[发明专利]电容式传感器阵列以及在汽车上检测操控姿势的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在汽车上检测用户的接近和运动姿势的电容式传感器阵列以及一种相关方法。

电容式传感器阵列与控制装置耦合，该控制装置检测传感器阵列相对于基准电位的电容变化。传感器阵列包括至少两个布置在汽车上的空间偏移位置上的传感器电极阵列，其中，传感器电极被构造成长条形电极阵列且以相同的空间定向进行布置，控制分析装置设计用于以规定的时间间隔对传感器电极进行同步控制。

背景技术

上述类型的电容式传感器阵列例如公开自美国专利5,730,165或相应的专利说明书DE19681725B4。DE102010000271也是描述相应的阵列。

传感器电极往往被用来操控汽车的门，例如后盖。为此可以使用传感器电极来检测人体部位的接近，例如腿部摆动到保险杠下方，并且向汽车内的控制装置传输打开或关闭后盖的命令。DE102009025212揭示一种用于这类阵列的分析方法，其非接触式关闭装置具有正好包含两个电极的电容式传感器。这样就能相对地测量这两个电极的电容。而不需要设置附加的参比电容并相对于该参比电容地来测量电极电容。相比包含两个以上电极的关闭装置，这能降低能耗。但问题是（前述公开案也存在这样的问题），周期性轮询在较长时间内会产生大量能耗，给车载供能系统造成负担。

发明内容

本发明的目的是提供一种可靠的、能够在确保识别精度不变的情况下降低能耗的传感机构。

本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1所述特征的电容式传感器阵列和一种具有权利要求7所述特征的方法。

本发明的解决方案需要至少两个布置在汽车上的空间偏移位置上的传感器电极阵列。控制分析装置设计用于以规定的时间间隔对传感器电极进行同步控制。

本发明的要点不在于传感器电极的设计或构造。每个电极都可以被构造成金属线式电极、平面电极或薄膜式电极，其中金属线或薄膜构成电容式传感器的传感器电极。传感器电极可以分段延伸过汽车保险杠的部分宽度或整个宽度。传感器电极可以是保险杠的组成部分，或者粘贴于或用固定件固定于保险杠内侧。此外，传感器电极可以在用于制造保险杠的注射成型过程中已经得到处理。其中，电容式传感器在保险杠内部可以空间分离布置，即第一电容式传感器位于保险杠的竖向延伸区域，第二电容式传感器则优选安装于后保险杠的下部区域。

本发明的要点在于，用于控制和分析传感器电极的控制分析装置采用电极特定的可变脉冲率。

与现有装置不同的是，所述检测装置的传感器电极的轮询频率是电极特定的，也就是可以针对每个电极或至少两组电极来进行个别确定和更改。亦即，传感器阵列中的一或多个电极的脉冲/频率（例如每隔30ms）可以高于其他电极（例如每隔90ms）。

减小轮询频率能直接产生降低能耗的效果。在脉冲减小、而又未在较长时间内中断轮询的情况下，即使在脉冲频率较低的情况下也能确保电极随时得到校准。这种校准是电容式传感器用来改善识别精度的一项措施，它将汽车周围的外部条件（例如温度、空气湿度、降水等等）常常发生变化这一情况考虑在内。据此，本发明这样来选择降低频率的轮询，使得外部区域出现变化的时间长于每个电极的两次测量之间的时间。但为此可能出现数十毫秒至好几秒的测量间隔。

每个电极（即也包括轮询脉冲减小的电极）轮询时提供值，以校准为目的对这些值进行时间性分析，例如求滑动平均值（视情况利用时间性权重）。检验信号时将这个关于已过去时间段的平均值例如作为偏差值予以扣除。这样能随时保持待检测事件的检测灵敏度。在此情况下确定与滑动平均值的明显偏差。

本发明不仅可以针对不同电极规定不同的电极轮询频率，还能在运行过程中更改电极轮询频率。当需要进行时间性临界检测时，根据任意事件/起因提高单个电极的轮询脉冲。在未发生相应事件的情况下减小脉冲率。

本发明通过所述控制装置使其中一电极以高于其余电极的脉冲进行工作并得到分析，即便在其他电极以减小频率运行的情况下也是如此。当这个电极被触发时，其他电极可以较高脉冲工作。也就是说，这个被称作主电极或唤醒电极的电极用于以较低脉冲工作的其余电极的触发器。另一方面，如果在规定时间内未检测到一或多个电极受到操控，这些电极就可以较低频率工作。其中，每个电极均可以根据其在车辆上的布置方式具有不同的节能运行（经济模式）频率和唤醒运行（提示模式）频率。