[发明专利]用于机动车辆的传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的传感器系统。

背景技术

根据DE 10 2009 055 424 A1可知，连接到评价单元的电容性传感器元件集成在诸如车辆方向盘的方向盘轮缘或车辆座椅的传感器垫的车辆组件中，该评价单元根据电容性传感器元件与周围环境的电容性耦合检测并且评价至少一个测量量。为了提供传感器元件和电加热元件之间的限定距离，电容性传感器元件设计为围绕以内导体形式形成的电加热元件的外导体。

从DE 10 2006 031 207 B3和DE 10 2007 024 141 A1得知传感器元件集成在车辆方向盘的方向盘轮缘中的其它布置。

在把电加热元件和电容性传感器元件都集成在诸如方向盘轮缘或传感器垫的车辆组件中时，应努力地避免电加热元件和电容性传感器元件的相互电容性干扰或至少使其最小化。由于电容性传感器元件和电加热元件的加热丝之间的寄生电容根据加热丝的温度而变化并且因此无法控制的事实导致了问题。

发明内容

因此，本发明的优先目的是提供具有电容性传感器元件的传感器系统，该传感器系统避免具有寄生电容的电容性传感器元件的干扰或使其最小化。

本发明的特征在于传感器系统，该传感器系统包括平坦的屏蔽元件和具有导电结构的至少一个电容性传感器元件。作为导电结构，传感器元件包括形成缝纫线并且被缝合到屏蔽元件的一侧上的至少一个传感器导体。

根据本发明，屏蔽寄生电容通过屏蔽元件来实现，其中，加热元件不是必须提供。通过使传感器导体形成为缝纫线，传感器导体可直接缝入屏蔽元件中，这允许简单而又安全的传感器导体布置。

在本发明的一个方面中，设置屏蔽元件不是仅由一层组成，而是包括不同材料的若干相互连接层。这些层中的至少一层是导电的并且可用电位充电。例如，除了导电并且可用电位充电的层外，可设置屏蔽元件包括由可黏附的材料、泡沫材料或绒头织物制成的至少一个另外的层。

而且，可设置屏蔽元件包括金属线织物，该金属线织物形成屏蔽元件层或屏蔽元件整体。传感器导体和加热导体以所述的方式被缝合到该金属织物的两侧上。可设置加热导体和传感器导体都设有绝缘，例如绝缘涂料。

在本发明的另一方面中，提供的传感器系统包括电路布置，该电路布置把屏蔽元件驱动至等同于传感器元件的电位。这可例如通过运算放大器来实现。根据运算放大器的一个示例性实施例，电压信号被施加到屏蔽元件，该电压信号具有与施加到传感器元件的测量信号相同的相位。可设置施加到屏蔽元件的电压信号由也提供测量信号的相同电路组件提供。这包括以简单的方式提供同相条件的信号或电压的优点。还设置用于传感器元件的测量信号被直接施加到屏蔽层，即，传感器元件的测量信号另外用于提供在屏蔽元件的限定电位。

通过由电路布置主动地驱动屏蔽元件至某个电位，提供对寄生电容的“主动屏蔽”。寄生电容是指那些以不期望的方式影响电容性传感器的电容测量的电容，例如加热元件的加热丝的电容或方向盘骨架的电容。通过使用将屏蔽元件设成与传感器或由传感器提供的电极相同的电位的放大电路，屏蔽元件和电容性传感器之间的电容在理想情况下完全被抑制。因此，在理想情况下，不考虑待测量电容的变化。

然而，应该注意，根据本发明，将屏蔽元件主动地驱动到等同于传感器元件的电位不是绝对必需的。在一个方面，可替代地，设置屏蔽元件被驱动到不同于传感器元件电位的电位。只要屏蔽元件具有限定电位，与电容性传感器元件的电位差就可通过测量偏差来补偿。在另一方面，可替代地控制不要将屏蔽元件主动地驱动到某个电位，以及可仅仅设置成将屏蔽元件导电地与某个固定或可变电位连接。在该情况下，屏蔽元件也提供对寄生电容的有效保护。

根据本发明的传感器系统例如集成在车辆方向盘的方向盘轮缘中。例如，设置屏蔽元件、加热元件和传感器元件以同轴布置的方式，即以上下层或平面布置的方式，被形成在方向盘中。

本发明的另一方面，设置根据本发明的传感器系统集成在车座中。例如，该集成形成布置在座垫和座套之间的传感器垫中。例如，屏蔽元件、至少一个加热元件和至少一个电容性传感器元件在传感器垫中的不同平面中以平面布置方式实现。

根据本发明的另一独立方面，传感器系统包括平坦的屏蔽元件，该屏蔽元件是导电的并且电位可施加到其上。至少一个加热元件被布置在屏蔽元件的第一侧上并且包括导电结构的至少一个电容性传感器元件被布置在屏蔽元件的第二侧上。