CN106164543A - 车辆变速器的速度传感器 - Google Patents

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Abstract

一种变速器的可旋转输出元件的速度传感器包括旋转转速脉冲轮(33)和感应式拾取器(29)，该感应式拾取器(29)包括排放塞、填充塞或液位塞中的一者。该装置适于向车辆速度记录仪提供车辆速度信号。

Description

车辆变速器的速度传感器
技术领域
本发明涉及车辆变速器的速度传感器，具体地涉及用于指示变速器元件的旋转速度的传感器，并且通过该旋转速度可以得到车辆的行驶速度。
背景技术
变速器输出元件比如轴或齿轮的旋转速度提供了对车辆速度的有用的指示。从以往来看，旋转速度机械地指示在通过柔性管状壳体内的旋转线缆连接至变速器输出元件的转数表上。
近来，速度指示是通过来自合适的传感器比如感应式传感器的电信号来提供的；这种设置避免了对提供用于机械传动的规定路径的需要，并且此外，电子速度信号在其他车辆系统比如防抱死制动系统、牵引控制系统等中可以是有用的。可以通过车轮以电子的方式提供速度感测。
典型的电子速度传感器依赖于带齿的轮经过相对静止的传感器的旋转运动。已知若干种这样的传感器，并且这种传感器通常依赖于非接触式感应效应；传感器可以例如是霍尔效应传感器。尽管速度传感器可以响应于旋转齿轮的齿的通过，但是更通常的是，带齿的目标轮或转速脉冲轮(tone wheel)被设置在其速度待被感测的旋转元件上。
在电子速度传感器被应用于车辆变速器时，电子速度传感器通常被设置为带外螺纹的部件以被布置在变速器壳体的带螺纹通孔中。该通孔必须位于能够被触及以进行更换和维修的并且对于转速脉冲轮来说也便利的位置中。现代车辆的紧凑性以及变速器可以被使用的模式的多样性使得选择适当的位置有些成问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆变速器的速度感测装置，所述装置包括该变速器的旋转输出元件的转速脉冲轮及感应式拾取器，其中，所述转速脉冲轮具有多个大致等间隔的径向臂，感应式拾取器包括变速器壳体的排放塞、填充塞或液位塞中的一者。
这种设置由于使用了现有的带螺纹孔而避免了在变速器壳体中设置额外的带螺纹孔的需要，从而消除了与额外的速度传感器相关联的制造成本。本发明的附加特征在于：由于对带螺纹塞的触及的需要，可以确保在不需要另外的、附加的或特殊的措施的情况下就能够触及拾取器。因此，本发明避免了为带螺纹的拾取器提供额外的触及空间的需要，带螺纹的拾取器的位置必须适于使用该变速器的所有变体。
在与例如轮毂速度传感器相比时，在车辆变速器中设置速度传感器通常减小了距处理速度信号的相关联的电子微处理器的距离；此外，变速器传感器不经受车辆悬架运动，并且因此可能更可靠。
在一些情况下，塞可以是填充塞与液位塞的组合。
本发明在提供用于在车辆速度记录仪等中使用的独立的车辆速度信号方面特别有用。传感器可以被锁定或被闩锁以防止断开连接，从而确保速度记录仪的操作不被中断。
在一个实施方式中，转速脉冲轮是金属冲压件，该金属冲压件具有用以限定转速脉冲轮的臂的孔口以及内边缘，该内边缘轴向延伸成提供用于与变速器输出构件——比如分动变速箱的链轮——的肩部干涉配合的圆形边缘。
在一个实施方式中，拾取器设置在带螺纹的填充塞或液位塞上，该塞的旋转轴线大致平行于输出构件的旋转轴线。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括根据第一方面的速度感测装置的车辆变速器部件，特别是变速箱或分动箱。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括第二方面的车辆变速器的机动车辆。
根据本发明的第四方面，提供了一种车辆的电子速度指示装置，该电子速度指示装置包括第一方面的速度感测装置和包括微处理器的电子控制单元，所述微处理器适于将来自所述感应式拾取器的数字信号转换成指示车辆速度的输出信号。
根据本发明的第五方面，提供了一种感测车辆的能够在壳体中旋转的变速器输出元件的旋转速度的方法，该方法包括在所述元件上设置用于与所述元件一起旋转的转速脉冲轮；以及设置用于与所述转速脉冲轮配合的感应式拾取器，所述感应式拾取器是所述壳体的排放塞、填充塞或液位塞中的一者。
在本发明的方法中，来自感应式拾取器的数字信号被转换成指示车辆速度的电子信号。该方法还可以包括将所述电子信号用在车辆速度记录装置中。
在本申请的范围内，可以清楚地想到在前述段落中、在权利要求中和/或在下列说明书和附图中陈述的各个方面、实施方式、示例和替代方案、以及特别是其各个特征可以被独立地或以任何组合的方式采用。即，除非这些特征是不相容的，否则所有实施方式和/或任意实施方式的特征可以以任何方式和/或以组合的方式进行组合。本申请人保留了对任何原始提交的权利要求进行修改或者相应地提交任何新权利要求的权利，包括将任何原始提交的权利要求修改成从属于任何其他权利要求的特征和/或包括任何其他权利要求的特征的权利，即便最初并未以上述方式要求。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的一个或更多个实施方式，在附图中：
图1是全轮驱动车辆的驱动装置的示意性平面图。
图2是穿过图1的示例性分动箱壳体的输出侧的轴向截面图。
图3是转速脉冲轮的正视图。
具体实施方式
参照图1，图1中示出了四轮驱动车辆的驱动装置。车辆10包括各自支承轮13的前驱动轮轴11和后驱动轮轴12。内燃发动机14驱动具有多个速度比的变速箱15。从变速箱15的输出直接驱动后传动轴16以及经由分动箱17驱动前传动轴18。传动轴16、18驱动相应的轮轴12、11。图1的驱动构型是完全常规的。
分动箱17通常包括具有能够连接至前传动轴18的输出凸缘的一连串的三个齿轮传动或者链和链轮传动。对前传动轴的驱动可以是永久的，或者能够根据需要断开接合。对后传动轴的驱动通常是永久的。
图2示出了分动箱17的输出区域20。分动箱壳体21限定了输出轴线22，链轮23能够绕该输出轴线22在滚珠轴承24中旋转。花键连接至链轮23的输出轴25穿过壳体并且终止于用于连接至前传动轴18的凸缘26中。油密封件27围绕轴25。
链轮23通过变速箱的输出轴线上的对应链轮(未示出)由摩尔斯链(Morse chain)28驱动。这种设置是常规的并且不需要更详细地描述。
穿过壳体21的壁设置有螺旋塞29。常规地，塞29可以是用于从壳体21排放油的排放塞。替代性地，塞29可以是用于在补给油时设定壳体21中油的最大液位的液位塞和/或填充塞。
链轮23需要与壳体21存在侧向间隙以允许链28、特别是链28的最外的链节通过。因此，在每侧上，链轮均设置有与轴承24的相应内圈接触的周向延伸的肩部31、32。
如所示，转速脉冲轮33被压到肩部32上以与肩部32一起旋转。该转速脉冲轮位于由肩部32提供的周向空间内并且具有足以经过螺旋塞29的旋转轴线30的直径。
如图3中所示(缩小的比例)，转速脉冲轮33包括多个等间隔的孔口34，孔口34限定了具有大致相等的周向宽度的径向臂35。转速脉冲轮通常由钢板冲压而成并且在内周处包括正交的弯曲唇状部36以确保转速脉冲轮垂直于旋转轴线22。
转速脉冲轮的径向内部37与链轮23的侧部接合，并且径向外部38轴向远离链轮弯曲成曲柄状以提供用于链28的间隙；内部37和外部38大致径向地延伸。
螺旋塞29包括拾取器39，拾取器39用于检测孔口34和径向臂35的通过，以允许确定转速脉冲轮33的旋转速度。拾取器39可以是用以产生电脉冲的感应式拾取器比如依赖于霍尔效应的拾取器，所述电脉冲的频率取决于转速脉冲轮的旋转速度。链轮23与行驶轮13成固定的比率关系(根据驱动轮轴的比率)，并且因此，链轮23的旋转速度与行驶速度成比例。所述脉冲可以通过电导线40供给至微处理器——例如车辆电子控制单元(ECU)，在该微处理器中可以产生行驶速度信号。
在一个实施方式中，带螺纹的螺旋塞29可以是大致管状的，并且感应式拾取器的电气部件可以容置在该带螺纹的螺旋塞29中并且通过合适的灌封材料比如双组分环氧树脂粘合剂被保持。
在所示出的设置中，转速脉冲轮33位于输出链轮23上。在永久性四轮驱动中或者每当对前轮轴的可选择驱动被接合时，可以获得该位置中的速度信号。在替代性设置中，转速脉冲轮可以设置在输入链轮(未示出)上，但是由于输入链轮通常位于输出链轮上方，因此这种设置不允许将排放塞用于拾取器39并且可能排除将液位塞用作拾取器39。
孔口34和臂35的数目被选定成给予孔口34和臂35能够在链轮23的正常操作速度范围内并且在考虑到塞轴线30相对于链轮轴线22的半径距离的情况下被拾取器39检测到的响应。
在所描述的实施方式中，转速脉冲轮33在轴向上开有孔口；然而应该理解的是，在塞的旋转轴线垂直于链轮轴线22的情况下，会需要敞开的带齿转速脉冲轮。这种设置对于插入穿过壳体21的底部并且具有与轴线30正交的旋转轴线的排放塞来说是必须的。
此外，即使在对前轴的驱动于分动箱输入处断开连接的情况下，速度也将借助于从前轮向后驱动的链轮23被获得。然而，如果前轮轴在前毂处配装有可断开连接的联轴器，则不会发生上述的速度借助于从前轮向后驱动的链轮23被获得的现象，这可以被提供为防止前轮轴齿轮和轴被反向驱动的能量节省方法。
在本文所附权利要求的范围内，设想本发明的改型和替代方式。
本发明的方面将通过以下被编号的段落而明显。
1.一种用于车辆变速器的速度感测装置，所述装置包括所述变速器的旋转输出元件的转速脉冲轮及感应式拾取器，其中，所述转速脉冲轮具有多个大致等间隔的径向臂，所述感应式拾取器包括变速器壳体的排放塞、填充塞和液位塞中的一者。
2.根据方面1所述的装置，其中，所述转速脉冲轮是环形的并且适于关于所述输出元件的旋转轴线压配合到所述输出元件上。
3.根据方面2所述的装置，其中，所述输出元件是带外部齿的驱动构件。
4.根据方面3所述的装置，其中，所述驱动构件是链轮。
5.根据方面3所述的装置，其中，所述输出元件包括用于接纳所述转速脉冲轮的环形肩部。
6.根据方面4所述的装置，其中，所述输出元件包括用于接纳所述转速脉冲轮的环形肩部。
7.根据方面1所述的装置，其中，所述转速脉冲轮具有与所述转速脉冲轮的半径大致正交地延伸的连续内边缘。
8.根据方面1所述的装置，其中，所述转速脉冲轮包括大致圆形的连续径向内部和周向带齿的径向外部。
9.根据方面8所述的装置，其中，所述径向外部相对于所述径向内部沿轴向偏移。
10.根据方面8所述的装置，其中，所述径向外部包括位于大致固定半径处的多个周向间隔开的孔口。
11.根据方面9所述的装置，其中，所述径向外部包括位于大致固定半径处的多个周向间隔开的孔口。
12.根据方面1所述的装置，其中，所述感应式拾取器包括带外螺纹的塞本体，所述塞本体在所述塞本体的内孔内具有拾音传感器。
13.根据方面12所述的装置，其中，所述拾音传感器包括用于电信号线的附接的电连接器。
14.一种包括根据方面1所述的速度感测装置的车辆变速器。
15.根据方面14所述的车辆变速器，包括全轮驱动车辆的分动变速箱，所述旋转输出元件是莫尔斯链驱动的输出链轮，所述输出链轮与用于附接至前驱动轮轴的传动轴的输出驱动构件紧固在一起。
16.根据方面14所述的车辆变速器，所述车辆变速器安装在车辆中。
17.根据方面15所述的车辆变速器，所述车辆变速器安装在车辆中。
18.一种感测车辆的能够在壳体中旋转的变速器输出元件的旋转速度的方法，所述方法包括：
在所述元件上设置用于与所述元件一起旋转的转速脉冲轮；以及
设置用于与所述转速脉冲轮配合的感应式拾取器，所述感应式拾取器是所述壳体的排放塞、填充塞和液位塞中的一者。
19.根据方面18所述的方法，包括：
将来自所述感应式拾取器的数字信号转换成指示车辆速度的电子信号。
20.根据方面19所述的方法，包括将所述电子信号用在车辆速度记录装置中。

Claims (20)

1.一种用于车辆变速器的速度感测装置，所述装置包括所述变速器的旋转输出元件的转速脉冲轮及感应式拾取器，其中，所述转速脉冲轮具有多个大致等间隔的径向臂，所述感应式拾取器包括变速器壳体的排放塞、填充塞或液位塞中的一者。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述转速脉冲轮是环形的并且适于关于所述输出元件的旋转轴线压配合到所述输出元件上。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述输出元件是带外部齿的驱动构件。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述驱动构件是链轮。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的装置，其中，所述输出元件包括用于接纳所述转速脉冲轮的环形肩部。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述转速脉冲轮具有与所述转速脉冲轮的半径大致正交地延伸的连续内边缘。
7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述转速脉冲轮包括大致圆形的连续径向内部和周向带齿的径向外部。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述径向外部相对于所述径向内部沿轴向偏移。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的装置，其中，所述径向外部包括位于大致固定半径处的多个周向间隔开的孔口。
10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述感应式拾取器包括带外螺纹的塞本体，所述塞本体在所述塞本体的内孔内具有拾音传感器。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述拾音传感器包括用于附接电信号线的电连接器。
12.一种包括根据权利要求1至11中的任一项所述的速度感测装置的车辆变速器。
13.根据权利要求12所述的车辆变速器，包括全轮驱动车辆的分动变速箱，所述旋转输出元件是莫尔斯链驱动的输出链轮，所述输出链轮与用于附接至前驱动轮轴的传动轴的输出驱动构件紧固在一起。
14.一种包括根据权利要求12或权利要求13所述的车辆变速器的车辆。
15.一种感测车辆的能够在壳体中旋转的变速器输出元件的旋转速度的方法，所述方法包括：
在所述元件上设置用于与所述元件一起旋转的转速脉冲轮；以及
设置用于与所述转速脉冲轮配合的感应式拾取器，所述感应式拾取器是所述壳体的排放塞、填充塞或液位塞中的一者。
16.根据权利要求17所述的方法，包括将来自所述感应式拾取器的数字信号转换成指示车辆速度的电子信号。
17.根据权利要求16所述的方法，包括将所述电子信号用在车辆速度记录装置中。
18.一种基本上如文中参照附图描述的速度感测装置。
19.一种包括速度感测装置并且基本上如文中参照附图描述的车辆。
20.一种感测变速器输出元件的旋转速度并且基本上如文中参照附图描述的方法。
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