Search

EP-3451536-B1 - CAPACITATIVE SENSOR ASSEMBLY AND EXTERNAL VEHICLE HANDLE

EP3451536B1EP 3451536 B1EP3451536 B1EP 3451536B1EP-3451536-B1

Inventors

  • LESÁK, VIT
  • SKÁLA, PAVEL
  • DUCKA, RADEK

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20180831

Claims (14)

  1. Capacitive sensor arrangement (4) for a vehicle (1) for sensing at least one approaching object (5), wherein the sensor arrangement (4) is configured as a contact sensor (9) and comprises a plurality of electrodes (4.1 to 4.n) that are each configured as flat electrodes and aligned with one another and arranged spaced apart from one another, wherein - each electrode (4.1 to 4.n) has a prescribed capacitance and is connected to an evaluation unit (6), which senses changes (D(S), D(H)) in the capacitance of the respective electrode (4.1 to 4.n), - one of the electrodes (4.1) is a main electrode (S) that needs to be actuated or contacted to activate a function (F) of the vehicle (1), and - the other electrodes (4.2 to 4.n) are auxiliary electrodes (H) that monitor an environment of the main electrode (S), wherein - the evaluation unit (6) is set up to monitor all of the electrodes (4.1 to 4.n) together, such that changes (D(H)) in the capacitances of the plurality of auxiliary electrodes (H) and changes (D(S)) in the capacitance of the main electrode (S) are sensed and compared with one another, and - the evaluation unit (6) is set up to check the sensed changes (D(S)) in the capacitance of the main electrode (S) on the basis of the sensed changes (D(H)) in the capacitances of the plurality of auxiliary electrodes (H) in terms of plausibility as to whether or not contacting of the main electrode (S) or an approach towards the main electrode (S) has taken place, wherein the evaluation unit (6) is set up to determine and evaluate a temporal offset and/or a sequence of the changes (D(S), D(H)) in the capacitances of the main and auxiliary electrodes (S, H) .
  2. Capacitive sensor arrangement (4) according to Claim 1, wherein the evaluation unit (6) is set up, in the event of a lack of plausibility, to block activation of a function (F) or, in the event of a presence of plausibility, to release activation of the function (F).
  3. Capacitive sensor arrangement (4) according to Claim 1 or 2, wherein the evaluation unit (6) is set up to generate a control signal (SI) depending on the determined changes (D(S)) in the capacitance of the main electrode (S) or to block such generation of a control signal (SI) depending on the determined changes (D(S), D(H)) in the capacitances of the main electrode (S) and the auxiliary electrodes (H).
  4. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein the electrodes (4.1 to 4.n) are configured as strip electrodes and/or rectangular electrodes.
  5. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein the main electrode (S) has larger dimensions than the auxiliary electrodes (H).
  6. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein the auxiliary electrodes (H) are configured as strip electrodes and are arranged in each case next to the main electrode (S).
  7. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein the respective auxiliary electrode (H) has at least a length that corresponds to a lateral length of the main electrode (S).
  8. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein, in the event of a sensed change (D(S)) in the capacitance in the main electrode (S) beyond a prescribed reference value, the evaluation unit (6) emits a control signal (SI).
  9. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein, in the event of a sensed change (D(H)) in the capacitance only in the auxiliary electrodes (H) next to the main electrode (S), the evaluation unit (6) blocks the activation of a control signal (SI).
  10. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein at least two of the auxiliary electrodes (H) are aligned vertically and arranged laterally with respect to the main electrode (S), parallel to the sides thereof.
  11. Capacitive sensor arrangement (4) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the auxiliary electrodes (H) is aligned horizontally and arranged above the main electrode (S), parallel thereto.
  12. Capacitive sensor arrangement (4) according to Claim 1, wherein the evaluation unit (6) is set up to check the determined temporal offset and/or the determined sequence of the changes (D(S)) in the capacitances of the main electrode (S) and of the changes (D(H)) in the capacitances of auxiliary electrodes (H) in terms of plausibility as to whether or not contacting of the main electrode (S) or an approach towards the main electrode (S) has taken place.
  13. Vehicle outer surface having a capacitive sensor arrangement (4) according to one of preceding Claims 1 to 12.
  14. Vehicle outer handle (7) having a capacitive sensor arrangement (4) according to one of Claims 1 to 12.

Description

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Sensoranordnung zum Erfassen mindestens eines sich nähernden Objektes, eine Fahrzeugaußenoberfläche und einen Fahrzeugaußengriff mit einer solchen kapazitiven Sensoranordnung. Kapazitive Sensoranordnungen sind allgemein bekannt als Annäherungs- oder Berührungssensoren zur kapazitiven Berührungserkennung, um beispielsweise an einem Griff, wie einen Fahrzeugaußengriff, eine sich annähernde Hand oder eine Handpräsenz/-bedienung zu erkennen und eine Funktion, wie eine Verriegelungs- oder Entriegelungsfunktion freizugeben oder zu sperren. Zum Beispiel sind kapazitive Sensoranordnungen aus der DE 10 2011 010 919 A1, WO 2014/032988 A1, DE 10 2007 048402 A1 und JP 2012 129762 A bekannt. Aus der EP 1 450 489 B1 ist ein Auslösesignalgeber, beispielsweise zur Einleitung eines Frage-/Antwort-Dialogs im Rahmen einer Zugangsberechtigungsprüfung bei einem Kraftfahrzeug, zur Betätigung eines Kraftfahrzeugtürverschlusses bekannt. Nachteilig insbesondere bei einem Fahrzeugaußengriff sind aufgrund beispielsweise von starkem Regen Fehlerkennungen, wodurch es zu unerwünschten Auslösung einer Verriegelungs- oder Entriegelungsfunktion kommen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine kapazitive Sensoranordnung zum Erfassen mindestens eines sich nähernden Objektes anzugeben, mit welcher Fehlerkennungen und/oder Fehlauslösungen weitgehend vermieden sind. Des Weiteren ist eine Fahrzeugaußenoberfläche und ein Fahrzeugaußengriff mit einer verbesserten kapazitiven Sensoranordnung anzugeben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine kapazitive Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Hinsichtlich der Fahrzeugaußenoberfläche oder des Fahrzeugaußengriffs wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 13 bzw. 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die erfindungsgemäße kapazitive Sensoranordnung zum Erfassen mindestens eines sich nähernden Objektes ist als ein Berührungssensor ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von Elektroden, die jeweils als Flächenelektroden ausgebildet und zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei jede Elektrode eine vorgegebene Kapazität aufweist und mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, welche Änderungen in der Kapazität der jeweiligen Elektrode erfasst, wobei eine der Elektroden als eine Hauptelektrode ausgebildet ist und die anderen Elektroden als Hilfselektroden ausgebildet sind, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, alle Elektroden gemeinsam zu überwachen derart, dass Änderungen der Kapazitäten der mehreren Hilfselektroden und Änderungen der Kapazität der Hauptelektrode erfasst und miteinander verglichen werden. Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit eingerichtet, die erfassten Änderungen der Kapazität der Hauptelektrode anhand der erfassten Änderungen der Kapazitäten der mehreren Hilfselektroden auf Plausibilität und/oder Konsistenz zu prüfen, ob eine Berührung der Hauptelektrode oder eine Annäherung an die Hauptelektrode erfolgt ist oder nicht. Durch die Überprüfung der erfassten Kapazitätsänderungen der Hauptelektrode im Vergleich mit den erfassten Kapazitätsänderungen der mehreren Hilfselektroden anhand einer Plausibilitätskontrolle können Bedienungsberührungen sicher und eindeutig identifiziert werden. Insbesondere können Fehlauslösungen/ -berührungen, beispielsweise verursacht durch Schmutzwasser, Regen, Spritzwasser oder ähnlichem, herausgefiltert werden. Somit sind Falschbedienungen oder Falschauslösungen vermieden. Dazu wird beispielsweise die jeweilige Schaltfunktion bei Identifizierung einer Fehlauslösung durch die Plausibilitätskontrolle gesperrt. Die kapazitive Sensoranordnung ist insbesondere als ein Berührungssensor ausgebildet, welcher bei Berührung durch ein Objekt oder bei einer Annäherung eines Objekts an diesen seine Kapazität ändert. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass aufgrund des Vorsehens von Hilfselektroden zusätzlich zur Haupt- oder Messelektrode das erfasste Mess- oder Sensorsignal, insbesondere die erfasste Änderung der Kapazität der Hauptelektrode auf Plausibilität durch die erfassten Mess- oder Sensorsignale, insbesondere durch deren erfasste Änderungen der Kapazitäten der Hilfselektroden geprüft werden kann. Hierdurch ist eine sichere Auslösung oder ein sicheres Sperren einer Schaltfunktion, wie einer Ent- oder Verriegelungsfunktion, bei einer identifizierten Berührung oder Annäherung eines Objektes an die Hauptelektrode ermöglicht. Insbesondere wird mittels der Hilfselektroden die Umgebung der Hauptelektrode überwacht. Bei einer sicheren Erkennung einer Berührung der Hauptelektrode wird dann beispielsweise mittels der Auswerteeinheit ein Steuersignal ausgelöst, dass eine entsprechende Funktion, wie eine Schließ-, Öffnen-, Entriegelungs- oder Verriegelungsfunktion, steuert, beispielsweise auslöst oder sperrt. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit einger