LU100986B1 - Method of Operating a Capacitive Sensing System with Heater as Guard Electrode - Google Patents

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LU100986B1
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LU
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electrode
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capacitive sensing
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guard electrode
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LU100986A
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Michael Pütz
Laurent Lamesch
Gianluca Favalli
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Iee Sa
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Claims (13)

P-IEE-513/LU ANSPRUCHE
1. Kapazitive Fühlvorrichtung (12; 54; 62; 78), umfassend - einen kapazitiven Sensor (14) mit mindestens einer elektrisch leitenden Fühlelektrode (16) und mindestens einer elektrisch leitenden Schutzelektrode (18; 84), die zueinander proximal angeordnet und voneinander isoliert sind, wobei die mindestens eine Schutzelektrode (18; 84) als elektrisches Heizelement ausgeführt ist, - eine periodische Signalspannungsquelle (24), die dafür ausgelegt ist, ein periodisches elektrisches Messsignal in Bezug auf eine Bezugsspannung an einem Ausgangsanschluss (32) bereitzustellen, der elektrisch an die mindestens eine Fühlelektrode (16) und die mindestens eine Schutzelektrode (18; 84) angeschlossen ist, - eine komplexe Impedanzmessschaltung (26), die elektrisch an den Ausgangsanschluss (32) der periodischen Signalspannungsquelle (24) und die mindestens eine Fühlelektrode (16) angeschlossen und dafür ausgelegt ist, komplexe Fühistrôme zu messen, die in der mindestens einen Fühlelektrode (16) erzeugt werden, und basierend auf dem gemessenen komplexen Fühistrom eine komplexe Impedanz zu bestimmen, und - eine Wechselstrom-Entkopplungsschaltung (34; 56; 64) mit einer Eingangsschnittstelle (36), die elektrisch an eine elektrische Heizer- Leistungseinheit (50) anschließbar ist, und einer Ausgangsschnittstelle (38), die an Enden der mindestens einen Schutzelektrode (18; 84) elektrisch angeschlossen ist, um der mindestens einen Schutzelektrode (18; 84) Elektroenergie zuzuführen.
2. Kapazitive Fühlvorrichtung (12; 54; 62; 78) nach Anspruch 1, ferner | umfassend eine elektronische Steuereinheit (20), von der die periodische Signalspannungsquelle (24) und die komplexe Impedanzmessschaltung (26) einen festen Bestandteil bilden und die eine Prozessoreinheit (28)
und eine digitale Datenspeichereinheit (30) umfasst, auf die die Prozessoreinheit (28) Datenzugriff hat.
3. Kapazitive Fühlvorrichtung (78) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Fühlelektrode (82) und die mindestens eine Schutzelektrode (84) jeweils mindestens einen flexiblen Film umfassen, die im Wesentlichen die gleiche Bereichsgrô®e haben und im Betriebszustand parallel zueinander angeordnet sind.
4. Kapazitive Fuhlvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wechselstrom-Entkopplungsschaltung (34) mindestens eine Gleichtaktdrossel (40) umfasst, wobei eine Eingangsseite (42) der Gleichtaktdrossel (40) elektrisch an die Eingangsschnittstelle (36) angeschlossen ist und eine Ausgangsseite (44) der Gleichtaktdrossel (40) elektrisch an die Ausgangsschnittstelle (38) der Wechselstrom- Entkopplungsschaltung (34) angeschlossen ist.
5. Kapazitive Fühlvorrichtung (54) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wechselstrom-Entkopplungsschaltung (56) mindestens zwei diskrete Induktoren (58, 60) umfasst, wobei jeweils einer der mindestens zwei diskreten Induktoren (58, 60) zwischen einem Eingangsanschluss der Eingangsschnittstelle (36) und einem Ausgangsanschluss der Ausgangsschnittstelle (38) der Wechselstrom-Entkopplungsschaltung (56) elektrisch angeschlossen ist.
6. Kapazitive Fühlvorrichtung (62; 78) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wechselstrom-Entkopplungsschaltung (64) mindestens zwei fernsteuerbare Schalterelemente (66, 68) umfasst, wobei jedes ferngesteuerte Schalterelement (66, 68) dafür ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung zwischen einem Eingangsanschluss der Eingangsschnittstelle (36) und einem Ausgangsanschluss der Ausgangsschnittstelle (38) der Wechselstrom-Entkopplungsschaltung (64) herzustellen oder zu unterbrechen. |
7. Kapazitive Fühlvorrichtung (62; 78) nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Schalter-Fernsteuereinheit (70), die zumindest dafür ausgelegt ist, die mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) zu steuern.
8 Kapazitive Fühlvorrichtung (12; 54; 62; 78) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das periodische elektrische Messsignal eine Grundfrequenz aufweist, die in einem Bereich zwischen kHz und 100 MHz liegt.
9. Vorrichtung (72) zur Erkennung einer Handberührung für ein heizbares 10 Lenkrad (74), umfassend - eine kapazitive Fühlvorrichtung (78) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das mindestens eine Heizelement auf einem Kranz (76) des Lenkrads (74) angeordnet ist, - eine elektrische Heizer-Leistungseinheit (50), die an die mindestens eine Schutzelektrode (84) anschließbar ist, um elektrische Heizenergie bereitzustellen.
10. Sitzbelegungserkennungssystem (10) zum Erkennen einer Belegung eines heizbaren Sitzes (88), insbesondere eines Fahrzeugsitzes, wobei | das Sitzbelegungserkennungssystem (10) Folgendes umfasst: 1 20 - eine kapazitive Fühlvorrichtung (12; 54; 62) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das mindestens eine Heizelement an einem Polster (92) oder einer Rückenlehne (94), die Teil des Sitzes (88) bilden, angeordnet ist, und - eine elektrische Heizer-Leistungseinheit (50), die an die mindestens eine Schutzelektrode (18) anschließbar ist, um eine elektrische Heizenergie bereitzustellen.
11. Verfahren zum Bestimmen einer komplexen Impedanz eines kapazitiven Schutz-Fühl-Sensors (14) unter Verwendung einer kapazitiven Fühlvorrichtung (62; 78) nach Anspruch 7, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst, die iterativ auszuführen sind: .
- durch Steuern der Schalter-Fernsteuereinheit (70), Überführen (100) der mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) in einen geôffneten Zustand zum elektrischen Abkoppeln der elektrischen Heizer-Leistungseinheit (50) von der mindestens einen Schutzelektrode (18; 84), - durch Betreiben der periodischen Signalspannungsquelle (24), Bereitstellen (102) eines periodischen elektrischen Messsignals in Bezug auf eine Bezugsspannung für die mindestens eine Fühlelektrode (16; 82) und für die mindestens eine Schutzelektrode (18; 84), - durch Betreiben der komplexen Impedanzmessschaltung (26), Messen (104) eines komplexen Fühlstroms, der in der mindestens einen Fühlelektrode (16; 82) erzeugt wird, - durch Betreiben der komplexen Impedanzmessschaltung (26), Bestimmen (106) einer komplexen Impedanz basierend auf dem gemessenen komplexen Fühlstrom, und - durch Steuern der Schalter-Fernsteuereinheit (70), Überführen (108) der mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) in einen geschlossenen Zustand zum elektrischen Anschließen der | elektrischen Heizer-Leistungseinheit (50) an die mindestens eine Schutzelektrode (18; 84).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Zeitraum zwischen dem Schritt des Überführens (100) der mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) in einen geôffneten Zustand und dem Schritt des Überführens (108) der mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) in einen geschlossenen Zustand im Vergleich zu einem Zeitraum zwischen dem Schritt des Überführens (108) der mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) in einen geschlossenen Zustand und einem nächsten darauffolgenden Schritt des Überführens (100) der mindestens zwei fernsteuerbaren Schalterelemente (66, 68) in einen geôffneten Zustand klein ist. .
13. Softwaremodul (96) zum automatischen Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12, wobei die auszufuhrenden Verfahrensschritte in einen Programmcode des Softwaremoduls (96) umgewandelt sind, wobei der Programmcode in einer digitalen Datenspeichereinheit (30) der 5 kapazitiven Fühlvorrichtung (12; 54; 62; 78) nach einem der Ansprüche 2 bis 8 oder einer separaten Steuereinheit implementierbar und von einer Prozessoreinheit (28) der kapazitiven Fühivorrichtung (12; 54; 62; 78) nach einem der Ansprüche 2 bis 8 oder einer separaten Steuereinheit ausführbar ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045733A1 (en) * 2000-05-26 2001-11-29 Stanley James Gregory Occupant sensor
US20090295199A1 (en) * 2008-05-01 2009-12-03 Delphi Technologies, Inc. Seat Assembly Having Seat Heating and Occupant Detection
WO2012093080A1 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Iee International Electronics & Engineering S.A. Capacitive occupant sensor including resonant network
US20130134745A1 (en) * 2010-08-05 2013-05-30 Hiroshi Aoki Heating system
WO2015179730A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 Tk Holdings Inc. Systems and methods for shielding a hand sensor system in a steering wheel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045733A1 (en) * 2000-05-26 2001-11-29 Stanley James Gregory Occupant sensor
US20090295199A1 (en) * 2008-05-01 2009-12-03 Delphi Technologies, Inc. Seat Assembly Having Seat Heating and Occupant Detection
US20130134745A1 (en) * 2010-08-05 2013-05-30 Hiroshi Aoki Heating system
WO2012093080A1 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Iee International Electronics & Engineering S.A. Capacitive occupant sensor including resonant network
WO2015179730A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 Tk Holdings Inc. Systems and methods for shielding a hand sensor system in a steering wheel

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