具有行程传感器的用于集成的机动车制动系统的制动设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的在电动液压设备中的行程传感器，该行程传感器包括能够移动的行程指示器和传感元件。
【背景技术】
[0002]当今批量应用在机动车中的电动液压制动设备的主要部分始终还至少包括具有通常为液压或气动的制动力放大件的致动装置(助力器)和与其分开布置的紧凑的电动液压的压力控制-或调节单元(HECU)。
[0003]已经已知的是电动液压的制动控制设备，其具有用于检测制动杆的致动行程的行程传感器，其中，行程传感器在结构上分开布置或至少在电子控制单元(ECU)的壳体之外布置。具有行程传感器的相应的布置结构例如已知为液压的“线控制动”制动器的概念。对此适合的行程传感器布置结构例如由DE 100 10 042 Al得出。
[0004]同样地，DE 10 2004 058 875 Al描述了一种用于电动液压制动器的无接触地且按照霍尔原理工作的行程传感器。传感器磁铁直接定位在柱塞上。行程传感器的真正的传感元件布置在压力产生单元或压力增强单元的壳体外部。
[0005]当前所述的制动设备具有压力产生-或增强装置(助力器)与压力控制-或调节单元之间的空间分开性。在“线控制动”制动器中也是这种情况，在那里，踏板模块以及踏板感觉-模拟器也共同地与真正的制动压力调节装置分开。在尺寸增大的情况下现在力求实现更大批量生产的制动设备，其通过电动液压部件组合成为组合单元的方式而取消了致动和压力控制或调节的空间分开性。即使这种布置结构已经是本身已知的，然而始终还存在这样的可能性:在遵循为此要提供的制造成本框架的情况下在汽车工业对于灵活性、制动功率和舒适性的要求方面进一步加以改进。
【发明内容】
[0006]因此本发明所要解决的问题是，为制动设备设计可靠且以高精度工作的行程传感器，该制动设备应具有再次改进的更紧凑的结构形式并且还可以成本有利地批量制造。
[0007]该目的根据本发明通过具有行程传感器的制动设备实现，该行程传感器包括能够移动的行程指示器和用于检测沿致动方向的位移或位置的传感元件，其中，制动设备作为紧凑的系统由带有壳体的电子控制单元、液压单元和特别是栗单元在结构上相连接组成，其特征在于，传感元件集成在带有壳体的电子控制单元之上或之中，并且传感元件直接地或间接地布置在印刷电路板上，其中，印刷电路板要么是电动液压设备的主印刷电路板，要么是附加的、与主印刷电路板以电、且特别也以机械的方式相连的附加印刷电路板。
[0008]传感元件因此集成在带有壳体的电子控制单元之上或之中。这应如此理解，即传感元件在无需用于传感元件的附加壳体的情况下与电子控制单元直接电连接和机械连接且控制单元的壳体负责传感元件和传感器的可能存在的分析电子设备相对于在机动车中存在的强烈的环境影响的密封，该环境影响例如由湿度、热量、灰尘以及机械震动决定。
[0009]制动设备的上述构造具有一系列优点。一个优点在于，通过传感元件的集成和在印刷电路板上的布置结构获得在传感器与用于传感器信号处理的电子设备之间的信号线长度明显更短的低欧姆接触。
[0010]优选地，行程传感器按照感应原理工作，其中，特别是根据该原理通过行程指示器的位移引发布置在传感元件中的电力/配电变压器的场变化，以用于确定行程。通过使用感应原理得到行程传感器(Wegaufnehmer)的特别简单的构造。借助于变压器技术可以例如结合可适宜地使用的数字式信号分析来提供相对而言位置精确的行程信号。
[0011 ] 行程传感器优选地布置在印刷电路板上，其中，印刷电路板要么是电动液压设备的主印刷电路板，要么是附加的、与主印刷电路板电连接且特别也机械连接的附加印刷电路板。在此也可以涉及一种包括多个印刷电路板的机架，该多个印刷电路板彼此机械连接且特别也电连接。这一点在以下情况下是有利的，即由于结构上的原因而必须针对与测量传感器(Messgeber)的间隔来调整传感元件的结构高度。但由于成本原因，优选的是使传感元件能够在主电路板上的直接安装的建设性的解决方案。
[0012]在此，传感元件适宜地与可能需要的信号处理装置共同位于印刷电路板(附加印刷电路板或主印刷电路板)上。
[0013]作为行程指示器原则上可以使用各种产生磁场或影响磁场的部件、例如磁铁或电线圈。但行程指示器优选为任意形成的永磁铁，该永磁铁通过与制动杆的机械耦合根据制动操作(Bremsbetaetigung)的致动行程沿传感元件运动。特别优选地，永磁铁具有圆柱形形状，因此其可以与圆柱形的推杆的表面齐平地闭合。
[0014]电动液压设备优选地具有用于液压增强的装置，该装置特别基于发动机操作的机电式液压栗装置的原理。该栗装置的栗在此按照一个优选的实施方式包括用于产生液压压力的柱塞，该柱塞由高动力的电动机驱动。
[0015]按照另一个优选的实施方式，传感元件或传感元件的一部分伸入液压单元上的凹槽的自由空间中。换句话说，传感元件突出于电子单元的打开的(在图3中位于下方的)边缘的表面边界，其与液压单元相连，由此传感元件与阀线圈和电子设备共同通过电子单元的壳体不透水地封闭。虽然可能的是，在此传感元件的上述部分由控制单元的壳体的突出部件完全地或部分地包围，然而这不是必需的，因为通过电子设备壳体与液压单元的连接而取消了对传感器进行附加封闭的必要性。由此由于节省了电子连接件、附加的壳体部件和平常为此所需的固定件，因而得到了相对于将行程传感器布置在单独的壳体中的制动调节器布置结构的主要优点。
[0016]按照另一个优选的实施方式，行程传感器的致动方向垂直于柱塞的柱塞轴取向。由此可以实现整体制动单元的结构体积的进一步减小。一个特别优选的改进方案在于，该单元这样构造:栗的壳体完全地或部分地穿过电子设备壳体。以这种方式还可以进一步减小机动车中的对于整体单元所需要的结构空间的体积。壳体和/或主印刷电路板为此特别具有通孔。
[0017]磁芯的材料可以设计为单层的，但也可以设计为多层的。行程传感器的传感元件优选地包括由层叠材料(Schichtmaterial)制成的磁芯，其中，层叠材料特别设计为磁芯材料的薄膜堆垛或薄膜包。磁芯材料特别由软磁材料制成。通过传感元件的磁芯的适合的构造可能的是，将传感器设计得对电磁干扰足够不敏感，该电磁干扰在包括电驱动的栗和多个磁铁线圈的制动调节单元中特别由于由集成引起的结构上的接近而具有特别高的强度。与行程传感器在制动设备中的集成以及由此得出的更短的信号线路行程相联系地，整体上获得一种行程传感器系统，该行程传感器系统相对于电磁干扰明显更不敏感并且还具有改进的局部分辨率和动力。
[0018]传感元件的简单且有利的制造通过磁芯在布线支架(引线框架)、印刷电路板或另一种基板之上或之中的布置结构而实现。
[0019]按照本发明的一个改进方案，传感元件是所谓的线性的行程传感器(LIPS)，其按照自身已知的差动变压器-原理工作。功能原理类似于具有初级线圈和次级线圈的变压器，其中，变压器芯的电感以及进而传输发生变化。如果在初级线圈上施加有电的交流电压信号，只要没有位置传感器磁铁位于附近，则通过传感器的磁芯感应的电流在次级线圈中感应相同的输出信号。如果现在由推杆携带的位置传感器磁铁接近次级线圈，则其驱使磁芯进入饱和。这导致在初级线圈与传感器磁铁接近的次级线圈之间的电的交流电压信号的改变的传输性能，这可以以对于技术人员已知的方式通过传感器电路分析。以这种方式可以通过传感元件检测传感器磁铁的位置。
[0020]优选地，在传感元件中使用两个次级线圈，其尤其是构造相同，这对于分析的信号质量和精度是有利的。
[0021]为了接纳线圈，传感元件适宜地被分成多个缠绕区域，这些缠绕区域随后被相应的电隔离的线圈金属丝缠绕。在此特别优选地，在所有的缠绕区域都缠绕上初级线圈，而仅在部分区域中缠绕上所述一个或多个次级线圈。
[0022]根据所给出的传感器的另一个优选的实施方式，传感元件是电力/配电变压器，特别是线性的感应式位置传感器，也称为LIPS，其设置用于，将至少一个参考信号根据传感器元件的位置作为传感器信号传送。变压器可以是上述的改变磁通量的电子元件。在所给出的传感器的范围内，变压器应理解为一种具有两个彼此电隔离的线圈的电子元件，所述线圈彼此通过一种共同的接触介质如空气或上述的磁芯传送电能。如果传感器元件例如本身是磁铁，那么其改变共同的接触介质的传送性质，这在两个线圈的改变的传送情况中显示出来。在所给出的传感器的范围内，LIPS应是一种具有第三线圈的变压器，其中，第二和第三线圈布置用于与第一线圈交换电能。根据设计为磁铁的传感器元件相对于第二和第三线圈的位置得出在第一与第二线圈之间以及在第一与第三线圈之间的传送比的特定的状况。由于传感器元件的位置现在通过两个不同的传送比例在两个不同的位置处被检测，因此上述的磁芯饱和可以在检测位置时被一起使用。
[0023]如果线圈在变压器中通过线圈体缠绕在磁芯上，则磁芯在一个优选的改进方案中具有处于线圈体的膨胀系数的范围内的膨胀系数。以这种方式，线圈体可以例如通过以热固性塑料包覆注塑的方式直接安设在磁芯上，而不会出现机械应力引入到磁芯上并进而导致变压器的测量结果失真的情况。否则，这种机械应力的引入必须通过将磁芯支承在线圈体之内的弹性材料中来得以避免。
[0024]作为磁芯可以选择软磁性材料，例如具有或没有磁致伸缩自由度的铁-镍-磁铁。下面应将磁致伸缩理解为通过机械负荷如压力或拉应力所引起的磁性特征值一一如磁场强度、