DE202014100536U1 - Circuit arrangement for detecting a capacitance and / or a capacitance change of a capacitive component - Google Patents

Circuit arrangement for detecting a capacitance and / or a capacitance change of a capacitive component Download PDF

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Abstract

Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Kapazität eines kapazitiven Bauelements und/oder einer Änderung der Kapazität eines kapazitiven Bauelements, mit – einer durch ein Steuerungssignal steuerbaren monostabilen Kippschaltung (2) mit wenigstens zwei Eingängen (2.1, 2.3) und einem Ausgang (2.4), wobei ein erster Eingang (2.1) der Kippschaltung (2) für das Steuerungssignal vorgesehen ist, – einem kapazitiven Bauelement (3), das mit einem zweiten Eingang (2.3) der monostabilen Kippschaltung (2) verbunden ist, – einer Umwandlungseinrichtung, die mit dem Ausgang (2.4) der monostabilen Kippschaltung (2) verbunden und dazu ausgebildet und vorgesehen ist, ein an dem Ausgang (2.4) erzeugtes Ausgangssignal (AS) in eine Signalspannung (Ss) umzuwandeln, und – einer Auswerteeinheit (5), die mit der Umwandlungseinrichtung verbunden ist, um die Signalspannung (Ss) auszuwerten und hieraus wenigstens einen Erfassungswert zu erzeugen, der die Kapazität und/oder eine Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements (3) anzeigt, wobei die monostabile Kippschaltung (2) dazu ausgebildet ist, bei einer Ansteuerung mit einem Steuerungssignal wenigstens ein Ausgangssignal (AS) an ihrem Ausgang (2.4) zu erzeugen, dessen Zeitdauer von der Kapazität des kapazitiven Bauelements (3) abhängig ist, und die Umwandlungseinrichtung das wenigstens eine Ausgangssignal (AS) in eine Signalspannung (Ss) umwandelt, deren Verlauf zu der Zeitdauer des Ausgangssignals (AS) proportional ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung einen Integrierer (6) mit einem Operationsverstärker (60) umfasst und der Integrierer (6) so ausgebildet und zwischen den Ausgang (2.4) der monostabilen Kippschaltung (2) und die Auswerteeinheit (5) geschaltet ist, dass ein Ausgangssignal (AS) der monostabilen Kippschaltung (2) an einem Verstärkereingang (602) des Operationsverstärkers (60) anliegt und zu einer sich linear mit der Zeit verändernden Signalspannung (Ss) führt, wobei die Werte, die die Signalspannung (Ss) annehmen kann, durch das Ausgangssignal (AS) vorgegeben sind.Circuit arrangement for detecting a capacitance of a capacitive component and / or a change in the capacitance of a capacitive component, comprising a monostable multivibrator (2) controllable by a control signal having at least two inputs (2.1, 2.3) and one output (2.4), a first one Input (2.1) of the flip-flop (2) is provided for the control signal, - a capacitive device (3) which is connected to a second input (2.3) of the monostable multivibrator (2), - a conversion device connected to the output (2.4 ) of the monostable multivibrator (2) and designed and provided to convert an output signal (AS) generated at the output (2.4) into a signal voltage (Ss), and - an evaluation unit (5) connected to the conversion device, to evaluate the signal voltage (Ss) and to generate therefrom at least one detection value indicating the capacitance and / or a change in capacitance t of the capacitive component (3), wherein the monostable multivibrator (2) is designed to generate at least one output signal (AS) at its output (2.4) when driven by a control signal whose duration depends on the capacitance of the capacitive component ( 3), and the converting means converts the at least one output signal (AS) into a signal voltage (Ss) whose profile is proportional to the duration of the output signal (AS), characterized in that the conversion means comprises an integrator (6) having an operational amplifier (60) and the integrator (6) is designed and connected between the output (2.4) of the monostable multivibrator (2) and the evaluation unit (5), that an output signal (AS) of the monostable multivibrator (2) at an amplifier input ( 602) of the operational amplifier (60) and results in a linearly time-varying signal voltage (Ss), the values, which can assume the signal voltage (Ss), are predetermined by the output signal (AS).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Kapazität eines kapazitiven Bauelements und/oder einer Änderung der Kapazität eines kapazitiven Bauelements gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a circuit arrangement for detecting a capacitance of a capacitive component and / or a change in the capacitance of a capacitive component according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist aus der DE 10 2006 029 120 A1 bekannt. In der hierin offenbarten Schaltungsanordnung ist eine Steuerungseinheit zur Steuerung einer monostabilen Kippschaltung vorgesehen, die mit dem kapazitiven Bauelement, z. B. einer Sensorelektrode oder einer Elektrodenanordnung aus Ansprechelektrode und Bezugselektrode, verbunden ist. Die Steuerungseinheit ist mit einem ersten Eingang der monostabilen Kippschaltung verbunden, um an die monostabile Kippschaltung Steuerungssignale zu übertragen, und das kapazitive Bauelement ist mit einem zweiten Eingang der monostabilen Kippschaltung verbunden. Durch ein Steuerungssignal wird an einem Ausgang der monostabilen Kippschaltung ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Zeitdauer von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängig ist. Über eine Umwandlungseinrichtung wird ein solches Ausgangssignal in eine Signalspannung umgewandelt, deren Verlauf zu der Zeitdauer des Ausgangssignals proportional ist. Die gewonnene Signalspannung ist somit ebenfalls proportional zu der Kapazität des kapazitiven Bauelements bzw. einer Kapazitätsänderung, so dass anhand der Signalspannung hierauf geschlossen werden kann. Die Signalspannung wird dementsprechend von einer Auswerteeinheit ausgewertet, um hieraus einen Erfassungswert zu erzeugen, der die aktuelle Kapazität und/oder eine Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements anzeigt. A generic circuit arrangement is from the DE 10 2006 029 120 A1 known. In the circuit arrangement disclosed herein, a control unit for controlling a monostable multivibrator is provided, which is connected to the capacitive component, for. B. a sensor electrode or an electrode assembly of the response electrode and the reference electrode is connected. The control unit is connected to a first input of the monostable multivibrator for transferring control signals to the monostable multivibrator, and the capacitive component is connected to a second input of the monostable multivibrator. By a control signal, an output signal is generated at an output of the monostable multivibrator, the time duration of which depends on the capacitance of the capacitive component. By means of a conversion device, such an output signal is converted into a signal voltage whose profile is proportional to the duration of the output signal. The recovered signal voltage is thus also proportional to the capacitance of the capacitive component or a change in capacitance, so that it can be deduced from this with reference to the signal voltage. The signal voltage is accordingly evaluated by an evaluation unit in order to generate from this a detection value which indicates the current capacity and / or a change in the capacitance of the capacitive component.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise für eine Verstellvorrichtung für ein fremdkraftbetätigt verstellbares Schließelement eines Fahrzeugs einsetzbar, beispielsweise für eine elektromotorisch verstellbare Heckklappe oder Seitentür oder einen elektromotorisch verstellbaren Kofferraumdeckel eines Kraftfahrzeugs. Das kapazitive Bauelement wird hier beispielsweise durch eine Sensorelektrode gebildet, um hierüber berührungslos ein Bedienereignis detektieren zu können. So ändert sich durch ein Körperteil eines Nutzers im Bereich der Sensorelektrode die messbare Kapazität, so dass ein Nutzer durch das jeweilige Körperteil gezielt ein Bedienereignis auslösen kann, das über die Sensorelektrode detektiert wird und zu einer automatischen Verstellung des jeweiligen Schließelements führen soll. Eine beispielhafte Anwendung ist hierbei die Anwendung einer Sensorelektrode im Bereich eines hinteren Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs, um über die Sensorelektrode eine Bewegung eines Fußes eines Nutzers im Bereich des Stoßfängers nach Art eines „Kicks“ als ein Bedienereignis zu erkennen und in Reaktion hierauf die Heckklappe oder den Kofferraumdeckel des Kraftfahrzeugs zu öffnen. Die Verstellung des Schließelements in Form der Heckklappe oder des Kofferraumdeckels kann somit berührungslos, d. h., ohne Berühren des jeweiligen Schließelements durch den Nutzer gesteuert werden. Such a circuit arrangement can be used, for example, for an adjusting device for a power-operated adjustable closing element of a vehicle, for example for an electric motor-adjustable tailgate or side door or an electromotively adjustable boot lid of a motor vehicle. The capacitive component is formed here, for example, by a sensor electrode in order to be able to detect a control event by contactlessly. Thus, the measurable capacitance changes through a body part of a user in the area of the sensor electrode, so that a user can trigger a control event specifically by the respective body part, which is detected via the sensor electrode and should lead to an automatic adjustment of the respective closing element. An exemplary application here is the use of a sensor electrode in the region of a rear bumper of a motor vehicle to detect a movement of a user's foot in the area of the bumper in the manner of a "kick" as an operating event via the sensor electrode and in response to this, the tailgate or the To open the boot lid of the vehicle. The adjustment of the closing element in the form of the tailgate or the boot lid can thus contact, d. h., Are controlled without touching the respective closing element by the user.

In der DE 10 2006 029 120 A1 ist eine Umwandlungseinrichtung mit einer Konstantstromquelle und einem Integrator in Form eines Kondensators vorgeschlagen. Über das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung wird hierbei das Ein- und Ausschalten der Konstantstromquelle bzw. deren Verbindung mit dem Integrator gesteuert. In Abhängigkeit von der Dauer des Ausgangssignals, die wiederum von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängt, wird somit durch die Konstantstromquelle eine Signalspannung an dem Integrator aufintegriert, also der Integrator in Form eines Kondensators aufgeladen. Die über den Integrator messbare Signalspannung wird von einer elektronischen Auswerteeinheit ausgewertet, um beispielsweise bei Überschreiten eines Schwellwertes auf das Vorliegen eines Bedienereignisses zu schließen und ein Auslösesignal zu erzeugen. Über ein derartiges Auslösesignal wäre dann beispielsweise die Verstellung eines Schließelements eines Kraftfahrzeugs steuerbar. In the DE 10 2006 029 120 A1 is proposed a conversion device with a constant current source and an integrator in the form of a capacitor. In this case, the switching on and off of the constant current source or its connection to the integrator is controlled via the output signal of the monostable flip-flop. Depending on the duration of the output signal, which in turn depends on the capacitance of the capacitive component, a signal voltage is thus integrated on the integrator by the constant current source, that is, the integrator is charged in the form of a capacitor. The signal voltage measurable via the integrator is evaluated by an electronic evaluation unit in order to close, for example when a threshold value is exceeded, the presence of a control event and to generate a triggering signal. About such a trigger signal then, for example, the adjustment of a closing element of a motor vehicle could be controlled.

Das Vorgesehen einer Konstantstromquelle und deren gezielte Schaltung auf Basis des von der monostabilen Kippschaltung bereitgestellten Ausgangssignals beispielsweise über einen in der Schaltungsanordnung vorzusehenden Schalter kann aber unter Umständen schaltungstechnisch nur vergleichsweise aufwendig zu realisieren sein. However, the provision of a constant current source and its targeted switching on the basis of the output signal provided by the monostable multivibrator, for example via a switch to be provided in the circuit arrangement, can possibly only be comparatively complicated to implement in circuit technology.

Aus der DE 102 58 417 B3 ist wiederum eine Schaltungsanordnung zum Erfassen und/oder Bestimmen der Beschaffenheit eines Mediums mit Hilfe eines kapazitiven Bauelements in Form eines Elektrodenpaares beschrieben, bei der anhand der über die beiden Elektroden messbaren Kapazität auf eine Zusammensetzung eines Mediums geschlossen wird, in das die beiden Elektroden eintauchen. Die beiden Elektroden sind hierfür mit einer monostabilen Kippschaltung, in der DE 102 58 417 B3 als monostabiler Multivibrator bezeichnet, verbunden, der in Abhängigkeit von der Kapazität an den Elektroden ein Ausgangssignal bestimmter Dauer generiert. Dieses Ausgangssignal wird über einen der monostabilen Kippschaltung nachgeordneten Tiefpassfilter geführt, um hiernach eine Signalspannung zur Verfügung zu stellen, die von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird. Anhand des Wertes der Signalspannung kann dabei beispielsweise der Gehalt von Wasser in dem jeweiligen Medium ermittelt werden und es können unterschiedliche Medien, wie beispielsweise Dieselkraftstoff, Biodieselkraftstoff und Wasser aufgrund ihrer verschiedenen Dielektrizitätskonstanten unterschieden werden. From the DE 102 58 417 B3 In turn, a circuit arrangement for detecting and / or determining the nature of a medium by means of a capacitive component in the form of a pair of electrodes is described in which it is concluded on the basis of the capacitance measurable via the two electrodes to a composition of a medium in which the two electrodes are immersed. The two electrodes are for this purpose with a monostable multivibrator, in the DE 102 58 417 B3 referred to as a monostable multivibrator connected, which generates an output signal of a certain duration depending on the capacitance at the electrodes. This output signal is fed via a low-pass filter arranged downstream of the monostable flip-flop, in order subsequently to provide a signal voltage which is evaluated by an evaluation unit. Based on the value of the signal voltage can be determined, for example, the content of water in the respective medium and there may be different media, such as diesel fuel, biodiesel fuel and water due their different dielectric constants are distinguished.

Bei der Schaltungsanordnung der DE 102 58 417 ist bei der Verwendung eines RC-Tiefpasses jedoch nachteilig, dass die an einem Kondensator des Tiefpasses abgreifbare Signalspannung nur zeitweise linear über die Zeit verläuft, und zwar nur so lange, wie eine an dem Tiefpass anliegende Eingangsspannung erheblich kleiner ist als die am Ausgang des Tiefpasses messbare Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung verläuft bei einem RC-Tiefpass mit der Zeit entlang einer e-Funktion und nähert sich folglich asymptotisch einem Maximalwert an. Gerade aber für die Detektion, ob ein Bedienereignis zum Verstellen eines Schließelements eines Fahrzeugs vorliegt, wird ein linearer Zusammenhang zwischen der Kapazität des kapazitiven Bauelements und der Signalspannung auch über größere Zeiträume bevorzugt, um damit sicher das jeweilige eventuell komplexe Bedienereignis erkennen zu können. In the circuit arrangement of DE 102 58 417 is disadvantageous in the use of an RC low-pass filter, however, that the tapped on a capacitor of the low-pass signal only temporarily linear over time, and only as long as a voltage applied to the low-pass input voltage is considerably smaller than that at the output of the low-pass filter measurable output voltage. The output voltage runs along an e-function over time with an RC low-pass filter and thus asymptotically approaches a maximum value. But just for the detection of whether an operating event for adjusting a closing element of a vehicle is present, a linear relationship between the capacitance of the capacitive device and the signal voltage is preferred over longer periods, so as to be able to reliably recognize the respective possibly complex operator event.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung weiter zu verbessern und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Kapazität und/oder einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Bauelements bereitzustellen. The object of the present invention is therefore to further improve a generic circuit arrangement and to provide an improved method for detecting a capacitance and / or a capacitance change of a capacitive component.

Diese Aufgabe wird mit der Schaltungsanordnung des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the circuit arrangement of claim 1.

Bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist dementsprechend vorgesehen:

  • – eine durch ein Steuerungssignal steuerbare monostabile Kippschaltung mit wenigstens zwei Eingängen und einem Ausgang, wobei ein erster Eingang der monostabilen Kippschaltung für das Steuerungssignal vorgesehen ist, ein zweiter Eingang mit einem kapazitiven Bauelement verbunden ist und bei einer Ansteuerung ein Ausgangssignal an dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung erzeugt wird, dessen Zeitdauer von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängig ist,
  • – eine Umwandlungseinrichtung, die mit dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung verbunden ist und mit einem einen Operationsverstärker aufweisenden Integrierer dazu ausgebildet und vorgesehen ist, ein an dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung erzeugtes Ausgangssignal in eine Signalspannung umzuwandeln, deren Verlauf zu der Zeitdauer des Ausgangssignals proportional ist und die sich linear mit der Zeit verändert, und
  • – eine Auswerteeinheit, die mit dem Integrierer der Umwandlungseinrichtung verbunden ist, um die Signalspannung auszuwerten und hieraus wenigstens einen Erfassungswert zu erzeugen, der die Kapazität und/oder eine Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements anzeigt.
In a circuit arrangement according to the invention is accordingly provided:
  • - A controllable by a control signal monostable multivibrator with at least two inputs and an output, wherein a first input of the monostable multivibrator is provided for the control signal, a second input is connected to a capacitive device and at a control an output signal at the output of the monostable multivibrator whose duration depends on the capacitance of the capacitive component,
  • - A conversion device which is connected to the output of the monostable multivibrator and formed with an operational amplifier having an integrator and is provided to convert an output signal generated at the output of the monostable multivibrator in a signal voltage whose waveform is proportional to the duration of the output signal and which changes linearly with time, and
  • - An evaluation unit which is connected to the integrator of the conversion means to evaluate the signal voltage and to generate therefrom at least one detection value indicating the capacitance and / or a change in the capacitance of the capacitive device.

Durch die Verwendung eines Integrierers mit einem Operationsverstärker und mit wenigstens einem hierzu parallel geschalteten Kondensator wird an dem Ausgang des Integrierers, mit dem die Auswerteeinheit verbunden ist, eine linear verlaufende Signalspannung erzeugt, die direkt von dem Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung und damit von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängt. Der Integrierer ist folglich erfindungsgemäß so ausgebildet und zwischen den Ausgang der monostabilen Kippschaltung und die Auswerteeinheit geschaltet, dass ein Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung an einem Verstärkereingang des Operationsverstärkers anliegt und zu einer sich linear mit der Zeit verändernden Signalspannung führt, wobei die Werte, die die Signalspannung annehmen kann, unmittelbar von dem Ausgangssignal abhängig und durch das Ausgangssignal vorgegeben sind Through the use of an integrator with an operational amplifier and with at least one capacitor connected in parallel thereto, a linear signal voltage is generated at the output of the integrator to which the evaluation unit is connected, directly from the output signal of the monostable multivibrator and thus from the capacitance of the capacitive component depends. The integrator is thus inventively designed and connected between the output of the monostable multivibrator and the evaluation that an output of the monostable multivibrator is applied to an amplifier input of the operational amplifier and results in a linearly varying with time signal voltage, the values representing the signal voltage can assume, directly dependent on the output signal and are predetermined by the output signal

Im Unterschied zu der Schaltungsanordnung der DE 10 2006 069 120 A1 ist somit zwischen der monostabilen Kippschaltung und der Umwandlungseinrichtung kein über das Ausgangssignal der Kippschaltung schaltbares Schaltglied vorgesehen, sondern das Ausgangssignal wird direkt dem Operationsverstärker des Integrierers zugeführt, um hiermit die Signalspannung zu erzeugen. Darüber hinaus wird bei der erfindungsgemäßen Lösung auch keine Schaltung einer Konstantstromquelle durch das Ausgangssignal vorgesehen, um dann unabhängig von dem Spannungswert des Ausgangssignals mit Hilfe der Konstantstromquelle an einem Integrator eine Signalspannung zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Lösung geht vielmehr von dem Grundgedanken aus, das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung direkt weiterzuverarbeiten und vorzugsweise auch über dessen Spannungswerte die Werte, die die Signalspannung annehmen kann, vorzugeben. In contrast to the circuit arrangement of DE 10 2006 069 120 A1 is thus provided between the monostable multivibrator and the conversion means via the output of the flip-flop switchable switching element, but the output signal is fed directly to the operational amplifier of the integrator, to thereby produce the signal voltage. Moreover, in the solution according to the invention, no switching of a constant current source is provided by the output signal in order then to generate a signal voltage independently of the voltage value of the output signal with the aid of the constant current source at an integrator. Rather, the solution according to the invention is based on the basic concept of directly processing the output signal of the monostable multivibrator and preferably also specifying via its voltage values the values that the signal voltage can assume.

Dementsprechend wird in einer bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen, dass die monostabile Kippschaltung derart ausgebildet ist, dass ihr Ausgangssignal zwei diskrete Spannungswerte annehmen kann. Beispielsweise variiert der Spannungswert des Ausgangssignals zwischen 0V und einem positiven Spannungswert, beispielsweise in Höhe von 5V, 10V oder 15V. Accordingly, it is provided in a preferred embodiment that the monostable flip-flop circuit is designed such that its output signal can assume two discrete voltage values. For example, the voltage value of the output signal varies between 0V and a positive voltage value, for example in the amount of 5V, 10V or 15V.

Weiterhin wird es bevorzugt, wenn das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung an einem Verstärkereingang des Operationsverstärkers anliegt und das – vorzugsweise zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variierende – Ausgangssignal

  • – einen Minimalwert aufweist, der kleiner ist als ein Spannungswert einer Bezugsspannung, die an dem anderen Verstärkereingang des Operationsverstärkers anliegt, und
  • – einen Maximalwert aufweist, der größer ist als der Spannungswert der Bezugsspannung an dem anderen Verstärkereingang.
Furthermore, it is preferred if the output signal of the monostable multivibrator is applied to an amplifier input of the operational amplifier and the - preferably varying between a minimum value and a maximum value - output signal
  • - Has a minimum value which is smaller than a voltage value of a reference voltage, which is applied to the other amplifier input of the operational amplifier, and
  • - Has a maximum value which is greater than the voltage value of the reference voltage at the other amplifier input.

Ein Ausgangssignal kann hier folglich zwei unterschiedliche Zustände abbilden und dementsprechend zwei unterschiedliche Spannungen an einem Verstärkereingang des Operationsverstärkers vorgeben, von denen eine Spannung unterhalb und die andere Spannung oberhalb der an dem anderen Verstärkereingang anliegenden Bezugsspannung liegt. In dieser Konfiguration wird mit einem zu dem Operationsverstärker parallel geschalteten Kondensator, der einerseits mit dem Verstärkereingang verbunden ist, an dem das Ausgangssignal anliegt, und andererseits mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, am Ausgang des Operationsverstärkers ein linear ansteigendes oder linear abfallendes Spannungssignal erzeugt, je nachdem, ob die Spannung des Ausgangssignals über oder unterhalb der Bezugsspannung liegt. Hierdurch ist besonders einfach und effektiv ein Rückschluss auf die Kapazität des kapazitiven Bauelements möglich. Da die Dauer des Ausgangssignals mit einem bestimmten Spannungswert unmittelbar von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängt, ist auch die Dauer des linearen Anstiegs oder Abfalls der Signalspannung stets unmittelbar von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängig. An output signal can thus map two different states and accordingly specify two different voltages at an amplifier input of the operational amplifier, of which one voltage is below and the other voltage is above the reference voltage applied to the other amplifier input. In this configuration, with a parallel to the operational amplifier capacitor connected on the one hand to the amplifier input to which the output signal is applied, and on the other hand connected to the output of the operational amplifier, at the output of the operational amplifier generates a linearly rising or linearly decreasing voltage signal, depending on whether the voltage of the output signal is above or below the reference voltage. This makes it particularly simple and effective to draw conclusions about the capacitance of the capacitive component. Since the duration of the output signal with a specific voltage value depends directly on the capacitance of the capacitive component, the duration of the linear rise or fall of the signal voltage is always directly dependent on the capacitance of the capacitive component.

Im Hinblick auf eine möglichst ökonomische Schaltungsanordnung wird es bevorzugt, dass zum Betrieb des Operationsverstärkers eine Versorgungsspannung vorgesehen ist und die Schaltungsanordnung einen Spannungsteiler aufweist, um eine Bezugsspannung, die an einem Verstärkereingang des Operationsverstärkers anliegt, als eine Teilspannung dieser Versorgungsspannung bereitzustellen. Damit kann an einer Stelle der Schaltungsanordnung die Versorgungsspannung angelegt werden und hieran nicht nur ein Versorgungsanschluss des Operationsverstärkers angeschlossen werden, sondern auch über einen Spannungsteiler einer der Verstärkereingänge des Operationsverstärkers. Wie allgemein bekannt wird ein solcher Spannungsteiler bevorzugt durch zwei Widerstände gebildet. With regard to a most economical circuit arrangement, it is preferred that a supply voltage is provided for operating the operational amplifier and the circuit arrangement comprises a voltage divider to provide a reference voltage which is applied to an amplifier input of the operational amplifier, as a partial voltage of this supply voltage. Thus, the supply voltage can be applied to a point of the circuit arrangement and not only a supply connection of the operational amplifier can be connected thereto, but also via a voltage divider of one of the amplifier inputs of the operational amplifier. As is well known, such a voltage divider is preferably formed by two resistors.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der mit dem Operationsverstärker definierte Integrierer einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung invertierend ausgestaltet. Dementsprechend liegt hier das Ausgangssignal an dem invertierendem (negativen) Verstärkereingang des Operationsverstärkers an und die Bezugsspannung an dem nicht-invertierendem (positiven) Verstärkereingang. Es ist aber selbstverständlich möglich, auch einen nicht-invertierendem Integrierer zu verwenden, wodurch sich beispielsweise bei gleichbleibenden, zwischen zwei Spannungswerten variierenden Ausgangssignalen lediglich lineare Verläufe für die Signalspannung ergeben, die zu den Verläufen der Signalspannung bei einem invertierendem Integrierer umgekehrt sind. In a preferred embodiment variant, the integrator of a circuit arrangement according to the invention defined with the operational amplifier is designed to be inverting. Accordingly, here the output is applied to the inverting (negative) amplifier input of the operational amplifier and the reference voltage to the non-inverting (positive) amplifier input. However, it is of course possible to use a non-inverting integrator as well, whereby, for example, with constant output signals varying between two voltage values, only linear waveforms for the signal voltage result, which are reversed to the signal voltage waveforms in an inverting integrator.

Im Hinblick auf die Auswertung der erzeugten Signalspannung wird es in einem Ausführungsbeispiel bevorzugt, dass dem Integrierer ein Spitzenwerthaltglied nachgeschaltet ist, um einen maximalen Spannungswert für die Signalspannung (für das soeben an die monostabile Kippschaltung gegebene Steuerungssignal) zu speichern. Der gehaltene bzw. gespeicherte maximale Spannungswert kann dann beispielsweise mit einem in der Auswerteeinheit hinterlegten Schwellwert für die Signalspannung verglichen werden, um zu bewerten, ob dieser Schwellwert unter- oder überschritten wurde. With regard to the evaluation of the signal voltage generated, it is preferred in one embodiment for the integrator to be followed by a peak value limiter in order to store a maximum voltage value for the signal voltage (for the control signal just given to the monostable multivibrator). The held or stored maximum voltage value can then be compared, for example, with a stored in the evaluation unit threshold for the signal voltage to assess whether this threshold was exceeded or exceeded.

Wird ein Über- oder Unterschreiten des Schwellwerts festgestellt, kann die Auswerteeinheit beispielsweise ein Auslösesignal erzeugen, um zu signalisieren, dass die Kapazität des kapazitiven Bauelements einen als relevant eingestuften Kapazitätswert unterschritten oder überschritten hat bzw. eine entsprechenden Kapazitätsänderung aufgetreten ist. Ein solches Auslösesignal kann beispielsweise das Vorliegen eines Bedienereignisses zur Verstellung eines Schließelements an einem Fahrzeug anzeigen. If an overshoot or undershoot of the threshold value is detected, the evaluation unit can, for example, generate a trigger signal in order to signal that the capacitance of the capacitive component has undershot or exceeded a capacitance value classified as relevant or a corresponding capacitance change has occurred. Such a triggering signal may indicate, for example, the presence of an operating event for adjusting a closing element on a vehicle.

Bei dem an dem Spitzenwerthaltglied gespeicherten maximalen Spannungswert kann es sich somit um einen Erfassungswert handeln, der die Kapazität und/oder eine Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements anzeigt, so dass das Spitzenwerthalteglied hier Teil einer (elektronischen) Auswerteeinheit darstellt. Alternativ oder ergänzend kann selbstverständlich auch die Signalspannung direkt an eine elektronische Auswerteeinheit übertragen werden. Die Auswerteeinheit ist hierbei beispielsweise dazu in der Lage, anhand des Signalverlaufs, insbesondere zum Beispiel anhand der Dauer eines linearen Anstiegs oder Abfalls der Signalspannung bis zum Über- und/oder Unterschreiten eines Schwellwerts oder sogar mehrerer Schwellwerte einen Erfassungswert oder mehrere Erfassungswerte zu gewinnen. Ein Erfassungswert kann beispielsweise einer nachgeschalteten Steuerungseinrichtung eine Kapazität des kapazitiven Bauelements und/oder eine Kapazitätsänderung anzeigen. So kann es sich bei dem Erfassungswert auch um einen Wert handeln, der von der Auswerteeinheit generiert wird, um einen bestimmten Kapazitätswert und/oder eine Kapazitätswertänderung bei dem kapazitiven Bauelement qualitativ oder quantitativ anzuzeigen. The maximum voltage value stored on the peak value holding member can thus be a detection value which indicates the capacitance and / or a change in the capacitance of the capacitive component, so that the peak value holding member forms part of an (electronic) evaluation unit. Alternatively or additionally, of course, the signal voltage can be transmitted directly to an electronic evaluation unit. For this purpose, the evaluation unit is able, for example, to obtain a detection value or a plurality of detection values on the basis of the signal profile, in particular, for example, based on the duration of a linear increase or decrease in the signal voltage up to and / or below a threshold value or even several threshold values. A detection value can, for example, indicate to a downstream control device a capacitance of the capacitive component and / or a change in capacitance. Thus, the detection value may also be a value that is generated by the evaluation unit in order to qualitatively or quantitatively display a specific capacitance value and / or a change in the capacitance value in the capacitive component.

In einer beispielhaften Schaltungsanordnung umfasst das Spitzenwerthalteglied, das mit dem Ausgang des Integrierers verbunden ist, wenigstens eine Diode und einen Speicherkondensator. Es ist selbstverständlich möglich, dass der an dem Spitzenwerthalteglied gehaltene maximale Spannungswert nicht identisch zu einem Maximalwert der an dem Ausgang des Integrierers erzeugten Signalspannung ist. So können beispielsweise in der Schaltungsanordnung noch zusätzliche Widerstände vorgesehen sein, so dass die an dem Speicherkondensator des Spitzenwerthalteglieds mithilfe der Diode gehaltene Spannung geringer ist als die am Ausgang des Integrierers erzeugte Signalspannung. Die an dem Speicherkondensator des Spitzenwerthalteglieds anliegende Spannung ist aber im jeden Fall proportional zu der Signalspannung. In an exemplary circuit arrangement, the peak hold member associated with the Output of the integrator is connected, at least one diode and a storage capacitor. It is, of course, possible that the maximum voltage value held on the peak hold member is not identical to a maximum value of the signal voltage generated at the output of the integrator. For example, additional resistors may be provided in the circuit so that the voltage held on the storage capacitor of the peak hold by the diode is less than the signal voltage produced at the output of the integrator. However, the voltage applied to the storage capacitor of the peak holding member is in any case proportional to the signal voltage.

In einer Weiterbildung ist die Höhe der Signalspannung in der Schaltungsanordnung steuerbar, vorzugsweise über eine von dem Ausgangssignal unabhängige elektronische Einstellvorrichtung stufenlos oder in vordefinierten Stufen. Derart kann beispielsweise ein durch den Integrierer vorgegebener Verstärkungsfaktor einstellbar sein. Bei Bedarf und je nach Einsatzzweck, gewünschter Sensitivität, Ansprechschwelle und/oder Umgebungsbedingungen kann somit ein Verstärkungsfaktor zwischen Ausgangssignal und Signalspannung angepasst und eine Kennlinie für die auszuwertende Signalspannung verändert werden. In a further development, the level of the signal voltage in the circuit arrangement is controllable, preferably continuously or in predefined stages via an electronic adjustment device independent of the output signal. For example, a gain factor specified by the integrator can be adjustable. If required and depending on the intended use, the desired sensitivity, response threshold and / or environmental conditions, a gain factor between output signal and signal voltage can thus be adapted and a characteristic curve for the signal voltage to be evaluated can be changed.

In einer Ausführungsvariante wird hierfür der an einen Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführte Strom mithilfe einer elektronischen Einstellvorrichtung verändert. Hierdurch lässt sich die Steilheit einer Kennlinie für die Signalspannung in einfacher Weise gezielt verändern, insbesondere die Kennlinie verkippen. In one embodiment, for this purpose, the current fed back to an input of the operational amplifier is changed by means of an electronic adjustment device. As a result, the steepness of a characteristic curve for the signal voltage can be changed in a simple manner in a targeted manner, in particular tilting the characteristic curve.

In einem Ausführungsbeispiel ist eine schaltbare Einstellvorrichtung vorgesehen, über die mehrere diskrete Werte für den Verstärkungsfaktor vorgegeben und auswählbar sind. Über verschiedene Schaltzustände der Einstellvorrichtung können hierbei verschiedene Verstärkungsfaktoren vorgegeben werden. Durch einen veränderten Verstärkungsfaktor erfolgt in einem möglichen Ausführungsbeispiel auch eine Veränderung der Höhe der Signalspannung, insbesondere eine Veränderung eines möglichen, von dem Ausgangssignal unmittelbar abhängigen Maximalwerts der Signalspannung und hiermit wiederum eine Adaption einer Kennlinie für die Signalspannung. Beispielsweise weist eine Einstellvorrichtung wenigstens ein Schaltmittel in Form eines Feldeffekttransistors, vorzugsweise wenigstens zwei Feldeffekttransistoren auf, um elektrisch gesteuert verschiedene Schaltzustände einnehmen zu können. In one embodiment, a switchable adjustment device is provided, via which a plurality of discrete values for the amplification factor are predetermined and selectable. Different switching states of the adjustment device can be used to specify different amplification factors. In a possible embodiment, a change in the magnitude of the signal voltage, in particular a change in a possible maximum value of the signal voltage which is directly dependent on the output signal, and in turn an adaptation of a characteristic curve for the signal voltage, are also effected by an altered amplification factor. For example, an adjusting device has at least one switching means in the form of a field-effect transistor, preferably at least two field-effect transistors, in order to be able to assume different switching states under electrical control.

Wie bereits eingangs erläutert, ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer Verstellvorrichtung für ein verstellbares Schließelement eines Fahrzeugs. As already explained above, another aspect of the present invention is the provision of a circuit arrangement according to the invention in an adjustment device for an adjustable closing element of a vehicle.

Bei einer derartigen Verstellvorrichtung ist über das Schließelement eine Karosserieöffnung eines Fahrzeugs verschließbar und das Schließelement kann zum Freigeben der Karosserieöffnung bei Vorliegen eines Bedienereignisses automatisch verstellbar sein. Alternativ oder ergänzend kann bei Vorliegen eines Bedienereignisses eine Verriegelung des Schließelements betätigbar sein, um das Schließelement freizugeben und überhaupt erst (manuell oder fremdkraftbetätigt) verstellen zu können. Beispielsweise handelt es sich bei dem Schließelement um eine Heckklappe oder eine (Seiten-)Tür eines Kraftfahrzeugs oder einen Kofferraumdeckel eines Kraftfahrzeugs. In such an adjusting device, a body opening of a vehicle can be closed via the closing element and the closing element can be automatically adjusted to release the body opening in the presence of an operating event. Alternatively or additionally, in the event of an operating event, a locking of the closing element can be actuated in order to release the closing element and in the first place to be able to adjust it (manually or by external force). For example, the closing element is a tailgate or a (side) door of a motor vehicle or a trunk lid of a motor vehicle.

Über eine kapazitiv arbeitende Sensoreinrichtung mit wenigstens einem kapazitiven Bauelement, zum Beispiel in Form einer einzelnen Sensorelektrode oder wenigstens einem Sensorelektrodenpaar, wird hierbei das Vorliegen eines Bedienereignisses anhand der Kapazität des Bauelements und/oder einer Änderung der Kapazität des Bauelements erkannt. By means of a capacitively operating sensor device having at least one capacitive component, for example in the form of a single sensor electrode or at least one pair of sensor electrodes, the presence of a control event is detected on the basis of the capacitance of the component and / or a change in the capacitance of the component.

Mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann ebenfalls ein verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Kapazität und/oder einer Änderung der Kapazität eines kapazitiven Bauelements verwirklicht werden. Bei einem solchen Verfahren sind dann wenigstens die nachfolgenden Schritte vorgesehen:

  • – Steuern einer monostabilen Kippschaltung durch Anlegen eines Steuerungssignals, das beispielsweise von einer elektronisches Steuerungseinheit bereitgestellt wird, an einem ersten Eingang der monostabilen Kippschaltung, wobei die monostabile Kippschaltung an einem zweitem Eingang mit dem kapazitiven Bauelement verbunden ist,
  • – Erzeugen wenigstens eines Ausgangssignals an einem Ausgang der monostabilen Kippschaltung bei Anlegen des Steuerungssignals, wobei die Zeitdauer des erzeugten Ausgangssignals von der Kapazität des kapazitiven Bauelements abhängig ist, und
  • – Umwandeln des wenigstens einen Ausgangssignals in eine Signalspannung, deren Verlauf zu der Zeitdauer des Ausgangssignals proportional ist.
With an inventive circuit arrangement, an improved method for detecting a capacitance and / or a change in capacitance of a capacitive component can also be realized. In such a method then at least the following steps are provided:
  • Controlling a monostable multivibrator by applying a control signal, for example provided by an electronic control unit, to a first input of the monostable multivibrator, the monostable multivibrator being connected to the capacitive component at a second input,
  • Generating at least one output signal at an output of the monostable multivibrator upon application of the control signal, wherein the duration of the generated output signal depends on the capacitance of the capacitive component, and
  • - converting the at least one output signal into a signal voltage, the course of which is proportional to the duration of the output signal.

In Analogie zu einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist bei einem solchen Verfahren weiterhin vorgesehen, dass das Umwandeln des Ausgangssignals mittels eines Integrierers erfolgt, der einen Operationsverstärker aufweist, an dessen einem Verstärkereingang das Ausgangssignal anliegt, und der das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung zu einer sich linear mit der Zeit verändernden Signalspannung umwandelt, so dass die Werte, die die Signalspannung annehmen kann, durch das Ausgangssignal vorgegeben sind. In analogy to a circuit arrangement according to the invention, it is further provided in such a method that the conversion of the output signal takes place by means of an integrator having an operational amplifier, at whose one amplifier input the output signal is present, and converts the output of the monostable multivibrator to a linearly varying with time signal voltage, so that the values that can accept the signal voltage, are predetermined by the output signal.

Es ist somit offensichtlich, dass die zuvor und nachfolgend noch erläuterten Vorteile und Merkmale von Ausführungsbeispielen einer Schaltungsanordnung auch für ein Verfahren zur Erfassung einer Kapazität und/oder einer Veränderung der Kapazität eines kapazitiven Bauelements gelten und umgekehrt. It is thus obvious that the advantages and features of exemplary embodiments of a circuit arrangement explained above and below also apply to a method for detecting a capacitance and / or a change in the capacitance of a capacitive component, and vice versa.

Bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren werden weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung deutlich werden. In the following description of an embodiment with reference to the figures, further advantages and features of the present invention will become apparent.

Hierbei zeigen: Hereby show:

1 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einem einen Operationsverstärker aufweisenden invertierenden Integrierer und einem Spitzenwerthalteglied; 1 a section of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention with an operational amplifier having an inverting integrator and a peak value holding member;

2 eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der 1 mit einer Einstellvorrichtung zur Vorgabe unterschiedlicher Verstärkungsfaktoren an dem Integrierer; 2 a development of the embodiment of 1 with an adjustment device for inputting different amplification factors to the integrator;

3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Schaltungsanordnung. 3 a known from the prior art circuit arrangement.

Zunächst Bezug nehmend auf die 3 wird ein aus der DE 10 2006 029 120 A1 vorbekanntes Ausführungsbeispiel einer gattungsgemäßen Schaltungsanordnung veranschaulicht, bei der eine Umwandlungseinrichtung mit einem Schalter S, einer Konstantstromquelle KSQ und einem Integrator 4 vorgesehen ist. First, referring to the 3 becomes one from the DE 10 2006 029 120 A1 Previously known embodiment of a generic circuit arrangement illustrated in which a conversion device with a switch S, a constant current source KSQ and an integrator 4 is provided.

Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der 3 wird von einer elektronischen Steuereinheit 1 ein Steuerungssignal generiert und an eine monostabile Kippschaltung 2 übertragen. Hierfür ist die Steuereinheit 1 mit einem ersten Eingang 2.1 der Kippschaltung 2 verbunden. An einem zweiten Eingang 2.3 ist die monostabile Kippschaltung 2 mit einem kapazitiven Bauelement 3 verbunden. Dieses kapazitive Bauelement ist vorliegend in Form einer Sensorkapazität 3 gezeigt und kann beispielsweise eine Sensorelektrode eines kapazitiven Näherungsschalters sein oder einen Sensorkondensator mit einer Ansprechelektrode und einer Bezugselektrode umfassen. In the known from the prior art embodiment of a circuit arrangement according to the 3 is from an electronic control unit 1 generates a control signal and to a monostable multivibrator 2 transfer. This is the control unit 1 with a first entrance 2.1 the flip-flop 2 connected. At a second entrance 2.3 is the monostable multivibrator 2 with a capacitive component 3 connected. This capacitive component is present in the form of a sensor capacitance 3 and may, for example, be a sensor electrode of a capacitive proximity switch or comprise a sensor capacitor with a response electrode and a reference electrode.

Mittels der monostabilen Kippschaltung 2 wird an einem Ausgang 2.4 der Kippschaltung 2 in Folge eines Steuerungssignals der Steuereinheit 1 wenigstens ein Ausgangssignal AS erzeugt, dessen Zeitdauer von der Kapazität bzw. der Größe der Sensorkapazität 3 abhängig ist. Dieses Ausgangssignal AS wird bei der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Schalters S genutzt, um eine Konstantstromquelle KSQ für die Dauer des Ausgangssignals an einen Integrator 4 in Form eines Kondensators anzuschließen. Über die Konstantstromquelle KSQ wird der Integrator 4 aufgeladen, wobei die über dem Integrator 4 aufintegrierte Spannung als eine Signalspannung Ss von einer elektronischen Auswerteeinheit 5 ausgewertet wird. Die Signalspannung Ss ist zu der Zeitdauer des Ausgangssignals AS proportional und verläuft aufgrund der Konstantstromquelle KSQ linear über die Zeit. Die Signalspannung Ss ist damit repräsentativ für die Größe der Sensorkapazität 3 beziehungsweise die Kapazität und/oder eine Änderung der Kapazität eines hiermit gebildeten Sensorkondensators. Nach dem Abschluss einer Messung ist jeweils ein Entladevorgang vorgesehen. By means of the monostable multivibrator 2 will be at an exit 2.4 the flip-flop 2 in consequence of a control signal of the control unit 1 generates at least one output signal AS whose duration depends on the capacity or the size of the sensor capacitance 3 is dependent. This output signal AS is used in the known from the prior art circuit arrangement for controlling a switch S to a constant current source KSQ for the duration of the output signal to an integrator 4 to connect in the form of a capacitor. The constant current source KSQ becomes the integrator 4 charged, with the above the integrator 4 integrated voltage as a signal voltage Ss from an electronic evaluation unit 5 is evaluated. The signal voltage Ss is proportional to the time duration of the output signal AS and runs linearly over time due to the constant current source KSQ. The signal voltage Ss is thus representative of the size of the sensor capacitance 3 or the capacitance and / or a change in the capacitance of a sensor capacitor formed therewith. After the completion of a measurement each discharge is provided.

Die Auswerteeinheit 5 kann somit aus der Signalspannung Ss einen Erfassungswert bilden, der die Größe der Sensorkapazität 3 quantitativ und/oder die eine Veränderung der Sensorkapazität 3 qualitativ anzeigt. In der Auswerteeinheit 5 ist beispielsweise wenigstens ein Schwellwert hinterlegt, dessen Über- oder Unterschreiten durch die Signalspannung Ss die Erzeugung eines Auslösesignals hervorruft. Ein solches Auslösesignal könnte das Vorliegen eines Bedienereignisses anzeigen, auf das hin eine fremdkraftbetätigte. dass heißt, insbesondere über einen Antriebsmotor angetriebene, Verstellung eines Schließelements eines Fahrzeugs erfolgt. Beispielsweise kann bei Vorliegen eines bestimmten durch die Sensorkapazität 3 sensierten Bedienereignisses ein Öffnen oder Schließen einer Heckklappe oder einer Seitentür und/oder eines Kofferraumdeckels eines Kraftfahrzeugs ausgelöst werden. The evaluation unit 5 can thus form from the signal voltage Ss a detection value, the size of the sensor capacitance 3 quantitatively and / or a change in sensor capacity 3 indicates qualitatively. In the evaluation unit 5 For example, at least one threshold value is stored, the exceeding or falling below of which causes the generation of a triggering signal by the signal voltage Ss. Such a trigger signal could indicate the presence of an operator event, in response to which a power-operated. that is, in particular via a drive motor driven, adjustment of a closing element of a vehicle takes place. For example, in the case of a given by the sensor capacity 3 sensed operating event opening or closing a tailgate or a side door and / or a trunk lid of a motor vehicle are triggered.

Anstatt die Konstantstromquelle KSQ über den Schalter S selektiv in Abhängigkeit von dem Auslösesignal AS mit dem Integrator 4 zu verschalten, kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Konstantstromquelle KSQ direkt über das Auslösesignal AS ein- und ausgeschaltet wird. Instead of the constant current source KSQ via the switch S selectively in response to the trigger signal AS with the integrator 4 Alternatively, it can also be provided that the constant current source KSQ is switched on and off directly via the tripping signal AS.

Die aus der DE 10 2006 029 120 A1 bekannte Schaltungsanordnung gemäß der 3 mit einem durch das Auslösesignal AS steuerbarem Schaltglied, beispielsweise dem Schalter S und der Erzeugung einer Signalspannung Ss, die unabhängig von der Höhe einer durch das Ausgangssignal AS der monostabilen Kippschaltung 2 bereitgestellten Spannung ist, ist insbesondere im Hinblick auf die Bereitstellung einer Konstantstromquelle KSQ unter Umständen schaltungstechnisch vergleichsweise aufwendig zu realisieren. The from the DE 10 2006 029 120 A1 known circuit arrangement according to the 3 with a controllable by the trigger signal AS switching element, such as the switch S and the generation of a signal voltage Ss, regardless of the height of a by the output signal AS of the monostable multivibrator 2 provided voltage is, in particular with regard to the provision of a constant current source KSQ circuitry under certain circumstances comparatively expensive to implement.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden eine verbesserte Schaltungsanordnung und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Kapazität und/oder einer Änderung der Kapazität eines kapazitiven Bauelements wie der Sensorkapazität 3 bereitgestellt. With the solution according to the invention, an improved circuit arrangement and an improved method for detecting a capacitance and / or a change in the capacitance of a capacitive component such as the sensor capacitance 3 provided.

In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt, bei der eine Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung des Ausgangssignals AS der monostabilen Kippschaltung 2 in eine Signalspannung Ss für die Auswerteeinheit 5 einen invertierenden Integrierer 6 mit einem Operationsverstärker 60 umfasst. Die Werte, die die Signalspannung Ss in dieser Schaltungsanordnung annehmen kann, sind unmittelbar durch das Ausgangssignal AS vorgegeben. In the 1 an embodiment of a circuit arrangement according to the invention is shown, in which a conversion means for converting the output signal AS of the monostable multivibrator 2 in a signal voltage Ss for the evaluation unit 5 an inverting integrator 6 with an operational amplifier 60 includes. The values which the signal voltage Ss can assume in this circuit arrangement are directly predetermined by the output signal AS.

Das Ausgangssignal AS wird hierbei über einen Widerstand R1 direkt auf einen invertierenden (negativen) Verstärkereingang 602 des Operationsverstärkers 60 gegeben. An dem anderen nicht-invertierenden (positiven) Verstärkereingang 601 des Operationsverstärkers 60 liegt eine Bezugsspannung an, die sich als Teilspannung einer Versorgungsspannung VCC ergibt. Hierfür ist ein durch zwei in Reihe geschaltete Widerstände R2 und R3 gebildeter Spannungsteiler vorgesehen, durch den an dem nicht invertierendem Verstärkereingang 601 nur ein Bruchteil der Versorgungsspannung VCC, zum Beispiel 1/2 VCC, anliegt. Die gegenüber Erde GND angegebene Versorgungsspannung VCC dient ferner auch der Versorgung des Operationsverstärkers 60 und ist folglich mit dessen Versorgungsanschluss verbunden. Zusätzlich ist ein Speicherkondensator C1 vorgesehen, der gegen Erde GND an der Versorgungsspannung VCC anliegt. Über diesen optionalen Speicherkondensator C1 wird eine Stabilisierung der Betriebsspannung, insbesondere für den Operationsverstärker 60 erreicht. The output signal AS is here via a resistor R1 directly to an inverting (negative) amplifier input 602 of the operational amplifier 60 given. At the other non-inverting (positive) amplifier input 601 of the operational amplifier 60 is a reference voltage, which results as a partial voltage of a supply voltage VCC. For this purpose, a voltage divider formed by two series-connected resistors R2 and R3 is provided, by which at the non-inverting amplifier input 601 only a fraction of the supply voltage VCC, for example 1/2 VCC, is applied. Furthermore, the supply voltage VCC indicated to ground GND also serves to supply the operational amplifier 60 and is consequently connected to its supply connection. In addition, a storage capacitor C1 is provided, which is applied to ground GND at the supply voltage VCC. This optional storage capacitor C1 stabilizes the operating voltage, in particular for the operational amplifier 60 reached.

Zu dem Operationsverstärker 60 ist ferner eine Kapazität 61 in an sich bekannter Weise parallel geschaltet und hierfür sowohl mit einem Ausgang 603 des Operationsverstärkers 60 als auch mit dem invertierendem Verstärkereingang 602 verbunden, an dem das Ausgangssignal AS anliegt. To the operational amplifier 60 is also a capacity 61 connected in parallel in a conventional manner and this with both an output 603 of the operational amplifier 60 as well as with the inverting amplifier input 602 connected to which the output signal AS is present.

Die monostabile Kippschaltung 2 ist hier so ausgeführt, dass in Folge eines Steuerungssignals an ihrem ersten Eingang 2.1 ein Ausgangssignal AS mit einem maximalen (konstanten) Spannungswert > 0V, zum Beispiel 5V, erzeugt wird. In Abhängigkeit von der Größe der Sensorkapazität 3 liegt dieses Ausgangssignal AS mit seinem Maximalwert (High-Pegel) für eine bestimmte Dauer an dem invertierenden Verstärkereingang 602 an. Die Bezugsspannung an dem nicht invertierendem Verstärkereingang 601 ist nun so gewählt, dass sie kleiner ist als der maximale Spannungswert des Ausgangssignals AS, beispielsweise in etwa die Hälfte des Maximalwert des Ausgangssignals AS beträgt, also zum Beispiel 2,5V. Dementsprechend wird an dem Verstärkerausgang 603 eine linear über die Zeit abfallende Signalspannung Ss erzeugt, die bis auf 0V absinken kann, je nachdem, wie lange das Ausgangssignal AS mit dem maximalen Spannungswert anliegt. The monostable multivibrator 2 is here designed so that in response to a control signal at its first input 2.1 an output signal AS is generated with a maximum (constant) voltage value> 0V, for example 5V. Depending on the size of the sensor capacity 3 is this output signal AS with its maximum value (high level) for a certain duration at the inverting amplifier input 602 at. The reference voltage at the non-inverting amplifier input 601 is now chosen so that it is smaller than the maximum voltage value of the output signal AS, for example, in about half of the maximum value of the output signal AS is, for example, 2.5V. Accordingly, at the amplifier output 603 generates a linearly decreasing over the time signal voltage Ss, which can fall to 0V, depending on how long the output signal AS is applied to the maximum voltage value.

Das Ausgangssignal As kann neben seinem Maximalwert auch einen diskreten Minimalwert (Low-Pegel) annehmen, dessen Dauer ebenfalls von der Größe der Sensorkapazität 3 abhängt. Dieser Minimalwert ist vorliegend 0V, so dass somit folglich an dem invertierendem Verstärkereingang 602 eine kleinere Spannung anliegt als an dem nicht-invertierendem Verstärkereingang 601, an dem stets die konstante Bezugsspannung anliegt, die größer ist als der Minimalwert des Ausgangssignals AS (> 0 V) und gleichzeitig kleiner als der Maximalwert des Ausgangssignals AS (< 5V). Für eine Bezugspannung VBezug gilt hier somit zum Bespiel 0V < VBezug < 5V. In addition to its maximum value, the output signal As can also assume a discrete minimum value (low level), the duration of which also depends on the size of the sensor capacitance 3 depends. In the present case, this minimum value is 0V, and thus consequently at the inverting amplifier input 602 a smaller voltage is applied than at the non-inverting amplifier input 601 , to which always the constant reference voltage is applied, which is greater than the minimum value of the output signal AS (> 0 V) and at the same time smaller than the maximum value of the output signal AS (<5V). For a reference voltage V reference applies here for example 0V <V reference <5V.

An dem Verstärkerausgang 603 wird in dieser Konstellation eine linear über die Zeit ansteigende Signalspannung Ss erzeugt, deren Dauer ebenfalls direkt proportional zur Dauer des Ausgangssignals AS mit dem Minimalwert und damit abhängig von der Größe der Sensorkapazität 3 ist. Anhand der derart über den Integrierer 6 mit dem Operationsverstärker 60 erzeugten Signalspannung Ss kann somit durch die Auswerteeinheit 5 direkt auf die Größe der Sensorkapazität 3 und/oder eine Änderung der Sensorkapazität 3 qualitativ und/oder quantitativ geschlossen werden. At the amplifier output 603 is generated in this constellation, a linearly increasing over time signal voltage Ss, whose duration is also directly proportional to the duration of the output signal AS with the minimum value and thus dependent on the size of the sensor capacitance 3 is. On the basis of the integrator 6 with the operational amplifier 60 generated signal voltage Ss can thus by the evaluation 5 directly to the size of the sensor capacity 3 and / or a change in sensor capacity 3 be closed qualitatively and / or quantitatively.

Im vorliegenden Fall wird sich das Ausgangssignal AS mit dem Minimalwert von hier 0V und der sich daraus ergebenden linear ansteigenden Signalspannung Ss zunutze gemacht, um auf das Vorliegen eines bestimmten Bedienereignisses zu schließen. Dabei wird das Vorliegen eines bestimmten Bedienereignisses detektiert, wenn die Signalspannung Ss ausreichend Zeit hat, über einen Schwellwert hinaus anzusteigen. Das Ausgangssignal AS der monostabilen Kippschaltung 2 mit dem minimalen (gleichbleibenden) Spannungswert von 0V liegt hier also solange an dem Operationsverstärker 60 an, dass die an dem Verstärkerausgang 603 erzeugte Signalspannung Ss über eine durch den Schwellwert definierte Ansprechschwelle hinaus linear ansteigt, was als das Vorliegen eines Bedienereignisses bewertet wird. In Folge des Detektierens dieses Bedienereignisses wird vorliegend bevorzugt ein Auslösesignal durch die Auswerteeinheit 5 erzeugt, um hier ein nicht dargestelltes Schließelement, wie zum Beispiel eine Heckklappe oder einen Kofferraumdeckel eines Kraftfahrzeugs, fremdkraftbetätigt zu öffnen oder zu schließen. Eine über die Sensorkapazität 3 detektierte Änderung eines Kapazitätswertes, die repräsentativ für das Vorliegen eines Bedienereignisses ist, kann dabei beispielsweise durch die Annäherung eines Körperteils eines Benutzer an die Sensorkapazität 3 hervorgerufen worden sein. In the present case, the output signal AS is used with the minimum value of here 0V and the resulting linearly increasing signal voltage Ss, in order to conclude the presence of a specific operating event. In this case, the presence of a specific operating event is detected when the signal voltage Ss has sufficient time to rise above a threshold value. The output signal AS of the monostable multivibrator 2 with the minimum (constant) voltage value of 0V is here so long as the operational amplifier 60 on that at the amplifier output 603 signal voltage Ss linearly increases beyond a threshold defined by the threshold, which is evaluated as the presence of an operator event. As a result of detecting this operating event, in the present case, a triggering signal is preferred by the evaluation unit 5 generated to open here a non-illustrated closing element, such as a tailgate or a trunk lid of a motor vehicle, power-operated open or close. One about the sensor capacity 3 detected change of a capacitance value representative of the presence of an operator event, This can be done, for example, by the approach of a body part of a user to the sensor capacity 3 be caused.

Um bei der Schaltungsanordnung der 1 den linearen Anstieg der Signalspannung Ss effektiv auswerten zu können, ist ein Spitzenwerthalteglied vorgesehen, dass vorliegend durch eine Diode 7 und einen Speicherkondensator C2 sowie einen in Reihe geschalteten Widerstand R4 gebildet wird. Der Speicherkondensator C2 wird von der Signalspannung Ss aufgeladen, wobei die zwischen dem Verstärkerausgang 603 und dem Speicherkondensator C2 geschaltete Diode 7 verhindert, dass sich der Speicherkondensator C2 über den Operationsverstärker 60 entlädt. Proportional zu der am Verstärkerausgang 603 erzeugten Signalspannung Ss wird der Speicherkondensator C2 aufgeladen und hält einen erreichten maximalen Spannungswert, da eine Entladung durch die Diode 7 verhindert ist. Die über den Speicherkondensator C2 messbare Signalspannung stellt somit stets einen Maximalwert dar, der repräsentativ für die maximal erreichte Signalspannung Ss ist. Die an dem Speicherkondensator C2 gehaltene bzw. gespeicherte Spannung kann somit ausgewertet und mit wenigstens einem in der Auswerteeinheit 5 hinterlegten Schwellwert verglichen werden, anhand dessen Überschreitens von dem Vorliegen eines Bedienereignisses ausgegangen wird. To order in the circuit arrangement of 1 To be able to effectively evaluate the linear rise of the signal voltage Ss, a peak value holding member is provided, in this case by a diode 7 and a storage capacitor C2 and a series resistor R4 is formed. The storage capacitor C2 is charged by the signal voltage Ss, with the between the amplifier output 603 and the storage capacitor C2 connected diode 7 prevents the storage capacitor C2 via the operational amplifier 60 discharges. Proportional to the amplifier output 603 generated signal voltage Ss, the storage capacitor C2 is charged and holds a maximum voltage value reached since a discharge through the diode 7 is prevented. The signal voltage measurable via the storage capacitor C2 thus always represents a maximum value which is representative of the maximum signal voltage Ss reached. The voltage held or stored on the storage capacitor C2 can thus be evaluated and with at least one in the evaluation unit 5 stored threshold, is assumed based on the exceeding of the presence of an operating event.

Mit der Schaltungsanordnung der 1 ist eine besondere einfache Möglichkeit zum Erfassen einer Kapazität und/oder einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Bauelements, wie der Sensorkapazität 3, möglich, wobei hier unmittelbar die Spannungswerte eines von der monostabilen Kippschaltung 2 erzeugten Ausgangssignals AS die minimal und maximal erreichbaren Spannungswerte einer hieraus gewonnenen Signalspannung Ss vorgeben und zudem ein linearer Verlauf der sich durch die Ausgangsspannung AS ergebenen Signalspannung Ss erreicht wird. With the circuit arrangement of 1 is a particular easy way to detect a capacitance and / or a capacitance change of a capacitive device, such as the sensor capacity 3 , possible, where here directly the voltage values of one of the monostable multivibrator 2 generated output signal AS predetermine the minimum and maximum achievable voltage values of a signal voltage obtained therefrom Ss and also a linear course of the resulting by the output voltage AS signal voltage Ss is achieved.

In der 2 ist eine Weiterbildung der in der 1 dargestellten Schaltungsanordnung dargestellt, bei der ein Verstärkungsfaktor des Integrierers 6 einstell- und veränderbar ist. Dabei kann durch eine Veränderung des Verstärkungsfaktors eine Kennlinie der Signalspannung Ss angepasst werden, d.h., vorliegend deren Steilheit angepasst werden. In the 2 is a further education in the 1 shown circuit arrangement, in which a gain of the integrator 6 can be adjusted and changed. In this case, a characteristic of the signal voltage Ss can be adjusted by a change in the amplification factor, ie, in the present case, their slope can be adjusted.

Die Schaltungsanordnung der 1 ist hierbei am Ausgang des Operationsverstärkers 60 um einen Spannungsteiler mit Widerständen R5 und R6 sowie einer Einstellvorrichtung 8 ergänzt, mit der variabel Widerstände R7 und R8 zu dem einen Widerstand R6 parallel geschaltet werden können. Über die Einstellvorrichtung 8 kann somit das Potential an einem Knoten K verschoben werden, der zwischen den Widerständen R5 und R6 liegt und an dem eine Leitung zu der Kapazität 61 des Integrierers 6 sowie eine Anschlussleitung 80 der Einstellvorrichtung 8 angeschlossen ist. Derart kann der an den Operationsverstärker 60 zurückgeführte Strom variiert werden, je nachdem, welcher Gesamtwiderstand zu dem Widerstand R5 in Reihe geschaltet ist. The circuit arrangement of 1 is here at the output of the operational amplifier 60 around a voltage divider with resistors R5 and R6 and a setting device 8th supplemented, with the variable resistors R7 and R8 can be connected in parallel to the one resistor R6. About the adjustment device 8th Thus, the potential can be shifted at a node K, which is located between the resistors R5 and R6 and on which a line to the capacitance 61 of the integrator 6 and a connection cable 80 the adjustment 8th connected. That way it can be connected to the operational amplifier 60 recirculated current can be varied, depending on which total resistance is connected in series with the resistor R5.

Die Einstellvorrichtung 8 kann vorliegend mehrere unterschiedliche Schaltzustände einnehmen, in denen jeweils ein anderer Gesamtwiderstand zu dem Widerstand R5 in Reihe geschaltet ist. Die unterschiedlichen Schaltzustände werden vorliegend über zwei MOSFETs 81 und 82 (MOSFET=Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) vorgegeben. Durch die an dem jeweiligen MOSFET 81 und 82 angelegte Gate-Source- bzw. Steuerspannung U81 oder U82 kann der über den jeweils zugeordneten Widerstand R7 oder R8 fließenden Strom gesteuert werden, wodurch der zu dem Widerstand R5 in Reihe geschaltete Gesamtwiderstand in seiner Größe gezielt veränder- und steuerbar ist. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Maximalwert für die Signalspannung Ss variiert, z.B. zwischen 2,5V und 3,5V herauf- oder herabgesetzt und damit die Steilheit der Signalspannung Ss angepasst werden. Ein Schaltzustand der Einstellvorrichtung 8 ist hierbei – im Unterschied zu der Signalspannung Ss – nicht unmittelbar von dem Ausgangssignal AS abhängig, sondern hiervon unabhängig und frei, je nach Bedarf und insbesondere (aktuellem) Verwendungszweck oder Umgebungsbedingungen der Schaltungsanordnung auswählbar. The adjustment device 8th In the present case, it is possible to assume a plurality of different switching states in which a different total resistance is in each case connected in series with the resistor R5. The different switching states are in the present case via two MOSFETs 81 and 82 (MOSFET = metal oxide semiconductor field effect transistor) given. By the at the respective MOSFET 81 and 82 applied gate-source or control voltage U 81 or U 82 , the current flowing through the respective associated resistor R7 or R8 current can be controlled, whereby the connected to the resistor R5 in series total resistance in its size is selectively changed and controlled. As a result, a maximum value for the signal voltage Ss can be varied in a simple manner, for example, increased or decreased between 2.5V and 3.5V, and thus the steepness of the signal voltage Ss can be adjusted. A switching state of the adjusting device 8th is here - in contrast to the signal voltage Ss - not directly dependent on the output signal AS, but independently thereof and free, depending on the needs and in particular (current) intended use or environmental conditions of the circuit selectable.

Die MOSFETs 81 und 82 werden in dem Ausführungsbeispiel der 2 über die Steuerspannungen U81 und U82 so betrieben, dass die Einstellvorrichtung 8 vier diskrete Schaltzustände einnehmen kann. In dem jeweiligen Schaltzustand sind beide, nur einer oder keiner der MOSFETs 81 und 82 aktiv geschaltet. The MOSFETs 81 and 82 be in the embodiment of 2 via the control voltages U 81 and U 82 so operated that the adjustment 8th four discrete switching states can take. In the respective switching state, both are only one or none of the MOSFETs 81 and 82 switched active.

Obwohl in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ein invertierender Integrierer 6 vorgesehen ist, ist es selbstverständlich möglich, stattdessen einen nicht-invertierenden Integrierer einzusetzen. Hierbei würde dann selbstverständlich die in der Auswerteeinheit 5 hinterlegte Auswertelogik angepasst, d.h. ebenfalls invertiert werden. Although in the embodiments of the 1 and 2 an inverting integrator 6 is provided, it is of course possible to use instead a non-inverting integrator. Of course, this would be in the evaluation unit 5 stored evaluation logic adapted, ie also be inverted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Steuereinheit control unit
2 2
Kippschaltung flop
2.1, 2.3 2.1, 2.3
Eingang entrance
2.4 2.4
Ausgang output
3 3
Sensorkapazität sensor capacitance
4 4
Integrator integrator
5 5
Auswerteeinheit evaluation
6 6
Integrierer integrator
60 60
Operationsverstärker operational amplifiers
601, 602 601, 602
Verstärkereingang amplifier input
603 603
Verstärkerausgang amplifier output
61 61
Kapazität capacity
7 7
Diode diode
8 8th
Einstellvorrichtung adjustment
80 80
Anschlussleitung connecting cable
81, 82 81, 82
MOSFET (Feldeffekttransistor) MOSFET (field effect transistor)
AS AS
Ausgangssignal output
C1 C1
Speicherkondensator storage capacitor
C2 C2
Speicherkondensator storage capacitor
GND GND
Erde earth
K K
Knoten node
KSQ KSQ
Konstantstromquelle Constant current source
R1–R8 R1-R8
Widerstand resistance
S S
Schalter switch
Ss ss
Signalspannung signal voltage
U81, U82 U 81 , U 82
Steuerspannung control voltage
VCC VCC
Versorgungsspannung supply voltage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006029120 A1 [0002, 0004, 0036, 0041] DE 102006029120 A1 [0002, 0004, 0036, 0041]
  • DE 10258417 B3 [0006, 0006] DE 10258417 B3 [0006, 0006]
  • DE 10258417 [0007] DE 10258417 [0007]
  • DE 102006069120 A1 [0012] DE 102006069120 A1 [0012]

Claims (13)

Schaltungsanordnung zur Erfassung einer Kapazität eines kapazitiven Bauelements und/oder einer Änderung der Kapazität eines kapazitiven Bauelements, mit – einer durch ein Steuerungssignal steuerbaren monostabilen Kippschaltung (2) mit wenigstens zwei Eingängen (2.1, 2.3) und einem Ausgang (2.4), wobei ein erster Eingang (2.1) der Kippschaltung (2) für das Steuerungssignal vorgesehen ist, – einem kapazitiven Bauelement (3), das mit einem zweiten Eingang (2.3) der monostabilen Kippschaltung (2) verbunden ist, – einer Umwandlungseinrichtung, die mit dem Ausgang (2.4) der monostabilen Kippschaltung (2) verbunden und dazu ausgebildet und vorgesehen ist, ein an dem Ausgang (2.4) erzeugtes Ausgangssignal (AS) in eine Signalspannung (Ss) umzuwandeln, und – einer Auswerteeinheit (5), die mit der Umwandlungseinrichtung verbunden ist, um die Signalspannung (Ss) auszuwerten und hieraus wenigstens einen Erfassungswert zu erzeugen, der die Kapazität und/oder eine Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements (3) anzeigt, wobei die monostabile Kippschaltung (2) dazu ausgebildet ist, bei einer Ansteuerung mit einem Steuerungssignal wenigstens ein Ausgangssignal (AS) an ihrem Ausgang (2.4) zu erzeugen, dessen Zeitdauer von der Kapazität des kapazitiven Bauelements (3) abhängig ist, und die Umwandlungseinrichtung das wenigstens eine Ausgangssignal (AS) in eine Signalspannung (Ss) umwandelt, deren Verlauf zu der Zeitdauer des Ausgangssignals (AS) proportional ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung einen Integrierer (6) mit einem Operationsverstärker (60) umfasst und der Integrierer (6) so ausgebildet und zwischen den Ausgang (2.4) der monostabilen Kippschaltung (2) und die Auswerteeinheit (5) geschaltet ist, dass ein Ausgangssignal (AS) der monostabilen Kippschaltung (2) an einem Verstärkereingang (602) des Operationsverstärkers (60) anliegt und zu einer sich linear mit der Zeit verändernden Signalspannung (Ss) führt, wobei die Werte, die die Signalspannung (Ss) annehmen kann, durch das Ausgangssignal (AS) vorgegeben sind. Circuit arrangement for detecting a capacitance of a capacitive component and / or a change in the capacitance of a capacitive component, comprising - a monostable multivibrator (controllable by a control signal) ( 2 ) with at least two inputs ( 2.1 . 2.3 ) and an output ( 2.4 ), with a first input ( 2.1 ) of the flip-flop ( 2 ) is provided for the control signal, - a capacitive component ( 3 ) connected to a second input ( 2.3 ) of the monostable multivibrator ( 2 ), - a conversion device connected to the output ( 2.4 ) of the monostable multivibrator ( 2 ) and is designed and provided, one at the output ( 2.4 ) converted output signal (AS) into a signal voltage (Ss), and - an evaluation unit ( 5 ) which is connected to the conversion device in order to evaluate the signal voltage (Ss) and to generate therefrom at least one detection value which determines the capacitance and / or a change in the capacitance of the capacitive component (Ss). 3 ), wherein the monostable multivibrator ( 2 ) is designed to at least one output signal (AS) at its output when driven by a control signal ( 2.4 ) whose duration depends on the capacitance of the capacitive component ( 3 ), and the conversion device converts the at least one output signal (AS) into a signal voltage (Ss) whose profile is proportional to the time duration of the output signal (AS), characterized in that the conversion device is an integrator ( 6 ) with an operational amplifier ( 60 ) and the integrator ( 6 ) and between the output ( 2.4 ) of the monostable multivibrator ( 2 ) and the evaluation unit ( 5 ), that an output signal (AS) of the monostable multivibrator ( 2 ) at an amplifier input ( 602 ) of the operational amplifier ( 60 ) and results in a signal voltage (Ss) which varies linearly with time, the values which the signal voltage (Ss) can assume being predetermined by the output signal (AS). Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die monostabile Kippschaltung (2) derart ausgebildet ist, dass ihr Ausgangssignal (AS) zwei diskrete Spannungswerte annehmen kann. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the monostable multivibrator ( 2 ) is designed such that its output signal (AS) can assume two discrete voltage values. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (AS) der monostabilen Kippschaltung (2) – einen Minimalwert aufweist, der kleiner ist als ein Spannungswert einer Bezugsspannung, die an dem anderen Verstärkereingang (601) des Operationsverstärkers (60) anliegt, und – einen Maximalwert aufweist, der größer ist als der Spannungswert der Bezugsspannung an dem anderen Verstärkereingang (601). Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the output signal (AS) of the monostable flip-flop ( 2 ) - has a minimum value which is smaller than a voltage value of a reference voltage, which at the other amplifier input ( 601 ) of the operational amplifier ( 60 ), and - has a maximum value that is greater than the voltage value of the reference voltage at the other amplifier input ( 601 ). Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb des Operationsverstärkers (60) eine Versorgungsspannung (VCC) vorgesehen ist und die Schaltungsanordnung einen Spannungsteiler (R2, R3) aufweist, um eine Bezugsspannung, die an einem Verstärkereingang (601) des Operationsverstärkers (60) anliegt, als eine Teilspannung der Versorgungsspannung (VCC) bereitzustellen. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the operation of the operational amplifier ( 60 ) a supply voltage (VCC) is provided and the circuit arrangement has a voltage divider (R2, R3) to a reference voltage at an amplifier input ( 601 ) of the operational amplifier ( 60 ) is present to provide as a partial voltage of the supply voltage (VCC). Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrierer (6) invertierend ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the integrator ( 6 ) is inverting. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Integrierer (6) ein Spitzenwerthalteglied (7, C2, R4) nachgeschaltet ist, um einen maximalen Spannungswert der Signalspannung (Ss) zu speichern. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the integrator ( 6 ) a peak hold member ( 7 , C2, R4) is connected downstream in order to store a maximum voltage value of the signal voltage (Ss). Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spitzenwerthalteglied (7, C2, R4) wenigstens eine Diode (7) und einen Speicherkondensator (C2) umfasst. Circuit arrangement according to Claim 6, characterized in that the peak value holding member ( 7 , C2, R4) at least one diode ( 7 ) and a storage capacitor (C2). Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Signalspannung (Ss) steuerbar ist und/oder eine Kennlinie für die Signalspannung (Ss) veränderbar ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the signal voltage (Ss) is controllable and / or a characteristic curve for the signal voltage (Ss) is variable. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den Integrierer (6) vorgegebener Verstärkungsfaktor einstellbar ist. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that one through the integrator ( 6 ) predetermined gain factor is adjustable. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über eine schaltbare Einstellvorrichtung (8) mehrere diskrete Werte für den Verstärkungsfaktor vorgegeben und auswählbar sind. Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that via a switchable adjusting device ( 8th ) a plurality of discrete values for the amplification factor are predetermined and selectable. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung der Höhe der Signalspannung (Ss) und/oder einer Veränderung der Signalspannung (Ss) eine Einstellvorrichtung (8) mit wenigstens einem Feldeffekttransistor (81, 82) vorgesehen ist. Circuit arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that for the control of the height of the signal voltage (Ss) and / or a change in the signal voltage (Ss) an adjusting device ( 8th ) with at least one field effect transistor ( 81 . 82 ) is provided. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (5) wenigstens ein Schwellwert für die Signalspannung (Ss) hinterlegt ist und die Auswerteeinheit (5) dazu ausgebildet ist, bei Über- oder Unterschreiten dieses Schwellwerts durch die Signalspannung (Ss) ein Auslösesignal zu erzeugen. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the evaluation unit ( 5 ) at least one threshold value for the signal voltage (Ss) is stored and the evaluation unit ( 5 ) is designed to generate a trigger signal when exceeding or falling below this threshold by the signal voltage (Ss). Verstellvorrichtung für ein verstellbares Schließelement eines Fahrzeugs, wobei – über das Schließelement eine Karosserieöffnung eines Fahrzeugs verschließbar ist und das Schließelement bei Vorliegen eines Bedienereignisses automatisch verstellt und/oder zum Freigeben der Karosserieöffnung eine Verriegelung des Schließelements betätigt werden kann, und – eine kapazitiv arbeitende Sensoreinrichtung mit wenigstens einem kapazitiven Bauelement vorgesehen ist, um das Vorliegen eines Bedienereignisses anhand der Kapazität des Bauelements und/oder einer Änderung der Kapazität des Bauelements zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung zur Erfassung der Kapazität des kapazitiven Bauelements und/oder einer Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst. Adjusting device for an adjustable closing element of a vehicle, wherein - via the closing element, a body opening of a vehicle is closed and the closing element automatically adjusted in the presence of an operating event and / or releasing the body opening a locking of the closing element can be actuated, and - a capacitive sensor device with at least one capacitive component is provided to detect the presence of a control event on the basis of the capacitance of the device and / or a change in the capacitance of the device, characterized in that the adjusting device for detecting the capacitance of the capacitive device and / or a change in the capacity of the capacitive component comprises a circuit arrangement according to one of claims 1 to 12.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10258417B3 (en) 2002-12-13 2004-08-12 Beru Ag Method and circuit arrangement for detecting and / or determining the nature of a medium
DE102006029120A1 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Ifm Electronic Gmbh Circuit arrangement for detection of capacitance or change of capacitance of capacitive circuit or element, has controlling unit, has constant current generator which is downstream to exit of mono-stable flip flop circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258417B3 (en) 2002-12-13 2004-08-12 Beru Ag Method and circuit arrangement for detecting and / or determining the nature of a medium
DE102006029120A1 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Ifm Electronic Gmbh Circuit arrangement for detection of capacitance or change of capacitance of capacitive circuit or element, has controlling unit, has constant current generator which is downstream to exit of mono-stable flip flop circuit

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