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Die Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Sensor zur Detektion eines Objekts, insbesondere eines Körperteils einer Person oder eines Gegenstandes sowie auf eine Kollisionsschutzvorrichtung mit einem solchen Sensor.
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Kapazitive Sensoren werden in der Fahrzeugtechnik insbesondere im Rahmen einer Kollisionsschutzvorrichtung eingesetzt. Eine solche Kollisionsschutzvorrichtung dient allgemein zur Detektion eines Hindernisses in einem Öffnungsbereich eines Fahrzeugteils, das gegenüber einem festen Rahmen zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung beweglich ist. Bei dem – nachfolgend auch als „Verstellelement” bezeichneten – Fahrzeugteil handelt es sich insbesondere um eine Heckklappe. Ferner kann das zu überwachende Fahrzeugteil bzw. Verstellelement auch eine Seitentür, eine Kofferraum- oder Motorraumklappe, ein Schiebedach oder ein Klappverdeck sein. Kollisionsschutzvorrichtungen werden dabei insbesondere dann eingesetzt, wenn das jeweils zugeordnete Kraftfahrzeugteil motorisch bewegt ist.
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Als Öffnungsbereich wird der Raum bezeichnet, den das Verstellelement während einer Verstellbewegung durchstreift. Zu dem Öffnungsbereich des Verstellelements gehört insbesondere der Raumbereich, der zwischen einer Schließkante des Verstellelements und einer in der Schließstellung des Verstellelements an dieser anliegenden korrespondierenden Kante des Rahmens angeordnet ist.
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Beim Schließen von Verstellelementen eines Fahrzeugs, insbesondere einer Heckklappe, besteht generell die Gefahr, dass Körperteile oder sonstige Gegenstände des Verstellelements zwischen der Schließkante des Verstellelementes und der Karosserie eingeklemmt werden. Die in diesem Anwendungsfall auch als Einklemmschutzvorrichtung bezeichnete Kollisionsschutzvorrichtung dient zur Vermeidung eines solchen Einklemmfalls und der daraus resultierenden Gefahr eines Personen- und/oder Sachschadens, indem die Kollisionsschutzvorrichtung Hindernisse im Öffnungsbereich erkennt und in diesem Fall die Schließbewegung stoppt oder reversiert.
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Eine solche Kollisionsschutzvorrichtung kann des Weiteren auch eingesetzt werden, um Hindernisse zu erkennen, die der Öffnung des Verstellelements im Wege stehen. Auch in diesem Anwendungsfall stoppt oder reversiert die Kollisionsschutzvorrichtung die Bewegung des Verstellelements, wenn sie ein solches Hindernis erkennt, um einen Sachschaden infolge einer Kollision des Verstellelements mit dem Hindernis zu vermeiden.
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Es wird hierbei zwischen indirekten und direkten Kollisionsschutzvorrichtungen unterschieden. Eine indirekte Kollisionsschutzvorrichtung erkennt den Einklemmfall anhand einer Überwachung einer Betriebsgröße des das Verstellelement antreibenden Stellmotors, insbesondere an einem abnormalen Anstieg des Motorstroms oder einer abnormalen Abnahme der Motordrehzahl. Eine direkte Kollisionsschutzvorrichtung umfasst üblicherweise einen oder mehrere Sensoren, die eine für die Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Hindernisses im Öffnungsbereich charakteristische Messgröße erfassen, sowie eine Auswerteeinheit, die anhand dieser Messgröße entscheidet, ob ein Hindernis im Öffnungsbereich vorliegt und gegebenenfalls entsprechende Gegenmaßnahmen auslöst. Unter den direkten Kollisionsschutzvorrichtungen unterscheidet man wiederum Systeme mit so genannten Berührungssensoren, die die Anwesenheit eines Hindernisses erst anzeigen, wenn das Hindernis den Sensor bereits berührt, und Systeme mit berührungslosen Sensoren, die ein Hindernis bereits in einem gewissen Abstand zu dem Sensor detektieren. Zu den berührungslosen Sensoren gehören insbesondere so genannte kapazitive Sensoren.
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Ein kapazitiver Sensor umfasst eine Elektrodenanordnung mit einer oder mehreren Elektroden, über die ein elektrisches Feld im Öffnungsbereich des Verstellelements aufgebaut wird. Ein Hindernis im Öffnungsbereich wird durch Überwachung der Kapazität der Elektrodenanordnung erkannt. Hierbei wird ausgenutzt, dass ein Hindernis, insbesondere ein menschliches Körperteil das von dem Sensor erzeugte elektrische Feld, und somit die Kapazität der Elektrodenanordnung beeinflusst.
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In einer üblichen Bauform eines solchen kapazitiven Sensors umfasst die Elektrodenanordnung dieses Sensors mindestens eine Sendeelektrode, die mit einem Signalerzeugungsschaltkreis verschaltet ist, sowie eine Empfangselektrode, die mit einem Empfangsschaltkreis verbunden ist. Ein solcher Sensor misst die zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode gebildete differentielle Kapazität oder eine damit korrelierende Messgröße.
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Eine zur Überwachung des Öffnungsbereichs einer Heckklappe vorgesehene Kollisionsschutzvorrichtung bzw. Einklemmschutzvorrichtung mit einem solchen Sensor ist aus
DE 20 2007 008 440 U1 bekannt.
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Als Sendesignal wird hierbei meist ein elektrisches Wechselsignal herangezogen, das mit einer vorgegebenen Sendefrequenz oszilliert. Als Signalerzeugungsschaltkreis wird in diesem Fall in der Regel ein elektronischer Schwingkreis eingesetzt.
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Aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) ist es wünschenswert, das Sendesignal zwischen mehreren verschiedenen Werten der Sendefrequenz schalten zu können. Insbesondere können auf diese Weise externe elektromagnetische Störungen von realen Ereignissen, die auf einen Einklemmfall hindeuten, besser unterschieden werden. Weiterhin kann der Sensor einer etwaigen gestörten Frequenz ausweichen.
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Nachteiligerweise ist aber der Empfangsschaltkreis eines kapazitiven Sensors regelmäßig auf einem bestimmten Nennwert der Sendefrequenz ausgelegt, wobei die Empfindlichkeit (Erfassungsgenauigkeit) des Empfangsschaltkreises umso mehr abnimmt, je mehr die tatsächliche Sendefrequenz von diesem Nennwert abweicht. Zwar ist grundsätzlich möglich, einen kapazitiven Sensor mit mehreren parallelen Empfangsschaltkreisen auszustatten, die auf verschiedene Nennwerte der Sendefrequenz ausgelegt sind. Die mehrfache Ausführung des Empfangsschaltkreises würde aber einen unverhältnismäßigen Mehraufwand bei der Herstellung eines solchen Sensors bedingen.
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Ein kapazitiver Sensor zur Erkennung eines Hindernisses in einem Verstellweg eines beweglichen Fahrzeugteils ist weiterhin aus
DE 20 2009 004 327 U1 bekannt. Der Sensor umfasst eine Elektrodenanordnung mit einer Sendeelektrode und einer Empfangselektrode. Der Sendeelektrode ist ein Signalerzeugungsschaltkreis zur Erzeugung eines Sendesignals einer vorgegebenen Sendefrequenz vorgeschaltet, wobei die Sendefrequenz zwischen mehreren Werten schaltbar ist. Der Empfangselektrode ist ein Empfangsschaltkreis zur Verarbeitung eines in der mindestens einen Empfangselektrode erzeugten Empfangssignals nachgeschaltet, wobei der Empfangsschaltkreis das Empfangssignal bei jeder eingestellten Frequenz auswertet.
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Aus
DE 603 15 743 T2 ist ein kapazitiver Sensor bekannt, dessen Elektrodenanordnung Teil eines variablen Oszillators ist. Die Frequenz dieses variablen Oszillators, die proportional zu der Kapazität der Elektrodenanordnung ist, wird in einem Mischer mit der festen Frequenz eines lokalen Oszillators gemischt. Das resultierende Mischsignal wird in einem dem Mischer nachgeschalteten Tiefpassfilter gefiltert. Ähnliche Verfahren sind aus
DE 103 05 342 A1 und
DE 10 2006 001 506 A1 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kapazitiven Sensor und eine Kollisionsschutzvorrichtung mit einem solchen Sensor im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Problematik zu verbessern.
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Bezüglich des Sensors wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich der Kollisionsschutzvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Sensor umfasst eine Elektrodenanordnung, die mindestens eine Sendeelektrode und mindestens eine Empfangselektrode umfasst. Der Sensor umfasst des Weiteren einen Signalerzeugungsschaltkreis, der der mindestens einen Sendeelektrode vorschaltet ist und der zur Erzeugung eines Sendesignals für diese Sendeelektrode(n) dient. Das Sendesignal wird durch den Signalerzeugungsschaltkreis mit einer vorgegebenen Sendefrequenz erzeugt, wobei die Sendefrequenz zwischen mindestens zwei Werten schaltbar ist. Der Sensor umfasst außerdem einen Empfangsschaltkreis, der der mindestens einen Empfangselektrode nachgeschaltet ist. Der Empfangsschaltkreis dient hierbei zur Verarbeitung eines Empfangssignals, das unter Wirkung eines von der mindestens einen Sendeelektrode erzeugten elektrischen Felds in der Empfangselektrode erzeugt wird. Erfindungsgemäß ist der Empfangsschaltkreis hierbei nach Art eines Überlagerungsempfängers ausgebildet.
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Als „Überlagerungsempfänger” wird ein in der Funk- und Radiotechnik verwendeter Empfängertyp bezeichnet, bei dem – im Gegensatz zu einem sogenannten Geradeaus-Empfänger – die Frequenz des empfangenen Signals mindestens einmal geändert wird, bevor das Signal ausgewertet wird. In der Funk- und Radiotechnik besteht diese Auswertung in der Regel in einer Demodulation, im Zuge derer eine übertragene Information von einem Trägersignal getrennt wird.
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Vorzugsweise umfasst der Empfangsschaltkreis einen Mischer (insbesondere in Form eines Multiplikators), in dem das Empfangssignal mit einem Oszillatorsignal einer vorgegebenen Oszillationsfrequenz gemischt (insbesondere multipliziert) wird. Die Mischung des Empfangssignals mit dem Oszillatorsignal dient hierbei zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals einer Zwischenfrequenz, wobei das Zwischenfrequenzsignal zur weiteren Verarbeitung einem Kapazitätsmessglied zugeführt ist. Die erzeugte Zwischenfrequenz ist in zweckmäßiger Ausgestaltung des Sensors wesentlich niedriger als die (der Sendefrequenz entsprechende) Frequenz des Empfangssignals. Sie ergibt sich insbesondere aus der Differenz der Sendefrequenz von der Oszillatorfrequenz.
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Durch den Mischer wird das Zwischenfrequenzsignal allerdings in der Regel nicht isoliert erzeugt. Vielmehr wird von dem Mischer ein Mischsignal ausgegeben, das zusätzlich zu dem Zwischenfrequenzsignal zumindest einen höherfrequenten Spiegelfrequenzanteil enthält. Darüber hinaus kann das von dem Mischer ausgegebene Mischsignal – je nach Ausführung des Empfangsschaltkreises – weitere Frequenzanteile enthalten.
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Um das Zwischenfrequenzsignal von dem Spiegelfrequenzanteil und ggf. weiteren Frequenzanteilen zu trennen, ist dem Mischer vorzugsweise ein Bandfilter nachgeschaltet.
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Um hochfrequente Störsignale in dem Empfangssignal zu eliminieren und somit das Empfangssignal vorzufiltern, ist zusätzlich oder alternativ der Empfangselektrode und dem Mischer ein Tiefpass zwischengeschaltet.
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Vorzugsweise umfasst der Empfangsschaltkreis weiterhin einen Lokaloszillator zur Erzeugung des Oszillationssignals, der dazu eingerichtet ist, die Oszillationsfrequenz derart einzustellen, dass die Zwischenfrequenz auf einem vorgegebenen Wert konstant gehalten ist. Die Kollisionsschutzvorrichtung umfasst erfindungsgemäß einen kapazitiven Sensor der vorstehend beschriebenen Art.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:
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1 in schematischer Darstellung das Heck eines Kraftfahrzeugs mit einer sich in einer Schließstellung befindenden Heckklappe,
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2 in Darstellung gemäß 1 das Fahrzeugheck, wobei die Heckklappe in unterschiedlichen Öffnungsstellungen dargestellt ist,
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3 in einem schematischen Blockschaltbild eine Stellvorrichtung zur motorischen Verstellung der Heckklappe mit einer zugeordneten Kollisionsschutzvorrichtung (hier in Anwendung als Einklemmschutzvorrichtung), die einen kapazitiven Sensor umfasst, und
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4 in einem schematischen Blockschaltbild den Aufbau des Sensors gemäß 3.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung das Heck eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer schwenkbaren Heckklappe 2.
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Die Heckklappe 2 ist im Bereich einer Oberkante 3 an einer Karosserie 4 des Kraftfahrzeugs 1 angelenkt. Die Oberkante 3 definiert hierbei eine Schwenkachse A, um welche die Heckklappe 2 aus einer in 1 dargestellten Schließstellung 5 reversibel in eine in 2 gestrichelt angedeutete Öffnungsstellung 6 schwenkbar ist. 2 zeigt weiterhin eine Zwischenstellung 7, in welcher die Heckklappe 2 teilweise geöffnet ist.
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Entlang des Schwenkweges zwischen der Schließstellung 5 und der Öffnungsstellung 6 durchstreift die Heckklappe 2 hierbei ein als Öffnungsbereich 8 bezeichnetes Raumvolumen, das in der Projektion gemäß 2 etwa die Fläche eines (gestrichelt angedeuteten) Viertelkreises einnimmt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Heckklappe 2 durch eine in 3 schematisch skizzierte Stellvorrichtung 10 motorisch zwischen der Schließstellung 5 und der Öffnungsstellung 6 verstellbar.
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Die in 3 nur grob skizzierte Stellvorrichtung 10 umfasst einen elektrischen Antrieb 11, der über eine Stellmechanik 12 mit der Heckklappe 2 gekoppelt ist. Teil der Stellmechanik 12 ist hierbei ein teleskopierbarer Hebelarm 13, der exzentrisch bezüglich der Schwenkachse A an der Karosserie 4 und der Heckklappe 2 derart angelenkt ist, dass durch Verlängerung bzw. Verkürzung des Hebelarms 13 die Heckklappe 2 zwischen der Schließstellung 5 und der Öffnungsstellung 6 geschwenkt wird.
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Der Hebelarm 13 umfasst ein Zylinderrohr 14, in dem eine Spindel 15 unter Wirkung des Antriebs 11 verschiebbar geführt ist.
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Beim Verstellen, insbesondere beim Schließen der Heckklappe 2 besteht ein gewisses Risiko, dass ein sich im Öffnungsbereich 8 befindendes Hindernis, insbesondere ein Körperteil eines Fahrzeugbenutzers, wie zum Beispiel eine Hand oder ein Finger, eingeklemmt wird. Ein diesbezüglich relevanter Gefährdungsbereich ist vorrangig zwischen einer Schließkante 16 der Heckklappe 2 und einer gegenüberliegenden Kante 17 der Karosserie 4 aufgespannt.
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Zur rechtzeitigen Erkennung und Vermeidung eines Einklemmfalls ist der Stellvorrichtung 10 daher eine Kollisionsschutzvorrichtung 20 beigeordnet, die ebenfalls grob schematisch in 3 skizziert ist. Die Kollisionsschutzvorrichtung 20 umfasst einen Sensor 21 sowie eine Auswerteeinheit 22.
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Im Betrieb der Stellvorrichtung 10, insbesondere beim Schließen der Heckklappe 2, erhebt hierbei der Sensor 21 eine Messgröße M, die einen Rückschluss auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Hindernisses im Öffnungsbereich 8 zulässt und führt diese Messgröße M der Auswerteeinheit 22 zu. Die Auswerteeinheit 22 erkennt durch Überprüfung der Messgröße M, ob ein Hindernis im Öffnungsbereich 8 vorhanden ist und somit ein Einklemmfall vorliegt. Gegebenenfalls sendet die Auswerteeinheit 22 ein Warnsignal W an den Antrieb 11, aufgrund dessen der Antrieb 11 den Vorschub der Stellmechanik 12 reversiert. Mit anderen Worten wird bei Erkennung eines Einklemmfalles der Schließvorgang der Heckklappe 2 abgebrochen und die Heckklappe 2 wiederum um einen vorgegebenen Stellwegabschnitt geöffnet.
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Der Sensor 21 basiert auf einer kapazitiven Messtechnik. Die Sensor 21 umfasst daher eine Elektrodenanordnung 25 (4), durch die ein elektrisches Feld im Öffnungsbereich 8 erzeugt wird. Die Messgröße M ist hierbei repräsentativ für die Kapazität der Sensoreinrichtung 21, gibt also entweder die Kapazität selbst oder eine hiermit korrelierte, insbesondere proportionale Größe, wieder. Der Sensor 21 ist im Beispiel gemäß 3 an der Kante 17 der in die Karosserie 4 eingebrachten Heckklappenöffnung angebracht. Er kann alternativ hierzu aber auch an der Schließkante 16 der Heckklappe 2 angeordnet sein. Wiederum alternativ kann jeweils ein Teil des Sensors 21 an der Schließkante 16 und der gegenüberliegenden Kante 17 angeordnet sein.
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Wie in 4 schematisch angedeutet ist, umfasst die Elektrodenanordnung 25 mindestens eine Sendeelektrode 30 sowie mindestens eine Gegenelektrode bzw. Empfangselektrode 31. Bevorzugt umfasst die Elektrodenanordnung 25 mehrere, insbesondere acht Sendeelektroden 30, die mit einer gemeinsamen Empfangselektrode 31 wechselwirken. Die Sendeelektroden 30 sind dabei insbesondere durch längliche Elektrodenstreifen gebildet, die sich in Reihe um die Kante 17 herum erstrecken, und die von der gemeinsamen Empfangselektrode 31 flankiert werden.
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Im Betrieb des Sensors 21 wird durch Applikation einer elektrischen Wechselspannung auf die Sendeelektroden 30 ein elektrisches Feld in dem Öffnungsbereich 8 erzeugt, während über die Empfangselektrode 31 die sich zwischen den Elektroden 30 und 31 ausbildende differenzielle Kapazität erfasst wird.
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Im Einzelnen umfasst der Sensor 21 zusätzlich zu der Elektrodenanordnung 25 zwei parallele Schwingkreise 40a und 40b, einen Schalter 41, einen (Zeit-)Multiplexer 42, einen Ausgangsverstärker 43, einen Eingangsverstärker 44, einen Tiefpass 45, einen Lokaloszillator 46, Multiplikator 47, einen Bandpass 48, ein Kapazitätsmessglied 49, einen Analog-Digital-Wandler (nachfolgend kurz A/D-Wandler 50) sowie eine Steuereinheit 51 in Form eines Mikrocontrollers.
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Die beiden Schwingkreise 40a und 40b erzeugen sinusförmige elektrische Wechselspannungen mit unterschiedlicher Frequenz. Beispielsweise hat die von dem Schwingkreis 40a erzeugte Wechselspannung eine Frequenz von 1 MHz, und die von dem Schwingkreis 40b erzeugte Wechselspannung eine Frequenz von 10 MHz. Durch den den beiden Schwingkreisen 40a, 40b nachgeschalteten Schalter 41 kann jede der beiden Wechselspannungen als Sendesignal ST auf den nachgeschalteten Multiplexer 42 geschaltet werden. Die Schwingkreise 40a, 40b bilden somit zusammen mit dem Schalter 41 einen Signalerzeugungsschaltkreis 52, der das Sendesignal ST mit einer reversibel zwischen den beiden Werten 1 MHz und 10 MHz schaltbaren Sendefrequenz fS erzeugt. Zur entsprechenden Schaltung des Sendesignals ST ist der Schalter 41 durch die Steuereinheit 51 mittels eines Schaltsignals CS angesteuert.
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Nach Maßgabe eines von der Steuereinheit 51 zugeführten Multiplexsignals CM speist der Multiplexer 42 das Sendesignal ST zeitlich alternierend in jeweils einen von acht Kanälen ein, wobei jeder Kanal über den Ausgangsverstärker 43 mit jeweils einer zugeordneten Sendeelektrode 30 verbunden ist. Unter Wirkung des Sendesignals ST erzeugt die jeweils angesteuerte Sendeelektrode 30 in dem umgebenden Raumbereich ein mit der Sendefrequenz fS oszillierendes elektrisches Feld. Unter Wirkung dieses elektrischen Feldes wird in der Empfangselektrode 31 eine ebenfalls mit der Sendefrequenz fS oszillierende elektrische Wechselspannung erzeugt, die nachfolgend als Empfangssignal SE bezeichnet ist.
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Der Eingangsverstärker 44, der Tiefpass 45, der Multiplikator 47 und der Bandpass 48 bilden den Kern eines Empfangsschaltkreises 53, der als Überlagerungsempfänger aufgebaut ist. Diesem Empfangsschaltkreis 53 ist der Lokaloszillator 46 zur Erzeugung eines zumindest annähernd sinusförmigen Oszillationssignals SO mit einer Oszillationsfrequenz fO zugeordnet. Anstelle des Demodulators eines gewöhnlichen Überlagerungsempfängers, wie er in der Funk- und Radiotechnik eingesetzt wird, ist dem Empfangsschaltkreis 53 zur ausgangsseitigen Signalverarbeitung das Kapazitätsmessglied 49 zugeordnet.
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Innerhalb des Empfangsschaltkreises 53 wird das Empfangssignal SE durch den Eingangsverstärker 44 verstärkt und durch den Tiefpass 45 vorgefiltert, indem hochfrequente Störanteile in dem Empfangssignal SE eliminiert werden. Der Momentanwert des solchermaßen vorgefilterten Empfangssignals SE wird in dem Multiplikator 47 mit dem Momentanwert des Oszillationssignals SO analog multipliziert. Der Multiplikator 47 gibt als Result dieser Multiplikation ein Mischsignal SM aus, das sich aus einer additiven Überlagerung eines – im Vergleich zu der Sendefrequenz fS – niederfrequenten Zwischenfrequenzsignals SZ und eines – im Vergleich zu der Sendefrequenz fS – hochfrequenten Spiegelsignals SSP zusammensetzt. Das Zwischenfrequenzsignal SZ hat hierbei eine Zwischenfrequenz fZ, die sich aus der Differenz der Sendefrequenz fS und der Oszillationsfrequenz fO ergibt: fZ = |fS – fO|
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Das Spiegelsignal SSP hat dagegen eine Spiegelfrequenz fSP, die sich aus der Summe der Sendefrequenz fS und der Oszillationsfrequenz fO ergibt: fSP = fS + fO
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Durch den dem Multiplikator 47 nachgeschalteten Bandpass 48 wird das hochfrequente Spiegelsignal SSP ausgefiltert. Das verbleibende Zwischenfrequenzsignal SZ wird dem Kapazitätsmessglied 49 zugeleitet, das hieraus die Messgröße M zunächst in Form eines analogen Spannungssignals erzeugt. Das Kapazitätsmessglied 49 ermittelt die Messgröße M durch Bestimmung der Amplitude des Zwischenfrequenzsignals SZ. Das Kapazitätsmessglied 49 kann durch die Steuereinheit 51 durch ein Steuersignal CR zurückgesetzt (reset) werden.
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Bei dem Lokaloszillator 46 handelt es sich um einen stimm- oder schaltbaren Oszillator, so dass die von ihm ausgegebene Oszillationsfrequenz fO kontinuierlich oder zwischen mindestens zwei diskreten Werten veränderlich ist. Die Oszillationsfrequenz fO kann hierbei von der Steuereinheit 51 mittels eines Führungssignals CL variiert werden. Im Betrieb des Sensors 21 wird die Oszillationsfrequenz fO stets so eingestellt, dass die Zwischenfrequenz fZ unabhängig von dem Wert der Sendefrequenz fS stets auf einem vorgegebenen Wert, z. B. etwa 500 kHz, konstant bleibt. Dem Kapazitätsmessglied 49 ist somit trotz des variablen Werts der Sendefrequenz fS stets eine konstante Frequenz zugeführt, auf die das Kapazitätsmessglied 49 ausgelegt werden kann.
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In bevorzugter Ausführung ist die Steuereinheit 51 in die Auswerteeinheit 22 der Kollisionsschutzvorrichtung 20 integriert. Insbesondere können sich der Sensor 21 und die Auswerteeinheit 22 einen gemeinsamen Mikrocontroller teilen, in dem sowohl die Steuerlogik für den Sensor 21 als auch die Algorithmen für die Erkennung des Einklemmfalls implementiert sind. Alternativ hierzu kann der Sensor 21 aber auch über eine eigene Steuereinheit 51 verfügen. In diesem Fall wird die Messgröße M von der Steuereinheit 51 an die Auswerteeinheit 22 der Kollisionsschutzvorrichtung 20 weitergeleitet.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Heckklappe
- 3
- Oberkante
- 4
- Karosserie
- 5
- Schließstellung
- 6
- Öffnungsstellung
- 7
- Zwischenstellung
- 8
- Öffnungsbereich
- 10
- Stellvorrichtung
- 11
- Antrieb
- 12
- Stellmechanik
- 13
- Hebelarm
- 14
- Zylinderrohr
- 15
- Spindel
- 16
- Schließkante
- 17
- Kante
- 20
- Kollisionsschutzvorrichtung
- 21
- Sensor
- 22
- Auswerteeinheit
- 25
- Elektrodenanordnung
- 30
- Sendeelektrode
- 31
- Empfangselektrode
- 40a, b
- Schwingkreis
- 41
- Schalter
- 42
- (Zeit-)Multiplexer
- 43
- Ausgangsverstärker
- 44
- Eingangsverstärker
- 45
- Tiefpass
- 46
- Lokaloszillator
- 47
- Multiplikator
- 48
- Bandpass
- 49
- Kapazitätsmessglied
- 50
- A/D-Wandler
- 51
- Steuereinheit
- 52
- Signalerzeugungsschaltkreis
- 53
- Empfangsschaltkreis
- fO
- Oszillationsfrequenz
- fS
- Sendefrequenz
- fSP
- Spiegelfrequenz
- fZ
- Zwischenfrequenz
- A
- Schwenkachse
- CL
- Führungssignal
- CM
- Multiplex-Signal
- CR
- Steuersignal
- CS
- Schaltsignal
- M
- Messgröße
- SE
- Empfangssignal
- SM
- Mischsignal
- SO
- Oszillationssignal
- SSP
- Spiegelsignal
- ST
- Sendesignal
- SZ
- Zwischenfrequenzsignal
- W
- Warnsignal
