使用电荷泵电路的车辆用超声波停车辅助装置及工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用电荷泵（Charge Pumping)电路的车辆用超声波停车辅助装置及 其工作方法，尤其涉及使用电荷泵电路的电压驱动方式的停车辅助装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 现有的车辆用超声波停车辅助装置是向大气中发射超声波后处理由物体反射的 信号，从而显示至物体的距离信息的装置，其通过提高由物体反射的信号的电量，从而区分 杂音，并通过变压器生成高压信号，发射高压的超声波。
[0003] 即，现有的车辆用超声波停车辅助装置通过把电压转换为声压、把声压转换为电 压的超声波转换器，向大气中发射并接收频率为20kHz~80kHz的声波。
[0004] 一般来讲，发射声压的强度越大，由物体反射的信号的强度越大，因此现有的车辆 用超声波停车辅助装置为了避免误识别及未识别物体，需要向超声波转换器输入20V~ 100V以上的交流电压信号。
[0005] 但是，在普通的控制器中使用的电压的大小限制在小于16V的车辆用电池电压， 因此现有的车辆用超声波停车辅助装置为了使用超声波转换器，需要具备升压电路（升压 变压器：串联于电路中，以提升电压的变压器）。
[0006] 普通的车辆用超声波停车辅助装置如图1所示，通过变压器10,根据线圈比 (turns ratio)把大于车辆用电池电压的高电压输入至超声波转换器20。此时，变压器10 的线圈比和输入输出电压之比如数学式1所示。
[0007]【数学式1】
【主权项】
1. 一种车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于，包括： 两个电荷泵电路；以及 控制部，其通过各电荷泵电路使输入的电压（Vcc)升压并输出， 其中，所述控制部在所述电压（Vcc)输入时，把所述各电荷泵电路的工作模式设定为 充电模式，使所述各电荷泵电路通过输入的所述电压（Vcc)充电，当所述各电荷泵电路的 充电结束时，根据已针对车辆的周边环境设定的输出电压信息，设定所述各电荷泵电路的 输出电压并且把所述各电荷泵电路的工作模式设定为放电模式，从而使输入的所述电压 (Vcc)升压成已设定的所述输出电压，交替输出+高压脉冲和-高压脉冲。
2. 根据权利要求1所述的车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于，所述各电荷泵电 路包括： 泵部，其具有第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部；及 转换器部，其具有第〇转换器部、第1转换器部、第2转换器部、……、第k转换器部、 第k+1转换器部， 其中，各所述第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部分别包括转换器（H)、转换 器（M)、转换器（L)及电容器（C)。
3. 根据权利要求2所述的车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于，所述第k泵部中： 转换器（Hk)转换其一侧与输入的电压（Vcc)的串联，所述转换器（Hk)的另一侧与电容 器（Ck)串联并且与转换器（Mk)并联， 所述转换器（Mk)转换其一侧与所述第k+1转换器部的串联，所述转换器（Mk)的另一侧 与所述转换器（Hk)及所述电容器（Ck)并联， 所述转换器（Lk)转换其一侧与接地（GND)的连接，所述转换器（Lk)的另一侧与所述电 容器（Ck)串联并且与所述第k转换器部及第k-1泵部的转换器（Mg)并联， 所述电容器（Ck)的一侧与所述转换器（Hk)串联并且与所述转换器（M k)并联，所述电 容器（Ck)的另一侧与所述转换器（Lk)串联并且与所述第k转换器部并联。
4. 根据权利要求3所述的车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于，所述电荷泵电路： 当所述工作模式被设定为所述放电模式并且所述输出电压被设定为所述输入的电压 (Vcc)升压成+n*VCC(l〈=n〈=k)并输出时，打开所述第k泵部的转换器（H k)及转换器（Lk)， 转换使得所述第〇转换器部连接于接地（GND)，打开所述第1转换器部至第n-1转换器部， 转换使得第n转换器部连接于输出电压（Vout)，关闭所述第0泵部的转换器（凡）至第n-1 泵部的转换器（M n_i)，打开第n泵部的转换器Mn， 并且，不受第n+1转换器部至所述第k+1转换器部及第n+1泵部的转换器（Mn+1)至所 述第k泵部的转换器（Mk)的影响。
5. 根据权利要求3所述的车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于，所述电荷泵电路： 当所述工作模式被设定为放电模式，所述输出电压被设定为所述输入的电压（Vcc)升 压成-n*VCC(l〈=n〈=k)并输出时，打开所述第k泵部的转换器（Hk)及转换器（L k)，转换使 得所述第〇转换器部连接于输出电压（Vout)，打开所述第1转换器部至第n-1转换器部，转 换使得第n转换器部连接于接地（GND)，关闭所述第0泵部的转换器（MJ至第n-1泵部的 转换器（M n_i)，打开第n泵部的转换器Mn， 并且，不受第n+1转换器部至所述第k+1转换器部、第n+1泵部的转换器（Mn+1)至所述 第k泵部的转换器（Mk)的影响。
6. 根据权利要求3所述的车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于，所述电荷泵电路： 当所述工作模式被设定为充电模式时，转换使得所述第k泵部的转换器（H k)串联于输 入的电压（Vcc)，打开所述第k泵部的转换器（Mk)，转换使得所述第k泵部的转换器（L k)串 联于接地（GND)，打开所述第k转换器部，从而使输入的电压（Vcc)能够施加于电容器（Ck)， 使所述电容器（C k)通过施加的输入的电压（Vcc)充电。
7. -种车辆用超声波停车辅助装置的工作方法，其是一种包括两个电荷泵电路的车辆 用超声波停车辅助装置的工作方法，包括： 通过所述各电荷泵电路使输入的电压（Vcc)升压并输出的步骤， 其中，所述输出的步骤包括： 当所述电压（Vcc)输入时，把所述各电荷泵电路的工作模式设定为充电模式，通过输 入的所述电压（Vcc)使所述各电荷泵电路充电的步骤；以及 当所述各电荷泵电路的充电结束时，根据已针对车辆的周边环境设定的输出电压信 息，设定所述各电荷泵电路的输出电压并且把所述各电荷泵电路的工作模式设定为放电 模式，从而使输入的所述电压（Vcc)升压成已设定的所述输出电压，交替输出+高压脉冲 和-高压脉冲的步骤。
8. 根据权利要求7所述的车辆用超声波停车辅助装置的工作方法，其特征在于，所述 各电荷泵电路包括： 泵部，其具有第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部；及 转换器部，其具有第〇转换器部、第1转换器部、第2转换器部、……、第k转换器部、 第k+1转换器部， 其中，各所述第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部分别包括转换器（H)、转换 器（M)、转换器（L)及电容器（C)。
9. 根据权利要求8所述的车辆用超声波停车辅助装置的工作方法，其特征在于，所述 第k泵部： 转换器（Hk)转换其一侧与输入的电压（Vcc)的串联，所述转换器（Hk)的另一侧与电容 器（Ck)串联，与转换器（Mk)并联， 所述转换器（Mk)转换其一侧与所述第k+1转换器部的串联，所述转换器（Mk)的另一侧 与所述转换器（Hk)及所述电容器（Ck)并联， 所述转换器（Lk)转换其一侧与接地（GND)的连接，所述转换器（Lk)的另一侧与所述电 容器（Ck)串联，与所述第k转换器部及第k-1泵部的转换器（Mg)并联， 所述电容器（Ck)的一侧与所述转换器（Hk)串联并且与所述转换器（M k)并联，所述电 容器（Ck)的另一侧与所述转换器（Lk)串联并且与所述第k转换器部并联。
10. 根据权利要求9所述的车辆用超声波停车辅助装置的工作方法，其特征在于，所述 升压的步骤： 当所述工作模式被设定为所述放电模式，所述输出电压被设定为所述输入的电压 (Vcc)升压成+n*Vcc(l〈=n〈=k)并输出时，包括： 打开所述第k泵部的转换器（Hk)及转换器（Lk)、第n泵部的转换器M n、所述第1转换 器部至第n-1转换器部的步骤； 转换使得所述第〇转换器部连接于接地（GND)，转换使得所述第n转换器部连接于输出 电压（Vout)的步骤；以及 关闭所述第〇泵部的转换器至第n-1泵部的转换器（Mn_i)的步骤， 其中，不受第n+1转换器部至所述第k+1转换器部及第n+1泵部的转换器（Mn+1)至所 述第k泵部的转换器（Mk)的影响。
11. 根据权利要求9所述的车辆用超声波停车辅助装置的工作方法，其特征在于，所述 升压的步骤，当所述工作模式被设定为放电模式，所述输出电压被设定为所述输入的电压 (Vcc)升压成-n*Vcc(l〈=n〈=k)并输出时，包括： 打开所述第k泵部的转换器（Hk)及转换器（Lk)，打开所述第1转换器部至第n-1转换 器部，打开第n泵部的转换器Mn的步骤； 转换使得所述第〇转换器部连接于输出电压（Vout)，转换使得第n转换器部连接于接 地（GND)的步骤；以及 关闭所述第〇泵部的转换器至第n-1泵部的转换器（Mn_i)的步骤， 其中，不受第n+1转换器部至所述第k+1转换器部及第n+1泵部的转换器（Mn+1)至所 述第k泵部的转换器（Mk)的影响。
12. 根据权利要求9所述的车辆用超声波停车辅助装置的工作方法，其特征在于，所述 充电的步骤： 当所述工作模式被设定为充电模式时，包括： 转换使得所述第k泵部的转换器（Hk)串联于输入的电压（Vcc)，转换使得所述第k泵 部的转换器（Lk)串联于接地（GND)的步骤；以及 打开所述第k泵部的转换器（Mk)及所述第k转换器部的步骤。
【专利摘要】本发明涉及使用电荷泵(Charge Pumping)电路的车辆用超声波停车辅助装置及其工作方法，本发明的使用电荷泵电路的车辆用超声波停车辅助装置，其特征在于不使用变压器，而是以电压驱动方式变更发射信号的输出电压。根据本发明，为了提升电压使用电荷泵电路以取代变压器，因此能够节省生产单价，并且能够以等同于使用变压器时的电压，把信号输入到超声波转换器。在可变电流源区域构成电荷泵电路以取代可变电流源，因此无需追加费用便可构成。由于只考虑超声波转换器的能量转换，因此能够简化设计。
【IPC分类】B60R16-02
【公开号】CN104627090
【申请号】CN201310601908
【发明人】李在永
【申请人】现代摩比斯株式会社
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月25日
【公告号】DE102014202144A1, DE102014202144B4, US9047782, US20150130639