LU101321B1 - Capacitive Sensor Device with Selective Loading and Coupling Measurement Mode - Google Patents

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LU101321B1
LU101321B1 LU101321A LU101321A LU101321B1 LU 101321 B1 LU101321 B1 LU 101321B1 LU 101321 A LU101321 A LU 101321A LU 101321 A LU101321 A LU 101321A LU 101321 B1 LU101321 B1 LU 101321B1
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antenna
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electrodes
sensing device
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Thomas Faber
Michael Pütz
Baptiste Anti
Gianluca Favalli
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Iee Sa
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    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
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    • B60R21/01512—Passenger detection systems
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Claims (10)

  1. | | 1 LU101321 P- IEE-530/LU
    ANSPRÜCHE 4 Kapazitive Messschaltung (34) zur Ermittlung komplexer elektrischer Strôme in einer kapazitiven Erfassungsvorrichtung (10), die eine Vielzahl elektrisch leitender Antennenelektroden (12, 14, 16) umfasst, wobei die kapazitive Messschaltung (34) Folgendes umfasst: - eine Messsignalspannungsquelle (36), die dafür konfiguriert ist, eine Messwechselspannung an einem Spannungsausgangsanschluss (38) bereitzustellen, - eine fernsteuerbare Schalteinheit (42), die eine Vielzahl von Anschlüssen (44-52) und eine Vielzahl von Schaltelementen, die dafür konfiguriert sind, wirksam und selektiv elektrische Verbindungen zwischen ausgewählten Anschlüssen (44-52) bereitzustellen, umfasst, und - eine Strommessschaltung (40), die mit einem (44) der Anschlüsse (44— 52) der Schalteinheit (42) wirkverbunden ist, wobei der Spannungsausgangsanschluss (38) mit einem anderen Anschluss (46) der Schalteinheit (42) wirkverbunden ist und wobei jede Antennenelektrode (12, 14, 16) der Vielzahl elektrisch leitender Antennenelektroden (12, 14, 16) einzeln an einen verschiedenen Anschluss (48, 50, 52) der Schalteinheit (42) anschlieBbar ist, und wobei die Schalteinheit (42) dadurch, dass sie gesteuert wird, dafür konfiguriert ist, in einem selben Messzyklus selektiv - die Antennenelektroden (12) einzeln oder - Mindestens zwei der Antennenelektroden (12, 14) gleichzeitig an den Spannungsausgangsanschluss (38) und die Strommessschaltung (40) anzuschließen und an einem anderen Zeitpunkt - Mindestens eine (12) der Antennenelektroden (12, 14, 16) an den Spannungsausgangsanschluss (38) und mindestens eine andere | | ee —
    ! | 2 LU101321 Antennenelektrode (14) der Antennenelektroden (12, 14, 16) an die Strommessschaltung (40) anzuschließen.
  2. 2. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (10), umfassend - eine Vielzahl elektrisch leitender Antennenelektroden (12, 14, 16), - eine kapazitive Messschaltung (34) nach Anspruch 1, wobei jede Antennenelektrode (12, 14, 16) der Vielzahl elektrisch leitender Antennenelektroden (12, 14, 16) einzeln an einen verschiedenen Anschluss (48, 50, 52) der Schalteinheit (42) angeschlossen ist, - eine Signalverarbeitungseinheit (18), die dafür konfiguriert ist, Ausgangssignale der Strommessschaltung (40) zu empfangen und weiterzuverarbeiten, und - eine elektronische Steuereinheit (20), die zumindest dafür konfiguriert ist, e die Schalteinheit (42) automatisch zu steuern und * die von der Signalverarbeitungseinheit (18) empfangenen verarbeiteten Signale während eines Messzyklus auszuwerten.
  3. 3. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit (20) durch einen Mikrocontroller gebildet ist, der eine digitale Datenspeichereinheit (24), eine Prozessoreinheit (22) mit Datenzugriff auf die digitale Datenspeichereinheit (24) und eine Steuerschnittstelle (26) umfasst.
  4. 4. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die fernsteuerbare Schalteinheit (42) dafür konfiguriert ist, mittels einer Schalt- Fernsteuereinheit (28), die einen Teil der elektronischen Steuereinheit (20) bildet, gesteuert zu werden.
  5. 5. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Signalverarbeitungseinheit (18) oder die elektronische ! | Le
    | } 3 LU101321 Steuereinheit (20) dafür konfiguriert ist, gespeicherte Ausgangssignale durch Vergleichen mit mindestens zwei vorgegebenen Bedingungen auszuwerten und ein Klassifizierungssignal, das ein aktuelles Szenario angibt, auf Basis einer Erfüllung der mindestens zwei vorgegebenen Bedingungen zu erzeugen.
  6. 6. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die elektronische Steuereinheit (20) dafür konfiguriert ist, die Schalteinheit (42) in eine Vielzahl verschiedener Schaltzustände, die einen Messzyklus bilden, zu steuern, wobei mindestens einer der Schaltzustände dafür konfiguriert ist, eine (12) der Antennenelektroden (12, 14, 16) einzeln oder eine Gruppe der Antennenelektroden gleichzeitig in einem Lademodus zu betreiben, und wobei mindestens ein anderer der Schaltzustände dafür { konfiguriert ist, mindestens zwei verschiedene Antennenelektroden (12, 14) oder mindestens zwei verschiedene Gruppen von Antennenelektroden in einem Kopplungsmodus zu betreiben, wobei jede Gruppe von Antennenelektroden mindestens zwei elektrisch angeschlossene Antennenelektroden umfasst.
  7. 7. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Antennenelektroden (12, 14, 16) der Vielzahl von Antennenelektroden (12, 14, 16) in mindestens zwei Schichten angeordnet sind und wobei die Schichten beabstandet in einer Richtung angeordnet sind, die derart ausgerichtet ist, dass sie die Schichten durchdringt.
  8. 8. Fahrzeuglenkrad (54) mit kapazitiver Freihanderkennung, umfassend eine kapazitive Erfassungsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7.
  9. 9. Verfahren zum Betrieb der kapazitiven Erfassungsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst, die einen Messzyklus bilden: | |
    | ! 4 LU101321
    - Auswählen (70) einer Antennenelektrode (12) der Vielzahl von Antennenelektroden (12, 14, 16) oder einer Gruppe von Antennenelektroden der Vielzahl von Antennenelektroden (12, 14, 16), wobei jede Gruppe von Antennenelektroden mindestens zwei elektrisch angeschlossene Antennenelektroden umfasst,
    - Steuern (72) der Schalteinheit (42), um selektiv nur die ausgewählte Antennenelektrode (12) oder die ausgewählte Gruppe von Antennenelektroden an den Spannungsausgangsanschluss (38) und die Strommessschaltung (40) anzuschließen,
    - mittels der Strommessschaltung (40), Messen (74) eines komplexen Stroms, der durch die ausgewählte Antennenelektrode (12) oder die ausgewählte Gruppe von Antennenelektroden als Reaktion auf die Messspannung flieRt,
    - Empfangen und Weiterverarbeiten (76) eines Ausgangssignals der
    Strommessschaltung (40), das den gemessenen komplexen Strom repräsentiert,
    - Speichern (78) des verarbeiteten Ausgangssignals,
    - Wiederholen der vorangehenden Schritte (70—78) für eine Mehrzahl der Antennenelektroden (12, 14, 16) der Vielzahl von
    Antennenelektroden (12, 14, 16),
    - Auswählen (80) zweier verschiedener Antennenelektroden (12, 14) oder zweier verschiedener Gruppen von Antennenelektroden der Mehrzahl von Antennenelektroden (12, 14, 16),
    - Steuern (82) der Schalteinheit (42), um selektiv eine (12) der ausgewählten zwei verschiedenen Antennenelektroden (12, 14) oder zwei verschiedenen Gruppen von Antennenelektroden an den Spannungsausgangsanschluss (38) und die andere (14) der ausgewählten zwei verschiedenen Antennenelektroden (12, 14) oder zwei verschiedenen Gruppen von Antennenelektroden an die
    Strommessschaltung (40) anzuschließen,
    - mittels der Strommessschaltung (40), Messen (84) eines komplexen Stroms, der durch die Antennenelektrode (14) oder die Gruppe von
    | |
    | [ LU101321 Antennenelektroden, die an die Strommessschaltung (40) angeschlossen ist, als Reaktion auf die Messspannung fließt, - Empfangen und Weiterverarbeiten (86) eines Ausgangssignals der Strommessschaltung (40), das den gemessenen komplexen Strom 5 repräsentiert, - Speichern (88) des verarbeiteten Ausgangssignals, - Auswählen zweier anderer verschiedener Antennenelektroden (12, 16) oder zweier anderer verschiedener Gruppen von Antennenelektroden der Mehrzahl von Antennenelektroden (12, 14, 16), - Wiederholen der Schritte (82-88) in Bezug auf zwei ausgewählte verschiedene Antennenelektroden oder zwei verschiedene ausgewählte Gruppen von Antennenelekiroden fiir alle Antennenelektroden (12, 14, 16) der Mehrzahl von Antennenelektroden (12, 14, 18), - Abrufen (90) der gespeicherten Ausgangssignale, - Auswerten (92) der gespeicherten Ausgangssignale durch Vergleichen mit mindestens zwei vorgegebenen Bedingungen und - Erzeugen (94) eines Klassifizierungssignals, das ein aktuelles Szenario angibt, auf Basis einer Erfüllung der mindestens zwei vorgegebenen Bedingungen.
  10. 10. Softwaremodul (32) zur Steuerung einer automatischen Ausführung von Schritten des Verfahrens nach Anspruch 9, wobei durchzuführende Verfahrensschritte in einen Programmcode des Softwaremoduls (32) umgewandelt sind, wobei der Programmcode in einer digitalen Datenspeichereinheit (24) der kapazitiven Erfassungsvorrichtung (10) oder einer separaten elektronischen Steuereinheit implementierbar und von einer Prozessoreinheit (22) der kapazitiven Erfassungsvorrichtung (10) oder einer separaten elektronischen Steuereinheit ausführbar ist. |
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CN202080028163.4A CN113677567A (zh) 2019-04-12 2020-04-07 具有选择性加载和耦合测量模式的电容式传感器设备
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