DE102022107844A1

DE102022107844A1 - Verfahren zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung, Computerprogrammprodukt und Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102022107844A1
Application number: DE102022107844.2A
Authority: DE
Inventors: David Seguin
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2023-10-05
Also published as: WO2023186868A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung (1), wobei ein kapazitives Sensorelement (2) der kapazitiven Sensorvorrichtung einem sinuswellenbasierten ersten elektrischen Signal (15) ausgesetzt wird, wobei das kapazitive Sensorelement ein zweites elektrisches Signal (14) bereitstellt, wobei das zweite elektrische Signal in einen In-Phase-Detektor (16), um ein I-Signal (18) bereitzustellen, und in einen Quadratur-Phase-Detektor (17) eingegeben wird, um ein Q-Signal (19) bereitzustellen, wobei das I-Signal (18) und das Q-Signal verarbeitet werden, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zu ermöglichen.Erfindungsgemäß werden auch drei vorbestimmte Referenzimpedanzen dem ersten elektrischen Signal ausgesetzt, wobei die vorbestimmten Referenzimpedanzen jeweilige zweite elektrische Referenzsignale bereitstellen, die in den In-Phase-Detektor und den Quadratur-Phase-Detektor eingegeben werden, um jeweilige Referenz-I-Signale und jeweilige Referenz-Q-Signale bereitzustellen, wobei die Referenz-I-Signale und die Referenz-Q-Signale zusätzlich verarbeitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung, wobei zumindest ein kapazitives Sensorelement der kapazitiven Sensorvorrichtung einem sinuswellenbasierten ersten elektrischen Signal ausgesetzt wird, wobei das zumindest eine kapazitive Sensorelement ein zweites elektrisches Signal als Reaktion auf das Einwirken des ersten elektrischen Signals bereitstellt, wobei das zweite elektrische Signal in einen In-Phase-Detektor, um ein I-Signal als Reaktion auf das zweite elektrische Signal bereitzustellen, und in einen Quadratur-Phase-Detektor eingegeben wird, um ein Q-Signal als Reaktion auf das zweite elektrische Signal bereitzustellen, wobei das I-Signal und das Q-Signal von einer Bestimmungseinheit verarbeitet werden, um die manuelle Betätigung zu ermitteln. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung, wobei die Ermittlungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement der kapazitiven Sensorvorrichtung gekoppelt zu werden, wobei die Ermittlungsvorrichtung aufweist: einen Signalgenerator zum Erzeugen eines sinuswellenbasierten ersten elektrischen Signals, wobei der Signalgenerator des Weiteren dazu eingerichtet ist, das zumindest eine kapazitive Sensorelement der kapazitiven Sensorvorrichtung dem ersten elektrischen Signal auszusetzen, eine Empfangseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein einzelnes elektrisches Signal von dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement zu empfangen, das als Reaktion auf das Einwirken des ersten elektrischen Signals bereitgestellt wird, einen In-Phase-Detektor, der mit der Empfangseinheit gekoppelt ist, wobei der In-Phase-Detektor dazu eingerichtet ist, ein I-Signal als Reaktion auf das zweite elektrische Signal zu bestimmen, einen Quadratur-Phase-Detektor, der mit der Empfangseinheit gekoppelt ist, wobei der Quadratur-Phase-Detektor dazu eingerichtet ist, ein Q-Signal als Reaktion auf das zweite elektrische Signal zu bestimmen, und eine Bestimmungseinheit, die mit dem In-Phase-Detektor und dem Quadratur-Phase-Detektor gekoppelt ist, wobei die Bestimmungseinheit dazu eingerichtet ist, das jeweilige I-Signal und das jeweilige Q-Signal des zweiten Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements zu verarbeiten, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zu ermöglichen.
Generische Verfahren, Computerprogrammprodukte und Ermittlungsvorrichtungen sind im Stand der Technik gut bekannt, weshalb es nicht nötig ist, einen damit zusammenhängenden spezifischen Stand der Technik anzugeben. Sie werden gewöhnlich dazu verwendet, das Ermitteln einer manuellen Betätigung der kapazitiven Sensorvorrichtung, insbesondere einer manuellen Betätigung des zumindest einen kapazitiven Sensorelements zu ermöglichen. Dies ist nützlich, um Funktionen von Anwendungen, wie etwa einem Fahrzeug, insbesondere einem Auto, einem Schiff, einem Flugzeug und/oder ähnlichem, sowie Steuerungsmaschinen von Anlagen, Haushaltsgeräten und so weiter zu steuern. Die Verwendung der kapazitiven Sensorvorrichtung ermöglicht einfaches Beeinflussen und Steuern der zuvor erwähnten Anwendungen. Gewöhnlich kann die kapazitive Sensorvorrichtung durch ein Körperteil eines Benutzers, wie etwa einen Finger, eine Hand oder ähnliches, berührt werden. Die Ermittlungsvorrichtung, die elektrisch mit der kapazitiven Sensorvorrichtung verbunden ist, insbesondere mit ihrem zumindest einen kapazitiven Sensorelement, empfängt jeweilige Signale von der kapazitiven Sensorvorrichtung oder dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement, verarbeitet diese Signale und ermittelt die manuelle Betätigung beziehungsweise die manuelle Auslösung. Die Ermittlungsvorrichtung kann ein jeweiliges Signal für Steuerungszwecke ausgeben, wie oben eingehend erläutert.
Leider wurde festgestellt, dass der Stand der Technik anfällig für gewisse Mängel ist. Insbesondere leiden kapazitive Sensorvorrichtungen unter Anfälligkeit für Feuchtigkeit, Verunreinigung, Umgebungseinflüsse und ähnliches, was die Zuverlässigkeit der Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer manuellen Betätigung beeinträchtigen kann.
Die technische Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein generisches Verfahren und eine Ermittlungsvorrichtung derart zu verbessern, dass sie in Bezug auf Temperatur, Feuchtigkeit, Umgebungseinflüsse und/oder ähnliches stabiler sein kann, sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt bereitzustellen.
Als eine Lösung hinsichtlich der zuvor erwähnten technischen Aufgabe wird ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Ermittlungsvorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
Bevorzugte Ausführungsformen lassen sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche ableiten.
Mit Bezug auf ein generisches Verfahren wird vorgeschlagen, dass zumindest drei vorbestimmte Referenzimpedanzen auch dem ersten elektrischen Signal ausgesetzt werden, wobei die zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen jeweilige zweite elektrische Referenzsignale bereitstellen, die in den In-Phase-Detektor und den Quadratur-Phase-Detektor eingegeben werden, um jeweilige Referenz-I-Signale und jeweilige Referenz-Q-Signale bereitzustellen, wobei das I-Signal und das Q-Signal des zweiten elektrischen Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements, die Referenz-I-Signale und die Referenz-Q-Signale durch die Bestimmungseinheit verarbeitet werden, um die manuelle Betätigung zusätzlich abhängig von den Referenz-I-Signalen und den Referenz-Q-Signalen zu ermitteln.
Mit Bezug auf ein Computerprogrammprodukt wird vorgeschlagen, dass das Computerprogrammprodukt ein Programm für eine Rechnereinheit beinhaltet, die Softwarecodeanteile eines Computerprogramms zum Ausführen der Schritte des erfinderischen Verfahrens aufweist, wenn das Computerprogramm auf der Rechnereinheit ausgeführt wird.
Mit Bezug auf eine generische Ermittlungsvorrichtung wird vorgeschlagen, dass die Ermittlungsvorrichtung des Weiteren dazu eingerichtet ist, mit zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen gekoppelt zu werden, wobei der Signalgenerator dazu eingerichtet ist, die zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen dem ersten elektrischen Signal auszusetzen, und die Empfangseinheit dazu eingerichtet ist, jeweilige zweite elektrische Referenzsignale von den zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen zu empfangen, die dem In-Phase-Detektor und dem Quadratur-Phase-Detektor zugeführt werden, um jeweilige Referenz-I-Signale und jeweilige Referenz-Q-Signale bereitzustellen, wobei die Bestimmungseinheit des Weiteren dazu eingerichtet ist, das I-Signal und das Q-Signal des zweiten elektrischen Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements, die Referenz-I-Signale und die Referenz-Q-Signale zu verarbeiten, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zusätzlich abhängig von den Referenz-I-Signalen und den Referenz-Q-Signalen zu ermöglichen.
Ohne Einschränkung beruht die Erfindung auf der Feststellung, dass das Ermitteln der manuellen Betätigung verbessert werden kann, wenn bekannte Referenzimpedanzen beziehungsweise vorbestimmte Referenzimpedanzen während der Verarbeitung des zumindest einen zweiten Signals für das Ermitteln der manuellen Betätigung berücksichtigt werden. In dieser Hinsicht ist das erfinderische Konzept nicht nur auf ein einziges kapazitives Sensorelement beschränkt, insbesondere kann die kapazitive Sensorvorrichtung mehr als ein einziges kapazitives Sensorelement, zum Beispiel zwei, drei, vier oder ähnlich viele kapazitive Sensorelemente aufweisen, die vorzugsweise alle mit der Ermittlungsvorrichtung verbunden sind, um die manuelle Betätigung zu ermitteln. In dieser Hinsicht können die kapazitiven Sensorelemente, wie etwa ein Metallblech, eine Platte, eine Matte kapazitiver Sensorelemente oder ähnliches, bereitgestellt werden, so dass zum Beispiel eine Position der manuellen Betätigung auf dem Metallblech oder der Platte erkannt werden kann. Eine derartige Matte kapazitiver Sensorelemente kann zum Beispiel für eine Bereitstellung einer Hand-am Gerät-Vorrichtung (englisch: Hands-on-Device; HOD) für ein Lenkrad des Fahrzeugs oder ähnliches benutzt werden. Viele weitere Anwendungen können jedoch in Betracht gezogen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Die Ermittlungsvorrichtung kann zwar eine separate Komponente sein, die elektrisch mit der kapazitiven Sensorvorrichtung gekoppelt werden kann, jedoch können beide dieser Vorrichtungen zumindest teilweise kombiniert sein, um eine einstückige Komponente oder ähnliches zu bilden. Vorzugsweise kann die Ermittlungsvorrichtung einen elektronischen Schaltkreis, wie etwa einen Hardware-Schaltung, aufweisen. Sie kann auch eine Rechnereinheit aufweisen, die von einem jeweiligen Rechenprogramm gesteuert werden kann. Der elektronische Schaltkreis kann zumindest teilweise durch eine integrierte Schaltung gebildet werden.
Die Ermittlungsvorrichtung schließt den Signalgenerator ein, welcher dazu eingerichtet ist, ein sinuswellenbasiertes erstes elektrisches Signal zu erzeugen. Das erste elektrische Signal wird dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement zugeführt. Ist mehr als ein einziges kapazitives Sensorelement vorgesehen, so ist es möglich, das erste elektrische Signal allen der kapazitiven Sensorelemente gleichzeitig zuzuführen. Es ist jedoch auch möglich, dass das erste elektrische Signal gebündelt wird, so dass nur ein einziges kapazitives Sensorelement dem ersten elektrischen Signal für ein vorbestimmtes Zeitintervall ausgesetzt wird.
Das erste elektrische Signal kann als ein Dauerstrichsignal bereitgestellt werden. Es kann jedoch auch als Impuls, Burst oder ähnliches bereitgestellt werden. Auch Kombinationen der zuvor genannten Möglichkeiten können in Betracht gezogen werden.
Die Empfangseinheit ist dazu eingerichtet, das zweite Signal von dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement zu empfangen, welches als Reaktion auf das Einwirken des ersten elektrischen Signals bereitgestellt wird. Weist die kapazitive Sensorvorrichtung mehr als einen einzigen kapazitiven Sensor auf, so kann ein Multiplexing oder eine Parallelverarbeitung vorgesehen sein. Im Allgemeinen ist das zweite elektrische Signal eine Reaktion des jeweiligen kapazitiven Sensorelements, wenn dieses dem ersten elektrischen Signal ausgesetzt wird. Diese Reaktion hängt von dem Vorhandensein einer manuellen Betätigung oder Auslösung, zum Beispiel, einer Berührung eines Fingers des Benutzers, einer Berührung einer Hand des Benutzers, Kombinationen davon oder ähnlichem ab.
Leider können auch Störeffekte, die zum Beispiel von Temperatur, Feuchtigkeit oder ähnlichem abhängen, das zweite elektrische Signal beeinflussen. Das zweite elektrische Signal wird daher von der Ermittlungsvorrichtung verarbeitet, um die Störeffekte zu reduzieren. Dies ist möglich durch die Verwendung der zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen oder kann dadurch verbessert werden. Die Werte der zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen sind der Ermittlungsvorrichtung bekannt. Dies kann erreicht werden, indem die Werte der zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen durch eine Eingabevorrichtung eingegeben werden, indem eine Datei mit den zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen an die Ermittlungsvorrichtung oder ähnliches übermittelt wird. Gleichzeitig können jeweilige Eingaben der Ermittlungsvorrichtung, die mit den vorbestimmten Referenzimpedanzen verbunden sind, ähnlich der Verarbeitung des zweiten elektrischen Signals verarbeitet werden, so dass durch Vergleichen der Verarbeitungsergebnisse mit den jeweiligen bekannten Werten, die Störungen genauer bestimmt und während der Verarbeitung des zweiten elektrischen Signals berücksichtigt werden können.
Ist mehr als ein kapazitives Sensorelement vorgesehen, so wird eine jeweilige Anzahl von zweiten elektrischen Signalen entsprechend der Anzahl der kapazitiven Sensorelemente verarbeitet werden.
Das zumindest eine zweite elektrische Signal und ein zweites elektrisches Referenzsignal werden verarbeitet, um jeweilige I-Signale und jeweilige Q-Signale sowie jeweilige Referenz-I-Signale und jeweilige Referenz-Q-Signale zu empfangen. Dies kann zum Beispiel durch jeweilige In-Phase-Detektoren und Quadratur-Phase-Detektoren erreicht werden. Auch Multiplexing kann in dieser Hinsicht vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß verarbeitet die Bestimmungseinheit das I-Signal und das Q-Signal jedes der zweiten Signale der kapazitiven Sensorelemente, wobei insbesondere Ergebnisse mit Bezug auf die Störungen berücksichtigt werden, die sich aus der zusätzlichen Verarbeitung der Referenz-I-Signale und den Referenz-Q-Signalen ergeben. Somit kann eine Reduzierung der Störungen erreicht werden, so dass gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Ermittelns der manuellen Betätigung verbessert werden kann. Folglich ermöglicht es die Erfindung, das Ermitteln der manuellen Betätigung zu verbessern.
Um eine entsprechende Verarbeitung zu realisieren, kann eine Steuerungseinheit bereitgestellt werden, welche auf elektronischer Hardware basieren kann, und/oder eine Rechnereinheit, deren Betrieb von einem jeweiligen Computerprogramm gesteuert wird. Die Steuerungseinheit und/oder die Rechnereinheit können die Funktionen von zumindest einer oder mehreren erfindungsgemäßen Einheiten, zum Beispiel, dem Signalgenerator, der Empfangseinheit, dem In-Phase-Detektor, dem Quadratur-Phase-Detektor, der Bestimmungseinheit und/oder ähnlichem bereitstellen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung wird vorgeschlagen, dass das erste elektrische Signal ein spannungsbasiertes Signal ist und das zweite elektrische Signal ein strombasiertes Signal ist. Der Signalgenerator kann somit das erste Signal als ein Spannungssignal bereitstellen, welches dem jeweiligen kapazitiven Sensorelement und den jeweiligen Referenzimpedanzen zugeführt wird. Das zumindest eine kapazitive Sensorelement sowie die Referenzimpedanzen reagieren oder antworten, indem sie ein jeweiliges Stromsignal bereitstellen, welches von der Empfangseinheit erkannt werden kann. Zu diesem Zweck kann die Empfangseinheit einen oder mehrere jeweilige Stromsensoren aufweisen, die zum Messen des Stroms eines oder aller der kapazitiven Sensorelemente und der Referenzimpedanzen benutzt werden können. Die Empfangseinheit empfängt die jeweiligen Stromsignale als die jeweiligen zweiten Signale oder die Empfangseinheit kann die jeweiligen Stromsignale in beispielsweise jeweilige Spannungssignale transformieren, die die jeweiligen zweiten Signale bilden können. In dieser Hinsicht lässt sich eine einfache Ausführung für die Erfindung erreichen.
Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, wenn die ersten und die zweiten Signale analoge Signale sind. Dies erlaubt eine genaue Zuordnung zwischen dem ersten Signal und jeweils dem zweiten Signal. Der Aufwand für die Verarbeitung der zweiten Signale lässt sich vereinfachen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung weist jede der Referenzimpedanzen einen Realteil und einen Imaginärteil auf. Allgemein gesagt, ist es möglich, dass ein bestimmter Realteil oder ein bestimmter Imaginärteil einen Wert von etwa null haben können oder einen Wert von etwa unendlich haben können. Es ist auch möglich, dass für zumindest eine der Referenzimpedanzen nicht nur der Imaginärteil einen Wert von etwa unendlich hat, sondern auch der Imaginärteil einen Wert von etwa unendlich hat. Vorzugsweise haben manche der Referenzimpedanzen geeignete Werte für den Realteil und den Imaginärteil. Zum Beispiel kann eine Referenzimpedanz durch eine Schaltung bereitgestellt werden, die zumindest einen elektrischen Widerstand und zumindest einen elektrischen Kondensator aufweist. Diese elektronischen Komponenten können parallel oder in Serie geschaltet sein. Die Schaltung kann jedoch auch mehr als nur eines der zuvor erwähnten elektronischen Elemente einschließen. Sie kann zum Beispiel eine elektronische Induktivität aufweisen. Vorzugsweise unterscheiden sich die Referenzimpedanzen voneinander. Dies kann die Funktionsweise der Erfindung verbessern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich zumindest ein Wert des Realteils oder des Imaginärteils einer der Referenzimpedanzen von den jeweiligen Werten des Realteils beziehungsweise des Imaginärteils einer der anderen Referenzimpedanzen. Dies ermöglicht es, eine virtuelle Ebene durch die Referenzimpedanzen aufzuspannen, auf Basis derer ein Transformieren des I-Signals und des Q-Signals des zweiten Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements realisiert werden kann, so dass die Störungen erkannt werden können. Dies kann dazu beitragen, die Betriebsweise der Erfindung zu verbessern.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der In-Phase-Detektor das zweite elektrische Signal derart verarbeitet, dass ein In-Phase-Signalanteil des zweiten elektrischen Signals zum Bereitstellen des I-Signals bestimmt wird. Der In-Phase-Detektor kann eine Betriebsweise, zum Beispiel durch Verwendung mathematischer Formeln, bereitstellen, um den In-Phase-Anteil des zweiten Signals mit Bezug auf das erste Signal zu bestimmen. Dieser In-Phase-Anteil kann als das I-Signal benutzt werden.
Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass der Quadratur-Phase-Detektor das zweite Signal derart verarbeitet, dass ein Quadratur-Phase-Signalanteil des zweiten Signals zum Bereitstellen des Q-Signals bestimmt wird. In dieser Hinsicht kann der Quadratur-Phase-Detektor, ähnlich dem In-Phase-Detektor, einen Signalanteil des zweiten Signals derart aufweisen, dass dieser Anteil orthogonal zum ersten Signal ist. Vorzugsweise kann das ein Signalanteil mit einer Phasendifferenz von etwa π/2 sein. Dieser Signalanteil kann das Q-Signal bilden. Vorzugsweise können das I-Signal und das Q-Signal derart bestimmt werden, dass ein quadratischer Wert des I-Signals plus einem quadratischen Wert des Q-Signals einem quadratischen Wert des zweiten Signals entspricht.
Für den Zweck des Bestimmens des I-Signals und des Q-Signals kann eine Kombination des zweiten elektrischen Signals und des ersten elektrischen Signals bereitgestellt werden, zum Beispiel durch Multiplizieren, Vergleichen, weitere Operationen und/oder ähnliches.
Die Erfindung kann des Weiteren eine Transformationseinheit einschließen. Zumindest ein Parameter der Transformationseinheit wird vorzugsweise abhängig von den Referenz-I-Signalen, den Referenz-Q-Signalen und den jeweiligen Werten der vorbestimmten Referenz-Impedanzen bestimmt. Wie oben erläutert, können die Werte der vorbestimmten Referenzimpedanzen von einer Datei, als Hardware oder ähnliches bereitgestellt werden. Die Transformationseinheit berechnet die jeweiligen Werte der Referenzimpedanzen und die jeweiligen Referenz-I-Signale und die jeweiligen Reference-Q-Signale, so dass Parameter bestimmt werden können. Diese Parameter können von der Transformationseinheit zur Verarbeitung des I-Signals und des Q-Signals des zweiten Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements benutzt werden, um einen jeweiligen Kapazitätswert und einen jeweiligen Leitfähigkeitswert zu erhalten. Die Transformationseinheit stellt somit eine jeweilige Transformierte bereit, um das I-Signal und das Q-Signal in einen jeweiligen Kapazitätswert und einen jeweiligen Leitfähigkeitswert zu transformieren. Basierend auf diesen Werten, die weniger störungsanfällig sind, kann die Bestimmungseinheit die Bestimmung der manuellen Betätigung weiter verbessern.
Um die Erfindung weiter zu verbessern, werden in einer zusätzlichen beispielhaften Ausführungsform die Referenz-I-Signale und die Referenz-Q-Signale einer Offset-Kompensation unterzogen. Die Offset-Kompensation ermöglicht eine Reduzierung unerwünschter Nebeneffekte, die den Ermittlungsvorgang beeinträchtigen können. Die Offset-Kompensation kann eine Gleichwert-Offset-Homogenisierung sein. Sie kann insbesondere eine thermische Kompensation einschließen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird des Weiteren vorgeschlagen, dass das I-Signal und das Q-Signal des zweiten elektrischen Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements von der Transformationseinheit verarbeitet wird, um einen jeweiligen Kapazitätswert und einen jeweiligen Leitfähigkeitswert bezogen auf das zweite elektrische Signal des zumindest einen kapazitiven Sensorelements zu bestimmen. Durch Verwendung der Transformationseinheit kann der Ermittlungsvorgang, insbesondere die Verarbeitung durch die Bestimmungseinheit, verbessert werden. Das Ergebnis, insbesondere der jeweilige Kapazitätswert und der jeweilige Leitfähigkeitswert, ermöglicht es, die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Ermittlung der manuellen Betätigung zu verbessern. Zu diesem Zweck kann die Transformationseinheit die Parameter benutzen, die im Voraus zur Verarbeitung des I-Signals und des Q-Signals bestimmt wurden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das I-Signal und das Q-Signal des zweiten elektrischen Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements der Offset-Kompensation unterzogen werden. Dies kann die Zuverlässigkeit weiter verbessern, da von dem Offset verursachte Störungen reduziert werden können. Die Offset-Kompensation kann ähnlich sein zu der Offset-Kompensation der Referenzsignale und der Referenz-Q-Signale, wie oben erläutert. Zum Beispiel kann die Offset-Kompensation von einer speziellen Offset-Kompensations-Einheit geleistet werden, die sowohl für die Referenz-I-Signale als auch die Referenz-Q-Signale sowie die I-Signale und die Q-Signale des zweiten Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements benutzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die manuelle Betätigung basierend auf dem jeweiligen Kapazitätswert und dem jeweiligen Leitfähigkeitswert bezogen auf das zweite elektrische Signal des zumindest einen kapazitiven Sensorelements ermittelt. Wie oben erläutert, kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Gemäß noch einer Ausführungsform kann die Ermittlungsvorrichtung ein Gehäuse mit zumindest vier Eingangsanschlüssen aufweisen, die dazu eingerichtet sind, mit einem jeweiligen der zumindest drei Referenzimpedanzen und dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement der kapazitiven Sensorvorrichtung verbunden zu werden. Vorzugsweise kann die Ermittlungsvorrichtung für jede der Referenzimpedanzen und der kapazitiven Sensorelemente einen spezifischen einzigen Eingangsanschluss haben. Es kann auch in Betracht gezogen werden, dass eine Referenzimpedanz oder ein kapazitives Sensorelement zwei oder mehr Eingangsanschlüsse benötigt. Auch Kombinationen davon können möglich sein. Dies ermöglicht sehr flexible Anpassungen der kapazitiven Sensorvorrichtung.
Vorteile und Auswirkungen, die mit Bezug auf das erfinderische Verfahren vorgetragen wurden, gelten auch für das erfinderische Computerprogrammprodukt und die erfinderische Ermittlungsvorrichtung und umgekehrt. Folglich können Verfahrensmerkmale als jeweilige Vorrichtungsmerkmale und umgekehrt vorgetragen werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die oben in der Beschreibung erwähnten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die unten in der Figurenbeschreibung erwähnten und/oder nur in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Es werden somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart angesehen, die nicht explizit in den Figuren gezeigt und erläutert sind, sich jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen ergeben oder erzeugt werden können. Ausführungen und Merkmalskombinationen sind auch als offenbart zu betrachten, die somit nicht alle der Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Des Weiteren sind Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
In den Figuren zeigen:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Teils einer Ermittlungsvorrichtung mit einer elektronischen Schaltung, welche mit kapazitiven Sensorelementen einer kapazitiven Sensorvorrichtung verbunden ist, wobei nur ein einziges kapazitives Sensorelement einer kapazitiven Sensorvorrichtung gezeigt ist, wobei die Schaltung jeweilige I-Signale und jeweilige Q-Signale bereitstellt, um das Ermitteln der manuellen Betätigung der kapazitiven Sensorelemente zu ermöglichen,
2 ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Teils der Ermittlungsvorrichtung mit einer elektronischen Schaltung, welche die I-Signale und die Q-Signale verarbeitet, um jeweilige Kapazitätswerte und jeweilige Leitfähigkeitswerte zu bestimmen,
3 ein schematisches Flussdiagramm, welches das erfinderische Verfahren zeigt,
4 einen Bereich des schematischen Blockdiagramms eines Teils der Ermittlungsvorrichtung gemäß 1, welcher durch einen integrierten Schaltkreis realisiert ist, wobei vier Referenzimpedanzen und ein Beispiel der kapazitiven Sensorelemente mit dem integrierten Schaltkreis verbunden sind,
5 ein schematisches Diagramm, welches Parameter des I-Signals und des Q-Signals abhängig von einem Wert einer spezifischen Impedanz der kapazitiven Sensorelemente und Referenzimpedanzen zeigt, und
6 ein schematisches Diagramm, welches Parameter gemäß 5 zeigt, wobei jeder Parameter durch Verwendung einer Transformationseinheit auf einen Kapazitätswert und einen Leitfähigkeitswert bezogen ist.

1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm einen ersten Teil einer Ermittlungsvorrichtung 10, welche mit einer kapazitiven Sensorvorrichtung 1 verbunden ist, welche mehrere kapazitive Sensorelemente 2 aufweist. Die kapazitiven Sensorelemente 2 bilden eine Sensormatte (nicht gezeigt), die an einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet werden kann, um eine Hände-am-Lenkrad-Erkennung zu ermöglichen. In 1 ist nur ein kapazitives Sensorelement 2 gezeigt. Die Erfindung hängt jedoch nicht von der Anzahl kapazitiver Sensorelemente 2 ab. Zumindest ein kapazitives Sensorelement 2 ist notwendig.
Die Ermittlungsvorrichtung 10 weist einen Signalgenerator 11 zum Erzeugen eines sinuswellenbasierten ersten elektrischen Signals 15 auf, welches in dieser Ausführungsform ein Spannungssignal ist. Der Signalgenerator 11 ist dazu eingerichtet, die kapazitiven Sensorelemente 2 der kapazitiven Sensorvorrichtung 1 dem ersten elektrischen Signal 15 auszusetzen. Der Signalgenerator 11 weist einen Oszillator 4 auf, der das erste elektrische Signal 15 mit einer vorbestimmten Frequenz und Amplitude erzeugt. Dieses Signal durchläuft einen Tiefpassfilter 5 des Signalgenerators 11 und eine Schnittstelle 6 der Ermittlungsvorrichtung 10. Dann wird das erste Signal 15 in einen Multiplexer 7 eingegeben, welcher das erste Signal 15 bündelt, um das erste Signal 15 an jedes der kapazitiven Sensorelemente 2 der kapazitiven Sensorvorrichtung 1 zu verteilen.
Jedes kapazitive Sensorelement 2 stellt als Reaktion auf das Einwirken des ersten Signals 15 ein zweites Signal 14 bereit, welches vorliegend ein Stromsignal ist. Das zweite Signal 14 durchläuft den Multiplexer 7 und die Schnittstelle 6, so dass es von einer Empfangseinheit 13 der Ermittlungsvorrichtung 10 empfangen werden kann.
Die Empfangseinheit 13 ist dazu eingerichtet, jedes zweite elektrische Signal 14 von jedem der kapazitiven Sensorelemente 2 zu empfangen. Das zweite elektrische Signal 14 durchläuft dann einen Tiefpassfilter 8 der Empfangseinheit 13 und wird dann an einen Verstärker 9 weitergeleitet. Das zweite elektrische Signal 14 durchläuft dann einen Bandpass 35 der Empfangseinheit 13.
Wie aus 1 zu erkennen ist, ist die Empfangseinheit 13, insbesondere der Bandpass 35, des Weiteren mit einem In-Phase-Detektor 16 gekoppelt. Der In-Phase-Detektor 16 ist dazu eingerichtet, ein I-Signal 18 als Reaktion auf das zweite elektrische Signal 14 zu bestimmen. Der In-Phase-Detektor 16 verarbeitet das zweite elektrische Signal 14, so dass ein In-Phase-Signal-Anteil des zweiten elektrischen Signals 14 zum Bereitstellen des I-Signals 18 bestimmt wird. Der In-Phase-Detektor 16 ist in der Ermittlungsvorrichtung 10 enthalten. Der In-Phase-Detektor 16 weist einen Demodulationsteil 36 auf, um einen Signalanteil des zweiten elektrischen Signals 14 zu bestimmen, der mit dem ersten elektrischen Signal 15 in Phase ist. Dieser Signalanteil durchläuft einen Tiefpassfilter 37 des In-Phase-Detektors 16 und wird von einem Verstärker 38 des In-Phase-Detektors 16 verstärkt. Der Verstärker 38 stellt das I-Signal 18 bereit.
Darüber hinaus weist die Ermittlungsvorrichtung 10 einen Quadratur-Phase-Detektor 17 auf, der auch mit der Empfangseinheit, insbesondere mit dem Bandpassfilter 35, gekoppelt ist. Der Quadratur-Phase-Detektor 17 ist dazu eingerichtet, ein Q-Signal 19 als Reaktion auf das zweite elektrische Signal 14 zu bestimmen. Zu diesem Zweck weist der Quadratur-Phase-Detektor 17 einen Quadratur-Demodulator 39 auf, der dazu in der Lage ist, einen Quadraturanteil des zweiten elektrischen Signals 14 zu bestimmen. Dieser Quadraturanteil durchläuft einen Tiefpassfilter 40 und wird von einem Verstärker 41 des Quadratur-Phase-Detektors 17 verstärkt. Der Verstärker 41 stellt das Q-Signal 19 bereit.
Wie weiter aus 1 zu erkennen ist, werden das I-Signal 18 und das Q-Signal 19 des zweiten elektrischen Signals 14 der kapazitiven Sensorelemente 2 einer Offset-Kompensation 34 unterzogen. Zu diesem Zweck werden eine Offset-Kompensation 42 für das I-Signal 18 und eine Offset-Kompensationseinheit 43 für das Q-Signal 19 bereitgestellt. Die Offset-Kompensation kompensiert parasitäre Offsets in der kapazitiven Sensorvorrichtung 1 und ermöglicht eine weitere Verschiebung eines Gleichstrom-Betriebspunkts, um einen Betriebsbereich, insbesondere hinsichtlich der Benutzung eines Analog-Digital-Wandlers, zu maximieren. Dieser kann zur weiteren digitalen Verarbeitung des I-Signals 18 und des Q-Signals 19 benutzt werden.
Das kompensierte I-Signal 18 und Q-Signal 19 werden dann einem weiteren Multiplexer 44 zugeführt, so dass das I-Signal 18 und das Q-Signal 19 dann, wie unten mit Bezug auf 2 ausgeführt, weiter verarbeitet werden können.
Wie aus 4 ersichtlich, kann der Schaltkreis von 1 in einem integrierten Schaltkreis integriert sein, der in einem Gehäuse 28 mit einer entsprechenden Anzahl von Stiften angeordnet ist. Insbesondere hat das Gehäuse 28 zumindest einen Stift zum elektrischen Kontaktieren eines der kapazitiven Sensorelemente 2. Wie aus 4 ersichtlich, hat das Gehäuse 28 des Weiteren im vorliegenden Fall auch vier Stifte, die mit vier unterschiedlichen Referenz-Impedanzen 21, 22, 23, 24 verbunden sind. Allgemein müssen für den Zweck der Erfindung nur drei Referenzimpedanzen nötig sein. Die Anzahl der Referenzimpedanzen kann jedoch größer sein als bei der vorliegenden Ausführungsform.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Eingangsanschlüsse 21, 22, 23, 24 und die kapazitiven Sensorelemente 2 in der gleichen Weise wie in 1 betrieben werden. In 1 ist das zweite elektrische Signal der Referenzimpedanzen 21, 22, 23, 24 mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet und das Referenz-I-Signal und das Referenz-Q-Signal werden mit jeweiligen Bezugszeichen 26, 27 bezeichnet. Am Ende der Schaltung gemäß 3 werden jedoch alle Signale zusammen gebündelt und können an den Linien 3, 53 empfangen werden, die jeweilige Eingangssignale für die Schaltung bereitstellen, wie es mit Bezug auf 2 gezeigt und weiter erläutert ist.
Im Allgemeinen sollte beachtet werden, dass vorzugsweise die ersten und die zweiten Signale 14, 15 analoge Signale sind. Diese Signale können jedoch zur weiteren Verarbeitung digitalisiert werden.
Jede der Referenzimpedanzen 21, 22, 23, 24 weist allgemein einen Realteil und einen Imaginärteil auf. Im vorliegenden Fall weist die Referenzimpedanz 21 nur einen Realteil in Form eines Widerstands R2 auf. Der Imaginärteil ist null. Zudem ist die Referenzimpedanz 22 einfach ein offener Stift des jeweiligen Anschlusses des Gehäuses 28. In dieser Hinsicht hat die Referenzimpedanz 22 einen hohen Realteil und auch einen Imaginärteil mit dem Wert null. Die Referenzimpedanz 23 weist einen Kondensator C2 auf, welcher mit einem Widerstand R1 parallelgeschaltet ist. Die Referenzimpedanz 23 weist somit einen Realteil und einen Imaginärteil auf, die einen geeigneten Wert haben können. Schließlich weist die Referenzimpedanz 24 einen Kondensator C1 auf, so dass der Realteil unendlich ist und der Imaginärteil einen endlichen Wert hat. Der Realteil beziehungsweise der Imaginärteil einer der Referenzimpedanzen 21, 22, 23, 24 unterscheidet sich daher von den jeweiligen Werten des Realteils beziehungsweise des Imaginärteils einer der anderen Referenzimpedanzen 21, 22, 23, 24. Wie unten erläutert, ermöglicht dies das Aufspannen einer virtuellen Ebene, die dazu benutzt werden kann, Parameter einer Transformationseinheit zu berechnen, um die Transformierte des I-Signals 18 und des Q-Signals 19 des zweiten elektrischen Signals 14 bereitzustellen.
2 zeigt einen zweiten Teil der Ermittlungsvorrichtung 10, der mit der Verarbeitung der I-Signale 18 und der Q-Signale 19 basierend auf einer Transformierten befasst ist, welche selbst bestimmt wird, indem die Referenz-I-Signale 26 und die Referenz-Q-Signale 27 berücksichtigt werden. Wie aus 2 zu erkennen ist, werden die Referenz-I-Signale 26 und die Referenz-Q-Signale 27 einer Gleichwert-Offset-Homogenisierung 31 unterzogen. Dann werden diese Signale verarbeitet, um Parameter 29 einer Transformationseinheit 30 zu bestimmen. Diese Verarbeitung wird weiter unten erläutert. Die Parameter 29 ermöglichen die Bereitstellung einer Transformierten mit der Transformationseinheit 30, so dass die I-Signale 18 und die Q-Signale 19 einem jeweiligen Kapazitätswert und einem jeweiligen Leitfähigkeitswert zugeordnet werden können. Dies wird anhand von 5 und 6 unten gezeigt.
5 zeigt ein schematisches Diagramm, wobei die Ordinate dem Q-Signalwert und die Abszisse dem I-Signalwert zugeordnet ist. Als ein Parameter sind Impedanzen der kapazitiven Sensorelemente 2 und der jeweiligen Referenzimpedanzen 21, 22, 23, 24 gezeigt. Wie aus dem Diagramm gemäß 5 ersichtlich, sind Impedanzen, die nur einen Realteil haben, in der Regel etwa auf einer Diagonalen angeordnet, die mit höheren Werten von I-Signalen fällt. Orthogonal dazu ist eine Linie, die Impedanzen zugeordnet ist, die nur einen Imaginärteil haben. Diese beiden Linien sowie die Ordinate und die Abszisse bilden einen Bereich der Impedanzen der kapazitiven Sensorelemente 2. Die I-Signale 18 und die Q-Signale 19 hängen jedoch von der Temperatur und weiteren Umgebungseinflüssen ab.
Die Transformationseinheit 30 ermöglicht die Bereitstellung einer Transformierten, wie in 6 gezeigt, so dass die Parameter, wie in 5 gezeigt, jeweiligen Kapazitätswerten und Leitfähigkeitswerten zugeordnet sein können. 6 zeigt eine Ordinate 32, die dem Kapazitätswert zugeordnet ist, und eine Abszisse 33, die dem Leitfähigkeitswert zugeordnet ist. Wie zu erkennen ist, sind Impedanzen, die nur einen Realteil haben, nun auf einer Linie parallel zur Abszisse angeordnet, wobei Impedanzen, die nur einen Imaginärteil haben, auf einer Linie parallel zur Ordinate angeordnet sind. Diese Transformierte ermöglicht eine Bestimmungseinheit 20 der Ermittlungsvorrichtung 10, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zu verbessern, so dass thermische Einflüsse oder Umgebungseinflüsse reduziert werden können und die Zuverlässigkeit des Ermittelns verbessert werden kann.
3 zeigt das erfinderische Konzept in weiteren Einzelheiten. Ein erster Pfeil 45 ist den zweiten elektrischen Signalen 14 zugeordnet, die von der kapazitiven Sensorvorrichtung 1 bereitgestellt werden, welche eine Lenkrad-HOD-Matte sein kann. Des Weiteren ist ein zweiter Pfeil 46 den zweiten Referenzsignalen 25 zugeordnet, die durch die Referenzimpedanzen 21, 22, 23, 24 bereitgestellt werden, welche von fest installierten Kondensatoren und fest installierten Widerständen, wie oben eingehend erläutert, bereitgestellt werden. Diese Signale werden einem Impedanzsensor 47 zugeführt, der durch eine Schaltung, wie oben mit Bezug auf 1 dargelegt, bereitgestellt werden kann. Diese Schaltung stellt I-Signale 18 und Q-Signale 19, wie oben erläutert, bereit, was durch einen dritten Pfeil 48 angedeutet ist. Auch Referenz-I-Signale 26 und Referenz-Q-Signale 27 werden durch den Impedanzsensor 47 bereitgestellt, was durch einen vierten Pfeil 49 angedeutet ist. Diese Werte werden einer Parameterbestimmungseinheit 51 zugeführt, welche die jeweiligen Parameter bestimmt, die der Transformationseinheit 30, wie oben dargelegt, zugeführt werden, was durch einen fünften Pfeil 50 angedeutet ist. Insbesondere kann die Parameterbestimmungseinheit 51 eine Transferfunktion berechnen, um die I-Signale 18 und die Q-Signale 19 in jeweilige Kapazitätswerte und Leitfähigkeitswerte, wie oben dargelegt, zu transformieren. Diese Parameter 29 können von der Transformationseinheit 30 dazu benutzt werden, die entsprechenden Kapazitätswerte und Leitfähigkeitswerte zu erhalten. Der Kapazitätswert im vorliegenden Fall ist sehr robust gegen die Umgebung, während das I-Signal 18 und das Q-Signal 19 aufgrund der Temperaturempfindlichkeit des Impedanzsensors ziemlich instabil sind. Schließlich zeigt ein sechster Pfeil 52, dass die jeweiligen Kapazitätswerte und Leitfähigkeitswerte zum weiteren Ermitteln der manuellen Betätigung durch die Bestimmungseinheit 20 vorgesehen sind.
Die folgende Erläuterung basiert auf digitalen Signalwerten.
Zur Bereitstellung der Transformierten können die folgenden Operationen vorgesehen sein. Die folgende Gleichung ist für jeden Kanal anwendbar, das heißt, jeden relevanten Anschluss der Schaltung gemäß 4 $\underset{\begin{array}{l} Messungen aus \\ AMS \end{array}}{[\begin{matrix} I \\ Q \end{matrix}]} = \underset{\begin{array}{r} Transfermatrix = \\ T \end{array}}{[\begin{matrix} T 11 & T 12 \\ T 21 & T 22 \end{matrix}]} \underset{\begin{array}{l} erwartete Werte \\ Z = Impedanz \\ C = Kapazität \end{array}}{X [\begin{matrix} G * \\ C \end{matrix}]} + \underset{\begin{matrix} neuer Ursprung = \\ V0 \end{matrix}}{[\begin{matrix} I 0 \\ Q 0 \end{matrix}]}$
Die Transfermatrix ‚T‘ sowie der Vektor ‚VO‘ werden durch Linearinterpolation berechnet, unter Verwendung von:

• Referenzkanal 1 [G1; C1]
• Referenzkanal 2 [G2;C2]
• Referenzkanal 3 [G3;C3]

Die drei Referenzkanäle werden dazu benutzt, die T-Matrix und die V0-Matrix zu schätzen, indem das folgende System gelöst wird: $G_{1} \times T_{11} + C_{1} \times T_{12} + I_{0} = I_{1}$
$G_{2} \times T_{11} + C_{2} \times T_{12} + I_{0} = I_{2}$
$G_{3} \times T_{11} + C_{3} \times T_{12} + I_{0} = I_{3}$
$G_{1} \times T_{21} + C_{1} \times T_{22} + Q_{0} = Q_{1}$
$G_{2} \times T_{21} + C_{2} \times T_{22} + Q_{0} = Q_{2}$
$G_{3} \times T_{21} + C_{3} \times T_{22} + Q_{0} = Q_{3}$
Dies schließt die Hypothese ein, dass die drei Punkte eine Ebene bilden.
Die nun bekannte T-Matrix $[\begin{matrix} T 11 & T 12 \\ T 21 & T 22 \end{matrix}]$
sowie der V0-Vektor $[\begin{matrix} I 0 \\ Q 0 \end{matrix}]$
können nun dazu benutzt werden, jegliche Q-Signal-/I-Signal-Paare in Leitfähigkeits-/Kapazitätswert zu transformieren, indem die folgende Formel angewendet wird: $\begin{array}{l} [\begin{matrix} G * \\ C \end{matrix}] = \frac{1}{det (T)} \times [\begin{matrix} T 22 & - T 12 \\ - T 21 & T 11 \end{matrix}] \times [[\begin{matrix} I \\ Q \end{matrix}] - [\begin{matrix} I 0 \\ Q 0 \end{matrix}]] \\ \begin{matrix} GC & T & Messung & V0 \end{matrix} \end{array}$
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich, verbessert die zusätzliche Verarbeitung des I-Signals 18 und des Q-Signals 19 die Zuverlässigkeit und die Stabilität des Ermittelns der manuellen Betätigung.
Die oben erläuterten Ausführungsformen dienen lediglich dem weiteren Verständnis der Erfindung und sollen den Erfindungsumfang nicht einschränken.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung (1), wobei zumindest ein kapazitives Sensorelement (2) der kapazitiven Sensorvorrichtung (1) einem sinuswellenbasierten ersten elektrischen Signal (15) ausgesetzt wird, wobei das zumindest eine kapazitive Sensorelement (2) ein zweites elektrisches Signal (14) als Reaktion auf das Einwirken des ersten elektrischen Signals (15) bereitstellt, wobei das zweite elektrische Signal (14) in einen In-Phase-Detektor (16), um ein I-Signal (18) als Reaktion auf das zweite elektrische Signal (14) bereitzustellen, und in einen Quadratur-Phase-Detektor (17) eingegeben wird, um ein Q-Signal (19) als Reaktion auf das zweite elektrische Signal (14) bereitzustellen, wobei das I-Signal (18) und das Q-Signal (19) von einer Bestimmungseinheit (20) verarbeitet werden, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei vorbestimmte Referenzimpedanzen auch dem ersten elektrischen Signal ausgesetzt werden, wobei die zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen jeweilige zweite elektrische Referenzsignale bereitstellen, welche in den In-Phase-Detektor und den Quadratur-Phase-Detektor eingegeben werden, um jeweilige Referenz-I-Signale und jeweilige Referenz-Q-Signale bereitzustellen, wobei das I-Signal und das Q-Signal des zweiten elektrischen Signals des zumindest einen kapazitiven Sensorelements, die Referenz-I-Signale und die Referenz-Q-Signale von der Bestimmungseinheit verarbeitet werden, um die manuelle Betätigung zusätzlich abhängig von den Referenz-I-Signalen und den Referenz-Q-Signalen zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Signal (15) ein spannungsbasiertes Signal ist und das zweite elektrische Signal (14) ein strombasiertes Signal ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite elektrische Signal (14, 15) analoge Signale sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) einen Realteil und einen Imaginärteil aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wert des Realteils oder des Imaginärteils einer der Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) von den jeweiligen Werten des Realteils beziehungsweise des Imaginärteils einer der anderen Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) abweicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der In-Phase-Detektor (16) das zweite elektrische Signal (14, 25) derart verarbeitet, dass ein In-Phase-Signalanteil des zweiten elektrischen Signals (14, 25) zum Bereitstellen des I-Signals (18, 26) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quadratur-Phase-Detektor (17) das zweite Signal (19, 27) derart verarbeitet, dass ein Quadratur-Phase-Signalanteil des zweiten Signals (14, 25) zum Bereitstellen des Q-Signals (19, 27) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter (29) einer Transformationseinheit (30) abhängig von den Referenz-I-Signalen (26), Referenz-Q-Signalen (27) und jeweiligen Werten der vorbestimmten Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) bestimmt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-I-Signale (26) und Referenz-Q-Signale (27) einer Offset-Kompensation (31) unterzogen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das I-Signal (18) und das Q-Signal (19) des zweiten elektrischen Signals (14) des zumindest einen kapazitiven Sensorelements (2) von der Transformationseinheit (30) verarbeitet wird, um einen jeweiligen Kapazitätswert (32) und einen jeweiligen Leitfähigkeitswert (33) in Bezug auf das zweite elektrische Signal (14) des zumindest einen kapazitiven Sensorelements (2) zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das I-Signal (18) und das Q-Signal (19) des zweiten elektrischen Signals (14) des zumindest einen kapazitiven Sensorelements (2) der Offset-Kompensation (34) unterzogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die manuelle Betätigung basierend auf dem jeweiligen Kapazitätswert (32) und einem jeweiligen Leitfähigkeitswert (33) bezogen auf das zweite elektrische Signal (14) des zumindest einen kapazitiven Sensorelements (2) ermittelt wird.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm für eine Rechnereinheit beinhaltet, aufweisend Softwarecodeanteile eines Computerprogramms zum Durchführen der Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Computerprogramm auf der Rechnereinheit ausgeführt wird.
Ermittlungsvorrichtung (10) zum Ermitteln einer manuellen Betätigung einer kapazitiven Sensorvorrichtung (1), wobei die Ermittlungsvorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, mit zumindest einem kapazitiven Sensorelement (2) der kapazitiven Sensorvorrichtung (1) gekoppelt zu werden, wobei die Ermittlungsvorrichtung (10) aufweist: - einen Signalgenerator (11) zum Erzeugen eines sinuswellenbasierten ersten elektrischen Signals (15), wobei der Signalgenerator (11) des Weiteren dazu eingerichtet ist, das zumindest eine kapazitive Sensorelement (2) der kapazitiven Sensorvorrichtung (1) dem ersten elektrischen Signal (15) auszusetzen, - eine Empfangseinheit (13), die dazu eingerichtet ist, ein zweites elektrisches Signal (14) von dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement (2) zu empfangen, das als Reaktion auf das Einwirken des ersten elektrischen Signals (15) bereitgestellt wird, - einen In-Phase-Detektor (16), der mit der Empfangseinheit (13) gekoppelt ist, wobei der In-Phase-Detektor (16) dazu eingerichtet ist, ein I-Signal (18) als Reaktion auf das zweite elektrische Signal (14) zu bestimmen, - einen Quadratur-Phase-Detektor (17), der mit der Empfangseinheit (13) gekoppelt ist, wobei der Quadratur-Phase-Detektor (17) dazu eingerichtet ist, ein Q-Signal (19) als Reaktion auf das zweite elektrische Signal (14) zu bestimmen, und - eine Bestimmungseinheit (20), die mit dem In-Phase-Detektor (16) und dem Quadratur-Phase-Detektor (17) gekoppelt ist, wobei die Bestimmungseinheit (20) dazu eingerichtet ist, das I-Signal (18) und das Q-Signal (19) des jeweiligen zweiten Signals (14) des zumindest einen kapazitiven Sensorelements (2) zu verarbeiten, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsvorrichtung (10) des Weiteren dazu eingerichtet ist, mit zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) gekoppelt zu werden, wobei der Signalgenerator (11) dazu eingerichtet ist, die zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) dem ersten elektrischen Signal (15) auszusetzen, und die Empfangseinheit (13) dazu eingerichtet ist, jeweilige zweite elektrische Referenzsignale (25) von den zumindest drei vorbestimmten Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) zu empfangen, die dem In-Phase-Detektor (16) und dem Quadratur-Phase-Detektor (17) zugeführt werden, um jeweilige Referenz-I-Signale (26) und jeweilige Referenz-Q-Signale (27) bereitzustellen, wobei die Bestimmungseinheit (20) des Weiteren dazu eingerichtet ist, das I-Signal (18) und das Q-Signal (19) des zweiten elektrischen Signals (14) des zumindest einen kapazitiven Sensorelements (2), die Referenz-I-Signale (26) und die Referenz-Q-Signale (27) zu verarbeiten, um das Ermitteln der manuellen Betätigung zusätzlich abhängig von den Referenz-I-Signalen (26) und den Referenz-Q-Signalen (27) zu ermöglichen.
Ermittlungsvorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (28) mit zumindest vier Eingangsanschlüssen, die dazu eingerichtet sind, mit einer jeweiligen der zumindest drei Referenzimpedanzen (21, 22, 23, 24) und dem zumindest einen kapazitiven Sensorelement (2) der kapazitiven Sensorvorrichtung (1) verbunden zu werden.