公开了一种改进的速度感应系统，该速度感应系统用于具有带端部和轴线的轮轴的机器，例如载重车辆。该机器还包括不可转动地联接到该轮轴的端部且与该轴线共轴的传感器。轮毂可转动地联接到该轮轴，且轮盖联接到该轮毂。该机器还包括与该轴线同轴布置且联接到该轮盖的磁体以便随着该轮转动而绕着该轴线转动。该传感器基于该磁体和该轮的转速产生信号。对于实心的或包括实心芯轴的非转动轮轴，可以容易地钻出通路，以用于传感器和电子控制模块(ECM)之间的通信线，从而使得本发明专利技术公开的系统易于添加到现有的机器或车辆中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于感应车辆轮速的系统和方法。更具体地，本专利技术公开的系统和方法尤其适用于感应车辆非驱动轮的速度，以输入至防抱死系统(ABS)和牵引力控制系统(TCS)的电子控制模块(ECM)。背景防抱死系统(ABS)通常包括一些用于感应轮速的机构。用于空气制动的载重车辆的ABS系统总体上包括电子控制模块(ECM)、气动控制模块(PCM)和一个或多个轮速传感器。轮速传感器向该ECM提供轮速信息，且ECM给PCM提供信号以改变制动室处的气压水平。这整个过程控制制动级别，从而所述轮继续转动，或者至少在大部分时间转动，即使是在强制动期间。术语液压控制模块(HCM)或液压控制单元(HCU)更常用于带有液压制动的较大型车辆中。 轮速输入通常呈现表示轮的角速度的电信号形式。这些信号通常由联接到轮轴的固定的可变磁阻(VR)传感器和随着轮相对于磁体转动的带齿或带缺口的“转速脉冲轮(tone wheel)”所获得。当转速脉冲轮经过该传感器时，所获得的磁通量变化产生信号，该信号频率是轮的角速度的函数。通常，VR传感器安装在轮轴上，而传感器联接线将电磁传感器与ABS连接，或者说更具体的是，与ABS的ECM连接。对于带有实心轴的重型车辆，传感器和ECM之间的连接线必须布置在轮轴和芯轴的外部。因此，给这些车辆另加ABS系统相对昂贵，因为需要对轮/轮轴组件进行高成本的改装。固定的磁传感器安装在芯轴的端部。转速脉冲轮安装在轮盖或毂罩内，而非位于车轮架内，从而仅需拆下毂盖即可接近转速脉冲轮和传感器。然而，将转速脉冲轮直接安置在轮盖内使得，当在正常的轮轴维护过程中拆下轮盖时，该转速脉冲轮易受意外的损坏。此夕卜，传感器的精确度依赖于在轮转动期间保持传感器和转速脉冲轮之间的间隙。保持传感器-转速脉冲轮的间隙增加了与这类轮速感应系统相关的制造和维护成本。例如，车轮的轴承调整决定了轮毂在轴向上的约束有多精确。因此，如果轴承调整变化，轮毂会在运行中轴向移动，从而影响转速脉冲轮和电磁传感器之间的间隔或间隙。转速脉冲轮和电磁传感器之间的变动和间隔能导致ECM不能最优化地运行，从而影响ABS的性能。如果间隔差异加剧，该ECM会确认该信号不可用，且ABS应关停。现有的感应系统的另一问题是信号对于转速脉冲轮和/或轮毂的任何颤动或“偏离”都很敏感。如果轮速脉冲轮的表面所在平面不垂直于转动轴线，则该轮速脉冲轮表面与电磁传感器之间的间隙随着该轮速脉冲轮转动而变化。该变化导致了类似于上述松轴承调整的影响。因此，总体而言，用于ABS系统的轮速传感器需要一个元件如带齿的环或轮速脉冲轮与呈电磁传感器形式的固定元件之间的相对转动。需要联接线从电磁传感器将信号携带回到ECM。因为联接线需设在传感器和ECM之间，所以在实践中，电磁传感器是固定的而带齿环或转速脉冲轮是转动的。这种基本设计不仅安装很昂贵(尤其是从传感器到ECM的所述线在轮轴外延伸时)，而且维护也相对昂贵并且在维护期间很容易有不精确的测量值。需要一种较便宜且更可靠的系统。
技术实现思路
在一个实例中，公开了一种机器，其包括具有端部和轴线的轮轴。该机器还包括联接到该轮轴的端部且与该轴线同轴的传感器。轮毂可转动地联接到该轮轴上，且轮盖联接到该轮毂。该机器还包括与该轴线同轴布置且联接到该轮盖的磁体。在另一实例中，公开了一种车辆，其包括电子控制模块(ECM)。该车辆还包括具有端部和纵向轴线的非转动轮轴。传感器与该轴线同轴布置且联接到该轮轴的端部。轮毂可转动地联接到该轮轴，从而该轮毂绕该轴线转动，且轮盖联接到该轮毂。该车辆还包括与该轮轴的轴线同轴布置且联接到该轮盖的磁体。该轮轴包括从该传感器向内延伸的通路，该通路容纳在该传感器和该ECM之间的电连接装置。 此外，还公开了一种感应安装在车辆的非转动轮轴上的轮的转速的方法。该车辆包括电子控制模块(ECM)。该非转动轮轴包括端部、轴线和内部通路。传感器与该轴线同轴地联接到该轮轴的端部。轮毂可转动地联接到该轮轴，从而该轮毂绕该轴线转动。轮盖联接到该轮毂，且磁体与该轴线同轴地被支承并联接到轮盖。该方法包括用线路将该传感器联接到电子控制模块(ECM)，该线路延伸穿过该轮轴的所述内通路且在ECM和该传感器之间提供传送；使该轮和磁体绕该轴线转动；基于该磁体的转速，在该传感器处产生信号；且将该信号沿该线路传送到ECM。附图说明图I是所公开的转速感应系统的部分截面图。图2是图I所示的转速感应系统的另一部分截面图，还示出了穿过轮轴以用于将传感器联接到ECM的内部通路。详细说明参考图1，示出了轮速感应系统10。轮轴11通过轴承组件可转动地联接到轮毂12，在图I所示的实施方案中该轴承组件包括轴承内圈14、外轴承15和轴承外圈16。术语“联接”将用于指两个元件之间的直接的、通过中间部件或元件间接的任何连接；具有固定(例如非转动)性质的两个构件之间的连接或其中至少一个元件相对于另一元件可转动的两个构件之间的连接。参考图I，轮轴11的远端13被接纳在轴承内圈14中。轴承内圈14支承外轴承15，而外轴承15又设置在轴承外圈16中。轴承外圈16可联接到轮毂12，而轴承内圈14可联接到轮轴11。显然，除了 14-16所示出的轴承配置之外，也可采用其它轴承配置用于将轮毂12可转动地联接到轮轴11。轮盖或毂罩17可以直接或间接地联接到轮毂12。轮盖17可以包括中央开口 18，构件21可穿过该中央开口。构件21可包括带法兰的头部22、螺纹轴部分23、中轴部分24和联接到二极磁体26的远端25。在图I和2所示的实施方案中，二极磁体26设置在定位器28的中央开孔27中。定位器28可以通过多个以31示出的紧固件固定联接到轮轴11。轮轴11包括通路32，其可以被钻成带镗线的两个部段33、34，如图2所示。部段34可沿轮轴11的轴线41轴向地延伸穿过轮轴11的远端13，而部段33可从轴线41径向向外延伸。通路32容纳线路35，其呈连接传感器36到ECM37的电线、光纤或导线形式。如下所述，由于使用了二极磁体26，传感器36是电磁传感器。传感器36可以被夹在保持架28和轮轴11之间。当轮毂12、轮盖17且进而二极磁体26绕轮轴11的纵向轴线41转动时，穿过传感器36的磁场同样转动。传感器36确定磁场方向并通过线路35发送信号至ECM37。穿过传感器36的磁场方向的变化与轮速直接成比例。由传感器36发送至ECM37的信号是脉冲序列，该脉冲序列具有与传感器36处的磁场方向变化率成比例的频率。本领域技术人员将明白，可以采用合适的传感器36和磁体26。磁体26与传感器36间隔开的非接触式两部件设计省去了密封或轴承的需要，并确保长期的可靠性。磁体26的转动由传感器36主体内的定制的编码芯片感应，且被处理成提供所需的输出格式，其可以是如上所述的脉冲序列。编码芯片(未示出)处理所接收到的信号，从而为30000rpm(每分钟转数)的运转速度提供13bit分辨率(8192位/每转)。输出信号能以多种不同格式 例如行业标准的绝对值、增量或模拟量由传感器36供应至ECM37。工业实用性多种类型的车辆如载重车辆(包括中轻型载重车辆、重型载重车辆(LMT)和挖掘工程车(QCT))可以装设本专利技术公开的轮速感应系统10。由于这样的车辆常设有ABS本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.15 US 61/251,987;2010.10.11 US 12/901,6351.一种用于车辆的轮速感应系统(10)，所述车辆包括具有端部(13)和轴线(41)的非转动轮轴(11)，可转动地联接到所述轮轴(11)的轮毂(12)，和联接到所述轮毂(12)的轮盖(17)，所述感应系统(10)包括 与所述轴线(41)同轴地联接到所述轮轴(11)的端部(13)的传感器(36);和 与所述轴线(41)轴向对准且联接到轮盖(17)的磁体(26)。2.根据权利要求I所述的轮速感应系统，其中磁体(26)的磁通线大体上垂直于所述轴线(41)延伸。3.根据权利要求I所述的轮速感应系统，其中所述传感器(36)不可转动地联接到所述轮轴(11)，且所述磁体(26)联接到所述轮盖(17)，以与所述轮盖(17)和所述轮毂(12)一起转动。4.根据权利要求I所述的轮速感应系统，其中所述轮轴(11)的端部联接到保持架(28)，所述保持架(28)布置在所述轮轴(11)的所述端部和所述轮盖(17)之间，所述保持架(28)包括与所述轴线(41)同轴的通孔(27)，所述磁体(26)可转动地被支承在所述通孔(27)内。5.根据权利要求I所述的轮速感应系统，其中所述轮盖(17)联接到构件(21)，所述构件(21)沿所述轴线(41)朝所述轮轴(11)向内延伸，且所述磁体(26)联接到所述构件(21)。6.根据权利要求I所述的轮速感应系统，其中所述轮轴(11)联接到保持架(28)。7.根据权利要求6所述的轮速感应系统，其中所述保持架(28)包括与所述轴线(41)同轴的通孔(27)，且所述磁体(26)可转动地被支承在所述保持架(28)的所述通孔(27)内。8.根据权利要求7所述的轮速感应系统，其中所述轮盖(17)联接到构件(21)，所述构件(21)沿所述轴线(41)朝所述保持...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·O·麦坎恩，A·F·克莱，K·F·哈维，K·A·凯布里克，A·L·金，D·T·威廉，J·C·安德森，D·P·瑟吉森，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：
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