专利名称：用于测量可变电容式结构的电容变化的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电荷转移电容式传感器。当这样的传感器针对所谓的司机对其车辆的 “免提(Hands free)”接入而被应用于车辆的门把手时，本发明是特别有用的。
背景技术：
目前，某些机动车辆装备有“免提”接入，即所述车辆的司机不再需要用钥匙打开其车辆的门。他拥有的不是钥匙而是被车辆的电子系统识别的标识标记(badge d' identification)。为了打开门，司机首先按压门把手。有无检测传感器(capteur de pdsence)(此处为位于把手中的电子模块中的电荷转移电容式传感器)检测司机的手的存在。这个传感器被连接到车辆的E⑶(电子控制单元)，并且这个单元通过LF (低频)天线向被并入钥匙中的鉴别器发送信号。一旦接收到检测信号，鉴别器就使用RF (射频)波将其标识码发送给 ECU。如果ECU将该标识码识别为授权接入车辆的标识码，则ECU打开门。相反，如果ECU 并没有接收到代码或接收到的代码是错误的，则门并不打开。这样的电容式传感器包括被并入门把手中的电容式电极和其附近环境(直接或间接接地)，其中这种环境可能包括必须检测到存在的用户的身体的部分，此处例如是司机的手形成第二接地电极。当司机的手接近门的把手时，被并入到把手中的电容式电极的电容增加。该变化通过使用位于连接到被并入把手中的电容式电极的印刷电路板上的参考电容来进行测量。如果这个电容高于阈值，则意味着检测已经发生，即司机的手在把手上，或者足够靠近门的把手，并且意味着该司机要求打开门。根据现有技术可知，电荷转移电容式传感器允许通过实现由如下多次充电和放电组成的循环来测量可变电容的电容变化所述多次充电和放电是对被并入把手中的电极的电容进行的多次充电和发电，直到达到参考电容的端子上的固定电压阈值。被并入把手中的电极的电容变化相对于之前的循环根据使集成到把手中的电容式电极放电到参考电容的放电次数的变化被估计，其中要求使电容式电极放电到参考电容是为了达到参考电容的端子上的阈值电压。这些传感器使用如下开关所述开关允许电流流过，以便首先通过电源电压给被并入把手中的电极的电容进行充电，然后使被并入把手中的电极的电容放电到参考电容，并且反之亦然。根据现有技术(及如

图1中所示)的电荷转移、即一系列的充电和放电分为四个步骤
第一步电极的第一步在于使用电源电压V。。给电容Cx充电。为此，第一开关Sl闭合，并且第二开关S2打开；
眷第二步一旦完成充电，就打开第一开关Sl ；
眷第三步接下来，可以开始使电极的电容Cx放电到参考电容(；，为此，第一开关Sl保持打开，而第二开关S2闭合；以及
第四步一旦放电完成，第二开关S2就打开。重复电荷的转移，直到参考电容的端子上的电压Vs达到阈值电压Vth。为了达到这个阈值而要求的使电极的电容Cx放电到參考电容Cs的放电次数X给出了电极的电容Cx的 构想。然后，为了下一次測量，參考电容Cs通过开关S被完全放电。放电次数X的计数器和微控制器(未在图1中示出)允许电极的电容Cx被确定。电荷转移传感器的特性通过下列等式描述
权利要求
1.一种用于测量可变电容式结构(Cx)的电容变化(ACx)的设备，其包括 电源电压(Vcc)； 用于使用电源电压(Vrc)给可变电容式结构(Cx)进行充电的装置； 用于以固定放电次数(X)使可变电容式结构(Cx)放电到参考电容(Cs)的装置；眷用于测量参考电容的端子上的电压(Vs)的装置； 用于使用电源电压(Vrc)给测量电容式结构(Cm)进行充电的装置； 用于以可变放电次数(η)使测量电容式结构(Cm)放电到参考电容(Cs)的装置；以及， 用于检测参考电容(Cs)的端子上的阈值电压(Vth)的装置，其特征在于，所述设备被配置/被编程来使得在可变电容式结构(Cx)已经以固定放电次数(χ)被放电到参考电容(Cs)之后，执行使测量电容式结构(Cm)以可变放电次数(η) 放电到参考电容(Cs)的放电；并且其特征在于，可变放电次数(η)相对于之前获得的放电次数的变化允许可变电容式结构(Cx)的电容变化(ACx)被估计。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，对应于可变电容式结构(Cx)的电容变化(ACX)，限定多次使测量电容式结构(Cm)放电到参考电容(Cs)的放电的预设检测阈值 (Th)。
3.如权利要求1和2所述的设备，其特征在于，使可变电容式结构(Cx)放电到参考电容(Cs)的固定放电次数(χ)通过以下等式限定
4.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，当参考电容的端子上的电压(Vs)等于阈值电压(Vth)时，使测量电容式结构(Cm)放电到参考电容(Cs)的可变放电次数(η)通过以下等式限定
5.如上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，对可变电容式结构中的变化(ACx) 的测量独立于可变电容式结构(Cx)并且等于
6.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，测量电容式结构(Cm)的值是固定的并且低于可变电容式结构(Cx)的电容。
7.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，当参考电容的端子上的电压(Vs)低于阈值电压(Vth)时，参考电容(Cs)被确定
8.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，参考电容(Cs)具有比可变电容式结构(Cx)的电容更高的电容。
9.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，测量电容(Cm)具有比可变电容式结构(Cx)的电容更低的电容。
10.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，测量电容(Cm)具有等同于剩余电容的电容。
11.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括开关装置，所述开关装置被控制来以便对可变电容式结构(Cx)进行充电和/或放电。
12.如上述权利要求中的任何一个所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括开关装置，所述开关装置被控制来以便对测量电容(Cm)进行充电和/或放电。
13.一种用于检测装备的用户的存在的电容式传感器，其使用如上述权利要求中的任何一个所述的用于测量可变电容式结构(Cx)的电容变化的设备，其特征在于，被检测到电容变化的电容式结构(Cx)包括放置在所述装备内的检测电极，其中电容式结构在所述检测电极与在所述检测电极附近的环境之间的电容被确定。
14.如权利要求13所述的电容式传感器，其特征在于，放置有检测电极的装备是车辆的门把手。
15.一种测量可变电容式结构(Cx)中的被称为(ACx)的电容变化的方法，其使用如上述权利要求中的任何一个所述的设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于测量可变电容式结构(CX)的电容变化(ΔCX)的设备，其包括电源电压(VCC)；参考电容(CS)；用于测量参考电容的端子上的电压(VS)的装置；测量电容式结构(CM)；以及用于检测参考电容(CS)的端子上的阈值电压(VTH)的装置。所述设备被配置/被编程来使得在可变电容式结构(CX)已经以固定放电次数(x)被放电到参考电容(CS)之后并且直到参考电容的端子上的电压(VS)已达到阈值电压(VTH)，使测量电容式结构(CM)以可变放电次数(n)放电到参考电容(CS)。可变放电次数(n)相对于之前获得的放电次数的变化允许可变电容式结构(CX)的电容变化(ΔCX)被估计。
文档编号G01D5/24GK102209881SQ200980144229
公开日2011年10月5日 申请日期2009年10月29日 优先权日2008年11月7日
发明者X·乌尔内 申请人:法国欧陆汽车公司