DE102018113254A1

DE102018113254A1 - Anordnung

Info

Publication number: DE102018113254A1
Application number: DE102018113254.9A
Authority: DE
Inventors: Hubert Bextermöller
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2019-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung (20) eines Fahrzeuges (1), insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung beim Fahrzeug (1), aufweisend:- wenigstens ein Sensorelement (20.1) zur Erfassung einer Veränderung in einer Umgebung des Sensorelements (20.1),- eine Kontrollvorrichtung (50) zur wiederholten Ermittlung wenigstens eines für die Erfassung spezifischen Parameters des Sensorelements (20.1), um die Auswertung durchzuführen,- eine elektrische Speicheranordnung (51), welche für wenigstens eine Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement (20.1) verschaltet ist,- wenigstens ein Ansteuerungsmittel (50.6) der Kontrollvorrichtung (50), um für die jeweilige Ermittlung des Parameters die wenigstens eine Ladungsübertragung zur Speicheranordnung (51) zu initiieren,wobei die Speicheranordnung (51) wenigstens zwei elektrische Speicherelemente (51.1) aufweist, um anhand des Ladezustands wenigstens einer der Speicherelemente (51.1) den Parameter zu ermitteln.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung eines Fahrzeuges. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass mittels eines Sensorelements, wie einer Sensorelektrode, eine veränderliche Kapazität gebildet werden kann, welche für Veränderungen in der Umgebung der Sensorelektrode spezifisch ist. In anderen Worten kann durch eine Erfassung der Veränderung dieser Kapazität detektiert werden, wenn eine Annäherung oder eine Geste oder dergleichen im Bereich der Sensorelektrode erfolgt. Diese Detektion wird genutzt, um Funktionen des Fahrzeuges zu aktiveren. Bspw. sind solche Funktionen das Öffnen einer Heckklappe oder das Entriegeln von Fahrzeugtüren.
Da zur Detektion bzw. zur Erfassung der Kapazität elektrische Ladungen verschoben werden, z. B. mittels einer direkten Erfassung der Ladung an der Sensorelektrode, ist die Störwirkung von elektromagnetischen Feldern als Immission (Störeinwirkung auf den Sensor) und/oder als Emission (Störauswirkung des Sensors auf die Umgebung) ggf. problematisch. Ferner sind auch Störeinflüsse wie Rauschen und/oder Einflüsse durch eine parasitäre Kapazität bekannt. Bei derartigen Störeinwirkungen kann es sich z. B. um externe Störfelder handeln, wie sie z. B. durch ein induktives Aufladen des Fahrzeuges hervorgerufen werden. Eine Verbesserung des Sensors in Bezug auf diese Nachteile ist ggf. technisch aufwendig und/oder kostenaufwendig.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung eines Fahrzeuges hinsichtlich der Störsignale zu verbessern.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung, vorzugsweise Schaltungsanordnung, für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung eines Fahrzeuges, insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung beim Fahrzeug.
Vorteilhaft ist hierbei, wenn das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Hybridfahrzeug oder als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Hochvolt-Bordnetz und/oder einem Elektromotor. Außerdem kann es möglich sein, dass das Fahrzeug als ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder semiautonomes oder autonomes Fahrzeug ausgebildet ist. Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug ein Sicherheitssystem auf, welches z. B. durch eine Kommunikation mit einem Identifikationsgeber (ID-Geber) eine Authentifizierung ermöglicht. In Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Authentifizierung kann wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges aktiviert werden. Falls hierzu die Authentifizierung des ID-Gebers notwendig ist, kann es sich bei der Funktion um eine sicherheitsrelevante Funktion handeln, wie ein Entriegeln des Fahrzeuges oder eine Freigabe eines Motorstarts. Somit kann das Sicherheitssystem auch als ein passives Zugangssystem ausgebildet sein, welches ohne aktive manuelle Betätigung des ID-Gebers die Authentifizierung und/oder die Aktivierung der Funktion bei Detektion der Annäherung des ID-Gebers an das Fahrzeug initiiert. Hierzu wird bspw. wiederholt ein Wecksignal durch das Sicherheitssystem ausgesendet, welches durch den ID-Geber bei der Annäherung empfangen werden kann, und dann die Authentifizierung auslöst. Auch kann die Funktion eine Aktivierung einer Fahrzeugbeleuchtung und/oder ein Betätigen (Öffnen und/oder Schließen) einer Klappe (z. B. Front- oder Heck- oder Seitenklappe bzw. -tür) betreffen. Bspw. wird automatisch bei der Detektion der Aktivierungshandlung, wie einer Annäherung oder Geste eines Benutzers, die Funktion aktiviert, z. B. eine Fahrzeugbeleuchtung aktiviert und/oder die Klappe betätigt und/oder die Entriegelung durchgeführt.
Bspw. ist die kapazitive Sensorvorrichtung in einen Türgriff des Fahrzeuges integriert. In diesem Fall kann die Detektion der Aktivierungshandlung, wie eine Annäherung an den Türgriff, z. B. das Entriegeln oder das Öffnen einer Tür bewirken. Auch kann die kapazitive Sensorvorrichtung in einen Stoßfänger oder dergleichen integriert sein. Dann kann die Detektion der Aktivierungshandlung, wie ein Bewegen eines Fußes unterhalb des Stoßfängers, bspw. das Öffnen der Klappe, auslösen.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann (insbesondere zur Bereitstellung einer Detektion) aufweisen (Es kann sich bei den nachfolgenden Komponenten vorzugsweise um elektronische Elemente handeln, welche z. B. auf wenigstens einer Leiterplatte angeordnet und/oder elektrisch miteinander verbunden sind.):

- wenigstens ein (insbesondere elektrisch leitendes) Sensorelement zur Erfassung einer Veränderung in einer Umgebung des Sensorelements, vorzugsweise in einer Fahrzeugumgebung außerhalb des Fahrzeuges,
- eine Kontrollvorrichtung, vorzugsweise Kontrollschaltungsanordnung, zur wiederholten Ermittlung wenigstens eines für die Erfassung (des Sensorelements) spezifischen Parameters (wie einer veränderlichen Sensorkapazität) des Sensorelements, um die Auswertung durchzuführen, wobei die Kontrollvorrichtung z. B. als wenigstens ein Mikrocontroller und/oder integrierter Schaltkreis und/oder als Elektronik (d. h. auch als System mehrerer Elektronikkomponenten) und/oder dergleichen ausgebildet ist,
- eine elektrische Speicheranordnung, welche für wenigstens eine Ladungsübertragung (insbesondere elektrisch und/oder über wenigstens ein elektrisches Schaltelement und/oder über wenigstens ein Ansteuerungsmittel) mit dem wenigstens einen Sensorelement verschaltet ist,
- wenigstens ein Ansteuerungsmittel (wie ein elektronischer Schalter) der Kontrollvorrichtung, um für die jeweilige Ermittlung des Parameters die wenigstens eine Ladungsübertragung zur Speicheranordnung zu initiieren, z. B. durch ein Schließen eines Stromzweigs zur Speicheranordnung oder dergleichen.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Speicheranordnung wenigstens zwei elektrische Speicherelemente aufweist, um anhand des Ladezustands wenigstens einer der Speicherelemente den Parameter zu ermitteln. Dies hat den Vorteil, dass durch die Nutzung von mindestens zwei Speicherelementen das Eingangssignal (also die Ladungsübertragung von dem Sensorelement) verbessert (z. B. tiefpass-gefiltert oder amplitudenverstärkt) werden kann. Insbesondere kann eine Ladungsdifferenz, welche durch die Umgebungsveränderung, insbesondere Aktivierungshandlung, verursacht wird, verstärkt werden. Die Ladungsdifferenz ist z. B. die Differenz der Ladung des Sensorelements bei keiner Veränderung der Umgebung, und der Ladung des Sensorelements bei Vorliegen der Veränderung der Umgebung, insbesondere der Aktivierungshandlung. Die Ladungsdifferenz kann z. B. hervorgerufen werden durch eine kapazitive Feldänderung und/oder eine Veränderung einer Sensorkapazität, welche durch das Sensorelement gebildet ist. Da diese Veränderung sehr gering ist, und ggf. von Störsignalen überlagert wird, kann die erfindungsgemäße Anordnung eine Verbesserung und/oder Verstärkung dieser Differenz und damit eine verbesserte Detektion ermöglichen. Darüber hinaus können auch Rauscheinflüsse ggf. hierdurch verringert werden. Der Ladezustand wird bspw. durch eine Spannungsmessung bei dem entsprechenden Speicherelement erfasst, um die Ermittlung des Parameters, wie einer veränderlichen Sensorkapazität, durchzuführen.
Außerdem kann es möglich sein, dass für jede einzelne Ermittlung wiederholt die Ladungsübertragung als Pulse mit einer vorgegebenen oder variablen Anzahl durchgeführt wird, sodass in Abhängigkeit von dem Parameter sukzessive ein Ladezustand bei der Speicheranordnung verändert wird. Bspw. kann für jede der Ermittlungen mehrfach die Ladungsübertragung durchgeführt werden, um sukzessive bei jeder der Ladungsübertragungen einen (z. B. externen) Haltekondensator (als eines der Speicherelemente) weiter aufzuladen und somit den Ladezustand zu erhöhen. Anschließend kann die Ladung des Haltekondensators z. B. auf ein weiteres Speicherelement oder wenigstens zwei weitere Speicherelemente übertragen werden. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Filterung des Eingangssignals und/oder eine Verstärkung der erfassten Ladungsdifferenz.
Insbesondere wird die Ladungsübertragung für die jeweilige Ermittlung des Parameters wiederholt durchgeführt, d. h. es werden für eine einzige Ermittlung mehrere Ladungsübertragungen bzw. mehrere Pulse initiiert. Es kann hierbei z. B. zunächst ein (externer) Haltekondensator durch mehrere Pulse (Ladungsübertragungen) aufgeladen werden, und anschließend die auf diese Weise akkumulierte Ladung an die weiteren Speicherelemente der Speicheranordnung verteilt werden. In diesem Zusammenhang kann auch von einer Ermittlung mittels mehrerer Pulse gesprochen werden, was z. B. dadurch ermöglicht wird, dass vor jedem der Pulse zunächst das Sensorelement aufgeladen und/oder auf ein festes Potential gezogen wird. Gleiches kann für ein Schildelement gelten, welches zusätzlich zum Sensorelement zur Beeinflussung des Erfassungsbereiches dienen kann. Es kann vorteilhafterweise durch die Ladungsübertragung die Ladung des Sensorelements auf eine externe Halteanordnung mit dem externen Haltekondensator übertragen werden. Danach kann die Ladung auf dieser Halteanordnung gespeichert (gehalten) bleiben, z. B. indem die Halteanordnung potentialfrei geschaltet wird, während erneut das Sensorelement für die nächste Ladungsübertragung aufgeladen wird. Dieser Vorgang kann mit der Anzahl N wiederholt werden, d. h. die in der externen Halteanordnung gespeicherte Ladung akkumuliert werden, bis anschließend zur Auswertung z. B. die Verteilung der akkumulierten Ladung an die weiteren Speicherelemente erfolgt. Dann kann vorzugsweise die Ladeschlussspannung an diesen Speicherelementen oder die Zeitdauer bis zum Erreichen eines Schwellenwertes durch die Spannung an diesen Speicherelementen oder dergleichen gemessen werden, um z. B. die veränderliche Sensorkapazität als Parameter für die Ermittlung zu bestimmen. Diese weiteren Speicherelemente können als Speicherelemente eines kapazitiven Netzwerkes aufgefasst werden, da diese zur gemeinsamen Speicherung der Ladung miteinander verschaltet sind. Anschließend kann ggf. die nächste Ermittlung durchgeführt werden. Durch das wiederholte Durchführen der Ladungsübertragung kann für eine einzelne Ermittlung die Zuverlässigkeit bei der Detektion erhöht werden. Durch das wiederholte Durchführen der Ermittlung (und somit auch der Detektion) kann wiederrum kontinuierlich die Umgebung auf das Vorliegen der Aktivierungshandlung überwacht werden.
Es kann möglich sein, dass für jede der wiederholt durchgeführten Ladungsübertragungen zunächst die Sensorelektrode aufgeladen und/oder hierzu mit einem festen Potential verbunden wird, um anschließend eine der Ladungsübertragungen durchzuführen. In anderen Worten kann ggf. jede der Ladungsübertragungen zur (zumindest überwiegenden) Entladung des Sensorelements führen, insbesondere sodass anschließend eine erneute Aufladung des Sensorelements notwendig ist, um erneut die Ladungsübertragung durchführen zu können. Daher ist es ggf. notwendig, dass für die wiederholte Durchführung der Ladungsübertragungen eine (externe) Haltekapazität größer ist als die Sensorkapazität. Alternativ kann auf die Akkumulation in einer (externen) Halteanordnung verzichtet werden, und somit direkt die Ladung an die Speicherelemente eines kapazitiven Netzwerkes übertragen werden. Die Übertragung erfolgt z. B. durch einen Analog-Digital-Wandler, z. B. integriert in einer Verarbeitungsvorrichtung, welcher entsprechend als interne Halteanordnung aufgefasst werden kann. Die interne Haltekapazität der internen Halteanordnung kann eine ähnliche Größe aufweisen wie die Sensorkapazität.
Es können z. B. die Ladungsübertragungen dadurch durchgeführt werden, dass einzelne oder wiederholte elektrische Pulse zwischen einer (externen oder internen) Halteanordnung und dem Sensorelement initiiert werden. Hierzu kann z. B. das Ansteuerungsmittel, wie wenigstens ein elektrisches Schaltelement und/oder ein Mikrocontroller genutzt werden, welches mit einem Übertragungspfad zwischen der Halteanordnung und dem Sensorelement verbunden oder darin integriert ist. Ferner kann auch eine Ansteuerungsvorrichtung vorgesehen sein, welche ggf. auch eine Verarbeitungsvorrichtung zur Daten- und/oder Signalverarbeitung ausbildet. Die Ansteuerungsvorrichtung kann bspw. mit dem wenigstens einen Ansteuerungsmittel bzw. Schaltelement elektrisch verbunden sein, um dieses zur Ladungsübertragung anzusteuern. Bspw. ist die Ansteuerungsvorrichtung als Mikrocontroller oder als Teil eines Mikrocontrollers ausgebildet, welche die Ansteuerung vornimmt. Auch kann als Ansteuerungsvorrichtung ggf. zumindest ein Teil eines Computerprogramms aufgefasst werden oder ein Computerprogramm als Anpassungsmittel aufweisen, welches bspw. durch einen Mikrocontroller bzw. die Kontrollvorrichtung bzw. die Ansteuerungsvorrichtung ausgeführt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der Ladezustand der jeweiligen Speicherelemente die Ladungsmenge betrifft, welche durch die jeweiligen Speicherelemente gespeichert ist, und/oder proportional zu einer elektrischen Spannung über das Speicherelement ist. Um den Ladezustand zu erfassen, kann somit (z. B. für jede Ermittlung des Parameters) eine Spannung an der Speicheranordnung gemessen werden, z. B. mittels eines Analog-Digital-Wandlers der Kontrollvorrichtung. Die Speicherelemente sind jeweils z. B. als Kondensator ausgebildet, sodass bei einer seriellen Verschaltung der Speicherelemente eine Gesamtspannung gemessen werden kann, welche der Addition von jeweiligen Teilspannungen gemäß dem jeweiligen Ladezustand entspricht. Eine Spannungsmessung über diese seriell verschalteten Speicherelemente kann somit als eine analoge (auch: physikalische) Addition der Teilspannungen dieser Speicherelemente aufgefasst werden. Dies ermöglicht eine besonders genaue Erfassung der Gesamtladung dieser Speicherelemente anhand der Gesamtspannung.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Parameter eine veränderliche Sensorkapazität ist oder betrifft, welche durch das Sensorelement bereitgestellt ist. Bevorzugt kann eine Verarbeitungseinheit vorgesehen sein, um anhand des Ladezustands, insbesondere einer Spannung an wenigstens einem der Speicherelemente, nach einer vorgegebenen oder variablen Anzahl der Ladungsübertragungen (also ggf. nach einer jeden Pulsfolge mit Pulsen der Anzahl N für die jeweilige Ermittlung), die Sensorkapazität oder einen davon abhängigen Parameter zu bestimmen.
Ferner kann ggf. das Sensorelement als eine Sensorelektrode ausgebildet sein, welche vorzugsweise in Wechselwirkung mit einem Massepotential des Fahrzeuges eine Art Kondensator ausbildet. Bspw. kann bei diesem Verständnis des Messprinzips die Umgebung der Sensorelektrode die Kapazität des Kondensators beeinflussen, und somit die veränderliche Sensorkapazität bewirken. Die Verarbeitungseinheit weist bspw. einen Mikrocontroller und/oder einen Analog-Digital-Wandler und/oder dergleichen auf. Bspw. kann eine Spannung über wenigstens einen (externen oder internen) Haltekondensator einer (externen oder internen) Halteanordnung durch den Analog-Digital-Wandler gemessen und in eine digitale Information umgewandelt werden, welche durch die Verarbeitungseinheit ausgewertet wird. Als Ergebnis der Auswertung kann dann z. B. eine Information über die Sensorkapazität bereitgestellt werden. Um eine Spannung über eines oder wenigstens zwei der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes zu messen, kann z. B. zunächst durch die Verarbeitungseinheit diese Spannung auf den internen Haltekondensator übertragen werden, und anschließend dort gemessen werden. Auch ist es je nach Schaltungskonfiguration ggf. denkbar, dass der Analog-Digital-Wandler die Spannung direkt über eines oder wenigstens zwei der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes misst.
Ferner kann es möglich sein, dass eine veränderliche Sensorkapazität durch das Sensorelement bereitgestellt ist, welche der ermittelte Parameter ist, wobei vorzugsweise für die jeweilige Ermittlung der Sensorkapazität N-fach eine Ladungsübertragung gemäß einer Pulsfolge durchgeführt wird, um anhand des Ladezustands nach jeder Pulsfolge ein quantitatives Ergebnis über die Sensorkapazität zu erhalten.
Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass eine Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, vorzugsweise ein oder mit einem Analog-Digital-Wandler, um den Ladezustand einer oder mehrerer der Speicherelemente dadurch zu bestimmen, dass eine elektrische Spannung gemessen wird, welche von der elektrischen Spannung an den (einen oder mehreren) Speicherelementen abhängig ist oder dieser entspricht. Damit wird eine zuverlässige Möglichkeit bereitgestellt, um die Auswertung durchzuführen.
Es kann möglich sein, dass die Kontrollvorrichtung wenigstens eine Elektronikkomponente aufweist, und ggf. als ein System aus mehreren Elektronikkomponenten ausgebildet ist. Eine solche Elektronikkomponente ist bspw. die Verarbeitungseinheit und/oder die Halteanordnung und/oder eine Ansteuerungsvorrichtung (insbesondere Verarbeitungsvorrichtung) und/oder ein Speicherelement. Auch ist es denkbar, dass diese Elektronikkomponenten zumindest teilweise als integrierter Schaltkreis vorliegen, und dass z. B. die Ansteuerungsvorrichtung und die Verarbeitungseinheit in einen gemeinsamen integrierten Schaltkreis und/oder Microcontroller oder dergleichen integriert sind. So kann es aus Kostengründen sinnvoll sein, die Verarbeitungseinheit (z. B. einen Analog-Digital-Wandler) als Teil eines Mikrocontrollers (z. B. der Verarbeitungsvorrichtung) zu nutzen. Auch ist es ggf. sinnvoll, eine Halteanordnung mit einem Haltekondensator als externes Bauteil zu nutzen, um z. B. eine höhere Haltekapazität bereitstellen zu können.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass eine Ansteuerungsvorrichtung mit dem wenigstens einen Ansteuerungsmittel zur Durchführung von Umschaltvorgängen (d. h. insbesondere Umschaltungen des Ansteuerungsmittels, z. B. von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand und/oder umgekehrt) verschaltet und/oder verbunden ist, bevorzugt derart, dass die jeweilige Ermittlung des Parameters abwechselnd als eine erste und zweite Ermittlung durchgeführt wird. Bspw. kann das Ansteuerungsmittel als ein elektronischer Schalter ausgeführt sein, welcher durch die Ansteuerungsvorrichtung, wie eine Verarbeitungsvorrichtung und/oder ein Mikrocontroller und/oder dergleichen, angesteuert wird. Die Ansteuerungsvorrichtung kann somit die Umschaltvorgänge und/oder die Ermittlung kontrollieren (also z. B. steuern), und kann daher auch Teil der Kontrollvorrichtung und/oder identisch mit der Kontrollvorrichtung sein. Die Umschaltvorgänge dienen z. B. zur Kontrolle der Ladungsübertragung, bspw. zur Bereitstellung eines Aufladeschemas. Bspw. kann die Ladungsübertragung dadurch bewirkt werden, dass das Ansteuerungsmittel durch die Ansteuerungsvorrichtung geschlossen wird und somit einen Stromkreis zur Ladungsübertragung schließt.
Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass wiederholt nacheinander eine erste und zweite Ermittlung durchgeführt werden, welche sich durch die Übertragungsrichtung (d. h. insbesondere Stromrichtung) der Ladungsübertragung unterscheiden. Dies ermöglicht es, die Ergebnisse der Ermittlungen zu kombinieren (z. B. zu addieren), um ein Rauschen und/oder Störeinflüsse zu verringern.
Im Rahmen dieser Erfindung wird unter „elektrisch verbunden“ oder auch „elektrisch verschaltet“ insbesondere verstanden, dass die elektrische Verbindung bzw. Verschaltung zumindest zeitweise, z. B. nur bei einem geschlossenen Zustand eines Schaltelements wie eines elektronischen Schalters, vorliegen kann. Es ist dabei auch denkbar, dass die elektrische Verbindung bzw. Verschaltung nicht ausschließlich elektrisch erfolgt, sondern z. B. auch weitere Mittel zur Signalübertragung zum Einsatz kommen (z. B. eine optische Signalübertragung).
Es kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens ein Schildelement, wie eine Schildelektrode, vorgesehen ist. Das Schildelement kann in der Umgebung des Sensorelements angeordnet sein, um die Erfassung durch das Sensorelement zu beeinflussen. Hierzu kann das Schildelement auf ein festes elektrisches Potential gelegt werden, wie bspw. ein Massepotential oder ein davon abweichendes festes Potential, z. B. einer Betriebsspannungsquelle. Vorzugsweise wird das Schildelement (bspw. zur Aufladung des Sensorelements und/oder zur Ladungsübertragung) aktiv auf das gleiche Potential gelegt wie das Sensorelement. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass kein störender Stromfluss aufgrund einer zwischen dem Schildelement und dem Sensorelement ausgebildeten Schildkapazität entsteht, was zu einer verbesserten Erfassung führen kann. Bei einer Ladungsübertragung kann ggf. das Potential des Schildelements verändert werden, um die Ladung des Sensorelements z. B. an eine Halteanordnung zu übertragen. Hierzu wird bspw. das Potential des Schildelements auf das Massepotential gelegt. Das Schildelement ist vorteilhafterweise geometrisch so ausgeführt, dass ein gewünschtes Überwachungsfeld zur Erfassung in der Umgebung des Sensorelements entsteht. Bspw. kann das Schildelement das Überwachungsfeld begrenzen, sodass nur in einem vom Schildelement begrenzten und/oder nicht vom Schildelement abgeschirmten Bereich die Erfassung der Aktivierungshandlung erfolgt. Auf diese Weise kann mittels des Schildelements bewirkt werden, dass z. B. die Aktivierungshandlung nur aus einer bestimmten Richtung des Sensorelements erfasst wird. Das Schildelement wird z. B. durch die Ansteuerungs- und/oder Verarbeitungsvorrichtung aktiv auf das gewünschte Potential gelegt.
Es ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung denkbar, dass immer dann, wenn das Potential am Sensorelement verändert wird, auch aktiv das Potential am Schildelement (z. B. auf das gleiche Potential) verändert wird. Auch kann ggf. das Potential am Schildelement dann verändert werden (z. B. von einem festen vom Massepotential abweichenden Potential auf ein Massepotential), wenn die Ladungsübertragung erfolgt.
Außerdem kann es optional vorgesehen sein, dass zur Durchführung einer Ladungsübertragung von dem Sensorelement an wenigstens eines der Speicherelemente, z. B. an eine externe Halteanordnung, ein Potentialwechsel am Sensorelement durchgeführt wird. Hierzu kann das Sensorelement z. B. von einem (von einem Massepotential verschiedenen) festen Potential auf ein Massepotential gelegt werden. Auch kann alternativ oder zusätzlich das Schildelement zur Durchführung der Ladungsübertragung von diesem festen Potential auf das Massepotential gelegt werden. Durch das Schildelement (insbesondere durch den beschriebenen Potentialwechsel z. B. auf das Massepotential) kann ferner auch ggf. der Potentialwechsel beim Sensorelement bewirkt werden. In anderen Worten kann bspw. das Sensorelement stets auf dem festen Potential liegen, z. B. das Potential einer Betriebsspannungsquelle, und nur das elektrische Potential beim Schildelement aktiv gewechselt werden, um hierdurch die Ladungsübertragung vom Sensorelement zu initiieren. Das Schildelement ist hierzu bspw. derart im Wirkbereich des Sensorelements angeordnet, dass es Einfluss auf das elektrische Feld des Sensorelements und/oder auf das Potential hat.
Vorzugsweise kann das Schildelement, bevorzugt als Schildelektrode, dadurch eine Veränderung des Überwachungsfeldes des Sensorelements bewirken, dass es räumlich angrenzend zum Überwachungsfeld des Sensorelements angeordnet ist. Das Überwachungsfeld ist z. B. das elektrische Feld, welches durch die Aufladung des Sensorelements hervorgerufen wird und/oder zur Detektion der Aktivierungshandlung dient. Vorzugsweise nur im Überwachungsfeld kann die Veränderung der Umgebung, wie die Aktivierungshandlung, detektiert werden. Ohne ein Schildelement würden allerdings Feldlinien des Überwachungsfeldes ggf. zum niedrigsten Potential in der Umgebung ausgerichtet sein (z. B. zur Fahrzeugtür oder Heckklappe oder Karosserie des Fahrzeuges). Um dies zu verhindern, kann das Schildelement genutzt werden und insbesondere das gleiche elektrische Potential aufweisen, wie das Sensorelement. Das Feld des Schildelements dient damit als Hindernis für das Überwachungsfeld. Das Schildelement kann dabei bspw. unveränderlich auf einem festen Potential liegen (z. B. stets auf ein Potential einer Betriebsspannungsquelle oder auf ein Massepotential). Auch kann bspw. aktiv das Potential des Schildelements umgeschaltet werden, z. B. auf das gleiche Potential des Sensorelements. Vorteilhafterweise erfolgt die Umschaltung immer dann, wenn auch das Potential des Sensorelements umgeschaltet wird. Dies ist bspw. bei einem Wechsel von einer Aufladung des Sensorelements zu einer Ladungsübertragung aus dem Sensorelement an die Kontrollvorrichtung der Fall (und/oder umgekehrt).
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens ein oder wenigstens zwei der Speicherelemente über das wenigstens eine Ansteuerungsmittel jeweils zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement verschaltet sind, um vorzugsweise jeweils eine elektrische Ladung von dem Sensorelement aufzunehmen und/oder bis zur Auswertung zu speichern. So ist es denkbar, dass an ein erstes dieser wenigstens zwei Speicherelemente nach einem ersten Aufladen des Sensorelements die Ladung des Sensorelements übertragen wird, und dass an ein zweites dieser wenigstens zwei Speicherelemente nach einem anschließenden zweiten Aufladen des Sensorelements die Ladung übertragen wird. Dies hat den Vorteil, dass die Ladungen nicht (oder nicht nur) in einem einzigen Haltekondensator akkumuliert werden, sondern auf mehrere Speicherelemente verteilt werden. Auf diese Weise kann eine Ladungsdifferenz, welche durch eine Veränderung der Umgebung des Sensorelements bewirkt wird, einfacher und zuverlässiger und ggf. mit höherer Sensitivität detektiert werden. Insbesondere kann ferner eine Messamplitude bei der Messung des jeweiligen Ladezustands der Speicherelemente im Vergleich zu einem einzelnen Ladezustand erhöht werden.
Bspw. kann die Ladungsübertragung über eines der Speicherelemente, insbesondere einer internen oder externen Halteanordnung, als Zwischenspeicher durchgeführt werden, wobei vorzugsweise dieser Zwischenspeicher das Sensorelement mit wenigstens ein oder wenigstens zwei weiteren der Speicherelemente verbindet. Dies ermöglicht zusätzlich noch eine Bereitstellung einer Filterung des Eingangssignals, also der übertragenen Ladungen.
Es kann im Rahmen der Erfindung unter „Ladungsübertragung“ ggf. auch eine indirekte Ladungsübertragung verstanden werden, z. B. mittels eines Stromspiegels oder dergleichen.
Des Weiteren ist es denkbar, dass wenigstens zwei der Speicherelemente miteinander elektrisch verschaltet sind, vorzugsweise seriell (in einer Reihenschaltung) miteinander verschaltet sind, um die einzelnen Spannungen über diese Speicherelemente für die jeweilige Ermittlung des Parameters analog aufzuaddieren. Es kann sich hierbei insbesondere um solche Speicherelemente handeln, welche Teil eines kapazitiven Netzwerkes der erfindungsgemäßen Anordnung sind. Durch das analoge Aufaddieren, also der Ermittlung der gesamten Spannung über die Reihenschaltung, kann sehr genau der Ladezustand (also die in den Speicherelementen gespeicherte Ladung) bestimmt werden. Diese ermöglicht es, die Ladungsdifferenz aufgrund z. B. der Aktivierungshandlung mit höherer Sensitivität zu bestimmen. Optional kann als weiteres (z. B. drittes und/oder viertes) Speicherelement eine externe Halteanordnung und/oder eine interne Halteanordnung als Zwischenspeicher dienen.
Auch ist es optional denkbar, dass wenigstens ein oder wenigstens zwei der Speicherelemente (insbesondere solche des kapazitiven Netzwerkes) über das wenigstens eine Ansteuerungsmittel und/oder über wenigstens ein weiteres Speicherelement (wie der Halteanordnung) zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement elektrisch verbunden sind, wobei vorzugsweise das Ansteuerungsmittel mit einer Ansteuerungsvorrichtung durch diese ansteuerbar verschaltet ist, um ein vorgegebenes Aufladeschema für die Speicheranordnung bereitzustellen. Das Aufladeschema kann bspw. durch verschiedene Schaltkombinationen verschiedener Ansteuerungsmittel bewirkt werden, welche eine Veränderung des Stromkreises und somit des Stromflusses bewirken. Bspw. kann das Aufladeschema eine bestimmte Aufladeabfolge für die Speicherelemente definieren, durch welche bestimmt ist, in welcher Reihenfolge die Speicherelemente die übertragene Ladung erhalten. So kann im einfachsten Fall nach einer ersten Aufladung des Sensorelements eine erste Ladungsübertragung an ein erstes Speicherelement erfolgen, nach einer zweiten Aufladung des Sensorelements eine zweite Ladungsübertragung an ein zweites Speicherelement erfolgen, usw., bis sämtliche Speicherelemente eines kapazitiven Netzwerkes aufgeladen sind. Erst dann kann ggf. die Messung einer Spannung über diese Speicherelemente erfolgen, um den Parameter zu bestimmen. Zur Messung wird bspw. ein Analog-Digital-Wandler genutzt.
Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass wenigstens zwei der Speicherelemente über mindestens zwei der Ansteuerungsmittel zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement verschaltet sind, um für jede der Ermittlungen (des Parameters):

- wiederholt die Ladungsübertragung durch verschiedene Schaltkombinationen der Ansteuerungsmittel durchzuführen, und
- durch die verschiedenen Schaltkombinationen für die (jeweilige) Ladungsübertragung die wenigstens zwei der Speicherelemente gemäß einem Aufladeschema sequentiell aufzuladen.

Die sequentielle Aufladung hat den Vorteil, dass sämtliche der wenigstens zwei Speicherelemente (des kapazitiven Netzwerkes) zur Ladungsaufnahme genutzt werden, und somit eine Kombination der Ladezustände für den Parameter spezifisch ist und besonders zuverlässig gemessen werden kann.
Es kann möglich sein, dass die Ladungsübertragung zum externen und/oder internen Haltekondensator und/oder zu wenigstens einem der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerks derart durchgeführt wird, dass gleichzeitig das Sensor- und/oder Schildelement auf einem festen Potential (Massepotential oder davon abweichendes Potential) liegt. Auf diese Weise können weitere Störeinflüsse vermieden werden.
Optional ist es denkbar, dass das wenigstens eine Sensorelement mit der Kontrollvorrichtung verschaltet ist, um (insbesondere sequenziell) für wenigstens zwei der Speicherelemente jeweils eine Aufladung des Sensorelements und anschließend die Ladungsübertragung und ein Halten des Ladezustands (bei den einzelnen Speicherelementen) bis zur Auswertung durchzuführen, vorzugsweise sodass die wenigstens zwei der Speicherelemente hierdurch sequentiell aufgeladen werden. Darüber hinaus kann eine Verarbeitungsvorrichtung vorgesehen sein, um erst nach den Ladungsübertragungen an die wenigstens zwei der Speicherelemente anhand der gehaltenen Ladezustände den Parameter zu ermitteln. Es erfolgt in anderen Worten erst dann die Erfassung der Ladezustände (z. B. über eine Messung einer Gesamtspannung über den wenigstens zwei der Speicherelemente), wenn sämtliche der wenigstens zwei der Speicherelemente (des kapazitiven Netzwerks) durch die (ggf. auch wiederholt übertragene) Ladung des Sensorelements aufgeladen wurden. Damit kann die Auswertung bzw. Detektion anhand eines rauschverminderten Signals, also der Gesamtspannung, durchgeführt werden.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Speicheranordnung ein kapazitives Netzwerk aufweist, welches durch wenigstens ein oder wenigstens zwei oder wenigstens drei der Speicherelemente gebildet ist. Das kapazitive Netzwerk dient z. B. zur Ladungsspeicherung, wobei die gespeicherte Ladung von einer Verarbeitungseinheit erfasst werden kann. Optional kann das kapazitive Netzwerk mit der Verarbeitungseinheit verschaltet sein, um vorzugsweise einen Gesamtladezustand und/oder eine Gesamtspannung dieser Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes (durch die Verarbeitungseinheit) zu erfassen, wobei insbesondere der Gesamtladezustand und/oder die Gesamtspannung abhängig ist von den einzelnen Ladezuständen und/oder den Teilspannungen dieser Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes. Insbesondere können die wenigstens zwei der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerks somit kombiniert werden, um die Erfassung zu verbessern. Die Aufteilung der Ladung auf mehrere Speicherelemente hat dabei den Vorteil, dass eine Amplitude der Spannung und/oder Spannungsdifferenz aufgrund der Aktivierungshandlung (und damit ein für den Parameter spezifischer Wert) erhöht werden kann. Gleichzeitig kommt es zur Filterung von Störungen durch den Vorgang des Verteilens auf die Speicherelemente.
Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass wenigstens zwei der Speicherelemente derart miteinander und mit einer Verarbeitungseinheit elektrisch verschaltet sind, dass zur Auswertung (insbesondere zur Detektion der Aktivierungshandlung) durch die Verarbeitungseinheit eine Spannung über eine Reihenschaltung der wenigstens zwei der Speicherelemente (und damit ein Gesamtladezustand und/oder eine Gesamtspannung der wenigstens zwei der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes) erfasst wird, wobei die erfasste Spannung für den Parameter spezifisch ist. Vorzugsweise kann die erfasste Gesamtspannung als eine analoge Addition der einzelnen Teilspannungen der Speicherelemente aufgefasst werden. Dabei kann die Verschaltung derart durch das wenigstens eine Ansteuerungsmittel anpassbar sein, dass die Speicherelemente einzeln und/oder nacheinander durch verschiedene Ladungsübertragungen aufladbar sind. Um die Speicherelemente einzeln (ggf. unabhängig von den weiteren Speicherelementen) aufladen zu können, sind ggf. mehrere Anschlüsse (Pins) der Speicheranordnung bzw. des kapazitiven Netzwerkes vorgesehen, welche jeweils mit dem wenigstens einen Ansteuerungsmittel elektrisch verbunden sind. Um z. B. ein erstes Speicherelement des kapazitiven Netzwerkes aufzuladen, kann wenigstens ein weiteres Speicherelement des kapazitiven Netzwerkes durch das wenigstens eine Ansteuerungsmittel potentialfrei geschaltet werden. Dies hat ggf. auch den Vorteil, dass eine in diesem wenigstens einen weiteren Speicherelement gespeicherte Ladung erhalten bleibt. Nach Aufladung sämtlicher Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes kann ggf. die gesamte Ladung dieser Speicherelemente und/oder die gesamte Spannung über diese Speicherelemente in die Verarbeitungseinheit geladen werden, um z. B. einen Spannungswert zu erfassen und damit den Parameter zu bestimmen. In anderen Worten kann eine Spannungsdifferenz, welche durch eine Ladungsdifferenz bei dem Sensorelement verursacht ist, in sämtlichen Speicherelementen des kapazitiven Netzwerkes vorhanden sein. Die Teilspannungen der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes können ggf. aufsummiert werden, um dann an der Verarbeitungseinheit verfügbar zu sein. Die Spannungsdifferenz wird somit in Abhängigkeit von der Anzahl der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes vervielfacht. Dies hat den Vorteil, dass eine Aktivierungshandlung schneller detektiert werden kann.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens fünf Speicherelemente der Speicheranordnung und/oder des kapazitiven Netzwerkes vorgesehen und miteinander verschaltet sind. Von diesen Speicherelementen kann optional eines oder können zwei eine (externe und/oder interne) Halteanordnung ausbilden, wohingegen die übrigen Speicherelemente zur Ausbildung eines kapazitiven Netzwerkes dienen können. Das kapazitive Netzwerk kann z. B. eine Reihenschaltung der Speicherelemente aufweisen. Die Speicherung der Ladung nach der Ladungsübertragung im kapazitiven Netzwerk bietet gegenüber der Speicherung in einem einzelnen Haltekondensator den Vorteil, dass eine zu detektierende Ladungsdifferenz anhand der Gesamtspannung über die Reihenschaltung leichter ausgewertet werden kann.
Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest eines oder zumindest zwei oder sämtliche der Speicherelemente jeweils als Kondensator ausgebildet sind, wobei vorzugsweise eine elektrische Kapazität des jeweiligen Kondensators höchstens dem 2-fachen einer Sensorkapazität entspricht, welche durch das Sensorelement gebildet ist. In anderen Worten können diese Speicherelemente ggf. eine ähnliche Größe aufweisen wie die Sensorkapazität. Ggf. ist noch ein weiteres Speicherelement, wie ein externer Haltekondensator, vorgesehen. Je nach verwendeten Auswerte- und Erfassungsprinzip kann dieser (insbesondere als einziges der Speicherelemente) mehr als die 2-fache Sensorkapazität aufweisen.
Ein weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung ist erzielbar, wenn eines der Speicherelemente Teil einer Halteanordnung ist, und vorzugsweise als ein Haltekondensator ausgebildet ist, insbesondere als Teil einer Verarbeitungseinheit, wie eines Analog-Digital-Wandlers, der Verarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, wobei die Halteanordnung zwischen dem wenigstens einen weiteren oder zwischen wenigstens zwei weiteren der Speicherelemente (insbesondere eines kapazitiven Netzwerkes) und dem Sensorelement verschaltet ist, um die Ladungsübertragung von dem Sensorelement an das wenigstens eine bzw. die wenigstens zwei weiteren Speicherelemente weiterzuleiten. Der Haltekondensator kann also als ein „Zwischenspeicher“ aufgefasst werden, an welchen ein oder mehrere Ladungsübertragungen gerichtet sind, wobei anschließend die übertragenen Ladungen von dem Haltekondensator an die weiteren Speicherelemente weiterübertragen werden. Diese Funktionalität, also das Initiieren der jeweiligen Ladungsübertragung, kann z. B. durch das wenigstens eine Ansteuerungsmittel bewirkt werden. In anderen Worten bewirkt das wenigstens eine Ansteuerungsmittel ein Schalten der Kondensatoren, sodass ein TiefpassEffekt für die Ladungsübertragung auftritt. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Ansteuerungsmittel mit der Speicheranordnung einen elektronischen Filter im Sinne eines Switched-Capacitor-Filters ausbilden, was eine vorteilhafte und rauscharme Auswertung ermöglicht.
Insbesondere kann es bei der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen sein, dass über einen Zwischenspeicher, wie einer Halteanordnung, eine von dem Sensorelement gespeicherte und/oder akquirierte Ladung (das Eingangssignal) durch die Ladungsübertragung auf einen oder mehrere weitere Speicherelemente (z. B. Kondensatoren) weitergeleitet wird. Bei dieser Weiterleitung kann ggf. das Eingangssignal gefiltert werden und die Wechselanteile ausgemittelt werden. Sofern nicht nur gefiltert, sondern auch eine Amplitudenverstärkung gewünscht ist, kann das Eingangssignal auch verteilt auf mehrere Speicherelemente eines kapazitiven Netzwerkes gespeichert werden, die dann in Serie ausgelesen werden. Hierzu ist das weitere Speicherelement oder sind wenigstens zwei der Speicherelemente jeweils z. B. als ein Kondensator ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass Messfehler gemittelt und die Messamplitude nahezu verdoppelt werden kann. Durch das wiederholte Weiterleiten können ferner ggf. die Wechselanteile des Eingangssignals ausgemittelt werden und/oder ein Tiefpasseffekt erzielt werden.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass eine interne Halteanordnung als Teil der Verarbeitungsvorrichtung, vorzugsweise als Teil eines Analog-Digital-Wandlers der Verarbeitungsvorrichtung, und eine externe Halteanordnung extern von der Verarbeitungsvorrichtung miteinander elektrisch verschaltet und/oder direkt verbunden sind, und jeweils wenigstens eines der Speicherelemente aufweisen, um bevorzugt gesteuert und/oder geschaltet durch das Ansteuerungsmittel zunächst durch ein oder mehrere Ladungsübertragungen von dem Sensorelement an die externe Halteanordnung eine Ladungsspeicherung und/oder Ladungsakkumulation durchzuführen, und dann die gespeicherte bzw. akkumulierte Ladung von der externen Halteanordnung an die interne Halteanordnung zu übertragen, um vorzugsweise über die interne Halteanordnung die Ladung an wenigstens ein weiteres Speicherelement der Speicheranordnung bzw. des kapazitiven Netzwerkes weiter zu vermitteln. Als interne Halteanordnung kann z. B. kostengünstig ein Analog-Digital-Wandler der Verarbeitungsvorrichtung (oder auch separat davon) genutzt werden, welcher z. B. die Verarbeitungseinheit bildet. Ggf. ist die Verarbeitungsvorrichtung bereits als ein Mikrocontroller ausgebildet, welcher den Analog-Digital-Wandler aufweist. Die externe Halteanordnung wird z. B. dann benötigt, wenn durch wiederholte Ladungsübertragungen pro Ermittlung eine Ladungsakkumulation stattfinden muss, und daher eine größere Kapazität benötigt wird, als dies die interne Halteanordnung bereitstellen kann. Diese in der externen Halteanordnung gespeicherte Ladung kann dann durch mehrere Ladungsübertragungen über die interne Halteanordnung an das kapazitive Netzwerk, also an das weitere der Speicherelemente oder an wenigstens zwei weitere der Speicherelemente, weiterverteilt werden. Die Weiterverteilung kann z. B. nacheinander an das weitere bzw. an jedes dieser weiteren Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes erfolgen. Die externe Halteanordnung weist insbesondere einen externen Haltekondensator als Speicherelement auf. Die elektrische Kapazität (Haltekapazität) des externen Haltekondensators entspricht vorteilhafterweise wenigstens dem Vielfachen der Sensorkapazität. Es kann daher vorteilhaft sein, wenn das kapazitive Netzwerk eine Gesamtkapazität bereitstellen kann, welche der Haltekapazität der externen Halteanordnung entspricht. In Abhängigkeit von dieser Voraussetzung kann dann z. B. die Anzahl der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes festgelegt werden.
Ferner ist es denkbar, dass wenigstens eines der Ansteuerungsmittel Teil eines Analog-Digital-Wandlers ist, welcher vorzugsweise in der Ansteuerungsvorrichtung (insbesondere der Verarbeitungsvorrichtung) integriert ist, um das wenigstens eine der Ansteuerungsmittel durch die Ansteuerungsvorrichtung anzusteuern, vorzugsweise zu schalten, wobei vorzugsweise die Ansteuerungsvorrichtung auch als Verarbeitungsvorrichtung, bevorzugt als Mikrocontroller, zur Erfassung einer Spannung der Speicheranordnung über den Analog-Digital-Wandler für die Auswertung ausgeführt ist. In anderen Worten kann der Analog-Digital-Wandler dazu dienen, die Gesamtspannung über die ggf. in Reihe geschalteten Speicherelemente zu erfassen. Somit wird ein kompakter und kostengünstiger Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung gewährleistet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest durch das Ansteuerungsmittel und zumindest einen Teil der Speicheranordnung und/oder des kapazitiven Netzwerkes eine Ladungspumpe ausgebildet ist, um vorzugsweise aufgrund der elektrischen Ladung des Sensorelements eine elektrische Eingangsspannung für die Ladungspumpe bereitzustellen, um anhand dieser Eingangsspannung durch die Ladungspumpe und durch die Ladungsübertragung eine elektrische Ausgangsspannung über eine Reihenschaltung von wenigstens zwei der Speicherelemente bereitzustellen, wobei die Ausgangsspannung für den Parameter spezifisch ist. Dabei kann vorzugsweise eine Verarbeitungseinheit, wie ein Analog-Digital-Wandler, zur Erfassung dieser Ausgangsspannung mit der Speicheranordnung verbunden sein. Weiter kann die Ladungspumpe ggf. dazu ausgeführt sein, die Eingangsspannung (welche mit dem Parameter korreliert) im Wert zu erhöhen und somit eine Amplitudenverstärkung durchzuführen. Bspw. kann die Ausgangsspannung wenigstens einem Vielfachen der Eingangsspannung entsprechen. Insbesondere kann auf diese Weise eine Amplitudenverstärkung erzielt werden, wenn die wenigstens zwei der Speicherelemente in Serie ausgelesen werden. Hierdurch können Messfehler gemittelt und somit für die Auswertung reduziert werden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Ansteuerungsmittel derart zur Ansteuerung durch eine Ansteuerungsvorrichtung mit der Ansteuerungsvorrichtung und den Speicherelementen verschaltet ist, dass durch die Ansteuerung zur wiederholten Ladungsübertragung, vorzugsweise durch eine getaktete und/oder wiederholte Umschaltung wenigstens eines der Ansteuerungsmittel, ein Tiefpass für die Ladungsübertragung gebildet ist. Hierzu kann das wenigstens eine Ansteuerungsmittel dazu ausgeführt (d. h. derart verschaltet) sein, dass die Speicherelemente durch das wenigstens eine Ansteuerungsmittel geschaltet werden, z. B. durch die Ladungsübertragung aufgeladen und/oder entladen werden. Auf diese Weise können neben einer Erzielung einer verbesserten Auswertung ggf. auch die spektralen Eigenschaften der Auswertung beeinflusst werden, und somit die Sensitivität gegenüber Störquellen.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung eines Fahrzeuges, insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung beim Fahrzeug.
Es kann hierbei eine Anordnung, vorzugsweise eine erfindungsgemäße Anordnung, mit wenigstens oder genau einem Sensorelement und einer Speicheranordnung vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest einer der nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, wobei die Schritte bevorzugt nacheinander in der angegebenen Reihenfolge oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, und ggf. auch einzelne und/oder sämtliche Schritte wiederholt werden können:

a) Durchführen wenigstens einer ersten Ermittlung eines Parameters des Sensorelements,
b) Durchführen wenigstens einer zweiten Ermittlung des Parameters,

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein erstes und/oder wenigstens ein zweites der Speicherelemente Teil eines kapazitiven Netzwerkes und/oder wenigstens ein drittes (und/oder viertes) der Speicherelemente als ein Haltekondensator Teil wenigstens einer Halteanordnung sind, wobei bevorzugt durch die wenigstens eine Halteanordnung mittels des (jeweiligen) Haltekondensators eine Ladungsweiterleitung von dem Sensorelement an die Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes gemäß den nachfolgenden Schritten erfolgen kann:

- Aufladen des Sensorelements, wobei vorzugsweise das Sensorelement und optional gleichzeitig ein Schildelement auf ein festes Potential gelegt werden, z. B. auf ein von einem Massepotential verschiedenes Potential einer Betriebsspannungsquelle,
- Übertragen einer Ladung von dem Sensorelement an die (bzw. wenigstens einer der) Halteanordnung(en), ggf. durch Veränderung und/oder Umschaltung des Potentials am Sensorelement und/oder am Schildelement, z. B. auf ein Massepotential,
- optional: Akkumulieren der übertragenen Ladung in dem (externen) Haltekondensator, wobei hierzu ggf. das Aufladen des Sensorelements und das Übertragen der Ladung wiederholt durchgeführt werden,
- optional: Übertragen der akkumulierten Ladung an einen weiteren (ggf. internen) Haltekondensator einer weiteren Halteanordnung, z. B. eines Analog-Digital-Wandlers der Verarbeitungsvorrichtung,
- Weiterleiten der übertragenen bzw. akkumulierten Ladung an das erste Speicherelement,
- Erneutes Aufladen des Sensorelements gemäß den obigen Schritten,
- Erneutes Übertragen einer Ladung von dem Sensorelement an die Halteanordnung, optional ein erneutes Akkumulieren und/oder Übertragen an einen weiteren Haltekondensator gemäß den obigen Schritten,
- Weiterleiten der übertragenen bzw. akkumulierten Ladung an das zweite Speicherelement,

Nach einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Speicherelemente ein kapazitives Netzwerk bilden, wobei mehrere Ladungsübertragungen für jede einzelne der Ermittlungen durchgeführt werden, durch welche die Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes vorzugsweise sequentiell aufgeladen werden, sodass vorzugsweise jede der Ladungsübertragungen an genau einen einzigen der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes erfolgt, um nach der Ladungsübertragung an sämtliche der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes die Auswertung anhand der Ladezustände der Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes durchzuführen. Damit kann die gesamte bei einer Ermittlung (des Parameters) durch die Ladungsübertragungen übertragene Ladung auf die Speicherelemente des kapazitiven Netzwerkes verteilt werden, um eine verbesserte Auswertung zu ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Anordnung,
2 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,
3 ein weiteres schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,
4 ein weiteres schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In 1 sind schematisch Teile einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 gezeigt, welche beispielhaft im Heckbereich eines Fahrzeug 1 angeordnet ist. Es ist erkennbar, dass wenigstens ein Sensorelement 20.1 einer kapazitiven Sensorvorrichtung 20 einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 in einem Stoßfänger 3 des Fahrzeuges 1 angeordnet sein kann. Zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner eine Kontrollvorrichtung 50 am Fahrzeug 1 genutzt werden. Das Sensorelement 20.1 ist bspw. als langgezogener elektrischer Leiter und/oder als Kabel und/oder als Sensorelektrode und/oder dergleichen ausgeführt, und kann sich in Fahrzeugquerrichtung im Stoßfänger 3 erstrecken. Außerdem ist eine nicht gezeigte Anordnung des Sensorelements 20.1 im Seiten- oder Frontbereich des Fahrzeuges 1 denkbar, z. B. in einem Türgriff 4 oder dergleichen. Im gezeigten Fall kann das Sensorelement 20.1 genutzt werden, um eine Aktivierungshandlung eines Benutzers 8 zu detektieren. Hierzu bewegt der Benutzer 8 z. B. ein Körperteil 9 als Aktivierungsmittel 9 unterhalb des Stoßfängers 3. Die Detektion dieser Aktivierungshandlung kann sodann zur Aktivierung einer Fahrzeugfunktion, wie einer Öffnung einer Heckklappe 2 führen.
Um die Detektion mit erhöhter Zuverlässigkeit zu ermöglichen, und insbesondere Störeinflüsse zu verringern, kann die erfindungsgemäße Anordnung 10 gemäß 2 bis 4 ausgebildet sein. Die Anordnung 10 dient dabei zur Auswertung bei der Sensorvorrichtung 20 des Fahrzeuges 1, insbesondere zur Detektion der Aktivierungshandlung beim Fahrzeug 1, und nutzt hierzu ggf. die nachfolgenden Elektronikkomponenten:

- wenigstens ein Sensorelement 20.1 zur Erfassung einer Veränderung in einer Umgebung des Sensorelements 20.1, wobei das Sensorelement 20.1 vorzugsweise als Sensorelektrode 20.1 ausgebildet ist und eine Sensorkapazität CS gegenüber einem Massepotential 20.2 ausbildet,
- eine Kontrollvorrichtung 50 zur wiederholten Ermittlung wenigstens eines für die Erfassung (der Veränderung) spezifischen Parameters des Sensorelements 20.1, um die Auswertung durchzuführen, wobei der Parameter z. B. eine veränderliche Sensorkapazität CS sein kann, welche durch die Veränderung in der Umgebung beeinflusst wird,
- eine elektrische Speicheranordnung 51, welche für wenigstens eine Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement 20.1 verschaltet ist,
- wenigstens ein Ansteuerungsmittel 50.6 der Kontrollvorrichtung 50, um für die jeweilige Ermittlung des Parameters die wenigstens eine Ladungsübertragung zur Speicheranordnung 51 zu initiieren.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Speicheranordnung 51 wenigstens zwei elektrische Speicherelemente 51.1 aufweist, um anhand des Ladezustands wenigstens einer der Speicherelemente 51.1 den Parameter zu ermitteln und/oder einen Wert des Parameters zu bestimmen. Die Speicherelemente 51.1 können dabei z. B. die Speicherelemente 51.1 eines kapazitiven Netzwerkes N sein, welches einer Ansteuerungsvorrichtung 50.1 nachgeschaltet ist, und/oder auch einen vorgeschalteten externen und/oder internen Haltekondensator 50.5`, 50.5 der Ansteuerungsvorrichtung 50.1 betreffen (lediglich zur übersichtlicheren Darstellung sind in den 2 bis 4 nur die Speicherelemente 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N mit dem Bezugszeichen 51.1 gekennzeichnet). Vorteilhafterweise dienen dabei die Speicherelemente 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N direkt zur Auswertung durch eine Verarbeitungseinheit 50.2 wie einen Analog-Digital-Wandler 50.2, während die Speicherelemente 50.5, 50.5' zur Weiterleitung und/oder Ladungsakkumulation zur Ausbildung einer Halteanordnung 50.4, 50.4' dienen.
Wie in 3 und 4 zu sehen ist, können wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 (insbesondere solche des mit N gekennzeichneten kapazitiven Netzwerkes) über das wenigstens eine Ansteuerungsmittel 50.6 jeweils (auch einzeln) zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement 20.1 verschaltet sein, um jeweils eine elektrische Ladung von dem Sensorelement 20.1 aufzunehmen und bis zur Auswertung zu speichern. Neben den beispielhaft zweifach vorgesehenen Speicherelementen 51.1 können ggf. auch weitere Speicherelemente 51.1 oder nur ein einziges Speicherelement 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N vorgesehen sein, wobei die Anzahl und/oder die jeweilige Kapazität CN in Abhängigkeit von der gewünschten Amplitudenverstärkung und/oder maximalen Ladungsmenge gewählt werden kann. Das Speicherelement 50.5 bildet eine Halteanordnung 50.4 und ist daher nicht Teil des kapazitiven Netzwerkes N, sondern dient zur Weiterleitung der Ladung an die weiteren Speicherelemente 51.1. Hierzu kann die Halteanordnung 50.4 Teil eines Analog-Digital-Wandlers 50.2 der Ansteuerungsvorrichtung 50.1 (auch: Verarbeitungsvorrichtung 50.1) sein. Die Speicherelemente 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N sind insbesondere der Verarbeitungsvorrichtung 50.1 nachgelagert, die Verarbeitungsvorrichtung 50.1 dient damit bei der Ladungsübertragung zur Weiterleitung der Ladung von dem Sensorelement 20.1 bzw. der externen Halteanordnung 50.4 zu den entsprechenden Speicherelementen 51.1. Hingegen ist eine optionale externe Halteanordnung 50.4' der Verarbeitungsvorrichtung 50.1 vorgelagert, und dient somit selbst zur Weiterleitung der Ladung an die Verarbeitungsvorrichtung 50.1. Die Halteanordnung 50.4 kann bzw. die Halteanordnungen 50.4, 50.4` können jeweils eine Haltekapazität CH bereitstellen, welche ggf. auch für die Halteanordnungen 50.4, 50.4' unterschiedlich sind.
2 bis 4 zeigen lediglich schematische Schaltbilder, daher können bspw. auch andere Schaltkonfigurationen der gezeigten Elektronikkomponenten und/oder weitere Ansteuerungsmittel 50.6 in einer nicht gezeigten Schaltkonfiguration genutzt werden.
Es ist ferner möglich, dass das kapazitive Netzwerk N auch nur durch ein einziges Speicherelement 51.1, wie einen einzigen Kondensator, gebildet wird. Als weiteres Speicherelement 51.1 kann sowohl bei einem als auch bei wenigstens zwei Speicherelementen 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N ein externer und/oder interner Haltekondensator 50.5, 50.5` einer jeweiligen Halteanordnung 50.4, 50.4' vorgesehen sein. Die Nutzung der Weiterleitung über die Halteanordnung 50.4 (bzw. auch 50.4') hat den Vorteil, dass durch den zusätzlichen Weiterleitungszyklus (also dem notwendigen zusätzlichen Schaltvorgang durch das wenigstens eine Ansteuerungsmittel 50.6) eine Filterung bei der Ladungsübertragung erfolgt. Außerdem kann ggf. eine Ladungsakkumulation bereitgestellt werden, um z. B. Ladungen mehrerer Ladungsübertragungen über mehrere Aufladezyklen des Sensorelements 20.1 zu akkumulieren.
Durch eine entsprechende Schaltkombination der (beispielhaft in 3 fünffach und in 4 sechsfach gezeigten) Ansteuerungsmittel 50.6 kann dann gemäß einem ersten Schritt eine Ladungsübertragung zunächst zur Halteanordnung 50.4 stattfinden, dort die Ladung gemäß einem zweiten Schritt zwischengespeichert (gehalten) werden und in einem letzten Schritt über eine weitere Schaltkombination an das kapazitive Netzwerk N weitergeleitet werden. Die Durchführung dieser Schritte kann z. B. für jedes Speicherelement 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N wiederholt werden, wobei z. B. bei der ersten Durchführung mittels einer ersten Schaltkombination im letzten Schritt zunächst ein erstes Speicherelement 51.1 und bei der zweiten Durchführung mittels einer zweiten Schaltkombination im letzten Schritt ein zweites Speicherelement 51.1 des kapazitiven Netzwerks N geladen wird. Auf diese Weise kann sequentiell die Ladungsübertragung bzw. - Weiterleitung an sämtliche Speicherelemente 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N erfolgen. Daher kann ein bestimmtes Aufladeschema für die Speicheranordnung 51 durch die Ansteuerungsmittel 50.6 bereitgestellt werden.
Auch kann es möglich sein, dass wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 (insbesondere des kapazitiven Netzwerkes N) miteinander elektrisch verschaltet sind, vorzugsweise seriell miteinander verschaltet sind, um die jeweiligen Teilspannungen dieser Speicherelemente 51.1 für die jeweilige Ermittlung des Parameters analog aufzuaddieren.
Wie zuvor beschrieben, können wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 über das wenigstens eine Ansteuerungsmittel 50.6 und/oder über wenigstens ein weiteres Speicherelement 50.5 zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement 20.1 elektrisch verbunden sein. Dabei kann das Ansteuerungsmittel 50.6 mit einer Ansteuerungsvorrichtung 50.1 durch diese ansteuerbar verschaltet sein, um das Aufladeschema für die Speicheranordnung 51 bereitzustellen.
In den 3 und 4 wird deutlich, dass durch die Mehrzahl der Ansteuerungsmittel 50.6 verschiedene Schaltkombination gewählt werden können, um z. B. die Speicherelemente 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N einzeln aufzuladen und sodann als Reihenschaltung auszuwerten. Somit können wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 über mindestens zwei der Ansteuerungsmittel 50.6 zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement 20.1 verschaltet sein, um für jede der Ermittlungen:

- wiederholt die Ladungsübertragung durch verschiedene Schaltkombinationen der Ansteuerungsmittel 50.6 durchzuführen, und
- durch die verschiedenen Schaltkombinationen für die jeweilige Ladungsübertragung die wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 gemäß dem Aufladeschema sequentiell aufzuladen.

Wie in 3 und 4 erkennbar ist, kann die Speicheranordnung 51 das kapazitive Netzwerk N aufweisen, welches durch wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 gebildet und mit einer Verarbeitungseinheit 50.2 verschaltet ist, um eine Gesamtspannung dieser Speicherelemente 51.1 des Netzwerkes N zu erfassen. Die Gesamtspannung (also die Spannung über die Reihenschaltung der Speicherelemente 51.1) ist in der gezeigten Schaltkonfiguration (und bei entsprechender Schaltkombination der Ansteuerungsmittel 50.6) abhängig von den einzelnen Ladezuständen und/oder von den Teilspannungen dieser Speicherelemente 51.1 des Netzwerkes N. Da insbesondere die Aufladung der Speicherelemente 51.1 nur in Abhängigkeit von der Ladungsübertragung von dem Sensorelement 20.1 und damit in Abhängigkeit von der im Sensorelement 20.1 gespeicherten Ladung erfolgt, ist die erfasste (Gesamt-) Spannung für den zu erfassenden Parameter, wie die veränderliche Sensorkapazität CS, spezifisch. Je höher die Sensorkapazität CS, desto größer kann ggf. die in dem Sensorelement 20.1 gespeicherte Ladung und/oder die erfasste Gesamtspannung sein.
Auch kann das kapazitive Netzwerk N ggf. erweitert werden, sodass wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens fünf Speicherelemente 51.1 der Speicheranordnung 51 im Netzwerk N vorgesehen und miteinander verschaltet sind.
In der in 3 und 4 gezeigten Schaltkonfiguration kann zumindest durch das Ansteuerungsmittel 50.6 und zumindest teilweise durch die Speicheranordnung 51 eine Ladungspumpe ausgebildet sein, um vorzugsweise durch eine elektrische Ladung des Sensorelements 20.1 eine elektrische Eingangsspannung für die Ladungspumpe bereitzustellen, um anhand dieser Eingangsspannung durch die Ladungspumpe und durch die Ladungsübertragung eine elektrische Ausgangsspannung über eine Reihenschaltung von wenigstens zwei der Speicherelemente 51.1 bereitzustellen, wobei die Ausgangsspannung für den Parameter spezifisch ist, und wobei vorzugsweise eine Verarbeitungseinheit 50.2 zur Erfassung dieser Ausgangsspannung mit der Speicheranordnung 51 verbunden ist.
Als Erweiterung des in 3 gezeigten Aufbaus kann ferner gemäß 4 noch ein externer Haltekondensator 50.5' einer externen Halteanordnung 50.4' vorgesehen sein. Dieser ist extern von der Ansteuerungsvorrichtung 50.1 ausgebildet, und dieser ggf. vorgeschaltet. Auf diese Weise kann z. B. bei der Nutzung mehrerer Ladungsübertragungen und/oder Aufladungen des Sensorelements 20.1 pro Ermittlung (des Parameters) eine Ladungsakkumulation durchgeführt werden. Anschließend kann die Weiterleitung der akkumulierten Ladung an die interne Halteanordnung 50.4 und/oder an das kapazitive Netzwerk N wie zuvor beschrieben erfolgen.
Eine Auswertung kann nach vollständiger Weiterleitung der Ladungen an die Speicherelemente 51.1 des Netzwerkes N erfolgen, wobei diese Weiterleitung ggf. mehrere Umschaltvorgänge der Ansteuerungsmittel 50.6 erfordert, um die Speicherelemente 51.1 des Netzwerkes N nacheinander aufzuladen. Entscheidend kann bei der Auswertung sein, dass eine (vor)bestimmte Ladungs- (oder Spannungs-) Differenz bestimmt wird. Diese Differenz tritt z. B. dann auf, wenn eine Aktivierungshandlung die Umgebung des Sensorelements 20.1 verändert. Es kann also ggf. eine bestimmte Differenz bestimmt werden, welche für die Aktivierungshandlung spezifisch ist. Um diese Differenz zu erfassen, kann z. B. die Gesamtspannung über die Reihenschaltung der Speicherelemente 51.1 des kapazitiven Netzwerkes N erfasst werden. Hierzu kann eine Verarbeitungseinheit 50.2, wie ein Analog-Digital-Wandler, mit der Reihenschaltung verbunden sein, um die Gesamtspannung zu messen. Dabei kann der Parameter ermittelt werden, indem z. B. ein Komparator 60 genutzt wird, um das Überschreiten einer bestimmten Spannungsschwelle durch die gemessene Gesamtspannung zu detektieren. Auch kann ggf. die Zeitdauer bis zum Überschreiten der Spannungsschwelle gemessen werden. Ferner kann vorteilhafterweise die Anzahl der Ladungsvorgänge gemessen werden, bis das kapazitive Netzwerk N vollständig aufgeladen ist. Diese Ermittlung (welche auch das wiederholte Aufladen des Sensorelements 20.1, die Ladungsübertragung und/oder das Messen umfassen kann) kann bevorzugt wiederholt durchgeführt werden, um die Umgebung des Sensorelements 20.1 kontinuierlich zu überwachen.
Es kann außerdem möglich sein, dass ein Schildelement 22 in Abhängigkeit von der Ladungsübertragung und/oder einer Aufladung des Sensorelements 20.1 aktiv angesteuert wird, vorzugsweise während der Aufladung und/oder Ladungsübertragung auf das gleiche Potential gelegt wird wie das Sensorelement 20.1, um einen Überwachungsbereich der Sensorvorrichtung 20 zu definieren. Bspw. kann bei der Ladungsübertragung das Schildelement 22 auf ein festes Potential, wie ein Massepotential 20.2, gelegt werden. Auf diese Weise können Störeinflüsse weiter reduziert und/oder gezielt der Überwachungsbereich festgelegt werden, in welchem die Veränderung in der Umgebung bzw. die Aktivierungshandlung durch das Sensorelement 20.1 erfasst werden kann. Das Schildelement 22 ist bspw. als Schildelektrode 22 in gleicher oder ähnlicher Weise ausgebildet, wie das Sensorelement 20.1.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Heckklappe
3: Stoßfänger
4: Türgriff
8: Benutzer
9: Körperteil, Aktivierungsmittel
10: Anordnung, Schaltanordnung
20: Sensorvorrichtung
20.1: Sensorelement, Sensorelektrode
20.2: Massepotential
22: Schildelement, Schildelektrode
50: Kontrollvorrichtung
50.1: Ansteuerungsvorrichtung, Verarbeitungsvorrichtung, Mikrocontroller
50.2: Verarbeitungseinheit, Analog-Digital-Wandler
50.4: Halteanordnung, interne Halteanordnung
50.4': externe Halteanordnung, weiteres Speicherelement
50.5: Haltekondensator, weiteres Speicherelement
50.5': externer Haltekondensator
50.6: Ansteuerungsmittel
51: Speicheranordnung
51.1: Speicherelement, Speicherkondensator
60: Komparator
CH: Haltekapazität
CN: Speicherkapazität
CS: Sensorkapazität

Claims

Anordnung (10) für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung (20) eines Fahrzeuges (1), insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung beim Fahrzeug (1), aufweisend: - wenigstens ein Sensorelement (20.1) zur Erfassung einer Veränderung in einer Umgebung des Sensorelements (20.1), - eine Kontrollvorrichtung (50) zur wiederholten Ermittlung wenigstens eines für die Erfassung spezifischen Parameters des Sensorelements (20.1), um die Auswertung durchzuführen, - eine elektrische Speicheranordnung (51), welche für wenigstens eine Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement (20.1) verschaltet ist, - wenigstens ein Ansteuerungsmittel (50.6) der Kontrollvorrichtung (50), um für die jeweilige Ermittlung des Parameters die wenigstens eine Ladungsübertragung zur Speicheranordnung (51) zu initiieren, wobei die Speicheranordnung (51) wenigstens zwei elektrische Speicherelemente (51.1) aufweist, um anhand des Ladezustands wenigstens einer der Speicherelemente (51.1) den Parameter zu ermitteln.
Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) über das wenigstens eine Ansteuerungsmittel (50.6) jeweils zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement (20.1) verschaltet sind, um jeweils eine elektrische Ladung von dem Sensorelement (20.1) aufzunehmen und bis zur Auswertung zu speichern.
Anordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) miteinander elektrisch verschaltet sind, vorzugsweise seriell miteinander verschaltet sind, um jeweilige Spannungen über diese Speicherelemente (51.1) für die jeweilige Ermittlung des Parameters analog aufzuaddieren.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) über das wenigstens eine Ansteuerungsmittel (50.6) und/oder über wenigstens ein weiteres Speicherelement (50.5) zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement (20.1) elektrisch verbunden sind, wobei das Ansteuerungsmittel (50.6) mit einer Ansteuerungsvorrichtung (50.1) durch diese ansteuerbar verschaltet ist, um ein vorgegebenes Aufladeschema für die Speicheranordnung (51) bereitzustellen.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) über mindestens zwei der Ansteuerungsmittel (50.6) zur Ladungsübertragung mit dem wenigstens einen Sensorelement (20.1) verschaltet sind, um für jede der Ermittlungen: - wiederholt die Ladungsübertragung durch verschiedene Schaltkombinationen der Ansteuerungsmittel (50.6) durchzuführen, und - durch die verschiedenen Schaltkombinationen für die Ladungsübertragung die wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) gemäß einem Aufladeschema sequentiell aufzuladen.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensorelement (20.1) mit der Kontrollvorrichtung (50) verschaltet ist, um für wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) jeweils eine Aufladung des Sensorelements (20.1) und anschließend die Ladungsübertragung und ein Halten des Ladezustands bis zur Auswertung durchzuführen, vorzugsweise sodass die wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) hierdurch sequentiell aufgeladen werden, wobei eine Verarbeitungsvorrichtung (50.1) vorgesehen ist, um erst nach den Ladungsübertragungen an die wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) anhand der gehaltenen Ladezustände den Parameter zu ermitteln.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicheranordnung (51) ein kapazitives Netzwerk (N) aufweist, welches durch wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) gebildet und mit einer Verarbeitungseinheit (50.2) verschaltet ist, um eine Gesamtspannung dieser Speicherelemente (51.1) des Netzwerkes (N) zu erfassen, wobei die Gesamtspannung abhängig ist von den einzelnen Teilspannungen dieser Speicherelemente (51.1) des Netzwerkes (N).
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) derart miteinander und mit einer Verarbeitungseinheit (50.2) elektrisch verschaltet sind, dass zur Auswertung durch die Verarbeitungseinheit (50.2) eine Spannung über eine Reihenschaltung der wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) erfasst wird, wobei die erfasste Spannung für den Parameter spezifisch ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens fünf Speicherelemente (51.1) der Speicheranordnung (51) und/oder des kapazitiven Netzwerkes (N) vorgesehen und miteinander verschaltet sind.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines oder sämtliche der Speicherelemente (51.1) jeweils als Kondensator ausgebildet sind, wobei vorzugsweise eine elektrische Kapazität (CN) des jeweiligen Kondensators höchstens dem 2-fachen einer Sensorkapazität (CS) entspricht, welche durch das Sensorelement (20.1) gebildet ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Speicherelemente (51.1) Teil einer Halteanordnung (50.4) ist, und vorzugsweise als ein Haltekondensator (50.5) ausgebildet ist, wobei die Halteanordnung (50.4) zwischen dem wenigstens einen weiteren oder zwischen wenigstens zwei weiteren der Speicherelemente (51.1) und dem Sensorelement (20.1) verschaltet ist, um die Ladungsübertragung von dem Sensorelement (20.1) an das weitere Speicherelement (51.1) weiterzuleiten.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine interne Halteanordnung (50.4) als Teil der Verarbeitungsvorrichtung (50.1), vorzugsweise als Teil eines Analog-Digital-Wandlers (50.2) der Verarbeitungsvorrichtung (50.1), und eine externe Halteanordnung (50.4') extern von der Verarbeitungsvorrichtung (50.1) miteinander elektrisch verschaltet sind, und jeweils wenigstens ein Speicherelement (50.5, 50.5') aufweisen, um gesteuert durch das Ansteuerungsmittel (50.6) zunächst durch mehrere Ladungsübertragungen von dem Sensorelement (20.1) an die externe Halteanordnung (50.4') eine Ladungsakkumulation durchzuführen, und dann die akkumulierte Ladung von der externen Halteanordnung (50.4') an die interne Halteanordnung (50.4) zu übertragen, um über die interne Halteanordnung (50.4) die Ladung an wenigstens ein weiteres Speicherelement (51.1) der Speicheranordnung (51) zu vermitteln.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Ansteuerungsmittel (50.6) Teil eines Analog-Digital-Wandlers (50.2) ist, welcher vorzugsweise in der Ansteuerungsvorrichtung (50.1) integriert ist, um das wenigstens eine der Ansteuerungsmittel (50.6) durch die Ansteuerungsvorrichtung (50.1) anzusteuern, vorzugsweise zu schalten, wobei die Ansteuerungsvorrichtung (50.1) auch als Verarbeitungsvorrichtung (50.1), vorzugsweise als Mikrocontroller, zur Erfassung einer Spannung der Speicheranordnung (51) über den Analog-Digital-Wandler (50.2) zur Auswertung ausgeführt ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest durch das Ansteuerungsmittel (50.6) und zumindest einen Teil der Speicheranordnung (51) eine Ladungspumpe ausgebildet ist, um vorzugsweise durch eine elektrische Ladung des Sensorelements (20.1) eine elektrische Eingangsspannung für die Ladungspumpe bereitzustellen, um anhand dieser Eingangsspannung durch die Ladungspumpe und durch die Ladungsübertragung eine elektrische Ausgangsspannung über eine Reihenschaltung von wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) bereitzustellen, wobei die Ausgangsspannung für den Parameter spezifisch ist, und wobei vorzugsweise eine Verarbeitungseinheit (50.2) zur Erfassung dieser Ausgangsspannung mit der Speicheranordnung (51) verbunden ist.
Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ansteuerungsmittel (50.6) derart zur Ansteuerung durch eine Ansteuerungsvorrichtung (50.1) mit der Ansteuerungsvorrichtung (50.1) und den Speicherelementen (51.1) verschaltet ist, dass durch die Ansteuerung zur wiederholten Ladungsübertragung, vorzugsweise durch eine getaktete und/oder wiederholte Umschaltung wenigstens eines der Ansteuerungsmittel (50.6), ein Tiefpass für die Ladungsübertragung gebildet ist.
Verfahren für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung (20) eines Fahrzeuges (1), insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung beim Fahrzeug (1), wobei eine Anordnung (10) mit wenigstens einem Sensorelement (20.1) und einer Speicheranordnung (51) vorgesehen ist, wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden: a) Durchführen wenigstens einer ersten Ermittlung eines Parameters des Sensorelements (20.1), b) Durchführen wenigstens einer zweiten Ermittlung des Parameters, wobei für die jeweilige Ermittlung des Parameters wenigstens eine Ladungsübertragung zwischen dem Sensorelement (20.1) und wenigstens zwei Speicherelementen (51.1) der Speicheranordnung (51) durchgeführt wird, um anhand des Ladezustands wenigstens einer der Speicherelemente (51.1) den Parameter zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes und zweites der Speicherelemente (51.1) Teil eines kapazitiven Netzwerkes (N) und wenigstens ein drittes (51.5) der Speicherelemente (51.1) als ein Haltekondensator (50.5) Teil einer Halteanordnung (50.4) sind, wobei durch die Halteanordnung (50.4) mittels des Haltekondensators (50.5) eine Ladungsweiterleitung von dem Sensorelement (20.1) an die Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) gemäß den nachfolgenden Schritten erfolgt: - Aufladen des Sensorelements (20.1), - Übertragen einer Ladung von dem Sensorelement (20.1) an die Halteanordnung (50.4), - Weiterleiten der übertragenen Ladung an das erste Speicherelement (51.1), - Erneutes Aufladen des Sensorelements (20.1), - Erneutes Übertragen einer Ladung von dem Sensorelement (20.1) an die Halteanordnung (50.4), - Weiterleiten der übertragenen Ladung an das zweite Speicherelement (51.1), wobei die Schritte vorzugsweise für weitere Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) wiederholt werden, um nach Durchführung dieser Schritte die Auswertung anhand der Ladezustände der Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) durchzuführen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Speicherelemente (51.1) ein kapazitives Netzwerk (N) bilden, wobei mehrere Ladungsübertragungen für jede einzelne der Ermittlungen durchgeführt werden, durch welche die Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) vorzugsweise sequentiell aufgeladen werden, sodass jede der Ladungsübertragungen an genau einen einzigen der Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) erfolgt, um nach der Ladungsübertragung an sämtliche der Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) die Auswertung anhand der Ladezustände der Speicherelemente (51.1) des kapazitiven Netzwerkes (N) durchzuführen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schildelement (22) in Abhängigkeit von der Ladungsübertragung und/oder einer Aufladung des Sensorelements (20.1) angesteuert wird, vorzugsweise während der Aufladung auf das gleiche Potential gelegt wird wie das Sensorelement (20.1), um einen Überwachungsbereich der Sensorvorrichtung (20) zu definieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (10) gemäß einer Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist.