WO2020122030A1 - 静電容量センサ - Google Patents

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WO2020122030A1
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capacitor
capacitance
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慧 コダ
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アイシン精機株式会社
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    • E05Y2900/546—Tailboards, tailgates or sideboards opening upwards

Definitions

  • the present invention relates to a capacitance sensor.
  • a conventional capacitance sensor is described in Patent Document 1.
  • This capacitance sensor includes a first capacitor and a second capacitor which is connected to the first capacitor and whose capacitance varies depending on the presence or absence of an object.
  • the capacitance sensor includes a first switch that initializes the first capacitor, a second switch that is arranged between the first and second capacitors, a third switch that initializes the second capacitor, and a control circuit.
  • the control circuit performs a switch operation including an operation of the second switch and an operation of the third switch after the initialization of the first capacitor by operating the first switch, and an intermediate potential which is a potential between the first and second capacitors. Get the potential.
  • the control device further determines the number of switch operations when the intermediate potential exceeds the reference potential, that is, the number of detections.
  • the number of detections is correlated with the capacity of the second capacitor that can be discharged by one switch operation, that is, the capacity of the second capacitor. Therefore, the capacitance of the second capacitor is detected by obtaining the number of times of detection.
  • the control circuit acquires the intermediate potential at multiple points for each switch operation.
  • the control device also derives the number of detections based on the plurality of intermediate potentials. With this configuration, even if the intermediate potential includes noise, the accuracy of deriving the number of detections is improved, and the accuracy of detecting the capacitance of the second capacitor is improved.
  • the capacity of the second capacitor that is, the number of times of detection, fluctuates based on the existence of objects. Therefore, the capacitance sensor is used to determine the presence/absence of a detection target, for example, based on the magnitude relationship between the variation amount of the number of detections and the threshold value.
  • the capacitance of the second capacitor changes under the influence of the parasitic capacitance included in the capacitance of the second capacitor even in the initial state in which the detection target does not exist. Therefore, the discharge capacity of the second capacitor in one switch operation also changes according to the parasitic capacity. Therefore, the number of times of detection may vary, and the accuracy of detecting the capacitance of the second capacitor may decrease. Therefore, the presence or absence of the detection target, for example, the determination accuracy of the proximity or operation of the user may be reduced.
  • the capacitance C11 of the first capacitor 91 is 100 [pF]
  • the capacitance C12 including the parasitic capacitance of the second capacitor 92 in the initial state is 5 [pF]. It is assumed that the variation amount ⁇ C12 of the capacitance C12 when the detection target is present is 5 [pF].
  • the number of detections in this case hereinafter, referred to as capacitance count value CN[LSB]) and the like will be described below.
  • the capacitance count value CN0 in the initial state shown in FIG. 20(a) is expressed by the following equation.
  • the electrostatic capacitance count value CN1 in the state where the detection target object shown in FIG. 20(b) exists is expressed by the following equation.
  • the variation amount ⁇ CN of the capacitance count value CN required for determining the presence of the detection target is expressed by the following equation.
  • Variation ⁇ CN
  • 10 [LSB] That is, in the capacitance sensor, the variation amount ⁇ C12 (5 [pF]) required for determining the presence of the detection target is detected by the variation amount ⁇ CN (10 [LSB]). Therefore, the resolution Res[pF/LSB] is expressed by the following equation.
  • the capacitance count value CN0 in the initial state shown in FIG. 21(a) is expressed by the following equation.
  • the electrostatic capacitance count value CN1 in the presence state of the detection target shown in FIG. 21B is represented by the following equation.
  • the variation amount ⁇ CN of the capacitance count value CN required for determining the presence of the detection target is expressed by the following equation.
  • the variation amount ⁇ CN of the capacitance count value CN does not become constant with respect to the equivalent variation amount ⁇ C12.
  • the determination accuracy decreases. That is, the change in the parasitic capacitance included in the capacitance of the second capacitor reduces the accuracy of determining the presence or absence of the detection target.
  • An object of the present invention is to provide an electrostatic capacitance sensor capable of suppressing a decrease in accuracy of determining the presence or absence of a detection target due to a change in parasitic capacitance.
  • a first capacitor connected to a power source and connected in series, and a first capacitor connected between both terminals of the first capacitor.
  • a switch, a second switch connected between the first capacitor and the second capacitor, a third switch connected between both terminals of the second capacitor, and an ON state of the first switch A switch configured to repeat a second switching process in which the first switch is turned off and the second switch and the third switch are complementarily switched to an off state and an on state after performing the first switching process.
  • the control unit is configured to derive, as a sensor output value, the number of times the second switching process is repeated until the magnitude relationship between the intermediate potential between the first and second capacitors and the preset reference potential is reversed.
  • a derivation unit configured to calculate a sensor output correction value by correcting the sensor output value so that the resolution is uniform, a current sensor output correction value and a past sensor output correction value Based on the magnitude relationship between the sensor output difference value that is the difference from the reference sensor output value based on the above, and a preset determination threshold value, a determination unit configured to determine the presence or absence of the detection target is provided.
  • a capacitive sensor is provided. The resolution is a capacitance change of the second capacitor per unit amount of the sensor output value.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a rear portion of a vehicle to which a capacitance sensor according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the schematic diagram which shows the relationship between the electrode of a capacitance sensor, and a detection target.
  • the block diagram which shows the electric constitution of an electrostatic capacitance sensor.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a capacitance sensor.
  • the time chart which shows the change of the intermediate potential by switching processing.
  • the graph which shows the relationship between a sensor output value and the capacity
  • the graph which shows the relationship between a sensor output value and resolution.
  • the graph which shows the relationship between a sensor output value and a correction coefficient.
  • FIG. 8 is a list diagram illustrating that the variation amount of the sensor output correction value obtained by correcting the sensor output value with the correction coefficient according to the resolution is constant with respect to the variation amount of the equivalent capacity.
  • the flowchart which shows the process which determines the presence or absence of the detection target by a capacitance sensor.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a relationship between a plurality of sections into which the entire range of sensor output values is divided and the sensor output values.
  • the flowchart which shows the process which counts the frequency
  • a graph showing the relationship between the resolution and the correction coefficient according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a list diagram illustrating that the correction threshold value changes in accordance with a sensor output value (change amount) according to a resolution associated with a capacitance change of an equivalent second capacitor.
  • the flowchart which shows the process which determines the presence or absence of the detection target by a capacitance sensor.
  • the perspective view which shows the rear part of the vehicle to which the modification of the electrostatic capacity sensor is applied.
  • the perspective view which shows the side part of the vehicle to which another modification of a capacitance sensor is applied.
  • (A), (b) is an example figure explaining the resolution when the parasitic capacitance of the 2nd capacitor is comparatively small.
  • (A), (b) is an example figure explaining the resolution when the parasitic capacitance of the 2nd capacitor is comparatively large.
  • an opening 2a is formed at the rear of the body 2 of a vehicle 1 such as an automobile.
  • a door hinge (not shown) is provided above the opening 2a.
  • a back door 3 is openably and closably attached to the rear portion of the body 2 via a door hinge. The back door 3 is opened by lifting the back door 3 around the door hinge. Inside the back door 3, a door lock 5 for locking and unlocking the closed back door 3 is installed.
  • a bumper 6 extending in the vehicle width direction is provided below the opening 2a.
  • the bumper 6 is provided with a pair of electrodes 21 extending linearly in the vehicle width direction.
  • each electrode 21 forms a second capacitor 12 whose capacitance fluctuates when the user's foot F approaches the electrode 21.
  • Both of the second capacitors 12 are used to determine whether or not there is an operation (hereinafter, referred to as a kick operation) for moving the foot F in and out of the lower portion of the bumper 6 and the road surface.
  • the presence or absence of a kick operation corresponds to the presence or absence of the detection target.
  • the capacitance sensor 10 including both electrodes 21 is electrically connected to a door ECU 30 formed of, for example, an MCU (microcomputer).
  • the door ECU 30 is electrically connected to the door drive unit 31 and the door lock drive unit 32.
  • the door drive unit 31 includes an electric drive source such as an electric motor.
  • the door drive unit 31 opens and closes the back door 3 by being mechanically connected to the back door 3 via a door drive mechanism.
  • the door lock drive unit 32 includes an electric drive source such as an electric motor.
  • the door lock drive unit 32 locks and unlocks the door lock 5 by being mechanically connected to the door lock 5 via a lock drive mechanism.
  • the capacitance sensor 10 outputs a detection signal Sx indicating the determination result of the presence or absence of a kick operation to the door ECU 30.
  • the door ECU 30 individually controls the drive of the door drive unit 31 and the door lock drive unit 32 based on the detection signal Sx from the capacitance sensor 10.
  • the door ECU 30 detects an opening operation input of the back door 3 in the closed state and unlocks the door lock 5 in the locked state. Detect operation input. Then, the door ECU 30 drive-controls the door drive unit 31 to open the back door 3 and drive-controls the door lock drive unit 32 to unlock the door lock 5.
  • the door ECU 30 detects the closing operation input of the back door 3 in the open state and inputs the locking operation input of the door lock 5 in the unlocked state. To detect. Then, the door ECU 30 controls the drive of the door drive unit 31 to close the back door 3 and controls the drive of the door lock drive unit 32 to lock the door lock 5.
  • the capacitance sensor 10 includes a first capacitor 11, a second capacitor 12, a first switch 13, a second switch 14, a third switch 15, and a control circuit 16.
  • the first capacitor 11 has a predetermined capacity C11.
  • the first capacitor 11 is configured and arranged so that the capacitance C11 does not change even if the surrounding environment of the vehicle 1 changes or the user's foot F approaches the electrode 21.
  • the second capacitor 12 has a substantially stable capacity C12 determined by the surrounding environment of the vehicle 1 unless the user's foot F is close to the electrode 21.
  • the capacitance C12 of the second capacitor 12 changes together with the stray capacitance included in the capacitance C12.
  • the capacitance C12 of the second capacitor 12 changes as the user's foot F approaches the electrode 21.
  • the first capacitor 11 is connected in series with the second capacitor 12 and also connected to the power supply.
  • the first capacitor 11 includes a first end portion electrically connected to the high-side potential V1 as a power source and a second end portion.
  • the second end of the first capacitor 11 is electrically connected to the first end of the second capacitor 12 via the second switch 14.
  • the second end of the second capacitor 12 is electrically connected to the low-side potential V2 ( ⁇ V1) as a power source.
  • the low-side potential V2 is set to the same potential as the ground, for example.
  • the first switch 13 initializes the first capacitor 11. Specifically, the first switch 13 is connected between both terminals of the first capacitor 11 and is connected in parallel with the first capacitor 11. The first switch 13 connects between both terminals of the first capacitor 11 to short-circuit or cut off by switching between an on state and an off state.
  • the second switch 14 is electrically connected between the first capacitor 11 and the second capacitor 12. The second switch 14 connects or disconnects the first capacitor 11 and the second capacitor 12 by switching between an on state and an off state.
  • the third switch 15 initializes the second capacitor 12. Specifically, the third switch 15 is connected between both terminals of the second capacitor 12 and is connected in parallel with the second capacitor 12. The third switch 15 connects between both terminals of the second capacitor 12 to short-circuit or cut off by switching between the on-state and the off-state.
  • the control circuit 16 includes a control unit 17 including an MCU (microcomputer) and a comparing unit 18 including a comparator.
  • the comparison unit 18 compares the intermediate potential VM, which is the potential of the connection point N of the first capacitor 11 and the second switch 14, with the reference potential Vref, and outputs a signal indicating the result of the comparison to the control unit 17.
  • the reference potential Vref is set to an intermediate potential (V2 ⁇ Vref ⁇ V1) between the high-side potential V1 and the low-side potential V2.
  • the control unit 17 controls ON/OFF (switching control) of the first switch 13, the second switch 14, and the third switch 15. In addition, the control unit 17 derives the sensor output value Craw based on the output signal of the comparison unit 18, that is, the comparison result of the intermediate potential VM and the reference potential Vref.
  • the control unit 17 as the switch control unit 17a operates the first switch 13, the second switch 14, and the third switch 15 in a predetermined cycle. Specifically, the control unit 17 performs a first switching process in which the second switch 14 and the third switch 15 are turned off and the first switch 13 is turned on at the beginning of the cycle. As a result, the first capacitor 11 is initialized and the intermediate potential VM becomes equal to the high-side potential V1.
  • control unit 17 turns on the second switch 14 after turning off the third switch 15 in the state where the first switch 13 is turned off (hereinafter, this switch operation will be referred to as the second switch). Operation). At this time, a current flows through the first capacitor 11 and the second capacitor 12, and the intermediate potential VM drops.
  • control unit 17 turns on the third switch 15 after turning off the second switch 14 while keeping the first switch 13 off (hereinafter, this switch operation will be referred to as third switch operation). That). As a result, the second capacitor 12 is initialized.
  • control unit 17 alternately executes the second switch operation and the third switch operation while keeping the first switch 13 in the off state. That is, the control unit 17 repeats the second switching process of turning off the first switch 13 and turning the second switch 14 and the third switch 15 into the off state and the on state complementarily. Along with this, the intermediate potential VM gradually decreases.
  • the control unit 17 repeats the second switching process while keeping the first switch 13 in the off state until the number of times of the second switching process reaches the predetermined number Nth.
  • the predetermined number of times Nth is set to be larger than the number of times of the second switching process repeated until the magnitude relationship between the intermediate potential VM and the reference potential Vref is inverted when the capacitance C12 of the second capacitor 12 is the minimum value. This is because regardless of the capacitance C12 of the second capacitor 12, the magnitude relationship between the intermediate potential VM and the reference potential Vref is necessarily inverted before the number of times of the second switching process reaches the predetermined number Nth.
  • the control unit 17 restarts the first switching process when the number of times of the second switching process reaches a predetermined number of times Nth while keeping the first switch 13 in the off state, and repeats the same process as above.
  • the control unit 17 as the derivation unit 17b counts the number of times the second switching process is repeated until the magnitude relationship between the intermediate potential VM and the reference potential Vref is inverted. That is, the control unit 17 counts the number of times the second switching process is repeated until it is determined that the intermediate potential VM is lower than the reference potential Vref (VM ⁇ Vref) based on the output signal of the comparison unit 18. Then, the control unit 17 derives the number of repetitions when it is determined that the intermediate potential VM is lower than the reference potential Vref as the sensor output value Craw[LSB].
  • the sensor output value Craw[LSB] is correlated with the discharge capacity of the second capacitor 12 per one operation of the second switching process, that is, the capacity C12[pF] of the second capacitor 12. That is, the sensor output value Craw[LSB] is an index of the capacitance C12[pF].
  • the capacitance C12 [pF] is a well-known exponential function of the sensor output value Craw [LSB]. As shown in FIG. 6, this exponential function basically has a characteristic that the capacitance C12 [pF] increases as the sensor output value Craw[LSB] decreases. This is because the larger the capacity C12 [pF], the larger the discharge capacity per one operation of the second switching process, and the smaller the number of times the second switching process is repeated, that is, the sensor output value Craw[LSB]. Is.
  • the control unit 17 as the calculation unit 17c calculates the sensor output correction value CrawR by correcting the sensor output value Craw[LSB] so that the resolution Res[pF/LSB] is uniform. That is, the control unit 17 substitutes the sensor output value Craw[LSB] into the above-described exponential function (see FIG. 6) to calculate the capacitance C12[pF].
  • the control unit 17 also differentiates the capacitance C12 [pF] to calculate the resolution Res [pF/LSB]. Specifically, the control unit 17 substitutes a value obtained by subtracting 1 [LSB] from the sensor output value Craw [LSB] into the above-described exponential function [pF] and the capacitance C12 [pF]. The resolution Res[pF/LSB] is calculated based on the difference. As shown in FIG. 7, the resolution Res[pF/LSB] changes according to the sensor output value Craw[LSB].
  • control unit 17 calculates the magnitude (absolute value) of the resolution Res [pF/LSB] as the correction coefficient K.
  • the correction coefficient K may be, for example, a predetermined multiple of the resolution Res [pF/LSB]. As shown in FIG. 8, the correction coefficient K changes according to the resolution Res [pF/LSB].
  • control unit 17 calculates the sensor output correction value CrawR by multiplying the sensor output value Craw[LSB] by the correction coefficient K.
  • the control unit 17 calculates the sensor output correction value CrawR by correcting the sensor output value Craw[LSB] based on the resolution Res[pF/LSB]. This is because when the sensor output value Craw[LSB] changes more than the fluctuation due to the presence or absence of a kick operation, the resolution Res[pF/LSB] changes, and the sensor output value with respect to the fluctuation amount of the equivalent capacitance C12[pF]. This is because the fluctuation amount of Craw[LSB] is not constant.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the sensor output value Craw[LSB] and the calculated sensor output correction value CrawR.
  • the variation amount of the calculated sensor output correction value CrawR becomes constant with respect to the variation amount of the equivalent capacitance C12 [pF]. For this reason, the detection distance of the foot F required for determining whether or not a kick operation is performed is unchanged, and a decrease in determination accuracy is suppressed.
  • the outline of the sensor output correction value CrawR in which the resolution Res [pF/LSB] is uniform will be briefly described.
  • the resolution Res [pF/LSB] is set to a positive number in accordance with the correction coefficient K.
  • the sensor output value Craw[LSB] and the sensor output correction value CrawR represent the magnitude (absolute value) of the variation amount associated with the kick operation.
  • the sensor output value Craw is 20 [LSB] because the resolution Res is 0.5 [pF/LSB].
  • the correction coefficient K is multiplied by 0.5
  • the sensor output value Craw is 10 [LSB] because the resolution Res is 1 [pF/LSB].
  • the sensor output value Craw is 2 [LSB] because the resolution Res is 5 [pF/LSB].
  • This process is repeatedly executed for a predetermined time, for example, by an interrupt for each repeating cycle of the first switching process.
  • the control unit 17 calculates (derives) the sensor output value Craw in the above-described manner (step S1). Next, the control unit 17 calculates the capacitance C12 based on the sensor output value Craw (step S2). Further, the control unit 17 calculates the resolution Res based on the capacity C12 (step S3). Subsequently, the control unit 17 calculates the correction coefficient K based on the resolution Res (step S4). Next, the control unit 17 multiplies the sensor output value Craw by the correction coefficient K to calculate the sensor output correction value CrawR (step S5).
  • control unit 17 calculates the reference sensor output value Cbase based on the past sensor output correction value CrawR (step S6). Specifically, the control unit 17 calculates, as the reference sensor output value Cbase, an average value of the sensor output correction value CrawR within a predetermined time that is sufficiently longer than the calculation cycle (step S6).
  • the reference sensor output value Cbase is, for example, a stable value that serves as a reference for comparison with the sensor output correction value CrawR that fluctuates during kick operation.
  • the reference sensor output value Cbase reflects the past sensor output correction value CrawR so as not to change due to the kick operation.
  • the resolution Res of the reference sensor output value Cbase calculated based on the sensor output correction value CrawR is uniform.
  • the reference sensor output value Cbase may be calculated by including the current sensor output correction value CrawR.
  • the sensor output correction value CrawR before the predetermined time may be used as the reference sensor output value Cbase.
  • the control unit 17 calculates the sensor output difference value Cdiff which is the magnitude (absolute value) of the difference between the current sensor output correction value CrawR and the reference sensor output value Cbase (step S7).
  • the sensor output difference value Cdiff is an index of the amount of change in the capacitance C12, and is a value obtained by correcting the amount of change in the sensor output value Craw so that the resolution Res is uniform.
  • the control unit 17 as the determination unit 17d determines whether or not the sensor output difference value Cdiff exceeds a predetermined determination threshold Cth (step S8).
  • the determination threshold Cth is a value suitable for representing the amount of fluctuation of the sensor output correction value CrawR associated with a kick operation.
  • the control unit 17 determines that the kick operation is performed because the variation amount of the sensor output correction value CrawR is large (step S9). Then, the control unit 17 ends this process.
  • the control unit 17 determines that there is no kick operation because the variation amount of the sensor output correction value CrawR is small (step S10). Then, after that, the control unit 17 ends this processing.
  • the control unit 17 as the division determination unit 17e determines which one of the plurality of divisions n the current sensor output value Craw belongs to.
  • the control unit 17 stores the counting result of the number of times CNTn for each of the plurality of sections n in the storage unit 17g including a non-volatile memory. This is for reading the result of counting (the number of times CNTn) from the storage unit 17g at the time of maintenance or the like to grasp characteristics such as the distribution state of the parasitic capacitance (capacitance C12) of the second capacitor 12.
  • control unit 17 increments and updates the number of times CNTn of the current division n whose determination result is switched by “1” (step S11). Subsequently, the control unit 17 stores the updated number of times CNTn in the storage unit 17g (step S12). Then, the control unit 17 ends this process.
  • the current sensor output correction value CrawR and the reference sensor output value Cbase are both corrected so that the resolution Res is uniform. Accordingly, even if the parasitic capacitances included in the capacitance C12 of the second capacitor 12 are different, if the variation amount of the capacitance C12 is the same, the sensor output difference value Cdiff is calculated at the same level so as to be the same value. Therefore, the control unit 17 (determination unit 17d) can determine the presence or absence of the kick operation at the same level based on the magnitude relationship between the sensor output difference value Cdiff and the determination threshold Cth. Therefore, it is possible to prevent the accuracy of the determination of the presence or absence of the kick operation from being reduced due to the change in the parasitic capacitance included in the capacitance C12 of the second capacitor 12.
  • the classification counting unit 17f updates the current number of times CNTn of the classification n for which the determination result is switched. Therefore, when the determination result of the partition n by the partition determination unit 17e is unchanged for a long time, it is possible to prevent the partition counting unit 17f from continuously updating the number CNTn of the partition n. Further, the classification counting unit 17f may monitor only the switching of the judgment result of the classification n by the classification determination unit 17e. Therefore, the calculation load (processing load) of the classification/counting unit 17f can be reduced. Moreover, the processing load of the control unit 17 can be shortened and the sampling cycle can be shortened by reducing the calculation load of the section counting unit 17f (control unit 17).
  • the control unit 17 as the calculation unit 17c sets the determination threshold Cth[LSB] so as to be proportional to the reciprocal of the resolution Res[pF/LSB] of the sensor output value Craw[LSB].
  • the corrected correction threshold value CthR[LSB] is calculated.
  • the determination threshold value Cth[LSB] is a value suitable for representing the variation amount of the sensor output value Craw due to the kick operation when there is no influence of the resolution Res[pF/LSB].
  • the correction threshold CthR[LSB] is a value obtained by correcting the determination threshold Cth[LSB] in accordance with the amount of change in the sensor output value Craw due to the kick operation that changes according to the resolution Res[pF/LSB].
  • the control unit 17 substitutes the sensor output value Craw[LSB] into the above-mentioned exponential function (see FIG. 6) to calculate the capacitance C12[pF]. Further, the control unit 17 differentiates the capacitance C12[pF] to calculate the resolution Res[pF/LSB]. Specifically, the control unit 17 substitutes a value obtained by subtracting 1 [LSB] from the sensor output value Craw [LSB] into the above-described exponential function [pF] and the capacitance C12 [pF]. The resolution Res[pF/LSB] is calculated based on the difference. As shown in FIG. 7, the resolution Res[pF/LSB] changes according to the sensor output value Craw[LSB].
  • control unit 17 calculates the magnitude (absolute value) of the reciprocal of the resolution Res [pF/LSB] as the correction coefficient K.
  • the correction coefficient K is inversely proportional to the resolution Res [pF/LSB].
  • control unit 17 calculates the correction threshold value CthR[LSB] by multiplying the determination threshold value Cth[LSB] by the correction coefficient K.
  • the control unit 17 calculates the correction threshold CthR[LSB] in which the determination threshold Cth[LSB] is corrected so as to be proportional to the reciprocal of the resolution Res[pF/LSB] of the sensor output value Craw[LSB]. This is because when the sensor output value Craw[LSB] changes more than the fluctuation due to the presence or absence of the kick operation, the resolution Res[pF/LSB] changes and is constant with respect to the fluctuation amount of the equivalent capacitance C12[pF]. This is because the sensor output value Craw[LSB] does not become the variation amount.
  • FIG. 15 shows the relationship between the variation amount of the sensor output value Craw[LSB] and the calculated determination threshold value Cth[LSB] when the variation amount of the capacitance C12[pF] associated with the kick operation is considered to be equivalent. It is a graph which shows.
  • the calculated determination threshold Cth[LSB] is proportional to the variation amount of the sensor output value Craw[LSB] that changes according to the resolution Res[pF/LSB]. For this reason, the detection distance of the foot F required for determining whether or not a kick operation is performed is unchanged, and a decrease in determination accuracy is suppressed.
  • the resolution Res [pF/LSB] is set to a positive number in accordance with the correction coefficient K.
  • the sensor output value Craw[LSB] represents the magnitude (absolute value) of the fluctuation amount.
  • the variation amount of the capacitance C12 [pF] associated with the kick operation is 10 [pF]
  • the sensor output value Craw[LSB] with respect to the variation amount of the capacitance C12 is different due to the difference in the resolution Res [pF/LSB].
  • the determination threshold Cth[LSB] before correction is set to 10[LSB].
  • the sensor output value Craw is 20 [LSB] because the resolution Res is 0.5 [pF/LSB].
  • the sensor output value Craw is 10 [LSB] because the resolution Res is 1 [pF/LSB].
  • the sensor output value Craw is 2 [LSB] because the resolution Res is 5 [pF/LSB].
  • the correction threshold value CthR[LSB] is corrected according to the variation amount of the sensor output value Craw[LSB] that changes according to the resolution Res[pF/LSB] with respect to the variation amount of the capacitance C12[pF] due to the kick operation. Is confirmed.
  • the control unit 17 calculates (derives) the sensor output value Craw in the above-described manner (step S21). Next, the control unit 17 calculates the capacitance C12 based on the sensor output value Craw (step S22). Further, the control unit 17 calculates the resolution Res based on the capacity C12 (step S23). Subsequently, the control unit 17 calculates the correction coefficient K based on the reciprocal of the resolution Res (step S24). Next, the control unit 17 multiplies the determination coefficient Cth by the correction coefficient K to calculate the correction threshold CthR (step S25).
  • control unit 17 calculates the reference sensor output value Cbase based on the past sensor output value Craw (step S26). Specifically, the control unit 17 calculates, as the reference sensor output value Cbase, an average value of the sensor output values Craw within a predetermined time that is sufficiently longer than the calculation cycle (step S26).
  • the reference sensor output value Cbase is, for example, a stable value that serves as a reference for comparison with the sensor output value Craw that fluctuates during a kick operation.
  • the reference sensor output value Cbase reflects the past sensor output value Craw so as not to change due to the kick operation.
  • the resolution Res of the reference sensor output value Cbase is equal to the sensor output value Craw.
  • the reference sensor output value Cbase may be calculated by including the current sensor output value Craw.
  • the sensor output value Craw before a predetermined time may be used as the reference sensor output value Cbase.
  • the control unit 17 calculates the sensor output difference value Cdiff which is the magnitude (absolute value) of the difference between the current sensor output value Craw and the reference sensor output value Cbase (step S27).
  • the sensor output difference value Cdiff is an index of the amount of change in the capacitance C12.
  • the resolution Res of the sensor output difference value Cdiff is equivalent to the sensor output value Craw and the like.
  • the control unit 17 as the determination unit 17d determines whether the sensor output difference value Cdiff exceeds the correction threshold CthR (step S28).
  • the control unit 17 determines that there is a kick operation because the variation amount of the sensor output value Craw is large (step S29). Then, the control unit 17 ends this process.
  • the control unit 17 determines that there is no kick operation because the variation amount of the sensor output value Craw is small (step S30). Then, the control unit 17 ends this process.
  • the sensor output difference value Cdiff basically has the same resolution as the resolution Res of the sensor output value Craw together with the reference sensor output value Cbase. Therefore, the sensor output difference value Cdiff changes in proportion to the reciprocal of the resolution Res if the variation amount of the capacitance C12 of the second capacitor 12 is equal.
  • the correction threshold CthR is a value obtained by correcting the determination threshold Cth so as to be proportional to the reciprocal of the resolution Res of the sensor output value Craw.
  • a mark 7 such as a company name is installed at the center of the outer surface of the back door 3.
  • the second capacitor 25 may be composed of the electrode 26 provided on the back side of the mark 7.
  • the second capacitor 25 is used for determining whether or not the user has performed an operation of bringing a hand or a finger close to the mark 7 (presence or absence of the detection target). In this case, even if a foreign substance adheres to the mark 7 or the electrode 26 and the parasitic capacitance included in the capacitance of the second capacitor 25 changes, it is possible to suppress a decrease in accuracy of determining whether or not there is an operation.
  • a slide door 43 that opens and closes the opening 42a is provided on the side portion of the body 42 of the vehicle 41.
  • the second capacitor 45 may be configured by the electrode 46 installed on the window glass 44 of the slide door 43.
  • the second condenser 45 is used to determine whether or not the user has performed an operation of bringing the finger H close to the window glass 44 (presence or absence of the detection target). In this case, even if foreign matter adheres to the window glass 44 or the electrode 46 and the parasitic capacitance included in the capacitance of the second capacitor 45 changes, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of determining whether or not there is an operation.
  • the second capacitor may be configured by the electrodes installed on the side rocker of the vehicle 1.
  • the second condenser is used to determine whether or not a kick operation has been performed (presence/absence of an object to be detected). In this case, even if a foreign substance adheres to the side rocker or the electrode and the parasitic capacitance included in the capacitance of the second capacitor changes, it is possible to suppress a decrease in the determination accuracy of the presence or absence of the kick operation.
  • control unit 17 may calculate the sensor output correction value CrawR by integrating the resolution Res with the sensor output value Craw.
  • control unit 17 may store in advance a map or table indicating the relationship between the sensor output value Craw and the capacity C12 in the storage unit 17g. Then, the control unit 17 may calculate the capacity C12 based on the map or table read from the storage unit 17g. In this case, since it is not necessary to calculate the capacitance C12 by substituting the sensor output value Craw for the exponential function, the calculation load (processing load) of the control unit 17 can be reduced.
  • control unit 17 may store in advance a map or table indicating the relationship between the sensor output value Craw and the resolution Res in the storage unit 17g. Then, the control unit 17 may calculate the resolution Res based on the map or table read from the storage unit 17g. In this case, since it is not necessary to calculate the resolution Res based on a theoretical calculation formula (exponential function or the like), the calculation load on the control unit 17 can be reduced.
  • the control unit 17 may store in advance a map or table indicating the relationship between the sensor output value Craw and the correction coefficient K in the storage unit 17g. Then, the control unit 17 may calculate the correction coefficient K based on the map or table read from the storage unit 17g. In this case, since it is not necessary to calculate the correction coefficient K based on a theoretical calculation formula (exponential function or the like), the calculation load on the control unit 17 can be reduced. Further, since the calculation load of the control unit 17 is reduced, the processing time of the control unit 17 can be shortened and the sampling cycle can be shortened. Alternatively, the calculation capability of the control unit 17 can be further reduced, and the cost can be reduced.
  • the control unit 17 may store a correction coefficient K for correcting the sensor output value Craw in the storage unit 17g in advance for each of the plurality of sections n.
  • the correction coefficient K is set to a value proportional to the resolution Res so that the resolution Res of the sensor output value Craw is uniform.
  • the control unit 17 may calculate the sensor output correction value CrawR based on the correction coefficient K corresponding to the section n to which the sensor output value Craw belongs.
  • the correction coefficient K may be corrected by linear interpolation. Thereby, the correction coefficient K thinned out of the data can be calculated more accurately.
  • the control unit 17 may store a map or a table indicating the relationship between the sensor output value Craw and the sensor output correction value CrawR in the storage unit 17g in advance. Then, the control unit 17 may calculate the sensor output correction value CrawR based on the map or table read from the storage unit 17g. In this case, since it is not necessary to calculate the sensor output correction value CrawR based on a theoretical calculation formula (exponential function or the like), the calculation load on the control unit 17 can be reduced. Further, since the calculation load of the control unit 17 is reduced, the processing time of the control unit 17 can be shortened and the sampling cycle can be shortened. Alternatively, the calculation capability of the control unit 17 can be further reduced, and the cost can be reduced.
  • a table in which the sensor output correction value CrawR changes stepwise according to the sensor output value Craw may be used.
  • data representing the relationship between the sensor output value Craw and the sensor output correction value CrawR can be thinned out, and the storage capacity required for the storage unit 17g or the storage amount used in the storage unit 17g can be reduced.
  • the sensor output correction value CrawR may be corrected by linear interpolation. This makes it possible to more accurately calculate the sensor output correction value CrawR thinned out.
  • the plurality of sections (n) are obtained by dividing the entire range of any one of the sensor output correction value CrawR, the correction coefficient K, the resolution Res, and the capacity C12 that correlate with the sensor output value Craw. May be.
  • the plurality of sections (n) may be obtained by dividing the entire range of the reference sensor output value Cbase based on the past sensor output value Craw.
  • the control unit 17 counts the number of times it is determined that the sensor output correction value CrawR, the correction coefficient K, the resolution Res, the capacitance C12, or the reference sensor output value Cbase belongs to each of the plurality of sections (n). The counting result of the number of times may be stored in the storage unit 17g.
  • the operation target related to the detection of the operation input is a movable part of the vehicle other than the back door 3 and the slide door 43 (for example, a swing door, a trunk lid, a sunroof, a window regulator, a fuel lid, a hood, a seat, etc.).
  • the operation on the opening/closing body of the vehicle such as the back door 3 and the sliding door 43 is not limited to the opening/closing operation and the locking/unlocking operation, and may be, for example, a halfway stop operation or a reservation operation Good.
  • the control unit 17 may store in advance a map or table indicating the relationship between the sensor output value Craw and the correction threshold value CthR in the storage unit 17g. Then, the control unit 17 may calculate the sensor output correction value CrawR based on the map or table read from the storage unit 17g. In this case, since it is not necessary to calculate the correction threshold value CthR based on a theoretical calculation formula (exponential function or the like), the calculation load on the control unit 17 can be reduced. Further, since the calculation load of the control unit 17 is reduced, the processing time of the control unit 17 can be shortened and the sampling cycle can be shortened. Alternatively, the calculation capability of the control unit 17 can be further reduced, and the cost can be reduced.
  • a table in which the correction threshold value CthR changes stepwise according to the sensor output value Craw may be used.
  • the data representing the relationship between the sensor output value Craw and the correction threshold CthR can be thinned out, and the storage capacity required for the storage unit 17g or the storage amount used in the storage unit 17g can be reduced.
  • the correction threshold CthR may be corrected by linear interpolation. This makes it possible to more accurately calculate the thinned correction threshold CthR.
  • the plurality of sections (n) may be obtained by dividing the entire range of any one of the correction threshold CthR, the correction coefficient K, the resolution Res, and the capacitance C12 that are correlated with the sensor output value Craw. Good.
  • the plurality of sections (n) may be obtained by dividing the entire range of the reference sensor output value Cbase based on the past sensor output value Craw.
  • the control unit 17 counts the number of times that the correction threshold value CthR, the correction coefficient K, the resolution Res, the capacitance C12, or the reference sensor output value Cbase belongs to each of the plurality of sections (n) and counts the number of times.
  • the counting result of 1 may be stored in the storage unit 17g.

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Abstract

第１コンデンサに接続された第１スイッチをオンにする第１スイッチング処理の後、第１スイッチをオフにして、第２及び第３コンデンサにそれぞれ接続された第２及び第３スイッチを相補的にオフ及びオンに切り替える第２スイッチング処理を繰り返し行うスイッチ制御部と、中間電位と参照電位との大小関係が反転するまでの第２スイッチング処理の繰り返し回数をセンサ出力値として導出する導出部と、センサ出力値を分解能が一律になるように補正したセンサ出力補正値を算出する算出部と、センサ出力差分値と判定閾値との大小関係に基づいて、検出対象物の存否を判定する判定部とを備える。

Description

静電容量センサ
　本発明は、静電容量センサに関する。
　従来の静電容量センサが、特許文献１に記載されている。この静電容量センサは、第１コンデンサと、第１コンデンサに接続されると共に物の存否に基づいて容量が変動する第２コンデンサとを備えている。また、静電容量センサは、第１コンデンサを初期化する第１スイッチと、第１及び第２コンデンサ間に配置される第２スイッチと、第２コンデンサを初期化する第３スイッチと、制御回路とを備える。制御回路は、第１スイッチの操作による第１コンデンサの初期化後、第２スイッチの操作と第３スイッチの操作とからなるスイッチ操作を行うとともに、第１及び第２コンデンサ間の電位である中間電位を取得する。制御装置は、更に、中間電位が参照電位を超えるときのスイッチ操作の回数、即ち、検出回数を求める。検出回数は、１回のスイッチ操作で第２コンデンサが放電できる容量、即ち、第２コンデンサの容量に相関している。このため、検出回数を求めることで、第２コンデンサの容量が検出される。
　制御回路は、スイッチ操作ごとに、複数の時点で中間電位を取得する。また、制御装置は、複数の中間電位に基づいて、検出回数を導出する。この構成により、中間電位にノイズが含まれていても、検出回数の導出精度が向上し、第２コンデンサの容量の検出精度が向上する。
　第２コンデンサの容量、即ち、検出回数は、物の存否に基づいて変動する。このため、静電容量センサは、例えば、検出回数の変動量と閾値との大小関係に基づいて検出対象物の存否を判定することに利用されている。
　ところで、第２コンデンサの容量は、検出対象物が存在しない初期状態であっても、第２コンデンサの容量に含まれる寄生容量の影響を受けて変化する。このため、１回のスイッチ操作での第２コンデンサの放電容量も、寄生容量に応じて変化する。このため、検出回数がばらついて、第２コンデンサの容量の検出精度が低下する可能性がある。よって、検出対象物の存否、例えば、ユーザの近接や操作などの判定精度が低下する可能性がある。
　まず、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１コンデンサ９１の容量Ｃ１１が１００［ｐＦ］、第２コンデンサ９２の初期状態での寄生容量を含む容量Ｃ１２が５［ｐＦ］、検出対象物が存在するときの容量Ｃ１２の変動量ΔＣ１２が５［ｐＦ］であると仮定する。この場合の検出回数（以下、静電容量カウント値ＣＮ［ＬＳＢ］という）等を、以下に説明する。
　図２０（ａ）に示す初期状態での静電容量カウント値ＣＮ０は、下式のように表される。
　静電容量カウント値ＣＮ０＝１００／５＝２０［ＬＳＢ］
　一方、図２０（ｂ）に示す検出対象物の存在する状態での静電容量カウント値ＣＮ１は、下式のように表される。
　静電容量カウント値ＣＮ１＝１００／（５＋５）＝１０［ＬＳＢ］
　この場合、検出対象物の存在判定に要する静電容量カウント値ＣＮの変動量ΔＣＮは、下式のように表される。
　変動量ΔＣＮ＝｜ＣＮ１－ＣＮ０｜＝｜１０－２０｜＝１０［ＬＳＢ］
　つまり、静電容量センサでは、検出対象物の存在判定に要する変動量ΔＣ１２（５［ｐＦ］）が、変動量ΔＣＮ（１０［ＬＳＢ］）で検知される。よって、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］は、下式のように表される。
　分解能Ｒｅｓ＝ΔＣ１２／ΔＣＮ＝５／１０＝０．５［ｐＦ／ＬＳＢ］
　一方、図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、第２コンデンサ９２の初期状態での寄生容量を含む容量Ｃ１２のみを２０［ｐＦ］に変えたときの検出回数（静電容量カウント値ＣＮ［ＬＳＢ］）等を、以下に説明する。
　図２１（ａ）に示す初期状態での静電容量カウント値ＣＮ０は、下式のように表される。
　静電容量カウント値ＣＮ０＝１００／２０＝５［ＬＳＢ］
　一方、図２１（ｂ）に示す検出対象物の存在状態での静電容量カウント値ＣＮ１は、下式のように表される。
　静電容量カウント値ＣＮ１＝１００／（２０＋５）＝４［ＬＳＢ］
　この場合、検出対象物の存在判定に要する静電容量カウント値ＣＮの変動量ΔＣＮは、下式のように表される。
　変動量ΔＣＮ＝｜ＣＮ１－ＣＮ０｜＝｜４－５｜＝１［ＬＳＢ］
　つまり、静電容量センサでは、検出対象物の存在判定に要する変動量ΔＣ１２（５［ｐＦ］）が、変動量ΔＣＮ（１［ＬＳＢ］）で検知される。よって、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］は、下式のように表される。
　分解能Ｒｅｓ＝ΔＣ１２／ΔＣＮ＝５／１＝５［ｐＦ／ＬＳＢ］
　このように、第２コンデンサ９２の寄生容量を含む容量Ｃ１２が５［ｐＦ］から２０［ｐＦ］に変化することで、分解能Ｒｅｓが０．５［ｐＦ／ＬＳＢ］から５［ｐＦ／ＬＳＢ］へと１０倍も変化する。
　このように、分解能Ｒｅｓが変化すると、同等の変動量ΔＣ１２に対して、静電容量カウント値ＣＮの変動量ΔＣＮが一定にならない。この場合、検出対象物の存否の判定に要する検出対象物の検出距離が変化するため、判定精度が低下する。つまり、第２コンデンサの容量に含まれる寄生容量の変化が、検出対象物の存否の判定精度を低下させる。
特開２０１８－４４９１７号公報
　本発明の目的は、寄生容量の変化に起因して検出対象物の存否の判定精度が低下することを抑制できる静電容量センサを提供することにある。
　上記課題を解決する、本発明の第一の態様によれば、電源に接続され、直列に接続された第１コンデンサ及び第２コンデンサと、前記第１コンデンサの両端子間に接続された第１スイッチと、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの間に接続された第２スイッチと、前記第２コンデンサの両端子間に接続された第３スイッチと、前記第１スイッチをオン状態にする第１スイッチング処理を行った後、前記第１スイッチをオフ状態にして前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを相補的にオフ状態及びオン状態に切り替える第２スイッチング処理を繰り返すように構成されたスイッチ制御部と、前記第１及び第２コンデンサ間の中間電位と予め設定された参照電位との大小関係が反転するまでの前記第２スイッチング処理の繰り返し回数をセンサ出力値として導出するように構成された導出部と、前記センサ出力値を分解能が一律になるように補正したセンサ出力補正値を算出するように構成された算出部と、現在の前記センサ出力補正値と過去の前記センサ出力補正値に基づく基準センサ出力値との差であるセンサ出力差分値と、予め設定された判定閾値との大小関係に基づいて、検出対象物の存否を判定するように構成された判定部とを備えた静電容量センサが提供される。なお、分解能とは、センサ出力値の単位量あたりの第２コンデンサの容量の容量変化である。
本発明の第１実施形態に係る静電容量センサが適用される車両の後部を示す斜視図。 静電容量センサの電極と検出対象物との関係を示す模式図。 静電容量センサの電気的構成を示すブロック図。 静電容量センサの電気的構成を示す回路図。 スイッチング処理による中間電位の推移を示すタイムチャート。 センサ出力値と第２コンデンサの容量との関係を示すグラフ。 センサ出力値と分解能との関係を示すグラフ。 センサ出力値と補正係数との関係を示すグラフ。 センサ出力値とセンサ出力補正値との関係を示すグラフ。 分解能に応じた補正係数でセンサ出力値を補正したセンサ出力補正値の変動量が、同等の容量の変動量に対して一定になることを説明する一覧図。 静電容量センサによる検出対象物の存否の判定する処理を示すフローチャート。 センサ出力値の全範囲が分けられた複数の区分とセンサ出力値との関係を示す概略図。 静電容量センサによる複数の区分ごとの回数を計数する処理を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係る分解能と補正係数との関係を示すグラフ 同等の第２コンデンサの容量変動に伴う分解能に応じたセンサ出力値（変動量）と補正閾値との関係を示すグラフ。 同等の第２コンデンサの容量変動に伴う分解能に応じたセンサ出力値（変動量）に合わせて補正閾値が変動することを説明する一覧図。 静電容量センサによる検出対象物の存否の判定する処理を示すフローチャート。 静電容量センサの変形形態が適用される車両の後部を示す斜視図。 静電容量センサの別の変形形態が適用される車両の側部を示す斜視図。 （ａ）、（ｂ）は、第２コンデンサの寄生容量が相対的に小さいときの分解能を説明する例図。 （ａ）、（ｂ）は、第２コンデンサの寄生容量が相対的に大きいときの分解能を説明する例図。
（第１実施形態）
　以下、本発明の静電容量センサの第１実施形態について図１～図１３を参照して説明する。
　図１に示すように、自動車などの車両１のボデー２の後部には、開口２ａが形成されている。開口２ａの上部には、ドアヒンジ（図示略）が設けられている。ボデー２の後部には、ドアヒンジを介して、バックドア３が開閉自在に取着されている。バックドア３は、ドアヒンジを中心に上方に持ち上げることで、開放される。バックドア３の内側には、閉状態にあるバックドア３を施解錠するドアロック５が設置されている。
　ボデー２の後部には、開口２ａの下方で車幅方向に延びるバンパー６が設けられている。バンパー６には、車幅方向に線状に延びる一対の電極２１が設けられている。図２に示すように、各電極２１は、電極２１にユーザの足Ｆが近接することで容量が変動する第２コンデンサ１２を形成する。両第２コンデンサ１２は、バンパー６の下部と路面との間への足Ｆの出し入れ操作（以下、キック操作という）の有無の判定に用いられる。キック操作の有無が、検出対象物の存否に相当する。
　次に、静電容量センサ１０の電気的構成について説明する。
　図３に示すように、両電極２１を含む静電容量センサ１０は、例えば、ＭＣＵ（マイコン）からなるドアＥＣＵ３０に電気的に接続されている。ドアＥＣＵ３０は、ドア駆動ユニット３１とドアロック駆動ユニット３２とに電気的に接続されている。ドア駆動ユニット３１は、電動モータなどの電気的駆動源を備えている。ドア駆動ユニット３１は、ドア駆動機構を介してバックドア３と機械的に連結されることで、バックドア３を開閉する。ドアロック駆動ユニット３２は、電動モータなどの電気的駆動源を備えている。ドアロック駆動ユニット３２は、ロック駆動機構を介してドアロック５と機械的に連結されることで、ドアロック５を施解錠する。
　静電容量センサ１０は、キック操作の有無の判定結果を表す検出信号ＳｘをドアＥＣＵ３０に出力する。ドアＥＣＵ３０は、静電容量センサ１０からの検出信号Ｓｘに基づいて、ドア駆動ユニット３１及びドアロック駆動ユニット３２を個別に駆動制御する。
　具体的には、検出信号Ｓｘが「キック操作有り」を表しているとき、ドアＥＣＵ３０は、閉状態にあるバックドア３の開操作入力を検出するとともに、施錠状態にあるドアロック５の解錠操作入力を検出する。そして、ドアＥＣＵ３０は、バックドア３を開作動させるべくドア駆動ユニット３１を駆動制御するとともに、ドアロック５を解錠作動させるべくドアロック駆動ユニット３２を駆動制御する。
　あるいは、検出信号Ｓｘが「キック操作有り」を表しているとき、ドアＥＣＵ３０は、開状態にあるバックドア３の閉操作入力を検出するとともに、解錠状態にあるドアロック５の施錠操作入力を検出する。そして、ドアＥＣＵ３０は、バックドア３を閉作動させるべくドア駆動ユニット３１を駆動制御するとともに、ドアロック５を施錠作動させるべくドアロック駆動ユニット３２を駆動制御する。
　次に、静電容量センサ１０の電気的構成について説明する。両第２コンデンサ１２（電極２１）の電気的構成は同等であるため、一方の第２コンデンサ１２のみについて説明する。
　図４に示すように、静電容量センサ１０は、第１コンデンサ１１、第２コンデンサ１２、第１スイッチ１３、第２スイッチ１４、第３スイッチ１５、制御回路１６を備える。
　第１コンデンサ１１は、所定の容量Ｃ１１を有する。第１コンデンサ１１は、車両１の周囲環境が変化したり、電極２１にユーザの足Ｆが近接したりしても、容量Ｃ１１が変動しないように構成及び配置されている。
　第２コンデンサ１２は、電極２１にユーザの足Ｆが近接しなければ、車両１の周囲環境で決定される概ね安定した容量Ｃ１２を有する。例えば、バンパー６又は電極２１に異物が付着するなど車両１の周囲環境が変化した場合、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２は、容量Ｃ１２に含まれる浮遊容量と共に変化する。また、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２は、電極２１にユーザの足Ｆが近接することで変動する。
　第１コンデンサ１１は、第２コンデンサ１２と直列に接続されると共に、電源に接続されている。第１コンデンサ１１は、電源としての高側電位Ｖ１に電気的に接続される第１端部と、第２端部とを備えている。第１コンデンサ１１の第２端部は、第２スイッチ１４を介して、第２コンデンサ１２の第１端部に電気的に接続されている。第２コンデンサ１２の第２端部は、電源としての低側電位Ｖ２（＜Ｖ１）に電気的に接続されている。低側電位Ｖ２は、例えば、グランドと等電位に設定される。
　第１スイッチ１３は、第１コンデンサ１１を初期化する。具体的には、第１スイッチ１３は、第１コンデンサ１１の両端子間に接続されると共に、第１コンデンサ１１と並列に接続されている。第１スイッチ１３は、オン状態及びオフ状態への切り替わりによって、第１コンデンサ１１の両端子間を接続して短絡させたり、遮断したりする。第２スイッチ１４は、第１コンデンサ１１及び第２コンデンサ１２間に電気的に接続されている。第２スイッチ１４は、オン状態及びオフ状態への切り替わりによって、第１コンデンサ１１と第２コンデンサ１２とを接続したり、遮断したりする。第３スイッチ１５は、第２コンデンサ１２を初期化する。具体的には、第３スイッチ１５は、第２コンデンサ１２の両端子間に接続されると共に、第２コンデンサ１２と並列に接続されている。第３スイッチ１５は、オン状態及びオフ状態への切り替わりによって、第２コンデンサ１２の両端子間を接続して短絡させたり、遮断したりする。
　制御回路１６は、ＭＣＵ（マイコン）からなる制御部１７と、コンパレータからなる比較部１８とを備える。比較部１８は、第１コンデンサ１１及び第２スイッチ１４の接続点Ｎの電位である中間電位ＶＭを参照電位Ｖｒｅｆと比較するとともに、比較の結果を表す信号を制御部１７に出力する。参照電位Ｖｒｅｆは、高側電位Ｖ１及び低側電位Ｖ２の中間の電位（Ｖ２＜Ｖｒｅｆ＜Ｖ１）に設定されている。
　制御部１７は、第１スイッチ１３、第２スイッチ１４及び第３スイッチ１５をオン・オフ制御（スイッチング制御）する。また、制御部１７は、比較部１８の出力信号、即ち、中間電位ＶＭと参照電位Ｖｒｅｆとの比較結果に基づいて、センサ出力値Ｃｒａｗを導出する。
　ここで、図５を参照して、制御部１７が実行するスイッチング制御及びセンサ出力値Ｃｒａｗの導出処理について説明する。
　スイッチ制御部１７ａとしての制御部１７は、第１スイッチ１３、第２スイッチ１４及び第３スイッチ１５を所定周期でそれぞれ動作させる。具体的には、制御部１７は、周期の初期において、第２スイッチ１４及び第３スイッチ１５をオフ状態にして第１スイッチ１３をオン状態にする第１スイッチング処理を行う。これにより、第１コンデンサ１１が初期化され、中間電位ＶＭは高側電位Ｖ１と等しくなる。
　その後、制御部１７は、第１スイッチ１３をオフ状態に切り替えた状態で、第３スイッチ１５をオフ状態にした後で第２スイッチ１４をオン状態にする（以下、このスイッチ動作を第２スイッチ操作という）。このとき、第１コンデンサ１１と第２コンデンサ１２とに電流が流れ、中間電位ＶＭが低下する。
　次に、制御部１７は、第１スイッチ１３をオフ状態にしたまま、第２スイッチ１４をオフ状態にした後で第３スイッチ１５をオン状態にする（以下、このスイッチ動作を第３スイッチ操作という）。これにより、第２コンデンサ１２が初期化される。
　引き続き、制御部１７は、第１スイッチ１３をオフ状態にしたまま、第２スイッチ操作及び第３スイッチ操作を交互に実行する。つまり、制御部１７は、第１スイッチ１３をオフ状態にして第２スイッチ１４及び第３スイッチ１５を相補的にオフ状態及びオン状態に切り替える第２スイッチング処理を繰り返す。これに伴い、中間電位ＶＭは徐々に低下する。
　制御部１７は、第１スイッチ１３をオフ状態にしたままで、第２スイッチング処理の回数が所定回数Ｎｔｈに到達するまで、第２スイッチング処理を繰り返す。所定回数Ｎｔｈは、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２が最小値のとき、中間電位ＶＭと参照電位Ｖｒｅｆとの大小関係が反転するまでに繰り返される第２スイッチング処理の回数よりも大きく設定されている。これは、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に関わらず、第２スイッチング処理の回数が所定回数Ｎｔｈに到達するまでに、中間電位ＶＭと参照電位Ｖｒｅｆとの大小関係を必ず反転させるためである。
　制御部１７は、第１スイッチ１３をオフ状態にしたままで、第２スイッチング処理の回数が所定回数Ｎｔｈに到達すると、第１スイッチング処理を再開し、上記と同様の処理を繰り返す。
　導出部１７ｂとしての制御部１７は、中間電位ＶＭと参照電位Ｖｒｅｆとの大小関係が反転するまでの第２スイッチング処理の繰り返し回数を計数する。すなわち、制御部１７は、比較部１８の出力信号に基づき、中間電位ＶＭが参照電位Ｖｒｅｆを下回る（ＶＭ＜Ｖｒｅｆ）と判定されるまでに繰り返される第２スイッチング処理の繰り返し回数を計数する。そして、制御部１７は、中間電位ＶＭが参照電位Ｖｒｅｆを下回ると判定されたときの繰り返し回数を、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］として導出する。センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］は、第２スイッチング処理の操作回数１回あたりの第２コンデンサ１２の放電容量、即ち、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２［ｐＦ］に相関している。つまり、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］は、容量Ｃ１２［ｐＦ］の指標となる。
　具体的には、容量Ｃ１２［ｐＦ］は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の周知の指数関数となっている。図６に示すように、この指数関数は、基本的には、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］が小さくなるほど、容量Ｃ１２［ｐＦ］が大きくなる特徴を示している。これは、容量Ｃ１２［ｐＦ］が大きいほど第２スイッチング処理の操作回数１回あたりの放電容量が大きくなるため、第２スイッチング処理の繰り返し回数、即ち、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］が小さくなるためである。
　算出部１７ｃとしての制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］を分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］が一律になるように補正したセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出する。すなわち、制御部１７は、前述の指数関数（図６参照）にセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］を代入して容量Ｃ１２［ｐＦ］を算出する。
　また、制御部１７は、容量Ｃ１２［ｐＦ］を微分して分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］を算出する。具体的には、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］から１［ＬＳＢ］を減じた値を前述の指数関数に代入して得られた値［ｐＦ］と容量Ｃ１２［ｐＦ］との差分に基づいて、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］を算出する。図７に示すように、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］に応じて変化する。
　さらに、制御部１７は、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の大きさ（絶対値）を、補正係数Ｋとして算出する。補正係数Ｋは、例えば、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の所定数倍であってもよい。図８に示すように、補正係数Ｋは、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に合わせて推移する。
　そして、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］に補正係数Ｋを乗じてセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出する。
　以上により、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］を分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に基づいて補正したセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出する。これは、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］がキック操作の有無に伴う変動よりも大きく変化すると、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］が変化して、同等の容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量が一定にならないためである。
　図９は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］と、算出されたセンサ出力補正値ＣｒａｗＲとの関係を示すグラフである。この場合、算出されたセンサ出力補正値ＣｒａｗＲの変動量は、同等の容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対して一定になる。このため、キック操作の有無の判定に要する足Ｆの検出距離が不変になり、判定精度の低下が抑制される。
　ここで、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］が一律になるセンサ出力補正値ＣｒａｗＲの概要について簡略化して説明する。便宜上、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］を、補正係数Ｋに合わせて正数にしている。また、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］及びセンサ出力補正値ＣｒａｗＲは、キック操作に伴う変動量の大きさ（絶対値）を表している。
　図１０に示すように、容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量が１０［ｐＦ］で、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の違いにより容量Ｃ１２の変動量に対するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］が異なっていると仮定する。
　すなわち、分解能Ｒｅｓが０．５［ｐＦ／ＬＳＢ］であることで、センサ出力値Ｃｒａｗが２０［ＬＳＢ］であるとする。この場合、補正係数Ｋとして０．５を乗ずれば、センサ出力補正値ＣｒａｗＲが１０（＝２０×０．５）となる。
　また、分解能Ｒｅｓが１［ｐＦ／ＬＳＢ］であることで、センサ出力値Ｃｒａｗが１０［ＬＳＢ］であるとする。この場合、補正係数Ｋとして１を乗ずれば、センサ出力補正値ＣｒａｗＲが１０（＝１０×１）となる。
　さらに、分解能Ｒｅｓが５［ｐＦ／ＬＳＢ］であることで、センサ出力値Ｃｒａｗが２［ＬＳＢ］であるとする。この場合、補正係数Ｋとして５を乗ずれば、センサ出力補正値ＣｒａｗＲが１０（＝２×５）となる。
　以上により、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］が一律であることで、同等の容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対するセンサ出力補正値ＣｒａｗＲの変動量が一定になることが確認される。
　次に、第１実施形態のキック操作の有無の判定態様について説明する。この処理は、所定時間、例えば、第１スイッチング処理の繰り返し周期ごとの割り込みにより、繰り返し実行される。
　図１１に示すように、まず、制御部１７は、前述の態様で、センサ出力値Ｃｒａｗを算出（導出）する（ステップＳ１）。次に、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗに基づいて、容量Ｃ１２を算出する（ステップＳ２）。更に、制御部１７は、容量Ｃ１２に基づいて、分解能Ｒｅｓを算出する（ステップＳ３）。引き続き、制御部１７は、分解能Ｒｅｓに基づいて補正係数Ｋを算出する（ステップＳ４）。次に、制御部１７は、補正係数Ｋをセンサ出力値Ｃｒａｗに乗じて、センサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出する（ステップＳ５）。
　次に、制御部１７は、過去のセンサ出力補正値ＣｒａｗＲに基づいて、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅを算出する（ステップＳ６）。具体的には、制御部１７は、演算周期に比べて十分に長い所定時間内でのセンサ出力補正値ＣｒａｗＲの平均値を、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅとして算出する（ステップＳ６）。
　基準センサ出力値Ｃｂａｓｅは、例えば、キック操作時に変動するセンサ出力補正値ＣｒａｗＲとの比較の基準となる安定値である。換言すれば、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅには、キック操作により変動しないように、過去のセンサ出力補正値ＣｒａｗＲが反映されている。センサ出力補正値ＣｒａｗＲに基づき算出される基準センサ出力値Ｃｂａｓｅの分解能Ｒｅｓは一律である。この場合、現在のセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを含めて、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅを算出してもよい。あるいは、所定時間前のセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅとして用いてもよい。
　次に、制御部１７は、現在のセンサ出力補正値ＣｒａｗＲと基準センサ出力値Ｃｂａｓｅとの差の大きさ（絶対値）であるセンサ出力差分値Ｃｄｉｆｆを算出する（ステップＳ７）。センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆは、容量Ｃ１２の変化量の指標であって、センサ出力値Ｃｒａｗの変動量を分解能Ｒｅｓが一律になるように補正した値である。
　続いて、判定部１７ｄとしての制御部１７は、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆが予め設定されている所定の判定閾値Ｃｔｈを超えたか否かを判断する（ステップＳ８）。判定閾値Ｃｔｈは、キック操作に伴うセンサ出力補正値ＣｒａｗＲの変動量を表すのに適した値である。センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆが判定閾値Ｃｔｈを超えた場合、制御部１７は、センサ出力補正値ＣｒａｗＲの変動量が大きいことから、キック操作有りと判定する（ステップＳ９）。その後、制御部１７は、本処理を終了する。一方、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆが判定閾値Ｃｔｈ以下である場合、制御部１７は、センサ出力補正値ＣｒａｗＲの変動量が小さいことから、キック操作無しと判定する（ステップＳ１０）。そして、その後、制御部１７は、本処理を終了する。
　以上により、分解能Ｒｅｓの変化、即ち、容量Ｃ１２に含まれる寄生容量の変化に起因してキック操作の有無の判定精度が低下することが抑制される。
　図１２に示すように、センサ出力値Ｃｒａｗの全範囲は、互いに交わることなく、連続する複数の区分ｎ（ｎ＝１，２，…）に予め分けられている。区分判定部１７ｅとしての制御部１７は、現在のセンサ出力値Ｃｒａｗが複数の区分ｎのうちのいずれの区分ｎに属するかを判定する。また、区分計数部１７ｆとしての制御部１７は、複数の区分ｎごとに、センサ出力値Ｃｒａｗが属していると判定された回数（頻度）ＣＮＴｎ（ｎ＝１，２，…）を計数する。それとともに、制御部１７は、複数の区分ｎごとの回数ＣＮＴｎの計数結果を、不揮発性メモリからなる記憶部１７ｇに記憶する。これは、整備時などに計数の結果（回数ＣＮＴｎ）を記憶部１７ｇから読み込むことで、第２コンデンサ１２の寄生容量（容量Ｃ１２）の分布状況などの特徴を捉えるためである。
　次に、複数の区分ｎごとの回数ＣＮＴｎの計数態様について説明する。この処理は、例えば、センサ出力値Ｃｒａｗの属する区分ｎの判定結果が前回から切り替わることで、起動される。
　図１３に示すように、制御部１７は、判定結果の切り替わった現在の区分ｎの回数ＣＮＴｎを「１」だけインクリメントして、更新する（ステップＳ１１）。続いて、制御部１７は、更新した当回数ＣＮＴｎを記憶部１７ｇに記憶する（ステップＳ１２）。その後、制御部１７は、本処理を終了する。
　以上により、第２コンデンサ１２の寄生容量（容量Ｃ１２）の分布状況などの特徴が捉えられる。
　第１実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）現在のセンサ出力補正値ＣｒａｗＲ及び基準センサ出力値Ｃｂａｓｅは、共に分解能Ｒｅｓが一律になるように補正される。これにより、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に含まれる寄生容量が異なっていても、容量Ｃ１２の変動量が同一であれば、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆは同値になるように同水準で算出される。従って、制御部１７（判定部１７ｄ）は、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆと判定閾値Ｃｔｈとの大小関係に基づいて、キック操作の有無を同水準で判定できる。このため、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に含まれる寄生容量の変化に起因してキック操作の有無の判定精度が低下することを抑制できる。
　（２）複数の区分ｎごとに、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２（寄生容量）に相関するセンサ出力値Ｃｒａｗが属していると判定された回数ＣＮＴｎが計数される。また、複数の区分ｎごとの計数の結果が、記憶部１７ｇに記憶される。従って、整備時などに計数の結果を記憶部１７ｇから読み込むことで、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２（寄生容量）の分布状況などの特徴を捉えることができる。また、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２（寄生容量）の分布状況により、整備等で回収した静電容量センサ１０の使用環境を想定でき、故障要因の解析に利用することができる。
　（３）第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に含まれる寄生容量が異なっていても、キック操作の有無が同水準で判定されるため、バックドア３及びドアロック５（操作対象）に対する操作入力の検出精度が低下し難くなる。つまり、バンパー６又は電極２１に異物が付着して第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に含まれる寄生容量が変化しても、バックドア３及びドアロック５に対する操作入力の検出精度が低下し難くなる。よって、バックドア３及びドアロック５に対する操作入力の誤検出を抑制できる。
　（４）区分計数部１７ｆは、区分判定部１７ｅによる区分ｎの判定結果が切り替わったときに、判定結果の切り替わった現在の区分ｎの回数ＣＮＴｎを更新する。従って、区分判定部１７ｅによる区分ｎの判定結果が長時間に亘って不変であるときに、区分計数部１７ｆが区分ｎの回数ＣＮＴｎを徒に更新し続けることを解消できる。また、区分計数部１７ｆは、区分判定部１７ｅによる区分ｎの判定結果の切り替わりのみを監視すればよい。このため、区分計数部１７ｆの演算負荷（処理負荷）を軽減できる。また、区分計数部１７ｆ（制御部１７）の演算負荷が軽減されることで、制御部１７の処理時間を短縮でき、ひいては、サンプリング周期を短縮できる。
　（第２実施形態）
　以下、本発明の静電容量センサの第２実施形態について図６，図７、及び図１４～図１７を参照して説明する。第２実施形態における第１実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
　図１４～図１７に示すように、算出部１７ｃとしての制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の逆数に比例するように、判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］を補正した補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］を算出する。判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］は、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の影響が無いときにキック操作によるセンサ出力値Ｃｒａｗの変動量を表すのに適した値である。補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］は、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に応じて変化するキック操作によるセンサ出力値Ｃｒａｗの変動量に合わせて判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］を補正した値である。
　すなわち、制御部１７は、前述の指数関数（図６参照）にセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］を代入して容量Ｃ１２［ｐＦ］を算出する。また、制御部１７は、容量Ｃ１２［ｐＦ］を微分して分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］を算出する。具体的には、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］から１［ＬＳＢ］を減じた値を前述の指数関数に代入して得られた値［ｐＦ］と容量Ｃ１２［ｐＦ］との差分に基づいて、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］を算出する。図７に示すように、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］に応じて変化する。
　さらに、制御部１７は、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の逆数の大きさ（絶対値）を、補正係数Ｋとして算出する。図１４に示すように、補正係数Ｋは、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に反比例する。
　そして、制御部１７は、判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］に補正係数Ｋを乗じて補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］を算出する。
　以上により、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の逆数に比例するように判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］を補正した補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］を算出する。これは、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］がキック操作の有無に伴う変動よりも大きく変化すると、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］が変化して、同等の容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対して一定のセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量にならないためである。つまり、同等の容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量が分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の逆数に比例するため、これに合わせてキック操作の有無の判定に要する判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］を補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］に補正している。
　図１５は、キック操作に伴う容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量が同等であると見なしたときのセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量と、算出された判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］との関係を示すグラフである。この場合、算出された判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］は、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に応じて変化するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量に比例する。このため、キック操作の有無の判定に要する足Ｆの検出距離が不変になり、判定精度の低下が抑制される。
　ここで、キック操作による容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対する、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に応じて変化するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量と、補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］との関係について簡略化して説明する。便宜上、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］を、補正係数Ｋに合わせて正数にしている。また、センサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］は、変動量の大きさ（絶対値）を表している。
　図１６に示すように、キック操作に伴う容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量が１０［ｐＦ］で、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］の違いにより容量Ｃ１２の変動量に対するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］が異なっていると仮定する。また、補正前の判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］を１０［ＬＳＢ］とする。
　分解能Ｒｅｓが０．５［ｐＦ／ＬＳＢ］であることで、センサ出力値Ｃｒａｗが２０［ＬＳＢ］であるとする。この場合、補正係数Ｋとして０．５の逆数（＝２）を判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］に乗ずれば、補正後の判定閾値Ｃｔｈ（即ち補正閾値ＣｔｈＲ）が２０（＝１０×２）［ＬＳＢ］となる。
　また、分解能Ｒｅｓが１［ｐＦ／ＬＳＢ］であることで、センサ出力値Ｃｒａｗが１０［ＬＳＢ］であるとする。この場合、補正係数Ｋとして１の逆数（＝１）を判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］に乗ずれば、補正後の判定閾値Ｃｔｈ（即ち補正閾値ＣｔｈＲ）が１０（＝１０×１）［ＬＳＢ］となる。
　さらに、分解能Ｒｅｓが５［ｐＦ／ＬＳＢ］であることで、センサ出力値Ｃｒａｗが２［ＬＳＢ］であるとする。この場合、補正係数Ｋとして５の逆数（＝０．２）を判定閾値Ｃｔｈ［ＬＳＢ］に乗ずれば、補正後の判定閾値Ｃｔｈ（即ち補正閾値ＣｔｈＲ）が２（＝１０×１）［ＬＳＢ］となる。
　以上により、補正閾値ＣｔｈＲ［ＬＳＢ］は、キック操作による容量Ｃ１２［ｐＦ］の変動量に対する、分解能Ｒｅｓ［ｐＦ／ＬＳＢ］に応じて変化するセンサ出力値Ｃｒａｗ［ＬＳＢ］の変動量に合わせて補正されることが確認される。
　次に、第２実施形態のキック操作の有無の判定態様について説明する。
　図１７に示すように、まず、制御部１７は、前述の態様で、センサ出力値Ｃｒａｗを算出（導出）する（ステップＳ２１）。次に、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗに基づいて、容量Ｃ１２を算出する（ステップＳ２２）。更に、制御部１７は、容量Ｃ１２に基づいて、分解能Ｒｅｓを算出する（ステップＳ２３）。引き続き、制御部１７は、分解能Ｒｅｓの逆数に基づいて補正係数Ｋを算出する（ステップＳ２４）。次に、制御部１７は、補正係数Ｋを判定閾値Ｃｔｈに乗じて、補正閾値ＣｔｈＲを算出する（ステップＳ２５）。
　次に、制御部１７は、過去のセンサ出力値Ｃｒａｗに基づいて、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅを算出する（ステップＳ２６）。具体的には、制御部１７は、演算周期に比べて十分に長い所定時間内でのセンサ出力値Ｃｒａｗの平均値を、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅとして算出する（ステップＳ２６）。
　基準センサ出力値Ｃｂａｓｅは、例えば、キック操作時に変動するセンサ出力値Ｃｒａｗとの比較の基準となる安定値である。換言すれば、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅには、キック操作により変動しないように、過去のセンサ出力値Ｃｒａｗが反映されている。基準センサ出力値Ｃｂａｓｅの分解能Ｒｅｓは、センサ出力値Ｃｒａｗと同等である。この場合、現在のセンサ出力値Ｃｒａｗを含めて、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅを算出してもよい。あるいは、所定時間前のセンサ出力値Ｃｒａｗを、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅとして用いてもよい。
　次に、制御部１７は、現在のセンサ出力値Ｃｒａｗと基準センサ出力値Ｃｂａｓｅとの差の大きさ（絶対値）であるセンサ出力差分値Ｃｄｉｆｆを算出する（ステップＳ２７）。センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆは、容量Ｃ１２の変化量の指標である。センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆの分解能Ｒｅｓは、センサ出力値Ｃｒａｗ等と同等である。
　続いて、判定部１７ｄとしての制御部１７は、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆが補正閾値ＣｔｈＲを超えたか否かを判断する（ステップＳ２８）。センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆが補正閾値ＣｔｈＲを超えた場合、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗの変動量が大きいことから、キック操作有りと判定する（ステップＳ２９）。その後、制御部１７は、本処理を終了する。一方、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆが判定閾値Ｃｔｈ以下である場合、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗの変動量が小さいことから、キック操作無しと判定する（ステップＳ３０）。その後、制御部１７は、本処理を終了する。
　第２実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆは、基本的には、基準センサ出力値Ｃｂａｓｅと共にセンサ出力値Ｃｒａｗの分解能Ｒｅｓと同等の分解能を有する。従って、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆは、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２の変動量が同等であれば、分解能Ｒｅｓの逆数に比例して変化する。一方、補正閾値ＣｔｈＲは、センサ出力値Ｃｒａｗの分解能Ｒｅｓの逆数に比例するように判定閾値Ｃｔｈを補正した値である。これにより、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に含まれる寄生容量が異なっていても、制御部１７（判定部１７ｄ）は、センサ出力差分値Ｃｄｉｆｆと補正閾値ＣｔｈＲとの大小関係に基づいて、キック操作の有無を同水準で判定できる。このため、第２コンデンサ１２の容量Ｃ１２に含まれる寄生容量の変化に起因してキック操作の有無の判定精度が低下することを抑制できる。
　上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・図１８に示すように、バックドア３の外表面の中央部には、会社名などの標章７が設置されている。この場合、標章７の裏側に設置された電極２６によって、第２コンデンサ２５を構成してもよい。第２コンデンサ２５は、ユーザが手や指を標章７に近づける操作の有無（検出対象物の存否）の判定に利用される。この場合、標章７又は電極２６に異物が付着して第２コンデンサ２５の容量に含まれる寄生容量が変化しても、操作の有無の判定精度の低下を抑制できる。
　・図１９に示すように、車両４１のボデー４２の側部には、開口４２ａを開閉するスライドドア４３が設けられている。この場合、スライドドア４３の窓ガラス４４に設置された電極４６によって、第２コンデンサ４５を構成してもよい。第２コンデンサ４５は、ユーザが手指Ｈを窓ガラス４４に近づける操作の有無（検出対象物の存否）の判定に利用される。この場合、窓ガラス４４又は電極４６に異物が付着して第２コンデンサ４５の容量に含まれる寄生容量が変化しても、操作の有無の判定精度の低下を抑制できる。
　・上記各実施形態において、車両１のサイドロッカーに設置された電極によって、第２コンデンサを構成してもよい。第２コンデンサは、キック操作の有無（検出対象物の存否）の判定に利用される。この場合、サイドロッカー又は電極に異物が付着して第２コンデンサの容量に含まれる寄生容量が変化しても、キック操作の有無の判定精度の低下を抑制できる。
　・上記各実施形態において、制御部１７（算出部１７ｃ）は、分解能Ｒｅｓをセンサ出力値Ｃｒａｗで積分して、センサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出してもよい。
　・上記各実施形態において、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗと容量Ｃ１２との関係を表すマップ又はテーブルを、記憶部１７ｇに予め記憶してもよい。そして、制御部１７は、記憶部１７ｇから読み込んだマップ又はテーブルに基づいて、容量Ｃ１２を算出してもよい。この場合、前述の指数関数にセンサ出力値Ｃｒａｗを代入して容量Ｃ１２を算出する必要性がなくなるため、制御部１７の演算負荷（処理負荷）を軽減できる。
　・上記各実施形態において、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗと分解能Ｒｅｓとの関係を表すマップ又はテーブルを、記憶部１７ｇに予め記憶してもよい。そして、制御部１７は、記憶部１７ｇから読み込んだマップ又はテーブルに基づいて、分解能Ｒｅｓを算出してもよい。この場合、理論的な演算式（指数関数等）に基づいて分解能Ｒｅｓを算出する必要性がなくなるため、制御部１７の演算負荷を軽減できる。
　・上記各実施形態において、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗと補正係数Ｋとの関係を表すマップ又はテーブルを、記憶部１７ｇに予め記憶してもよい。そして、制御部１７は、記憶部１７ｇから読み込んだマップ又はテーブルに基づいて、補正係数Ｋを算出してもよい。この場合、理論的な演算式（指数関数等）に基づいて補正係数Ｋを算出する必要性がなくなるため、制御部１７の演算負荷を軽減できる。また、制御部１７の演算負荷が軽減されることで、制御部１７の処理時間を短縮でき、サンプリング周期を短縮できる。あるいは、制御部１７の演算能力をより低スペック化することができ、コストを削減できる。
　また、センサ出力値Ｃｒａｗに応じて補正係数Ｋが段階的に変化するテーブルを使用してもよい。例えば、制御部１７は、複数の区分ｎごとに、センサ出力値Ｃｒａｗを補正するための補正係数Ｋを、記憶部１７ｇに予め記憶していてもよい。補正係数Ｋは、センサ出力値Ｃｒａｗの分解能Ｒｅｓが一律になるように、分解能Ｒｅｓに比例する値に設定される。そして、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗが属する区分ｎに対応する補正係数Ｋに基づいて、センサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出してもよい。これにより、センサ出力値Ｃｒａｗと補正係数Ｋとの関係を表すデータを間引くことができ、記憶部１７ｇに要求される記憶容量（又は記憶部１７ｇで使用する記憶量）を低減できる。また、この場合、線形補間で補正係数Ｋを補正してもよい。これにより、データの間引かれた補正係数Ｋをより正確に算出できる。
　・第１実施形態において、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗとセンサ出力補正値ＣｒａｗＲとの関係を表すマップ又はテーブルを、記憶部１７ｇに予め記憶してもよい。そして、制御部１７は、記憶部１７ｇから読み込んだマップ又はテーブルに基づいて、センサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出してもよい。この場合、理論的な演算式（指数関数等）に基づいてセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出する必要性がなくなるため、制御部１７の演算負荷を軽減できる。また、制御部１７の演算負荷が軽減されることで、制御部１７の処理時間を短縮でき、サンプリング周期を短縮できる。あるいは、制御部１７の演算能力をより低スペック化することができ、コストを削減できる。
　また、センサ出力値Ｃｒａｗに応じてセンサ出力補正値ＣｒａｗＲが段階的に変化するテーブルを使用してもよい。これにより、センサ出力値Ｃｒａｗとセンサ出力補正値ＣｒａｗＲとの関係を表すデータを間引くことができ、記憶部１７ｇに要求される記憶容量又は記憶部１７ｇで使用する記憶量を低減できる。また、この場合、線形補間でセンサ出力補正値ＣｒａｗＲを補正してもよい。これにより、データの間引かれたセンサ出力補正値ＣｒａｗＲをより正確に算出できる。
　・第１実施形態において、複数の区分（ｎ）は、センサ出力値Ｃｒａｗに相関するセンサ出力補正値ＣｒａｗＲ、補正係数Ｋ、分解能Ｒｅｓ及び容量Ｃ１２のいずれか一つの全範囲を分けたものであってもよい。あるいは、複数の区分（ｎ）は、過去のセンサ出力値Ｃｒａｗに基づく基準センサ出力値Ｃｂａｓｅの全範囲を分けたものであってもよい。また、制御部１７は、複数の区分（ｎ）ごとに、センサ出力補正値ＣｒａｗＲ、補正係数Ｋ、分解能Ｒｅｓ、容量Ｃ１２又は基準センサ出力値Ｃｂａｓｅが属していると判定された回数を計数するとともに、回数の計数結果を記憶部１７ｇに記憶してもよい。
　・上記各実施形態において、複数の区分ｎごとの回数ＣＮＴｎの計数及びその記憶の処理等を省略してもよい。
　・上記各実施形態において、操作入力の検出に係る操作対象は、バックドア３及びスライドドア４３以外の車両の可動部（例えばスイングドア、トランクリッド、サンルーフ、ウインドレギュレータ、フューエルリッド、ボンネット、シートなど）であってもよい。
　・上記各実施形態において、バックドア３及びスライドドア４３等の車両の開閉体に対する操作は、開閉操作や施解錠操作に限定されるものではなく、例えば途中停止操作や予約操作などであってもよい。
　・第２実施形態において、制御部１７は、センサ出力値Ｃｒａｗと補正閾値ＣｔｈＲとの関係を表すマップ又はテーブルを、記憶部１７ｇに予め記憶してもよい。そして、制御部１７は、記憶部１７ｇから読み込んだ当該マップ又はテーブルに基づいて、センサ出力補正値ＣｒａｗＲを算出してもよい。この場合、理論的な演算式（指数関数等）に基づいて補正閾値ＣｔｈＲを算出する必要性がなくなるため、制御部１７の演算負荷を軽減できる。また、制御部１７の演算負荷が軽減されることで、制御部１７の処理時間を短縮でき、サンプリング周期を短縮できる。あるいは、制御部１７の演算能力をより低スペック化することができ、コストを削減できる。
　また、センサ出力値Ｃｒａｗに応じて補正閾値ＣｔｈＲが段階的に変化するテーブルを使用してもよい。これにより、センサ出力値Ｃｒａｗと補正閾値ＣｔｈＲとの関係を表すデータを間引くことができ、記憶部１７ｇに要求される記憶容量又は記憶部１７ｇで使用する記憶量を低減できる。また、この場合、線形補間で補正閾値ＣｔｈＲを補正してもよい。これにより、データの間引かれた補正閾値ＣｔｈＲをより正確に算出できる。
　・第２実施形態において、複数の区分（ｎ）は、センサ出力値Ｃｒａｗに相関する補正閾値ＣｔｈＲ、補正係数Ｋ、分解能Ｒｅｓ及び容量Ｃ１２のいずれか一つの全範囲を分けたものであってもよい。あるいは、複数の区分（ｎ）は、過去のセンサ出力値Ｃｒａｗに基づく基準センサ出力値Ｃｂａｓｅの全範囲を分けたものであってもよい。また、制御部１７は、複数の区分（ｎ）ごとに、補正閾値ＣｔｈＲ、補正係数Ｋ、分解能Ｒｅｓ、容量Ｃ１２又は基準センサ出力値Ｃｂａｓｅが属していると判定された回数を計数するとともに、回数の計数結果を記憶部１７ｇに記憶してもよい。

Claims (5)

  1. 　電源に接続され、直列に接続された第１コンデンサ及び第２コンデンサと、
    　前記第１コンデンサの両端子間に接続された第１スイッチと、
    　前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの間に接続された第２スイッチと、
    　前記第２コンデンサの両端子間に接続された第３スイッチと、
    　前記第１スイッチをオン状態にする第１スイッチング処理を行った後、前記第１スイッチをオフ状態にして前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを相補的にオフ状態及びオン状態に切り替える第２スイッチング処理を繰り返すように構成されたスイッチ制御部と、
    　前記第１及び第２コンデンサ間の中間電位と予め設定された参照電位との大小関係が反転するまでの前記第２スイッチング処理の繰り返し回数をセンサ出力値として導出するように構成された導出部と、
    　前記センサ出力値を分解能が一律になるように補正したセンサ出力補正値を算出するように構成された算出部と、
    　現在の前記センサ出力補正値と過去の前記センサ出力補正値に基づく基準センサ出力値との差であるセンサ出力差分値と、予め設定された判定閾値との大小関係に基づいて、検出対象物の存否を判定するように構成された判定部と
    　を備えた、静電容量センサ。
  2. 　請求項１に記載の静電容量センサにおいて、
    　前記センサ出力値の全範囲を分けた複数の区分のうちのいずれの区分に前記センサ出力値が属するかを判定するように構成された区分判定部と、
    　前記複数の区分ごとに、前記センサ出力値を補正するための補正係数を記憶するように構成された記憶部とを備え、
    　前記補正係数は、前記センサ出力値の分解能が一律になるように、前記分解能に比例する値に設定され、
    　前記算出部は、前記センサ出力値が属する区分に対応する前記補正係数に基づいて、前記センサ出力補正値を算出するように構成されている、静電容量センサ。
  3. 　請求項１又は２に記載の静電容量センサにおいて、
    　前記センサ出力値の全範囲を分けた複数の区分のうちのいずれの区分に前記センサ出力値が属するかを判定するように構成された区分判定部と、
    　前記複数の区分ごとに、前記センサ出力値が属していると判定された回数を計数するように構成された区分計数部と、
    　前記複数の区分ごとの前記回数の計数結果を記憶するように構成された記憶部と
    　を備えた、静電容量センサ。
  4. 　請求項３に記載の静電容量センサにおいて、
    　前記区分計数部は、前記区分判定部による前記区分の判定結果が切り替わったときに、判定結果の切り替わった現在の区分の前記回数を更新するように構成されている、静電容量センサ。
  5. 　請求項１～４のうちいずれか一項に記載の静電容量センサにおいて、
    　前記算出部は、予め設定されたテーブルに基づいて、前記センサ出力値から前記センサ出力補正値を算出するように構成されている、静電容量センサ。
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