摘要
汽车车门把手系统通过整合新功能并对旧功能进行改进，持续增强用户体验、安全性和可靠性。这些功能通过不同的检测技术实现，包括磁传感器（各向异性磁阻 (AMR) 和霍尔效应传感器）、电容式传感器和电感式传感器。
本文档将演示可展开式汽车车门把手实现方案，在车门把手演示设计中利用磁传感器和电容式传感器捕获位置数据。本文档将利用基于硬件和软件的演示以及潜在的误差源和替代检测选项（例如电感式感应），介绍传感器设计和测试方法。本应用手册中介绍的技术包括用于检测车门打开或关闭状态的霍尔效应传感器和用于检测把手位置的 AMR 角度传感器。本应用手册将说明触控按钮电容式感应的使用和设计以及用户是否手握把手。本应用手册（但不包括演示）还将介绍电感式传感器按钮（与电容式触控按钮不同）的使用、设计和实现，因为这种技术也是当今车辆的常见选择。
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1 简介
本文档将高度概述汽车车门把手和潜在的功能，以及如何使用磁传感器、电容式传感器和电感式传感器实现这些功能。本文档中介绍的设计示例基于一个演示，演示视频使用位置传感器进行设计：汽车车门把手 和汽车车门把手系统中的位置感应 应用简报中也介绍了该演示。
该演示旨在用于展示如何使用霍尔传感器来监控车门的打开/关闭位置，并讨论霍尔感应技术在此应用中的设计注意事项和功能。TI 的磁位置传感器在线模拟器 TI 磁感应模拟器 (TIMSS) 对此提供了支持。
该演示还展示了将电容式感应技术用作触控按钮的基础来检测用户手指或手，进而可以展开凹入式车门把手。把手展开后，电容式传感器可检测把手上是否有用户的手，以防止把手上有手时关闭。用户可以使用给出的近似数学计算模型作为设计的起点，然后通过该演示确认近似计算的值。本应用手册通篇引用了其他电容式感应应用手册的内容及支持信息。
此外，本应用手册还介绍了将电感式传感器用于按钮 应用（与电容式触控按钮 相对）。这项技术未包含在演示中，但当今许多车辆中都采用了这种常用的技术。这部分介绍了与设计和实现相关的注意事项，并提供了使用电感式感应计算器工具 实现的按钮感应线圈的更详细设计示例。
2 汽车车门把手架构
从驾驶员侧车门和副驾驶侧车门到发动机舱盖和尾门释放系统，汽车车门把手具有多种不同的机械外形。旋转和平行可展开式车门把手通常与把手原位的车门本体齐平。在需要的情况下，执行器向外伸出把手以便向用户展示把手。固定平齐式车门把手不会移动，而是在车门上有嵌入的表面或空腔。发动机舱盖和尾门释放系统通常使用按钮或软触控功能来触发车门打开。上述每个车门把手架构利用不同车门把手系统中常见的一组功能中的一个或多个功能，下文将概述其中的一些功能。
在任何车辆中，一项关键且常见的安全功能是检测车门打开或关闭情况。驾驶员必须在驾驶车辆时确保没有任何车门打开，并在离开车辆时确信车门已正确关闭。
在可展开式车门把手系统中，当车门把手伸出和缩回时，可靠地跟踪把手位置可提供多种优势。通过了解车门把手在其移动弧线上的位置，可确保车门把手每次都能在正确的位置展开和缩回，从而为用户提供流畅的使用体验。该功能还可防止执行器过度驱动车门把手而损坏把手，或者有助于检测把手轨道中是否有东西卡滞。最后，该功能甚至可以检测用户按下或拉动车门把手。
图 2-1 可展开式车门把手处于伸出位置软触控或手接近检测功能支持驾驶员的手通过轻按动作，或一出现，就会触发汽车系统内的不同操作。对于可展开式车门把手，该功能可作为触发把手伸出的替代方法。在固定平齐式车门把手中，把手是嵌入车辆的表面或空腔，不会移动。在这种情况下，可对把手进行软触控或手接近检测，进而触发车门打开。
图 2-2 可展开式车门把手的软触控或手接近检测
图 2-3 固定齐平式车门把手的嵌入式空腔某些汽车车门和车门把手整合了按钮按压功能，例如发动机舱盖触控按钮、车门键盘、按钮或尾门释放系统。
3 功能演示设计
图 3-1 所示的功能原型旨在演示如何在车门把手系统中实现上述某些功能：使用 TMAG6180-Q1 进行可展开式车门把手位置检测，使用 TMAG5131-Q1 进行车门开/关检测，以及使用 FDC1004-Q1 进行手接近检测和软触控检测。
图 3-1 车门把手演示的前视图该演示的前视图显示了 3D 打印车门框架、车门和铰链、可展开式车门把手、电源开关和底板。最左侧的开关用于控制该演示的 12V 电源。中间的开关用于中断进入电机的电机驱动器输出。最右侧的开关用于将来中断来自 USB 的 5V 线路。
图 3-2 是该演示的后视图，其中显示 DRV8220EVM 已连接到 227:1 金属减速电机 25Dx56L mm MP 12V，该电机通过电机臂伸出把手。选择 DRV8220 的原因是其支持相位或使能控制，并有外形尺寸相对较小的 EVM。DRV8220EVM 旁边原型板上焊接的降压转换器会将 12V 电源降压至 5V，以便为 TI-SCB 供电。然后，TI-SCB 使用 LDO 产生 3.3V 电压。降压转换器使该演示可以仅使用 12V 电源运行，无需插入到计算机中。
图 3-2 车门把手演示的后视图如图 3-3 所示，一对 3D 打印扭转弹簧有助于在按下或拉动把手后将把手恢复到初始位置。使用弹簧将把手向后拉而不是使用电机的方案有助于防止夹伤危险。
图 3-3 车门把手和 3D 打印弹簧图 3-4 显示 TMAG6180-6181EVM 和 TI-SCB 安装在车门的背面，并有一个径向圆柱磁体嵌入在把手中，以便磁体在把手旋转时旋转。
图 3-4 TMAG6180-6181EVM、TI-SCB 和嵌入在车门把手中的磁体FDC1004EVM 连接到两个由分层铜带制成的电容式传感器，如图 3-5 所示。
图 3-5 FDC1004-Q1 和电容式传感器图 3-6 显示了车门底部 HALL-HINGE-EVM 板上安装的 TMAG5131-Q1，并有一个小型轴向圆柱磁体嵌入在车门框架中。
图 3-6 TMAG5131-Q1 和嵌入在车门框架中的磁体
