ES2963364A1 - Sensor de posición lineal o angular - Google Patents
Sensor de posición lineal o angular Download PDFInfo
- Publication number
- ES2963364A1 ES2963364A1 ES202230770A ES202230770A ES2963364A1 ES 2963364 A1 ES2963364 A1 ES 2963364A1 ES 202230770 A ES202230770 A ES 202230770A ES 202230770 A ES202230770 A ES 202230770A ES 2963364 A1 ES2963364 A1 ES 2963364A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- linear
- angular position
- position sensor
- sensor
- technology
- 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
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Sensor de posición lineal o angular. La invención consiste en integrar al menos dos tecnologías diferentes en un mismo sensor de forma que se obtiene redundancia en las salidas con independencia de alimentación y de funcionamiento de la tecnología. Estas tecnologías pueden ser tecnología hall, inductiva, sensores magnéticos TMR, o sensores magnéticos GMR u otras existentes.
Description
DESCRIPCIÓN
Sensor de posición lineal o angular
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un sensor de posición lineal o angular, que, si bien es aplicable en distintos ámbitos, ha sido desarrollado preferentemente para el ámbito de la automoción, en orden a ofrecer un sensor que incluya dos tecnologías diferentes de sensorización de manera que si una de ellas falla, esto no suponga el fallo del sensor, evitando poner en peligro la vida del usuario.
De forma más concreta, la invención permite incorporar un único sensor de salidas redundantes y de tecnologías diferentes con un alto nivel de seguridad en la automoción (ASIL de hasta nivel D), en lugar de usar dos o más sensores, lo cual es una importante ventaja para los usuarios, al abaratar el coste de los componentes por usar solo un dispositivo, viéndose afectada igualmente, la instalación, ahorrando de esta forma costes de compra, almacenamiento, instalación, mantenimiento, así como reducir el peso del vehículo lo cual se traduce en un menor consumo de combustible y una mayor duración de la batería.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En automoción hay aplicaciones relacionadas con la seguridad, tales como dirección asistida eléctrica (EPS), la transmisión, los pedales de freno y acelerador, entre otras.
La norma ISO 26262 (Seguridad funcional de los sistemas eléctricos/ electrónicos), establece altos requisitos para la cobertura de diagnóstico de los fallos aleatorios y la evitación de fallos sistemáticos para alcanzar el nivel de seguridad más alto, el nivel denominado ASIL-D.
Los sensores de posición de niveles ASIL-D, como pueden ser típicamente los de la columna de dirección o pedales de freno o acelerador, permiten definir de una forma inequívoca y muy precisa la posición de dicha aplicación, (sea volante o pedal). Estos sensores son vitales y hacen que conducir un vehículo sea más seguro. Si el sensor de posición tiene un fallo de funcionamiento, el modo diagnóstico requerido para altos niveles de ASIL enviará un mensaje al ordenador de a bordo avisando para que el conductor tome las medidas adecuadas (disminuir la velocidad, retirarse al arcén, etc.), pero los fallos de seguridad funcional se producen cuando hay un fallo en la salida del sensor que no se traduce en un diagnóstico de fallo, por lo que no envía la señal, siendo este el tipo de fallos definidos como de seguridad funcional.
Por otro lado, para los sistemas de dirección asistida eléctrica, estos sensores deben garantizar un muy alto grado de precisión, para ayudar en la maniobra de aparcamiento o mantenerse en los límites del carril de conducción. Si hay un fallo en estas operaciones, el desenlace podría ser fatal.
Para las aplicaciones de sensor de posición con clasificación ASIL-D, como pueden ser los ejemplos enumerados antes, estos altos requisitos pueden ser típicamente conseguidos mediante el uso de sensores redundantes y comparando sus señales en un sistema de control.
Para garantizar la verdadera redundancia, actualmente se utilizan dos sensores haciendo la misma función por si en uno de ellos se produce un fallo. Ambos sensores tienen que tener alimentación separada y salidas de señal independientes. Esto significa que los dos sensores funcionan de forma independiente aumentando la fiabilidad del sistema y consiguiendo así el máximo nivel de seguridad.
Además de la redundancia requerida para el máximo nivel ASIL-D, se requiere también la diversificación, de forma que ambos sensores no estén basados en la misma tecnología para evitar que pueda darse un fallo común. Podría darse el caso, poniendo como ejemplo la tecnología Hall, que al estar basada la señal de posición en un flujo magnético producido por un imán, un campo magnético externo en el entorno del vehículo, pueda afectar a los imanes de ambos sensores pudiendo dar lugar a un fallo simultáneo que podría tener consecuencias graves.
El tener que instalar dos sensores crea también las siguientes desventajas: el espacio necesario para poner dos sensores, el coste, el tiempo de colocación y sincronización, además de la dependencia potencialmente de dos proveedores distintos para que sean diferentes tecnologías.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El sensor de posición lineal o angular que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta en todos y cada uno de los aspectos comentados.
Para ello, y de forma más concreta, la invención consiste en integrar al menos dos tecnologías diferentes en un mismo sensor de forma que se obtiene redundancia en las salidas con independencia de alimentación y de funcionamiento de la tecnología.
En caso de fallo de una tecnología, queda como redundancia la segunda tecnología que, al no verse afectada por las mismas causas de fallo, sigue ofreciendo una salida válida.
La combinación de tecnologías puede ser cualquiera. A modo de ejemplo pueden citarse las siguientes:
• Inductiva.
• Sensores magnéticos (Hall, GMR, TMR).
• Tecnología resistiva.
• Tecnología capacitiva.
Todo ello, sin excluir otras tecnologías de sensorización existentes o que puedan aparecer en el futuro.
Como una funcionalidad adicional, es posible integrar en el sensor una salida CAN o cualquier otro protocolo de comunicación, para mayor versatilidad/aplicaciones.
Mediante esta solución se obtienen para un único sensor, niveles de seguridad más altos, muy difíciles de obtener de otra forma. Este sensor proporciona redundancia en las salidas y diversificación, al tratarse de dos tecnologías independientes.
De esta forma se consigue abaratar el coste de los componentes por usar solo un dispositivo, viéndose afectada igualmente, la instalación, ahorrando de esta forma costes de compra, almacenamiento, instalación, mantenimiento, así como reducir el peso del vehículo lo cual se traduce en un menor consumo de combustible y una mayor duración de la batería.
A partir de esta estructuración, este sensor es capaz de proporcionar un ASIL nivel D.
Por seguridad funcional se requiere que las tecnologías de sensorización sean diferentes, pero para otro tipo de aplicaciones, podrían ser iguales.
Finalmente decir que, en cuanto a los medios de alimentación del sensor, estos podrían ser tanto independientes como dependientes.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en planta de un sensor de posición lineal o angular, realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención de acuerdo con una primera variante de realización en la que en el sensor se integra la tecnología inductiva con la tecnología magnética (Hall, GMR, TMR, etc.), figura en la que no aparecen representados los target (elementos de metal e imanes, que interactúan con dichos sensores) para permitir visualizar con mayor claridad la estructura prevista.
La figura 2.- Muestra una vista similar a la de la figura 1, pero donde adicionalmente se representa el target.
La figura 3.- Muestra una vista similar a la de la figura 1, pero correspondiente a una variante de realización para el sensor en la que se utiliza tecnología inductiva y magnética (Hall, GMR, TMR, etc.), figura en la que no aparecen representados los target para permitir visualizar con mayor claridad la estructura prevista.
La figura 4.- Muestra una vista similar a la de la figura 3, pero donde adicionalmente se representa el target.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas y en especial de las figuras 1 y 2, puede observarse como en una primera variante de realización de la invención el sensor que se preconiza se constituye a partir de una o más placas PCB (5) en las que se integra un sensor inductivo (2) conectado a una bobina de excitación (3) y a una bobina receptora (4) sobre las que es desplazable un objeto inductivo (6), PCB (5) en la que se integra paralelamente funcionando de forma independiente un sensor magnético (Hall, GMR, TMR, etc.) (1) sobre el que es desplazable un imán (7).
Para esta variante de sensor tipo inductivo, el target puede ser cualquier elemento metálico, aunque vaya fijado por cualquier medio en un soporte no metálico, por ejemplo tipo PCB metalizado.
Igualmente el dispositivo podría incluir sensores adicionales de tecnologías distintas, es decir incluir más de dos sensores, sin que ello afecte a la esencia de la invención.
Tal y como se ha comentado con anterioridad, es posible integrar en el sensor una salida CAN o cualquier otro protocolo de comunicación, para mayor versatilidad/aplicaciones.
El sensor de posición lineal o angular descrito puede servir para aplicaciones que requieren seguridad funcional.
Por último decir que los medios de alimentación del sensor podrían ser tanto independientes como dependientes.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1a.- Sensor de posición lineal o angular, caracterizado por que consiste en un dispositivo en el que se integran al menos dos tecnologías de sensorización con redundancia en las salidas y con independencia de funcionamiento de cada tecnología.2a.- Sensor de posición lineal o angular, según reivindicación 1a, caracterizado por que las tecnologías de sensorización pueden ser magnética (hall, TMR, GMR., etc.), tecnología inductiva, tecnología resistiva o tecnología capacitiva.3a.- Sensor de posición lineal o angular, según reivindicación 1a, caracterizado por que incluye una salida de comunicaciones de tipo digital.4a.- Sensor de posición lineal o angular, según reivindicaciones ia y 3a, caracterizado por que la salida de comunicaciones es de tipo analógica.5a Sensor de posición lineal o angular según reivindicación 1a, caracterizado porque en la variante de sensor tipo inductivo, el target puede ser cualquier elemento metálico, aunque vaya fijado por cualquier medio en un soporte no metálico, por ejemplo tipo PCB metalizado.6a Sensor de posición lineal o angular, según reivindicaciones 1a y 3a, caracterizado por que las tecnologías se integran en una misma placa PCB (5) o en varias placas.7a.- Sensor de posición lineal o angular, según reivindicaciones 1a, caracterizado por que el sensor incluye medios de alimentación independientes.8a.- Sensor de posición lineal o angular, según reivindicaciones 1a, caracterizado por que el sensor incluye medios de alimentación dependientes.9a.- Sensor de posición lineal o angular, según reivindicaciones 1a, caracterizado por que las dos tecnologías de sensorización son susceptibles de ser iguales.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202230770A ES2963364A1 (es) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Sensor de posición lineal o angular |
| PCT/ES2023/070528 WO2024042262A1 (es) | 2022-08-26 | 2023-08-25 | Sensor de posición lineal o angular |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202230770A ES2963364A1 (es) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Sensor de posición lineal o angular |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2963364A1 true ES2963364A1 (es) | 2024-03-26 |
Family
ID=90012631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202230770A Pending ES2963364A1 (es) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Sensor de posición lineal o angular |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2963364A1 (es) |
| WO (1) | WO2024042262A1 (es) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018046524A1 (de) * | 2016-09-12 | 2018-03-15 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Sensorkombination und lenkung |
| CN108955777A (zh) * | 2018-10-10 | 2018-12-07 | 温州科丰汽车零部件有限公司 | 一种三合一传感器 |
| US20190360839A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | KSR IP Holdings, LLC | Inductive position sensor assembly |
| US20200011707A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | Ratier-Figeac Sas | Redundant position sensor |
| JP2021025851A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 株式会社デンソー | 回転センサ |
-
2022
- 2022-08-26 ES ES202230770A patent/ES2963364A1/es active Pending
-
2023
- 2023-08-25 WO PCT/ES2023/070528 patent/WO2024042262A1/es unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018046524A1 (de) * | 2016-09-12 | 2018-03-15 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Sensorkombination und lenkung |
| US20190360839A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | KSR IP Holdings, LLC | Inductive position sensor assembly |
| US20200011707A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | Ratier-Figeac Sas | Redundant position sensor |
| CN108955777A (zh) * | 2018-10-10 | 2018-12-07 | 温州科丰汽车零部件有限公司 | 一种三合一传感器 |
| JP2021025851A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 株式会社デンソー | 回転センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024042262A1 (es) | 2024-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11914007B2 (en) | Redundant magnetic field sensor arrangement with galvanically decoupled chips for error detection and method for detecting errors while measuring an external magnetic field using redundant sensing | |
| US11091201B2 (en) | Rotation detecting apparatus and electric power steering apparatus using the same | |
| ES2625082T3 (es) | Dispositivo sensor, procedimiento para la detección de la posición y elemento magnético para un dispositivo sensor | |
| US8004277B2 (en) | Rotary position sensing apparatus | |
| EP3514480A1 (en) | Sensor mounting structure, electric motor, and electric power steering device | |
| EP3578927A1 (en) | Displacement sensor for contactless measurement of a relative position, production method for a magnetic field sensor arrangement and method of operating the same | |
| JP2016005918A (ja) | ステアリング装置 | |
| US20160041007A1 (en) | Hall Sensor Insensitive to External Magnetic Fields | |
| US8544313B2 (en) | Rotary angle and rotary torque sensing device | |
| US20160178709A1 (en) | Sensor unit and magnetic collector module including the same | |
| KR20070105862A (ko) | 회전각도 검출 장치 | |
| US20190217837A1 (en) | Electrohydraulic motor vehicle control device | |
| BR9914224A (pt) | Instrumentos de reserva combinados para aeronave | |
| ES2199808T3 (es) | Sistema de direccion y de freno para un vehiculo automovil. | |
| EP2397829A1 (en) | Dynamic signal torque sensor | |
| US11180193B2 (en) | Sensor device | |
| EP3789270A1 (en) | Control circuit and motor control device | |
| JP2019101044A (ja) | 多重冗長型ポジションセンサ装置 | |
| ES2963364A1 (es) | Sensor de posición lineal o angular | |
| JP5226619B2 (ja) | 位置検出装置及びシフト装置 | |
| JP2007192778A (ja) | 回転角度検出装置 | |
| US20210288557A1 (en) | Magnetic field detection apparatus, rotation detection apparatus, and electric power steering system | |
| JPWO2018110484A1 (ja) | 位置検出装置 | |
| CN109631747B (zh) | 用于车辆制动器的旋转角度检测装置 | |
| JP2012002716A (ja) | 回転検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2963364 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20240326 |