CN105637764A - 用于非接触式地操作车门的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于非接触式地操作车辆(1)的车门(2)的装置(3)。该装置(3)包括电容式接近传感器(5)，该电容式接近传感器具有至少一个传感器电极(6)，用以在前置于传感器电极(6)的探测空间(10)内发射电探测场(F1)。在传感器电极(6)前面布置有绝缘的电导体(25)以成形出探测场(F1)。

Description

用于非接触式地操作车门的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于非接触式地操作，也就是说，用于打开和/或关闭车门的装置。术语“车门”在此以及在下文中通常指的是用其可以打开和关闭车辆外壳，尤其是尾盖、后备箱盖、天窗或油箱盖的任意的元件。
背景技术
对于车辆的使用者来说有时期望的是非接触式地打开或关闭车门，尤其是后备箱的尾盖。这例如是如下情况，即，当使用者使用两个手来提起要放到车辆的后备箱中的物品，例如啤酒箱时。
这种用于非接触式地操作尾盖的装置例如由DE102008063366A1公知。所公知的装置具有两个电容式接近传感器，并且因此尤其具有两个传感器电极。在此，传感器电极布置在车辆的后保险杠的后区域中或下区域中，并且探测使用者作为开门愿望的脚部运动，由此通过该装置引起尾盖打开。该装置被设计成当使用者将其脚部伸到保险杠下方时使尾盖打开。
这种传感器单元应当能够以期望的方式可靠地将特定的表征性的、应当表示出开门愿望的脚部运动与其他的脚部运动区别开。当车辆使用者在保险杠下方沿车辆纵向方向执行踢运动时，传感器单元例如应当引起后备箱打开，而当车辆使用者将其脚部以其他方式(和其他目的)在传感器电极附近运动时，应当不发生后备箱打开。
然而根据经验，只有当由两个传感器电极分别发射的探测场充分分隔开时，在对开门愿望起表征性的脚部运动与其他运动之间的精确区别才能够具有充分的可靠性。为此，在缺少用于成形出探测场的措施的情况下，传感器电极相互间必须以典型的是至少5cm的足够大的间距来布置。这受结构空间限制地不是在所有车辆中都是可行的。
为了更好地成形探测场，在DE2008063366A1中公开的装置中有时也使用了处于接地电位的屏蔽电极，其在背后侧(车辆侧)包围传感器电极，并且因此相对于车辆车身电屏蔽。然而不利的是，这种屏蔽电极减少了接近传感器的敏感性，这是因为屏蔽电极产生巨大的(与运动无关的)通常明显大于自身的测量信号的偏置电容量。此外，这种屏蔽电极和其接地部导致显著的电路技术上的附加耗费。
发明内容
本发明所基于的任务是说明一种尽可能简单的用于非接触式地操作车门的装置，该装置在其易错性方面得到改进。
该任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。本发明的有利的设计方案在从属权利要求和下文的描述中阐明。
据此，说明一种用于非接触式地操作车辆车门的装置，该装置包括电容式接近传感器，电容式接近传感器具有至少一个用于在前置于传感器电极的探测空间内发射电探测场的传感器电极。根据本发明，在传感器电极前面布置有用于成形探测场的绝缘的电导体。在此，由导电材料构成的如下物体被理解为“绝缘的”电导体，该物体不与其他物品以电流的方式(galvanisch)连接，从而尤其是没有电荷会施加到该导体上。因此，也没有特定的(与外部的电场无关的)电势能够提供到绝缘的导体上。由此,根据本发明布置在传感器电极前面的导体与电极、尤其是接地的屏蔽电极区别开。
绝缘的导体的有利于本发明的作用主要在于，绝缘的导体在传感器电极的电探测场中形成等势面。由于在导体的内部中的电荷移动，探测场的场线在导体的周围环境中以如下方式变形，即，场线总是垂直于导体表面。该效应有利地用于探测场的成形和取向，并且因此能够实现装置的高的防错性。
与屏蔽电极不同，导体一方面不会导致远离传感器电极的空间区域内的探测场的减弱。相反地，导体由于在其周围环境中的电场的集中和均质化甚至通常引起局部的场增强。又与屏蔽电极不同，布置在探测场中的绝缘的导体可能稍微影响传感器电极的可测量的电容量，并且因此也不对接近传感器的敏感性产生影响。
最后，根据本发明的装置由于使用绝缘的导体而也可以特别简单地实现，这尤其是因为该装置在布置传感器电极方面允许比较高的灵活性，并且也不用考虑通常与屏蔽电极有关的电路耗费。
在该装置的一个优选设计方案中，导体由面式的箔或(能导电的)覆层来形成，其施加在前置于传感器电极的(本身电绝缘的)车辆部件上，或者被引入到这种车辆部件中。在构造为箔的情况下，导体优选粘贴、胶合到车辆部件上或者嵌入车辆部件的材料中。形式为覆层的导体例如可以通过汽化渗镀、喷涂、喷洒或涂抹来制成。然而替选于之前提到的实施方式，导体在本发明的范围内也可以通过实心的金属件、由线构成的网或编织物或者导电的塑料层形成。
在如下传感器电极中使用该导体是特别有利的，该传感器电极由于其本身的几何结构没有沿突出的优势方向(Vorzugsrichtung)发射探测场。因此，传感器电极优选由(在横截面中呈圆形或椭圆形的)圆导体形成，该圆导体在没有绝缘的导体的成形出场的作用的情况下以至少近似径向对称的(并且因此指向少有偏差的)形式发射探测场。
在一个优选的应用中，待操作的车门指的是尾盖。绝缘的导体在此适宜地(尤其是在外侧)被施加在车辆的后保险杠覆盖物上，或者被引入到后保险杠覆盖物中。
为了精确区别开使开门愿望信号化的脚部运动与尾盖的周围环境中的其他的运动，装置适宜地包括两个以给定的间距上下相叠地安装在保险杠覆盖物后面的传感器电极，用以将上探测场或下探测场发射到分别配属的探测空间中。绝缘的导体在此尤其配属于上传感器电极。为了在空间上分隔开两个探测场，该导体(在车辆上的常规的安装情况下)至少近似与上传感器电极布置在相同的高度上，或者比上传感器电极布置得更高。在本发明的范围内，可以将另外的绝缘的导体配属给下传感器电极，以便更好地分隔开探测电场。此外通过一个或多个导体也可以实现相应的探测场的更好的取向。
附图说明
在下文中，借助附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1以极其示意性的侧视图示出机动车的尾部部分，其具有尾盖和用于非接触式地操作尾盖的装置，以及
图2示出图1的放大的细节图II。
彼此相应的部分和参量在所有图中总是设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了机动车1的尾部侧的(后部的)区段，该区段具有尾盖2以及具有用于非接触式地操作尾盖的装置3。此外，机动车1还包括具有由塑料构成的保险杠覆盖物4的尾部侧的保险杠。
关于车辆1限定出卡迪尔车辆坐标系K。在该车辆坐标系K中，沿行驶方向示出的车辆纵向轴线用x表示，与之垂直的水平的车辆横向轴线用y表示(垂直于图1的附图平面)，并且竖直向上示出的高度轴线用z表示。
装置3包括具有传感器电极6的第一电容式接近传感器5以及具有传感器电极8的第二电容式接近传感器7。两个传感器电极6和8构造为圆导体，例如分别构造为线形或柱体套形的电导体。两个接近传感器5和7可以构造为彼此独立的结构单元。但在优选的实施方案中，两个接近传感器5和7共享共同的(未详细示出的)电容量测量电路，两个传感器电极6和8与该电容量测量电路互连。
此外，装置3还包括控制单元9，其基本上由微控制器形成，微控制器具有在其中执行的控制软件。
两个传感器电极6、8装在保险杠覆盖物4的内侧。传感器电极6和8在此装在保险杠覆盖物4的后区域或下区域中。
由此，传感器电极6与传感器电极8相比布置得更高，因此，传感器电极6也被称为“上传感器电极”，并且传感器电极8也被称为“下传感器电极”。在传感器电极6、8之间形成的间距尤其是小于5cm。
在运行时，形式为交变电压的电测量信号分别被提供到传感器电极6和8上。在该测量信号的作用下，在前置于上传感器电极6的、在下文中被称为“上”探测空间10的空间体积中构造出(上)电探测场F1，其在图1和图2中通过场线示意性地示出。在电测量信号的作用下，在前置于传感器电极8的空间体积(在下文中被称为下探测空间11)中同样散布有下电探测场F2，其在图1中同样通过场线示意性地示出。
由于人类的身体组织的电导率和身体组织与地面21的接地，使得引入在相应的探测空间10、11中的人类的身体部分(根据图1示例性地为车辆使用者的腿部20)作为相对于相应的传感器电极6、8的配对电极起作用。其中每个传感器电极6和8因此与腿部20形成(电的)电容器，其电容量随着腿20相对于相应的传感器电极6、8的间距以表征性的方式改变。
为了识别车辆使用者的开门愿望，控制单元9捕获到接近传感器5或7的信号S1和S2，这些信号包含关于由相应的接近传感器5、7捕获到的电容量的信息，并且因此包含关于身体部分出现在相应的探测空间10或11中的信息。信号S1和S2由控制单元9根据所存储的标准进行如下评估，即，是否能够识别出车辆使用者的特定的、被确定用于信号化开门愿望的腿部运动。必要时，控制单元9通过调节信号C1和C2来操控配属于尾盖2的门锁22或尾盖调节设备的电伺服马达23，从而使尾盖2通过伺服马达23被自动打开。踢运动例如被确定为用于信号化开门愿望的表征性的身体运动，其中，车辆使用者将脚部24短暂地以图1所示的方式伸到保险杠覆盖物4的下方，并且随后抽回。该腿部运动以表征性的方式表现为两个测量信号S1和S2的脉冲式的、同步的信号曲线，信号曲线被控制单元9通过比较评估两个测量信号S1和S2识别为开门愿望的指示。
然而，当探测场F1和F2在空间上彼此足够分离时，被确定用于开门愿望的踢运动与实现车辆使用者的其他目的的其他的腿部运动的充分可靠的区别仅能够通过由控制单元9执行的信号分析来实现。探测场F1和F2的该分离在装置3的范围内通过绝缘的并且因此与周围环境完全电分隔开的电导体25来支持，电导体朝所配属的探测空间10的方向前置于传感器电极6。在图1和图2中仅非常示意性地示出的导体25优选由金属箔形成，金属箔在外侧地与保险杠覆盖物4粘接。在替选的设计方案中，导体25由金属的覆层形成，其通过汽化渗镀或喷洒施加到保险杠覆盖物4上。像在图中非常示意性地说明的那样，导体25引起电场F1的走向的变形，该电场在没有导体25的情况下从传感器电极6以至少近似径向对称的方式发射。像可以在图1和图2中看到的那样，导体25(沿高度轴线z方向)与传感器电极6相比布置得稍高，并且因此其探测场F1向上偏转。
在上述示例中特别清楚地说明了本发明，但本发明并不局限于该实施例。相反地，本发明的大量其他实施方式可以由本领域技术人员从之前的描述和权利要求11中导出。
附图标记列表
1机动车
2尾盖
3装置
4保险杠覆盖物
5接近传感器
6传感器电极
7接近传感器
8传感器电极
9控制单元
10(上)探测空间
11(下)探测空间
20腿部
21地面
22门锁
23伺服马达
24脚部
25导体
K车辆坐标系
x车辆纵向轴线
y车辆横向轴线
z高度轴线
F1(上)探测场
F2(下)探测场
S1信号
S2信号
C1调节信号
C2调节信号

Claims (5)

1.一种用于非接触式地操作车辆(1)的车门(2)的装置(3)，所述装置具有电容式接近传感器(5)，所述电容式接近传感器具有至少一个传感器电极(6)，用以在前置于所述传感器电极(6)的探测空间(10)内发射电探测场(F1)，
其特征在于，
在所述传感器电极(6)前面布置有绝缘的电导体(25)以成形所述探测场(F1)。
2.根据权利要求1所述的装置(3)，
其中，所述导体(25)由面式的箔或覆层形成，所述面式的箔或覆层被施加在前置于所述传感器电极(6)的车辆部件(4)上，或者被引入这种车辆部件(4)中。
3.根据权利要求1或2所述的装置(3)，
其中，所述传感器电极(6)由圆导体形成。
4.根据权利要求2或3所述的装置(3)，
其中，待操作的车门是尾盖(2)，并且其中，所述导体(25)被施加在车辆(1)的后保险杠覆盖物(4)上，或者被引入所述后保险杠覆盖物(4)中。
5.根据权利要求3所述的装置(3)，
所述装置具有两个以给定的间距上下相叠地安装在所述保险杠覆盖物(4)后面的传感器电极(6、8)，所述传感器电极用于将上探测场(F1)或下探测场(F2)发射到各自配属的探测空间(10；11)中，其中，所述导体(25)配属于上传感器电极(6)，并且为了在空间上分隔开两个探测场(F1；F2)，所述导体至少近似与所述上传感器电极(6)布置在相同的高度上，或者与所述上传感器电极相比布置得更高。
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