CN216599576U - 一种车外车窗电容式控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车外车窗电容式控制器，包括电容芯片第一感应极，第二感应极，第三感应极；第一感应极用于形成用户触摸区；第二感应极针对第一感应极形成用户触摸区域形成流水感应区；第三感应极针对第一感应极形成用户触摸区域形成干扰识别区；电容芯片连接第一感应极，第二感应极，第三感应极，分别采集三个感应极的电容值，基于采集到的第二感应极和/或第三感应极的电容值来对采集到的第一感应极电容值进行修正，以判断第一感应极形成的用户触摸区被触摸的状态。本方案相对于传统的电容式控制器，控制精度高，可靠性强，具有防水能力，抗扰性强。

Description

一种车外车窗电容式控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种车外车窗电容式控制器。

背景技术

当前汽车电子发展迅速，更多汽车主机厂开始注重车与人的交互能力。现阶段，由于在机械式按钮不美观且易磨损的原因，汽车主机厂一般不会将车窗控制按钮设置在车外，当用户下车后，只能拿出智能钥匙或手机控制车窗开关，比较繁琐，影响了用户体验，且由于钥匙尺寸和按键数量限制，不能实现单个车窗的独立控制。

车外电容式控制器就能很好的解决上述问题，增加用户对汽车的掌控度。目前，车外电容式控制器的防水能力较差，在雨天或洗车时会出现误触发，给用户带来不便，所以汽车主机厂很少应用这项技术。

由此可见，如何能够提高防水和抗扰能力，并还提供给用户便捷控制所有车窗独立升降的功能为本领域需解决的问题。

实用新型内容

针对于现有技术存在防水能力差的问题，本实用新型的目的在于提供一种车外车窗电容式控制器，可以有效的达到防水的效果。

为了达到上述目的，本实用新型提供的车外车窗电容式控制器，包括电容芯片，还包括第一感应极，第二感应极，第三感应极；

第一感应极用于形成用户触摸区；

第二感应极针对第一感应极形成用户触摸区域形成流水感应区；

第三感应极针对第一感应极形成用户触摸区域形成干扰识别区；

电容芯片连接第一感应极，第二感应极，第三感应极，分别采集三个感应极的电容值，基于采集到的第二感应极和/或第三感应极的电容值来对采集到的第一感应极电容值进行修正，以判断第一感应极形成的用户触摸区被触摸的状态。

进一步的，所述第二感应极形成的流水感应区分布在用户触摸区四周。

进一步的，所述第三感应极形成的干扰识别区分布在用户触摸区的一侧。

进一步的，所述第二感应极由PCB覆铜组成。

进一步的，所述第二感应极由金属模块组成。

进一步的，所述第三感应极由PCB覆铜组成。

进一步的，所述第三感应极由金属模块组成。

本实用新型提供的车外车窗电容式控制器方案，相对于传统的电容式控制器，控制精度高，可靠性强，具有防水能力，抗扰性强。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本电容式控制器系统结构示意图；

图2为本电容式控制器的感应区分布示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1，其所示为本电容控制器系统结构示意图。由图可知，本系统包括电容芯片10，第一感应极1，第二感应极2，第三感应极3，电机驱动电路30。

具体的，第一感应极1用于形成用户触摸区，以感应检测触摸状态。

第二感应极2，相对于第一感应极1分布，用于针对第一感应极1形成用户触摸区域形成流水感应区，以感应检测流经用户触摸区的水流信号。

第三感应极3，相对于第一感应极1分布，用于针对第一感应极1形成用户触摸区域形成干扰识别区，以感应检测用户触摸区域中的干扰信号。

本系统中的电容芯片10连接第一感应极1，第二感应极2，第三感应极3，控制连接电机驱动电路30，本电容芯片10分别采集三个感应极的电容值，基于采集到的第二感应极2和/或第三感应极3的电容值来对采集到的第一感应极1电容值进行修正，以判断第一感应极1形成的用户触摸区被触摸的状态；同时，电容芯片10还根据对三个感应极电容值的计算判断结果(即第一感应极1形成的用户触摸区被触摸的状态)来控制电机驱动电路30的工作装填。

以下针对前述的电容控制器系统的构成，具体说明一下。

结合图1所示，本系统中的电容芯片10优选相应的MCU芯片来构成，具体的型号，性能等可根据实际需求而定，此处不加以赘述。

该电容芯片10上具有四个接口，每个接口设置有相应的引脚，以用于三个感应极等部件。

其中，电容芯片10的第一接口的引脚，用于连接电源、接地，具体构成此处不加以赘述，可根据实际需求而定。

电容芯片10的第二接口，具有一组引脚，用于第一感应极1，以形成用户触摸区。

电容芯片10的第三引脚接口，具有两组引脚，第一组引脚用于连接第二感应极2，以形成流水感应区；第二组引脚用于连接第三感应极3，以形成干扰识别区。

电容芯片10的第四接口，设有一组引脚，用于控制连接电机驱动电路30。

本方案中电容芯片10采用一个独立的接口来连接第一感应极1，以保证对第一感应极1数据采集的稳定可靠性。

参见图2，本系统中的第一感应极1，作为主感应部件，用于形成用户触摸区11，其依据实际触摸感应需求而定，这里不加以限定。作为举例，该第一感应极1可采用相应的金属片来构成，同时该第一感应极1优选通过相应的串联电阻连接至电容芯片10，以保证电连接的稳定可靠性。

本系统中的用于形成流水感应区12的第二感应极2，这里优选由一块面积较大的PCB覆铜组成，相对于第一感应极1设置，以相对于第一感应极1形成的用户触摸区来形成对应的流水感应区12，以感应检测流经用户触摸区的流水信号。

这里的第二感应极2相对于第一感应极1设置时，其所形成的流水感应区12优选能够分布覆盖第一感应极1形成的用户触摸区的四周区域，由此来保证感应检测精度。

作为替代方案，该第二感应极2可由相应的外接金属模块来构成，具体的分布设置方案同上，此处不加以赘述。

另外，如此构成的第二感应极2优选通过相应的串联电阻连接至电容芯片10，以保证电连接的稳定可靠性。

本系统中的用于形成干扰识别区13的第三感应极3，这里优选由相应的PCB覆铜组成，相对于第一感应极1设置，以相对于第一感应极1形成的用户触摸区11来形成对应的干扰识别区13，以感应检测电源或环境对电容采集的影响信号。

这里的第三感应极3相对于第一感应极1设置时，其所形成的干扰识别区13优选分布在第二感应极2形成的流水感应区12的一侧，由此来保证感应检测精度。

作为替代方案，该第三感应极3可由相应的外接金属模块来构成，具体的分布设置方案同上，此处不加以赘述。

另外，如此构成的第三感应极3优选通过相应的串联电阻连接至电容芯片10，以保证电连接的稳定可靠性。

同时，针对第三感应极3需要识别周围环境的造成的干扰，本电容芯片10针对第三感应极3实现精度为16位的电容信号采样,以实现记录电源或环境对电容采集的影响。

由此构成的电容控制器系统在实际应用时，其第一感应极1的操作权限可开放给用于，而第二感应极2和第三感应极3为辅助极，其操作权限，则不开放给用户。

再者，本系统中的电机驱动电路30作为外接控制部件，其与电容芯片10的第四接口中引脚连接，并控制连接具体的动作部件，如电机40。

如此设置的电机驱动电路30根据电容芯片10第四引脚产生的电平信号20来进行工作，由此来保证电容芯片10与电机驱动电路30间控制信号传输的稳定性和及时性。

以下说明一下基于前述方案构成的电容控制器系统运行原理和过程。

结合图1和图2所示，本电容控制器系统在工作运行时，当与电容芯片10连接的第一感应极1所形成的用户触摸区11被触摸时，电容芯片10会通过提高电容采样精度和环境补偿算法，采集到第一感应极1上精准的电容变化值，来比较是否落在设定好的电容值区域内，进而判断是否有被触摸(如被人手指触摸)。

再通过设置的第二感应极2和第三感应极3所形成的独立的流水感应区12和干扰识别区13，排除水流和其他的干扰，保证触发性能的同时增加电容传感器的防水性和抗扰性。

具体的，第二感应极2所形成的流水感应区12，用于检测流水，当有水流经过流水感应区12时，第二感应极2进行形成对应的电容信号。此时，电容芯片10通过采集第二感应极2的电容信号，识别到拟合条件的流水信号时，在结合采集到的第一感应极1的电容信号，提高信号识别准确率。

如本系统用于控制汽车的车窗，则在洗车或下雨等实际应用场景下，电容芯片10针对第一感应极1采集的电容值会持续增加，或超过所设定的电容值区域，此时电容芯片10则会判定有流水干扰，会自动屏蔽第一感应极1，不对电机驱动电路30形成高电平信号20，此时电机驱动电路30不对电机40产生动作信号，电机40不工作，则不会驱动车窗下降，避免水流进入到车内，有效的解决了水流导致的误触发问题。

第三感应极3所形成的干扰识别区13，用于感应识别系统实际应用场景的环境引起的干扰信号。

电容芯片10通过采集第三感应极3的电容信号，辅助第一感应极1进行电容采集，电容芯片10据此进行差分运算得出滤波后的电容曲线，具有较强的抗干扰性与可靠性，可实现对不同的环境具有自适应性。

如本系统用于控制汽车的车窗，通过第三感应极3能够有效识别整车系统/外界噪声大小。

据此，本系统中的电容芯片10通过采集三个感应极的电容信号进行分析处理，当满足拟合条件的电容信号出现，电容芯片10再发送电平信号20给电机驱动电路30，电机驱动电路30驱动电机40进行动作。

若本系统用于控制汽车的车窗，则可实现，用户可以通过触摸指令便捷控制所有车窗独立升降。

以下举例说明一下基于前述方案构成的电容控制器系统应用。

本实例中将本电容控制器系统应用于车辆上，以用于控制车辆的车窗。

参见图2，其所示为本实例中系统中3个感应极区域分布示意图，由图可知，在车窗边框的安装位置布置一块连接到电容芯片10的金属片作为第一感应极1，用于形成用于触摸区11；同时相对于第一感应极1分布一块面积较大的PCB覆铜作为第二感应极2，在触摸区11四周形成流水感应区12；同时相对于第一感应极1分布PCB覆铜作为第三感应极3，在用户触摸区11一侧来形成干扰识别区13。

这里的第一感应极1、第二感应极2、第三感应极3分别通过串联电阻连接至MCU，即电容芯片10。

这里需要说明的是感应极1安装位置包括但不限于车窗边框或B柱等。

为达到所有车窗能够独立升降，在每个车窗周围都安装一个本方案给出的电容控制器。

在此基础上，由于第三感应极3看检测整个车辆的干扰情况，这样车辆上针对每个车窗的电容控制器，可共用一个第三感应极3。

在其具体应用时，用户用手指触摸安装在车窗周围的电容按键，与电容按键连接的电容芯片10通过按键上的电容变化值来判断是否有手触摸，如果有满足拟合条件的电容信号出现，电容芯片10会发送电平信号20给驱动电路30，驱动电机40控制车窗的升降。

若碰到下雨或洗车等情况，水流经过电容按键时，触发流水感应区12，电容芯片10所采集到的电容变化值会持续增加，此时，电容芯片10会判定有流水干扰，会自动屏蔽触发性能，车窗不会进行升降，避免了水流导致的误触发。

除水流之外，若出现其他干扰，干扰识别区会辅助电容按键进行电容采样与设定的电容曲线进行比对，来判断是否是误触发，若是误触发，则车窗不会进行升降。其能在不同环境下来排除其他干扰所产生的误触发。

根据上述方案构成的车外车窗电容式控制器，具有以下优点：

(1)本方案独立增设了流水感应区和干扰识别区，相对于传统电容式控制器，其具有防水能力和抗扰性强的特点。

(2)用户无需掏出钥匙即可实现对所有车窗的独立控制，效率会更高。

(3)本电容控制器造型新颖，传感器体积小，不影响车身美观，方便快捷。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种车外车窗电容式控制器，包括电容芯片，其特征在于，还包括第一感应极，第二感应极，第三感应极；

第一感应极用于形成用户触摸区；

第二感应极针对第一感应极形成用户触摸区域形成流水感应区；

第三感应极针对第一感应极形成用户触摸区域形成干扰识别区；

电容芯片连接第一感应极，第二感应极，第三感应极，分别采集三个感应极的电容值，基于采集到的第二感应极和/或第三感应极的电容值来对采集到的第一感应极电容值进行修正，以判断第一感应极形成的用户触摸区被触摸的状态。

2.根据权利要求1所述的车外车窗电容式控制器，其特征在于，所述第二感应极形成的流水感应区分布在用户触摸区四周。

3.根据权利要求1所述的车外车窗电容式控制器，其特征在于，所述第三感应极形成的干扰识别区分布在用户触摸区的一侧。

4.根据权利要求1所述的车外车窗电容式控制器，其特征在于，所述第二感应极由PCB覆铜组成。

5.根据权利要求1所述的车外车窗电容式控制器，其特征在于，所述第二感应极由金属模块组成。

6.根据权利要求1所述的车外车窗电容式控制器，其特征在于，所述第三感应极由PCB覆铜组成。

7.根据权利要求1所述的车外车窗电容式控制器，其特征在于，所述第三感应极由金属模块组成。

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