WO2020120557A1 - Anordnung für ein fahrzeug - Google Patents

Anordnung für ein fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2020120557A1
WO2020120557A1 PCT/EP2019/084610 EP2019084610W WO2020120557A1 WO 2020120557 A1 WO2020120557 A1 WO 2020120557A1 EP 2019084610 W EP2019084610 W EP 2019084610W WO 2020120557 A1 WO2020120557 A1 WO 2020120557A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arrangement
signal
sensor
sensor element
control
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/084610
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Stahl
Berthold Sieg
Original Assignee
Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg
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
Application filed by Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg filed Critical Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg
Priority to CN201980043844.5A priority Critical patent/CN113169735A/zh
Priority to US17/252,892 priority patent/US20210254391A1/en
Priority to EP19824256.2A priority patent/EP3895316A1/de
Publication of WO2020120557A1 publication Critical patent/WO2020120557A1/de

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E05F15/73—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation responsive to movement or presence of persons or objects
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/44—Sensors therefore
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/45—Control modes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/80—User interfaces
    • E05Y2400/85—User input means
    • E05Y2400/852—Sensors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/80—User interfaces
    • E05Y2400/85—User input means
    • E05Y2400/852—Sensors
    • E05Y2400/856—Actuation thereof
    • E05Y2400/858—Actuation thereof by body parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/80—User interfaces
    • E05Y2400/85—User input means
    • E05Y2400/852—Sensors
    • E05Y2400/856—Actuation thereof
    • E05Y2400/858—Actuation thereof by body parts
    • E05Y2400/86—Actuation thereof by body parts by hand
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2800/00—Details, accessories and auxiliary operations not otherwise provided for
    • E05Y2800/40—Protection
    • E05Y2800/424—Protection against unintended use
    • E05Y2800/426—Protection against unintended use against unauthorised use
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles characterised by the type of wing
    • E05Y2900/531—Doors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles characterised by the type of wing
    • E05Y2900/546—Tailgates
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles characterised by the type of wing
    • E05Y2900/548—Trunk lids
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960705—Safety of capacitive touch and proximity switches, e.g. increasing reliability, fail-safe
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/96071—Capacitive touch switches characterised by the detection principle
    • H03K2217/960725—Charge-transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96078—Sensor being a wire or a strip, e.g. used in automobile door handles or bumpers

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for a vehicle for detecting an activation action for activating a function on the vehicle.
  • the invention further relates to a system and a method.
  • a variable capacitance can be provided by means of a sensor element, such as a sensor electrode, which is specific for changes in the surroundings of the sensor element. This enables changes in the environment to be detected capacitively. In vehicles, such a capacitive detection can be used to detect approaches and / or gestures and thus to activate functions on the vehicle.
  • the capacitive detection is often based on the fact that the sensor element is evaluated by means of a charge transfer.
  • the shifting of electrical charges can, however, cause disruptive emissions (interference effects of the sensor element on the environment).
  • disruptive emissions interference effects of the sensor element on the environment.
  • disturbing influences from the environment interferences on the sensor
  • other interferences on the detection are known, e.g. B. disruptive capacitive effects (parasitic capacitances, capacitive loads z. B. the vehicle body, or the like).
  • the object is achieved in particular by an arrangement for a vehicle for the detection of an activation action for the activation of a function on the vehicle.
  • the activation action is carried out in a front, side and / or rear area of the vehicle in order to initiate the activation of the function in the form of an opening and / or unlocking of a flap on the vehicle when the activation action is detected.
  • An arrangement according to the invention can have at least the following components, which are connected in particular to a circuit board of the arrangement:
  • At least one (in particular electrically conductive) sensor element for detecting a change, in particular an approach by an activation means, in an environment of the sensor element
  • an (electronic) control arrangement which is electrically connected to the sensor element in order to provide an electrical sensor signal which is used for a Parameter of the sensor element is specific.
  • the parameter in turn is specific for the detected change in the environment,
  • an (electronic) evaluation arrangement for the repeated determination of the parameter of the sensor element by means of a transmission of the sensor signal to a memory arrangement in order to carry out the detection of the activation action, an evaluation filter arrangement of the evaluation arrangement for bandpass filtering and / or for transconductance conversion (i.e. in particular conversion of an electrical voltage into a same electrical current) of the sensor signal for transmission to the memory arrangement.
  • the sensor signal can be provided for charging the storage arrangement, so that the charging is specific to the parameter.
  • This type of sensor evaluation may be particularly robust against interference due to the bandpass filtering.
  • the transconductance conversion can optionally also be implemented as a transconductance amplification in order to convert an input voltage into an output current (which may be over) proportional to it.
  • the input voltage is, for example, the sensor signal as a voltage signal which is present at the output of a sensor control arrangement.
  • the output current is, for example, the sensor signal converted by the evaluation filter arrangement, which is transmitted to the memory arrangement.
  • the evaluation filter arrangement can have a transconductance operational amplifier, or alternatively can do completely without an operational amplifier. In the latter case, the transconductance gain can be realized with the gain factor of at most 1 (i.e. without gain).
  • the evaluation filter arrangement can have an impedance in series with a virtual zero point of the memory arrangement in order to transmit the sensor signal, converted by the impedance, as a current signal to the memory arrangement via this series connection. This enables charge accumulation in the memory arrangement as a function of the amplitude of the voltage signal.
  • an operational amplifier e.g. B. the evaluation filter arrangement and / or the sensor control arrangement, which with other Elements (such as a capacitor and / or a resistor and / or a coil) forms an active bandpass filter.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle, in particular as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, preferably with a high-voltage electrical system and / or an electric motor. It may also be possible for the vehicle to be designed as a fuel cell vehicle and / or passenger vehicle and / or semi-autonomous or autonomous vehicle.
  • the vehicle has a security system, which, for. B. enables communication by communication with an identification transmitter (ID transmitter). Depending on the communication and / or the authentication, at least one function of the vehicle can be activated. If the authentication of the ID transmitter is necessary for this, the function can be a safety-relevant function, such as unlocking the vehicle and / or enabling an engine start.
  • ID transmitter identification transmitter
  • the function can be a safety-relevant function, such as unlocking the vehicle and / or enabling an engine start.
  • the security system can thus also be designed as a passive access system which initiates the authentication and / or the activation of the function upon detection of the approach of the ID transmitter to the vehicle without active manual actuation of the ID transmitter.
  • a wake-up signal is repeatedly sent out by the security system, which can be received by the ID transmitter when approaching, and then triggers the authentication.
  • the function can also relate to activation of vehicle lighting and / or actuation (opening and / or closing) of a flap (e.g. front or rear or side flap or door). E.g. the vehicle lighting is automatically activated when the approach is detected and / or the flap is actuated when a gesture of a user is detected.
  • an activation action is detected by an arrangement according to the invention.
  • this can be an activation action outside the vehicle (which therefore does not take place in the vehicle interior).
  • the environment of the sensor element in which the change is detected can be outside the vehicle.
  • the function can be triggered and / or the authentication initiated by the arrangement (in particular by a control device).
  • the activation act it can be e.g. B. approximation and / or gesture act, which is carried out by means of the activating agent.
  • the activation means or the activation action can advantageously also be detected if the activation means is a non-electronic object (and therefore also not an ID transmitter).
  • the activating agent can be designed as a non-electrical and / or non-metallic and / or biological substance, such as. B. a body part of a user.
  • the use of a capacitive detection for the detection of the activation action is therefore particularly advantageous, since this does not require any special precautions on the activation agent.
  • An arrangement according to the invention is advantageously designed as an electronic circuit (circuit arrangement) and has electronic components which are at least partially arranged on a printed circuit board and can be connected to one another via electrical conductor tracks. At least one of these components can also be designed as an integrated circuit (such as a control device in the form of a microcontroller). Some of the components can also be designed as SMD (surface-mounted device) components.
  • the sensor element can be electrically conductive, for. B. may be formed as a conductor track or as a flat electrode on the circuit board, or also connected to the circuit board via a supply line (such as an electrical line).
  • the sensor element is designed, for example, as part of a cable (such as a coaxial cable), as a flat electrode or as an elongated conductor.
  • the sensor element can also be understood as a capacitive antenna, since the sensor element provides a variable sensor capacitance.
  • the variable sensor capacitance can optionally also be provided by a plurality of sensor elements which are operated simultaneously or alternately.
  • the circuit board and / or the sensor element is, for. B. integrated in a door handle or in a bumper.
  • the sensor element can be arranged in such a way that the arrangement of the sensor element defines a detection area for the activation action.
  • the sensor element in order to provide the parameter specific for the detection as a variable capacitance (also referred to as sensor capacitance), the change in the capacitance being specific for the change in the surroundings of the sensor element can.
  • At least one shield element can in turn serve to change the area of the sensor element that is to be shielded shield so that this change does not significantly change the capacity.
  • a control signal is used for the control of the sensor element and a sensor signal is used for the evaluation of the sensor element.
  • the sensor signal can be dependent on the control signal.
  • a charge transfer in the sensor element can also depend on the control signal, since, for. B. an electrical voltage on the sensor element follows the control signal (or corresponds to the electrical voltage of the control signal).
  • the sensor signal and / or the charge transfers in the sensor element essentially
  • control signal has the same signal shape as the control signal, preferably a sinusoidal shape and / or a periodic oscillating shape, and / or
  • the sensor signal is present as alternating current (or alternating voltage) at least after (or by) filtering an evaluation filter arrangement.
  • Filtering by the evaluation filter arrangement can also be implemented as bandpass filtering.
  • the control signal can be filtered, in particular by the filter arrangement, as low-pass filtering in order to maintain a DC voltage component in the control signal.
  • the evaluation filter arrangement is designed to carry out a transconductance conversion of the sensor signal as an alternative or in addition to the bandpass filtering.
  • a transconductance conversion is understood in particular to mean that an electrical voltage is added to it proportional and preferably the same electrical current is converted. Functionally, this can correspond to the function of a transconductance amplifier, possibly with an amplification factor (proportionality factor) of at most 1.
  • the evaluation filter arrangement cannot have an operational amplifier, but rather the transconductance conversion by means of the complex resistor and in particular through the connection in series with the virtual one Achieve zero.
  • the frequency of the sensor signal (as a periodic signal) can be dependent on an operating frequency, i. H. in particular the frequency of the control signal at the output of a filter arrangement of the control arrangement.
  • a single working frequency can advantageously be used for the entire arrangement according to the invention both for the control and for the evaluation, in particular capacitive sensor evaluation, of the sensor element in order to carry out the control and evaluation of the sensor element with a predetermined working frequency range.
  • filtering is used in particular in the electrical control (by the filter arrangement) and in the evaluation (by an evaluation filter arrangement), the filtering being adapted to the working frequency (e.g. forming a low and / or bandpass to pass the working frequency range ).
  • the sensor signal can also be adapted in accordance with the control signal.
  • the sensor signal can be specific for the charge transfers and nevertheless has the set properties.
  • z. B. uses a (the) sensor control arrangement, which outputs the control signal as a function of the charge transfers (and thus the sensor capacitance of the sensor element) as the sensor signal. This is e.g. B. possible by using an operational amplifier in the sensor control arrangement, which has negative feedback by means of a capacitor.
  • the memory arrangement can preferably be designed as an electronic integrator, in particular in order to accumulate received charges. Preferably several Charge transfers after several charges and discharges of the sensor element can be used to charge the memory arrangement.
  • the control arrangement for an electrical control of the sensor element provides a control signal in order to initiate charge transfers at the sensor element by means of the control signal
  • the evaluation filter arrangement providing the bandpass filtering with a center frequency and bandwidth which are adapted to a frequency and in particular signal form of the control signal in order to suppress interferences, preferably disturbing immissions on the arrangement from the environment, during repeated determination and / or during transmission to the memory arrangement.
  • the sensor evaluation can be adapted to the electrical control of the sensor element by using the evaluation filter arrangement. This enables interference frequencies to be reduced both in terms of control (with regard to emissions) and sensor evaluation (with regard to immissions).
  • a sensor control arrangement of the control arrangement is electrically connected to the sensor element in order to initiate charge transfers between the sensor element and the sensor control arrangement and to provide the sensor signal on the basis of the charge transfers
  • the evaluation filter arrangement having the memory arrangement and the sensor control arrangement is electrically connected to filter and transmit the filtered signal to the memory arrangement.
  • the memory arrangement is connected in series with the evaluation filter arrangement via an input.
  • an input resistance (in particular of a current input) of the memory arrangement can be so low that a virtual zero point is formed at the input, so that preferably the sensor signal, filtered by the evaluation filter arrangement, is present at the input as an electrical current signal, in particular with the signal form and / or frequency which a has electrical voltage signal of the sensor element and / or a control signal.
  • the amplitude of the sensor signal can correspond to the unfiltered sensor signal (the voltage signal) and / or the amplitude can be proportional to a sensor capacitance of the sensor element. This enables a particularly reliable evaluation.
  • the evaluation filter arrangement is designed as a passive or active filter. This enables a simple and inexpensive construction.
  • the evaluation filter arrangement has a bandwidth in the range from 100 kHz to 1 MHz, preferably from 250 kHz to 450 kHz and / or a center frequency of essentially 333 kHz. Such a frequency range has proven to be particularly advantageous for sensor evaluation. Alternatively, other center frequencies are also conceivable, but the bandwidth should be relatively small.
  • control arrangement has a filter arrangement, in particular an active filter and / or a low-pass filter and / or a bandpass filter, in order to filter, in particular an electrical control signal for the electrical control of the sensor element (in particular via a control path) to provide low-pass filtered and / or shaped, so that preferably an emission of the sensor element is adapted by the filter arrangement.
  • a frequency can be passed through the filter which corresponds to an operating frequency and in particular the (average) frequency of the control signal.
  • the filtering of the evaluation filter arrangement can also be adapted to this working frequency and thus allow the working frequency to pass through.
  • the control arrangement has a filter arrangement, in particular an active filter, which connects a signal generator arrangement to the sensor element via a control path in order to filter, in particular low-pass filtered, and / or shaped an electrical control signal generated by the signal generator arrangement on the control path To provide sensor element and thereby to provide it as a filtered electrical signal, preferably a sinusoidal signal.
  • a sensor control arrangement can also be provided on the control path, which uses the control signal to initiate charging and discharging of the sensor element. The Charges and discharges thus take place in dependence on the control signal, so that in particular the charge transfers of the charge and discharge are carried out periodically at the working frequency.
  • the control signal thus enables not only the control of the charge transfers, but also an emission of the sensor element.
  • the evaluation filter arrangement is provided in addition to a filter arrangement of the control arrangement in order to filter additional emissions to the sensor element for the determination of the parameter, the filter arrangement preferably for filtering a control signal for the sensor element and the evaluation filter arrangement for filtering of the sensor signal is designed for the memory arrangement. This can improve the overall interference behavior of the sensor.
  • the sensor element is designed as a sensor electrode in order to provide the parameter specific for the detection as a variable capacitance, the change in capacitance being specific for the change in the environment, the arrangement is carried out for the repeated determination:
  • the electrical charge stored by the storage arrangement is specific for the change in capacitance.
  • the provision of different charge transfers by the sensor control arrangement can bring about a kind of “decoupling”, in particular a reduced load on the sensor element and / or falsification of the control signal.
  • the sensor control arrangement can use, for example, at least one amplification element such as an operational amplifier.
  • a control device is connected to the memory arrangement of the evaluation arrangement in order to evaluate an electrical charge stored by the memory arrangement in order to determine the parameter specific for the detection, preferably by an analog-digital conversion of a voltage at the memory arrangement, preferably by an analog-digital converter of the control device.
  • the evaluation can use other measurement methods to obtain the most accurate measurement possible for the voltage.
  • the arrangement as a capacitive sensor arrangement is at least partially integrated in a bumper of the vehicle in order to monitor the rear area of the vehicle, and in order to function as the function on the vehicle, the tailgate (and / or front flap and / or sliding door on one side ) to open the vehicle, in particular to initiate an output of an opening signal and / or an authentication check.
  • the tailgate and / or front flap and / or sliding door on one side
  • the arrangement is designed to repeatedly charge and discharge the sensor element by electrically actuating the sensor element, and to carry out charge transfers by the sensor signal to the memory arrangement as a function of this charging and / or discharging
  • a control device in particular at least one microcontroller, is electrically connected to a signal generator arrangement in order to initiate the electrical activation in the signal generator arrangement, and / or is electrically connected to the memory arrangement in order to transfer the amount of the stored in the memory arrangement and / or after several charge transfers after a charge transfer evaluate accumulated charge, and use the evaluation to carry out the detection, preferably to output an activation signal to activate the function on the vehicle when the amount of charge exceeds a limit value.
  • the control device can be used to synchronize the control and sensor evaluation in order to enable the evaluation to be particularly reliable.
  • a sensor control arrangement is electrically connected to the sensor element in order to use a Control signal and / or on the basis of charge transfers at the sensor element to generate an electrical voltage signal with a specific frequency and / or signal shape, preferably sinusoidal shape, at an output
  • the evaluation filter arrangement being designed to transmit the voltage signal into an electrical current signal for charge transfers to the memory arrangement to convert the substantially the same signal shape and / or frequency so that the sensor signal results as the electrical current signal (in particular through the transconductance conversion), the signal shape and / or frequency of the voltage signal preferably corresponding to the signal shape and / or frequency of the control signal.
  • a rectifier arrangement is connected between the evaluation filter arrangement and the memory arrangement, in order to forward charge transfers by the sensor signal in the direction of the memory arrangement to the memory arrangement by repeated switching, and preferably only with this forwarding a virtual zero point of the memory arrangement to be connected to the evaluation filter arrangement and in particular to a compensation arrangement, and preferably otherwise to connect the evaluation filter arrangement to a ground potential.
  • a load on the evaluation filter arrangement can be significantly reduced and the sensor signal can be transmitted in a particularly reliable and unadulterated manner in order to further reduce the susceptibility to faults.
  • the invention also relates to a system comprising:
  • control device for outputting an activation signal in the event of detection of the activation action (by the arrangement according to the invention, the control device being connected to the arrangement according to the invention for this purpose),
  • control unit which is connected to the control device (in particular in terms of signal technology) in order to perform the function on the vehicle when the activation signal is received.
  • the invention also relates to a method for a vehicle for detecting an activation action for activating a function on the vehicle, in particular in a front, side and / or rear area of the vehicle for activating an opening and / or unlocking of a flap on the vehicle.
  • a sensor element for detecting a change, in particular an approximation by an activation means, is provided in an environment of the sensor element.
  • the method according to the invention thus brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to an arrangement according to the invention.
  • the method can be suitable for operating an arrangement according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a rear area of a vehicle with an arrangement and a system according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a vehicle with an arrangement according to the invention and a system according to the invention
  • Figure 3 is a schematic diagram of parts of an inventive
  • Figure 4 is a schematic diagram of parts of an inventive
  • Figure 5 is a schematic representation of parts of an inventive
  • Figure 6 is a schematic representation of parts of an inventive
  • Figure 7 is a schematic representation for the visualization of an inventive
  • FIG. 1 shows a view of a rear area 1.2 of a vehicle 1 with a system according to the invention.
  • An arrangement 10 according to the invention can be integrated in a bumper 1.1 of the vehicle 1 in order to detect an activation action by an activation means 3 (such as a leg 3) of a user 2 in the area of the bumper 1.1.
  • the arrangement 10 has a sensor element 20, which can be designed, for example, as an elongated and / or cable-shaped electrode 20 or as a flat electrode 20 (ie flat electrode) or as a capacitive antenna. It is also possible that a cable, such as a coaxial cable, is used to form the sensor element 20.
  • the arrangement 10 can have a signal connection to a control device 8 of the vehicle 1 in order to output an activation signal to the control device 8 via the signal connection, which signal Opening of the tailgate 1.3 initiated.
  • Successful authentication with an identification transmitter 5 may be required for the opening.
  • a flap in particular door 1.6 in the front area 1.7 and / or in the side area 1.4 of the vehicle can also be activated by an arrangement 10 according to the invention, whereby the arrangement 10 then z. B. is integrated in the door handle 1.5 or also in the bumper 1.1 or on a side sill.
  • a vehicle 1 is shown schematically in a side view.
  • the 1.4 and / or the front area 1.7 of the vehicle 1 may have an arrangement 10 according to the invention as an alternative or in addition to the rear area 1.2.
  • the sensor element 20 is integrated in the side area 1.4 in a door handle 1.5 of the vehicle in order to detect the activation action in the area of the door handle 1.5.
  • an approach to the sensor element 20 can be detected by the arrangement 10 in the side region 1.4 as an activation action.
  • This activation action can involve an activation means 3 (such as a hand) reaching into a door handle recess of the door handle
  • the arrangement of the sensor element 20 in the front region 1.7 can in turn be provided in the bumper 1.1 in order to, for. B. when detecting the activation action in the front area 1.7 to open a front flap.
  • Another possible function, which can be activated by an activation action can be the opening of sliding doors 1.6 of vehicle 1, e.g. B. by approaching a side sill of the vehicle.
  • the activation action can include an approach to the sensor element 20 or a gesture or the like.
  • a shield element 160 for shielding can also be arranged adjacent to the sensor element 20 and / or further sensor element 20 ′. In Figure 1, this arrangement is shown as an example in the bumper 1.1.
  • FIG. 3 shows an arrangement 10 according to the invention for a vehicle 1 which is used to detect an activation action for the activation of a function on the vehicle 1, in particular as described in accordance with FIGS. 1 and 2 for detecting the activation action in a front, side and / or Rear area 1.7, 1.4, 1.2 of vehicle 1 for the Activation of an opening and / or unlocking of a flap 1.3, 1.6, in particular door 1.6 on the vehicle 1 serves.
  • the arrangement 10 according to the invention can have at least one sensor element 20 for detecting a change in an environment of the sensor element 20. This change is caused, for example, by the activation action, for example, an approach by an activation means 3.
  • the sensor element 20 can be an electrical conductor, such as an electrically conductive surface (in particular when mounting the arrangement 10 in the door handle 1.5) or an elongated and if necessary, a flat electrode (in particular when mounting in the bumper 1.1).
  • the sensitivity of the sensor element 20 to changes in the environment and thus to the activation action can be explained in a simplified manner, for example, as follows.
  • the sensor element 20 can form a capacitance (hereinafter also referred to as sensor capacitance CS).
  • sensor capacitance CS By generating an electrical potential (by means of an electrical control described below) on the sensor element 20, an electrical field can arise in the environment.
  • the sensor capacity CS is influenced by the change in the environment and is therefore variable. In other words, the change in sensor capacitance CS correlates with the change in the environment, i. H. the existence of an activation act.
  • variable capacitance CS can be evaluated in particular by evaluating the amount of charge stored in the sensor element 20 and can draw conclusions about the change in the environment, and thus serve to detect the activation action.
  • carrying out charge transfers from and to the sensor element 20 is particularly suitable for providing a sensor signal on the basis of the charge transfers (such as the amount of charge transferred and / or the current intensity and / or voltage that can be detected), which can be evaluated for the determination of the variable capacitance CS .
  • a control arrangement 100 (in the sense of a control arrangement 100) can be used to carry out the electrical control.
  • the control arrangement 100 can be electrically connected to the sensor element 20 for the electrical control of the sensor element 20 via a control path KP in order to provide (ie enable) the detection. Due to the electrical control z. B. a (positively driven) up and Discharge of the sensor element 20 can be initiated via charge transfers in order to allow capacitive detection based on this activation of the sensor element 20.
  • the electrical connection can, for. B. can be realized by means of an electrical connection via conductor tracks of a circuit board.
  • the arrangement 10 according to the invention can be arranged at least in part on this printed circuit board as an electrical circuit.
  • the sensor element 20 and / or the further sensor element 20 'and / or the at least one shield element 160 can be electrically connected to the control arrangement 100 of the arrangement 10 via conductor tracks via an electrical connection of the printed circuit board, or can itself be designed as a conductor track.
  • the detection is provided, for example, in that an electrical potential is generated by the control arrangement 100 on the sensor element 20 in order to charge the sensor element 20.
  • B. allows the evaluation of the variable capacity CS. It can also be a changing potential, so that an electrical voltage on the sensor element 20 z. B. is generated as a periodic and / or sinusoidal voltage.
  • an evaluation arrangement 200 which carries out a repeated determination of at least one parameter of the sensor element 20 which is specific for the detection, in order to carry out the detection of the activation action.
  • the variable capacitance CS is regarded as this parameter.
  • At least one shield element 160 is provided, which is arranged adjacent to the sensor element 20 to shield the sensor element 20 (and thus in the effective range).
  • a shield control arrangement 150 with a connection 150.A is provided for the shield element 160.
  • the shield control arrangement 150 can be electrically connected to the control path KP and thus also to the shield element 160 via a shield control input 150.B for providing the (previously described) electrical control of the control arrangement 100 for the shield element 160.
  • the shield control arrangement 150 can provide the same electrical control for the shield element 160 that is also used for the sensor element 20.
  • an electrical output voltage at the output 150.A of the shield control arrangement 150 which is electrically connected to the shield element 160, follows an input voltage at the input 150.B of the shield control arrangement 150, which in turn is electrically connected to the control path KP and thus also to the Sensor element 20 is connected.
  • the same control signal can be used for the sensor element 20 and for the shield element 160 in order to set the potential on the sensor element 20 and on the shield element 160 in the same way by means of the control signal.
  • a connection point on the control path KP can be used to connect the shield control arrangement 150 to the control path KP.
  • Various positions on the control path KP come into question, e.g. B. directly on the current path to the sensor element 20 or between a filter arrangement 140 and a sensor control arrangement 170.
  • FIG. 3 two possible connection points of the shield control input 150.B with the shield control arrangement 150 are shown by way of example and not conclusively with a dashed line.
  • the control signal which is output by the filter arrangement 140 can be used to set the potential on the shield element 160.
  • the connection point directly on the current path to the sensor element 20 the (essentially) the same potential that is present on the sensor element 20 is used to set the potential on the shield element 160.
  • the shield control arrangement 150 can have an operational amplifier 150.1 for electrically guiding the shield element 160. This can be used to connect the control path KP to the shield element 160 and thus to generate the output voltage (also referred to as shield voltage) on the shield element 160 equal to the input voltage on the control path KP.
  • the input voltage corresponds to a control voltage which is specific and / or proportional to the electrical voltage at sensor element 20.
  • the shield control arrangement 150 can preferably form a voltage follower so that an electrical potential on the shield element 160 follows the electrical potential on the control path KP and in particular on the sensor element 20.
  • a direct negative feedback of the operational amplifier 150.1 can be provided in order to obtain an amplification factor of 1.
  • the shield control input 150.B can be (directly) electrically connected to the positive (non-inverting high-resistance) input of the operational amplifier 150.1, so that the input resistance of the shield control input 150.B is very large so that the voltage at the shield control input 150.B is only slightly loaded.
  • the shield element connection 150.A can be (directly) electrically connected to the output of the operational amplifier 150.1 and, due to the negative feedback, possibly also to the inverting input of the operational amplifier 150.1, in order to provide an output which is low-impedance compared to the input resistance.
  • control arrangement 100 has a signal generator arrangement 130 which is electrically connected to the sensor element 20 for the electrical control of the sensor element 20 in order to repeatedly generate an electrical signal for charging the sensor element 20.
  • This electrical signal also referred to below as a control signal, can serve for the described electrical control, and thus for the sensor element 20, possibly also for the further sensor element 20 ', and in particular also for the at least one shield element 160 for setting the electrical potential and / or be provided for electrical charging and discharging.
  • This provision is made, for. B. by the transmission of the electrical signal via at least part of the control path KP to a sensor control arrangement 170 and / or to a shield control arrangement 150.
  • the generation of the activation signal by the signal generator arrangement 130 thus has the effect that the activation signal (possibly previously changed, in particular filtered) is present at connection 170.C.
  • the sensor control arrangement 170 and / or the shield control arrangement 150 can in turn be used to control the sensor element 20, the further sensor element 20 ′ and / or the shield element 160 on the basis of the control signal.
  • a charge transfer (charging and / or discharging) is initiated on the sensor element 20 or the further sensor element 20 ′ and / or the shield element 160 (and thus also the creation of an electric field is initiated) on the basis of the control signal.
  • the evaluation of the amount of the transferred charge can enable an evaluation of the variable sensor capacitance CS.
  • the time course of this charge transfer can be influenced by the shaping of the electrical signal.
  • the signal generator arrangement 130 z. B. a digital-to-analog converter 130.1, which can also be implemented as part of a control device 300 such as a microcontroller.
  • the signal generator arrangement 130 can optionally also be completely part of the control device 300. It is also conceivable that the signal generator arrangement 130 is only partially integrated in the control device 300, and z. B. the digital-to-analog converter 130.1 is formed separately therefrom. This enables a certain signal form to be very reliably and precisely of the control signal can be determined.
  • This signal shape can optionally be further shaped and / or improved by subsequent filtering, so that the control signal subsequently has, for example, a sinusoidal shape according to an operating frequency.
  • the control arrangement 100 can therefore have a filter arrangement 140, in particular an active filter 140 e.g. B. have a low pass filter. As shown, this can be connected downstream of the signal generator arrangement 130 in order to filter the control signal for the electrical control of the sensor element 20 via the control path KP to the sensor control arrangement 170, in particular by low-pass filtering. In this way, the control signal can be shaped with a specific operating frequency, so that an emission of the sensor element 20 by the filter arrangement 140 is preferably adapted.
  • the control arrangement 100 can have a filter arrangement 140, in particular an active filter 140, which connects the signal generator arrangement 130 to the control path KP in order to filter, in particular low-pass filtered, and / or shaped an electrical signal generated by the signal generator arrangement 130 on the control path KP to provide, and thereby to provide as a filtered electrical signal, preferably a sine signal.
  • Active filtering is preferably made possible by an operational amplifier 140.1 and by filter elements 140.2 such as at least one capacitor and / or at least one resistor and / or at least one coil.
  • the electrical signal (control signal) on the control path KP and in particular on the connection 170.C can now optionally be output to the sensor element 20 via further components such as the sensor control arrangement 170 and via a switching element 180 (possibly via a connection 180.A).
  • the switching element 180 can be opened clocked and then closed again.
  • the sensor control arrangement 170 can have an amplifier and / or a voltage follower and / or a voltage multiplier in order to generate an electrical potential at the connection 170.C in the same way on the sensor element 20, preferably so that the electrical potential at the sensor element 20 corresponds to the electrical potential at the connection 170 .C follows.
  • the sensor control arrangement 170 z. B. an operational amplifier 170.1 and / or at least one filter element 170.2, such as a capacitor 170.2.
  • Another switching element 180 may e.g. B. in the path between the connection 170.A and the further sensor element 20 ', and z. B. can be switched alternately with the switching element 180
  • the sensor control arrangement 170 can the operational amplifier 170.1 as one
  • Have transmission element 170.1 which is electrically connected to the signal generator arrangement 130 in order to initiate repeated charge transfers at the sensor element 20 on the basis of the control signal (at the connection 170.C).
  • This enables at least partial charging and discharging of the sensor element 20, and thus an evaluation of the charge stored in the sensor element 20.
  • Sensor control arrangement 170 further comprise the at least one filter element 170.2 as a reinforcing means 170.2, which is electrically connected to the evaluation arrangement 200 (and also to the sensor element 20), and thus provides the sensor signal on the basis of the charge transfers.
  • the sensor signal is specific to the (e.g. proportional to) the sensor capacitance CS.
  • the sensor signal is e.g. B. specifically for the current strength of the electrical current and / or a voltage which is present at the connection 170.A, and thus specifically for the charge transfers or the sensor capacitance CS.
  • the amplification means 170.2 can be electrically connected to the sensor element 20 in order to provide charge transfers (ie an electrical current flow) between the sensor element 20 and the amplification means 170.2. Furthermore, the amplification means 170.2 can electrically connect an output of the transmission element 170.1 to an (in particular inverting) first input of the transmission element 170.1, so that the amplification means 170.2 forms a negative feedback for the transmission element 170.1. The negative feedback enables the charge transfers to be controlled by the control signal when the control signal is present at the other (in particular non-inverting) second input of the transmission element 170.1.
  • the sensor control arrangement 170 provides a voltage follower for the sensor element 20, so that the voltage at the (in particular low-resistance) connection 170.A follows the control signal at the (in particular high-resistance) connection 170.C.
  • the sensor signal can be provided by means of the arrangement (amplifier arrangement) comprising the transmission element 170.1 and the amplification means 170.2, which can be an electronic amplifier.
  • the transmission element 170.1 is preferably designed as an operational amplifier 170.1.
  • the reinforcing means 170.2 has at least one or two filter elements 170.2, in which, however, a capacitor C (for example with respect to a resistor R) can dominate.
  • the configuration of the arrangement comprising the transmission element 170.1 and the amplifying means 170.2 can thus also be regarded as an integrating circuit.
  • the capacitor C makes it possible to provide an electronic amplifier through this arrangement, in which the sensor signal is generated in the form of an electrical voltage proportional to the sensor capacitance CS based on the charge transfers.
  • the sensor control arrangement 170 has the arrangement of the transmission element 170.1 and the amplification means 170.2 in order to provide the sensor signal with an amplification.
  • the sensor signal is dependent on, and is preferably proportional to, a voltage U1 at a first connection 170.A of the sensor control arrangement 170 (or at the first input of the operational amplifier 170.1), amplified by an amplification factor.
  • the amplification factor can be dependent on, and preferably be proportional to, a ratio of the sensor capacitance CS to the capacitance Cmess of the capacitor C.
  • the voltage U1 (the output signal) at the terminal 170.A can in turn be avoided by using the voltage follower or a direct negative feedback Control signal in the form of a voltage U0 at connection 170.C essentially correspond. This results in the following relationship for the sensor signal, which can be present as voltage U2 at connection 170.B of sensor control arrangement 170:
  • the sensor signal U2 U0 * (1 + CS / Cmess) It can be seen that the sensor signal U2 is amplified as a function of the variable sensor capacitance CS and the capacitance Cmess, that is to say is generated as an amplified voltage UO. Consequently, the sensor signal can be used to determine the sensor capacitance CS.
  • the resistance R of the amplification means 170.2 is chosen to be as large as possible compared to (1 / (2 * TT * fO * CSmax)), with fO being the working frequency, in particular the (middle ) Frequency of the control signal, and CSmax is the maximum value of the sensor capacitance CS.
  • the capacitance Cmess can, if necessary, be selected to be identical to the maximum variable sensor capacitance.
  • the setting of Cmess consequently also enables the setting of a dynamic range when evaluating the sensor element 20.
  • the arrangement of the transmission element 170.1 and the reinforcing means 170.2 in cooperation with the sensor capacitance CS provides a filter behavior (in particular bandpass behavior), which indicates the working frequency can be adjusted.
  • the maximum variable sensor capacitance is, for example, the capacitance (the capacitance value) which the sensor capacitance CS can maximally assume during the activation action.
  • the amplification means 170.2 can have a capacitor C and / or a resistor R as at least one filter element 140.2, the capacitor C (or the capacitance Cmess of the capacitor C) and / or the resistor R having a maximum variable sensor capacitance is adjusted.
  • the capacitance Cmess of the capacitor C can preferably correspond to the maximum variable sensor capacitance.
  • the capacitor C can be designed for negative feedback in the transmission element 170.1 (in particular operational amplifier 170.1) of the sensor control arrangement 170, and thus preferably form a feedback capacitor C. Via the capacitor C, the output of the transmission element 170.1 and in particular the output 170.B, to which the sensor signal is present, can be fed back to an input of the transmission element 170.1.
  • this input can be connected directly to the connection 170.A, to which the sensor element 20 is connected (possibly via a switching element 180), and thus the output signal or an electrical voltage of the sensor element 20 is present.
  • the output signal can be generated via a direct negative feedback corresponding to the control signal (follow this).
  • the control signal or the output signal can in this way depending on the charge transfers (initiated by the output signal) at the sensor element 20 are amplified (with an amplification factor dependent on the sensor capacitance), and then outputted as the sensor signal amplified at the terminal 170.B.
  • the charge transfer from the sensor element 20 (or the further sensor element 20 ′) to the sensor control arrangement 170 is provided in accordance with the above statements, in order to carry out this charge transfer on the basis of the sensor signal by an evaluation arrangement 200 evaluate.
  • a charge transfer from the sensor element 20 to the sensor control arrangement 170 is carried out repeatedly in order to charge a storage arrangement 250, preferably an integrator 250, of the evaluation arrangement 200 depending on the amount of the charge transferred in the process.
  • the memory arrangement 250 is charged as a function of, and preferably in proportion to, the sensor signal.
  • the electrical charge stored by the storage arrangement 250 can be specific for the change in the capacitance CS.
  • the memory arrangement 250 can e.g. B. provide a storage capacity CL by means of a storage capacitor.
  • the control device 300 can be connected via a connection 250.A to the storage arrangement 250 of the evaluation arrangement 200 in order to evaluate the electrical charge stored by the storage arrangement 250 in order to determine the parameter specific for the detection.
  • An evaluation signal that is specific to the parameter and / or the stored electrical charge is thus detected and evaluated.
  • the evaluation signal can, for. B. be a voltage across a capacitor of the memory array 250.
  • the shield control arrangement 150 and the sensor control arrangement 170 are electrically connected to the same signal generator arrangement 130 and the same filter arrangement 140 via the control path KP.
  • an electrical signal (the control signal) generated by the signal generator arrangement 130 and / or filtered by the filter arrangement 140 is used on the control path KP both for controlling the sensor element 20 and the shield element 160, preferably with an essentially identical signal shape of the signal, preferably an at least approximate sinusoidal shape, so that an electrical potential difference between the sensor element 20 and the shield element 160 is always minimized during the operation of the arrangement 10 during activation and / or detection.
  • the shield element 160 can be designed as an active shield element 160 (so-called “active shield”) for actively shielding the sensor element 20, so that an electrical potential on the shield element 160 actively tracks the electrical potential on the sensor element 20 by means of the shield control arrangement 150.
  • active shield an active shield element 160
  • This load usually leads to a relatively large proportion of the evaluation signal, which is evaluated by the control device 300.
  • the variable portion of the evaluation signal due to the changeable sensor capacity CS is thus reduced and can therefore only be evaluated with difficulty.
  • a compensation arrangement 230 is optionally used to improve the evaluation. This branches z. B. depending on the amplitude of the evaluation signal, a part of the electrical current from the memory arrangement 250.
  • the use of a shield element 160 which has the same potential for shielding as the sensor element 20, can further reduce the described difficulties in the evaluation.
  • the sensor element 20 can be repeatedly charged and discharged via the first connection 170.A of the sensor control arrangement 170 by means of the charge transfers. These repeated charges and discharges can be controlled by the control signal (due to a periodically changing voltage amplitude of the control signal). Depending on the charge transfers, an electrical sensor signal can be output via the second connection 170.B of the sensor control arrangement 170. It is possible for the sensor signal to be electrically filtered. Correspondingly, filtering for the evaluation branch during the transmission of the sensor signal to the memory arrangement 250 can be involved, which therefore has no influence on the electrical signal of the electrical control (on the control path KP) and thus on the charging of the sensor element 20.
  • an evaluation filter arrangement 210 can be used to carry out filtering (such as, for example, bandpass filtering) of the electrical sensor signal. This enables the evaluation filter arrangement 210 to filter out disturbing immissions from the surroundings of the sensor element 20.
  • the evaluation filter arrangement 210 can thus have a Provide EMC filtering of immissions.
  • the evaluation filter arrangement 210 z. B. a complex resistor and additional filter elements. It is conceivable that the described form (eg sinusoidal form) of the electrical signal of the electrical control on the control path KP (ie the control signal) relates to the electrical voltage of the signal.
  • the voltage of the sensor signal at connection 170.B can have the same shape, but possibly an amplified amplitude (proportional to the sensor capacitance CS). However, the evaluation may depend on the charge transfer and thus the electrical current when the sensor signal is transferred to the memory arrangement 250.
  • the evaluation filter arrangement 210 can therefore have a transconductance converter in order to carry out a transconductance conversion of the sensor signal at the connection 170.B. Such a transconductance conversion is understood to mean that a voltage is converted into a current proportional to it.
  • the evaluation filter arrangement 210 can be designed and / or connected in the evaluation arrangement 200 in such a way that an electrical current is generated from the voltage of the electrical signal (sensor signal) at the second connection 170.B in the form described (e.g. sinusoidal form) with this shape at the output 210.A of the evaluation filter arrangement 210 is formed.
  • the transconductance converter is e.g. B. designed as a transconductance amplifier (using an operational amplifier), but preferably provides the transconductance conversion without an operational amplifier due to the interconnection with the memory arrangement 250. This is e.g. B. possible by the circuit configuration of the evaluation filter arrangement 210 in series with the memory arrangement 250.
  • downstream components 220, 250 can be low-resistance, and / or the storage arrangement 250, for. B. at input 250.
  • B have the inverting input (-) of an amplifying element, and in particular operational amplifier.
  • the reinforcing element of the memory arrangement 250 can be designed such that countermeasures are initiated immediately if a voltage occurs at the input 250.
  • an operational amplifier can regulate the differential voltage of its inputs to zero by means of feedback.
  • the block 220 shown in FIG. 3 can relate to one or more rectifiers, and thus a rectifier arrangement 220.
  • the rectifier arrangement 220 can possibly do without diodes or the like, so that essentially no (or almost no) voltage drop occurs at the rectifier arrangement 220. This can be implemented, for example, by performing the rectification by means of at least one electronic switch which is switched in a clocked manner.
  • the rectifier arrangement 220 and in particular the at least one switch can provide a virtual zero point for the input 250.B or output 210.A (when the switch is closed).
  • the at least one switch is opened, the output 210.A of the evaluation filter arrangement 210 can be connected to a ground potential 21.
  • the switch connects the output 210.A to the ground potential 21 as a changeover switch. In this way, a ground potential can always be present at the output 210.A at least approximately, regardless of the switch position of the at least one switch in the rectifier arrangement 220 Evaluation filter arrangement 210 significantly reduced.
  • the rectification described can be a “coherent” rectification by the at least one rectifier.
  • the at least one rectifier in each case forwards the electrical signal (sensor signal) from the evaluation filter arrangement 210 to the memory arrangement 250, preferably in a phase-synchronized manner with the electrical control. This has the effect that the sensor signal is coherently rectified to the control signal.
  • each of the rectifiers can have at least one electronic switch.
  • the clock can in each case be predetermined in such a way that only positive (or alternatively negative) half-waves of a respectively predetermined fundamental or harmonic of the electrical signal (e.g.
  • the respective clock can therefore be synchronized with the signal generator arrangement 130 in order to be matched to the shape of the electrical signal (control signal) of the electrical control.
  • the evaluation filter arrangement 210 in this synchronization the phase shift between voltage (corresponding to the electrical signal of the electrical control on the control path KP) and current (corresponding to the signal at the output 210.A of the evaluation filter arrangement 210).
  • rectification can also be carried out “incoherently” using diodes.
  • the rectification takes place in the form of a one-way rectification, or alternatively that both the positive and the negative half-wave of the sensor signal are used for charge transfer to the memory arrangement 250.
  • a frequency of the sensor signal (as a periodic signal) is dependent on an operating frequency, i. H. the frequency of the control signal at connection 170. C (or at the output of filter arrangement 140).
  • a single operating frequency can be used for the entire arrangement 10 both for the activation and for the evaluation of the sensor element 20, in order to carry out the activation and evaluation of the sensor element 20 with a predetermined operating frequency range.
  • filtering is used in the electrical control (by the filter arrangement 140) and in the evaluation (by the evaluation filter arrangement 210), the filtering being adapted to the working frequency (for example a low and / or bandpass to pass the working frequency range trains). This enables an optimal evaluation with regard to EMC conditions (for emissions) and disturbing influences (for immissions).
  • FIG. 5 shows a possible embodiment of the arrangement 10 according to the invention when it is used with an elongated sensor element 20.
  • a design is used, for example, when the sensor element 20 is to be used in a bumper 1.1 on a front or rear side of the vehicle 1. This makes it possible to detect a movement of the activation means 3 below the bumper 1.1 as an activation action, as is also illustrated in FIG. 6.
  • a separate sensor element 20 is connected to the printed circuit board in the case of a larger detection area. For this purpose, e.g. B.
  • a sensor element connection 180.A of the circuit board can be used, which provides an electrical connection to the switching element 180. This can in turn be the electrical connection via the sensor control arrangement 170 and the control path KP and the filter arrangement 140 to the signal generator arrangement 130 (for charging) or via the Provide evaluation filter arrangement 210 and rectifier arrangement 220 for storage arrangement 250 (for evaluation).
  • the components 170, 140, 130, 210, 220, 250 mentioned can also be arranged on the circuit board.
  • the printed circuit board with the components can be understood as a common component, which is referred to below as the sensor switching arrangement 400. It is optionally possible for this sensor switching arrangement 400 to be designed as an individually manageable part that can be mounted on the vehicle.
  • the sensor switching arrangement 400 can be electrically connected to the sensor element 20 and possibly to at least one further sensor element 20 ′ via at least one sensor feed line 410.
  • the at least one further sensor element 20 ′′ can optionally be connected to the sensor switching arrangement 400 via at least one additional sensor feed line 410.
  • the sensor switching arrangement 400 is electrically connected to at least one shield element 160 or further shield element via a shield line 420, in particular shield feed line 420, or that the shield line 420 forms the shield element 160 (i.e. possibly also a further shield element).
  • a coaxial cable 450 is shown schematically in FIG. 5, whose outer conductor 450.2 is used as a sensor element 20.
  • the shield 450.2 of the coaxial cable 450 forms the sensor element 20.
  • the sensor lead 410 can be electrically connected to the outer conductor 450.2 via the connection 180.A of the sensor switching arrangement 400.
  • the connection 180.A transmits the electrical signal of the electrical control, which is predefined by the signal generator arrangement 130 and / or the filter arrangement 140 (that is, generated and possibly filtered) and can also be output by a sensor control arrangement 170 at the connection 180.A.
  • a shield lead 420 can be connected to a shield element 160 via a shield element connection 150.A of the sensor switching arrangement 400 (see FIG. 6), or the shield line 420 connected to the shield element connection 150.A itself the shield element 160 (or possibly also a further shield element ) form. In the latter case and shown in FIG. 5 in particular, it can be useful if the shield element 160 is operated as a passive shield element 160.
  • the inner conductor 450.1 (ie the core) of the coaxial cable 450 can possibly remain disconnected.
  • the shield element 160 is connected to a predetermined constant electrical potential via the shield element connection 150.A during operation (always or during the charging and / or discharging of the sensor element 20).
  • the electrical potential of the shield element 160 can correspond to a ground potential 21 or be a different potential. In contrast to this, when operating as an active shield element 160, the electrical potential of the shield element 160 can be tracked and varied depending on the electrical potential of the sensor element 20.
  • the leads 410, 420 can be twisted to mount the arrangement 10 according to the invention on the vehicle 1.
  • the shield element 160 in the form of a shield line 420 as an elongated shield electrode 160 can run parallel to the sensor feed line 410.
  • the twist can e.g. B. by twisting against each other and helically wrapping the sensor lead 410 with the shield line 420.
  • the twisted supply lines 410, 420 are highlighted with a dashed and continuous line. In this way, the sensitivity to external electromagnetic interference on the leads 410, 420 can be reduced.
  • the sensor feed line 410 can be electrically connected to the outer conductor 450.2 for assembly, so that the outer conductor 450.2 forms the sensor element 20.
  • the shield line 420 and the core 450.1 of the coaxial cable 450 may remain disconnected.
  • the shield line 420 is electrically connected to the core 450.1. With this configuration, it is advantageous if the shield element 160 is used as a passive shield element 160.
  • operation of the shield element 160 or the shield line 420 as an active shield element 160 also makes sense.
  • a different connection on the coaxial cable 450 may be selected.
  • the sensor supply line 410 can be electrically connected to the core 450.1 (ie the inner conductor 450.1) of the coaxial cable 450, so that the core 450.1 serves as a sensor supply line.
  • the shield line 420 in this case possibly as a shield lead 420, can be electrically connected to the outer conductor 450.2 (ie to the shield) of the coaxial cable 450, so that the outer conductor 450.2 forms the active shield element 160.
  • the coaxial cable 450 with the core 450.1 can be used as a lead to Serve sensor element 20, which, however, is then carried out separately from the coaxial cable 450.
  • the outer conductor 450.2 acts as an active shield element 160 to improve the shielding of the sensor feed line 410.
  • the feed line 410, 420 to the coaxial cable 450 can be twisted as described above, or it can be a parallel lead.
  • a separate sensor element 20, which, for. B. via the previously described twisted leads 410, 420 and / or via the coaxial cable 450 with the outer conductor 450.2 as an active shield element 160 and / or via a variant which is connected to the sensor switching arrangement 400 is shown by way of example in FIG. 6.
  • the sensor element 20 may e.g. B. as an electrically conductive surface (so-called flat electrode 20) and / or as an electrically conductive line or the like.
  • the sensor element 20 is shown in an assembled arrangement (for example in the rear area) in the vicinity of further parts of the vehicle 1.
  • Part of the vehicle 1, which can be regarded as ground potential 21, is indicated schematically.
  • the vehicle 1 can cause a load on the sensor element 20, which can be counteracted by a shield.
  • the electrical field is illustrated by arrows, which can occur between a shield element 160 and the sensor element 20 (and can be reduced or eliminated as far as possible by operating the shield element 160 as an active shield element 160) and which is used to detect the activation action or the activating agent 3 is used.
  • the shape of the (active) shield element 160 shown is particularly advantageous.
  • the shape is, for example, a U-shape, the two opposite side parts 160.2 of the shield element 160 shielding a side region and a center part 160.1 of the shield element 160 shielding the center region or the vehicle side .
  • the detection area can be defined very precisely by the open area 160.3 of the shield element 160 between the side parts 160.2.
  • the shield element 160 can e.g. B. can be operated as an active shield element 160 in that it is electrically connected to the shield (to) line 420 or to an outer conductor 450.2 of the coaxial cable 450 (if this is used as a feed line).
  • the sensor element 20 can also be electrically connected to the sensor lead 410 and / or to the core 450.1 of the coaxial cable 450 (if this is used as a lead).
  • the shape can also be designed differently than a U-shape, in particular if the shield element 160 is wider than the sensor element 20.
  • FIG. 4 shows an evaluation filter arrangement 210, a rectifier arrangement 220 and a memory arrangement 250 with further details.
  • the evaluation filter arrangement 210 can have a plurality of filter elements 210.1 for filtering the sensor signal, which is preferably provided as a voltage signal by the sensor control arrangement 170. These filter elements can each z. B. be designed as a resistor, coil and / or capacitor, and thus be designed as an RC and / or RLC and / or RL element.
  • a low-pass and high-pass behavior of the evaluation filter arrangement 210 can be set by the connection and design of the filter elements 210.1, and thus a bandpass filter can be provided.
  • This bandpass filter is advantageously adapted to a frequency of the electrical control, in particular a working frequency of the control signal, with regard to its passband and / or the center frequency.
  • the filtered sensor signal can then be forwarded to the memory arrangement 250 as a current signal.
  • the current signal can have a current which corresponds to the voltage signal in terms of amplitude and / or signal shape. In this way, charge transfer to and thus charging of the storage arrangement 250 can take place.
  • a rectifier arrangement 220 can be connected between the evaluation filter arrangement 210 and the storage arrangement 250.
  • the rectifier arrangement 220 can have at least one controllable rectifier 220.1, preferably in the form of a synchronous rectifier or the like, which synchronizes, in particular coherently, the rectification of the sensor signal to the control signal. It is therefore necessary that the signal shape of the sensor signal (in particular the filtered sensor signal and thus the current signal) is known.
  • the sensor signal is generated by the sensor control arrangement 170 on the basis of the actuation signal, and thus the signal form of the actuation signal corresponds (the gain compared to the control signal can, however, depend on the sensor capacitance CS).
  • the rectifier arrangement 220 in particular the at least one rectifier 220.1, can therefore be controlled by the control device 300.
  • the control device 300 can in turn control the signal generator arrangement 130 for generating the control signal, so that the control device 300 knows the signal shape. In this way the rectification of the sensor signal is made possible “coherently”.
  • the rectifier arrangement 220 can have a plurality of rectifiers 220.1, preferably one-way rectifiers or full-wave rectifiers, which are connected to the control arrangement 100 and / or control device 300.
  • a first rectifier 220.1a, a second rectifier 220.1b and a third rectifier 220.1c are shown as examples.
  • a 220.1a of the rectifier 220.1 only has one half-oscillation of a basic oscillation, in particular first harmonics forwards the electrical sensor signal to the memory arrangement 250, and the at least one further rectifier 220.1b, 220.1c suppresses the transmission, in particular this half-oscillation, of further harmonics of the electrical sensor signal to the memory arrangement 250.
  • the at least one further rectifier 220.1b, 220.1c may also permit the forwarding of the other half-oscillation of the further harmonics of the electrical sensor signal to the memory arrangement 250. This principle is further illustrated in FIG. 7.
  • the rectifier 504 is represented by the rectifier arrangement 220, in which the first rectifier 220.1a switches only in the case of the negative half-wave in accordance with the fundamental oscillation (see switching sequence 505) and the second rectifier 220.1b only in the case of the positive half-wave in accordance with a further harmonic (e.g. B. 3rd harmonic) switches (see switching sequence 506).
  • a further harmonic e.g. B. 3rd harmonic
  • the rectifier arrangement 220 has at least one electronic switch 220.2.
  • the individual Rectifiers 220.1 are each designed as a switch 220.2 or have this.
  • the at least one switch 220.2 (three switches 220.2 are shown in FIG. 4 by way of example) can each be connected to the control device 300 via a control path 220.3 in order to store the memory arrangement 250 with the transmission arrangement 170, 210 for certain half-oscillations, in particular negative half-oscillations, of the electrical control signal to connect electrically for transmission of the electrical sensor signal.
  • a control signal of the control path 220.3 for switching over the respective switch 220.2 can be synchronized with the electrical control signal.
  • the control signal can z. B. are output by the control device 300.
  • FIG. 7 schematically visualizes a method for the vehicle 1 for the detection of an activation action for the activation of a function on the vehicle 1.
  • a first method step 501 an electrical sensor signal is provided which is specific for a parameter of sensor element 20, the parameter in turn being specific for the detected change in the environment.
  • the parameter of the sensor element 20 is repeatedly determined on the basis of a transmission of the sensor signal to a memory arrangement 250.
  • a third method step 503 bandpass filtering and / or transconductance conversion of the sensor signal for the transmission to the memory arrangement takes place 250.
  • a first connection or output of 210 is a first connection or output of 210.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) für ein Fahrzeug (1) zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug (1), insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Front-, Seiten- und/oder Heckbereich (1.7, 1.4, 1.2) des Fahrzeuges (1) für die Aktivierung einer Öffnung und/oder Entriegelung einer Klappe (1.3, 1.6) am Fahrzeug (1), aufweisend: - wenigstens ein Sensorelement (20) zur Erfassung einer Veränderung, insbesondere einer Annäherung durch ein Aktivierungsmittel (3), in einer Umgebung des Sensorelements (20), - eine Kontrollanordnung (100), welche mit dem Sensorelement (20) elektrisch verschaltet ist, um ein elektrisches Sensorsignal bereitzustellen, welches für einen Parameter des Sensorelements (20) spezifisch ist, wobei der Parameter wiederum für die erfasste Veränderung in der Umgebung spezifisch, - eine Auswerteanordnung (200) zur wiederholten Ermittlung des Parameters des Sensorelements (20) mittels einer Übertragung des Sensorsignals an eine Speicheranordnung (250), um die Detektion der Aktivierungshandlung durchzuführen, - eine Auswertefilteranordnung (210) der Auswerteanordnung (200) zur Bandpass- Filterung und/oder zur Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals für die Übertragung an die Speicheranordnung (250).

Description

Anordnung für ein Fahrzeug
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System sowie ein Verfahren.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass mittels eines Sensorelements, wie einer Sensorelektrode, eine veränderliche Kapazität bereitgestellt werden kann, welche für Veränderungen in der Umgebung des Sensorelements spezifisch ist. Dies ermöglicht es, Änderungen in der Umgebung kapazitiv zu erfassen. Bei Fahrzeugen kann eine derartige kapazitive Erfassung genutzt werden, um Annäherungen und/oder Gesten zu detektieren, und damit Funktionen am Fahrzeug zu aktivieren.
Die kapazitive Erfassung basiert häufig darauf, dass das Sensorelement mittels einer Ladungsübertragung ausgewertet wird. Das Verschieben von elektrischen Ladungen kann jedoch störende Emissionen (Störauswirkungen des Sensorelements auf die Umgebung) bewirken. Ferner können störende Einflüsse aus der Umgebung (Immissionen auf den Sensor) die Erfassung beeinträchtigen. Darüber hinaus sind auch weitere Störeinflüsse auf die Erfassung bekannt, z. B. störende kapazitive Einwirkungen (parasitäre Kapazitäten, kapazitive Lasten z. B. der Fahrzeugkarossiere, oder dergleichen).
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte kapazitive Erfassung bereitzustellen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs, ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Systemanspruchs sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug.
Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Aktivierungshandlung in einem Front-, Seiten- und/oder Heckbereich des Fahrzeuges durchgeführt wird, um bei der Detektion der Aktivierungshandlung die Aktivierung der Funktion in der Form einer Öffnung und/oder Entriegelung einer Klappe am Fahrzeug zu initiieren.
Eine erfindungsgemäße Anordnung kann dabei zumindest die nachfolgenden Komponenten aufweisen, welche insbesondere mit einer Leiterplatte der Anordnung verbunden sind:
wenigstens ein (insbesondere elektrisch leitendes) Sensorelement zur Erfassung einer Veränderung, insbesondere einer Annäherung durch ein Aktivierungsmittel, in einer Umgebung des Sensorelements,
eine (elektronische) Kontrollanordnung, welche mit dem Sensorelement elektrisch verschaltet ist, um ein elektrisches Sensorsignal bereitzustellen, welches für einen Parameter des Sensorelements spezifisch ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Parameter wiederum für die erfasste Veränderung in der Umgebung spezifisch,
eine (elektronische) Auswerteanordnung zur wiederholten Ermittlung des Parameters des Sensorelements mittels einer Übertragung des Sensorsignals an eine Speicheranordnung, um die Detektion der Aktivierungshandlung durchzuführen, eine Auswertefilteranordnung der Auswerteanordnung zur Bandpass-Filterung und/oder zur Transkonduktanzwandlung (d. h. insbesondere Umwandlung einer elektrischen Spannung in einen dazu gleichen elektrischen Strom) des Sensorsignals für die Übertragung an die Speicheranordnung.
Auf diese Weise kann das Sensorsignal zur Aufladung der Speicheranordnung bereitgestellt werden, sodass die Aufladung für den Parameter spezifisch ist. Diese Art der Sensorauswertung ist dabei durch die Bandpass-Filterung ggf. besonders robust gegenüber Störeinflüsse.
Die Transkonduktanzwandlung kann ggf. auch als eine Transkonduktanzverstärkung ausgeführt sein, um eine Eingangsspannung in einen dazu (ggf. über-) proportionalen Ausgangsstrom zu wandeln. Die Eingangsspannung ist bspw. das Sensorsignal als ein Spannungssignal, welches am Ausgang einer Sensorkontrollanordnung vorliegt. Der Ausgangsstrom ist bspw. das durch die Auswertefilteranordnung umgewandelte Sensorsignal, welches an die Speicheranordnung übertragen wird. Dabei kann die Auswertefilteranordnung einen Transkonduktanz-Operationsverstärker aufweisen, oder alternativ vollständig ohne Operationsverstärker auskommen. Im letzteren Falle kann die Transkonduktanzverstärkung mit dem Verstärkungsfaktor von maximal 1 (also ohne Verstärkung) realisiert werden. Es kann die Auswertefilteranordnung eine Impedanz in Reihe mit einem virtuellen Nullpunkt der Speicheranordnung aufweisen, um durch die Impedanz das Sensorsignal umgewandelt als Stromsignal über diese Reihenschaltung an die Speicheranordnung zu übertragen. Dies ermöglicht eine Ladungsakkumulation bei der Speicheranordnung in Abhängigkeit von der Amplitude des Spannungssignals.
Es kann möglich sein, dass ein Operationsverstärker vorgesehen ist, z. B. der Auswertefilteranordnung und/oder der Sensorkontrollanordnung, welcher mit weiteren Elementen (wie einem Kondensator und/oder einem Widerstand und/oder einer Spule) ein aktives Bandpassfilter ausbildet.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Hybridfahrzeug oder als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Hochvolt-Bordnetz und/oder einem Elektromotor. Außerdem kann es möglich sein, dass das Fahrzeug als ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder semi autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgebildet ist. Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug ein Sicherheitssystem auf, welches z. B. durch eine Kommunikation mit einem Identifikationsgeber (ID-Geber) eine Authentifizierung ermöglicht. In Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Authentifizierung kann wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges aktiviert werden. Falls hierzu die Authentifizierung des ID-Gebers notwendig ist, kann es sich bei der Funktion um eine sicherheitsrelevante Funktion handeln, wie ein Entriegeln des Fahrzeuges und/oder eine Freigabe eines Motorstarts. Somit kann das Sicherheitssystem auch als ein passives Zugangssystem ausgebildet sein, welches ohne aktive manuelle Betätigung des ID-Gebers die Authentifizierung und/oder die Aktivierung der Funktion bei Detektion der Annäherung des ID-Gebers an das Fahrzeug initiiert. Hierzu wird bspw. wiederholt ein Wecksignal durch das Sicherheitssystem ausgesendet, welches durch den ID-Geber bei der Annäherung empfangen werden kann, und dann die Authentifizierung auslöst. Auch kann die Funktion eine Aktivierung einer Fahrzeugbeleuchtung und/oder ein Betätigen (Öffnen und/oder Schließen) einer Klappe (z. B. Front- oder Heck- oder Seitenklappe bzw. -tür) betreffen. Bspw. wird automatisch bei der Detektion der Annäherung die Fahrzeugbeleuchtung aktiviert und/oder bei der Detektion einer Geste eines Benutzers die Klappe betätigt.
Es ist ferner denkbar, dass - für die Aktivierung der Funktion am Fahrzeug - durch eine erfindungsgemäße Anordnung eine Aktivierungshandlung detektiert wird. Es kann sich hierbei insbesondere um eine Aktivierungshandlung außerhalb des Fahrzeuges handeln (welche also nicht im Fahrzeuginnenraum stattfindet). In anderen Worten kann die Umgebung des Sensorelements, in welcher die Veränderung erfasst wird, sich außerhalb des Fahrzeuges befinden. Bei erfolgreicher Detektion der Aktivierungshandlung durch die erfindungsgemäße Anordnung kann dabei durch die Anordnung (insbesondere durch eine Kontrollvorrichtung) die Funktion ausgelöst und/oder die Authentifizierung initiiert werden. Bei der Aktivierungshandlung kann es sich z. B. um die Annäherung und/oder die Geste handeln, welche mittels des Aktivierungsmittels durchgeführt wird. Das Aktivierungsmittel bzw. die Aktivierungshandlung kann vorteilhafterweise auch dann detektiert werden, wenn es sich bei dem Aktivierungsmittel um ein nicht-elektronisches Objekt (und damit auch nicht um einen ID-Geber) handelt. Stattdessen kann das Aktivierungsmittel als eine nicht elektrische und/oder nicht-metallische und/oder biologische Substanz ausgeführt sein, wie z. B. ein Körperteil eines Benutzers. Daher ist die Nutzung einer kapazitiven Erfassung zur Detektion der Aktivierungshandlung besonders vorteilhaft, da dies keine besonderen Vorkehrungen am Aktivierungsmittel voraussetzt.
Eine erfindungsgemäße Anordnung ist vorteilhafterweise als eine elektronische Schaltung (Schaltungsanordnung) ausgebildet, und weist elektronische Komponenten auf, welche zumindest teilweise an einer Leiterplatte angeordnet und über elektrische Leiterbahnen miteinander verschaltet sein können. Wenigstens eine dieser Komponenten kann dabei auch als integrierter Schaltkreis ausgebildet sein (wie z. B. eine Kontrollvorrichtung in der Form eines Mikrocontrollers). Auch können einige der Komponenten als SMD (Surface-Mounted- Device) Bauelemente ausgebildet sein. Das Sensorelement kann elektrisch leitend z. B. als Leiterbahn oder als flächige Elektrode an der Leiterplatte ausgebildet sein, oder auch über eine Zuleitung (wie eine elektrische Leitung) mit der Leiterplatte verbunden sein. Im letzteren Fall ist das Sensorelement bspw. Teil eines Kabels (wie eines Koaxialkabels), als eine flächige Elektrode oder als langgestreckter Leiter ausgebildet. Das Sensorelement kann dabei auch als eine kapazitive Antenne aufgefasst werden, da durch das Sensorelement eine veränderliche Sensorkapazität bereitgestellt wird. Ferner kann die veränderliche Sensorkapazität optional auch durch mehrere Sensorelemente bereitgestellt werden, welche gleichzeitig oder abwechselnd betrieben werden. Die Leiterplatte und/oder das Sensorelement ist z. B. in einem Türgriff oder in einem Stoßfänger integriert. Das Sensorelement kann dabei derart angeordnet sein, dass die Anordnung des Sensorelements einen Detektionsbereich für die Aktivierungshandlung definiert.
Es ist bei einer erfindungsgemäßen Anordnung möglich, dass das Sensorelement als eine Sensorelektrode ausgebildet ist, um den für die Erfassung spezifischen Parameter als eine veränderliche Kapazität (auch Sensorkapazität bezeichnet) bereitzustellen, wobei die Veränderung der Kapazität für die Veränderung in der Umgebung des Sensorelements spezifisch sein kann. Wenigstens ein Schildelement kann wiederrum dazu dienen, eine Veränderung in einem abzuschirmenden Bereich der Umgebung vom Sensorelement abzuschirmen, sodass diese Veränderung nicht signifikant zur Veränderung der Kapazität führt.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass für die Ansteuerung des Sensorelements ein Ansteuerungssignal genutzt wird, und für die Auswertung des Sensorelements ein Sensorsignal genutzt wird. Dabei kann das Sensorsignal vom Ansteuerungssignal abhängig sein. Auch kann eine Ladungsübertragung beim Sensorelement vom Ansteuerungssignal abhängig sein, da z. B. eine elektrische Spannung am Sensorelement dem Ansteuerungssignal folgt (bzw. der elektrischen Spannung des Ansteuerungssignals entspricht).
Es kann vorgesehen sein, dass das Sensorsignal und/oder die Ladungsübertragungen beim Sensorelement im Wesentlichen
- dieselbe Frequenz (Arbeitsfrequenz) aufweist, wie das Ansteuerungssignal, und/oder
- dieselbe Signalform aufweist, wie das Ansteuerungssignal, vorzugsweise Sinusform und/oder eine periodische oszillierende Form, und/oder
- eine Frequenz in einem Arbeitsfrequenzbereich aufweist, wobei auch die Frequenz (Arbeitsfrequenz) des Ansteuerungssignals in diesem Arbeitsfrequenzbereich liegt,
- phasengleich bzw. polaritätsgleich ausgeführt ist, einen gleichen Gleichspannungs und/oder Gleichstromoffset (bzw. DC Offset) aufweist,
- ein reduziertes Frequenzspektrum aufweist, welches durch eine Filteranordnung und/oder eine Auswertefilteranordnung angepasst ist.
Ferner ist es denkbar, dass das Sensorsignal zumindest nach (oder durch) eine Filterung einer Auswertefilteranordnung als Wechselstrom (oder Wechselspannung) vorliegt. Es kann eine Filterung durch die Auswertefilteranordnung auch als Bandpassfilterung ausgeführt sein. Dagegen kann eine Filterung des Ansteuerungssignals insbesondere durch die Filteranordnung als Tiefpassfilterung ausgeführt sein, um einen Gleichspannungsanteil beim Ansteuerungssignal beizubehalten.
Ferner kann es möglich sein, dass die Auswertefilteranordnung dazu ausgeführt ist, alternativ oder zusätzlich zur Bandpassfilterung eine Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals durchzuführen. Unter einer Transkonduktanzwandlung wird dabei im Rahmen der Erfindung insbesondere verstanden, dass eine elektrische Spannung in einen dazu proportionalen und vorzugsweise gleichen elektrischen Strom umgewandelt wird. Funktional kann dies der Funktion eines Transkonduktanzverstärkers entsprechen, ggf. mit einem Verstärkungsfaktor (Proportionalitätsfaktor) von maximal 1. Jedoch kann im Gegensatz zum Transkonduktanzverstärker die Auswertefilteranordnung keinen Operationsverstärker aufweisen, sondern die Transkonduktanzwandlung mittels des komplexen Widerstands und insbesondere durch die Verschaltung in Serie mit dem virtuellen Nullpunkt erzielen.
Die Frequenz des Sensorsignals (als periodisches Signal) kann dabei abhängig sein von einer Arbeitsfrequenz, d. h. insbesondere der Frequenz des Ansteuerungssignals am Ausgang einer Filteranordnung der Kontrollanordnung. Es kann vorteilhafterweise für die gesamte erfindungsgemäße Anordnung eine einzige Arbeitsfrequenz sowohl für die Ansteuerung als auch für die Auswertung, insbesondere kapazitive Sensorauswertung, des Sensorelements genutzt werden, um die Ansteuerung und Auswertung des Sensorelements mit einem vorgegebenen Arbeitsfrequenzbereich durchzuführen. Hierzu wird insbesondere eine Filterung bei der elektrischen Ansteuerung (durch die Filteranordnung) und bei der Auswertung (durch eine Auswertefilteranordnung) genutzt, wobei die Filterung an die Arbeitsfrequenz angepasst ist (z. B. einen Tief- und/oder Bandpass zum Durchlässen des Arbeitsfrequenzbereiches ausbildet). Dies ermöglicht eine optimale Auswertung hinsichtlich EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) Bedingungen (bei Emissionen) und störenden Einwirkungen (bei Immissionen). Auch kann durch die Erzeugung des Ansteuerungssignals und/oder die Anpassung der Signalform und/oder Frequenz des Ansteuerungssignals eine Emission des Sensorelements und eine Störanfälligkeit für Immissionen sehr genau eingestellt werden. Um jedoch diese eingestellten Eigenschaften auch bei der Sensorauswertung nutzen zu können, kann das Sensorsignal ebenfalls entsprechend dem Ansteuerungssignal angepasst sein. Das Sensorsignal kann hierzu spezifisch sein für die Ladungsübertragungen und weist dennoch die eingestellten Eigenschaften auf. Hierzu wird z. B. eine (die) Sensorkontrollanordnung genutzt, welche das Ansteuerungssignal in Abhängigkeit von den Ladungsübertragungen (und damit der Sensorkapazität des Sensorelements) verstärkt als das Sensorsignal ausgibt. Dies ist z. B. durch den Einsatz eines Operationsverstärkers bei der Sensorkontrollanordnung möglich, welcher eine Gegenkopplung mittels eines Kondensators aufweist.
Bevorzugt kann die Speicheranordnung als ein elektronischer Integrator ausgeführt sein, insbesondere um empfangene Ladungen zu akkumulieren. Bevorzugt können mehrere Ladungsübertragungen nach mehreren Auf- und Entladungen des Sensorelements genutzt werden, um die Speicheranordnung aufzuladen.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die Kontrollanordnung für eine elektrischen Ansteuerung des Sensorelements ein Ansteuerungssignal bereitstellt, um mittels des Ansteuerungssignals Ladungsübertragungen bei dem Sensorelement zu initiieren, wobei die Auswertefilteranordnung die Bandpass- Filterung mit einer Mittenfrequenz und Bandbreite bereitstellt, welche an eine Frequenz und insbesondere Signalform des Ansteuerungssignals angepasst sind, um Störeinwirkungen, vorzugsweise störende Immissionen auf die Anordnung aus der Umgebung, bei der wiederholten Ermittlung und/oder bei der Übertragung an die Speicheranordnung zu unterdrücken. In anderen Worten kann die Sensorauswertung durch die Verwendung der Auswertefilteranordnung an die elektrische Ansteuerung des Sensorelements angepasst sein. Damit kann Reduzierung von Störfrequenzen sowohl bei der Ansteuerung (hinsichtlich der Emissionen) als auch bei der Sensorauswertung (hinsichtlich der Immissionen) erfolgen.
Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Sensorkontrollanordnung der Kontrollanordnung mit dem Sensorelement elektrisch verschaltet ist, um Ladungsübertragungen zwischen dem Sensorelement und der Sensorkontrollanordnung zu initiieren, und um anhand der Ladungsübertragungen das Sensorsignal bereitzustellen, wobei die Auswertefilteranordnung mit der Speicheranordnung und mit der Sensorkontrollanordnung elektrisch verschaltet ist, um das Sensorsignal zu filtern und gefiltert an die Speicheranordnung zu übertragen. Damit kann die Auswertung deutlich verbessert und weniger störanfällig bereitgestellt werden.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Speicheranordnung über einen Eingang mit der Auswertefilteranordnung seriell verschaltet ist. Außerdem kann ein Eingangswiderstand (insbesondere eines Stromeingangs) der Speicheranordnung so gering sein, dass sich am Eingang ein virtueller Nullpunkt ausbildet, sodass vorzugsweise das Sensorsignal durch die Auswertefilteranordnung gefiltert am Eingang als elektrisches Stromsignal vorliegt, insbesondere mit der Signalform und/oder Frequenz, welches ein elektrisches Spannungssignal des Sensorelements und/oder ein Ansteuerungssignal aufweist. Dies hat den Vorteil, dass bei der Sensorauswertung die gleiche Arbeitsfrequenz genutzt werden kann, wie sie auch bei der elektrischen Ansteuerung verwendet wird. Außerdem kann das Sensorsignal hinsichtlich der Amplitude dem ungefilterten Sensorsignal (dem Spannungssignal) entsprechen und/oder die Amplitude proportional zu einer Sensorkapazität des Sensorelements sein. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Auswertung.
Optional kann es vorgesehen sein, dass die Auswertefilteranordnung als ein passives oder aktives Filter ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen einfachen und kostengünstigen Aufbau.
Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Auswertefilteranordnung eine Bandbreite im Bereich von 100 kHz bis 1 MHz, vorzugsweise von 250 kHz bis 450 kHz und/oder eine Mittenfrequenz von im Wesentlichen 333 kHz aufweist. Ein solcher Frequenzbereich hat sich als besonders vorteilhaft für die Sensorauswertung erwiesen. Alternativ sind auch andere Mittenfrequenzen denkbar, die Bandbreite sollte jedoch relativ klein sein.
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kontrollanordnung eine Filteranordnung, insbesondere ein aktives Filter und/oder ein Tiefpassfilter und/oder ein Bandpassfilter, aufweist, um ein elektrisches Ansteuerungssignal zur elektrischen Ansteuerung des Sensorelements (insbesondere über einen Kontrollpfad) gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert, und/oder geformt bereitzustellen, sodass vorzugsweise eine Emission des Sensorelements durch die Filteranordnung angepasst ist. Dabei kann durch das Filter eine Frequenz durchgelassen werden, welche einer Arbeitsfrequenz und insbesondere der (mittleren) Frequenz des Ansteuerungssignals entspricht. Die Filterung der Auswertefilteranordnung kann ebenfalls an diese Arbeitsfrequenz angepasst sein, und somit die Arbeitsfrequenz durchlassen.
Bspw. kann es vorgesehen sein, dass die Kontrollanordnung eine Filteranordnung, insbesondere ein aktives Filter, aufweist, weicher eine Signalgeneratoranordnung über einen Kontrollpfad mit dem Sensorelement verbindet, um ein durch die Signalgeneratoranordnung erzeugtes elektrisches Ansteuerungssignal am Kontrollpfad gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert, und/oder geformt für das Sensorelement bereitzustellen, und dadurch als ein gefiltertes elektrisches Signal, vorzugsweise Sinussignal, bereitzustellen. Am Kontrollpfad kann ferner eine Sensorkontrollanordnung vorgesehen sein, welche das Ansteuerungssignal nutzt, um Auf- und Entladungen des Sensorelements zu initiieren. Die Auf- und Entladungen erfolgen somit in Abhängigkeit von dem Ansteuerungssignal, sodass insbesondere die Ladungsübertragungen der Auf- und Entladung periodisch mit der Arbeitsfrequenz durchgeführt werden. Damit ermöglicht das Ansteuerungssignal nicht nur die Steuerung der Ladungsübertragungen, sondern auch einer Emission des Sensorelements.
Gemäß einem weiteren Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Auswertefilteranordnung zusätzlich zu einer Filteranordnung der Kontrollanordnung vorgesehen ist, um zusätzlich Immissionen auf das Sensorelement für die Ermittlung des Parameters zu filtern, wobei vorzugsweise die Filteranordnung zur Filterung eines Ansteuerungssignals für das Sensorelement und die Auswertefilteranordnung zur Filterung des Sensorsignals für die Speicheranordnung ausgebildet ist. Damit kann das gesamte Störverhalten des Sensors verbessert werden.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn das Sensorelement als eine Sensorelektrode ausgebildet ist, um den für die Erfassung spezifischen Parameter als eine veränderliche Kapazität bereitzustellen, wobei die Veränderung der Kapazität für die Veränderung in der Umgebung spezifisch ist, wobei die Anordnung dazu ausgeführt ist, für die wiederholte Ermittlung:
- wiederholt Ladungsübertragungen mittels eines Ansteuerungssignals zwischen dem Sensorelement und einer Sensorkontrollanordnung zu initiieren, sowie davon abhängig
- wiederholt Ladungsübertragungen mittels des Sensorsignals zwischen der Sensorkontrollanordnung und der Speicheranordnung, insbesondere einen Integrator, der Auswerteanordnung zu initiieren,
sodass die durch die Speicheranordnung gespeicherte elektrische Ladung für die Veränderung der Kapazität spezifisch ist. Damit wird eine besonders zuverlässige Sensorauswertung ermöglicht. Insbesondere die Bereitstellung unterschiedlicher Ladungsübertragungen durch die Sensorkontrollanordnung kann eine Art „Entkopplung“ bewirken, insbesondere eine verminderte Belastung des Sensorelements und/oder Verfälschung des Ansteuerungssignals. Hierzu kann die Sensorkontrollanordnung bspw. wenigstens ein Verstärkungselement wie einen Operationsverstärker nutzen. Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Kontrollvorrichtung mit der Speicheranordnung der Auswerteanordnung verschaltet ist, um eine durch die Speicheranordnung gespeicherte elektrische Ladung zur Ermittlung des für die Erfassung spezifischen Parameters auszuwerten, vorzugsweise durch eine Analog-Digital-Umwandlung einer Spannung bei der Speicheranordnung, bevorzugt durch einen Analog-Digital-Wandler der Kontrollvorrichtung. Die Auswertung kann dabei neben der oder alternativ zur Analog- Digital-Umwandlung ggf. noch weitere Messmethoden nutzen, um einen möglichst genauen Messwert für die Spannung zu erhalten.
Optional ist es denkbar, dass die Anordnung als kapazitive Sensoranordnung zumindest teilweise in einem Stoßfänger des Fahrzeuges integriert ist, um den Heckbereich des Fahrzeuges zu überwachen, und um als die Funktion am Fahrzeug die Heckklappe (und/oder Frontklappe und/oder Schiebetür an einer Seite) des Fahrzeuges zu öffnen, insbesondere um eine Ausgabe eines Öffnungssignals und/oder eine Authentifizierungsprüfung zu initiieren. Damit ist ein komfortabler Zugang zum Fahrzeug ermöglicht.
Auch ist es optional denkbar, dass die Anordnung dazu ausgeführt ist, wiederholt durch eine elektrische Ansteuerung des Sensorelements das Sensorelement aufzuladen und zu entladen, und in Abhängigkeit von dieser Auf- und/oder Entladung Ladungsübertragungen durch das Sensorsignal an die Speicheranordnung durchzuführen, wobei eine Kontrollvorrichtung, insbesondere wenigstens ein Mikrocontroller, mit einer Signalgeneratoranordnung elektrisch verbunden ist, um die elektrische Ansteuerung bei der Signalgeneratoranordnung zu initiieren, und/oder mit der Speicheranordnung elektrisch verbunden ist, um nach einer Ladungsübertragung die Menge der in der Speicheranordnung gespeicherten und/oder nach mehreren Ladungsübertragungen akkumulierten Ladung auszuwerten, und anhand der Auswertung die Detektion durchzuführen, vorzugsweise um ein Aktivierungssignal zur Aktivierung der Funktion am Fahrzeug auszugeben, wenn die Ladungsmenge einen Grenzwert überschreitet. Dies hat den Vorteil, dass die Kontrollvorrichtung zur Synchronisation der Ansteuerung und Sensorauswertung dienen kann, um die Auswertung besonders zuverlässig zu ermöglichen.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass eine Sensorkontrollanordnung mit dem Sensorelement elektrisch verschaltet ist, um anhand eines Ansteuerungssignals und/oder anhand von Ladungsübertragungen beim Sensorelement ein elektrisches Spannungssignal mit einer bestimmten Frequenz und/oder Signalform, vorzugsweise sinusartigen Form, an einem Ausgang zu erzeugen, wobei die Auswertefilteranordnung dazu ausgeführt ist, für Ladungsübertragungen an die Speicheranordnung das Spannungssignal in ein elektrisches Stromsignal mit der im Wesentlichen gleichen Signalform und/oder Frequenz umzuwandeln, sodass sich das Sensorsignal als das elektrische Stromsignal (insbesondere durch die Transkonduktanzwandlung) ergibt, wobei vorzugsweise die Signalform und/oder Frequenz des Spannungssignals der Signalform und/oder Frequenz des Ansteuerungssignals entspricht. Dies hat den Vorteil, dass ein Frequenzspektrum und damit die Störanfälligkeit für Frequenzen außerhalb der Arbeitsfrequenz bei der Sensorauswertung reduziert werden kann. Zudem kann das Stromsignal abhängig sein von dem Parameter des Sensorelements, und somit eine zuverlässige Auswertung ermöglichen.
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Gleichrichteranordnung zwischen der Auswertefilteranordnung und der Speicheranordnung verschaltet ist, um durch wiederholte Umschaltungen nur Ladungsübertragungen durch das Sensorsignal in Richtung der Speicheranordnung an die Speicheranordnung weiterzuleiten, und vorzugsweise nur bei dieser Weiterleitung einen virtuellen Nullpunkt der Speicheranordnung mit der Auswertefilteranordnung und insbesondere mit einer Kompensationsanordnung zu verbinden, und vorzugsweise andernfalls die Auswertefilteranordnung mit einem Massepotential zu verbinden. Damit kann eine Belastung der Auswertefilteranordnung deutlich reduziert werden, und das Sensorsignal besonders zuverlässig und unverfälscht übertragen werden, um die Störanfälligkeit weiter zu reduzieren.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System aufweisend:
eine erfindungsgemäße Anordnung,
eine Kontrollvorrichtung zur Ausgabe eines Aktivierungssignals im Falle der Detektion der Aktivierungshandlung (durch die erfindungsgemäße Anordnung, wobei die Kontrollvorrichtung hierzu mit der erfindungsgemäßen Anordnung in signaltechnischer Verbindung steht),
ein Steuergerät, welches mit der Kontrollvorrichtung (insbesondere signaltechnisch) verbunden ist, um bei Empfang des Aktivierungssignals die Funktion am Fahrzeug auszuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben worden sind.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren für ein Fahrzeug zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug, insbesondere in einem Front-, Seiten- und/oder Heckbereich des Fahrzeuges für die Aktivierung einer Öffnung und/oder Entriegelung einer Klappe am Fahrzeug. Dabei ist ein Sensorelement zur Erfassung einer Veränderung, insbesondere einer Annäherung durch ein Aktivierungsmittel, in einer Umgebung des Sensorelements vorgesehen.
Hierbei ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen oder in beliebiger Reihenfolge, wobei die Schritte ggf. zumindest teilweise zeitlich parallel und/oder synchronisiert und/oder wiederholt durchgeführt werden können:
Bereitstellen eines elektrischen Sensorsignals, welches für einen Parameter des Sensorelements spezifisch ist, wobei der Parameter wiederum für die erfasste Veränderung in der Umgebung spezifisch ist,
Durchführen einer wiederholten Ermittlung des Parameters des Sensorelements anhand einer Übertragung des Sensorsignals an eine Speicheranordnung,
Durchführen einer Bandpass-Filterung und/oder Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals für die Übertragung an die Speicheranordnung.
Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben worden sind. Zudem kann das Verfahren geeignet sein, eine erfindungsgemäße Anordnung zu betreiben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht auf einen Heckbereich eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Anordnung und einem erfindungsgemäßen System, Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Anordnung und einem erfindungsgemäßen System,
Figur 3 ein schematisches Schaltbild von Teilen einer erfindungsgemäßen
Anordnung,
Figur 4 ein schematisches Schaltbild von Teilen einer erfindungsgemäßen
Anordnung,
Figur 5 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen
Anordnung bzw. eines erfindungsgemäßen Systems,
Figur 6 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen
Anordnung bzw. eines erfindungsgemäßen Systems, und
Figur 7 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen
Systems.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist eine Ansicht auf einen Heckbereich 1.2 eines Fahrzeuges 1 mit einem erfindungsgemäßen System gezeigt. Eine erfindungsgemäße Anordnung 10 kann in einem Stoßfänger 1.1 des Fahrzeuges 1 integriert sein, um eine Aktivierungshandlung durch ein Aktivierungsmittel 3 (wie ein Bein 3) eines Benutzers 2 im Bereich des Stoßfängers 1.1 zu detektieren. Hierzu weist die Anordnung 10 ein Sensorelement 20 auf, welches bspw. als langgestreckte und/oder kabelförmige Elektrode 20 oder als flächige Elektrode 20 (d. h. Flachelektrode) oder als kapazitive Antenne ausgebildet sein kann. Es ist ferner möglich, dass ein Kabel, wie ein Koaxialkabel, zur Ausbildung des Sensorelements 20 genutzt wird. Eine Detektion der Aktivierungshandlung kann dazu führen, dass eine Heckklappe 1.3 des Fahrzeuges 1 geöffnet wird. Zu diesem Zweck kann die Anordnung 10 eine Signalverbindung mit einem Steuergerät 8 des Fahrzeuges 1 aufweisen, um über die Signalverbindung ein Aktivierungssignal an das Steuergerät 8 auszugeben, welches die Öffnung der Heckklappe 1.3 initiiert. Vorausgesetzt werden kann für die Öffnung ggf. eine erfolgreiche Authentifizierung mit einem Identifikationsgeber 5. In gleicher Weise kann ggf. auch eine Klappe (insbesondere Tür 1.6) im Frontbereich 1.7 und/oder im Seitenbereich 1.4 des Fahrzeuges durch eine erfindungsgemäße Anordnung 10 aktiviert werden, wobei die Anordnung 10 dann z. B. im Türgriff 1.5 oder ebenfalls im Stoßfänger 1.1 oder an einem Seitenschweller integriert ist.
In Figur 2 ist schematisch ein Fahrzeug 1 in einer Seitenansicht gezeigt. Der Seitenbereich
1.4 und/oder der Frontbereich 1.7 des Fahrzeuges 1 kann alternativ oder zusätzlich zum Heckbereich 1.2 eine erfindungsgemäße Anordnung 10 aufweisen. Bspw. ist das Sensorelement 20 im Seitenbereich 1.4 in einen Türgriff 1.5 des Fahrzeuges integriert, um die Aktivierungshandlung im Bereich des Türgriffes 1.5 zu detektieren. So kann bspw. als eine Aktivierungshandlung eine Annäherung an das Sensorelement 20 durch die Anordnung 10 im Seitenbereich 1.4 detektiert werden. Diese Aktivierungshandlung kann ein Hineingreifen eines Aktivierungsmittels 3 (wie einer Hand) in eine Türgriffmulde des Türgriffs
1.5 umfassen. Die Anordnung des Sensorelements 20 im Frontbereich 1.7 kann wiederum im Stoßfänger 1.1 vorgesehen sein, um z. B. bei der Detektion der Aktivierungshandlung im Frontbereich 1.7 eine Frontklappe zu öffnen. Eine weitere mögliche Funktion, welche durch eine Aktivierungshandlung aktivierbar ist, kann die Öffnung von Schiebetüren 1.6 des Fahrzeuges 1 sein, z. B. durch Annäherung an einen Seitenschweller des Fahrzeuges.
Grundsätzlich kann die Aktivierungshandlung eine Annäherung an das Sensorelement 20 oder auch eine Geste oder dergleichen umfassen. Insbesondere zur Detektion von Gesten kann neben einem einzigen Sensorelement 20 noch wenigstens ein weiteres Sensorelement 20‘ vorgesehen sein, und benachbart zum Sensorelement 20 angeordnet sein. Dies ermöglicht es, eine Bewegung des Aktivierungsmittels durch die unterschiedliche Erfassung der Sensorelemente 20, 20‘ zu erkennen. Ebenfalls kann benachbart zum Sensorelement 20 und/oder weiteren Sensorelement 20‘ ein Schildelement 160 zur Abschirmung angeordnet sein. In Figur 1 ist beispielhaft diese Anordnung im Stoßfänger 1.1 gezeigt.
In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 für ein Fahrzeug 1 gezeigt, welche zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug 1 , insbesondere wie gemäß Figur 1 und 2 beschrieben zur Detektion der Aktivierungshandlung in einem Front-, Seiten- und/oder Heckbereich 1.7, 1.4, 1.2 des Fahrzeuges 1 für die Aktivierung einer Öffnung und/oder Entriegelung einer Klappe 1.3, 1.6, insbesondere Tür 1.6 am Fahrzeug 1 , dient.
Die erfindungsgemäße Anordnung 10 kann wenigstens ein Sensorelement 20 zur Erfassung einer Veränderung in einer Umgebung des Sensorelements 20 aufweisen. Diese Veränderung ist bspw. durch die Aktivierungshandlung bedingt, bspw. eine Annäherung durch ein Aktivierungsmittel 3. Das Sensorelement 20 kann dabei als ein elektrischer Leiter, wie eine elektrisch leitfähige Fläche (insbesondere bei einer Montage der Anordnung 10 im Türgriff 1.5) oder eine langgestreckte und ggf. flächig ausgestaltete Elektrode (insbesondere bei einer Montage im Stoßfänger 1.1) ausgebildet sein.
Die Sensitivität des Sensorelements 20 für Veränderungen in der Umgebung und damit für die Aktivierungshandlung kann bspw. wie folgt vereinfacht erklärt werden. Gegenüber der Umgebung und/oder einem Massepotential 21 kann das Sensorelement 20 eine Kapazität (im Folgenden auch als Sensorkapazität CS bezeichnet) ausbilden. Durch die Erzeugung eines elektrischen Potentials (mittels einer nachfolgend beschriebenen elektrischen Ansteuerung) an dem Sensorelement 20 kann ein elektrisches Feld in der Umgebung entstehen. Die Sensorkapazität CS wird durch die Veränderung in der Umgebung beeinflusst und ist somit veränderlich. In anderen Worten korreliert die Veränderung der Sensorkapazität CS mit der Veränderung in der Umgebung, d. h. dem Vorliegen einer Aktivierungshandlung. Eine Auswertung der veränderlichen Kapazität CS kann insbesondere durch eine Auswertung der im Sensorelement 20 gespeicherten Ladungsmenge erfolgen und Rückschlüsse auf die Veränderung in der Umgebung bieten, und somit zur Detektion der Aktivierungshandlung dienen. Somit ist insbesondere die Durchführung von Ladungsübertragungen von und zu dem Sensorelement 20 geeignet, anhand der Ladungsübertragungen (wie der übertragenen Ladungsmenge und/oder der dabei erfassbaren Stromstärke und/oder Spannung) ein Sensorsignal bereitzustellen, welches für die Bestimmung der veränderlichen Kapazität CS ausgewertet werden kann.
Um die elektrische Ansteuerung durchzuführen, kann eine Kontrollanordnung 100 (im Sinne einer Steuerungsanordnung 100) genutzt werden. Die Kontrollanordnung 100 kann zur elektrischen Ansteuerung des Sensorelements 20 über einen Kontrollpfad KP mit dem Sensorelement 20 elektrisch verschaltet sein, um die Erfassung bereitzustellen (d. h. zu ermöglichen). Durch die elektrische Ansteuerung kann z. B. eine (zwangsgeführte) Auf- und Entladung des Sensorelements 20 über Ladungsübertragungen initiiert werden, um anhand dieser Ansteuerung des Sensorelements 20 die kapazitive Erfassung zu erlauben. Die elektrische Verschaltung kann z. B. mittels einer elektrischen Verbindung über Leiterbahnen einer Leiterplatte realisiert werden. Die erfindungsgemäße Anordnung 10 kann zumindest teilweise an dieser Leiterplatte als elektrische Schaltung angeordnet sein. Das Sensorelement 20 und/oder das weitere Sensorelement 20‘ und/oder das wenigstens eine Schildelement 160 kann dabei über einen elektrischen Anschluss der Leiterplatte mit der Kontrollanordnung 100 der Anordnung 10 über Leiterbahnen elektrisch verbunden sein, oder auch selbst als Leiterbahn ausgebildet sein. Die Erfassung wird bspw. dadurch bereitgestellt, dass ein elektrisches Potential durch die Kontrollanordnung 100 am Sensorelement 20 erzeugt wird, um das Sensorelement 20 aufzuladen, und damit wie zuvor beschrieben z. B. die Auswertung der veränderlichen Kapazität CS ermöglicht. Es kann sich dabei auch um ein wechselndes Potential handeln, sodass eine elektrische Spannung am Sensorelement 20 z. B. als periodische und/oder sinusförmige Spannung erzeugt wird. Zur Auswertung des Sensorelements 20 ist eine Auswerteanordnung 200 vorgesehen, welche eine wiederholte Ermittlung wenigstens eines für die Erfassung spezifischen Parameters des Sensorelements 20 durchführt, um die Detektion der Aktivierungshandlung durchzuführen. Im konkret beschriebenen Beispiel wird die veränderliche Kapazität CS als dieser Parameter angesehen.
Darüber hinaus ist es möglich, dass wenigstens ein Schildelement 160 vorgesehen ist, welches zur Abschirmung des Sensorelements 20 benachbart (und damit im Wirkbereich) zum Sensorelement 20 angeordnet ist. Um eine Abschirmung durch das Schildelement 160 zu ermöglichen, ist eine Schildkontrollanordnung 150 mit einem Anschluss 150.A für das Schildelement 160 vorgesehen. Die Schildkontrollanordnung 150 kann über einen Schildkontrolleingang 150.B zur Bereitstellung der (zuvor beschriebenen) elektrischen Ansteuerung der Kontrollanordnung 100 für das Schildelement 160 elektrisch mit dem Kontrollpfad KP und somit auch mit dem Schildelement 160 verbunden sein. In anderen Worten kann die Schildkontrollanordnung 150 die gleiche elektrische Ansteuerung für das Schildelement 160 bereitstellen, welche auch für das Sensorelement 20 genutzt wird. Hierzu folgt eine elektrische Ausgangsspannung an dem Ausgang 150.A der Schildkontrollanordnung 150, welcher elektrisch mit dem Schildelement 160 verbunden ist, einer Eingangsspannung an dem Eingang 150.B der Schildkontrollanordnung 150, welcher wiederrum elektrisch mit dem Kontrollpfad KP verbunden und damit auch mit dem Sensorelement 20 verschaltet ist. Für das Sensorelement 20 und für das Schildelement 160 kann auf diese Weise ein gleiches Ansteuerungssignal genutzt werden, um durch das Ansteuerungssignal das Potential am Sensorelement 20 und am Schildelement 160 in gleicher Weise einzustellen.
Zur Verbindung der Schildkontrollanordnung 150 mit dem Kontrollpfad KP kann ein Verbindungspunkt am Kontrollpfad KP genutzt werden. Hierzu kommen verschiedene Positionen am Kontrollpfad KP in Frage, z. B. unmittelbar am Strompfad zum Sensorelement 20 oder zwischen einer Filteranordnung 140 und einer Sensorkontrollanordnung 170. In Figur 3 sind beispielhaft und nicht abschließend mit gestrichelter Linie zwei mögliche Verbindungspunkte des Schildkontrolleingangs 150.B mit der Schildkontrollanordnung 150 gezeigt. Bei Verwendung des Verbindungspunkts am Anschluss 170.C der Sensorkontrollanordnung 170 kann zur Einstellung des Potentials am Schildelement 160 das Ansteuerungssignal genutzt werden, welches durch die Filteranordnung 140 ausgegeben wird. Bei der Verwendung des Verbindungspunkts unmittelbar am Strompfad zum Sensorelement 20 wird zur Einstellung des Potentials am Schildelement 160 das (im Wesentlichen) gleiche Potential genutzt, welches am Sensorelement 20 anliegt.
Um die elektrische Ansteuerung besonders zuverlässig anzugleichen, und insbesondere dabei die Komponenten am Verbindungspunkt (wie das Sensorelement 20 bzw. die Kontrollanordnung 100) nicht übermäßig zu belasten, kann die Schildkontrollanordnung 150 zur elektrischen Zwangsführung des Schildelements 160 einen Operationsverstärker 150.1 aufweisen. Dieser kann genutzt werden, um den Kontrollpfad KP mit dem Schildelement 160 zu verbinden, und so die Ausgangsspannung (auch bezeichnet als Schildspannung) am Schildelement 160 gleich zur Eingangsspannung am Kontrollpfad KP zu erzeugen. Die Eingangsspannung entspricht dabei einer Ansteuerungsspannung, welche für die elektrische Spannung am Sensorelement 20 spezifisch und/oder dazu proportional ist. Bevorzugt kann die Schildkontrollanordnung 150 einen Spannungsfolger ausbilden, sodass ein elektrisches Potential an dem Schildelement 160 dem elektrischen Potential am Kontrollpfad KP und insbesondere am Sensorelement 20 folgt. Es kann entsprechend eine direkte Gegenkopplung des Operationsverstärkers 150.1 vorgesehen sein, um einen Verstärkungsfaktor von 1 zu erhalten. Der Schildkontrolleingang 150.B kann dabei (direkt) mit dem positiven (nicht invertierenden hochohmigen) Eingang des Operationsverstärkers 150.1 elektrisch verbunden sein, sodass der Eingangswiderstand des Schildkontrolleingangs 150.B sehr groß ist, um die Spannung am Schildkontrolleingangs 150.B nur gering zu belasten. Der Schildelementanschluss 150.A kann hingegen mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 150.1 und aufgrund der Gegenkopplung ggf. auch mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 150.1 (direkt) elektrisch verbunden sein, um einen im Vergleich zum Eingangswiderstand niederohmigen Ausgang bereitzustellen.
Ferner ist anhand Figur 3 erkennbar, dass die Kontrollanordnung 100 eine Signalgeneratoranordnung 130 aufweist, welche für die elektrische Ansteuerung des Sensorelements 20 mit dem Sensorelement 20 elektrisch verschaltet ist, um ein elektrisches Signal zur Aufladung des Sensorelements 20 wiederholt zu erzeugen. Dieses elektrische Signal, nachfolgend auch als Ansteuerungssignal bezeichnet, kann zur beschriebenen elektrischen Ansteuerung dienen, und damit für das Sensorelement 20, ggf. auch für das weitere Sensorelement 20‘, und insbesondere auch für das wenigstens eine Schildelement 160 zur Einstellung des elektrischen Potentials und/oder zur elektrischen Auf- und Entladung bereitgestellt werden. Diese Bereitstellung erfolgt z. B. durch die Übertragung des elektrischen Signals über zumindest einen Teil des Kontrollpfads KP an eine Sensorkontrollanordnung 170 und/oder an eine Schildkontrollanordnung 150. Die Erzeugung des Ansteuerungssignals durch die Signalgeneratoranordnung 130 bewirkt somit, dass das Ansteuerungssignal (ggf. zuvor verändert, insbesondere gefiltert) am Anschluss 170.C vorliegt. Durch die Sensorkontrollanordnung 170 und/oder Schildkontrollanordnung 150 kann wiederum anhand des Ansteuerungssignals das Sensorelement 20, das weitere Sensorelement 20‘ und/oder das Schildelement 160 angesteuert werden. Hierzu wird anhand des Ansteuerungssignals eine Ladungsübertragung (Auf- und/oder Entladung) bei dem Sensorelement 20 bzw. das weitere Sensorelement 20‘ und/oder das Schildelement 160 initiiert (und damit auch die Entstehung eines elektrischen Feldes initiiert). Die Auswertung der Menge der übertragenen Ladung kann eine Auswertung der veränderlichen Sensorkapazität CS ermöglichen. Der zeitliche Verlauf dieser Ladungsübertragung kann durch die Formung des elektrischen Signals beeinflusst werden. Hierzu weist die Signalgeneratoranordnung 130 z. B. einen Digital-Analog-Konverter 130.1 auf, weicher auch als Teil einer Kontrollvorrichtung 300 wie eines Mikrocontrollers ausgeführt sein kann. Auch kann die Signalgeneratoranordnung 130 ggf. vollständig Teil der Kontrollvorrichtung 300 sein. Auch ist es denkbar, dass die Signalgeneratoranordnung 130 nur teilweise in die Kontrollvorrichtung 300 integriert ist, und z. B. der Digital-Analog-Konverter 130.1 separat davon ausgebildet ist. Damit kann sehr zuverlässig und genau eine bestimmte Signalform des Ansteuerungssignals bestimmt werden. Diese Signalform kann durch eine anschließende Filterung ggf. weiter geformt und/oder verbessert werden, sodass das Ansteuerungssignal anschließend bspw. eine Sinusform gemäß einer Arbeitsfrequenz aufweist. Daher kann die Kontrollanordnung 100 eine Filteranordnung 140, insbesondere ein aktives Filter 140 z. B. ein Tiefpassfilter, aufweisen. Diese kann wie gezeigt der Signalgeneratoranordnung 130 nachgeschaltet sein, um das Ansteuerungssignal zur elektrischen Ansteuerung des Sensorelements 20 über den Kontrollpfad KP gefiltert an die Sensorkontrollanordnung 170 auszugeben, insbesondere durch eine Tiefpassfilterung. Auf diese Weise lässt sich das Ansteuerungssignal mit einer bestimmten Arbeitsfrequenz formen, sodass vorzugsweise eine Emission des Sensorelements 20 durch die Filteranordnung 140 angepasst ist. Damit können vorteilhafterweise EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) Vorgaben bei dem Betrieb der Anordnung 10 umgesetzt werden. In anderen Worten kann die Kontrollanordnung 100 eine Filteranordnung 140, insbesondere ein aktives Filter 140, aufweisen, welches die Signalgeneratoranordnung 130 mit dem Kontrollpfad KP verbindet, um ein durch die Signalgeneratoranordnung 130 erzeugtes elektrisches Signal am Kontrollpfad KP gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert, und/oder geformt bereitzustellen, und dadurch als ein gefiltertes elektrisches Signal, vorzugsweise Sinussignal, bereitzustellen. Die aktive Filterung wird dabei vorzugsweise durch einen Operationsverstärker 140.1 und durch Filterelemente 140.2 wie wenigstens einen Kondensator und/oder wenigstens einen Widerstand und/oder wenigstens eine Spule ermöglicht.
Das elektrische Signal (Ansteuerungssignal) am Kontrollpfad KP und insbesondere am Anschluss 170.C kann nun ggf. über weitere Komponenten wie der Sensorkontrollanordnung 170 und über ein Schaltelement 180 (ggf. über einen Anschluss 180.A) an das Sensorelement 20 ausgegeben werden. Um die hierdurch bewirkte Ladungsübertragung an das Sensorelement 20 zu unterbrechen und z. B. wenigstens ein weiteres Sensorelement 20‘ aufzuladen, kann das Schaltelement 180 getaktet geöffnet und anschließend wieder geschlossen werden. Die Sensorkontrollanordnung 170 kann einen Verstärker und/oder einen Spannungsfolger und/oder einen Spannungsvervielfacher aufweisen, um ein elektrisches Potential am Anschluss 170.C in gleicher Weise am Sensorelement 20 zu erzeugen, bevorzugt sodass das elektrische Potential am Sensorelement 20 dem elektrischen Potential am Anschluss 170.C folgt. Hierzu weist die Sensorkontrollanordnung 170 z. B. einen Operationsverstärker 170.1 und/oder wenigstens ein Filterelement 170.2, wie einen Kondensator 170.2, auf. Ein weiteres Schaltelement 180 kann z. B. im Pfad zwischen dem Anschluss 170.A und dem weiteren Sensorelement 20‘ integriert sein, und z. B. im Wechsel mit dem Schaltelement 180 geschaltet werden
Die Sensorkontrollanordnung 170 kann den Operationsverstärker 170.1 als ein
Übertragungselement 170.1 aufweisen, welches mit der Signalgeneratoranordnung 130 elektrisch verschaltet ist, um anhand des Ansteuerungssignals (am Anschluss 170.C) wiederholte Ladungsübertragungen bei dem Sensorelement 20 zu initiieren. Dies ermöglicht eine zumindest teilweise Auf- und wieder Entladung des Sensorelements 20, und damit eine Auswertung der im Sensorelement 20 gespeicherten Ladung. Hierzu kann bspw. eine Menge (Anzahl) der übertragenen Ladungen und/oder eine Stromstärke bei den
Ladungsübertragungen ausgewertet werden. Die Ladungsmenge und/oder Stromstärke ist dann spezifisch für Sensorkapazität CS, insbesondere für die Veränderung der
Sensorkapazität CS. Für diese Auswertung des Sensorelements 20 kann die
Sensorkontrollanordnung 170 ferner das wenigstens eine Filterelement 170.2 als ein Verstärkungsmittel 170.2 aufweisen, welches mit der Auswerteanordnung 200 (und auch mit dem Sensorelement 20) elektrisch verschaltet ist, und so anhand der Ladungsübertragungen das Sensorsignal bereitstellt. Das Sensorsignal ist spezifisch für die (z. B. proportional zur) Sensorkapazität CS. Konkret ist das Sensorsignal z. B. spezifisch für die Stromstärke des elektrischen Stroms und/oder einer Spannung, welche(r) am Anschluss 170.A vorliegt, und damit spezifisch für die Ladungsübertragungen bzw. die Sensorkapazität CS.
Um anhand des Sensorsignals Rückschlüsse auf die Sensorkapazität CS zu ermöglichen, kann das Verstärkungsmittel 170.2, wie in Figur 3 dargestellt ist, mit dem Sensorelement 20 elektrisch verschaltet sein, um Ladungsübertragungen (also einen elektrischen Stromfluss) zwischen dem Sensorelement 20 und dem Verstärkungsmittel 170.2 bereitzustellen. Ferner kann das Verstärkungsmittel 170.2 einen Ausgang des Übertragungselements 170.1 mit einem (insbesondere invertierenden) ersten Eingang des Übertragungselements 170.1 elektrisch verbinden, sodass das Verstärkungsmittel 170.2 eine Gegenkopplung für das Übertragungselement 170.1 ausbildet. Die Gegenkopplung ermöglicht es, dass die Ladungsübertragungen durch das Ansteuerungssignal gesteuert werden, wenn das Ansteuerungssignal am anderen (insbesondere nicht invertierenden) zweiten Eingang des Übertragungselements 170.1 anliegt. Wenn der erste Eingang direkt mit dem Anschluss 170.A elektrisch verbunden ist, wie es auch in Figur 3 gezeigt ist, wird auf diese Weise durch die Sensorkontrollanordnung 170 ein Spannungsfolger für das Sensorelement 20 bereitgestellt, sodass die Spannung am (insbesondere niederohmigen) Anschluss 170.A dem Ansteuerungssignal am (insbesondere hochohmigen) Anschluss 170.C folgt. Dies entspricht der Steuerung der Ladungsübertragungen am Anschluss 170.A durch das Ansteuerungssignal, und damit einer (insbesondere niederohmigen) Sensorspeisung. Das Sensorsignal kann hingegen mittels der Anordnung (Verstärkeranordnung) aus dem Übertragungselement 170.1 und dem Verstärkungsmittel 170.2 bereitgestellt werden, bei welcher es sich um einen elektronischen Verstärker handeln kann.
Vorzugsweise ist das Übertragungselement 170.1 als Operationsverstärker 170.1 ausgebildet. Das Verstärkungsmittel 170.2 weist hingegen wenigstens ein oder zwei Filterelement(e) 170.2 auf, bei welchen jedoch ein Kondensator C (z. B. gegenüber einem Widerstand R) dominieren kann. Damit kann die Konfiguration der Anordnung aus dem Übertragungselement 170.1 und dem Verstärkungsmittel 170.2 auch als eine Integrier- Schaltung angesehen werden. Der Kondensator C ermöglicht es, durch diese Anordnung einen elektronischen Verstärker bereitzustellen, bei welchem anhand der Ladungsübertragungen das Sensorsignal in der Form einer zur Sensorkapazität CS proportionalen elektrischen Spannung erzeugt wird. In anderen Worten weist die Sensorkontrollanordnung 170 die Anordnung aus dem Übertragungselement 170.1 und dem Verstärkungsmittel 170.2 aufweist, um das Sensorsignal mit einer Verstärkung bereitzustellen. Dies bedeutet, dass das Sensorsignal abhängig ist von, und vorzugsweise proportional ist zu, einer Spannung U1 an einem ersten Anschluss 170.A der Sensorkontrollanordnung 170 (bzw. an dem ersten Eingang des Operationsverstärkers 170.1), verstärkt durch einen Verstärkungsfaktor. Der Verstärkungsfaktor kann abhängig sein von, und vorzugsweise proportional sein zu, einem Verhältnis der Sensorkapazität CS zur Kapazität Cmess des Kondensators C. Die Spannung U1 (das Ausgangssignal) am Anschluss 170.A kann wiederrum durch die Nutzung des Spannungsfolgers bzw. einer direkten Gegenkopplung dem Ansteuerungssignal in der Form einer Spannung U0 am Anschluss 170.C im Wesentlichen entsprechen. Somit ergibt sich folgender Zusammenhang für das Sensorsignal, welches als Spannung U2 am Anschluss 170.B der Sensorkontrollanordnung 170 vorliegen kann:
U2 = U0 * (1 + CS/Cmess) Es ist erkennbar, dass das Sensorsignal U2 in Abhängigkeit von der veränderlichen Sensorkapazität CS und der Kapazität Cmess verstärkt ist, d. h. als verstärkte Spannung UO erzeugt wird. Folglich kann das Sensorsignal zur Ermittlung der Sensorkapazität CS dienen. Um die dargestellte Linearität zwischen dem Sensorsignal und der Sensorkapazität CS zu ermöglichen, wird der Widerstand R des Verstärkungsmittels 170.2 möglichst groß gegenüber (1/(2*TT*fO*CSmax)) gewählt, wobei hier fO die Arbeitsfrequenz, also insbesondere die (mittlere) Frequenz des Ansteuerungssignals, und CSmax der maximal vorgesehene Wert der Sensorkapazität CS ist. Dabei kann die Kapazität Cmess ggf. identisch zur maximalen veränderlichen Sensorkapazität gewählt werden. Die Einstellung von Cmess ermöglicht folglich auch die Einstellung eines Dynamikumfangs bei der Auswertung des Sensorelements 20. Darüber hinaus wird durch die Anordnung aus dem Übertragungselement 170.1 und dem Verstärkungsmittel 170.2 in Zusammenwirkung mit der Sensorkapazität CS ein Filterverhalten (insbesondere Bandpass-Verhalten) bereitgestellt, welches an die Arbeitsfrequenz angepasst sein kann.
Die maximale veränderliche Sensorkapazität ist bspw. die Kapazität (der Kapazitätswert), welche die Sensorkapazität CS bei der Aktivierungshandlung maximal annehmen kann.
Ebenfalls ist es denkbar, dass das Verstärkungsmittel 170.2 als wenigstens ein Filterelement 140.2 einen Kondensator C und/oder einen Widerstand R aufweist, wobei der Kondensator C (bzw. die Kapazität Cmess des Kondensators C) und/oder der Widerstand R an eine maximale veränderliche Sensorkapazität angepasst ist. Bevorzugt kann dabei die Kapazität Cmess des Kondensators C der maximalen veränderlichen Sensorkapazität entsprechen. Der Kondensator C kann zur Gegenkopplung bei dem Übertragungselement 170.1 (insbesondere Operationsverstärker 170.1) der Sensorkontrollanordnung 170 ausgebildet sein, und somit vorzugsweise einen Rückkopplungskondensator C ausbilden. Über den Kondensator C kann der Ausgang des Übertragungselements 170.1 und insbesondere der Ausgang 170.B, an welchem das Sensorsignal anliegt, auf einen Eingang des Übertragungselements 170.1 zurückgeführt werden. Zudem kann dieser Eingang mit dem Anschluss 170.A direkt verbunden sein, an welchem das Sensorelement 20 (ggf. über ein Schaltelement 180) angeschlossen ist, und somit das Ausgangssignal bzw. eine elektrische Spannung des Sensorelements 20 anliegt. Auf diese Weise kann das Ausgangssignal über eine direkte Gegenkopplung entsprechend dem Ansteuerungssignal erzeugt werden (diesem folgen). Zudem kann auf diese Weise das Ansteuerungssignal bzw. das Ausgangssignal abhängig von den (durch das Ausgangssignal initiierten) Ladungsübertragungen am Sensorelement 20 verstärkt (mit einem von der Sensorkapazität abhängigen Verstärkungsfaktor) werden, und sodann als das Sensorsignal verstärkt am Anschluss 170.B ausgegeben werden.
Für die Auswertung des für die Erfassung spezifischen Parameters und insbesondere der veränderlichen Sensorkapazität CS ist entsprechend den obigen Ausführungen die Ladungsübertragung vom Sensorelement 20 (bzw. des weiteren Sensorelements 20‘) an die Sensorkontrollanordnung 170 vorgesehen, um diese Ladungsübertragung anhand des Sensorsignals durch eine Auswerteanordnung 200 auszuwerten. Dabei wird zur wiederholten Ermittlung wiederholt eine Ladungsübertragung vom Sensorelement 20 an die Sensorkontrollanordnung 170 durchgeführt, um abhängig von der Menge der dabei übertragenen Ladung eine Speicheranordnung 250, vorzugsweise einen Integrator 250, der Auswerteanordnung 200 aufzuladen. In anderen Worten wird abhängig von, und vorzugsweise proportional zu, dem Sensorsignal die Speicheranordnung 250 aufgeladen. Auf diese Weise kann die durch die Speicheranordnung 250 gespeicherte elektrische Ladung für die Veränderung der Kapazität CS spezifisch sein. Hierzu kann die Speicheranordnung 250 z. B. mittels eines Speicherkondensators eine Speicherkapazität CL bereitstellen.
Die Kontrollvorrichtung 300 kann über einen Anschluss 250.A mit der Speicheranordnung 250 der Auswerteanordnung 200 verschaltet sein, um die durch die Speicheranordnung 250 gespeicherte elektrische Ladung zur Ermittlung des für die Erfassung spezifischen Parameters auszuwerten. Es wird somit hierbei ein Auswertesignal erfasst und ausgewertet, welches spezifisch ist für den Parameter und/oder die gespeicherte elektrische Ladung. Das Auswertesignal kann z. B. eine Spannung über einen Kondensator der Speicheranordnung 250 sein.
Ebenfalls ist in Figur 3 erkennbar, dass die Schildkontrollanordnung 150 und die Sensorkontrollanordnung 170 mit der gleichen Signalgeneratoranordnung 130 und gleichen Filteranordnung 140 über den Kontrollpfad KP elektrisch verschaltet sind. Hierdurch wird ein durch die Signalgeneratoranordnung 130 erzeugtes und/oder durch die Filteranordnung 140 gefiltertes elektrisches Signal (das Ansteuerungssignal) am Kontrollpfad KP sowohl zur Ansteuerung des Sensorelements 20 als auch des Schildelements 160 genutzt, vorzugsweise mit einer im Wesentlichen identischen Signalform des Signals, bevorzugt einer zumindest annähernden Sinusform, sodass eine elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Sensorelement 20 und dem Schildelement 160 im Betrieb der Anordnung 10 während der Ansteuerung und/oder Erfassung stets minimiert wird. Das Schildelement 160 kann dabei als aktives Schildelement 160 (sogenanntes „Active Shield“) zur aktiven Abschirmung des Sensorelements 20 ausgeführt sein, sodass mittels der Schildkontrollanordnung 150 ein elektrisches Potential am Schildelement 160 dem elektrischen Potential an dem Sensorelement 20 aktiv nachgeführt wird. Dies ermöglicht es, eine Abschirmung des Sensorelements 20 von dem Fahrzeug 1 zu verbessern und somit eine Last zu reduzieren, die zwischen dem Sensorelement 20 und dem Fahrzeug 1 vorliegt. Diese Last führt üblicherweise zu einem relativ großen Anteil bei dem Auswertesignal, welches durch die Kontrollvorrichtung 300 ausgewertet wird. Der aufgrund der veränderbaren Sensorkapazität CS variable Anteil des Auswertesignals ist somit reduziert und daher nur erschwert auswertbar. Zur Verbesserung der Auswertung wird optional eine Kompensationsanordnung 230 eingesetzt. Diese zweigt z. B. je nach Amplitude des Auswertesignals einen Teil des elektrischen Stroms von der Speicheranordnung 250 ab. Die Nutzung eines Schildelements 160, welches zur Abschirmung das gleiche Potential aufweist wie das Sensorelement 20, kann die beschriebenen Schwierigkeiten bei der Auswertung weiter reduzieren.
Es kann wiederholt eine Aufladung und Entladung des Sensorelements 20 über den ersten Anschluss 170.A der Sensorkontrollanordnung 170 mittels der Ladungsübertragungen durchgeführt werden. Diese wiederholten Auf- und Entladungen können durch das Ansteuerungssignal (aufgrund einer sich periodisch verändernden Spannungsamplitude des Ansteuerungssignals) gesteuert werden. In Abhängigkeit von den Ladungsübertragungen kann ein elektrisches Sensorsignal über den zweiten Anschluss 170.B der Sensorkontrollanordnung 170 ausgegeben werden. Es ist möglich, dass eine elektrische Filterung des Sensorsignals durchgeführt wird. Entsprechend kann es sich um eine Filterung für den Auswertezweig bei der Übertragung des Sensorsignals an die Speicheranordnung 250 handeln, welche somit keinen Einfluss auf das elektrische Signal der elektrischen Ansteuerung (am Kontrollpfad KP) und damit auf die Aufladung des Sensorelements 20 hat. Hierzu kann eine Auswertefilteranordnung 210 genutzt werden, um eine Filterung (wie z. B. eine Bandpassfilterung) des elektrischen Sensorsignals durchzuführen. Dies ermöglicht es, dass die Auswertefilteranordnung 210 störende Immissionen aus der Umgebung des Sensorelements 20 herausfiltern kann. Damit kann die Auswertefilteranordnung 210 eine EMV-Filterung von Immissionen bereitstellen. Hierzu weist die Auswertefilteranordnung 210 z. B. einen komplexen Widerstand und zusätzlich Filterelemente auf. Es ist dabei denkbar, dass die beschriebene Form (z. B. Sinusform) des elektrischen Signals der elektrischen Ansteuerung am Kontrollpfad KP (d. h. des Ansteuerungssignals) die elektrische Spannung des Signals betrifft. Die Spannung des Sensorsignals am Anschluss 170.B kann die gleiche Form aufweisen, jedoch ggf. eine (proportional zur Sensorkapazität CS) verstärkte Amplitude. Allerdings kommt es bei der Auswertung ggf. auf die Ladungsübertragung und damit den elektrischen Strom bei der Übertragung des Sensorsignals an die Speicheranordnung 250 an. Daher kann die Auswertefilteranordnung 210 einen Transkonduktanzwandler aufweisen, um eine Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals am Anschluss 170.B durchzuführen. Unter einer solchen Transkonduktanzwandlung wird verstanden, dass eine Spannung in einen dazu proportionalen Strom umgewandelt wird. In anderen Worten kann die Auswertefilteranordnung 210 dazu ausgebildet und/oder derart in der Auswerteanordnung 200 verschaltet sein, dass aus der Spannung des elektrischen Signals (Sensorsignals) am zweiten Anschluss 170.B mit der beschriebenen Form (z. B. Sinusform) ein elektrischer Strom mit dieser Form am Ausgang 210.A der Auswertefilteranordnung 210 gebildet wird. Der Transkonduktanzwandler ist z. B. als ein Transkonduktanzverstärker (unter Verwendung eines Operationsverstärkers) ausgebildet, stellt bevorzugt jedoch die Transkonduktanzwandlung ohne Operationsverstärker aufgrund der Verschaltung mit der Speicheranordnung 250 bereit. Dies wird z. B. durch die Schaltungskonfiguration der Auswertefilteranordnung 210 in Reihe zur Speicheranordnung 250 möglich. Ferner können die nachgeschalteten Komponenten 220, 250 niederohmig sein, und/oder die Speicheranordnung 250 z. B. am Eingang 250. B den invertierenden Eingang (-) eines Verstärkungselements, und insbesondere Operationsverstärkers aufweisen. Das Verstärkungselement der Speicheranordnung 250 kann dazu ausgeführt sein, dass bei einer auftretenden Spannung am Eingang 250. B unverzüglich Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Hierzu kann ein Operationsverstärker die Differenzspannung seiner Eingänge mittels einer Rückkopplung auf Null regeln. Diese Vorkehrungen und/oder die Anordnung der Auswerteanordnung 200 seriell zur Speicheranordnung 250 bewirken, dass nahezu keine Spannung am Eingang 250. B bzw. Ausgang 210.A abfällt. In anderen Worten liegt an diesem Punkt (am Eingang 250. B bzw. am Ausgang 210. A, wenn diese miteinander z. B. über einen Schalter der Gleichrichteranordnung 220 verbunden sind) nahezu ein Massepotential vor, sodass dieser Punkt als ein virtueller Nullpunkt angesehen werden kann. Der in Figur 3 gezeigte Block 220 kann ein oder mehrere Gleichrichter betreffen, und damit eine Gleichrichteranordnung 220. Die Gleichrichteranordnung 220 kann ggf. ohne Dioden oder dergleichen auskommen, sodass im Wesentlichen kein (bzw. nahezu kein) Spannungsabfall an der Gleichrichteranordnung 220 erfolgt. Dies kann bspw. dadurch umgesetzt werden, dass die Gleichrichtung mittels wenigstens eines elektronischen Schalters durchgeführt wird, welcher getaktet geschaltet wird. Auf diese Weise kann bei der Herstellung der elektrischen Verbindung des Ausgangs 210. A mit dem Eingang 250. B durch die Gleichrichteranordnung 220 und insbesondere durch den wenigstens einen Schalter ein virtueller Nullpunkt für den Eingang 250. B bzw. Ausgang 210.A bereitgestellt werden (wenn der Schalter geschlossen wird). Wenn hingegen der wenigstens eine Schalter geöffnet wird, kann der Ausgang 210.A der Auswertefilteranordnung 210 auf ein Massepotential 21 gelegt werden. Bspw. verbindet hierzu der Schalter als Wechselschalter den Ausgang 210.A mit dem Massepotential 21. Auf diese Weise kann stets zumindest annähernd ein Massepotential am Ausgang 210.A anliegen, unabhängig von der Schalterstellung des wenigstens einen Schalters bei der Gleichrichteranordnung 220. Damit wird eine Belastung der Auswertefilteranordnung 210 deutlich verringert.
Bei der beschriebenen Gleichrichtung kann es sich um eine„kohärente“ Gleichrichtung durch den wenigstens einen Gleichrichter handeln. Darunter wird verstanden, dass der wenigstens eine Gleichrichter jeweils mit einem vorgegebenen Takt das elektrische Signal (Sensorsignal) von der Auswertefilteranordnung 210 an die Speicheranordnung 250 weiterleitet, vorzugsweise phasen-synchronisiert mit der elektrischen Ansteuerung. Dies bewirkt, dass das Sensorsignal kohärent zum Ansteuerungssignal gleichgerichtet wird. Hierzu kann jeder der Gleichrichter wenigstens einen elektronischen Schalter aufweisen. Der Takt kann dabei jeweils derart vorgegeben sein, dass nur positive (oder alternativ negative) Halbwellen einer jeweils vorgegebenen Grundschwingung bzw. Harmonischen des elektrischen Signals (z. B. mit der ersten Harmonischen als die Grundschwingung der Frequenz, welche durch die Auswertefilteranordnung 210 als Mittenfrequenz durchgelassen wird, und ggf. weiteren Harmonischen) weitergeleitet werden. Daher kann der jeweilige Takt mit der Signalgeneratoranordnung 130 synchronisiert sein, um an die Form des elektrischen Signals (Ansteuerungssignals) der elektrischen Ansteuerung angepasst zu sein. Unter Berücksichtigung der Filterung durch die Auswertefilteranordnung 210 wird bei dieser Synchronisation die Phasenverschiebung zwischen Spannung (entsprechend dem elektrischen Signal der elektrischen Ansteuerung am Kontrollpfad KP) und Strom (entsprechend dem Signal am Ausgang 210.A der Auswertefilteranordnung 210) in Betracht gezogen. Ferner kann die Gleichrichtung ggf. auch mit Dioden„inkohärent“ erfolgen.
Es ist außerdem möglich, dass die Gleichrichtung in der Form einer Einweggleichrichtung erfolgt, oder dass alternativ sowohl die positive als auch die negative Halbwelle des Sensorsignals zur Ladungsübertragung an die Speicheranordnung 250 genutzt werden.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass eine Frequenz des Sensorsignals (als periodisches Signal) abhängig ist von einer Arbeitsfrequenz, d. h. der Frequenz des Ansteuerungssignals am Anschluss 170. C (bzw. am Ausgang der Filteranordnung 140). Somit kann für die gesamte Anordnung 10 eine einzige Arbeitsfrequenz sowohl für die Ansteuerung als auch für die Auswertung des Sensorelements 20 genutzt werden, um die Ansteuerung und Auswertung des Sensorelements 20 mit einem vorgegebenen Arbeitsfrequenzbereich durchzuführen. Hierzu wird eine Filterung bei der elektrischen Ansteuerung (durch die Filteranordnung 140) und bei der Auswertung (durch die Auswertefilteranordnung 210) genutzt, wobei die Filterung an die Arbeitsfrequenz angepasst ist (z. B. einen Tief- und/oder Bandpass zum Durchlässen des Arbeitsfrequenzbereiches ausbildet). Dies ermöglicht eine optimale Auswertung hinsichtlich EMV-Bedingungen (bei Emissionen) und störenden Einwirkungen (bei Immissionen).
Figur 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung 10, wenn diese mit einem langgestreckten Sensorelement 20 genutzt wird. Eine solche Ausbildung findet bspw. Anwendung, wenn das Sensorelement 20 in einem Stoßfänger 1.1 an einer Front- oder Heckseite des Fahrzeuges 1 eingesetzt werden soll. Hierdurch ist es möglich, eine Bewegung des Aktivierungsmittels 3 unterhalb des Stoßfängers 1.1 als Aktivierungshandlung zu erfassen, wie es auch in Figur 6 verdeutlicht wird. Anders als bei einer Ausbildung des Sensorelements 20 als Leiterbahn einer Leiterplatte, wie es bei der Anordnung im Türgriff 1.5 zur Bereitstellung eines räumlich eher begrenzten Detektionsbereichs sinnvoll sein kann, wird bei einem größeren Detektionsbereich ein separates Sensorelement 20 mit der Leiterplatte verbunden. Hierzu kann z. B. ein Sensorelementanschluss 180.A der Leiterplatte genutzt werden, welcher eine elektrische Verbindung mit dem Schaltelement 180 bereitstellt. Dieses kann wiederum die elektrische Verbindung über die Sensorkontrollanordnung 170 und den Kontrollpfad KP sowie der Filteranordnung 140 zur Signalgeneratoranordnung 130 (zur Aufladung) bzw. über die Auswertefilteranordnung 210 und die Gleichrichteranordnung 220 zur Speicheranordnung 250 (zur Auswertung) bereitstellen. Die genannten Komponenten 170, 140, 130, 210, 220, 250 können ebenfalls an der Leiterplatte angeordnet sein.
Die Leiterplatte mit den Komponenten, in anderen Worten die Kontrollanordnung 100 und/oder die Auswerteanordnung 200, kann als ein gemeinsames Bauteil aufgefasst werden, welches nachfolgend als Sensorschaltanordnung 400 bezeichnet wird. Es ist optional möglich, dass diese Sensorschaltanordnung 400 als einzeln handhabbares und am Fahrzeug montierbares Teil ausgeführt ist. Die Sensorschaltanordnung 400 kann zur Montage der erfindungsgemäßen Anordnung 10 über wenigstens eine Sensorzuleitung 410 mit dem Sensorelement 20 und ggf. mit wenigstens einem weiteren Sensorelement 20‘ elektrisch verbunden sein. Das wenigstens eine weitere Sensorelement 20‘ kann dabei ggf. über wenigstens eine weitere Sensorzuleitung 410 mit der Sensorschaltanordnung 400 verbunden sein. Optional ist es zudem möglich, dass die Sensorschaltanordnung 400 über eine Schildleitung 420, insbesondere Schildzuleitung 420, mit wenigstens einem Schildelement 160 oder weiteren Schildelement elektrisch verbunden ist, oder dass die Schildleitung 420 das Schildelement 160 (d. h. ggf. auch ein weiteres Schildelement) bildet.
Als eine beispielhafte Ausgestaltung für die erfindungsgemäße Anordnung 10 ist ein Koaxialkabel 450 in Figur 5 schematisch gezeigt, deren Außenleiter 450.2 als Sensorelement 20 genutzt wird. In anderen Worten bildet der Schirm 450.2 des Koaxialkabels 450 das Sensorelement 20. Hierzu kann über den Anschluss 180.A der Sensorschaltanordnung 400 die Sensorzuleitung 410 mit dem Außenleiter 450.2 elektrisch verbunden werden. Der Anschluss 180.A überträgt dabei das elektrische Signal der elektrischen Ansteuerung, welches von der Signalgeneratoranordnung 130 und/oder der Filteranordnung 140 vorgegeben (also erzeugt und ggf. gefiltert) und ferner durch eine Sensorkontrollanordnung 170 am Anschluss 180.A ausgegeben werden kann. In gleicher Weise kann über einen Schildelementanschluss 150.A der Sensorschaltanordnung 400 eine Schildzuleitung 420 mit einem Schildelement 160 verbunden sein (siehe Figur 6) oder die mit dem Schildelementanschluss 150.A verbundene Schildleitung 420 selbst das Schildelement 160 (oder ggf. auch ein weiteres Schildelement) bilden. Insbesondere im letzteren und in Figur 5 gezeigten Fall kann es sinnvoll sein, wenn das Schildelement 160 als passives Schildelement 160 betrieben wird. Der Innenleiter 450.1 (d. h. die Seele) des Koaxialkabels 450 kann ggf. unverbunden bleiben. Bei einem Betrieb als passives Schildelement 160 wird das Schildelement 160 im Betrieb (stets bzw. während des Auf- und/oder Entladens des Sensorelement 20) mit einem vorgegebenen konstanten elektrischen Potential über den Schildelementanschluss 150.A verbunden. Das elektrische Potential des Schildelements 160 kann dabei einem Massepotential 21 entsprechen oder ein davon abweichendes Potential sein. Im Gegensatz hierzu kann beim Betrieb als aktives Schildelement 160 das elektrische Potential des Schildelements 160 in Abhängigkeit vom elektrischen Potential des Sensorelements 20 nachgeführt und variiert werden.
Es ist über einen Pfeil in Figur 5 verdeutlicht, dass zur Montage der erfindungsgemäßen Anordnung 10 am Fahrzeug 1 eine Verdrillung der Zuleitungen 410, 420 durchgeführt werden kann. Zunächst kann dabei das Schildelement 160 in der Form einer Schildleitung 420 als langestreckte Schildelektrode 160 parallel zur Sensorzuleitung 410 verlaufen. Die Verdrillung kann z. B. durch ein Gegeneinanderverwinden und ein schraubenförmiges Umeinanderwickeln der Sensorzuleitung 410 mit der Schildleitung 420 erfolgen. Die verdrillten Zuleitungen 410, 420 sind mit einer gestrichelten und durchgehenden Linie hervorgehoben. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit gegenüber äußere elektromagnetische Störeinflüsse auf die Zuleitungen 410, 420 reduziert werden. Anschließend kann zur Montage die Sensorzuleitung 410 mit dem Außenleiter 450.2 elektrisch verbunden werden, sodass der Außenleiter 450.2 das Sensorelement 20 bildet. Die Schildleitung 420 sowie die Seele 450.1 des Koaxialkabels 450 bleibt ggf. unverbunden. Alternativ wird die Schildleitung 420 mit der Seele 450.1 elektrisch verbunden. Bei dieser Konfiguration ist es vorteilhaft, wenn das Schildelement 160 als passives Schildelement 160 verwendet wird.
Alternativ ist auch ein Betrieb des Schildelements 160 bzw. der Schildleitung 420 als aktives Schildelement 160 sinnvoll. Hierzu wird ggf. eine andere Verschaltung am Koaxialkabel 450 gewählt. Dabei kann die Sensorzuleitung 410 mit der Seele 450.1 (also dem Innenleiter 450.1) des Koaxialkabels 450 elektrisch verbunden werden, sodass die Seele 450.1 als Sensorzuleitung dient. Die Schildleitung 420, in diesem Fall ggf. als Schildzuleitung 420, kann mit dem Außenleiter 450.2 (d. h. mit der Abschirmung) des Koaxialkabels 450 elektrisch verbunden werden, sodass der Außenleiter 450.2 das aktive Schildelement 160 bildet. Das Koaxialkabel 450 mit der Seele 450.1 kann dabei als Zuleitung zum Sensorelement 20 dienen, welches dann allerdings separat vom Koaxialkabel 450 ausgeführt ist. Der Außenleiter 450.2 bewirkt als aktives Schildelement 160 eine verbesserte Abschirmung der Sensorzuleitung 410. Die Zuleitung 410, 420 zum Koaxialkabel 450 kann wie zuvor beschrieben verdrillt sein, oder es kann sich um parallel geführte Leitungen handeln.
Ein separates Sensorelement 20, welches z. B. über die zuvor beschriebenen verdrillten Zuleitungen 410, 420 und/oder über das Koaxialkabel 450 mit dem Außenleiter 450.2 als aktives Schildelement 160 und/oder über eine davon abweichende Variante, mit der Sensorschaltanordnung 400 verbunden ist, ist beispielhaft in Figur 6 gezeigt. Das Sensorelement 20 kann z. B. als elektrisch leitfähige Fläche (sogenannte Flachelektrode 20) und/oder als eine elektrisch leitfähige Leitung oder dergleichen ausgebildet sein. Das Sensorelement 20 ist in einer montierten Anordnung (z. B. im Heckbereich) in der Nähe zu weiteren Teilen des Fahrzeuges 1 gezeigt. Schematisch angedeutet ist dabei ein Teil des Fahrzeuges 1 , welcher als Massepotential 21 angesehen werden kann. Das Fahrzeug 1 kann eine Last auf das Sensorelement 20 verursachen, welcher durch eine Abschirmung entgegengewirkt werden kann. Es wird dabei durch Pfeile das elektrische Feld verdeutlicht, welches zwischen einem Schildelement 160 und dem Sensorelement 20 auftreten kann (und durch den Betrieb des Schildelements 160 als ein aktives Schildelements 160 möglichst reduziert bzw. eliminiert werden kann), und welches zur Erfassung der Aktivierungshandlung bzw. des Aktivierungsmittels 3 dient.
Besonders vorteilhaft ist dabei die gezeigte Form des (aktiven) Schildelements 160. Die Form ist bspw. eine U-Form, wobei die beiden gegenüberstehenden Seitenteile 160.2 des Schildelements 160 einen seitlichen Bereich und ein Mittenteil 160.1 des Schildelements 160 den Mittenbereich bzw. die Fahrzeugseite abschirmt. Auf diese Weise kann der Detektionsbereich sehr genau durch den offenen Bereich 160.3 des Schildelements 160 zwischen den Seitenteilen 160.2 definiert werden. Das Schildelement 160 kann z. B. dadurch als aktives Schildelement 160 betrieben werden, dass es mit der Schild(zu)leitung 420 bzw. mit einem Außenleiter 450.2 des Koaxialkabels 450 (wenn dieses als Zuleitung verwendet wird) elektrisch verbunden wird. Das Sensorelement 20 kann ferner mit der Sensorzuleitung 410 und/oder mit der Seele 450.1 des Koaxialkabels 450 (wenn dieses als Zuleitung verwendet wird) elektrisch verbunden werden. Alternativ kann die Form auch anders als eine U-Form ausgebildet sein, insbesondere wenn das Schildelement 160 breiter ist als das Sensorelement 20.
In Figur 4 ist eine Auswertefilteranordnung 210, eine Gleichrichteranordnung 220 und eine Speicheranordnung 250 mit weiteren Einzelheiten gezeigt. Die Auswertefilteranordnung 210 kann zur Filterung des Sensorsignals, welches durch die Sensorkontrollanordnung 170 bevorzugt als ein Spannungssignal bereitgestellt wird, mehrere Filterelemente 210.1 aufweisen. Diese Filterelemente können jeweils z. B. als Widerstand, Spule und/oder Kondensator ausgebildet sein, und somit als RC- und/oder RLC- und/oder RL-Glied ausgeführt sein. Durch die Verschaltung und Auslegung der Filterelemente 210.1 kann ein Tief- und Hochpass-Verhalten der Auswertefilteranordnung 210 eingestellt werden, und damit ein Bandpass-Filter bereitgestellt werden. Dieses Bandpass-Filter ist vorteilhafterweise hinsichtlich seines Durchlassbereiches und/oder der Mittenfrequenz an eine Frequenz der elektrischen Ansteuerung, insbesondere eine Arbeitsfrequenz des Ansteuerungssignals, angepasst. Durch die serielle Verschaltung mit einem virtuellen Nullpunkt 250. B der Speicheranordnung 250 kann sodann das gefilterte Sensorsignal als ein Stromsignal an die Speicheranordnung 250 weitergeleitet werden. Dabei kann das Stromsignal eine Stromstärke aufweisen, welche hinsichtlich der Amplitude und/oder Signalform dem Spannungssignal entspricht. Auf diese Weise kann eine Ladungsübertragung an und damit Aufladung der Speicheranordnung 250 erfolgen.
Um die Ladungsübertragung nur in Richtung der Speicheranordnung 250 zu ermöglichen, kann zwischen der Auswertefilteranordnung 210 und der Speicheranordnung 250 eine Gleichrichteranordnung 220 verschaltet sein. Dabei ist es wünschenswert, dass nur bestimmte Halbwellen des Sensorsignals an die Speicheranordnung 250 weitergeleitet werden, um nur eine Aufladung der Speicheranordnung 250, jedoch keine Entladung durch das Sensorsignal zu bewirken. Die Gleichrichteranordnung 220 kann hierzu wenigstens einen steuerbaren Gleichrichter 220.1 , vorzugsweise in der Form eines Synchrongleichrichters oder dergleichen, aufweisen, welcher die Gleichrichtung des Sensorsignals synchronisiert, insbesondere kohärent, zum Ansteuerungssignal durchführt. Es ist daher erforderlich, dass die Signalform des Sensorsignals (insbesondere des gefilterten Sensorsignals und damit des Stromsignals) bekannt ist. Es wird sich dabei zunutze gemacht, dass das Sensorsignal durch die Sensorkontrollanordnung 170 anhand des Ansteuerungssignals erzeugt wird, und somit der Signalform des Ansteuerungssignals entspricht (die Verstärkung gegenüber dem Ansteuerungssignal kann jedoch abhängig sein von der Sensorkapazität CS). Um die Synchronisation zu ermöglichen, kann die Gleichrichteranordnung 220, insbesondere der wenigstens eine Gleichrichter 220.1 , daher durch die Kontrollvorrichtung 300 angesteuert werden. Die Kontrollvorrichtung 300 kann wiederum die Signalgeneratoranordnung 130 zur Erzeugung des Ansteuerungssignals ansteuern, sodass der Kontrollvorrichtung 300 die Signalform bekannt ist. Auf diese Weise wird die Gleichrichtung des Sensorsignals„kohärent“ ermöglicht.
Ferner ist in Figur 4 zu sehen, dass die Gleichrichteranordnung 220 mehrere Gleichrichter 220.1 , vorzugsweise Einweggleichrichter oder Vollweggleichrichter, aufweisen kann, welche mit der Kontrollanordnung 100 und/oder Kontrollvorrichtung 300 verschaltet sind. Beispielhaft sind ein erster Gleichrichter 220.1a, ein zweiter Gleichrichter 220.1 b sowie ein dritter Gleichrichter 220.1c gezeigt. Diese dienen dazu, mit unterschiedlichen Frequenzen, insbesondere getaktet und/oder kohärent und/oder synchronisiert zum elektrischen Ansteuerungssignal, durch die Kontrollvorrichtung 300 angesteuert zu werden, derart, dass einer 220.1a der Gleichrichter 220.1 nur eine Halbschwingung einer Grundschwingung, insbesondere ersten Harmonischen, des elektrischen Sensorsignals an die Speicheranordnung 250 weiterleitet, und der wenigstens eine weitere Gleichrichter 220.1 b, 220.1c die Weiterleitung, insbesondere dieser Halbschwingung, weiterer Harmonischer des elektrischen Sensorsignals an die Speicheranordnung 250 unterdrückt. Auch kann der wenigstens eine weitere Gleichrichter 220.1b, 220.1c ggf. die Weiterleitung der anderen Halbschwingung der weiteren Harmonischen des elektrischen Sensorsignals an die Speicheranordnung 250 zulassen. Dieses Prinzip wird anhand Figur 7 weiter verdeutlicht. Dabei ist die Gleichrichtung 504 durch die Gleichrichteranordnung 220 dargestellt, bei welcher der erste Gleichrichter 220.1a nur bei der negativen Halbwelle gemäß der Grundschwingung schaltet (siehe Schaltsequenz 505) und der zweiter Gleichrichter 220.1 b nur bei der positiven Halbwelle gemäß einer weiteren Harmonischen (z. B. 3. Harmonischen) schaltet (siehe Schaltsequenz 506). Auf diese Weise kann eine gleichgerichtete Weiterleitung des Sensorsignals gemäß der Grundschwingung bei gleichzeitiger Störunterdrückung von störenden Frequenzanteilen gemäß den Harmonischen erzielt werden.
Ferner ist in Figur 4 gezeigt, dass die Gleichrichteranordnung 220 wenigstens einen elektronischen Schalter 220.2 aufweist. Insbesondere können dabei die einzelnen Gleichrichter 220.1 jeweils als ein Schalter 220.2 ausgebildet sein oder diesen aufweisen. Der wenigstens eine Schalter 220.2 (gezeigt sind in Figur 4 beispielhaft drei Schalter 220.2) kann jeweils über einen Steuerpfad 220.3 mit der Kontrollvorrichtung 300 verschaltet sein, um für bestimmte Halbschwingungen, insbesondere negative Halbschwingungen, des elektrischen Ansteuerungssignals die Speicheranordnung 250 mit der Übertragungsanordnung 170, 210 zur Übertragung des elektrischen Sensorsignals elektrisch zu verbinden. Hierzu kann jeweils ein Steuersignal des Steuerpfads 220.3 zur Umschaltung des jeweiligen Schalters 220.2 mit dem elektrischen Ansteuerungssignal synchronisiert sein. Das Steuersignal kann dabei z. B. durch die Kontrollvorrichtung 300 ausgegeben werden.
Durch Figur 7 ist ein Verfahren für das Fahrzeug 1 zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug 1 schematisch visualisiert. Dabei erfolgt gemäß einem ersten Verfahrensschritt 501 ein Bereitstellen eines elektrischen Sensorsignals, welches für einen Parameter des Sensorelements 20 spezifisch ist, wobei der Parameter wiederum für die erfasste Veränderung in der Umgebung spezifisch ist. Ferner erfolgt gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 502 eine wiederholte Ermittlung des Parameters des Sensorelements 20 anhand einer Übertragung des Sensorsignals an eine Speicheranordnung 250. Zudem erfolgt gemäß einem dritten Verfahrensschritt 503 ein Durchführen einer Bandpass-Filterung und/oder Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals für die Übertragung an die Speicheranordnung 250.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
B ez u g s ze i c h e n l i ste
1 Fahrzeug
1.1 Stoßfänger
1.2 Heckbereich
1.3 Heckklappe
1.4 Seitenbereich
1.5 Türgriff
1.6 Tür
1.7 Frontbereich
2 Benutzer
3 Aktivierungsmittel
5 Identifikationsgeber
8 Steuergerät
10 Anordnung
20 Sensorelement, Sensorelektrode
20‘ weiteres Sensorelement
21 Massepotential
100 Kontrollanordnung
130 Signalgeneratoranordnung, Signalgenerator
130.1 Digital-Analog-Konverter
140 Filteranordnung, Aktives Filter, Sinusfilter
140.1 Operationsverstärker
140.2 Filterelement
150 Schildkontrollanordnung
150.A Schildelementanschluss 150.1 Operationsverstärker
160 Schildelement
160.1 Mittenteil
160.2 Seitenteil, Schenkel
160.3 Detektionsbereich, offener Bereich
170 Sensorkontrollanordnung, Spannungsfolger
170.A erster Anschluss von 170
170.B Auswertepfad, zweiter Anschluss von 170
170.1 Operationsverstärker
170.2 Filterelement
180 Schaltelement
180.A Ausgang von 180, Sensorelementanschluss
200 Auswerteanordnung
210 Auswertefilteranordnung
210. A erster Anschluss bzw. Ausgang von 210
220 Gleichrichteranordnung
230 Kompensationsanordnung
250 Speicheranordnung, Integrator
250. A erster Anschluss
250. B zweiter Anschluss, Eingang
300 Kontrollvorrichtung, Mikrocontroller
400 Sensorschaltanordnung
410 Sensorzuleitung
420 Schildzuleitung 450 Koaxialkabel
450.1 Innenleiter, Seele
450.2 Außenleiter 501 erster Verfahrensschritt
502 zweiter Verfahrensschritt
503 dritter Verfahrensschritt
CL Speicherkapazität CS Sensorkapazität KP Kontrollpfad

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anordnung (10) für ein Fahrzeug (1) zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug (1), insbesondere zur Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Front-, Seiten- und/oder Heckbereich (1.7, 1.4, 1.2) des Fahrzeuges (1) für die Aktivierung einer Öffnung und/oder Entriegelung einer Klappe (1.3, 1.6) am Fahrzeug (1), aufweisend:
- wenigstens ein Sensorelement (20) zur Erfassung einer Veränderung, insbesondere einer Annäherung durch ein Aktivierungsmittel (3), in einer Umgebung des Sensorelements (20),
eine Kontrollanordnung (100), welche mit dem Sensorelement (20) elektrisch verschaltet ist, um ein elektrisches Sensorsignal bereitzustellen, welches für einen Parameter des Sensorelements (20) spezifisch ist, wobei der Parameter wiederum für die erfasste Veränderung in der Umgebung spezifisch,
eine Auswerteanordnung (200) zur wiederholten Ermittlung des Parameters des Sensorelements (20) mittels einer Übertragung des Sensorsignals an eine Speicheranordnung (250), um die Detektion der Aktivierungshandlung durchzuführen,
eine Auswertefilteranordnung (210) der Auswerteanordnung (200) zur Bandpass- Filterung und/oder zur Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals für die Übertragung an die Speicheranordnung (250).
2. Anordnung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontrollanordnung (100) für eine elektrischen Ansteuerung des Sensorelements (20) ein Ansteuerungssignal bereitstellt, um mittels des Ansteuerungssignals Ladungsübertragungen bei dem Sensorelement (20) zu initiieren, wobei die Auswertefilteranordnung (210) die Bandpass-Filterung mit einer Mittenfrequenz und Bandbreite bereitstellt, welche an eine Frequenz und insbesondere Signalform des Ansteuerungssignals angepasst ist, um Störeinwirkungen, vorzugsweise störende Immissionen auf die Anordnung (10) aus der Umgebung, bei der wiederholten Ermittlung und/oder bei der Übertragung an die Speicheranordnung (250) zu unterdrücken.
3. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Sensorkontrollanordnung (170) der Kontrollanordnung (100) mit dem Sensorelement (20) elektrisch verschaltet ist, um Ladungsübertragungen zwischen dem Sensorelement (20) und der Sensorkontrollanordnung (170) zu initiieren, und um anhand der Ladungsübertragungen das Sensorsignal bereitzustellen, wobei die Auswertefilteranordnung (210) mit der Speicheranordnung (250) und mit der Sensorkontrollanordnung (170) elektrisch verschaltet ist, um das Sensorsignal zu filtern und gefiltert an die Speicheranordnung (250) zu übertragen.
4. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Speicheranordnung (250) über einen Eingang (250. B) mit der Auswertefilteranordnung (210) seriell verschaltet ist, und ein Eingangswiderstand der Speicheranordnung (250) so gering ist, dass sich am Eingang (250. B) ein virtueller Nullpunkt ausbildet, sodass vorzugsweise das Sensorsignal durch die Auswertefilteranordnung (210) gefiltert am Eingang (250. B) als elektrisches Stromsignal mit der Signalform und/oder Frequenz vorliegt, welches ein elektrisches Spannungssignal des Sensorelements (20) und/oder ein Ansteuerungssignal aufweist.
5. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswertefilteranordnung (210) als ein passives oder aktives Filter ausgebildet ist.
6. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswertefilteranordnung (210) eine Bandbreite im Bereich von 100 kHz bis 1 MHz, vorzugsweise 250 kHz bis 450 kHz und/oder eine Mittenfrequenz von im Wesentlichen 333 kHz aufweist.
7. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontrollanordnung (100) eine Filteranordnung (140), insbesondere ein aktives Filter (140) und/oder ein Tiefpassfilter, aufweist, um ein elektrisches Ansteuerungssignal zur elektrischen Ansteuerung des Sensorelements (20) gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert, und/oder geformt bereitzustellen, sodass vorzugsweise eine Emission des Sensorelements (20) durch die Filteranordnung (140) angepasst ist.
8. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontrollanordnung (100) eine Filteranordnung (140), insbesondere ein aktives Filter (140), aufweist, welches eine Signalgeneratoranordnung (130) über einen Kontrollpfad (KP) mit dem Sensorelement (20) verbindet, um ein durch die Signalgeneratoranordnung (130) erzeugtes elektrisches Ansteuerungssignal am Kontrollpfad (KP) gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert, und/oder geformt für das Sensorelement (20) bereitzustellen, und dadurch als ein gefiltertes elektrisches Signal, vorzugsweise Sinussignal, bereitzustellen.
9. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswertefilteranordnung (210) zusätzlich zu einer Filteranordnung (140) der Kontrollanordnung (100) vorgesehen ist, um zusätzlich Immissionen auf das Sensorelement (20) für die Ermittlung des Parameters zu filtern, wobei vorzugsweise die Filteranordnung (140) zur Filterung eines Ansteuerungssignals für das Sensorelement (20) und die Auswertefilteranordnung (210) zur Filterung des Sensorsignals für die Speicheranordnung (250) ausgebildet ist.
10. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorelement (20) als eine Sensorelektrode (20) ausgebildet ist, um den für die Erfassung spezifischen Parameter als eine veränderliche Kapazität (CS) bereitzustellen, wobei die Veränderung der Kapazität (CS) für die Veränderung in der Umgebung spezifisch ist, wobei die Anordnung (10) dazu ausgeführt ist, für die wiederholte Ermittlung:
- wiederholt Ladungsübertragungen mittels eines Ansteuerungssignals zwischen dem Sensorelement (20) und einer Sensorkontrollanordnung (170) zu initiieren, sowie davon abhängig
- wiederholt Ladungsübertragungen mittels des Sensorsignals zwischen der Sensorkontrollanordnung (170) und der Speicheranordnung (250), insbesondere einen Integrator (250), der Auswerteanordnung (200) zu initiieren,
sodass die durch die Speicheranordnung (250) gespeicherte elektrische Ladung für die Veränderung der Kapazität (CS) spezifisch ist.
11. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Kontrollvorrichtung (300) mit der Speicheranordnung (250) der Auswerteanordnung (200) verschaltet ist, um eine durch die Speicheranordnung (250) gespeicherte elektrische Ladung zur Ermittlung des für die Erfassung spezifischen Parameters auszuwerten, vorzugsweise durch eine Analog-Digital-Umwandlung einer Spannung bei der Speicheranordnung (250), bevorzugt durch einen Analog-Digital- Wandler der Kontrollvorrichtung (300).
12. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung (10) als kapazitive Sensoranordnung zumindest teilweise in einem Stoßfänger (1.1) des Fahrzeuges (1) integriert ist, um den Heckbereich (1.2) des Fahrzeuges (1) zu überwachen, und um als die Funktion am Fahrzeug (1) die Heckklappe (1.3) des Fahrzeuges (1) zu öffnen, insbesondere um eine Ausgabe eines Öffnungssignals und/oder eine Authentifizierungsprüfung zu initiieren.
13. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung (10) dazu ausgeführt ist, wiederholt durch eine elektrische Ansteuerung des Sensorelements (20) das Sensorelement aufzuladen und zu entladen, und in Abhängigkeit von dieser Auf- und/oder Entladung Ladungsübertragungen durch das Sensorsignal an die Speicheranordnung (250) durchzuführen, wobei eine Kontrollvorrichtung (300), insbesondere wenigstens ein Mikrocontroller, mit einer Signalgeneratoranordnung (130) elektrisch verbunden ist, um die elektrische Ansteuerung bei der Signalgeneratoranordnung (130) zu initiieren, und/oder mit der Speicheranordnung (250) elektrisch verbunden ist, um nach einer Ladungsübertragung die Menge der in der Speicheranordnung (250) gespeicherten und/oder nach mehreren Ladungsübertragungen akkumulierten Ladung auszuwerten, und anhand der Auswertung die Detektion durchzuführen, vorzugsweise um ein Aktivierungssignal zur Aktivierung der Funktion am Fahrzeug (1) auszugeben, wenn die Ladungsmenge einen Grenzwert überschreitet.
14. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Sensorkontrollanordnung (170) mit dem Sensorelement (20) elektrisch verschaltet ist, um anhand eines Ansteuerungssignals und/oder anhand von Ladungsübertragungen beim Sensorelement (20) ein elektrisches Spannungssignal mit einer bestimmten Frequenz und/oder Signalform, vorzugsweise sinusartigen Form, an einem Ausgang (170.B) zu erzeugen, wobei die Auswertefilteranordnung (210) dazu ausgeführt ist, für Ladungsübertragungen an die Speicheranordnung (250) das Spannungssignal in ein elektrisches Stromsignal mit der im Wesentlichen gleichen Signalform und/oder Frequenz umzuwandeln, sodass sich das Sensorsignal als das elektrische Stromsignal durch die Transkonduktanzwandlung ergibt, wobei vorzugsweise die Signalform und/oder Frequenz des Spannungssignals der Signalform und/oder Frequenz des Ansteuerungssignals entspricht.
15. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Gleichrichteranordnung (220) zwischen der Auswertefilteranordnung (210) und der Speicheranordnung (250) verschaltet ist, um durch wiederholte Umschaltungen nur Ladungsübertragungen durch das Sensorsignal in Richtung der Speicheranordnung (250) an die Speicheranordnung (250) weiterzuleiten, und vorzugsweise nur bei dieser Weiterleitung einen virtuellen Nullpunkt (250. B) der Speicheranordnung (250) mit der Auswertefilteranordnung (210) und insbesondere mit einer Kompensationsanordnung (230) zu verbinden, und vorzugsweise andernfalls die Auswertefilteranordnung (210) mit einem Massepotential (21) zu verbinden.
16. System aufweisend:
eine Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
eine Kontrollvorrichtung (300) zur Ausgabe eines Aktivierungssignals im Falle der
Detektion der Aktivierungshandlung,
ein Steuergerät (8), welches mit der Kontrollvorrichtung (300) verbunden ist, um bei Empfang des Aktivierungssignals die Funktion am Fahrzeug (1) auszuführen.
17. Verfahren für ein Fahrzeug (1) zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug (1), insbesondere in einem Front-, Seiten- und/oder Heckbereich (1.2, 1.4, 1.7) des Fahrzeuges (1) für die Aktivierung einer Öffnung und/oder Entriegelung einer Klappe (1.3, 1.6) am Fahrzeug (1), mit einem Sensorelement (20) zur Erfassung einer Veränderung, insbesondere einer Annäherung durch ein Aktivierungsmittel (3), in einer Umgebung des Sensorelements (20), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Bereitstellen eines elektrischen Sensorsignals, welches für einen Parameter des Sensorelements (20) spezifisch ist, wobei der Parameter wiederum für die erfasste Veränderung in der Umgebung spezifisch ist,
Durchführen einer wiederholten Ermittlung des Parameters des Sensorelements (20) anhand einer Übertragung des Sensorsignals an eine Speicheranordnung (250), Durchführen einer Bandpass-Filterung und/oder Transkonduktanzwandlung des Sensorsignals für die Übertragung an die Speicheranordnung (250).
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben wird.
PCT/EP2019/084610 2018-12-12 2019-12-11 Anordnung für ein fahrzeug WO2020120557A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980043844.5A CN113169735A (zh) 2018-12-12 2019-12-11 车辆用装置
US17/252,892 US20210254391A1 (en) 2018-12-12 2019-12-11 Arrangement for a Vehicle
EP19824256.2A EP3895316A1 (de) 2018-12-12 2019-12-11 Anordnung für ein fahrzeug

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018131869.3 2018-12-12
DE102018131869 2018-12-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020120557A1 true WO2020120557A1 (de) 2020-06-18

Family

ID=68987670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/084610 WO2020120557A1 (de) 2018-12-12 2019-12-11 Anordnung für ein fahrzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210254391A1 (de)
EP (1) EP3895316A1 (de)
CN (1) CN113169735A (de)
DE (1) DE102019133928A1 (de)
WO (1) WO2020120557A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021104283A1 (de) * 2021-02-23 2022-08-25 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Verfahren zur Ansteuerung einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs
EP4250568A1 (de) * 2022-03-22 2023-09-27 Huf Hülsbeck & Fürst GmbH & Co. KG Sensoreinheit für kfz

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080252303A1 (en) * 2006-09-08 2008-10-16 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Capacitance detecting apparatus
DE102013112909A1 (de) * 2012-12-18 2014-06-18 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Kapazitive Sensoreinrichtung mit zugehöriger Auswerteschaltung
US20160364079A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Freescale Semiconductor, Inc. Capacitance sensor with noise rejection

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1555700A (en) * 1976-11-18 1979-11-14 Birchall D J Lectronic instrument amplifier
DE4000736A1 (de) * 1990-01-12 1991-07-18 Vdo Schindling Verfahren und anordnung zur steuerung eines scheibenwischers
US7532205B2 (en) * 1992-06-08 2009-05-12 Synaptics, Inc. Object position detector with edge motion feature and gesture recognition
JP2002057564A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Aisin Seiki Co Ltd 人体検出器
US6690240B2 (en) * 2002-01-10 2004-02-10 Cirrus Logic, Inc. Low-jitter loop filter for a phase-locked loop system
DE10339753B4 (de) * 2003-05-17 2005-12-01 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Messen einer physikalischen Größe und Schaltungsanordnung zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelements
WO2008070454A2 (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Process Equipment Co. Of Tipp City Proximity detection system
JP4905219B2 (ja) * 2007-03-29 2012-03-28 アイシン精機株式会社 車両用開閉体開閉装置
JP5464504B2 (ja) * 2008-06-13 2014-04-09 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 容量性近接装置及び容量性近接装置を有する電子装置
DE102012224037A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Ifm Electronic Gmbh Impulsladungsübertragungs-Vorrichtung und hochempfindlicher kapazitiver Näherungssensor, insbesondere zur Messung kleiner Kapazitäten/Ladungen und/oder Kapazitäts-/Ladungs-Änderungen
KR102087332B1 (ko) * 2013-08-30 2020-03-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 장치와 그 구동방법
US10437344B2 (en) * 2016-01-21 2019-10-08 Microchip Technology Incorporated Proximity activated gesture
DE102017213540A1 (de) * 2016-08-09 2018-02-15 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Kapazitiver Näherungssensor und Verfahren zum Betrieb eines solchen
US20200110482A1 (en) * 2016-11-14 2020-04-09 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Method and apparatus for battery-free identification token for touch sensing devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080252303A1 (en) * 2006-09-08 2008-10-16 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Capacitance detecting apparatus
DE102013112909A1 (de) * 2012-12-18 2014-06-18 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Kapazitive Sensoreinrichtung mit zugehöriger Auswerteschaltung
US20160364079A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Freescale Semiconductor, Inc. Capacitance sensor with noise rejection

Also Published As

Publication number Publication date
EP3895316A1 (de) 2021-10-20
DE102019133928A1 (de) 2020-06-18
CN113169735A (zh) 2021-07-23
US20210254391A1 (en) 2021-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2324570A1 (de) Vorrichtung zur kapazitiven messung von änderungen
DE102011002447A1 (de) Kapazitiver Annäherungsensor sowie Verfahren zur kapazitiven Annäherungsdetektion
DE102012204960A1 (de) Interlockdetektor mit Selbstdiagnosefunktion für einen Interlockkreis und ein Verfahren zur Selbstdiagnose des Interlockdetektors
DE102006029120A1 (de) Schaltungsanordnung zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelements
WO2020120557A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug
WO2019149901A1 (de) Kapazitives messsystem
EP3895315B1 (de) Anordnung für ein fahrzeug
DE102008047434A1 (de) Verfahren und Schaltung zur Detektion einer Annäherung an eine Elektrodeneinrichtung
EP3977619A1 (de) Anordnung zur verbindungsprüfung bei einer kapazitiven sensoranordnung eines fahrzeuges
WO2020120541A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug
EP3895314A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug
EP3667919A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug
DE102018113253A1 (de) Anordnung
EP3667918A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug
DE102020113483A1 (de) Anordnung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Aktivierungshandlung für die Aktivierung einer Funktion am Fahrzeug
WO2022083986A1 (de) Anordnung für eine erfassung einer aktivierungshandlung und für eine kommunikation bei einem fahrzeug
EP3457569B1 (de) Auswerteanordnung für eine kapazitive sensorvorrichtung
DE102018106620A1 (de) Kapazitive Sensorvorrichtung eines Fahrzeuges
DE102018106624A1 (de) Anordnung für eine kapazitive Sensorvorrichtung
DE102018106622A1 (de) Anordnung für eine kapazitive Sensorvorrichtung
DE102021118901A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Annäherungserfassung
DE102018106623A1 (de) Anordnung für eine kapazitive Sensorvorrichtung eines Fahrzeuges
DE10339753A1 (de) Verfahren zum Messen einer physikalischen Größe und Schaltungsanordnung zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelements
DE102019135746A1 (de) Verfahren für den Betrieb einer Näherungssensoranordnung
DE102019218462A1 (de) Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Leitungsreflexionen im Bereich einer Spannungsversorgungsleitung eines Fortbewegungsmittels und Ultraschallsensor umfassend eine solche Schaltungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19824256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019824256

Country of ref document: EP

Effective date: 20210712