用于非接触式操纵能调整的车辆部件的装置的制作方法

本发明涉及一种用于非接触式操纵能调整的车辆部件的装置，所述装置具有带有弯曲的装配面的载体构件以及安装在装配面上的接近传感器。本发明还涉及一种车辆，该车辆包括上述装置。

背景技术：

现代车辆通常配备有能够实现非接触式调整车辆部件的传感器。例如，车辆使用者能够借助这样的传感器实现车门的非接触式操纵(即打开或关闭)。这种类型的传感器尤其是设置在机动车的以马达驱动的尾盖中，使得车辆使用者可以通过相应的腿部运动引起尾盖的打开或关闭，而不必放下手中保持的物品(“免提开启功能(hands-freeaccess)”)。这种非接触式尾盖开关例如由de102010049400a1已知。

作为用于探测操纵指令的传感器，经常使用电容式工作的接近传感器。通常，这种电容式接近传感器包括两个传感器电极以及电子器件单元，电子器件单元分别通过相应的馈线与传感器电极连接。接近传感器通常直接或间接地装设在车辆的后保险杠的内侧上，其中，典型地纵向延伸的传感器电极紧贴保险杠的空间轮廓。如果接近传感器位于保险杠的拐角区域中，则这样做的条件是，传感器电极必须沿着通常复杂的曲面来布设。

不利的是，在该条件下接近传感器的可靠运行经常受到妨碍。根据经验，布设在保险杠的拐角区域中的接近传感器比其传感器电极沿大致平坦的表面布设的接近传感器更频繁地发生探测错误(未识别出打开指令和/或与将其他运动错误地解读为打开指令)。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种开头提到类型的用于非接触式操纵能调整的车辆部件的装置，其特别可靠(即，防错误)地运行。

根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。根据本发明，在包括装置的车辆方面，该任务通过权利要求9的特征来解决。本发明的有利且部分地本身有创造性的设计方案和改进方案在从属权利要求和以下描述中进行阐述。

根据本发明的用于非接触式操纵能调整的车辆部件的装置包括至少一个电容式接近传感器，电容式接近传感器就其本身而言包括第一传感器电极和至少一个第二传感器电极，用于对由于接近接近传感器产生的操纵指令进行检测。在此，每个传感器电极由纵向延伸的电导体形成，该电导体例如呈圆形导体或扁平导体(具有扁平带状的导体几何形状)的形式。尤其是，在一个有利实施方式中，两个传感器电极中的至少一个由同轴电缆的外导体或没有内导体的类似电缆的外导体形成。两个传感器电极优选具有相同结构。然而替选于此，两个传感器电极在本发明的范围内也可以不同地构建。

装置还包括载体构件，其用于将接近传感器紧固在车辆、尤其是机动车辆上的规定的装入定位中。此时，载体构件具有弯曲的(尤其是二维弯曲的)装配面，在装配面上，传感器电极以相对彼此任意的非零的间距来布设(即，以规定的相对姿态彼此相对紧固)。在本发明的一个有利实施方式中，载体构件由仅用于保持接近传感器的扁平成形件形成。然而，替选于此，本发明范围内的传感器电极也可以直接紧固在附属于车辆车身或车辆外罩的车辆部件上，尤其是在(车辆)保险杠的内侧上。在该情况下，该车辆部件，尤其是保险杠是上述的载体构件。只有当载体构件的装配面(例如在球形面或马鞍形面的情况下)在其内部的任何方向上都弯曲时，装配面才被认为是二维弯曲的。

在布设于装配面上的两个传感器电极之间形成的间距由在沿两个传感器电极中的一个传感器电极的纵向延伸的给定点(位置)与沿相应另一传感器电极的纵向延伸的给定点(位置)之间的最短的直线连接的长度给出。该(电极)间距可以针对沿传感器电极的纵向延伸的每个点(位置)来唯一地规定并因此表示依赖于位置的数学函数。如果两个传感器电极具有不同的长度，则在此始终针对较短的传感器电极(也就是依赖于沿较短传感器电极的纵向延伸的位置)限定依赖于位置的(电极)间距。

在传感器电极于车辆上的装入定位中，电极间距通常可以分解成(在周围空间中垂直竖立的)竖直分量和(在周围空间中横置的)水平分量，其中，这些分量还分别表示沿其中一个传感器电极(或可能是较短的传感器电极)的位置的数学函数。电极间距的竖直分量以下简称为(在传感器电极的长度上依赖于位置的)“竖直间距”。相应地，电极间距的水平分量以下简称为(在传感器电极的长度上依赖于位置的)“水平间距”。

此时，水平间距尤其是第一传感器电极和第二传感器电极在接近传感器的符合规定的操纵方向上彼此之间留出的间距。操纵方向是指如下方向，在该方向上根据规定应实现向接近传感器的接近事件，以便产生设定的操纵指令。此时，操纵方向尤其是大致垂直于传感器电极的纵向延伸地取向，在传感器电极沿装配面弯曲地布设的情况下，操纵方向也因此沿传感器电极的纵向延伸而改变。在接近传感器布置于保险杠的拐角区域中的情况下，根据规定的操纵方向尤其是水平的并且在每个点处大致近似垂直于保险杠的外侧表面地取向。

根据本发明，传感器电极此时如此布置在装配面上，使得在装入定位处在沿装配面布设的传感器电极之间的上述限定的竖直间距变化，从而上述限定的水平间距在传感器电极的长度上精确地恒定或至少近似恒定。换句话说，传感器电极彼此不平行地(尤其是彼此成角度地)布置在装配面上，使得传感器电极之间的水平间距在传感器电极的长度上不变化或仅略微变化。当这里和以下使用术语“传感器电极的长度”时，是指传感器电极在横向于其纵向延伸观察时相叠的长度。

本发明从以下考虑出发，即，传统上，按类属的接近传感器的两个传感器电极尽可能彼此平行(并且尤其是与地面平行)地布设。这是因为，在许多情况下(特别是当传感器电极沿大致平坦的面布设时)传感器电极平行布设时确保的是，在沿传感器电极的纵向延伸的不同位置处的同样类型的接近事件导致相同的传感器信号，由此在这些情况下降低了探测错误的风险。即使载体构件的有传感器电极沿其布设的装配面具有均匀的(例如柱体壳形、锥体壳形或球形、即球壳形的)曲率时，传感器电极的通常平行布设也并不重要。尤其是，现代机动车辆的外罩的拐角区域经常没有均匀的曲率。相反，现代车辆外罩的拐角区域常常根据空气动力学或美观的方面来设计，并因此通常具有不规则的曲率曲线(例如，以卷边或隆起的形式)。

根据经验，(按通常方式彼此平行地)布设在相应不规则弯曲的装配面上的传感器电极特别容易受到探测错误的影响。众所周知，这常常是由于装配面的不规则曲率而使传感器电极的水平间距(即，电极间距的水平分量)在传感器电极的长度上发生变化。本发明以此为出发点。通过在传感器电极沿弯曲的装配面布设的情况下有意地使传感器电极之间的竖直间距在传感器电极的长度上变化，能够精确恒定或者至少近似恒定地保持水平间距。此时令人惊讶的是，试验已经表明，至少近似恒定地保持水平间距显著提高了接近传感器的可靠性，而为此所带来的竖直间距变化并不会显著妨碍接近传感器的可靠性。

此时在合适的尺寸设计下，尤其是当水平间距在传感器电极的长度上偏离水平间距的平均值不超过10％时，传感器电极之间的水平间距才被认为是近似恒定的。

另一方面，竖直间距在传感器电极的长度上偏离其平均值尤其是超过10％。

在符合目的的设计方案中，其中每个传感器电极分别仅以一个维度弯曲，使得其中每个传感器电极至少近似地在分别配属的平坦的平面内伸展。换句话说，其中一个传感器电极的所有的点分别至少近似位于所配属的平坦的平面内。此时，这些平面彼此成角度尤其是锐角地安置。

在优选实施方式中，此时(在装入状态下)其中一个传感器电极精确地或至少近似位于水平平面中，即，该传感器电极在其整个长度上大致具有在车辆所安置的地面上方的相同高度。该设计方案尤其是对用于非接触式操纵车门的接近传感器是有利的。优选地，水平取向的传感器电极相对于车辆竖直线布置在另一传感器电极的上方。

优选地，其中一个传感器电极比另一传感器电极更长，其中，两个传感器电极之间的长度上的超出部优选地在两个纵向端部处测定得大致同样大。该长度差异可以有利地实现的是，区分在操纵方向(即横向于传感器纵向延伸)上发生的接近事件和大致沿传感器纵向延伸发生的接近事件。

能调整的车辆部件优选是指车辆的尾盖。然而，通常还可以想到，能调整的车辆部件是指另外的车门，例如侧门、尤其是滑动门、或者发动机罩。此外，在本发明的范围内，装置也可以用于操纵滑动式天窗、车窗，折叠式车顶或车辆内部空间中的能调整的车辆部件，例如车辆座椅或其靠背，而本发明不限于此。

附图说明

以下参照附图更详细地说明本发明的实施例。其中：

图1示出了具有保险杠的机动车辆的概略示意图，在保险杠上装设有用于非接触式操纵机动车辆的尾盖的接近传感器；

图2示出了以在朝根据图1的保险杠的内侧观察时的该保险杠的单独立体视图，在保险杠的拐角区域中，分别构造出用于紧固各一个接近传感器的弯曲的装配面；

图3示出了朝两个装配面中的一个装配面观察时的根据图1的保险杠的截断，在装配面上装设有所附属的接近传感器的两个传感器电极；

图4示出了以竖直方向(z方向)观察时的根据图2的传感器电极的示意性俯视图；

图5示出了以机动车辆的水平的纵向方向(x方向)观察时的根据图2的传感器电极的示意性侧视图；

图6示出了在沿传感器电极的纵向延伸的第一定位处穿过根据图3至图5的传感器电极的示意性截面vi-vi；

图7示出了在沿传感器电极的纵向延伸的第二定位处穿过根据图3至图5的传感器电极的示意性截面vii-vii，并且

图8示出了如图6和图7那样的剖视图的叠加，用以呈现两个传感器电极之间的最大允许的水平间距。

彼此对应的部件和尺寸在所有附图中始终设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了(机动)车辆1，车辆1在朝其尾部的观察方向上示出。车辆1包括用于非接触式操纵以马达驱动的车辆部件(在此是车辆的尾盖3)的装置2。装置2包括两个电容式接近传感器6。此外，装置2包括控制和评估单元7。在车辆1上装设有后保险杠8。在后保险杠8上，接近传感器6布置于在车辆横向方向上对保险杠进行限界的拐角区域10中。在此，接近传感器的姿态仅在图中仅以粗略示意的简化形式示出。

借助其中一个接近传感器6检测到的操作期望或操纵指令被输出到控制和评估单元7，对此，控制和评估单元7以如下方式驱控车辆1的盖驱动器11和/或车门锁12，使得根据操作期望打开或关闭尾盖3。

为了定向，在图1中示出了笛卡尔车辆坐标系15。该坐标系的x轴在此表示车辆纵向方向x并且平行于在其上安置有车辆1的地面16地取向。(在根据图1的图示中，x轴从绘图平面向外指)。车辆坐标系15的y方向表示车辆横向方向y，并且也平行于地面16地取向。因此，车辆纵向方向x和车辆横向方向y撑出水平平面。坐标系的z轴最终指向车辆竖直线z的方向并因此垂直于地面16和与其平行的水平平面。以下也使用前面介绍的方向，以便表征构件在它们按规定的装入定位中在机动车辆中的空间定向。

图2示出了根据图1的保险杠8，其中，这里的观察方向大致落在根据图1的车辆纵向方向x上。相应地，在图2中可以看出在保险杠8按规定装入在车辆1上的状态下保险杠8的面向车辆1的保险杠内侧20。保险杠8由塑料构成的薄壁的三维成形件形成。保险杠8大致具有槽状形状，其中，保险杠8在装入状态下在后侧和侧向部分地包围车辆1。从图2得知，两个接近传感器6在保险杠8的两个对置的拐角区域10中分别布置在弯曲的装配面21上，这些拐角区域在这里分别直接由保险杠内侧20的部段形成。因此在该实施例中，保险杠8本身用作载体构件，在其上安装有接近传感器6。在替选的实施例中，与之不同地规定，接近传感器6布设在独立于保险杠8的载体构件上，其中，(例如由扁平成形件形成的)载体构件就其自身而言紧固在保险杠内侧20上。另一方面也可行的是，载体构件以另外的方式装设在车辆1上，例如装设在车辆1的横向载体上。

图3以立体的截断图示出了根据图2的接近传感器6中的一个接近传感器。第二传感器(未示出的接近传感器6)相应镜像对称地实施。

装配面21在两个空间方向上弯曲并且具有大致近似球形的形状。然而，与球面不同的是，装配面21具有与位置相关而变化的局部曲率。

从视图可以看出，接近传感器6具有长形的第一(传感器)电极30、长形的第二(传感器)电极31以及电子器件单元32。将两个电极30、31与电子器件单元32连接的联接线路以常规方式来实施并且在此为了清楚起见而未图示。

在图示的实施例中，每个电极30、31分别被构造为呈绝缘圆形导体形式的柱状的柔性的圆电极。圆形导体尤其是指实心金属线、绞合导体或是指同轴线缆的外导体。在同轴线缆的情况下通常设置的内导体在此可选地被省略或者通过由非传导材料尤其是塑料构成的芯来代替。

电子器件单元32包括(未明确图示的)评估电子器件作为重要组成部分，评估电子器件优选还包括微控制器。评估电子器件容纳在壳体35中。相应的插接器36成形到壳体35上，用以接触联接线路。另外的插接器37用于联接车辆侧的控制线路，一方面，电子器件单元32通过控制线路与控制和评估单元7通信，另一方面，通过控制线路向电子器件单元32输送运行所需的电能。替选地，在电子器件单元32中也可以整合有控制和评估单元7的功能。在该情况下，控制和评估单元7是接近传感器6的组成部分。

在这里图示的实施例中，电子器件单元32借助成形到壳体35上的孔38被旋拧到保险杠8的装配面21上。然而，电子器件单元32也可以以其它方式，例如通过粘接、铆接或焊接来紧固在保险杠8上。

其中每个电极30、31在各一个纵向端部上具有插接件39，插接件39用于接触联接线路。电极30、31以及联接线路借助这里未进一步图示的锁定元件卡夹到装配面21上。替选地，电极30、31也可以粘接在装配面21上。

两个电极30、31彼此间隔开地布设在装配面21上，其中，电子器件单元32至少近似地布置在两个电极30、31之间。此时，壳体35与第一电极30相叠。其中每个电极30、31紧贴在装配面21的与位置相关的弯曲部上。第一电极30至少大致位于由车辆纵向方向x和车辆横向方向y撑开的水平平面中，而第二电极31相对于第一电极30倾斜地布设在装配面21上，使得其外端部比内端部更靠近地面16地布置。这里，两个电极30、31在弯曲的装配面21内近似地围出10°的角。由于电极31的倾斜定位，使得依赖于位置的电极间距d在传感器电极30、31的长度上向外持续增加。

第一电极30在笔直延伸的状态下具有比第二电极31的长度l2更大的总长度l1。在第一电极与第二电极之间的长度方面的超出部在电极30、31的两个纵向端部处大致同样大。

两个电极30、31相对于彼此的姿态在下面分别根据两个二维的投影详细阐述，其中，图4示出在与车辆竖直线z相反的方向上观察的视图，而图5示出是在车辆纵向方向x上观察的视图。此时，为了清楚起见，都未示出电子器件单元32。

对于随后的实施例，较短的第二电极31被设定为参考电极。与此相应地，间距和方向依赖于沿第二电极31的纵向延伸的位置而给出。为此，给电极31配属有沿其纵向延伸取向的(弯曲的)位置坐标(或简称为位置)l，其原点在其插接器侧的纵向端部处。垂直于位置坐标l的方向的方向(在水平面内的每个位置l处垂直于传感器电极31的纵向延伸的方向)被称为法线方向n。

依赖于该位置坐标l地，在电极30、31之间形成的电极间距d表示为位置可变的数学函数d＝d(l)。在图3至图5中，针对位置坐标l的两个示例值a和b示出了截平面vi-vi(针对l＝a)和vii-vii(针对l＝b)。所附属的截面在图6(针对l＝a)和图7(针对l＝b)示出。

从图6和图7可以看出，电极间距d可以分解成：

－竖直分量，其在车辆竖直线z的方向上取向，并且其以下称为竖直间距v(v＝v(l))(也参见图3和图5)；以及

－水平分量，其至少近似地在法线方向n上取向，并且其以下称为水平间距h(h＝h(l))(也参见图3和图4)。

在图6中，在位置l＝a处标记竖直间距v和水平间距h(v＝v(a)；h＝h(a))。相应地，在图7中，在位置l＝b处标记竖直间距v和水平间距h(v＝v(b)；h＝h(b))。

在图8中，根据图6和图7的截面彼此相叠地绘制，其中，根据图6的截面(针对l＝a)用实线表示，而根据图7的截面(针对l＝b)用虚线表示。从该图可以看出，水平间距h在传感器电极31的长度上仅稍微变化，而竖直间距v经受明显的位置变化。在图6和图7中具体显示出，在位置l＝a和l＝b处的水平间距h近似相等(h(a)≈h(b))，而在位置l＝a处的竖直间距v明显超过在位置l＝b的竖直间距v(v(a)>v(b))。

在合适的尺寸设计下，传感器电极30和31如此布置，使得水平间距h在传感器电极31的长度上与水平间距h的平均值h*偏差不超过10％：

|h-h*|≤0.1·h*

其中：

如果遵守该规定，则电极30、31(如图4所示)在投射到水平面上的投影中至少近似地位于彼此平行地伸展的线上，彼此平行地伸展的线自身又近似地平行于弯曲的保险杠表面40地伸展。

本发明的主题不限于上述实施例。相反，本领域技术人员可以从前面的描述中推导出本发明的其它实施方式。尤其是，本发明的描述的各个特征及它们的变型设计方案例也可以以其它方式相互组合。

附图标记列表

1(机动)车辆

2装置

3尾盖

6接近传感器

7控制和评估单元

8保险杠

10拐角区域

11盖驱动器

12门锁

15车辆坐标系

16地面

20保险杠内侧

21装配面

30(传感器)电极

31(传感器)电极

32电子器件单元

35壳体

36插接器

37插接器

38孔

39插接件

40保险杠表面

a位置

b位置

d、d(a)、d(b)电极间距

l1长度

l2长度

l位置坐标

n法线方向

h、h(a)、h(b)水平间距

v、v(a)、v(b)竖直间距

x车辆纵向方向

y车辆横向方向

z车辆竖直线