CN107733011A - 一种车载无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载无线充电装置，包括一用于放置具有无线充电功能的电子设备的载体和设置在所述载体上的无线充电模块，其特征在于：所述载体上还设置有平面电容传感器，所述平面电容传感器包括平面电容器和与所述平面电容器相连接的传感器检测电路，所述平面电容器的两个极板放置在同一平面上，所述平面电容器作为所述平面电容传感器的敏感元件，所述传感器检测电路检测所述平面电容器受电子设备靠近而带来的电容量变化，并根据所检测的电容量变化产生控制所述无线充电模块工作的控制信号。本发明设置平面电容传感器，以检测手机等电子设备为目的，通过对平面电容传感器测量数据进行分析处理，准确识别出手机的接近，同时对诸如钥匙、硬币、钱包、香烟以及人的手部等的接近信息加以屏蔽，有效地避免了误触发的产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载无线充电装置，尤其是涉及一种能够自动检测电子设备的车载无线充电装置。
背景技术
目前我国汽车制造业正处于勇于探索、自主创新的新阶段，各整车厂都在努力寻求创新点，为广大用户打造舒适、自由、浪漫的驾车环境，各种智能型传感器的使用呈现迅猛发展态势。手机已经成为目前人们随身携带的必需品，在驾驶汽车的过程中是禁止使用手机的通话功能的，但手机用于导航却是大多数司机普遍使用的。手机的无线充电技术是目前非常流行的趋势，已经成为某些汽车的标准配置，无线手机充电器是能够主动识别出手机的接近的，但对于新能源汽车而言，是不允许手机无线充电器长期处于待机状态的，因为那样耗电过于厉害。如何能够在极低功耗下检测到手机的接近，并向充电器发出唤醒信号，常用的方法有光电式或接触开关式两种方法，光电式功耗也很大，无采用的意义；机械式开关虽然无功耗，但存在有磨损，与手机有效接触困难的缺点。并且，这两种检测方式均存在异物误触发的缺陷，无法准确判断是手机或者是钥匙、钱包、硬币。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种能够准确识别电子设备、防止误触发的车载无线充电装置。
按照本发明提供的一种车载无线充电装置，包括一用于放置具有无线充电功能的电子设备的载体和设置在所述载体上的无线充电模块，所述载体上还设置有平面电容传感器，所述平面电容传感器包括平面电容器和与所述平面电容器相连接的传感器检测电路，所述平面电容器的两个极板放置在同一平面上，所述平面电容器作为所述平面电容传感器的敏感元件，所述传感器检测电路检测所述平面电容器受电子设备靠近而带来的电容量变化，并根据所检测的电容量变化产生控制所述无线充电模块工作的控制信号。
按照本发明提供的一种车载无线充电装置还具有如下附属技术特征：
进一步包括，所述平面电容器为至少两组，各组所述平面电容器之间间隔一定距离。
进一步包括，各组所述平面电容器的距离不小于50mm。
进一步包括，所述平面电容器的两个极板间距等于或大于所在位置的所述载体厚度。
进一步包括，所述平面电容器设置在所述载体的外表面。
进一步包括，所述平面电容器设置在一基体上，所述基体贴附在所述载体上。
进一步包括，所述载体为具有容置腔的盒体结构，其中一组所述平面电容器设置在所述载体的上部，另一组所述平面电容器设置在所述载体的下部。
进一步包括，所述载体为平板式结构，所述平面电容器按照一定间距设置在所述载体的底面上。
进一步包括，所述传感器检测电路包括MCU模块、与所述MCU模块相连接的电源模块、LIN收发模块和电容数字转换模块，所述LIN收发模块与车载BCM通讯，
按照本发明提供的一种车载无线充电装置与现有技术相比具有如下优点：本发明设置平面电容传感器，以检测手机等电子设备为目的，通过对平面电容传感器测量数据进行分析处理，准确识别出手机的接近，同时对诸如钥匙、硬币、钱包、香烟以及人的手部等的接近信息加以屏蔽，有效地避免了误触发的产生。本发明采用的平面电容传感器的特点就是静态功耗极低，小于0.1mA,这是其它传感器无法比拟的。又由于电容式传感器属于非接触测量，传感器安装隐蔽，不影响外观，且成本低廉。充电器平时处于休眠状态，不对手机进行充电或检测，这样则将功耗降到了最低，当用户将手机放入载体时，安装于载体上的平面电容器检测到手机接近后，会通过传感器检测电路通知BCM，由BCM唤醒手机充电器对手机进行无线充电。
附图说明
图1为本发明的剖视示意图；
图2为本发明工作状态的剖视示意图。
图3为本发明的传感器检测电路的框图。
图4为本发明另一种实施例的剖视示意图。
图5为本发明另一种实施例的工作状态的剖视示意图。
具体实施方式
为清楚的说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开的应用或用途。应当理解的是，在全部的附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
如图1和图2所示，本发明提供的一种车载无线充电装置，包括一用于放置具有无线充电功能的电子设备的载体1和设置在所述载体1上的无线充电模块，所述载体1上还设置有平面电容传感器，所述平面电容传感器包括平面电容器2和与所述平面电容器2相连接的传感器检测电路4，所述平面电容器2的两个极板放置在同一平面上，所述平面电容器2作为所述平面电容传感器的敏感元件，所述传感器检测电路4检测所述平面电容器1受电子设备10靠近而带来的电容量变化，并根据所检测的电容量变化产生控制所述无线充电模块工作的控制信号。本发明中的无线充电模块采用成熟的现有技术，对其工作原理和结构，此处不再赘述。本发明的主要发明点在于设置了平面电容传感器，利用平面电容传感器可以根据介电系数来准确判断物体的特点，对需要进行无线充电的电子设备进行检测，从而可以有效防止异物的误触发，提高了可靠性。本实施例中的平面电容器和传感器检测电路的工作原理均可以参见本发明人在先的CN100571035C号发明专利，此处对这些原理不再赘述。本发明中的电子设备可以是手机，也可以是其他需要充电的电子设备，这些电子设备具有无线充电模块即可。
参见图1和图2，在本发明给出的上述实施例中进一步包括，所述平面电容器2为至少两组，各组所述平面电容器2之间间隔一定距离。设置多组平面电容器可以有效的判断电子设备的尺寸，消除小物件的误触发。各组所述平面电容器2的距离不小于50mm，同时，该距离也不大于电子设备10长度或宽度，使得电子设备10可以同时处于所有平面电容器2的检测范围内。
参见图1和图2，在本发明给出的上述实施例中进一步包括，所述平面电容器2的两个极板间距等于或大于所在位置的所述载体1厚度。该结构可以使两个极板形成的磁场空间穿透载体，利于两个极板隐藏设置，对其进行保护，防止磨损。
参见图1和图2，在本发明给出的上述实施例中进一步包括，所述平面电容器设置在所述载体1的外表面。本实施例中的平面电容器2直接贴附或镶嵌在所述载体1的外表面，电子设备10不会与平面电容器2直接接触。
参见图1和图2，在本发明给出的上述实施例中进一步包括，所述载体1为具有容置腔的盒体结构，其中一组所述平面电容器2设置在所述载体1的上部，另一组所述平面电容器2设置在所述载体1的下部。本实施例将载体1设置为盒体结构，方便手机放入，并且不易脱离。将平面电容器2一组设置在一侧的上部，另一组设置在另外一侧的下部，成对角设置，可以更好的对电子设备进行检测。
参见图3，在本发明给出的上述实施例中进一步包括，所述传感器检测电路4包括MCU模块41、与所述MCU模块41相连接的电源模块42、LIN收发模块43和电容数字转换模块44，所述LIN收发模块43与车载BCM通讯。本实施例中MCU模块的型号为STM8S103F3，电源模块和LIN收放模块集成在一起，采用NXP公司的TJA1028，将整车电源电压转变成传感器内部所能使用的工作电压和管理电源，LIN收发模块与BCM通讯，同时接收BCM控制指令，实现传感器的各项功能。电容数字转换模块44采用AD7150芯片，双通道电容测量电路，感应电子设备接近，产生电容量的变化，并将电容量变化转换为数字信号。
本实施例的工作原理为：
a.在没有物体进入状态下，建立初始基值状态，存贮基值数据；
b.物体刚进入载体1，安装位置靠上平面电容器2的介电常数发生变化，平面电容器2首先接受感应发生变化；
c.物体继续进入到载体1底部，安装位置接近底部的平面电容器2的介电常数发生变化，平面电容器2接收感应发生变化；
d.计算靠上平面电容器2与接近底部平面电容器2发生变化的时间差，太快及太慢按异常处理，排除无规则的因环境变化引起的电容扰动，避免误判；
e.对靠上平面电容器2和接近底部平面电容器2的电容量进行定量分析，电容值变化过小或过大，明显偏离各种手机所能产品的电容量变化，判定为非手机进入；
f.等待物体放置平稳后，再次判别靠上平面电容器2和接近底部平面电容器2的电容量与初始无物体情况下的电容量进行比较，符合阈值则确认手机进入状态，否则，重新建立基值状态，等待下次触发。
参见图4和图5，在本发明给出的另一实施例中，所述平面电容器2设置在一基体3上，所述基体3贴附在所述载体1上。所述载体1为平板式结构，两组所述平面电容器按照一定间距设置在所述载体1的底面上。本实施例的主要不同之处是载体为平板结构，两组平面电容器2设置在所述基体3上，同时，本实施例中传感器检测电路4也集成在基体3上。这样集成结构安装更加方便。其他的结构与上述实施例相同，不再赘述。
本实施例的检测原理：
a.无物体状态下，建立初始基值状态，存贮基值数据；
b.电子设备以任何方式接近，都记录两组平面电容器的电容量变化；
c.两组平面电容器允许有时间上的变化；
d.两组平面电容器的全部变化时间检测并判定，太快及太慢按异常处理，排除无规则的因环境变化引起的电容扰动，避免误判；
e.对两组平面电容器2的电容量进行定量分析，允许两组平面电容器2的电容量存在差异，但差异不能过大，偏差过大，说明物体尺寸与手机不符，例如钥匙、硬币等体积小的物体只会对一个电容产生影响，或对两个电容都产生较小的影响；
f.等待物体放置平稳后，再次判别两组平面电容器2的电容量与初始无物体接近情况下的电容量进行比较，符合阈值则确认手机进入状态，否则，重新建立基值状态，等待下次触发。
综上所述，以上所述内容仅为本发明的实施例，仅用于说明本发明的原理，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)
1.一种车载无线充电装置，包括一用于放置具有无线充电功能的电子设备的载体和设置在所述载体上的无线充电模块，其特征在于：所述载体上还设置有平面电容传感器，所述平面电容传感器包括平面电容器和与所述平面电容器相连接的传感器检测电路，所述平面电容器的两个极板放置在同一平面上，所述平面电容器作为所述平面电容传感器的敏感元件，所述传感器检测电路检测所述平面电容器受电子设备靠近而带来的电容量变化，并根据所检测的电容量变化产生控制所述无线充电模块工作的控制信号。
2.如权利要求1所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述平面电容器为至少两组，各组所述平面电容器之间间隔一定距离。
3.如权利要求2所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：各组所述平面电容器的距离不小于50mm。
4.如权利要求1所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述平面电容器的两个极板间距等于或大于所在位置的所述载体厚度。
5.如权利要求1所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述平面电容器设置在所述载体的外表面。
6.如权利要求1所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述平面电容器设置在一基体上，所述基体贴附在所述载体上。
7.如权利要求2所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述载体为具有容置腔的盒体结构，其中一组所述平面电容器设置在所述载体的上部，另一组所述平面电容器设置在所述载体的下部。
8.如权利要求2所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述载体为平板式结构，所述平面电容器按照一定间距设置在所述载体的底面上。
9.如权利要求1所述的一种车载无线充电装置，其特征在于：所述传感器检测电路包括MCU模块、与所述MCU模块相连接的电源模块、LIN收发模块和电容数字转换模块，所述LIN收发模块与车载BCM通讯。
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