用于加热器构件补偿、特别是用于汽车应用的电容检测和/或分类装置及操作方法制造方法及图纸

一种带有电加热器构件补偿的操作方法和电容检测装置(12)。电容检测装置(12)包括具有可布置在电加热器构件(40；42)附近以相互电容耦合的导电感测电极(16)和导电辅助电极(18)的电容传感器(14)。电容检测装置(12)还包括提供交变测量电压的信号电压源(24)，用于测量复感测电流并用于基于测量的复感测电流确定复阻抗，以及用于将辅助电极(18)与参考电压(24)或保护信号操作性地和选择性地电连接的复阻抗测量电路(26)。该方法包括以下步骤：向感测电极(16)提供(70)测量信号，并将辅助电极(18)选择性地电连接到参考电压(24)或保护电压；确定辅助电极(18)的两种不同连接状态下的电容值；以及将补偿电容值计算(90)为两个确定的电容值的加权和，其中加权因子是预定义的常数值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加热器构件补偿、特别是用于汽车应用的电容检测和/或分类装置及操作方法


[0001]本专利技术涉及一种带有加热器构件补偿、特别是用于汽车应用的电容检测装置，一种操作这种用于加热器构件补偿的电容检测装置的方法，以及一种用于自动执行这种方法的软件模块。

技术介绍

[0002]电容传感器和采用电容传感器的电容测量和/或检测装置具有广泛的应用，并且尤其用于检测导电体或导电体部分在天线电极附近的存在和/或位置。如本文所用，术语“电容传感器”是指响应于被感测的对象(人、人身体的一部分、宠物、物体等)对电场的影响而生成信号的传感器。电容传感器通常包括至少一个天线电极，振荡电信号被施加到所述至少一个天线电极，并且所述至少一个天线电极由此在传感器正在进行操作时将电场发射到靠近天线电极的空间区域中。该传感器包括至少一个感测电极——所述至少一个感测电极可以与发射天线电极相同或不同——在所述至少一个感测电极处检测物体或生物对电场的影响。
[0003]在汽车车辆传感器应用领域中，已知采用电容传感器来向自动驾驶辅助系统(ADAS)提供输入，例如用于安全带提醒(SBR)系统或用于辅助约束系统(ARS)的激活控制的目的。感测的信号可以用作ADAS做决策的基础，例如，是否将安全气囊系统展开到特定的车辆座椅的决策。
[0004]已经提出了各种各样的电容式乘员感测系统，例如用于控制一个或多个安全气囊(诸如例如驾驶员安全气囊、乘客安全气囊和/或侧面安全气囊)的展开。Jinno等人的US 6,161,070涉及乘客检测系统，该乘客检测系统包括安装在汽车的乘客座椅表面上的单个天线电极。振荡器向天线电极施加振荡电压信号，从而在天线电极周围产生微小电场。Jinno提出基于流向天线电极的电流的幅度和相位来检测座椅中是否存在乘客。
[0005]Stanley的US 6,392,542教导了一种电场传感器，该电场传感器包括可安装在座椅内并操作性地耦合到感测电路的电极，该感测电路向该电极施加振荡或脉冲信号，该振荡或脉冲信号具有对座椅的湿度“最微弱地进行响应”的频率。Stanley提出测量流向电极的电流的相位和幅度，以检测被占用或空着的座椅并补偿座椅湿度。
[0006]US 2007/0182553 A1提出了一种用于检测车辆座椅上的乘员的乘员检测系统。该乘员检测系统包括在座椅的座椅底部中的天线电极，以及连接到天线电极和车辆的电子单元。该电子单元向天线电极施加负载电流以生成弱电场，并检测通过天线电极的电位电流。电子单元基于阻抗和相位差来检测乘员，所述阻抗和相位差基于负载电流和电位电流。
[0007]从US 8,581,603 B2中已知一种用于汽车的乘员分类装置。该乘员分类装置可以通过由坐在座椅上的乘员引起的第一电极和第二电极之间的电场变化来检测坐在座椅上的乘员。乘员分类装置包括：供乘员坐在上面的座椅；设置在座椅中的第一电极；设置在座椅中的第二电极，所述第二电极与第一电极间隔开并在第一电极和第二电极之间形成电
场；以及电流测量装置，所述电流测量装置用于测量与坐在座椅上的乘员引起的电场变化相对应的电流值的变化。
[0008]US 2005/0253712 A1描述了一种汽车车辆中的乘员判断装置和用于准确确定成员的尺寸的乘员判断方法，其具有其中多个电极布置在一层上的简单配置，并且可以消除乘员和周围的车身金属部件等之间的电容引起的误差，从而抑制错误判定。乘员判定设备包括：第一传感器，其包括布置在就座部分上的多个座椅部分电极；以及第一判定部分。第一传感器部分包括：第一座椅部分电极；参考电极阵列，其中第二座椅部分电极在X方向上分开布置；以及另一个参考电极阵列，其中第三座椅部分电极在X方向上分开布置，其中，第一座椅部分电极和参考电极阵列在y方向上相互分开布置。第一判定部分包括：振荡器；电容检测部分，其检测流过座椅部分电极的电流以检测电容；切换电路，其切换电容检测部分与座椅部分电极的连接；以及控制部分，其输出切换控制信号。
[0009]US 6,283,504 B1提出了一种乘员传感器，其中电场传感器包括可安装在车辆座椅中的至少一个电极和操作性地耦合到该电极的感测电路。所述至少一个电极至少部分地界定靠近物体(诸如婴儿座椅、儿童座椅或加高座椅)的至少一个区域，为此传感器的灵敏度优选地被降低。不具有导电电极的至少一个区域可以包括多个区域，并且这些区域中的至少一个可以横向延伸跨过座椅。此外，可以结合多个电极，每个电极对待感测的特定物体具有不同的灵敏度，其中由对特定物体最灵敏的特定电极的电容支配的总电容测量结果可以用于指示该物体的存在。
[0010]US 6,563,231 B1描述了一种乘员传感器，该乘员传感器包括电场传感器，该电场传感器包括可安装在车辆座椅内的多个第一电极，其中所述多个第一电极设置在公共表面上并且彼此不重叠。电场传感器还包括至少一个第二电极，其中第一电极和第二电极彼此靠近。感测电路操作性地耦合到第一电极和第二电极，以便控制车辆座椅上的乘员与电路接地之间的电容水平。在第二方面，电场传感器结合了带有接地平面的点阵电极。在第三方面，电场传感器结合了接收电极，该接收电极接收来自感测电极的信号以用于减轻座椅润湿条件的影响。
[0011]WO 2019/224291 A1提出了一种操作电容测量系统以补偿温度影响的方法。电容测量系统包括处于安装状态的至少一个电容传感器构件和用于根据通过所述至少一个电容传感器构件的复感测电流确定未知电容的复阻抗的电容测量电路。在该方法中，执行校准测量以获得确定的阻抗的实部和虚部的温度特性。在当前温度T
curr
下的未知电容接下来的阻抗测量中，测量阻抗的实部和虚部被确定，并且基于在当前温度T
curr
下确定的实部以及实部和虚部两者的温度特性，修正了在当前温度T
curr
下确定的阻抗的虚部。
[0012]WO 2018/229263 A1描述了一种用于座椅占用检测的电容感测装置、一种分类系统和一种所述系统执行的用于减少传感器到物体阻抗Z
SO
对物体到接地阻抗Z
OG
测量结果的影响的方法。
[0013]该电容感测装置包括：电容传感器，其包括相互电流分离的至少第一导电天线电极和至少第二导电天线电极；阻抗测量电路，其包括至少一个信号电压源，所述至少一个信号电压源被配置用于参照接地电位在输出端口处提供周期性电测量信号；以及至少一个感测电流测量装置，所述至少一个感测电流测量装置被配置为参照参考电压测量复感测电流。阻抗测量电路被配置并电连接到电容传感器，使得第一天线电极和第二天线电极都可
电连接到用于接收周期性电测量信号的输出端口，并且第一和第二天线电极中的至少一个可交替地电连接到接地电位。在连接到输出端口的天线电极中的每一个中，由所提供的周期性电测量信号生成复感测电流。信号处理单元被配置为参照接地电位根据通过相应天线电极(其中第一天线电极电连接到输出端口)的测量复感测电流确定两个天线电极中的至少一个的复阻抗，根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带有电加热器构件补偿的电容检测装置(12)，所述电容检测装置(12)包括：
‑
具有彼此靠近布置并且相互绝缘的至少一个导电感测电极(16)和至少一个导电辅助电极(18)的至少一个电容传感器(14)，其中所述至少一个感测电极(16)和所述至少一个辅助电极(18)可布置在电加热器构件(40；42)附近，
‑
信号电压源(20)，所述信号电压源(20)被配置用于在至少一个输出端口(22)处参照参考电压(24)提供交变测量电压，所述交变测量电压被配置为用作待提供给所述至少一个感测电极(16)的测量信号，以及选择性地待提供给所述至少一个辅助电极(18)的保护信号，
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复阻抗测量电路(26)，所述复阻抗测量电路(26)电连接到所述至少一个输出端口(22)、所述至少一个感测电极(16)和所述至少一个辅助电极(18)，并且被配置用于测量在所述至少一个感测电极(16)中生成的复感测电流以及用于基于测量的复感测电流确定复阻抗，并且被配置为操作性地和选择性地将所述至少一个辅助电极(18)与所述参考电压(24)或与所述保护信号电连接，以及
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控制和评估单元(32)，所述控制和评估单元(32)连接到所述复阻抗测量电路(26)以用于接收和评估数据信号，并且至少被配置为控制所述复阻抗测量电路(26)执行复阻抗测量，用于控制可远程控制的切换单元(28)以操作性地和选择性地将所述至少一个辅助电极(18)与所述参考电压(24)或与所述保护信号电连接，其中，所述控制和评估单元(32)还被配置用于执行至少以下步骤：
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向所述至少一个感测电极(16)提供(70)所述测量信号并将所述至少一个辅助电极(18)电连接到所述参考电压(24)，
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确定(72)流过所述至少一个感测电极(16)的复电流，
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使用确定的复电流计算(74)复阻抗并导出(76)电容值作为发射模式电容值，
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将所述至少一个辅助电极(18)从所述参考电压(24)电断开(78)，
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将所述至少一个辅助电极(18)电连接(80)到所述保护电压，
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确定(82)流过所述至少一个感测电极(16)的复电流，
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使用确定的复电流计算(84)复阻抗并导出(86)电容值作为保护模式电容值，
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计算(88)所述保护模式电容值和所述发射模式电容值之间的差值作为差分加载模式电容值，以及
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将补偿电容值计算(90)为所述发射模式电容值和所述差分加载模式电容值的加权和，其中加权因子是预定义的常数值。2.根据权利要求1所述的电容检测装置(12)，其中，所述至少一个感测电极(16)和所述至少一个辅助电极(18)以共面方式布置。3.根据权利要求1或2所述的电容检测装置(12)，其中，所述至少一个辅助电极(18)围绕所述至少一个感测电极(16)的主要部分。4.根据前述权利要求中任一项所述的电容检测装置(12)，其中，所述至少一个感测电极(16)具有大致矩形形状，所述至少一个辅助电极(18)被设计成条带形状并且被布置成以与所述至少一个感测电极(16)恒定间隔的方式沿着所述至少一个感测电极(16)的周向长度的主要部分延伸。5.根据权利要求4所述的电容检测装置(12)，其中，所述至少一个感测电极(16)和所述
至少一个辅助电极(18)可相对于电加热器构件(40；42)布置在所述电加热器构件(40；42)附近...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：发明
国别省市：