CN101539635B - 内嵌式非接触检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内嵌式非接触检测系统。提供了用于近场检测系统的方法和装置。该装置包括玻璃板，该玻璃板具有第一边缘并且包括第一电极，该第一电极沿玻璃板的第一边缘设置，用来检测该玻璃板附近的物体存在，并且用来响应于物体存在来传送信号。

Description

内嵌式非接触检测系统

技术领域

这里所述的主题总地涉及物体检测系统，尤其涉及近场和电容检测系统。

背景技术

某些车辆可以提供作为特征的提升门，该提升门可手动或通过控制系统经由电动操作来打开和关闭。

如同所有闭合入口，物体可使其自身置于提升门和围绕该提升门的框架之间。希望的是检测这种物体以便减少提升门在其关闭期间碰撞物体的可能性。在提升门的运动范围内检测物体的某些方法涉及压力开关或传感器，接触开关或传感器等等。这种设备通常要求与开关或传感器接触或者有效接触来检测障碍物的存在。另外，必须将这种设备定位在提升门或提升门框架之中、之上或附近的不同位置。因此，可能要使车辆的至少某部分适于容纳和操作它们。这种装配增加了设计的复杂性和元件的密度，有时增加了设计和/或制造的成本。

发明内容

提供一种用于近场检测系统的装置。该装置包括玻璃板，该玻璃板具有第一边缘并且包括第一电极，该第一电极沿玻璃板的第一边缘设置，用来检测靠近该玻璃板附近的物体的存在，并且用来响应于物体的存在传递信号。

提供一种用来使包括玻璃板的提升门下降的方法。该方法包括为与该玻璃板一体形成的多个近场传感器提供电力，利用多个近场传感器检测物体，和响应于物体的检测来调整提升门的运动。

发明内容部分用来以简化方式介绍对构思的选择，这些构思接下来在详细说明中进一步进行描述。本发明内容部分没有意欲确定所要求保护主题的主要特征或必要特征，也没有意欲用作确定所要求保护主题范围的辅助理解。

附图说明

接下来将结合随后的附图来描述至少一个实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且

图1是包括对应于一个实施例的近场检测系统的车辆的立体图；

图2是图1所示的车辆处于另一种状态的立体图；

图3是适合于用在图1所示车辆中的控制系统一部分的示意图；

图4是图2所示的玻璃板的详细视图；

图5是对应于实施例一方面的玻璃板的正视图；

图6是对应于实施例一方面的玻璃板的侧视图；

图7是对应于实施例一方面的多层玻璃板的分解侧视图；

图8是图7所示的多层玻璃板的装配侧视图；

图9是车辆的后视图，包括处于第一位置、对应于实施例的玻璃板。

图10是图8所示的车辆的后视图，其中玻璃板处于第二位置；和

图11是示意图，图示了对应于实施例的系统操作过程的步骤。

具体实施方式

接下来的详细描述本质上仅仅是示例性的并未意欲限制本主题的应用或使用。而且，没有打算通过存在于前述技术领域、背景技术、发明内容或随后的详细描述中的任何明确或暗示理论进行约束。

在此可以用功能和/或逻辑模块元件以及各个处理步骤的形式来描述方法和技术。应该知道的是这种模块元件可通过任意数量的硬件、软件和/或固件元件来实现，这些元件被构造为实现特定功能。例如，系统或元件的实施例，诸如控制系统，可以采用各种集成电路元件，例如记忆元件，数字信号处理元件，逻辑元件，对照表等等，这些元件在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行多种功能。另外，本领域技术人员可以认识到这些实施例可以结合任意数量的数据传输协议来实施，并且这里所述的系统仅仅举例说明一个合适的示例。

为了简短起见，与近场检测、控制系统操作、机动车操作、动力驱动的玻璃操作和该系统(以及该系统的各个操作元件)的其他功能方面有关的常规方法在此不作详细描述。而且，图示于这里所列的不同附图中的连线意欲表示不同元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。需要注意的是多种可选的或其他功能关系或物理连接可存在于本发明的实施例中。

“连接/联接”在接下来的描述中指的是元件或节点或特征“连接”或“联接”在一起。正如这里所用的，除非特别强调，“连接”意味着一个元件/节点/特征直接连接到(或者直接通信于)另一个元件/节点/特征，而不必一定要是机械方式。同样地，除非特别强调，“联接”意味着一个元件/节点/特征直接或间接连接到(或者直接或间接通信于)另一个元件/节点/特征，而不必一定要是机械方式。因此，虽然图示于图3中的示意图描述了元件的一种示例性布置，其他插入元件、设备、特征或部件也可出现在所述主题的实施例中。

图1和图2示出了包括动力驱动的提升门10的车辆1。图1描述了处于打开位置的提升门10。图2描述了处于关闭位置的提升门10。提升门10可以选择性地上升或下降。当上升时，允许透过提升入口50进入车辆1的内部。当下降时，提升门10可联接到或锁到车身40上，关闭车辆1的提升入口50。提升门10包括玻璃板14以便允许通过提升门10观察。为了防止提升门10在一个或多个物体挡住提升门10的路径时运动，近场电极18可以设在玻璃板14或者车身之中、之上或附近，从而提供物体检测。另外，车身传感器17可放在提升入口50之上或附近。

提升门10可占据位于打开和关闭位置之间的一系列位置并且可联接成平稳地通过该一系列位置。提升门10可具有联接到车身40的框架12。各辅助元件，例如液压活塞或其他位置保持器/调节器包括联接器。提升门10可以是手动打开的，并且在某些实施例中用电子仪器打开。

另外参考图3，在某些实施例中，提升门10可通过联接到提升门10的提升门电动机80来定位。提升门10可以通过使用输入设备82而被定位或操作从而打开和关闭。在某些实施例中，输入设备82可联接到控制系统84。该控制系统84可被构造成响应于来自输入设备82的信号，作为操作或定位提升门10的方法。随后，该控制系统84可联接到提升门电动机80。因此，该控制系统84可被构造成响应经由输入设备82接收的输入。实际上，控制系统84可实现或实施为车辆1的电子控制模块(ECM)。

输入设备82可以是手动操纵的，例如当设备82为按钮、开关、旋钮或设置于车辆中的其他这种控制输入设备时。在某些实施例中，输入设备82可以安装在提升门10之上或其附近。在某些实施例中，输入设备82可联接到车身40，例如靠近控制台或其一部分，或者靠近提升门10。在某些实施例中，输入设备82可以是构造成与车辆1相互作用的远程设备。作为一个实施例，钥匙坠(key fob)可被用来启动提升门10的打开或关闭，因此可用作输入设备82。

另外，控制系统84可以监测其他输入源，例如电极18，包括诸如视频系统22、雷达系统、超声波系统、车身传感器17等等的次级传感器系统33。还可以使用其他电子设备和机械设备，例如压力开关、加速计或接触传感器。这种传感器、检测器、电极和系统可位于车辆任一部分之中，之上或附近，包括提升门10和玻璃板14，车身40和其他元件，例如车身传感器17和视频系统22。在某些实施例中，近场电极和/或电容传感设备可位于车身40之中或之上，如图1中所述。控制系统84可用来响应于来自一个或多个输入源的输入以便在运行中执行特定任务或者调整任务的性能。在一个非限制性实施例中，控制系统84可以响应于来自输入设备82的合适的控制信号或指令，启动提升门10从打开位置关闭。在另一个非限制性实施例中，尽管有这种关闭要求，但是如果一个或多个传感器检测到提升门10运动范围内存在障碍物或阻碍物，控制系统84就不能启动提升门10的关闭。在又一个非限制性实施例中，控制系统84可响应于来自输入设备82的合适的控制信号或指令来启动提升门10的关闭，且稍后响应于来自一个或多个电极18的物体检测信号来暂停关闭，和/或重新打开提升门10。

在某些实施例中，车辆1包括视频成像系统。这种系统可包括视频传感器22或者其他适合于观察车辆附近环境并且将这种数据提供给控制系统84的输入设备。在特定实施例中，该视频成像系统可用不同的接近传感方法和/或设备进行替换，例如雷达或超声波检测系统。因此，虽然所提及的是视频成像系统，在不同实施例中可以使用不同系统。所述的视频传感器22可以定位并改变为适合于配合不同的接近传感系统和设备。

提升门10可包括玻璃板14。玻璃板14优选为透明的。玻璃板14可由一片玻璃或多片或多层玻璃制成从而形成板。这些层可以由相同或不同类型的玻璃制成并且可包括层之间的插入件。作为一个实施例，可以使用安全玻璃，这种玻璃包括位于玻璃层之间或涂在玻璃板其中一个表面上的聚乙烯醇缩丁醛片。除玻璃之外，也可以使用其他类型的材料用于板，例如树脂或聚碳酸酯热塑性塑料，优选为保持玻璃的透明度。

玻璃板14可具有四个基本上直的边缘，从而可限定为大体四边形形状。确切的形状和尺寸可以根据车辆而变化，并且优选为符合车辆1的整体形状。玻璃板14也可以具有其他数量的边缘和形状，例如椭圆形、卵形或圆形。

玻璃板14可包括各种设备和机构。在某些实施例中，一个非限制性实施例是用于从玻璃板14的表面清除水或其他物体的刮擦器机构。在某些实施例中，可以存在除霜系统16。除霜系统16可以帮助清除冷凝物，例如霜或者雾。另外，除霜系统16可以帮助用户清除玻璃板14外部的雪和/或冰。除霜系统16可包括一个或多个位于玻璃板14表面上，或者位于两个或多个层之间的元件。除霜系统16能给玻璃板14供热。供热的一个方法可以是使电流经过位于玻璃板14之上，附近或之中的一组电阻。

在某些实施例中，提升门10可具有在其上安装玻璃板14的入口或开口。在特定实施例中，入口或开口可以小于玻璃板14的外部尺寸，使得玻璃板14的边缘在其内部表面上延续并且经过提升门10开口的内表面。因此，玻璃板14的内部表面边缘的一部分可与提升门10的一部分相接触。参考图4，在某些实施例中，显示入口尺寸的轮廓线42图示出玻璃板14的封闭部分52是如何出现的，在这里提升门10的开口或入口由轮廓线42的内部来表示。

玻璃板14还可包括一个或多个近场电极18，其与控制系统84配合用来检测附近电容体的存在，该电容体的结构在本领域是众所周知的。在某些实施例中，电极18可包括电磁振荡器和一个或多个电容传感器，电磁振荡器可以产生已知性质和已知量的电磁场，电容传感器用来检测该电磁场中表示存在物体的扰动。虽然始终提及“近场检测”和“近场电极”等等，但是这种传感器和检测器可以包括适用于内嵌在玻璃中的电容检测装置的其他形式。因此，虽然使用术语“近场”，但可以理解的是包括电容传感和其他类型的传感。在某些实施例中，电极18还可包括用来与场产生元件和/或控制系统配合从而检测物体存在的检测电路或开关。因此，虽然电极18是特定的，但它可以包括一个或多个用来与控制系统84或其他车辆特征配合以实现下述效果的近场检测系统部件或元件。电极18能够与例如视频成像系统的任何其他部件一起，向控制系统84提供或传送有关物体存在的信息或包括信息的信号，该物体可能会妨碍提升门10的操作。

在图示实施例中，沿玻璃板14的左侧、右侧和上侧边缘存在三个电极18。在其它实施例中，电极的数量和布置可以改变。作为某些非限制性实施例，在某些实施例中，可以仅仅沿玻璃板14的一侧、在两个相对侧面上、在两个相邻侧面上、在三个相邻侧面上或在玻璃板14的所有四个侧面上存在有电极。在玻璃板14的非四边形实施例中，电极18可沿玻璃边缘的不同部分局部地、基本上完全地或完全地延伸。如图4所示，可将至少一些电极18沿提升门10封闭的玻璃板14的部分52设置。

包括近场或电容传感器以及各种类型的电子或机械传感器的其它车身传感器17(图1)也可以设置在车辆1的提升入口50附近。这种传感器可以与控制系统84配合来帮助确定提升门10行进路径中障碍物的存在。

近场电极18与控制系统84一起可用来检测电容体的存在，例如人或人的肢体。控制系统84可被构造成具有阈值和检测极限信息，用于在识别附近电容体的存在时解释电极18的输入。另外，通过比较不同电极之间的输入，可以确定所测电容体的大概或准确的位置或接近程度，和/或尺寸。因此，通过监测电极18的输入和确定所测电容体的存在和属性，控制系统84可以如上所述地调整提升门10的操作。

参考图4，显示了玻璃板14。玻璃板14包括电极18和除霜系统16。如上所述，也可以存在其他系统或部件。电极18可包括或连接到一个或多个电极线(electrode wire)60。在某些实施例中，电极18可包括不同于电极线60的一个或多个线。电极线60将电极18联接到控制系统84、电源或适合于车辆的另一个部件上。优选地，电极线60不会遮盖或越过放在玻璃板114内部或其上的另一个部件或部件的一部分。优选地，电极线60伸向玻璃板114的边缘来与其它部件连接或连接到其它元件，或者电极线60适当地延伸到提升门10中。另外，虽然使用了术语“线”，也可使用适用于向电极18传导动力(例如电力)的其他材料、设备或系统。在一些实施例中，存在非线形导体。在某些实施例中，电极线可以将电极联接到电源并且起到一部分电极的作用。其他布置也是可能的。如图所示，上侧电极18的电极线60围绕右侧电极18同时向玻璃板114的底部延伸。

图5图示了图4所示玻璃板的替换实施例。除非特别说明，附图标记表示的部件与上述图1-图4中所述的类似，只是加了100。

电极118可被设置为沿玻璃板114的一侧有多于一个的电极118。虽然图示的电极118位于玻璃板114的相对侧，也可以使用其他布置和结构，包括上述图1-图2中所示的那种，沿玻璃板14的边缘具有两个以上电极。类似地，虽然在图5中图示了位于任一边缘上的仅两个电极118，但是可以使用更多或更少电极，这些电极或者如图所示地串联设置或与玻璃板114的边缘平行设置。在玻璃板中可以包含包括混和的单个电极和多个电极边缘的任何合适的变形或变换。

图6图示了图4所示的玻璃板的实施例的侧视图。除非特别说明，附图标记表示的部件与上述图1-图4中所述的类似，只是加了200。

电极218可以丝网印制(silk-screened)在玻璃板214的表面上。类似地，电极线260也可以丝网印制在玻璃板214的表面上。电极218和线260可以位于板214的内部或外部表面上。在某些实施例中，电极218可沿板214内部表面的至少一个边缘设置，因此可如上所述地被提升门封闭起来。优选地，电极线260可设置在任一表面上以使它们沿封闭部分延伸，如果有的话。

图7和图8图示了图4所示的玻璃板的实施例的侧视图。除非特别说明，附图标记表示的部件与上述图1-图4中所述的类似，只是加了300。

如图7中所示，玻璃板包括由合适材料制成的层314，如上所述。层314可以由相同或类似的材料制成并且优选为透明的。虽然图示了两个层314，也可以使用更多层。在构造、模制或组装期间，电极318可位于层314之间，并且优选为足够薄从而在层314被组装和/或连接时不会造成玻璃板光学性能的失真。虽然提及了一个电极318和电极线360，对于图7和图8以及其他附图来说，也可以设置附加电极作为系统的一部分。在某些实施例中，可以放置层314，然后将电极318和电极线360放在层314上的适当位置，然后将另一个层314放在该组件的上面。

在某些实施例中，玻璃板可形成为平面，然后被模制为曲面，弯曲或者以其他方式成形为适应车辆的期望轮廓。其他元件，例如除霜系统也可以放在层314之间。在存在多于两个层的实施例中，电极318和线360可与其他元件放在相同的层之间，或者这些元件放在两个不同层组之间。

参考图8，玻璃板314显示为组装之后的状态，电极318设置在其中。电极线360可延伸到玻璃板314的边缘从而允许连接外部部件。

图9和图10图示了包括带有电极的动力驱动玻璃板的车辆。参考图9，显示了车辆400。车辆400示出为是具有动力驱动的玻璃驾驶室后窗的轻型货车，但是也可以使用具有动力驱动的玻璃部分的车辆。在某些实施例中，动力驱动的玻璃可以是用电子仪器操作的并且车窗或其他玻璃表面可以选择性地设置在车辆的车身、框架、车门、窗口，提升门或其他部分中的腔室内。一个非限制性实施例是设在机动车车门中的乘客窗。在其它实施例中，也可以采用其他位置和应用，例如设置在动力驱动的月亮天窗(moon roof)之中、之上或附近的电极。在图示实施例中，车辆400包括后面板402。后面板402联接到动力驱动的玻璃板404。动力驱动的玻璃板404可通过任意合适方式在后面板402内上升或下降，例如通过直接相互作用或远程控制的机械或机电操纵。图示于图9中的动力驱动的玻璃板404处于打开或下降位置。

动力驱动的玻璃板404包括用于检测附近障碍物或阻碍物的近场电极406。如上所述，电极406可以是一个或多个电极，该电极位于多个位置中的任何一个，包括各个边缘，例如所示实施例中的上边缘。

图10图示了图9所示的车辆400，其中动力驱动的玻璃板404处于升起位置。在动力驱动的玻璃板404的操作期间，电极406向控制系统提供数据，该控制系统适用于解释信息并确定可能阻止动力驱动玻璃板404定位的物体的存在。如上所述，控制系统适用于响应于这种物体的检测来调整动力驱动的玻璃板404的操作。

图11图示了步骤序列500，可通过该步骤序列利用设在玻璃板之中或之上的近场物体检测传感器，使包括玻璃板的提升门下降。

结合序列500执行的各个任务可以通过软件、硬件、固件或其任意组合来实现。出于图示目的，接下来对序列500的描述涉及如上结合图1-图10所述的元件。实际上，序列500的一些部分可以通过所述系统的不同元件来实现，例如电极18、输入设备82、控制系统84和/或提升门电动机80。应当知道的是，序列500可包括任意数量的附加或替代任务，图示于图11中的任务不需要按图示顺序来实现，并且序列500可结合到更综合的过程或方法中，这些过程或方法具有未在此详细描述的其他功能。

输入设备可用来引起改变动力驱动的提升门的位置的请求。在一个实施例中，位置的改变可包括提升门的关闭。控制系统可以启动提升门的下降502。在下降之前，或者与下降基本同时地，控制系统可以另外向联接到玻璃板的多个近场传感器提供动力504，包括电力。这些传感器包括如上所述构造的电极。

在启动提升门下降502之后，传感器能够检测电容体506，可选地包括电容体的大概尺寸和位置的检测。响应于传感器的检测506，控制系统可以调整提升门的下降508。这种调整可包括连同其他响应一起降低关闭速度，暂停关闭和使提升门返回其打开位置。还可以进行指示调整508的声音或视觉反馈。

虽然在上面详细说明中已经给出了至少一个示例性实施例，可以知道的是存在相当大量的变形。还应该知道的是示例性实施例仅仅是示例，并未意欲以任何方式限制本发明的范围，应用或结构。更确切地，上述详细说明将为本领域技术人员提供一个实现示例性实施例的简便途径。还应理解的是在不脱离如随附权利要求及其法律等价物所述的发明范围的情况下，可在元件的功能和布置方面进行各种改变。

Claims (16)

1.一种用于检测物体的近场检测系统，该系统包括：

玻璃板，其包括至少两个层并具有第一边缘；

第一电极，其一体地布置在所述玻璃板的所述至少两个层之间并沿所述第一边缘设置来检测靠近所述玻璃板的物体的存在；和

第二电极，其一体地布置在所述玻璃板的所述至少两个层之间，所述第二电极适于检测靠近所述玻璃板的物体的存在，

其中所述近场检测系统比较所述第一电极和第二电极的输出以确定所述物体的位置，所述第一电极和第二电极用于响应于该物体的存在传送信号。

2.如权利要求1所述的近场检测系统，其中，所述第一电极基本上完全地沿所述第一边缘延伸。

3.如权利要求1所述的近场检测系统，其中，所述第二电极沿所述玻璃板的第一边缘设置。

4.如权利要求1所述的近场检测系统，其中，所述第二电极沿所述玻璃板的第二边缘设置。

5.如权利要求4所述的近场检测系统，其中，所述第一边缘与所述第二边缘相邻。

6.如权利要求4所述的近场检测系统，其中，所述第一边缘与所述第二边缘相对。

7.如权利要求1所述的近场检测系统，其中，所述玻璃板设置在车辆的提升门中。

8.一种使包括玻璃板的提升门下降的方法，该方法包括：

利用与所述玻璃板一体形成的多个近场传感器来检测物体；

比较所述多个近场传感器的输出以确定所述物体的位置；和

响应于所述物体的检测来调整所述提升门的运动。

9.如权利要求8所述的方法，其中，为所述多个近场传感器提供电力包括为用于产生输出信号的两个或多个电极提供电力，以及利用所述近场传感器检测物体包括比较所述两个或多个电极之间的输出信号。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述调整提升门的运动包括使所述提升门停止。

11.如权利要求8所述的方法，其中，所述调整提升门的运动包括重新打开所述提升门。

12.一种近场检测系统，包括：

车辆提升门，该车辆提升门包括：

玻璃板，其包括至少两个层；和

多个电极，该多个电极一体地形成于所述玻璃板的所述至少两个层之间，所述多个电极用来检测靠近所述玻璃板附近的物体；

提升门电动机，其联接到所述提升门并用于调整所述车辆提升门的位置；和

控制系统，其联接到所述电极和所述提升门电动机，所述控制系统用来操作所述提升门电动机，其中所述控制系统比较所述多个电极的输出以确定所述物体的位置。

13.如权利要求12所述的近场检测系统，其中，所述控制系统适合于响应于检测靠近所述玻璃板附近的物体的所述电极来打开所述车辆提升门。

14.如权利要求12所述的近场检测系统，其中，所述控制系统适用于关闭所述车辆提升门。

15.如权利要求14所述的近场检测系统，其中，所述控制系统适用于响应于来自所述电极的物体检测信号来停止关闭所述车辆提升门。

16.如权利要求12所述的近场检测系统，还包括联接到所述控制系统的视频成像系统，该控制系统适用于响应于来自所述视频成像系统的物体检测信号来停止关闭所述车辆提升门。

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