BR112015028896B1

BR112015028896B1 - Dispositivo de detecção de contato

Info

Publication number: BR112015028896B1
Application number: BR112015028896-0A
Authority: BR
Inventors: Shigeki Nishiyama
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2021-12-21
Also published as: JP5884770B2; RU2618929C1; CN105247790A; US10075163B2; US20160087629A1; WO2014188257A1; CN105247790B; BR112015028896A2; EP3000179A1; JP2014228335A; EP3000179B1

Abstract

dispositivo de detecção de contato. a presente invenção refere-se a um dispositivo de detecção de contato que inclui: um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo de frente um para o outro, um circuito de detecção de acionamento de um tipo de capacitância eletrostática, um primeiro circuito de comutação que implementa a comutação entre a conexão e a desconexão entre o primeiro eletrodo e o solo, e um segundo circuito de comutação que implementa a comutação entre a conexão e a desconexão entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo. o circuito de detecção de acionamento implementa a comutação entre um primeiro estado e um segundo estado e detecta uma alteração da capacitância eletrostática no primeiro estado e uma alteração da capacitância eletrostática no segundo estado.

Description

ANTECEDENTE DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de detecção de contato que é montado sobre uma maçaneta da porta de um veículo.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[002] Um grande número de veículos equipados com um sistema de entrada sem chave incorporando um dispositivo de detecção de contato de um tipo de capacitância eletrostática tem aparecido no mercado. Em tal sistema de entrada sem chave, o dispositivo de detecção de contato é provido em uma maçaneta da porta, e o travamento e o destravamento da porta é controlado de acordo com o resultado da detecção de contato.

[003] Como mostrado na figura 7A, em um estado de espera do dispositivo de detecção de contato, um eletrodo de detecção 101 é acionado por uma fonte de sinal de acionamento 102, e a ausência de alterações em uma capacitância C101 formada entre o eletrodo de detecção 101 e o solo (GND) é detectada. Onde um dedo do usuário 103 aproxima-se do eletrodo de detecção 101, como mostrado na figura 7B, uma capacitância C102 é formada entre o eletrodo de detecção 101 e o dedo 103. Portanto, o contato entre o usuário e a maçaneta da porta é detectado por detecção de uma alteração na capacitância correspondente à adição paralela da capacitância C102 para a capacitância C101. A detecção mostrada na figura 7B é realizada desde que o usuário que carrega uma chave eletrônica esteja presente dentro de uma faixa de detecção determinada pelo sistema de entrada sem chave.

[004] Quando o dispositivo de detecção de contato detecta o contato com o usuário que se aproximou do veículo do lado de fora, o sistema de veículo destrava a porta, e quando o dispositivo de detecção de contato detecta o contato com o usuário que sai do veículo, o sistema do veículo trava a porta.

[005] Tal como descrito na Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2010-139362 (JP 2010-139362 A), Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2009-133777 (JP 2009-133777 A), Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2007-077797 (JP 2007-077797 A), Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2012- 129762 (JP 2012129762 A), e Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2009218876 (JP 2009-218876 A), a alteração na capacitância eletrostática causada por gotas de chuva que tenham aderido à superfície da maçaneta da porta na chuva pode ser erroneamente detectada pelo dispositivo de detecção de contato acima mencionado como o contato com o usuário. A razão para tal detecção errônea causada por gotas de chuva é descrita abaixo.

[006] A figura 8A é uma vista em corte transversal feita ao cortar uma maçaneta da porta 104 na direção vertical. O eletrodo de detecção 101 está disposto no interior da maçaneta da porta 104, a uma distância de uma superfície da caixa externa 104a da maçaneta da porta. O eletrodo de detecção 101 forma uma capacitância Ca com a superfície da caixa externa 104a, e a superfície da caixa externa 104a forma uma capacitância Cb com uma folha de corpo 105 que serve como um condutor de aterramento. Portanto, a capacitância C101 pode ser geralmente representada como uma capacitância combinada em série da capacitância Ca e da capacitância Cb. Por outro lado, como mostrado na figura 8B, em que uma gota de chuva D adere à superfície da caixa externa 104a na chuva, a superfície da caixa externa 104a e a folha de corpo 105 formam uma capacitância Cb' em um estado no qual a queda de chuva é interposto entre os mesmos.

[007] O estado entre o eletrodo de detecção 101 e a superfície da caixa externa é o mesmo nas figuras 8A e 8B, mas entre a superfície da caixa externa e a folha de corpo 105, o ar está presente na figura 8A, enquanto que a gota de chuva está presente na figura 8B. Uma vez que a constante dielétrica relativa εr do ar é tomada como 1 e a constante dielétrica εr da água é de cerca de 80, a equação C = εrεo x S/d que representa a capacitância de um condensador plano paralelo (aqui, εo é a constante dielétrica do vácuo, S - a área de superfície do eletrodo, e d - a distância entre os eletrodos) indica que a capacitância Cb' realizada quando a gota de chuva tiver aderido é correspondentemente maior que a capacitância habitual Cb. Quando o dispositivo de detecção de contato detecta a alteração em C (água), que é o valor da capacitância C101 na figura 8B, em relação a C (ar), que é o valor da capacitância C101 na figura 8A, ao mesmo nível que a alteração na capacitância causada pelo contato com o dedo do usuário 103, o contato pode ser erradamente detectado, mesmo quando não há qualquer contato com o usuário.

[008] Assim, o documento JP 2010- 139362 A sugere o uso de um deslocamento na distribuição de probabilidade de uma quantidade de alteração da capacitância causada pela adesão de gotas de chuva, e deslocando um limite utilizado para comparar a quantidade de alteração da capacitância para a determinação da presença / ausência de contato durante a chuva. Além disso, JP 2009-133777 A sugere diminuir a sensibilidade de detecção de contato em um local na maçaneta da porta, onde a água da chuva é provável de se manter. JP 2007-077797 A, JP 2012-129762 A, e JP 2009-218876 A também sugerem dispositivos de detecção de contato configurados para evitar a detecção errônea causada pela água.

[009] No entanto, quando uma grande quantidade de água cobre o veículo, como no caso em que o veículo é lavado em uma instalação de lavagem automática ou por um jato de água de alta pressão, com os dispositivos de detecção de contato de um tipo de capacitância eletrostática da técnica relacionada, é realizado um estado que está próximo de que, quando uma pessoa tocar uma maçaneta da porta e, por conseguinte, a detecção errônea é difícil de evitar. Quando o veículo é lavado em uma instalação de lavagem automática, o usuário está na maioria das vezes dentro da cabine do veículo, mas quando o sistema do veículo erroneamente detecta a água pulverizada a partir do lado de fora da cabine do veículo como o contato do usuário, este é erradamente detectado como um estado em que uma chave eletrônica é deixada no interior do veículo e, um mau funcionamento de emissão de um aviso com uma lâmpada de perigo ou um alarme pode ser realizado. Além disso, quando o usuário lava com pulverizador o veículo intensivamente do lado de fora do veículo, o sistema de veículo pode mal funcionar e destrancar as portas, embora o usuário não tenha a intenção de entrar no veículo. A inconveniência resultante para o usuário é que medidas com base em sua / seu próprio julgamento devem ser tomadas com relação a tal resposta de volta do sistema do veículo. A detecção errada acima referida e o mau funcionamento também podem ocorrer durante uma tempestade, tal como tufão.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0010] É um objetivo da invenção prover um dispositivo de detecção de contato de um tipo de capacitância eletrostática que pode impedir a detecção errônea, mesmo quando uma grande quantidade de água cobrir um veículo.

[0011] Um aspecto da invenção refere-se a um dispositivo de detecção de contato de um tipo de capacitância eletrostática que detecta o contato de um corpo humano com uma maçaneta da porta, incluindo: um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo colocado no interior da maçaneta da porta e de frente um para o outro; em que a distância entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo é alterada por aplicação de pressão a uma superfície externa da maçaneta da porta; um circuito de detecção de acionamento que dirige um eletrodo conectado a um terminal de detecção de acionamento pelo tipo de capacitância eletrostática e detecta uma alteração da capacitância eletrostática; um primeiro circuito de comutação que implementa a comutação entre a conexão e a desconexão entre o primeiro eletrodo e GND; e um segundo circuito de comutação que implementa a comutação entre a conexão e a desconexão entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, em que o circuito de detecção de acionamento implementa a comutação periódica entre um primeiro estado e um segundo estado e detecta uma alteração na capacitância eletrostática no primeiro estado e uma alteração na capacitância eletrostática no segundo estado para determinar o contato de um corpo humano com a maçaneta da porta se a alteração na capacitância eletrostática no primeiro estado exceder um primeiro limite e a alteração na capacitância eletrostática no segundo estado exceder um segundo limite. O primeiro estado é um estado em que o segundo eletrodo é conectado ao terminal de detecção de acionamento, o primeiro eletrodo e o GND são desconectados um do outro através do primeiro circuito de comutação, e o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são conectados um ao outro através do segundo circuito de comutação. O segundo estado é um estado em que o primeiro eletrodo e o GND são conectados uns aos outros através do primeiro circuito de comutação e o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são desconectados um do outro através do segundo circuito de comutação.

[0012] De acordo com o aspecto, uma vez que o dispositivo de detecção de contato pode detectar a alteração da capacitância eletrostática causada pelo efeito de proximidade de um corpo físico para a maçaneta da porta no primeiro estado, a possibilidade de contato entre o corpo humano e a maçaneta da porta pode ser detectada até mesmo quando a água que cobre a maçaneta da porta estiver presente. Além disso, no segundo estado, como um resultado do contato com a maçaneta da porta, o arranjo geométrico do primeiro eletrodo e do segundo eletrodo no dispositivo de detecção de contato é alterado, tornando assim possível detectar a alteração da capacitância eletrostática. A disposição geométrica no interior do dispositivo de detecção de contato é pouco provável para ser alterada por uma grande quantidade de água, e a detecção de alterações no arranjo geométrico causadas por colisão acidental com corpos físicos pode ser excluída, em conjunto com o resultado da detecção eletrostática no primeiro estado. Portanto, o contato com o corpo humano pode ser identificado com precisão. Isto resulta do que precede que um dispositivo de detecção de contato de um tipo de capacitância eletrostática pode ser provido de tal modo que a detecção errada pode ser evitada mesmo quando o veículo estiver coberto com uma grande quantidade de água.

[0013] O arranjo geométrico do primeiro eletrodo e do segundo eletrodo dentro do dispositivo de detecção de contato pode ser facilmente alterado pelo contato entre o corpo humano e a maçaneta da porta.

[0014] O primeiro eletrodo pode ter uma área de superfície maior que a do segundo eletrodo.

[0015] Uma vez que a capacitância eletrostática formada entre o segundo eletrodo e o corpo humano através da polarização do primeiro eletrodo se torna desprezível, a capacitância eletrostática entre o segundo eletrodo e a água da chuva que se adere à maçaneta da porta, porque a maçaneta da porta foi coberta com água também se torna insignificantemente pequena. Por conseguinte, mesmo quando a alteração da capacitância eletrostática for muito pequena devido a uma alteração muito pequena na distância intereletrodo no segundo estado, a alteração na capacitância eletrostática pode ser detectada com uma boa precisão.

[0016] Além disso, uma substância possuindo uma constante dielétrica maior do que a do ar pode ser interposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.

[0017] No segundo estado, a capacitância eletrostática formada entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo pode ser aumentada. Por conseguinte, a sensibilidade de detecção de pressão e a precisão da detecção podem ser aumentadas. Além disso, uma vez que a capacitância eletrostática pode ser aumentada em um estado em que o aumento da área da superfície do eletrodo é inibido, o alojamento do dispositivo pode ser reduzido em tamanho e uma boa operabilidade pode ser assegurada.

[0018] Além disso, a detecção da alteração da capacitância eletrostática no primeiro estado e a detecção da alteração da capacitância eletrostática no segundo estado podem ser realizadas alternadamente um número predeterminado de vezes, e podem determinar se o corpo humano entrou em contato com a maçaneta da porta quando as alterações na capacitância eletrostática no primeiro estado e no segundo estado foram detectadas para corresponder ao contato do corpo humano com a maçaneta da porta sobre o número predeterminado de vezes.

[0019] Quando o corpo humano entra em contato com a maçaneta da porta, o estado de contato é mantido por um tempo determinado. Por conseguinte, quando um primeiro período e um segundo período estão comutados para ser repetido um número predeterminado de vezes, o contato com o corpo humano pode ser determinado de forma contínua e a detecção errônea provocada pelo ruído pode ser eliminada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0020] As características, vantagens, e significado técnico e industrial das modalidades exemplares da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais os números semelhantes indicam elementos semelhantes, e em que:

[0021] A figura 1 é uma vista em perspectiva transparente que ilustra uma modalidade da invenção e que mostra a configuração de um dispositivo de detecção de contato;

[0022] A figura 2 é uma vista em perspectiva transparente da vizinhança de uma maçaneta da porta que ilustra uma modalidade da invenção e explica o arranjo do dispositivo de detecção de contato;

[0023] A figura 3 é um diagrama do circuito que ilustra uma modalidade da invenção e que explica o primeiro estado do dispositivo de detecção de contato;

[0024] A figura 4 é um diagrama do circuito que ilustra uma modalidade da invenção e que explica o primeiro estado do dispositivo de detecção de contato;

[0025] A figura 5 ilustra uma modalidade da invenção e explica a sequência de funcionamento do dispositivo de detecção de contato;

[0026] A figura 6 é um fluxograma que ilustra uma modalidade da invenção e que explica o funcionamento do dispositivo de detecção de contato;

[0027] A figura 7A é um diagrama de circuito de um estado de espera que ilustra a técnica relacionada;

[0028] A figura 7B é um diagrama de circuito em um estado de contato com um corpo humano que ilustra a técnica relacionada;

[0029] A figura 8A ilustra a técnica relacionada e explica um estado em que a maçaneta da porta não está coberta com água; e

[0030] A figura 8B ilustra a técnica relacionada e explica um estado em que a maçaneta da porta é coberta com água.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0031] Uma modalidade da invenção é explicada abaixo com referência aos desenhos anexos.

[0032] A figura 2 é uma vista geral da configuração de uma maçaneta da porta 10 de acordo com a modalidade. Neste caso, a atenção é focada sobre a disposição de um dispositivo de detecção de contato 1 na maçaneta da porta 10.

[0033] A maçaneta da porta 10 é mostrada como uma maçaneta da porta de uma porta do condutor. O dispositivo de detecção de contato 1 é um dispositivo de um tipo de capacitância eletrostática, e uma região (vide figura 1) para entrar em contato pelo dedo do usuário é definida na superfície superior perto da extremidade dianteira da maçaneta da porta 10. O dispositivo de detecção de contato 1 é provido com um eletrodo de 1a, um eletrodo 1b, e um circuito de detecção de acionamento 1c. O eletrodo é provido em uma posição que é definida dentro da maçaneta da porta 10 de uma superfície da caixa externa 10a, de modo a ficar de frente para a região acima referida. Outros elementos do dispositivo de detecção de contato 1 estão dispostos no interior da maçaneta da porta 10, com referência à posição do eletrodo 1a. Assim, o eletrodo 1b é colocado por baixo do eletrodo 1a e a ele oposto, e o circuito de detecção de acionamento 1c é provido em uma localização circunferencial no lado ou abaixo do eletrodo 1a e do eletrodo 1b.

[0034] A figura 1 mostra a configuração detalhada do dispositivo de detecção de contato 1. Para a conveniência de ilustração, a maçaneta da porta 10 é apropriadamente cortada, somente a circunferência onde o dispositivo de detecção de contato 1 é provido é retirada, e os elementos do dispositivo de detecção de contato 1 são mostrados por linhas contínuas em um estado no qual o interior da maçaneta da porta 10 é visto através.

[0035] A região a entrar em contato por um dedo do usuário (corpo humano) 20 na maçaneta da porta 10 é provida para ser visível como uma região de almofada de 10x. O eletrodo (primeiro eletrodo) 1a está montado na superfície interna de um corpo de resina com uma espessura δ que constitui uma caixa 10A, de modo que o corpo de resina é interposto entre o eletrodo e a superfície da caixa externa 10a da maçaneta da porta 10. Assim, uma distância igual a δ é mantida entre um local P na região da almofada 10x, que é posta em contato com o dedo 20, e o eletrodo 1a. O eletrodo 1a é formado para ter uma área de superfície maior do que a do eletrodo 1b, e o eletrodo (segundo eletrodo) 1b é fixado de modo a ser acomodado em uma região diretamente abaixo do eletrodo 1a e disposto no lado oposto ao mesmo.

[0036] Na figura 1, o interior da caixa 10A rodeada pelo corpo de resina é mostrado como um espaço vazio, mas uma dielétrica possuindo uma constante dielétrica (constante dielétrica relativa) maior que a do ar, em particular, uma substância com uma constante dielétrica elevada, tal como uma resina de ureia ou de sal de Rochelle, pode ser interposta entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b. A distância entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b é alterada quando a superfície da caixa externa 10a é empurrada pelo dedo 20 e a caixa 10A é deformada.

[0037] O circuito de detecção de acionamento 1c executa uma operação de detecção de acionamento por um método de capacitância eletrostática tal como um método capacitor comutado. Na figura 1 este circuito é mostrado como um bloco que define o circuito, e a forma e a disposição dos mesmos não são especificados. Uma vez que um circuito convencional pode ser utilizado para tal operação de detecção de acionamento, ele não é aqui explicado em detalhes. O circuito de detecção de acionamento 1C pode ser controlado, por exemplo, por um sensor de trava da porta e uma unidade de controle eletrônico de trava da porta (ECU). O circuito de detecção de acionamento 1C aciona pelo método de capacitância eletrostática acima referido, pelo menos um dos eletrodos conectados a terminal de detecção de acionamento O, tal como descrito aqui a seguir, dentre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b. A alteração da capacitância eletrostática conectada é detectada através do terminal de detecção de acionamento O. O outro terminal da capacitância eletrostática que forma um par com o terminal de detecção de acionamento O, que é o um terminal, é um terminal de referência de potencial, tal como GND (este terminal não é mostrado na figura).

[0038] O eletrodo 1b está conectado em todos os momentos ao terminal de detecção de acionamento O. O dispositivo de detecção de contato 1 é provido com um circuito de comutação (primeiro circuito de comutação) SW1 e um circuito de comutação (segundo circuito de comutação) SW2 que comuta o estado de conexão do eletrodo 1a com o terminal de detecção de acionamento O e o eletrodo 1b. O circuito de comutação SW1 comuta a conexão / desconexão entre o eletrodo 1a e o GND. O circuito de comutação SW2 comuta a conexão / desconexão entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b, isto é, o terminal de detecção de acionamento O. o circuito de comutação SW1 e o circuito de comutação SW2 são controlados por uma lógica complementar de tal forma que o estado de conexão e o estado de desconexão são alternadamente invertidos, por exemplo, pelo mesmo sinal de controle cs transmitido a partir do circuito de detecção de acionamento 1c. Exemplos de tal circuito de comutação SW1 e circuito de comutação SW2 incluem um transistor de efeito de campo de canal n e um transistor de efeito de campo de canal p, e também um transistor bipolar pnp e um transistor bipolar npn. O circuito de comutação SW1 e o circuito de comutação SW2 podem também ser controlados pelos respectivos sinais de controle independentes. Neste caso, os transistores da mesma polaridade podem ser usados como o circuito de comutação SW1 e o circuito de comutação SW2. O circuito de detecção de acionamento 1c continua a operação de comutar periodicamente o estado de conexão com o circuito de comutação SW1 e o estado de conexão com o circuito de comutação SW2 em um estado de espera e também em um estado de contato com o usuário.

[0039] O eletrodo 1a no exemplo acima referido é provido, tal como para ficar de frente da superfície superior da maçaneta da porta 10, mas esse eletrodo pode também ser provido de modo a ficar de frente de outro local, por exemplo, uma superfície lateral de 10m da maçaneta da porta 10 que é mais distante do painel da porta 11, como mostrado na figura 2. Além disso, o eletrodo 1a no exemplo acima referido é explicado sem distinção entre as aplicações para trancar e destrancar a porta, mas também é possível prover separadamente um eletrodo 1n na superfície lateral da maçaneta da porta 10 sobre o painel da porta 11 lateral, e utilizar o eletrodo 1a como um eletrodo de detecção para o travamento e utilizar o eletrodo 1n como um eletrodo de detecção para o destravamento, como mostrado na figura 2. O eletrodo 1n também é combinado com mais eletrodo que formam um par com o mesmo, da mesma maneira como com o eletrodo 1b.

[0040] O funcionamento do dispositivo de detecção de contato 1 da configuração acima descrita é explicado abaixo com referência às figuras 3 a 6. Considerado abaixo é um estado quando o dedo do usuário 20 toca a região da almofada 10x após a chave eletrônica ter sido reconhecida pelo sistema do veículo.

[0041] Um estado em que o eletrodo 1a e o GND estão desconectados um do outro pelo circuito de comutação SW1, e o eletrodo 1a e o eletrodo 1b estão conectados um ao outro pelo circuito de comutação SW2, como mostrado na figura 3, é referido como o primeiro estado. No primeiro estado, a capacitância eletrostática C1 é formada entre o dedo 20 e o eletrodo 1a conectado ao eletrodo 1b. O circuito de detecção de acionamento 1c executa a operação de aplicação de uma tensão de acionamento para a capacitância eletrostática C1 conectada ao terminal de detecção de acionamento O e determina, por comparação com o primeiro limite de tempo, a duração de tempo até que uma tensão de referência seja atingida dentro do circuito de detecção de acionamento 1c. Quando uma quantidade de alteração da capacitância eletrostática que excede um limite (primeiro limite correspondente ao primeiro limite de tempo) é detectada através da comparação com a capacitância eletrostática que foi formada entre o GND (folha do corpo) e o eletrodo 1a conectado ao eletrodo 1b antes do dedo 20 tocar a região de almofada 10x, é determinado que o usuário poderia tocar a maçaneta da porta 10. Tal alteração de capacitância eletrostática que excede o limite também pode ser detectada quando o veículo está coberto com água.

[0042] Um estado em que o eletrodo 1a e o GND são conectados um ao outro pelo circuito de comutação SW1, e o eletrodo 1a e o eletrodo 1b estão desconectados um ao outro pelo circuito de comutação SW2, como mostrado na figura 4, é referido como o segundo estado. No segundo estado, a capacitância eletrostática C2 é formada entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b. Neste estado, da mesma forma como no primeiro estado, quando o dedo 20 é pressionado contra a região da almofada 10X, a caixa 10A é deformada, o eletrodo 1a se desloca para baixo, e a distância (a distância intereletrodo) entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b diminui de d0 antes de a pressão ter sido aplicada pelo dedo 20 a d1 (d1 < d0). Como um resultado, como decorre da equação acima que representa a capacitância do condensador plano paralelo, a capacitância eletrostática C2 torna-se maior do que o valor no estado de espera. Além disso, uma vez que o eletrodo 1a é conectado ao GND, a capacitância eletrostática efetiva C3 não é formada entre o eletrodo 1a e o GND (folha de corpo). Além disso, o eletrodo 1b pode formar a capacitância eletrostática com o dedo 20, polarizando a circunferência do eletrodo 1a, mas uma vez que a área de superfície do eletrodo 1a é aumentada em relação à do eletrodo 1b, a capacitância eletrostática formada entre o eletrodo 1b e o dedo 20 é insignificantemente pequena. Em particular, quando o eletrodo 1b é acomodado na região diretamente abaixo do eletrodo 1a, a capacitância eletrostática formada entre o eletrodo 1b e o dedo 20 pode ser feita ainda menor.

[0043] O circuito de detecção de acionamento 1c realiza a operação de aplicação de uma tensão de acionamento para a capacitância eletrostática C2 conectada ao terminal de detecção de acionamento O e determina, por comparação com o segundo limite de tempo, a duração de tempo até uma tensão de referência ser atingida dentro do circuito de detecção de acionamento 1c. Onde uma quantidade de alteração da capacitância eletrostática excede um limite (segundo limite correspondente ao segundo limite de tempo) é detectada através da comparação com a capacitância eletrostática C2 formada quando a distância intereletrodos é d0, é determinado que o usuário tenha tocado a maçaneta da porta 10. A quantidade de alteração da capacitância eletrostática que excede o limite é de tal forma que não pode ser causada pela aplicação de pressão da água no veículo, quando o veículo está coberto com uma grande quantidade de água, como um resultado da configuração da rigidez da caixa 10A. Uma vez que a capacitância eletrostática formada entre o eletrodo 1b e o dedo 20 é reduzida como mencionado anteriormente, a capacitância eletrostática entre o eletrodo 1b e a água da chuva, que é causada pela água que cobre a maçaneta da porta 10, é também reduzida a um nível insignificantemente pequeno. Assim, no segundo estado, mesmo que a alteração na capacitância eletrostática C2 seja muito pequena devido a uma alteração muito pequena na distância intereletrodo, a alteração na capacitância eletrostática C2 pode ser detectada com uma boa precisão.

[0044] Além disso, como aqui descrito antes, a capacitância eletrostática C2 pode ser aumentada mediante a interposição de um dielétrico com uma constante dielétrica relativa maior que 1, essencialmente uma substância com uma constante dielétrica elevada, entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b. Portanto, sensibilidade de detecção da pressão e a precisão da detecção podem ser aumentadas. Como resultado, a capacitância eletrostática C2 pode ser aumentada em um estado em que o aumento da área superficial do eletrodo é inibido. Portanto, o alojamento do dispositivo pode ser reduzido em tamanho e uma boa operabilidade pode ser assegurada. Outro efeito que pode ser obtido com a configuração na qual é inserido um dielétrico entre o eletrodo 1a e o eletrodo 1b é que os eletrodos podem ser fixados em um estado em que um deslocamento induzido por pressão é permitido.

[0045] Assim, na modalidade, o dispositivo de detecção de contato 1 é definido inicialmente para o primeiro estado e é detectado se ou não a capacitância eletrostática C1 alterou do estado de espera para exceder o primeiro limite. Em seguida, o dispositivo de detecção de contato 1 é definido para o segundo estado e é detectado se ou não a capacitância eletrostática C2 alterou do estado de espera para exceder o segundo limite. Sempre que for detectada a alteração na capacitância que excede ambos o primeiro limite e o segundo limite, é determinado que o usuário entrou em contato com a maçaneta da porta 10. A alteração na capacitância no primeiro estado é determinada pelo efeito de proximidade do corpo físico à maçaneta da porta 10, e a alteração na capacitância no segundo estado é determinada pela alteração do arranjo geométrico do eletrodo 1a e do eletrodo 1b no interior do dispositivo de detecção de contato 1 que corresponde à pressão aplicada à maçaneta da porta 10.

[0046] O arranjo geométrico no interior do dispositivo de detecção de contato 1 é improvável de ser alterado por uma grande quantidade de água, e a detecção de alterações no arranjo geométrico causada por colisão acidental com corpos físicos pode ser excluída, em conjunto com o resultado de detecção eletrostática no primeiro estado. Portanto, o contato com o corpo humano pode ser identificado com precisão. Resulta do que precede que um dispositivo de detecção de contato de um tipo de capacitância eletrostática pode ser provido de tal modo que a detecção errada pode ser evitada mesmo quando o veículo estiver coberto com uma grande quantidade de água. Além disso, o efeito de tornar o arranjo geométrico improvável de mudar, quando o veículo é coberto com água é particularmente significativo quando a posição do eletrodo 1a explicado na figura 2 se volta para a superfície superior da maçaneta da porta 10.

[0047] Além disso, a operação de determinação no primeiro estado e no segundo estado pode ser realizada pelo circuito de detecção de acionamento 1c, mas ele pode também ser implementado no circuito de controle, tal como o ECU de trava da porta que controla o circuito de detecção de acionamento 1c, realizar, se necessário, a conversão de analógico para digital (AD), a partir do resultado de detecção transmitido a partir do circuito de detecção de acionamento 1c.

[0048] Além disso, a maçaneta da porta que corresponde ao sistema de entrada sem chave, tal como mostrado na figura 2 está configurado de uma parte externa (caixa 10A) que constitui uma superfície de design e um conjunto interno do circuito de detecção e eletrodos de detecção (eletrodo 1a, eletrodo 1b, circuito de detecção de acionamento 1c, etc.). Os produtos em que a forma do eletrodo de detecção é alterada para cada design deveriam ter sido convencionalmente preparados como os conjuntos internos, mas com a maçaneta da porta 10 da modalidade, um conjunto interno de um tipo pode ser compartilhado por todos os designs uma vez que o eletrodo (eletrodo 1a) no lado perto à parte de operação é moldado integralmente com a parte externa.

[0049] A sequência da operação de detecção da capacitância acima referida, a operação de detecção de contato, e o controle de travamento - destravamento da porta é explicado abaixo.

[0050] Como mostrado na figura 5, a execução da operação de detecção da capacitância e da operação de detecção de contato está conectada de tal modo que um primeiro período T1 correspondente ao primeiro estado, em que é detectada a capacitância formada com o corpo humano, e um segundo período T2 correspondente ao segundo estado em que a pressão aplicada à maçaneta da porta 10 for detectada são repetidas uma pluralidade de vezes. Em outras palavras, em cada primeiro período T1, o dispositivo de detecção de contato 1 é definido como o primeiro estado, a quantidade de alteração na capacitância induzida pela capacitância eletrostática C1 é detectada, e a possibilidade de o usuário entrar em contato com a maçaneta 10 é determinada. Em cada segundo período T2, o dispositivo de detecção de contato 1 é definido como o segundo estado, a quantidade de alteração na capacitância induzida pela eletrostática capacitância C2 é detectada, e se ou não o usuário entra em contato com a maçaneta 10 é determinado. Quando o usuário entra em contato com a maçaneta da porta 10, o estado de contato é mantido durante certo tempo. Por conseguinte, quando o primeiro período T1 e o segundo período T2 são repetidos um número predeterminado de vezes, com um intervalo de vários milissegundos, o contato com o usuário pode ser continuamente determinado e a detecção errônea provocada pelo ruído pode ser eliminada. A duração de cada período é a mesma que o tempo de resposta de um dispositivo de detecção de contato da técnica relacionada. Por conseguinte, o circuito de processamento de detecção da técnica relacionada pode ser utilizado para detectar a quantidade de alteração na capacitância. Um período de reajuste Tr para retornar as cargas elétricas do eletrodo 1a e do eletrodo 1b para o estado inicial é fornecido entre o primeiro período T1 e o segundo período T2.

[0051] A figura 6 mostra um fluxograma que explica a operação do dispositivo de detecção de contato 1 que incorpora a sequência mostrada na figura 5. As etapas S101 a S106 descritas abaixo podem ser executadas para conclusão no dispositivo de detecção de contato 1, ou qualquer uma das etapas pode ser executada por um circuito de controle, tal como o ECU de trava da porta. O controle pode ser executado por hardware sozinho, ou com uma configuração de computador em que um processador lê um programa descrevendo as operações das etapas a partir da memória e executa o programa. Quando o circuito de controle se refere a controlar, o circuito de controle é incluído em um elemento que constitui o dispositivo de detecção de contato 1.

[0052] No estado considerado aqui a seguir, o dispositivo de detecção de contato 1 executa a sequência mostrada na figura 5 em todos os momentos, independentemente de uma fonte de energia de ignição estar conectada ou desconectada. Na etapa S101, um valor inicial de 0 é introduzido como o número N de contatos do usuário com a maçaneta da porta 10, que é determinado através de um par de períodos constituídos pelo primeiro período T1 e o segundo período T2 muito próximo, na etapa S102, a detecção (primeira detecção) no primeiro período T1 é realizada, e então na etapa S103, a detecção no segundo período T2 (segunda detecção) é realizada.

[0053] Na etapa S104, determina-se se ou não a quantidade de alteração na capacitância (quantidade de alteração na primeira capacitância) causada pela formação da capacitância eletrostática C1 excede o primeiro limite em função do resultado de detecção na etapa S102, e também se determina se ou não a quantidade de alteração na capacitância (quantidade de alteração na segunda capacitância) da capacitância eletrostática C2 excede o segundo limite em função do resultado de detecção na etapa S103. Se for determinado na etapa S104 que a primeira quantidade de alteração na capacitância excede o primeiro limite e a segunda quantidade de alteração na capacitância excede o segundo limite, o processamento avança para a etapa S105, e quando a primeira quantidade de alteração na capacitância não excede o primeiro limite ou a segunda quantidade de alteração na capacitância não excede o segundo limite, o processamento retorna para a etapa S101.

[0054] Na etapa S105, N é incrementado por 1. Em seguida, na etapa S106, se determina se ou não N atingiu um número k especificado correspondente ao número de vezes predeterminado. Onde N tiver atingido K, é finalmente determinado que o usuário chegou em contato com a maçaneta da porta 10, e o processamento avança para a etapa S107. Onde N não tiver atingido K, o processamento retorna para a etapa S102.

[0055] Na etapa S107, a determinação de que o usuário tenha entrado em contato com a maçaneta da porta 10 é recebida, e a ECU de trava da porta realiza uma trava da porta de saída. Assim, a ECU de trava da porta trava a porta em uma situação correspondente ao travamento da porta e destrava a porta em uma situação correspondente ao destravamento da porta. As séries de operações de controle de detecção de contato do usuário com o travamento da porta ou destravamento são assim terminadas.

[0056] Nas sequências de operação mostradas nas figuras 5 e 6, a ordem do primeiro período T1 e do segundo período T2 pode ser invertida.

[0057] No caso de o dispositivo de detecção de contato 1 executar a sequência mostrada nas figuras 5 e 6 em todos os momentos, independentemente de LIGAR / DESLIGAR da fonte de energia do veículo, como no exemplo acima descrito, o dispositivo de detecção de contato 1 executa a operação, mesmo quando um usuário que não tem conhecimento de que a fonte de energia do veículo não está desconectada, como pode acontecer em um veículo com um baixo ruído de operação quando a fonte de energia do veículo estiver conectada, tal como um veículo híbrido, trava ou destrava a porta. Portanto, a detecção de contato adequada pode ser realizada em todos os momentos. Além disso, com o objetivo de reduzir o consumo de energia, a energia de operação pode ser também fornecida ao dispositivo de detecção de contato 1 somente quando necessário.

[0058] A invenção pode, de uma maneira geral, ser utilizada em veículos equipados com uma função de segurança.

Claims

1. Dispositivo de detecção de contato (1) de um tipo de capacitância eletrostática que é adaptado para detectar o contato de um corpo humano com uma maçaneta da porta (10), o dispositivo caracterizado por compreender: um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo que estão dispostos no interior da maçaneta da porta (10) e de frente um para o outro; em que uma distância entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo é alterada por aplicação de pressão a uma superfície externa da maçaneta da porta (10); um circuito de detecção de acionamento (1c) que é adaptado para acionar um eletrodo conectado a um terminal de detecção de acionamento pelo tipo de capacitância eletrostática e detectar uma alteração na capacitância eletrostática; um primeiro circuito de comutação (SW1) que é adaptado para implementar a comutação entre a conexão e a desconexão entre o primeiro eletrodo e o solo; e um segundo circuito de comutação (SW2) que é adaptado para implementar a comutação entre a conexão e a desconexão entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, em que o circuito de detecção de acionamento (1c) é adaptado para implementar a comutação periódica entre um primeiro estado e um segundo estado e detectar uma alteração de capacitância eletrostática no primeiro estado e uma alteração de capacitância eletrostática no segundo estado, para determinar o contato de um corpo humano com a maçaneta da porta (10) se a alteração na capacitância eletrostática no primeiro estado exceder um primeiro limite e a alteração na capacitância eletrostática no segundo estado exceder um segundo limite, o primeiro estado sendo um estado no qual o segundo eletrodo é conectado ao terminal de detecção de acionamento, o primeiro eletrodo e o solo são desconectados um do outro através do primeiro circuito de comutação (SW1), e o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são conectados, uns aos outros através do segundo circuito de comutação (SW2), e o segundo estado sendo um estado no qual o primeiro eletrodo e o solo são conectados uns aos outros através do primeiro circuito de comutação (SW1) e o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são desconectados um do outro através do segundo circuito de comutação (SW2).

2. Dispositivo de detecção de contato (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro eletrodo tem uma área de superfície maior do que a do segundo eletrodo.

3. Dispositivo de detecção de contato (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma substância possuindo uma constante dielétrica maior do que a do ar é interposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.

4. Dispositivo de detecção de contato (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a detecção da alteração da capacitância eletrostática no primeiro estado e a detecção da alteração da capacitância eletrostática no segundo estado é realizada alternadamente um número predeterminado de vezes e, a determinação é feita de que o corpo humano tenha entrado em contato com a maçaneta da porta (10) quando as alterações na capacitância eletrostática no primeiro estado e no segundo estado são todas detectadas para corresponder ao contato do corpo humano com a maçaneta da porta (10) através de um número predeterminado de vezes.