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技术领域

本发明涉及一种用于检测机动车辆车门把手的致动的方法。

背景技术

术语“致动”表示用户将手放在把手上并拉动把手以便打开车门并且进入车辆的动作。

针对某些类型的车辆，车门把手的致动的检测或者“拉动把手”检测被使用，以便基于由车辆先前识别的“免提”进入标记（accessbadge）（并且因此基于用户）改变乘客车厢（例如，通过调节座位位置或者方向盘位置，或者将收音机或者仪表盘颜色个性化）。在某些应用中，它还可以被用于致动某些功能，诸如“免提”进入系统的“低功率”模式。这是因为，如果通过集成到把手中的存在检测装置检测到用户的手多次接近，但是在这些检测之后把手未被致动（即，拉动），那么这些检测是由于例如雨对把手的影响导致的“错误”检测，并且然后使“免提”进入系统进入不能够对“免提”进入标记进行查找的“低功率”模式，以避免车辆电池的不必要放电。

如图1中所示，当前，车门20的把手10包括：

●采用电容传感器形式的连接至用于锁定车辆的锁定电极60的接近和/或接触检测传感器30，即，朝向车辆外部定向的并且在图1中垂直于Z轴定位的平的导电金属片，所述Z轴是把手10的转动轴线，

●为解锁车辆目的的解锁存在检测装置50，该解锁存在检测装置50采用朝向车辆的车门20而定向的解锁电极的形式，或者采取光学发射器、压电单元（piezoelectriccell）、感应传感器或者机械微型开关的形式，这些各个装置适用于检测手对把手的解锁区域的接近或者手与把手的解锁区域的接触，

●霍尔效应传感器9，

●微控制器40，该微控制器40采取印刷电路的形式，并且连接至接近检测传感器30、解锁存在检测装置50和霍尔效应传感器9。

这些元件一般容纳在密封的外壳B中。

对车门20的把手10的致动的检测一般是通过包括磁铁8和霍尔效应传感器9的专用系统来执行的。磁铁8位于把手10的固定部分上（称为反向握持部（counter-grip）11），而霍尔效应传感器9位于把手10自身中，面朝在移动部分中的磁铁8。霍尔效应传感器9测量由磁铁8的存在所引起的磁场的强度。当把手10位于安设位置（见图1）并且霍尔效应传感器9面朝磁铁8时，磁场强度是高的。当把手10被致动时（见图2），也就是说当用户拉动把手10时，磁场强度较低，并且霍尔效应传感器9远离磁铁8。因此，磁场强度的变化能够使得把手10的致动被检测到。

然而，用于检测把手10的致动的此专用系统存在如下许多缺点：

●其成本高；

●与磁铁8和霍尔效应传感器9的整体尺寸和定位相关联的限制；以及

●其功率消耗。

发明内容

本发明提出了在不使用包括例如如上文所描述的磁铁8和霍尔效应传感器9的专用系统的情况下检测车门20的把手10的致动。

本发明涉及一种用于检测机动车辆车门把手的致动的方法，所述把手包括：

●解锁存在检测装置，该解锁存在检测装置产生解锁请求信号，

●锁定电极，该锁定电极具有跨过其端子的电容，

●接近检测传感器，该接近检测传感器电连接至锁定电极，以及

●微控制器，该微控制器电连接至接近检测传感器并且连接至存在检测装置。

所述方法包括以下步骤：

●步骤1：连续测量解锁请求信号和第一电容的变化，

●步骤2：在第一预定周期期间，解锁请求信号是否表示解锁请求，并且在紧接着第一预定周期之后的第二预定周期期间，电容的变化是否低于阈值，

●步骤3：确认对把手的致动的检测，

否则

●步骤4：重复步骤1至3。

根据本发明的用于检测把手的致动的方法基于使用解锁存在检测装置的解锁请求信号，并且基于使用跨过存在于把手中的锁定电极的端子的电容的变化和所述变化的定时（timing）。

在本发明的第一实施例中，在步骤2与步骤3之间，所述检测方法包括以下步骤：

●步骤2b：以及，在紧接着第二预定周期之后的第三预定周期期间，电容的变化是否高于阈值。

在本发明的第二实施例中，在步骤2与步骤3之间，所述检测方法包括以下步骤：

●步骤2b’：以及，在紧接着第二预定周期之后的第三预定周期期间，电容的变化是否高于阈值，并且第二预定周期和第三预定周期是否包括在预定时间间隔内。

例如，第一预定周期等于30ms，并且第二预定周期等于100ms，第三预定周期等于30ms，并且预定时间间隔处于从200ms到1000ms范围内。

在根据本发明的检测方法的优选实施例中，第二预定周期在第一预定周期已经过去后的预定持续时间之内开始，处于从30ms到500ms范围内。

在根据本发明的检测方法的优选实施例中，解锁存在检测装置包括解锁电极，该解锁电极具有跨过其端子的第二电容并且电连接至接近检测传感器，在该优选实施例中：

●在步骤1中，对解锁请求信号的连续测量在于对第二电容的变化的连续测量；

●在步骤2中，表示解锁请求的解锁请求信号在于第二电容的变化上升到高于第二阈值。

本发明同样适用于特征在于使用根据上文列出的特征的检测方法的任何机动车辆。

附图说明

本发明的其他特征和优点将通过阅读下文说明并且查看附图而变得明显，在附图中：

-图1，如上文所说明的，是根据现有技术的处于安设状态的车门20的把手10的示意图，该把手10包括用于检测把手10的致动的霍尔效应传感器9，

-图2，如上文所说明的，是根据现有技术的已经被致动的（也就是说，被用户拉动的）车门20的把手10的示意图，并且把手10包括霍尔效应传感器9，

-图3示出了根据现有技术的用于测量电极的电容Ce的变化的装置D，

-图4示出了根据图3所示的现有技术装置，随着时间t的变化，在充电循环C+和放电循环C-期间跨过电容Ce的端子的电压Vce的变化，

-图5示意性地示出了根据本发明的当把手被致动时的解锁请求信号（图5b）和锁定电极的电容变化（图5a），以及

-图6示出了根据本发明的机动车辆车门把手。

具体实施方式

根据本发明的用于检测把手10的致动的方法基于使用解锁存在检测装置的解锁请求信号，并且基于使用在把手被致动时跨过集成在把手10中的锁定电极60的端子的电容的变化。根据本发明，锁定电极的电容变化的减少在借助于解锁请求信号检测解锁请求之后低于阈值表示把手10的致动。

根据本发明，把手10包括解锁存在检测装置50A和电连接至接近检测传感器30的锁定电极60，该接近检测传感器30采用连接至微控制器40的电容传感器的形式，如图6所示。所述解锁存在检测装置50和接近检测传感器30均连接至微控制器40。

解锁存在检测装置50可以是，例如：

●解锁电极，该解锁电极朝向车辆的车门20且在其端子处产生随着在所述电极附近的手M的接近而变化的电容；当电容的变化已经达到一阈值时，解锁电极所连接到的接近检测传感器触发向微控制器40发送解锁请求信号；

●光学发射器，该光学发射器位于车门20上，朝位于把手10上的接收器产生光线；手M主要向把手10的接近切割该光线，然后接收器使解锁请求信号向微控制器40发送；

●压电单元，该压电单元在经历由用户的抓住把手10的手M的机械力引起的机械变形时触发解锁请求信号；

●感应传感器，该感应传感器在把手的机械变形接近目标时（在把手被用户的手M抓住时）触发解锁请求信号；

●机械微型开关，该机械微型开关在把手10的变形靠近开关的触头时（当把手被用户的手M抓住时）产生解锁请求信号。

这些各种解锁存在检测装置50对本领域技术人员而言是已知的，此处不再详细说明。它们可以用于检测手对把手10的解锁区域的接近或者手与该区域的接触，并且在用户的手M放置在把手M的解锁区域上时向微控制器40触发解锁请求信号。该解锁请求信号可以采用信号峰（见图5a中的E1）的形式，而根据所使用的解锁存在检测装置50，其他形式也是可以的：达到最大值或者最小值或者存在平稳时期可以表示解锁请求。图5a中，在第一预定周期t1期间信号S上升到高于阈值S1（在点E1处）表示解锁请求被确认。

电容传感器30本身测量跨过锁定电极60的端子的电容的变化。

测量原理对本领域技术人员而言是已知的，并且在图3和图4中示出。在这种情况下，测量原理应用于解锁电极60。仅为了说明之目的，测量原理广义上是对集成在车门20的把手10中的电极的电容Ce的变化的测量。

当用户的手M接近车门20的把手10时，也就是当用户接近电极时，在图3中，集成在把手中的电极的电容C_e增加了值ΔC_e。借助于集成在电容传感器30中的测量装置D，来测量电容Ce相对于在不存在微扰要素（诸如，手M或者用户身体的一部分）时电容Ce的值的此变化ΔC_e。如果变化ΔC_e的值超过了阈值，那么会导致对靠近车门20的把手10的手M的存在检测的确认。事实上，这意味着，用户的手M足够接近把手10或者放在了所述把手10上，而且用户正请求进入车辆。

根据现有技术，图3所示的用于测量电容Ce的变化的装置D包括：

●电源电压Vdd；

●电容Ce，该电容Ce通常采用具有跨过其端子的电压Vce的电极的形式；

●用于对电容Ce进行充电101和放电102的机构，这些机构对电容Ce执行预定数量Nc的充电和放电循环；

●比较机构200，采用两个比较器的形式：

-第一比较器201，该第一比较器201将跨过电容Ce的端子的电压Vce与第一参考值进行比较；以及

-第二比较器202，该第二比较器201将跨过电容Ce的端子的电压Vce与第二参考值进行比较；

●控制充电机构101和放电机构102的机构，该机构激活充电机构101和放电机构102，其基于比较机构200（201、202）进行比较的结果并且根据下面详细描述的逻辑对电容Ce进行充电和放电；

●计数器400，该计数器400测量该测量装置D所需的周期t，以便对电容Ce执行预定数量Nc的充电和放电循环；

●计算机构500，该计算机构500计算在时刻t处测量的周期tmes2与先前测量的周期tmes1之间的时间变化Δt，该时间变化Δt表示在时刻t处的电容Ce的变化Δce。

然后，根据充电与放电循环的预定数量Nc，通过充电机构101和放电机构102对电容Ce进行充电和放电。

跨过电容Ce的端子的电压Vce根据第一开关SW1和第二开关SW2的状态而变化，也就是说，根据电容Ce是否正在被充电或者放电而变化。

通过第一和第二比较器201和202，分别将电压Vce与第一参考值和第二参考值进行比较。第一比较器201的第一输出S1的值取决于与第一参考值的比较结果。

相似地，第二比较器202的第二输出S2的值取决于与第二参考值的比较结果。

第一和第二输出S1和S2连接至控制机构300的输入。根据现有技术，这些控制机构300通常是同步锁存（synchronouslatch）类型的逻辑电路，也称为“SR锁存”。控制机构300根据在R和S输入处接收到的值来激活充电机构101或者放电机构102（更确切的说是第一开关SW1和第二开关SW2），以便对电容Ce进行放电或者充电。

电容Ce的充电和放电循环如图4所示。图4示出了随着时间t的变化的在电容Ce的充电循环C+和放电循环C-期间跨过电容Ce的端子的电压Vce的变化。如图4中所示，因此电压Vce在第一参考值与第二参考值之间振荡。

根据现有技术：

等式（1）：

其中：

T1：充电和放电循环的周期

t’：充电或者放电的周期

Ce：电容Ce的值（F)

第二参考值（V)

：第一参考值（V)

i：充电或者放电电流的绝对值（A）

计数器400测量该测量装置D所需的周期tmes1以便执行该预定数量Nc的充电和放电循环。

使等式（2）为：

周期tmes1是可重现的并且表示没有传感器的干扰，也就是说，例如，没有手M。

当用户将手M移向把手10时，电容Ce也增加了值ΔCe（见图3）。电容Ce的此变化具有增加充电和放电循环时间的效果，并且当存在手M时，新的循环周期T2（见图4，虚线所示的曲线）比不存在手M时循环周期T1更长。因此，当手M存在于电容传感器附近时，存在用于执行相同预定数量Nc的循环（见图4）的新的更长的周期tmes2。

新周期tmes2与先前测量的周期tmes1之间的差值表示由于手M的存在而引起的电容Ce的变化ΔCe。根据现有技术，通过以下等式（3）给出变化ΔCe：

然后，根据等式（2）：

还有：

其中：

ΔCe：电容Ce的变化（F)

tmes2：执行预定数量Nc的充电和放电循环所需的周期（手M存在时）（s）

tmes1：执行预定数量Nc的充电和放电循环所需的周期（手M不存在时）（s）

：第二参考值（V)

：第一参考值（V)

i：充电或者放电电流的绝对值（A）

Nc：充电和放电循环的预定数量

因此，得到以下等式（4）：

T1：充电和放电循环的周期（手M不存在时）（s）

T2：充电和放电循环的新周期（手M存在时）（s）

变化ΔCe随着手M的接近而增加。当超过了阈值时，用户的存在的检测被确认。以上情况同样适用于接近锁定电极60的任何物体。相反地，当手M或者物体移动远离锁定电极60时，变化Δce减少；这一事实在本发明中得以充分利用并且将在下文进行说明。

锁定电极60以如下方式设计且定位：对用户的解锁意图不敏感。换言之，当用户的手M在解锁存在检测装置50附近的把手10上时，（锁定电极的）电容ΔC_V没有变化。

这是因为锁定方法是通过检测锁定电极60附近的用户的手M的接近和/或接触来执行的。锁定电极60按照这样的方式定位在把手10中，即其对用户的手M的存在的检测区域（即，锁定区域）与解锁存在检测装置50的解锁区域分开。

本发明基于以下观察：锁定电极60位于车门20和反向握持部11附近，车门20和反向握持部11均是金属件。这些金属件存在于锁定电极60的直接环境中影响了跨过所述锁定电极60的端子的电容C_V的值。

当用户的手M放在把手10上时，解锁存在检测装置50发送表示解锁请求的信号，然后当用户拉动把手10时，把手10远离车门20的运动（开始于图5a中的时刻P）使锁定电极60也移动远离车门20和/或反向握持部11，从而形成锁定电极60的电容变化ΔC_V相对于把手10处于非致动安设位置时的电容变化值减少。

在将把手10拉到其最远程度时，锁定电极60的电容的变化ΔC_V的此减少达到最小值，然后在把手处于距车门20的最大距离处的拉动位置时，该减少基本上保持不变。

本发明提出了使用解锁请求信号和在移动把手10期间观察到的锁定电极60的电容的变化，以检测把手已经被致动，尤其是通过利用车门20在锁定电极60上的位置的寄生效应。

根据本发明的检测方法，紧接着解锁请求之后锁定电极60的电容的变化ΔC_V的减少低于阈值S2（也就是说，如图5a中所示，当在第一预定周期t1期间解锁请求信号S达到阈值S1时）表示把手10的致动。这里的词语“紧接着”表示在从时刻P开始的预定持续时间t1’之后（即，一旦手M已经放在把手10上；换言之，一旦解锁存在检测装置50已经发送表示解锁请求的信号S）锁定电极60的电容ΔC_V减少到低于阈值S2。在图5a所示的示例中，当在第一预定周期t1期间信号S上升到高于阈值S1时，认为用户正在请求解锁其车辆。

锁定电极60和解锁存在检测装置50可能对外部干扰是敏感的，诸如，把手10上的雨或者雪的影响。这些干扰形成电容ΔC_D的变化和解锁请求信号S的变化，该解锁请求信号S的变化可能引起错误检测。

为了改善根据本发明的检测方法的可靠性，必须在足够长的预定周期（t1、t2；见图5a和5b）内，确定检测到解锁请求（在本示例中，解锁请求信号S上升到高于阈值S1）和电容的变化ΔC_V减少到低于阈值S2，以避免将由于外部干扰引起的电容ΔC_V和解锁请求信号的任何不希望的短期变化考虑进去。

因此，根据本发明的用于检测把手10的致动的方法包括以下步骤：

●步骤1：连续测量解锁请求信号和锁定电极60的第一电容的变化ΔC_V，

●步骤2：在第一预定周期t1期间，解锁请求信号是否表示解锁请求，并且在紧接着第一预定周期t1之后的第二预定周期t2期间（例如，在以时刻P开始的预定持续时间t1’内），电容的变化ΔC_V是否低于阈值S2，然后

●步骤3：确认对把手10的致动的检测；否则

●步骤4：重复步骤1至3。

在本发明的优选实施例中，在步骤2中，第二预定周期t2在第一预定周期t1之后（也就是说，一旦第一预定周期t1已经过去）的预定持续时间t1’之内开始（见图5）。

当松开时，借助返回机构，例如，借助弹簧（未示出），把手10朝车门20以及其安设位置返回。在把手10朝向车门20的返回运动中（图5b中的时刻R），锁定电极60的电容的变化ΔC_V上升回到其初始值ΔC_VI，即，当把手10在车门10附近安设时的电容的变化ΔC_V的值。然后，电容的变化ΔC_V再次上升到高于第二阈值S2。

在本发明的第二实施例中，本检测方法包括补充步骤（步骤2b）：检测在第三预定周期t3期间电容的变化ΔC_V上升到高于第二阈值S2，以便检测到已经发生了把手10朝向车门20的返回运动，并且因此检测到已经致动了把手10。

该补充步骤改善了对把手10的致动的检测的可靠性。

在本发明的第三实施例中，第二和第三预定周期t2、t3均包括在预定时间间隔ΔT（步骤2b’）中。此预定时间间隔ΔT（见图5b）表示在把手10被用户致动时把手10的标准往返运动时间。

第三实施例进一步改善了抵抗由于外部干扰引起的错误检测的检测可靠性。

例如：

●t1等于30ms，

●t2等于100ms，

●t3等于30ms，

●ΔT处于从200ms到5000ms范围内，

●t1’处于从30ms到500ms的范围内。

在根据本发明的方法的优选实施例中，解锁存在检测装置50包括解锁电极（未示出），该解锁电极具有跨过其端子的第二电容并且电连接至接近检测传感器30。电容传感器30测量跨过两个电极（即，锁定电极60和解锁电极）的端子的电容的变化。在该优选实施例中，根据本发明的用于检测把手10的致动的方法基于使用当把手被致动时跨过存在于把手10中的电极的端子的电容的变化。根据本发明，紧接着解锁电极的第二电容上升到高于第二阈值之后锁定电极60的电容的变化ΔC_V的减少低于阈值S2表示把手10的致动。

测量解锁电极的第二电容的变化的原理与上文说明的测量锁定电极60的电容的变化的原理相同。在解锁电极附近的手M的接近会使锁定电极的第二电容的变化上升。当该变化超过第二阈值时，认为解锁请求被确认，并且认为来自解锁电极的信号表示了解锁请求。

当车门20已经打开并且用户已经松开了把手10（图5a中的时刻R）时，解锁电极的第二电容的变化降低回到初始值，即，当用户的手M不在解锁电极附近时第二电容的变化的值。

在根据本发明的方法的此优选实施例中：

●步骤1中，对解锁请求信号S的连续测量在于对解锁电极的第二电容的变化的连续测量；

●步骤2中，表示解锁请求的解锁请求信号S在于解锁电极的第二电容的变化上升到高于第二阈值。

为了使根据本发明的检测方法得以执行，车门20的把手10包括：

●用于连续测量解锁请求信号和第一电容的变化ΔC_V的机构；

●用于基于解锁请求信号确定解锁请求的机构，以及用于将电容的变化ΔC_V与阈值S1进行比较的机构；

●用于测量第一预定周期t1、第二预定周期t2、第三预定周期t3、预定时间间隔ΔT和预定持续时间t1’的时钟；

●用于基于比较结果和时钟测量值检测把手10的致动的机构。

比较机构、时钟和检测机构例如为集成到微控制器40’中的软件机构。

因此，本发明可以使用已经存在于把手中的部件（即，锁定电极和解锁电极）来检测车门把手的致动，而省去专用传感器的使用。

本发明适用于对车辆的任何可打开车体部分的检测，例如，车辆的行李箱的开启。

因为所述检测方法可靠并且成本低，所以本发明是特别有利的。