JP7281488B2 - 自動車の構成要素に近接する又は接触している人物の存在を検出するための静電容量デバイス - Google Patents
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Description
-静電容量センサの少なくとも1つの電極と、
-交流電圧を供給するように構成された電圧源と、
-当該電極と電気回路基準点との間のインピーダンス又はアドミッタンスに対応する複素数値を測定するためのデバイスと、
-インピーダンス又はアドミッタンスの複素数値の測定を較正するための較正抵抗器と、を備える。
静電容量検出デバイスの電極は、検出される人物の存在に近接する又は接触している車両の構成要素上に提供された静電容量センサに属する。静電容量センサは、誘電材料によって分離された2つの電極を備える。
有利には、静電容量検出デバイスは、静電容量センサの2つの電極のうちの1つを備え、車両の構成要素は、静電容量センサの他の電極を備える。
有利には、静電容量センサの電極のうちの少なくとも1つは、車両構成要素の構造要素によって具現化することができる。例えば、かかる電極は、車両構成要素の電機子要素によって具現化することができる。
当該静電容量検出デバイスは、
-測定モードで、当該電圧源を電極に接続することと、
-較正モードで、電圧源を較正抵抗器に接続し、当該電極を電圧源から切断することと、を行うように構成されたスイッチングデバイスを備え、
測定デバイスは、
-較正モードでの動作中、較正抵抗器の第1の複素数値を測定することと、
-測定モードでの動作中、当該電極と電気回路基準点との間の第2の複素数値を測定することと、
-第1の測定された複素数値に基づいて、第2の測定された複素数値を補正することと、を行うように構成されることを特徴とする。
式中、
-RC1は、第1の較正抵抗器であり、
-RC2は、第2の較正抵抗器であり、
-CR_C1は、第1の較正抵抗器RC1の(インピーダンス又はアドミッタンスの)複素数値の測定に対応する、アドミッタンスの複素平面内の点であり、
-CR_C2は、第2の較正抵抗器RC2の(インピーダンス又はアドミッタンスの)複素数値の測定に対応する、アドミッタンスの複素平面内の点である。
-ガード電極21に結合された検出電極20と、
-交流電圧を供給するように構成された電圧源23と、
-インピーダンス又はアドミッタンスの複素数値を測定するためのデバイス24と、
-少なくとも1つの較正抵抗器、この場合、2つの較正抵抗器RC1、RC2を備える較正デバイス25と、
-スイッチングデバイス26,SW1~SW6と、を備える。
-電極20と電極21との間にある構造C1を有するコンデンサと、
-ガード電極21と、本明細書では車両のフレーム接地に接続された、ハンドル10の電機子との間に存在する構造C2を有するコンデンサと、
-本明細書ではハンドル1の検出電極20と車両のフレーム接地との間に存在する(判定される)未知のコンデンサCxと、を示し、このコンデンサCxは、ハンドル1上の運転者の手又は指(複数可)によって加えられた静電容量を含み、適用可能な場合に、1つ以上の漏洩静電容量がハンドル1の構造にリンクされ、これは、検出電極20とフレーム接地との間の、求められた複素インピーダンスZxの静電容量部分を示す。
-測定モードで、電圧源23を電極20又は21のうちの少なくとも1つに接続することと、
-較正モードで、電圧源23を少なくとも1つの較正抵抗器Rc1、Rc2に接続し、1つ以上の電極20又は21を電圧源23から切断することと、を行うように構成される。
-測定モードで、検出電極20のいずれかと、
-又は較正モードで、較正デバイス25に、選択的に接続するより正確な役割を有する。
-共通電気リレー又はスイッチSW5を介して電圧源23に、具体的には、図2を参照して本明細書に記載される実施形態では、2つの抵抗器Rc1(Rc2)は、リレーSW5を介して変圧器231の出力端子232に接続され、
-個々の電気リレー又はスイッチSW3(SW4)を介して、車両のフレーム接地に、接続される。
-アドミッタンスSOC、CR10、及びCR100は、3つ全てが抵抗のみを表すため、アドミッタンスの複素平面内で位置合わせされ、
-開回路アドミッタンスSOCに対するアドミッタンスCR10の振幅と、開回路アドミッタンスSOCに対するアドミッタンスCR100の振幅との間に比例係数10が存在する。
-抵抗器(較正抵抗器(複数可)及び/又は無限抵抗器)のインピーダンス又はアドミッタンスの複素数値の測定から得られる、(アドミッタンス
-複素平面の導電率又は抵抗の軸
-CR10、CR100、及びSOC、
-CR10_S、CR100_S、及びO、
-又は、例えば、CR10及びCOC。
Claims (14)
- 静電容量センサを備えた、自動車の構成要素(1)に近接する又は接触している人物の存在を検出するための静電容量検出デバイス(100)であって、前記デバイスが、
-前記静電容量センサの少なくとも1つの電極(20)と、
-交流電圧を供給するように構成された電圧源(23)と、
-前記電極(20)と電気回路基準点との間のインピーダンス又はアドミッタンスに対応する、複素数値を測定するためのデバイス(24)と、
-インピーダンス又はアドミッタンスの複素数値の前記測定を較正するための2つの較正抵抗器(Rc1、Rc2)と、を備え、
前記静電容量検出デバイスが、
-測定モードで、前記電圧源(23)を前記電極(20)に接続することと、
-較正モードで、前記電圧源(23)を前記2つの較正抵抗器(Rc1、Rc2)に接続し、前記電極(20)を前記電圧源から切断することと、を行うように構成されたスイッチングデバイス(26、SW1~SW6)を備え、
前記測定デバイス(24)が、
-較正モードでの動作中、前記2つの較正抵抗器(RC1、RC2)の第1の複素数値を測定することと、
-測定モードでの動作中、前記電極(20)と前記電気回路基準点との間の第2の複素数値を測定することと、
-前記第1の測定された複素数値に基づいて、前記第2の測定された複素数値を補正することと、を行うように構成されていて、
前記2つの較正抵抗器(RC1、RC2)が、並列に取り付けられており、前記スイッチングデバイス(26、SW1~SW6)が、前記電圧源(23)を前記2つの抵抗器(RC1、RC2)のうちの一方又は他方に、選択的に接続するように構成されていることを特徴とする、静電容量検出デバイス。 - 前記2つの較正抵抗器(RC1、RC2)が、異なる抵抗値を有することを特徴とする、請求項1に記載のデバイス。
- 前記2つの較正抵抗器(RC1、RC2)のうちの第1の較正抵抗器(RC1)が、1kΩ~20kΩに含まれる抵抗値を有し、前記較正抵抗器(RC1、RC2)のうちの第2の較正抵抗器(RC2)が、10kΩ~200kΩに含まれる抵抗値を有することを特徴とする、請求項2に記載のデバイス。
- 前記測定デバイス(24)が、前記2つの較正抵抗器(RC1、RC2)によって測定された2つの複素数値から、前記静電容量検出デバイスのインピーダンス又はアドミッタンス(SOC)の前記開回路複素数値を計算するように構成されていることを特徴とする、請求項4に記載のデバイス。
- 前記測定デバイス(24)が、前記静電容量検出デバイスの前記補正動作を検証するために、インピーダンス又はアドミッタンス(COC)の開回路複素数値を測定し、インピーダンス又はアドミッタンスの前記測定された開回路複素数値を、インピーダンス又はアドミッタンス(SOC)の前記計算された開回路複素数値と比較するように構成されていることを特徴とする、請求項5に記載のデバイス。
- 前記測定デバイス(24)が、前記第2の測定された複素数値に位相補正(E13)を適用するように構成され、前記位相補正が、前記2つの較正抵抗器によって測定されたインピーダンス又はアドミッタンスの2つの複素数値から得られた、複素平面内の2つの点によって画定された直線と、前記複素平面内の抵抗又は導電率の軸との間の角度αによる回転に対応することを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載のデバイス。
- 直列の一対の保護コンデンサ(CP1、CP2)を備え、前記一対のコンデンサが、前記2つの較正抵抗器(RC1、RC2)と並列に取り付けられており、前記2つのコンデンサのうちの一方は、その端子が2つのそれぞれのスイッチを介して前記電圧源(23)に接続されており、他方のコンデンサが、前記自動車のフレーム接地に接続されていることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記電極と前記電気回路基準点との間の前記第2の複素数値の前記測定を、周期的に繰り返すように構成されており、前記第2の複素数値の2つの連続する測定の間で、較正測定を行うように構成されていることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記測定デバイス(24)が、スケーリングゲインGを、前記第2の測定され、次いで補正された値の虚部分に適用することによって、前記第2の測定され、次いで補正された複素数値から、前記電極(20)と前記電気回路基準点との間の静電容量値を計算するように構成されており、前記ゲインGが、式
式中、
-RC1は、第1の較正抵抗器であり、
-RC2は、第2の較正抵抗器であり、
-CR_C1は、前記第1の較正抵抗器RC1の複素数値の前記測定に対応する、アドミッタンスの複素平面内の点であり、
-CR_C2は、前記第2の較正抵抗器RC2の複素数値の前記測定に対応する、アドミッタンスの前記複素平面内の点であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記測定デバイス(24)が、電流測定回路を備えることを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載のデバイス。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の静電容量検出デバイス(100)を備えた、自動車用ハンドル。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の静電容量検出デバイス(100)を備えた、自動車用シート。
- 請求項12に記載のハンドル及び/又は請求項13に記載のシートを備える、自動車。
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