ES2634441T3

ES2634441T3 - Elemento de moldura exterior con dispositivo sensor para detectar un objeto en un área de detección

Info

Publication number: ES2634441T3
Application number: ES08875887.5T
Authority: ES
Inventors: Jean-Marcel Aubry; Thomas W Bach
Original assignee: Flex N Gate France SAS
Current assignee: Flex N Gate France SAS
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: CN102246417A; EP2347507A1; KR20110091670A; WO2010043936A1; US8878550B2; CA2741310A1; JP2012506042A; US20110273188A1; BRPI0822848A2; RU2489285C2; CN102246417B; MX2011004130A; RU2011119620A; JP5346383B2; CA2741310C; EP2347507B1

Abstract

Un elemento de moldura exterior (1) para un vehículo automotriz, que comprende un dispositivo sensor (2) para detectar un objeto en un área de detección cerca del vehículo automotriz en cual dicho elemento de moldura exterior va montado, en el que el dispositivo sensor (2) comprende una almohadilla sensor (6) para detectar un objeto (4) en un área de detección cercana a un vehículo automotriz mediante la medición de la variación de la impedancia de dicha almohadilla sensor (6) causada por la presencia de un objeto (4) en el área de detección, comprendiendo además dicho dispositivo sensor (2) una placa de enfoque trasera (8) dispuesta detrás de la almohadilla sensor (6) en relación con el área de detección y una primera placa de enfoque circundante (10) organizada alrededor de la almohadilla sensor (6), comprendiendo dicho dispositivo sensor (2) un generador de señal que dirige dicha almohadilla sensor (6) y dichas placas (8,10) con señales idénticas de fase constante, frecuencia y amplitud de voltaje predeterminadas, comprendiendo además el dispositivo sensor (2) al menos una segunda placa de enfoque circundante (14) organizada alrededor de la primera placa de enfoque circundante (10), estando dirigida dicha segunda placa de enfoque circundante (14) por señales con mayor amplitud de voltaje que las señales que dirige la almohadilla sensor (6), en la que la capa conductora (19) se dispone en la cara exterior del elemento de moldura exterior.

Description

DESCRIPCION

Elemento de moldura exterior con dispositivo sensor para detectar un objeto en un area de deteccion

5 [0001] La presente invencion se relaciona con un dispositivo sensor del tipo que comprende una almohadilla

sensor para detectar un objeto en un area de deteccion cerca de un vehlculo automotriz mediante la medicion de la variacion de la impedancia de dicha almohadilla sensor, causada por la presencia de un objeto en el area de deteccion. Dicho dispositivo sensor comprende ademas una placa de enfoque trasera dispuesta detras de la almohadilla sensor relativa al area de deteccion y una primera placa de enfoque colocada alrededor de la 10 almohadilla sensor. Dicho dispositivo sensor comprende un generador de senales dicha almohadilla sensor y dichas placas con identicas senales de fase constante, frecuencia y amplitud del voltaje predeterminadas.

[0002] La invencion tambien se relaciona con un elemento de moldura exterior que comprende tal dispositivo sensor y con un vehlculo automotriz que comprende tal elemento de moldura exterior.

15

[0003] Tales dispositivos son conocidos y con usados por ejemplo para asistir al conductor para aparcar su coche informando a tal conductor de la proximidad de obstaculos que rodean al vehlculo. Generalmente, tal dispositivo sensor informa al conductor de la presencia de obstaculos alrededor del vehlculo durante la conduccion.

20 [0004] Un dispositivo tlpico de almohadilla unica con sensor capacitivo funciona poniendo carga en la

almohadilla sensor y midiendo el cambio en el voltaje causado por la presencia de un objeto en el area de deteccion. La presencia de un objeto cambia la capacidad de acoplamiento de la almohadilla sensor al medio. Usando placas cercanas que son accionadas desde los amplificadores siguiendo una senal de entrada con una ganancia cercana al uno es el conocido como el principio de protection para eliminar algunas capacitancias parasitas, p. ej. rectificando 25 el campo hacia el objetivo. El volumen del objeto medido puede moverse eficazmente usando otras placas cercanas que son accionadas por amplificadores que siguen la senal de entrada con diferentes ganancias. Sin embargo, esta no es una solution practica en muchos casos ya que manejar placas cercanas desde un amplificador protector que sigue la senal de la almohadilla sensor, pero con una ganancia superior a uno puede facilmente provocar que el sistema oscile.

30

[0005] Si un dispositivo con sensor capacitivo se aplica a una estructura que es aproximadamente del mismo tamano que la almohadilla sensor, entonces el sensor puede usarse para detectar dentro y a traves de la estructura objetos que se encuentren profundos en la estructura y/o en el otro lado. Sin embargo, si la estructura es mas grande que la almohadilla sensor entonces las llneas de campo tambien se moveran transversalmente dentro de la

35 estructura hacia terrenos parasitarios y la sensibilidad de deteccion dentro y/o a traves de la estructura sera reducida. Si la estructura es de alta permitividad o baja resistividad o tiene una capa conductora en cualquiera de las superficies, esta reduction en sensibilidad a los objetivos dentro de la estructura y/o en el otro lado sera mas acentuada. En particular, se hace diflcil usar un sensor capacitivo para un sensor automotriz de colisiones debido a la capa conductora de imprimacion que deja el proceso de pintura electroestatica empleado en la superficie del 40 parachoques

[0006] En un vehlculo automotriz, el dispositivo sensor se coloca generalmente detras o en el exterior de un elemento del vehlculo automotriz y la capa conductora de imprimacion se coloca en la cara exterior de los elementos de moldura exteriores, la cual reduce la eficiencia del dispositivo sensor.

45

[0007] El documento WO90/14604 de la tecnica anterior describe un sensor con una almohadilla sensor, una placa de enfoque trasera y placas de enfoque que rodean al vehlculo. No se trata el uso en vehlculos.

[0008] El documento GB2376075A de la tecnica anterior describe un parachoques del vehlculo que incorpora 50 un detector de proximidad pero que impide usar este detector a traves de la capa conductora cubriendo la totalidad

de la superficie exterior del parachoques, ya que esto distorsiona el diseno del campo de deteccion haciendo que el rechazo del efecto del suelo no sea tan bueno.

[0009] El documento WO2007/104540A2 describe sensores en donde la distribution del voltaje en las placas 55 de enfoque puede seleccionarse con la sensibilidad y distribucion de campo deseadas. No se trata el uso en

vehlculos.

[0010] El documento WO92/08947 describe (como alternativas) sensores de almohadilla unica y sensores por pares en modo transmision-recepcion, por ejemplo, en vehlculos.

[0011] Uno de los objetos de la invencion es superar estos inconvenientes al proveer de unos elementos exteriores para un vehlculo que tiene un dispositivo sensor que puede detectar eficazmente la presencia de un objeto mediante los elementos exteriores, teniendo los elementos exteriores una capa conductora dispuesta en la

5 superficie exterior de la misma. Con este fin, la invencion se relaciona con un elemento de moldura exterior para un vehlculo automotriz tal y como se define en las reivindicaciones anexas.

[0012] La invencion tambien se relaciona con un vehlculo automotriz que comprende al menos un elemento de moldura exterior como se describe arriba.

10

[0013] Otros aspectos y ventajas de la invencion apareceran tras leer la siguiente descripcion, como valor de ejemplo y hechos en referencia a los siguientes dibujos, en el que:

- Fig. 1 es una vista de seccion de una parte del elemento de moldura exterior que comprende un 15 dispositivo sensor segun la invencion,

- Fig. 2 es una vista de planta de una parte del dispositivo sensor segun la invencion,

- Fig. 3 es un dibujo esquematico de un sistema de medicion de la impedancia de un carril del automatismo segun la invencion.

20 [0014] En la descripcion, los terminos “interior”, “exterior”, “frontal”, “trasera” etc. Estan definidos en relacion

con el sentido habitual en un vehlculo automotriz ensamblado.

[0015] Con referencia a la Fig. 1, se describe un elemento de moldura exterior 1 para montarse en el frontal o en la parte trasera de un vehlculo automotriz (no mostrado). El elemento de moldura exterior es por ejemplo un parachoques. La invencion puede aplicarse al frontal, as! como a la parte trasera de un vehlculo automotriz. El

25 dispositivo sensor siendo especialmente ventajoso cuando se instala en la parte frontal y trasera del vehlculo automotriz para proporcionar una mayor area de deteccion. El dispositivo sensor tambien puede instalarse a los lados del vehlculo automotriz para proporcionar una mayor area de deteccion. En general, la invencion puede aplicarse a cualquier elemento de moldura exterior del vehlculo automotriz, incluyendo el salpicadero. La invencion puede tambien aplicarse a otro campo distinto de la industria de la automocion, cuando sea necesaria la deteccion 30 de objetos u objetivos a traves o detras de un elemento de moldura exterior. La invencion se describira a continuacion como un dispositivo sensor para deteccion de un objeto en un area de deteccion cercana a un vehlculo automotriz.

[0016] Un dispositivo sensor 2 es fijado al elemento de moldura exterior 1, en la parte posterior del mismo 35 como se muestra en Fig. 1. Alternativamente, el dispositivo sensor 2 puede quedar sobremoldeado por el elemento

de moldura exterior, p. ej. el dispositivo sensor 2 es colocado en el material que forma el elemento de moldura exterior.

[0017] El dispositivo sensor 2 es colocado para detectar la presencia de un objeto 4 en un area de deteccion 40 que se extiende en frente del elemento de moldura exterior 1, p. ej. alrededor del vehlculo automotriz. Por lo tanto, el

dispositivo sensor debe detectar el objeto “a traves de” la estructura que forma el elemento de moldura exterior 1.

[0018] El dispositivo sensor 2 comprende una almohadilla sensor 6 para detectar el objeto 4 en un area de deteccion mediante la medicion de la variacion de la impedancia de dicha almohadilla sensor 6 causada por la

45 presencia de un objeto 4 en el area de deteccion. El dispositivo sensor 2 ademas comprende una placa de enfoque trasera 8 dispuesta detras de la almohadilla sensor 6 relativa al area de deteccion y una primera placa de enfoque circundante 10 organizada alrededor de la almohadilla sensor 6. Tanto la almohadilla sensor 6 y la primera placa de enfoque circundante 10 se disponen contra la parte trasera del elemento de moldura exterior 1 y se extienden en el mismo plano, en la realizacion mostrada en la Fig. 1, mientras que la placa de enfoque trasera 8 es separada de la 50 almohadilla sensor 6 y la primera capa de enfoque circundante 10 y se extiende en un plano paralelo al plano donde se extiende la almohadilla sensor 6. La primera placa de enfoque circundante tambien es separada de la almohadilla sensor 6 por un area 12 del material que forma el elemento de moldura exterior 1 tal y como se muestra en la Fig. 2.

[0019] El dispositivos sensor 2 ademas comprende una segunda placa de enfoque circundante 14 dispuesta 55 alrededor de la primera placa de enfoque circundante 10 y separada de dicha primera placa de enfoque 10 por un

area 16 del material que forma el elemento de moldura exterior 1 como se muestra en la Fig. 2. La almohadilla sensor 6 y la primera y segunda placas circundantes 10 y 14 se extienden en el mismo plano.

[0020] La placa protectora 16 se coloca detras y/o alrededor de la almohadilla sensor 6 para aumentar la

sensibilidad del sensor en una direccion.

[0021] La almohadilla sensor 6, la placa de enfoque trasera 8 y la primera y segunda placas circundantes 10 y 14 estan hechas de un material conductor y conectadas a un sistema de medicion de la impedancia de un carril del

5 automatismo 18, representado en la Fig. 3, para controlar el dispositivo sensor 2. El sistema de medicion de la impedancia de un carril del automatismo 18 proporciona senales de conduccion al dispositivo sensor 2.

[0022] El sistema de medicion de la impedancia de un carril del automatismo queda organizado de tal forma que la almohadilla sensor 6 es dirigida con senales fijas a una fase, frecuencia y amplitud del voltaje constantes. La

10 placa de enfoque trasera 8 y la primera placa circundante 10 son dirigidas con senales fijas, teniendo la misma fase, frecuencia y amplitud del voltaje constantes que las senales que dirigen la almohadilla sensor 6.

[0023] La segunda placa circundante 14 es dirigida mediante senales que tienen la misma fase y frecuencia constantes, pero con una mayor amplitud del voltaje que las senales que dirige la almohadilla sensor.

15

[0024] El empleo de la segunda placa de enfoque circundante 14 impulsada con una senal diferente permite rectificar las llneas de campo emitidas por el dispositivo sensor, tal y como se muestra en las flechas en la Fig. 1. Las llneas de campo se hacen mas paralelas, incluso si la permitividad interna es grande o la resistividad pequena o si hay una capa conductora en la superficie de la estructura en la cual se coloca el dispositivo sensor. Esto

20 disminuye la capacitancia parasita interna a tierra y aumenta la porcion de llneas de campo que van aproximadamente perpendicular desde la almohadilla sensor al objeto en el area de detection. La eficiencia del dispositivo sensor es de este modo mejorada.

[0025] En particular, en cuanto al elemento de moldura exterior 1, se deja una capa conductora 19 en el lado 25 frontal del elemento de moldura exterior. Esta capa conductora 19 es una capa de imprimacion conductora que

queda en la superficie del elemento de moldura exterior a traves del proceso de pintura electrostatica utilizado. El empleo de la segunda placa de enfoque circundante 14 ayuda a superar el efecto de la capa conductora 19 que de otra forma reducirla la sensibilidad del dispositivo sensor 2.

30 [0026] Este sistema de placas de enfoque dirigidas constituye un potencial interno en la estructura formada

por el elemento de moldura exterior 1 igual al de la almohadilla sensor 6 en un anillo 3D alrededor de la almohadilla sensor. Esto funciona para incrementar la sensibilidad al objetivo encimar de la almohadilla sensor 6 mediante la rectification de las llneas de campo. Si se desea ver a traves de la estructura entonces las placas de enfoque son dirigidas para hacer que este potencial interno igual a aquel de la almohadilla sensor 6 se extienda a la otra cara de 35 la estructura. Juntos, este sistema de placas de enfoque dirigidas hace que la impedancia parasita que la almohadilla sensor 6 percibe sea mucho mas grande en la direccion alejada del objetivo con lo que el cambio de impedancia de un objetivo 4 por encima del sensor encima de la estructura o por fuera de la estructura es mas grande ligeramente. Ya que los carriles electrificados del convertidor con retroalimentacion alrededor de el son dirigidos por un oscilador con senal fija de CA en el anteriormente mencionado sistema de medicion de la 40 impedancia de un carril del automatismo 18, no hay problema de oscilacion ya que no hay un camino de retroalimentacion, tal como sera descrito mas adelante.

[0027] La segunda placa de enfoque circundante 14 es impulsada a un voltaje de CA mayor que el de la almohadilla sensor 6, la cual rectifica las llneas de campo invirtiendo mayor voltaje a la estructura formada por el

45 elemento de moldura exterior en un anillo con volumen llmite a la derecha de esta placa de anillo de enfoque. Este voltaje disminuye a medida que se aproxima a la superficie debido a la proximidad con el suelo. Las llneas de campo ahora pueden verse mas paralelas, tal y como muestran las flechas en la Fig. 1, incluso si la permitividad interna es grande o la resistividad pequena o si hay una capa conductora 19 en la superficie. Uno o ambos efectos son contrarrestados al dirigir la segunda placa de enfoque circundante 14 con este voltaje superior. Esto reduce las 50 capacitancias parasitas al suelo y aumenta la porcion de llneas de campo que van aproximadamente de forma perpendicular de la almohadilla sensor 6 al objetivo 4. El objetivo 4 puede ser tanto un conductor, un semiconductor o un aislante. Se presupone que sea conectado a la tierra o conectado a la tierra capacitivamente.

[0028] Segun una realization, el dispositivo sensor 2 comprende mas de dos placas de enfoque circundantes 55 10 y 14, dichas placas estando una alrededor de la otra, cada placa siendo dirigida por senales de aumento de

amplitud del voltaje ya que dicha placa esta mas lejos de la almohadilla sensor 6.

[0029] El dispositivo sensor 2 descrito anteriormente puede usarse como una almohadilla cuya impedancia se mide o como transmisor de voltaje o corriente o como receptor de voltaje o corriente cuando se usan varios

dispositivos sensores 2 para detectar la presencia de un objeto en el area de deteccion.

[0030] El sistema de medicion de la impedancia de un carril del automatismo 18 emplea un convertidor 20. El convertidor 20 puede construirse a partir de un drenaje de dos polaridades opuestas conectadas en modo MOSFET

5 o desde un amplificador operacional con entrada no invertida con base en algun punto entre los carriles. La placa protectora 16 se conecta al carril VSS del convertidor 20. Un carril conductor con fuente de alimentacion 22 tiene voltaje CD con potencia de compensacion 24 y 26 hacia los carriles VDD y VSS del convertidor 20.

[0031] La entrada 28 al carril conductor con fuente de alimentacion 22 viene de un interruptor 30 que es 10 parte de un circuito en T de tres interruptores 30,32,34 que forman una llnea 35. El interruptor 32 se conecta al

oscilador 36 y el interruptor 34 se conecta a una toma de tierra 38. El interruptor 34 es interpuesto entre los interruptores 30 y 32. Si los interruptores 30 y 32 estan cerrados y el interruptor 34 entonces el oscilador 36 esta conectado a la entrada 28 del carril conductor con fuente de alimentacion 22 de forma que el voltaje CD con potencia de compensacion 24 y 26 y el voltaje de CA sigue al oscilador 36. El interruptor 34 se usa para aumentar el 15 aislamiento cuando el circuito se va a usar como receptor, p. ej. cuando los carriles no van a ser impulsados, conectando llnea 35 a 0V.

[0032] La entrada de tierra 40 sigue de cerca de manera CA los carriles del conversor. Esto quiere decir que la placa protectora 16 puede ser dirigido por el carril VSS 26, o el carril VDD o la entrada 28 al carril conductor 22,

20 para reducir la capacitancia efectiva entre la almohadilla sensor 6 y la placa protectora 16.

[0033] Cuando los interruptores 30 y 32 estan abiertos, el oscilador 36 ya no esta conectado a la entrada 28 del carril conductor con fuente de alimentacion 22. El interruptor 34 esta cerrado para que as! la llnea 35 que conecta el interruptor 32 al interruptor 30 este conectada a la toma de tierra 38 a traves del interruptor 34. Esto

25 elimina cualquier alimentacion a traves de la senal del oscilador a traves de la capacitancia del interruptor 30.

[0034] El sistema anteriormente descrito puede medir, usando cables coaxiales largos conectados a la almohadilla sensor 6, altas frecuencias y pequenas capacitancias sin oscilaciones espurias con similar funcionamiento al conseguido mediante un circuito con multiplexores en frente cuyas llneas de suministro de

30 potencia son dirigidas para originar capacitancias a los carriles efectivamente pequenas.

[0035] Esta forma de seleccionar la funcionalidad (medidor de impedancia, transmisor o receptor), sin multiplexores en las llneas de entrada, elimina fallos especialmente cuando se realiza con un punto de cruce cero con un numero fijo de ciclos del oscilador emisor. Este efecto se consigue porque la conmutacion se realiza a bajas

35 impedancias y, por consiguiente, cualquier fallo que aparecerla a una impedancia relativamente alta, generada por las capacitancias de los interruptores, tendrlan un efecto mucho menor. Este rendimiento sin fallos aumenta la velocidad en la que las diferentes placas pueden seleccionarse como transmisores o receptores.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Un elemento de moldura exterior (1) para un vehlcuio automotriz, que comprende un dispositivo sensor (2) para detectar un objeto en un area de detection cerca del vehlcuio automotriz en cual dicho elemento de moldura exterior va montado, en el que el dispositivo sensor (2) comprende una almohadilla sensor (6) para detectar un objeto (4) en un area de deteccion cercana a un vehlculo automotriz mediante la medicion de la variation de la impedancia de dicha almohadilla sensor (6) causada por la presencia de un objeto (4) en el area de deteccion, comprendiendo ademas dicho dispositivo sensor (2) una placa de enfoque trasera (8) dispuesta detras de la almohadilla sensor (6) en relation con el area de deteccion y una primera placa de enfoque circundante (10) organizada alrededor de la almohadilla sensor (6), comprendiendo dicho dispositivo sensor (2) un generador de senal que dirige dicha almohadilla sensor (6) y dichas placas (8,10) con senales identicas de fase constante, frecuencia y amplitud de voltaje predeterminadas, comprendiendo ademas el dispositivo sensor (2) al menos una segunda placa de enfoque circundante (14) organizada alrededor de la primera placa de enfoque circundante (10), estando dirigida dicha segunda placa de enfoque circundante (14) por senales con mayor amplitud de voltaje que las senales que dirige la almohadilla sensor (6), en la que la capa conductora (19) se dispone en la cara exterior del elemento de moldura exterior.
2. El elemento de moldura exterior, segun la revindication 1, caracterizado porque la impedancia de la almohadilla sensor (6) esta controlada por un sistema de medicion de la impedancia de un carril del automatismo (18), que comprende un convertidor (20), un oscilador (36), un carril conductor con fuente de alimentation (22) con dos salidas de voltaje CD para los carriles con fuente de alimentation e interruptores (30, 32, 34) que cambian la funcion de la almohadilla de receptor a transmisor/medidor de impedancia al encender o apagar el oscilador a la entrada de la fuente de alimentacion (22) del convertidor (20).
3. El elemento de moldura exterior, segun las reivindicaciones 1 y 2caracterizado porque ademas comprende mas de dos placas de enfoque circundantes (10,14), estando dichas placas alrededor una de otra, siendo dirigida cada placa por senales de incremento de amplitud del voltaje ya que dicha placa esta mas lejos de la almohadilla sensor (6).
4. El elemento de moldura exterior segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende al menos dos dispositivos sensores (2), un dispositivo sensor (2) haciendo de transmisor de voltaje o corriente y el otro dispositivo haciendo de receptor de voltaje o corriente, siendo medida la capacidad de acoplamiento entre los dispositivos sensores (2) para determinar la presencia de un objeto en el area de deteccion o siendo medida la impedancia de cada almohadilla sensor (6) de dichos dispositivos sensores (2) para determinar la presencia de un objeto en el area de deteccion.
5. El elemento de moldura exterior segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo sensor (2) se fija a la parte interna del elemento de moldura exterior (1).
6. El elemento de moldura exterior segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo sensor (2) es sobremoldeado por el material del elemento exterior.
7. El vehlculo automotriz que comprende al menos un elemento de moldura exterior (1) caracterizado porque dicho elemento de moldura exterior (1) es segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.