[发明专利]具有用于放大磁信号的装置的车轮轮毂组件

说明书

一种用于机动车辆的车轮轮毂组件(10)，设置有轮毂(20)、轴承单元(30)以及用于检测车辆参数的装置，用于检测车辆参数的装置具有编码器(50)和磁性传感器(60)，编码器(50)和磁性传感器(60)之间配置有用于放大磁信号的放大装置(70)，放大装置(70)是固定的并具有面对编码器且设置有第一凸耳(75)的径向外侧铁磁环(71)和面对编码器(50)且设置有第二凸耳(76)的径向内侧铁磁环(72)，第一凸耳(75)和第二凸耳(76)配置为在相对两侧面对磁性传感器(60)，放大装置(70)被构造为经由铁磁环(71、72)收集由编码器(50)的多个极对产生的磁通并通过第一凸耳(75)和第二凸耳(76)将磁通朝向磁性传感器(60)聚集。

技术领域

本发明涉及一种设置有用于放大磁信号的装置的车轮轮毂组件。特别地，磁信号可以由磁性传感器读取，并且该传感器可以是用于检测转速的装置，即，该传感器可以是测量机动车辆的车轮的转速并且由已知的防抱死制动系统(ABS)控制的传感器。

本发明特别地但非排他性地适用于机动车辆用的车轮轮毂组件，所述组件设置有滚动轴承。这些应用既包括轴承的外圈旋转而轴承的内圈固定的情况，也包括内圈旋转而外圈固定的相反情况。本发明还适用于任何类型的滚动体(球、滚子、圆锥滚子等)。

背景技术

用于检测轴承的旋转圈的转速的装置是已知的并且是常用的。这些装置包括音轮(phonic wheel)或编码器以及能够获取由音轮产生的信号的传感器，通常为速度传感器。该装置由制动控制系统(例如，防抱死控制系统ABS)控制，还允许监测具有滚动轴承的车轮轮毂组件的运动学运转参数(kinematic operating parameter)。

音轮或编码器采用由塑料或磁化橡胶制成的环形盘或圆柱形遮蔽件(screen)的形式。音轮或编码器在角度上固定到旋转元件，例如，在角度上固定到轴承的旋转圈的轴向内端。在已知的解决方案中，编码器包括金属插件，该金属插件例如通过胶粘而被固定到塑料或磁化橡胶部分，并通过压入配合而被固定到轴承的旋转圈或被固定到与轴承的旋转圈成一体的元件(例如，滑动型密封元件)。

因此，已知的音轮设计是使用塑性铁氧体(plasto-ferrite)或磁化橡胶制成的，它们分别被共硫化(co-vulcanized)或共模制(co-moulded)到具有结构功能的厚度为0.6mm-0.8mm的金属插件上。编码器的外表面具有成对的南极/北极的交替配置结构，在运转条件下旋转期间，成对的南极/北极的交替配置结构产生可变磁场。磁场变化确定运动的角分辨率(angular resolution)，并因此确定转速。

车轮或与车轮相关联的轴承的转速的测量对于ABS的操作至关重要。通常使用的传感器是基于磁效应的：例如，它们由霍尔效应传感器或可变磁阻传感器组成，它们位于轴承的外侧(在大多数情况下位于悬架中形成的孔内)并且面对轴承。关于传感器的技术选择，磁性传感器由于其低成本和强度而被广泛使用。

编码器和传感器之间的距离对于即使在最恶劣的条件下也能确保读取信号是至关重要的。这对车轮轮毂组件的设计构成很大的限制。通常，终端客户要求车轮轮毂组件设置有容纳在悬架立柱上的传感器，结果需要在传感器与编码器之间的较大距离。

此外，现有技术还受到可以容纳在编码器上的反极性对(reverse-polaritypairs)的密度的限制。因此，这种极对的密度对传感器的读取分辨率构成限制。例如，对于平均直径为70mm(即，通常在机动车辆的车轮轮毂组件中使用的值)的编码器，极对的数量通常不超过48。大量的极对明显会减少可以沉积在每个极上的铁氧体的量，因此对于信号分辨率而言将不是有效的。

由于用于车辆的自动驾驶的装置(例如泊车辅助装置)的使用和扩散需要创建更大的分辨率以确保更好地控制车辆位置，因此这种限制变得更大。

为了克服这些缺点，为了增加编码器与传感器之间的距离和/或改善读取分辨率，迄今为止，已经增加了传感器的读取能力，结果是增加了组件的成本。