變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種變速器，還提供了用于將磁扭矩傳感器布置在前輪驅(qū)動變速器的輸出軸上的各種封裝設(shè)計。一種設(shè)計提供將傳感器安裝在鏈主動鏈輪上或?qū)鞲衅骷傻奖恍薷牡逆溳嗇S承座中。另一種設(shè)計提供將傳感器安裝在行星齒輪式主減速器的接地齒圈上。另一種設(shè)計提供將傳感器安裝在差速殼體上。另一種設(shè)計提供將傳感器安裝在輸出行星齒輪架輪轂/駐車齒輪上。另一種設(shè)計提供將傳感器安裝在多片式分動齒輪的端面上。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有磁傳感器的自動變速器。 變速器

【背景技術(shù)】
[0002] 車輛的自動變速器包括輸入軸和輸出軸。輸入軸從來自動力源（例如，發(fā)動機） 的動力接收輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩。變速器將該輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩轉(zhuǎn)換為輸出轉(zhuǎn)速下 的輸出扭矩。輸出軸將該輸出轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩傳遞至車輛的牽引輪，以推進車輛。
[0003] 變速器通過調(diào)節(jié)輸入軸和輸出軸之間的傳動比（例如，在換高檔或換低檔期間） 而將輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩轉(zhuǎn)換為輸出轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩。通過應(yīng)用和/或釋放摩擦元件 (例如，離合器、帶式制動器等）以通過改變變速器的行星齒輪構(gòu)造改變轉(zhuǎn)速和扭矩關(guān)系來 實現(xiàn)變速器換檔。結(jié)果，從發(fā)動機到車輪之間建立和解除動力流動路徑。
[0004] 必須正確地控制摩擦元件以進行令人滿意的變速器換檔。針對這點，與變速器的 操作有關(guān)的信息被用于控制摩擦元件。例如，可使用指示由輸出軸傳遞的輸出扭矩和輸出 軸的轉(zhuǎn)速的信息。
[0005] 通常基于所能夠獲得的各種類型的信息來估計輸出軸的扭矩和轉(zhuǎn)速。避免估計的 一種方法是使用安裝在變速器中的用于直接檢測扭矩參數(shù)和/或轉(zhuǎn)速參數(shù)的磁傳感器。然 而，在變速器有限的空間內(nèi)對這種磁傳感器進行安裝和封裝提出了挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實施例提供用于將磁扭矩和/或速度傳感器封裝在前輪驅(qū)動（FWD)變速 器的輸出側(cè)的設(shè)計，以進行批量生產(chǎn)。
[0007] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括鏈主動鏈輪、泵殼體和 磁扭矩傳感器。鏈主動鏈輪用于驅(qū)動輸出軸并具有磁化區(qū)域。磁扭矩傳感器用于檢測鏈主 動鏈輪的扭矩，安裝到泵殼體的面對磁化區(qū)域的那部分。
[0008] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括鏈從動鏈輪、鏈輪軸承 座和磁扭矩傳感器。鏈從動鏈輪用于驅(qū)動輸出軸并具有鏈輪輪轂，該鏈輪輪轂具有磁化區(qū) 域。磁扭矩傳感器用于檢測鏈輪輪轂的扭矩，安裝到鏈輪軸承座的面對磁化區(qū)域的那部分。
[0009] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括行星齒輪式主減速器、 固定殼體部和磁扭矩傳感器。行星齒輪式主減速器用于驅(qū)動輸出軸并具有齒圈。齒圈的接 地位置被構(gòu)造成使得接地路徑包括磁化區(qū)域。磁扭矩傳感器安裝到殼體部的面對磁化區(qū)域 的那部分。在一種變型中，齒圈具有與其連接的徑向板，齒圈包括磁化區(qū)域，磁扭矩傳感器 感測磁化區(qū)域以檢測齒圈的徑向板的扭矩。在另一種變型中，齒圈包括與其連接的圓筒殼， 圓筒殼包括磁化區(qū)域并且被構(gòu)造成能夠使鏈條傳動穿過所述圓筒殼，且磁扭矩傳感器感測 磁化區(qū)域以檢測齒圈的圓筒殼的扭矩。
[0010] 圓筒殼用作擋油板，以防止油在鏈條傳動周圍積聚并且降低鏈條傳動的阻力。
[0011] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括一體式組件，所述一體 式組件具有差速殼體和用于驅(qū)動輸出軸的主減速器輸出齒輪。主減速器輸出齒輪具有磁化 區(qū)域。變速器還包括磁扭矩傳感器。磁扭矩傳感器用于檢測主減速器輸出齒輪的扭矩，安 裝到變速器的固定殼體部的面對磁化區(qū)域的那部分。
[0012] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括：一體式組件，包括差 速殼體和用于驅(qū)動輸出軸的主減速器輸出齒輪，主減速器輸出齒輪具有磁化區(qū)域；固定殼 體部；磁扭矩傳感器，用于檢測主減速器輸出齒輪的扭矩，安裝到殼體部的面對磁化區(qū)域的 那部分。
[0013] 所述變速器還包括惰輪軸，所述惰輪軸與主減速器輸出齒輪相協(xié)作。
[0014] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括行星齒輪式主減速器、 小齒輪、差速殼體、固定殼體部和磁扭矩傳感器。差速殼體用于驅(qū)動輸出軸，并具有位于行 星齒輪式主減速器的差速輸入載荷位置與小齒輪處的載荷之間的扭矩路徑部分。扭矩路徑 部分具有磁化區(qū)域。磁扭矩傳感器用于檢測扭矩路徑部分的扭矩，安裝到殼體部的面對磁 化區(qū)域的那部分。
[0015] 扭矩路徑部分相對于輸出軸的縱向徑向地定位。
[0016] 扭矩路徑部分相對于輸出軸的縱向成角度地定位。
[0017] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括輸出行星齒輪、泵殼體 和磁扭矩傳感器。輸出行星齒輪具有行星架輪轂。行星架輪轂具有位于行星架輪轂的載荷 輸入與載荷輸出之間的磁化區(qū)域。磁扭矩傳感器用于檢測行星架輪轂的扭矩，安裝到泵殼 體的面對磁化區(qū)域的那部分。
[0018] 傳感器的配線延伸穿過泵殼體的壁的銑削槽。
[0019] 在一個實施例中，本發(fā)明提供一種變速器，所述變速器包括分動軸、分動齒輪的端 面、固定殼體部和磁扭矩傳感器。分動齒輪的端面包括相互連接在一起的外齒輪和內(nèi)齒輪。 外齒輪在外徑上具有輪齒，且內(nèi)齒輪在其內(nèi)徑處通過花鍵連接到分動軸。內(nèi)齒輪具有磁化 區(qū)域。磁扭矩傳感器用于檢測分動軸的扭矩，安裝在殼體部的面對磁化區(qū)域的那部分中。
[0020] 傳感器的配線在殼體部的壁附近延伸并附著到殼體部的壁。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛的動力傳動系的框圖；
[0022] 圖2示出圖1中所示的動力傳動系的變矩器和變速器的剖視圖，其中，變速器缺少 輸出軸傳感器；
[0023] 圖3A、圖3B和圖3C示出用于檢測軸的扭矩的磁扭矩傳感器的示例；
[0024] 圖4示出用于檢測軸的旋轉(zhuǎn)速度的磁速度傳感器的示例；
[0025] 圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第一變型的具有傳感器位于鏈主動鏈輪 (chain drive sprocket)上的這種設(shè)計的自動變速器的剖視圖；
[0026] 圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第二變型的具有傳感器位于鏈從動鏈輪 (chain driven sprocket)上的這種設(shè)計的自動變速器的剖視圖；
[0027] 圖6A示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第一變型的具有傳感器位于行星齒輪式主 減速器（final planetary drive)的接地齒圈處的這種設(shè)計（徑向構(gòu)造）的自動變速器的 剖視圖；
[0028] 圖6B-1和圖6B-2分別示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的行星齒輪式主減速器的齒 圈的修改形式的橫向剖視圖和徑向剖視圖；
[0029] 圖6C示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第二變型的具有傳感器位于行星齒輪式主 減速器的接地齒圈處的這種設(shè)計（軸向構(gòu)造）的自動變速器的剖視圖；
[0030] 圖7A示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的第一變型的具有傳感器位于差速殼體 (differential housing)處并位于主減速器（final drive)輸出齒輪的端面上的這種設(shè)計 (具有惰輪軸的主減速器構(gòu)造）的自動變速器的剖視圖；
[0031] 圖7B示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的第二變型的具有傳感器位于差速殼體處并 位于行星齒輪式主減速器之后的徑向/成角度的區(qū)域中的這種設(shè)計（具有鏈和行星齒輪式 主減速器的主減速器構(gòu)造）的自動變速器的剖視圖；
[0032] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的具有傳感器位于輸出行星齒輪架輪轂/駐車 齒輪處的這種設(shè)計的自動變速器的剖視圖；
[0033] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的具有傳感器位于多片式分動齒輪 (multi-piece transfer gear)端面處的這種設(shè)計的自動變速器的剖視圖。

【具體實施方式】
[0034] 在此公開本發(fā)明的具體實施例；然而，應(yīng)該理解，公開的實施例僅僅是本發(fā)明的示 例，本發(fā)明可以以多種和可選的形式被實施。附圖并不需要按照比例繪制，可夸大或最小化 一些特征以示出特定部件的細節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能的細節(jié)不應(yīng)該被解釋 為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員多樣化地應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0035] 現(xiàn)在參照圖1，示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的車輛的動力傳動系10的框圖。動力傳 動系10包括發(fā)動機12、變矩器14和自動變速器16。變速器16具有輸入軸18和輸出軸20。 發(fā)動機12通過發(fā)動機12的連接到變矩器14的曲軸13將扭矩傳遞到變矩器14。變矩器 14將發(fā)動機扭矩轉(zhuǎn)換成一輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩，并將該輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩傳遞到變 速器16的輸入軸18。變速器16用于改變傳動比，從而將該輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩轉(zhuǎn)換成 一輸出轉(zhuǎn)速（例如，降低的轉(zhuǎn)速）下的輸出扭矩（例如，增大的扭矩）。變速器16將該輸出 轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩傳遞到輸出軸20。輸出軸20連接到車輛驅(qū)動系統(tǒng)（未示出），從而該輸 出轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩可用于驅(qū)動車輛的車輪。
[0036] 雖然在此未示出，但是本發(fā)明的實施例也能夠用于包括（例如）發(fā)動機和電機而 不包括變矩器的混合動力式動力傳動系。
[0037] 動力傳動系10還包括輸出軸傳感器24。該輸出軸傳感器24與輸出軸20相關(guān)聯(lián) 并被構(gòu)造成監(jiān)測輸出軸20的（輸出）扭矩和（輸出）轉(zhuǎn)速中的至少一者。傳感器24經(jīng)由 配線（未示出）向控制器提供指示所監(jiān)測的信息的傳感器信號，以便該控制器相應(yīng)地控制 變速器16的操作。
[0038] 動力傳動系10還可包括輸入軸傳感器22。該輸入軸傳感器22與輸入軸18相關(guān) 聯(lián)并被構(gòu)造成監(jiān)測輸入軸18的（輸入）扭矩和（輸入）轉(zhuǎn)速中的至少一者。傳感器22向 控制器（未示出）提供指示所監(jiān)測的信息的傳感器信號，以便該控制器相應(yīng)地控制變速器 16的操作。
[0039] 現(xiàn)在參照圖2,并繼續(xù)參照圖1，示出變速器16和變矩器14的剖視圖。如圖2所 示，變矩器14被裝入在變矩器箱體26內(nèi)，并且變速器16被裝入在變速器箱體28內(nèi)。
[0040] 變速器機構(gòu)30將通過輸入軸18接收到的輸入轉(zhuǎn)速下的輸入扭矩轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^輸出 軸20傳遞的輸出轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩。如圖2的右手側(cè)所示，變速器機構(gòu)30使用行星齒輪 組。本發(fā)明的實施例可被應(yīng)用于其它類型的變速器機構(gòu)，包括但不限于皮帶驅(qū)動式變速器、 雙離合器變速器或無級變速器。
[0041] 變矩器14包括渦輪32、定子34和泵輪36。泵輪36被固定地連接到發(fā)動機曲軸 13,從而泵輪36隨曲軸13的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。定子34通過單向離合器39而固定到定子支承 40的定子軸（即，定子管）上。定子支承40固定到變速器箱體28。渦輪32通過渦輪輪轂 42機械地鏈接到輸入軸18。
[0042] 注意，如圖2所示的變速器16不具有用于直接測量輸出軸20的扭矩和/或轉(zhuǎn)速 的輸出軸傳感器24。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思和特征來構(gòu)造變速器，以能夠在該 變速器內(nèi)封裝輸出軸傳感器24,其中，傳感器24是磁傳感器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，將輸出 軸傳感器24封裝在變速器內(nèi)，這樣能夠直接測量輸出軸20的扭矩和/或轉(zhuǎn)速。
[0044] 在某些實施例中，傳感器24是用于監(jiān)測輸出軸20的扭矩的磁扭矩傳感器。類似 地，在某些實施例中，傳感器24是用于監(jiān)測輸出軸20的轉(zhuǎn)速的磁速度傳感器。此外，在某 些實施例中，傳感器24是用于監(jiān)測輸出軸20的扭矩和轉(zhuǎn)速的磁扭矩和速度傳感器。
[0045] 磁扭矩和速度傳感器技術(shù)在具有恒定的直徑和受控的硬度的軸上的自由光滑表 面區(qū)域而最優(yōu)地工作，其中，該軸的一部分被磁化。磁傳感器技術(shù)利用磁通量感測元件（例 如，磁通門傳感器）。優(yōu)選地，感測元件相對于軸的旋轉(zhuǎn)磁化表面靜止并固定。優(yōu)選地，軸相 對于傳感器殼體沿軸向或徑向方向的移動是最小的。如以上所指示的，諸如圖2中所示的 傳統(tǒng)的變速器設(shè)計在磁傳感器封裝方面提出了挑戰(zhàn)。
[0046] 傳感器24可以是如第6, 145, 387號、第6, 047, 605號、第6, 553, 847號和第 6, 490, 934號的美國專利中所描述的磁彈性傳感器。也可以使用其它的磁傳感器，以能夠在 傳感器的磁通量感測元件和軸之間不進行物理接觸的情況下精確地測量施加在旋轉(zhuǎn)軸上 的扭矩和該軸的旋轉(zhuǎn)速度。
[0047] 現(xiàn)在參照圖3A、圖3B和圖3C，將描述用于檢測軸的扭矩的磁扭矩傳感器的示例。 本示例假設(shè)該軸是輸出軸20且磁扭矩傳感器是輸出軸傳感器24。
[0048] 輸出軸傳感器24包括位于傳感器殼體44中的磁通量感測兀件。輸出軸20包括 磁化區(qū)域46。磁化區(qū)域46繞輸出軸20周向地延伸。磁化區(qū)域46可通過在輸出軸20的選 定區(qū)域上涂覆作為薄層的磁化材料或通過使軸上的一區(qū)域磁化而建立。傳感器殼體44固 定在與輸出軸20的磁化區(qū)域46鄰近的位置，以使感測元件能夠感測到扭矩感應(yīng)信號。
[0049] 優(yōu)選地，輸出軸20由鎳含量高的鋼制成，優(yōu)選地，在表層處具有馬氏體結(jié)構(gòu)。輸出 軸20被硬化以能夠被永久磁化。輸出軸20的選定磁化區(qū)域46利用其上的磁化材料而從 表面被磁化至硬化層內(nèi)的指定深度。磁圖案（magnetic pattern)或極性特征（polarity signature)可取決于磁彈性扭矩感測原理的特定實施。然而，它們需要輸出軸20的磁化區(qū) 域46和包含有一個或更多個磁通量感測兀件的傳感器殼體44。傳感器殼體44可包括其它 類型的感測元件（例如，熱電偶）。
[0050] 在沒有載荷（圖3A)的情況下，磁力線被限制在軸表面附近或軸表面內(nèi)。在圖3A 中的示圖示出了磁力線方向的簡化視圖。依據(jù)選定的磁化模式，磁力線可能會具有更復(fù)雜 的方向模式。
[0051] 當(dāng)施加載荷時（即，輸出軸20扭轉(zhuǎn)），磁通量47從軸表面延伸，并且通過感測元件 來測量磁通量的與所施加的扭矩成比例的軸向分量（圖3B和3C)。例如，如圖3B和3C所 示，當(dāng)載荷大于零時，磁通量47沿一個方向重新排列，并且當(dāng)載荷小于零時，磁通量47沿相 反的方向重新排列。任何一種重新排列都會造成更多的磁通量47與載荷水平成比例地從 軸表面出來。如圖3B和3C所指示的，感測元件檢測磁通量的方向和磁通量的強度。本技 術(shù)的變型可包括（例如）雙頻帶磁彈性扭矩傳感器或三頻帶磁彈性扭矩傳感器。
[0052] 現(xiàn)在參照圖4,將描述用于檢測軸的旋轉(zhuǎn)速度的磁速度傳感器的示例。再一次地， 本示例假設(shè)該軸是輸出軸20并且磁速度傳感器是輸出軸傳感器24。傳感器24包括具有磁 通量感測元件的傳感器殼體44。輸出軸20包括磁化區(qū)域48,該磁化區(qū)域48由圍繞輸出軸 的外周以點的方式重復(fù)地放置的磁性材料構(gòu)成，如圖4所示。傳感器殼體44被放置在軸表 面附近，接收磁通量的周向分量。隨著旋轉(zhuǎn)軸20通過感測元件，在磁點上產(chǎn)生周期性的電 壓信號。利用比較器電路能夠?qū)⒅芷谛缘碾妷盒盘栟D(zhuǎn)換成方波信號，然后，通過對方波周期 的數(shù)量進行計數(shù)能夠?qū)⒃摲讲ㄐ盘栟D(zhuǎn)換成rpm。該技術(shù)的變型可以包括（例如）單頻帶速 度傳感器和雙頻帶速度傳感器。
[0053] 為了簡便起見，磁扭矩和/或速度傳感器在此被稱為"磁扭矩傳感器"或簡化為 "傳感器"。然而，如上所述，這種磁扭矩傳感器或傳感器可以僅是磁扭矩傳感器、僅是磁速 度傳感器或者是磁扭矩和速度傳感器。
[0054] 基于前面的描述，現(xiàn)在將描述本發(fā)明的各個實施例。
[0055] 通常，本發(fā)明的實施例針對磁扭矩和/或速度傳感器（"傳感器"或"輸出傳感器"） 在FWD變速器的輸出軸上的布置提供多個位置和封裝設(shè)計。這些位置和封裝設(shè)計能夠被歸 納成以下的不同實施例。
[0056] 第一實施例提供：將傳感器安裝在鏈主動鏈輪上或者將傳感器集成到被修改后的 鏈輪軸承座（sprocket bearing mount)中。因此，在一種變型中，傳感器安裝在主動鏈輪 上，在另一種變型中，傳感器安裝在從動鏈輪上。
[0057] 第二實施例提供：將傳感器安裝在行星齒輪式主減速器的接地齒圈處。一種變型 采用徑向傳感器構(gòu)造，而另一種變型采用軸向傳感器構(gòu)造。
[0058] 第三實施例提供：將傳感器安裝在差速殼體處。在一種變型中，傳感器位于主減速 器（具有惰輪軸的主減速器構(gòu)造）輸出齒輪的端面上。在另一種變型中，傳感器處于行星 齒輪式主減速器（具有鏈和行星齒輪式主減速器的主減速器構(gòu)造）之后的徑向區(qū)域處。
[0059] 第四實施例提供：將傳感器安裝在輸出行星齒輪架輪轂/駐車齒輪處。第五實施 例提供：將傳感器安裝在多片式分動齒輪的端面處。
[0060] 現(xiàn)在參照圖5A，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第一變型的具有傳感器位于鏈 主動鏈輪上的這種設(shè)計的自動變速器50的剖視圖。在變速器50中，定子組件40由定子支 承和定子管組成，該定子支承和定子管壓裝在一起以形成定子組件40。裝配后的定子組件 40與泵殼體54通過螺栓而相互連接。變速器50包括用于驅(qū)動變速器50的輸出軸20的鏈 主動鏈輪52。鏈主動鏈輪52包括傳感器24的磁化區(qū)域46。磁化區(qū)域46位于鏈主動鏈輪 52的面對泵殼體54的外表面上。傳感器24的傳感器殼體44集成到泵殼體54的面對鏈主 動鏈輪52的磁化區(qū)域46的那部分中。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測元件感測磁化區(qū)域 46,從而讀取鏈主動鏈輪52的表面上的切向應(yīng)力。傳感器24的配線56被嵌入通過泵殼體 54。
[0061] 現(xiàn)在參照圖5B，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第二變型的具有傳感器位于鏈 從動鏈輪上的這種設(shè)計的自動變速器60的剖視圖。變速器60包括用于驅(qū)動變速器60的 輸出軸20的鏈從動鏈輪62。變速器60還包括與鏈從動鏈輪62連接的鏈輪軸承座64。鏈 從動鏈輪62通過鏈條傳動（chain drive) 63而被驅(qū)動。鏈從動鏈輪62的鏈輪輪轂的一側(cè) 包括傳感器24的磁化區(qū)域46。磁化區(qū)域46位于鏈從動鏈輪62的面對鏈輪軸承座64的外 表面上。鏈輪軸承座64被修改，使得傳感器24的傳感器殼體44可被集成于其中，如圖5B 所示。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測元件感測磁化區(qū)域46,從而讀取鏈輪輪轂上的切向應(yīng) 力。傳感器24的配線66從軸承68下方于鏈從動鏈輪62和鏈輪軸承座64之間向外延伸。
[0062] 現(xiàn)在參照圖6A，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第一變型的具有傳感器位于行 星齒輪式主減速器的接地齒圈處的這種設(shè)計（徑向構(gòu)造）的自動變速器70的剖視圖。變 速器70包括用于驅(qū)動變速器70的輸出軸20的行星齒輪式主減速器76。行星齒輪式主減 速器76包括齒圈74。齒圈74的接地位置72被構(gòu)造成使得接地路徑包括傳感器24的磁化 區(qū)域46。齒圈74包括焊接于其上的徑向板78。磁化區(qū)域46位于齒圈74的徑向板78的 表面上。徑向板78較窄以提1?應(yīng)力。徑向板78的材料可被移除以進一步提1?應(yīng)力。傳感 器24的傳感器殼體44可嵌入在變速器70的面對齒圈74的徑向板78的固定殼體部79中。 傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測元件感測磁化區(qū)域46,從而讀取齒圈74的徑向板78上的應(yīng) 力。傳感器24的配線82延伸至定子組件40、泵殼體54和殼體部79之間的空腔84并在殼 體部79的頂部從變速器70向外延伸。在圖6A中，在中心線（標(biāo)記于輸出軸20上）以上 示出了前輪驅(qū)動（FWD)式變速器70且在中心線以下示出了全輪驅(qū)動（AWD)式變速器70。
[0063] 現(xiàn)在參照圖6B-1和圖6B-2,示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的行星齒輪式主減 速器76的齒圈74的修改形式的橫向剖視圖和徑向剖視圖。齒圈74包括內(nèi)部分75和外部 分77。齒圈74的外部分77接地至變速器殼體。齒圈74包括位于磁化區(qū)域46中的減少的 區(qū)域。
[0064] 現(xiàn)在參照圖6C，并繼續(xù)參照圖6A，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第二變型的 具有傳感器位于行星齒輪式主減速器的接地齒圈處的這種設(shè)計（軸向構(gòu)造）的自動變速器 90的剖視圖。行星齒輪式主減速器76的齒圈74的接地位置72被構(gòu)造成使得接地路徑包 括傳感器24的一個或更多個磁化區(qū)域46。齒圈74包括焊接于其上的圓筒殼92。磁化區(qū) 域46位于齒圈74的圓筒殼92的表面上。圓筒殼92較窄以提高應(yīng)力。圓筒殼92的材料 可被移除，如94處所指示的，以使鏈條傳動63穿過。傳感器24的傳感器殼體44嵌入在變 速器90的位于磁化區(qū)域46位置處的固定殼體部96中。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測兀 件感測磁化區(qū)域46,從而讀取齒圈74的圓筒殼92上的應(yīng)力?？赏ㄟ^花鍵或螺栓連接到殼 體部96來實現(xiàn)接地位置72。圓筒殼92在如98所指示的底部能夠用作擋油板，以防止油在 鏈條傳動63周圍積聚并且降低鏈條傳動63的阻力。在圖6C中，在中心線以上示出了 FWD 式變速器90并且在中心線以下示出了 AWD式變速器90。
[0065] 現(xiàn)在參照圖7A，示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的第一變型的具有傳感器位于差 速殼體處并位于主減速器輸出齒輪的端面上的這種設(shè)計（具有惰輪軸的主減速器構(gòu)造）的 自動變速器100的剖視圖。變速器100包括一體地構(gòu)造的差速殼體102和主減速器輸出齒 輪104。差速殼體102和主減速器輸出齒輪104被構(gòu)造成驅(qū)動變速器100的輸出軸20。變 速器100包括與主減速器輸出齒輪104相協(xié)作的惰輪軸108。主減速器輸出齒輪104的端 面包括傳感器24的位于所述端面上的磁化區(qū)域46。傳感器24的傳感器殼體44嵌入在變 速器100的位于磁化區(qū)域46位置處的固定殼體部106中。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測 元件感測磁化區(qū)域46,從而讀取主減速器輸出齒輪104上的應(yīng)力。
[0066] 現(xiàn)在參照圖7B，示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的第二變型的具有傳感器位于差 速殼體處并位于行星齒輪式主減速器之后的徑向/成角度的區(qū)域上的這種設(shè)計（具有鏈和 行星齒輪式主減速器的主減速器構(gòu)造）的自動變速器110的剖視圖。本設(shè)計的特征包括材 料被修改的差速殼體102,使得行星齒輪式主減速器76的差速（differential)輸入載荷 位置112與小齒輪114的載荷之間的扭矩路徑包括窄區(qū)域116。如所描述的，該窄區(qū)域116 被狹窄化以提高應(yīng)力。窄區(qū)域116可以是徑向、水平（圓筒）或成角度的表面。窄區(qū)域116 通過磁化區(qū)域46而被磁化。傳感器24的傳感器殼體44嵌入在變速器100的位于磁化區(qū) 域46位置處的固定殼體部118中。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測元件感測磁化區(qū)域46， 從而讀取窄區(qū)域116上的應(yīng)力。在圖7B中，在中心線以上示出了 FWD式變速器110并且在 中心線以下示出了 AWD式變速器110。
[0067] 現(xiàn)在參照圖8,示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的具有傳感器位于輸出行星齒輪 架輪轂/駐車齒輪處的這種設(shè)計的自動變速器120的剖視圖。該設(shè)計的特征包括變速器 120的輸出行星齒輪124的行星架輪轂122,該行星架輪轂122具有傳感器24的磁化區(qū)域 46。磁化區(qū)域46位于輸出行星齒輪的行星架輪轂122的端面上并處于行星架輪轂122的 載荷輸入位置126和載荷輸出位置128之間。傳感器24的傳感器殼體44集成到泵殼體54 的位于磁化區(qū)域46位置處的那部分中。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測元件感測磁化區(qū)域 46,從而讀取輸出行星齒輪的行星架輪轂122上的應(yīng)力。傳感器24的配線127延伸穿過于 泵殼體54的壁中銑削而成的槽129。
[0068] 現(xiàn)在參照圖9,示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的具有傳感器處于多片式分動齒 輪的端面處的這種設(shè)計的自動變速器130的剖視圖。變速器130具有多片式分動齒輪的端 面。該多片式分動齒輪的端面具有多片式構(gòu)造，其中，分動軸輸入齒輪由通過螺栓132連接 在一起的兩個片（所述兩個片為：在外徑上具有輪齒的外部分134和在其內(nèi)徑處被花鍵連 接到分動軸108的內(nèi)部分136)組成。內(nèi)部分136在其端面上具有一個或更多個熱處理和磁 化的區(qū)域46。內(nèi)部分136的截面在磁化區(qū)域46處可被減小，以提高應(yīng)力水平和傳感器24 的磁感應(yīng)元件的磁信號強度。傳感器24的傳感器殼體44嵌入在變速器130的位于磁化區(qū) 域46位置處的固定殼體部138中。傳感器殼體44內(nèi)的磁通量感測元件感測磁化區(qū)域46， 從而讀取分動軸輸入齒輪上的應(yīng)力。傳感器24的配線139在殼體部138的壁附近延伸并 附著到殼體部138的壁。
[0069] 雖然上面描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了本發(fā)明的所有 可能的形式。相反，說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制，并且應(yīng)理解的是，在不脫 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。此外，可組合多個實施的實施例的特征 以形成本發(fā)明的進一步的實施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種變速器，包括： 鏈主動鏈輪，用于驅(qū)動輸出軸，所述鏈主動鏈輪具有磁化區(qū)域； 泵殼體； 磁扭矩傳感器，用于檢測鏈主動鏈輪的扭矩，安裝到泵殼體的面對磁化區(qū)域的那部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，所述變速器包括： 定子組件， 其中，泵殼體和定子組件相互連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，傳感器的配線嵌入穿過泵殼體。
4. 一種變速器，包括： 鏈從動鏈輪，用于驅(qū)動輸出軸，所述鏈從動鏈輪具有鏈輪輪轂，所述鏈輪輪轂具有磁化 區(qū)域； 鏈輪軸承座； 磁扭矩傳感器，用于檢測鏈輪輪轂的扭矩，安裝到鏈輪軸承座的面對磁化區(qū)域的那部 分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其中，傳感器的配線從軸承下方于鏈從動鏈輪與鏈 輪軸承座之間向外延伸。
6. -種變速器，包括： 行星齒輪式主減速器，用于驅(qū)動輸出軸，所述行星齒輪式主減速器具有齒圈，其中，齒 圈的接地位置被構(gòu)造成使得接地路徑包括磁化區(qū)域； 固定殼體部； 磁扭矩傳感器，安裝到殼體部的面對磁化區(qū)域的那部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，其中， 齒圈具有與其連接的徑向板，且所述齒圈包括磁化區(qū)域； 磁扭矩傳感器感測磁化區(qū)域，以檢測齒圈的徑向板的扭矩。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，所述變速器還包括： 定子組件； 泵殼體，其中，所述泵殼體和定子組件相互連接， 其中，磁扭矩傳感器的配線從磁扭矩傳感器延伸至定子組件、泵殼體和殼體部之間的 空腔中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，其中， 齒圈包括與其連接的圓筒殼，且所述圓筒殼包括磁化區(qū)域，其中，圓筒殼被構(gòu)造成能夠 使鏈條傳動穿過所述圓筒殼； 磁扭矩傳感器感測磁化區(qū)域，以檢測齒圈的圓筒殼的扭矩。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，其中， 齒圈的接地位置通過經(jīng)由花鍵或螺栓連接到殼體部而實現(xiàn)。
【文檔編號】F16H61/02GK104121358SQ201410165813
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
【發(fā)明者】格雷戈里·邁克爾·皮爾準(zhǔn)恩, 尼姆羅德·卡帕斯, 藤井雄二, 約瑟夫·F·庫哈爾斯基, 格雷戈里·丹尼爾·格萊斯基, 杰夫瑞·愛德華·毛瑞爾 申請人:福特全球技術(shù)公司