一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置的制作方法

本实用新型涉及控制器技术领域，具体为一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置。

背景技术：

现在平均每户人家都有一部汽车，汽车作为一个大众化的交通代步工具，深受大众的青睐。

方向盘为汽车行驶带来方向驱动，驾驶人在开车过程中，需要双手放于方向盘上，以调整驾驶方向。由于方向盘的材质，加之，驾驶人对方向盘的外观美化要求及防滑处理，往往会在方向盘的把圈上套上方向盘套，方向盘套大多为易引起静电的棉布或麻布材质，因此驾驶人的手在触摸方向盘的瞬间，人体的静电或手与方向盘之间产生的静电会通过方向盘的本体传导至控制器，从而破坏控制器的内部元件。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置，使用该静电保护装置后，避免了在人手触摸方向盘的瞬间，人体的静电或人手与方向盘之间产生的静电通过方向盘把圈内的人手感应单元传导至整车控制器而破坏整车控制器的内部元件的可能性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置，所述静电保护装置包括：

人手检测单元、接口保护电路、滤波电路、集成电路、控制单元、供电

单元、通信单元和整车控制器；

所述人手检测单元，当人手触碰方向盘，用以产生触碰信号，获得电容模拟信号；

所述接口保护电路，当人手触碰方向盘，用以释放进入所述整车控制器的静电至地平面；

所述滤波电路，用以滤除除了所述电容模拟信号以外的杂乱无用的信号；

所述集成电路，用以将所述电容模拟信号转化成数字信号并发送至所述控制单元；

所述控制单元，用以接收来自所述集成电路的数字信号，分析并确定触碰方向盘的阈值，以此判断人手对方向盘的抓握状态；

所述供电单元，用以给所述控制单元供电；

所述通信单元，用以通过lin总线建立所述整车控制器与所述控制单元的通信；

所述整车控制器，用以获取来自所述通信单元的人手的抓握状态；

所述人手检测单元的输出端与所述接口保护电路的输入端电信连接，所述接口保护电路的输出端与所述滤波电路的输入端电信连接，所述滤波电路的输出端与所述集成电路的输入端电信连接，所述集成电路的输出端与所述控制单元的输入端电信连接，所述控制单元与所述供电单元电连接，所述控制单元与所述通信单元信号连接，所述通信单元还与所述整车控制器信号连接，所述通信单元与所述供电单元均由汽车电池输入供电。

本实用新型为了解决其技术问题，所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，所述接口保护电路包括静电保护器esd、滤波电容c和限流电阻r，所述接口保护电路的输入端电连接有所述静电保护器esd与所述滤波电容c，所述静电保护器esd与所述滤波电容c并联且接地；所述接口保护电路的输出端电连接有所述限流电阻r。

进一步地说，所述静电保护器为超低电容量的静电保护器，所述静电保护器用以快速导通并将进入所述整车控制器的静电释放到地平面。

进一步地说，所述静电保护器为型号nup1105lt1g的贴片式静电保护器。

进一步地说，所述滤波电路为带通滤波器，用以快速滤除杂乱无用的信号。

进一步地说，所述人手检测单元设置若干，若干所述人手检测单元呈环状排列周向设置于所述方向盘的把圈内。

进一步地说，若干所述人手检测单元皆为电容式压力传感模块。

本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型的接口保护电路包括静电保护器，静电保护器为超低电容量的静电保护器，静电保护器用以快速导通并将进入整车控制器的静电释放到地平面，避免了在人手触摸方向盘的瞬间，人体的静电或人手与方向盘之间产生的静电通过方向盘把圈内的人手感应单元传导至整车控制器而破坏整车控制器的内部元件的可能性，同时通过接口保护电路的输出端的电阻进行输出电流限流，通过电容接地来滤波，从而确保整车控制器的静电保护功能稳定性；

二、本实用新型当人手抓握汽车方向盘时，安装在方向盘内部的人手检测单元的电容特性发生改变，集成电路采集经过接口保护电路和滤波电路的电容信号，处理后发送给控制单元进行分析，控制单元将人手的抓握状态通过通信单元发送给汽车上的整车控制器，并且在信号传输的源端通过滤波电路中的带通滤波器进行滤波，由于信号传输采用lin总线通信方式，并且采用带通滤波器能够滤除除了电容模拟信号以外的杂乱无用的信号，使得本实用新型的静电保护装置在工作过程中信号传输稳定性较佳，鲁棒性更好，信号衰减较慢；

三、本实用新型的整车控制器对外界信号非常敏感，由于接口保护电路中增加的并非是普通的贴片电容，而是超低电容量的静电保护器，非常适合敏感度高的产品，不但能够提高产品性能稳定性，而且适用性更强。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置的功能模块示意图；

图2是本实用新型所述的一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置的人手检测单元安装示意图；

图3是本实用新型所述的一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置的接口保护电路示意图；

图4是本实用新型所述的一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置的工作流程示意图；

附图中各部分标记如下：

人手检测单元1、接口保护电路2、滤波电路3、集成电路4、控制单元5、供电单元6、通信单元7、整车控制器8、方向盘9、lin总线10和汽车电池11。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的优点及功效。本实用新型也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本实用新型所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例

一种用于汽车上的人手检测控制器静电保护装置，如图1-图4所示，所述静电保护装置包括：

人手检测单元1、接口保护电路2、滤波电路3、集成电路4、控制单元

5、供电单元6、通信单元7和整车控制器8；

所述人手检测单元，当人手触碰方向盘，用以产生触碰信号，获得电容模拟信号；

所述接口保护电路，当人手触碰方向盘9，用以释放进入所述整车控制器的静电至地平面；

所述滤波电路，用以滤除除了所述电容模拟信号以外的杂乱无用的信号；

所述集成电路，用以将所述电容模拟信号转化成数字信号并发送至所述控制单元；

所述控制单元，用以接收来自所述集成电路的数字信号，分析并确定触碰方向盘的阈值，以此判断人手对方向盘的抓握状态；

所述供电单元，用以给所述控制单元供电；

所述通信单元，用以通过lin总线10建立所述整车控制器与所述控制单元的通信；

所述整车控制器，用以获取来自所述通信单元的人手的抓握状态；

所述人手检测单元的输出端与所述接口保护电路的输入端电信连接，所述接口保护电路的输出端与所述滤波电路的输入端电信连接，所述滤波电路的输出端与所述集成电路的输入端电信连接，所述集成电路的输出端与所述控制单元的输入端电信连接，所述控制单元与所述供电单元电连接，所述控制单元与所述通信单元信号连接，所述通信单元还与所述整车控制器信号连接，所述通信单元与所述供电单元均由汽车电池11输入供电。

所述接口保护电路包括静电保护器esd、滤波电容c和限流电阻r，所述接口保护电路的输入端电连接有所述静电保护器esd与所述滤波电容c，所述静电保护器esd与所述滤波电容c并联且接地；所述接口保护电路的输出端电连接有所述限流电阻r。

所述静电保护器为超低电容量的静电保护器，所述静电保护器用以快速导通并将进入所述整车控制器的静电释放到地平面。

所述静电保护器为型号nup1105lt1g的贴片式静电保护器。

所述滤波电路为带通滤波器，用以快速滤除杂乱无用的信号。

所述人手检测单元设置若干，若干所述人手检测单元呈环状排列周向设置于所述方向盘的把圈内。

若干所述人手检测单元皆为电容式压力传感模块。

本实用新型的工作过程和工作原理如下：

首先，当人手未触摸汽车的方向盘时，人手检测单元的电容模拟信号经过接口保护电路和滤波电路，滤波电路为带通滤波器，滤除无用的信号后，信号输送至集成电路，集成电路将电容的模拟信号转化成数字信号并发送给控制单元，控制单元用算法进行分析，确定触摸方向盘的阈值；

然后，当人手触摸汽车的方向盘时，只要控制单元通过集成电路采集到的人手检测单元的电容数字量超过阈值，控制单元判定人手触摸了方向盘，通过lin总线通知给整车控制器；

最后，当带有很多静电的人抓握汽车方向盘时，由于接口保护电路内设有超低电容量的静电保护器，不仅确保电容模拟信号的数据采集质量，而且起到保护内部元器件的效果，若静电的电压高于静电保护器的门限值，静电保护器导通，吸收并释放静电的能量。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范。