用于运行机动车的电容的传感器组件的方法与流程

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于运行机动车的电容的传感器组件（kapazitivensensoranordnung）的方法、根据权利要求15的前序部分的用于操控机动车的电容的传感器组件的控制单元、以及根据权利要求16的前序部分的机动车的传感器系统。

背景技术：

电容的传感器组件使用在机动车的各种领域中。一种示例为探测操作事件、尤其人员靠近到机动车处，这根据设计方案能够触发证实会话（authentifizierungsdialog）。另一示例是探测在人员与机动车的运动的构件、例如后盖之间的迫近的碰撞。

谈及的方法涉及运行机动车的电容的传感器组件，所述传感器组件用于测定相对于测量物体的间距数值。为此配属于传感器组件的是控制单元用于操控所述传感器组件。传感器组件具有两个电极，分别配属于它们的是联接组件用于联接到控制单元处。在电极与控制单元之间的无缺陷的连接具有相当特别的意义，以便避免例如由于高的过渡电阻（übergangswiderstand）而导致缺陷地测定间距数值。

在用于运行机动车的电容的传感器组件的已知的方法中（de102013112418a1）（本发明以该方法出发）设置有诊断程序（diagnoseroutine），以便检查电极的在到控制单元的电的连接方面的电的连接状态。在此电的连接状态的检查完全通常地归根于检查在传感器组件之内的诊断路径的电阻。已知的方法虽然实现可靠地探测缺陷状态。然而已知的方法始终需要电极与相应两个连接线路的接触，以便能够执行检查涉及的电阻。

技术实现要素：

本发明的问题在于，已知的方法如下设计和改进，即使得简化检查相应的电极的连接状态。上面的问题在根据权利要求1的前序部分的方法中通过权利要求1的特征部分的特征来解决。

重要的是基本的考虑，即在涉及的电极与控制单元之间的电的连接的改变始终还伴随有在控制单元侧的接头与参考电位（referenzpotential）之间的相应的输入电容（eingangskapazität）的充电特性和/或大小的相应的改变。这一方面在于，到输入电容的输入线路能够由于缺陷的电的连接而具有提高的欧姆的电阻，这影响输入电容的充电特性。另一方面在电极之内的或在连接线路之内的电的中断能够引起，输入电容的大小本身改变，通常减小。所述两个缺陷情况能够在诊断程序的范围内完全通常地被探测，方式是借助于控制单元基于在控制单元侧的接头与参考电位之间的输入电容、尤其基于在控制单元侧的接头与参考电位之间的输入阻抗（eingangsimpedanz）的电容的份额（kapazitivenanteil）来检查连接状态。在此特别有利的是如下事实，即输入电容和由此连接状态能够利用仅仅一个唯一的连接线路来检查，因为存在相对于参考电位、在此接地电位（massepotential）的输入电容或输入阻抗。

概念“接头”在当前应该广义理解。其能够涉及于在电极与控制单元之间的连接方面的每个点。接头在该意义中能够、但不是必须能够松开。然而优选地接头为能够插塞的接头。能够相应地广义理解的还有概念“联接组件”，其接头能够布置在连接线路处或能够间接地、例如通过电路与连接线路耦联。

同样概念“控制单元”在当前应该广义理解。控制单元能够原则上为离散的或集成的电的控制电路，各种控制电路能够前或后置于所述控制电路。

在根据权利要求4的优选的设计方案中在诊断程序的范围内检查，输入电容的或输入阻抗的大小是否位于预规定的允许范围中。在此能够在控制单元方面采用用于探测电容的大小的已知的方法。

备选地或附加地能够根据权利要求6设置成，在诊断程序的范围内检查传感器组件对预规定的操控的反应。在此例如充电电流的大小能够给出关于如下的说明，即是否在联接组件的某部位处缺陷方式地存在有高欧姆的过渡。

传感器组件的输入电容首先取决于相应的电极相对于接地电位的电容，但还取决于可能的、配属于传感器组件的根据权利要求3的滤波开关电路（filterschaltkreis）。相应地输入电容能够经受不同的影响因素。尤其在实践中表明，输入电容通常经受不是不显著的温度波动（temperaturdrift）。这对于在测量程序的范围内测定间距数值而言通常是不显著的，因为间距数值优选地仅仅由涉及的电极相对于接地电位的电容的相对的变化得知。

为了能够在诊断程序的范围内考虑输入电容的影响因素如温度波动，在根据权利要求7至12的另外优选的设计方案中设置有参考电路，所述参考电路在诊断程序的范围内一定程度上并联于传感器组件来操控。

根据权利要求10在优选的变型方案中如下涉及参考电路，即使得参考电路的参考电容具有与传感器组件的输入电容基本上相同的温度波动，从而在诊断程序的范围内通过参考电路实现补偿输入电容的可能的温度波动。

按照根据权利要求15的另一教导（其具有独立的意义）要求保护用于操控机动车的上面的电容的传感器组件的控制单元本身，所述传感器组件用于测定相对于测量物体的间距。控制单元尤其设计成用于执行根据建议的方法。就此而言可以参阅关于根据建议的方法的所有的实施方案。

按照根据权利要求16的另一教导（其同样具有独立的意义）要求保护机动车的带有至少一个电容的传感器组件和用于操控传感器组件的控制单元的传感器系统本身，所述传感器组件用于测定相对于测量物体的间距。同样所述传感器系统尤其设计成用于执行根据建议的方法，从而又可以参阅关于根据建议的方法的所有的实施方案。

附图说明

在下面将本发明按照仅仅示出实施例的附图进一步阐述。在附图中

图1示出带有用于借助于根据建议的控制单元执行根据建议的方法的根据建议的传感器系统的机动车的后区域，

图2以相当示意性的图示示出根据图1的控制单元连同联接到其处的传感器组件，

图3示出根据图2的在较高的细化程度中的在第一实施方式中的控制单元连同联接的传感器组件，以及

图4示出根据图2的在较高的细化程度中的在另一实施方式中的控制单元连同联接的传感器组件。

具体实施方式

为了执行根据建议的方法设置有机动车2的电容的传感器组件1，所述传感器组件用于测定相对于测量物体、在此操作者b的间距3。传感器组件1为控制系统4的组成部分，所述控制系统用于操控机动车2的马达驱动的关闭元件5。控制系统4在此并且优选地设立成，探测操作事件并且基于此地实行操控马达驱动的关闭元件5。这种关闭元件能够例如为门、如侧和后门、尤其滑门、盖、尤其后盖、后罩、引擎罩、货仓底板（laderaumböden）或类似物。就此而言概念“关闭元件”在当前应该广义理解。

在此并且优选地马达驱动的关闭元件5为如下后盖，其装备有后盖驱动器6。

为了探测操作事件（其能够例如为操作者b的脚运动），控制系统4采用由传感器组件1测定的间距数值。

为了操控传感器组件1设置有控制单元7。在此并且优选地使控制单元7在分散的结构的意义中独立于上一级的控制器8布置。中央的控制器8于在图1中示出的实施例中取决于控制单元7的控制信号来承担操控后盖驱动器6。但控制单元7还能够原则上为中央的控制器8的组成部分。

传感器组件1具有至少一个电极9，所述电极在此并且优选地设计成细长的。电极9优选地沿着关闭元件5伸延并且另外优选地布置在车身结构部件、尤其缓冲器中或处。在下面始终谈及仅仅一个电极9。所有的与这相关的实施方案相应地适用于所有的另外的、也许设置的电极。

为了使电极9电联接到控制单元7处使得联接组件10配属于电极9，所述联接组件10具有连接线路11并且与连接线路11耦联地具有电极侧的接头12和控制单元侧的接头13。

在测量程序的范围内借助于控制单元7来操控电极9，其中，所引起的间距数值取决于由电极9相对于参考电位、尤其相对于接地电位m形成的测量电容来测定。测量电容（其由电极9提供并且其大小在靠近相应的测量物体b的情况下改变）在图2中以画虚线的线15仅仅标出并且设有附图标记14。在测量程序的范围内测定的间距数值使用在上面提及的操作事件监视的范围中。

电极9的电的连接状态的检查在当前是关注焦点。在此连接状态包括接头12、13的状态、连接线路11的状态以及电极9的状态。应该检查，这些构件是否完全位于能传导的状态中并且尤其，是否例如由于不充分的接头连接而获得高的过渡电阻。

为了检查电极9的连接状态设置有诊断程序，所述诊断程序借助于控制单元7来执行。重要的是，在诊断程序的范围内借助于控制单元7基于在控制单元侧的接头13与参考电位、在此接地电位m之间的输入电容检查连接状态。输入电容在图2中同样以画虚线的线仅仅标明并且设有附图标记15。也就是说输入电容15为在传感器组件1的输入侧的电容。

根据建议，如上面提及的那样，看出的是，电极9的连接状态的变化影响在控制单元侧的接头13与接地电位m之间的输入电容15的大小和充电特性，也就是说影响在控制单元侧的接头13与接地电位m之间的输入阻抗15a。

根据建议，不是一定需要的是，在诊断程序的范围内将输入电容15本身以数值方式来测定。在根据建议的教导的范围内涉及，使用连接状态的变化对输入电容15的大小和充电特性的影响用于检查连接状态。

诊断程序优选地周期性地实行。但在特别优选的设计方案中使得诊断程序基于触发，也就是说在出现预规定的触发事件的情况下实行。

输入电容15在此并且优选地为在控制单元侧的接头13与参考电位之间的相应的输入阻抗15a的电容的份额。输入阻抗15a在图3和4中仅仅标明。

图3和4示出，传感器组件1（在此在控制单元7和联接组件10之间）具有滤波开关电路16。滤波开关电路16还能够设置在联接组件10中。原则上能够在此还设置有多个滤波开关电路16。在此并且优选地滤波开关电路具有低通滤波器17，所述低通滤波器由电阻17a和电容17b构成。此外滤波开关电路16装备有退耦电容器（entkoppelkondensator）18用于将控制单元7与可能连结到电极9上的直流电压份额进行退耦。最后滤波开关电路16具有esd保护元件（electrostaticdischargeschutzelement）19，其在当前为可调电阻（varistor）或为保护二极管（schutzdiode），其对着接地电位m连结。

原则上能够设置成，缺陷连接状态借助于控制单元7如下探测，即使得输入电容15、尤其输入阻抗15a和另外尤其其电容的份额以预规定的方式来改变。

详细地能够有利的是，输入电容15和/或输入阻抗15a在电极9的无缺陷的理论连接状态的情况下位于预规定的允许范围中。允许范围能够通过输入电容15在机动车2的环境温度的预规定的温度范围中的大小来界定。在此优选地设置成，输入电容15和/或输入阻抗15a在缺陷连接状态中、例如于在连接线路11中的线缆折断的情况下位于允许范围之外、在此位于允许范围之下。这借助于控制单元7相应地探测为缺陷连接状态。为此由控制单元7在优选的变型方案中测定输入电容15并且为了测定电极9的连接状态与用于输入电容15的允许范围相比较。为了测定在控制单元侧的接头13与接地电位m之间的输入电容15已知各种、电路技术上能够容易转用的变型方案。

备选地或附加地能够设置成，在诊断程序的范围内传感器组件1借助于控制单元7、也就是说通过控制单元侧的接头13以诊断电压和/或以诊断电流来操控，其中，由所引起的诊断电流或所引起的诊断电压推断出电极9的连接状态。在该范围内可考虑，例如在电极侧的接头12方面的高的过渡电阻在以诊断电压操控联接组件10时以相对小的充电电流发生作用。这种小的充电电流能够由控制单元7探测为缺陷状态。

图3和4示出，在那里的控制单元7相应包括参考电路20。在此设置成，在诊断程序的范围内为了测定电极9的连接状态借助于控制单元7不仅将参考电路20而且将传感器组件1以诊断电压或诊断电流来操控。为此控制单元7具有能够相应操控的测量端口7a、7b一方面用于参考电路20和另一方面用于联接组件10，它们不仅用于以电压和/或电流操控参考电路20和操控传感器组件1，而且用于探测所引起的测量电流或测量电压。就此而言测量端口7a相应不仅为测量输出而且为测量输入。

由所引起的测量电流或测量电压如上面谈及的那样推断出电极9的连接状态。在此使得所引起的测量电流或测量电压（它们一方面配属于参考电路20并且另一方面配属于联接组件10）与彼此相关联，以便能够推断出电极9的连接状态。概念“相关联”在当前包括涉及的测量电流或测量电压与彼此的每种的处理，所述处理给出关于在传感器组件1和参考电路20的相应的大小之间的预规定的关联的情况。在最简单的情况中所引起的测量电流或测量电压在相关联的范围内与彼此比较。

控制技术上特别简单的设计方案如下获得，即使得在诊断程序的范围内借助于控制单元7将参考电路20和传感器组件1相同地操控。这种相同的操控能够同时或时间错开地进行。在相当特别优选的设计方案中这种操控与传感器组件1的操控在测量程序的范围内是相同的。也就是说最后的是，控制单元7相应操控一方面参考电路20并且另一方面传感器组件1，以便测定相对于测量物体b的间距数值。在优选的设计方案中相应设置成，控制单元7在诊断程序的范围内实际上测定间距数值并且为了测定连接状态将所述间距数值进行处理、尤其与彼此比较。

可以指出，概念“诊断电压”在当前应该广义理解并且能够包括电压跃变（spannungssprung）、电压脉冲或交流电压。仅仅重要的是，诊断电压包括变化，从而输入电容15的至少一个充电或放电过程能够被探测。同样概念“诊断电流”应该广义理解。所述诊断电流相应包括电流跃变（stromsprung）、电流脉冲或交流电流。

参考电路20优选地至少在一定的程度上呈现为传感器组件1的电路技术上的仿制。相应优选地设置成，参考电路20提供在此并且优选地相对于接地电位m的参考电容，所述参考电容至少在运行范围中基本上与输入电容15相同。优选的是，参考电路具有如下阻抗，其至少在运行范围中基本上与传感器组件的输入阻抗15a相同。

在图3中示出的参考电路20中，参考电容21为所引起的、在参考电路20的输入处相对于接地电位m存在的电容，所述电容在图3中以画虚线的线示出。于在图4中示出的并且就此而言优选的实施例中参考电容21为在图4中示出的、通过开关元件22a相应激活的单个电容22的和（如还阐述的那样）。

在特别优选的设计方案中此时如下地涉及布置，即使得参考电路20的参考电容21至少关于机动车2的环境温度的预规定的温度范围具有与输入电容15基本上相同的温度波动。由此能够保证，温度效应不影响测定电极9的连接状态。

在最简单的情况中的是，在诊断程序的范围内借助于控制单元7由在参考电路20的参考电容21与输入电容15之间的差别推断出电极9的连接状态。概念“差别”在此应该广义理解。所述差别例如包括在参考电容21与输入电容15之间的差。但所述差别在另一优选的变型方案中还包括在参考电容21与输入电容15之间的比例。

在根据图3的特别优选的设计方案中参考电路20除了仿制滤波开关电路16之外还包括仿制测量电容14。附加地参考电路20还能够包括电路技术上地仿制联接组件10（未示出）。而在图4中示出的设计方案中的是，参考电路20仅仅包括仿制测量电容14，所述测量电容那么由通过开关元件22a相应激活的单个电容22的和获得。

原则上参考电路20能够设计为参考振荡回路（没有示出），其中，在诊断程序的范围内借助于控制单元7使得传感器组件1切换到参考振荡回路中。参考振荡回路优选地如下设计，即使得输入电容15的改变伴随有参考振荡回路的失调（verstimmung）。在此优选地设置成，借助于控制单元7测定参考振荡回路的所引起的失调并且由此推断出电极9的连接状态。

原则上能够设置成，参考电路20、在此并且优选地参考电容21能够定参数（parametrierbar）。这在图4中通过所述多个单个电容22来设置，所述多个单个电容分别通过开关元件22a能够一起连结到所引起的参考电容21。由此无问题地可行的是，在学习程序（lernroutine）的范围内测定传感器组件1的输入电容15并且接着将参考电路20定参数。如果如在图3和4中示出的那样，控制单元7具有集成的结构元件24（所述结构元件带有计算单元用于测定电极9的连接状态），那么这是特别简单的。因为在图4中示出的设计方案中参考电路20为集成的结构元件24的组成部分，能够将参考电容21以简单的方式以软件方式来调整。同样参考电容21与测量端口7a的连接那么能够以软件方式来调整。

然而于在图3中示出的并且就此而言优选的设计方案中，参考电路20独立于集成的结构元件24设计为离散的开关电路，这在由此在传感器组件1的上面提及的、电路技术上的仿制的情况下获得特别高的灵活性的范围内是有利的。就此而言可以指出，滤波开关电路16在当前虽然配属于传感器组件1，然而在具体的实现方案中能够布置在控制单元7的导体板（leiterplatte）上。

根据另一教导（其具有独立的意义），要求保护上面提及的用于操控电容的传感器组件1的控制单元7本身。可以参阅关于控制单元7的所有的上面的实施方案。

根据另一教导（其同样具有独立的意义），要求保护机动车4的带有至少一个电容的传感器组件1的传感器系统4本身。可以又参阅关于传感器组件1和控制单元7的所有的实施方案。