DE112016002535T5 - Kapazitive Erfassungsvorrichtung und kapazitives Erfassungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum - Google Patents

Kapazitive Erfassungsvorrichtung und kapazitives Erfassungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum Download PDF

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Abstract

Eine kapazitive Erfassungsvorrichtung (12) und ein kapazitives Erfassungssystem (10) zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum umfassen mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24), der zumindest teilweise an einer Komponente des Fahrzeuginnenraums befestigt ist, und mindestens eine elektrisch leitende Schicht (26), die verglichen mit einem potentiellen Mindestabstand zu einem Insassen in unmittelbarer Nähe des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts (24) angeordnet ist, wobei eine galvanische Verbindung zwischen der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (26) und dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) vermieden wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine kapazitive Erfassungsvorrichtung und ein kapazitives Erfassungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum sowie einen Fahrzeugsitz und ein Fahrzeuglenkrad mit einem eingebauten solchen kapazitiven Erfassungssystem.
  • Technischer Hintergrund
  • In Fahrzeugen und insbesondere in Personenkraftwagen werden heutzutage Erfassungssysteme für die Fahrzeugsitzbelegung weithin eingesetzt, um ein Sitzbelegungssignal für verschiedene Geräte wie beispielsweise für die Zwecke eines Gurtwarnsystems (SBR; seat belt reminder system) oder einer Aktivierungssteuerung für ein Zusatzrückhaltesystem (ARS; auxiliary restraint system) zur Verfügung zu stellen. Sitzbelegungserfassungssysteme umfassen Sitzbelegungssensoren, die bekannterweise in einer Vielzahl von Varianten vorkommen, die z. B. auf der kapazitiven Erfassung, auf der Verformungserfassung oder der Erfassung von Druck/Kraft basieren. Um die Anforderungen in Bezug auf einen leichten Einbau und Bedenken wegen der Robustheit zu erfüllen, wurden auf Gewicht ansprechende Sitzbelegungssensoren normalerweise auf der B-Fläche eines Fahrzeugsitzes angeordnet, d. h. zwischen einem Schaumkörper eines Sitzpolsters und einer Sitzschale oder das Polster tragenden Federn des Fahrzeugsitzes.
  • Des Weiteren werden Erfassungssysteme für die Fahrzeugsitzbelegung bekannterweise als Mittel zur Bewertung einer potentiellen Aktivierung eines eingebauten Insassenrückhaltesystems wie beispielsweise eines Airbags benutzt.
  • Es ist ferner bekannt, dass Erfassungssysteme zur Erfassung der An- oder Abwesenheit der Hände eines Fahrers auf dem Lenkrad eines Fahrzeugs verwendet werden. Solche Erfassungssysteme stellen beispielsweise die Eingangsgröße für automatische Fahrerassistenzsysteme (ADAS; automatic driver assistance systems) zur Verfügung.
  • Die Patentanmeldung US 2002/0038947 A1 beschreibt beispielhaft eine Insassenerfassungsvorrichtung für die Erfassung eines auf einem Fahrgastsitz eines Fahrzeugs sitzenden Insassen mit einem Airbag für den Insassen. In einem unteren Teil des Sitzes ist ein Lastsensor vorgesehen. Eine Vielzahl erster E-Feld-Sensoren ist im unteren Teil des Sitzes vorgesehen und eine Vielzahl zweiter E-Feld-Sensoren ist in einem hinteren Teil des Sitzes vorgesehen. Eine die Airbagentfaltung zulassende Steuereinheit gestattet die Entfaltung des Airbags entsprechend den Ausgangssignalen des Lastsensors und der ersten und zweiten E-Feld-Sensoren.
  • Die Patentanmeldung US 2010/0228417 A1 beschriebt ein System und Verfahren für die Ermittlung, ob ein Fahrer des Fahrzeugs ein Lenkrad des Fahrzeugs hält, während sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet. Das Fahrzeug umfasst ein elektrisches Servolenksystem (ESL-System) und kann ein System mit aktiver Vorderachslenkung (AFS-System; active front steering system) umfassen, wobei beide davon einen Elektromotor umfassen, der an das Lenkrad des Fahrzeugs ein Störsignal mit hoher Frequenz und niedriger Amplitude anlegen kann, das der Fahrer des Fahrzeugs nicht spürt und das kein Abbiegen des Fahrzeugs verursacht, dafür jedoch von einem Lenkwinkelsensor erfasst werden kann. Das Verfahren subtrahiert ein Lenkwinkelbefehlssignal von dem Lenkwinkelsignal, entfernt durch die Fahrbahn bedingte Störgrößen und ermittelt anschließend, ob das verursachte Störsignal im Signal des Lenkwinkelsensors vorhanden ist. Falls das Störsignal vorhanden ist, weiß das System dann, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad nicht hält.
  • Technisches Problem
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine kapazitive Erfassungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum und insbesondere zur Erfassung der Anwesenheit eines Insassen in der Nähe einer Komponente des Fahrzeuginnenraums oder der Abwesenheit eines Insassen von einer Komponente des Fahrzeuginnenraums mit verbesserter Leistung, hoher Zuverlässigkeit und leichtem Einbau bereitzustellen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine kapazitive Erfassungsvorrichtung gelöst, die mindestens einen elektrisch leitenden Draht, der zumindest teilweise an einer Komponente des Fahrzeuginnenraums befestigt ist, und eine Signalerzeugungseinheit, die für das Erzeugen eines zeitveränderlichen Ausgangssignals und für das Anlegen des zeitveränderlichen Ausgangssignals an jeden elektrisch leitenden Draht von dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht vorgesehen ist, umfasst. Die kapazitive Erfassungsvorrichtung umfasst ferner mindestens eine elektrisch leitende Schicht, die derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise den mindestens einen elektrisch leitenden Draht in einer Richtung überlappt, die senkrecht zu einem Abschnitt einer Außenfläche der Komponente ist, der der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht am nächsten ist. Eine galvanische Verbindung zwischen der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht und dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht wird vermieden.
  • Das Verhältnis des kleineren von einem Mindestabstand zwischen einem Abschnitt der Außenfläche der Komponente zu dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht und einem Mindestabstand zwischen dem Abschnitt der Außenfläche der Komponente zu der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht zu dem Mindestabstand zwischen dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht und der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht an einer Stelle des Abschnitts der Außenfläche der Komponente ist größer als oder gleich 2,0 zumindest für einen Hauptabschnitt des Teils des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts, der an der Komponente befestigt ist.
  • Der Begriff „Fahrzeug“ ist in der in dieser Anmeldung gebrauchten Bedeutung insbesondere so zu verstehen, dass er Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Busse umfasst.
  • Der Ausdruck „Hauptabschnitt“ ist in der in dieser Anmeldung gebrauchten Bedeutung insbesondere als ein Abschnitt mit mehr als 30 %, bevorzugter mehr als 50 % und am meisten bevorzugt mehr als 70 % zu verstehen.
  • Die Leistung einer kapazitiven Erfassungsvorrichtung ist direkt mit einer Flächendichte einer Leitungsführung eines benutzten elektrisch leitenden Drahts verknüpft. Die mindestens eine elektrisch leitende Schicht der erfindungsgemäßen kapazitiven Erfassungsvorrichtung verstärkt eine Änderung der Kapazität des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts in einer Situation, in der ein Insasse sich der Komponente des Fahrzeuginnenraums nähert oder von dieser Komponente fortbewegt, was vorteilhaft eine höhere Empfindlichkeit der kapazitiven Erfassungsvorrichtung oder den leichten Einbau mit weniger erforderlichem Materialaufwand zur Erzielung der gleichen Empfindlichkeit ermöglichen kann.
  • Die Änderung der Kapazität des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts kann durch eine beliebige einfache elektronische Schaltung erfasst werden, die dem Fachmann geeignet erscheint.
  • Das zeitveränderliche Ausgangssignal ist vorzugsweise ein periodisches Ausgangssignal. Das periodische Signal kann ein Sinussignal oder ein Rechtecksignal sein. Das periodische Ausgangssignal hat bei einer Ausgestaltung eine Grundfrequenz, die aus einem Bereich zwischen 1 kHz und 1 MHz ausgewählt ist.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein kapazitives Erfassungssystem vorgesehen, das Folgendes umfasst: eine wie oben offenbarte kapazitive Erfassungsvorrichtung und ferner eine Signalauswerteeinheit, die für das Erfassen einer Änderung einer elektrischen Größe vorgesehen ist, die eine Änderung der Kapazität des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts angibt, und die für das Erzeugen eines Ausgangssignals vorgesehen ist, das die erfasste Änderung der elektrischen Größe darstellt. Auf diese Weise kann eine erfasste Abwesenheit oder Anwesenheit des Insassen in der Nähe der Komponente des Fahrzeuginnenraums problemlos für andere Fahrzeug- oder Zusatzsteuereinheiten als Eingangsgröße für die Zwecke eines Gurtwarnsystems (SBR-Systems) oder einer Aktivierungssteuerung für ein Zusatzrückhaltesystem (ARS) oder ein automatisches Fahrerassistenzsystem (ADAS) zur Verfügung gestellt werden.
  • Es versteht sich, dass die Signalerzeugungseinheit und die Signalauswerteeinheit als getrennte Einheiten vorgesehen werden können. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Signalerzeugungseinheit und die Signalauswerteeinheit jedoch in ein einziges elektronisches Modul oder eine einzige elektronische Schaltung wie z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; application-specific integrated circuit) integriert.
  • Das durch die Signalauswerteeinheit bereitgestellte Ausgangssignal kann ein analoges elektrisches Signal, ein digitales elektrisches Signal oder ein digitales optisches Signal sein.
  • Die Änderung der Kapazität des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts wird vorzugsweise mit Bezug auf ein Fahrzeugchassis erfasst.
  • In noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsitz mit einem eingebauten wie oben offenbarten kapazitiven Erfassungssystem vorgesehen. Der Fahrzeugsitz umfasst einen Sitzträger, der für die Aufnahme eines Sitzträgerpolsters konfiguriert ist. Der Sitzträger und das Sitzträgerpolster sind für das Tragen des Gesäßes eines Sitzbenutzers vorgesehen. Der Fahrzeugsitz umfasst ferner eine Rückenlehne, die für die Aufnahme eines Rückenlehnenpolsters konfiguriert ist, das für das Tragen eines Lenden- und Rückenbereichs des Sitzbenutzers vorgesehen ist. Mindestens ein elektrisch leitender Draht von dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht des kapazitiven Erfassungssystems ist zumindest teilweise an mindestens einem von dem Sitzträgerpolster und dem Rückenlehnenpolster befestigt.
  • Auf diese Weise lässt sich die Anwesenheit eines Sitzbenutzers leicht und zuverlässig erfassen. Bei einer geeigneten Ausgestaltung kann der erfasste Sitzbenutzer sogar in Kategorien eingeteilt werden, also beispielsweise in mindestens zwei als „Erwachsener“ und „Kind“ vorgegebene Kategorien.
  • Wenn der Fahrzeugsitz bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eine Sitzheizvorrichtung mit mindestens einem Sitzheizdraht umfasst, dient mindestens ein Sitzheizdraht von dem mindestens einen Sitzheizdraht als der mindestens eine elektrisch leitende Draht, an welchen das zeitveränderliche Ausgangssignal der Signalerzeugungseinheit angelegt wird. Dadurch kann der auf die kapazitive Erfassungsvorrichtung bezogene Geräteaufwand in vorteilhafter Weise verringert werden. Der mindestens eine Sitzheizdraht kann am Sitzträgerpolster oder am Rückenlehnenpolster eingebaut werden.
  • Bei einer möglichen Ausgestaltung des Fahrzeugsitzes mit einem eingebauten kapazitiven Erfassungssystem umfasst das kapazitive Erfassungssystem zwei elektrisch leitende Drähte und zwei elektrisch leitende Schichten. Jeder elektrisch leitende Draht wird zumindest teilweise von einer der zwei elektrisch leitenden Schichten in einer Richtung überlappt, die senkrecht zu einem Abschnitt von einer von einer Oberfläche des Sitzträgerpolsters und einer Oberfläche des Rückenlehnenpolsters ist, der der elektrisch leitenden Schicht am nächsten ist. Die zwei elektrisch leitenden Drähte sind an einem von einem Sitzträgerpolster und einem Rückenlehnenpolster des Fahrzeugsitzes, vorzugsweise nahe einer Oberfläche, befestigt. Auf diese Weise wird Redundanz geschaffen und kann die Zuverlässigkeit für die Erfassung der Anwesenheit eines Sitzbenutzers sogar im Falle eines einzelnen Ausfalls eines der zwei elektrisch leitenden Drähte gewährleistet werden.
  • Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Fahrzeugsitzes mit einem eingebauten kapazitiven Erfassungssystem bildet jeder elektrisch leitende Draht von dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht ein sich schlängelndes Muster. Die sich schlängelnden Muster erstrecken sich über einen Hauptabschnitt einer Oberfläche des Sitzträgerpolsters oder des Rückenlehnenpolsters. Auf diese Weise kann eine Sitzbelegung auch in Fällen erfasst werden, in denen ein Sitzbenutzer den Sitz in nachlässiger, unüblicher Haltung belegt.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeuglenkrad mit einem eingebauten wie hierin offenbarten kapazitiven Erfassungssystem vorgesehen. Der mindestens eine elektrisch leitende Draht ist zumindest teilweise an dem Lenkrad in einem Abschnitt eines Umfangs des Lenkrads befestigt. Auf diese Weise kann die Anwesenheit der Hände des Fahrers des Fahrzeugs problemlos und zuverlässig erfasst werden und kann das Ausgangssignal der Signalauswerteeinheit zur Unterstützung einer Aktivierungssteuerung für ein automatisches Fahrerassistenzsystem (ADAS) verwendet werden.
  • Wenn die mindestens eine elektrisch leitende Schicht derart angeordnet ist, dass sie sich über einen Abschnitt einer Außenfläche des Lenkrads erstreckt, so dass eine hohe Kopplung zwischen dem Draht und der leitenden Schicht erzielt wird, kann die Anwesenheit der Hände des Fahrers des Fahrzeugs vorteilhaft in zuverlässiger Weise und für eine große Anzahl einzelner Haltepositionen einschließlich unüblicher Haltepositionen erfasst werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Fahrzeuglenkrads mit einem eingebauten kapazitiven Erfassungssystem ist eine Flächendichte des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts in Bereichen von auf eine Drehachse des Lenkrads bezogenen Azimutpositionen höher, die gewöhnlichen Haltepositionen entsprechen, die von einem Fahrer des Fahrzeugs angewendet werden, wenn er in Geradeausrichtung fährt. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit bei der Erfassung der Anwesenheit der Hände des Fahrers des Fahrzeugs verbessert werden, und zwar insbesondere in der kritischen Situation beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit auf einer Autobahn.
  • Wenn das Fahrzeuglenkrad eine Heizvorrichtung mit mindestens einem Heizdraht umfasst, dient mindestens ein Heizdraht von dem mindestens einen Heizdraht als der mindestens eine elektrisch leitende Draht, an welchen das zeitveränderliche Ausgangssignal der Signalerzeugungseinheit angelegt wird, wobei vorteilhafterweise Geräte- und Einbauaufwand eingespart werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es werden nun bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit einem eingebauten erfindungsgemäßen kapazitiven Erfassungssystem; und
  • 2: schematisch eine Konfiguration einer erfindungsgemäßen kapazitiven Erfassungsvorrichtung und einen Insassen.
  • Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes 30 mit einem eingebauten erfindungsgemäßen kapazitiven Erfassungssystem 10. Der Fahrzeugsitz 30 umfasst einen Sitzträger 32, die für die Aufnahme eines Sitzträgerpolsters 34 konfiguriert ist. Der Sitzträger 32 und das Sitzträgerpolster 34 sind dafür vorgesehen, das Gesäß eines Sitzbenutzers 50 zu tragen. Das Fahrzeugsitz 30 umfasst ferner eine Rückenlehne, die für die Aufnahme eines Rückenlehnenpolsters konfiguriert ist, das dafür vorgesehen ist, einen Lenden- und Rückenbereich des Sitzbenutzers 50 zu tragen. Die Rückenlehne, die der Klarheit halber in 1 nicht dargestellt ist, ist an einer Hinterkante 36 des Sitzträgers 32 angeordnet, die rechts in 1 dargestellt ist.
  • Der Fahrzeugsitz 30 umfasst eine Sitzheizvorrichtung, die einen oder mehrere Sitzheizdrähte 46 umfasst, die z. B. aus einem Constantan®-Draht mit einer äußeren elektrischen Isolierschicht 52 bestehen. Der Sitzheizdraht bzw. die Sitzheizdrähte 46 ist/sind derart in dem Fahrzeugsitz 30 angeordnet, dass sie sich durch die verschiedenen Stellen des Sitzes erstrecken. Ein Teil des Heizdrahts 46 ist an jedem von zwei Sitzträgerpolster-Seitenelementen 38 befestigt, die für das Tragen der Schenkel des Sitzbenutzers vorgesehen sind. Ein anderer Abschnitt des Heizdrahts 46 ist an einem Sitzträgerpolster-Frontelement 40 befestigt und zwei weitere Abschnitte des Sitzheizdrahts sind an einem zweiteiligen Sitzträgerpolster-Mittelelement 42 nahe der A-Fläche 44 des Sitzträgerpolsters 34 befestigt. Es ist anzumerken, dass die verschiedenen Heizdrähte der verschiedenen Abschnitte des Heizdrahts unabhängig voneinander sein können oder miteinander verbunden sein können, um eine einzige Heizschleife zu bilden. Wie im Folgenden beschrieben wird, dienen dieser Heizdraht bzw. diese Heizdrähte 46 als elektrisch leitender Draht 24, an welchen ein zeitveränderliches Ausgangssignal einer Signalerzeugungseinheit 14 des kapazitiven Erfassungssystems 10 angelegt wird.
  • Das kapazitive Erfassungssystem 10 umfasst den elektrisch leitenden Draht 24, der durch den Heizdraht 46 ausgebildet ist, der an dem Sitzträgerpolster-Mittelelement 42 befestigt ist. Der leitende Draht 24 bildet ein sich schlängelndes Muster, das parallel zu der A-Fläche 44 des Sitzträgerpolster-Mittelelements 42 angeordnet ist. Das kapazitive Erfassungssystem 10 umfasst außerdem zwei elektrisch leitende Schichten 26. Jede elektrisch leitende Schicht 26 ist derart angeordnet, dass sie das sich schlängelnde Muster überlappt, das durch zwei Heizdrähte 24, 46 ausgebildet ist, die an den zwei Teilen des Sitzträgerpolster-Mittelelements 42 in einer Richtung 28 befestigt sind, die senkrecht zu einem Abschnitt einer Oberfläche des Sitzträgerpolster-Mittelelements 42 ist, der der elektrisch leitenden Schicht 26 am nächsten ist. Die leitende Schicht 26 ist derart angeordnet, dass sie das sich schlängelnde Muster zumindest in dem Bereich überlappt, wo eine Person/Hand in der Nähe erwartet wird. Es versteht sich, das statt zweier getrennter elektrisch leitender Schichten 26 eine einzige elektrisch leitende Schicht angeordnet werden kann, die beide Teile des Sitzträgerpolster-Mittelelements 42 überlappt.
  • Bedingt durch die äußere elektrische Isolierung 52 des elektrisch leitenden Drahts 24 bzw. Heizdrahts 46 und eine optionale elektrische Isolierschicht, die zwischen der elektrisch leitenden Schicht 26 und dem elektrisch leitenden Draht 24 positioniert sein kann, wird eine galvanische Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Schichten 26 und dem elektrisch leitenden Draht 24 vermieden. Die sich schlängelnden Muster, die durch den elektrisch leitenden Draht 24 bzw. Heizdraht 46 gebildet werden, erstrecken sich über einen Hauptabschnitt der Oberfläche des Sitzträgerpolster-Mittelelements 42.
  • Darüber hinaus umfasst das kapazitive Erfassungssystem 10 eine Signalerzeugungseinheit 14 und eine Signalauswerteeinheit 18, welche entfernt vom Fahrzeugsitz 30 angeordnet sind. Die Signalerzeugungseinheit 14 ist über ihren Ausgangsanschluss bzw. ihre Ausgangsanschlüsse 16 elektrisch mit dem bzw. den elektrisch leitenden Drähten 24 verbunden, der bzw. die durch den bzw. die Heizdrähte ausgebildet sind, der bzw. die am Sitzträgerpolster-Mittelelement 42 angeordnet ist/sind. Die Signalerzeugungseinheit 14 ist dafür vorgesehen, ein sinusförmiges Ausgangssignal zu erzeugen und das Ausgangssignal an den elektrisch leitenden Draht 24 bzw. die elektrisch leitenden Drähte 24 anzulegen.
  • Der elektrisch leitende Draht 24 ist über die Signalerzeugungseinheit 14 mit einem Eingangsanschluss 20 der Signalauswerteeinheit 18 verbunden. Die Signalauswerteeinheit 18 ist dafür vorgesehen, eine Änderung einer elektrischen Größe zu erfassen, die eine Änderung der Kapazität des elektrisch leitenden Drahts 24 angibt, und dafür vorgesehen, ein Ausgangssignal an ihrem Ausgangsanschluss 22 zu erzeugen, das die erfasste Änderung der elektrischen Größe darstellt.
  • Es versteht sich, dass die Signalerzeugungseinheit 14 und die Signalauswerteeinheit 18 vorzugsweise in ein einziges elektronisches Modul oder eine einzige elektronische Schaltung integriert sind, also beispielsweise in eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC).
  • In 2 sind eine Konfiguration der kapazitiven Erfassungsvorrichtung 12 und der Sitzbenutzer 50 schematisch dargestellt. Die Konfiguration gilt auch für ein Fahrzeuglenkrad mit einem eingebauten erfindungsgemäßen kapazitiven Erfassungssystem 10 und einen Insassen, der das Lenkrad als Fahrer des Fahrzeugs hält, was zur Vermeidung von Wiederholungen folglich nicht beschrieben wird.
  • In 2, die ausdrücklich nicht maßstabsgerecht sein soll, ist der elektrisch leitende Draht 24, an welchen das Rechteck-Ausgangssignal angelegt wird, in dem unteren Teil dargestellt, der nahe der A-Fläche 44 des Sitzträgerpolster-Mittelelements 42 (in 2 nicht dargestellt) angeordnet ist. Über dem elektrisch leitenden Draht 24 ist die elektrisch leitende Schicht 26 in einem Mindestabstand d1 positioniert. Die Reihenfolge des elektrisch leitenden Drahts 24 und der elektrisch leitenden Schicht 26 ist im Prinzip derart umkehrbar, dass der elektrisch leitende Draht 24 über der elektrisch leitenden Schicht 26 angeordnet ist. Über der elektrisch leitenden Schicht 26 ist eine Bezugschicht 48 einer Komponente des Fahrzeuginnenraums dargestellt, die im Falle des in 1 dargestellten Fahrzeugsitzes 30 eine Überzugschicht des Sitzträgerpolsters 34 oder des Rückenlehnenpolsters sein kann und im Falle eines Fahrzeuglenkrads die Bezugschicht des Lenkrads sein kann. Die der kapazitiven Erfassungsvorrichtung 12 nächste Position, die der Sitzbenutzer 50 einnehmen kann, muss in Kontakt mit der Überzugschicht des Sitzträgerpolsters 34 (oder des Rückenlehnenpolsters) bzw. der Bezugschicht des Lenkrads sein.
  • Der Mindestabstand zwischen einem Abschnitt der Außenfläche der Komponente des Fahrzeuginnenraums und dem elektrisch leitenden Draht 24 ist durch d1 + d2 gegeben. Der Mindestabstand zwischen dem Abschnitt der Außenfläche der Komponente und der elektrisch leitenden Schicht 26 ist durch d2 gegeben. Der kleinere dieser zwei Mindestabstände ist in der dargestellten Ausgestaltung daher durch d2 gegeben.
  • Ein Verhältnis des kleineren der zwei Mindestabstände zu dem Mindestabstand d1 zwischen dem elektrisch leitenden Draht 24 und der elektrisch leitenden Schicht 26 an einer Stelle des Abschnitts der Außenfläche der Komponente ist somit durch d2/d1 gegeben und ist größer als oder gleich 2,0 (bei der in 2 dargestellten Ausgestaltung ungefähr 2,6) für einen Hauptabschnitt des Teils des elektrisch leitenden Drahts 24, der an der Komponente – d. h. dem Sitzträgerpolster-Mittelelement 42 – befestigt ist.
  • Obwohl die Erfindung ausführlich in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend bzw. beispielhaft und nicht als einschränkend aufzufassen; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausgestaltungen beschränkt.
  • Andere Variationen der offenbarten Ausgestaltungen können bei der praktischen Anwendung der beanspruchten Erfindung, anhand einer Studie der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche vom Fachmann verstanden und durchgeführt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassend“ nicht andere Merkmale oder Schritte aus und schließt der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ nicht eine Vielzahl aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen aufgeführt werden, deutet nicht an, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft angewendet werden kann. Jedwede Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht so aufzufassen, dass sie den Schutzbereich einschränken.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    kapazitives Erfassungssystem
    12
    kapazitive Erfassungsvorrichtung
    14
    Signalerzeugungseinheit
    16
    Ausgangsanschluss
    18
    Signalauswerteeinheit
    20
    Eingangsanschluss
    22
    Ausgangsanschluss
    24
    elektrisch leitender Draht
    26
    elektrisch leitende Schicht
    28
    Richtung
    30
    Fahrzeugsitz
    32
    Sitzträger
    34
    Sitzträgerpolster
    36
    Hinterkante
    38
    Sitzträgerpolster-Seitenelement
    40
    Sitzträgerpolster-Frontelement
    42
    Sitzträgerpolster-Mittelelement
    44
    A-Fläche
    46
    Sitzheizdraht
    48
    Bezugschicht
    50
    Sitzbenutzer
    52
    elektrische Isolierung
    d1
    Mindestabstand
    d2
    Mindestabstand

Claims (9)

  1. Kapazitive Erfassungsvorrichtung (12) zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum, umfassend mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24), der zumindest teilweise an einer Komponente des Fahrzeuginnenraums befestigt ist, eine Signalerzeugungseinheit (14), die für das Erzeugen eines zeitveränderlichen Ausgangssignals und für das Anlegen des zeitveränderlichen Ausgangssignals an jeden elektrisch leitenden Draht (24) von dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) vorgesehen ist, mindestens eine elektrisch leitende Schicht (26), die derart angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise den mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) in einer Richtung (28) überlappt, die senkrecht zu einem Abschnitt einer Außenfläche der Komponente ist, der der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (26) am nächsten ist, wobei eine galvanische Verbindung zwischen der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (26) und dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) vermieden wird, wobei das Verhältnis des kleineren von • einem Mindestabstand zwischen einem Abschnitt der Außenfläche der Komponente zu dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) und • einem Mindestabstand (d2) zwischen dem Abschnitt der Außenfläche der Komponente zu der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (26) zu dem Mindestabstand (d1) zwischen dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) und der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (26) an einer Stelle des Abschnitts der Außenfläche der Komponente größer als oder gleich 2,0 zumindest für einen Hauptabschnitt des Teils des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts (24) ist, der an der Komponente befestigt ist.
  2. Kapazitives Erfassungssystem (10) umfassend eine kapazitive Erfassungsvorrichtung (12) nach Anspruch 1 und ferner umfassend eine Signalauswerteeinheit (18), die für das Erfassen einer Änderung einer elektrischen Größe vorgesehen ist, die eine Änderung der Kapazität des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts (24) angibt, und die für das Erzeugen eines Ausgangssignals vorgesehen ist, das die erfasste Änderung der elektrischen Größe darstellt.
  3. Fahrzeugsitz (30) mit einem eingebauten kapazitiven Erfassungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei der Fahrzeugsitz (30) Folgendes umfasst: einen Sitzträger (32), der für die Aufnahme eines Sitzträgerpolsters (34) konfiguriert ist, wobei der Sitzträger (32) und das Sitzträgerpolster (34) für das Tragen eines Gesäßes eines Sitzbenutzers (50) vorgesehen sind, und eine Rückenlehne, die für die Aufnahme eines Rückenlehnenpolsters konfiguriert ist, das für das Tragen eines Lenden- und Rückenbereichs des Sitzbenutzers (50) vorgesehen ist, wobei mindestens ein elektrisch leitender Draht (24) von dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) zumindest teilweise an mindestens einem von dem Sitzträgerpolster (34) und dem Rückenlehnenpolster befestigt ist.
  4. Fahrzeugsitz (30) nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Sitzheizvorrichtung, die mindestens einen Sitzheizdraht (46) umfasst, wobei mindestens ein Sitzheizdraht (46) von dem mindestens einen Sitzheizdraht (46) als der mindestens eine elektrisch leitende Draht (24) dient, an welchen das zeitveränderliche Ausgangssignal der Signalerzeugungseinheit (14) angelegt wird.
  5. Fahrzeugsitz (30) nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 4, wobei jeder elektrisch leitende Draht (24) von dem mindestens einen elektrisch leitenden Draht (24) ein sich schlängelndes Muster bildet und wobei sich das sich schlängelnde Muster über einen Hauptabschnitt einer Oberfläche des Sitzträgerpolsters (34) oder des Rückenlehnenpolsters erstreckt.
  6. Fahrzeuglenkrad mit einem eingebauten kapazitiven Erfassungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei der mindestens eine elektrisch leitende Draht (24) zumindest teilweise an dem Lenkrad in einem Abschnitt eines Umfangs des Lenkrads befestigt ist.
  7. Fahrzeuglenkrad nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine elektrisch leitende Schicht (26) derart angeordnet ist, dass sie sich über einen Abschnitt einer Oberfläche des Lenkrads erstreckt.
  8. Fahrzeuglenkrad nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine Flächendichte des mindestens einen elektrisch leitenden Drahts (24) in Bereichen von auf eine Drehachse des Lenkrads bezogenen Azimutpositionen höher ist, die gewöhnlichen Haltepositionen entsprechen, die von einem Fahrer des Fahrzeugs angewendet werden, wenn er in Geradeausrichtung fährt.
  9. Fahrzeuglenkrad nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Fahrzeuglenkrad ferner eine Heizvorrichtung mit mindestens einem Heizdraht umfasst, wobei mindestens ein Heizdraht von dem mindestens einen Heizdraht als der mindestens eine elektrisch leitende Draht (24) dient, an welchen das zeitveränderliche Ausgangssignal der Signalerzeugungseinheit (14) angelegt wird.
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