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用于车辆的电容传感器的制造方法
【专利摘要】根据本发明的用于车辆的电容传感器(1)包括评估单元(2)以及用于发送分别配属的第一测量信号(S1)或者第二测量信号(S2)的第一发送电极(3)和第二发送电极(4)。两个发送电极(3、4)分别借助配属的第一或者第二发送导线(5、9)与评估单元(2)的相应的第一或者第二发送输出端(7、11)连接。装备了该评估单元(2)用于，将第一测量信号(S1)通过第一发送输出端(7)且第二测量信号(S2)通过第二发送输出端(11)交替地发出。在此，装备该评估单元(2)用于，相应地将未进行发送的第二或者第一发送输出端(11、7)切换到参考电位。
【专利说明】用于车辆的电容传感器

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的电容传感器，该电容传感器尤其是装备用于，借助两个彼此独立的发送电极探测物体接近传感器。

【背景技术】
[0002]在现代车辆中，尤其是在轿车中经常使用电容传感器，以便在防夹保护的范围内例如监控由电机驱动的车辆部件的移动。在此，借助电容传感器监控在车辆部件前面的移动行程区域中是否存在障碍物。优选地，这种电容传感器在此根据所谓的发送接收原理运行。也就是说，通过传感器电极(以下为:发送电极)发出交变电磁场形式的测量信号，该测量信号又借助另一传感器电极(以下为:接收电极)接收。发送电极和接收电极因此形成传感器电容，其具有可借助测量信号获知的传感器电容量。交变电磁场内的障碍物在此导致所检测的传感器电容量的非正常变化，借此，配属于防夹保护的控制单元中止车辆部件的移动，并且必要时反向运动(也就是说，使移动方向反向)。
[0003]为了也可以尽可能精确且尤其是及早地探测到比较小的障碍物或物体，例如驾乘人员的手指，传感器电容的整个面经常由多个小的发送电极形成。由此，相应的传感器电容量虽然较�。�但小的物体的存在在此于比较大的电容量变化中表现出来。为了防止由发送电极发出的测量信号与相邻的发送电极，尤其是相邻的发送电极的信号导线电磁过耦合(仙61?)卯614 (这又导致了相应的测量结果的错误)，以常规的方式将所有传感器电极借助屏蔽导线(大多是同轴缆线)与传感器的配属的评估单元连接。


【发明内容】

[0004]本发明的任务在于，说明一种简单构建的，但功能可靠的电容传感器。
[0005]该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的电容传感器来解决。此外，该任务根据本发明还通过具有权利要求7的特征的电容传感器来解决。本发明有利的且部分有创造性的实施形式和改进方案在从属权利要求和随后的描述中阐明。
[0006]根据本发明，电容传感器包括评估单元以及用于发送第一测量信号的第一发送电极。第一发送电极在此借助第一发送导线与评估单元的第一发送输出端连接。此外，电容传感器还包括用于发送第二测量信号的第二发送电极，其中，第二发送电极借助第二发送导线与评估单元的第二发送输出端连接。评估单元在此装备用于，将第一测量信号通过第一发送输出端且第二测量信号通过第二发送输出端以交替的方式(也就是说，交替地)发出。根据本发明，评估单元此外还装备用于，将未进行发送的发送输出端相应地切换到参考电位。换言之，在第一测量信号通过第一发送输出端发出期间将第二发送输出端切换到参考电位，反之亦然。
[0007]通过将未作用的(也就是说，未进行发送的)发送输出端相应地切换到参考电位(优选接地电位)，有利地实现了，通过作用的(也就是说，进行发送的)发送输出端发出的测量信号不受到或仅在可忽略的较小程度的情况下受到第一与第二发送导线之间的电磁耦合的影响。因此实现了相应的测量信号的特别高的信号质量，由此又提高了功能可靠性，也就是说，尤其是在传感器的测量范围内改善了对特别小的物品的探测。
[0008]在本发明的范围内，在此可想到的是，评估单元具有第一和第二输出驱动装置，它们分别配属于第一和第二发送输出端。第一和第二输出驱动装置尤其装备用于，将第一或者第二发送输出端交替地调节至预先给定的固定的参考电位。替选地，评估单元尤其分别具有配属于第一和第二发送输出端的第一或第二开关，借助第一或第二开关，相应的发送输出端可以与参考电位可逆地连接。
[0009]在本发明的范围内原则上可想到的是，电容传感器的评估单元借助相应的发送电极获知相对于接地(13886)，即，相对于传感器的周围环境中的最接近的接地物品的电容值。但在优选的实施方案中，电容传感器包括用于接收第一测量信号和第二测量信号的接收电极。接收电极因此与相应作用的发送电极一起形成传感器电容。传感器的评估单元在此优选装备用于，借助相应的测量信号分别获知电容量测量值，该电容量测量值对于配属于相应的传感器电容的传感器电容量来说是具有表征的(即，该电容量测量值直接或间接反映出传感器电容量，例如移动电流)，或者自身获知相应的传感器电容量。接收电极尤其是借助屏蔽的接收导线与评估单元的接收输入端连接。通过屏蔽的接收导线在此阻止，第一或第二测量信号(或必要时其它的电磁干扰源)与接收导线过耦合，并且因此导致信号质量变差。
[0010]在制造技术上简单且廉价的实施方案中，第一发送导线和第二发送导线构造为未屏蔽的，尤其是单芯导线。由此，也减少了在铺设相应的发送导线时的花费，这是因为取消了包围相应的发送导线的外导体(以下称为“屏蔽导体”)与(参考)电位接口在电路上的联接。尤其地，两个未屏蔽的发送导线也可以直接并排铺设，这是因为通过未作用的发送电极相应地与参考电位的互连而阻止了信号质量的变差。
[0011]在替选的实施方案中，为了传递第一以及第二测量信号设置有共同的屏蔽导线，尤其是同轴缆线。优选地，屏蔽导线的内导体在此构造为第一信号导线，而同一屏蔽导线的屏蔽导体构造为第二发送导线。第一和第二发送电极借助唯一的屏蔽导线(尤其是同轴缆线)与相应的发送输出端联接，从而有利地减少了在铺设发送导线时的装配花费。
[0012]此外为了节省材料和装配花费，在适宜的实施方案中，第一以及第二发送电极尤其是通过自由端部侧的端部区段分别自身地形成为相应的发送导线的一部分。“自由端部”在此理解为(第一或者第二)发送导线的背离相应的发送输出端的端部。
[0013]尤其是对于如下情况，即，第一和第二发送导线通过同一屏蔽导线的内导体和屏蔽导体形成，屏蔽导线的内导体优选在自由端部侧的端部区域从屏蔽导体从中露出。通过内导体的这个露出的端部区域，第一测量信号可以横向于纵向方向，尤其是相对于内导体径向地发射出去。内导体的露出的端部区域因此自身形成第一发送电极。第二发送电极在该情况下优选通过屏蔽导体的邻接于内导体的露出的端部区域的区域(或:区段)形成。该实施方案在装配技术上特别有利，这是因为在装配电容传感器期间，屏蔽导线优选缩短至预先给定的整个长度，并且随后，内导体仅从屏蔽导体露出再次预先给定的(电极)长度，而不必分别将额外的电极与内导体和屏蔽导体在电路上进行连接。
[0014]为了增大内导体的用于发射出第一测量信号的表面积，在有利的、替选的实施方案中，中断评估单元与屏蔽导线的自由端部之间的屏蔽导体。屏蔽导体的因此与第二发送输出端分离的端部段(也就是说，与第二发送输出端在电路上分离的区段)在此优选与内导体接触，从而第一发送电极通过屏蔽导体的分离的端部段形成。屏蔽导体的分离的端部段在此尤其(从屏蔽导线的自由端部起)具有用于第一发送电极所预先给定的电极长度。第二发送电极类似于之前描述的实施方案地通过屏蔽导体的与第二发送输出端连接的、紧跟着分离的端部段的(自由端部侧的)区段形成。
[0015]相同的根据本发明的作用也通过本发明的替选的变型方案得到。在此，两个发送电极的功能用接收电极来替换。换言之，电容传感器根据本发明包括用于发送测量信号的单个发送电极以及用于交替地接收测量信号的第一和第二接收电极。相应未作用的，也就是说，未设置用于接收测量信号的接收电极(尤其是该接收电极的配属的接收输入端)在此切换到参考电位。
[0016]发送电极在此优选通过屏蔽导线与评估单元连接，而两个接收电极类似于之前描述的针对第一或者第二发送电极的实施方案与评估单元的相应的接收输入端连接。两个接收电极借助各一个未屏蔽的(接收)导线或借助共同的屏蔽导线引导至评估单元，其中，在后面的这种情况下，第一接收电极通过内导体引导，并且第二接收电极通过屏蔽导体引导。
[0017]电容传感器优选设置用作在防夹保护设备(简称:防夹保护)中的距离传感器。传感器在此尤其设置用于安装在尾门(亦即:行李箱门或行李箱盖)上，其中，第一和第二发送电极优选在纵向方向上沿尾门的侧棱边分布地布置。但替选地，传感器也可以在本发明的范围内用于根据驾乘人员的运动来非接触地探测出开门意愿。

【专利附图】

【附图说明】
[0018]下面，借助附图对本发明的实施例进行详细阐述。其中:
[0019]图1以示意图示出具有评估单元、接收电极以及两个彼此独立的发送电极的电容传感器；
[0020]图2以根据图1的视图示出传感器，其中，通过其中一个发送电极发出测量信号；
[0021]图3以根据图1的视图示出传感器的替选的实施例；
[0022]图4以根据图1的视图示出传感器的另一替选的实施例；
[0023]图5以根据图1的视图示出传感器的又一替选的实施例，其中，传感器具有发送电极以及两个彼此独立的接收电极。
[0024]彼此相应的部件和参量在所有附图中总是配设有相同的附图标记。

【具体实施方式】
[0025]图1示出了用于车辆的电容传感器1，其设置用作针对可移动的车辆部件的防夹保护。电容传感器1包括评估单元2以及第一发送电极3和第二发送电极4。第一发送电极3借助第一发送导线5与评估单元2的第一发送输出端7连接。第二发送电极4相应地通过第二发送导线9与评估单元2的第二发送输出端11连接。装备该评估单元2用于，通过第一发送输出端7并且进而通过第一发送导线5和第一发送电极3发出第一测量信号此外，装备该评估单元2用于，与第一测量信号\交替地通过第二发送输出端11发出第二测量信号32。也就是说，评估单元2交替地发出第一测量信号\和第二测量信号32。
[0026]为了接收第一测量信号\以及第二测量信号32，传感器1包括(对于两个发送电极3和4来说共同的)接收电极15。接收电极15借助屏蔽的接收导线17引导至评估单元2的接收输入端19，屏蔽接收导线以具有内导体20和包围该内导体的外导体的同轴缆线的形式(亦即:屏蔽导体22)实施。在此，接收电极15借助接收导线17的内导体20与接收输入端19在电路上联接。接收导线17的屏蔽导体22引导至评估单元2的电位接口 24上，并且由此与参考电位在电路上连接。在本发明的范围内，替选地也可想到的是，屏蔽导体22与受电位控制的接口连接，从而屏蔽导体22形成针对内导体20的受电位控制的屏蔽(驱动屏蔽“办&的吐化“”)。因此，通过屏蔽导体22阻止了经由内导体20引导的第一测量信号4或第二测量信号32例如被相邻的电导线的电磁过耦合所影响。
[0027]评估单元2此外在电路技术上装备用于，如果分别通过另外的发送输出端11或者7发出相应的测量信号32或者\，那么将第一发送输出端7和第二发送输出端11交替地切换到参考电位。换言之，如果通过第二发送输出端11发出第二测量信号32 (并且相应地反之亦然)，那么评估单元2将第一发送输出端7切换到参考电位。为此，评估单元2包括配属于第一发送输出端7的第一开关26 (该第一开关与参考电位连接)以及配属于第二发送输出端11的第二开关28 (该第二开关同样与参考电位连接)。当第二测量信号32通过第二发送输出端11发出时，评估单元2现在像在图2中示意性地示出的那样闭合第一开关26，从而第一发送导线5(并且进而还有第一发送电极3)与参考电位连接。第二测量信号32在此由第二发送电极4以交变电磁场30(通过点划线式的场线示出)的形式发射出来，并且被接收电极15接收。相应的情况适用于第一测量信号3“参见图3)。分别进行发送的发送电极3或者4因此与接收电极15 —起分别形成第一或者第二传感器电容。
[0028]借助通过接收输入端19接收的第一或第二测量信号\或者32，由评估单元2，具体而言由从属于该评估单元的信号处理单元32获知配属于第一发送电极3 (或者说第一传感器电容)的第一传感器电容量I或者配属于第二发送电极4(或者说第二传感器电容)的第二传感器电容量在防夹保护的范围内，可以基于传感器电容量或者的变化来确定，是否有物体接近承载两个发送电极3和4和/或接收电极15的车辆部件。物体在交变电磁场30内的存在在此通常导致使当前获知的传感器电容量仏或4减小。
[0029]通过将第一发送输出端7经由开关26与参考电位连接，抑制第一发送电极3以及第一发送导线5与第二发送导线9和/或第二发送电极4的交互作用。因此可能的是，像在图1和图2中示出的那样，第一和第二发送导线5或者9分别可以实施为未屏蔽的导线，并且信号质量还是足够高地用于探测在交变电磁场30内的非常小的物体(例如，儿童的手指)。
[0030]在图3中示出了传感器1的替选的实施例。第一传感器电极3以及第二传感器电极4在此通过共同的同轴缆线40，也就是说，通过共同的屏蔽导线引导至第一发送输入端7或者第二发送输出端11。具体而言，第一发送电极3在此通过同轴缆线40的因此形成第一发送导线5的内导体引导至第一发送输出端7。第二发送电极4通过同轴缆线40的屏蔽导体引导至第二发送输出端11。也就是说，屏蔽导体形成第二发送导线9。
[0031]第一以及第二发送电极3或者4在此分别构造为同轴缆线40的一部分。为此，同轴缆线40的内导体在自由端部侧的端部区域42中从屏蔽导体中露出。端部区域42因此形成第一发送电极3，从而第一测量信号\在示出的接通状态下由内导体的端部区域42自身以交变电磁场30的形式发射出来。交变电磁场30在此由接收电极15接收。第二发送电极4由屏蔽导体的分段44形成，该分段朝着评估单元2的方向紧接着内导体的露出的端部区域42(并且平行于接收电极15地取向)。在示出的接通状态下，第二发送输出端11的开关28闭合，从而使第二发送电极4切换到参考电位。
[0032]在传感器1的在图4中示出的另一实施例中，同轴缆线40的内导体在端部区域42中没有完全从屏蔽导体中露出。更确切地说，在设置为第二发送电极4的分段44与同轴缆线40的自由端部之间将中断部46置于屏蔽导体中。屏蔽导体在端部区域42中的保留在内导体上的端部段48因此在电路上与第二发送输出端11不联接。但是，屏蔽导体的端部段48与内导体(即与第一发送导线5)接触，从而屏蔽导体的分离的端部段48形成第一发送电极3。由此，第一发送电极3的用于发射第一测量信号4的表面积增大，并且与第二发送电极4的表面积相等。
[0033]在图5中示出的替选的实施例中，电容传感器1(代替接收电极15地)包括第一和第二接收电极50和52以及(代替两个发送电极3或者4地)包括用于两个接收电极50或者52的共同的发送电极54。发送电极54借助实施为同轴缆线的屏蔽的发送导线56，具体而言借助屏蔽的发送导线的内导体58引导至评估单元2的发送输出端60。发送导线56的屏蔽导体62(类似于前述的根据图1至图4的接收导线17的实施例)引导至电位接口24。第一和第二接收电极50和52分别通过第一或者第二未屏蔽的接收导线64或者66引导至评估单元2的第一或者第二接收输入端68或者70。第一开关26配属于第一接收输入端68，而第二开关28配属于第二接收输入端70。在图5中示出的接通状态下，闭合第二开关28，从而第二接收输入端70 (并且进而第二接收电极52以及第二接收导线66)处于参考电位。由此，由发送电极54以交变电磁场30的形式发射出的测量信号3仅通过第一接收电极50接收。此外，抑制了在第一与第二接收电极50和52以及配属的接收导线64或者66之间的交互作用。
[0034]本发明的主题并不局限于之前描述的实施例。更确切地说，本发明的其它实施形式可以由本领域技术人员从之前的描述中推导出。本发明的借助不同的实施例描述的单个特征和本发明的设计变型方案尤其也可以以不同的方式彼此组合。
[0035]附图标记列表
[0036]1传感器46中断部
[0037]2评估单元48端部段
[0038]3发送电极50接收电极
[0039]4发送电极52接收电极
[0040]5发送导线54发送电极
[0041]7发送输出端56发送导线
[0042]9发送导线58内导体
[0043]11发送输出端60发送输出端
[0044]15接收电极62屏蔽导体
[0045]17接收导线64接收导线
[0046]19接收输入端66接收导线
[0047]20内导体68接收输入端
[0048]22屏蔽导体70接收输入端
[0049]24电位接口
[0050]26开关
[0051]28开关3测量信号
[0052]30交变磁场\测量信号
[0053]32信号处理单元32测量信号
[0054]40同轴缆线传感器电容量
[0055]42端部区域传感器电容量
[0056]44分段
【权利要求】
1.一种用于车辆的电容传感器(1)， 所述电容传感器具有 -评估单元⑵， -用于发送第一测量信号(S1)的第一发送电极(3)，其中，所述第一发送电极(3)借助第一发送导线(5)与所述评估单元(2)的第一发送输出端(7)连接，和 -用于发送第二测量信号(S2)的第二发送电极(4)，其中，所述第二发送电极(4)借助第二发送导线(9)与所述评估单元(2)的第二发送输出端(11)连接， 其中，装备所述评估单元(2)用于，将所述第一测量信号(S1)通过所述第一发送输出端⑵且所述第二测量信号(S2)通过所述第二发送输出端(11)交替地发出，其中，装备所述评估单元(2)用于，相应地将未进行发送的所述第二发送输出端(11)或所述第一发送输出端(7)切换到参考电位。
2.根据权利要求1所述的电容传感器(I)， 所述电容传感器具有用于接收所述第一测量信号(S1)和所述第二测量信号(S2)的接收电极(15)，其中，所述接收电极(15)借助屏蔽的接收导线(17)与所述评估单元(2)的接收输入端(19)连接。
3.根据权利要求1或2所述的电容传感器(I)， 其中，所述第一发送导线(5)和所述第二发送导线(9)分别实施为未屏蔽的导线。
4.根据权利要求1或2所述的电容传感器(I)， 其中，所述第一发送导线(5)由屏蔽导线(40)的内导体形成，并且其中，所述第二发送导线(9)由同一屏蔽导线(40)的屏蔽导体形成。
5.根据权利要求4所述的电容传感器(1)， 其中，所述内导体在自由端部侧于端部区域(42)上从所述屏蔽导体中露出，从而所述内导体的露出的端部区域(42)自身形成所述第一发送电极(3)，并且其中，所述屏蔽导体在端部侧自身形成所述第二发送电极(4)。
6.根据权利要求4所述的电容传感器(1)， 其中，中断了在所述评估单元(2)与所述屏蔽导线(40)的自由端部之间的屏蔽导体，并且其中，所述屏蔽导体的端部段(48)与所述内导体接触，从而所述屏蔽导体的端部段(48)自身形成所述第一发送电极(3)，并且其中，所述屏蔽导体的与所述第二发送输出端(11)连接的区域在自由端部侧自身形成所述第二发送电极(4)。
7.一种电容传感器(1)， 所述电容传感器具有 -评估单元(2)， -用于发送测量信号(S)的发送电极(54)， -第一接收电极(50)，所述第一接收电极借助第一接收导线￠4)与所述评估单元(2)的第一接收输入端出8)连接，和 -第二接收电极(52)，所述第二接收电极借助第二接收导线￠6)与所述评估单元(2)的第二接收输入端(70)连接， 其中，装备所述评估单元(2)用于，通过所述第一接收输入端￠8)和通过所述第二接收输入端(70)交替地接收所述测量信号(S)，其中，装备所述评估单元(2)用于，相应地将未作用的所述第二接收输入端(70)或所述第一接收输入端￠8)切换到参考电位。
【文档编号】G01B7/14GK104422965SQ201410457969
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】弗洛里安·波尔, 霍尔格·维斯特莱恩 申请人:博泽哈尔施塔特汽车零件两合公司