特表 2022-536103 商用車用のホイール回転数センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-12

(54)【発明の名称】商用車用のホイール回転数センサ

(51)【国際特許分類】

   B60T 17/22 20060101AFI20220804BHJP

   B60T 8/171 20060101ALI20220804BHJP

   G01P 1/02 20060101ALI20220804BHJP

【ＦＩ】

B60T17/22 Z

B60T8/171 A

G01P1/02

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021572264

(86)(22)【出願日】2020-06-04

(85)【翻訳文提出日】2022-01-04

(86)【国際出願番号】 EP2020065457

(87)【国際公開番号】W WO2020245256

(87)【国際公開日】2020-12-10

(31)【優先権主張番号】102019115396.4

(32)【優先日】2019-06-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】597007363

【氏名又は名称】クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｎｏｒｒ－Ｂｒｅｍｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｅ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｍｏｏｓａｃｈｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ８０， Ｄ－８０８０９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アンドレ クルフティンガー

(72)【発明者】

【氏名】プラヴィン ジャワリカー

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ハウフ

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ヴィンディッシュ

(72)【発明者】

【氏名】トビアス ローゼ

(72)【発明者】

【氏名】クラウス レヒナー

【テーマコード（参考）】

3D049

3D246

【Ｆターム（参考）】

3D049BB26

3D049HH51

3D049LL04

3D049NN01

3D049RR01

3D049RR06

3D246AA13

3D246HA39A

3D246HA64A

3D246KA19

(57)【要約】

商用車用のホイール回転数センサ（１）は、能動型のパルスセンサ（２）と、この能動型のパルスセンサ（２）を少なくとも部分的に取り囲むように形成されたハウジング（３）と、このハウジング（３）を少なくとも部分的に覆う保護キャップ（６）とを有している。ホイール回転数センサ（１）は、このホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させるように形成された少なくとも１つの構成要素を有している。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用車用のホイール回転数センサ（１）であって、
能動型のパルスセンサ（２）と、
前記能動型のパルスセンサ（２）を少なくとも部分的に取り囲むように形成されたハウジング（３）と、
前記ハウジング（３）を少なくとも部分的に覆う保護キャップ（６）と
を備え、
前記ホイール回転数センサ（１）は、該ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるように前記ホイール回転数センサの耐熱性を適合させるように形成された少なくとも１つの構成要素を有する、ホイール回転数センサ（１）。

【請求項2】

前記ホイール回転数センサ（１）は、前記能動型のパルスセンサ（２）と前記ホイール回転数センサ（１）の周辺との間に、前記ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるように前記ホイール回転数センサの前記耐熱性を適合させるための前記構成要素として、前記ハウジング（３）の材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱媒体を含む領域を有する、請求項１記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項3】

前記ホイール回転数センサ（１）は、前記断熱媒体を内部に閉じ込めるように形成された密閉された中空室を有する、請求項２記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項4】

前記断熱媒体は空気を含む、請求項３記載のホイール回転数センサ。

【請求項5】

前記ホイール回転数センサ（１）は、複数の密閉された中空室を有する、請求項３または４記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項6】

前記複数の密閉された中空室は、互いに隣り合って配置されている、請求項５記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項7】

前記中空室は、少なくとも部分的にハニカム構造を有する、請求項６記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項8】

１つ以上の前記中空室は、前記ハウジング（３）の外面と前記保護キャップ（６）の内面との間に設けられている、請求項３から７までのいずれか１項記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項9】

前記能動型のパルスセンサ（２）は、前記ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるように前記ホイール回転数センサの前記耐熱性を適合させるための前記構成要素として、ＡＭＲセンサを有する、請求項１から８までのいずれか１項記載のホイール回転数センサ（１）。

【請求項10】

前記ＡＭＲセンサは、前記ホイール回転数センサ（１）の温度を検出するように形成されている、請求項９記載のホイール回転数センサ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、商用車用のホイール回転数センサ、特に商用車の走行機構に設けられたホイールのブレーキの領域に配置された商用車用のホイール回転数センサに関する。

【0002】

今日、特に支援システム、例えばＡＢＳ、ＡＳＲまたはＥＳＰの機能を可能にするためには、車両の個々のホイールのホイール回転数を検出することが必要である。その際、限界状況において相応のアルゴリズムを制御するために、ホイール回転数の正確な検出が必要となる。ホイール回転数を正確に検出するために、車両の１つのホイールの領域に配置されていて、機械的な伝達による偏差なしに、回転数が可能な限り直接検出されるホイール回転数センサが知られている。

【0003】

乗用車の分野では、能動型のホイール回転数センサ、つまり、供給電圧を印加することにより作動させられて、出力信号を生成するホイール回転数センサが使用されることが多い。能動型のホイール回転数センサは、例えば回転数に依存した一定の振幅を有する信号をホイール回転数センサで前もって生成する。したがって、例えばバスシステムを介して伝送され、制御装置で評価することができるデータプロトコルがホイール回転数センサで前もって生成される。さらに、診断機能を実行することが可能である。

【0004】

商用車の分野では、これまで、能動型のホイール回転数センサを使用し、そのメリットを利用することが不可能であった。なぜならば、商用車の分野では、乗用車の分野よりも、ホイールの領域でセンサへの熱負荷が大きく、特にホール素子のチップが熱負荷に耐えられないからである。

【0005】

つまり、本発明の根底にある課題は、上記欠点を排除して、より高い熱負荷を伴う領域でも使用することができる能動型のホイール回転数センサを提供することである。

【0006】

この課題は、請求項１に記載のホイール回転数センサによって解決される。従属請求項には、有利な改良形態が含まれている。

【0007】

本発明の一態様によれば、商用車用のホイール回転数センサは、能動型のパルスセンサと、この能動型のパルスセンサを少なくとも部分的に取り囲むように形成されたハウジングと、このハウジングを少なくとも部分的に覆う保護キャップとを有している。ホイール回転数センサは、さらに、このホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させるように形成された少なくとも１つの構成要素を有している。

【0008】

能動型のパルスセンサは、センサの検出領域における磁場の変化により発生させられたパルスを検出するセンサである。センサの領域における磁場の変化は、検出領域への磁性体の進入、例えば、永久磁石が取り付けられた回転する磁極ホイールの進入またはセンサの領域における定常磁場の変化によって生じる。この定常磁場は、検出領域への強磁性体の進入によって変化させられる。この場合、周面に複数の歯と溝とを有するパルスホイールが、センサの検出領域で運動させられ、この検出領域を通して運動させられる歯と溝とによる磁場の変化が検出される。この場合には、１つの歯から１つの溝への移行だけでなく、１つの溝から１つの歯への移行も検出することができる。

【0009】

乗用車の分野と異なり、商用車の分野では、制動時にホイールブレーキの領域に、より高い温度が発生する。なぜならば、著しく高い運動エネルギーが、主として、熱エネルギーに変換されるからである。ホイール回転数センサも商用車のホイールブレーキも商用車のホイールハブの領域に配置されているので、ホイール回転数センサへの熱負荷が著しく大きい高温環境が存在する。この高温環境には、確かに、持続的な高い温度は存在しないが、しかしながら、特に強い制動時に発生するピーク温度は、乗用車の分野よりも高い。

【0010】

ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させるように形成された１つの構成要素または複数のこのような構成要素を使用することによって、ホイール回転数センサをホイールハブの領域ひいてはホイールブレーキの領域に配置することができる。このとき、それにもかかわらず、能動型のパルスセンサを備えたホイール回転数センサの機能および通常の寿命は保証されている。さらに、付加的な機能、例えば、複数のホイールのうちの１つのホイールの回転方向の識別、パルスセンサと磁極ホイールとの間の空隙の測定、診断機能、例えば磁気的なパラメータに対する診断機能、パリティビットでの信号伝送等を実現することができる。

【0011】

ホイール回転数センサの有利な改良形態では、ホイール回転数センサが、能動型のパルスセンサとホイール回転数センサの周辺との間に、ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させるための構成要素として、ハウジングの材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱媒体を含んだ領域を有している。

【0012】

ハウジングの材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱材料を含んだ上記領域によって、能動型のパルスセンサと周辺との間で、熱が感温性の構成部材に、よりゆっくりと伝導され、この感温性の構成部材が配置された領域を、高温環境で短期的に生じる過剰の温度に対して有効に防護することができる。

【0013】

ホイール回転数センサの別の有利な改良形態によれば、ホイール回転数センサが、断熱媒体を内部に閉じ込めるように形成された密閉された中空室を有している。

【0014】

断熱媒体を含んだ密閉された中空室は簡単に製作することができ、断熱媒体は、必要に応じて、中空室内に簡単に供給することができる。

【0015】

ホイール回転数センサの別の有利な改良形態では、断熱媒体が空気を含んでいる。

【0016】

空気、例えば、組付け環境における周辺空気は、ホイール回転数センサの最終的な組付け前に開放している中空室内に何ら助けを借りずに存在しており、したがって、多大な手間をかけずに使用することができる有利な断熱媒体である。

【0017】

ホイール回転数センサの別の有利な改良形態では、ホイール回転数センサが、複数の密閉された中空室を有している。

【0018】

複数の密閉された中空室を設けることによって、ホイール回転数センサの断熱特性をより正確に規定することができる。特に断熱媒体としてガス、例えば空気を使用する場合には、対流を減少させるかまたは排除することによって、断熱特性がさらに改善される。

【0019】

ホイール回転数センサの別の有利な改良形態によれば、複数の密閉された中空室が、互いに隣り合って配置されている。

【0020】

この配置形態によって、熱を危険にさらされた領域に断熱材料よりも良好に伝導してしまうホイール回転数センサの材料の面積を減少させることができ、したがって、断熱作用を強化することができる。

【0021】

ホイール回転数センサの別の有利な改良形態では、中空室が、少なくとも部分的にハニカム構造を有している。

【0022】

複数の中空室が、単に一方向ではなく、二方向に相並んで配置されていて、中空室同士の間に可能な限り小さな中間室が存在しているハニカム構造によって、熱を危険にさらされた領域により良好に伝導してしまうホイール回転数センサの材料の面積がさらに減少させられ、これによって、断熱作用が一層強化される。

【0023】

ホイール回転数センサの別の有利な改良形態では、ホイール回転数センサが、ハウジングの外面と保護キャップの内面との間に１つ以上の中空室を有している。

【0024】

１つ以上の中空室のこの配置形態によって、中空室を簡単に製作することができる。なぜならば、ハウジングの外面または保護キャップの内面に複数の凹部が加工されさえすればよいからである。

【0025】

ホイール回転数センサの有利な改良形態によれば、能動型のパルスセンサが、ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させるための構成要素として、ＡＭＲセンサを有している。

【0026】

ＡＭＲセンサ、つまり、「異方性磁気抵抗」効果を伴うチップを有するセンサは、大きな耐熱性（温度抵抗能力）を有している。これによって、より大きな構造的な手段なしでも、ホイール回転数センサを、より高い熱負荷がかかる高温環境で使用することができる。

【0027】

ホイール回転数センサの有利な改良形態に相応して、ＡＭＲセンサは、ホイール回転数センサの温度を検出するように形成されている。

【0028】

ＡＭＲセンサの使用時には、付加的な構成部材なしに、ホイール回転数センサの温度を検出することができる。

【0029】

以下に、本発明を１つの実施例に基づき添付の図面を参照しながら説明する。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明に係るホイール回転数センサの構成要素を並置させて示す図である。

【図2】図１のホイール回転数センサの第２の構成部材の外面の一部の拡大図である。

【図3】半径方向のケーブルアウトレットを備えたホイール回転数センサの第１の構成部材が、注型により第２の構成部材で取り囲まれた状態を示す図である。

【図4】保護キャップが組み付けられた図３のホイール回転数センサを示す図である。

【0031】

図１には、本発明の好適な実施形態のホイール回転数センサ１の構成要素が並置させて示してある。ホイール回転数センサ１は商用車（図示せず）に使用される。代替的には、ホイール回転数センサ１は別の車両に使用されてもよい。

【0032】

ホイール回転数センサ１は、能動型のパルスセンサ２と、この能動型のパルスセンサ２を部分的に取り囲むハウジング３とを有している。

【0033】

ハウジング３は、プラスチックから成る第１の構成部材４と、この第１の構成部材４に結合され、同じプラスチックから成る第２の構成部材５とを有している。さらに、ホイール回転数センサ１は、ハウジング３を部分的に覆う保護キャップ６を有している。代替的な実施形態では、ホイール回転数センサ１のハウジング３が完全に覆われる。図１には、これらの部材が、相並んで配置されて示してある。実際、最終的な形態では、第１の構成部材４が能動型のパルスセンサ２と共に第２の構成部材５によって同心的に取り囲まれている。製造は以下のように行われる。予め組み立てられた要素、つまり、能動型のパルスセンサ２と、バスバー９と、接続ケーブル１０とを備えた第１の構成部材４が、この第１の構成部材４を製造したプラスチックで注型により取り囲まれる。これによって、第１の構成部材４をいわば被覆する第２の構成部材５が形成される。図１において第１の構成部材４の右側の端部に示したように、この端部は、能動型のパルスセンサ２を完全に覆わないようにするための切欠きを有している。代替的には、この切欠きが設けられておらず、能動型のパルスセンサ２がハウジング３によって完全に取り囲まれている。別の代替的な実施形態では、予め組み立てられる全ての要素が設けられていないか、または第１の構成部材４が、代替的には、注型により取り囲まれず、例えば、複数の部材から成る第２の構成部材５が第１の構成部材４に被せられ、部材同士が互いに結合、例えばクリップ結合される。代替的には、同じプラスチックが使用されない。

【0034】

ホイール回転数センサ１は、能動型のパルスセンサ２とホイール回転数センサ１の周辺との間に、ハウジング３の材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱材料を含んだ領域を有していて、これによって、ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させることができる構成要素を形成している。

【0035】

断熱材料を含んだ領域は、図２、つまり、図１のホイール回転数センサ１の第２の構成部材５の外面の一部の拡大図により正確に示したように、複数の凹部７を有している。これらの凹部７は、能動型のパルスセンサ２とホイール回転数センサ１の周辺との間に設けられていて、外向きに開放している。

【0036】

保護キャップ６がハウジング３に組み付けられている場合、凹部７によって、第２の構成部材５、つまり、ハウジング３の外面と保護キャップ６の内面との間に複数の中空室が形成される。これによって、ホイール回転数センサ１が、互いに隣り合って配置された複数の密閉された中空室を有している。特にハウジング３は、ハニカム構造を成す複数の中空室を有している。ハニカム構造では、中空室が二方向に相並んで配置されていて、中空室同士の間に可能な限り小さな中間室が存在している。

【0037】

代替的な実施形態では、ホイール回転数センサ１が、複数の中空室ではなく、ただ１つの中空室を有している。この中空室は、能動型のパルスセンサ２が高い温度から断熱されていて、ホイール回転数センサ１を高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性が適合させられているように形成されている。別の代替的な実施形態では、ハウジング３がハニカム構造を有していないか、または中空室が互いに隣り合って配置されていない。別の代替的な実施形態では、中空室が、ハウジング３の外面と保護キャップ６の内面との間で保護キャップ６にも配置されているかもしくは専ら保護キャップ６にしか配置されていないか、またはハウジング３の外面と保護キャップ６の内面との間に配置されておらず、例えば、完全に保護キャップ６の材料の内部またはハウジング３の第２の構成部材５の内部に設けられている。

【0038】

中空室内には、ハウジング３、特に第２の構成部材５の材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱媒体として、空気が閉じ込められている。代替的な実施形態では、別種のガスが中空室内に閉じ込められているか、またはハウジング３の材料と異なる材料から成る液体もしくは固形物が閉じ込められている。

【0039】

能動型のパルスセンサ２は、ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させるための構成要素として、ＡＭＲセンサを有している。

【0040】

ＡＭＲセンサは、付加的な機能、つまり、複数のホイールのうちの１つのホイールの回転方向の識別、パルスセンサと磁極ホイールとの間の空隙の測定、診断機能、例えば磁気的なパラメータに対する診断機能、パリティビットでの信号伝送およびホイール回転数センサの温度の検出を実施するように形成されている。代替的な実施形態では、これらの機能のうちのただ１つの機能または幾つかの機能しか実施されない。

【0041】

図３には、半径方向のケーブルアウトレット８を備えたホイール回転数センサ１の第１の構成部材４が、注型により第２の構成部材５で取り囲まれた状態で示してある。

【0042】

図４には、保護キャップ６が組み付けられた、半径方向のケーブルアウトレットを備えたホイール回転数センサ１が示してある。

【0043】

さらに、商用車はホイール回転数センサ１を有している。能動型のパルスセンサと、ホイール回転数センサを高温環境で使用することができるようにホイール回転数センサの耐熱性を適合させる構成要素とを備えたホイール回転数センサ１を設けることによって、能動型のパルスセンサの付加的な機能を商用車の分野で使用することができる。

【0044】

明細書、以下の特許請求の範囲および図面に示した全ての特徴は、個別にも、互いに任意に組み合わせても、本発明にとって重要であり得る。

【符号の説明】

【0045】

１ ホイール回転数センサ
２ 能動型のパルスセンサ
３ ハウジング
４ 第１の構成部材
５ 第２の構成部材
６ 保護キャップ
７ 凹部
８ 半径方向のケーブルアウトレット
９ バスバー
１０ 接続ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】