用于机动车辆的传感器系统技术方案

本发明专利技术涉及用于机动车辆的传感器系统，该传感器系统具有平坦的屏蔽元件（4）和至少一个电容性传感器元件（5），该屏蔽元件（4）是导电的并且电位可施加到其上，该传感器元件（5）包括被布置在屏蔽元件（4）一侧上的导电结构，其中，作为导电结构（50），传感器元件（5）包括形成缝纫线（N1）并且被缝合到屏蔽元件（4）的一侧上的至少一个传感器导体（50）。

Sensor system for a motor vehicle

The invention relates to a sensor system for a motor vehicle, the sensor system has a flat shielding element (4) and at least one capacitive sensor element (5), the shielding element (4) is conductive and potentials can be applied to it, including the sensor element (5) is arranged on the shielding element (4 on one side of the conductive structure), which, as a conductive structure (50), a sensor element (5) includes forming a sewing thread (N1) and was sutured to the shielding element (4) at least one sensor on one side of the conductor (50).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车辆的传感器系统
本专利技术涉及用于机动车辆的传感器系统。
技术介绍
根据DE102009055424A1可知，连接到评价单元的电容性传感器元件集成在诸如车辆方向盘的方向盘轮缘或车辆座椅的传感器垫的车辆组件中，该评价单元根据电容性传感器元件与周围环境的电容性耦合检测并且评价至少一个测量量。为了提供传感器元件和电加热元件之间的限定距离，电容性传感器元件设计为围绕以内导体形式形成的电加热元件的外导体。从DE102006031207B3和DE102007024141A1得知传感器元件集成在车辆方向盘的方向盘轮缘中的其它布置。在把电加热元件和电容性传感器元件都集成在诸如方向盘轮缘或传感器垫的车辆组件中时，应努力地避免电加热元件和电容性传感器元件的相互电容性干扰或至少使其最小化。由于电容性传感器元件和电加热元件的加热丝之间的寄生电容根据加热丝的温度而变化并且因此无法控制的事实导致了问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的优先目的是提供具有电容性传感器元件的传感器系统，该传感器系统避免具有寄生电容的电容性传感器元件的干扰或使其最小化。本专利技术的特征在于传感器系统，该传感器系统包括平坦的屏蔽元件和具有导电结构的至少一个电容性传感器元件。作为导电结构，传感器元件包括形成缝纫线并且被缝合到屏蔽元件的一侧上的至少一个传感器导体。根据本专利技术，屏蔽寄生电容通过屏蔽元件来实现，其中，加热元件不是必须提供。通过使传感器导体形成为缝纫线，传感器导体可直接缝入屏蔽元件中，这允许简单而又安全的传感器导体布置。在本专利技术的一个方面中，设置屏蔽元件不是仅由一层组成，而是包括不同材料的若干相互连接层。这些层中的至少一层是导电的并且可用电位充电。例如，除了导电并且可用电位充电的层外，可设置屏蔽元件包括由可黏附的材料、泡沫材料或绒头织物制成的至少一个另外的层。而且，可设置屏蔽元件包括金属线织物，该金属线织物形成屏蔽元件层或屏蔽元件整体。传感器导体和加热导体以所述的方式被缝合到该金属织物的两侧上。可设置加热导体和传感器导体都设有绝缘，例如绝缘涂料。在本专利技术的另一方面中，提供的传感器系统包括电路布置，该电路布置把屏蔽元件驱动至等同于传感器元件的电位。这可例如通过运算放大器来实现。根据运算放大器的一个示例性实施例，电压信号被施加到屏蔽元件，该电压信号具有与施加到传感器元件的测量信号相同的相位。可设置施加到屏蔽元件的电压信号由也提供测量信号的相同电路组件提供。这包括以简单的方式提供同相条件的信号或电压的优点。还设置用于传感器元件的测量信号被直接施加到屏蔽层，即，传感器元件的测量信号另外用于提供在屏蔽元件的限定电位。通过由电路布置主动地驱动屏蔽元件至某个电位，提供对寄生电容的“主动屏蔽”。寄生电容是指那些以不期望的方式影响电容性传感器的电容测量的电容，例如加热元件的加热丝的电容或方向盘骨架的电容。通过使用将屏蔽元件设成与传感器或由传感器提供的电极相同的电位的放大电路，屏蔽元件和电容性传感器之间的电容在理想情况下完全被抑制。因此，在理想情况下，不考虑待测量电容的变化。然而，应该注意，根据本专利技术，将屏蔽元件主动地驱动到等同于传感器元件的电位不是绝对必需的。在一个方面，可替代地，设置屏蔽元件被驱动到不同于传感器元件电位的电位。只要屏蔽元件具有限定电位，与电容性传感器元件的电位差就可通过测量偏差来补偿。在另一方面，可替代地控制不要将屏蔽元件主动地驱动到某个电位，以及可仅仅设置成将屏蔽元件导电地与某个固定或可变电位连接。在该情况下，屏蔽元件也提供对寄生电容的有效保护。根据本专利技术的传感器系统例如集成在车辆方向盘的方向盘轮缘中。例如，设置屏蔽元件、加热元件和传感器元件以同轴布置的方式，即以上下层或平面布置的方式，被形成在方向盘中。本专利技术的另一方面，设置根据本专利技术的传感器系统集成在车座中。例如，该集成形成布置在座垫和座套之间的传感器垫中。例如，屏蔽元件、至少一个加热元件和至少一个电容性传感器元件在传感器垫中的不同平面中以平面布置方式实现。根据本专利技术的另一独立方面，传感器系统包括平坦的屏蔽元件，该屏蔽元件是导电的并且电位可施加到其上。至少一个加热元件被布置在屏蔽元件的第一侧上并且包括导电结构的至少一个电容性传感器元件被布置在屏蔽元件的第二侧上。通过在加热元件和电容性传感器元件之间提供平坦的屏蔽元件，加热元件和传感器元件被电容性去耦。尤其，大幅度地防止电容性传感器元件的电容场受加热元件影响以及尤其是受其随温度而变的寄生电容影响。加热元件由屏蔽元件做电容性掩蔽。除了掩蔽加热元件的电容外，电容的这种掩蔽和在电容性传感器元件的场中产生的干扰可包括另外金属物体的电容掩蔽，例如方向盘骨架的电容掩蔽，对此情况，从电容性传感器元件的观点看，该另外金属物体同样位于屏蔽层之后。根据本专利技术的传感器系统的电容性传感器元件的导电结构形成可连接到评价单元的电极。评价单元测量至少一个测量量，该至少一个测量量取决于由电极与周围环境提供的电容性传感器元件或电极的电容性耦合。可设置相对于参考电位测量由电容性传感器元件形成的电极电容，该参考电位由诸如车辆本体或车辆座椅部件的部件提供。该车辆部件表示测量其电容的虚拟的第二电极。众所周知，电容取决于存在于两个电极之间或电容性传感器的电极和参考电位之间的介质的介电常数。由于人体具有介电特性，人体或身体部位的电容在人体或身体部位接近电容传感器时变化，这可通过连接的评价单元来检测。例如，在驾驶员的手接触根据本专利技术的集成了传感器的方向盘时，由于检测并且评估的介电常数的相关变化，导致在电容性传感器的周围环境中的电容变化。通过电容性传感器，可检测到在集成了传感器的所考虑的车辆部件或其附近的身体部位或个人的存在。根据本专利技术的传感器系统通常提供用来检测在限定区域中的车辆乘客或车辆乘客身体部位的存在。为了通过评价单元检测电容性传感器元件的电容变化，各种测量方法是可能的。例如，设置电容性传感器元件的电容是谐振电路的部分，该谐振电路的谐振频率和/或相位和/或振荡幅值会随着电容变化而变化。根据另一示例性实施例，评价单元施加调制测量信号到电容性传感器。例如，这是提供到电容性传感器及其导电结构的具有可以是低频或高频的某个频率的交流电流或交变电压。电容的变化通过评价该测量信号的相位和/或幅值变化来检测。例如，交流电流或交变电压属于低频类型并且例如具有在80Hz和150Hz之间的频率，例如120Hz的频率。然而，原则上还可使用其它及更高的频率。根据本专利技术地解决方案具有另一优点，该优点是提供一种布置，该布置是视觉满意的并且尤其避免加热元件和/或传感器元件相对于诸如例如方向盘皮革表面的邻近表面突出。根据本专利技术地解决方案提供在集成的加热元件和传感器元件的两侧上的平坦的屏蔽元件。加热元件和传感器元件因此位于不同平面，这避免了空间问题。由于在屏蔽元件嵌入外部元件(加热元件或电容性传感器元件)的可能性，能够避免例如在方向盘平面上向外侧突出。根据本专利技术的解决方案的另一优点包括，通过将加热元件或电容性传感器元件都集成在平坦的屏蔽元件中提供传感器系统，这易于操作并且容易集成在车辆部件中。根据本专利技术的一个方面，加热元件包括被缝合到屏蔽元件一侧上的至少一个加热导体。该缝纫一方面可通过加热导体自身形成缝纫线来实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车辆的传感器系统，所述传感器系统包括：平坦的屏蔽元件(4)，所述屏蔽元件(4)是导电的并且电位可施加到该屏蔽元件(4)，以及至少一个电容性传感器元件(5)，所述传感器元件(5)包括被布置在所述屏蔽元件(4)的一侧上的导电结构，其中，所述导电结构是至少一个传感器导体(50)，所述传感器导体形成缝纫线并且被缝合到所述屏蔽元件(4)的一侧上，所述传感器导体覆盖有绝缘材料，其中，所述屏蔽元件(4)包括金属线的织物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.20 DE 102011084903.31.一种用于机动车辆的传感器系统，所述传感器系统包括：平坦的屏蔽元件(4)，所述屏蔽元件(4)是导电的并且电位可施加到该屏蔽元件(4)，以及至少一个电容性传感器元件(5)，所述传感器元件(5)包括被布置在所述屏蔽元件(4)的一侧上的导电结构，其中，所述导电结构是至少一个传感器导体(50)，所述传感器导体形成缝纫线并且被缝合到所述屏蔽元件(4)的一侧上，所述传感器导体覆盖有绝缘材料，其中，所述屏蔽元件(4)包括金属线的织物。2.如权利要求1所述的传感器系统，其中，所述传感器导体(50)形成在所述屏蔽元件(4)中形成的接缝(8)的底线或面线。3.如权利要求1或2所述的传感器系统，其中，所述屏蔽元件(4)包括不同材料的多个相互连接的层(41-45)，其中所述层中的至少一层(41)是导电的并且可用电位来充电。4.如权利要求3所述的传感器系统，其中，除了导电的并且可被施加电位的层(41)外，所述屏蔽元件(4)包括至少一个非导电层(42-45)。5.如权利要求4所述的传感器系统，其中，导电的并且可被施加电位的层(41)以夹心结构布置在所述屏蔽元件(4)的至少两个非导电层(42-45)之间或者与至少两个非导电层(43、45)相邻。6.如权利要求1所述的传感器系统，其中，所述屏蔽元件(4)包括具有经线和纬线的线材织物，所述经线和纬线相对于加热导体(30)和/或传感器导体(50)偏置不等于90°的角度。7.如权利要求1所述的传感器系统，其中，为了测量待测量的量，经调制的测量信号被施加到所述传感器元件(5)并且评价所述测...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·坎德勒，阿尔布雷希特·克雷奇马尔，
申请(专利权)人：高田股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE