DE102015223672A1

DE102015223672A1 - Sensor device for detecting an actuation of a control element

Info

Publication number: DE102015223672A1
Application number: DE102015223672.2A
Authority: DE
Inventors: Hugo Kottas
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-01

Abstract

Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung zur Erkennung der Betätigung eines Bedienelementes beinhaltet einen Oszillator mit Induktivität und Kapazität, sowie einen Sensor mit einer weiteren Kapazität, die Teil der Kapazität des Oszillators ist. Desweiteren besteht die Sensoreinrichtung aus einer Auskoppeleinrichtung, sowie einer Frequenzmesseinrichtung und einer Amplitudenmesseinrichtung. Von einer Auswerteeinrichtung wird eine festgestellte Frequenzänderung als eine Betätigung des Bedienelementes detektiert, wenn durch die Amplitudenmesseinrichtung festgestellte Störgrößen einen Schwellwert unterschreiten. Zur weiteren Steigerung der Robustheit enthält die Sensoreinrichtung Filter und benutzt weitere Schwellwerte für die Frequenz- bzw. Amplitudenmessung.The sensor device according to the invention for detecting the actuation of a control element includes an oscillator with inductance and capacitance, and a sensor with a further capacitance, which is part of the capacity of the oscillator. Furthermore, the sensor device consists of a decoupling device, as well as a frequency measuring device and an amplitude measuring device. An evaluation device detects a detected change in frequency as an actuation of the operating element if disturbance variables determined by the amplitude measuring device fall below a threshold value. To further increase the robustness, the sensor device contains filters and uses further threshold values for the frequency or amplitude measurement.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Erkennung einer Betätigung eines Bedienelementes mit erhöhter Störfestigkeit, wie sie zum Beispiel im Interieurbereich von Kraftfahrzeugen für verschiedene Bedienfunktionen benötigt wird. The invention relates to a sensor device for detecting an actuation of a control element with increased immunity to interference, as required for example in the interior of motor vehicles for various operating functions.

Stand der Technik State of the art

Berührungssensoren als Schalter sind beispielsweise aus Mobiltelefonen bekannt. Diese ermöglichen eine intuitive Bedienung mit Fingern, Händen oder anderen Objekten, indem sie Berührungen an einer Bedienfläche detektieren. Hierbei werden in der Regel resistive oder kapazitive Sensoreinrichtungen verwendet. Diese Bedienelemente bekommen darüber hinaus zunehmend größere Ausmaße, um eine Vielzahl von Funktionen zu realisieren oder aber eine intuitivere Bedienung zu ermöglichen. Touch sensors as switches are known, for example, from mobile phones. These allow intuitive operation with fingers, hands or other objects by detecting touches on a control surface. In this case, resistive or capacitive sensor devices are usually used. In addition, these controls are becoming increasingly larger in size to accommodate a variety of functions or to provide more intuitive operation.

Im Kraftfahrzeug werden derzeit vor allem elektromechanische Schalter für Bedienzwecke verwendet. Ein Vorteil dieser elektromechanischen Schalter ist es, dass diese gegenüber elektromagnetischer Strahlung störresistent sind. Jedoch ist die Bedienung eines solchen Schalters aus EMV-Sicht trotzdem kritisch, da bei einem Schaltvorgang Störgrößen mit hohem Oberwellenanteil auf das Bordnetz des Kraftfahrzeugs rückwirken können. Bei der Verwendung von Berührungssensoren ist auch die kantenlose Integration in Interieurbauteile ohne sichtbare Übergänge möglich. In the motor vehicle, especially electromechanical switches are currently used for operating purposes. An advantage of these electromechanical switches is that they are resistant to interference from electromagnetic radiation. However, the operation of such a switch from the EMC point of view is still critical, since in a switching process disturbances with high harmonic content can react on the electrical system of the motor vehicle. When using touch sensors, the edgeless integration in interior components without visible transitions is possible.

In DE 10 2008 031 743 B4 wird eine Sensorschaltung mit LC-Schwingkreis für die Erkennung der Annäherung von Objekten offenbart. Die Erkennung der Annäherung kann entweder über eine Frequenzmessung oder eine Amplitudenmessung erfolgen. In DE 10 2008 031 743 B4 a sensor circuit with LC resonant circuit for detecting the approach of objects is disclosed. The detection of the approach can be done either by a frequency measurement or an amplitude measurement.

Ein sich näherndes Objekt verändert in einer Schaltungsanordnung die Kapazität der Elektrode und führt hierdurch zu einer veränderten Frequenz des Schwingkreises, was über eine Auswerteeinrichtung detektierbar ist. Die Verfälschung der gemessenen Frequenz durch Temperatureinflüsse kann aufgrund der deutlich höheren Zeitkonstante einer Temperaturänderung gegenüber der Frequenzänderung durch die Annäherung eines Objektes unterschieden werden. Jedoch ist die Schaltung anfällig gegen andere Störgrößen, z.B. elektromagnetische Wellen aus dem Fahrzeug selbst. An approaching object changes the capacitance of the electrode in a circuit arrangement and thereby leads to a changed frequency of the oscillatory circuit, which can be detected via an evaluation device. The falsification of the measured frequency by temperature influences can be distinguished by the approach of an object due to the much higher time constant of a temperature change compared to the frequency change. However, the circuit is susceptible to other disturbances, e.g. electromagnetic waves from the vehicle itself.

In einer anderen Schaltungsanordnung wird eine Amplitudenmodulation vollzogen und ein amplitudenmoduliertes Signal zu einer Auswerteeinrichtung geführt. Bei einer Annäherung eines Objektes an die Elektroden verändert sich die Kapazität der Elektroden und führt zu einer Abschwächung der Amplitude des amplitudenmodulierten Signals. Die Annäherung eines Objektes kann durch die Änderung der Amplitude detektiert werden. In another circuit arrangement, an amplitude modulation is performed and an amplitude-modulated signal is passed to an evaluation device. When an object approaches the electrodes, the capacitance of the electrodes changes and leads to a weakening of the amplitude of the amplitude-modulated signal. The approach of an object can be detected by the change in amplitude.

Im Automotive-Bereich gewinnt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) weiter an Bedeutung, da der Einsatz von elektronischen Geräten (elektronische Steuergeräte, Aktuatoren, Multimedia- und Entertainment-Systeme) ständig zunimmt. Bei dem bisherigen Einsatz von kapazitiven Sensoren, bevorzugt in Abmaßen im cm²-Bereich, konnten lediglich sehr hochfrequente Störgrößen einkoppeln. Mit der Vergrößerung der Sensorfläche kommt einem solchen Sensor jedoch verstärkt Antennencharakter für niederfrequentere Störgrößen zu. Da sich die Strukturen vergrößern, können auch größere Wellenlängen einkoppeln, wie beispielsweise AM- und FM-Radiowellen. Da die Anzahl möglicher Störer steigt, wird die Anforderung an die Störfestigkeit verbauter Komponenten zunehmen. In the automotive sector, electromagnetic compatibility (EMC) continues to gain in importance as the use of electronic devices (electronic control units, actuators, multimedia and entertainment systems) is constantly increasing. In the previous use of capacitive sensors, preferably in dimensions in the cm ² range, could only couple very high-frequency disturbances. With the enlargement of the sensor surface, however, such a sensor increasingly has an antenna character for lower-frequency disturbance variables. As structures increase, larger wavelengths can also be launched, such as AM and FM radio waves. As the number of potential interferers increases, the immunity requirements of built-in components will increase.

Besonders im Hinblick auf die Fahrsicherheit ist ein erkanntes, aber nicht gewolltes Auslösen eines Sensors kritisch. So bedeutet eine für den Fahrer plötzlich sensorbedingt auftretende Ablenkung im schlimmsten Fall ein Aufschrecken, das zu Gefahrensituationen führen kann. Especially with regard to driving safety is a recognized, but not wanted trigger a sensor critical. Thus, a sudden sensor-induced distraction for the driver in the worst case means a startle that can lead to dangerous situations.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung zur Erkennung einer Betätigung eines Bedienelementes bezüglich der beschriebenen Nachteile zu verbessern. The invention is therefore based on the object to improve a sensor device for detecting an actuation of a control element with respect to the disadvantages described.

Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung mittels einer Sensoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. This object is achieved by the present invention by means of a sensor device having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.

Die vorgelegte Sensoreinrichtung für Bedienelemente besteht aus einem Oszillator mit einer Induktivität und einer ersten Kapazität, sowie einem damit verbundenen Sensor mit einer zweiten Kapazität, die parallel zur ersten Kapazität geschaltet sein kann. Dieser Sensor kann als Elektrode ausgeführt sein. The presented sensor device for operating elements consists of an oscillator with an inductance and a first capacitance, and a sensor connected thereto with a second capacitance, which may be connected in parallel to the first capacitance. This sensor can be designed as an electrode.

Durch die Berührung des Bedienelementes, beispielsweise mit einem Finger oder einer Hand, verändert sich die Kapazität des Sensors und damit auch die Kapazität des Oszillators. In Folge der Kapazitätsänderung verstimmt sich der Oszillator und die Frequenz ändert sich. By touching the operating element, for example with a finger or a hand, the capacitance of the sensor and thus also the capacitance of the oscillator changes. As a result of the capacitance change, the oscillator detunes and the frequency changes.

Darüber hinaus beinhaltet die Einrichtung eine Auskoppeleinrichtung für ein Messsignal. Das Messsignal wird von einer Frequenzmesseinrichtung und einer Amplitudenmesseinrichtung ausgewertet. Eine Auswerteeinrichtung, beispielsweise ein Mikrocontroller, detektiert eine, durch die Frequenzmesseinrichtung festgestellte Frequenzänderung als eine Betätigung des Bedienelementes nur dann, wenn durch die Amplitudenmesseinrichtung festgestellte Störgrößen einen Schwellwert unterschreiten. Frequenz und Amplitude werden gleichzeitig gemessen und parallel zur Erkennung einer einzelnen Betätigung eines Bedienelements und zur Verifizierung der Betätigung ausgewertet. In addition, the device includes a decoupling device for a measurement signal. The measuring signal is from a frequency measuring device and an amplitude measuring device evaluated. An evaluation device, for example a microcontroller, detects a frequency change detected by the frequency measuring device as an actuation of the operating element only if disturbance variables determined by the amplitude measuring device fall below a threshold value. Frequency and amplitude are measured simultaneously and evaluated in parallel to the detection of a single operation of a control element and to verify the operation.

Durch die Verifizierung wird die Einrichtung resistent gegen durch elektromagnetische Wellen einkoppelnde Störgrößen, wobei die Sensitivität anhand des Schwellwertes eingestellt werden kann. Anhand der Amplitudenmessung kann eine Fehlinterpretation aufgrund von einkoppelnden Störungen ausgeschlossen werden. By means of the verification, the device becomes resistant to disturbances that couple in by electromagnetic waves, whereby the sensitivity can be adjusted on the basis of the threshold value. Based on the amplitude measurement, a misinterpretation due to coupling interference can be excluded.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird ein Filter, insbesondere ein Bandpassfilter, vor der Amplitudenmesseinrichtung eingeführt. Damit kann die Störfestigkeit weiter verbessert werden. Durch den Filter werden nur Signale im für den Oszillator charakteristischen Frequenzspektrum, inklusive der Frequenzänderung durch den Sensor, weitergeleitet. Somit werden Amplitudenerhöhungen außerhalb des charakteristischen Spektrums bereits vor der Amplitudenmesseinrichtung herausgefiltert. In an advantageous development, a filter, in particular a bandpass filter, is introduced in front of the amplitude measuring device. Thus, the noise immunity can be further improved. Through the filter, only signals in the characteristic for the oscillator frequency spectrum, including the frequency change by the sensor, forwarded. Thus, amplitude increases outside the characteristic spectrum are filtered out even before the amplitude measuring device.

Ebenso ist eine vorteilhafte Ausgestaltung mit einem Filter, insbesondere einem Bandpassfilter vor der Frequenzmesseinrichtung möglich, um nur für den Schwingkreis typische Frequenzbereiche auf Frequenzänderungen zu analysieren. Hierdurch können Störgrößen, welche sich außerhalb des zu betrachtenden Frequenzbereichs befinden, herausgefiltert werden, wodurch sich einfachere Auswertemechanismen realisieren lassen. Likewise, an advantageous embodiment with a filter, in particular a band-pass filter in front of the frequency measuring device is possible in order to analyze frequency ranges which are typical only for the oscillatory circuit. As a result, disturbance variables which are located outside the frequency range to be considered can be filtered out, as a result of which simpler evaluation mechanisms can be implemented.

Wenn Amplituden- und Frequenzmesseinrichtungen bezüglich der Frequenzsensitivität unterschiedliche Hardwarevoraussetzungen haben, ist es vorteilhaft, zwei getrennte Filter für beide Einrichtungen einzusetzen, um die Filterwirkung optimal anzupassen. Es wäre jedoch auch denkbar, erst nach einem gemeinsamen Filter, die Messung von Frequenz und Amplitude vorzunehmen. If amplitude and frequency measuring devices have different hardware requirements with regard to frequency sensitivity, it is advantageous to use two separate filters for both devices in order to optimally adapt the filtering effect. However, it would also be conceivable to carry out the measurement of frequency and amplitude only after a common filter.

Vorteilhafterweise wird bei der Bestimmung der Störgrößen für den Vergleich mit einem Schwellwert ein Mittelwert der Amplituden einer bestimmten Anzahl an Messungen gebildet. Advantageously, an average value of the amplitudes of a specific number of measurements is formed when determining the disturbance variables for the comparison with a threshold value.

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden Frequenzänderungen von der Auswerteeinrichtung als eine Betätigung detektiert, wenn diese größer als ein Frequenzänderungsschwellwert sind. Hierdurch werden kleine Frequenzänderungen, wie sie beispielsweise aus Messungenauigkeiten resultieren können, bei der Auswertung unterdrückt. Der Frequenzänderungsschwellwert kann je nach gewünschter Sensitivität angepasst werden. In an advantageous development, frequency changes are detected by the evaluation device as an actuation if these are greater than a frequency change threshold value. As a result, small frequency changes, such as may result from measurement inaccuracies, are suppressed during the evaluation. The frequency change threshold can be adjusted according to the desired sensitivity.

Darüber hinaus kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ein gemessener Amplitudenwert mit einem ersten Amplitudenschwellwert verglichen werden. Bei Überschreiten dieses ersten Amplitudenschwellwertes wird die Frequenzänderung nicht ausgewertet. Hierdurch reagiert die Sensoreinrichtung unmittelbar auf Erhöhungen der Amplitude, als Maß für die Störgrößen, und verhindert die Detektion der Betätigung eines Bedienelementes, wenn einkoppelnde Störgrößen zu groß werden. In addition, in a further advantageous embodiment, a measured amplitude value can be compared with a first amplitude threshold value. When this first amplitude threshold value is exceeded, the frequency change is not evaluated. As a result, the sensor device reacts directly to increases in the amplitude, as a measure of the disturbance variables, and prevents the detection of the actuation of a control element if coupling-in disturbances become too great.

Des Weiteren kann ebenso ein zweiter Amplitudenschwellwert festgelegt sein, wobei ein Unterschreiten des zweiten Amplitudenschwellwertes, nach dem vorangehenden Überschreiten des ersten Amplitudenschwellwerts, wieder eine Auswertung der Frequenzänderung durch die Auswerteeinrichtung bewirkt. Durch die Trennung von erstem Amplitudenschwellwert und zweitem Amplitudenschwellwert wird vermieden, dass um den ersten Amplitudenschwellwert schwankende Amplitudenwerte zu häufigen Wechseln vom auszuwertenden in den nicht auszuwertenden Zustand führen und umgekehrt. Furthermore, a second amplitude threshold value can likewise be defined, with an undershooting of the second amplitude threshold value, after the previous exceeding of the first amplitude threshold value, again causing an evaluation of the frequency change by the evaluation device. By separating the first amplitude threshold and the second amplitude threshold, it is avoided that amplitude values fluctuating around the first amplitude threshold value lead to frequent changes from the status to be evaluated to the status that is not to be evaluated, and vice versa.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen: Hereinafter, advantageous embodiments of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung, 1 a sensor device according to the invention,

2 eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung mit Filtern, 2 a sensor device according to the invention with filters,

3 ein ungefiltertes Messsignal (s), 3 an unfiltered measuring signal (s),

4 ein gefiltertes Messsignal (s'), 4 a filtered measurement signal (s'),

5 ein erfindungsgemäßes Bedienelement in der Instrumententafel eines Fahrzeuges. 5 an inventive control element in the instrument panel of a vehicle.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The figures are merely schematic representations and serve only to illustrate the invention. Identical or equivalent elements are consistently provided with the same reference numerals.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE EMBODIMENTS

1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Sensoreinrichtung. Diese besteht zum einen aus einem Oszillator 1, welcher eine erste Kapazität C und eine Induktivität L umfasst und mit einem Sensor 3 verbunden ist. 1 shows an embodiment of an inventively designed sensor device. This consists on the one hand of an oscillator 1 , which one a first capacitance C and an inductance L and with a sensor 3 connected is.

Der Sensor 3 ist unter einem Bedienelement 2 angeordnet und weist eine zweite Kapazität C1 auf. Die zweite Kapazität C1 ist Teil einer Gesamt-Kapazität des Oszillators 1. Die zweite Kapazität C1 des Sensors 3 kann durch Berührung des Bedienelementes 2 oder eine Annäherung daran, beispielsweise mit einem Finger oder einer Hand, verändert werden. The sensor 3 is under a control 2 arranged and has a second capacitance C1. The second capacitance C1 is part of a total capacitance of the oscillator 1 , The second capacitance C1 of the sensor 3 can by touching the control 2 or an approach thereto, for example with a finger or a hand, be changed.

Des Weiteren sind Störgrößen st dargestellt, welche über den Sensor 3 in die Sensoreinrichtung einkoppeln. Diese Störgrößen st sind breitbandig und werden durch Schaltvorgänge im Fahrzeug, aber auch durch von der Umgebung einstrahlende elektromagnetische Wellen hervorgerufen. Furthermore, disturbances are shown st, which via the sensor 3 couple into the sensor device. These disturbances st are broadband and caused by switching operations in the vehicle, but also by radiating from the environment electromagnetic waves.

Eine Auskoppeleinrichtung 4 koppelt ein Messsignal s aus dem Oszillator 1 aus und führt das Messsignal s zu einer Frequenzmesseinrichtung 5 und einer Amplitudenmesseinrichtung 6. A decoupling device 4 couples a measurement signal s from the oscillator 1 from and leads the measurement signal s to a frequency measuring device 5 and an amplitude measuring device 6 ,

Die Frequenzmesseinrichtung 5 detektiert eine Frequenzänderung df über einen Zeitabschnitt und leitet diese weiter an eine Auswerteeinrichtung 7. Eine von der Amplitudenmesseinrichtung gemessene Amplitude mV wird an die Auswerteeinrichtung 7 weitergeleitet. The frequency measuring device 5 detects a frequency change df over a period of time and forwards it to an evaluation device 7 , An amplitude mV measured by the amplitude measuring device is sent to the evaluation device 7 forwarded.

Eine Frequenzänderung df wird als eine Betätigung des Bedienelementes 2 detektiert, wenn durch die Amplitudenmesseinrichtung 6 festgestellte Störgrößen st einen Schwellwert S1 unterschreiten. Die Höhe der Störgrößen st kann auf später erläuterte Weise bestimmt und mit einem Schwellwert S1 verglichen werden. A frequency change df is called an actuation of the control 2 detected when by the amplitude measuring device 6 detected disturbances st below a threshold S1. The amount of disturbances st can be determined in a manner explained later and compared with a threshold value S1.

So kann ein erster Amplitudenschwellwert S3 festgelegt und die Auswerteeinrichtung 7 so gestaltet sein, dass der gemessene Amplitudenwert mV als Maß für Störgrößen st mit dem ersten Amplitudenschwellwert S3 verglichen wird und bei Überschreiten des ersten Amplitudenschwellwerts S3 Frequenzänderungen df nicht mehr ausgewertet werden. Thus, a first amplitude threshold S3 can be set and the evaluation device 7 be designed so that the measured amplitude value mV is compared as a measure of disturbances st with the first amplitude threshold S3 and frequency changes df are no longer evaluated when exceeding the first amplitude threshold S3.

Darüber hinaus kann ein zweiter Amplitudenschwellwert S4 festgelegt sein, wobei ein Unterschreiten des zweiten Amplitudenschwellwerts S4 durch den gemessenen Amplitudenwert mV, nach dem vorangehenden Überschreiten des ersten Amplitudenschwellwerts S3, wieder eine Auswertung der Frequenzänderung df durch die Auswerteeinrichtung 7 bewirkt. In addition, a second amplitude threshold value S4 can be defined, wherein a fall below the second amplitude threshold value S4 by the measured amplitude value mV, after the previous exceeding the first amplitude threshold S3, again an evaluation of the frequency change df by the evaluation 7 causes.

Es kann ebenso festgelegt sein, dass die Auswerteeinrichtung 7 eine Betätigung des Bedienelements 2 nur dann detektiert, wenn die Frequenzänderung df größer als ein Frequenzänderungsschwellwert S2 ist. It may also be specified that the evaluation device 7 an actuation of the operating element 2 detected only when the frequency change df is greater than a frequency change threshold S2.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Sensoreinrichtung, bei welcher sowohl zwischen der Auskoppeleinrichtung 4 und Amplitudenmesseinrichtung 6 ein Filter 8, als auch zwischen der Auskoppeleinrichtung 4 und der Frequenzmesseinrichtung 5 ein Filter 9 geschaltet ist. Diese Filter 8, 9 können als Bandpassfilter ausgebildet sein und leiten jeweils ein gefiltertes Messsignal s', s'' weiter an die Amplitudenmesseinrichtung 6, beziehungsweise an die Frequenzmesseinrichtung 5. 2 shows a further embodiment of the sensor device, in which both between the coupling-out device 4 and amplitude measuring device 6 a filter 8th , as well as between the decoupling device 4 and the frequency measuring device 5 a filter 9 is switched. These filters 8th . 9 may be formed as a bandpass filter and in each case pass a filtered measurement signal s', s''to the amplitude measuring device 6 , or to the frequency measuring device 5 ,

3 zeigt eine Amplitude eines Messignals s, das sich aus einem Signal so des Oszillators und Störgrößen vor einer möglichen Filterung zusammensetzt. Deutlich zu sehen ist eine teilweise große amplitudenmäße Abweichung des Messignals s von dem Signal des Oszillators so. Hierdurch ist eine Analyse des Oszillatorsignals so erschwert, da beispielsweise Schwellwerte durch Störgrößen st aller Frequenzbereiche schon erreicht werden, deutlich bevor das Oszillatorsignal so diese erreicht. 3 shows an amplitude of a measurement signal S, which is composed of a signal so the oscillator and disturbances before a possible filtering. Clearly visible is a partially large amplitude deviation of the measurement signal s from the signal of the oscillator so. As a result, an analysis of the oscillator signal is so difficult because, for example, thresholds st noise of all frequency ranges are already reached, well before the oscillator signal reaches it.

4 zeigt ein Signal des Oszillators so und ein durch Störgrößen überlagertes Messsignal s' (gleiches gilt für s'') nach einer Filterung. Hierbei ist eine deutlich kleinere Abweichung des gefilterten Messsignals s' vom Oszillatorsignal so zu erkennen, wodurch die Analyse des Oszillatorsignals so erleichtert ist, da nur in den betrachteten Frequenzbereich fallende Störgrößen das gefilterte Messsignal s' überlagern können. 4 shows a signal of the oscillator so and a superimposed by disturbance measurement signal s' (the same applies to s'') after filtering. In this case, a significantly smaller deviation of the filtered measurement signal s 'from the oscillator signal can be seen, whereby the analysis of the oscillator signal is so facilitated, since only in the frequency range considered interference can superimpose the filtered measurement signal s'.

5 zeigt eine mögliche Einbausituation eines Bedienelementes 2 in einer Instrumententafel. Hierbei sind einkoppelnde Störgrößen st, beispielsweise durch ebenfalls in die Instrumententafel eingelassenen Infotainmentsysteme, dargestellt. Die veränderliche Kapazität C1 des Sensors 3 wird exemplarisch durch die Berührung des Bedienelementes 2 mit einer Hand beeinflusst. Durch die Berührung des in die Instrumententafel integrierten Bedienelementes 2 wird die Kapazität C1 des Sensors 3 verändert und eine Betätigung detektiert. Ein solches Bedienelement 2 kann beispielsweise für ein automatisches Öffnen und Schließen eines Handschuhfaches verwendet werden, indem die Betätigung des Bedienelementes 2 einen Öffnungs- beziehungsweise Schließvorgang veranlasst. 5 shows a possible installation situation of a control element 2 in an instrument panel. Here einkoppelnde disturbances are shown st, for example, by also embedded in the dashboard infotainment systems. The variable capacitance C1 of the sensor 3 is exemplified by the touch of the control 2 influenced with one hand. By touching the control element integrated into the instrument panel 2 becomes the capacitance C1 of the sensor 3 changed and detected an operation. Such a control 2 For example, it can be used for automatic opening and closing of a glove compartment by the operation of the control element 2 causes an opening or closing operation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Oszillator oscillator
2 2: Bedienelement operating element
3 3: Sensor sensor
4 4: Auskoppeleinrichtung decoupling
5 5: Frequenzmesseinrichtung Frequency measuring device
6 6: Amplitudenmesseinrichtung Amplitude measuring device
7 7: Auswerteeinrichtung evaluation
8 8th: Filter vor der Frequenzmesseinrichtung Filter in front of the frequency measuring device
9 9: Filter vor der Amplitudenmesseinrichtung Filter in front of the amplitude measuring device
C C: Kapazität des Oszillators Capacity of the oscillator
C1C1: Kapazität des Sensors Capacity of the sensor
df df: Frequenzänderung frequency change
L L: Induktivität des Oszillators Inductance of the oscillator
mV mV: gemessener Amplitudenwert measured amplitude value
s s: Messsignal measuring signal
s' s': gefiltertes Messsignal zur Frequenzmessung filtered measuring signal for frequency measurement
s''s '': gefiltertes Messsignal zur Amplitudenmessung filtered measuring signal for amplitude measurement
so so: Signal des Oszillators Signal of the oscillator
st st: Störgröße disturbance
S1 S1: Störgrößenschwellwert Störgrößenschwellwert
S2 S2: Frequenzänderungsschwellwert Frequenzänderungsschwellwert
S3 S3: Erster Amplitudenschwellwert First amplitude threshold
S4 S4: Zweiter Amplitudenschwellwert Second amplitude threshold

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008031743 B4 [0004]

Claims

Sensor device for detecting an actuation of a control element ( 2 ), comprising - an oscillator consisting of inductance (L) and capacitance (C) ( 1 ), - a capacitive sensor ( 3 ) whose capacity (C1) is part of the oscillator ( 1 ); A decoupling device ( 4 ) for a measuring signal (s), - a frequency measuring device ( 5 ) of the measuring signal (s), - an amplitude measuring device ( 6 ) of the measuring signal (s), - an evaluation device ( 7 ), which is designed in such a way that, by the frequency measuring device ( 5 ) detected frequency change (df) as an actuation of the control element ( 2 ) detected by the amplitude measuring device ( 6 ) below a threshold value (S1).

Sensor device according to one of the preceding claims, with a filter ( 8th ), in particular a bandpass, which is based on an operating frequency range of the oscillator ( 1 ) and a filtered measuring signal (s') to the frequency measuring device ( 5 ) leads.

Sensor device according to one of the preceding claims, with a filter ( 9 ), in particular a bandpass which is tuned to a frequency range of the oscillator ( 1 ) and a filtered measuring signal (s '') to the amplitude measuring device ( 6 ) leads.

Sensor device according to one of the preceding claims, in which the sensor ( 3 ) is an electrode.

Sensor device according to one of the preceding claims, wherein the sensor ( 3 ) and its capacitance (C1) parallel to the oscillator ( 1 ) are switched.

Sensor device according to one of the preceding claims, wherein the frequency change (df) from the evaluation device ( 7 ) as actuation of the operating element ( 2 ) is evaluated when the frequency change (df) is greater than a frequency change threshold (S2).

Sensor device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device ( 7 ) compares a measured amplitude value (mV) with a first amplitude threshold value (S3) and when the first amplitude threshold value (S3) is exceeded, frequency changes (df) are not evaluated.

Sensor device according to claim 7, wherein an undershooting of a second amplitude threshold value (S4) by the measured amplitude value (mV) after the previous exceeding of the first amplitude threshold value (S3) again an evaluation of the frequency change (df) by the evaluation device. 7 ) causes.