[發明專利]基于冗余耦合測量的電容式傳感器保護診斷

有效

• 申請號: 201980079649.8
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN113165553B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: F·奧爾索斯;T·法貝爾;E·霍爾茨阿普費爾;M·皮茨
• 申請（專利權）人: IEE國際電子工程股份公司
• 主分類號: B60N2/00
• 分類號: B60N2/00;B60R21/015
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

提出了一種操作電容式感測裝置(10)以診斷至少一個保護電極(36，36'，36”)的流電連接的方法。該電容式感測裝置(10)包括至少一個感測?保護電容式傳感器(28，30，32)和電容測量電路(12)，該電容測量電路被配置為根據在至少一個感測?保護電容式傳感器(28，30，32)中流動的復感測電流來確定未知電容的復阻抗。感測?保護電容式傳感器(28，30，32)包括第一導電感測電極(34)和第一導電保護電極(36)以及與第一感測電極(34)流電分離的至少第二導電感測電極(34')，以及至少第二導電保護電極(36'，36”)。

技術領域

本發明涉及一種操作用于診斷保護電極的流電連接的電容式感測裝置的方法、使用該方法的電容式感測裝置、包括該電容式感測裝置的車輛方向盤以及用于自動執行該方法的軟件模塊。

背景技術

電容式傳感器以及采用電容式傳感器的電容測量和/或檢測裝置具有廣泛的應用，并且尤其用于檢測天線電極附近的導電體或本體部分的存在和/或位置。如本文所使用的，術語“電容式傳感器”表示一種傳感器，其響應于在電場中被感測到的東西(人、人體的一部分、寵物、物品等)的影響而產生信號。電容式傳感器通常包括至少一個天線電極，在傳感器工作時，振蕩的電信號被施加到該天線電極上，并且該天線電極隨后將電場發射到天線電極附近的空間的區域中。該傳感器包括至少一個感測電極(其可以與發射天線電極相同或不同)，檢測在該感測電極處物體或生物對電場的影響。

在機動車輛傳感器應用的領域中，已知采用電容式傳感器來向自動駕駛輔助系統(ADAS)提供輸入，例如用于安全帶提醒(SBR)系統或輔助約束系統(ARS)的致動控制的目的。感測到的信號可以用作ADAS做出決定的基礎，例如，決定是否將安全氣囊系統部署到特定的車輛座椅。

已經以各種方式提出了電容式乘客感測系統，例如，用于控制一個或多個安全氣囊的展開，例如駕駛員安全氣囊，乘客安全氣囊和/或側面安全氣囊。Jinno等人的US6,161,070涉及一種乘客檢測系統，其包括安裝在汽車中乘客座椅的表面上的單個天線電極。振蕩器將振蕩的電壓信號施加到天線電極，從而在天線電極周圍產生微小的電場。Jinno建議根據流到天線電極的電流的幅度和相位來檢測座椅上是否有乘客。

在機動車輛應用中使用電容式傳感器的另一個示例是所謂的“離手檢測(Handsoff Detection-HoD)”系統，其中一個或多個傳感器提供有關駕駛員是否將手放在車輛的方向盤上的信息。該信息可以傳輸到例如自適應巡航控制(ACC)的ADAS，其根據提供的傳感器信號可以警告駕駛員并提醒他或她再次控制方向盤。特別地，這種HoD系統可以用于支持滿足維也納公約(Vienna convention)的要求，即駕駛員必須始終保持對車輛的控制。HoD系統也可以應用在停車輔助系統或配置用于高速地評估駕駛員活動的ADAS中。

在一些(所謂的“加載模式”)電容式傳感器中，至少一個天線電極同時用作感測電極。在這種情況下，測量電路響應于向其施加的振蕩電壓來確定流入至少一個天線電極內的電流。電壓與電流的關系產生在至少一個天線電極和地電勢之間的復阻抗。在電容式傳感器的替代型式中(“耦合模式”電容式傳感器)，發射天線電極(一個或多個)和感測電極(一個或多個)彼此分離。在這種情況下，測量電路確定在至少一個發射天線電極正在工作時在感測電極中感應的電流或電壓。

例如，在J.R.Smith等人的標題為“Electric Field Sensing for GraphicalInterfaces(用于圖形界面的電場感測)”的技術論文(公開于IEEE Computer Graphicsand Applications，18(3)：54-60，1998)中解釋了不同的電容感測機制，其全文以引用方式并入，對允許通過引用方式并入的司法管轄區有效。