B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindungsprüfung bei einer kapazitiven Sensoranordnung eines Fahrzeuges. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verbindungsprüfung bei einer kapazitiven Sensoranordnung eines Fahrzeuges.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass kapazitive Sensoranordnungen bei Fahrzeugen eingesetzt werden, um Aktivierungshandlungen in der Umgebung der Sensoranordnung zu detektieren. Derartige Sensoranordnungen weisen hierzu eine Sensorelektrode auf, welche gegenüber der Umgebung bzw. der Masse des Fahrzeuges eine Kapazität bereitstellen kann. Veränderungen in der Umgebung wirken sich dann auf diese Kapazität aus, sodass in diesem Zusammenhang auch von einer veränderlichen Kapazität gesprochen werden kann.

l Für die Auswertung der veränderlichen Kapazität wird üblicherweise wenigstens ein Mikrocontroller als Auswerteanordnung eingesetzt. Um die Sensorelektrode mit dem Mikrocontroller zu verbinden, kann wenigstens ein elektrischer Leiter genutzt werden.

Allerdings ist es hierbei oft ein Nachteil, dass bei einer Störung dieser Verbindung die veränderliche Kapazität fehlerhaft bestimmt wird. Bekannte Lösungen zur Detektion einer solchen Störung sind dabei häufig technisch aufwendig, und basieren bspw. auf einer Durchgangsprüfung eines Stromkreises mit dem elektrischen Leiter. Eine weitere - allerdings technisch aufwendigere - Möglichkeit zur Detektion der Störung kann auf der Prüfung der Eingangskapazität bei dieser Verbindung basieren.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest tlw. zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte und insbesondere genauere und/oder weniger aufwendigere Detektion der Störung zu ermöglichen.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und 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 Verfahren, und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung, insbesondere Schaltungsanordnung, zur Verbindungsprüfung bei einer kapazitiven Sensoranordnung eines Fahrzeuges, aufweisend:

eine (insbesondere elektronische) Auswerteanordnung zur Auswertung eines Erfassungssignals, welches für eine veränderliche Kapazität bei der Sensoranordnung spezifisch ist, um eine Aktivierungshandlung in einer Umgebung wenigstens einer Sensorelektrode der Sensoranordnung zu detektieren, vorzugsweise durch einen Vergleich der (ggf. kumulierten) Amplitude des Erfassungssignals mit einem Detektionsschwellenwert,

eine (insbesondere elektronische) Übertragungsanordnung zur elektrischen Verbindung mit der Sensorelektrode über wenigstens eine elektrische Verbindungsleitung, um das Erfassungssignal für die Auswerteanordnung bereitzustellen, vorzugsweise durch eine Ansteuerung der Sensorelektrode über die Verbindungsleitung.

Dabei können die Auswerteanordnung und die Übertragungsanordnung jeweils als eine elektronische Schaltungsanordnung ausgebildet sein, und bspw. auch auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein. Die Auswerteanordnung kann wenigstens einen integrierten Schaltkreis, wie z. B. einen Mikrocontroller, aufweisen. Die Übertragungsanordnung kann zur Bereitstellung, insbesondere Erzeugung und/oder Übertragung, des Erfassungssignals an die Auswerteanordnung wenigstens einen Anschluss und/oder einen Operationsverstärker und/oder ein elektronisches Bauelement aufweisen. Dabei kann die Bereitstellung optional auch mit einer Verstärkung und/oder einer Filterung des Erfassungssignals erfolgen.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Auswerteanordnung dazu ausgeführt ist, die Verbindungsprüfung anhand des Erfassungssignals hinsichtlich, insbesondere zur konkreten Bestimmung, einer Fehlerposition an der Verbindungsleitung durchzuführen. In anderen Worten kann vorteilhafterweise die Verbindungsprüfung anhand desselben Erfassungssignals durchgeführt werden, welches auch für die Detektion der Aktivierungshandlung genutzt wird. Somit kann eine technisch einfachere Möglichkeit zur Detektion von Störungen an der Verbindungsleitung bereitgestellt werden. Zusätzlich kann es diese Art der Verbindungsprüfung gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ermöglichen, die Fehlerposition konkret zu bestimmen. Es kann sich bei der Fehlerposition z. B. um eine bestimmte Position an der Verbindungsleitung handeln, bei welcher eine Störung (wie ein Abriss oder eine Unterbrechung oder ein Defekt oder eine fehlerhafte Kontaktierung einer Kopplung oder ein sonstigen Fehler) vorliegt. Die konkrete Bestimmung der Fehlerposition kann es somit ggf. auch erlauben, zwischen einer Störung an der Sensorelektrode selbst, an der Verbindungsleitung direkt und ggf. an einem Anschlusselement und/oder Verbindungselement (wie einen Stecker) zu unterscheiden. Somit kann eine konkrete Diagnose der Störung durchgeführt werden.

Die konkrete Bestimmung der Fehlerposition umfasst vorteilhafterweise eine Unterscheidung von Störungen, welche an unterschiedlichen Positionen und/oder Elementen (wie Verbindungsleitungen, Anschlusselementen oder Verbindungselementen) im Strompfad zwischen der Übertragungsanordnung und der Sensorelektrode vorliegen. Die Unterscheidung kann z. B. dadurch erfolgen, dass die veränderliche Kapazität anhand des Erfassungssignals wertemäßig erfasst wird, und ggf. mit einem oder mehreren für die Positionen bzw. Elemente spezifischen Schwellenwerten verglichen wird. Der Strompfad wird z. B. überwiegend durch die wenigstens eine Verbindungsleitung gebildet, und ist vorzugsweise als ein offener Strompfad ausgeführt (sodass lediglich die Auf- und Entladung der veränderlichen Kapazität möglich ist, nicht jedoch darüber hinaus ein Stromfluss bei einer konstanten Spannung).

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann es sein, dass für die Verbindungsprüfung anhand des Erfassungssignals die veränderliche Kapazität absolut und/oder wertemäßig gemessen wird, und damit insbesondere nicht (nur) relativ erfasst wird (also hinsichtlich relativer Veränderungen). In anderen Worten kann anhand des Erfassungssignals die veränderliche Kapazität wertemäßig bestimmt (und damit gemessen) werden. Dies hat z. B. den Vorteil, dass eine Schwelle für die gemessene Kapazität definiert werden kann, unterhalb der von einer fehlerhaften Verbindung ausgegangen wird.

Um für die Verbindungsprüfung anhand des Erfassungssignals die wertemäßige Bestimmung der Kapazität zu ermöglichen, kann es möglich sein, dass eine Erfassung der Kapazitätsveränderungen anhand des Erfassungssignals linear erfolgt. Dabei kann die Übertragungsanordnung für diese Linearität ausgelegt sein, und somit eine lineare Verstärkung und/oder Übertragung des Erfassungssignals an die Auswerteanordnung ermöglichen. Hierzu ist die Übertragungsanordnung z. B. als eine Spannungsfolgeranordnung, insbesondere als ein (vorzugsweise kapazitiver) Spannungsfolger, und/oder als ein (vorzugsweise kapazitiver) Spannungsvervielfacher ausgebildet. Die Übertragungsanordnung kann dabei ggf. auch eine lineare (insbesondere linear von der Kapazität abhängige) Spannungsverstärkung bei der Übertragung durchführen, um die wertemäßige Bestimmung der Kapazität anhand des Erfassungssignals zu erlauben. Vorgesehen ist insbesondere ein Ansteuerungssignal, mit welchem Ladungsübertragungen bei der Sensorelektrode bewirkt werden, und welches zur Erzeugung des Erfassungssignals entsprechend einem Verstärkungsfaktor durch die Übertragungsanordnung verstärkt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur der fehlerhafte Verbindungszustand festgestellt werden kann, sondern auch genau die Fehlerposition der Störung bestimmt werden kann. Dabei gilt z. B., je größer der gemessene Wert der Kapazität, desto entfernter von der Übertragungsanordnung liegt die Fehlerposition. Um eine lineare Übertragung bzw. Abhängigkeit zu ermöglichen, kann die Übertragungsanordnung wenigstens ein Übertragungselement und/oder frequenzabhängigen Übertragungsmittel aufweisen.

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 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 und/oder Bewegen) einer Klappe (z. B. Front- oder Heck- oder Seitenklappe bzw. -tür) betreffen. Die Klappe kann dabei vorzugsweise auch als eine Schiebetür ausgeführt sein. Bspw. wird automatisch bei der Detektion einer Aktivierungshandlung wie der Annäherung und/oder einer Geste eines Benutzers die Fahrzeugbeleuchtung aktiviert und/oder die Klappe betätigt. Die Aktivierungshandlung kann z. B. ein Hineingreifen einer Hand in eine Türgriffmulde und/oder eine Annäherung an den Türgriff des Fahrzeuges und/oder eine Bewegung unterhalb eines Stoßfängers des Fahrzeuges umfassen. Hierzu kann die Sensoranordnung und insbesondere die Sensorelektrode im und/oder am Türgriff bzw. im und/oder am Stoßfänger angeordnet sein. Die Klappe ist bspw. als eine Tür, insbesondere als eine Schiebetür, am Seitenbereich des Fahrzeuges angeordnet.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung die Auswerteanordnung eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung (wie wenigstens einen Mikrocontroller) aufweist, um die Fehlerposition anhand des Erfassungssignals zu bestimmen, insbesondere durch eine wertemäßige Erfassung, bevorzugt Messung, der Kapazität anhand des Erfassungssignals, wobei bevorzugt die Kapazität durch die Sensorelektrode in Korrelation mit der Umgebung und insbesondere der Fahrzeugmasse bereitgestellt ist. Üblicherweise kann es für eine Detektion der Aktivierungshandlung ausreichen, das Erfassungssignal auszuwerten, ohne die Abhängigkeit des Erfassungssignals von der veränderlichen Kapazität zu berücksichtigen. Es wird dann bspw. ein Detektionsschwellenwert zur Detektion genutzt, welcher für das Vorliegen der Aktivierungshandlung spezifisch ist, nicht jedoch für andere Kapazitätsveränderungen. Dagegen kann es für die wertemäßige Erfassung vorgesehen sein, dass die Abhängigkeit des Erfassungssignals von der veränderlichen Kapazität Berücksichtigung findet, z. B. durch eine konkrete Festlegung der Abhängigkeit durch die Übertragungsanordnung. Hierzu kann die Übertragungsanordnung so angepasst sein, dass die Abhängigkeit als im Wesentlichen lineare Abhängigkeit eingestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass eine einfache und zuverlässige Detektion der Störung und/oder Bestimmung der Fehlerposition möglich ist.

Eine Leitung wie die Verbindungsleitung kann vorteilhafterweise wenigstens einen elektrischen Leiter (ggf. auch als Litze) bezeichnen, welches vorzugsweise potentialgleich ausgeführt ist, also gleichzeitig nur ein einziges elektrisches Potential aufweist und/oder nur einen Strompfad ausbildet. Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Übertragungsanordnung wenigstens ein Übertragungselement aufweist, um eine Abhängigkeit des Erfassungssignals zur (veränderlichen) Kapazität zu definieren, vorzugsweise einzustellen, insbesondere sodass das Erfassungssignal mit im Wesentlichen linearer und vorzugsweise proportionaler Abhängigkeit zur Kapazität bereitgestellt ist, um bevorzugt die Fehlerposition entsprechend dieser Abhängigkeit zu bestimmen. Das Übertragungselement kann hierzu jeweils als ein elektrisches bzw. elektronisches Bauelement ausgebildet sein, wie z. B. ein Operationsverstärker und/oder eine Spule und/oder ein Widerstand und/oder ein Kondensator. Dies ermöglicht es, die elektrischen (z. B. kapazitiven) Eigenschaften des Übertragungselements festzulegen. Wenn bspw. ein Kondensator und ein Widerstand als Übertragungselemente vorgesehen ist, kann die Dimensionierung dieser Bauelemente so erfolgen, dass das Erfassungssignal zumindest annähernd mit linearer und/oder proportionaler Abhängigkeit zur Kapazität im gewünschten Bereich der Kapazitätsveränderungen bereitgestellt wird. Hierzu wird bspw. eine Simulation der Anordnung zur Berechnung des Erfassungssignals durchgeführt, und die Werte der Bauelemente für verschiedene Kapazitätsverläufe variiert. Auf diese Weise kann experimentell die gewünschte Auslegung der Übertragungselemente ermittelt werden.

Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass (insbesondere zur Ansteuerung der Sensorelektrode) eine Kontrollanordnung zur Initiierung von elektrischen Ladungsübertragungen über die elektrische Verbindung (insbesondere über die Verbindungsleitung) der Übertragungsanordnung an die Sensorelektrode vorgesehen ist, um mittels der Ladungsübertragungen das Erfassungssignal bei der Übertragungsanordnung zu erzeugen, wobei bevorzugt die elektrische Verbindung nur einen einzigen Pfad zur Sensorelektrode aufweist, welcher durch die wenigstens eine Verbindungsleitung gebildet ist, um die Ladungsübertragungen über den Pfad zur Aufladung und/oder Entladung der Sensorelektrode bereitzustellen, insbesondere um bei der Auswertung anhand der Ladungsübertragungen die Kapazität gegenüber der Umgebung und/oder einem Massepotential zu erfassen. Dabei können die Ladungsübertragungen z. B. durch das Anlegen eines rechteck- oder sinusförmigen Ansteuerungssignals (insbesondere Spannungs- und/oder Stromsignals) an die Verbindungsleitung initiiert werden. Für diese Ansteuerung der Sensorelektrode wird z. B. das Ansteuerungssignal über die Übertragungsanordnung an die Verbindungsleitung übertragen. Hierzu kann die Übertragungsanordnung z. B. einen Spannungsfolger ausbilden, welcher das Ansteuerungssignal über einen ersten Anschluss an die Verbindungsleitung ausgibt, wobei dieses ausgegebene Ansteuerungssignal (im Wesentlich) gleich sein kann zu einem eingangsseitigen Ansteuerungssignal an einem weiteren Anschluss von der Kontrollanordnung. Dagegen kann das Erfassungssignal abhängig sein von den Ladungsübertragungen, z. B. in der Form eines Spannungs- und/oder Stromsignals mit von der übertragenen Ladung abhängigen Amplitude. Bevorzugt kann dabei das Erfassungssignal dem verstärkten Ansteuerungssignal entsprechen, wobei die Verstärkung abhängig sein kann von der übertragenen Ladung und damit von der veränderlichen Kapazität.

Um eine definierte (und insbesondere lineare) Verstärkung (und damit die lineare Abhängigkeit) zu ermöglichen, kann z. B. ein Widerstand und ein Kondensator mit einem Operationsverstärker jeweils als Übertragungselement verschaltet werden. Auf diese Weise kann die Übertragungsanordnung z. B. einen Verstärker bzw. kapazitiven Spannungsvervielfacher ausbilden. Der Verstärkungsfaktor der Verstärkung kann dann abhängig sein von einem Verhältnis der veränderlichen Kapazität zur Kapazität des Kondensators. Das Erfassungssignal kann dann als entsprechend diesem Verstärkungsfaktor verstärkte Spannung bereitgestellt sein, und somit zur Ermittlung der veränderlichen Kapazität dienen. Um die Linearität zwischen der Verstärkung und der veränderlichen Kapazität zu verbessern, kann der Widerstand möglichst groß gegenüber dem Kehrwert der Arbeitsfrequenz (z. B. Frequenz des Ansteuerungssignals) und der maximal vorgesehenen veränderlichen Kapazität gewählt werden, und die Kapazität des Kondensators ggf. identisch zur veränderlichen Kapazität gewählt werden. Damit kann das Erfassungssignal im Wesentlichen linear, vorzugsweise proportional zur Kapazität verstärkt bereitgestellt werden. Die Verstärkung bezieht sich insbesondere auf das Ansteuerungssignal und/oder auf das elektrische Signal an der Sensorelektrode, welches zur Bereitstellung des Erfassungssignals verstärkt wird.

Ein weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung ist erzielbar, wenn die Sensoranordnung wenigstens eine weitere Sensorelektrode aufweist, welche jeweils über wenigstens eine weitere elektrische Verbindungsleitung, insbesondere über jeweils nur einen Pfad, insbesondere offenen Strompfad, mit einer weiteren Übertragungsanordnung elektrisch verbunden ist, um ein weiteres Erfassungssignal für die Auswerteanordnung bereitzustellen. Damit ist auf diese Weise der Aufbau mit mehreren Sensorelektroden möglich, welche jeweils über eigene Pfade und ggf. jeweils eigenen Übertragungsanordnungen mit der Auswerteanordnung verschaltet sein können. Die Übertragungsanordnungen können dabei gleich ausgebildet sein, um jeweils die definierte Abhängigkeit, insbesondere Verstärkung, des Erfassungssignals von der veränderlichen Kapazität bereitzustellen.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Übertragungsanordnung eine Übertragungscharakteristik aufweist, welche mit der Verbindungsprüfung korreliert ist, um bei der Verbindungsprüfung verschiedene Fehlerpositionen an einem einzigen Pfad, insbesondere offenen Strompfad, der wenigstens einen Verbindungsleitung zu unterscheiden. Die Übertragungscharakteristik kann z. B. einen veränderlichen Verstärkungsfaktor umfassen, welcher (z. B. linear) abhängig ist von der veränderlichen Kapazität. Die Übertragungscharakteristik kann definieren, mit welcher Abhängigkeit das Erfassungssignal von den Ladungsübertragungen bzw. der damit korrelierten veränderlichen Kapazität bereitgestellt wird. Bspw. definiert die Übertragungscharakteristik die Relation des Erfassungssignals zur Kapazitätsveränderung. Ebenfalls kann das Erfassungssignal hinsichtlich der Signalform ggf. dem Ansteuerungssignal entsprechen.

Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die wenigstens eine Verbindungsleitung zumindest zwei Verbindungsleitungen umfasst, welche zur Auf- und/oder Entladung der Sensorelektrode einen einzigen Pfad zur Ladungsübertragung zwischen der Übertragungsanordnung und der Sensorelektrode ausbilden, und hierzu über ein Verbindungselement elektrisch gekoppelt sind. Das Verbindungselement ist hierzu z. B. als ein elektrischer Verbinder wie ein Steckverbinder oder dergleichen ausgeführt. Solche Verbindungselemente ermöglichen eine flexible Anordnung und Montage der Sensorelektrode, stellen jedoch auch eine mögliche Fehlerquelle dar. Eine erfindungsgemäße Anordnung kann daher eine Verbindungsprüfung ermöglichen, welche diese Fehlerquelle anhand der Fehlerposition identifizieren kann.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Auswerteanordnung wenigstens eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung aufweist, um anhand des Erfassungssignals, und damit vorzugsweise anhand der veränderlichen Kapazität, zumindest eine der nachfolgenden Informationen zu bestimmen:

die Fehlerposition an der Verbindungsleitung, welche für die Position einer Störung und/oder Unterbrechung an der Verbindungsleitung spezifisch ist,

einen Status wenigstens eines Verbindungselements, insbesondere eine

Unterbrechung (bzw. Entkopplung oder Diskonnektiert) der Verbindung durch das

Verbindungselements,

einen Status wenigstens eines Anschlusselements, welches die Verbindungsleitung mit der Übertragungsanordnung elektrisch verbindet, insbesondere eine Unterbrechung der Verbindung durch das Anschlusselement.

Sowohl das Verbindungs- als auch das Anschlusselement können dabei als elektrische Verbinder, wie Steckverbinder, ausgebildet sein. Das Anschlusselement kann dabei zum direkten Anschluss an die Übertragungsanordnung dienen, sodass eine Unterbrechung (wie ein Abriss) des Anschlusselements den geringsten Kapazitätswert der veränderlichen Kapazität bewirken kann (und damit den größten Kapazitätsabfall). Wenn diese geringste Kapazität (ggf. auch der Wert „0“) anhand des Erfassungssignals bei der Verbindungsprüfung ermittelt wird, kann auf einen vollständigen Abriss der Verbindungsleitung geschlossen werden. Hingegen kann bei höheren Kapazitätswerten (jedoch noch unterhalb eines vordefinierten Schwellenwertes) auf eine Fehlerposition in Richtung der Sensorelektrode (also z. B. des Verbindungselements oder an der Sensorelektrode selbst) geschlossen werden. Sobald die Kapazitätswerte hingegen den vordefinierten Schwellenwert überschreiten, kann von einer fehlerfreien Funktion ausgegangen werden. Ferner kann ggf. anhand des Erfassungssignals auch die Information bestimmt werden, welches von verschiedenen Anschluss- und/oder Verbindungselementen an der Verbindungsleitung -insbesondere seriell in einem gleichen Pfad - unterbrochen ist.

Ein weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung ist erzielbar, wenn die Übertragungsanordnung wenigstens eines der nachfolgenden Übertragungselemente aufweist:

ein elektronisches Verstärkerelement, insbesondere in der Form eines Operationsverstärkers, vorzugsweise zur (ggf. nicht-verstärkten) Übertragung eines Ansteuerungssignals von einer Kontrollanordnung über einen Pfad der wenigstens einen Verbindungsleitung an die Sensorelektrode, um wiederholte Ladungsübertragungen zur Sensorelektrode durchzuführen, und/oder zur verstärkten Übertragung des Ansteuerungssignals an die Auswerteanordnung mit einem von der veränderlichen Kapazität abhängigen Verstärkungsfaktor, um das Erfassungssignal in Abhängigkeit von der veränderlichen Kapazität bereitzustellen,

wenigstens ein Übertragungsmittel zur Bereitstellung des Erfassungssignals anhand der Ladungsübertragungen und/oder anhand der veränderlichen Kapazität, wobei das Übertragungsmittel hierzu insbesondere mit dem Verstärkerelement elektrisch verbunden ist (insbesondere um den Verstärkungsfaktor zu definieren), und vorzugsweise das Erfassungssignal für eine übertragene Ladungsmenge und/oder die veränderliche Kapazität spezifisch bereitgestellt ist, wobei die übertragene Ladungsmenge für eine Veränderung der Kapazität spezifisch sein kann.

Dies ermöglicht es, die Abhängigkeit des Erfassungssignals von der veränderlichen Kapazität festzulegen, und damit die Verbindungsprüfung und insbesondere Bestimmung der Fehlerposition anhand des Erfassungssignals durchzuführen.

In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Übertragungsanordnung einen Verstärker und/oder einen Spannungsfolger ausbildet, um abhängig von einer Veränderung der (veränderlichen) Kapazität das Erfassungssignal bereitzustellen, um insbesondere eine Information über die Kapazitätsveränderung durch das Erfassungssignal an die Auswerteanordnung zu übertragen, wobei vorzugsweise die Übertragungsanordnung wenigstens ein frequenzabhängiges Übertragungsmittel aufweist, um eine Übertragungscharakteristik für die Bereitstellung des Erfassungssignals, insbesondere der Informationsübertragung, zu definieren. Es kann diese Übertragungscharakteristik z. B. einen veränderlichen Verstärkungsfaktor betreffen, mit welchem das Ansteuerungssignal verstärkt wird, um das Erfassungssignal zu erzeugen. Dieser Verstärkungsfaktor kann z. B. abhängig sein von der veränderlichen Kapazität. Auch kann die Übertragungscharakteristik ggf. eine Abhängigkeit einer Veränderung des Verstärkungsfaktors zur Kapazitätsveränderung der veränderlichen Kapazität definieren, welche vorzugsweise (in einem gewünschten und/oder für die Detektion genutzten Kapazitätsbereich) im Wesentlichen linear sein kann.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbindungsprüfung bei einer kapazitiven Sensoranordnung eines Fahrzeuges. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Übertragungsanordnung zur elektrischen Verbindung mit einer Sensorelektrode über wenigstens eine elektrische Verbindungsleitung vorgesehen ist, um ein Erfassungssignal, insbesondere für eine Auswerteanordnung der Sensoranordnung, bereitzustellen.

Dabei können die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen oder in beliebiger Reihenfolge, wobei einzelne Schritte ggf. auch wiederholt durchgeführt werden können:

Auswerten des Erfassungssignals, welches für eine veränderliche Kapazität bei der Sensoranordnung spezifisch ist, welche insbesondere durch die Sensorelektrode bereitgestellt wird, vorzugsweise um eine Aktivierungshandlung in einer Umgebung der Sensorelektrode zu detektieren,

Durchführen der Verbindungsprüfung anhand des Erfassungssignals hinsichtlich, insbesondere zur konkreten Bestimmung, einer Fehlerposition an der Verbindungsleitung.

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, durch eine erfindungsgemäße Anordnung ausgeführt zu werden. Vorzugsweise kann dabei das Auswerten des Erfassungssignals durch eine Auswerteanordnung durchgeführt wird, und/oder die Auswerteanordnung und/oder die Übertragungsanordnung gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt sein.

Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass anhand eines Ergebnisses der Verbindungsprüfung ein Verbindungszustand der Sensorelektrode festgestellt wird, insbesondere dass festgestellt wird, ob die Sensorelektrode elektrisch mit der Übertragungsanordnung über die wenigstens eine elektrische Verbindungsleitung verbunden ist. Bspw. kann auf diese Weise ein Abriss und/oder eine Entkopplung bzw. offene Verbindung des Anschlusselements und/oder Verbindungselements festgestellt werden. Auch kann bei der Feststellung des Verbindungszustands ermittelt werden, ob und/oder welches von wenigstens einem Anschluss- und/oder Verbindungselement unterbrochen oder gesteckt ist. Bei mehreren Anschluss- und/oder Verbindungselementen können diese ggf. seriell in einen gleichen Strompfad der Verbindungsleitung integriert sein. Die Unterscheidung, welches der Anschluss- und/oder Verbindungselemente unterbrochen ist, kann z. B. anhand der bestimmten Fehlerposition durchgeführt werden. Damit ist eine Gesteckterkennung auch bei dem Einsatz mehrerer verschiedener Stecker möglich.

Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Durchführen der Verbindungsprüfung den nachfolgenden Schritt umfasst:

Vergleichen wenigstens eines Wertes des Erfassungssignals mit wenigstens einem Schwellenwert, um das Vorliegen eines Fehlers und/oder die konkrete Fehlerposition an der Verbindungsleitung zu bestimmen.

Bevorzugt kann dabei der Schwellenwert so festgelegt werden, dass bei fehlerfreien Verbindungen die Werte des Erfassungssignals (ggf. für die gewünschten Kapazitätsveränderungen) immer oberhalb des Schwellenwertes liegen. Somit kann bei einem Unterschreiten des Schwellenwertes immer die Störung detektiert werden.

Es ist weiter denkbar, dass die Bestimmung der (konkreten) Fehlerposition in Abhängigkeit von einer Auflösung bei der wertemäßigen Erfassung, bevorzugt Messung, der Kapazität anhand des Erfassungssignals durchgeführt wird. Die Abhängigkeit liegt insbesondere dadurch vor, weil die Verbindungsleitung als Leitung bzw. Kabel aufgefasst werden kann, welche eine Kapazität pro Länge aufweist. Daher kann anhand der Messung der Kapazität auch auf die Länge der Verbindungsleitung geschlossen werden, und somit auf die Fehlerposition (einer Unterbrechung der Verbindungsleitung). Die Auflösung der Kapazitätserfassung liegt bspw. im Bereich von Femto-Farad, z. B. bei maximal (d. h. kleiner als) 10 fF oder kleiner als 100 fF. Entsprechend kann sich eine Auflösung der Bestimmung der Fehlerposition im Bereich von 1 mm bis 100 cm, vorzugsweise 10 mm bis 20 cm, bevorzugt 5 cm bis 10 cm ergeben.

In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung zur Detektion der Aktivierungshandlung in einem Front- und/oder Seiten- und/oder Heckbereich des Fahrzeuges verwendet wird, um vorzugsweise bei der Detektion eine Tür (wie eine Schiebetür) und/oder Klappe des Fahrzeuges zu öffnen und/oder zu entriegeln und/oder automatisch zu bewegen. Bspw. kann hierzu die Aktivierungshandlung in der Form einer Annäherung oder Geste an einen Türgriff und/oder einen Stoßfänger oder dergleichen dienen, um den Wunsch des Benutzers kundzutun, dass eine entsprechende Öffnung oder Entriegelung oder Bewegung erfolgen soll. 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 Heckansicht eines Fahrzeuges,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges,

Figur 3 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen

Anordnung,

Figur 4 ein schematisches Schaltbild von Teilen einer erfindungsgemäßen

Anordnung,

Figur 5+6 schematische Darstellungen eines beispielhaften Verlaufs von

Kapazitätswerten,

Figur 7 eine schematische Darstellung von Verfahrensschritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.

In Figur 1 gezeigt ist eine Heckansicht eines Fahrzeuges 1 mit einer erfindungsgemäßen Anordnung 150. Eine Sensorelektrode 20 kann hierbei, ggf. mit einer weiteren Sensorelektrode 30, in einem Stoßfänger 3 des Fahrzeuges 1 angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Aktivierungshandlung wie eine Annäherung, Bewegung und/oder Geste eines Benutzers 4 in der Umgebung 9 der Sensorelektrode 20 detektiert werden. Die Detektion kann bspw. dann ermöglicht sein, wenn ein Identifikationsgeber 5 (elektronischer Schlüssel) in der Umgebung 9 erkannt wird. Somit ist gewährleistet, dass nur ein berechtigter Benutzer 4 die Funktion aktivieren kann, welche bei der Detektion der Aktivierungshandlung ausgeführt wird.

In Figur 2 ist eine weitere Variante gezeigt, bei welcher die erfindungsgemäße Anordnung 150 in einem Türgriff 2 des Fahrzeuges 1 angeordnet ist. Somit entspricht die Umgebung 9, in welcher die Aktivierungshandlung detektiert wird, der Umgebung des Türgriffs 2, bspw. in einer Türgriffmulde. Die Sensorelektrode 20 ist für diese Detektion z. B. auf die entsprechende Umgebung 9 ausgerichtet. Eine Versorgungsleitung 7 kann ein Steuergerät 6 des Fahrzeuges 1 mit der erfindungsgemäßen Anordnung 150 verbinden. Über die Versorgungsleitung 7 wird bspw. eine Energieversorgung für die Anordnung 150 bereitgestellt, und optional findet auch eine Powerline-Kommunikation über die Versorgungsleitung 7 statt. Die Kommunikation zwischen dem Steuergerät 6 und der Anordnung 150 ermöglicht es z. B., dass eine erfolgreiche Detektion dem Steuergerät 6 durch die Anordnung 150 mitgeteilt wird, damit das Steuergerät 6 die entsprechende Funktion aktivieren kann.

In Figur 3 und 4 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 150 zur Verbindungsprüfung bei einer kapazitiven Sensoranordnung 10 eines Fahrzeuges 1 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Dabei kann eine Auswerteanordnung 162 zur Auswertung eines Erfassungssignals E vorgesehen sein. Das Erfassungssignal E kann für eine veränderliche Kapazität CS bei der Sensoranordnung 10 spezifisch sein, um eine Aktivierungshandlung in einer Umgebung 9 wenigstens einer Sensorelektrode 20 der Sensoranordnung 10 zu detektieren. Des Weiteren kann eine Übertragungsanordnung 170 zur elektrischen Verbindung mit der Sensorelektrode 20 über wenigstens eine elektrische Verbindungsleitung 51 , 53 vorgesehen sein, um das Erfassungssignal E für die Auswerteanordnung 162 bereitzustellen. Dabei ist die Auswerteanordnung 162 dazu ausgeführt, die Verbindungsprüfung anhand des Erfassungssignals E hinsichtlich, insbesondere zur konkreten Bestimmung, einer Fehlerposition P1 , P2, P3 an der Verbindungsleitung 51 , 53 durchzuführen.

Die Komponenten der erfindungsgemäßen Anordnung 150 (insbesondere die Auswerteanordnung 162 mit einer Verarbeitungsvorrichtung 180 und die Übertragungsanordnung 170) können optional auf einer gemeinsamen Leiterplatte 11 angeordnet sein, wie in Figur 3 schematisch gezeigt ist. Die Übertragungsanordnung 170 kann über wenigstens einen ersten Anschluss 170.A, 170.A' mit wenigstens einer Sensorelektrode 20, 30 verbunden sein. Hierzu sind (z. B. eine erste, zweite und dritte) Verbindungsleitungen 51 , 52, 53 vorgesehen, welche für die Verbindung(en) jeweils einen Pfad P ausbilden. Konkret kann ein erster Anschluss 170.A der Übertragungsanordnung 170 über einen ersten Stecker 41 (als Anschlusselement 41) mit der dritten Verbindungsleitung 53 elektrisch verbunden sein. Die dritte Verbindungsleitung 53 kann über einen dritten Stecker 43 (als Verbindungselement 43) mit der ersten Verbindungsleitung 51 elektrisch verbunden sein. Wenn die erste Verbindungsleitung 51 mit der Sensorelektrode 20 elektrisch verbunden wird, ergibt sich auf diese Weise der Pfad P von der Übertragungsanordnung 170 an die Sensorelektrode 20. Dies ermöglicht es, Ladungsübertragungen über den Pfad P durchzuführen, um die Sensorelektrode 20 aufzuladen. Entsprechend kann eine zweite Verbindungsleitung 52 genutzt werden, um einen weiteren Pfad über einen zweiten Stecker 42 und einen weiteren ersten Anschluss 170.A' ggf. verbunden mit einer weiteren Übertragungsanordnung 170‘ für die weitere Sensorelektrode 30 bereitzustellen. Der jeweilige Pfad P kann dabei als offener Strompfad ausgeführt sein, sodass kein geschlossener Stromkreis durch die Verbindungsleitungen 51 , 52, 53 gebildet wird. Eine Durchgangsprüfung dieser Verbindungsleitungen 51 , 52, 53 ist somit ausgeschlossen.

Die bei den Ladungsübertragungen über den wenigstens einen Pfad P jeweils übertragene Ladungsmenge bietet einen Rückschluss auf die veränderliche Kapazität CS, welche durch die Sensorelektrode 20, 30 gegenüber der Umgebung 9 und/oder einem Massepotential G gebildet ist. Dies ist schematisch in Figur 4 veranschaulicht, wobei das gezeigte Symbol eines Kondensators mit der Kapazität CS lediglich die veränderliche Kapazität CS repräsentieren soll und nicht als reales Bauelement vorgesehen sein muss. Die Auswerteanordnung 162 kann optional die elektronische Verarbeitungsvorrichtung 180 aufweisen, um die in Figur 3 gezeigten Fehlerpositionen P1 , P2, P3 anhand des Erfassungssignals E zu bestimmen, insbesondere durch eine wertemäßige Erfassung, bevorzugt Messung, der Kapazität CS anhand des Erfassungssignals E.

Wie in Figur 4 gezeigt ist, kann die Übertragungsanordnung 170 gemäß einer ersten Funktion ein Ansteuerungssignal A für den Pfad P und damit für die Sensorelektrode 20 über einen ersten Anschluss 170.A bereitstellen. Das Ansteuerungssignal A dient dabei dazu, Ladungsübertragungen über den Pfad A zu initiieren, und somit die Sensorelektrode 20 aufzuladen und zu entladen. Das Ansteuerungssignal kann bspw. als sinusförmiges Signal durch eine Kontrollanordnung 161 erzeugt werden, und über einen dritten Anschluss 170.C an die Übertragungsanordnung 170 eingangsseitig angelegt werden. Die Übertragungsanordnung 170 kann z. B. die erste Funktion als eine Spannungsfolger- Funktionalität ausbilden, um das ausgangsseitige Ansteuerungssignal A entsprechend dem eingangsseitig angelegten Ansteuerungssignal zu erzeugen. Gemäß einer weiteren Funktion kann die Übertragungsanordnung 170 das Erfassungssignal E an der Auswerteanordnung 162 über einen zweiten Anschluss 170. B bereitstellen. Weiter kann die Übertragungsanordnung 170 wenigstens ein Übertragungselement 171 aufweisen, um eine Abhängigkeit des Erfassungssignals E zur Kapazität CS zu definieren, insbesondere sodass das Erfassungssignal E mit im Wesentlichen linearer und vorzugsweise proportionaler Abhängigkeit zur Kapazität CS bereitgestellt ist, um die Fehlerposition P1 , P2, P3 entsprechend dieser Abhängigkeit zu bestimmen. Diese Abhängigkeit ist bspw. eine Verstärkung, mit welcher das Erfassungssignal E aus dem Ansteuerungssignal A bereitgestellt wird.

Um eine definierte (und insbesondere lineare) Verstärkung (und damit eine lineare Abhängigkeit) zu ermöglichen, können entsprechend der Darstellung in Figur 4 Übertragungsmittel 171.2 wie der gezeigte Widerstand R und (als frequenzabhängiges Übertragungsmittel 171.2) der Kondensator C mit einem Operationsverstärker 171.1 (jeweils als Übertragungselement 171) verschaltet werden. Auf diese Weise kann die Übertragungsanordnung 170 als ein Verstärker (insbesondere ein kapazitiver Spannungsvervielfacher) ausgebildet sein. Der Verstärkungsfaktor der Verstärkung kann dann abhängig sein von einem Verhältnis der veränderlichen Kapazität CS zur Kapazität des Kondensators C. Das Erfassungssignal E kann dann z. B. als entsprechend diesem Verstärkungsfaktor verstärkte Spannung bereitgestellt sein, und somit zur Ermittlung der veränderlichen Kapazität CS dienen. Um die Linearität zwischen der Verstärkung und der veränderlichen Kapazität CS zu verbessern, kann der Widerstand R möglichst groß gegenüber dem Kehrwert der Arbeitsfrequenz (z. B. Frequenz des Ansteuerungssignals A) und der maximal vorgesehenen veränderlichen Kapazität CS gewählt werden, und/oder die Kapazität des Kondensators C identisch zur veränderlichen Kapazität CS gewählt werden. Damit kann das Erfassungssignal E im Wesentlichen linear, vorzugsweise proportional zur Kapazität CS verstärkt bereitgestellt werden.

Gemäß Figur 3 und 4 weist die elektrische Verbindung zur Sensorelektrode 20 nur einen einzigen Pfad P auf, welcher durch die wenigstens eine Verbindungsleitung 51 , 53 gebildet ist, um die Ladungsübertragungen über den Pfad P zur Aufladung und/oder Entladung der Sensorelektrode 20 bereitzustellen. Die Übertragungsanordnung 170 kann eine Übertragungscharakteristik aufweisen, welche mit der Verbindungsprüfung korreliert ist, um bei der Verbindungsprüfung verschiedene Fehlerposition P1 , P2, P3 an dem einzigen Pfad P der wenigstens einen Verbindungsleitung 51 , 53 zu unterscheiden.

In Figur 7 sind schematisch die Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens visualisiert. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 101 erfolgt dabei ein Auswerten des Erfassungssignals E, welches für eine veränderliche Kapazität CS bei der Sensoranordnung 10 spezifisch ist, um eine Aktivierungshandlung in einer Umgebung 9 der Sensorelektrode 20 zu detektieren. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird ein Durchführen der Verbindungsprüfung initiiert, bei welcher die Verbindung anhand des Erfassungssignals E hinsichtlich, insbesondere zur konkreten Bestimmung, einer Fehlerposition P1 , P2, P3 an der Verbindungsleitung 51 , 53 geprüft wird. Gemäß einem optionalen dritten Verfahrensschritt 103 wird anhand eines Ergebnisses der Verbindungsprüfung ein Verbindungszustand der Sensorelektrode 20 festgestellt, insbesondere ob die Sensorelektrode 20 elektrisch mit der Übertragungsanordnung 170 über die wenigstens eine elektrische Verbindungsleitung 51 , 53 verbunden ist.

Des Weiteren kann das Durchführen der Verbindungsprüfung den Schritt umfassen, dass ein Vergleichen wenigstens eines Wertes des Erfassungssignals E mit wenigstens einem Schwellenwert S erfolgt, um das Vorliegen eines Fehlers und/oder die konkrete Fehlerposition P1 , P2, P3 an der Verbindungsleitung 51 , 53 zu bestimmen. In Figur 5 ist zur Veranschaulichung dieses Prinzips ein beispielhafter Verlauf von Kapazitätswerten CW dargestellt, welche anhand des Erfassungssignals E gemessen werden können. In einem ersten Bereich D1 befinden sich die Kapazitätswerte CW unterhalb der Schwelle S, sodass eine Störung festgestellt werden kann. Insbesondere kann in diesem Bereich die Aussage getroffen werden, dass die Sensorelektrode 20 nicht gesteckt ist. Hingegen kann im zweiten Bereich D2 eine fehlerfreie Verbindung vorliegen. In diesem Bereich D2 kann z. B. ein Detektionsschwellenwert zur Anwendung kommen, um die Aktivierungshandlung bei einem Überschreiten dieses Detektionsschwellenwertes zu detektieren. In Figur 6 ist gezeigt, dass anhand weiterer verschiedener Schwellenwerte P1 , P2, P3 auch die konkrete Fehlerposition ermittelt werden kann. Diese konkrete Bestimmung der Fehlerposition umfasst vorteilhafterweise eine Unterscheidung von Störungen, welche an unterschiedlichen Positionen und/oder Elementen (wie Verbindungsleitungen 51 , 52, 53, Anschlusselementen 41 oder Verbindungselementen 43) im Strompfad P zwischen der Übertragungsanordnung 170 und der Sensorelektrode 20 vorliegen. Dabei kann die konkrete Fehlerposition P1 , P2, P3 mit dem Wert CW der Kapazität CS korrelieren.

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 q s ze i c h e n l i ste

1 Fahrzeug

2 Türgriff

3 Stoßfänger

4 Benutzer

5 Identifikationsgeber

6 Steuergerät

7 Versorgungsleitung

9 Umgebung

10 Sensoranordnung, kapazitive Sensoranordnung

11 Leiterplatte

20 Sensorelektrode

30 weitere Sensorelektrode, Schildelektrode

41 erster Stecker, Anschlusselement

42 zweiter Stecker, Anschlusselement

43 dritter Stecker, Verbindungselement

51 erste Verbindungsleitung

52 zweite Verbindungsleitung

53 dritte Verbindungsleitung

101 erster Verfahrensschritt

102 zweiter Verfahrensschritt

103 dritter Verfahrensschritt

150 Anordnung, Prüfanordnung, Schaltungsanordnung 161 Kontrollanordnung

162 Auswerteanordnung

170 Übertragungsanordnung, Spannungsfolgeranordnung 170.A erster Anschluss

170.B zweiter Anschluss

170.C dritter Anschluss

171 Übertragungselement

171.1 elektronisches Verstärkerelement, Operationsverstärker

171.2 Übertragungsmittel, frequenzabhängiges Übertragungsmittel

180 Verarbeitungsvorrichtung

170‘ weitere Übertragungsanordnung

A Ansteuerungssignal, Ladungsübertragungen

170.A' weiterer erster Anschluss

C Kondensator

CS Kapazität

CW Kapazitätswert

D1 erste Detektion, nicht-gesteckt

D2 zweite Detektion, gesteckt

E Erfassungssignal

G Massepotential

P Pfad, Strompfad

P1 erste Position

P2 zweite Position

P3 dritte Position

R Widerstand

S Schwellenwert