CN116472673A - 一种用于感应检测激活动作的车辆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种用于车辆(1)的用于电感应检测区域(2)中的激活动作的设备(10)，特别是设计用于集成到车辆部件(3)中，具有：‑至少一个导电传感器元件（20）用于检测区域（2）中的感应检测，以提供特定于检测的传感器信号（S），‑至少一个导电激活装置（30），其中激活装置（30）可移动地布置在检测区域（2）中，以便根据激活动作相对于传感器元件（20）移动，使得激活动作的传感器信号(S)是特定的‑处理装置(100)，其电连接到传感器元件(20)以便使用传感器信号(S)检测激活动作。

Description

一种用于感应检测激活动作的车辆装置

技术领域

本发明涉及一种用于感应检测激活动作的车辆装置，本发明还涉及一种方法。

背景技术

从现有技术中已知电感传感器，例如所谓的LDC传感器，可以用于需要用户直接接触或触摸的车辆中的电感检测。 例如，传感器使得可以监控车辆上的检测区域，在该检测区域中将检测季候动作。 此激活动作可以是在特定点触摸门把手，例如解锁或锁门。 检测区域里里可以布置有激活元件，触摸可以使得季候元件移动，以便以这种方式引起电感的变化。

电感式传感器可以评估振荡电路以检测电感的变化。 振荡电路的振荡频率取决于激活装置相对于传感器线圈的位置。 相应地，振动频率的评估可以实现激活动作的检测。

然而，测量变量（此处为频率）的较大变化会改变流过传感器线圈的电流的幅度。这可能会产生许多负面影响，例如 工作点的变化，稳定性和 - 通常是一个特别严重的问题 - 传感器对 EMC 干扰的敏感性增加。 当传感器用于车辆时，对 EMC 干扰的敏感性尤其成问题，因为破坏性影响经常发生，必须避免误触发。

发明内容

因此，本发明的一个任务是至少部分地消除上述缺点。 特别地，本发明的一个任务是能够更可靠地检测车辆中的激活动作（当使用电感应传感器时）。

上述任务的解决通过具有独立装置权利要求的特征的装置和具有独立方法权利要求的特征的方法来实现。 本发明的进一步的特征和细节由各自的从属权利要求、说明书和附图产生。 结合根据本发明的设备描述的特征和细节自然也适用于根据本发明的方法，反之亦然，因此本发明的各个方面的公开内容可以或总是可以相互参考。

该任务尤其用于一种用于车辆的用于电感应检测区域 中的激活动作的设备来解决，特别是被设计用于集成到车辆部件中。根据本发明的设备具有：

-至少-特别是通过电操作信号驱动的和/或一个导电的-传感器元件用于检测区域中的感应检测，以提供特定于检测的传感器信号，

-至少一个-特别是导电的-激活装置，其中激活装置可移动地和/或与传感器元件间隔地布置在检测区域中，以便根据激活动作相对于传感器元件移动，使得激活动作的传感器信号是特定的

-一个-特别是电子的--处理装置，其电连接到传感器元件以便使用传感器信号检测激活动作，处理装置具有用于振幅控制的控制装置为了处理传感器信号来设置。

其中处理装置具有用于(特别是操作信号和/或传感器信号的)调节，特别是振幅调节的控制装置为了调整操作信号和/或传感器信号，先优先地为了调整传感器信号的振幅，像是电流强度。

该调节可以例如包括控制并因此导致的操作信号和/或传感器信号的测量的改变，特别是使得传感器信号的振幅保持恒定。在这种情况下，操作信号可以代表操纵变量，传感器信号可以代表控制变量。取决于传感器的设计当然也可以想到其他设计，例如其中操作信号和传感器信号相同的设计（例如，传感器信号直接由振荡的电流提供）。在本发明的情况下，可能特别重要的是传感器信号的振幅通过调节例如传感器信号的电流强度来调节，优选地为了保持振幅恒定。特别优选的一个传感器的实施例是，其中运行信号是直流电压信号，利用该直流电压信号经由振荡器运行振荡电路以产生作为振荡信号的传感器信号。传感器信号的频率的评估可以使检测变得可能，也就是说它可以提供关于激活动作的存在的结论。

此外可以是，控制装置被设计用于基于传感器信号执行振幅调节（特别是操作信号的相关控制）。 换句话说，处理装置可以被设计成使用电操作信号来操作传感器元件并且控制装置可以被设计成在振幅调节期间使用传感器信号来控制操作信号。例如，振幅调节可以设计为以传感器信号的（例如最大或平均）振幅值保持（基本上）恒定的方式控制操作信号。振幅调节可以减少谐波和/或增加信号的稳定性（特别是通过稳定干扰谐波）。此外，可以更可靠地调整工作点。由于频率被用于检测，因此可以不依赖于频率执行振幅调节。根据本发明，可以提供特别是通过受控振幅提高抗EMC干扰的鲁棒性的优点。

激活元件（也称为“目标”）可以使例如作为导电元件例如导电板，特别是金属板和/或作为金属涂层。激活元件可以由提供抗氧化保护的材料制成，例如铝、青铜或铜。还可以想到，激活装置呈金属涂层的形式，例如，该金属涂层能够被粘合或气相沉积。

至少一个传感器元件可以分别设计为一个电线圈。使用多个传感器元件可以定义多个（几何/局部）检测区域或检测区域的几何结构。线圈例如是螺旋线圈或蜗杆线圈，其可以设计得特别扁平。 还可以想到，线圈是印刷电路板上的（扁平）导体轨道或或者导电膜的形式。

有可能的使，检测到后导致一个车辆功能的激活，例如解锁车辆的门。为了使这成为可能，根据本发明的装置可以通过接口连接到车辆的控制单元，以便在检测到激活动作时通过接口输出触发信号。

同样有利的是，车辆设计为机动车，特别是混合动力车或电动车，优选具有高压车载电网和/或电动机。车辆也可以是燃料电池车辆和/或乘用车和/或半自主或自主车辆的形式。 有利地，车辆具有安全系统，其例如通过与身份识别发射器（ID-Geber）通信实现身份验证。 车辆的至少一种功能可以作为通信和/或认证的功能被激活。 如果为此需要验证身份发射器，则该功能可以是与安全相关的功能，例如解锁车辆或启动发动机。安全系统因此也可以被设计为被动访问系统，当检测到身份识别发射器接近车辆时，该系统启动验证和/或激活功能，而无需主动手动操作身份发送器。为此，例如，安全系统反复发出唤醒信号，当接近时身份识别发射器可以接收到该唤醒信号，然后触发身份验证。该功能还可以涉及激活车辆照明和/或致动（打开和/或关闭）盖板（例如，前盖板或后盖板或侧盖板或门）。例如，当检测到接近时车灯自动激活和/或当检测到用户的激活动作时自动激活盖板。接下来，检测激活动作例如导致解锁车辆或打开车门被激活的门把手。

通过将操作信号转换成传感器信号并且使生成的传感器信号(例如，以电流或电压的形式)通过传感器元件，传感器元件可以有利地由电操作信号操作。为此，操作信号优选地由振荡器转换成振荡信号形式（例如交流电）的传感器信号。传感器元件，例如线圈，产生磁场，该磁场又可以在激活元件中感应出涡流。线圈和激活元件组成的装置可以理解为振荡电路的一部分。谐振电路和传感器信号的频率可以指示电感的变化，这可以根据传感器信号被相应地检测到。因为所产生的磁场中的激活元件以这种方式影响传感器信号的频率，所以由传感器元件提供特定于检测以及激活动作的传感器信号。

同样有利的是，在本发明的范围内，控制装置包括至少一个数模转换器和/或一个模数转换器，每个都是处理装置的处理设备，以便进行振幅调节。模数转换器可以例如用于评估和/或测量传感器信号，以根据该评估或测量进行振幅调节。数模转换器可以用于例如控制操作信号。众所周知，数模转换器不仅适用于将数字信息转换为电信号，而且还允许使用数字变量来控制模拟信号的振幅。在此特别有利的是使用该个处理装置（其也可用于传感器信号的评估）的对应转换器。

此外，在本发明的范围内可选地可能的是，处理装置具有连接到传感器元件的整流器装置，以便从传感器信号获得整流信号。这使得能够对整流信号进行简单的评估和/或测量，以便确定传感器信号的振幅并基于其执行振幅调节。例如，可以在评估期间通过将控制偏差与预定的参考变量进行比较来确定控制偏差，并且可以根据该比较来操控操作信号。

控制装置也可以通过至少一个振幅检测接口连接到整流器装置，以便通过整流信号检测传感器信号的振幅，特别是通过使用处理装置的处理设备的模数转换器对模拟信号对整流后的信号的模数转换。以这种方式，通过整流后的信号，检测振幅或特定情况下可能需要的振幅是可能的。整流的信号可以是直流电压的形式，其特别地与交流电压或正弦电压形式的传感器信号成比例。必要时，整流后的信号可以理解为控制变量，用于控制测量以确定控制偏差。

此外可以规定，处理装置具有同步整流器形式的整流器装置，以便对用于振幅调节的传感器信号进行整流。因为用于检测激活动作传感器信号的频率被评估，所以用于同步整流器的开关信号也是已知的并且可以可选地从频率评估中获得。整流器装置整流后的信号可以与传感器信号的电压同步。

此外，可以想到的是，激活元件具有空间延伸，其至少对应于所述传感器元件在至少两个或三个相互正交方向上的空间延伸。为了实现有效的涡流感应，激活元件不应小于传感器元件。空间延伸可以指一个平面中的范围（在两个相互正交的方向上）或仅可选地在三个维度上（在三个相互正交的方向上）。

可以规定，激活元件的直径至少或基本上对应于激活元件和传感器元件之间的距离（在起始位置，即激活之前）与传感器元件的直径之和。 这导致特别有用的效率水平。直径特别表示与激活装置的移动方向正交的直径。激活元件例如可以可移动地安装，使得它通过激活动作从起始位置开始被移动并且以此方式被激活。

此外，可以选择激活元件的布置和/或几何形状，通过传感器元件产生的磁场使得涡流在激活中产生作用。这使得通过至少由传感器元件和激活元件提供的振荡电路中的频率变化测量来进行检测成为可能。然而，测量变量（此处为频率或传感器信号）的较大变化会改变传感器信号或馈入传感器元件的信号（例如电流或电压）的振幅。因此，在这种情况下，振幅调节特别有用。如果传感器元件设计为电线圈，则传感器信号也可以称为线圈信号传感器信号尤其是流过线圈的电流。

特别好的效果可以这样被获得，当激活元件至少与线圈一样大和/或距传感器元件的距离在1/10毫米范围内，和/或激活元件的直径对应于激活元件与线圈之间的距离且加上线圈的直径。线圈例如是螺旋线圈或蜗杆线圈。另一个重要的标准可以是磁场在激活元件中的渗透程度，例如 90-95%的磁场保留在激活元件中。

还可以想到，处理装置被设计成通过测量传感器信号的频率，特别是通过使用评估传感器信号的比较器来检测电感的变化。例如该频率测量可以实现为传感器信号振荡的计数，例如通过比较器。 频率测量也可以被解释为振荡电路的频率的测量，该振荡电路由传感器元件和激活元件形成。

根据另一种可能性，处理装置可以具有电子比较器和/或处理设备，处理设备优选地经由频率检测接口连接到比较器并且比较器能够连接到传感器元件以确定用于评估检测的传感器信号的频率。 处理设备例如可以是微控制器和/或集成电路等。

如果控制装置被设计成通过使用工作电流形式的传感器元件的工作信号和/或使用传感器信号通过电流控制来执行振幅调节，则可以实现本发明范围内的另一优点。在这种情况下，例如，可以控制操作信号的电流强度和/或可以调节传感器信号的电流强度作为振幅。该调节方式可以被设计成电流而不是电压被调节的方式。

根据本发明的一个有利的扩展，可以提供控制装置被设计成以与频率无关的振幅调节的形式执行振幅调节并且因此优选地独立于操作频率和/或传感器信号。为了降低针对EMC干扰的检测的稳健性，因此根据本发明的想法是使用与频率无关的振幅调节作为振幅调节。这也增加了谐波的稳定性和工作点的确定性。

在本发明的范围内可以有利地规定，处理装置具有振荡器，以便从特别是正弦和/或振荡和/或交流电压形式的操作信号生成传感器信号，其频率取决于激活装置到传感器元件的距离。因此可以同时通过控制操作信号来设置传感器信号的振幅。

有利的是，在本发明的范围内设置至少两个导电传感器元件，每个导电传感器元件被分配一个导电激活装置，以便基于传感器和激活装置的布置限定检测区域。以此比如多个传感器元件可以在不同位置提供不同的检测区域或各单个检测区域行程不同的几何形状。

在本发明的情况下，可以有利地提供处理装置被设计成根据激活动作的检测输出激活信号，以便激活车辆的安全相关功能。激活信号例如可以被实施为触发信号，其向车辆的其他电子装置指示存在激活动作。在检查了某些先决条件（例如身份验证）之后，这会导致激活与安全相关的功能。

可选地，根据本发明的装置可以被设计用于以门把手的形式集成到车辆部件中。车辆部分是例如门把手，其中激活装置在致动是被移动（例如通过激活动作从外部施加在外壳上的轻微压力，例如触摸门把手）。激活装置相对于传感器元件的这种位置变化可导致电感变化。例如，振荡电路在频率方面进行评估，以检测电感的变化。激活装置可以可移动地安装在车辆部件中。整个装置也可以被车辆部件的壳体包围。例如，可以提供设备的固定装置以便将设备固定在车辆部件中。

本发明的主题还是一种用于在车辆的检测区域中电感应检测激活动作的方法，特别是借助根据本发明的设备。规定执行以下步骤，优选地以指定顺序或可选地以任何顺序一个接一个地执行，其中这些步骤也可以重复执行：

-通过至少一个用于检测区域中的电感应检测（特别是通过电操作信号驱动的）导电传感器元件提供特定于检测的传感器信号，

-提供至少一个导电激活装置，激活装置可移动地布置在检测区域中以便根据激活动作相对于传感器元件移动，使得用于激活动作的传感器信号是特定的，

基于通过由电连接到传感器元件的处理装置的传感器信号检测激活动作，该处理装置电连接到传感器元件，

其中处理装置具有用于振幅调节的控制装置，以便调整传感器信号。因此，根据本发明的方法带来了与参照根据本发明的设备详细描述的相同的优点。 此外，该方法可以适用于操作根据本发明的设备。

附图说明

图1显示了根据本发明的设备的部件的示意图，

图2显示了根据本发明的设备的部件的进一步示意图，并且

图3显示了用于可视化的根据本发明的方法的示意图。

在以下附图中，相同的附图标记用于不同示例性实施例的相同技术特征。

实施方式

图1示出了根据本发明的用于车辆1的设备10，用于电感应检测区域2中的激活动作，其可以特别设计用于集成到车辆部件3中。 车辆部件3例如可以是车辆1的门把手，例如外门把手。

设备10可以具有至少一个导电传感器元件20和至少一个附属的导电激活装置30。可以提供安装装置以便将激活装置30相对于传感器元件20可移动地安装在检测区域2中。其中检测区域2中的激活装置30例如可以邻接地被布置在车辆部件3的壳体上以在激活动作中轻微移动，例如触碰车辆部件3的壳体。 通过激活操作这种轻微的运动已经导致电感发生变化。

为了检测移动或电感的变化，传感器元件20可以由操作信号I驱动。 例如振荡电路通过操作信号I驱动，并且传感器元件20是该振荡电路的一部分。 传感器元件20因此可以用于检测区域2中的感应检测并且可以提供特定于检测的传感器信号S。 传感器信号S是例如流过传感器元件20的电流，其频率可取决于电感变化。 由于激活装置30现在可以根据激活动作相对于传感器元件20移动，并且因此可以根据激活动作引起电感变化，传感器信号S对于激活动作是特定的。 因此，可以对传感器信号 S 的频率进行评估，进而对谐振电路进行评估， 例如通过与阈值比较，使得检测到激活动作。

电连接到传感器元件20的处理装置100可用于评估和检测激活动作。 此外，处理装置100可以具有用于振幅调节的控制装置150，以便优选地通过控制操作信号I来调整传感器信号S。

图2更详细地示出了根据本发明的设备10。 所示的装备布置用于基于传感器信号S执行振幅调节，以便例如保持传感器信号S的振幅恒定。 为此，控制装置150可以具有处理装置100的处理设备140的至少一个数模转换器和一个模数转换器。 此外，处理装置100可以具有连接到传感器元件20以便从传感器信号S获得整流信号的整流器装置130。

控制装置150可以经由至少一个振幅检测接口+A、-A连接到整流器装置130，以便经由整流信号检测传感器信号S的振幅，特别是通过模数转换处理装置100的处理设备140的模数转

换器的整流信号。在所示示例中，整流器装置130被设计为同步整流器。

此外，处理装置100可以被设计成经由处理设备140的频率检测接口Fs来评估传感器信号S，以便通过传感器信号S中的频率测量来检测电感变化以用于检测。 为此，处理装置100可以使用电子比较器120和处理设备140，处理设备140经由频率检测接口Fs连接到比较器120并且比较器120连接到传感器元件20。

也可能的是，控制装置150被设计成通过以基于传感器信号S的工作电流I形式的工作信号I的电流调节来执行振幅调节。 为此目的，处理装置140的数模转换器可以例如被用来通过振幅调节接口Ar来控制操作信号I。 还可以可选地提供电流检测接口Is，其连接到电流输入105以便测量操作信号I的电流强度。 因此也可以将控制装置150设计成以与频率无关的振幅调节的形式执行振幅调节。 为了产生操作信号I，电流输入105可以连接到供电电压V0，特别是DC电压，和接地GND。

处理装置100可以具有振荡器110，以便从操作信号I生成传感器信号S，传感器信号S呈特别是正弦和/或振荡和/或交流电压的形式，其频率取决于激活装置30到传感器元件20之间的距离。在所示的示例中，还提供了至少两个导电传感器元件20，每个导电传感器元件20被分别分配给导电激活装置30其中一个，以根据传感器元件20和激活装置30的布置定义检测区2。

根据本发明的方法的方法步骤在图3中示意性地可视化。 根据第一方法步骤201，由至少一个导电传感器元件20提供特定于检测的传感器信号S，该至少一个导电传感器元件20具体地由电操作信号驱动，用于检测区域2中的感应检测。根据第二方法步骤202，提供至少一个导电激活装置30，其中激活装置30可移动地布置在检测区域2中以便根据激活动作相对于传感器元件20移动，使得传感器信号S 特定于激活动作。 根据第三方法步骤203，基于通过由电连接到传感器元件20的处理装置100的传感器信号S检测激活动作。在这种情况下，根据本发明，特别提供处理装置100具有用于调节操作信号I的振幅的控制装置150。

以上对实施例的解释仅在示例的上下文中描述了本发明。 当然在不脱离本发明的范围的情况下，实施例的各个特征可以自由地相互组合，只要这具有技术意义。

附图

1 车辆

2检测区域

3 车辆部件

10 设备

20传感器原件

30 激活装置

100 处理装置

105 电流输入

110 振荡器，自由振荡的振荡器

120 比较器

130 整流器装置

140 处理设备

150 控制装置

+A，-A 振幅检测接口

Ar 振幅调节接口

Fs 频率检测接口

I 操作信号，操作电流

Is 电流检测接口

GDN 接地

S 传感器信号

V0 供电电压，直流电压。

Claims (15)

1.一种用于车辆 (1)的用于电感应检测区域 (2) 中的激活动作的设备 (10)，特别是设计用于集成到车辆部件 (3) 中，具有：

-至少一个导电传感器元件（20）用于检测区域（2）中的感应检测，以提供特定于检测的传感器信号（S），

-至少一个导电激活装置（30），其中激活装置（30）可移动地布置在检测区域（2）中，以便根据激活动作相对于传感器元件（20）移动，使得激活动作的传感器信号 (S) 是特定的

-处理装置(100)，其电连接到传感器元件(20)以便使用传感器信号(S)检测激活动作，

其中处理装置(100)具有用于振幅调节的控制装置(150)为了调整传感器信号（S）。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，处理装置(100)被设计成通过电操作信号(I)来操作传感器元件(20)，并且控制装置(150)被设计成在调节振幅时根据传感器信号（S）来控制信号（I）。

3.根据权利要求1或2所述的设备(10)，其特征在于，所述控制装置(150)包括至少一个数模转换器和处理装置(100)的处理设备(140)的一个模数转换器( 100) 以进行振幅控制。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备（10），其特征在于，处理装置（100）具有整流器装置（130），其连接到传感器元件（20）以便从传感器信号（ S)中获得一个整流后的信号，其中控制装置(150)通过至少一个振幅检测接口(+A，-A)连接到整流器装置(130)，以便通过整流信号检测传感器信号(S)的振幅，特别是通过处理装置（100）的处理设备（140）的模数转换器对整流信号的模数转换。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述处理装置(100)包括同步整流器形式的整流器装置(130)，以便对用于振幅调节的传感器信号(S)进行整流。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述激活装置(30)具有空间延伸，其至少对应于所述传感器元件在至少两个相互正交方向上的空间延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，处理装置(100)被设计成通过测量传感器信号(S)的频率来检测电感的变化。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，处理装置(100)具有一个电子比较器(120)和一个处理设备(140)，处理设备(140)经由一个频率检测接口(Fs)连接到比较器(120)，并且比较器(120)连接到传感器元件(20)以便评估传感器信号(S)的频率以进行检测。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，所述控制装置（150）被设计成通过根据以操作电流（I）为形式的针对传感器元件（20）的操作信号（I）的电流调节以及根据传感器信号 (S)来执行振幅调节。

10.根据前述权利要求中的一项所述的设备(10)，其特征在于，所述控制装置(150)被设计成以与频率无关的振幅调节的形式执行振幅调节。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备（10），其特征在于，处理装置（100）具有振荡器（110），以便从操作信号（I）中生成传感器信号（S），特别以是正弦和/或产生振荡和/或交流电压的形式，其频率取决于激活装置(30)和传感器元件(20)之间的距离。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，提供至少两个导电传感器元件(20)，每个导电传感器元件(20)被分别分配给导电激活装置(30) 其中一个，以根据传感器元件(20)和激活装置(30) 的布置定义检测区域(2)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，处理装置(100)被设计成根据激活动作的检测输出激活信号以激活车辆(1)的安全相关功能。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)被设计成集成到以门把手形式的车辆部件(3)中。

15.用于在车辆（1）的检测区域（2）中电感应检测激活动作的方法，特别是通过根据权利要求1至14中任一项所述的设备（10），执行以下步骤：

-通过至少一个用于检测区域（2）中的电感应检测导电传感器元件（20）提供特定于检测的传感器信号（S），

-提供至少一个导电激活装置（30），激活装置（30）可移动地布置在检测区域（2）中以便根据激活动作相对于传感器元件（20）移动，使得用于激活动作的传感器信号（S）是特定的，

-基于通过由电连接到传感器元件（20）的处理装置（100）的传感器信号（S）检测激活动作，该处理装置（100）电连接到传感器元件（20），

其中处理装置（100）具有用于振幅调节的控制装置(150)，以便调整传感器信号(S)。