DE102013003270B4 - Device and method for detecting a linear movement - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Erfassen einer Linearbewegung einer Komponente (2) eines Fahrzeugs (10), umfassend:
einen Magneten (3) aus kunststoffgebundenem Ferrit, und
eine Sensoreinrichtung (4-6) umfassend einen AMR-Sensor (5) zum Erfassen einer Magnetfeldstärke (31) des Magneten (3),
wobei der Magnet (3) relativ zu dem AMR-Sensor (5) entlang einer Verfahrrichtung (X) über einen Verfahrweg (22) verfahrbar ist,
wobei der Magnet (3) entlang der Verfahrrichtung (X) eine Magnetlänge (21) aufweist, die kleiner als eine Länge des Verfahrwegs (22) ist, und
wobei der Magnet (3) ein Ringmagnet ist, der so angeordnet ist, dass seine Mittelachse parallel zu einer Ebene einer magnetischen Schicht des AMR-Sensors (5) verläuft,
wobei der Magnet (3) an der Komponente (2) des Fahrzeugs (10) befestigt ist, und
wobei die Komponente (2) ein Betätigerelement eines Bremszylinders (1) oder eines Kupplungszylinders ist.

Figure DE102013003270B4_0000
Device for detecting a linear movement of a component (2) of a vehicle (10), comprising:
a magnet (3) made of plastic-bonded ferrite, and
a sensor device (4-6) comprising an AMR sensor (5) for detecting a magnetic field strength (31) of the magnet (3),
wherein the magnet (3) can be moved relative to the AMR sensor (5) along a travel direction (X) over a travel path (22),
wherein the magnet (3) along the travel direction (X) has a magnet length (21) which is smaller than a length of the travel path (22), and
wherein the magnet (3) is a ring magnet which is arranged such that its central axis runs parallel to a plane of a magnetic layer of the AMR sensor (5),
wherein the magnet (3) is attached to the component (2) of the vehicle (10), and
wherein the component (2) is an actuator element of a brake cylinder (1) or a clutch cylinder.
Figure DE102013003270B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Linearbewegung einer Komponente eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft insbesondere derartige Vorrichtungen und Verfahren, bei denen eine Magnetfeldstärke erfasst und ausgewertet wird, um eine Verschiebung einer Komponente eines Fahrzeugs zu erfassen.The invention relates to a device and a method for detecting a linear movement of a component of a vehicle. The invention relates in particular to such devices and methods in which a magnetic field strength is detected and evaluated in order to detect a displacement of a component of a vehicle.

Die Erkennung vorgegebener Positionen einer Komponente eines Fahrzeugs hat zahlreiche Anwendungen. Dazu gehören beispielsweise die Erkennung einer Brems- oder Kupplungsbetätigung oder die Erkennung unterschiedlicher Sitzpositionen. Um zu bestimmen, ob eine Komponente eines Fahrzeugs eine bestimmte Position erreicht hat, kann ein auf magnetischen Effekten beruhendes Sensorsystem verwendet werden. Ein derartiges System umfasst einen Magneten und einen magnetfeldempfindlichen Sensor. Herkömmlich werden dabei in Fahrzeugen Seltene-Erden-Magnete eingesetzt. Die Erfassung des erzeugten Magnetfelds erfolgt häufig mit einem Hall-Sensor. Derartige herkömmliche Sensorsysteme können durch die Verwendung von Selten-Erd-Magneten Kostennachteile aufweisen.The detection of predetermined positions of a component of a vehicle has numerous applications. This includes, for example, the detection of a brake or clutch actuation or the detection of different seating positions. To determine whether a component of a vehicle has reached a particular position, a sensor system based on magnetic effects can be used. Such a system comprises a magnet and a magnetic field sensitive sensor. Rare earth magnets are conventionally used in vehicles. The generated magnetic field is often recorded using a Hall sensor. Such conventional sensor systems can have cost disadvantages due to the use of rare earth magnets.

Die DE 100 10 042 A1 und die DE 10 2005 046 822 A1 beschreiben jeweils lineare Wegsensoren, bei denen ein in Kunststoff eingebettetes Magnetmaterial verwendet wird. Dabei kann es sich insbesondere um kunststoffgebundenes Ferritmaterial handeln. Die DE 100 10 042 A1 und die DE 10 2005 046 822 A1 schlagen jeweils die Verwendung von länglichen Magneten vor, die sich entlang der Verfahrrichtung der Fahrzeugkomponente erstrecken. Die Magneten können eine komplexe Polabfolge entlang ihrer Längsrichtung aufweisen, mit der eine magnetische Positionskodierung erfolgt. Die Bestimmung der Position aus den erfassten Magnetfeldstärken erfordert eine aufwendigere Signalverarbeitung.the DE 100 10 042 A1 and the DE 10 2005 046 822 A1 each describe linear displacement sensors in which a magnetic material embedded in plastic is used. This can in particular be a plastic-bonded ferrite material. the DE 100 10 042 A1 and the DE 10 2005 046 822 A1 each suggest the use of elongated magnets that extend along the direction of travel of the vehicle component. The magnets can have a complex sequence of poles along their longitudinal direction, with which a magnetic position coding takes place. The determination of the position from the detected magnetic field strengths requires more complex signal processing.

Die DE 197 01 069 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung eines Bremspedalwegs, bei der ein Magnetstab an einer Schubstange in Kombination mit einem AMR-Element verwendet wird. Der Magnetstab weist eine Länge entlang der Verfahrrichtung auf, die größer als der Verfahrweg der Schubstange ist.the DE 197 01 069 A1 describes a device for measuring a brake pedal travel, in which a magnetic rod on a push rod is used in combination with an AMR element. The magnetic rod has a length along the direction of travel that is greater than the travel of the push rod.

Die DE 101 61 541 A1 und die DE 101 33 163 A1 offenbaren jeweils Sensoranordnungen für eine Positionsdetektion, die einen AMR-Sensor umfassen.the DE 101 61 541 A1 and the DE 101 33 163 A1 each disclose sensor arrangements for position detection that include an AMR sensor.

Die DE 10 2010 019 077 A1 offenbart ein magnetisches Längenmesssystem mit einem magnetischen Bauteil, das einen Magneten aus kunststoffgebundenem Ferrit umfasst, der eine relativ große Baulänge aufweist, um eine Relativposition durch eine sich entlang dem Magneten verändernde Orientierung der Magnetisierung kodieren zu können.the DE 10 2010 019 077 A1 discloses a magnetic length measuring system with a magnetic component which comprises a magnet made of plastic-bonded ferrite, which has a relatively large overall length in order to be able to encode a relative position by an orientation of the magnetization that changes along the magnet.

Die DE 10 2005 028 235 A1 offenbart einen Bewegungssensor, bei dem ein Dauermagnet aus kunststoffgebundenem Ferrit verwendet wird. Eine sich ändernde Spaltbreite zwischen dem Dauermagneten und einem Hallsensor wird erfasst.the DE 10 2005 028 235 A1 discloses a motion sensor using a plastic bonded ferrite permanent magnet. A changing gap width between the permanent magnet and a Hall sensor is recorded.

Die DE 10 2010 025 170 A1 offenbart eine Vorrichtung mit magnetfeldempfindlichen Sensoren, die eingerichtet ist, um einen Vergleich mit einem Referenzwert auszuführen.the DE 10 2010 025 170 A1 discloses a device with sensors sensitive to magnetic fields, which is set up to carry out a comparison with a reference value.

Die DE 203 15 735 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen einer axialen Relativposition, die ein magnetisches Signalelement umfasst.the DE 203 15 735 U1 discloses a device for detecting an axial relative position which comprises a magnetic signal element.

Die DE 10 2004 029 193 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebsparameters. Die Vorrichtung verwendet einen Hallsensor zum Erkennen des Schaltpunkts eines Bremslichtschalters, wobei zusätzlich zu einem verfahrbar gelagerten Magneten auch stationäre weichmagnetische Flussleitkörper vorgesehen werden müssen.the DE 10 2004 029 193 A1 describes a device for detecting an operating parameter. The device uses a Hall sensor to detect the switching point of a brake light switch, with stationary soft magnetic flux guide bodies also having to be provided in addition to a movably mounted magnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit der bzw. mit dem unter Verwendung kostengünstiger magnetischer Materialien eine Linearbewegung einer Fahrzeugkomponente zuverlässig erkannt werden kann.The object of the invention is to provide a device and a method with which a linear movement of a vehicle component can be reliably detected using inexpensive magnetic materials.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.According to the invention, the object is achieved by a device and a method having the features specified in the independent claims. The dependent claims define embodiments.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen einer Linearbewegung einer Komponente eines Fahrzeugs umfasst einen Magneten aus kunststoffgebundenem Ferrit und eine Sensoreinrichtung. Die Sensoreinrichtung weist einen AMR-Sensor zum Erfassen einer Magnetfeldstärke des Magneten auf. Der Magnet ist relativ zu dem AMR-Sensor entlang einer Verfahrrichtung über einen Verfahrweg verfahrbar. Der Magnet weist entlang der Verfahrrichtung eine Magnetlänge auf, die kleiner als eine Länge des Verfahrwegs ist.A device according to the invention for detecting a linear movement of a component of a vehicle comprises a magnet made of plastic-bonded ferrite and a sensor device. The sensor device has an AMR sensor for detecting a magnetic field strength of the magnet. The magnet can be moved over a travel path relative to the AMR sensor along a travel direction. The magnet has a magnet length along the travel direction which is smaller than a length of the travel path.

Durch die Kombination von kunststoffgebundenem Ferrit-Magnet und AMR-Sensor wird ein kostengünstiger linearer Wegsensor realisiert. Mit dem AMR-Sensor können die Magnetfeldstärken, die von dem Magneten erzeugt werden, zuverlässig erfasst werden. Die Verwendung eines Magneten mit einer Magnetlänge, die kleiner als die Länge des gesamten Verfahrwegs ist, erlaubt den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Bauraum und bei den Geometrien, wie sie für herkömmliche Seltene-Erden-Magneten in Kombination mit Hall-Sensoren verwendet werden.The combination of plastic-bonded ferrite magnet and AMR sensor creates a cost-effective linear displacement sensor. With the AMR sensor, the magnetic field strengths that are generated by the magnet can be reliably detected. The use of a magnet with a magnet length that is smaller than the length of the entire travel path allows the device according to the invention to be used in one installation space and with the geometries used for conventional rare earth magnets in combination with Hall sensors.

Als AMR-Sensor wird ein magnetfeldempfindlicher Sensor verstanden, der den anisotropen magnetoresistiven (AMR) Effekt zur Erfassung der Magnetfeldstärke nutzt. Derartige AMR-Sensoren sind dem Fachmann bekannt.An AMR sensor is understood to be a sensor that is sensitive to magnetic fields and uses the anisotropic magnetoresistive (AMR) effect to detect the magnetic field strength. Such AMR sensors are known to the person skilled in the art.

Die Sensoreinrichtung kann eingerichtet sein, um das Erreichen einer vorgegebenen Relativposition des Magneten relativ zu dem AMR-Sensor zu erkennen. Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn für eine bestimmte Steuerfunktion nicht jede absolute Position der Komponente bestimmt werden muss. Beispielsweise genügt für die Ansteuerung eines Bremslichts die Information, ob ein Betätigerelement eines Bremszylinders eine bestimmte Position entlang einem Verfahrweg erreicht hat.The sensor device can be set up to detect the reaching of a predetermined relative position of the magnet relative to the AMR sensor. This can be advantageous if not every absolute position of the component has to be determined for a specific control function. For example, the information as to whether an actuator element of a brake cylinder has reached a certain position along a travel path is sufficient for controlling a brake light.

Der Magnet kann so ausgestaltet sein, dass sich eine mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke streng monoton ändert, während der Magnet von einer Ruheposition bis zu der vorgegebenen Relativposition relativ zu dem AMR-Sensor bewegt wird. Durch eine derartige Wahl des Arbeitsbereichs kann mit einer einfachen Auswertung erkannt werden, ob der Magnet die vorgegebene Relativposition relativ zu dem AMR-Sensor erreicht hat.The magnet can be designed such that a magnetic field strength detected with the AMR sensor changes strictly monotonically while the magnet is moved from a rest position to the predetermined relative position relative to the AMR sensor. With such a selection of the working area, it can be recognized with a simple evaluation whether the magnet has reached the predetermined relative position relative to the AMR sensor.

Der Magnet kann so ausgestaltet sein, dass die mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke nur dann gleich dem Schwellenwert ist, wenn sich der Magnet an der vorgegebenen Relativposition relativ zu dem AMR-Sensor befindet. Das entsprechende Ausgangssignal des AMR-Sensors ist dann eindeutig mit der vorgegebenen Relativposition korreliert. Dadurch kann eine eindeutige Erkennung, dass die Komponente des Fahrzeugs eine definierte Position erreicht hat, durch einen einfachen Schwellenwertvergleich realisiert werden.The magnet can be designed in such a way that the magnetic field strength detected with the AMR sensor is only equal to the threshold value when the magnet is at the predetermined relative position relative to the AMR sensor. The corresponding output signal of the AMR sensor is then clearly correlated with the specified relative position. As a result, it is possible to clearly identify that the component of the vehicle has reached a defined position by means of a simple threshold value comparison.

Die Sensoreinrichtung kann eingerichtet sein, um eine mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke mit einem Schwellenwert zu vergleichen, um das Erreichen der vorgegebenen Relativposition zu erkennen.The sensor device can be set up to compare a magnetic field strength detected with the AMR sensor with a threshold value in order to recognize that the predetermined relative position has been reached.

Der Magnet kann so ausgestaltet sein, dass ein Betrag der mit dem AMR-Sensor erfassten Magnetfeldstärke den Schwellenwert nicht mehr erreicht, während der Magnet von der vorgegebenen Relativposition bis zu einem Ende des Verfahrwegs verfahren wird. Dadurch wird eine eindeutige und zuverlässige Erfassung der Linearbewegung erleichtert.The magnet can be designed in such a way that an amount of the magnetic field strength detected with the AMR sensor no longer reaches the threshold value while the magnet is moved from the predetermined relative position to an end of the travel path. This facilitates an unambiguous and reliable detection of the linear movement.

Die Sensoreinrichtung kann eingerichtet sein, um ein Steuersignal für eine Schaltfunktion auszugeben, wenn der Magnet die vorgegebene Relativposition relativ zu dem AMR-Sensor erreicht. Die Sensoreinrichtung kann ein Schaltsignal für ein Bremslicht des Fahrzeugs ausgeben. Die Vorrichtung kann so zur Betätigung einer Schaltfunktion abhängig von einer Linearbewegung eingesetzt werden.The sensor device can be set up to output a control signal for a switching function when the magnet reaches the predetermined relative position relative to the AMR sensor. The sensor device can output a switching signal for a brake light of the vehicle. The device can thus be used to actuate a switching function as a function of a linear movement.

Die Sensoreinrichtung kann eingerichtet sein, um wenigstens ein weiteres Steuersignal auszugeben, wenn eine mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke einen weiteren Schwellenwert erreicht, der von dem Schwellenwert verschieden ist. Dies erlaubt es, über einen Arbeitsbereich hinweg mehrere unterschiedliche Positionen der Komponente des Fahrzeugs zu erfassen und entsprechende Steuersignale auszugeben.The sensor device can be set up to output at least one further control signal when a magnetic field strength detected with the AMR sensor reaches a further threshold value that is different from the threshold value. This makes it possible to detect several different positions of the components of the vehicle over a work area and to output corresponding control signals.

Die Sensoreinrichtung so ausgestaltet sein, dass ein analoges Ausgangssignal der Sensoreinrichtung ein Maß für einen Verfahrweg des Magneten angibt. Das analoge Ausgangssignal kann beispielsweise von einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs ausgewertet werden.The sensor device can be designed in such a way that an analog output signal from the sensor device indicates a measure for a travel path of the magnet. The analog output signal can be evaluated, for example, by a central control unit of the vehicle.

Der Magnet ist ein Ringmagnet. Eine Mittelachse des Ringmagneten kann parallel zu der Verfahrrichtung sein. Der Ringmagnet kann so angeordnet sein, dass seine Mittelachse nicht durch den AMR-Sensor verläuft. Der Ringmagnet ist so angeordnet, dass seine Mittelachse parallel zu einer Ebene einer magnetischen Schicht des AMR-Sensors verläuft. Auf diese Weise kann eine Magnetfeldstärke am AMR-Sensor erreicht werden, die über einen Arbeitsbereich einen streng monotonen Verlauf aufweist und für größere Linearbewegungen einen kleinen Betrag aufweist.The magnet is a ring magnet. A central axis of the ring magnet can be parallel to the direction of travel. The ring magnet can be arranged so that its central axis does not run through the AMR sensor. The ring magnet is arranged so that its central axis runs parallel to a plane of a magnetic layer of the AMR sensor. In this way, a magnetic field strength can be achieved at the AMR sensor that has a strictly monotonic course over a working area and has a small amount for larger linear movements.

Der Magnet ist an der Komponente des Fahrzeugs befestigt. Die Sensoreinrichtung kann ortsfest am Fahrzeug angeordnet sein. Die Komponente des Fahrzeugs ist ein Betätigerelement eines Bremszylinders oder eines Kupplungszylinders. Der Magnet kann im Inneren eines Tandem-Hauptbremszylinders angeordnet sein. Die Komponente des Fahrzeugs kann eine Betätigerstange des Tandem-Hauptbremszylinders sein. Dies erlaubt, die Vorrichtung beispielsweise zum Steuern eines Bremslichts einzusetzen.The magnet is attached to the component of the vehicle. The sensor device can be arranged in a stationary manner on the vehicle. The component of the vehicle is an actuator element of a brake cylinder or a clutch cylinder. The magnet can be arranged inside a tandem master brake cylinder. The component of the vehicle can be an actuator rod of the tandem master cylinder. This allows the device to be used, for example, to control a brake light.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine beweglich gelagerte Komponente und eine Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel zum Erfassen einer Linearbewegung der Komponente. Durch Verwendung eines Magneten aus kunststoffgebundenem Ferrit können die Kosten des Sensorsystems verringert werden.According to a further exemplary embodiment of the invention, a vehicle comprises a movably mounted component and a device according to an exemplary embodiment for detecting a linear movement of the component. By using a magnet made of plastic-bonded ferrite, the cost of the sensor system can be reduced.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen einer Linearbewegung einer Komponente eines Fahrzeugs wird ein Magnet aus kunststoffgebundenem Ferrit verwendet. Der Magnet ist relativ zu einem AMR-Sensor entlang einer Verfahrrichtung über einen Verfahrweg verfahrbar. Der Magnet weist entlang der Verfahrrichtung eine Magnetlänge auf, die kleiner als eine Länge des Verfahrwegs ist. Eine Magnetfeldstärke des Magneten wird mit dem AMR-Sensor erfasst. Ein Steuersignal wird abhängig von der erfassten Magnetfeldstärke ausgegeben.In a method according to the invention for detecting a linear movement of a component of a vehicle, a magnet is switched off plastic-bonded ferrite is used. The magnet can be moved over a travel path relative to an AMR sensor along a travel direction. The magnet has a magnet length along the travel direction which is smaller than a length of the travel path. A magnetic field strength of the magnet is recorded with the AMR sensor. A control signal is output depending on the detected magnetic field strength.

Ein Bremslicht kann abhängig von einem Vergleich der erfassten Magnetfeldstärke mit einem Schwellenwert gesteuert werden.A brake light can be controlled as a function of a comparison of the detected magnetic field strength with a threshold value.

Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Ausgestaltungen nach vorteilhaften oder bevorzugten Ausführungsbeispielen entsprechen den unter Bezugnahme auf die Vorrichtung beschriebenen Wirkungen und Ausgestaltungen.Effects of the method according to the invention and configurations according to advantageous or preferred exemplary embodiments correspond to the effects and configurations described with reference to the device.

Das Verfahren kann mit der Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.The method can be carried out with the device according to an exemplary embodiment.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht eines Bremszylinders mit einer Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
  • 3 zeigt eine isometrische Ansicht der Vorrichtung zum Erfassen einer Linearbewegung nach einem Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung von 3.
  • 5 zeigt einen Verlauf einer Magnetfeldstärke als Funktion eines Verfahrwegs bei einer Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
  • 6 zeigt ein von der Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel ausgegebenes Steuersignal.
  • 7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.
The invention is described in detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the figures.
  • 1 shows a schematic view of a vehicle with a device according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows a sectional view of a brake cylinder with a device according to an embodiment.
  • 3 shows an isometric view of the device for detecting a linear movement according to an embodiment.
  • 4th FIG. 13 shows a side view of the device of FIG 3 .
  • 5 shows a course of a magnetic field strength as a function of a travel path in a device according to an embodiment.
  • 6th shows a control signal output by the device according to an embodiment.
  • 7th Figure 3 is a flow diagram of a method according to an embodiment.

Während nachfolgend Ausführungsbeispiele im Kontext spezifischer Anwendungen beschrieben werden, beispielsweise in Kontext einer Steuerung eines Bremslichts, sind Verfahren und Vorrichtungen nach Ausführungsbeispielen nicht auf diese Anwendungen beschränkt. Vorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen können allgemein eingesetzt werden, um eine Linearbewegung einer Komponente eines Fahrzeugs zu erfassen. While exemplary embodiments are described below in the context of specific applications, for example in the context of controlling a brake light, methods and devices according to exemplary embodiments are not restricted to these applications. Devices and methods according to exemplary embodiments can generally be used to detect a linear movement of a component of a vehicle.

1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 10 mit einer Vorrichtung 11 zum Erfassen einer Linearbewegung. Die Vorrichtung 11 umfasst einen Magneten aus kunststoffgebundenem Ferritmaterial und einen AMR-Sensor. Mit der Vorrichtung 11 kann beispielsweise die Linearbewegung einer Betätigerstange eines Bremszylinders erfasst werden, wie unter Bezugnahme auf 2 noch näher beschrieben wird. Eine Vorrichtung 11 oder mehrere Vorrichtungen 11 mit erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann bzw. können auch an anderen Positionen des Fahrzeugs verbaut sein. Beispielsweise kann eine Vorrichtung 11 an einem Kupplungszylinder vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung 11 an einem Fahrzeugsitz vorgesehen sein, um eine oder mehrere Positionen des Fahrzeugsitzes zu erkennen. Allgemein kann die Vorrichtung 11 verwendet werden, um zu erkennen, ob eine linear beweglich gelagerte Komponente eines Fahrzeugs eine bestimmte Position erreicht hat. 1 Fig. 3 is a schematic view of a vehicle 10 with a device 11 for detecting a linear movement. The device 11 includes a magnet made of plastic-bonded ferrite material and an AMR sensor. With the device 11 For example, the linear movement of an actuator rod of a brake cylinder can be detected, as with reference to FIG 2 will be described in more detail. One device 11 or multiple devices 11 with a configuration according to the invention can also be installed in other positions of the vehicle. For example, a device 11 be provided on a clutch cylinder. Alternatively or additionally, a device 11 be provided on a vehicle seat in order to recognize one or more positions of the vehicle seat. In general, the device 11 can be used to recognize whether a linearly movably mounted component of a vehicle has reached a certain position.

Wenn mit der Vorrichtung 11 die Linearbewegung einer Betätigerstange eines Bremszylinders erfasst wird, kann ein Bremslicht 13 abhängig von einem Ausgangssignal der Vorrichtung 11 geschaltet werden. Die Vorrichtung 11 kann so als Bremslichtsensor eingesetzt werden. Die Vorrichtung 11 kann direkt mit dem Bremslicht 13 gekoppelt sein, um dieses anzusteuern. Ein Ausgangssignal der Vorrichtung 11 kann von einer zentralen Steuereinheit 12, beispielsweise einem Bordcomputer, weiter ausgewertet werden. Das Bremslicht 13 kann dann über die zentrale Steuereinheit 12 abhängig von einem Ausgangssignal der Vorrichtung 11 geschaltet werden.If with the device 11 the linear movement of an actuator rod of a brake cylinder is detected, a brake light can 13th depending on an output signal of the device 11 be switched. The device 11 can thus be used as a brake light sensor. The device 11 can directly with the brake light 13th be coupled to control this. An output from the device 11 can from a central control unit 12th , for example an on-board computer, can be further evaluated. The brake light 13th can then via the central control unit 12th depending on an output signal of the device 11 be switched.

Bei der Vorrichtung 11 ist ein Magnet aus kunststoffgebundenem Ferrit so angeordnet, dass er relativ zu einem AMR-Sensor verfahrbar ist. Der Magnet und der AMR-Sensor sind so ausgestaltet, dass eine mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke in einem Arbeitsbereich der Vorrichtung 11 ein streng monotones Verhalten zeigt. Im Arbeitsbereich kann die mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke zumindest näherungsweise linear sein. Der Arbeitsbereich entspricht dabei den Positionen der Komponente des Fahrzeugs, für die die Vorrichtung 11 einen Schaltvorgang auslösen soll. Der Magnet und der AMR-Sensor sind vorteilhaft so ausgestaltet, dass eine mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke einen kleinen Betrag aufweist, wenn der Magnet um eine größere Strecke relativ zu dem AMR-Sensor verschoben wurde.At the device 11 a magnet made of plastic-bonded ferrite is arranged in such a way that it can be moved relative to an AMR sensor. The magnet and the AMR sensor are designed in such a way that a magnetic field strength detected by the AMR sensor is in a working area of the device 11 shows a strictly monotonous behavior. In the working area, the magnetic field strength detected with the AMR sensor can be at least approximately linear. The work area corresponds to the positions of the component of the vehicle for which the device is 11 should trigger a switching process. The magnet and the AMR sensor are advantageously designed in such a way that a magnetic field strength detected with the AMR sensor has a small amount when the magnet has been displaced by a greater distance relative to the AMR sensor.

Der Magnet weist eine Magnetlänge auf, die entlang einer Verfahrrichtung des Magneten kleiner als eine Länge eines Verfahrwegs ist. Die Länge des Verfahrwegs, über den der Magnet bewegt werden kann, kann durch Endanschläge für die bewegliche Komponente, beispielsweise Anschläge für eine Betätigerstange, definiert sein. Eine derartige Ausgestaltung, bei der der Magnet in Verfahrrichtung eine relativ kurze Länge aufweist, erleichtert den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem zur Verfügung stehenden Bauraum.The magnet has a magnet length which is smaller than a length of a travel path along a travel direction of the magnet. The length of the travel path over which the magnet can be moved can be defined by end stops for the movable component, for example stops for an actuator rod. Such a one An embodiment in which the magnet has a relatively short length in the direction of travel facilitates the use of the device according to the invention in the space available.

2 zeigt eine Schnittansicht eines Bremszylinders 1 mit einer Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel. Der Bremszylinder 1 kann ein Tandem-Hauptbremszylinder sein. Der Bremszylinder 1 weist ein Betätigerelement auf, das als Betätigerstange 2 ausgeführt ist. Die Betätigerstange 2 ist beweglich gelagert und kann relativ zu einem Bremszylindergehäuse 7 hin und her bewegt werden. 2 shows a sectional view of a brake cylinder 1 with a device according to an embodiment. The brake cylinder 1 can be a tandem master cylinder. The brake cylinder 1 has an actuator element that acts as an actuator rod 2 is executed. The actuator rod 2 is movably mounted and can be relative to a brake cylinder housing 7th be moved back and forth.

Die Vorrichtung zum Erfassen der Linearbewegung der Betätigerstange 2 umfasst einen Magneten 3 und einen Magnetfeldsensor. Der Magnetfeldsensor ist als AMR-Sensor 5 ausgestaltet. Der Magnet 3 ist ein Permanentmagnet. Der Magnet 3 ist im Bremszylindergehäuse 7 angeordnet und an der Betätigerstange 2 angebracht. Der Magnet 3 besteht aus kunststoffgebundenem Ferritmaterial. Derartige Magnete können beispielsweise durch Spritzgusstechniken hergestellt werden. Das in den Kunststoff eingebettete Ferritmaterial wird aufmagnetisiert. Der Magnet 3 aus kunststoffgebundenem Ferritmaterial kann kostengünstig hergestellt werden. Der Magnet 3 kann so ausgestaltet sein, dass er keine Seltenerdmaterialien oder allenfalls Spuren von Seltenerden umfasst.The device for detecting the linear movement of the actuator rod 2 includes a magnet 3 and a magnetic field sensor. The magnetic field sensor is an AMR sensor 5 designed. The magnet 3 is a permanent magnet. The magnet 3 is in the brake cylinder housing 7th arranged and on the actuator rod 2 appropriate. The magnet 3 consists of plastic-bonded ferrite material. Such magnets can be produced, for example, by injection molding techniques. The ferrite material embedded in the plastic is magnetized. The magnet 3 from plastic-bonded ferrite material can be manufactured inexpensively. The magnet 3 can be designed in such a way that it does not contain any rare earth materials or at most traces of rare earths.

Der AMR-Sensor 5 befindet sich auf einer elektrischen Leiterplatte 6. Die Leiterplatte 6 mit dem AMR-Sensor 5 kann in einem Sensorgehäuse 4 angeordnet sein. Das Sensorgehäuse 4 kann an dem Bremszylindergehäuse 7 angebracht sein. Für die in Bremssystemen zu erfüllenden Sicherheitsanforderungen können der AMR-Sensor 5 sowie die auf der Leiterplatte 6 befindliche Schaltung zur Auswertung des Sensorsignals des AMR-Sensors 5 doppelt ausgeführt sein. Auf diese Weise wird Redundanz gegen den Ausfall eines AMR-Sensors erreicht.The AMR sensor 5 is located on an electrical circuit board 6th . The circuit board 6th with the AMR sensor 5 can in a sensor housing 4th be arranged. The sensor housing 4th can on the brake cylinder housing 7th to be appropriate. For the safety requirements to be met in braking systems, the AMR sensor 5 as well as the one on the circuit board 6th Located circuit for evaluating the sensor signal of the AMR sensor 5 be executed twice. In this way, redundancy against the failure of an AMR sensor is achieved.

Als AMR-Sensor wird hier allgemein ein Sensorelement verstanden, das den anisotropen magnetoresistiven Effekt nutzt. Der AMR-Sensor 5 kann insbesondere eine dünne Schicht aus einem Permanentmagneten umfassen. Der AMR-Sensor 5 kann Elektroden umfassen, damit eine Widerstandsmessung an der dünnen Schicht ausgeführt werden kann. Der Widerstand der dünnen Schicht wird durch das von dem Magneten 3 an dem AMR-Sensor 5 erzeugte Magnetfeld beeinflusst werden (AMR-Effekt). Durch eine Widerstandsmessung an der Schicht kann entsprechend die Magnetfeldstärke bestimmt werden.An AMR sensor is generally understood here to be a sensor element that uses the anisotropic magnetoresistive effect. The AMR sensor 5 can in particular comprise a thin layer of a permanent magnet. The AMR sensor 5 may include electrodes to enable a resistance measurement to be made on the thin layer. The resistance of the thin layer is determined by that of the magnet 3 on the AMR sensor 5 generated magnetic field can be influenced (AMR effect). The magnetic field strength can be determined accordingly by measuring the resistance of the layer.

Eine Bewegung der Betätigerstange 2 führt dazu, dass der Magnet 3 relativ zu dem AMR-Sensor 5 verfahren wird. Bei Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs wird der Magnet 3 zusammen mit der Betätigerstange 2 entlang einer Verfahrrichtung X hin und her bewegt. Die Verfahrrichtung X kann einer Hauptachse des Bremszylinders entsprechen. Dabei überstreicht das vom Magneten 3 erzeugte Magnetfeld den AMR-Sensor 5. Abhängig von einer Position des Magneten 3 relativ zum AMR-Sensor 5 kann der AMR-Sensor 5 eine Schaltfunktion ausüben.One movement of the actuator rod 2 causes the magnet 3 relative to the AMR sensor 5 is proceeded. When a brake pedal of the vehicle is pressed, the magnet is activated 3 together with the actuator rod 2 along a direction of travel X moved back and forth. The direction of travel X can correspond to a main axis of the brake cylinder. The magnet sweeps over it 3 magnetic field generated the AMR sensor 5 . Depending on a position of the magnet 3 relative to the AMR sensor 5 can the AMR sensor 5 perform a switching function.

Ein Verfahrweg, über den der Magnet 3 relativ zu dem AMR-Sensor 5 insgesamt verfahren werden kann, ist durch Endanschläge 8, 9 für die Betätigerstange 2 definiert. Der Magnet 3 weist entlang seiner Verfahrrichtung X eine Magnetlänge auf, die kleiner als eine Länge des Verfahrwegs ist.A path over which the magnet 3 relative to the AMR sensor 5 can be moved in total is through end stops 8th , 9 for the actuator rod 2 Are defined. The magnet 3 points along its direction of travel X a magnet length that is less than a length of the travel.

3 zeigt eine isometrische Ansicht und 4 eine Seitenansicht der Komponenten, die beispielsweise bei dem Bremszylinder 1 zum Erfassen einer Linearbewegung eingesetzt werden. 3 shows an isometric view and 4th a side view of the components, for example in the brake cylinder 1 can be used to detect a linear movement.

Wie am besten in der Seitenansicht von 4 sichtbar, weist der Magnet 3 entlang der Verfahrrichtung X eine Magnetlänge 21 auf. Diese Magnetlänge 21 kann definiert sein als Unterschied der X-Koordinate zwischen den in Verfahrrichtung X äußersten Punkten an den gegenüberliegenden Endflächen 23, 24 des Magneten 3. Die Endflächen 23, 24 können jeweils planar sein und einen Abstand aufweisen, der der Magnetlänge 21 entspricht. Ein Verfahrweg 22 des Magneten 3, über den der Magnet 3 insgesamt entlang der Verfahrrichtung 21 bewegt werden kann, ist länger als die Magnetlänge 21. Die Länge des Verfahrwegs 22 kann durch Endanschläge 8, 9 für die Komponente bestimmt sein, deren Linearbewegung erfasst werden soll.As best seen in the side view of 4th visible, the magnet points 3 along the direction of travel X a magnet length 21 on. This magnet length 21 can be defined as the difference in the X coordinate between those in the direction of travel X outermost points on the opposite end faces 23 , 24 of the magnet 3 . The end faces 23 , 24 can each be planar and spaced apart by the length of the magnet 21 is equivalent to. A travel path 22nd of the magnet 3 over which the magnet 3 overall along the direction of travel 21 can be moved is longer than the magnet length 21 . The length of the travel 22nd can through end stops 8th , 9 be intended for the component whose linear movement is to be detected.

Der AMR-Sensor 5 und Magnet 3 können insbesondere verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Betätigerstange 2 eine vorgegebene Position erreicht hat. Beispielsweise kann bei Erreichen und/oder Überschreiten dieser vorgegebenen Position das Bremslicht 13 eingeschaltet werden. Entsprechend kann anhand des Ausgangssignals des AMR-Sensors 5 bestimmt werden, ob sich der Magnet 3 in einer vorgegebenen Position 25 relativ zu dem AMR-Sensor 5 befindet. Wie unter Bezugnahme auf 5 noch detaillierter beschrieben wird, kann ein Ausgangssignal des AMR-Sensors 5, das die erfasste Magnetfeldstärke repräsentiert, mit einem Schwellenwert verglichen werden. Dadurch kann bestimmt werden, ob sich der Magnet 3 in der vorgegebenen Relativposition 25 befindet oder über diese hinaus bewegt wurde.The AMR sensor 5 and magnet 3 can in particular be used to determine whether the actuator rod 2 has reached a predetermined position. For example, the brake light can be activated when this predetermined position is reached and / or exceeded 13th be switched on. Correspondingly, based on the output signal of the AMR sensor 5 determine whether the magnet is 3 in a predetermined position 25th relative to the AMR sensor 5 is located. As referring to 5 will be described in more detail, an output signal of the AMR sensor 5 , which represents the detected magnetic field strength, can be compared with a threshold value. This can be used to determine if the magnet is 3 in the specified relative position 25th is located or has been moved beyond it.

Der Magnet 3 und der AMR-Sensor 5 sind so ausgelegt, dass die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke dann den Schwellenwert erreicht, wenn sich der Magnet 3 an der vorgegebenen Relativposition 25 relativ zu dem AMR-Sensor 5 befindet. Um eine eindeutige und zuverlässige Erkennung zu erleichtern, ist das Ausgangssignal des AMR-Sensors 5 nur dann gleich dem Schwellenwert, wenn sich der Magnet 3 an der vorgegebenen Relativposition 25 relativ zu dem AMR-Sensor 5 befindet. Dazu kann beispielsweise eine Ausgestaltung des Magneten 3 gewählt werden, bei der die vom Magneten 3 am AMR-Sensor 5 erzeugte und mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke ausgehend von einer Ruhelage des Magneten 3 zunächst monoton abnimmt. Die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke kann ausgehend von einer Ruhelage des Magneten 3 bis zu einem Nulldurchgang der Magnetfeldstärke streng monoton abnehmen, wenn der Magnet 3 zusammen mit der Betätigerstange 2 bewegt wird. Der AMR-Sensor 5 kann so ausgestaltet sein, dass die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke einer y-Komponente des Magnetfeldes entspricht, d.h. einer Magnetfeldkomponente, die senkrecht zu der Verschiebungsrichtung X ist.The magnet 3 and the AMR sensor 5 are designed to work with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength then reaches the threshold value when the magnet 3 at the specified relative position 25th relative to the AMR sensor 5 is located. In order to facilitate a clear and reliable detection, the output signal of the AMR sensor 5 only equal to the threshold when the magnet is 3 at the specified relative position 25th relative to the AMR sensor 5 is located. For this purpose, for example, an embodiment of the magnet 3 be chosen in the case of the one from the magnet 3 on the AMR sensor 5 generated and with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength based on a rest position of the magnet 3 initially decreases monotonically. The one with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength can be based on a rest position of the magnet 3 the magnetic field strength decreases strictly monotonically up to a zero crossing if the magnet 3 together with the actuator rod 2 is moved. The AMR sensor 5 can be designed so that the with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength corresponds to a y component of the magnetic field, ie a magnetic field component which is perpendicular to the direction of displacement X is.

Der Magnet 3 ist als Ringmagnet ausgeführt, wie in 3 dargestellt. Eine Mittelachse des Magneten 3 kann parallel zu der Verschiebungsrichtung X sein. Die Mittelachse des Magneten 3 ist parallel zu einer durch den AMR-Sensor definierten Ebene. Die Mittelachse des Magneten 3 kann in y-Richtung, d.h. in einer Richtung senkrecht zur Verschiebungsrichtung X und parallel zu der durch den AMR-Sensor definierten Ebene von dem AMR-Sensor 5 beabstandet sein.The magnet 3 is designed as a ring magnet, as in 3 shown. A central axis of the magnet 3 can be parallel to the direction of displacement X be. The central axis of the magnet 3 is parallel to a plane defined by the AMR sensor. The central axis of the magnet 3 can be in the y-direction, ie in a direction perpendicular to the direction of displacement X and parallel to the plane defined by the AMR sensor from the AMR sensor 5 be spaced.

Weitere Ausgestaltungen und Anordnungen des Magneten 3 mit unterschiedlichen Geometrien und Bauarten können bei weiteren Ausführungsbeispielen verwendet werden.Further configurations and arrangements of the magnet 3 with different geometries and designs can be used in further exemplary embodiments.

5 zeigt einen Verlauf der mit dem AMR-Sensor 5 erfassten Magnetfeldstärke 31 als Funktion der Strecke x, um die der Magnet 3 verfahren wurde. Die Verfahrstrecke des Magneten 3 entspricht der Verfahrstrecke der Betätigerstange 2. In 5 kann ein positiver Wert der Magnetfeldstärke einer entlang der positiven y-Achse gerichteten Magnetfeldkomponente entsprechen, und ein negativer Wert kann einer entlang der positiven y-Achse gerichteten Magnetfeldkomponente entsprechen. 5 shows a curve with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength 31 as a function of the distance x by which the magnet 3 was proceeded. The travel distance of the magnet 3 corresponds to the travel distance of the actuator rod 2 . In 5 A positive value of the magnetic field strength can correspond to a magnetic field component directed along the positive y-axis, and a negative value can correspond to a magnetic field component directed along the positive y-axis.

Die Vorrichtung soll so eingerichtet sein, dass das Erreichen einer definierten Position der Betätigerstange 2 erkannt wird. Diese Position kann beispielsweise der Verfahrstrecke der Betätigerstange 2 entsprechen, ab der das Bremslicht 13 eingeschaltet werden muss. Der Magnet 3 ist so ausgelegt, dass die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke einen Schwellenwert 33 erreicht, wenn die Betätigerstange 2 die definierte Position erreicht. Dies kann beispielsweise bei einer Auslöseposition 35 der Fall sein. Der Magnet 3 ist weiterhin so ausgelegt, dass über den gesamtem Verfahrweg, über den der Magnet 3 bewegt werden kann, die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke den Schwellenwert 33 nur ein einziges Mal erreicht. Dadurch kann eine Schaltfunktion in besonders einfacher Weise anhand eines Schwellenwertvergleichs realisiert werden.The device should be set up in such a way that a defined position of the actuator rod can be reached 2 is recognized. This position can be, for example, the travel distance of the actuator rod 2 from which the brake light 13th must be switched on. The magnet 3 is designed to work with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength a threshold value 33 reached when the actuator rod 2 reached the defined position. This can be done, for example, in a release position 35 be the case. The magnet 3 is also designed so that over the entire travel distance over which the magnet 3 that can be moved with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength exceeds the threshold value 33 only achieved once. As a result, a switching function can be implemented in a particularly simple manner on the basis of a threshold value comparison.

Der Magnet 3 kann so ausgelegt sein, dass die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke 31 von einem Ausgangswert bis zu einem Nulldurchgang der Magnetfeldstärke streng monoton abnimmt, während die Betätigerstange 2 und der daran angebrachte Magnet 3 ausgehend von einer Ruhelage verfahren werden. Diese Flanke der erfassten Magnetfeldstärke 31 kann wenigstens in der Umgebung der Auslöseposition 35, an der der Schwellenwert 33 erreicht und eine Schaltfunktion ausgeführt wird, im Wesentlichen linear sein. Dadurch wird der notwendige Signalhub für eine sichere Auslegung einer Schaltfunktion bereitgestellt.The magnet 3 can be designed so that the with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength 31 from an initial value to a zero crossing of the magnetic field strength decreases strictly monotonically while the actuator rod 2 and the attached magnet 3 proceeded from a rest position. This flank of the detected magnetic field strength 31 can at least in the vicinity of the release position 35 at which the threshold 33 achieved and a switching function is performed, be substantially linear. This provides the necessary signal swing for a reliable design of a switching function.

Der Magnet 3 kann so ausgelegt sein, dass die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke 31 nach dem Nulldurchgang bei einer Verfahrstrecke 36 in einem Werteintervall 37 bleibt, wenn die Betätigerstange 2 mit dem Magneten 3 weiter verfahren wird. Das Werteintervall 37 ist dabei derart, dass die darin liegenden Magnetfeldstärken alle von dem Schwellenwert 33 verschieden, insbesondere betragsmäßig kleiner als der Schwellenwert 33 sind. Dadurch kann ein sicheres Schaltverhalten realisiert werden. Beispielsweise kann sichergestellt werden, dass das Bremslicht zuverlässig eingeschaltet bleibt, auch wenn die Betätigerstange 2 mit dem Magneten 3 weiter verfahren wird, nachdem die Magnetfeldstärke 31 den Nulldurchgang 36 aufweist.The magnet 3 can be designed so that the with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength 31 after the zero crossing in a travel distance 36 in a range of values 37 stays when the actuator rod 2 with the magnet 3 proceeding further. The value interval 37 is such that the magnetic field strengths therein all of the threshold value 33 different, in particular smaller than the threshold value in terms of amount 33 are. This enables safe switching behavior to be achieved. For example, it can be ensured that the brake light remains switched on reliably, even when the actuator rod 2 with the magnet 3 proceeding further after the magnetic field strength 31 the zero crossing 36 having.

Die Vorrichtung nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann auch verwendet werden, um mehrere unterschiedliche Positionen der Betätigerstange 3 zu erfassen. Dazu kann die mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke mit einem weiteren Schwellenwert 34 verglichen werden. Der weitere Schwellenwert 34 kann so gewählt sein, dass ein Ausgangssignal des AMR-Sensors nur für eine einzige Relativposition des Magneten 3 relativ zu dem AMR-Sensor 5 gleich dem weiteren Schwellenwert 34 ist. Es können auch mehr als zwei Schwellenwerte verwendet werden, um eine Ortsauflösung zu erhöhen.The device according to embodiments of the invention can also be used to set several different positions of the actuator rod 3 capture. For this purpose, the magnetic field strength detected with the AMR sensor can be combined with a further threshold value 34 be compared. The further threshold 34 can be chosen so that an output signal from the AMR sensor is only available for a single relative position of the magnet 3 relative to the AMR sensor 5 equal to the further threshold 34 is. It is also possible to use more than two threshold values in order to increase a spatial resolution.

Der Magnet 3 kann so ausgestaltet sein, dass jedenfalls in einem Arbeitsbereich 32 eine eindeutige Zuordnung von Ausgangssignalen des AMR-Sensors 5 zu Positionen des Magneten 3 möglich ist. Der Arbeitsbereich 32 ist dabei so gewählt, dass er die für eine Schaltfunktion relevante Position oder relevanten Positionen der Betätigerstange 2 umfasst. Beispielsweise beinhaltet der Arbeitsbereich 32 wenigstens die Position(en), an denen eine Schaltfunktion ausgeführt werden soll. Jede mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke 31 im Arbeitsbereich 32 ist eindeutig in dem Sinn, dass sie beim Verschieben des Magneten 3 über den gesamten Verfahrweg nur bei genau einer Relativposition zwischen Magnet 3 und AMR-Sensor 5 auftritt.The magnet 3 can be designed so that at least in a work area 32 a clear assignment of the output signals of the AMR sensor 5 to positions of the magnet 3 is possible. The work area 32 is selected in such a way that it finds the relevant position or positions of the actuator rod for a switching function 2 includes. For example, the work area includes 32 at least the position (s) at which a switching function is to be carried out. Each with the AMR sensor detected magnetic field strength 31 in the work area 32 is unique in the sense that it moves the magnet 3 over the entire travel distance only with exactly one relative position between the magnet 3 and AMR sensor 5 occurs.

Die Auslegung des Magneten 3 und der entsprechende Verlauf der am AMR-Sensor 5 erfassten Magnetfeldstärke können abhängig von der jeweiligen Komponente des Fahrzeugs, deren Bewegung erfasst werden soll, und/oder abhängig von der angesteuerten Schaltfunktion gewählt werden. Für die Steuerung eines Bremslichts kann beispielsweise der Magnet 3 so ausgestaltet sein, dass die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke für Verschiebungsstrecken der Betätigerstange von 2 bis 8 mm einen relativ linearen Verlauf aufweist. Das Bremslicht kann beispielsweise betätigt werden, wenn mit dem AMR-Sensor 5 erkannt wird, dass der Magnet 3 um 5 mm relativ zu einer Ausgangslage verfahren wurde. Der Verlauf der Magnetfeldstärke kann beispielsweise bei einer Verfahrstrecke von 8 mm einen Nulldurchgang aufweisen, d. h. eine Umkehr der magnetischen Feldrichtung. Wird die Betätigerstange 2 mit dem Magneten 3 um größere Strecken, beispielsweise um mehr als 35 mm bewegt, nähert sich die mit dem AMR-Sensor erfasste Magnetfeldstärke im Grenzwert Null an. Andere Ausgestaltungen des Magneten können beispielsweise verwendet werden, wenn die Vorrichtung bei einem Kupplungszylinder oder anderen Komponenten des Fahrzeugs eingesetzt wird, um andere Schaltfunktionen auszuführen.The design of the magnet 3 and the corresponding curve on the AMR sensor 5 detected magnetic field strength can be selected depending on the respective component of the vehicle, the movement of which is to be detected, and / or depending on the activated switching function. The magnet, for example, can be used to control a brake light 3 be designed so that the with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength for displacement distances of the actuator rod of 2 to 8 mm has a relatively linear course. The brake light can for example be actuated when using the AMR sensor 5 it is recognized that the magnet 3 was moved by 5 mm relative to a starting position. The course of the magnetic field strength can, for example, have a zero crossing over a travel distance of 8 mm, ie a reversal of the magnetic field direction. Will the actuator rod 2 with the magnet 3 Moved by longer distances, for example by more than 35 mm, the magnetic field strength detected by the AMR sensor approaches zero at the limit value. Other configurations of the magnet can be used, for example, when the device is used in a clutch cylinder or other components of the vehicle in order to perform other switching functions.

Die mit dem AMR-Sensor 5 erfasste Magnetfeldstärke kann zur Erzeugung eines Steuersignals verwendet werden. Die Erzeugung des Steuersignals kann durch eine in das Sensorgehäuse 4 integrierte Schaltung erfolgen. Die Schaltung kann einen Komparator umfassen. Alternativ kann die erfasste Magnetfeldstärke von dem AMR-Sensor 5 auch an eine zentrale Steuereinheit 12 ausgegeben werden, beispielsweise als analoger Signalwert. Die zentrale Steuereinheit 12 kann das Steuersignal abhängig von der erfassten Magnetfeldstärke erzeugen.The one with the AMR sensor 5 detected magnetic field strength can be used to generate a control signal. The control signal can be generated by an in the sensor housing 4th integrated circuit. The circuit can include a comparator. Alternatively, the magnetic field strength detected by the AMR sensor 5 also to a central control unit 12th are output, for example as an analog signal value. The central control unit 12th can generate the control signal depending on the detected magnetic field strength.

6 zeigt schematisch ein Steuersignal, wie es mit einer Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel abhängig von der Magnetfeldstärke erzeugt wird. Wenn die Betätigerstange 2 mit dem Magneten 3 die Auslöseposition 35 erreicht, erreicht die mit dem AMR-Sensor 35 erfasste Magnetfeldstärke den Schwellenwert 33. Entsprechend ändert sich ein Signalpegel eines Steuersignals 39. Der Signalpegel des Steuersignals 39 hängt davon ab, ob das Ausgangssignal des AMR-Sensors 35 kleiner oder größer als der Schwellenwert 33 ist. Eine Schaltfunktion wird bei der Auslöseposition 35 ausgelöst, beispielsweise durch Einschalten eines Bremslichts. Bei weiterer Verschiebung der Betätigerstange 2 bleibt das Bremslicht aufgrund des Verlaufs der Magnetfeldstärke 31 eingeschaltet. 6th shows schematically a control signal as it is generated with a device according to an embodiment as a function of the magnetic field strength. When the actuator rod 2 with the magnet 3 the trigger position 35 achieved, achieved with the AMR sensor 35 detected magnetic field strength exceeds the threshold value 33 . A signal level of a control signal changes accordingly 39 . The signal level of the control signal 39 depends on whether the output signal of the AMR sensor 35 smaller or larger than the threshold 33 is. A switching function is provided in the trigger position 35 triggered, for example by switching on a brake light. If the actuator rod is moved further 2 the brake light remains due to the course of the magnetic field strength 31 switched on.

7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 40 zum Erkennen einer Linearbewegung. Das Verfahren kann von der Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden. Das Verfahren verwendet einen Magneten aus kunststoffgebundenem Ferritmaterial und einen AMR-Sensor zum Erfassen einer Magnetfeldstärke. 7th Figure 3 is a flow diagram of a method 40 to detect a linear movement. According to one exemplary embodiment, the method can be carried out automatically by the device. The method uses a magnet made of plastic-bonded ferrite material and an AMR sensor to detect a magnetic field strength.

Bei Schritt 41 wird eine Magnetfeldstärke mit dem AMR-Sensor erfasst. Bei Schritt 42 wird die erfasste Magnetfeldstärke mit einem Schwellenwert verglichen. Dadurch kann überprüft werden, ob die erfasste Magnetfeldstärke den Schwellenwert erreicht hat. Dies zeigt an, dass die Komponente des Fahrzeugs eine Auslöseposition erreicht hat, an der eine Steuerfunktion, beispielsweise eine Schaltfunktion, ausgelöst werden soll. Wenn bei Schritt 42 erkannt wird, dass die Magnetfeldstärke den Schwellenwert erreicht hat, kann bei Schritt 43 ein Steuervorgang ausgelöst werden. Der Steuervorgang kann eine Schaltfunktion, beispielsweise ein Einschalten eines Bremslichts, umfassen. Das Verfahren 40 kehrt dann zu Schritt 41 zurück.At step 41 a magnetic field strength is detected with the AMR sensor. At step 42 the detected magnetic field strength is compared with a threshold value. In this way it can be checked whether the detected magnetic field strength has reached the threshold value. This indicates that the component of the vehicle has reached a trigger position at which a control function, for example a switching function, is to be triggered. If at step 42 it is recognized that the magnetic field strength has reached the threshold value can at step 43 a control process can be triggered. The control process can include a switching function, for example switching on a brake light. The procedure 40 then returns to step 41 return.

Während Vorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben wurden, können bei weiteren Ausführungsbeispielen Abwandlungen realisiert werden. Während Vorrichtungen und Verfahren im Kontext der Linearbewegung einer Betätigerstange eines Bremszylinders beschrieben wurden, können die Vorrichtungen und Verfahren allgemein eingesetzt werden, um die Bewegung einer Komponente eines Fahrzeugs zu erfassen. Während Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung eines Bremslichts beschrieben wurden, können Vorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen auch für andere Funktionen eingesetzt werden, bei denen eine Steuerung abhängig davon erfolgt, ob eine Komponente eines Fahrzeugs eine definierte Position erreicht hat.While devices and methods according to exemplary embodiments have been described with reference to the figures, modifications can be implemented in further exemplary embodiments. While devices and methods have been described in the context of the linear movement of an actuator rod of a brake cylinder, the devices and methods can be used in general to sense the movement of a component of a vehicle. While devices and methods for controlling a brake light have been described, devices and methods according to exemplary embodiments can also be used for other functions in which control takes place depending on whether a component of a vehicle has reached a defined position.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
BremszylinderBrake cylinder
22
BetätigerelementActuator element
33
Magnetmagnet
44th
SensorgehäuseSensor housing
55
AMR-SensorAMR sensor
66th
LeiterplatteCircuit board
77th
BremszylindergehäuseBrake cylinder housing
88th
Anschlagattack
99
Anschlagattack
1010
Fahrzeugvehicle
1111
Vorrichtungcontraption
1212th
zentrale Steuereinheitcentral control unit
1313th
BremslichtBrake light
2121
MagnetlängeMagnet length
2222nd
Länge des VerfahrwegsLength of travel
23, 2423, 24
StirnflächeFace
2525th
vorgegebene Relativpositionspecified relative position
3131
MagnetfeldstärkeMagnetic field strength
3232
ArbeitsbereichWorkspace
3333
SchwellenwertThreshold
3434
weiterer Schwellenwertfurther threshold
3535
AuslösepositionRelease position
3636
NulldurchgangspositionZero crossing position
3737
WertebereichRange of values
3939
SteuersignalControl signal
4040
Verfahrenprocedure
41-4341-43
VerfahrensschritteProcedural steps
XX
VerfahrrichtungDirection of travel

Claims (9)

Vorrichtung zum Erfassen einer Linearbewegung einer Komponente (2) eines Fahrzeugs (10), umfassend: einen Magneten (3) aus kunststoffgebundenem Ferrit, und eine Sensoreinrichtung (4-6) umfassend einen AMR-Sensor (5) zum Erfassen einer Magnetfeldstärke (31) des Magneten (3), wobei der Magnet (3) relativ zu dem AMR-Sensor (5) entlang einer Verfahrrichtung (X) über einen Verfahrweg (22) verfahrbar ist, wobei der Magnet (3) entlang der Verfahrrichtung (X) eine Magnetlänge (21) aufweist, die kleiner als eine Länge des Verfahrwegs (22) ist, und wobei der Magnet (3) ein Ringmagnet ist, der so angeordnet ist, dass seine Mittelachse parallel zu einer Ebene einer magnetischen Schicht des AMR-Sensors (5) verläuft, wobei der Magnet (3) an der Komponente (2) des Fahrzeugs (10) befestigt ist, und wobei die Komponente (2) ein Betätigerelement eines Bremszylinders (1) oder eines Kupplungszylinders ist.Device for detecting a linear movement of a component (2) of a vehicle (10), comprising: a magnet (3) made of plastic-bonded ferrite, and a sensor device (4-6) comprising an AMR sensor (5) for detecting a magnetic field strength (31) of the magnet (3), wherein the magnet (3) can be moved relative to the AMR sensor (5) along a travel direction (X) over a travel path (22), wherein the magnet (3) along the travel direction (X) has a magnet length (21) which is smaller than a length of the travel path (22), and wherein the magnet (3) is a ring magnet which is arranged such that its central axis runs parallel to a plane of a magnetic layer of the AMR sensor (5), wherein the magnet (3) is attached to the component (2) of the vehicle (10), and wherein the component (2) is an actuator element of a brake cylinder (1) or a clutch cylinder. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung (4-6) eingerichtet ist, um das Erreichen einer vorgegebenen Relativposition (25; 35) des Magneten (3) relativ zu dem AMR-Sensor (5) zu erkennen.Device according to Claim 1 , wherein the sensor device (4-6) is set up to detect the reaching of a predetermined relative position (25; 35) of the magnet (3) relative to the AMR sensor (5). Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Magnet (3) so ausgestaltet ist, dass sich eine mit dem AMR-Sensor (5) erfasste Magnetfeldstärke (31) streng monoton ändert, während der Magnet (3) von einem Ende des Verfahrwegs (22) bis zu der vorgegebenen Relativposition (25; 35) relativ zu dem AMR-Sensor (5) bewegt wird.Device according to Claim 2 , wherein the magnet (3) is designed so that a magnetic field strength (31) detected by the AMR sensor (5) changes strictly monotonically, while the magnet (3) from one end of the travel path (22) to the predetermined relative position (25; 35) is moved relative to the AMR sensor (5). Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Sensoreinrichtung (4-6) eingerichtet ist, um eine mit dem AMR-Sensor (5) erfasste Magnetfeldstärke (31) mit einem Schwellenwert (33) zu vergleichen, um das Erreichen der vorgegebenen Relativposition (25; 35) zu erkennen.Device according to Claim 2 or Claim 3 , wherein the sensor device (4-6) is set up to compare a magnetic field strength (31) detected with the AMR sensor (5) with a threshold value (33) in order to recognize that the predetermined relative position (25; 35) has been reached. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die mit dem AMR-Sensor (5) erfasste Magnetfeldstärke (31) nur dann gleich dem Schwellenwert (33) ist, wenn sich der Magnet (3) an der vorgegebenen Relativposition (25; 35) relativ zu dem AMR-Sensor (5) befindet.Device according to Claim 4 , wherein the magnetic field strength (31) detected with the AMR sensor (5) is only equal to the threshold value (33) when the magnet (3) is at the predetermined relative position (25; 35) relative to the AMR sensor (5 ) is located. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Sensoreinrichtung (4-6) eingerichtet ist, um ein Steuersignal (29) für eine Schaltfunktion auszugeben, wenn der Magnet (3) die vorgegebene Relativposition (25; 35) erreicht.Device according to one of the Claims 2 until 5 wherein the sensor device (4-6) is set up to output a control signal (29) for a switching function when the magnet (3) reaches the predetermined relative position (25; 35). Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Sensoreinrichtung (4-6) eingerichtet ist, um wenigstens ein weiteres Steuersignal auszugeben, wenn eine mit dem AMR-Sensor (5) erfasste Magnetfeldstärke (31) einen weiteren Schwellenwert (34) erreicht.Device according to Claim 6 , wherein the sensor device (4-6) is set up to output at least one further control signal when a magnetic field strength (31) detected with the AMR sensor (5) reaches a further threshold value (34). Verfahren zum Erfassen einer Linearbewegung einer Komponente (2) eines Fahrzeugs (10) unter Verwendung eines Magneten (3) aus kunststoffgebundenem Ferrit, wobei der Magnet (3) relativ zu einem AMR-Sensor (5) entlang einer Verfahrrichtung (X) über einen Verfahrweg (22) verfahrbar ist, wobei der Magnet (3) entlang der Verfahrrichtung (X) eine Magnetlänge (21) aufweist, die kleiner als eine Länge des Verfahrwegs (22) ist, wobei der Magnet (3) ein Ringmagnet ist, der so angeordnet ist, dass seine Mittelachse parallel zu einer Ebene einer magnetischen Schicht des AMR-Sensors (5) verläuft, wobei der Magnet (3) an der Komponente (2) des Fahrzeugs (10) befestigt ist, und wobei die Komponente (2) ein Betätigerelement eines Bremszylinders (1) oder eines Kupplungszylinders ist, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen einer Magnetfeldstärke (31) des Magneten (3) mit dem AMR-Sensor (5) und Ausgeben eines Steuersignals abhängig von der erfassten Magnetfeldstärke (31).Method for detecting a linear movement of a component (2) of a vehicle (10) using a magnet (3) made of plastic-bonded ferrite, the magnet (3) relative to an AMR sensor (5) along a travel direction (X) over a travel path (22) can be moved, the magnet (3) having a magnet length (21) along the direction of travel (X) which is smaller than a length of the travel path (22), wherein the magnet (3) is a ring magnet which is arranged such that its central axis runs parallel to a plane of a magnetic layer of the AMR sensor (5), the magnet (3) on the component (2) of the vehicle (10 ) is attached, and wherein the component (2) is an actuator element of a brake cylinder (1) or a clutch cylinder, the method comprising: Detecting a magnetic field strength (31) of the magnet (3) with the AMR sensor (5) and Output of a control signal as a function of the detected magnetic field strength (31). Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: Steuern eines Bremslichts (13) abhängig von einem Vergleich der erfassten Magnetfeldstärke (31) mit einem Schwellenwert (33).Procedure according to Claim 8 , full: Controlling a brake light (13) as a function of a comparison of the detected magnetic field strength (31) with a threshold value (33).
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