DE4032476A1 - Radgeschwindigkeitssensoranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radgeschwindigkeitssensor­ anordnung und insbesondere eine Einbauanordnung eines Radgeschwindigkeitssensors für ein Kraftfahrzeug.

Ein Radgeschwindigkeitssensor zur Erfassung der Drehzahl eines Straßenrades eines Kraftfahrzeugs ist beispiels­ weise in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 63-39 677 offenbart. Dieser Radgeschwindigkeitssensor wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Der Radgeschwindigkeitssensor enthält ein Sensorhaupt­ teil 4 (magnetischer Aufnehmer), das dicht bei den Zähnen 2a eines Sensorrotors 2 (Impulsring) angeordnet ist. Der Radgeschwindigkeitssensor kann magnetisch die Drehung des Sensorrotors 2 erfassen.

Das Sensorhauptteil 4 ist in eine Einbaubohrung 6A eines Einbauteils 6 mit einer sogenannten Spielpassung eingesetzt. Das Einbauteil 6 ist beispielsweise fest mit dem Basisabschnitt einer Aufhängungsstrebe ver­ bunden. Der zylindrische Abschnitt des Sensorhauptteils 4 besteht üblicherweise aus rostfreiem Stahl, wobei der Korrosionswiderstand in Betracht gezogen ist, während das Einbauteil 6 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, wobei die Verringerung des Gewichtes in Betracht gezogen ist.

Eine derartige herkömmliche Anordnung eines Radge­ schwindigkeitssensors ist mit Nachteilen verbunden, da das aus Aluminium bestehende Einbauteil aus den folgenden Gründen rostet: Aluminium hat ein erheblich kleineres Potential (elektromotorische Kraft) als rost­ freier Stahl, so daß in dem Aluminium Elektrokorrosion oder galvanische Korrosion auftritt, wenn die Teile im feuchten Zustand über eine lange Zeitdauer miteinander in Kontakt steht. Gleichzeitig tritt in dem Aluminium eine natürliche Korrosion oder Oxidation auf. Diese Korrosionserscheinungen erzeugen Rost des Aluminiums, wie in Fig. 4 durch das Bezugszeichen K angedeutet ist. Der Rost K drückt und verformt die Außenfläche des zylindrischen Abschnitts 4a des Sensorhauptteils 4, wodurch ein magnetischer Aufnahmemechanismus in dem zylindrischen Abschnitt 4A zertrümmert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Radgeschwindigkeitssensoranordnung anzugeben, die die Nachteile herkömmlicher Anordnungen vermeidet. Dabei soll zuverlässig die Beschädigung eines Sensorhauptteils durch ein Einbauteil infolge des Entstehens von Rost vermieden sein, unter Beibe­ haltung eines geringen Gewichts des Einbauteils. Die Korrosion des Einbauteils soll wirkungsvoll unterbunden sein, indem das Einbauteil an einem Teil vor Rost ge­ schützt wird, das mit dem Sensorhauptteil in Berührung steht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Radgeschwindigkeitssensoranordnung enthält einen Sensorrotor, der gemeinsam mit einem Straßenrad eines Fahrzeugs drehbar ist. Ein Sensorhaupt­ teil erzeugt ein Signal entsprechend der Drehung des Sensorrotors. Das Sensorhauptteil ist derart in eine metallische Hülse eingesetzt, daß sein Kopfabschnitt dicht bei dem Sensorrotor angeordnet ist. Die metallische Hülse ist in die Einbaubohrung eines Einbauteils einge­ setzt. Die metallische Hülse ist an ihrer Außenfläche mit Zink plattiert, um einen Zinkfilm auszubilden, der in direktem Kontakt mit der Innenfläche der Einbau­ bohrung steht. Das Einbauteil besteht aus einem Material, dessen Hauptbestandteil Aluminium ist, und ist mit einem Fahrzeugteil verbunden.

Da die metallische Hülse mit Zink plattiert ist, hat sie ein geringeres Potential (elektromotorische Kraft) als das Aluminium, wodurch die Korrosion des aus Alu­ minium bestehenden Einbauteils vermieden ist. Der Korrosionsschutz ist ferner dadurch verbessert, daß das Eindringen von Wasser zwischen die metallische Hülse und das Einbauteil unterbunden ist, und zwar wegen des dichten Eingriffs der metallischen Hülse in die Einbaubohrung. Selbst wenn Korrosion auftritt, ist das Sensorhauptteil vor dem Zerbrechen oder vor Verformung geschützt, und zwar durch das Einsetzen der starren metallischen Hülse zwischen das Sensor­ teil und das Einbauteil, wodurch die Haltbarkeit des Radgeschwindigkeitssensors verbessert ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Radgeschwindigkeitssensoranordnung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1, die jedoch einen magnetischen Auf­ nahmemechanismus eines Sensorhauptteils der Radgeschwindigkeitssensoranordnung gemäß Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ein Wellenformdiagramm zur Darstellung eines Erfassungssignals, das von dem Sensor­ hauptteil gemäß Fig. 2 erzeugt wird, und

Fig. 4 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 3, die jedoch eine herkömmliche Radgeschwindigkeits­ sensoranordnung zeigt.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine bevorzugte Aus­ führungsform einer Radgeschwindigkeitssensoranordnung mit dem Bezugszeichen W bezeichnet. Diese Ausführungs­ form ist für ein Kraftfahrzeug geeignet und enthält einen Radgeschwindigkeitssensor 10, der die Drehge­ schwindigkeit eines nicht dargestellten Straßenrades des Fahrzeugs erfassen kann, um ein Antiblockier- Bremssystem und/oder ein Vierradantriebssystem zu steuern.

Der Radgeschwindigkeitssensor 10 enthält ein Sensor­ hauptteil 12 mit einem magnetischen Aufnehmer. Das Sen­ sorhauptteil 12 ist einem Sensorrotor oder Impulsring 16 zugeordnet, der fest an einer mit dem Straßenrad verbundenen Achse 14 befestigt ist. Wie Fig. 2 zeigt, enthält das Sensorhauptteil 12 einen zylindrischen Ab­ deckabschnitt 12A aus einem rostfreien Stahl. Ein Per­ manentmagnet 18 ist fest innerhalb des zylindrischen Abdeckabschnitts 12A angeordnet und so positioniert, daß der Südpol S weiter von dem Sensorrotor 16 ent­ fernt ist als der Nordpol (N). Ein Stab 20 aus einem Weicheisen ist mit dem Permanentmagneten 18 an dem Nordpol (N) verbunden und erstreckt sich in Richtung des Sensorrotors 16, um zwangsweise Magnetkraftlinien (Φ) einzuführen, die von dem Permanentmagneten 18 in Richtung des Sensorrotors 16 abgegeben werden. Eine Spule 22 dient als Aufnahmeabschnitt und ist um den Weicheisenstab 20 gewickelt. Die Spule 22 ist elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit 24 verbunden. Das Bezugszeichen 12B bezeichnet eine Gehäusekappe, die oben an dem zylindrischen Abdeckabschnitt 12A befestigt ist und mit einem Flanschabschnitt 12C versehen ist.

Der Sensorrotor 16 hat an seiner Außenumfangsfläche Zähne 16a, die in einem vorbestimmten Abstand von­ einander angeordnet sind. Jeder zackenförmige Zahn 16a ist dazu geeignet, das von den Magnetkraftlinien (Φ) gebildete Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit zu durchlaufen, die der Drehgeschwindigkeit des Straßenrades proportional ist. Es versteht sich, daß das Magnetfeld in der Nähe des Kopfabschnitts (nahe dem Sensorrotor 16) des Sensorhauptteils (12) verformt wird, wenn sich jeder Zahn 16a dem Kopfabschnitt des Sensorhauptteils nähert, wobei die fortlaufende Än­ derung des Magnetfeldes eine Sinus-Wellenform hat. Eine solche Änderung des Magnetfeldes wird als Sinuswellen- Spannungssignal V (induzierte elektromotorische Kraft) erfaßt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 be­ zeichnet t die Zeitspanne, in der sich ein Zahn 16a des Sensorrotors 16 bewegt. Dieses Spannungssignal V wird der elektronischen Steuereinheit 24 übermittelt, um geeignet behandelt zu werden.

Der Radgeschwindigkeitssensor 10 wird von einem Ein­ bauteil 26 aus Aluminium oder Aluminiumlegierung ge­ halten. Ein Endbereich des Einbauteils 26 ist mit einem Ende an dem Basisabschnitt einer nicht darge­ stellten Aufhängungsstrebe befestigt, während der an­ dere Endabschnitt sich zu einer Stelle nahe dem Sensor­ rotor 16 erstreckt. Das Einbauteil 26 hat an einer vor­ bestimmten Stelle eine kreisförmige Einbaubohrung 26a mit einem vorbestimmten Durchmesser. Eine zylindrische Hülse 30 ist fest in die Einbaubohrung 26A eingesetzt und dort befestigt, und der Zylinder 12A des Sensor­ hauptteils 12 ist seinerseits fest in die zylindrische Hülse eingesetzt. Diese Anordnung wird wie folgt montiert: Die zylindrische Hülse 30 wird im Preßsitz in die Einbaubohrung 26A des Einbauteils 26 einge­ setzt. Danach wird der Zylinder 12A des Sensorhaupt­ teils 12 mit einer sogenannten Spielpassung oder der­ gleichen in die zylindrische Hülse 30 eingesetzt. Die zylindrische Hülse 30 besteht aus Eisen und ist an ihrer Außenfläche mit Zink plattiert, wodurch ein Zink­ film oder eine Zinkschicht gebildet ist, die in direktem Kontakt mit der Innenfläche des Einbauteils 26 steht, die die Einbaubohrung 26A begrenzt.

Die Arbeitsweise und die vorteilhaften Eigenschaften dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radge­ schwindigkeitssensoranordnung werden nachfolgend dis­ kutiert.

Wenn das Straßenrad rotiert, dreht sich der Sensor­ rotor 16 in Beziehung zur Straßenraddrehzahl. Dabei wird das von dem Permanentmagneten 18 gebildete Magnet­ feld des Sensorhauptteils 12 unter Einwirkung jedes Zahnes 16a verformt, der das Magnetfeld durchläuft. Die Spule 22 erzeugt entsprechend das Sinuswellen­ spannungssignal V mit einer Frequenz, die der Drehzahl des Straßenrades entspricht. Das Sinuswellenspannungs­ signal V wird der elektronischen Steuereinheit 24 zugeführt, in der das Eingangs-Sinuswellenspannungs­ signal V in ein Impulssignal durch einen Wellenform­ schaltkreis (nicht dargestellt) umgewandelt wird, der sich in der Steuereinheit 24 befindet. Die Anzahl der Impulse des Impulssignals pro Zeiteinheit wird ge­ zählt, wodurch ein Signal erzeugt wird, das die Dreh­ zahl des Straßenrades wiedergibt. Dieses Signal wird einem nicht dargestellten Steuerschaltkreis zugeführt, um das Antigleit-Bremssystem bzw. Antiblockierbrems­ system oder dergleichen zu steuern.

Da bei dieser Ausführungsform das Einbauteil 26 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, hat die Radgeschwindigkeitssensoranordnung W ein geringes Gewicht. Da ferner der Zylinder 12A des Sensorhaupt­ teils 12 aus rostfreiem Stahl besteht, ist das Sensor­ hauptteil 12 vor Rostbildung infolge von Oxidation geschützt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner die zylin­ drische Hülse 30 dicht in die Einbaubohrung 26A einge­ paßt, so daß kein Wasser in einen Zwischenraum zwischen der Außenfläche der Hülse 30 und der Wandfläche des Ein­ bauteils 26, die die Einbaubohrung 26A bildet, eintreten kann. Das aus Aluminium bestehende Einbauteil 26 berührt nur die Zink-plattierte Außenfläche der Hülse 30. Be­ kanntlich ist die Differenz des Potentials oder der elektromotorischen Kraft von Zink im Verhältnis zu Alu­ minium geringer als derjenigen von rostfreiem Stahl gegenüber Aluminium (wie bei der herkömmlichen Anordnung gemäß Fig. 4). Infolgedessen ist die Korrosion des aus Aluminium bestehenden Einbauteils 26 der vorliegenden Ausführungsform geringer als bei der herkömmlichen An­ ordnung, bei der der aus rostfreiem Stahl bestehende zylindrische Abschnitt des Sensorhauptteils in direktem Kontakt mit dem aus Aluminium bestehenden Einbauteil steht. Außerdem besteht die zylindrische Hülse 30 aus Eisen und hat daher eine hohe Festigkeit bzw. Starrheit und schützt so wirkungsvoll den Sensorhauptteil 12 vor dem Zerbrechen oder vor Deformation. Selbst wenn in diesem Zusammenhang eine geringfügige Elektrokorro­ sion in dem aus Aluminium bestehenden Einbauteil 26 auftritt, kann die zylindrische Hülse 30 den zylin­ drischen Abdeckungsabschnitt 12A des Sensorhauptteils 12 vor Rost infolge von Elektrokorrosion, Oxidation oder dergleichen schützen, wodurch zuverlässig verhindert ist, daß der zylindrische Abdeckabschnitt 12A des Sen­ sorhauptteils 12 zerbricht. Dies verbessert die Halt­ barkeit des Radgeschwindigkeitssensors 10 im hohen Maße.

Die Ausführungsform ist so ausgestaltet, daß ein Teil, durch den die Magnetkraftlinien in hoher Dichte ver­ laufen, durch die aus Eisen bestehende Hülse 30 gebil­ det ist, die eine große elektrische Leitfähigkeit hat, so daß ein in der Radgeschwindigkeitssensoranordnung W erzeugter Wirbelstrom als Ganzes beträchtlich reduziert wird. Im Ergebnis ist der Output (das Sinuswellen­ spannungssignal V) des Sensors 10 größer, wodurch die Erfassungsgenauigkeit der Drehzahl des Rades ver­ bessert ist.

In diesem Zusammenhang sei darauf aufmerksam gemacht, daß bei der herkömmlichen Anordnung gemäß Fig. 4 das aus Aluminium bestehende Einbauteil eine geringere elektrische Leitfähigkeit hat, wodurch die Erzeugung eines Wirbelstromes gefördert wird, wenn Magnetkraft­ linien durch das Einbauteil verlaufen. Dieser Wirbel­ strom verringert zwangsläufig die Dichte der Magnet­ kraftlinien, wodurch ein Sensoroutput und damit die Erfassungsgenauigkeit verschlechtert werden. Bekannt­ lich wird die Magnetflußdichte an einer Stelle größer, die näher zu dem Permanentmagneten 18 oder dem zylin­ drischen Abdeckabschnitt 12A hin liegt, so daß ein Wirbelstrom die Magnetkraftlinien erheblich beeinflußt.

Während oben erwähnt ist, daß die zylindrische Hülse 30 im Preßsitz in die Einbaubohrung 26A des Einbauteils 26 eingesetzt ist, kann die zylindrische Hülse 30 auch le­ diglich passend in die Einbaubohrung 26A eingesetzt werden.

Claims (8)

1. Radgeschwindigkeitssensoranordnung, gekennzeichnet durch
einen Sensorrotor (16), der zusammen mit einem Rad eines Fahrzeugs drehbar ist,
ein Einbauteil (26) aus einem Material, dessen Haupt­ bestandteil Aluminium ist, mit einer Einbaubohrung (26A), wobei das Einbauteil mit einem Fahrzeugteil verbunden ist,
eine metallische Hülse (30), die in die Einbaubohrung des Einbauteils angesetzt und an ihrer Außenfläche mit Zink plattiert ist, um einen Zinkfilm zu bilden, der in direktem Kontakt mit der Innenfläche des Ein­ bauteils steht, die die Einbaubohrung begrenzt, und ein Sensorhauptteil (12) zur Erzeugung eines Signals entsprechend der Drehung des Sensorrotors, wobei das Sensorhauptteil einen zylindrischen Abdeckabschnitt (12A) hat, der so in die metallische Hülse eingesetzt ist, daß ein Kopfabschnitt des Sensorhauptteils nahe dem Sensorrotor angeordnet ist.

2. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Hülse (30) aus Eisen besteht.

3. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorhauptteil (12) einen magnetischen Aufnahmemechanismus in dem zylin­ drischen Abdeckabschnitt (12A) aufweist und daß der magnetische Aufnahmemechanismus eine Einrichtung (18) zur Erzeugung eines Magnetfeldes, das einen Teil des Sensorrotors abdeckt, und eine Einrichtung (22) zum Erfassen einer Änderung in dem Magnetfeld aufweist.

4. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorrotor (16) an seinem Rand mit zackenförmigen Zähnen (16a) versehen ist, die das Magnetfeld des Sensorhauptteils (12) durchlaufen, wobei der Sensorrotor auf einer mit dem Rad verbundenen Achse befestigt ist.

5. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbauteil (26) einen ersten Endabschnitt, der mit einer Aufhängungsstrebe des Fahrzeugs verbunden ist, und einen zweiten Endab­ schnitt aufweist, der sich bis nahe zu dem Sensor­ rotor (16) erstreckt und mit der Einbaubohrung (26A) versehen ist.

6. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (22) zum Erfassen der Magnetfeldänderung eine Einrichtung auf­ weist, die die Magnetfeldänderung als ein Sinuswellen­ spannungssignal erfaßt.

7. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Hülse (30) im Preßsitz in der Einbaubohrung (26a) sitzt.

8. Radgeschwindigkeitssensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abdeck­ abschnitt 12A aus rostfreiem Stahl besteht.