[發明專利]用于交替加熱運行和電容測量運行的電路系統及相關方法

在審

• 申請號: 202310097535.4
• 申請日: 2023-01-19
• 公開（公告）號: CN116500345A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: F·威蘭;G·丹尼爾
• 申請（專利權）人: 普瑞有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;B60N2/00;B60N2/56;B62D1/04;B62D1/06;H05B1/02;H05B3/12;H05B3/34;H05B3/78
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

本發明涉及一種借助公共加熱線執行交替加熱運行和電容測量運行的電路和方法，包括步驟：執行加熱運行，通過控制電路的切換，一對第一開關元件和一對第二開關元件處于導電狀態，所述第一和第二開關元件與加熱線串聯連接；加熱線分別經由第一和第二開關元件導電連接至不同的加熱電勢中的一個，使得向加熱線施加加熱電流；控制電路觸發第一和第二開關元件切換到測量運行，使得兩個導電連接在測量運行中被多次中斷；執行測量運行，其中檢測電路向加熱線施加交流電壓源的交流電壓來確定加熱線相對于參考電勢的測量電容；執行測試階段，控制電路將測試電路切換成使得測試阻抗連接測量電容，并且檢測電路至少檢測測量電容的相關變化，和/或確定總阻抗。

背景技術

機動車輛的方向盤和駕駛員座椅通常配備有電加熱器作為車輛中的舒適功能，為此，用加熱線穿過握持區域、特別是方向盤的方向盤邊緣或座椅的坐墊和背墊。加熱線穿過座墊和靠背。出于安全考慮，但也為了實現附加的舒適功能，還需要能夠對接觸或至少接近執行檢測的能力，例如所謂的“上手檢測”，其中該上手檢測是關于監控方向盤輪緣的握持，或者執行駕駛員-乘客識別，在此例如涉及激活或去激活特定于座椅位置的特殊舒適功能。因此出現了，在所謂的測量運行中將處于非加熱階段中的加熱線用作電極，以進行電容性接近檢測。由于通常用脈寬調制的加熱電流進行加熱運行，因此存在沒有加熱電流并用于測量運行的階段。為了在測量運行中避免來自“各方面”的干擾，即避免提供加熱電流的加熱電壓的所有電極引起的干擾進入作為電容電極的加熱線與參考電極(或接地電勢)，例如，從DE?11?2014?002?044?T5中已知，通過場效應晶體管在測量運行中將所有電極上的加熱線與提供不同加熱電勢的電極分離。開關裝置，特別是場效應晶體管，具有寄生電容，這會干擾實際測量電容的確定。US?2010/0033851?A1提出通過附加阻抗(特別是二極管)來支持測量運行中斷開開關裝置的絕緣效果，其中附加地，可以將屏蔽信號施加到二極管和開關裝置之間的連接線。這種解決方案具有這樣的缺點，即附加阻抗，特別是二極管，影響加熱電流，特別是具有歐姆損耗，因此加熱電壓不能最佳地轉換為由加熱線放出的電加熱功率(焦耳熱)。當使用加熱線作為電容性接近檢測的電極時的另一個問題是，由于測量運行在加熱運行和作為非加熱運行之間的變化，電極會經受高的熱負荷和由熱引起的膨脹波動，由此最終不但導致加熱線的故障，而且導致連接到加熱線的檢測電路的靈敏度也會波動。

發明內容

在此背景下，本發明的目的是提供一種用于能夠在加熱測量模式和電容測量模式交替運行的電路系統，其中除了在加熱運行中有效地使用加熱電流之外，同時至少確保或甚至提高了測量運行中電容性接近檢測的可靠性。

該目的通過權利要求1的電路系統來解決。根據從屬權利要求、說明書和附圖，其他特征、實施例、特性和優點將是顯而易見的。根據本發明的通過公共加熱線來執行加熱測量模式和電容測量模式的交替運行的方法，以及根據本發明的電路裝置的應用為另外的獨立權利要求的主題。

本發明涉及一種在使用公共加熱線的情況下用于交替運行加熱模式和電容測量模式的電路系統，其中在加熱運行中，向加熱線，其例如是電阻線(例如鎳鉻線)，施加從兩個位于不同加熱電勢的電極饋送的加熱電流，其中加熱線上的加熱電壓下降。電路裝置具有一對第一開關元件和一對第二開關元件。優選地，第一開關元件由晶體管構成，優選地分別由場效應晶體管構成，通常優選地由金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOS-FET)構成。還更優選地，第一和第二開關元件由晶體管實現，優選地分別由場效應晶體管實現，通常優選地由金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOS-FET)實現。在此，加熱線與第一和第二開關元件連接成使得在加熱運行中，第一和第二開關元件同時處于導電狀態，第一和第二開關元件與加熱線串聯連接。在此，加熱線分別經由第一開關元件和經由導體段與第一開關元件連接的第二開關元件，導電連接到兩個不同加熱電勢中的一個，例如一邊是車輛接地電勢，另一邊是電池正電勢。通過在加熱運行中，第一和第二開關元件被連接，給加熱線施加加熱電流。如果第一和第二開關元件中的至少一個開關元件處于非導電或斷開狀態，則沒有加熱電流。因此，通過周期性地切換和改變相應加熱運行的持續時間，例如通過借助脈寬調制信號操控至少一個或所有開關元件，加熱線的加熱功率因此能夠被調節。