用于无接触地操作车门的传感器单元制造技术

说明了一种用于无接触地操作车门（19）的电容式传感器单元（1）。传感器单元（1）包括电极装置（3），其带有至少三个彼此相间隔的电极（4、5、6），即第一发射电极（4）、第二发射电极（6）和布置在它们之间的接收电极（5）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】说明了一种用于无接触地操作车门（19）的电容式传感器单元（1）。传感器单元（1）包括电极装置（3），其带有至少三个彼此相间隔的电极（4、5、6），即第一发射电极（4）、第二发射电极（6）和布置在它们之间的接收电极（5）。【专利说明】用于无接触地操作车门的传感器单元
本专利技术涉及一种用于无接触地操作，也就是说用于打开或关闭车门，尤其是后盖的传感器单元。
技术介绍
对于车辆使用者而言在某些情况下可能希望，可以无接触地打开或关闭车门，尤其是储物空间的后盖。尤其当车辆被装载或卸载，而使用者的双手拿着如饮料箱之类的物体时，特别存在这种需求。近年来公知有多种用于无接触地操作后盖的设备，它们借助电容式测量技术，将车辆使用者特定的腿部运动，例如朝向车辆方向或在车辆后方的保险杠下方的脚部运动识别为开门意愿，并由此命令后盖自动打开。这种设备尤其由DE 10 2008 063 366 Al公知。该设备包括两个彼此相间隔的电容式接近传感器以及用于评估电容式测量信号的控制单元。两个接近传感器探测两个分开的检测区域，其中，仅当在两个检测区域中都检测到有身体部分接近时，后盖才被操作。对于测量电容及其变化而言，在电容式接近传感器中典型地使用了所谓的“电荷转移方法”。为此，传感器电极被电加载并且与参考电容并联。为了评估参考施加在参考电容上的电压。“电荷转移方法”的特点是高准确性，但是相对耗时耗能。通常使用的电容式接近传感器大多测量传感器电极与物体之间形成的电容。但是对于无接触的车门操作的应用领域而言，相对于物体的电容测量是不利的。也就是说，通过紧邻传感器单元的接地的车身部分形成了相对较大的基础电容，由于该基础电容对非常小的电容变化(例如典型地由身体部分出现在传感器单元的探测区域中引起)的测量变得困难。基础电容通常通过安装“有源屏蔽件(Driven Shields)”而减小，该有源屏蔽件将车体相对传感器电极屏蔽。但是“有源屏蔽件”减小了电容式接近传感器的检测范围，这对通过腿部运动来表明开门意愿的识别又是不利的。由DE 10 2009 025 212 Al公知了另一种用于无接触地操作后盖的设备。这个装置包括如下电容式接近传感器，其带有两个电极，在这两个电极之间布置有与车体电连接的第三电极。这种电极装置允许两个外部电极的电容相互测量，而对此无需附加的参考电容。在这种设备中，电容式传感器的两个电极被周期性的充电和放电。在此，借助控制单元，在电极之间出现的电压的曲线变化被评估。如果这个电压达到了预先设置的阈值，那么由控制单元发出操作车门的信号。
技术实现思路
本专利技术的任务是，说明一种用于无接触地操作车门的高效且不易出错的传感器单元以及带有这种传感器单元的车辆。此外，本专利技术的任务是，说明一种用于借助这种传感器单元无接触地操作车门的改进方法。在电容式传感器单元方面，该任务根据本专利技术由权力要求I的特征部分来解决。在包含该传感器单元的车辆方面，该任务根据本专利技术由权力要求8的特征部分来解决。此外，在用于无接触地操作车门的方法方面，该任务根据本专利技术由权力要求11的特征部分俩解决。有利的设计方案和改进方案是从属权力要求的主题。根据本专利技术的电容式传感器单元包括三部分的电极装置，其带有两个发射电极和在它们之间间隔布置的接收电极。在传感器单元中，在发射电极与接收电极之间的定性的电容值被探测，由此不再需要如在电荷转移方法中所使用的参考电容。由此，传感器单元的运行省时且节能。由此也不再需要传感器单元与“有源屏蔽件”或用于屏蔽车体的类似物的耦接。在传感器单元运行期间，由发射电极以对于电容式传感器而言典型的方式将电磁散射场或检测场辐射到周围空间中。检测场限定出围绕传感器单元的探测区域或检测区域。“探测区域”和“检测区域”的概念通常表明传感器单元的测量敏感区域，也就是说传感器单元可以检测到车辆使用者接近的区域。在车辆使用者接近时，电磁散射场可通过车辆使用者的身体组织测到地被影响。在此，通过两个发射电极与共同的接收电极的组合，节省资源地形成了两个部分检测区域，其可以实现双重的接近测量。通过检测区域的冗余可以将表明开门意愿的脚部运动与其他的接近信号，例如由沿着保险杠走过的猫引起的信号区分开。在此，除了纯粹的冗余效果，通过两个在位置上错开的检测场的布置也可以得到附加的信息，通过该信息明显降低了错误触发的危险。尤其可以通过在两个检测区域的每一个中被检测到的接近物的顺序和信号强度来推断检测到的物体类型。因此，例如，主要是下部检测区域感应到在车辆下面经过的猫，而上部检测区域不受影响或仅受很小影响。相反地，当人腿接近(开门意愿)时两个检测区域都会被影响。但是上部检测区域早于下部检测区域检测到腿的接近。原则上，两个接收电极与共同的发射电极的组合也可以代替两个发射电极与共同的接收电极的组合来使用。在优选的应用中，车门是后盖。在合适的安装状况中，传感器单元在这种情况下适宜地布置在车辆保险杠上或处于视觉原因优选布置在车辆保险杠内部。最后提到的变型方案具有如下附加的优点，即，传感器单元被保护免受外部影响，尤其是免受天气影响。原则上，根据本专利技术的传感器单元也可以用于无接触地操作对另外的车门。但是在每一种情况下，传感器单元都优选在靠近要操作的车门的区域中布置在车辆上或车辆内部。在优选的实施方式中，电极元件在安装时基本上在保险杠中在其整个宽度上延伸。在此，发射电极和接收电极以合适的方式平行地沿保险杠纵向布置。由此，传感器单元覆盖了很大的可检测到的区域。在优选的安装方式中，第一发射电极和接收电极实施为扁平导体，而第二发射电极则实施为圆导体，其中，第一发射电极尤其布置在第二发射电极上方。发射电极的这种构造，在配属于第一发射电极的探测区域中引起了所属检测场的相对定向的、狭长的构造，而属于第二发射电极的检测场较宽，也就是说较强地扇状打开。这种不同的检测场几何形状的组合，尤其对于电极在车辆保险杠中的布置而言是有利的。在另一有利的构造方式中，第一发射电极和接收电极集成在共同的、优选挤压成型的、组合的扁平导体电极。在本专利技术的适宜的变型方案中，电极由环圈状布置的单个导线构成。通过一方面发射电极和另一方面接收电极的绕法的相反的取向，得到了沿着由电极跨过的面的近似均匀的电容分布。在有利的实施方式中，传感器单元具有控制单元，其用于产生被输送到发射电极的电发射信号，以及用于评估被接收电极接收的电接收信号。适宜地，由控制单元发射和接收的信号为交流电压。控制单元尤其通过带有在其中被执行的控制软件的形成，或者除了其他模拟或数字的电路元件包括至少一个这样的微控制器。在上述的电极装置中，其中，一方面发射电极和另一方面接收电极由相反缠绕的导体环圈形成，控制单元优选为布置在两个发射电极之间。当电极安装或集成在车辆保险杠上或内部时,在此适宜的是,控制单元也集成在保险杠上或内部。在控制单元的这种近似对称且靠近电极的布置中，适宜的是，电极直接与控制单元联接。以这种方式，在电极与控制单元之间的电传输线(这些电传输线必须昂贵地被屏蔽，否则测量结果可能出错)变得多余，并且相应地优选不设置。在本专利技术有利的实施方式中，控制单元被在电路技术和/或编程技术上构造用于由两个彼此(尤其是以90°相位角)相移的部分信号产生发射信号，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔格·维斯特莱恩，安德烈·京雷本，
申请(专利权)人：博泽哈尔施塔特汽车零件两合公司，
类型：
国别省市：