具有行程傳感器的用于集成的機動車制動系統(tǒng)的制動設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的在電動液壓設(shè)備中的行程傳感器，該行程傳感器包括能夠移動的行程指示器和傳感元件。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今批量應(yīng)用在機動車中的電動液壓制動設(shè)備的主要部分始終還至少包括具有通常為液壓或氣動的制動力放大件的致動裝置(助力器)和與其分開布置的緊湊的電動液壓的壓力控制-或調(diào)節(jié)單元(HECU)。
[0003]已經(jīng)已知的是電動液壓的制動控制設(shè)備，其具有用于檢測制動桿的致動行程的行程傳感器，其中，行程傳感器在結(jié)構(gòu)上分開布置或至少在電子控制單元(ECU)的殼體之外布置。具有行程傳感器的相應(yīng)的布置結(jié)構(gòu)例如已知為液壓的“線控制動”制動器的概念。對此適合的行程傳感器布置結(jié)構(gòu)例如由DE 100 10 042 Al得出。
[0004]同樣地，DE 10 2004 058 875 Al描述了一種用于電動液壓制動器的無接觸地且按照霍爾原理工作的行程傳感器。傳感器磁鐵直接定位在柱塞上。行程傳感器的真正的傳感元件布置在壓力產(chǎn)生單元或壓力增強單元的殼體外部。
[0005]當(dāng)前所述的制動設(shè)備具有壓力產(chǎn)生-或增強裝置(助力器)與壓力控制-或調(diào)節(jié)單元之間的空間分開性。在“線控制動”制動器中也是這種情況，在那里，踏板模塊以及踏板感覺-模擬器也共同地與真正的制動壓力調(diào)節(jié)裝置分開。在尺寸增大的情況下現(xiàn)在力求實現(xiàn)更大批量生產(chǎn)的制動設(shè)備，其通過電動液壓部件組合成為組合單元的方式而取消了致動和壓力控制或調(diào)節(jié)的空間分開性。即使這種布置結(jié)構(gòu)已經(jīng)是本身已知的，然而始終還存在這樣的可能性:在遵循為此要提供的制造成本框架的情況下在汽車工業(yè)對于靈活性、制動功率和舒適性的要求方面進(jìn)一步加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明所要解決的問題是，為制動設(shè)備設(shè)計可靠且以高精度工作的行程傳感器，該制動設(shè)備應(yīng)具有再次改進(jìn)的更緊湊的結(jié)構(gòu)形式并且還可以成本有利地批量制造。
[0007]該目的根據(jù)本發(fā)明通過具有行程傳感器的制動設(shè)備實現(xiàn)，該行程傳感器包括能夠移動的行程指示器和用于檢測沿致動方向的位移或位置的傳感元件，其中，制動設(shè)備作為緊湊的系統(tǒng)由帶有殼體的電子控制單元、液壓單元和特別是栗單元在結(jié)構(gòu)上相連接組成，其特征在于，傳感元件集成在帶有殼體的電子控制單元之上或之中，并且傳感元件直接地或間接地布置在印刷電路板上，其中，印刷電路板要么是電動液壓設(shè)備的主印刷電路板，要么是附加的、與主印刷電路板以電、且特別也以機械的方式相連的附加印刷電路板。
[0008]傳感元件因此集成在帶有殼體的電子控制單元之上或之中。這應(yīng)如此理解，即傳感元件在無需用于傳感元件的附加殼體的情況下與電子控制單元直接電連接和機械連接且控制單元的殼體負(fù)責(zé)傳感元件和傳感器的可能存在的分析電子設(shè)備相對于在機動車中存在的強烈的環(huán)境影響的密封，該環(huán)境影響例如由濕度、熱量、灰塵以及機械震動決定。
[0009]制動設(shè)備的上述構(gòu)造具有一系列優(yōu)點。一個優(yōu)點在于，通過傳感元件的集成和在印刷電路板上的布置結(jié)構(gòu)獲得在傳感器與用于傳感器信號處理的電子設(shè)備之間的信號線長度明顯更短的低歐姆接觸。
[0010]優(yōu)選地，行程傳感器按照感應(yīng)原理工作，其中，特別是根據(jù)該原理通過行程指示器的位移引發(fā)布置在傳感元件中的電力/配電變壓器的場變化，以用于確定行程。通過使用感應(yīng)原理得到行程傳感器(Wegaufnehmer)的特別簡單的構(gòu)造。借助于變壓器技術(shù)可以例如結(jié)合可適宜地使用的數(shù)字式信號分析來提供相對而言位置精確的行程信號。
[0011 ] 行程傳感器優(yōu)選地布置在印刷電路板上，其中，印刷電路板要么是電動液壓設(shè)備的主印刷電路板，要么是附加的、與主印刷電路板電連接且特別也機械連接的附加印刷電路板。在此也可以涉及一種包括多個印刷電路板的機架，該多個印刷電路板彼此機械連接且特別也電連接。這一點在以下情況下是有利的，即由于結(jié)構(gòu)上的原因而必須針對與測量傳感器(Messgeber)的間隔來調(diào)整傳感元件的結(jié)構(gòu)高度。但由于成本原因，優(yōu)選的是使傳感元件能夠在主電路板上的直接安裝的建設(shè)性的解決方案。
[0012]在此，傳感元件適宜地與可能需要的信號處理裝置共同位于印刷電路板(附加印刷電路板或主印刷電路板)上。
[0013]作為行程指示器原則上可以使用各種產(chǎn)生磁場或影響磁場的部件、例如磁鐵或電線圈。但行程指示器優(yōu)選為任意形成的永磁鐵，該永磁鐵通過與制動桿的機械耦合根據(jù)制動操作(Bremsbetaetigung)的致動行程沿傳感元件運動。特別優(yōu)選地，永磁鐵具有圓柱形形狀，因此其可以與圓柱形的推桿的表面齊平地閉合。
[0014]電動液壓設(shè)備優(yōu)選地具有用于液壓增強的裝置，該裝置特別基于發(fā)動機操作的機電式液壓栗裝置的原理。該栗裝置的栗在此按照一個優(yōu)選的實施方式包括用于產(chǎn)生液壓壓力的柱塞，該柱塞由高動力的電動機驅(qū)動。
[0015]按照另一個優(yōu)選的實施方式，傳感元件或傳感元件的一部分伸入液壓單元上的凹槽的自由空間中。換句話說，傳感元件突出于電子單元的打開的(在圖3中位于下方的)邊緣的表面邊界，其與液壓單元相連，由此傳感元件與閥線圈和電子設(shè)備共同通過電子單元的殼體不透水地封閉。雖然可能的是，在此傳感元件的上述部分由控制單元的殼體的突出部件完全地或部分地包圍，然而這不是必需的，因為通過電子設(shè)備殼體與液壓單元的連接而取消了對傳感器進(jìn)行附加封閉的必要性。由此由于節(jié)省了電子連接件、附加的殼體部件和平常為此所需的固定件，因而得到了相對于將行程傳感器布置在單獨的殼體中的制動調(diào)節(jié)器布置結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點。
[0016]按照另一個優(yōu)選的實施方式，行程傳感器的致動方向垂直于柱塞的柱塞軸取向。由此可以實現(xiàn)整體制動單元的結(jié)構(gòu)體積的進(jìn)一步減小。一個特別優(yōu)選的改進(jìn)方案在于，該單元這樣構(gòu)造:栗的殼體完全地或部分地穿過電子設(shè)備殼體。以這種方式還可以進(jìn)一步減小機動車中的對于整體單元所需要的結(jié)構(gòu)空間的體積。殼體和/或主印刷電路板為此特別具有通孔。
[0017]磁芯的材料可以設(shè)計為單層的，但也可以設(shè)計為多層的。行程傳感器的傳感元件優(yōu)選地包括由層疊材料(Schichtmaterial)制成的磁芯，其中，層疊材料特別設(shè)計為磁芯材料的薄膜堆垛或薄膜包。磁芯材料特別由軟磁材料制成。通過傳感元件的磁芯的適合的構(gòu)造可能的是，將傳感器設(shè)計得對電磁干擾足夠不敏感，該電磁干擾在包括電驅(qū)動的栗和多個磁鐵線圈的制動調(diào)節(jié)單元中特別由于由集成引起的結(jié)構(gòu)上的接近而具有特別高的強度。與行程傳感器在制動設(shè)備中的集成以及由此得出的更短的信號線路行程相聯(lián)系地，整體上獲得一種行程傳感器系統(tǒng)，該行程傳感器系統(tǒng)相對于電磁干擾明顯更不敏感并且還具有改進(jìn)的局部分辨率和動力。
[0018]傳感元件的簡單且有利的制造通過磁芯在布線支架(引線框架)、印刷電路板或另一種基板之上或之中的布置結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)。
[0019]按照本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，傳感元件是所謂的線性的行程傳感器(LIPS)，其按照自身已知的差動變壓器-原理工作。功能原理類似于具有初級線圈和次級線圈的變壓器，其中，變壓器芯的電感以及進(jìn)而傳輸發(fā)生變化。如果在初級線圈上施加有電的交流電壓信號，只要沒有位置傳感器磁鐵位于附近，則通過傳感器的磁芯感應(yīng)的電流在次級線圈中感應(yīng)相同的輸出信號。如果現(xiàn)在由推桿攜帶的位置傳感器磁鐵接近次級線圈，則其驅(qū)使磁芯進(jìn)入飽和。這導(dǎo)致在初級線圈與傳感器磁鐵接近的次級線圈之間的電的交流電壓信號的改變的傳輸性能，這可以以對于技術(shù)人員已知的方式通過傳感器電路分析。以這種方式可以通過傳感元件檢測傳感器磁鐵的位置。
[0020]優(yōu)選地，在傳感元件中使用兩個次級線圈，其尤其是構(gòu)造相同，這對于分析的信號質(zhì)量和精度是有利的。
[0021]為了接納線圈，傳感元件適宜地被分成多個纏繞區(qū)域，這些纏繞區(qū)域隨后被相應(yīng)的電隔離的線圈金屬絲纏繞。在此特別優(yōu)選地，在所有的纏繞區(qū)域都纏繞上初級線圈，而僅在部分區(qū)域中纏繞上所述一個或多個次級線圈。
[0022]根據(jù)所給出的傳感器的另一個優(yōu)選的實施方式，傳感元件是電力/配電變壓器，特別是線性的感應(yīng)式位置傳感器，也稱為LIPS，其設(shè)置用于，將至少一個參考信號根據(jù)傳感器元件的位置作為傳感器信號傳送。變壓器可以是上述的改變磁通量的電子元件。在所給出的傳感器的范圍內(nèi)，變壓器應(yīng)理解為一種具有兩個彼此電隔離的線圈的電子元件，所述線圈彼此通過一種共同的接觸介質(zhì)如空氣或上述的磁芯傳送電能。如果傳感器元件例如本身是磁鐵，那么其改變共同的接觸介質(zhì)的傳送性質(zhì)，這在兩個線圈的改變的傳送情況中顯示出來。在所給出的傳感器的范圍內(nèi)，LIPS應(yīng)是一種具有第三線圈的變壓器，其中，第二和第三線圈布置用于與第一線圈交換電能。根據(jù)設(shè)計為磁鐵的傳感器元件相對于第二和第三線圈的位置得出在第一與第二線圈之間以及在第一與第三線圈之間的傳送比的特定的狀況。由于傳感器元件的位置現(xiàn)在通過兩個不同的傳送比例在兩個不同的位置處被檢測，因此上述的磁芯飽和可以在檢測位置時被一起使用。
[0023]如果線圈在變壓器中通過線圈體纏繞在磁芯上，則磁芯在一個優(yōu)選的改進(jìn)方案中具有處于線圈體的膨脹系數(shù)的范圍內(nèi)的膨脹系數(shù)。以這種方式，線圈體可以例如通過以熱固性塑料包覆注塑的方式直接安設(shè)在磁芯上，而不會出現(xiàn)機械應(yīng)力引入到磁芯上并進(jìn)而導(dǎo)致變壓器的測量結(jié)果失真的情況。否則，這種機械應(yīng)力的引入必須通過將磁芯支承在線圈體之內(nèi)的彈性材料中來得以避免。
[0024]作為磁芯可以選擇軟磁性材料，例如具有或沒有磁致伸縮自由度的鐵-鎳-磁鐵。下面應(yīng)將磁致伸縮理解為通過機械負(fù)荷如壓力或拉應(yīng)力所引起的磁性特征值一一如磁場強度、