用于车辆的感应式线性位移传感器设备的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的感应式线性位移传感器设备。

背景技术：

1、从现有技术已知用于车辆的制动系统，其配备有用于检测制动踏板姿态的踏板位移传感器。为此可以例如使用磁式或感应式位移传感器。在感应式传感器的情况下，除了评估及控制单元之外，印刷电路板的绝大部分基本上与至少一个激励器结构和至少一个接收结构功能相关。相对于所述至少一个激励器结构和所述至少一个接收结构定位在限定距离处的至少一个耦合装置与至少一个导电的耦合元件一起实现通过涡流效应精确地确定所述至少一个耦合装置和对应的可运动的物体的位置。在需要提高的精度的情况下，所述至少一个耦合装置与所述至少一个激励器结构和所述至少一个接收结构之间的气隙或距离的影响占据支配地位。用于相对于具有至少一个激励器结构和至少一个接收结构的印刷电路板对耦合装置进行线性引导和定位的已知解决方案通常由用塑料制成的圆柱形的导杆和支撑结构的组合来实施。由于材料副和公差，在要求范围中可在定位精度和重复精度方面存在缺点。

2、从专利文献de 10 2015 206 500 a1已知一种感应式位移传感器，其包括线圈系统，该线圈系统具有用于产生磁场的平面初级线圈和布置在初级线圈内部用于感测目标的位置的两个平面次级线圈，所述目标可沿着次级线圈运动。次级线圈分别具有交叉部。在此，两个相同的次级线圈布置成在空间上彼此分离，其中，每个次级线圈的交叉部定向成平行于目标的运动方向。

3、从专利文献de 60 2004 006 168 t2已知一种感应式位置传感器，所述感应式位置传感器包括在其上构造有发射天线和接收天线的至少一个平面基底以及布置在之间的耦合元件，所述耦合元件配置为沿着横向于平面基底的测量方向相对于至少一个平面基底运动。根据布置在中间的耦合元件沿着测量方向的位置，发射天线和接收天线之间的电磁耦合发生变化，其中，至少发射天线或接收天线具有围绕第一轴的第一线圈和围绕第二轴的第二线圈，所述第二轴横向于所述第一轴。

技术实现思路

1、具有独立权利要求1的特征的用于车辆的感应式线性位移传感器设备具有的优点是，其结构设计使得在感应式线性位移传感器设备的使用寿命期间，能够在至少一个耦合装置和布置在位置固定的电路载体上的至少一个接收结构之间实现精确且恒定的气隙。根据本发明的感应式线性位移传感器设备的实施方式可以优选地用作制动踏板的踏板位移传感器，以便获取制动踏板的当前位置。由此，根据本发明的感应式线性位移传感器设备的实施方式可以改善对于精确调节的性能以及在对应的新型制动系统中的舒适性。在整个车辆生命周期中，驾驶员会启动数百万次制动过程。因此，将经历运动的部分，在此特殊案例中为作为踏板位移传感器的感应式线性位移传感器设备的经历运动的部分，构造为鲁棒的。

2、本发明的实施方式提供了一种用于车辆的感应式线性位移传感器设备，所述感应式线性位移传感器设备具有至少一个可运动的耦合装置以及位置固定的电路载体，所述耦合装置与可运动的物体耦合并且包括至少一个导电的耦合元件。所述电路载体具有至少一个激励器结构以及至少一个接收结构，该激励器结构和该接收结构沿着所述至少一个耦合装置的运动轨道延伸。评估及控制单元构造成评估在所述至少一个接收结构中所感应的至少一个测量信号并且获取所述至少一个耦合装置和可运动的物体的当前位置。所述至少一个可运动的耦合装置包括滑动件，在该滑动件上布置有至少一个导电的耦合元件。在此，滑动件在所述至少一个耦合装置的运动轨道上在一运动平面中以可移动运动的方式支承在平行延伸的两个引导元件上，该运动平面以可预定的恒定距离平行于电路载体的至少一个接收结构延伸。两个引导元件中的一引导元件沿运动轨道无游隙地引导所述至少一个耦合装置的滑动件，并且两个引导元件中的另一引导元件用作滑动引导件并防止所述至少一个耦合装置的滑动件倾斜和/或扭转。

3、在本发明的实施方式中，所述至少一个耦合装置的滑动件可以在整个运动轨道上自由且近乎没有力地在两个引导元件上运动。此外，滑动件又可以无游隙地耦合至经历运动的物体。此外，滑动件可以在运动平面内精确地受引导。重要的设计特征是，对所述至少一个耦合装置的滑动件使用两个引导元件，使得滑动件可以横向于运动方向得到稳定。由此，紧固在滑动件上的所述至少一个耦合元件的运动只能在一维上进行，因为通过对滑动件的引导和相对侧的支撑可以最小化可由例如倾斜、扭转、逆转间隙等引起的所有其他运动方向。因此，滑动件一方面用于将所述至少一个耦合装置在引导元件上精确地线性引导和定位，并且另一方面用于机械上精确且稳定地容纳所述至少一个耦合装置的至少一个导电的耦合元件，该耦合元件朝向电路载体的所述至少一个接收结构。基于耦合到所述至少一个激励器结构中的周期性的交变信号、由所述至少一个耦合装置的至少一个导电的耦合元件引起的涡流效应以及由此产生的在所述至少一个接收结构中感应的信号，可以确保精确地检测或评估所述至少一个耦合装置的位置。

4、评估及控制单元当前可理解为加工或处理或评估所检测的传感器信号的电气组件或电气电路。评估及控制单元可优选地构造为asic模组(asic：专用集成电路)。评估及控制单元可以具有至少一个接口，其可按照硬件形式和/或软件形式构造。在按照硬件形式构造的情况下，所述接口可例如是asic模组的一部分。然而，所述接口也可为单独的集成电路或至少部分地由分立的结构元件组成。在按照软件形式构造的情况下，所述接口可为软件模块，其例如与其他软件模块一起存在于微控制器上。

5、通过在从属权利要求中列出的措施和改进方案可以对在独立权利要求1中给出的用于车辆的感应式线性位移传感器设备进行有利的改进。

6、特别有利的是，所述两个引导元件均可以构造为圆柱形引导销。可以成本有利地、以低公差和高表面质量制造这种形成为圆柱形的引导销。可以例如使用合金钢、不锈钢和有色金属来作为材料。可以高精度地将圆柱形引导销制造为“光滑”的、更确切地说具有低的粗糙度，并且该圆柱形引导销允许在耦合装置的整个运动轨道上精确地引导。

7、在感应式线性位移传感器设备的有利的设计方案中，引导元件可以平行地支承在塑料框架中，该塑料框架可以限定所述至少一个耦合装置的运动轨道并且可以承载电路载体。引导元件可以插入塑料框架中。在此，位置精度在构造为塑料注射件的框架的成型公差的范围内。所述框架还用于容纳电路载体。由于所述框架可以通过注塑成型由一个零件制造，所以与模具相关的公差很小。所述框架具有的与模具相关的机械公差可在0.05mm至0.1mm的范围内。因此，可以将经运动的滑动件相对于固定的电路载体相应地精确定位。公差最小化的结构具有的优点是，在整个运动轨道内，所述至少一个导电的耦合元件到电路载体的所述至少一个接收结构的距离恒定。通过这种实施方式，所产生的气隙同样在整个运动轨道上非常精确、恒定且公差小。这实现减小名义气隙，并且因此实现改善在所述至少一个接收结构中感应的信号的信号幅度。

8、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，所述至少一个耦合装置的滑动件可以构造为具有两个引导装置的塑料注射成型构件，所述引导装置可以形成用于引导元件的滑动区。这实现以小公差成本有利地制造滑动件，并且该滑动件可以制造为与模具相关的几何形状。为了减小结构长度，所述至少一个耦合装置的滑动件可以构造为l形。这允许在引导元件上的多个滑动件紧凑地“交错”。

9、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，滑动件的第一引导装置可以构造为引导开口，两个引导元件中的一引导元件无游隙地穿过该引导开口。此外，滑动件的第二引导装置可以构造为引导叉，两个引导元件中的另一引导元件穿过该引导叉。这种结构具有的优点是，可以通过对应的引导元件和相关的构造为滑动件中的引导开口的第一引导装置来建立运转游隙减小的的引导。所述另一引导元件通过构造为引导叉的第二引导装置接合在滑动件上。引导叉可以包括作为防倾斜和/或防扭转部的两个平面平行的面。此外，引导叉可用作公差补偿，并且例如补偿固定在框架中的两个引导元件之间的距离公差。通过将滑动件“串”到框架中的引导元件上并且随后将滑动件完全推入，来执行滑动件的装配。所述固定的引导元件和至少一个耦合装置的滑动件之间的材料副可以构造成使得在运转游隙小、例如具有小于0.05mm的值的运转游隙的情况下，一方面仅需要最小的力来使滑动件运动，另一方面在引导元件和滑动件之间的磨损也被最小化。可以例如将pom(polyoxymethylen：聚甲醛)聚合物或peek(polyetheretherketon：聚醚醚酮)聚合物与经打磨或抛光而具有高表面质量的合金钢或不锈钢组合用作材料副。为了提高稳健性，所述引导装置可以包括压入滑动件的引导套，该引导套例如构造为由有色金属制成的衬套或具有ptfe摩擦层(laufschichtdicke)的金属衬套等。

10、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，所述至少一个耦合装置的滑动件可以通过至少一个带动件与可运动的物体耦合。所述至少一个带动件可以建立所述至少一个耦合装置的滑动件与经历运动的物体的无公差连接，所述经历运动的物体例如是作为经历运动的机械式发送系统的制动踏板的踏板杆。所述至少一个带动件可以例如由塑料通过注塑实现或者用金属以可简单装配的夹持件的形式来实现。为了在系统的使用寿命内实现高的重复精度和可靠性，金属式实施方式，例如呈弹簧弹性的夹具(“喙部”)形式的金属式实施方式是有利的。经历运动的物体之间的装配和无游隙耦合在该实施方式中类似于电气式插接系统中的插接连接。

11、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，所述至少一个激励器结构可以与至少一个振荡器电路耦合，所述至少一个振荡器电路在运行期间将周期性的交变信号耦合到所述至少一个激励器结构中。在此，所述至少一个可运动的耦合装置可以根据其当前位置影响所述至少一个激励器结构和所述至少一个接收结构之间的感应耦合。所述至少一个激励器结构可以具有至少一个激励器线圈，所述至少一个激励器线圈可以环绕地在所述至少一个电路载体的边缘处延伸。所述至少一个接收结构可以具有至少一个接收线圈。所述至少一个接收线圈可以具有周期性重复的循环结构，其可以分布在所述至少一个位置固定的电路载体的多个层上。所述至少一个电路载体可以具有附加面，该附加面由所述至少一个激励器线圈以及由感应式传感器的所述至少一个接收线圈占据并且对应于所述至少一个耦合装置的面和运动轨道。

12、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，两个耦合装置可以可移动运动地彼此相继地支承在两个引导元件上。在此，第一引导元件可以无游隙地沿着运动轨道引导第一耦合装置的第一滑动件，并且第二引导元件可以用作第一滑动件的滑动引导件并且防止第一滑动件倾斜和/或扭转。第二引导元件可以无游隙地沿着运动轨道引导第二耦合装置的第二滑动件，并且第一引导元件可以用作第二滑动件的滑动引导件并且防止第二滑动件倾斜和/或扭转。可运动的结构允许在一定限度内两个滑动件独立地运动，其中，通过将所述两个滑动件的安装位置相对于彼此旋转180°，使得只能在相应相反的方向上实现完全自由的运动。然而，这种限制可以在系统设计中得到考虑，并且对于所耦合的机构没有呈现出功能限制。通过使用两个耦合装置可以差分地检测或确定对应的经历运动的物体的当前位置。

13、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，所述两个耦合装置的两个滑动件相应可以构造为l形的塑料注射成型构件并且布置为彼此交错。

14、在感应式线性位移传感器设备的另外的有利的设计方案中，所述至少一个导电的耦合元件可以构造为冲压弯曲件或导电箔或导电涂层或导电结构。冲压弯曲件可以例如由轻金属合金、有色金属合金、钢合金或不锈钢合金制成，并且可以通过卡扣连接或热压(warmverstemmen)紧固在滑动件处。此外，构造为冲压弯曲件的至少一个导电的耦合元件可以通过延续的几何形状同时通过弹簧弹性的耦合几何形状将物体的运动无游隙地机械耦合到滑动件处。替代地，可以通过蚀刻来制造具有导电结构的小型印刷电路板。此外，金属箔可以作为导电箔粘合到所述至少一个耦合装置的滑动件上。替代地，可以在所述至少一个耦合装置的滑动件上气相沉积导电涂层。