EP4680921A1 - Sensoranordnung - Google Patents

Sensoranordnung

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Publication number
EP4680921A1
EP4680921A1 EP24703763.3A EP24703763A EP4680921A1 EP 4680921 A1 EP4680921 A1 EP 4680921A1 EP 24703763 A EP24703763 A EP 24703763A EP 4680921 A1 EP4680921 A1 EP 4680921A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detection
transmission
sensor arrangement
transmission direction
detection element
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
EP24703763.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Huber
Sagar Vitthal SHELKE
Michael Hauff
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.)
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge 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 Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Publication of EP4680921A1 publication Critical patent/EP4680921A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/142—Mechanical 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 using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical 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 using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H59/70—Inputs being a function of gearing status dependent on the ratio established
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F16H61/0006—Electronic control units for transmission control, e.g. connectors, casings or circuit boards
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/008—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/283—Adjustment or calibration of actuator positions, e.g. neutral position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/10—Detecting linear movement
    • G01D2205/18—Detecting linear movement using magnetic means not otherwise provided for in this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a sensor arrangement for detecting a position of a transmission element provided on a transmission path parallel to a transmission direction by means of an electric servo motor, as well as an actuating mechanism and a clutch actuator.
  • This design is increasingly being used in commercial vehicles for automated manual transmissions (AMT).
  • Manual transmissions for commercial vehicles can in principle have different degrees of automation. Depending on the design, the starting process, the actuation of the clutch and the gear selection can be automated. In manual transmissions, none of these processes are automated, in partially automated manual transmissions one of these processes is automated and in the fully automatic manual transmissions of particular interest here, all processes are automated.
  • a sensor arrangement for detecting a position of a transmission element which is displaceable on a transmission path parallel to a transmission direction by means of an electric servomotor, the sensor arrangement comprising:
  • an indicator element which is designed to be provided on the transmission element and is designed to be displaced together with the transmission element parallel to the transmission direction
  • the detection elements are arranged at a distance from one another in the transmission direction and have at least a first detection element and a second detection element, wherein the first detection element is positioned at a smaller distance from the servomotor parallel to the transmission direction than the second detection element, and
  • an evaluation unit which is designed to determine the position of the transmission element on the transmission path from the output signals of the detection elements.
  • the interaction between the indicator element and the detection elements, which influences the respective output signal, is preferably contactless, so that the presence of the indicator element in the detection area of the respective detection element alone ensures that the detection element outputs a corresponding output signal. In this way, the sensor arrangement can be operated with as little wear as possible.
  • the transmission direction is preferably straight.
  • the transmission path is preferably a section of the transmission direction and defined by a first end position and a second end position which is spaced apart from the first end position in the transmission direction.
  • the transmission element is then provided so as to be displaceable between these two end positions, the invention serving the purpose of determining the position of the transmission element on this transmission path.
  • the position of the transmission element can be defined, for example, by a specific section of the transmission element and its current position on the transmission path. If the specific section of the transmission element is, for example, in the first end position, then this corresponds to the position of the transmission element on the transmission path. The transmission element is then also in the first end position.
  • the specific section of the transmission element is, for example, in the second end position, then this corresponds to the position of the transmission element on the transmission path.
  • the transmission element is then also in the second end position. Positions of the transmission element between the two end positions result from a position of the specific section of the transmission element between the two end positions.
  • the transmission element is preferably designed as an elongated element, such as a rod or a bar, wherein the transmission element further preferably extends in the transmission direction.
  • an axis of the transmission element such as a bar axis, is oriented parallel to the transmission direction.
  • the specific section of the transmission element that is used to determine the position of the transmission element can in particular be a bar end.
  • the first detection element can be the detection element that is closest to the first end position parallel to the transmission direction. This means that the indicator element is located in the detection range of the first detection element if the transmission element is in the first end position of the transmission path.
  • the servomotor can be positioned in particular behind the first end position, opposite to the transmission direction.
  • the servomotor can be positioned so that all detection elements are positioned in front of or behind the servomotor along the transmission direction.
  • detection elements are located in front of and behind the servomotor in the transmission direction.
  • the description of the invention can refer in particular to detection elements that are located on one of the two sides of the servomotor. However, this is not mandatory.
  • the detection elements are preferably arranged along the transmission direction in such a way that the first detection element is at a distance from the transmission direction that is greater than a distance from the transmission direction of the second detection element arranged downstream in the transmission direction.
  • the distance of the first and second detection elements from the transmission direction is preferably measured from the detection element, for example from a center point of the detection element, as a perpendicular to the transmission direction.
  • the distance is preferably defined along a second direction that is oriented perpendicular to the transmission direction. In particular, this arrangement ensures that the distance between the indicator element and the first detection element is greater than the distance between the indicator element and the second detection element when the indicator element is in the respective detection area.
  • the distance between all detection elements in the transmission direction is reduced along the second direction.
  • the first detection element can have the greatest distance here and the last detection element in the transmission direction can have the smallest distance here.
  • the first detection element and the second detection element or all detection elements lie in a plane that is defined by the transmission direction and the second direction. However, it can also be provided that individual detection elements or all detection elements are spaced from this plane. This results in an offset transverse to the transmission direction, as described below.
  • the first detection element has a higher measurement sensitivity compared to the second detection element in order to detect the indicator element in its detection range.
  • the first detection element is at a greater distance from the transmission direction, as explained above, a possible disadvantage in the detection of the indicator element by the first detection element compared to the second detection element can be at least partially compensated.
  • the first detection element and the second detection element are arranged in a common plane, wherein the plane is inclined relative to the transmission direction.
  • the common plane is preferably penetrated by the transmission direction or a straight line oriented in the transmission direction.
  • the common plane is formed by a carrier element on which the first detection element and the second detection element are arranged. This enables simplified assembly and disassembly of the first and second detection elements, since only the carrier element needs to be dismantled.
  • a carrier element can also have a common Form a plane in which all detection elements are arranged.
  • a carrier element or the plane formed by the carrier element can be inclined relative to the transmission direction.
  • the carrier element is formed by a printed circuit board (PCB) or it preferably has a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • This printed circuit board can have the necessary signal lines via which the output signals of the detection elements are passed to the evaluation unit.
  • the circuit board can also carry additional cables.
  • cables that supply electrical current to the servo motor can also be routed over it.
  • zones around the detection elements that must remain free of these cables in order to enable trouble-free operation of the sensor arrangement are rounded in order to make these zones as large as possible.
  • At least one of the detection elements is arranged offset transversely to the transmission direction.
  • This can mean that at least one detection element is not arranged in alignment with the transmission direction.
  • the offset arrangement relates to a third direction that is oriented both perpendicular to the transmission direction and to the second direction mentioned above, wherein the transmission direction and the second direction are also oriented perpendicular to each other.
  • an arrangement of the detection elements can be selected that in turn enables the greatest possible distance from electrical components, such as the servomotor, whereby the interference of the detection elements by such components or their magnetic interference fields can be minimized.
  • the indicator element is then designed in such a way that it can be detected by any detection element, regardless of whether the respective detection element is aligned with the transmission direction or not.
  • This can be solved by dimensioning the indicator element accordingly in its extension transversely to the transmission direction, so that it covers all detection areas when traveling through the transmission path.
  • all detection elements are arranged offset transversely to the transmission direction.
  • the first detection element and the second detection element each have a detection direction.
  • the detection direction is defined as the central direction of the detection area of the respective detection element and ultimately describes the direction in which the respective detection area and thus the respective detection element are aligned.
  • the detection directions of the first detection element and the second detection element are oriented parallel to one another.
  • the detection directions of all detection elements are oriented parallel to one another. This is particularly advantageous if the first detection element and the second detection element or all detection elements are arranged in the same plane, so that the installation positions of the corresponding detection elements are then the same. This can also result in a comparable output signal in response to the indicator element in the respective detection area, which reduces the application effort of the sensor arrangement.
  • the detection range of the detection elements has a linear relationship between the output signal and the position of the indicator element. This means that as long as the indicator element is in the respective detection range, a linear output signal is output by the corresponding detection element, which describes the position of the indicator element within the detection range.
  • the detection range of the detection element can therefore also be defined as the area that generates an output signal according to a linear relationship between the output signal and the position of the indicator element.
  • the detection elements output the angle at which the indicator element is positioned along the transmission direction to the respective detection element via their output signal.
  • the detection elements can be configured in such a way that they only output angles that do not exceed a maximum amount. This maximum amount can be selected so that the raw signals from which the angle is determined are only processed for positions of the indicator element within the respective detection range. If the indicator element is not located in this detection range, it is preferable to set the respective output signals to limit values, as described below.
  • the sensor arrangement is preferably designed such that the output signal of each detection element is set to an upper limit value when the indicator element is located outside the detection range of the corresponding detection element in the transmission direction and that the output signal of each detection element is set to a lower limit value when the indicator element is located outside the detection range of the corresponding detection element opposite to the transmission direction.
  • the lower limit value is preferably zero.
  • the upper limit value preferably corresponds to a value that corresponds to the width of the detection range of the corresponding detection element. Alternatively, it can be provided that the lower and upper limit values have values other than zero.
  • the lower limit value is then preferably negative, the upper limit value is then preferably positive, or vice versa.
  • the values between the lower and upper limit ranges are preferably substantially linear, regardless of whether a limit value is zero or not.
  • the sensor arrangement is preferably designed to add the output signals of the individual detection elements, thereby forming an overall signal that is suitable for determining the position of the transmission element on the transmission path.
  • the addition of the output signals preferably takes place in the evaluation unit, which further preferably determines the position of the indicator element and from this the position of the transmission element or directly the position of the transmission element on the transmission path.
  • the position of the indicator element and thus the position of the transmission element on the transmission path can be determined as follows:
  • the transmission element is moved by the servomotor in the transmission direction, with the movement starting in a position that corresponds to the first end position of the transmission element.
  • the indicator element is at the beginning of the detection range of the first detection element, so that the output signal of the first detection element corresponds to the lower limit value.
  • the output signal of the other detection elements also corresponds to their lower limit value. This can be zero in each case.
  • the lower limit value can also correspond to a value other than zero.
  • the output signal of a detection element runs between the lower and upper limit value, constantly rising or falling, depending on the position of the indicator element and in particular is linearly dependent on the position of the indicator element.
  • a total output signal formed by adding the individual output signals can thus be zero or generally correspond to the sum of the lower limit values, which the evaluation unit interprets as a position on the transmission path, wherein it is designed to interpret this value of the total output signal as a position in the first end position.
  • This can be the position of the indicator element or directly of the transmission element. If the transmission element is now moved in the transmission direction, the indicator element passes through the detection range of the first detection element, wherein this outputs an output signal, preferably linear to the position within the detection range. This corresponds to the position of the indicator element within the detection range of the first detection element.
  • the output signals of the other detection elements remain at the respective lower limit value at this time, since the indicator element is in the detection range of the first detection element. These output signals can be zero.
  • the total output signal can now again be determined by adding the individual output signals. Compared to the first end position, the total output signal has now increased by the proportion that the first detection element now has according to the position of the indicator element in the detection area. This signal value is now interpreted by the evaluation unit in such a way that the indicator element or directly the transmission element has covered a first distance in the direction of transmission. If the indicator element completely passes through the detection area of the first detection element and leaves it in the direction of transmission, the output signal of the first detection element is set to the upper limit.
  • the upper limit value that the first detection element now outputs provides an offset that, when added together, corresponds to the section that has already been traveled through and that is covered by the detection range of the first detection element.
  • all detection ranges of the detection elements can now be traveled through one after the other, with the total output signal ultimately corresponding to the position of the indicator element or the transmission element.
  • all output signals of the detection elements are preferably set to the respective upper limit value.
  • the evaluation unit evaluates the sum of these output signals as the maximum travel distance of the indicator element or directly of the transmission element and thus as the end position.
  • the detection areas are not directly adjacent to one another but overlap, this can be taken into account in the evaluation unit.
  • at least two detection elements would emit an output signal at the same time if the indicator element is in the overlapping area of both detection areas. This can be achieved, for example, by setting the upper or lower detection areas accordingly. lower limit values of the recording elements or be taken into account by an appropriately adapted evaluation logic, in particular on a software basis.
  • the determinations of the position of the transmission element described here can also be applied to other arrangements of detection elements that are arranged at a distance along the transmission direction.
  • the first detection element and the second detection element are designed to interact with the indicator element according to the Hall principle in order to output the respective output signal.
  • all detection elements are designed accordingly.
  • the detection elements are preferably designed as Hall chips, which are designed to interact with the indicator element, which has magnetic properties in order to be able to be detected by the Hall chips in the respective detection area.
  • the Hall chips can in particular be provided as a component of the above-mentioned printed circuit board (PCB).
  • the indicator element can be designed as a magnet, whereby the magnet can be provided as a ring magnet for better detection by the detection elements.
  • the ring magnet is preferably oriented such that it is oriented coaxially to the detection direction of this detection element when it is directly opposite this detection element.
  • an actuating mechanism which has a transmission element which is provided so as to be displaceable in a transmission direction, wherein the actuating mechanism further has a sensor arrangement as described above, wherein the indicator element of the sensor arrangement is connected to the transmission element and the transmission element is designed to be displaced along the transmission direction by means of a, in particular electric, servomotor of the actuating mechanism, whereby a device which is operatively connected to the actuating mechanism is actuated.
  • a clutch actuator which has a transmission element which is provided so as to be displaceable in a transmission direction, wherein the clutch actuator further has a sensor arrangement as described above, wherein the indicator element of the sensor arrangement is connected to the transmission element and the transmission element is designed to be displaced along the transmission direction by means of a, in particular electric, servomotor of the clutch actuator, whereby a clutch is actuated.
  • Fig. 1 is a side view of a preferred embodiment of the sensor arrangement
  • Fig. 2 is a plan view of a carrier element with detection elements arranged offset to the transmission direction.
  • Fig. 1 shows a side view of a preferred embodiment of the sensor arrangement.
  • a sensor arrangement 1 is shown in connection with a transmission element 2, which can be moved in a transmission direction x1 by an electric servomotor 3.
  • the transmission element 2 is designed here as a push rod, which can interact with a clutch, for example, in order to disengage or engage the clutch.
  • the push rod extends in the transmission direction x1.
  • a transmission path s which extends between a first left end position and a second right end position parallel to the transmission direction x1.
  • a position P of the transmission element 2 is the position of the end located on the right in the drawing. of the transmission element 2, whereby a position P of the transmission element 2 between the two end positions of the transmission path s is shown here.
  • the drawings are not to scale, but are merely intended to explain the principle of the invention.
  • the servomotor 3 and the transmission element 2 are shown directly next to each other in Fig. 1. However, this is not necessarily the case.
  • the servomotor 3 can also set the transmission element 2 in motion via a gear, which is not shown here.
  • the transmission element 2 is also shown here with a position P that is in the middle of the transmission path s.
  • the sensor arrangement 1 shown serves to determine the position P of the transmission element 2 provided on the transmission path s by means of the electric servomotor 3 so as to be displaceable parallel to the transmission direction x1, wherein the sensor arrangement 1 has the following:
  • an indicator element 1 a which is provided on the transmission element 2 and can be moved together with the transmission element 2 parallel to the transmission direction x1,
  • detection elements 1 b each of which is designed to output an output signal that enables the position of the indicator element 1 a to be determined at least along a section of the transmission direction x1 when the indicator element 1 a is located in a detection area of the respective detection element 1 b, wherein the detection elements 1 b are arranged at a distance from one another in the transmission direction x1 and have at least a first detection element 1 b' and a second detection element 1 b", wherein the first detection element 1 b' is positioned at a smaller distance from the servomotor 3 parallel to the transmission direction x1 than the second detection element 1 b", and
  • an evaluation unit 4 which is designed to determine the position P of the transmission element 2 on the transmission path s from the output signals of the detection elements 1 b.
  • the sensor arrangement 1 shown here works in such a way that the detection elements 1 b detect the indicator element 1 a as soon as it is located in the respective detection range of the respective detection element 1 b. As a result, the detection elements 1 b output a corresponding output signal.
  • the evaluation unit 4 determines the position of the transmission element 2 from the output signals.
  • the servo motor 3 is arranged here opposite to the transmission direction x1 behind the detection elements 1 b.
  • the detection elements 1 b are designed as Hall chips and arranged in a common plane 1 d.
  • the plane 1 d is formed by a carrier element, namely a printed circuit board 1 c (PCB).
  • the indicator element 1 a is designed to be magnetic or as a magnet, preferably as a ring magnet, so that the detection elements 1 b can output a corresponding output signal in response to the detection of the indicator element 1 a when the indicator element 1 a is located in a detection area of a detection element 1 b or passes through this when displaced along the transmission direction x1.
  • the detection elements 1 b have a detection direction x2, which is defined as the central direction of the detection area of the respective detection element 1 b. This ultimately describes the direction in which the respective detection area and thus the respective detection element 1 b are aligned. In this case, all detection elements 1 b or their detection directions x2 are aligned parallel to one another. Furthermore, the alignments of the detection elements 1 b or the detection directions x2 are oriented perpendicular to the plane 1d, which is formed by the circuit board 1 c.
  • the plane 1d is inclined relative to the transmission direction x1 in such a way that a distance d1 of the first transmission element 1 b' to the transmission direction x1 results, which is greater than a distance d2 of the second transmission element 1 b" to the transmission direction x1 or in this example: than a distance of all other transmission elements 1 b to the transmission direction x1.
  • the distances are in a second direction, which in this case is oriented perpendicular to the transmission direction x1 and at the same time runs downwards in the drawing plane.
  • the air gap between the indicator element 1 a and the first detection element 1 b' is larger than the air gap between the indicator element 1 a and the second detection element 1 b".
  • an output signal of the first detection element 1 b' in response to the detected indicator element 1 a will be comparatively weaker.
  • the sensitivity of the first detection element 1 b' can be increased, which is arranged here with the greatest distance d1 to the transmission direction x1. It is also conceivable to adapt the sensitivity of all detection elements 1 b accordingly in order to compensate for a deterioration in the detection of the indicator element 1 a due to the now increased distance of the respective detection element 1 b to the transmission direction x1.
  • the evaluation unit 4 receives all output signals of the detection elements 1 b, which are fed to the evaluation unit 4 via the circuit board 1 c, and determines the position P of the transmission element therefrom.
  • the detection areas are arranged so that they merge seamlessly into one another.
  • the position of the indicator element and thus the position P of the transmission element 2 on the transmission path x1 can be determined along the transmission direction x1 as follows:
  • the transmission element 2 is moved by the servomotor 3 in the transmission direction x1, the movement being started in a position that corresponds to the first end position of the transmission element 2.
  • the indicator element 1a is at the beginning of the detection range of the first detection element 1b', so that the output signal of the first detection element 1b' corresponds to the lower limit value. This can be zero.
  • the output signal of the other detection elements 1b also corresponds to their lower limit value in this case. This can be zero in each case.
  • the lower limit value can also correspond to a value other than zero.
  • the output signal of a detection element 1b runs between the lower and upper limit values, constantly rising or falling depending on the position of the indicator element 1a and is particularly linearly dependent on the position of the indicator element 1a.
  • a total output signal formed by adding the individual output signals by the evaluation unit 4 can thus be zero or generally correspond to the sum of the lower limit values, which the evaluation unit interprets as a position on the transmission path s, wherein it is designed to interpret this value of the total output signal as position P in the first end position.
  • This can be the position of the indicator element or directly of the transmission element. If the transmission element 2 is now moved in the transmission direction x1, the indicator element 1a passes through the detection range of the first detection element 1b', wherein this outputs an output signal, preferably linear to the position within the detection range. This corresponds to the position of the indicator element 1a within the detection range of the first detection element 1b'.
  • the output signals of the other detection elements 1b remain at the respective lower limit value at this time, since the indicator element is in the detection range of the first detection element. These output signals can be zero.
  • the total output signal can now be determined again by adding the individual output signals. Compared to the first end position, the total output signal has now increased by the proportion that the first detection element 1 b' now outputs according to the position of the indicator element 1 a in the detection area. This signal value is now interpreted by the evaluation unit 4 in such a way that the Indicator element 1 a or directly the transmission element 2 has covered a first distance in the transmission direction x1.
  • the output signal of the first detection element is set to the upper limit.
  • the output signal of the next detection element 1 b" whose detection range is now passed through by the indicator element, now outputs an output signal corresponding to the position of the indicator element 1 a within this detection range, whereby the other detection elements 1 b positioned in the transmission direction, which have not yet been passed through, continue to output their lower limit.
  • the upper limit value that the first detection element 1 b' now outputs provides an offset that, when added together, corresponds to the section already traveled through that is covered by the detection range of the first detection element 1 b'.
  • all detection ranges of the detection elements 1 b can now be traveled through one after the other, with the total output signal ultimately corresponding to the position of the indicator element 1 a or the transmission element 2.
  • all output signals of the detection elements 1 b are preferably set to the respective upper limit value.
  • the evaluation unit 4 evaluates the sum of these output signals as the maximum travel path of the indicator element 1 a or directly of the transmission element 2 and thus as the end position.
  • Fig. 2 shows a plan view of an arrangement of detection elements in which the detection elements are arranged offset to the transmission direction.
  • the detection elements 1 b shown in this drawing are arranged offset relative to the transmission direction x1. This can be applied in particular to the configuration from Fig. 1. Then the viewing direction in Fig. 2 would be directed against the detection direction x2 from Fig. 1.
  • the offset to the Transmission direction x1 here refers to a third direction which is oriented perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 1.
  • At least one of the detection elements 1 b is arranged offset transversely to the transmission direction x1. This means that at least one detection element 1 b is not arranged in alignment in the transmission direction x1.
  • an arrangement of the detection elements can be selected which in turn enables the greatest possible distance from electrical components, such as the servomotor 3, whereby the interference of the detection elements 1 b by magnetic interference fields generated by these components can be minimized. In the illustration shown, this is achieved in particular by the arrangement of the first detection element 1 b', which has an increased distance from the servomotor 3 due to the offset transversely to the transmission direction x1, compared to an arrangement in which there is no offset.
  • the indicator element 1 a is preferably designed such that it can be detected by any detection element 1 b, regardless of whether this is aligned with the transmission direction x1 or not. This can be achieved by an indicator element 1 a that is designed to be wide enough transversely to the transmission direction x1, so that it covers all detection areas when traveling through the transmission path.

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Abstract

Es wird eine Sensoranordnung (1) offenbart, die zur Erfassung einer Position (P) eines auf einer Übertragungsstrecke (s) parallel zu einer Übertragungsrichtung (x1) mittels eines elektrischen Stellmotors (3) verschiebbar vorgesehenen Übertragungselementes (2) geeignet ist, wobei die Sensoranordnung (1) Folgendes aufweist: - ein Indikatorelement (1a), das dazu ausgebildet ist, auf dem Übertragungselement (2) vorgesehen zu werden und dazu ausgebildet ist, zusammen mit dem Übertragungselement (2) parallel zur Übertragungsrichtung (x1) verschoben zu werden, - Erfassungselemente (1b), die jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ausgabesignal auszugeben, das eine Ermittlung der Position des Indikatorelements (1a) zumindest entlang eines Abschnitts der Übertragungsrichtung (x1) ermöglicht, wenn sich das Indikatorelement (1a) in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Erfassungselements (1b) befindet, wobei die Erfassungselemente (1b) in Übertragungsrichtung (x1) zueinander beabstandet angeordnet sind und mindestens ein erstes Erfassungselement (1b') und ein zweites Erfassungselement (1b") aufweisen, wobei das erste Erfassungselement (1 b') in einem geringeren Abstand zum Stellmotor (3) parallel zur Übertragungsrichtung (x1) positioniert ist als das zweite Erfassungselement (1b"), und - eine Auswerteeinheit (4), die dazu ausgebildet ist, die Position (P) des Übertragungselements (2) auf der Übertragungsstrecke (s) aus den Ausgabesignalen der Erfassungselemente (1b) zu ermitteln. Ferner werden ein Betätigungsmechanismus und ein Kupplungssteller offenbart.

Description

BESCHREIBUNG
Sensoranordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung einer Position eines auf einer Übertragungsstrecke parallel zu einer Übertragungsrichtung mittels eines elektrischen Stellmotors verschiebbar vorgesehenen Übertragungselementes sowie einen Betätigungsmechanismus und einen Kupplungssteller.
In Fahrzeugen sind diverse Sensoranordnungen zur Erfassung von verschiebbar vorgesehenen Elementen denkbar. Vorzugsweise sind dabei robuste und langlebige Anordnungen vorzusehen.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich insbesondere auf den Nutzfahrzeugbau. Ein zentrales Merkmal vieler Schaltgetriebe von Nutzfahrzeugen, insbesondere für den Nah- und Verteilerverkehr, Fernverkehr sowie auch für den Überland- und Reisebusverkehr ist die Gruppenbauweise mit einer Vielzahl von Gangstufen. Dieser Aufbau wird bei Nutzfahrzeugen zunehmend für automatisierte Schaltgetriebe (AMT) verwendet. Schaltgetriebe für Nutzfahrzeuge können prinzipiell unterschiedliche Automatisierungsgrade aufweisen. Dabei können je nach Ausführung der Anfahrvorgang, die Betätigung der Schaltkupplung sowie die Gangwahl automatisiert erfolgen. Bei Handschaltgetrieben ist keine dieser Vorgänge automatisiert, bei teilautomatisierten Schaltgetrieben ist einer dieser Vorgänge automatisiert und bei den hier insbesondere interessierenden vollautomatischen Schaltgetrieben erfolgen alle Vorgänge automatisiert. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, geeignete Betätigungseinrichtungen für eine automatisierte Anfahrkupplung, ein automatisiertes Kuppeln beim Schalten sowie eine automatisierte Gangwahl und Motormanagement einzusetzen. Von zentraler Bedeutung für die Schaltautomatisierung ist die genaue Erfassung der Position von verwendeten Schaltelementen zur Optimierung und Effizienzsteigerung des automatisierten Schaltablaufes. Dabei befindet sich die Sensorik üblicherweise im Bereich des Getriebes. Für die Erfassung der Kupplungsposition ist eine Sensierung des Kupplungsaktuators erforderlich. Je nach Übersetzung müssen hier beispielsweise Wege bis 80 mm erfasst werden. Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Sensoranordnung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise ist eine Sensoranordnung zur Erfassung einer Position eines auf einer Übertragungsstrecke parallel zu einer Übertragungsrichtung mittels eines elektrischen Stellmotors verschiebbar vorgesehenen Übertragungselementes vorgesehen, wobei die Sensoranordnung Folgendes aufweist:
- ein Indikatorelement, das dazu ausgebildet ist, auf dem Übertragungselement vorgesehen zu werden und dazu ausgebildet ist, zusammen mit dem Übertragungselement parallel zur Übertragungsrichtung verschoben zu werden,
- Erfassungselemente, die jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ausgabesignal auszugeben, das eine Ermittlung der Position des Indikatorelements zumindest entlang eines Abschnitts der Übertragungsrichtung ermöglicht, wenn sich das Indikatorelement in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Erfassungselements befindet, wobei die Erfassungselemente in Übertragungsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind und mindestens ein erstes Erfassungselement und ein zweites Erfassungselement aufweisen, wobei das erste Erfassungselement in einem geringeren Abstand zum Stellmotor parallel zur Übertragungsrichtung positioniert ist als das zweite Erfassungselement, und
- eine Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, die Position des Übertragungselements auf der Übertragungsstrecke aus den Ausgabesignalen der Erfassungselemente zu ermitteln.
Die Wechselwirkung zwischen Indikatorelement und den Erfassungselementen, die das jeweilige Ausgabesignal beeinflusst, erfolgt vorzugsweise berührungslos, so dass alleine die Anwesenheit des Indikatorelements im Erfassungsbereich des jeweiligen Erfassungselements dafür sorgt, dass das Erfassungselement ein entsprechendes Ausgangssignal ausgibt. Auf diese Weise ist ein möglichst verschleißfreier Betrieb der Sensoranordnung möglich. Die Übertragungsrichtung ist vorzugsweise als Gerade ausgebildet.
Die Übertragungsstrecke ist vorzugsweise ein Teilstück der Übertragungsrichtung und definiert durch eine erste Endposition und eine zweite Endposition, die in Übertragungsrichtung von der ersten Endposition beabstandet ist. Das Übertragungselement ist dann zwischen diesen beiden Endpositionen verschiebbar vorgesehen, wobei die Erfindung den Zweck erfüllt, die Position des Übertragungselements auf dieser Übertragungsstrecke zu bestimmen. Dabei kann die Position des Übertragungselements beispielsweise durch einen bestimmten Abschnitt des Übertragungselements und dessen aktuelle Position auf der Übertragungsstrecke definiert sein. Befindet sich der bestimmte Abschnitt des Übertragungselements beispielsweise in der ersten Endposition, dann entspricht dies der Position des Übertragungselements auf der Übertragungsstrecke. Das Übertragungselement ist dann auch in der ersten Endposition. Befindet sich der bestimmte Abschnitt des Übertragungselements beispielsweise in der zweiten Endposition, dann entspricht dies der Position des Übertragungselements auf der Übertragungsstrecke. Das Übertragungselement ist dann auch in der zweiten Endposition. Positionen des Übertragungselements zwischen den beiden Endpositionen ergeben sich durch eine Position des bestimmten Abschnitts des Übertragungselements zwischen den beiden Endpositionen.
Das Übertragungselement ist vorzugsweise als länglich erstrecktes Element, wie eine Stange oder ein Stab ausgebildet, wobei sich das Übertragungselement weiter vorzugsweise in Übertragungsrichtung erstreckt. Insbesondere ist eine Achse des Übertragungselements, wie eine Stabachse, parallel zu der Übertragungsrichtung orientiert. Der bestimmte Abschnitt des Übertragungselements, der zur Bestimmung der Position des Übertragungselements verwendet wird, kann insbesondere ein Stabende sein.
Das erste Erfassungselement kann dasjenige Erfassungselement sein, das parallel zur Übertragungsrichtung der ersten Endposition am nächsten liegt. D.h., dass sich das Indikatorelement im Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements befindet, wenn sich das Übertragungselement in der ersten Endposition der Übertragungsstrecke befindet.
Der Stellmotor kann insbesondere entgegen der Übertragungsrichtung hinter der ersten Endposition positioniert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Stellmotor so positioniert sein, dass sämtliche Erfassungselemente entlang der Übertragungsrichtung vor oder hinter dem Stellmotor positioniert sind. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sich in Übertragungsrichtung Erfassungselemente vor und hinter dem Stellmotor befinden. Dann kann sich die Beschreibung der Erfindung insbesondere auf Erfassungselemente beziehen, die auf einer der beiden Seiten des Stellmotors gelegen sind. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Vorzugsweise sind die Erfassungselemente so entlang der Übertragungsrichtung angeordnet, dass das erste Erfassungselement einen Abstand zur Übertragungsrichtung aufweist, der größer ist als ein Abstand zur Übertragungsrichtung des in Übertragungsrichtung nachgelagerten zweiten Erfassungselementes. Der Abstand des ersten und zweiten Erfassungselements zur Übertragungsrichtung wird dabei vorzugsweise von dem Erfassungselement, beispielsweise von einem Mittelpunkt des Erfassungselements, als Senkrechte auf die Übertragungsrichtung gemessen. Vorzugsweise ist der Abstand entlang einer zweiten Richtung definiert, die senkrecht zu der Übertragungsrichtung orientiert ist. Insbesondere wird durch diese Anordnung erreicht, dass der Abstand zwischen dem Indikatorelement und dem ersten Erfassungselement größer ist als der Abstand zwischen dem Indikatorelement und dem zweiten Erfassungselement, wenn sich das Indikatorelement im jeweiligen Erfassungsbereich befindet. Dabei ergibt sich, durch einen entsprechend vergrößerten Abstand, dass auch der Abstand des ersten Erfassungselements zu dem Stellmotor vergrößert wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine Beeinflussung durch magnetische Störfelder insbesondere auf das erste Erfassungselement reduziert wird, der durch elektrische Ströme des Stellmotors hervorgerufen wird. Die Erfassung des Indikatorelements und somit die Ermittlung der Position des Übertragungselements insbesondere im Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements wird dadurch verbessert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich der Abstand sämtlicher Erfassungselemente in Übertragungsrichtung entlang der zweiten Richtung reduziert. D.h. das erste Erfassungselement kann hier den größten Abstand aufweisen und das in Übertragungsrichtung letzte Erfassungselement kann hier den kleinsten Abstand aufweisen. Weiter kann vorgesehen sein, dass das erste Erfassungselement und das zweite Erfassungselement oder sämtliche Erfassungselemente in einer Ebene liegen, die durch die Übertragungsrichtung und die zweite Richtung definiert ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass einzelne Erfassungselemente oder sämtliche Erfassungselemente, von dieser Ebene beabstandet sind. Daraus ergibt sich ein Versatz quer zur Übertragungsrichtung, wie er weiter unten beschrieben wird.
Vorzugsweise weist das erste Erfassungselement im Vergleich zu dem zweiten Erfassungselement eine höhere Messempfindlichkeit auf, um das Indikatorelement in seinem Erfassungsbereich zu erfassen. Gerade wenn das erste Erfassungselement einen größeren Abstand zur Übertragungsrichtung aufweist, wie vorstehend erläutert, kann so ein möglicher Nachteil in der Erfassung des Indikatorelements durch das erste Erfassungselement gegenüber dem zweiten Erfassungselement zumindest teilweise kompensiert werden.
Vorzugsweise sind das erste Erfassungselement und das zweite Erfassungselement in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die Ebene gegenüber der Übertragungsrichtung geneigt ist. Auf diese Weise ist eine einfache konstruktive Gestaltung der Sensoranordnung möglich. Besonders bevorzugt können sämtliche Erfassungselemente auf der gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Die gemeinsame Ebene wird vorzugsweise von der Übertragungsrichtung bzw. einer in Übertragungsrichtung orientierten Gerade durchstoßen.
Vorzugsweise ist die gemeinsame Ebene durch ein Trägerelement gebildet, auf dem das erste Erfassungselement und das zweite Erfassungselement angeordnet sind. Dies ermöglicht eine vereinfachte Montage bzw. Demontage des ersten und zweiten Erfassungselements, da so lediglich das Trägerelement demontiert werden muss.
Allgemein ist es möglich sämtliche Erfassungselemente auf einem gemeinsamen Trägerelement vorzusehen, so dass damit die Montage und Demontage weiter erleichtert wird. Ein solches Trägerelement kann darüber hinaus auch eine gemeinsame Ebene bilden in der sämtliche Erfassungselemente angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann ein solches Trägerelement oder die durch das Trägerelement gebildete Ebene gegenüber der Übertragungsrichtung geneigt sein.
Vorzugsweise ist das Trägerelement durch eine Leiterplatte (PCB) gebildet oder es weist vorzugsweise eine Leiterplatte (PCB) auf. Diese Leiterplatte kann die nötigen Signalleitungen aufweisen, über die die Ausgabesignale der Erfassungselemente zu der Auswerteeinheit geleitet werden.
Die Leiterplatte kann auch weitere Leitungen führen. Insbesondere können auch Leitungen darüber geführt werden, die elektrischen Strom an den Stellmotor liefern. Dabei kann vorgesehen sein, dass Zonen um die Erfassungselemente herum, die frei von diesen Leitungen bleiben müssen, um einen störungsfreien Betrieb der Sensoranordnung zu ermöglichen, abgerundet ausgebildet sind, um diese Zonen möglichst groß zu gestalten.
Vorzugsweise ist mindestens eines der Erfassungselemente quer zur Übertragungsrichtung versetzt angeordnet. Dies kann bedeuten, dass zumindest ein Erfassungselement nicht in Übertragungsrichtung fluchtend angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die versetzte Anordnung auf eine dritte Richtung bezieht, die sowohl senkrecht zu der Übertragungsrichtung als auch zu der oben erwähnten zweiten Richtung orientiert ist, wobei die Übertragungsrichtung und die zweite Richtung ebenfalls zueinander senkrecht orientiert sind. Insbesondere kann eine Anordnung der Erfassungselemente gewählt werden, die wiederum einen möglichst großen Abstand zu elektrischen Bauteilen, wie dem Stellmotor, ermöglicht, wodurch die Störung der Erfassungselemente durch solche Bauteile bzw. deren magnetische Störfelder minimiert werden kann. Vorzugsweise ist das Indikatorelement dann so gestaltet, dass es von jedem Erfassungselement erfasst werden kann, ganz gleich ob das jeweilige Erfassungselement mit der Übertragungsrichtung fluchtet oder nicht. Dies kann dadurch gelöst sein, dass das Indikatorelement in seiner Erstreckung quer zur Übertragungsrichtung entsprechend dimensioniert wird, so dass es beim Durchfahren der Übertragungsstrecke sämtliche Erfassungsbereiche überstreicht. Besonders bevorzugt sind sämtliche Erfassungselemente quer zur Übertragungsrichtung versetzt angeordnet.
Das erste Erfassungselement und das zweite Erfassungselement weisen insbesondere jeweils eine Erfassungsrichtung auf. Die Erfassungsrichtung ist als Zentralrichtung des Erfassungsbereichs des jeweiligen Erfassungselements definiert und beschreibt letztlich, in welche Richtung der jeweilige Erfassungsbereich und damit das jeweilige Erfassungselement ausgerichtet sind.
Vorzugsweise sind die Erfassungsrichtungen des ersten Erfassungselements und des zweiten Erfassungselements zueinander parallel orientiert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Erfassungsrichtungen sämtlicher Erfassungselemente zueinander parallel orientiert sind. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das erste Erfassungselement und das zweite Erfassung oder sämtliche Erfassungselemente in derselben Ebene angeordnet sind, so dass dann die Einbaulagen der entsprechenden Erfassungselemente gleich sind. Dadurch kann sich auch ein vergleichbares Ausgangssignal in Reaktion auf das Indikatorelement im jeweiligen Erfassungsbereich ergeben, wodurch der Applikationsaufwand der Sensoranordnung reduziert wird.
Vorzugsweise weist der Erfassungsbereich der Erfassungselemente einen linearen Zusammenhang zwischen Ausgabesignal und Position des Indikatorelements auf. D.h., dass, solange sich das Indikatorelement in dem jeweiligen Erfassungsbereich befindet, ein lineares Ausgabesignal durch das entsprechende Erfassungselement ausgegeben wird, das die Position des Indikatorelements innerhalb des Erfassungsbereichs beschreibt. Damit kann der Erfassungsbereich des Erfassungselements auch als derjenige Bereich definiert werden, der ein Ausgabesignal gemäß einem linearen Zusammenhang zwischen Ausgabesignal und Position des Indikatorelements erzeugt.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Erfassungselemente über deren Ausgabesignal den Winkel ausgeben, mit dem das Indikatorelement entlang der Übertragungsrichtung zu dem jeweiligen Erfassungselement positioniert ist. Dabei können die Erfassungselemente so konfiguriert sein, dass sie lediglich Winkel ausgeben, die einen maximalen Betrag nicht übersteigen. Dieser maximale Betrag kann so gewählt sein, dass die Rohsignale, aus denen der Winkel bestimmt wird, nur für Positionen des Indikatorelements innerhalb des jeweiligen Erfassungsbereichs verarbeitet werden. Sollte sich das Indikatorelement nicht in diesem Erfassungsbereich befinden, so ist vorzugsweise vorgesehen, die jeweiligen Ausgabesignale auf Grenzwerte zu setzen, wie nachfolgend beschrieben wird.
Vorzugsweise ist die Sensoranordnung dazu ausgebildet, dass das Ausgabesignal eines jeden Erfassungselements auf einen oberen Grenzwert gesetzt wird, wenn sich das Indikatorelement in Übertragungsrichtung außerhalb des Erfassungsbereichs des entsprechenden Erfassungselements befindet und dass das Ausgabesignal eines jeden Erfassungselements auf einen unteren Grenzwert gesetzt wird, wenn sich das Indikatorelement entgegen der Übertragungsrichtung außerhalb des Erfassungsbereichs des entsprechenden Erfassungselements befindet. Der untere Grenzwert ist dabei bevorzugt Null. Der obere Grenzwert entspricht vorzugsweise einem Wert, der der Breite des Erfassungsbereichs des entsprechenden Erfassungselements entspricht. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der untere und der obere Grenzwert von Null verschiedene Werte aufweisen. Der untere Grenzwert ist dann bevorzugt negativ, der obere Grenzwert ist dann bevorzugt positiv, oder umgekehrt. Die Werte zwischen dem unteren und oberen Grenzbereich sind vorzugsweise im Wesentlichen linear, unabhängig davon, ob ein Grenzwert Null ist oder nicht.
Vorzugsweise ist die Sensoranordnung dazu ausgebildet, die Ausgabesignale der einzelnen Erfassungselemente zu addieren, wodurch ein Gesamtsignal gebildet wird, das dazu geeignet ist, die Position des Übertragungselements auf der Übertragungsstrecke zu ermitteln. Die Addition der Ausgabesignale erfolgt bevorzugt in der Auswerteeinheit, die weiter vorzugsweise daraus die Position des Indikatorelements und daraus die Position des Übertragungselements oder gleich direkt die Position des Übertragungselements auf der Übertragungsstrecke bestimmt.
Sind die Erfassungsbereiche so angeordnet, dass sie nahtlos ineinander übergehen, so kann entlang der Übertragungsrichtung die Position des Indikatorelements und damit die Position des Übertragungselements auf der Übertragungsstrecke wie folgt bestimmt werden:
Das Übertragungselement wird bei dieser Beschreibung durch den Stellmotor in Übertragungsrichtung bewegt, wobei die Bewegung in einer Position begonnen wird, die der ersten Endposition des Übertragungselements entspricht. In dieser Position befindet sich das Indikatorelement am Beginn des Erfassungsbereichs des ersten Erfassungselements, so dass das Ausgabesignal des ersten Erfassungselements dem unteren Grenzwert entspricht. Dieser kann Null sein. Auch das Ausgabesignal der weiteren Erfassungselemente entspricht in diesem Fall deren unterem Grenzwert. Dieser kann jeweils Null sein. Alternativ kann der untere Grenzwert auch einem von Null verschiedenen Wert entsprechen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Ausgabesignal eines Erfassungselements zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert abhängig von der Position des Indikatorelements stetig steigend oder fallend verläuft und insbesondere linear von der Position des Indikatorelements abhängig ist.
Ein Gesamtausgabesignal gebildet durch Addition der einzelnen Ausgabesignale kann somit Null sein oder allgemein der Summe der unteren Grenzwerte entsprechen, was die Auswerteeinheit als Position auf der Übertragungsstrecke interpretiert, wobei sie dazu ausgebildet ist, diesen Wert des Gesamtausgabesignals als Position in der ersten Endposition zu interpretieren. Dies kann die Position des Indikatorelements bzw. direkt des Übertragungselements sein. Wird das Übertragungselement nun in Übertragungsrichtung bewegt, so durchfährt das Indikatorelement den Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements, wobei dieses, vorzugsweise linear zur Position innerhalb des Erfassungsbereichs ein Ausgabesignal ausgibt. Dieses entspricht der Position des Indikatorelements innerhalb des Erfassungsbereichs des ersten Erfassungselements. Die Ausgabesignale der weiteren Erfassungselemente bleiben zu diesem Zeitpunkt auf dem jeweiligen unteren Grenzwert, da das Indikatorelement im Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements ist. Diese Ausgabesignale können Null sein. Das Gesamtausgabesignal kann nun wieder durch Addition der einzelnen Ausgabesignale bestimmt werden. Gegenüber der ersten Endposition hat sich das Gesamtausgabesignal nun um den Anteil erhöht, den das erste Erfassungselement nun entsprechend der Position des Indikatorelements im Erfassungsbereich ausgibt. Dieser Signalwert wird nun von der Auswerteeinheit so interpretiert, dass das Indikatorelement oder eben direkt das Übertragungselement eine erste Wegstrecke in Richtung Übertragungsrichtung zurückgelegt hat. Durchfährt das Indikatorelement den Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements komplett und verlässt diesen in Übertragungsrichtung, so wird das Ausgabesignal des ersten Erfassungselements auf den oberen Grenzwert gesetzt. Das Ausgabesignal des nächsten Erfassungselements, dessen Erfassungsbereich nun von dem Indikatorelement durchfahren wird gibt nun entsprechend der Position des Indikatorelements innerhalb dieses Erfassungsbereichs ein Ausgabesignal aus, wobei die weiteren, in Übertragungsrichtung positionierten Erfassungselemente, die noch nicht durchfahren wurden, nach wie vor ihren unteren Grenzwert ausgeben. Das Gesamtausgabesignal, das die Auswerteeinheit nun durch Addition der einzelnen Ausgabesignale ermittelt, entspricht nun einer Position des Übertragungselements entlang der Übertragungsstrecke, die innerhalb des Erfassungsbereichs des aktuell durchfahrenen Erfassungselements liegt. Dabei liefert der obere Grenzwert, den nun das erste Erfassungselement ausgibt, einen Offset, der in der Addition dem bereits durchfahrenen Abschnitt entspricht, den der Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements abdeckt. Nach diesem Schema können nun alle Erfassungsbereiche der Erfassungselemente nach und nach durchfahren werden, wobei letztlich das Gesamtausgabesignal der Position des Indikatorelements bzw. des Übertragungselements entspricht. Ist die zweite Endposition der Übertragungsstrecke erreicht, sind vorzugsweise sämtlich Ausgabesignale der Erfassungselemente auf den jeweiligen oberen Grenzwert gestellt. Die Auswerteeinheit wertet die Summe dieser Ausgabesignale dann als maximalen Verfahrweg des Indikatorelements oder direkt des Übertragungselements und damit als Endposition.
Ist statt der hier beschriebenen Konfiguration vorgesehen, dass die Erfassungsbereiche nicht direkt aneinandergrenzen, sondern dass diese überlappen, so kann dies in der Auswerteeinheit entsprechend berücksichtigt werden. In diesem Fall würden mindestens zwei Erfassungselemente gleichzeitig ein Ausgabesignal ausgeben, wenn sich das Indikatorelement in dem Überlappungsbereich beider Erfassungsbereiche befindet. Dies kann beispielsweise durch entsprechendes Setzen der oberen bzw. unteren Grenzwerte der Erfassungselemente erfolgen oder durch eine entsprechend angepasste Auswertelogik, insbesondere auf Softwarebasis, berücksichtigt werden.
Die hier beschriebenen Bestimmungen der Position des Übertragungselements lassen sich auch auf andere Anordnungen von Erfassungselementen übertragen, die beabstandet entlang der Übertragungsrichtung angeordnet sind.
Vorzugsweise sind das erste Erfassungselement und das zweite Erfassungselement dazu ausgebildet, mit dem Indikatorelement nach dem Hall-Prinzip in Wechselwirkung zu treten, um das jeweilige Ausgabesignal auszugeben. Besonders bevorzugt sind sämtliche Erfassungselemente entsprechend ausgebildet. Die Erfassungselemente sind dabei bevorzugt als Hall-Chips ausgebildet, die zur entsprechenden Wechselwirkung mit dem Indikatorelement ausgebildet sind, das magnetische Eigenschaften aufweist, um von den Hall-Chips im jeweiligen Erfassungsbereich erfasst werden zu können Die Hall-Chips können dabei insbesondere als Bestandteil der oben erwähnten Leiterplatte (PCB) vorgesehen sein.
Generell kann das Indikatorelement als Magnet ausgebildet sein, wobei zur besseren Erfassung durch die Erfassungselemente der Magnet als Ringmagnet vorgesehen sein kann. Vorzugsweise ist der Ringmagnet so orientiert, dass er koaxial zu der Erfassungsrichtung dieses Erfassungselements orientiert ist, wenn er diesem Erfassungselement direkt gegenüber steht.
Vorzugsweise ist ferner ein Betätigungsmechanismus vorgesehen, der ein Übertragungselement aufweist, das in einer Übertragungsrichtung verschiebbar vorgesehen ist, wobei der Betätigungsmechanismus weiter eine Sensoranordnung wie oben beschrieben aufweist, wobei das Indikatorelement der Sensoranordnung mit dem Übertragungselement verbunden ist und das Übertragungselement dazu ausgebildet ist, mittels eines, insbesondere elektrischen, Stellmotors des Betätigungsmechanismus entlang der Übertragungsrichtung verschoben zu werden, wodurch eine mit dem Betätigungsmechanismus in Wirkverbindung stehende Vorrichtung betätigt wird. Vorzugsweise ist ferner ein Kupplungssteller vorgesehen, der ein Übertragungselement aufweist, das in einer Übertragungsrichtung verschiebbar vorgesehen ist, wobei der Kupplungssteller weiter eine Sensoranordnung wie oben beschrieben aufweist, wobei das Indikatorelement der Sensoranordnung mit dem Übertragungselement verbunden ist und das Übertragungselement dazu ausgebildet ist, mittels eines, insbesondere elektrischen, Stellmotors des Kupplungsstellers entlang der Übertragungsrichtung verschoben zu werden, wodurch eine Kupplung betätigt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Im Einzelnen zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoranordnung und
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Trägerelement mit zur Übertragungsrichtung versetzt angeordneten Erfassungselementen.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoranordnung.
Es ist eine Sensoranordnung 1 in Verbindung mit einem Übertragungselement 2 gezeigt, das in eine Übertragungsrichtung x1 durch einen elektrischen Stellmotor 3 verschoben werden kann. Das Übertragungselement 2 ist hier als Druckstange ausgebildet, die beispielsweise mit einer Kupplung wechselwirken kann, um die Kupplung aus- bzw. einzurücken. Die Druckstange erstreckt sich dabei in Übertragungsrichtung x1 .
Gezeigt ist ferner eine Übertragungsstrecke s, die sich zwischen einer ersten linken Endposition und einer zweiten rechten Endposition parallel zur Übertragungsrichtung x1 erstreckt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Position P des Übertragungselements 2 als die Position des in der Zeichnung rechts gelegenen Endes des Übertragungselements 2 definiert, wobei hier eine Position P des Übertragungselements 2 zwischen den beiden Endpositionen der Übertragungsstrecke s gezeigt ist.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu zu verstehen sind, sondern lediglich das Prinzip der Erfindung erläutern sollen. Beispielsweise sind Stellmotor 3 und Übertragungselement 2 in Fig. 1 unmittelbar nebeneinander dargestellt. Dies ist jedoch nicht zwingend der Fall. Der Stellmotor 3 kann das Übertragungselement 2 auch über ein Getriebe in Bewegung versetzen, das hier nicht gezeigt ist. Auch ist das Übertragungselement 2 hier mit einer Position P dargestellt, die sich inmitten der Übertragungsstrecke s befindet.
Die gezeigte Sensoranordnung 1 dient zur Ermittlung der Position P des auf der Übertragungsstrecke s mittels des elektrischen Stellmotors 3 parallel zu der Übertragungsrichtung x1 verschiebbar vorgesehenen Übertragungselementes 2, wobei die Sensoranordnung 1 Folgendes aufweist:
- ein Indikatorelement 1 a das auf dem Übertragungselement 2 vorgesehen ist und zusammen mit dem Übertragungselement 2 parallel zur Übertragungsrichtung x1 verschoben werden kann,
- Erfassungselemente 1 b, die jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ausgabesignal auszugeben, das eine Ermittlung der Position des Indikatorelements 1 a zumindest entlang eines Abschnitts der Übertragungsrichtung x1 ermöglicht, wenn sich das Indikatorelement 1 a in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Erfassungselements 1 b befindet, wobei die Erfassungselemente 1 b in Übertragungsrichtung x1 zueinander beabstandet angeordnet sind und mindestens ein erstes Erfassungselement 1 b' und ein zweites Erfassungselement 1 b" aufweisen, wobei das erste Erfassungselement 1 b' in einem geringeren Abstand zum Stellmotor 3 parallel zur Übertragungsrichtung x1 positioniert ist als das zweite Erfassungselement 1 b", und
- eine Auswerteeinheit 4, die dazu ausgebildet ist, die Position P des Übertragungselements 2 auf der Übertragungsstrecke s aus den Ausgabesignalen der Erfassungselemente 1 b zu ermitteln. Insbesondere arbeitet die gezeigte Sensoranordnung 1 hier so, dass die Erfassungselemente 1 b das Indikatorelement 1 a erfassen, sobald dieses sich im jeweiligen Erfassungsbereich des jeweiligen Erfassungselements 1 b befindet. In Folge dessen geben die Erfassungselemente 1 b ein entsprechendes Ausgabesignal aus. Die Auswerteeinheit 4 ermittelt dann aus den Ausgabesignalen die Position des Übertragungselements 2.
Der Stellmotor 3 ist hier entgegen der Übertragungsrichtung x1 hinter den Erfassungselementen 1 b angeordnet.
Die Erfassungselemente 1 b sind hier als Hall-Chips ausgebildet und in einer gemeinsamen Ebene 1d angeordnet. Die Ebene 1d ist dabei von einem Trägerelement, nämlich einer Leiterplatte 1 c (PCB), gebildet. Entsprechend ist das Indikatorelement 1 a magnetisch ausgebildet bzw. als Magnet, bevorzugt als Ringmagnet, ausgebildet, damit die Erfassungselemente 1 b in Reaktion auf die Erfassung des Indikatorelements 1 a ein entsprechendes Ausgabesignal ausgeben können, wenn sich das Indikatorelement 1 a in einem Erfassungsbereich eines Erfassungselements 1 b befindet oder diesen bei Verschiebung entlang der Übertragungsrichtung x1 durchfährt.
Die Erfassungselemente 1 b weisen eine Erfassungsrichtung x2 auf, die als Zentralrichtung des Erfassungsbereichs des jeweiligen Erfassungselements 1 b definiert ist. Diese beschreibt letztlich, in welche Richtung der jeweilige Erfassungsbereich und damit das jeweilige Erfassungselement 1 b ausgerichtet sind. In diesem Fall sind sämtliche Erfassungselemente 1 b bzw. deren Erfassungsrichtungen x2 parallel zueinander ausgerichtet. Ferner sind die Ausrichtungen der Erfassungselemente 1 b bzw. der Erfassungsrichtungen x2 senkrecht zu der Ebene 1d orientiert, die durch die Leiterplatte 1 c gebildet ist.
Die Ebene 1d ist hier gegenüber der Übertragungsrichtung x1 derart geneigt, dass sich ein Abstand d1 des ersten Übertragungselements 1 b' zur Übertragungsrichtung x1 ergibt, der größer ist als ein Abstand d2 des zweiten Übertragungselements 1 b" zur Übertragungsrichtung x1 bzw. in diesem Beispiel: als ein Abstand Sämtlicher weiterer Übertragungselemente 1 b zur Übertragungsrichtung x1 . Die Abstände werden dabei in einer zweiten Richtung definiert, die in diesem Fall senkrecht zur Übertragungsrichtung x1 orientiert ist und gleichzeitig in der Zeichenebene nach unten verläuft.
D.h. dass der Luftspalt, zwischen dem Indikatorelement 1 a und dem ersten Erfassungselement 1 b' größer ist als der Luftspalt zwischen dem Indikatorelement 1 a und dem zweiten Erfassungselement 1 b". D.h., dass ein Ausgabesignal des ersten Erfassungselements 1 b' in Reaktion auf das erfasste Indikatorelement 1 a vergleichsweise schwächer ausfallen wird. Um dies zu kompensieren, kann die Empfindlichkeit des ersten Erfassungselements 1 b' erhöht werden, das hier mit dem größten Abstand d1 zur Übertragungsrichtung x1 angeordnet ist. Auch ist denkbar, die Empfindlichkeit sämtlicher Erfassungselemente 1 b entsprechend anzupassen, um eine Verschlechterung der Erfassung des Indikatorelements 1 a durch den nun vergrößerten Abstand des jeweiligen Erfassungselements 1 b zu Übertragungsrichtung x1 zu kompensieren.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist durch die Vergrößerung des Abstandes der Erfassungselemente 1 b zur Übertragungsrichtung x1 erreicht worden, dass diese sich nun auch in einem größeren Abstand zum Stellmotor 3 befinden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung, da so erreicht werden kann, dass ein störender Einfluss des Stellmotors 3 durch von diesem erzeugte magnetische Störfelder hier weniger stark auf die Erfassungselemente 1 b und vor allem auf das erste Erfassungselement 1 b', das entgegen der Übertragungsrichtung x1 dem Stellmotor 3 am nächsten liegt, wirkt.
Die Auswerteeinheit 4 empfängt sämtliche Ausgabesignale der Erfassungselemente 1 b, die über die Leiterplatte 1 c zur Auswerteeinheit 4 geführt werden und bestimmt daraus die Position P des Übertragungselements.
Bei der gezeigten Konfiguration sind die Erfassungsbereiche so angeordnet, dass sie nahtlos ineinander übergehen. Damit kann entlang der Übertragungsrichtung x1 die Position des Indikatorelements und damit die Position P des Übertragungselements 2 auf der Übertragungsstrecke x1 wie folgt bestimmt werden: Das Übertragungselement 2 wird bei dieser Beschreibung durch den Stellmotor 3 in Übertragungsrichtung x1 bewegt, wobei die Bewegung in einer Position begonnen wird, die der ersten Endposition des Übertragungselements 2 entspricht. In dieser Position P befindet sich das Indikatorelement 1a am Beginn des Erfassungsbereichs des ersten Erfassungselements 1 b', so dass das Ausgabesignal des ersten Erfassungselements 1 b' dem unteren Grenzwert entspricht. Dieser kann Null sein. Auch das Ausgabesignal der weiteren Erfassungselemente 1 b entspricht in diesem Fall deren unterem Grenzwert. Dieser kann jeweils Null sein. Alternativ kann der untere Grenzwert auch einem von Null verschiedenen Wert entsprechen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Ausgabesignal eines Erfassungselements 1 b zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert abhängig von der Position des Indikatorelements 1 a stetig steigend oder fallend verläuft und insbesondere linear von der Position des Indikatorelements 1 a abhängig ist.
Ein Gesamtausgabesignal gebildet durch Addition der einzelnen Ausgabesignale durch die Auswerteeinheit 4 kann somit Null sein oder allgemein der Summe der unteren Grenzwerte entsprechen, was die Auswerteeinheit als Position auf der Übertragungsstrecke s interpretiert, wobei sie dazu ausgebildet ist, diesen Wert des Gesamtausgabesignals als Position P in der ersten Endposition zu interpretieren. Dies kann die Position des Indikatorelements bzw. direkt des Übertragungselements sein. Wird das Übertragungselement 2 nun in Übertragungsrichtung x1 bewegt, so durchfährt das Indikatorelement 1a den Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements 1 b', wobei dieses, vorzugsweise linear zur Position innerhalb des Erfassungsbereichs ein Ausgabesignal ausgibt. Dieses entspricht der Position des Indikatorelements 1 a innerhalb des Erfassungsbereichs des ersten Erfassungselements 1 b'. Die Ausgabesignale der weiteren Erfassungselemente 1 b bleiben zu diesem Zeitpunkt auf dem jeweiligen unteren Grenzwert, da das Indikatorelement im Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements ist. Diese Ausgabesignale können Null sein. Das Gesamtausgabesignal kann nun wieder durch Addition der einzelnen Ausgabesignale bestimmt werden. Gegenüber der ersten Endposition hat sich das Gesamtausgabesignal nun um den Anteil erhöht, den das erste Erfassungselement 1 b' nun entsprechend der Position des Indikatorelements 1 a im Erfassungsbereich ausgibt. Dieser Signalwert wird nun von der Auswerteeinheit 4 so interpretiert, dass das Indikatorelement 1 a oder eben direkt das Übertragungselement 2 eine erste Wegstrecke in Übertragungsrichtung x1 zurückgelegt hat. Durchfährt das Indikatorelement 1 a den Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements 1 b' komplett und verlässt diesen in Übertragungsrichtung x1 , so wird das Ausgabesignal des ersten Erfassungselements auf den oberen Grenzwert gesetzt. Das Ausgabesignal des nächsten Erfassungselements 1 b", dessen Erfassungsbereich nun von dem Indikatorelement durchfahren wird gibt nun entsprechend der Position des Indikatorelements 1 a innerhalb dieses Erfassungsbereichs ein Ausgabesignal aus, wobei die weiteren, in Übertragungsrichtung positionierten Erfassungselemente 1 b, die noch nicht durchfahren wurden, nach wie vor ihren unteren Grenzwert ausgeben. Das Gesamtausgabesignal, das die Auswerteeinheit nun durch Addition der einzelnen Ausgabesignale ermittelt, entspricht nun einer Position des Übertragungselements 2 entlang der Übertragungsstrecke s, die innerhalb des Erfassungsbereichs des aktuell durchfahrenen Erfassungselements 1 b" liegt. Dabei liefert der obere Grenzwert, den nun das erste Erfassungselement 1 b' ausgibt, einen Offset, der in der Addition dem bereits durchfahrenen Abschnitt entspricht, den der Erfassungsbereich des ersten Erfassungselements 1 b' abdeckt. Nach diesem Schema können nun alle Erfassungsbereiche der Erfassungselemente 1 b nach und nach durchfahren werden, wobei letztlich das Gesamtausgabesignal der Position des Indikatorelements 1 a bzw. des Übertragungselements 2 entspricht. Ist die zweite Endposition der Übertragungsstrecke s erreicht, sind vorzugsweise sämtlich Ausgabesignale der Erfassungselemente 1 b auf den jeweiligen oberen Grenzwert gestellt. Die Auswerteeinheit 4 wertet die Summe dieser Ausgabesignale dann als maximalen Verfahrweg des Indikatorelements 1 a oder direkt des Übertragungselements 2 und damit als Endposition.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung von Erfassungselementen, bei der die Erfassungselemente zur Übertragungsrichtung versetzt angeordnet sind.
Die in dieser Zeichnung gezeigten Erfassungselemente 1 b sind gegenüber der Übertragungsrichtung x1 versetzt angeordnet. Dies kann insbesondere auf die Konfiguration aus Fig. 1 angewandt werden. Dann würde die Blickrichtung in Fig. 2 entgegen der Erfassungsrichtung x2 aus Fig. 1 gerichtet sein. Der Versatz zur Übertragungsrichtung x1 bezieht sich hier auf eine dritte Richtung die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 orientiert ist.
In der gezeigten Konfiguration ist mindestens eines der Erfassungselemente 1 b quer zur Übertragungsrichtung x1 versetzt angeordnet. Dies bedeutet, dass zumindest ein Erfassungselement 1 b nicht in Übertragungsrichtung x1 fluchtend angeordnet ist. Insbesondere kann so eine Anordnung der Erfassungselemente gewählt werden, die wiederum einen möglichst großen Abstand zu elektrischen Bauteilen, wie dem Stellmotor 3, ermöglicht, wodurch die Störung der Erfassungselemente 1 b durch von diesen Bauteilen erzeugte magnetische Störfelder minimiert werden kann. In der gezeigten Darstellung ist dies insbesondere durch die Anordnung des ersten Erfassungselements 1 b' erreicht, dass durch den Versatz quer zur Übertragungsrichtung x1 einen vergrößerten Abstand zum Stellmotor 3 aufweist, verglichen zu einer Anordnung bei der kein Versatz vorliegt.
Das Indikatorelement 1 a ist bei der gezeigten Konfiguration vorzugsweise so gestaltet, dass es von jedem Erfassungselement 1 b erfasst werden kann, ganz gleich ob dieses mit der Übertragungsrichtung x1 fluchtet oder nicht. Dies kann durch ein entsprechend quer zur Übertragungsrichtung x1 breit gestaltetes Indikatorelement 1 a erreicht werden, so dass es beim Durchfahren der Übertragungsstrecke sämtliche Erfassungsbereiche überstreicht.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Sensoranordnung
1a Indikatorelement 1 b Erfassungselemente
1 b' erstes Erfassungselement
1 b" zweites Erfassungselement
1 c Leiterplatte
1d Ebene 2 Übertragungselement
3 Stellmotor
4 Auswerteeinheit d1 Abstand d2 Abstand P Position s Übertragungsstrecke x1 Übertragungsrichtung x2 Erfassungsrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Sensoranordnung (1 ) zur Erfassung einer Position (P) eines auf einer Übertragungsstrecke (s) parallel zu einer Übertragungsrichtung (x1 ) mittels eines elektrischen Stellmotors (3) verschiebbar vorgesehenen Übertragungselementes (2), wobei die Sensoranordnung (1 ) Folgendes aufweist:
- ein Indikatorelement (1 a), das dazu ausgebildet ist, auf dem Übertragungselement (2) vorgesehen zu werden und dazu ausgebildet ist, zusammen mit dem Übertragungselement (2) parallel zur Übertragungsrichtung (x1 ) verschoben zu werden,
- Erfassungselemente (1 b), die jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ausgabesignal auszugeben, das eine Ermittlung der Position des Indikatorelements (1 a) zumindest entlang eines Abschnitts der Übertragungsrichtung (x1 ) ermöglicht, wenn sich das Indikatorelement (1 a) in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Erfassungselements (1 b) befindet, wobei die Erfassungselemente (1 b) in Übertragungsrichtung (x1 ) zueinander beabstandet angeordnet sind und mindestens ein erstes Erfassungselement (1 b') und ein zweites Erfassungselement (1 b") aufweisen, wobei das erste Erfassungselement (1 b') in einem geringeren Abstand zum Stellmotor (3) parallel zur Übertragungsrichtung (x1 ) positioniert ist als das zweite Erfassungselement (1 b"), und
- eine Auswerteeinheit (4), die dazu ausgebildet ist, die Position (P) des Übertragungselements (2) auf der Übertragungsstrecke (s) aus den Ausgabesignalen der Erfassungselemente (1 b) zu ermitteln.
2. Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Erfassungselemente (1 b) so entlang der Übertragungsrichtung (x1 ) angeordnet sind, dass das erste Erfassungselement (1 b') einen Abstand (d1 ) zur Übertragungsrichtung (x1 ) aufweist, der größer ist als ein Abstand (d2) zur Übertragungsrichtung (x1 ) des in Übertragungsrichtung (x1 ) nachgelagerten zweiten Erfassungselementes (1 b").
3. Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 2, wobei das erste Erfassungselement (1 b') im Vergleich zu dem zweiten Erfassungselement (1 b") eine höhere Messempfindlichkeit aufweist, um das Indikatorelement (1 a) in seinem Erfassungsbereich zu erfassen.
4. Sensoranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das erste Erfassungselement (1 b') und das zweite Erfassungselement (1 b") in einer gemeinsamen Ebene (1d) angeordnet sind, wobei die Ebene (1d) gegenüber der Übertragungsrichtung (x1 ) geneigt ist.
5. Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 4, wobei die gemeinsame Ebene (1d) durch ein Trägerelement gebildet ist, auf dem das erste Erfassungselement (1 b') und das zweite Erfassungselement (1 b") angeordnet sind.
6. Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 5, wobei das Trägerelement durch eine Leiterplatte (1 c) gebildet ist oder eine Leiterplatte (1 c) aufweist.
7. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eins der Erfassungselemente quer zur Übertragungsrichtung (x1 ) versetzt angeordnet ist.
8. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Erfassungselement (1 b') und das zweite Erfassungselement (1 b") jeweils eine Erfassungsrichtung (x2) aufweisen.
9. Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 8, wobei die Erfassungsrichtungen (x2) des ersten Erfassungselements (1 b') und des zweiten Erfassungselements (1 b") zueinander parallel orientiert sind.
10. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Erfassungsbereich der Erfassungselemente (1 b) einen linearen Zusammenhang zwischen Ausgabesignal und Position des Indikatorelements (1 a) aufweist.
11 . Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (1 ) dazu ausgebildet ist, dass das Ausgabesignal eines jeden Erfassungselements (1 b) auf einen oberen Grenzwert gesetzt wird, wenn sich das Indikatorelement (1 a) in Übertragungsrichtung außerhalb des Erfassungsbereichs des entsprechenden Erfassungselements (1 b) befindet und dass das Ausgabesignal eines jeden Erfassungselements (1 b) auf einen unteren Grenzwert gesetzt wird, wenn sich das Indikatorelement (1 a) entgegen der Übertragungsrichtung (x1 ) außerhalb des Erfassungsbereichs des entsprechenden Erfassungselements (1 b) befindet.
12. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (1 ) dazu ausgebildet ist, die Ausgabesignale der einzelnen Erfassungselemente (1 b) zu addieren, wodurch ein Gesamtsignal gebildet wird, das dazu geeignet ist, die Position (P) des Übertragungselements (2) auf der Übertragungsstrecke (s) zu ermitteln.
13. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Erfassungselement (1 b') und das zweite Erfassungselement (1 b") dazu ausgebildet sind, mit dem Indikatorelement (1 a) nach dem Hall-Prinzip in Wechselwirkung zu treten, um das jeweilige Ausgabesignal auszugeben, und/oder wobei das Indikatorelement (1 a) als Magnet, insbesondere als Ringmagnet, ausgebildet ist.
14. Betätigungsmechanismus mit einem Übertragungselement (2) das in einer Übertragungsrichtung (x1 ) verschiebbar vorgesehen ist und einer Sensoranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Indikatorelement (1 a) der Sensoranordnung (1 ) mit dem Übertragungselement (2) verbunden ist und das Übertragungselement (2) dazu ausgebildet ist, mittels eines Stellmotors (3) des Betätigungsmechanismus entlang der Übertragungsrichtung (x1 ) verschoben zu werden, wodurch eine mit dem Betätigungsmechanismus in Wirkverbindung stehende Vorrichtung betätigt wird.
15. Kupplungssteller mit einem Übertragungselement (2) das in einer
Übertragungsrichtung (x1 ) verschiebbar vorgesehen ist und einer Sensoranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Indikatorelement (1a) der Sensoranordnung (1 ) mit dem Übertragungselement (2) verbunden ist und das Übertragungselement (2) dazu ausgebildet ist, mittels eines Stellmotors (3) des Kupplungsstellers entlang der Übertragungsrichtung (x1) verschoben zu werden, wodurch eine Kupplung betätigt wird.
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