DE102022209298A1 - Sensor arrangement for a vehicle - Google Patents

Sensor arrangement for a vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102022209298A1
DE102022209298A1 DE102022209298.8A DE102022209298A DE102022209298A1 DE 102022209298 A1 DE102022209298 A1 DE 102022209298A1 DE 102022209298 A DE102022209298 A DE 102022209298A DE 102022209298 A1 DE102022209298 A1 DE 102022209298A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling device
evaluation
control unit
magnet
sensor arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022209298.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Lerchenmueller
Lothar Detels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102022209298.8A priority Critical patent/DE102022209298A1/en
Priority to PCT/EP2023/072539 priority patent/WO2024052064A1/en
Publication of DE102022209298A1 publication Critical patent/DE102022209298A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2053Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/02Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3255Systems in which the braking action is dependent on brake pedal data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/54Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using means specified in two or more of groups G01D5/02, G01D5/12, G01D5/26, G01D5/42, and G01D5/48
    • G01D5/56Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using means specified in two or more of groups G01D5/02, G01D5/12, G01D5/26, G01D5/42, and G01D5/48 using electric or magnetic means
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2220/00Monitoring, detecting driver behaviour; Signalling thereof; Counteracting thereof
    • B60T2220/04Pedal travel sensor, stroke sensor; Sensing brake request
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H03K2017/9713Multiposition, e.g. involving comparison with different thresholds
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94036Multiple detection, i.e. where different switching signals are generated after operation of the user is detected at different time instants at different locations during the actuation movement by two or more sensors of the same or different kinds

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) für ein Fahrzeug, mit einem induktiven Wegsensor (10), welcher ausgeführt ist, eine aktuelle Position eines beweglichen Körpers zu ermitteln, und einem magnetischen Sensor (20), welcher ausgeführt ist, eine Startposition des beweglichen Körpers zu erfassen, wobei der induktive Wegsensor (10) mindestens eine mit dem beweglichen Körper gekoppelte bewegliche Koppelvorrichtung (12) mit mindestens einem elektrisch leitenden Koppelelement (12.1) und mindestens einen ortsfesten Schaltungsträger (5) umfasst, wobei auf dem mindestens einen Schaltungsträger (5) mindestens eine Erregerstruktur (14) und mindestens eine Empfangsstruktur (16) angeordnet ist, welche sich entlang einer Bewegungsbahn der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) zwischen einer Startposition und einer Zielposition erstreckt, wobei eine erste Auswerte- und Steuereinheit (18) ausgeführt ist, mindestens ein in der mindestens einen Empfangsstruktur (16) induziertes Messsignal auszuwerten und die aktuelle Position der mindestens einen Koppelvorrichtung (10) und des beweglichen Körpers zu ermitteln, wobei der magnetische Sensor (20) einen Magneten (22) und eine zweite Auswerte- und Steuereinheit (24) mit einem magnetischen Sensorelement (26) umfasst, wobei der Magnet (22) an der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) angeordnet ist und die zweite Auswerte- und Steuereinheit (24) auf dem mindestens einen Schaltungsträger (5) im Bereich der mindestens einen Empfangsstruktur (14) so angeordnet ist, dass das magnetische Sensorelement (26) der zweiten Auswerte- und Steuereinheit den Magneten (22) in der Startstellung der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) zumindest teilweise überlappt.The invention relates to a sensor arrangement (1) for a vehicle, with an inductive displacement sensor (10), which is designed to determine a current position of a movable body, and a magnetic sensor (20), which is designed to determine a starting position of the movable body to detect, wherein the inductive displacement sensor (10) comprises at least one movable coupling device (12) coupled to the movable body with at least one electrically conductive coupling element (12.1) and at least one stationary circuit carrier (5), wherein on the at least one circuit carrier (5) at least one excitation structure (14) and at least one receiving structure (16) are arranged, which extends along a movement path of the at least one coupling device (12) between a starting position and a target position, wherein a first evaluation and control unit (18) is designed, at least to evaluate a measurement signal induced in the at least one receiving structure (16) and to determine the current position of the at least one coupling device (10) and the movable body, the magnetic sensor (20) having a magnet (22) and a second evaluation and control unit ( 24) with a magnetic sensor element (26), the magnet (22) being arranged on the at least one coupling device (12) and the second evaluation and control unit (24) on the at least one circuit carrier (5) in the area of the at least one Receiving structure (14) is arranged so that the magnetic sensor element (26) of the second evaluation and control unit at least partially overlaps the magnet (22) in the starting position of the at least one coupling device (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug.The invention relates to a sensor arrangement for a vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind Bremssysteme für Fahrzeuge bekannt, welche mit einem Pedalwegsensor zur Erfassung der Bremspedalstellung ausgerüstet sind. Hierzu können beispielsweise magnetische oder induktive Wegsensoren eingesetzt werden. Zudem wird bei heutigen Fahrzeugen die Aktivierung der Bremsleuchten in der Regel über eine Sensierung bzw. Auswertung des Bremsdrucks im hydraulischen System durchgeführt. Einfache Druckschalter sind nicht mehr üblich. Zusätzlich wird für künftige Fahrzeuggenerationen eine Startfunktion zum Hochfahren der Systeme über die Aktivierung mittels Bremspedal angedacht, so dass der Startknopf entfallen kann.Brake systems for vehicles are known from the prior art, which are equipped with a pedal travel sensor for detecting the brake pedal position. For example, magnetic or inductive displacement sensors can be used for this purpose. In addition, in today's vehicles, the activation of the brake lights is usually carried out by sensing or evaluating the brake pressure in the hydraulic system. Simple pressure switches are no longer common. In addition, a start function for starting up the systems via activation using the brake pedal is being considered for future vehicle generations, so that the start button can be omitted.

Aus der DE 10 2015 206 500 A1 ist ein induktiver Wegsensor bekannt, welcher ein Spulensystem mit einer planaren Primärspule zur Erzeugung eines Magnetfelds und zwei innerhalb der Primärspule angeordneten planaren Sekundärspulen zur Sensierung einer Position eines Targets umfasst, welches entlang der Sekundärspulen bewegbar ist. Die Sekundärspulen weisen jeweils eine Überkreuzung auf. Hierbei sind die zwei identischen Sekundärspulen räumlich getrennt zueinander angeordnet, wobei die Überkreuzung jeder Sekundärspule parallel zur Bewegungsrichtung des Targets ausgerichtet ist.From the DE 10 2015 206 500 A1 an inductive displacement sensor is known, which comprises a coil system with a planar primary coil for generating a magnetic field and two planar secondary coils arranged within the primary coil for sensing a position of a target, which is movable along the secondary coils. The secondary coils each have a crossover. Here, the two identical secondary coils are arranged spatially separated from one another, with the crossing of each secondary coil being aligned parallel to the direction of movement of the target.

Aus der DE 60 2004 006 168 T2 ist ein induktiver Positionssensor bekannt, welcher mindestens ein planes Substrat, auf dem eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne ausgebildet sind; und ein zwischengeordnetes Kopplungselement umfasst, das dazu ausgelegt ist, relativ zu dem mindestens einen planen Substrat entlang einer Messrichtung quer zum planen Substrat bewegt zu werden. Gemäß der Position des zwischengeordneten Kopplungselements entlang der Messrichtung variiert die elektromagnetische Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne, wobei mindestens die Sendeantenne oder die Empfangsantenne eine erste Spule um eine erste Achse und eine zweite Spule um eine zweite Achse aufweist, die zur ersten Achse quer ist.From the DE 60 2004 006 168 T2 an inductive position sensor is known which has at least one flat substrate on which a transmitting antenna and a receiving antenna are formed; and an intermediate coupling element that is designed to be moved relative to the at least one flat substrate along a measuring direction transverse to the flat substrate. According to the position of the intermediate coupling element along the measuring direction, the electromagnetic coupling between the transmitting antenna and the receiving antenna varies, wherein at least the transmitting antenna or the receiving antenna has a first coil about a first axis and a second coil about a second axis that is transverse to the first axis .

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Sensoranordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Integration des magnetischen Sensors in den induktiven Wegsensor eine Bauraum- und Kostenreduzierung möglich ist. Zudem sind für den magnetischen Sensor kein zusätzliches Gehäuse und keine zusätzliche Befestigungselemente erforderlich. Je nach Sicherheitskonzept kann der magnetische Sensor zur Überwachung des sicherheitsrelevanten Wegsensors eingesetzt werden. Dadurch kann die funktionale Sicherheit der Sensoranordnung erhöht werden.The sensor arrangement for a vehicle with the features of independent claim 1 has the advantage that a reduction in installation space and costs is possible by integrating the magnetic sensor into the inductive displacement sensor. In addition, no additional housing or fastening elements are required for the magnetic sensor. Depending on the safety concept, the magnetic sensor can be used to monitor the safety-relevant displacement sensor. This allows the functional safety of the sensor arrangement to be increased.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug, mit einem induktiven Wegsensor, welcher ausgeführt ist, eine aktuelle Position eines beweglichen Körpers zu ermitteln, und einem magnetischen Sensor zur Verfügung, welcher ausgeführt ist, eine Startposition des beweglichen Körpers zu erfassen. Der induktive Wegsensor umfasst mindestens eine mit dem beweglichen Körper gekoppelte bewegliche Koppelvorrichtung mit mindestens einem elektrisch leitenden Koppelelement und mindestens einen ortsfesten Schaltungsträger. Auf dem mindestens einen Schaltungsträger ist mindestens eine Erregerstruktur und mindestens eine Empfangsstruktur angeordnet, welche sich entlang einer Bewegungsbahn der mindestens einen Koppelvorrichtung zwischen einer Startposition und einer Zielposition erstreckt. Hierbei ist eine erste Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt, mindestens ein in der mindestens einen Empfangsstruktur induziertes Messsignal auszuwerten und die aktuelle Position der mindestens einen Koppelvorrichtung und des beweglichen Körpers zu ermitteln. Der magnetische Sensor umfasst einen Magneten und eine zweite Auswerte- und Steuereinheit mit einem magnetischen Sensorelement. Der Magnet ist an der mindestens einen Koppelvorrichtung angeordnet und die zweite Auswerte- und Steuereinheit ist auf dem mindestens einen Schaltungsträger im Bereich der mindestens einen Empfangsstruktur so angeordnet, dass das magnetische Sensorelement der zweiten Auswerte- und Steuereinheit den Magneten in der Startstellung der mindestens einen Koppelvorrichtung zumindest teilweise überlappt.Embodiments of the present invention provide a sensor arrangement for a vehicle, with an inductive displacement sensor, which is designed to determine a current position of a movable body, and a magnetic sensor, which is designed to detect a starting position of the movable body. The inductive displacement sensor comprises at least one movable coupling device coupled to the movable body with at least one electrically conductive coupling element and at least one stationary circuit carrier. At least one exciter structure and at least one receiving structure are arranged on the at least one circuit carrier, which extends along a movement path of the at least one coupling device between a starting position and a target position. Here, a first evaluation and control unit is designed to evaluate at least one measurement signal induced in the at least one receiving structure and to determine the current position of the at least one coupling device and the movable body. The magnetic sensor includes a magnet and a second evaluation and control unit with a magnetic sensor element. The magnet is arranged on the at least one coupling device and the second evaluation and control unit is arranged on the at least one circuit carrier in the area of the at least one receiving structure so that the magnetic sensor element of the second evaluation and control unit moves the magnet in the starting position of the at least one coupling device at least partially overlapped.

Durch die Anordnung der zweiten Auswerte- und Steuereinheit des magnetischen Sensors im Bereich der mindestens einen Empfangsstruktur des induktiven Sensors ist kein zusätzlicher Platzbedarf auf dem mindestens einen Schaltungsträger erforderlich. Des Weiteren ermöglicht die Anordnung des Magneten des magnetischen Sensors an der mindestens einen Koppelvorrichtung eine bauraumneutrale Integration des Magneten. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Sensoranordnung kann eine gemeinsame elektrische Masse von dem induktiven Wegsensor und dem magnetischen Sensor verwendet werden, so dass eine Reduzierung der elektrischen Verbindungen möglich ist. Beide Sensoren können trotzdem vollkommen unabhängig voneinander arbeiten und über getrennte Versorgungspannungen versorgt und getrennte Ausgangssignale ausgeben. Der induktive Wegsensor kann über das mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement der mindestens einen beweglichen Koppelvorrichtung die aktuelle Position des mindestens einen beweglichen Körpers als absoluter oder differentieller Wegsensor erfassen.By arranging the second evaluation and control unit of the magnetic sensor in the area of the at least one receiving structure of the inductive sensor, no additional space is required on the at least one circuit carrier. Furthermore, the arrangement of the magnet of the magnetic sensor on the at least one coupling device enables the magnet to be integrated in a space-neutral manner. In a particularly advantageous embodiment of the sensor arrangement, a common electrical ground can be used by the inductive displacement sensor and the magnetic sensor, so that a reduction in the electrical connections is possible. Both sensors can still work completely independently of each other and be powered by separate supply voltages and output separate output signals. The inductive displacement sensor can be moved via the at least one electrically conductive coupling element of the at least one Coupling device detects the current position of the at least one movable body as an absolute or differential displacement sensor.

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung können vorzugsweise als Pedalwegsensor eines Bremspedals eingesetzt werden. Hierbei ermittelt der induktive Wegsensor die aktuelle Position des Bremspedals und der magnetische Sensor erfasst die Startposition des Bremspedals. Hierbei kann die zweite Auswerte- und Steuereinheit in vorteilhafter Weise in eine Bremslichtschaltfunktion, welche bei einem Bremsvorgang das Bremslicht aktiviert, und in eine Aufwachfunktion integriert werden, welche alle System im Fahrzeug startet bzw. aktiviert. Die zweite Auswerte- und Steuereinheit weist eine sehr geringe Ruhestromaufnahme auf und kann eine Schaltsignal erzeugen und ausgeben. Das magnetische Sensorelement kann die Startposition der mindestens einen Koppelvorrichtung bzw. des beweglichen Körpers vorzugsweise basierend auf dem Hall-Effekt erfassen. Alternativ kann das magnetische Sensorelement die Startposition der mindestens einen Koppelvorrichtung bzw. des beweglichen Körpers basierend auf magnetoresistiven (MR) Effekten, wie beispielsweise dem AMR-Effekt (Anisotropen-Magnetoresistiven Effekt), dem GMR-Effekt (Giant-Magnetoresistiven Effekt) oder dem TMR-Effekt, (Tunnel-Magnetoresistiven Effekt) erfassen.Embodiments of the sensor arrangement according to the invention can preferably be used as a pedal travel sensor of a brake pedal. The inductive displacement sensor determines the current position of the brake pedal and the magnetic sensor detects the starting position of the brake pedal. Here, the second evaluation and control unit can advantageously be integrated into a brake light switching function, which activates the brake light during a braking process, and into a wake-up function, which starts or activates all systems in the vehicle. The second evaluation and control unit has a very low quiescent current consumption and can generate and output a switching signal. The magnetic sensor element can detect the starting position of the at least one coupling device or the movable body, preferably based on the Hall effect. Alternatively, the magnetic sensor element can determine the starting position of the at least one coupling device or the movable body based on magnetoresistive (MR) effects, such as the AMR effect (anisotropic magnetoresistive effect), the GMR effect (giant magnetoresistive effect) or the TMR -Effect (tunnel magnetoresistive effect).

Unter einer Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend eine elektrische Baugruppe bzw. elektrische Schaltung verstanden werden, welche erfasste Sensorsignale aufbereitet bzw. verarbeitet bzw. auswertet. Vorzugsweise kann die Auswerte- und Steuereinheit als ASIC-Baustein (ASIC: Anwendungsspezifische integrierte Schaltung) ausgeführt sein. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil des ASIC-Bausteins sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, an evaluation and control unit can be understood to mean an electrical assembly or electrical circuit which prepares, processes or evaluates detected sensor signals. The evaluation and control unit can preferably be designed as an ASIC component (ASIC: application-specific integrated circuit). The evaluation and control unit can have at least one interface, which can be designed in hardware and/or software. In the case of hardware training, the interfaces can, for example, be part of the ASIC component. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of software training, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoranordnung für ein Fahrzeug möglich.The measures and further developments listed in the dependent claims make advantageous improvements to the sensor arrangement for a vehicle specified in independent claim 1 possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass die mindestens eine Erregerstruktur mit mindestens einer Oszillatorschaltung gekoppelt sein kann, welche während des Betriebs ein periodisches Wechselsignal in die mindestens eine Erregerstruktur einkoppelt. Hierbei beeinflusst das mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement der mindestens einen Koppelvorrichtung in Abhängigkeit von seiner aktuellen Position eine induktive Kopplung zwischen der mindestens einen Erregerstruktur und der mindestens einen Empfangsstruktur. Da sich magnetische und induktive Sensorprinzipien gegenseitig nicht beeinflussen bzw. beeinträchtigen, ist es möglich, den magnetischen Sensor zwischen die Empfangsstrukturen bzw. Erregerstrukturen des induktiven Sensors zu integrieren. Die zweite Auswerte- und Steuereinheit kann beispielsweise als SMD-Bauteil in kleinem Package zwischen die Leiterbahnen der mindestens einen Empfangsstruktur platziert werden, ohne die Funktion des induktiven Sensors negativ zu beeinflussen.It is particularly advantageous that the at least one exciter structure can be coupled to at least one oscillator circuit, which couples a periodic alternating signal into the at least one exciter structure during operation. Here, the at least one electrically conductive coupling element of the at least one coupling device influences an inductive coupling between the at least one exciter structure and the at least one receiving structure depending on its current position. Since magnetic and inductive sensor principles do not influence or impair each other, it is possible to integrate the magnetic sensor between the receiving structures or excitation structures of the inductive sensor. The second evaluation and control unit can be placed, for example, as an SMD component in a small package between the conductor tracks of the at least one receiving structure, without negatively influencing the function of the inductive sensor.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die zweite Auswerte- und Steuereinheit ein Schaltsignal ausgeben, wenn sich der Magnet durch eine Bewegung der mindestens einen Koppelvorrichtung aus dem Erfassungsbereich des magnetischen Sensorelements der zweiten Auswerte- und Steuereinheit bewegt. Hierbei kann die Position der zweiten Auswerte- und Steuereinheit mit der Position des Magneten abgestimmt werden, um die Startposition der mindestens einen Koppelvorrichtung bzw. des beweglichen Körpers entsprechend den Anforderungen zu erfassen.In an advantageous embodiment of the sensor arrangement, the second evaluation and control unit can output a switching signal when the magnet moves out of the detection range of the magnetic sensor element of the second evaluation and control unit due to a movement of the at least one coupling device. Here, the position of the second evaluation and control unit can be coordinated with the position of the magnet in order to detect the starting position of the at least one coupling device or the movable body in accordance with the requirements.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die mindestens eine Empfangsstruktur mindestens eine Empfangsspule aufweisen. Zudem kann die mindestens eine Empfangsspule jeweils eine sich periodisch wiederholende Schleifenstruktur aufweisen, welche auf mehrere Lagen des mindestens einen ortsfesten Schaltungsträgers verteilt sein können. Des Weiteren kann die mindestens eine Erregerstruktur mindestens eine Erregerspule aufweisen, welche umlaufend am Rand des mindestens einen Schaltungsträgers verlaufen kann. Der mindestens eine Schaltungsträger weist eine der Bewegungsbahn des beweglichen Körpers und einer Fläche der mindestens einen Koppelvorrichtung entsprechende erforderliche Fläche auf, welche durch die mindestens eine Erregerspule und durch die mindestens eine Empfangsspule des induktiven Sensors belegt ist.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement, the at least one receiving structure can have at least one receiving coil. In addition, the at least one receiving coil can each have a periodically repeating loop structure, which can be distributed over several layers of the at least one stationary circuit carrier. Furthermore, the at least one excitation structure can have at least one excitation coil, which can run circumferentially on the edge of the at least one circuit carrier. The at least one circuit carrier has a required area corresponding to the movement path of the movable body and a surface of the at least one coupling device, which is occupied by the at least one excitation coil and by the at least one receiving coil of the inductive sensor.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die mindestens eine bewegliche Koppelvorrichtung einen Gleiter umfassen, auf welchem das mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement angeordnet sein kann. Hierbei kann der Gleiter der mindestens einen Koppelvorrichtung als Kunststoffbauteil ausgeführt sein und durch mindestens ein Führungselement entlang der Bewegungsbahn geführt sein. Zudem kann der Gleiter der mindestens einen Koppelvorrichtung eine Vertiefung aufweisen, in welcher der Magnet angeordnet sein kann. Der Magnet des magnetischen Sensors ist durch den Gleiter direkt mit der Bewegungsbahn gekoppelt. Der Magnet kann beispielsweise als Selten-Erden-Magnet (NdFeB), AINiKo, Hartferrit usw. ausgeführt sein. Hierbei verläuft die Magnetisierungsrichtung des Magneten senkrecht zur Ebene des mindestens einen Schaltungsträgers und zur zweiten Auswerte- und Steuereinheit. Der Bauraum für den Magneten ist durch das Design des Gleiter vorhanden bzw. kann als neutral zum Gesamtbauraumbedarf der Sensoranordnung angesehen werden. Der Magnet kann durch das auf dem Gleiter montierte mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement gegen Herausfallen gesichert sein. Alternativ ist auch ein Verkleben des Magneten möglich. Das mindestens eine Koppelelement kann beispielsweise als Stanz-Biegeteil ausgeführt sein.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement, the at least one movable coupling device can comprise a slider on which the at least one electrically conductive coupling element can be arranged. Here, the slider of the at least one coupling device can be designed as a plastic component and can be guided along the movement path by at least one guide element. In addition, the glider can the at least one coupling device has a recess in which the magnet can be arranged. The magnet of the magnetic sensor is directly coupled to the movement path by the slider. The magnet can, for example, be designed as a rare earth magnet (NdFeB), AINiKo, hard ferrite, etc. The magnetization direction of the magnet runs perpendicular to the plane of the at least one circuit carrier and to the second evaluation and control unit. The installation space for the magnet is available due to the design of the slider or can be viewed as neutral to the overall installation space requirement of the sensor arrangement. The magnet can be secured against falling out by the at least one electrically conductive coupling element mounted on the slider. Alternatively, gluing the magnet is also possible. The at least one coupling element can be designed, for example, as a stamped and bent part.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann der Gleiter durch mindestens einen Mitnehmer mit dem beweglichen Körper gekoppelt sein. Dies ermöglich eine einfache Anbindung der mindestens einen Koppelvorrichtung an den beweglichen Körper.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement, the slider can be coupled to the movable body by at least one driver. This enables a simple connection of the at least one coupling device to the movable body.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components or elements that perform the same or analogous functions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung. 1 shows a schematic perspective top view of an exemplary embodiment of a sensor arrangement according to the invention.
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus 1 ohne Schaltungsträger. 2 shows a schematic perspective view of a section of the sensor unit according to the invention 1 without circuit carrier.
  • 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus 1 und 2 von unten. 3 shows a schematic perspective view of the exemplary embodiment of the sensor unit according to the invention 1 and 2 from underneath.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 für ein Fahrzeug einen induktiven Wegsensor 10, welcher eine aktuelle Position eines nicht näher dargestellten beweglichen Körpers ermittelt, und einen magnetischen Sensor 20, welcher eine Startposition des beweglichen Körpers erfasst. Der induktive Wegsensor 10 umfasst mindestens eine mit dem beweglichen Körper gekoppelte bewegliche Koppelvorrichtung 12 mit mindestens einem elektrisch leitenden Koppelelement 12.1 und mindestens einen ortsfesten Schaltungsträger 5. Auf dem mindestens einen Schaltungsträger 5 ist mindestens eine Erregerstruktur 14 und mindestens eine Empfangsstruktur 16 angeordnet, welche sich entlang einer Bewegungsbahn der mindestens einen Koppelvorrichtung 12 zwischen einer Startposition und einer Zielposition erstreckt. Hierbei wertet eine erste Auswerte- und Steuereinheit 18 mindestens ein in der mindestens einen Empfangsstruktur 16 induziertes Messsignal aus und ermittelt die aktuelle Position der mindestens einen Koppelvorrichtung 10 und des beweglichen Körpers. Der magnetische Sensor 20 umfasst einen Magneten 22 und eine zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 mit einem magnetischen Sensorelement 26. Der Magnet 22 ist an der mindestens einen Koppelvorrichtung 12 angeordnet und die zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 ist auf dem mindestens einen Schaltungsträger 5 im Bereich der mindestens einen Empfangsstruktur 14 so angeordnet, dass das magnetische Sensorelement 26 der zweiten Auswerte- und Steuereinheit den Magneten 22 in der Startstellung der mindestens einen Koppelvorrichtung 12 zumindest teilweise überlappt.How out 1 to 3 As can be seen, the illustrated embodiment of a sensor arrangement 1 according to the invention for a vehicle includes an inductive displacement sensor 10, which determines a current position of a movable body, not shown, and a magnetic sensor 20, which detects a starting position of the movable body. The inductive displacement sensor 10 comprises at least one movable coupling device 12 coupled to the movable body with at least one electrically conductive coupling element 12.1 and at least one stationary circuit carrier 5. At least one excitation structure 14 and at least one receiving structure 16 are arranged on the at least one circuit carrier 5, which extend along a movement path of the at least one coupling device 12 extends between a start position and a target position. Here, a first evaluation and control unit 18 evaluates at least one measurement signal induced in the at least one receiving structure 16 and determines the current position of the at least one coupling device 10 and the movable body. The magnetic sensor 20 comprises a magnet 22 and a second evaluation and control unit 24 with a magnetic sensor element 26. The magnet 22 is arranged on the at least one coupling device 12 and the second evaluation and control unit 24 is on the at least one circuit carrier 5 in the area the at least one receiving structure 14 is arranged so that the magnetic sensor element 26 of the second evaluation and control unit at least partially overlaps the magnet 22 in the starting position of the at least one coupling device 12.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Erregerstruktur 14 mit einer nicht näher dargestellten Oszillatorschaltung gekoppelt, welche während des Betriebs ein periodisches Wechselsignal in die Erregerstruktur 14 einkoppelt. Die dargestellte Erregerstruktur 16 weist eine Erregerspule auf, welche umlaufend am Rand des mindestens einen Schaltungsträgers 5 verläuft. Das mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement 12.1 beeinflusst in Abhängigkeit von seiner aktuellen Position eine induktive Kopplung zwischen der mindestens einen Erregerstruktur 14 und der mindestens einen Empfangsstruktur 16. Die dargestellte Empfangsstruktur 16 umfasst mehrere Empfangsspulen, welche jeweils eine sich periodisch wiederholende Schleifenstruktur aufweist. Die Schleifenstrukturen sind auf mehrere Lagen des ortsfesten Schaltungsträgers 5 verteilt, so dass Überschneidungen einfach vermieden werden können. Die in verschiedenen Lagen angeordneten Abschnitte der sich wiederholenden Schleifenstrukturen sind über Durchkontaktierungen elektrisch miteinander verbunden.In the exemplary embodiment shown, an excitation structure 14 is coupled to an oscillator circuit, not shown, which couples a periodic alternating signal into the excitation structure 14 during operation. The excitation structure 16 shown has an excitation coil which runs all around the edge of the at least one circuit carrier 5. Depending on its current position, the at least one electrically conductive coupling element 12.1 influences an inductive coupling between the at least one exciter structure 14 and the at least one receiving structure 16. The illustrated receiving structure 16 comprises a plurality of receiving coils, each of which has a periodically repeating loop structure. The loop structures are distributed over several layers of the stationary circuit carrier 5 so that overlaps can easily be avoided. The sections of the repeating loop structures arranged in different layers are electrically connected to one another via plated-through holes.

Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1 zwei bewegliche Koppelvorrichtungen 12, 12A, 12B, welche jeweils einen Gleiter 13, 13A, 13B umfassen, um ein differentielles Messprinzip umzusetzen. Hierbei umfasst eine erste Koppelvorrichtung 12A einen ersten Gleiter 13A und eine zweite Koppelvorrichtung 12B umfasst einen zweiten Gleiter 13B. Auf den beiden Gleitern 13A, 13B sind jeweils zwei elektrisch leitende Koppelelemente 12.1 angeordnet. Die Gleiter 13, 13A, 13B der beiden Koppelvorrichtungen 12, 12A, 12B sind jeweils als Kunststoffbauteile ausgeführt und durch mindestens ein Führungselement 14 entlang der Bewegungsbahn geführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei als Führungsstifte ausgeführte Führungselemente 14 in einem Rahmen gehalten, auf welchen die beiden Gleiter 13A, 13B schiebebeweglich gelagert sind. Die Gleiter 13, 13A, 13B sind jeweils durch einen gabelförmigen Mitnehmer 13.1 mit dem beweglichen Körper koppelbar. Bei dem beweglichen Körper kann es sich beispielsweise um eine Pedalstange eines Bremspedals handeln.How out 1 to 3 It can also be seen that the illustrated embodiment of the sensor arrangement 1 has two movable coupling devices 12, 12A, 12B, each of which includes a slider 13, 13A, 13B in order to implement a differential measuring principle. Here, a first coupling device 12A includes a first slider 13A and a second coupling device 12B includes a second slider 13B. There are two electrically conductive coupling elements 12.1 on each of the two sliders 13A, 13B arranged. The sliders 13, 13A, 13B of the two coupling devices 12, 12A, 12B are each designed as plastic components and are guided along the movement path by at least one guide element 14. In the exemplary embodiment shown, two guide elements 14 designed as guide pins are held in a frame on which the two sliders 13A, 13B are mounted in a sliding manner. The sliders 13, 13A, 13B can each be coupled to the movable body by a fork-shaped driver 13.1. The movable body can be, for example, a pedal rod of a brake pedal.

Je nach Anwendung bzw. Anforderung kann der Magnet 22 wahlweise in einem der Gleiter 13A, 13B eingebaut sein. Wie insbesondere aus 2 weiter ersichtlich ist, weist der erste Gleiter 13A der ersten Koppelvorrichtung 12A eine Vertiefung 28 auf, in welcher der Magnet 22 des magnetischen Sensors 20 angeordnet ist. Das magnetische Sensorelement 26 der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hall-Sensorelement ausgeführt und gibt ein Schaltsignal aus, wenn sich der Magnet 22 durch eine Bewegung der ersten Koppelvorrichtung 12A aus dem Erfassungsbereich des magnetischen Sensorelements 26 der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 bewegt. Der Magnet 22 ist beispielsweise als Selten-Erden-Magnet (NdFeB), AINiKo, Hartferrit usw. ausgeführt, wobei die Magnetisierungsrichtung senkrecht zur Ebene des Schaltungsträgers 5 bzw. zum als Hall-Sensorelement ausgeführten magnetischen Sensorelement 26 verläuft.Depending on the application or requirement, the magnet 22 can optionally be installed in one of the sliders 13A, 13B. Like in particular 2 As can further be seen, the first slider 13A of the first coupling device 12A has a recess 28 in which the magnet 22 of the magnetic sensor 20 is arranged. The magnetic sensor element 26 of the second evaluation and control unit 24 is designed as a Hall sensor element in the exemplary embodiment shown and outputs a switching signal when the magnet 22 moves out of the detection range of the magnetic sensor element 26 of the second evaluation and control unit due to a movement of the first coupling device 12A Control unit 24 moves. The magnet 22 is designed, for example, as a rare earth magnet (NdFeB), AINiKo, hard ferrite, etc., with the magnetization direction running perpendicular to the plane of the circuit carrier 5 or to the magnetic sensor element 26 designed as a Hall sensor element.

Bei entsprechender Anordnung ist auch eine doppelte und damit redundante Ausführung mit zwei Magneten 22 und zwei zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 möglich. Bei dieser Ausführung ist in beiden Gleitern 13A, 13B jeweils ein Magnet 22 angeordnet.With an appropriate arrangement, a double and therefore redundant design with two magnets 22 and two second evaluation and control units 24 is also possible. In this embodiment, a magnet 22 is arranged in both sliders 13A, 13B.

Wie insbesondere aus 1 weiter ersichtlich ist, weist der Schaltungsträger 5 einen am Rand des Rahmens 3 angeordneten ersten Abschnitt auf, in welchem die erste Auswerte- und Steuereinheit 18 angeordnet ist, welche als ASIC-Baustein ausgeführt ist, und einen seitlich angeordneten zweiten Abschnitt, auf welchem elektrische Kontaktpunkte 7 zur Kontaktierung der Sensoranordnung 1 angeordnet sind. Zudem umfasst der Schaltungsträger 5 einen in den Rahmen 3 eingesetzten dritten Abschnitt, auf welchem die Erregerspule der Erregerstruktur 14 und die Empfangsspulen der Empfangsstruktur 16 angeordnet sind. Die Flächenausdehnung des dritten Abschnitts des Schaltungsträgers 5 ist an die durch den Rahmen 3 vorgegebene Bewegungsbahn der Gleiter 13A, 13B und die Fläche der elektrisch leitenden Koppelelemente 12.1 angepasst.Like in particular 1 It can also be seen that the circuit carrier 5 has a first section arranged on the edge of the frame 3, in which the first evaluation and control unit 18 is arranged, which is designed as an ASIC component, and a laterally arranged second section on which electrical contact points 7 are arranged for contacting the sensor arrangement 1. In addition, the circuit carrier 5 includes a third section inserted into the frame 3, on which the excitation coil of the excitation structure 14 and the reception coils of the reception structure 16 are arranged. The surface extent of the third section of the circuit carrier 5 is adapted to the movement path of the sliders 13A, 13B and the surface of the electrically conductive coupling elements 12.1 predetermined by the frame 3.

Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ist der Aufbau des induktiven Wegsensors 10 um den magnetischen Sensor 20 bauraumneutral ergänzt. Die zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 ist als ASIC-Baustein auf einer oberen Lage des Schaltungsträgers 5 zwischen den Leiterbahnen der Empfangsspulen der Empfangsstruktur 16 platziert, ohne die Funktion des induktiven Wegsensors 10 negativ zu beeinflussen. Der Abstand der Leiterbahnen der Empfangsstruktur 16 ist funktionsbedingt festgelegt. Daher ist die zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 so positioniert, dass sich die Leiterbahnen zur Anbindung der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 nicht mit den Leiterbahnen der Empfangsstruktur 16 kreuzen oder schneiden. Die zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 ist so platziert, dass das Schaltverhalten der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 gegenüber dem unten im ersten Gleiter 13A eingebetteten Magneten 22 in den geforderten Bereichen liegt, um die Startposition des beweglichen Körpers bzw. der ersten Koppelvorrichtung 12A bzw. des ersten Gleiters 13A entsprechend den Anforderungen zu erfassen. Zur Feinabstimmung lassen sich der Magnet 22 und die zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 in gewissen Grenzen verschieben und in der Position zueinander optimieren. Die elektrische Anbindung der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 wird an die außenliegenden Kontaktpunkte 7 geführt. Dies kann in unterschiedlichen Lagen des Schaltungsträgers 5 erfolgen, um die umlaufende Sendespule der Erregerstruktur 14 nicht zu kreuzen. Die zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 weist eine eigene Standby-Versorgung mit einer sehr geringen Stromaufnahme auf, und gibt das Schaltsignal aus, wenn sich der Magnet 22 durch eine Bewegung der ersten Koppelvorrichtung 12A aus dem Erfassungsbereich des magnetischen Sensorelements 26 der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 24 bewegt. Die erste Auswerte- und Steuereinheit 18 und zweite Auswerte- und Steuereinheit 24 weisen eine gemeinsame Masseverbindung auf. Die auf den Gleitern 13, 13A, 13B angeordneten elektrisch leitenden Koppelelemente 12.1 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Stanz-Biegeteile ausgeführt. Hierbei hält eines der elektrisch leitenden Koppelelemente 12.1 den Magneten 22 in der Vertiefung 28 Position und fixiert ihn. Alternativ ist auch ein Verkleben des Magneten 22 in der Vertiefung 28 möglich.How out 1 to 3 It can also be seen that the structure of the inductive displacement sensor 10 is supplemented by the magnetic sensor 20 in a space-neutral manner. The second evaluation and control unit 24 is placed as an ASIC component on an upper layer of the circuit carrier 5 between the conductor tracks of the receiving coils of the receiving structure 16 without negatively influencing the function of the inductive displacement sensor 10. The distance between the conductor tracks of the receiving structure 16 is determined depending on the function. Therefore, the second evaluation and control unit 24 is positioned so that the conductor tracks for connecting the second evaluation and control unit 24 do not cross or intersect with the conductor tracks of the receiving structure 16. The second evaluation and control unit 24 is placed in such a way that the switching behavior of the second evaluation and control unit 24 relative to the magnet 22 embedded at the bottom of the first slider 13A is in the required ranges in order to determine the starting position of the movable body or the first coupling device 12A or .of the first slider 13A according to the requirements. For fine tuning, the magnet 22 and the second evaluation and control unit 24 can be moved within certain limits and their position relative to one another optimized. The electrical connection of the second evaluation and control unit 24 is led to the external contact points 7. This can be done in different positions of the circuit carrier 5 in order not to cross the rotating transmission coil of the excitation structure 14. The second evaluation and control unit 24 has its own standby supply with a very low power consumption and outputs the switching signal when the magnet 22 moves out of the detection range of the magnetic sensor element 26 of the second evaluation and control unit due to a movement of the first coupling device 12A Control unit 24 moves. The first evaluation and control unit 18 and second evaluation and control unit 24 have a common ground connection. The electrically conductive coupling elements 12.1 arranged on the sliders 13, 13A, 13B are designed as stamped and bent parts in the exemplary embodiment shown. Here, one of the electrically conductive coupling elements 12.1 holds the magnet 22 in the recess 28 position and fixes it. Alternatively, it is also possible to glue the magnet 22 in the recess 28.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015206500 A1 [0003]DE 102015206500 A1 [0003]
  • DE 602004006168 T2 [0004]DE 602004006168 T2 [0004]

Claims (10)

Sensoranordnung (1) für ein Fahrzeug, mit einem induktiven Wegsensor (10), welcher ausgeführt ist, eine aktuelle Position eines beweglichen Körpers zu ermitteln, und einem magnetischen Sensor (20), welcher ausgeführt ist, eine Startposition des beweglichen Körpers zu erfassen, wobei der induktive Wegsensor (10) mindestens eine mit dem beweglichen Körper gekoppelte bewegliche Koppelvorrichtung (12) mit mindestens einem elektrisch leitenden Koppelelement (12.1) und mindestens einen ortsfesten Schaltungsträger (5) umfasst, wobei auf dem mindestens einen Schaltungsträger (5) mindestens eine Erregerstruktur (14) und mindestens eine Empfangsstruktur (16) angeordnet ist, welche sich entlang einer Bewegungsbahn der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) zwischen einer Startposition und einer Zielposition erstreckt, wobei eine erste Auswerte- und Steuereinheit (18) ausgeführt ist, mindestens ein in der mindestens einen Empfangsstruktur (16) induziertes Messsignal auszuwerten und die aktuelle Position der mindestens einen Koppelvorrichtung (10) und des beweglichen Körpers zu ermitteln, wobei der magnetische Sensor (20) einen Magneten (22) und eine zweite Auswerte- und Steuereinheit (24) mit einem magnetischen Sensorelement (26) umfasst, wobei der Magnet (22) an der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) angeordnet ist und die zweite Auswerte- und Steuereinheit (24) auf dem mindestens einen Schaltungsträger (5) im Bereich der mindestens einen Empfangsstruktur (14) so angeordnet ist, dass das magnetische Sensorelement (26) der zweiten Auswerte- und Steuereinheit den Magneten (22) in der Startstellung der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) zumindest teilweise überlappt.Sensor arrangement (1) for a vehicle, with an inductive displacement sensor (10), which is designed to determine a current position of a movable body, and a magnetic sensor (20), which is designed to detect a starting position of the movable body, wherein the inductive displacement sensor (10) comprises at least one movable coupling device (12) coupled to the movable body with at least one electrically conductive coupling element (12.1) and at least one stationary circuit carrier (5), with at least one excitation structure (5) on the at least one circuit carrier (5). 14) and at least one receiving structure (16) is arranged, which extends along a movement path of the at least one coupling device (12) between a starting position and a target position, wherein a first evaluation and control unit (18) is designed, at least one in the at least to evaluate a measurement signal induced by a receiving structure (16) and to determine the current position of the at least one coupling device (10) and the movable body, the magnetic sensor (20) having a magnet (22) and a second evaluation and control unit (24). magnetic sensor element (26), wherein the magnet (22) is arranged on the at least one coupling device (12) and the second evaluation and control unit (24) on the at least one circuit carrier (5) in the area of the at least one receiving structure (14) is arranged so that the magnetic sensor element (26) of the second evaluation and control unit at least partially overlaps the magnet (22) in the starting position of the at least one coupling device (12). Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Erregerstruktur (14) mit mindestens einer Oszillatorschaltung gekoppelt ist, welche während des Betriebs ein periodisches Wechselsignal in die mindestens eine Erregerstruktur (14) einkoppelt, wobei das mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement (12.1) in Abhängigkeit von seiner aktuellen Position eine induktive Kopplung zwischen der mindestens einen Erregerstruktur (14) und der mindestens einen Empfangsstruktur (16) beeinflusst.Sensor arrangement (1). Claim 1 , characterized in that the at least one exciter structure (14) is coupled to at least one oscillator circuit, which couples a periodic alternating signal into the at least one exciter structure (14) during operation, the at least one electrically conductive coupling element (12.1) depending on its current position influences an inductive coupling between the at least one exciter structure (14) and the at least one receiving structure (16). Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Auswerte- und Steuereinheit (24) ein Schaltsignal ausgibt, wenn sich der Magnet (22) durch eine Bewegung der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) aus dem Erfassungsbereich des magnetischen Sensorelements (26) der zweiten Auswerte- und Steuereinheit (24) bewegt.Sensor arrangement (1). Claim 1 or 2 , characterized in that the second evaluation and control unit (24) outputs a switching signal when the magnet (22) moves out of the detection range of the magnetic sensor element (26) of the second evaluation and control unit due to a movement of the at least one coupling device (12). (24) moves. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Empfangsstruktur (16) mindestens eine Empfangsspule aufweist.Sensor arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the at least one receiving structure (16) has at least one receiving coil. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Empfangsspule jeweils eine sich periodisch wiederholende Schleifenstruktur aufweist, welche auf mehrere Lagen des mindestens einen ortsfesten Schaltungsträgers (5) verteilt sind.Sensor arrangement (1). Claim 4 , characterized in that the at least one receiving coil each has a periodically repeating loop structure, which is distributed over several layers of the at least one stationary circuit carrier (5). Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Erregerstruktur (16) mindestens eine Erregerspule aufweist, welche umlaufend am Rand des mindestens einen Schaltungsträgers (5) verläuft.Sensor arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one excitation structure (16) has at least one excitation coil, which runs circumferentially on the edge of the at least one circuit carrier (5). Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine bewegliche Koppelvorrichtung (12) einen Gleiter (13) umfasst, auf welchem das mindestens eine elektrisch leitende Koppelelement (12.1) angeordnet ist.Sensor arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the at least one movable coupling device (12) comprises a slider (13) on which the at least one electrically conductive coupling element (12.1) is arranged. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleiter (13) der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) als Kunststoffbauteil ausgeführt ist und durch mindestens ein Führungselement (14) entlang der Bewegungsbahn geführt ist.Sensor arrangement (1). Claim 7 , characterized in that the slider (13) of the at least one coupling device (12) is designed as a plastic component and is guided along the movement path by at least one guide element (14). Sensoranordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleiter (13) der mindestens einen Koppelvorrichtung (12) eine Vertiefung (28) aufweist, in welcher der Magnet (22) angeordnet ist.Sensor arrangement (1). Claim 7 or 8th , characterized in that the slider (13) of the at least one coupling device (12) has a recess (28) in which the magnet (22) is arranged. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleiter (13) durch mindestens einen Mitnehmer (13.1) mit dem beweglichen Körper koppelbar ist.Sensor arrangement (1) according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that the slider (13) can be coupled to the movable body by at least one driver (13.1).
DE102022209298.8A 2022-09-07 2022-09-07 Sensor arrangement for a vehicle Pending DE102022209298A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209298.8A DE102022209298A1 (en) 2022-09-07 2022-09-07 Sensor arrangement for a vehicle
PCT/EP2023/072539 WO2024052064A1 (en) 2022-09-07 2023-08-16 Sensor assembly for a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209298.8A DE102022209298A1 (en) 2022-09-07 2022-09-07 Sensor arrangement for a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022209298A1 true DE102022209298A1 (en) 2024-03-07

Family

ID=87801226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022209298.8A Pending DE102022209298A1 (en) 2022-09-07 2022-09-07 Sensor arrangement for a vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022209298A1 (en)
WO (1) WO2024052064A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004006168T2 (en) 2003-11-29 2008-01-03 TT Electronics Technology Limited, Harston INDUCTIVE POSITION MEASUREMENT DEVICE AND METHOD
DE102015206500A1 (en) 2014-05-09 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Inductive displacement sensor and piston-cylinder arrangement

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010002505B4 (en) * 2010-03-02 2022-09-01 Helag-Electronic Gmbh Automotive inductive sensor and use thereof
DE102014219009A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg position sensor
DE102020216144A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Inductive position sensor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004006168T2 (en) 2003-11-29 2008-01-03 TT Electronics Technology Limited, Harston INDUCTIVE POSITION MEASUREMENT DEVICE AND METHOD
DE102015206500A1 (en) 2014-05-09 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Inductive displacement sensor and piston-cylinder arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024052064A1 (en) 2024-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2956339B1 (en) Braking device having a travel sensor for integrated motor vehicle brake systems
DE19749330C2 (en) Device for detecting switching positions of a mechanically actuated switching means
EP2156143B1 (en) Magnetic field sensor
WO2001063213A1 (en) Measuring device for contactlessly detecting a ferromagnetic object
EP2037286A1 (en) Measuring device for measuring a magnetic field
DE102013206518A1 (en) Magnetic field sensor device, actuator and method for determining a relative position
WO2013064651A1 (en) Inductive displacement sensor
DE10158053A1 (en) sensor arrangement
DE112018003070T5 (en) position sensor
DE112018003012T5 (en) Position sensor
EP2459971A1 (en) Method for production of a magnetic sensor element
WO2008141860A1 (en) Device for the contact-free detection of linear or rotational movements
DE19612422C2 (en) Potentiometer device with a linearly displaceable control element and signal-generating means
DE102007047547A1 (en) Brake pedal actuating force detecting device for vehicle, has permanent magnet arranged opposite to Hall sensor and causing relative movement of force receiving unit with respect to force transmission unit for changing Hall voltage
DE102022209298A1 (en) Sensor arrangement for a vehicle
EP3417244B1 (en) Sensor
WO1998057127A1 (en) Travel sensor
EP0830571A1 (en) Movement-detecting arrangement
DE102012219146A1 (en) Non-contact angle measurement with a ferrite magnet
DE102013219826A1 (en) Linear magnetic rail brake
DE102022207282A1 (en) Distance sensor arrangement for determining the position of a body in a vehicle moving along a trajectory
EP1413853A1 (en) Tilt sensor and the use thereof
DE102021201489A1 (en) Magnet coupler for magnetic coupling of signal lines
DE102010001335A1 (en) Electronic control circuit for brake device of motor vehicle, has supply error detection circuit for providing error signal that is derived from signal received from magnetic coil, where error signal indicates error in earth supply line
DE102022208798A1 (en) Inductive linear displacement sensor arrangement and method for determining a position of a movable body