[发明专利]电容式传感器系统

说明书

本发明涉及一种电容式传感器系统(1)，包括：‑传感器布置(2)，其具有多个电容式电极(4、4'、5、5'、6、7)，每个电容式电极连接到对应的检测器线(11、11'、12、12'、13、14)；以及‑检测器设备(20)，其连接到每一条检测器线(11、11'、12、12'、13、14)，并且被配置为通过施加检测器信号来检测每个电极(4、4'、5、5'、6、7)的电容。为了提供用于在具有多个电极的电容式传感器系统中进行可靠的断线检测的单元，本发明提供了，‑传感器布置(2)包括至少一个电极组(3、3')，该至少一个电极组包括至少两个电极(4、4'、5、5'、6、7)，电极组的每个电极(4、4'、5、5'、6、7)经由电阻元件(8、8'、9、10)连接到另一电极(4、4'、5、5'、6、7)，使得该电极组(3、3')的所有电极(4、4'、5、5'、6、7)串联连接；以及‑诊断设备(21)，针对每个电极组(3、3')，诊断设备(21)至少连接到第一电极(4、4')的第一检测器线(11、11')和第二检测器电极(5、5')的第二检测器线(12、12')，并且被配置为经由第一检测器线(11、11')和第二检测器线(12、12')施加诊断信号，并且基于对诊断信号的响应来检测导体断线。

技术领域

本发明总体上涉及一种电容式传感器系统以及一种用于电容式传感器系统中的导体断线检测的方法。

背景技术

现今，电容式传感器用于各种各样的应用，如输入设备(例如，触摸板、电容式滑块、触摸轮等)、接近传感器或乘员检测系统。

现有技术中已知有许多不同类型的电容式传感器，但是它们中的大多数依赖于以下原理。布置感测电极，使得接近的物体(人、手、手指等)改变感测电极相对于地的电容。这种变化的电容由测量电路测量。例如，感测电极可以连接到交流电压(例如，方波电压)，并且通过电极的电流(取决于电极的电容)可以由测量电路转换成电压。该电压指示电容，并且因此可以用于确定物体是否在感测电极附近。在一些应用中，对于每个感测电极，提供了保护电极，其保持在与对应电极相同的电位，并且用于形成电极的有效检测空间。

一些传感器系统被实现为箔或织物传感器，其中，电气部件通常是由设置在柔性箔或织物基底上的导电油墨制成的印刷结构。传感器允许适应各种表面几何形状。

在许多应用中(例如，对于方向盘上的手检测)，不是存在一个电极，而是存在多个电极，例如，2个、5个、10个或甚至更多。单独的电极可以沿着(例如，方向盘的)表面设置，以便确定诸如用户的手的物体的特定位置。应当理解，这种检测系统(其中许多是安全相关的)仅在所有电气部件都完好的情况下才能可靠地工作。这尤其涉及导体断线的可能性。

目前，有几种方法来诊断传感器系统的完整性。对于保护/感测传感器，每个电极可以用DC电流单独诊断，在感测电极与保护电极之间要求二极管或电阻器，这目前是昂贵的和/或难以在箔传感器上实现的，因为它占用空间(使用分立的电容器或电阻器)，或者它要求跨越箔层，这目前对于所要求的可靠性和鲁棒性是不可行的。可替代地，通过测量感测/保护电容来单独地诊断每个电极。然而，由于测量电路本身的寄生电容、布线、传感器电容的容差以及测量电路的测量精度，这种测量不够精确，不足以可靠地检测电极中的所有相关断线。对于感测/保护传感器或仅感测传感器，也可以通过添加附加导线到感测电极的相对端来单独诊断每个感测或保护电极，从而每个电极要求一根附加导线，导致附加成本。而且，由于方向盘中受限制的空间条件，导线和连接的数量增加使得集成到方向盘中变得困难或者不可能。

发明目的

因此，本发明的目的是提供一种用于在具有多个电极的电容式传感器系统中进行可靠的断线检测的单元。

该问题通过根据权利要求1的电容式传感器系统以及根据权利要求15的用于在电容式传感器系统中进行断线检测的方法来解决。

发明内容