CN107776539B - 车门把手的感应装置及车门把手的感应灵敏度调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，提供一种车门把手的感应装置及感应灵敏度调整方法。本发明所述的车门把手的感应装置包括：触摸传感器，用于检测所述触摸传感器响应于触摸动作而产生的采样值；以及控制器，用于配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化，还用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。本发明的车门把手的感应装置及感应灵敏度调整方法可在有效防止淋雨等环境因素误触发而打开车门或后备箱的基础上提高车门把手的感应灵敏度，满足用户在淋雨等环境下使用无钥匙进入或离开功能的需求。

Description

车门把手的感应装置及车门把手的感应灵敏度调整方法
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车门把手的感应装置及感应灵敏度调整方法。
背景技术
随着人们对车辆舒适性和便利性要求的不断提高，汽车的无钥匙进入或离开功能已经由高端市场普及到中低端市场，应用越来越广泛。这种无钥匙进入或离开功能给用户带来了全新舒适与便利的体验，车主在整个过程完全不需要拿出钥匙，只需随身携带即可。当车主进入车子附近的有效范围，触摸车门把手时，车子会自动检测钥匙并进行身份识别，若识别成功则会相应地打开车门或后备箱。
目前，无钥匙进入或离开功能是通过车门把手里的电容传感器检测电容变化识别触摸动作的，当有物体接触车门把手，电容传感器检测到电容值变化达到设定的触发阈值时，判定为有效触发，否则判定触发无效。
但是，根据电容检测的原理，电容传感器可以检测到的物体是可以引起电容值变化的物体，包括人体、金属、水等。因此，在下雨天气时，可能会由于雨水的冲刷等外界环境变化导致电容传感器误触发。目前，为避免外界环境变化导致电容传感器频繁误触发，主要的处理方法是提高触发阈值，但较高的触发阈值往往又会使得人手的合法触摸动作识别率(即灵敏度)降低，即人手接触车门把手时，因触发阈值较高，而可能被认定为触发无效。因此，目前的电容式触摸传感器在有效防止误触发和提高灵敏度之间往往不可兼得。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车门把手的感应装置，以解决现有电容式触摸传感器不能兼顾有效防止误触发和提高感应灵敏度的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车门把手的感应装置，所述车门把手的感应装置包括：触摸传感器，用于检测所述触摸传感器响应于触摸动作而产生的采样值；以及控制器，用于配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化，还用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
进一步的，所述触摸传感器包括位于所述车门把手不同位置的解锁电容传感器和闭锁电容传感器；并且，所述控制器为所述解锁电容传感器和所述闭锁电容传感器分别配置基准线。
进一步的，所述控制器包括：基准线配置模块，用于配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化；以及触发判定模块，用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效；其中，所述基准线配置模块在检测到所述采样值变化的持续时间超出设定时间时，使所述基准线与所述采样值同步变化，且所述同步变化包括同步上升和同步下降。
进一步的，所述控制器还包括：基准线跟踪速度调节模块，用于分别调节所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度和所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度；其中，所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度大于所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度。
进一步的，所述控制器还包括：阈值调节模块，用于在所述采样值的变化率大于设定值时，调低所述触发阈值。
相对于现有技术，本发明所述的车门把手的感应装置具有以下优势：本发明所述的车门把手的感应装置可在有效防止淋雨等环境因素误触发而打开车门或后备箱的基础上提高车门把手的感应灵敏度，满足用户在淋雨等环境下使用无钥匙进入或离开功能的需求。
本发明的另一目的在于提出一种车门把手的感应灵敏度调节方法，以解决现有电容式触摸传感器不能兼顾有效防止误触发和提高感应灵敏度的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种车门把手的感应灵敏度调节方法，其特征在于，所述车门把手的感应灵敏度调节方法包括：检测车门把手内的触摸传感器响应于触摸动作而产生的采样值；配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化；以及根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
进一步的，所述配置实时跟踪所述采样值的基准线包括：当所述触摸传感器包括位于所述车门把手不同位置的解锁电容传感器和闭锁电容传感器时，为所述解锁电容传感器和所述闭锁电容传感器分别配置基准线。
进一步的，所述使所述基准线与所述采样值同步变化包括：在检测到所述采样值变化的持续时间超出设定时间时，使所述基准线与所述采样值同步变化，且所述同步变化包括同步上升和同步下降。
进一步的，所述使所述基准线与所述采样值同步变化还包括：分别调节所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度和所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度；其中，所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度大于所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度。
进一步的，所述根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效包括：若所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值超过触发阈值，则所述触发动作有效，否则所述触发动作无效；其中，在所述采样值的变化率大于设定值时，调低所述触发阈值。
所述车门把手的感应灵敏度调节方法与上述车门把手的感应装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有电容传感器的结构及工作原理示意图；
图2为电容传感器中的接触电容与手指至极板的距离之间的坐标图；
图3为电容传感器中的接触电容与手指在电容传感器的感应区中的位置之间的坐标图；
图4为本发明实施例的车门把手的感应装置的结构示意图；
图5为本发明实施例的车门把手的感应装置的感应区域示意图；
图6为本发明实施例中基准线实时跟踪采样值的示意图；
图7为本发明实施例中基于基准线实时跟踪采样值而调低触发阈值时的信号波形示意图；
图8为本发明实施例中车门把手的感应灵敏度调节方法的流程示意图。
附图标记说明：
11-极板，41-触摸传感器，42-控制器，411-解锁电容传感器，412-闭锁电容传感器，421-基准线配置模块，422-触发判定模块，423-基准线跟踪速度调节模块，424-阈值调节模块，501-解锁感应区，502-闭锁感应区。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，目前辅助实现汽车的无钥匙进入或离开功能的电容传感器的结构主要包括：极板11；以及车门把手处于自然状态无人触摸情况下的基础电容CP和响应人手触摸动作的接触电容CF，且基础电容CP和接触电容CF与所述极板11电连接。
该电容传感器识别用户触摸动作的原理是：电容传感器通过检测极板11电容变化程度来识别触摸车门把手动作，而发生触摸动作时电容传感器的电容值Ctot＝CP+CF；基础电容CP受到极板11上覆盖材料影响，其电容值与电容率及介质覆盖面积成正比，与覆盖材料厚度成正向关系。例如，空气属于覆盖材料，故环境湿度与温度会影响基础电容CP的电容值。
进一步地，图2示出了接触电容CF与手指至极板11的距离之间的关联关系。图2中，横坐标为手指至极板的距离，单位为毫米(mm)，纵坐标为对应的接触电容CF的电容值，单位为pF，可知手指越接近极板11，接触电容CF的电容值升高越快。同时，图3示出了接触电容CF与手指在电容传感器的感应区中的位置的关联关系，图3中横坐标为手指沿左右方向距离电容传感器的感应区中心的距离，单位为毫米，如横坐标-5mm，表示手指在感应区中心偏左5mm处，横坐标为+5mm，则手指在感应区中心偏右5mm处，纵坐标为对应的接触电容CF的电容值，单位为pF，图中的FA表示手指贴近感应区的程度，如FA＝0mm，表明手指正好接触感应区，FA＝-3mm，表明手指已接触感应区并贴近了3mm，而FA＝3mm则表明手指差3mm才能接触到感应区，从图3可以看出，手指在感应区中时电容变化最大，偏离感应区电容变化小。
因此，可知发生触发时电容传感器的采样值Ctot受到手指的位置、距离、覆盖材料、环境温度及湿度等多方面的影响会发生变化，而在判断电容值变化是否达到设定的触发阈值的过程中，电容值变化是通过计算Ctot与一个固定基值(通常为CP)的差值来获得的，从而可知受环境因素影响的Ctot易造成误触发，而目前的提高触发阈值的处理方法又明显无法达到感应灵敏度和避免环境因素触发的双重需求。
据此，基于上述电容传感器的原理及缺陷，相对于目前通过计算Ctot与一个固定基值的差值来获得电容值变化的方案，本发明实施例提出了设计随传感器采样值的持续变化而变化的基准线的发明思路，使在处于下雨等环境条件时，雨水触发的采样值和同步上升或下降的基准线对应的基值之差无法达到触发阈值，从而避免雨水的误触发。
基于上述的发明思路，本发明实施例提出了一种车门把手的感应装置，如图4所示，所述车门把手的感应装置包括：触摸传感器41，用于检测所述触摸传感器响应于触摸动作而产生的采样值；以及控制器42，其与所述触摸传感器41通信，用于接收所述触摸传感器41检测的采样值，并配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化，还用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
在实际操作汽车的无钥匙进入或离开功能时，车门或后备箱的打开和关闭属于两种不同的场景，其对车门把手的感应灵敏度的需求可能不同。基于此考虑，本实施例的所述触摸传感器41可以包括位于所述车门把手不同位置的解锁电容传感器411和闭锁电容传感器412。并且，解锁电容传感器和闭锁电容传感器因机械结构不同和与车门把手表面的距离不同可能会导致灵敏度有差异，此时所述控制器42可以为所述解锁电容传感器411和所述闭锁电容传感器412分别配置基准线。据此，可分离解锁和闭锁对应的基准线跟踪速度，使所述解锁电容传感器411和所述闭锁电容传感器412的基准线可独立设置，从而设置方式更加灵活。
如图5所示，本实施例中车门把手内包含了解锁电容传感器和闭锁电容传感器，其分别位于车门把手不同的位置，相应在车门把手上的感应区分为解锁感应区501和闭锁感应区502，如此无钥匙进入或离开的实现过程主要是：携带合法钥匙触摸车门把手解锁感应区或闭锁感应区，相应的电容传感器将相应的触摸信号发送给控制器，控制器通过驱动低频天线搜寻并认证合法钥匙，并发送解锁或闭锁的指令给车身控制器控制整车解锁或闭锁。需说明的是，本发明实施例的主要目的在于实现提高车门把手的感应装置的感应灵敏度和避免环境因素触发，而不是控制器在无钥匙进入或离开过程中如何驱动天线和认证合法钥匙，故对此不做详细描述，本领域技术人员可参考现有技术中的无钥匙进入或离开技术的相关资料来实现。
进一步地，所述控制器42包括：基准线配置模块421，用于配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化；以及触发判定模块422，用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
其中，使所述基准线与所述采样值同步变化主要是指：实时跟踪采样值，使基准线随采样值的上升而上升，随采样值的下降而下降。另外，在实际操作汽车的无钥匙进入或离开功能时，人手一般接触车门把手的时间较短，而下雨天气中，雨水接触车门把手的时间则较长，因此本实施例还优选为使所述基准线配置模块41在检测到所述采样值变化的持续时间超出设定时间时，开始跟踪所述采样值以使所述基准线与所述采样值同步变化。比如，对于图1中示出的例子，应用本实施例的方案时，可将基准线设计为随采样值持续变化而变化，当采集到的电容变化持续较长时间(可标定设置，如持续淋雨超过3s)则基础电容CP增大，基准线同步上升到当前采样值水平，此时外界触发的采样值和基值之差已经无法达到触发阈值，可有效避免误触发问题。或者可理解为，例如在下雨时，车门把手表面雨水的存在导致基础电容CP增大，此时为了防止对雨水采样误触发，基准线会升高到当前电容采样水平，使雨水冲刷的采样值无法达到触发条件进而避免误触发。
进一步地，所述控制器42还可以包括：基准线跟踪速度调节模块423，用于分别调节所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度和所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度。据此，分离了基准线上升(基准线小于当前采样值)和下降(基准线大于当前采样值)的跟踪速度，使其可独立设置。例如，当人手触摸一下车门把手进行解锁或闭锁操作时，当前基值保持不变，持续触摸超过3秒(可标定)后使基准线再开始上升。
进一步地，可使所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度优选为大于所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度。如此，为避免基准线同步上升后导致无法及时识别人手合法的触摸动作，可相对于较快地使基准线跟随采样值变化而同步下降，以图1的场景为例，加快同步下降时的跟踪速度，可防止基础电容Cp已经恢复自然状态而基准值下降缓慢造成的功能短暂失效问题。
图6示出了基准线实时跟踪采样值的情形。如图6所示，线S601表示采样值，线S602表示基准线，可知通过本实施例的方案，基准线上的基值可基本抵消采样值的变化量，从而避免雨水冲刷等环境因素使传感器达到触发条件而误触发。并且，还可以从图6中看出，随采样值下降时的跟踪速率较快，从而可防止采样值已经恢复自然状态而基准值下降缓慢造成的触发功能短暂失效。
进一步地，所述控制器42还可以包括：阈值调节模块424，用于在所述采样值的变化率大于设定值时，调低所述触发阈值。一般地，雨水等触发车门把手时电容上升变化率较小，人手触发车门把手时电容上升变化率较大，依据这个特点，在前述基准线设计的基础上，适当降低触发阈值，可提高感应灵敏度，同时增加采样值变化率判定条件，可避免由于阈值调低导致的雨水误触发的可能性。图7示出了基于基准线实时跟踪采样值而进一步调低触发阈值时的触发判定情形，其中曲线S701表示采样值曲线，曲线S702表示基准线，脉冲S703表示触发脉冲，其在产生上升沿脉冲时表示为有效触发，区域S704表示采样值变化率较大时对应的曲线情况(如人手触摸)，区域S705表示采样值变化率较小时对应的曲线情况(如雨水触摸)，从图7可明显看出，通过适当调低触发阈值，雨水触摸车门把手时不易产生有效触发。
对应于上述的车门把手的感应装置，本发明实施例还提出了一种车门把手的感应灵敏度调节方法，如图8所示，所述车门把手的感应灵敏度调节方法包括：
步骤S801，检测车门把手内的触摸传感器响应于触摸动作而产生的采样值。
其中，触摸传感器的配置可参考上文描述。
步骤S802，配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化。
其中，当所述触摸传感器包括位于所述车门把手不同位置的解锁电容传感器和闭锁电容传感器时，可以为所述解锁电容传感器和所述闭锁电容传感器分别配置基准线。
其中，优选为在检测到所述采样值变化的持续时间超出设定时间时，使所述基准线与所述采样值同步变化。
其中，优选为分别调节所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度和所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度。更为优选地，所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度大于所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度。
步骤S803，根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
其中，若所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值超过触发阈值，则所述触发动作有效，否则所述触发动作无效。更为优选地，可以在所述采样值的变化率大于设定值时，调低所述触发阈值。
该感应灵敏度调节方法与上述的车门把手的感应装置的具体实施细节相同或相似，在此不再赘述。
下面通过一个示例来进一步介绍本实施例的车门把手的感应装置及感应灵敏度调节方法的实施。
本示例中，闭锁电容传感器通过对极板上电容连续采样、滤波及防抖处理得出采样值曲线，将基准线跟随采样值变化的周期设为100ms更新一次。基准线上的基值(以下简称基线值)低于采样值时，基线值上升速度为每次增加与当前采样值之差的十分之一；基线值高于采样值时，每次更新减小与当前采样值之差的五分之一。
本示例中，解锁电容传感器通过对极板上电容连续采样、滤波及防抖处理得出采样值曲线，将基线值跟随采样值变化的周期设为50ms更新一次。基线值低于采样值时，其上升速度为每次增加与当前采样值之差的十分之一；基线值高于采样值时，每次更新减小与当前采样值之差的五分之一。
进一步地，在本示例中，闭锁电容传感器判定有效触摸的方式为：当采样值大于基线值且差值大于280且连续两次采样值递增且两次采样值之差大于220时判定此次触发为有效。另外，解锁电容传感器判定有效触摸的方式为：当采样值大于基线值且差值大于80且连续两次采样值递增且两次采样值之差大于60时判定此次触发为有效。
通过该示例，本发明实施例的方案相对于现有技术，更能精确地判断有效触发和误触发，且能保证同时兼顾防止误触发和提高感应灵敏度的需求。
综上所述，本发明实施例的方案针对无钥匙进入或离开场景，可在有效防止淋雨等环境因素误触发而打开车门或后备箱的基础上同时提高车门把手的感应灵敏度、满足用户淋雨等环境下使用无钥匙进入或离开功能的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车门把手的感应装置，其特征在于，所述车门把手的感应装置包括：
触摸传感器(41)，用于检测所述触摸传感器(41)响应于触摸动作而产生的采样值；以及
控制器(42)，用于配置实时跟踪所述采样值的基准线以使所述基准线与所述采样值同步变化，并调节所述基准线随所述采样值同步变化的跟踪速度，还用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
2.根据权利要求1所述的车门把手的感应装置，其特征在于，所述触摸传感器(41)包括位于所述车门把手不同位置的解锁电容传感器(411)和闭锁电容传感器(412)；
并且，所述控制器(42)为所述解锁电容传感器(411)和所述闭锁电容传感器(412)分别配置基准线。
3.根据权利要求1所述的车门把手的感应装置，其特征在于，所述控制器(42)包括：
基准线配置模块(421)，用于配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化；以及
触发判定模块(422)，用于根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效；
其中，所述基准线配置模块(421)在检测到所述采样值变化的持续时间超出设定时间时，使所述基准线与所述采样值同步变化，且所述同步变化包括同步上升和同步下降。
4.根据权利要求3所述的车门把手的感应装置，其特征在于，所述控制器(42)还包括：
基准线跟踪速度调节模块(423)，用于分别调节所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度和所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度；
其中，所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度大于所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度。
5.根据权利要求3所述的车门把手的感应装置，其特征在于，所述控制器还包括：
阈值调节模块(424)，用于在所述采样值的变化率大于设定值时，调低所述触发阈值。
6.一种车门把手的感应灵敏度调节方法，其特征在于，所述车门把手的感应灵敏度调节方法包括：
检测车门把手内的触摸传感器响应于触摸动作而产生的采样值；
配置实时跟踪所述采样值的基准线，并使所述基准线与所述采样值同步变化以及调节所述基准线随所述采样值同步变化的跟踪速度；以及
根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效。
7.根据权利要求6所述的车门把手的感应灵敏度调节方法，其特征在于，所述配置实时跟踪所述采样值的基准线包括：
当所述触摸传感器包括位于所述车门把手不同位置的解锁电容传感器和闭锁电容传感器时，为所述解锁电容传感器和所述闭锁电容传感器分别配置基准线。
8.根据权利要求6所述的车门把手的感应灵敏度调节方法，其特征在于，所述使所述基准线与所述采样值同步变化包括：
在检测到所述采样值变化的持续时间超出设定时间时，使所述基准线与所述采样值同步变化，且所述同步变化包括同步上升和同步下降。
9.根据权利要求8所述的车门把手的感应灵敏度调节方法，其特征在于，所述使所述基准线与所述采样值同步变化还包括：
分别调节所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度和所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度；
其中，所述基准线随所述采样值同步下降的跟踪速度大于所述基准线随所述采样值同步上升的跟踪速度。
10.根据权利要求8所述的车门把手的感应灵敏度调节方法，其特征在于，所述根据所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值是否超过触发阈值来判定所述触发动作是否有效包括：
若所述采样值和所述基准线上的对应基值的差值超过触发阈值，则所述触发动作有效，否则所述触发动作无效；
其中，在所述采样值的变化率大于设定值时，调低所述触发阈值。
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