[发明专利]用于交替加热运行和电容测量运行的电路系统及相关方法

说明书

本发明涉及一种借助公共加热线执行交替加热运行和电容测量运行的电路和方法，包括步骤：执行加热运行，通过控制电路的切换，一对第一开关元件和一对第二开关元件处于导电状态，所述第一和第二开关元件与加热线串联连接；加热线分别经由第一和第二开关元件导电连接至不同的加热电势中的一个，使得向加热线施加加热电流；控制电路触发第一和第二开关元件切换到测量运行，使得两个导电连接在测量运行中被多次中断；执行测量运行，其中检测电路向加热线施加交流电压源的交流电压来确定加热线相对于参考电势的测量电容；执行测试阶段，控制电路将测试电路切换成使得测试阻抗连接测量电容，并且检测电路至少检测测量电容的相关变化，和/或确定总阻抗。

背景技术

机动车辆的方向盘和驾驶员座椅通常配备有电加热器作为车辆中的舒适功能，为此，用加热线穿过握持区域、特别是方向盘的方向盘边缘或座椅的坐垫和背垫。加热线穿过座垫和靠背。出于安全考虑，但也为了实现附加的舒适功能，还需要能够对接触或至少接近执行检测的能力，例如所谓的“上手检测”，其中该上手检测是关于监控方向盘轮缘的握持，或者执行驾驶员-乘客识别，在此例如涉及激活或去激活特定于座椅位置的特殊舒适功能。因此出现了，在所谓的测量运行中将处于非加热阶段中的加热线用作电极，以进行电容性接近检测。由于通常用脉宽调制的加热电流进行加热运行，因此存在没有加热电流并用于测量运行的阶段。为了在测量运行中避免来自“各方面”的干扰，即避免提供加热电流的加热电压的所有电极引起的干扰进入作为电容电极的加热线与参考电极(或接地电势)，例如，从DE 11 2014 002 044 T5中已知，通过场效应晶体管在测量运行中将所有电极上的加热线与提供不同加热电势的电极分离。开关装置，特别是场效应晶体管，具有寄生电容，这会干扰实际测量电容的确定。US 2010/0033851 A1提出通过附加阻抗(特别是二极管)来支持测量运行中断开开关装置的绝缘效果，其中附加地，可以将屏蔽信号施加到二极管和开关装置之间的连接线。这种解决方案具有这样的缺点，即附加阻抗，特别是二极管，影响加热电流，特别是具有欧姆损耗，因此加热电压不能最佳地转换为由加热线放出的电加热功率(焦耳热)。当使用加热线作为电容性接近检测的电极时的另一个问题是，由于测量运行在加热运行和作为非加热运行之间的变化，电极会经受高的热负荷和由热引起的膨胀波动，由此最终不但导致加热线的故障，而且导致连接到加热线的检测电路的灵敏度也会波动。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种用于能够在加热测量模式和电容测量模式交替运行的电路系统，其中除了在加热运行中有效地使用加热电流之外，同时至少确保或甚至提高了测量运行中电容性接近检测的可靠性。

该目的通过权利要求1的电路系统来解决。根据从属权利要求、说明书和附图，其他特征、实施例、特性和优点将是显而易见的。根据本发明的通过公共加热线来执行加热测量模式和电容测量模式的交替运行的方法，以及根据本发明的电路装置的应用为另外的独立权利要求的主题。

本发明涉及一种在使用公共加热线的情况下用于交替运行加热模式和电容测量模式的电路系统，其中在加热运行中，向加热线，其例如是电阻线(例如镍铬线)，施加从两个位于不同加热电势的电极馈送的加热电流，其中加热线上的加热电压下降。电路装置具有一对第一开关元件和一对第二开关元件。优选地，第一开关元件由晶体管构成，优选地分别由场效应晶体管构成，通常优选地由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)构成。还更优选地，第一和第二开关元件由晶体管实现，优选地分别由场效应晶体管实现，通常优选地由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)实现。在此，加热线与第一和第二开关元件连接成使得在加热运行中，第一和第二开关元件同时处于导电状态，第一和第二开关元件与加热线串联连接。在此，加热线分别经由第一开关元件和经由导体段与第一开关元件连接的第二开关元件，导电连接到两个不同加热电势中的一个，例如一边是车辆接地电势，另一边是电池正电势。通过在加热运行中，第一和第二开关元件被连接，给加热线施加加热电流。如果第一和第二开关元件中的至少一个开关元件处于非导电或断开状态，则没有加热电流。因此，通过周期性地切换和改变相应加热运行的持续时间，例如通过借助脉宽调制信号操控至少一个或所有开关元件，加热线的加热功率因此能够被调节。