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Die
Erfindung richtet sich auf ein System und ein Verfahren zur Überwachung
und ggf. entsprechender Ansteuerung motorisch betriebener Komponenten
eines Kraftfahrzeuges, zum Beispiel Dach-, Fenster-, und/oder Verdeckkomponenten,
sowie Sitzen eines Kraftfahrzeuges insbesondere falls diese mit
an sich verletzungsrelevanten Stellkräften bewegt werden.
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Aus
DE 44 34 334 C1 ist
ein elektromotorischer Stelltrieb für ein Schließteil eines
Kraftfahrzeuges bekannt, wobei die Ansteuerung des Stelltriebs über eine
Schaltung erfolgt die eine druckempfindliche Sensorleiste umfasst.
Die schaltungstechnische Einbindung dieser Sensorleiste wird auf
Grundlage eines Transponderprinzips, d. h. auf Grundlage eines elektromagnetischen
Wechselfeldes bewerkstelligt.
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Aus
DE 10 2005 004 243
A1 ist ein HF-Überwachungssystem
bekannt das als solches der Erfassung der Präsenz von Gliedmaßen in einem
Schließbereich
dient. Das System umfasst eine stationäre, insbesondere im Bereich
einer Öffnungsinnenkante angeordnete
in einzelne Empfangsabschnitte unterteilte Sensorleiste sowie eine
auf einem durch einen Stelltrieb verfahrbaren Teil angebrachte Sendeeinrichtung.
Anhand von Signaltransmissionseffekten zwischen der Sendeeinrichtung
und den einzelnen Empfangsabschnitten der Sensorleiste kann auf
die Präsenz
von Gliedmaßen
in einem verletzungsrelevanten Bereich geschlossen werden.
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Aus
DE 102 26 133 A1 ist
eine Vorrichtung zur Erkennung eines Hindernisses in einem Öffnungsbereich
eines Schließelementes
eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Sensorelektrode
die der Abstrahlung eines elektrischen Feldes dient. Diese Sensorelektrode
ist über eine
abgeschirmte Leitung mit einer Auswertungselektronik verbunden.
Die Präsenz
eines Hindernisses wird anhand von Kapazitätsänderungen eines unter Einschluss
der vorgenannten Sensorelektrode gebildeten Kondensatorsystems erfasst.
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Aus
DE 103 10 066 B3 ist
ebenfalls eine Vorrichtung zur Erkennung eines Hindernisses in einem Öffnungsbereich
eines Schließelementes
eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese Vorrichtung umfasst ein Elektrodenpaar
das an eine Auswertungsschaltung angeschlossen ist. Die Auswertungsschaltung ist
so gestaltet, dass die Präsenz
eines Hindernisses im Umgebungsbereich jenes Elektrodenpaares anhand
feldelektrischer Effekte erfasst wird.
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Aus
DE 103 49 209 A1 ist
eine Steuerung für ein
Rückhaltesystem
bekannt das einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes im inneren
eines Fahrzeugteiles, insbesondere einer Türe umfasst. Weiterhin umfasst
die Steuerung einen Positionssensor über welchen die Position eines
Schließelementes, insbesondere
einer Fensterscheibe erfasst werden kann. Für die Aktivierung des Rückhaltesystems
werden beide Sensorsignale kombiniert verarbeitet.
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Aus
DE 101 51 840 A1 ist
ein Schiebedachsystem bekannt. Dieses umfasst einen Positionssensor über welchen
die Position eines Schließelements des
Schiebedachsystems erkannt werden kann. Der Positionssensor umfasst
einen elektrischen Widerstand der sich entlang der Schiebebahn des
Schließelementes
erstreckt. Ein an dem Widerstand abgreifbarer Widerstandswert ist
unmittelbar indikativ für
die Position des Schließelementes.
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Aus
DE 698 08 468 T2 ist
ein Einklemmschutzsystem bekannt bei welchem eine Einklemmsituation
durch kombinierte Überwachung
des Leistungsbezugs eines Stellmotors sowie der Position eines Schließelementes
erfolgt.
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Insbesondere
in Kraftfahrzeugen finden zunehmend motorisch bewegte Fahrzeugteile
wie elektrisch betätigte
Schiebedächer,
Sitze, Fensterscheiben, Schiebetüren
usw. Verwendung. Lenkräder
sollen zukünftig
mit Servo-Einpark- und/oder Spurhilfe ausgerüstet sein. Zur Kontrolle der
Bewegungsvorgänge
werden Steuergeräte
eingesetzt, die über
die Position und den Zustand des bewegten Fahrzeugteils informiert
sein müssen.
Hierzu wurden bisher unterschiedlichste Positionsgeber verwendet,
Endanschlagschalter oder auch indirekte Messmethoden wie Stromverbrauch
eines Elektromotors und/oder dessen Drehzahl. Die technischen Maßnahmen
dienen der Kontrolle des Stellvorgangs der Fahrzeugteile und/oder
auch der Feststellung, ob unter Umständen Gegenstände oder
Personen durch Einklemmung gefährdet
werden können.
Letztere Aufgabe wird oft nur unzulänglich erfüllt, da eine Person immer erst
eingeklemmt sein muss ehe sich dies z. B. durch Stromerhöhung und/oder
Drehzahlabsenkung an einem Elektromotor feststellen lässt. Daher
steigt in zunehmendem Maße
die Nachfrage nach berührungslos
wirkenden Systemen. Die Technik kennt hier ein weites Spektrum von
Lichtschranken über
Ultraschall und Radar bis hin zu kapazitiven Näherungssensoren. Somit sind
an der Kontrolle zwangsgeführter
motorisch bewegter Fahrzeugteile oftmals eine Vielfalt von Sensoren
und technische Einrichtungen beteiligt, was den Aufwand beträchtlich
erhöht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Lösungen zu schaffen, durch welche
im Zusammenhang mit motorisch angetriebenen Bewegtkomponenten eines
Kraftfahrzeuges Vorteile hinsichtlich der Ansteuerung derselben,
insbesondere hinsichtlich eines verminderten Verletzungsrisikos
erreicht werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
System mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung ist vorzugsweise als schmale, entlang
einer Bahn oder eines Pfades verlaufende Struktur ausgeführt. Bei
jenem elektrischen Effekt handelt es sich vorzugsweise um den Spannungsabfall
entlang eines Abschnitts (insbesondere der Gesamtlänge) der
Elektrodeneinrichtung. Dieser Spannungsabfall gibt Aufschluss über die
Längsposition
eines angenäherten
kapazitiven („Stör„)Systems
(z. B. eines belebten Körpers) entlang
der Laufwegselektrodeneinrichtung.
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Die
Schaltungseinrichtung kann unter Einbindung eines LC-Netzwerk realisiert
sein. Die Elektrodeneinrichtung bildet hierbei vorzugsweise eine Kodensatoreinrichtung
deren Kapazität
anhand feldelektrischer Einflüsse
eines Objektes auf die Elektrodeneinrichtung veränderbar ist. Diese Kapazitätsänderung
kann direkt, oder in abgeleiteter bzw. hiermit einhergehender Weise
zur Detektion eines Näherungszustandes
herangezogen werden.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung ist vorzugsweise nach außen isoliert
ausgebildet, so dass der zum Aufbau des Wechselfeldes in die Elektrodeneinrichtung
eingespeisten Strom nicht aus der Elektrodeneinrichtung abfließen kann.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung kann als Elektrode eines Kondensatorabschnitts
des LC-Netzwerkes fungieren, wobei dieses LC-Netzwerk vorzugsweise
im Bereich seiner Eigenresonanzfrequenz betrieben wird.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Laufwegselektrodeneinrichtung aus einem elektrisch
leitfähigen Kunststoffmaterial
gebildet. Die Laufwegselektrodeneinrichtung kann insbesondere als
Filmstruktur ausgebildet sein, die auf den entsprechenden Objektbereich
aufgebracht, insbesondere aufgedampft, lackiert oder aufgeklebt
ist.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung kann auf eine der Führung der
Bewegtkomponenten dienende Führungsstruktur
aufgebracht sein, oder in diese integriert sein.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung kann insbesondere in eine Dachfensterführungsstruktur, eine
Seitenfensterführungsstruktur
(z. B. Fensterholm), oder eine Sitzführungsstruktur eingebunden sein.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung ist hierbei vorzugsweise derart in
die Schaltungseinrichtung eingebunden, dass aus der Schaltung Ortsinformationen
und Informationen über
einen Näherungszustand
eines Objektes an die Laufwegselektrodeneinrichtung erfassbar sind.
Die Näherungsinformationen werden
vorzugsweise anhand kapazitiver Änderungen
eines unter Einschluss der Laufwegselektrodeneinrichtung gebildeten
Kondensatorsystems erfasst. Die Ortsinformation (d. h. die Lageinformationen
entlang der Laufwegselektrodeneinrichtung) werden vorzugsweise anhand
eines Spannungsabfalls, oder Spannungsverhältnisses an zwei voneinander
beabstandeten Orten der Laufwegselektrodeneinrichtung erfasst.
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Die
Laufwegselektrodeneinrichtung fungiert gemäß einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung als Speiselektrodeneinrichtung zur Einspeisung eines
Wechselfeldes in eine Querelektrode. Hierbei ist es insbesondere
möglich,
zwei Laufwegselektrodeneinrichtungen vorzusehen und die Querelektrode
so anzuordnen, dass sich diese verfahrbar zwischen den beiden Laufwegselektroden erstreckt.
Auch die Querelektrode ist vorzugsweise aus einem resistiven Material
gefertigt, so dass auch hinsichlich der Querposition indikative
Informationen gewonnen werden können.
Das genannte Elektrodensystem ist vorzugsweise in eine Fensterkantenstruktur
eingebunden.
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Die
Querelektrode kann als Drahtstruktur ausgeführt sein und als kapazitiv
angekoppeltes oder gespeistes Element in eine Scheibenkante eingebunden
sein.
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Es
ist möglich
an die Querelektrode einen lokalen Querelektrodenschaltkreis anzukoppeln
durch welchen bestimmte Koppelungseigenschaften oder Schwingungseigenschaften
des Querelektrodensystems vorteilhaft abgestimmt werden können. Insbesondere
ist es möglich,
den Spannungsabfall an der Querelektrode durch einen lokalen Schaltkreis
zu erfassen und beispielsweise anhand der Spannungsverhältnisse
einen Zahlenwert für
eine Position in Richtung der Querelektrode zu errechnen. Dieser Zahlenwert
kann durch Modulation der Eingangsimpedanz der Querelektrode, oder
durch anderweitige Maßnahmen
an das Basissystem zurückgeführt werden.
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Die
Auswertung der abgegriffenen Ereignisse kann unter Bezugnahme auf
ein Referenzsystem, insbesondere eine Referenzfunktion erfolgen,
durch welche Nichtlinearitäten
und anderweitige stellvorgangsbedingte Einflüsse berücksichtigt werden können.
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Über das
Referenzsystem können
Aussagen über
einen Näherungs-,
oder Gefährdungszustand durch
kombinierte Auswertung bestimmter Signalinformationen gewonnen werden.
So ist es möglich, durch
Mehrfachkriterien die Aussagekraft der Gesamtauswertung zu erhöhen.
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Die
Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Observation eines
durch eine Bewegtkomponente definierten Gefährdungsbereiches anhand des
feldelektrischen Einflusses.
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Die
Erfindung richtet sich weiterhin auch auf ein Verfahren zur Observation
eines durch eine Bewegtkomponente definierten Gefährdungsbereiches anhand
des feldelektrischen Einflusses eines in den Gefährdungsbereiches eindringenden
Objektes auf eine Bewegtelektrode die als solche in ein Wechselfeld
eingebunden ist, wobei die Einbindung der Bewegtelektrode in das
Wechselfeld im Wege kapazitiver Koppelung mit einer stationären Speiseelektrodeneinrichtung
erfolgt.
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Hierdurch
wird es möglich,
die Position, die Richtung und Geschwindigkeit motorisch bewegter Fahrzeugteile
sowie das Verletzungsrisiko von Personen zu ermitteln ohne dass
hierfür
ein besonders großer
Aufwand betrieben werden muss. Im Gegensatz zu indirekten Kontrollmethoden
ermöglicht
die Erfindung in vorteilhafter Weise eine direkte Kontrolle an Gefahrenstellen.
Dies gilt insbesondere für
sich schließende
Schlitzebereiche oder für
Gefahrenzonen die durch Quetschkanten verursacht sind. Als Nebeneffekt
ist die Erfindung bei bestimmten bewegten Fahrzeugteilen, wie z.
B. Schiebedächern,
auch als Diebstahl- oder Eingriffschutz von außen geeignet. Insbesondere
können
durch die Erfindung auf vorteilhafte Weise Einklemmsituationen dahingehend
bewertet werden, ob es sich um einen gefährdeten Menschen oder um einen
(nicht leitenden) Gegenstand handelt. Im ersten Fall soll die Einklemmsituation
gar nicht erst stattfinden, weil schon im Vorfeld ein Stellvorgang
gestoppt oder reversiert werden kann. Eine ganz besondere Möglichkeit
der erfindungsgemäßen Technik
liegt darin, eine Annäherung an
eine Gefahrenstelle von einer Berührung einer gefährdungsrelevanten
Struktur deutlich und inhärent sicher
zu unterscheiden. Dies leistet die Erfindung in besonderer Weise.
Ferner ist die Erfindung dazu geeignet, verschleißfreie,
kontaktlos wirkende Systeme im Fahrzeug einzusetzen. Der geringe
Schaltungsaufwand gestattet neben der hohen Betriebssicherheit eine
einfache Integration in bestehende Systeme.
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Auf
Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes
wird es möglich,
motorisch bewegte Schiebedächer,
Sitze, Fensterscheiben, Schiebetüren
und auch Lenkräder
hinsichtlich ihrer Bewegungsrichtung, Position und Geschwindigkeit
zu kontrollieren und in besonderer Weise auf eindringende Objekte (Menschen
oder Gegenstände)
zu reagieren. In vorteilhafterweise kann das Einbringen, die Bewegung und
die Dynamik von Gliedmaßen
in einer, einem Gefahrenbereich vorgelagerten Zone festgestellt
und ausgewertet werden. zusätzlich
kann im Detektionsbereich zwischen Annäherung und Berührung unterschieden
werden. In der vorgelagerten Zone ist es auch möglich, auf Grund von bestimmten
Gesten Funktionen auszuführen,
die Schaltvorgängen
entsprechen, die bisher durch Tastendruck eingeleitet werden mussten.
Auch können
zusätzliche,
einen Schaltvorgang begleitende Funktionen ausgeführt werden,
wie beispielsweise die Beleuchtung von Tasten und/oder Arealen zur
leichteren Orientierung. Besonders vorteilhaft sind die geringen
Herstellungskosten und Aufwand der Erfindung. Sie bedient sich eines
direkten Sensorverfahrens, ist verschleißfrei und kann in besonderer
Weise auf stellvorgangs- und witterungsbedingte Einflüsse reagieren.
Sie ersetzt Dreh- und sonstige Positionsgeber und kann leicht in bestehende
Systeme integriert werden. Zusätzlich zum
Sicherungsaspekt ist die Erfindung in der Lage, die Berührung einer
Gefahrenstelle mit einer Hand von einer Annäherung an diese deutlich zu
unterscheiden und sicher zu differenzieren. Alle diese Aufgaben
erledigt die Erfindung durch ein kontaktlos arbeitendes, kapazitiv-resistives
System, welches neben Kontroll- und Sicherheitsaspekten auch noch
einen erweiterten Komfort bietet.
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Die
Erfindung stellt hierzu schaltungstechnische Maßnahmen bereit, die auf den
physikalischen Eigenschaften von kapazitiv-resistiven Materialien basieren.
Diese Materialien werden vorteilhaft längs der ein bewegliches Fahrzeugteil
führenden
Schiene oder Achse befestigt. Von besonderer Bedeutung ist, dass
das eine Sensorelement in einem Zeitabschnitt die Position und Bewegungsrichtung
eines Fahrzeugsteils oder die Annäherung von Gliedmaßen, sowie
eine Berührung
feststellen kann. Hierbei kommt ein neues kapazitiv-resistives Verfahren
zur Anwendung, wofür
nur wenige preiswerte Logikgatter verwendet werden müssen.
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Unter
dem Begriff elektrisch resistives Material ist im vorliegenden Kontext
ein Material zu verstehen das an sich elektrisch leitfähig ist,
jedoch einen relativ hohen Widerstand aufweist, so dass entlang dieses
Materiales ein schaltungstechnisch relevanter signifikanter Spannungsabfall
realisierbar ist. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um elektrisch
leitfähiges
Kunststoffmaterial, insbesondere mit Kohlenstoff und/oder Metall
befrachtetem Elastomermaterial.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Systems
mit zwei Laufwegelektroden und einer dazwischen angeordneten, kapazitiv
eingekoppelten Querelektrode;
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2 ein
Diagramm zur Veranschaulichung der positionsindikativen Spannungsverhältnisse
bei einem System nach 1 während des (phasenweise gestörten) Verlagerns
eines Dachfensters;
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3 ein
weiteres Diagramm zur Veranschaulichung der Spannungspegel bei einem
System nach 1 bei unterschiedlichen Verfahrbedingungen;
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4 eine
Schemadarstellung zur weiteren Veranschaulichung des Systems nach 1 bei
einem Eingriff eines Anwenders in einen durch eine Dachfensteröffnung definierten
Gefährdungsbereich;
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5 eine
Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer weiteren
Variante eines erfindungsgemäßen Systems
mit zwei Laufwegelektroden und einem dazwischen angeordneten, kapazitiven
Koppelungssystem;
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6 eine
Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Systems
mit zwei Laufwegelektroden die als solche die Erfassung von Bewegungsabläufen, insbesondere
gestenartigen Bewegungsabläufen
und eine hierauf basierende Ablaufsteuerung ermöglichen;
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7 zwei
Schemadarstellungen zur Veranschaulichung der Anwendung des erfindungsgemäßen Konzeptes
bei der Absicherung einer mittels eines motorisch angetriebenen
Scheibenelementes verschließbaren
Fenster- oder Dachöffnung;
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8 eine
Darstellung zur Veranschaulichung der Anwendung des erfindungsgemäßen Konzeptes
zur Erfassung des Greifzustandes eines Fahrzeuglenkrades insbesondere
auch mit integrierter Fahrer/Beifahrerunterscheidung;
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9 eine
Schemadarstellung zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Technik
zum Abgriff positionsindikativer Messsignale von einer gereckt ausgebildeten
Elektrodeneinrichtung;
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10 Schemadarstellungen
zur Veranschaulichung einer Systemvariante mit Elektrodeneinrichtungen
mit nicht konstanter Leitfähigkeit,
insbesondere unterschiedlichem Leitungsquerschnitt;
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11 eine
Prinzipskizze zur Veranschaulichung einer weiteren Schaltungsvariante;
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12 eine
Schaltungsskizze zur Veranschaulichung des Aufbaus eines beispielhaften Schaltkreises.
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1 zeigt
auf Führungsschienen
beaufschlagtes elektrisch resistives Material (RM). An einer Stelle
E wird ein Rechteck-Signal
vom Oszillator Osz1 mit einer Oszillatorfrequenz (f osz) mit einem bestimmbaren
Pegel zugeführt.
Zwischen den Schienen bewegt sich das bewegliche Fahrzeugteil (Schiebedach,
Sitz etc.) beispielsweise auf Rollen. Diese sind z. B. in der Lage,
das eingespeiste Signal von dem resistiven Material RM kapazitiv
aufzunehmen (Ck) und entlang einer, ebenfalls mit RM beaufschlagten
Schließkante
zur gegenüberliegenden
Seite zu leiten und dort kapazitiv auf die Gegenschiene bzw. das
dort angebrachte elektrisch resistive Material aufzuprägen. Es
kann auch eine andere leitende Fläche des beweglichen Fahrzeugteils
verwendet werden, welches sich in einem geringen Abstand möglichst
parallel zur Führungsschiene
bewegt. An den Enden des Materials RM lässt sich nun ähnlich wie
bei einem Potentiometer eine (Wechsel-)Spannung ablesen, aus der
sich die Position des beweglichen Fahrzeugteils bestimmen lässt.
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Wie
aus 2 ersichtlich, kann bei motorischer Bewegung dieses
Teils in bestimmten, vorzugsweise regelmäßigen Zeiten eine Abtastung
dieser Spannung erfolgen, z. B. durch einen ADC. Bei einer ungestörten Bewegung
wird diese Abtastung einen zu erwartenden Wert zeigen, der, je nachdem in
welche Richtung sich das Teil bewegt, einen konstanten Anstieg oder
Abfall der Messspannung zeigt Kommt ein nichtleitendes Hindernis
an das bewegliche Teil und wird dieses dadurch angehalten, so wird der
Spannungsanstieg oder Spannungsabfall aufhören und es wird keine Veränderung
mehr feststellbar sein. Dies ist ein sicheres Zeichen dafür, dass
ein nichtleitendes Teil eingeklemmt wurde, was zur Abschaltung oder
Reversion des Antriebsmotors führt. Beispielsweise
bei einem Schiebedach könnte
auch beim Schließ-
oder Öffnungsvorgang
bei schneller Fahrt des KFZ der Winddruck eine Rolle spielen, weil dieser
Kräfte
auf das Dach wirken lässt.
Die Abtastpunkte der Spannung wären
dann von der normalen Bewegung unterschiedlich, sie würden aber
entsprechend an- oder absteigen und damit auch den Winddruck repräsentieren.
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Das
in 3 dargestellte Diagramm zeigt dies in anschaulicher
Weise. Somit ist es möglich, über das
resistive Material RM und die kapazitive Koppelstellen Ck die Position
z. B. eines Schiebedaches gleichzeitig mit dessen Bewegungsrichtung (auf/zu)
festzustellen. Sollte ein nichtleitendes Hindernis den Schiebevorgang
oder den Stellvorgang blockieren, so kann sich das betreffende Fahrzeugteil nicht
weiter bewegen. Damit ist auch keine Spannungsänderung mehr festzustellen.
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Bei
schneller Abtastung (z. B. ADC) ist es möglich, den Motor rechtzeitig
zu stoppen bevor Schäden
oder größere Verformungskräfte auftreten. Die
Beeinträchtigung
durch Fahrtwind oder Regen führt
lediglich zu einer Absenkung der Steilheit der Änderungsspannung, was auch
feststellbar ist. Damit ist es unter Umständen sogar möglich, den
Winddruck zu berechnen und anzuzeigen oder den Motor entsprechend
nachzuregeln. So ist es möglich,
dass ein Motor mit einer zunächst
schwachen Leistung im Normalbetrieb ein Schiebedach öffnen oder
schließen
kann während
er mit zunehmendem Fahrtwinddruck bei schneller Fahrt z. B. seine
Motorleistung dahingehend erhöht,
um trotzdem ein sicheres Schließen
des Daches zu gewährleisten.
Sich annähernde
Hindernisse werden rechtzeitig erkannt, falls sie leitend sind (Änderung
der Frequenz f Sens eines Sensoroszillators Osz. Sens). Nichtleitende
Gegenstände
werden erst beim Einklemmen erkannt, dadurch dass die Bewegung nicht
fortgesetzt werden kann und kein Spannungsunterschied mehr an den Messstellen
erfolgt. Auf diese Weise lässt
sich auch die Endstellung (auf oder zu) des motorisch bewegten Fahrzeugteils
feststellen; Endschalter können entfallen.
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4 zeigt
eine beispielhafte Schaltung, die aus digitalen Oszillatoren besteht,
welche aus Schmitt-Trigger-Invertern gebildet wurden (RC Oszillatoren).
Natürlich
sind auch andere Formen (Komparatoren, Multivibratoren, PWM, Operationsverstärker, VCO
usw.) möglich.
Ein erster Oszillator (Osz. Ref.) erzeugt eine Referenzfrequenz
(f Ref.). Diese wird einer Mischstufe (Mischer z. B. XOR) zugeführt. Ein
zweiter Oszillator (Osz. Sens) soll die Annäherung und Berührung menschlicher
Gliedmaßen
feststellen. Er ist hierzu mit einem kleinen Kondensator (C Sensor:
z. B. 1 pF) ausgestattet und erzeugt eine Frequenz (f Sens), die
etwas über
der des Referenzoszillators Osz. Ref. liegt, z. B. +1 kHz. Es ist
möglich,
diesen Oszillator als VCO auszustatten, um ihn durch eine geeignete
Schaltung (z. B. Mikrocontroller) einstellen und kalibrieren zu
können.
So könnte ein
System beim Einschalten daraufhin eingestellt werden, dass am Ausgang eines
an der Mischstufe nachfolgenden Tiefpassfilters ein Signal von 1
kHz als Betrag von (f Ref.) – (f
Sens) erscheint. Bei Annäherung
von Gliedmaßen
wirken diese als zusätzliche Kapazität, wenn
sie sich einem sensitiven Bereich nähern, der mit dem elektrisch
resistiven Material RM entlang der Schienen und Schließkanten
des beweglichen Fahrzeugteils beaufschlagt ist. Jede dort zusätzlich eingebrachte
Kapazität
bewirkt eine Absenkung der Frequenz f Sens von Osz. Sens. Diese
sinkt zunächst
bei fortgesetzter Annäherung
auf die gleiche Frequenz wie die Referenzfrequenz. Damit ist die
Mischfrequenz hinter dem Tiefpass null (= Nulldurchgang). Dieser
Nulldurchgang wird derart eingestellt, dass er erfolgt bevor eine
Gefahr für
die sich nähernde
Person besteht. Somit ist es möglich,
mit der Erfindung auch eine Person vor einer Verletzung rechtzeitig
zu warnen. Es ist auch möglich,
dass der Stellvorgang des beweglichen Fahrzeugteils eine Kapazitätsänderung
hervorruft, die selber einen Nulldurchgang erzeugt. Hierbei ist
es dann möglich, durch
Nachjustieren des Sensoroszillators diesen Stellvorgang zu kompensieren.
Da die Position des beweglichen Fahrzeugteils erfindungsgemäß bekannt
ist, ist es auch möglich
festzustellen, ob die kapazitive Änderung durch einen Stellvorgang
oder durch eine Annäherung
erfolgte. Eine Kompensation kann hier mit Daten erfolgen, die zuvor
in einem Kennfeld aufgezeichnet und gespeichert wurden. Hierfür muss eine
Speichereinrichtung vorgesehen sein (z. B. Flash Mikrocontroller).
Es ist möglich,
die Kalibrierung des Sensoroszillators mit Hilfe eines DA-Wandlers
vorzunehmen. Vorzugsweise arbeitet der Sensorsoszillator dann als
VCO (Voltage Controlled Oszillator). Bei zunehmender Annäherung sinkt
die Sensorfrequenz immer weiter ab während sich die Mischfrequenz
immer weiter erhöht.
Dieses soll beispielsweise in einem Bereich von 0 bis 15 kHz geschehen.
Wird nun ein Gefahrenpunkt, der durch die Erfindung abgesichert
ist, berührt,
so ist überwiegend
Kapazität
C Erde des Menschen gegen Erde wirksam, die z. B. 50 bis 200 pF
beträgt.
Gegenüber der
beispielhaften 1 pF Oszillator-Kapazität von Osz. Sens ist diese nun
sehr hoch, sodass die Verstimmung des Oszillators erheblich ist,
was am Ausgang des an den Mischer angeschalteten Tiefpasses zu einem
deutlichen Pegeleinbruch führen
soll. Deshalb ist dieser so eingestellt, dass er einen unveränderten Pegel
im Bereich von 0 bis 20 kHz durchlassen kann, danach aber steil
abfällt.
Allerdings wird er so eingestellt, dass er immer noch eine nachweisbare
Frequenz darstellen kann. Da diese Einstellung unveränderlich
ist, ist es nicht möglich,
durch Regelung des VCOs einen Zustand zu erreichen, der eine schon
aufliegende Hand an einer Sensorstelle kompensieren könnte. Dadurch
ist das System inhärent sicher.
Eine bereits aufliegende Hand an einer Gefahrenstelle darf nicht
zum Betrieb des beweglichen Fahrzeugteils führen. Dies ist eine Besonderheit
der Erfindung und bietet eine zusätzliche Sicherheitsstufe für die Benutzer.
Es ist möglich,
an beiden Zweigen, sprich Zuführungsschienen,
Oszillatoren anzuschalten, die eine Annäherung feststellen. Beide Oszillatoren
können über eine
gemeinsame Mischstufe einem weiteren Tiefpass zugeführt werden.
Erfolgt keine Annäherung
an eine der beiden Schienen, so laufen beide Oszillatoren mit der
gleichen Frequenz, die Mischfrequenz ist null. Werden Gliedmaßen in die Nähe einer
der Schienen gebracht, so ändert
sich positionsbedingt die Frequenz dort stärker als auf der Gegenseite.
Dadurch ist ein Anstieg der Mischfrequenz am Tiefpass feststellbar.
Somit ist es sogar möglich,
den Eintrittsort von Gliedmaßen
zu bestimmen, was zu einer Bewertung des Gefahrenrisikos herangezogen
werden kann. Dabei wirkt das zwischen den Schienen angebrachte,
resistive Material quasi wie ein Potentiometer. Je nachdem an welcher Stelle
die Gliedmaßen
eingebracht wurden, entsteht zu beiden Oszillatoren ein zusätzlicher
RC Kreis, der als Filter oder Dämpfer
wirkt. Da dies an unterschiedlichen Stellen erfolgen kann, wird
auch die Frequenzerzeugung beider Oszillatoren unterschiedlich sein, was
sich durch die Erfindung feststellen lässt. Über eine Verzweigung S1 kann
das Ausgangssignal einer der beiden Oszillatoren zum Zwecke der
Positions- oder Bewegungs/Richtungsfeststellung an das elektrisch
resistive Material RM des Sensors an einer Stelle E der Schienenführung aufgeprägt werden.
Es ist auch möglich
mit Hilfe von Ladungspumpen (z. B. LC-Serienresonanzkreis) den Pegel
an dieser Stelle zu erhöhen.
Dies ist sinnvoll wenn das bewegliche Teil mit diesem Signal zusätzlich z.
B. durch Gleichrichtung eine Elektronik oder Leuchtdioden betreiben soll
(5). Die Erfindung ermöglicht in einem Arbeitsgang
die Position eines beweglichen Fahrzeugteils festzustellen und gleichzeitig
zu bestimmen, ob und wo eine Annäherung
oder gar eine Berührung
erfolgte. Zusätzlich
erlaubt das resistive Material auch die Unterscheidung ob der Bewegungsvorgang durch
nichtleitende Einflüsse
gehemmt oder blockiert wird, da die anliegende Messspannung sich
im letzteren Fall nicht verändert
oder z. B. durch Fahrtwinddruck oder Regen die Steilheit der Änderung
abnimmt. Da die Oszillatoren beispielsweise aus Logikgattern bestehen
(z. B. 4093), erzeugen diese Rechtecksignale, was für die digitale
Weiterverarbeitung vorteilhaft ist. Die Kombination von RM und Ck
im Sensorbereich sorgt durch Abflachung der Flanken für eine Filterung
der Oberwellen.
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Sichere Unterscheidung zwischen
Annäherung
und Berührung
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Zur
Besonderheit der Erfindung gehört
es, dass die schaltungstechnische Anordnung es in vorteilhafter
Weise gestattet, zwischen einer Annäherung und einer Berührung menschlicher
Gliedmaßen, z.
B. an eine Schließkante,
zu unterscheiden. Dies geschieht im wesentlichen durch geschickte
Auswahl des hinter der Mischstufe angeordneten Tiefpassfilters (4).
Ein Mensch mit seinen annähernden Gliedmaßen hat
eine relativ große
Kapazität
gegen Erde (C Erde). Fall A: während
der Annäherung
baut er mit seinen Gliedmaßen
eine anfangs kleine Kapazität
zu der Sensorik auf (CS). Bei zunehmender Annäherung wird diese Kapazität immer
größer, sodass die
Mischfrequenz hinter dem Tiefpass immer höher wird. Da C Erde und CS
eine Serienschaltung bilden, ist die resultierende Gesamtkapazität kleiner
als der kleinste Einzelwert. Fall B: bei der Berührung fällt CS praktisch weg und die
hohe Ground-Kapazität
(C Erde) ist wirksam. Dies bewirkt eine deutliche Überhöhung der
Mischfrequenz. Wenn diese nun außerhalb der Filterbreite des
Tiefpasses liegt, so wird der Pegel dieser Frequenz deutlich absinken.
Damit ist eine sichere Unterscheidung zwischen Annäherung und Berührung in
zweifacher Weise möglich:
Zum
einen durch deutliche Überhöhung der
Mischfrequenz, was sich auszählen
lässt,
zum anderen durch einen deutlichen Einbruch im Pegel, der nur bei einer
Berührung
stattfindet, während
bei einer Annäherung
auf Grund des Frequenzbereiches diese Mischfrequenz immer noch innerhalb
der Filterbandbreite liegt. Damit lässt sich ein inhärent sicherer Sensor
aufbauen. Sei beispielsweise die Referenzfrequenz 100 kHz und die
Frequenz des Sensorgenerators 101 kHz, so entstünde eine Mischfrequenz am Tiefpass
von 1000 Hz. Diese Frequenz hat einen konstanten Pegel und wird
dazu benutzt, ein „Sensor-ok-Signal” zu erzeugen.
Nähert
sich nun ein leitendes Objekt dem Sensorelement, so wird letzteres mit
einer zusätzlichen
Kapazität
beaufschlagt und die Frequenz des Sensoroszillators (Osz. Sens)
sinkt ab. Bei gleicher Frequenz (f Ref. = f Sens) ist die Mischfrequenz
0. Damit liegt auch kein Pegel an, sodass ein Nulldurchgang detektiert
werden kann. Erfindungsgemäß wird dieser
Punkt so eingestellt, dass er sich noch vor dem Gefahrenbereich
befindet, in dem eine Verletzung möglich ist. Auf diese Weise
entsteht eine vorgelagerte Zone, die auch die Kompensation von witterungs-
und stellvorgangsbedingte Änderungen
ermöglichen
kann. Wird die Annäherung
weiter In Richtung der Schließkante
oder Gefahrenstelle fortgeführt,
so sinkt die Sensoroszillatorfrequenz (f Sens) weiter ab, z. B.
auf 98 kHz, sodass die Mischfrequenz nun wieder auf 2 kHz ansteigt
und damit über
dem Wert des „Sensor-ok-Signals” liegt.
Allerdings ist der Pegel wieder konstant. Dies wertet eine Auswerteschaltung
als Annäherung.
Bei zunehmender Annäherung
wird diese Mischfrequenz immer höher,
der Pegel ändert
sich jedoch auf Grund des Tiefpassverhaltens nicht wesentlich, bis
das Sensorelement berührt
wird. Dann fällt
die Sensorkapazität (CS)
der Gliedmaßen
weg und die hohe Kapazität
(C Erde) der annähernden
Person gegen Erde kommt zur Wirkung. Beispielsweise reduziert sich
dann f Sens auf 60 kHz, sodass die Mischfrequenz 40 kHz beträgt. Hatte
der Tiefpassfilter beispielsweise nur eine Filterbandbreite von
0 bis 20 kHz, so sinkt sein Ausgangspegel jetzt deutlich ab. Ein
nachgeschalteter Komparator könnte
dies feststellen. Außerdem
ist diese erhöhte
Mischfrequenz immer noch (mit reduziertem Pegel) nachweisbar. Somit
wird der Tiefpass quasi als Schalter für eine Berührung eingesetzt. Pegel oberhalb
einer bestimmbaren Schwelle entsprechen einer Annäherung,
ein deutliches Absinken unter diese Schwelle entspricht einer Berührung. Diese ist
auch noch feststellbar, wenn eine Person Handschuhe trägt.
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Die „H-Brücke” kompensiert
Witterungseinflüsse
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Das
auf den Führungsschienen
(1) eines beweglichen Fahrzeugteils beaufschlagte
elektrisch resistive Material koppelt in dem beweglichen Teil über kleine
Kapazitäten
ein (Ck z. B. 1,5 pF). Zusammen mit dem elektrisch resistiven Material
der gegenüberliegenden
Schiene entsteht somit eine „H-Brücke”, an deren
Verzweigungen sich die Spannungen wie die Widerstände verhalten.
Somit ist es möglich,
an der einspeisenden Schiene einen Spannungsabgriff (U con) vorzunehmen
und diesen mit (U auf) und (U zu) der gegenüberliegenden Schiene zu vergleichen.
Das Pegelverhältnis
zueinander wird ab der Teilungslinie TL bestimmt, relativ unabhängig davon,
ob sich Ck witterungsbedingt verändert. Ähnlich verhält es sich
mit dem Widerstandsmaterial bei Temperaturen. Da sich die Veränderungen
immer gleichmäßig auswirken,
muss das Verhältnis
zueinander relativ stabil bleiben (Kompensationsquotient). Das Verhältnis (U
auf)/(U zu) erlaubt die Position des Schiebedachs zu bestimmen.
Das resistive Material RM kann gegenüber der Fahrzeugmasse abgeschirmt
werden (Shield). Die Abschirmung kann ebenfalls aus elektrisch resitiven
Material bestehen.
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Das
resistive Material kann aus elektrisch schwach leitenden Farbauftrag
bestehen, oder aus Gel, welches in Hohlräumen von Dichtungen untergebracht
wird oder aus schwachleitendem Gummidichtungsmaterial. Ähnlich wie
ein Klebestreifen könnte
es an Führungsschienen
und an Schließkanten
usw. angebracht werden. Grundsätzlich
ist jedes verarbeitbare Material geeignet, dass einen elektrischen
Widerstand besitzt.
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Eine erste beispielhafte Anwendung
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Ein
Schiebedach sei entlang seiner Führungsschienen
und an seinem Glasdach mit elektrisch resistivem Material RM ausgestattet
und an einen zur Aufprägung
eines Wechselfeldes geeigneten Schaaltkreis (LC.Netzwerk) angekoppelt.
Somit ergibt sich erfindungsgemäß ein Sensor
der es erlaubt, die Position des Daches, die Bewegungsgeschwindigkeit
und die Bewegungsrichtung festzustellen. Zusätzlich wird festgestellt, ob
sich während
des Bewegungsvorganges leitende oder nichtleitende Objekte im Schließkanal befinden.
Leitende Objekte werden im Vorfeld schon erkannt (vorgelagerte Zone).
Die Annäherung
und die Dynamik der Annäherung
kann festgestellt werden ebenso wie die Richtung der Annäherung.
Da sich zusätzlich
noch die Richtung und die Position der Annäherung feststellen lassen kann, ist
es auch möglich,
bestimmte Gesten z. B. als Schließ- oder Öffnungsaufforderung zu interpretieren.
Damit es in vorteilhafter Weise möglich, mit der Erfindung auch
Gesten zu erfassen und einer Auswerteeinrichtung zuzuführen. Sinnvoller
Weise sollten diese Gestenerfassung in der erfindungsgemäßen vorgelagerten
Zone angelegt sein (damit eine Person nicht durch ihre Gestik in
die Gefahr kommt eingeklemmt zu werden), was die Erfindung durch die
Abstimmung von f Sens des Sensoroszillators auf einen Wert höher als
f Ref. des Referenzoszillators in vorteilhafter Weise ermöglicht und
lehrt. Gelangen nichtleitende Materialien in den Schließbereich,
so wird das Dach durch diese an der Stelle angehalten, wo es auf
das Hindernis trifft, da am resistiven Material keine Spannungsänderung
mehr festzustellen ist, führt
dies zur Abschaltung oder Reversion des Motors. Damit wäre ein Schiebedach
abgesichert.
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Eine
weitere beispielhafte Anwendung findet die Erfindung bei motorisch
bewegten Sitzen z. B. in einem Kraftfahrzeug. Oft kommt es vor,
dass Gegenstände
wie Kugelschreiber usw. in die Ritzen der Sitzverstellung fallen
und die auf dem Sitz sitzende Person versucht den Gegenstand durch
Herausfingern wiederzubekommen und nicht selten wird dabei der elektrische
Antrieb des Sitzes benutzt, um diesen günstig zu verstellen. Dabei
ist es möglich,
dass die Finger in den Bereich der Führungsschienen kommen und von
den enormen Motorkräften
erheblich verletzt und gequetscht werden können. Die Erfindung verhindert
dies in besonderer Weise, da nun eine Annäherung an die Schiene mit einer
menschlichen Hand erkannt werden kann. Zusätzlich ist es möglich, im
Sitz einen zusätzlichen
Oszillator unterzubringen, der eine spezielle Frequenz erzeugt,
die auf den Körper
abgestrahlt wird. Wird diese durch die Gliedmaßen an das resistive Material
gebracht, so kann dies festgestellt werden (6) Hierzu
wird über
den Referenzoszillator eine Mischfrequenz erzeugt, die zuvor nicht vorhanden
war. Das Vorhandensein beweist, dass es mit Gliedmaßen an die
Gefahrenstelle gebracht wurde, was zu einer Abschaltung des Stellvorgangs
führen
kann. Eine Gestensteuerung zur Sitzverstellung ist ebenfalls denkbar und
möglich.
Die Einspeisung extern generierter Signale, die z. B. vom Fahrersitz
eines KFZ kapazitiv dem Körper
der auf dem Sitz befindlichen Person beaufschlagt werden können, ermöglicht es,
dass diese Person dieses Signal mit ihren Gliedmaßen in die Nähe einer
resistiv kapazitiv wirkenden Sensoreinrichtung bringt. Die Einspeisung
erfolgt an dem der Gliedmaßen
nächsten
Punkt und verteilt sich über das
resistive Material nach beiden Seiten entlang, z. B. der Führungsschiene.
Abhängig
vom Signaleintrittsort können
das unterschiedliche Längen
sein. Da dies auch unterschiedliche Widerstandswerte repräsentiert,
ist der Pegel, der an beiden Enden festzustellen ist, repräsentativ
für den
Eintrittsort des Signals. Somit lässt sich feststellen, an welcher
Stelle eine Person ein beaufschlagtes Signal mit den Gliedmaßen einbringt.
Sind mehrere solcher resistiver Sensorbereiche vorhanden, z. B.
im Rahmen eines Schiebedaches, ist es möglich, die Abgabe von Gesten
mit den Gliedmaßen über das
resistive Material als Spannungsänderung
(Pegeländerung)
festzustellen und auszuwerten. Dies kann in ähnlicher Weise erfolgen wie
es von PDAs bekannt ist, die mit Schreibstiften auf resistiven Bildschirmen
bedient werden.
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Zusätzlich ist
die Stellposition des Sitzes erfindungsgemäß leicht feststellbar. Damit
können
bisher aufwendige Memory-Schaltungen
durch eine vereinfachte Lösung
ersetzt werden. Wurden bisher Motoren mit Ripple-Countern oder Umdrehungsmessern
verwendet, so ist dies nun nicht mehr nötig. Einfache Motoren können mit
der Erfindung die Arbeit verrichten. Hierbei wird einfach ein Sollwert
mit einem Istwert verglichen und der Sitz auf die entsprechende
gewünschte
Position eingestellt. Dies funktioniert ähnlich wie die aus der Fernsteuerungstechnik bekannten
Servomotoren.
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Eine
weitere beispielhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich für den Betrieb
elektrisch betätigter
Fenster in Fahrzeugtüren.
Ein Fenster läuft
normalerweise entlang einer Schiene oder Dichtung, die aus dem besagten
resistiven Material bestehen kann oder damit beaufschlagt worden
ist. Die Scheibe selber kann an mindestens einer Kante elektrisch
leitend metallisiert sein, sodass auch eine kapazitive Änderung
die Position der Scheibe festzustellen erlaubt (7).
Gelangt eine Hand an das sich schließende System, so wird dies
rechtzeitig festgestellt und die Scheibe kann ohne Kontakt oder
Verletzung der Hand gestoppt oder reversiert werden. Ist ein nichtleitender
Gegenstand im Schließspalt,
so wird die Scheibe durch deren Antrieb gestoppt und/oder reversiert,
weil eine erwartete Spannungsänderung U
mess nicht mehr festzustellen ist, was darauf hinweist, dass sich
ein nichtleitender Gegenstand im Schließbereich befindet. Ein leitender
Gegenstand wäre
ja im Vorfeld erkannt worden und eine Berührung hätte gar nicht erst stattfinden
können.
Da die Position der Scheibe bekannt ist, kann auch ein Endanschlag
festgestellt werden, was kostensparend vorteilhaft verwendet werden
kann, da Endschalter, wie sie bisher bekannt sind, entfallen können. Die
Endabschaltung geschieht dabei in besonderer Weise. Zum einen wird
einfach die Position festgestellt und die Messspannungen (U zu bzw.
U auf) könnten
z. B. an der Stelle null sein oder den Maximalwert haben. Gleichzeitig
wird keine Änderung
mehr in der zyklischen Abtastung der Bewegungsspannungsänderung
festgestellt, sodass auf zweifache Weise das Erreichen der Endposition
sicher nachgewiesen werden kann. Metallisiertes Glas, welches zunehmend im
Fahrzeugbau verwendet wird, kann durch die Erfindung als Sensorelement
vorteilhaft genutzt werden.
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Eine
weitere beispielhafte Anwendung ist die Unterbringung der Erfindung
in der Nähe
oder an einem Kraftfahrzeuglenkrad. Hier soll festgestellt werden,
ob und wo dieses vom Fahrer berührt
wird. Dabei ist zu unterscheiden, ob der Fahrer oder gar der Beifahrer
ans Lenkrad greift oder ob mit den Knien oder ein- oder beidhändig gelenkt
wird. Die Erfindung leistet dies in vorteilhafter Weise:
Das
resistive Material wird an dem Lenkrad so angebracht, dass es sehr
leicht feststellen kann, welche Körperteile (ob und wo) das Lenkrad
berühren. 8 zeigt
eine beispielhafte Anordnung des resistiven Materials RM im Lenkrad.
Unter Umständen
ist es möglich,
mit mehreren Sensoroszillatoren oder mit einem gemultiplexten System
die jeweiligen Quadranten eines Lenkrades abzufragen. Ferner ist
es möglich
festzustellen, ob das Lenkrad auch innen berührt wird. Dies ist immer dann
der Fall wenn mit der Hand zugegriffen wird, da Daumen und Finger
das Lenkrad umschließen.
Ein Lenken mit den Knien erfolgt meistens im unteren Bereich des
Lenkrades und auch nur von der Außenseite. Dies ist durch das
resistive Material der Erfindung in einfacher Weise feststellbar und
erfordert keinen großen
Schaltungsaufwand. Damit ist diese Erfindung auch hervorragend für automatische
Einpark- und Spurhilfen geeignet, wobei ein Servoantrieb das Lenken übernimmt,
wenn der Fahrer das Lenkrad loslässt.
Zusätzlich
ist es möglich Oszillatoren
mit unterschiedlichen und/oder datenbeaufschlagten Frequenzen im
Fahrer- oder Beifahrersitz unterzubringen. Greift der Fahrer nun
zum Lenkrad, so wird über
seinen Körper
zusätzlich
kapazitiv ein bestimmtes Signal in das Lenkrad eingekoppelt, welches
seine Präsenz
sicher nachweist. Greift der Beifahrer ins Lenkrad, kommt ein Signal
mit einer anderen Kennung, die frequenz- und/oder datenmäßig beaufschlagt
sein kann. Dadurch ist es klar, dass der Beifahrer das Lenkrad an
einer bestimmten Stelle berührt,
was unter Umständen
zu bestimmten Maßnahmen
führt.
Aus Sicherheitsgründen
ist es möglich,
die Übertragung
der Frequenzen auf mehrere Bereiche zu verteilen oder gleichzeitig
mehrere Frequenzen zu verwenden (z. B. DTMF), um eine höhere Stör- und Auswertesicherheit
zu erlangen.
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Weitere vorteilhafte Varianten
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9 zeigt
dass es möglich
ist, zur Positionsfeststellung auch Kapazitäten gegen Masse zu verwenden.
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Das
elektrisch resistive Material RM kann durch seine Anordnung und
Fläche
derart variiert werden, dass die positionsbestimmenden Wechselspannungsänderungen
eingespeister Signale an den Endpunkten des RM dramatisch intensiver
auftreten, wie in 10a, b, c beispielhaft dargestellt.
Dadurch können
auch sensorische Bereiche für
Annäherung oder
Berührung
in ihrer Empfindlichkeit variiert werden. Es ist möglich, das
elektrisch resistive Material so anzuordnen, dass die Empfindlichkeit
der Annäherungsdetektion
mit dem Schließvorgang
zunimmt, bevor sich ein Spalt schließt.
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Anstelle
von Spannungsänderungen
kann die Feststellung der Position beweglicher Fahrzeugteile auch
durch Frequenzänderungen
erfolgen. Ein Beispiel hierfür
zeigt 11. Bei kurzen zu messenden
Wegstrecken könnte
z. B. ein nachgeschalteter LC-Bandpass bei entsprechender Dimensionierung entlang
seiner Flanken eine deutlichere Pegeländerung ermöglichen.
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Anstelle
von Frequenzänderung
könnte
die Annäherung
und Berührung
von Gliedmaßen
an gefährliche
Stellen auch durch Pegel- oder Phasenverschiebungen festgestellt
werden.
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Die
Gestenerkennung kann zwischen Fahrer und Beifahrern unterscheiden,
wenn diese z. B. über Elektroden
in den Sitzen mit unterschiedlichen Frequenzen und/oder Daten auf
Ihre Hautoberfläche
beaufschlagt werden.
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Bei
einer festgestellten Annäherung
kann an der betreffenden Stelle eine Beleuchtung eingeschaltet werden.
Dies kann zum Komfort oder als Warnung dienen.
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12 zeigt
beispielhaft einen integrierten Schaltkreis in dem sich die wesentlichen
Komponenten der Erfindung befinden.