CN116710733A - 用于车辆的车辆系统的具有指示器带的长形的主体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆(100)的车辆系统(10)的长形的主体(12)，其中，所述主体(12)具有用于感应式线性位移传感器(1)的至少一个指示器带(4)，其中，所述至少一个指示器带(4)在所述主体(12)的纵长延伸的方向上延伸，所述至少一个指示器带(4)构造为带有：多个能导电的指示器垫(5)，以用于将所述线性位移传感器(1)的定子(2)的至少一个励磁线圈(9)与至少一个传感器线圈(3)感应耦合；以及与所述指示器垫(5)相比较少导电或不能导电的非耦合区段(6)，各指示器垫(5)在纵长延伸的方向上分别通过非耦合区段(6)相互间隔开，并且所述指示器带(4)的指示器垫(5)构造在主体(12)上。

Description

用于车辆的车辆系统的具有指示器带的长形的主体

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车辆系统的具有指示器带的长形的主体、一种车辆系统组件、一种车辆的转向系统以及一种车辆。

背景技术

由DE102018102698A1已知一种感应式线性位移传感器的实施变型方案。线性位移传感器构造有可相对于定子运动的部件和布置在该部件上、具有三维形状的指示器。可运动的部件和指示器围绕一个共同的旋转轴线可旋转运动地布置。因此，线性位移传感器构成为用于检测可运动部件相对于定子的旋转角度的感应式旋转角度传感器。

已经表明，所述感应式旋转角度传感器对于在车辆中的具有小运动的特定应用、例如在可变的凸轮轴调节中是特别有利的。

对于一些应用、例如车辆的转向系统而言，所述感应式旋转角度传感器不适合，因为在解释其测量结果时产生的可能的多次回转的多义性，这种多义性在转向系统中由方向盘运动的多次回转产生，这也作为多圈问题已知。由于方向盘运动的多次回转，检测在传感方面是复杂的，因为必须对多次回转(通常也称为多圈)进行计算或计数。

在未来的线控转向系统中多义性问题可能增加，因为在这些系统中转向柱被取消并且转向装置的车轮角度要理解为位置调节任务。与目前的车辆中的助力转向装置不同，在助力转向装置中主要调节转矩，即由驾驶员施加在方向盘上的力的辅助功率。对于线控转向系统中的位置调节，需要高精度的目标位置和实际位置检测。

在一些汽车应用、如转向系统中，还需要测量大约20至30cm的相对长的位移。这使得除了多义性问题之外，感应式位置传感器、特别是在作为感应式旋转角度传感器的实施方案中非常大且相对昂贵。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种用于精确测量车辆系统中的位置的简化的可行方案，其能以紧凑且有利的结构型式测量相对长的位移，并且不具有多义性问题。

上述任务通过各权利要求的主题来解决。特别是，所述任务通过一种根据权利要求1的长形的主体来解决。此外，所述任务通过一种根据权利要求13的车辆系统组件、一种根据权利要求14的转向系统和一种根据权利要求15的车辆来解决。本发明的其它优点和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。在此，结合根据本发明的长形的主体描述的特征和细节当然也适用于结合根据本发明的车辆系统组件、根据本发明的转向系统和根据本发明的车辆，并且相应地反之亦然，从而关于各个发明方面的公开内容始终相互参照或者说可以相互参照。

根据本发明的第一方面，所述任务通过一种用于车辆的车辆系统的长形的主体、换句话说长形延伸的主体或纵向主体来解决。所述主体具有用于感应式线性位移传感器的至少一个指示器带。所述至少一个指示器带在所述主体的纵长延伸的方向上延伸。所述至少一个指示器带构造为带有：多个能导电的指示器垫，以用于将至少一个励磁线圈与线性位移传感器的定子的至少一个传感器线圈感应耦合；以及与所述指示器垫相比较少导电或不能导电的非耦合区段。各指示器垫在纵长延伸的方向上分别通过非耦合区段相互间隔开。所述指示器带的指示器垫与主体连接。

通过根据本发明将指示器带布置在车辆系统的长形的主体上实现了对长形的主体在车辆系统内的线性位置的紧凑且简单的可测量性。由此得到的感应式线性位移传感器(下面也只称为线性位移传感器)的优点特别是在于，通过将指示器构成为在长形的主体上的指示器带，能够以简单的方式感应式地探测所述至少一个指示器带相对于定子的线性位置。为此，所述线性位移传感器、特别是定子可以具有评估电路，所述评估电路设置用于，根据在所述至少一个励磁线圈与所述至少一个传感器线圈之间的感应耦合，检测所述至少一个指示器带相对于定子的线性位置。在应用于转向执行器杆时或当长形的主体构成为转向执行器杆时(这是长形的主体的一个示例性的实施方式)，借助线性位移传感器消除开头所述的多义性问题，并且线性位移传感器能够相对紧凑地获得并且尽管如此能够无困难地测量相对长的、在直至30或40cm的范围内的线性位移。

所述指示器垫可以在所述至少一个指示器带的延伸中与所述非耦合区段线性周期地(linearzyklisch)交替。指示器垫可以由金属材料构成。特别是，指示器垫可以由导电的实心材料构成。由此，所述至少一个指示器带和因此线性位移传感器构造得非常结实并且因此也适合于特别不利的环境条件。同样，指示器垫的导电材料可以优选构造为非铁磁材料，例如铜、铝、不锈钢等。由此，指示器垫特别适合于在腐蚀性环境条件下使用。

相对地，非耦合区段可以由非金属材料构成、特别是由电绝缘材料或绝缘体构成。例如，非耦合区段可以由塑料构成。因此可以确保非耦合区段不会使线性位移传感器的测量结果失真。在随后详细阐述的优选的设计方案中，非耦合区段可以由在指示器垫之间的自由空间或空气空间构成。

原则上足够的是，所述长形的主体构造有仅一个指示器带。所述指示器带形成具有以指示器垫形式的感应耦合区段和非耦合区段的轨迹，所述轨迹配属于定子的所述至少一个传感器线圈。

但也可以规定，所述主体具有至少两个指示器带。所述两个指示器带的指示器垫可以在指示器带的纵长延伸的方向上相互错开地布置。此外，例如也可行的是，各指示器垫彼此平行地布置。相应地，线性位移传感器的定子也可以具有至少两个传感器线圈，亦或线性位移传感器可以具有两个分别带有至少一个传感器线圈的定子。因此，指示器带可以分别相对于各一个传感器线圈或各一个定子可运动地并且彼此平行地布置。因此，所述指示器带中的每个指示器带可以分别配属于定子的相应一个传感器线圈或一个定子。特别是，分别配属于一个指示器带的传感器线圈可以与相应的指示器带对置。因此，可以实现励磁线圈与彼此不同的传感器线圈的分别感应耦合，这些传感器线圈分别配属于不同的指示器带。此外，可以使用多于两个的传感器线圈和多于两个的指示器带。因此，能够进一步改善通过线性位移传感器进行的感应式线性位置检测。

此外可以规定，所述至少两个指示器带布置在所述主体的彼此对置的侧上或彼此邻接的侧上。这引起具有指示器带的主体的紧凑的构型。在这种情况下，配属于各个指示器带的传感器线圈也可以彼此对置或并排地布置。所述两个指示器带也可以V形地相对、具有一个共同的中间接片并且实施为冲压弯曲件。

此外可以规定，所述至少两个指示器带分别具有不同数量的指示器垫。此外，线性位移传感器的评估电路可以设置用于基于所述至少两个指示器带和至少两个传感器线圈以游标原理(Nonius-Prinzip)的形式来评估所经过的线性位移。由此能够实现在任何时候并且高精度地感应式检测长形的主体的线性位置，在该长形的主体上构造有指示器带。这种能力也称为“真通电(True Power On)”，由此也可以在接通线性位移传感器之后、即在线性位移传感器转换成其运行状态之后直接进行位置检测。对应地，在根据本实施方式的线性位移传感器中也不需要索引(Indexierung)等。

以游标原理的形式构型也可以谈及两个不同的测量范围或轨迹，它们通过所述至少两个指示器带来提供。指示器带原则上可以并排地或彼此相叠地或彼此平行地布置。所述指示器垫原则上可以具有在例如1至10cm的范围内、特别是在例如1至5cm的范围内的长度。以游标原理的形式，借助评估电路也可以简单且精确地测量由指示器带构成的指示器或固定在该指示器带上的可运动部件的30cm或更大长度的相对移动或者说运动。

游标原理原则上这样起作用：指示器首先在所述至少一个定子的两个游标轨迹或传感器线圈中的一个游标轨迹或传感器线圈上运动或与所述一个游标轨迹或传感器线圈平行地运动。在此，在指示器带沿运动方向相对于所述至少一个定子相对移动时产生传感器输出信号的线性上升。在当前情况中，所述指示器由指示器带构成。这意味着，如果指示器带的一个指示器垫从所述至少一个定子的检测区中移出，那么下一个指示器垫也已经移入。详细地，所述原理一般能通过在指示器带中不仅使用两个指示器垫、而是使用三个或更多个指示器垫来改进，因为这样始终有一个指示器垫正好移入、一个指示器垫被完全检测到或者说完全在检测区中并且第三指示器垫正好移出。因此，产生三角信号作为输出信号。

现在，第二游标轨迹或具有第二指示器带的第二传感器线圈起作用，其产生不同长度的经相移的三角信号。两个游标轨迹或指示器带与配属于其的传感器线圈的可以借助游标算法在评估装置中计算。因此提供了一种线性位移传感器，所述线性位移传感器由于指示器带的不同长度和所定位的相位关系而在所期望的10cm或更大的测量范围上是单义的。因此，通过提供分别形成游标轨迹的两个平行的指示器带和两个传感器线圈，实现了在成本方面有吸引力的并且极其紧凑的线性位移传感器。而已知的线性位移传感器经常具有的问题是，在这样的已知的线性位移传感器中，结构空间长度与测量范围之比非常大，这是不利的。

此外可以规定，所述指示器垫构成为所述主体的突起或构造在所述主体的突起上，所述突起相对于非耦合区段凸出。这是一种结构简单的方式，使得传感器线圈能够被引导靠近指示器垫，以便被精确地检测到。而非耦合区段可以具有比指示器垫更大的到所述至少一个传感器线圈的距离。由此可以防止非耦合区段与所述至少一个传感器线圈感应耦合。

在此可以规定，所述突起的横截面具有蘑菇形状。这种蘑菇形状也可以基本上理解为T形形状。在此，所述蘑菇形状或T形形状的柄或柱可以从所述主体延伸出去。在相对置的侧上(柄或柱从该侧延伸)可以设置有蘑菇形状的帽或T形形状的基本上垂直于此延伸的平台。所述帽或平台因此可以形成指示器垫，或指示器垫可以构造在其上。试验表明，这种蘑菇形状或T形形状能够实现特别精确地测量线性位置，因为柄或柱使指示器垫在很大程度上与所述主体脱耦，所述主体因此也可以由能导电的材料构成或者说整个主体可以一件式构造，如随后详细阐述的那样。

此外可以规定，所述突起在背离所述主体指向的上侧上整平。在以蘑菇形状或T形形状的突起的情况下，所述上侧可以位于帽或平台上。关于整平的(或换句话说，平面的)上侧已经表明，这也有助于改善传感器信号的检测精度。

此外可以规定，所述非耦合区段通过在各指示器垫之间的槽构成。所述槽可以一直延伸进入主体中。主体原则上可以具有圆形的或矩形的横截面，该横截面可以通过槽整平。通过所述槽在各指示器垫之间创造空气空间或者说自由空间，所述空气空间或者说自由空间连同可能的突起的相对于槽的距离一起使得非耦合区段的导电能力更小或者说至少使得各非耦合区段不通过所述一个或者多个定子感应耦合。换句话说，通过各个槽能以特别简单的方式提供非耦合区段，以便避免这些区段与所述至少一个传感器线圈感应耦合。通过这些槽，在各指示器垫之间仅存在空气或空气空间，所述空气或空气空间将指示器垫彼此分开并且防止不期望的测量影响。例如，如果所述主体由金属或塑料制造，则这些槽可以从主体铣削出，或者主体可以作为整体与这些槽铸造。

此外可以规定，所述指示器带的指示器垫与所述主体材料锁合地连接。例如，指示器垫可以焊接、喷注和/或粘接在指示器带上。有利地选择尽可能无损的固定方式，以便不影响应用，但该固定方式同时适合于保证可靠的固定，以便不失去所述至少一个指示器带在所述主体上的固定或固定位置，否则这可能导致测量误差。备选地，指示器垫例如可以通过螺纹连接、夹紧等机械地保持在所述主体上。

特别是可以规定，所述主体和所述至少一个指示器带一件式地构造。换句话说，所述至少一个指示器带或指示器垫可以与所述主体单件地构造。具有指示器垫的整个整体例如可以由金属材料构成。特别是，具有一件式地构造在其上的指示器垫的主体可以由导电的实心材料构成。由此，所述至少一个指示器带绝对避免打滑地布置在所述主体上并且因此线性位移传感器构造得非常结实。此外，所述主体的导电材料可以构成为非铁磁材料，例如铜、铝、不锈钢等。因此，所述主体特别适合于在腐蚀性环境条件下使用。

备选地可以规定，所述主体由载体材料构成，在所述载体材料上施加有以能导电的薄片和/或能导电的覆层形式的指示器垫。所述载体例如可以由塑料材料制成、特别是注射成型。所述载体(其也备选地可被称为芯)特别是能够实现将所述至少一个指示器带特别简单地后续固定在所述主体上。所述指示器垫例如能够作为单个的导电薄片(特别是金属薄片)或导电覆层(特别是金属覆层)施加在载体上，例如通过粘接或者通过其它工艺、如浸入到液态金属池中。指示器垫也可以以烧结工艺来制造。这带来如下优点：出现的、由于过程引起的制造公差进一步被限制并且因此能优化地为传感装置设计。与此对应地，所述主体不需要完全由导电材料构成。足够的是，仅布置在芯或载体上的覆层或布置在其上的薄片导电地构造，这降低具有线性位移传感器的主体的相应的转向组件的制造成本。尽管如此，这种主体的稳定性较低。

例如可行的是，所述主体构成为转向执行器杆、活塞杆或轨道。在所述主体作为转向执行器杆的实施方式中，所属的车辆系统是转向执行器杆的转向系统。在所述主体作为活塞杆的实施方式中，所属的车辆系统例如可以是车辆的减震器。在所述主体作为轨道的实施方式中，所述轨道例如可以是用于构成车辆系统的车辆座椅的座椅轨道。所述主体和车辆系统的这些实施例仅示例性地选择。在车辆的不同的车辆系统中可以有所述主体的更多实施例，在这些实施例中必须或应当测量线性位移或线性移动，并且本发明实现之前所描述的优点。

根据本发明的第二方面，开头所述的任务通过一种车辆系统组件来解决，该车辆系统组件具有根据本发明的第一方面的长形的主体和感应式线性位移传感器。所述线性位移传感器具有带有所述至少一个励磁线圈和所述至少一个传感器线圈的定子以及具有评估电路。所述评估电路设置用于，根据在所述至少一个励磁线圈与所述至少一个传感器线圈之间的感应耦合，借助所述至少一个指示器带检测所述主体相对于所述定子的线性位置。

特别是可以规定，所述感应式线性位移传感器(以下也仅称为线性位移传感器)借助所述评估电路设置用于，在所述至少一个指示器带在线性运动方向上运动时检测所述至少一个指示器带相对于定子所经过的线性位移。

本领域技术人员原则上例如由DE102018102698A1已知在定子与指示器之间的感应测量的工作原理，这里可以完全参考或者参阅该文献，也可以从由黑拉有限责任两合公司销售的具有商标名称的传感器已知所述工作原理。

所述定子特别是可以构成为具有布置在其上的至少一个励磁线圈和至少一个传感器线圈的电路板。所述定子或电路板也可以具有所述评估电路。可行的是，在使用具有至少两个指示器带的主体时也使用线性位移传感器的至少两个定子，其中，具有相应至少一个传感器线圈的相应一个定子与相应一个指示器带相配设。

所述感应式线性位移传感器可以是增量编码器还有如下传感器，所述传感器能够实现对所述至少一个指示器带相对于定子的线性位置的绝对检测。借助增量编码器只能数字地检测所述至少一个指示器带相对于定子的线性位置，该线性位置还与之前计数的增量的历史有关，并且因此在重新启动之后或在线性位移传感器或上级系统接通之后不能提供直接的绝对位置信息。借助线性位移传感器的评估电路，能以本领域技术人员已知的方式不仅确定所述至少一个相对于定子的线性位置，而且可以确定由所述至少一个指示器带所经过的线性位移和/或在所述至少一个指示器带与定子之间的相对速度。此外，所述评估电路可以包括用于信号放大和信号处理的器件。

在作为示例性车辆系统组件的转向装置中使用转向执行器杆或齿杆，所述至少一个指示器带布置在所述转向执行器杆或齿杆上。相对地，所述一个或多个定子可以被定位在非运动的或不可运动的部件上，转向执行器杆相对于所述部件线性地运动或移动。因此，所述至少一个指示器带的线性运动直接引起所述至少一个指示器带和转向执行器杆的线性位置相对于非运动的部件或定子的相同的位置移动。因此，从所述至少一个指示器带的由定子或评估电路检测到的线性位置或线性运动中可以直接或非间接地推断出转向执行器杆的线性位置或线性运动，其在其线性移动方面可以在所述至少一个指示器带没有可能地从转向执行器杆打滑的情况下检测到。在具有转向装置的转向系统中，转向执行器杆的线性移动因此对应于布置在其上的至少一个指示器带的改变的线性位置，从而可以借助线性位移传感器来检测所述线性移动，以便基于此执行相应的转向运动。

根据本发明的第三方面，开头提到的任务通过一种用于车辆的转向系统来解决，其中，所述转向系统具有构成为转向装置的根据本发明的第二方面的车辆系统组件。

所述车辆的转向系统可以具有已知的组件、如转向元件、例如方向盘、车轴等。

可以规定，所述转向系统构成为具有控制装置和机电执行器的线控转向系统。所述控制装置可以与线性位移传感器耦合。所述控制装置可以设置用于，将由线性位移传感器检测到的线性位置转换成用于机电执行器的转向指令并且将所述转向指令传输给机电执行器，从而机电执行器可执行对应于转向指令的转向运动。

所述机电执行器例如可以是电动马达或能够在车辆上执行转向运动的任何其它类型的执行器。

所述线性位移传感器可以至少部分地布置在转向系统的功率单元的壳体中或上，该功率单元至少具有机电执行器。这种功率单元经常也被称为电源组(Power-Pack)并且也包括线控转向系统的控制装置。

根据本发明的第三方面，开头提及的任务通过一种车辆、特别是机动车、例如轿车或货车来解决，其具有根据本发明的第一方面的车辆系统组件或具有根据本发明的第三方面的转向系统。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。所有由权利要求、说明书或附图得出的特征，包括结构上的细节和空间上的布置结构，不仅本身而且以任意的不同组合都可以是对本发明重要的。具有相同功能和/或作用方式的元件在图1至图7中分别设有相同的附图标记。图中分别示意性地：

图1示出转向执行器杆的透视图；

图2示出图1中的转向执行器杆的横剖视图；

图3示出图1中的转向执行器杆的备选的横剖视图；

图4示出具有图1中的转向执行器杆的转向组件的横剖视图；

图5示出图4的感应式线性位移传感器中的传感器线圈的信号-线性位移图；

图6示出车辆的转向系统的原理图；以及

图7示出图6中的转向系统的转向单元的原理图。

具体实施方式

相同的、功能相同的或结构相同的元件在图1至图7中用相同的附图标记表示。只要在同一附图中多次存在相同的、功能相同的或结构相同的元件，则其用相同的附图标记表示，其中，仅为了相互区分各个元件而连续地对其编号。在本发明的意义上相同的、功能相同的或结构相同的元件的数量和布置结构完全不受其限制，而是仅示例性地给出，除非另外规定。连续的编号用点与附图标记分开。

图1以透视图示出转向执行器杆12。转向执行器杆12在这里仅以一个区段示出或仅示出转向执行器杆12的真实长度的部分长度，转向执行器杆的真实长度可以明显更长，例如由图7原理上推断出的那样。转向执行器杆12沿纵轴线L延伸。

因此，这里示出和描述的转向执行器杆12仅是根据本发明的长形的主体12的一个示例性实施方式。备选地，长形的主体12可以例如构成为车辆中的减震器的活塞杆或车辆座椅的座椅轨道。就这点而言，在图1至图7的范畴内参照长形的主体12的实施方式显示和描述的内容类似地适用于作为在车辆的车辆系统中的长形的主体12的一般实施方式以及特殊的实施方式。

在转向执行器杆12的一部分上、特别是在端部上或在端部附近构造有指示器，所述指示器在当前由两个指示器带4.1、4.2构成。在此，从所示的视角只能完全看到指示器带4.1，而与指示器带4.1相对置的指示器带4.2被转向执行器杆12或转向执行器杆的杆体遮盖。但所述两个指示器带4.1、4.2原则上以相同的元件构造。指示器带4.1具有线性周期地彼此间隔开的指示器垫5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6，其中，分别在两个指示器垫5之间布置有多个非耦合区段6.1、6.2、6.3、6.4、6.5中的一个非耦合区段。指示器垫5用作用于具有其传感器线圈组3.1、3.2的定子2.1、2.2的感应耦合区域，如在图4中可见并且参考图4后续更详细地阐述的那样。在此，所述线圈组各自包括一至n个单个接收线圈。对于流行的技术，这是每个接收线圈组各包括三个单个接收线圈。

具有指示器垫5的转向执行器杆12在当前情况下由能导电的材料、特别是由金属材料一件式构造。为此，具有指示器垫5的区域和非耦合区段6的转向执行器杆12可以例如由铸造的或深拉的圆柱形杆铣削成。

原则上，指示器垫5和非耦合区段6的数量可以根据相应的要求、特别是根据在此要测量的线性位移来自由选择。因此，例如指示器垫5的数量可以在3至30之间、特别是在5至20之间。非耦合区段6的数量也可以在2至29之间、特别是在4至19之间。

非耦合区段6可以由比指示器垫5更不导电的材料或由不能导电的材料构成。特别是，非耦合区段可以由在指示器垫5之间的绝缘体构成。然而在当前情况下，非耦合区段6简化地由在每个指示器带4.1、4.2的每两个指示器垫5之间的在指示器带4.1、4.2中的槽构成，所述槽在指示器垫5之间构成自由空间。这是非耦合区段6的一个特别优选的实施变型方案，因为指示器由此能够简单且成本有利地制造并且能够实现良好的测量结果。特别是，通过指示器垫5以突起7的形式(参见图2)、特别是以在横截面中蘑菇形的突起7的形式突出于槽或槽的槽面，不必使用附加的绝缘体。

图2以横剖视图示出转向执行器杆12、突起7.1、7.2，这些突起构成彼此相对置的指示器垫5.1、5.2。彼此相对置的指示器垫5.1、5.2具有蘑菇形状或T形形状，其中，相应一个柄或者说一个柱20.1、20.2分别背离转向执行器杆12延伸。相应一个平台21.1、21.2或板形元件位于柱20.1、20.2上，其在转向执行器杆12的位于其下的表面上方延伸、特别是与该表面平行地延伸。平台21.1、21.2在其上侧23.1、23.2上优选但非必须地整平或设有平坦的表面。处于横向于转向执行器杆12的延伸方向的并且在该横向方向上彼此相对置的外边缘24.1、24.2是倾斜的。柱20.1、20.2由转向执行器杆12或其杆形主体与平台21.1、21.2之间的缝隙22.1、22.2、22.3、22.4构成。换句话说，通过缝隙22.1、22.2、22.3、22.4，在平台21.1、21.2与转向执行器杆12的主体之间存在相应一个自由空间。

图3示出在由金属材料制成的一件式实施方案中用于构成整个转向执行器杆12的一个备选的实施方式。在当前情况下，转向执行器杆12和突起7.1、7.2由例如由塑料制造的载体或芯制成。在此，载体或芯可以成本有利地以注射成型工艺来制造。因此，指示器垫5.1、5.2如在此示出的那样通过粘接或其它布置方式施加在突起7.1、7.2上。

图4作为车辆系统50的示例性实施方式示出转向组件50，其中，由图1中的转向执行器杆12或位于其上的指示器带4.1、4.2和定子2.1、2.2构成感应线性位移传感器1。备选地，也可以使用一个共同的定子2。

线性位移传感器1构造用于确定具有指示器带4.1、4.2的指示器相对于定子2.1、2.2的线性位置和/或沿运动方向X所经过的线性位移。定子2.1、2.2分别具有一个励磁线圈9.1、9.2和传感器线圈组3.1、3.2，它们以本领域技术人员已知的方式布置在相应的定子2.1、2.2上或中，它们在当前情况下由电路板构成。在此，所述两个传感器线圈组3.1、3.2配属于相应一个指示器带4.1、4.2或与其平行地布置。

分别横向于指示器带4.1、4.2的纵长延伸彼此相邻的指示器垫5在当前情况下以偏移V彼此布置。这示例性地借助指示器垫5.1、5.7示出，在它们之间标出偏移V。换句话说，各个指示器带4.1、4.2的指示器垫5分别放置在转向执行器杆12的沿延伸尺寸看的不同长度或位置上。此外，指示器带4.2具有比指示器带4.1少的指示器垫5，在当前情况下例如在指示器带4.2中具有五个指示器垫5并且在指示器带4.1中具有六个指示器垫5。

在当前情况下，指示器垫5和非耦合区段6具有矩形形状。这在制造技术上虽然能简单地实现，然而对于在指示器带4.1、4.2中的功能而言不是必需的。因此，备选地例如可行的是，指示器垫5和/或非耦合区段6构造有带有倒圆角的矩形形状、椭圆形形状或其它形状。

定子2.1、2.2与指示器带4.1、4.2间隔开距离并且与指示器带平行地设置。此外，定子2.1、2.2具有一个共同的评估电路8或者分别具有单个的评估电路8.1、8.2，然而所述评估电路能够彼此连接或协同工作。根据本实施例，评估电路8设计用于在感应式线性位移传感器1的运行状态中、即当感应式线性位移传感器1接通时借助指示器根据在励磁线圈9.1、9.2与定子2.1、2.2的所述两个传感器线圈组3.1、3.2之间的感应耦合来确定转向执行器杆12的指示器相对于定子2.1、2.2的相对位置或所经过的线性位移。然后，由转向执行器杆12相对于定子2.1、2.2的这样确定的线性位置可以以本领域技术人员已知的方式借助评估电路8确定转向执行器杆12相对于定子2.1、2.2的线性位置、线性位移和/或线性速度。

根据转向执行器杆12相对于定子2.1、2.2的线性位置或线性定位，指示器带4.1、4.2的一个或多个指示器垫5与相应的励磁线圈9.1、9.2和传感器线圈组3.1、3.2作用连接。位于指示器垫5之间的非耦合区段6基本上没有与励磁线圈9.1、9.2和传感器线圈组3.1、3.2作用连接。因此，各指示器垫5分别建立励磁线圈9.1、9.2与传感器线圈组3.1、3.2的感应耦合，所述感应耦合引起传感器线圈组3.1、3.2的输出信号的单义的组合，如能由图4看出的那样。

图5示出随着在运动方向X上所经过的线性位移X，传感器线圈组3.1、3.2的作为三角信号产生的输出信号31、32的以％为单位的信号强度S。这些输出信号31、32被进一步传输给评估电路8以用于评估。由评估电路8将传感器线圈3.1、3.2的输出信号31、32组合成一个产生的信号30，该产生的信号给出所经过的线性位移X。

指示器带4.1、4.2以相互不同数量的指示器垫5和与其对应的非耦合区段6形成不同的游标轨迹，其中，所述两个指示器带4.1、4.2的指示器垫5和非耦合区段6这样构造并且彼此布置，使得能够借助评估电路8以游标原理的方式来评估可运动部件相对于定子2.1、2.2的相对位置。

现在，在车辆100中的车辆系统10中(在当前情况下示例性地以转向系统10的形式)，如在图6和图7中所示，定子2或定子2.1，2.2可被固定在不运动的或不可运动的部件上。如果转向执行器杆12运动，则指示器也因此运动，更确切地说在定子2.1、2.2旁运动经过。励磁线圈9.1、9.2以对于本领域技术人员已知的方式负责在指示器垫5中进行激励或产生涡流，其又分别由传感器线圈组3.1、3.2检测到。由此，评估电路8可以根据游标原理利用具有彼此错开的并且在数量上不同的指示器垫5的指示器带4.1、4.2测量指示器在运动方向X上的运动的线性位移或者指示器相对于定子2.1、2.2的彼此一致的线性位置的线性位置、即在线性运动方向X上的位置。由此可以推断出转向执行器杆12或齿条的线性位置或线性位移。

图6示出以汽车形式的车辆的转向系统10，该转向系统以线控转向系统的形式构造。

在所谓的线控转向系统(其中取消了转向柱)中，该系统首先由人机界面并且其次通过在车辆的车轮上的定位装置预先给定。最先提到的单元位于车辆内部空间中并且优选由具有转向角传感装置的方向盘和复位装置组成。第二提到的定位装置与优选两个前轮连接并且由具有额定值和实际值的位置调节回路构成。如在位置调节回路中常见的那样，所述调节以数字形式借助微处理器中的位置调节算法或者其它数字的调节装置或者在所谓的状态机器中的固定连接的算法来进行。然而原则上，对于调节任务也可以设想模拟调节或模拟/数字混合调节。

为了能够精确地实施调节，位置传感器的重要性高。作为位置传感器，原则上考虑角度传感器或者线性位移传感器。这里选择的实施方式在转向系统10的转向执行器杆12上提供图1中的线性位移传感器1(参见图7)。

转向系统10包括转向元件11，该转向元件在当前情况下构成为方向盘。车辆100的驾驶员想借助转向元件11使车辆转向并且为此将方向盘在确定的方向上转动确定的转向角度。安装在方向盘上的传感装置接收所述转向角度和转向力矩。具体来说，转向系统10的控制装置15(英语也称为Electronic Control Unit，简称ECU)与相应的传感装置电子连接并且接收驾驶员的转向期望(转向角度和转向力矩)并且将该转向期望进一步传输给又与控制装置15连接的功率单元13，该功率单元通常也称为电源组。

在此，所述转向基于具有额定值和实际值的位置调节回路。借助功率单元13中的感应式线性位移传感器1(参见图7)可以确定车辆的车轮的实际位置。同样在功率单元13中的转向执行器16(参见图7)因此由控制单元15操控，以便根据驾驶员期望操纵转向装置。这通过使转向执行器杆12线性地向右或向左运动并且因此还使车辆100的车轮相应地运动来实现。这一直进行，直到线性位移传感器1通知控制装置15：到达控制装置15根据驾驶员的方向盘操作已经预先给定的目标位置。

图7示出转向系统10的更详细的原理图，该原理图还示出功率单元13的组件。线性位移传感器1与定子2(其可以由多个定子2.1、2.2构成)一起位于功率单元13的壳体14上，其中，指示器带4.1、4.2固定在转向执行器杆12上并且相对于定子2可相对运动地布置。壳体14例如可以包含留空部或凹部，定子2或定子2.1、2.2可以嵌入到所述留空部或凹部中。

通过将线性位移传感器1集成到功率单元13中，取消了否则必需且有成本的布线，因为可以利用或有利地扩展存在于功率单元13中的布线。此外，不保护线性位移传感器1的定子2.1、2.2上的电子装置的接口和电源线以防线性位移传感器1的电源线和输出线的短路。这一般允许简化的电子装置并且对于所使用的半导体技术允许更简单且更成本有利的制造过程。通过该实施方案的更紧凑的结构型式，整个装置此外相对于干扰场的电磁辐射是更不敏感的，由此实现了传感装置的运行鲁棒性的提高。

如上所述，转向单元10的工作原理是，当车辆100的驾驶员操纵转向元件11时，功率单元13内的转向系统10的控制装置15接收驾驶员的转向期望。控制装置15可以随后借助转向执行器杆12的线性位置或线性位移根据通过操纵转向元件11由驾驶员方面表达的转向期望来操纵机电执行器或转向执行器16，所述线性位置或线性位移可以从线性位移传感器1的测量中获得或计算出。

执行器16被这样长时间地操纵，直至到达根据驾驶员的转向期望的额定位置。当调节差E＝实际位置-额定位置等于零时，则是这种情况。实际位置又由线性位移传感器1的测量得出。

附图标记列表

1 感应式线性位移传感器

2 定子

3 传感器线圈、传感器线圈组

4 指示器带

5 指示器垫

6 非耦合区段

7 突起

8 评估电路

9 励磁线圈

10 车辆系统、转向系统

11 转向元件

12 长形的主体、转向执行器杆

13 功率单元

14 壳体

15 控制装置

16 机电执行器、转向执行器

20 柱

21 平台

22 缝隙

23 上侧

24 外边缘

30 产生的信号

31 第一传感器线圈的信号

32 第二传感器线圈的信号

50 车辆系统组件、转向组件

X 运动方向、线性位移

S 信号

V 偏移

L 纵轴线

Claims (15)

1.用于车辆(100)的车辆系统(10)的长形的主体(12)，其中，所述主体(12)具有用于感应式线性位移传感器(1)的至少一个指示器带(4)，其中，所述至少一个指示器带(4)在所述主体(12)的纵长延伸的方向上延伸，所述至少一个指示器带(4)构造为带有：多个能导电的指示器垫(5)，以用于将所述线性位移传感器(1)的定子(2)的至少一个励磁线圈(9)与至少一个传感器线圈(3)感应耦合；以及与所述指示器垫(5)相比较少导电或不能导电的非耦合区段(6)，各指示器垫(5)在纵长延伸的方向上分别通过非耦合区段(6)相互间隔开，并且所述指示器带(4)的指示器垫(5)构造在主体(12)上。

2.根据权利要求1所述的主体(12)，其中，所述主体(12)具有至少两个指示器带(4)，其中，所述两个指示器带(4)的指示器垫(5)在指示器带(4)的纵长延伸的方向上彼此错开地布置。

3.根据权利要求2所述的主体(12)，其中，所述至少两个指示器带(4)布置在所述主体(12)的彼此对置的侧上或彼此邻接的侧上。

4.根据权利要求2或3所述的主体(12)，其中，所述至少两个指示器带(4)分别具有不同数量的指示器垫(5)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的主体(12)，其中，所述指示器垫(5)构成为所述主体(12)的突起(7)或构造在所述主体(12)的突起(7)上，所述突起相对于所述非耦合区段(6)凸出。

6.根据权利要求5所述的主体(12)，其中，所述突起(7)的横截面具有蘑菇形状。

7.根据权利要求5或6所述的主体(12)，其中，所述突起(7)在背离所述主体(12)指向的上侧(23)上整平。

8.根据前述权利要求中任一项所述的主体(12)，其中，所述非耦合区段(6)通过在各指示器垫(5)之间的槽构成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的主体(12)，其中，所述指示器带(4)的指示器垫(5)与主体(12)材料锁合地连接。

10.根据前述权利要求中任一项所述的主体(12)，其中，所述主体(12)和所述至少一个指示器带(4)一件式地构造。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的主体(12)，其中，所述主体(12)由载体材料、特别是由塑料构成，在所述载体材料上施加有以能导电的薄片和/或能导电的覆层形式的指示器垫(5)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的主体(12)，其中，所述主体(12)构成为转向执行器杆(12)、活塞杆或轨道。

13.车辆系统组件(50)，所述车辆系统组件具有根据前述权利要求中任一项所述的长形的主体(12)和感应式线性位移传感器(1)，其中，所述线性位移传感器(1)具有带有所述至少一个励磁线圈(9)和所述至少一个传感器线圈(3)的定子(2)以及具有评估电路(8)，所述评估电路(8)设置用于，根据在所述至少一个励磁线圈(9)与所述至少一个传感器线圈(3)之间的感应耦合，借助所述至少一个指示器带(4)检测所述主体(12)相对于所述定子(2)的线性位置。

14.转向系统(10)，所述转向系统具有根据权利要求13所述的车辆系统组件(50)，其中，所述转向系统(10)构成为具有控制装置(15)和机电执行器(16)的线控系统，控制装置(15)与线性位移传感器(1)耦合并且设置用于，将由线性位移传感器(1)检测到的构成为转向执行器杆(12)的主体(12)的位置转换成用于机电执行器(16)的转向指令并将所述转向指令传输给机电执行器(16)，从而所述机电执行器(16)能够执行与所述转向指令相应的转向运动。

15.车辆，所述车辆具有根据权利要求13所述的车辆系统组件(50)或具有根据权利要求14所述的转向系统(10)。