CN106338772A - 用于检测用户锁定或解锁机动车门的意图的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测用户锁定或解锁机动车门的意图的设备，设备整合到把手（10）中并且包括壳体（B’），壳体（B’）包括：可沿着预定轴线（Y‑Y’）弹性地变形的具有与把手接触的区域（50）的第一部分（52）、印刷电路（80）、电源压（Vcc）、以及接触检测元件（100），接触检测元件（100）包括：·沿着预定轴线移动非磁性金属目标（40）的，·线圈（20）和电容（C1），其形成振荡电路，·用于调节电路的频率装置（M1），·位于目标与线圈之间的预应力可压缩元件（30），·用于将第一部分的移动传递至目标的装置（51），·用于测量线圈的电感（L）的装置（M2），·用于将所测量的电感与预定电感阈值（L_s）作比较的装置（M3），以及·控制装置（60’）。

Description

用于检测用户锁定或解锁机动车门的意图的设备

技术领域

本发明涉及一种用于检测用户的存在的设备以及一种包括所述设备的车门把手。

背景技术

目前，车门把手配备有用于检测用户的存在的设备。对用户的存在的检测，组合对用户穿戴的“免提”远程访问控制标记的识别，使得能够远程地锁定和解锁车辆的可打开车身区段。因此，当穿戴着由车辆识别的对应电子标记的用户希望解锁车辆时，他靠近或者碰触车门把手，并且然后车辆的可打开车身区段就自动地解锁。当用户靠近或者按压车门把手上被称为“解锁区域”的精确位置时，车门（或者可替代地，所有可打开车身区段）在用户不做任何进一步行动的条件下解锁。相反，当仍穿戴着必要标记且由车辆识别的用户希望锁定其车辆时，他关闭其车辆的门并且靠近或者立刻按压把手上的被称为“锁定区域”的另一个精确位置。通过这种手势，车辆的可打开车身区段就自动地锁定。

这些当前检测设备通常包括两个电容传感器，这两个电容传感器的形式是两个电极，这两个电机电气地连接至印刷电路并且整合到车门把手中，分别处于精确锁定区域或者精确解锁区域中。通常，一个电极致力于每个区域；也就是说，一个电极致力于检测用户的靠近和/或其手在锁定区域中的接触，并且一个电极致力于检测用户的靠近和/或其手在解锁区域中的接触。

当前检测设备还包括射频天线，该射频天线通常是LF（“低频率”的英语缩写）类型。检测设备连接至车辆的计算机或者ECU（“电子控制单元”的英语缩写），并且将向其发送当前检测信号。车辆的计算机之前已识别到用户被授权访问车辆；可替换地，其在接收到该当前检测信号之后继续执行该识别。为此，其经由射频天线向用户穿戴的标记（或者远程控制器）发送识别请求。该标记通过RF（射频）辐射向车辆计算机发送其识别码来作出响应。如果计算机识别到该识别码为授权访问车辆的代码，则其触发车门（或者所有可打开车身区段）的锁定/解锁。然而，如果计算机没有接收到识别代码，或者所接收的识别是错误的，则不会发生锁定或者解锁。

因此这些车辆配备有包括检测设备的车门把手，该检测设备本身包括通常以低频率操作的射频天线和连接至微控制器的两个电极，该微控制器整合到印刷电路中并且供应有电压。

仅为了解释性目的，在此所考虑的设备是检测设备D，该检测设备D包括两个电极，一个电极致力于解锁区域，而另一个电极则致力于锁定区域，所述两个电极连接至包括微控制器和LF天线的印刷电路。参照图1对现有技术的检测设备D进行了描述。

图1示出了机动车辆（车辆未示出）的车门把手10，用于检测用户的存在的设备D位于该车门把手10中。所述车门把手10包括第一表面S1和第二表面S2，该第一表面S1朝着车门P定向，该第二表面S2与第一表面S相反并且因此朝着与车辆相对的侧面或者更加精确地朝着用户（未示出）定向。该检测设备D包括第一解锁电极E2和第二锁定电极E1，该第一解锁电极E2具有位于接近第一外表面S1处的一个面、控制装置60和具有位于接近第二外表面S2处的一个面的LF天线（未示出），该第二锁定电极E1具有位于接近第二外表面S2处的一个面、和控制装置60。该第一电极E2和第二电极E1连接至控制装置60。这些控制装置60测量在第一电极E2和第二电极E1每个的端子处的电容，以便检测用户在检测区域中（也就是说，在锁定区域Z1或解锁区域Z2中）的存在（靠近和/或接触），并且包括例如整合到印刷电路80中的微控制器60。LF天线（未示出）就其本身而言连接至车辆（未示出）的“车身控制器模块”（BCM）类型的车载计算机，该车载计算机管理由所述LF天线发送的识别请求。

然而，该现有技术的检测设备D具有严重的缺陷。

实际上，通过电容传感器（第一电极E2和第二电极E1）对用户的靠近的检测是不稳健的并且生成误报。

尤其，在一些环境条件下，当环境空气潮湿时，或者如果道路上存在盐，在检测区域（锁定区域Z1和解锁区域Z2）与车辆的金属部件之间就会产生电容耦合，从而防止电容传感器对用户的存在的任何检测。

此外，车门把手上的雨滴或者雪花使得由电容传感器测量的电容值增加，从而导致误报。

最后，由于把手中金属的存在使得其与检测区域产生耦合并且使得不能对用户的存在进行检测，所以通过电容传感器进行检测不适合涂有金属漆或者具有镀铬表面的把手。

尽管误报对于一些车辆而言是不期望的，但其对于其它车辆却是完全不可接受的。

安装有展开式把手的车辆就是这种情况，也就是说，在该把手中，对用户的存在的检测使得机动化把手移动，该机动化把手在静止时完全整合到车门中，并且当被激活时展开并且从车门突起。对于这种类型的把手，由于电容传感器的误报，把手在不正确时间展开或者缩回可能夹住用户的手。

具有电气辅助打开的车辆也是这种情况，对于该车辆，解锁检测不仅伴随着车门的解锁，而且也伴随着车门的打开。在这种情况下，误报导致车门在不正确时间打开。

最后，对于具有“安全锁”安全功能的车辆而言误报也是不可接受的，在该车辆中，锁定检测不仅导致车辆从外侧被锁定而且也从内侧（防盗设备）被锁定。在这种情况下，误报可以导致用户被困在车辆内。

为了克服这些缺陷，存在一种用于采用下压按钮类型的机械开关来代替电容传感器（例如致力于锁定车辆的电容传感器）中的至少一个的现有技术方法；然而，在美学外观和易用性方面，把手上的按钮令用户不满意。例如，按钮从外侧可见，并且不适于展开式把手，在展开式把手中关于把手在车门中的存在的谨慎性（discretion）胜于其他所有被期望。

此外，与不需要压力的对用户的手朝着把手靠近的自动检测相比，按压下压按钮对于用户而言更不方便。

发明内容

本发明能够克服这些缺陷，并且提出一种用于检测锁定和/或解锁机动车门把手的意图的不具有现有技术的缺陷的设备。

尤其，根据本发明的检测设备可提供对解锁或者锁定车辆的意图的可靠且稳健的检测，同时不会产生误报并且具有谨慎的审美外观和易用性，从而为用户提供最大的舒适度、安全性和有效性。

本发明提出一种用于检测用户锁定或开启机动车门的意图的设备，所述设备整合到把手中，并且包括壳体，所述壳体包括：

·用于检测用户的手接触在把手上的元件，

·印刷电路，

·以及电压源，

该设备的显著之处在于：该壳体包括沿着预定轴线可弹性地变形并且包括与把手接触的区域的第一部分，并且在于所述接触检测元件还包括：

·适应于沿着预定轴线移动的非磁性金属目标；

·连接至电容的线圈，所述线圈与所述电容形成具有固有共振频率的振荡电路，

·用于将振荡电路的频率调节为预定频率的装置，

·位于非磁性金属目标与线圈之间的预应力可压缩元件，

·用于将壳体的第一部分的移动传递至非磁性金属目标的装置，

·用于测量线圈的电感的装置，

·用于将所测量的电感与预定电感阈值作比较的装置，以便检测用户锁定或解锁车门的意图，以及

·用于控制调节装置、测量装置和比较装置的装置。

有利地，与把手接触的区域在于第一部分的突出部。

有用地，预定频率小于或等于线圈的共振频率。

用于测量线圈的电感的装置可包括用于测量线圈的振荡频率的装置。

用于调节振荡电路的频率的装置和用于测量振荡频率的装置可被包括在电感至数字式转换器中。

优选地，具有底部和盖的壳体包括第一部分，所述壳体还包括位于底部中的第二部分，所述第二部分沿着预定轴线与第一部分对齐并且包括在把手上的压力区域。

该压力区域可在于底部的局部增加的厚度。

本发明还涉及一种机动车门把手，该机动车门把手包括：

根据上面列出特征中的一个特征的设备，以及

至少一个可弹性地变形区域，其沿着预定轴线与接触区域对齐并且具有的尺寸大于或等于接触区域的尺寸。

最后，本发明可应用于包括根据上面列出特征中的任意一个特征的设备的任何机动车辆。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从对如下描述的阅读和对所附权利要求书的检查变得明显，在附图中：

-图1示意性地示出根据现有技术的检测设备D，如上文所描述的。

-图2示意性地示出根据本发明的检测设备D’。

-图3示意性地示出根据本发明的沿着图2的检测设备D’的轴线Y-Y’截取的截面图。

-图4示意性地示出根据本发明的检测设备D’的调节装置M1、测量装置M2、以及比较装置M3。

具体实施方式

根据本发明的检测设备D’在图2中图示。

所述检测设备D’呈现整合到把手10中的壳体的形式，并且，如在现有技术中那样，包括印刷电路80和用于检测用户的手接触在把手上的至少一个元件、以及电压源。

然而，与现有技术比较，在现有技术中接触检测元件由电容传感器（锁定电极E1或解锁电极E2）形成，本发明提出所述接触检测元件100包括电感式传感器，该电感式传感器尤其包括非磁性金属目标40和线圈20。

更具体地，壳体B’包括第一部分52’，该第一部分52’可沿着预定轴线Y-Y’弹性地变形并且包括与把手10接触的区域50，并且检测元件100包括：

·非磁性金属目标40，其适应于沿着预定轴线Y-Y’移动，

·线圈20，其沿着轴线Y-Y’与非磁性金属目标40对齐、连接至电容C1（见图4）、并且与所述电容C1形成具有固有共振频率的振荡LC电路，

·装置M1（见图4），其用于将包括线圈20和电容C1的振荡电路的频率调节为预定频率，

·可压缩式预应力元件30，其位于目标40与线圈20之间，

·装置51，其用于将第一部分52的移动传递至非磁性金属目标40，

·装置M2（见图4），其用于测量线圈20的电感，

·装置M3（见图4），其用于将所测量的电感与预定电感阈值比较，以便检测用户锁定或解锁车门的意图，

·以及装置60’，其用于控制调节装置M1、测量装置M2和比较装置M3。

在该实例中，检测元件100致力于检测锁定意图，并且代替现有技术电容传感器来检测锁定，但本发明可适用于（加以必要的变更）检测解锁意图，作为现有技术电容传感器的代替来检测解锁。

壳体B’的第一部分52可沿着轴线Y-Y’弹性地变形。壳体B’整合到把手10中，所述第一部分52具有位于接近把手的第二外表面S2处的一个面，并且当用户按压（见图3中的箭头“A”）位于把手10的所述第二外表面S2上的锁定区域Z1’（见图2和图3）时所述第一部分52可变形。为此，所述第一部分B2沿着轴线Y-Y’与锁定区域Z1’对齐。

表达“可弹性地变形”意味着第一部分52是：

·由弹性材料制成，例如，在25℃下具有200 Mpa杨氏模量的Bayblend® T85MN，

·具有例如厚度e2，该厚度e2小于该第一部分52外侧的壳体B’的壁厚e3（见图3）。例如，e2=1 mm并且e3=2 mm。

第一部分52包括与把手10接触的区域50，该区域50与锁定区域Z1’对齐。优选地，接触区域50在形状上是圆形。

接触区域50在垂直于轴线Y-Y’且平行于把手10的第二外表面S2的平面P中的尺寸基于例如用户的手的手指的尺寸来限定。

优选地，接触区域50的尺寸小于锁定区域Z1’的尺寸。

在图3中示出的实施例中，壳体B’由两个部分制成，并且包括朝着第二表面S2定向的盖C和朝着第一表面S1定向的底部B。盖C包括局部突出部（见图3），该局部突出部根据通过盖C的轴线Y-Y’的截面图位于顶部处并在中部中，并且形成与把手10接触的区域50。

在本发明的优选实施例中，把手10还包括定位成面向壳体B’的接触区域50的可弹性地变形区域。适当地，该可弹性地变形区域是锁定区域Z1’，并且其尺寸至少大于接触区域50的尺寸。

把手10的可弹性地变形区域由柔性材料制成，例如，与第一部分52相同的材料（例如，Bayblend®），并且其厚度e1小于定位成围绕所述可弹性地变形区域的把手10的第二外表面S2的厚度e0。

非磁性金属目标40适应于沿着预定轴线Y-Y’移动。所述非磁性金属目标40例如由铝或任何其它非磁性金属制成。非磁性金属目标40在形状上可以是圆筒形。

线圈20例如包括蚀刻在印刷电路80上的铜线的绕组。所述线圈20弹性地连接至电容C1，从而形成振荡LC电路，并且还连接至：

·用于调节包括线圈20和电容C的振荡电路的频率的装置M1，

·用于测量线圈20的电感的装置M2，

·用于将所测量的电感与电感阈值作比较的装置M3。

优选地，电感测量装置M2包括用于测量包括线圈20和电感C1的振荡电路的振荡频率的装置，并且该电感测量装置M2与频率调节装置M1（例如，振荡器）被包括在电感至数字式转换器70（见图4）中。

以软件形式提供比较装置M3。

控制装置60’包括微控制器60’，并且比较装置M3例如整合到该微控制器60’中并供应有电压Vcc。

微控制器60'、电感至数字式转换器70、线圈20和电容C1均整合到印刷电路80中。

可压缩式预应力元件30位于非磁性金属目标40与线圈20之间，并且由例如EPDM（乙烯丙烯二烃单体）或更加精确地由柔性闭孔泡沫制成，柔性闭孔泡沫的柔性高并且经受在-40℃至+85℃的范围内的温度。

可压缩式预应力元件30经历两次连续的预应力，即，在其组装到壳体B’中期间的第一次预应力，然后在将壳体B’组装到把手10中期间的第二次预应力。

当壳体B’已被整合到把手10中时，所述可压缩式预应力元件30位于非磁性金属目标40与线圈20之间，当被压缩时所述可压缩式预应力元件30的厚度提供在非磁性金属目标40与线圈20之间的初始距离d0。

在优选实施例中，壳体B’还包括在其底部B中的第二部分53，该第二部分53是把手10上的压力区域并且沿着轴线Y-Y'与第一部分52对齐。

所述第二部分53呈现例如壳体B’的底部B的局部增加的厚度的形式。

用于将第一部分52的移动传递至非磁性金属目标40的装置51呈现两个臂51的形式，该两个臂51使第一部分52沿着轴线Y-Y’朝着非磁性金属目标20延伸。传递装置51还可呈现将第一部分52沿着轴线Y-Y'连接至非磁性金属目标20的中空圆筒的形式。

当用户按压锁定区域Z1’（见图3中的箭头A）时，也就是说按压把手10的可变形区域时，所述可变形区域和经由接触区域50与可变形区域接触的第一部分52（也可弹性地变形）变形并且使得传递装置51沿着轴线Y-Y’移动。传递装置51然后按压非磁性金属目标40并且将所述移动传递到所述非磁性金属目标40。所述非磁性金属目标40继而移动，并且压缩可压缩式预应力元件30。当被压缩时，可压缩式预应力元件30靠近线圈20的所述非磁性金属目标40。在按压动作结束时，非磁性金属目标40与线圈20之间的最终距离d1小于在按压之前的初始距离d0。

应注意，位于把手10上的所述可弹性地变形区域因此使得非磁性金属目标40的移动朝着线圈20延伸而不影响把手10的总体刚度。

例如，如果在把手10的锁定区域Z1’上存在由用户施加的10 N的力并且在非磁性金属目标40与线圈20之间存在约1 mm的初始距离d0，则非磁性金属目标40的移动在按压期间从约20 μm至100 μm变化并且在非磁性金属目标40与线圈之间的最终距离d1则在0.9 mm至0.98 mm的范围内。

从初始距离d0至最终距离d1的该移动会改变线圈20的电感。因此，所述线圈20的电感的变化表示用户在把手10上的按压。

本发明提出对线圈20的电感的变化进行测量，以便检测用户在把手10上的按压并且因此确认其解锁车辆的意图。

为此，控制装置60’最初通过使用频率调节装置M1来控制振荡电路的振荡频率。

例如，调节装置M1将包括线圈20和电容C1的振荡电路的振荡频率调节为接近其共振频率的水平，例如到其共振频率的值的80%。

当用户按压把手10的锁定区域Z1’时，非磁性金属目标40靠近线圈20，如上文所解释的，从而改变LC振荡电路的振荡频率。

测量装置M2测量振荡电路在预定时间间隔d期间振荡的数量，并且从其推论出包括线圈20和电容C1的LC振荡电路的实际振荡频率。通过测量所述振荡电路的实际频率，测量装置M2从其推论出线圈20的电感L。

并且因此：

比较装置M3将以这种方式测量的电感L与表示用户在把手10上的按压的电感阈值L_s进行比较。如果所测量的电感低于电感阈值，也就是说，L＜L_s，则用户正在按压把手10，并且其锁定车辆的意图得以确认。

应注意，其它测量策略是可能的；振荡电路的等价电阻可以被测量并且与等价电阻的阈值进行比较。在这种情况下，如果所测量的等价电阻值大于等价电阻的阈值，则用户正在按压把手10，并且其锁定车辆的意图得以确认。

因此，根据本发明的检测设备D’可用于以可靠方式检测锁定车辆的意图，并且没有误报的风险。这是因为与现有技术的电容传感器不一样，电感式传感器对外部干扰不敏感。

此外，可压缩预应力元件、壳体的第一部分（其可弹性地变形）、以及把手的可弹性地变形部分使得非磁性金属目标相对于线圈的移动能够延伸，而不会不利地影响把手的审美外观或易用性。

适当地，本发明的检测设备D’设计为测量非常小（20 μm至100 μm）但表示用户按压锁定区域以锁定其车辆的目标的移动。

Claims (9)

1.一种用于检测用户锁定或解锁机动车门的意图的设备（D’），所述设备（D’）整合到把手（10）中并且包括壳体（B’），所述设备（D’）包括：

·用于检测用户的手接触在所述把手（10）上的元件（100），

·印刷电路（80），

·以及电压源（Vcc），

所述设备的特征在于：所述壳体（B’）包括沿着预定轴线（Y-Y’）可弹性地变形的第一部分（52），所述第一部分（52）包括与所述把手（10）接触的区域（50），

并且特征在于所述接触检测元件（100）还包括：

·非磁性金属目标（40），其适应于沿着所述预定轴线（Y-Y’）移动，

·线圈（20），其连接至电容（C1）并且与所述电容（C1）形成具有固有共振频率的振荡电路，

·用于将所述振荡电路的频率调节为预定频率的装置（M1），

·预应力可压缩元件（30），其位于所述非磁性金属目标（40）与所述线圈（20）之间，

·用于将所述壳体（B’）的所述第一部分（52）的移动传递至所述非磁性金属目标（40）的装置（51），

·用于测量所述线圈（20）的电感（L）的装置（M2），

·用于比较所测量的电感（L）与预定电感阈值（L_S）的装置（M3），以便检测用户锁定或解锁所述车门的意图，

·以及用于控制所述调节装置（M1）、所述测量装置（M2）和所述比较装置（M3）的装置（60’）。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，与所述把手（10）接触的区域（50）在于所述第一部分（52）的突出部。

3.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述预定频率小于或等于所述线圈（20）的所述共振频率。

4.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，用于测量所述线圈（20）的电感（L）的所述装置（M2）包括用于测量所述线圈（20）的振荡频率的装置。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，用于调节所述振荡电路的频率的所述装置（M1）和用于测量所述振荡频率的所述装置（M2）被包括在电感至数字式转换器（70）中。

6.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，具有底部（B）和盖（C）的所述壳体（B’）包括所述第一部分（52），所述壳体（B’）包括第二部分（53），所述第二部分（53）沿着所述预定轴线（Y-Y’）与所述第一部分（52）对齐定位在所述底部（B）中并且包括在所述把手（10）上的压力区域。

7.如权利要求中6所述的设备，其特征在于，所述压力区域在于所述底部（B）的局部厚度增加处。

8.一种机动车门把手（10），其特征在于其包括：

如前述权利要求中的任一项所述的设备（D’），和

至少一个可弹性地变形区域（Z1’），其沿着所述预定轴线（Y-Y’）与所述接触区域（50）对齐，并且具有的尺寸大于或等于所述接触区域（50）的尺寸。

9.一种机动车辆，所述机动车辆包括如权利要求1至7中的任一项所述的设备（D’）。