[发明专利]变速器输出轴转速传感器

说明书

在为了结合进一种可靠的输出轴转速传感器而尽量减小对汽车标准变速器的重新设计的尝试中，本发明人研制成一种几乎不额外地占用变速器输出轴壳体内空间的新颖变速器输出轴转速传感器。

在汽车发动机、悬架装置和传动系统技术取得重大的机械方面进步的同时，过去十年里汽车工业的特征在于产生了一场电子革命。

电子控制装置(ECU)可存贮来自传感器的信息并控制当代汽车的许多重要功能的动作。电子控制装置已在以下四个主要方面显著地迅速渗透进来，即(1)发动机，(2)变速器，(3)悬架装置和(4)防抱死制动/牵引控制装置。在所有这些情况下，构件的转动或位置变化的信号都输入给ECU，ECU将这些信号与对运行状态是理想的计算值或变换值作比较，然后使受控功能开始变化以便减小与理想状态的偏差。为了使此系统能够有效地工作，需要有各种具有高可靠性，良好的分辨率而又经济的传感器系统。

为检测汽车的运动/位置状态，已发展出四种不同类型的系统：(1)无源传感器或可变磁阻传感器，(2)有源传感器，如霍耳效应传感器，(3)光学传感器，(4)加速度计。在用于轮速检测的防抱死制动系统(ABS)中和在自动变速器输出轴转速检测方面，可变磁阻传感器的使用一直占有优势。霍耳效应传感器则主要用在点火系统中，而光学传感器和加速度计则用在悬架装置控制系统中。

本发明主要涉及用来检测汽车变速器的输出轴转速的器。目前，可变磁阻传感器都是用来检测变速器输出轴转速的。这些传感器一般是测定当铁磁励磁器环或齿轮通过探测器时磁场强度的变化。也就是说，励磁器环的动齿改变可变磁阻探测器即线圈和磁铁附近的磁通量，从而感应了电流脉冲。从线圈中输出的传感电流是正弦波电流，其幅值与励磁器环转速成正比。该检测器信号的频率用来计算变速器的转速。

授予西田的美国专利第3716788号描述了一种传统的可变磁阻传感器，它附加在车轮轴承组件上用以测定轴速。齿形转子是在一个与固定在固定式外轴承环上的齿形定子相对的可转动内轴承环上形成的。外轴承环还支承着电磁式传感器或探测器，该传感器根据转动过程中转子的齿和定子的齿相互对正所感应的磁通变化产生一电压值。所产生的交变电流的频率与轴的转速成正比。

在授予安塞尔米诺的美国专利第3826933号中，公开了一种类似的速度传感器。这种速度传感器有一个电磁感应线圈即探测器，它固定在轴承的固定环上，而一个具有铁磁齿的齿轮则固定在滚子轴承的可转动环上。

与使用可变磁阻传感器测定变速器输出轴转速相关联的问题涉及到目前在变速器输出轴上提供独立的励磁器环或多齿齿轮的作法问题，这些可变磁阻传感器需要给变速器加上额外独立的励磁器环，从而占用了宝贵的空间，增加了生产成本，也增加了变速器的总重量。一般情况下，除非专门设计加有传感器的全新变速器，否则不可能在传统可变磁阻传感器系统获得所需要的空间。例如，在一般的后轮驱动小客车中，为使传感器适合于装在变速器内，在考虑增加励磁器环所需空间时，就必须考虑以牺牲诸如总尺寸等的某些其他重要设计特征作为代价。

与使用独立的励磁器环的可变磁阻传感器有关的另一问题是励磁器环的运动会造成磁场测量值不精确。

汽车设计人员认为，任何能够减少系统的机械方面重新设计并能满足性能要求、可靠性和成本要求的传感器是最理想的。因此，本发明的目的是研制一种变速器输出轴转速传感器，这种传感器只需要少许或几乎不需要在变速器中为其留有备用空间，而其可靠性高且成本又低廉。

本发明涉及一种重新设计的带有一个可变磁阻传感器的整体式推力轴承组件和一种带有霍耳效应传感器的推力轴承组件的应用问题。尽管如授予桑托斯等人的美国专利第4875785号中所公开的那样已知具有采用霍耳效应传感器和可变磁阻传感器的推力轴承，但本发明仍独特地重新设计了汽车变速器的推力轴承组件，以便使该组件既可结合霍耳效应传感器也可结合整体式可变磁阻传感器。

根据下文的描述，将会清楚理解本发明的其它优点。

一种新颖的变速器输出轴转速传感器，它包括配置在围绕汽车变速器的推力轴承组件处的一个霍耳效应传感器或者一个可变磁阻传感器。