SE1050582A1 - Capacitive sensor system - Google Patents
Capacitive sensor system Download PDFInfo
- Publication number
- SE1050582A1 SE1050582A1 SE1050582A SE1050582A SE1050582A1 SE 1050582 A1 SE1050582 A1 SE 1050582A1 SE 1050582 A SE1050582 A SE 1050582A SE 1050582 A SE1050582 A SE 1050582A SE 1050582 A1 SE1050582 A1 SE 1050582A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- ground
- antenna
- vehicle
- signal
- chassis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
- B60R25/10—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
- B60R25/1004—Alarm systems characterised by the type of sensor, e.g. current sensing means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
- B60R25/10—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
- B60R25/102—Fittings 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
- B60R25/10—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/26—Electrical actuation by proximity of an intruder causing variation in capacitance or inductance of a circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Kapacitivt sensorsystem for ett fordon uppvisande en chassijord, en signalgenerator, ensignaldetektor, och en bearbetningsanordning, där signalgeneratom är anpassad attgenerera en sensorsignal med en frekvens och en amplitud som päförs mellan chassijordenoch en virtuell extem jord. Systemet omfattar en jordningsantenn anpassad attåstadkomma den virtuella extema jorden och som är elektriskt kopplad tillsignalgeneratom, varvid j ordningsantennen är anordnad pä fordonet så att den är elektrisktisolerad från chassij orden, har en forutbestämd storlek och är placerad ett förutbestämtavstånd från markytan. Signaldetektom är anpassad att detektera och bestämma ett mätt påspänningspotentialen mellan chassij orden och den extema virtuella jorden, och genereraen mätsignal beroende därav och päfora denna till bearbetningsanordningen, varvidbearbetningsanordningen är anpassad att bearbeta mätsignalen och att päfora denbearbetade mätsignalen till ett larrnsystem som är anpassat att generera en eller flera larrnsignaler i beroende av den bearbetade mätsignalen. (Figur 2) Capacitive sensor system for a vehicle having a chassis ground, a signal generator, single signal detector, and a processing device, wherein the signal generator is adapted to generate a sensor signal having a frequency and an amplitude applied between the chassis ground and a virtual extreme ground. The system comprises a ground antenna adapted to provide the virtual external ground and which is electrically connected to the signal generator, the ground antenna being arranged on the vehicle so that it is electrically isolated from the chassis words, has a predetermined size and is located a predetermined distance from the ground. The signal detector is adapted to detect and determine a measured voltage potential between the chassis words and the extreme virtual earth, and generate a measurement signal depending thereon and apply it to the processing device, the processing device being adapted to process the measurement signal and to apply the processed signal to a or more alarm signals depending on the processed measurement signal. (Figure 2)
Description
2 övervakningszon för detektering av ett objekt eller en rörelse i övervakningszonen. 2 monitoring zone for detecting an object or a movement in the monitoring zone.
Sensorerna kan t.ex. vara ultraljudssensorer, Dopplersensorer eller radarsensorer.The sensors can e.g. be ultrasonic sensors, Doppler sensors or radar sensors.
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 kan kompletteras med ytterligare ljusenheter, som sitter t.ex. på släp. En nackdel med lösningen enligt WO-2008/ 121041 är att den är relativt dyr eftersom komponenter och teknik kräver anpassning av dragfordonets övervakningssystem.WO-2008/121041 aims to solve the problem of how the sensors for monitoring a vehicle communicate with each other, in particular for long vehicles, and this solution is achieved with a wireless network which can be supplemented with additional light units, which are e.g. on trailers. A disadvantage of the solution according to WO-2008/121041 is that it is relatively expensive because components and technology require adaptation of the towing vehicle's monitoring system.
US-2006/0250230 avser en metod för drift av en övervaknings- och larrnanordning för parkerade fordon. Anordningen omfattar en sensorenhet för 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 en första, yttre subzon och en andra, inre subzon.US-2006/0250230 relates to a method for operating a monitoring and alarm device for parked vehicles. The device comprises a sensor unit for determining the distance between the vehicle and an approaching object within an active zone, and a reaction device connected to a control unit which is activated when the object approaches the vehicle. The active zone is divided into at least a first, outer subzone and a second, inner subzone.
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.The reaction device is activated stepwise with respect to amount, type, intensity, and / or sequence in the first subzone compared to the activation of the reaction device with respect to amount, type, intensity, and / or sequence in the second subzone.
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.US-2007/0205775 relates to a device for capacitive position determination of an object with a number of capacitive probes distributed on a surface and intended to determine the position of the object in relation to the surface. According to this device, each probe is connected via coupling capacitances to a voltage source and can be supplied with a supply voltage and that an evaluation device is arranged and connected to the probes for processing the probe signals into an output signal which is a measure of the position of the object.
En kapacitiv närhetssensor (proximity sensor) tillhör en grupp sensorer som kallas närhetssensorer som detekterar föremål utan att beröra dem. Exempel på 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. 10 15 20 25 30 Huvudbeståndsdelen för en kapacitiv närhetssensor är en kondensatorplatta, dvs. hälften av en kondensator.A proximity sensor belongs to a group of sensors called proximity sensors that detect objects without touching them. Examples of other proximity sensors are photoelectric and inductive proximity sensors. The capacitive proximity sensor detects objects based on its dielectric nature, and has many uses that utilize this property. 10 15 20 25 30 The main component of a capacitive proximity sensor is a capacitor plate, i.e. half of a capacitor.
En kondensator består förenklat av två ledande plattor separerade av ett dielektriskt material. En spänningsskillnad som påförs 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.A capacitor simply consists of two conductive plates separated by a dielectric material. A voltage difference applied to these plates creates an electric field across the dielectric material. This electric field stores the electric charges, and if the energy source is turned off, the electric field will collapse and emit its energy as a voltage that falls asymptotically towards zero from its initial level.
Kondensatoms kapacitet för att lagra laddningar benämns kapacitans och mäts i Farad vilket beror av kondensatorplattornas area, avståndet mellan dem, och dielektricitetskonstanten for det dielektriska materialet. Vatten har en väldigt hög dielektricitetskonstant, ca. 80, medan luft har en låg konstant, ca 1. De flesta material har konstanter mellan dessa värden.The capacitor's capacity for storing charges is called capacitance and is measured in Farad, which depends on the area of the capacitor plates, the distance between them, and the dielectric constant of the dielectric material. Water has a very high dielectric constant, approx. 80, while air has a low constant, about 1. Most materials have constants between these values.
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.A capacitive sensor is thus half of a capacitor, ie. a capacitor plate. When an object passes in front of the plate, the object functions both as the second capacitor plate and the dielectric material and the capacitive sensor measures the capacitance formed by this arrangement. Since the object has a dielectric constant that differs from the constant of the air, the object will be detectable, at least at a short distance. A measuring device can then be arranged to measure the change of the capacitance and have predetermined threshold values set, for example, based on the distance between the object and the plate.
En typisk användning av kapacitiva sensorer är i livsmedelsindustrin där man vill detektera om en behållare är fylld med ett livsmedel.A typical use of capacitive sensors is in the food industry where you want to detect if a container is filled with a food.
En kapacitiv närhetssensor kan detektera ett objekt tack vare objektets förmåga att bli elektriskt laddat. Eftersom även icke-ledande material kan bli elektriskt laddade kan alla objekt detekteras med denna typ av sensor.A capacitive proximity sensor can detect an object thanks to the object's ability to be electrically charged. Since even non-conductive materials can become electrically charged, all objects can be detected with this type of sensor.
Figur 1 visar schematiskt ett exempel på en kapacitiv sensoranordning som omfattar en oscillator som påfors 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 10 15 20 25 30 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.Figure 1 schematically shows an example of a capacitive sensor device comprising an oscillator which is applied to a direct voltage and emits an alternating current to a capacitor plate via a current sensor. The capacitor plate can hold a charge because, when a plate has been positively charged, negative charges are attracted to the second plate, which means that even more positive charge can be applied to the first plate. Unless both plates exist and are close to each other, it is very difficult to get one of the plates to carry a large charge.
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 strömsensom.The capacitive sensor thus comprises only one of the plates and the alternating current can supply or dissipate current from this plate only if there is another plate in the vicinity which can have an opposite charge. The object to be sensed acts as the second plate. If the object is close enough to that sensor plate to be affected by the charge of this, the object will have an opposite charge and current will be able to be supplied and carried from the sensor plate and can be measured by the current sensor.
Då kapacitiva sensorer används för att detektera objekt runt ett fordon är några av nackdelama för dessa sensorer mindre viktiga, t.ex. att de inte är riktningskänsliga.When capacitive sensors are used to detect objects around a vehicle, some of the disadvantages of these sensors are less important, e.g. that they are not directional.
Ett praktiskt system har många sensorer regelbundet utspridda längs utsidan av fordonet.A practical system has many sensors regularly spread along the outside of the vehicle.
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 sensom, som detekterar objektet. Avsaknaden av riktningskänsligheten är i sj älva verket önskvärd eftersom den kan detektera objekt som befinner sig mellan sensorer och väldigt nära fordonet.This means that there is always a sensor close to the object, which means that a relatively limited range is sufficient and that an object can always be located through the sensor, and the position of the sensor, which detects the object. The lack of directional sensitivity is in fact desirable because it can detect objects located between sensors and very close to the vehicle.
På grund av avsaknaden av riktningskänslighet mäter den kapacitiva sensom en viss kapacitans från objekt i omgivningen som alltid är närvarande och som därför saknar intresse. När sensorn är monterad på ett fordon detekterar sensom själva fordonet och den extema jorden. Okända objekt detekteras som en ökning av denna bakgrundskapacitans.Due to the lack of directional sensitivity, the capacitive sensor measures a certain capacitance from objects in the environment that are always present and therefore lack interest. When the sensor is mounted on a vehicle, the sensor detects the vehicle itself and the extreme ground. Unknown objects are detected as an increase in this background capacitance.
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.However, at a distance of one meter, the capacitance change is a number of ten powers lower, and much smaller than the background capacitance. It is necessary to determine this background capacitance so that it can be subtracted from the measurement.
Eftersom bakgrundskapacitansen är stor i förhållande till objektets kapacitans, och också är utsatt för drift, är det mycket enklare att använda sensom för att detektera förändringen i omgivningen än att detektera absolut närvaro eller frånvaro av ett okänt obj ekt. Storleken på förändringen av bakgrundskapacitansen beror på hur stabil omgivningen är. 10 15 20 25 30 5 Vid en användningsmode som detekterar förändring är sensorn inte att betrakta som en närvarodetektor utan snarare som en detektor som detekterar förändring av närvaro.Since the background capacitance is large in relation to the object's capacitance, and is also exposed to operation, it is much easier to use a sensor to detect the change in the environment than to detect the absolute presence or absence of an unknown object. The magnitude of the change in background capacitance depends on how stable the environment is. In a mode of use that detects change, the sensor is not to be regarded as a presence detector but rather as a detector which detects change of presence.
En nackdel med de larmsystem som används idag är att det är relativt komplicerat och kostsamt att anpassa systemet till ett fordon där olika släp kopplas på. Vidare är dagens system ofta svåra att installera på bussar pga. varierande antal dörrar, förvaringsluckor, etc., vilket medför kostsamma installationer.A disadvantage of the alarm systems used today is that it is relatively complicated and costly to adapt the system to a vehicle where different trailers are connected. Furthermore, today's systems are often difficult to install on buses due to. varying number of doors, storage hatches, etc., which entails costly installations.
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, inte kräver extra anpassning då ett släp kopplas till en lastbil.The object of the present invention is to provide a sensor system which is simple and inexpensive to install on both trucks and buses and which, in particular, does not require additional adaptation when a trailer is coupled to a truck.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syften åstadkommes med uppfinningen definierad av det oberoende patentkravet.Summary of the Invention The above objects are achieved by the invention defined by the independent claim.
Föredragna utföringsforrner definieras av de beroende patentkraven.Preferred embodiments are defined by the dependent claims.
Uppfinningen avser en anordning för skalskydd för fordon med eller utan trailer/ släp.The invention relates to a device for shell protection for vehicles with or without a trailer / trailer.
Enligt uppfinningen utnyttjas ett kapacitivt sensorsystem som gör det möjligt att detektera intrång i en zon som sensom skapar runt fordonet. Sensom är kopplad till fordonets övervakningssystem som slår larrn med hjälp av t.ex. ljus, ljud eller via telematik. Med denna teknik skyddas hela fordonet inklusive godtycklig trailer eller släp.According to the invention, a capacitive sensor system is used which makes it possible to detect intrusion into a zone which the sensor creates around the vehicle. The sensor is connected to the vehicle's monitoring system which sounds the alarm with the help of e.g. light, sound or via telematics. With this technology, the entire vehicle is protected, including any trailer or trailer.
Med föreliggande uppfinning uppnås ett utökat skalskydd för dragfordon med godtycklig trailer eller släp. När släp kopplas på ett dragfordon ökas kapacitansen, men eftersom sensom kalibrerar sig automatiskt, genom att även släpet kopplas till dragfordonets chassij ord, kommer den att anpassa sig automatiskt om släp päkopplas.With the present invention, an extended shell protection is achieved for towing vehicles with any trailer or trailer. When a trailer is coupled to a towing vehicle, the capacitance is increased, but since the sensor calibrates itself automatically, by also coupling the trailer to the towing vehicle's chassis word, it will adapt automatically if the trailer is switched on.
Med det kapacitiva sensorsystemet går det att åstadkomma en varningssignal som kan anpassas med avseende på graden av intrång. Det är vidare möjligt att efterrnontera systemet tillsammans med befintliga övervakningssystem. Vidare kan systemet tillämpas 10 15 20 25 30 6 på andra fordon, t.ex. bussar, samt även på exempelvis mobila elkraftverk och är enklare och därmed billigare än många av dagens system eftersom antalet sensorer kan reduceras.With the capacitive sensor system it is possible to provide a warning signal which can be adapted with respect to the degree of intrusion. It is also possible to retrofit the system together with permanent monitoring systems. Furthermore, the system can be applied to other vehicles, e.g. buses, as well as at, for example, mobile electric power plants and is simpler and thus cheaper than many of today's systems because the number of sensors can be reduced.
Förenklat fungerar systemet så att när en person som kommer nära lastbilen eller släpet kommer denne att bidra till en ökad kapacitans i förhållande till marken. Detta medför en förändring, en ökning, av spänningsdelningen mellan chassij ord och den virtuella jorden, och därigenom en förändring av mätsignalen.Simplified, the system works so that when a person gets close to the truck or trailer, he will contribute to an increased capacitance in relation to the ground. This causes a change, an increase, in the voltage division between the chassis word and the virtual earth, and thereby a change in the measurement signal.
Kort ritningsbeskrivning Figur 1 visar schematiskt ett exempel på en kapacitiv sensoranordning.Brief description of the drawing Figure 1 schematically shows an example of a capacitive sensor device.
Figur 2 visar en schematisk bild av en lastbil med släp där föreliggande uppfinning har implementerats.Figure 2 shows a schematic view of a truck with a trailer where the present invention has been implemented.
Figur 3 visar ett blockschema av det kapacitiva sensorsystemet enligt föreliggande uppfinning.Figure 3 shows a block diagram of the capacitive sensor system according to the present invention.
Figur 4 visar ett diagram illustrerande mätsignaler enligt föreliggande uppfinning.Figure 4 shows a diagram illustrating measurement signals according to the present invention.
Detaljerad 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 signalgenerator, en signaldetektor och en bearbetningsanordning, tillsammans betecknade med l, kopplade till en chassij ord 2 som är en godtycklig jordpunkt på fordonets chassi samt till en virtuell extern jord 3 via en jordningsantenn 4.Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention Figure 2 shows a schematic view of a truck with a trailer in which the present invention has been implemented. The capacitive sensor system comprises a signal generator, a signal detector and a processing device, denoted by 1, connected to a chassis word 2 which is an arbitrary ground point on the vehicle chassis and to a virtual external ground 3 via a ground antenna 4.
Antennen är till exempel en plåt eller kabel som är placerad nära marken (den externa jorden).The antenna is, for example, a plate or cable that is placed close to the ground (the external earth).
Enligt en utföringsforin är antennen i form av en plåt fastsatt under bränsletanken så att den är galvaniskt isolerad från denna, till exempel genom en gummimatta eller liknande.According to one embodiment, the antenna in the form of a plate is fixed under the fuel tank so that it is galvanically insulated therefrom, for example by a rubber mat or the like.
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. Det skulle även vara möjligt att använda bränsletanken i sig som antenn förutsatt att den är galvaniskt skild 10 15 20 25 30 7 från chassiet samt att storleken och avståndet till marken är tillräckligt. Vidare vore det möjligt att finna andra fästpunkter såsom under ljuddämparen.The size of the antenna in this form should be at least about 1 m2 to achieve the desired sensitivity of the system, especially when it is implemented on a truck with a trailer. It would also be possible to use the fuel tank itself as an antenna provided that it is galvanically separated from the chassis and that the size and distance to the ground is sufficient. Furthermore, it would be possible to find other attachment points such as under the muffler.
Utsignalen från bearbetningsenheten är ett referensvärde som genereras genom att mäta potentialskillnaden AV mellan chassijorden 2 och externj orden 3 och när ett objekt 5 (t.ex. en människa) närmar sig någon del som är förbunden med chassij orden förändras chassijordens potential. Genom att detektera potentialskillnaden och hur den förändras kan det därmed detekteras om ett objekt befinner sig i närheten av chassiet. Ju närmare objektet befinner sig desto större blir potentialskillnaden och därmed blir det möjligt att detektera graden av intrång, dvs. hur nära fordonet som objektet befinner sig.The output signal from the processing unit is a reference value generated by measuring the potential difference AV between the chassis ground 2 and the external ground 3 and when an object 5 (eg a human) approaches a part connected to the chassis ground the potential of the chassis ground changes. By detecting the potential difference and how it changes, it can thus be detected if an object is in the vicinity of the chassis. The closer the object is, the greater the potential difference and thus it becomes possible to detect the degree of intrusion, ie. how close to the vehicle the object is located.
Eftersom en påkopplad trailer eller släpvagn kan anses var elektriskt förbunden med fordonets chassi kommer även chassijorden omfatta släpet/trailem. Objektet kommer därför att påverka potentialskillnaden även om objektet närmar sig släpet/trailern.Since a connected trailer or trailer can be considered to be electrically connected to the vehicle's chassis, the chassis ground will also include the trailer / trailer. The object will therefore affect the potential difference even if the object approaches the trailer / trailer.
Sensom kommunicerar, t.ex. elektriskt eller trådlöst, sedan intrånget till fordonets övervakningssystem 6 som avger ett lann i beroende av detekterad situation.Sensom communicates, e.g. electrically or wirelessly, then the intrusion into the vehicle's surveillance system 6 which emits a lane depending on the detected situation.
Med hänvisning till figur 3, som visar ett blockschema som schematiskt illustrerar det kapacitiva sensorsystemet for ett fordon enligt föreliggande uppfinning, uppvisar sensorsystemet en chassijord, en signalgenerator, en signaldetektor, och en bearbetningsanordning.Referring to Figure 3, which shows a block diagram schematically illustrating the capacitive sensor system of a vehicle according to the present invention, the sensor system includes a chassis ground, a signal generator, a signal detector, and a processing device.
Signalgeneratorn är anpassad att generera en sensorsignal med en frekvens och en amplitud som påförs mellan chassij orden och en virtuell extern jord.The signal generator is adapted to generate a sensor signal with a frequency and an amplitude which is applied between the chassis words and a virtual external ground.
Sensorsignal har företrädesvis en frekvens som ligger i intervallet 2-20 kHz, exempelvis ca. 10 kHz, och en amplitud i intervallet 2-20 V, exempelvis ca. 10 V. För att mätningen skall ske med ett så bra signal/brusförhållande som möjligt sker den, enligt en föredragen utföringsforrn, med så kallad frekvenshoppningsteknik, dvs. frekvensen ändras enligt ett bestämt mönster. 10 15 20 25 30 Systemet omfattar vidare en jordningsantenn anpassad att åstadkomma den virtuella externa jorden och som är elektriskt kopplad till signalgeneratorn. Jordningsantennen är anordnad på fordonet så att den är elektriskt isolerad från chassij orden. Antennen har en förutbestämd storlek och är placerad ett förutbestämt avstånd från markytan.Sensor signal preferably has a frequency which is in the range 2-20 kHz, for example approx. 10 kHz, and an amplitude in the range 2-20 V, for example approx. V. In order for the measurement to take place with as good a signal / noise ratio as possible, it takes place, according to a preferred embodiment, with so-called frequency hopping technique, ie. the frequency changes according to a certain pattern. The system further comprises a grounding antenna adapted to provide the virtual external ground and electrically connected to the signal generator. The earthing antenna is arranged on the vehicle so that it is electrically isolated from the chassis words. The antenna has a predetermined size and is located a predetermined distance from the ground.
Chassij orden uppvisar en kapacitans for lastbilen i storleksordningen flera nF och samma för släpet, medan antennplåten uppvisar en kapcitans mot marken som är i storleksordningen två tiopotenser mindre, dvs. i storleksordningen 10 pF (0,01 nF).The chassis words have a capacitance for the truck in the order of fl era nF and the same for the trailer, while the antenna plate has a capacitance towards the ground which is in the order of two ten powers less, ie. on the order of 10 pF (0.01 nF).
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. Även andra placeringar på fordonets undersida är naturligtvis möjliga. Jordningsantennen kan också omfatta ett flertal elektriskt sammankopplade plattor. Enligt en ytterligare utföringsforrnen 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.According to a preferred embodiment, the ground antenna is adapted to be mounted on the underside of the vehicle and comprises, for example, a metal plate with a flat surface, which is essential, which is mounted horizontally on the underside of the vehicle, for example on the underside of the vehicle's fuel tank. Other locations on the underside of the vehicle are of course also possible. The ground antenna can also comprise a number of electrically interconnected plates. According to a further embodiment, the ground antenna consists of at least part of, or the whole of, the vehicle's fuel tank. A prerequisite is, of course, that part or all of the vehicle tank is isolated from the chassis words.
Jordningsantennen har, som nämnts ovan, en yta som är minst 1 m2, och företrädesvis ca 1,5 m2.The ground antenna has, as mentioned above, an area of at least 1 m2, and preferably about 1.5 m2.
Formen på jordningsantennen har mindre betydelse, däremot har ytan den spänner upp och avstånd till marken en betydande inverkan. Ju större plattan är och ju närmare marken den är placerad desto högre kapacitans (jordkoppling) erhålls. Det är eftersträvansvärt att ha en så stor skillnad i kapacitans mellan chassijord och referensj ord som möjligt.The shape of the ground antenna is less important, however, the surface it spans and the distance to the ground have a significant impact. The larger the plate and the closer to the ground it is placed, the higher the capacitance (earth connection) is obtained. It is desirable to have as large a difference in capacitance between chassis ground and reference ground as possible.
När det gäller dimensionering av storleken på antennen, så är den beroende av den minsta tillåtna skillnaden i kapacitans mellan chassij ord och ”antennj ord”. En storlek på plåt som visade goda resultat för en lastbil med släp var ca 0,8m x l,6m. 10 15 20 25 30 Enligt en annan utföringsforrn utgörs jordningsantennen av en elektriskt isolerad kabel som anordnats så att den effektiva ytan ger en motsvarande kapacitans som en metallplatta.When it comes to dimensioning the size of the antenna, it depends on the smallest allowable difference in capacitance between chassis words and "antenna words". A size of sheet metal that showed good results for a truck with a trailer was about 0.8m x 1.6m. According to another embodiment, the ground antenna consists of an electrically insulated cable which is arranged so that the effective surface gives a corresponding capacitance as a metal plate.
Jordningsantennen är anpassad att placeras ett förutbestämt avstånd från markytan som ligger i intervallet 0,3-0,8 meter och är vidare forsedd med ett elektriskt isolerande lager eller skikt, t.ex. en gummimatta, anordnat på den sida som är vänd mot fordonschassiet då antennen monterats på fordonet. Avståndet mellan plattan (antennen) och bränsletanken är företrädesvis i storleksordningen ca 10 mm och antennen är isolerad med en gummimatta eller med gummidistanser. Det viktiga här är att plattan är galvaniskt skild från tanken och att man försöker undvika krypströmmar mellan tank och platta. Det elektriskt isolerande lagret kan innesluta båda sidoma av plåten men det är ej nödvändigt.The earthing antenna is adapted to be placed a predetermined distance from the ground surface which is in the range 0.3-0.8 meters and is further provided with an electrically insulating layer or layer, e.g. a rubber mat, arranged on the side facing the vehicle chassis when the antenna is mounted on the vehicle. The distance between the plate (antenna) and the fuel tank is preferably in the order of about 10 mm and the antenna is insulated with a rubber mat or with rubber spacers. The important thing here is that the plate is galvanically separated from the tank and that you try to avoid creep currents between tank and plate. The electrically insulating layer can enclose both sides of the plate but it is not necessary.
Storleken på antennen är sådan att den kapacitans (Cl i figur 3) som bildas i förhållande till markytan normalt är approximativt två tiopotenser lägre än den kapacitans som bildas mellan fordonschassiet och markytan (C2 i figur 3). Då ett objekt, t.ex. en människa, närmar sig fordonet kommer C2 att minska.The size of the antenna is such that the capacitance (C1 in Figure 3) formed in relation to the ground surface is normally approximately two tenths of a power lower than the capacitance formed between the vehicle chassis and the ground surface (C2 in Figure 3). When an object, e.g. a human, approaching the vehicle, C2 will decrease.
Signaldetektom är anpassad att detektera och bestämma ett mått på spänningspotentialen mellan chassijorden och den extema virtuella jorden, och generera en mätsignal beroende därav och påfora denna till bearbetningsanordningen.The signal detector is adapted to detect and determine a measure of the voltage potential between the chassis ground and the extreme virtual ground, and generate a measurement signal depending thereon and apply it to the processing device.
Bearbetningsanordningen är anpassad att bearbeta mätsignalen och att överföra den bearbetade mätsignalen till ett larmsystem som är anpassat att jämföra denna med en eller flera tröskelnivåer och att generera en eller flera larrnsignaler i beroende av dessa jämförelser. Larmsignalema kan var ljussignaler, t.ex. strålkastare eller innerbelysningen som tänds, ljudsignaler, t.ex. en siren eller fordonets signalhorn, eller en signalering till en extem larrncentral via t.ex. mobilnätet.The processing device is adapted to process the measurement signal and to transmit the processed measurement signal to an alarm system which is adapted to compare it with one or fl your threshold levels and to generate one or fl your alarm signals in dependence on these comparisons. The alarm signals can be light signals, e.g. headlights or the illuminated interior lighting, audible signals, e.g. a siren or the vehicle's horn, or a signaling to an extreme alarm center via e.g. the mobile network.
Enligt en utföringsforrn bearbetar bearbetningsanordningen mätsignalen genom att bestämma derivatan för förändringen av mätsignalen, och enligt en annan utföringsforrn bearbetar bearbetningsanordningen mätsignalen genom att förstärka denna och generera 10 15 20 10 ett absolutvärde för förändringen. Även mer komplicerade bearbetningar av mätsignalen kan göras, exempelvis kan nivåskillnaden mellan två olika glidande medelvärden för mätsignalen bestämmas, en långsam som anpassar sig efter yttre omständigheter och en snabb som är själva mätsignalen. För att få fram en användbar signal så bearbetas dessa med hjälp av diverse signalbehandlingsalgoritmer.According to one embodiment, the processing device processes the measurement signal by determining the derivative of the change of the measurement signal, and according to another embodiment, the processing device processes the measurement signal by amplifying it and generating an absolute value for the change. Even more complicated processing of the measurement signal can be done, for example the level difference between two different moving average values for the measurement signal can be determined, a slow one which adapts to external circumstances and a fast one which is the measurement signal itself. To obtain a useful signal, these are processed using various signal processing algorithms.
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 för respektive signal. Genom att jämföra amplitudskillnaden och/eller skillnaden i derivata vid samma tidpunkt med lämpliga tröskelvärden erhålles en snabb och säker detektering.Examples of measurement signals with slow and fast moving averages, respectively, are shown in Figure 4. For the signal with slow moving averages (solid line), the measurement typically takes place with values detected for a few seconds. At fast moving average (dashed line) the measurement takes place during one or a few milliseconds up to 50 ms. In the figure, the difference in amplitude (A) is indicated by a double arrow, as well as the derivative for each signal. By comparing the amplitude difference and / or the difference in derivatives at the same time with suitable threshold values, a fast and safe detection is obtained.
Generellt gäller att det är den relativa förändringen hos kapacitansen mellan chassijord och antennjord som utnyttjas eftersom antennjorden hela tiden förändras.In general, it is the relative change in the capacitance between chassis ground and antenna ground that is used because the antenna ground is constantly changing.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan-beskrivna föredragna utföringsforrner.The present invention is not limited to the above-described preferred embodiments.
Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Ovan utföringsforrner skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. The above embodiments are therefore not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (15)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1050582A SE538227C2 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Capacitive sensor system |
| PCT/SE2011/050695 WO2011155891A1 (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | Capacitive sensor system |
| RU2012157241/08A RU2012157241A (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | CAPACITY SENSOR SYSTEM |
| KR1020127033734A KR101496431B1 (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | Capacitive sensor system |
| BR112012030054A BR112012030054A2 (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | capacitive sensor system |
| EP11792744.2A EP2577867A4 (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | Capacitive sensor system |
| CN2011800281033A CN102934360A (en) | 2010-06-07 | 2011-06-07 | Capacitive sensor system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1050582A SE538227C2 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Capacitive sensor system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1050582A1 true SE1050582A1 (en) | 2011-12-08 |
| SE538227C2 SE538227C2 (en) | 2016-04-12 |
Family
ID=45098304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1050582A SE538227C2 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Capacitive sensor system |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2577867A4 (en) |
| KR (1) | KR101496431B1 (en) |
| CN (1) | CN102934360A (en) |
| BR (1) | BR112012030054A2 (en) |
| RU (1) | RU2012157241A (en) |
| SE (1) | SE538227C2 (en) |
| WO (1) | WO2011155891A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT13314U1 (en) * | 2012-08-22 | 2013-10-15 | Heinz Martin | alarm device |
| FR3033148B1 (en) * | 2015-02-26 | 2017-03-31 | Univ De Reims Champagne-Ardenne | DEVICE FOR DETECTING AND ANALYZING THE NATURE OF OBSTACLES |
| WO2017214657A1 (en) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | Lumen International Holdings Pty Ltd | Electrical systems and components and methods therefor |
| CN111815882B (en) * | 2020-07-21 | 2021-08-20 | 国网河南淅川县供电公司 | Alarm for outdoor power supply operation |
Family Cites Families (7)
| 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 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-10 | Pepperl + Fuchs Gmbh | Device, sensor arrangement and method for the capacitive position detection of a target object |
| GB2423822A (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-06 | Automotive Electronics Ltd Ab | Capacitive proximity sensor with reduced sensitivity to water trickles |
| US8058993B2 (en) * | 2008-09-30 | 2011-11-15 | Infineon Technologies Ag | Capacitive detection systems and methods |
-
2010
- 2010-06-07 SE SE1050582A patent/SE538227C2/en unknown
-
2011
- 2011-06-07 RU RU2012157241/08A patent/RU2012157241A/en not_active Application Discontinuation
- 2011-06-07 WO PCT/SE2011/050695 patent/WO2011155891A1/en active Application Filing
- 2011-06-07 KR KR1020127033734A patent/KR101496431B1/en not_active IP Right Cessation
- 2011-06-07 CN CN2011800281033A patent/CN102934360A/en active Pending
- 2011-06-07 EP EP11792744.2A patent/EP2577867A4/en not_active Withdrawn
- 2011-06-07 BR BR112012030054A patent/BR112012030054A2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE538227C2 (en) | 2016-04-12 |
| WO2011155891A1 (en) | 2011-12-15 |
| EP2577867A4 (en) | 2013-12-04 |
| KR20130032325A (en) | 2013-04-01 |
| EP2577867A1 (en) | 2013-04-10 |
| KR101496431B1 (en) | 2015-02-26 |
| CN102934360A (en) | 2013-02-13 |
| RU2012157241A (en) | 2014-07-20 |
| BR112012030054A2 (en) | 2016-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7552792B2 (en) | Vehicle pedestrian impact sensor with proximity arming | |
| CA2374425C (en) | Multiple sensor vehicle occupant detection for air bag deployment control | |
| US10928239B1 (en) | Wheel depth water capacitive fender molding | |
| SE1050582A1 (en) | Capacitive sensor system | |
| US8941391B2 (en) | Multi purpose capacitive sensor | |
| KR101905961B1 (en) | Occupant classification apparatus | |
| EP2347507B1 (en) | Exterior trim part with a sensor device for detecting an object in a detection area | |
| SE1050581A1 (en) | Capacitive sensor system | |
| RU2477837C2 (en) | Object detection device for mechanical transport vehicle | |
| US20120019264A1 (en) | Multi purpose capacitive sensor | |
| SE1050896A1 (en) | Capacitive sensor system for a vehicle adapted to detect the presence of a person in a driver's passenger or cargo compartment in the vehicle | |
| CN116490419A (en) | Robust "steering wheel upper hand" classification based on relative measurement system | |
| KR20140062316A (en) | Object detection system | |
| US7701221B2 (en) | Device for environment detection | |
| US20060192545A1 (en) | Voltage detection pole | |
| US11525704B2 (en) | Sensor device with capacitive sensor | |
| JP2004196032A (en) | Abnormal temperature alarm device of tire | |
| IT201600071688A1 (en) | Procedure and device for the diagnosis of collisions in traffic events involving a vehicle. |