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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Sensoren. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Sensor, der sowohl einen Drehbewegungsals auch einen Linearsensor aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Positionssensoren werden häufig bei vielerlei mechanischen Kontrollsystemen verwendet. Bekannte Positionssensoren umfassen kapazitive Sensoren, Potentiometersensoren und magnetische Positionssensoren. Hingegen werden induktive und magnetische Sensoren üblicherweise als Positionssensoren in Fahrzeugen verwendet. Induktive Sensoren erfassen die Position eines Objekts durch Messung der gegenseitigen Induktivität zwischen einem Objekt und einer Messspule. Magnetische Sensoren erfassen die Position eines Objektes durch Messung der Veränderung in einem magnetischen Feld, das in Reaktion auf die Bewegung des Objekts durch einen Magneten erzeugt wird.
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Sensoren werden üblicherweise auf dem Gebiet der Pedalkontrolle verwendet, um Eigenschaften, wie beispielsweise eine Drehbewegung, zu messen. Derartige Sensoren sind typischerweise am Drehpunkt innerhalb der Pedalbaugruppe befestigt, um die Drehbewegung des Pedals zu messen. Diese Sensoren nutzen den Hall-Effekt, Induktionstechnologie oder andere zur Messung von Bewegung und Verlagerung bekannte Prinzipien. Die Sensorbaugruppe beinhaltet separate Typen von Sensoren, beispielsweise Hall-Effekt- oder induktive Sensoren. Es ist nicht bekannt, in einem elektronischen Bremssystem einen Drehbewegungssensor mit einem Linearsensor zusammen zu kombinieren. Ferner wäre es vorteilhaft Mehrere vorzusehen, um von jedem die Vorteile für eine beste Systemleistung zu nutzen und um durch den Konsumenten vorgegebene Gehäuseauflagen umzusetzen. Jedoch interagieren diese Sensoren oft auf unerwünschte Weise.
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Daher besteht ein Bedarf an Mehrfachsensorbaugruppen, welche die ungewollte Interaktion reduzieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein Motorpositionssensor (im Folgenden bezeichnet als ”MPS”) wird zur Verfügung gestellt. Ein abschirmendes Ferrit-Bauteil wird verwendet, um die Interaktion zwischen den zusammen gepackten Sensoren zu reduzieren. Ein Schicht flussfeldrichtungsabhängiges Materials (3M® FFDM) (Ferrit) (oder KEMET) wird verwendet, um die Interaktion zwischen Sensoren mit einem entgegengesetzten Satz von Spulen zu reduzieren. Das abschirmende Ferrit-Bauteil 400 (auch als ”Abschirmbauteil” bezeichnet) ist ausgebildet, um die Interaktion zwischen den Kopplern/Spulen des MPS-Sensors und der Linearspule des PTS-Sensors zu reduzieren. In anderen Ausführungsformen umfasst das abschirmende Bauteil eine Schicht aus Aluminium, die zwischen gegenüberliegenden Schichten Ferrit geschichtet ist. Trotz dieser spezifischen Ausführungsform, kann ein abschirmendes Ferrit-Bauteil bei einer jeden Anwendung von zusammen gepackten Sensoren verwendet werden, bei welchen eine Reduzierung ungewollter Interaktionen zwischen Sensoren erwünscht ist.
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Der vorliegende induktive Sensor ist ein induktiver Hochgeschwindigkeitssensor, der einen Ausgang erzeugt, der dem eines Drehmelders ähnelt, jedoch kosteneffektiver ist und eine schnellere Reaktionszeit aufweist. Der vorliegende Sensor ist ferner auf einer einzelnen gedruckten Leiterplatte (PCB) realisiert und das Maßbauteil ist ein einfaches Stück Aluminium (oder ein anderes leitendes Metall), das keine Wicklung benötigt. Alternativ kann das Maßbauteil eine Wicklung aufweisen, falls dies für die Anwendung erforderlich ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen Sensor mit einer einzelnen Spule in perspektivischer Explosionsdarstellung;
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2 zeigt einen Drehbewegungssensor in perspektivischer Darstellung;
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3 zeigt eine Sensorbaugruppe mit zwei Sensoren in perspektivischer Explosionsdarstellung;
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4 zeigt eine Sensorbaugruppe mit zwei Sensoren in perspektivischer Darstellung;
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5 zeigt einen Ausschnitt der Linearsensorbaugruppe in perspektivischer Unteransicht;
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6 zeigt die installierte Spule und das abschirmende Bauteil in perspektivischer Darstellung;
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7 zeigt eine Draufsicht auf den vierpoligen Koppler, die Spule und das abschirmende Bauteil in einer ersten Position;
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8 zeigt eine Draufsicht auf den vierpoligen Koppler, die Spule und das abschirmende Bauteil in einer zweiten Position;
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9 zeigt den Fluss des magnetischen Flusses mit und ohne dem abschirmenden Bauteil;
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10 zeigt die PCB mit zwei Spulen und einem korrespondierenden linearen Koppler;
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11 zeigt einen Graphen, der die Frequenz gegenüber der Permeabiltät mit und ohne dem abschirmenden Bauteil darstellt;
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12 zeigt die Spule mit einem Wecksensor in vergrößerter perspektivischer Darstellung;
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13 zeigt eine Draufsicht auf die Spule, den vierpoligen Koppler und das abschirmende Bauteil, wobei das abschirmende Bauteil eine Schicht Aluminium, zwischen zwei gegenüberliegenden Ferrit-Schichten, aufweist; und
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14 zeigt einen Querschnitt des abschirmenden Bauteils.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Eine Sensorbaugruppe aufweisend einen ersten Sensor (Pedalbewegungssensor) und einem zweiten Sensor (Motorpositionssensor), wird bereitgestellt. Der erste Sensor weist eine erste Spule und einen ersten Koppler auf. Der zweite Sensor weist eine zweite Spule und einen zweiten Koppler auf. Ein Abschirmbauteil ist wenigstens teilweise zwischen dem ersten Koppler und dem zweiten Koppler angeordnet, um eine unerwünschte Interaktion zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule zu verhindern. In einer Ausführungsform besteht das Abschirmbauteil aus Ferrit. In anderen Ausführungsformen umfasst das Abschirmbauteil wenigstens eine Schicht Ferrit und wenigstens eine Schicht Aluminium, wobei das Abschirmbauteil eine Schicht Aluminium umfasst, die zwischen zwei Schichten Ferrit angeordnet ist. Im Besonderen ist das Ferrit des abschirmenden Bauteils ein flussfeldrichtungsabhängiges Material (FFDM), das ermöglicht, dass jedes elektromagnetische Feld durch dieses einfacher hindurchfließt als Luft. Das Aluminium verhindert, dass das elektromagnetische Feld über dieses hinaus erstreckt.
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Ausführungsformen des vorliegenden Induktionssensors umfassen einen Motorpositionssensor 10 (im Folgenden als ”MPS” bezeichnet). Der MPS wird in den 1 bis 8 gezeigt. Der MPS 10 umfasst eine MPS Gehäuseüberschalung (Einkapselung) 12, einen O-Ring 14, eine gedruckte Leiterplatte (im Folgenden als ”PCB” bezeichnet) 16 mit einer passiven kabellosen Antenne (PWA) 18, eine abschließende Überschalung und Endanschlussstifte 20. Wie in 2 gezeigt, ist ein achtpoliger Koppler 22, der fester Bestandteil einer Motorwelle 24 ist, entlang einer Achse des MPS 10 angeordnet. In dieser Anordnung misst der MPS 10 den Drehwinkel des Motorläufers.
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Der achtpolige Koppler 22 ist idealerweise aus Aluminium wie beispielsweise AL 5052-H2 oder aus einem anderen Aluminium-Typ mit ähnlichen Eigenschaften. Alternativ kann Stahl für den achtpoligen Koppler verwendet werden. In anderen Ausführungsformen (beispielsweise solchen, die in 4, 7 und 8 gezeigt sind), wird ein vierpoliger Kopper genutzt.
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Eine Sensorbaugruppe 110 mit zwei Sensoren ist in den 3 bis 8 dargestellt. Die Sensorbaugruppe 110 umfasst einen ersten (Linear-)Sensor.
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Eine PCB 116 ist allgemein in 3 dargestellt und umfasst eine sendende Spule, eine empfangende Spule und eine Mehrzahl von konzentrierten Bauteilen zur Ausführung einer Signalverarbeitung. Die PCB 116 umfasst eine erste Spule 150 und eine zweite Spule 152.
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Der MPS ist robust ausgebildet. Beispielsweise ist der MPS unempfindlich gegenüber Gleichstrom-Magnetstreufeldern, elektromagnetischem Rauschen, geometrischen Variabilität und Temperaturschwankungen.
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Der MPS ist funktionsfähig, auch wenn ein anwendungsspezifisch integrierter Schaltkreis (ASIC) ausfällt oder entfernt wird. Die Betriebsfrequenz wächst, wenn ein Schwingkreis geöffnet ist, und sinkt, wenn ein Schwingkreis kurz geschlossen wird. In jedem Fall ändert sich der Ausgang um weniger als 0,15°.
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Der Ausgang des MPS wird nicht durch eine axial-symmetrische Veränderung in der metallischen Umgebung verändert. Ein Aluminiumgehäuse verbraucht mehr Strom aufgrund von Wechselströmen und ein Stahlkoppler ist weniger effizient als ein Aluminiumkoppler.
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Eine Veränderung in dem Luftspalt zwischen dem MPS und dem Koppler hat einen minimalen Einfluss auf den durch den MPS erzeugten Ausgang. Der Motorstrom des zu messenden Motors hat ebenfalls einen vernachlässigbaren Effekt auf den durch den MPS erzeugten Ausgang.
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In einer Ausführungsform ist der MPS mit zusätzlichen Typen von Sensoren (beispielsweise einem Pedalbewegungssensor (im Folgenden bezeichnet als ”PTS”) oder jedem anderen Linearsensor) verbunden. 3 zeigt einen MPS (zweiter Sensor) 170, der mit einem linearen PTS 160 verbunden ist. Der PTS (erster Sensor) 160 umfasst einen Koppler 162, eine PTS-Rückstellfeder 164, ein PTS-Objekt 166 und einen Weckmagneten (Schalter) 168. Diese Bauteile sind ausgebildet, um in einem Abschnitt der Überschalung in der Aussparung 169 aufgenommen zu werden.
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Der Weckschalter Schaltkreis 168 ist mit einem der PTS 160 integriert, um das System ”aufzuwecken”, wenn der Fahrer das Pedal in dem elektronischen Bremssystem niederdrückt. Dieser Schalter wird typischerweise beim ersten Niederdrücken des Pedals aktiviert, wenn der Benutzer zuerst beginnt, das Fahrzeug zu führen. Das Sensormodul umfasst separate Sensortypen, wie beispielsweise Hall-Effekt- oder induktive Sensoren. Die vorliegende Erfindung umfasst sowohl Hall-Effekt- als auch induktive Sensoren, um die Vorteile beider zur Erzielung einer besten Systemleistung zu nutzen.
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Ferner ist eine Dichtung oder ein O-Ring 188 zwischen dem Endblockabschnitt 182 und dem Gehäuse 190 angeordnet, um das Gehäuse weiter abzudichten.
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Die vorliegende Erfindung kann sowohl Hall-Effekt- als auch induktive Sensoren umfassen, um die Vorteile beider zur Erzielung einer besten Systemleistung zu nutzen.
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Ein Stecker-Abschnitt 180 ist weiterhin bereitgestellt, um die Sensoren mit einer elektronischen Kontrolleinheit oder anderem Computer oder Prozessor zu verbinden.
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Ein Endblock 180 ist mit dem MPS 170 verbunden. Der Endblock 180 ist ein 22-Anschlussstecker 30-Endblock, der zur Verbindung mit der elektronischen Kontrolleinheit des Fahrzeuges funktionsfähig ist. Der Endblock 180 ist mit einem Einkapselmaterial an dem Endblockabschnitt 182 des Einkapselmaterials eingekapselt. Die Anschlussstecker sind funktionsfähig zur Verbindung an einen weiblichen Anschlussabschnitt für eine direkte Verbindung zur elektronischen Kontrolleinheit (nicht gezeigt).
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Der PTS 160 ist innerhalb des linearen Abschnitts 184 des Einkapselmaterials 130 gekapselt bereitgestellt.
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Das Einkapselmaterial um die Sensorbaugruppe führt zu einer Endgestalt, welche den Anschluss umfasst, zusätzlich die mehreren Sensoren verbindet und eine Dichtung der elektrischen Komponenten bereitstellt. Die gesamte Sensorbaugruppe ist eingekapselt und zu einer Gestalt mit einem duroplastischen Material in einem Niedrigdruck-Formgebungsprozess geformt. Der Hauptanschluss oder Endblockabschnitt des Einkapselmaterials ist durch einen Niedrigdruck-Formgebungsprozess geformt. Das Einkapselmaterial verhindert Schäden an der Sensorbaugruppe und schützt ferner die Sensorbaugruppe vor Umweltbedingungen, wie zum Beispiel Feuchtigkeit, Staub und anderen Verunreinigungen.
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Ein Weckschalter und ein ASIC, die zwei unabhängige Signale produzieren, sind an einer linearen KB-Platte 116 befestigt. Diese Baugruppe wird zusammen mit einem weiblichen Anschluss für die ECU in einer Gussform angeordnet und mit einem duroplastischen einkapselnden Material übergossen. Das einkapselnde Material bildet ein Gehäuse, das zwei Ösen aufweist, welche sich äußerlich zur Aufnahme von Buchsen erstrecken, um Befestigungsmittel aufzunehmen, die das lineare Modul an der integrierten Bremskontrolleinheit sichern.
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Der MPS 170 und der PTS 160 sind beide elektrisch über die Anschlüsse mit der integrierten Bremskontrolleinheit verbunden und durch Befestigungsmittel an der Einheit befestigt. Die Module arbeiten wie zuvor dargestellt, um vollständig abgeschlossene Sensoreinheiten bereitzustellen. Die selben Sensoren, wie oben dargestellt senden Signale zu der Bremskontrolleinheit oder der anderen ECU.
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Die oben beschriebenen Linearsensorbaugruppen werden verwendet, um die axiale Verlagerung einer Eingabestange zu erfassen. Die axiale Verlagerung kann verwendet werden, um eine Rückführungsfunktion zu verarbeiten. Beispielsweise ist es bekannt, Linearsensoren bei Bremspedalanwendungen zu benutzen. Die Eingabestange ist mit dem Bremspedal funktionell verbunden und der Linearsensor misst lineare Verlagerungen der Eingabestange. Die lineare Verlagerung wird dann durch das Fahrzeug verarbeitet, um eine entsprechende Bremsfunktion zu erzeugen.
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Die Linearsensorbaugruppen der vorliegenden Erfindung sind ausgebildet, um die lineare Verlagerung einer Eingabestange zu erfassen. Die Linearbaugruppe sorgt für ein festes Verhältnis zwischen dem Sensorobjekt und der Eingabestange, wobei das feste Verhältnis zwischen dem Sensorobjekt und der Eingabestange ohne Verwendung von konventionellen Federmitläufern bereitgestellt wird, um die Gehäusedimensionen der Baugruppe sowie der mit dem Betrieb einer Feder einhergehenden Geräusche zu reduzieren, und um die Positionstoleranz zu erhöhen, da im Gegensatz zu einer fixen Position angesichts üblichen Federmitnehmer jede verfügbare Position der Eingabestange genutzt werden kann.
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Zur Veranschaulichung wird der Linearsensor bereitgestellt, um mit einer Eingabestange einer Bremsenbaugruppe verbunden zu werden. Die Eingabestange kann einen radialen Flansch umfassen, der an einem proximalen Ende der Eingabestange angeordnet ist. Der Linearsensor umfasst einen Koppler und eine Druckstangenbaugruppe. Der Koppler, der mit der Druckstangenbaugruppe verbunden ist, bewegt sich benachbart zur zweiten Spule 150.
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Bei allen oben diskutierten Ausführungsformen sind die Sensoren in Kommunikation mit einer ECU oder anderem elektronischen Pedalkontrollsystem, um Informationen an das Pedalsystem zu liefern. Da dies ein elektronisches System ist, muss Information an das System übermittelt werden, um dem System mitzuteilen, wann zu bremsen und wann zu beschleunigen ist.
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In einer Ausführungsform ist der PTS ein Hall-Effekt-Sensor. Der Linearsensor umfasst ferner eine gedruckte Leiterplatte, wobei ein Hall-Effekt-Chip, der zur Messung der zurückgelegten linearen Distanz funktionsfähig ist, an der gedruckten Leiterplatte befestigt ist, und in Verbindung mit einem Magneten des Linearsensors steht. Ferner nutzt der Drehbewegungssensor dieselbe gedruckte Leiterplatte wie der Linearsensor, wobei die gedruckte Leiterplatte auch einen Induktionssensor umfasst. In anderen Ausführungsformen ist der PTS ein induktiver Sensor.
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Ein Weckschalterkreislauf kann an wenigstens einem der Linearsensoren integriert sein, um das System zu wecken, wenn der Fahrer das Pedal in dem elektronischen Pedalsystem niederdrückt.
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Der MPS und der PTS können beide ihre eigene individuelle gedruckte Leiterplatte aufweisen. In einer Ausführungsform ist der Drehbewegungssensor ein induktiver Sensor. In einer Ausführungsform ist der Linearsensor mit dem Pedal mittels eines Magneten verbunden.
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Der MPS 170 umfasst im Weiteren einen vierpoligen Koppler 200, wie in 4 gezeigt. Der vierpolige Koppler ist ausgebildet, um mit der zweiten Spule 152 auf der PCB 116 zu kommunizieren.
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Ein Weckschalter kann bereitgestellt sein, der mit dem wenigstens einen Linearsensor verbunden ist, um das System aufzuwecken, wenn der Fahrer das Pedal niederdrückt. Eine Feder 164 wird bereitgestellt, um die Pedalbaugruppe während des Niederdrückens des Pedals und der Bewegung des Magneten zurückzudrücken.
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Eine Sensorbaugruppe mit einem ersten Sensor und einen zweiten Sensor wird bereitgestellt. Der erste Sensor weist eine erste Spule und einen ersten Koppler auf. Der zweite Sensor weist eine zweite Spule und einen zweiten Koppler auf. Ein Abschirmbauteil ist zumindest teilweise zwischen dem ersten Koppler und dem zweiten Koppler angeordnet, um eine ungewollte Interaktion zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule zu verhindern. In einer Ausführungsform besteht das Abschirmbauteil aus Ferrit. In anderen Ausführungsformen umfasst das Abschirmbauteil zumindest eine Ferritschicht und eine Aluminiumschicht, wobei das Abschirmbauteil eine Schicht Aluminium umfasst, die zwischen zwei Schichten Ferrit angeordnet ist. Im Besonderen ist das Abschirmbauteil ein flussfeldrichtungsabhängiges Material (FFDM). In anderen Ausführungsformen gibt es nur eine Ferritschicht und eine Aluminiumschicht.
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Die erste Spule 152 und die zweite Spule 150 sind auf derselben Ebene angeordnet. Die erste Spule und die zweite Spule sind mit derselben gedruckten Leiterplatte (PCB) verbunden. Das Abschirmbauteil ist mit der PCB verbunden. In einer Ausführungsform ist das Abschirmbauteil mittels eines Klebstoffes mit der PCB verbunden. In anderen Ausführungsformen ist das Abschirmbauteil mittels eines Befestigungsmittels mit der PCB verbunden.
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In einer Ausführungsform sind die erste Spule und die zweite Spule miteinander verbunden. Der erste Sensor ist ein Linearsensor, der zur Messung der Pedalbewegung ausgebildet ist. Der zweite Sensor ist ein Drehbewegungssensor, der zur Messung der Motordrehbewegung ausgebildet ist. In einer Ausführungsform ist zumindest ein Abschnitt der Sensorbaugruppe eingekapselt.
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In einer Ausführungsform ist der erste Sensor ein Motorpositionssensor, wobei der erste Koppler ein drehbarer, vierpoliger Koppler ist. Weiterhin ist der zweite Sensor in einigen Ausführungsformen ein Pedalpositionssensor. Die Sensorbaugruppe kann einen Weckschalter umfassen. Der Weckschalter nutzt den Hall-Effekt. Weiterhin bedeckt das Abschirmbauteil die zweite Spule in einigen Ausführungsformen vollständig.
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Das Gehäuse kann über den zumindest einen Linearsensor und Drehbewegungssensor gespritzt werden. Der zumindest eine Linearsensor und der zumindest eine Drehsensor können innerhalb des Gehäuses eingekapselt sein. Der zumindest eine Linearsensor kann ein Hall-Effekt-Sensor sein. Ein Weckschalterschaltkreis kann mit zumindest einem der Linearsensoren integriert sein, um das System aufzuwecken, wenn der Fahrer das Pedal im elektronischen Pedalsystem niederdrückt. Der Drehbewegungssensor ist ein induktiver Sensor. Der Linearsensor kann zumindest einen Magneten umfassen, der zur Messung der Bewegung einer mit dem Pedal verbundenen Druckstange geeignet ist. Die Magnete (oder Hall-Effekt-Chips) können an der PCB befestigt sein. Der Linearsensor kann mittels eines Magneten mit dem Pedal verbunden sein. Ein Weckschalter kann bereitgestellt sein, der mit dem zumindest einen Linearsensor verbunden ist, um das System aufzuwecken, wenn der Fahrer das Pedal niederdrückt.
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In einer Ausführungsform wird ein Ferrit-Abschirmbauteil 230 verwendet, um die Interaktion zwischen dem Koppler und den Spulen zu reduzieren. Im Besonderen wird eine Schicht flussfeldrichtungsabhängigem Materials (3M® FFDM) verwendet, um die Interaktion des MPS-PTS-Kopplers und dem entgegengesetzten Satz Spulen zu reduzieren. Das Ferritabschirmbauteil 230 ist zur Reduzierung der Interaktion zwischen dem Koppler 200 und der korrespondierenden zweiten Spule 152 (MPS-Sensor) mit der ersten Spule 150 (und Verbinder 162) (PTS-Sensor) ausgebildet.
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In Weiterbildung zu den obigen Ausführungsformen ist die Spule 150 zur Messung linearer Bewegung des Pedals ausgebildet, wohingegen der Koppler 200 und die korrespondierende zweite Spule 152 (MPS-Sensor) zur Messung der Drehbewegung eines Gleichstrommotors ausgebildet sind. In dieser speziellen Ausführungsform interagieren die zwei Sensoren (MPS und PTS), um die Leistung zu erhöhen. Im Besonderen sind die Spulen physikalisch verbunden. Die physikalische Verbindung ermöglicht den Spulen zu kommunizieren.
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Das Abschirmbauteil 230 ist zur Verhinderung eines Teils der Interaktion ausgebildet, die ungewollt ist (beispielsweise ungewollte Strahlung). Mit dieser Interaktion wird eine Modifikation der nominalen Frequenz jedes Sensors genutzt, um die Leistung zu maximieren und um die interaktiven Effekte zu minimieren, während Strahlungsemissionsstandards nicht verletzt werden. Das Abschirmbauteil 230 ist zur Reduzierung der ungewollten Interaktion ausgebildet, aber erlaubt weiterhin die gewünschte Interaktion zwischen den physikalischen Verbindungen zwischen den Spulen der mehreren Sensoren. Das Material des Abschirmbauteils 230 der vorliegenden Ausführungsform ist Ferrit. Im Besonderen ist es 3M® FFDM-Material, welches ein Kunststoff mit in diesem enthaltenem Puder ist. Das Ferrit/3M® FFDM ist ein hochdurchlässiges Material bei der nominalen Betriebsfrequenz der Sensoren.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Abschirmbauteil 230 mit der PCB 116 mittels eines Klebstoffs verbunden. Alternativ ist das Abschirmbauteil 230 mit der PCB verbunden und über den Spulen durch eine Klammer, einen Riegel, eine Schraube oder ähnliche mechanische Befestigungen angeordnet. Weiterhin ist das Abschirmbauteil 230 in der vorliegenden Ausführungsform mit der Spule verbunden und angeordnet, um die Spule vollständig zu überdecken. In anderen Ausführungsformen kann das Abschirmbauteil 230 aber geringfügig von der Spule beabstandet sein und/oder nur teilweise die Spule überdecken.
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Das Abschirmbauteil 230 besteht aus Ferrit. Ferrit ist besonders vorteilhaft, da es bei der nominalen Betriebsfrequenz der Sensoren ein hochdurchlässiges Material ist. Weiterhin ist Ferrit in dieser Ausführungsform aufgrund seines Verhaltens besonders vorteilhaft. Ferrit fungiert im Wesentlichen als ein effektives Äquivalent zu einem Luftspalt (Permeabiltät × Dicke), was zu einer Interaktion zwischen den Sensoren führt. Andere Materialien mit einem ähnlichen effektiven äquivalenten Luftspalt (Permeabiltät × Dicke) können auch verwendet werden.
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Im Weiteren ermöglicht die Verwendung des Abschirmbauteiles 230 in der vorliegenden oder andersartigen Anordnung die Verwendung von zwei induktiven Sensoren. Ferner ermöglicht das Abschirmbauteil 230 auch die Verwendung eines induktiven Sensors in der Nähe eines anderen Sensors (verbunden oder beabstandet) mit bewegendem Metall. Im Weiteren ermöglicht das Abschirmbauteil 230 mehrere Sensoren nahe zusammenzupacken und dadurch sowohl Kosten als auch Raum innerhalb eines Fahrzeugs zu sparen. Ohne das Abschirmbauteil 230 würde eine Interaktivität zwischen den mehreren Sensoren entstehen sowie ein Übersprechen, das die Leistung negativ beeinflusst und dadurch zwingt, die Sensoren weiter auseinanderanzuordnen. In hochgradig integrierten Systemen müssen die Sensoren nah zusammengepackt werden. Entsprechend haben hochintegrierte Systeme mit notwendig mehreren Sensoren eine signifikante ungewollte Interaktion und Übersprechen ohne das abschirmende Bauteil 230.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Einkapseln der gesamten Sensorbaugruppe entsprechende Anordnung zu unterstützen (um die gesamte Sensorbaugruppe zu umfassen). Der Aufbau ermöglicht auch, dass die gesamte Sensorbaugruppe vollständig von dem Einkapselmaterial eingekapselt wird. Das Einkaspelmaterial unterstützt beim Schutz der Sensoren gegenüber Beschädigungen, Staub, Wasser etc. und anderen Umweltfaktoren. Das Einkapselmaterial kann auch Geräusche reduzieren. Die vollständig mit dem Einkapselmaterial zusammengebaute Sensorbaugruppe stellt dem Kunden und/oder Hersteller ein montage-fertiges Gehäuse zur Verfügung.
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Das Material wird ein duroplastisches Material sein, das entweder Polyester- oder Epoxid-basierend ist. Die Vorteile sind, dass das gesamte Produkt einschließlich Anschluss und jedweder Einsätze, umfassend das Gestänge, in einem Zug geformt werden kann, der das finale Produkt ergibt. Auch wird die gesamte Sensorbaugruppe vollständig versiegelt und die Elektronik bedeckt sein.
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Das abschirmende Bauteil 230 kann in jeder der Ausführungsformen wie in den Figuren gezeigt verwendet werden, um eine Interaktion zwischen Sensoren zu reduzieren.
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9 zeigt die Sensorbaugruppe mit und ohne dem abschirmenden Bauteil 230. Wie dargestellt wird der magnetische Fluss 250 unterbrochen, wenn das abschirmende Bauteil 230 verwendet wird und ungewollte Interaktionen (Strahlung) mit dem entgegengesetzten Sensor verhindert. Das Antennenkennzeichen 222 ist als Zentrum des magnetischen Flusses 250 dargestellt.
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Die Aluminiumschicht 242 stellt eine umfassende Isolation dadurch dar, dass diese als eine Wirbelplatte zu jedem Feld wirkt, das versucht die Grenze zu überqueren. Das Ferrit 240, 244 wirkt wie zuvor dadurch, dass es einen höheren effektiven Luftspalt bereitstellt, weil es ein niedriger ”Impedanz”-Weg für das elektromagnetische Feld ist. Das Aluminium fungiert als eine Wirbelplatte, die jegliche Felder, die versuchen durchzuströmen, stoppt, wobei die Ferrit-Schichten 240, 244 auf jeder Seite die Erzeugung und Verlust von nominalem Signal eliminieren, das andererseits mit nur einer Wirbelgrenze auftreten würde.
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Die Sandwich-Struktur (auch in 13 gezeigt) erlaubt eine vollständige Blockierung ohne irgendwelche negativen Effekte. Alternativ könnte einfach eine Schicht Ferrit und eine Schicht Aluminium (oder jede ähnliche Konfiguration derselben) vorhanden sein.
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In anderen Ausführungsformen umfasst das Abschirmbauteil wenigstens eine Ferrit-Schicht und wenigstens eine Aluminiumschicht, wobei das Abschirmbauteil eine Aluminiumschicht umfasst, die zwischen zwei Ferritschichten angeordnet ist. Im Besonderen ist das Abschirmbauteil ein flussfeldrichtungsabhängiges Material (FFDM).
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In einer Ausführungsform ist der erste Sensor einer von beiden, ein induktiver Sensor oder ein Halleffektsensor, der zweite Sensor ist der Andere der beiden, ein induktiver Sensor oder ein Halleffektsensor. Dies ist möglich, da die Sensoren nicht aufgrund ihrer technologischen Unterschiede interagieren.
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Ferner agieren die Sensoren auf verschiedene Frequenzen gemäß einer anderen Ausführungsform. Dies eliminiert die Möglichkeit eines Klopfens und reduziert auch die Möglichkeit von Interaktionsproblemen. Strukturell würde die Sensorbaugruppe dieselbe bleiben, aber die Spulen der Sensoren würden auf verschiedenen Frequenzen agieren.
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In anderen Ausführungsformen weist der erste Sensor eine erste Spule und einen ersten Koppler auf. Der erste Sensor agiert auf einer ersten Frequenz. Ein zweiter Sensor weist eine zweite Spule und einen zweiten Koppler auf. Der zweite Sensor agiert auf einer zweiten Frequenz, wobei die erste Frequenz von der zweiten Frequenz verschieden ist, um ungewollte Interaktionen zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor zu verhindern.
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Im Besonderen umfasst eine Sensorbaugruppe in anderen Ausführungsformen einen Motorpositionssensor, der auf einer ersten Frequenz agiert und einen Pedalbewegungssensor, der auf einer zweiten Frequenz agiert. Der Pedalbewegungssensor ist mit dem Motorpositionssensor verbunden, wobei die erste Frequenz verschieden von der zweiten Frequenz ist, um so ungewollte Interaktionen zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor zu verhindern. In einer Ausführungsform ist die erste Frequenz wenigstens 1 MHz größer als die zweite Frequenz. In anderen Ausführungsformen ist die erste Frequenz zwischen 0.5 bis 3 MHz größer als die zweite Frequenz. Der Betrieb auf verschiedene Frequenzen reduziert die ungewollte Kommunikation zwischen den Spulen des Sensors. In einer Ausführungsform agiert der PTS auf ungefähr 3.3 MHz und der MPS agiert ungefähr auf 4.3 MHz.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die veranschaulichenden Beispiele und Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden. Die Ausführungsformen sind nicht als Beschränkungen zum Schutzbereich der Erfindung gedacht. Methoden, Vorrichtungen, Zusammenstellungen und ähnliches hier Beschriebenes sind beispielhaft und nicht gedacht als Beschränkungen zum Schutzbereich der Erfindung. Änderungen und andere Verwendungen werden dem Fachmann hierzu eingängig sein. Der Schutzbereich der Erfindung ist definiert durch den Schutzbereich der angefügten Ansprüche.
