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TECHNISCHES GEBIET
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Der vorliegend offenbarte Gegenstand betrifft ein Sensorsystem und insbesondere ein Sensorsystem und ein Verfahren zu dessen Temperaturkompensation.
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STAND DER TECHNIK
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Eine elektrische Differentialsperre (Electrical Differential Locker, EDL) ist ein Aktor, der den Betrieb eines Differentials steuert. Das Differential verbessert die Traktion eines Fahrzeugs durch Bereitstellen eines gleichen Drehmoments für jedes Rad, angeordnet an Enden einer Achsanordnung davon. Es ist bekannt, die EDL unter Verwendung eines elektromagnetischen Solenoids in einem eingerückten Zustand zu positionieren. Das elektromagnetische Solenoid betätigt einen Kolben, der wiederum ein im Differential angeordnetes Sperrzahnrad bewegt. Ein Sensor kann verwendet werden, um ein Eingreifen und ein Ausrücken des Sperrzahnrades mit dem Differential zu messen. Häufig misst der Sensor das Eingreifen und Ausrücken des Sperrzahnrades durch Abtasten einer axialen Position des Sperrzahnrades.
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Ein solcher Typ von einem Sensor ist ein Wirbelstromsensor. Der Wirbelstromsensor nutzt eine induktive Drahtspule zum Erzeugen eines hochfrequenten magnetischen Wechselfelds. Wenn sich ein leitfähiges Material (beispielsweise das Sperrzahnrad) in unmittelbarer Nähe zum Wirbelstromsensor befindet, bilden sich in dem leitfähigen Material Wirbelströme aus. Diese Wirbelströme erzeugen ein dem Magnetfeld der Drahtspule entgegengesetztes Magnetfeld. Eine Amplitude des entgegengesetzten Magnetfeldes ist proportional zu einem Abstand des Sperrzahnrades von der Drahtspule. Ein Nettoeffekt ist eine Verringerung einer Scheininduktivität der Drahtspule proportional zum Abstand des Sperrzahnrades von der Drahtspule. Die Induktivität der Drahtspule wird im Wirbelstromsensor gemessen. Eine Mikrosteuerung nutzt die gemessene Induktivität, um den Abstand des Sperrzahnrades von der Drahtspule zu berechnen.
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Es wäre wünschenswert, ein Sensorsystem und ein Verfahren zu dessen Temperaturkompensation, das die Genauigkeit und Effizienz des Sensorsystems verbessert, zu erarbeiten.
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ABRISS
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In Übereinstimmung und Einklang mit der vorliegenden Offenbarung wurden überraschenderweise ein Sensorsystem und ein Verfahren zu dessen Temperaturkompensation, das die Genauigkeit und Effizienz des Sensorsystems verbessert, entdeckt.
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In einer Ausführungsform umfasst ein Sensorsystem: einen ersten Sensor, dazu ausgelegt, mindestens eine Ausgabe zu erzeugen; und eine Steuerung in elektrischer Kommunikation mit dem ersten Sensor, wobei die Steuerung einen Speicher zum Speichern von Daten, dazu ausgelegt, mindestens einen Versatzwert für die mindestens eine Ausgabe des ersten Sensors zu speichern, umfasst.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen ist der erste Sensor ein Wirbelstromsensor.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen ist die mindestens eine Ausgabe des ersten Sensors bezeichnend für einen Abstand eines leitfähigen Materials vom ersten Sensor.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen ist die mindestens eine Ausgabe des ersten Sensors ein Frequenzsignal.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen ist der mindestens eine Versatzwert eine Differenz zwischen mindestens einer gemessenen Ausgabe des ersten Sensors und einer vorbestimmten Ausgabe des ersten Sensors.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen wird die mindestens eine gemessene Ausgabe des ersten Sensors bestimmt, während eine Position des leitfähigen Materials gehalten und eine Temperatur umgebender Atmosphäre variiert wird.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen ist die vorbestimmte Ausgabe des ersten Sensors ein Frequenzsignal bei einer idealen Umgebungstemperatur.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen, ferner umfassend einen zweiten Sensor in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung, wobei der zweite Sensor dazu ausgelegt ist, eine Temperatur einer gewünschten Eingangsstelle zu messen.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen ist der zweite Sensor ein Thermistor.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren der Temperaturkompensation eines Sensorsystems die Schritte: Bereitstellen eines ersten Sensors, dazu ausgelegt, eine Ausgabe zu erzeugen; Bereitstellen einer Steuerung in elektrischer Kommunikation mit dem ersten Sensor, wobei die Steuerung einen Speicher zum Speichern von Daten umfasst; Bereitstellen eines Versatzprofils, gespeichert im Speicher der Steuerung, wobei das Versatzprofil eine Vielzahl von Versatzwerten für die Ausgabe des ersten Sensors bereitstellt; Übertragen der Ausgabe des ersten Sensors an die Steuerung; und Berechnen einer temperaturkompensierten Ausgabe des ersten Sensors durch Bereinigen der Ausgabe des ersten Sensors um einen der Versatzwerte, die im Speicher der Steuerung gespeichert sind.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen, ferner umfassend den Schritt des Bereitstellens eines zweiten Sensors in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung, wobei der zweite Sensor dazu ausgelegt ist, eine Temperatur einer gewünschten Eingangsstelle zu messen.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen wird der eine der Versatzwerte aus dem Versatzprofil erhalten, basierend auf der Ausgabe des ersten Sensors und der gemessenen Temperatur von dem zweiten Sensor.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen, ferner umfassend den Schritt des Vergleichens der temperaturkompensierten Ausgabe des ersten Sensors mit kalibrierten Werten der Ausgabe des ersten Sensors, um einen Status eines Differentials eines Fahrzeugs zu bestimmen.
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Gemäß Aspekten bestimmter Ausführungsformen werden die Versatzwerte unter Verwendung gemessener Ausgaben des ersten Sensors, bestimmt, während eine Position eines leitfähigen Materials gehalten wird und eine Temperatur umgebender Atmosphäre variiert wird, berechnet.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Zeichnungen sind als Teil der Beschreibung hier integriert. Die hier beschriebenen Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstands und sind veranschaulichend für ausgewählte Prinzipien und Lehren der vorliegenden Offenbarung. Jedoch stellen die Zeichnungen nicht alle möglichen Implementierungen des vorliegend offenbarten Gegenstands dar und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.
- 1 bildet schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands ab;
- 2 ist eine Querschnittsansicht eines Differentials gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands;
- 3 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Teils des Differentials gemäß 2, wobei das Differential in einem entsperrten Zustand ist;
- 4 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Teils des Differentials gemäß 2, wobei das Differential in einem gesperrten Zustand ist;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Achsanordnung gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands, wobei ein Teil eines Differentialträgers nicht gezeigt ist;
- 6 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines Teils des Differentials gemäß 2, wobei ein Differentialgehäuse nicht gezeigt ist;
- 7 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Teils eines Differentials mit einem querliegenden Sensor gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands;
- 8 ist ein Blockflussdiagramm eines Temperaturkompensationsverfahrens eines Sensorsystems gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstrands; und
- 9 ist ein Blockflussdiagramm eines Abtastverfahrens unter Verwendung des Sensorsystems gemäß 8.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der vorliegend offenbarte Gegenstand verschiedene alternative Ausrichtungen und Schrittfolgen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich Gegenteiliges angegeben ist. Es versteht sich auch, dass die konkreten Baugruppen und Systeme, die in den anhängenden Zeichnungen veranschaulicht und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, einfach beispielhafte Ausführungsformen der hierin definierten erfinderischen Konzepte sind. Folglich sind konkrete Abmessungen, Ausrichtungen und andere physikalische Eigenschaften im Zusammenhang mit den offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Darüber hinaus sind gleiche Elemente in verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen in diesem Abschnitt der Anmeldung möglicherweise allgemein mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, möglicherweise aber auch nicht.
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1 veranschaulicht ein Fahrzeug mit Allradantrieb (All-Wheel Drive, AWD) 10 gemäß dem vorliegend offenbarten Gegenstand. Das Fahrzeug 10 kann jeder gewünschte Fahrzeugtyp sein, beispielsweise ein konventionelles kraftstoffbetriebenes Fahrzeug, ein Elektrofahrzeug und ein Elektrohybridfahrzeug. In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 eine Antriebsstranganordnung 12 mit einer Energiequelle 14 umfassen. Die Energiequelle 14 kann eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Elektromotor sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Antriebsstranganordnung 12 kann auch ein Getriebe 16 mit einem Eingang, der antreibbar mit der Energiequelle 14 verbunden ist, und einem Ausgang, der antreibbar mit einem Verteilergetriebe 18 verbunden ist, umfassen. Das Verteilergetriebe 18 umfasst einen ersten Ausgang, der kontinuierlich antreibbar mit einer Heckantriebseinheit 19 verbunden ist, und einen zweiten Ausgang, der wahlweise antreibbar mit einer Frontantriebseinheit 20 verbunden ist. Die Heckantriebseinheit 19 oder die Frontantriebseinheit 20 kann ferner eine Achsanordnung 21, die antreibbar mit einem Radsatz 22 verbunden ist, umfassen.
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Wie in den 2-6 veranschaulicht, umfasst die Achsanordnung 21 ein Differential 23 mit einem Differentialgehäuse 24. Das Differential 23 stellt eine verbesserte Kraftstoffökonomie bereit, indem es AWD-Antriebsstrangkomponenten trennt, wenn die AWD-Funktionalität nicht benötigt wird. Das Differentialgehäuse 24 ist über ein Paar Lager 34, 36 zur Drehung in einem Differentialträger 10 montiert. In bestimmten Ausführungsformen kann das Differential 23 innerhalb der Achsanordnung 21 des in 1 gezeigten Fahrzeugs 10 genutzt werden. Verfahren, die mit dem Differential 23 genutzt werden, wie hierin offenbart, können jedoch auch mit anderen bewegbaren Komponenten genutzt werden. Die Verfahren können sowohl in leichten als auch schweren Fahrzeugen und für Personen-, Nutz- und Geländefahrzeuge Anwendung finden. Ferner können die Verfahren auch in der Industrie, in Lokomotiven, beim Militär, in der Landwirtschaft, und in der Raumfahrt Anwendung, und finden auch in Personen-, Elektro-, autonomen oder halbautonomen Fahrzeugen Anwendung.
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Wie in 5 veranschaulicht, kann ein Ringrad 40 mit dem Differentialgehäuse 24 gekoppelt sein. In einer Ausführungsform kann das Ringrad 40 einstückig mit dem Differentialgehäuse 24 ausgebildet sein. In einer anderen Ausführungsform, wie in den 2 und 5 veranschaulicht, kann das Differentialgehäuse 24 einen Ringradflansch 42 umfassen. Der Ringradflansch 42 kann eine Vielzahl von Befestigungsmittelöffnungen (nicht gezeigt) definieren, die umlaufend dort herum angeordnet und dort hindurch ausgebildet sind. Mechanische Befestigungsmittel 44, beispielsweise Bolzen, können durch die Befestigungsmittelöffnungen und in eine erste Seite des Ringrades 40 angeordnet sein, um das Differentialgehäuse 24 und das Ringrad 40 zu koppeln.
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Das Ringrad 40 umfasst eine Vielzahl von Zähnen (nicht abgebildet) auf einer zweiten Seite 48 des Ringrades 40. Die Ringradzähne erstrecken sich kontinuierlich umlaufend um die zweite Seite 48. Die Ringradzähne stehen im Eingriff mit einem Satz von Zähnen an einem Ritzel 49, gezeigt in 1. Das Ritzel 49 ist mit dem Verteilergetriebe 18 gekoppelt. Das Ritzel 49 empfängt Drehmoment von der Energiequelle 14.
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Wie in 2 veranschaulicht, ist in einer Ausführungsform in dem Differentialgehäuse 24 eine Ritzelwelle 50 angeordnet. In einer Ausführungsform können sich zusätzliche Ritzelwellen 50A bei 90 Grad und quer zur Ritzelwelle 50 befinden. Die Ritzelwellen 50, 50A können auch als Spinnenwellen bezeichnet werden. Die Ritzelwelle 50 ist mit dem Differentialgehäuse 24 verbunden. In einer Ausführungsform kann sich die Ritzelwelle 50 in das Differentialgehäuse 24 erstrecken, sodass sie mit ihm befestigt ist. Folglich dreht sich die Ritzelwelle 50 mit dem Differentialgehäuse 24.
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Ein erstes Differentialritzel 52 befindet sich an einem Ende der Ritzelwelle 50, und ein zweites Differentialritzel 54 befindet sich am anderen Ende der Ritzelwelle 50. Das erste und zweite Differentialritzel 52, 54 umfassen jeweils eine Vielzahl von Zähnen 56, 58, die sich umlaufend um das erste und zweite Differentialritzel 52, 54 erstrecken. Wie vorstehend angemerkt, können sich, wenn zusätzliche Ritzelwellen 50A bereitgestellt sind, daran zusätzliche Ritzel befinden. Wie in 2 veranschaulicht, ist auf der zusätzlichen Ritzelwelle 50A ein drittes Differentialritzel 52A angeordnet. Die Zähne 56, 58 des ersten und zweiten Differentialritzels 52, 54 befinden sich im Eingriff mit Zähnen 60, 62 an einem ersten Differentialseitenzahnrad 64 und einem zweiten Differentialseitenzahnrad 66. Die Differentialseitenzahnradzähne 60, 62 erstrecken sich umlaufend um das erste und zweite Differentialseitenzahnrad 64, 66.
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Das erste und zweite Differentialseitenzahnrad 64, 66 umfassen einen hohlen Innenabschnitt 68 beziehungsweise 70. Die hohlen Innenabschnitte 68, 70 können jeweils sich radial erstreckende Kerbverzahnungen 72, 74 aufweisen. Die Kerbverzahnungen 72 des ersten Differentialseitenzahnrades 64 können sich im Eingriff mit Kerbverzahnungen auf einer ersten Achshalbwelle (nicht abgebildet) befinden, um Drehung auf die Welle zu übertragen. Die Kerbverzahnungen 74 des zweiten Differentialseitenzahnrades 66 können sich im Eingriff mit Kerbverzahnungen auf einer zweiten Achshalbwelle (nicht abgebildet) befinden, um Drehung auf die Welle zu übertragen. Die erste und zweite Achshalbwelle kann sich von dem Differentialgehäuse 24 und durch die Achsanordnung 21 zum Radsatz 22 erstrecken.
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In bestimmten Ausführungsformen, veranschaulicht in den 2-4 und 6, kann das Differential 23 eine elektrische Differentialsperre (EDL) sein. Die EDL kann in Anwendungen in mehreren Branchen, darunter Automobilbau, Luftfahrt, Industrieautomatisierungstechnik und Instrumentenanwendungen, genutzt werden. In einer Ausführungsform kann der hierin offenbarte Gegenstand in einem Betrieb des AWD-Fahrzeugs 10, gezeigt in 1, genutzt werden. In bestimmen Ausführungsformen kann das zweite Differentialseitenzahnrad 66 einen Satz von Sperrzähnen 76, angeordnet auf einer axial nach außen gerichteten Oberfläche 78, umfassen. In einer Ausführungsform sind die Sperrzähne 76 einstückig mit dem zweiten Differentialseitenzahnrad 66 ausgebildet. Die Sperrzähne 76 erstrecken sich umlaufend um die axial nach außen gerichtete Oberfläche 78.
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Wie in den 2-6 veranschaulicht, kann an dem zweiten Differentialgehäuseflansch 28 eine Aktoranordnung 80 montiert sein. Die Aktoranordnung 80 ist mit dem Differentialträger 10 gekoppelt, sodass die Aktoranordnung 80 gegen Drehung relativ zum Differentialträger 10 befestigt ist. In einer Ausführungsform umfasst die Aktoranordnung 80 mindestens einen sich radial erstreckenden Stift 82. Der Stift 82 ist in einem geschlitzten Flansch 84 aufgenommen, der fest mit dem Differentialträger 10 verbunden ist. Die Aufnahme des Stifts 82 in dem geschlitzten Flansch 84 wirkt einer Drehung der Aktoranordnung 80 mit dem Differentialgehäuse 24 entgegen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Aktoranordnung 80 einen Solenoidaktor. Die Aktoranordnung 80 kann ein Gehäuse 88, eine elektromagnetische Spule 90 und einen Anker 92 umfassen. In einer Ausführungsform kann das Gehäuse 88 eine ringförmige Geometrie aufweisen, sodass ein Innendurchmesser des Gehäuses 88 mit einer Hülse 89 gekoppelt ist. Die Hülse 89 kann mit dem Differentialgehäuseflansch 28 gekoppelt sein, sodass sich die Hülse 89 relativ zum Differentialgehäuse 24 drehen kann.
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Die elektromagnetische Spule 90 kann in ein Harz gegossen oder darin abgesetzt und im Gehäuse 88 angeordnet sein. Die elektromagnetische Spule 90 kann eine Ringform mit einem hohlen Inneren umfassen. Die elektromagnetische Spule 90 ist in elektrischer Verbindung mit einer Energiequelle (nicht abgebildet), beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, einer Batterie, die wahlweise Elektrizität an die elektromagnetische Spule 90 liefern kann. Die Energiequelle kann auch mit einer Steuerung (nicht gezeigt) verbunden sein, die feststellt, wann der elektromagnetischen Spule 90 Elektrizität zugeführt wird. In einer Ausführungsform kann die Steuerung an einem nach innen gerichteten Abschnitt des Gehäuses 88 montiert sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung an einer radial äußeren Fläche des Aktorgehäuses 88 montiert sein. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung an einer nach außen gerichteten Fläche des Gehäuses 88 montiert sein.
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Bezug nehmend auf die 2-4 kann der Anker 92 in einer Ausführungsform ein allgemein hohler Zylinder sein, angeordnet von der elektromagnetischen Spule 90 radial nach innen. In einigen Ausführungsformen ist mindestens ein Teil des Ankers 92 von der elektromagnetischen Spule 90 kontinuierlich radial umgeben. Der Anker 92 kann aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet sein. Dem Anker 92 axial benachbart angeordnet, auf einer nach innen gerichteten Seite davon, ist ein ringförmiger Abstandhalter 94. Der ringförmige Abstandhalter 94 kann aus einem Polymermaterial ausgebildet sein.
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Wenn Elektrizität auf die elektromagnetische Spule 90 angewendet wird, erzeugt die elektromagnetische Spule 90 ein Magnetfeld, das sich durch das Gehäuse 88 und den Anker 92 erstreckt. Das Magnetfeld erstreckt sich in den Anker 92 und veranlasst, dass sich der Anker 92 in der axialen Richtung bewegt. In einer Ausführungsform dreht sich der Anker 92 nicht.
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In einer Ausführungsform, wie in den 2-4 veranschaulicht, kann eine Sensorplatte 124 einer nach innen gerichteten Seite des Abstandhalters 94 axial benachbart sein. Die Sensorplatte 124 kann auch mindestens teilweise radial um den Abstandhalter 94 angeordnet sein. In einer Ausführungsform grenzt die Sensorplatte 124 an eine Vielzahl von Beinen 100 eines Sperrzahnrades 96 an. Wie in 6 deutlicher veranschaulicht, erstrecken sich die Sperrzahnradbeine 100 axial nach außen gerichtet von einem allgemein scheibenförmigen Körperabschnitt 102 des Sperrzahnrades 96. Die Beine 100 befinden sich auf einer axial nach außen gerichteten Seite 104 des Körperabschnitts 102. Der Sperrzahnradkörperabschnitt 102 umfasst eine radial äußere Fläche 106. Die radial äußersten Flächen der Beine 100 können sich von der Außenfläche 106 so erstrecken, dass die Außenfläche 106 und die radial äußersten Flächen der Beine 100 den gleichen Außendurchmesser aufweisen.
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In einer Ausführungsform können die Beine 100 umlaufend so positioniert sein, dass sie um Bögen derselben Länge voneinander getrennt sind. Die Beine 100 können sich vom Körperabschnitt 102 nach unten zu ihren Enden verjüngen. In einer Ausführungsform kann sich der Sperrzahnradkörperabschnitt 102 vollständig innerhalb des Differentialgehäuses 24 befinden. Die Sperrzahnradbeine 100 können sich hauptsächlich innerhalb des Differentialgehäuses 24 befinden; die Endabschnitte der Beine 100 erstrecken sich jedoch axial durch Differentialgehäuseöffnungen 108, die jedem Bein 100 zugeordnet sind. Die Endabschnitte der Beine 100 erstrecken sich außerhalb des Differentialgehäuses 24, um den Anker 92, den Abstandhalter 94 oder die Sensorplatte 124 zu kontaktieren.
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Eine Vielzahl von Zähnen 112 befinden sich auf einer axial nach innen gerichteten Seite 110 des Sperrzahnradkörperabschnitts 102. Die Zähne 112 erstrecken sich umlaufend um die nach innen gerichtete Seite 110 des Sperrzahnradkörperabschnitts. Der Sperrzahnradzähne 112 sind komplementär zu den Sperrzähnen 76 des zweiten Differentialseitenzahnrades.
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In einer Ausführungsform definiert das Sperrzahnrad 96 eine ringförmige Nut 118, die sich in einer davon nach innen gerichteten Fläche befindet. Die Sperrzahnradnut 118 kann auf eine Nut 121 auf der axial nach außen gerichteten Fläche 78 des zweiten Differentialseitenzahnrades 66 ausgerichtet sein. Ein Vorspannelement 122 kann sich mindestens teilweise innerhalb der Sperrzahnradnut 118 und der zweiten Differentialseitenzahnradnut 121 befinden.
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Das Vorspannelement 122 sperrt das Sperrzahnrad 96 von dem zweiten Differentialseitenzahnrad 66 weg axial vor, wenn die Aktoranordnung 80 in einer ausgerückten Position ist. Das Vorspannelement 122 kann, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Feder, eine Vielzahl von Federn, eine oder mehrere Belleville-Unterlegscheiben oder eine oder mehrere Wellenfedern sein.
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Es versteht sich, dass sich das innerhalb des Differentialgehäuses 24 befindliche Sperrzahnrad 96 mit dem Differentialgehäuse 24 dreht. Das Sperrzahnrad 96 ist vorzugsweise ein Teil, unitär und einstückig ausgebildet aus einem robusten Material, beispielsweise Metall. Das Sperrzahnrad 96 kann aus einem leitfähigen Material konstruiert sein.
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In einer Ausführungsform, wie in den 2-4 veranschaulicht, kann die Sensorplatte 124 mit dem Sperrzahnrad 96 gekoppelt sein. Die Sensorplatte 124 kann eine allgemein scheibenförmige Geometrie umfassen und eine radial innere Fläche 126, eine radial äußere Fläche 128, eine axial nach innen gerichtete Fläche 130 und eine axial nach außen gerichtete Fläche 132 aufweisen. Die axial nach innen und außen gerichteten Flächen 130, 132 können im Wesentlichen parallel und gleichmäßig voneinander beabstandet sein. In der in den 2-4 veranschaulichten Ausführungsform definieren die axial nach innen und außen gerichteten Flächen 130, 132 dazwischen eine im Wesentlichen konstante Dicke der Sensorplatte 124. Die Sensorplatte 124 kann eine radiale Abmessung aufweisen, die wesentlich größer als ihre axiale Abmessung ist. Mit anderen Worten, die Dicke der Platte 124 kann wesentlich geringer als der Abstand zwischen der radial inneren und äußeren Fläche 126, 128 sein.
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Wie in den 2-4 veranschaulicht, kann die Sensorplatte 124 Laschen 134 aufweisen, die sich axial oder quer zu der axial nach innen gerichteten Fläche 130 erstrecken. Eine radial innere Fläche der Laschen 134 kann der radial inneren Fläche 126 der Sensorplatte benachbart sein. Die Laschen 134 können um den Umfang der radial inneren Fläche 126 regelmäßig voneinander beabstandet sein. In einer Ausführungsform kann ein Abschnitt der Laschen 134 in einer sich radial erstreckenden ringförmigen Nut 135, definiert durch das Sperrzahnrad 96, angeordnet sein, um die Sensorplatte 124 reibschlüssig am Sperrzahnrad 96 zu sperren. In einer Ausführungsform ist die Nut 135 in einer radial inneren Seite der Sperrzahnradbeine 100 angeordnet.
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Mindestens ein Abschnitt der Sensorplatte 124 befindet sich im Wesentlichen außerhalb des Differentialgehäuses 24; die Sensorplattenlaschen 134 können sich jedoch in das Differentialgehäuse 24 erstrecken. Insbesondere können sich die Laschen 134 mindestens teilweise durch die Differentialgehäuseöffnungen 108 erstrecken. In anderen Ausführungsformen (nicht abgebildet) kann die Sensorplatte 124 mit dem Sperrzahnrad 96 auf andere Weisen gekoppelt sein, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, mechanische Befestigungsmittel. Folglich kann der Anker 92 oder der ringförmige Abstandhalter 94 in bestimmten Ausführungsformen die Sensorplatte 124 möglicherweise nicht direkt kontaktieren; stattdessen kann der Anker 92 oder der ringförmige Abstandhalter 94 das Sperrzahnrad 96 direkt kontaktieren.
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In einer Ausführungsform kann ein Körperabschnitt 136 der Sensorplatte 124 eine im Wesentlichen durchgehende Oberfläche umfassen. In einer weiteren Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, kann der Sensorplattenkörperabschnitt 136 eine oder mehrere sich durch ihn axial hindurch erstreckende Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen können Fluid, beispielsweise Luft und Schmiermittel, ermöglichen, innerhalb des Differentialträgers 10 zu fließen. In einer Ausführungsform (nicht abgebildet) kann die Sensorplatte 124 eine Vielzahl von Öffnungen mit einem kleinen Durchmesser anstelle von weniger Öffnungen mit einem relativ großen Durchmesser aufweisen. Die Sensorplatte 124, gekoppelt mit dem Sperrzahnrad 96, bewegt sich axial mit dem Sperrzahnrad 96 und dreht sich mit ihm. Ferner kann die Sensorplatte 124 ein leitfähiges Material umfassen.
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Das Gehäuse 88 umfasst eine nach innen gerichtete Fläche 138, eine nach außen gerichtete Fläche 140 und eine radial äußere Fläche 142. Die radial äußere Fläche 142 kann kurvenförmig sein und einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser des ringförmigen Gehäuses 88 definieren. Die nach innen und außen gerichteten Flächen 138, 140 definieren dazwischen eine/n im Wesentlichen konstanten Abstand oder Dicke. Die nach innen und außen gerichteten Flächen 138, 140 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die nach innen und außen gerichteten Flächen 138, 140 können sich im Wesentlichen quer zu einer Drehachse 144 des Differentialgehäuses 24 erstrecken.
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Ähnlich können sich die nach innen und außen gerichteten Flächen 130, 132 der Sensorplatte 124 im Wesentlichen quer zur Drehachse 144 des Differentialgehäuses 24 erstrecken. Die nach innen und außen gerichteten Flächen 130, 132 der Sensorplatte 124 sind im Wesentlichen parallel zu den nach innen und außen gerichteten Flächen 138, 140 des Gehäuses 88.
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In einer Ausführungsform kann ein Positionssensor 148 eines Sensorsystems 152 (gezeigt in 1) auf der nach innen gerichteten Fläche 138 des Gehäuses 88 angeordnet sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Positionssensor 148 in einer Vertiefung in der nach innen gerichteten Fläche 138 des Gehäuses 88 angeordnet sein. Der Positionssensor 148 kann sich an einer beliebigen Stelle radial entlang der nach innen gerichteten Fläche 138 befinden. In einer Ausführungsform befindet sich der Positionssensor 148 in der Nähe eines radial nach außen gerichteten Abschnitts der nach innen gerichteten Fläche 138. In einer Ausführungsform kann sich mehr als ein Positionssensor 148 an mehr als einer radialen Stelle auf der nach innen gerichteten Fläche 138 befinden. In einer anderen Ausführungsform kann der Positionssensor 148 einen auf der nach innen gerichteten Fläche 138 angeordneten Ring umfassen.
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In noch einer weiteren Ausführungsform, wie in 7 veranschaulicht, kann sich der Positionssensor 148 quer zur Sensorplatte 124 befinden. Beispielsweise kann sich der Positionssensor 148 von der Sensorplatte 124 radial nach außen befinden. In dieser Ausführungsform ist der Positionssensor 148 in einem konstanten Abstand von der radial äußeren Fläche 128 der Sensorplatte 124 befestigt.
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Der querliegende Positionssensor 148 arbeitet im Wesentlichen genauso wie hierin beschrieben. In einer Ausführungsform tastet der querliegende Positionssensor 148 den prozentualen Anteil ab, um den er durch die radial äußere Fläche 128 der Sensorplatte bedeckt ist, sodass eine Mikrosteuerung die Position der Sensorplatte 124 auf Grundlage des Prozentsatzes der Abdeckung bestimmen kann.
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In noch einer weiteren Ausführungsform, wie in 7 veranschaulicht, kann sich ein erster querliegender Positionssensor 148 radial über der Sensorplatte 124 befinden, und ein zweiter querliegender Positionssensor 148A kann sich radial unter der Sensorplatte 124 befinden. Mit „über“ und „unter“ ist gemeint, dass der erste und zweite Sensor einander radial entgegengesetzt befestigt sind.
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In einer weiteren Ausführungsform (nicht abgebildet) kann ein erster Positionssensor 148 der nach innen gerichteten Fläche 130 der Sensorplatte axial benachbart positioniert sein, und ein zweiter Positionssensor 148 kann der nach außen gerichteten Fläche 132 der Sensorplatte axial benachbart positioniert sein. Folglich befinden sich der erste und zweite Sensor 148, 148 auf jeder Seite der Sensorplatte 124; der erste Positionssensor 148 ist der nach innen gerichteten Fläche 130 der Sensorplatte zugewandt, und der zweite Positionssensor 148 ist der nach außen gerichteten Fläche 132 der Sensorplatte zugewandt. Der zweite Positionssensor 148 kann radial auf den ersten Sensor ausgerichtet sein. Mit anderen Worten, der erste und zweite Sensor 148, 148 können in den gleichen Abständen von der Differentialdrehachse 144 positioniert sein. In dieser Ausführungsform können die Daten von dem ersten und zweiten Sensor 148, 148 von dem Steuerungsmikroprozessor entweder in Verbindung oder separat verwendet werden. Bei separater Verwendung können die Daten verglichen werden, um als eine doppelte Überprüfung der Position der Sensorplatte 124 zu fungieren. Bei gemeinsamer Verwendung können die Daten verwendet werden, um eine beliebige Variation des Abstands zwischen der Sensorplatte 124 und dem ersten und zweiten Sensor 148, 148 zu erkennen.
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Verschiedene Typen von Sensoren 148 können verwendet werden. Es folgt eine kurze Zusammenfassung einiger der möglichen Sensoren 148, jedoch ist die Vorrichtung nicht nur auf diese Sensoren 148 oder den nachfolgend beschriebenen Betrieb beschränkt.
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In einer Ausführungsform kann der Positionssensor 148 ein Zweidrahtsensor sein. Dem Positionssensor 148 wird eine Spannung (beispielsweise etwa 4-9 Volt) zugeführt, und eine Stromaufnahme wird fixiert. Der Strom kann je nach Zustand des Systems 7 Milliampere oder 14 Milliampere betragen. Beispielsweise kann ein Strom einem gesperrten Zustand des Differentials 23 zugeordnet sein und ein anderer Strom kann einem entsperrten Zustand des Differentials 23 zugeordnet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Positionssensor 148 ein Dreidrahtsensor sein. Diese Ausführungsform kann eine Ausgabe, wie etwa ein Signal mit fester Frequenz um 250 Hz, übertragen, andere Frequenzen können jedoch verwendet werden. Das Tastverhältnis der Ausgabe kann mit der Position der Sensorplatte 124 oder des Sperrzahnrads 96 variieren. Die Ausgabe kann entweder ein kontinuierliches Signal in Bezug auf die Position der Sensorplatte 124 oder des Sperrzahnrads 96 sein, oder die Ausgabe kann ein Signal mit festen Werten auf Grundlage bestimmter Positionen der Sensorplatte 124 oder des Sperrzahnrads 96 sein. Beispielsweise kann die Ausgabe ein Signal sein, das 10 % angibt, wenn die Sensorplatte 124 oder das Sperrzahnrad 96 dem Positionssensor 148 am nächsten ist, und 90 % angibt, wenn die Sensorplatte 124 oder das Sperrzahnrad 96 am weitesten von dem Positionssensor 148 entfernt ist. Darüber hinaus kann die Ausgabe prozentuale Signale beinhalten, die für bestimmte Positionen an jeder Instanz zwischen der nächstgelegenen und der am weitesten entfernten Position festgelegt sein können. In noch einer weiteren Ausführungsform dieses Positionssensors 148 kann die Ausgabe ein Signal sein, das in einem bestimmten Betrag in der nächsten Position (entriegelt) und in einem bestimmten anderen Betrag in der am weitesten entfernten Position (verriegelt) ohne weitere Signale fixiert sein kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausgabe des Positionssensors 148 ein serielles digitales Signal sein. Beispielsweise kann die Ausgabe ein serielles digitales Signal, wie ein UART-artiger oder LIN-Bus-Ausgang mit einer vorbestimmten Baudrate (wie beispielsweise 9600 Baud) sein.
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In einer jeglichen der oben beschriebenen Ausführungsformen kann der Positionssensor 148 ein induktiver Sensor sein, der eine Induktionsspule 149 umfasst. Die Induktionsspule 149 des Sensors kann, ohne darauf beschränkt zu sein, eine spulengewickelte Drahtlänge, eine Leiterplattenspurspirale oder eine gedruckte Metallspur (wenn die nach innen gerichtete Fläche nicht leitfähig ist) umfassen. In einer Ausführungsform kann die Induktionsspule 149 im Wesentlichen eben und starr sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Induktionsspule 149 flexibel, nicht eben und/oder kurvenförmig sein.
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In Ausführungsformen, in denen die Induktionsspule 149 eben und starr ist, kann sie in ein Substrat eingesetzt oder auf diesem angeordnet sein. Das Substrat kann das Gehäuse 88 oder ein an dem Gehäuse 88 angebrachtes Material sein, in das der Positionssensor 148 eingebettet ist.
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In Ausführungsformen, in denen die Induktionsspule 149 flexibel, nicht eben und kurvenförmig ist, kann sie in ähnlicher Weise in ein Substrat eingesetzt oder auf diesem befindlich sein. Das Substrat kann ein flexibles Material sein, das an eine kurvenförmige Oberfläche angepasst werden kann. In einer Ausführungsform kann das Substrat eine flexible Leiterplatte sein. Alternativ kann die Induktionsspule 149 ganz oder teilweise gekrümmt oder gebogen sein, sodass sie kurvenförmig ist. Die Induktionsspule 149 kann dann auf einer Kurvenform positioniert sein, wie etwa dem Differentialgehäuse 24 oder dem Differentialträger 10 oder einer Struktur, die mit beiden verbunden ist.
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Die Induktionsspule 149 erzeugt ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld, wenn sich ein leitfähiges Material in der Nähe befindet. Das Magnetfeld bewirkt die Ausbildung von Wirbelströmen innerhalb des leitfähigen Materials. Die Wirbelströme erzeugen ein Magnetfeld in dem leitfähigen Material, dem Magnetfeld in der Induktionsspule 149 entgegengesetzt. Eine Amplitude der durch den Positionssensor 148 gemessenen Wirbelströme im leitfähigen Material ist proportional zu einem Abstand des leitfähigen Materials davon. Der Positionssensor 148 ist dazu ausgelegt, die Ausgabe, die den Abstand des leitfähigen Materials davon angibt, zu erzeugen und an eine Steuerung 150 des Sensorsystems 154 (gezeigt in 1), wie etwa eine Mikrosteuerung oder ein Controller-Area-Network- (CAN-) System, zum Beispiel in elektrischer Kommunikation mit dem Positionssensor 148, zu übertragen. In bestimmten Ausführungsformen kann sich die Steuerung 150 an oder innerhalb des Aktoranordnungsgehäuses 88 befinden. In anderen Ausführungsformen kann sich die Steuerung 150 jedoch an anderen geeigneten Stellen innerhalb des in 1 gezeigten Fahrzeugs 10 befinden, falls gewünscht.
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In einer Ausführungsform kann das leitfähige Material die Sensorplatte 124 sein. In einer anderen Ausführungsform tastet der Positionssensor 148 stattdessen die Position des Sperrzahnrads 96 ab. Es versteht sich, dass der Positionssensor 148 die genaue Position des Sperrzahnrads 96 abtastet, sei es, dass der Positionssensor 148 das Sperrzahnrad 96 direkt oder die Sensorplatte 124 abtastet. Wie aus dem Vorstehenden zu verstehen ist, kann die Position des Sperrzahnrads 96 und/oder der Sensorplatte 124 bekannt sein, sodass auch eine zuverlässige Bestimmung, ob sich das Differential 23 in einem gesperrten oder entsperrten Zustand befindet, zuverlässig bekannt sein kann.
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Die 2 und 3 veranschaulichen das Differential 23 in einem entsperrten Zustand. In einem entsperrten Zustand befindet sich das Sperrzahnrad 96 nicht im Eingriff mit dem zweiten Seitenzahnrad 66. Zudem ist die elektromagnetische Spule 90 nicht ausreichend erregt, um den Anker 92 zu betätigen. Ferner spannt das Vorspannelement 122 das Sperrzahnrad 96 in eine axial nach außen gerichtete Position vor.
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Bei Erkennen eines Zustands, in dem es wünschenswert sein kann, das Differential 23 zu sperren, wird der elektromagnetischen Spule 90 elektrischer Strom in einer Menge zugeführt, die ausreicht, damit die elektromagnetische Spule 90 einen magnetischen Fluss in dem elektrisch leitfähigen Anker 92 erzeugt. Es kann eine Vielzahl von Bedingungen geben, die ein Sperren des Differentials 23 rechtfertigen. Diese Bedingungen können durch einen oder mehrere Fahrzeugsensoren (nicht abgebildet) überwacht werden.
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Der Magnetfluss im Anker 92 veranlasst den Anker 92, sich in einer axial nach innen gerichteten Richtung zu bewegen. Der Fluss im Anker 92 reicht aus, um den Anker 92 gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements 122 zu bewegen. Mit anderen Worten, die axiale, nach innen gerichtete Bewegung des Ankers 92 bewegt das Sperrzahnrad 96 axial in eine nach innen gerichtete Richtung. Wie oben angemerkt, da die Sensorplatte 124 mit dem Sperrzahnrad 96 gekoppelt ist, bewegt sich die Sensorplatte 124 auch in einer axialen, nach innen gerichteten Richtung.
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4 veranschaulicht das Differential 23 im gesperrten Zustand. Im gesperrten Zustand bewegen sich der Anker 92, das Sperrzahnrad 96 und die Sensorplatte 124 in einer axialen, nach innen gerichteten Richtung, sodass die Sperrzähne 76 des zweiten Seitenzahnrads und die Sperrzahnradzähne 112 miteinander in Eingriff gelangen. Wenn die Sperrzähne 76 des zweiten Seitenzahnrades und die Sperrzahnradzähne 112 vollständig im Eingriff sind, ist das Differential 23 gesperrt. Im gesperrten Zustand ist das zweite Seitenzahnrad 66 gegen Drehung relativ zum Differentialgehäuse 24 gesperrt. Dadurch wird verhindert, dass sich das zweite Seitenzahnrad 66 unabhängig von dem ersten Seitenzahnrad 64 dreht; stattdessen können sich das erste und das zweite Seitenzahnrad 64, 66 nur zusammen drehen. Der gesperrte Zustand des Differentials 23 bewirkt eine gleichmäßige Energieaufteilung sowohl auf das erste als auch auf das zweite Seitenzahnrad 64, 66, beide Achshalbwellen und beide Radenden.
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Wenn ein gesperrtes Differential 23 nicht mehr benötigt wird, wird der elektrische Strom zur elektromagnetischen Spule 90 beendet oder reduziert. Das Beenden oder Reduzieren der Energie zur elektromagnetischen Spule 90 bewirkt, dass das Vorspannelement 122 das Sperrzahnrad 96 in der axialen, nach außen gerichteten Richtung von dem zweiten Seitenzahnrad 66 drückt. Dies hat zur Folge, dass die Sperrzähne 76 des zweiten Seitenzahnrades 66 und die Zähne 112 des Sperrzahnrades 96 ausrücken. Nach dem Ausrücken kann sich das zweite Seitenzahnrad 66 in Bezug auf das erste Seitenzahnrad 64 drehen.
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Wie in 1 veranschaulicht, kann das Sensorsystem 152 ferner einen Temperatursensor 154 zum Messen und/oder Schätzen einer Temperatur T1 einer gewünschten Eingangsstelle 156 (beispielsweise einer Komponente oder eines Fluids des Fahrzeugs 10) umfassen. Es versteht sich, dass zusätzliche Temperatursensoren 154 zum Messen von Temperaturen an einer Vielzahl von Eingangsstellen 156 verwendet werden können. Beispielsweise kann die gewünschte Eingangsstelle 156 eine Stelle innerhalb der Steuerung 150, eine Kupplungsanordnung einer Heckantriebseinheit, das Differential 23, eine Fahrzeugkraftmaschine, ein Kraftmaschinenfluid, ein Fahrzeuggetriebe, ein Getriebefluid, Umgebungsluft und dergleichen sein. Mit dem Sensorsystem 152 können verschiedene Arten von Steuerungen oder Mikrosteuerungen verwendet werden. In der gezeigten Ausführungsform erleichtert das Sensorsystem 152 elektrische Kommunikation zwischen dem Positionssensor 148, der Steuerung 150 und dem Temperatursensor 154. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 150 in elektrischer Kommunikation mit dem Positionssensor 148, der Steuerung 150 und dem Temperatursensor 154 stehen, um eine solche Kommunikation dazwischen zu erleichtern.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Steuerung 150 einen Speicher 158 zum Speichern von Daten. Der Speicher 158 kann in elektrischer Kommunikation mit dem Positionssensor 148 und dem Temperatursensor 154 stehen. Der Speicher 158 kann dazu konfiguriert sein, ein Versatzprofil des Positionssensors 148 zu speichern, das während der Entwicklung des Positionssensors 148 bestimmt wird. Das Versatzprofil kann eine Nachschlagetabelle sein, die einen Versatzwert für die Ausgabe (beispielsweise das Frequenzsignal) des Positionssensors 148 auf Grundlage einer Temperatur bereitstellt.
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In einer Ausführungsform ist der Temperatursensor 154 ein Thermistor. Als Temperatursensor 154 können verschiedene Arten von Thermistoren verwendet werden, wie zum Beispiel ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (Negative Temperature Coefficient Thermistor, NTC-Thermistor) und ein Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten (Positive Temperature Coefficient Thermistor, PTC-Thermistor). Bei einem NTC-Thermistor nimmt der Widerstand des NTC-Thermistors bei steigender Temperatur ab. Umgekehrt erhöht sich der Widerstand des NTC-Thermistors, wenn die Temperatur sinkt. Andererseits nimmt bei einem PTC-Thermistor bei steigender Temperatur der Widerstand des PTC-Thermistors zu, und bei sinkender Temperatur nimmt der Widerstand des PTC-Thermistors ab.
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Im Unterschied zu anderen Temperatursensoren kann der Temperatursensor 154 ein nicht linearer Thermistor sein, was bedeutet, dass eine Beziehung zwischen einem Widerstand und einer Temperatur kein 1:1-Verhältnis ist. Somit bilden die Temperatur-Widerstand-Werte, die graphisch dargestellt sind, um eine solche Beziehung darzustellen, eine Kurve und keine Gerade. Es versteht sich, dass der Temperatursensor 154 eine Vielzahl von Formen und Größen aufweisen kann, wie beispielsweise eine Scheibe, einen Chip, eine Wulst, einen Stab, oberflächenmontiert. Der Temperatursensor 154 kann auch in Epoxidharz, Glas, eingebranntem Phenol eingekapselt und lackiert sein, falls gewünscht.
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In der gezeigten Ausführungsform wird der Temperatursensor 154 verwendet, um die Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 zu messen. Der Temperatursensor 154 weist eine minimale Menge an elektrischem Strom (auch allgemein als ein Vorstrom bezeichnet) auf, der durch ihn fließt. Die Steuerung 150 ist dazu ausgelegt, eine elektrische Quelle (nicht abgebildet), beispielsweise eine Batterie, zu veranlassen, den elektrischen Strom an den Temperatursensor 154 zu übertragen. Der Temperatursensor 154 weist einen Widerstand auf, der der Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 zugeordnet ist. Der durch den Temperatursensor 154 fließende elektrische Strom wandelt den Widerstand des Temperatursensors 154 in eine gemessene Spannungsdifferenz über Anschlüsse des Temperatursensors 154 um. Die gemessene Spannungsdifferenz wird dann von dem Temperatursensor 154 an die Steuerung 150 übertragen. In bestimmten Ausführungsformen bestimmt die Steuerung 150 die Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 auf Grundlage mindestens eines Bestimmungsverfahrens, beispielsweise unter Verwendung der gemessenen Spannungsdifferenz und eines Toleranzbandes oder einer Funktion des Temperatursensors 154, gespeichert in dem Speicher 158 der Steuerung 150. Eine Beziehung zwischen Spannung und Widerstand ist bekannt und kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle oder einer anderen mathematischen Beziehung dazwischen berechnet werden. Somit verwendet das Bestimmungsverfahren der Steuerung 150 in bestimmten anderen Ausführungsformen die im Speicher 158 gespeicherte Nachschlagetabelle, um die Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 auf Grundlage der gemessenen Spannungsdifferenz des Temperatursensors 154 zu bestimmen.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 8, wird ein Verfahren von Temperaturkompensation 200 für das Sensorsystem 152 gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands veranschaulicht. In bestimmten Ausführungsformen ist mindestens einer von dem Positionssensor 148 und der Steuerung 150 so kalibriert, dass vor dem Betrieb des Fahrzeugs 10 ein Wert der Ausgabe des Positionssensors 148 bestimmt wird, der mit verschiedenen Schaltpunkten (beispielsweise einem Punkt des Eingreifens der Sperrzähne 76 des zweiten Seitenzahnrades und der Sperrzahnradzähne 112, die im gesperrten Zustand dem Differential 23 zugeordnet sind, und einem Punkt des Ausrückens der Sperrzähne 76 des zweiten Seitenzahnrades und der Sperrzahnradzähne 112, die im entsperrten Zustand dem Differential 23 zugeordnet sind) korrespondiert. Solche kalibrierten Werte werden dann im Speicher 158 der Steuerung 150 gespeichert.
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Bei Schritt 202 wird vor einem Betrieb des Fahrzeugs 10 die Ausgabe des Positionssensors 148 gemessen, während eine Position des leitfähigen Materials beibehalten wird und eine Temperatur einer umgebenden Atmosphäre gemessen und variiert wird. Bei Schritt 204 wird eine Differenz zwischen Werten der gemessenen Ausgabe des Positionssensors 148 bei den gemessenen Temperaturen und einer vorbestimmten Ausgabe (d. h. einer Frequenz bei einer idealen Umgebungstemperatur) berechnet. In bestimmten Ausführungsformen ist die Differenz zwischen jedem der Werte der gemessenen Ausgabe des Positionssensors 148 bei den gemessenen Temperaturen und der vorbestimmten Ausgabe ein Versatzwert der Ausgabe des Positionssensors 148 bei jeder der gemessenen Temperaturen, der für eine Wirkung der Temperatur auf den Positionssensor 148 repräsentativ ist. Die Versatzwerte werden dann im Schritt 206 im Speicher 158 der Steuerung 150 gespeichert. Bei Schritt 208 wird ein Versatzprofil des Positionssensors 148 oder eine Nachschlagetabelle erstellt, die den berechneten Versatzwert für die Ausgabe des Positionssensors 148 über zahlreiche Temperaturen bereitstellt.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 9, wird ein Verfahren des Abtastens 300 des Sensorsystems 152 gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands veranschaulicht. Während des Betriebs des Fahrzeugs 10 erzeugt der Positionssensor 148 bei Schritt 302 dessen Ausgabe, die für den Abstand des leitfähigen Materials von dort bezeichnend ist. Bei Schritt 304 wird die Ausgabe des Positionssensors 148 an die Steuerung 150 übertragen.
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Gleichzeitig, bei Schritt 306, wird ein elektrischer Strom von einer elektrischen Quelle (beispielsweise einer Batterie) dem Temperatursensor 154 zugeführt und fließt durch diesen, wodurch der Widerstand erzeugt wird. Bei Schritt 308 wird der Widerstand des Temperatursensors 154 dann in die gemessene Spannungsdifferenz an den Anschlüssen des Temperatursensors 154 umgewandelt, die für die Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 repräsentativ ist. Bei Schritt 310 wird die gemessene Spannungsdifferenz dann an die Steuerung 150 des Sensorsystems 152 übertragen, um die Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Bestimmungsverfahrens zu bestimmen, falls gewünscht. Bei Schritt 312 wird die Temperatur T1 der gewünschten Eingangsstelle 156 verwendet, um den zugehörigen Versatzwert für die Ausgabe des Positionssensors 148 aus dem im Speicher 158 der Steuerung 150 gespeicherten Versatzprofil zu erhalten. Danach wird bei Schritt 314 eine temperaturkompensierte Ausgabe des Positionssensors 148 berechnet, indem der zugehörige Versatzwert für die Ausgabe des Positionssensors 148 aus Schritt 312 von der Ausgabe des Positionssensors 148, die von dem Positionssensor 148 bei Schritt 302 erzeugt wurde, subtrahiert wird. Die temperaturkompensierte Ausgabe des Positionssensors 148 wird dann von der Steuerung 150 verwendet und mit den kalibrierten Werten der Ausgabe des Positionssensors 148 verglichen, um bei Schritt 316 einen Zustand des Differentials 23 (d. h., den verriegelten oder entriegelten Zustand) zu bestimmen.
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Es versteht sich, dass das Verfahren des Abtastens 300 des Positionssensors 148 wiederholt werden kann, falls gewünscht. In bestimmten Ausführungsformen wird das Verfahren des Abtastens 300 des Positionssensors 148 kontinuierlich wiederholt. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann das Verfahren des Abtastens 300 des Positionssensors 148 jedoch periodisch in vorbestimmten Intervallen wiederholt werden, falls gewünscht.
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Während oben verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, versteht es sich, dass sie beispielhaft und nicht einschränkend präsentiert wurden. Dem Fachmann ist offenkundig, dass der offenbarte Gegenstand in anderen konkreten Formen verkörpert sein kann, ohne vom Geist oder essenziellen Charakteristika davon abzuweichen. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht restriktiv zu betrachten.
