EP4154404A1 - Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung - Google Patents

Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung

Info

Publication number
EP4154404A1
EP4154404A1 EP20838107.9A EP20838107A EP4154404A1 EP 4154404 A1 EP4154404 A1 EP 4154404A1 EP 20838107 A EP20838107 A EP 20838107A EP 4154404 A1 EP4154404 A1 EP 4154404A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrangement
sensor elements
detection
sensor
activation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP20838107.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Berthold Sieg
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.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of EP4154404A1 publication Critical patent/EP4154404A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for a vehicle for inductive detection of an activation action.
  • the invention also relates to a method for inductive detection of an activation action.
  • the object is achieved in particular by an arrangement, preferably a circuit arrangement.
  • the arrangement according to the invention can be designed for use in a vehicle for inductive detection of an activation action.
  • the arrangement according to the invention can be attached to a vehicle component, for example.
  • the arrangement according to the invention can, for. B. be designed as a circuit arrangement with a circuit board and optionally at least one housing.
  • the activation action is, for example, an actuation of the vehicle component, preferably through a touch and / or exertion of force by a user.
  • the arrangement according to the invention can in particular be designed as an electronic circuit arrangement and / or an inductive sensor.
  • the activation action and in particular the actuation of the vehicle component can include, for example, a touch and / or a movement and / or an exertion of force on the vehicle component, which triggers a movement of an activation means of the arrangement according to the invention.
  • a touch and / or a movement and / or an exertion of force on the vehicle component which triggers a movement of an activation means of the arrangement according to the invention.
  • touching a housing can Vehicle component cause a displacement of the activating agent.
  • the activation means is advantageously fastened and / or movably mounted on a housing of the vehicle component or the arrangement according to the invention.
  • the activating agent can be designed as an electrically conductive surface or coating on the housing.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle, in particular as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, preferably with a high-voltage electrical system and / or an electric motor. It can also be possible for the vehicle to be designed as a fuel cell vehicle and / or passenger vehicle and / or semi-autonomous or autonomous vehicle.
  • the vehicle has a security system which, for. B. through communication with an identification transmitter (ID transmitter) enables authentication. Depending on the communication and / or the authentication, at least one function of the vehicle can be activated. If the authentication of the ID transmitter is necessary for this, the function can be a security-relevant function, such as unlocking the vehicle or moving a flap (e.g.
  • the function and / or the authentication can be initiated when the activation action has been successfully detected by the arrangement according to the invention.
  • the arrangement according to the invention outputs a trigger signal which triggers the function and / or the authentication.
  • the trigger signal is output as a function of the detection of the activation action, for example by the processing arrangement.
  • the output takes place, for example, to a control unit of the vehicle.
  • the arrangement according to the invention can have a cable and / or a plug connection or the like in order to be releasably electrically connected to the control unit of the vehicle.
  • the security system is also designed as a passive access system, which initiates the authentication and / or the activation of a function upon detection of the approach of the ID transmitter to the vehicle without active manual actuation of the ID transmitter.
  • a wake-up signal is repeatedly sent out by the security system, which can be received by the ID transmitter when it approaches, and then triggers the authentication.
  • the arrangement according to the invention can have the following components, preferably to form an inductive sensor: a sensor arrangement for inductive detection of the activation action in order to provide at least one, in particular (precisely or at least) a first and second detection signal, the at least one detection signal for a, in particular the same detection information about the activation action can be specific, an electronic processing arrangement, such as a microcontroller, for determining the detection information from the at least one detection signal in order to detect the activation action on the basis of the detection information, in particular on the basis of a change in the detection information.
  • a sensor arrangement for inductive detection of the activation action in order to provide at least one, in particular (precisely or at least) a first and second detection signal, the at least one detection signal for a, in particular the same detection information about the activation action can be specific
  • an electronic processing arrangement such as a microcontroller, for determining the detection information from the at least one detection signal in order to detect the activation action on the basis of the detection information, in
  • the sensor arrangement has at least or exactly two (or at least or exactly four) sensor elements on different layers of a circuit board.
  • the first sensor element can thus be arranged on a first layer and the second sensor element can be arranged on a second layer of the circuit board. If more than two sensor elements are provided, e.g. at least or exactly four sensor elements, the first of the sensor elements (e.g. a first and third sensor element) can be on the first layer and the second of the sensor elements (e.g. a second and fourth sensor element ) be arranged on the second layer.
  • the first and second sensor elements can be arranged one below the other and / or the third and fourth sensor element can be arranged one below the other and / or the first and third sensor element can be arranged next to one another and / or the second and fourth sensor elements can be arranged next to one another.
  • the sensor elements, which are arranged one below the other can also be electrically connected to one another via vias.
  • the sensor elements, which are arranged next to one another on the same layer can optionally be electrically connected to one another via conductor tracks. In other words, the pairs can each be electrically connected to one another via a via.
  • the circuit board can be designed as a multilayer circuit board.
  • the sensor elements are, for example, designed as electrically conductive elements, e.g. B. in the form of at least one conductor track on the circuit board.
  • the circuit board can, for example, have at least two or at least three or at least or exactly four layers.
  • the layers can be stuck together connected, and thus be stacked on top of each other. Each layer can thus be understood as a conductor track level of the circuit board.
  • conductor tracks of the individual layers can be electrically connected to one another via through-contacts (“vias”).
  • vias through-contacts
  • a through-hole plating can be designed as a vertical electrical connection between the conductor track planes of the circuit board. The electrical connection can be realized through an internally metallized hole in the carrier material of the printed circuit board.
  • the arrangement among one another on different layers makes it possible to use the sensor elements together to generate a magnetic field. If more than two sensor elements are provided, all of the sensor elements or the sensor elements in pairs (ie always two of the sensor elements) can be used to generate a common magnetic field.
  • the acquisition signals can be specific for the same acquisition information, that is to say in other words they can be carriers for the same acquisition information, for example have the same frequency.
  • the detection information such as the frequency of the at least one detection signal, can be specific for the activation action, that is to say it can be dependent on the activation action, so that the activation action can be detected on the basis of the detection information.
  • the at least two sensor elements are each designed as an electrical spiral coil. This has the advantage that interference and / or losses, such as eddy current losses, can be reduced.
  • the at least two sensor elements in particular in pairs, can be arranged spatially parallel and / or bifilar and / or electrically connected to one another in series for the common inductive detection of the activation action. It can thus also be possible for the sensor elements to be connected in such a way that the electrical current flow through the sensor elements, in particular through the first and second sensor elements, and preferably through the third and fourth sensor elements, is in the same direction. With a bifilar design of the sensor elements and with opposing current flow, the magnetic fields created by the sensor elements would almost cancel each other out. With the intended connection, however, a current flow in the same direction can occur, so that the magnetic fields are strengthened.
  • the first and second sensor elements and / or the third and fourth sensor elements can thus serve at least in pairs together (cooperatively) to generate a magnetic field and thus for detection.
  • an, in particular electrically conductive, activation means is provided in order to be moved relative to the sensor arrangement, preferably by the activation action, with the at least two sensor elements preferably being arranged in an effective area with the activation means, around the To detect movement inductively, and in particular to provide a change in inductance by the movement of the activation means.
  • the activation means can be actuated, in particular moved, by the activation action, and in this way change the inductance which can be measured in the sensor arrangement.
  • the change in inductance can be determined using the at least one detection signal, e.g. B. based on the frequency of the detection signal.
  • the change in inductance and / or the frequency can thus form the detection information.
  • the detection signals can be compared with one another in order to determine the detection information.
  • the detection information is correspondingly dependent and in particular proportional to the change in inductance.
  • the activation action can be detected, for example, by comparing the frequency with a threshold value.
  • the following details of the distance between an activation means and at least one of the sensor elements relate to the distance between the activation means in the non-actuated state.
  • the activating means When the activating means is actuated by the activating action, however, the activating means can move relative to the sensor arrangement, and thus the distance can change.
  • the smallest geometric and / or spatial distance of the sensor elements (and in particular the sensor arrangement) to a mass element and / or to an activation means (in the non-actuated state, i.e. when the activation means has not been moved or has not been moved by the activation action Activation act is present) is essentially the same.
  • the same distance between the sensor elements and the mass element and / or the sensor elements and the activation means can bring about a geometric symmetry in order to avoid interference effects to reduce.
  • the ground element can in particular have an electrical ground potential. The same distances allow a geometrical symmetry of the structure. This also has the advantage that symmetrical detection signals can be generated for evaluation.
  • the first sensor element can be at the same distance from an activation means as the third sensor element.
  • the distance between the activation means and the layer on which the first and / or third sensor element are attached can be constant in the non-actuated state of the activation means.
  • the second sensor element is at the same distance from a ground element (with ground potential) as the fourth sensor element.
  • the mass element can, for. B. be formed as an electrically conductive surface on a layer of the circuit board, in particular below the layer on which the second and fourth sensor elements are attached.
  • the distance between the first and / or third sensor element and the activation means can be the same as the distance between the second and / or fourth sensor element and the ground element.
  • an activation means which has an electrically conductive material, in particular a metal, in order to provide an inductive influencing of the sensor elements, preferably in the event of a movement as a result of the activation action. It is also optionally conceivable that the at least two sensor elements are arranged in an effective area with the activation means, in order to provide a change in inductance due to the movement of the activation means.
  • the activating agent can, for example, be designed to be electrically conductive, e.g. B. as a metal which causes the change in inductance.
  • the sensor elements can be connected as part of at least one oscillating circuit, and an oscillator arrangement for controlling the at least one oscillating circuit can be electrically connected to the sensor elements in order to detect the change in inductance, preferably so that the detection information is specific to a frequency of the at least one oscillating circuit.
  • the processing arrangement can be designed to detect the change in inductance on the basis of a change in the frequency and to detect the activation action as a function thereof. In this way it is possible to determine the movement of the activating means through the sensor elements. This is functional with the traditional use of pushbuttons comparable, which are actuated by means of the activation act. However, the use of buttons is technically more complex.
  • the sensor elements also recognize the actuation of the activation means. Functionally, a unit consisting of at least two or exactly two or four sensor elements and the activation means can therefore be understood as a button.
  • the activating means is designed, for example, as a metal element, such as a metal surface or a metal strip or the like.
  • the formation of the activating means from metal has the advantage that the position of the activating means relative to the sensor arrangement influences the inductance of the sensor elements.
  • At least one resonant circuit which is at least partially formed by the sensor arrangement, can then be used to measure the change in inductance.
  • the at least one resonant circuit can be operated electrically with an oscillator arrangement, such as a free-running oscillator.
  • the activation means can be movably attached to the circuit board of the arrangement and / or to a housing of the arrangement and / or to the vehicle component.
  • the oscillator arrangement can have an oscillator such as a clock generator and / or a square-wave signal generator and / or a free-running oscillator.
  • an activation means is provided which is directly or indirectly electrically connected to a ground potential of the arrangement, that is, in particular, is grounded.
  • the indirect connection can e.g. B. be designed as a connection dynamically with ground, z. B. via a capacitor. In this way, the detection of the change in inductance can be further improved.
  • connection means is arranged geometrically and / or spatially between the at least one sensor element and an activation means, with the connection means preferably being designed to be elastic.
  • connection means is designed as an elastic element such as a foam pad or a spiral spring in order to connect at least one of the sensor elements to the activation means (preferably electrically).
  • the connecting means is z. B. formed elastically to allow a relative movement of the activation means to the sensor element.
  • the connecting means can be an elastic and electrically conductive material and / or a (conductive) foam and / or a spring, in particular spiral spring.
  • the connecting means can preferably be designed as a foam pad or the like. This can result in improved interference suppression.
  • the connecting means directly at least one of the sensor elements, for. B. a first and third sensor element contacted. If necessary, the connecting means can also contact the activating means directly. It may be possible for the connecting means to be arranged spatially in an air gap between the sensor element and the activation means.
  • connection means has an electrically conductive material in order to electrically connect at least or precisely one of the sensor elements to the activation means. This is used to suppress interference.
  • an electrical shield is provided for the sensor elements, wherein the electrical shield can have an electrically conductive material which surrounds the individual or several of the sensor elements in a ring shape.
  • the electrical shield can have an electrically conductive material which surrounds the individual or several of the sensor elements in a ring shape.
  • at least one electrically conductive surface can be arranged on the same layers of the printed circuit board on which the sensor elements are also provided.
  • the shield can be formed on the same layers, in particular fastened to the same layers, on which the sensor elements are also provided.
  • the shielding can surround the sensor element on this layer in an annular manner, and preferably from all sides, possibly with the exception of a gap.
  • the shield can form an open ring.
  • the shielding can be designed as a conductor track and / or an electrically conductive surface on the layer.
  • the sensor element can also be designed as a conductor track and / or an electrically conductive surface on the layer.
  • the shield is electrically connected directly or indirectly to a ground potential. Passive electrical shielding can thus be provided by the ground potential.
  • the shield is designed geometrically as an open or resistively closed ring. There may be a benefit to the shielding does not form a closed ring with the same potential, i.e. a short-circuit ring. This avoids interference with the shielding.
  • the at least two or at least four sensor elements are connected symmetrically to one another in order to preferably generate at least two detection signals as symmetrical and / or differential signals so that the detection signals can have the same detection information, such as the same frequency.
  • the detection signals can thus be specific for the same detection information about the activation action.
  • the detection information can be determined from both detection signals (each individually), possibly also without taking the other detection signal into account and without performing a comparison of the detection signals with one another.
  • the detection information is a frequency of the respective (periodic) detection signals. The comparison of the detection signals enables the detection information to be determined with greater reliability.
  • the detection signals are designed as symmetrical, in particular mass-symmetrical, and / or antiphase electrical signals. This enables a differential evaluation of the signals, for example by a comparator component, in order to reliably determine the detection information.
  • the sensor arrangement has the at least or exactly two or at least or exactly four, in particular electrically conductive, sensor elements as electrically conductive surfaces and / or conductor tracks.
  • the sensor elements can be connected symmetrically to one another (with one another) in order to generate the detection signals as symmetrical and / or differential signals, so that the detection signals preferably have the same detection information.
  • the detection signals can be transmitted to the processing arrangement and in particular to a comparator component as differential and / or symmetrical signals, in particular in the sense of symmetrical transmission, but also possibly with a (constant) phase difference to one another.
  • a phase shift of 180 ° between the detection signals enables a phase reversal of one of the detection signals to be achieved and / or that the zero crossings of the detection signals occur simultaneously, but the signs of the amplitudes are different.
  • the use of symmetrical signals can be particularly robust against interference, as these cancel each other out.
  • the circuit of the sensor arrangement and / or the entire arrangement according to the invention in terms of circuitry be designed as symmetrically as possible in order to also design the two detection signals with a high degree of symmetry and, in particular, sinusoidal. Another advantage of symmetry is that temperature problems and the resulting changes have little or no negative effect.
  • the sensor arrangement is designed to provide the at least one detection signal as a first and second detection signal
  • the electronic processing arrangement can be designed to compare the detection signals with one another in order to determine the detection information on the basis of the comparison, and to detect the activation action based on the detection information.
  • the detection signals can be compared with one another in order to thereby determine the detection information.
  • the detection information can be a property of the detection signals, for example a frequency, which can be dependent on an inductance of the sensor arrangement.
  • the activation action can thus be designed to change the detection information and specifically the inductance of the sensor arrangement.
  • the processing arrangement can therefore be designed to determine the change in the inductance in order to infer the presence of the activation action therefrom.
  • a degree of change z. B. be compared with a threshold value.
  • the arrangement according to the invention thus provides the function of an inductive sensor.
  • two detection signals can be evaluated in order to improve stability and reliability.
  • the detection signals can be evaluated as two (identical) periodic signals by a comparator. It is possible for the detection signals to be compared in that the processing arrangement, and in particular a comparator, preferably a differential comparator, measures the differential voltage of the sensor elements.
  • the detection signals can thus be designed as the electrical voltages of the sensor elements of the sensor arrangement. This has advantages over conventional solutions that rely on an asymmetrical evaluation of the change in inductance, such as LDC sensors.
  • the at least two or at least four sensor elements are designed as parts of at least one resonant circuit, in particular a parallel resonant circuit, in order to generate at least two detection signals as informational and / or periodic signals.
  • electrical energy becomes periodic exchanged between the components of the resonant circuit, such as the sensor elements and at least one capacitor, so that the at least one periodic detection signal can result therefrom.
  • the detection signals can correspond to different electrical voltages of the parallel resonant circuit, so the first detection signal z.
  • the resonant circuit and / or the sensor arrangement can furthermore have at least one capacitor in order to provide a resonance in cooperation with the sensor elements (in particular in the form of coils).
  • the resonance frequency and / or the frequency of the detection signals can then be used as detection information.
  • the detection signals result e.g. B. from the electrical oscillations (in particular periodic or repeated charge shifts) in the sensor elements, which are initiated and / or excited by the oscillator arrangement and can be influenced by the activation means.
  • the resonant circuit can be understood as a parallel resonant circuit, in particular as two symmetrically interconnected resonant circuits.
  • the detection signals are therefore specific for the frequencies of the electrical oscillations of the connected oscillating circuits.
  • a first detection signal for the oscillation in the first and a second detection signal for the oscillation in the second of the resonant circuits can be specific.
  • the resonant circuits can be constructed symmetrically so that the frequencies of the two detection signals are the same.
  • the at least one detection signal is a periodic and / or (in particular essentially) sinusoidal signal, and preferably the different detection signals are signals that are phase-shifted with respect to one another.
  • the respective detection signal can alternatively or additionally be designed as electrical voltages and / or electrical currents.
  • the detection signals can, for. B. applied to respective resonant circuits as voltages, the resonant circuits u. are formed by the sensor arrangement or the sensor elements.
  • the resonant circuits can form a parallel resonant circuit, the frequency of which changes as a function of the position and / or the distance between the activation means and the sensor arrangement.
  • the sensor arrangement has at least two further sensor elements, that is to say a total of at least or precisely four sensor elements, the sensor elements of the sensor arrangement being electrical and in particular serially can be interconnected, and are preferably electrically connected to one another directly or indirectly in pairs via a plated-through hole, and are preferably electrically connected directly or indirectly to a ground potential. Furthermore, it is conceivable that the sensor arrangement can be fastened to one another in pairs on different layers of a circuit board, the pairs being able to be arranged next to one another, in particular in order to respectively detect the activation action in different detection areas.
  • pairs with one another means that at least the first and second sensor elements are arranged as a first pair one below the other on the different layers and at least the third and fourth sensor element as a second pair are arranged one below the other on the different layers, with the first and third sensor elements next to one another and the second and fourth Sensor element can be arranged side by side. This enables the activation action to be recorded over a large area.
  • the sensor arrangement can furthermore be possible for the sensor arrangement to have at least or exactly four sensor elements, of which at least two are attached to the different layers of the circuit board, the sensor elements being able to be electrically connected to one another directly or indirectly in pairs via a through-hole contact, and in particular to a ground potential are directly or indirectly electrically connected.
  • the ground potential also referred to for short as mass or earth
  • vehicle ground vehicle ground
  • the sensor elements can be connected in series and thus generate a magnetic field particularly efficiently.
  • the center points of the coils can make electrical contact with one another via the plated-through hole.
  • the at least or precisely two sensor elements are designed to detect the activation action in a first common and / or the same detection area.
  • the sensor arrangement advantageously has at least or precisely two further sensor elements which are designed to detect the activation action in a second common and / or the same detection area.
  • the first and second sensor elements can perform the detection in the first detection area and optionally the third and fourth sensor elements can perform the detection in the second detection area.
  • both Detection areas can be provided with a single, common activation means which moves relative to both detection areas as a result of the activation action.
  • the invention also relates to a method for inductive detection of an activation action in a vehicle, in particular an activation of a vehicle component. It is provided that the following steps are carried out, preferably one after the other in the order specified or in any order, with individual and / or all steps also being able to be repeated:
  • the sensor arrangement has at least two sensor elements on different layers, in particular a printed circuit board, the sensor elements being electrically connected to one another via a through-hole connection.
  • the sensor elements can be operated in this way with the same electrical potential.
  • the method according to the invention thus has the same advantages as have been described in detail with reference to an arrangement according to the invention.
  • the method can be suitable for operating an arrangement according to the invention.
  • the activation action is detected by evaluating the frequency of the detection signals and / or without evaluating the amplitude of the detection signals, that is to say that the amplitude is not evaluated. This can improve the reliability of the detection.
  • the processing arrangement can be a comparator component, such as an electronic one Comparator, have in order to compare the anti-phase detection signals with one another, ie in particular to switch each time the first detection signal is greater than the second detection signal, and vice versa.
  • the oscillator arrangement can have at least two electronic switches which switch repeatedly and one after the other, in particular in order to provide a clock for the resonant circuits of the sensor arrangement.
  • the oscillator arrangement can be controlled by the processing arrangement or it can be part of the processing arrangement.
  • the oscillator arrangement can also be designed to control the sensor elements and in particular the various oscillating circuits of the sensor arrangement in antiphase and / or to control them in such a way that the detection signals are generated in antiphase.
  • anti-phase is understood to mean a phase shift of the detection signals to one another of 180 ° C.
  • the sensor arrangement is designed as a symmetrical circuit with the at least two sensor elements as sensor elements which are geometrically symmetrically arranged and / or symmetrically interconnected in terms of circuit technology.
  • the sensor arrangement can, for. B. provide two resonant circuits and / or a parallel resonant circuit in which the sensor elements can provide the inductance.
  • the processing arrangement can have a comparator component, in particular an electronic comparator, for carrying out a comparison of the detection signals.
  • the comparator component is e.g. B. Part of a microcontroller.
  • the comparator component can be electrically connected to the sensor elements in order to evaluate the detection signals (in particular differentially) to detect the activation action.
  • a first detection signal can be applied to a first input and a second detection signal can be applied to a second input of the comparator component.
  • the sensor arrangement and in particular the entire arrangement according to the invention can be designed to be at least predominantly symmetrical in terms of circuitry and geometry.
  • geometrically the same distances between the sensor elements and a ground element with ground potential and / or the activation means (and / or the sensor elements with respect to one another) can be provided. This means that the smallest distance between the sensor elements and the mass element and / or the activation means is the same.
  • the distance from the first and / or third sensor element to the activation means can be the same as the distance from the second and / or fourth Sensor element to the mass element.
  • the symmetrical design causes a high level of interference suppression.
  • the at least two sensor elements are each designed as a coil element, in particular to generate a magnetic field each and / or to detect a change in the field by approaching at least or precisely one activation means to the sensor elements during the activation action.
  • the sensor elements can be arranged and / or connected in a bifilar manner in order to jointly (amplify) the field.
  • the magnetic field generated by the first sensor element amplifies the magnetic field generated by the second sensor element.
  • the first and second sensor elements can thus form a detection unit.
  • a third and fourth sensor element can be connected to one another in order to also form a further detection unit.
  • the first and second detection unit can be arranged next to one another, whereas the sensor elements of a common detection unit can be arranged one below the other. It can be possible for all sensor elements of the arrangement according to the invention to detect the same activation action, that is to say the same movement of the activation means.
  • a comparator component such as an electronic comparator can be provided which is used for comparing the detection signals by the processing arrangement.
  • the sensor arrangement forms at least one resonant circuit, in particular a parallel resonant circuit, which is influenced by the activation means.
  • the comparator can compare the two detection signals with one another and switch over after both detection signals have crossed zero, so that the processing arrangement in this way, by measuring or counting these switching processes over time, the (resonance) frequency of the oscillating circuit (s) and / or detection signals can capture.
  • the comparator can be designed as a differential comparator which compares which of the detection signals is greater.
  • both detection signals After both detection signals have (precisely) crossed zero, both detection signals have therefore changed their sign and the comparator switches over its output signal.
  • the detection signals are preferably signals in antiphase, that is, with a phase shift of, for example, 180 °, and uniform, that is, for example, both sinusoidal.
  • the sensor arrangement forms at least one oscillating circuit and the processing arrangement is connected to the sensor arrangement in such a way that the processing arrangement forms a frequency meter for the frequency of the at least one oscillating circuit.
  • a single detection signal can then be evaluated with regard to this frequency.
  • the two detection signals can each have the same information about the frequency, for example, as periodic signals, they can have the same period duration.
  • the processing arrangement can then evaluate the period duration.
  • the frequency meter makes it possible to determine the inductive component of the at least one resonant circuit, and in this way to draw conclusions about the activation action.
  • the sensor arrangement forms at least one oscillating circuit and / or the processing arrangement has a counter component in order to carry out a count based on zero crossings of the detection signal or signals, and preferably based on a result of the counting a (in particular resonance) )
  • the processing arrangement can be designed as a frequency meter.
  • the differential measurement of the frequency offers the advantage of a particular stability against interference.
  • the arrangement according to the invention has at least one fastening means in order to be fastened in a door handle or in an emblem of the vehicle, preferably in order to detect the activation action in the manner of touching the door handle or emblem.
  • the fastening means can, for example, be embodied in a housing of the arrangement according to the invention.
  • the fastening means is designed as a recess for a screw or the like and / or as a positioning means such as a profile for unambiguous fastening on the vehicle.
  • a vehicle component such as a door handle and / or an emblem, which has the arrangement according to the invention, is also protected. Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. Show it:
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a vehicle with an arrangement according to the invention, which is also shown in a detailed view with further details,
  • FIG. 11 shows a schematic visualization of the detection signals.
  • a vehicle 1 is shown with an arrangement 5 according to the invention.
  • the arrangement 5 according to the invention is integrated into a vehicle component 2, specifically a door handle 2.
  • An enlarged illustration shows that the arrangement 5 according to the invention can have a plurality of layers L1, L2, L3 which are fastened one above the other.
  • Sensor elements 11, 12 can be provided on at least or exactly two of the layers L1, L2, as will be explained in more detail below is described.
  • a first detection area B1 and a second detection area B2 can be monitored.
  • the detection areas B1, B2 each form an inductive effective area B1, B2 at least one of the sensor elements 11, 12 and at least one activation means 20.
  • a separate activation means 20 can be provided for each detection area B1, B2, or - as shown in FIG. 1 - a common activation means 20 can be used.
  • the activating agent 20 is e.g. B. a metal element 20, which is moved relative to a circuit board 90 of the arrangement 5 according to the invention during an activation action.
  • a housing 96 can be provided on which the activating means 20 is movably mounted. At least one fastening means 95 can also be provided on the housing 96 for fastening on the vehicle 1.
  • FIG. 2 shows an arrangement 5 according to the invention for a vehicle 1 for inductive detection of an activation action, in particular an actuation of a vehicle component 2, with further details.
  • the sensor elements 11, 12 already described can be part of a sensor arrangement 10 for inductive detection of the activation action in order to provide at least one - and, as shown by way of example - a first and second detection signal S1, S2.
  • the configuration of the sensor arrangement 10 shown in FIG. 2 can be expanded by further sensor elements 13, 14.
  • the at least two sensor elements 11, 12, 13, 14 can be connected symmetrically. It is shown in FIG.
  • the at least two sensor elements 11, 12, 13, 14 can be part of a parallel resonant circuit, the voltages of which can be tapped as the detection signals S1, S2.
  • Further components of the sensor arrangement 10 or of the parallel resonant circuit can be at least one capacitor C and / or at least one resistor R, as is shown schematically and by way of example.
  • an oscillator arrangement 73 can be provided which is operated with a voltage source V in order to operate the parallel resonant circuit electrically.
  • an inductance of the sensor arrangement 10 can be detected, which inductance can be changed by an approach of the activation means 20 (due to the activation action).
  • the activation action is, for example, a manual exertion of force on the activation means 20, which leads to the movement of the activation means 20.
  • an air gap 21 and / or an elastic connecting means 30 can be provided, which enables the movement in the manner of a relative movement of the activation means 20 to the sensor elements 11, 12, 13, 14.
  • the activation means 20 can thus enable an inductive influencing 22 of the sensor arrangement 10.
  • Detection information VS be specific about the activation action, the detection information VS being specific for the change in inductance due to the activation action.
  • the oscillator arrangement 73 successively controls the symmetrical strands of the sensor arrangement 10 in order to generate the detection signals S1, S2 in antiphase. This makes it possible to generate the detection signals S1, S2 as symmetrical and / or differential and / or informational and / or periodic and / or antiphase signals, so that the detection signals S1, S2 are the same
  • the detection information VS can be specific for a frequency of the parallel resonant circuit of the sensor arrangement 10, the processing arrangement 70 being designed to detect the change in inductance on the basis of a change in the frequency and to detect the activation action as a function of this.
  • the processing arrangement 70 can have a counter component 72 in order to carry out a count based on the zero crossings of the detection signals S1, S2, and to determine a frequency of the resonant circuit which is specific for the activation action based on a result of the counting.
  • the comparator component 71 compares the first detection signal S1 with the second detection signal S2, and switches the output signal (at the reference symbol VS) to a first value whenever the first detection signal S1 is greater than the second detection signal S2 and to a second value, when the second detection signal S2 is larger than the first detection signal S1.
  • the counter component 72 can then determine the frequency of the detection signals as the detection information VS.
  • the comparator component 71 and / or the counter component 72 and / or the Voltage source V can be (at least partially) part of processing arrangement 70, in particular an integrated circuit.
  • a first and second sensor element 11, 12 are shown with further details.
  • a third and fourth sensor element 13, 14 are also shown in FIG.
  • the sensor elements 11, 12, 13, 14 can be attached to different layers L1, L2 of a circuit board 90 in order to carry out the activation action in a common, identical detection area (B1 for the sensor elements 11, 12 and B2 for the sensor elements 13, 14, see Fig. Figure 1).
  • the four sensor elements 11, 12, 13, 14 can be attached in pairs to one another on the different layers L1, L2 of the circuit board 90 in order to detect the activation action in the different detection areas B1, B2.
  • the sensor elements 11, 12, 13, 14 on the different layers L1, L2 of the circuit board 90 can be electrically connected to one another directly or indirectly in pairs via a via 91, and in particular (via the via 91) be directly or indirectly electrically connected to a ground potential 80 on a third layer L3 of the circuit board 90.
  • the smallest spatial distance D of the sensor elements 11, 12, 13, 14 to a ground element 80 with the ground potential 80 and / or to an activation means 20 (in the non-actuated state) can be essentially the same.
  • a shield 40 of the sensor elements 11, 12 is formed on the circuit board 90.
  • the shield 40 can be, for. B. in the form of at least one annular electrically conductive element around the sensor elements 11, 12 (and in particular 13, 14).
  • the shielding 40 is designed for this purpose as at least one conductor track of the circuit board 90, which optionally has a ground potential, or, alternatively, is actively controlled electrically with an electrical potential that deviates from the ground potential.
  • at least one electrically conductive surface can be arranged on the same layers L1, L2, L3, L4 of the circuit board 90 on which the sensor elements 11, 12, 13, 14 are also provided.
  • the circuit board is designed, for example, as a four-layer circuit board, as shown in FIG.
  • the annular design of the shield 40 is shown in FIGS. 6 and 7 by way of example.
  • FIGS. 6, 7 as well as 9 and 10 show a top view of the layers L1, L2, which are shown in FIGS. 3 to 5 and 8 in a side sectional view through the printed circuit board 90.
  • a connection means 30 may be arranged spatially between the activation means 20 and at least one of the sensor elements 11, 12 (also 13, 14).
  • the connecting means 30 is, for. B. formed elastic.
  • the connecting means 30 can have an elastically and electrically conductive material and / or a (conductive) foam and / or a spring, in particular a spiral spring.
  • the connecting means 30 can preferably be designed as a foam pad or the like. This can result in improved interference suppression.
  • the sensor elements 11, 12, 13, 14 can each be designed as a spiral coil and are spatially parallel and / or bifilar and / or electrically connected in series for common inductive detection . It may be possible for the sensor elements 11, 12, 13, 14 to be connected in such a way that the electrical current flow through the sensor elements 11, 12, 13, 14, in particular through the first 11 and second sensor element 12, and preferably through the third 13 and fourth sensor element 14, is in the same direction. In this way the generated magnetic fields can be strengthened.
  • the current flow is indicated by an arrow.
  • the inputs E1, E2 and outputs A1, A2 of the coils are shown.
  • the input E1 can be electrically (directly) connected to the output A2 via a plated-through hole 91.
  • the current flows from A1 via E1, then A2 and then via E2.
  • the detection signals S1, S2 generated in this way are shown schematically in FIG.
  • the phase shift of the detection signals S1, S2 by 180 ° leads to a phase reversal or to simultaneous zero crossings, although the signs of the detection signals S1, S2 differ. Counting the zero crossings now makes it possible to determine the detection information VS.

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (5) für ein Fahrzeug (1) zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung, insbesondere einer Betätigung einer Fahrzeugkomponente (2), aufweisend: - eine Sensoranordnung (10) zur induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung, um wenigstens ein Erfassungssignal (S1, S2) bereitzustellen, wobei das wenigstens eine Erfassungssignal (S1, S2) für eine Erfassungsinformation (VS) über die Aktivierungshandlung spezifisch ist, - eine elektronische Verarbeitungsanordnung (70) zum Ermitteln der Erfassungsinformation (VS) aus dem wenigstens einen Erfassungssignal (S1, S2), um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation (VS) zu detektieren, wobei die Sensoranordnung (10) mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) auf unterschiedlichen Lagen (L1, L2) einer Leiterplatte (90) aufweist, wobei die Sensorelemente (11, 12) über eine Durchkontaktierung (91) miteinander elektrisch verbunden sind.

Description

Anordnung für ein Fahrzeug zur induktiven Detektion einer
Aktivierungshandlung
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Fahrzeug zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei einer Fahrzeugkomponente wie einem Türgriff eines Fahrzeuges wenigstens ein Taster vorgesehen sein kann, um eine Berührung oder Bewegung des Türgriffs zu erfassen. Diese Betätigung der Fahrzeugkomponente kann eine Funktion beim Fahrzeug auslösen, wie bspw. eine Entriegelung und/oder Öffnung einer Klappe des Fahrzeuges. Aufgrund der mechanischen Funktionsweise des Tasters kann jedoch die Zuverlässigkeit verringert sein. Ferner ist auch der Einsatz von induktiven Sensoren bei Fahrzeugen bekannt, um die Betätigung einer Fahrzeugkomponente zu erfassen. Bspw. können hierzu sogenannte LDC Sensoren genutzt werden, welche die Veränderung einer Induktivität erfassen. Allerdings ist diese Art der Erfassung häufig noch störanfällig, sodass auch hier die Zuverlässigkeit reduziert sein kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung zur Erfassung und/oder Detektion einer Aktivierungshandlung vorzuschlagen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung, vorzugweise Schaltungsanordnung. Die erfindungsgemäße Anordnung kann für eine Verwendung bei einem Fahrzeug zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung ausgeführt sein. Hierzu kann die erfindungsgemäße Anordnung bspw. an einer Fahrzeugkomponente befestigt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung kann z. B. als Schaltungsanordnung mit einer Leiterplatte und optional wenigstens einem Gehäuse ausgebildet sein. Die Aktivierungshandlung ist bspw. eine Betätigung der Fahrzeugkomponente, vorzugsweise durch eine Berührung und/oder Kraftausübung durch einen Benutzer. Die erfindungsgemäße Anordnung kann insbesondere als eine elektronische Schaltungsanordnung und/oder ein induktiver Sensor ausgebildet sein.
Die Aktivierungshandlung und insbesondere die Betätigung der Fahrzeugkomponente kann bspw. eine Berührung und/oder eine Bewegung und/oder eine Kraftausübung an der Fahrzeugkomponente umfassen, welche eine Bewegung eines Aktivierungsmittels der erfindungsgemäßen Anordnung auslöst. Bspw. kann die Berührung eines Gehäuses der Fahrzeugkomponente eine Verschiebung des Aktivierungsmittels bewirken. Das Aktivierungsmittel ist vorteilhafterweise an einem Gehäuse der Fahrzeugkomponente oder der erfindungsgemäßen Anordnung befestigt und/oder bewegbar gelagert. Ferner kann das Aktivierungsmittel als eine elektrisch leitfähige Fläche oder Beschichtung am Gehäuse ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Hybridfahrzeug oder als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Hochvolt-Bordnetz und/oder einem Elektromotor. Außerdem kann es möglich sein, dass das Fahrzeug als ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder semi autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgebildet ist. Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug ein Sicherheitssystem auf, welches z. B. durch eine Kommunikation mit einem Identifikationsgeber (ID-Geber) eine Authentifizierung ermöglicht. In Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Authentifizierung kann wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges aktiviert werden. Falls hierzu die Authentifizierung des ID-Gebers notwendig ist, kann es sich bei der Funktion um eine sicherheitsrelevante Funktion handeln, wie ein Entriegeln des Fahrzeuges oder eine Bewegung einer Klappe (z. B. Front- oder Heck- oder Seitenklappe bzw. -tür) des Fahrzeuges in eine Offenstellung oder eine Freigabe eines Motorstarts. Es ist möglich, dass die Funktion und/oder die Authentifizierung initiiert werden, wenn die Aktivierungshandlung erfolgreich durch die erfindungsgemäße Anordnung detektiert wurde. Bspw. erfolgt bei der erfolgreichen Detektion der Aktivierungshandlung eine Ausgabe eines Auslösesignals durch die erfindungsgemäße Anordnung, welches die Funktion und/oder die Authentifizierung triggert. Das Auslösesignal wird in anderen Worten in Abhängigkeit von der Detektion der Aktivierungshandlung ausgegeben, bspw. durch die Verarbeitungsanordnung. Die Ausgabe erfolgt bspw. an ein Steuergerät des Fahrzeuges. Hierzu kann die erfindungsgemäße Anordnung ein Kabel und/oder eine Steckverbindung oder dergleichen aufweisen, um mit dem Steuergerät des Fahrzeuges lösbar elektrisch verbunden zu werden.
Weiter ist es denkbar, dass das Sicherheitssystem auch als ein passives Zugangssystem ausgebildet ist, welches ohne aktive manuelle Betätigung des ID-Gebers die Authentifizierung und/oder die Aktivierung einer Funktion bei Detektion der Annäherung des ID-Gebers an das Fahrzeug initiiert. Hierzu wird bspw. wiederholt ein Wecksignal durch das Sicherheitssystem ausgesendet, welches durch den ID-Geber bei der Annäherung empfangen werden kann, und dann die Authentifizierung auslöst. Die erfindungsgemäße Anordnung kann die nachfolgenden Komponenten aufweisen, vorzugsweise um einen induktiven Sensor auszubilden: eine Sensoranordnung zur induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung, um wenigstens ein, insbesondere (genau oder mindestens) ein erstes und zweites, Erfassungssignal bereitzustellen, wobei das wenigstens eine Erfassungssignal für eine, insbesondere gleiche, Erfassungsinformation über die Aktivierungshandlung spezifisch sein kann, eine elektronische Verarbeitungsanordnung, wie ein Mikrocontroller, zum Ermitteln der Erfassungsinformation aus dem wenigstens einen Erfassungssignal, um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation, insbesondere anhand einer Veränderung der Erfassungsinformation, zu detektieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung mindestens oder genau zwei (oder mindestens oder genau vier) Sensorelemente auf unterschiedlichen Lagen einer Leiterplatte aufweist. Das erste Sensorelement kann somit auf einer ersten Lage und das zweite Sensorelement kann auf einer zweiten Lage der Leiterplatte angeordnet sein. Wenn mehr als zwei Sensorelemente vorgesehen sind, also bspw. mindestens oder genau vier Sensorelemente, können erste der Sensorelemente (z. B. ein erstes und drittes Sensorelement) auf der ersten Lage und zweite der Sensorelemente (z. B. ein zweites und viertes Sensorelement) auf der zweiten Lage angeordnet sein. Das erste und zweite Sensorelement kann untereinander und/oder das dritte und vierte Sensorelement untereinander und/oder das erste und dritte Sensorelement nebeneinander und/oder das zweite und vierte Sensorelement nebeneinander angeordnet sein. Damit ergibt sich eine paarweise Anordnung der Sensorelemente untereinander auf den unterschiedlichen Lagen. Die Sensorelemente, die untereinander angeordnet sind, können zudem über Durchkontaktierungen miteinander elektrisch verbunden sein. Die Sensorelemente, die auf der gleichen Lage nebeneinander angeordnet sind, können ggf. über Leiterbahnen miteinander elektrisch verbunden sein. In anderen Worten können die Paare jeweils über eine Durchkontaktierung miteinander elektrisch verbunden sein. Entsprechend kann die Leiterplatte als eine mehrlagige Leiterplatte ausgeführt sein. Die Sensorelemente sind bspw. als elektrisch leitfähige Elemente ausgebildet, z. B. in der Form wenigstens einer Leiterbahn der Leiterplatte. Die Leiterplatte kann bspw. mindestens zwei oder mindestens drei oder mindestens oder genau vier Lagen aufweisen. Die Lagen können miteinander fest verbunden, und somit aufeinandergestapelt sein. Jede Lage kann somit als eine Leiterbahnebene der Leiterplatte aufgefasst werden. Weiter können Leiterbahnen der einzelnen Lagen über Durchkontaktierungen (engl „vias“) miteinander elektrisch verbunden sein. Eine Durchkontaktierung kann als eine vertikale elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnebenen der Leiterplatte ausgeführt sein. Die elektrische Verbindung kann durch eine innen metallisierte Bohrung im Trägermaterial der Leiterplatte realisiert sein.
Die Anordnung untereinander auf unterschiedlichen Lagen ermöglicht es, die Sensorelemente gemeinsam zur Erzeugung eines Magnetfeldes einzusetzen. Falls mehr als zwei Sensorelemente vorgesehen sind, können sämtliche der Sensorelemente oder paarweise die Sensorelemente (also immer zwei der Sensorelemente) zur Erzeugung eines gemeinsamen Magnetfeldes dienen.
Bei mehreren Erfassungssignalen können die Erfassungssignale für die gleiche Erfassungsinformation spezifisch sein, also in anderen Worten Träger für die gleiche Erfassungsinformation sein, bspw. die gleiche Frequenz aufweisen. Die Erfassungsinformation, wie die Frequenz des wenigstens einen Erfassungssignals, kann für die Aktivierungshandlung spezifisch sein, also von der Aktivierungshandlung abhängig sein, sodass anhand der Erfassungsinformation die Aktivierungshandlung detektiert werden kann.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Sensorelemente jeweils als elektrische Spiralspule ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass Störungen und/oder Verluste, wie Wirbelstromverluste, reduziert werden können.
Es kann optional möglich sein, dass die mindestens zwei Sensorelemente, insbesondere paarweise, zur gemeinsamen induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung räumlich parallel und/oder bifilar angeordnet und/oder elektrisch seriell miteinander verschaltet sind. Damit kann es auch möglich sein, dass die Sensorelemente derart verschaltet sind, dass der elektrische Stromfluss durch die Sensorelemente, insbesondere durch das erste und zweite Sensorelement, und vorzugsweise durch das dritte und vierte Sensorelement, gleichsinnig ist. Bei einer bifilaren Ausbildung der Sensorelemente und bei gegensinnigem Stromfluss würden sich die durch die Sensorelemente entstehenden magnetischen Felder gegenseitig nahezu aufheben. Bei der vorgesehenen Verschaltung kann es jedoch zu einem gleichsinnigen Stromfluss kommen, sodass die Magnetfelder sich verstärken. Das erste und zweite Sensorelement und/oder das dritte und vierte Sensorelemente können somit zumindest paarweise gemeinsam (kooperativ) zur Erzeugung eines Magnetfeldes und damit zur Erfassung dienen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein, insbesondere elektrisch leitendes, Aktivierungsmittel vorgesehen ist, um vorzugsweise durch die Aktivierungshandlung relativ zur Sensoranordnung bewegt zu werden, wobei bevorzugt die mindestens zwei Sensorelemente in einem Wirkbereich mit dem Aktivierungsmittel angeordnet sind, um die Bewegung induktiv zu erfassen, und insbesondere eine Induktivitätsveränderung durch die Bewegung des Aktivierungsmittels bereitzustellen. Auf diese Weise kann die Aktivierungshandlung induktiv erfasst werden. Das Aktivierungsmittel kann durch die Aktivierungshandlung betätigt, insbesondere bewegt werden, und auf diese Weise die Induktivität verändern, welche bei der Sensoranordnung messbar ist. Die Induktivitätsveränderung kann anhand des wenigstens einen Erfassungssignals festgestellt werden, z. B. anhand der Frequenz des Erfassungssignals. Die Induktivitätsveränderung und/oder die Frequenz kann somit die Erfassungsinformation bilden. Bei mehreren Erfassungssignalen können die Erfassungssignale miteinander verglichen werden, um die Erfassungsinformation zu bestimmen. Die Erfassungsinformation ist entsprechend abhängig und insbesondere proportional zur Induktivitätsveränderung. Die Detektion der Aktivierungshandlung wird bspw. durch den Vergleich der Frequenz mit einem Schwellenwert möglich.
Die nachfolgenden Angaben des Abstands zwischen einem Aktivierungsmittel und wenigstens einem der Sensorelemente beziehen sich auf den Abstand des Aktivierungsmittels im unbetätigten Zustand. Bei einer Betätigung des Aktivierungsmittels durch die Aktivierungshandlung kann es hingegen zu einer Bewegung des Aktivierungsmittels relativ zur Sensoranordnung kommen, und somit zu einer Veränderung des Abstands.
Des Weiteren ist es denkbar, dass der geringste geometrische und/oder räumliche Abstand der Sensorelemente (und insbesondere der Sensoranordnung) zu einem Masseelement und/oder zu einem Aktivierungsmittel (im unbetätigten Zustand, also wenn das Aktivierungsmittel nicht durch die Aktivierungshandlung bewegt wurde bzw. keine Aktivierungshandlung vorliegt) im Wesentlichen gleich ist. Der gleiche Abstand zwischen den Sensorelementen und dem Masseelement und/oder den Sensorelementen und dem Aktivierungsmittel kann eine geometrische Symmetrierung bewirken, um Störauswirkungen zu reduzieren. Das Masseelement kann insbesondere ein elektrisches Massepotential aufweisen. Die gleichen Abstände ermöglichen eine geometrische Symmetrierung des Aufbaus. Dies hat auch den Vorteil, dass symmetrische Erfassungssignale zur Auswertung erzeugt werden können.
Nachfolgend soll eine vorteilhafte geometrische Ausbildung näher beschrieben werden. So kann es möglich sein, dass das erste Sensorelement den gleichen Abstand zu einem Aktivierungsmittel aufweist wie das dritte Sensorelement. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zwischen dem Aktivierungsmittel und der Lage, auf welcher das erste und/oder dritte Sensorelement befestigt sind, im unbetätigten Zustand des Aktivierungsmittels konstant sein. Auch kann es vorgesehen sein, dass das zweite Sensorelement den gleichen Abstand zu einem Masseelement (mit Massepotential) aufweist wie das vierte Sensorelement. Das Masseelement kann z. B. als elektrisch leitfähige Fläche auf einer Lage der Leiterplatte ausgebildet sein, insbesondere unterhalb der Lage, auf welcher das zweite und vierte Sensorelement befestigt sind. Ferner kann der Abstand zwischen dem ersten und/oder dritten Sensorelement und dem Aktivierungsmittel gleich sein zum Abstand zwischen dem zweiten und/oder vierten Sensorelement und dem Masseelement.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung ein Aktivierungsmittel vorgesehen ist, welches ein elektrisch leitendes Material, insbesondere ein Metall, aufweist, um vorzugsweise bei einer Bewegung durch die Aktivierungshandlung eine induktive Beeinflussung der Sensorelemente bereitzustellen. Auch ist es optional denkbar, dass die mindestens zwei Sensorelemente in einem Wirkbereich mit dem Aktivierungsmittel angeordnet sind, um eine Induktivitätsveränderung durch die Bewegung des Aktivierungsmittels bereitzustellen. Das Aktivierungsmittel kann bspw. elektrisch leitend ausgeführt sein, z. B. als ein Metall, welches die Induktivitätsveränderung bewirkt. Ferner können die Sensorelemente als Teil wenigstens eines Schwingkreises verschaltet sein, und eine Oszillatoranordnung elektrisch zur Ansteuerung des wenigstens einen Schwingkreises mit den Sensorelementen verschaltet sein, um die Induktivitätsveränderung zu erfassen, vorzugsweise sodass die Erfassungsinformation für eine Frequenz des wenigstens einen Schwingkreises spezifisch ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Verarbeitungsanordnung dazu ausgeführt sein, anhand einer Veränderung der Frequenz die Induktivitätsveränderung zu erfassen und davon abhängig die Aktivierungshandlung zu detektieren. Auf diese Weise ist es möglich, durch die Sensorelemente die Bewegung des Aktivierungsmittels festzustellen. Dies ist funktional mit der herkömmlichen Verwendung von Tastern vergleichbar, welche mittels der Aktivierungshandlung betätigt werden. Allerdings ist die Nutzung von Tastern technisch aufwendiger. Die Sensorelemente erkennen ebenfalls die Betätigung des Aktivierungsmittels. Funktional kann daher eine Einheit bestehend aus mindestens zwei oder genau zwei oder vier Sensorelementen und dem Aktivierungsmittel als Taster aufgefasst werden.
Das Aktivierungsmittel ist bspw. als ein Metallelement, wie eine Metallfläche oder ein Metallstreifen oder dergleichen ausgebildet. Die Ausbildung des Aktivierungsmittels aus Metall hat den Vorteil, dass die Position des Aktivierungsmittels relativ zur Sensoranordnung die Induktivität der Sensorelemente beeinflusst. Wenigstens ein Schwingkreis, welcher zumindest teilweise durch die Sensoranordnung gebildet wird, kann dann genutzt werden, um die Veränderung der Induktivität zu messen. Hierzu kann der wenigstens ein Schwingkreis mit einer Oszillatoranordnung, wie einem freischwingenden Oszillator, elektrisch betrieben werden.
Das Aktivierungsmittel kann beweglich an der Leiterplatte der Anordnung und/oder an einem Gehäuse der Anordnung und/oder an der Fahrzeugkomponente befestigt sein. Ferner kann die Oszillatoranordnung einen Oszillator wie einen Taktgeber und/oder einen Rechtecksignal-Generator und/oder einen freischwingende Oszillator aufweisen.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass ein Aktivierungsmittel vorgesehen ist, welches direkt oder indirekt mit einem Massepotential der Anordnung elektrisch verbunden ist, also insbesondere geerdet ist. Die indirekte Verbindung kann z. B. als eine Verbindung dynamisch mit Masse ausgeführt sein, z. B. über einen Kondensator. Auf diese Weise kann die Detektion der Induktivitätsveränderung weiter verbessert werden.
Des Weiteren ist es denkbar, dass ein Verbindungsmittel zwischen dem wenigstens einen Sensorelement und einem Aktivierungsmittel geometrisch und/oder räumlich angeordnet ist, wobei bevorzugt das Verbindungsmittel elastisch ausgebildet ist. Bspw. ist es vorgesehen, dass das Verbindungsmittel als ein elastisches Element wie ein Schaumstoffpad oder eine Spiralfeder ausgebildet ist, um wenigstens eines der Sensorelemente mit dem Aktivierungsmittel (vorzugsweise elektrisch) zu verbinden. Das Verbindungsmittel ist z. B. elastisch ausgebildet, um eine relative Bewegung des Aktivierungsmittels zum Sensorelement zu ermöglichen. Weiter kann das Verbindungsmittel ein elastisch und elektrisch leitendes Material und/oder einen (leitfähigen) Schaumstoff und/oder eine Feder, insbesondere Spiralfeder, aufweisen. Vorzugsweise kann das Verbindungsmittel als ein Schaumstoffpad oder dergleichen ausgeführt sein. Dies kann eine verbesserte Störunterdrückung bewirken.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Verbindungsmittel direkt wenigstens eines der Sensorelemente, z. B. ein erstes und drittes Sensorelement, kontaktiert. Auch kann das Verbindungsmittel ggf. direkt das Aktivierungsmittel kontaktieren. Es kann möglich sein, dass das Verbindungsmittel räumlich in einen Luftspalt zwischen dem Sensorelement und dem Aktivierungsmittel angeordnet ist.
Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Verbindungsmittel ein elektrisch leitendes Material aufweist, um wenigstens oder genau eines der Sensorelemente mit dem Aktivierungsmittel elektrisch zu verbinden. Dies dient zur Störunterdrückung.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass eine elektrische Abschirmung für die Sensorelemente vorgesehen ist, wobei die elektrische Abschirmung ein elektrisch leitendes Material aufweisen kann, welches die einzelnen oder mehrere der Sensorelemente ringförmig umgibt. Hierzu kann wenigstens eine elektrisch leitfähige Fläche an den gleichen Lagen der Leiterplatte angeordnet sein, an denen auch die Sensorelemente vorgesehen sind. Auf diese Weise ist es auch möglich, die Abschirmung topfförmig als ein Ring um die Sensorelemente auszubilden. Die Abschirmung kann auf den gleichen Lagen ausgebildet, insbesondere an den gleichen Lagen befestigt, sein, auf welchen auch die Sensorelemente vorgesehen sind. In Bezug auf die geometrische Ebene der jeweiligen Lage der Leiterplatte kann die Abschirmung das Sensorelement auf dieser Lage ringförmig, und vorzugsweise von allen Seiten ggf. bis auf einen Spalt umgeben. In anderen Worten kann die Abschirmung einen offenen Ring bilden. Dabei kann die Abschirmung als eine Leiterbahn und/oder elektrisch leitfähige Fläche auf der Lage ausgebildet sein. Auch das Sensorelement kann als eine Leiterbahn und/oder elektrisch leitfähige Fläche auf der Lage ausgebildet sein.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Abschirmung direkt oder indirekt mit einem Massepotential elektrisch verbunden ist. Somit kann eine passive elektrische Abschirmung durch das Massepotential bereitgestellt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Abschirmung geometrisch als ein offener oder resistiv geschlossener Ring ausgebildet ist. Es kann ein Vorteil sein, dass die Abschirmung keinen potentialgleichen geschlossenen, also einen Kurzschlussring, bildet. Somit werden Störungen bei der Abschirmung vermieden.
Ferner ist es denkbar, dass die mindestens zwei oder mindestens vier Sensorelemente symmetrisch zueinander verschaltet sind, um vorzugsweise mindestens zwei Erfassungssignale als symmetrische und/oder differenzielle Signale zu erzeugen, sodass die Erfassungssignale die gleiche Erfassungsinformation, wie eine gleiche Frequenz, aufweisen können. Die Erfassungssignale können somit für eine gleiche Erfassungsinformation über die Aktivierungshandlung spezifisch sein. Dies bedeutet insbesondere, dass aus beiden Erfassungssignalen (jeweils für sich) die Erfassungsinformation ermittelbar ist, ggf. auch ohne Berücksichtigung des jeweils anderen Erfassungssignals und ohne Durchführung eines Vergleichs der Erfassungssignale miteinander. Bspw. ist die Erfassungsinformation eine Frequenz der jeweiligen (periodischen) Erfassungssignale. Der Vergleich der Erfassungssignale ermöglicht es dabei, die Erfassungsinformation mit höherer Zuverlässigkeit zu ermitteln. Ferner ist es denkbar, dass die Erfassungssignale als symmetrische, insbesondere massesymmetrische, und/oder gegenphasige elektrische Signale ausgeführt sind. Dies ermöglicht eine differentielle Auswertung der Signale, bspw. durch eine Komparatorkomponente, um die Erfassungsinformation zuverlässig zu ermitteln.
Es ist ferner denkbar, dass die Sensoranordnung die mindestens oder genau zwei oder mindestens oder genau vier, insbesondere elektrisch leitende, Sensorelemente als elektrisch leitfähige Flächen und/oder Leiterbahnen aufweist. Die Sensorelemente können symmetrisch zueinander (miteinander) verschaltet sein, um die Erfassungssignale als symmetrische und/oder differenzielle Signale zu erzeugen, sodass vorzugsweise die Erfassungssignale die gleiche Erfassungsinformation aufweisen. Die Erfassungssignale können dabei als differenzielle und/oder symmetrische Signale, insbesondere im Sinne einer symmetrischen Übertragung, zusätzlich aber ggf. auch mit (konstanter) Phasendifferenz zueinander, an die Verarbeitungsanordnung und insbesondere eine Komparatorkomponente übertragen werden. Bspw. ermöglicht es dabei eine Phasenverschiebung von 180° zwischen den Erfassungssignalen, dass eine Phasenumkehr eines der Erfassungssignale erzielt wird und/oder dass die Nulldurchgänge der Erfassungssignale zwar gleichzeitig erfolgen, die Vorzeichen der Amplituden jedoch unterschiedlich sind. Die Verwendung von symmetrischen Signalen kann besonders robust gegenüber Störeinflüssen sein, da diese sich gegenseitig aufheben. Um die Robustheit weiter zu verbessern, kann die Schaltung der Sensoranordnung und/oder der gesamten erfindungsgemäßen Anordnung (schaltungstechnisch) möglichst symmetrisch ausgebildet sein, um auch die beiden Erfassungssignale mit einer hohen Symmetrie und insbesondere sinusförmig auszubilden. Ein weiterer Vorteil der Symmetrie ist es, dass Temperaturprobleme und dadurch entstehende Veränderungen keine oder eine geringere negative Auswirkung haben.
Es kann ferner möglich sein, dass die Sensoranordnung dazu ausgeführt ist, das wenigstens eine Erfassungssignal als ein erstes und zweites Erfassungssignal bereitzustellen, wobei die elektronische Verarbeitungsanordnung dazu ausgeführt sein kann, die Erfassungssignale miteinander zu vergleichen, um die Erfassungsinformation anhand des Vergleichs zu ermitteln, und um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation zu detektieren. In anderen Worten können die Erfassungssignale miteinander verglichen werden, um dadurch die Erfassungsinformation zu ermitteln. Die Erfassungsinformation kann eine Eigenschaft der Erfassungssignale sein, bspw. eine Frequenz, welche abhängig sein kann von einer Induktivität der Sensoranordnung. Die Aktivierungshandlung kann somit dazu ausgeführt sein, die Erfassungsinformation und konkret die Induktivität der Sensoranordnung zu verändern. Daher kann die Verarbeitungsanordnung dazu ausgeführt sein, die Veränderung der Induktivität festzustellen, um daraus auf das Vorliegen der Aktivierungshandlung zu schließen. Hierzu kann ein Ausmaß der Veränderung z. B. mit einem Schwellenwert verglichen werden. Die erfindungsgemäße Anordnung stellt somit die Funktion eines induktiven Sensors bereit. Im Gegensatz zu herkömmlichen induktiven Sensoren können allerdings zwei Erfassungssignale ausgewertet werden, um die Stabilität und Zuverlässigkeit zu verbessern. Zur Detektion der Aktivierungshandlung kann eine Auswertung der Erfassungssignale als zwei (gleiche) periodische Signale durch einen Komparator erfolgen. Es ist möglich, dass die Erfassungssignale dadurch verglichen werden, dass die Verarbeitungsanordnung und insbesondere ein Komparator, vorzugsweise Differentialkomparator, die Differentialspannung der Sensorelemente misst. Die Erfassungssignale können somit als die elektrischen Spannungen der Sensorelemente der Sensoranordnung ausgeführt sein. Dies hat Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen, welche auf eine asymmetrische Auswertung der Induktivitätsveränderung setzen, wie bspw. LDC-Sensoren.
Optional ist es denkbar, dass die mindestens zwei oder mindestens vier Sensorelemente als Teile wenigstens eines Schwingkreises, insbesondere eines Parallelschwingkreises, ausgebildet sind, um mindestens zwei Erfassungssignale als informationsgleiche und/oder periodische Signale zu erzeugen. In einem Schwingkreis wird elektrische Energie periodisch zwischen den Bauelementen des Schwingkreises, wie den Sensorelementen und wenigstens einem Kondensator, ausgetauscht, sodass daraus das wenigstens eine periodische Erfassungssignal resultieren kann. Die Erfassungssignale können dabei unterschiedlichen elektrischen Spannungen des Parallelschwingkreises entsprechen, also das erste Erfassungssignal z. B. der elektrischen Spannung an einem ersten und das zweite Erfassungssignal der elektrischen Spannung an einem zweiten der Schwingkreise. Der Schwingkreis und/oder die Sensoranordnung kann ferner mindestens einen Kondensator aufweisen, um in Zusammenwirkung mit den Sensorelementen (insbesondere in der Form von Spulen) eine Resonanz bereitzustellen. Die Resonanzfrequenz und/oder die Frequenz der Erfassungssignale kann dann als Erfassungsinformation genutzt werden. Die Erfassungssignale resultieren z. B. aus den elektrischen Schwingungen (insbesondere periodischen bzw. wiederholten Ladungsverschiebungen) bei den Sensorelementen, welche durch die Oszillatoranordnung initiiert und/oder angeregt werden und durch das Aktivierungsmittel beeinflusst werden können. Der Schwingkreis kann als ein Parallelschwingkreis aufgefasst werden, insbesondere als zwei symmetrisch zusammengeschaltete Schwingkreise. Die Erfassungssignale sind damit für die Frequenzen der elektrischen Schwingungen der zusammengeschalteten Schwingkreise spezifisch. In anderen Worten kann ein erstes Erfassungssignale für die Schwingung im ersten und ein zweites Erfassungssignal für die Schwingung im zweiten der Schwingkreise spezifisch sein. Die Schwingkreise können symmetrisch aufgebaut sein, sodass die Frequenzen der beiden Erfassungssignale gleich sind.
Außerdem ist es möglich, dass das wenigstens ein Erfassungssignal jeweils ein periodisches und/oder (insbesondere im Wesentlichen) sinusförmiges Signal ist, und vorzugsweise die unterschiedlichen Erfassungssignale zueinander phasenverschobene Signale sind. Das jeweilige Erfassungssignal kann alternativ oder zusätzlich als elektrische Spannungen und/oder elektrischer Strom ausgebildet sein. Dabei können die Erfassungssignale z. B. an jeweiligen Schwingkreisen als Spannungen anliegen, wobei die Schwingkreise u. a. durch die Sensoranordnung bzw. die Sensorelemente gebildet werden. Die Schwingkreise können einen Parallelschwingkreis bilden, dessen Frequenz sich abhängig von der Position und/oder dem Abstand des Aktivierungsmittels zur Sensoranordnung verändert.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung mindestens zwei weitere Sensorelemente, also insgesamt mindestens oder genau vier Sensorelemente, aufweist, wobei die Sensorelemente der Sensoranordnung elektrisch und insbesondere seriell miteinander verschaltet sein können, und vorzugsweise paarweise über eine Durchkontaktierung direkt oder indirekt miteinander elektrisch verbunden sind, und bevorzugt mit einem Massepotential direkt oder indirekt elektrisch verbunden sind. Ferner ist es denkbar, dass die Sensoranordnung paarweise untereinander auf unterschiedlichen Lagen einer Leiterplatte befestigt sein können, wobei die Paare nebeneinander angeordnet sein können, insbesondere um in unterschiedlichen Erfassungsbereichen jeweils die Aktivierungshandlung zu erfassen. Paarweise untereinander bedeutet, dass zumindest das erste und zweite Sensorelement als erstes Paar untereinander auf den unterschiedlichen Lagen und zumindest das dritte und vierte Sensorelement als zweites Paar untereinander auf den unterschiedlichen Lagen angeordnet sind, wobei jedoch das erste und dritte Sensorelement nebeneinander und das zweite und vierte Sensorelement nebeneinander angeordnet sein können. Dies ermöglicht eine großflächige Erfassung der Aktivierungshandlung.
Es kann ferner möglich sein, dass die Sensoranordnung mindestens oder genau vier Sensorelemente aufweist, von denen zumindest zwei auf den unterschiedlichen Lagen der Leiterplatte befestigt sind, wobei die Sensorelemente paarweise über eine Durchkontaktierung direkt oder indirekt miteinander elektrisch verbunden sein können, und insbesondere mit einem Massepotential direkt oder indirekt elektrisch verbunden sind.
Das Massepotential, auch kurz Masse oder Erde bezeichnet, kann z. B. durch die Fahrzeugkarosserie (Fahrzeugmasse) oder zusätzlich dazu als Schaltungsmasse gebildet sein. Durch die Kontaktierung der Sensorelemente miteinander können die Sensorelemente in Serie verschaltet sein, und somit besonders effizient ein Magnetfeld erzeugen. Ferner können bei spiralförmigen Spulen als Sensorelemente die Mittelpunkte der Spulen über die Durchkontaktierung miteinander elektrisch kontaktieren.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die mindestens oder genau zwei Sensorelemente dazu ausgeführt sind, die Aktivierungshandlung in einem ersten gemeinsamen und/oder gleichen Erfassungsbereich zu erfassen. Vorteilhafterweise weist die Sensoranordnung mindestens oder genau zwei weitere Sensorelemente auf, welche dazu ausgeführt sind, die Aktivierungshandlung in einem zweiten gemeinsamen und/oder gleichen Erfassungsbereich zu erfassen. In anderen Worten können das erste und zweite Sensorelement die Erfassung im ersten Erfassungsbereich und optional das dritte und vierte Sensorelement die Erfassung im zweiten Erfassungsbereich durchführen. Für beide Erfassungsbereiche kann ein einziges, gemeinsames Aktivierungsmittel vorgesehen sein, welches sich durch die Aktivierungshandlung relativ zu beiden Erfassungsbereichen bewegt.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung bei einem Fahrzeug, insbesondere einer Betätigung einer Fahrzeugkomponente. Hierbei ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen oder in beliebiger Reihenfolge, wobei einzelne und/oder sämtliche Schritte auch wiederholt werden können:
Durchführen einer induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung durch eine Sensoranordnung, um wenigstens ein Erfassungssignal bereitzustellen, wobei das wenigstens eine Erfassungssignal für eine Erfassungsinformation über die Aktivierungshandlung spezifisch sind,
Durchführen einer Ermittlung der Erfassungsinformation anhand des wenigstens einen Erfassungssignals, um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation zu detektieren.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung mindestens zwei Sensorelemente auf unterschiedlichen Lagen, insbesondere einer Leiterplatte, aufweist, wobei die Sensorelemente über eine Durchkontaktierung miteinander elektrisch verbunden sind. Bspw. können die Sensorelemente auf diese Weise mit einem gleichen elektrischen Potential betrieben werden. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben worden sind. Zudem kann das Verfahren geeignet sein, eine erfindungsgemäße Anordnung zu betreiben.
Es kann möglich sein, dass die Detektion der Aktivierungshandlung durch eine Auswertung der Frequenz der Erfassungssignale und/oder ohne Auswertung der Amplitude der Erfassungssignale erfolgt, also auf die Auswertung der Amplitude verzichtet wird. Dies kann die Zuverlässigkeit der Detektion verbessern.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn bei der Erfassung durch die Sensoranordnung mindestens zwei Erfassungssignale bereitgestellt werden, und eine Oszillatoranordnung mit den Sensorelementen jeweils verschaltet ist, um die Erfassungssignale als gegenphasige und/oder differenzielle Signale zu erzeugen. Bspw. kann die Verarbeitungsanordnung eine Komparatorkomponente, wie einen elektronischen Komparator, aufweisen, um die gegenphasigen Erfassungssignale miteinander zu vergleichen, d. h. insbesondere jedes Mal umzuschalten, wenn das erste Erfassungssignal größer als das zweite Erfassungssignal wird, und umgekehrt. Die Oszillatoranordnung kann mindestens zwei elektronische Schalter aufweisen, welche wiederholt und nacheinander schalten, insbesondere um einen Takt für die Schwingkreise der Sensoranordnung bereitzustellen. Hierzu kann die Oszillatoranordnung durch die Verarbeitungsanordnung angesteuert oder Teil der Verarbeitungsanordnung sein. Die Oszillatoranordnung kann ferner dazu ausgeführt sein, die Sensorelemente und insbesondere die verschiedenen Schwingkreise der Sensoranordnung gegenphasig anzusteuern und/oder derart anzusteuern, dass die Erfassungssignale gegenphasig erzeugt werden. Unter gegenphasig wird dabei eine Phasenverschiebung der Erfassungssignale zueinander von 180°C verstanden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung als eine symmetrische Schaltung mit den mindestens zwei Sensorelementen als geometrisch symmetrisch angeordnete und/oder schaltungstechnisch symmetrisch verschaltete Sensorelemente ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Sensoranordnung z. B. zwei Schwingkreise und/oder einen Parallelschwingkreis bereitstellen, in welchem die Sensorelemente die Induktivität bereitstellen können. Alternativ oder zusätzlich kann die Verarbeitungsanordnung eine Komparatorkomponente, insbesondere einen elektronischen Komparator, zur Durchführung eines Vergleichens der Erfassungssignale aufweisen. Die Komparatorkomponente ist z. B. Teil eines Mikrocontrollers. Ferner kann die Komparatorkomponente elektrisch mit den Sensorelementen verschaltet sein, um die Erfassungssignale (insbesondere differentiell) zur Detektion der Aktivierungshandlung auszuwerten. Konkret kann ein erstes Erfassungssignal an einem ersten Eingang und ein zweites Erfassungssignal an einem zweiten Eingang der Komparatorkomponente anliegen. Die Sensoranordnung und insbesondere die gesamte erfindungsgemäße Anordnung kann schaltungstechnisch und geometrisch zumindest überwiegend symmetrisch ausgebildet sein. Geometrisch können ferner gleiche Abstände der Sensorelemente zu einem Masseelement mit Massepotential und/oder zum Aktivierungsmittel (und/oder der Sensorelemente untereinander) vorgesehen sein. Darunter ist zu verstehen, dass der geringste Abstand der Sensorelemente zum Masseelement und/oder zum Aktivierungsmittel gleich ist. Bspw. kann dabei der Abstand vom ersten und/oder dritten Sensorelement zum Aktivierungsmittel der gleiche sein wie der Abstand des zweiten und/oder vierten Sensorelements zum Masseelement. Die symmetrische Ausbildung bewirkt dabei ein hohes Maß an Störunterdrückung.
Optional ist es denkbar, dass die mindestens zwei Sensorelemente jeweils als Spulenelement ausgebildet sind, insbesondere um jeweils ein magnetisches Feld zu erzeugen, und/oder um eine Veränderung des Feldes durch eine Annäherung wenigstens oder genau eines Aktivierungsmittels an die Sensorelemente bei der Aktivierungshandlung zu erfassen. Die Sensorelemente können bifilar angeordnet und/oder verschaltet sein, um gemeinsam (verstärkt) das Feld zu erzeugen. In anderen Worten verstärkt das magnetische Feld, welches durch das erste Sensorelement erzeugt wird, das magnetische Feld, welches durch das zweite Sensorelement erzeugt wird. Damit können das erste und zweite Sensorelement eine Erfassungseinheit bilden. In gleicher Weise können ein drittes und viertes Sensorelement miteinander verschaltet sein, um ebenfalls eine weitere Erfassungseinheit zu bilden. Die erste und zweite Erfassungseinheit kann nebeneinander angeordnet sein, die Sensorelemente einer gemeinsamen Erfassungseinheit hingegen untereinander angeordnet sein. Es kann möglich sein, dass sämtliche Sensorelemente der erfindungsgemäßen Anordnung die gleiche Aktivierungshandlung, also die gleiche Bewegung des Aktivierungsmittels, erfassen.
Es kann eine Komparatorkomponente wie ein elektronischer Komparator vorgesehen sein, welcher zum Vergleichen der Erfassungssignale durch die Verarbeitungsanordnung verwendet wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung wenigstens einen Schwingkreis, insbesondere einen Parallelschwingkreis, ausbildet, welcher durch das Aktivierungsmittel beeinflusst wird. Bspw. kann der Komparator die beiden Erfassungssignale miteinander vergleichen, und nach einem Nulldurchgang beider Erfassungssignale umschalten, sodass die Verarbeitungsanordnung auf diese Weise durch ein zeitliches Messen bzw. Zählen dieser Umschaltvorgänge die (Resonanz-) Frequenz des bzw. der Schwingkreise und/oder der Erfassungssignale erfassen kann. Hierbei ist ein Vorteil, dass tatsächlich nur die Frequenz ausgewertet wird, und nicht die Amplitude der Erfassungssignale. Der Komparator kann dabei als ein Differentialkomparator ausgebildet sein, welcher vergleicht, welches der Erfassungssignale größer ist. Nachdem beide Erfassungssignale (genau) einen Nulldurchgang vollzogen haben, haben beide Erfassungssignale daher ihr Vorzeichen verändert und der Komparator schaltet sein Ausgangssignal um. Die Erfassungssignale sind dabei bevorzugt gegenphasige Signale, also mit einer Phasenverschiebung von bspw. 180 °, und gleichförmig, also bspw. beide sinusförmig.
Es ist ferner möglich, dass die Sensoranordnung wenigstens einen Schwingkreis ausbildet, und die Verarbeitungsanordnung derart mit der Sensoranordnung verschaltet ist, dass die Verarbeitungsanordnung einen Frequenzmesser für die Frequenz des wenigstens einen Schwingkreises bildet. Ein einzelnes Erfassungssignal kann dann hinsichtlich dieser Frequenz ausgewertet werden. Insbesondere können bei der Verwendung von zwei Erfassungssignalen die beiden Erfassungssignale jeweils die gleiche Information über die Frequenz aufweisen, bspw. als periodische Signale die gleiche Periodendauer aufweisen. Die Verarbeitungsanordnung kann dann die Periodendauer auswerten. Der Frequenzmesser ermöglicht es, den induktiven Anteil des wenigstens einen Schwingkreises zu ermitteln, und auf diese Weise Rückschlüsse auf die Aktivierungshandlung zu ziehen.
Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Sensoranordnung wenigstens einen Schwingkreis ausbildet, und/oder die Verarbeitungsanordnung eine Zählerkomponente aufweist, um eine Zählung anhand von Nulldurchgängen des bzw. der Erfassungssignale durchzuführen, und vorzugsweise anhand eines Ergebnisses des Zählens eine (insbesondere Resonanz-) Frequenz des wenigstens einen Schwingkreises zu ermitteln, welche für die Aktivierungshandlung spezifisch ist. Auf diese Weise kann die Verarbeitungsanordnung als ein Frequenzmesser ausgebildet sein. Die differenzielle Messung der Frequenz bietet dabei den Vorteil einer besonderen Stabilität gegenüber Störeinflüssen.
Es ist ferner denkbar, dass die erfindungsgemäße Anordnung wenigstens ein Befestigungsmittel aufweist, um in einem Türgriff oder in einem Emblem des Fahrzeuges befestigt zu werden, vorzugsweise um die Aktivierungshandlung in der Art einer Berührung des Türgriffs oder Emblems zu detektieren. Das Befestigungsmittel kann bspw. in einem Gehäuse der erfindungsgemäßen Anordnung ausgebildet sein. Bspw. ist das Befestigungsmittel als eine Ausnehmung für eine Schraube oder dergleichen und/oder als ein Positionierungsmittel wie ein Profil zur eindeutigen Befestigung am Fahrzeug ausgebildet.
Ebenfalls unter Schutz gestellt ist eine Fahrzeugkomponente, wie ein Türgriff und/oder ein Emblem, welche die erfindungsgemäße Anordnung aufweist. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Anordnung, welche zusätzlich in einer Detailansicht mit weiteren Einzelheiten gezeigt ist,
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 3-5 schematische Seitenansichten auf verschiedene Lagen wenigstens einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 6+7 schematische Draufsichten auf Sensorelemente wenigstens einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 8 eine schematische Seitenansichten auf verschiedene Lagen einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 9+10 schematische Schaltbilder von Sensorelementen, und
Fig. 11 eine schematische Visualisierung der Erfassungssignale.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäßen Anordnung 5 dargestellt. Beispielhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung 5 in eine Fahrzeugkomponente 2, konkret einen Türgriff 2, integriert. In einer vergrößerten Darstellung ist gezeigt, dass die erfindungsgemäße Anordnung 5 mehrere Lagen L1, L2, L3 aufweisen kann, welche übereinander befestigt sind. An mindestens oder genau zwei der Lagen L1, L2 können Sensorelemente 11, 12 (s. Figur 2) vorgesehen sein, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Ferner ist erkennbar, dass ein erster Erfassungsbereich B1 und ein zweiter Erfassungsbereich B2 überwacht werden können. Hierzu bilden die Erfassungsbereiche B1, B2 jeweils einen induktiven Wirkbereich B1, B2 mindestens eines der Sensorelemente 11, 12 und mindestens eines Aktivierungsmittels 20. Für jeden Erfassungsbereich B1, B2 kann ein eigenes Aktivierungsmittel 20 vorgesehen sein, oder - wie in Figur 1 dargestellt ist - ein gemeinsames Aktivierungsmittel 20 genutzt werden. Das Aktivierungsmittel 20 ist z. B. ein Metallelement 20, welches bei einer Aktivierungshandlung relativ zu einer Leiterplatte 90 der erfindungsgemäßen Anordnung 5 bewegt wird. Es kann ferner ein Gehäuse 96 vorgesehen sein, an welchem das Aktivierungsmittel 20 beweglich gelagert ist. Auch können zur Befestigung am Fahrzeug 1 wenigstens ein Befestigungsmittel 95 am Gehäuse 96 vorgesehen sein.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 5 für ein Fahrzeug 1 zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung, insbesondere einer Betätigung einer Fahrzeugkomponente 2, mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Die bereits beschriebenen Sensorelemente 11, 12 können Teil einer Sensoranordnung 10 zur induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung sein, um wenigstens ein - und wie beispielhaft dargestellt - ein erstes und zweites Erfassungssignal S1, S2 bereitzustellen. Wie in den Figur 9 und 10 exemplarisch dargestellt ist, kann die in Figur 2 gezeigte Konfiguration der Sensoranordnung 10 noch um weitere Sensorelemente 13, 14 erweitert werden. Die mindestens zwei Sensorelemente 11, 12, 13, 14 können symmetrisch verschaltet sein. So ist in Figur 2 gezeigt, dass die Sensorelemente 11, 12 miteinander elektrisch verbunden sind, und an diesem Verbindungspunkt noch elektrisch mit einem Massepotential 80 verbunden sind (ggf. indirekt und dynamisch verschaltet, wie durch eine gestrichelte Linie dargestellt wird). Die wenigstens zwei Sensorelemente 11, 12, 13, 14 können Teil eines Parallelschwingkreises sein, dessen Spannungen als die Erfassungssignale S1, S2 abgegriffen werden können. Weitere Komponenten der Sensoranordnung 10 bzw. des Parallelschwingkreises können wenigstens ein Kondensator C und/oder wenigstens ein Widerstand R sein, wie beispielhaft und schematisch dargestellt ist. Ferner kann eine Oszillatoranordnung 73 vorgesehen sein, welche mit einer Spannungsquelle V betrieben wird, um den Parallelschwingkreis elektrisch zu betreiben. Auf diese Weise kann eine Induktivität der Sensoranordnung 10 erfasst werden, welche durch eine Annäherung des Aktivierungsmittels 20 (aufgrund der Aktivierungshandlung) verändert werden kann. Die Aktivierungshandlung ist bspw. eine manuelle Kraftausübung auf das Aktivierungsmittel 20, welche zur Bewegung des Aktivierungsmittels 20 führt. Zwischen dem Aktivierungsmittel 20 und den Sensorelementen 11, 12, 13, 14 kann ein Luftspalt 21 und/oder ein elastisches Verbindungsmittel 30 vorgesehen sein, welches die Bewegung in der Art einer relativen Bewegung des Aktivierungsmittels 20 zu den Sensorelementen 11, 12, 13, 14 ermöglicht. Das Aktivierungsmittel 20 kann somit eine induktive Beeinflussung 22 der Sensoranordnung 10 ermöglichen. Damit können die Erfassungssignale S1, S2 für eine gleiche
Erfassungsinformation VS über die Aktivierungshandlung spezifisch sein, wobei die Erfassungsinformation VS für die Induktivitätsveränderung durch die Aktivierungshandlung spezifisch ist.
Es ist erkennbar, dass die Oszillatoranordnung 73 nacheinander die symmetrischen Stränge der Sensoranordnung 10 ansteuert, um die Erfassungssignale S1, S2 gegenphasig zu erzeugen. Dies ermöglicht es, die Erfassungssignale S1, S2 als symmetrische und/oder differenzielle und/oder informationsgleiche und/oder periodische und/oder gegenphasige Signale zu erzeugen, sodass die Erfassungssignale S1, S2 die gleiche
Erfassungsinformation VS aufweisen. Auf diese Weise kann eine besonders störungssichere Auswertung der Erfassungssignale S1, S2 durch eine Komparatorkomponente 71 ermöglicht werden, um die Erfassungsinformation VS durch ein Vergleichen der Erfassungssignale S1, S2 zu ermitteln. Eine elektronische Verarbeitungsanordnung 70 kann dann die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation VS detektieren. Bspw. kann die Erfassungsinformation VS für eine Frequenz des Parallelschwingkreises der Sensoranordnung 10 spezifisch sein, wobei die Verarbeitungsanordnung 70 dazu ausgeführt ist, anhand einer Veränderung der Frequenz die Induktivitätsveränderung zu erfassen und davon abhängig die Aktivierungshandlung zu detektieren. Die Verarbeitungsanordnung 70 kann eine Zählerkomponente 72 aufweisen, um anhand der Nulldurchgänge der Erfassungssignale S1 , S2 eine Zählung durchzuführen, und anhand eines Ergebnisses des Zählens eine Frequenz des Schwingkreises zu ermitteln, welche für die Aktivierungshandlung spezifisch ist. Die Komparatorkomponente 71 vergleicht hierzu das erste Erfassungssignal S1 mit dem zweitem Erfassungssignal S2, und schaltet das Ausgangssignal (am Bezugszeichen VS) immer dann auf einen ersten Wert, wenn das erste Erfassungssignal S1 größer ist als das zweite Erfassungssignal S2, und auf einen zweiten Wert, wenn das zweite Erfassungssignal S2 größer ist als das erste Erfassungssignal S1. Durch ein Zählen dieser Umschaltvorgänge pro Zeiteinheit kann dann durch die Zählerkomponente 72 die Frequenz der Erfassungssignale als die Erfassungsinformation VS ermittelt werden. Wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, können die Komparatorkomponente 71 und/oder die Zählerkomponente 72 und/oder die Spannungsquelle V (zumindest teilweise) Teil der Verarbeitungsanordnung 70, insbesondere eines integrierten Schaltkreises, sein.
In Figur 3 bis 5 sind ein erstes und zweites Sensorelement 11, 12 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. In Figur 5 sind zusätzlich ein drittes und viertes Sensorelement 13, 14 gezeigt. Die Sensorelemente 11, 12, 13, 14 können auf unterschiedlichen Lagen L1, L2 einer Leiterplatte 90 befestigt sein, um die Aktivierungshandlung in einem gemeinsamen, gleichen Erfassungsbereich (B1 für die Sensorelemente 11, 12 und B2 für die Sensorelemente 13, 14, s. Figur 1) zu erfassen. Gemäß Figur 5 können die vier Sensorelemente 11, 12, 13, 14 paarweise untereinander auf den unterschiedlichen Lagen L1, L2 der Leiterplatte 90 befestigt sein, um in den unterschiedlichen Erfassungsbereichen B1, B2 jeweils die Aktivierungshandlung zu erfassen. Weiter können - beispielhaft gezeigt anhand der Figuren 3 und 4 - die Sensorelemente 11, 12, 13, 14 auf den unterschiedlichen Lagen L1, L2 der Leiterplatte 90 paarweise über eine Durchkontaktierung 91 direkt oder indirekt miteinander elektrisch verbunden sein, und insbesondere (über die Durchkontaktierung 91) mit einem Massepotential 80 auf einer dritten Lage L3 der Leiterplatte 90 direkt oder indirekt elektrisch verbunden sein. Dabei kann der geringste räumliche Abstand D der Sensorelemente 11, 12, 13, 14 zu einem Masseelement 80 mit dem Massepotential 80 und/oder zu einem Aktivierungsmittel 20 (im unbetätigten Zustand) im Wesentlichen gleich sein.
Ferner ist es optional vorgesehen, dass eine Abschirmung 40 der Sensorelemente 11, 12 (ggf. auch 13, 14) an der Leiterplatte 90 ausgebildet ist. Die Abschirmung 40 kann sich z. B. in der Form wenigstens eines ringförmigen elektrisch leitenden Elements um die Sensorelemente 11, 12 (und insbesondere 13, 14) erstrecken. Bspw. ist die Abschirmung 40 hierzu als wenigstens eine Leiterbahn der Leiterplatte 90 ausgebildet, welche optional ein Massepotential aufweist, oder alternativ aktiv elektrisch mit einem vom Massepotential abweichenden elektrischen Potential angesteuert wird. Hierzu kann wenigstens eine elektrisch leitfähige Fläche an den gleichen Lagen L1, L2, L3, L4 der Leiterplatte 90 angeordnet sein, an denen auch die Sensorelemente 11, 12, 13, 14 vorgesehen sind. Die Leiterplatte ist bspw. als eine vierlagige Leiterplatte ausgeführt, wie in Figur 8 dargestellt ist. Die ringförmige Ausbildung der Abschirmung 40 ist beispielhaft in Figur 6 und 7 dargestellt. Die Figuren 6, 7 sowie 9 und 10 zeigen dabei eine Draufsicht auf die Lagen L1, L2, welche in den Figuren 3 bis 5 und 8 in einer seitlichen Schnittansicht durch die Leiterplatte 90 dargestellt sind. Weiter kann es möglich sein, dass räumlich zwischen dem Aktivierungsmittel 20 und wenigstens einem der Sensorelemente 11, 12 (auch 13, 14) ein Verbindungsmittel 30 angeordnet ist. Das Verbindungsmittel 30 ist z. B. elastisch ausgebildet. Weiter kann das Verbindungsmittel 30 ein elastisch und elektrisch leitendes Material und/oder einen (leitfähigen) Schaumstoff und/oder eine Feder, insbesondere Spiralfeder, aufweisen. Vorzugsweise kann das Verbindungsmittel 30 als ein Schaumstoffpad oder dergleichen ausgeführt sein. Dies kann eine verbesserte Störunterdrückung bewirken.
In den Figuren 6 und 7 sowie 9 und 10 ist gezeigt, dass die Sensorelemente 11, 12, 13, 14 jeweils als Spiralspule ausgebildet sein können, und zur gemeinsamen induktiven Erfassung räumlich parallel und/oder bifilar angeordnet und/oder elektrisch seriell miteinander verschaltet sind. Es kann möglich sein, dass die Sensorelement 11, 12, 13, 14 derart verschaltet sind, dass der elektrische Stromfluss durch die Sensorelemente 11, 12, 13, 14 insbesondere durch das erste 11 und zweite Sensorelement 12, und vorzugsweise durch das dritte 13 und vierte Sensorelement 14, gleichsinnig ist. Auf diese Weise können sich die erzeugten Magnetfelder verstärken. In den Figuren 9 und 10 ist der Stromfluss durch einen Pfeil gekennzeichnet. In Figur 6 sind die Eingänge E1 , E2 und Ausgänge A1 , A2 der Spulen gezeigt. Der Eingang E1 kann dabei über eine Durchkontaktierung 91 mit dem Ausgang A2 elektrisch (direkt) verbunden sein. Der Stromfluss erfolgt dabei von A1 über E1, dann A2 und dann über E2.
In Figur 11 sind die auf diese Weise erzeugten Erfassungssignale S1, S2 schematisch dargestellt. Die Phasenverschiebung der Erfassungssignale S1, S2 um 180° führt zu einer Phasenumkehr bzw. zu gleichzeitigen Nulldurchgängen, wobei sich allerdings die Vorzeichen der Erfassungssignale S1, S2 unterscheiden. Eine Zählung der Nulldurchgänge ermöglicht es nun, die Erfassungsinformation VS zu ermitteln.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. B ez u q s ze i c h e n l i ste
1 Fahrzeug
2 Türgriff, Fahrzeugkomponente
5 Anordnung
10 Sensoranordnung, Spulenelement, Spulenanordnung, Spiralspulenanordnung
11 erstes Sensorelement, erstes Spulenelement
12 zweites Sensorelement, zweites Spulenelement
13 drittes Sensorelement, dritten Spulenelement
14 viertes Sensorelement, viertes Spulenelement
20 Aktivierungsmittel, Metallelement
21 Luftspalt
22 induktive Beeinflussung
30 Verbindungsmittel, Elastisches leitendes Material
40 Abschirmung
70 Verarbeitungsanordnung, Mikrocontroller
71 Komparatorkomponente
72 Zählerkomponente
73 Oszillatoranordnung
80 Massepotential
90 Leiterplatte
91 Durchkontaktierung
95 Befestigungsmittel
96 Gehäuse
A1 erster Ausgang
A2 zweiter Ausgang B1 erster Erfassungsbereich, Wirkbereich
B2 zweiter Erfassungsbereich, Wirkbereich
C Kondensator
D Abstand E1 erster Eingang
E2 zweiter Eingang
L1 erste Lage
L2 zweite Lage
L3 dritte Lage L4 vierte Lage
R Widerstand
51 erstes Erfassungssignal
52 zweites Erfassungssignal
V Spannungsquelle VS Erfassungsinformation

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anordnung (5) für ein Fahrzeug (1) zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung, insbesondere einer Betätigung einer Fahrzeugkomponente (2), aufweisend: eine Sensoranordnung (10) zur induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung, um wenigstens ein Erfassungssignal (S1, S2) bereitzustellen, wobei das wenigstens eine Erfassungssignal (S1, S2) für eine Erfassungsinformation (VS) über die
Aktivierungshandlung spezifisch ist, eine elektronische Verarbeitungsanordnung (70) zum Ermitteln der Erfassungsinformation (VS) aus dem wenigstens einen Erfassungssignal (S1, S2), um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation (VS) zu detektieren, wobei die Sensoranordnung (10) mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) auf unterschiedlichen Lagen (L1, L2) einer Leiterplatte (90) aufweist, wobei die Sensorelemente (11, 12) über eine Durchkontaktierung (91) miteinander elektrisch verbunden sind.
2. Anordnung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) jeweils als elektrische Spiralspule ausgebildet sind.
3. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) zur gemeinsamen induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung räumlich parallel und/oder bifilar angeordnet und/oder elektrisch seriell miteinander verschaltet sind.
4. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktivierungsmittel (20) vorgesehen ist, um durch die Aktivierungshandlung relativ zur Sensoranordnung (10) bewegt zu werden, wobei die mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) in einem Wirkbereich (B1, B2) mit dem Aktivierungsmittel (20) angeordnet sind, um die Bewegung induktiv zu erfassen, und insbesondere eine Induktivitätsveränderung durch die Bewegung des Aktivierungsmittels (20) bereitzustellen.
5. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geringste räumliche Abstand (D) der Sensorelemente (11, 12) zu einem Masseelement (80) und/oder zu einem Aktivierungsmittel (20) in einem unbetätigten Zustand im Wesentlichen gleich ist.
6. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktivierungsmittel (20) vorgesehen ist, welches ein elektrisch leitendes Material, insbesondere ein Metall, aufweist, um bei einer Bewegung durch die Aktivierungshandlung eine induktive Beeinflussung (22) der Sensorelemente (11, 12) bereitzustellen.
7. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktivierungsmittel (20) vorgesehen ist, welches direkt oder indirekt mit einem Massepotential (80) der Anordnung (5) elektrisch verbunden ist.
8. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsmittel (30) zwischen dem wenigstens einen Sensorelement (11, 12) und einem Aktivierungsmittel (20) räumlich angeordnet ist, wobei das Verbindungsmittel (30) elastisch ausgebildet ist.
9. Anordnung (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (30) ein elektrisch leitendes Material aufweist, um wenigstens oder genau eines der Sensorelemente (11, 12) mit dem Aktivierungsmittel (20) elektrisch zu verbinden.
10. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Abschirmung (40) für die Sensorelemente (11, 12) vorgesehen ist, wobei die elektrische Abschirmung (40) ein elektrisch leitendes Material aufweist, welches die einzelnen oder mehrere der Sensorelemente (11, 12) ringförmig umgibt.
11. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (40) direkt oder indirekt mit einem Massepotential (80) elektrisch verbunden ist.
12. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (40) geometrisch als ein offener oder resistiv geschlossener Ring ausgebildet ist.
13. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) symmetrisch zueinander verschaltet sind, um mindestens zwei Erfassungssignale (S1, S2) als symmetrische und/oder differenzielle Signale zu erzeugen, sodass die Erfassungssignale (S1, S2) die gleiche Erfassungsinformation (VS) aufweisen.
14. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) dazu ausgeführt ist, das wenigstens eine Erfassungssignal (S1, S2) als ein erstes und zweites Erfassungssignal (S1, S2) bereitzustellen, wobei die elektronische Verarbeitungsanordnung (70) dazu ausgeführt ist, die Erfassungssignale (S1, S2) miteinander zu vergleichen, um die Erfassungsinformation (VS) anhand des Vergleichs zu ermitteln, und um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation (VS) zu detektieren.
15. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) als Teile eines
Parallelschwingkreises ausgebildet sind, um mindestens zwei Erfassungssignale (S1, S2) als informationsgleiche und/oder periodische Signale zu erzeugen.
16. Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) mindestens zwei weitere Sensorelemente (13, 14) aufweist, wobei die Sensorelemente (11, 12, 13, 14) der Sensoranordnung (10) elektrisch miteinander verschaltet sind, und paarweise über eine Durchkontaktierung (91) direkt oder indirekt miteinander elektrisch verbunden sind, und mit einem Massepotential (80) direkt oder indirekt elektrisch verbunden sind.
17. Verfahren zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung bei einem Fahrzeug (1), insbesondere einer Betätigung einer Fahrzeugkomponente (2), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Durchführen einer induktiven Erfassung der Aktivierungshandlung durch eine Sensoranordnung (10), um wenigstens ein Erfassungssignal (S1, S2) bereitzustellen, wobei das wenigstens eine Erfassungssignal (S1, S2) für eine Erfassungsinformation (VS) über die Aktivierungshandlung spezifisch sind,
Durchführen einer Ermittlung der Erfassungsinformation (VS) anhand des wenigstens einen Erfassungssignals (S1, S2), um die Aktivierungshandlung anhand der Erfassungsinformation (VS) zu detektieren, wobei die Sensoranordnung (10) mindestens zwei Sensorelemente (11, 12) auf unterschiedlichen Lagen (L1, L2) einer Leiterplatte (90) aufweist, wobei die Sensorelemente (11, 12) über eine Durchkontaktierung (91) miteinander elektrisch verbunden sind.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben wird.
EP20838107.9A 2020-05-19 2020-12-28 Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung Pending EP4154404A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020113492.4A DE102020113492A1 (de) 2020-05-19 2020-05-19 Anordnung für ein Fahrzeug zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung
PCT/EP2020/087908 WO2021233570A1 (de) 2020-05-19 2020-12-28 Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4154404A1 true EP4154404A1 (de) 2023-03-29

Family

ID=74130238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20838107.9A Pending EP4154404A1 (de) 2020-05-19 2020-12-28 Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4154404A1 (de)
CN (1) CN115606097A (de)
DE (1) DE102020113492A1 (de)
WO (1) WO2021233570A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12560002B2 (en) 2022-04-26 2026-02-24 Illinois Tool Works Inc. Device for aligning covers for vehicles
US12573569B2 (en) 2022-08-19 2026-03-10 Illinois Tool Works Inc. Vehicle door switch actuating apparatus with a large actuating surface
US12545132B2 (en) 2022-10-04 2026-02-10 Illinois Tool Works Inc. Actuating mechanism for actuating covers for vehicles
DE102024113003A1 (de) * 2024-05-08 2025-11-13 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Fahrzeugtürgriff mit elektronischer Bedienungserfassung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028619B4 (de) * 2008-08-25 2011-12-22 Ifm Electronic Gmbh Induktiver Näherungsschalter mit selbstschwingendem Gegentaktmischer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011115761A1 (de) * 2011-10-12 2013-04-18 Volkswagen Ag Verfahren für einen Funkschlüssel eines Fahrzeuges sowie entsprechenden Funkschlüssel und System für ein Fahrzeug
DE102016112423A1 (de) * 2015-07-13 2017-01-19 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Türaußengriff für ein Fahrzeug
DE102015218340B4 (de) * 2015-09-24 2018-06-21 Ifm Electronic Gmbh Induktiver Näherungsschalter mit einem Vorbedämpfungselement
EP3474451A1 (de) * 2017-10-19 2019-04-24 Imst Gmbh Sensorvorrichtung, detektionsverfahren für eine sensorvorrichtung und verwendung einer sensorvorrichtung
DE102020113487A1 (de) * 2020-05-19 2021-11-25 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Anordnung für ein Fahrzeug zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028619B4 (de) * 2008-08-25 2011-12-22 Ifm Electronic Gmbh Induktiver Näherungsschalter mit selbstschwingendem Gegentaktmischer

Also Published As

Publication number Publication date
CN115606097A (zh) 2023-01-13
DE102020113492A1 (de) 2021-11-25
WO2021233570A1 (de) 2021-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021233570A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung
EP2527795B1 (de) Positionssensor, Aktor-Sensor-Vorrichtung und Verfahren zur induktiven Erfassung einer Position
EP4066384B1 (de) Vorrichtung für ein fahrzeug zur detektion einer aktivierungshandlung in mindestens zwei unterschiedlichen detektionsbereichen
WO2007048639A1 (de) Verfahren und schaltung zur erfassung der präsenz , position und/ oder annäherung eines objektes an wenigstens eine elektrodeneinrichtung
EP3131779B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur detektion eines störkörpers in einem system zur induktiven energieübertragung sowie system zur induktiven energieübertragung
EP2773922A1 (de) Induktiver wegsensor
EP3107791B1 (de) Sensoreinrichtung zum erfassen einer magnetfeldänderung sowie anlage des spurgebundenen verkehrs mit zumindest einer solchen sensoreinrichtung
WO2022069117A1 (de) Kommunikationsvorrichtung für ein fahrzeug sowie ein verfahren hierzu
DE102019132134A1 (de) Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Detektionsbereich
DE102008047434B4 (de) Verfahren und Schaltung zur Detektion einer Annäherung an eine Elektrodeneinrichtung
WO2016045816A1 (de) Sensoranordnung zur weg- und/oder winkelmessung
WO2021233569A1 (de) Anordnung für ein fahrzeug zur induktiven detektion einer aktivierungshandlung
DE102004049753B3 (de) Verfahren und Anordnung zum Bestimmen des Abstandes einer in Richtung der Abstandsbestimmung profilierten, leitfähigen Oberfläche von einer sich relativ zu der Oberfläche bewegenden Funktionsfläche
DE102005003488B4 (de) Kapzitiver Sensor und Überwachungsverfahren
EP1362759A1 (de) Magnetischer Radsensor
EP1363400A2 (de) Sicherheitsschalter
EP4065429A1 (de) Vorrichtung für ein fahrzeug zur kommunikation mit einem mobilen gerät
DE102020102526A1 (de) Sensoranordnung zur Erfassung wenigstens einer Einwirkung bei einem Fahrzeug
DE102004033082A1 (de) Wirbelstromsensor zur inkrementellen Weg- oder Winkelmessung
EP3629478A1 (de) Sensorvorrichtung zur detektion einer aktivierungshandlung bei einem fahrzeug
AT389603B (de) Induktiver annaeherungsdetektor
DE102020129571A1 (de) Vorrichtung für ein Fahrzeug zur induktiven Detektion einer Aktivierungshandlung
DE10042355C1 (de) Einrichtung zur Positionserfassung einer bewegbaren Einheit, insbesondere für eine Einrichtung zur Berechtigungsidentifizierung und Auslösung/Freigabe einer Aktion für Kraftfahrzeuge
DE102011100440A1 (de) Positionssensor
DE102004039389A1 (de) Überwachungsschaltung für eine Türe

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20221219

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250708