專利名稱：一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電容式防夾傳感技術(shù)依據(jù)電容電極的設(shè)置位置分為以下兩大類I、在車窗上部密封區(qū)域安裝電容檢測(cè)電極如專利US6337549、 US6377009、US7293467、US20030005775、US6483054、US6389752、US7319301、CN200880114004. 5這類技術(shù)使用嵌入玻璃窗上部密封條內(nèi)的金屬電極檢測(cè)電容變化。當(dāng)導(dǎo)電體靠近檢測(cè)電極時(shí)，由于電極附近的介電常數(shù)發(fā)生變化造成電極間的電容改變實(shí)現(xiàn)非接觸防夾。US6337549在密封條內(nèi)設(shè)中空區(qū)域或填充海綿材料增加彈性，當(dāng)非導(dǎo)電物體進(jìn)入防夾區(qū)域時(shí),車窗上升夾住非導(dǎo)電體,夾カ使密封條發(fā)生形變,密封條內(nèi)的檢測(cè)電極位移造成電容變化實(shí)現(xiàn)有限夾カ防夾。專利US6377009采用窄脈沖對(duì)電容充放電的方法減少水分等外界因素干擾；同時(shí)配合位置傳感器和電機(jī)電流檢測(cè)電路，使用自適應(yīng)算法修正由于材質(zhì)老化和變形等緩慢變化因素造成的系統(tǒng)偏差。2、在玻璃本體上部安裝電容檢測(cè)電極這類方法使用絲印在玻璃上部的檢測(cè)電極檢測(cè)導(dǎo)電物體(如US4453112，國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)?zhí)?00610060104. 7)，同時(shí)配合位置檢測(cè)電路，記錄正常狀態(tài)下位置-電容曲線。當(dāng)某位置電容值超過一定閾值時(shí)控制車窗馬達(dá)帶動(dòng)車窗下降。上述現(xiàn)有的電容式防夾方法存在以下缺陷(I)開放式的檢測(cè)電極無法判斷物體的方位。由于電場(chǎng)線環(huán)繞在檢測(cè)電極的周圍，遇到側(cè)面靠近的導(dǎo)電體如乘員的頭部，或者手握側(cè)面的把手時(shí)會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)判斷失誤。(2)安裝在密封條內(nèi)的電極會(huì)因?yàn)橄鹉z老化、溫度變化、裝配不當(dāng)、車門形變等產(chǎn)生應(yīng)カ而造成變形，干擾信號(hào)檢測(cè)。(3)外界溫濕度變化會(huì)使介電常數(shù)發(fā)生改變，對(duì)檢測(cè)電路產(chǎn)生干擾。(4)使用帶屏蔽層的(類似同軸電纜)的檢測(cè)導(dǎo)線雖然不受外界環(huán)境的影響，但無法實(shí)現(xiàn)非接觸防夾，同時(shí)也存在上述第(2)條描述的缺陷。因此，現(xiàn)有各種電容式防夾技術(shù)也未被汽車前裝市場(chǎng)采用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種可以分別對(duì)每路的模擬濾波電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并且有效抑制低頻干擾信號(hào)和由溫度變化引起的緩慢變化信號(hào)的用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路。按照本實(shí)用新型提供的一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路，包括一激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器、至少兩路模擬濾波電路、一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和一微控制器，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器分別接入位于玻璃本體上的主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的其中ー個(gè)電極，主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的另一個(gè)電極分別接入所述模擬濾波電路，并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將所述主檢測(cè)電容和所述輔助檢測(cè)電容的變化信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述微控制器依據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)通過軟件算法產(chǎn)生控制電動(dòng)車窗升降電機(jī)的控制信號(hào)。按照本實(shí)用新型提供的一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路還具有如下附屬技術(shù)特征每路所述模擬濾波電路中至少包含一個(gè)與所述主檢測(cè)電容或所述輔助檢測(cè)電容相串聯(lián)的串聯(lián)濾波電容。每路所述模擬濾 波電路中至少包含一個(gè)對(duì)地并聯(lián)的并聯(lián)濾波電容。所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與所述主檢測(cè)電容之間至少包含ー個(gè)接地的并聯(lián)濾波電容C7，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與所述輔助檢測(cè)電容之間至少包含ー個(gè)接地的并聯(lián)濾波電容CS。按照本實(shí)用新型提供的用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型中的模擬濾波電路設(shè)置的路數(shù)與主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的數(shù)量相同，即每個(gè)檢測(cè)電容設(shè)置有一路模擬濾波電路，并且模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為多道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其與模擬濾波電路的數(shù)量相同，即可以分別對(duì)每路的模擬濾波電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換 ’另夕卜，可以有效抑制低頻干擾信號(hào)和由溫度變化引起的緩慢變化信號(hào)。

圖I是本實(shí)用新型用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路的原理圖。圖2是本實(shí)用新型用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路的電容電極有人體接近條件下的電場(chǎng)分布示意圖。圖3是本實(shí)用新型用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路的電容電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型另外ー種實(shí)施例的檢測(cè)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的詳述參見圖I至圖3，在本實(shí)用新型給出的上述實(shí)施例中，所述傳感器檢測(cè)電路包括一激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器22、兩路模擬濾波電路18、19、一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路23和一微控制器24，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器22分別接入所述主檢測(cè)電容Cl和所述輔助檢測(cè)電容C2的其中一個(gè)電極
1、3，所述主檢測(cè)電容Cl和輔助檢測(cè)電容C2的另ー個(gè)電極2、4分別接入所述模擬濾波電路18,19,并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路23將所述主檢測(cè)電容和所述輔助檢測(cè)電容的變化信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述微控制器24依據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)通過軟件算法產(chǎn)生控制電動(dòng)車窗升降電機(jī)25的控制信號(hào)。本實(shí)用新型中的模擬濾波電路設(shè)置的路數(shù)與主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的數(shù)量相同，即每個(gè)檢測(cè)電容設(shè)置有一路模擬濾波電路，并且模數(shù)轉(zhuǎn)換電路23為多道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其與模擬濾波電路的數(shù)量相同，即分別對(duì)每路的模擬濾波電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型中的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器22能夠產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)可以為正弦波、方波等。所述模擬濾波電路18、19能夠?qū)δM信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，使其能夠進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。而所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路23則對(duì)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。微控制器24對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車窗的電機(jī)，也可以傳輸至車載電腦中，由車載電腦控制。所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器22、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路23和微控制器24均可以采用較為成熟的集成電路實(shí)現(xiàn)，對(duì)其原理圖此處不再贅述。而所述模擬濾波電路18、19的構(gòu)成如圖中所示，當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其具體結(jié)構(gòu)做適當(dāng)修改，但其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的預(yù)處理，使其能夠滿足數(shù)模轉(zhuǎn)換。參見圖1，在本實(shí)用新型給出的上述實(shí)施例中，每路所述模擬濾波電路18、19中至少包含ー個(gè)與所述主檢測(cè)電容Cl或所述輔助檢測(cè)電容C2相串聯(lián)的串聯(lián)濾波電容C3和C4。即所述主檢測(cè)電容Cl相連接的所述模擬濾波電路18中串聯(lián)ー個(gè)串聯(lián)濾波電容C3，另外ー路與所述輔助檢測(cè)電容C2相連接的模擬濾波電路19中串聯(lián)ー個(gè)串聯(lián)濾波電容C4。其作用是抑制低頻干擾信號(hào)和由溫度變化引起的緩慢變化信號(hào)。
參見圖1，在本實(shí)用新型給出的上述實(shí)施例中，每路所述模擬濾波電路18、19中至少包含一個(gè)對(duì)地并聯(lián)的并聯(lián)濾波電容C5和C6。其作用是旁路高頻干擾信號(hào)。參見圖1，在本實(shí)用新型給出的上述實(shí)施例中，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與所述主檢測(cè)電容之間至少包含ー個(gè)接地的并聯(lián)濾波電容C7，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與所述輔助檢測(cè)電容之間至少包含ー個(gè)接地的并聯(lián)濾波電容CS。其作用是旁路激勵(lì)信號(hào)上的高頻干擾信號(hào)。本實(shí)用新型的測(cè)量原理如圖I所示，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器22產(chǎn)生的方波激勵(lì)信號(hào)(激勵(lì)信號(hào)可以是方波或正弦波)分別給主檢測(cè)電容Cl和輔助檢測(cè)電容C2施加激勵(lì)信號(hào)，主檢測(cè)電容Cl和輔助檢測(cè)電容C2的另一端輸出的信號(hào)分別通過各自的模擬濾波電路18、19和濾波后，再通過雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路23轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的兩路數(shù)字信號(hào)同時(shí)進(jìn)入微控制器24，微控制器24依據(jù)接收到的Cl和輔助檢測(cè)電容C2的數(shù)字變化信號(hào)，通過防夾軟件算法形成控制升降電機(jī)25的控制信號(hào)，控制玻璃本體13的升降動(dòng)作。防夾軟件算法的基本控制策略是，第一，在接到升起玻璃開關(guān)信號(hào)時(shí)，先判斷是否有人體接近或接觸玻璃本體13的上沿14，若有則禁止電機(jī)啟動(dòng)；第二，若玻璃本體13正在上升過程中判斷出突然有人體接近或接觸玻璃本體13上沿14則立即使電極反轉(zhuǎn)，使玻璃立即下降到底。軟件實(shí)現(xiàn)上述控制策略即可實(shí)現(xiàn)零夾力防夾。在玻璃本體13上沿設(shè)置ー對(duì)主檢測(cè)電容，在所述主檢測(cè)電容的下方設(shè)置至少ー對(duì)輔助檢測(cè)電容；基于，若有人體接近玻璃本體13的上沿14方向吋，主檢測(cè)電容Cl的電容量變化顯著大于輔助檢測(cè)電容的電容量變化，作為有人體接近玻璃本體13的上沿14附近的判斷條件；傳感器檢測(cè)電路接收主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的電容量變化信號(hào)，依據(jù)上述判斷條件進(jìn)行判斷，產(chǎn)生控制信號(hào)。若當(dāng)人體從玻璃本體13側(cè)面接近主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容時(shí)，由于人體距主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的距離差別不大，由此引起的主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的電容量變化基本相等；若人體從輔助檢測(cè)電容的下方接近玻璃本體13側(cè)面，由于人體距輔助檢測(cè)電容的距離小于主檢測(cè)電容，由此引起的輔助檢測(cè)電容的電容量變化會(huì)顯著大于主檢測(cè)電容的電容量變化，作為人體接近玻璃本體13上沿方向的判斷條件?；跍囟茸兓蚋街诓ＡП倔w13上的雨水、霧水、雪水、電磁干擾環(huán)境因素引起的主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的電容量變化基本是相等的，作為消除上述環(huán)境變化因素引起的影響的判斷條件。參見圖4，在本實(shí)用新型給出的另ー種實(shí)施例中，主要是針對(duì)三個(gè)電容電極而設(shè)置，該電路原理圖與 上述實(shí)施例的主要差別在于激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器22只是與共用電極相連接，其他的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例完全相同。
權(quán)利要求1.一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路，包括一激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器(22)、至少兩路模擬濾波電路(18、19)、一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(23)和一微控制器(24)，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器分別接入主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的其中一個(gè)電極，主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的另一個(gè)電極分別接入所述模擬濾波電路(18、19)，并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(23)將主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的變化信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述微控制器(24)依據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)通過軟件算法產(chǎn)生控制電動(dòng)車窗升降電機(jī)(25)的控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路，其特征在于每路所述模擬濾波電路(18、19)中至少包含一個(gè)與主檢測(cè)電容或輔助檢測(cè)電容相串聯(lián)的串聯(lián)濾波電容。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路，其特征在于每路所述模擬濾波電路(18、19)中至少包含一個(gè)對(duì)地并聯(lián)的并聯(lián)濾波電容。
4.如權(quán)利要求I所述的一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路，其特征在于所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與主檢測(cè)電容之間至少包含一個(gè)接地的并聯(lián)濾波電容C7，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與輔助檢測(cè)電容之間至少包含一個(gè)接地的并聯(lián)濾波電容C8。
專利摘要一種用于電動(dòng)車窗防夾傳感器中的檢測(cè)電路，包括一激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器、至少兩路模擬濾波電路、一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和一微控制器，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器分別接入主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的其中一個(gè)電極，主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的另一個(gè)電極分別接入所述模擬濾波電路，并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的變化信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，微控制器依據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)通過軟件算法產(chǎn)生控制電動(dòng)車窗升降電機(jī)的控制信號(hào)。本實(shí)用新型中的模擬濾波電路設(shè)置的路數(shù)與主檢測(cè)電容和輔助檢測(cè)電容的數(shù)量相同，并且模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為多道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其與模擬濾波電路的數(shù)量相同，可以有效抑制低頻干擾信號(hào)和由溫度變化引起的緩慢變化信號(hào)。
文檔編號(hào)G01D5/24GK202441178SQ20122002328
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者孫滕諶 申請(qǐng)人:北京奧特易電子科技有限責(zé)任公司