用于检测机动车辆的可开启部分的开度的方法和相关联的检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测机动车辆的可开启部分(ouvrant)的开度的方法和一种相关联的启用装置。

背景技术

目前，机动车辆的可开启部分(车门或行李箱)的开度是通过由专用传感器(诸如，接触式检测传感器或霍尔效应传感器或其他传感器)在每个可开启部分中执行的检测来检测的。

五个专用传感器(4个车门和1个行李箱)的并入表示车辆的重大附加成本。

本发明提出了一种检测方法和一种检测装置，它们的成本低得多，同时是可靠的且实施起来简单。

发明内容

本发明涉及一种用于通过检测装置检测机动车辆的可开启部分的开度的方法，该检测装置包括至少两个超高频通信模块，每个模块分别位于不同的可开启部分上并连接到电子计算机，该检测装置允许“免手动”访问车辆，该方法的显著之处在于，这些模块能够识别彼此，第一可开启部分的开度角是基于以下来确定的：

a)当与所述两个模块相关联的两个可开启部分关闭时第一通信模块位于其上的第一可开启部分的旋转点与第二模块的位置之间的第一距离，

b)第一可开启部分的旋转点与第一模块在所述可开启部分上的位置之间的第二距离，

c)当与两个模块相关联的两个可开启部分关闭时两个模块之间的距离，

d)所述模块之间的距离，所述距离由在两个模块之间交换的超高频辐射的飞行时间确定。

优选地，在校准阶段中事先确定当两个可开启部分关闭时两个模块之间的距离、连同第一距离和第二距离。

本发明还涉及一种用于检测机动车辆的可开启部分的开度的装置，该装置包括至少两个超高频通信模块，每个模块位于车辆的不同的可开启部分上并连接到电子计算机，该检测装置允许“免手动”访问车辆，该装置的显著之处在于，它进一步包括：

a)用于使模块在彼此当中进行识别的器件，

b)用于基于在位于第一可开启部分上的第一模块与位于第二可开启部分上的至少第二模块之间交换的超宽带辐射的飞行时间来估计这两个模块之间的距离的器件，

c)用于基于因此估计的距离以及当第一可开启部分和第二可开启部分关闭时第一模块和第二模块在车辆上的位置来确定与第一模块相关联的第一可开启部分的开度的器件。

有利地，第一模块和第二模块在车辆上的位置由以下各者组成：

a)当与所述两个模块相关联的第一可开启部分和第二可开启部分关闭时第一通信模块位于其上的第一可开启部分的旋转点与第二模块的位置之间的第一距离，

b)第一可开启部分的旋转点与第一模块在所述可开启部分上的位置之间的第二距离，

c)当与两个模块相关联的两个可开启部分关闭时两个模块之间的距离。

本发明还适于包括根据上文陈述的任一特征的检测装置的任何机动车辆。

附图说明

在阅读以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得更加显而易见。该描述纯粹是图示性的，并且应参考附图来阅读，其中：

图1：图1示意性地示出了根据本发明的包括检测装置的机动车辆，

图2：图2是示出根据本发明的检测方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的配备有检测装置的机动车辆V。

车辆配备有检测装置D，该检测装置包括至少两个UWB(超宽带)通信模块10、20；在图1中所示的示例中，将考虑三个UWB模块10、20、30，这些模块允许用户“免手动”访问和/或启动车辆V。两个通信模块(即，第一模块10和第三模块30)位于车辆V的两个前车门P1、P3中，并且第二通信模块20位于车辆V的行李箱的舱口P2处。检测装置D还包括电子计算机100，该电子计算机与通信模块10、20、30通信以便与所述模块发送和接收信息。

用于访问机动车辆V的“免手动”访问系统允许所授权的用户锁定和/或解锁他的车辆V的可开启部分P1、P2、P3，而不必物理地按压钥匙上的按钮。为此，车辆识别由用户携带的便携式装置，诸如钥匙的标记徽章(badge)或遥控器、或甚至是智能手机，而如果标记徽章、遥控器、钥匙或手机位于车辆V周围的预定区域中或位于车辆V中并被识别为属于车辆V，则车辆V取决于用户的意图自动锁定/解锁其可开启部分，而用户不必物理地操纵钥匙。

为此目的，当用户接近车辆V时，通过无线通信链路(例如，UWB(超宽带)链路)在访问装置(例如，电子标记徽章或移动电话)与通信模块10、20、30之间建立通信，以便凭借其标识符对所述访问装置进行认证。

为此，通信模块10、20、30包括天线以用于接收由访问装置发送的标识符。每个通信模块连接到车辆的电子计算机100(称为ECU，即电子控制单元)，该通信模块将标识符传输到该电子计算机。

取决于由车辆V识别的便携式装置的位置，在所述位置区域中，自动实施特定于所述位置区域的一些操作，诸如解锁/上锁或初步接通乘客舱照明(也称为“迎宾照明”)。

超宽带(UWB)是一种基于脉冲传输的无线电调制技术，其持续时间非常短，常常小于一纳秒。因此，带宽可以达到非常高的值。

访问装置与近距离的通信模块10、20、30的接近性(距离小于10cm)以及对由计算机接收到的标识符的辨识结合对用户的手的存在的检测，这允许锁定或解锁门。

为了检测用户的手的存在并允许解锁车辆的可开启部分P1、P2、P3，已知使用电容传感器。通常，一个电容传感器专用于一个区域。

为此目的，通信模块10、20、30通常位于可开启部分P1、P2、P3中，并且只有在可开启部分关闭时才操作，因此：

a)当用户接近以便解锁先前已关闭的可开启部分P1、P2、P3时，

b)当用户离开以便锁定刚刚关闭的可开启部分P1、P2、P3时，

c)当用户身处车辆V的乘客舱中并希望启动他的车辆V时，并且可开启部分先前已关闭以在启动车辆V时确保用户的安全。

通信模块10、20、30用于“免手动”访问和/或启动的操作是本领域技术人员已知的，并且此处将不进行进一步详述。

如图1中所示，每个可开启部分(无论它是前车门P1或P3，还是后行李箱P2)配备有相应的通信模块10、30或20。

每个通信模块10、20、30以已知的方式包括：

a)UWB通信天线，

b)UWB发射器/接收器电路，

c)用于识别用户的便携式装置的器件，这些器件替代地被包括在电子计算机100中。

本发明提出，所述通信模块还能够检测车辆的可开启部分的开度，且因此，与现有技术形成对比，所述通信模块10、20、30也在可开启部分P1、P2、P3开启时操作。

在本描述的其余部分中，举例来说，第一模块10位于其上的第一可开启部分P1的开度角将由位于第二可开启部分P2上的第二模块20确定，但本发明显然在细节上作必要修改后适于位于车辆V上的其他可开启部分P2、P3。

为此目的，根据本发明，检测装置(D)还包括：

a)用于使模块10、20、30在彼此当中进行识别的器件M1，

b)用于基于在所述模块(称为第一模块10)与至少第二模块20之间交换的超宽带辐射的飞行时间t'来估计这两个模块10、20之间的距离的器件M2，

c)用于基于因此估计的距离来确定与第一模块10相关联的第一可开启部分P1的开度的器件M3。

识别器件M1包括用于如下的器件：在由另一通信模块10、20、30接收到的标识符ID和存储的标识符之间进行比较，以便检查接收到的标识符对应于同一车辆V上的模块10、20、30，并且以便将该模块与车辆V上的可开启部分和预定位置相关联，如下文所描述的。替代地，识别器件M1可被包括在电子计算机100中，该电子计算机使从通信模块10、20、30获得的信息集中。

用于估计第一模块10与至少第二车载模块20之间的距离的器件M2由用于估计在第一模块10与第二模块20之间交换的辐射的飞行时间t'的器件组成。基于在两个模块10、20之间往返行进的辐射的飞行时间t'，有可能基于以下公式来计算两个模块之间的距离d'：

[数学公式1]

其中c是光速，即3x108 m/s，

t'是第一通信模块10对辐射的发射瞬间与所述第一模块10对由第二通信模块20反射的辐射的接收瞬间之间的周期，或反之亦然。

用于确定第一可开启部分P1的开度的器件M3包括用于基于因此计算的距离d'来计算所述第一可开启部分P1相对于其在车辆上的固定立柱的开度角θ'的器件、以及用于与预定的初始角度θ进行比较的器件，如下文所描述的。

这在图1中进行了图示。通信模块10、20、30最初分别放置在车辆V的可开启部分P1、P2、P3上的点P、O和Q处。点N被定义为包括第一模块10的第一可开启部分P1(也就是说，在这种情况下为车门P1)的旋转点。

当车门P1开启时，第一模块10从第一位置P移动到第二位置P'，从而在车门与车辆V上的固定车门立柱之间限定开度角θ'。

当第一可开启部分P1和第二可开启部分P2关闭时，旋转点N连同在车辆V上第一模块10的位置P和第二模块20的位置O形成了第一个一般三角形。该第一个三角形中的顶角N将被称为初始角度θ。

当第一可开启部分P1开启并且第二可开启部分P2关闭时，旋转点N连同第一模块10'的新位置P'和第二模块10的位置O形成了第二个一般三角形。将角度θ'视为第一可开启部分P1(也就是说，车门P1)相对于其在车辆上的固定立柱的开度角，该第二个三角形中的顶角N将被称为α，其中α＝θ+θ'。

由于第一个一般三角形和第二个一般三角形的各边的长度是已知的，因此我们可以计算初始角度θ和开度角θ'，如下文所描述的。

事实上，当与所述两个模块10、20相关联的两个可开启部分P1、P2关闭时，在第一可开启部分P1的旋转点N与第二模块20的位置O之间的第一距离m是已知的。该第一距离m可在车辆V的设计或制造期间确定或测得。

第一可开启部分P1的旋转点P与所述相关联的模块10在所述可开启部分P1上的位置P之间的第二距离h也是已知的。类似地，该第二距离h可在车辆V的设计或制造期间确定或测得。显然，第二距离h不会根据第一可开启部分P1是开启还是关闭而变化，因为它对应于第一模块10在第一可开启部分P1上相对于所述第一可开启部分P1的旋转轴线N的位置。

同样地，当两个可开启部分P1、P2都关闭时，第一模块10与第二模块20之间的距离d是已知的，并且所述距离可在车辆V的设计或制造期间确定或测得，或替代地通过测量在两个模块之间交换的辐射的飞行时间来确定或测得，并被记录在模块10、20中的每一个中或中央计算机100中。

在这些距离已知的情况下，通过应用一般三角形的数学公式，我们获得：

[数学公式2]

因此，当对应的可开启部分P1、P2关闭时，初始角度θ由第一距离m、第二距离h以及两个模块10、20之间的距离d确定。

如先前所解释的，当第一可开启部分P1开启时，两个所述模块10、20之间的新距离d'是通过使用在两个模块10、20之间交换的UWB辐射的飞行时间t'来确定的(见[数学公式1])。

类似地，通过应用一般三角形的数学公式，我们获得：

[数学公式3]

且因此：

[数学公式4]

因此，用于确定第一可开启部分P1的开度的器件M3包括用于基于以下各者来计算开度角θ'的器件：

a)当对应的可开启部分(也就是说，第一可开启部分P1和第二可开启部分P2)关闭时第一模块与第二模块20之间的距离d，

b)当两个可开启部分P1、P2关闭时第二模块20与第一可开启部分P1的所述旋转点N之间的第一距离m，

c)第一模块10与相关联的可开启部分(也就是说，第一模块10位于其上的第一可开启部分P1)的旋转点N之间的第二距离h，

d)当第一可开启部分P1已开启并且第二可开启部分P2关闭时两个模块10、20之间的距离d'，该距离是基于在两个模块10、20之间交换的UWB辐射的飞行时间t'确定的。

识别器件M1、估计器件M2和确定器件M3优选地呈软件形式，并被集成到模块10、20、30中的每一个中，或者可替代地被包括在电子计算机100中，该电子计算机基于它从通信模块10、20接收到的信息(在这种情况下为在两个模块10、20之间交换的UWB辐射的飞行时间t'以及每个模块10、20的标识符ID1、ID2)来确定可开启部分的开度角θ'。其他距离(即，当可开启部分P1、P2、P3关闭时的第一距离m、第二距离h、以及两个模块之间的距离d)是事先确定的数据并被存储在每个模块10、20、30中抑或电子计算机100中。

现在将描述图2中所图示的方法。

在第一步骤E1中，当两个可开启部分P1、P2关闭时，第二模块20与第一可开启部分P1(其开度将有待确定)的旋转点N之间的第一距离m是已知的，正如两个模块10、20之间的距离d是已知的那样。旋转点N与第一模块10在车门上的位置之间的第二距离h也是已知的，如先前所解释的。

在第二步骤E2中，这些模块向彼此传达其标识符ID1、ID2(步骤1b)，使得它们知道它们位于哪个可开启部分上且因此可以正确地关联在位于关闭的可开启部分上的模块与其开度将有待确定的可开启部分的旋转点之间的第一距离m、以及所关注的两个模块(也就是说，位于其开度将有待确定的可开启部分上的模块和位于关闭的可开启部分上的另一模块)之间的距离d。因此，在该示例中，第二模块20和第一模块10交换它们的标识符ID1、ID2。

然后，在第三步骤E3中，基于上文详述的距离m、h、d并根据公式[数学公式2]来确定初始角度θ。

在这之后是在第四步骤E4中，使用在两个模块10和20之间交换的辐射的飞行时间t'来计算两个模块10和20之间的距离d'(见[数学公式1])。

然后，在第五步骤E5中，两个模块10、20交换它们的标识符ID1'、ID2'，以便确定当它们各自的可开启部分P1、P2关闭时的第一距离m、第二距离h、以及它们之间的距离d。可在两个模块10、20之间的UWB通信期间同时执行步骤E4和E5。

基于因此计算的该距离d'和预先确定并记录的距离m、h、d，在第六步骤E6中，有可能计算开度角θ'，如上文所解释的，该开度角是可开启部分P1的旋转点N处的顶角，其属于当第一可开启部分P1开启并且第二可开启部分P2关闭时由可开启部分P1的旋转点N、通信模块10在可开启部分P1中的位置P'和另一模块20的位置O定义的三角形。

[数学公式5]

其中：

m是当两个可开启部分都关闭时第一可开启部分P1的旋转点N与第二模块20之间的距离，

h是旋转点N与第一模块10之间的距离，

d'是当第一可开启部分P1开启并且第二可开启部分P2关闭时两个模块10、20之间的距离，其由飞行时间t'确定，

θ是在可开启部分P1的旋转点N处的初始顶角，其属于当两个对应的可开启部分P1、P2或与所述两个模块10、20相关联的那些可开启部分关闭时由可开启部分P1的旋转点N、通信模块10在可开启部分P1中的位置P'、以及位于同一车辆V上的第二模块20的位置O定义的三角形。

因此，第一模块10位于其上的第一可开启部分P1的开度角θ'可通过使用以下各者来确定：

a)当与所述两个模块10、20相关联的两个可开启部分P1、P2关闭时第一可开启部分P1的旋转点N与同一车辆V上的至少另一模块20之间的第一距离m，

b)当两个可开启部分关闭时两个模块10、20之间的距离d，

c)第一可开启部分P1的旋转点N与所述第一模块10之间的第二距离h，第一距离m和第二距离h可能地是事先确定的，例如在将所述两个模块10、20安装于车辆V中期间，

d)所述第一模块10与第二模块20之间的距离d'，其由在两个模块10、20之间交换的UWB辐射的飞行时间t'确定。

更精确地，第一可开启部分P1的开度可由以下各者确定：

a)当对应的可开启部分P1、P2关闭时两个模块10、20在车辆上的位置，这使得能够确定第一距离m、第二距离h以及两个模块之间的距离d，

b)两个模块之间的距离d'，其由在所述两个模块10、20之间交换的UWB辐射的飞行时间t'确定。

因此，本发明的巧妙之处在于，它使得能够使用车辆V上的通信模块来确定可开启部分的开度，这些通信模块的主要功能是控制可开启部分的“免手动”开度。

本发明甚至更有利之处在于，它成本低廉且容易实施。