CN103723118B - 用于汽车的锁闭系统 - Google Patents

Abstract

在一种按照本发明的用于无钥匙进入汽车的机动车锁闭系统中，该锁闭系统具有控制器，从而在带有具有识别器的汽车钥匙的人操作门把手时，控制器基于检测到汽车钥匙的存在和对门把手的操作而使汽车开锁，在门把手中设置超声波传感器。此外，控制器具有用于确定超声波传感器的共振频率的装置，其中，由共振频率推导出锁闭汽车的指令。此外还描述了一种用于锁闭汽车的方法以及在环境传感器中对该锁闭系统的应用。

Description

用于汽车的锁闭系统

技术领域

本发明涉及一种根据本发明的用于汽车的锁闭系统，该锁闭系统用于汽车的开锁和锁闭。本发明还涉及一种根据本发明的用于锁闭汽车的方法以及在用于汽车环境监控的装置中对所述锁闭系统的应用。

背景技术

当今用于汽车的锁闭系统越来越多地着眼于如何舒适地进入汽车。因此（为进入汽车而进行的）对汽车的干预操作从单纯借助机械钥匙的操作过渡至集成在汽车钥匙中的无线控制装置、再发展到自动的关闭和开启系统。在申请人大众汽车方面，这种自动锁闭系统被称为无钥匙进入系统(Keyless-Access-Systeme)或一键启动系统(Kessy-Systeme)。这种系统为驾驶员提供了极高的舒适度，因为钥匙虽然要携带但是不必持在手中。

无钥匙汽车进入设备的最重要的部件是设置在汽车钥匙中的识别装置(简称为ID发射器)、电子点火锁、启动按钮、门把手中的控制器，转向柱的电子锁定机构以及天线和传感器。

当例如驾驶员操作门把手或行李舱门时，该锁闭系统借助无线查询装置搜索汽车钥匙，该汽车钥匙具有自身相对于系统被识别的识别装置。若驾驶员携带了相应的汽车钥匙，则汽车自动地解锁。甚至在启动行驶之前所需的对转向机构和点火装置的解锁也可以纯电子地且无钥匙地在点火锁中完成。若驾驶员将钥匙带入汽车舱内，则发动机可以通过按压启动按钮而启动。当然该汽车钥匙也可以像普通钥匙一样操作中央锁定装置。在离开汽车时，只须按压门把手中的锁定按键就能锁闭汽车。

由文献EP1659542A1已知一种用于汽车的锁闭系统，该锁闭系统具有用于控制关闭元件的控制单元，该关闭元件用于锁闭、打开、闭合和/或启动或关闭打开装置。在此处，锁闭系统配设有对位置进行解析的超声波传感器，所述超声波传感器适用于检测对象的位置或位置变化，并以其为依据选择性地操作关闭元件。

由文献US2002/0093418A1已知一种用于汽车的门锁系统，其中，当操作者的手靠近汽车的外部的门把手或实际握住外部门把手时，被超声波传感器检测到。此时在门把手的周围环境中产生超声波场并且，检测到超声波场的变化或中断。

此外，当前的汽车还越来越多地配设用于确定汽车外部环境的环境传感器，其中，所测得的环境数据构成用于运行各种驾驶员辅助系统的前提。这种需要环境数据的驾驶员辅助系统例如是泊车辅助和泊车系统、自适应行驶调节系统、路线保持系统或类似系统。环境传感器基于不同的技术，并且可以设计为超声波传感器、雷达传感器或激光雷达传感器。其中，超声波传感器尤其在观察紧邻汽车的附近区域环境中的对象时被应用。为此例如是泊车辅助，其中借助超声波传感器确定汽车附近区域中的障碍物，并且当被探测到的障碍物与汽车之间的距离低于预设的阈值时形成对驾驶员的警告。

因此由文献DE102007004973A1已知一种光学基础的环境传感器，该环境传感器具有至少一个光学传感器装置和处理单元，所述光学传感装置通过第一光学信号加载于预定的空间范围内，所述处理单元借助参比信号分析在空间范围中反射的接收信号。

当前各种不同的驾驶员辅助系统基于各种传感器系统的信号，因此随着设置在汽车中的驾驶员辅助系统的增多，为运行这些系统所需的传感器也在增加，这一方面由于汽车有限的结构空间使得布设多种传感器变得困难，另一方面安装的传感器的数量直接影响汽车的成本。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于汽车的锁闭系统和一种用于锁闭汽车的方法，其传感器也是所要解决的技术问题。

所述技术问题通过一种用于无钥匙进入汽车的机动车锁闭系统、一种用于机动车解锁的方法以及这种锁闭系统在用于汽车环境监控的设备中的应用而解决。其中还给出了本发明有利的实施方案。

根据本发明的用于无钥匙进入汽车的机动车锁闭系统中，所述锁闭系统具有控制器，从而使在带有具有识别器的汽车钥匙的人操作门把手时，控制器基于检测到汽车钥匙的存在和对门把手的操作而使汽车开锁，其中，在门把手中设置超声波传感器，控制器具有用于确定超声波传感器的共振频率的装置，并且由共振频率推导出锁闭指令或锁闭要求。

优选地，所述锁闭系统可以以简单的方式由超声波传感器的共振频率推导出，汽车是否应该被锁闭，其中超声波传感器也可以被用于环境监测。

优选地，用于确定共振频率的装置确定超声波传感器的共振频率的变化，并且当共振频率变化满足至少一个预设的条件时控制器锁闭汽车。

预设条件例如是，共振频率的变化大于预设的阈值。共振频率例如处于50KHz的范围中，则阈值可以是200KHz。换句话说，当共振频率以大于200KHz偏移时，则推测出传感器的膜被触摸。其他预设条件是，共振频率的变化处于预设的时间区间中，例如时间区间为0.5秒。此外还可能的是，观察在一定时间内共振频率的改变、也就是梯度。例如该梯度大于200KHz/s，则认为识别到膜被触摸。

换句话说，在预定的时间区间中的共振频率的变化必须大于预设阈值和/或共振频率的变化必须大于预设的值，则推测出传感器膜被触摸。通过这种方式可以可靠地识别到用户的锁闭意愿。

设置在门把手中的超声波传感器优选被用于确定汽车侧面环境，当没有检测到传感器膜被触摸时尤其如此。由此超声波传感器可以被用于多个任务，从而可以限制安装在汽车中的传感器数量。

进一步优选地，超声波传感器还具有压电元件和膜，从而使压电元件通过电脉冲激发膜振动。

在按照本发明的用于锁闭汽车的方法中，当对超声波传感器的触摸引发设置在汽车的门把手中的超声波传感器的共振频率的变化处在预设的条件中时，则利用前述的锁闭系统来锁闭汽车。

优选地，对传感器的触摸想要锁闭汽车的人员利用手指进行的。在此处，该触摸可以通过手指拂过超声波传感器的表面来进行。

通过这种方式可以简单地锁闭汽车，而汽车的用户不必主动使用汽车钥匙。

一种按照本发明的对前述锁闭系统的应用被用于汽车环境监控的装置中，其中，当没有触摸设置在锁闭系统的门把手中的超声波传感器时，该超声波传感器被作为环境传感器运行。

通过这种方式，超声波传感器可以实现两种任务，一方面其被用作用于锁闭汽车的信号传感器，并且另一方面其可以被用作环境传感器。

附图说明

以下结合附图阐述本发明优选的实施形式。在附图中：

图1示出具有超声波传感器的门把手的正视图，

图2示出具有超声波传感器的门把手的俯视图，

图3示出超声波传感器的共振曲线，

图4示出触摸传感器和非触摸传感器的共振频率随时间的曲线的示例，和

图5示出锁闭系统的方块图。

具体实施方式

图1示出汽车(未示出)的门把手1的示范性构造，如其可以在按照本发明的锁闭系统所应用的一样。门把手具有两个元件，即活动的把手元件2和固定的把手元件3。为了打开门，用户(例如驾驶员)握住门把手1的活动的把手元件2，从而将其手指放置于活动的把手元件2的凹口4中。通过例如向前拉动活动的把手元件2，使设置在门把手1中的传感器(未显示)检测到驾驶员的期望而对汽车进行解锁。在自动的锁闭系统中，平行于门把手1的传感器信号，当属于汽车的汽车钥匙的无线脉冲被锁闭系统的另一传感器(未示出)检测到时，则进行汽车的开锁。借助两种信号的存在而使汽车开锁。

门把手1的固定把手元件3具有超声波传感器5，该超声波传感器带有作为外表面的指向外的膜6，其中，膜6与表面齐平地设置在固定把手元件3中。在离开汽车时，驾驶员用手指拂过超声波传感器5的膜6以便关闭汽车。通过用手指拂过膜6，超声波传感器的共振频率以特征化方式改变，从而使该特征化式的改变可以被用来评估驾驶员锁闭汽车的意愿，并且由此使汽车被锁闭系统锁闭。

图2示出包括活动的把手元件2和固定的把手元件3的门把手1的俯视图，其中，为显明起见以横截面图的形式示出了在固定把手元件3中的超声波传感器5。其中，超声波传感器5以普通方式包括用于发射超声波信号的膜6以及设置在膜后的、用于激发膜6的压电元件8，其中通过连接元件7向压电元件8传送必需的电压脉冲。

图3示出超声波传感器的频率曲线，如其当前处于批量使用中。在这种超声波传感器中压电元件借助电脉冲激发膜振动。这种膜以其质量振动并且通过结构元件、例如密封环被缓冲，由此超声波传感器呈现出如图3所示的共振的振动性能。在此设定：相对于单位是赫兹(KHz)的振动频率f，振动的标准化的振幅为1。可以看出，系统的共振频率Rf位于刚刚超过50KHz处。

若超声波传感器的膜被手指触摸，则振动系统的质量被改变，这导致共振频率Rf的改变。

图4示出共振频率Rf(KHz)的曲线关于时间t(s)的函数，其中在图4中显示了两个区域，即第一区域B1和第二区域B2。

在第一区域B1中，共振频率Rf改变，这由手指对超声波传感器的膜的触摸引起。由共振频率的改变可以推断出对超声波传感器的触摸。在此可以使用各种措施。可行的是共振频率的变化的数值、梯度或时长被用作检测到超声波传感器被触摸的标准。

在与第一区域B1相连的第二区域B2中，共振频率再次恒定，也就是其相当于未受干扰的超声波传感器的共振频率Rf。所以在第二区域B2中超声波传感器的膜未被触摸。在该区域B2中超声波传感器可以被用作环境传感器。

图5示出具有超声波传感器的锁闭系统的方块图，其也可以被用作环境传感器。该锁闭系统包括控制器10，该控制器处理汽车钥匙探测器11和门把手传感器12的信号，并且在汽车钥匙和门把手信号存在时启动用于解锁汽车的装置16，从而使汽车被解锁。此外，锁闭系统具有超声波传感器13。超声波传感器13的信号被输入用于确定超声波传感器13的共振频率的装置14中。在用于确定共振频率的装置14中，共振频率的位置被检测，并且由共振频率或其位置推导出对超声波传感器13的触摸。若共振频率例如以预定的值在预定的时间范围中错移，则其被解释为用于锁闭汽车的指示，并且激活装置15，借助该装置锁闭汽车。若用于确定共振频率的装置14确定没有触摸超声波传感器，则超声波传感器13作为环境传感器运行，并且超声波传感器13的信号从控制器10被传导至用于处理环境数据的装置17中。

通过这种方式，超声波传感器优选被用于两个任务，即一方面作为用于检测锁闭要求的传感器以锁闭汽车，另一方面以传统方式用作环境传感器。

附图标记清单

1 门把手

2 活动的把手元件

3 固定的把手元件

4 凹口

5 超声波传感器

6 膜

7 连接元件

8 压电元件

10 控制器

11 钥匙探测器

12 门把手传感器

13 超声波传感器

14 用于确定共振频率的装置

15 锁定装置

16 解锁装置

17 用于处理环境数据的装置

A 标准化的振幅

f 频率

Rf 共振频率

B1 第一区域

B2 第二区域

Claims (10)

1.一种用于无钥匙进入汽车的机动车锁闭系统，其中，所述锁闭系统具有控制器(10)，从而在带有具有识别器的汽车钥匙的人操作门把手(1)时，控制器(10)基于检测到汽车钥匙的存在和对门把手(1)的操作而使汽车开锁，其特征在于，在所述门把手(1)中设置超声波传感器(5、13)，控制器(10)具有用于确定超声波传感器(5、13)的共振频率(Rf)的装置(14)，并且由共振频率(Rf)推导出锁闭指令，其中，当没有触摸设置在锁闭系统的门把手(1)中的超声波传感器(5、13)时，该超声波传感器(5、13)作为环境传感器运行。

2.按照权利要求1所述的锁闭系统，其特征在于，用于确定共振频率(Rf)的装置(14)确定超声波传感器(13)的共振频率(Rf)的变化，并且当共振频率(Rf)的变化满足至少一个预设的条件时控制器(10)锁闭汽车。

3.按照权利要求2所述的锁闭系统，其特征在于，所述预设的条件在于，在预定的时间区间内的共振频率(Rf)变化大于预设的阈值。

4.按照权利要求2所述的锁闭系统，其特征在于，所述预设的条件在于，共振频率(Rf)的变化超出预设的范围。

5.按照前述权利要求之一所述的锁闭系统，其特征在于，设置在门把手(1)中的超声波传感器(5、13)被用于确定汽车的侧面环境。

6.按照前述权利要求5所述的锁闭系统，其特征在于，所述超声波传感器(5、13)具有压电元件和膜，从而使压电元件通过电脉冲激发膜振动。

7.通过使用按照前述权利要求之一所述的锁闭系统锁闭汽车的方法，其特征在于，当触摸超声波传感器(5、13)，并且该触摸所引发的设置在汽车的门把手(1)中的超声波传感器(5、13)的共振频率(Rf)的变化在预设的极限内时，则进行锁闭汽车。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述超声波传感器(5、13)的触摸是想要锁闭汽车的人员通过手指进行的。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述触摸是通过手指拂过超声波传感器(5、13)的表面进行的。

10.将按照权利要求1至6之一所述的锁闭系统应用在用于汽车环境监控的装置中，其特征在于，当没有触摸设置在锁闭系统的门把手(1)中的超声波传感器(5、13)时，该超声波传感器(5、13)作为环境传感器运行。