CN104849490A - 测速装置、机动车 - Google Patents

Abstract

一种测速装置、机动车，其中测速装置包括轴承和速度传感器，所述轴承包括内圈、外圈和位于所述内圈、外圈之间的若干滚动体；所述速度传感器为有源传感器且具有感知部，所述感知部具有磁性；所述速度传感器的感知部位于所述轴承外侧且所述内圈与外圈的径向间隙内，所述滚动体为软磁性材料，作为感知部磁场的干扰源。本技术方案舍弃编码器，使用滚动体作为产生交变磁场的干扰源，使得测速装置结构简单且降低了制造和安装成本。

Description

测速装置、机动车

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种测速装置及机动车。

背景技术

参照图1，现有的轮毂轴承单元1包括轮毂轴承2、编码器3和速度传感器4。轮毂轴承2包括内圈5、外圈6和位于内圈5与外圈6之间的若干滚珠7，该若干滚珠7分为两列，内圈5可通过滚珠7相对外圈6转动。内圈5的外圆周面具有同轴的内圈法兰8，所述外圈6位于内圈法兰8一侧，车轮轮毂（图中未示出）通过该内圈法兰8与轮毂轴承2连接。

编码器3位于远离内圈法兰8的一列滚珠外侧，并与内圈5的外圆周面连接。速度传感器4位于轮毂轴承2外侧，具有感知部9，感知部9与编码器3沿轴向相对，但不接触。

其中，编码器为钢环，相应的速度传感器为有源传感器且其感知部具有磁性；编码器也可以为磁环，对应的速度传感器无源传感器。

当编码器3为磁环时，编码器3沿周向交替分布有若干S极和N极。当车轮转动时，内圈5相对外圈6转动并带动编码器3同步转动。在编码器3转动过程中，编码器3的S极和N极与感知部9交替轴向对准而产生交变磁场。速度传感器4的感知部9接收到交变磁场信号，速度传感器4将交变磁场信号转化为脉冲信号，并通过传输线将该脉冲信号传输给电子控制单元（Electronic ControlUnit，ECU），ECU接收该脉冲信号并进行处理、运算得到车轮的转速。

当编码器3为钢环时，其外圆周面具有交替、均匀分布的齿轮。当编码器3沿周向转动，编码器3的齿轮与速度传感器4的感知部9交替轴向对准，速度传感器4的磁场受到干扰并产生交变磁场，速度传感器4接收到交变磁场信号，并将该交变磁场信号转化为脉冲信号并输出至ECU。

现有的轮毂轴承单元利用编码器和速度传感器测量车轮的转速，结构相对比较复杂，相应的安装成本和制造成本均比较高；而且，编码器呈环形套设安装在内圈之外，因此对编码器的内径精度具有较高要求，这也增加了制造、安装的难度和成本。

因此，亟需提出一种结构简单、制造以及安装成本和难度低的轮毂轴承单元。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种结构简单、制造和安装成本和安装难度较低的轮毂轴承单元。

为解决上述问题，本发明提供一种测速装置，该测速装置包括轴承和速度传感器，所述轴承包括内圈、外圈和位于所述内圈、外圈之间的若干滚动体；所述速度传感器为有源传感器且具有感知部，所述感知部具有磁性；

所述速度传感器的感知部位于所述轴承外侧且所述内圈与外圈的径向间隙内，所述滚动体为软磁性材料，作为感知部磁场的干扰源。

可选地，所述速度传感器的感知部与相邻的一列滚动体的轴向距离范围为大于等于0.5mm且小于等于1mm。

可选地，所述滚动体为滚珠、圆锥滚子或圆柱滚子。

可选地，所述有源传感器为磁阻传感器或霍尔效应传感器。

可选地，所述测速装置为轮毂轴承单元，所述轴承为轮毂轴承，所述若干滚动体分为两列。

可选地，所述轮毂轴承的内圈一端部的外圆周面具有与内圈同轴的内圈法兰，所述外圈位于所述内圈法兰一侧且与所述内圈法兰相互隔开，所述速度传感器的感知部位于远离所述内圈法兰的一列滚动体的外侧。

可选地，所述内圈远离内圈法兰的外圆周面具有环形件，所述环形件为远离内圈法兰的一列滚动体提供滚道，所述速度传感器的感知部位于所述环形件与外圈的径向间隙内。

本发明还提供一种机动车，该机动车包括上述任一所述的测速装置。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本技术方案舍弃编码器，使用滚动体作为产生交变磁场的干扰源，使得测速装置的结构简单且降低了制造和安装成本。

附图说明

图1是现有技术的轮毂轴承单元的轴向剖面结构示意图；

图2是本发明具体实施例的轮毂轴承单元的轴向剖面结构示意图；

图3是使用本发明具体实施例的轮毂轴承单元车轮转速为72rpm时，ECU输出的脉冲信号示意图；

图4是使用本发明具体实施例的轮毂轴承单元车轮转速为150rpm时，ECU输出的脉冲信号示意图。

具体实施方式

下面，以轮毂轴承单元为例阐述本发明的测速装置。

参照图2，轮毂轴承单元10包括轮毂轴承11和速度传感器12。轮毂轴承11包括内圈13、外圈14和位于内圈13、外圈14之间的若干滚珠15，若干滚珠15分为两列。若干滚珠15为软磁性材料，如铁、钢，可以被磁铁所吸引。

内圈13一端部的外圆周面具有与内圈13同轴的内圈法兰16，该内圈法兰16用于连接刹车盘（图中未示出），之后车轮轮毂环套安装在刹车盘上，使轮毂支承在轮毂轴承11上。

外圈14位于内圈法兰16一侧且与内圈法兰16相互隔开，这样两列滚珠15均位于内圈法兰16同一侧。外圈14远离内圈法兰的外圆周面具有外圈法兰17，该外圈法兰17用于安装车架（图中未示出）。

速度传感器12具有感知部18，感知部18位于远离内圈法兰16的一列滚珠15的外侧且内圈13与外圈14的径向间隙内。感知部18与内圈13、外圈14和滚珠15隔开。本实施例中，感知部18呈柱状，但感知部18的形状不限于柱状。

速度传感器12为有源传感器，与ECU通过传输线19电连接，感知部18具有磁性并在自然状态下具有恒定磁场。当机动车的车轮转动时，内圈13相对外圈14周向转动，两列滚珠15在绕自身轴线滚动的同时也绕内圈13的中轴线做公转运动。在转动时，远离内圈法兰16的一列滚动体15与速度传感器12的感知部18交替轴向对准，这会改变感知部18的恒定磁场而产生交变磁场。该交变磁场使速度传感器12中的电路交替打开、关闭，例如在轴向对准时打开，在远离时关闭。当一列滚珠15交替持续经过感知部18时，会引起速度传感器12与ECU交替导通、断开，ECU接收到脉冲信号，该脉冲信号为随时间变化的电压值。

结合参照图3、图4，图3表示车轮转速为72rpm时，ECU输出的脉冲信号，图4表示车轮转速为150rpm时，ECU输出的脉冲信号，其中波峰可表示速度传感器12与ECU导通时的电压值，波谷表示速度传感器12与ECU断开时的电压值。在车轮处于不同转速下，脉冲信号的频率不同，这样ECU可对该脉冲信号进行运算、处理并得到车轮转速。与现有技术相比，本技术方案舍弃编码器，转动中的滚珠直接作为引起交变磁场的干扰源，这降低了制造成本和安装成本。

在本实施例中，参照图2，速度传感器12的感知部18与远离内圈法兰16的一列滚珠15之间的轴向距离范围为大于等于0.5mm且小于等于1mm。如果感知部18与该列滚珠15之间的轴向距离小于0.5mm，在车轮转动过程中，轮毂轴承振动可能会引起滚珠与速度传感器触碰；如果大于1mm，可能会使脉冲信号不完整甚至无法获得脉冲信号，进而影响ECU的判断。

另外，在将本方案应用于不同轮毂轴承时，可根据具体应用情形调整感知部18的长度和外径，使速度传感器足以伸入至内圈和外圈之间的径向间隙内，又不会触碰到内圈和外圈。

本实施例的速度传感器是有源传感器，具体可为磁阻传感器或霍尔效应传感器，且其感知部具有磁性。

在本实施例中，内圈13的外圆周面和外圈14的内圆周面为靠近内圈法兰16的一列滚珠提供滚道。在内圈13远离内圈法兰16的外圆周面具有环形槽（图中未标号），在所述环形槽中固定设置一环形件20，该环形件20为钢环，具有高出内圈13外圆周面的部分，该高出部分为远离内圈法兰16的一列滚珠15提供滚道。这样，速度传感器12位于外圈14与环形件20的径向间隙内。

本实施例中，内圈与外圈之间的滚动体为滚珠。在其他实施例中，内圈与外圈之间的滚动体还可为圆柱滚子或圆锥滚子。

本实施例的轮毂轴承具有内圈法兰和外圈法兰，但不限于此。在其他实施例中，当轮毂轴承不具有内圈法兰和外圈法兰时，也可应用本方案的测速方案，并根据具体应用场景，将速度传感器安装在轮毂轴承的一外侧且内圈与外圈的径向间隙内。

在本实施例中，轮毂轴承单元作为测速装置应用的一个示例，但不限于此。在其他实施例中，所述测速装置还可以应用于大型机械装置，如机床等需测速的装置。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种测速装置，包括轴承和速度传感器，所述轴承包括内圈、外圈和位于所述内圈、外圈之间的若干滚动体；所述速度传感器为有源传感器且具有感知部，所述感知部具有磁性；

其特征在于，所述速度传感器的感知部位于所述轴承外侧且所述内圈与外圈的径向间隙内，所述滚动体为软磁性材料，作为感知部磁场的干扰源。

2.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述速度传感器的感知部与相邻的一列滚动体的轴向距离范围为大于等于0.5mm且小于等于1mm。

3.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述滚动体为滚珠、圆锥滚子或圆柱滚子。

4.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述有源传感器为磁阻传感器或霍尔效应传感器。

5.如权利要求1～4任一项所述的测速装置，其特征在于，所述测速装置为轮毂轴承单元，所述轴承为轮毂轴承，所述若干滚动体分为两列。

6.如权利要求5所述的测速装置，其特征在于，所述轮毂轴承的内圈一端部的外圆周面具有与内圈同轴的内圈法兰，所述外圈位于所述内圈法兰一侧且与所述内圈法兰相互隔开，所述速度传感器的感知部位于远离所述内圈法兰的一列滚动体的外侧。

7.如权利要求6所述的测速装置，其特征在于，所述内圈远离内圈法兰的外圆周面具有环形件，所述环形件为远离内圈法兰的一列滚动体提供滚道，所述速度传感器的感知部位于所述环形件与外圈的径向间隙内。

8.一种机动车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的测速装置。