用于檢測(cè)打開(kāi)機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的設(shè)備、傳感器及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一供電電壓(Vx)的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而充電的檢測(cè)電容器(CX)、以及其兩端處定義存儲(chǔ)電壓(Vs)的存儲(chǔ)電容器(CS)。所述設(shè)備優(yōu)越在于其包括：中間電容器(CINT)；用于從第一供電電壓(Vx)和存儲(chǔ)電壓(Vs)對(duì)檢測(cè)電容器(CX)進(jìn)行充電的裝置；用于使檢測(cè)電容器(CX)放電成中間電容器(CINT)的裝置；用于對(duì)存儲(chǔ)電容器(CS)充電的裝置，所述裝置被配置成使得存儲(chǔ)電容器(CS)的電荷等于中間電容器(CINT)的電荷；以及用于基于存儲(chǔ)電容器(CS)的電荷來(lái)檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的裝置。
【專利說(shuō)明】用于檢測(cè)打開(kāi)機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的設(shè)備、傳 感器及方法
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域，且更特別地涉及開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的領(lǐng)域。
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的設(shè)備、傳感器及 方法，以及還涉及包括此類傳感器的機(jī)動(dòng)車輛。
[0003] 在機(jī)動(dòng)車輛中，已知使用包括傳感器的接入點(diǎn)開(kāi)啟系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)配有認(rèn)證卡的用戶 的存在。例如，此類傳感器因而能夠檢測(cè)用戶的手存在于門的把手上以便開(kāi)啟門，或者能夠 檢測(cè)用戶的腳經(jīng)過(guò)布置在車輛行李艙下方的傳感器前面以便開(kāi)啟行李艙以及至少部分打 開(kāi)它。
[0004] 為完成此，所述傳感器連接至車輛的電子控制單元（E⑶)，并且所述傳感器例如在 認(rèn)證之后能夠?qū)⒋嬖跈z測(cè)信號(hào)發(fā)送至所述電子控制單元，從而使得它能夠開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的接入 點(diǎn)。
[0005] 此類檢測(cè)傳感器以適配成檢測(cè)例如用戶的手或腳的存在的電容式接近傳感器的 形式而存在。因此，例如，如圖1中所圖示的，用戶能夠在遠(yuǎn)離傳感器3的第一位置1和接 近傳感器3的第二位置2之間的移動(dòng)期間將他的手帶向布置在車輛的門的把手6中的傳感 器3以便開(kāi)啟車門。因而，如果用戶將他的手帶向車輛門，那么布置在所述門的把手中的傳 感器使檢測(cè)由于接近傳感器的電荷的修改的存在成為可能。
[0006] 檢測(cè)傳感器3以包括檢測(cè)電極4的電路的形式被提供，所述檢測(cè)電極4包括連接 至包括"存儲(chǔ)"電容器Cs的印刷電路5的檢測(cè)電容器Cx。在此類傳感器3中，用戶在接近于 傳感器3的電極4時(shí)相當(dāng)于連接至地的第二電極，其增加檢測(cè)電容器Cx的電荷。如下文所 描述的，此類增加然后經(jīng)由存儲(chǔ)電容器Cs來(lái)評(píng)價(jià)，以便檢測(cè)用戶的存在，以允許開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的 接入點(diǎn)。
[0007] -種已知的檢測(cè)傳感器以電路A的形式被提供，如圖2中所圖示的，所述電路A包 括電壓發(fā)電機(jī)V。。、由檢測(cè)電容器Cx所表不的電極、存儲(chǔ)電容器Cs、電阻器R。以及三個(gè)雙位 置開(kāi)關(guān)SI、S2和S3。第一開(kāi)關(guān)Sl布置在電壓發(fā)電機(jī)V。。的正極端與檢測(cè)電容器Cx的一端 之間。第二開(kāi)關(guān)S2布置在檢測(cè)電容器Cx的相同端與存儲(chǔ)電容器Cs的一端之間，檢測(cè) 存儲(chǔ)Cs電容器中的每個(gè)的另一端分別地連接至地G，并且電壓發(fā)電WVrc的負(fù)極端連接至地 G。第三開(kāi)關(guān)S3布置在電壓發(fā)電機(jī)V。。的正極端與電阻器R。的一端之間，所述電阻器Rc的 另一端連接至存儲(chǔ)電容器Cs的一端，其繼而連接至開(kāi)關(guān)S2。為了檢測(cè)用戶的存在，傳感器 交替地運(yùn)行在第一"獲取"階段和第二"測(cè)量"階段。
[0008] 所述獲取階段包括重復(fù)預(yù)定次數(shù)（X)的循環(huán)，以便至少利用與存儲(chǔ)電容器Cs兩端 處的參考存儲(chǔ)電壓Vsref對(duì)應(yīng)的參考電荷Cref對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電。此類傳感器被 稱為"低耗線性電荷轉(zhuǎn)移"傳感器。
[0009] 獲取階段的循環(huán)包括四個(gè)步驟，從而使得線性電荷能夠經(jīng)由檢測(cè)電容器Cx在電壓 發(fā)電機(jī)V。。和存儲(chǔ)電容器Cs之間轉(zhuǎn)移。在電路的初始狀態(tài)中，三個(gè)開(kāi)關(guān)SI、S2和S3是打開(kāi) 的。第三開(kāi)關(guān)S3在獲取階段的四個(gè)步驟期間保持打開(kāi)。在稱為"充電"步驟的第一步驟C 中，第一開(kāi)關(guān)Sl閉合，且第二開(kāi)關(guān)S2打開(kāi)，這允許檢測(cè)電容器Cx由電壓發(fā)電機(jī)V。。充電C。 在稱為"休眠"步驟的第二步驟中，如圖2中所圖示的，第一開(kāi)關(guān)SI和第二開(kāi)關(guān)S2同時(shí)打 開(kāi)。在稱之為"放電"步驟的第三步驟D中，第一開(kāi)關(guān)Sl打開(kāi)，且第二開(kāi)關(guān)S2閉合，這允許 檢測(cè)電容器Cx放電D成存儲(chǔ)電容器Cs，也就是說(shuō)允許經(jīng)由檢測(cè)電容器Cx對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs感 應(yīng)充電。最后，在第四休眠步驟中，如圖2中所圖示的，第一開(kāi)關(guān)Sl和第二開(kāi)關(guān)S2再次同 時(shí)打開(kāi)。
[0010] 當(dāng)存儲(chǔ)電容器Cs已經(jīng)被充電預(yù)定數(shù)量X個(gè)循環(huán)而沒(méi)有用戶來(lái)接近于傳感器時(shí)，也 就是說(shuō)，在不具有檢測(cè)電容器Cx也已經(jīng)通過(guò)存在接近于傳感器3的電極4的用戶而充電的 情況下，獲取階段結(jié)束時(shí)的存儲(chǔ)電容器Cs的電荷與參考電荷Cref相對(duì)應(yīng)。換言之，存儲(chǔ)電 容器Cs兩端處的存儲(chǔ)電壓與獲取階段結(jié)束時(shí)的參考存儲(chǔ)電壓Vsref相對(duì)應(yīng)。
[0011] 相反，當(dāng)用戶的存在已經(jīng)允許對(duì)檢測(cè)電容器Cx充電時(shí)，獲取階段結(jié)束時(shí)的存儲(chǔ)電 容器Cs的電荷與參考電荷Cref加上用戶的檢測(cè)電荷Cdet相對(duì)應(yīng)。在該情況下，獲取階段 結(jié)束時(shí)的存儲(chǔ)電壓Vs大于參考存儲(chǔ)電壓Vsref。
[0012] 在其中第一開(kāi)關(guān)Sl和第二開(kāi)關(guān)S2打開(kāi)的測(cè)量階段期間，第三開(kāi)關(guān)S3閉合以便對(duì) 存儲(chǔ)電容器Cs充電（圖2中的附圖標(biāo)記M)，由于充電電流Ic通過(guò)電阻器Rc直到存儲(chǔ)電壓 Vs達(dá)到閾值電壓VTH，并且然后測(cè)量閉合第三開(kāi)關(guān)S3的時(shí)刻與存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到所述閾值 電壓VTH的時(shí)刻之間的時(shí)間段。
[0013] 在獲取階段期間不存在接近于傳感器的用戶的情況下，閉合第三開(kāi)關(guān)S3的時(shí)刻 (這時(shí)存儲(chǔ)電壓Vs等于參考電壓Vsref)與存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到閾值電壓VTH的時(shí)刻之間的所 測(cè)量的時(shí)間段與參考時(shí)段Tref相對(duì)應(yīng)。換言之，在不存在檢測(cè)的情況下，存儲(chǔ)電壓Vs在參 考時(shí)段Tref之后達(dá)到閾值電壓VTH。在獲取階段期間存在接近于傳感器3的用戶的情況 下，閉合第三開(kāi)關(guān)S3的時(shí)刻（這時(shí)存儲(chǔ)電壓Vs等于比參考電壓Vsref大的檢測(cè)電壓Vdet) 與存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到閾值電壓VTH的時(shí)刻之間的所測(cè)量的時(shí)間段與檢測(cè)時(shí)段Tdet相對(duì)應(yīng)， 其比參考時(shí)段Tref短，其指示檢測(cè)到存在接近于傳感器3的電極4的用戶。換言之，在檢 測(cè)到用戶的存在期間，存儲(chǔ)電壓Vs在測(cè)量階段期間更快地達(dá)到閾值電壓VTH，并且因而檢 測(cè)時(shí)段Tdet比參考時(shí)段Tref短。通過(guò)測(cè)量檢測(cè)時(shí)段Tdet，因而確定存在靠近于傳感器3 的用戶。
[0014] 如果包括檢測(cè)電容器Cx的電極4的長(zhǎng)度是明顯的，如可能是具有某些類型的傳感 器3的情況，例如針對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的行李艙的打開(kāi)，由電極4輻射的發(fā)射明顯比由例如在機(jī)動(dòng) 車輛門把手中使用的較短的電極4輻射的發(fā)射更大。此類輻射的發(fā)射可能引起對(duì)于安裝車 輛中的某些電子系統(tǒng)的電磁干擾，這呈現(xiàn)了缺點(diǎn)。
[0015] 用于降低輻射的發(fā)射的級(jí)別的立即的解決方案在于明顯地降低電路A中的產(chǎn)生 沿電極4輻射的發(fā)射的電壓Vcc。
[0016] 然而，例如除以十的低電壓值Vcc使在單個(gè)循環(huán)中將存儲(chǔ)電容器Cs充電到值Vcc 成為可能，但是導(dǎo)致傳感器3的靈敏度的明顯降低，從而令人遺憾地影響其可靠性。
[0017] 此外，低電壓值Vcc限制了存儲(chǔ)電容器Cs的電荷，其因而可能基本上等于包含在 存儲(chǔ)電容器Cs中的殘余噪聲。因而，所測(cè)量的檢測(cè)時(shí)段Tdet基本等于參考時(shí)段，這不允許 對(duì)用戶的存在的可靠檢測(cè)，并且再次構(gòu)成缺點(diǎn)。
[0018] 本發(fā)明的目的在于通過(guò)提出一種輻射的發(fā)射的級(jí)別明顯低于已知的現(xiàn)有技術(shù)解 決方案同時(shí)維持至少相同等級(jí)的靈敏度的存在檢測(cè)設(shè)備來(lái)克服這些缺點(diǎn)。此類設(shè)備特別適 于需要相當(dāng)長(zhǎng)度的檢測(cè)電極的接入點(diǎn)的打開(kāi)，例如諸如機(jī)動(dòng)車輛行李艙。
[0019] 因而，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的設(shè)備，所 述設(shè)備包括第一供電電壓的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而充電的檢測(cè)電容器、以 及其兩端處定義存儲(chǔ)電壓的存儲(chǔ)電容器，所述設(shè)備優(yōu)越在于其包括：
[0020] ?中間電容器；
[0021] ?用于從第一供電電壓和存儲(chǔ)電壓對(duì)檢測(cè)電容器進(jìn)行充電的裝置；
[0022] ?用于使檢測(cè)電容器放電成中間電容器的裝置；
[0023] ?用于對(duì)存儲(chǔ)電容器充電的第一裝置，所述裝置被配置成使得存儲(chǔ)電容器的電荷 等于中間電容器的電荷；
[0024] ?用于基于存儲(chǔ)電容器的電荷來(lái)檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的裝 置。
[0025] 利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，檢測(cè)電容器以明顯低于現(xiàn)有技術(shù)的供電電壓值（前文由 Vcc指代）的第一供電電壓值（下文SVx指代）進(jìn)行充電，這使明顯降低輻射的發(fā)射成為 可能。同時(shí)，在檢測(cè)電容器的兩端處采用此類方式再注入存儲(chǔ)電容器的兩端處的存儲(chǔ)電壓， 所述方式是檢測(cè)電容器的兩端處的電壓等于第一供電電壓和存儲(chǔ)電壓之和，以便使得能夠 實(shí)現(xiàn)使檢測(cè)電容器放電成處于等于存儲(chǔ)電壓的值（下文由Vs指代）的電壓值的中間電容 器。因而，從輻射的發(fā)射的觀點(diǎn)，檢測(cè)電容器的兩端處的電壓根據(jù)比現(xiàn)有技術(shù)的供電電壓低 的第一供電電壓而變化，并且由于檢測(cè)電容器的兩端處的存儲(chǔ)電壓的再注入，因而存儲(chǔ)電 容器的兩端處的電壓能夠超過(guò)第一供電電壓的低電壓。
[0026] 用于對(duì)檢測(cè)電容器充電的裝置優(yōu)選地包括用于對(duì)第一供電電壓和存儲(chǔ)電壓進(jìn)行 求和的裝置。
[0027] 甚至更優(yōu)選地，中間電容器的值比存儲(chǔ)電容器的值低得多，這使在相同數(shù)量的循 環(huán)獲得與現(xiàn)有技術(shù)等價(jià)的存儲(chǔ)電壓成為可能，如果在獲取階段的每個(gè)循環(huán)所傳導(dǎo)的電荷比 現(xiàn)有技術(shù)的所述電荷低得多的話。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于對(duì)檢測(cè)電容器進(jìn)行充電的裝置包括第一開(kāi)關(guān)，并且 用于使檢測(cè)電容器放電成中間電容器的裝置包括第二開(kāi)關(guān)。
[0029] 用于檢測(cè)的裝置優(yōu)選地包括：
[0030] ?第二供電電壓的第二發(fā)電機(jī)；
[0031] ?用于從第二供電電壓對(duì)存儲(chǔ)電容器進(jìn)行充電的第二裝置；
[0032] ?用于測(cè)量存儲(chǔ)電壓的裝置；
[0033] ?用于測(cè)量初始確定的時(shí)刻與存儲(chǔ)電壓達(dá)到預(yù)定的存儲(chǔ)閾值的時(shí)刻之間的存儲(chǔ)電 容器的充電的時(shí)段的裝置；以及
[0034] ?用于將測(cè)量時(shí)段與參考時(shí)段進(jìn)行比較以便檢測(cè)打開(kāi)機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的 存在的裝置。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，充電裝置包括與負(fù)載電阻器串聯(lián)地布置的第三開(kāi)關(guān)。
[0036] 閉合開(kāi)關(guān)的時(shí)刻與存儲(chǔ)電容器的兩端處的電壓達(dá)到閾值電壓的時(shí)刻之間的時(shí)段 優(yōu)選地等于：
[0037] t= -Rc -Cs ·ln(Jcc _J?) ^ CC~^ s ^ ^ )
[0038]其中：
[0039] Rc是負(fù)載電阻器；
[0040] Cs是存儲(chǔ)電容器；
[0041] Vcc是第二供電電壓；
[0042] Vth是閾值電壓；并且
[0043] Vs(X)是在檢測(cè)電容器被放電成中間電容器的預(yù)定的循環(huán)的數(shù)量X之后的存儲(chǔ)電 容器Cs的兩端處的電壓。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的特征，指示設(shè)備的靈敏度的檢測(cè)電容器的變化由下式給出： A ^Th -At CINT Vcc _5] =
[0046]其中：
[0047] Th是多個(gè)間隔At的變化，例如由耦合至該設(shè)備的時(shí)鐘給出，包括在根據(jù)檢測(cè)電 容器的變化的測(cè)量時(shí)段內(nèi)；
[0048]Cint是中間電容器；并且
[0049]Vx是第一供電電壓。 n yY
[0050] 有利地，(^、(；、1以及￥)(的值被選擇成使得+1.^=；1(例如考慮~^= 7；- 15yX S v CC )，以使得實(shí)現(xiàn)等于或高于現(xiàn)有技術(shù)靈敏度的靈敏度。事實(shí)上，ACx越低，傳感器的靈敏度 越1?。
[0051] 用于對(duì)存儲(chǔ)電容器充電的裝置優(yōu)選地包括第四開(kāi)關(guān)和運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大 器的輸出連接至負(fù)極輸入端，以使得存儲(chǔ)電容器的電荷等于中間電容器的電荷。換言之，運(yùn) 算放大器使將中間電容器的電荷"復(fù)制"到存儲(chǔ)電容器中成為可能。
[0052] 用于對(duì)存儲(chǔ)電容器充電的裝置有利地包括在運(yùn)算放大器的輸出處串聯(lián)地組裝的 中間電阻器。
[0053] 本發(fā)明還涉及一種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的傳感器，所述 傳感器包括第一供電電壓的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而充電的檢測(cè)電容器、以 及其兩端處定義存儲(chǔ)電壓的存儲(chǔ)電容器，所述傳感器優(yōu)越在于其包括：
[0054] ?中間電容器；
[0055] ?用于從第一供電電壓和存儲(chǔ)電壓對(duì)檢測(cè)電容器充電的裝置；
[0056] ?用于使檢測(cè)電容器放電成中間電容器的裝置；
[0057] ?用于對(duì)存儲(chǔ)電容器充電的第一裝置，所述裝置被配置成使得存儲(chǔ)電容器的電荷 等于中間電容器的電荷。
[0058] 本發(fā)明還涉及一種包括如以上所呈現(xiàn)的設(shè)備的機(jī)動(dòng)車輛。
[0059] 所述設(shè)備優(yōu)選地耦合至用于認(rèn)證用戶的系統(tǒng)，優(yōu)選地包括RFID標(biāo)簽。
[0060] 本發(fā)明還涉及一種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的方法，所述 方法由設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述設(shè)備包括第一供電電壓的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而 充電的檢測(cè)電容器、中間電容器、以及其兩端處定義存儲(chǔ)電壓的存儲(chǔ)電容器，優(yōu)越在于其包 括：
[0061] ?從第一供電電壓和存儲(chǔ)電壓對(duì)檢測(cè)電容器進(jìn)行充電的至少一個(gè)步驟；
[0062] ?使檢測(cè)電容器放電成中間電容器的至少一個(gè)步驟；
[0063] ?對(duì)存儲(chǔ)電容器進(jìn)行充電以使得存儲(chǔ)電容器的電荷等于中間電容器的電荷的至少 一個(gè)步驟；
[0064] ?基于存儲(chǔ)電容器的電荷來(lái)檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的步驟。
[0065] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)以下參考附圖而提供的描述變得清晰，附圖以非 限制性示例的方式給出，并且其中相同的附圖標(biāo)記歸于相似的元素：
[0066] 圖1圖示布置在機(jī)動(dòng)車輛門把手中的現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)傳感器。
[0067] 圖2示意性地示出現(xiàn)有技術(shù)的線性電荷轉(zhuǎn)移檢測(cè)設(shè)備。
[0068] 圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線性電荷耦合的檢測(cè)設(shè)備。
[0069] 意在將根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備安裝在機(jī)動(dòng)車輛中以允許啟動(dòng)所述車輛的接入點(diǎn)，諸如 例如車輛的行李艙或門。
[0070] 下文參考圖3所描述的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例以電路B的形式而提供。
[0071] 該設(shè)備包括用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的裝置和傳感器。
[0072] 不言而喻的是，設(shè)備的不同元件能夠在單個(gè)物理實(shí)體之上重組，或者由多個(gè)單獨(dú) 的物理實(shí)體來(lái)提供。例如，因而，檢測(cè)裝置可以一方面被提供在印刷電路上，并且另一方面 被提供在電子控制單元（ECU)型的車輛的控制單元上。
[0073] 為了執(zhí)行獲取的階段，在存儲(chǔ)電容器Cs在規(guī)定的循環(huán)數(shù)量X期間被充電的期間， 檢測(cè)電容器包括第一供電電壓Vx的第一發(fā)電機(jī)、檢測(cè)電容器Cx、中間電容器Cint、存儲(chǔ)電容 器Cs、用于從第一供電電壓Vx和存儲(chǔ)電容器Cs兩端處所定義的存儲(chǔ)電壓Vs對(duì)檢測(cè)電容器 Cx進(jìn)行充電的裝置、用于使檢測(cè)電容器Cx放電成中間電容器Cint的裝置、以及用于對(duì)存儲(chǔ) 電容器Cs進(jìn)行充電的第一裝置。
[0074] 檢測(cè)傳感器是電容式接近傳感器，包括用于檢測(cè)用戶的存在的電極，所述電極在 圖3中由檢測(cè)電容器Cx來(lái)表示。此類電極能夠例如由同軸電纜形成。
[0075] 在圖3中所圖示的示例中，用于對(duì)檢測(cè)電容器Cx進(jìn)行充電的裝置以如下的形式而 提供：第一雙位置開(kāi)關(guān)S1，所述開(kāi)關(guān)Sl的打開(kāi)和閉合由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的控制模塊 (未不出）來(lái)控制；鏈路Ll，使存儲(chǔ)電容器Cs的第一端與第一供電電壓Vx的第一發(fā)電機(jī)的正 極端電連接成為可能；以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的求和模塊S0M，用于對(duì)第一供電電壓Vx 和存儲(chǔ)電壓Vs求和。第一供電電壓Vx的第一發(fā)電機(jī)的負(fù)極端連接至地G，同樣是存儲(chǔ)電容 器Cs的第二端。
[0076] 在該示例中，用于使檢測(cè)電容器Cx放電成中間電容器Cint的裝置以第二雙位置開(kāi) 關(guān)S2的形式給出，所述開(kāi)關(guān)S2的打開(kāi)和閉合由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的控制模塊（未示出） 來(lái)控制。
[0077] 檢測(cè)電容器Cx通過(guò)第一端連接至第一開(kāi)關(guān)Sl和第二開(kāi)關(guān)S2,并且通過(guò)第二端連 接至地G。中間電容器Cint通過(guò)第一端連接至第二開(kāi)關(guān)S2,并且通過(guò)其第二端連接至地G。
[0078] 仍然參考圖3,用于對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電的第一裝置被配置成使得存儲(chǔ)電容 器（Cs)的電荷等于中間電容器Cint的電荷。
[0079] 在該示例中，用于對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電的第一裝置以運(yùn)算放大器A0、第四雙 位置開(kāi)關(guān)S4以及與所述運(yùn)算放大器AO串聯(lián)地組裝的中間電阻器Rint的形式而提供。
[0080] 中間電容器Cint的第一端連接至運(yùn)算放大器AO的正極輸入端，并且運(yùn)算放大器AO 的輸出連接在其負(fù)極輸入端處，以便允許將存儲(chǔ)電容器Cs充電至中間電容器Cint的電荷級(jí) 另Ij。換言之，運(yùn)算放大器AO使將中間電容器Cint的電荷"復(fù)制"到存儲(chǔ)電容器Cs中成為可 能。
[0081] 第四開(kāi)關(guān)S4的打開(kāi)和閉合由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的控制模塊（未示出）來(lái)控制， 以便允許經(jīng)由運(yùn)算放大器AO和電阻器Rint將存儲(chǔ)電容器Cs充電至中間電容器Cint的電荷 級(jí)別。
[0082] 電阻器Rint的目的是從第二供電電壓Vcc產(chǎn)生充電電流。
[0083] 中間電容器Cint的使用允許檢測(cè)電容器Cx的完全放電。事實(shí)上，如果檢測(cè)電容器 Cx被直接放電成存儲(chǔ)電容器Cs,那么其值將是低的，例如大約為3nF，如果Cx大約為30pF 的話，以便允許完全放電，然而將不再足以允許存儲(chǔ)參考電荷和檢測(cè)電荷，并且因此不能執(zhí) 行檢測(cè)。
[0084] 因此，優(yōu)選地選擇中間電容器Cint的值，以便確保檢測(cè)電容器Cx完全放電成中間電 容器Cint。例如，Cint的值可以大于Cx的值大約100倍，并且比Cs的值小10倍。
[0085] 用于基于存儲(chǔ)電容器Cs的電荷來(lái)檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的裝 置包括用于對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電的第二裝置、用于測(cè)量存儲(chǔ)電壓Vs的裝置、用于測(cè)量 時(shí)間段的裝置、以及用于將測(cè)量時(shí)段與參考時(shí)段進(jìn)行比較的裝置。
[0086] 仍然參考圖3,用于對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電的第二裝置包括被配置為產(chǎn)生第二 供電電壓Vrc的第二發(fā)電機(jī)以及與負(fù)載電阻器Rc串聯(lián)地布置的第三雙位置開(kāi)關(guān)S3,所述開(kāi) 關(guān)S3的打開(kāi)和閉合由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的控制模塊（未示出）來(lái)控制。
[0087] 如果第三開(kāi)關(guān)S3處于閉合位置，由第二供電電壓Vcc的第二發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的通過(guò)電 阻器Rc的充電電流Ic允許對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電。
[0088] 用于測(cè)量設(shè)備的存儲(chǔ)電壓Vs的裝置（未示出）使如下內(nèi)容成為可能：測(cè)量存儲(chǔ)電 容器Cs兩端處的存儲(chǔ)電壓Vs，以及確定當(dāng)由第二供電電壓Vrc的第二發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的通過(guò)電 阻器Rc的充電電流Ic對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電時(shí)，存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到預(yù)定的電壓閾值VTH。
[0089] 用于測(cè)量時(shí)間段的裝置（未示出）使測(cè)量初始的確定時(shí)刻（在該示例中，與閉合 第三開(kāi)關(guān)S3的時(shí)刻對(duì)應(yīng)）與存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到閾值電壓Vth的時(shí)刻之間的存儲(chǔ)電容器Cs的 由電流Ic的充電的時(shí)段t成為可能。
[0090] 最后，比較裝置（未示出）使將由測(cè)量裝置所測(cè)量的時(shí)段t與參考時(shí)間時(shí)段Tref 相比較成為可能，以便檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在。
[0091] 為此，比較裝置例如可以將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至例如E⑶型的控制單元，以使得其控 制接入點(diǎn)的開(kāi)啟。
[0092] 為了檢測(cè)用戶的存在，設(shè)備交替地運(yùn)行在第一"獲取"階段和第二"測(cè)量"階段。
[0093] 獲取階段包括預(yù)定的循環(huán)數(shù)量X。每個(gè)循環(huán)包括四個(gè)步驟，從而使得線性電荷能夠 經(jīng)由檢測(cè)電容器Cx和中間電容器Cint在第一電壓Vx的第一發(fā)電機(jī)和存儲(chǔ)電容器Cs之間轉(zhuǎn) 移。
[0094] 在循環(huán)的開(kāi)始，第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2以及第三開(kāi)關(guān)S3是打開(kāi)的。第三開(kāi)關(guān) S3在獲取階段的整個(gè)持續(xù)時(shí)間保持打開(kāi)，然而第四開(kāi)關(guān)S4在獲取階段的整個(gè)持續(xù)時(shí)間保 持閉合。
[0095] 在循環(huán)的第一步驟期間，第一開(kāi)關(guān)Sl閉合，并且第二開(kāi)關(guān)S2打開(kāi)，這允許由第一 電壓Vx的第一發(fā)電機(jī)對(duì)檢測(cè)電容器Cx進(jìn)行充電（在圖3中由C指代）。
[0096] 在第二"休眠"步驟期間，第一開(kāi)關(guān)Sl和第二開(kāi)關(guān)S2同時(shí)打開(kāi)。
[0097] 在第三步驟期間，第一開(kāi)關(guān)Sl打開(kāi)，并且第二開(kāi)關(guān)S2閉合，這允許由檢測(cè)電容器 Cx對(duì)中間電容器Cint進(jìn)行充電，或者換言之，使檢測(cè)電容器Cx放電成中間電容器Cint (在圖 3中由D指代）。
[0098] 最后，在第四"休眠"步驟期間，第一開(kāi)關(guān)Sl和第二開(kāi)關(guān)S2再次同時(shí)打開(kāi)。
[0099] 從一個(gè)循環(huán)i至后面的循環(huán)i+Ι，存儲(chǔ)電容器Cs的兩端處的存儲(chǔ)電壓％根據(jù)以下 公式而變化：
[0100] VsO+I)=v-Cint ^ C x . {Vx +Vs (i)) ⑴ ^INT+ I X
[0101] 通過(guò)選擇比檢測(cè)電容器Cx的值大得多的中間電容器Cint的值，因而電壓Vs根據(jù)以 下公式而變化：
[0102] Vs{i+ I) -VsO) + C Xr'Vx (2)
[0103] 其中： Vs (i+I)i+I
[0104] -aTTTjl=- ' y s (Ο ι
[0105] 獲得以下：
[0106] (0 =i ^ x ·Vx (3)
[0107] 該循環(huán)重復(fù)預(yù)定的次數(shù)X，以便利用參考電荷Cref對(duì)存儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電，并 且因而存儲(chǔ)電容器Cs的兩端處的存儲(chǔ)電壓Vs由以下公式給出：
[0108] (x) =X-^x Vx
[0109] 在其中第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2以及第四開(kāi)關(guān)S4是打開(kāi)的測(cè)量階段期間，第三開(kāi) 關(guān)S3閉合，以便由第二供電電壓Vcc的第二發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的通過(guò)電阻器Rc的充電電流Ic對(duì)存 儲(chǔ)電容器Cs進(jìn)行充電（在圖3中由M指代）。
[0110] 在測(cè)量階段期間，用于測(cè)量設(shè)備的存儲(chǔ)電壓Vs的裝置測(cè)量存儲(chǔ)電壓Vs，并且確定 存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到閾值電壓Vth的時(shí)刻。
[0111] 同時(shí)，用于測(cè)量時(shí)間段的裝置測(cè)量從閉合第三開(kāi)關(guān)S3(也就是說(shuō)測(cè)量階段的開(kāi) 始）的時(shí)刻與存儲(chǔ)電壓Vs達(dá)到閾值電壓VTH的時(shí)刻的充電的時(shí)段t。
[0112] 該測(cè)量的時(shí)段t由以下公式給出： t
[0113]Vm =Vs(X) + (Vcc - Fs(^))'(I - (4)
[0114]Vm =Vcc - Vcc.廠+Vs(x).e-(5) V -V ----
[0115]-^---二eRc ^cc~ (6)
[0116] 也就是說(shuō)：
[01切 ^-^-c-in(VvJ-Vjx^ (7)
[0118] 時(shí)段t利用時(shí)間基At來(lái)測(cè)量，時(shí)間基是耦合至檢測(cè)傳感器的時(shí)鐘（未示出）的時(shí) 間測(cè)量的精度。術(shù)語(yǔ)"耦合"意指時(shí)鐘可以在傳感器的內(nèi)部或者外部。因而，時(shí)間基（或 者瞬時(shí)清晰度）由時(shí)鐘規(guī)定。
[0119] 字母y被指定為時(shí)段t內(nèi)包括的Λt精度間隔的數(shù)量，也就是說(shuō)y=t/Λt，并且 獲得以下：
[_] (8) 少.△?= -i?c ·Cs ·ln( -Vcc ~JTot-)
[_ ^cc (9) ^INT
[0122] Y= -Rca^S·〇n(Vcc -Vm)-\n(Vcc- X . .Vx )) (1〇)
[0123] -ReCs(]n(v _y) _in( ! _x----V)) ΔtccTH 、 Vcc Cimx " (11)
[0124] 因?yàn)楫?dāng)x-0時(shí)"·匕:_^·,λτ 4 D所以提供了ln(l-x)的第一階泰勒展開(kāi) 成_χ，也就是說(shuō)：
[0125] ?= - ^cC5 · (ln(Vcc -Vth ) +x ^x · n2\ Δ Γ L· ΙΝΤ V cc \
[0126] 如下給出了根據(jù)產(chǎn)生變化-Th的電容ACx的變化（ACx的增大產(chǎn)生Th的減?。?的變量y的變化： dyRc -CsACxVx 「01271 --=-Th=-￡-^-·(X· -·-^-) ..0, LJδCxAtCintVcc (13)
[0128] 也就是說(shuō)： A "ThAtClNTFcc
[0129] NCx =飛---^￡_ Rc·xCsvxΠ4)
[0130] 因而，如果t那么傳感器3具有與現(xiàn)有技術(shù)解決方案的靈敏度相同的 靈敏度，同時(shí)明顯限制了輻射的發(fā)射。
[0131] 比較裝置因而將由測(cè)量裝置所測(cè)量的時(shí)段t與參考時(shí)段Tref進(jìn)行比較，以便檢測(cè) 開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在。
[0132] 因而，當(dāng)存儲(chǔ)電容器Cs充電了預(yù)定循環(huán)數(shù)量X而未有干擾傳感器的任何運(yùn)動(dòng)也就 是說(shuō)檢測(cè)電容器Cx未由存在接近于傳感器的用戶而充電時(shí)，獲取階段結(jié)束時(shí)的存儲(chǔ)電容器 Cs的電荷與參考電荷Cref相對(duì)應(yīng)。在該情況下，閉合第三開(kāi)關(guān)S3的時(shí)刻與電壓Vs達(dá)到閾 值電壓Vth的時(shí)刻之間的由測(cè)量裝置所測(cè)量的時(shí)段t與預(yù)定的參考時(shí)段Tref相對(duì)應(yīng)。
[0133] 相反，當(dāng)在獲取階段期間，用戶的存在已經(jīng)使檢測(cè)電容器Cx進(jìn)行了充電時(shí)，獲取階 段結(jié)束時(shí)的存儲(chǔ)電容器Cs的電荷與參考電荷Cref加上與由用戶引起的檢測(cè)電容器Cx的電 荷對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電荷Cdet相對(duì)應(yīng)。換言之，如果用戶位于接近傳感器，那么在獲取階段的結(jié) 束時(shí)，存儲(chǔ)電壓Vs更大。
[0134] 因而在該情況下，閉合第三開(kāi)關(guān)S3的時(shí)刻與電壓Vs達(dá)到閾值電壓Vth的時(shí)刻之間 的所測(cè)量的時(shí)段t比參考時(shí)段Tref短，這指示檢測(cè)到用戶的接近以便開(kāi)啟車輛的對(duì)應(yīng)的接 入點(diǎn)。
[0135] 有利地選擇中間電容器Cint的值，以便確保檢測(cè)電容器Cx完全放電成中間電容器 Cint。
[0136] 因而，例如，能夠使用以下值：
[0137] ·Vx = 0. 33V,
[0138] ?檢測(cè)電容器Cx = 30pF,
[0139] ?中間電容器CINT=3nF,
[0140] ?存儲(chǔ)電容器Cs = 30nF,
[0141] ·Vcc = 3. 3V,
[0142] · Rc200kΩ ,
[0143] · X= 255，
[0144] · Vth=IV，
[0145] · Th= 10，
[0146] · At=Iμs。
[0147] 以下值將適用于現(xiàn)有技術(shù)解決方案：
[0148] ·Vs (X) = 0. 743V,
[0149] ·t= 635μs,
[0150] ·ACx = 196fF,
[0151] ?跨電極的信號(hào)的振幅=3. 3V，
[0152] ?輻射的發(fā)射的級(jí)別：80dB。
[0153] 以下值適用于根據(jù)本發(fā)明的傳感器：
[0154] ·Vs(X) = 0. 841V,
[0155] ·t= 400μs,
[0156] ·ACx = 196fF,
[0157] ?跨電極Vx的信號(hào)的振幅：0. 33V，
[0158] ?輻射的發(fā)射的級(jí)別：60dB。
[0159] 因而，也由公式201og(Vcc(現(xiàn)有技術(shù)）/Vx)給出的發(fā)射中的增益是 201og(3. 3/0. 33)=20dB。
[0160] 因此，本發(fā)明使在不降低靈敏度的情況下相當(dāng)大地降低由傳感器所輻射的發(fā)射的 級(jí)別成為可能。輻射的發(fā)射的級(jí)別的此類減小使有利地避免對(duì)于安裝在車輛中的其他電子 系統(tǒng)的電磁干擾成為可能。根據(jù)本發(fā)明的傳感器還能夠維持與現(xiàn)有技術(shù)解決方案的靈敏度 至少相等的靈敏度，這使可靠地檢測(cè)用戶的存在成為可能。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一供電 電壓（Vx)的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而充電的檢測(cè)電容器（Cx)、以及其兩端處 定義存儲(chǔ)電壓（Vs)的存儲(chǔ)電容器（Cs)，所述設(shè)備的特征在于其包括： ?中間電容器（Cint); ?用于從第一供電電壓（Vx)和存儲(chǔ)電壓（Vs)對(duì)檢測(cè)電容器（Cx)進(jìn)行充電的裝置，包 括電壓求和裝置，以使得檢測(cè)電容器（Cx)的兩端處的電壓等于第一供電電壓（Vx)和存儲(chǔ) 電壓（Vs)之和； ?用于使檢測(cè)電容器（Cx)放電成中間電容器（Cint)以便允許檢測(cè)電容器（Cx)放電成處 于等于存儲(chǔ)電壓（Vs)的電壓值的中間電容器（Cint)的裝置； ?用于對(duì)存儲(chǔ)電容器（Cs)充電的第一裝置，所述裝置被配置成使得存儲(chǔ)電容器（Cs)的 電荷等于中間電容器（Cint)的電荷；以及 ?用于基于存儲(chǔ)電容器（Cs)的電荷來(lái)檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的裝 置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于用于對(duì)檢測(cè)電容器（Cx)充電的裝置包括第一開(kāi) 關(guān)（S1)，并且用于使檢測(cè)電容器（Cx)放電成中間電容器（Cint)的裝置包括第二開(kāi)關(guān)（S2)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一個(gè)的設(shè)備，其特征在于用于檢測(cè)的裝置包括： ?第二供電電壓（Vcc)的第二發(fā)電機(jī)； ?用于從第二供電電壓（Vcc)對(duì)存儲(chǔ)電容器（Cs)進(jìn)行充電的第二裝置； ?用于測(cè)量存儲(chǔ)電壓（Vs)的裝置； ?用于測(cè)量初始的確定時(shí)刻與存儲(chǔ)電壓（Vs)達(dá)到預(yù)定的存儲(chǔ)閾值（Vth)的時(shí)刻之間的 存儲(chǔ)電容器（Cs)的充電的時(shí)段（t)的裝置；以及 ?用于將測(cè)量時(shí)段（t)與參考時(shí)段（Tref)進(jìn)行比較以便檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的 用戶的存在的裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于第二充電裝置包括與負(fù)載電阻器（R。）串聯(lián)地布 置的第三開(kāi)關(guān)（S3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于檢測(cè)電容器（Cx)的電容變化（ACx)由下式給 出：
其中Th是包括在根據(jù)檢測(cè)電容器的變化的測(cè)量時(shí)段（t)內(nèi)的多個(gè)間隔At的變化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于γ~γ- 1 S X 〇
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一個(gè)的設(shè)備，其特征在于用于對(duì)存儲(chǔ)電容器（Cs)進(jìn)行充電的 第一裝置包括第四開(kāi)關(guān)（S4)和運(yùn)算放大器（AO)，所述運(yùn)算放大器（AO)的輸出連接至負(fù)極 輸入端，以使得存儲(chǔ)電容器（Cs)的電荷等于中間電容器（Cint)的電荷。
8. -種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的傳感器，所述傳感器包括第一 供電電壓（Vx)的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而充電的檢測(cè)電容器（Cx)、以及其兩 端處定義存儲(chǔ)電壓的存儲(chǔ)電容器（Cs)，所述傳感器的特征在于其包括： ?中間電容器（Cint); ?用于從第一供電電壓（Vx)和存儲(chǔ)電壓（Vs)對(duì)檢測(cè)電容器（Cx)進(jìn)行充電的裝置，包 括電壓求和裝置，以使得檢測(cè)電容器（Cx)的兩端處的電壓等于第一供電電壓（Vx)和存儲(chǔ) 電壓（Vs)之和； ?用于使檢測(cè)電容器（Cx)放電成中間電容器（Cint)以便允許檢測(cè)電容器（Cx)放電成處 于等于存儲(chǔ)電壓（Vs)的電壓值的中間電容器（Cint)的裝置； ?用于對(duì)存儲(chǔ)電容器（Cs)充電的第一裝置，所述裝置被配置成使得存儲(chǔ)電容器（Cs)的 電荷等于中間電容器（Cint)的電荷。
9. 一種機(jī)動(dòng)車輛，其特征在于其包括根據(jù)前述權(quán)利要求1至7中的任一個(gè)的設(shè)備。
10. -種用于檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的方法，所述方法由設(shè)備實(shí)現(xiàn)， 所述設(shè)備包括第一供電電壓（Vx)的第一發(fā)電機(jī)、適配成由于用戶的存在而充電的檢測(cè)電 容器（Cx)、中間電容器（Cint)、以及其兩端處定義存儲(chǔ)電壓（Vs)的存儲(chǔ)電容器（Cs)，所述方 法的特征在于其包括： ?從第一供電電壓（Vx)和存儲(chǔ)電壓（Vs)對(duì)檢測(cè)電容器（Cx)進(jìn)行充電以使得檢測(cè)電容 器（Cx)的兩端處的電壓等于第一供電電壓（Vx)與存儲(chǔ)電壓（Vs)之和的至少一個(gè)步驟； ?使檢測(cè)電容器（Cx)放電成中間電容器（Cint)以便允許檢測(cè)電容器（Cx)放電成處于等 于存儲(chǔ)電壓（Vs)的電壓值的中間電容器（Cint)的至少一個(gè)步驟； ?對(duì)存儲(chǔ)電容器（Cs)充電以使得存儲(chǔ)電容器（Cs)的電荷等于中間電容器（Cint)的電荷 的至少一個(gè)步驟； ?基于存儲(chǔ)電容器（Cs)的電荷來(lái)檢測(cè)開(kāi)啟機(jī)動(dòng)車輛的接入點(diǎn)的用戶的存在的步驟。
【文檔編號(hào)】G01V3/08GK104237949SQ201410333970
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】X·烏爾內(nèi), M·安格, J·加洛 申請(qǐng)人:法國(guó)大陸汽車公司, 大陸汽車有限公司