重型车辆的轮端传感器的制作方法

本申请要求2014年9月12日申请的美国临时专利申请序号No.62/049,452的优先权。

发明背景

技术领域

发明涉及用于轮端组件的传感器，且更具体地涉及用于诸如牵引拖车的重型车辆的轮端组件的传感器。更具体地，本发明涉及一种用于重型车辆的轮端组件的无线传感器，所述无线传感器被安装到轮端组件的轮毂罩中。因此，所述传感器位于受保护、但仍容易接近的环境中、独立于车辆的电源、并且检测重型车辆的诸如温度、振动、湿度和/或其他参数的运行状况。所述传感器包括方便的指示器件，同时能够容纳轮胎充气系统的构件。

背景技术：

多年来，重型车辆工业已经使用了安装在一个或多个轮轴中的每一个上的轮端组件。每个轮端组件一般包括可转动地安装在轴承组件上的轮毂，该轴承组件进而被固定地安装在轮轴的外置端(一般被称为轴颈)上。所述轴承组件包括内置轴承和外置轴承，所述内置轴承和外置轴承可由轴承间隔件分开。轴颈螺母组件通过可螺纹啮合的螺纹将轴承组件固定到轴颈上，所述可螺纹啮合的螺纹被切入轴颈的外置端的外径中。除了保持轴承和任何间隔件的位置之外，轴颈螺母组件可被用来提供夹紧力以将轴承和任何轴承间隔件压缩至预定水平。

本领域的技术人员众所周知的是，为了轮端组件正常运行，必须以润滑剂或者油类来润滑轴承组件和环绕构件。因此，轮端组件还必须被密封以防止润滑剂渗漏以及防止污染物进入组件，其中两者都可能对其性能不利。更具体地，轮毂罩邻近轴颈螺母组件并在轴颈螺母组件外被安装在轮毂的外置端上，并且主要的密封件抵接轴颈可转动地安装在轴承组件和毂的内置端上，结果形成了密闭的或者密封的轮端组件。

虽然大部分的轮端组件包括这些一般特征，但是毂、轴承组件、轮毂罩、主要的密封件和其他构件以及轴颈的设计和配置是根据具体的车辆设计及其预期用途而变化的。另外，期望感测并监测轮端组件的运行状况以便确定任何轮端组件构件是否已经出现问题。例如，期望监测轮端组件的温度，因为恒定的高温可能指示润滑剂的缺乏或者轴承组件的不正常。期望监测轮端组件中所经历的振动，因为恒定的高振动水平也可能指示轴承组件的不正常。

如果存在不希望有的检测到的运行状况水平，则有可能停止车辆的运行和/或在车辆上执行维修，以在轮端构件发生破损之前修补或者替换有问题的轮端构件。当存在轮端构件的失效时，可能损害周围构件，这极大地增加了修理轮端组件的成本和时间。因此，当失效发生前可以停止车辆和/或可以替换构件时，可以显著地减少修理轮端组件所需的成本和时间。

在现有技术中，已经应用了用于轮端组件的传感器，但是所述传感器持有某些缺点。例如，一些现有技术的传感器是外装的，也就是说，被安装在轮端组件的车轮的外侧。因为轮端组件的外部在车辆运行期间经受极端苛刻的条件(诸如，道路危害和防止结冰的腐蚀性化学试剂)，所以外装的传感器已经不期望地有显著损害的倾向。另外，外装的传感器在为了维修的轮端组件的拆卸和重新组装期间经受了粗鲁操作，其也可能损坏传感器。

作为备选，其他现有技术的传感器被安装在轮端组件内。然而，所述传感器必须通信或者传送被监测状况的数据，这很难从轮端组件的内侧做到。更具体地，轮毂围绕轴颈的转动和所述轮毂、轴颈、轴承及其他构件中所应用的大量金属会妨碍无线电信号的传输。结果，许多内装式传感器已经使用在轮轴内部延伸的金属线以传送数据。因为所述金属线必须穿过车辆的暴露于腐蚀性元件的区域，所以所述金属线往往容易腐蚀，这不期望地减损传感器的通信。所述金属线还遭受磨损和在车辆运行期间所经受的振动的有形耗损，这可能不期望地促使所述金属线短路。

已经被安装在轮端组件内的许多现有技术的传感器被电气地连接至车辆电源并且因此依赖于车辆的电源来运行。例如，在牵引拖车的情况中，现有技术的传感器被连接至牵引拖车的电源。现有技术中已知的是，由于传感器至车辆电源的连线周围的恶劣环境，到车辆电源的连线难以在恒定的基础上充分地提供足够电力使传感器运行。结果，所述现有技术的传感器在维持期望的能力以当车辆行进时连续地运行方面经受困难。

另外，被安装在轮端组件内的许多现有技术的传感器是不容易接近的。如果必须调准、修理或者替换所述传感器，则必须打开且有时必须部分地拆卸密封的轮端组件来接近所述传感器。打开和部分地拆卸密封的轮端组件是不希望有的，因为污染物可能进入轮端组件，这可能降低轮端组件的性能和/或使用期限。此外，由于对轮端构件的正确组装的精确需求，所以接近传感器所必需的任何拆卸是不希望有的，因为可能按低劣方式重新组装构件，这再次降低了轮端组件的性能和/或使用期限。

此外，轮端组件内传感器或者其他构件可用的空间是极端受限的。安装在轮端组件内的许多现有技术的传感器占据了大量空间，这经常干涉或者妨碍诸如轮胎充气系统的构件的其他构件的安装。因为轮胎充气系统通过现有技术中已知的方法和结构提供了与轮胎气压的自动监测和控制相关的优点，所以容纳轮胎充气系统的构件是所期望的。

现有技术的上述缺点使得期望研发一种用于重型车辆的轮端组件的传感器，所述传感器被安装在受保护的环境中、与车辆的电源无关、包括无线数据通信或者传输、为了维修是易于接近的、为通信或者传输数据提供了有效力有效率器件、并且容纳轮胎充气系统的构件。本发明满足这些需要，如下所述。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种安装在受保护环境中的用于重型车辆的轮端组件的传感器。

本发明的另一目的是提供一种与车辆的电源无关的用于重型车辆的轮端组件的传感器。

本发明的又另一目的是提供一种包括无线数据通信或者传输的用于重型车辆的轮端组件的传感器。

本发明的又另一目的是提供一种为了维修易于接近的用于重型车辆的轮端组件的传感器。

本发明的又另一目的是提供一种用于重型车辆的轮端组件的传感器，所述传感器提供了用于通信或者传输数据的有效力有效率器件。

本发明的又另一目的是提供一种容纳轮胎充气系统的构件的用于重型车辆的轮端组件的传感器。

这些目的及其他是通过本发明的用于重型车辆的轮端组件的传感器达到的。在发明的示例性实施例中，轮端组件包括轮毂和被可移除地安装在轮毂上的轮毂罩。所述传感器包括设置在轮毂罩中的安装器件。感测器件被安装在所述安装器件上以感测车辆的至少一种运行状况。处理器被安装在所述安装器件上并被电气地连接至感测器件以处理来自所述感测器件的数据。通信器件被安装在所述安装器件上并被电气地连接至所述处理器以将所处理的数据通信给用户。电能存储装置被安装在所述安装器件上并被电气地连接至所述感测器件、处理器和通信器件以向所述传感器供电。

附图说明

在以下说明中阐述并且在附图中示出，并且在所附权利要求中具体且清楚地指出和阐明了本发明的优选实施例，其中申请人预期适用所述原理的解说。

图1是现有技术的轴颈和轮端组件的一部分的不完全截面透视图，具有示出为安装在轮轴和轮端组件上的现有技术的轮胎充气系统；

图2是从本发明的重型轮端组件的传感器的第一示例性实施例的外置端看的放大透视图，显示为安装在轮毂罩中；

图3是图2中所示构件的分解透视图；

图4是按优选安装结构设置的图2中所示的传感器的显著放大透视图；

图5是本发明的重型轮端组件的传感器中所应用的可选视觉指示器的放大不完全外置端；

图6是用于本发明的重型轮端组件的传感器的第二示例性实施例的不完全截面透视图，显示为安装在轴颈和轮端组件上；

图7是从图6中所示的传感器的第二实施例的磁体和轴颈塞子的内置端看的透视图；

图8是从图6中所示的传感器的第二实施例的线圈环和轮毂罩的内置端看的透视图；

图9是可选的ABS传感器系统的第一实施例的不完全截面透视图，显示为应用有本发明的重型轮端组件的传感器；

图10是从图9中所示的ABS传感器系统的外置端看的不完全视图；

图11是从图9中所示的ABS传感器系统的环的内置端看的不完全视图；

图12是从可选的ABS传感器系统的第二实施例的传感器的外置端看的不完全视图，显示为应用有本发明的重型轮端组件的传感器；

图13是从第二实施例的可选的ABS传感器系统的环的内置端看的不完全视图，显示为应用有本发明的重型轮端组件的传感器；

图14是可选的ABS传感器系统的第三实施例的不完全截面透视图，显示为应用有本发明的重型轮端组件的传感器；

图15是图14中所示的ABS传感器系统的传感器的外置端的视图；和

图16是图14中所示的ABS传感器系统的环的内置端的不完全视图。

类似的附图标记遍及附图涉及类似的部件。

具体实施方式

本发明涉及一种用于重型车辆的轮端组件的无线传感器。所述传感器被安装在轮端组件的轮毂罩中并且从而被设置在受保护的环境中，同时易于接近以便于调整、修理和/或置换。所述传感器与车辆的电源独立，检测和监测诸如温度、振动、湿度和/或其他参数的运行条件，并且包括用于通信或者传送所感测数据的便利手段。这些手段包括通过轮毂罩的可选半透明观察玻璃显示的发光二极管(LED)读数和/或给继电器或者中央源的可选射频(R/F)传输。所述传感器按容纳轮胎充气系统的构件的方式进行配置和安装。所述传感器可能是电池供电的或者可能是由诸如能量采集器的备选器件供电的。

为了更好地了解用于本发明的重型车辆的轮端组件的传感器及其运行环境，图1中显示了实例性的轮端组件和现有技术的轮胎充气系统的构件并且现在将进行描述。

一个或多个轮轴10一般悬挂于重型车辆(未显示)并且跨越该重型车辆横向地延伸。每个轮轴10具有两个端部，轮端组件12安装在每一个端部上。为了方便和清晰目的，本文将仅描述轮轴10的一端及其相应的轮端组件12。另外，轮轴10通过图1中的实例显示为非驱动轴，但本发明适用于现有技术中已知的所有种类的轮轴，包括驱动轴和非驱动轴。此外，重型车辆包括货车和牵引拖车或者半挂车，并且所述牵引拖车或者半挂车一般设置有一个或多个挂车。为方便目的，本文通常将参照重型车辆，但可以参照货车、牵引拖车和半挂车及其挂车。

轮轴10包括中心管(未显示)，并且轴颈14通过诸如焊接的任何合适方法被整体地连接至中心管的每一端。轮端组件12包括轴承组件，所述轴承组件具有内置轴承16和固定地安装在轴颈14的外置端上的外置轴承18。轴颈螺母组件20螺纹地接合轴颈14的外置端并且将轴承16、18固定就位。轮毂22按本领域技术人员已知的方式被旋转安装在内置轴承16和外置轴承18上。

轮毂罩24通过多个螺栓26被安装到轮毂22的外置端上，每一个螺栓穿过形成于轮毂罩中的许多开口28中相应的一个，并且螺纹地接合轮毂中所形成的许多被对准的螺纹开口30中相应的一个。如此，轮毂罩24封住轮端组件12的外置端。主要的连续密封件32可转动地安装在轮端组件12的内置端上并且封住所述组件的内置端。在一种应用鼓式制动器的典型重型车辆双轮结构中，多个带螺纹的螺栓34用来将制动鼓36和一对轮辋38安装到轮端组件12上。一对轮胎(未显示)中的每一个被安装到所述轮辋38中相应的一个上，如现有技术中已知那样。当然，在不影响发明的总体方案或操作的情况下可按本领域技术人员已知的方式在轮端组件12上安装盘式制动器(显示显示)而不是鼓式制动器。

现有技术的轮胎充气系统通常以40标出。在轮轴10中形成中心孔48，轮胎充气系统40的气动管道44通过该中心孔朝向轴颈14的外置端延伸。气动管道44被流体地连接至诸如储气罐(显示)的车辆气源和转动接头42并在其之间延伸。转动接头42被附接于塞子50，该塞子被压配合到形成于轴颈14的外置端处的轮轴中心孔48中的机加工沉孔52中，并且如本领域已知那样便于静态的气动管道44与围绕轮胎转动的空气管组件46的连接。

空气管组件46包括第一管54，所述第一管在其一端被流体地连接至轮毂罩24内部的转动接头42，并且在其另一端被流体地连接至三通接头56，该三通接头穿过轮毂罩并且被固定到轮毂罩上。额外的空气管(未显示)被流体地连接至轮毂罩24外的三通接头56的两个出口，并且从三通接头56的该两个出口中的每一个伸出到安装在轮辋38上的相应成对轮胎中的每一个。如此，空气从车辆储气罐穿过气动管道44、转动接头42、第一空气管54、轮毂罩24和三通接头56，并且到轮胎中。

如上所述，期望感测并监测轮端组件12的运行状况(诸如，温度、振动、湿度和/或其他参数)以便确定任何轮端构件是否已经出现问题。在现有技术中，一些传感器被外装在毂22或者轮辋38上，并且由于车辆运行期间经受了极端苛刻的状况或者由于在为了维修而拆卸和重新组装轮端组件12期间经历了粗鲁操作而不期望地有损坏的倾向。

其他现有技术的传感器被安装在轮端组件12的内部，但是存在其他缺点。例如，一些内装式现有技术的传感器依赖于车辆的电源，而车辆的电源在恒定提供足够的电力方面经常遭遇困难。此外，由于难以提供从轮端组件12内侧传输的无线电信号，所以所述内装式传感器应用金属线，该金属线由于振动的磨损而经常易于腐蚀或者短路。另外，所述内装式传感器不易于接近，从而当为了调整、修理或者置换而接近所述传感器时产生了轮端组件12的污染或者粗劣再组装的潜在问题。此外，许多现有技术的内装式传感器占据了轮端组件12内部的大量空间，这不期望地妨碍了轮胎充气系统40构件的容纳。

因此，期望研发一种用于重型车辆的轮端组件的传感器，所述传感器被安装在受保护的环境中、独立于车辆的电源、包括无线数据通信或者传输、为了维修是易于接近的、为通信或者传输数据提供了有效力有效率的器件、并且容纳轮胎充气系统的构件。本发明满足这些需要，如现在进行描述的。

现在转到图2-4，总体上以100标出用于重型车辆的轮端组件的传感器的第一示例性实施例。传感器100被安装到轮毂罩102中。轮毂罩102包括圆筒形的侧壁104。轮毂罩的中间壁106整体地形成在侧壁104的内置端108和侧壁的外置端110之间，并且优选更靠近侧壁的外置端，并大致垂直于侧壁延伸。将理解，在不影响本发明的总体方案或操作的情况下可能应用轮毂罩的侧壁104和中间壁106的其他形状和结构，诸如形成为一件或者多件的集成式圆顶或者圆锥状，和/或将所述中间壁调整为外置壁。

径向延伸的凸缘112形成在侧壁104的内置端108上，并且形成有多个螺栓开口114以使螺栓(图1)能够将轮毂罩固定到轮毂22的外置端上(图1)。如此，轮毂罩102限定出内部隔室116。应理解的是，除了螺栓26之外本领域技术人员已知的器件可被用来将轮毂罩102固定到轮毂22上，诸如，轮毂罩和轮毂之间的螺纹连接，其他种类的机械式紧固件和/或压配合。

轮毂罩102还包括不连续的外置壁118。传感器100包括传感器模块120，该传感器模块将在以下更详细地描述。传感器模块120被设置在轮毂罩的外置壁118和中间壁106之间。外置壁118位于形成于传感器模块120的外置侧124中的周向延伸的凹槽122中。外置壁118通过保持环126被固定到凹槽122中。通过设置在传感器模块和轮毂罩侧壁104的外置端110之间的第一垫片128在传感器模块120和中间壁106之间提供了流体密封。通过设置在外置壁和保持环之间的第二垫片130在外置壁118和保持环126之间提供了流体密封。保持环126形成有开口132，第二垫片130形成有开口(未显示)，传感器模块120形成有开口136，第一垫片128形成有开口(未显示)，并且侧壁104的外置端110形成有开口140。开口132、136、140、第一垫片的开口和第二垫片的开口中对准的开口接收螺栓或者其他机械式紧固件142以将保持环126、第二垫片130、传感器模块120和第一垫片128固定到轮毂罩的侧壁104上。

优选地，外置壁118是透明的或者半透明的以能够目测检查传感器100，如以下将更详细地描述的。将理解的是，轮毂罩102优选地集成有阀144及轮胎充气系统146的其他构件。在美国专利申请序号No.13/194617中显示并描述了一种示例性的轮胎充气系统146，所述申请由本发明的同一受让人美国L.L.C的Hendrickson拥有。

现在具体地参见图4，传感器100包括诸如传感器模块120的安装器件。所述传感器模块120优选是由诸如铝的轻量刚性材料形成的。传感器模块120包括周边环148，该周边环包括接收螺栓142的开口136(图2)，所述螺栓将传感器模块固定到如上所述的轮毂罩的侧壁104上。整体形成在周边环148内侧的是构件安装块150，该构件安装块形成有多个不同尺寸和形状的凹口152以用于接收传感器100的构件。

更具体地，凹口152接收主电路板154、射频(R/F)电路板156和诸如电池的电能存储装置158。为方便目的，参照第一实施例的传感器100，电能存储装置158是电池，但是能够预期到在本发明中其他种类的电能存储装置，如以下更详细地描述的。电池158优选是一种可更换的电池，但是也可是一种不可更换的电池，或者是相互电气地连接以形成单一电源的两个或更多个电池。主电路板154包括传感器仪器，所述传感器仪器感测运行状况并产生数据信号，如以下将更详细地描述的。主电路板154还包括从传感器仪器处接收数据信号并且收集和处理所感测到的数据的处理器。R/F电路板156通过金属线(未显示)被电气地连接到主电路板154上，并且能够无线地传输所感测到的数据，如以下更详细地描述的。电池158通过金属线(未显示)被电气地连接至主电路板154和R/F电路板156以向至主电路板和R/F电路板提供电力。紧固件160将主电路板154、R/F电路板156和电池158固定到安装块150的凹口152中。

传感器模块120还在周边环148和安装块150之间形成有狭槽162，所述狭槽能够使轮端组件12(图1)中的润滑剂循环通过轮毂罩102并且通过轮毂罩的外置壁118可观察到，所述外置壁还优选作为观察玻璃。例如，如上所述，轮毂罩的外置壁118优选是透明的或者半透明的，并且可能是明亮的以方便目测检查，或者当石油被用作轮端组件12的润滑剂时可能是浅色的。当无需目测检查润滑剂时，诸如，当滑润脂或者半流润滑脂被用作轮端组件12的润滑剂时，轮毂罩的外置壁118可以是不透明的。

如上所述，主电路板154包括感测运行状况并产生信号的传感器仪器。由传感器仪器感测的状况或者参数包括：轮端组件12(图1)中的温度，当确认温度超过预定水平时可指示过度的轴承磨损；轮端组件中的振动，当过大的振动时可指示过度的轴承磨损；轮端组件中的湿度，其可指示过多水分，该过多水分可能损害构件；轮的转速和方向；和/或轮毂22的转数，所述转数可被用来基于轮胎的尺寸计算出车辆已经行进的距离。一旦传感器仪器感测到所期望的状况并生成数据，则主电路板154上的处理器收集所述数据并处理所述数据。例如，所述数据可被处理以准备用于通信给远程位置或者中央位置，和/或可被处理成检测紧急状况，所述紧急状况被用于启动给中央位置处的车辆操作者或者人员的警报，如以下将更详细地描述的。

特别注意振动感测，传感器100应用独特的振动感测方法。如上所述，过度振动的感测可能检测到内置轴承16和/或外置轴承18的过度磨损或者其他性能问题。轴承16、18当经受过度磨损或者其他问题时，经常发出高频噪声。在现有技术中，振动感测使用任何振动的振幅和频率来检测高频噪声的具体项目或者方面。而传感器100使用用于广谱审查的高频带的整体检测。

一旦主电路板154感测到所期望的状况并且收集和处理所感测到的数据，则所述数据被通信给用户。用于通信数据的选项是通过金属线将主电路板154电气地连接至R/F电路板156，该R/F电路板将数据无线地传送给接收器(未显示)。无线电通信是优选的，因为传感器100被设置在轮毂罩102中，该轮毂罩在车辆运行期间转动并且不适合使用金属线。数据的无线传输通过发明的传感器100可容易地完成，因为R/F电路板156邻近轮毂罩的外置壁118，该外置壁优选是由如上所述的透明的或者半透明的材料形成的，并且因此允许无线电信号以最小的干扰穿过。如此，传感器100被设置在轮毂罩102内部的受保护位置处，而由于其邻近轮毂罩的外置壁118地定位所以也能够进行有效的无线通信。

主电路板154和R/F电路板156可以被构造成感测、收集、处理和/或通信用于如上所述的多种运行状况的数据，或者几种选择性状况，诸如，仅指示例如过度高温的紧急状况的数据。当感测到紧急状况时，R/F电路板156可向接收器传输车辆操作者看得见的数据以使得操作者可停止车辆。另外，用于标准运行状况的数据可以被感测、收集、处理并且然后被传输给远程接收器，从而能进行中央收集和分析。例如，R/F电路板156可将数据发送给计算机或者智能手机，该计算机或者智能手机被编程来接收数据并且将数据分析成可指示在轮端组件12上执行预防性维修的最佳时间周期的趋向。所述数据可用于对车队中的不同车辆的数据进行相互比较，或者用于对比来自车辆的一个轮端组件12的数据与同一车辆上的其他轮端组件的数据，来确定是否一个组件与其他组件运行地不同并且因此可能具有性能问题。

现在参见图5，除了无线传输之外，或者作为无线传输的可选性替换，可由传感器100使用所感测的数据的视觉通信。更具体地，传感器100可包括发光二极管(LED)指示器164，该LED指示器被安装在LED外壳166中，该LED外壳进而被连接到周边环148内侧的安装块150上。LED指示器164通过金属线或者电触点被电气地连接至主电路板154。LED指示器164通过LED外壳166被朝向外置壁118定向，并且因为外置壁优选是由透明的或者半透明的材料形成的，所以所述指示器透过壁是容易看到的。LED指示器164可以被构造来按很多不同方式通信由主电路板154感测和处理的紧急状况的数据。例如，LED指示器164可被构造成按指示特定紧急状况(诸如，轮端组件12中的过度高温)的图案的方式闪光，或者所述指示器可包括不同的颜色以使某些彩色图案指示特定紧急状况。如此，传感器100提供了看得见的LED指示器164，所述LED指示器保留在轮毂罩102的受保护和密封的环境中并且无线地通信所感测状况的数据。

除了无线传输和/或视觉通信之外，或者作为用于无线传输和/或可视通信的可选性替换，可由传感器100使用所感测到的数据的听觉警报。所述听觉警报优选使用本领域中已知的器件，所述器件电气地连接至主电路板154并且为车辆操作者发出警报以指示特定紧急状况，诸如轮端组件12中的过度高温。

因此，传感器100提供了一种用于重型车辆的轮端组件12的无线传感器。通过无线并应用用于供电的电池158，传感器100独立于车辆电源。因为传感器100与车辆电源无关，所以其不受到和车辆电源的连接有关的供电困难的影响，并且因此当车辆行进时能够按可靠方式连续地运行。传感器100被安装在轮端组件12的轮毂罩102中，并且被设置在受保护的环境中，不受诸如道路上的碎石和防止结冰的腐蚀性化学品等苛刻环境条件的影响。传感器100还在为了维修而拆卸和重新组装轮端组件12期间降低了来自操作的潜在损害。

另外，通过安装到轮毂罩102上，传感器100是抗篡改的。因为传感器100邻近于轮毂罩102的可移除外置壁118被安装到传感器模块120中，所以可在实质上没有打开轮端组件12的情况下容易地接近所述传感器以用于调整、修理和/或置换，这期望地减小了污染物进入轮端组件的可能性和不适当重新安装构件的可能性。传感器100包括用于通信或者传输所感测到的数据的有效器件，诸如，R/F传输和/或LED指示器164，所述有效器件邻近于透明的或者半透明的外置壁118设置在轮毂罩102的受保护环境中。

此外，传感器100按容纳轮胎充气系统146的构件的方式进行构造和安装。更具体地，因为传感器模块120被设置在轮毂罩102的外置壁118和中间壁106之间，所以在轮毂罩的中间壁、轮毂罩的侧壁104和轮毂罩的隔室116中保留了足够的空间以用于轮胎充气系统146的构件的安装。例如，如美国专利申请序号NO.13/194617中所示和所描述的轮胎充气系统可容易地被合并到轮毂罩102中，该申请由本发明的同一受让人美国L.L.C.的Hendrickson所拥有。

应当了解的是，传感器模块120的上述结构借助举例示出。在不影响发明的总体方案或操作的情况下，可应用如本领域技术人员所知的来对传感器模块120进行修改和调整。

现在转到图6-8，用于本发明的重型车辆的轮端组件的传感器的第二示例性实施例以170表示。当希望应用能量采集来向电能存储装置158供电时该第二实施例的传感器得到应用场合，如下所述。第二实施例的传感器170在结构和操作上类似于第一实施例的传感器100，除了本发明的第二实施例应用能量采集以外。结果，将仅描述第二实施例的传感器170和第一实施例的传感器100之间的差别。

更具体地，当电能存储装置158是电池时，能量采集可被用来给电池重新充电并且因此排除了更换电池的需要。能量采集还能够使电能存储装置158是除了电池以外的储能装置，诸如，电容器、超级电容器和/或超电容器。当被应用为储能装置158时，电容器、超级电容器和/或超电容器可替换电池或者与电池结合使用。如此，第二实施例的传感器170应用能量采集来给多种储能装置158中的任一种或组合供电或者充电。

除了传感器模块120之外，第二实施例的传感器170包括能量采集器件，诸如，永磁体172和线圈174，其利用轮毂22和轮毂罩102相对于轴颈14的转动来发电。更具体地，在轴颈塞子176上安装多个磁体172，优选四个磁体。轴颈塞子176包括被构造成牢固地位于轮轴沉孔52中的圆筒形主体178。内置壁180自该圆筒形主体的内置端182垂直于该圆筒形主体178延伸。内置壁180优选形成有中心开口184，该中心开口能够使塞子176穿过轮胎充气系统的管道44(图1)。径向延伸的凸缘186形成在圆筒形主体178的外置端188处，并且包括内置表面190，当塞子176被插入轴颈中时所述内置表面抵接轴颈14的外置端。轴向延伸的唇缘192形成在凸缘186的径向外端194处，并且包括多个安装凸台196。每个凸台196被按均匀地间隔开的方式设置在唇缘192周边。例如，当应用四个凸台196时，其优选被间隔开大约九十度。

磁体172中相应的一个通过诸如紧固件、粘附剂、滑动配合或者狭槽的器件被安装在每个凸台196上。如此，磁体172被静态地安装在精确位置中。因为轴颈塞子176被压入并牢固地位于精确形成的沉孔52中，所以轴颈塞子和磁体172相对于轴颈14被径向地和轴向地对齐。轴颈塞子176的压入结构是易于安装的并且能够应用许多磁体172，并且优选大约两到八个磁体。将理解的是，虽然磁体172按平坦的轴向取向示出，但是取决于具体的设计考虑磁体可沿倾斜的方向设置，其中线圈174具有平行于磁体的方向，如以下将更详细地描述的。选择性地，轴颈塞子176可在唇缘192的径向内表面上形成有一种结构(未显示)，该结构接合形成在轴颈14上的键槽(未显示)以阻止塞子相对于轴颈的转动。

线圈174优选是由铜或者本领域已知的其他绕组材料形成的，并且被形成为环并被安装到轮毂罩102中。更具体地，线圈174邻近轮毂罩的侧壁104的径向内表面198并抵靠轮毂罩的中间壁106的内置表面。线圈174形成有两个翼片202(图8)，所述翼片各自被按均匀间隔开的方式设置在线圈周围并且位于形成于轮毂罩102中的凸台或者支座上。线圈174被紧固件206固定到轮毂罩102上，该紧固件将翼片202附接到支座204上。

轮毂罩102被如美国专利US7731300中所详细描述地那样与轮毂22准确地径向和轴向对准，该专利由本发明的同一受让人美国l.l.c的hendrickson所拥有。因为轮毂罩102与轮毂22准确地径向和轴向对准，并且线圈174通过使用翼片202和支座204被固定在轮毂罩中的精确位置中，所以线圈与轮毂精确地径向和轴向对准。线圈174与轮毂22的径向和轴向对准匹配磁体172与轴颈14的上述径向和轴向对准，从而维持线圈和磁体紧密平行地定位在彼此附近。

在车辆运行期间，线圈174随毂22旋转并且因而围绕磁体172转动，该磁体与轴颈14保持静态。当线圈174围绕磁体172转动时，线圈和磁体的紧密接近能够在线圈中产生电流。所述电流通过电触点或者无线电电力传输(未显示)被传输给电能存储装置158或者其他能量存储器件，从而为传感器170供电。当应用无线电力传输时，第二实施例的传感器170包括附带的电力传输结构。例如，带有微波阵列式发射器的天线可被电气地连接至线圈174或者磁体172，线圈174或者磁体172向接收器发射电力传输信号，该接收器接收电力传输信号并且被电气地连接至电能存储装置158或者其他能量存储器件，从而给电能存储装置和/或充电和/或给传感器170供电。当然，在不影响发明的总体方案或者操作的情况下可应用本领域技术人员所知的其他无线电传输器件。

如此，第二实施例的传感器170能够通过应用能量采集来给电能存储装置158供电和/或重新充电而是长寿命系统，从而当应用电池时排除更换电能存储装置的需要。通过是无线的并应用能量采集来给电能存储装置158供电和/或再充电，传感器170独立于车辆的电源。因为传感器170与车辆电源无关，所以传感器不受来自与车辆电源的连接有关的电力困难的影响，并且因此当车辆行进时能够按可靠方式连续地运行。将理解的是，在不影响发明的总体方案或操作的情况下可以应用除以上所示那些以外的线圈174和磁体172的其他种类的结构。另外，在不影响发明的总体方案或操作的情况下还可以通过磁体中的极性改变由线圈174和磁体172产生电流。

如上所述，将理解的是，在不影响发明的总体方案或操作的情况下，第二实施例的传感器170也可应用能量采集来给任何一种或者组合种类的储能装置158供电或者充电，所述储能装置包括电容器、超级电容器、超电容器和或电池。此外，如上所述，磁体172和线圈174捕获转动能量以提供给传感器170的能量采集器件。将理解的是，在不影响发明的总体方案或操作的情况下可以应用除了磁体172和线圈174以外的能量采集器件。例如，如本领域技术人员所知地，可应用振动或者热能采集器件。

如现有技术中已知的，防抱死制动系统(ABS)的构件一般被安装在轮端组件12上或者合并到其中。所述ABS系统包括包含齿的音环(未显示)和传感器(未显示)。音环或者传感器被安装在毂22上并且随毂旋转，而音环和传感器中的另一个被静态地安装，其能够使传感器监测音环的齿以指示轮转动的方向和轮的转速。图9-11显示了一种可选的ABS传感器系统的第一实施例(通常以210标出)，其可与本发明的第一实施例的传感器100或者第二实施例的传感器170一起使用。ABS传感器系统210可被用作冗余的ABS传感器系统，或者其可被用来替换传统的音环和传感器以降低系统的成本和/或重量。

更具体地，ABS传感器系统210包括沿轴向向外的方向安装在轴颈塞子176上的传感器212。可包含线圈174的环214被安装在轮毂罩102中并且形成有按轴向向内方向地面向的齿216。因为轮毂罩102与毂22的上述对准以及轴颈塞子176与轴颈14的上述对准，所以环214和传感器212被按紧密定位在彼此附近地保持。如此，传感器212感测齿216来监测齿并且指示轮转动的方向和轮速。

图12-13显示了一种可选ABS传感器系统的第二实施例，通常以220标出，其可与本发明的第一实施例的传感器100或者第二实施例的传感器170一起使用。第二实施例的ABS传感器220类似于第一实施例的ABS传感器210，具有的主要差别是传感器212与第一实施例的ABS传感器系统中的环的齿216是轴向对准的，而第二具体化的ABS传感器系统应用径向对准。

更具体地，第二实施例的ABS传感器系统220包括沿径向面向内的方向安装在轴颈塞子176上的传感器222。可包含线圈174(图6)的环224被安装到轮毂罩102中(图6)，并且形成有面向径向向外方向的齿226。将理解的是，在第二实施例的ABS传感器系统220中，轴颈塞子176的凸缘186被设置在线圈174的径向外面。因为轮毂罩102与毂22的上述对准和轴颈塞子176与轴颈14的上述对准，所以环224和传感器222维持紧密定位在彼此附近。如此，传感器222感测齿226来监测齿并且指示轮转动的方向和轮速。

图14-16显示了一种可选的ABS传感器系统的第三实施例，通常以230标出，其可与本发明的第一实施例的传感器100或者第二实施例的传感器170一起使用。第三实施例的ABS传感器230类似于第二实施例的ABS传感器220，具有的主要差别是在第三实施例的ABS传感器中轴颈塞子176的凸缘186设置在线圈174的径向内侧，而第二实施例的ABS传感器包括设置在线圈的径向外侧的轴颈塞子的凸缘。

更具体地，第三实施例的ABS传感器系统230包括沿径向面向外的方向安装在轴颈塞子176上的传感器232。可包含线圈174的环234被安装在轮毂罩102中并且形成有面向径向向内方向的齿236。因为轮毂罩102与毂22的上述对准和轴颈塞子176与轴颈14的上述对准，所以环234和传感器232维持紧密定位在彼此附近。如此，传感器232感测齿236来监测齿并且指示轮转动的方向和轮速。

如此，本发明的传感器100、170从而提供了用于重型车辆的轮端组件12的无线传感器。通过是无线的并应用电能存储装置158和/或能量采集来供电，传感器100、170独立于车辆的电源。因为传感器100、170独立于车辆的电源，所以其不受与车辆电源的连接有关的供电困难的影响，并且因此当车辆行进时能够按可靠方式连续地运行。

传感器100、170被安装在轮端组件12的轮毂罩102中，并且被设置在受保护的环境中不受诸如道路上的碎石和防止结冰的腐蚀性化学品的苛刻环境状况的影响。传感器100、170还在为了维修而拆卸并重新组装轮端组件12期间减少了来自操作的潜在损害。另外，通过被安装到轮毂罩102上，传感器100、170是抗篡改的。因为传感器100、170邻近于轮毂罩102的可移除的外置壁118被安装到传感器模块120中，所以可在实质上没有打开轮端组件12的情况下容易地接近所述传感器以用于调整、修理和/或置换，这期望地减小了污染物进入轮端组件的可能性和构件的不适当重新安装的可能性。

传感器100、170包括用于通信或者传输所感测到的数据的有效器件(诸如，R/F传输和/或LED指示器164)，所述有效器件邻近于透明的或者半透明的外置壁118设置在轮毂罩102的受保护环境中。此外，通过使用传感器模块120，传感器100、170容纳轮胎充气系统146的构件，原因在于在轮毂罩的中间壁106、轮毂罩的侧壁104和轮毂罩的隔室116中留有足够的空间用于轮胎充气系统146的构件的安装。

第二实施例的传感器170应用能量采集来给电能存储装置158供电或者重新充电，从而当应用电池时排除了更换装置的需要。本发明的传感器100、170的结构也能够使用可选的ABS传感器系统210、220、230。可选的ABS传感器系统210、220、230可被用作冗余的ABS传感器系统，或者其可被用来替换传统的音环和传感器以降低系统的成本和/或重量。

本发明还包括一种用于感测重型车辆的轮端组件中的运行状况的方法。所述方法包括按照以上所提供的并在图2-16中所示的说明的步骤。

将理解的是，在不影响发明的总体方案或操作的情况下，可改变或者重置用于重型车辆的轮端组件的上述传感器的结构，或者省去或添加某些构件。还可理解的是，在不影响发明的方案或操作的情况下，本发明在本领域技术人员所知的所有种类的轴颈和轮端组件(包括除了本文所示和所述并为本领域技术人员所知的那些以外的其他种类的轴颈和轮端组件)中找到应用场合。此外，可理解的是，在不影响发明的方案或操作的情况下，本发明在本领域技术人员所知的所有种类的轮毂罩(包括除了本文所示和所述并为本领域技术人员所知的那些以外的其他种类的轮毂罩)中找到了应用场合。虽然为方便目的本文大概参照了重型车辆，但是可以理解的是所述参照包括货车、牵引拖车或者半挂车及其挂车。

因此，简化了用于本发明的重型车辆的轮端组件的传感器，提供了一种有效、安全、廉价和高效的结构，所述结构实现了所有罗列的目的、考虑到了排除现有技术的传感器所遇到的困难并且解决了问题并在技术领域中获得了新的成果。

在前述说明中，使用了某些术语来简化、澄清和领会；但是其中没有暗示超过现有技术的需求的不必要的限制，因为所述术语用于描述的目的并且预定用于概括地解释。此外，本发明已参照示例性实施例进行了描述。很清楚，该例证性说明是作为实例而不是作为限制的，因为发明的范围不被限于所示或者所述的精确细节。当读取和理解本发明时将想到其他可能的修改和改变，并且当然发明包括所有所述修改和改变及其同等物。

现在已经描述了发明的特征、发现和原理，其中构造、配置和使用用于本发明的重型车辆的轮端组件的传感器的方式，所述构造和配置的特征在于，获得了有利的、新的和有用的结果；在所附权利要求中阐述了所述新的和有用的结构、装置、元件、配置、部件和组合。