CN112823475A

CN112823475A - 用于检测锁定或解锁车门的意图的方法和相关联的检测装置

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Publication number: CN112823475A
Application number: CN201980060874.7A
Authority: CN
Inventors: G·施皮克; V·马里莫托; S·埃克哈特
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2021-05-18
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: WO2020058347A1; CN112823475B; FR3085984B1; FR3085984A1; US11390246B2; US20220032872A1

Abstract

本发明涉及一种用于检测锁定或解锁机动车辆车门的意图的检测装置（D），所述装置（D）包括至少第一感应传感器（A1），其包括第一靶（20），包括线圈（B）的振荡电路（M1），用于测量所述电路的谐振频率的测量装置（M2）和印刷电路（10），所述装置（D）的特征在于，其包括第二感应传感器（A2），第二感应传感器包括：·呈环的形式的第二靶（30），使得环的第一端（E1）连接到固定电势，并且环的第二端（E2）连接到切换器件（S1），切换器件具有两种状态：‑在第一状态（P1）中，环的第二端（E2）连接到所述固定电势，‑在第二状态（P2）中，环的第二端（E2）连接到浮动电势，·用于控制切换器件（S1）的控制器件（M3），‑第一感应传感器（A1）的线圈（B）与第二感应传感器（A2）共用。

Description

用于检测锁定或解锁车门的意图的方法和相关联的检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测使用者锁定或解锁机动车辆车门的意图的装置以及包括所述装置的车门把手。

背景技术

如今，车辆门把手装备有用于检测锁定或解锁门的意图的装置。结合识别由该使用者携带的用于远程访问控制的“免提”电子密钥卡的所述检测允许远程锁定和解锁车辆的打开元件。因此，当携带相应的且由车辆识别的电子密钥卡的使用者希望解锁车辆时，他触摸车门把手，然后车辆的打开元件自动解锁。通过接近或通过按压在车门把手的精确位置（被称为“解锁区域”）上，门（或可选地所有打开元件）被解锁而无需来自使用者的任何其他动作。相反，当仍然携带所需的且由车辆识别的密钥卡的使用者希望锁定他的车辆时，他关闭他的车门并且他暂时按压在把手的另一个精确位置（称为“锁定区域”）上。该动作使得可以自动锁定车辆的打开元件。

这些用于检测锁定或解锁意图的装置通常包括两个感应传感器，其形式为两个可移动靶，每个可移动靶面向线圈定位并且各自电连接到例如包含在印刷电路中的相应控制器件，感应传感器在专用于锁定或解锁的精确区域中集成到门把手中。当使用者的手与把手接触时，靶能够朝向它们各自的线圈移位。

通常，感应传感器（也就是说靶及其相应的线圈）专用于一个区域，也就是说一个靶和一个线圈专用于检测使用者的手在锁定区域中的接触，一个靶和一个线圈专用于检测使用者的手在解锁区域中的接触。

控制器件借助于由电感器L（线圈）和至少一些电容器C组成的“LC”型振荡电路，以所谓的谐振频率F_R（例如5 MHz）激励线圈。控制器件反过来测量振荡电路的实际谐振频率F_B，其取决于靶和线圈之间的距离。如果电路的实际谐振频率F_B超过谐振频率F_R，且更准确地说，如果实际谐振频率F_B的值超过第一阈值F_S，则有效检测到使用者的手在把手的锁定或解锁区域上的按压。以本身已知的方式，控制器件至少包括电容器、频率振荡器以及用于测量LC电路的谐振频率的测量装置。这对于本领域技术人员来说是已知的，在此不再详细描述。

检测装置还包括通常为LF（对于“Low frequency”的英文缩写，“低频”）的射频天线。检测装置连接到车辆的电子计算机（ECU：对于“Electronic Control Unit”的英文缩写，“电子控制单元”）并向其发送存在检测信号。车辆的电子计算机预先将使用者识别为被授权访问该车辆，或者替代地，在接收到该存在检测信号之后，执行该识别。为此，它通过射频天线向由使用者所携带的密钥卡（或远程控制器）发送识别请求。作为响应，该密钥卡通过RF（射频）波将其识别码发送到车辆的电子计算机。如果电子计算机将识别码识别为授权访问车辆的识别码，则触发车门（或所有打开元件）的锁定/解锁。另一方面，如果电子计算机没有接收到任何识别码或者如果接收到的识别码是错误的，则不执行锁定或解锁。

因此，这种车辆配备有门把手，门把手包括检测装置，检测装置本身包括通常低频的射频天线和连接到微控制器（集成到印刷电路中）并被供应电压的两个感应传感器。

然而，将两个感应传感器集成到把手中是昂贵的且并不容易。实际上，用于将电子元件集成到把手中的可用空间通常是有限的。

发明内容

本发明提出了一种用于检测锁定或解锁意图的方法以及相关联的检测装置，与现有技术的解决方案相比，该方法具有不昂贵且允许在空间方面显著节省的优点。

本发明提出了一种用于检测锁定或解锁机动车辆车门的意图的装置，所述装置包括：至少第一感应传感器，所述第一感应传感器包括第一靶，包括线圈的振荡电路，用于测量所述电路的谐振频率的测量装置，以及印刷电路，所述装置的特征在于，其包括第二感应传感器，所述第二感应传感器包括：

·呈环的形式的第二靶，使得环的第一端连接到固定电势，并且环的第二端连接到切换器件，切换器件具有两种状态：

　　- 在第一状态中，环的第二端连接到所述固定电势，

　　- 在第二状态中，环的第二端连接到浮动电势，

·用于控制切换器件的控制器件。

第一感应传感器的线圈与第二感应传感器共用。

在本发明的一个优选实施例中，第一靶和第二靶位于印刷电路的两侧，并且线圈包括由彼此电连接的匝形成的绕组，每个绕组位于印刷电路的一层上。

有利地，固定电势是电接地。

本发明还涉及一种用于检测锁定或解锁机动车辆车门的意图的方法，该方法由检测装置执行，该检测装置包括至少第一感应传感器，该第一感应传感器包括第一靶，包括线圈的振荡电路，用于测量所述电路的谐振频率的测量装置，以及印刷电路，所述方法包括以下步骤：

·预先为检测装置装配第二感应传感器，第二感应传感器包括：

　　- 呈环的形式的第二靶，使得环的第一端连接到固定电势，并且环的第二端连接到切换器件，切换器件具有两种状态：

　　　◦ 在第一状态中，环的第二端连接到所述固定电势，

　　　◦ 在第二状态中，环的第二端连接到浮动电势，

　　- 用于控制切换器件的控制器件。

第一感应传感器的线圈与第二感应传感器共用，

·将切换器件定位在第二状态中并执行电路的实际谐振频率的第一测量，

·将切换器件定位在第一状态中并执行电路的实际谐振频率的第二测量，

·计算第二测量值和第一测量值之间的测量值的差值，

·将第一测量值与第一阈值进行比较，

　　- 如果第一测量值大于第一阈值，那么

　　　◦ 将测量值的差值与第二阈值进行比较，

　　　◦ 如果测量值的差值大于第二阈值，则在两个感应传感器上确认检测，否则在第一感应传感器上确认检测，

　　- 否则，如果第一测量值小于第二阈值，则：

　　　◦ 将测量值的差值与第二阈值进行比较，

　　　◦ 如果测量值的差值大于第二阈值，则在第二感应传感器上确认检测，否则不确认任何检测。

有利地，固定电势是电接地。

本发明也适用于包括根据上面列出的特征的中的任何一个的检测装置的机动车辆门把手。

本发明涉及任何机动车辆，其包括根据上面列出的特征的中的任何一个的检测装置。

附图说明

本发明的其他目的、特征和优点将在阅读作为非限制性示例提供的以下描述并检查附图后变得显而易见，其中：

- 图1是根据本发明的用于检测锁定或解锁意图的装置的示意图，

- 图2是包括图1的检测装置的车门把手的示意性剖视图，

- 图3是示出了根据本发明的用于检测锁定或解锁意图的方法的流程图，

- 图4示出了根据两个靶的位置的四种组合A、B、C、D的感应测量值的变化以及相应的检测：图4a示出了与第一靶相关联的第一感应测量值随时间t的变化，图4b示出了与第二靶相关联的第二感应测量值随时间t的变化，以及图4c示出了第二感应测量值和第一感应测量值之间的差值随时间t的变化，

- 图5示意性地示出了在两个印刷电路层上的根据本发明的检测装置的线圈，两个印刷电路层为第一层10a和第二层10b。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的检测装置D。装置D包括：至少第一感应传感器A1，其包括第一靶20，线圈B，用于控制所述传感器的控制器件M1、M2，以及包括微控制器（未示出）的印刷电路10。

第一靶20能够由于使用者在位于把手P的外表面上的可变形锁定区域S1（或解锁区域S2）上的按压而朝向线圈B移位。

纯粹为了说明的目的，将考虑第一传感器A1专用于检测锁定意图，并且位于把手P内部的靶20连接到位于把手P的外表面上的可变形锁定区域S1（参见图2）。

使用者在可变形的该锁定区域S1（参见图2）上的按压导致第一靶20向线圈B移位，并且锁定意图的检测因此被确认。

控制器件M1、M2呈以下形式：

·频率振荡电路M1或LC振荡电路，包括：

　　　◦ 电容器C1，C2，

　　　◦ 电感器L（线圈B），

　　　◦ 用于以谐振频率F_R激励的激励装置，例如反相门40，这种电路对于本领域技术人员来说是已知的，并且呈以下形式

·用于测量振荡电路M1的实际谐振频率F_B的测量电路M2，例如包含在位于印刷电路10中的微控制器中（参见图1和图2）。

根据本发明，检测装置D还包括专用于检测解锁意图的第二感应传感器A2，其自身包括：

·呈环的形式的第二靶30，使得环的第一端E1连接到固定电势，例如电接地，并且环的第二端E2连接到切换器件S1，切换器件S1具有两种状态：

　　- 在第一状态P1中，环的第二端E2连接到与第一端E1相同的固定电势，例如电接地，

　　- 在第二状态P2中，环的第二端E2连接到浮动电势，也就是说非固定电势，

·用于控制切换器件S1的控制器件M3。

本发明还提出第一感应传感器A1的线圈B对于第二感应传感器A2而言是公共的。换言之，线圈被布置成使得它同时面对第一靶20和面对第二靶30。

在一个优选实施例中，第一传感器A1专用于锁定检测，并且位于把手P中，以便检测在把手P的前表面上（也就是说，在朝向车辆V外部的表面上）的按压。该按压在锁定区域S1上实施，以锁定车辆V的车门。

第二传感器A2专用于解锁检测，并且位于把手P中，以检测在把手P的内表面上（也就是说，朝向车辆V定向的、在把手P和车门之间的表面上）的按压。该按压在解锁区域S2上实施，以解锁车辆V的车门。

两个靶20和30位于印刷电路10的两侧，印刷电路10位于把手P的内部。

在根据本发明的检测装置D的这个优选实施例中，线圈B由沿着印刷电路10的平面的多个平面绕组组成。绕组由同心的匝组成。如果印刷电路10包括多层，则线圈B的匝的绕组可能位于每层上，这在图5中示出。根据本发明，也可以在印刷电路10的一层或两层上仅具有一个或者两个由匝形成的绕组，所述印刷电路10包括至少两层。

在图5中，印刷电路10由两个层10a和10b组成。线圈B的第一绕组Ba位于第一层10a上。线圈B的第二绕组Bb位于第二层10b上。第一绕组Ba和第二绕组Bb优选地相同（但这不是限制性的），并且通过穿过第一层10a和第二层10b的两个通孔V1和V2彼此电连接。至少一个绕组（例如第一绕组Ba）面向第一靶20（图5中未示出），且至少一个绕组（例如第二绕组Bb）面向第二靶30（参见图5）。

印刷电路10当然可以包括多层，在这种情况下，根据本发明，每层可以包括由线圈B的匝形成的绕组。所述绕组彼此连接，以便形成对于两个靶20、30而言为公共的且因此对于两个传感器A1、A2而言为公共的单个线圈B。

线圈B由印刷电路10的一个或多个层上的绕组组成，从而具有面向第一靶20的至少一个绕组和面向第二靶30的至少一个绕组。因此，振荡电路M1的实际谐振频率F_B根据第一靶20和线圈B之间的距离而变化，但也根据第二靶30和线圈B之间的距离而变化。

“环”是指具有开环、圆弧、圆形形状的靶A2，其两端（第一端E1和第二端E2）不汇合或彼此不电连接（参见图1）。

“浮动”电势是指不与任何固定电势相连的电势。在第二状态P2中，第二端E2在这种情况下连接到可以取任何值的电势。

切换器件S1例如呈开关或晶体管的形式。

用于控制切换器件S1的控制器件M3例如呈集成到位于印刷电路10中的微控制器中的软件形式。

现在将描述图3所示的用于检测锁定或解锁机动车辆车门的意图的方法：

在预备步骤（步骤E0，参见图3）中，为检测装置D装配如上所述的第二感应传感器A2。

然后将切换器件S1定位（步骤E1）在第二状态P2中，使得第二靶30的第二端E2电连接到浮动电势。

在该配置中，第二靶30不再用作第二感应传感器A2的靶。实际上，在该配置中，电流不能以回路的形式在第二靶30中流动，因此在第二靶30中没有感应电流，因此第二靶30不能作用在来自线圈B的电磁场上。因此，如果LC电路的实际谐振频率F_B变化，这不是由于第二靶30相对于线圈B的移位，而是仅仅由于第一靶20朝向线圈B的移位。

在切换器件S1处于第二状态P2中的该配置中，检测装置被配置为检测在第一感应传感器A1上的按压，也就是说，在锁定区域S1上的按压。

然后对LC电路的实际谐振频率F_B进行第一测量，第一测量值称为N1。

接下来，在第二步骤E2中，将切换器件S1定位在第一状态P1中，使得第二靶30的第二端E2电连接到与第一端E1相同的电势，例如电接地。

在该配置中，第二靶30用作第二感应传感器A2的靶。第一靶A1就其本身而言一直充当第一感应传感器A1的靶，而无论切换器件S1的配置如何。

然后对LC电路的实际谐振频率F_B进行第二测量，第二测量值称为N2。

根据本发明的检测方法基于这样的假设，即在第一测量值N1和第二测量值N2之间，第一靶20相对于线圈B的位置和第二靶30相对于线圈B的位置不变。因此，第一测量值N1和第二测量值N2实施得非常快，并且切换器件S1在第二状态P2和第一状态P1之间的切换也非常快，大约几微秒或几毫秒。

在接下来的步骤（步骤E3）中，计算LC电路的实际谐振频率的第二测量值N2和第一测量值N1之间的差值，即：

∆N=N2-N1

接下来，根据本发明的方法提出将第一测量值N1与第一阈值Th1进行比较（步骤E4a）。

如果第一测量值N1大于第一阈值Th1，则将测量值的差值∆N与第二阈值Th2进行比较（步骤E5b）。

·如果测量值的差值∆N大于第二阈值Th2，则在两个感应传感器A1、A2上确认检测（步骤E6a），

·如果测量值的差值∆N小于第二阈值Th2，则在两个感应传感器A1、A2上确认检测，则在第一感应传感器A1上确认检测（步骤E6d）。

否则，如果第一测量值N1小于第一阈值Th1，则将测量值的差值∆N与第二阈值Th2进行比较（步骤E5b）。

·如果测量值的差值∆N大于第二阈值Th2，则在第二感应传感器A2上确认检测（步骤E6b），

·如果测量值的差值∆N小于第二阈值Th2，则既不在第一感应传感器A1上也不在第二感应传感器A2上确认任何检测（步骤E6c）。

当然，每次检测后都要重复该方法。切换器件S1以固定频率在第二状态P2和第一状态P1之间转换。

当在车辆V周围已经识别出兼容的使用者密钥卡时，可以触发和启动该检测方法，并且当在车辆V周围的半径内没有识别出兼容的使用者密钥卡时，可以将检测方法置于待机状态。

图4示出了针对四种可能的检测情形A、B、C、D的第一测量值N1、第二测量值N2和测量值的差值∆N随时间t的变化，其中：

·情形“A”对应于缺失检测：没有检测到任何锁定或解锁的意图，没有使用者的任何按压。

·情形“B”对应于第一感应传感器A1上的检测确认，因此对应于锁定意图。

·情形“C”对应于第二感应传感器A2上的检测确认，因此对应于解锁意图。

·情形“D”对应于两个感应传感器A1和A2上的确认，因此对应于使用者同时按压在两个区域（锁定区域或解锁区域）上的情形，这可以对应于例如对另一功能的确认，例如在锁定车辆的同时关闭窗户，或者对应于车辆V的内部锁定。

图4a显示了四种情形A、B、C、D下第一次测量值N1的变化。

图4b显示了四种情形A、B、C、D下第二次测量值N2的变化。

图4c显示了四种情形A、B、C、D下测量值的差值∆N的变化。

对于情形A：

·第一测量值N1小于第一阈值Th1，并且测量值的差值∆N小于第二阈值Th2。

对于情形B：

·第一测量值N1大于第一阈值Th1，并且测量值的差值∆N小于第二阈值Th2。

对于情形C：

·第一测量值N1小于第一阈值Th1，并且测量值的差值∆N大于第二阈值Th2。

对于情形D：

·第一测量值N1大于第一阈值Th1，并且测量值的差值∆N大于第二阈值Th2。

因此，本发明合理地使得可以以优化（单个LC电路）的、不昂贵的且稳健的方式将两个感应传感器集成到门把手中，每个传感器专用于锁定或解锁门的一种意图。

本发明的巧妙之处在于，通过两个传感器中的一个的靶的特定设计（呈环的形式），在检测（锁定、解锁、两者或无任何检测）之间进行区分，该靶的一端以特定方式连接到（固定或浮动）电势，允许所述传感器作为感应传感器或被动传感器（即靶因此不再允许感应检测）而发挥主动作用。

Claims

1.一种用于检测锁定或解锁机动车辆车门的意图的检测装置（D），所述装置（D）包括至少第一感应传感器（A1），其包括第一靶（20），包括线圈（B）的振荡电路（M1），用于测量所述电路的谐振频率的测量装置（M2）和印刷电路（10），所述装置（D）的特征在于，其包括第二感应传感器（A2），所述第二感应传感器（A2）包括：

·呈环的形式的第二靶（30），使得环的第一端（E1）连接到固定电势，并且环的第二端（E2）连接到切换器件（S1），所述切换器件具有两种状态：

　　- 在第一状态（P1）中，所述环的第二端（E2）连接到所述固定电势，

　　- 在第二状态（P2）中，所述环的第二端（E2）连接到浮动电势，

·用于控制切换器件（S1）的控制器件（M3），

所述第一感应传感器（A1）的所述线圈（B）与所述第二感应传感器（A2）共用。

2.根据前一项权利要求所述的检测装置（D），其特征在于，第一靶（20）和第二靶（30）位于所述印刷电路（10）的两侧，并且所述线圈（B）包括由彼此电连接的匝形成的绕组（Ba，Bb），每个绕组位于印刷电路的一层（10a，10b）上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的检测装置（D），其特征在于，所述固定电势是电接地。

4.一种用于检测锁定或解锁机动车辆车门的意图的检测方法，所述方法由检测装置（D）执行，所述检测装置包括至少第一感应传感器（A1），其包括第一靶（20），包括线圈（B）的振荡电路（M1），用于测量所述电路的谐振频率的测量装置（M2）和印刷电路（10），所述方法的特征在于，其包括以下步骤：

·预先为检测装置（D）装配第二感应传感器（A2），所述第二感应传感器包括：

　　- 呈环的形式的第二靶（30），使得环的第一端（E1）连接到固定电势，并且环的第二端（E2）连接到切换器件（S1），所述切换器件具有两种状态：

　　　◦ 在第一状态（P1）中，所述环的第二端（E2）连接到所述固定电势，

　　　◦ 在第二状态（P2）中，所述环的第二端（E2）连接到浮动电势，

　　- 用于控制切换器件（S1）的控制器件（M3），

所述第一感应传感器（A1）的所述线圈（B）与所述第二感应传感器（A2）共用，

·将切换器件（S1）定位在第二状态（P2）中并获取电路（M1）的实际谐振频率的第一测量值（N1），

·将切换器件（S1）定位在第一状态（P1）中并获取电路（M1）的实际谐振频率的第二测量值（N2），

·计算第二测量值（N2）和第一测量值（N1）之间的测量值的差值（∆N），

·将第一测量值（N1）与第一阈值（Th1）进行比较，

　　- 如果第一测量值（N1）大于第一阈值（Th1），那么

　　　◦ 将所述测量值的差值（∆N）与第二阈值（Th2）进行比较，

　　　◦ 如果所述测量值的差值（∆N）大于第二阈值（Th2），则在两个感应传感器（A1，A2）上确认检测，否则在所述第一感应传感器（A1）上确认检测，

　　- 否则，如果第一测量值（N1）小于第二阈值（Th1），则：

　　　◦ 如果所述测量值的差值（∆N）大于第二阈值（Th2），则在所述第二感应传感器（A2）上确认检测，否则不确认任何检测。

5.根据前一项权利要求所述的检测方法，其特征在于，所述固定电势是电接地。

6.一种机动车辆的门把手（P），其特征在于，它包括根据权利要求1至3中任一项所述的检测装置（D）。

7.一种机动车辆（V），其特征在于，它包括根据权利要求1至3中任一项所述的检测装置（D）。