CN107539244A - 机动车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(10)的控制装置(1)，其包括：传感器单元(2)，该传感器单元被配置为用于非接触式地检测位于所述机动车辆(10)外侧的传感器区域(22)中的物体(30)；和控制单元(3)，其被配置为根据检测到的物体(30)产生用于所述机动车辆(10)的至少一个致动器(5、6)的第一控制信号，第一控制信号可以影响机动车辆(10)的进入元件(11)的移动。为了提高包括非接触式传感器系统的机动车辆的控制装置的可靠性和用户友好性，根据本发明规定，控制装置(1)包括投影仪单元(4)，其被配置为用于投影划分传感器区域(22)的至少一部分的光图案(23)。

Description

机动车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的机动车辆的控制装置，包括：传感器单元，其被配置为用于非接触地检测位于机动车辆外侧的传感器区域中的物体；以及控制单元，其被配置为根据检测到的物体向所述机动车辆的至少一个致动器产生第一控制信号，借助于所述第一控制信号可以影响所述机动车辆的进入元件的移动。

背景技术

在许多现代机动车中，可以无接触地控制各种功能，即不需要驾驶员或使用者直接与车辆或要操作的部件进行物理接触。这些包括例如非接触式点火系统、通过编码的智能手机的方式解锁车辆等。这种类型的另一个非接触式系统有助于用户打开背门或储物舱盖。在这种情况下，传感器监控背门下方的区域。如果用户没有自由可用的手，则他/她可以，例如在由传感器检测到并由与之耦合的电子系统识别的相应区域中，使用脚执行踢腿动作。随后，背门由适当的致动器打开。

问题在于，通常例如通过红外线、超声波或电容式接近传感器不可见地操作的这种系统的用户不能确定特定传感器的检测区域有多大。这可能导致例如用户尽管在区域中执行了正确动作，但是在该区域中传感器不能检测到该动作的情况。在这种情况下，用户仅注意到所需的动作(打开储物舱盖等)没有被执行。然而，用户不知道为什么，因为可能的错误来源也可能是例如动作的错误执行、车辆故障或其他因素。这种不确定性尤其存在于用户不熟悉的车辆的情况下，例如租赁车辆。

US 2003/0165048 A1公开了一种用于诸如机动车辆的移动电话、电子乐器或车载计算机的电子设备的输入系统。该系统包括可以检测物体(例如，手指)在表面上的主动式传感器区域中的位置的传感器系统，以及能够将图像投影到表面的投影区域中的投影仪。在这种情况下，图像可以表示多个输入框，在该输入框中对象触发输入。特别地，可以投影虚拟键盘，其中可以通过发射红外线并接收其反射来检测用户的手指的位置。

US 2014/0225860 A1描述了一种例如作为车辆仪表板、智能电话或平板电脑的一部分的显示装置，包括检测器，其检测物体(特别是一个或多个手指)朝向显示器的接近并随后检测物体的动作。在这种情况下，控制单元区分物体的至少两种类型的接近。以这种方式，特别地，可以区分单个手指的接近和多个手指的接近，其中根据此，可以激活不同颜色或不同声信号的信号灯。

US 9,147,058 B2公开了一种包括触摸屏的电子设备。为了对用户进行身份验证，显示用于手势输入的屏幕，其中包含例如一系列图形元素，用户可沿着该系列图形元素执行一系列移动。在建立认证手势的范围内，用户可以反复练习手势，其中可以通过元素的不同颜色显示手势被正确执行的程度。

KR 10 2015 110257A描述了以眼镜的方式佩戴的装置，包括检测用户手势并因此限定虚拟输入界面的图像传感器。虚拟输入界面被投射到用户的视野中，然后用户可以借助于图像传感器检测到的手势在界面处执行某些输入动作。

US 2012/0287050 A1描述了一种用于提供车辆的驾驶员和计算机之间的界面的系统。在这种情况下，投影仪位于车辆中，通过该投影仪将虚拟键盘的图像投影到方向盘或仪表板的驾驶员侧表面上。通过手势传感器，登记驾驶员相对于不同的虚拟按钮的手指移动。计算机连接到手势传感器，并通过运动来检测各个键的选择。可选地，虚拟键盘也可以部分地用作触摸板的一种类型。

DE 10 2013 226 188 A1公开了一种用于照亮机动车辆的周围环境的灯，其将驱动电池的状态投影到表面上。表面可以是建筑物的墙壁、车辆本身的表面、或特别是车辆下的地面。用于照亮周围环境的灯优选地集成到外部后视镜的下侧中。可以通过经由无线电钥匙解锁车辆来进行激活。

鉴于上述现有技术，包括非接触传感器系统的机动车辆的控制装置的可靠性和用户友好性仍然具有改进的余地。特别地，这适用于诸如车门、储物舱盖等进入元件的控制装置。

发明内容

本发明解决的问题在于提高包括非接触式传感器系统的机动车辆的控制装置的可靠性和用户友好性。

根据本发明，通过具有权利要求1的特征的控制装置来解决问题，其中从属权利要求涉及本发明的有利实施例。

应当注意，以下描述中单独提及的特征和措施可以以任何技术上合理的方式彼此组合，并且可以揭示本发明的进一步的实施例。该说明书特别结合附图来描绘和详细说明本发明。

通过本发明，提供了一种用于机动车辆的控制装置。机动车辆可以是公路车辆，例如乘用车、小型货车、运输车辆或卡车。摩托车、三轮车或四轮车的应用是可以想到的，但不是本发明的中心。机动车辆可以是例如包括内燃机、电动马达或混合动力驱动器的机动车辆。

控制装置包括传感器单元，其被配置为非接触式地检测位于机动车辆外侧的传感器区域中的物体。在这种情况下，术语“传感器单元”将被广义地解释，并不意味着该单元必须位于某个车辆区域中。传感器单元可以包括一个或多个可以彼此可选地间隔开的传感器。这些可以是主动或被动传感器。在包括至少一个发射机和至少一个接收机的主动式传感器的情况下，发射机和接收机可以彼此直接相邻或者彼此分开。不同类型的传感器也可以彼此组合，例如光学传感器、雷达传感器和/或超声波传感器。这个列表只能被理解为一个例子，而不是最终的。关于物体的检测，在这种情况下传感器单元自然地被限制被称为传感器区域的某个区域。例如在是单个传感器的情况下，这可以是立体角。传感器区域通常是连续的，尽管这不是强制性的。特别地，可以想到，传感器区域包括一个或多个切口，即例如被设计为一种环。关于该物体，传感器单元可能仅检测某些类型的物体，例如具有一定尺寸的物体或具有例如大致对应于人体温度的一定温度的物体。

此外，控制装置包括控制单元，其被配置为根据检测到的物体为机动车辆的至少一个致动器产生第一控制信号，通过该控制单元，机动车辆的进入元件的运动可以被影响。在这种情况下，控制单元可被具体地分配给控制装置，并且可以可选地靠近传感器单元设置。然而，也可以将控制单元至少部分地集成到车载计算机或具有与控制装置无关的附加功能的另一设备上。然而，也可能的是，控制单元由通常电互连的多个物理间隔的子单元组成。当然，控制单元可以部分以软件的形式实现。控制单元根据被检测物体产生第一控制信号。这意味着必须检测至少一个物体，以便产生第一个控制信号。然而，如下实施例也是可能的，其中，简单地检测是不够的，而相反，物体必须具有例如特定属性(尺寸、形状等)或必须以某种方式移动。应当理解，控制单元必须连接到传感器单元，其包括无线连接的可能性。然而，连接通常以有线的方式实现。可以产生用于一个或多个致动器的控制信号，其中至少一个致动器尤其是马达驱动的，即运动引发型致动器。

在这种情况下，机动车辆的进入元件的运动可以受到致动器的影响。这种情况下的进入元件是全部车门、发动机罩、罩板(例如，电动车或插电式混合动力电动车的油罐盖或充电帽)、盖子和门、以及可倾斜或可移动的窗户或窗玻璃，即，允许进入或接近车辆内部、行李箱、发动机室、加注口、充电插口等的所有元件。这些进入元件位于车辆的外侧，可以打开和关闭。他们也可以被锁定。在这种情况下，致动器可以主动地移动进入元件，或者致动器可以例如触发锁定动作，之后，进入元件本身通过以静态方式受到作用而执行运动。特别地，致动器可被设计成用于实现进入元件的打开。

根据本发明，控制装置还包括投影仪单元，该投影仪单元被配置为投射标记出传感器区域的至少一部分的光图案。可选地，投影仪单元还可以通过多个子单元来实现，该多个子单元也可彼此间隔开。总的来说，投影仪单元可投射光图案，其中术语“光”在这种情况下指的是可见光。此外，投影仪单元也可以投射不可见的光分量，这对于实施本发明是无关紧要的。在这种情况下，术语“图案”将被非常广义地解释，并且在最广泛的意义上，包括在所有方向上不相同的任何光分布。以这种方式，例如，光锥也适合于投影光图案，只要它在所有侧面都被限制。投影仪单元可以被配置为将与对应于清晰图像的光图案投影到期望的投影平面中。为此，投影仪单元可以包括诸如透镜或棱镜之类的光学元件。投影仪单元还包括至少一个发光元件，当然例如是激光器或LED。光图案有可能有许多颜色。如下所述，还优选的是，投影仪单元被配置为投射不同的光图案或用于随时间改变光图案。光图案标记出传感器区域的至少一部分，即其被构造成使得用户可以识别传感器区域的该部分或传感器区域的整体位于哪里。因此，光图案通常限于传感器区域或传感器区域的上述部分，即使与其有所偏差也是可能的，例如，以指向传感器区域边界但本身位于传感器区域外的投影箭头符号的形式。光图案的投影位于与投影单元间隔开的某一平面或某一表面上。在这种情况下，光图案的尺寸设计成使得其在该平面或该表面上划分出传感器区域。在表面以外，负责光图案的光分布在某些情况下可能会大大偏离(整个三维的)传感器区域。通常，虽然不是绝对必要的，但是投影仪单元位于进入元件的区域中，并且光图案被投影到进入元件的附近。特别地，进入元件可以是储物舱盖，其例如可以通过位于车身下部区域或盖本身之上的传感器单元打开。

即使这里在传感器单元和投影仪单元之间进行功能区分并且这些通常也实际上是物理上可区分的，在本发明的范围内可以想到，投影仪单元形成传感器单元的一部分，其中投影光图案一方面划分出传感器区域，另一方面，也用于例如以扫描器的方式扫描传感器区域或其一部分。这里提到的单元，即控制单元、传感器单元和投影仪单元，被认为是控制装置内的功能单元。应当理解，上述单元中的两个或全部三个可以被设计成例如集成在同一电路板上。

由于光图案的投射，使用者被提供了传感器区域的位置和范围的视觉指示。在用户不熟悉的车辆的情况下，用户也可以直接确定物体(例如，用户的脚或其他身体部位)的检测是否是可能的。因此，用户友好性大大增加，并且错误来源的数量减少。

如上所述，传感器区域位于机动车辆的外侧。在这种情况下，投影仪单元和传感器单元通常至少部分地位于车辆的外侧。通过这样的传感器区域，用户可以影响车辆外的某些致动器。一个典型的例子是控制上述的储物舱盖。

控制单元优选地被配置为在检测到物体的第一运动时产生第一控制信号。在这种情况下，术语“第一运动”与任何特定的时间序列或任何其他类型的序列无关，而是仅用于区分下文将进一步讨论的第二运动。因此，在本实施例中，第一控制信号不是简单地通过传感器区域中的物体的存在而是由执行上述第一运动的物体来触发的。特别地，可以预定义为了发送第一控制信号所必需的运动类型，例如其方向、速度或所覆盖的距离。运动的类型通常是预先确定具有一定的公差的，当然这是为了不会不利地影响用户的友好性。该物体优选地是使用者的身体部分，特别是脚部，并且该控制单元被配置为在检测到使用者的身体运动，即身体部位的运动时产生第一控制信号。

关于光图案可以投射的位置有不同的可能性。例如，光图案可以投射到车辆的表面上，或者甚至可以投影到周围的墙壁或天花板上，只要这对于传感器区域有意义。投影仪单元优选地被配置为将光图案投影到地面上。这意在表示机动车辆在其上静止(或行驶，但是在控制装置的使用期间通常不是这种情况)的地面或支撑表面。这意味着传感器区域同样位于至少部分地靠近地面。在这种情况下，特别地，用户的脚可以用作由控制单元检测的物体。在这种情况下，传感器单元可以位于机动车辆的下部区域中，特别是在车辆车身下部的区域中。

优选地，光图案的至少一部分沿着传感器区域的边缘设置。这意味着光图案包括沿着传感器区域的边缘设置的部分，例如以闭合或中断的线的形式。这样的线也可以例如以动画的形式显示，例如通过动画闪烁、旋转或其厚度或其颜色的改变。此外，光图案可以包含其他元件，例如图像或文本元件。当然，由光图案划分的边界也可以稍微大于或略小于实际传感器区域，即，边界不需要与传感器区域的边缘一致。以这种方式，例如，在通过用户的脚部运动的控制的情况下，不能假定必须以1cm或更小的精度划分传感器区域。位于传感器区域边缘的部分可以被设计为框架元件。

根据一个优选实施例，通过光图案来指示第一运动。这可以例如通过静态显示器来进行，静态显示器以运动箭头的形式和/或执行运动的用户的身体部分的简化表示的形式指示要执行什么运动。然而此外，还可以想象的是，运动以动画的形式被可视化，即使用动态影像。这可能意味着例如，运动箭头沿着其指向的方向移动，或者例如表示用户的脚或另一身体部分的符号以将要执行第一运动的方式来移动。

除了划分传感器区域以及除了指示要执行的第一运动的可选的前述功能之外，还可以提供辅助用户的其他功能。根据一个实施例，控制单元被配置为触发在检测到物体时用户可以察觉到的反馈信号。反馈信号由控制单元触发，但不需要由控制单元本身产生；相反，控制单元可以以使得另一单元生成信号的方式来控制该单元(例如，投影仪单元)。特别地，可以在检测到第一运动时触发反馈信号。特别是在如下情况下，这种反馈信号是有利的，该情况下，由致动器影响的功能不能被清楚地察觉或不能立即被使用者感觉到。因此，用户不需要等待他/她的动作生效，而是立即接收到例如检测到移动的反馈。特别地，反馈信号可以在视觉上或声学上可被用户感知。当然，这可以是组合信号或多个信号。在声信号的情况下，可以产生计算机语音形式的通知，其描述由致动器触发的处理，例如“后备箱正在打开”等。可以例如通过专门为此目的而提供的信号灯或者由始终存在的光源(例如闪光灯或尾灯)或该光源内的投影产生视觉信号。

控制单元优选地被配置为在检测到物体时改变光图案。具体地，控制单元被配置为以使得光图案改变的方式控制投影仪单元。因此，作为对物体的检测的反应—或者特别是作为对第一运动的检测的反应—产生与检测前产生的光图案不同的光图案。在这种情况下，可以改变光图案的颜色和/或形状。这意味着光图案在形状和/或范围方面保持不变，并且仅仅改变其颜色，例如从红色变为绿色。在这种情况下，也可以播放动态影像形式的动画。也可以投影一小段文本或象形图，用于验证已发生检测或已触发动作。

在一些情况下，第一控制信号触发用户可以选择进行的动作。一个例子是打开储物舱盖，这时用户可能希望仅打开到一定程度并且打开储物舱盖的运动应该在一定程度处停止。对于这种情况，根据一个优选实施例的控制单元被配置为使得在检测到第一运动并且检测到第二运动之后，为机动车辆的致动器产生第二控制信号。在这种情况下，第二移动可以在物理上与第一移动相同，即，可以执行相同的运动两次，结果是第一次执行第一控制信号，并且结果是第二次执行第二控制信号。可以优选地为相同的致动器或相同的致动器确定第一和第二控制信号。然而，也可以对不受第一控制信号影响的一个或多个致动器确定第二控制信号。在打开储物舱盖的情况下，第一控制信号和第二控制信号的一个典型实例将是第一控制信号致动致动器，该致动器打开储物舱盖，而第二控制信号停止相应的致动器。

有利地，在这种情况下，配置控制单元，以便以显示第二运动的方式改变光图案。这被理解为反过来意味着控制单元以如此改变光图案的方式控制投影仪单元。如同第一运动的情况一样，可以例如通过方向箭头或通过表示执行运动的用户身体部分的图形表示来表示第二运动。在这种情况下，也可以使用以动态影像形式的动画。当然，也可以使光图案的颜色发生变化。可以投影文本或图像和文本的组合。可以产生第二运动的指示作为上述致动信号或其随后的替代。以这种方式，为了确认的目的，可以首先改变光图案，其中相应表示仅被保留几秒钟，之后光图案作为第二运动的提示被第二次改变。

附图说明

下面参照附图中示出的示例性实施例更详细地描述本发明的进一步有利的细节和效果。其中：

图1示出了包括根据本发明的控制装置的机动车辆的后视图；

图2示出了来自图1的机动车辆在第一时间点的透视图；

图3示出了来自图1的机动车辆在第二时间点的透视图；和

图4示出了来自图1的机动车辆在第三时间点的透视图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部分总是具有相同的附图标记，因此这些部分通常也仅被描述一次。

图1示出了在本例中作为示例被设计为一种SUV(运动型多功能车)的机动车辆10的后视图。为了更好的取向，机动车辆10的x轴、y轴和z轴在这里和其它附图中被绘制。显而易见的是，在后部区域中存在储物舱盖11，储物舱盖11可以通过例如在示例性实施例中被设计为马达驱动的盖提升机构5的两个致动器5来提升，并且可以通过另一个在示例性实施例被设计为马达驱动的闭合元件或所谓的闭合辅助元件6的致动器6来锁定或解锁。

控制装置1位于机动车辆10的车身底部12附近，能够控制盖提升机构5以及闭合辅助元件6。更准确地说，这通过经由此处未示出的控制线连接到前述致动器5、6的控制单元3进行。控制单元3一方面连接到可以设计为例如超声波传感器的传感器单元2。在这种情况下，通过虚线划分传感器单元2的传感器区域22。该传感器区域22由传感器单元2监视，即可以在该区域中确定物体的存在和位置。如果图3所示的用户用他/她的腿30在传感器区域22中执行踢腿动作，则由连接到传感器单元2的控制单元3作为第一运动来检测，导致控制单元3解锁闭合辅助元件6并且借助于盖提升机构5提升储物舱盖11。

为了向用户展示，一方面通过所述踢腿动作打开储物舱盖11的可能性，另一方面，为了使他/她清楚传感器区域22位于何处(在该传感器区域22中可以检测到踢腿动作)，此外还提供投影仪单元4，投影仪单元4将可见光图案23投影到地面20(机动车辆10正停在其上)上，例如通过激光或至少通过LED。在这种情况下，负责光图案23的光束21的边界用图1中的点划线表示。光束21在上部区域中偏离传感器区域22，但是与传感器区域22在地面20的区域中的范围一致的方式取向。

在所示的示例中，传感器单元2和投影仪单元4位于车身底部12的区域中。然而，还可以想到，单元2、4中的至少一个将位于储物舱盖11本身中。类似地，控制单元3可以被定位成与传感器单元2和/或投影仪单元4在空间上分离，并且例如可以集成在另一控制装置中。

从图2的透视图可以看出，光图案23被细分为框架元件23.1和信号元件23.2。框架元件23.1沿着传感器区域22的边缘定位，因此清楚地向用户示出了传感器区域22的开始和结束。在这种情况下，框架元件23.1与传感器区域22的边缘一致，尽管它可以略微偏离例如几厘米的微小程度。为了使用户能够清楚通过传感器单元2可以触发哪个功能以及如何发生这种功能，信号元件23.2示意性地表示具有打开的储物舱盖11的机动车辆10的后端，其中，下方区域中的方向箭头表示用户执行的踢腿动作。光图案23可以由一种或多种颜色组成，并且例如可以被设计成整体为红色。作为信号元件23.2的替代或补充，还可以投影文本元件。信号元件23.2也可以通过例如打开的储物舱盖的运动表示而被动画化。

图3示出了用户的腿30，用户(如粗体箭头所示)通过腿30执行传感器区域22内的踢腿动作。踢腿动作由传感器单元2检测，并由控制单元3来评估和检测，这一方面导致控制单元向闭合辅助元件6和盖提升机构5发送适当的控制信号，并且另一方面导致控制单元控制投影仪单元4以使其改变光图案23。为了向用户提供关于成功检测过程的视觉反馈，信号元件23.2由选中标记形式的另一信号元件23.3代替。后者也可以以另一种颜色表示，例如绿色。在这种情况下，也可以允许框架元件23.1改变颜色。作为替代或除了通过光图案23的视觉指示之外，可以播放声信号或者可以播放计算机语音，其播放确认消息。

图4示出了控制装置1的功能的可选扩展，其中用户能够通过执行另一个踢腿动作来停止储物舱盖11的运动。为了向用户显示该选项，投影信号元件23.4，其基本上类似于图2所示的信号元件23.2，其中文本元件23.5已经被添加到打开的储物舱盖上方，其指示停止储物舱盖11的选项。可以将图3中所示的光图案23显示1至2秒，然后表示切换到根据图4的光图案。如果用户再次执行踢腿动作，则这会由控制单元3通过传感器单元2检测到，于是控制单元3向盖提升机构5发送控制信号，因此这些动作停止，并且储物舱盖11停止。在这种情况下，也可以，例如通过与图3中的光图案相似或相同的光图案，可选地再次进行确认。

在所示的示例性实施例中，无接触地控制了储物舱盖11。应当理解，可以以类似的方式控制机动车辆10的另一个进入元件，例如车门、发动机罩、加注口、电动车的充电帽等。在有利的情况下，那么偏离于所示的示例性实施例，投影仪单元4可不将光图案23投影到地面20上，而是例如投影在机动车辆10的表面上或周围的墙壁或天花板上。

附图标记列表：

1 控制装置

2 传感器单元

3 控制单元

4 投影仪单元

5 盖提升机构

6 闭合辅助元件

10 机动车辆

11 储物舱盖

12 车身底部

20 地面

21 光束

22 传感器区域

23 光图案

23.1 框架元件

23.2、23.3、23.4 信号元件

23.5 文本元件

X x-轴

Y y-轴

Z z-轴

Claims (10)

1.一种用于机动车辆(10)的控制装置(1)，包括传感器单元(2)和控制单元(3)，所述传感器单元(2)被配置为非接触地检测位于所述机动车辆(10)外侧的传感器区域(22)中的物体(30)，所述控制单元(3)被配置为根据检测到的物体(30)产生用于所述机动车辆(10)的至少一个致动器(5、6)的第一控制信号，借助于所述第一控制信号可以影响所述机动车辆(10)的进入元件(11)的运动，

其特征在于，

投影仪单元(4)，所述投影仪单元(4)被配置为投影用于划分所述传感器区域(22)的至少一部分的光图案(23)。

2.根据权利要求1所述的控制装置，

其特征在于，

所述控制单元(3)被配置为一经检测到所述物体(30)的第一运动就产生所述第一控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，

其特征在于，

所述投影仪单元(4)被配置为将所述光图案(23)投影到地面(20)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，

其特征在于，

所述光图案(23)的至少一部分(23.1)沿着所述传感器区域(22)的边缘设置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，

其特征在于，

所述进入元件是储物舱盖(11)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，

其特征在于，

所述第一运动通过所述光图案(23)来指示。

7.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，

其特征在于，

所述控制单元(3)被配置为一经检测到所述物体(30)就触发用户可感知的反馈信号。

8.根据权利要求7所述的控制装置，

其特征在于，

所述控制单元(3)被配置为一经检测到所述物体(30)就改变所述光图案(23)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，

其特征在于，

所述控制单元(3)被配置为使得在检测到所述第一运动并且检测到第二运动之后，为所述机动车辆(10)的所述至少一个致动器(5、6)生成第二控制信号(10)。

10.根据权利要求9所述的控制装置，

其特征在于，

所述控制单元(3)被配置为以显示所述第二运动的方式改变所述光图案(23)。