CN110301090B

CN110301090B - 确定接近检测传感器上的干扰接触

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Publication number: CN110301090B
Application number: CN201880013273.6A
Authority: CN
Inventors: G.斯皮克; O.伊利
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: FR3063097A1; WO2018154210A1; FR3063097B1; KR20190121338A; US20200252064A1; CN110301090A; KR102325027B1; US10879897B2

Abstract

本发明的目的在于用于检测纳入到车门把手中的至少一个接近或接触传感器上的干扰接触的方法，所述把手包括两个电极，一个锁定电极，一个解锁电极，测量它们的电容，该方法在于检测两个电容值信号跨越噪声容限极限的同时性，然后检测在至少一个信号上是否存在具有预定幅度的尖峰，所述同时性和所述尖峰代表了至少一个电极上的干扰接触。

Description

确定接近检测传感器上的干扰接触

技术领域

本发明涉及用于确定车门把手的接触检测传感器上的干扰接触（contactsparasites）的方法。在这种情况下，本发明适用于机动车的领域。

背景技术

如今，车辆的车门把手配备有用于检测用户的接近和/或接触的电容传感器。用户的接近和/或接触的检测结合该用户所携带的用于远程控制进入的“免提式”电子徽章的识别使得能够远程锁定和解锁车辆的开启部件。这样，当携带已由车辆标识的对应电子徽章的用户触摸其车辆的车门把手时，车辆的开启部件自动解锁。通过按压车辆车门把手的称为“解锁区域”的准确位置，在无需手动解锁的情况下打开车门。相反，当仍然携带已由车辆标识的必要徽章的用户期望锁定他的车辆时，他关闭他车辆的车门并且他短暂地按压把手的称为“锁定区域”的另一准确位置。此举动使得能够自动锁定车辆的开启部件。

通过用户简单地接触车门把手的特定区域来锁定或解锁车辆的开启部件的此类系统如下操作：

电容传感器通过对从检测电容C_e（在这种情况下是检测电极）向具有高得多的电容的存储电容C_s转移的电荷数N进行计数来进行操作，所述电容传感器通常被纳入到车辆驾驶员侧的车门把手中、在准确的锁定和解锁区域中（参见图1）。借助于馈电电压V_CC和两个开关S1和S2，检测电极C_e充电，然后放电到存储电容C_s，直到达到跨存储电容C_s的端子的电压阈值V_S。这种用于测量检测电容的变化的方法对于本领域技术人员来说是已知的，并且仅给出以作为例示，还有其他的测量所述变化的方法。

当用户触摸这些区域时，也就是说当他接近锁定电极或解锁电极时，他的手的接触增大了检测电极C_e的电容值。这导致达到存储电容C_s的端子上的电压阈值V_S所需的电荷转移数N的数量大幅减少。将电荷转移数N的新值与阈值N_th进行比较，并且如果电荷转移数N的新值低于该值，则检测到接近和/或接触。替换地，当检测电容C_e的值或代表检测电容C_e的值的参数P的值变为高于阈值时，检测到接近和/或接触。

用于测量检测电容C_e或代表所述电容的参数的方法对于本领域技术人员而言是已知的，并且此处将不再详述。

然后，将接近和/或接触检测信息（此处，在这种情况下是接触检测信息）以信号的形式发送给操控锁定/解锁的车辆的车载系统，该系统然后根据测量到电荷转移数的变化的传感器来触发锁定或解锁。

因此，将代表检测电容C_e的值的参数P与阈值进行连续比较，高于所述阈值则检测到接近和/或接触。

由于检测电容C_e在检测阶段之外取决于环境条件（水、湿度、电磁干扰）而显著变化，因此代表所述检测电容C_e的参数P不是固定值，并且是基于所述参数P的在检测阶段之外在预定的先前测量持续时间期间所测量的先前值确定的，从该先前值中减去公差ΔP。该公差ΔP是预先确定的并且已预先校准，以使得能够快速高效地检测接近和/或接触。

例如，参数P是检测阶段之外的所述参数的最后几个值的滑动平均值。

通过用户简单地按压把手的准确区域来锁定和解锁的此类系统的缺点是会发生用户没有按压锁定区域或解锁区域却在锁定区域或解锁区域上错误地检测到接触和/或接近。

当水、特别是一定密度的水（与冰或融化的雪混合的盐水）进入把手中时，会产生这种现象。这在图2和图3中示出。图2中示出了具有车门2的车辆1（在这种情况下是位于车辆的驾驶员侧的车门），车门2包括配备有接触检测传感器4的把手3。车辆1还包括车载的电子锁定/解锁系统6，其连接到车门2和检测传感器4。

检测传感器4限定了把手3周围的锁定区域L。

把手3还包括限定了位于把手3与车门2之间的解锁区域的检测传感器（图2和图3中未示出）。

把手3还配备有用于排出渗入的水的孔8a和8b。当水E渗入把手3时，它滞留在把手3的下部，如图2所示，然后缓慢地流过为此目的而预备的排水孔8a和8b。当用户猛烈地砰地关上（claquer）他的车门2时，水E会溅到检测传感器4上（参见图3），也就是说水E会溅到检测传感器4上并触发锁定区域（或解锁区域，视情况而定）上的接触检测。这在图4中示出，在时刻t0，代表锁定电极的电容C_e的值的参数P变为高于阈值SD1，阈值SD1是用于检测锁定意图的阈值。

此类错误的接触检测经常发生。实际上，为了降低成本并且能够容易地改变检测传感器4而不必改变整个把手3，大多数车门2的把手3都不防水。

另外，为排出所渗入的水E而预备的排水孔8a和8b不会足够快地排出水，尤其是混合了冰的盐水这类的高密度的水。因此，这种类型的水E可能会在把手3中在检测传感器4上留存足够长的时间并且触发（锁定或解锁）电极中的一个或另一个上的错误接触检测。

于是，图2和图3中所示的示例中的锁定接触检测会在用户没有请求的情况下产生。然后，关于锁定区域L上的该接触检测的信息被发送给车载的电子锁定和解锁系统6，该系统进行锁定，而用户并没有接近检测传感器4并且也没有确认他锁定其车辆1的意图。

发明内容

因此，本发明的目的是提出用于确定车门把手接触检测传感器上的干扰接触的方法，其使得能够区分传感器上的来自于干扰现象（在这种情况下，由于存在水）的接触与来自于用户的接触。这样做的目的是避免当用户砰地关上车门时的任何错误的锁定或解锁检测。

本发明提出一种用于确定纳入到车辆的车门把手中的至少一个接近和/或接触检测传感器上的干扰接触的方法，所述把手包括确定设备，所述确定设备包括锁定电极、解锁电极和管理单元，测量代表所述电极的电容的值，锁定电极的电容或解锁电极的电容在预定的检测持续时间期间跨越相应的检测阈值验证了检测到接近，所述方法的特征在于其还包括以下步骤：

- 步骤1a和1b：将所述测量值与预定的噪声阈值进行比较，如果所述测量值在第一时刻以及相应地在第一时刻之后的第二时刻跨越其相应的预定阈值，

- 步骤2a和2b：那么存储第一时刻和第二时刻，

- 步骤3：计算第一时刻与第二时刻之间的期限，并且如果所述期限小于预定的持续时间，那么

- 步骤E4a：如果锁定电容的值或解锁电极的电容超过其相应的检测阈值，那么

- 步骤E5a：增大检测持续时间，

- 步骤E6：只要新的检测持续时间尚未过去，

- 步骤E7a和E7b：确定每个电容测量信号上是否存在尖峰，以及计算每个尖峰的幅度，

- 步骤E8：如果计算出的幅度中的至少一个大于预定阈值，那么

- 步骤E9：确定干扰接触。

本发明还涉及一种用于确定至少一个接近和/或接触检测传感器上的干扰接触的设备，所述设备包括：

- 锁定电极，

- 解锁电极，以及

- 管理单元，

- 用于测量代表所述电极的电容的值的测量装置，

- 用于检测锁定电极的电容或解锁电极的电容在预定的检测持续时间期间跨越相应的检测阈值以便验证检测到接近的检测装置，

所述设备的特征在于其还包括：

- 用于在第一电容的值与第一阈值和第二阈值这两个阈值之间进行比较的第一比较装置，

- 用于在第二电容的值与第三阈值和第四阈值这两个阈值之间进行比较的第二比较装置，

- 用于存储代表第一电容的值跨至高于第一阈值或跨至低于第二阈值的第一时刻的第一存储装置，

- 用于存储代表第二电容的值跨至高于第三阈值或跨至低于第四阈值的第二时刻的第二存储装置，

- 用于在所计算出的在第二时刻与第一时刻之间的期限与预定的持续时间之间进行比较的第三比较装置，

- 用于根据第三比较装置的结果来增大检测持续时间的增大装置，

- 用于检测第一电容的值的第一尖峰并存储代表所述第一尖峰的最大值和最小值的第一检测装置，

- 用于检测第二电容的值的第二尖峰并存储代表所述第二尖峰的最大值和最小值的第二检测装置，

- 用于在第一尖峰的幅度与第一预定值之间进行比较的第四比较装置，

- 用于在第二尖峰的幅度与第二预定值之间进行比较的第五比较装置，

- 用于根据第四和第五比较装置所执行的比较的结果来确认检测到干扰接触的确认装置，

- 时钟。

有利地，第一比较装置、第二比较装置、第一存储装置、第二存储装置、第三比较装置、用于检测值的第一尖峰的第一检测装置、用于检测值的第二尖峰的第二检测装置、第四比较装置、第五比较装置、确认装置和增大装置采用集成到管理单元中的软件的形式。

本发明还适用于包括根据上述任何一个特征的确定设备的任何车辆车门把手和任何车辆。

附图说明

通过阅读作为非限制性示例并参照附图的以下描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

• 图1示出了电容式接近和/或接触检测传感器的示意图，并且已经进行了解释，

• 图2示出了水渗入到配备有接近和/或接触检测传感器的车辆车门把手中的示意图，并且已在前文进行了解释，

• 图3示出了由于在关闭车门时所渗入的水溅到接近和/或接触检测传感器上而导致的错误接触检测现象的示意图，并且已经在前文进行了解释，

• 前文已解释的图4是示出当砰地关上车门时代表锁定检测电容的值的参数P的值的曲线图，例示了错误的锁定检测，

• 图5示出了被纳入到车辆车门把手中的根据本发明的确定设备，

• 图6示出了根据本发明的干扰接触确定设备，

• 图7是根据本发明的示出当砰地关上车门时代表锁定检测电容的值的参数PE1的值和代表解锁检测电容的值的参数PE2的值的曲线图，

• 图8示出了根据本发明的干扰接触确定方法。

具体实施方式

本发明提出了具备如下优点的干扰接触检测方法和设备D：区分由于把手中残留的水溅到锁定电极和/或解锁电极上而导致的错误锁定或解锁检测与通过用户的手简单地接近或接触锁定或解锁电极附近的用户意图锁定或解锁的正确检测。

如图5中所示，根据本发明的干扰接触确定设备D纳入到车辆1的车门2的把手3中（图5中未示出车辆1）。

确定设备D包括：

- 锁定电极E1，

- 解锁电极E2，

- 用于管理所述电极E1、E2的管理单元80，其例如以包括在印刷电路中的微控制器的形式。

管理单元80包括：

- 用于测量锁定电极E1的电容值PE1和解锁电极E2的电容值PE2的测量装置M0a，

- 用于检测锁定电极的电容值PE1和解锁电极的电容值PE2跨至高于相应的检测阈值——第一检测阈值SD1或相应地第二检测阈值SD2——的检测装置M0b，

- 时钟H或用于测量从所述跨越开始的检测期限Ti的装置。

根据现有技术，如果锁定电极的电容PE1或解锁电容跨越其相应的检测阈值SD1、SD2，那么在检测期限Ti结束时验证检测到接近和/或接触。

这在现有技术中是已知的，并且此处将不再详述。

根据本发明，确定设备D还包括：

- 用于在锁定电极的电容值PE1与第一噪声阈值S1和第二噪声阈值S2这两个阈值之间进行比较的第一比较装置M1a，

- 用于在解锁电极的电容值PE2与第三噪声阈值S3和第四噪声阈值S4这两个阈值之间进行比较的第二比较装置M1b，

- 用于存储代表锁定电极的电容值PE1跨至高于第一阈值S1或跨至低于第二阈值S2的第一时刻t1的第一存储装置M2a，

- 用于存储代表解锁电极的电容值PE2跨至高于第三阈值S3或跨至低于第四阈值S4的第二时刻t2的第二存储装置M2a，

- 用于在所计算出的在第二时刻t2与第一时刻t1之间的期限与预定的持续时间Δt之间进行比较的第三比较装置M3，

- 用于根据第三比较装置M3执行的比较的结果来增大检测期限的增大装置M7，

- 时钟H，

- 用于检测锁定电极E1的电容值的第一尖峰并存储代表所述尖峰的最大值PE1MAX和最小值PE1MIN的第一检测装置M4a，

- 用于检测解锁电极E2的电容值的第二尖峰并存储代表所述尖峰的最大值PE2MAX和最小值PE2MIN的第二检测装置M4b，

- 用于在基于这样存储的最小值PE1MIN和最大值PE1MAX计算的幅度与第一预定值Sc1之间进行比较的第四比较装置M5a，

- 用于在基于这样存储的最小值PE2MIN和最大值PE2MAX计算的幅度与第二预定值Sc2之间进行比较的第五比较装置M5b，

- 用于根据第四和第五比较装置M5a、M5b所执行的比较的结果来确认检测到干扰接触的确认装置M6。

值的尖峰意指信号突然急剧上升然后急剧下降，或突然急剧下降然后急剧上升，使得尖峰具有两个极值（最小值和最大值）。尖峰的幅度对应于所述最大值或最小值与相应地随后的最小值或最大值之间的差值。

第一比较装置M1a、第二比较装置M1b、第一存储装置M2a、第二存储装置M2a、第三比较装置M3、用于检测第一尖峰并存储代表所述尖峰的值的第一检测装置M4a、用于检测第二尖峰并存储代表所述尖峰的值的第二检测装置M4b、第四比较装置M5a、第五比较装置M5b、确认装置M6和用于增大检测持续时间的增大装置M7采用集成到管理单元80中的软件的形式。这在图6中示出。

时钟H例如是电子时钟。

干扰接触确定方法在图7和图8中示出，并且现在将对其进行描述。

在初始步骤E0中，以预定的测量频率持续测量锁定电极的电容值PE1（将称为第一电容PE1）和解锁电极的电容值PE2（将称为第二电容PE2）。

根据现有技术的检测方法，当第一电容PE1或第二电容PE2相应地大于第一检测阈值SD1或者相应地大于第二检测阈值SD2时（步骤E4b），并且如果从所述第一电容PE1或第二电容PE2的值跨至高于其相应阈值开始的持续时间Δtv大于预定的检测持续时间Ti（步骤E5b），那么验证接近检测（步骤E10）。

如前文解释过的，电极电容值PE1、PE2跨至高于检测阈值SD1、SD2也可能是来自于由于水溅到两个电极中的一个或另一个上而导致的错误检测。

根据本发明的方法使得能够克服该缺点，并且下面将对其进行解释：

在第一步骤E1中，将第一电容E1的值与第一阈值S1和第二阈值S2这两个阈值进行比较（步骤E1a），这两个阈值表示第一电容E1的值的测量容限窗口的上限和下限这两个极限。由于存在影响第一电容E1的值的众多外部扰动（电磁干扰、环境温度等）而调整测量容限窗口。

同时，将第二电容E2的值与另外两个阈值——第三阈值S3和第四阈值S4——进行比较（步骤E1b），这两个阈值表示第二电容E2的值的（由于外部扰动（电磁干扰等）而导致的）测量容限窗口的上限和下限这两个极限。同样，将第二电容E2的值的测量值与测量容限窗口的这两个极限进行比较。

在第二步骤E2中，如果在第一时刻t1：

- 第一电容E1大于第一阈值S1，或

- 第一电容E1小于第二阈值S2（步骤E2a），

并且如果在第一时刻t1之后的第二时刻t2：

- 第二电容E2大于第三阈值S3，或

- 第二电容E2小于第四阈值S4（步骤E2b），

使得所存储的第一时刻t1与所存储的第二时刻t2之间的期限小于预定的持续时间Δt，即，如果（t2- t1）≤Δt（步骤E3），则检验以下条件。

在第四步骤（步骤E4a）中，如果第一电容PE1大于第一检测阈值SD1或者如果第二电容PE2大于第二检测阈值SD2，则增大检测持续时间Ti，并且检测持续时间Ti等于新的检测持续时间Tv（步骤E5a）。

只要从第一电容PE1跨至高于第一阈值SD1或第二电容PE2跨至高于第二阈值SD2开始的持续时间Δtv小于新的检测持续时间Tv（步骤E6），就检验值的第一尖峰P1的存在（步骤E7a），并且存储代表所述尖峰的第一电容PE1的最大值PE1MAX和最小值PE1MIN，并且并行地，还检验值的第二尖峰P2的存在（步骤E7b），并且存储代表所述尖峰的第二电容PE2的最大值PE2MAX和最小值PE2MIN。

在第八步骤中，将第一电容PE1的最大值PE1MAX与最小值PE1MIN之间的差值、即第一尖峰P1的幅度与第一预定值Sc1进行比较（步骤E8），并且类似地，将第二电容PE2的最大值PE2MAX与最小值PE2MIN之间的差值、即第二尖峰P2的幅度与第二预定值Sc2进行比较。

如果这样计算出的第一尖峰P1的幅度或者这样计算出的第二尖峰P2的幅度相应地比第一预定值Sc1大或者相应地比第二预定值Sc2大（步骤E5），也就是说如果（PE1MAX-PE1MIN）>Sc1或如果（PE2MAX- PE2MIN）>Sc2，并且如果新的检测持续时间Tv已经过去，则在步骤9中，验证确定了干扰接触。

否则，如果计算出的幅度小于相应的预定值并且如果新的检测持续时间Tv已经过去，则这意味着在代表错误检测（即，干扰检测）的两个信号中的至少一个上不存在尖峰，并且验证了正确检测（步骤E10）。

因此，根据本发明的干扰接触确定基于两个准则：

- 两个电极（锁定、解锁）的电容值、第一电容PE1和第二电容PE2跨至其测量容限窗口（S1、S2和S3、S4，噪声容限）之外的近似同时性，以及

- 在给定的时间内、即在新的检测持续时间Tv期间至少在两个电极的电容PE1、PE2的测量信号之一上存在大于预定阈值的值的尖峰，即急剧上升然后急剧下降（或反之亦然）。

与现有技术相反，实际上，申请人观察到在砰地关上车门时：

- 渗入把手3中的水在把手3内移动并且会几乎同时影响两个电极E1、E2，以及

- 溅射的水对每个电容测量信号的影响是不同的，但是是可表征的，并且采取电容值PE1、PE2的时间有限、具有预定幅度的突然尖峰的形式，

以及

- 所述尖峰存在于电极的电容PE1、PE2的两个测量信号中的至少一个上。

根据现有技术，一旦第一或第二电容PE1、PE2超过第一或相应地第二检测阈值SD1、SD2，就在检测持续时间Ti结束时验证检测到接近。

然而，申请人观察到检测持续时间Ti不足以检测到干扰接触。

因此，与现有技术相反，本发明提出，一旦检测到两个电极的电容值跨至其测量容限之外的同时性，就延长检测持续时间以便确定在电极电容值PE1、PE2的信号中的一个或另一个上是否存在具有大于预定值Sc1、Sc2的幅度的尖峰，所述尖峰意味着错误检测。

这在图7中示出。

图7中所示的曲线图示出了两个电极的电容值PE1、PE2的两个测量信号。第一电容值PE1的信号示出在曲线图的顶部，第二电容值PE2的信号示出在曲线图7的底部。

在第一时刻t1，第一电容值PE1超过第一阈值S1。

在第二时刻t2，第二时刻t2在第一时刻t1之后并且与第一时刻隔开小于预定持续时间Δt的持续时间，第二电容值PE2也跨越第三阈值S3。

代表第一电容PE1的信号超过第一检测阈值SD1，并且应用新的检测持续时间Tv。然后，第一电容PE1的信号呈现急剧上升然后急剧下降，即第一尖峰P1。

在新的检测持续时间Tv期间测量的信号的幅度、即最大值PE1MAX与最小值PE1MIN之间的差值、即ΔP大于第一阈值Sc1。

因此，验证确定了干扰接触，即便代表第二电极的电容PE2的信号没有超过第二检测阈值SD2并且也呈现第二尖峰P2但是其幅度ΔP'（PE2MAX- PE2MIN）不大于第二阈值Sc2也是如此。

由于检测是错误检测，因此发送给管理单元80的信息不会触发任何解锁或锁定。

因此，本发明通过监视两个电极的信号并且通过计算软件装置而是明智的且成本低廉，本发明的方法使得能够可靠地确定由于在砰地关上车门时水溅到电极上而导致的错误检测。

Claims

1.用于确定纳入到车辆的车门的把手中的至少一个接近检测传感器和/或接触检测传感器上的干扰接触的方法，所述把手包括确定设备，所述确定设备包括锁定电极、解锁电极和管理单元，测量代表所述电极的电容的值，锁定电极的电容或解锁电极的电容在预定的检测持续时间期间跨越相应的检测阈值验证了检测到接近，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：-步骤1a和1b：将所测量的值与预定的噪声阈值进行比较，

如果所测量的值在第一时刻以及相应地在第一时刻之后的第二时刻跨越其相应的预定阈值，则继续执行以下步骤：

-步骤2a和2b：存储第一时刻和第二时刻，

-步骤3：计算第一时刻与第二时刻之间的期限，并且如果所述期限小于预定的持续时间，那么

-步骤E4a：如果锁定电容的值或解锁电极的电容超过其相应的检测阈值，那么

-步骤E5a：增大检测持续时间，

-步骤E6：只要新的检测持续时间尚未过去，

-步骤E7a和E7b：确定每个电容测量信号上是否存在尖峰，以及计算每个尖峰的幅度，

-步骤E8：如果计算出的幅度中的至少一个大于预定阈值，那么

-步骤E9：确定干扰接触。

2.用于确定至少一个接近检测传感器和/或接触检测传感器上的干扰接触的确定设备，所述确定设备包括：

-锁定电极，

-解锁电极，以及

-管理单元，

-用于测量代表所述锁定电极和解锁电极的电容的值的测量装置，

-用于检测锁定电极的电容或解锁电极的电容在预定的检测持续时间期间跨越相应的检测阈值以便验证检测到接近的检测装置，

其特征在于，所述确定设备还包括：

-用于在第一电容的值与第一阈值和第二阈值这两个阈值之间进行比较的第一比较装置，

-用于在第二电容的值与第三阈值和第四阈值这两个阈值之间进行比较的第二比较装置，

-用于存储代表第一电容的值跨至高于第一阈值或跨至低于第二阈值的第一时刻的第一存储装置，

-用于存储代表第二电容的值跨至高于第三阈值或跨至低于第四阈值的第二时刻的第二存储装置，

-用于在所计算出的在第二时刻与第一时刻之间的期限与预定的持续时间之间进行比较的第三比较装置，

-用于根据第三比较装置的结果来增大检测持续时间的增大装置，

-用于检测第一电容的值的第一尖峰并存储代表所述第一尖峰的最大值和最小值的第一检测装置，

-用于检测第二电容的值的第二尖峰并存储代表所述第二尖峰的最大值和最小值的第二检测装置，

-用于在第一尖峰的幅度与第一预定值之间进行比较的第四比较装置，

-用于在第二尖峰的幅度与第二预定值之间进行比较的第五比较装置，

-用于根据第四和第五比较装置所执行的比较的结果来确认检测到干扰接触的确认装置，

-时钟。

3.根据权利要求2所述的确定设备，其特征在于，第一比较装置、第二比较装置、第一存储装置、第二存储装置、第三比较装置、用于检测值的第一尖峰的第一检测装置、用于检测值的第二尖峰的第二检测装置、第四比较装置、第五比较装置、确认装置和增大装置采用集成到管理单元中的软件的形式。

4.车辆的车门的把手，其特征在于，其包括根据权利要求2至3中的任一项所述的确定设备。

5.机动车辆，其特征在于，其包括根据权利要求2至3中的任一项所述的确定设备。