DE102022101197A1

DE102022101197A1 - Inductive sensor assembly and actuator assembly

Info

Publication number: DE102022101197A1
Application number: DE102022101197.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Chabrowski
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2023-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine induktive Sensoranordnung (2), insbesondere zur Erfassung einer Lageänderung eines Betätigungselements (4). Die Sensoranordnung (2) weist auf:- eine Oszillatorschaltung mit einer Induktivität (L) und- eine Auswerteschaltung.Eine Stromsteuerung führt einen von der Umgebungstemperatur abhängigen Strom herbei. Die Stromsteuerung und die Oszillatorschaltung sind derart aneinander angepasst ausgebildet, dass eine temperaturbedingte Änderung der von der Oszillatorschaltung bereitgestellten Frequenz teilweise oder vollständig kompensiert wird.Die Erfindung betrifft außerdem eine Betätigungsanordnung (1).The invention relates to an inductive sensor arrangement (2), in particular for detecting a change in position of an actuating element (4). The sensor arrangement (2) has: - an oscillator circuit with an inductance (L) and - an evaluation circuit. A current control brings about a current dependent on the ambient temperature. The current control and the oscillator circuit are adapted to one another in such a way that a temperature-related change in the frequency provided by the oscillator circuit is partially or completely compensated. The invention also relates to an actuating arrangement (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine induktive Sensoranordnung. Die Erfindung betrifft zudem eine Betätigungsanordnung.The invention relates to an inductive sensor arrangement. The invention also relates to an actuating arrangement.

Induktive Sensoranordnungen sind bei modernen Kraftfahrzeugen zunehmend von hoher Bedeutung. Beispielsweise kann mit einer induktiven Sensoranordnung die Betätigung eines sogenannten feststehenden Türgriffs erkannt werden und in Folge der erkannten Betätigung eine Türöffnung ausgelöst werden. Aber auch viele andere Arten von Bedienfeldern können durch induktive Sensoranordnungen verwirklicht sein. Eines von vielen denkbaren Beispielen ist ein Bedienfeld an einer B-Säule eines Kraftfahrzeugs.Inductive sensor arrangements are of increasing importance in modern motor vehicles. For example, the actuation of a so-called fixed door handle can be detected with an inductive sensor arrangement and a door opening can be triggered as a result of the detected actuation. However, many other types of control panels can also be implemented using inductive sensor arrangements. One of many conceivable examples is a control panel on a B-pillar of a motor vehicle.

Das Funktionsprinzip induktiver Sensoranordnungen beruht auf der Erkennung einer Veränderung eines elektromagnetischen Wechselfelds, beispielsweise, wenn ein Betätigungselement sich in dem elektromagnetischen Feld bewegt. Das Betätigungselement kann beispielsweise ein metallisches oder ferromagnetisches Objekt sein.The functional principle of inductive sensor arrangements is based on the detection of a change in an alternating electromagnetic field, for example when an actuating element moves in the electromagnetic field. The actuating element can be a metallic or ferromagnetic object, for example.

Als Betätigungselement kann beispielsweise ein Betätigungsbereich einer Handhabe eines Türgriffs oder ein Teil eines Betätigungsbereichs der Handhabe eines Türgriffs fungieren. Es können aber auch ganz allgemein Fahrzeugbedienflächen als Betätigungselement dienen, beispielsweise ein Bereich der B-Säule oder ein an der B-Säule angeordneter Bereich, hinter welchem die Sensoranordnung angeordnet ist.For example, an operating area of a handle of a door handle or a part of an operating area of the handle of a door handle can act as the operating element. However, vehicle control surfaces can also serve as an actuating element in general, for example an area of the B-pillar or an area arranged on the B-pillar, behind which the sensor arrangement is arranged.

Ein Vorteil von induktiven Sensoren ist, dass auch geringfügige Lageänderungen eines Betätigungselements, beispielsweise im Mikrometerbereich, von ihnen zuverlässig erkannt werden können. Aus diesem Grund ist die Nutzung induktiver Sensoren nicht zuletzt beispielsweise für Anwendungen wie den zunehmend verwendeten sogenannten feststehenden Türgriffen relevant. Aber auch viele andere Anwendungsbereiche sind möglich, beispielsweise Fahrzeugbedienflächen an anderen Stellen des Fahrzeugs.One advantage of inductive sensors is that they can also reliably detect minor changes in the position of an actuating element, for example in the micrometer range. For this reason, the use of inductive sensors is relevant not least for applications such as the increasingly used so-called fixed door handles. But many other areas of application are also possible, for example vehicle control surfaces in other places on the vehicle.

Es ist aus der Praxis bekannt, sich zur Erkennung der Veränderung des elektromagnetischen Felds den physikalischen Effekt zu Nutze zu machen, dass die Veränderung des elektromagnetischen Felds mit einer Änderung der Eigenschaften eines Schwingkreises, insbesondere der Induktivität und/oder der Güte der Induktivität des Schwingkreises, einhergeht. Aus diesem Grund kann aus einer Veränderung der Eigenschaften des elektromagnetischen Felds, deren Ausmaß beispielsweise empirisch ausgelegt sein kann, auf eine Bewegung des Betätigungselements relativ zu dem Schwingkreis geschlossen werden.It is known from practice to make use of the physical effect for detecting the change in the electromagnetic field, that the change in the electromagnetic field is associated with a change in the properties of an oscillating circuit, in particular the inductance and/or the quality of the inductance of the oscillating circuit. comes along. For this reason, a movement of the actuating element relative to the resonant circuit can be inferred from a change in the properties of the electromagnetic field, the extent of which can be designed empirically, for example.

Die Veränderung der Induktivität und/oder der Güte des Schwingkreises kann auf unterschiedliche Weisen ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Anzahl von Schwingungen gezählt werden, beispielsweise anhand des Zählens von Nulldurchgängen. Ein anderes Beispiel ist, dass beispielsweise mittels Gleichrichters gefilterte Phasenanteile akkumuliert werden und eine Spannungsamplitude der akkumulierten Phasenanteile oder die Veränderung der Spannungsamplitude der akkumulierten Phasenanteile als Maß für eine Veränderung der Eigenschaften des Schwingkreises und folglich als Marker für eine Lageänderung des Betätigungselements genutzt wird.The change in the inductance and/or the quality of the resonant circuit can be evaluated in different ways. For example, the number of oscillations can be counted, for example by counting zero crossings. Another example is that phase components filtered by means of a rectifier are accumulated, for example, and a voltage amplitude of the accumulated phase components or the change in the voltage amplitude of the accumulated phase components is used as a measure of a change in the properties of the oscillating circuit and consequently as a marker for a change in position of the actuating element.

Unabhängig von der konkreten Umsetzung der Auswertung und folglich auch ungeachtet der Frage, wie die Auswertung erfolgt, stellt sich die Herausforderung, dass die Zuverlässigkeit von induktiven Sensoren durch temperaturabhängige Veränderungen der physikalischen Eigenschaften der Sensoranordnung begrenzt wird. Dieser unvermeidbare Sachverhalt führt in der praktischen Umsetzung beispielsweise zu einer Begrenzung der Erkennungsgenauigkeit einer Betätigungserkennung.Regardless of the specific implementation of the evaluation and consequently also regardless of the question of how the evaluation is carried out, the challenge arises that the reliability of inductive sensors is limited by temperature-dependent changes in the physical properties of the sensor arrangement. In practical implementation, this unavoidable situation leads, for example, to a limitation of the detection accuracy of an actuation detection.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine induktive Sensoranordnung bereitzustellen, deren Anfälligkeit für Temperaturschwankungen gegenüber aus der Praxis bekannten Ausführungsformen verringert ist.Against this background, the object of the invention is to provide an inductive sensor arrangement whose susceptibility to temperature fluctuations is reduced compared to embodiments known from practice.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer induktiven Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Betätigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12.The object is achieved with an inductive sensor arrangement having the features of claim 1 and with an actuating arrangement having the features of claim 12.

Die Sensoranordnung weist eine Oszillatorschaltung auf, die zur Bereitstellung einer elektrischen Schwingung mit einer Frequenz dient. Die Oszillatorschaltung ist mit einer Stromsteuerung gekoppelt und als stromgesteuerte Oszillatorschaltung ausgeführt. Beispielsweise weist die Oszillatorschaltung einen Schwingkreis mit einem induktiven Glied (L) und einem kapazitiven Glied (C) auf. Das induktive Glied (L) kann beispielsweise eine Spule oder eine Kombination mehrerer Spulen sein und das kapazitive Glied (C) kann beispielsweise ein Kondensator oder eine Kombination mehrerer Kondensatoren sein. Der Schwingkreis kann beispielsweise auf einer Platine angeordnet sein und ist bevorzugt als Parallelschwingkreis ausgebildet. Die Oszillatorschaltung ist der Teil der Sensoranordnung, der als der eigentliche Sensor angesehen werden kann, da die in ihm hervorgerufene physikalische Reaktion, beispielsweise Reaktion auf eine Bewegung eines metallischen Betätigungselements, die Grundlage für die Erkennung der Betätigung ist. Die Erkennung der Betätigung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die von der Oszillatorschaltung bereitgestellte Frequenz sich verändert und die Veränderung der Frequenz mit einer Auswerteschaltung, welche eine an dem Schwingkreis abgegriffene Spannung auswertet, erkannt wird.The sensor arrangement has an oscillator circuit which is used to provide an electrical oscillation with a frequency. The oscillator circuit is coupled to a current controller and is designed as a current-controlled oscillator circuit. For example, the oscillator circuit has an oscillating circuit with an inductive element (L) and a capacitive element (C). The inductive member (L) can be, for example, a coil or a combination of several coils and the capacitive member (C) can be, for example, a capacitor or a combination of several capacitors. The oscillating circuit can be arranged on a circuit board, for example, and is preferably designed as a parallel oscillating circuit. The oscillator circuit is the part of the sensor arrangement that can be regarded as the actual sensor, since the physical reaction caused in it, for example the reaction to a movement tion of a metallic actuating element, which is the basis for detecting the actuation. The actuation can be detected in particular by the frequency provided by the oscillator circuit changing and the change in frequency being detected with an evaluation circuit which evaluates a voltage tapped off at the oscillating circuit.

Ferner ist eine Auswerteschaltung vorhanden, die zur Bestimmung der Frequenz oder eines von der Frequenz abhängigen Parameters des Schwingkreises geeignet ist. Die Auswerteschaltung ist mit der Oszillatorschaltung gekoppelt. There is also an evaluation circuit which is suitable for determining the frequency or a parameter of the oscillating circuit which is dependent on the frequency. The evaluation circuit is coupled to the oscillator circuit.

Beispielsweise kann die Auswerteschaltung zum Abgreifen einer Spannung an der Oszillatorschaltung, beispielsweise am Schwingkreis der Oszillatorschaltung, mit dieser gekoppelt sein und eine Auswertung der Frequenz der abgegriffenen Spannung oder eines von der Frequenz der abgegriffenen Spannung abhängigen Werts zur Erfassung einer Lageänderung des Betätigungselements durchführen.For example, the evaluation circuit for tapping a voltage on the oscillator circuit, for example on the resonant circuit of the oscillator circuit, can be coupled to the latter and evaluate the frequency of the voltage tapped or a value dependent on the frequency of the voltage tapped to detect a change in position of the actuating element.

Die Auswerteschaltung kann beispielsweise eine Auswerteeinheit umfassen, die über eine bevorzugt als Reihenschaltung ausgebildete Kopplung aus Frequenzfilter und einem Gleichrichter mit der Oszillatorschaltung, beispielsweise mit dem Schwingkreis der Oszillatorschaltung, gekoppelt ist. Die Kopplung aus Frequenzfilter und einem Gleichrichter kann beispielsweise zwischen der Oszillatorschaltung und der Auswerteeinheit angeordnet sein. Wenn die Auswerteschaltung eine Kopplung, bevorzugt eine Kopplung in Reihenschaltung, aus Frequenzfilter und einem Gleichrichter aufweist, wird erreicht, dass bei Anregung des Schwingkreises eine effiziente und störungsunanfällige Auswertung einer Veränderung der Eigenschaften des Schwingkreises erfolgt. Mit einer Vorschaltung von Frequenzfilter und Gleichrichter vor der Auswerteeinheit, insbesondere in Reihenschaltung zwischen Schwingkreis und Auswerteeinheit, wird erreicht, dass eine Amplitude aus einer am Schwingkreis abgegriffenen Spannung gebildet wird, deren frequenzabhängiger Verlauf wenigstens abschnittsweise eine monotone Funktion ist, wodurch eine entsprechend vereinfachte Auswertung durch die Auswerteeinheit ermöglicht wird. Dadurch wird eine gegenüber einer an einer Frequenz stattfindenden Messung robustere Auswertung von Veränderungen der frequenzabhängigen Spannung, die am Schwingkreis abgegriffen werden kann, erhalten.The evaluation circuit can, for example, comprise an evaluation unit which is coupled to the oscillator circuit, for example to the oscillating circuit of the oscillator circuit, via a coupling, preferably in the form of a series circuit, consisting of a frequency filter and a rectifier. The coupling of the frequency filter and a rectifier can be arranged, for example, between the oscillator circuit and the evaluation unit. If the evaluation circuit has a coupling, preferably a coupling in series, of a frequency filter and a rectifier, the result is that when the oscillating circuit is excited, a change in the properties of the oscillating circuit is evaluated efficiently and without interference. With an upstream frequency filter and rectifier in front of the evaluation unit, in particular in a series connection between the oscillating circuit and the evaluation unit, it is achieved that an amplitude is formed from a voltage tapped off at the oscillating circuit, the frequency-dependent curve of which is at least partially a monotonic function, which means that a correspondingly simplified evaluation is possible the evaluation unit is enabled. As a result, a more robust evaluation of changes in the frequency-dependent voltage, which can be tapped off at the oscillating circuit, is obtained compared to a measurement taking place at a frequency.

Die Auswerteeinheit weist bevorzugt einen ADC eines Mikrocontrollers auf. Besonders bevorzugt ist die Auswerteeinheit teilweise oder vollständig in einem Mikrocontroller angeordnet oder als ein solcher ausgebildet, so dass eine am Schwingkreis abgegriffene Spannung zur Auswertung in den ADC des Mikrocontrollers eingeführt wird, dort beispielsweise die Spannungsamplitude ermittelt und beispielsweise mit einem Schwellwert verglichen und/oder auf ein Überschreiten oder ein Unterschreiten des Schwellwerts hin geprüft wird. Das Überschreiten und/oder Unterschreiten eines Schwellwerts durch die Spannungsamplitude kann als Erkennung einer Auslenkung des Betätigungselements verstanden werden und der Mikrocontroller kann eingerichtet sein, im Falle dieser Erkennung ein entsprechendes Ausgabesignal auszugeben, das von anderen Steuereinheiten, beispielsweise Steuergeräten eines Fahrzeugs, als Betätigung des Betätigungselements erkannt wird.The evaluation unit preferably has an ADC of a microcontroller. The evaluation unit is particularly preferably arranged partially or completely in a microcontroller or designed as such, so that a voltage tapped off at the resonant circuit is introduced into the ADC of the microcontroller for evaluation, where the voltage amplitude is determined, for example, and compared with a threshold value, for example, and/or on exceeding or falling below the threshold value is checked. If the voltage amplitude exceeds and/or falls below a threshold value, this can be understood as a detection of a deflection of the actuating element, and the microcontroller can be set up, in the event of this detection, to output a corresponding output signal that is received by other control units, for example control units of a vehicle, as an actuation of the actuating element is recognized.

Beispielsweise in dem oben beschriebenen Fall der Kopplung der Auswerteeinheit mit dem Schwingkreis über Frequenzfilter und Gleichrichter wird beispielsweise die mit dem Frequenzfilter gefilterte und mit dem Gleichrichter gleichgerichtete Spannung zur Auswertung in den ADC des Mikrocontrollers eingeführt, wobei der ADC mit der Reihenschaltung aus Frequenzfilter und Gleichrichter gekoppelt ist. Am ADC wird bevorzugt die Spannungsamplitude ermittelt und beispielsweise mit einem Schwellwert verglichen und/oder auf ein Überschreiten oder ein Unterschreiten des Schwellwerts hin geprüft. Das Überschreiten und/oder Unterschreiten eines Schwellwerts durch die Spannungsamplitude kann als Erkennung einer Auslenkung des Betätigungselements verstanden werden und der Mikrocontroller kann eingerichtet sein, im Falle dieser Erkennung ein entsprechendes Ausgabesignal auszugeben, das von anderen Steuereinheiten, beispielsweise Steuergeräten eines Fahrzeugs, als Betätigung des Betätigungselements erkannt wird.For example, in the above-described case of coupling the evaluation unit to the resonant circuit via frequency filter and rectifier, the voltage filtered with the frequency filter and rectified with the rectifier is introduced into the ADC of the microcontroller for evaluation, with the ADC being coupled to the series connection of frequency filter and rectifier is. The voltage amplitude is preferably determined at the ADC and, for example, compared with a threshold value and/or checked for exceeding or falling below the threshold value. If the voltage amplitude exceeds and/or falls below a threshold value, this can be understood as a detection of a deflection of the actuating element, and the microcontroller can be set up, in the event of this detection, to output a corresponding output signal that is received by other control units, for example control units of a vehicle, as an actuation of the actuating element is recognized.

Der Begriff der Stromsteuerung im oben eingeführten Sinne ist dahingehend zu verstehen, dass ein veränderlicher elektrischer Strom, insbesondere in seiner Spannung und/oder Stromstärke veränderlicher Strom, bereitgestellt wird, und die Veränderung des Stroms in der Oszillatorschaltung eine Veränderung der Frequenz herbeiführt. Derartige Oszillatorschaltungen sind in der Elektronik bekannt. Erfindungswesentlich ist, dass die Stromsteuerung der Oszillatorschaltung als Quelle eines von der Umgebungstemperatur abhängig veränderlichen Stroms ausgebildet ist. Das bedeutet, dass zumindest innerhalb eines Temperaturbereichs der Umgebungstemperatur, beispielsweise in einem Bereich zwischen - 40 Grad Celsius (zu lesen als: minus 40 Grad Celsius) und 85 Grad Celsius der Umgebungstemperatur, der Strom in Abhängigkeit von der Temperatur veränderlich ist, wobei bevorzugt eine mit der Temperatur monotone Veränderung erfolgt.The term current control in the sense introduced above should be understood to mean that a variable electrical current, in particular a current with a variable voltage and/or current intensity, is provided, and the change in the current in the oscillator circuit brings about a change in the frequency. Such oscillator circuits are known in electronics. It is essential to the invention that the current control of the oscillator circuit is designed as a source of a current that varies as a function of the ambient temperature. This means that at least within a temperature range of the ambient temperature, for example in a range between - 40 degrees Celsius (to be read as: minus 40 degrees Celsius) and 85 degrees Celsius of the ambient temperature, the current is variable as a function of the temperature, with preferably one monotonous change with temperature.

Erfindungsgemäß sind die Stromsteuerung und die Oszillatorschaltung derart aneinander angepasst ausgebildet, dass bei einer Änderung der Umgebungstemperatur zumindest in einem Temperaturbereich, also beispielsweise in dem oben genannten Bereich zwischen -40 Grad Celsius und 85 Grad Celsius, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur sich ändernde Stromsteuerung einer durch die Änderung der Umgebungstemperatur herbeigeführten Änderung der von der Oszillatorschaltung bereitgestellten Frequenz gegenläufig ist. Mit anderen Worten: die mit einer Änderung der Umgebungstemperatur einhergehende Frequenzänderung wird gegenläufig angesteuert, womit eine teilweise oder vollständige Kompensation der Frequenzänderung stattfindet. Die erfindungsgemäße Lösung sieht also in ihrer Umsetzung eine empirisch erfolgende Abstimmung von Stromsteuerung und Oszillatorschaltung vor, nach welcher eine temperaturabhängige Änderung der durch die Oszillatorschaltung bereitgestellten Frequenz mittels unmittelbaren Eingriffs in das Verhalten der Oszillatorschaltung über die Veränderung des Stroms der Stromsteuerung gegenläufig ist. Das heißt, dass der mit der Umsetzung der Erfindung betraute Fachmann, beispielsweise durch empirisches Versuchen in realen oder simulierten Schaltungen, derart die Stromsteuerung einzurichten hat, dass eine temperaturbedingte Änderung der von der Oszillatorschaltung erzeugten Frequenz mit einer durch die Stromsteuerung herbeigeführten gegenläufigen Änderung der von der Oszillatorschaltung erzeugten Frequenz einhergeht, wodurch eine Kompensation oder eine teilweise Kompensation der temperaturbedingten Änderung der von der Oszillatorschaltung erzeugten Frequenz erreicht wird.According to the invention, the current controller and the oscillator circuit are connected to one another in this way adapted so that when the ambient temperature changes at least in one temperature range, for example in the above-mentioned range between -40 degrees Celsius and 85 degrees Celsius, the current control, which changes as a function of the ambient temperature, corresponds to a change in the the frequency provided by the oscillator circuit is in opposite directions. In other words: the change in frequency associated with a change in the ambient temperature is controlled in the opposite direction, with the result that the change in frequency is partially or completely compensated for. In its implementation, the solution according to the invention therefore provides for an empirical tuning of the current control and oscillator circuit, according to which a temperature-dependent change in the frequency provided by the oscillator circuit is counteracted by direct intervention in the behavior of the oscillator circuit by changing the current of the current control. This means that the person skilled in the art entrusted with the implementation of the invention, for example through empirical tests in real or simulated circuits, has to set up the current control in such a way that a temperature-related change in the frequency generated by the oscillator circuit is accompanied by an opposing change in the frequency generated by the Frequency generated by the oscillator circuit, whereby compensation or partial compensation of the temperature-related change in the frequency generated by the oscillator circuit is achieved.

Es wird mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung also durch unmittelbaren Eingriff in die Oszillatorschaltung, welche als eigentlicher Sensor betrachtet werden kann, erreicht, dass temperaturabhängige Eigenschaften der Oszillatorschaltung teilweise oder vollständig beseitigt werden können. Im Ergebnis wird damit eine Sensoranordnung erhalten, die eine verringerte Anfälligkeit für Temperaturschwankungen aufweist mit in der Folge erhöhter Genauigkeit der Betätigungserkennung, und die dabei selbststabilisierend ist. Dadurch, dass der zu tragende apparative Aufwand vergleichsweise gering ist, ist die beschriebene Lösung zudem in vorteilhafter Weise kostengünstig umsetzbar.With the sensor arrangement according to the invention, direct intervention in the oscillator circuit, which can be regarded as the actual sensor, means that temperature-dependent properties of the oscillator circuit can be partially or completely eliminated. As a result, a sensor arrangement is obtained which has a reduced susceptibility to temperature fluctuations, with the result that the actuation detection is more accurate, and which is self-stabilizing. Due to the fact that the expenditure on equipment to be borne is comparatively low, the solution described can also be implemented in an advantageous manner at low cost.

Die Stromsteuerung weist in einer beispielhaften Ausführungsform eine mit der Oszillatorschaltung gekoppelte Stromspiegelschaltung auf. Die Nutzung einer Stromspiegelschaltung zur Umsetzung einer Stromsteuerung hat den Vorteil, dass auf Schaltungsebene mit vergleichsweise unaufwändigen und entsprechend kostengünstigen Mitteln die Manipulation der Oszillatorfrequenz möglich ist.In an exemplary embodiment, the current controller has a current mirror circuit coupled to the oscillator circuit. The use of a current mirror circuit for implementing a current control has the advantage that the manipulation of the oscillator frequency is possible at the circuit level with comparatively uncomplicated and correspondingly inexpensive means.

Insbesondere kann für die Bereitstellung eines Eingangsstroms der Stromspiegelschaltung eine Referenzstromquelle vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gesteuert wird.In particular, a reference current source, which is controlled as a function of the ambient temperature, can be provided to provide an input current for the current mirror circuit.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Referenzwiderstand des Stromspiegels mit einer zusätzlichen Schaltung, beispielsweise einer Emitterschaltung, ausgetauscht wird um mittels eines DACs (Digital-zu-Analog-Wandlers) den Stromfluss in die Oszillatorschaltung und damit auch die von der Oszillatorschaltung bereitgestellte Frequenz zu ändern. Die temperaturabhängige DAC-Ausgabe kann wiederum durch einen Mikrocontroller erfolgen, dessen Bestandteil der DAC sein kann, und der mit dem Temperatursensor gekoppelt ist oder diesen enthält. Diese Umsetzungen haben den Vorteil, dass sie konzeptionell unmittelbar den Einfluss der Temperatur mit der Änderung der von der Oszillatorschaltung bereitgestellten Frequenz herstellen, und die damit mit überschaubarem Aufwand zu realisieren ist.For example, it can be provided that a reference resistor of the current mirror is replaced with an additional circuit, for example an emitter circuit, in order to use a DAC (digital-to-analog converter) to change the current flow in the oscillator circuit and thus also the frequency provided by the oscillator circuit . In turn, the temperature dependent DAC output may be provided by a microcontroller, of which the DAC may be a part, coupled to or including the temperature sensor. These implementations have the advantage that conceptually they directly produce the influence of the temperature with the change in the frequency provided by the oscillator circuit, and this can therefore be implemented with manageable effort.

Eine alternative Weiterbildung der Sensoranordnung sieht vor, dass die Auswerteschaltung oder die Auswerteeinheit der Auswerteschaltung ausgebildet ist, einen frequenzabhängigen Parameter auszugeben und diesen über eine vorhandene Kopplung der Auswerteschaltung, bevorzugt der Auswerteeinheit, über die Stromsteuerung in die Oszillatorschaltung einzuführen zur frequenzabhängigen Regelung der von der Oszillatorschaltung bereitgestellten Frequenz. Mit anderen Worten wird die Stromsteuerung gemäß dieser alternativen Umsetzung nicht von einem externen Wert, beispielsweise einer gemessenen Temperatur, sondern von einem mit der Sensoranordnung selbst erfassten Messwert im Sinne einer Regelschleife gesteuert. Beispielsweise kann eine mit der Auswerteschaltung, bevorzugt Auswerteeinheit, erfasste frequenzabhängige Spannung in einen Eingangsstrom der Stromspiegelschaltung umgesetzt werden und über diesen Weg zur Steuerung der Oszillatorschaltung dienen. Diese Umsetzung kann analog zu der oben beschriebenen Weise erfolgen, also beispielsweise mit einer Auswertung des mit der Sensoranordnung erfassten Messwerts in einem DAC-Wert mittels eines Mikrocontrollers und eine DAC-Wert-abhängige Veränderung des Eingangsstroms. Ein Vorteil dieser Umsetzung besteht darin, dass ein Einfluss der Temperatur auf die Frequenzmessung unmittelbar in schaltungstechnischer Umsetzung die Korrektur des temperaturbedingten Einflusses bewirkt, wodurch insbesondere mit vergleichsweise unaufwändigen Mitteln sichergestellt ist, dass die durchzuführenden Messungen kontinuierlich innerhalb des vorgesehenen Arbeitsbereichs erfolgen.An alternative development of the sensor arrangement provides that the evaluation circuit or the evaluation unit of the evaluation circuit is designed to output a frequency-dependent parameter and to introduce this via an existing coupling of the evaluation circuit, preferably the evaluation unit, via the current control into the oscillator circuit for frequency-dependent regulation of the oscillator circuit provided frequency. In other words, according to this alternative implementation, the current control is not controlled by an external value, for example a measured temperature, but by a measured value recorded by the sensor arrangement itself in the sense of a control loop. For example, a frequency-dependent voltage detected with the evaluation circuit, preferably an evaluation unit, can be converted into an input current of the current mirror circuit and can be used in this way to control the oscillator circuit. This conversion can take place analogously to the manner described above, ie for example with an evaluation of the measured value detected with the sensor arrangement in a DAC value by means of a microcontroller and a DAC value-dependent change in the input current. An advantage of this implementation is that an influence of the temperature on the frequency measurement causes the correction of the temperature-related influence directly in the circuit implementation, which ensures, in particular with comparatively inexpensive means, that the measurements to be carried out are carried out continuously within the intended working range.

Bevorzugt ist die Stromsteuerung als mit der Oszillatorschaltung gekoppelte Stromspiegelschaltung ausgebildet, wobei die Auswerteschaltung, bevorzugt die Auswerteeinheit der Auswerteschaltung, einen Messwert ausgibt, der von einem Mikrocontroller in eine messwertabhängige DAC-Wert-Ausgabe umgesetzt wird und dadurch den Eingangsstrom der mit dem Mikrocontroller gekoppelten Stromspiegelschaltung frequenzabhängig ändert. Der Stromverstärkungsfaktor der Stromspiegelschaltung und die Umsetzung der frequenzabhängigen Spannung in einen Eingangsstrom einerseits und die Oszillatorschaltung andererseits sind empirisch derart aufeinander abgestimmt gewählt, dass in dem betrachteten Temperaturbereich, also beispielsweise den oben erwähnten -40 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius, der temperaturabhängige Eingangsstrom durch die Stromspiegelschaltung in solcher Weise in einen Ausgangsstrom umgesetzt beziehungsweise übersetzt wird, sodass die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur erfolgende Änderung der durch die Oszillatorschaltung bereitgestellten Frequenz kompensiert oder teilweise kompensiert wird, sodass also die Änderung der Frequenz in ihrem Betrag geringer ist als sie es ohne diese Korrekturschleife wäre.The current controller is preferably designed as a current mirror circuit coupled to the oscillator circuit, with the evaluation circuit, preferably the evaluation unit of the evaluation circuit, outputting a measured value which is converted by a microcontroller into a measured-value-dependent DAC value output and thereby the input current of the current mirror circuit coupled to the microcontroller changes as a function of frequency. The current amplification factor of the current mirror circuit and the conversion of the frequency-dependent voltage into an input current on the one hand and the oscillator circuit on the other hand are selected empirically in such a way that in the temperature range under consideration, i.e. for example the above-mentioned -40 degrees Celsius to 85 degrees Celsius, the temperature-dependent input current flows through the Current mirror circuit is converted or translated into an output current in such a way that the change in the frequency provided by the oscillator circuit as a function of the ambient temperature is compensated or partially compensated, so that the change in frequency is less in magnitude than it would be without this correction loop were.

Um zu erreichen, dass eine durch Auslösung der Sensoranordnung herbeigeführte Frequenzänderung von einer temperaturbedingten Frequenzänderung in verbessertem Maß unterschieden wird, ist die Auswerteschaltung bevorzugt eingerichtet, den oben eingeführten frequenzabhängigen Parameter erst dann auszugeben, nachdem die Frequenzänderung für eine Mindestzeitdauer stattgefunden hat. Die Mindestzeitdauer kann beispielsweise 30 Sekunden betragen. Diese Ausführungsform basiert auf der Annahme, dass eine wenigstens die Mindestzeitdauer anhaltende Frequenzänderung nicht durch eine Betätigung des Betätigungselements erfolgt, da eine solche Betätigung des Betätigungselements typischerweise deutlich kürzer dauert als die Mindestzeitdauer. Die Überwachung der Frequenz kann beispielsweise über eine dem Fachmann bekannte Erzeugung einer sogenannten Baseline erfolgen.In order to ensure that a frequency change brought about by triggering the sensor arrangement is better differentiated from a temperature-related frequency change, the evaluation circuit is preferably set up to output the frequency-dependent parameter introduced above only after the frequency change has taken place for a minimum period of time. The minimum period of time can be 30 seconds, for example. This specific embodiment is based on the assumption that a change in frequency lasting at least the minimum period of time does not result from an actuation of the actuating element, since such an actuation of the actuating element typically lasts significantly shorter than the minimum period of time. The frequency can be monitored, for example, by generating a so-called baseline, which is known to those skilled in the art.

Bevorzugt ist die Oszillatorschaltung als Differenzverstärker-Oszillatorschaltung ausgebildet. Alternativ kann die Oszillatorschaltung als Colpitzoszillator ausgebildet sein.The oscillator circuit is preferably designed as a differential amplifier oscillator circuit. Alternatively, the oscillator circuit can be designed as a Colpitz oscillator.

Die Auswerteschaltung kann eine Auswerteeinheit aufweisen.The evaluation circuit can have an evaluation unit.

Die Auswerteeinheit kann beispielsweise über einen Frequenzfilter und einen Gleichrichter mit der Oszillatorschaltung gekoppelt sein. Bevorzugt sind Frequenzfilter, Gleichrichter und Auswerteeinheit seriell geschaltet. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, eine Spannung an der Oszillatorschaltung abzugreifen und diese zu erfassen. Die Auswerteeinheit ist besonders bevorzugt ausgebildet, in Abhängigkeit von einem Wert einer Spannungsamplitude der frequenzbandgefilterten und gleichgerichteten Spannung eine Sensorantwort auszugeben. Bevorzugt erfolgt die Umsetzung der in diesem Absatz beschriebenen Variante, indem die mit dem Frequenzfilter gefilterte und mit dem Gleichrichter gleichgerichtete Spannung zur Auswertung in einen ADC des Mikrocontrollers eingeführt wird, der mit der Reihenschaltung aus Frequenzfilter und Gleichrichter gekoppelt ist, zur Auswertung der Spannung mit der Auswerteeinheit.The evaluation unit can be coupled to the oscillator circuit via a frequency filter and a rectifier, for example. Frequency filter, rectifier and evaluation unit are preferably connected in series. The evaluation unit is designed to tap off a voltage at the oscillator circuit and to record it. The evaluation unit is particularly preferably designed to output a sensor response as a function of a value of a voltage amplitude of the frequency band-filtered and rectified voltage. The variant described in this paragraph is preferably implemented by introducing the voltage, filtered with the frequency filter and rectified with the rectifier, into an ADC of the microcontroller for evaluation, which is coupled to the series connection of frequency filter and rectifier, for evaluating the voltage with the evaluation unit.

Der Frequenzfilter kann beispielsweise als

- Bandpassschaltung,
- Tiefpass,
- Hochpass oder
- Bandsperre ausgebildet sein,

alternativ eine oder mehrere der vorgenannten aufweisen.The frequency filter can for example as

- bandpass circuit,
- low pass,
- High pass or
- Bandstop be trained,

alternatively one or more of the above.

Eine bevorzugte Umsetzung kann beispielsweise vorsehen, dass die mit dem Frequenzfilter gefilterte und mit dem Gleichrichter gleichgerichtete Spannung zur Auswertung in einen Komparator der Auswerteschaltung, beispielsweise einen Komparator des Mikrocontrollers, geführt wird, der mit der Reihenschaltung aus Frequenzfilter und Gleichrichter gekoppelt ist, zur Auswertung der Spannung mit der Auswerteschaltung, beispielsweise der Auswerteeinheit der Auswerteschaltung.A preferred implementation can provide, for example, that the voltage filtered with the frequency filter and rectified with the rectifier is fed to a comparator of the evaluation circuit, for example a comparator of the microcontroller, for evaluation, which is coupled to the series connection of frequency filter and rectifier, for evaluation of the Voltage with the evaluation circuit, for example the evaluation unit of the evaluation circuit.

In einer alternativen bevorzugten Umsetzung weist die Auswerteschaltung einen Komparator auf, der ein analoges Frequenzsignal der Oszillatorschaltung in digital lesbare Pulse umwandelt, die von der mit dem Komparator gekoppelten Auswerteeinheit in einer Zeiteinheit gezählt werden, um dadurch einen Rückschluss auf die Frequenz zu gewinnen, wobei in Abhängigkeit von der Frequenz ein Korrekturwert an die Stromsteuerung ausgegeben wird.In an alternative preferred implementation, the evaluation circuit has a comparator, which converts an analog frequency signal from the oscillator circuit into digitally readable pulses, which are counted in a time unit by the evaluation unit coupled to the comparator, in order to draw conclusions about the frequency, with Depending on the frequency, a correction value is output to the current controller.

In einer Variante kann dies als Frequenzauswertungsverfahren ausgebildet sein, was dadurch realisiert ist, dass der Komparator an einem seiner Eingänge, beispielsweise am negativen Eingang, mit einem konstanten Potential gekoppelt ist. In einer anderen Variante kann dies als Phasenauswertungsverfahren ausgebildet sein, was dadurch realisiert ist, dass der Komparator an einem seiner Eingänge, beispielsweise am negativen Eingang, mit einer Wechselspannung, bevorzugt einer gepulsten Spannung, gekoppelt ist.In one variant, this can be designed as a frequency evaluation method, which is implemented in that the comparator is coupled to a constant potential at one of its inputs, for example at the negative input. In another variant, this can be designed as a phase evaluation method, which is implemented in that the comparator is coupled to one of its inputs, for example the negative input, with an AC voltage, preferably a pulsed voltage.

Ein Gedanke der Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung, die eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art oder eine ihrer Weiterbildungen sowie ein metallisches oder ferromagnetisches Betätigungselement aufweist. Das Betätigungselement vollzieht bei Betätigung eine Lageänderung zu der Oszillatorschaltung, beispielsweise relativ zu dem induktiven Glied der Oszillatorschaltung. Das Betätigungselement ist relativ zu der Oszillatorschaltung, also beispielsweise zu dem elektromagnetischen Feld des induktiven Glieds, beweglich oder verformbar, was beides von dem Oberbegriff der Lageänderung umfasst ist. Durch die Lageänderung ergibt sich eine Änderung der Eigenschaften der Oszillatorschaltung, beispielsweise die eingangs bereits angesprochene Änderung von Induktivität und/oder Ersatzinduktivität und/oder Güte der Induktivität des induktiven Glieds, wodurch wiederum eine Verstimmung des LC-Schwingkreises herbeigeführt wird. Der Begriff des Betätigungselements bezeichnet die Eigenschaft, dass das durch die Oszillatorschaltung, also beispielsweise durch den Schwingkreis aus Kapazität und induktivem Glied, erzeugte elektromagnetische Feld bei Änderung der Lage des Betätigungselements, und mit dem elektromagnetischen Feld insbesondere beispielsweise die Güte der Induktivität des induktiven Glieds, beeinflusst wird. Hierzu kann das Betätigungselement beispielsweise ein metallisches Betätigungselement sein, also beispielsweise aus einem Metall bestehen oder ein Metall aufweisen; aber das Betätigungselement ist auch dann als metallisches Betätigungselement anzusehen, wenn es in zur Beeinflussung des elektromagnetischen Felds ausreichender Weise metallische Leitungseigenschaften aufweist, wie es beispielsweise bei einigen Übergangsmetallen wie beispielsweise Titannitrid der Fall ist.One idea of the invention relates to an actuating arrangement which has a sensor arrangement of the type mentioned at the outset or one of its developments and a metallic or ferromagnetic actuating element. When actuated, the actuating element changes its position relative to the oscillator circuit, for example relative to the inductive element of the oscillator circuit. The actuating element is movable or deformable relative to the oscillator circuit, ie, for example, to the electromagnetic field of the inductive member, both of which are included in the generic term of position change. The change in position results in a change in the properties of the oscillator circuit, for example the initially mentioned change in inductance and/or equivalent inductance and/or quality of the inductance of the inductive element, which in turn detunes the LC resonant circuit. The term "actuating element" refers to the property that the electromagnetic field generated by the oscillator circuit, i.e. for example by the oscillating circuit made up of capacitance and inductive element, when the position of the actuating element changes, and with the electromagnetic field in particular, for example, the quality of the inductance of the inductive element, being affected. For this purpose, the actuating element can be, for example, a metallic actuating element, that is to say, for example, consist of a metal or have a metal; however, the actuator is to be considered a metallic actuator even if it has metallic conductive properties sufficient to affect the electromagnetic field, such as is the case with some transition metals such as titanium nitride.

Beispielsweise ist die Betätigungsanordnung ein Türgriff einer Fahrzeugtür oder einer Fahrzeugklappe, wobei die induktive Sensoranordnung innerhalb des Türgriffs angeordnet ist. Bevorzugt ist das Betätigungselement in einem solchen Fall an dem Türgriff angeordnet oder Bestandteil des Türgriffs, beispielsweise Bestandteil eines Hüllenabschnitts des Türgriffs. Alternativ ist das Betätigungselement eine Fahrzeugbedienfläche, die an der Außenhaut des Fahrzeugs angeordnet ist oder die Teil der Außenhaut des Fahrzeugs ist und hinter welcher die Sensoranordnung positioniert ist zum Erkennen einer Betätigung des Betätigungselements, sodass das Betätigungselement und die Sensoranordnung die Betätigungsanordnung bilden.For example, the actuating arrangement is a door handle of a vehicle door or a vehicle flap, with the inductive sensor arrangement being arranged inside the door handle. In such a case, the actuating element is preferably arranged on the door handle or is a component part of the door handle, for example a component part of a casing section of the door handle. Alternatively, the actuating element is a vehicle control surface which is arranged on the outer skin of the vehicle or which is part of the outer skin of the vehicle and behind which the sensor arrangement is positioned for detecting an actuation of the actuating element, so that the actuating element and the sensor arrangement form the actuating arrangement.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Gegenstände der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Further details, features and advantages of the objects of the invention result from the following description in connection with the figures.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten wie auch die nachfolgend erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind. Es zeigen:

1a und 1b: Prinzipskizzen einer Betätigungsanordnung;
2: schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen induktiven Sensoranordnung;
3: schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen induktiven Sensoranordnung;
4: schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen induktiven Sensoranordnung.

It goes without saying that the features mentioned above as well as those explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own. Show it:

1a and 1b : Schematic sketches of an actuating arrangement;
2 : schematic representation of an embodiment of an inductive sensor arrangement according to the invention;
3 : schematic representation of another embodiment of an inductive sensor arrangement according to the invention;
4 : schematic representation of another embodiment of an inductive sensor arrangement according to the invention.

In 1a ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Betätigungsanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Betätigungsanordnung 1 ist in der beispielhaft dargestellten Ausführungsform eine Handhabe eines Türgriffs, welche im Querschnitt dargestellt ist. Innerhalb der Handhabe 1 ist eine induktive Sensoranordnung 2 dargestellt, die in der gezeigten Ausführungsform in ihrer Gesamtheit auf einer Platine angeordnet ist. Die induktive Sensoranordnung weist einen Schwingkreis mit einer Spule L auf, wobei der Schwingkreis Bestandteil einer in dieser Figur nicht gezeigten Oszillatorschaltung ist. An dem Hüllenabschnitt des Türgriffs und innenseitig des Türgriffs ist ein als Metallfolie ausgebildetes metallisches Betätigungselement 4 angeordnet. Das metallische Betätigungselement 4 ist der Spule L der induktiven Sensoranordnung 2 gegenüberliegend angeordnet. Aufgrund des elastischen Verhaltens des Hüllenabschnitts des Türgriffs ist das metallische Betätigungselement 4 relativ zu der Sensoranordnung 2 beweglich. Selbstverständlich kann die gezeigte Betätigungsanordnung auch in völlig anderer Anwendung als in derjenigen eines Türgriffs ausgeführt sein, beispielsweise kann sie als Bedienfläche am Fahrzeug vorgesehen sein, beispielsweise an der Fahrzeugaußenhaut.In 1a is a schematic cross-sectional view of an actuator assembly 1 of a motor vehicle. In the embodiment shown as an example, the actuating arrangement 1 is a handle of a door handle, which is shown in cross section. Inside the handle 1, an inductive sensor arrangement 2 is shown, which is arranged in its entirety on a circuit board in the embodiment shown. The inductive sensor arrangement has an oscillating circuit with a coil L, the oscillating circuit being part of an oscillator circuit, not shown in this figure. A metallic actuating element 4 designed as a metal foil is arranged on the casing section of the door handle and on the inside of the door handle. The metallic actuating element 4 is arranged opposite the coil L of the inductive sensor arrangement 2 . Due to the elastic behavior of the cover section of the door handle, the metallic actuating element 4 can be moved relative to the sensor arrangement 2 . Of course, the actuation arrangement shown can also be implemented in a completely different application than that of a door handle, for example it can be provided as an operating surface on the vehicle, for example on the outer skin of the vehicle.

In 1b ist dargestellt, wie infolge der Kraftausübung (symbolisiert durch den dargestellten Pfeil 3) eine Einwirkung auf den Hüllenabschnitt herbeigeführt ist. Eine Kraftausübung in die entgegengesetzte Richtung würde vergleichbar wirken wie auch darüber hinaus gehende Stauchungen oder Streckungen, die in dieser Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gesondert gezeigt werden. Infolge der Krafteinwirkung hat das als Metallfolie ausgebildete metallische Betätigungselement 4 eine Lageänderung vollzogen. Die Lageänderung ist Konsequenz einer abschnittsweisen Ortsänderung des Betätigungselements 4 zu der Sensoranordnung 2 als Folge der Verformung des Betätigungselements 4. Die Ortsänderung des Betätigungselements ist insbesondere auch relativ zu der Spule L der Sensoranordnung 2 aufgetreten. Die Sensoranordnung 2 dient dem Zweck, die in der Verformung des Betätigungselements 4 sich ausprägende Betätigung zu erkennen.In 1b it is shown how an effect on the shell section is brought about as a result of the exertion of force (symbolized by the arrow 3 shown). An exertion of force in the opposite direction would have a comparable effect, as would compressing or stretching beyond this, which is not shown separately in this figure for reasons of clarity. As a result of the application of force, the metal actuating element 4, which is designed as a metal foil, has changed its position. The change in position is a consequence of a sectional change in location of the actuating element 4 to the sensor arrangement 2 as a result of the deformation of the actuating element 4. The Ortsän A change in the actuating element has also occurred in particular relative to the coil L of the sensor arrangement 2 . The sensor arrangement 2 serves the purpose of recognizing the actuation that is expressed in the deformation of the actuation element 4 .

2 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen induktiven Sensoranordnung 2. Die Sensoranordnung 2 weist eine Oszillatorschaltung 6 auf. Die Oszillatorschaltung 6 setzt sich zusammen aus einem Parallelschwingkreis 5, aufweisend ein induktives Glied L und ein kapazitives Glied C, und einem in der vorliegenden Ausführungsform seriell geschalteten positiv rückgekoppelten Differenzverstärker 11, die Oszillatorschaltung 6 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist also ein Differenzverstärker-Oszillator. Weiterhin ist eine Auswerteschaltung 7 vorhanden, die beispielsweise bestehen kann aus einem Frequenzfilter 10, einem Gleichrichter 9 und einer Auswerteeinheit 16 mit einem ADC. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, eine Spannungsamplitude zu messen, um einen an dem Schwingkreis abgegriffenen Spannungswert auszuwerten. Die Auswerteeinheit 16 kann beispielsweise in einem Mikrocontroller ausgebildet sein und ist vom Fachmann unproblematisch umzusetzen, da sie, in der hier gezeigten Umsetzung, lediglich zur Erfassung eines Spannungswerts und zum Vergleich dieses Spannungswerts mit einem Referenzwert sowie, in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs, zur Ausgabe eines ergebnisabhängigen Signals eingerichtet zu sein braucht. In der gezeigten Ausführungsform ist die beispielhafte Variante umgesetzt, gemäß der die Auswerteeinheit 16 über eine Diode 8 und eine Kapazität C_D, die zusammen den Gleichrichter 9 bilden, sowie einen mit diesem in Reihenschaltung angeordneten Frequenzfilter 10 mit der Oszillatorschaltung 6 gekoppelt ist. Der Frequenzfilter 10 ist in dieser Ausführung zwischen Gleichrichter 8 und Parallelschwingkreis 5 angeordnet. Die genaue Umsetzung der Auswertung und auch der ebenfalls gezeigte Widerstand R_G sind nicht erfindungswesentlich. 2 is a schematic representation of an inductive sensor arrangement 2 according to the invention. The sensor arrangement 2 has an oscillator circuit 6 . The oscillator circuit 6 is composed of a parallel resonant circuit 5, having an inductive element L and a capacitive element C, and a serially connected positive feedback differential amplifier 11 in the present embodiment, so the oscillator circuit 6 of the present exemplary embodiment is a differential amplifier oscillator. There is also an evaluation circuit 7, which can consist, for example, of a frequency filter 10, a rectifier 9 and an evaluation unit 16 with an ADC. The evaluation unit is designed to measure a voltage amplitude in order to evaluate a voltage value tapped off at the resonant circuit. The evaluation unit 16 can be embodied in a microcontroller, for example, and can be implemented without any problems by a person skilled in the art, since, in the implementation shown here, it is only used to detect a voltage value and to compare this voltage value with a reference value and, depending on the result of the comparison, to output it of a result-dependent signal needs to be set up. In the embodiment shown, the exemplary variant is implemented, according to which the evaluation unit 16 is coupled to the oscillator circuit 6 via a diode 8 and a capacitor _CD , which together form the rectifier 9, and a frequency filter 10 arranged in series with this. In this embodiment, the frequency filter 10 is arranged between the rectifier 8 and the parallel resonant circuit 5 . The precise implementation of the evaluation and also the resistance R _G that is also shown are not essential to the invention.

Die gezeigte Ausführungsform ist eine Umsetzung einer Möglichkeit, eine temperaturkorrigierte Frequenzmessung vornehmen. Als ein Bestandteil der Sensoranordnung 2 ist hierfür eine Schaltung 13 vorgesehen, die einen Temperatursensor, einen Mikrocontroller und einen DAC aufweist, wobei mit dem Temperatursensor ausgewertete Temperaturen über den Microcontroller in einen DAC-Wert umgewandelt werden, der über eine Emitterschaltung den Eingangsstrom der Stromspiegelschaltung 12 beeinflusst. Die Stromspiegelschaltung 12 wiederum setzt diesen temperaturabhängigen Eingangsstrom in einen Ausgangsstrom um, der die Frequenz der Oszillatorschaltung verändert. Die Dimensionierung der Stromspiegelschaltung 12, insbesondere der Stromverstärkungsfaktor der Stromspiegelschaltung 12, ist derart an die Oszillatorschaltung 6 und an die Auswerteschaltung 7 angepasst, dass eine temperaturabhängige Veränderung der Frequenz in der Oszillatorschaltung vollständig oder nahezu vollständig kompensiert wird, sodass im Ergebnis eine Situation vorliegt, in der eine Wirkkopplung des Temperatursensors mit der Oszillatorschaltung 6 die temperaturabhängige Veränderung der von der Oszillatorschaltung 6 bereitgestellten Frequenz im von der Auswerteschaltung 7 erhaltenen Ergebnis kompensiert. Der Differenzverstärker 11 ist zwischen Stromspiegelschaltung 12 und Schwingkreis 5 angeordnet.The embodiment shown is an implementation of a way of making a temperature-corrected frequency measurement. A circuit 13 is provided as a component of the sensor arrangement 2 for this purpose, which has a temperature sensor, a microcontroller and a DAC, with temperatures evaluated using the temperature sensor being converted via the microcontroller into a DAC value which, via an emitter circuit, transmits the input current of the current mirror circuit 12 influenced. The current mirror circuit 12 in turn converts this temperature-dependent input current into an output current that changes the frequency of the oscillator circuit. The dimensioning of the current mirror circuit 12, in particular the current amplification factor of the current mirror circuit 12, is adapted to the oscillator circuit 6 and to the evaluation circuit 7 in such a way that a temperature-dependent change in the frequency in the oscillator circuit is completely or almost completely compensated, so that the result is a situation in which the operative coupling of the temperature sensor to the oscillator circuit 6 compensates for the temperature-dependent change in the frequency provided by the oscillator circuit 6 in the result obtained from the evaluation circuit 7 . The differential amplifier 11 is arranged between the current mirror circuit 12 and the oscillating circuit 5 .

V bezeichnet eine Spannungsquelle und R_v einen Widerstand um zu symbolisieren, dass selbstverständlich eine Spannungsversorgung erforderlich ist, deren Umsetzung allerdings fachmännisch und nicht erfindungswesentlich ist.V designates a voltage source and R _v a resistance to symbolize that a voltage supply is of course required, the implementation of which, however, is professional and not essential to the invention.

Eine andere Ausführung ist der 3 zu entnehmen. Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 2 darin, dass die Temperaturkorrektur nicht von einem daher auch nicht vorhandenen Temperatursensor herbeigeführt wird, sondern stattdessen die Stromspiegelschaltung 12 über eine Schaltung 15 mit einem Eingangsstrom versorgt wird, der sich aus der Auswertung der Frequenz durch die Auswerteeinheit 16 und innerhalb der Schaltung 15 dadurch erfolgt, indem ein Ausgabewert der Auswerteeinheit 16 mit einem Mikrocontroller der Schaltung 15 in einen DAC-Wert übersetzt wird. Dieser DAC-Wert ist folglich direkt abhängig von einer Ausgabe der Auswerteeinheit 16 und folglich nicht mehr unmittelbar, aber mittelbar, abhängig von der Umgebungstemperatur. Analog zu der Ausführung der 2 beeinflusst der DAC-Wert über eine Emitterschaltung den Eingangsstrom der Stromspiegelschaltung 12. Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 2 außerdem in der Art der Auswertung der Oszillatorfrequenz durch die Auswerteschaltung 7. Die Auswerteeinheit 16 ermittelt die vom Komparator 14 bereitgestellten digitalisierten Werte, welche Pulse pro Zeit repräsentieren und von der Auswerteeinheit gezählt werden können. Die Auswerteeinheit 16 ist ausgebildet, basierend auf der Anzahl der Pulse pro Zeit einen frequenzabhängigen Wert, beispielsweise Spannungswert, auszugeben, der hiernach in die Schaltung 15 geführt und von dieser in den Eingangsstrom übersetzt wird. Es liegt damit eine Konstellation vor, in der als unmittelbare Konsequenz aus einer Veränderung der mit dem Komparator 14 digitalisierten Werte pro Zeit und daraus von der Auswerteeinheit 16 abgeleiteten ermittelten Frequenz oder frequenzabhängigem Wert über die Kopplung mit der Schaltung 15 eine Regelung der Frequenz stattfindet, die aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Frequenz mittelbar eine temperaturabhängige Regelung darstellt. Das Messverfahren kann daher auch als Frequenzauswertungsverfahren bezeichnet werden, das in der erfindungsgemäßen Ausführung den bisher nicht bekannten Vorteil der teilweisen oder vollständigen Kompensation temperaturabhängiger Effekte aufweist.Another version is this 3 refer to. The embodiment of 3 differs from that of 2 in that the temperature correction is not brought about by a temperature sensor that is therefore also not present, but instead the current mirror circuit 12 is supplied via a circuit 15 with an input current which results from the evaluation of the frequency by the evaluation unit 16 and within the circuit 15 as a result, by converting an output value of the evaluation unit 16 into a DAC value using a microcontroller of the circuit 15 . Consequently, this DAC value is directly dependent on an output of the evaluation unit 16 and consequently no longer directly, but indirectly, dependent on the ambient temperature. Similar to the execution of 2 the DAC value influences the input current of the current mirror circuit 12 via an emitter circuit. The embodiment of FIG 3 differs from that of 2 also in the type of evaluation of the oscillator frequency by the evaluation circuit 7. The evaluation unit 16 determines the digitized values provided by the comparator 14, which represent pulses per time and can be counted by the evaluation unit. The evaluation unit 16 is designed to output a frequency-dependent value, for example a voltage value, based on the number of pulses per time, which is then fed into the circuit 15 and converted by the latter into the input current. There is thus a constellation in which, as a direct consequence of a change in the values digitized with the comparator 14 over time and the determined frequency or frequency-dependent value derived therefrom by the evaluation unit 16, the frequency is controlled via the coupling with the circuit 15 due to the temperature dependence of the frequency indirectly represents a temperature-dependent regulation. The measurement method can therefore can also be referred to as a frequency evaluation method which, in the embodiment according to the invention, has the hitherto unknown advantage of partial or complete compensation for temperature-dependent effects.

Die oben genannte temperaturabhängige Regelung findet über die Kombination aus Differenzverstärker-Oszillator 6 und Stromspiegelschaltung mit Eingangsstrom statt und resultiert aus der gemessenen Frequenz. Damit ist ein Prinzip geschaffen, mit dem ein gegenüber temperaturabhängigen Drifts unempfindlicher Sensor bereitgestellt werden kann. Die hierfür erforderliche Auslegung der entsprechenden Bestandteile, insbesondere des Differenzverstärker-Oszillators 6 und der Stromspiegelschaltung 12 ist hierbei von den konkreten Rahmenbedingungen abhängig, hiervon ausgehend sodann aber für den Fachmann durch empirisches Vorgehen unproblematisch möglich.The temperature-dependent regulation mentioned above takes place via the combination of differential amplifier oscillator 6 and current mirror circuit with input current and results from the measured frequency. This creates a principle with which a sensor that is insensitive to temperature-dependent drifts can be provided. The design of the corresponding components required for this, in particular of the differential amplifier oscillator 6 and the current mirror circuit 12, is dependent on the specific framework conditions, but is then possible without any problems for the person skilled in the art using an empirical procedure.

Die weitere Ausführung der 4 unterscheidet sich von der in 3 gezeigten Ausführungsform dahingehend, dass am Minuspol des Komparators eine Frequenz anliegt, wodurch die vom Komparator digitalisierten Werte nicht eine zählbare Frequenz darstellen, sondern ein Maß für eine Veränderung der Frequenz infolge der sich ändernden Phasenunterschiede zwischen Frequenz der Oszillatorschaltung 6 und der Frequenz der am Minuspol des Komparators 14 anliegenden Spannung. Das Messverfahren kann daher auch als Phasenauswertungsverfahren bezeichnet werden, das in der erfindungsgemäßen Ausführung den bisher nicht bekannten Vorteil der teilweisen oder vollständigen Kompensation temperaturabhängiger Effekte aufweist.The further execution of 4 differs from the in 3 shown embodiment to the effect that a frequency is present at the negative pole of the comparator, as a result of which the values digitized by the comparator do not represent a countable frequency, but rather a measure of a change in the frequency as a result of the changing phase differences between the frequency of the oscillator circuit 6 and the frequency of the frequency at the negative pole of the Comparator 14 voltage applied. The measuring method can therefore also be referred to as a phase evaluation method which, in the embodiment according to the invention, has the hitherto unknown advantage of partial or complete compensation for temperature-dependent effects.

Claims

Inductive sensor arrangement (2), in particular for detecting a change in position of an actuating element (4), the sensor arrangement (2) having: - a current-controlled oscillator circuit (6) for providing an electrical oscillation with a frequency, - one coupled to the oscillator circuit (6). Evaluation circuit (7) which is designed to determine the frequency provided by the oscillator circuit (6) or a parameter dependent on this frequency, characterized in that a current control of the current-controlled oscillator circuit (6) is designed to bring about a current which varies as a function of the ambient temperature, wherein the current controller and the oscillator circuit (6) are adapted to one another in such a way that when the ambient temperature changes, at least in one temperature range, the current controller, which changes as a function of the ambient temperature, brings about a change in the frequency provided by the oscillator circuit (6), which the change in the ambient temperature brought about change in the frequency provided by the oscillator circuit (6) runs in the opposite direction.

Sensor arrangement (2) after claim 1 , wherein the current controller comprises a current mirror circuit coupled to the oscillator circuit (6).

Sensor arrangement (2) after claim 1 or after claim 2 , wherein the current control of the oscillator circuit (6) has a reference current source (12) controlled by a temperature sensor (13) for changing the frequency provided by the oscillator circuit (6) as a function of temperature.

Sensor arrangement (2) after claim 1 or after claim 2 , wherein the evaluation circuit (7), preferably an evaluation unit (16) of the evaluation circuit (7), outputs a frequency-dependent parameter, the evaluation circuit (7), preferably the evaluation unit (16) of the evaluation circuit (7), via the current control with the oscillator circuit (6) is coupled for frequency-dependent regulation of the frequency provided by the oscillator circuit (6).

Sensor arrangement (2) after claim 4 , wherein the current control is designed as a current mirror circuit coupled to the oscillator circuit with a current amplification factor and the evaluation circuit (7), preferably the evaluation unit (16) of the evaluation circuit (7), outputs a parameter dependent on the evaluated frequency, which is coupled to the evaluation circuit in a parameter microcontroller and converted by it into a measured value-dependent DAC value output, which changes the input current of the current mirror circuit as a function of frequency, for example via an emitter circuit, with the current amplification factor of the current mirror circuit and the circuit of the frequency-dependent voltage as the input current and the oscillator circuit (6) being such are chosen empirically so that in the temperature range the temperature-dependent input current is converted into an output current by the current mirror circuit, so that the change in the frequency provided by the oscillator circuit (6) that occurs as a function of the ambient temperature is compensated or partially compensated.

Sensor arrangement (2) after claim 4 or after claim 5 , wherein the evaluation circuit (7) is set up, the frequency-dependent parameter output only after the frequency change has taken place for a minimum period of time.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, in which the oscillator circuit (6) is in the form of a differential amplifier oscillator circuit or a Colpitzo oscillator.

Sensor arrangement (2) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation circuit (7) has an evaluation unit (16) which generates a voltage across the oscillator circuit ( 6) taps and is designed to record the tapped voltage, and the evaluation unit (16) is designed to output a sensor response as a function of a value of a voltage amplitude of the frequency band-filtered and rectified voltage, wherein the evaluation unit (16) is preferably partially or completely arranged in a microcontroller or is designed as a microcontroller, the voltage filtered with the frequency filter (10) and rectified with the rectifier (8) preferably being introduced into an ADC of the microcontroller for evaluation, which is coupled to the series connection of the frequency filter (10) and rectifier (8) for evaluating the voltage with the evaluation unit (16).

Sensor arrangement (2) after claim 8 , the voltage filtered by the frequency filter (10) and rectified by the rectifier (8) being fed to a comparator of the evaluation circuit, for example a comparator of the microcontroller, for evaluation, which is connected to the series connection of the frequency filter (10) and rectifier (8) is coupled to evaluate the voltage with the evaluation circuit.

Sensor arrangement (2) according to one of Claims 1 until 7 , a comparator preferably being arranged between the oscillator circuit and the evaluation unit, with either a constant potential, preferably zero potential, being present at the negative pole of the comparator, the evaluation unit evaluating the frequency by counting the pulses in a time unit to determine the frequency using the evaluation unit; or alternatively, a pulsed voltage or a voltage oscillation is present at the negative pole of the comparator, with the evaluation unit evaluating a change in frequency as a result of a phase shift between the frequency and the voltage present at the negative pole of the comparator.

Sensor arrangement (2) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation circuit (7) has an evaluation unit (16) which outputs a voltage value which is dependent on the determined frequency and which is coupled to the current control as a parameter which changes the current control.

Actuating arrangement (1), in particular an actuating arrangement (1) arranged on a motor vehicle, having a sensor arrangement (2) according to one of the preceding claims and a metallic or ferromagnetic actuating element (4), the actuating element (4) carrying out a change in position when actuated relative to the Oscillator circuit (6) for bringing about a change in the frequency provided and, as a result, in the frequency determined with the evaluation circuit or in the frequency-dependent parameter for determining the actuating element (4) as being deflected or not deflected as a function of the determined value of the frequency or of the parameter dependent on the frequency.