存在检测传感器和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于解锁机动车辆的开启部件的存在检测传感器（1），所述传感器（1）包括：微控制器（10），其实施模数转换器（ADC）并且包括第一输入（E1）、构成所述模数转换器（ADC）的电压基准的第二输入（E2）、用于向微控制器（10）馈送电压的第三输入（E3）和多个输入输出（S1、S2、S3）；以及电容分压器（20），其连接到该多个输入输出（S1、S2、S3）中的至少一个输入输出（S1、S2、S3）。传感器（1）包括连接在微控制器（10）的第一输入（E1）与第二输入（E2）之间的电阻模块（Rin）和连接在微控制器（10）的第二输入（E2）与接地（M）之间的电容模块（Cin）。（M）之间的电容模块（Cin）。（M）之间的电容模块（Cin）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存在检测传感器和装置


[0001]本专利技术涉及机动车领域，并且更特别地涉及解锁对机动车辆的访问（acc
è
s）。本专利技术的主题是用于检测车辆附近用户的存在的方法和传感器以及包括这样的传感器的车辆。
[0002]本专利技术尤其旨在改进现有CVD和DCVD型传感器的灵敏度。

技术介绍

[0003]在机动车辆中，已知使用访问解锁系统，其包括用于检测用户存在的传感器。已知这样的传感器采用电容式接近传感器的形式，其使得能够检测例如用户的手在车门把手上的存在以便解锁车门，或者使得能够检测用户的脚经过车辆后备箱下方以便解锁后备箱。尤其是，当用户将手从第一位置（例如，距车门把手较远）移向第二位置（在所述把手上）时，传感器检测到这种存在，导致车门解锁。
[0004]在称为CVD（英语为Capacitive Voltage Divider，或电容分压器）的已知解决方案中，检测传感器包括印刷电路，该印刷电路包括形成第一电极的所谓的“检测”电容器和所谓的“存储”电容器，它们通过开关连接到电压发生器和实现模数转换器的微控制器，从而使得能够对存储电容器中存储的电荷进行量化。
[0005]在传感器附近不存在用户的情况下，存储电容器充电有标称电荷，其限定了标称存储电压。当用户的手位于电极附近时，用户就像是连接到地的第二电极，这使检测电容器的电容值增大到超过在没有用户时测得的其标称电容值。
[0006]为了检测用户的存在，传感器首先包括使得能够对存储电容器充电的采集阶段，其中所述电容器被预先放电。该采集阶段首先包括电压发生器为检测电容器充电，其次是电流从检测电容器中存储的电荷传导输送至存储电容器。随后在称为测量阶段的第二阶段测量存储电容器两端的电压。
[0007]当在没有任何用户靠近传感器附近的情况下对存储电容器充电时，其在采集阶段结束时的电荷对应于其标称电荷值并且其两端的存储电压因此对应于标称存储电压。与之相反，当采集阶段期间有用户在传感器附近时，由于用户的存在，检测电容器的电容值会增大，这导致在采集阶段结束时在存储电容器两端限定的电压高于由在传感器附近无人存在的情况下测得的标称电荷限定的电压。在这种情况下，存储电容器两端的电压等于检测电压，所述检测电压高于标称存储电压。一旦检测到用户，微控制器就向车辆的电子计算机发送检测信号，使得电子计算机对用户进行认证并在适当的情况下解锁一个或多个开启部件（ouvrant）。
[0008]这种CVD类型的解决方案使得能够测量和快速检测用户的存在。然而，已经注意到这种操作可能会产生非常高的电磁干扰，尤其是低频噪声，这可能会干扰车辆的其他电子装置。此外，这样的传感器的灵敏度可能相对较低，这意味着检测距离较短。
[0009]此外，为了至少部分地弥补这些缺点，已知使用称为DCVD（英语为Differential Capacitive Voltage Divider，或差分电容分压器）的替代解决方案。在该解决方案中，检测传感器与CVD解决方案的检测传感器相同，但包括不同的开关布置，以使其以不同方式操
作。该解决方案首先包括执行与CVD解决方案的采集阶段相同的第一采集阶段，之后是第二采集阶段，包括从由电压发生器递送的电压对存储电容器充电，然后将存储电容器放电到检测电容器中。
[0010]当检测电容器在没有用户靠近传感器附近的情况下被充电时，在第二采集阶段结束时检测电容器的电荷对应于其标称电荷值，并且因此在存储电容器两端的存储电压对应于标称存储电压。与之相反，当用户在第二采集阶段期间出现在传感器附近时，检测电容器的电容值增大，使得在采集阶段结束时在其两端限定的电压低于由在传感器附近无人存在的情况下测得的标称电荷限定的电压。
[0011]一旦第一采集阶段和第二采集阶段完成，微控制器就分析在第一采集阶段期间测得的电压（其在传感器附近存在用户的情况下增大）与在第二采集阶段期间测得的电压（其在传感器附近存在用户的情况下减小）之差。这两个采集阶段的串接可能会显著增大测量持续时间，从而使得检测传感器附近的用户存在特别耗时，这是一个主要缺点。
[0012]DCVD电容测量使用电容分压桥原理：在电极电容器的两端测得的电压与其自身的电容相关联。为了具有令人满意的灵敏度，由微控制器的模数转换器执行的该电压测量须具有尽可能好的分辨率，即由模数转换器测得的数字值的数字变化对应于尽可能低的电压变化。
[0013]与数字相对应的电压由下式给出：【数学式1】，其中ADC
bit
对应于模数转换器的比特数，并且V
ref_ADC
对应于模数转换器的基准电压。
[0014]因此，可以通过减小V
ref_ADC
或通过增大ADC
bit
来降低灵敏度。
[0015]在现有技术中已知通过在微控制器的输入端使用电阻分压桥来调整基准电压V
ref_ADC
以使模数转换器的基准电压V
ref_ADC
尽可能接近地适配至传感器的工作区。该基准电压V
ref_ADC
应被调整成使得其始终高于待测电压，否则测量会饱和。
[0016]然而，事实证明，对于这样的电路，电容DCVD信号有时会太弱而不能具有令人满意的灵敏度。此外，通过电阻分压桥调整基准电压V
ref_ADC
无法最大化模数转换器的分辨率，这是因为为了避免在最坏情况下的饱和，于是需要高估基准电压V
ref_ADC
。
[0017]因此，需要简单、可靠且有效的解决方案，其使得能够至少部分地弥补这些缺点，并且尤其是旨在改进现有检测传感器的灵敏度。

技术实现思路

[0018]为此，本专利技术的主题首先是用于解锁机动车辆的开启部件的存在检测传感器，所述传感器包括：
‑ꢀ
微控制器，其包括模数转换器、第一输入输出端口、构成所述模数转换器的电压基准的第二输入输出端口、为微控制器馈送电压的第三输入输出端口、称为“连接输入输出端口”的第四输入输出端口和第五输入输出端口，
‑ꢀ
电容分压器，其连接到所述连接输入输出端口并且包括至少一个检测电容器和
至少一个存储电容器，传感器的特征在于，它包括连接在微控制器的第一输入输出端口与第二输入输出端口之间的电阻模块和连接在微控制器的第二输入输出端口与接地之间的电容模块，并且在于，微控制器被配置成以内部方式连接第一输入输出端口和第三输入输出端口达预定持续时间，称为电容模块的“充电持续时间”，以动态地建立模数转换器的基准电压。“输入输出”意指输入、或输出、或在适用的情况下同时输入和输出。
[0019]这样，微控制器可以经由电阻模块来操控电容模块的充电，以动态地设定模数转换器的基准电压，从而优化传感器的灵敏度。换言之，这样的操控使得能够使用最佳基准电压，从而使得能够在灵敏度方面改进传感器的性能。此外，使用微控制器可以动态地操控其充电的电容模块而非用微控制器持久地操控基准电压使得能够降低传感器的耗电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于解锁机动车辆的开启部件的存在检测传感器（1），所述传感器（1）包括：
‑ꢀ
微控制器（10），其包括模数转换器（ADC）、第一输入输出端口（E1）、构成所述模数转换器（ADC）的电压基准的第二输入输出端口（E2）、为微控制器（10）馈送电压（Vcc）的第三输入输出端口（E3）、称为“连接输入输出端口”的第四输入输出端口（S1）和第五输入输出端口（S2），
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电容分压器（20），其连接到所述连接输入输出端口（S1、S2）并且包括至少一个检测电容器（Ce、Ce2）和至少一个存储电容器（Cext、Cext2），传感器（1）的特征在于，它包括连接在微控制器（10）的第一输入输出端口（E1）与第二输入输出端口（E2）之间的电阻模块（Rin）和连接在微控制器（10）的第二输入输出端口（E2）与接地（M）之间的电容模块（Cin），并且在于，微控制器（10）被配置成以内部方式连接第一输入输出端口（E1）和第三输入输出端口（E3）达预定持续时间，称为电容模块（Cin）的“充电持续时间”，以动态地建立模数转换器（ADC）的基准电压。2.根据权利要求1所述的传感器（1），其中，电阻模块（Rin）由单个电阻器构成。3.根据前一权利要求所述的传感器（1），其中，电阻器的值约为500欧姆。4.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器（1），其中，电容模块（Cin）由单个电容器构成。5.根据前一权利要求所述的传感器（1），其中，电容器的值约为220nF。6.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器（1），其中，电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：