CN104620505B - 用于对机动车上的车门或门盖的非接触性操作进行检测的电子传感器单元 - Google Patents

用于对机动车上的车门或门盖的非接触性操作进行检测的电子传感器单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电子传感器单元，尤其是一种具有照明设备的电子传感器单元，该照明设备用于对表征该传感器单元的检测区域(X)的目标区域(Y)进行标记。根据现有技术，相应的传感器单元由多个单个部件组成，其安装费力且易于出错。根据本发明的用于机动车的电子传感器单元(1)具有壳体(2)、布置在所述壳体(2)内的控制和评估装置(3)、以及至少一个具有检测区域(X、X’)的电容式传感器电极(4a、4b)，其中，所述电容式传感器电极(4a、4b)与控制和评估装置(3)相耦接并且被布置在壳体(2)内。传感器单元还包括具有照明用具(5c)的照明设备(5a)，该照明用具能够发射出光信号，其中，所述照明设备(5a)与控制和评估装置(3)相耦接，并且使用所述照明设备(5a)可在壳体的外部对表征检测区域(X)的目标区域(Y)进行标记，其中，所述壳体(2)、控制和评估装置(3)、至少一个电容式传感器电极(4a、4b)以及照明设备(5a)形成一个整体的构件组。

Description

用于对机动车上的车门或门盖的非接触性操作进行检测的电 子传感器单元
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的电子传感器单元，其用于对机动车上的车门或门盖(Klappe)的非接触性操作进行检测。
背景技术
电子传感器单元包括与电容式的传感器电极相耦接的控制和评估装置，以便在用户操作或靠近时检测传感器电极的电容变化。传感器单元还包括照明设备，利用该照明设备可将目标区域标记在背景上，其中，该目标区域应当让用户知道主要可以在哪个区域对车门或门盖进行非接触性操作。
控制和评估电路使得传感器电极以规定的频率定期地充放电，并且对用于检测电容变化的、取决于传感器电极定期地充放电的电流-或电压曲线的至少一个参数进行评估，由此使得与传感器电极耦接的控制和评估电路对传感器电极相对于参考电位的电容的变化进行检测。传感器电极在此通过由传感器电极和物体构成的电容器的电容变化来对物体的靠近做出反应。这实质上可以归因于，电容器的电容取决于板间距。通常，物体越接近传感器电极就会增加其电容量。
现有技术披露了具有传感器电极的电容式传感器装置，借助于该传感器装置对物体进入到传感器电极前面的空间内的行为进行检测。
DE 10 2008 025 669 A1公开了一种用于车辆锁定装置的操作装置，该操作装置还包括光学装置，采用该光学装置将光束投射到背景上。如果该光束被物体阻断，这表示应当对车门或门盖进行解锁。上述文献中披露的操作装置包括多个组件，这些部件分散在整个车辆中。这例如在对多个部件布线时使得该装置的安装成本高昂且易于出现组装错误。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种结构简单的电子传感器装置，该传感器装置能够被简单且快速地安装。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的电子传感器装置来实现。
根据本发明的用于机动车的电子传感器单元包括：壳体；布置在壳体内的、可与机动车的控制装置相耦接的控制和评估装置；和至少一个具有检测区域的电容式传感器电极，其中，所述电容式的传感器电极可与控制和评估装置相耦接并且被布置在壳体内，其中，可以由控制和评估装置检测出电容式的传感器电极的电容变化。
电子传感器单元还包括具有照明用具的照明设备，该照明用具能够发射出光信号，其中，所述照明设备也与控制和评估装置相耦接，其中，采用光信号可在壳体外部对表征检测区域的目标区域进行标记。
照明设备可以布置在壳体内或壳体上，其中，当布置在壳体内时，该壳体必须具有用于光信号的通道开口。
无论照明设备被布置在壳体内还是壳体上，总是对该照明设备进行适当布置，以便使得壳体、控制和评估装置、至少一个电容式传感器电极和照明设备形成一个整体的构件组。
如果由控制和评估装置来确定伸入到检测区，同时为用户提供打开机动车的权限，那么就可以通过控制装置(在必要时该控制装置还可以是电子传感器单元内的控制和评估装置)打开相应的车门或门盖。
有利的是，在本发明中电子传感器单元的所有部件都被布置在壳体内或壳体上，并形成一个整体单元，可以迅速而且不耗时且不容易出错布线地组装该整体单元。为此，电子传感器单元被简单地安置在车辆车身的合适位置上。如果将电子传感器单元安装在车身内部，就可以为通道开口提供光信号。通道开口可以简单地是车身内的开口，通过该开口光信号可以射出。该开口可以被设置用于使用透明的必要时着色的盖板来保护电子传感器装置。车身内的通道开口还可以被照明设备的一部分所占据，可以使用车身齐平地封闭所述通道开口。
根据本发明的电子传感器单元可以用于多个机动车，其中，必要时需要使得壳体的形状适配于相应车辆车身的给定条件。
仅使用一个电容式传感器电极就可以检测到物体的靠近。为了提高检测精度，在根据本发明的电子传感器单元的一个优选的实施方式中规定，该传感器单元具有两个电容式的传感器电极，这两个电容式的传感器电极都与控制和评估装置相耦接，并且彼此间隔开地布置在壳体内。当壳体被固定在机动车车身上时，在这种情况下根据车辆车身上的壳体的形状和取向优选地，使得这两个电容式的传感器电极彼此垂直且水平地错开。在电子传感器单元被这样构造和安装的情况下，对运动方向进行的分析还可以被用于提高检测精度。
为了使得壳体的结构高度保持尽可能小，与之相反地使得电容式传感器电极的表面足够大，在一个优选的实施方式中规定，将该电容式传感器电极或这些电容式传感器电极设计为平板电极(多个平板电极)。
如已经指出的那样，本发明的电子传感器单元可以用在不同的车型中和车辆的不同位置处，例如用在侧门或尾门中。根据设计，不同的车型会引起照明设备的照明用具和背景之间的间距不同，表征检测区域的目标区域应当被标记在该背景上，其中，该背景又由例如车身或地面本身提供。
为了将电子传感器单元安置在上述情况下，在根据本发明的电子传感器单元的一个优选的实施方式中规定，电子传感器单元包括透镜装置，该透镜装置可以是照明设备的一部分，或者与该照明设备相邻地布置。使用该透镜装置可以根据在一定车型中的不同给定条件对目标区域进行相应最优化地调整，即利用该透镜单元可以使得目标区域最佳地投射到背景上，其中，透镜装置的厚度取决于车型，特别地取决于照明用具/背景的间距。
根据将电子传感器单元定位在机动车的内部或是机动车上，该电子传感器单元会遭受或多或少强度的定期的污染，从而会阻碍目标区域被标记在背景上，因为污垢会沉积在照明用具上或保护照明用具的罩上。
因此，在根据本发明的电子传感器单元的一个优选的实施方式中规定，照明设备在照明用具区域内配设有自清洁的涂层。该涂层可以是照明用具的一部分、照明设备本身的一部分或者被布置在透镜装置上，其中，涂层的精确的结构设计和定位取决于照明设备和透镜装置在壳体上或壳体内的布局和结构类型。还可以想到，亦即当照明设备必要时和透镜装置被完全容纳在壳体内时并且当壳体具有用于光信号的通道开口(例如透明区域；在壳体内的开口)时，将该涂层布置在壳体本身上。
在自清洁的涂层中，适当改变相对于“正常”涂层的表面行为，从而使得污垢可以很难附着在涂层上并且在与水接触时会尽可能地被所述水冲刷掉。在这种优选的实施方式中减少了污染并且便于清洗。
替代地或附加地，在另一优选的实施方式中规定，电子传感器单元包括(必要时与控制和评估装置相耦接的)喷嘴装置，通过该喷嘴装置可以对照明设备、或自清洁涂层施加清洗液。在此，也可以是配有清洗溶液的水。可以根据行驶的公里数激活喷嘴装置，替代地可以想到，在操作后窗玻璃的清洗装置的同时或者在用户下车时激活喷嘴装置。
任何常见的适合于将目标区域标记在机动车的外部的照明用具都可以被用作照明设备的照明用具。在新式的机动车中，通常通过LED进行这种照明。为了尽可能成本低廉地设计电子传感器单元，在一个优选的实施方式中规定，将照明设备的照明用具、优选LED-照明用具直接布置在控制和评估装置的板上。
根据本发明的电子传感器单元的一个优点是，在适配于壳体的情况下可以将所述电子传感器单元用在不同的机动车车型中。但是，适配于不同的车型需要在车型不同时为不同的结构条件提供不同的壳体形状。为了避免需要用于不同车型的不同壳体类型或-形状，在一个优选的实施方式中规定，壳体具有至少一个结合区，该结合区将壳体划分成多个壳体部分，并且这些壳体部分彼此可动地连接。壳体可以借助于该通常被构造为铰链关节形式的结合区而与不同车型的不同结构条件相适配。此外，在这种情况下优选地将电容式的传感器电极布置在不同的壳体部分内，以便它们彼此间隔开进而如上所述地提高检测质量或灵敏度。
在一个替代的优选的实施方式中，壳体至少在部分区域中是可塑性变形的，从而使得电子传感器单元在可塑性变形的部分区域中可理想地与背景的形状相适配，电子传感器单元应当被固定在所述部分区域上，其中该背景通常是车身的一部分。如果电子传感器单元具有两个电容式的传感器电极，在该种情况下优选地，将至少一个电容式传感器电极布置在可塑性变形的部分中，并与另一电容式传感器电极间隔开来。
为了简化将根据本发明的电子传感器单元安装在车身部件上，在一个优选的实施方式中规定，壳体的至少一部分区域具有粘接涂层。
附图说明
以下借助于在任意附图中示出的优选的实施方式对本发明进行阐述，其中，
图1所示为根据本发明的电子传感器单元的一个实施方式的侧剖视图，
图2和3所示为第二实施方式的等轴测侧视图，其中在图3中省略了壳体的一部分，并且
图4和5所示为在图2和3中示出的实施方式的俯视图，其中在这两个附图中都再次省略了壳体，并且在图5中省略了壳体和照明设备的一部分。
具体实施方式
图1所示为电子传感器单元的一个实施方式的侧剖视图，其中所述电子传感器单元被固定在机动车的车身部件14上。电子传感器单元包括具有三个壳体部分2a、2b、2c的壳体2，这些壳体部分通过两个结合区6、7彼此相连。在示出的实施方式中，仅略提了壳体2的结合区6、7。这些结合区的实际结构设计取决于相应的使用情形或场合。例如，该接合区可以具有铰链关节的功能。
不同的部件布置在电子传感器单元的不同壳体部分2a、2b、2c中。在壳体部分2c中布置有控制和评估装置3以及第一电容式的传感器电极4a，其中，第一电容式的传感器电极4a与控制和评估装置3相耦接。
使用控制和评估装置3还使得照明设备5a与照明用具5c相耦接。照明设备5a包括通道开口5d，从照明用具5c射出的光可以穿过该通道开口。通道开口5d要么可以是照明设备5a中的光滑的凹口或开口，要么是照明设备中的透明区域或开口的透明盖板。至关重要的是，照明用具发射的光可以至少部分地穿透该通道开口。
在示出的实施方式中，壳体部分2c包括凹槽，照明设备5a的至少一部分在该凹槽中延伸，即照明设备5a被布置在壳体2本身内。在其它实施方式中还可以考虑，将照明设备5a从外部放置在壳体2上。壳体的上述凹槽被布置在机动车的车身部件14的开口内，并且光可以经由壳体的通道开口2d从电子传感器单元中射出，从而在背景U上标记出目标区域Y。壳体2的该通道开口2d也可以被构造为壳体部分2c中的光滑的凹口或开口或者被构造为透明区域或透明盖板。
在替代的实施方式中，照明设备5a也可以布置在外壳外部-在这种情况下当然没必要使得壳体具有用于由照明用具发射出的光的通道开口。
在示出的实施方式中，照明设备5a配设有透镜装置5b，该透镜装置被布置在照明设备5a本身内。根据照明用具5c和背景U之间的间距来选择透镜装置5b，以便总是使得目标区域Y最佳地聚焦在背景上。
照明设备5a还配设有自清洁的涂层9，在示出的实施方式中，受限于照明设备被完全布置在壳体2内而将所述涂层布置在壳体2或壳体部分2c的通道开口2d的前面。
通过结合区6使得壳体部分2b连接到壳体部分2c上，在该壳体部分中布置有连接装置13，该连接装置通过耦接件12b与第一电容式传感器电极4a相耦接。通过第二耦接件12a使得连接装置13与壳体部分2a内的第二电容式传感器电极4b相耦接，该壳体部分通过结合区7连接到壳体部分2b上。
在第一和第二电容式传感器电极4a、4b分别具检测区X、X’，并且由控制和评估装置3可确定，何时将物体例如用户的脚或腿伸入到X、X’内。在根据本发明的电子传感器单元中，该检测区相对较小，并且借助于投射到背景U上的目标区域Y指到检测区X、X’上，其中，背景在示出的情况下是地面。在其它实施方式中，背景也可以由机动车辆的一部分提供。
在示出的实施方式中，车身部件14还布置有喷嘴装置10，通过该喷嘴装置可以对壳体部分2c内的通道开口2d进行清洁。如果照明设备被布置在壳体2的外部，就可以借助于喷嘴装置10对照明设备5a的通道开口5d或者必要时透镜装置5b进行清洁。
图2和3所示为电子传感器单元的一个实施方式的等轴测侧视图，其中在图3中省略了壳体的一部分。以下只对已参照附图1尚未被详细描述的部件进行讨论。
在图2中可以看到，壳体2的壳体部分2a、2b、2c由两个部件组成，其中，一个部件主要用作内部设备的支撑件(以下简称“背面的”部件2e)，而其它部件则主要用作盖板。在图2和图3示出的实施方式中还可看到连接件3a，通过该连接件电子传感器单元可与机动车内的控制装置耦接。
如在图3中可看到的那样，控制和评估装置3包括板11，使用保持装置将该板固定在壳体部件2e上。该板11与第一电容式传感器电极4a相耦接，而该第一电容式传感器电极又通过耦接件12b与连接装置13相连，该连接装置通过耦接件12a与第二电容式传感器电极4b相耦接。
图4和5所示为在图2和3中示出的、根据本发明所述的电子传感器单元的实施方式的视图，其中，在这两个附图中都省略了壳体2的一部分，并且在图5中还省略了透镜装置。在图4和5中的说明中，也只对已参照其它附图尚未被描述的部件进行讨论。
如在图4中可看到的那样，在图示的实施方式中，透镜装置5b直接布置在控制和评估装置3的板11上，其中，透镜装置可以被壳体部件2e的保持装置支承。
将被构造为LED的照明用具5c布置在透镜装置5b的内部或“后面”，在示出的实施方式中，该照明用具被如图5所示地直接固定在板11上。
本发明并不限于所描述的和/或示出的实施方式。显然，借助于在附图中示出的实施方式本领域技术人员可以做出许多贴近实际应用的修改，而不会因此脱离本发明的范围。例如，可以使用两个以上的电容式传感器电极。

Claims (9)

1.一种用于机动车的电子传感器单元(1)，具有
壳体(2)；
布置在所述壳体(2)内的控制和评估装置(3)，该控制和评估装置可与机动车的控制装置相耦接；
至少一个具有检测区域(X)的电容式传感器电极(4a)，其中，该电容式传感器电极与所述控制和评估装置(3)相耦接并且被布置在所述壳体(2)内，其中，能够由所述控制和评估装置检测出所述电容式传感器电极(4a)的电容变化；
具有照明用具(5c)的照明设备(5a)，该照明用具能够发射出光信号，其中，所述照明设备(5a)与所述控制和评估装置(3)相耦接，并且使用所述照明设备(5a)可在壳体外部对表征检测区域(X)的目标区域(Y)进行标记，其中，
所述壳体(2)、控制和评估装置(3)、至少一个电容式传感器电极(4a)以及照明设备(5a)形成一个整体的构件组；
所述壳体(2)具有至少一个结合区(6、7)，该结合区将所述壳体(2)划分成多个壳体部分(2a、2b、2c)，并且将其彼此可动地连接；
所述电子传感器单元(1)具有两个电容式的传感器电极(4a、4b)，这两个电容式的传感器电极都与所述控制和评估装置(3)相耦接，并且彼此间隔开地布置在所述壳体(2)内；
其中，所述电容式的传感器电极被布置在不同的壳体部分内，从而使得它们被彼此间隔开。
2.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，将所述电容式传感器电极(4a、4b)设计为平板电极。
3.按照权利要求1-2之一所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，所述电子传感器单元(1)具有包括透镜装置(5b)。
4.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，所述照明设备(5a)在照明用具(5c)区域内配设有自清洁的涂层(9)。
5.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，所述电子传感器单元(1)包括喷嘴装置(10)，通过该喷嘴装置能够对所述照明设备(5a)施加清洗液，其中，所述喷嘴装置能够与所述控制和评估装置(3)相耦接。
6.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，将所述照明设备(5a)的照明用具(5c)直接布置在所述控制和评估装置(3)的板(11)上。
7.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，将所述电容式的传感器电极(4a、4b)布置在不同的壳体部分(2a、2b、2c)内。
8.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，所述壳体(2)至少在部分区域中是可塑性变形的，从而使得所述电子传感器单元(1)在可塑性变形的部分区域中可与背景的形状相适配，所述电子传感器单元(1)应当被固定在所述部分区域上。
9.按照权利要求1所述的电子传感器单元(1)，其特征在于，所述壳体(2)的部分区域具有粘接涂层。
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