SE1050581A1 - Kapacitivt sensorsystem - Google Patents

Kapacitivt sensorsystem Download PDF

Info

Publication number
SE1050581A1
SE1050581A1 SE1050581A SE1050581A SE1050581A1 SE 1050581 A1 SE1050581 A1 SE 1050581A1 SE 1050581 A SE1050581 A SE 1050581A SE 1050581 A SE1050581 A SE 1050581A SE 1050581 A1 SE1050581 A1 SE 1050581A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
vehicle
capacitive sensor
sensor
generate
Prior art date
Application number
SE1050581A
Other languages
English (en)
Other versions
SE538226C2 (sv
Inventor
Peter Sundell
Fredrich Claezon
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45098306&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=SE1050581(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1050581A priority Critical patent/SE538226C2/sv
Priority to PCT/SE2011/050697 priority patent/WO2011155893A1/en
Priority to EP11792746.7A priority patent/EP2577868A4/en
Priority to CN2011800281029A priority patent/CN102939718A/zh
Priority to RU2012157294/08A priority patent/RU2012157294A/ru
Priority to BR112012030047A priority patent/BR112012030047A2/pt
Priority to KR1020127033735A priority patent/KR20130041830A/ko
Publication of SE1050581A1 publication Critical patent/SE1050581A1/sv
Publication of SE538226C2 publication Critical patent/SE538226C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/10Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
    • B60R25/1004Alarm systems characterised by the type of sensor, e.g. current sensing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/10Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
    • B60R25/102Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device a signal being sent to a remote location, e.g. a radio signal being transmitted to a police station, a security company or the owner
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/10Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/26Electrical actuation by proximity of an intruder causing variation in capacitance or inductance of a circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/955Proximity switches using a capacitive detector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Kapacitivt sensorsystem for ett fordon dår systemet omfattar en signalgenerator, ensignaldetektor, och en bearbetningsanordning. Sensorsystemet omfattar vidare enjordningsantenn anpassad att åstadkomma en virtuell extem jord för systemet och som årelektriskt kopplad till signalgeneratom, varvid j ordningsantennen år anordnad på fordonetså att den år elektriskt isolerad från fordonets chassi, har en forutbeståmd storlek och årplacerad ett förutbeståmt avstånd från markytan. Systemet omfattar åtminstone tvåkapacitiva sensorelement vardera def1nierande en detektionszon, och att nåmndasensorelement år anordnade galvaniskt skilda från fordonets chassi, och en vålj aranordning avsedd att inkoppla nåmnda kapacitiva sensorelement enligt ettforutbeståmt detektionsschema i beroende av en styrsignal som påfors våljaranordningen.Signalgeneratom år anpassad generera en sensorsignal med en frekvens och en amplitudoch att påföra denna mellan varje inkopplat kapacitivt sensorelement och den extemavirtuella jorden, och att signaldetektom år anpassad detektera och beståmma ett mått påspånningspotentialen mellan dessa och generera en måtsignal som påförsbearbetningsanordningen i beroende dårav. Bearbetningsanordningen år anpassad att bearbeta måtsignalen och att påfora den bearbetade måtsignalen till ett larrnsystem som år anpassat att generera en eller flera larrnsignaler i beroende av den bearbetade måtsignalen. (Pig. 3)

Description

2 övervakningen samt att de ska vara integrerade med dragfordonets övervakningssystem.
En känd lösning på problemet visas i WO-2008/ 121041 som avser ett övervaknings- och kommunikationssystem för ett fordon, i synnerhet för ett långt fordon. Ljusenheter, t.ex. varselljus och positionsljus, på fordonet är försedda med övervakningssensorer och kommunikationsenheter for att trådlöst kommunicera utsignaler från sensorema till en centralenhet. Varje sensor definierar en övervakningszon för detektering av ett objekt eller en rörelse i övervakningszonen. Sensorerna kan t.ex. vara ultraljudssensorer, Dopplersensorer eller radarsensorer.
WO-2008/ 121041 avser att lösa problemet med hur sensorema för att övervaka ett fordon kommunicerar med varandra i synnerhet för långa fordon och denna lösning åstadkommes med ett trådlöst nätverk som enkelt kan kompletteras med ytterligare ljusenheter, som sitter t.ex. på släp. En nackdel med lösningen enligt WO-2008/121041 är att det är en relativt dyr lösning eftersom komponenter och teknik kräver anpassning av dragfordonets övervakningssystem.
US-2006/ 025 0230 avser en metod för drift av en övervaknings- och larrnanordning för parkerade fordon. Anordningen omfattar en sensorenhet for att bestämma avståndet mellan fordonet och ett annalkande objekt inom en aktiv zon, och en reaktionsanordning kopplad till en styrenhet som aktiveras när objektet närmar sig fordonet. Den aktiva zonen är uppdelad i åtminstone an första, yttre subzon och en andra, inre subzon.
Reaktionsanordningen aktiveras stegvis med hänsyn till mängd, typ, intensitet, och/eller sekvens i den första subzonen jämfört med aktiveringen av reaktionsanordningen med hänsyn till mängd, typ, intensitet, och/eller sekvens i den andra subzonen.
US-2007/0205775 avser en anordning för kapacitiv positionsbestämning av ett objekt med ett flertal kapacitiva prober fördelade på en yta och avsedda att bestämma positionen av objektet i förhållande till ytan. Enligt denna anordning är varje probe kopplad via kopplingskapacitanser till en spänningskälla och kan matas med en matningsspänning och att en utvärderingsanordning är anordnad och kopplad till proberna för att bearbeta probesignalema till en utsignal som utgör ett mått på positionen för objektet. 10 15 20 25 30 En kapacitiv närhetssensor (proximity sensor) tillhör en grupp sensorer som kallas närhetssensorer som detekterar föremål utan att beröra dem. Andra närhetssensorer är fotoelektriska och induktiva närhetssensorer. Den kapacitiva närhetssensom detekterar objekt baserat på dess dielektriska beskaffenhet, och har många användningsområden som utnyttjar denna egenskap.
Huvudbeståndsdelen för en kapacitiv närhetssensor är en kondensatorplatta, dvs. hälften av en kondensator.
En kondensator består förenklat av två ledande plattor separerade av ett dielektriskt material. En spänningsskillnad som påtörs dessa plattor skapar ett elektriskt fält över det dielektriska materialet. Detta elektriska fält lagrar de elektriska laddningama, och om energikällan stängs av kommer det elektriska fältet att kollapsa och avge dess energi som en spänning som faller asymptotiskt mot noll från dess initiala nivå.
Kondensatoms kapacitet för att lagra laddningar benämns kapacitans och mäts i Farad vilket beror av kondensatorplattomas area, avståndet mellan dem, och dielektricitetskonstanten för det dielektriska materialet. Vatten har en väldigt hög dielektricitetskonstant, ca. 80, medan luft har en låg konstant, ca l. De flesta material har konstanter mellan dessa värden.
En kapacitiv sensor är således hälften av en kondensator, dvs. en kondensatorplatta. När ett objekt passerar framför plattan fungerar objektet både som den andra kondensatorplattan och det dielektriska materialet och den kapacitiva sensorn mäter kapacitansen som bildas av detta arrangemang. Då objektet har en dielektricitetskonstant som skiljer sig från luftens konstant kommer objektet att kunna detekteras, åtminstone på kort avstånd. En mätanordning kan sedan vara anordnad att mäta förändringen av kapacitansen och ha förutbestämda tröskelvärden inställda till exempel baserat på avståndet mellan objektet och plattan.
En typisk användning av kapacitiva sensorer är i livsmedelsindustrin där man vill detektera om en behållare är fylld med ett livsmedel. 10 15 20 25 30 En kapacitiv närhetssensor kan detektera ett objekt tack vare objektets förrnåga att bli elektriskt laddat. Eftersom även icke-ledande material kan bli elektriskt laddade kan alla objekt detekteras med denna typ av sensor.
Figur 1 visar schematiskt ett exempel på en kapacitiv sensoranordning som omfattar en oscillator som påförs en likspänning och avger en växelström till en kondensatorplatta via en strömsensor. Kondensatorplattan kan hålla en laddning eftersom, när en platta har laddats positivt, attraheras negativa laddningar till den andra plattan, vilket medför att ännu mer positiv laddning kan tillföras den första plattan. Såvida inte båda plattorna existerar och befinner sig nära varandra är det väldigt svårt att få en av plattorna att bära stor laddning.
Den kapacitiva sensorn omfattar således endast en av plattorna och växelströmmen kan tillföra eller föra bort ström från denna platta endast om det finns en annan platta i närheten som kan ha en motstående laddning. Objektet som skall avkännas fungerar som den andra plattan. Om objektet är tillräckligt nära den sensorplattan för att kunna påverkas av laddningen hos denna kommer objektet att få en motstående laddning och ström kommer att kunna tillföras och föras från sensorplattan och kunna mätas av strömsensorn.
Då kapacitiva sensorer används för att detektera objekt runt ett fordon är några av nackdelarna för dessa sensorer mindre viktiga, t.ex. att de inte är riktningskänsliga.
Ett praktiskt system har många sensorer regelbundet utspridda längs utsidan av fordonet.
Detta betyder att det alltid finns en sensor nära objektet vilket medför att en relativt begränsad räckvidd räcker och att ett objekt alltid kan lokaliseras genom den sensor, och positionen för sensorn, som detekterar objektet.
På grund av avsaknaden av riktningskänslighet mäter den kapacitiva sensorn en viss kapacitans från objekt i omgivningen som alltid är närvarande och som därför saknar intresse. När sensorn är monterad på ett fordon detekterar sensorn själva fordonet och den externa jorden. Okända objekt detekteras som en ökning av denna bakgrundskapacitans.
Emellertid, på en meters avstånd är kapacitansförändringen ett antal tiopotenser lägre, och mycket mindre än bakgrundskapacitansen. Det är nödvändigt att bestämma denna bakgrundskapacitans så att denna kan subtraheras från mätningen. 10 15 20 25 30 Eftersom bakgrundskapacitansen är stor i förhållande till obj ektets kapacitans, och också är utsatt för drift, är det mycket enklare att använda sensorn för att detektera förändringen i omgivningen än att detektera absolut närvara eller frånvara av ett okänt objekt. Storleken på förändringen av bakgrundskapacitansen beror på hur stabil omgivningen är.
Vid en användningsmode som detekterar förändring är sensorn inte att betrakta som en närvarodetektor utan snarare som en detektor som detekterar förändring av närvaro.
Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sensorsystem som är enkelt och billigt att installera både på lastbilar och bussar och som i synnerhet ökar säkerheten genom att möjligheten att detektera personer, cyklister och gångtrafikanter, i närheten av fordonet förbättras.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syfte åstadkommes med uppfinningen definierad av det oberoende patentkravet.
Föredragna utföringsforrner definieras av de beroende patentkraven.
Uppfinningen omfattar således ett kapacitivt sensorsystem för ett fordon där systemet omfattar en signalgenerator, en signaldetektor, och en bearbetningsanordning.
Sensorsystemet omfattar vidare en jordningsantenn anpassad att åstadkomma en virtuell extem jord för systemet och som är elektriskt kopplad till signalgeneratorn och där jordningsantennen är anordnad på fordonet så att den är elektriskt isolerad från fordonets chassi, har en förutbestämd storlek och är placerad ett förutbestämt avstånd från markytan.
Systemet omfattar vidare åtminstone två kapacitiva sensorelement vardera definierande en detektionszon, och att nämnda sensorelement är anordnade galvaniskt skilda från fordonets chassi, en välj aranordning avsedd att inkoppla nämnda kapacitiva sensorelement enligt ett förutbestämt detektionsschema i beroende av en styrsignal som påförs välj aranordningen, och att signalgeneratorn är anpassad att generera en sensorsignal med en frekvens och en 10 15 20 25 30 6 amplitud och att påföra denna mellan varje inkopplat kapacitivt sensorelement och den externa virtuella jorden. Signaldetektorn är anpassad att detektera och bestämma ett mått på spänningspotentialen mellan dessa och generera en mätsignal som påförs bearbetningsanordningen i beroende därav. Bearbetningsanordningen är anpassad att bearbeta mätsignalen och att påföra den bearbetade mätsignalen till ett larinsystem som är anpassat att generera en eller flera larrnsignaler i beroende av den bearbetade mätsignalen.
Det kapacitiva sensorsystemet enligt uppfinningen är i synnerhet lämpat för att detektera om en trafikant, cyklist eller gångtrafikant, kommer nära lastbilen eller släpet Vilket kommer att bidraga till en ökad kapacitans i förhållande till marken. Detta medför en ökad spänningsdelning och därigenom en förändring av mätsignalen för det sensorelement som detekterat trafikanten.
Vidare gör det kapacitiva sensorsystemet det möjligt att detektera intrång i zoner som sensorelementen skapar runt fordonet. Sensorsystemet kan till exempel vara kopplat till fordonets övervakningssystem som slår larrn med hjälp av t.ex. ljus, ljud eller via telematik. Med denna teknik skyddas delar av fordonet inklusive godtycklig trailer eller släp där sensorelement monterats.
Flera fördelar åstadkommes med föreliggande uppfinning: Sensorelementen kan användas att dels positionsbestämma cyklister/ gångtrafikanter, och dels användas för skallarrn och rörelselarrn i utvalda zoner runt fordonet.
Vamingssignaler kan anpassas beroende på olika zoner och avstånd.
Det är en billig och robust lösning och är okänslig för smuts, väder och vind.
Kort ritningsbeskrivning Figur l visar schematiskt ett exempel på en kapacitiv sensoranordning.
Figur 2 visar en schematisk bild av en lastbil med släp där föreliggande uppfinning har implementerats.
Figur 3 visar ett blockschema av det kapacitiva sensorsystemet enligt föreliggande uppfinning.
Figur 4 visar ett diagram illustrerande mätsignaler enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 Figur 5 visar fronten av en lastbil där sensorelement enligt föreliggande uppfinning anordnats.
Figur 6 är en schematisk bild av en lastbil illustrerande ett antal mätzoner som åstadkommits enligt föreliggande uppfinning.
Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Figur 2 visar en schematisk bild av en lastbil med släp där föreliggande uppfinning har implementerats. Det kapacitiva sensorsystemet omfattar en signalgeneratör, en signaldetektor och en bearbetningsanordning, tillsammans betecknade med 1, kopplade till åtminstone två sensorelement 7, i figuren visas tre sensorelement, samt till en virtuell extem jord 3 via en j ordningsantenn 4. Fordonets chassij ord är en godtycklig jordpunkt på fordonets chassi. I figuren har j ordningsantennens och sensorelementens kapacitiva kopplingar till markytan indikerats med streckade linjer.
Jordningsantennen 4 är till exempel en plåt eller kabel som är placerad nära marken (den extema jorden).
Enligt en föredragen utföringsforrn är j ordningsantennen anpassad att monteras på undersidan av fordonet och omfattar exempelvis en metallplatta med en plan yta, vilket är väsentligt, som är horisontalt monterad på fordonets undersida, till exempel på undersidan av fordonets bränsletank. Storleken på antennen i denna form bör vara minst ca 1 m2 för att uppnå önskad känslighet för systemet, speciellt när det är implementerat på en lastbil med släp. Även andra placeringar på fordonets undersida är naturligtvis möjliga.
Jordningsantennen kan också omfatta ett flertal elektriskt sammankopplade plattor. Enligt en ytterligare utföringsforrn utgörs j ordningsantennen av åtminstone en del av, eller hela, fordonets bränsletank. En förutsättning är naturligtvis att delen, eller hela, fordonstanken är isolerad från chassij orden. Chassij orden uppvisar en kapacitans för lastbilen i storleksordningen flera nF, medan antennplåten uppvisar en kapacitans mot marken som är i storleksordningen två tiopotenser mindre, dvs. i storleksordningen 10 pF (0,01 nF).
Jordningsantennen har en yta som är minst 1 m2, och företrädesvis ca 1,5 m2. 10 15 20 25 30 Utsignalen från bearbetningsenheten är ett referensvärde som genereras genom att mäta potentialskillnaden AV mellan respektive sensorelement 7 och externjorden 3 och när ett objekt 5 (t.ex. en människa) närmar sig något sensorelement förändras dess potential.
Genom att detektera potentialskillnaden och hur den förändras kan det därmed detekteras om ett objekt befinner sig i närheten av sensorelementet. Ju närmare objektet befinner sig desto större blir potentialskillnaden och därmed blir det möjligt att detektera hur nära exempelvis en fotgängare befinner sig fordonet, alternativt graden av ett intrång, dvs. hur nära fordonet som objektet befinner sig.
Bearbetningsanordningen kommunicerar sedan, t.ex. via kabel eller trådlöst, närhet av trafikant eller intrånget till fordonets övervakningssystem 6 (eller larrnsystem) som avger ett lann i beroende av detekterad situation.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till figur 3 som visar ett blockschema av det kapacitiva sensorsystemet enligt föreliggande uppfinning.
Det kapacitiva sensorsystemet för ett fordon uppvisar således en signalgenerator, en signaldetektor, och en bearbetningsanordning. Vidare omfattar systemet en jordningsantenn anpassad att åstadkomma en virtuell extem jord för systemet och som är elektriskt kopplad till signalgeneratom, där jordningsantennen är anordnad på fordonet så att den år elektriskt isolerad från fordonets chassi, har en förutbestämd storlek och är placerad ett förutbestämt avstånd från markytan som ligger i intervallet 0,3-0,8 meter. Åtminstone två kapacitiva sensorelement är anordnade som vardera definierar en detektionszon (zon 1, zon 2, ... , zon n), och att nämnda sensorelement är anordnade galvaniskt skilda från fordonets chassi. De kapacitanser som respektive sensorelement l-n bildar i förhållande till den externa jorden betecknas C21, C22, C23 t.o.m. C2n.
En välj aranordning, en multiplexer (MUX) är anordnad och som är avsedd att inkoppla nämnda kapacitiva sensorelement enligt ett forutbestämt detektionsschema i beroende av en styrsignal som påfors välj aranordningen. Styrsignalen kan till exempel vara genererad av ett överordnat styrsystem (ej visat). 10 15 20 25 30 Signalgeneratom är anpassad generera en sensorsignal med en frekvens och en amplitud och att påföra denna mellan varje inkopplat kapacitivt sensorelement och den externa virtuella jorden.
Signaldetektom är vidare anordnad att detektera och bestämma ett mått på spänningspotentialen mellan varje inkopplat sensorelement och den externa virtuella jorden och generera en mätsignal som påförs bearbetningsanordningen i beroende därav.
Bearbetningsanordningen är anpassad att bearbeta mätsignalen och att påföra den bearbetade mätsignalen till ett lannsystem (eller övervakningssystem) som är anpassat att generera en eller flera larmsignaler i beroende av den bearbetade mätsignalen.
Signalgeneratom är anpassad att generera en sensorsignal med en frekvens som företrädesvis ligger i intervallet 2-20 kHz och som har en amplitud i intervallet 2-20 V, och mera föredraget en sensorsignal med en frekvens på ca. 10 kHz och en amplitud på ca. 10 V. Naturligtvis kan sensorsignaler som har en frekvens och en amplitud utanför dessa värden användas. För att mätningen skall ske med ett så bra signal/brusförhällande som möjligt sker den, enligt en föredragen utföringsform, med så kallad frekvenshoppningsteknik, dvs. frekvensen ändras enligt ett bestämt mönster.
Enligt en utföringsform bearbetar bearbetningsanordningen mätsignalen från respektive sensorelement genom att bestämma derivatan för förändringen av mätsignalen, och enligt en annan utföringsform bearbetar bearbetningsanordningen mätsignalen genom att förstärka denna och generera ett absolutvärde för förändringen. Även mer komplicerade bearbetningar av mätsignalen kan göras, exempelvis kan nivåskillnaden mellan två olika glidande medelvärden for mätsignalen bestämmas, en långsam som anpassar sig efter yttre omständigheter och en snabb som är sj älva mätsignalen.
Exempel på mätsignaler med långsamt respektive snabbt glidande medelvärde visas i figur 4. För signalen med långsamt glidande medelvärde (heldragen linje) sker mätningen typiskt med värden som detekterats under någon eller några sekunder. Vid snabb glidande medelvärde (streckad linje) sker mätningen under någon eller några millisekunder upp till 50 ms. I figuren har skillnaden i amplitud (A) indikerats med en dubbelpil, samt derivatan 10 15 20 25 30 10 för respektive signal. Genom att jämföra amplitudskillnaden och/eller skillnaden i derivata vid samma tidpunkt med lämpliga tröskelvärden erhålles en snabb och säker detektering.
Larrnsystemet är således anpassat att jämföra mätsignalen, eller parametrar beroende av mätsignalen, t.ex. enligt ovan beskrivna metod där amplitudskillnad och/eller skillnaden i derivata, från respektive sensorelement med en eller flera tröskelnivåer som är unika för respektive sensorelement, och att generera en eller flera larrnsignaler i beroende av denna jämförelse.
Larrnsignalen eller larmsignalerna som genereras skall tolkas generellt och kan, enligt en tillämpning, innebära att föraren görs uppmärksam på att en fotgängare eller en cyklist befinner sig nära fordonet i en viss position som indikeras. Enligt en annan tillämpning, när sensorsystemet används som skalskydd, kan lannsignalen eller larmsignalerna innebära att en obehörig person närmar sig fordonet som står parkerat, och att personen närmar sig från en speciell riktning, vilket indikeras av ett sensorelement som övervakar just den riktningen.
Inkopplingen av de kapacitiva sensorelementen sker alltså med användning av välj aranordningen som enligt ett detektionsschema kopplar in sensorelementen.
Detektionsschemat omfattar tidpunkt och varaktighet för inkoppling av respektive sensorelement. Detta sker företrädesvis med en frekvens som ligger i intervallet 20-100 Hz, dvs. varje sensorelement är inkopplat i intervallet 10-50 ms. Man kan naturligtvis välja en inkopplingsfrekvens som ligger utanför detta intervall beroende på vilken tillämpning som är aktuell inom ramen för föreliggande uppfinning, dvs. frekvenser lägre än 20 Hz och högre än 100 Hz.
Enligt ytterligare en utföringsforrn kan varaktigheterna för olika sensorelements inkopplingstider vara olika långa. Dessutom kan vissa sensorelement inkopplas oftare, det kan till exempel vara sensorelement som är anordnade vid fordonets front. Allt detta är möjligt att ändra och ställa in via detektionsschemat.
De kapacitiva sensorelementen måste således vara galvaniskt isolerade från fordonschassiet och kan enligt en föredragen utföringsforrn utgöras av en isolerad elektriskt ledare som till exempel anordnats i slingor så att en effektiv detektoryta bildas. 10 15 20 25 30 ll Om slingoma anordnats förhållandevis nära varandra blir räckvidden för sensorelementet längre men zonen som elementet omfattar blir smalare jämfört med ett sensorelement där slingoma ligger på längre avstånd från varandra men som då har en kortare räckvidd för ett givet antal slingor.
Enligt en annan utföringsforrn kan en eller flera sensorelement utgörs av en fordonsdel.
Det kan till exempel vara delar av fronten som galvaniskt isoleras från fordonschassiet, hela eller delar av kofångaren, eller så kallade underkömingsskydd som monteras längs sidoma av fordonet för att undvika att någon hamnar under fordonet.
Ett eller flera sensorelement anordnas, enligt en utföringsforrn, vid speciella delar av fordonet som önskas skyddas, till exempel i anslutning till fordonets tank, batterier, xenonljus, extraljus eller delar hos hytten.
Generellt består sensorelementet av ett elektriskt ledande material, exempelvis en vanlig elkabel eller ledande färg, som exempelvis kan monteras på insidan av plastdetaljer på utsidan av hytten där detektion är önskvärd. Sensorelementens ideala form är en plan skiva av en metall som isolerats i förhållande till fordonets chassi.
För alla olika typer av sensorelement som beskrivits här gäller att de är elektriskt anslutna till signalgeneratom och signaldetektom med en isolerad kabel. Vissa delar av kabeln måste vara skännad, det gäller till exempel då den passerar genom delar av fordonschassiet. För att erhålla bästa mätresultat avseende signal/brusförhållandet är företrädesvis hela kabeln skärrnad.
Figur 6 är en schematisk bild av en lastbil illustrerande ett antal schematiskt markerade mätzoner Zl-Z6 som åstadkommits genom det kapacitiva sensorsystemet enligt föreliggande uppfinning.
Mätzon Zl omfattar ett ornråde framför fordonet och har företrädesvis en räckvidd i storleksordningen upp till en ca. två meter. Mätzonema på fordonets högra sida, Z2 och ZS, kan i vissa tillämpningar vara inställda för detektion med högre känslighet än zonema på fordonets vänstra sida. Anledningen är att sikten för föraren av fordonets högra sida är 10 15 12 begränsad Vilket gör att vid till exempel högersvängar (i fall med högertrafik och då föraren sitter till vänster i fordonet) kan trafikfarliga situationer inträffa med gångtrafikanter och cyklister.
Genom att ändra i detektionsschemat enligt de förutsättningar som gäller för varje enskilt fordon kan mätningen på ett enkelt sätt anpassas till de speciella önskemål som föreligger, till exempel avseende höjning av detektionskänsligheten för vissa zoner. I figur 6 har sex olika mätzoner illustrerats men det finns inget som hindrar att utöka antalet zoner för att åstadkomma en högre upplösning för positionsbestämningen av trafikanter i närheten av fordonet.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan-beskrivna föredragna utföringsformer.
Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Ovan utföringsformer skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 13 Patentkrav
1. Kapacitivt sensorsystem (1 , 4, 6, 7) for ett fordon där systemet omfattar en signalgenerator, en signaldetektor, och en bearbetningsanordning, kännetecknad av att sensorsystemet omfattar en j ordningsantenn (4) anpassad att åstadkomma en virtuell extern jord for systemet och som är elektriskt kopplad till signalgeneratom, varvid jordningsantennen är anordnad på fordonet så att den är elektriskt isolerad från fordonets chassi, har en förutbestämd storlek och är placerad ett förutbestämt avstånd från markytan, systemet omfattar vidare åtminstone två kapacitiva sensorelement (7) vardera definierande en detektionszon, och att nämnda sensorelement är anordnade galvaniskt skilda från fordonets chassi, en välj aranordning avsedd att inkoppla nämnda kapacitiva sensorelement enligt ett forutbestämt detektionsschema i beroende av en styrsignal som påfors välj aranordningen, och att signalgeneratom är anpassad generera en sensorsignal med en frekvens och en amplitud och att påföra denna mellan varje inkopplat kapacitivt sensorelement och den extema virtuella jorden, och att signaldetektom är anpassad detektera och bestämma ett mått på spänningspotentialen mellan dessa och generera en mätsignal som påförs bearbetningsanordningen i beroende därav, varvid bearbetningsanordningen är anpassad att bearbeta mätsignalen och att påfora den bearbetade mätsignalen till ett larmsystem (6) som är anpassat att generera en eller flera larrnsignaler i beroende av den bearbetade mätsignalen.
2. Kapacitivt sensorsystem enligt krav l, varvid nämnda detektionsschema omfattar tidpunkt och varaktighet för inkoppling av respektive kapacitivt sensorelement.
3. Kapacitivt sensorsystem enligt krav l eller 2, varvid välj aranordningen är anordnad att inkoppla sensorelementen med en frekvens i intervallet 20-100 Hz, dvs. varj e sensorelement är inkopplat i intervallet 10-50 ms.
4. Kapacitivt sensorsystem enligt något av kraven l-3, varvid larmsystemet är anpassat att jämfora mätsignalen från respektive sensorelement med en eller flera tröskelnivåer som är unika för respektive sensorelement, och att generera en eller flera 10 15 20 14 larrnsignaler i beroende av denna jämförelse.
5. Kapacitivt sensorsystem enligt något av kraven 1-4, varvid signalgeneratom är anpassad att generera en sensorsignal med en frekvens i intervallet 2-20 kHz och en amplitud i intervallet 2-20 V.
6. Kapacitivt sensorsystem enligt krav 5, varvid signalgeneratorn är anpassad att generera en sensorsignal med en frekvens på ca. 10 kHz och en amplitud på ca. 10 V.
7. Kapacitivt sensorsystem enligt något av kraven 1-6, varvid nämnda sensorelement utgörs av en isolerad elektriskt ledare som anordnats i slingor så att en effektiv detektoryta bildas.
8. Kapacitivt sensorsystem enligt något av kraven 1-6, varvid nämnda sensorelement utgörs av en fordonsdel.
9. Kapacitivt sensorsystem enligt något av kraven 1-8, varvid ett eller flera sensorelement är anpassade att anordnas i anslutning till fordonets front.
10. Kapacitivt sensorsystem enligt något av kraven 1-8, varvid ett eller flera sensorelement är anpassade att anordnas i anslutning till fordonets tank.
SE1050581A 2010-06-07 2010-06-07 Kapacitivt sensorsystem SE538226C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050581A SE538226C2 (sv) 2010-06-07 2010-06-07 Kapacitivt sensorsystem
PCT/SE2011/050697 WO2011155893A1 (en) 2010-06-07 2011-06-07 Capacitive sensor system
EP11792746.7A EP2577868A4 (en) 2010-06-07 2011-06-07 CAPACITIVE SENSOR SYSTEM
CN2011800281029A CN102939718A (zh) 2010-06-07 2011-06-07 电容性传感器系统
RU2012157294/08A RU2012157294A (ru) 2010-06-07 2011-06-07 Система емкостных датчиков
BR112012030047A BR112012030047A2 (pt) 2010-06-07 2011-06-07 sistema de sensor capacitivo
KR1020127033735A KR20130041830A (ko) 2010-06-07 2011-06-07 정전용량형 센서 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050581A SE538226C2 (sv) 2010-06-07 2010-06-07 Kapacitivt sensorsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050581A1 true SE1050581A1 (sv) 2011-12-08
SE538226C2 SE538226C2 (sv) 2016-04-12

Family

ID=45098306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050581A SE538226C2 (sv) 2010-06-07 2010-06-07 Kapacitivt sensorsystem

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2577868A4 (sv)
KR (1) KR20130041830A (sv)
CN (1) CN102939718A (sv)
BR (1) BR112012030047A2 (sv)
RU (1) RU2012157294A (sv)
SE (1) SE538226C2 (sv)
WO (1) WO2011155893A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3033148B1 (fr) 2015-02-26 2017-03-31 Univ De Reims Champagne-Ardenne Dispositif de detection et d'analyse de la nature d'obstacles
CN105389960B (zh) * 2015-11-16 2018-01-16 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种坐姿检测装置、系统及方法
LU100985B1 (en) * 2018-11-13 2020-05-13 Iee Sa System for Capacitive Object Detection

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5394292A (en) * 1991-04-30 1995-02-28 Tsuden Kabushiki Kaisha Electronic car bumper
US6469524B1 (en) * 2000-08-25 2002-10-22 Delphi Technologies, Inc. System and method for interrogating a capacitive sensor
GB2376075A (en) * 2001-06-01 2002-12-04 Ab Automotive Electronics Ltd Bumper proximity detector using capacitive sensor
GB2404443B (en) * 2003-07-28 2007-08-01 Automotive Electronics Ltd Ab Capacitive sensor
DE102004018630A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-10 Pepperl + Fuchs Gmbh Vorrichtung, Sensoranordnung und Verfahren zur kapazitiven Positionserfassung eines Zielobjekts
GB2423822A (en) * 2005-03-02 2006-09-06 Automotive Electronics Ltd Ab Capacitive proximity sensor with reduced sensitivity to water trickles
DE102005029503A1 (de) * 2005-06-24 2006-12-28 Siemens Ag Bedienelement mit Näherungssensor und Abschirmung
US8058993B2 (en) * 2008-09-30 2011-11-15 Infineon Technologies Ag Capacitive detection systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011155893A1 (en) 2011-12-15
KR20130041830A (ko) 2013-04-25
CN102939718A (zh) 2013-02-20
BR112012030047A2 (pt) 2016-08-09
EP2577868A4 (en) 2013-12-04
EP2577868A1 (en) 2013-04-10
SE538226C2 (sv) 2016-04-12
RU2012157294A (ru) 2014-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7552792B2 (en) Vehicle pedestrian impact sensor with proximity arming
US7148792B2 (en) Vehicular pedestrian determining system
US9610921B2 (en) Vehicle intrusion detection system and vehicle intrusion detection method
SE520360C2 (sv) Varningsanordning vid fordon
US20090271114A1 (en) Curb detection device for motor vehicles
RU2015110075A (ru) Система предупреждения для транспортного средства
US10928239B1 (en) Wheel depth water capacitive fender molding
US10029681B2 (en) Vehicle erroneous start control device
KR101743721B1 (ko) 자전거 충돌 방지 장치
SE1050581A1 (sv) Kapacitivt sensorsystem
SE538227C2 (sv) Kapacitivt sensorsystem
US8941391B2 (en) Multi purpose capacitive sensor
GB2266397A (en) Vehicle manoeuvring aid
US10086653B2 (en) Electronic contactless horn and sound device
US9865170B2 (en) System and method to increase conspicuousness of vehicles
KR20060010797A (ko) 충돌 감지 장치
US20120019264A1 (en) Multi purpose capacitive sensor
SE1050896A1 (sv) Kapacitivt sensorsystem för ett fordon anpassat för detektering av närvaro av en person i ett förar- passagerar- eller lastutrymme i fordonet
JP4170112B2 (ja) 車両用障害物判別装置
US7701221B2 (en) Device for environment detection
RU81343U1 (ru) Устройство для парковки транспортных средств
KR101104785B1 (ko) 차량 경보장치 및 차량 경보방법
CN109975877A (zh) 汽车盲区预警系统、汽车、方法及其装置
CN110091823A (zh) 车辆盲区监测预警系统和车辆
GB2335272A (en) Anti-collision alarm