CN106184056B - 一种用于车辆后备箱开启系统的传感器电路及车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆后备箱开启系统的传感器电路，包括：环境电容，用于收集外部触发信号；采样电容Csample，与环境电容并联至一电源，用以判断是否具有外部触发，传感器电路还包括：温度补偿模块，与采样电容Csample连接，补偿环境温度对采样电容Csample的容值的漂移，其中温度补偿模块包括：至少一个补偿电容，与采样电容Csample并联；温度检测单元，检测环境温度；控制单元，根据温度检测单元检测的环境温度控制补偿电容补偿采样电容Csample的容值。采用上述技术方案后，可提高后备箱开启系统的传感器电路受温度影响后的精确度，防止电容容值漂移。

Description

一种用于车辆后备箱开启系统的传感器电路及车辆控制系统
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种用于车辆后备箱开启系统的传感器电路及车辆控制系统。
背景技术
随着用户对汽车舒适性及方便使用性要求的提高，智能后备箱开启功能使用日益广泛。参阅图1，为该后备箱开启系统的使用方式，当使用者双手被占用无法主动开启后备箱开关时，可以用脚轻踢后保险杠或用脚滑过后保险杠，使后保险杠周边的环境电容发生改变，集成在后保险杠内的电容式传感器通过检测环境电容的变化，判断是否为有效信号并传输触发信号给控制模块。
上述系统的使用在提高了用户使用的便捷性的同时，也对电路设计的稳定性有很高的要求。为避免环境变化对车辆安全性产生影响，后备箱智能开启系统内的电容式传感器电路中需要对相关的部件漂移做补偿，以提高其采样准确性。如图2所示，现有的电容式传感器采样电路处理方式以基本的电阻电容充电/放电电路构成，通过对环境电容和采样电容的充电量的不同，可以判断环境电容是否发生变化即是否有外部触发。由于汽车的使用环境温度变换范围很大，电容容值随温度变化而变化，当温度过低或者过高时，电容值的变化会使采样准确率降低，影响客户使用体验。
因此需要一种在不同温度环境中，通过硬件电路设计手段，提高电容传感器在不同环境温度下采样的精确度，从而提高用户使用的舒适性。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种新型的用于车辆后备箱开启系统的传感器电路，可在不同环境下消除电容容值的漂移，提高后备箱开启系统的用户体验。
本发明公开了一种用于车辆后备箱开启系统的传感器电路，包括：环境电容，用于收集外部触发信号；采样电容Csample，与所述环境电容并联至一电源，用以判断是否具有外部触发，所述传感器电路还包括：温度补偿模块，与所述采样电容Csample连接，补偿环境温度对所述采样电容Csample的容值的漂移，其中所述温度补偿模块包括：至少一个补偿电容，与所述采样电容Csample并联；温度检测单元，检测所述环境温度；控制单元，根据所述温度检测单元检测的环境温度控制所述补偿电容补偿所述采样电容Csample的容值。
优选地，所述控制单元包括所述至少一个开关元件及一控制器,至少一个所述的开关元件，与每一所述的一补偿电容连接。
优选地，每一所述补偿电容的容值为所述采样电容Csample容值的5％-15％。
优选地，所述补偿电容及开关元件为2个。
优选地，所述控制单元包括PWM信号模块，使所述控制单元向所述开关元件发送PWM信号。
优选地，所述控制单元为单片机；调节所述PWM信号的占空比以控制所述开关元件的导通时间，从而所述补偿电容的补偿容值与所述补偿电容的最大容值的百分比等于所述占空比。
优选地，所述开关元件为三极管；所述三极管的基极与所述控制单元连接，集电极与所述补偿电容连接，发射极接地。
优选地，所述温度检测单元包括热敏电阻。
优选地，所述温度补偿模块还包括至少一个采样电阻；每一所述三极管连接有两个采样电阻R1和R2，所述采样电阻R1连接于所述控制单元与所述三极管的基极间，所述采样电阻R2连接于所述三极管的基极与发射极间。
本发明还公开了一种具有上述传感器电路的车辆控制系统，包括车身控制模块，所述车身控制模块与所述传感器电路通信连接。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.补偿受环境温度影响的环境电容的容值；
2.提高传感器电路的采样精度，从而提高用户体验。
附图说明
图1为现有技术中后备箱开启系统的使用方法示意图；
图2为现有技术中后备箱开启系统中传感器电路的示意图；
图3为符合本发明一优选实施例的传感器电路系统示意图；
图4为符合本发明一优选实施例的传感器电路的电路示意图；
图5为符合本发明一优选实施例的传感器电路与车身控制模块协作的系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参阅图3及图4，分别为符合本发明一优选实施例中传感器电路系统的系统结构图及电路示意图。用于车辆后备箱开启系统的传感器电路系统包括有：
-环境电容，其采样车辆周围环境，从而接收用户在后备箱附近所作的动作如碰触、擦过等外部触发信号；
-采样电容Csample，与环境电容并联至一电源，由于外部触发时对环境电容和采样电容Csample的充电量将发生变化，因此，采样电容可用于判断是否存在有外部触发；
-温度补偿模块，与采样电容Csample连接，用于补偿采样电容的容值对温度的漂移。如图3中所示的，温度补偿模块包括有：补偿单元、控制单元及温度检测单元，其中如图4中所示的，补偿单元包括有补偿电容和开关元件，两者一一对应，可以设置有多个补偿电容和开关元件，补偿电容与采样电容Csample并联，开关元件则与补偿电容连接，可控制补偿电容是否向采样电容Csample进行补偿。则电源在向环境电容和采样电容充电Csample时，温度检测单元可包括热敏电阻，检测当前环境温度，并将环境温度数据发送至控制单元；控制单元接收后，根据不同车型标定的电容环境变化曲线，计算采样电容Csample理想的容值，并与当前采样电容Csample容值作比较，计算出应当补偿的范围，随之，控制开关元件的导通从而使得补偿电容接入电路中，相应地增加采样电容Csample的容值，从而起到补偿温度漂移的作用。
上述实施例中，开关元件可集成在控制单元中，与一控制器共同组成该控制单元，则在工艺上可封装出货，减少了工艺流程的复杂程度。
一般而言，对采样电容Csample受到温度漂移而发生容值的变化，需要补偿的容值只需要满足采样电容Csample的容值在设计期望误差内，即采样电容Csample总容值的90％-110％内即可。因此，补偿电容的可选容值范围也相应地增加，如补偿电容的容值在采样电容Csample容值的5％-15％即可。
继续参阅图4，该优选实施例中，补偿电容及开关元件的数量为2个，可定义为补偿电容C1及补偿电容C2，则该实施例中，若采样电容Csample的容值由于温度变化变为了Csample’，则可通过以下三种方式进行补偿：
①开通与补偿电容C1连接的开关元件，关断与补偿电容C2连接的开关元件：
此时采样电容Csample的总容值为：Csample’+C1；
②开通与补偿电容C2连接的开关元件，关断与补偿电容C1连接的开关元件：
此时采样电容Csample的总容值为：Csample’+C2；
③同时开通与补偿电容C1连接的开关元件和与补偿电容C2连接的开关元件：
此时采样电容Csample的总容值为：Csample’+C1+C2。
一优选或可选实施例中，控制单元包括有PWM信号模块，该PWM信号模块向开关元件发送PWM信号，从而增加了控制开关元件开通和关断的时间的功能。具体地，由于PWM信号的占空比可调，当调节PWM信号的占空比时，开关元件在一个周期内的导通时间占比则等于PWM信号的占空比，进一步地，则在一个周期内，补偿电容所补偿的平均容值与补偿电容的最大容值之比等于该占空比。例如，当调节为占空比为x％时，开关元件的在一个周期T内的导通时间T*x％，则补偿电容的平均容值为其最大容值Cmax的x％。由于PWM信号占空比可从0％调节至100％，则在0-Cmax的范围内均可调节补偿电容的容值，增加了温度补偿模块所能补偿的范围。
上述实施例中，PWM信号模块根据电容温度变化曲线自行调节输出的PWM信号的占空比，以使得采样电容Csample始终保持在期望的范围内。该期望范围根据不同恶略环境下采样电容的Csample不同容值偏移所选择的。
继续参阅图4，该优选实施例中，开关元件为三极管，该三极管的基极与控制单元连接，接收控制单元中的控制器发来的信号；集电极与补偿电容连接，发射极接地。更优选地，每一三极管还连接有采样电阻R1和R2，其中采样电阻R1连接于控制单元与三极管的基极间，采样电阻R2连接于三极管的基极与发射极间，以此来进行对补偿电容的开通和关断。
参阅图5，本发明还公开了一种车辆控制系统，包括了上述传感器电路及车身控制模块，两者间通信连接，如通过can-bus总线或硬件信号的模式传输数据。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于车辆后备箱开启系统的传感器电路，包括：
环境电容，用于收集外部触发信号；
采样电容Csample，与所述环境电容并联至一电源，用以判断是否具有外部触发，其特征在于，所述传感器电路还包括：
温度补偿模块，与所述采样电容Csample连接，补偿环境温度对所述采样电容Csample的容值的漂移，其中所述温度补偿模块包括：
至少一个补偿电容，与所述采样电容Csample并联；
温度检测单元，检测所述环境温度；
控制单元，根据所述温度检测单元检测的环境温度控制所述补偿电容补偿所述采样电容Csample的容值。
2.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，
所述控制单元还包括所述至少一个开关元件及一控制器,至少一个所述的开关元件，与每一所述的补偿电容连接。
3.如权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，
每一所述补偿电容的容值为所述采样电容Csample容值的5％-15％。
4.如权利要求3所述的传感器电路，其特征在于，
所述补偿电容及开关元件为2个。
5.如权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，
所述控制单元包括PWM信号模块，使所述控制单元向所述开关元件发送PWM信号。
6.如权利要求5所述的传感器电路，其特征在于，
所述控制单元为单片机；
调节所述PWM信号的占空比以控制所述开关元件的导通时间，从而所述补偿电容的补偿容值与所述补偿电容的最大容值的百分比等于所述占空比。
7.如权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，
所述开关元件为三极管；
所述三极管的基极与所述控制单元连接，集电极与所述补偿电容连接，发射极接地。
8.如权利要求7所述的传感器电路，其特征在于，
所述温度补偿模块还包括至少一个采样电阻；
每一所述三极管连接有两个采样电阻R1和R2，所述采样电阻R1连接于所述控制单元与所述三极管的基极间，所述采样电阻R2连接于所述三极管的基极与发射极间。
9.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，
所述温度检测单元包括热敏电阻。
10.一种车辆控制系统，其特征在于，包括车身控制模块及如权利要求1-9任一项所述传感器电路；
所述车身控制模块与所述传感器电路通信连接。
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