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DE19724168C1 - Body presence detection device, especially for motor vehicle - Google Patents

Body presence detection device, especially for motor vehicle

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Publication number
DE19724168C1
DE19724168C1 DE19724168A DE19724168A DE19724168C1 DE 19724168 C1 DE19724168 C1 DE 19724168C1 DE 19724168 A DE19724168 A DE 19724168A DE 19724168 A DE19724168 A DE 19724168A DE 19724168 C1 DE19724168 C1 DE 19724168C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode arrangement
heating
electrode
detection area
influence
Prior art date
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Expired - Fee Related
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DE19724168A
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German (de)
Inventor
Hans Volz
Thomas Schuebel
Helmut Henninger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HELAG-ELECTRONIC GMBH, 72202 NAGOLD, DE
Original Assignee
Helag Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Abstract

The device detects the presence of a body, especially a human body, in a detection area (136) through a capacitive sensor (160) which includes an electrode arrangement (148). The electrode arrangement is connected to a detection circuit, and its capacitance is changed through the entry of the body in the detection area (136). The capacitive sensor (160) includes a body (156) from electrically conductive material, which is electrically separated from the electrode arrangement. Capacitively induced charges are produced in the body, through an electric charge applied to the electrode arrangement. The body is preferably arranged outside the detection area.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur De­ tektion der Anwesenheit eines Körpers, insbesondere eines menschlichen Körpers, in einem Detektionsbereich, mit einem kapazitiven Sensor, welcher eine Elektrodenanordnung umfaßt, die an eine Detektionsschaltung anschließbar ist und deren Kapazität durch Einbringen des Körpers in den Detektions­ bereich veränderbar ist.The present invention relates to a device for De detection of the presence of a body, especially one human body, in a detection area, with a capacitive sensor, which comprises an electrode arrangement, which can be connected to a detection circuit and their Capacity by inserting the body into the detection area is changeable.

Solche Vorrichtungen können insbesondere dazu verwendet wer­ den, die Belegung eines Sitzes in einem Fahrzeug zu erkennen und in Abhängigkeit von der Sitzbelegung Sicherheitseinrich­ tungen wie beispielsweise ein Airbagsystem, Warneinrichtungen wie beispielsweise eine Gurtwarnanzeige oder weitere Einrich­ tungen des Fahrzeugs zu aktivieren.Such devices can be used in particular for who to recognize the occupancy of a seat in a vehicle and depending on the seat occupancy safety device such as an airbag system, warning devices such as a belt warning indicator or other setup activations of the vehicle.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der deut­ schen Patentschrift 44 17 827 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind zwei flächige Meßelektroden nebeneinander in der Sitzfläche eines Sitzes angeordnet. Die beiden Meßelek­ troden erzeugen, auf Spannung gelegt, ein elektrisches Feld in einem oberhalb der Sitzfläche des Sitzes angeordneten De­ tektionsbereich, das durch die Anwesenheit einer Person in dem Detektionsbereich beeinflußt werden kann. Die Kapazität einer Elektrodenanordnung hängt nämlich linear von der rela­ tiven Dielektrizitätszahl εr des Materials ab, mit dem der Raum, der von dem elektrischen Feld der Elektrodenanordnung durchsetzt wird, ausgefüllt ist. Da menschliches Gewebe zu ungefähr 75% aus Wasser besteht, das eine hohe relative Dielektrizitätsszahl von etwa 80 aufweist, ist die Kapazität der Elektrodenanordnung in dem Zustand, in dem sich eine Per­ son in dem Detektionsbereich befindet, gegenüber der Kapazi­ tät der Elektrodenanordnung in dem Zustand, in dem der Sitz nicht belegt ist, erhöht. Die Kapazität der Elektrodenanord­ nung in dem Zustand, in dem sich kein zu detektierender Kör­ per in dem Detektionsbereich befindet, wird im folgenden als Ruhekapazität der Elektrodenanordnung bezeichnet.A device of the type mentioned is known from German patent 44 17 827 C2. In this known device, two flat measuring electrodes are arranged side by side in the seat of a seat. The two measuring electrodes produce, when connected to voltage, an electric field in a detection area arranged above the seat surface of the seat, which can be influenced by the presence of a person in the detection area. The capacity of an electrode arrangement depends linearly on the relative dielectric constant ε r of the material with which the space which is penetrated by the electric field of the electrode arrangement is filled. Since human tissue is about 75% water, which has a high relative dielectric constant of about 80, the capacity of the electrode arrangement in the state in which a person is in the detection area is compared to the capacity of the electrode arrangement in the state , in which the seat is not occupied, increased. The capacity of the electrode arrangement in the state in which there is no body to be detected in the detection area is referred to below as the resting capacity of the electrode arrangement.

Die durch Einbringen eines zu detektierenden Körpers in den Detektionsbereich erzielbare Kapazitätsänderung ist im we­ sentlichen proportional zu der Ruhekapazität der Elektroden­ anordnung. Die aus der deutschen Patentschrift 44 17 827 be­ kannte Elektrodenanordnung weist jedoch nur eine geringe Ruhekapazität (von typischerweise bis zu 50 pF) auf, die kleiner ist als die Kapazität der Zuleitungen der Elektroden­ anordnung (von typischerweise 200 pF). Die durch Einbringen eines zu detektierenden Körpers in den Detektionsbereich er­ zielbaren absoluten Kapazitätsänderungen der Elektrodenanord­ nung liegen daher in derselben Größenordnung wie die Kapazi­ tät der Zuleitungen zu der Elektrodenanordnung, so daß die erzielbare Kapazitätsänderung im Verhältnis zu der Gesamt­ kapazität des kapazitiven Sensors, die sich aus der Kapazität der Elektrodenanordnung und der Kapazität der Zuleitungen zu­ sammensetzt, vergleichsweise gering und darum schwer detek­ tierbar ist. Aufgrund der nur geringen Ruhekapazität der Elektrodenanordnung kann es daher zu Fehlern bei der Detek­ tion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detektionsbereich kommen.The by inserting a body to be detected in the Detection range achievable capacity change is in the we considerably proportional to the resting capacity of the electrodes arrangement. The be from German patent 44 17 827 However, the known electrode arrangement has only a small one Resting capacity (typically up to 50 pF) on that is smaller than the capacity of the leads of the electrodes arrangement (typically 200 pF). By bringing in of a body to be detected in the detection area targetable absolute changes in capacitance of the electrode arrangement are therefore of the same order of magnitude as the capacitance act of the leads to the electrode assembly, so that the achievable capacity change in relation to the total capacitance of the capacitive sensor resulting from the capacitance  the electrode arrangement and the capacity of the leads composed, comparatively small and therefore difficult to detect is animal. Due to the low resting capacity of the Electrode arrangement can therefore lead to errors in the detection tion of the presence of a body in the detection area come.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch das Einbringen eines zu detektierenden Körpers in den Detektionsbereich eine höhere Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung erreichbar ist.The present invention is therefore based on the object to create a device of the type mentioned at by inserting a body to be detected into the detection area a higher change in capacity Electrode arrangement can be reached.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der kapazitive Sensor einen Influenzkörper aus elektrisch leitfähigem Mate­ rial umfaßt, der von der Elektrodenanordnung elektrisch ge­ trennt ist und an dem elektrische Influenzladungen durch an der Elektrodenanordnung angeordnete elektrische Ladungen er­ zeugbar sind.This task is called in a device of the beginning ten kind solved according to the invention in that the capacitive Sensor an influence body made of electrically conductive mate rial comprises, the ge of the electrode assembly electrically is separated and at which electrical influence charges through electrical charges arranged in the electrode arrangement are witnessable.

Elektrische Ladungen an der Elektrodenanordnung entstehen, wenn die Elektrodenanordnung, beispielsweise mittels der De­ tektionsschaltung, mit einer elektrischen Spannung beauf­ schlagt wird.Electrical charges arise on the electrode arrangement, if the electrode arrangement, for example by means of the De tection circuit, with an electrical voltage is struck.

Dem erfindungsgemäßen Konzept liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Ruhekapazität einer Elektrodenanordnung sich durch einen Influenzeffekt deutlich steigern läßt. Zur Ausnutzung dieses Influenzeffektes ist ein Influenzkörper aus elektrisch leitfähigem Material, der von der Elektrodenanordnung elek­ trisch getrennt ist, hinreichend nahe an der Elektrodenanord­ nung vorzusehen, so daß an dem Influenzkörper elektrische In­ fluenzladungen durch die Wirkung der an der Elektrodenanord­ nung angeordneten elektrischen Ladungen entstehen.The concept according to the invention is based on the knowledge that that the resting capacity of an electrode arrangement differs can significantly increase an influencing effect. For exploitation this influence effect is an influence body made of electricity  conductive material, the elec is separated sufficiently close to the electrode arrangement Provide voltage so that electrical In Fluence charges due to the effect of the electrode arrangement arranged electrical charges arise.

Dabei entsteht in einem Bereich des Influenzkörpers, der ei­ nem Bereich der Elektrodenanordnung mit positiver Ladung be­ nachbart ist, eine negative Influenzladung. In einem Bereich des Influenzkörpers, der einem Bereich der Elektrodenanord­ nung mit negativer Ladung benachbart ist, entsteht eine posi­ tive Influenzladung. Die einander benachbarten Ladungen der Elektrodenanordnung einerseits und des Influenzkörpers ande­ rerseits weisen also entgegengesetzte Polarität auf. Daher ist das elektrische Feld, das von den Influenzladungen er­ zeugt wird, außerhalb des zwischen der Elektrodenanordnung und dem Influenzkörper liegenden Bereichs entgegengesetzt zu dem von den Ladungen an der Elektrodenanordnung erzeugten elektrischen Feld gerichtet. Durch die Superposition beider Felder ergibt sich also eine Abschwächung des elektrischen Feldes der Elektrodenanordnung. Wenn jedoch die elektrischen Potentiale der Bereiche der Elektrodenanordnung fest vorgege­ ben sind, beispielsweise dadurch, daß zwischen zwei Elektro­ den der Elektrodenanordnung eine externe elektrische Spannung gelegt wird, so fließen zum Ausgleich der Abschwächung des elektrischen Feldes durch die Influenzladungen weitere Ladun­ gen auf die Elektroden nach. Durch den Influenzeffekt erhöht sich also die elektrische Ladung an den Elektroden der Elek­ trodenanordnung bei festgehaltener Spannung; dies entspricht einer Erhöhung der Kapazität der Elektrodenanordnung. This creates in an area of the influential body, the egg be in the area of the electrode arrangement with positive charge is neighboring, a negative influenza charge. In one area of the influence body, which is an area of the electrode arrangement is adjacent to the negative charge, a posi arises tive influenza charge. The adjacent charges of the Electrode arrangement on the one hand and the influence body on the other on the other hand, they have opposite polarity. Therefore is the electric field generated by the influential charges is generated outside of between the electrode assembly and the area lying opposite the influential body that generated by the charges on the electrode assembly electric field directed. Because of the superposition of both Fields there is a weakening of the electrical Field of the electrode arrangement. However, if the electrical Potentials of the areas of the electrode arrangement are fixed ben are, for example, in that between two electric external electrode voltage is placed, flow to compensate for the weakening of the electric field due to the influence of further charges on the electrodes. Increased by the influence of the influence the electrical charge on the electrodes of the elec electrode arrangement with fixed voltage; This matches with an increase in the capacity of the electrode arrangement.  

Damit sich die Influenzladungen ungestört ausbilden können, ist der Influenzkörper von allen elektrisch leitfähiger. Kör­ pern in seiner Umgebung, insbesondere von stromführenden Lei­ tungen, elektrisch getrennt, vorzugsweise durch Isolierkörper elektrisch isoliert. Somit befindet sich der Influenzkörper nicht auf einem fest eingestellten elektrischen Potential; vielmehr kann sich das Potential des Influenzkörpers aufgrund des Influenzeffektes in Abhängigkeit von den Potentialen an den Elektroden der Elektrodenanordnung frei einstellen.So that the influenza charges can develop undisturbed, the influence body of all is more electrically conductive. Kör pern in its environment, especially from live Lei lines, electrically separated, preferably by insulating bodies electrically isolated. Thus the body of the influence is located not at a fixed electrical potential; rather, the potential of the influential body may be due to of the influence of the influence depending on the potential freely adjust the electrodes of the electrode arrangement.

Durch den Influenzeffekt kann eine Steigerung der Ruhekapazi­ tät der Elektrodenanordnung um einen Faktor von bis zu 25 er­ reicht werden. Aufgrund dieser deutlichen Steigerung der Ruhekapazität ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch dann einsetzbar, wenn in unmittelbarer Nachbarschaft der Elektro­ denanordnung des kapazitiven Sensors stromführende Leitungen angeordnet sind, die mit einem Massepotential verbunden sind. Solche stromführenden Leitungen setzen die Ruhekapazität der Elektrodenanordnung herab; die durch den Influenzeffekt er­ findungsgemäß erreichte Kapazitätserhöhung macht diese Ein­ buße jedoch mehr als wett. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher insbesondere dazu, neben einer Sitzheizung in einem Sitz angeordnet zu werden, dessen Belegung detek­ tiert werden soll.The influence of the influence can increase the resting capacity the electrode arrangement by a factor of up to 25 be enough. Because of this significant increase in The device according to the invention is then also resting capacity can be used if the electrical system is in the immediate vicinity the arrangement of the capacitive sensor live lines are arranged, which are connected to a ground potential. Such live cables set the resting capacity of the Electrode assembly down; by the influence of the influence Capacity increase achieved according to the invention makes this a but more than make up for it. The device according to the invention is therefore particularly suitable in addition to a seat heater to be arranged in a seat, the occupancy detek should be animals.

Die durch Einbringen eines zu detektierenden Körpers in den Detektionsbereich erzielte Kapazitätsänderung der Elektroden­ anordnung wird durch den Influenzeffekt ebenso gesteigert wie die Ruhekapazität der Elektrodenanordnung. Bei der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung lassen sich daher absolute Kapazi­ tätsänderungen der Kapazität der Elektrodenanordnung erzie­ len, die deutlich größer sind als die Kapazität der Zuleitun­ gen des kapazitiven Sensors.The by inserting a body to be detected in the Detection area achieved change in capacitance of the electrodes arrangement is increased by the effect of influence as well  the resting capacity of the electrode arrangement. With the inventor device according to the invention can therefore absolute capaci Educate changes in the capacity of the electrode assembly len, which are significantly larger than the capacity of the supply capacitive sensor.

Grundsätzlich kann der Influenzkörper jede Lage relativ zu dem Detektionsbereich einnehmen. Vorzugsweise wird der In­ fluenzkörper jedoch außerhalb des Detektionsbereichs angeord­ net. Dadurch ist gewährleistet, daß der Detektionsbereich in demjenigen Bereich des elektrischen Feldes der Elektrodenan­ ordnung liegt, in dem die Felder der Ladungen an der Elektro­ denanordnung und die Felder der Influenzladungen einander entgegengesetzt gerichtet sind.Basically, the influential body can be relative to any position occupy the detection area. Preferably, the In however, the fluid body is arranged outside the detection range net. This ensures that the detection range in that area of the electric field of the electrodes order lies in which the fields of the charges on the electrical the arrangement and the fields of the influence charges each other are directed in opposite directions.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn der In­ fluenzkörper auf einer dem Detektionsbereich abgewandten Seite der Elektrodenanordnung angeordnet ist. Eine solche An­ ordnung führt zu einer hohen Kapazitätsänderung der Elektro­ denanordnung bei Einbringen eines Dielektrikums in den Detek­ tionsbereich.It has proven to be particularly favorable if the In fluence body on a surface facing away from the detection area Side of the electrode arrangement is arranged. Such an approach Order leads to a large change in the capacity of the electrical system the arrangement when introducing a dielectric into the detector area.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung überdeckt der Influenzkörper die dem Detektions­ bereich abgewandte Seite der Elektrodenanordnung vollständig.In a preferred embodiment of the invention The device covers the body of the influence of the detection completely away from the side of the electrode arrangement.

Über die Art der verwendeten Elektrodenanordnung wurden vor­ stehend noch keine näheren Angaben gemacht. About the type of electrode arrangement used were before standing no details given yet.  

Grundsätzlich ist denkbar, daß die Elektrodenanordnung eine einzige Elektrode aufweist, deren Kapazität in Bezug auf ein Referenzpotential, beispielsweise ein geerdetes Fahrzeugge­ häuse, gemessen wird.Basically, it is conceivable that the electrode arrangement has only one electrode, the capacity with respect to a Reference potential, for example a grounded vehicle housing, is measured.

Vorzugsweise umfaßt die Elektrodenanordnung jedoch mindestens zwei elektrisch voneinander getrennte Elektroden, die auf voneinander verschiedene elektrische Potentiale gelegt werden können.However, the electrode arrangement preferably comprises at least two electrodes that are electrically separated from each other different electrical potentials are placed can.

Dabei wird der Influenzkörper vorteilhafterweise so ausgebil­ det und angeordnet, daß durch die elektrische Ladung jeder Elektrode Influenzladungen an dein Influenzkörper erzeugbar sind.The influential body is advantageously trained in this way det and arranged that by the electric charge everyone Electrode influence charges can be generated on your influence body are.

Besonders günstig ist es, wenn die Elektrodenanordnung eine Symmetrie, beispielsweise eine Spiegelsymmetrie bezüglich ei­ ner Spiegelebene, aufweist, und der Influenzkörper so ausge­ bildet und angeordnet ist, daß er dieselbe Symmetrie, bei­ spielsweise eine Spiegelsymmetrie bezüglich derselben Spie­ gelebene, aufweist.It is particularly favorable if the electrode arrangement has a Symmetry, for example mirror symmetry with respect to egg ner mirror plane, and the influence body so out forms and is arranged that it has the same symmetry, at for example a mirror symmetry with respect to the same mirror gel level.

Die mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanordnung können auf verschiedenen Seiten des Detektionsbereichs angeordnet sein. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn jeder Elektrode ein Influenzkörper zugeordnet ist, der vorzugsweise jeweils auf der dem Detektionsbereich abgewandten Seite der betref­ fenden Elektrode angeordnet ist. The at least two electrodes of the electrode arrangement can arranged on different sides of the detection area be. In this case it is an advantage if each electrode an influence body is assigned, which is preferably in each case on the side facing away from the detection area fenden electrode is arranged.  

Ein kompakterer Aufbau der Elektrodenanordnung und damit das kapazitiven Sensors der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erreicht, wenn die Elektroden der Elektrodenanordnung im we­ sentlichen flächig ausgebildet und in einer, vorzugsweise im wesentlichen ebenen, Elektrodenschicht nebeneinander angeord­ net sind. In diesem Fall sind die mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanordnung auf derselben Seite des Detektionsbe­ reichs angeordnet, so daß ein einstückig ausgebildeter In­ fluenzkörper verwendet werden kann, uni den Influenzeffekt für beide Elektroden auszunutzen.A more compact structure of the electrode arrangement and thus that capacitive sensor of the device according to the invention reached when the electrodes of the electrode arrangement in the we noticeably flat and in one, preferably in essential flat, electrode layer arranged side by side are not. In this case, the at least two electrodes the electrode arrangement on the same side of the detection area Reichs arranged so that a one-piece In fluenzkörper can be used to uni the influencing effect for to use both electrodes.

Durch eine geeignete Geometrie der Elektroden der Elektroden­ anordnung kann die Ruhekapazität der Elektrodenanordnung wei­ ter gesteigert werden.By a suitable geometry of the electrodes of the electrodes arrangement can the rest capacity of the electrode arrangement knows ter be increased.

Bei einer zur Erzielung einer hohen Ruhekapazität günstigen Anordnung weisen zwei Elektroden der Elektrodenanordnung je­ weils die Form eines Kammes mit mehreren Zinken auf und sind diese Elektroden so relativ zueinander angeordnet, daß die Zinken der beiden Elektroden ineinandergreifen.With a favorable to achieve a high resting capacity The arrangement has two electrodes each of the electrode arrangement because the shape of a comb with several prongs on and are these electrodes are arranged so that the Interlock the teeth of the two electrodes.

Als besonders günstig zur Erzielung einer hohen Ruhekapazität hat es sich jedoch erwiesen, wenn die Elektrodenanordnung mindestens eine mäanderförinige Elektrode umfaßt. Umfaßt die Elektrodenanordnung mehrere Elektroden, so ist es von Vor­ teil, wenn alle Elektroden der Elektrodenanordnung mäander­ förmige Gestalt aufweisen.As particularly cheap to achieve a high resting capacity However, it has been found that the electrode arrangement comprises at least one meandering electrode. Includes the Electrode arrangement several electrodes, so it is from before part if all electrodes of the electrode arrangement meander have a shape.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Influenzkörper als eine, vorzugsweise im wesentlichen ebene, Influenzschicht ausgebildet. Eine solche Influenzschicht kann insbesondere flexibel ausgebildet sein, so daß sie sich zerstörungsfrei verformen kann, wenn ein zu detektierender Körper in den Detektionsbereich eingebracht wird, also beispielsweise der Sitz, dessen Belegung detek­ tiert werden soll, belegt wird.In a preferred embodiment of the invention The device is the influencer body, preferably in the essentially level, influenza layer. Such  Influence layer can in particular be flexible, so that it can deform non-destructively if one too Detecting body introduced into the detection area is, for example the seat, the occupancy detek is to be documented.

Für die erwünschte Erhöhung der Ruhekapazität der Elektroden­ anordnung ist es besonders günstig, wenn die Elektrodenanord­ nung in einer Elektrodenschicht nebeneinander angeordnete flächige Elektroden umfaßt und der Influenzkörper als im we­ sentlichen parallel zu der Elektrodenschicht ausgebildete In­ fluenzschicht ausgebildet ist.For the desired increase in the resting capacity of the electrodes arrangement, it is particularly favorable if the electrode arrangement voltage arranged side by side in an electrode layer covers flat electrodes and the influence body as in the we Substantially formed in parallel to the electrode layer fluence layer is formed.

Die erforderliche elektrische Trennung der Elektrodenanord­ nung von dem Influenzkörper kann beispielsweise dadurch er­ reicht werden, daß ein luftgefüllter oder evakuierter Zwi­ schenraum zwischen der Elektrodenanordnung und dem Influenz­ körper vorgesehen ist.The required electrical separation of the electrode arrangement This can, for example, result from the influence body be enough that an air-filled or evacuated intermediate space between the electrode arrangement and the influenza body is provided.

Eine zuverlässigere Trennung, die auch bei einer Verformung des kapazitiven Sensors noch für eine hinreichende Isolation sorgt, wird jedoch erreicht, wenn zwischen der Elektrodenan­ ordnung und dem Influenzkörper ein elektrisch nicht leitfähi­ ger Isolationskörper angeordnet ist.A more reliable separation, even with a deformation of the capacitive sensor for sufficient insulation provides, but is achieved when between the electrodes order and the influence body an electrically non-conductive ger insulation body is arranged.

Die Ruhekapazität der Elektrodenanordnung hängt aufgrund des Influenzeffektes unter anderem auch von dein Abstand zwischen der Elektrodenanordnung und dem Influenzkörper ab. Wenn der zwischen der Elektrodenanordnung und dem Influenzkörper vor­ gesehene Isolationskörper elastisch verformbar ist, kann dieser Effekt für eine weitere Steigerung der durch das Einbringen eines Körpers in den Detektionsbereich erzielbaren Kapazitätsänderung ausgenutzt werden. Wird nämlich in einem solchen Fall der kapazitive Sensor durch den eingebrachten Körper mit einem mechanischen Druck beaufschlagt, so ver­ ringert sich der Abstand zwischen der Elektrodenanordnung und dem Influenzkörper aufgrund der elastischen Verformung des Isolationskörpers, was eine zusätzliche Steigerung der Kapa­ zität der Elektrodenanordnung zur Folge hat.The resting capacity of the electrode arrangement depends on the Influence effect among other things from your distance between the electrode arrangement and the influence body. If the between the electrode arrangement and the influence body seen insulation body is elastically deformable, can this effect for a further increase in through the  Introducing a body achievable in the detection area Capacity changes can be exploited. Is namely in one in such a case the capacitive sensor introduced by the Body subjected to mechanical pressure, so ver the distance between the electrode arrangement and decreases the influence body due to the elastic deformation of the Isolation body, which is an additional increase in Kapa result of the electrode arrangement.

Zur Auswertung der durch Einbringen eines Körpers in den De­ tektionsbereich verursachten Kapazitätsänderung der Elektro­ denanordnung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteil­ hafterweise eine Detektionsschaltung auf, welche eine Ein­ richtung zum Erzeugen eines der momentanen Gesamtkapazität des kapazitiven Sensors entsprechenden Meßsignals umfaßt.To evaluate the by inserting a body in the De tection area caused electrical capacity change The arrangement according to the invention has the advantage has a detection circuit which has an on Direction for generating one of the current total capacities of the capacitive sensor corresponding measurement signal.

Eine solche Detektionsschaltung kann aus diskreten elektroni­ schen Bauelementen aufgebaut sein oder auch einen program­ mierbaren Prozessor mit einem geeigneten Auswertungsprogramm umfassen.Such a detection circuit can consist of discrete electronics be built components or a program mable processor with a suitable evaluation program include.

Für den angestrebten Detektionszweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt es lediglich auf eine möglichst genaue Er­ fassung der Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung an. Es ist daher von Vorteil, wenn die Detektionsschaltung eine Ein­ richtung zum Erzeugen eines einer Ruhegesamtkapazität des ka­ pazitiven Sensors entsprechenden Referenzsignals und eine Einrichtung zum Vermindern des Betrags des Meßsignals um den Betrag des Referenzsignals umfaßt. Die Ruhegesamtkapazität des kapazitiven Sensors setzt sich dabei aus der Ruhekapazi­ tät der Elektrodenanordnung und der Kapazität der zwischen der Detektionsschaltung und der Elektrodenanordnung angeord­ neten Zuleitungen zusammen. Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme wird daher erreicht, daß das um den Betrag des Refe­ renzsignals verminderte Meßsignal direkt der durch einen in den Detektionsbereich eingebrachten Körper erzeugten Kapazi­ tätsänderung entspricht.For the intended detection purpose of the invention The only thing that matters is the most accurate He possible Detection of the change in capacitance of the electrode arrangement. It is therefore advantageous if the detection circuit is an on direction for generating a total resting capacity of the ka capacitive sensor corresponding reference signal and Device for reducing the amount of the measurement signal by Amount of the reference signal includes. The total resting capacity of the capacitive sensor consists of the resting capacitance act of the electrode arrangement and the capacity of the between  the detection circuit and the electrode arrangement neten supply lines together. Through the one described above Measure is therefore achieved that the amount of the Refe renzsignals reduced measurement signal directly by a in body introduced into the detection area generated capaci change of state corresponds.

Bei vielen Anwendungen ist es erwünscht, daß die Vorrichtung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detekti­ onsbereich zwischen verschiedenen Gruppen von eingebrachten Körpern unterscheiden kann. Zu diesem Zweck umfaßt die De­ tektionsschaltung vorteilhafterweise eine Einrichtung zum Er­ zeugen eines Detektorausgangssignals, das angibt, ob das Meß­ signal einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Da­ durch ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung nur dann die Anwesenheit eines Körpers in dem Detektionsbereich anzeigen zu lassen, wenn derselbe eine Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung verursacht, welche oberhalb eines vorge­ gebenen Mindestwerts liegt. Auf diese Weise können insbeson­ dere menschliche Körper, welche aufgrund des hohen Wasseran­ teils von menschlichem Gewebe eine hohe mittlere relative Dielektrizitätszahl εr aufweisen und daher vergleichsweise hohe Kapazitätsänderungen der Elektrodenanordnung verursa­ chen, von Gegenständen, die im wesentlichen aus Kunststoff oder Metall bestehen und darum wesentlich geringere mittlere relative Dielektrizitätszahlen εr aufweisen, unterschieden werden.In many applications, it is desirable that the device for detecting the presence of a body in the detection area be able to distinguish between different groups of introduced bodies. For this purpose, the detection circuit advantageously comprises a device for generating a detector output signal which indicates whether the measurement signal exceeds a predetermined threshold value. As a result, it is possible to have the device according to the invention only indicate the presence of a body in the detection area if it causes a change in capacitance in the electrode arrangement which is above a predetermined minimum value. In this way, in particular human bodies, which have a high average relative permittivity ε r due to the high proportion of water in human tissue and therefore cause comparatively high changes in capacitance in the electrode arrangement, of objects which consist essentially of plastic or metal and are therefore essential have lower average relative permittivities ε r .

Ferner ist es günstig, wenn die Einrichtung zum Erzeugen ei­ nes Detektorausgangssignals so ausgebildet ist, daß das von derselben erzeugte Ausgangssignal sich bei einer Unter- oder Überschreitung des vorgegebenen Schwellenwerts durch das Meß­ signal nur ändert, wenn die Unter- oder Überschreitung minde­ stens eine vorgegebene Zeitspanne lang andauert. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß sich das Detektorausgangs­ signal ändert, wenn ein Körper nur für kurze Zeit in den De­ tektionsbereich eingebracht oder nur für kurze Zeit aus dem Detektionsbereich hinausbewegt wird. So ist zum Beispiel denkbar, daß eine Person, die einen Sitz belegt, dessen Bele­ gung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung detektiert wer­ den soll, sich für kurze Zeit von dem Sitz erhebt, um etwa hinter den Sitz zu greifen oder eine außerhalb ihrer Reich­ weite in der Sitzposition liegende Bedienungseinrichtung zu erreichen. In einem solchen Fall ist es in der Regel er­ wünscht, daß die Detektionsvorrichtung ununterbrochen eine Belegung des betreffenden Sitzes anzeigt.It is also advantageous if the device for generating egg Nes detector output signal is designed so that the  same generated output signal at a lower or The measurement exceeds the specified threshold signal only changes if the minimum or high limit is exceeded lasts for a predetermined period of time. To this This can prevent the detector output from moving signal changes when a body is in the De for only a short time tection area introduced or only for a short time from the Detection range is moved. For example conceivable that a person occupying a seat whose Bele tion detected by a device according to the invention should rise from the seat for a short time, by about to reach behind the seat or one outside their realm wide operating device in the sitting position to reach. In such a case, it is usually him wishes the detection device to continuously receive a Occupancy of the seat in question.

Außer zur Erkennung der Belegung eines Sitzes kann die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung auch für beliebige andere Anwendungen eingesetzt werden, bei denen die Anwesenheit eines Körpers in einem Detektionsbereich zu detektieren ist. Beispielsweise kann die Vorrichtung zur Erkennung der Belegung von Kranken­ betten dienen.In addition to recognizing the occupancy of a seat, the inventor device according to the invention also for any other applications be used in which the presence of a body in a detection area is to be detected. For example can the device for detecting the occupancy of patients serve beds.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Influenz­ effekt eine durch die Nähe stromführender Leitungen zu dem kapazitiven Sensor bedingte Abnahme der Ruhekapazität kompen­ siert wird, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung be­ sonders dazu, als Teil einer Heizvorrichtung, insbesondere einer Sitz-Heizvorrichtung, verwendet zu werden, wobei die Heizvorrichtung neben der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Heizelement und eine Heizsteuerung zur Steuerung einer Heiz­ stromzufuhr zu dem Heizelement in Abhängigkeit von einem De­ tektorausgangssignal der erfindungsgemäßen Vorrichtung um­ faßt. Eine solche Heizvorrichtung kann in der Weise betrieben werden, daß die Heizsteuerung die Heizstromzufuhr zu dem Heizelement nur dann freigibt, wenn das Detektorausgangs­ signal anzeigt, daß ein menschlicher Körper in dem Detek­ tionsbereich, also beispielsweise auf dem zu beheizenden Sitz, anwesend ist. Im Vergleich zu einer Sitzheizung, die einen Sitz unabhängig von dessen Belegung beheizt, kann so eine erhebliche Energieeinsparung erzielt werden.Since in the device according to the invention by the influence effect due to the proximity of live cables to the capacitive sensor-related decrease in the resting capacity is settled, the device according to the invention is suitable especially as part of a heating device, in particular a seat heater to be used, the  Heating device in addition to the device according to the invention Heating element and a heating control for controlling a heater power supply to the heating element depending on a De tector output signal of the device according to the invention sums up. Such a heating device can be operated in this way be that the heating control the heating current supply to the Heating element only releases when the detector output signal indicates that a human body in the detec tion range, for example on the one to be heated Seat that is present. Compared to a seat heater that heated a seat regardless of its occupancy, can considerable energy savings can be achieved.

Eine ein Heizelement und eine Detektionsvorrichtung zur Er­ kennung einer Sitzbelegung umfassende Sitzheizung, die nur bei belegtem Sitz eingeschaltet wird, ist aus der DE 41 10 702 A1 bekannt. Diese bekannte Sitzheizung umfaßt jedoch keine Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.A heating element and a detection device for Er identification of a seat occupancy comprehensive seat heating that only is switched on when the seat is occupied, is off DE 41 10 702 A1 known. This known seat heating includes however, no detection device according to one of the claims  1 to 15.

In der Regel wird der Detektionsbereich im wesentlichen dem mittels der Heizvorrichtung zu beheizenden Bereich entspre­ chen. Es ist daher von Vorteil, wenn das Heizelement zwischen der Elektrodenanordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Detektionsbereich angeordnet ist, da sich so das Heizele­ ment in unmittelbarer Nachbarschaft des zu beheizenden Berei­ ches befindet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Heiz­ vorrichtung ist vorgesehen, daß die Heizvorrichtung eine Heizmatte umfaßt, in der das Heizelement, die Elektrodenan­ ordnung und der Influenzkörper angeordnet sind. Durch die In­ tegration des Heizelements, der Elektrodenanordnung und des Influenzkörpers in der Heizmatte wird ein kompakter Aufbau und ein zeitsparender Einbau der Heizvorrichtung ermöglicht.As a rule, the detection range is essentially that correspond to the area to be heated by means of the heating device chen. It is therefore advantageous if the heating element between the electrode arrangement of the device according to the invention and the detection area is arranged, since the Heizele ment in the immediate vicinity of the area to be heated ches. In a preferred embodiment of the heating device is provided that the heating device Heating mat comprises, in which the heating element, the electrodes order and the influential body are arranged. By the In  tegration of the heating element, the electrode arrangement and the Influence body in the heating mat becomes a compact structure and enables a time-saving installation of the heating device.

Eine weitere Senkung des Platzbedarfs der Heizvorrichtung und eine weitere Verkürzung der erforderlichen Montagezeit kann dadurch erreicht werden, daß die Heizsteuerung und die Detek­ tionsschaltung der Vorrichtung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detektionsbereich in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.A further reduction in the space requirement of the heater and a further reduction in the assembly time required can be achieved in that the heating control and the Detek tion circuit of the device for detecting the presence  of a body in the detection area in a common Housing are arranged.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung zweiter Ausführungsbeispiele.Other features and advantages of the invention are the subject the following description and graphic representation second embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizvor­ richtung, in die eine Vorrichtung zur Detek­ tion der Anwesenheit eines Körpers integriert ist; Figure 1 is a schematic representation of a Heizvor direction, in which a device for detecting the presence of a body is integrated.

Fig. 2 einen Sitz, beispielsweise einen Fahrzeug­ sitz, in den eine Heizmatte der Heizvorrich­ tung aus Fig. 1 integriert ist; Fig. 2 is a seat, for example a vehicle seat, in which a mat of Heizvorrich processing of Figure 1 is integrated.

Fig. 3 einen schematischen, stark überhöhten Quer­ schnitt durch die Heizmatte der Heizvorrich­ tung aus Fig. 1, in dem eine Heizelement­ schicht, eine Elektrodenschicht und eine In­ fluenzschicht der Heizmatte dargestellt sind; Fig. 3 is a schematic, greatly inflated cross section through the heating mat of the Heizvorrich device of Figure 1, in which a heating element layer, an electrode layer and a fluence layer in the heating mat are shown.

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch die Heizelementschicht der Heizmatte der Heizvor­ richtung aus Fig. 1; Figure 4 is a schematic longitudinal section through the heating element layer of the heating mat of the Heizvor direction of Fig. 1.

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch die Elektrodenschicht der Heizmatte einer ersten Ausführungsform der Heizvorrichtung aus Fig. 1; Figure 5 is a schematic longitudinal section through the electrode layer of the heating mat of a first embodiment of the heater of FIG. 1.

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch die Influenzschicht der Heizmatte der Heizvor­ richtung aus Fig. 1; Fig. 6 is a schematic longitudinal section through the influence layer of the heating mat of the Heizvor direction of Fig. 1;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Detektionsschaltung der Vorrichtung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers; Fig. 7 is a block diagram of a detection circuit of the apparatus for detecting the presence of a body;

Fig. 8 einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsspan­ nung eines Dreieckgenerators der Detektions­ schaltung aus Fig. 7; FIG. 8 shows a time course of an output voltage of a triangular generator of the detection circuit from FIG. 7;

Fig. 9 einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsspan­ nung des Einwegverstärkers der Detektions­ schaltung aus Fig. 7; Fig. 9 shows a time course of an output voltage of the one-way amplifier of the detection circuit of Fig. 7;

Fig. 10 einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsspan­ nung eines Gleichspannungswandlers der Detek­ tionsschaltung aus Fig. 7; FIG. 10 shows a time course of an output voltage of a DC voltage converter of the detection circuit from FIG. 7;

Fig. 11 einen schematischen Längsschnitt durch die Elektrodenschicht der Heizmatte einer zweiten Ausführungsform der Heizvorrichtung. Fig. 11 is a schematic longitudinal section through the electrode layer of the heating mat of a second embodiment of the heater.

In allen Figuren sind gleiche oder funktional äquivalente Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.All figures have the same or functionally equivalent Elements with the same reference numerals.

Eine schematisch in Fig. 1 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Heizvorrichtung umfaßt eine flexible, flache, im wesentlichen rechteckförmige Heizmatte 102. A heating device shown schematically in FIG. 1, designated as a whole by 100 , comprises a flexible, flat, essentially rectangular heating mat 102 .

Die Heizmatte 102 weist einen Heizstromeingang 104 auf, der über eine Heizstromzuführleitung 106 mit einem Heizstromaus­ gang 108 einer Heizsteuerung oder eines Heizreglers 110 ver­ bunden ist.The heating mat 102 has a heating current input 104 , which is connected via a heating current supply line 106 to a heating current output 108 of a heating controller or a heating controller 110 .

Ferner weist die Heizmatte 102 einen Heizstromausgang 112 auf, der über eine Heizstromabführleitung 114 an ein Masse­ potential angeschlossen ist.Furthermore, the heating mat 102 has a heating current output 112 which is connected to a ground potential via a heating current discharge line 114 .

Ferner weist die Heizmatte 102 einen Detektionsstromeingang 116, der über eine Detektionsstromzuführleitung 118 mit einem Detektionsstromausgang 120 einer Detektionsschaltung 122 ver­ bunden ist, und einen Detektionsstromausgang 117 auf, der über eine Detektionsstromabführleitung 119 mit einem Detek­ tionsstromeingang 121 der Detektionsschaltung 122 verbunden ist.Furthermore, the heating mat 102 has a detection current input 116 , which is connected via a detection current supply line 118 to a detection current output 120 of a detection circuit 122 , and a detection current output 117 , which is connected via a detection current discharge line 119 to a detection current input 121 of the detection circuit 122 .

Der Heizregler 110 und die Detektionsschaltung 122 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 124 untergebracht, das über ein (nicht dargestelltes) Versorgungskabel mit einer Stromquelle, beispielsweise einer Kraftfahrzeugbatterie, verbunden ist.The heating controller 110 and the detection circuit 122 are accommodated in a common housing 124 which is connected to a power source, for example a motor vehicle battery, via a supply cable (not shown).

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Heizmatte 102 der Heiz­ vorrichtung 100 in einem Sitzpolster 126 eines Sitzes 128 ei­ nes Beförderungsmittels, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, angeordnet sein, um eine Sitzfläche 130 des Sitzes 128 behei­ zen zu können.As shown in FIG. 2, the heating mat 102 of the heating device 100 can be arranged in a seat cushion 126 of a seat 128 of a means of transport, for example a motor vehicle, in order to be able to heat a seat surface 130 of the seat 128 .

Alternativ oder ergänzend dazu kann die Heizmatte 102 auch in einer Rückenlehne 132 des Sitzes 128 angeordnet sein, um eine Anlehnfläche 134 des Sitzes 128 beheizen zu können. Alternatively or in addition, the heating mat 102 can also be arranged in a backrest 132 of the seat 128 in order to be able to heat a leaning surface 134 of the seat 128 .

In beiden Fällen ist es aus Gründen der Energieeinsparung er­ wünscht, daß der Heizmatte 102 nur dann ein Heizstrom zuge­ führt wird, wenn der Sitz 128 durch eine Person, beispiels­ weise einen Fahrer oder Fahrgast, belegt ist, sich also ein menschlicher Körper in dem in Fig. 2 in gebrochener Linie dargestellten Detektionsbereich 136 befindet. Zu diesem Zweck umfaßt die Heizvorrichtung 100 eine Vorrichtung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detektionsbereich 136, welche ein Ausgangssignal erzeugt, das angibt, ob der Sitz 128 belegt ist, und anhand dessen der Heizregler 110 die Heizstromzufuhr zu der Heizmatte 102 steuert. Diese Vorrich­ tung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers wird im fol­ genden näher beschrieben.In both cases, it is for reasons of energy saving that he wishes that the heating mat 102 is only supplied with a heating current when the seat 128 is occupied by a person, for example a driver or passenger, that is, a human body in which Fig. 2 is shown in broken line detection area 136 . For this purpose, the heating device 100 comprises a device for detecting the presence of a body in the detection area 136 , which generates an output signal which indicates whether the seat 128 is occupied and by means of which the heating controller 110 controls the supply of heating current to the heating mat 102 . This device for detecting the presence of a body is described in more detail below.

Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt die Heizmatte 102 eine obere Isolationsschicht 138, die im eingebauten Zustand der Sitzfläche 130 zugewandt ist und aus einer elektrisch nicht leitfähigen Folie oder einem elektrisch nicht leitfähigen Ge­ webe besteht.As shown in Fig. 3, the heating mat 102 comprises an upper insulation layer 138 , which faces the seat 130 in the installed state and consists of an electrically non-conductive film or an electrically non-conductive fabric.

An diese obere Isolationsschicht 138 schließt sich nach unten eine Heizelementschicht 140 an, in der ein linienförmiges, die Form einer Heizschlange aufweisendes Heizelement 142 an­ geordnet ist. Die Form des Heizelements 142 ist aus dem Längsschnitt der Fig. 4 zu ersehen.At the top of this upper insulation layer 138 is a heating element layer 140 , in which a linear heating element 142 having the shape of a heating coil is arranged. The shape of the heating element 142 can be seen from the longitudinal section of FIG. 4.

Statt eines Heizelements in Form eines Heizdrahts kann beispielsweise auch eine Carbonmatte als Heizelement verwendet werden. Instead of a heating element in the form of a heating wire can for example, a carbon mat as a heating element be used.  

Ein erstes Ende des Heizelements 142 ist mit dein Heizstrom­ eingang 104 der Heizmatte 102 verbunden, während ein zweites Ende des Heizelements 142 mit dem Heizstromausgang 112 der Heizmatte 102 verbunden ist. Fließt ein Heizstrom von den Heizstromeingang 104 zu dem Heizstromausgang 112 der Heiz­ matte 102, so wird in dem Heizelement 142 aufgrund dessen ohmschen Widerstandes Wärme erzeugt und durch die obere Iso­ lationsschicht 138 an die Sitzfläche 130 abgegeben.A first end of the heating element 142 is connected to the heating current input 104 of the heating mat 102 , while a second end of the heating element 142 is connected to the heating current output 112 of the heating mat 102 . If a heating current flows from the heating current input 104 to the heating current output 112 of the heating mat 102 , heat is generated in the heating element 142 due to its ohmic resistance and is emitted through the upper insulation layer 138 to the seat surface 130 .

An die Heizelementschicht 140 der Heizmatte 102 schließt sich nach unten eine Zwischenisolationsschicht 144 an, die aus ei­ ner elektrisch nicht-leitenden Folie oder aus einem elek­ trisch nicht-leitenden Gewebe besteht.At the bottom of the heating element layer 140 of the heating mat 102 is an intermediate insulation layer 144 , which consists of an electrically non-conductive foil or an electrically non-conductive fabric.

An die Zwischenisolationsschicht 144 schließt sich nach unten eine Elektrodenschicht 146 an, in der eine Elektrodenanord­ nung 148 angeordnet ist.An electrode layer 146 adjoins the intermediate insulation layer 144 , in which an electrode arrangement 148 is arranged.

Die Elektrodenanordnung 148 umfaßt eine flächenhaft ausgebil­ dete, mäanderförmige erste Elektrode 150, und eine ebenfalls flächenhaft ausgebildete und mäanderförmige zweite Elektrode 152, die in derselben Ebene wie die erste Elektrode 150 im wesentlichen parallel zu derselben in einem Abstand von bei­ spielsweise ungefähr 5 mm angeordnet ist.The electrode arrangement 148 comprises a planar, meandering first electrode 150 , and a planar and meandering second electrode 152 , which is arranged in the same plane as the first electrode 150 substantially parallel to it at a distance of approximately 5 mm, for example .

Die beiden Elektroden 150 und 152 bestehen aus einem Material mit guter, vorzugsweise metallischer Leitfähigkeit, bei­ spielsweise aus einem versilberten Kupfergeflecht, und weisen jeweils eine (längs der Elektrodenschicht 146 gemessene) Breite von beispielsweise ungefähr 30 mm auf und eine (senkrecht zu der Elektrodenschicht 146 gemessene) Dicke von beispielsweise ungefähr 0,2 mm auf. The two electrodes 150 and 152 consist of a material with good, preferably metallic conductivity, for example a silver-plated copper braid, and each have a width (measured along the electrode layer 146 ) of, for example, approximately 30 mm and one (perpendicular to the electrode layer 146 measured) thickness of about 0.2 mm, for example.

Ein Ende der ersten Elektrode 150 ist mit dem Detektions­ stromeingang 116 der Heizmatte 102 verbunden. Ein Ende der zweiten Elektrode 152 ist mit dem Detektionsstromausgang 117 der Heizmatte 102 verbunden.One end of the first electrode 150 is connected to the detection current input 116 of the heating mat 102 . One end of the second electrode 152 is connected to the detection current output 117 of the heating mat 102 .

Der Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden 150 und 152 ist vorzugsweise mit Luft gefüllt, kann jedoch auch ein elek­ trisch isolierendes Material enthalten.The space between the two electrodes 150 and 152 is preferably filled with air, but may also contain an electrically insulating material.

An die Elektrodenschicht 146 schließt sich nach unten eine weitere Zwischenisolationsschicht 154 an, die aus einer ela­ stisch verformbaren, elektrisch nicht leitfähigen Folie oder einem elastisch verformbaren, elektrisch nicht leitfähigen Stoffgeflecht besteht. Die Dicke dieser Zwischenisolations­ schicht beträgt beispielsweise 0,8 mm.At the bottom of the electrode layer 146 is another intermediate insulation layer 154 , which consists of an elastically deformable, electrically non-conductive film or an elastically deformable, electrically non-conductive fabric. The thickness of this intermediate insulation layer is, for example, 0.8 mm.

An die Zwischenisolationsschicht 154 schließt sich nach unten eine Influenzschicht 156 an, die aus einem Material mit gu­ ter, vorzugsweise metallischer Leitfähigkeit besteht und sich parallel zu den Schichtgrenzflächen mindestens so weit er­ streckt wie die Elektrodenanordnung 148 der Elektrodenschicht 146, deren Parallelprojektion längs einer senkrecht zu der Schichtrichtung verlaufenden Richtung auf die Influenzschicht 156 in Fig. 6 in gebrochenen Linien dargestellt ist. Die In­ fluenzschicht 156 überdeckt also die dein Detektionsbereich 136 abgewandte Seite der Elektrodenanordnung 148 vollständig.At the bottom of the intermediate insulation layer 154 is an influential layer 156 , which consists of a material with good, preferably metallic conductivity and extends parallel to the layer interfaces at least as far as it extends the electrode arrangement 148 of the electrode layer 146 , the parallel projection of which is perpendicular to one another the direction of the layer direction on the influenza layer 156 in FIG. 6 is shown in broken lines. The fluence layer 156 thus completely covers the side of the electrode arrangement 148 facing away from the detection region 136 .

Die Influenzschicht 156 kann aus einer Metallfolie oder, wie die Elektroden 150 und 152 der Elektrodenanordnung 148, aus einem versilberten Kupfergeflecht bestehen. Influence layer 156 may consist of a metal foil or, like electrodes 150 and 152 of electrode arrangement 148 , of a silver-plated copper braid.

An die Influenzschicht 156 schließt sich nach unten eine un­ tere Isolationsschicht 158 der Heizmatte 102 an, die aus ei­ nem elektrisch nicht leitfähigen Material, beispielsweise ei­ ner elektrisch nicht leitfähigen Folie oder einem elektrisch nicht leitfähigen Stoffgeflecht, besteht.A lower insulation layer 158 of the heating mat 102 adjoins the influencing layer 156 at the bottom and consists of an electrically non-conductive material, for example an electrically non-conductive film or an electrically non-conductive fabric.

Wenn die Heizmatte 102 beim Einbau so angeordnet wird, daß sie auf einem Körper aus elektrisch nicht leitfähigem Mate­ rial, beispielsweise einem Schaumstoffpolster des Sitzes 128, aufliegt, so kann die untere Isolationsschicht 158 der Heiz­ matte 102 entfallen.If the heating mat 102 is arranged during installation so that it rests on a body made of electrically non-conductive material, for example a foam cushion of the seat 128 , the lower insulation layer 158 of the heating mat 102 can be omitted.

Die Elektrodenanordnung 148, die Detektionsstromleitungen 118 und 119, die Influenzschicht 156 und die zwischen der Elek­ trodenanordnung 148 und der Influenzschicht 156 angeordnete Zwischenisolationsschicht 154 bilden zusammen einen kapazi­ tiven Sensor 160, dessen Funktion im folgenden noch näher er­ läutert werden wird.The electrode arrangement 148 , the detection current lines 118 and 119 , the influence layer 156 and the intermediate insulation layer 154 arranged between the electrode arrangement 148 and the influence layer 156 together form a capacitive sensor 160 , the function of which will be explained in more detail below.

Wird beispielsweise die erste Elektrode 150 auf ein positives und die zweite Elektrode 152 der Elektrodenanordnung 148 auf ein negatives Potential gelegt, so entsteht an der ersten Elektrode 150 eine positive Nettoladung und an der zweiten Elektrode 152 eine negative Nettoladung. Die positive Netto­ ladung an der ersten Elektrode 150 erzeugt in dem der ersten Elektrode 150 benachbarten Bereich der Influenzschicht 156 eine negative Influenzladung. In entsprechender Weise erzeugt die negative Nettoladung an der zweiten Elektrode 152 in dem der zweiten Elektrode 152 benachbarten Bereich der Influenz­ schicht 156 eine ebenso große positive Influenzladung. If, for example, the first electrode 150 is placed on a positive and the second electrode 152 of the electrode arrangement 148 on a negative potential, then a positive net charge arises on the first electrode 150 and a negative net charge on the second electrode 152 . The positive net charge on the first electrode 150 generates a negative influenza charge in the region of the influencing layer 156 adjacent to the first electrode 150 . Similarly, the net negative charge at the second electrode 152 generated in the second electrode 152 adjacent the region of the induction layer 156 as great a positive influence charge.

Durch Superposition der elektrischen Felder der Nettoladungen an den Elektroden 150 und 152 und der Influenzladungen in der Influenzschicht 156 entsteht ein elektrisches Gesamtfeld, dessen Feldlinien weit in den oberhalb der Elektrodenanord­ nung 148 angeordneten Detektionsbereich 136 ausgreifen.By superposition of the electric fields of the net charges on the electrodes 150 and 152 and the influence charges in the influence layer 156 , an overall electrical field is created, the field lines of which extend far into the detection area 136 arranged above the electrode arrangement 148 .

Wegen der Wirkung der Influenzladungen sind zur Erzeugung ei­ nes elektrischen Feldes, das der vorgegebenen Potentialdif­ ferenz zwischen den Elektroden 150 und 152 entspricht, grö­ ßere Ladungen an den Elektroden 150 und 152 erforderlich, als dies ohne das Vorhandensein der Influenzladungen der Fall wäre.Because of the effect of the influence charges, larger charges on the electrodes 150 and 152 are required to generate an electric field corresponding to the predetermined potential difference between the electrodes 150 and 152 than would be the case without the presence of the influence charges.

Aufgrund des Influenzeffektes ist folglich die Ruhekapazität CO, I der Elektrodenanordnung 148 bei Vorhandensein der In­ fluenzschicht 156 deutlich höher als die Ruhekapazität CO derselben Elektrodenanordnung 148 ohne die Influenzschicht 156. Unter der Ruhekapazität CO, I bzw. CO wird dabei diejenige Kapazität der Elektrodenanordnung 148 verstanden, die sich ergibt, wenn sich kein dielektrischer Körper in dem Detek­ tionsbereich 136 befindet.Due to the influence of the influence, the rest capacitance C O, I of the electrode arrangement 148 in the presence of the influent layer 156 is therefore significantly higher than the rest capacitance C O of the same electrode arrangement 148 without the influence layer 156 . The quiescent capacitance C O, I or C O is understood to mean that capacitance of the electrode arrangement 148 which results when there is no dielectric body in the detection region 136 .

Wird ein Dielektrikum in den Detektionsbereich 136 einge­ bracht, so ändert sich die Kapazität der Elektrodenanordnung 148 um einen Betrag, der im wesentlichen proportional zu der Dielektrizitätszahl des betreffenden Dielektrikums und zu der Ruhekapazität ist. Daher ist die durch Einbringen eines Di­ elektrikums bei einem kapazitiven Sensor 160 mit Influenz­ schicht 156 erzielbare Kapazitätsänderung ΔCI größer als bei einem herkömmlichen kapazitiven Sensor, der keine Influenz­ schicht umfaßt. If a dielectric is introduced into the detection region 136 , the capacitance of the electrode arrangement 148 changes by an amount which is essentially proportional to the dielectric constant of the dielectric in question and to the rest capacitance. Therefore, the capacitance change ΔC I which can be achieved by introducing a dielectric in a capacitive sensor 160 with an influence layer 156 is greater than in a conventional capacitive sensor which does not include an influence layer.

Eine Erhöhung der Ruhekapazität der Elektrodenanordnung 148 wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn sich die Elektro­ denanordnung 148 in unmittelbarer Nachbarschaft stromführen­ der, mit dem Massepotential verbundener Leitungen befindet, da die Nachbarschaft solcher Leitungen, beispielsweise des Heizelements 142 in der Heizelementschicht 140, die Ruhekapa­ zität der Elektrodenanordnung 148 verringert. Der Influenz­ effekt wirkt der Verringerung der Ruhekapazität der Elektro­ denanordnung 148 durch das Heizelement 142 entgegen und er­ möglicht es so, den kapazitiven Sensor 160 und das Heizele­ ment 142 in unmittelbarer Nähe zueinander in der Heizmatte 102 anzuordnen.An increase in the resting capacity of the electrode arrangement 148 has a particularly advantageous effect if the electrode arrangement 148 carries current in the immediate vicinity of the lines connected to the ground potential, since the vicinity of such lines, for example the heating element 142 in the heating element layer 140 , has the resting capacity of electrode assembly 148 is reduced. The influencing effect counteracts the reduction in the resting capacity of the electrode assembly 148 through the heating element 142 and it makes it possible to arrange the capacitive sensor 160 and the heating element 142 in close proximity to one another in the heating mat 102 .

Die Kapazitätsänderung ΔCI der Elektrodenanordnung 148 wird mittels der in Fig. 7 als Blockschaltbild dargestellten De­ tektionsschaltung 122 detektiert und ausgewertet.The change in capacitance ΔC I of the electrode arrangement 148 is detected and evaluated by means of the detection circuit 122 shown as a block diagram in FIG. 7.

Die Detektionsschaltung 122 und der kapazitive Sensor 160 bilden zusammen eine Vorrichtung 164 zur Detektion der Anwe­ senheit eines Körpers in dem Detektionsbereich 136.The detection circuit 122 and the capacitive sensor 160 together form a device 164 for detecting the presence of a body in the detection area 136 .

Die Detektionsschaltung 122 umfaßt einen Dreieckgenerator 170, der eine dreieckförmige Ausgangswechselspannung mit einer Frequenz von beispielsweise 5 kHz bis 20 kHz erzeugt. Das Ausgangssignal 177 des Dreieckgenerators 170 ist in Fig. 8 dargestellt, in der die Ausgangsspannung U des Dreieck­ generators 170 über der Zeit t aufgetragen ist.The detection circuit 122 comprises a triangle generator 170 , which generates a triangular AC output voltage with a frequency of, for example, 5 kHz to 20 kHz. The output signal 177 of the triangle generator 170 is shown in Fig. 8, in which the output voltage U of the triangle generator 170 is plotted against the time t.

Statt eines Dreieckgenerators kann auch ein Sinusgenerator verwendet werden, der eine sinusförmige Ausgangswechsel­ spannung mit einer Frequenz von beispielsweise 15 kHz bis 25 kHz erzeugt. Instead of a triangle generator, a sine generator can also be used be used with a sinusoidal output change voltage with a frequency of, for example, 15 kHz to 25 kHz generated.  

Der Dreieckgenerator 170 ist über eine Zwischenleitung 172, den Detektionsstromausgang 120 der Detektionsschaltung 122, die Detektionsstromzuführleitung 118 und den Detektionsstrom­ eingang 116 der Heizmatte 102 mit der ersten Elektrode 150 des kapazitiven Sensors 160 verbunden.The triangle generator 170 is connected to the first electrode 150 of the capacitive sensor 160 via an intermediate line 172 , the detection current output 120 of the detection circuit 122 , the detection current supply line 118 and the detection current input 116 of the heating mat 102 .

Die zweite Elektrode 152 des kapazitiven Sensors 160 ist über den Detektionsstromausgang 117, die Detektionsstromabführlei­ tung 119, den Detektionsstromeingang 121 der Detektionsschal­ tung 122 und eine Zwischenleitung 174 mit einem Eingang eines Einwegverstärkers 176 verbunden.The second electrode 152 of the capacitive sensor 160 is connected via the detection current output 117 , the detection current discharge line 119 , the detection current input 121 of the detection circuit 122 and an intermediate line 174 to an input of a one-way amplifier 176 .

Die Zwischenleitung 174 ist über einen Widerstand 178 mit dem Massepotential verbunden. Der kapazitive Sensor 160 und der Widerstand 178 bilden zusammen ein Differenzierglied 180 für das Ausgangssignal des Dreieckgenerators 170.The intermediate line 174 is connected to the ground potential via a resistor 178 . The capacitive sensor 160 and the resistor 178 together form a differentiator 180 for the output signal of the triangular generator 170 .

Das Eingangssignal des Einwegverstärkers 176 entspricht daher einer rechteckförmigen Wechselspannung, deren Amplitude im wesentlichen proportional zu der Kapazität des kapazitiven Sensors 160 ist.The input signal of the one-way amplifier 176 therefore corresponds to a rectangular AC voltage, the amplitude of which is essentially proportional to the capacitance of the capacitive sensor 160 .

Der Einwegverstärker 176 schneidet die negativen Signalan­ teile des Eingangssignals ab und erhöht die Amplitude der positiven Signalanteile uni einen Faktor V von beispielsweise 2,5, so daß sein Ausgangssignal 179 die in Fig. 9 darge­ stellte gepulste Form erhält.The one-way amplifier 176 cuts off the negative signal components of the input signal and increases the amplitude of the positive signal components uni a factor V of, for example, 2.5, so that its output signal 179 receives the pulsed form shown in FIG. 9.

Der Ausgang des Einwegverstärkers 176 ist über eine Zwischen­ leitung 182 mit einem Eingang eines Gleichspannungswandlers 184 verbunden. The output of the one-way amplifier 176 is connected via an intermediate line 182 to an input of a DC-DC converter 184 .

Der Gleichspannungswandler erzeugt aus seinem gepulsten Ein­ gangssignal ein Gleichspannungs-Ausgangssignal 183, dessen Amplitude der momentanen Gesamtkapazität des kapazitiven Sen­ sors 160 entspricht. Dieses Ausgangssignal 183 ist in Fig. 10 dargestellt.The DC-DC converter generates a DC voltage output signal 183 from its pulsed input signal, the amplitude of which corresponds to the instantaneous total capacitance of the capacitive sensor 160 . This output signal 183 is shown in FIG. 10.

Ein Ausgang des Gleichspannungswandlers 184 ist über eine Zwischenleitung 185 mit einem nicht-invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 186 verbunden.An output of the DC / DC converter 184 is connected via an intermediate line 185 to a non-inverting input of a differential amplifier 186 .

Ein invertierender Eingang des Differenzverstärkers 186 ist über eine Zwischenleitung 187 mit einem Abzweigungspunkt 188 eines Spannungsteilers 190 verbunden, welcher zwischen einem ersten Teilerwiderstand 192 und einem zweiten Teilerwider­ stand 194 des Spannungsteilers 190 angeordnet ist.An inverting input of the differential amplifier 186 is connected via an intermediate line 187 to a branch point 188 of a voltage divider 190 , which stood between a first divider resistor 192 and a second divider resistor 194 of the voltage divider 190 .

Der zweite Teilerwiderstand 194 ist an das Massepotential an­ geschlossen, während der erste Teilerwiderstand 192 über eine Speiseleitung 195 mit einer stabilisierten Spannungsquelle 196 der Detektionsschaltung 122 verbunden ist.The second divider resistor 194 is connected to the ground potential, while the first divider resistor 192 is connected via a feed line 195 to a stabilized voltage source 196 of the detection circuit 122 .

Das Verhältnis der ohmschen Widerstände R1 und R2 des ersten Teilerwiderstandes 192 bzw. des zweiten Teilerwiderstandes 194 des Spannungsteilers 190 wird so gewählt, daß die an dem Abzweigungspunkt 188 abgegriffene Eingangsspannung am inver­ tierenden Eingang des Differenzverstärkers 186 der Gesamt­ ruhekapazität des kapazitiven Sensors 160 (einschließlich der Kapazität der Detektionsstromleitungen 118 und 119) ent­ spricht. Solange sich der kapazitive Sensor 160 in seinem Ruhezustand befindet, das heißt solange sich kein zu detek­ tierender Körper in dem Detektionsbereich 136 befindet, sind daher die Eingangsspannungen an den Eingängen des Differenz­ verstärkers 186 einander gleich, so daß der Differenzverstär­ ker die Ausgangsspannung Null ausgibt.The ratio of the ohmic resistances R 1 and R 2 of the first divider resistor 192 and the second divider resistor 194 of the voltage divider 190 is selected so that the input voltage tapped at the branch point 188 at the inverting input of the differential amplifier 186 of the total quiet capacitance of the capacitive sensor 160 ( including the capacity of the detection current lines 118 and 119 ) speaks ent. As long as the capacitive sensor 160 is in its idle state, that is, as long as there is no body to be detected in the detection area 136 , the input voltages at the inputs of the differential amplifier 186 are therefore equal to one another, so that the differential amplifier outputs the output voltage zero.

Wird jedoch ein dielektrischer Körper in den Detektionsbe­ reich 136 eingeführt, erhöht sich die Kapazität der Elektro­ denanordnung 148 und damit die Kapazität des kapazitiven Sen­ sors 160 um den Betrag ΔC, so daß in diesem Fall der Gleich­ spannungswandler 184 eine Spannung ausgibt, die größer ist als die an dem invertierenden Eingang des Differenzverstär­ kers anliegende Referenzspannung. Der Differenzverstärker 186 gibt in diesem Fall eine positive Ausgangsspannung aus, deren Betrag proportional zu der durch den dielektrischen Körper verursachten Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung 148 ist.However, if a dielectric body is introduced into the detection region 136 , the capacitance of the electrode assembly 148 and thus the capacitance of the capacitive sensor 160 increases by the amount ΔC, so that in this case the DC converter 184 outputs a voltage which is greater than the reference voltage applied to the inverting input of the differential amplifier. The differential amplifier 186 in this case outputs a positive output voltage, the amount of which is proportional to the change in capacitance of the electrode arrangement 148 caused by the dielectric body.

Der Ausgang des Differenzverstärkers 186 ist über eine Zwi­ schenleitung 198 mit einem Eingang einer Triggerstufe 200 verbunden.The output of the differential amplifier 186 is connected via an intermediate line 198 to an input of a trigger stage 200 .

Ein Signalausgang der Triggerstufe 200 ist über eine Signal­ leitung 202 mit einem (nicht dargestellten) Signaleingang des Heizreglers 110 verbunden.A signal output of the trigger stage 200 is connected via a signal line 202 to a (not shown) signal input of the heating controller 110 .

Die Triggerstufe 200 erzeugt ein digitales Ausgangssignal, welches davon abhängt, ob die am Eingang der Triggerstufe 200 anliegende Spannung ober- oder unterhalb eines vorgegebenen Schwellenspannungswertes liegt. The trigger stage 200 generates a digital output signal, which depends on whether the voltage present at the input of the trigger stage 200 is above or below a predetermined threshold voltage value.

Die am Eingang der Triggerstufe 200 anliegende Spannung ist im wesentlichen proportional zu der Kapazitätsänderung ΔC der Elektrodenanordnung 148. Solange kein dielektrischer Körper in den Detektionsbereich 136 eingebracht wird, ist diese Spannung im wesentlichen Null. Wenn ein dielektrischer Körper in den Detektionsbereich 136 eingebracht wird, so ergibt sich eine Kapazitätsänderung ΔC der Elektrodenanordnung 148, die im wesentlichen von der räumlichen Ausdehnung des betreffen­ den Körpers und seiner relativen Dielektrizitätszahl εr ab­ hängt.The voltage present at the input of the trigger stage 200 is essentially proportional to the change in capacitance ΔC of the electrode arrangement 148 . As long as no dielectric body is introduced into the detection region 136 , this voltage is essentially zero. If a dielectric body is introduced into the detection area 136 , there is a change in capacitance ΔC of the electrode arrangement 148 , which essentially depends on the spatial extent of the body in question and its relative dielectric constant ε r .

Wenn der in den Detektionsbereich 136 eingebrachte Körper die Sitzfläche 130 des Sitzes 128 mit seinem Gewicht belastet, so ergibt sich zusätzlich eine gewichtsabhängige Kapazitäts­ änderung, da die zwischen der Elektrodenanordnung 148 und der Influenzschicht 156 angeordnete elastische Zwischenisola­ tionsschicht 154 durch das Gewicht dieses Körpers zusammenge­ drückt wird, was den Abstand zwischen der Elektrodenanordnung 148 und der Influenzschicht 156 verringert und zu einer Erhö­ hung der Kapazität der Elektrodenanordnung 148 führt.If the body introduced into the detection area 136 loads the seat surface 130 of the seat 128 with its weight, there is also a weight-dependent change in capacitance, since the elastic intermediate insulation layer 154 arranged between the electrode arrangement 148 and the influence layer 156 presses together by the weight of this body becomes, which reduces the distance between the electrode arrangement 148 and the influent layer 156 and leads to an increase in the capacitance of the electrode arrangement 148 .

Menschliche Körper weisen im Vergleich zu Gegenständen, die üblicherweise auf den Sitzen eines Verkehrsmittels abgelegt werden, große räumliche Ausdehnung, hohes Gewicht und eine hohe relative Dielektrizitätszahl εr auf, da menschliches Ge­ webe zu ungefähr 75% aus Wasser besteht, dessen relative Dielektrizitätszahl εr ungefähr 80 beträgt, während die rela­ tiven Dielektrizitätszahlen von Glas ungefähr 10, von Papier ungefähr 5, von Gummi ungefähr 2,6 und von Luft und anderen Gasen ungefähr 1 betragen. Compared to objects that are usually placed on the seats of a means of transport, human bodies have a large spatial dimension, high weight and a high relative permittivity ε r , since approximately 75% of human tissue consists of water, the relative permittivity ε r of which is approximately 80, while the relative permittivities of glass are approximately 10, paper approximately 5, rubber approximately 2.6 and air and other gases approximately 1.

Vergleichsversuche haben ergeben, daß selbst Kinder, die sich auf den Sitz 128 setzen, eine deutlich höhere Kapazitätsände­ rung der Elektrodenanordnung 148 bewirken als Gegenstände, die üblicherweise auf einem solchen Sitz 128 abgelegt werden, wie beispielsweise Kabelrollen, Notebooks, Werkzeugkästen, Handgepäck, Handys, Metall- oder Kunststoffkoffer, Bücher, Kleidungsstücke, Sprudelkästen, Getränkekartons oder Ein­ kaufstaschen.Comparative tests have shown that even children who sit on the seat 128 cause a significantly higher capacity change in the electrode arrangement 148 than objects which are usually placed on such a seat 128 , such as, for example, cable reels, notebooks, tool boxes, hand luggage, cell phones, Metal or plastic cases, books, clothing, soda boxes, beverage cartons or shopping bags.

Es ist daher möglich, für die der Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung 148 proportionale Eingangsspannung der Triggerstufe 200 einen Schwellenwert zu wählen, der stets überschritten wird, wenn eine Person auf dem Sitz 128 Platz nimmt, jedoch nicht erreicht wird, wenn Gegenstände wie die vorstehend beispielhaft aufgezählten auf dem Sitz 128 abge­ legt werden. Wird dieser Schwellenspannungswert überschrit­ ten, so gibt die Triggerstufe 200 ein digitales Signal aus, das die Anwesenheit einer Person in dem Detektionsbereich 136, also eine Belegung des Sitzes 128, anzeigt. Wird hinge­ gen dieser Schwellenspannungswert am Eingang der Triggerstufe 200 nicht erreicht, so gibt die Triggerstufe 200 ein digita­ les Signal aus, das die Abwesenheit einer Person aus dein De­ tektionsbereich 136, also eine Nichtbelegung des Sitzes 128, anzeigt.It is therefore possible to select a threshold value for the input voltage of the trigger stage 200 proportional to the change in capacitance of the electrode arrangement 148 , which threshold value is always exceeded when a person takes a seat on the seat 128 , but is not reached when objects such as those listed above by way of example the seat 128 abge. If this threshold voltage value is exceeded, the trigger stage 200 outputs a digital signal which indicates the presence of a person in the detection area 136 , that is to say an occupancy of the seat 128 . If, however, this threshold voltage value is not reached at the input of the trigger stage 200 , the trigger stage 200 outputs a digital signal which indicates the absence of a person from the detection area 136 , that is to say an unoccupied seat 128 .

Die Triggerstufe 200 ist mit einer Verzögerungseinrichtung versehen, die dafür sorgt, daß sich das Ausgangssignal der Triggerstufe 200 nur dann ändert, wenn eine Unter- oder Über­ schreitung des Schwellenspannungswerts der Eingangsspannung der Triggerstufe 200 über einen vorgegebenen Zeitraum, vor­ zugsweise mehrere Sekunden, andauert. Durch diese Verzöge­ rungseinrichtung wird vermieden, daß sich das Ausgangssignal der Triggerstufe 200 aufgrund kurzzeitiger Schwankungen der Kapazität der Elektrodenanordnung 148, beispielsweise bei kurzem Aufstehen einer den Sitz 128 belegenden Person oder beim Durchfahren einer Rüttelstrecke, ändert. Kurzzeitige Änderungen des Ausgangssignals der Triggerstufe 200 sind un­ erwünscht, weil sie zu einem unnötigen Schalten von das Aus­ gangssignal der Triggerstufe 200 auswertenden Schaltelemen­ ten, beispielsweise des Heizreglers 110, führen.The trigger stage 200 is provided with a delay device, which ensures that the output signal of the trigger stage 200 only changes if the threshold voltage value of the input voltage of the trigger stage 200 is exceeded or undershot for a predetermined period of time, preferably several seconds. This delay device prevents the output signal of the trigger stage 200 from changing due to brief fluctuations in the capacitance of the electrode arrangement 148 , for example when a person occupying the seat 128 gets up briefly or when driving through a vibration path. Short-term changes in the output signal of the trigger stage 200 are undesirable because they lead to unnecessary switching of the switching element evaluating the output signal of the trigger stage 200 , for example the heating controller 110 .

Der Heizregler 110 steuert den Heizstrom durch die Heizmatte 102 in Abhängigkeit von dein Ausgangssignal der Triggerstufe 200 in der Weise, daß die Heizstromzufuhr unterbrochen wird, wenn das Ausgangssignal eine Nichtbelegung des Sitzes 128 an­ zeigt, während ein Heizstrom zugeführt wird, wenn das Aus­ gangssignal eine Belegung des Sitzes 128 anzeigt und die Heizvorrichtung 100, beispielsweise mittels eines an einem Armaturenbrett des Beförderungsmittels angeordneten Schal­ ters, eingeschaltet ist. Durch die Unterbrechung der Heiz­ stromzufuhr bei nicht-belegtem Sitz wird ein unnötiges Behei­ zen des Sitzes 128 vermieden und die Energiebilanz der Heiz­ vorrichtung 100 verbessert.The heating controller 110 controls the heating current through the heating mat 102 in dependence on the output signal of the trigger stage 200 in such a way that the heating current supply is interrupted when the output signal indicates that the seat 128 is not occupied, while a heating current is supplied when the output signal is a Occupancy of the seat 128 indicates and the heating device 100 , for example by means of a switch arranged on a dashboard of the means of transport, is switched on. By interrupting the heating current supply when the seat is not occupied, unnecessary heating of the seat 128 is avoided and the energy balance of the heating device 100 is improved.

Der Dreieckgenerator 170, der Einwegverstärker 176, der Differenzverstärker 186 und die Triggerstufe 200 der Detektionsschaltung 122 werden von der stabilisierten Spannungsquelle 196 über Speiseleitungen 195 mit der erforderlichen Speisespannung versorgt.The triangle generator 170 , the one-way amplifier 176 , the differential amplifier 186 and the trigger stage 200 of the detection circuit 122 are supplied with the required supply voltage by the stabilized voltage source 196 via supply lines 195 .

Bei der vorstehend beschriebenen Detektionsschaltung 122 wird ein der Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung 148 ent­ sprechendes Meßsignal dadurch erzeugt, daß der kapazitive Sensor 160 als Kondensator in einem Hochpaßfilter 180 inte­ griert ist. Alternativ oder ergänzend hierzu wäre es auch möglich, den kapazitiven Sensor 160 in einem Schwingkreis zu integrieren und eine Änderung der durch die Kapazität des ka­ pazitiven Sensors 160 festgelegten Resonanzfrequenz des Schwingkreises zu messen. Auch jedes andere zur Bestimmung einer Kapazitätsänderung geeignete Verfahren kann angewandt werden.In the above described detection circuit 122, a change in capacitance of the electrode assembly 148 ent speaking measurement signal is generated by the fact that the capacitive sensor as a capacitor 160 inte in a high pass filter 180 is grated. As an alternative or in addition to this, it would also be possible to integrate the capacitive sensor 160 in a resonant circuit and to measure a change in the resonant frequency of the resonant circuit determined by the capacitance of the capacitive sensor 160 . Any other method suitable for determining a change in capacity can also be used.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung 164 zur Detektion der Anwesenheit eines menschlichen Körpers in einem Detektions­ bereich 136 kann zusätzlich zur Steuerung der Heizvorrichtung 100 auch zur Steuerung weiterer Einrichtungen, die in Abhän­ gigkeit von der Belegung des Sitzes 128 aktiviert oder de­ aktiviert werden sollen, verwendet werden. So kann das Aus­ gangssignal der Triggerstufe 200 beispielsweise dazu verwen­ det werden, ein dem Sitz 128 zugeordnetes Airbagsystem zu aktivieren, wenn dieses Ausgangssignal eine Belegung des Sit­ zes 128 anzeigt, oder ein Gurtwarnsignal auszulösen, wenn das Ausgangssignal eine Belegung des Sitzes 128 anzeigt, nach ei­ nem vorgegebenen Zeitintervall aber ein dem Sitz 128 zugeord­ neter Sicherheitsgurt nicht angelegt worden ist.The device 164 described above for detecting the presence of a human body in a detection area 136 can be used in addition to controlling the heating device 100 also for controlling other devices which are to be activated or de-activated depending on the occupancy of the seat 128 . Thus, the stop can output signal of the trigger stage 200, for example, to USAGE det are an enable 128 associated airbag system the seat when this output signal zes an occupancy of the sit displays 128, or trigger a Gurtwarnsignal, when the output signal indicative of an occupancy of the seat 128, by a predetermined time interval but a seat belt assigned to seat 128 has not been fastened.

Eine zweite Ausführungsform einer Heizvorrichtung 100 mit integrierter Vorrichtung 164 zur Detektion der Anwesenheit eines menschlichen Körpers in dem Detektionsbereich 136 un­ terscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Aus­ führungsform hinsichtlich der Ausbildung der Elektrodenanord­ nung 148. A second embodiment of a heating device 100 with an integrated device 164 for detecting the presence of a human body in the detection area 136 differs from the first embodiment described above with regard to the configuration of the electrode arrangement 148 .

Wie in Fig. 13 dargestellt, umfaßt die Elektrodenanordnung 148 der zweiten Ausführungsform eine erste Elektrode 150 und eine zweite Elektrode 152, die beide die Form eines Kammes mit mehreren Zinken 206 aufweisen und in der Elektroden­ schicht 146 der Heizmatte 102 so zueinander angeordnet sind, daß die Zinken 206 der ersten Elektrode 150 und die Zinken 206 der zweiten Elektrode 152 ineinandergreifen.As shown in FIG. 13, the electrode arrangement 148 of the second embodiment comprises a first electrode 150 and a second electrode 152 , both of which have the shape of a comb with a plurality of prongs 206 and are arranged in the electrode layer 146 of the heating mat 102 in such a way that one another the prongs 206 of the first electrode 150 and the prongs 206 of the second electrode 152 interlock.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform der Heizvorrich­ tung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform überein.Otherwise, the second embodiment of the heating device 100 is identical in structure and function to the first embodiment described above.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers, insbesondere eines menschlichen Körpers, in einem Detek­ tionsbereich (136),
mit einem kapazitiven Sensor (160), welcher eine Elek­ trodenanordnung (148) umfaßt, die an eine Detektions­ schaltung (122) anschließbar ist und deren Kapazität durch Einbringen des Körpers in den Detektionsbereich (136) veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor (160) einen Influenzkörper (156) aus elektrisch leitfähigem Material umfaßt, der von der Elektrodenanordnung (148) elektrisch getrennt ist und an dem elektrische Influenzladungen durch an der Elektro­ denanordnung (148) angeordnete elektrische Ladungen er­ zeugbar sind.
1. Device for detecting the presence of a body, in particular a human body, in a detection area ( 136 ),
with a capacitive sensor ( 160 ) which comprises an electrode arrangement ( 148 ) which can be connected to a detection circuit ( 122 ) and whose capacitance can be changed by introducing the body into the detection area ( 136 ),
characterized in that the capacitive sensor (160) comprises a Influenzkörper (156) of electrically conductive material which is electrically separated from the electrode assembly (148) and to the electric influence charges carried on the electrical end assembly (148) arranged electrical charges he is zeugbar .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Influenzkörper (156) außerhalb des Detektionsbe­ reichs (136) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the influent body ( 156 ) outside of the detection area ( 136 ) is arranged. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Influenzkörper (156) auf einer dem Detektionsbereich (136) abgewandten Seite der Elektrodenanordnung (148) angeordnet ist. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the influence body ( 156 ) is arranged on a side of the electrode arrangement ( 148 ) facing away from the detection area ( 136 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Influenzkörper (156) die dem Detektionsbereich (136) abgewandte Seite der Elektrodenanordnung (148) vollstän­ dig überdeckt.4. The device according to claim 3, characterized in that the influence body ( 156 ) covers the detection area ( 136 ) facing away from the electrode arrangement ( 148 ) completely dig. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (148) minde­ stens zwei elektrisch voneinander getrennte Elektroden (150, 152) umfaßt.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrode arrangement ( 148 ) comprises at least two electrically separate electrodes ( 150 , 152 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (150, 152) der Elektrodenanordnung (148) im wesentlichen flächig ausgebildet und in einer, vor­ zugsweise im wesentlichen ebenen, Elektrodenschicht (146) nebeneinander angeordnet sind.6. The device according to claim 5, characterized in that the electrodes ( 150 , 152 ) of the electrode arrangement ( 148 ) are substantially planar and are arranged next to one another in a, preferably substantially planar, electrode layer ( 146 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden (150, 152) der Elektrodenanordnung (148) jeweils die Form eines Kammes mit mehreren Zinken auf­ weisen und so relativ zueinander angeordnet sind, daß die Zinken der beiden Elektroden (150, 152) ineinander­ greifen.7. The device according to claim 6, characterized in that two electrodes ( 150 , 152 ) of the electrode arrangement ( 148 ) each have the shape of a comb with a plurality of prongs and are arranged relative to one another such that the prongs of the two electrodes ( 150 , 152 ) interlock. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (148) minde­ stens eine mäanderförmige Elektrode (150, 152) umfaßt.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrode arrangement ( 148 ) comprises at least one meandering electrode ( 150 , 152 ). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Influenzkörper als eine, vor­ zugsweise im wesentlichen ebene, Influenzschicht (156) ausgebildet ist. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the influence body is designed as a, preferably preferably substantially flat, influence layer ( 156 ). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Elektrodenanordnung (148) und dem Influenzkörper (156) ein elektrisch nicht leitfähiger Isolationskörper (154) angeordnet ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that an electrically non-conductive insulation body ( 154 ) is arranged between the electrode arrangement ( 148 ) and the influence body ( 156 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (154) elastisch verformbar ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the insulating body ( 154 ) is elastically deformable. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsschaltung (122) eine Einrichtung (170, 180, 176, 184) zum Erzeugen eines der momentanen Gesamtkapazität des kapazitiven Sensors (160) entsprechenden Meßsignals umfaßt.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the detection circuit ( 122 ) comprises means ( 170 , 180 , 176 , 184 ) for generating a measurement signal corresponding to the instantaneous total capacitance of the capacitive sensor ( 160 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsschaltung (122) eine Einrichtung (190, 196) zum Erzeugen eines einer Ruhegesamtkapazität des kapazitiven Sensors (160) entsprechenden Referenzsignals und eine Einrichtung (186) zum Vermindern des Betrags des Meßsignals um den Betrag des Referenzsignals umfaßt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the detection circuit ( 122 ) means ( 190 , 196 ) for generating a reference signal corresponding to a total capacitance of the capacitive sensor ( 160 ) and means ( 186 ) for reducing the amount of the measurement signal by Amount of the reference signal includes. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsschaltung (122) eine Einrichtung (200) zum Erzeugen eines Detektorausgangs­ signals umfaßt, das angibt, ob das Meßsignal einen vor­ gegebenen Schwellenwert überschreitet.14. Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the detection circuit ( 122 ) comprises means ( 200 ) for generating a detector output signal, which indicates whether the measurement signal exceeds a predetermined threshold. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (200) zum Erzeugen eines Detektor­ ausgangssignals so ausgebildet ist, daß das von dersel­ ben erzeugte Ausgangssignal sich bei einer Unter- oder Überschreitung des vorgegebenen Schwellenwerts durch das Meßsignal nur ändert, wenn die Unter- oder Überschrei­ tung mindestens eine vorgegebene Zeitspanne lang an­ dauert.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the device ( 200 ) for generating a detector output signal is designed so that the output signal generated by the same ben changes when the measured signal falls below or exceeds the predetermined threshold value only if the Falling below or exceeding lasts for at least a predetermined period of time. 16. Heizvorrichtung, insbesondere Sitz-Heizvorrichtung, um­ fassend ein Heizelement (142), eine Vorrichtung (164) zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in einem Detektionsbereich (136) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und eine Heizsteuerung (110) zur Steuerung einer Heizstromzufuhr zu dem Heizelement (142) in Abhängigkeit von einem Detektorausgangssignal der Vorrichtung (164) zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detektionsbereich (136).16. A heating device, in particular a seat heating device, comprising a heating element ( 142 ), a device ( 164 ) for detecting the presence of a body in a detection area ( 136 ) according to one of Claims 1 to 15 and a heating control ( 110 ) for controlling a Heating current supply to the heating element ( 142 ) in response to a detector output signal of the device ( 164 ) for detecting the presence of a body in the detection area ( 136 ). 17. Heizvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Heizelement (142) zwischen der Elektroden­ anordnung (148) der Vorrichtung (164) zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detektionsbereich (136) und dem Detektionsbereich (136) angeordnet ist.17. Heating device according to claim 16, characterized in that the heating element ( 142 ) between the electrode arrangement ( 148 ) of the device ( 164 ) for detecting the presence of a body in the detection area ( 136 ) and the detection area ( 136 ) is arranged. 18. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (100) eine Heizmatte (102) umfaßt, in der das Heizelement (142), die Elektrodenanordnung (148) und der Influenzkörper (156) angeordnet sind.18. Heating device according to one of claims 16 or 17, characterized in that the heating device ( 100 ) comprises a heating mat ( 102 ) in which the heating element ( 142 ), the electrode arrangement ( 148 ) and the influence body ( 156 ) are arranged. 19. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizsteuerung (110) und die Detektionsschaltung (122) der Vorrichtung (164) zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers in dem Detek­ tionsbereich (136) in einem gemeinsamen Gehäuse (124) angeordnet sind.19. Heating device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the heating control ( 110 ) and the detection circuit ( 122 ) of the device ( 164 ) for detecting the presence of a body in the detection region ( 136 ) in a common housing ( 124 ) are arranged.
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