DE102012102060A1 - Capacitive sensor arrangement for detection of e.g. deked kicks at motor car, has evaluating device designed such that time sequence between signal change is evaluated during examination of detection operation of device - Google Patents

Capacitive sensor arrangement for detection of e.g. deked kicks at motor car, has evaluating device designed such that time sequence between signal change is evaluated during examination of detection operation of device Download PDF

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Abstract

The arrangement has two primary sensing electrode arrangements (2, 3) displaceably arranged at a vehicle (1). A secondary sensing electrode arrangement (4) is aligned in a region of a lateral end section of the primary arrangements. The primary and secondary arrangements are coupled with a control and evaluating device (5). The device is designed such that a time sequence of capacitance values of the primary arrangements is detected, and a time sequence between a signal change of the primary and secondary arrangements is evaluated during examination of detection operation of the device. The primary sensing electrode arrangements are designed as horizontally extending electrode assemblies.

Description

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Sensoranordnung mit mehreren Sensorelektroden, mit deren Hilfe das Eindringen eines Objekts in einen Raum vor den Sensorelektroden erfasst wird. Eine mit den Sensorelektroden gekoppelte Steuer- und Auswerteschaltung erfasst eine Änderung der Kapazität der Sensorelektroden gegenüber einem Referenzpotential, indem sie die Sensorelektroden mit einer vorgegebenen Frequenz periodisch auf- und entlädt und wenigstens einen Parameter eines vom periodischen Laden und Entladen der Sensorelektroden abhängigen Strom- oder Spannungsverlaufs zur Erfassung der Kapazitätsänderung auswertet. Die Sensorelektroden reagieren dabei auf Annäherungen bzw. Berührungen von Objekten durch eine Kapazitätsänderung des aus den Sensorelektroden und dem Objekt gebildeten Kondensators. Modellhaft betrachtet kann man dies darauf zurückführen, dass die Kapazität eines Kondensators von seinem Plattenabstand abhängt und von dem Dielektrikum zwischen den Platten beeinflusst wird. Im Regelfall erhöht sich dessen Kapazität je näher das Objekt der Sensorelektrode kommt. The invention relates to a capacitive sensor arrangement with a plurality of sensor electrodes, with the aid of which the penetration of an object into a space in front of the sensor electrodes is detected. A control and evaluation circuit coupled to the sensor electrodes detects a change in the capacitance of the sensor electrodes relative to a reference potential by periodically charging and discharging the sensor electrodes at a predetermined frequency and at least one parameter of a current or voltage curve dependent on the periodic charging and discharging of the sensor electrodes evaluates for recording the capacity change. The sensor electrodes react to approaches or contact of objects by a change in capacitance of the capacitor formed from the sensor electrodes and the object. Modeled, this can be attributed to the fact that the capacitance of a capacitor depends on its plate spacing and is influenced by the dielectric between the plates. As a rule, its capacity increases the closer the object of the sensor electrode comes.

Eine kapazitive Sensoranordnung mit einer Sensorelektrode, mit deren Hilfe die Annäherung eines Objekts erfasst werden soll, und mit einer mit der Sensorelektrode gekoppelten Steuer- und Auswerteschaltung, die eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode gegenüber Masse erfasst, indem sie die Sensorelektrode mit einer vorgegebenen Frequenz periodisch wiederholt mit einer Betriebsspannung koppelt und wenigstens einen Parameter eines vom periodischen Laden und Entladen der Sensorelektrode abhängigen Strom- oder Spannungsverlaufs zur Erfassung der Kapazitätsänderung auswertet, ist beispielsweise aus dem US-Patent 5,730,165 bzw. der entsprechenden Patentschrift DE 196 81 725 B4 bekannt. Der Parameter eines vom periodischen Laden und Entladen der Sensorelektrode abhängigen Strom- oder Spannungsverlaufs ist dabei eine über einem Kondensator messbare Spannung, die von der auf dem Kondensator angesammelten Ladung abhängt, wobei diese Ladung dadurch angesammelt wird, dass periodisch wiederholt die Sensorelektrode durch Koppeln mit der Betriebsspannung aufgeladen und anschließend durch Koppeln mit dem Kondensator über diesen entladen wird. Ein anderer derartiger kapazitiver Sensor ist aus der Patentschrift EP 1 339 025 B1 bekannt. A capacitive sensor arrangement with a sensor electrode, by means of which the approach of an object is to be detected, and with a control and evaluation circuit coupled to the sensor electrode, which detects a change in the capacitance of the sensor electrode relative to ground by periodically switching the sensor electrode at a predetermined frequency is repeatedly coupled with an operating voltage and evaluates at least one parameter of a periodically charging and discharging the sensor electrode dependent current or voltage curve for detecting the capacitance change is, for example, from U.S. Patent 5,730,165 or the corresponding patent DE 196 81 725 B4 known. The parameter of a current or voltage curve dependent on the periodic charging and discharging of the sensor electrode is a voltage which can be measured across a capacitor and depends on the charge accumulated on the capacitor, this charge being accumulated by periodically repeating the sensor electrode by coupling with the sensor Operating voltage charged and then discharged by coupling with the capacitor via this. Another such capacitive sensor is known from the patent EP 1 339 025 B1 known.

Bei kapazitiven Sensoren werden Kapazitätsänderungen auch als Variationen der Auflade- und/oder Entladezeit der Kapazität einer Sensorelektrode ermittelt. Beispielsweise arbeiten bekannte Sensoren auch nach dem Ladungstransferprinzip. Eine Auswerteelektronik nach dem Ladungstransferprinzip benötigt dabei wenigstens einen Referenzkondensator welcher turnusmäßig aufgeladen wird, wobei die Aufladezeit bestimmt wird und als Referenzzeitspanne für die Auswertung von Annäherungen oder Berührungen eines Objektes verwendet wird. Es werden also Änderungen der Aufladezeit des Referenzkondensators ausgewertet, die durch Annäherungen eines Objektes an die Sensorelektrode modifiziert werden. In capacitive sensors capacitance changes are also determined as variations in the charging and / or discharging time of the capacitance of a sensor electrode. For example, known sensors also operate according to the charge transfer principle. An evaluation according to the charge transfer principle requires at least one reference capacitor which is charged at regular intervals, the charging time is determined and is used as a reference period for the evaluation of approximations or touches of an object. Thus, changes in the charging time of the reference capacitor are evaluated, which are modified by approximations of an object to the sensor electrode.

Derartige Sensorelektroden können verwendet werden, um eine Tür oder Klappe eines Kraftfahrzeugs, z.B. die Heckklappe zu betätigen. Die Annäherung eines Körperteils, z.B. eine Schwenkbewegung eines Beines unter den Stoßfänger, wird durch die Sensorelektroden detektiert und von der Steuer- und Auswerteeinrichtung wird ein Kommando zum Öffnen oder Schließen der Heckklappe an eine Steuereinrichtung im Kraftfahrzeug weiter geleitet. Such sensor electrodes may be used to secure a door or flap of a motor vehicle, e.g. to operate the tailgate. The approximation of a body part, e.g. a pivotal movement of a leg under the bumper, is detected by the sensor electrodes and the control and evaluation device a command for opening or closing the tailgate is passed to a control device in the motor vehicle on.

Ein Problem mit den bekannten Einrichtungen besteht darin, dass es zu Fehlerkennungen kommen kann, welche unerwünschte Schalt- bzw. Betätigungsvorgänge auslösen, wenn Bewegungen von Gegenständen durch die Sensorik fehlinterpretiert werden. Insbesondere sollen Bewegungen mit einem großen Richtungsanteil parallel zur Längserstreckung der Elektroden als gültige Bewegungsgesten ausgeschlossen werden. A problem with the known devices is that it can lead to false detections, which cause unwanted switching or actuation processes when movements of objects are misinterpreted by the sensor. In particular, movements with a large directional proportion parallel to the longitudinal extent of the electrodes should be excluded as valid motion gestures.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verlässliche Sensorik bereitzustellen, welche die Fehlerfassungen von Betätigungsanforderungen reduziert. The object of the invention is to provide a reliable sensor which reduces the error detections of actuation requirements.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine kapazitive Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a capacitive sensor arrangement having the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße kapazitive Sensoranordnung umfasst wenigstens erste und zweite primäre Sensorelektroden, mit deren Hilfe das Eindringen eines Objekts in einen Raum vor den Sensorelektroden erfasst werden soll. Die zwei Sensorelektrodenanordnungen sind an räumlich versetzten Positionen am Kraftfahrzeug angeordnet. Beide Sensorelektroden sind als längliche Elektrodenanordnungen ausgebildet und mit gleicher, im Wesentlichen horizontaler Raumorientierung angeordnet. Dies bedeutet, dass die Elektroden sich mit ihrer Längserstreckung über einen horizontalen Bereich erstrecken, welcher größer ist als der abgedeckte vertikale Bereich. Dabei können in einer oder mehreren Sensorelektroden Biegungen oder Stufen ausgebildet sein, die primäre Erstreckungsrichtung ist jedoch horizontal. The capacitive sensor arrangement according to the invention comprises at least first and second primary sensor electrodes with the aid of which the penetration of an object into a space in front of the sensor electrodes is to be detected. The two sensor electrode arrangements are arranged at spatially offset positions on the motor vehicle. Both sensor electrodes are formed as elongated electrode arrangements and arranged with the same, substantially horizontal spatial orientation. This means that the electrodes extend with their longitudinal extension over a horizontal area, which is larger than the covered vertical area. In this case, bends or steps may be formed in one or more sensor electrodes, but the primary extension direction is horizontal.

Die Sensorelektrode sind außerdem zueinander versetzt angeordnet, z.B. in unterschiedlich vertikaler Höhe am Fahrzeug, z.B. im Bereich des Stossfängers. Die Sensorelektrodenanordnungen weisen im horizontalen Überlappungsbereich einen vertikalen Abstand auf, sind also übereinander angeordnet. The sensor electrodes are also offset from one another, e.g. in different vertical height on the vehicle, e.g. in the bumper area. The sensor electrode arrangements have a vertical spacing in the horizontal overlap area, ie they are arranged one above the other.

Wie die Sensorelektroden hinsichtlich Ihres inneren Aufbaus ausgebildet sind, ist für die Erfindung nicht wesentlich. Es können beispielsweise Koaxialkabel mit entsprechender Beschaltung sein, wie in der DE 10 2010 045 422 A1 beschrieben. How the sensor electrodes are formed with respect to their internal structure is not essential to the invention. It may be, for example, coaxial cable with appropriate circuitry, as in the DE 10 2010 045 422 A1 described.

Wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung, die eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrodenanordnungen gegenüber einem Referenzpotential erfasst, ist mit den primären Sensorelektrodenanordnungen gekoppelt. At least one control and evaluation device, which detects a change in the capacitance of the sensor electrode arrangements with respect to a reference potential, is coupled to the primary sensor electrode arrangements.

Außer den horizontal angeordneten primären Sensorelektroden weist die erfindungsgemäße Anordnung außerdem mindestens eine seitlich angeordnete Sekundärelektrode auf, welche ebenfalls mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung gekoppelt ist. In addition to the horizontally arranged primary sensor electrodes, the arrangement according to the invention also has at least one laterally arranged secondary electrode, which is likewise coupled to the control and evaluation device.

Diese Sekundärelektrode oder Hilfselektrode ist kürzer als die primären Sensorelektroden ausgebildet und im Wesentlichen vertikal und seitlich, im Bereich des horizontalen Endabschnitts des Erfassungsbereiches der Primärelektroden angeordnet, z.B. neben dem Erstreckungsbereich der primären Sensorelektroden. Die sekundäre Elektrode kann im Bereich der Endabschnitte zwischen den primären Elektroden angeordnet sein oder mit einem Abstand zur Seite versetzt. In jedem Fall ist die sekundäre Elektrode seitlich, also von der Mitte der horizontalen Erstreckung der primären Elektroden zu den Enden der primären Elektroden versetzt angeordnet. Die Sekundärelektrode kann dabei den gesamten Abstand der primären Elektroden in vertikaler Richtung überspannen oder auch höher oder tiefer als die Primärelektroden angeordnet sein. This secondary electrode or auxiliary electrode is formed shorter than the primary sensor electrodes and arranged substantially vertically and laterally in the region of the horizontal end portion of the detection area of the primary electrodes, e.g. next to the extension of the primary sensor electrodes. The secondary electrode may be disposed in the region of the end portions between the primary electrodes or offset at a distance to the side. In any case, the secondary electrode is laterally offset from the center of the horizontal extent of the primary electrodes to the ends of the primary electrodes. The secondary electrode can span the entire distance of the primary electrodes in the vertical direction or be arranged higher or lower than the primary electrodes.

Die Primärelektroden und die Sekundärelektrode sind nicht unmittelbar miteinander verbunden, stattdessen sind alle Sensorelektroden, also primäre und sekundäre Elektroden, mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung gekoppelt. The primary electrodes and the secondary electrode are not directly connected to one another, instead all the sensor electrodes, ie primary and secondary electrodes, are coupled to the control and evaluation device.

Die primären Sensorelektroden und die sekundäre Sensorelektrode können von gleicher Art sein, es können jedoch auch unterschiedliche Gestaltungen der Elektroden vorliegen (z.B. Koaxialelektroden einerseits und Flachelektroden andererseits). The primary sensor electrodes and the secondary sensor electrode may be the same type, but different configurations of the electrodes may be present (e.g., coaxial electrodes on the one hand and flat electrodes on the other hand).

Die Signalmuster der primären Sensorelektroden und der sekundären, seitlichen Sensorelektrodenanordnung werden wiederholt abgefragt (z.B. in Reaktion auf die Detektion eines ID-Gebers von einem Keyless-Entry-System). Diese Erfassung kann erfolgen, indem sie die Sensorelektroden mit einer vorgegebenen Frequenz periodisch auf- und entlädt und wenigstens einen Parameter eines vom periodischen Laden und Entladen der ersten Sensorelektrode abhängigen Strom- oder Spannungsverlaufs zur Erfassung der Kapazitätsänderung auswertet. Das periodische Auf- und Entladen führt sie beispielsweise aus, indem sie die Sensorelektrode mit der vorgegebenen Frequenz periodisch wiederholt mit einem vorgegebenen Potential, beispielsweise dem Betriebsspannungspotential, koppelt. Der Spannungsverlauf kann beispielsweise der Spannungsverlauf am Anschluss der ersten Sensorelektrode sein. Der Parameter kann beispielsweise eine Spannung, die über einem Ladung ansammelnden Kondensator gemessen wird, oder eine bestimmte Anzahl von Perioden des Ladens und Entladens bis zum Überschreiten einer Schaltschwelle durch eine an der ersten Sensorelektrode gemessene Spannung sein. The signal patterns of the primary sensor electrodes and the secondary side sensor electrode assembly are repeatedly interrogated (e.g., in response to the detection of an ID transmitter from a keyless entry system). This detection can take place by periodically charging and discharging the sensor electrodes at a predetermined frequency and evaluating at least one parameter of a current or voltage curve dependent on the periodic charging and discharging of the first sensor electrode for detecting the change in capacitance. The periodic charging and discharging performs it, for example, by the sensor electrode at the predetermined frequency periodically repeated with a predetermined potential, for example, the operating voltage potential coupled. The voltage profile may be, for example, the voltage curve at the terminal of the first sensor electrode. The parameter may be, for example, a voltage measured across a charge accumulating capacitor or a predetermined number of periods of charging and discharging until a threshold is exceeded by a voltage measured at the first sensor electrode.

Die Erfindung entfaltet ihre vorteilhafte Wirkung umso mehr, je kürzer die Erfassungszyklen für die Ermittlung eines Kapazitätswertes sind. Es ist zwar möglich, die Kapazitäten im Rahmen der Erfindung mit Zyklen von 30ms auszuwerten, sinnvoll ist es jedoch, die Erfassung rasche, mit Zyklen von 20ms oder besser noch kürzer (ca. 10ms) auszuführen. Dann wird eine bessere Differenzierung auch während einer erfassten Bewegung eines Bedieners möglich. The invention develops its advantageous effect the more, the shorter the detection cycles for the determination of a capacitance value. Although it is possible to evaluate the capacities within the scope of the invention with cycles of 30 ms, it makes sense to carry out the detection rapidly, with cycles of 20 ms or even shorter (about 10 ms). Then a better differentiation is possible even during a detected movement of an operator.

Eine vorgegebene Geste eines Benutzers, z.B. ein angetäuschter Kick oder ein Schwenken des Fußes unter den Stossfänger, soll zu einem Öffnungs- oder Schließvorgang führen. Dafür werden die Signalfolgen der Sensorelektroden erfasst und mit Signalfolgen verglichen, welche eine gezielte Betätigung der Einrichtung anzeigen. A given gesture of a user, e.g. a fake kick or a swinging of the foot under the bumper, should lead to an opening or closing process. For this, the signal sequences of the sensor electrodes are detected and compared with signal sequences which indicate a targeted actuation of the device.

Gemäß der Erfindung werden zur Unterscheidung von Benutzungsgesten von unzulässigen Erfassungen (Querbewegungen) von der Steuer- und Auswerteeinrichtung die Signale der primären Sensorelektroden und der sekundären Sensorelektroden gemeinsam ausgewertet. Insbesondere werden die Signale der sekundären Sensorelektroden herangezogen, um eine von einem Seitenbereich kommende Bewegung zu erfassen. According to the invention, the signals of the primary sensor electrodes and the secondary sensor electrodes are evaluated jointly by the control and evaluation device to distinguish between usage gestures of impermissible detections (transverse movements). In particular, the signals of the secondary sensor electrodes are used to detect a movement coming from a side area.

Der Erfassungsbereich der primären Sensorelektroden ist auf den gemeinsam von beiden Elektrodenanordnungen überspannten Längsbereich konzentriert, der üblicherweise mittig am Fahrzeug angeordnet ist. In den seitlichen Bereichen sind außerdem oder vornehmlich die sekundären Sensorelektroden sensitiv. Da die Lage der Elektroden am Fahrzeug bekannt ist, können die Signale der Elektroden auf diese Weise besser differenziert werden. Wird z.B. eine Signaländerung zunächst oder nur auf der sekundären Elektrode detektiert, deutet dies auf eine ungezielte Auslösung hin. Der akzeptierte Erfassungsbereich liegt nämlich im Bereich der gemeinschaftlich überspannten Längserstreckung beider primärer Elektroden. The detection area of the primary sensor electrodes is concentrated on the longitudinal area spanned jointly by the two electrode arrangements, which is usually arranged centrally on the vehicle. In addition, or in the lateral areas, the secondary sensor electrodes are sensitive. Since the position of the electrodes on the vehicle is known, the signals of the electrodes can be better differentiated in this way. If e.g. detects a signal change initially or only on the secondary electrode, this indicates an untargeted release. The accepted detection range is in fact in the range of the joint-spanned longitudinal extent of both primary electrodes.

Außerdem kann auch der Signalverlauf der sekundären Sensorelektroden während der Signalerfassung an den primären Sensorelektroden überwacht werden. Starke Signalveränderungen an den sekundären Elektroden können während der Erfassung einer Bewegungsgeste ebenfalls auf einen übermäßigen Queranteil der Bewegung und damit eine zu verwerfenden Erfassung hinweisen. In addition, the signal path of the secondary sensor electrodes during the Signal acquisition at the primary sensor electrodes are monitored. Strong signal changes at the secondary electrodes can also indicate an excessive transverse portion of the movement and thus a discardable detection during the detection of a movement gesture.

Wesentlich ist, dass die Signale sowohl der primären Sensorelektroden als auch der kürzeren, vertikalen sekundären Sensorelektroden ausgewertet werden, um eine Differenzierung der Betätigungen zu ermöglichen. It is essential that the signals of both the primary sensor electrodes and the shorter, vertical secondary sensor electrodes are evaluated in order to enable a differentiation of the actuations.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht verschiedene Arten der Auswertung, einerseits über die Signalstärke von beiden Elektroden und andererseits über die Signalfolge. The device according to the invention enables various types of evaluation, on the one hand via the signal strength of both electrodes and on the other hand via the signal sequence.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere sekundäre Sensorelektroden vorgesehen, die verteilt beidseitig der primären Sensorelektroden angeordnet sind. Dies sekundären Sensorelektroden können erneut vollständig seitlich der primären Elektroden liegen oder im Bereich der Endabschnitt der primären Sensorelektroden. In a preferred embodiment of the invention, a plurality of secondary sensor electrodes are provided, which are arranged distributed on both sides of the primary sensor electrodes. Again, these secondary sensor electrodes may be located completely laterally of the primary electrodes or in the region of the end portion of the primary sensor electrodes.

In dieser Gestaltung wird eine seitliche Erfassung von unzulässigen Bewegungen beidseitig mit höherer Verlässlichkeit durchgeführt. In this design, a lateral detection of impermissible movements is carried out on both sides with greater reliability.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteschaltung derart ausgebildet, dass die Abfolge des Auslösens der Elektroden ausgewertet wird und nur dann, wenn ein symmetrisches Elektrodenauslösen und Elektrodenabfallen erfasst wird, kann eine Betätigung gültig erfasst werden. In a further embodiment of the invention, the control and evaluation circuit is designed such that the sequence of triggering of the electrodes is evaluated and only if a symmetrical triggering electrode and electrode drop is detected, an actuation can be validly detected.

Dies bedeutet, es wird vorausgesetzt, dass die zuerst ansprechende Elektrode immer auch die zuletzt in ihrem Signal abfallende sein muss. Die Elektroden müssen in entgegengesetzter Reihenfolge mit ihren Signalen wieder unter die Erfassungsgrenze abfallen, wie sie angesprochen haben. Wird eine Erfassung aus einem Seitenbereich in den zentralen Erfassungsbereich ausgeführt, kann dieses Kriterium kaum erfüllt werden und so können ungewollte Betätigungen weiter reduziert werden. This means that it is assumed that the first responsive electrode always has to be the last to fall in its signal. The electrodes must fall in opposite order with their signals again below the detection limit, as they have addressed. If a detection is carried out from a side area in the central detection area, this criterion can hardly be met and so unwanted activities can be further reduced.

Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous and / or preferred embodiments are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1A zeigt die Anordnung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung an einem Kraftfahrzeug; 1A shows the arrangement of a first embodiment of the sensor arrangement according to the invention on a motor vehicle;

1B zeigt die Anordnung aus 1A in einer schematischen Aufsicht; 1B shows the arrangement 1A in a schematic plan;

In 1A ist das Heck eines Fahrzeugs 1 gezeigt. Im Bereich des Heckstossfängers ist eine primäre Sensorelektrodenanordnung 2 angebracht. Unterhalb (also in geringerer vertikaler Höhe vom Boden) der Sensorelektrodenanordnung 2 ist eine weitere primäre Sensorelektrode 3 angeordnet. Die Sensorelektroden 2 und 3 sind jeweils mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 verbunden. Diese ist wiederum mit einer zentralen Fahrzeugsteuereinheit 6 gekoppelt, welche eine Öffnung der Heckklappe des Fahrzeugs kontrolliert und freigibt, wenn ein entsprechendes Signal von der Steuereinrichtung 5 generiert wird. Die Elektroden werden über die Einrichtung 5 aufgeladen und die Kapazitätsänderung der Elektroden bei Annäherung eines Körpers, z.B. eines Bedienerkörperteils kann durch Ladungsauswertung erfasst werden. Dieses Prinzip eines kapazitiven Sensors ist im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik bekannt (siehe oben). In 1A is the rear of a vehicle 1 shown. In the area of the rear bumper is a primary sensor electrode assembly 2 appropriate. Below (ie at a lower vertical height from the bottom) of the sensor electrode assembly 2 is another primary sensor electrode 3 arranged. The sensor electrodes 2 and 3 are each with a control and evaluation 5 connected. This is in turn with a central vehicle control unit 6 coupled, which controls an opening of the tailgate of the vehicle and releases when a corresponding signal from the control device 5 is generated. The electrodes are going through the device 5 charged and the capacitance change of the electrodes when approaching a body, such as an operator body part can be detected by charge evaluation. This principle of a capacitive sensor is known in the field of automotive engineering (see above).

Zusätzlich zu den primären Sensorelektroden 2, 3 sind sekundäre Hilfselektroden 4 seitlich von den Elektroden 2, 3 angeordnet. Die sekundären Sensorelektroden 4 sind schräg, im Wesentlichen vertikal ausgerichtet und symmetrisch zu beiden Seiten der primären Sensorelektroden 2, 3 platziert. Die sekundären Hilfselektroden 4 überspannen den vertikalen Abstand zwischen den primären Elektroden 2 und 3. In addition to the primary sensor electrodes 2 . 3 are secondary auxiliary electrodes 4 laterally from the electrodes 2 . 3 arranged. The secondary sensor electrodes 4 are obliquely, substantially vertically aligned and symmetrical to both sides of the primary sensor electrodes 2 . 3 placed. The secondary auxiliary electrodes 4 span the vertical distance between the primary electrodes 2 and 3 ,

Die Sensorelektrodenanordnung 3 verläuft parallel zu der Elektrode 2. Die Elektroden 2 und 3 sind hier durchgehend mit im Wesentlichen gleichbleibender Empfindlichkeit ausgebildet. The sensor electrode assembly 3 runs parallel to the electrode 2 , The electrodes 2 and 3 are continuously formed here with substantially constant sensitivity.

Wie insbesondere in 1B erkennbar, ist die Elektrode 3 nicht nur tiefer (also vertikal nach unten gegenüber Elektrode 2) sondern auch weiter in Richtung Fahrgastraum angeordnet. Die Elektrode 3 liegt also weiter unter dem Fahrzeug als Elektrode 2. Der Erfassungsbereich der Elektrode 3 ist entsprechend auch weiter in Richtung Unterboden des Fahrzeugs versetzt. As in particular in 1B recognizable, is the electrode 3 not only deeper (ie vertically downwards to the electrode 2 ) but also further in the direction of the passenger compartment. The electrode 3 So it lies below the vehicle as an electrode 2 , The detection range of the electrode 3 is accordingly further offset towards the underbody of the vehicle.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 ist mit einem Multiplexer ausgestattet. Mittels des MUX werden die Sensorelektroden zeitlich versetzt angesteuert und abgefragt. The control and evaluation device 5 is equipped with a multiplexer. By means of the MUX, the sensor electrodes are triggered and interrogated at different times.

Bei einem Bedienerwunsch kann ein Bediener bspw. seinen Unterschenkel in einer Schwenkbewegung unter den Stoßfänger bewegen. Diese Bewegung und Annäherung wird sowohl durch die verlängerte Elektrodenanordnung 2 erfasst, als auch durch die Sensorelektrode 3, da die Kapazitätsänderung zeitlich wiederholt abgefragt und die Veränderung ausgewertet wird. Die Frequenz der Abfrage der Kapazitätsänderung, also die Häufigkeit der Ermittlung aktueller Kapazitätswerte liegt in diesem Beispiel bei 120Hz (für jede Kapazitätserfassung ist eine Anzahl von Ladevorgängen zu absolvieren – siehe oben). In an operator request, for example, an operator can move his lower leg in a pivoting movement under the bumper. This movement and approach is both through the extended electrode arrangement 2 detected, as well as through the sensor electrode 3 because the change in capacity is repeated over time and the change is evaluated. The frequency of the query of the capacity change, thus the frequency of the Determination of current capacity values in this example is 120Hz (for each capacity acquisition, a number of loadings have to be completed - see above).

Betätigt ein Bediener per Kick-bewegung die Heckklappe, hängt die Reaktion des Systems von mehreren Bedingungen ab. Es wird erfindungsgemäß die korrekte Reihenfolge (Symmetrie der Aktivierung) der Elektrodensignale überwacht sowie auch eine weitere Auswertung der absoluten Signalverläufe vorgenommen. If an operator pushes the tailgate, the response of the system will depend on several conditions. According to the invention, the correct sequence (symmetry of the activation) of the electrode signals is monitored as well as a further evaluation of the absolute signal characteristics.

In den Randbereichen, also den Bereichen in denen sich die sekundären Elektroden 4 erstrecken, soll keine Betätigung möglich sein. Wird eine Kick-Bewegung in diesem Bereich gestartet und das Bein in den mittleren Bereich (Erfassung durch Elektroden 2, 3) des Fahrzeuges während dieser Kick-bewegung bewegt, so führt dies aufgrund der Anordnung der Elektroden 4 zu einem erheblichen "zeitlichen Vorsprung" der Erfassung durch die sekundären Elektroden 4. Da zuerst eine der Elektroden 4 anspricht, wird die Erfassung in diesem Ausführungsbeispiel als Betätigung verworfen. In the peripheral areas, ie the areas in which the secondary electrodes 4 extend, no operation should be possible. If a kick movement is started in this area and the leg in the middle area (detection by electrodes 2 . 3 ) of the vehicle moves during this kicking motion, this results due to the arrangement of the electrodes 4 to a considerable "lead time" of the detection by the secondary electrodes 4 , First one of the electrodes 4 responds, the detection is rejected in this embodiment as an operation.

Auch, wenn zunächst eine Betätigung im Bereich der primären Elektroden 2, 3 ausgeführt wird und ein Gegenstand dann in den Erfassungsbereich der sekundären Hilfselektroden kommt, kann eine Erfassung verworfen werden. Also, if initially an actuation in the area of the primary electrodes 2 . 3 is performed and an object then comes into the detection range of the secondary auxiliary electrodes, a detection can be discarded.

Die Auswertung der Signale der primären Elektroden 2, 3 erfolgt hingegen in herkömmlicher Weise. Hier werden die Signalverläufe und Signalabfolgen mit den zu erwartenden Signalen bei korrekter Betätigung verglichen. The evaluation of the signals of the primary electrodes 2 . 3 takes place in a conventional manner. Here, the waveforms and signal sequences are compared with the expected signals at correct operation.

Selbstverständlich können im Rahmen einer Betätigungserkennung weitere Prüfungen der Sensordaten durchgeführt werden. Die Erfindung betrifft jedoch Ausschlusskriterien, wann eine Betätigung als ungültig zu verwerfen ist. Dafür werden die zusätzlichen sekundären Hilfselektroden eingesetzt, welche eine erhebliche Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit ermöglichen. Of course, further tests of the sensor data can be carried out as part of an actuation detection. However, the invention relates to exclusion criteria when an operation is to be rejected as invalid. For this purpose, the additional secondary auxiliary electrodes are used, which allow a considerable improvement of the recognition accuracy.

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Claims (5)

Sensoranordnung zur Erfassung von Bewegungsgesten an einem Kraftfahrzeug, wobei wenigstens zwei primäre Sensorelektrodenanordnungen (2, 3) an räumlich versetzten Positionen am Kraftfahrzeug angeordnet sind, wobei die Sensorelektroden (2, 3) als langestreckte, horizontal verlaufende Elektrodenanordnungen ausgebildet sind, und mit wenigstens einer mit den Sensorelektrodenanordnungen gekoppelten Steuer- und Auswerteeinrichtung (5), die eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrodenanordnungen gegenüber einem Referenzpotential erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine sekundäre Sensorelektrodenanordnung (4) vorgesehen ist, welche kürzer als die primären Sensorelektroden ausgebildet ist und in vertikaler Ausrichtung im Bereich eines seitlichen Endabschnitts der Sensorelektroden (2, 3) oder seitlich neben den primären Sensorelektroden (2, 3) angeordnet ist und die ebenfalls mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine Zeitfolge von Kapazitätswerten jeder der Sensorelektrodenanordnungen (2, 3) erfasst und bei Prüfung auf Betätigungserfassung von der Steuer- und Auswerteeinrichtung (5) die zeitliche Abfolge zwischen einer Signalveränderung der primären Sensorelektrodenanordnungen (2, 3) und der sekundären Sensorelektrode (4) auswertet. Sensor arrangement for detecting motion gestures on a motor vehicle, wherein at least two primary sensor electrode arrangements ( 2 . 3 ) are arranged at spatially offset positions on the motor vehicle, wherein the sensor electrodes ( 2 . 3 ) are formed as elongate, horizontally extending electrode arrangements, and with at least one control and evaluation device coupled to the sensor electrode arrangements ( 5 ), which detects a change in the capacitance of the sensor electrode arrangements with respect to a reference potential, characterized in that at least one secondary sensor electrode arrangement ( 4 ) is provided which is shorter than the primary sensor electrodes and in vertical alignment in the region of a lateral end portion of the sensor electrodes ( 2 . 3 ) or laterally next to the primary sensor electrodes ( 2 . 3 ) and which is likewise coupled to the control and evaluation device, wherein the control and evaluation device is designed such that it records a time sequence of capacitance values of each of the sensor electrode arrangements ( 2 . 3 ) and when tested for actuation detection by the control and evaluation device ( 5 ) the temporal sequence between a signal change of the primary sensor electrode arrangements ( 2 . 3 ) and the secondary sensor electrode ( 4 ) evaluates. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei mehrere sekundäre Sensorelektrodenanordnungen vorgesehen sind, welche jeweils an einem seitlichen Ende der primären Sensorelektroden angeordnet sind, so dass die sekundären Sensorelektrodenanordnungen (4) beidseitig der primären Sensorelektroden (2, 3) verteilt angeordnet sind. A sensor arrangement according to claim 1, wherein a plurality of secondary sensor electrode assemblies are provided, which are each arranged at a lateral end of the primary sensor electrodes, so that the secondary sensor electrode assemblies ( 4 ) on both sides of the primary sensor electrodes ( 2 . 3 ) are arranged distributed. Sensoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sekundären Sensorelektroden langgestreckt ausgebildet und vertikal ausgerichtet sind. Sensor arrangement according to one of the preceding claims, wherein secondary sensor electrodes are formed elongated and vertically aligned. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Länge der sekundären Sensorelektroden zwischen 10% und 30% der Länge der primären Sensorelektroden beträgt. A sensor assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein the length of the secondary sensor electrodes is between 10% and 30% of the length of the primary sensor electrodes. Sensoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Prüfung auf Betätigungserfassung von der Steuer- und Auswerteeinrichtung (5) ermittelt, ob die Reihenfolge der Zeitpunkte des Ansprechens der Sensorelektrodenanordnungen gleich der umgekehrte Reihenfolge des Abfallens der jeweiligen Sensorelektroden ist. Sensor arrangement according to one of the preceding claims, wherein the control and evaluation device is designed such that it is checked by the control and evaluation device ( 5 ) determines whether the order of the times of the response of the sensor electrode assemblies is the reverse order of the fall of the respective sensor electrodes.
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