DE102015003320A1 - Kapazitiver Näherungssensor für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird ein kapazitiver Näherungssensor (13) für ein Fahrzeug (1) angegeben. Der Näherungssensor (13) umfasst mindestens eine Sensorelektrode (14) und einer Steuereinheit (15), wobei die Sensorelektrode (14) elektrisch mit einem Messanschluss (20) der Steuereinheit (15) verbunden ist. Die Steuereinheit (15) ist dazu eingerichtet, über den Messanschluss (20) periodisch eine Kapazitätsmessgröße (K) zu erfassen, die für die an der Sensorelektrode (14) messbare Kapazität charakteristisch ist. Weiterhin ist die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet, die Kapazitätsmessgröße (K) mit einem vorgegebenen Diagnosekriterium zu vergleichen und einen Diagnoseprozess (31) zur Überprüfung des Messanschlusses (20) auf Kontakt mit Masse oder einem spannungsführenden Teil und/oder auf Kontakt mit der Sensorelektrode (14) auszulösen, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) das Diagnosekriterium erfüllt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Näherungssensor für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
• Kapazitive Näherungssensoren werden in Kraftfahrzeugen häufig zur berührungslosen Detektion von Körperteilen der Fahrzeugnutzer eingesetzt. Anwendung finden solche Näherungssensoren dabei insbesondere im Rahmen von Einklemmschutzsystemen bei Fahrzeugtüren und -fenstern sowie bei berührungslosen Bediensystemen, mittels derer beispielsweise die Öffnung einer automatisch verfahrbaren Fahrzeugtür veranlasst werden kann, ohne die Hände zur Hilfe nehmen zu müssen.
• Ein kapazitiver Näherungssensor umfasst üblicherweise mindestens eine Sensorelektrode sowie eine damit elektrisch verbundene Steuereinheit. Im Betrieb des Näherungssensors wird die Sensorelektrode durch die Steuereinheit mit einem Messsignal in Form mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt, so dass sich in einem der Sensorelektrode vorgelagerten Raumbereich ein elektrisches Feld (nachfolgend als „Messfeld” bezeichnet) ausbildet. Die Sensorelektrode bildet somit zusammen mit auf Massepotenzial (kurz: „Masse”) liegenden elektrischen Leitern in der Umgebung der Sensorelektrode (insbesondere mit der Fahrzeugkarosserie) einen elektrischen Kondensator aus, dessen Kapazität durch die Steuereinheit direkt oder indirekt gemessen wird.
• Das Messprinzip eines kapazitiven Näherungssensors beruht darauf, dass ein an die Sensorelektrode angenähertes Körperteil durch Wechselwirkung mit dem Messfeld die an der Sensorelektrode messbare Kapazität signifikant verändert. Um die Annäherung des Körperteils zu detektieren, vergleicht die Steuereinheit üblicherweise eine Kapazitätsmessgröße, die für die an der Sensorelektrode messbare Kapazität charakteristisch ist, mit einem vorgegebenen Auslösekriterium und erzeugt ein Auslösesignal, wenn und sobald die Kapazitätsmessgröße das Auslösekriterium erfüllt. Als Kapazitätsmessgröße erfasst die Steuereinheit insbesondere den unter Wirkung des Messsignals auf die Sensorelektrode fließenden Verschiebestrom.
• Bei einem im Rahmen eines Einklemmschutzsystems eingesetzten kapazitiven Näherungssensor wird das von der Steuereinheit ausgegebene Auslösesignal in der Regel dazu verwendet, die Bewegung eines dem Sensor zugeordneten, zu überwachenden Fahrzeugteils (insbesondere also eines Fahrzeugfensters oder einer Fahrzeugtür) zu stoppen oder zu reversieren.
• Bei einem kapazitiven Näherungssensor, der im Rahmen eines berührungslosen Bediensystems eingesetzt wird, wird aufgrund des Auslösesignals dagegen ein damit verbundener Bedienbefehl ausgeführt. So wird beispielsweise bei einem kapazitiven Näherungssensor, der zur berührungslosen Öffnung der Heckklappe des Fahrzeugs dient, durch das Auslösesignal ein der Heckklappe zugeordneter Stellmotor zur Öffnung der Heckklappe angesteuert.
• Aus Sicherheitsgründen ist in der Steuereinheit eines kapazitiven Näherungssensors in der Regel eine Diagnosefunktion implementiert, die den Näherungssensor fortlaufend auf etwaige Fehlerzustände untersucht. Klassische Fehlerzustände eines kapazitiven Näherungssensors, die von der Diagnosefunktion zu erkennen sind, bestehen dabei insbesondere in einem Kurzschluss der Sensorelektrode oder einer mit dieser verbundenen Zuleitung mit Masse oder einem spannungsführenden Teil oder in einem Kontaktverlust der Sensorelektrode mit der Steuereinheit (beispielsweise durch Leitungsbruch oder Lockerung eines die Sensorelektrode bzw. Zuleitung mit der Steuereinheit verbindenden Steckverbinders).
• Insbesondere bei Näherungssensoren, die im Außenbereich von Fahrzeugen zur berührungslosen Betätigung von Fahrzeugtüren (insbesondere Heckklappen) und dergleichen eingesetzt werden, werden aufgrund der Diagnosefunktion üblicherweise in einem fortlaufenden Zyklus (meist etwa im Sekunden-Takt) Diagnoseprozesse durchgeführt, insbesondere auch im Ruhezustand des Fahrzeugs (also in der Null- oder LOCK-Stellung des Zündschlosses oder bei abgezogenem Zündschlüssel). In ihrer Gesamtheit verursachen die Diagnoseprozesse daher einen nicht vernachlässigbaren Strombedarf, der sich insbesondere nachteilig auf den Ruhestrombedarf des Fahrzeugs auswirkt.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Strombedarf eines kapazitiven Näherungssensors für ein Fahrzeug zu senken, ohne eine verringerte Betriebssicherheit in Kauf nehmen zu müssen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach wird ein kapazitiver Näherungssensor für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, angegeben. Der Näherungssensor umfasst mindestens eine Sensorelektrode sowie eine Steuereinheit. Die Sensorelektrode ist im bestimmungs- und ordnungsgemäßen Betriebszustand elektrisch mit einem Messanschluss der Steuereinheit verbunden. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, über den Messanschluss periodisch eine Kapazitätsmessgröße zu erfassen, die für die an der Sensorelektrode messbare Kapazität charakteristisch ist. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit weiterhin dazu eingerichtet, die Kapazitätsmessgröße mit einem vorgegebenen Diagnosekriterium zu vergleichen und einen Diagnoseprozess zur Überprüfung des Messanschlusses auf elektrischen Kontakt mit Masse oder einem spannungsführenden Teil und/oder auf elektrischen Kontakt mit der Sensorelektrode auszulösen und durchzuführen, wenn die Kapazitätsmessgröße das Diagnosekriterium erfüllt.
• Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, den Diagnoseprozess nicht (jedenfalls nicht ausschließlich) zeitlich periodisch durchzuführen. Vielmehr wird die Diagnosefunktion erfindungsgemäß an die Kapazitätsmessgröße gekoppelt, die von der Steuereinheit im Betrieb des Näherungssensors regelmäßig ohnehin periodisch erfasst wird. Das Diagnosekriterium, mit dem die Kapazitätsmessgröße verglichen wird, ist hierbei derart festgesetzt, dass es im ungestörten Ruhezustand des Näherungssensors (wenn also keine fahrzeugexternen Gegenstände im Erfassungsbereich des Näherungssensors liegen und auch keine Fehlerzustände vorliegen) nicht erfüllt wird. Vielmehr wird der Diagnoseprozess durch die Steuereinheit erfindungsgemäß dann durchgeführt, wenn durch die Erfüllung des Diagnosekriteriums angezeigt wird, dass ein Fehlerzustand oder eine sonstige, ungewöhnliche Änderung der Kapazitätsmessgröße vorliegt.
• Dadurch, dass die Diagnosefunktion nicht (zumindest nicht ausschließlich) periodisch, sondern bedarfsweise – nämlich bei Erfüllung des Diagnosekriteriums – durchgeführt wird, lässt sich der Strombedarf des kapazitiven Näherungssensors gegenüber herkömmlichen Ausführungen signifikant – typischerweise um etwa 10% – reduzieren, ohne dass dies zu Lasten der Bediensicherheit ginge.
• In einer besonders einfachen und besonders auf geringen Stromverbrauch optimierten Ausführungsform des Näherungssensors ist die Diagnosefunktion ausschließlich an die Kapazitätsmessgröße gekoppelt. In dieser Ausführungsform ist die Steuereinheit des Näherungssensors somit dazu eingerichtet, den Diagnoseprozess nur dann durchzuführen, wenn die Kapazitätsmessgröße das Diagnosekriterium erfüllt. Um allerdings die Bediensicherheit des Näherungssensors noch weiter zu verbessern, ohne dabei den Strombedarf des Näherungssensors wesentlich zu erhöhen, ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, den Diagnoseprozess zumindest bei der Inbetriebnahme des Näherungssensors in dem Fahrzeug sowie optional bei jedem erneuten Einschalten des Näherungssensors, zum Beispiel nach einem Batteriewechsel (unabhängig von dem Wert der Kapazitätsmessgröße) durchzuführen. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, den Diagnoseprozess (wiederum unabhängig von dem Wert der Kapazitätsmessgröße) durchzuführen, wenn nach der letzten Durchführung des Diagnoseprozesses eine vorgegebene Wartezeit verstrichen ist. Diese Wartezeit beträgt hierbei in vorteilhafter Dimensionierung des Näherungssensors mindestens 10 Sekunden, vorzugsweise mindestens eine Minute und ist somit um ein Vielfaches größer dimensioniert ist als der bei herkömmlichen Näherungssensoren vorgesehene Diagnosezyklus.
• In zweckmäßiger Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, im Rahmen des Diagnoseprozesses zu überprüfen,
• – ob der Messanschluss der Steuereinheit extern (also außerhalb der Steuereinheit, insbesondere über die angeschlossene Sensorelektrode oder deren Zuleitung) mit Masse in (elektrischem) Kontakt steht, und/oder
• – ob der Messanschluss extern mit einem spannungsführenden Teil (beispielsweise mit dem 12 V-Bordnetz des Fahrzeugs) in (elektrischem) Kontakt steht.
• Als – im Rahmen des Diagnoseprozesses zu erkennender – elektrischer Kontakt wird einerseits ein Kurzschluss (also eine elektrisch leitende Verbindung mit vernachlässigbarem ohmschen Widerstand) des Messanschlusses mit Masse bzw. einem spannungsführenden Teil bezeichnet. Vorzugsweise ist die Steuereinheit allerdings nicht lediglich zur Erkennung von Kurzschlüssen eingerichtet. Vielmehr ist die Steuereinheit vorzugsweise darüberhinaus dazu eingerichtet, auch leitende Verbindungen des Messanschlusses mit Masse bzw. einem spannungsführenden Teil als fehlerhaften Kontakt zu erkennen, deren ohmscher Widerstand auf der Größenordnung der kapazitiven Impedanz der Sensorelektrode liegt. Insbesondere ist die Steuereinheit hierbei dazu eingerichtet, auch leitende Verbindungen des Messanschlusses mit Masse bzw. einem spannungsführenden Teil mit einem ohmschen Widerstand bis zu 1 Kiloohm, vorzugsweise bis zu 100 Kiloohm als fehlerhaften Kontakt zu erkennen.
• Um den Messanschluss auf Kontakt mit Masse zu überprüfen, wird hierbei durch die Steuereinheit für eine vorbestimmte Ladezeit über den Messanschluss ein von Null verschiedener Ladestrom (insbesondere Gleichstrom konstanter Stromstärke) ausgegeben. Zum Ablauf der Ladezeit (als kurz vor, kurz nach oder gleichzeitig mit dem Abschalten des Ladestroms) wird dann die an dem Messanschluss extern anliegende (Elektroden-)Spannung gemessen. Der vorstehend beschriebene Prüfschritt beruht darauf, dass unter Wirkung des Ladestroms die Sensorelektrode sukzessive elektrisch aufgeladen wird, sofern die Sensorelektrode und die Zuleitung ordnungsgemäß gegen Masse isoliert sind. Zum Ablauf der Ladezeit ist die extern an dem Messanschluss anliegende Elektrodenspannung somit bei ordnungsgemäßer Funktion des Näherungssensors von Null deutlich verschieden. Wenn dagegen der Messanschluss unmittelbar oder mittelbar über die Zuleitung oder die Sensorelektrode mit Masse kontaktiert ist, fließt der während der Ladezeit über den Messanschluss ausgegebene Ladestrom sofort gegen Masse ab, so dass am Ende der Ladezeit keine hinreichende Elektrodenspannung messbar ist. Die ordnungsgemäße Funktion der Sensorelektrode (in diesem Fall also die Abwesenheit eines Kontakts gegen Masse) wird von der Steuereinheit insbesondere daran erkannt, dass zum Ende der Ladezeit die extern an dem Messanschluss anliegende Spannung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
• Zur Überprüfung des Messanschlusses auf Kontakt mit einem spannungsführenden Teil wird durch die Steuereinheit über den Messanschluss für eine vorgegebene Entladezeit ein Entladestrom gezogen, so dass die zuvor aufgeladene Sensorelektrode sukzessive entladen wird. Nach Ablauf der Entladezeit wird dann durch die Steuereinheit wiederum die extern an dem Messanschluss anliegende (Elektroden-)Spannung gemessen. Die ordnungsgemäße Funktion (in diesem Fall also die Abwesenheit eines Kontakts mit einem spannungsführenden Teil) wird durch die Steuereinheit dabei vorzugsweise daran erkannt, dass die Elektrodenspannung nach Ablauf der Entladezeit einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Näherungssensors ist die Sensorelektrode über separate (d. h. nur an der Sensorelektrode oder über die Sensorelektrode verbundene) Zuleitungen einerseits mit dem Messanschluss der Steuereinheit sowie andererseits mit einem Diagnoseanschluss der Steuereinheit elektrisch verbunden. Die Steuereinheit ist hierbei vorzugsweise dazu eingerichtet, in dem Diagnoseprozess die elektrische Kontaktierung der Sensorelektrode mit dem Messanschluss zu überprüfen. Hierzu gibt sie in zweckmäßiger Ausgestaltung der Diagnosefunktion über den Diagnoseanschluss eine (von Massenpotential verschiedene) Prüfspannung aus und misst daraufhin die extern an dem Messanschluss anliegende Spannung. Die Steuereinheit erkennt die ordnungsgemäße Kontaktierung der Sensorelektrode mit dem Messanschluss daran, dass die über den Messanschluss gemessene Spannung – bis auf unvermeidliche Leitungsverluste – der Prüfspannung entspricht. In einer alternativen Variante des Näherungssensors sind die Funktionen des Messanschlusses und des Diagnoseanschlusses im Vergleich mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vertauscht. In dieser Variante wird also die Prüfspannung über den Messanschluss ausgegeben, und die extern an dem Diagnoseanschluss anliegende Spannung gemessen.
• Als Diagnosekriterium, bei dessen Erfüllung der Diagnoseprozess durchgeführt wird, ist der Steuereinheit vorzugsweise ein Schwellwert für die Kapazitätsmessgröße vorgegeben. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist der Steuereinheit als Diagnosekriterium vorzugsweise ein Schwellwert für die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße, also die Änderung der Kapazitätsmessgröße pro Zeiteinheit, vorgegeben. Lediglich im Sinne einer eindeutigen Nomenklatur sind im Folgenden der mit der Kapazitätsmessgröße zu vergleichende Schwellwert als „erster Diagnoseschwellwert”, und der mit der zeitlichen Änderungen der Kapazitätsmessgröße zu vergleichende Schwellwert als „zweiter Diagnoseschwellwert” bezeichnet. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Näherungssensors ist das Diagnosekriterium erfüllt, wenn die Kapazitätsmessgröße den ersten Diagnoseschwellwert überschreitet und/oder wenn die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße den zweiten Diagnoseschwellwert überschreitet.
• Der Begriff „Schwellwertüberschreitung” ist dabei richtungsunabhängig zu verstehen in dem Sinne, dass die Differenz der Kapazitätsmessgröße bzw. der zeitlichen Änderung und des jeweils zugeordneten Schwellwertes das Vorzeichen ändert. Je nach Definition der Kapazitätsmessgröße und des Schwellwertes kann es sich dabei um eine „positive Schwellwertüberschreitung” handeln, bei der die Kapazitätsmessgröße bzw. deren zeitliche Änderung einen größeren Wert annehmen als der jeweils zugeordnete Schwellwert, oder aber um eine „negative Schwellwertüberschreitung”, bei der die Kapazitätsmessgröße einen kleineren Wert annimmt als der zugeordnete Schwellwert.
• Außerhalb des vorstehend beschriebenen Diagnoseprozesses vergleicht die Steuereinheit in zweckmäßiger Ausgestaltung periodisch die Kapazitätsmessgröße mit einem vorgegebenen Auslösekriterium und erzeugt ein Auslösesignal, wenn die Kapazitätsmessgröße das Auslösekriterium erfüllt. Das Auslösesignal dient hierbei allgemein zur Auslösung eines Schaltprozesses in dem Fahrzeug, insbesondere im Rahmen eines Einklemmschutzsystems oder im Rahmen eines berührungslosen Bediensystems. Das von der Steuereinheit bei Erfüllung des Auslösekriteriums erzeugte Auslösesignal wird hierzu vorzugsweise an ein externes Steuergerät, zum Beispiel an ein Motorsteuergerät einer Stellvorrichtung für eine Fahrzeugtür (insbesondere eine Heckklappe) oder für ein Fahrzeugfenster ausgegeben.
• Analog zu dem vorstehend beschriebenen Diagnosekriterium ist auch das Auslösekriterium vorzugsweise als Schwellwertvergleich realisiert. Demnach erkennt die Steuereinheit das Auslösekriterium als erfüllt an, wenn die Kapazitätsmessgröße einen ersten Auslöseschwellwert überschreitet und/oder wenn die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße einen zweiten Auslöseschwellwert überschreitet. Auch hier wird der Begriff „Schwellwertüberschreitung” richtungsunabhängig verwendet und kann somit – je nach Definition der Kapazitätsmessgröße – eine positive Schwellwertüberschreitung oder eine negative Schwellwertüberschreitung bezeichnen.
• Vorzugsweise ist das Diagnosekriterium stets enger ausgelegt als das Auslösekriterium. Mit anderen Worten ist das Diagnosekriterium derart gewählt, dass es schon bei einer geringeren Abweichung der Kapazitätsmessgröße von einem Ruhewert und/oder bei kleinerer zeitlicher Änderung der Kapazitätsmessgröße erfüllt ist als das Auslösekriterium. Hierdurch wird sichergestellt, dass vor oder zumindest gleichzeitig mit jeder Erzeugung des Auslösesignals stets auch der Diagnoseprozess durchgeführt wird. Insbesondere wird das Auslösesignal in letzterem Fall insbesondere nur dann erzeugt, wenn der Diagnoseprozess ein positives Resultat liefert, wenn im Rahmen des Diagnoseprozesses also keine Fehlfunktion festgestellt wird. Somit wird ausgeschlossen, dass eine Fehlfunktion des Näherungssensors zur Erzeugung des Auslösesignals führen kann.
• Als Ruhewert der Kapazitätsmessgröße wird dabei derjenige Wert bezeichnet, den die Kapazitätsmessgröße im ungestörten Ruhezustand (also in Abwesenheit eines fahrzeugfremden Gegenstandes im Erfassungsbereich des Sensors sowie in Abwesenheit von Fehlerzuständen) einnimmt. Der Ruhewert wird dabei durch die Steuereinheit insbesondere durch eine gleitende zeitliche Mittelwertbildung über die im Betrieb des Näherungssensors fortlaufend erfasste Kapazitätsmessgröße ermittelt. Erfasste Werte der Kapazitätsmessgröße, die das Diagnosekriterium oder das Auslösekriterium erfüllen, werden bei dieser Mittelwertbildung zweckmäßigerweise nicht berücksichtigt.
• Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
• 1 in schematisch vereinfachter Seitenansicht das Heck eines Kraftfahrzeugs mit einer mittels einer motorischen Stellvorrichtung verstellbaren Heckklappe sowie mit einem kapazitiven Näherungssensor zur berührungslosen Öffnung der Heckklappe,
• 2 in einem schematischen Blockschaltbild den Näherungssensor gemäß 1 mit zwei Sensorelektroden und einer damit elektrisch verbundenen Steuereinheit,
• 3 in einem schematischen Flussdiagramm ein mittels der Steuereinheit des Näherungssensors ausgeführtes Verfahren, im Zuge dessen durch den Näherungssensor periodisch eine Kapazitätsmessgröße erfasst wird, wobei ein Diagnoseprozess durchgeführt wird, wenn die Kapazitätsmessgröße einen Diagnoseschwellwert überschreitet, und wobei ein Auslösesignal erzeugt wird, wenn die Kapazitätsmessgröße einen Auslöseschwellwert überschreitet,
• 4 anhand von drei übereinander dargestellten, synchronen Diagrammen die während einer Abfolge von Kapazitätsmessungen und Diagnoseprozessen von der Steuereinheit erzeugten Spannungen (oberes Diagramm), die in den Kapazitätsmessungen jeweils erfassten Werte der Kapazitätsmessgröße (mittleres Diagramm) sowie das verfahrensgemäß erzeugte Auslösesignal (unteres Diagramm),
• 5 in einem schematischen Flussdiagramm in größerem Detail den Diagnoseprozess des Verfahrens gemäß 3, und
• 6 anhand von zwei übereinander dargestellten, synchronen Diagrammen den Verlauf eines Ladestroms, der von der Steuereinheit im Rahmen des Diagnoseverfahrens über einen Messanschluss ausgegeben wird und den Verlauf einer sich aufgrund des Ladestroms bildenden Elektrodenspannung (oberes Diagramm) sowie den Verlauf einer von der Steuereinheit über einen Diagnoseausgang auf die Sensorelektrode ausgegebenen Prüfspannung.
• Aneinander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• 1 zeigt das Heck eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer schwenkbaren Heckklappe 2.
• Die Heckklappe 2 ist im Bereich einer rückwärtigen Oberkante 3 an einer Fahrzeugkarosserie 4 des Kraftfahrzeugs 1 angelenkt. Die Oberkante 3 definiert hierbei eine Schwenkachse 5, um welche die Heckklappe 2 reversibel zwischen einer Schließstellung 6 und einer Öffnungsstellung 7 schwenkbar ist. In der Schließstellung 6 und der Öffnungsstellung 7 ist die Heckklappe in 1 jeweils mit gestrichelten Linien dargestellt.
• Beim Öffnen durchstreift die Heckklappe 2 einen Raumbereich, der nachfolgend als Stellweg L bezeichnet ist. In einer willkürlich ausgewählten, zwischen der Schließstellung 6 und der Öffnungsstellung 7 liegenden Stellposition x ist die Heckklappe 2 in 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt.
• Die Heckklappe 2 ist durch eine Stellvorrichtung 8 motorisch zwischen der Schließstellung 6 und der Öffnungsstellung 7 verstellbar. Die Stellvorrichtung 8 umfasst einen elektrischen Stellmotor 9, der über eine Stellmechanik 10 mit der Heckklappe 2 gekoppelt ist. Die Stellmechanik 10 umfasst gemäß 1 beispielhaft einen teleskopierbaren Hebelarm 11, der exzentrisch bezüglich der Schwenkachse 5 an der Fahrzeugkarosserie 4 und der Heckklappe 2 derart angelenkt ist, dass durch Verlängerung bzw. Verkürzung des Hebelarms 11 die Heckklappe 2 zwischen der Schließstellung 6 und der Öffnungsstellung 7 verschwenkt wird.
• Zur Ansteuerung des Stellmotors 9 umfasst die Stellvorrichtung 8 weiterhin ein Motorsteuergerät 12. Im Betrieb stellt das Motorsteuergerät 12 durch Versorgung des Stellmotors 9 mit einer Motorspannung die Drehzahl und Drehrichtung des Stellmotors 9 nach vorgegebenen Kriterien ein.
• Das Motorsteuergerät 12 ist wiederum angesteuert durch einen kapazitiven Näherungssensor 13.
• Gemäß 1 ist der Näherungssensor 13 gebildet durch zwei Sensorelektroden 14 sowie durch eine Steuereinheit 15, die mit den Sensorelektroden 14 über jeweils eine Zuleitung 16 elektrisch verbunden ist.
• Die Sensorelektroden 14 sind jeweils durch einen langgestreckten Flachleiter gebildet, der in einem hinteren Stoßfänger 17 des Kraftfahrzeugs 1 horizontal und in Fahrzeugquerrichtung montiert ist. Die beiden Sensorelektroden 14 sind hierbei übereinander in dem Stoßfänger 17 montiert.
• Im Betrieb des Näherungssensors 13 nimmt die Steuereinheit 15 durch Ansteuerung der beiden Sensorelektroden 14 mit einem Messsignal M periodisch Kapazitätsmessungen vor. Bei dem Messsignal M handelt es sich hierbei jeweils um eine elektrische Wechselspannung, aufgrund welcher sich in einem den Sensorelektroden 14 vorgelagerten Raumbereich jeweils ein – in 1 lediglich schematisch dargestelltes – elektrisches Messfeld F ausbildet. Jede der beiden Sensorelektroden 14 wirkt somit zusammen mit der auf Masse liegenden Fahrzeugkarosserie 4 als elektrischer Kondensator, dem eine messbare Kapazität zugeordnet ist. Als Maß für diese Kapazität (nachfolgende Kapazitätsmessgröße K) misst die Steuereinheit 15 während jeder Kapazitätsmessung den unter Wirkung des Messsignals M auf die jeweilige Sensorelektrode 14 fließenden Verschiebestroms.
• Wie eingangs erwähnt, werden die den Sensorelektroden 14 jeweils zugeordneten Kapazitätsmessgrößen K durch die Annäherung eines menschlichen Körperteils, insbesondere eines Beins eines Fahrzeugnutzers in den Bereich der Messfelder F signifikant beeinflusst, woran die Annäherung durch die Steuereinheit 15 detektiert wird.
• Wie aus 2 erkennbar ist, umfasst die Steuereinheit 15 für jede der beiden Sensorelektroden 14 jeweils einen Messanschluss 20 sowie einen Diagnoseanschluss 21. Entsprechend umfasst jede der beiden Zuleitungen 16 jeweils zwei separate Einzelleitungen 22 und 23, über die die jeweilige Sensorelektrode 14 mit dem zugeordneten Messeingang 20 bzw. mit dem zugeordneten Diagnoseeingang 21 verbunden ist.
• Die Steuereinheit 15 umfasst weiterhin zwei Signalausgänge 24 und 25.
• Die Steuereinheit 15 ist bevorzugt durch einen Mikrokontroller mit einer darin implementierten Software (Firmware) gebildet, wobei diese Software im Betrieb des Näherungssensors 13 automatisch das in 3 veranschaulichte Verfahren durchführt.
• Im Zuge dieses Verfahrens führt die Steuereinheit 15 in einem ersten Schritt 30 einen nachfolgend näher beschriebenen Diagnoseprozess 31 durch. Ferner setzt die Steuereinheit 15 eine vorgegebene Zählvariable Z auf den Wert Null zurück. Im Rahmen des Diagnoseprozesses 31 oder in Anschluss an diesen prüft die Steuereinheit 15, ob sich der Näherungssensor 13 in ordnungsgemäßem Betriebszustand befindet (ob also keine Fehlerzustände erkannt werden).
• Ist dies der Fall (J), so führt die Steuereinheit 15 in einem Schritt 32 eine Kapazitätsmessung 33 durch, indem sie über einen der Messausgänge 20 die zugeordnete Sensorelektrode 14 mit dem Messsignal M beaufschlagt und den aufgrund des Messsignals M fließenden Verschiebestrom als Kapazitätsmessgröße K misst.
• In einem folgenden Schritt 34 prüft die Steuereinheit 15, ob die Kapazitätsmessgröße K einen vorgegebenen Diagnoseschwellwert K_D überschreitet (K > K_D).
• Solange dies nicht der Fall (N), prüft die Steuereinheit 15 in einem Schritt 35, ob die Zählvariable Z einen vorgegebenen Grenzwert Z₀ überschreitet (Z > Z₀). Solange dies nicht der Fall ist (N), inkrementiert die Steuereinheit 15 die Zählvariable Z in einem Schritt 36 um den Wert 1 (Z → Z + 1) und hält die Verfahrensdurchführung für die Dauer eines vorgegebenen Warteintervalls ΔW an.
• Anschließend springt die Steuereinheit 15 in dem Verfahrensablauf auf den Schritt 32 zurück und nimmt entsprechend eine erneute Kapazitätsmessung 33 vor.
• Wenn die Steuereinheit 15 bei der in Schritt 35 vorgenommenen Prüfung dagegen feststellt, dass die Zählvariable Z den Grenzwert Z₀ überschreitet (J), springt sie in dem Verfahrensablauf auf den Schritt 30 zurück und führt entsprechend den Diagnoseprozess 31 erneut durch.
• In dem beispielhaft dargestellten Verfahrensablauf gemäß 3 ist das Warteintervall ΔW insbesondere derart gewählt, dass es etwa der Dauer des in Schritt 30 durchgeführten Diagnoseprozesses 31 entspricht. Somit wird der vorstehend beschriebene Verfahrenszyklus – unabhängig davon ob der Diagnoseprozess 31 durchgeführt wird oder ob der Verfahrensablauf stattdessen für die Dauer des Warteintervalls ΔW angehalten wird – stets in etwa der gleichen Zeitspanne durchlaufen. Mithin wird die in Schritt 32 durchgeführte Kapazitätsmessung 33 in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt.
• In beispielhafter Ausgestaltung des Verfahrens liegen die Dauer des Diagnoseprozesses 31 und das Warteintervall ΔW etwa bei 30 ms, so dass die Steuereinheit 15 pro Sekunde und Sensorelektrode 14 eine Anzahl von 32 Kapazitätsmessungen 33 vornimmt. Der Grenzwert Z₀ ist beispielsweise auf den Wert 1.998 gesetzt. Sofern die Kapazitätsmessgröße K den Diagnoseschwellwert K_D dauerhaft unterschreitet und die in Schritt 34 vorgenommene Prüfung somit negativ ausfällt (N), wird der durch die Schritte 32, 34, 35 und 36 gegebene Verfahrenszyklus 1.999 mal ununterbrochen durchlaufen, ohne dass der Diagnoseprozess 31 durchgeführt wird. Nur bei jedem 2.000-ten Durchlauf fällt die in Schritt 35 vorgenommene Prüfung positiv aus (J), so dass die Steuereinheit 15 im Verfahren zum Schritt 30 zurückspringt und den Diagnoseprozess 31 durchführt. Dies entspricht in dem dargestellten Beispiel einer Zeitspanne von 64 Sekunden, die im Folgenden als Wartezeit W (mit ≈ mit W·(Z₀ + 2)ΔW) bezeichnet ist. Im störungsfreien Ruhezustand des Näherungssensors 13 wird der Diagnoseprozess 31 somit nur etwa einmal pro Minute durchgeführt.
• Sofern die von der Steuereinheit 15 in Schritt 34 durchgeführte Prüfung positiv verläuft (J), sobald die Steuereinheit 15 also feststellt, dass die Kapazitätsmessgröße K den Diagnoseschwellwert K_D überschreitet, führt sie den vorstehend beschriebenen Schritt 30, und damit den Diagnoseprozess 31 außerregelmäßig durch.
• Sofern der Diagnoseprozess 31 positiv verläuft (J), sofern die Steuereinheit 15 also keinen Fehlerzustand feststellt, prüft die Steuereinheit 15 in einem folgenden Schritt 37, ob die Kapazitätsmessgröße K einen vorgegebenen Auslöseschwellwert K_A überschreitet (K > K_A).
• Solange dies nicht der Fall ist (N), springt die Steuereinheit 15 in dem Verfahrensablauf zu Schritt 32 zurück und nimmt somit eine erneute Kapazitätsmessung 33 vor.
• Andernfalls (J), wenn die Steuereinheit 15 also feststellt, dass die Kapazitätsmessgröße K den Auslöseschwellwert K_A überschreitet, erzeugt die Steuereinheit 15 in einem Schritt 38 ein Auslösesignal A und gibt dieses – wie aus den 1 und 2 hervorgeht – über den Signalausgang 24 an das Motorsteuergerät 12 aus, dass daraufhin den Stellmotor 9 zur Öffnung der Heckklappe 2 ansteuert.
• Nach der Erzeugung und Ausgabe des Auslösesignals A springt die Steuereinheit 15 im Verfahrensablauf zu Schritt 32 zurück und nimmt somit eine erneute Kapazitätsmessung 33 vor.
• Sofern der in Schritt 30 durchgeführte Diagnoseprozess 31 ein negatives Ergebnis liefert (N), erzeugt die Steuereinheit 15 in einem Schritt 39 ein Fehlersignal E. Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, gibt die Steuereinheit 15 das Fehlersignal E über den Signalausgang 25 an eine externe Kontrolleinheit, insbesondere einen Bordcomputer des Kraftfahrzeugs 1 aus, der daraufhin beispielsweise eine Warnlampe im Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 1 anschaltet oder in sonstiger Weise eine für den Fahrzeugnutzer wahrnehmbare Warnmeldung erzeugt.
• Nach Auslösung und Ausgabe des Fehlersignals E springt die Steuereinheit 15 im Verfahrensablauf zu Schritt 32 zurück und nimmt somit eine erneute Kapazitätsmessung 33 vor. In der dargestellten Ausführung setzt der Näherungssensor 13 somit seinen Betrieb auch bei Feststellung eines Fehlerzustandes ununterbrochen fort. Allerdings wird durch den während des Verfahrensablaufs durchgeführten Diagnoseprozess 31 die Erzeugung des Auslösesignals A verhindert, solange der Fehlerzustand bestehen bleibt. In alternativer Ausführung schaltet sich die Steuereinheit 15 bei Erkennung eines Fehlerzustandes automatisch ab. In beiden Fällen wird eine ungewollte Öffnung der Heckklappe 2 aufgrund eines Fehlers des Näherungssensors 13 durch die Diagnosefunktion sicher verhindert.
• 4 veranschaulicht einen exemplarischen Ablauf des Verfahrens gemäß 3 anhand von drei übereinander dargestellten, synchronen Diagrammen, in denen jeweils grob schematisch gegen die Zeit t
• – den von der Steuereinheit 15 an eine der Sensorelektroden 14 ausgegebene Strom I und die an der Sensorelektrode 14 anliegende Elektrodenspannunge U_E (oberes Diagramm),
• – die von der Steuereinheit 15 bezüglich der selben Sensorelektrode 14 erhobene Kapazitätsmessgröße K (mittleres Diagramm) sowie
• – das von der Steuereinheit 15 ausgegebene Auslösesignal A (unteres Diagramm)
dargestellt sind.
• Im oberen Diagramm der 4 ist eine regelmäßige Folge von Kapazitätsmessungen 33 erkennbar. Die während einer jeden Kapazitätsmessung 33 als Messsignal M ausgegebene Wechselspannung ist hierbei jeweils durch ein symmetrisch bezüglich der Zeitachse (Abszisse) angeordnetes Rechteck symbolisiert.
• Im oberen Diagramm der 4 sind weiterhin vier Diagnoseprozesse 31 zu erkennen, die im Einzelnen als Diagnoseprozess 31a bis 31d bezeichnet sind. Im Zuge eines jeden Diagnoseprozesses 31 wird die Sensorelektrode 14 von der Steuereinheit 15 jeweils mit Gleichstromsignalen beaufschlagt, unter deren Wirkung die Sensorelektrode 14 be- und entladen wird. Die Diagnoseprozesse 31a–31d sind jeweils durch ein auf die Zeitachse (Abszisse) aufgesetztes Rechteck symbolisiert.
• Bei dem Diagnoseprozess 31a handelt es sich um einen initialen Diagnoseprozess, der unmittelbar nach dem Einschalten des Näherungssensors 13 und somit beim ersten Durchlauf des in 3 dargestellten Verfahrenszyklus durchgeführt wird.
• Der Diagnoseprozess 31b wird dagegen dadurch ausgelöst, dass der Wert der Kapazitätsmessgröße K den Diagnoseschwellwert K_D überschreitet. In diesem Fall bleibt der Wert der Kapazitätsmessgröße K allerdings unterhalb des Auslöseschwellwerts K_A, so dass das Auslösesignal A nicht ausgelöst wird.
• Dagegen überschreitet im Fall des Diagnoseprozesses 31c der Wert der Kapazitätsmessgröße K sowohl den Diagnoseschwellwert K_D als auch den Auslöseschwellwert K_A, so dass nach dem – positiv verlaufenden – Diagnoseprozess 31c das Auslösesignal A erzeugt wird.
• Im Anschluss an die Durchführung des Diagnoseprozesses 31c verbleibt der Wert der Kapazitätsmessgröße K für die gesamte Dauer der Wartezeit W unterhalb des Diagnoseschwellwerts K_D, so dass der nächste Diagnoseprozess 31d erst nach Ablauf der Wartezeit W durchgeführt wird.
• Der Ablauf des Schrittes 30, und somit der Ablauf eines jeden Diagnoseprozesses 31 sind in den 5 und 6 in größerem Detail dargestellt. Danach setzt die Steuereinheit 15 in einem ersten Schritt 50 des Diagnoseprozesses 31 zunächst die Zählvariable Z auf den Wert Null zurück.
• Anschließend legt die Steuereinheit 15 in einem Schritt 51 für die Dauer einer vorgegebenen Ladezeit T_L mittels einer internen Gleichstromquelle ein positives Gleichstromsignal an den Messausgang 20 der jeweiligen Sensorelektrode 14 an, wobei dieses Gleichstromsignal im Folgenden als Ladestrom I_L bezeichnet ist. Wie aus 6 zu erkennen ist, steigt aufgrund des Ladestroms I_L die an der Sensorelektrode 14 anliegende Elektrodenspannung U_E zeitlich linear an, sofern die Sensorelektrode 14 gegenüber Masse ordnungsgemäß isoliert ist.
• Zum Ablauf der Ladezeit T_L misst die Steuereinheit 15 in einem Schritt 52 die Elektrodenspannung U_E, die über die Einzelleitung 22 extern an dem Messanschluss 20 anliegt, und schaltet den Ladestrom I_L ab.
• In einem folgenden Schritt 53 prüft die Steuereinheit 15, ob die gemessene Elektrodenspannung U_E einen vorgegebenen Schwellwert U_E0 überschreitet (U_E > U_E0).
• Sofern dies nicht der Fall ist, beendet die Steuereinheit 15 den Schritt 30, und damit den Diagnoseprozess 31 mit negativem Ergebnis (N). Andernfalls (J) zieht die Steuereinheit 15 mittels der internen Gleichstromquelle über den Messanschluss 20 in einem Schritt 54 für die Dauer einer Entladezeit T_E einen zeitlich konstanten Entladestrom I_E (d. h. einen negativen Ladestrom), wodurch die angeschlossene Sensorelektrode 14 über den hochohmigen Messanschluss 20 zeitlich linear entladen wird. Folglich sinkt die Elektrodenspannung U_E – wie in 6 zu erkennen ist – sukzessive auf Null ab, sofern die Sensorelektrode 14 ordnungsgemäß gegenüber spannungsführenden Teilen isoliert ist.
• Zum Ablauf der Entladezeit T_E misst die Steuereinheit 15 in einem Schritt 55 erneut die an dem Messanschluss 20 anliegende Elektrodenspannung U_E und schaltet des Entladestrom I_E ab.
• In einem Schritt 56 prüft die Steuereinheit 15, ob die zuvor gemessene Elektrodenspannung U_E einen vorgegebenen Schwellwert U_E1 unterschreitet.
• Sofern dies nicht der Fall ist, beendet die Steuereinheit 15 den Schritt 30, und damit den Diagnoseprozess 31 wiederum mit negativem Ergebnis (N). Andernfalls (J) gibt die Steuereinheit 15 in einem Schritt 57 über den zugeordneten Diagnoseanschluss 21 für eine vorgegebene Prüfzeit T ein Gleichspannungssignal aus, das nachfolgend als Prüfspannung U_P bezeichnet ist, und das im unteren Diagramm der 6 dargestellt ist. Unter Wirkung der Prüfspannung U_P nimmt die an dem zugeordneten Messanschluss 20 messbare Elektrodenspannung U_E einen der Prüfspannung U_P im Wesentlichen entsprechenden Wert an, sofern die Sensorelektrode 14 ordnungsgemäß mit dem Messanschluss 20 und dem Diagnoseanschluss 21 kontaktiert ist. Entsprechend misst die Steuereinheit 15 nach Ablauf der Prüfzeit T_P in einem Schritt 58 die am Messanschluss 20 anliegende Elektrodenspannung U_E und prüft in einem Schritt 59, ob diese einen Schwellwert U_E2 überschreitet.
• Sofern dies nicht der Fall ist, beendet die Steuereinheit 15 den Schritt 30, und damit den Diagnoseprozess 31 wiederum mit negativem Ergebnis (N). Ansonsten beendet die Steuereinheit 15 den Schritt 30 und den Diagnoseprozess 31 mit positivem Ergebnis (J).
• Die Schwellwerte U_E und U₁ sind derart gewählt, dass ein elektrischer Kontakt der Sensorelektrode 14 mit Masse bzw. einem spannungsführenden Teil, der einen Widerstand von weniger als 50 Kiloohm aufweist, als Fehlerzustand erkannt wird. Der Ladestrom I_V und/der Entladestrom I_E werden als Gleichströme mit konstanter Stromstärke erzeugt.
• Wie aus 6 ferner zu erkennen ist, startet die Steuereinheit 15 in Anschluss an den Diagnoseprozess 31 die nächste Kapazitätsmessung 33.
• Das anhand der 3 bis 6 dargestellte Verfahren wird durch die Steuereinheit 15 für beide Sensorelektroden 14 durchgeführt. Die Kapazitätsmessungen 33 können hierbei wahlweise zeitgleich oder zeitlich versetzt an den beiden Sensorelektroden 14 durchgeführt werden.
• In einer nicht explizit dargestellten Variante des Verfahrens gemäß 3 berechnet die Steuereinheit 15 in einem modifizierten Schritt 32 aus dem aktuellen Wert der Kapazitätsmessgröße K und mindestens einem früher gemessenen Wert die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße K und prüft in einem modifizierten Schritt 34, ob diese zeitliche Änderung einen entsprechend vorgegebenen Diagnoseschwellwert überschreitet.
• In einer weiteren Variante des Verfahrens gemäß 3 prüft die Steuereinheit 15 in einem modifizierten Schritt 37, ob die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße K einen entsprechend hinterlegten Auslöseschwellwert überschreitet.
• In weiteren Varianten des Verfahrens werden in wiederum modifizierten Schritten 34 und 37 sowohl die Kapazitätsmessgröße K als auch deren zeitliche Änderung mit entsprechend hinterlegten Schwellwerten verglichen.
• In einer weiteren Variante der Erfindung zieht die Steuereinheit 15 den gemessenen Verschiebestrom nicht unmittelbar als Kapazitätsmessgröße K heran. Vielmehr leitet die Steuereinheit 15 die Kapazitätsmessgröße K in einem modifizierten Schritt 32 aus einer Differenz des gemessenen Werts des Verschiebestroms und eines Ruhewerts des Verschiebestroms ab. Den Ruhewert ermittelt die Steuereinheit 15 dabei durch gleitende Mittelwertbildung über eine Anzahl von früher gemessenen Werten des Verschiebestroms. Messwerte, für die Kapazitätsmessgröße K den Diagnoseschwellwert K_D oder den Auslöseschwellwert K_A überschritten hatte, werden bei dieser Mittelwertbildung nicht berücksichtigt.
• Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich, ist gleichwohl auf diese Ausführungsbeispiele aber nicht beschränkt, vielmehr können zahlreiche weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
• Bezugszeichenliste

1

Kraftfahrzeug

2

Heckklappe

3

Oberkante

4

Fahrzeugkarosserie

5

Schwenkachse

6

Schließstellung

7

Öffnungsstellung

8

Stellvorrichtung

9

Stellmotor

10

Stellmechanik

11

Hebelarm

12

Motorsteuergerät

13

Näherungssensor

14

Sensorelektrode

15

Steuereinheit

16

Zuleitung

17

Stoßfänger

20

Messanschluss

21

Diagnoseanschluss

22

Einzelleitung

23

Einzelleitung

24

Signalausgang

25

Signalausgang

30

Schritt

31, 31a–d

Diagnoseprozess

32

Schritt

33

Kapazitätsmessung

34–39

Schritt

50–59

Schritt

t

Zeit

x

Stellposition

ΔW

Warteintervall

A

Auslösesignal

E

Fehlersignal

F

Messfeld

I_E

Entladestrom

I_L

Ladestrom

K

Kapazitätsmessgröße

K_A

Auslöseschwellwert

K_D

Diagnoseschwellwert

L

Stellweg

M

Messsignal

T_E

Entladezeit

T_L

Ladezeit

T_P

Prüfzeit

U

Spannung

U_E

Elektrodenspannung

U_E0

Schwellwert

U_E1

Schwellwert

U_E2

Schwellwert

U_P

Prüfspannung

W

Wartezeit

Z

Zählvariable

Z₀

Grenzwert

Claims (8)

1. Kapazitiver Näherungssensor (13) für ein Fahrzeug (1), mit mindestens einer Sensorelektrode (14) und einer Steuereinheit (15), wobei die Sensorelektrode (14) elektrisch mit einem Messanschluss (20) der Steuereinheit (15) verbunden ist, und wobei die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet ist, über den Messanschluss (20) periodisch eine Kapazitätsmessgröße (K) zu erfassen, die für die an der Sensorelektrode (14) messbare Kapazität charakteristisch ist, wobei die Steuereinheit (15) weiterhin dazu eingerichtet ist, die Kapazitätsmessgröße (K) mit einem vorgegebenen Diagnosekriterium zu vergleichen und einen Diagnoseprozess (31) zur Überprüfung des Messanschlusses (20) auf Kontakt mit Masse oder einem spannungsführenden Teil und/oder auf Kontakt mit der Sensorelektrode (14) auszulösen, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) das Diagnosekriterium erfüllt.
2. Näherungssensor (13) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet ist, in dem Diagnoseprozess (31) – zur Überprüfung des Messanschlusses (20) auf Kontakt mit Masse einen Ladestrom (I_L) für eine vorbestimmte Ladezeit (T_L) über den Messanschluss (20) auszugeben und zum Ablauf der Ladezeit (T_L) die an dem Messanschluss (20) anliegende Spannung (U_E) zu messen, und/oder – zur Überprüfung des Messanschlusses (20) auf Kontakt mit einem spannungsführenden Teil über den den Messanschluss (20) für eine vorgegebene Entladezeit (T_E) einen Entladestrom (I_E) zu ziehen und zum Ablauf der Entladezeit (T_E) die an dem Messanschluss (20) anliegende Spannung (U_E) zu messen.
3. Näherungssensor (13) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensorelektrode (14) über separate Zuleitungen (22, 23) mit dem Messanschluss (20) sowie mit einem Diagnoseanschluss (21) der Steuereinheit (15) elektrisch verbunden ist, und wobei die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet ist, in dem Diagnoseprozess (31) zur Überprüfung des Messanschlusses (20) auf Kontakt mit der Sensorelektrode (14) über den Diagnoseanschluss (21) oder über den Messanschluss (20) eine Prüfspannung (U_P) auszugeben und die an dem jeweils anderen Anschluss nämlich dem Messanschluss (20) bzw. dem Diagnoseanschluss (21) anliegende Spannung (U_E) zu messen.
4. Näherungssensor (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet ist, die Kapazitätsmessgröße (K) mit einem vorgegebenen Auslösekriterium zu vergleichen und ein Auslösesignal (A) zu erzeugen, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) das Auslösekriterium erfüllt.
5. Näherungssensor (13) nach einem der Anspruch 1 bis 4, wobei das Diagnosekriterium erfüllt ist, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) einen ersten Diagnoseschwellwert (K_D) überschreitet und/oder wenn die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße (K) einen zweiten Diagnoseschwellwert überschreitet.
6. Näherungssensor (13) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Auslösekriterium erfüllt ist, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) einen ersten Auslöseschwellwert (K_A) überschreitet und/oder wenn die zeitliche Änderung der Kapazitätsmessgröße (K) einen zweiten Auslöseschwellwert überschreitet.
7. Näherungssensor (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Diagnosekriterium bei einer geringeren Abweichung der Kapazitätsmessgröße (K) von einem Ruhewert und/oder bei kleinerer zeitlicher Änderung der Kapazitätsmessgröße (K) erfüllt ist als das Auslösekriterium.
8. Näherungssensor (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet ist, den Diagnoseprozess (31) durchzuführen, wenn seit der letzten Durchführung des Diagnoseprozesses (31) eine vorgegebene Wartezeit (W) verstrichen ist, wobei die Wartezeit (W) mindestens 10 Sekunden, vorzugsweise mindestens 1 Minutebeträgt.

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