车辆的关闭装置.pdf

在车门把手区里设有一个电容式接近开关，只有当满足两个条件时，该接近开关才做出反应并作用于车门里的锁。第一条件是，在车里的固定的ID接收器和由合法人士掌握的移动的ID发送器之间的数据通信成功完成。另一条件由一个传感器测量，该传感器对进入接近开关作用区的目标做出反应。但该传感器只有当上述电容变化速度超过一定的极限值时才作用于锁。为了防止不希望地使车辆电池放电而提议，设置两个不同的用于电容变化的速度极限值，它们交替地由一鉴别器控制。鉴别器与计数器配合工作，计数器计算单位时间的电容变化次数并进而确定计数率。通常，只有速度下限值是有效的。但当计数率超过某极限时，鉴别器接入速度上限值。

1.  一种车辆(10)的关闭装置，它具有一个在车辆(10)的车门(12)或盖上的把手(13)区域里的电容式接近开关(21)，该接近开关只有在以下情况下才做出反应并且打开或锁上车门(12)里的锁(14)，到达把手(13)区的目标导致这样一个由传感器(24)求出的单位时间(Δt)里的电容变化(ΔC)，即该单位时间(Δt)的电容变化(ΔC)超过该电容变化速度(ΔC/Δt)的某个极限值(速度极限值)，其特征在于，设有该电容变化速度(ΔC/Δt)的至少两个不同的速度极限值(G_o，G_u)，其中的速度上限值(G_o)只测量大的电容变化(ΔC₁/Δt)，该大的电容变化是由进入该接近开关(21)的作用区里的理论目标如合法人士的手引起的，而速度下限值(G_u)只测量小的电容变化(ΔC₁₁/Δt)，该小的电容变化是由进入该接近开关(21)的作用区的错误目标如雨滴引起的，一个计数器(25)计算由理论目标和错误目标引起的单位时间(Δt)里的电容变化(ΔC)次数并且因而确定出电容变化计数率，通常，该速度下限值(G_u)是有效的而该速度上限值(G_o)是无效的，设有一个鉴别器(26)，当该计数率超过某个计数率极限时，该鉴别器使该速度下限值(G_u)变为无效而使该速度上限值(G_o)变为有效。

2.  如权利要求1所述的关闭装置，其特征在于，该速度上限值(G_o)和/或该速度下限值(G_u)可以根据环境影响来调定。

3.  如权利要求2所述的关闭装置，其特征在于，该速度上限值(G_o)和该速度下限值(G_u)的调定受到车外温度的影响。

4.  如权利要求2所述的关闭装置，其特征在于，该速度上限值(G_o)和该速度下限值(G_u)的调定受到降雨强度的影响。

5.  如权利要求1-4之一所述的关闭装置，其特征在于，一个降雨传感器计算降雨强度并且根据降雨强度来改变计数率极限和/或该速度上限值(G_o)和/或该速度下限值(G_u)。

6.  如权利要求1-5之一所述的关闭装置，其特征在于，在该速度上限值(G_o)和该速度下限值(G_u)的有效性之间的切换取决于锁(14)的状态，即取决于锁(14)是打开的还是锁上的。

7.  如权利要求6所述的关闭装置，其特征在于，在开锁(14)的状态下，只是该速度下限值(G_u)在起效。

8.  如权利要求6所述的关闭装置，其特征在于，在上锁(14)的状态下，通常是该速度下限值(G_u)在起效，但当达到该计数率极限时就可转换到该速度上限值(G_o)。

9.  如权利要求1-8之一所述的关闭装置，其特征在于，在车辆(10)上设有两个接近传感器，其中的一个用于锁上锁(14)，另一个用于打开锁(14)，该速度上限值(G_o)和该速度下限值(G_u)的起用取决于这两个传感器中的哪一个传感器起效。

10.  如权利要求1-9之一所述的关闭装置，其特征在于，该接近开关(21)只有在以下条件下才做出反应并打开或锁上车门(12)的锁(14)，即还通过在一个在车辆(10)里的识别接收器(ID接收器15)和一个由合法人士掌握的识别发送器(ID发送器20)之间的数据通信来识别合法进入。

车辆的关闭装置
技术领域
本发明涉及如权利要求1前序部分所述类型的车辆关闭装置。在这里，一个电容式接近开关布置在车辆的门或盖子上的把手区里。该接近开关只是在满足两个条件时才做出反应并开锁或上锁。
背景技术
第一条件就是在车内的识别接收器和合法人士所掌握的识别发送器之间成功地完成数据通信，这样的人随后被证明是合法进入者。当手接近门或接近门把手时，测量到了接近开关的电容变化并且这启动了数据通信。如果数据通信成功，则开锁。在开锁完成后但实际上尚未操纵把手之前，该把手被用于开门或关门。操纵把手的人不会注意到数据通信，开门和关门也没有延误时间。这样的关闭装置在DE19617038C2中公开了。
上述第二条件在于，当电容因接近把手区的目标而以一个大于某个极限值(以下可简称为速度极限值)的速度改变时，接近开关做出反应。只有当实际的理论目标即人手而不是错误目标如雨滴进入接近开关区域时，锁才可以在开锁状态和上锁状态之间进行切换。
在这种类型的关闭装置(DE19620059A1)中，在把手中使用了一个这样的电容式接近开关，只有当上述两个条件得到满足时，该电容式接近开关才做出反应。这个过程取决于数据通信的传输速度以及锁在开锁状态和上锁状态之间的切换速度并且通常只有在昂贵的高级锁具中才能保证做到。
当把这种已知的关闭装置用在带有廉价而简单的锁具的车辆如中级汽车或小型汽车上时，锁的转换要慢得多。所希望的对人手的感应只能通过电容式接近开关的更高的灵敏度来实现。尽管这可以通过降低电容变化的速度极限值来做到，但这是令人难受的。微小的电容变化如由雨滴或其它外界影响引起的电容变化已经导致触发接近开关。尽管一滴雨就非常偶然地触发接近开关可能不算什么，但如果连绵雨滴经常触发接近开关就麻烦了。就是说，这导致在识别接收器和识别发送器之间的数据应答持续不断，这造成相当高的用电量。由此一来，车辆电池放电并且无法再用于车辆行驶。所以，车辆可能由于长时间下雨而已经抛锚。
发明内容
本发明的任务是开发出一种如权利要求1前序部分所述类型的可靠的关闭装置，它避免了所述缺陷。根据本发明，通过权利要求1所述的措施来完成该任务，这些措施具有以下特殊意义。
本发明已经认识到，不希望有的由上述错误目标引起的接近开关触发通常按照一定的规律出现，如果是雨的话，就是单位时间内在把手区域里落下的一定数量的雨滴。因此，本发明的关闭装置设置了一个计数器，它计算在把手区里的单位时间的电容变化次数并因而求出一个“电容变化计数率”。此外，本发明的关闭装置在上述第二条件中不是只规定一个电容变化速度的速度极限值，而而规定两个不同的极限值，一个是速度上限值，它只响应于因理论目标如人手引起的大的电容变化。此外，本发明还规定了一个速度下限值，它响应于小的电容变化。这个变化不仅是由理论目标引起的，而且也由不希望有的错误目标如雨滴引起。本发明最后规定，通常只是速度下限值起作用。当如果上述计数率超过规定极限，则情况就变了。于是，上限值起效而下限值不起效。因此出现以下情况。
人们通过反应很灵敏的且超过速度下限值的接近开关很早就识别出到达把手区的目标。在本发明中，接近开关的灵敏度被设计成是可变的。该关闭装置根据求出的计数率识别出环境影响如降雨并且防止接近开关的操作。于是，电容变化速度的较高的速度上限值在起作用。于是，本发明的关闭装置也可以被用在简单廉价的锁具中，而不用担心车辆电池放电的危险。即便在强降雨的情况下，由于感测到合法人士的手接近把手，所以也始终能在锁的开锁状态和上锁状态之间进行转换。在强降雨时出现的错误开锁只对舒适性略有影响，但这只偶尔发生。重要的是，避免了因车辆的电池电能用尽而造成车辆无法运行的危险。
附图说明
从从属权利要求、后续说明书和附图中得到了本发明的其它措施和优点。在附图中，结合多幅图详细示出了本发明的一个实施例，其中：
图1是具有本发明关闭装置的车辆的俯视示意图；
图2放大多倍地示出了把手和门的一部分地横截面；
图3是第一时间图，该图示出了当人手接近门把手并操纵把手且随后放手时的电容C变化；
图4是另一时间图，它描述从图3中得到的电容变化速度；
图5以类似于图3的视图表示因降雨而出现的电容的时间图；
图6以类似于图4的视图表示因图5中的降雨而随时间的电容变化速度；
图7表示在图5的降雨和图3的操纵把手时出现的、在本发明关闭装置的接近开关上的数字电压输出。
具体实施方式
如图1所示，在车辆10内示出了本发明的关闭装置的一个控制单元16，它由车辆10里的电池11供电。在车辆10的门12和后盖上有把手13，这些把手也通过中央控制器作用于设置在门12和后盖上的锁14。该关闭装置应该特别属实地允许合法人士进入车辆10。
为此，如图2所示，在把手13区域里设有一个接近开关21，它以电容方式工作。所有接近开关21通过电线18与控制单元16连结。接近开关21构成如图2所示的电场23，它形成在车身把手13和/或外界之间。电场23应确定是合法人士的手接近把手13或是非法人士。
就是说，如图1所示，合法人士掌握着识别发送器20，它以下可被简称为“ID发送器”。ID发送器20对应于车辆内的识别接收器15，它以下被称为“ID接收器”。通过发送器和接收器，ID发送器20和ID接收器15或是单向或是双向地相互交换数据。如果数据通信是成功的，则ID接收器15通过电线19控制该控制单元16，该控制单元随后又通过电线17使在车辆10上的不同的锁14转入开锁状态。开锁适时地完成，结果，合法人士随后实际操纵把手就已经能够打开在有关的门12或盖上的锁14，而没有延误时间。合法人士没有察觉到在ID发送器20和ID接收器15之间的在先通信。
从图3的视图中能看到电容是如何在人手到达电场23区域时随时间发生变化的。首先，在稳态t₀下存在初始电容C₀。在时刻t₁，手开始进入电场，结果，电容从初始值C₀降向值C₂。在时刻t₂达到值C₂，在这里，手已经抓住把手13。如果这是合法人士的手，其中在ID发送器20和ID接收器15之间的上述数据通信已成功完成，则如上所述，相应的锁14被打开，因为事先已进行了开锁。如果是没持有ID发送器20的非法人士的手，则锁14还是锁着的，而且操纵把手是徒劳的。
在图3中还示出了当合法人士在时刻时刻t₃松开把手13并离开接近开关21的电场23时的经过。电容于是在时刻t₄从低值C₂升高到原先的初始值C₀，在这里，手已经位于电场23外了。
在初始值C₀和最终值C₂之间的电容变化是在一个对手进入来说是典型的速度下进行的，这在图4的时间图中示出了。在时间段t₁至t₂中，出现了单位时间Δt内的电容变化ΔC₁。为此，一个适当的传感器24被整合在把手13里，如图2示意所示。如果在时间段t₃至t₄中手以相应的速度离开电场23，则得到了类似的负的电容变化速度-ΔC₁/Δt，这也在图4中标出了。
传感器24可以区分是上述理论目标即人手还是错误目标如雨滴进入电场23。在对应于图3的图5中能看到在降雨情况下接近开关21是如此测定的。在用T₁至T_n表示的时刻上，一滴雨可以到达电场23区域，结果，也出现了电容变化。因此，第一滴雨T₁在时刻t_1’进入接近开关21的作用区并且同时类似于图3地使电容在时刻t_2’降低到最小值C_2’。这以低许多的电容变化速度发生，该速度类似于图4地在图6的视图中针对雨滴示出了。传感器24因此对雨滴T₁至T_n确定出低得多的电容变化速度，该速度例如针对时间段t_1’至t_2’地具有正值ΔC₁₁/Δt。如果雨滴T₁在时刻t_3’离开接近开关21的作用区，则把手13里的传感器24确定出一个负的电容变化速度，即如图6所示地是-ΔC₁₁/Δt。在所有其它雨滴经过时进行相应测量和计算。由于雨打湿了起到电极作用的区域即车身，所以，在下雨过程中，电容从其在第一滴雨T₁的初始值C₀降低到图5的最后一滴雨T_n时的较小的稳态值C_n’，结果出现了稳态值降低了如图5所示的值ΔC’。
就是说，本发明的关闭装置可以首先结合不同的电容变化速度梯度ΔC₁/Δt以及ΔC₁₁/Δt来区分是所述理论目标或是错误目标进入接近开关21的区域。这也在上述的现有技术中实现了。在那里，利用了如图4、6用表示G₀表示的极限值，该极限值高到它只考虑因手接近引起的高的电容变化速度即ΔC₁/Δt，而不考虑根据图6的雨滴T₁至T_n的小的速度ΔC₁₁/Δt。尽管这也用在本发明的关闭装置中了，但却是按照以下截然不同的方式。
在本发明里，交替使用两个用于电容变化速度ΔC/Δt的极限值，它们在所示实施例里取规定值G₀和G_u。速度上限值G₀通过图4、6里的虚线表示，而下极值G_u用一条在这些图里标出的点划线来表示。通常，在本发明的关闭装置中，下极值G_u是起作用的，因为由此也可以用在简单的缓慢锁具中，该锁具需要相当高的接近开关21灵敏度。
在本发明里，接近开关21如图4、6所示地不仅对进入电场23的如图4所示的上述理论目标做出反应，而且对根据图6的错误目标T₁、T₂至T_n做出反应。这可由图7中看到，在这里，在时间图中示出了在接近开关21的数字输出端上的电压变化。当电容变化速度ΔC/Δt超过下限值G_u时，数字输出端从数字“0”切换到“1”。因此，输出值“1”不仅位于在感测理论目标时的时间段t₁至t₂中，而且处于所述错误目标的相应时间t_1’至t_2’里。而本发明不满足于此。
也如图2所示，本发明具有一个计数器25，它计算单位时间的电容变化次数，也可称之为“电容变化计数率”。此外，本发明还有一个鉴别器26，当上述计数率超过一个规定的以下称为计数率极限的极限时，该鉴别器造成速度极限值从G₀切换到G_u。这可以结合上述曲线图描述如下。
当计数器25求出一个低于上述极限的电容变化计数率时，传感器24如上所述地只以速度下限值G_u来工作，这产生上述的本发明关闭装置的高度灵敏性。但如果如图5、6所示地发生降雨，则计数器25确定出一个高得多的电容变化计数率，该电容变化计数率使鉴别器26使速度上限值G₀起效。于是，如图6的虚线G₀所示，使错误目标T₁至T_n的干扰不起效，就是说，接近开关21只在根据图4所示地理论目标到达电场23区域时才响应。这是因为此时出现的上述高的电容变化速度ΔC₁/Δt位于极限值G₀上。如果下雨，则如上所述地，合法人士必须稍微受点儿雨淋之罪，因为可能在操纵握住的把手13时在ID发送器20和ID接收器15之间的对话还未导致开锁14。但重要的是，在本发明中，根据图6的错误目标绝对不会造成锁具切换，因为那时的电容变化速度ΔC₁₁/Δt明显小于当时起效的速度极限值G₀。车内的电池11得到保护。
可以想出本发明关闭装置的各种不同的变型方式。一个基本的可行方式在于，上述的速度上限值和速度下限值G₀、G_u的大小可以根据环境影响来改变。因此，极限值G₀、G_u可以受到车外温度的影响。另一个可能性在于，速度极限值G₀、G_u可以与降雨强弱有关。降雨强弱可以通过由传感器24求出的计数率而马上求出。为此，也可以使用一个在车辆10内的固有的下雨传感器，它根据下雨强弱来改变计数率极限。
最后，在速度上限值和速度下限值G₀、G_u之间的转换可以根据锁的状态来完成，就是说，锁是打开的还是锁上的。因此，当锁14是打开的，则只是速度上限值G₀起效，而在锁14的上锁状态下，如上所述，尽管通常是速度下限值G_u在起作用，但当达到上述计数率极限时就转换到上限值G₀。这种实施方案考虑到了开锁状态不重要并且开锁状态通常也是暂时的，而上锁状态如在停车时有很长时间。灵活调节极限值G₀、G_u容易进行，因为本发明关闭装置的传感器电子装置采用了微型控制器。因此，能够与传感器电子装置通信。
如果在本发明的关闭装置里采用两个接近开关，其中一个用于上锁14，而另一个用于开锁14。此外，这些接近传感器可以根据这两个当的哪个传感器在起作用来确定是速度上限值和/或速度下限值G₀、G_u被起用。
                     附图标记一览表
“0”-在21的数字输出端上的稳态值(图7)；“1”-在21的数字输出端上的实际值(图7)；10-车辆(图1)；11-车辆电池(图1)；12-车门(图1)；13-车门上的把手(图1)；14-车门上的锁(图1)；15-识别接收器，ID接收器(图1)；16-14的控制单元(图1)；17-在6和14之间的电线(图1)；18-在30和16之间的电线(图1)；19-在15和16之间的电线(图1)；20-识别发送器，ID发送器(图1)；21-接近开关(II)(图2)；22-车身(图2)；23-13中的电场(图2)；24-ΔC的速度传感器(图2)；25-ΔC/Δt的计数器(图2)；26-25的计数率鉴别器；C-电容；C₀-t₀时的初始电容；C₂-t₂时的最终电容；C_2′-t_2′时的最终电容；C_n′-t_n时的最终电容(图5)；ΔC’-在t_n时的C₀与C_n′之差(图5)；ΔC/Δt-电容变化速度；ΔC₁/Δt-理论目标时的电容变化速度(图4)；ΔC₁₁/Δt-错误目标时的电容变化速度(图6)；G₀-ΔC/Δt的上限值(图4、6)；G_u-ΔC/Δt的下限值(图4、6)；t₀-曲线的初始时间(图3-6)；t₁-理论目标开始进入时刻(图3、4)；t₂-13中的理论目标最终时刻(图3、4)；t₃-理论目标开始离开把手的时刻(图3、4)；t₄-理论目标离开时的最终时刻(图3、4)；T₁-21中的第一滴雨掉落(图5)；T₂-21中的第二滴雨掉落(图5)；T₃-21中的第三滴雨掉落(图5)；T₄-21中的第四滴雨掉落(图5)；T_n-21中的第n滴雨掉落(图5)；t_1′-从t₁起开始进入时刻(图5、6)；t_2′-在T₁中的电容最小值C_2′时刻(图5)；t_3′-T₁离开23的时刻(图5)；t_n′-T_n离开23的时刻(图5)。