(57)【要約】改良された速度感覚システムは、端部および軸とともに車軸を有する、トラックなどの装置のために開示される。装置は、車軸の端部に非回転自在に、かつ軸と同軸的に連結されたセンサをさらに含む。ホイールハブが、車軸に回転自在に連結され、ホイールカバーが、ホイールハブに連結される。装置は、軸と同軸状に配置され、車輪が回転する際の軸のまわりの回転のためにホイールカバーに連結された磁石をさらに含む。センサは、磁石および車輪の回転速度に基づいて信号を生成する。堅固である（または堅固なスピンドルを含む）回転しない車軸に対して、センサと電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）との間の通信回線のための通路が、容易にドリルにより設けられてもよい。それにより、開示されたシステムを既設機または車両に追加することを容易にする。
2013508681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部（１３）と軸（４１）とを有する回転しない車軸（１１）と、前記車軸（１１）に対して回転自在に連結されたホイールハブ（１２）と、前記ホイールハブ（１２）とに連結されたホイールカバー（１７）とを含む車両のための車輪速度検知システム（１０）であって、前記検知システム（１０）は、
前記車軸（１１）の前記端部（１３）に前記軸（４１）と同軸状に連結されたセンサ（３６）と、
前記軸（４１）に軸方向に配列され、前記ホイールカバー（１７）に連結された磁石（２６）と
を備えることを特徴とする車輪速度検知システム。
【請求項２】
前記磁石（２６）の磁束線は、前記軸（４１）におおむね垂直に延伸することを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項３】
前記センサ（３６）は、前記車軸（１１）に非回転自在に連結され、前記磁石（２６）は、前記ホイールカバー（１７）と前記ホイールハブ（１２）とともに回転するために、前記ホイールカバー（１７）に連結されることを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項４】
前記車軸（１１）の前記端部は、保持器（２８）に連結され、前記保持器（２８）は、前記車軸（１１）の前記端部と前記ホイールカバー（１７）との間に配置され、前記保持器（２８）は、前記軸（４１）と同軸状に貫通開口（２７）を含み、前記磁石（２６）は、前記貫通開口（２７）内に回転自在に支持されることを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項５】
前記ホイールカバー（１７）は、部材（２１）に連結され、前記部材（２１）は、前記軸（４１）に沿って前記車軸（１１）に向かって内部で延伸し、前記磁石（２６）は、前記部材（２１）に連結されることを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項６】
前記車軸（１１）は、保持器（２８）に連結されることを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項７】
前記保持器（２８）は、前記軸（４１）に同軸である貫通開口（２７）を含み、前記磁石（２６）は、前記保持器（２８）の前記貫通開口（２７）内に回転自在に支持されることを特徴とする請求項６に記載の車輪速度検知システム。
【請求項８】
前記ホイールカバー（１７）は、前記部材（２１）に連結され、前記部材（２１）は、前記軸（４１）に沿って前記保持器（２８）に向かって内部に延伸し、前記磁石（２６）は、前記部材（２１）に連結され、前記保持器（２８）の前記貫通開口（２７）に回転自在に支持されることを特徴とする請求項７に記載の車輪速度検知システム。
【請求項９】
前記車軸（１１）の前記端部は、前記軸（４１）に沿って配置された保持器（２８）を支持し、前記センサ（３６）は、前記車軸（１１）と前記保持器（２８）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項１０】
前記車軸（１１）は、前記センサ（３６）と電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）（３７）との間の電気的接続を提供するためにセンサ（３６）から内部に延伸する内部通路（３２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項１１】
前記車輪速度検知システムは、車両に備えられることを特徴とする請求項１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項１２】
前記車両は、アンチロックブレーキシステムを含むトラックであることを特徴とする請求項１１に記載の車輪速度検知システム。
【請求項１３】
車両の回転しない車軸（１１）上に取り付けられた車輪の回転速度を検知する方法であって、前記車両は、電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）（３７）と、端部（１３）および軸（４１）を有する前記回転しない車軸（１１）を含み、前記車軸（１１）は、ホイールハブ（１２）に回転自在に結合され、したがって、前記ホイールハブ（１２）は、前記軸（４１）のまわりで回転し、前記ホイールハブ（１２）は、ホイールカバー（１７）に連結され、前記方法は、
前記車軸（１１）の内部通路（３２）を提供することと、
前記車軸（１１）の前記端部（１３）に、前記軸（４１）と同軸状に前記センサ（３６）を連結することと、
前記ホイールカバー（１７）に、前記軸（４１）の軸方向に磁石（２６）を連結することと、
前記車軸（１１）の前記通路（３２）を通じて延伸する導線（３５）で、電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）（３７）にセンサ（３６）を連結することと、
前記磁石（２６）が前記軸（４１）のまわりで回転するように前記車輪を回転させることと、
センサにて前記磁石（２６）の回転速度に関する信号を生成することと、
前記ＥＣＭ（３７）に信号を通信することと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記軸（４１）に沿って前記車軸（１１）に向かって内部に延伸する部材（２１）に前記ホイールカバー（１７）を連結することと、前記部材（２１）によって前記軸（４１）に沿って前記磁石（２６）を支持することとをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記車両は、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を含むトラックであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、一般に車両の車輪の速度を検知するシステムおよび方法に関する。より具体的には、開示されるシステムおよび方法は、特に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）およびトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）の電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）への入力ために、車両の従動輪の速度を検知するのに適応可能である。
【背景技術】
【０００２】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）は、典型的には車輪速度を検知するためのある種の手段を含む。エアブレーキトラックのためのＡＢＳシステムは、一般に電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）、空気圧制御モジュール（ＰＣＭ）および１つ以上の車輪速度センサを含む。車輪速度センサは、ＥＣＭに対して車輪速度情報を提供し、ＥＣＭは、ＰＣＭにブレーキチャンバで空気圧レベルを修正するように信号を送る。車輪が回転し続ける（または少なくとも過度の制動の間でさえ通常に回転し続ける）ように、この全体のプロセスはブレーキのレベルを制御する。油圧制御装置モジュール（ＨＣＭ）または水圧制御ユニット（ＨＣＵ）という用語は、より一般的には、油圧ブレーキを備えたより大きな車両に用いられる。
【０００３】
車輪速度入力は、通常は車輪の角速度を示す電気信号の形をしている。これらの信号は、一般に車軸に対して連結された定置型の可変抵抗（ＶＲ）センサ、および車輪関係の磁石を回転させる歯状または刻み目が刻み目のある「トーンホイール」から派生する。トーンホイールがセンサを通過すると、磁束に起因する変動は、信号を生成し、その周波数は車輪の角速度の関数である。
【０００４】
典型的には、ＶＲセンサは、車軸上に搭載され、センサ結合ワイヤが、電磁気センサをＡＢＳ（または、より具体的にはＡＢＳのＥＣＭ）に接続する。堅固な車軸を備えた耐久力のある車両にとって、センサとＥＣＭとの間の接続ワイヤは、車軸およびスピンドルの外側に配置されるべきである。したがって、車輪／車軸アセンブリへのコストのかかる修正が必要とされるので、これらの車両へのＡＢＳシステムの追加は比較的割高である。
【０００５】
定置型の磁気センサは、スピンドルの端部に取り付けられる。トーンホイールまたは磁気リングは、車輪枠内よりむしろホイールカバーまたはハブキャップ内に取り付けられ、トーンホイールおよびセンサへのアクセスを可能にするためにカバーのみが取り除かれる必要がある。しかしながら、ホイールカバーが通常の車軸メンテナンスの間に取り除かれる際、ホイールカバーの内部にトーンホイールを直接配置することは、トーンホイールを突発損傷にさらされやすくしてしまう。さらに、センサの精度は、車輪回転の間中センサとトーンホイールとの間のギャップを維持することに依存する。センサとトーンホイール間のギャップの維持は、生産コストおよびこの種の車輪速度を検知するシステムに関連する維持費を増加させる。
【０００６】
例えば、車輪のベアリング調整が、ホイールハブが軸方向においてどれくらい正確に律則されるかを決定する。その結果、ベアリング調整が変動するならば、ホイールハブは、稼働中に軸方向に移動し得、それによってトーンホイールと電磁気センサとの間の間隔またはギャップに影響を与える。トーンホイールと電磁気センサとの間の変動および間隔は、ＥＣＭが最適に動作しない結果をもたらし得、それによってＡＢＳのパフォーマンスに影響を与え得る。間隔の不一致が重度になると、ＥＣＭは、信号が使用不可能であると決定し、ＡＢＳが停止する可能性がある。
【０００７】
先行技術の検知システムでの別の問題は、信号がホイールハブおよび／またはトーンホイールのいかなる揺れまたは「外周の振れ」にも影響を受けやすいということである。トーンホイールの表面の面が回転軸線に対して垂直でないと、トーンホイールが回転すると、トーンホイール表面と電磁気センサとの間のギャップが変化する。この変化は、以上で言及したルーズベアリング調整と同様の影響をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、一般に、ＡＢＳシステム向けの車輪速度センサは、歯状リングまたはトーンホイールなどの１つの要素と、電磁気センサの形をしている定置型の要素と間の相対的回転を必要とする。結合ワイヤが、電磁気センサから信号をＥＣＭに戻して伝えるために必要とされる。結合ワイヤがセンサとＥＣＭとの間に必要とされるので、実際上、電磁気センサは定置型であり、歯状リングまたはトーンホイールが回転する。この基本設計は、特に、センサからＥＣＭへのワイヤが車軸の外部まで及ぶ場合、設置するのに高価であるだけではなく、維持することが比較的高価であり、保守セッション間で不正確な測定をきたしやすい可能性がある。それほど費用がかからず、かつより信頼性のあるシステムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一例において、端部および軸を有する車軸を含む装置が開示される。装置は、車軸の軸の端部に連結され、かつ軸と同軸状であるセンサをさらに含む。ホイールハブが、車軸に回転自在に連結され、ホイールカバーはが、ホイールハブに連結される。装置は、軸と同軸状に配置され、かつホイールカバーに連結された磁石をさらに含む。
【００１０】
別の例において、電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）を含む車両が開示される。車両は、端部および前後軸を有する回転しない車軸をさらに含む。センサが、軸と同軸状に配置され、車軸の端部に連結される。ホイールハブが、車軸に回転自在に連結され、したがって、ホイールハブは軸のまわりで回転する。また、ホイールカバーが、ホイールハブに連結される。車両は、車軸の軸と同軸状に配置され、かつホイールカバーに連結される磁石をさらに含む。車軸は、センサとＥＣＭとの間の電気的接続を提供するセンサから内部に延伸する通路を含む。
【００１１】
車両の回転しない車軸上に取り付けられた車輪の回転速度を検知する方法も開示される。車両は、電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）を含む。回転しない車軸は、端部、軸、および内部通路を含む。センサが、車軸の端部に軸と同軸状に連結される。ホイールハブが、車軸に対して回転自在に連結され、したがって、ホイールハブは、軸のまわりで回転する。ホイールカバーが、ホイールハブに連結され、磁石は、軸と同軸状に支持され、ホイールカバーに連結される。この方法は、車軸の内部通路を通じて延伸し、かつＥＣＭおよびセンサの間の通信を提供する導線により、電子コントロールモジュール（ＥＣＭ）にセンサを連結することと、軸のまわりに車輪および磁石を回転させることと、磁石の回転速度に基づいてセンサにて信号を生成することと、導線に沿ってＥＣＭに信号を通信することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】開示される回転速度検知システムの部分的な断面図である。
【図２】図１において示される回転速度検知システムの別の断面図であり、さらに、ＥＣＭにセンサを連結させるための車軸を通した内部通路を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、車輪速度検知システム１０が図示される。車軸１１が、図１に示された実施形態において、軸受コーン１４、外部ベアリング１５および外輪１６を含む軸受アセンブリによってハブ１２に回転自在に連結される。「連結すること（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」または「連結する（ｃｏｕｐｌｅ）」という用語は、２つの要素間の、直接または介在部品または要素による間接的な任意の接続、固定の（例えば回転しない）性質の２つの要素間での接続、または要素の少なくとも１つが他方の要素に対して回転することができる２つの要素間での接続を指すために用いられる。
【００１４】
図１に戻って、車軸１１の遠位端部１３は、軸受コーン１４において受けられる。軸受コーン１４は、外側軸受１５を支持し、外側軸受１５は次いで軸受カップ１６内に配置される。外輪１６は、ハブ１２に連結されてもよく、軸受コーン１４は車軸１１に連結され得る。言うまでもなく、ホイールハブ１２を回転自在に車軸１１に連結させるために１４〜１６で示されたのとは異なるベアリング構成が利用されてもよい。ホイールカバーまたはハブキャップの１７が、ハブ１２に直接または間接的に連結されてもよい。
【００１５】
ホイールカバー１７は、部材２１が通過できる中央開口部１８を含んでもよい。部材２１は、フランジ付き頭２２、ネジ軸部分２３、中間軸部分２４および遠位端部２５を含んでもよく、双極マグネット２６に連結されてもよい。図１および図２に示される実施形態において、双極マグネット２６は、保持器２８の中央開口部２７内に配置される。保持器２８は、３１で示された複数のファスナーによって車軸１１に固定されて連結されてもよい。
【００１６】
車軸１１は、図２に示されるように２つのセグメント３３および３４に穴を空けられ旋条を施されてもよい通路３２を含む。セグメント３４は、車軸１１の軸４１に沿って車軸１１の遠位端部１３を通じて軸方向に延伸してもよく、セグメント３３は、軸４１から放射状に外側へ延伸してもよい。通路３２は、センサ３６をＥＣＭ３７に接続するワイヤ、ファイバまたはリードの形式をしていてもよい導線３５を提供する。以下で説明されるように、センサ３６は、双極マグネット２６の利用のため、電磁気センサである。センサ３６は、保持器２８と車軸１１との間にはさまれてもよい。
【００１７】
ハブ１２、ホイールカバー１７、および、したがって双極マグネット２６が、車軸１１の前後軸４１のまわりで回転すると、センサ３６を通る磁場もまた回転する。センサ３６は、磁場の方向を判定し、導線３５を介してＥＣＭ３７に信号を送信する。センサ３６を通る磁場方向の変化は、車輪速度に直接比例する。センサ３６によってＥＣＭ３７に送信された信号は、センサ３６における磁場の方向の変化率に比例する周波数を有するパルス列である。
【００１８】
当業者にとって明らかであるように、適当なセンサ３６および磁石２６が利用可能である。磁石２６がセンサ３６から離れた非接触の２つの部品の設計は、シールまた軸受の必要を排除し、長期的な信頼性を確実にする。磁石２６の回転は、センサ３６の本体内のカスタムエンコーダチップによって検知され、所望の出力形式（それは以上で言及されたようなパルス列であってもよい）を与えるために処理される。エンコーダチップ（図示せず）は、受信された信号を処理し、毎分３０，０００回転数までの動作速度で、１３ビットまでの分解能（８１９２点／回転）を提供する。出力信号は、業界標準の絶対、増分またはアナログなどの様々な形式で、センサ３６からＥＣＭ３７に提供されてもよい。
【００１９】
産業上の利用可能性
小型および中型のトラック、大型の採鉱トラック（ＬＭＴ）や採石場建設用トラック（ＱＣＴ）を含むトラックなどの各種車両は、本明細書に開示される車輪速度検知システム１０を装備することができる。典型的には、このような車両は、ＡＢＳまたはＴＣＳのシステムを典型的に装備しているので、既にＥＣＭ３７を含んでいるであろう。さらに、このような車両は、典型的には端部１３および前後軸４１を有する少なくとも１つの回転しない車軸１１を含む。センサ３６は、軸４１で同軸状に配置され、車軸１１の端部１３に連結される。ホイールハブ１２は、車軸１１に回転自在に連結され、したがって、ホイールハブ１２は軸のまわりで回転する。また、ホイールカバー１７が、ホイールハブ１２に連結される。車両は、軸４１で同軸状に配置され、磁石２６がハブ１２およびホイールカバー１７とともに回転するようにホイールカバー１７に連結される磁石２６をさらに含む。車軸１１は、センサ３６とＥＣＭ３７との間の通信手段を提供する導線３５の提供するための通路３２を含むために容易に改造され得る。具体的には、通路３２は、２つの穴を空けられたセグメント３３、３４を含むことができ、軸４１に沿ってセンサ３６から内部に延伸する１つのセグメント３４、および図２に示されるように外部に放射状に延伸する第２のセグメント３３を備え得る。
【図１】
2013508681.tif 000003
【図２】
2013508681.tif 000004
【国際調査報告】
2013508681.tif 000005
2013508681.tif 000006