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Title:
METHOD FOR A FAST SENSOR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/092340
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a sensor system (10) for a vehicle (100), comprising at least one or two sensors (11, 12) which have respective detection regions (11b, 12b) and metrologically detect changes in these detection regions (11b, 12b) and emit them as measured signals (11a, 12a), a control unit (15), especially in the form of a microprocessing unit which is connected to the sensors (11, 12), the control unit (15) evaluating the measured signals (11a, 12a) and generating at least one control signal (16) based thereon, at least one memory (18) in which at least the last control signal (16) is stored, and an interface (19) via which the control unit (15) forwards at least the last control signal to an external control module (21). At least one measured signal (11a, 12a) of a sensor (11, 12) is detected by the control unit (15) in a number of measurement steps (11.1-4, 12.1-4) and the control unit (15) transmits at least the last control signal (16) to the external control module (21) via the interface (19) between the individual measurement steps (11.1-4, 12.1-4).

Inventors:
VAN GASTEL PETER (DE)
Application Number:
EP2011/051361
Publication Date:
August 04, 2011
Filing Date:
February 01, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HUF HUELSBECK & FUERST GMBH (DE)
VAN GASTEL PETER (DE)
International Classes:
H04L12/403; H04L12/40
Foreign References:
EP2079176A12009-07-15
DE10310622A12004-09-30
EP1781061A22007-05-02
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BALS, Rüdiger et al. (DE)
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Claims:
P ate n ta n s p rü c h e

1. Verfahren zur Steuerung eines Sensorsystems (10) für ein Fahrzeug (100) mit

zumindest einem bzw. zwei Sensoren (11,12), die jeweils Detektionsbereiche (11b, 12b) aufweisen und Änderungen in diesen Detektionsbereichen (11b, 12b) messtechnisch erfassen und als Messsignale (11a, 12a) weitergeben,

einer Steuereinheit (15), insbesondere in Form eines Mikroprozessors, die mit den Sensoren (11,12) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (15) die jeweiligen Messsignale (11a, 12a) auswertet und daraus zumindest ein Steuersignal (16) generiert, wenigstens einem Speicher (18), in dem zumindest das letzte Steuersignal (16) gespeichert wird,

einer Schnittstelle (19), womit die Steuereinheit (15) zumindest das letzte Steuersignal an ein externes Steuermodul (21) weiterleitet,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Messsignal (11a, 12a) eines Sensors (11,12) in mehreren Messschritten (11.1-4,12.1-4) von der Steuereinheit (15) erfasst wird, und

dass die Steuereinheit (15) zwischen den einzelnen Messschritten (11.1-4,12.1-4) zumindest das letzte Steuersignal (16) über die Schnittstelle (19) an das externe Steuermodul (21) sendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass jedes Messsignal (11a, 12a) der Sensoren (11,12) in einzelne Messschritte (11.1- 4,12.1-4) unterteilt wird, die von der Steuereinheit (15) erfasst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass einzelnen Messschritte (11.1-4,12.1-4) der jeweiligen Sensoren (11,12) immer in einer vordefinierten Reihenfolge von der Steuereinheit (15) erfasst werden, so dass die Steuereinheit (15) die Sensoren (11,12) der Reihe nach abfragt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Messschritt (1 1.1 -4,12.1 -4) an einem definierten Punkt (22) des Messsignales (1 1 a, 12a) beendet wird und insbesondere beim folgenden Messschritt (1 1 .1 -4,12.1 -4) an diesem definierten Punkt (22) die Auswertung fortgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zeitspanne (1 1.5,12.5) für einen Messschritt (1 1.1 -4,12.1 -4) kleiner ist als eine vorgegebene Antwortzeitspanne (17.1 ) von dem externen Steuermodul (21 ).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zeitspanne (1 1.5,12.5) der Messschritte (1 1 .1 -4,12.1 -4) für alle Sensoren (1 1 ,12) gleichlang ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuereinheit (15) ein Messsignal (1 1 a, 12a) aus den einzelnen Messschritten (1 1.1 -4,12.1 -4) eines Sensors (1 1 ,12) generiert, wenn alle Messschritten (1 1.1 -4,12.1 -4) hierfür durchgeführt worden sind, und

dass aus den vollständigen Messsignalen (1 1 a, 12a) von der Steuereinheit (15) zumindest ein Steuersignal (16) generiert wird, welches in den Speicher (18) als letztes Steuersignal (16) für ein Antwortsignal (17) an das externe Steuermodul (21 ) geschoben wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuereinheit (15) nach einem bzw. nach jedem Messschritt (1 1.1 -4,12.1 -4) überprüft, ob der Schnittstelle (19) ein Anforderungssignal des externen Steuermoduls (21 ) für ein Antwortsignal (17) vorliegt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuereinheit (15) immer nur einen Aktor, insbesondere in Form der Sensoren (1 1 ,12) oder der Schnittstelle (19), gleichzeitig abfragen bzw. erfassen kann.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine bidirektionale Datenübertragung, insbesondere serielle Datenübertragung, über die Schnittstelle (19) mit dem externen Steuermodul (21 ) erfolgt.

1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Schnittstelle (19) der Steuereinheit (15) das Steuersignal (16) als Antwortsignal (17) an ein insbesondere serielles Kommunikationssystem (23), insbesondere ein sogenanntes Local Interconnect Network (LIN-Bus) oder ein Controller Area Network (CAN-Bus), weitergibt.

12. Sensorsystem (10) für ein Fahrzeug (100) mit

zumindest zwei Sensoren (1 1 ,12), die jeweils Detektionsbereiche (1 1 b, 12b) aufweisen und Änderungen in diesen Detektionsbereichen (1 1 b, 12b) messtechnisch erfassen und als Messsignale (1 1 a, 12a) weitergeben,

einer Steuereinheit (15), insbesondere in Form eines Mikroprozessors, die mit den Sensoren (1 1 ,12) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (15) die jeweiligen Messsignale (1 1 a, 12a) auswertet und daraus zumindest ein Steuersignal (16) generiert,

wenigstens einem Speicher (18), in dem zumindest das letzte Steuersignal (16) speicherbar ist,

einer Schnittstelle (19), womit die Steuereinheit (15) zumindest das letzte Steuersignal an ein externes Steuermodul (21 ) weiterleitet,

dadurch gekennzeichnet,

dass in der Steuereinheit (15) ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche abläuft.

13. Sensorsystem (10) nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuereinheit (15) genau einen Mikroprozessor aufweist.

Description:
Verfahren für ein schnelles Sensorsystem

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

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Steuerung eines Sensorsystems für ein Fahrzeug gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 gerichtet. Ein derartiges Sensorsystem weist zumindest zwei Sensoren auf, die jeweils Detektionsbereiche innehaben und Änderungen in diesen Detektionsbereichen messtechnisch erfassen und als Messsignale weitergeben. Ferner enthält das Sensorsystem eine Steuereinheit, insbesondere in Form eines Mikroprozessors, die mit den Sensoren verbunden ist, wobei die Steuereinheit in die jeweiligen Messsignale auswertet und daraus zumindest ein Steuersignal generiert. Darüber hinaus enthält das Sensorsystem wenigstens einen Speicher, in dem zumindest das letzte Steuersignal gespeichert wird. Auch ist eine Schnittstelle in dem Sensorsystem vorgesehen, womit die Steuereinheit zumindest das letzte Steuersignal an ein externes Steuermodul weiterleitet. Gattungsgemäße Sensorsysteme werden häufig in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, über ein Kommunikationssystem mit einem externen Steuermodul verbunden. Diese Kommunikationssysteme weisen in der Regel einen seriellen Datentransfer auf. Hierbei kann es sich im Fahrzeug um einen so genannten Local Interconnect Network (LIN- Bus) oder ein Controller Area Network (Can-Bus) handeln. Ein Problem bei diesen Kommunikationssystemen besteht darin, dass diese zeitlich willkürlich die einzelnen Kommunikationsteilnehmer (hier: die Sensorsysteme) auf ihren Zustand hin abfragen, wozu sie jedoch dem Teilnehmer nur eine kurze Antwortzeit für das Antwortsignal einräumen. Sofern der Teilnehmer nicht rechtzeitig antwortet, kann somit eine Fehlermeldung generiert werden, die dem externen Steuermodul anzeigt, dass der entsprechende Teilnehmer fehlerbehaftet oder defekt ist. Allerdings benötigen einzelne Teilnehmer, wie z. B. das oben genannte Sensorsystem, ausreichend Zeit, um eine exakte Messung durchführen zu können. Wenn jedoch während dieser Messung das externe Steuermodul nach einem Antwortsignal anfragt, kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung, die zu einem Fehler oder einer Störung führt, da eben die gattungsgemäßen Sensorsysteme die laufende Messung nicht unterbrechen können.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Sensorsystems sowie ein entsprechendes Sensorsystem selber bereitzustellen, welches eine hohe Betriebssicherheit aufweist. Insbesondere sollen Anfragen eines externen Steuermoduls kurzfristig beantwortet werden, um etwaige Fehlermeldungen zu vermeiden.

Die vorliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil, von Anspruch 1 gelöst. Ebenfalls wird die Aufgabe durch das erfindungsgemäße Sensorsystem aus dem Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, dass zumindest ein Messsignal eines Sensors in mehreren Messschritten von der Steuereinheit erfasst wird, und dass die Steuereinheit zwischen den einzelnen Messschritten zumindest das letzte Steuersignal über die Schnittstelle an das externe Steuermodul sendet. Folglich wird ein Messsignal eines Sensors nicht vollständig von der Steuereinheit erfasst, da hierfür die Zeit nicht ausreicht. Sollte nämlich in der Zwischenzeit das externe Steuermodul durch ein Anforderungssignal um ein Antwortsignal bitten, so ist die Steuereinheit nicht in der Lage, dieses Anforderungssignal des externen Steuermoduls durch ein Antwortsignal zu beantworten. Die Steuereinheit kann nämlich nur ein Messsignal eines Sensors gleichzeitig erfassen. Somit ist die Steuereinheit nicht in der Lage, gleichzeitig mehrere Aktoren, insbesondere in Form der Sensoren oder der Schnittstelle oder dergleichen, abzufragen bzw. die entsprechenden Signale zu erfassen. Durch die erfindungsgemäße Zerlegung des vollständigen Messsignals eines Sensors in mehrere kleinere Messschritte wird die Zeitdauer des einzelnen Messschrittes reduziert, so dass die Steuereinheit nach einem durchgeführten Messschritt frei ist für eine neue Aktion. Somit wird sichergestellt, dass die Steuereinheit auch schnell genug auf ein Anforderungssignal des externen Steuermoduls reagieren kann und ein entsprechendes Antwortsignal über die Schnittstelle an das externe Steuermodul weiterleitet. Dieses Antwortsignal kann zumindest das letzte zwischengespeicherte Steuersignal, welches in dem Speicher hinterlegt ist, umfassen. Folglich können durch die Unterteilung der langwierig dauernden Messsignalerfassung trotzdem sicher Fehlermeldungen und ausbleibende Antworten an das externe Steuermodul verhindert werden. Damit lässt sich die Betriebssicherheit des Sensorsystems deutlich erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch mit einem Sensorsystem mit nur einem Sensor möglich und somit nicht auf zwei oder mehrere Sensoren beschränkt. Selbstverständlich muss dann das Messsignal des einzigen Sensors ebenfalls in mehrere Messschritte unterteilt werden.

Während des zeitlichen Zwischenraums zwischen der Beendigung eines vorausgehenden Messschrittes und dem Beginn des nachfolgenden Messschrittes kann die Steuereinheit regelmäßig die Schnittstelle nach einem Anforderungssignal abfragen. Sofern dieses Anforderungssignal nicht vorliegt, erfasst die Steuereinheit den nachfolgenden Messschritt, um somit ein vollständiges Messsignal von zumindest einem Sensor zu erhalten.

Ebenfalls kann es vorgesehen sein, dass jedes Messsignal der Sensoren in einzelne Messschritte unterteilt wird, die von der Steuereinheit erfasst werden. Diese Unterteilung ist besonders dann erforderlich, wenn die Erfassung des Messsignals besonders zeitaufwendig ist. Wenn jedoch ein Sensor des Sensorsystems in der Lage ist, auch kurzfristig ein vollständiges Messsignal an die Steuereinheit zu liefern, ist eine derartige Unterteilung nicht unbedingt erforderlich. Bei dem vorliegenden Verfahren kann somit für jeden einzelnen Sensor entschieden werden, inwieweit sein Messsignal in einzelne Messschritte unterteilt werden kann bzw. werden muss. Darüber hinaus können einzelne Messschritte der jeweiligen Sensoren immer in einer vordefinierten Reihenfolge von der Steuereinheit erfasst werden, so dass die Steuereinheit die Sensoren der Reihe nach abfragt. Somit lässt sich das Sensorsystem an die unterschiedlichsten Sensoren und Aufgabestellungen im Fahrzeugbereich unproblematisch anpassen. Um jedoch den Speicherbedarf bei dem Sensorsystem so gering wie möglich zu halten, empfiehlt es sich, zunächst die einzelnen Messschritte für ein Messsignal (eines Sensors) der Reihe nach abzufragen, bis dieses vollständig vorliegt. Das Ergebnis des Messsignals kann dann in einem Speicher zwischengespeichert werden. Anschließend kann die Steuereinheit mit der Erfassung des nächsten Messsignals von einem weiteren Sensor beginnen, wenn zwischenzeitlich kein Anforderungssignal von dem externen Steuermodul vorliegt.

Um eine exakte Erfassung des vollständigen Messsignals eines Sensors vornehmen zu können, kann es vorgesehen sein, dass ein Messschritt (des Sensors) an einem definierten Punkt des Messsignals beendet wird und insbesondere bei dem nachfolgenden Messschritt (des Sensors) an diesem definierten Punkt die Auswertung bzw. Erfassung des Messsignals fortgesetzt wird. Durch die vordefinierte Unterbrechung bei der Erfassung des Messsignals an einem definierten Punkt können somit sicher Messfehler bei der Erfassung des Messsignals vermieden werden. Außerdem kann somit das komplette Messsignal eines Sensors in fast beliebig viele Messschritte unterteilt werden, da diese nur davon abhängig sind, wo die definierten Punkte zur Unterbrechung des Messsignals vorgesehen sind.

Um auf jeden Fall sicherzustellen, dass das externe Steuermodul immer rechtzeitig ein Antwortsignal erhält, kann es vorgesehen sein, dass die Zeitspanne für einen Messschritt kleiner ist als eine vorgegebene Antwortzeitspanne von dem externen Steuermodul. Hierbei kann ferner die Steuereinheit nach einem bzw. nach jedem Messschritt überprüfen, ob der Schnittstelle ein Anforderungssignal des externen Steuermoduls für ein Antwortsignal vorliegt. Da die Antwortzeitspanne auf jeden Fall größer ist als die Zeitspanne für die einzelnen Messschritte, werden somit die Messschritte immer vorher beendet, bevor die Antwortzeitspanne abläuft. Damit bleibt der Steuereinheit genügend Zeit, die Schnittstelle nach einem angeforderten Antwortsignal bzw. Anforderungssignal abzufragen. Um den Verfahrensablauf bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglichst zu vereinfachen, ist es denkbar, dass die Zeitspanne der Messschritte für alle Sensoren gleich lang ausgestaltet ist. Die Zeitspanne der Messschritte kann beispielsweise zwischen 2 bis 20 mal kleiner sein als die gesamte benötigte Zeitdauer für die Erfassung eines vollständigen Messsignals. Um jedoch nicht zu viele Messschritte für ein Messsignal vorzusehen, sollte die Zeitspanne z. B. nicht viel kleiner sein als ein fünftel der vorgegebenen Antwortzeitspanne für das externe Steuermodul. Ansonsten wird es auch schwierig, dass vollständige Messsignal in einer vernünftigen Zeitspanne zu erfassen, da die Steuereinheit zu sehr damit beschäftigt ist, zwischen den einzelnen Aktoren hin- und her zu springen. Durch dieses Hin- und Herspringen vergeht jedes mal auch eine gewisse Zeit, die sich bei so vielen Wechseln deutlich aufaddiert, was sich nachteilig auswirken kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es ferner vorgesehen sein, dass die Steuereinheit immer nur einen Aktor, insbesondere in Form der Sensoren oder der Schnittstelle, gleichzeitig abfragen bzw. erfassen kann. Sofern man mehrere Sensoren gleichzeitig abfragen möchte, müssen mehrere Mikroprozessoren für die Steuereinheit vorgesehen sein, wodurch der Preis des Sensorsystems deutlich steigt und der Verfahrensablauf überproportional kompliziert ausgestaltet wird. Auch wird es schwierig, die Steuereinheit mit ihren Mikroprozessoren umzuprogrammieren, da man nicht nur die Fahrzeuggegebenheiten bzw. die Spezifikationen des externen Steuermoduls berücksichtigen muss, sondern auch den Schaltungsaufbau des Sensorsystems. Damit ein Datenaustausch nicht nur einseitig von dem Sensorsystem über die Schnittstelle zum externen Steuermodul stattfindet, kann es vorgesehen sein, dass eine bidirektionale Datenübertragung, insbesondere serielle Datenübertragung, über die Schnittstelle mit dem externen Steuermodul erfolgt. Selbstverständlich ist es auch denkbar, eine parallele Datenübertragung vorzunehmen, wozu jedoch mehrere Datenleitungen zwischen dem Sensorsystem und dem externen Steuermodul erforderlich sind. Will man jedoch den Verkabelungsaufwand im Fahrzeug so gering wie möglich halten, empfiehlt es sich eine serielle Datenübertragung zu wählen.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es auch vorgesehen sein, dass die Schnittstelle der Steuereinheit das Steuersignal als Antwortsignal an ein insbesondere serielles Kommunikationssystem, insbesondere ein so genanntes Local Interconnect Network (LIN- Bus) oder ein Controller Area Networt (CAN-Bus) weitergibt. Die beiden zuletzt genannten Bussysteme (LIN- und CAN-Bussysteme) haben sich als quasi Standard in der Kraftfahrzeugelektronik herauskristallisiert. Dabei zeichnen sie sich durch ihren einfachen und stabilen Aufbau aus, der einer sicheren Datenübertragung zwischen den einzelnen Kommunikationsteilnehmern ermöglicht.

Ebenfalls ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Sensorsystem für ein Fahrzeug gemäß des Anspruches 12 gerichtet. Bei diesem Sensorsystem ist es vorgesehen, dass in der Steuereinheit das erfindungsgemäße Verfahren nach den Ansprüche 1 bis 1 1 abläuft. Dabei kann optional vorgesehen sein, dass die Steuereinheit genau einen Mikroprozessor aufweist. Durch die Verwendung von nur einem Mikroprozessor lässt sich das Sensorsystem kostengünstig und trotzdem höchst flexibel einsetzen.

Bei dem vorliegenden Sensorsystem können die Sensoren als berührungslose Sensoren ausgestaltet sein, die insbesondere als Kapazitätssensoren aufgebaut sind. Gerade bei diesen Kapazitätssensoren ist eine schnelle Signalerfassung nicht oder nur sehr schwer möglich, da die vorhandene Kapazität des jeweiligen Kapazitätssensors messtechnisch erfasst werden muss und als Messsignal an die Steuereinheit weitergegeben wird. Ebenfalls ist es denkbar, dass mehr als zwei Sensoren zum Einsatz kommen. Diese können alle Kapazitätssensoren umfassen, wobei jedoch auch andere Sensorentypen, z. B. Piezosensoren, Ultraschallsensoren, Schaltelemente oder dergleichen denkbar sind. Auch spielt es im Sinne der vorliegenden Erfindung keine Rolle, ob der erste Sensor unter dem zweiten Sensor am Fahrzeug angebracht ist oder nicht. Somit kann auch der erste Sensor mit dem zweiten Sensor in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vertauscht werden.

Bei den berührungslosen Sensoren, kann es sich um Kapazitätssensoren oder Ultraschallsensoren handeln. Ebenfalls können auch andere Annäherungssensoren zum Einsatz kommen. Vorteilhafterweise werden Kapazitätssensoren verwendet, da diese sicher und geschützt hinter einer Verkleidung angeordnet werden können, und nicht im direkten Kontakt zur Umwelt des Fahrzeugs stehen müssen.

Mit dem vorliegenden Sensorsystem kann ein virtueller Schalter z. B. zur Betätigung eines beweglichen Teils, insbesondere in Form einer Heckklappe, einer Seiten- oder Schiebetür, bei einem Fahrzeug realisiert werden. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem und umgekehrt.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen und Merkmale werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des zum erfindungsgemäßen Sensorsystem zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe an einem Fahrzeug,

Figur 2 ein konkretes Ausführungsbeispiel zur Betätigung des Sensorsystems durch ein

Bein oder einen Fuß einer Person,

Figur 3 eine schematische Draufsicht der Anordnung von zwei Sensoren des

Sensorsystems innerhalb eines hinteren Stoßfängers eines Fahrzeuges,

Figur 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sensorsystems mit der

Anbindung an ein externes Steuermodul,

Figur 5 schematische Darstellung der Unterteilung eines vollständigen Messsignals des ersten Sensors in mehrere Messschritte in einem Zeitdiagramm,

Figur 6 zeitliches Ablaufdiagramm für die einzelnen Messsignale der Sensoren ohne ein

Anforderungssignal des externen Steuermoduls,

Figur 7 ein vergleichbares Ablaufdiagramm aus Figur 7, jedoch mit einem Anforderungssignal des externen Steuermoduls,

Figur 8 vergleichbares Ablaufdiagramm zu Figur 6, bei dem jedoch die einzelnen

Messschritte der Sensoren der Reihe nach erfasst werden, ohne dass ein Anforderungssignal des externen Steuermoduls vorliegt und Figur 9 vergleichbares Ablaufdiagramm zu Figur 8, mit einem Anforderungssignal zwischen der Erfassung des ersten Messsignals.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensorsystems 10 beispielsweise zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe 101 als bewegliches Teil 101 eines Fahrzeugs 100, welches ein Kraftfahrzeug darstellt. Das bewegliche Teil 101 wird durch ein elektromechanisches Schloss 103 in der Schließstellung gehalten und gesichert. Das Sensorsystem 10 umfasst einen ersten Sensor 1 1 zur Detektion eines Objektes 80 in einem ersten Detektionsbereich 1 1 b und einen zweiten Sensor 12 zur Detektion eines Objektes 80 in einem zweiten Detektionsbereich 12b. Die Sensoren 1 1 und 12 sind als Kapazitätssensoren 1 1 und 12 ausgebildet und in der Ansicht lediglich schematisch angedeutet. Der Detektionsbereich 1 1 b deckt den horizontalen Bereich hinter dem hinteren Stoßfänger 102 des Fahrzeugs 100 ab. Hingegen deckt der Detektionsbereich 12b den unteren Bereich unterhalb des hinteren Stoßfängers 102 ab. Damit ist ein erster Detektionsbereich 1 1 b und ein zweiter Detektionsbereich 12b geschaffen, die beispielsweise geometrisch voneinander getrennt sind und keinen gemeinsamen Bereich außenseitig vom hinteren Stoßfänger 16 umfassen. Selbstverständlich können sich grundsätzlich die Detektionsbereiche 1 1 b, 12b auch teilweise überlappen. Die Detektionsbereiche 1 1 b und 12b sind in den Figuren durch Strahlen angedeutet, die jedoch lediglich Bereiche andeuten, in denen eine Änderung der Dielektrizitätskonstante zwischen den Kapazitätssensoren 1 1 und 12 sowie der Umgebung des hinteren Stoßfängers 102 beschreiben. Diese Änderung der Dielektrizitätskonstante bewirkt eine Änderung der auf den Elektroden der Kapazitätssensoren 1 1 und 12 speicherbaren Ladung, die von dem Sensorsystem 10 detektiert werden kann. Damit kann durch die Kapazitätssensoren 1 1 und 12 das Vorhandensein eines Objektes 80, insbesondere das Vorhandensein von Körperteilen 80.1 , 80.2 einer Person bei minimalem Stromverbrauch bereitgestellt werden.

Hinter den Kapazitätssensoren 1 1 und 12 erstrecken sich Richtmittel 1 1.6 und 12.6, die in Gestalt metallischer Abschirmungen 1 1 .6, 12.6 ausgeführt sind und die die Kapazitätssensoren 1 1 , 12 bogenartig oder halbschalenartig umschließen. Durch die Abschirmungen 1 1.6 und 12.6 wird sowohl der jeweilige Detektionsbereich 1 1 b und 12b vorgegeben, wobei eine verbesserte Trennung der Detektionsbereiche 1 1 b und 12b voneinander ermöglicht wird. Die metallische Abschirmungen 1 1.6 und 12.6 weisen das gleiche elektrische Potential auf wie die entsprechenden Kapazitätssensoren 1 1 und 12. Somit handelt es sich hierbei um sogenannte „Active Shields". Hinter diesen „Active Shields" können zusätzlich Masseelektroden bzw. Masseabschirmungen vorgesehen sein, womit die Detektions- bereiche 1 1 b, 12b der Kapazitätssensoren 1 1 und 12 in die umgekehrte Richtung zu den Masseabschirmungen gerichtet werden, d. h. von den Masseabschirmungen weg. Die Masseelektroden sind in der Regel direkt über einen Massekontakt mit der Fahrzeugmasse verbunden.

Selbstverständlich kann anstelle einer Heckklappe 101 auch eine Seiten- oder Schiebetür 101 durch das Sensorsystem 10 betätigt werden, welches als virtueller Schalter dienen kann. Hierbei sind die beiden Kapazitätssensoren 1 1 , 12 beispielsweise im Türschwellerbereich angeordnet und vergleichbar zur erwähnten Stoßstange 102 im Heckbereich 106 ausgerichtet. Optional können die beiden Kapazitätssensoren 1 1 und 12 auch im unteren Bereich der Seitentür, vorzugsweise unter einem Steinschlagschutz, angeordnet sein. Eine Annäherung des Objektes 80 an die Seitentür 101 kann durch den ersten Kapazitätssensoren 1 1 oder einen Annäherungssensor für ein Zugangsberechtigungssystem, der in der Regel im Türgriff angeordnet ist, ermittelt werden.

In Figur 2 ist in einer Seitenansicht ein Ausschnitt des hinteren Stoßfängers 102 bzw. des unteren Bereiches der Seitentür 101 gezeigt, in dem die Kapazitätssensoren 1 1 , 12 mit den jeweiligen Abschirmungen 1 1 .6, 12.6 eingebracht sind. Gemäß der Darstellung ist ein Bein 80.1 einer Person teilweise gezeigt und ragt in den horizontal verlaufenden ersten Detektionsbereich 1 1 b hinein. Der sich an das Bein 80.1 anschließende Fuß 80.2 ragt hingegen in den sich vertikal unterhalb des hinteren Stoßfängers 102 bzw. des Türschwellerbereiches erstreckenden Detektionsbereich 12b hinein. Die Person 80 hat sich beispielhaft dem Fahrzeug 100 im Bereich des hinteren Stoßfängers 102 bzw. der Seitentür genähert. Folglich kann der erste Kapazitätssensor 1 1 durch das Eindringen des Beines 80.1 in den ersten Detektionsbereich 1 1 b die Annäherung der Person 80 detektieren. Signalisiert die Person die Absicht der Betätigung des beweglichen Teils 101 durch ein Hin- und Herbewegen des Fußes 80.2 in den zweiten Detektionsbereich 12b, so entsteht ein vorgegebenes Bewegungsmuster 60 der Person. Durch die gekoppelte Detektion sowohl des Beines 80.1 als auch des Fußes 80.2 kann die Betätigung der Heckklappe 101 bzw. der Seitentür 101 ausgelöst werden. Ebenfalls kann durch ein nicht dargestelltes Leucht- und/oder Anzeigemittel die entsprechenden Detektionsbereiche 1 1 b, 12b ausgeleuchtet werden. Auch kann der Zustand des beweglichen Teils 101 auf dem Bürgersteig oder der Strasse neben dem Fahrzeug durch eine Schrift angezeigt werden. Bei der Betätigung wird das elektromechanische Schloss 103 derart verstellt, dass es das bewegliche Teil 101 freigibt, wodurch es von einer Schließstellung in eine Offenstellung überführbar ist. Der Öffnungs- und/oder Schließvorgang kann selbst mechanisch durch den in Figur 1 angedeuteten Aufstellmechanismus 104 erfolgen, der ebenfalls durch die Betätigung des virtuellen Schalters aktiviert wird bzw. von dem Sensorsystem 10 erkannt wird.

Figur 3 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der Sensoren 1 1 und 12 innerhalb des hinteren Stoßfängers 102 des Fahrzeugs 100. Der hintere Stoßfänger 102 erstreckt sich über den gesamten Bereich des Fahrzeughecks 105 des Fahrzeugs 100, wobei der Stoßfänger 102 in der gesamten Breite gezeigt ist. Gemäß der Darstellung ist erkennbar, dass sich die Sensoren 1 1 und 12 etwa über die gesamten Breite des Stoßfängers 102 hinweg erstrecken können. Folglich kann sich eine Person 80 an einer beliebigen Stelle über dem gesamten Heckbereich 105 des Fahrzeugs 100 nähern und die in Figur 2 beschriebene Bewegung des Beines 80.1 sowie des Fußes 80.2 ausführen.

Die Darstellung zeigt die Anordnung des ersten Kapazitätssensors 1 1 im horizontalen Bereich des Stoßfängers 102, wohingegen der zweite Kapazitätssensor 12 mit der diesen umschließenden Abschirmung 12.6 im unteren Bereich des Stoßfängers 102 angedeutet ist. Die Kapazitätssensoren 12 können folienartig oder leiterbahnartig über der Breite des Stoßfängers 102 in diesem eingebracht oder verlegt sein. Vorzugsweise werden die Kapazitätssensoren 1 1 und 12 mit den jeweiligen Abschirmungen 1 1.6, 12.6 innenseitig im Stoßfänger 102 angeordnet.

In Figur 4 ist das erfindungsgemäße Sensorsystem 10 für das Fahrzeug 100 schematisch dargestellt. Hierbei sind die beiden Sensoren 1 1 ,12 in der Regel nicht in dem Gehäuse 10.1 für das Sensorsystem 10 angeordnet, da sie in der Regel den Außenbereich des Fahrzeuges 100 überwachen. Somit sind die jeweiligen Detektionsbereiche 1 1 b, 12b auf den Außenbereich des Fahrzeugs 100 gerichtet. Hierbei können sich die Detektionsbreiche 1 1 b, 12b teilweise überlappen oder getrennt voneinander angeordnet sein. Innerhalb des Gehäuses 10.1 des Sensorsystems ist die Steuereinheit 15 mit der Sensorik 13,14 für die Sensoren 1 1 ,12 verbunden. Die beiden Sensoren 1 1 ,12 können leitungsverbunden sein oder über eine drahtlose Verbindung mit der Steuereinheit 15 bzw. der Sensorik 13,14 verbunden sein. Das Sensorsystem 10 selbst wird über die Spannungsversorgung 20 mit elektrischer Energie versorgt, die vom Fahrzeug 100 her zugeführt wird. Um die Datenkommunikation zwischen dem erfindungsgemäßen Sensorsystem 10 und dem externen Steuermodul 21 zu ermöglichen, ist das Kommunikationssystem 23 vorgesehen, welches insbesondere als LIN- oder CAN-Datenbus ausgestaltet ist. An dieser Stelle sei auch erwähnt, dass selbstverständlich weitere Sensorsysteme 10 oder externe Steuermodule 21 mit dem Kommunikationssystem 23 verbunden sein können. Über das Kommunikationssystem 23 wird das Antwortsignal 17, welches zumindest das letzte Steuersignal 16 umfasst, weitergegeben. Dieses letzte Steuersignal 16 ist in dem dafür vorgesehenen Speicher 18 hinterlegt und wird über die Schnittstelle 19 an das Kommunikationssystem 23 überreicht. Zusätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren in dem Sensorsystem 10 hinterlegt, um die Betriebssicherheit zu verbessern.

In der weiteren Figur 5 ist ein zeitliches Ablaufdiagramm beispielsweise für die Erfassung des ersten Messsignals 1 1 a vom Sensor 1 1 dargestellt. Hierbei wird das erste Messsignal 1 1 a in insgesamt vier einzelne Messschritte 1 1 .1 -4 zergliedert, die zeitlich hintereinander direkt oder indirekt (mit kurzen Zwischenzeiten) durchgeführt werden. Dabei wird das vollständige Messsignal 1 1 a jeweils an vordefinierten Punkten 22 unterbrochen um z. B. den Messschritt 1 1.2 zu beenden. Der folgende Messschritt 1 1.3 beginnt dann an dem vordefinierten Punkt 22, an dem die Messung des Messsignals 1 1 a fortgesetzt wird bis der nächste vordefinierte Punkt 22 folgt. Durch diesen nächsten Punkt 22 wird der Messschritt 1 1.3 beendet. Im letzten Messschritt 1 1.4 endet die vollständige Messsignalerfassung, so dass das vollständige Messsignal 1 1 a der Steuereinheit 15 vorliegt. Die Figur 5 dient nur dazu, zu erläutern, wie ein Messsignal 1 1 a in einzelne Messschritte 1 1.1 -4 unterteilt wird. Selbstverständlich können dabei auch wenigere oder mehrere Messschritte vorgenommen werden. Zweckmäßigerweise ist die Zeitspanne 1 1.5 eines Messschrittes 1 1.1 kleiner zu wählen als eine Zeitspanne 17.1 des Antwortsignals 17 für das externe Steuermodul 21. In den Figuren 7 und 9 wird dieses näher verdeutlicht.

In der Figur 6 ist ein zeitliches Ablaufdiagramm für die beiden Sensoren 1 1 ,12 sowie ein mögliches Antwortsignal 17 dargestellt. Allerdings liegt bei diesem Ablaufdiagramm kein Anforderungssignal von dem externen Steuermodul 21 vor, so dass die Steuereinheit 15 auch tatsächlich kein Antwortsignal 17 übertragen muss. Wie aus der Figur 6 weiter zu entnehmen ist, sind die beiden Messsignale 1 1 a, 12a in mehrere Messschritte 1 1.1 -4,12.1 -4 unterteilt. Nachdem der erste Messschritt 1 1.1 von der Steuereinheit 15 erfasst worden ist, wird der nächste Messschritt 12.1 des nächsten Sensors 12 erfasst. Somit werden die Messschritte der einzelnen Sensoren 1 1 ,12 alternierend von der Steuereinheit 15 abgefragt. Während des zeitlichen Zwischenraums zwischen der Beendigung des Messschrittes 1 1 .1 und dem Beginn des Messschrittes 12.1 fragt die Steuereinheit 15 die Schnittstelle 19 nach einem Anforderungssignal ab. Sofern dieses Anforderungssignal nicht vorliegt, erfasst die Steuereinheit 15 den folgenden Messschritt.

In der Figur 7 ist im Gegensatz zu Figur 6 jedenfalls ein alternierender Abfrageablauf der Messschritte von den Sensoren 1 1 ,12 dargestellt, allerdings liegt hierbei z. B. ein Anforderungssignal zum Zeitpunkt tO während des ersten Messschrittes 1 1 .1 vor. Nach der Beendigung dieses Messschrittes 1 1 .1 fragt nunmehr die Steuereinheit 15 in dem zeitlichen Zwischenraum die Schnittstelle 19 nach einem vorliegenden Anforderungssignal ab. Da dieses vorliegt, sendet die Steuereinheit 15 umgehend das Antwortsignal 17 über die Schnittstelle 19 an das externe Steuermodul 21. Das externe Steuermodul 21 lässt dem Sensorsystem 10 für das Antwortsignal 17 die Zeitspanne 17.1. Diese Zeitspanne 17.1 beginnt mit der Versendung des Anforderungssignals an das Sensorsystem 10. Wie in der Figur 7 deutlich zu erkennen ist, verschieben sich zeitlich die weiteren Messschritte 1 1 .2- 4,12.1 -4 von den Sensoren 1 1 ,12 bis das Antwortsignal 17 an das externe Steuermodul 21 verschickt worden ist.

In der Figur 8 ist eine Variante zu dem Ablauf aus Figur 6 dargestellt. Hierbei werden die einzelnen Messschritte 1 1.1 -4,12.1 -4 nicht alternierend von Sensor 1 1 zu Sensor 12 abgefragt sondern das Messsignal 1 1 a wird der Reihe nach durch die Messschritte 1 1.1 -4 erfasst. Erst wenn das Messsignal 1 1 a vollständig vorliegt, beginnt die Steuereinheit 15 das Messsignal 12a des weiteren Sensors 12 durch die einzelnen Messschritte 12.1 -4 zu erfassen. In der Figur 8 liegt - genauso wie bei Figur 6 - kein Anforderungssignal von dem externen Steuermodul 21 vor.

Im Unterschied zu der Figur 8 sendet beispielsweise das externe Steuermodul 21 ein Anforderungssignal während des ersten Messschrittes 1 1 .1 an das Sensorsystem 10, insbesondere an die Schnittstelle 19. Wie auch in Figur 7 erfasst die Steuereinheit 15 dieses Anforderungssignal von der Schnittstelle 19, welches zwar zum Zeitpunkt tO von dem externen Steuermodul 21 gesendet worden ist, aber erst nach der Beendigung des ersten Messschrittes 1 1 .1 von der Steuereinheit 15 tatsächlich erfasst wird. Diese sendet daraufhin das Antwortsignal 17 über die Schnittstelle 19 an das externe Steuermodul 21 und zwar innerhalb der zulässigen Zeitspanne 17.1. Da auch in dem Fall von Figur 9 die Zeitspanne 17.1 größer ist als die einzelnen Zeitspannen 1 1.5, 12.5 der Messschritte 1 1.1 -4,12.1 -4, wird sichergestellt, dass das externe Steuermodul 21 auf jeden Fall schnell genug ein Antwortsignal 17 erhält. Dabei sei noch einmal deutlich erwähnt, dass das Antwortsignal 17 zumindest das letzte zwischengespeicherte Steuersignal 16 umfasst, welches der Steuereinheit 15 vorlag. Wie weiter aus der Figur 9 zu erkennen ist, verschieben sich durch das erste übermittelte Antwortsignal 17 die weiteren Messschritte 1 1 .2-4 des ersten Sensors 1 1 sowie die darauf folgenden Messschritte 12.1-4 vom zweiten Sensor 12. Anschließend kann das erfindungsgemäße Verfahren neu gestartet werden, wobei es aus den letzten vollständigen Messsignalen 1 1 a, 12a ein neues Steuersignal 16 generiert wird, welches in den Speicher 18 zwischengespeichert wird.

Abschließend sei noch einmal erwähnt, dass auch mehrere Sensoren durch das erfindungsgemäße Verfahren in dem Sensorsystem 10 eingebunden sein können. Auch können die einzelnen Zeitspannen 1 1.5,12.5 der Messschritte variieren, wobei es jedoch sinnvoll ist, dass diese nicht die Zeitspanne des Antwortsignals 17 überschreiten.

B ez u g s ze i c h e n l i s te Sensorsystem

.1 Gehäuse für 10

erster Sensor, insbesondere Kapazitätssensora erstes Messsignal

b erster Detektionsbereich

.1 erster Messschritt

.2 zweiter Messschritt

.3 dritter Messschritt

.4 vierter Messschritt

.5 Zeitspanne Messschritt

.6 Richtmittel

zweiter Sensor, insbesondere Kapazitätssensora zweites Messsignal

b zweiter Detektionsbereich

.1 erster Messschritt

.2 zweiter Messschritt

.3 dritter Messschritt

.4 vierter Messschritt

.5 Zeitspanne Messschritt

.6 Richtmittel

Sensorikfür 11

Sensorikfür 12

Steuereinheit, insbesondere Mikroprozessor

Steuersignal

Antwortsignal

.1 Zeitspanne des Antwortsignals

Speicher

Schnittstelle

Spannungsversorgung

externes Steuermodul

definierter Punkt

Kommunikationssystem (LIN bzw. CAN-Bus) Pfeil für Bewegung von Objekt

Objekt

.1 Bein

.2 Fuß Fahrzeug

bewegliches Teil, insbesondere Tür, Heckklappe oder dergleichen Stossstange

Schloss

Aufstellmechanismus

Fahrzeugheck