[发明专利]位置传感器

说明书

技术领域

本发明涉及位置传感器。

背景技术

机动车辆的制动装置经常包括串联主缸（Tandemhauptzylinder），其中与制动装置的制动踏板连接的活塞布置在所述串联主缸中。因为通过检测活塞的位置可以检测制动踏板的踏板行程，所以用于检测活塞的位置的位置传感器经常被集成在串联主缸中。因为串联主缸经常包括金属壳体、例如铝壳体，所以活塞的位置的检测由于位置传感器布置在串联主缸外部而变得困难。

经常使用线性感应位置传感器（如Linear Inductive Position Sensor（线性感应位置传感器，LIPS））用于检测活塞的位置。所述线性感应位置传感器经常包括差动变压器，所述差动变压器具有一个初级线圈和两个次级线圈。以下测量线圈经常被用作初级线圈和次级线圈，所述测量线圈以耗费的方式和成本密集的方式被缠绕。此外，在使用金属壳体情况下、尤其在铝壳体情况下，由于金属壳体的高传导性而使借助于交变电场或交变磁场来检测活塞的位置变得困难。此外，经常使用耗费的（aufwändige）和成本密集的电子设备用于评估线性感应位置传感器。此外，线性感应位置传感器经常包括差动变压器铁心，所述差动变压器铁心经常由成本密集的铁心材料制成。

发明内容

本发明所基于的任务是，说明更高效的和更成本低的位置传感器。通过具有按照独立权利要求的特征的主题解决所述任务。本发明的有利的实施方式是图、说明书和从属权利要求的主题。

按照本发明的一个方面，通过用于检测磁性物体的位置的位置传感器来解决所述任务，所述位置传感器具有：平面线圈；可磁化元件，所述可磁化元件至少部分地遮盖平面线圈并且可以借助于磁性物体被磁化，由此平面线圈的阻抗可以被改变；和用于根据平面线圈的阻抗来确定磁性物体的位置的处理器。由此实现以下优点，即磁性物体的位置可以高效地被检测。

磁性物体可以集成到活塞中，所述活塞是制动装置的元件。例如活塞容纳在制动装置的串联主缸中，并且与制动踏板连接。在此情况下，可以通过检测磁性物体的位置来确定活塞的位置。此外，可以根据磁性物体的所检测的位置，例如借助于处理器来确定由磁性物体经过的行程、例如制动踏板的踏板行程、磁性物体的运动方向、尤其运动角度、磁性物体的速度和/或磁性物体的加速度。此外，位置传感器可以构成制动信号灯开关（Bremslichtschalter）的触发元件或包括在制动信号灯控制装置中。

平面线圈可以布置在印制电路板上。印制电路板例如具有铜覆层，由所述铜覆层通过蚀刻工艺构成了平面线圈。此外，平面线圈可以具有曲折形状、矩形形状、梯形形状或三角形形状。在此情况下，平面线圈可以具有倒圆角。

可磁化元件可以包括平面铁磁元件。此外，可磁化元件可以能够布置在平面线圈处、尤其能够布置在平面线圈和磁性物体之间。平面线圈此外可以布置在可磁化元件和磁性物体之间。此外，可磁化元件可以至少部分地包围平面线圈。按照一种实施方式，位置传感器可以包括其它可磁化元件，其中平面线圈布置在可磁化元件和该其它可磁化元件之间。此外，可磁化元件和/或其它可磁化元件可以与印制电路板焊接和/或粘接，其中平面线圈布置在所述印制电路板上。

处理器可以被构造用于检测平面线圈的有效电阻和/或无功阻抗（Blindwiderstand）。处理器此外可以包括用于检测平面线圈的有效电阻和/或无功阻抗的装置、麦克斯韦桥电路和/或麦克斯韦 - 维恩桥电路。此外，处理器可以包括电容器，并且被构造用于检测通过平面线圈和电容器构成的振荡回路的谐振频率并且根据电容器的电容和谐振频率确定平面线圈的阻抗。

例如按照以下公式确定平面线圈的阻抗：

和

其中Z表示平面线圈的阻抗，R表示平面线圈的所检测的有效电阻，X表示平面线圈所检测的无功阻抗、例如所检测的电抗，ω表示角频率并且f表示频率。在此情况下，平面线圈的阻抗是复参量。

按照一种实施方式，不仅平面线圈的无功阻抗而且平面线圈的有效电阻可以取决于磁性物体的位置，因为例如通过涡流引起的所有损耗可能贡献于平面线圈的有效电阻，而不仅仅是平面线圈的直流电阻。此外，可以由平面线圈的阻抗来确定平面线圈的电感，因此平面线圈的阻抗的检测经常被称作电感测量。

处理器此外可以包括微控制器或者由微控制器构成。此外，位置传感器可以包括存储器，校准数据尤其以查找表的形式被预先存储在所述存储器中。处理器此外可以被构造用于，基于阻抗和校准数据来确定磁性物体的位置。