CN114876313A - 一种感应式汽车尾门与车身域集成系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应式汽车尾门与车身域集成系统及其方法，属于车辆控制系统技术领域，其包括车身控制模块；还包括电容采集模块、通信模块以及设置在车身控制模块包括脚踢处理单元；电容采集模块用于设置在靠近汽车尾门的车身上，采集并输出由位移对象位移产生的感应信号；通信模块包括电容信号输入端以及信号输出端，电容信号输入端连接于电容采集模块，用于接收感应信号并将感应信号传输至脚踢处理单元；脚踢处理单元连接于通信模块的信号输出端，用于接收处理感应信号，并判断感应信号是否由有效的脚踢动作产生，若是，生成有效脚踢信号；本发明具有便于将汽车尾门上的信号采集器件集成至汽车内的控制器上的效果。

Description

一种感应式汽车尾门与车身域集成系统及其方法

技术领域

本发明涉及车辆控制系统技术领域，尤其是涉及一种感应式汽车尾门与车身域集成系统及其方法。

背景技术

汽车电动集成化主要是将多个控制器集成为一个域控制器，由于域控制器具有成本低，功能强，可升级性好，整车构架简单等多种优势，所以汽车电动集成化已成为汽车发展的一个主要趋势；目前，车身控制器BCM、无钥匙进入系统PEPS、电动尾门系统PLG以及其他很多功能都已经集成为一个车身域。

感应式汽车尾门又称脚踢汽车尾门，利用脚踢传感器感应的方式打开后备箱，脚踢汽车尾门原理是通过分析安装在不同位置上的两根天线的信号变化以判断是否有物体扫过，当脚踢传感器附近有物体扫过时，脚踢传感器可以识别出有效的踢腿动作，从而触发汽车尾门的开关。

针对上述中的相关技术，发明人发现由脚踢传感器识别有效的脚踢动作，需要单独的控制器进行判断等过程，并没有将采集信号的脚踢传感器集成在车身控制器中，不便于实现汽车的集成化。

发明内容

为了便于实现将汽车尾门上的信号采集器件集成至汽车内的控制器上，本发明提供了一种感应式汽车尾门与车身域集成系统及其方法。

第一方面，本发明提供的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统采用如下的技术方案：

一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，包括车身控制模块；还包括电容采集模块、通信模块以及设置在车身控制模块包括脚踢处理单元；

所述电容采集模块，用于设置在靠近汽车尾门的车身上，采集并输出由位移对象位移产生的感应信号；

所述通信模块，包括电容信号输入端以及信号输出端，电容信号输入端连接于电容采集模块，接收所述感应信号并将该感应信号发送至脚踢处理单元；

所述脚踢处理单元，连接于通信模块的信号输出端，用于接收处理感应信号，并判断感应信号是否由有效的脚踢动作产生，若是，生成有效脚踢信号。

通过采用上述技术方案，电容采集模块位于靠近汽车尾门的车身上，便于收集到汽车尾门处位移对象位移产生的感应信号，利用通信模块将采集到的感应信号传输至车身控制模块，再由车身控制模块包括脚踢处理单元判断感应信号是否由有效的脚踢动作产生，若是，脚踢处理单元即生成有效脚踢信号；利用通信模块能够较为准确的将电容集采模块采集到的信号传输至车身控制模块，使得传输至车身控制模块的信号可靠度较高，便于脚踢处理单元进行进一步的数据处理，从而实现了将设置在靠近汽车尾门处的电容采集模块与汽车内的车身控制模块之间进行集成。

可选的，所述电容采集模块采用电容采集芯片。

通过采用上述技术方案，利用电容采集芯片，具有两路天线电容采集功能，便于实时采集由位移对象位移产生的感应信号，能够满足信号采集的需求。

可选的，所述通信模块包括信号转换单元，所述信号转换单元用于将感应信号转换为能够在汽车内的LIN总线或CAN总线上传输的总线信号。

通过采用上述技术方案，利用信号转换单元将感应信号转换为能够在LIN总线或CAN总线上传输的总线信号，采用LIN总线或CAN总线通信距离较长，通常在保证通信速率的情况下，能够达到40米左右的通信距离，能够满足汽车尾门处电容采集模块与汽车内车身控制模块的通信距离需求。

可选的，所述信号转换单元包括单片机，所述单片机，电容接收端口连接于通信模块的电容信号输入端，电平输出端口连接于通信模块的信号输出端，用于将感应信号转换为总线信号。

通过采用上述技术方案，单片机将感应信号转换为总线信号，便于将电容采集单元采集到的感应信号准确的传输至车身控制模块，且只完成信号转换功能的单片机价格较低，节约了成本。

可选的，所述通信模块包括信号传输单元，所述信号传输单元用于增强感应信号的通讯距离。

通过采用上述技术方案，由于电容采集模块采集到的感应信号为模拟量，传输时易受到影响，利用信号传输单元，增加电容采集模块与车身控制模块之间的通讯距离，使得电容采集模块与车身控制模块之间的信号传输更加可靠。

可选的，所述信号传输单元包括第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2，所述第一中继芯片U1，IIC总线信号输入端连接于通信模块的电容信号输入端，缓冲信号输出端连接于第二中继芯片U2的缓冲信号输入端；所述第二中继芯片U2的IIC总线信号输出端连接于通信模块的信号输出端。

通过采用上述技术方案，第一中继芯片U1与第二中继芯片U2用于放大信号，补偿信号衰减，即从物理层对信号进行增强；利用第一中继芯片U1接收电容采集模块采集到的感应信号，对感应信号进行增强后输出至第二中继芯片U2，由第二中继芯片U2将感应信号传输至车身控制模块，由于第一中继芯片U1对感应信号进行了增强，所以第一中继芯片U1与第二中继芯片U2之间的传输信号距离可进行延长，从而便于电容采集模块向车身控制模块传输信号。

可选的，所述第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2均采用P82B715芯片。

通过采用上述技术方案，P82B715芯片能够保留IIC总线所有操作模式和特性的同时,允许延长IIC总线上组件之间的实际分离距离，采用P82B715芯片能够满足传输信号的需求。

第二方面，本发明提供的一种感应式汽车尾门与车身域集成方法采用如下的技术方案：

一种感应式汽车尾门与车身域集成方法，所述集成方法包括：车身控制模块接收电容采集模块采集的感应信号，比对所述感应信号的斜率、强度、积分与预设的阈值是否一致，若是，生成有效脚踢信号并控制汽车尾门开启。

通过采用上述技术方案，感应信号为电容采集模块采集到的原始信号，车身控制模块接收感应信号，对感应信号进行分析并比对感应信号的斜率、强度、积分与车身控制模块内预设的阈值是否一致，若是，则由车身控制模块生成有效脚踢信号，并控制汽车尾门开启，达到了由车身控制模块进行感应信号处理并控制汽车尾门开启的效果，实现了将电容采集模块集成至车身控制模块的效果。

可选的，所述控制汽车尾门开启的方法包括：生成有效脚踢信号后，判断与汽车对应的钥匙是否在预设范围内，若是，判断车速是否为零，若是，输出汽车尾门开启信号。

通过采用上述技术方案，车身控制判断感应信号为有效脚踢信号后，再判断与汽车对应的钥匙是否在预设的范围内，若预设范围内存在对应的钥匙，继续判断车速是否为零，以使得在汽车行驶过程中汽车尾门不易误开，若车速为零则输出汽车尾门开门信号将汽车尾门打开。

第三方面，本发明提供的一种计算机可读存储介质采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，包括存储有能够被处理器加载并执行任意一种所述集成方法的计算机程序。

综上所述，本发明包括以下有益技术效果：

1.利用通信模块将电容采集模块采集到的感应信号传输至车身控制模块，由车身控制模块对感应信号进行处理判断，判断出感应信号是否为有效的脚踢信号，从而实现了将电容采集模块与车身控制模块集成的效果；

2.利用信号转换单元或信号传输单元进行信号的传输，使得传输至车身控制模块的感应信号误差较小，从而便于车身控制模块对感应信号进行分析判断。

3.由于电容采集模块只负责采集感应信号，判断处理感应信号的过程由车身控制模块进行，使得电容采集模块无需匹配车型等信息，增加了电容采集模块的通用性，降低了成本。

附图说明

图1是相关技术中脚踢传感模块与车身控制器的结构框图。

图2是本申请实施例集成系统的结构框图。

图3是本申请通信模块其中一个实施例的电路结构示意图。

图4是本申请车身控制模块其中一个实施例的结构框图。

图5是本申请用于展示集成方法的流程图。

附图标记说明：1、电容采集模块；2、通信模块；21、信号传输单元；3、车身控制模块；31、脚踢处理单元。

具体实施方式

参照图1，相关技术中通常在汽车尾门上设置有脚踢传感模块，脚踢传感模块包括用于采集信号的电容采集电路以及用于分析处理信号的控制器，当电容采集电路采集电容信号后由控制器判断采集到的电容信号是否为有效的脚踢信号，若是，则由脚踢传感模块的控制器将有效脚踢信号发送到车身控制器，由车身控制器控制相关逻辑进行开门操作。

如今，汽车电动集成化主要趋势是将多个控制器集成为一个域控制器，具有成本低，功能强，可升级性好，整车构架简单等多种优势；为了满足汽车电动化的集成趋势，现将电容采集模块与车身控制器之间进行集成，若采用常规的集成思路：由车身控制器直接甩出两根感应天线，算法处理等放在车身控制器中处理，存在以下问题：由于为了对脚踢动作进行有效的识别，电容采集电路需要安装在靠近汽车尾门的车身上，而车身控制器又设置在车身内部，导致天线需要经过很长的车身才能到达电容采集电路处，受天线长度的影响导致传输至车身控制器的信号干扰较为严重、误差较大，特别是在汽车中都设有功率器件的驱动和一些高频或低频信号的处理，导致汽车内的电磁环境更为复杂，使得电容信号传输至车身控制器处非常不稳定甚至不能使用，从而难以将电容采集电路与车身控制模块进行集成。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图2-图5及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例公开一种感应式汽车尾门与车身域集成系统。参照图2，一种感应式汽车尾门与车身域集成系统包括车身控制模块3；还包括电容采集模块1、通信模块2以及设置在车身控制模块3包括脚踢处理单元31；电容采集模块1用于设置在靠近汽车尾门的车身上，且位于汽车尾门的下方，即位于汽车的后保险杠上，便于采集到用户的踢腿动作，电容采集模块1采集并输出由位移对象位移产生的感应信号；通信模块2包括电容信号输入端以及信号输出端，电容信号输入端连接于电容采集模块1，接收感应信号并将该感应信号发送至脚踢处理单元31；脚踢处理单元31连接于通信模块2的信号输出端，用于接收处理感应信号，并判断感应信号是否由有效的脚踢动作产生，若是，生成有效脚踢信号。

上述实施方式中，将电容采集模块1设置在靠近汽车尾门处的车身上，便于电容采集模块1采集到用户踢腿动作，利用通信模块2将电容采集模块1采集到的感应信号传输至车身控制模块3中，由于感应信号可能由踢腿动作产生也可能由其他物体等误触产生，所以由车身控制模块3判断感应信号是否为有效的踢腿动作产生，若由有效的踢腿动作产生，则车身控制器生成有效脚踢信号，有效脚踢信号生成后才能够执行开启尾门的后续过程。利用通信模块2将采集到的原始感应信号传输至车身控制模块3，便于车身控制模块3能够较为准确的判断处感应信号是否由有效的脚踢动作产生，从而实现了电容采集模块1与汽车控制模块之间的集成，无需再设置其他的控制器对感应信号进行处理分析，节约了成本。

参照图2，作为电容采集模块1的一种实施方式，电容采集模块1采用电容采集芯片，具体地，采用AD7150芯片。AD7150芯片具有两路天线电容采集功能，将两路天线分别布置在靠近汽车尾门的车身上，两路天线形成两个电容感应区，当两个电容感应区均接受到物体扫过的信息且需要在一定的时间范围内，AD7150芯片即输出感应信号，AD7150芯片使用IIC协议进行通信，便于输出实时的电容信号；电容采集模块1采用AD7150芯片便于满足收集踢腿动作信息的需求。

参照图2，作为通信模块2的一种实施方式，通信模块2包括信号转换单元，信号转换单元用于将感应信号转换为能够在汽车内的LIN总线或CAN总线上传输的总线信号；具体地，信号转换单元包括单片机，单片机的电容接收端口连接于通信模块2的电容信号输入端，电平输出端口连接于通信模块2的信号输出端，用于将感应信号转换为总线信号，由于单片机只做信号转换用，所以可选用成本较低的8位单片机，单片机与电容采集模块1均设置在靠近汽车尾门的车身上，使得单片机与电容采集模块1之间的距离较近，从而使传输至单片机的信号较为稳定。

上述实施方式中，利用单片机将电容形式的感应信号转换为数字形式的总线信号，即将电容采集模块1采集到的物理量转换为数字量，便于实现在汽车内的LIN总线或CAN总线上传输，从一定程度上避免了电容信号在传输过程中损耗、被干扰的现象，使得传输至车身控制模块3的信号误差较小，便于车身控制模块3对信号进行处理。

参照图2、3，作为通信模块2的另一种实施方式，通信模块2包括信号传输单元21，信号传输单元21用于增强感应信号的通讯距离，从而便于增加电容采集模块1与车身控制模块3之间的通讯距离。具体得，信号传输单元21包括第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2，第一中继芯片U1的IIC总线信号输入端连接于通信模块2的电容信号输入端，缓冲信号输出端连接于第二中继芯片U2的缓冲信号输入端；第二中继芯片U2的IIC总线信号输出端连接于通信模块2的信号输出端，第一中继芯片U1与第二中继芯片U2之间在正常通信的情况下，可实现二十米的信号传输距离；信号传输单元21还包括多个电阻器，多个电阻器分别设置在第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2的各个端口与电源之间，多个电阻器起上拉电阻的作用；第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2均采用P82B715芯片。

上述实施方式中，第一中继芯片U1与第二中继芯片U2用于补偿信号衰减；利用第一中继芯片U1接收电容采集模块1采集到的感应信号，对感应信号进行处理后输出至第二中继芯片U2，在感应信号由第一中继芯片U1传输至第二中继芯片U2的过程中，将感应信号的格式由物理量装换为数字量，数字量在传输过程中较为稳定，不易受到干扰，再由第二中继芯片U2将感应信号传输至车身控制模块3，由于第一中继芯片U1对感应信号进行了处理，所以第一中继芯片U1与第二中继芯片U2之间的传输信号距离可进行延长，从而能够满足电容采集模块1向车身控制模块3传输信号的要求；多个电阻器向第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2提供逻辑高电平，使得传输信号的性能更好，电阻器的数量与阻值可根据实际情况确定。

另外，也可通过在IIC总线电路中增加上拉电阻器的方式增加通讯距离；在IIC标准协议中规定总线上的最大电容小于400pF时，能够满足的通讯距离为2-3米，2-3米的通讯距离已经能够满足电容采集模块1与车身控制模块3之间的通信， 采用上拉电阻器，通过匹配上拉电阻和电路电容值以满足总线电容小于400pF的需求，经过实验测试当上拉电阻器的阻值为1k~2.2k时，总线电容能够控制在小于400pF的范围内，即能够实现2-3米的通讯距离。

值得注意的是，无论采用信号转换单元还是信号传输单元，在IIC信号传输的过程中，均要满足IIC总线上的电容、电平上下拉的斜率等基本要求，以使得信号能够正常传输。

通信模块2采用信号转换模块与信号传输模块的区别在于：采用信号转换模块是将易受干扰的电容信号转化成不易受干扰的数字信号进行传输，即把感应信号转化成总线信号，再利用LIN总线或CAN总线传输至车身控制模块3，使得信号的传输更加稳定，且无需在车身内设置额外的传输线；而采用信号传输模块，如利用第一中继芯片U1与第二中继芯片U2，是通过一对中继芯片将感应信号转化为数字信号的格式再进行传播，减小环境对感应信号的影响，需要在车身设置单另的传输线路，但能够支持的传输距离更远，传输信号的可靠性也更高。采用上述两种方式，都能够达到将电容采集模块1采集到的感应信号较为准确的传输至车身控制模块3的效果，从而实现了电容采集模块1与车身控制模块3的集成。

参照图2，在本实施例中，车身控制模块3为集成了无钥匙进入系统PEPS、电动尾门系统PLG等多种系统的车身域，将脚踢处理单元31打包进车身域中，由脚踢处理单元31判断感应信号是否为有效的脚踢信号后，再由脚踢处理单元31与无钥匙进入系统PEPS、电动尾门系统PLG配合，以实现开启汽车尾门的效果。

在其他实施例中，车身控制模块3也可以为车身控制器BCM，将脚踢处理单元31打包进车身控制器BCM中，由脚踢处理单元31判断感应信号是否为有效的脚踢信号后，由车身控制器BCM实现与无钥匙进入系统PEPS、电动尾门系统PLG之间的通信，由电动尾门系统PLG控制开启汽车尾门。

本发明实施例还公开一种感应式汽车尾门与车身域集成方法。

参照图5，一种感应式汽车尾门与车身域集成方法包括：车身控制模块3接收电容采集模块1采集的感应信号，比对感应信号的斜率、强度、积分与预设的阈值是否一致，若是，生成有效脚踢信号并控制汽车尾门开启，控制汽车尾门开启的方法包括：生成有效脚踢信号后，判断与汽车对应的钥匙是否在预设范围内，若是，判断车速是否为零，若是，输出汽车尾门开启信号。在其他实施例中，判断过程还可以包括汽车档位等信息，均符合后再进行开启汽车尾门的操作。

上述实施方式中，由车身控制模块3接收电容采集模块1采集的感应信号，由车身控制模块3的脚踢处理单元31对感应信号进行分析处理，通过比对感应信号的斜率、强度、积分与预设的阈值是否一致，若一致，感应信号即为有效的脚踢信号，值得注意的是，比对感应信号与预设的阈值时，比对信息不仅限于强度、斜率与积分，还可以对感应信号的变化顺序、时间等参数进行比对，以实现更好的判断效果。判断感应信号为有效脚踢信号后，调用无钥匙进入系统PEPS反馈与汽车匹配的钥匙是否在预设范围内，钥匙与无钥匙进入系统PEPS之间采用无线通信的方式，当钥匙在预设范围内时，再由车身控制模块3判断车速是否符合要求，即确保在汽车行驶过程中汽车尾门不会被误开，若车速为零则向电动尾门系统PLG发送开门指令，由电动尾门系统PLG控制汽车尾门开启。

本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质。一种计算机可读存储介质包括存储有能够被处理器加载并执行集成方法的计算机程序。

本发明实施例一种感应式汽车尾门与车身域集成系统及其方法的实施原理为：利用电容采集模块1检测汽车尾门处的物体动作，并输出感应信号，利用通信模块2将未经过分析处理的感应信号传输至车身控制模块3中，由车身控制模块3中的脚踢处理单元31判断感应信号是否为有效的脚踢信号，若是有效的脚踢信号，则由车身控制模块3请求无钥匙进入系统PEPS反馈与汽车匹配的钥匙是否在预设范围内，若预设范围内存在钥匙，再判断车速是否为零，若都满足要求则由车身控制模块3请求电动尾门PLG执行汽车尾门开启的操作。实现了利用通信模块2将电容采集模块1采集到的感应信号传输至车身控制模块3，再由车身控制模块3对感应信号进行判断处理等后续操作，使得在汽车尾门处无需再设置单另的控制器对采集到的感应信号进行处理，从而实现了电容采集模块1与车身控制模块3之间的集成。

相关技术中的脚踢传感模块通常存有对于车型的标定参数，并需要匹配不同汽车的通讯协议，导致不同汽车上的脚踢传感模块通常无法互换使用，通用性较低；在本申请中，由于电容采集模块1仅用于采集信号，而判断处理数据的过程均放在上层节点（即车身控制模块3）中完成，无需根据车型匹配电容采集模块1，使得电容采集模块1的通用性更强，将脚踢处理单元31的控制代码打包至车身控制模块3中，以完成对感应信号的处理判断，从而实现了电容采集模块1不需要专门匹配不同车型的效果，一方面方便了系统集成，另一方面降低了成本。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，包括车身控制模块(3)；其特征在于：还包括电容采集模块(1)、通信模块(2)以及设置在车身控制模块(3)包括脚踢处理单元(31)；

所述电容采集模块(1)，用于设置在靠近汽车尾门的车身上，采集并输出由位移对象位移产生的感应信号；

所述通信模块(2)，包括电容信号输入端以及信号输出端，电容信号输入端连接于电容采集模块(1)，接收所述感应信号并将该感应信号发送至脚踢处理单元(31)；

所述脚踢处理单元(31)，连接于通信模块(2)的信号输出端，用于接收处理感应信号，并判断感应信号是否由有效的脚踢动作产生，若是，生成有效脚踢信号。

2.根据权利要求1所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于：所述电容采集模块(1)采用电容采集芯片。

3.根据权利要求1所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于：所述通信模块(2)包括信号转换单元，所述信号转换单元用于将感应信号转换为能够在汽车内的LIN总线或CAN总线上传输的总线信号。

4.根据权利要求3所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于：所述信号转换单元包括单片机，所述单片机，电容接收端口连接于通信模块(2)的电容信号输入端，电平输出端口连接于通信模块(2)的信号输出端，用于将感应信号转换为总线信号。

5.根据权利要求1所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于：所述通信模块(2)包括信号传输单元(21)，所述信号传输单元(21)用于增强感应信号的通讯距离。

6.根据权利要求5所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于：所述信号传输单元(21)包括第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2，所述第一中继芯片U1，IIC总线信号输入端连接于通信模块(2)的电容信号输入端，缓冲信号输出端连接于第二中继芯片U2的缓冲信号输入端；所述第二中继芯片U2的IIC总线信号输出端连接于通信模块(2)的信号输出端。

7.根据权利要求6所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于：所述第一中继芯片U1以及第二中继芯片U2均采用P82B715芯片。

8.一种感应式汽车尾门与车身域集成方法，应用于如权利要求1到7任一所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成系统，其特征在于，所述集成方法包括：车身控制模块(3)接收电容采集模块(1)采集的感应信号，比对所述感应信号的斜率、强度、积分与预设的阈值是否一致，若是，生成有效脚踢信号并控制汽车尾门开启。

9.根据权利要求8所述的一种感应式汽车尾门与车身域集成方法，其特征在于：所述控制汽车尾门开启的方法包括：生成有效脚踢信号后，判断与汽车对应的钥匙是否在预设范围内，若是，判断车速是否为零，若是，输出汽车尾门开启信号。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求9中所述集成方法的计算机程序。

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