附属技术方案：

所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述主电容检测器垂直方向有效探测区域边缘的距离大于所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述辅助电容检测器垂直方向有效探测区域边缘的距离。

所述电容检测器的电极水平方向的外沿沿水平方向距后背箱或车门垂直方向的距离不小于10mm。

所述汽车位于水平地面时，构成所述电容检测器的两电极的所在平面与所述地面之间的夹角不大于30度。

所述电容检测器粘结、卡结、螺栓固定、注塑包裹、电镀或喷涂在所述汽车后保险杆上或门框底面。

按照本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭方法采用的主要技术方案为：在汽车后保险杆上或门框下部设置主电容检测器和辅助电容检测器；基于，若有人脚在汽车后保险杠下作脚踢动作时，主电容检测器的电容量和辅助电容检测器的电容量的变化幅度和时间不同，作为人脚在汽车后保险杠下作脚踢动作的判断条件；微控制器接收主电容检测器和辅助电容检测器的电容量变化信号和汽车的速度信号，依据上述判断条件进行判断，产生控制信号。

本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭方法还采用如下附属技术方案：

人作脚踢动作即人脚在汽车后保险杠或门框下方，向上抬起并放下时，脚抬起时，脚先进入所述主电容检测器的探测区域后进入辅助电容检测器的探测区域，脚放下时，脚先退出所述辅助电容检测的探测区域后退出所述主电容检测器的探测区域。

激励信号发生器分时向所述主电容检测器和所述辅助电容检测器输出激励信号，激励信号经过所述主电容检测器和所述辅助电容检测器产生变化后，输入与其相连接的信号处理电路，每路激励信号经信号处理电路后传输到模数转换控制单元，模数转换控制单元将电容量的变化信号转换成数字信号后传输至微控制器中，微控制器根据转换后的每路数字信号进行差分运算，同时将汽车传来的速度信号与预设值进行比对，产生控制信号。

按照本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器与现有技术相比具有如下优点：首先，本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器与现有技术相比结构简单、部件少、装配方便、生产成本低、抗干扰性强、能耗低、零误开启率；其次，激励信号发生器分时向主电容检测器和辅助电容检测器输出激励信号，以使得模数转换控制单元能够分时将主电容检测器和辅助电容检测器电容量的变化信号分别转换成数字信号，以避免主电容检测器和辅助电容检测器相互干扰，影响测量精度；再次，本发明中的微控制器在电容检测器电容量无变化时进入休眠状态，当电容检测器电容量的发生变化时，模数转换控制单元将电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器，使其进入工作状态，作为智能控制电路中耗电量最大的微控制器在不工作状态时能够进入休眠状态，大大减少了本发明的耗电量，以保证汽车停放数月本发明中的启闭控制器都不会将汽车蓄电池的电量耗尽；最后，本发明中的微控制器上设有汽车速度信号输入端口，具体使用时能够将汽车速度为零时作为微控制器发出控制汽车后备箱或车门启闭的信号的必要条件，直接排除了汽车在行进过程中由于外界干扰信号导致的汽车车门或后备箱的误开启，使用时更加安全可靠。

按照本发明提供的汽车与现有技术相比具有如下优点：本发明中的汽车能够采用非接触式操作手段实现汽车车门或后备箱的开启或关闭，人们在雨雪天气手中持伞或双手持物，尤为方便，同时本发明中汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器结构简单、部件少、装配方便、生产成本低、抗干扰性强、能耗低、零误开启率。

按照本发明提供的汽车车门或后备箱非接触式启闭方法与现有技术相比具有如下优点：抗干扰性强、操作舒适简单、零误开启率。

附图说明

图1是本发明中安装有汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器的汽车结构图。

图2是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为四个时的电极分布图一。

图3是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为四个时的电极分布图二。

图4是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为四个时的电极分布图三。

图5是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为三个时的电极分布图一。

图6是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为三个时的电极分布图二。

图7是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为四个时的电极分布图四。

图8是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为四个时的电极分布图五。

图9是本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器中电极为三个时的电极分布图三。

图10是本发明中的电容检测器采用扁平电缆时电缆线的连接方式一。

图11是本发明中的电容检测器采用扁平电缆时电缆线的连接方式二。

图12是本发明中的电容检测器采用扁平电缆时电缆线的连接方式三。

图13是本发明中的电容检测器采用扁平电缆时电缆线的连接方式四。

图14是本发明中的电容检测器采用扁平电缆时电缆线的连接方式五。

图15是本发明中的电容检测器采用扁平电缆时电缆线的连接方式六。

图16是本发明中汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器的电路原理框图一。

图17是本发明中汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器的电路原理框图二。

图18是本发明中激励信号发生分时向主电容检测器和辅助电容检测器传输激励信号方波图。

图19是是本发明中电容检测器在人脚做脚踢动作其电容量随时间变化的曲线图。

具体实施方式

本发明的测量原理如下：

电容的基本原理是：如不考虑电容的边缘效应均匀介质电容的电容量为

C＝ε·S/d

式中，ε为极板间介质的介电常数，ε＝ε0·εr,ε0为真空中的介电常数，ε0＝8.854·10-12F/m,εr是介质相对真空的介电常数，空气的相对介电常数εr≈1，其它介质εr>1；S为极板的面积；d为极板的间距。

由于被测量的变化引起电容式传感器有关参数ε、S、d的变化，使电容量C随之变化。

本发明的测量原理参见图1-图2以及图16-图19所示，电极1和电极2组成了主电容检测器5，电极3和电极4组成了辅助电容检测器6，从电场线分布可以看出，主电容检测器5和辅助电容检测器6之间的介质由两部分组成：一部分是电容检测器一侧的汽车保险杠，另一部分是电容检测器附近的空气，因此主电容检测器5和辅助电容检测器6的介电常数是所述两部分介质的平均介电常数。空气的介电常数约为1、保险杠(塑料)的介电常数约为4，水的节点常数约为80，而人体的含水量高达70％，人体的介电常数约为60，若有人脚在汽车保险杠下方作脚踢动作即人脚在汽车后保险杠或门框下方，向上抬起并放下时，该动作可以分为两个阶段，第一阶段当脚向上抬起时，主电容检测器5和辅助电容检测器6的平均介电常数将显著增大，但由于脚先进入主电容检测器5的探测区域，后进入辅助电容检测器6的探测区域，该阶段中主电容检测器5与辅助电容检测器6的电容量变化比例是由大到小，并且是主电容检测器5的电容量先变化，辅助电容检测器6的电容量后变化；第二阶段当脚放下时，脚先退出入辅助电容检测器6的探测区域，后退出主电容检测器5的探测区域，该阶段中主电容检测器5与辅助电容检测器6的电容量变化比例是由小到大，并且是辅助电容检测器6的电容量先恢复，主电容检测器5的电容量后恢复。基于上述讨论可以看出通过主电容检测器5和辅助电容检测器6的电容量变化的大小以及电容量变化的先后时间可以判断是否有人脚在汽车保险杠下作踢脚动作。上述探测区域是指，电容检测器的介电常数发生变化后能够导致电容量的变化大于预定阀值以上的区域称为本发明中电容检测器的探测区域。正常情况下人做踢脚动作从脚抬起到落下应在0.5s-5s内完成,依据上述人踢脚的动作特征产生的电容检测器的电容值的变化幅度和时间关系可以准确的判断出人踢脚的动作并排除动物或其他活动物体的干扰造成的误动作。

图19中的X轴为人做脚踢动作的时间，Y轴为人做脚踢动作过程中的电容检测器的电容量变化幅度，线13为主电容检测器在人做脚踢动作过程中电容量变化幅度时间变化的曲线，线14为辅助电容检测器在人做脚踢动作过程中电容量变化幅度时间变化的曲线。

另外，由温度变化或由汽车保险杠外延流到电容检测器探测区域的雨水、雾水、雪水等环境因素引起的主电容检测器5和辅助电容检测器6的电容量变化大小或时间基本是相等的，据此，可以消除上述环境变化因素引起的影响。

在阐述了本发明的发明原理后，下面给出利用本原理对汽车后备箱非接触式启闭控制器的结构进行阐述。

参见图1至图19，按照本发明提供的一种汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，包括设置在汽车相对应的门框下部或后保险杆上的电容检测器和与所述电容检测器连接的智能控制电路，所述智能控制电路包括电源或电源插口、激励信号发生器7、信号处理电路8、模数转换控制单元9和微控制器10；

所述电容检测器包括主电容检测器5和辅助电容检测器6；所述主电容检测器5的探测区域与所述辅助电容检测器6的探测区域重叠；所述电容检测器与所述信号处理电路8连接；

所述激励信号发生器7、所述电容检测器、所述模数转换控制单元9和所述微控制器10依次顺序连接，所述激励信号发生器7向所述电容检测器输出激励信号，所述模数转换控制单元9将所述电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器10，所述微控制器10产生控制汽车后备箱或车门启闭的信号并通过输出端输出，所述微控制器10上设有速度信号输入端口11；

当所述激励信号发生器7为一个时，所述激励信号发生器7上设有分时控制器15，所述激励信号发生器7通过所述分时控制器15交替向所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6输出激励信号；当所述激励信号发生器7为两个时，一个激励信号发生器7与所述主电容检测器5连接并分时向所述主电容检测器5输出激励信号，另一个激励信号发生器7与所述辅助电容检测器6连接并分时向所述辅助电容检测器6输出激励信号。两个激励信号发生器交替向与之连接的电容检测器输出激励信号。分时提供激励信号可以有效消除主电容检测器5和辅助电容检测器6之间可能产生的相互干扰。

当所述模数转换控制单元9为一个时，所述模数转换控制单元9将所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6电容量的变化信号分别转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器10；当所述模数转换控制单元9为两个时，一个模数转换控制单元9将所述主电容检测器5电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器10，另一个模数转换控制单元9将所述辅助电容检测器6电容量的变化信号转换成数字信号传输给所述微控制器10。微控制器10产生的控制信号可以直接传输到汽车车门或后备箱的锁控制单元，也可以传输至车载电脑中，由车载电脑控制。

人作脚踢动作时，所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6的电容量变化的幅度和时间不同。依据该特征产生的电容检测器的电容值的变化幅度和时间关系可以准确的判断出人踢脚的动作并排除动物或其他活动物体的干扰造成的误动作。

参见图16-图18，本发明中的激励信号发生器7能够产生激励信号，该激励信号可以为正弦波、方波等。本实施例优选采用方波。

首先，本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器与现有技术相比结构简单、部件少、装配方便、生产成本低、抗干扰性强、能耗低、零误开启率；其次，激励信号发生器7分时向主电容检测器5和辅助电容检测器6输出激励信号，以使得模数转换控制单元9能够分时将主电容检测器5和辅助电容检测器6电容量的变化信号分别转换成数字信号，以避免主电容检测器5和辅助电容检测器6相互干扰，影响测量精度；再次，本发明中的微控制器10在电容检测器电容量无变化时进入休眠状态，当电容检测器电容量的发生变化时，模数转换控制单元9将电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器10，使其进入工作状态，作为智能控制电路中耗电量最大的微控制器10在不工作状态时能够进入休眠状态，大大减少了本发明的耗电量，以保证汽车停放数月本发明中的启闭控制器都不会将汽车蓄电池的电量耗尽；最后，本发明中的微控制器10上设有汽车速度信号输入端口，具体使用时能够将汽车速度为零时作为微控制器10发出控制汽车后备箱或车门启闭的信号的必要条件，直接排除了汽车在行进过程中由于外界干扰信号导致的汽车车门或后备箱的误开启，使用时更加安全可靠。

参见图3-图9，在本发明给出的上述实施例中，所述主电容检测器5一侧设有所述辅助电容检测器6。是指构成辅助电容检测器6的两个电极3、4位于构成主电容检测器5的两个电极1、2的任何一侧。

参见图2-图6，在本发明给出的上述实施例中，所述主电容检测器5与所述辅助电容检测器6位于同一平面，所述主电容检测器5垂直方向的感应距离大于所述辅助电容检测器6垂直方向的感应距离。是指构成主电容检测器5的两个电极1、2和构成辅助电容检测器6的两个电极3、4的位于同一平面。

参见图5、图6和图9，在本发明给出的上述实施例中，在所述汽车后保险杆上平行设置三个长条形的电极1、2、3，所述电极两两组合分别构成所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6。

参见图2-图4及图7和图8，在本发明给出的上述实施例中，在所述汽车后保险杆上平行设置四个长条形的电极1、2、3、4，其中两个所述电极构成所述主电容检测器5，剩余两根所述电极组合构成辅助电容检测器6。

参见图16-图18，在本发明给出的上述实施例中，所述激励信号发生器7分时为所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6提供激励信号，其分时时间为1-50ms。本实施例优选分时时间为5ms。激励信号发生器7分时向主电容检测器5和辅助电容检测器6输出激励信号，以使得模数转换控制单元9能够分时将主电容检测器5和辅助电容检测器6电容量的变化信号分别转换成数字信号，以避免主电容检测器5和辅助电容检测器6相互干扰，影响测量精度。

参见图10-图15，在本发明给出的上述实施例中，所述电容检测器为金属箔片、非金属导电箔膜、导线、扁平电缆、导电电镀和喷涂层中的任意一种或多种。采用上述材料作为电容检测器的电极，安装方便，成本低。本发明优选采用扁平电缆作为电容检测器的电极。具体使用时可以将扁平电缆中的任何一根或多根导线作为电容检测器的电极，使用方便，能够根据不同车型后保险杠或门框的离地间隙、宽度、厚度做出适应的调整，适用范围基本达到了现有汽车车型的全覆盖。

具体使用时可以采用多种电极分布方式构成主电容检测器5和辅助电容检测器6。参见图10，采用扁平电缆上的线1和线3作为辅助电容检测器6的两个电极，线4和线8作为主电容检测器5的两个电极。

参见图11，采用扁平电缆上的线3和线6作为辅助电容检测器6的两个电极，线1和线8作为主电容检测器5的两个电极。

参见图12，采用扁平电缆上的线3作为公共电极，线1作为辅助电容检测器6的一个电极，线8作为主电容检测器5的一个电极，线1和线3构成辅助电容检测器6，线3和线8构成主电容检测器5。

参见图13，采用扁平电缆上的线1作为公共电极，线4作为辅助电容检测器6的一个电极，线8作为主电容检测器5的一个电极，线1和线4构成辅助电容检测器6，线1和线8构成主电容检测器5。

参见图14，采用扁平电缆上的线1和线3作为辅助电容检测器6的两个电极，线4和线5作为主电容检测器5的一个电极，线7和线8作为主电容检测器5的另一个电极构成主电容检测器5。

参见图15，也可将扁平电缆弯折，采用扁平电缆上的线1作为公共电极，线4作为辅助电容检测器6的一个电极，线8作为主电容检测器5的一个电极，线1和线4构成辅助电容检测器6，线1和线8构成主电容检测器5；

在本发明给出的上述实施例中，所述电极的长度为10cm-150cm，优选方案为80cm；所述电极的宽度为0.1mm-50mm，所述主电容检测器两个电极的宽度优选为5mm，所述辅助电容检测器两个电极的宽度优选为2mm；所述主电容检测器的两个电极之间的间距为1mm-100mm，优选方案为40mm，所述辅助电容检测器的两个电极之间的间距为1mm-100mm，优选方案为20mm。上述优选尺寸范围对于现有轿车车型能够更好能够满足本发明的测量需要。

参见图1-图17，按照本发明提供的一种汽车，包括安装在后备箱处或门框处的锁控制单元12、与所述锁控制单元12互动的钥匙位置信号和与所述启闭机构连接的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其中锁控制单元12和与所述锁控制单元信号互动的钥匙为现有技术中较为成熟的技术，此处不在赘述，本实施例中所述的非接触式启闭控制器为上述实施例中所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器。本发明中的汽车能够采用非接触式操作手段实现汽车车门或后备箱的开启或关闭，人们在雨雪天气手中持伞或双手持物，尤为方便，同时本发明中汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器结构简单、部件少、装配方便、生产成本低、抗干扰性强、能耗低、零误开启率。

参见图1，在本发明给出的上述实施例中，所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述主电容检测器5垂直方向有效探测区域边缘的距离大于所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述辅助电容检测器6垂直方向有效探测区域边缘的距离。

具体实施时，在汽车后保险杆上或车门框下方平行设置两对长条形电极1、2、3、4和智能控制电路，其中，电极1、2构成主电容检测器5，电极3、4构成辅助电容检测器6，所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6作为敏感元件以检测人作脚踢动作动作，所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6由于人脚在汽车后保险杠或车门下方做踢脚动作产生的电容量变化信号传输至智能控制电路，所述智能控制电路依据收到的所述主电容检测器5和所述辅助电容检测器6的电容量变化信号发出控制汽车后备箱或车门启闭的信号。汽车后保险杠底面或门框底面至所述主电容检测器5垂直方向有效探测区域边缘的距离大于所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述辅助电容检测器6垂直方向有效探测区域边缘的距离。其中，辅助电容检测器6不仅与主电容检测器5配合检测人的踢脚动作，同时还作为电容补偿器，消除干扰信号的功能。当依据主电容检测器5和辅助电容检测器6的变化信号判断出有脚在汽车后保险杠下作踢脚动作时，智能控制电路即可发出控制启闭机构动作的信号，以实现汽车后备箱开启或关闭的目的。本发明中所称的汽车后保险杠或车门下方指的是人站在汽车后方或车门外侧时，将脚伸入车下方的位置。

参见图1，在本发明给出的上述实施例中，所述电容检测器的电极水平方向的外沿沿水平方向距后背箱或车门垂直方向的距离不小于10mm。以保证沿水平方向接近的人体(例如腿)或墙壁等物不会进入电容检测器的探测区域，避免微控制器被误唤醒，减少耗电量。

参见图1，在本发明给出的上述实施例中，所述汽车位于水平地面时，构成所述电容检测器的两电极的所在平面与所述地面之间的夹角不大于30度。防止沿水平方向接近的人体(例如腿)或墙壁等物进入电容检测器的探测区域，导致微控制器被误唤醒，增加耗电量。

参见图1，在本发明给出的上述实施例中，所述电容检测器粘结、卡结、螺栓固定、注塑包裹、电镀或喷涂在所述汽车后保险杆上或门框底面。本发明中的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器具体装配在汽车上时，可根据不同车型采用上述任何一种或多种固定方式装配在汽车上，适用范围广，装配效率高。

按照本发明提供的一种汽车车门或后备箱非接触式启闭方法，在汽车后保险杆上或门框下部设置主电容检测器和辅助电容检测器；基于，若有人脚在汽车后保险杠下作脚踢动作时，主电容检测器的电容量和辅助电容检测器的电容量的变化幅度和时间不同，作为人脚在汽车后保险杠下作脚踢动作的判断条件；微控制器接收主电容检测器和辅助电容检测器的电容量变化信号和汽车的速度信号，依据上述判断条件进行判断，产生控制信号。其中，辅助电容检测器不仅与主电容检测器配合检测人的踢脚动作，同时还作为电容补偿器，消除干扰信号的功能。人作脚踢动作即人脚在汽车后保险杠或门框下方，向上抬起并放下时，脚抬起时，脚先进入所述主电容检测器的探测区域后进入辅助电容检测器的探测区域，脚放下时，脚先退出所述辅助电容检测的探测区域后退出所述主电容检测器的探测区域。该方法能够消除现有汽车车门或后备箱非接触式开启技术中的任何导致误开启的技术缺陷。

基于，下雨时，通常雨水是顺着汽车后保险杠的外侧或车门门框的外侧流到电容检测器下方(后保险杠一般有一定的向下倾斜的弧度)，因此雨水是从水平方向几乎同时进入主电容检测器和辅助电容检测器的探测区域，由此主电容检测器和辅助电容检测器的电容量是同时变化的，作为消除上述外界环境因素引起的影响的判断条件。

基于，动物或其他活动物体从车下穿过的情形，如果其高度低于辅助电容检测器的垂直探测区域，则在其穿过电容检测器下方时，辅助电容检测器的电容量无变化，作为消除上述动物或其他活动物体从车下穿过的判断条件；如果其高度高于辅助电容检测器的垂直探测区域，则主电容检测器的电容量和辅助电容检测器的电容量是同时变化，作为消除上述动物或其他活动物体从车下穿过的判断条件。

激励信号发生器分时向所述主电容检测器和所述辅助电容检测器输出激励信号，激励信号经过所述主电容检测器和所述辅助电容检测器产生变化后，输入与其相连接的信号处理电路，每路激励信号经信号处理电路后传输到模数转换控制单元，模数转换控制单元将电容量的变化信号转换成数字信号后传输至微控制器中，微控制器根据转换后的每路数字信号进行差分运算，同时将汽车传来的速度信号与预设值进行比对，产生控制信号。其组成和工作原理可以参加控制器的实施例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：包括设置在汽车相对应的门框下部或后保险杆上的电容检测器和与所述电容检测器连接的智能控制电路，所述智能控制电路包括电源或电源插口、激励信号发生器、信号处理电路、模数转换控制单元和微控制器；

所述电容检测器包括主电容检测器和辅助电容检测器；所述主电容检测器的探测区域与所述辅助电容检测器的探测区域重叠；所述电容检测器与所述信号处理电路连接；

所述激励信号发生器、所述电容检测器、所述模数转换控制单元和所述微控制器依次顺序连接，所述激励信号发生器向所述电容检测器输出激励信号，所述模数转换控制单元将所述电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器，所述微控制器产生控制汽车后备箱或车门启闭的信号并通过输出端输出，所述微控制器上设有速度信号输入端口。

2.根据权利要求1所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：当所述激励信号发生器为一个时，所述激励信号发生器上设有分时控制器，所述激励信号发生器通过所述分时控制器交替向所述主电容检测器和所述辅助电容检测器输出激励信号；当所述激励信号发生器为两个时，一个激励信号发生器与所述主电容检测器连接并分时向所述主电容检测器输出激励信号，另一个激励信号发生器与所述辅助电容检测器连接并分时向所述辅助电容检测器输出激励信号。

3.根据权利要求1所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：当所述模数转换控制单元为一个时，所述模数转换控制单元将所述主电容检测器和所述辅助电容检测器电容量的变化信号分别转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器；当所述模数转换控制单元为两个时，一个模数转换控制单元将所述主电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输并唤醒所述微控制器，另一个模数转换控制单元将所述辅助电容检测器电容量的变化信号转换成数字信号传输给所述微控制器。

4.根据权利要求1所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：人作脚踢动作时，所述主电容检测器和所述辅助电容检测器的电容量变化的幅度和时间不同。

5.根据权利要求1所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：所述主电容检测器一侧设有所述辅助电容检测器。

6.根据权利要求1所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：所述主电容检测器与所述辅助电容检测器位于同一平面，所述主电容检测器垂直方向的感应距离大于所述辅助电容检测器垂直方向的感应距离。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：在所述汽车后保险杆上平行设置三个长条形的电极，所述电极两两组合分别构成所述主电容检测器和所述辅助电容检测器。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：在所述汽车后保险杆上平行设置四个长条形的电极，其中两个所述电极构成所述主电容检测器，剩余两根所述电极组合构成辅助电容检测器。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：所述激励信号发生器分时为所述主电容检测器和所述辅助电容检测器提供激励信号，其分时时间为1-50ms。

10.根据权利要求1所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：所述电容检测器为金属箔片、非金属导电箔膜、导线、扁平电缆、导电电镀和喷涂层中的任意一种或多种。

11.根据权利要求1-6任意一项所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：所述电极的长度为10cm-150cm，所述电极的宽度为0.1mm-50mm，所述主电容检测器的两个电极之间的间距为1mm-100mm，所述辅助电容检测器的两个电极之间的间距为1mm-100mm。

12.一种汽车，包括安装在后备箱处或门框处的锁控制单元、与所述锁控制单元互动的钥匙位置信号和与所述启闭机构连接的汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器，其特征在于：所述汽车车门或后备箱非接触式启闭控制器为上述权利要求1-11任意一项所述的汽车后备箱非接触式启闭控制器。

13.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于：所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述主电容检测器垂直方向有效探测区域边缘的距离大于所述汽车后保险杠底面或门框底面至所述辅助电容检测器垂直方向有效探测区域边缘的距离。

14.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于：所述电容检测器的电极水平方向的外沿沿水平方向距后背箱或车门垂直方向的距离不小于10mm。

15.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于：所述汽车位于水平地面时，构成所述电容检测器的两电极的所在平面与所述地面之间的夹角不大于30度。

16.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于：所述电容检测器粘结、卡结、螺栓固定、注塑包裹、电镀或喷涂在所述汽车后保险杆上或门框底面。

17.一种汽车车门或后备箱非接触式启闭方法，其特征在于：在汽车后保险杆上或门框下部设置主电容检测器和辅助电容检测器；基于，若有人脚在汽车后保险杠下作脚踢动作时，主电容检测器的电容量和辅助电容检测器的电容量的变化幅度和时间不同，作为人脚在汽车后保险杠下作脚踢动作的判断条件；微控制器接收主电容检测器和辅助电容检测器的电容量变化信号和汽车的速度信号，依据上述判断条件进行判断，产生控制信号。

18.根据权利要求17所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭方法，其特征在于：人作脚踢动作时，脚先进入所述主电容检测器的探测区域后进入辅助电容检测器的探测区域，脚放下时，脚先退出所述辅助电容检测的探测区域后退出所述主电容检测器的探测区域。

19.如权利要求17所述的汽车车门或后备箱非接触式启闭方法，其特征在于：激励信号发生器分时向所述主电容检测器和所述辅助电容检测器输出激励信号，激励信号经过所述主电容检测器和所述辅助电容检测器产生变化后，输入与其相连接的信号处理电路，每路激励信号经信号处理电路后传输到模数转换控制单元，模数转换控制单元将电容量的变化信号转换成数字信号后传输至微控制器中，微控制器根据转换后的每路数字信号进行差分运算，同时将汽车传来的速度信号与预设值进行比对，产生控制信号。