DE102009001085A1 - Method for identifying object in vicinity of device, involves detecting object by comparing measured capacities, where former capacity is measured for measuring capacitor - Google Patents

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Abstract

The method involves detecting an object (53) by comparing the measured capacities. The former capacity is measured for a measuring capacitor, which comprises a measuring electrode (33) and a counter electrode (39). The latter capacity is measured for another measuring capacitor, which comprises another measuring electrode (35). Independent claims are also included for the following: (1) a device comprises a measuring electrode and a counter electrode; (2) a computer program comprises a program coding unit; and (3) a computer program product for identifying an object.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen mindestens eines Objekts, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.The The invention relates to a method and a device for detecting at least one object, a computer program and a computer program product.

Stand der TechnikState of the art

Bei Abstandsmessungen zwischen Fahrzeugen mittels kapazitiver Sensorik kann die Kapazität einer Anordnung aufgrund hoher Dielektrizitätskonstanten von Wasser stark von Witterungseinflüssen, z. B. schwankender Luftfeuchtigkeit, Temperatur oder Wasser, das über eine Messelektrode läuft, beeinflusst werden. Bekannt sind diverse Methoden zur Eliminierung von Umwelt- und Größeneinflüssen auf eine Kapazitätsmessung.at Distance measurements between vehicles using capacitive sensors For example, the capacitance of an array may be due to high dielectric constant of water strongly from the weather, z. B. fluctuating Humidity, temperature or water, that over a Measuring electrode is running, to be influenced. Various are known Methods for eliminating environmental and size influences on a capacity measurement.

Bei einer weiteren Vorgehensweise zur kapazitiven Abstandsmessung gemäß der Patentanmeldung DE 10 2008 04 1635.5 der Robert Bosch GmbH wird ein von einer ersten Messelektrode bereitgestellter ersten Kapazitätswert und ein von einer zweiten Messelektrode bereitgestellter zweiter Kapazitätswert ermittelt. Ein Abstandswert wird basierend auf dem ersten Kapazitätswert und dem zweiten Kapazitätswert und einem vorbestimmten Abstand zwischen der ersten Messelektrode und der zweiten Messelektrode bestimmt. Der vorbestimmte Abstand ist insbesondere in Richtung einer Flächennormalen von Elektrodenebenen größer Null. Vorzugsweise sind die Elektrodenebenen somit in einem vorbestimmten Abstand im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine Elimination von Umwelteinflüssen bei der kapazitiven Abstandsmessungen durch Messung bei unterschiedlichen Abständen der Messelektroden.In a further approach to the capacitive distance measurement according to the patent application DE 10 2008 04 1635.5 Robert Bosch GmbH determines a first capacitance value provided by a first measuring electrode and a second capacitance value provided by a second measuring electrode. A distance value is determined based on the first capacitance value and the second capacitance value and a predetermined distance between the first measurement electrode and the second measurement electrode. The predetermined distance is greater than zero, in particular in the direction of a surface normal of electrode planes. Preferably, the electrode planes are thus arranged at a predetermined distance substantially parallel to each other. This procedure makes it possible to eliminate environmental influences in the capacitive distance measurements by measuring at different distances of the measuring electrodes.

Eine weitere Messelektrodenanordnung nach der Patentanmeldung DE 10 2008 04 1632.0 der Robert Bosch GmbH umfasst wenigstens zwei Messelektroden zur Wechselwirkung mit wenigstens einer Gegenelektrode, wobei die Kapazität eines jeweils eine Messelektrode sowie eine Gegenelektrode umfassenden Messkondensators von einem Abstand eines Objekts von der jeweiligen Messelektrode abhängt. Der Abstand des Objekts von einer Messelektrode ist mittels Messung der Kapazität wenigstens eines Messkondensators bestimmbar, wobei die Messelektroden derart bemessen sind, dass sie höchstens der Größe des Objekts entsprechen, zu dessen Abstandsbestimmung die Vorrichtung vorgesehen ist.Another measuring electrode arrangement according to the patent application DE 10 2008 04 1632.0 Robert Bosch GmbH comprises at least two measuring electrodes for interaction with at least one counter electrode, wherein the capacitance of each measuring electrode and a counter electrode comprising measuring capacitor depends on a distance of an object from the respective measuring electrode. The distance of the object from a measuring electrode can be determined by measuring the capacitance of at least one measuring capacitor, wherein the measuring electrodes are dimensioned such that they correspond at most to the size of the object for the distance determination of which the device is provided.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen mindestens eines Objekts in der Umgebung einer Vorrichtung, die eine erste Messelektrode, eine zweite Messelektrode und eine Gegenelektrode aufweist, wobei die zweite Messelektrode eine größere Fläche, üblicherweise Oberfläche oder elektrisch wirksame Fläche, als die erste Messelektrode aufweist. Bei Durchführung des Verfahrens wird eine erste Kapazität für einen ersten Messkondensator, der die erste Messelektrode sowie die Gegenelektrode umfasst, und eine zweite Kapazität für einen zweiten Messkondensator, der die zweite Messelektrode sowie die Gegenelektrode umfasst, gemessen. Das mindestens eine Objekt wird durch Vergleichen der für die Kondensatoren gemessenen Kapazitäten erkannt bzw. identifiziert.The The invention relates to a method for recognizing at least one object in the vicinity of a device having a first measuring electrode, a second measuring electrode and a counter electrode, wherein the second measuring electrode has a larger area, usually Surface or electrically effective surface, as having the first measuring electrode. When carrying out the Procedure will be a first capacity for one first measuring capacitor, the first measuring electrode and the counter electrode includes, and a second capacity for a second Measuring capacitor, the second measuring electrode and the counter electrode includes, measured. The at least one object is determined by comparison the capacitance measured for the capacitors recognized or identified.

In Ausgestaltung wird das mindestens eine Objekt durch Bestimmen einer Differenz der gemessenen Kapazitäten, üblicherweise für Werte und/oder zeitliche Verläufe dieser Kapazitäten, ermittelt.In Embodiment, the at least one object by determining a Difference of the measured capacities, usually for values and / or time histories of these capacities, determined.

Durch Analyse der gemessenen Kapazitäten können in der Umgebung der Vorrichtung herrschende Umwelteinflüsse erkannt werden. Folglich kann u. a. eine Feuchtigkeit der Atmosphäre bestimmt und/oder das Vorhandensein von Wasser im Bereich der Vorrichtung nachgewiesen werden, so dass es möglich ist, Witterungseinflüsse zu erkennen. Weiterhin ist es möglich, aus den gemessenen Kapazitäten einen Abstand zwischen dem mindestens einen Objekt und der Vorrichtung zu bestimmen. Typischerweise werden unter dem Begriff Objekt alle materiellen Objekte, inklusive Festkörper und Flüssigkeiten, verstanden. Demnach umfasst das Erkennen von Objekten üblicherweise auch das Erkennen von Wasser in Form von Wassertropfen oder auch als Luftfeuchtigkeit.By Analysis of the measured capacities can be done in the Surrounding the device detected environmental influences become. Consequently, u. a. a humidity of the atmosphere determines and / or the presence of water in the area of the device be proven so that it is possible weather conditions to recognize. Furthermore, it is possible from the measured Capacities a distance between the at least one Object and the device to determine. Typically, under the term object all material objects, including solids and liquids, understood. Accordingly, the cognition includes Of objects usually also the recognition of water in the form of drops of water or as humidity.

Bei einer möglichen Verwendung ist das Verfahren zum Erkennen einer Umgebung eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei Informationen über das mindestens eine Objekt für eine Assistenzfunktion des Fahrzeugs verwendet werden. Ergebnisse, die sich aus der Ermittlung der beschriebenen Kapazitäten ergeben, können als Eingangsdaten für die Assistenzfunktion verwendet werden. Falls widrige Witterungseinflüsse, wie bspw. starker Regen, nachgewiesen werden, kann die Assistenzfunktion durch automatische Anpassung von Betriebsparametern des Fahrzeugs, typischerweise eines Bremssystems, die bereitgestellten Eingangsdaten verwerten. Wenn ein sich dem Fahrzeug näherndes Objekt erkannt wird, können der Assistenzfunktion ebenfalls Eingangsdaten bereitgestellt und ggf. zur Umsetzung eines geeigneten Fahrmanövers verwendet werden.at One possible use is the method of recognition an environment of a vehicle provided, with information about the at least one object for an assistance function of Vehicle used. Results that result from the investigation the described capacities can be used as input data for the assistance function. If adverse weather conditions, such as heavy rain, can be demonstrated, the assistance function by automatic Adaptation of operating parameters of the vehicle, typically one Braking system, which utilize provided input data. If an object approaching the vehicle is detected the assistance function also provided input data and possibly used to implement a suitable driving maneuver become.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, die eine erste Messelektrode, eine zweite Messelektrode sowie eine Gegenelektrode aufweist und zum Erkennen mindestens eines Objekts in der Umgebung der Vorrichtung ausgebildet ist. Dabei weist die zweite Messelektrode eine größere Fläche als die erste Messelektrode auf. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, eine erste Kapazität für einen ersten Messkondensator, der die erste Messelektrode sowie die Gegenelektrode umfasst, und eine zweite Kapazität für einen zweiten Messkondensator, der die zweite Messelektrode sowie die Gegenelektrode umfasst, zu messen und das mindestens eine Objekt durch Bestimmen einer Differenz der gemessenen Kapazitäten zu erkennen.The invention further relates to a device having a first measuring electrode, a second measuring electrode and a counter electrode and is designed to detect at least one object in the vicinity of the device. In this case, the second measuring electrode has a larger area than the first measuring electrode. The device is designed to measure a first capacitance for a first measuring capacitor, which comprises the first measuring electrode and the counter electrode, and a second capacitance for a second measuring capacitor, which comprises the second measuring electrode and the counter electrode, and by determining the at least one object to recognize a difference of the measured capacities.

Aufgrund der unterschiedlichen Größe der Messelektroden und auch aufgrund einer geeigneten geometrischen Anordnung der beiden Messelektroden zu einander ist es möglich, dass ein zu erkennendes Objekt zu der erste Messelektrode einen ersten Abstand und zu der zweiten Messelektrode einen zweiten Abstand aufweist. Aufgrund des Unterschieds der aktiven Flächen der Messelektroden ist die erste Messelektrode für große Abstände von Objekte weniger empfindlich als die zweite Messelektrode. Für ein Objekt, das sich in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung befindet oder diese sogar berührt, sind die Empfindlichkeiten der Messelektrode ähnlich groß. Aufgrund der räumlich geometrischen An ordnung der Messelektroden wird das in der unmittelbaren Nähe befindliche Objekt durch seine Messelektrode stärker und/oder eher detektiert, zu der es den geringeren Abstand aufweist. Objekte die einen größeren Abstand zu der Vorrichtung aufweisen, werden üblicherweise hauptsächlich durch die zweite Messelektrode detektiert. In der Regel erfolgt das Erkennen des mindestens einen Objekts durch Vergleich von zwei Kapazitäten für die beschriebenen Messkondensatoren. Dabei wird u. a. berücksichtigt, dass ein prozentualer Unterschied zwischen den Kapazitäten der Messelektroden für nahe Objekte geringer ist als für Objekte, die in einem größeren Abstand angeordnet sind.by virtue of the different size of the measuring electrodes and also due to a suitable geometric arrangement of the two Measuring electrodes to each other, it is possible for one to recognizing object to the first measuring electrode a first distance and a second distance to the second measuring electrode. Due to the difference in the active areas of the measuring electrodes is the first measuring electrode for long distances of objects less sensitive than the second measuring electrode. For an object that is in the immediate vicinity of the device or even touches them, are the sensitivities the measuring electrode is similar in size. Because of the spatially The geometric arrangement of the measuring electrodes will be in the immediate vicinity Nearby object through its measuring electrode stronger and / or detected earlier, to which it has the smaller distance. Objects a greater distance to the device usually become major detected by the second measuring electrode. Usually done recognizing the at least one object by comparing two Capacities for the measuring capacitors described. It is u. a. takes into account that a percentage Difference between the capacities of the measuring electrodes is smaller for nearby objects than for objects, which are arranged at a greater distance.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Messelektrode als Drahtelektrode bzw. drahtförmige Messelektrode und die zweite Messelektrode als Plattenelektrode bzw. flache plattenförmige Messelektrode, die auch als Objektelektrode bezeichnet wird, ausgebildet. Außerdem kann die erste Messelektrode U-förmig ausgebildet sein und die zweite Messelektrode in einer Hauptebene der üblicherweise platten- oder scheibenförmigen zweiten Messelektrode zumindest teilweise umgeben. Somit ist es möglich, dass die zweite Messelektrode als kreisförmige Scheibe oder als n-eckige, typischerweise viereckige Platte ausgebildet ist. Die bspw. drahtförmige erste Messelektrode kann bei dieser Ausführungsform zumindest entlang einem Bereich eines Rands der zweiten Messelektrode angeordnet sein und einen geeigneten Abstand zu dem Rand aufweisen. Die beiden Messelektroden sind demnach in einer Ebene bzw. der Hauptebene der zweiten Messelektrode abschnittsweise nebeneinander angeordnet, wobei ein Normalenvektor dieser genannten Ebene in Richtung des mindestens einen zu erkennenden Objekts orientiert ist.In An embodiment of the invention is the first measuring electrode as a wire electrode or wire-shaped measuring electrode and the second measuring electrode as a plate electrode or flat plate-shaped Measuring electrode, which is also referred to as an object electrode formed. In addition, the first measuring electrode U-shaped be formed and the second measuring electrode in a main plane the usually plate or disc-shaped second measuring electrode at least partially surrounded. Thus it is possible that the second measuring electrode as a circular Disc or designed as an n-square, typically square plate is. The example. Wire-shaped first measuring electrode can at this Embodiment at least along a region of an edge be arranged the second measuring electrode and a suitable distance to the edge. The two measuring electrodes are therefore in a plane or the main plane of the second measuring electrode in sections arranged side by side, wherein a normal vector of said Level oriented in the direction of at least one object to be recognized is.

Bei Bedarf kann mindestens eine dritte Messelektrode vorgesehen sein, die bei Durchführung des Verfahrens mit der Gegenelektrode einen mindestens dritten Messkondensator bildet. Mindestens eine dritte gemessene Kapazität kann mit den anderen gemessenen Kapazitäten verglichen und zur Erkennung des mindestens einen Objekts verwendet werden.at If required, at least one third measuring electrode can be provided, when performing the method with the counter electrode forms an at least third measuring capacitor. At least one third measured capacity can be measured with the other Capacities compared and for the detection of at least an object can be used.

Eine Schirmelektrode als eine optionale ergänzende Komponente oder Vorrichtung ist dazu ausgebildet, direkte Feldlinien eines elektrischen Felds zwischen mindestens einer der Messelektroden und der Gegenelektrode abzuschirmen, wobei die Schirmelektrode zwischen der mindestens einen Messelektrode und der Gegenelektrode angeordnet ist.A Shield electrode as an optional supplemental component or device is adapted to direct field lines of a electric field between at least one of the measuring electrodes and shield the counter electrode, wherein the shield electrode between the at least one measuring electrode and the counter electrode is arranged.

Die Vorrichtung kann in einer Variante in einem Fahrzeug angeordnet sein, wobei zumindest eine üblicherweise metallische Komponente einer Außenverkleidung (Karosserie) des Fahrzeugs als Gegenelektrode ausgebildet ist. Bei dieser zumindest einen Komponente kann es sich bspw. um ein Türblech einer Tür des Fahrzeugs handeln.The Device may be arranged in a variant in a vehicle be, wherein at least one usually metallic component an outer panel (body) of the vehicle as a counter electrode is trained. This at least one component may be For example, to a door panel of a door of the vehicle act.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist u. a. die Erkennung von Umwelteinflüssen mittels Differenzmessung einer kapazitiven Abstandsmessung mit einer kapazitiven Abstandssensorik der Elektrodenkapazitäten mit dem vorgeschlagenen Aufbau der Vorrichtung, die auch als Mehrelektrodenanordnung bzw. Mehrelektrodensystems bezeichnet werden kann, möglich. So kann auch ein Objekt, das ein Regen- oder Wassertropfen sein kann, der über mindestens eine Messelektrode läuft oder fließt, erkannt werden.With the described method is u. a. the detection of environmental influences by differential measurement of a capacitive distance measurement with a capacitive distance sensor of the electrode capacitances with the proposed structure of the device, which is also known as a multi-electrode arrangement or Multi-electrode system can be called possible. So can also be an object that is a rain or water drop can, which runs over at least one measuring electrode or flows to be detected.

Mit der Erfindung können durch eine geeignete algorithmische Auswertung von Messwerten der Kapazitäten mit der beschriebenen Vorrichtung bzw. Mehrelektrodenanordnung Umwelteinflüsse erkannt und von Signalen, die von funktionsrelevanten Objekten und demnach Zielobjekten stammen, unterschieden werden. Folglich wird u. a. eine kostengünstige Methode zur sicheren Erkennung von Witterungseinflüssen, z. B. Regentropfen, bereitgestellt.With of the invention may be replaced by a suitable algorithmic Evaluation of measured values of the capacities with the described Device or multi-electrode arrangement environmental influences detected and from signals that are from functionally relevant objects and according to which target objects are derived. Consequently, will u. a. a cost-effective method for secure detection from weather conditions, z. As raindrops provided.

Die Messung von Abständen sich annähernder Objekte mit der kapazitiven Vorrichtung bzw. Abstandssensorik ist unter möglichst vielen Witterungsbedingungen mit möglichst geringen Fehlalarmraten möglich. Außerdem kann eine Parametrierung von Assistenzfunktionen für den Fahrer eines Fahrzeugs in Abhängigkeit des Witterungszustands erfolgen. Ein Nachweis der Differenzierung von Wassersignalen, die in der Regel durch Wassertropfen in der Nähe mindestens einer der Messelektroden hervorgerufen werden, und Signalen von sich annähernden Objekten ist mit dem beschriebenen Verfahren möglich.The measurement of distances of approaching objects with the capacitive device or distance sensor is possible under as many weather conditions with the lowest possible false alarm rates. In addition, a parameterization of assistance functions for the driver of a vehicle depending on the weather condition can take place. Evidence of differentiation of water signals, which is usually caused by water droplets nearby at least one of the measuring electrodes are caused, and signals from approaching objects is possible with the described method.

Die beschriebene Vorrichtung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Ver fahrens auch von einzelnen Komponenten der Vorrichtung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Vorrichtung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Vorrichtung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen einzelner Komponenten der Vorrichtung oder der gesamten Vorrichtung realisiert werden.The described device is designed to all Perform steps of the presented method. there Individual steps of this procedure can also be carried out by individuals Components of the device are performed. Farther can functions of the device or functions of individual Components of the device implemented as steps of the method become. Besides, it is possible that steps of the method as functions of individual components of the device or the entire device can be realized.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, ausgeführt wird.The Invention further relates to a computer program with program code means, to perform all the steps of a described method, if the computer program on a computer or equivalent Arithmetic unit, in particular in an inventive Device is executed.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte eines beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, bspw. in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, ausgeführt wird.The Computer program product according to the invention with program code means, which are stored on a computer-readable medium, is to perform all steps of a described Process trained when the computer program on a computer or a corresponding arithmetic unit, for example in an inventive Device is executed.

Für eine Gültigkeit des Verfahrens sollten Witterungseinflüsse so sein, dass sich Regentropfen, Rinnsale oder ein Feuchtigkeitsfilm inhomogen und demnach nicht gleichartig über die Vorrichtung bzw. das gesamte Elektrodensystem verteilen. Im Fall eines ideal homogenen Wasserfilms treten keine Signalfluktuationen mehr auf, dann liegen allerdings auch günstige Voraussetzungen für die Abstandsmessung vor. Weiterhin ist auch eine Anpassung der Elektrodengeometrien an typische Fließgeschwindigkeiten von Wassertropfen und maximaler Geschwindigkeiten eines sich nähernden Objekts, die auch als Crashgeschwindigkeiten bezeichnet werden, möglich.For a validity of the procedure should weather influences so be that raindrop, trickle or a moisture film inhomogeneous and therefore not similar across the device or distribute the entire electrode system. In the case of an ideal Homogeneous water film occur no signal fluctuations more, but then there are also favorable conditions for the distance measurement before. Furthermore, an adaptation of the electrode geometries at typical flow velocities of water droplets and maximum speeds of an approaching object, which are also referred to as crash speeds, possible.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend 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.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Darstellung eine an einem Fahrzeug angeordnete erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 1 shows a schematic representation of a arranged on a vehicle first embodiment of a device according to the invention.

2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus verschiedenen Perspektiven. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention from different perspectives.

3 zeigt die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei verschiedenen Schritten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Diagramme mit Werten gemessener Kapazitäten, die sich bei Umsetzung der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geben. 3 shows the second embodiment of the device according to the invention in various steps of an embodiment of the method according to the invention as well as diagrams with values of measured capacities, which arise in implementation of the described embodiment of the method according to the invention.

4 zeigt Diagramme für gemessene Werte für Kapazitäten, die sich einerseits beim Stand der Technik und andererseits bei Umsetzung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben. 4 shows diagrams for measured values for capacities, which result on the one hand in the prior art and on the other hand in implementing a second embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The The invention is based on embodiments in the drawings schematically illustrated and will be described below with reference to the drawings described in detail.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.The Figures become coherent and comprehensive described, like reference numerals designate like components.

In 1a ist ein erstes Fahrzeug 15 von der Seite und in 1b von oben dargestellt. Außerdem ist in 1b ebenfalls ein sich dem ersten Fahrzeug 15 näherndes zweites Fahrzeug 17 teilweise von oben dargestellt. In der Fahrertür des ersten Fahrzeugs 15 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 19 angeordnet, die eine erste Messelektrode 21, eine zweite Messelektrode 23 und eine Schirmelektrode 25 aufweist. Eine Gegenelektrode der beiden Messelektroden 21, 23 der Vorrichtung 19 wird unter der vorliegenden Ausführungsform durch ein Türblech des Fahrzeugs 15 gebildet. In 1a ist die erste Messelektrode 21 als u-förmige Drahtelektrode ausgebildet. Die als rechteckige Platte ausgebildete zweite Messelektrode 23 ist in 1 durch Schraffur verdeutlicht. Außerdem zeigt 1 einen Wassertropfen 27, der an der Tür des ersten Fahrzeugs 15 herabläuft.In 1a is a first vehicle 15 from the side and in 1b shown from above. It is also in 1b also the first vehicle 15 approaching second vehicle 17 partially shown from above. In the driver's door of the first vehicle 15 is a first embodiment of a device according to the invention 19 arranged, which is a first measuring electrode 21 , a second measuring electrode 23 and a shield electrode 25 having. A counterelectrode of the two measuring electrodes 21 . 23 the device 19 is under the present embodiment by a door panel of the vehicle 15 educated. In 1a is the first measuring electrode 21 formed as a U-shaped wire electrode. The second measuring electrode designed as a rectangular plate 23 is in 1 illustrated by hatching. Also shows 1 a drop of water 27 standing at the door of the first vehicle 15 runs down.

In 1 ist eine vereinfachte Ausführungsform der Vorrichtung 19 als eine Zwei-Messelektrodenanordnung gezeigt. Die Kapazitätsmessung erfolgt typischerweise jeweils zwischen den beiden Messelektroden 21, 23 und dem Türblech des Fahrzeugs. Die optionale Schirmelektrode 25 ist hier als aktiver Schirm ausgebildet und zur Abschirmung der direkten Feldlinien zwischen den Messelektroden 21, 23 und dem Türblech ausgebildet. Dadurch kann die Empfindlichkeit der Vorrichtung 19, die auch als Elektrodenanordnung bezeichnet werden kann, für sich im Streufeld annähernde Objekte, in diesem Fall das zweite Fahrzeug 17, erhöht werden. Dies ist u. U. für bestimmte Anwendungen erforderlich, die eine flache Elektrodengeometrie benötigen. Die Kapazität C zwischen einer Messelektrode 21, 23 und dem Türblech zeigt für jede Messelektrode 21, 23 näherungsweise die von einem Plattenkondensator bekannte reziproke Abhängigkeit zwischen Kapazität und Abstand laut Gleichung 1: C = (ε0·εr·A)/d In 1 is a simplified embodiment of the device 19 shown as a two measuring electrode arrangement. The capacitance measurement typically takes place between the two measuring electrodes 21 . 23 and the door panel of the vehicle. The optional shield electrode 25 is here as formed active shield and to shield the direct field lines between the measuring electrodes 21 . 23 and the door panel formed. This can reduce the sensitivity of the device 19 , which may also be referred to as an electrode arrangement, for objects approaching in the stray field, in this case the second vehicle 17 , increase. This is u. May be required for certain applications that require a flat electrode geometry. The capacitance C between a measuring electrode 21 . 23 and the door panel shows for each measuring electrode 21 . 23 approximately the reciprocal dependence between capacitance and distance known from a plate capacitor according to equation 1: C = (ε 0 · ε r · A) / d

Dabei ist C die gemessene Kapazität in F, A die wirksame Elektrodenfläche in m2, d der Plattenabstand in m, ε0 die elektrische Feldkonstante mit 8,85 10–12 F/m und εr die Dielektrizitätskonstante.Here, C is the measured capacitance in F, A is the effective electrode area in m 2 , d is the plate spacing in m, ε 0 is the electric field constant with 8.85 10 -12 F / m and ε r is the dielectric constant.

Bei einem seitlichen Anbau der Elektrodenanordnung am ersten Fahrzeug 15 ist zu erwarten, dass Wassertropfen 27 in unmittelbarer Nähe über die Vorrichtung 19 fließen können. Bei dem Wassertropfen 27 handelt es sich um ein erstes Objekt, das mit der Vorrichtung 19 erkannt wird. Als zweites Objekt wird von der Vorrichtung das zweite Fahrzeug 17 erkannt. Die beiden Objekte werden bei einer Umsetzung des Verfahrens voneinander unterschieden.In a lateral mounting of the electrode assembly on the first vehicle 15 is to be expected that drops of water 27 in the immediate vicinity of the device 19 can flow. At the drop of water 27 it is a first object with the device 19 is recognized. As the second object of the device is the second vehicle 17 recognized. The two objects are distinguished from each other in an implementation of the method.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 31 ist in 2a in seitlicher Schnittansicht und 2b in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt.A second embodiment of the device according to the invention 31 is in 2a in lateral sectional view and 2 B shown schematically in perspective view.

Ähnlich wie die in 1 dargestellte erste Ausführungsform der Vorrichtung 19 weist die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform der Vorrichtung 31 eine als u-förmige Drahtelektrode ausgebildete erste Messelektrode 33, eine rechteckige, plattenförmige zweite Messelektrode 35, eine Abschirmelektrode 37 und eine Gegenelektrode 39 auf, die jedoch nur in 2a dargestellt und in der vorliegenden Ausführungsform als ein Türblech ausgebildet ist. in Detail zeigt 2a von der ersten u-förmigen Messelektrode 33 oben einen Schnitt durch einen ersten Arm und unten einen Schnitt durch den zweiten Arm der ersten Messelektrode 33.Similar to the in 1 illustrated first embodiment of the device 19 has the in 2 shown second embodiment of the device 31 a first measuring electrode formed as a U-shaped wire electrode 33 , a rectangular, plate-shaped second measuring electrode 35 , a shielding electrode 37 and a counter electrode 39 but only in 2a shown and formed in the present embodiment as a door panel. in detail shows 2a from the first U-shaped measuring electrode 33 above a section through a first arm and below a section through the second arm of the first measuring electrode 33 ,

Die beschriebene Vorrichtung 31 ist hinter einer nichtmetallischen Außenverkleidung 41 eines Fahrzeugs angeordnet. Diese Außenverkleidung 41 ist demnach für ein elektrisches Feld 43 der ersten Messelektrode 33 sowie ein elektrisches Feld 45 der zweite Messelektrode 35 durchgängig. Die besagten Felder 43, 45 sind in 2a durch Halbkreise schematisch angedeutet. Als eine weitere Komponente der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 31 ist in 2b eine Verarbeitungseinheit 47 dargestellt.The device described 31 is behind a non-metallic exterior panel 41 a vehicle arranged. This outer lining 41 is therefore for an electric field 43 the first measuring electrode 33 as well as an electric field 45 the second measuring electrode 35 continuously. The said fields 43 . 45 are in 2a schematically indicated by semicircles. As a further component of the second embodiment of the device according to the invention 31 is in 2 B a processing unit 47 shown.

Außerdem zeigt 2b mehrere Positionen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 eines Wassertropfens 49, der in Richtung des ersten Pfeils 51 entlang der Außenverkleidung 41 fließt. Weiterhin ist in 2a ein Objekt 53 dargestellt, dass sich der Vorrichtung 31 in Richtung des zweiten Pfeils 55 nähert. Durch einen ersten Doppelpfeil ist ein Abstand zwischen der zweiten Messelektrode 35 und dem Objekt 53 angedeutet. Durch den zweiten Doppelpfeil 59 ist ein Abstand des ersten, in 2a oben dargestellten Arms der ersten Messelektrode 33 und dem Objekt 53 angedeutet.Also shows 2 B several positions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 of a water droplet 49 in the direction of the first arrow 51 along the outer lining 41 flows. Furthermore, in 2a an object 53 shown that the device 31 in the direction of the second arrow 55 approaches. By a first double arrow is a distance between the second measuring electrode 35 and the object 53 indicated. Through the second double arrow 59 is a distance of the first, in 2a Arms of the first measuring electrode shown above 33 and the object 53 indicated.

Die Verarbeitungseinheit 47 ist über eine erste Zuleitung 61 mit der ersten Messelektrode 33 und über eine zweite Zuleitung 63 mit der zweiten Messelektrode 35 verbunden. Bei Umsetzung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden über die Zuleitungen 61, 63 Werte für elektrische Größen der beiden Messelektroden 33, 35 (Strom, Spannung) an die Verarbeitungseinheit 47 übermittelt, die zum Messen der Werte, zum Bestimmen der Kapazitäten sowie zur Auswertung der Kapazitäten ausgebildet ist. Aus diesen Werten werden Werte für eine Kapazität eines ersten Kondensators, der die erste Messelektrode 33 und die Gegenelektrode 39 umfasst, sowie Werte für eine Kapazität eines zweiten Kondensators, der die zweite Messelektrode 35 und die Gegenelektrode 39 umfasst, ermittelt.The processing unit 47 is over a first supply line 61 with the first measuring electrode 33 and via a second supply line 63 with the second measuring electrode 35 connected. When implementing an embodiment of the method according to the invention via the supply lines 61 . 63 Values for electrical quantities of the two measuring electrodes 33 . 35 (Current, voltage) to the processing unit 47 which is designed to measure the values, to determine the capacities and to evaluate the capacities. These values become values for a capacitance of a first capacitor, which is the first measuring electrode 33 and the counter electrode 39 and values for a capacitance of a second capacitor, which is the second measuring electrode 35 and the counter electrode 39 includes, determined.

Bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 31 mit einer Elektrodengeometrie ist vorgesehen, dass die als Objektelektrode ausgebildete zweite Messelektrode 35 (ME2) eine wesentlich größere Fläche als die als Drahtelektrode ausgebildete erste Messelektrode 33 (ME1) aufweist. Aufgrund der stark unterschiedlichen Flächen der Messelektroden 33, 35 ist die Empfindlichkeit der Drahtelektrode bzw. ersten Messelektrode 33 (ME1) im Vergleich zu der Objektelektrode bzw. zweiten Messelektrode (ME2) wesentlich geringer, d. h. eine Kapazitätserhöhung der Drahtelektrode (ME1) ist erst durch Objekte 53 in unmittelbarer Nähe der Drahtelektrode (ME1) messbar.In the second embodiment of the device according to the invention 31 With an electrode geometry, it is provided that the second measuring electrode designed as an object electrode 35 (ME2) a much larger area than the first measuring electrode formed as a wire electrode 33 (ME1). Due to the very different areas of the measuring electrodes 33 . 35 is the sensitivity of the wire electrode or first measuring electrode 33 (ME1) compared to the object electrode and the second measuring electrode (ME2) is much lower, ie an increase in capacitance of the wire electrode (ME1) is first by objects 53 measurable in the immediate vicinity of the wire electrode (ME1).

Die in 2b gezeigte Verarbeitungseinheit 47 ist zur Messung der Differenz der Kapazitäten der Drahtelektrode und der Objektelektrode ausgebildet. Die Eingangssignale für die Bildung der Differenz sind Signale, die proportional zu den Werten der Kapazität zwischen den beiden zur Messung vorgesehenen Messelektroden 33, 35 und der als Türblech ausgebildeten Gegenelektrode 39 sind.In the 2 B shown processing unit 47 is designed to measure the difference in the capacitances of the wire electrode and the object electrode. The input signals for the formation of the difference are signals which are proportional to the values of the capacitance between the two measuring electrodes intended for measurement 33 . 35 and the counter electrode formed as a door sheet 39 are.

In 3 ist die bereits vorgestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ihren in 2a ebenfalls gezeigten Komponenten in einer ersten Betriebssituation 65 und in einer zweiten Betriebssituation 67 dargestellt. Im Unterschied zu der Darstellung in 2a ist bei der Abbildung für die erste Betriebssituation 65 nur der Wassertropfen 49 als ein Objekt dargestellt, der entlang den Positionen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 entlang der Außenverkleidung 41 fließt. In der zweiten Betriebssituation 67 ist neben der Vorrichtung 31 lediglich das Objekt 53 an einer achten Position 8, einer neunten Position 9 und einer zehnten Position 10, sich in Richtung des zweiten Pfeils 55 entlang der Vorrichtung 31 bewegend, dargestellt.In 3 is the already presented second embodiment of the device according to the invention with their in 2a also shown compo in a first operational situation 65 and in a second operating situation 67 shown. In contrast to the representation in 2a is in the picture for the first operating situation 65 only the drop of water 49 shown as an object along the positions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 along the outer panel 41 flows. In the second operating situation 67 is next to the device 31 only the object 53 at an eighth position 8, a ninth position 9 and a tenth position 10, in the direction of the second arrow 55 along the device 31 moving, presented.

Außerdem sind in 3 drei Diagramme 69, 71, 73 dargestellt, bei denen jeweils eine vertikal orientierte Achse 75 für Werte für Kapazitäten über einer Zeitachse 77 aufgetragen ist. Dabei sind in jedem Diagramm 69, 71, 73 ein Abschnitt einer ersten Kurve 79 für eine Kapazität der ersten Messelektrode 33, ein Abschnitt einer zweiten Kurve 81 für eine Kapazität der zweiten Messelektrode 35 sowie ein Abschnitt einer dritten Kurve 83 für eine Differenz aus den Kapazitäten der beiden Messelektroden 33, 35 dargestellt, folglich entspricht die dritte Kurve 83 einer Differenz der zweiten Kurve 81 abzüglich der ersten Kurve 79.Also, in 3 three diagrams 69 . 71 . 73 shown, each with a vertically oriented axis 75 for values for capacities over a timeline 77 is applied. There are in each diagram 69 . 71 . 73 a section of a first curve 79 for a capacitance of the first measuring electrode 33 , a section of a second curve 81 for a capacitance of the second measuring electrode 35 as well as a section of a third curve 83 for a difference between the capacitances of the two measuring electrodes 33 . 35 represented, therefore corresponds to the third curve 83 a difference of the second curve 81 less the first turn 79 ,

Dabei korrespondieren die Abschnitte der Kurven 79, 81, 83, die in dem ersten Diagramm 69 dargestellt sind, zu der ersten Betriebssituation 65, bei der der Wassertropfen 49 entlang der Außenverkleidung 41 fließt. Im dem ersten Diagramm 69 sind auch die Positionen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 für Werte der Kapazitäten angedeutet, die zu den anhand der Betriebssituation 65 gezeigten Positionen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 des Wassertropfens 49 korrespondieren.The sections of the curves correspond 79 . 81 . 83 that in the first diagram 69 are shown to the first operating situation 65 in which the drop of water 49 along the outer lining 41 flows. In the first diagram 69 The positions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are also indicated for values of the capacities which correspond to those on the basis of the operating situation 65 shown positions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 of the water droplet 49 correspond.

Die in dem zweiten Diagramm 71 dargestellten Abschnitte der Kurven 79, 81, 83 korrespondieren zu der zweiten Betriebssituation 67, bei der sich das Objekt 53 entlang der Positionen 8, 9, 10 der Vorrichtung 31 nähert. Diese Positionen 8, 9, 10 sind auch in dem zweiten Diagramm 71 gezeigt.The in the second diagram 71 represented sections of the curves 79 . 81 . 83 correspond to the second operating situation 67 in which the object 53 along the positions 8, 9, 10 of the device 31 approaches. These positions 8, 9, 10 are also in the second diagram 71 shown.

Das dritte Diagramm 73 zeigt eine Zusammenschau der Abschnitte der Kurven 79, 81, 83, die in den beiden Diagrammen 69, 71 bereits dargestellt sind. Außerdem ist in dem dritten Diagramm 73 eine erste Schwelle 85 für eine Tropfenerkennung und eine zweite Schwelle 87 für eine Objekterkennung dargestellt.The third diagram 73 shows a synopsis of the sections of the curves 79 . 81 . 83 that in the two diagrams 69 . 71 already shown. Also, in the third diagram 73 a first threshold 85 for a drop detection and a second threshold 87 for object recognition.

In 3 werden zwei Fälle für Betriebssituationen 65, 67 betrachtet: ein herunterlaufender Wassertropfen 49 in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung 31 und ein sich annäherndes funktionsrelevantes Objekt 53.In 3 be two cases for operating situations 65 . 67 considered: a descending drop of water 49 in the immediate vicinity of the device 31 and an approximate functionally relevant object 53 ,

Der Kapazitätsverlauf des herunterlaufenden Wassertropfens 49 ist im ersten Diagramm 69 verdeutlicht. Der Wassertropfen 49 führt in Position 1 zu einer Erhöhung der Kapazität an der ersten Messelektrode 33 bzw. Drahtelektrode, die in Position 2 ein Maximum erreicht und in Position 3 wieder abnimmt (erste Kurve 79). Da die zweite Messelektrode 35 bzw. Objektelektrode in Richtung des ersten Pfeils 51 unterhalb der Drahtelektrode angeordnet ist, gelangt der Wassertropfen 49 zeitlich versetzt in den Einflussbereich der Objektelektrode, was zu einer zeitlich verschobenen Erhöhung und Erniedrigung der Kapazität führt. In der Mitte der Objektelektrode (Position 4) ist aufgrund der Größe des Wassertropfens im Vergleich zur Drahtelektrode die Erhöhung der Kapazität sehr gering (zweite Kurve 81). Im weiteren Verlauf wiederholt sich der Signalverlauf in umgekehrter Reihenfolge (Positionen 5, 6 und 7).The capacity curve of the descending drop of water 49 is in the first diagram 69 clarified. The water drop 49 leads in position 1 to an increase in the capacitance at the first measuring electrode 33 or wire electrode which reaches a maximum in position 2 and decreases again in position 3 (first curve 79 ). Because the second measuring electrode 35 or object electrode in the direction of the first arrow 51 is arranged below the wire electrode, the water droplet passes 49 offset in time in the sphere of influence of the object electrode, which leads to a temporally shifted increase and decrease of the capacity. In the middle of the object electrode (position 4), the increase of the capacitance is very small due to the size of the water drop compared to the wire electrode (second curve 81 ). In the further course, the signal sequence is repeated in reverse order (positions 5, 6 and 7).

Ein Differenzsignal für die beiden Messelektroden 33, 35 ist proportional zu der Differenz der gemessenen Kapazitäten der beiden Messlektroden 33, 35, d. h. proportional zu der Differenz der Kapazität der Objektelektrode und der Drahtelektrode. Für das durch die dritte Kurve 83 gezeigte Differenzsignal gilt: k2·C(ME2) – k1·C(ME1), wobei k1, k2 ebenfalls Proportionalitätsfaktoren sind, die ggf. in Abhängigkeit der Geometrieverhältnisse der Messelektroden 33, 35 anzupassen sind. In dem ersten Diagramm 69 ergeben sich für den Wassertropfen 49 für das Differenzsignal Ausschläge in positiver Richtung (dritte Kurve 83).A difference signal for the two measuring electrodes 33 . 35 is proportional to the difference of the measured capacitances of the two measuring electrodes 33 . 35 ie, proportional to the difference of the capacitance of the object electrode and the wire electrode. For the third turn 83 k2 · C (ME2) - k1 · C (ME1), where k1, k2 are also proportionality factors, which may be dependent on the geometric relationships of the measuring electrodes 33 . 35 are to be adapted. In the first diagram 69 arise for the water drop 49 for the difference signal, deflections in the positive direction (third curve 83 ).

Der Kapazitätsverlauf für das sich annähernde Objekt 53 ist im zweiten Diagramm 71 gezeigt. Eine Annäherung des Objekts 53 erzeugt sowohl in der Objektelektrode als auch in der Drahtelektrode eine Erhöhung der Kapazität. Aufgrund der wesentlich geringeren Fläche der ersten Messelektrode 33 bzw. Drahtelektrode im Vergleich zu der zweiten Messelektrode 35 bzw. Objektelektrode ist eine Erhöhung der Kapazität mit der Drahtelektrode erst sehr viel später als mit der Objektelektrode messbar. Hierzu zeigt das zweite Diagramm, dass sich der Wert für die Kapazität der zweiten Messelektrode 35 bereits ab Position 8 erhöht (zweite Kurve 81). Der Wert für die Kapazität der ersten Messelektrode 33 erhöht sich erst später ab Position 9 (erste Kurve 79). Folglich können mit der zweiten Messelektrode 35, die eine größere wirksame Fläche als die erste Messelektrode 33 aufweist, das Objekt 53 früher als durch die erste Messelektrode 33 erkannt werden. Es ist vorgesehen, dass beide Messelektroden 33, 35 annähernd denselben Abstand zu dem Objekt 53 aufweisen. Da die zweite Messelektrode 35 eine größere Oberfläche als die erste Messelektrode 33 aufweist, ist ein Unterschied der Empfindlichkeit der beiden Messelektroden 33, 35 proportional zum Abstand des Objekts 53 (dritte Kurve 83). Die größere zweite Messelektrode 35 ist für größere Abstände empfindlicher als die erste Messelektrode 33.The capacity history for the approaching object 53 is in the second diagram 71 shown. An approximation of the object 53 produces an increase in capacitance both in the object electrode and in the wire electrode. Due to the much smaller area of the first measuring electrode 33 or wire electrode in comparison to the second measuring electrode 35 or object electrode is an increase in capacity with the wire electrode until much later than with the object electrode measurable. The second diagram shows that the value for the capacitance of the second measuring electrode 35 already increased from position 8 (second curve 81 ). The value for the capacity of the first measuring electrode 33 increases later from position 9 (first turn 79 ). Consequently, with the second measuring electrode 35 that has a larger effective area than the first measuring electrode 33 has, the object 53 earlier than through the first measuring electrode 33 be recognized. It is envisaged that both measuring electrodes 33 . 35 approximately the same distance to the object 53 exhibit. Because the second measuring electrode 35 a larger surface than the first measuring electrode 33 has a difference in the sensitivity of the two measuring electrodes 33 . 35 proportional to the distance of the object 53 (third curve 83 ). The larger second measuring electrode 35 is more sensitive to larger distances than the first measuring electrode 33 ,

Für Objekte, die sich in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung 31 befinden, wird auf die erste Betriebssituation 65, bei der eine Erkennung des Wassertropfens 49 erfolgt, verwiesen. Der zeitliche Versatz der Kurven 79, 81 für die jeweils gemessenen Kapazitäten wird durch die geometrische Anordnung der beiden Messelektroden 33, 35 innerhalb der Vorrichtung 31 bewirkt. In unmittelbarer Nähe sind die gemessenen Kapazitäten für die beiden Messelektroden 33, 35 ähnlich groß. Für die Differenz der beiden Kapazitäten (dritte Kurve 83) ist hier ein zeitlicher Ablauf eines Ereignisses, hier das Herunterlaufen des Wassertropfens 49, ausschlaggebend.For objects that are in the immediate vicinity of the device 31 will be on the first operating situation 65 in which a detection of the water drop 49 done, referenced. The temporal offset of the curves 79 . 81 for each measured capacitance is due to the geometric arrangement of the two measuring electrodes 33 . 35 within the device 31 causes. In the immediate vicinity are the measured capacities for the two measuring electrodes 33 . 35 similar size. For the difference between the two capacities (third curve 83 ) Here is a timing of an event, here the running down of the water droplet 49 , decisive.

Im Differenzsignal auf Grundlage von k2·C(ME2) – k1·C(ME1) ist deshalb bei der Annäherung weiter entfernter Objekte 53 ein negativer Ausschlag erkennbar. Unterschreitet beispielsweise das Differenzsignal (dritte Kurve 83) die geeignet zu wählende zweite Schwelle 87, so können Objekte 53 detektiert werden. Durch eine Abstandskalibrierung des Differenzsignals für verschiedene Objekte kann somit zum einen eine Abstandsmessung durchgeführt und zum anderen optional zusätzlich zum Objektabstand ein Signal für Regen als möglicher Umwelteinfluss ausgegeben und ausgewertet werden.In the difference signal based on k2 * C (ME2) -k1 * C (ME1) is therefore in the approach of more distant objects 53 a negative rash recognizable. If, for example, the difference signal (third curve 83 ) the second threshold to be suitably selected 87 so can objects 53 be detected. By a distance calibration of the difference signal for different objects can thus be carried out on the one hand a distance measurement and on the other hand optionally issued in addition to the object distance a signal for rain as a possible environmental impact and evaluated.

Damit kann z. B. über den Witterungszustand informiert und/oder eine Assistenzfunktionen abhängig vom Signal für den Regen parametriert werden. Regen kann z. B. durch Überschreiten des Differenzsignals über einen geeignet zu wählenden Regenschwellwert, der im dritten Diagramm 73 durch die erste Schwelle 85 angedeutet ist, detektiert werden. Ein Maß für die Stärke des Niederschlags kann z. B. durch die Häufigkeit des Überschreitens der ersten Schwelle 85 pro Zeiteinheit oder die Signalhöhe abgeleitet werden. Vorzugsweise erfolgt eine simultane und/oder eine ggf. sequentielle Messung bei ausreichend schneller Messwerterfassung. Ein Messabstand ist wesentlich geringer als eine Zeitdifferenz, während der der Wassertropfen 49 bzw. das funktionsrelevante Objekt 53 eine bestimmte Strecke zurücklegt.This can z. B. informed about the weather condition and / or an assistance functions depending on the signal for the rain to be parameterized. Rain can z. B. by exceeding the difference signal over a suitable to be selected rain threshold, in the third diagram 73 through the first threshold 85 is hinted to be detected. A measure of the strength of the precipitation can z. B. by the frequency of exceeding the first threshold 85 be derived per unit of time or the signal level. Preferably, a simultaneous and / or an optionally sequential measurement takes place with a sufficiently fast measured value acquisition. A measuring distance is considerably less than a time difference during which the water droplet 49 or the function-relevant object 53 covers a certain distance.

Bewegt sich ein Wassertropfen 49 im Unterschied zu der hier gezeigten Ausführungsform über eine Ein-Messelektrodenanordnung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, so kann dies zu einer hohen Fehlalarmrate für die Objektdetektion führen, da selbst ein kleiner Wassertropfen 49 mit einer Dielektrizitätskonstante εr ~ 80 einen ähnlich hohen Signalhub wie ein sich annäherndes Objekt 53 liefert und die Signale des Wassertropfens 49 und des Objekts 53 zudem nicht voneinander unterschieden werden können.Moves a drop of water 49 In contrast to the embodiment shown here via a single measuring electrode arrangement, as known from the prior art, this can lead to a high false alarm rate for the object detection, since even a small water droplet 49 with a dielectric constant ε r ~ 80 a signal swing that is as high as an approaching object 53 supplies and the signals of the water drop 49 and the object 53 also can not be distinguished from each other.

Ein in 4a gezeigtes Diagramm umfasst ebenfalls eine horizontal orientierte Achse für eine Kapazität 75 und eine horizontal orientierte Zeitachse 77. Außerdem sind in diesem Diagramm ein Leersignal 89 und eine Kurve 91 für eine Kapazität dargestellt, die mit einer herkömmlichen Ein-Elektrodenanordnung, die lediglich eine Messelektrode 93 und eine Gegenelektrode 94 aufweist, gemessen wird, wenn entlang dieser Elektrodenanordnung ein Wassertropfen 97 fließt. Die Elektrodenanordnung ist in dem Ausschnitt in dem Diagramm aus 4a angedeutet. Ein erster Ausschlag 95 der Kurve 91 zeigt den Regentropfen 97 an. Ein zweiter Ausschlag 96 zeigt eine Objektannäherung und Objektbewegung an.An in 4a The diagram shown also includes a horizontally oriented axis for a capacitance 75 and a horizontally oriented timeline 77 , In addition, in this diagram, an empty signal 89 and a curve 91 for a capacitance shown with a conventional single-electrode arrangement comprising only one measuring electrode 93 and a counter electrode 94 is measured, when along this electrode assembly, a water droplet 97 flows. The electrode arrangement is in the cutout in the diagram 4a indicated. A first rash 95 the curve 91 shows the raindrop 97 at. A second rash 96 indicates object approximation and object motion.

Folglich zeigt 4a schematisch ein gemessenes Signal (Kurve 91), das den Kapazitätsverlauf über der Zeit für den Wasser- bzw. Regentropfen 97 wiedergibt, der sich über die Messelektrode 93 bewegt (Rinnsal), und eine darauffolgende Annäherung des funktionsrelevanten Objekts an das Ein-Elektrodensystem. Die Systemreaktion auf beide Ereignisse ist eine Erhöhung der Kapazität im Vergleich zu dem Leersignal 89.Consequently shows 4a schematically a measured signal (curve 91 ), the capacity over time for the water or raindrop 97 reproducing itself across the measuring electrode 93 moves (trickle), and a subsequent approximation of the functionally relevant object to the single-electrode system. The system response to both events is an increase in capacity compared to the empty signal 89 ,

Das Diagramm in 4b umfasst auch eine vertikal orientierte Achse 75 für eine Kapazität und eine Zeitachse 77. In diesem Diagramm ist auch ein Leersignal 99 angezeigt. Eine Kurve 101 innerhalb dieses Diagramms zeigt einen Verlauf einer Kapazität für eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine erste Messelektrode, eine zweite Messelektrode, die unterschiedliche Größen aufweisen, sowie eine Gegenelektrode umfasst.The diagram in 4b also includes a vertically oriented axis 75 for a capacity and a timeline 77 , There is also an empty signal in this diagram 99 displayed. A curve 101 Within this diagram shows a profile of a capacitance for a further embodiment of a device according to the invention, comprising a first measuring electrode, a second measuring electrode having different sizes, and a counter electrode.

Mit der Erfindung ergibt sich bspw., dass mittels einer geeigneten Elektrodengeometrie eine Unterscheidung zwischen nahe bei der Elektrodenanordnung be findlichen kleinen Objekten, wie bspw. Wassertropfen, und weiter entfernten Objekten möglich ist, wie dies in 4b anhand von Messergebnisse gezeigt ist.With the invention results, for example, that by means of a suitable electrode geometry, a distinction between near the electrode assembly be sensitive small objects, such as. Water drops, and more distant objects is possible, as in 4b is shown by measurement results.

Dabei zeigt ein erster, negativer Ausschlag 103 der Kurve 101 die Bewegung eines Objekts relativ zu der Vorrichtung mit zwei Messelektroden unterschiedlicher Größe. Der zweite, positive Ausschlag 105 der Kurve 101 deutet das Vorhandensein eines kleinen Objekts, d. h. eines Wassertropfens, in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung an. Das Objekt und der Wassertropfen können aufgrund eines Vorzeichens der Ausschläge 103, 105 und deren Absolutwert, wobei der erste Ausschlag 103 größer als der zweite Ausschlag 105 ist, gut voneinander unterschieden und somit erkannt werden.This shows a first, negative rash 103 the curve 101 the movement of an object relative to the device with two measuring electrodes of different sizes. The second, positive rash 105 the curve 101 indicates the presence of a small object, ie a drop of water, in the immediate vicinity of the device. The object and the water drop may be due to a sign of the rashes 103 . 105 and their absolute value, being the first rash 103 greater than the second rash 105 is, well distinguished from each other and thus recognized.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102008041635 [0003] - DE 102008041635 [0003]
  • - DE 102008041632 [0004] - DE 102008041632 [0004]

Claims (12)

Verfahren zum Erkennen mindestens eines Objekts (53) in der Umgebung einer Vorrichtung (19, 31), die eine erste Messelektrode (21, 33), eine zweite Messelektrode (23, 35) und eine Gegenelektrode (39) aufweist, wobei die zweite Messelektrode (23, 35) eine größere Fläche als die erste Messelektrode (21, 33) aufweist, wobei bei Durchführung des Verfahrens eine erste Kapazität für einen ersten Messkondensator, der die erste Messelektrode (21, 33) sowie die Gegenelektrode (39) umfasst, und eine zweite Kapazität für einen zweiten Messkondensator, der die zweite Messelektrode (23, 35) sowie die Gegenelektrode (39) umfasst, gemessen und das mindestens eine Objekt (53) durch Vergleichen der gemessenen Kapazitäten erkannt wird.Method for detecting at least one object ( 53 ) in the environment of a device ( 19 . 31 ), which has a first measuring electrode ( 21 . 33 ), a second measuring electrode ( 23 . 35 ) and a counter electrode ( 39 ), wherein the second measuring electrode ( 23 . 35 ) a larger area than the first measuring electrode ( 21 . 33 ), wherein, when carrying out the method, a first capacitance for a first measuring capacitor, the first measuring electrode ( 21 . 33 ) as well as the counterelectrode ( 39 ), and a second capacitance for a second measuring capacitor, the second measuring electrode ( 23 . 35 ) as well as the counterelectrode ( 39 ), measured and the at least one object ( 53 ) is detected by comparing the measured capacitances. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine Objekt (53) durch Bestimmen einer Differenz der gemessenen Kapazitäten ermittelt wird.Method according to Claim 1, in which the at least one object ( 53 ) is determined by determining a difference of the measured capacitances. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem durch Analyse der gemessenen Kapazitäten in der Umgebung herrschende Umwelteinflüsse erkannt werden.The method of claim 1 or 2, wherein by analysis the measured capacities prevailing in the environment Environmental influences are detected. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem aus den gemessenen Kapazitäten der Abstand zwischen dem mindestens einen Objekt (53) und der Vorrichtung (19, 31) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, in which, from the measured capacitances, the distance between the at least one object ( 53 ) and the device ( 19 . 31 ) is determined. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das zum Erkennen einer Umgebung eines Fahrzeugs (15, 17) verwendet wird, wobei Informationen über das mindestens eine Objekt (53) für eine Assistenzfunktion des Fahrzeugs (15, 17) verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, for detecting an environment of a vehicle ( 15 . 17 ), wherein information about the at least one object ( 53 ) for an assistance function of the vehicle ( 15 . 17 ) be used. Vorrichtung, die eine erste Messelektrode (21, 33), eine zweite Messelektrode (23, 35) sowie eine Gegenelektrode (39) aufweist und zum Erkennen mindestens eines Objekts (53) in der Umgebung der Vorrichtung (19, 31) ausgebildet ist, wobei die zweite Messelektrode (23, 35) eine größere Fläche als die erste Messelektrode (21, 33) aufweist, wobei die Vorrichtung (19, 31) weiterhin dazu ausgebildet ist, eine erste Kapazität für einen ersten Messkondensator, der die erste Messelektrode (21, 33) sowie die Gegenelektrode (39) umfasst, und eine zweite Kapazität für einen zweiten Messkondensator, der die zweite Messelektrode (23, 35) sowie die Gegenelektrode (39) umfasst, zu messen und das mindestens eine Objekt (53) durch Bestimmen einer Differenz der gemessenen Kapazitäten zu erkennen.Device comprising a first measuring electrode ( 21 . 33 ), a second measuring electrode ( 23 . 35 ) and a counter electrode ( 39 ) and for recognizing at least one object ( 53 ) in the vicinity of the device ( 19 . 31 ), wherein the second measuring electrode ( 23 . 35 ) a larger area than the first measuring electrode ( 21 . 33 ), the device ( 19 . 31 ) is further adapted to a first capacitance for a first measuring capacitor, the first measuring electrode ( 21 . 33 ) as well as the counterelectrode ( 39 ), and a second capacitance for a second measuring capacitor, the second measuring electrode ( 23 . 35 ) as well as the counterelectrode ( 39 ) and to measure the at least one object ( 53 ) by determining a difference of the measured capacitances. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die erste Messelektrode (21, 33) als drahtförmige Messelektrode (21, 33) und die zweite Messelektrode (23, 35) als plattenförmige Messelektrode (23, 35) ausgebildet ist.Device according to Claim 6, in which the first measuring electrode ( 21 . 33 ) as a wire-shaped measuring electrode ( 21 . 33 ) and the second measuring electrode ( 23 . 35 ) as a plate-shaped measuring electrode ( 23 . 35 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die erste Messelektrode (21, 33) die zweite Messelektrode (23, 35) in einer Hauptebene der zweiten Messelektrode (23, 35) zumindest teilweise umgibt.Apparatus according to claim 6 or 7, wherein the first measuring electrode ( 21 . 33 ) the second measuring electrode ( 23 . 35 ) in a main plane of the second measuring electrode ( 23 . 35 ) at least partially surrounds. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die eine Schirmelektrode (25, 37) aufweist, die dazu ausgebildet ist, direkte Feldlinien eines elektrischen Felds zwischen mindestens einer der Messelektroden (21, 23, 33, 35) und der Gegenelektrode (39) abzuschirmen.Device according to one of claims 6 to 8, comprising a shield electrode ( 25 . 37 ), which is adapted to direct field lines of an electric field between at least one of the measuring electrodes ( 21 . 23 . 33 . 35 ) and the counter electrode ( 39 ) shield. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, die in einem Fahrzeug (15, 17) angeordnet ist, wobei zumindest eine metallische Komponente des Fahrzeugs (15, 17) als Gegenelektrode (39) ausgebildet ist.Device according to one of claims 6 to 9, which in a vehicle ( 15 . 17 ), wherein at least one metallic component of the vehicle ( 15 . 17 ) as counterelectrode ( 39 ) is trained. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Vorrichtung (19, 31) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, ausgeführt wird.Computer program with program code means for carrying out all the steps of a method according to one of Claims 1 to 5, when the computer program is stored on a computer or a corresponding arithmetic unit, in particular in a device ( 19 . 31 ) according to one of claims 6 to 10, is executed. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Rechenein heit, insbesondere in einer Vorrichtung (19, 31) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, ausgeführt wird.A computer program product comprising program code means stored on a computer-readable medium for carrying out all the steps of a method according to one of claims 1 to 5, when the computer program is stored on a computer or a corresponding computer unit, in particular in a device ( 19 . 31 ) according to one of claims 6 to 10, is executed.
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