-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung betrifft eine Messelektrodenanordnung für eine
kapazitive Abstandssensorik und ein Verfahren zur kapazitiven Messung
des Abstandes zwischen einem Objekt und einer Messelektrode.
-
Stand der Technik
-
Obwohl
die nachfolgende Beschreibung im Wesentlichen Messelektrodenanordnungen
an Fahrzeugen behandelt, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung
bei Fahrzeugen beschränkt.
-
Es
sind Vorrichtungen und Verfahren zur Abstandsmessung zwischen Fahrzeugen
und Objekten bekannt. Die Abstandsmessung kann beispielsweise mittels
kapazitiver Sensorik durch ein Elektrodensystem am Eigenfahrzeug
vorgenommen werden, wobei die Kapazität dieser Elektrodenanordnung
durch ein herannahendes Objekt beeinflusst wird.
-
Es
sei unter ”Eigenfahrzeug” das Fahrzeug verstanden,
das die Messelektrodenanordnung zur Abstandsmessung, die im folgenden
näher betrachtet wird, trägt. Unter ”Objekt” sei
jeder Gegenstand in der Umgebung des Eigenfahrzeugs verstanden,
der durch die kapazitive Abstandsmessung erfassbar ist, insbesondere
seien hierunter auch andere Fahrzeuge (”Fremdfahrzeuge”)
sowie stationäre Objekte im Fern- und/oder Nahbereich des
Eigenfahrzeugs verstanden.
-
Ein
kapazitiver Sensor ist bspw. aus der
GB 24
044 43 bekannt.
-
Aus
der
DE 195 01 642
B4 ist ein kapazitiver Sensor bekannt, der sich über
die gesamte hintere Stoßstange erstreckt. Der kapazitive
Sensor wird von einer Elektrode gebildet, die mit dem Eingang eines Verstärkers
und über einen Widerstand mit einem Sinusgenerator verbunden
ist. Die Ausgangsspannung eines Verstärkers und die Spannung
eines Sinusgenerators werden einer Phasenvergleichsschaltung zugeführt.
Die Phasendifferenz ist abhängig von dem von der Elektrode
gegen Masse gebildeten Kondensator. Dieser Kondensator wird von
einem in seiner Nähe befindlichen bzw. einem sich auf ihn
zu oder sich von ihm wegbewegenden Objekt beeinflusst. Die
DE 195 01 642 B4 diskutiert
ferner die Verwendung einer Abschirmungs- bzw. Schirmelektrode in einem
kapazitiven Abstandssensor.
-
Zur
Bestimmung des Abstandes eines Objekts vom Eigenfahrzeug wird bei
Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors dessen Kapazität
bzw. Kapazitätsänderung bestimmt. Üblicherweise
wird dazu die Kapazität einer Messelektrode gegen das Eigenfahrzeug
bestimmt. Die messbare Kapazität wird von einem in der
Nähe befindlichen Objekt beeinflusst. Durch den Einsatz
einer Abschirmungselektrode zwischen Messelektrode und Eigenfahrzeug kann
eine Verbesserung der Empfindlichkeit erreicht werden. Die gemessene
Kapazität hängt, ähnlich wie bei einem
Plattenkondensator, unter anderem reziprok vom Abstand d zwischen
Messelektrode und Objekt sowie von der wirksamen Fläche
A, der elektrischen Feldkonstante (ε0 =
8,85·10–12 F/m) und der
relativen Permittivität εr des
dazwischen befindlichen Materials ab.
-
Moderne
Anwendungsbereiche in der Fahrzeugtechnik erfordern die Erfassung
von Objekten in der Umgebung eines Eigenfahrzeugs in unterschiedlichen
Abständen. Bei Fahrerassistenzfunktionen, beispielsweise
der ”PreCrash”-Technik, ist es hierbei beispielsweise
von Interesse, relativ weit entfernte Objekte, insbesondere Fremdfahrzeuge,
zu erfassen, wohingegen es bei Einpark- bzw. Manöverassistenzfunktionen
von Interesse sein kann, Objekte, die sich in unmittelbarer Nähe
des Eigenfahrzeugs befinden und beim Einparken und/oder Manövrieren
das Fahrzeug beschädigen könnten, zu erkennen.
-
Neben
der für die Abstandsmessung maßgeblichen Abhängigkeit
der Kapazität vom Abstand d hängt die Kapazität
auch von der wirksamen Elektrodenfläche und der Dielektrizitätskonstanten
bzw. relativen Permittivität ab. Deshalb kann beispielsweise im
Stand der Technik nicht unterschieden werden, ob sich ein Objekt
mit kleiner Fläche nahe am Eigenfahrzeug oder ein großflächigeres
Objekt weiter davon entfernt befindet. Es besteht daher ein Bedarf
nach verbesserten kapazitiven Abstandsmessvorrichtungen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor
diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Elektrodenanordnung
für eine kapazitive Abstandssensorik und ein Verfahren
zur Abstandsmessung mit einer kapazitiven Abstandssensorik gemäß den
unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung.
-
Die
erfindungsgemäß Messelektrodenanordnung umfasst
wenigstens eine Messelektrode zur Wechselwirkung mit wenigstens
einer Gegenelektrode, wobei die Kapazität eines die wenigstens
eine Messelektrode sowie die wenigstens eine Gegenelektrode umfassenden
Messkondensators von dem Abstand eines Objekts von der wenigstens
einen Messelektrode abhängt. Die erfindungsgemäß Messelektrodenanordnung
umfasst weiterhin eine Einrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen,
wobei auch das Entfernen von Verschmutzungen umfasst ist.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens
einen Messkondensator auf, der im wesentlichen wenigstens eine Messelektrode
und eine Gegenelektrode umfasst, wobei die Gegenelektrode im Regelfall
von dem Körper, an dem die Messelektrodenanordnung angebracht
ist, wie z. B. das Eigenfahrzeug, gebildet wird. Ein Messkondensator
umfasst in diesem Fall die Messelektrode und die am Körper
angebrachte bzw. durch den Körper selbst gebildete Gegenelektrode
und weist eine Kapazität auf, die durch Annäherung
eines Objekts erhöht wird. Die Kapazität des Messkondensators
wird durch Objekte, die sich in der Umgebung der Elektroden befinden,
beeinflusst. Hierdurch lässt sich eine Bewegung eines Objekts
auf die Elektroden zu bzw. von ihnen weg in Form einer Kapazitätsänderung
feststellen und/oder der Abstand eines Objekts von der Elektrode
bestimmen. Das erfindungsgemäße Verfahren bedient
sich insbesondere einer erfindungsgemäß Vorrichtung.
Bei einer anderen, ebenso für die Erfindung geeigneten
Ausgestaltung wird die Gegenelektrode durch das Objekt gebildet.
-
Durch
an sich bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Kapazitätsmessung
lässt sich der Kapazitätsverlauf beispielsweise
bei Annäherung eines Objektes an das Fahrzeug in ein elektrisches
und anschließend in ein digitales Signal umwandeln, das schließlich
dazu herangezogen werden kann, dem Fahrzeugführer zum Beispiel
einen Warnhinweis über eine bevorstehende Kollision zu
geben.
-
Vorteilhafte Wirkungen
-
Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich der Einfluss von
Verschmutzungen auf eine zur Abstandsmessung geeignete Sensorik
durch Maßnahmen minimieren lässt, die die Bildung
der Verschmutzungen von vornherein verringern. Erfindungsgemäß werden
Verfahren zur Verminderung der Einflüsse von Verschmutzungen,
Eisbildung o. ä. eingesetzt, durch die sich der Einfluss
von Verschmutzungen auf eine kapazitive Abstandsmessung vermindern
lässt. Mittels der kapazitiven Abstandsmessung kann beispielsweise
der Abstand zwischen zwei Fahrzeugen erfasst werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Vermeidung
von Verschmutzung oder Vereisung bei der kapazitiven Abstandssensorik
bewirkt eine Erweiterung der Einsatzfähigkeit der kapazitiven
Abstandssensorik auch unter ungünstigen Witterungsbedingungen,
die z. B. eine Eis-, Schnee- oder Matschbildung vor der Sensorik
hervorrufen können.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft eine Elektrodenanordnung für
eine kapazitive Abstandssensorik, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
zur Vermeidung von Verschmutzungen. Die Elektrodenanordnung kann
ein zusätzlicher Bestandteil der kapazitiven Abstandssensorik
sein, der beispielsweise in der Nähe einer Messelektrode
der kapazitiven Abstandssensorik angeordnet werden kann. Alternativ kann
die Elektrodenanordnung bereits die Messelektrode aufweisen. Bei
den Verschmutzungen kann es sich um jegliche Art von Verschmutzungen
handeln, die die Abstandsmessung beeinträchtigen können. Durch
den Einsatz der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung
können vorhandene Verschmutzung an der kapazitiven Abstandssensorik
entfernt werden bzw. es kann die Bildung von neuen Verschmutzungen
erschwert oder verhindert werden. Die Elektrodenanordnung ist vorteilhafterweise
an einem Fahrzeug angeordnet und dient zur Bestimmung des Abstandes
eines entfernten Objekts, bspw. eines Fremdfahrzeugs, Pfosten usw.
vom Eigenfahrzeug.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen
eine Heizeinrichtung sein. Somit können insbesondere durch
Eis, Schnee, Match oder Feuchtigkeit hervorgerufene Verschmutzungen
entfernt bzw. verhindert werden. Beispielsweise kann die Heizeinrichtung
einen Heizdraht aufweisen, der um die Messelektrode gewickelt ist.
Dies ist eine kostengünstige Realisierung der Heizeinrichtung.
Alternativ kann die Heizeinrichtung ausgebildet sein, um zur Wärmeerzeugung eine
Bestromung der Messelektrode zu bewirken. Dies ist eine platzsparende
Realisierung der Heizeinrichtung. Sofern die Messelektrode eine
Abdeckung aufweist, kann die Heizeinrichtung ausgebildet sein, um
die Abdeckung zu beheizen. Auf diese Weise können Schmutzablagerungen
auf der Abdeckung entfernt werden.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen
eine hydrophobe Substanz aufweisen. Dadurch lässt sich
beispielsweise die Bildung eines durchgehenden Nässefilms
vermeiden. Die hydrophobe Substanz kann auf der Abdeckung der Messelektrode
angeordnet sein. Somit kann die Bildung eines Nässefilms
beispielsweise auf der außen liegenden Oberfläche
der Abdeckung, die besonders verschmutzungsgefährdet ist,
verhindert werden. Die hydrophobe Substanz kann bspw. in Form einer
den sog. Lotuseffekt zeigenden Beschichtung aufgebracht sein.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen
ausgebildet sein, um eine hochfrequente Schwingung zu erzeugen.
Durch die Schwingung können Schmutzablagerungen insbesondere
auf Oberflächen entfernt bzw. deren Neubildung verhindert
werden. Beispielsweise kann dazu die Abdeckung der Messelektrode
in die hochfrequente Schwingung versetzt werden. Als hochfrequente Schwingungen
sind insbesondere Ultraschallwellen geeignet.
-
Vorteilhafterweise
ist eine Messelektrodenanordnung im oder am Fahrzeug, insbesondere
in Stoß- und/oder Zierleisten unsichtbar verbaubar. Ebenso
ist eine Integration in ein Mehrschichtlacksystem angedacht. Hierdurch
kann insbesondere eine Platzeinsparung erzielt werden. Ist eine
Messelektrodenanordnung unsichtbar verbaut, kann dies insbesondere
auch zur Verbesserung der Strömungseigenschaften am Fahrzeug
führen.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Abstandsmessung
mit einer kapazitiven Abstandssensorik, gekennzeichnet durch eine Vermeidung
von Verschmutzungen an einer Elektrodenanordnung der kapazitiven
Abstandssensorik. Durch die Vermeidung der Verschmutzungen kann die
Genauigkeit der Abstandsmessung verbessert werden ohne dass aufwändige
Algorithmen zur Berücksichtigung der Störeffekte
erforderlich sind, die durch Verschmutzungen hervorgerufenen werden können.
Verschmutzungen können insbesondere durch die bereits oben
erläuterten Maßnahmen vermieden werden.
-
Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
-
Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der
Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine schematische Darstellung einer Elektrodenanordnung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
2 zeigt
eine schematische Darstellung einer Elektrodenanordnung gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
3 zeigt
eine weitere schematische Darstellung einer Elektrodenanordnung
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
-
4 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Abstandsmessung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
Gleiche
oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden
Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen
sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie
die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem
Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet
werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen
zusammengefasst werden können.
-
1 zeigt
eine Elektrodenanordnung für eine kapazitive Abstandssensorik
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Die kapazitive Abstandssensorik umfasst eine Messelektrodenanordnung
mit einer Messelektrode 104 und einer Einrichtung 102 zur
Vermeidung von Verschmutzungen. Die kapazitive Abstandssensorik
ermöglicht eine kapazitive Messung eines Abstands d zwischen der
Messelektrode 104 und einer Gegenelektrode 105.
-
Die
Messelektrode 104 kann beispielsweise an einer Seite eines
Kraftfahrzeugs angeordnet sein, um eine Annäherung eines
Fremdfahrzeugs zu detektieren. In diesem Fall kann die Gegenelektrode 105 durch
das Eigenfahrzeug gebildet werden, wobei die Kapazität
durch das zu detektierende Fremdfahrzeug beeinflusst wird. Die kapazitive
Abstandssensorik basiert auf dem Prinzip, dass sich durch die Annäherung
des Fremdfahrzeugs Kapazität zwischen der Messelektrode 104 und
der Gegenelektrode 105 verändert. Diese Änderung
der Kapazität kann gemessen und ausgewertet werden.
-
Wird
die Gegenelektrode vom Eigenfahrzeug gebildet, kann zur Verbesserung
der Messcharakteristik ferner eine Abschirmungselektrode zwischen
Messelektrode und Gegenelektrode bereitgestellt werden, die beispielsweise über
einen hochohmigen Impedanzwandler nach gängiger Schaltungstechnik
auf gleichem Potential wie die Messelektrode liegt. Hierdurch kann
zwischen der Abschirmungselektrode und der Messelektrode ein feldfreier
Bereich geschaffen werden. Durch diese Anordnung wird eine Verbesserung
der Messqualität erreicht, wobei der Feldlinienverlauf
zwischen Messelektrode und Gegenelektrode bei niedrigerem Absolutwert
der Kapazität anteilsmäßig stärker
durch ein sich annäherndes Objekt erhöht wird,
als dies ohne Abschirmungselektrode der Fall wäre. In diesem
Fall, d. h. bei Nichtvorhandensein einer Abschirmungselektrode, würde
die Kapazität im Wesentlichen durch die direkte Nachbarschaft
zwischen Messelektrode und Fahrzeug bestimmt, weniger hingegen durch
weiter entfernte Objekte.
-
Die
von den Elektroden bereitgestellt Kapazität ist u. a. auch
von einem Abstand des Objekts von den Elektroden sowie von dem zwischen
Objekt und Elektroden befindlichen Material bzw. dessen relativer
Permittivität abhängig. Die relative Permittivität
(Dielektrizitätskonstante) εr ist
sehr stark von Verschmutzungen abhängig, die sich auf der
Messelektrode 104 ablagern können. Solche Verschmutzungen können
beispielsweise durch Eis, Schnee, Schneematsch, Wasser oder Staub
entstehen. Daher ist eine Messung des Abstandes des Objekts in Abhängigkeit von
der Kapazität der Elektrodenanordnung 104, 105 unter
dem Einfluss von Verschmutzungen stark fehlerbehaftet.
-
Um
den Einfluss von Verschmutzungen auf die Abstandsmessung zu vermeiden
oder zumindest zu reduzieren, weist die erfindungsgemäße
Abstandssensorik die Einrichtung 102 zur Vermeidung von
Verschmutzungen auf. Dazu kann sich die Einrichtung 102 zur
Vermeidung von Verschmutzungen unterschiedliche physikalische Prinzipien
zu Nutze machen. Beispielsweise kann die Einrichtung 102 zur Vermeidung
von Verschmutzungen ausgebildet sein, um die Messelektrode 104 oder
eine Abdeckung der Messelektrode 104 in Schwingungen zu
versetzen oder zu erhitzen, um eine Ablagerung von Verschmutzungen
zu vermeiden bzw. bereits abgelagerte Verschmutzungen wieder zu
entfernen.
-
Gemäß einem
nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 näher
erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 102 zur
Vermeidung von Verschmutzungen als Heizeinrichtung ausgeformt. Durch
die Heizeinrichtung 102 lässt sich die Messelektrode 104 erwärmen.
Dadurch können insbesondere Verschmutzungen in Form von
Eis, Schnee, Matsch oder Wasser vermieden werden oder wieder entfernt
werden. Die Heizeinrichtung kann durch geeignete Heizelemente gebildet
werden, die sich vorteilhafterweise in Kontakt oder zumindest in
der Nähe der Messelektrode 104 anordnen lassen.
Beispielsweise kann die Heizeinrichtung 102 als Heizdraht ausgebildet
sein. Wird an den Heizdraht eine Spannung angelegt, so erwärmt
sich der Heizdraht und kann durch einen entsprechenden Wärmeaustausch zur
Erwärmung der Messelektrode 104 beziehungsweise
der Abdeckung der Messelektrode 104 beitragen. Um die Messelektrode 104 optimal
zu erwärmen, kann der Heizdraht direkt um die Messelektrode 104 gewickelt
sein. Es können auch eine Mehrzahl von Heizdrähten
eingesetzt werden, die um die Messelektrode 104 gewickelt
sind, oder in der Nähe der Messelektrode 104 angeordnet
sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Heizeinrichtung 102 ausgebildet sein,
um zur Wärmeerzeugung eine Bestromung der Messelektrode 104 zu
bewirken. Zur Bestromung der Heizeinrichtung 102 kann eine
Ansteuereinrichtung vorgesehen sein. Weist die Abstandssensorik
eine Abdeckung auf, so kann die Heizeinrichtung 102 ausgebildet
sein, um die Abdeckung zu beheizen. Als Abdeckung kann beispielsweise
eine Zierleiste am Fahrzeug eingesetzt werden.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann die Einrichtung 102 zur
Vermeidung von Verschmutzungen durch eine spezielle Oberflächenbeschaffenheit
der Messelektrode 104 oder einer Abdeckung der Messelektrode 104 realisiert
werden. Beispielsweise eignen sich Beschichtungen der Oberfläche
der Messelektrode 104 oder einer Abdeckung der Messelektrode 104,
um eine Ablagerung von Verschmutzungen auf der Oberfläche
zur Verhindern oder um bereits bestehende Ablagerungen einfacher entfernen
zu können. Beispielsweise kann durch eine solche Beschichtung
Staub abgestoßen werden oder Wasser abperlen. Als Beschichtung
der Oberfläche der Messelektrode 104 oder der
Abdeckung der Messelektrode 104 kann beispielsweise eine
hydrophobe Substanz eingesetzt werden. Die Einrichtung 102 zur Vermeidung
von Verschmutzungen durch eine hydrophobe Substanz kann mit anderen
Einrichtung 102 zur Vermeidung von Verschmutzungen kombiniert werden.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann die Einrichtung 102 zur
Vermeidung von Verschmutzungen ausgebildet sein, um Schwingungen zu
erzeugen. Die Schwingungen können auf die Messelektrode 104 oder
die Abdeckung der Messelektrode 104 übertragen
werden und diese in Schwingung oder Vibration versetzen. Durch die
Schwingungen der Messelektrode 104 oder der Abdeckung der
Messelektrode 104 wird die Ablagerung von Verschmutzungen
auf der Oberfläche der Messelektrode 104 oder
der Abdeckung der Messelektrode 104 verhindert. Zudem können
durch die Schwingungen wirkungsvoll bereits vorhandene Ablagerungen
entfernt werden. Die Einrichtung 102 zur Vermeidung von Verschmutzungen
in Form einer Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen ist zur
Vermeidung von Verschmutzungen aller Art geeignet. Die Einrichtung 102 zur
Vermeidung von Verschmutzungen kann ausgebildet sein, um die Schwingungen
gemäß bekannten Methoden zur Schwingungserzeugung
zu generieren.
-
Insbesondere
kann die Einrichtung 102 zur Vermeidung von Verschmutzungen
ausgebildet sein, um eine hochfrequente Schwingung der Messelektrode 104 oder
der Abdeckung der Messelektrode 104 zu erzeugen. Dazu können
beispielsweise Schwingungen im Ultraschallbereich eingesetzt werden.
-
2 zeigt
eine Elektrodenanordnung für eine kapazitive Abstandssensorik
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
weist die Elektrodenanordnung eine Einrichtung zur Vermeidung von
Verschmutzungen auf, die als Heizeinrichtung 102 ausgebildet
ist. Insbesondere ist die Heizeinrichtung 102 als Heizwicklung
für die kapazitive Abstandssensorik ausgebildet. Die erfindungsgemäße
Elektrodenanordnung ist Teil der kapazitiven Abstandssensorik, die
gemäß diesem Ausführungsbeipiel eine
Messelektrode 104 und eine Schirmelektrode 106 aufweist,
die an einem Fahrzeug 108 angeordnet sind. Die Heizwicklung 102 ist
um die Messelektrode 104 gewickelt und weist zwei Anschlüsse auf,
an die eine Heizspannung angelegt werden kann. Durch die Heizwicklung 102 kann
die Messelektrode 104 sowie eine Abdeckung der Messelektrode 104 erwärmt
werden.
-
3 zeigt
eine Elektrodenanordnung für eine kapazitive Abstandssensorik
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei der in 3 gezeigten
Elektrodenanordnung kann es sich auch um eine Seitenansicht der
in 2 gezeigten Elektrodenanordnung handeln. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel weist die Elektrodenanordnung eine
Einrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen auf, die als Heizdraht 102 ausgebildet
ist. Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung
ist wiederum Teil der kapazitiven Abstandssensorik, die gemäß diesem
Ausführungsbeipiel neben der Messelektrode 104 und
der Schirmelektrode 106 eine Zierleiste 209 aufweist,
die jeweils an dem Fahrzeug 108 angeordnet sind. Die Schirmelektrode 106 ist
zwischen dem Fahrzeug 108 und der Messelektrode 104 angeordnet.
Sowohl die Schirmelektrode 106 als auch die Messelektrode 104 werden
von der Zierleiste 209 umschlossen. Der Heizdraht 102 ist
als Wicklung um die Messelektrode 104 angeordnet.
-
Erfindungsgemäß können
für unterschiedliche Verschmutzungen unterschiedliche Methoden zur
Vermeidung vorgesehen werden.
-
Die
anhand der 2 und 3 vorgeschlagenen
Ausführungsbeispiele eignen sich beispielsweise zur Vermeidung
einer Verschmutzung durch Eis-, Schnee- und Matschbildung. Gemäß diesen Ausführungsbeispielen
erfolgt eine Beheizung der Stoßleiste 209, z.
B. durch Umwicklung der Messelektrode 104 mit einem isolierten
Heizdraht 102. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann die Beheizung durch Bestromung der Elektrode 104 selbst
erfolgen, z. B. dann wenn die Elektrode 104 ein Draht ist.
Möglich ist auch eine Anordnung des Heizdrahts 102 in
der Umgebung der Elektrode 104 oder der Abdeckung 209.
Die entstehende Wärme kann beispielsweise zum Abschmelzen
von Eis vor der Sensorik, z. B. auf der Abdeckung verwendet werden.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel eignet sich beispielsweise
zur Vermeidung einer Verschmutzung durch einen Wasserfilm. Ein durchgehender
Nässefilm, der die Funktion der Kapazitivsensorik stark
beeinflusst, kann durch den Einsatz hydrophobe Substanzen vermieden
werden. Die hydrophobe Substanzen können an den Stellen
oder Oberflächen der Sensorik angeordnet werden, die durch
die Bildung eines Wasserfilms beeinträchtigt werden können. Dies
können insbesondere Außenflächen sein,
die Wettereinflüssen direkt ausgesetzt sind. Beispielsweise
können auf die Abdeckung 209 der Sensorik hydrophobe
Substanzen aufgebracht werden. Die hydrophobe Substanzen tragen
zur Tropfenbildung des Wassers bei (Abperleffekt, Lotusblumeneffekt, Nanotechnologie).
Einzelne Tropfen stören die Abstandsmessung wesentlich
weniger als ein durchgehender Wasserfilm.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel eignet sich beispielsweise
zur Vermeidung einer Verschmutzung durch Verkrustungen. Verkrustungen
können dadurch entfernt werden, dass durch Verkrustung
gefährdete Stellen der Sensorik in hochfrequente Schwingungen
versetzt werden. Beispielsweise kann die Abdeckung 209 in
hochfrequente Schwingungen versetzt werden. Zur Erzeugung der Schwingung können
beispielsweise aus der Ultraschallreinigung bekannte Verfahren und
Einrichtungen eingesetzt werden.
-
4 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Abstandsmessung mit einer kapazitiven Abstandssensorik.
-
In
einem ersten Schritt 401 erfolgt ein Bereitstellen einer
kapazitiven Abstandssensorik. Bei der kapazitiven Abstandssensorik
kann es sich beispielsweise um die in 1 gezeigte
kapazitive Abstandssensorik handeln, die eine Messelektrode und
eine Einrichtung 102 zur Vermeidung von Verschmutzungen
aufweist. Die kapazitive Abstandssensorik ermöglicht eine
Messung eines Abstands zwischen der Messelektrode und einem Objekt.
-
In
einem zweiten Schritt 402 erfolgt eine Vermeidung von Verschmutzungen
auf der Messelektrode oder auf einer Abdeckung der Messelektrode.
Die Vermeidung von Verschmutzungen kann passiv, beispielsweise durch
den Einsatz einer hydrophoben Substanz erfolgen. Alternativ oder
zusätzlich kann die Vermeidung von Verschmutzungen aktiv
erfolgen. Beispielsweise durch eine Aktivierung einer Heizeinrichtung
einer oder Einrichtung zur Schwingungserzeugung.
-
In
einem dritten Schritt 403 kann eine Abstandsmessung mittels
der kapazitiven Abstandssensorik erfolgen.
-
Die
beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
können in abweichender Reihenfolge ausgeführt
werden. Auch können einzelne Verfahrensschritte wiederholt
ausgeführt werden.
-
Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft
gewählt und können miteinander kombiniert werden.
Abhängig von der Art der Verschmutzungen, können
anstelle der beschriebenen Möglichkeiten zur Vermeidung
von Verschmutzungen auch andere geeignete Verfahren oder Einrichtungen
eingesetzt werden, die speziell auf bestimmte Verschmutzungen abgestimmt
sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - GB 2404443 [0005]
- - DE 19501642 B4 [0006, 0006]