CN107107870B - 用于非碰触式地操作能调节的车辆部件的装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明说明了一种用于非碰触式地操作能调节的车辆部件(3)的装置(2)。该装置(2)包括具有至少一个伸长的传感器电极(30、31)的电容式接近传感器(6)以及车身部分(8)，接近传感器(6)间接或直接地紧固在车身部分上。车身部分(8)其本身在特定的装入定位中装配或能装配在车辆(1)上。传感器电极(30、31)以如下方式倾斜于车身部分(8)的下棱边(40)地延伸，即，传感器电极在装入定位中在其纵向延伸方面精确地或者至少大致水平地取向。

Description

用于非碰触式地操作能调节的车辆部件的装置和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于非碰触式地操作能调节的车辆部件的装置，该装置具有装配或能装配在车辆上的车身部件或外罩部件以及间接或直接紧固在车身部件或外罩部件上的接近传感器。本发明还涉及一种车辆，其包括该装置。
背景技术
现代车辆通常配备有传感器，这些传感器能够实现对车辆部件的非碰触式的调节。例如，对于车辆使用者来说，借助这样的传感器能够实现非碰触式地操作(也就是打开或关闭)车门。这种传感器尤其是在机动车的由马达驱动运动的尾门的情况下设置，从而使车辆使用者可以通过相应的腿部运动来引起尾门的打开或关闭，而不必放下手中的货物(“Hands-free Access，免提打开功能”)。这样的非碰触式的尾门开关例如由DE 10 2010049 400 A1公知。
通常使用电容式工作的接近传感器作为用于探测操作指令的传感器。典型地，这样的电容式接近传感器包括两个传感器电极以及电子器件单元，电子器件单元分别经由相应的线路与传感器电极连接。接近传感器常常间接或直接地安装在车辆的尾侧的保险杠的内侧上。在此，接近传感器有时布置在保险杠的相对车辆是纵向侧的侧区段中。保险杠的该侧区段通常具有倾斜于水平线延伸的下棱边。也已指明的是，在接近传感器于如此设计的侧区段中的装入位置的情况下，接近传感器的功能可靠性受到损害。
发明内容
本发明的任务是说明一种开头所提到的类型的用于非碰触式地操作能调节的车辆部件的装置，该装置可特别可靠地(也就是无故障地)运行。
该任务根据本发明通过具有以下特征的装置解决，即所述装置具有电容式的接近传感器，所述接近传感器包括至少一个伸长的传感器电极，以及所述车辆的车身部件或外罩部件，所述车身部件或外罩部件在特定的装入定位中装配或能装配在所述车辆上，其中，所述接近传感器间接或直接地紧固在所述车身部件或外罩部件上，并且其中，所述传感器电极以如下方式倾斜于所述车身部件或外罩部件的下棱边地延伸，即，所述传感器电极在装入定位中在其纵向延伸方面精确地或者至少大致水平地取向，其中，所述车身部件或外罩部件由车辆保险杠形成，并且其中，所述接近传感器间接或直接地紧固在所述车辆保险杠的内侧上，并且其中，所述接近传感器紧固在所述车辆保险杠的侧区段上。在包括该装置的车辆方面，该任务根据本发明通过以下特征解决，即车辆包括上述装置。本发明的有利的且部分本身被视为有创造性的设计方式和改进方案在下面的描述中陈述。
根据本发明的用于非碰触式地操作能调节的车辆部件的装置包括至少一个电容式接近传感器，其本身为了检测到通过靠近接近传感器所产生的操作指令而包括至少一个伸长的传感器电极。传感器电极在此由例如形式为圆形导体或扁平导体的伸长的电导体形成。尤其地，在有利的实施方式中，传感器电极由没有内导体的同轴线缆或类似线缆的外导体形成。优选地，接近传感器包括两个伸长的传感器电极，其中特别优选地，其中一个传感器电极由扁平导体(也就是具有带状的、扁平的导体几何形状的导体)形成，而第二传感器电极由圆形导体形成。然而在本发明的范围内也可行的是，两个传感器电极同类型地构建。
此外，该装置还包括车身部件或外罩部件，其装配或能装配在车辆上的特定的装入定位中。接近传感器间接或直接紧固在该(在下文中简称为“载体部件”的)车身部件或外罩部件上。接近传感器因此可以要么直接装配在载体部件上。然而对此替选地，接近传感器也可以紧固于布置在中间的装配部件(中间载体)上，该装配部件本身又紧固在载体部件上。
在本发明的有利的实施方式中，载体部件由尤其是尾侧的(车辆)保险杠形成。接近传感器在该情况下优选(再次间接或直接地)紧固在保险杠的内侧上。然而在本发明的范围内，载体部件例如也可以由门槛或车辆外罩的其他部分形成。
根据本发明，在接近传感器于载体部件上的装入状态下，传感器电极倾斜于载体部件的下棱边地延伸。在此，倾斜位置以如下方式被定尺寸，即，使传感器电极在载体部件于车辆上的装入定位中在传感器电极的纵向延伸方面准确地或至少大致水平地取向。换句话说，传感器电极由于在载体部件上的倾斜布置而至少大致平行于车辆所位于的(平坦的)陆地面地延伸。如果接近传感器包括两个或更多个传感器电极，那么这些传感器电极尤其是彼此间隔开并分别相互平行地装配在载体部件上。相应地，其中每个传感器电极倾斜于载体部件的下棱边或平行于陆地面地取向。载体部件的如下棱边尤其是被称为下棱边，其在载体部件的常规的装入位置中朝向车辆所位于的(陆)地面。
本发明基于如下思考，即，在现代车辆中，其上安装有传感器电极的载体部件有时具有相对于水平线倾斜的下棱边。这尤其是适用于保险杠的侧区段。传统地，传感器电极往往平行于该下棱边地安置在载体部件上。然而不利的是，这种布置众所周知地通常导致接近传感器的探测故障。例如可能发生的是，在传感器电极的第一端部上的接近事件被解释为操作指令，而在传感器电极的相对置的端部上的接近事件错误地没有触发操作指令。本发明通过如下方式去除了该缺点，即，本发明设置的是，传感器电极有意地不平行于载体部件的下棱边地安置，从而使传感器电极(在载体部件的常规的装入位置中)在其整个长度上至少大致具有相对车辆所位于的(平的)地面相同的间距。这造成的是，在另一方面，为了产生操作指令而常规地靠向接近传感器的身体部分(尤其是车辆使用者的脚)总是例如具有相对传感器电极相同的间距，而与这种接近事件发生在传感器电极的哪个长度定位上(哪个方位上)无关。因此有利地确保的是，沿着传感器电极的纵向延伸在不同的方位上的类似的接近事件导致相同的传感器信号，由此有利地降低了探测故障的风险。
当在传感器电极的长度上相对地面的间距最大变化了20mm时，传感器电极在适当的尺寸规格下尤其是被称为“大致水平取向”。在至少大致直线形的传感器电极中，由该尺寸规格根据传感器电极的长度得到相对于水平线的最大允许的调整角度(最大的调整角度)。优选地因此设置的是，传感器电极相对于水平线最大倾斜了如下这样的角度，该角度小于最大的调整角度。
在本发明的优选的实施方式中，载体部件由保险杠形成，其中，接近传感器紧固在保险杠的侧区段上。优选地，该装置在此包括两个接近传感器，其中，这些接近传感器布置在保险杠的两个相对置的侧区段上。
能调节的车辆部件优选指的是车辆的尾门。然而通常也能想到的是，能调节的车辆部件指的是其他的车门，例如侧门，尤其是滑动门或发动机罩。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1以粗略示意图示出具有保险杠的机动车，在保险杠上安装有用于非碰触式地操作机动车的尾门的接近传感器；
图2以立体的单件图示出车身结构组件，其包括根据图1的保险杠；
图3以示意性的单件图示出根据图2的保险杠的侧区段，在其内侧上安置有接近传感器的两个传感器电极；
图4示出在根据图3的第一方位上的接近事件的情况下的由传感器电极产生的信号的时间上的变化曲线；
图5示出在根据图3的第二方位上的接近事件的情况下的由传感器电极产生的信号的时间上的变化曲线；并且
图6示出用于表示传感器电极相对于水平线的最大允许的调整角度的根据图3的其中一个传感器电极的示意性的视图。
彼此相应的部件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，其以侧视图示出。车辆1包括装置2，其用于非碰触式地操作由马达驱动来运动的车辆部件，在此是其尾门3。装置2包括电容式接近传感器6。此外，装置2还包括控制和评估单元7。在车辆1上安装有尾侧的保险杠8。在该保险杠8上分别在侧区段10中布置有接近传感器6，侧区段在车辆横向方向上对保险杠8进行限界。因此，保险杠8(在上述引入的专用术语的意义下)形成根据本发明的装置的载体部件。接近传感器6的位置在此针对其中一个侧区段10，并且在此仅以粗略示意性地简化的形式示出。
借助其中一个接近传感器6检测的操纵意图或操作指令被输出到控制和评估单元7上，基于此，控制和评估单元7操控车辆1的掀背驱动器11和/或门锁12用于根据操纵意图打开或关闭尾门3。
为了定向，在图1中画入了笛卡尔车辆坐标系15。该坐标系的X轴在此标识为车辆纵向方向X并且平行于车辆所位于的地面16地取向。车辆坐标系15的Y方向说明了车辆横向方向Y并且同样平行于地面16地取向(在根据图1的图示中，Y轴向外离开图平面地示出)。因此，车辆纵向方向X和车辆横向方向Y构造出水平平面。最后，坐标系的Z轴指向车辆竖直线Z的方向，并且因此垂直于地面16和与该地面平行的水平平面。上述引入的方向在下面也被采用，以便表征构件在其在车辆1内的常规的装入定位中的空间上的定向。
图2示出了车身结构组件20。车身结构组件20包括多个车身部件，在此具体地，一方面是根据图1的保险杠8，以及另一方面是轮罩21。保险杠8又被分成两个侧区段10以及布置在中间的尾区段22。车身结构组件20以大约沿车辆纵向方向X的视向根据图1示出。相应地，在图2中看到保险杠8的在车身结构组件20或保险杆8在车辆1上的常规的装入状态下朝向车辆1的保险杠内侧23。保险杠8通过由塑料制成的薄壁的、三维的成形件形成。在装入状态下，保险杠8在尾侧和侧面部分包围车辆1。在图2中示出的是，接近传感器6布置在保险杠8的两个相对置的侧区段10中。示范性地在此仅示出了其中一个接近传感器6，其中，所对置的(未示出的)接近传感器相应地配对地实施。接近传感器6在此直接装配在保险杠内侧23上。保险杠8在实施例中因此本身被用作其上装配了接近传感器6的载体构件，在替选的实施方案中不同地设置的是，接近传感器6安置在与保险杠8分离的载体构件上，其中，该(例如由面式的成形件形成的)载体构件本身紧固在保险杠内侧23上。
如从图中可见的那样，接近传感器6具有第一长形的(传感器)电极30、第二长形的(传感器)电极31以及电子器件单元32。使两个电极30、31与电子器件单元32连接的联接线路以传统的方式实施并且在此为清晰起见而未示出。控制和评估单元7的功能在本发明的替选的实施方案中整合在电子器件单元32中。在该情况下，控制和评估单元7是接近传感器6的组成部分。
在示出的实施例中，第一(上方的)电极30由具有扁平的带状的导体迹线的扁平导体形成，而第二(下方的)电极31构造为形式为绝缘的圆形导体的柱体形的、柔性的圆形电极。圆形导体尤其指的是实心线材、绞合导体或指的是同轴线缆的外导体。在同轴线缆的情况下通常被设置的内导体在此可选地被取消或者通过由非导电的材料，尤其是塑料制成的缆芯替代。
电子器件单元32包括作为主要组成部分的(未明确示出的)评估电子器件，评估电子器件优选又包括微控制器。评估电子器件容纳在壳体35中。未进一步示出的插塞连接器成形到壳体35上。插塞连接器在一侧用于接触联接线路，并且在另一侧用于联接车辆侧的控制线路，经由该控制线路使电子器件单元32与控制和评估单元7通信，并且经由该控制线路给电子器件单元32输送用于运行所必要的电能。
在这里所示出的实施例中，电子器件单元32借助成形到壳体35上的眼孔拧接在保险杠内侧22上。然而，其也可以以其他方式，例如通过粘贴、铆接或焊接紧固在保险杠8上。
其中每个电极30、31分别在纵向端部上拥有插塞连接部，其用于接触联接线路。电极30、31以及联接线路借助在此未进一步示出的锁定元件来夹持到保险杠内侧22上。替选地，电极30、31也可以粘贴在保险杠内侧22上。
电极30、31相对于侧区段10的根据本发明的布置将在下面结合图3详细阐述。图3示出了朝保险杠内侧23看的根据图2的侧区段10，其中，轮罩21(未示出)根据图示联接在左边，而尾区段21(同样也未示出)联接在右边。侧区段10具有下棱边40，其相对于水平平面或相对于地面16在此倾斜约13.5°的角度α。下棱边40的车辆侧的后端部在此要比前端部离地面16更远。
如从图3获知的那样，两个电极30、31间隔开且彼此平行地安置在保险杠内侧23上。在实施例中，两个电极30、31具有大约相同的长度L。其中每个电极30、31至少大致呈直线地(也就是未拱曲地)安置。在此，其中每个电极30、31与侧区段10的下棱边40夹成角度β。角度β在此以如下方式被定尺寸，即，当保险杠8常规地装配在车辆1上时，其中每个电极30、31精确地或者至少大致平行于地面16地延伸。因此，角度β在大小方面与角度α至少大致一致。
此外，在图3中还分别通过箭头标识出第一方位50和第二方位51。针对每个方位50、51，在图4或图5中，信号随时间的变化曲线示出的是，在常规的在第一方位50或第二方位51上的脚部运动时如何在电极30、31上产生信号。在常规的脚部运动时，车辆使用者的脚在通常短暂的“踢脚运动”中伸到保险杠8下面，其中，脚进入到第一电极30的检测区域和第二电极31的检测区域中。
在根据图4或图5的图表中，在各自的传感器电极30、31上检测到的电容量C分别根据时间t示出。在此，第一曲线相应地示出了在第一电极30上产生的接近信号S1，而第二曲线相应地示出了由第二电极31产生的接近信号S2。从图表可见的是，各个信号变化曲线不仅在两个电极30、31相互间的比较中(信号变化曲线S1与信号变化曲线S2比较)，而且在两个方位50、51相互间的比较中(图4与图5比较)都至少大致一致。尤其地，在各自的接近信号S1、S2中的信号脉冲60中分别确定了电容量C的同样程度的变化。由此明显的是，由于电极30、31的根据本发明的布置，在身体部分在电极30、31的任一方位上接近电极30、31时总是实现接近传感器6的至少大致相同的衰减。如在电极30、31平行于下棱边40的传统的安置方式中确定的那样，在电极30、31的长度上不同的衰减通过电极的根据本发明的布置有利地得到抑制。
在图6中，电极30一次在水平的装入位置(实线示出)中以及一次在相对于水平的装入位置最大调整的位置(虚线示出)中示出。在适当的尺寸规格下，电极30以如下方式安置，即，在装入状态下，电极30相对地面16的间距A在电极30的长度L上最大变化了在此为20mm的间距差a。如可从图6获知的那样，由最大间距差a至少近似得到了最大的调整角度γ，在该最大的调整角度的情况下，电极30应当与水平平面偏离得最远。调整角度γ在根据图1的电极30的预定的长度L的情况下计算出。为了推导出等式1，在图6中附加地画入了关于调整角度γ的角平分线61。
等式1
反过来说，当下棱边40相对于水平线倾斜(参见图3)的角度α超出最大允许的调整角度γ时，本发明尤其是得到应用。
本发明的主题并不局限于上述实施例。相反，本发明的另外的实施方式能够通过本领域技术人员从上面的描述中推导出来。尤其地，本发明的所描述的单个特征和本发明的设计变型方案也可以以其他方式彼此组合。
附图标记列表
1 (机动)车
2 装置
3 尾门
6 接近传感器
7 控制和评估单元
8 保险杠
10 侧区段
11 掀背驱动器
12 门锁
15 车辆坐标系
16 地面
20 车身结构组件
21 轮罩
22 尾区段
23 保险杠内侧
30 (传感器)电极
31 (传感器)电极
32 电子器件单元
35 壳体
40 下棱边
50 方位
51 方位
60 信号脉冲
61 角平分线
A 间距
a 间距差
C 电容量
L 长度
S1、S2 接近信号
X 车辆纵向方向
Y 车辆横向方向
Z 车辆竖直线
α 角度
β 角度
γ 调整角度

Claims (4)

1.一种用于非碰触式地操作车辆(1)的能调节的车辆部件(3)的装置(2)，所述装置具有
电容式的接近传感器(6)，所述接近传感器包括至少一个伸长的传感器电极(30、31)，以及
所述车辆的车身部件或外罩部件(8)，所述车身部件或外罩部件在特定的装入定位中装配或能装配在所述车辆(1)上，
其中，所述接近传感器(6)间接或直接地紧固在所述车身部件或外罩部件(8)上，并且
其中，所述传感器电极(30、31)以如下方式倾斜于所述车身部件或外罩部件(8)的下棱边(40)地延伸，即，所述传感器电极在装入定位中在其纵向延伸方面精确地或者至少大致水平地取向，
其中，所述车身部件或外罩部件(8)由车辆保险杠形成，并且其中，所述接近传感器(6)间接或直接地紧固在所述车辆保险杠的内侧(23)上，并且
其中，所述接近传感器(6)紧固在所述车辆保险杠(8)的侧区段(10)上。
2.根据权利要求1所述的装置(2)，
其中，所述传感器电极(30、31)相对所述车辆(1)所位于的地面(16)的间距(A)在所述传感器电极(30、31)的长度(L)上最大变化了20mm的间距差(a)。
3.根据权利要求1或2所述的装置(2)，
所述装置具有两个传感器电极(30、31)，所述传感器电极在其纵向延伸方面精确地彼此间平行或至少大致彼此间平行地紧固在所述车身部件或外罩部件(8)上。
4.一种车辆(1)，其具有根据权利要求1至3中任一项所述的装置(2)。
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