KR102641562B1

KR102641562B1 - 자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 디바이스 및 연관된 도어 핸들

Info

Publication number: KR102641562B1
Application number: KR1020207009849A
Authority: KR
Inventors: 가브리엘 스피크; 베르트랑 바이세; 베르나데트 페리스; 스테판 보드뤼
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 프랑스; 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2024-02-27
Also published as: CN111051629B; KR20200051017A; US11421453B2; FR3070706A1; FR3070706B1; US20210123270A1; CN111051629A; WO2019048765A1

Abstract

본 발명은 자동차 도어(10')를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 디바이스(D')에 관한 것이며, 상기 디바이스(D')는, 밀봉되지 않고 하부 부분이 배수구(t1, t2)를 포함하는 핸들(10')에 통합된, 밀봉 하우징(B')에 포함되고, 하우징(B')의 부분은 물(e)에 잠길 수 있으며, 상기 디바이스(D')는, 접근 및/또는 접촉을 검출하고, 적어도 하나의 검출 전극(E2')을 포함하고, 가변-값 검출 커패시터(Ce)를 갖는 정전식 센서(100)로서, 정전용량이 사용자의 손(M)의 접근을 나타내는, 상기 정전식 센서(100), 충전/방전 커패시터(Cs)를 포함하며, 본 발명은 물에 잠긴 하우징의 부분에 위치되고, 검출 전극에 전기적으로 결합되며 검출 커패시터의 값을 추정하기 위해 필요한 검출 커패시터와 충전/방전 커패시터를 충전/방전하는 상이한 단계 동안 보호 전극(Ep)이 동시에 충전/방전 커패시터의 단자와 동일한 전위에 있도록 충전/방전 커패시터(Cs)의 단자에 연결된 보호 전극(Ep)의 부가를 제안한다.

Description

자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 디바이스 및 연관된 도어 핸들

본 발명은 자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 디바이스 및 상기 디바이스를 포함하는 차량 도어 핸들에 관한 것이다.

요즘에는, 차량 도어 핸들은 사용자의 존재를 검출하기 위한 디바이스에 맞춰진다. 이러한 사용자에 의해 운반되는 원격 액세스 제어를 위한 "핸즈-프리" 전자식 포브의 인식과 결합된, 사용자의 존재의 검출은 차량의 개방 요소의 원격 잠금 및 잠금 해제를 허용한다. 따라서, 차량에 의해 식별된 대응하는 전자식 포브(electronic fob)를 운반하는 사용자가, 차량을 잠금 해제하고 싶어할 때, 그는 핸들에 접근하거나 또는 차량의 도어 핸들을 터치하며, 차량의 개방 요소는 그 후 자동으로 잠금 해제된다. "잠금 해제 구역"으로 불리는, 차량의 도어 핸들의 정확한 위치에 접근함으로써 또는 누름으로써, 도어(또는 대안적으로 개방 요소의 모두)는 사용자로부터의 임의의 다른 동작 없이 잠금 해제된다. 반대로, 여전히 차량에 의해 식별된 필요 포브를 나르는 사용자가 그의 차량을 잠그고 싶어할 때, 그는 그의 차량의 도어를 닫고 "잠금 구역"으로 불리는, 핸들의 또 다른 정확한 위치에 접근하거나 또는 이를 순간적으로 누른다. 이러한 움직임은 차량의 개방 요소를 자동으로 잠그는 것을 가능하게 한다.

이들 존재 검출 디바이스는 일반적으로 인쇄 회로 보드에 전기적으로 연결되며 도어 핸들에 통합된 두 개의 전극의 형태로, 두 개의 정전식 센서를 포함하며, 각각은 정확한 잠금 또는 잠금 해제 구역에 있다. 일반적으로, 하나의 전극은 각각의 구역에 전용되며, 즉 하나의 전극은 잠금 구역에서 사용자의 손의 접근 및/또는 접촉을 검출하는데 전용되며 하나의 전극은 잠금 해제 구역에서 사용자의 손의 접근 및/또는 접촉을 검출하는데 전용된다.

존재 검출 디바이스는 또한 일반적으로 LF(저-주파수) 라디오주파수 안테나를 포함한다. 검출 디바이스는 차량의 전자 컴퓨터(ECU: "전자 제어 유닛"에 대한 약어)에 연결되며 그에 존재 검출 신호를 전송한다. 차량의 전자 컴퓨터는, 사전에 사용자를, 이러한 차량을 액세스하도록 허가된 것으로 식별하였거나, 또는 대안적으로 이러한 존재 검출 신호의 수신에 따라, 이러한 식별을 수행한다. 이를 위해, 라디오주파수 안테나에 의해 식별 요청을 사용자에 의해 운반된 포브로(또는 원격 제어기로) 전송한다. 이러한 포브는 이에 응답하여 그의 식별 코드를 RF(라디오주파수) 파를 통해 차량의 전자 컴퓨터로 전송한다. 전자 컴퓨터는, 식별 코드를 차량으로의 액세스를 허가한 것으로서 인식한다면, 도어의(또는 개방 요소의 모두의) 잠금/잠금 해제를 트리거한다. 다른 한편, 전자 컴퓨터가 임의의 식별 코드를 수신하지 않았다면 또는 수신된 식별 코드가 잘못되었다면, 잠금 또는 잠금 해제는 수행되지 않는다.

이러한 차량은 그러므로 그 자체가 일반적으로 저-주파수 라디오주파수 안테나, 및 마이크로제어기에 연결되고, 인쇄 회로 보드에 통합되며 전압을 공급받는 두 개의 전극을 포함한, 검출 디바이스를 포함하는 도어 핸들을 구비한다.

전적으로 설명을 위해, 여기에서 두 개의 전극의 형태로 두 개의 정전식 센서를 포함하는 검출 디바이스(D)에 대한 고려가 제공될 것이며, 하나의 전극은 잠금 해제 구역에 전용되고 하나의 전극은 잠금 구역에 전용되며, 상기 두 개의 전극은 마이크로제어기를 포함하는 인쇄 회로 보드, 및 LF 안테나에 연결된다. 종래 기술로부터의 검출 디바이스(D)는 도 1을 참조하여 설명된다.

도 1은 사용자의 존재를 검출하기 위한 디바이스(D)가 위치되어 있는 자동차 도어(P) 핸들(10)(차량은 도시되지 않음)을 도시한다. 상기 도어(P) 핸들(10)은 도어(P)의 방향으로 배향된 제1 외부 표면(S1) 및 상기 제1 외부 표면(S1)의 반대편에 있으며 그러므로 차량의 반대편 측면 상에서, 보다 정확하게는 사용자(도시되지 않음)를 향해 배향된 제2 외부 표면(S2)을 포함한다. 일반적으로, 수밀성 하우징(B)의 형태를 취하는 이러한 검출 디바이스(D)는, 그의 하나의 면이 제1 외부 표면(S1)에 가깝게 위치되는 제1 잠금 해제 전극(E2), 그의 하나의 면이 제2 외부 표면(S2)에 가깝게 위치되는 LF 안테나(도시되지 않음), 그의 하나의 면이 제2 외부 표면(S2)에 가깝게 위치되는 제2 잠금 전극(E1), 및 제어 수단(60)을 포함한다. 제1 및 제2 전극(E1, E2)은 제어 수단(60)에 연결된다. 이들 제어 수단(60)은 검출 구역에서, 즉 잠금 구역(Z1)에서 또는 잠금 해제 구역(Z2)에서 사용자의 존재(접근 및/또는 접촉)를 검출하도록, 접근하는 사용자의 손에 의해 형성된, 접지와 각각의 제1 및 제2 전극(E1, E2)의 단자 사이에서의 정전용량을 측정하며, 예를 들어 인쇄 회로 보드(80)에 통합된 마이크로제어기(60)로 이루어진다. LF 안테나(도시되지 않음)는 상기 LF 안테나에 의해 송신된 식별 요청을 관리하는, BCM("몸체 제어기 모듈") 유형의 차량(도시되지 않음)에 탑재된 전자 컴퓨터에 연결된 그의 부품을 위한 것이다. 사용자의 손(M)이 전극(E1 또는 E2)에 접근할 때, 사용자는, "움직이지 않는"(즉, 사용자의 부재 시) 검출 커패시터의 공칭 정전용량보다 높은 정전용량으로 검출 커패시터의 정전용량을 증가시키는, 접지에 연결된, 제2 전극으로서 동작한다.

임계치를 초과하는 상기 정전용량에서의 변화는 사용자의 손의 접근의 검출을 확인한다.

그러나, 종래 기술로부터의 이러한 검출 디바이스(D)는 주요한 결점을 보인다.

구체적으로, 정전식 센서(제1 및 제 2 전극(E1 및 E2))를 사용한 사용자의 접근의 검출은 강력하지 않다.

도어(P) 핸들(10)은 수밀성이 아니며, 물(e)은 그러므로 당해 핸들에 스며들 수 있다. 스며든 물(e)을 빼내기 위해, 핸들(10)은, 외형상 작으며, 스며든 물(e)을 빨리 빼내지 않는 배수구(t1, t2)를 포함한다. 이것은, 염수는 보다 점성이고, 그 밀도가 빗물(e)의 것보다 높은 염수(e)의 경우에 있어서 더욱 그러하다.

모세관 작용 현상, 즉 물(e)의 배수를 방해하는, 하우징의 플라스틱으로의 물(e)의 화학적 접착이 또한 발생한다.

물(e)이 핸들에 스며들고 그 안에서 고일 때, 핸들(10)의 하부 부분에서, 즉 수밀성이며 전극(E1 및 E2)을 포함하는 하우징(B)과 핸들(10)의 내부 표면 사이에서, 용량성 결합이 도전성 물(e), 하나 또는 양쪽 전극(들)(E1, E2) 및 인쇄 회로 보드(80), 및 보다 특히 그의 접지 사이에서 발생한다. 이것은 도 1 및 도 2에서 예시된다. 도 2에서, 물(e)은 (전극(E1 및 E2)의 측면 상에 있는) 하우징(B)과 인쇄 회로 보드(80) 사이에서의 핸들(10)에 존재한다. 물(e)을 통한 제1 전극(E1) 또는 제2 전극(E2) 및 인쇄 회로 보드(80)의 접지 평면(P) 사이에서의 전기적 결합(C)은 정전식 센서(들)의 동작을 저하시키며, 이것은(이들은) 더 이상 작동하지 않는다. 잠금 구역(Z1) 또는 각각 잠금 해제 구역(Z2)은 감소되거나, 또는 심지어 더 이상 존재하지 않는다.

종래 기술로부터의 하나의 해법은 배수구(t1, t2)의 수를 증가시키거나 또는 그의 크기를 증가시키는 데 있다. 그러나, 핸들의 외형상, 이것은 바람직하지 않다. 또한, 모세관 작용 현상에 연결되는 물(e)을 빼내는 문제를 해결하지 않는다.

종래 기술로부터의 또 다른 해법은 핸들(P)을 수밀성으로 만드는 데 있다. 핸들(P)을 제조하기 위한 방법은 그 후 수밀성이 아닌 핸들(P)의 것보다 더 비싸지며, 이것은 또한 바람직하지 않다.

본 발명은 이러한 문제를 극복하는, 비-수밀성 도어 핸들에 통합되도록 의도된, 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 의도를 검출하기 위한 디바이스를 제안한다.

이 경우에, 본 발명에 따른 디바이스는 정전식 센서(들)의 동작에 영향을 주지 않고 물(e)이 핸들(10)의 하부 부분에 고이도록 허용한다.

본 발명은 자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 디바이스를 제안하며, 상기 디바이스는 비-수밀성 핸들에 통합된 수밀성 하우징에 포함되고, 비-수밀성 핸들의 하부 부분은 스며든 물의 배수를 위해 배수 라인을 획정하는 배수구를 포함하며, 상기 하우징의 일부는 물에 잠겨 있고, 상기 디바이스는,

사용자의 손의 접근을 나타내는 가변 검출 정전용량을 가진, 적어도 하나의 검출 전극을 포함하는 정전식 접근 및/또는 접촉 검출 센서,

충전/방전 커패시터,

검출 정전용량을 측정하는, 접지 평면에 그리고 전압원(voltage source)에 연결된, 마이크로제어기,

마이크로제어기에 그리고 충전/방전 커패시터의 제1 단자에 연결된 제1 스위칭 수단,

마이크로제어기에, 충전/방전 커패시터의 제2 단자에, 그리고 검출 전극에 연결된 제2 스위칭 수단,

상기 검출 커패시터 및 상기 충전/방전 커패시터를 충전/방전하도록 설계되는 상기 제1 및 제2 스위칭 수단을 포함하며,

상기 디바이스는,

상기 검출 전극 및 상기 접지 평면이 상기 배수 라인 위쪽에 배열된다는 점에서, 그리고

상기 디바이스가 또한 물에 잠기는 하우징의 부분에 포함되고, 보호 전극과 검출 전극 사이에 전기적 결합이 있도록 검출 전극으로부터 분리되는 적어도 하나의 보호 전극을 포함하며, 상기 보호 전극은 충전/방전 커패시터의 제1 단자와 동시에 제1 스위칭 수단에 전기적으로 연결된다는 점에서 주목할 만하다.

바람직하게는, 마이크로제어기 및 접지 평면은 인쇄 회로 보드에 통합된다.

본 발명은 또한 자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 방법과 관련되며, 상기 자동차 도어는 검출 디바이스를 포함하고, 상기 디바이스는 하부 부분이 배수구를 포함하는, 비-수밀성 핸들에 통합된, 수밀성 하우징에 포함되며, 상기 하우징의 일부가 물에 잠기는, 상기 디바이스는,

충전/방전 커패시터,

전압원을 포함하며,

상기 방법은, 다음의 단계, 즉:

- 단계 E1: 검출 커패시터를 충전시키는 단계,

- 단계 E2: 검출 커패시터를 충전/방전 커패시터로 방전시키는 단계,

- 단계 E3: 검출 전극의 단자에 걸쳐 전압을 측정하는 단계,

- 단계 E4: 충전/방전 커패시터 및 검출 커패시터를 방전시키는 단계,

- 단계 E5: 충전/방전 커패시터 및 검출 커패시터를 동시에 충전시켜서, 정전식 분할기 브리지를 형성하는 단계,

- 단계 E6: 검출 전극의 단자에 걸쳐 전압을 측정하는 단계,

- 단계 E7: 단계 E3에서 수행된 전압 측정치와 단계 E6에서 수행된 전압 측정치 간의 차이를 산출하는 단계,

- 단계 E8: 차이가 미리 결정된 임계치보다 크면 접근을 확인하는 단계를 포함하며,

상기 방법은 단계 E1 전에, 단계 E1 내지 단계 E6에서, 상기 보호 커패시터가 충전/방전 커패시터의 제1 단자와 동일한 전위에 동시에 연결되도록, 상기 충전/방전 커패시터의 제1 단자에 연결되며, 상기 보호 커패시터는 검출 커패시터에 전기적으로 결합된다는 점에서 주목할 만하다.

본 발명은 또한 상기 나열된 특징 중 임의의 것에 따른 검출 디바이스를 포함하는 임의의 도어 핸들 또는 자동차에 적용한다.

본 발명의 다른 목표, 특징 및 이점은 비제한적인 예로서 제공된 다음의 설명을 판독할 때 및 첨부된 도면을 조사할 때 더 분명해질 것이다:
도 1은 종래 기술로부터의 검출 디바이스(D)를 포함하는 자동차 도어(P) 핸들(10)을 도시한 도면;
도 2는 핸들로의 물(e)의 침투의 현상, 인쇄 회로 보드(80)에 포함된 접지 평면(P)과 잠금 해제 전극(E1) 사이에서의 전기적 결합(C)을 예시한, 종래 기술에 따른 검출 디바이스(D)를 포함하는 자동차 도어(P) 핸들(10)의 측면도;
도 3은 보호 커패시터(Cep)를 포함한, 본 발명에 따른 검출 디바이스(D')의 개략적인 예시도;
도 4는 그 일부가 물(e) 배수 라인(l) 아래에 위치되는, 핸들(10')의 하부 부분에 위치된 보호 전극(Ep)을 가진, 본 발명의 검출 디바이스(D')를 포함하는 핸들(10')의 측면도;
도 5는 본 발명의 검출 디바이스(D')를 포함하는 핸들(10')의 정면도.

상기 설명된 바와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술로부터의 검출 디바이스(D)는 물(e)이 비-수밀성 핸들(10)에 스며들고 핸들(10)의 하부 부분에 계속 있을 때 더 이상 작동하지 않고, 잠금 전극(E1) 또는 잠금 해제 전극(E2) 또는 상기 두 개의 전극과 인쇄 회로 보드(80)의 접지 평면(P) 사이에 전기적 결합을 생성하는 주요 결점을 가진다. 이러한 전기적 결합(C)은 정전식 센서(100)를 덜 민감하고, 또는 심지어 작동하지 않게 한다. 이러한 전기적 결합 현상은 전극(E1 및 E2) 및 인쇄 회로 보드(80) 및 그의 접지 평면(P)이 위치되는 하우징(B)이 수밀성일지라도 존재한다.

접근 및/또는 접촉 검출은 더 이상 신뢰 가능하지 않거나, 또는 심지어 불가능하다.

본 발명은 이러한 결점을 극복하기 위한 검출 디바이스(D')를 제안한다.

본 발명에 따르면, 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 의도를 검출하기 위한 디바이스(D')는 비-수밀성 핸들(10')에 통합되도록 의도된다.

비-수밀성 핸들(10')은 빗물(e), 얼음 또는 눈이 핸들(10')에 형성되고 이러한 목적을 위해 제공되는 배수구(t1, t2)를 통해 바깥쪽으로 빠질 때까지 핸들(10')의 하부 부분에 스며들고 일시적으로 고일 수 있는 핸들(10')을 의미하는 것으로 이해된다.

스며든 물(e)을 위한 배수구(t1, t2)는 일반적으로 물(e)의 바깥쪽으로의 흐름을 가능하게 하기 위해 핸들(10')의 어느 한 측면 상에 위치된다.

핸들(10')의 하부 부분으로 스며든 물(e)은 스며든 물(e)의 양과 배수구(t1, t2)를 통해 동시에 배수되는 물(e)의 양 사이에서의 균형에 대응하는 핸들(10')에서의 최대 레벨까지 누적될 것이다.

이러한 최대 레벨은 물 배수 라인(l)으로 지칭될 것이다. 상기 물 배수 라인(l)은 물의 침투 및 배수의 속도뿐만 아니라, 그의 밀도(예를 들어, 염수는 더 높은 밀도를 가지며 무염의 물보다 느리게 흐름) 및 또한 그의 온도 및 배수구(t1, t2)의 배열에 의존한다.

물 배수 라인(l)은 테스트를 통해 사전에 결정될 수 있다.

본 발명은 여기에서 잠금 전극(E2')에 적용되어 설명될 것이지만, 비-수밀성 핸들(10')에 포함된, 접지 평면(P')을 포함한, 수밀성 하우징(B')에 위치된, 임의의 검출 전극에도 물론 적용될 수 있다.

적어도 일부가, 배수 라인(l) 아래에서, 핸들(10)의 하부 부분에 위치되며 그러므로 스며든 물(e)에 잠기는, 수밀성 하우징(B')에 위치된, 검출 디바이스(D')는, 종래 기술에서처럼, 핸들(10') 상에서 사용자의 손의 접근 및/또는 접촉을 검출하기 위해 적어도 하나의 정전식 접근 및/또는 접촉 검출 센서(100)를 포함하며, 그 자체는:

사용자의 손으로, 검출 표면(S1)을 향해 사용자의 손(M)의 접근을 나타내는, 가변 검출 정전용량(Ce)을 형성하는, 핸들(10')의 검출 표면(S1)에 가깝게 위치된, 적어도 하나의 검출 전극(E2'),

접지 평면(P)에 연결된 마이크로제어기(60')로서, 마이크로제어기(60') 및 접지 평면은 인쇄 회로 보드(80)에 통합되는, 상기 마이크로제어기,

검출 커패시터(Ce)를 충전/방전시킬 수 있는, 충전/방전 커패시터(Cs),

전압원(Vcc);

충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자에 연결되며, 마이크로제어기(80')에 연결되어, 상기 충전/방전 커패시터(Cs)의 단자에 걸쳐 전압을 조정하게 할 수 있는, 제1 스위칭 수단(Sw1),

충전/방전 커패시터(Cs)의 제2 단자에 연결되며 검출 전극(E2')에 연결되어, 충전/방전 커패시터(Cs)의 제2 단자의 전압과 동시에 검출 전극(E2')의 전압을 조정할 수 있게 하는 제2 스위칭 수단(Sw2),

마이크로제어기(60')에 통합된, 검출 전극(E2')(도시되지 않음)의 단자에 걸쳐 전압을 측정하기 위한 수단을 포함하고,

상기 제1 및 제2 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 검출 커패시터(Ce) 및 충전/방전 커패시터(Cs)를 충전/방전시키도록 설계되고, 검출 전극(E2')의 전압(Ve, Ve') 변화는, 이후 설명되는 바와 같이, 사용자의 손(M)의 접근의 검출을 확인할 수 있게 한다.

이것은 도 3에서 예시된다.

마이크로제어기(60')는 제1 및 제2 스위칭 수단(Sw1, Sw2)을 제어하기 위한 수단(도시되지 않음)을 포함한다.

제1 및 제2 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자 또는 각각 충전/방전 커패시터(Cs)의 제2 단자 및 (사용자의 손(M)으로 가변 정전용량(Ce)을 형성하는) 검출 전극(E2')을,

제1 위치에서: 비-제로 전압으로, 예를 들어, 공급 전압(Vcc)으로,

제2 위치에서 전기 접지로, 그리고

제3 위치에서, 개방 회로에서, 보다 정확하게 플로팅된 채로 있는 전위로

연결할 수 있게 한다.

종래 기술로부터의 정전식 센서(100)는 다음과 같이 동작한다:

제1 단계(단계 E1)에서, 제1 및 제2 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 제1 위치에 있으며, 즉, 비-제로 전압원(Vcc)(예를 들어, 3.3V)에 연결된다. 이러한 제1 단계에서, 검출 커패시터(Ce)는 충전된다. 제2 단계(단계 E2)에서, 제2 스위칭 수단(Sw2)은 제3 위치(개방 회로)에 있으며 제1 스위칭 수단(Sw1)은 제2 위치(접지에 연결됨)에 있고; 이러한 구성에서, 검출 커패시터(Ce)는 두 개의 커패시터 간에 전하 균형이 달성될 때까지 충전/방전 커패시터(Cs)로 부분적으로 방전된다. 균형이 이루어졌다면, 검출 전극의 단자에 걸친 전압(Ve)이 측정된다(단계 E3). 실제로, 상기 전압(Ve)은, 저항기(R)의 단자에 걸친 전위 차가 제로이기 때문에(균형이 달성되었다면 전류가 제로이다, 도 3 참조), 접지와 제2 스위칭 수단(Sw2) 사이에서 측정된다.

그 후, 제4 단계(E4)에서, 두 개의 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 제2 위치에 있으며(접지에 연결됨) 두 개의 검출 및 충전/방전 커패시터(Ce 및 Cs)는 완전히 방전된다.

제5 단계(단계 E5)에서, 제2 스위칭 수단(Sw2)은 제3 위치(개방 회로)에 있으며 제1 스위칭 수단(Sw1)은 제1 위치에 있고(공급 전압원(Vcc)에 연결됨), 충전/방전 커패시터(Cs) 및 검출 커패시터(Ce)는 충전된다. 이러한 구성에서, 충전/방전 커패시터(Cs) 및 검출 커패시터(Ce)는 정전식 분할기 브리지를 형성한다. 충전이 완료되면, 검출 전극의 단자에 걸친(즉 접지와 제2 스위칭 수단(S2) 사이에서의) 전압(Ve')이 그 후 측정되며; 이것은 또한 하기 수학 관계식에 의해 제공된다(제6 단계 E6):

제6 단계(E6)에서 수행된 전극의 단자에 걸친 전압(Ve')의 이러한 새로운 측정치는 제3 단계(E3)에서, 사전에 수행된 전극, Ve의 단자에 걸친 전압의 측정치로부터 감해진다. 차이(N)는 그에 따라 획득되며, 이것은 다음과 같다:

N = Ve - Ve'

사용자의 손(M)이 검출 전극(E2')에 접근하면, 검출 정전용량(Ce)은 증가되며, 그러므로 제3 단계(E3)에서 측정된 전극의 단자에 걸친 전압(Ve)은 증가하고 제6 단계(E6) 동안 측정된 전극(e')의 단자에 걸친 전압(Ve')은 감소한다. 그러므로, 손(M)의 접근의 검출은 차이(N)가 미리 결정된 임계치를 초과할 때 확인된다.

접근 및/또는 접촉 검출은 제3 단계에서 측정된 검출 전극의 단자에 걸친 전압(Ve)과 제6 단계(E6)에서 측정된 것(Ve) 간의 차이(N)가 임계치보다 클 때, 즉 다음과 같을 때 확인된다:

N > Th

정전식 센서에 의해 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 의도를 검출하기 위한 이러한 방법은 이 기술분야에서의 숙련자에게 알려지며 여기에서 보다 상세하게 설명되지 않을 것이다.

본 발명은 검출 전극(E2) 및 접지 평면이 배수 라인(l) 위쪽에 배열되고 디바이스(D')가 또한 적어도 하나의 보호 전극(Ep)을 포함하도록 제안한다.

그러나, 본 발명은 이러한 보호 전극(Ep)이 종래 기술과 대조적인 특정한 방식으로 핸들(10')에 배열되도록 제안한다.

구체적으로, 본 발명은 보호 전극(Ep)이 배수 라인(l) 아래에 위치된, 핸들(10')의 하부 부분에서, 하우징(B')에 포함되는 것을 제안한다. 다시 말해서, 보호 전극(Ep)은 부분적으로 스며든 물(e)에 잠긴 하우징(B')의 부분에 위치된다.

보호 전극(Ep)은 검출 전극(E2')으로부터 및 접지 평면(P)으로부터 분리되며, 보호 커패시터(Cep)를 갖는다. 상기 보호 전극(Ep)은 보호 커패시터(Cep)와 검출 커패시터(Ce) 사이에 전기적 결합이 있도록 검출 전극(E2')에 충분히 가깝다(도 3 비교). 보호 전극(Ep)의 표면적은 검출 전극(E2')의 것보다 작고, 보호 전극(Ep)은 저항기 위쪽으로 연결되지 않고, 손의 접근 시 보호 정전용량(Cep)에서의 변화는 무시해도 될 정도이며 본 발명의 검출 방법에서 무시될 것이다.

전기적 결합은 두 개의 커패시터(Ce 및 Cep) 사이에서 표유 용량성 결합을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명에 따르면, 보호 전극(Ep)은 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자와 동시에 제1 스위칭 수단(Sw1)에 전기적으로 연결된다. 다시 말해서, 보호 커패시터(Cep) 및 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자는 검출 방법의 단계(E1 내지 E6) 동안 동시에 동일한 전위에 있다. 이것은 이후 설명된다.

잠금/잠금 해제하기 위한 의도를 검출하기 위한 방법이 이제 설명될 것이다.

제1 단계(단계 E1)에서, 제1 및 제2 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 제1 위치에 있으며, 즉 비-제로 전압원(Vcc)(예를 들어, 3.3V)에 연결된다. 이러한 제1 단계에서, 검출 커패시터(Ce)는 충전되고, 충전/방전 커패시터(Cs)의 두 개의 단자는 동일한 전위에 있고, 상기 충전/방전 커패시터(Cs)는 방전된 채로 있으며, 보호 전극은 공급 전압(Vcc)에 있다. 보호 전극(Ep)은 그 후 물(e)로부터 검출 전극(E2')의 전압(Vcc)을 보호하는 역할을 한다. 보호 전극(Ep)은 이 경우에 물(e)에 의한 검출 전극(E2')과 접지 평면(P') 사이에서의 전위 결합을 피하며 검출 전극(E2')의 정전용량을 감소시키고, 그에 의해 검출 전극(E2')의 충전을 가속시킬 뿐만 아니라 검출 전극(E2')의 검출 민감도를 또한 증가시킨다.

제2 단계(단계 E2)에서, 제2 스위칭 수단(Sw2)은 제3 위치(개방 회로)에 있으며 제1 스위칭 수단(Sw1)은 제2 위치에 있고(접지에 연결됨); 이러한 구성에서, 검출 커패시터(Ce)는 두 개의 커패시터 간의 전하 균형이 달성될 때까지 충전/방전 커패시터(Cs)로 부분적으로 방전된다. 균형이 달성되었다면, 검출 전극의 단자에 걸친 전압(Ve)이 측정된다(단계 E3). 이러한 제2 단계(E2)에서, 보호 전극(Ep)은 접지에 연결된다. 그 후 검출 전극(E2')과 보호 전극(Ep) 사이에 약 결합이 있지만, 이것은 전압(Ve) 측정에 약간의 영향만을 준다.

그 후, 제4 단계에서, 두 개의 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 제2 위치에 있고(접지에 연결됨) 두 개의 검출 및 충전/방전 커패시터(Ce 및 Cs)는 완전히 방전되며, 보호 전극(Ep)이 또한 접지에 연결되고, 이것은 상기 두 개의 커패시터(Ce 및 Cs)의 방전에 어떠한 영향도 없다.

제5 단계(단계 E5)에서, 제2 스위칭 수단(Sw2)은 제3 위치(개방 회로)에 있으며 제1 스위칭 수단(Sw1)은 제1 위치에 있고(Vcc에 연결됨), 충전/방전 커패시터(Cs) 및 검출 커패시터(Ce)는 균형을 달성할 때까지 부분적으로 충전된다. 이러한 구성으로, 충전/방전 커패시터(Cs) 및 검출 커패시터(Ce)는 정전식 분할기 브리지를 형성한다. 충전이 완료되면, 검출 전극(E2')의 단자에 걸친 전압(Ve')이 측정되고(단계 E6); 이것은 또한 하기 수학 관계에 의해 주어진다(제6 단계(E6):

전극(Ve')의 단자에 걸친 전압의 이러한 새로운 측정치는 차이(N)를 얻기 위해, 제3 단계(E3)에서, 사전에 수행된 것(Ve)으로부터 감해진다(단계 E7):

N = Ve - Ve'

제5 단계(단계 E5)의 이러한 구성에서, 보호 전극(Ep)은 공급 전압(Vcc)에 연결되며, 다시 물(e)로부터 검출 전극(E2')을 보호하는 역할을 한다. 또한, 보호 전극(Ep)은 검출 정전용량(Ce)을 감소시키며 방전을 가속시키고 상기 전극(E2')의 검출 민감도를 개선하는데 기여한다.

사용자의 손(M)이 검출 전극(E2')에 접근하면, 검출 정전용량(Ce)은 증가하며, 그러므로 제3 단계(E3)에서 측정된 검출 전극의 단자에 걸친 전압(Ve)은 증가하고 제6 단계(E6)에서 측정된 검출 전극의 단자에 걸친 전압(Ve')은 감소한다. 손의 접근의 검출은 차이(N)가 미리 결정된 임계치를 초과할 때 확인된다(단계 E8).

접근 및/또는 접촉 검출은 제3 단계(E3)에서 측정된 검출 전극의 단자에 걸친 전압(Ve)과 제6 단계(E6)에서 측정된 것(Ve') 간의 차이(N)가 임계치보다 클 때, 즉 다음과 같을 때 확인된다:

N > Th

보호 전극(Ep)의 존재는 검출 전극(E2')의 접지로의 결합을 피하게 할 뿐만 아니라, 검출 전극(E2')의 충전 동안 충전 전위(Vcc)에 있음으로써, 제1 단계(E1)에서, 상기 전극의 충전을 가속시키는 것을 또한 가능하게 한다.

마찬가지로, 보호 전극(Ep)이 제5 단계(E5)에서, 충전/방전 전극(Cs)의 충전 및 검출 전극(E2')의 것 동안 충전 전위(Vcc)에 있으므로, 상기 보호 전극(Ep)은 검출 정전용량(Ce)을 감소시키며 그러므로 상기 검출 전극(E2')의 충전을 가속시킨다.

본 발명은 그러므로 방편으로, 검출 전극에 전기적으로 결합되며 핸들에 스며든 물에 잠긴 수밀성 하우징의 부분에 배열된, 충전/방전 커패시터(Cs)의 단자와 동일한 전위에 연결된 보호 전극(Ep)을 부가함으로써, 물을 통한 접지와 보호 전극 간의 전기적 결합을 회피할 수 있게 할 뿐만 아니라, 검출 전극(E2')의 검출 민감도를 또한 개선할 수 있게 한다.

Claims

자동차 도어(10')를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 디바이스(D')로서,
상기 디바이스(D')는 비-수밀성 핸들(10')에 통합된 수밀성 하우징(B')에 포함되고, 상기 비-수밀성 핸들의 하부 부분은 물(e)에 잠긴 상기 수밀성 하우징(B')의 부분으로 스며든 물(e)의 배수를 위해 배수 라인(l)을 획정하는 배수구(t1, t2)를 포함하며, 상기 상기 디바이스(D')는,
사용자의 손(M)의 접근을 나타내는 검출 커패시터(Ce)의 가변 검출 정전용량을 가진, 적어도 하나의 검출 전극(E2')을 포함하는, 정전식 접근 및/또는 접촉 검출 센서(100),
충전/방전 커패시터(Cs),
접지 평면(P)에 그리고 전압원(voltage source)(Vcc)에 연결되어, 상기 가변 검출 정전용량을 측정하는, 마이크로제어기(60'),
상기 마이크로제어기(60')에 그리고 상기 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자에 연결된 제1 스위칭 수단(Sw1),
상기 마이크로제어기(60')에, 상기 충전/방전 커패시터(Cs)의 제2 단자에, 그리고 상기 검출 전극(E2')에 연결된 제2 스위치 수단(Sw2)을 포함하고,
상기 제1 및 제2 스위칭 수단(Sw1, Sw2)은 상기 검출 커패시터(Ce) 및 상기 충전/방전 커패시터(Cs)를 충전/방전시키도록 설계되며,
상기 디바이스(D')는,
상기 검출 전극(E2') 및 상기 접지 평면(P)이 상기 배수 라인(l) 위쪽에 배열되는 것, 그리고
상기 디바이스가,
물(e)에 잠긴 상기 하우징(B')의 부분에 포함된 적어도 하나의 보호 전극(Ep)을 더 포함하되, 상기 보호 전극(Ep)은 상기 보호 전극(Ep)과 상기 검출 전극(E2') 사이에 전기적 결합이 있도록 상기 검출 전극(E2')으로부터 분리되고, 상기 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자와 동시에 상기 제1 스위칭 수단(Sw1)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 마이크로제어기(60') 및 상기 접지 평면(P)은 인쇄 회로 보드(80)에 통합되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 방법으로서,
상기 자동차 도어는 검출 디바이스(D')를 포함하고, 상기 디바이스(D')는 비-수밀성 핸들(10')에 통합된 수밀성 하우징(B')에 포함되고, 상기 비-수밀성 핸들의 하부 부분이 배수구(t1, t2)를 포함하고, 상기 하우징(B')의 일부분이 물(e)에 잠겨 있으며, 상기 디바이스는,
사용자의 손(M)의 접근을 나타내는 검출 커패시터(Ce)의 가변 검출 정전용량을 가진, 적어도 하나의 검출 전극(E2')을 포함하는, 정전식 접근 및/또는 접촉 검출 센서(100),
충전/방전 커패시터(Cs),
전압원(Vcc)를 포함하며;
상기 방법은,
- 단계 E1: 상기 검출 커패시터(Ce)를 충전시키는 단계,
- 단계 E2: 상기 충전/방전 커패시터(Cs)로 상기 검출 커패시터(Ce)를 방전시키는 단계,
- 단계 E3: 상기 검출 전극(E2')의 단자에 걸쳐 전압(Ve)을 측정하는 단계,
- 단계 E4: 상기 충전/방전 커패시터(Cs) 및 상기 검출 커패시터(Ce)를 방전시키는 단계,
- 단계 E5: 상기 충전/방전 커패시터(Cs) 및 상기 검출 커패시터(Ce)를 동시에 충전시켜서, 정전식 분할기 브리지를 형성하는 단계,
- 단계 E6: 상기 검출 전극(E2')의 단자에 걸쳐 전압(Ve')을 측정하는 단계,
- 단계 E7: 단계 E3에서 수행된 전압(Ve) 측정치와 단계 E6에서 수행된 전압(Ve') 측정치 간의 차이(N)를 산출하는 단계,
- 단계 E8: 상기 차이(N)가 미리 결정된 임계치(제N)보다 크다면 상기 접근을 확인하는 단계를 포함하되,
상기 방법은,
단계 E1 전에, 단계 E1 내지 단계 E6에서, 보호 커패시터(Cep)가 상기 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자와 동일한 전위에 동시에 연결되도록, 상기 보호 커패시터(Cep)가 상기 충전/방전 커패시터(Cs)의 제1 단자 사이에서 연결되고, 상기 보호 커패시터(Cep)는 상기 검출 커패시터(Ce)에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 자동차 도어를 잠금 또는 잠금 해제하기 위한 사용자의 의도를 검출하기 위한 방법.
도어 핸들로서,
제1항 또는 제2항에 청구된 바와 같은 검출 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도어 핸들.
자동차로서,
제1항 또는 제2항에 청구된 바와 같은 검출 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차.