车辆的电容式传感器机构的制作方法
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2021-01-07 10:20:03
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车辆的电容式传感器机构的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的电容式传感器机构的组件。本发明还涉及一种用于操作车辆的电容式传感器机构的方法。

背景技术:

从现有技术中知道了,在车辆上采用具有传感器元件的电容式传感器机构,以探测传感器元件环境中的变化例如人的运动或接近。为了评估该传感器元件,它可被反复充放电,这相应地伴随在传感器机构内的电信号收发。对此,大多采用因为再充电和/或因为在放电电流路径和充电电流路径之间的切换而可能出现的周期性矩形信号。

为了评估该传感器元件,例如知道了再充电方法,就像在de102012102422a1、de102012105266a1、de102013112909a1或de102013112910a1中公开的那样。

常见的问题在此是,这种评估用信号且尤其是矩形信号可以具有包含不利频率的频谱。因此可以想到,在借助信号再充电时在传感器元件上出现干扰辐射。相应地,减少传感器机构对环境的干扰作用通常是一项技术挑战并且牵涉到支出昂贵的措施。例如可能因为与在510千赫至1.71兆赫范围内的无线电信号的相互作用而出现问题。这种无线电信号尤其通过中波无线电广播(am频段)的外部发射器等被发出。在此,用于减少和/或补偿所述相互作用的措施通常在技术上复杂且成本高昂。

技术实现要素:

因此,本发明的任务是至少部分消除前述缺点。本发明的任务尤其是允许改善车辆电容式传感器机构的操作。

前述任务通过一种具有独立装置权利要求的特征的组件和一种具有独立方法权利要求的特征的方法来完成。本发明的其它特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和附图。在此,关于本发明的组件所描述的特征和细节显然也与本发明的方法相关地是适用的,反之亦然,因此,关于各个发明方面的公开内容总是相互参照或可以相互参照。

该任务尤其通过一种用于车辆的电容式传感器机构的组件、尤其是电路组件来完成,其优选用于在电容式传感器机构中的驱动和/或评估以探测在车辆处、最好在车辆的侧部和/或前部和/或尾部的激活行为。激活行为在此例如可以由在车辆环境中的人执行。因此,人可能希望通过在尾部处的姿势打开车辆后备厢盖。该姿势例如是身体部位在保险杠下方的运动,这可以通过传感器机构来探测。或许也可以将在车辆门把手周围环境中的姿势规定为激活行为,例如以便解锁和/或打开车门。

有利地,本发明的组件具有以下部件中的至少一个:

-传输机构,其用于通过电输入信号的依据频率的改变来提供输出信号,其中,所述输出信号的提供优选被设计用于驱动传感器机构的传感器元件、特别是传感器电极,

-驱动组件,其连接至该传输机构的输入端,以提供塑形后的输入信号。

所述依据频率的改变在此具有以下优点,即,输入信号的频谱可通过该传输机构被调整,就是说,例如过滤掉输入信号的(不希望的)干扰频率,和/或在以输出信号驱动(尤其通过在传感器元件处输出输出信号)时可避免所述干扰频率。

此外,输入信号的塑形具有以下优点,即,在借助传输机构的依据频率的改变之前,可以事先进行一种初步塑形。它尤其用于对传输机构的依据频率的改变提供辅助。例如可能有利的是输出信号尽量呈正弦形形成。相应地,所述依据频率的改变可以用于滤除输入信号的谐波。谐波事先借助驱动组件被部分削弱,这可以辅助传输机构的工作。尤其是,传输机构(或许不同于驱动组件)在此可以设计成滤波器,最好是有源滤波器。而例如可以通过驱动组件和/或通过与之连接的驱动器如微控制器来产生和/或塑形该输入信号。

有利地,在本发明的组件中能仅设置唯一的(在结构上设有的)传感器电极作为传感器元件,用于形成(可变)传感器电容,在这里,用于形成传感器电容的配对电极最好由车辆接地形成,进而不应被视为单独(专用)构件。优选地,传感器机构的寄生电容在此情况下被忽略不计。这允许很简单的结构设计。

传感器元件、尤其是传感器电极可以是由导电材料构成的传感器元件。例如,传感器电极被设计成长条形(细长)导电体,例如呈电缆状,并且可选地只通过唯一的直接电连接与车辆电子装置相连。

在此,电连接不仅可以是指直接连接、也可以是指间接连接,即也经由其它电气元件,但最好仅当所述连接仅以电气方式进行时。例如在传感器元件或传感器电极与车辆接地之间的电场在此情况下无法被理解为直接电连接,因此,传感器元件或传感器电极最好只具有与车辆电子装置的唯一直接电连接。或许,车辆电子装置也可以至少是指所述传感器机构和/或控制器和/或传输机构。

车辆最好被设计成汽车且优选是轿车和/或电动车和/或混合动力车和/或自动驾驶车辆。

还可以想到的是,所述至少一个传感器元件、最好是所述至少一个传感器电极安置在车辆的前部和/或侧部和/或尾部,以便尤其测知环境中的改变和/或在所述环境区域、即车辆前部和/或侧部和/或尾部的相应激活行为。通过这种方式,能可靠地通过传感器机构探测该环境区域中的激活行为。例如可以直观地依据所述探测来在环境区域中使车辆的部件和/或功能运动或将之激活。这种功能例如是车辆照明和/或车辆锁具的解锁和/或等等。所述部件例如可以被设计成后备厢盖和/或侧门和/或滑动门和/或引擎罩,它们依据探测结果被移动和/或打开和/或关闭。也可选可行的是,该传感器元件布置在门槛处/门槛内或门槛区域中,以便依据探测结果例如打开车辆的侧门或滑动门。为了能可靠地依据探测结果来获知运动和/或运动形式,作为前述特征的替代或补充,也可以设置有至少两个传感器元件、最好是传感器电极。它们例如共同布置在至少其中一个前述环境区域中,例如共同布置在保险杠或门槛或门把手等中。

在另一个可能方式中可以规定,该驱动组件连接至驱动器优选是微控制器和/或被集成在驱动器中,以便最好通过驱动器被驱动以给该输入信号塑形。为此,该驱动器例如可以电连接至该驱动组件的至少一个控制输入端。也可能可行的是,该驱动组件具有至少两个或至少三个或至少四个可切换连接的电阻。在此,或许可以将驱动器的一个或多个输出端连接至各自电阻,以便能单独接通所述电阻。由此可以实现输入信号的大规模信号塑形。信号塑形或许也可以通过借助驱动器的数字塑形和借助数字-模拟转换器的输入信号输出来进行。在此情况下,该驱动组件例如设计成数字-模拟转换器,并且或许被集成在驱动器中。替代地或附加地可能可行的是,该驱动器具有数字-模拟转换器以产生输入信号,其中,该数字-模拟转换器最好连接至该驱动组件,使得所产生的输入信号可通过驱动组件被塑形并在传输机构的输入端可被提供。在此,该驱动组件因此与驱动器分开地构成。

当该驱动组件具有至少两个或至少三个或至少四个电阻时,可以在本发明范围内获得进一步优点,其中,所述电阻最好分别尤其直接连接至驱动器和/或传输机构,以在驱动器的控制下提供输入信号的塑形。这允许很高效的信号塑形。

还可以想到,该驱动组件具有至少一个滤波器、最好是低通滤波器,以提供输入信号的塑形。通过这种方式,例如可以提供输入信号的平滑,例如输入信号矩形脉冲边沿等的平滑。

在本发明范围内可能进一步有利的是,该驱动组件和/或驱动器连接至传输机构的输入端,以在输入端提供输入信号,作为基于矩形信号的信号,该信号通过信号塑形被主动改变。在此,本发明的解决方案尤其基于以下设想,即,将矩形信号作为用于传感器元件的输出信号在可能的干扰频率方面是尤其成问题的。有可能的是,如果没有其它措施,就无法充分保证:输出信号的传输和/或在传感器元件尤其是传感器电极的输出没有对输出信号和/或电磁辐射造成干扰作用。信号塑形因此可以至少减少干扰作用。

还可能可行的是,该驱动组件尤其与驱动器一起设计用于执行输入信号的塑形,以便最好对所述传输机构的依据频率的改变、最好是谐波抑制提供辅助,优选为了提供正弦形的输出信号。正弦形信号在此尤其关于频谱具有正向性能,因为可以尽量减少谐波。

当所述驱动组件和/或驱动器被设计用于通过矩形信号边沿的平滑来执行输入信号的塑形时,可以在本发明范围内获得进一步优点。替代地或附加地可以规定,驱动组件和/或驱动器设计用于通过产生具有在时间上前后相继的脉冲的矩形信号来执行输入信号的塑形,其中,不同脉冲的脉冲波幅随时间而变,最好具有随时间先升再降的波幅,其中,各个脉冲的脉冲波幅最好是恒定的。也可行的是,这种塑形和平滑组合,因此还进行所述脉冲边沿的平滑。随时间先升再降的波幅例如可以如此设计,即,矩形信号以正弦形式被调制和/或塑形。由此特别高效地辅助所述传输机构。

可选地可以规定,该驱动组件和/或驱动器设计用于通过产生具有在时间上前后相继的脉冲的矩形信号来执行输入信号的塑形,其中,不同脉冲的脉冲波幅最好随时间而变,优选具有随时间先升再降的波幅,其中,各个脉冲的脉冲波幅也在脉宽内随时间而变,最好具有阶梯形状。由此进一步辅助正弦形信号的形成。

还可以想到,所述驱动组件和驱动器相互电连接,以合作执行信号塑形。这例如可以如此做到,即,该驱动器借助数字-模拟转换器来执行输入信号的平滑,并且驱动组件调制(所产生的)输入信号的波幅。

当所述驱动组件和/或驱动器设计用于提供呈矩形信号形式的输入信号,而矩形信号具有若干的上升沿和/或下降沿且呈阶梯形状时,可以在本发明范围内获得进一步优点。

本发明的主题也是一种用于操作车辆的电容式传感器机构的方法,它尤其用于在电容式传感器机构中的驱动和/或评估以探测车辆尾部的激活行为。

有利地,在本发明的方法中可以执行以下步骤中的至少一个,其中,所述步骤最好能够按照所述顺序或按照任何顺序先后执行,并且或许也能重复单独步骤:

-最好通过驱动器如微控制器尤其借助调整机构且最好是微控制器的计算机程序来产生电输入信号,

-最好至少通过与驱动器电连接的驱动组件来给该输入信号塑形,

-通过输入信号的依据频率的改变来提供输出信号,最好是通过传输机构,尤其用于输入信号的(例如主动)滤波,在这里,通过提供所述输出信号来驱动传感器机构的传感器元件,

其中,该输入信号是根据(即考虑到)所述依据频率的改变(如主动地,最好通过驱动器和/或驱动组件)被塑形的,以便最好辅助所述依据频率的改变。这例如可以如此进行,即,该输入信号以正弦形式和/或通过平滑来塑形。为此,本发明的方法带来了与关于本发明的组件所明确描述的一样的优点。此外,该方法可能适用于驱动本发明的组件。

可能可行的是,该输入信号尤其通过驱动组件和/或驱动器来如此产生和/或塑形,即,输入信号的预定频率分量且最好是三次谐波被至少减少或消除,以辅助所述依据频率的改变。这例如可以如此进行,即,产生经塑形的对称信号和/或具有在时间上前后相继的脉冲序列的信号,其中,该脉冲序列的脉冲具有不同的脉冲波幅。优选地,具有保持不变的脉冲波幅差绝对值的脉冲波幅在时间上呈阶梯状先升再降。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节来自以下参照附图具体描述本发明实施例的说明。在此,在权利要求书和说明书中提到的特征可以分别自身单独地或在任何组合中对于本发明是重要的,其中:

图1示出连带使用者的车尾部立体图,

图2示出传感器机构的示意性电路原理图,

图3示出本发明的组件的示意图,

图4示出传感器机构的示意图,

图5示出信号变化曲线的示意图,

图6示出本发明组件的另一示意图。

具体实施方式

在以下的图中,对于即便是不同实施例的相同技术特征也采用相同的附图标记。

图1示意性示出车辆1的立体图。示出了在车辆1的保险杠3上方的后备厢盖2,在这里,后备厢盖2例如根据(第一)车辆功能可被打开和/或根据(第二)车辆功能又可被关闭。在保险杠3中可以加入电容式传感器机构20的至少一个传感器元件20.1、尤其是传感器电极20.1。替代地或附加地,至少一个传感器元件20.1也可以被集成到车辆1的(外)门把手4或其它车辆部件中。电容式传感器机构20相应地具有电容式传感器,它至少局部由传感器元件20.1形成。传感器元件20.1最好设计成缆线状和/或设计成具有长条形延伸形状,以提供尽量广的检测范围以测知激活行为。也可以想到,传感器元件20.1具有不同于长条形延伸形状的延伸形状,例如基本呈圆形或矩形或点状等。激活行为例如是使用者8的激活介质9如身体部位9尤其是脚9的在车辆1或传感器元件20.1之外的环境中的运动。为了执行激活行为,使用者8可以使激活介质9在保险杠3下方移动。该运动于是作为电容式传感器机构20的传感器电容cs的改变而被测知,且最好能通过传感器机构20的控制器50被评估和探测。控制器50为此电连接和/或电接线至传感器元件20.1。相应地,可能有意义的是控制器50被设计成车辆1的控制装置,最好是车辆电子装置的一部分或与之电连接。此时可以想到的是,为了降低电路成本,仅唯一的电连接、例如唯一的电线如缆线从控制器50敷设至传感器元件20.1,即仅通过唯一的导电连接将其相连。由此,传感器元件20即为用于提供传感器电容cs的传感器电极20.1。还可行的是,激活行为的探测由控制器50进行,控制器50于是激活该车辆功能或者至少其中一个车辆功能。

在图2中依据电容式传感器机构20的和本发明的组件10、尤其是电路组件10的电路原理图详细示出了用于探测激活行为和评估传感器电容cs的检测原理。能设有仅一个传感器元件20.1或者或许也可以设置多个传感器元件20.1。例如在图2中示出了呈传感器电极20.1形式的两个传感器元件20.1,其分别能提供传感器电容cs。换言之,相应的传感器元件20.1或传感器电极20.1可以提供相应的电容式传感器,其分别可以被理解为电容器。在有多个传感器元件20.1的情况下,可以设置带有至少一个选择性开关的至少一个开关机构60,通过选择性开关,传感器元件20.1被轮流选择,即与之建立电连接。所述至少一个开关机构60在此将传感器元件20.1例如轮流连接至预滤波组件80和/或至少一个开关元件s。至少两个传感器元件20.1的使用在此具有以下优点,即,例如能测知运动和/或运动形式。

各自的传感器元件20.1可以具有导电材料用于分别形成(唯一的)传感器电极20.1。此时,仅设置各自的传感器电极20.1而无需配对电极就足以提供传感器电容cs。在此情况下,如图2所示的配对电极(相对于各自传感器元件20.1)仅作示意性以便说明原理,不应被视为实际构件。或者,也可以在结构上设置至少一个配对电极或者针对每个传感器元件20.1设置对应的配对电极。

每个传感器元件20.1可以相对于尤其是车辆接地的地电位20.2且相对于车辆1环境形成传感器电容cs。传感器电容cs因此可以因车辆1的环境而改变,即尤其当激活介质9运动到传感器元件20.1的周边区域中时。通过这种方式,可以依据传感器电容cs很可靠地测知激活行为。

各种不同的方法被考虑用于评估该传感器电容cs。所述方法在此尤其基于如下情况,即,位于传感器元件20.1内的或者借助传感器电容cs所储蓄的电荷能被转移至具有保持电容ch的保持机构50.4。此时将利用如下事实,即,储蓄电荷与可变的传感器电容cs和进而车辆1的环境(如激活行为)相关。保持机构50.4在此情况下可以具有保持电容器,其用于电荷储蓄和/或电荷暂存并用于借助控制器50的电荷评估。有利地,保持机构50.4具有运算放大器op‘,其或许与至少另一个元件和/或(或许设计成依据相位和/或依据频率的)反馈元件(如通过电容器)形成积分器(为此也见图6)。该积分器此时用于储蓄电荷量,其是专为由传感器元件20.1在再充电时经由接收信号所收到的电荷量而特定的。运算放大器op‘可以通过输出端o或许经由模拟-数字转换器50.2连接至例如呈微控制器形式的驱动器50.1,以便评估储蓄电荷量。

为了再充电,优选可以使用重复执行的接收阶段(也称为再充电阶段)。接收阶段可以是某个切换阶段,即至少一个开关元件s的开关状态。为此,例如所述至少一个开关元件s、尤其是至少一个转换开关s被反复切换,最好以333千赫的频率。在此情况下,当开关元件s将接收路径r电连接至传感器元件20.1时,则进入接收阶段。而在开关元件s进一步切换到另一开关状态之后进入传输阶段(或许也称为充电阶段),在该传输阶段中,开关元件s将发送路径t电连接至传感器元件20.1。这两个路径r和t在此可以被设计成导线(例如在印刷电路板上),其因此提供导电连接。

该传输阶段可以被用于给传感器元件20.1供应电荷,即造成电容式传感器的充电。对此,传感器元件20.1例如在传输阶段中通过开关元件s且通过发送路径t被电连接至传输机构30。这造成输出信号a经由发送路径t尤其是从传输机构30传输至传感器元件20.1。而接收阶段可以被用于从传感器元件20.1接收位于其中(因为传感器电容cs而储蓄)的电荷,即,造成再充电。对此,传感器元件20.1例如在接收阶段中通过开关元件s且通过接收路径r电连接至保持机构50.4。由此造成接收信号经由接收路径r尤其从传感器元件20.1传输到保持机构50.4。另外,也还可以重复切换该开关机构60,以将不同的传感器元件20.1轮流连接至接收路径和发送路径r、t。

以下,详细探究接收阶段,其可以用于传感器机构20中的评估。在接收阶段中,借助传感器电容cs所储蓄的电荷可以被“转移”,即,依据传感器电容cs或由此储蓄的电荷(如与之成比例地)来给具有保持电容ch的保持机构50.4(如保持电容器)充电。在此,再充电或许可以通过低通滤波器50.5和/或例如也通过未被明确示出的电流镜来进行。保持机构50.4或保持电容器的随后与激活行为探测相关的电荷状态尤其可以依据通过电容器或者串接至保持电容器的电压可选通过模拟-数字转换器50.2来确定。为此,模拟-数字转换器50.2一方面例如可以通过低通滤波器50.5连接至保持机构50.4,另一方面连接至驱动器50.1。另外,可选地也可以将至少另一个控制件50.7(也称为补偿器)连接至接收路径r,以便例如对再充电时的电荷过剩执行补偿。为此,控制件50.7例如可以包括调节电路。因此,控制件50.7(或许与其它部件如驱动器50.1一起)可被设计用于探测电荷过剩(即当转移的电荷量无法再通过保持电容ch来储存时)和/或执行补偿。

控制器50的驱动器50.1例如可以被设计成微控制器等,并且或许也(尤其是重复地和/或定时地)切换开关元件s。尤其是,驱动器50.1可以依据至少一个调整机构50.3最好是计算机程序来执行该切换,以便因而确定和/或改变接收阶段的和/或传输阶段的阶段持续时间。另外,也可以通过驱动器50.1中断接收阶段的和/或传输阶段的交替执行,即引入另一个中断阶段。它用于例如暂停输出输出信号a和/或暂停传输接收信号,以便例如减少能耗。

根据图2的电路原理图清楚示出,尤其通过所述的开关元件s切换而无需其它措施地来产生用于驱动和/或评估传感器元件20.1的矩形信号。它相应地具有很宽的频谱。在没有其它措施的情况下,这种不利的频谱可能导致:传感器元件20.1在车辆1环境中造成干扰性电磁辐射(发射),并且尤其在可能对其它无线电信号等具有干扰作用的频率范围内。

因此,可以作为本发明范围内的措施规定,执行至少一个信号的依据相位和/或依据频率的传输和/或改变以用于驱动和/或评估。因此,例如可以为了驱动(即为了传输给传感器元件20.1和/或为了传感器元件20.1的充电和/或驱动)直接在传输机构30的输出端30.2输出和/或产生信号即输出信号a,在这里,通过信号塑形和/或滤波可以减小信号频谱宽度、尤其是谐波和进而干扰作用。作为其它信号,也可以为了评估而通过所述依据相位和/或依据频率的传输或改变来影响传感器元件20.1的接收信号,例如通过将传输机构30连接至保持机构50.4,以便由此控制接收信号的接收。

还有利的是,所述信号和/或信号塑形受到驱动器50.1和/或与驱动器50.1相连的和/或集成在其中的驱动组件50.6的影响。它们能连接至传输机构30的输入端30.1,以在输入端30.1向传输机构30提供输入信号e(尤其是驱动信号e)。通过这种方式,传输机构30可以接设在驱动器50.1与传感器元件20.1之间,以针对输入信号e执行依据频率和/或依据相位的传输或变化。在此,这尤其是作为有利的频率滤波按如下方式进行,即,在输入信号e中的干扰性频率被大部分滤除。为此,输入信号e在加载于传输机构30的输入端30.1时可以被滤波,并且作为输出信号a在输出端30.2被输出。也可以依据所传输的/所改变的(尤其是所滤波的)输入信号e通过传输机构30输出被引导的输出信号a。借此保证了,也在传感器元件20.1处保持所传输的或所改变的或所滤波的信号的形状和进而被过滤的频谱。“被引导”尤其可以是指输出信号a依据所传输的或所改变的或所滤波的输入信号e被主动产生并且被加载在传感器元件20.1,例如通过使用运算放大器op。

如从图2且进一步具体地还如从图6中示意性看到地,传输机构30也可连接至保持机构50.4的输入端。在此,保持机构50.4例如包括积分器。例如因此可以规定,传输机构30的输入端、尤其是传输机构30的运算放大器op的非逆转输入端“+”连接至积分器的输入端、最好是积分器的另一个运算放大器op‘的(非逆转)输入端“+”。优选地,所述连接设计用于允许保持机构50.4根据由传输机构30造成的依据频率和/或依据相位的传输和/或改变来经由接收路径r从传感器元件20.1接收该接收信号。为此,由传输机构30提供的、因滤波而具有依据频率和/或依据相位的变化的信号(例如在图3和图6中的运算放大器op的“+”输入端)例如影响保持机构50.4或积分器的功能。当与积分器输入端连接时,所提供的信号可被理解为一种积分参考(例如因连接至积分器的非逆转运算放大器输入端,所提供的信号影响积分器的另一运算放大器op‘的差分电压,且或许通过在运算放大器op‘中的反馈也影响了接收信号)。如图6所示的元件的连接在此对应于图2和图3中的连接,如由连接虚线所示。

在图3中更详细地示出了传输机构30。用于产生输入信号e的电路、即尤其是控制器50、优选是驱动器50.1和/或驱动组件50.6由输入信号源40示意性代表。它能够产生电输入信号e如至少一个基本上呈矩形信号形式的或基于此的输入信号e。驱动组件50.6或许也可以执行输入信号e的进一步信号塑形,例如通过可接通的电阻,以给输入信号e塑形。为此,驱动组件50.6也可以通过驱动器50.1被控制,以便例如在调整机构50.3的控制下执行信号塑形。输入端30.1电连接到至少一个第一滤波器元件30.4(尤其是rc电路)和/或第二滤波器元件30.5(尤其是其它电阻r和/或电容器c)以形成sallen-key滤波器。第一滤波器元件30.4包括例如(或许唯一)电阻r和(或许唯一)电容器c。优选地,可以通过连接这两个滤波器元件30.4、30.5而由传输机构30总体提供三阶滤波器。运算放大器op的使用还允许构造成有源式滤波器、最好是sallen-key滤波器。

在图2中,驱动器50.1示意性地通过导线连接至驱动组件50.6。由此可简单示出电路图,在这里,该导线或许也能被理解为多根导线,其将驱动器50.1的相应输出端连接至驱动组件50.6的相应电阻。因此,驱动器50.1例如可以通过至少一个或两个或三个或四个单独的电线与驱动组件50.6相连,尤其是为了通过导线分别控制该驱动组件50.6的至少一个电阻。另外,导线例如分别可以将驱动器50.1的各个输出端连接至驱动组件50.6的至少一个电阻,并且优选接着通过相应的这个/这些电阻将相应的输出端电连接至输入端30.1。例如,驱动组件50.6包括至少两个或三个或四个电阻,电阻分别以第一接线端经由各自导线连接至驱动器50.1并以第二接线端连接至输入端30.1。在此情况下,它是驱动器50.1的不同的导线和输出端,电阻可以单独地和/或彼此无关地被驱动,以便在输入端30.1提供经塑形的输入信号e。换言之,通过驱动组件50.6形成可编程的分压器。它允许输入信号e的塑形,如关于图5所详述的那样。

可以看到,滤波器元件30.4、30.5可以电连接至源机构30.3、尤其是电流源机构和/或电压源机构30.3。在图3所示的例子中,源机构30.3被设计成运算放大器op,其在sallen-key滤波器构型的意义上与滤波器元件30.4、30.5连接。相应地,运算放大器op和/或源机构30.3或许也可以是指另一个滤波器元件。根据由滤波器元件30.4、30.5过滤的输入信号e,源机构30.3造成在输出端30.2输出输出信号a。为了有源传输输出信号a,源机构30.3被连接至供电电压。在此例如示出了用于提供第一供电电位ve的第一电压u1和用于提供第二供电电位vc的第二电压u2,其中,所述电压例如是等值但不同极性的。u1例如为-5v,u2例如为+5v。通过相应设计所述元器件,在此可以提供如下传输机构30,其具有有源式低通滤波器的滤波器性能,尤其是三阶的和/或在1兆赫下衰减达-20db和/或具有470千赫的极限频率。换言之,可以提供至少-20db的谐波抑制。该滤波器在此尤其适用于(基本上)达到333千赫的传感器机构20工作频率,其由在接收阶段和/或传输阶段之间的切换频率来决定。例如工作频率(或还有其它工作频率)因此由开关元件s的切换频率来决定或与之对应。尤其是可以从二次谐波或三次谐波起有效抑制谐波。

或者,或许也能放弃滤波器元件30.4、30.5,因此该传输机构30例如仅具有受控的源机构30,以便基本不变地传输该输入信号e并接着作为输出信号a(如以矩形信号形式)未滤波地被输出。另外,传输机构30也可具有全通滤波等滤波器性能。

本发明的组件10的另一个替代方式和/或补充方式在图3中被虚线示出。在此,在输出端30.2、优选在运算放大器op和/或源机构30.3和/或至少一个滤波器元件30.4、30.5上可以规定与另一个源机构30.3‘的连接,以提供替代的输出端30.2’。这种设计在此仅是可选的,以便利用例如电流源和/或变换器作为另一源机构30.3‘,以因此以替代方式输出被引导的输出信号a‘。除了具有运算放大器op的所示设计外,可以采用具有另一源机构30.3‘的设计,或者也可用于取代源机构30.3。在后者情况下,由滤波器元件30.4、30.5构成的滤波器也可以被设计成无源式滤波器,和/或另一源机构30.3‘也被设计成滤波器元件以形成有源式滤波器。原则上,输出信号a或a‘因此可以是强制传输的传感器电压或强制传输的传感器电流。

在图4中示出了在开关元件s与所述至少一个传感器元件20.1之间的信号s‘的传输路线。在该传输路线之内沿传输路径u还可以布置其它电子元件,这通过传输路径u的虚线表示。其它元件例如可造成信号s‘的进一步滤波。开关元件s根据开关位置(切换状态)将传输路径连通至接收路径r以供评估或者连至发送路径t以供驱动。在开关元件s的第一开关位置,信号s‘因此可对应于输出信号a,其从传输机构30的输出端30.2被传输至传感器元件20.1。而在开关元件s的第二开关位置,信号s‘可对应于接收信号并经由接收路径r被传输至保持机构50.4。在后者情况下,信号s专用于所述检测,并且例如可以通过控制器50被评估以测知激活行为。

还如图4所示,可以采用最好呈陷波电路和/或带通滤波器或带阻滤波器(带阻滤波装置)形式的预滤波组件80,尤其是预选器80。由此可以滤除信号s‘的或许因传感器元件20.1(在入射或侵入意义上)而出现的干扰频率。由此清楚知道,传感器元件20.1或许也能被设计成一种天线,经由天线可(从传感器机构20至车辆1环境)进行辐射发射并(自环境至传感器机构20)进行辐射侵入。表述“发射”和“侵入”在此情况下按照干扰性无线电信号或电磁辐射的意义来采用。预滤波组件80例如可被设计成lc振荡电路和/或陷波电路,例如包含相互并联的电容器c和线圈l。预滤波组件80例如连接至第一接线端和第二接线端80.1、80.2。有利地,第一接线端80.1可将预滤波组件80连接至供电电位,和/或第二接线端80.2可将预滤波组件80连接至地电位。这有以下优点,即,信号s‘的在不希望频率范围内的信号分量可通过至少其中一个所述接线端被传导、即被引离。为此,针对所述或许不希望的频率范围,预滤波组件80是低阻的。而针对期望频率,预滤波组件80可以是高阻的,因此针对该频率,信号s‘未被传导经过预滤波组件80(预滤波组件80因此按如下方式起到针对期望频率的带通滤波作用,即,预滤波组件80未排走期望频率)。因此在理想情况下,即在仅以具有期望频率的信号s‘驱动时,未出现滤波所造成的损耗。损耗功率可以通过所述结构被相应显著降低。还可能可行的是,在接收路径r和发送路径t中分别加入用于预滤波组件80的电阻和/或电阻组件,在这里,所述电阻和/或电阻组件最好设计成(基本)相同(具有相同的电阻值和/或相同的尺寸和/或相同的阻抗)。所述电阻和/或电阻组件可被设计用于调整预滤波组件80的传输功能。

图5示出用于输入信号e(实线)的信号塑形的不同可能性ii至v和由此分别导致的输出信号a(虚线)。为了说明,示出了图示i,在这里,通过传输机构30没有进行输入信号e的依据频率和/或依据相位的改变和/或仅进行输入信号e的依据频率和/或依据相位的传输。而在图示ii中,输入信号e的滤波通过传输机构30、即尤其借助滤波器元件来执行。在此,滤波器元件优选提供模拟低通滤波,其改变输入信号e的矩形形状。通过这种方式可以提供正弦形输出信号a。图示iii示出进一步信号塑形的一个例子,在此,除了借助传输机构30的滤波器元件来滤波外,也会由驱动器50.1和/或驱动组件50.6造成调制(尤其作为“平滑”)。在此情况下,输入信号e不同于初始矩形形状且因所述调制而示出各个脉冲的随时间先升后降的波幅。例如可以在输入信号e产生时直接通过驱动器50.1造成进一步信号塑形。图示iv示出一个改进方案,在此,除了根据iii的调制外还采用进一步调制。在此,输入信号e具有阶梯形状,其可能利于借助传输机构30的滤波。换言之,根据图示iii,驱动组件50.6和/或驱动器50.1可被设计用于通过产生具有在时间上前后相继的脉冲的矩形信号来执行输入信号e的塑形,在这里,不同脉冲的脉冲波幅随时间而变,优选以随时间先升后降的波幅(尤其是在脉冲串内),在这里,各个脉冲的脉冲波幅优选(基本)在脉宽范围内保持恒定。而在图示iv中,各个脉冲的脉冲波幅也附加地可以在脉宽内随时间而变,优选具有阶梯形状。通过这种方式,可以很可靠地产生正弦形输出信号a。

输入信号e的一个特别有利的例子在图示v中被示出。该信号例如可以通过如下信号塑形来获得,其通过驱动器50.1和/或驱动组件50.6提供。为此,驱动组件50.6例如被设计成可编程的分压器。所示形状具有多个在时间上前后接续的矩形脉冲,它们在脉冲波幅方面彼此不同。为此,针对驱动组件50.6,可通过不同的分别与驱动组件50.6的至少一个电阻相连的导线由驱动器50.1输出驱动信号。它例如设计成脉宽调制等形式并且对于不同的导线是不同的。不同导线的电阻例如是不同大小的。通过这种方式,输入信号e可以很精确地以期望形状来产生。通过形状对称性、尤其是具有相同的先升再降的脉冲序列和/或针对不同脉冲保持不变的波幅差绝对值,可以产生特别有利的频谱。尤其由此可以(或许完全)消除输入信号e频谱内的三次谐波。

以上对实施方式的说明仅在例子范围内描述了本发明。显然,实施方式的各个特征只要在技术上有意义就能相互自由组合而没有脱离本发明范围。

附图标记列表

1车辆

2后备厢盖

3保险杠

8使用者

9身体部位,激活介质

10组件,电路组件

20传感器机构

20.1传感器元件,传感器电极

20.2地电位

30传输机构

30.1输入端

30.2输出端

30.3源机构,电压源机构

30.4第一滤波器元件,用于1阶低通滤波的rc电路

30.5第二滤波器元件,用于2阶低通滤波的其它组件

40输入信号源,数字信号产生

50控制器

50.1驱动器,微控制器

50.2模拟-数字转换器

50.3调整机构,软件

50.4保持机构

50.5低通滤波器

50.6驱动组件

50.7其它控制件

60开关机构

80预滤波组件,预选器

80.1第一接线端,供电接线端

80.2第二接线端,接地端

r接收路径

t发送路径

u传输路径

a输出信号

c电容器

ch保持电容

cs传感器电容

e输入信号

l线圈

o输出端

op运算放大器

op’其它运算放大器

r电阻

s开关元件

u1第一电压

u2第二电压

vc供电电压,第二电位

ve供电电压,第一电位

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