CN203011935U - 轮速传感器 - Google Patents

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Abstract

一种轮速传感器，至少包括：感应器主体及壳体总成，其中，所述感应器主体包括：霍尔传感元件、引线框架、支架及线束；其中，所述引线框架具有引线连接结构，以实现所述霍尔传感元件及线束间的电连接，所述引线框架注塑于支架内；所述支架具有适配于所述霍尔传感元件的安装槽，所述霍尔传感元件位于所述安装槽内；所述引线框架及支架整体封装于同一绝缘壳体中，所述绝缘壳体固定所述壳体总成中；部分所述线束位于所述绝缘壳体内。所述轮速传感器性能更稳定。

Description

轮速传感器
技术领域
本实用新型涉及轮速传感器设计，特别涉及包含有霍尔传感元件的轮速传感器。 
背景技术
对于车辆的行驶安全而言，轮速（车轮转速）是一项重要的监控数据。通过轮速数据，可以获知车辆的当前行驶状态，以提醒驾驶员注意控制车速，或者供车辆安全***基于车辆的当前行驶状态运行相应的安全辅助功能，保障车内人员的生命安全。 
在提醒驾驶员方面，轮速数据可通过后台计算转换为车速，并显示于仪表盘上，以供驾驶员查看当前车速。而在车辆安全***应用方面，几乎作为目前所有车辆标配的防抱死制动***（ABS，Antilock Breaking System）所实现的防抱死制动功能就是上述安全辅助功能的其中一项较重要的功能。众所周知，车辆在行驶过程中遭遇紧急情况而紧急制动时，往往会出现车轮抱死情况。这种车轮抱死情况将不利于车辆正常制动，进而危及行驶安全。而防抱死制动***则会通过对轮速的实时测量来判断车轮是否存在抱死倾向，一旦存在，则会通过调节车辆制动缸中的压力来有效防止车轮抱死的情况发生。 
目前，用以实时测量轮速的轮速传感器，由于其在实现上述功能中的重要性，而获得了市场广泛的关注。为实现更高效的轮速测量，现有轮速传感器通常采用非接触式的结构，其中包含有霍尔传感元件的轮速传感器也获得 了较为广泛的应用。因此，如何使得包含霍尔传感元件的轮速传感器性能更稳定，以提供更精确的轮速测量信号，也成为了现有设计所关注的热点。 
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提供一种性能更稳定的轮速传感器。 
为了解决上述问题，至少包括：感应器主体及壳体总成，其中，所述感应器主体包括：霍尔传感元件、引线框架、支架及线束；其中，所述引线框架具有引线连接结构，以实现所述霍尔传感元件及线束间的电连接，所述引线框架注塑于支架内；所述支架具有适配于所述霍尔传感元件的安装槽，所述霍尔传感元件位于所述安装槽内；所述引线框架及支架整体封装于同一绝缘壳体中，所述绝缘壳体固定所述壳体总成中；部分所述线束位于所述绝缘壳体内。 
可选地，所述轮速传感器还包括：信号盘，所述信号盘固定于车轮上并随车轮转动而转动；所述壳体总成中具有磁场源；所述霍尔传感元件基于所述信号盘在所述壳体总成中的转动所导致的磁场变化产生测量信号。 
可选地，所述壳体总成包括壳体主体、中心轴及永磁体；所述壳体主体具有轴孔；所述中心轴于所述轴孔处固定于所述壳体主体中，所述中心轴具有安装孔；所述永磁体作为磁场源固定于所述安装孔内；所述信号盘套于所述中心轴上。 
可选地，所述信号盘与车轮同步旋转并且信号盘切割永磁体所产生磁场中的磁力线，以产生所述磁场变化。 
可选地，所述信号盘具有多个齿状结构，非接触地位于所述中心轴与所述壳体主体之间，且位于霍尔传感元件和永磁体之间。 
可选地，所述支架还具有多个尖角形凸起，分布于感应器主体中相应的固定点周围。 
可选地，所述感应器主体还包括测量信号处理电路；所述测量信号处理电路经由所述引线框架连接所述霍尔传感元件及所述线束，将所述霍尔传感元件产生的测量信号处理后传输至所述线束。 
可选地，所述线束包括电源线、接地线及输出信号线；所述测量信号处理 电路包括连接电源线及所述霍尔传感元件的电阻和两两连接于电源线、接地线及信号线间的电容。 
可选地，所述支架还具有适配于所述电阻及电容的安装槽。 
可选地，所述壳体总成包括壳体主体，所述壳体主体具有适配于所述绝缘壳体的卡扣结构；所述绝缘壳体卡接于所述卡扣结构中而与所述壳体主体固定连接。 
与现有技术相比，本实用新型的轮速传感器具有以下优点： 
1）通过将装配有霍尔传感元件的支架及引线框架整体封装于同一绝缘壳体中，并经由所述绝缘壳体固定于所述壳体总成中，使得所述霍尔传感元件在轮速传感器装配完成后保持位置固定。所述霍尔传感元件的位置固定，将有效保持其对于轮速的测量精度，从而使得轮速传感器的性能更稳定。 
2）可选方案中，由于感应器主体与壳体主体采用装配式结构，当感应器主体或者壳体主体有问题时，可通过更换感应器主体或者壳体主体实现，从而节省维护成本。 
附图说明
图1是本实用新型轮速传感器的一实施例的整体示意图； 
图2是图1所示轮速传感器中的分解示意图； 
图3是图1所示轮速传感器中感应器主体的支架及引线框架与线束的连接示意图； 
图4a是图3所示感应器主体的一具体实现的细化示意图； 
图4b是对应图4a所示感应器主体中的测量信号处理电路的等效示意图； 
图5至图8是图3所示感应器主体的装配示意图。 
具体实施方式
以下通过具体实施例对本实用新型轮速传感器作进一步说明。 
图1示出了本实用新型轮速传感器一实施例的具体结构。参照图1所示， 所述轮速传感器包括：感应器主体1、壳体总成2及信号盘3。三者通过各自的连接机构装配在一起，且所述感应器主体1固定于壳体总成2中，以实现对车辆轮速的实时测量。具体地，所述轮速传感器通过所述信号盘3固定于车轮上。随着车轮的转动，所述信号盘3也随之转动。所述壳体总成2中具有磁场源，当所述信号盘3随车轮转动时，将导致所述壳体总成2中的磁场发生变化。而感应器主体1则会基于所述磁场变化产生测量信号，即实时测量到的轮速数据。基于所述轮速传感器的工作过程可知，由于感应器主体1被固定于所述壳体总成2中，其相对于信号盘的距离也就保持固定，将有效保持其对于轮速的测量精度。 
图2示出了图1所示轮速传感器的分解示意图。以下结合图2对上述轮速传感器中的壳体总成及信号盘进行详细说明。 
结合参照图1及图2所示，所述壳体总成2包括壳体主体21、中心轴22及永磁体23。其中，所述中心轴22具有安装孔，而所述永磁体23作为磁场源固定于所述安装孔内。当所述中心轴22于所述壳体主体21中固定时，所述永磁体23即可在所述壳体主体21中产生上述的磁场。而为实现所述中心轴22于所述壳体主体21中的固定，可采用例如注塑的方式形成容纳且固定所述中心轴22于所述壳体主体21。即，所述中心轴22通过模具与所述壳体主体注塑为一个整体。为与所述中心轴22配合，注塑形成的所述壳体主体21应具有与所述中心轴22匹配的轴孔。 
所述中心轴22还作为将所述信号盘3装配至所述壳体主体21中的连接件。例如图2所示，所述信号盘3开设有与所述中心轴22的尺寸大小匹配的中心孔。通过将所述信号盘3套接于所述中心轴22上，即可实现所述装配。当然，所述信号盘3与所述壳体主体21的装配方式还可采取本领域技术人员所知的其他形式，此处并不加以限定。当所述信号盘3装配至所述壳体主体21后，即可通过信号盘3的转动来改变所述壳体主体21中的磁场。需要说明的是，为实现所述信号盘3在所述壳体主体21中的转动，所述信号盘3在装配至所述壳体主体21后，应与所述壳体主体21的相对面保持间距。因此，所述信号盘3位于所述壳体主体21中结构的设计可基于此转动功能的实现来具 体考虑。 
例如，所述信号盘3位于所述壳体主体21中的结构可以如图2所示具有凸起结构。由于所述永磁体23已经由所述中心轴22固定于所述壳体主体21中，并不会随所述信号盘3转动，当装配于所述壳体主体21种的所述信号盘3随车轮转动时，所述的凸起结构将切割磁场中的磁力线，从而使得所述壳体主体21中的磁场产生变化。而所述磁场变化将如上所述，会被所述感应器主体1检测到，进而输出上述测量信号。显然，所述信号盘3的凸起结构应位于感应器主体1中的霍尔传感元件和永磁体23之间，以实现对磁场变化的探测及输出。为使得磁场变化可被所述感应器主体1更精确地测得，所述凸起结构可以围绕所述信号盘3的旋转面均匀分布的多个齿状结构，各齿状结构间距相同。当然，本实用新型的轮速传感器并不限定所述凸起结构的形状，本领域技术人员也可采用其他合适的设计以实现所述信号盘3切割磁力线的功能。 
为使得所述信号盘3装配至所述壳体主体21后，所述轮速传感器整体具有更好的密封性，还可在所述壳体主体21增设油封4。所述油封4外侧采用橡胶，中间有金属骨架，其形状与尺寸应与车轮相应的传感器配合孔相适合。所述油封4的结构可以保证车轮在转动过程中，防止传感器中的润滑油溢出和外界杂质进入传感器内，延长所述轮速传感器的使用寿命。 
图3示出了图1所示轮速传感器中感应器主体的支架及引线框架与线束的连接示意图。以下结合图3对感应器主体的具体结构进行详细说明。 
结合参照图1及图3所示，所述感应器主体1包括：霍尔传感元件11、引线框架12、支架13及线束14。其中，所述引线框架12具有引线连接结构，以实现所述霍尔传感元件11及线束14间的电连接。所述引线连接结构中与所述霍尔传感元件11电连接的连接端子数量基于所述霍尔传感元件11本身的端子数量及工作要求相应配置；所述引线连接结构中与所述线束14电连接的连接端子数量基于所述霍尔传感元件11的工作要求及线束14的输出要求相应配置。所述引线框架12采用例如金属等电导性材料制成。 
所述支架13具有适配于所述霍尔传感元件11的安装槽，所述引线连接结构的连接端子注塑于支架内，所述霍尔传感元件11位于所述安装槽内。所述 霍尔传感元件11产生的测量信号经由所述连接端子传输至线束14并输出，以供相应的车辆控制单元确定车辆目前状态并采取相应的控制措施，或者供相应的车辆仪表读取当前车速。 
图4a示出了所述感应器主体的具体实现的细化示意图。参照图4a所示，所述感应器主体还包括测量信号处理电路，所述测量信号处理电路经由所述引线框架12中的连接端子连接所述霍尔传感元件11及所述线束14，将所述霍尔传感元件11产生的测量信号处理后传输至所述线束14。 
具体地，以所述霍尔传感元件11为三端（电源端、接地端及输出信号端）传感元件为例，结合参照图4a及图4b所示，所述测量信号处理电路包括：连接于所述霍尔传感元件11的电源端的电阻R1，并联于所述霍尔传感元件11的输出信号端及接地端间的第一电容C1，以及并联于所述霍尔传感元件11的电源端及接地端间的第二电容C2。所述测量信号处理电路的双电容设置有利于对所述霍尔传感元件11输出的测量信号进行滤波处理，以增强所述轮速传感器的抗干扰性。 
对应于所述霍尔传感元件11的端子配置，所述引线框架12电连接于所述霍尔传感元件11的连接端子数量为3个，而电连接于所述线束14的连接端子数量至少为3个。所述测量信号处理电路中的电阻及电容则各自通过与相应连接端子的电连接实现图4b所示的电路结构。相应地，所述线束14也至少包括电源线、接地线及输出信号线。 
结合参照图3及图4a所示，所述支架13还可以具有适配于所述电阻R1及电容C1、电容C2的安装槽。通过所述电阻及电容的安装槽，可以实现所述测量信号处理电路在所述感应器主体中更牢固的装配。 
例如图5至图8就示出了基于上述支架13的结构的一种装配实例。首先，参照图5所示，将所述引线框架12的连接端子通过模具注塑在所述支架13中。并且，将所述霍尔传感元件11安放于相应安装槽内，将所述霍尔传感元件11的各端子与所述引线框架12的相应连接端子对位后，通过焊接的方式固定在一起。 
接着，参照图6所示，将所述电阻R1安放于相应安装槽内，并基于图4b 的电路结构，将电阻R1的两端分别与所述引线框架12的相应连接端子焊接在一起，以实现电阻R1与所述霍尔传感元件11的电源端的电连接，以及与所述引线框架12中连接于所述电源线的连接端子的电连接。 
然后，参照图7所示，将电容C1及电容C2各自安放于相应安装槽内，并基于图4b的电路结构，将电容C1及电容C2各自的端子与对应的线束共置于所述引线框架12的相应连接端子内并压接在一起。例如，对于电容C1接地的一端，将其与接地线置于引线框架相应的连接端子内并压接在一起。 
最后，通过设计模具进行整体注塑，将所述引线框架12及支架13整体封装于同一绝缘壳体中，即形成如图8所示的感应器主体。部分所述线束14被封装于所述绝缘壳体中，部分所述线束14位于所述绝缘壳体外，以实现与外部车辆控制单元或车辆仪表的连接。所述通过整体注塑将感应器主体中除部分线束外的所有部件封装于同一绝缘壳体的方式，将使得所述轮速传感器具有非常好的抗震动及密封性，以适应车辆在不同道路环境下的行驶情况。 
为令说明更加简洁，将所述支架13装配有电阻及电容的两相对面称为装配面，另两相对面称为侧面。所述绝缘壳体相对侧面的部分称为侧壁。结合参照图3及图8所示，所述支架13于所述绝缘壳体的侧壁处，即所述侧面还具有多个凸起。所述凸起采用熔点低于注塑温度的材料，在注塑时，所述凸起会融化并与绝缘壳体结合为一体。此种结构设置增强了感应器主体的密封性，由于所述绝缘壳体本身具有防水性能，此种结构也保证了感应器主体的内部元件具有较好的防水性能。所述凸起为尖角形形状，分布于支架在感应器主体中相应的固定点周围。 
结合参照图1、图2及图8所示，将图8所示的感应器主体按图2所示的方式***所述壳体主体21中，并将油封4压入所述壳体主体21中，以及将所述信号盘3套于所述中心轴22上，以装配至所述壳体主体21中，完成所述轮速传感器的整体装配，形成如图1所示的轮速传感器。在更优化的设计中，还可在所述壳体主体21中设置卡扣结构，使得所述感应器主体通过卡扣结构与所述壳体主体21固定在一起。当感应器主体发生故障时，可自卡扣结构中拔除所述感应器主体，使得所述感应器主体和壳体主体易于更换。而由整体装配 过程可知，所述信号盘也同样易于更换。 
以所述轮速传感器应用于两轮摩托车为例，可在所述信号盘相对于摩托车轮子的部位设置两个爪形结构，所述爪形结构固定在摩托车轮子对应的两个凹槽内。从而，在摩托车轮子转动的时候，其会拨动信号盘和轮子同步转动。而信号盘的转动，如前所述，会使得其上的凸起结构切割所述壳体主体中磁场的磁力线，使得磁场发生变化。所述感应器主体中的霍尔传感元件将检测到这种变化并产生测量信号。所述测量信号通过所述线束输出至仪表盘，通过仪表盘计算后得出速度值显示在仪表盘上。 
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。 

Claims (10)

1.一种轮速传感器，至少包括：感应器主体及壳体总成，其中，所述感应器主体包括：霍尔传感元件、引线框架、支架及线束；其中，所述引线框架具有引线连接结构，以实现所述霍尔传感元件及线束间的电连接，所述引线框架注塑于支架内；所述支架具有适配于所述霍尔传感元件的安装槽，所述霍尔传感元件位于所述安装槽内；所述引线框架及支架整体封装于同一绝缘壳体中，所述绝缘壳体固定所述壳体总成中；部分所述线束位于所述绝缘壳体内。
2.如权利要求1所述的轮速传感器，其特征在于，所述轮速传感器还包括：信号盘，所述信号盘固定于车轮上并随车轮转动而转动；所述壳体总成中具有磁场源；所述霍尔传感元件基于所述信号盘在所述壳体总成中的转动所导致的磁场变化产生测量信号。
3.如权利要求2所述的轮速传感器，其特征在于，所述壳体总成包括壳体主体、中心轴及永磁体；所述壳体主体具有轴孔；所述中心轴于所述轴孔处固定于所述壳体主体中，所述中心轴具有安装孔；所述永磁体作为磁场源固定于所述安装孔内；所述信号盘套于所述中心轴上。
4.如权利要求3所述的轮速传感器，其特征在于，所述信号盘与车轮同步旋转并且信号盘切割永磁体所产生磁场中的磁力线，以产生所述磁场变化。
5.如权利要求4所述的轮速传感器，其特征在于，所述信号盘具有多个齿状结构，非接触地位于所述中心轴与所述壳体主体之间，且位于霍尔传感元件和永磁体之间。
6.如权利要求1所述的轮速传感器，其特征在于，所述支架还具有多个尖角形凸起，分布于感应器主体中相应的固定点周围。
7.如权利要求2所述的轮速传感器，其特征在于，所述感应器主体还包括测量信号处理电路；所述测量信号处理电路经由所述引线框架连接所述霍尔传感元件及所述线束，将所述霍尔传感元件产生的测量信号处理后传输至所述线束。
8.如权利要求7所述的轮速传感器，其特征在于，所述线束包括电源线、接地线及输出信号线；所述测量信号处理电路包括连接电源线及所述霍尔传感元件的电阻和两两连接于电源线、接地线及信号线间的电容。
9.如权利要求8所述的轮速传感器，其特征在于，所述支架还具有适配于所述电阻及电容的安装槽。
10.如权利要求3所述的轮速传感器，其特征在于，所述壳体主体还具有适配于所述绝缘壳体的卡扣结构；所述绝缘壳体卡接于所述卡扣结构中而与所述壳体主体固定连接。
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