CN113169736A - 车辆用装置 - Google Patents

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CN113169736A
CN113169736A CN201980044361.7A CN201980044361A CN113169736A CN 113169736 A CN113169736 A CN 113169736A CN 201980044361 A CN201980044361 A CN 201980044361A CN 113169736 A CN113169736 A CN 113169736A
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CN
China
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sensor
signal
capacitance
vehicle
amplification
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CN201980044361.7A
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贝尔霍尔德·西格
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Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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Abstract

本发明涉及一种探测用于激活车辆(1)功能的激活行为的车辆(1)用装置(10),尤其是在车辆(1)的前、侧和/或尾部区域(1.2,1.4,1.7)中探测用于激活车辆(1)罩盖(1.3,1.6)的打开和/或解锁的激活行为,具有:至少一个传感器件(20),其用于测量该传感器件(20)的环境变化、尤其是激活机构(3)的接近;信号发生机构(130),其用于提供用于该传感器件(20)的电触发的触发信号;分析机构(200),其用于依据传感器信号来反复确定该传感器件(20)的至少一个专属于测量的参数,以执行激活行为的探测;传感器控制机构(170),其电连接至该传感器件(20);该传感器控制机构(170)的传输件(170.1),其电连接至该信号发生机构(130)以便结合该触发信号来启动对该传感器件(20)的反复电荷传输;该传感器控制机构(170)的放大机构(170.2),其电连接至该分析机构(200)以依据电荷传输来提供该传感器信号。

Description

车辆用装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用装置。本发明还涉及一种***以及一种方法。
背景技术
从现有技术中知道了能够借助传感器件如传感器电极提供可变电容,可变电容专属对应于传感器件环境变化。这允许以电容方式测量环境变化。在车辆中,这种电容测量可被用来探测接近和/或姿势,进而激活车辆功能。
电容测量的基础通常是该传感器件借助电荷传输被分析。但是,电荷迁移可以造成干扰性发射(传感器件对环境的干扰作用)。此外,来自环境的干扰影响(对传感器的入侵影响)可能不利地影响到测量。
发明内容
因此,本发明的任务是至少部分消除前述缺点。本发明的任务尤其是提供改善的电容测量。
前述任务通过一种具有独立装置权利要求的特征的装置、一种具有独立***权利要求的特征的***以及一种具有独立方法权利要求的特征的方法来完成。本发明的其它特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和附图。在此,关于本发明的装置所描述的特征和细节显然也与本发明的***以及本发明的方法相关地是适用的,反之亦然,因此,关于这些发明方面的公开内容将总是相互参照或可相互参照。
该任务尤其通过一种探测用于激活车辆功能的激活行为的车辆用装置,尤其是用于在车辆的前部区域和/或侧部区域和/或尾部区域中探测用于激活车辆罩盖的打开和/或解锁(分别作为功能)的激活行为。相应地,本发明的装置也可以布置在车辆的前部区域和/或侧部区域和/或尾部区域中,最好在车辆的内室之外和/或乘客室之外。
根据本发明的装置在此可以至少具有尤其与该装置电路板相连的以下组成部件:
-至少一个传感器件(如传感器电极),其用于测量传感器件环境的变化、最好是激活机构的接近,
-(电子)信号发生机构(如信号发生器),其用于提供用于传感器件的电触发的触发信号(如电压),最好用于启动传感器件处的电荷传输,
-(电子)分析机构,其用于依据(电)传感器信号(如电压或电流)来反复确定至少一个专属于测量的传感器件参数(如传感器电容),以执行激活行为的探测,
-(电子)传感器控制机构,其电连接至传感器件,例如通过开关元件电连接至传感器件,
-该传感器控制机构的(电子)传输件,其电连接至该信号发生机构,以便依据触发信号启动在传感器件中的反复电荷传输,
-该传感器控制机构的(电子)放大机构,其电连接至该分析机构,以便结合电荷传输来提供传感器信号。
这有以下优点,即,所述电荷传输(即传感器馈电)可以很可靠地通过触发信号来控制。例如,触发信号为此具有规定的工作频率(具有有限频谱,例如呈正弦形状),从而按照该工作频率启动电荷传输。因此,触发信号适于调整传感器件因电荷传输而造成的发射并将其限制到工作频率范围。为了也同时使得传感器件的分析适应于该触发且尤其是适应于工作频率,经由放大机构来提供传感器信号可能是有利的。简言之,该传感器控制机构因此是中间级,用于仅间接在传感器件处通过触发信号来提供触发并且仅间接在传感器件处通过传感器信号来提供分析。特别有利地利用运算放大器作为传输件,这在此可以使干扰作用仅轻微影响到所述分析和/或触发,并且尤其是在分析和触发时很准确地保持该工作频率。也可以实现尽量与负荷无关的低阻抗的传感器馈电。此外,由传输件和放大机构构成的装置允许可以提供传感器控制机构的有利的滤波特性且尤其是低通特性。这允许补偿干扰频率(例如通过放大机构的电容器的电容电压),进而达成传感器信号中的噪音减少。干扰频率特性可由此被显著改善。
还有利的是,该车辆被设计成机动车尤其是混合动力车或电动车,其优选具有高压车载电源和/或电动机。还可能可行的是,该车辆被设计成燃料电池车辆和/或轿车和/或半自主车辆或自主车辆。该车辆有利地具有安全***,其例如通过与身份识别器(ID识别器)的通信而允许验证。依据所述通信和/或验证,车辆的至少一个功能可被启动。如果为此需要ID识别器的验证,则所述功能可以是安全相关功能,像车辆解锁和/或发动机起动许可。因此,该安全***也可以被设计成被动门禁***,其无需ID识别器的主动人工操作而在探测到ID识别器接近车辆时启动验证和/或功能激活。为此,例如反复通过安全***发出唤醒信号,其通过ID识别器在接近时可被接收,接着触发验证。所述功能也可以涉及车辆照明装置的激活和/或罩盖(如前盖/门或尾盖/门或侧盖/门)的操作(打开和/或关闭)。例如,在探测到接近时自动启动车辆照明装置和/或在探测到用户姿势时操作所述罩盖。
还可以想到,为了激活车辆功能,通过本发明的装置来探测激活行为。它此时可以尤其是在车辆之外的激活行为(即其不会发生在车辆内室中)。换言之,测知所述变化的传感器件环境位于车辆之外。在本发明的装置成功探测到激活行为时,在此可以通过该装置(尤其通过控制装置)来触发所述功能和/或启动验证。激活行为例如可以是借助激活机构所执行的接近和/或姿势。当激活机构是非电子物体(进而也不是ID识别器)时,激活机构或激活行为有利地也可以被探测。取而代之,激活机构可被设计成非导电物质和/或非金属物质和/或生物物质,例如用户身体部位。因此,利用电容测量来探测激活行为是特别有利的,因为这无需以在激活机构处的特殊预防措施为前提。
本发明的装置有利地设计成电子电路(电路装置),并且具有多个电子部件,它们可以至少部分安装在电路板上且通过印制电导线相互连接。至少其中一个部件此时也可以设计成集成电路(例如像呈微控制器形式的控制装置)。其中的若干部件也可以设计成SMD(表面贴装器件)元件。该传感器件可以导电构成,例如设计成在电路板上的印制导线或平面电极,或者也通过馈电线(如电线)连接至电路板。在后者情况下,该传感器件例如是电缆(如同轴电缆)的一部分,设计成平面电极或长条形导体。传感器件此时也可以被理解为电容式天线,因为由该传感器件提供可变的传感器电容。另外,可变的传感器电容也可以可选地由同时或轮流工作的多个传感器件来提供。电路板和/或传感器件例如被集成在门把手或保险杠中。在此,该传感器件可以如此布置,即,该传感器件的布置限定了激活行为的探测范围。
在本发明的装置中可行的是,该传感器件被设计成传感器电极,以提供呈可变电容(也称为传感器电容)形式的专属于测量的参数,其中,电容的变化可以专属对应于传感器件环境的变化。至少一个屏蔽件又可以用于屏蔽传感器件周围环境的待屏蔽区域的变化,从而所述变化未显著导致电容变化。
此外可以规定,为了传感器件的触发而采用触发信号,并且为了传感器件的分析而采用传感器信号。在此,该传感器信号可以与触发信号相关。在传感器件中的电荷传输也可与触发信号相关,因为例如在传感器件处的电压跟随所述触发信号(或对应于触发信号的电压)。
可以规定,该传感器信号和/或在传感器件中的电荷传输基本上
-具有与触发信号相同的频率(工作频率),和/或
-具有与触发信号相同的信号形状,优选具有正弦形和/或周期振荡形状,和/或
-具有在工作频率范围内的频率,其中,该触发信号的频率(工作频率)也在该工作频率范围内,
-设计成极性相同(即并非呈交流电压或交流电流形式),
-具有通过滤波机构和/或分析滤波机构被调整的缩短的频谱。
还可以想到的是,该传感器信号至少在分析滤波机构的滤波之后(或通过该滤波)而以交流电流(或交流电压)的形式存在。滤波也可以通过分析滤波机构以带通滤波方式来进行。而触发信号的滤波可以尤其通过滤波机构以低通滤波方式来进行,以保持触发信号中的直流电压分量。
还可能可行的是,该分析滤波机构设计用于作为带通滤波的替代或补充而执行传感器信号的跨导变换。跨导变换在此在本发明范围内尤其是指,电压被转换为与之成比例的且优选等同的电流。在功能上,这可以对应于跨导放大器的功能,或许具有最大为1的放大系数(比例系数)。但不同于跨导放大器,该分析滤波机构可以不具有运算放大器,而是借助复电阻且尤其通过与虚拟零点的串联连接来达成跨导变换。
传感器信号(作为周期性信号)的频率此时可能取决于工作频率、即尤其在控制机构的滤波机构输出端处的触发信号频率。有利地可以针对整个本发明的装置而将唯一的工作频率不仅用于传感器件的触发、也用于分析尤其是电容传感器分析,以便按照规定的工作频率范围执行该传感器件的触发和分析。为此,尤其将滤波用于电触发(通过滤波机构)和分析(通过分析滤波机构),其中,所述滤波适配于工作频率(如设计成低通和/或带通,用于导通工作频率范围)。这允许关于EMC(电磁兼容性)条件(发射时)和干扰影响(入侵影响时)而言的最佳分析。也可以通过产生触发信号和/或调整触发信号的信号形状和/或频率来很精确地调设传感器件的发射和对入侵影响的易受干扰性。但为了在传感器分析中也能够用到所调设的特性,传感器信号也可以根据触发信号而被调整。该传感器信号为此可能专属对应于电荷传输并且还是具有所设定的特性。为此例如采用(所述)传感器控制机构,其根据电荷传输(进而传感器件的传感器电容)输出作为传感器信号的经过放大的触发信号。这例如可以通过在传感器控制机构中使用运算放大器实现,其具有借助电容器的负反馈。
该储存机构优选可被设计成电子积分器,尤其用于积蓄接收电荷。优选地,在给传感器件多次充放电之后,可以利用多次电荷传输来给该储存机构充电。
还可以想到的是,该传感器控制机构:
-(至少部分)通过该传输件提供电压跟随器,和/或
-提供在传输件处的直接负反馈,
以便最好(针对电荷传输)产生在传感器件处的电输出信号,最好呈在传感器件处的周期性和/或振荡的和/或正弦形的电压形式、优选是极性保持不变的电压(因此不是交流电压),其尤其跟随作为电压跟随器的和/或传输件的输入信号的触发信号,以便启动反复电荷传输。电压跟随器在此可以通过如下电路提供,在该电路中,在采用电能的情况下进行阻抗转换,尤其按照(基本)为1的电压放大系数。电压跟随器可以设计用于使作为输入电压的触发信号具有尽量低的负荷,同时产生可具备较高负荷的电压(即输出信号),其等于输入电压。这具有以下优点,即,能够特别可靠且抗干扰地控制该电荷传输。可选地,电压跟随器在此也可以实现电压放大。
还有利的是,该传感器控制机构通过该传输件提供电压跟随器,以便通过第一接线端在传感器件处低阻抗地输出电输出信号以启动电荷传输,最好是以便以传感器件的与负荷无关的低阻抗传感器馈电形式来提供电触发和/或电荷传输,并且以便最好与触发信号相关地、尤其是相等地和/或按照放大系数1来产生该电输出信号。这有以下优点,即,电荷传输可特别可靠且抗干扰地被控制。
此外可以在本发明范围内想到,该传感器控制机构具有由该传输件和放大机构构成的装置。该装置例如是由所述传输件和放大机构相互连接而成的,此时,尤其该放大机构用作针对传输件的负反馈。该装置设计用于提供电子放大器,以便通过该放大器并依据电荷传输来提供(尤其输出)该传感器信号,最好是以便将传感器件处的电压转换为呈与电荷传输和/或该参数(如传感器电容)相关的电压形式的传感器信号。为此,在该传感器件处的电压、即尤其是输出信号例如可以根据电荷传输被放大,以便产生作为传感器信号的经过放大的信号。因此,(如借助控制装置的)所述分析可以被显著简化。通过使用运算放大器等作为传输件,还提供如下的传感器信号,其分析并未导致传感器件处的电压负荷。
可能有利的是,在本发明范围内,专属于测量的传感器件参数是由传感器件提供(尤其构成)的可变传感器电容。另外,该传感器控制机构可以具有由所述传输件和放大机构构成的装置以提供电子放大器,以便通过该放大器依据电荷传输来产生呈与传感器电容相关的且尤其成比例的电压形式的传感器信号。这允许例如借助控制装置的简单分析。特别是,比例(线性)关系在此有以下优点,即,所述分析可以不太复杂,因此能够以节能方式实现。
还可能在本发明范围内有利的是,该传感器控制机构具有由所述传输件和放大机构构成的装置以提供被放大的传感器信号。因此,该传感器信号可以与在该传感器控制机构的(第一和/或第三)接线端处的电压相关且最好与之成比例,做法是按照放大系数被放大。第一接线端为此例如直接或通过开关元件电连接至该传感器件。电压例如是在传感器件处的电输出信号,其造成电荷传输。此外,该电压也可以是触发信号。这样做的背景是,输出信号有利地是通过传感器控制装置根据触发信号来产生的。为了分析专属于测量的传感器件参数,该放大系数(尤其基于电荷传输)是与专属于测量的传感器件参数同该放大机构、尤其是放大机构的电容器的测量电容之比相关且最好是与之成比例的。换句话说,(或许就幅值和信号形状而言对应于触发信号的)电压或输出信号的增益专属对应于该参数。传感器信号例如对应于:该电压(或输出信号)乘以放大系数。这允许在技术上很可靠的分析。
还有利的是,在本发明范围内将该传输件设计成电子放大件、最好是运算放大器,其与该放大机构形成负反馈以提供传感器信号。所述负反馈尤其相当于由该传输件和放大机构构成的、用于提供传感器信号的装置。通过这种方式,传感器信号可以与传感器信号的电压负荷无关地来提供和/或反之。
还可以在本发明范围内规定,该放大机构限定该传感器控制机构的尤其适配于该电触发的滤波特性(至少部分且或许与传感器件或传感器电容相关)。特别是,滤波特性在此允许滤掉在工作频率范围之外的频率,进而减小易受干扰性。为了限定滤波特性,该放大机构可以具有至少一个滤波器件,其通过与所述传输件和/或传感器件连接而造成所述滤波特性。所述适配例如可以如此实现,即,所述电触发的触发信号的工作频率在滤波中被导通。
例如可以规定,该放大机构具有至少一个滤波器件(如电容器和/或电阻和/或线圈),其尤其适配于该电触发且最好是适配于触发信号频率(工作频率),以提供与之适配的滤波特性和/或工作频率范围和/或提供在工作频率范围内的传感器信号用线性放大特性。换言之,与该传输件连接的该放大机构可以形成电子放大器和/或可控的电容电压倍增器,以提供传感器信号。该放大特性有利地涉及在传感器信号生成时所提供的放大系数。放大系数和进而传感器信号的幅值例如可能取决于所述参数、尤其是传感器电容。线性放大特性、即尤其是比例关系此时可以允许简单分析。
根据另一个优点而可以规定,该传感器件的专属于测量的参数是由该传感器件提供的可变的传感器电容。替代地或附加地,该放大机构具有至少一个滤波器件,用于通过与传感器件且特别是传感器电容合作来提供适配于电触发的滤波特性且尤其是带通特性,以便最好使所提供的传感器信号适应于电触发,最好是用以调节工作频率范围。在此,滤波特性且尤其是带通特性可以通过高通特性(通过与该传感器件或传感器电容合作)和低通特性(借助于滤波器件)来实现。由此得到以下优点,即,可以自由选择工作频率范围。这例如允许灵活适配于EMC条件。
还有利的是如此设计该传感器控制机构,即,将在该传感器控制机构的第一接线端或第三接线端处的电压转换为呈与之成比例的电压形式的在该传感器控制机构的第二接线端处的传感器信号。在此,该传感器控制机构可提供转换用电子放大功能,其与该放大机构和/或与该传感器件的专属于测量的参数相关。为此,该传输件例如被设计成电子放大器且尤其是运算放大器。
此外在本发明范围内可以想到,该放大机构可以作为至少一个滤波器件具有电容器和/或电阻以提供滤波特性,最好是以提供电容式放大器和/或电压跟随器和/或电压倍增器来提供该传感器信号。这允许滤掉对传感器信号的干扰性入侵作用以改善传感器件的分析。
可能有利的是,在本发明范围内,专属于测量的传感器件参数是由传感器件提供的可变传感器电容。
此外,该放大机构可以作为至少一个滤波器件具有电容器和/或电阻,其中,该电容器和/或电阻如此适配于最大可变的传感器电容和/或适配于电触发的工作频率、尤其是触发信号频率,即,该滤波器件提供传感器控制机构的滤波特性、最好是低通特性和/或该传感器信号与传感器电容线性相关地和/或与传感器电容成比例地产生。所述适配具有以下优点,即,传感器控制机构的与频率相关的放大特性可被显著减弱。
最大可变的传感器电容例如是在有激活行为时该传感器电容所能够具备的最大电容。
也可以想到的是,该放大机构作为至少一个滤波器件具有电容器和/或电阻,其中,所述电容器和/或电阻适配于最大可变的传感器电容。在此,电容器的测量电容最好可以对应于最大可变的传感器电容。该电容器可以设计用于在传感器控制机构的传输件(特别是运算放大器)处的负反馈,因此最好形成反馈电容器。通过该电容器,传输件的输出端且尤其是加载有传感器信号的输出端可回授到传输件的输入端。此外,该输入端可直接连接到如下接线端,其(或许通过开关元件)与传感器件相连且进而加载有所述传感器件的输出信号或电压。通过这种方式,输出信号可以通过直接负反馈而根据触发信号来产生(跟随触发信号)。另外,通过这种方式,触发信号或输出信号可以依据在传感器件处的(通过输出信号来启动的)电荷传输而被放大(按照与之相关的放大系数),并作为传感器信号被放大输出。
此外在本发明范围内可能有利的是,该传感器件的专属于测量的参数是由该传感器件提供的可变的传感器电容,其中,该放大机构限定出测量时的动态范围,并且最好针对最大的动态范围而言,该放大机构的电容器的测量电容对应于最大可变的传感器电容。换言之,如此选择该电容器的测量电容,即,其对应于最大可变的传感器电容。最大可变的传感器电容例如是在有激活行为时传感器电容所能够具备的最大电容。该放大机构可以为了提供该功能而例如形成针对传输件的负反馈,以便依据传感器件处的电压和电荷传输来提供传感器信号以供测量。该动态范围此时或许决定了测量分辨率。
根据另一个可能方式而可以规定,该传感器件的专属于测量的参数被设计成可变的传感器电容,其中,该传感器电容的变化专属对应于环境变化。另外,该传感器控制机构的至少一个滤波器件可以包括具有测量电容的电容器,以便通过该传感器控制机构依据(当前)传感器电容和(尤其固定的)测量电容来输出传感器信号,最好呈根据放大系数被放大的信号形式来输出,其中,该放大系数是与(当前)传感器电容与测量电容之比相关联的。为此,例如该触发信号按照该放大系数被放大,以便作为放大后的信号来输出传感器信号。这允许很可靠地分析该传感器件。所述分析在此包括:例如由控制装置评估所述变化。
可能进一步有利地规定,该传感器件被设计成传感器电极以提供呈可变电容形式的专属于测量的参数,其中,该电容的变化专属对应于环境变化,其中,(根据本发明的)该装置最好被设计成:为了反复确定而依据该传感器信号来反复启动对该分析机构的储存机构尤其是积分器的充电,从而由该储存机构所储存的电荷专属对应于该电容的变化。换言之,可以依据传感器件处的电荷传输进行至储存机构的进一步电荷传输。这可以通过使用传感器控制机构而尽量与传感器件处的电荷传输和/或与传感器件所存储的电荷和/或与传感器电容变化成比例。可行的是,以类似于传感器件处电荷传输的方式、通过所述触发信号或输出信号造成:传感器信号也实现用于给储存机构充电的电荷传输。
此外可以规定,控制装置且尤其是微控制器被电连接至该分析机构的储存机构,以便分析由该储存机构所储存的电荷以确定专属于测量的参数,最好是通过在该储存机构中的电压的模拟-数字转换。储存机构的电压此时可能与根据储存电容存储在储存机构电容器内的电荷成比例。这允许可靠分析。
根据另一个可能方式而可以规定,该分析机构的储存机构通过分析滤波机构被电连接至该传感器控制机构,以便将传感器信号在通过该分析滤波机构滤波之后和/或在最好借助跨导变换转换为电流信号之后输出给该储存机构。滤波(尤其是呈带通滤波形式)的优点是,干扰作用被显著减少。不同于在使用矩形信号时的情况,正弦信号具有以下优点,即,仅具备小的频率范围。超出的频率且尤其是引起噪音的干扰频率因此可被抑制。相应地,传感器信号也可以仅具备小的频率范围以改善所述分析。
还可以在本发明范围内想到,设有用于对该传感器信号进行滤波的分析滤波机构,其中,该分析滤波机构的滤波特性适配于电触发并且适配于EMC条件,并且优选与该传感器控制机构的通过该放大机构来调设的滤波特性相关联。因此维持了用于分析和触发的相同的工作频率范围。
还可以规定,该装置作为电容传感器装置至少部分被集成在车辆保险杠中,以监测车辆的前部区域和/或尾部区域并且用以作为车辆功能打开车辆的前盖和/或后备厢盖,尤其以便促成打开信号的输出和/或验证检查。因此可允许舒适地进入车辆。
在本发明的范围内还可能有利的是,该装置被设计用于通过该传感器件的电触发来反复给该传感器件充放电,并由此为了确定所述传感器件的至少一个专属于测量的参数而执行电荷传输。由此一来,还可以结合电荷传输来给储存机构充电。在此,该控制装置、尤其是至少一个微控制器可被电连接至该信号发生机构以便在信号发生机构处启动电触发,和/或被电连接至该储存机构以便分析储存在该储存机构中的电荷量和/或在多次电荷传输后所积蓄的电荷量。依据所述分析,还可以执行所述探测,最好是以便在电荷量超出极限值时输出用于激活车辆功能的激活信号。因此提供一种特别可靠的探测激活行为的可能性。
本发明的主题也是一种***,其具有:
-根据本发明的装置,
-控制装置,其用于在探测激活行为的情况下输出激活信号(借助于本发明的装置,其中,该控制装置为此在信号技术方面与本发明的装置相连),
-控制器,其与该控制装置(尤其在信号技术方面)相连,以便在收到激活信号时执行车辆功能。
因此,本发明的***带来与关于本发明装置所明确描述的一样的优点。
本发明的主题也是一种探测用于激活车辆功能的激活行为的车辆用方法,尤其是在车辆的前部区域、侧部区域和/或尾部区域中用于激活车辆罩盖的打开和/或解锁。
在此规定执行以下步骤,最好是按照所述顺序或任意顺序来先后进行,其中,各个步骤也可以被重复执行,在这里,所述步骤或许也可以至少部分在时间上并行地和/或彼此同步地执行:
-产生电触发信号,
-在传感器件处提供电触发,其中,借助该触发信号启动对传感器件的反复电荷传输,以便测量传感器件环境变化、尤其是激活机构的接近,
-依据电荷传输提供传感器信号,
-依据传感器信号来反复确定传感器件的至少一个专属于测量的参数,以便执行激活行为的探测。
因此,本发明的方法带来与关于本发明的装置所明确说明的一样的优点。此外,该方法可以适用于运行本发明的装置。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节来自以下参照附图详述本发明的说明。在此,在权利要求书和说明书中提到的特征能够分别单独地或在任何组合中对本发明是重要的,其中:
图1示出具有本发明装置和本发明***的车辆的尾部区域的示意图,
图2示出具有本发明装置和本发明***的车辆的侧视示意图,
图3示出本发明装置的局部的电路示意图,
图4示出本发明装置的局部的电路示意图,
图5示出本发明装置或本发明***的局部的示意图,
图6示出本发明装置或本发明***的局部的示意图,
图7示出用于说明本发明***的示意图。
具体实施方式
在以下的图中,对于即便是不同实施例的相同技术特征也采用相同的附图标记。
图1示出具有本发明***的车辆1的尾部区域1.2的视图。本发明的装置10可以被集成在车辆1的保险杠1.1内,以便探测用户2的激活机构3(如腿3)在保险杠1.1区域内的激活行为。为此,装置10具有传感器件20,其例如可以设计成长条形的和/或缆状的电极20或者扁平状电极20(即平面电极)或者电容式天线。还可行的是,电缆(如同轴电缆)被用于形成传感器件20。激活行为的探测可以导致车辆1的后备厢盖1.3被打开。为此,装置10可以具有与车辆1的控制器8的信号通讯,以便通过信号通讯输出激活信号至控制器8,控制器促成后备厢盖1.3的打开。打开的前提可以是用身份识别器5验证成功。按照相同的方式,或许也可以通过本发明的装置10激活在车辆的前部区域1.7和/或侧部区域1.4内的罩盖,其中,装置10于是例如被集成在门把手1.5或也在保险杠1.1中。
在图2中以侧视图示意性示出车辆1。车辆1的侧部区域1.4和/或前部区域1.7可以作为尾部区域1.2的替代或附加而具有本发明的装置10。例如,传感器件20在侧部区域1.4内被集成到车辆的门把手1.5中,以便探测在门把手1.5区域中的激活行为。因此,例如可以通过装置10在侧部区域1.4内作为激活行为探测到:接近传感器件20。激活行为可以包含:激活机构3(如手)探入门把手1.5的门把手凹槽中。又可以在保险杠1.1中规定,将传感器件20布置在前部区域1.7,以便例如在探测到在前部区域1.7内的激活行为时打开前盖。可通过激活行为来激活的另一个可能功能可以是车辆1的滑动门的打开。
原则上,激活行为可以包括:接近传感器件20或还有姿势等。尤其为了探测姿势,除了唯一的传感器件20外还可以设置至少另一个传感器件20‘,其与传感器件20相邻布置。这允许通过传感器件20、20‘的不同测量来识别激活机构的运动。同样,与传感器件20和/或另一个传感器件20‘相邻地设置屏蔽用屏蔽件160。在图1中举例示出了在保险杠1.1中的这种布置。
在图3中示出了根据本发明的车辆1用装置10,其探测用于激活车辆1功能的激活行为,尤其像根据图1和图2所述地用于在车辆1的前部区域、侧部区域和/或尾部区域1.7、1.4、1.2中探测用于激活车辆1罩盖1.3、1.6的打开和/或解锁的激活行为。
本发明的装置10可以具有至少一个传感器件20,用于测量传感器件20周围环境变化。所述变化例如由激活行为、例如激活机构3的接近来决定。传感器件20在此可以设计成电导体,如导电面(尤其当装置10安装在门把手1.5中时)或者长条形的电极(尤其当安装在保险杠1.1中时)。
传感器件20针对环境变化和进而激活行为的敏感度例如可以简单说明如下。相比于环境和/或地电位21,传感器件20可形成电容(以下也称为传感器电容CS)。通过(借助下述电触发)在传感器件20产生电位,能够造成在环境中生成电场。传感器电容CS受到环境变化的影响,因此是可变的。换言之,传感器电容CS的变化与环境变化、即与激活行为的存在相关联。可变电容CS的分析尤其可以通过分析存储于传感器件20内的电荷量来进行并且推断出环境变化,因此用于探测激活行为。因此,尤其是来自和朝向传感器件20的电荷传输适于:依据电荷传输(如所传输的电荷量和/或此时可测得的电流强度和/或电压)提供传感器信号,其可以被分析以确定可变电容CS。
为了执行电触发,可以采用控制机构100(即触发机构100)。控制机构100可以通过控制线路KP被电连接至传感器件20以便电触发传感器件20,以达成(即允许)所述测量。例如所述电触发可以促使借助电荷传输来给传感器件20(强制)充电和放电,以便依据所述传感器件20的触发允许电容测量。所述电连接例如可以借助通过电路板印制导线的电路连接来实现。本发明的装置10可以作为电路至少部分布置在该电路板。传感器件20和/或另一个传感器件20‘和/或所述至少一个屏蔽件160此时可以通过电路板的电接线端、借助印制导线而电连接至该装置10的控制机构100,或者本身也作为印制导线构成。所述测量例如通过如下方式来提供:通过控制机构100在传感器件20产生电位以给该传感器件20充电,进而如上所述例如实现可变电容CS的分析。它在此也可以是变化电位,因此在传感器件20处的电压例如是作为周期性电压和/或正弦形电压来产生的。在此,电压的极性可以保持不变,因此它并非是交流电压,从而仅造成对传感器件20反复的部分充放电。为了分析传感器件20而设置有分析机构200,其反复确定传感器件20的专属于所述测量的至少一个参数,以执行激活行为的探测。在具体所述的例子中,可变电容CS被视为所述参数。
此外可行的是设有至少一个屏蔽件160,其为了屏蔽传感器件20而与传感器件20相邻布置(进而在其作用范围内)。为了借助屏蔽件160实现屏蔽,设有屏蔽控制机构150,其具有用于屏蔽件160的接线端150.A。屏蔽控制机构150可以通过屏蔽控制输入端150.B电连接至控制线路KP且进而也电连接至屏蔽件160,以提供控制机构100的用于屏蔽件160的(前述的)电触发。换言之,屏蔽控制机构150可以针对屏蔽件160提供与用于传感器件20时相同的电触发。为此,电连接至屏蔽件160的屏蔽控制机构150的输出端150.A处的输出电压跟随又电连接至控制线路KP且因此也连接至传感器件20的屏蔽控制机构150的输入端150.B处的输入电压。通过这种方式,相同的触发信号可被用于传感器件20和屏蔽件160,以便以相同方式通过触发信号来调节在传感器件20和屏蔽件160处的电位。
为了将屏蔽控制机构150连接至控制线路KP,可以利用在控制线路KP处的连接点。为此,控制线路KP上的各种不同的位置被纳入考虑,例如直接在通至传感器件20的电流路径上或者在滤波机构140与传感器控制机构170之间。在图3中出于举例目的而非穷举地用虚线示出了屏蔽控制输入端150.B与屏蔽控制机构150的两个可能连接点。在使用在传感器控制机构170的接线端170.C处的连接点时,由滤波机构140输出的触发信号可以被用于调节屏蔽件160处的电位。当使用直接在通至传感器件20的电流路径上的连接点时,与传感器件20处所加载的(基本上)相等的电位被用于调节屏蔽件160处的电位。
为了非常可靠地平衡所述电触发并且尤其同时不会使连接点处的部件(如传感器件20或控制机构100)过载,屏蔽控制机构150可以具有运算放大器150.1以用于屏蔽件160的强制电引导。运算放大器可被用于将控制线路KP连接至屏蔽件160,因此在屏蔽件160处产生与控制线路KP上的输入电压相等的输出电压(也称为屏蔽电压)。输入电压此时对应于如下的触发电压,其专属于传感器件20处的电压和/或与之成比例。优选地,屏蔽控制机构150可以形成电压跟随器,因此屏蔽件160处的电位跟随着在控制线路KP且尤其是传感器件20处的电位。因此可以相应规定运算放大器150.1的直接负反馈,使得放大系数为1。屏蔽控制输入端150.B此时可以(直接)电连接至运算放大器150.1的正相(非逆变高阻抗)输入端,使得屏蔽控制输入端150.B的输入电阻很大,以便在屏蔽控制输入端150.B仅加载低电压。而屏蔽件接线端150.A可以(直接)电连接至运算放大器150.1的输出端并且因为负反馈而或许也电连接至运算放大器150.1的逆变输入端,以便提供相比于输入电阻的低阻抗输出端。
还可以结合图3看到,控制机构100具有信号发生机构130,其为了传感器件20的电触发而与传感器件20电连接,以便反复产生电信号来给传感器件20充电。以下也称为触发信号的电信号可以用于所述电触发,并且因此针对传感器件20、或许还有另一个传感器件20‘以及尤其还有至少一个屏蔽件160来提供以调节电位和/或充放电。所述提供例如是通过将电信号经由控制线路KP的至少一部分传输至传感器控制机构170和/或屏蔽控制机构150来进行的。因此,由信号发生机构130产生触发信号而造成触发信号(或许在先被改变且尤其是被滤波)存在于接线端170.C。通过传感器控制机构170和/或屏蔽控制机构150,又可以结合触发信号来触发传感器件20、另一个传感器件20‘和/或屏蔽件160。为此,结合触发信号来启动在传感器件20或另一个传感器件20‘和/或屏蔽件160处的电荷传输(充电和/或放电)(进而还有造成电场出现)。传输电荷量的分析可以允许对可变传感器电容CS的分析。电荷传输的时间曲线可以受到电信号塑形的影响。为此,信号发生机构130例如具有数字-模拟转换器130.1,其也可被设计成控制装置300(如微控制器)的一部分。因此能够很可靠且精确地确定触发信号的规定的信号形状。信号形状可以通过随后的滤波或许被进一步塑形和/或改善,使得触发信号随后例如具有符合工作频率的正弦形状。因此,控制机构100可具有滤波机构140尤其是有源滤波器140如低通滤波器。它可以如所示的那样位于信号发生机构130下游,以便经过滤波地将用于电触发传感器件20的触发信号经由控制线路KP输出至传感器控制机构170,尤其通过低通滤波。通过这种方式,触发信号可以按照规定的工作频率来塑形,从而优选通过滤波机构140调整传感器件20的发射。由此可以有利地实现在装置10工作时的EMC(电磁兼容性)设定条件。换言之,控制机构100可以具有滤波机构140、尤其有源滤波器140,其将信号发生机构130连接至控制线路KP,以经过滤波尤其低通滤波地和/或经过塑形地在控制线路KP处提供由信号发生机构130产生的电信号,并由此作为滤波电信号且优选是正弦信号来提供。有源滤波此时优选通过运算放大器140.1和滤波器件140.2如电容器来实现。
在控制线路KP且尤其是接线端170.C处的电信号(触发信号)现在或许可以通过其它部件如传感器控制机构170并通过开关元件180(或许通过接线端180.A)而被输出至传感器件20。为了中断由此造成的向传感器件20的电荷传输并例如给至少另一个传感器件20‘充电,开关元件180可被定期断开且随后又接通。传感器控制机构170可以具有放大器和/或电压跟随器和/或电压倍增器,以便以相同方式在传感器件20处产生在接线端170.C处的电位,最好是传感器件20处的电位跟随接线端170.C处的电位。为此,传感器控制机构170例如具有运算放大器170.1和/或至少一个滤波器件170.2如电容器170.2。
传感器控制机构170可以具有所述运算放大器170.1作为传输件170.1,其电连接至信号发生机构130以便依据(在接线端170.C处的)触发信号来启动对传感器件20中的反复电荷传输。这允许传感器件20的至少部分充电和又放电,进而允许分析存储在传感器件20内的电荷。为此,例如可以分析传输电荷量(数量)和/或在电荷传输时的电流强度。电荷量和/或电流强度于是专属于传感器电容CS,尤其专属于传感器电容CS的变化。为了分析该传感器件20,传感器控制机构170还可以具有至少一个滤波器件170.2作为放大机构170.2,其电连接至分析机构200(且还连至传感器件20),因此,依据电荷传输提供传感器信号。该传感器信号专属于传感器电容CS(例如与之成比例)。具体来说,传感器信号例如专属于在接线端170.A处所存在电压和/或电流的电流强度,进而专属于电荷传输或传感器电容CS。
为了能够根据传感器信号推断出传感器电容CS,放大机构170.2可以电连接至传感器件20(如图3所示),以便提供在传感器件20与放大机构170.2之间的电荷传输(即电流流动)。另外,放大机构170.2可以将传输件170.1的输出端电连接至传输件170.1的(尤其是逆变)第一输入端,从而放大机构170.2形成针对传输件170.1的负反馈。当触发信号加载于传输件170.1的(尤其非逆变)第二输入端时,负反馈允许通过触发信号来控制电荷传输。当第一输入端直接电连接至接线端170.A时(也如图3所示),通过这种方式,由传感器控制机构170提供用于传感器件20的电压跟随器,从而在(尤其是低阻抗)接线端170.A处的电压跟随在(尤其是高阻抗)接线端170.C处的触发信号。它对应于通过触发信号对接线端170.A处电荷传输的控制,因此对应于(尤其是低阻抗)传感器馈电。而该传感器信号可借助于由传输件170.1和放大机构170.2构成的装置(放大装置)来提供,它可以是电子放大器。
优选地,传输件170.1被设计成运算放大器170.1。而放大机构170.2具有至少一个或两个滤波器件170.2,但其中,电容器C(如相对于电阻R)可以占主导地位。由传输件170.1和放大机构170.2构成的装置的配置也可以被视为集成电路。电容器C允许通过所述装置提供电子放大器,在此,依据电荷传输来产生呈与传感器电容CS成比例的电压形式的传感器信号。换言之,传感器控制机构170具有由传输件170.1和放大机构170.2构成的装置,以便提供经过放大的传感器信号。就是说,传感器信号与在传感器控制机构170的第一接线端170.A(或在运算放大器170.1的第一输入端)处的电压U1相关且最好与之成比例,做法是按照放大系数被放大。放大系数可取决于传感器电容CS与电容器C的电容C测量之比、优选与之成比例。接线端170.A处的电压U1(输出信号)又可以因使用电压跟随器或直接负反馈而基本对应于呈在接线端170.C处的电压U0形式的触发信号。因此,针对可作为电压U2存在于传感器控制机构170的接线端170.B处的传感器信号而得到以下关系:
U2=U0*(1+CS/C测量)
可以看到,传感器信号U2是依据可变传感器电容CS和电容C测量而被放大的,即,作为经过放大的电压U0来产生。因此,传感器信号可以用于确定传感器电容CS。为了实现传感器信号与传感器电容CS之间的所示线性关系,放大机构170.2的电阻R关于(1/(2*π*f0*CS最大))而言被选择得尽量大,在这里,f0是工作频率、即尤其是触发信号的(平均)频率,CS最大是传感器电容CS的最大规定值。在此,该电容C测量或许可以被选择为与传感器电容CS相同,从而放大机构170.2的电阻R也可以关于(1/(2*π*f0*C测量))而言被选择得很大。C测量的调设因此也允许在传感器件20分析时的动态范围调节。此外,通过由传输件170.1和放大机构170.2构成的装置在与传感器电容CS合作的情况下提供滤波器特性(尤其是带通特性),其可以适配于工作频率。
最大的可变传感器电容CS例如是传感器电容CS在有激活行为时可具备的最大电容(电容值)。
也可以想到,放大机构170.2作为至少一个滤波器件140.2具有电容器C和/或电阻R,其中,电容器C(或电容器C的电容C测量)和/或电阻R适配于最大可变传感器电容CS。优选地,此时电容器C的电容C测量可以对应于最大可变传感器电容CS。电容器C可以设计用于在传感器控制机构170的传输件170.1(尤其是运算放大器170.1)中的负反馈,因此优选形成反馈电容器C。通过电容器C,传输件170.1的输出端且尤其是加载有传感器信号的输出端170.B可以回授到传输件170.1的输入端。另外,该输入端可以直接连接至接线端170.A,其与传感器件20(或许通过开关元件180)相连且进而加载有传感器件20的输出信号或电压。通过这种方式,输出信号可以通过直接负反馈根据触发信号来产生(跟随它)。此外,通过这种方式,触发信号或输出信号可以根据(由输出信号启动的)电荷传输而在传感器件20处被放大(按照与传感器电容相关的放大系数),接着作为传感器信号经过放大地在接线端170.B被输出。
为了分析专属于测量的参数且尤其是可变的传感器电容CS,根据以上说明规定了自传感器件20(或另一个传感器件20‘)至传感器控制机构170的电荷传输,以便依据传感器信号通过分析机构200来分析该电荷传输。在此,为了反复确定而反复进行自传感器件20至传感器控制机构170的电荷传输,以便根据此时所传输的电荷量来给分析机构200的储存机构250、优选是积分器250充电。换言之,依据传感器信号且优选与传感器信号成比例地给储存机构250充电。通过这种方式,由储存机构250储存的电荷能够专属于电容CS变化。为此,储存机构250例如可以借助储存电容器来提供储存电容CL。
控制装置300可以通过接线端250.A连接至分析机构200的储存机构250,以分析由储存机构250存储的电荷来确定专属于测量的参数。因此,在此情况下采集并分析专属于所述参数和/或储存电荷的分析信号。该分析信号例如可以是流经储存机构250电容器的电压。
也可以在图3中看到,屏蔽控制机构150和传感器控制机构170通过控制线路KP被电连接至共同的信号发生机构130和共同的滤波机构140。由此,通过信号发生机构130产生的和/或通过滤波机构140被滤波的电信号(触发信号)在控制线路KP处不仅被用来触发传感器件20、也用于触发屏蔽件160,优选具备该信号的基本相同的信号形状,最好至少近似正弦形,因此,传感器件20与屏蔽件160之间的电位差在装置10工作时在触发和/或测量期间总是被最小化。在此,屏蔽件160可被设计成有源屏蔽件160(所谓的“有源屏蔽”)用于有源屏蔽传感器件20,因此借助于屏蔽控制机构150,屏蔽件160处的电位主动跟随传感器件20处的电位。这允许改善传感器件20相对于车辆1屏蔽,进而减轻存在于传感器件20和车辆1之间的负荷。这些负荷通常在由控制装置300分析的分析信号中占据相当多的分量。因此,因可变的传感器电容CS而变化的分析信号分量被减少,因此只会加剧分析难度。为了改善分析,可选地采用补偿机构230。这例如根据分析信号的幅值从储存机构250分流出一部分电流。通过使用为了屏蔽而具有与传感器件20相等的电位的屏蔽件160,可以进一步降低分析时的所述难度。
通过传感器控制机构170的第一接线端170.A能够借助电荷传输来反复执行传感器件20的充电和放电。反复的充电和放电可以通过触发信号(因为周期性改变的触发信号电压幅值)来控制。根据电荷传输,电传感器信号可以通过传感器控制机构170的第二接线端170.B被输出。可行的是执行传感器信号的电滤波。相应地,它可以是用于在传感器信号传输至储存机构250时的分析分支的滤波,其因此没有对(在控制线路KP的)电触发用电信号和进而传感器件20的充电产生影响。为此可以采用分析滤波机构210来执行电传感器信号的滤波(如带通滤波)。这使得分析滤波机构210能够滤掉来自传感器件20周围环境的干扰性入侵影响。因此,分析滤波机构210能够提供针对所述入侵影响的EMC滤波。为此,分析滤波机构210例如具有复电阻且还具有滤波器件。在此可以想到,在控制线路KP处的电触发用电信号(即触发信号)的所述形状(如正弦形)与信号电压有关。在接线端170.B处的传感器信号的电压可以具有相同的形状,但或许具有(与传感器电容CS成比例)放大的幅值。但是,在分析时或许取决于电荷传输和进而在传感器信号传输至储存机构250时的电流。因此,分析滤波机构210可以具有跨导变换器,以在接线端170.B处执行传感器信号的跨导变换。这种跨导变换是指将电压转换为与之成比例的电流。换言之,分析滤波机构210可以按如下方式来设计和/或如此接设在分析机构200中,即,由第二接线端170.B处的具有所述形状(如正弦形)的电信号(传感器信号)的电压来在分析滤波机构210的输出端210.A处形成具有所述形状的电流。跨导变换器例如被设计成跨导放大器(此时采用运算放大器),但最好是因连接至储存机构250而在无需运算放大器的情况下达成跨导变换。这例如可通过分析滤波机构210与储存机构250的串联电路布置来实现。此外,下游部件220、250可以是低阻抗的,和/或该储存机构250例如在输入端250.B具有放大元件的且尤其是运算放大器的逆变输入端(-)。储存机构250的放大元件可以如下设计,即,当在输入端250.B出现电压时立刻启动应对措施。为此,运算放大器可以借助反馈来将其输入端的电压差调整为零。这种预防措施和/或分析机构200与储存机构250的串列布置造成在输入端250.B或输出端210.A几乎没有电压降。换言之,在该点(在输入端250.B或在输出端210.A,此时它们通过例如整流机构220的开关相互连接)近似存在地电位,从而该点可以被视为虚拟零点。
图3所示的框220可能涉及一个或多个整流器,因此涉及整流机构220。整流机构220或许无需二极管等,因此基本上在整流机构220处没有(或几乎没有)电压降。这例如可以如此实现,即,整流是借助至少一个被定时通断的电子开关来执行的。通过这种方式,可以在通过整流机构220且尤其通过至少一个开关建立输出端210.A与输入端250.B的电连接时,提供虚拟零点用于输入端250.B或输出端210.A(此时开关接通)。而当所述至少一个开关断开时,分析滤波机构210的输出端210.A被置于地电位21。例如该开关为此作为切换开关而将输出端210.A连接至地电位21。通过这种方式,可以始终在输出端210.A至少近似加载有地电位,而不受整流机构220中的至少一个开关的开关位置所影响。因此,分析滤波机构210的负荷将明显减轻。
所述整流可以是借助至少一个整流器的“相干”整流。这是指所述至少一个整流器分别以规定周期将电信号(传感器信号)从分析滤波机构210转送至储存机构250,优选以与电触发相位同步的方式。这造成相对于触发信号相干地整流传感器信号。为此,每个所述整流器可具有至少一个电子开关。在此可分别如此设定该周期,即,仅转送电信号的相应设定的基波或谐波的正(或者负)半波(例如符合呈如下频率的基波形式的第一谐波,该频率由分析滤波机构210作为中频来导通,和或许符合其它谐波)。因此,相应周期可与信号发生机构130同步,以适配于电触发用电信号(触发信号)的形状。在考虑借助分析滤波机构210的滤波情况下,在所述同步化中在电压(根据在控制线路KP处的电触发用电信号)和电流(根据在分析滤波机构210的输出端210.A处的信号)之间的相位移被纳入考虑。此外,所述整流或许也可利用二极管“非相干地”进行。
此外可行的是所述整流以半波整流形式进行,或者替代地,传感器信号的正半波还有负半波被用于电荷传输至储存机构250。
此外可以规定,传感器信号(呈周期信号形式)的频率与工作频率、即在接线端170.C(或在滤波机构140的输出端)处的触发信号的频率相关。因此可以针对整个装置10将唯一的工作频率不仅用于触发、也用于分析传感器件20,以便按照规定的工作频率范围来执行传感器件20的触发和分析。为此,滤波被应用在电触发(借助滤波机构140)和分析(借助分析滤波机构210)中,其中,滤波适配于工作频率(如设计成低通和/或带通,用于导通工作频率范围)。这允许关于EMC条件(在发射时)和干扰作用(在入侵时)而言的最佳分析。
图5示出在与长条形传感器件20连用时的本发明装置10的一个可能设计。这种设计例如应用在如下情况中,即,传感器件20安装在车辆1的前侧或尾侧的保险杠1.1中。由此可以作为激活行为而测知激活机构3在保险杠1.1下方的运动,就像图6也示出的那样。不同于呈电路板印制导线形式的传感器件20(这可能利于布置在门把手1.5中以提供空间相当有限的探测范围),在探测范围较大的情况下将单独的传感器件20连接至电路板。为此例如采用电路板的传感器件接线端180.A,其提供与开关元件180的电连接。开关元件又可以提供经由传感器控制机构170和控制线路KP以及滤波机构140至信号发生机构130的电连接(用以充电)或提供经由分析滤波机构210和整流机构220至储存机构250的电连接(用以分析)。所述组成部件170、140、130、210、220、250也可以安置在电路板。
电路板连带组成部件、即所述控制机构100和/或分析机构200可以被理解为共同的构件,其以下被称为传感器电路机构400。可选地可行的是,传感器电路机构400被设计成可单独操作的且可安装至车辆的部分。传感器电路机构400可以通过至少一个传感器馈电线410被电连接至传感器件20和或许至少另一个传感器件20‘,以便安装本发明的装置10。所述至少另一个传感器件20‘在此或许可以通过至少另一个传感器馈电线410被连接至传感器电路机构400。还可选地可行的是,传感器电路机构400通过屏蔽导线420、尤其是屏蔽馈电线420被电连接到至少一个屏蔽件160或另一个屏蔽件,或者所述屏蔽导线420形成屏蔽件160(即或许也是另一个屏蔽件)。
作为本发明装置10的一个示例设计方案,图5示意性示出了同轴电缆450,其外导体450.2被用作传感器件20。换言之,同轴电缆450的屏蔽套450.2形成传感器件20。为此,可以通过传感器电路机构400的接线端180.A将传感器馈电线410电连接至外导体450.2。接线端180.A此时传输电触发用电信号,其由信号发生机构130和/或滤波机构140来规定(即产生且或许被滤波)并且还可通过传感器控制机构170在接线端180.A被输出。按照相同的方式,可以通过传感器电路机构400的屏蔽件接线端150.A将屏蔽馈电线420连接至屏蔽件160(见图6),或者与屏蔽件接线端150.A相连的屏蔽导线420本身构成屏蔽件160(或者或许还有另一个屏蔽件)。尤其是在后者情况下(如图5所示)可能有意义的是,屏蔽件160作为无源屏蔽件160使用。同轴电缆450的内导体450.1(即缆芯)或许能保持未连接。
在作为无源屏蔽件160使用时,屏蔽件160在工作中(总是或在传感器件20充电和/或放电期间)通过屏蔽件接线端150.A连接至规定的恒定电位。在此,屏蔽件160的电位可以对应于地电位21或者是不同于地电位的电位。与此不同,在作为有源屏蔽件160使用时,屏蔽件160的电位可以依据传感器件20的电位来相应跟随和改变。
通过图5中的箭头来说明:为了将本发明的装置10安装至车辆1而可以进行馈电线410、420的绞合。首先,此时屏蔽件160能够以屏蔽导线420形式作为长条形屏蔽电极160并行于传感器馈电线410地延伸。绞合例如可以通过将传感器馈电线410与屏蔽导线420相互缠绕并呈螺旋形盘绕来进行。绞合的馈电线410、420用一条虚实线突显。通过这种方式可减轻馈电线410、420针对外界电磁干扰影响的敏感性。接着为了安装,可以将传感器馈电线410电连接至外导体450.2,使得外导体450.2形成传感器件20。屏蔽导线420以及同轴电缆450的缆芯450.1或许保持不连接。或者,屏蔽导线420电连接至缆芯450.1。在此配置结构下有利的是屏蔽件160被用作无源屏蔽件160。
或者,屏蔽件160或屏蔽导线420作为有源屏蔽件160来使用也是有意义的。为此,或许选择在同轴电缆450处的不同连接。在此,传感器馈电线410可以电连接至同轴电缆450的缆芯450.1(即内导体450.1),从而缆芯450.1作为传感器馈电线。在此情况下或许作为屏蔽馈电线420的屏蔽导线420可以电连接至同轴电缆450的外导体450.2(即连至屏蔽),使得外导体450.2形成有源屏蔽件160。同轴电缆450及其缆芯450.1此时可以作为馈电线通至传感器件20,但其又设计成与同轴电缆450分开。外导体450.2作为有源屏蔽件160使得传感器馈电线410的屏蔽得到改善。通至同轴电缆450的馈电线410、420可以如前所述地绞合,或者它可以是并行敷设的导线。
例如通过前述的绞合馈电线410、420和/或通过同轴电缆450连同作为有源屏蔽件160的外导体450.2和/或通过与此不同的变型而与传感器电路机构400相连的单独的传感器件20在图6中被举例示出。传感器件20例如可以设计成导电面(所谓的平面电极20)和/或电导线等。传感器件20是在安装布置(如在尾部区域)状态中在车辆1的其它部分附近被示出的。此时示意性示出了车辆1的可被视为地电位21的部分。车辆1可能引起作用于传感器件20的负荷,其可以通过屏蔽来抵消。此时通过箭头来说明电场,该电场可能出现在屏蔽件160与传感器件20之间(并通过作为有源屏蔽件160使用的屏蔽件160可被尽量减少或消除),该电场用于激活行为的或激活机构3的测量。
此时尤其有利的是(有源)屏蔽件160的所示形状。该形状例如是U形,其中,屏蔽件160的两个对置的侧部160.2屏蔽侧部区域,而屏蔽件160的中央部160.1屏蔽中间区域或相应车辆侧。通过这种方式,该探测范围可以很准确地通过屏蔽件160的在侧部160.2之间的开放区域160.3来限定。屏蔽件160例如可如此作为有源屏蔽件160来使用,即,它电连接至屏蔽(馈)电线420或者同轴电缆450的外导体450.2(此时其被用作馈电线)。此外,传感器件20可被电连接至传感器馈电线410和/或同轴电缆450的缆芯450.1(此时其被用作馈电线)。
图4示意性示出传感器控制机构170,其具有放大机构170.2作为传输件170.1的负反馈。放大机构170.2的电容器C在此具有测量电容C测量,其可以适配于、尤其对应于最大可变的传感器电容CS。
图7示意性示出本发明的方法。在此,根据第一方法步骤501产生电触发信号。根据第二方法步骤502在传感器件处提供电触发,其中,借助触发信号启动对传感器件的反复电荷传输,以便测量传感器件的环境变化、尤其是激活机构的接近。接着,根据第三方法步骤503,可以依据电荷传输来提供传感器信号。接着,根据第四方法步骤504,可以依据传感器信号来反复确定传感器件的至少一个专属于测量的参数,以便执行激活行为的探测。
以上对实施方式的说明仅在例子范围内描述了本发明。显然,实施方式的各个特征只要在技术上有意义就能相互自由组合而没有脱离本发明范围。
附图标记列表
1 车辆
1.1 保险杠
1.2 尾部区域
1.3 后备厢盖
1.4 侧部区域
1.5 门把手
1.6 门
1.7 前部区域
2 用户
3 激活机构
5 身份识别器
8 控制器
10 装置
20 传感器件,传感器电极
20' 另一传感器件
21 地电位
100 控制机构
130 信号发生机构,信号发生器
130.1 数字-模拟转换器
140 滤波机构,有源滤波器,正弦滤波器
140.1 运算放大器
140.2 滤波器件
150 屏蔽控制机构
150.A 屏蔽件接线端
150.1 运算放大器
160 屏蔽件
160.1 中央部
160.2 侧部,分支
160.3 探测范围,开放区域
170 传感器控制机构,电压跟随器
170.A 传感器控制机构170的第一接线端
170.B 传感器控制机构170的第二接线端
170.1 运算放大器,传输件,放大器件
170.2 滤波器件,放大机构,反馈件
180 开关元件
180.A 开关元件180的输出端,传感器件接线端
200 分析机构
210 分析滤波机构
210.A 分析滤波机构210的第一接线端或输出端
220 整流机构
230 补偿机构
250 储存机构,积分器
250.A 第一接线端
250.B 第二接线端,输入端
300 控制装置,微控制器
400 传感器电路机构
410 传感器馈电线
420 屏蔽馈电线
450 同轴电缆
450.1 内导体,缆芯
450.2 外导体
501 第一方法步骤
502 第二方法步骤
503 第三方法步骤
CL 储存电容
CS 传感器电容
KP 控制线路

Claims (24)

1.一种探测用于激活车辆(1)功能的激活行为的该车辆(1)用装置(10),尤其是在该车辆(1)的前部区域、侧部区域和/或尾部区域(1.2,1.4,1.7)中探测用于激活该车辆(1)罩盖(1.3,1.6)的打开和/或解锁的激活行为,具有:
-至少一个传感器件(20),其用于测量该传感器件(20)的环境变化、尤其是激活机构(3)的接近,
-信号发生机构(130),其用于提供用于该传感器件(20)的电触发的触发信号,
-分析机构(200),其用于依据传感器信号反复确定该传感器件(20)的至少一个专属于测量的参数,以执行激活行为的探测,
-传感器控制机构(170),其电连接至该传感器件(20),
-该传感器控制机构(170)的传输件(170.1),其电连接至该信号发生机构(130),以便结合该触发信号来启动对该传感器件(20)的反复电荷传输,
-该传感器控制机构(170)的放大机构(170.2),其电连接至该分析机构(200)以依据电荷传输来提供该传感器信号。
2.根据权利要求1所述的装置(10),其特征是,该传感器控制机构(170)通过该传输件(170.1)提供电压跟随器和/或提供在该传输件(170.1)中的直接负反馈,以在该传感器件(20)产生电输出信号,优选呈最好是极性不变的周期性电压形式,该输出信号跟随作为该电压跟随器的和/或该传输件(170.1)的输入信号的触发信号,以便启动反复电荷传输。
3.根据权利要求1或2所述的装置(10),其特征是,该传感器控制机构(170)通过该传输件(170.1)提供电压跟随器,以便通过第一接线端(170.A)在该传感器件(20)低阻抗地输出电输出信号以启动电荷传输,最好是以便以该传感器件(20)的与负荷无关的低阻抗传感器馈电形式来提供电荷传输,并且以便与触发信号相关地、尤其是等同地和/或按照放大系数1来产生该电输出信号。
4.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器控制机构(170)具有由该传输件(170.1)和该放大机构(170.2)构成的、用以提供电子放大器的装置,以便通过该放大器并依据电荷传输来提供该传感器信号,最好是以便将该传感器件(20)处的电压转换为呈与电荷传输相关的电压形式的传感器信号。
5.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器件(20)的专属于测量的参数是由该传感器件(20)提供的可变的传感器电容(CS),其中,该传感器控制机构(170)是由该传输件(170.1)和该放大机构(170.2)构成的、用以提供电子放大器的装置,以便通过该放大器并结合电荷传输来产生呈与该传感器电容(CS)成比例的电压形式的该传感器信号。
6.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器控制机构(170)具有由该传输件(170.1)和该放大机构(170.2)构成的、用以提供被放大的传感器信号的装置,从而该传感器信号与在该传感器控制机构(170)的接线端(170.A,170.C)的电压相关且最好与之成比例,做法是按放大系数被放大,其中,该放大系数是与该传感器件(20)的专属于测量的参数同该放大机构(170.2)之比相关且最好是与之成比例的。
7.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传输件(170.1)被设计成电子放大件、最好是运算放大器,其与该放大机构(170.2)形成负反馈以提供传感器信号。
8.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该放大机构(170.2)限定该传感器控制机构(170)的适配于该电触发的滤波特性。
9.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该放大机构(170.2)具有至少一个滤波器件(170.2),其适配于该电触发且最好是适配于触发信号频率,以提供与之适配的滤波特性和/或工作频率范围和/或提供在工作频率范围内的传感器信号用线性放大特性。
10.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器件(20)的专属于测量的参数是由该传感器件(20)提供的可变的传感器电容(CS),其中,该放大机构(170.2)具有至少一个滤波器件(170.2),用于通过与该传感器电容(CS)合作来提供适配于电触发的带通特性,以使所提供的传感器信号适应于电触发,最好是用以调节工作频率范围。
11.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,按如下方式设计该传感器控制机构(170),即,将在该传感器控制机构(170)的第一接线端(170.A)或第三接线端(170.C)处的电压转换为呈与之成比例的电压形式的在该传感器控制机构(170)的第二接线端(170.B)处的传感器信号,其中,该传感器控制机构(170)提供转换用电子放大功能,其与该放大机构(170.2)和/或与该传感器件(20)的专属于测量的参数相关。
12.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该放大机构(170.2)作为至少一个滤波器件(170.2)具有电容器(C)和/或电阻(R),以便提供滤波特性,最好是以便提供电容式放大器和/或电压跟随器和/或电压倍增器来用于提供该传感器信号。
13.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器件(20)的专属于测量的参数是由该传感器件(20)提供的可变的传感器电容(CS),其中,该放大机构(170.2)作为至少一个滤波器件(170.2)具有电容器(C)和/或电阻(R),其中,该电容器(C)和/或该电阻(R)按如下方式适配于最大可变的传感器电容(CS)且适配于电触发的工作频率、尤其是触发信号频率:该滤波器件(170.2)提供该传感器控制机构(170)的滤波特性最好是低通特性,并且与该传感器电容(CS)线性相关地产生该传感器信号。
14.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器件(20)的专属于测量的参数是由该传感器件(20)提供的可变的传感器电容(CS),其中,该放大机构(170.2)限定出测量时的动态范围,其中,最好针对最大的动态范围而言,该放大机构(170.2)的电容器(C)的测量电容(C测量)对应于最大可变的传感器电容(CS)。
15.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器件(20)的专属于测量的参数被设计成可变的传感器电容(CS),其中,该传感器电容(CS)的变化专属对应于环境变化,并且该传感器控制机构(170)的至少一个滤波器件(170.2)包括具有测量电容(C测量)的电容器(C),以便通过该传感器控制机构(170)依据当前传感器电容(CS)和该测量电容(C测量)来输出传感器信号。
16.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该传感器件(20)被设计成传感器电极(20),以提供呈可变电容(CS)形式的专属于测量的参数,其中,该电容(CS)的变化专属对应于环境变化,其中,该装置(10)被设计成:为了反复确定而依据该传感器信号来反复启动对该分析机构(200)的储存机构(250)尤其是积分器(250)的充电,从而由该储存机构(250)所储存的电荷专属对应于该电容(CS)的变化。
17.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,控制装置(300)电连接至该分析机构(200)的储存机构(250),以便分析由该储存机构(250)储存的电荷以确定专属于测量的参数,最好是通过在该储存机构(250)中的电压的模拟-数字转换。
18.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该分析机构(200)的储存机构(250)通过分析滤波机构(210)被电连接至该传感器控制机构(170),以便将传感器信号在通过该分析滤波机构(210)滤波之后和/或在最好借助跨导变换转换为电流信号之后输出给该储存机构(250)。
19.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,设有用于对该传感器信号进行滤波的分析滤波机构(210),其中,该分析滤波机构(210)的滤波特性适配于电触发,并且与该传感器控制机构(170)的通过该放大机构(170.2)而出现的滤波特性相关联。
20.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该装置(10)作为电容传感器装置至少部分被集成在该车辆(1)的保险杠(1.1)中,以监测该车辆(1)的前部区域(1.7)和/或尾部区域(1.2)并且作为该车辆(1)功能打开该车辆(1)的前盖和/或后备厢盖(1.3),尤其以便启动打开信号的输出和/或验证检查。
21.根据前述权利要求之一所述的装置(10),其特征是,该装置(10)设计用于:通过该传感器件(20)的电触发来反复给该传感器件(20)充放电,并由此为了确定该传感器件(20)的至少一个专属于测量的参数而执行电荷传输,以便结合电荷传输来给储存机构(250)充电,其中,控制装置(300)尤其是至少一个微控制器被电连接至该信号发生机构(130)以便在该信号发生机构(130)处启动电触发,和/或被电连接至该储存机构(250)以便分析储存在该储存机构(250)中的电荷量和/或在多次电荷传输后所积蓄的电荷量,并且依据所述分析来执行该探测,最好是以便在电荷量超出极限值时输出用于激活该车辆(1)功能的激活信号。
22.一种***,具有:
-根据前述权利要求之一所述的装置(10),
-用于在探测激活行为的情况下输出激活信号的控制装置(300),
-控制器(8),其与该控制装置(300)连接以便在收到激活信号时执行该车辆(1)功能。
23.一种探测用于激活车辆(1)功能的激活行为的该车辆(1)用方法,尤其是在该车辆(1)的前部区域、侧部区域和/或尾部区域(1.2,1.4,1.7)中的用于激活该车辆(1)罩盖(1.3,1.6)的打开和/或解锁,其中,执行以下步骤:
-产生电触发信号,
-在传感器件(20)提供电触发,其中,借助该触发信号启动对该传感器件(20)的反复电荷传输,以便测量该传感器件(20)的环境变化、尤其是激活机构(3)的接近,
-依据电荷传输提供传感器信号,
-依据传感器信号来反复确定该传感器件(20)的至少一个专属于测量的参数,以便执行激活行为的探测。
24.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征是,运行根据前述权利要求之一的装置(10)。
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