专利名称：用于机动车的操纵装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车的操纵装置或者说操作装置，其中，该操作装置用 于监测使用者进入(Benutzerzugriff)。操作装置具有压电传感器，该压电传感器为了记录 按压操作或者按键操作而与压力表面联接，使用者能够作用于该压力表面。
背景技术：
在机动车的不同的进入点上并且为了各种各样的目的，布置了用于使用者进入 的操作装置。使用者能够初始化机动车的切换过程(Schaltvorgang)或者其它功能，其 中，当前机动车中的操作装置经常使用电的或者电子的部件，以便形成操作链中的至少 一个环节。纯机械地工作的操作装置仅仅还很少能在车辆上找到。为了记录操作进入， 存在多种多样类型的操作装置。在一些装置中使用简单的接触开关，而在其它应用中也 使用具有电容式传感器或者利用压电效应的传感器的操作装置。为了在传感器中使用压电效应，使用合适的压电材料(石英或者例如钛酸钡)。 这种材料显示出所谓的直接的压电效应，压电效应在材料件机械变形时在材料件上形 成可量取的电压。在其它装置中，将压电活性(piezoaktive)的材料用作石英晶体振荡 器(Schwingquarze)，记录其由使用者进入引起的失谐(Verstimmung)并且用作传感器信号。在机动车领域中也公知的是，将压电传感器与电容式传感器组合，以便不仅能 够探测到短暂的操作而且另一方面能够探测到持续不断的操作。此外，相对于压电传感 器，电容式传感器允许检测使用者的进入。电容式传感器与压电传感器进行的这种组合 例如由 DE 10 2005 061754A1 得知。压电传感器相对于电容式传感器具有如下优点，即，压电传感器在更小的程度 上取决于周围环境条件，例如在感测区域中的露水或者雨水，并且因此提供更可靠的信 号。因为压电信号是短暂的脉冲式的信号，所以在没有额外地使用用于检测持续操纵的 传感器的情况下不可能广泛地在操作装置中实现。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种改善的并且简化的操作设备，该操作设备 以特别可靠的方式检测由使用者进行的持续不断的操作。该任务依据本发明通过具有权利要求1所述特征的装置以及通过具有权利要求8 所述特征的配属的方法得到解决。开头所提及类型的依据本发明的装置所表明的特征在于充电线路，该充电线路 为了给压电传感器充电而与该压电传感器联接。通过充电线路能够给传感器充电，直到 压电件(Piezo)的端部之间存在预先给定的电压值。此外，检测和分析CErfassungs-und Analyseeinrichtung)装置与压电传感器连接，
该检测和分析装置能够将压电传感器上存在的电压转换成数字化的值并且至少短暂地记录转换成的电压值的序列。控制装置通过有唤醒能力的输入端与压电传感器联接，并且 能够激活检测和分析装置。依据本发明，操作装置以如下方式起作用如果操作者操作了压电传感器(例如施加压力)，那么这引起压电传感器中的电 荷变化并且在传感器上产生可量取的电压。如果此外操作者施加了持续不断的操作或者 持续不断的压力，那么根据本发明这可以被检测到，这是因为由使用者进行的操作基于 每时每刻存在的交替的肌肉紧张(Muskelsparanmg)，即收缩和放松，决不会以具有相同 的压力的方式实现。相应地，在压电传感器上存在的电压与交替的肌肉紧张或者传感器 上交替的压力相应地发生变化。根据本发明，操作装置设有充电装置或者充电线路，该充电装置或者充电线路 能够将压电件置于预先给定的电荷状态中，在该电荷状态中，在压电件端部之间存在所 希望的偏移电压(Offset-Spamnmg)。依据本发明的这些措施带来的优点是，毫无问题地 检测围绕着偏移电压的电压升高和电压降低并且能够对其进行分析。即使在使用者尽力 无动静地进行操作时也出现的使用者的最小运动会在压电件中产生正的或者负的电荷并 且导致电压改变。围绕所希望的偏移值产生有干扰的交变电压，该交变电压以简单的方 式供分析之用并且用信号表示了操作者的存在。在该检测中，灵敏度可以通过置于压电 件上的电荷量进行调节。例如，将压电件充电到较少的电荷上(产生较小的电压)，那么 系统比在电压更高(例如5伏)时更灵敏。根据本发明，不对单个电压值进行评估，而是对多个彼此跟随的电压值的序列 作为电压分布来进行检测和评估。在此，以预先给定的频率进行扫描，例如以IkHz的频 率进行扫描，并且在几毫秒到几秒的时间跨度上监测电压分布。以这种方式，能够将误 操作(例如由于碰撞或者撞击到传感器上)与使用者操作区分开并且将该误操作排除掉。 即，根据信号分布能够识别干扰的影响。所以，例如无意的碰撞(落下的树枝或者停放 的车辆与路人的接触)通常具有尖锐的电压振动连同相对平滑地回到原始水平上，而使 用者操作由于所谓的波动的压力强度而给出干扰很厉害的电压曲线。依据本发明，根据测定的电压曲线能够实现的是，利用分析装置区分操作的种 类。适用应用本发明的是，为了分析信号能够使用任意已知的方法，尤其是能够对 电压波动的振幅以及波动的频率进行评估。为此，例如实施简单的傅立叶分析，以便测 定特征性的电压波动频率。已知的是，绷紧的肌肉例如在操作按键开关时具有所谓的动 作震颤(Aktions-Tremor)或者活动震颤(Aktivitats-Tremor)，即由绷紧引起的肌肉抽 搐。这种肌肉抽搐能够从电压值中滤出，这是因为该肌肉抽搐通常具有大约10至40Hz 的频率。单一的频率成分在该区域中的存在例如能够用于确定使用者操作。充电装置原则上能够将压电件连续地保持在所希望的偏移电压上，然而该充电 装置也可以通过控制装置来激活，以便仅仅有时调节压电件上的偏移电压。然而，也能够以对使压电传感器开始运作的数据进行评估来补充信号分析，或 者甚至完全通过这种评估来替代信号分析。如果连续地运行充电线路并且以如下方式控 制该充电线路，即，该充电线路维持电荷状态以实现压电件上所希望的电压值，那么流 动着的电荷能够用作压电件中电荷变化的量度。由于通过持续不断地操作传感器以交替的方式实现充电和放电，从而必须始终调节充电线路，以便有时从压电传感器上去除电 荷并且另一方面有时将电荷施加到该压电传感器上。在此，为了以所需的电荷值或者说 电流强度和持续时间进行充电而进行的分析同样能够用于检测使用者操作。此外，控制装置具有有唤醒能力的输入端，该输入端与压电传感器联接。依据 本发明，在控制装置的有唤醒能力的输入端上，在第一次操作压电件并且由此引起电压 脉冲时，唤醒控制装置并且将其置于询问状态。控制装置现在可以激活分析装置或者开 始进行其控制。因此，不需要持续地询问压电件上的电压，而是仅仅在控制装置通过有 唤醒能力的输入端上的电压脉冲被唤醒时才询问该电压。然后才开始对压电件上存在的 电压进行信号分析。如果充电线路不是连续地工作，那么事先也由控制装置来激活充电 线路，以便在压电件上通过充电来调节所希望的偏移电压。随后，由检测和分析装置以 所希望的频率扫描压电件上的电压并且获得相应的信号分布。该信号分布被转换成数字 化的值并且研究特征性的特征。尤其能够首先研究的是，初始的操作脉冲是否具有处于 如下值域内的宽度，该值域将所用的使用者操作识别为有效(通常例如50至100ms)。此 外，能够进一步分析曲线分布，以便检测使用者的持续不断的操纵。依据本发明，通过对压电传感器的充电实现了一种操作装置，该操作装置不带 有其它的传感器部件并且仅仅在使用压电传感器的情况下就允许检测持续操纵。在操作装置的优选的改进方案中，控制装置具有微控制器，其中，有唤醒能力 的输入端上的信号能够在微控制器中触发中断。在依据本发明的操作装置中使用微控制器是有利的，因为商业通用的微处理器 通常已经具有由本发明使用的输入端。这种微处理器尤其具有有唤醒能力的输入端，并 且能够通过简单地调适运行的软件来被编程，用于控制分析装置或者本身用于实施分析 功能。微控制器也可以承担充电线路的基本任务，或者充电线路能够完全在微处理器 中实施。因此，微处理器能够以这种方式将控制装置、充电线路以及分析装置集于一 体。在一种改进方案中，控制装置也与充电线路联接，以便控制该充电线路用于给 压电传感器充电。有利的是，充电线路不是将压电传感器连续地充电到预先给定的电荷状态，而 是仅仅在控制装置(例如微处理器)已被唤醒并且在传感器上出现操纵事件时才进行充 电。然后传感器才被短暂地充电(例如到50至150mV)，并且以增加的灵敏度不仅用于 分析上升的电压而且用于分析下降的电压。优选地，分析装置的输出端与控制装置联接，以便将一个或者多个电压值传送 到控制装置上。在一方面分析装置和另一方面控制装置多件式地构成时，控制装置的分析装置 能够提供所检测的电压值，以便控制装置实现进一步评估或者对例如充电线路的控制。 电压值可以一方面用于检测操作，并且另一方面用于控制充电线路，由此遵守在先的电 荷状态。在特别优选的实施方式中，控制装置和分析装置在同一个微控制器中实施。在 这种情况下，这两个装置不可分开地连接，例如作为在微控制器上实施的程序的部分，
6该程序不仅具有分析功能而且具有控制功能。在本发明的另一方面，提出了用于检测对机动车上操作装置的操纵的方法，其 中，操作装置具有压电传感器，该压电传感器为由使用者进行按压操作或者按键操作而 布置，并且该压电传感器与压力表面联接。该方法的基本步骤在于，监测压电传感器上存在的电压，其中，当超过了压电 传感器上预先给定的电压值时，在微处理器中触发中断。响应该中断触发，压电电压被 扫描，其中，当压电电压显示出具有特征性特征的信号分布时，识别出使用者操作。例 如能够在脉冲宽度、波动频率或者类似参数方面对这种信号分布进行分析。随后，在识别出使用者操作的情况下，响应使用者操作，初始化用于进入控制 (Zugriffskontrolle)的无线电对话(Funkdialog)，其中，开展车辆与由使用者随身携带的 ID发送器之间的通信。此外，继续扫描压电电压，其中，将电压的关于时间的信号分布 数字化，并且对该信号分布进行信号分析，并且在信号分布显示出对压电传感器的持续 不断的操作时，发出操作信号。利用依据本发明的方法以及在其中指出的步骤，例如在机动车门把手上以舒适 的方式实现进入控制。使用者操纵操作元件，例如机动车门把手上的按键表面，其中， 按键表面与压电传感器联接并且将按键压力传送到该压电传感器上。此出现的按键压力 唤醒微控制器，该微控制器扫描传感器上存在的压电电压并且检测所出现的电压脉冲的 脉冲宽度。对于显示出特征性的脉冲宽度的情况来说，由机动车通过机动车上的发射天 线发出具有特征性数据的授权电报。如果已授权的ID发送器位于接收区域中并且该ID 发送器对相应的电报进行应答，那么由ID发送器将授权消息发回到机动车上。继续扫描 门把手上压电电压来检查对按键的持续不断的操纵是否在持续(例如多于0.5s)，并且 能够依赖于该情况开启所涉及的门的闭锁装置。
现在根据附图对本发明进行详细阐述。图1示出了压电传感器上的特征性的电压分布。图2示出了依据本发明的装置的示意性结构。
具体实施例方式在图1中示出了在依据本发明的装置中在压电传感器上量取的电压信号关于时 间的分布。很明显的是，首先也就是在时间点t = Oms时给压电传感器充电，从而传感 器端部之间存在75mV的偏移电压。在关于时间的信号段dtl中可以看到电压信号分布， 该电压信号分布例如由碰撞，例如由撞击在传感器上的物体(例如雨伞或者购物车)产 生。在短暂的尖锐的振动之后，压电传感器上的电压以平滑的曲线回到偏移电压上，该 电压在时间间隔dtl结束时(在大约210ms时)达到该偏移电压。与此相反地，在时间间隔dt2中示出了当操作者用持续不断的压力作用于压电 传感器上时压电传感器上的电压信号分布。很明显的是，首先同样产生了剧烈的信号振 动，其中，随后，充电装置给压电传感器充电或者放电，以便重新调节到75mV的偏移 电压。电压随着强烈的噪声和各种振动围绕着该偏移电压波动，这用信号表示了由使用者进行的持续不断的操作，使用者还施加了压力。电压波动尤其通过使用者的肌肉震颤 而引起。在整个持续时间期间，充电装置是活动的并且尝试以如下方式重新调节压电件 的电荷状态，即保持偏移电压。直接很明显的是，可以用简单的信号分析以已知的方式来区分各个信号分布， 尤其是例如当用已知的分析方法(例如信噪比(SNR)或者傅立叶分析)来评估电压的噪 声比或者波动频率的时候。以这种方式，能够可靠地区分像在时间间隔dt2中存在的那样 的持续不断的操作与像例如在dtl中示出的那样的无意的操作或环境影响。图2以示意性的方式示出了依据本发明的操作装置。压电传感器1与微处理器 2联接。在微处理器中，不仅实施了检测和分析装置3，而且实施了控制装置4。压电 传感器1与微处理器2的有唤醒能力的输入端连接，以便能够激活检测装置3和控制装置 4。在压电传感器和微处理器之间的联接路径中能够布置其它的电的和电子的部件，然而 出于概览的缘故在这里没有示出这些部件。本领域技术人员能够在其专业知识的范围内 毫无问题地补充这些部件，用于在微处理器上测定电压或者触发中断。微处理器2通过控制线路与充电装置5联接，该充电装置通过电源6供电。如上 所述，微处理器也可以承担充电装置的任务，在这种情况下，会在微处理器中实施充电 装置5、控制装置4以及分析装置3，即构成为一个部分。然而，在该示例性的视图中分 开地示出了这些功能性的组件，以便详细阐述工作原理。充电装置5能够给压电传感器 充电到所希望的电荷状态，其中，检查压电件上的额定电压。充电装置的起动能够由微 处理器通过控制线路引起。例如控制充电装置，以便保持压电传感器上的预先给定的电 压偏移(例如像图1中的75mV)。为此，根据存在的电压给压电传感器充电或者放电。 到额定值上的这种调节与由使用者操作压电传感器引起的电压波动相反地作用，从而充 电装置在使用者持续不断的影响下反复地给压电件充电或者放电。由此引起的波动的或 者有噪声的电压值由微处理器进行检测，尤其是由检测和分析装置进行检测。此外，车 辆的中央控制单元7与微处理器2联接。如果微处理器2检测到压电传感器1的有效的 使用者操作，那么该微处理器能够使中央控制单元获悉该使用者操作，并且该中央控制 单元能够引起相应的切换功能(Schaltfunktion)或者与使用者随身携带的ID发送器进行通
信°很明显的是，由充电装置进行的电压值的调节不应该比对压电电压的评估进行 得更快，以便不会歪曲结果。这无论如何是适用的，只要压电体的电压被用于对操纵的 评估。如果是由充电装置改变的电荷被检测并且用于评估，那么该限制就不重要了。在本发明的框架内可以实现大量变型方案，尤其能够检测、分析和评估压电传 感器的完整的并且综合性的操作模型，其中，能够依赖于操作模型触发不同的切换功 能。此外，也能够通过选择压电传感器的额定电荷状态来调节该传感器的灵敏度，因为 更高的偏移电压相对于由变形引起的波动来说提供了更小的灵敏度。
权利要求
1.用于机动车的操作装置，用于对使用者进入进行监测，所述操作装置具有压电传 感器，所述压电传感器被布置，用于由使用者进行按压操纵或者按键操纵，并且所述压 电传感器与压力表面联接，其特征在于，设置有充电线路，所述充电线路被联接，用于给所述压电传感器充电，其中，所述 压电传感器能够通过所述充电线路充电，直到存在预先给定的电压值，检测和分析装置与所述压电传感器联接，所述检测和分析装置将所述压电传感器上 存在的电压转换成数字化的值并且能够记录转换成的电压值的序列，控制装置经由有唤醒能力的输入端与压电传感器联接，并且所述控制装置能够激活分析装置。
2.按权利要求1所述的操作装置，其中，所述控制装置具有微控制器，并且在所述有 唤醒能力的输入端上的信号能够在所述微控制器中触发中断。
3.按权利要求1或2所述的操作装置，其中，所述控制装置与所述充电线路联接，以 便控制所述充电线路去给所述压电传感器充电。
4.按上述权利要求中任一项所述的操作装置，其中，所述分析装置的输出端与所述 控制装置联接，以便将一个或者多个电压值传送到所述控制装置。
5.按权利要求4所述的操作装置，其中，所述控制装置依赖于当前的电压值来控制所 述充电线路。
6.按上述权利要求中任一项所述的操作装置，其中，所述控制装置和所述分析装置 在同个微控制器中实施。
7.按上述权利要求中任一项所述的操作装置，其中，所述控制装置和所述充电线路 在同个微控制器中实施。
8.按上述权利要求中任一项所述的操作装置，其中，所述操作装置构成为用于对机 动车的进入授权进行控制的系统的部分，其中，所述控制装置与所述车辆中的中央控制 单元联接，以便依赖于在所述压电传感器上检测到的电压值序列来初始化用于对使用者 的进入授权进行控制的无线电对话。
9.用于检测对机动车上操作装置的操纵的方法，其中，所述操作装置具有压电传感 器，所述压电传感器被布置，用于由使用者进行按压操纵或者按键操纵，并且所述压电 传感器与压力表面联接，所述方法具有以下步骤监测所述压电传感器上存在的电压，其中，当超过预先给定的电压值时，在微控制 器中触发中断，扫描压电电压，其中于是，当所述压电电压显示出预先给定的信号分布时，识别出 使用者操作，响应所述使用者操作，初始化用于进入控制的无线电对话，继续扫描所述压电电压，其中，将关于时间的信号分布数字化并对所述信号分布 进行信号分析，并且于是，在所述信号分布显示出对所述压电传感器的持续不断的操作 时，发出操作信号。
10.按权利要求9所述的方法，其中，在继续扫描所述压电电压之前以及期间，重复地或者连续地给所述压电传感器充电，直到达到预先给定的电压值。
11.按权利要求9或10所述的方法，其中，在继续扫描所述压电电压之前以及期间， 重复地或者连续地给所述压电传感器放电，直到达到预先给定的电压值。
12.按权利要求10或11所述的方法，其中，重复地检测为了充电或者放电所需要的 电荷量，并且为了检测持续的操作对所述电荷量进行评估。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车的操纵装置，其用于监测使用者进入。该装置具有压电传感器，该压电传感器为由使用者进行按压操作或者按键操作而布置，并且该压电传感器与压力表面联接。设置了充电线路，为了给压电传感器充电，该充电线路充电直到存在预先给定的电压值。检测和分析装置将压电传感器上存在的电压转换成数字化的值并且记录转换成的电压值的序列。控制装置通过有唤醒能力的输入端与压电传感器联接，并且激活分析装置。在控制装置中布置了微处理器，并且有唤醒能力的输入端上的信号在微控制器中触发中断。
文档编号H03K17/96GK102025363SQ201010289909
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者安德烈亚斯·佩施尔, 马丁·维特 申请人:胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司