使用電荷泵電路的車輛用超聲波停車輔助裝置及工作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及使用電荷泵（Charge Pumping)電路的車輛用超聲波停車輔助裝置及 其工作方法，尤其涉及使用電荷泵電路的電壓驅動方式的停車輔助裝置及其工作方法。
【背景技術】
[0002] 現有的車輛用超聲波停車輔助裝置是向大氣中發射超聲波后處理由物體反射的 信號，從而顯示至物體的距離信息的裝置，其通過提高由物體反射的信號的電量，從而區分 雜音，并通過變壓器生成高壓信號，發射高壓的超聲波。
[0003] 即，現有的車輛用超聲波停車輔助裝置通過把電壓轉換為聲壓、把聲壓轉換為電 壓的超聲波轉換器，向大氣中發射并接收頻率為20kHz~80kHz的聲波。
[0004] 一般來講，發射聲壓的強度越大，由物體反射的信號的強度越大，因此現有的車輛 用超聲波停車輔助裝置為了避免誤識別及未識別物體，需要向超聲波轉換器輸入20V~ 100V以上的交流電壓信號。
[0005] 但是，在普通的控制器中使用的電壓的大小限制在小于16V的車輛用電池電壓， 因此現有的車輛用超聲波停車輔助裝置為了使用超聲波轉換器，需要具備升壓電路（升壓 變壓器：串聯于電路中，以提升電壓的變壓器）。
[0006] 普通的車輛用超聲波停車輔助裝置如圖1所示，通過變壓器10,根據線圈比 (turns ratio)把大于車輛用電池電壓的高電壓輸入至超聲波轉換器20。此時，變壓器10 的線圈比和輸入輸出電壓之比如數學式1所示。
[0007]【數學式1】
【主權項】
1. 一種車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于，包括： 兩個電荷泵電路；以及 控制部，其通過各電荷泵電路使輸入的電壓（Vcc)升壓并輸出， 其中，所述控制部在所述電壓（Vcc)輸入時，把所述各電荷泵電路的工作模式設定為 充電模式，使所述各電荷泵電路通過輸入的所述電壓（Vcc)充電，當所述各電荷泵電路的 充電結束時，根據已針對車輛的周邊環境設定的輸出電壓信息，設定所述各電荷泵電路的 輸出電壓并且把所述各電荷泵電路的工作模式設定為放電模式，從而使輸入的所述電壓 (Vcc)升壓成已設定的所述輸出電壓，交替輸出+高壓脈沖和-高壓脈沖。
2. 根據權利要求1所述的車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于，所述各電荷泵電 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 轉換器部，其具有第〇轉換器部、第1轉換器部、第2轉換器部、……、第k轉換器部、 第k+1轉換器部， 其中，各所述第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部分別包括轉換器（H)、轉換 器（M)、轉換器（L)及電容器（C)。
3. 根據權利要求2所述的車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于，所述第k泵部中： 轉換器（Hk)轉換其一側與輸入的電壓（Vcc)的串聯，所述轉換器（Hk)的另一側與電容 器（Ck)串聯并且與轉換器（Mk)并聯， 所述轉換器（Mk)轉換其一側與所述第k+1轉換器部的串聯，所述轉換器（Mk)的另一側 與所述轉換器（Hk)及所述電容器（Ck)并聯， 所述轉換器（Lk)轉換其一側與接地（GND)的連接，所述轉換器（Lk)的另一側與所述電 容器（Ck)串聯并且與所述第k轉換器部及第k-1泵部的轉換器（Mg)并聯， 所述電容器（Ck)的一側與所述轉換器（Hk)串聯并且與所述轉換器（M k)并聯，所述電 容器（Ck)的另一側與所述轉換器（Lk)串聯并且與所述第k轉換器部并聯。
4. 根據權利要求3所述的車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于，所述電荷泵電路： 當所述工作模式被設定為所述放電模式并且所述輸出電壓被設定為所述輸入的電壓 (Vcc)升壓成+n*VCC(l〈=n〈=k)并輸出時，打開所述第k泵部的轉換器（H k)及轉換器（Lk)， 轉換使得所述第〇轉換器部連接于接地（GND)，打開所述第1轉換器部至第n-1轉換器部， 轉換使得第n轉換器部連接于輸出電壓（Vout)，關閉所述第0泵部的轉換器（凡）至第n-1 泵部的轉換器（M n_i)，打開第n泵部的轉換器Mn， 并且，不受第n+1轉換器部至所述第k+1轉換器部及第n+1泵部的轉換器（Mn+1)至所 述第k泵部的轉換器（Mk)的影響。
5. 根據權利要求3所述的車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于，所述電荷泵電路： 當所述工作模式被設定為放電模式，所述輸出電壓被設定為所述輸入的電壓（Vcc)升 壓成-n*VCC(l〈=n〈=k)并輸出時，打開所述第k泵部的轉換器（Hk)及轉換器（L k)，轉換使 得所述第〇轉換器部連接于輸出電壓（Vout)，打開所述第1轉換器部至第n-1轉換器部，轉 換使得第n轉換器部連接于接地（GND)，關閉所述第0泵部的轉換器（MJ至第n-1泵部的 轉換器（M n_i)，打開第n泵部的轉換器Mn， 并且，不受第n+1轉換器部至所述第k+1轉換器部、第n+1泵部的轉換器（Mn+1)至所述 第k泵部的轉換器（Mk)的影響。
6. 根據權利要求3所述的車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于，所述電荷泵電路： 當所述工作模式被設定為充電模式時，轉換使得所述第k泵部的轉換器（H k)串聯于輸 入的電壓（Vcc)，打開所述第k泵部的轉換器（Mk)，轉換使得所述第k泵部的轉換器（L k)串 聯于接地（GND)，打開所述第k轉換器部，從而使輸入的電壓（Vcc)能夠施加于電容器（Ck)， 使所述電容器（C k)通過施加的輸入的電壓（Vcc)充電。
7. -種車輛用超聲波停車輔助裝置的工作方法，其是一種包括兩個電荷泵電路的車輛 用超聲波停車輔助裝置的工作方法，包括： 通過所述各電荷泵電路使輸入的電壓（Vcc)升壓并輸出的步驟， 其中，所述輸出的步驟包括： 當所述電壓（Vcc)輸入時，把所述各電荷泵電路的工作模式設定為充電模式，通過輸 入的所述電壓（Vcc)使所述各電荷泵電路充電的步驟；以及 當所述各電荷泵電路的充電結束時，根據已針對車輛的周邊環境設定的輸出電壓信 息，設定所述各電荷泵電路的輸出電壓并且把所述各電荷泵電路的工作模式設定為放電 模式，從而使輸入的所述電壓（Vcc)升壓成已設定的所述輸出電壓，交替輸出+高壓脈沖 和-高壓脈沖的步驟。
8. 根據權利要求7所述的車輛用超聲波停車輔助裝置的工作方法，其特征在于，所述 各電荷泵電路包括： 泵部，其具有第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部；及 轉換器部，其具有第〇轉換器部、第1轉換器部、第2轉換器部、……、第k轉換器部、 第k+1轉換器部， 其中，各所述第〇泵部、第1泵部、第2泵部、……、第k泵部分別包括轉換器（H)、轉換 器（M)、轉換器（L)及電容器（C)。
9. 根據權利要求8所述的車輛用超聲波停車輔助裝置的工作方法，其特征在于，所述 第k泵部： 轉換器（Hk)轉換其一側與輸入的電壓（Vcc)的串聯，所述轉換器（Hk)的另一側與電容 器（Ck)串聯，與轉換器（Mk)并聯， 所述轉換器（Mk)轉換其一側與所述第k+1轉換器部的串聯，所述轉換器（Mk)的另一側 與所述轉換器（Hk)及所述電容器（Ck)并聯， 所述轉換器（Lk)轉換其一側與接地（GND)的連接，所述轉換器（Lk)的另一側與所述電 容器（Ck)串聯，與所述第k轉換器部及第k-1泵部的轉換器（Mg)并聯， 所述電容器（Ck)的一側與所述轉換器（Hk)串聯并且與所述轉換器（M k)并聯，所述電 容器（Ck)的另一側與所述轉換器（Lk)串聯并且與所述第k轉換器部并聯。
10. 根據權利要求9所述的車輛用超聲波停車輔助裝置的工作方法，其特征在于，所述 升壓的步驟： 當所述工作模式被設定為所述放電模式，所述輸出電壓被設定為所述輸入的電壓 (Vcc)升壓成+n*Vcc(l〈=n〈=k)并輸出時，包括： 打開所述第k泵部的轉換器（Hk)及轉換器（Lk)、第n泵部的轉換器M n、所述第1轉換 器部至第n-1轉換器部的步驟； 轉換使得所述第〇轉換器部連接于接地（GND)，轉換使得所述第n轉換器部連接于輸出 電壓（Vout)的步驟；以及 關閉所述第〇泵部的轉換器至第n-1泵部的轉換器（Mn_i)的步驟， 其中，不受第n+1轉換器部至所述第k+1轉換器部及第n+1泵部的轉換器（Mn+1)至所 述第k泵部的轉換器（Mk)的影響。
11. 根據權利要求9所述的車輛用超聲波停車輔助裝置的工作方法，其特征在于，所述 升壓的步驟，當所述工作模式被設定為放電模式，所述輸出電壓被設定為所述輸入的電壓 (Vcc)升壓成-n*Vcc(l〈=n〈=k)并輸出時，包括： 打開所述第k泵部的轉換器（Hk)及轉換器（Lk)，打開所述第1轉換器部至第n-1轉換 器部，打開第n泵部的轉換器Mn的步驟； 轉換使得所述第〇轉換器部連接于輸出電壓（Vout)，轉換使得第n轉換器部連接于接 地（GND)的步驟；以及 關閉所述第〇泵部的轉換器至第n-1泵部的轉換器（Mn_i)的步驟， 其中，不受第n+1轉換器部至所述第k+1轉換器部及第n+1泵部的轉換器（Mn+1)至所 述第k泵部的轉換器（Mk)的影響。
12. 根據權利要求9所述的車輛用超聲波停車輔助裝置的工作方法，其特征在于，所述 充電的步驟： 當所述工作模式被設定為充電模式時，包括： 轉換使得所述第k泵部的轉換器（Hk)串聯于輸入的電壓（Vcc)，轉換使得所述第k泵 部的轉換器（Lk)串聯于接地（GND)的步驟；以及 打開所述第k泵部的轉換器（Mk)及所述第k轉換器部的步驟。
【專利摘要】本發明涉及使用電荷泵(Charge Pumping)電路的車輛用超聲波停車輔助裝置及其工作方法，本發明的使用電荷泵電路的車輛用超聲波停車輔助裝置，其特征在于不使用變壓器，而是以電壓驅動方式變更發射信號的輸出電壓。根據本發明，為了提升電壓使用電荷泵電路以取代變壓器，因此能夠節省生產單價，并且能夠以等同于使用變壓器時的電壓，把信號輸入到超聲波轉換器。在可變電流源區域構成電荷泵電路以取代可變電流源，因此無需追加費用便可構成。由于只考慮超聲波轉換器的能量轉換，因此能夠簡化設計。
【IPC分類】B60R16-02
【公開號】CN104627090
【申請號】CN201310601908
【發明人】李在永
【申請人】現代摩比斯株式會社
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月25日
【公告號】DE102014202144A1, DE102014202144B4, US9047782, US20150130639