具有双角位置传感器的轮毂组件的制作方法

本发明涉及具有改进的轮速度传感器的轮毂组件，且涉及包括轮毂组件的防抱死制动系统(abs)，且更具体地涉及具有第一和第二轮速度传感器的轮毂组件，该第一和第二轮速度传感器配置为向包括轮毂组件的abs系统提供独立的轮速度信号。

背景技术：

具有轮速度传感器的轮毂组件是已知的。常规的轮毂组件包括固定构件和可旋转构件以及支撑可旋转构件以用于相对于固定构件旋转的轴承。在这些组件中，传感器安装在固定构件上，且目标被安装在可旋转构件上。目标例如可以包括多个周向地间隔开的磁极，且传感器可以检测磁极经过传感器的运动且在每次磁极被感测到时产生输出信号。在给定时间段内被检测到经过传感器的磁极的数量可随后被用于确定轮的速度。

从轮速度传感器而来的信号可用于不同目的，包括用于控制速度计。这些信号还用于控制防抱死制动系统(abs)和其他牵引和/或稳定性控制系统，其要求与每一个车轮的速度有关的准确信息，以便控制制动和/或提供到每一个轮的功率。例如，在制动操作期间，abs将来自每一个车轮的轮速度传感器的信号进行比较。如果abs微处理器得知轮被锁定或以不同速度旋转(打滑)，则其调整制动器，以努力将所有轮保持以相同速率旋转。然而，在传感器产生不准确的信号时，例如表明一个轮旋转得比其他的更慢，则即使需要制动，abs也可能释放对该轮的制动。类似地，不正确的传感器信号会在实际需要时防止abs系统释放制动。通过保持轮“解锁”并随后逐渐减速，制动距离减少。

各种环境因素会损坏传感器和/或目标并导致错误读数。例如，即使传感器周围的区域和目标基本上被密封，但道路用盐和/或过多的污垢或泥仍会存在于传感器和目标之间，并妨碍传感器产生准确的读数。因此，期望的是提供一种轮毂组件，即使特定的传感器和/或目标被污染或损坏，其也能提供与每一个车轮的速度有关的准确信息。

技术实现要素：

该问题和其他问题通过本发明实施例得到解决，其第一方面包括车轮轮毂组件，该车轮轮毂组件包括外构件和内构件，该外构件配置为安装到车辆的不可旋转部分，且该内构件被轴承可旋转地支撑在外构件中。内构件配置为支撑车轮用于绕轴承的中心轴线旋转。组件还包括环形目标本体，其联接到内构件用于随内构件旋转。环形目标本体包括第一磁性目标轨道，且第一传感器位于第一磁性目标轨道附近，且配置为感测第一磁性目标轨道的角位移以及产生第一输出信号。环形目标本体还包括与第一磁性目标轨道间隔开的第二磁性目标轨道，且第二传感器位于第二磁性目标轨道附近，且配置为感测第二目标轨道的角位移以及产生第二输出信号。

本发明的另一方面包括防抱死制动系统，其包括如上所述的车轮轮毂组件且控制器与第一传感器和第二传感器通信，该控制器配置为接收第一输出信号和第二输出信号，并控制制动构件以用于基于第一输出信号和/或第二输出信号让内构件相对于外构件制动。控制器配置为产生表明轮旋转速度的第一速度信号和从第二输出信号产生表明轮旋转速度的第二速度信号，并在第一速度信号与第二速度信号相差大于预定量时产生误差信号。

本发明的进一步方面包括车轮轮毂组件，其包括配置为安装到车辆的不可旋转部分的外构件和被轴承可旋转地支撑在外构件中的内构件。内构件配置为支撑车轮用于绕轴承的中心轴线旋转。组件还包括联接到内构件以与之旋转的目标，且所述目标包括具有第一内直径的第一圆柱形部分和从第一圆柱形部分径向向外延伸的凸缘。在凸缘上存在第一磁性目标轨道且在凸缘或第一圆柱形部分上存在第二磁性目标轨道。第一传感器安装在第一磁性目标轨道附近用于感测第一磁性目标轨道的角位移以及产生第一输出信号。第二传感器位于第二目标轨道附近，且配置为感测第二目标轨道的角位移以及产生第二输出信号。

附图说明

在参照附图进行阅读时，能更好地理解本发明优选实施例的前述内容以及详细说明，其中：

图1是经过根据本发明的轮毂组件的第一部分的轴向截面图，其具有第一和第二传感器和环形构件，该环形构件具有第一磁性目标轨道第二磁性目标轨道。

图2是图1的第一磁性目标轨道和第一传感器和轴承密封组件的一部分的详细视图。

图3是图1的第二磁性目标轨道和第二传感器和轴承密封组件的一部分的详细视图。

图4是图1的环形目标的截面侧视图。

图5是环形目标的第一和第二磁性目标轨道的一部分的侧视图。

具体实施方式

参见附图，其中附图的显示仅是为了展示本发明的实施例，而不是出于对其进行限制的目的，图1显示了车轮轮毂1，其包括外构件2、内构件3和轴承4，该轴承4支撑内构件3以用于相对于外构件2旋转。外构件2连接到车辆的不可旋转部分5，该不可旋转部分5例如可以是转向节。内构件3连接到轮(未示出)以便绕中心轴线ac旋转。轴承4包括形成在内构件3上且绕其设置的至少一个外座圈6和围绕内座圈6设置的至少一个内座圈7以及在内座圈和外座圈之间的多个滚动元件8。

轮毂组件还包括传感器组件10，其配置为与控制器11通信，该控制器11可以包括用于车辆或用于防抱死制动器系统(abs)和/或牵引控制系统或其他系统的控制系统，其中轮速度或总的轮转数被监测，且为此，控制器11可以包括或具有微处理器、微控制器、专用集成电路(asic)、集成电路(ic)、计算机、芯片系统(soc：system-on-a-chip)、可编程逻辑元件、或包括微处理器的现场可编程门阵列(fgpa)。

传感器组件10包括环形目标12，如图4本身所示，且环形目标12包括第一圆柱形部分14、第二圆柱形部分16和径向向外延伸的凸缘18，凸缘18从第二圆柱形部分16的一部分突出。第一圆柱形部分14和第二圆柱形部分16和径向凸缘18优选整体地形成，且环形目标12本身优选用金属形成，例如不锈钢、低碳钢或铝。第二圆柱形部分16的内直径配置为使得其可安装在内座圈7的轴向端部上，内座圈7的一部分突出到第二圆柱形部分16中。

凸缘18的面向第一圆柱形部分14的一侧包括第一磁性目标轨道22，和可选地包括第二磁性目标轨道24。在替换例中，第二磁性目标轨道24'可形成在第一圆柱形部分16的径向外表面上，而不是在凸缘18上。

再次参见图1，环形目标12安装在内座圈7上，使得径向凸缘18形成密封组件26的用于轴承4的一部分。具体地，密封组件26包括密封元件28，该密封元件28具有至少一个密封唇部30，且密封唇部30配置为在与第一磁性目标轨道22相反的一侧上滑动地接合凸缘18。凸缘18由此执行协助密封轴承4和支撑第一磁性目标轨道22的双重任务。

第一传感器32在凸缘8附近安装到车辆的不可旋转部分5，使得第一传感器32可在磁性节点34经过第一传感器32时感测第一磁性目标轨道22的磁性节点34的存在，且响应于对经过的磁性节点34的感测，在连接到控制器11的线路36上产生第一输出信号。第二传感器38在与第一传感器32周向地偏开的位置在凸缘18附近安装到车辆的不可旋转部分5，且定位为使得第二传感器38感测第二磁性目标轨道24的磁性节点40的经过，无论其是位于凸缘18上(如示出图5)还是在目标12的第一圆柱形部分14上(例如如图1-3所示)。第二传感器38在线路42上产生第二输出信号，该线路42也连接到控制器11。

进而，环形目标12优选包括相对薄的环形板50，该环形板用磁性橡胶(例如铁酸盐、稀土(ndfeb、smco、smfen)这样的磁性材料与例如hbr、nhbr、fkm这样的橡胶的混合)形成，或用磁性塑料(pa66、pa6、pps、ppa)形成，且第一磁性目标轨道22的磁性节点34形成在板50上。在第二磁性目标轨道22也形成在凸缘18上时，凸缘18、环形板50还包括第二磁性节点40。在替换例中，周向间隔开的离散磁性节点40的第二图案可以位于目标12的第一圆柱形部分14上。橡胶板50优选模制到凸缘18，但是可以被粘接剂连结、通过紧固件附接或被任何其他适当器件连接。

优选地，第一传感器32和第二传感器34每一个包括霍耳效应、巨磁阻(gmr)、各向异性磁阻(amr)、各向异性磁阻(tmr)速度传感器，但是可以是能检测第一和第二磁性目标轨道22和第二磁性目标轨道24的旋转的任何其他适当类型传感器，例如基于线圈的传感器。在任何壳体下，每一个传感器22、24优选配置为在内构件3和目标轨道22、24相对于第一和第二传感器32、38进行角位移时产生一系列电脉冲。

控制器11配置为从第一传感器32产生的脉冲数量确定环形目标12的角旋转速度且由此确定内构件2的角旋转速度。替换地，第一传感器32本身可以包括电路以确定环形目标12的角旋转速度，且第一传感器32可以将表明旋转速度的输出信号发送到控制器11，代替发送原始脉冲信息。在任一情况下，控制器11从接收自第一传感器32和第二传感器38的数据中确定第一传感器32所示的角旋转速度是否与第二传感器38所示的角旋转速度相同，至少在预定误差范围内，且控制器11产生表明所示旋转速度失配的输出。

该输出可以用于产生警告信号，表明给定的轮毂组件的第一和第二传感器中之一或两者故障。在替换例中，控制器11可以将给定轮毂组件的每一个传感器所示的旋转速度与车辆上的其余轮(例如在汽车的情况下总共四个轮子)(未示出)的旋转速度比较。如果，例如第一车轮的车轮轮毂组件1的第一传感器32表明旋转速度为100rpm，第一车轮的轮毂组件1的第二传感器38表明旋转速度为200rpm，且其余三个轮子的第一和第二传感器全都表明轮旋转速度为约200rpm，则控制器11将忽视来自第一传感器32的100rpm速度信号，并仅使用来自第一车轮轮毂组件1的第二传感器38的信号。在从特定传感器没有接收到信号或接收到连续信号时系统以相似的方式工作。如果仅一个传感器存在于给定车轮上，则abs或牵引控制系统可能试图对一个或多个轮子制动，以使轮的速度相等。

已经针对目前优选的实施例在本文描述了本发明。然而，在阅读前面的描述时，对这些实施例的修改和添加对本领域技术人员来说是可以理解的。目的是所有这种修改和添加形成本发明的一部分，以至其落入所附权利要求的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月10日提交的美国临时专利申请62/570,409的权益，其全部内容通过引用合并于本文。