[发明专利]具有相关联的评估电路的电容式传感器装置

说明书

一种具有至少一个传感器电极的电容式传感器装置，该传感器装置相对于具有参考电位的参考点形成可变的电容。所述传感器电极与第一开关元件(SW1)耦合，其中，为了与所述传感器电极重复耦合所述第一开关元件要么能与传感器工作电压(U0)接通要么能与评估电路(10)接通。所述评估电路(10)根据电流源电路的类型而被构造。第一电流支路在输入端能与所述传感电极耦合，并且通过第一三极管的集电极和发射极且通过第一辅助电阻(R1)与地耦接。第二电流支路在端部与参考电压耦合，并且具有在参考电压与第二三极管之间耦合的电容(CH)。在所述第二电流支路中布置有至少一个第二辅助电阻(R2)，其中，所述第一三极管(T1)的基极和集电极与所述第二三极管(T2)的基极耦合，并且这些基极能够通过开关元件(SW1)与所述传感器电极耦合。设置有至少一个补偿电容(C1)，其第一连接件与所述第一电流支路耦合，其中，所述补偿电容C1的第二连接件通过第二开关元件(SW2)能够与补偿电压(U0；U1)或地或无电位(浮动)地耦合。

技术领域

本发明涉及一种用于检测靠近传感器的电容变化的电容式传感器装置。在物体或人体靠近传感器电极时，根据本发明的电容式传感器装置和相关联的评估电路检测传感器电极的电容变化。

背景技术

电容式的靠近开关在现有技术中在车辆的应用领域中被公知。例如，EP 1505734公开了一种电容式的靠近开关和相关联的评估方法。这种电容式的靠近开关具有传感器电极并且当在传感器电极和参考电极之间获得一定的电容或电容改变时应当作出响应。为此通常在车辆的被设计用于操作检测的区域内布置多个电极。

在被带到预定电位的传感器电极与参考电极、例如车辆接地线或位于车辆下面的底部的接地线之间形成一电容。如果物体例如用户的手或用户的脚在传感器装置的敏感区域内移动，则所述电容是可变的。可以采用不同的方法检测电容本身。例如，可以将数字时钟的放电过程的数量或放电持续时间用作电容的测量值。这种评价方法在现有技术中已被充分公开。例如，DE 19617038A1也公开了靠近车辆门把手的电容式检测装置。

在已知的传感器装置中问题是，外部影响导致：即使没有用户靠近传感器电极的电容值也发生变化。传感器电极的电容高度依赖于环境，例如在传感器电极区域内的湿度、覆盖有雨、雪、冰或尘埃。在这种情况下，例如，DE 19620059A1公开了一种电容式的靠近开关，只有当响应电极和参考电极之间的电容以大于下限值的速度变化时才接通。

WO2010/045662公开了一种具有传感器电极的电容式传感器装置，其为了评估电容多次重新充电，并且与补偿电容耦合。

US 8,154,310 B1描述了一种具有电容补偿的电容式传感器，其中电流镜用来通过重新充电电流来评估电容。

然而，这些构思在以下方面不发生变化，即评估电路通常根据工作点而设计，所述工作点对应于期望的待评估的电容或电容的改变。如果电容因外部影响而显著改变，则通常也会降低评估的准确性，因为电路的设计不再对应于电容的基本值。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的传感器装置和评估电路，即使在可改变的环境条件下所述传感器装置也可以以改进的方式实现电容变化。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的装置来实现。

根据本发明的解决方案适合于用在车辆的任何电容式传感器系统上、例如车门把手上或在尾部区域中的手势识别(例如脚踏式传感器)。