電容式的接近傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電容式的接近傳感器，其尤其用于機動車中。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式的接近傳感器通常包括具有一個或多個測量電極的電極設(shè)施，經(jīng)由該電極設(shè)施，在置于相應(yīng)的電極前面的空間區(qū)域(探測空間)內(nèi)構(gòu)建起電場。通過監(jiān)控電極設(shè)施的電容量來識別身體部分或物體在該探測空間內(nèi)的存在性。在此，充分利用的是，身體部分或物體影響了由傳感器生成的電場，并且因此影響了電極設(shè)施的電容量。
[0003]在這種電容式的接近傳感器的常見結(jié)構(gòu)形式中，電極設(shè)施包括兩種類型的測量電極，即，至少一個發(fā)射電極以及至少一個接收電極。在此，所述的或每個發(fā)射電極與信號生成電路互連用來生成電場，而至少一個接收電極與接收電路連接用來測量電容量。這種傳感器測量在發(fā)射電極與接收電極之間形成的電容量(也就是由發(fā)射電極以及接收電極形成的電容器的電容量)或與之相關(guān)的測量參量(發(fā)射器-接收器-原理)。
[0004]在電容式的接近傳感器的替選的結(jié)構(gòu)形式中，傳感器的電極設(shè)施包括僅一個測量電極或多個同類型的(也就是不區(qū)分接收電極和發(fā)射電極的)測量電極。在此，借助該至少一個測量電極相對于地構(gòu)建起電場。因此，這種傳感器測量在至少一個測量電極與地之間形成的電容量或與之相關(guān)的測量參量(單電極原理)。
[0005]在現(xiàn)代的機動車技術(shù)中，應(yīng)用電容式的接近傳感器尤其作為用于在能(尤其是自動地)調(diào)節(jié)的車輛部件，例如側(cè)窗、車門、尾門等中的防夾或防碰撞設(shè)備的傳感器來使用。在識別出在探測空間中的身體部分或物體時，這種傳感器發(fā)送出探測信號，該探測信號使車輛部件的調(diào)節(jié)運動停止或逆動。
[0006]然而不利的是，電容式的傳感器不僅對接近的身體部分做出反應(yīng)，而且對在探測空間內(nèi)存在的水也做出反應(yīng)。這是因為，由于水的高電容率(介電常數(shù))，即使少量的水也極為影響傳感器的電容量。當(dāng)所屬的車輛遭受雨水或清洗水時，這可能會導(dǎo)致作為防夾或防碰撞傳感器所使用的傳感器失靈。
[0007]由EP I 828 524 BI公知一種電容式的傳感器和一種所屬的運行方法。為了在該傳感器的情況下，將由水引起的事件與有身體部分接近區(qū)分開，始終按順序進行一組至少兩次的測量，在測量中，傳感器以不同的頻率或節(jié)拍來運行。當(dāng)一組中的各測量之間的傳感器信號改變時，在此推斷出存在有水。相反地，傳感器以如下方式識別出有身體部分接近，SP，在組中的所有測量中的測量信號基本上相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種電容式的傳感器和一種所屬的運行方法，該電容式的傳感器或該所屬的運行方法能夠以特別簡單但仍然有效的方式來實現(xiàn)的是，將進入到傳感器的探測空間內(nèi)的身體部分與其它物質(zhì)和物體尤其是水區(qū)分開。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于用于運行具有至少兩個測量電極的電容式的接近傳感器的方法，該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于電容式的接近傳感器，上述任務(wù)通過權(quán)利要求6的特征來解決。本發(fā)明的有利的且本身部分具有創(chuàng)造性的設(shè)計方式和改進方案在從屬權(quán)利要求和下面的描述中陳述。
[0010]根據(jù)該方法，借助(接近)傳感器獲取第一電容量測量參量和第二電容量測量參量。在此，第一電容量測量參量與其中至少一個測量電極相對于地的電容量相關(guān)，而第二電容量測量參量與在測量電極之間的電容量相關(guān)。換言之，為了獲知第一電容量測量參量，借助傳感器根據(jù)開頭所述的單電極原理來執(zhí)行測量(單電極測量)。而為了獲知第二電容量測量參量，根據(jù)開頭所述的發(fā)射器-接收器-原理來執(zhí)行測量(發(fā)射器-接收器-測量)。這兩種測量都可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)以任意的時間上的次序來實現(xiàn)。但是優(yōu)選的是，同時精確地或至少以窄的時間上的間隔來實現(xiàn)測量，從而使傳感器的確定電容量的環(huán)境條件在測量之間不顯著地變化。電容量測量參量要么可以直接體現(xiàn)相應(yīng)的電容量，要么與該電容量處于明確的(線性或非線性的)關(guān)系中。
[0011]根據(jù)該方法，將第一電容量測量參量的變化與第二電容量測量參量的同步的信號曲線共同進行評估，以便將與地(傳導(dǎo)式或電容式)電聯(lián)接的電導(dǎo)體接近傳感器與非傳導(dǎo)性的材料的接近區(qū)分開。第二電容量測量參量在時間區(qū)段內(nèi)的曲線被理解為第二電容量測量參量的同步的信號曲線，其與第一電容量測量參量的所獲取到的變化有時間上的關(guān)聯(lián)性，尤其是同時發(fā)生。在共同評估電容量測量參量的過程中，例如可以將第一電容量測量參量的變化的方向與第二電容量測量參量的變化的方向進行比較。為此，在適宜的實施方案中，將兩個電容量測量參量以相加的方式(尤其是通過求差)或相乘的方式相關(guān)聯(lián)。
[0012]借助對第一和第二電容量測量參量的變化的共同的、尤其是比較性的評估，在此尤其將身體部分接近與水進入到傳感器的探測空間中區(qū)分開。
[0013]本發(fā)明基于的認(rèn)知在于，進入到傳感器的探測空間中的材料的電特性與傳感器的探測原理有關(guān)地對能測量的電容量產(chǎn)生不同的影響。
[0014]因此，與地聯(lián)接的導(dǎo)體引入到根據(jù)單電極原理運行的傳感器的探測空間中經(jīng)常導(dǎo)致能測量的電容量的升高，這是因為導(dǎo)體形成了對應(yīng)電極，該對應(yīng)電極相對于傳感器的測量電極具有比較小的間距。相反地，在根據(jù)發(fā)射器-接收器-原理運行的傳感器中，與地聯(lián)接的導(dǎo)體接近經(jīng)常導(dǎo)致傳感器設(shè)施的能測量的電容量的降低，這是因為該導(dǎo)體或多或少強烈地對傳感器的測量電極造成相互間的屏蔽。
[0015]相反地，有非傳導(dǎo)性的介質(zhì)引導(dǎo)進傳感器的場中，在任何情況下，也就是不僅在根據(jù)單電極原理進行測量的情況下而且在根據(jù)發(fā)射器-接收器-原理進行測量的情況下，都導(dǎo)致能測量的電容量的升高。
[0016]換言之，在兩種傳感器結(jié)構(gòu)形式的情況下，與地聯(lián)接的導(dǎo)體的接近在能測量的電容量中是反向的，而非傳導(dǎo)性的介質(zhì)同向地影響兩種傳感器類型的電容量。
[0017]本發(fā)明通過如下方式利用該認(rèn)知，S卩，將該認(rèn)知與電容式的接近傳感器中互為替選的功能原理相結(jié)合，以便通過對按照兩個功能原理分別獲取的電容量測量參量進行共同的、尤其是比較性的評估來獲取關(guān)于經(jīng)探測的對象的電特性的附加信息。
[0018]考慮到探測人的身體或身體部分，此外，本發(fā)明還基于如下思路，S卩，在傳感器的電場中人的身體一方面雖然(主要是由于人的身體的水含量)形成了非傳導(dǎo)性的介質(zhì)，但是另一方面，身體具有導(dǎo)電性并且通過與大地(地)的傳導(dǎo)和/或電容式的聯(lián)接而作為相對于傳感器的測量電極的對應(yīng)電極起作用。如所認(rèn)知那樣，在此，后者的影響占優(yōu)勢。因此，在電容式的傳感器的場內(nèi)的人的身體比與地聯(lián)接的導(dǎo)體更為看作電介質(zhì)。如所認(rèn)知的那樣，該特性是能利用的，以便簡單且有效地將身體部分與水(尤其是雨水或清洗水)區(qū)分開。
[0019]適宜的是，以如下方式確定第一電容量測量參量和第二電容量測量參量，即，以相應(yīng)的方式使它們與發(fā)射電極相對于地的電容量或在發(fā)射電極與接收電極之間的電容量相關(guān)。換言之，第一電容量測量參量和第二電容量測量參量優(yōu)選以相同或至少類似的方式反映出相應(yīng)的電容量的變化，從而使這兩個電容量測量參量可以作為針對相應(yīng)的電容量的數(shù)值的度量直接彼此間地進行比較。尤其地，兩個電容量測量參量相對于相應(yīng)的電容量的數(shù)值是直接成比例的。
[0020]在此，優(yōu)選在識別出兩個電容量測量參量的反向變化的情況下探測出有與地聯(lián)接的電導(dǎo)體、尤其是身體部分接近，而在識別出兩個電容量測量參量的同向變化的情況下探測出有非傳導(dǎo)性的材料、尤其是水接近。
[0021]此外，還優(yōu)選在識別出不與第二電容量測量參量的同步變化有關(guān)的第一電容量測量參量的變化的情況下，探測出有與地聯(lián)接的電導(dǎo)體、尤其是身體部分接近。因此有利的是，即使該接近事件由于在探測空間中同時存在水而重疊，仍可以可靠地識別出有身體部分接近，從而這兩個事件在其在雙電極測量中對電極設(shè)施的電容量的作用方面完全或部分地抵消掉。因此，(與在簡單的單電極測量或簡單的雙電極測量的情況下不同地)尤其可以識別出在非常潮濕的環(huán)境(例如暴雨)中有人接近，并且與單純由水造成的事件區(qū)分開。
[0022]在探測到在傳感器的探測空間內(nèi)有身體部分時，尤其生成了探測信號并且/或者引入防護措施。在作為針對能運動的車輛部件的調(diào)節(jié)設(shè)備的范圍內(nèi)的防夾設(shè)備使用的傳感器中，防護措施尤其在于使車輛部件的調(diào)節(jié)運行停止或逆動。相反地，在探測到在探測空間內(nèi)有非傳導(dǎo)性的材料、例如水時，抑制該探測信號或該防護措施。當(dāng)然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)在該情況下可以生成另外的探測信號。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的(接近)傳感器包括具有至少兩個測量電極的電極設(shè)施。此外，傳感器還包括至少一個用于針對其中一個測量電極生成電發(fā)射信號的信號生成單元以及至少一個用于獲取與電容量有關(guān)的應(yīng)答信號，從該應(yīng)答信號中能推導(dǎo)出電容量測量參量。
[0024]通常，由發(fā)射信號引起的電參量被稱為“應(yīng)答信號”，并且該電參量的數(shù)值與電極設(shè)施的所要測量的電容量有關(guān)。優(yōu)選將電流的強度作為在一定程度上表示電極設(shè)施對通過發(fā)射信號所產(chǎn)生的激勵做出與電容量有關(guān)的應(yīng)答的應(yīng)答信號來獲取，該電流在發(fā)射信號的作用下流到與接收電路互連的測量電極上(基于發(fā)射信號而從測量電極流出的電流在此相應(yīng)地導(dǎo)致應(yīng)答信號是負(fù)值)。但是對此替選地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以將其它的與電容量有關(guān)的參量作為應(yīng)答信號使用，例如在發(fā)射信號與由此引起的通過電流