[发明专利]用于对象的电容性位置检测的传感器装置

说明书

本发明涉及一种用于对象(20)的电容性位置检测的传感器装置(1)。为了提供可靠且复杂度低的用于在方向盘上进行手检测的方式，该传感器装置包括：具有多个串联连接的传感器电极(3‑5)的传感器线路(2)，其中至少一个电阻元件(6，7)被有效地串联连接于每两个连续的传感器电极(3‑5)之间；经由线性无分支的第一连接(13)连接到传感器线路(2)的第一终端(8)的测量装置(10)；其中测量装置(10)被配置为向第一终端(8)施加时间相关的第一信号，并至少部分地基于第一终端(8)处的第一电压‑电流关系识别有对象(20)在其附近的被激活传感器电极(3‑5)。

技术领域

本发明整体涉及一种用于对象的电容性位置检测的传感器装置。本发明还涉及一种用于对象的电容性位置检测的方法。

背景技术

在现代车辆中，有必要检测检测驾驶员是否把其手放在方向盘上(例如，以便确定驾驶员是否准备好执行转向动作)。转向助力可以包括要在特定环境中使用的驾驶员主动校正的可能性。例如，可以提供转向助力系统，仅在驾驶员将手放在方向盘上时才激活。在大多数国家，都强制要求行驶中的车辆要在驾驶员控制之下，即使现代助力系统能够在某些状况下自主地安全操作车辆。

为了识别是否有至少一只手位于方向盘上，已经提出了若干个识别原理想。一个原理是依赖于EPS系统，并在方向盘中诱发低幅度振动。如果驾驶员的手在方向盘上，这会有阻尼效应，该效应可以被检测到。不过，振动可能会分散驾驶员的注意力或者会干扰驾驶员。其他系统使用专用传感器。一种这样的系统使用了电阻传感器元件，其中，将两个导体间隔开设置于方向盘表面下方。如果在该表面上施加一定压力，会使这两个导体接触。不过，激活传感器所需的压力量使得这种方式不太可靠。另一种方式使用电容式传感器，其通过手对传感器生成的电场的影响来检测手。尽管这些传感器更可靠，但它们相当大地增加了方向盘的复杂度，尤其是如果要检测手的位置的情况下，这使得必须提供多个传感器，即，针对每个表面位置都要设置一个传感器，连同用于每个个体传感器的检测电路。这种复杂度提高了成本，并使得系统更容易发生故障。

发明目的

因此本发明的目的是提供用于在方向盘上进行手检测的手段，这些手段是可靠的且复杂度低。

这个问题是由根据权利要求1所述的传感器装置和根据权利要求14所述的方法来解决的。

发明内容

本发明提供了一种用于对象的电容性位置检测的传感器装置。该传感器装置被设计成检测对象的存在，尤其是用户的手或手指的存在，更具体而言是检测对象的位置。该传感器装置被设计用于电容性检测，这表示对象的检测是基于测量电容，或者相应为依赖于电容的量。

该传感器装置包括具有多个串联连接的传感器电极的传感器线路，其中，至少一个电阻元件有效地串联连接于每两个连续的传感器电极之间。优选地，传感器线路是传感器电极和至少一个电阻元件的串联连接。传感器电极可以由任何种类的导电材料制作，例如金属片、导电箔等。在一些实施例中，传感器电极可以由柔性材料制造。这些电极的尺寸和形状不受限于本发明的范围之内。它们可以沿着需要检测的附近对象位置上的装置的表面、在该表面上或在该表面下方设置。传感器电极可以是平坦的，其具有的厚度远小于长度和宽度。传感器线路中传感器电极的数量不受限于本发明的范围之内，但可以在例如2与10之间、或3与5之间。需要注意的是，只要与电极数量n相比，测量通道的数量为n-1，测量原理和精确度就是相似的。所有传感器电极都串联连接于传感器线路中，这表示从传感器线路的一端流到传感器线路的相对端的电流会流经所有的传感器电极。每个传感器电极可以与相对于地或接地结构的电容相关联。