CN111692960A - 涡电流传感器组件 - Google Patents
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Abstract
提供了用于差速器装置的传感器组件的方法和***。在一个示例中,一种传感器组件包括微控制器和涡电流传感器,该涡电流传感器通信地联接到微控制器,并且构造成对轴向可滑动部件与差速器装置的轴向固定部件之间的距离进行检测。
Description
本申请要求于2019年3月14日提交的题为“涡电流传感器组件”的美国临时申请第62/818,522号的优先权。为了所有目的,通过引用将上面列出的申请全部内容纳入本文。
技术领域
本发明涉及涡电流传感器组件,并且更具体地涉及用于电动差速锁的涡电流传感器组件。
背景技术
联接大型旋转机械部件的电气控制需要致动器,以使机械部件移动相对较长的距离。例如,车辆传动系中的桥组件可以利用差速器装置将扭矩从动力源传递到车轮。当操作车辆转弯时,差速器装置使外驱动轮能以比内驱动轮更大的速度旋转,并且差速器装置在连接的车轮之间分配动力。
在一个车轮意外地静止并且所有动力传递到其余可移动车轮的情况下,可能会发生车轮打滑并且可能导致车辆的不受控制的移动。为了避免上述问题,车辆可以配置有至少一个锁止式差速器。当联接的车轮之间的牵引力不同时,锁止式差速器可以将桥半轴锁在一起,以作为一体的轴旋转。因此,迫使车轮以相同的速度旋转,从而在例如较快的加速或在柔软的、不均匀的表面上巡航期间,对车轮提供增强的牵引力。
锁止式差速器可以通过将锁定齿轮与差速器啮合的装置而被锁止。锁定齿轮减轻了桥半轴的独立移动。然而,锁定齿轮可能不会立即与差速器装置啮合,从而导致关于差速器装置的锁定状态的不确定性。
在一个示例中,可以通过使锁止式差速器的致动器与传感器组件适配来监视锁定齿轮的状态。锁定齿轮的啮合和脱离可以通过例如大型电磁螺线管进行电气控制。电气控制策略可以包括监视螺线管的位置,以验证或确定锁定齿轮的实际状态。因此,用于螺线管的传感器组件能够在相对长的距离,例如 1-5mm,提供可靠的测量和报告锁止式差速器的机械部件相对于彼此的位置,并且可能需要存在较大的磁场。此外,期望具有高耐磨损性的轻质、低成本的传感器组件。
通过使差速器装置与涡电流传感器适配,可以至少部分地解决上述技术问题。在一个示例中,一种传感器组件包括涡电流传感器,该涡电流传感器通信地联接到微控制器,并且构造成对轴向可滑动部件与差速器装置的轴向固定部件之间的距离进行检测。
本公开的传感器组件利用涡电流对高频磁场的影响。传感器组件提供磁场源。传感器组件中磁场源的输出是目标材料中产生的涡电流的函数。测量磁场源的输出。上述测量指示到目标的距离。这样,非接触式传感器可以精确地监视差速器装置的状态,而不会产生额外的成本和复杂性。
附图说明
附图作为说明书的一部分并入本文。本文描述的附图示出了当前公开的主题的实施例,并且说明了本发明的所选原理和教导。然而,附图未示出当前公开的主题的所有可以能的实施例,并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据各实施例的车辆的示意图;
图2是图1中示意性示出的桥组件的立体侧视图;
图3是图2示出的桥组件的立体后视图,其中移除了支架壳体的一部分以示出差速器装置和联接到差速器装置的致动器组件;
图4是图2-3示出的桥组件的第一剖视图;
图5是第二剖视图,示出了差速器组件和致动器组件的详细视图;
图6是可以在图2-5的桥组件中实现的涡电流传感器的示例;
图7是示例性的涡电流传感器的立体图;
图8是涡电流传感器的电子电路的示意图;
图9是包括图6-8的涡电流传感器的传感器组件的分解立体图;
图10是图9的传感器组件的壳体的局部立体图;
图11是联接到螺线管的传感器组件的立体图;
图12是绘制出由传感器组件测量到的信号随时间变化的曲线图。
图13是用于利用涡电流传感器来监视差速器装置的位置的例程的示例;
图2-7和9-7大致按比例示出。
具体实施方式
应当理解的是,除非明确地指出相反,本发明可具有各种替代的取向和步骤顺序。还应理解,附图中示出的以及以下说明书中描述的特定组件和***仅仅是本文所定义的发明构思的示例性实施例。因而,除非另有明确的声明,与所公开的实施例相关的具体尺寸、方向或其它物理特征不应被看作是限制。此外,在本申请的该部分中,在本文所描述的各实施例中的相似的元件可以用相似的附图标记来共同地指代,但可以能并非如此。
差速器装置可以在车辆的桥组件中实现,以对传递到车辆的车轮的扭矩的量进行控制。车辆的示例在图1中示出,在图2-5中以不同的视图示出了可以联接到车辆的轮轴的桥组件的示例。桥组件包括可通过致动器组件调节的锁定式差速器。可以通过联接到致动器组件的传感器组件来确定致动器组件的位置从而确定锁止式差速器的状态,例如,解锁以允许桥半轴独立地运行的状态或者锁定以迫使半轴作为一个单元旋转的状态。传感器组件的传感器的示例在图6-7中示出,并且传感器的电路的示意图在图8中示出。由传感器检测到并用于确定锁止式差速器的状态的信号在显示了信号功率随时间变化的图12中绘制。传感器组件可以包括包围传感器的壳体,如图9中传感器组件的分解图所示。该壳体可以包括至少两个部分,其中一个部分在图10中详细示出。如图11所示,传感器组件可以直接联接到致动器组件。图13示出了经由传感器组件来确定锁止差速器的位置的例程的示例。
现在回溯图1,车辆10的示例包括与变速器14可驱动地连接的马达12(例如,内燃机)。变速器14的输出经由传动轴16与桥组件100可驱动地连接。桥组件100被描绘为后桥组件,然而,在其他示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,桥组件100可以被定位为前桥、后桥或者串列桥对之一。每个桥可联接车辆10的一对车轮5。每个车轮5可适配有轮速传感器20,以监视每个车轮的转速并将其报告给控制***30。例如,轮速传感器20可以通信地联接至与控制***30通信地联接的测力计 (dynameter),该控制***30基于原动机、例如车辆10的发动机的速度和车轮的速度来估计施加至每个车轮的扭矩。
控制***30可以通信地联接至车辆10的各个部件,以执行本文所述的控制例程和动作。例如,如图1所示,控制***30可以包括控制器40。控制器40可以是微型计算机,包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保持作用的存储器以及数据总线。如图所示,控制器40可以从多个传感器接收输入,该传感器可以包括用户输入和/或传感器(例如轮速传感器20、变速器档位位置、油门输入、制动器输入、变速器选择器位置、车速、发动机速度、发动机温度、环境温度、进气温度等)、冷却***传感器(例如冷却液温度、风扇速度、乘客舱温度、环境湿度等)以及其他(例如来自交流发电机和电池的霍尔效应电流传感器、***电压调节器等)。此外,控制器40可以与各种致动器通信,上述各种致动器可以包括发动机致动器(例如燃料喷射器、电气控制的进气节流阀板、火花塞等)、冷却***致动器(例如电动机致动器、电动机电路继电器等)、桥组件100的致动器等。作为示例,控制器40可以将信号发送至桥组件100的致动器以与锁定式差速器啮合/ 脱离。在某些示例中,存储介质可以编程有表示非暂时性指令的计算机可读数据,上述非暂时性指令能通过用于实现下述以及预期但未明确列出的其他变型的方法的处理器执行。
桥组件100的示例描述如下。桥组件100可以与全轮驱动车辆、纯电动车辆或混合动力四轮驱动车辆一起使用,其中前桥由马达12驱动,后桥包括桥组件100。在其他示例中,后桥可以由马达12驱动,前桥可以包括桥组件100。在还有其它实施例中,桥组件100可以被用于包括串列桥的混合动力商用车辆(未示出),其中,前串列桥由内燃机驱动,而后串列桥包括桥组件100之一(或反之亦然)。桥组件100可以应用于商用车辆、轻型和重型车辆以及用于客车、越野车和运动型多用途车辆。另外,本文所述的桥组件100可以适于在前和/或后驱动桥中使用,以及在可转向和不可转向车桥中使用。应当理解的是,桥组件100还可以具有工业、机车、军事、农业和航空航天方面的应用。
在某些情况下,桥组件100可用于集成驱动***。桥组件100可以包括与电源(图1中未示出)联接的电动马达(图1中未示出)(例如,电动机)。电动马达可以是包括被设置成同心地围绕转子的定子的永磁同步电机。桥组件100可以附加地包括逆变器(图1中未示出),该逆变器用于在利用电动马达来驱动车辆时将直流电转换成交流电,并且用于在车辆减速时将交流电转换成直流电。该电动马达在本文中可以被称为电动机- 发电机。此外,桥组件100可包括用于冷却电动马达和逆变器的、与桥组件100集成在一起的冷却流体(图1中未示出),诸如但不限于自动变速器流体或车桥油。在另一个示例(图1中未示出)中,用于电动马达和逆变器的冷却流体可以不与车桥油集成在一起。桥组件100可以具有同轴或偏轴布置,其中,将车轮连接到差速器的桥轴不穿过中心或马达,而是平行于马达轴线。
桥组件100在图2中进一步示出,并且包括支架壳体101。如在图 4中更详细地示出,图1的小齿轮18和传动轴16的至少一部分通过一个或多个轴承103可旋转地支承于支架壳体101内。
现在回溯图3、4,图3示出了桥组件100的立体图,其中移除了支架壳体101的一部分,图4示出了桥组件100的第一剖面。桥组件100 包括差速器机构,该差速器机构包括安装成在支架壳体101内旋转的差速器壳102。小齿轮18与齿圈104啮合,并且通过齿圈104将扭矩传递到差速器壳102。齿圈104可以与差速器壳102一体地形成,或者可以通过焊接或机械紧固件与差速器壳102联接。差速器壳102通过一对支承件105安装成在支架壳体101内旋转。轴承105围绕第一耳轴106和第二耳轴108 分别设于差速器壳102的两个相对的部分。在一个实施例中,差速器壳102 可通过使金属材料成型的工艺来生产,该金属材料诸如但不限定于钢、优质碳钢、铝和铝合金。
参考图4和图5,第一小齿轮轴110设置于差速器壳102。该差速器壳102在图5中更详细地示出。在一个示例中,第一小齿轮轴110穿过差速器壳102而延伸,并且在其端部联接在穿过差速器壳102的两个相对的孔112中。第一小齿轮114和第二小齿轮116分别安装在第一小齿轮轴 110的每个端部。在某些示例中,如图5中更清楚地示出,第二小齿轮轴 118横穿第一小齿轮轴110而延伸到差速器壳102中,并且在其端部处与差速器壳102联接。第三小齿轮120和第四小齿轮(未示出)可旋转地支承在第二小齿轮轴118上。然而,在其他实施例中,小齿轮120可以由一体的十字销支承。
小齿轮114、116、120在差速器壳102内与第一侧齿轮122、第二侧齿轮124啮合。侧齿轮122、124分别包括径向向内突出的花键130、132,以接合桥半轴(未图示)或者短轴(未图示)。差速器壳102包括穿过差速器壳耳轴106、108的开口126、128,以容纳与侧齿轮122、124联接的桥半轴。桥半轴***到开口126、128并***到侧齿轮122、124,并在侧齿轮122、124处接合侧齿轮122、124的内部花键130、132。在一个示例中,可以通过***到桥半轴的槽中的c形夹具(未示出)将桥半轴固定在其在桥组件100中的位置。
如图4、图5所示,桥组件100包括锁定组件400。锁定组件400 包括各种部件,诸如致动器组件140、基本圆柱形的电枢148和锁定齿轮 154,或其他部件。上述部件可以彼此联接,使得各部件不相对于差速器壳 102旋转。然而,上述部件可以构造成作为一个单元轴向地滑动,如下所述。
如图3-5所示,致动器组件140安装在差速器壳耳轴108上。致动器组件140与差速器壳102联接,使得致动器组件140固定而抵抗相对于差速器壳102的旋转。现在参考图5,致动器组件140包括壳体142。在一实施例中,壳体142可以具有环形几何形状,使得壳体142的内部部分与套筒144联接。套筒144与差速器壳耳轴108联接。如图11所示,诸如电磁线圈的致动器部件146和/或例如螺线管设置在壳体142内。致动器组件 140还可以包括电枢148和顶板,上述电枢148在某些示例中可以是活塞或柱塞。在其他示例中,致动器组件140可以由螺线管、传感器以及任何附接机构或装置来限定。致动器部件146电气连通到电源(未示出),该电源诸如但不限定于电池。致动器部件146也可以与控制器147连通。在图5 所示的示例中,控制器147可以安装到壳体142的内侧部分。在其他示例中,控制器147可以安装到壳体142的外侧表面或壳体142的径向外表面。
电枢148设置在壳体142中,径向地在致动器部件146与壳体142 的内部部分之间。在一个示例中,电枢148不相对于壳体142旋转。电枢 148可包括铁磁材料。环形间隔件150轴向地邻近于电枢148设置在其内侧上。环形间隔件150可以由聚合材料构成。在一示例中,如图5所示,压板152可以轴向地邻近于间隔件150的内侧而定位。然而,其他示例可包括不具有压板152的致动器组件140。此外,锁定齿轮154轴向地设置在间隔件150与侧齿轮124之间。锁定齿轮154限定了位于其轴向内侧表面的多个齿156。锁定齿轮齿156可以选择性地接合由侧齿轮124的轴向外侧表面限定的互补齿158。
锁定齿轮154可轴向地在第一位置(如图5所示)与第二位置(未示出)之间滑动,其中,在第一位置处锁定齿轮154与侧齿轮124脱离,在第二位置处锁定齿轮154与侧齿轮124啮合。锁定齿轮154的轴向滑动由图5的箭头50表示。锁定齿轮154与差速器壳102一起旋转。例如,锁定齿轮154可包括穿过差速器壳102中的开口162设置的大致轴向的突出部160。锁定齿轮突出部160与差速器壳开口162之间的机械相互作用使锁定齿轮154与差速器壳102一起旋转。
在一个示例中,电枢148与锁定齿轮154联接。在另一个示例中,电枢148和锁定齿轮154可以与间隔件150联接,使得它们作为单个单元沿轴向移动。电枢148和锁定齿轮154可以例如经由卡扣连接而与间隔件 150联接。将电枢148和锁定齿轮154联接起来可防止在锁定齿轮154保持在接合位置时,电枢148被振动到脱离位置。在又一示例中,由于在扭矩传递期间,差速器壳开口162的楔形形状对锁定齿轮154产生轴向力,因此即使在电枢148处于脱离位置时,锁定齿轮154也可以保持暂时接合。
偏置构件164轴向地设置在锁定齿轮154与侧齿轮124之间。例如,锁定齿轮154可在其内侧表面限定槽166。锁定齿轮槽166与在侧齿轮124 的外侧表面限定的槽168对准。偏置构件164可以至少部分地位于槽166、 168内。偏置构件164可以是但不限于一个或多个弹簧,一个或多个波形弹簧或一个或多个贝氏垫圈。在一示例中,锁定齿轮槽166和侧齿轮槽168 在几何上可以是环形的。
为了在锁定齿轮154的第二位置锁定桥组件100的差速器机构,来自控制器147的信号使电力供给到致动器部件146,上述电力在本文中也可以称为激励电压。通电的致动器部件146产生磁通量。致动器部件146的磁通量使电枢148沿轴向移动,并驱动锁定齿轮154与侧齿轮124啮合,从而压缩偏置构件164。为了使锁定齿轮154返回到第一位置并使差速器机构解锁,控制器147使对致动器部件146的供电中断或减少。致动器部件 146的通电的终止或减少使得偏置构件164能够沿轴向外侧方向推动锁定齿轮154而与侧齿轮124脱离。当致动器部件146通电时,锁定齿轮154 可能不会立即与侧齿轮124啮合。该时间延迟可能导致关于差速器机构的锁定/解锁状态的不确定性。为了确定锁定齿轮154的轴向位置并且因此确定差速器机构的锁定/解锁状态,可以利用传感器170。参考图6-13的进一步描述,各种类型的传感器可以用于传感器170,例如涡电流传感器。
在某些示例中,传感器170可包括感测元件172,该感测元件172 围绕致动器组件140的一部分同心地设置并具有某些物理特性(例如,电感)。示出的感测元件172可具有大致盘形的形状。然而,应当理解,第一感测元件172可以根据需要具有任何形状和尺寸。在一个示例中,如图6 所示和下文进一步的描述,感测元件172可以是联接到印刷电路板的磁芯。如图5所示,传感器170包括设置于环形凹部的感测元件172,该环形凹部被限定在壳体142的内部部分,径向地在壳体142的内部部分与电枢148 之间。
在其他示例中,感测元件172可以相对于桥组件100的移动部件和静止部件位于不同的位置。如图5所示,感测元件172可以可替代地沿着壳体142的内侧或外侧定位,例如,沿着壳体142的平行于第一小齿轮轴 110的侧面定位。无论在致动器组件140内的定向如何,当致动器部件146 被激活/停用以促进锁定齿轮154与第二侧齿轮124的啮合/脱离时,包括感测元件172、电枢148、锁定齿轮154和间隔件150的致动器组件可以作为一个单元一致地运动。
如上所述,诸如锁止式差速器的桥组件的致动器组件可以依靠通过使用大型电磁螺线管而实现的电气控制。例如,螺线管可以使桥组件的机械部件以1-5mm之间的距离进行旋转运动。可以实施电气控制策略来监视致动器组件的位置,以实时确定旋转部件的联接状态。因此,需要可用于致动器组件的可靠且精确的致动器传感器,该传感器在存在较大磁场时在相对较大的距离上有效地执行。
可以通过配置具有涡电流传感器的致动器组件来提供对旋转部件的联接状态的实时监视。涡电流传感器的磁场源产生磁场,该磁场在导电目标(electricallyconductive target)中产生涡电流,该导电目标与磁场源分开一定距离。涡电流形成相反的磁场,例如,与源磁场相互作用的电感,并且该相互作用可以基于导电目标与传感器的磁场源之间的距离而变化。因此,可直接联接到致动用电磁螺线管的导电目标的定位可以推断出锁止式差速器的联接状态。
涡电流传感器的成本可以较低,与传统的传感器例如电容传感器相比,涡电流传感器对暴露于环境条件(例如温度、存在碎片、污垢、湿气、润滑剂等)更耐受,并且对位于磁场源与目标之间的材料的存在更不敏感。涡电流传感器可以包括微控制器,例如8位微控制器,以控制传感器开关,从而捕获电压测量值并将其转换为占空比与测量到的电压成比例的脉冲宽度调制的输出,并且将电压采样和转换转送到控制处理器,例如车辆的主控制器。微控制器还可以提供内部电路诊断和故障检测,并允许涡电流传感器被连续地更新和校正,例如针对温度波动进行校正,以及在不拆卸涡电流传感器的情况下进行校准。
在一个示例中,微控制器可以被包括在直接联接到涡电流传感器的印刷电路板(PCB)的微控制器单元(MCU)中。然而,在其他示例中, MCU可以位于涡电流传感器的外部,并且经由例如线缆或电线电联接至涡电流传感器。这样,将理解到,MCU可相对于涡电流传感器位于各种位置,且不脱离本公开的范围。
此外,涡电流传感器可以是低功耗的设备。传感器可以执行信号的单个测量,并在每个脉冲宽度调制(PWM)输出脉冲后更新信号。例如, PWM频率可以为120Hz(8.3毫秒),并且在所有其他时间,传感器的微控制器和支持电路可以处于低功率状态。例如,由于信号测量可以约为 20μs,因此可以在μA范围中测量传感器均方根(RMS)功耗。
根据图6的端视图600和图7中的立体图700,涡电流传感器602 的示例在图6-7中示出。未设置目标板604的涡电流传感器602在图7中示出。提供一组参考轴601以用于在所示视图之间进行比较,参考轴601 指示y轴、x轴和z轴。目标板604可以是平面的,例如与z-x平面对准,并且可以由诸如金属的导电材料形成。例如,当沿y轴观察时,目标板604 可具有诸如圆形、矩形、正方形、椭圆形等多种几何形状。
在一个示例中,目标板604可以嵌入到桥组件的固定部件,例如相对于桥组件的轴向滑动部分,例如图1的致动器组件140,是固定的。目标板可以位于目标板604远离涡电流传感器602的磁芯606的移动不超过 4mm的距离的区域中。例如,如图5所示,目标板604可以位于差速器壳 102的靠近致动器组件140的表面并且与感测元件172轴向对准。在其他示例中,可以省略目标板604。替代地,差速器壳102可以由能够产生电感的材料形成,并且感测元件172与差速器壳102的表面的接近度可以用于监视桥组件的致动器的状态。
涡电流传感器602可以包括磁芯606,在一个示例中,该磁芯606 可以是铁氧体磁芯606。然而,在其他示例中,磁芯606可以由能够产生磁场的任何材料形成。如上所述,在一个示例中,铁氧体磁芯可以是图4、图 5的感测元件172。铁氧体磁芯606可以产生集中于目标板604的相对较小的区域内的磁场。在目标板604上形成的涡电流产生涡电流信号,该涡电流信号可以基于从铁氧体磁芯606到目标板604的距离603而变化。
铁氧体磁芯606可以关于平面608对称,并且可以包括相对于y 轴朝着目标板604向上延伸的第一突起610、第二突起612和第三突起614。第二突起612位于第一突起610与第三突起614之间,并且以磁芯606的宽度620的中点为中心。突起不接触目标板604。如图7所示,突起可以各自具有相似的深度702和高度704,但是,如图6所示,可以具有不同的宽度。例如,第一突起610和第三突起612可各自具有比第二突起614的第二宽度618小的第一宽度616。
如图所6示,PCB 622可以联接到铁氧体磁芯606。例如,PCB 622 可以具有尺寸与第一突起610、第二突起612和第三突起614相似的孔(如图9下文进一步描述所示),以允许突起穿过PCB 622而突出,如图6中所示。与铁氧体磁芯606相比,PCB可以例如沿x轴的宽度更大,例如沿 z轴的高度更大,但是例如沿y轴的深度更小。在一个示例中,如图9所示, PCB622可以具有矩形的平面几何形状,但是在其他示例中可以具有非矩形的几何形状。
PCB 622可以包括用于处理和信号控制的各种电子部件。PCB 622 还可以包括线圈绕组624,该线圈绕组624可以由诸如铜的导电材料形成。为了简洁明了,未设置PCB 622的线圈绕组624在图7中更详细地示出。线圈绕组624可以具有在成角度的区域中相交的线性部分,并且可以具有符合PCB 622的形状的整体形状。因此,线圈绕组624可以具有与图7所示不同的几何形状,取决于PCB 622的几何形状。线圈绕组624可以是围绕铁氧体磁芯606的第二突起612的连续迹线绕组,并且可以被蚀刻到例如PCB 622的表面。可以通过线圈绕组624产生磁场,该绕组624可以是涡电流传感器602的传感器线圈。
图6和图7所示的涡电流传感器602的实施可以包括将传感器的电路配置成具有受到电气控制的半导体开关装置和微控制器,如上所述,以提供电压测量的开关控制和数字化。涡电流传感器的简化电路原理图在图8 中示出,其中描绘了可以包括半导体开关装置的电路800。电路800的各部分可以直接并入涡电流传感器。
电路800的半导体开关装置可以包括第一开关SW1、第二开关SW2 和第三开关SW3。电路800还包括电压源V、第一电阻R1、第二电阻R2、电容器C1以及涡电流传感器组件的传感器线圈802,例如图6、7的涡电流传感器602的线圈绕组624。电压源V可以是诸如电池的蓄电装置。在 804处在与传感器线圈802平行的电路800的分支,指示可以由微控制器转换成信号(V measurement)的电压测量值的产生。
在一个示例中,第三开关SW3对流过传感器线圈802直到电压源 V的返回侧的电流的路径进行控制。第一开关SW1对从电压源V的源侧通过电阻R1流过传感器线圈802和电容器C1的电流的路径进行控制。第二开关SW2对从传感器线圈802和电容器C1流出的电流的路径进行控制。电阻R1和R2分别对从电压源V流出以及返回到电压源V的电流进行调节。
当第二开关SW2断开并且第三开关SW3闭合时,第一开关SW1 的从断开到闭合的转换会引起传感器线圈802和并联电容器C1中的电流暂态(current transient)。如图12的曲线图1200更清楚地示出,描绘了作为时间的函数的跃迁(激励)和电压测量信号。电压测量信号包括一对信号 (传感器响应A和传感器响应B),每个信号各自对应于由涡电流变化引起的两个不同磁场。涡电流变化可以是目标距离的函数,例如像图6所示,是在铁氧体磁芯606的突起与目标板604之间的距离603。电压采样可以定时出现在提供准确的测量分辨率的阻尼瞬态信号中的某个点,例如像箭头 1202所示。电压采样和转换由控制处理器,例如车辆的主控制器执行。
回溯图8,如上所述,第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3可以由微控制器(例如,8位微控制器)控制。微控制器可以测量并转换传感器信号,例如电压测量信号,该信号可以被转换成占空比与电压测量信号成比例的PWM输出信号。可以通过在微控制器中实现的软件来确定从电压测量信号向PWM输出信号的转换。例如,微控制器可以配置有可执行指令,以在被车辆控制单元命令时测量并转换电压测量信号。
在一个示例中,当第三开关SW3断开并且第一开关SW1闭合时, C1充电而不受传感器线圈802的影响。这样,电压测量可以捕获除了传感器线圈802之外的电路800的所有部件的性能。上述测量可以用于减去由于温度变化而引起的电路部件的变化。可以以预先确定的间隔断开第三开关SW3,并进行测量以不断校正传感器线圈的测量。
涡电流传感器602可以一起被封装在外壳内,传感器和外壳可以形成传感器组件,在一个示例中,该传感器组件可以是图1的传感器170。传感器组件902的示例在图9中以分解图900示出。传感器组件902包括涡电流传感器602,大部分铁氧体磁芯606由于位于PCB622的后面而在视图中被遮挡。
传感器组件902的壳体904可以具有第一部分906和第二部分908。第一部分906可以与第二部分908联接以在其内部形成腔室。可以通过各种方法,例如机械紧固件和液体紧固件、过盈配合或卡扣配合以及其他来使上述两部分接合。涡电流传感器602可以设置在壳体904的腔室内。
PCB 622包括与涡电流传感器602的第一突起610、第二突起612、和第三突起614相对应的孔910。参照图9,上述突起可以穿过孔910而***并且沿着y轴从PCB 622的表面突出地远离PCB 622而延伸。铁氧体磁芯606可以位于PCB 622与壳体904的第二部分908之间,并且可以在由孔910限定的状态下沿着PCB 622的高度912和宽度914的一部分延伸。 PCB 622可以在PCB 622面向壳体904的第一部分906的表面上包括如图6、 7所示的线圈绕组624(为了简便在图9中省略)。
当壳体904的第一部分906和第二部分908彼此联接时,PCB 622 和铁氧体磁芯606可以被完全封装在壳体904内。在一些示例中,第一部分906与第二部分908可形成密封接头,该密封接头阻止壳体904外部的包括气体和液体在内的流体穿过壳体904渗透而接触涡电流传感器602。壳体904还可包括例如插塞916,以使壳体904的任何开口917密封。这样,当传感器组件902完全组装好时,壳体904内的空气可以不流体联接到壳体904外的空气。
传感器组件902还可以包括连接器920,例如电气端子。在某些示例中,如图9所示,连接器920可以至少部分地被封装在壳体904内。连接器920可以构造成将传感器组件902电连接至主控制器(例如,车辆控制器局域网)。例如,连接器920可以在PCB 622与主控制器之间形成有线连接。PCB 622可以包括与连接器920的端部相对应的孔922,以使连接器920与PCB 622的电气部件之间能够接触。孔922可以是贯穿PCB 622 的厚度而延伸的通孔,从而允许连接器920***穿过其中,并通过例如焊接固定就位。
壳体904的第一部分906可以包括被构造成对每个连接器920进行封装的套筒918。套筒918可以具有内部通道,连接器920可以穿过该内部通道***并延伸穿过其中,并且套筒918在内部包括密封表面以密封接合连接器920。例如,套筒918可以配备有垫圈或O形环,以使连接器920 与每个套筒918的内表面之间的空间密封。这样,抑制了诸如油之类的流体进入传感器组件902。
壳体904可以由硬质耐用的材料形成,例如具有35%玻璃填充基体的聚酰胺66。在其他示例中,壳体可以由某种其他类型的材料形成,该其他类型的材料为壳体提供结构完整性而不呈现磁性特性。尤其是,壳体 904的第二部分908可以定位在PCB 622与目标、例如图6的目标板604 之间。由于涡电流传感器取决于PCB 622与目标之间的磁场的相互作用,如果壳体904的第二部分908的材料干扰磁场,则铁氧体磁芯606与目标之间的距离的精确确定就可能受到不利影响。
壳体904的第一部分906的内表面,例如面对壳体904的第二部分 908的表面,还可以进一步适配有保持PCB在壳体904内的位置的结构。例如,如图10所示,壳体904的第一部分906的内表面1002可以包括各种凹部和沟槽。描绘了铁氧体磁芯606,该铁氧体磁芯606的突起穿过壳体 904的第一部分906的孔910而***。
PCB(图10中未示出)可以被定位在铁氧体磁芯606与壳体904 的第一部分906的内表面1002之间,该铁氧体磁芯606的至少一个突起穿过PCB而***,如图7所示。PCB可以具有与壳体904的第一部分906的内腔1004相似的尺寸和几何形状,例如,由第一部分906的内表面1002 和侧壁1006包围的空间。
壳体904的第一部分906的内表面1002可以具有联接到端子1010 (例如,电气端子)的锁定机构1008。端子1010可以联接到PCB上的相应电气端子以提供电连续性,并且锁定机构1008可以与PCB上的结构机械接合。在一个示例中,端子1010可以具有弹簧机构,该弹簧机构构造成锁定到壳体904的准备好的开口。如果从外部向PCB的电线施加张力,则锁定机构1008可以减小对PCB与端子1010之间的连接的破坏性冲击。锁定机构1008可以将PCB固定在壳体904的第一部分906的内腔1004内,以保持PCB的位置。换句话说,PCB可以被锁定就位,使得PCB不会在壳体904内滑动或跳动。此外,锁定机构1008可以将PCB屏蔽于通过例如其他运动部件或飞扬的碎屑而施加到与PCB联接的电线的外力。
此外,壳体904的第一部分906的侧壁1006可以各自包括一个或多个挤压肋(crushrib)1014,以进一步帮助保持PCB的位置。挤压肋1014 可以是从侧壁1006向外延伸到壳体904的第一部分906的内腔1004的突起。每个侧壁1006可以包括例如至少一个并且最多四个挤压肋1014,并且每个壁可以具有不同数量的挤压肋1014。挤压肋1014可以经由小的接触点 (例如,接触点具有小的表面积)接触PCB的边缘,并保持PCB的边缘与壳体904的第一部分906的内壁1006间隔开。
压缩限制器1020可以联接到壳体904的第一部分906的侧壁1006 之一。如图9所示,压缩限制件1020可以是一体的,例如,与壳体904的套筒918连续,并且从与套筒918相同的侧壁1006延伸。然而,其他示例可以包括从与套筒918不同的侧壁1006延伸的压缩限制件1020。压缩限制件1020包括构造成接收紧固件的开口1022,如下面参考图11所述。
传感器组件902可以联接到桥组件的致动器部件,例如,图4和图 5的致动器部件146,以监视致动器部件相对于桥组件的固定部件的位置和接合。如图11所示,传感器组件902可以附接到螺线管1102。更具体地,紧固件1106可以穿过压缩限制件1020的开口1022***,以将传感器组件 902固定到螺线管1102。在一个示例中,紧固件1106可以是螺钉。在其他示例中,紧固件1106可以是任何种类的紧固装置。
紧固件1106可以穿过传感器组件902的壳体904的压缩限制件 1020的开口1022***,以与压缩限制件1020相接。紧固件1106也可以***螺线管1102的顶板1108的相应的孔中,该孔构造成接收紧固件1106。例如,紧固件1106和孔可以各自适配有匹配的螺纹。在其他示例中,示出的紧固件1106被***到顶板1108的周向边缘1110,但是可以在其他位置处联接到顶板1108。在例如利用有诸如螺丝刀的工具的紧固件1106进行紧固后,传感器组件902可以牢固地联接到顶板1108。
传感器组件902可以联接到顶板1108,使得下部部分1112相对于 z轴位于顶板1108的第一平面1114的前面,并且与第一平面1114重叠。第一平面1114可以是螺线管1102的外表面,例如面向外部的表面。例如,如图11所示,传感器组件902的下部部分1112的面向后方的表面(例如,下部部分1112的与z-x平面对准的表面)与顶板1108的第一平面1114对准。在如图11所示的配置中,传感器组件902的目标可沿着y轴定位在传感器组件902的下部部分1112的前方。可以基于由传感器组件902与目标之间的磁场相互作用产生的涡电流信号来确定传感器组件902与目标之间的距离。
虽然传感器组件902的下部部分1112可以与螺线管1102的顶板 1108的第一平面1114对准,但是下部1112也可以与第一平面1114间隔开。例如,传感器组件902可以被紧固到顶板1108,从而沿着y轴在传感器组件902的下部部分与第一平面1114之间存在第一间隙。在一个示例中,上述间隙可为2.13至2.88mm。沿着z轴在下部部分1112的下部周边与第一平面1114之间可以存在第二间隙,以在螺线管1102与传感器组件902之间提供间隙。第二间隙可以容纳在螺线管1102与传感器组件902之间的热膨胀差异,并且可以至少例如是0.435mm。
在某些示例中,如图11所示,螺线管1102的顶板1108的第一平面1114可以适配有凹部1116,该凹部的尺寸与传感器组件902的下部部分 1112的尺寸相似(例如,沿着x轴的宽度、沿着z轴的高度、沿着y轴的深度)。凹部1116可以包括沿着凹部1116的表面配置的多个挤压肋1118。多个挤压肋1118还可进一步固定传感器组件902相对于螺线管1102的位置,这是通过使传感器组件902的下部部分1112与凹部1116之间成为过盈配合并在传感器组件902与顶板1108的第一平面1114之间保持间隙来实现的。在这种情况下,该间隙可以在传感器组件902的下部部分1112的面向后方的表面与凹部1116的面向前方的表面(例如与Z-X平面对准的表面)之间。
将理解到,图11中所示的传感器组件902与螺线管1102的联接是传感器组件如何附接到螺线管的非限制性示例。其他示例可以包括传感器组件相对于螺线管的各种定向。例如,传感器组件可以替代地联接到螺线管的底板,或者可以不与螺线管的顶板的外表面重叠。此外,可考虑传感器组件的其他形状和尺寸。另外,传感器组件可以在具有不同于锁止式差速器的其他类型的差速器装置的***中实现,例如有限滑动差速器、扭矩矢量差速器、主动差速器等。
用于利用诸如图6-11所示的涡电流传感器的涡电流传感器的例程 1300的示例在图13中示出。涡电流传感器可以机械联接到螺线管,如图 11所示,电联接到微控制器,并且构造成对用于桥组件,例如图2-5所示的桥组件100的锁止式差速器的锁定齿轮的位置进行调节。锁定齿轮可以在锁定齿轮与锁止式差速器接合的第一位置与锁定齿轮与锁止式差速器脱离的第二位置之间进行调节。桥组件可以联接到车辆的后桥和前桥中的至少一个。用于执行方法1300和本文包括的其余方法的指令可以由车辆控制器(例如图1的控制器40)、基于存储于控制器的存储器中的指令并结合从车辆的传感器(例如图1所示的涡电流传感器和轮速传感器20)接收到的信号来执行。根据以下描述的方法,控制器可以利用发动机***的发动机致动器来调节发动机操作。
在步骤1302,例程包括估计和/或测量当前的发动机工况。例如,可以基于来自车辆的各种传感器的输入来确定发动机速度、发动机扭矩、轮速等。例程还包括在步骤1304判断是否需要接合锁止式差速器以通过将桥半轴彼此锁定来增加车轮的牵引力。在一个示例中,当锁止式差速器是自动锁止式差速器并且在车辆的一个或者多个车轮处例如由于施加扭矩而检测到牵引力的损失时,诸如当转弯时,通过测力计推断出牵引力的损失,可以请求接合自动锁止式差速器,上述测力计接收关于由轮速传感器测量到的车轮的转速的数据。当指示牵引力的损失时,控制器可以自动命令锁止式差速器接合。
在另一个示例中,锁止式差速器可以是手动激活的锁止式差速器。可以通过操作者按下车辆的仪表板上的按钮或开关,或者操纵变速杆来指令锁止式差速器的接合。当操作者观察到车轮打滑时,操作者可以选择将锁止式差速器致动到锁定位置。替代地,当预期在不平坦、松散或湿滑的地形上行驶时,操作者可以接合锁止式差速器。
如果未检测到要接合锁止式差速器的需求,则例程前进至步骤 1306以在当前条件下继续车辆操作。例程返回到开始。如果检测到接合锁止式差速器的需求,则例程继续到步骤1308,以判断锁定齿轮当前是否处于第一位置,例如,锁定齿轮接合锁止式差速器并且桥半轴被锁定在一起而一致地旋转。可以通过激活涡电流传感器来估计锁定齿轮的位置。激活涡电流传感器可以包括引导电流流过涡电流传感器的磁芯,并且测量作为时间的函数的结果信号。信号的变化可以和目标与涡电流传感器的磁芯之间的距离直接相关。目标与磁芯之间的距离可以与例如存储于控制器的存储器中的查询表进行比较,该查询表将目标与磁芯之间的距离和锁定齿轮与锁止差速器的差速器壳之间的距离、进而和锁定差速器的位置相关联。当锁定齿轮处于第一位置时,涡电流传感器的磁芯与目标之间的距离可以小于阈值距离,锁定齿轮和锁止式差速器接合并且锁止式差速器处于锁定状态。相反,当该距离大于阈值距离时,锁定齿轮可以处于第二位置,并且锁止式差速器处于解锁状态。
基于来自涡电流传感器的输入,如果判断为锁定齿轮已经处于第一位置,则例程返回到步骤1306以在当前条件下继续操作车辆。例程返回到开始。
如果锁定齿轮不在第一位置,则例程前进到步骤1310以激活致动器组件来将锁定齿轮调节到第一位置。将锁定齿轮调节到第一位置包括使螺线管通电以产生磁场,该磁场使螺线管驱动锁定齿轮的轴向运动以与锁止式差速器接合。锁定齿轮与锁止式差速器的接合将车桥的两个半部彼此锁定,以作为一个单元旋转。
此外,在一些示例中,可以在步骤1310之后确认将锁定齿轮调节到第一位置。在这种情况下,即使在使致动器组件致动后,如果判断为锁定齿轮不在第一位置,则例程可以包括例如通过照亮车辆的仪表板上的诊断代码来指示将锁止式差速器调节到锁定状态的问题。
在步骤1312,例程判断是否请求将锁定齿轮与锁止式差速器脱离。在一个示例中,当锁止式差速器构造成自动锁止式差速器并且在一个或者多个车轮处检测到由于例如地面条件的变化引起的所施加扭矩的减小和/或牵引力的增加时,可以请求使锁止式差速器脱离,上述车轮通过锁止式差速器彼此锁定。可以通过测力计推断出所施加扭矩的减少和/或牵引力的增加,该测力计从车轮传感器接收信息。其结果是,控制器可以自动地命令锁止式差速器的脱离。
在另一个示例中,锁止式差速器可以是手动激活的锁止式差速器。可以通过操作者按下车辆的仪表板上的按钮或开关,或者操纵变速杆来指令锁止式差速器的脱离。当操作者确定地形不需要由锁止式差速器提供的额外的车轮扭矩时,例如车辆行驶在坚硬平坦均匀的表面上时,操作者可以选择将锁止式差速器致动到解锁位置。
如果未检测到将锁定齿轮与锁止式差速器脱离的请求,则例程返回到步骤1310,以在锁定齿轮处于第一位置且接合锁止式差速器的情况下继续操作车辆。替代地,如果检测到脱离的请求,则例程继续到步骤1314以使致动器组件停用。例如,螺线管可以被断电,允许锁定齿轮轴向地滑动至第二位置,从而脱离锁止式差速器。当螺线管被断电并且桥半轴独立地旋转时,锁止式差速器被调节到解锁状态。
如上所述,通过激活涡电流传感器,在步骤1316确认锁定齿轮的位置。激活涡电流传感器可以包括引导电流流过涡电流传感器的磁芯,并且测量作为时间的函数的结果信号。当上述距离大于阈值距离时,锁定齿轮可以处于第二位置,并且锁止式差速器处于解锁状态。
如果未判断为锁定齿轮处于第二位置,则例程返回到步骤1314以再次确认致动器组件的停用。替代地,在某些示例中,控制器可以通过例如照亮车辆的仪表板上的诊断代码来指示停用致动器组件的问题。如果判断为锁定齿轮处于第二位置,则例程前进到步骤1306以在当前条件下继续车辆操作。例程返回到开始。
这样,低成本且可靠的传感器组件可以准确地确定锁止式差速器的状态。该传感器组件可以依靠磁性相互作用,并且可以相对于锁止式差速器的锁定齿轮位于各种位置。传感器组件的磁性特性允许传感器组件在不直接与锁止式差速器接触的状态下运行,因此不易磨损和退化,并且对温度波动、大距离和大磁场具有高耐受性。通过将微控制器并入传感器组件中,传感器组件可以校正温度变化,并且可执行指令和存储于微控制器的存储器中的其他数据可以被连续更新而无需拆卸传感器组件。此外,通过传感器组件可以容易地检测出锁定齿轮的操作的问题,并将其迅速转送给操作者。
在差速器装置的致动组件中实施涡电流传感器的技术效果是,可以在较宽的工作条件的范围中准确地确定差速器装置的状态。
图1-7、9-11示出了带有各种部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接,则至少在一个示例中,这样的元件可以分别被称为是直接接触或直接联接的。类似地,至少在一个示例中,示出为彼此连续或彼此相邻的元件可以是分别彼此连续或彼此相邻的。作为示例,彼此共面接触地放置的部件可以被称为共面接触。作为另一示例,在至少一个示例中,定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其它部件的元件可以被如此称呼。作为又一示例,彼此上/下、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元件可以相对于彼此如此称呼。此外,如附图中所示,在至少一个示例中,最顶上的元件或元件的位置可称为部件的“顶部”,而最底下的元件或元件的位置可称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/ 下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。这样,在一个示例中,在其它元件上方示出的元件垂直地位于其它元件上方。作为又一个示例,在附图中描绘的元件的形状可以被称为具有如此形状(例如,诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的,等等)。此外,在至少一个示例中,示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步,在一个示例中,示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。
在一个示例中,一种传感器组件包括涡电流传感器,该涡电流传感器通信地联接到微控制器,并且构造成对轴向可滑动部件与差速器装置的轴向固定部件之间的距离进行检测。在传感器组件的第一示例中,涡电流传感器联接到锁止式差速器的致动器部件。传感器组件的第二示例可选地包括第一示例,并且还包括:涡电流传感器包括联接到印刷电路板的铁氧体磁芯并且具有蚀刻到电路板的表面的线圈绕组,并且印刷电路板包括微控制器。传感器组件的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个,并且还包括:铁氧体磁芯包括朝向传感器组件的目标延伸的突起,并且,印刷电路板的线圈绕组围绕铁氧体磁芯的突起中的至少一个。传感器组件的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个,并且还包括:目标与铁氧体磁芯的突起隔开一间隙,并且,目标由导电材料形成。传感器组件的第五示例可选地包括第一至第四示例中的一个或多个,并且还包括:涡电流传感器被封装在由坚硬、耐用的非磁性材料形成的壳体内,该壳体与涡电流传感器的部件密封接合,以防止壳体外部与壳体内部之间的流体交换。传感器组件的第六示例可选地包括第一至第五示例中的一个或多个,并且还包括:壳体包括第一部分和第二部分,第一部分和第二部分构造成彼此密封联接,并且,壳体的第二部分位于涡电流传感器与目标之间。传感器组件的第七示例可选地包括第一至第六示例中的一个或多个,并且还包括:壳体包括从壳体的第一部分延伸出的套筒,该套筒构造成封装电连接器并阻止油穿过套筒进入壳体。
在另一个实施例中,桥组件包括差速器装置和构造成轴向滑动以与差速器装置接合的锁定组件,该锁定组件包括致动器和锁定齿轮,传感器组件联接到锁定组件,传感器组件构造成基于磁性相互作用来测量锁定组件与充电器装置之间的距离。在桥组件的第一示例中,致动器是螺线管,并且传感器组件联接到螺线管的顶板,其中传感器组件的一部分与顶板的外部平面重叠并且平行。桥组件的第二示例可选地包括第一示例,并且还包括:传感器组件包括涡电流传感器和微控制器,并且涡电流传感器构造成测量涡电流传感器的磁芯与和磁芯隔开的目标之间的距离。桥组件的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个,并且还包括:目标是联接到差速器装置的壳体的导电板。桥组件的第四示例可选地包括第一至第三示例中的一个或多个,并且还包括:目标是差速器装置的壳体的沿轴向与传感器组件对准的一部分。桥组件的第五示例可选地包括第一至第四示例中的一个或多个,并且还包括:涡电流传感器具有电容器、第一电阻器、第二电阻器、电压源和电控半导体开关装置,其中,开关装置包括第一开关、第二开关和第三开关,第一开关构造成控制电流源对涡电流传感器的传感器线圈的流出,第二开关构造成控制电流从传感器线圈和电容器的返回,第三开关构造成控制电流流过涡电流传感器的传感器线圈而向电压源返回。桥组件的第六示例可选地包括第一至第五示例中的一个或多个,并且还包括:在与传感器线圈平行的电路分支中测量涡电流传感器的电压。桥组件的第七示例可选地包括第一至第六示例中的一个或多个,并且还包括:微控制器是构8位微控制器,造成控制开关装置并捕获来自涡电流传感器的信号且将其转换为脉冲宽度调制输出,该脉冲宽度调制输出的占空比与涡电流传感器测量到的电压成比例。桥组件的第八示例可选地包括第一至第七示例中的一个或多个,并且还包括:通过在断开第三开关的同时测量电压,并从第三开关闭合时测量到的电压减去第三开关断开时测量到的电压,对由涡电流传感器测量到的电压进行温度波动的校正。
在另一个实施例中,一种方法包括:响应于增大车轮牵引力的请求,激活涡电流传感器以确定锁定齿轮与差速器装置之间的距离;将锁定齿轮的位置调节至第一位置以将锁定齿轮联接到差速器装置;响应于减小车轮牵引力的请求,将锁定齿轮的位置调节到第二位置以将锁定齿轮与差速器装置脱离;激活涡电流传感器以确定锁定齿轮与差速器装置之间的距离,从而确认锁定齿轮与差速器装置的脱离。在该方法的第一示例中,将锁定齿轮的位置调节到第一位置包括使锁定齿轮的致动器通电,将锁定齿轮的位置调节到第二位置包括使致动器断电。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且还包括:激活涡电流传感器包括使电流流过涡电流传感器的磁芯,监视在涡电流传感器处产生的磁场与由在与涡电流传感器隔开的目标处产生的涡电流所引起的电感之间的相互作用,基于该相互作用推断锁定齿轮与差速器装置之间的距离,并且将目标联接到差速器装置。
注意到,本文中包括的示例控制和评估例程可以与各种发动机和/ 或车辆***配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储于非暂时性存储器,并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合的控制器的控制***来执行。本文描述的特定例程可以代表任何数量的处理策略中的一种或多种,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样,所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的顺序,并行地或者在某些情况下被省略地执行。同样,处理顺序对于实现本文所述示例实施例的特征和优点不是必需的,而是为了便于说明和描述而提供。取决于所使用的特定策略,可以重复地执行图示的动作、操作和/ 或功能中的一个或多个。此外,描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编程到发动机控制***的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中,描述的动作是通过在***中执行指令而实施的,该***包括与电子控制器相结合的各种发动机硬件部件。
应当理解的是,本文公开的构造和例程本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被认为是限制性的,因为可以进行多种变化。例如,以上技术可以被应用于V-6、I-4、I-6、V-12、opposed 4以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种***和构造以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及一个摂要素或第一摂要素或其等同物。应当将这样的权利要求理解为包括一个或多个这样的元件的结合,既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本申请或相关申请中,可以通过修改本权利要求或通过提出新权利要求来主张所公开的特征、功能、元件和/ 或特性的其它组合和子组合。这样的权利要求,无论是在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或不同,也被认为包括在本公开的主题内。
Claims (10)
1.一种传感器组件,其特征在于,包括:
涡电流传感器,所述涡电流传感器通信地联接到微控制器,并且构造成对轴向可滑动部件与差速器装置的轴向固定部件之间的距离进行检测。
2.如权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述涡电流传感器联接到锁止式差速器的致动器组件,并且所述致动器被包含在所述轴向可滑动部件中。
3.如权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述涡电流传感器包括联接到印刷电路板的铁氧体磁芯,所述印刷电路板具有蚀刻到电路板表面的线圈绕组,所述印刷电路板包括微控制器。
4.如权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述铁氧体磁芯包括朝向所述传感器组件的目标延伸的突起,所述印刷电路板的所述线圈绕组围绕所述铁氧体磁芯的所述突起中的至少一个。
5.如权利要求4所述的传感器,其特征在于,所述目标与所述铁氧体的所述突起隔开一间隙,所述目标由导电材料形成。
6.如权利要求5所述的传感器,其特征在于,所述涡电流传感器被封装在由坚硬、耐用的非磁性材料形成的壳体内,所述壳体与所述涡电流传感器的部件密封接合,以抑制所述壳体的外部与所述壳体的内部之间的流体交换。
7.如权利要求6所述的传感器,其特征在于,所述壳体包括第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分构造成彼此密封地联接,并且所述壳体的第二部分位于所述涡电流传感器与所述目标之间。
8.如权利要求6所述的传感器,其特征在于,所述壳体包括从所述壳体的所述第一部分延伸出的套筒,所述套筒构造成封装电连接器并阻止油穿过所述套筒进入所述壳体。
9.如权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述致动器部件是螺线管,所述涡电流传感器联接到所述螺线管的顶板,并且传感器组件的一部分与所述顶板的外部平面重叠并平行。
10.如权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述轴向可滑动部件是锁定组件,而所述轴向固定部件是所述差速器装置的壳体,所述涡电流传感器构造成对所述涡电流传感器的所述铁氧体磁芯与所述差速器装置的壳体之间的距离进行测量。
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