[發(fā)明專利]具有位移測量傳感器的活塞-缸-裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280023484.0
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN103534491A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·金齊希;T·赫爾曼;M·格拉曼;J-F·海德;R·韋爾特
• 申請（專利權(quán)）人: 舍弗勒技術(shù)股份兩合公司
• 主分類號: F15B15/28
• 分類號: F15B15/28;G01D5/22
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種尤其用于在用于機(jī)動車中的離合器操縱的裝置中使用的活塞-缸-裝置，該活塞-缸-裝置具有傳感器，用于確定活塞在缸中的位置。

背景技術(shù)

例如為了在具有停止-啟動-系統(tǒng)的機(jī)動車中保持習(xí)慣的駕駛方式，提早識別駕駛員期望是有益的。例如在離合器主動缸中的位移傳感器滿足該要求并且此外還承擔(dān)輔助功能，該輔助功能待例如踏板中的電位置開關(guān)完成。此外，這樣的傳感器使用霍爾效應(yīng)或借助一個(gè)或多個(gè)處于外部的線圈實(shí)現(xiàn)，在所述線圈中通過固定在活塞上的磁體感應(yīng)引起電壓。所有這些系統(tǒng)的共同點(diǎn)是：它們?yōu)榱瞬倏v而依賴于固定在活塞上的磁體。因?yàn)闉榱酥圃齑朋w而產(chǎn)生顯著的成本，所以發(fā)展替代的可能性用于活塞-缸-裝置中的位移測量。

因此，一種替代方案為：具有所謂的線性可變的差動變壓器的位移傳感器，其中，導(dǎo)電的目標(biāo)在由初級線圈和至少一個(gè)次級線圈組成的裝置處引導(dǎo)經(jīng)過。在這樣的LVDT（線性可變差動變壓器）中，通過初級線圈產(chǎn)生磁場，該磁場在次級線圈中感應(yīng)引起電壓。通過次級線圈通過導(dǎo)體的橫穿劃分為不同的環(huán)路的方式，通過次級線圈的環(huán)路中相應(yīng)的布線可以分別產(chǎn)生相反指向的電壓，從而通過彼此相對對稱指向的電壓，在次級線圈中產(chǎn)生的電壓等于0。如果現(xiàn)在將導(dǎo)電的目標(biāo)引入由初級線圈產(chǎn)生的磁場中，則在該線圈區(qū)域中的磁場變化并且與此相應(yīng)地在次級線圈中在所述區(qū)域中產(chǎn)生的電壓也波動，從而對稱性抵消，并且在次級線圈上產(chǎn)生的電壓可以被測量。在相應(yīng)調(diào)準(zhǔn)目標(biāo)大小和次級線圈中的環(huán)路時(shí)可能的是，實(shí)施在初級線圈的磁場中目標(biāo)的明確的位移配屬。該位移傳感器的缺點(diǎn)在于，可容納的行程相應(yīng)于線圈長度，從而為了容納整個(gè)活塞位移需要相應(yīng)大的傳感器。該傳感器由于結(jié)構(gòu)空間限制而常常不能夠容易實(shí)現(xiàn)。因此，任務(wù)在于，提供用于活塞-缸-裝置的位移傳感器，所述位移傳感器可成本低廉地制造，并且在較小的傳感器長度的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)活塞的明確的位置確定。

發(fā)明內(nèi)容

所述任務(wù)的解決通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞-缸-裝置實(shí)現(xiàn)。有利的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求中得出。

根據(jù)本發(fā)明的活塞-缸-裝置具有活塞，該活塞以可運(yùn)動的方式地布置在缸中。在活塞上存在兩個(gè)在軸向上彼此隔開的目標(biāo)，所述目標(biāo)由導(dǎo)電材料制造。在缸上布置有一傳感器，所述傳感器具有至少一個(gè)初級線圈和至少兩個(gè)次級線圈。初級線圈與電流源連接，從而在線圈的內(nèi)部產(chǎn)生磁場。次級線圈基本上布置在初級線圈的內(nèi)部。在此，次級線圈具有各個(gè)通過導(dǎo)體的橫穿形成的環(huán)路，由所述導(dǎo)體構(gòu)造線圈。

附加地，傳感器具有配屬線圈，所述配屬線圈布置在初級線圈的內(nèi)部并且不具有橫穿。因此，在配屬線圈中通過初級線圈的磁場感應(yīng)引起電壓，該電壓可以被相應(yīng)地測量。

在此，活塞上的目標(biāo)由導(dǎo)電材料制造，其中，所述目標(biāo)具有不同的大小和/或?qū)щ娔芰ΑＨ绻F(xiàn)在在活塞運(yùn)動時(shí)所述目標(biāo)之一在傳感器處引導(dǎo)經(jīng)過，則穿過配屬線圈產(chǎn)生的磁場變化并且感應(yīng)電壓被改變。因?yàn)樵谂鋵倬€圈中的磁場的影響與在目標(biāo)中感應(yīng)引起的電流有關(guān)，所以所述變化與目標(biāo)的大小和傳導(dǎo)能力有關(guān)。因?yàn)檫@兩個(gè)目標(biāo)在大小和/或?qū)щ娔芰Ψ矫娌煌貙?shí)現(xiàn)，所以產(chǎn)生配屬線圈中磁場的不同的影響，視哪個(gè)目標(biāo)恰好處于初級線圈的磁場中而定。在較小的或具有較小導(dǎo)電能力的目標(biāo)的情況下，配屬線圈中的感應(yīng)電壓的變化比在較大或更有導(dǎo)電能力的目標(biāo)的情況下小。由此，借助于配屬線圈可以明確地確定，哪個(gè)目標(biāo)處于電感式傳感器的磁場中的矩中。

次級線圈具有借助于橫穿形成的環(huán)路，所述環(huán)路能夠?qū)崿F(xiàn)處于磁場中的目標(biāo)的明確的位置配屬。為此，第一次級線圈具有一環(huán)路，該環(huán)路在傳感器長度的大約四分之一上延伸并且借助橫穿的印制導(dǎo)線過渡到第二環(huán)路中，該第二環(huán)路在傳感器長度的大約一半上延伸。該第二環(huán)路然后借助橫穿的連接導(dǎo)體過渡到第三環(huán)路中，該第三環(huán)路大約在傳感器長度的剩余四分之一上延伸。第二次級線圈具有第一環(huán)路，該第一環(huán)路大約在傳感器長度的第一半上延伸，并且借助橫穿的導(dǎo)體過渡到第二環(huán)路中，所述第二環(huán)路大約在傳感器長度的第二半上延伸。

由此，通過在兩個(gè)次級線圈和配屬線圈上的電壓測量的組合可以保證在傳感器的位置長度上目標(biāo)的位置測量并且可以保證對目標(biāo)的明確的辨識，從而與此相應(yīng)地，在大于傳感器長度的行程上能夠?qū)崿F(xiàn)明確的位移測量。

附圖說明

下面借助本發(fā)明的實(shí)施方式和附圖解釋其他的優(yōu)點(diǎn)、特征、特征組合和特性。

圖1a示出現(xiàn)有技術(shù)中的線性可變的差動變壓器的示意圖；

圖1b示出圖1a中的具有目標(biāo)的線性可變的差動變壓器；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的線性可變的差動變壓器的配屬線圈和次級線圈的示意圖；