ES2712731T3 - Aparato de sensor de campo magnético, aparato operativo y método para determinar una posición relativa - Google Patents

Aparato de sensor de campo magnético, aparato operativo y método para determinar una posición relativa Download PDF

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Abstract

Dispositivo (100) de conmutación de botones para un vehículo, que comprende un primer componente (102) con al menos dos botones de selección accionables para seleccionar velocidades de marcha; un segundo componente (104) para aceptar los botones de selección, siendo los botones de selección móviles con respecto al segundo componente (104); y un dispositivo (101) de sensor de campo magnético con al menos dos imanes (106, 108) para generar al menos dos campos (332, 334) magnéticos, estando los al menos dos imanes (106, 108) asociados a un dispositivo (101a) transductor al menos en dos piezas y estando dispuesto, respectivamente, un imán (106, 108) en un botón de selección, y al menos dos sensores (110, 112) para generar al menos dos señales de sensor dependientes de los campos (332, 334) magnéticos, estando los al menos dos sensores (110, 112) asociados a un dispositivo (101b) de detección, el cual está dispuesto en el segundo componente (104), y estando los sensores (110, 112) dispuestos adyacentes entre sí de tal manera que una zona de detección de cada uno de los sensores (110, 112) está dispuesta en una zona de intersección de al menos dos campos (332, 334) magnéticos, que están influenciados por dos imanes (106, 108) adyacentes de los al menos dos imanes (106, 108), presentando el dispositivo (100) de conmutación de botones un dispositivo (114) de evaluación, que está configurado para combinar entre sí las señales de sensor del dispositivo (101b) de detección, para determinar una magnitud (336) magnética perturbadora solapada a los campos (332, 334) magnéticos.

Description

DESCRIPCION
Aparato de sensor de campo magnetico, aparato operativo y metodo para determinar una posicion relativa
La presente invencion se refiere a un dispositivo de conmutacion de botones para un vehfculo, asf como a un procedimiento para determinar una posicion relativa entre un primer componente y un segundo componente que, por ejemplo, pueden utilizarse en relacion con botones de seleccion para seleccionar una velocidad de caja de cambios de un vehfculo.
Para la deteccion de una posicion relativa entre dos componentes se pueden utilizar sensores de campo magnetico. En este caso, un conjunto transductor, con el que se genera un campo magnetico, puede estar dispuesto en un primer componente y, un conjunto de sensor, para evaluar el campo magnetico, en un segundo componente.
El documento EP 1777 501 A1, da a conocer una disposicion de sensor de posicion para la determinacion de posicion sin contacto por medio de elementos de sensor redundantes sensibles al magnetismo.
La solicitud de patente europea EP 0175061, da a conocer un transductor para una caja de cambios de un vehfculo de motor con un dispositivo de sensor de campo magnetico con varios imanes y un dispositivo de deteccion para detectar los campos magneticos, que se generan por los imanes, para con ello determinar la posicion relativa de los imanes.
El documento DE102007052146, da a conocer un teclado con al menos un boton, con un iman, con al menos un elemento magneticamente sensible y con un circuito de evaluacion. El circuito de evaluacion esta unido con el elemento magneticamente sensible y, el elemento magneticamente sensible, esta configurado para detectar sin contacto una variacion de la situacion del boton.
Ante este trasfondo, la presente invencion proporciona un dispositivo de conmutacion de botones mejorado para un vehfculo, asf como un procedimiento mejorado para determinar una posicion relativa entre un primer componente y un segundo componente de acuerdo con las reivindicaciones principales. Configuraciones ventajosas resultan de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripcion.
La presente invencion se refiere a un dispositivo de sensor de campo magnetico con al menos un dispositivo transductor en dos piezas, con al menos dos imanes para generar al menos dos campos magneticos y un dispositivo de deteccion para detectar los campos magneticos, estando los imanes del dispositivo transductor dispuestos moviles uno con respecto al otro y con respecto al dispositivo de deteccion, presentando el dispositivo de deteccion al menos dos sensores para generar al menos dos senales de sensor dependientes de los campos magneticos, estando los sensores dispuestos adyacentes entre sf en una zona de deteccion en una zona de interseccion de los campos magneticos de los al menos dos imanes.
El dispositivo de sensor de campo magnetico presenta, por lo tanto, el dispositivo transductor y el dispositivo de deteccion, que estan dispuestos separados entre sf y moviles uno con respecto al otro. El dispositivo transductor puede comprender varios imanes o bien elementos de iman, respectivamente, en forma de un iman permanente o de un electroiman. Los imanes pueden estar realizados como barras magneticas. Tambien es concebible una utilizacion de una bobina con nucleo de aire o cilmdrica como elemento de iman. Cada uno de los imanes puede estar configurado para generar un campo magnetico. Por lo tanto, cada uno de los campos magneticos puede partir de uno de los imanes. Debido a que el dispositivo transductor esta realizado al menos en dos piezas, los al menos dos imanes pueden estar dispuestos moviles uno con respecto al otro. Cada uno de los tramos del dispositivo transductor puede estar configurado, en este caso, para realizar un movimiento relativo con respecto al dispositivo de deteccion, independientemente de otro tramo del dispositivo transductor. El dispositivo de deteccion puede presentar varios sensores o bien elementos de sensor. En el caso de los sensores, puede tratarse de sensores corrientes para medir la induccion magnetica. Por ejemplo, en el caso de los sensores, puede tratarse de sensores de reverberacion, sensores XMR (X-MagnetoResistivo) o celulas fotoresistivas mandadas por campo magnetico. Cada uno de los sensores puede estar configurada para generar una senal de sensor dependiente de al menos dos campos magneticos. En el caso de las senales de sensor puede tratarse, respectivamente, de una senal electrica, por ejemplo, un voltaje. En este caso, la senal de sensor puede representar una magnitud de una porcion, detectada por el sensor que genera la senal de sensor, de al menos dos campos magneticos. Por lo tanto, una variacion de un campo magnetico, que se causa mediante la variacion de posicion o bien movimiento relativo entre dos imanes que causan el campo magnetico y el sensor que genera la senal de sensor, puede conducir a una variacion en la senal de sensor causada mediante una variacion del campo magnetico. La zona de deteccion de cada uno de los sensores puede estar dispuesta, en este caso, en una zona de interseccion de al menos dos campos magneticos, que estan causados mediante dos imanes adyacentes.
Un dispositivo de accionamiento para un vehiculo presenta las siguientes caracteristicas:
un primer componente al menos en dos piezas;
un segundo componente, estando el primer componente y el segundo componente dispuestos moviles uno con respecto al otro; y
una forma de realizacion del dispositivo de sensor de campo magnetico mencionado anteriormente, estando el dispositivo transductor dispuesto en el primer componente y el dispositivo de deteccion en el segundo componente.
En el caso del vehiculo, puede tratarse de un vehiculo de motor, por ejemplo un vehiculo de motor caminero, como un automovil o un camion. En el caso del dispositivo de accionamiento, puede tratarse de un dispositivo de conmutacion de botones para la seleccion de una velocidad de marcha o bien velocidad de caja de cambios de una caja de cambios de vehiculo de motor, en particular de una caja de cambios automatica. El primer componente puede presentar al menos dos botones de seleccion para seleccionar velocidades de marcha o bien velocidades de caja de cambios. En este caso, puede estar dispuesto, respectivamente, un iman del dispositivo transductor del dispositivo sensor de campo magnetico en un boton de seleccion. En el caso del segundo componente, se puede tratar de una estructura de aceptacion o similar para los botones de seleccion. Puede estar dispuesto, respectivamente, un sensor del dispositivo de deteccion del dispositivo de sensor de campo magnetico en una seccion de aceptacion para un boton de seleccion. Cuando se pulsa el boton de seleccion, tiene lugar un movimiento relativo entre dispositivo transductor y dispositivo de deteccion. Cuando no esta pulsado un boton de seleccion, de esta manera, los imanes estan, o bien el dispositivo transductor esta, dispuesto en una posicion de partida con respecto al dispositivo de deteccion. Cuando esta pulsado un boton de seleccion, de esta manera, el iman dispuesto en un boton de seleccion, esta dispuesto en una posicion de accionamiento con respecto al dispositivo de deteccion. Mediante una evaluacion de las senales de sensor del dispositivo de sensor de campo magnetico, se puede determinar una posicion relativa entre los componentes.
Un procedimiento para determinar una posicion relativa entre un primer componente al menos en dos piezas y un segundo componente, que estan dispuestos moviles uno con respecto al otro, comprende los siguientes pasos: generar al menos dos campos magneticos con un dispositivo transductor al menos en dos piezas, dispuesto en el primer componente, con al menos dos imanes para generar los campos magneticos;
detectar el campo magnetico con un dispositivo de deteccion, dispuesto en el segundo componente, para detectar los campos magneticos, que presenta al menos dos sensores para generar al menos dos senales de sensor dependientes de los campos magneticos, estando los imanes del dispositivo transductor dispuestos moviles un con respecto al otro y con respecto al dispositivo de deteccion, estando los sensores dispuestos adyacentes uno con respecto al otro en una zona de deteccion en una zona de interseccion de los campos magneticos de los al menos dos imanes; y
combinar las senales de sensor del dispositivo de deteccion para determinar la posicion relativa entre el primer componente y el segundo componente.
El procedimiento puede realizarse de manera ventajosa en conexion con una forma de realizacion del dispositivo de accionamiento mencionado anteriormente, para determinar la posicion relativa entre los dos componentes.
De acuerdo con formas de realizacion de la presente invencion, en un dispositivo de sensor de campo magnetico, que puede utilizarse para el reconocimiento de posicion, puede generarse un campo magnetico por un dispositivo transductor y detectase por un dispositivo de deteccion, pudiendo, en particular, el dispositivo transductor estar dispuesto movil con respecto al dispositivo de deteccion. Si el dispositivo transductor y el dispositivo de deteccion se mueven uno con respecto al otro, de esta manera, esto conduce a una variacion de los campos magneticos detectados por el dispositivo de deteccion. Mediante una magnitud de los campos magneticos detectados por el dispositivo de deteccion, se puede concluir la posicion relativa entre el dispositivo transductor y el dispositivo de deteccion. El dispositivo de sensor de campo magnetico puede verse afectado por un campo magnetico perturbador. Para poder reconocer o eliminar la influencia de tal campo perturbador en una posterior evaluacion de senal, el dispositivo de deteccion puede presentar al menos dos sensores. Los sensores pueden estar realizados y dispuestos, de modo que se influyan de la misma manera por el campo perturbador. Si se combinan entre si senales de sensor de los sensores de manera adecuada, de esta manera, se puede determinar o eliminar del campo perturbador una porcion contenida en las senales de sensor. Es posibilita, utilizar el dispositivo de sensor de campo magnetico tambien casos de aplicacion, en los que se cuenta con un campo perturbar variable.
En particular, de acuerdo con formas de realizacion de la presente invencion, se puede realizar una eliminacion de senal perturbadora en sistemas analogicos de sensores de reverberacion con varios conjuntos transductores o bien un dispositivo transductor en varias piezas. De esta manera, se puede posibilitar, por ejemplo, una eliminacion de senal perturbadora en un dispositivo de conmutacion de botones, el cual presenta al menos dos botones de seleccion adyacentes, moviles uno con respecto al otro para seleccionar una velocidad de caja de cambios de una caja de cambios de un vehiculo de motor. La eliminacion de senal perturbadora se realiza mediante la disposicion del elemento de iman y del elemento de sensor sensible al magnetismo asignados a cada uno de los botones de seleccion, asf como la diferente orientacion de polaridad de los elementos de iman adyacentes uno con respecto al otro.
De manera ventajosa, mediante el dispositivo de sensor de campo magnetico se puede realizar, por lo tanto, una deteccion de posicion con sensores analogicos, que son insensibles a campos perturbadores externos. Dado que la tecnologfa de los sensores esta concebida por duplicado, se puede evitar que un campo magnetico perturbador distorsione la deteccion de posicion de la tecnologfa de los sensores desde fuera, en particular, permanente o electricamente. Por lo tanto, se puede pueden evitar de manera fiable los diagnosticos incorrectos o bien detecciones incorrectas. Por medio de los sensores, se puede lograr una deteccion de posicion asf como una plausibilizacion de la posicion relativa detectada y, ademas, se puede detectar un campo perturbador que incluye sobre el dispositivo de sensor de campo magnetico. Mediante la disposicion de los imanes, se puede realizar un reconocimiento de senales perturbadoras a traves de al menos dos de los sensores. Ademas, se pueden evitar excesos de gastos y modificaciones costosas, dado que se utilizan componentes ya disponibles. Para la plausibilizacion de una posicion relativa detectada, es ventajoso que un movimiento de boton que influye la posicion relativa tanto sobre el sensor previsto para el boton accionado, como tambien, con intensidad debilitada y polarizado opuesto, sobre el sensor adyacente. La pulsacion de boton se determina, por lo tanto, por medio de al menos dos sensores. Esto, mejora la inmunidad a parasitos y la disponibilidad, sin causar exceso de costes.
Para detectar posiciones relativas de una cantidad n de botones, pueden estar previstos n botones, n imanes, n sensores, representando cada boton, cada iman y cada sensor un conjunto para el reconocimiento de posicion.
De acuerdo con una forma de realizacion del dispositivo de sensor de campo magnetico, el sensor de campo magnetico puede presentar un dispositivo de evaluacion, que esta configurado para combinar entre sf las senales de sensor del dispositivo de deteccion, para determinar una magnitud magnetica perturbadora superpuesta a los campos magneticos y, adicional o alternativamente, un parametro de los campos magneticos y, adicional o alternativamente, una posicion relativa entre el dispositivo transductor al menos en dos piezas y el dispositivo de deteccion. En el caso del dispositivo de evaluacion, se puede tratar de un circuito electrico, que esta configurado para captar las senales de sensor, evaluarlas y proporcionar una senal de evaluacion, que representa la magnitud magnetica perturbadora, el parametro de los campos magneticos o bien la posicion relativa. Para combinar las senales de sensor, o los valores representados por las senales de sensor, el dispositivo de evaluacion puede estar configurado para sumar o sustraer las senales de sensor o formar un valor medio a partir de las senales de sensor. Una dimension de la zona de deteccion, en la que estan dispuestos los al menos dos sensores, puede estar elegida de modo que, para un campo magnetico perturbador esperado en un ambito de aplicacion del dispositivo de sensor de campo magnetico, sea homogenea o aproximadamente homogenea dentro de la zona de deteccion, de modo que los sensores se influyen aproximadamente por el mismo campo magnetico perturbador. Por lo tanto, en determinados momentos, puede influir sobre los sensores, respectivamente, un campo magnetico perturbador aproximadamente igual en intensidad y direccion. Aproximadamente igual puede significar, en este caso, igual, por ejemplo, dentro de tolerancias de medicion del dispositivo de sensor de campo magnetico. Por ejemplo, el dispositivo de evaluacion puede estar configurado para determinar una magnitud y, adicional o alternativamente, una direccion de la magnitud magnetica perturbadora dentro de la zona de deteccion. Ademas, el dispositivo de evaluacion puede estar configurado para determinar una magnitud y, adicional o alternativamente, una direccion de los campos magneticos dentro de la zona de deteccion. En la determinacion de la magnitud y, adicional o alternativamente, de una direccion de los campos magneticos, se puede tener en cuenta una influencia de la magnitud magnetica perturbadora y eliminarse o reducirse. Ademas, el dispositivo de evaluacion puede estar configurado para, bajo utilizacion de valores de referencia asf como de la magnitud y, adicional o alternativamente, la direccion de los campos magneticos, determinar la posicion relativa entre el dispositivo transductor y el dispositivo de deteccion. Mediante la combinacion de las senales de sensor, se puede determinar la influencia del campo magnetico perturbador sobre la funcionalidad del sensor y, adicional o alternativamente, reducirse o eliminarse.
En particular, el dispositivo transductor puede presentar un primer tramo con un primer iman para generar un primer campo magnetico y un segundo tramo con un segundo iman para generar un segundo campo magnetico. En este caso, el primer tramo y el segundo tramo del dispositivo transductor, pueden estar dispuestos moviles uno con respecto al otro. El primer iman puede estar realizado identico al segundo iman. El primer iman y el segundo iman pueden estar realizados como barras magneticas. Un eje longitudinal de un iman, puede definirse por un eje entre el polo norte magnetico y el polo sur magnetico del iman. Un primer eje longitudinal del primer iman puede estar orientado paralelo con respecto a un segundo eje longitudinal del segundo iman. El primer eje longitudinal puede estar orientado mediante el primer sensor, en todas las posiciones relativas posibles previstas entre el dispositivo transductor y el dispositivo de deteccion. El segundo eje longitudinal puede estar orientado mediante el segundo sensor en todas las posiciones relativas posibles previstas entre el dispositivo transductor y el dispositivo de deteccion. El primer eje longitudinal y el segundo eje longitudinal pueden estar dispuestos paralelos uno con respecto al otro, respectivamente, en todas las posiciones relativas previstas posibles. De acuerdo con esta forma de realizacion, el dispositivo transductor puede estar realizado mediante dos imanes. El primer campo magnetico puede discurrir entre el polo norte magnetico y el polo sur magnetico del primer iman. El segundo campo magnetico puede discurrir entre el polo norte magnetico y el polo sur magnetico del segundo iman.
En este caso, el primer iman y el segundo iman pueden estar dispuestos con orientacion polar opuesta una con respecto a la otra. Tambien, en este caso, el primer campo magnetico y el segundo campo magnetico pueden estar orientados en direcciones opuestas una con respecto a la otra. Expresado de otra forma, los imanes dispuestos adyacentes presentan una orientacion polar diferente una con respecto a la otra, con respecto al dispositivo de deteccion. Por ejemplo, el polo norte magnetico del primer iman puede estar dispuesto orientado hacia un primer sensor o bien opuesto y, el polo sur magnetico del segundo iman, puede estar dispuesto orientado hacia un segundo sensor o bien opuesto. Al poder estar el primer campo magnetico y el segundo campo magnetico orientados en direcciones opuestas uno con respecto al otro, una potencial magnitud magnetica perturbadora en uno de los sensores puede conducir a una intensificacion del campo magnetico detectado y, en los otros sensores, a una disminucion del campo magnetico detectado. Por lo tanto, la deteccion y plausibilizacion de una posicion relativa del dispositivo transductor con respecto al dispositivo de deteccion, puede tener lugar con mayor fiabilidad y menos costosa.
Ademas, el dispositivo de deteccion puede presentar un primer sensor y un segundo sensor. En este caso, el primer sensor puede estar configurado para generar una primera senal de sensor dependiente del primer campo magnetico y del segundo campo magnetico. El segundo sensor, puede estar configurado para generar una segunda senal de sensor dependiente del primer campo magnetico y del segundo campo magnetico. En este caso, una direccion de deteccion del primer sensor puede corresponder a una direccion de deteccion del segundo sensor. El primer sensor y el segundo sensor pueden estar realizados identicos. El primer sensor y el segundo sensor pueden estar orientados correspondientes mutuamente y estar conectados o electricamente contactados. En este caso, una direccion de deteccion o caracteristica de deteccion del primer sensor, puede corresponder a una direccion de deteccion o caracteristica de deteccion del segundo sensor. Esto significa, que un campo magnetico imaginario de cualquier tipo, al influir sobre el primer sensor provoca la misma senal de sensor que al influir sobre el segundo sensor. Por ejemplo, las superficies o superficies de contacto de los sensores pueden estar orientadas iguales. El primer sensor puede estar dispuesto, por ejemplo, opuesto con respecto a o en una zona de influencia principal del polo norte magnetico del primer iman. El segundo sensor puede estar dispuesto, por ejemplo, opuesto con respecto a o en una zona de influencia principal de un polo sur magnetico del segundo iman. De acuerdo con esta forma de realizacion, se generan dos campos magneticos, detectandose el primer campo magnetico por el primer sensor asi como por el segundo sensor y detectandose el segundo campo magnetico por el segundo sensor asi como por el primer sensor. Por cada uno de los campos magneticos pueden estar previstos dos sensores, en otras formas de realizacion tambien mas de dos sensores, para la deteccion. Por lo tanto, la deteccion y la plausibilizacion de los parametros de campo magnetico o bien de la posicion relativa del dispositivo transductor con respecto al dispositivo de deteccion, puede tener lugar mas precisa y con mayor fiabilidad.
En este caso, en funcionamiento del dispositivo de sensor de campo, una linea de campo magnetico del primer campo magnetico y una linea de campo magnetico del segundo campo magnetico, pueden penetrar tanto el primer sensor como tambien el segundo sensor. En funcionamiento del sensor de campo magnetico, una linea de campo magnetico de un campo magnetico seleccionado, puede penetrar el primer sensor en un primer angulo con respecto a un plano de deteccion del primer sensor y, una linea de campo magnetico del campo magnetico seleccionado, puede penetrar el segundo sensor en un segundo angulo, distinto del primer angulo, con respecto a un plano de deteccion del segundo sensor. Por lo tanto, a causa de la deteccion por duplicado, se puede lograr que la deteccion de campo magnetico asi como la plausibilizacion del valor medido, sean mas insensibles frente a perturbaciones y mas precisas.
De acuerdo con una forma de realizacion, los campos magneticos pueden ser igual de grandes en cuanto al importe. Esto puede ser valido, en particular para la zona de deteccion. Se pueden realizar campos magneticos igual de grandes al utilizar imanes identicos. Cuando un campo magnetico esta orientado opuesto a un segundo campo magnetico, la primera senal de sensor y la segunda senal de sensor, o valores representados por la primera y la segunda senal de sensor, en ausencia de un campo magnetico perturbador, pueden presentar diferentes signos, sin embargo, el mismo importe. A causa de los campos magneticos igual de grandes en cuanto al importe, se puede determinar un campo magnetico perturbador, de forma particularmente sencilla, a partir de las senales de sensor.
Los sensores tambien pueden estar dispuestos uno al lado del otro en un plano de deteccion y, adicional o alternativamente, en un substrato portador comun. El plano de deteccion puede estar formado, por ejemplo, por una superficie de una placa de circuito impreso o bien un tablero de circuito impreso, u otro substrato portador. El substrato portador o bien la placa de circuito impreso, puede presentar cables electricos para el contacto de los sensores. Los sensores pueden estar dispuestos en un substrato portador comun o en substratos portadores separados. Bajo plano de deteccion se puede entender una superficie, que se penetra por un campo magnetico a ser detectado o a ser captado mediante un sensor. En este caso, los sensores pueden estar dispuestos en un plano de deteccion comun o en pianos de deteccion diagonales uno con respecto al otro.
Los sensores pueden presentar otros planos de deteccion, que pueden estar orientados ortogonales con respecto al plano de deteccion ya mencionado. Un sensor bidimensional puede presentar dos planos de deteccion y, un sensor tridimensional, tres planos de deteccion que, respectivamente, estan orientados ortogonales uno con respecto al otro. Los sensores pueden estar realizados, por lo tanto, como sensores unidimensionales, bidimensionales o tridimensionales.
La invencion se explica mas en detalle a modo de ejemplo mediante los dibujos adjuntos. Muestran:
la Fig. 1, una representacion esquematica de un dispositivo de accionamiento de acuerdo con un ejemplo de realizacion de la presente invencion;
la Fig. 2, un diagrama de flujo de un procedimiento para determinar una posicion relativa de acuerdo con un ejemplo de realizacion de la presente invencion; y las Figuras 3A y 3B, representaciones esquematicas de una parte de un dispositivo de sensor de campo magnetico de acuerdo con un ejemplo de realizacion de la presente invencion en diferentes posiciones relativas.
En la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion preferidos de la presente invencion, se utilizan los mismos simbolos de referencia o similares para los elementos representados en las diferentes figuras y que funcionan de manera similar, renunciandose a la descripcion repetida de estos elementos.
La Fig.1 muestra una representacion esquematica de un dispositivo 100 de accionamiento para un vehiculo, de acuerdo con un ejemplo de realizacion de la presente invencion. Se muestran un dispositivo 100 de accionamiento, un dispositivo 101 de sensor de campo magnetico, un dispositivo 101a transductor, un dispositivo 101b de deteccion, un primer componente 102, un primer tramo 102a, un segundo tramo 102b, un segundo componente 104, un primer iman 106, un segundo iman 108, un primer sensor 110, un segundo sensor 112 y un dispositivo 114 de evaluacion. Por ejemplo, en el caso del dispositivo 100 de accionamiento, se trata de un dispositivo para la seleccion una velocidad de caja de cambios de una caja de cambios de un vehiculo.
El dispositivo 100 de accionamiento presenta el dispositivo 101 de sensor de campo magnetico, el primer componente 102 y el segundo componente 104. El primer componente 102 presenta un primer tramo 102a y un segundo tramo 102b. El primer tramo 102a y el segundo tramo 102b son moviles uno con respecto al otro. De acuerdo con el ejemplo de realizacion de la presente invencion mostrado en la Fig. 1, en este caso, el primer tramo 102a y el segundo tramo 102b del primer componente 102, estan dispuestos adyacentes mutuamente. De acuerdo con otro ejemplo de realizacion, los tramos 102a y 102b estan dispuestos distanciados entre si. El primer tramo 102a y el segundo tramo 102b del primer componente 102 representan, por ejemplo, botones individuales de un dispositivo de conmutacion de botones para la selecciona de una velocidad de caja de cambios de un vehiculo de motor. El segundo componente 104 esta dispuesto separado del primer componente 102. Por ejemplo, el segundo componente 104 esta configurado como un dispositivo de aceptacion o dispositivo guia para el primer componente 102. El primer componente 102 es movil, por ejemplo, con respecto al segundo componente 104, en particular, a lo largo de un eje de movimiento hacia el segundo componente 104 o desde el segundo componente 104. En este caso, el primer tramo 102a y el segundo tramo 102b del primer componente 102 son moviles independientes entre si con respecto al segundo componente 104.
El dispositivo 101 de sensor de campo magnetico presenta el dispositivo 101a transductor y el dispositivo 101b de deteccion, asi como el dispositivo 114 de evaluacion. El dispositivo 101a transductor esta dispuesto en el primer componente 102. El dispositivo 101b de deteccion esta dispuesto en el segundo componente 104. El dispositivo 114 de evaluacion esta dispuesto, de acuerdo con el ejemplo de realizacion de la presente invencion representado en la Fig. 1, separado del primer componente 102 y del segundo componente 104. De acuerdo con otro ejemplo de realizacion, el dispositivo 114 de evaluacion esta integrado o similar con el dispositivo 101b de deteccion.
El dispositivo 101a transductor presenta, de acuerdo con el ejemplo de realizacion mostrado en la Fig.1, un primer iman 106 con un polo N norte magnetico y un polo S sur magnetico, asi como un segundo iman 108 con un polo N norte magnetico y un polo S sur magnetico. En el caso de los imanes 106 y 108, se trata por ejemplo de barras magneticas. El primer iman 106 esta dispuesto en el primer tramo 102a del primer componente 102. En este caso, de acuerdo con este ejemplo de realizacion, el polo N norte magnetico del primer iman 106 esta dispuesto orientado hacia el segundo componente 104 o bien el dispositivo 101b de deteccion. El segundo iman 108 esta dispuesto en el segundo tramo 102b del primer componente 102. En este caso, de acuerdo con este ejemplo de realizacion, el polo S sur magnetico del segundo iman 108 esta dispuesto orientado hacia el segundo componente 104 o bien el dispositivo 101b de deteccion. Por lo tanto, el dispositivo 101a de deteccion esta realizado en dos piezas.
El dispositivo 101b de deteccion presenta, de acuerdo con este ejemplo de realizacion, el primer sensor 110 y el segundo sensor 112. El primer sensor 110 esta dispuesto en una zona opuesta al primer tramo 102a del segundo componente 104. En particular, el primer sensor 110 esta dispuesto en una zona opuesta al polo N norte magnetico del primer sensor 106 del segundo componente 104. El segundo sensor 112 esta dispuesto en una zona opuesta al segundo tramo 102b del segundo componente 104. En particular, el segundo sensor 112 esta dispuesto en una zona opuesta al polo S sur magnetico del segundo sensor 108 del segundo componente 104.
El primer iman 106 esta configurado para generar o bien provocar un primer campo magnetico. El segundo iman 108 esta configurado para generar o bien provocar un segundo campo magnetico. El primer sensor 110 esta configurado para generar y proporcionar una primera senal de sensor, representando la primera senal de sensor un campo magnetico detectado por el primer sensor 110, que se compone de una superposicion del primer campo magnetico del primer iman 106, del segundo campo magnetico del segundo iman 108 y un campo magnetico perturbador eventualmente existente. El segundo sensor 112 esta configurado para generar y proporcionar una segunda senal de sensor, representando la segunda senal de sensor un campo magnetico detectado por el segundo sensor 112, que se compone de una superposicion del segundo campo magnetico del segundo iman 108, del primer campo magnetico del primer iman 106 y un campo magnetico perturbador eventualmente existente.
El dispositivo 114 de evaluacion esta configurado para leer y evaluar la primera senal de sensor del primer sensor 110 y la segunda senal de sensor del segundo sensor 112. Para ello, el dispositivo 114 de evaluacion puede estar unido por medio de una interfaz de comunicaciones, por ejemplo, de forma inalambrica o a traves de cables electricos, con los sensores 110, 112. El dispositivo 114 de evaluacion, esta configurado para combinar la primera senal de sensor con la segunda senal de sensor, para determinar una posicion relativa entre el dispositivo 101a transductor y el dispositivo 101b de deteccion y, con ello, una posicion relativa entre el primer componente 102 y el segundo componente 104, o bien, entre cada uno de los tramos 102a y 102b, y el segundo componente 104. En este caso, el dispositivo 114 de evaluacion esta configurado para determinar la posicion relativa mediante al menos un parametro de los campos magneticos, independiente de una magnitud y direccion del campo magnetico perturbador eventualmente existente. En este caso, el dispositivo 114 de evaluacion puede estar configurado para determinar, en primer lugar, una porcion del campo magnetico perturbador y, a continuacion, tenerlo en cuenta en la determinacion de la posicion relativa. Alternativamente, el dispositivo 114 de evaluacion puede estar configurado para determinar directamente la posicion relativa, eliminandose la porcion del campo magnetico perturbador con la determinacion de la posicion relativa mediante una combinacion adecuada de la primera senal de sensor y de la segunda senal de sensor.
La Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento 200 para determinar una posicion relativa, de acuerdo con un ejemplo de realizacion de la presente invencion. Por medio del procedimiento 200, se puede determinar una posicion relativa entre un primer componente al menos en dos piezas y un segundo componente, que estan dispuestos moviles uno con respecto al otro. De esta forma, por medio del procedimiento 200 se puede determinar, por ejemplo, una posicion relativa entre los componentes mostrados en la Fig. 1 de un dispositivo de accionamiento. En un paso 210, se generan al menos dos campos magneticos por medio de un dispositivo transductor al menos en dos piezas, dispuesto en el primer componente, con al menos dos imanes. Los campos magneticos, pueden generarse permanentes o durante un espacio de tiempo limitado, por ejemplo, durante un ciclo de medicion.
En un paso 220, los campos magneticos se detectan por medio de un dispositivo de deteccion dispuesto en el segundo componente. El dispositivo de deteccion, presenta al menos dos sensores para generar al menos dos senales de sensor dependientes de los campos magneticos. En este caso, los imanes del dispositivo transductor, estan dispuestos moviles uno con respecto al otro y con respecto al dispositivo de deteccion. En este caso, los sensores estan dispuestos, en una zona de deteccion existente, adyacentes uno con respecto al otro en una zona de interseccion de los campos magneticos de los al menos dos imanes.
En un paso 230, las senales de sensor se combinan unas con otras de manera adecuada por el dispositivo de deteccion, para determinar la posicion relativa del primer componente y del segundo componente.
La Fig. 3A muestra una representacion esquematica de una parte del dispositivo 101 de sensor de campo, de acuerdo con un ejemplo de realizacion de la presente invencion. El dispositivo 101 de sensor de campo magnetico corresponde o se asemeja al dispositivo de sensor de campo magnetico mostrado en la Fig. 1 y descrito. El dispositivo 101 de sensor de campo magnetico es, en este caso, parte de un dispositivo de accionamiento, como el dispositivo de accionamiento mostrado en la Fig. 1 y descrito. Del dispositivo 101 de sensor de campo magnetico se muestran un primer iman 106, un segundo iman 108, un primer sensor 110 y un segundo sensor 112. Ademas, se muestran un portador 330, un primer campo 332 magnetico, un segundo campo 334 magnetico, campo 336 magnetico perturbador y un movimiento 340 relativo. En la Fig. 3A, el dispositivo 101 de sensor de campo magnetico esta representado con los imanes 106 y 108 en una primera posicion relativa con respecto a los sensores 110 y 112. La primera posicion relativa corresponde, en este caso, a un estado no accionado del dispositivo de accionamiento, el cual presenta el dispositivo 101 de sensor de campo magnetico.
Los sensores 110 y 112 estan dispuestos en el portador 330. En el caso del portador 330, se trata, por ejemplo, de una platina de circuitos o similar. Los sensores 110 y 112 estan dispuestos uno al lado del otro y distanciados lateralmente entre si, en el portador 330. El primer iman 106 esta dispuesto opuesto al primer sensor 110. Un polo del primer iman 106, aqui el polo norte, esta orientado opuesto a una superficie de deteccion del primer sensor 110. El primer iman 106 esta configurado para generar el primer campo 332 magnetico, que se puede detectar por el primer sensor 110 y el segundo sensor 112. El segundo iman 108 esta dispuesto opuesto al segundo sensor 112. Un polo del segundo iman 108, aqui el polo sur, esta orientado opuesto a una superficie de deteccion del segundo sensor 112. El segundo iman 108 esta configurado para generar un segundo campo 334 magnetico, que se puede detectar por el segundo sensor 112 y el primer sensor 110.
El campo magnetico detectado por el primer sensor 110, es dependiente de una posicion del primer iman 106 y del segundo iman 108 con respecto al primer sensor 110. Por lo tanto, la primera senal de sensor generada por el primer sensor 110, es dependiente del primer campo 332 magnetico y del segundo campo 334 magnetico. El campo magnetico detectado por el segundo sensor 112, es dependiente de una posicion del segundo iman 108 y del primer iman 106 con respecto al segundo sensor 112. Por lo tanto, la segunda senal de sensor generada por el segundo sensor 112, es dependiente del segundo campo 334 magnetico y del primer campo 332 magnetico.
Los sensores 110 y 112 estan dispuestos en una zona de deteccion, que puede verse afectada por el campo 336 magnetico perturbador. La zona de deteccion, puede elegirse tan pequena que el campo 336 magnetico perturbador dentro de la zona de deteccion es aproximadamente homogeneo, por lo tanto, se influyen los sensores 110 y 112 con un campo 336 magnetico perturbador con esencialmente las mismas caracteristicas. Una existencia y una magnitud del campo 336 magnetico perturbador pueden ser, en este caso, desconocidas. El primer campo 332 magnetico y el segundo campo 334 magnetico se muestran, respectivamente, en vectores [Sx] de direccion y el campo 336 magnetico perturbador en vectores [St] de direccion. El primer campo 332 magnetico se solapa por el campo 336 magnetico perturbador. El segundo campo 334 magnetico, tambien, se solapa por el campo 336 magnetico perturbador. A causa de la diferente orientacion polar de los imanes 106 y 108 con respecto a los sensores 110 y 112, el primer campo 332 magnetico esta orientado opuesto con respecto al segundo campo 334 magnetico. Los campos 332, 334 magneticos son, por ejemplo, igual de granes en cuanto al importe.
En la primera posicion relativa, el primer iman 106 esta distanciado en una primera distancia del primer sensor 110 y, el segundo iman 108, esta distanciado en una segunda distancia del segundo sensor 112, siendo la primera distancia, dentro de tolerancias de medicion, igual a la segunda distancia. Partiendo desde la primera posicion relativa mostrada en la Fig. 3A, el primer iman 106 y el segundo iman 108 se pueden desplazar individuales o bien independientes entre si, en el movimiento 340 relativo ilustrado por medio de una flecha de direccion en la Fig. 3A, con respecto a los sensores 110 y 112. En este caso, el primer iman 106 y el segundo iman 108 pueden alcanzar respectivas segundas posiciones relativas con respecto a los sensores 110 y 112. A partir de los campos magneticos detectados por medio de los sensores 110 y 112, se puede concluir una posicion relativa de los imanes 106 y 108 con respecto a los sensores 110 y 112.
La Fig. 3B muestra el dispositivo 101 de sensor de campo magnetico de la Fig. 3A, con el primer iman 106 en la segunda posicion relativa y el segundo iman 108 en la primera posicion relativa con respecto a los sensores 110 y 112. Por lo tanto, el primer iman 106 esta dispuesto mas cerca del primer sensor 110 que el segundo iman 108 del segundo sensor 112. Aparte de la posicion relativa diferente de la de la Fig. 3A, en este caso, la representacion en la Fig. 3B corresponde a aquella de la Fig. 3A con la excepcion que en la Fig. 3B las lineas de campo magnetico del primer campo magnetico del primer iman 106, estan dibujadas con correspondientes flechas de direccion para la ilustracion y el campo perturbador no esta representado. Se reconoce que las lineas de campo magnetico del primer campo magnetico del primer iman 106, penetran el primer sensor 110 y el segundo sensor 112. En este caso, la linea de campo magnetico del primer campo magnetico del primer iman 106, penetran el primer sensor 110 en un primer angulo y, el segundo sensor 112, en un segundo angulo diferente del primer angulo.
A continuacion, mediante las Figuras 1 a 3B, se describe un ejemplo de realizacion para la eliminacion de senal perturbadora en un sistema de sensores de reverberacion analogico, en el que se puede tratar del dispositivo 101 de sensor de campo magnetico. Correspondientemente, en el caso de los sensores 110, 112 se puede tratar de sensores de reverberacion. Un sistema de sensores de este tipo es susceptible a perturbaciones para influencias externas de campos magneticos ajenos o bien campos 336 perturbadores, que pueden ser de naturaleza permanente o electrica. El sistema de sensores o bien el dispositivo 101 de sensor de campo magnetico, comprende al menos dos imanes 106 y 108 asf como al menos dos sensores 110 y 112 analogicos. El diseno del sistema se ha elegido de modo que los dos sensores 110, 112 se utilizan para el reconocimiento de posicion y pueden detectar la magnitud y direccion de campos 336 perturbadores relevantes. Por lo tanto, por medio de un calculo de correcciones se puede eliminar la magnitud 336 perturbadora. Un correspondiente calculo de correcciones se puede realizar, por ejemplo, en el dispositivo 114 de evaluation mostrado en la Fig. 1.
De acuerdo con un ejemplo de realization, una determination del vector de magnitudes perturbadoras del campo 336 perturbador, tiene lugar de acuerdo con la siguiente formula:
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0002
vector de magnitudes perturbadoras del campo 336 perturbador
Figure imgf000009_0003
: vector del campo magnetico detectado por el primer sensor 110
Figure imgf000009_0004
2 : vector del campo magnetico detectado por el segundo sensor 112
Correspondientemente, la determinacion de la posicion tiene lugar con ajuste de redundancia o bien plausibilizacion de acuerdo con la siguiente formula:
Figure imgf000009_0005
A continuation, se describe el principio de funcionamiento subyacente.
Dos sensores 110 y 112, o bien sensores de reverberation, iguales se posicionan en dos imanes 106 y 108 polarizados opuestos, en los que se puede tratar de imanes permanentes o electricos. Los imanes 106 y 108 son moviles independientes entre si con respecto a los sensores 110 y 112. Mediante la orientation en sentido opuesto de los campos 332 y 334 magneticos, mediante retirada de los dos campos detectados con los sensores 110 y 112, se puede determinar el campo 336 perturbador. Mediante retirada del campo 336 perturbador del campo [S1] magnetico detectado del primer sensor 110 asf como del campo [S2] magnetico detectado del segundo sensor 112, se puede determinar la posicion relativa. A continuacion, se plausibiliza la posicion relativa a traves de los dos valores detectados rectificados. Por lo tanto, en este caso, los dos sensores 110 y 112 sirven para la detection de posicion asf como la plausibilizacion y se utilizan, tambien, para determinar el campo 336 perturbador y rectificar la deteccion de posicion bajo consideration del campo 336 perturbador.
A continuacion, bajo referencia a las Figuras 1 a 3B, se describe un ejemplo de realizacion de un conmutador de botones para seleccionar velocidades de caja de cambios de un vehfculo de motor. El conmutador de botones comprende, unicamente, por ejemplo cuatro botones que disponen, respectivamente, de un sistema de sensores separado compuesto por un iman y un sensor analogico. Al accionar un boton, el iman se mueve mas cerca del sensor, haciendose el campo magnetico mas intenso en el sensor. Un boton no confirmado, influye con un campo magnetico debil sobre el sensor.
Por ejemplo, se juntan dos botones adyacentes a un par de botones, p. ej. P/R para posicion de estacionamiento y marcha atras o N/D para posicion neutra o bien punto muerto y marcha hacia adelante, y construye las posiciones de sensor de un par de botones lo mas juntas posibles una al lado de la otra. Cada uno de los pares de botones representa, en este caso, un dispositivo 100 de accionamiento, como se representa en la Fig. 1, y comprende un dispositivo 101 de sensor de campo de las Figuras 1, 3A y 3B. En este caso, los botones de un par representan el primer componente 102 del dispositivo 100 de accionamiento.
Los dos imanes 106 y 108 permanentes dentro de un par de botones, estan dispuestos en sentido opuesto, es decir, por ejemplo, un boton P tiene el primer iman 106 con el polo N orientado hacia el primer sensor 110 y un boton R tiene el segundo iman 108 con el polo S orientado hacia el segundo sensor 112. Para la determinacion de un campo 336 perturbador, los resultados de sensores de un par de botones se totalizan. La senal util, se extrae y queda la portion perturbadora. Por lo tanto, a partir de las senales de sensor de los sensores 110 y 112, se puede determinar la porcion util. Una plausibilizacion se puede expandir y mejorarse a traves de los pares, es decir, se determina, como se describe arriba, una senal perturbadora para el par de P/R (Spr) y otra para el par de N/D (Snd). Las dos senales Spr y Snd perturbadoras se pueden comparar y plausibilizar.
Los ejemplos de realizacion descritos y mostrados en las Figuras se han elegido solo a modo de ejemplo. Diferentes ejemplo de realizacion se pueden combinar entre si completamente o con relation a caracterfsticas individuales. Un ejemplo de realizacion tambien puede complementarse mediante caracterfsticas de otro ejemplo de realizacion.
Ademas, pasos de procedimiento de acuerdo con la invencion pueden repetirse asi como realizarse en otra secuencia que en la descrita.
Si un ejemplo de realizacion comprende una relacion “y/o” entre una primera caracteristica y una segunda caracteristica, de esta forma, esto se puede leer de modo que el ejemplo de realizacion de acuerdo con una forma de realizacion, presenta tanto la primera caracteristica como tambien la segunda caracteristica y, de acuerdo con otra forma de realizacion, bien solo la primera caracteristica o solo la segunda caracteristica.
Simbolos de referencia
100 dispositivo de accionamiento
101 dispositivo de sensor de campo magnetico
101 a dispositivo transductor
101 b dispositivo de deteccion
102 primer componente
102a primer tramo
102b segundo tramo
104 segundo componente
106 primer iman
108 segundoiman
110 primer sensor
112 segundo sensor
114 dispositivo de evaluacion
200 procedimiento para determinar una posicion relativa
210 paso de la generacion
220 paso de la deteccion
230 paso de la combinacion
330 portador
332 primer campo magnetico
334 segundo campo magnetico
336 campo magnetico perturbador
340 movimiento relativo

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (100) de conmutacion de botones para un vehiculo, que comprende
un primer componente (102) con al menos dos botones de seleccion accionables para seleccionar velocidades de marcha;
un segundo componente (104) para aceptar los botones de seleccion, siendo los botones de seleccion moviles con respecto al segundo componente (104); y
un dispositivo (101) de sensor de campo magnetico con
al menos dos imanes (106, 108) para generar al menos dos campos (332, 334) magneticos, estando los al menos dos imanes (106, 108) asociados a un dispositivo (101a) transductor al menos en dos piezas y estando dispuesto, respectivamente, un iman (106, 108) en un boton de seleccion, y
al menos dos sensores (110, 112) para generar al menos dos senales de sensor dependientes de los campos (332, 334) magneticos, estando los al menos dos sensores (110, 112) asociados a un dispositivo (101b) de deteccion, el cual esta dispuesto en el segundo componente (104), y estando los sensores (110, 112) dispuestos adyacentes entre si de tal manera que una zona de deteccion de cada uno de los sensores (110, 112) esta dispuesta en una zona de interseccion de al menos dos campos (332, 334) magneticos, que estan influenciados por dos imanes (106, 108) adyacentes de los al menos dos imanes (106, 108), presentando el dispositivo (100) de conmutacion de botones un dispositivo (114) de evaluacion, que esta configurado para combinar entre si las senales de sensor del dispositivo (101b) de deteccion, para determinar una magnitud (336) magnetica perturbadora solapada a los campos (332, 334) magneticos.
2. Dispositivo (100) de conmutacion de botones de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el dispositivo (101) de sensor de campo magnetico presenta un dispositivo (114) de evaluacion, que esta configurado para combinar entre si las senales de sensor del dispositivo (101b) de deteccion, para determinar un parametro de los campos (332, 334) magneticos y/o una posicion relativa entre el dispositivo (101a) transductor al menos en dos piezas y el dispositivo (101 b) de deteccion.
3. Dispositivo (100) de conmutacion de botones de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el primer iman (106) y el segundo iman (108) estan dispuestos con orientacion polar opuesta una con respecto a la otra, estando el primer campo (332) magnetico y el segundo campo (334) magnetico orientados en direccion opuesta uno con respecto al otro.
4. Dispositivo (100) de conmutacion de botones de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el dispositivo (101b) de deteccion presenta un primer sensor (110) y un segundo sensor (112), estando el primer sensor (110) configurado para generar una primera senal de sensor dependiente del primer campo (332) magnetico y del segundo campo (334) magnetico y, estando el segundo sensor (112) configurado para generar una segunda senal de sensor dependiente del primer campo (332) magnetico y del segundo campo (334) magnetico, correspondiendo una direccion de deteccion del primer sensor (110) a una direccion de deteccion del segundo sensor (112).
5. Dispositivo (100) de conmutacion de botones de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado por que en funcionamiento del dispositivo (101) de sensor de campo magnetico, una linea de campo magnetico del primer campo (332) magnetico y una linea de campo magnetico del segundo campo (334) magnetico, penetran tanto el primer sensor (110) como tambien el segundo sensor (112).
6. Dispositivo (100) de conmutacion de botones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los sensores (106, 108) estan dispuestos uno al lado del otro en un plano de deteccion y/o en un substrato (330) portador comun.
7. Procedimiento (200) para determinar una posicion relativa entre un primer componente (102) al menos en dos piezas y un segundo componente (104), que estan dispuestos moviles uno con respecto al otro, comprendiendo el procedimiento (200) los siguientes pasos:
generar (210) al menos dos campos (332, 334) magneticos con un dispositivo (101a) transductor al menos en dos piezas, dispuesto en el primer componente (102), con al menos dos imanes (106, 108) para generar los campos (332, 334) magneticos;
detectar (220) los campos (332, 334) magneticos con un dispositivo (101b) de deteccion, dispuesto en el segundo componente (104), para detectar los campos (332, 334) magneticos, que presenta al menos dos sensores (110, 112) para generar al menos dos senales de sensor dependientes de los campos (332, 334) magneticos, estando los imanes (106, 108) del dispositivo (101a) transductor dispuestos moviles uno con respecto al otro y con respecto al dispositivo (101b) de deteccion, estando los sensores (110, 112) dispuestos adyacente entre si en una zona de deteccion en una zona de interseccion de los campos (332, 334) magneticos de los al menos dos imanes (106, 108); y
combinar (230) las senales de sensor del dispositivo (101b) de deteccion para determinar la posicion relativa entre el primer componente (102) y el segundo componente (104) y para determinar una magnitud (336) magnetica perturbadora que se solapa a los campos (332, 334) magneticos.
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