DE102013015644A1 - Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug - Google Patents

Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102013015644A1
DE102013015644A1 DE201310015644 DE102013015644A DE102013015644A1 DE 102013015644 A1 DE102013015644 A1 DE 102013015644A1 DE 201310015644 DE201310015644 DE 201310015644 DE 102013015644 A DE102013015644 A DE 102013015644A DE 102013015644 A1 DE102013015644 A1 DE 102013015644A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
sensor electrode
transmitter output
capacitance
measuring element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310015644
Other languages
English (en)
Inventor
Holger Würstlein
Florian Pohl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile SE and Co KG filed Critical Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority to DE201310015644 priority Critical patent/DE102013015644A1/de
Publication of DE102013015644A1 publication Critical patent/DE102013015644A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960705—Safety of capacitive touch and proximity switches, e.g. increasing reliability, fail-safe
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96078—Sensor being a wire or a strip, e.g. used in automobile door handles or bumpers

Abstract

Erfindungsgemäß umfasst ein kapazitiver Sensor (1) für ein Fahrzeug ein analoges Kapazitätsmessglied (2), das einen ersten Senderausgang (5) sowie einen Empfängereingang (6) aufweist. Außerdem umfasst der kapazitive Sensor (1) eine erste Sensorelektrode (3), die über eine erste Messleitung (7) mit dem ersten Senderausgang (5) verbunden ist. Das Kapazitätsmessglied (2) ist dazu eingerichtet, in einem Messmodus durch Ausgabe eines Messsignals (SM1) über den ersten Senderausgang (5) an die erste Sensorelektrode (3) eine Sensorkapazität (CS1) zu ermitteln. Ferner ist das Kapazitätsmessglied (2) dazu eingerichtet, in einem Diagnosemodus durch Übermittlung eines Diagnosesignals (SD) zwischen dem ersten Senderausgang (5) und dem Empfängereingang (6) die elektrische Kontaktierung zwischen der ersten Sensorelektrode (3) und dem ersten Senderausgang (5) zu überprüfen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Sensor für ein Fahrzeug. Ein solcher kapazitiver Sensor ist beispielsweise dazu vorgesehen, im Rahmen einer Einklemmschutzvorrichtung ein Hindernis im Stellweg eines bewegten Fahrzeugteils zu erkennen oder durch Detektion einer bestimmten Bewegung im Messbereich des Sensors berührungslos ein Bediensignal eines Fahrzeugnutzers zu erkennen.
  • Ein kapazitiver Sensor umfasst üblicherweise eine Elektrodenanordnung mit mindestens einer Sensorelektrode, die zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes mit einer Signalerzeugungsschaltung verschaltet ist. Weiterhin umfasst ein kapazitiver Sensor ein – oft in analoger Schaltungstechnik ausgeführtes – Kapazitätsmessglied, beispielsweise in Form eines Transimpedanzverstärkers, das mit derselben Sensorelektrode oder einer anderen Sensorelektrode des Sensors verschaltet ist, um ein für die elektrische Kapazität der Elektrodenanordnung (nachfolgend auch: Sensorkapazität) charakteristisches Kapazitätssignal zu erfassen.
  • Je nach Bauart des kapazitiven Sensors werden die Kapazität der Sensorelektrode gegenüber Masse (Ein-Elektroden-Messung) oder die Kapazität zwischen zwei Sensorelektroden (Sender-Empfänger-Messung) gemessen.
  • Zur einwandfreien Funktion des kapazitiven Sensors, also insbesondere zur präzisen Bestimmung des Kapazitätssignals, ist es hierbei allerdings wichtig, dass die oder jede Sensorelektrode fehlerfrei mit dem Kapazitätsmessglied elektrisch verbunden ist. Zusätzlich umfasst ein kapazitiver Sensor oft eine Steuereinheit, beispielsweise in Form eines Mikrocontrollers, die zur weiteren Auswertung des Kapazitätssignals dient.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten, aber dennoch funktionssicheren kapazitiven Sensor für ein Fahrzeug anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
  • Der kapazitive Sensor umfasst ein analoges Kapazitätsmessglied, das einen ersten Senderausgang sowie einen Empfängereingang aufweist. Des Weiteren umfasst der kapazitive Sensor eine erste Sensorelektrode, die über eine erste Messleitung mit dem ersten Senderausgang verbunden ist. Das Kapazitätsmessglied ist dazu eingerichtet, in einem Messmodus durch Ausgabe eines Messsignals über den ersten Senderausgang an die erste Sensorelektrode eine Sensorkapazität (vorzugsweise gegenüber Masse) zu ermitteln.
  • Erfindungsgemäß ist das Kapazitätsmessglied weiterhin dazu eingerichtet, in einem Diagnosemodus durch Übermittlung eines Diagnosesignals zwischen dem ersten Senderausgang und dem Empfängereingang die elektrische Kontaktierung zwischen der ersten Sensorelektrode und dem ersten Senderausgang zu überprüfen. Für den Fall, dass durch Auswertung des Diagnosesignals eine (hinreichend gute) elektrische Verbindung zwischen dem ersten Senderausgang und dem Empfängereingang detektiert wird, wird die Kontaktierung der ersten Sensorelektrode als korrekt, d. h. fehler- oder einwandfrei eingestuft. Das Kapazitätsmessglied ist vorzugsweise dazu eingerichtet, anderenfalls eine Fehlermeldung, z. B. ein elektrisches, optisches und/oder akustisches Warnsignal, auszugeben. Vorzugsweise ist die Messleitung der ersten Sensorelektrode mittels einer Steckverbindung mit dem ersten Senderausgang verbunden. Das Kapazitätsmessglied prüft in diesem Fall somit im Diagnosemodus insbesondere, ob die Steckverbindung einwandfrei montiert ist.
  • Dadurch, dass das Kapazitätsmessglied unmittelbar dazu eingerichtet ist, die Übermittlung des Diagnosesignals zwischen dem ersten Senderausgang und dem Empfängereingang zu überprüfen, kann vorteilhafterweise der Einsatz eines zusätzlichen Steuerglieds (z. B. eines Controllers) zur Überprüfung der einwandfreien Kontaktierung entfallen. Der kapazitive Sensor ist somit besonders einfach aufgebaut und aufgrund der Implementierung des Diagnosemodus in dem analogen Kapazitätsmessglied besonders fehlersicher.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der zu prüfenden Messleitung eine Rückleitung parallelgeführt, über die die erste Sensorelektrode mit dem Empfängereingang verbunden ist. Im Diagnosemodus wird somit das Diagnosesignal von dem ersten Senderausgang über die erste Messleitung bis zu der ersten Sensorelektrode, und von dieser zurück über die erste Rückleitung an den Empfängereingang übertragen. Das Kapazitätsmessglied ist mit anderen Worten dazu eingerichtet, den Empfang des Diagnosesignals am Empfängereingang und folglich die elektrische Durchgängigkeit der ersten Messleitung und der ersten Rückleitung zu überprüfen.
  • Um einen Kurzschluss zwischen dem ersten Senderausgang und dem Empfängereingang zu verhindern, ist in zweckmäßiger Ausführung in die erste Rückleitung ein Impedanzglied geschaltet. Bei dem Impedanzglied handelt es sich wahlweise um einen definierten ohmschen Widerstand, um eine Spule mit definierter Induktivität, um einen Kondensator mit definierter Kapazität oder um eine Kombination solcher Bauteile.
  • In bevorzugter Ausführung ist das Kapazitätsmessglied dazu eingerichtet, im Messmodus den Empfängereingang abzuschalten. Das Kapazitätsmessglied führt also im Messmodus mittels der ersten Sensorelektrode eine Messung gegen Masse durch. Das heißt, dass das Kapazitätsmessglied einen Istwert der zwischen der ersten Sensorelektrode und einem in der Umgebung der ersten Sensorelektrode nächstliegenden geerdeten Gegenstand (z. B. einer Person oder einem sonstigen, leblosen Gegenstand) gebildeten Sensorkapazität erfasst. Um den Empfängereingang abzuschalten, ist das Kapazitätsmessglied insbesondere dazu eingerichtet, den Empfängereingang hochohmig (insbesondere auf einen quasi-unendlichen Eingangswiderstand) zu schalten. Alternativ hierzu ist das Kapazitätsmessglied insbesondere für den Fall, dass das Impedanzglied in die erste Rückleitung geschaltet ist, dazu eingerichtet, zum Abschalten des Empfängereingangs diesen auf Masse zu schalten. Das Impedanzglied ist dabei vorzugsweise derart dimensioniert, dass im Messmodus (also bei auf Masse geschaltetem Empfängereingang) das Messsignal in lediglich vernachlässigbarer Weise durch das Impedanzglied belastet, d. h. beeinflusst wird, und dass im Diagnosemodus das Diagnosesignal mit zur Detektion hinreichender Signalstärke am Empfängereingang anliegt.
  • In zweckmäßiger Weiterentwicklung dieser Ausführungsform der Erfindung umfasst der kapazitive Sensor zusätzlich zu der ersten Sensorelektrode eine zweite Sensorelektrode, die über eine zweite Messleitung mit einem zweiten Senderausgang des Kapazitätsmessglieds verbunden ist. Der kapazitive Sensor weist somit zwei Sensorelektroden auf, die im Messmodus vorzugsweise separat voneinander zur Messung gegen Masse genutzt werden können, so dass der Messbereich des kapazitiven Sensors vorteilhaft erweitert wird. Vorzugsweise ist dabei auch die zweite Sensorelektrode über eine (zweite) Rückleitung mit dem Empfängereingang verbunden. In diesem Fall wird durch das Kapazitätsmessglied im Diagnosemodus auch die Kontaktierung der zweiten Sensorelektrode überprüft, indem das Diagnosesignal über den zweiten Senderausgang an die zweite Sensorelektrode ausgegeben und über die zweite Rückleitung auf den Empfängereingang zurückgeführt wird.
  • Bevorzugt ist auch in die zweite Rückleitung ein Impedanzglied geschaltet.
  • In einer alternativen Ausführung ist die erste Sensorelektrode nur über ihre erste Messleitung mit dem Kapazitätsmessglied, d. h. mit dem ersten Senderausgang verbunden. Eine zusätzliche Verbindung (z. B. die vorstehend beschriebene erste Rückleitung) zwischen der ersten Sensorelektrode und dem Kapazitätsmessglied ist in dieser Ausführung also nicht vorgesehen. Der kapazitive Sensor umfasst hierbei zweckmäßigerweise eine zweite Sensorelektrode, die über eine Diagnoseleitung – insbesondere galvanisch – mit dem Empfängereingang gekoppelt ist. Das Kapazitätsmessglied ist hierbei vorzugsweise dazu eingerichtet, im Diagnosemodus am Empfängereingang das zwischen der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode durch kapazitive Kopplung übertragene Diagnosesignal zu messen. Das heißt, dass bei dieser Ausführung des kapazitiven Sensors die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode zu einer Sender-Empfänger-Messung verschaltet sind. Der Empfang des Diagnosesignals am Empfängereingang wird dabei von dem Kapazitätsmessglied als Nachweis für die ordnungsgemäße Kontaktierung sowohl der ersten Sensorelektrode mit dem ersten Senderausgang als auch der zweiten Sensorelektrode mit dem Empfängereingang gewertet.
  • Um hierbei auch die zweite Sensorelektrode im Messmodus für eine (zweite) Messung gegen Masse nutzen zu können, weist in zweckmäßiger Ausführung das Kapazitätsmessglied wiederum einen zweiten Senderausgang auf. Mit diesem zweiten Senderausgang ist die zweite Sensorelektrode vorzugsweise zusätzlich über eine zweite Messleitung verbunden.
  • Für den Fall, dass zwei Senderausgänge vorhanden sind, ist das Kapazitätsmessglied zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, im Diagnosemodus den jeweils anderen Senderausgang abzuschalten, wenn das Diagnosesignal von dem ersten oder dem zweiten Senderausgang ausgegeben wird.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung einen kapazitiven Sensor mit einem Kapazitätsmessglied und zwei kapazitiven Sensorelektroden, und
  • 2–4 in Ansicht gemäß 1 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel des kapazitiven Sensors.
  • Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein kapazitiver Sensor 1 dargestellt, der ein Kapazitätsmessglied 2 sowie eine erste Sensorelektrode 3 und eine zweite Sensorelektrode 4 umfasst.
  • Das Kapazitätsmessglied 2 weist einen ersten Senderausgang 5 sowie einen Empfängereingang 6 auf. Die Sensorelektrode 3 ist mit dem ersten Senderausgang 5 über eine erste Messleitung 7 verbunden. Die erste Messleitung 7 ist hierbei in einen elektrodenseitigen Abschnitt 8 und einen messgliedseitigen Abschnitt 9 aufgeteilt. Im dargestellten Montagezustand ist der elektrodenseitige Abschnitt 8 der ersten Messleitung 7 mit dem messgliedseitigen Abschnitt 9 der ersten Messleitung 7 über eine Steckverbindung 10 gekoppelt.
  • Bei dem elektrodenseitigen Abschnitt 8 der ersten Messleitung 7 handelt es sich um den fest mit der ersten Sensorelektrode 3 verbundenen Abschnitt der ersten Messleitung 7. Der messgliedseitige Abschnitt 9 der ersten Messleitung 7 stellt folglich den fest mit dem Kapazitätsmessglied 2, konkret den mit dem ersten Senderausgang 5 verbundenen Abschnitt der ersten Messleitung 7 dar. Im Rahmen der Erfindung ist es dabei denkbar, dass der messgliedseitige Abschnitt 9 beispielsweise durch eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte des Kapazitätsmessglieds 2 gebildet ist.
  • Die zweite Sensorelektrode 4 ist über eine Diagnoseleitung 12 mit dem Empfängereingang 6 verbunden. Die Diagnoseleitung 12 ist dabei ebenfalls mit ihrem elektrodenseitigen Abschnitt 8 und ihrem messgliedseitigen Abschnitt 9 über einen Steckverbinder 10 gekoppelt.
  • Der kapazitive Sensor 1 ist dazu eingerichtet und vorgesehen, den Abstand eines Gegenstandes oder einer Person zu der ersten Sensorelektrode 3 zu ermitteln. Dazu gibt das Kapazitätsmessglied 2 in einem Messmodus über den ersten Senderausgang 5 ein erstes Messsignal SM1 an die erste Sensorelektrode 3 aus. Außerdem schaltet das Kapazitätsmessglied 2 im Messmodus den Empfängereingang 6 ab, indem der Empfängereingang 6 hochohmig, also mit einem hohen Widerstand verschaltet wird. Das Kapazitätsmessglied 2 führt dabei im Messmodus mittels der ersten Sensorelektrode 3 eine Kapazitätsmessung gegen Masse durch. Hierbei bildet die erste Sensorelektrode 3 mit dem nächstliegenden Gegenstand in der Umgebung der ersten Sensorelektrode 3 einen Sensorkondensator mit einer (ersten) Sensorkapazität CS1. Der aktuelle Wert der Sensorkapazität CS1 wird hierbei von dem Kapazitätsmessglied 2 erfasst und als charakteristische Größe für den Abstand des Gegenstands zu der ersten Sensorelektrode 3 (z. B. an eine übergeordnete Steuerung des Fahrzeugs) ausgegeben.
  • Zur Überprüfung der korrekten Kontaktierung der ersten Sensorelektrode 3 und der zweiten Sensorelektrode 4 über den jeweiligen Steckverbinder 10 gibt das Kapazitätsmessglied 2 in einem Diagnosemodus ein Diagnosesignal SD über den ersten Senderausgang 5 an die erste Sensorelektrode 3 aus. In diesem Fall ist der Empfängereingang 6 aktiv geschaltet. Das Diagnosesignal SD wird hierbei durch kapazitive Kopplung zwischen der ersten Sensorelektrode 3 und der zweiten Sensorelektrode 4 übertragen und kann – vorausgesetzt, dass die erste und die zweite Sensorelektrode 3 bzw. 4 einwandfrei an den jeweiligen Steckverbindungen 10 kontaktiert sind – am Empfängereingang 6 von dem Kapazitätsmessglied 2 gemessen werden. Das heißt, dass das Kapazitätsmessglied 2 im Diagnosemodus die erste Sensorelektrode 3 und die zweite Sensorelektrode 4 nach dem Sender-Empfänger-Prinzip miteinander verschaltet.
  • In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des kapazitiven Sensors 1 dargestellt. Das Kapazitätsmessglied 2 umfasst hierbei zusätzlich zu dem vorstehen beschriebenen Ausführungsbeispiel einen zweiten Senderausgang 13, der mittels einer zweiten Messleitung 14 auf die Diagnoseleitung 12 der zweiten Sensorelektrode 4 aufgeschaltet ist. Dadurch kann das Kapazitätsmessglied 2 die zweite Sensorelektrode 4 für eine zweite Messung gegen Masse ansteuern, indem über den zweiten Senderausgang 13 ein zweites Messsignal SM2 an die zweite Sensorelektrode 4 ausgegeben wird. Die zweite Sensorelektrode 4 bildet hierbei analog zu der ersten Sensorelektrode 3 mit einem nächstliegenden Gegenstand einen (zweiten) Sensorkondensator mit der Sensorkapazität CS2. Die Diagnose der korrekten Kontaktierung der der ersten Sensorelektrode 3 und der zweiten Sensorelektrode 4 erfolgt hierbei analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, wobei der zweite Senderausgang 13 abgeschaltet ist. Die Detektion des Diagnosesignals SD am Empfängereingang 6 wird dabei als Nachweis der korrekten Kontaktierung sowohl der ersten Sensorelektrode 3 als auch der zweiten Sensorelektrode 4 herangezogen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die erste Sensorelektrode 3 über die erste Messleitung 7 mit dem ersten Senderausgang 5 und mittels einer ersten Rückleitung 15 mit dem Empfängereingang 6 verbunden. Der elektrodenseitige Abschnitt 8 der ersten Messleitung 7 und der Rückleitung 15 ist in Form eines verdrillten, zweiadrigen Sensorkabels 16 ausgeführt, das mittels einer Crimpverbindung mit der ersten Sensorelektrode 3 kontaktiert ist. Die Steckverbindung 10 ist hierbei in Form eines Doppelsteckers ausgeführt, mittels dessen die beiden Leitungsadern des zweiadrigen Sensorkabels 16 mit der ersten Messleitung 7 und der ersten Rückleitung 15 verbunden werden. Um einen Kurzschluss zwischen dem ersten Senderausgang 5 und dem Empfängereingang 6 zu vermeiden, ist in die erste Rückleitung 15 (messgliedseitig) ein Impedanzglied 17 geschaltet.
  • Das Kapazitätsmessglied 2 ist dazu eingerichtet, im Messmodus den Empfängereingang 6 abzuschalten, so dass über den ersten Senderausgang 5 und die erste Messleitung 7 eine Kapazitätsmessung gegen Masse durchgeführt werden kann. Im Diagnosemodus ist dagegen der Empfängereingang 6 aktiv geschaltet. Das Kapazitätsmessglied 2 sendet im Diagnosemodus das Diagnosesignal SD über die erste Messleitung 7 an die erste Sensorelektrode 3, wobei – eine einwandfreie Kontaktierung vorausgesetzt – das Diagnosesignal SD über die erste Rückleitung 15 an den Empfängereingang 6 zurückgeleitet wird. Das Kapazitätsmessglied 2 überprüft im Diagnosemodus also konkret den Durchgang des Diagnosesignals SD über die erste Messleitung 7 auf die erste Sensorelektrode 3 und von dieser über die erste Rückleitung 15 auf den Empfängereingang 6.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 4 umfasst das Kapazitätsmessglied 2 neben dem ersten Senderausgang 5 und dem Empfängereingang 6 den zweiten Senderausgang 13. An dem zweiten Senderausgang 13 ist die zweite Sensorelektrode 4 über eine zweite Messleitung 18 angeschlossen. Die zweite Sensorelektrode 4 ist außerdem über eine zweite Rückleitung 19 mit dem Empfängereingang 6 gekoppelt. Dem kapazitiven Sensor 1 stehen somit wiederum jeweils zwei Sensorelektroden (nämlich die erste und die zweite Sensorelektrode 3 bzw. 4) zur Verfügung. Das Kapazitätsmessglied 2 gibt hierbei im Messmodus über den ersten Senderausgang 5 das Messsignal SM1 an die erste Sensorelektrode 3 und über den zweiten Senderausgang 13 das zweite Messsignal SM2 an die zweite Sensorelektrode 4 aus, um jeweils die Sensorkapazität CS1 bzw. CS2 gegen Masse zu messen.
  • Im Diagnosemodus wird die Kontaktierung der ersten Sensorelektrode 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 überprüft. Zur Überprüfung der Kontaktierung der zweiten Sensorelektrode 4 gibt das Kapazitätsmessglied 2 über den zweiten Senderausgang 13 das Diagnosesignal SD an die zweite Sensorelektrode 4 aus, und überprüft am Empfängereingang 6 den Durchgang des Diagnosesignals SD über die zweite Rückleitung 19. Die zweite Rückleitung 19 ist hierbei ebenso wie die erste Rückleitung 15 über ein Impedanzglied 17 auf den Empfängereingang 6 geführt.
  • In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kapazitätsmessglied 2 dazu eingerichtet, die erste Sensorelektrode 3 und die zweite Sensorelektrode 4 auch im Messmodus nach dem Sender-Empfänger-Prinzip anzusteuern. Hierzu wird beispielsweise der zweite Senderausgang 13 abgeschaltet und am Empfängereingang 6 das durch kapazitive Kopplung zwischen den beiden Sensorelektroden 3 und 4 übertragene Messsignal SM1 gemessen.
  • Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, für die Ausführungsbeispiele gemäß der 1 und 3 sowie für die Ausführungsbeispiele gemäß der 2 und 4 jeweils das gleiche Kapazitätsmessglied (also jeweils ein Kapazitätsmessglied mit einem Senderausgang oder mit zwei Senderausgängen) zu verwenden. Dadurch können verschiedenen Funktionen und Ausgestaltungen des kapazitiven Sensors 1 mittels eines Kapazitätsmessglieds realisiert werden, ohne dass zusätzlicher Entwicklungs- und/oder Konstruktionsaufwand anfällt.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    kapazitiver Sensor
    2
    Kapazitätsmessglied
    3
    Sensorelektrode
    4
    Sensorelektrode
    5
    Senderausgang
    6
    Empfängereingang
    7
    Messleitung
    8
    elektrodenseitiger Abschnitt
    9
    messgliedseitiger Abschnitt
    10
    Steckverbindung
    12
    Diagnoseleitung
    13
    Senderausgang
    14
    Messleitung
    15
    Rückleitung
    16
    Sensorkabel
    17
    Impedanzglied
    18
    Messleitung
    19
    Rückleitung
    SM1, SM2
    Messsignal
    SD
    Diagnosesignal
    CS1, CS2
    Sensorkapazität

Claims (8)

  1. Kapazitiver Sensor (1) für ein Fahrzeug, – mit einem analogen Kapazitätsmessglied (2), das einen ersten Senderausgang (5) sowie einen Empfängereingang (6) aufweist, und – mit einer ersten Sensorelektrode (3), die über eine erste Messleitung (7) mit dem ersten Senderausgang (5) verbunden ist, wobei das Kapazitätsmessglied (2) dazu eingerichtet ist, – in einem Messmodus durch Ausgabe eines Messsignals (SM1) über den ersten Senderausgang (5) an die erste Sensorelektrode (3) eine Sensorkapazität (CS1) zu ermitteln, und – in einem Diagnosemodus durch Übermittlung eines Diagnosesignals (SD) zwischen dem ersten Senderausgang (5) und dem Empfängereingang (6) die elektrische Kontaktierung zwischen der ersten Sensorelektrode (3) und dem ersten Senderausgang (5) zu überprüfen.
  2. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 1, wobei das Kapazitätsmessglied (2) dazu eingerichtet ist, im Messmodus den Empfängereingang (6) abzuschalten.
  3. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Sensorelektrode (3) über eine erste Rückleitung (15) mit dem Empfängereingang (6) verbunden ist.
  4. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 3, wobei in die erste Rückleitung (15) ein Impedanzglied (17) geschaltet ist.
  5. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 3 oder 4, mit einer zweiten Sensorelektrode (4), die über eine zweite Messleitung (18) mit einem zweiten Senderausgang (13) des Kapazitätsmessglieds (2) und über eine zweite Rückleitung (19) mit dem Empfängereingang (6) verbunden ist.
  6. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 5, wobei in die zweite Rückleitung (19) ein Impedanzglied (17) geschaltet ist.
  7. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, mit einer zweiten Sensorelektrode (4), die über eine Diagnoseleitung (12) mit dem Empfängereingang (6) verbunden ist, wobei das Kapazitätsmessglied (2) dazu eingerichtet ist, im Diagnosemodus am Empfängereingang (6) das zwischen der ersten Sensorelektrode (3) und der zweiten Sensorelektrode (4) übertragene Diagnosesignal (SD) zu messen.
  8. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 7, wobei zweite Sensorelektrode (4) über eine zweite Messleitung (14) zusätzlich mit einem zweiten Senderausgang (13) des Kapazitätsmessglieds (2) verbunden ist.
DE201310015644 2013-09-23 2013-09-23 Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug Withdrawn DE102013015644A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310015644 DE102013015644A1 (de) 2013-09-23 2013-09-23 Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310015644 DE102013015644A1 (de) 2013-09-23 2013-09-23 Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013015644A1 true DE102013015644A1 (de) 2015-03-26

Family

ID=52623276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310015644 Withdrawn DE102013015644A1 (de) 2013-09-23 2013-09-23 Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013015644A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109428577A (zh) * 2017-09-05 2019-03-05 胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司 用于在车辆中电容式地检测用户操作的传感器装置
WO2019105646A1 (de) * 2017-11-28 2019-06-06 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Berührungsempfindliches eingabegerät für ein fahrzeug und verfahren zum betrieb eines solchen eingabegeräts
WO2020239858A1 (de) * 2019-05-28 2020-12-03 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Anordnung zur verbindungsprüfung bei einer kapazitiven sensoranordnung eines fahrzeuges

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10310066B3 (de) * 2003-03-07 2005-02-17 Metzeler Automotive Profile Systems Gmbh Vorrichtung zum Erkennen eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich eines bewegbaren Schließelements
WO2008009305A1 (de) * 2006-07-21 2008-01-24 Testo Ag Verfahren zur früherkennung einer schädigung eines kapazitiven sensors und kapazitiver sensor mit diagnosefunktion
DE102007058707A1 (de) * 2007-12-06 2009-06-10 Infineon Technologies Ag Kapazitätssensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10310066B3 (de) * 2003-03-07 2005-02-17 Metzeler Automotive Profile Systems Gmbh Vorrichtung zum Erkennen eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich eines bewegbaren Schließelements
WO2008009305A1 (de) * 2006-07-21 2008-01-24 Testo Ag Verfahren zur früherkennung einer schädigung eines kapazitiven sensors und kapazitiver sensor mit diagnosefunktion
DE102007058707A1 (de) * 2007-12-06 2009-06-10 Infineon Technologies Ag Kapazitätssensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109428577A (zh) * 2017-09-05 2019-03-05 胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司 用于在车辆中电容式地检测用户操作的传感器装置
EP3451535A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-06 Huf Hülsbeck & Fürst GmbH & Co. KG Sensorvorrichtung zur kapazitiven erfassung einer benutzerhandlung bei einem fahrzeug
US11002879B2 (en) 2017-09-05 2021-05-11 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Sensor device for the capacitive detection of a user action in a vehicle
WO2019105646A1 (de) * 2017-11-28 2019-06-06 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Berührungsempfindliches eingabegerät für ein fahrzeug und verfahren zum betrieb eines solchen eingabegeräts
CN111418157A (zh) * 2017-11-28 2020-07-14 法雷奥开关和传感器有限责任公司 用于车辆的触敏输入设备以及用于操作该输入设备的方法
CN111418157B (zh) * 2017-11-28 2024-01-09 法雷奥开关和传感器有限责任公司 用于车辆的触敏输入设备以及用于操作该输入设备的方法
WO2020239858A1 (de) * 2019-05-28 2020-12-03 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Anordnung zur verbindungsprüfung bei einer kapazitiven sensoranordnung eines fahrzeuges

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2623940B1 (de) Prüfung einer Messgerätanordnung, entsprechende Messgerätanordnung und Prüfanordnung
DE112017000503T5 (de) Kapazitäts-Messschaltung mit Sensorverdrahtungsdiagnose
EP2715373B1 (de) Federkontaktstiftanordnung
EP3637114A1 (de) Hochvoltsystem und verfahren zur überwachung von isolationsfehlern in einem hochvoltsystem
EP2318852A1 (de) Akkumulatorüberwachungssystem
EP1797394B1 (de) Verfahren und anordnung zum bestimmen des abstandes zwischen einer profilierten oberfläche von einer sich relativ dazu bewegenden funktionsfläche mittels zweier messspulen
DE102013014824A1 (de) Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug
DE102005016127A1 (de) Sensorsystem
DE102013015644A1 (de) Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug
DE112016001348T5 (de) Kapazitives Erfassungssystem mit Gerätediagnosekonzept zur Erfassung einer Sensorunterbrechung
DE112020001835T5 (de) Mehrkanal-Kapazitäts-Abtastmessschaltung
DE102006033705B3 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur Überprüfung einer Schalterstellung und Verwendung der Schaltungsanordnung
DE112019000724T5 (de) Diagnose für kapazitiven Sensor
DE102009046691B4 (de) Sensorvorrichtung
EP3977619A1 (de) Anordnung zur verbindungsprüfung bei einer kapazitiven sensoranordnung eines fahrzeuges
DE102017222845A1 (de) Sensoreinrichtung zum Erfassen von elektrisch leitfähigen Medien, Verfahren zum Betreiben der Sensoreinrichtung
DE102012022927A1 (de) Kapazitiver Näherungssensor
DE102021111734A1 (de) Diagnosefähige Schaltungsanordnung und Verfahren zur Diagnose einer Schaltungsanordnung
DE102017122684A1 (de) Prüfvorrichtung und prüfverfahren zum prüfen eines datenkabels für ein kraftfharzeug mittels konstantstromquelle
DE102012015515A1 (de) Kapazitiver Sensor für eine Kollisionsschutzvorrichtung
EP1423719B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer sensoreinheit
EP4028783A1 (de) Batteriesensor
WO2011048155A2 (de) Verfahren zum betreiben eines elektromechanischen wandlersystems, sowie elektromechanisches wandlersystem
DE102019129802A1 (de) Kapazitive Sensorvorrichtung, Verfahren zum Betrieb einer kapazitiven Sensorvorrichtung, Bedienvorrichtung und Fahrzeug
WO2019105646A1 (de) Berührungsempfindliches eingabegerät für ein fahrzeug und verfahren zum betrieb eines solchen eingabegeräts

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01D0005240000

Ipc: G01V0003080000

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO. KOMMANDITGESELLSC, DE

Free format text: FORMER OWNER: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT, HALLSTADT, 96103 HALLSTADT, DE

Owner name: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELL, DE

Free format text: FORMER OWNER: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT, HALLSTADT, 96103 HALLSTADT, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: FDST PATENTANWAELTE FREIER DOERR STAMMLER TSCH, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO. KOMMANDITGESELLSC, DE

Free format text: FORMER OWNER: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT, BAMBERG, 96052 BAMBERG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: FDST PATENTANWAELTE FREIER DOERR STAMMLER TSCH, DE

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee